JPS63220032A

JPS63220032A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS63220032A
Application number: JP62053651A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kizawa; 木沢　敏浩; Nobuo Suzuki; 信雄鈴木
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1988-09-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は空気調和機に関するものであって、特に圧縮
能力可変な圧縮機を有する空気調和機に関するものであ
る。

（従来の技術）上記のような構成の空気調和機は、例えば特開昭５９−
１３８４１号公報に、１台の室外ユニットに複数台の室
内ユニットを接続して構成したインバータマルチエアコ
ンとして記載されている。この種の空気調和機において
は、空調負荷の変化に応じて圧縮機の圧縮能力、すなわ
ちインバータ周波数を制御する。上記従来装置において
は、各室内ユニット毎に、空調負荷となる室温と設定温
度との温度差から制御要求周波数を求めると共に、その
うちの最大の制御要求周波数を基準周波数とし、室内ユ
ニットの運転台数に応じて上記基準周波数を調整し、こ
れをインバータに出力するようになっている。すなわち
運転台数が多い場合には（例えば３台）、上記基準周波
数をインバータ周波数とし、また運転台数が少ない場合
には（例えば１台）、上記基準周波数よりも少ない周波
数をインバータ周波数としている。

しかしながら上記装置においては、インバータ周波数を
定める基準値の１つとして室内ユニットの運転台数を使
用しているために、室内ユニットの定格能力に応じたイ
ンバータ周波数の制御はなされず、このため運転台数が
同一であっても、定格能力の大きな室内ユニットが運転
される場合には空調能力の不足を、また定格能力の小さ
な室内ユニットが運転される場合には空調能力が過剰に
なるという欠点が生じる。

そこで本出願人は、運転される室内ユニットの定格能力
（負荷容量値）と各室内における空調負荷とに基づいて
圧縮能力を制御する装置を先に提案した（特願昭６１−
５１２３９号参照）。これにより室内ユニットと圧縮機
能力との整合性が向上し、結果として空調快適性の向上
を図ることが可能となる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上記のような定格能力は、特定の条件下に
おける室内ユニットの熱交換能力であり、したがって同
一の定格能力であってもこれが設置される室内の仕様、
例えば広さや、壁面における戸外との断熱効果、或いは
南向き、北向き、窓の大きさ等による戸外からの熱的影
響の差異等によって、空調効果は異なったものとなって
くる。例えば狭い部屋で定格能力通りの能力制御を行っ
て暖房する場合には、急激な室温上昇を伴うと共に、さ
らに設定温度を大きく超える温度まで上昇するオーバシ
ュートを生じたり、或いは設定温度付近においても上下
に大きく変動するハンチング現象を生じる場合がある。

また広い部屋の場合には設定温度に達するまでに時間が
長くかかり、即暖惑が得られないこととなる。

この発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、その目的は、室内側での状況に応じた圧
縮機の能力制御が行え、そのため使用者の快適感を向上
することのできる空気調和機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明の空気調和機は、圧縮能力可変な圧縮機
１を有する室外ユニットＸに室内ユニットＹを接続して
冷媒サイクルを構成した空気調和機であって、第１図に
示すように、室内の空調負荷を検出する空調負荷検出手
段３２と、所定の空調運転開始後において空調負荷の変
化とその経過時間により負荷、レベルを把握する負荷レ
ベル把握手段４０と、上記把握された負荷レベルと検出
される空調負荷とに基づいて上記圧縮機１の圧縮能力を
制御するための運転制御手段３７とを存している。

（作用）上記構成の空気調和機においては、負荷レベル把握手段
４０によって、例えば室内ユニットＹの定格能力に基づ
いた圧縮能力制御での所定の空調運転時において、空調
負荷、例えば室温と設定温度との温度差ΔＴが設定値、
例えば０に達する迄の経過時間により負荷レベルが把握
される。したがってこの負荷レベルは、室内ユニットＹ
の定格能力と共に、この室内ユニットＹが設置された室
内の状況の差異にも応じた値となり、以降は上記負荷レ
ベルと検出される空調負荷とに基づ（圧縮能力制御を行
っていくことで、従来よりもさらに室内の状況に応じた
空調制御が行えることとなる。

