JPH0261466A - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

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） 本発明は容量可変形圧縮機を備えた空気調和装置の運転
制御装置に係り、特に冷房運転時に蒸発圧力に応じて圧
縮機の運転容量を制御するようにしたものの改良に関す
る。

（従来の技術） 従来より、容量可変形圧縮機を備えた空気調和装置にお
いて、冷房運転時に、圧縮機の吸入管における吸入ガス
圧力（低圧）と圧縮機の運転容量とで利用側熱交換器の
蒸発圧力を推定し、その推定された蒸発圧力に基づいて
圧縮機の運転容量を制御することにより、利用側熱交換
器で要求する熱交換能力に必要な冷媒循環量を確保しよ
うとする運転制御装置は公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものでは、検出される蒸発圧
力は利用側熱交換器から圧縮機までの配管で既に圧力損
失を受けた冷媒の物理状態量であって、真に制御目標と
すべき利用側熱交換器における蒸発圧力が正確に反映さ
れているとは必ずしもいえない。

特に、室外ユニットに対して複数の室内ユニットを並列
に接続したマルチ方空気調和装置の場合には、一般的に
配管長が長くなり、しかも室内ユニットの位置による長
さのバラツキがあることもあって、目標とする蒸発圧力
と実際の蒸発圧力との偏差が大きく、そのために、圧縮
機の運転容量不足を招きやすいという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、各室内ユニットの要求能力に応じて圧縮機の運転
容量を制御する制御目標値を定めるに際し、圧力損失等
を考慮した補正を行うことにより、容量制御の精度の向
上を図り、もって容量不足の解消を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の第１の解決手段は、第
１図に示すように、容量可変形圧縮機（１）、熱源側熱
交換器（３）、減圧機構（６）および利用側熱交換器（
７）を接続してなる冷媒回路（１２）を備えた空気調和
装置を対象とする。

そして、冷房運転時、室内の要求蒸発能力を検出する要
求能力検出手段（Ｔ　ｈ１）と、上記利用側熱交換器（
７）に配置され、冷媒の蒸発圧力を検出する蒸発圧力検
出手段（Ｔ　ｈ２）と、該蒸発圧力検出手段（Ｔ　ｈ２
）の出力を受け、現在の蒸発圧力値に基づき上記要求能
力検出手段（Ｔ　ｈ１）で検出された要求蒸発能力を補
正する補正手段（５１）と、該補正手段（５１）で補正
された要求蒸発能力についての要求信号値に基づき圧縮
機（１）の運転容量を制御する容量制御手段（１０）と
を設ける構成としたものである。

また、第２の解決手段は、第２図に示すように、容量可
変形圧縮機（１）、サイクル切換機構（２）、熱源側熱
交換器（３）および該熱源側熱交換器（３）用の第１減
圧機構（４）を有する室外ユニット（Ｘ）に対して、利
用側熱交換器（７）および該利用側熱交換器（７）用の
第２減圧機構（６）を有する複数組の室内ユニット（Ａ
）〜（Ｄ）を並列に接続してなる空気調和装置を前提と
する。

そして、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）毎に、冷房運転
時、室内の要求蒸発能力を検出する要求能力検出手段（
Ｔ　ｈ１）と、上記利用側熱交換器（７）に配置され、
冷媒の蒸発圧力を検出する蒸発圧力検出手段（Ｔ　ｈ２
）とを備えるとともに、該蒸発圧力検出手段（Ｔ　ｈ２
）〜（Ｔ　ｈ２）の出力を受け、現在の蒸発圧力値に基
づき上記要求能力検出手段（Ｔ　ｈ１）〜（Ｔ　ｈ１）
で検出された要求蒸発能力を補正する補正手段（５１）
と、該補正手段（５１）で補正された要求蒸発能力につ
いての要求信号値に基づき圧縮機（１）の運転容量を制
御する容量制御手段（１０）とを設ける構成としたもの
である。

