JPH03117836A

JPH03117836A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH03117836A
Application number: JP25491389A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Ogoshi; 靖二大越; Eiji Kuwabara; 永治桑原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-20

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、各室内ユニットの要求に応じて冷房および
暖房が同時運転可能なマルチタイプの空気調和機に関す
る。

（従来の技術）１台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットを備
え、両者をヒートポンプ式冷凍サイクルを構成するよう
に冷媒配管によって接続したマルチタイプの空気調和機
が知られている。このマルチタイプの空気調和機は、た
とえば第８図に示すように構成されている。

すなわち、Ａは室外ユニットであり、この室外ユニット
Ａにはインバータによる能力可変形圧縮機（以下、圧縮
機１という）が設けられ、この吐出側は四方弁２を介し
て室外熱交換器３に接続されている。この室外熱交換器
３は暖房用膨張弁４と逆止弁５との並列回路を介してリ
キッドタンク６に接続され、これは後述するマルチコン
トロールユニットＢを介して複数の室内ユニットに接続
されている。

前記室内ユニットは、第１、第２および第３の室内ユニ
ット１１．１２および１３からなり、前記マルチコント
ローラＢには前記第１〜第３の室内ユニット１１〜１３
に対応して前記リキッドタンク６と接続する冷媒の電子
流量制御弁１４が設けられ、これは逆止弁１６と冷房用
膨張弁１５との並列回路を介して第１〜第３の室内ユニ
・ノド１１〜１３に接続されている。また、第１〜第３
の室内ユニット１１〜１３は独立して設けた二方弁１７
・・・を介して前記四方弁２に接続されている。

なお、７は室外ファン、８　ａ　−８ｂ　ｓ　８　ｃは
それぞれ制御部であって、室外ユニットＡ１マルチコン
トローラＢおよび第１〜第３の室内ユニット１１〜１３
を制御するようになっている。

したがって、第１〜第３の室内ユニット１１〜１３を冷
房運転する場合、実線矢印で示すように圧縮機１から吐
出された冷媒は四方弁２を通って室外熱交換器３で凝縮
液化される。液化冷媒は逆止弁ら、リキッドタンク６、
電子流量制御弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、冷房用膨張弁
１５を通って第１の室内ユニット１１〜１３の室内熱交
換器で蒸発される。また第１〜第３の室内ユニ・ソト１
１〜１３を暖房運転する場合、破線矢印で示すように圧
縮機１から吐出された冷媒は四方弁２、二方弁１７・・
・を通って第１〜第３の室内ユニ・ソト１１〜１３に導
かれ、それぞれの室内熱交換器で放熱される。

このように第１〜第３の室内ユニット１１〜１３の要求
によって冷房運転または暖房運転できるとともに、第１
〜第３の室内ユニット１１〜１３のうち、１台もしくは
２台だけを冷房運転または暖房運転し、残りを停止させ
ることもできる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前述したように、従来のマルチタイプの空気
調和機は、冷房運転または暖房運転の切換えができるが
、室内ユニットの個別の要求には対処できない。つまり
、電算機室を持つビルやペリメータゾーン、インテリア
ゾーンを持つ大規模ビルでは同一時期に冷房運転の要求
と暖房運転の要求が同時に発生することがあり、またビ
ルに限らず、一般家庭においても中間季節においては、
たとえば第１と第２の室内ユニット１１．１２が冷房運
転を要求し、第３の室内ユニット１３が暖房運転を要求
するように、同時に冷房運転と暖房運転の要求あった場
合には運転ができず、いずれか一方の運転を優先させ、
他方の運転はできないという問題がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、各室内ユニットの個別の要求に応
じて同時に冷房運転と暖房運転ができるとともに、暖房
側の室内ユニットの室温感知手段のオン・オフに伴う急
激な圧力変化を防止し、冷媒音、冷媒配管の振動を低減
できる空気調和機を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は、前
記目的を達成するために、マルチコントローラによって
冷媒流路を制御することにより各室内ユニットごとの個
別の要求に応じて冷房と暖房が同時運転可能とする冷媒
流路制御手段と、前記室内ユニットから冷房と暖房の両
方の要求があったとき、その負荷の大きい方の運転モー
ドを選択し優先して運転する制御手段と、前記各室内ユ
ニットに設けられ当該室内温度を感知してオン・オフす
る室温感知手段と、冷房優先モードで運転中に、暖房側
の室内温度が設定値に達して室温感知手段がオフしたと
き、前記冷媒流路制御手段によって当該室内ユニットの
入口側および出口側の冷媒流路を一定時間遮断するタイ
マとから構成される。