（実施例）次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第２図には、４台の室内ユニットを備えたマルチ型
式の空気調和機として構成したこの発明の一実施例にお
ける装置の冷媒配管系統を示すが、図において、Ｘは室
外ユニット、Ｙは室内ユニット、すなわち図の場合には
、第１〜第４室内ユニットＡ、Ｂ、、Ｃ，Ｄを示してい
る。上記室外ユニッ＋−Ｘは、インバータ１ａにより能
力制御される圧縮機１と、四路切換弁２と、送風ファン
３ａを有する室外熱交換器３と、冷房運転時に全開とな
り、暖房運転時に冷媒の過熱度制御を行う第１電動弁４
と、受液器５と、上記各室内ユニッ）Ａ・・Ｄに対応し
て設けられると共に、冷房運転時に冷媒の過熱度制御を
行い、暖房運転時に冷媒の過冷却度制御を行う合計４台
の第２電動弁６〜９と、アキュームレータ１０とをそれ
ぞれ有しており、各機器１〜１０はそれぞれ冷媒配管１
１・・にて接続されている。また上記各室内ユニノ）Ａ
−Ｄは、それぞれ室内熱交換器１５と、送風ファン１６
とを有している。

そして上記４台の室内ユニッ）Ａ−Ｄは、上記１台の室
外ユニットＸに対して、冷媒配管１８・・により互いに
接続され、冷媒循環回路１９が形成されている。そして
冷房運転は、冷媒を図中実線矢印で示すように四路切換
弁２を切換えて循環させることにより、また暖房運転は
、冷媒を図中破線矢印で示すように循環させることによ
り行われる。なお図中、２０はキャピラリーチューブで
あって、このチューブ２０を通して受液器５内の冷媒を
アキュームレータＩＯに戻すことにより、キャピラリ−
チューブ２０出口にて冷凍サイクル中の蒸発温度を検出
するようになっている。また２２は冷媒の吐出圧力を検
出する高圧スイッチ、２３は液閉鎖弁、２４はガス閉鎖
弁である。

次に上記空気調和機の運転制御回路を第３図に基づいて
説明する。図のように、室外ユニットＸは、室外制御装
置２５を有しており、この室外制御装置２５にインバー
タ１ａが接続され、インバータ１ａは圧縮機ｌの駆動モ
ータ２６に接続されている。一方室内ユニットＡ−Ｄは
、それぞれ室内制御装置２７を有しているが、この室内
制御装置２７には、リモコン２８、室内サーモ２９、及
び後述する負荷レベル把握モード運転スイッチ３９がそ
れぞれ接続されている。上記リモコン２８は、該室内ユ
ニッＩ−Ａ−Ｄの運転を行うための運転スイッチと、希
望温度を設定するための温度設定部とを有するものであ
る。そして各室内制御装置２７・・２７と室外制御装置
２５とは信号線３０にて接続されており、上記室内制御
装置２７からは、室外制御装置２５に対して、室内ユニ
ットのＯＮ要求信号と、室内サーモ２９による室温と設
定温度との差に対応したΔＴ倍信号がそれぞれ出力され
る。すなわち、暖房運転時を例に説明すれば、上記室内
制御装置２７においては第４図のように、運転スイッチ
がＯＮであることを前提に（ステップＳ１）、ΔＴ＝検
出温度一般定温度を算出しくステップＳ２）、ΔＴ≦０
であることを確認すると共に（ステップＳ３）、このΔ
Ｔ倍信号ＯＮ要求信号とを室外制御装置２５に送信する
のである（ステップＳ４）。一方室外制御装置２５にお
いては、ΔＴ値検出回路３１にて上記ΔＴ倍信号基づい
て、以下の（１）〜（７）のようにしてΔＴ値を求める
。