さらに、第３の解決手段は、第１図又は第２図に示すよ
うに、上記第１又は第２の解決手段において、上記補正
手段（５１）を、要求蒸発能力を現在の蒸発圧力と前回
に出力した要求信号値とで補正するように構成したもの
である。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、冷房運転
時、要求能力検出手段（Ｔ　ｈ１）により各室内の要求
蒸発能力が検出されると、補正手段（５１）により、そ
の要求蒸発能力値が蒸発圧力検出手段（Ｔ　ｈ２）で検
出される現在の蒸発能力値に基づき補正される。そして
、容量制御手段（１０）により、この補正された値であ
る要求信号値に基づき、圧縮機（１）の運転容量が制御
される。

その場合、要求能力検出手段（Ｔ　ｈ１）で検出される
要求蒸発能力が利用側熱交換器（７）における現在の蒸
発圧力で補正されるるので、圧縮機（１）の吸入管にお
ける圧力損失とは無関係に実際の蒸発圧力に応じて容量
制御が行われることになり、よって、圧力損失による検
出値の低下に起因する能力不足が解消されることになる
。

また、請求項（ａの発明では、特に、室内側から室外側
への配管長さが長くなるマルチ形空気調和装置において
も、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）の配管長さの違い等
に起因する能力不足が解消される。

さらに、請求項（３）の発明では、要求蒸発圧力値が現
在の蒸発圧力値と前回出力した要求信号値とで補正され
て、要求信号値として算出されるので、前回の要求信号
値との比較により、配管の長さ等に起因する要求信号と
その要求信号に基づく容量制御の結果とのずれがなくな
る方向に補正され、より正確な要求信号に基づく圧縮機
（１）の容量制御が行われることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第３図以下の図面に基
づき説明する。

第３図は請求項（１）〜（３）の発明に係る実施例の全
体構成を示し、−台の室外ユニット（Ｘ）に対し、４台
の室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）が並列に配置されている
。上記室外ユニット（Ｘ）には、インバータ（８）によ
り運転周波数可変に駆動される容量可変形の圧縮機（１
）と、冷房運転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発器と
して機能する熱源側熱交換器としての室外熱交換器（３
）と、冷房運転時には図中実線のごとく、暖房運転時に
は図中破線のごとく切換わるサイクル切換機構としての
四路切換弁（２）と、冷房運転時には冷媒流量を調節し
、暖房運転時には冷媒を減圧する第１電動膨張弁（４）
とが配置されている。

また、上記各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも同
一構成であって、冷媒の流れに応じて蒸発器又は凝縮器
として機能する利用側熱交換器としての室内熱交換器（
７）と、該室内熱交換器（７）への冷媒を減圧する減圧
機構としての第２電動膨張弁（６）とが配置されている
。

そして、上記各ユニット（Ｘ）、（Ａ）〜（Ｄ）内の各
機器（１）〜（７）は、それぞれ冷媒配管（１１）によ
り順次冷媒の流通可能に接続されていて、室外熱交換器
（３）で室外空気との熱交換により付与されて熱を室内
熱交換器（７）〜（７）で室内に放出する冷媒回路（１
２）が構成されている。

次に、（９）〜（９）は各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）
個別の運転を制御する室内制御装置、（１０）は室外ユ
ニット（Ｘ）の運転を制御するための室外制御装置であ
って、上記各室内制御装置（９）〜（９）と室外制御装
置（１０）とは、連絡配線により、信号の授受可能に接
続されている。

一方、装置にはセンサ類が設置されていて、各室内ユニ
ット（Ａ）〜（Ｄ）において、（Ｔｈ１）は室内熱交換
器（７）の空気吸込口に取付けられ、後述のごとく要求
蒸発圧力値に対応する吸込空気温度Ｔａを検出する要求
能力検出手段としての室温センサ、（Ｔ　ｈ２）は室内
熱交換器（７）の液管側に取付けられ、冷房運転時にお
ける冷媒の蒸発圧力相当飽和温度（以下蒸発圧力とする
）Ｔｅを検出するための液管センサであって、該各セン
サ（Ｔｈ１）　、　　（Ｔｈ２）は上記室内制御装置（
９）とは信号の入力可能に接続されている。また、室外
ユニット（Ｘ）において、（Ｐｅ）は圧縮機（１）の吸
入管に配置され、低圧を検出するための圧力センサであ
って、該圧力センサ（Ｐ　ｅ）は上記室外制御装置（１
０）と信号の入力可能に接続されており、室外制御装置
（１０）により、上記各室内制御装置（９）〜（９）か
ら入力される各室内の要求蒸発圧力値に基づき、圧力セ
ンサ（Ｐｅ）で検出される低圧値に応じて、圧縮機（１
）の運転容量を制御するようになされている。よって、
室外制御装置（１０）は容量制御手段としての機能を有
するものである。

装置の冷房運転時、四路切換弁（２）が図中実線のごと
く切換わり、第１電動膨張弁（４）を開いた状態で、各
第２電動膨張弁（６）〜（６）の開度を適度に調節しな
がら運転が行われ、吐出冷媒が室外熱交換器（３）で凝
縮された後、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）の室内熱交
換器（７）〜（７）で蒸発するように循環する。なお、
各室内ユニツ）　（Ａ）〜（Ｄ）が同時に暖房運転を行
うときには、上記と逆の冷媒の流れによる運転が行われ
る。また、説明は省略するが、上記各室内ユニット（Ａ
）〜（Ｄ）のうちいずれかが停止中であっても、上記と
類似の運転状態となる。

そして、上記装置の運転時、各室内ユニット（Ａ）では
、室内制御装置（９）により、上記各センサ（Ｔｈ１）
　、　　（Ｔｈ２）により検知される吸込空気温度Ｔａ
、蒸発圧力Ｔｅに基づき第２電動膨張弁（６）の開度が
適度に調節される一方、室外制御装置（１０）に出力す
る要求信号値Ｔｅａが以下の手順で演算される。

第４図のフローチャートは上記室内制御装置（９）の制
御内容を示し、ステップＳ１で上記室温センサ（Ｔ　ｈ
１）で検出される吸込空気温度Ｔａと室内の設定温度Ｔ
ｓとを入力し、ステップＳ２で、両者の差温ΔＴｓを式
　ΔＴｓ−Ｔａ　−Ｔｓにより算出した後、ステップＳ
３で、この差温ΔＴｓに基づき室内熱交換器（７）の要
求蒸発能力Ｔｅｒを決定する。次に、ステップＳ４で上
記液管センサ（Ｔ　ｈ２）で検出される現在の蒸発温度
Ｔｅを入力し、ステップＳ５で、両者の偏差ＥＴを式Ｅ
ＴｍＴｅ−Ｔｅｒで算出した後、ステップＳ６で、上記
で求めた偏差ＥＴを積分定数Ｓで除して温度補正量ΔＴ
ｅを算出する。

そして、ステップＳ７〜ＳＯで、上記で求めた温度補正
量ΔＴｅを温度補正量の最小値ＳＴ（ただし、ＳＴは正
の値を有する定数）と比較して、温度補正量ΔＴとして
、ΔＴｅ＜−９ＴであればΔＴｅ−−５Ｔに、ΔＴｅ＞
ＳＴであればΔＴｅ−０，２に、−ＳＴ≦ΔＴｅ≦ＳＴ
であればそのままの値ΔＴｅに決定する。