（１）０≦ΔＴ信号・・・・・・ΔＴ値＝０（２）−０
，５≦ΔＴ信号くＯ・・・・ΔＴ値＝−０，５（３）−
１，０≦ΔＴ信号＜−０，５・・ΔＴ値＝−１，０（４
）−１，５≦ΔＴ信号＜−１，０・・ΔＴ値＝−１，５
（５）−２，０≦ΔＴ信号＜−１，５・・ΔＴ値＝−２
，０（６）−２，５≦ΔＴ信号＜−２，０・・ΔＴ値＝
−２，５（７）　　　　　ΔＴ倍信号−２，５・・ΔＴ
値＝−３，０そして上記室外制御装置２５においてはＯ
Ｎ要求信号のある各室内ユニッ）Ａ−ＤのΔＴ値の絶対
値のうちの最大のものを、空調負荷検出手段としての最
大温度差検出回路３２にて求める。

さらに室外制御装置２５においては、各室内制御装置２
７・・２７から出力されるＯＮ要求信号に基づき、負荷
容量把握手段３３にて、ＯＮ要求信号のある室内ユニッ
Ｉ−Ａ−Ｄの合計負荷容量ΣＳを把握するようなされて
いる。つまり、後述するように、装置据付は時等におい
て、各室内ユニットＡ−Ｄに対して負荷レベルＳが設定
され、これらが各室内ユニットＡ−Ｄ毎に記憶部３４に
記憶されるようになされている。そしてＯＮ要求信号の
ある室内ユニッ）Ａ−Ｄに対応した上記負荷レベルＳを
、合計負荷容量把握回路３５に読出すと共に、これらを
合計して合計負荷容量ΣＳを演算するのである。

上記負荷レベルＳは、上記装置据付時に、次のような手
順によって初期負荷レベルＳｏがまず設定される。すな
わち装置据付直後に、後述するように、各室内ユニッＩ
−Ａ〜Ｄに設けである負荷レベル把握モード運転スイッ
チ３９を個々にＯＮ操作することによって、各室内ユニ
ットＡ−Ｄの各定格能力に応じた信号が、室外制御装置
２５の負荷レベル把握手段４０に出力される。一方負荷
レベル把握手段４０には、各定格能力に対応した基準負
荷レベルＳＯが記憶されている。この基準負荷レベルＳ
Ｏは、定格能力２２４０Ｋｃａｌ　／　ｈを’　Ｉ　Ｊ
　、２８００Ｋｃａｌ／ｈを’１．２５Ｊ　、３５５０
Ｋｃａｌ／　ｈをｒｌ、５　Ｊ　、４５００Ｋｃａｌ／
　ｈを「２」等としてそれぞれ設定したものである。そ
こで各室内ユニットＡ−Ｄからそれぞれの定格能力信号
が上記負荷レベル把握手段４０に出力されたとき、その
信号に応じて上記基準負荷レベルＳＯを選定し、これを
各室内ユニットＡ〜Ｄに対応させて、初期の負荷レベル
ＳＯとして記憶部３４に記憶させるのである。なお上記
室外制御装置２５からは、室内制御装置２７に対して、
室内ユニッ１−ＯＮ信号が出力され、これにより室内ユ
ニッ）Ａ−Ｄの運転状態が制御される。

上記室外制御装置２５においては、上記のようにＯＮ要
求信号のある室内ユニッ１−Ａ−Ｄの合計負荷容量値Σ
Ｓ、ΔＴ値の絶対値の最大がそれぞれ把握される訳であ
るが、これらに基づいて運転制御手段としての周波数制
御回路３７により圧縮機１の周波数が制御される。以下
この制御方法について、暖房運転時を例にして説明する
。まずインバータ１ａの初期設定周波数を設定するが、
この初期設定周波数とは、起動時、室内ユニッ）Ａ−Ｄ
のサーモ復帰時、室内ユニッ）Ａ−Ｄの運転台数変更時
、デフロスト復帰時等においてインバータ１ａの制御目
標となる周波数のことである。この初期設定周波数は、
上記において把握した合計負荷容量値ΣＳと、最大絶対
値となるΔ′ｒ値との関連において、第１表のように定
められるものである。