また、ステップＳＩ２で、前回出力した要求信号値Ｔｅ
ｏｌを入力し、ステップＳＩ３で、要求信号値Ｔｅａを
式　Ｔ　ｅａ−Ｔ　ｅｏｌ−ΔＴｅにより算出した後、
ステップＳ＋４〜Ｓ＋７で、この要求信号値Ｔｅａをそ
の最小値Ｔｅｏｍｉｎおよび最大値Ｔ　ｅｏｍａｘと比
較して、最終的に室外制御装置（１０）に出力する要求
信号値Ｔｅａとして、Ｔ　ｅｏ　＞　Ｔ　ｅｏｍａｘで
あれば最大値Ｔ　ｅｏＩＩａＸに、Ｔ　ｅｏ＜　Ｔ　ｅ
ｏｍｌｎであれば最小値Ｔｅｏｍｉｎに、Ｔｅｏｍｉｎ
≦Ｔｅｏ≦Ｔ　ｅＯｍａｘであればそのままの値Ｔｅａ
に設定して、ステップＳａｇで要求信号値Ｔｅａを決定
し、ステップＳＩ９でその値Ｔｅａを室外制御装置（１
０）に出力する。

上記フローにおいて、ステップ８５〜８１８により、液
管センサ（蒸発圧力検出手段）　　（Ｔｈ２）の出力を
受け、現在の蒸発圧力値に基づき室温センサ（要求能力
検出手段）　　（Ｔｈ１）で検出された要求蒸発能力を
補正する補正手段（５１）が構成されている。

なお、室外制御装置（１０）では、各室内制御装置（９
）〜（９）から出力される要求信号値Ｔｅａのうち、最
大の圧力損失を生ずる室内ユニットの要求信号値Ｔｅａ
に基づき圧縮機（１）の運転容量を制御するようになさ
れている。

したがって、請求項（１）の発明では、室温センサ（要
求能力検出手段）　　（Ｔｈ１）により各室内の要求蒸
発能力Ｔ’ｅｒが検出されると、補正手段（５１）によ
り、その要求蒸発能力値Ｔｅｒが液管センサ（蒸発圧力
検出手段）（Ｔｈ２）で検出される現在の蒸発能力値Ｔ
ｅに基づき補正される。そして、室外制御装置（容量制
御手段）（１０）により、この補正された値である要求
信号値Ｔｅａに基づき、圧縮機（１）の運転容量が制御
される。

その場合、室温センサ（Ｔ　ｈ１）で検出される要求蒸
発能力Ｔｅｒを現在の蒸発圧力Ｔｅで補正するようにし
ているので、圧縮機（１）の吸入管における圧力損失と
は無関係に実際の蒸発圧力に応じて容量制御が行われる
ことになり、よって、圧力損失による検出値の低下に起
因する能力不足を解消することができるのである。

また、上記実施例のように、複数の室内ユニット（Ａ）
〜（Ｄ）を備えたマルチ形空気調和装置を特徴とする請
求項（２）の発明では、特に、室内側から室外側への配
管長さが長くなるマルチ形空気調和装置においても、各
室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）の配管長さの違い等に起因
する能力不足を解消することができる。

なお、その場合、上記実施例では、各室内制御装置（９
）〜（９）内で補正手段（５１）による要求蒸発能力値
Ｔｅｒの補正をしたが、室外制御装置（１０）内で補正
処理をするようにしてもよく、上記と同様の効果を発揮
することができる。

さらに、請求項（３）の発明では、要求蒸発圧力値Ｔｅ
ｒを現在の蒸発圧力値Ｔｅと前回出力した要求信号値Ｔ
ｅｏｌとで補正して、要求信号値Ｔｅａを算出するよう
にしているので、前回の要求信号値Ｔｅｏｌとの比較に
より、配管の長さ等に起因する要求信号とその要求信号
に基づく容量制御の結果とのずれがなくなる方向に補正
され、より正確な要求信号に基づく圧縮機（１）の容量
制御が可能となるのである。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、要
求蒸発能力を利用側熱交換器における現在の蒸発能力で
補正して、その補正された値を要求能力として圧縮機の
運転容量を制御するようにしたので、配管途中の圧力損
失に無関係に実際の蒸発圧力に基づく制御が行われ、圧
力損失等に起因する利用側熱交換器の能力不足を解消す
ることができる。

また、請求項（２）の発明では、複数の室内ユニットを
備えた空気調和装置において、各室内ユニットから室外
側に出力すべき要求信号値について、上記請求項（１）
の発明と同様の補正処理を行うようにしたので、各室内
ユニットの配管長さの違い等に起因する利用側熱交換器
の能力不足を解消することができる。

さらに、請求項（３）の発明では、上記請求項（１）お
よび（１）の発明において、要求蒸発能力をさらに前回
の要求信号値で補正するようにしたので、より正確な容
量制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ請求項（１）および（′
２Ｉの発明の構成を示すブロック図である。第３図以下
は本発明の実施例を示し、第３図はその全体構成を示す
冷媒系統図、第４図は制御の内容を示すフローチャート
図である。 （１）・・・圧縮機、（２）・・・第１四路切換弁（サ
イクル切換機構）、（３）・・・室外熱交換器（熱源側
熱交換器）、（６）・・・第２電動膨張弁（減圧機構）
、（７）・・・室内熱交換器（利用側熱交換器）、（１
０）・・・室外制御装置（容量制御手段）、（５１）・
・・補正手段、（Ｔ　ｈ１）・・・室温センサ（要求能
力検出手段）、（Ｔ　ｈ２）・・・液管センサ（蒸発能
力検出手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　容量可変形圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３
   ）、減圧機構（６）および利用側熱交換器（７）を接続
   してなる冷媒回路（１２）を備えた空気調和装置におい
   て、冷房運転時、室内の要求蒸発能力を検出する要求能
   力検出手段（Ｔｈ１）と、上記利用側熱交換器（７）に
   配置され、冷媒の蒸発圧力を検出する蒸発圧力検出手段
   （Ｔｈ２）と、該蒸発圧力検出手段（Ｔｈ２）の出力を
   受け、現在の蒸発圧力値に基づき上記要求能力検出手段
   （Ｔｈ１）で検出された要求蒸発能力を補正する補正手
   段（５１）と、該補正手段（５１）で補正された要求蒸
   発能力についての要求信号値に基づき圧縮機（１）の運
   転容量を制御する容量制御手段（１０）とを備えたこと
   を特徴とする空気調和装置の運転制御装置。
2. （２）　容量可変形圧縮機（１）、サイクル切換機構（
   ２）、熱源側熱交換器（３）および該熱源側熱交換器（
   ３）用の第１減圧機構（４）を有する室外ユニット（Ｘ
   ）に対して、利用側熱交換器（７）および該利用側熱交
   換器（７）用の第２減圧機構（６）を有する複数組の室
   内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）を並列に接続してなる空気調
   和装置において、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）毎に、
   冷房運転時、室内の要求蒸発能力を検出する要求能力検
   出手段（Ｔｈ１）と、上記利用側熱交換器（７）に配置
   され、冷媒の蒸発圧力を検出する蒸発圧力検出手段（Ｔ
   ｈ２）とを備えるとともに、該蒸発圧力検出手段（Ｔｈ
   ２）〜（Ｔｈ２）の出力を受け、現在の蒸発圧力値に基
   づき上記要求能力検出手段（Ｔｈ１）〜（Ｔｈ１）で検
   出された要求蒸発能力を補正する補正手段（５１）と、
   該補正手段（５１）で補正された要求蒸発能力について
   の要求信号値に基づき圧縮機（１）の運転容量を制御す
   る容量制御手段（１０）とを備えたことを特徴とする空
   気調和装置の運転制御装置。
3. （３）　上記補正手段（５１）は、要求蒸発能力を現在
   の蒸発圧力と前回に出力した要求信号値とで補正するよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項（１）又は
   （２）記載の空気調和装置の運転制御装置。