第１表に示す各初期設定周波数は、記憶部３８に記憶さ
れている。

次に第５図に基づいてインバータ周波数の制御方法につ
いて説明すると、まず上記のようにΔＴ倍信号ΔＴ値に
変換しくステップ５ｌｌ）、ΣＳを算出しくステップＳ
ｔ２　）　、次いでΔＴ値のうち絶対値が最大のものを
読出す（ステップ５１３）。次いでステップＳ１４にて
圧縮機１の運転が継続中であ、るか否かの判断をするが
、起動時にはＮｏであるため、ステップＳ１５へと移り
、上記記憶部３８に記憶された初期設定周波数（第１表
）から合計負荷容量ΣＳとΔＴ値とに応じた最適周波数
を選択すると共に、この周波数にてインバータ１ａを駆
動するような制御を行う。そして次のステップＳ１６へ
と移ってｐｔｌｌｌｍを行うと共に、ステ、２プＳ１７
にて上記ΣＳ、及びその時の周波数の各値を前回値とし
、上記ステップＳｌｌへ戻って次回の制御、つまり上記
と同様な作動を繰返すのである。なおこの場合、起動後
所定時間内（例えば３分程度）はＰＩ制御が行われない
ために、この間にインバータ周波数は上記初期設定値に
略述することになる。

そしてステップＳｌｌから始まる次回の制御においては
、ステップＳ１４がＹＥＳとなるために、ステップ３１
８へと移り、ΣＳが前回よりも増加したか否かの判断を
する。ＮＯの場合、つまりΣＳの増加がない場合には、
次のステップＳ１９において、ΣＳが前回と同一である
か否かの判断をし、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１６
へと移り、上記と同様にさらに次の制御を行う。また上
記ステップＳ１９においてＮＯの場合、つまり室内ユニ
ッ）Ａ−Ｄのサーモ停止や運転停止があったような場合
には、ステップＳ１５に移り、そのときのΣＳ及びΔＴ
に基づいて再度、初期設定周波数（第１表）の設定を行
って、上記と同様にステップ３１６以下を繰返す。

一方ステップ３１８にてＹＥＳの場合、すなわち室内ユ
ニッ）Ａ−Ｄのサーモ復帰や運転開始等によってΣＳが
増加したような場合には、ステップＳ２０にて、上記増
加したΣＳ及びそのときのΔＴによって求められる基準
設定周波数（第１表）が、前回の制御時におけるインバ
ータ周波数以上であるか否かの判断をする。ＹＥＳの場
合には、ステップＳ１５にてインバータ周波数を、上記
において求めた基準設定周波数に変更するような制御を
行い、またＮＯの場合にはステップＳ２１にて前回のイ
ンバータ周波数を維持するような制御を行い、次いでス
テップＳ１６へと移って以下同様な作動を繰返す。

上記のように合計負荷容量値ΣＳを基準の１つとしてイ
ンバータ１ａの初期設定周波数を設定するようにした場
合には、室内ユニットＡ〜Ｄの運転台数を基準とするよ
うな場合に比較して、室内ユニッ）Ａ−Ｄをより正確に
把握した周波数制御を行うことが可能となる。

そして上記のような合計負荷容量値ΣＳを基準の１つと
して制御をするに際し、上記装置では、据付は当初には
各室内ユニットＡ−Ｄ側の定格能力に対応した負荷レベ
ルＳＯが与えられる訳であるが、さらに前記した負荷レ
ベル把握手段４０によて据付室内の状況も加味した負荷
レベルＳに修正し得る機能も有している。第６図に示し
た負荷レベル把握の制御フローチャートに基づいてこれ
を説明する。

第６図にはＡ室に設置された室内ユニッｌ−Ａを例にし
たフローチャートを示している。同図において室内ユニ
ッ）Ａにおける負荷レベル把握モード運転スイッチ３９
がＯＮ操作されると、運転スイッチのＯＮ操作時と同様
にＯＮ要求信号とΔＴ倍信号が室外制御装置２５に出力
されると共に、前記したように室内ユニットＡの定格能
力信号が負荷レベル把握手段４０に出力され１．この負
荷レベル把握手段４０によって、上記定格能力が、例え
ば２８００Ｋｃａｌ／ｈの場合には、Ａ室の初期負荷レ
ベルＳ〇へが１．２５として記憶部３４に記憶される（
ステップｓ３１　）。そ１７てこの初期負荷レベルＳＯ
Ａと上記ΔＴ倍信号よって、前記のように初期設定周波
数が決定され、周波数制御回路３７によってＡ室の空調
運転が開始される（ステップＳ３，２　）。この開始時
点において周波数制御回路３７から負荷レベル把握手段
４０にタイマ作動信号が出力され、この信号を受けて負
荷レベル把握手段４０において時間計測が開始される（
ステップ５３３）。次いでステップＳ３４に移行し、上
記の状態で前記のようなインバータ周波数制御を行いな
がら、Ａ室の空調運転を継続し、Ａ室の室温が設定温度
に達したとき、すなわち室内サーモ２９からＯＦＦ信号
が出力されたときには、空調運転が停止されると共に、
ステップＳ３４から３３５に移行して、上記空調運転の
停止時に、周波数制御回路３７から負荷レベル把握手段
４０に終了信号が出力され、これによって上記時間計測
が停止される。次いでステップ３３６において、上記計
測時間、すなわち空調運転開始から室温が設定温度に達
するまでの経過時間ｔを、標準の到達時間ｔＯ（例えば
１０分）と比較し、その比較結果によって、上記初期負
荷レベルＳＯＡを修正演算して、新たな負荷レベルＳＡ
を決定する。

つまり初期負荷レベルＳＯＡが例えば１．２５の場合に
、上記ｔがｔｏよりも大きい場合には、１．２５を増加
させて例えば１．４０となるような変更を、一方ｔが１
０よりも小さい場合には１．２５を滅じて、例えば１．
１０となるような変更を行い、これを新たな負荷レベル
ＳＡとするのである。そしてこのＳＡが記憶部３４にＡ
室における負荷レベルとして記憶され（ステ°ツブ５３
７）、負荷レベル把握モードの運転を終了する。以降、
室内サーモ２９がＯＮ状態にな、ったとき、或いは次回
からの空調運転の開始時においても、周波数制御回路３
７においては、上記新たな負荷レベルＳＡをもとにした
周波数制御による空調運転がなされることとなる。また
他のＢ−Ｄ室における室内ユニットＢ−Ｄに対しても上
記と同様に、それぞれの室内ユニットＢ−Ｄを単独で運
転して新たな負荷レベル５Ｒ−５Ｄを決定する。

上記初期の負荷レベルＳＯは、各室内ユニッ）Ａ〜Ｄの
定格能力に応じた値であり、この定格能力は特定の条件
下における室内ユニットの熱交換能力であるために、こ
の定格能力をもとに運転した場合には、設置された室内
の仕様により、上記定格能力を与える特定条件と大きく
異なる据付条件の場合、特に空調運転開始時における設
定温度の立上り期間に、前記したような急激すぎる温度
変化、或いは逆に即応性に欠けるような不快感を居住者
に感じさせる場合がある。そこで上記のように、実際に
室内に据付けられた後に、まず定格能力をもとに空調運
転を行い、その据付条件と上記特定条件との差によって
、空調運転開始後、設定温度に達する迄の経過時間が標
準時間と大きく差を生じた場合には、上記のように据付
条件に合わせた変更を行うこととして、次回以降の空調
運転時には快適性の維持された運転がなされるようにし
ているのである。

以上の説明のように、上記実施例においては、室内ユニ
ットの据付条件に合わせた負荷レベルが把握され、これ
を基に空調能力が自動的に制御される運転がなされるの
で、従来よりもさらに室内の状況に即した快適な空調運
転を行うことが可能となる。また特に上記実施例のよう
にマルチシステムの場合において、例えば各室間時運転
を行ったときに、従来の定格能力をもとに運転していた
場合には、各室の立上り速度に差を生じ易く、不快な部
屋、快適な部屋のバラツキを生ずる場合があったが、上
記のように各部屋の負荷レベルに合わせた運転制御を行
うことによって、略同−の立上り速度が維持されてバラ
ツキが解消される。さらに従来は定格能力が細分化され
た多くの機種の室内ユニットを品揃えし、そして一般に
は据付は室内の広さを基準として機種を選定し、据付け
を行っていた訳であるが、前記のように室内の広さ以外
にも種々の要因によって定格能力通りの運転では所期の
快適性が得られない場合があり、これが、上記のように
個々の据付条件にも応じた負荷レベルを求めることによ
って、室内仕様に合わせた運転に自動的に変更されるの
で、定格能力と実際の室内仕様との多少の不整合性は解
消され、快適性が得られることとなる′。また機種の選
定が容易となり、或いは機種数の低減も可能となる。

なお上記実施例においては負荷レベル把握モードの運転
を装置据付は時に行うこととして説明したが、例えば外
気温に大きな差が生じた日等において、適宜上記運転を
実施することにより、外気温の変化にもより適合したき
め細かな空調運転が可能となる。また上記運転モードに
おける経過時間ｔを空調運転開始時から室温が設定温度
に達するまでとしたが、例えば所定の時間（例えば５分
）における室温の変化を把握し、室温の変化速度によっ
て負荷レベルを把握する等のその他の方法によることも
可能である。また上記においては、マルチシステムを例
にして説明したが、単独の室内ユニットを有する空気調
和機にもこの発明の適用は可能である。

（発明の効果）上記のようにこの発明の空気調和機においては、室内ユ
ニットの定格能力と共に、この室内ユニットが据付けら
れる室内の状況を加味した負荷レベルを把握し、この負
荷レベルと空調負荷とに基づいた圧縮能力制御が行われ
るので、据付室内の差異にも即した精度のよい空調制御
を行うことが可能となり、そのため使用者の快適感を向
上し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の空気調和機の実施例を示し、第１図は機
能ブロック図、第２図は冷媒回路図、第３図は制御ブロ
ック図、第４図は室内ユニット側での制御方法のフロー
チャート図、第５図は運転制御方法のフローチャート図
、第６図は負荷レベル把握の制御フローチャート図であ
る。 ■・・・圧縮機、３２・・・最大温度差検出回路（空調
負荷検出手段）、３７・・・周波数制御回路（運転制御
手段）、４０・・・負荷レベル把握手段、Ｘ・・・室外
ユニット、Ｙ・・・室内ユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

１、圧縮能力可変な圧縮機（１）を有する室外ユニット
（Ｘ）に室内ユニット（Ｙ）を接続して冷媒サイクルを
構成した空気調和機であって、室内の空調負荷を検出す
る空調負荷検出手段（３２）と、所定の空調運転開始後
において空調負荷の変化とその経過時間により負荷レベ
ルを把握する負荷レベル把握手段（４０）と、上記把握
された負荷レベルと検出される空調負荷とに基づいて上
記圧縮機（１）の圧縮能力を制御するための運転制御手
段（３７）とを有していることを特徴とする空気調和機
。