暖房側の室内ユニットの室温感知手段のオン・オフに伴
う急激な圧力変化を防止し、冷媒音、冷媒配管の振動を
低減できる空気調和機であり、暖房側の室内温度が設定
値に達して室温感知手段がオフしたとき、一定時間低圧
の状態にならないように、冷媒流路制御手段によって当
該室内ユニットの入口側および出口側の冷媒流路を一定
時間遮断して冷媒をキープし、再び室温感知手段がオン
したとき、徐々に高圧に移行させる。

（実施例）以下、この発明の各実施例を図面に基づいて説明するが
、第８図に示した従来同一構成部分は同一符号を付して
説明を省略する。

第１図〜第６図は第１の実施例を示すもので、圧縮機１
の吐出側は第１の吐出管２１と第２の吐出管２２に分岐
されている。第２の吐出管２２は第１の二方弁２３を介
して室外熱交換器３に接続されている。また、前記圧縮
機１の吸込側も第１の吸込管２４と第２の吸込管２５に
分岐され、第２の吸込管２５は第２の二方弁２６を介し
て前記第１の二方弁２３と室外熱交換器３との間の第２
の吐出管２２に接続されている。

また、前記室外熱交換器３の液ライン側には暖房用膨張
弁４を設けた回路と、逆止弁５と電子流量制御弁２８と
を直列に設けた回路とが並列的に設けられている。

一方、前記第１の吐出管２１は第１〜第３の室内ユニッ
ト１１〜１３に対応して分岐されており、第３の二方弁
２９ａ〜２９ｃを介して前記第１〜第３の室内ユニット
１１〜１３の室内熱交換器１１ａ〜１３ａに接続されて
いる。また、前記第１の吸込管２４も第１〜第３の室内
ユニット１１〜１３に対応して分岐されており、第４の
二方弁３０ａ〜３０　ｃを介して第３の二方弁２９ａ〜
２９ｃと前記第１〜第３の室内ユニット１１〜１３間に
接続されている。

このように構成されたマルチタイプの冷凍サイクルには
各種の検知手段および制御手段が付加されている。すな
わち、検知手段としては、前記室外熱交換器３の第２の
吐出管２２には圧力センサ３１が、液ライン側には第１
の温度センサ３２が設けられ、さらにマルチコントロー
ラＢの液ライン側には第２の温度センサ３３が設けられ
ている。

また制御手段としては、室外制御部８　ａ　ｓマルチ制
御部８ｂおよび室内制御部８Ｃが設けられている。

つぎに、前記各制御部８ａ〜８Ｃを第２図に基づいて説
明する。まず、室外制御部８ａは、マイクロコンピュー
タおよびその周辺回路からなり、外部にインバータ回路
５１、電圧コントローラ５２および電子流量制御弁２８
を接続している。

インバータ回路５１は交流電源５３の電圧を整流し、そ
れを室外制御部８ａの指令に応じたスイッチングによっ
て所定周波数の交流電圧に変換し、圧縮機１のモータＩ
Ｍおよび室外ファン７のモータ７Ｍにそれぞれ駆動電力
として供給するものである。

また、電圧コントローラ５２は、圧力センサ３１の信号
により室外ファンモータ７Ｍへの印加電圧を変化させる
ものである。

マルチ制御部８ｂは、マイクロコンピュータおよびその
周辺回路からなり、外部に電子流量制御弁１４および第
３の二方弁２９ａ〜２９ｃおよび第４の二方弁３０ａ〜
３０ｃを接続している。さらに、マルチ制御部８ｂはタ
イマ５０を接続している。

さらに、室内制御部８Ｃは、第１〜第３の室内ユニット
１１〜１３のそれぞれに独立して設けられており、これ
らはマイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり
、外部に操作部５４および室温感知手段としての温度セ
ンサ５５を接続しており、設定温度との差をマイクロコ
ンピュータによって判断するようになっている。

つぎに、前述のように構成されたマルチタイプの空気調
和機の作用について説明する。

第１図は第１および第２の室内ユニット１１．１２が冷
房運転で、第３の室内ユニット１３が暖房運転の場合で
ある。この場合、一般的に冷房負荷が暖房負荷より大き
くなるので、マルチ制御部８ｂは冷房モードを選択して
優先して運転される。

すなわち、室外ユニットＡの第１の二方弁２３が開、第
２の二方弁２６が閉となり、室外熱交換器３は圧縮機１
の第２の吐出管２２と連通して凝縮器として働く。一方
、マルチコントローラＢの第３の二方弁２９ａ、２９ｂ
は閉、二方弁２９ｃは開となり、第４の二方弁３０ａ、
３０ｂは開、二方弁３０ｃは閉となる。したがって、第
１、第２の室内ユニット１１．１２は圧縮機１の第１の
吸込管２４に連通し、第３の室内ユニット１３は第１の
吐出管２１を介して圧縮機１の吐出側に連通ずる。さら
に、圧縮機１の運転周波数はインバータ回路５１によっ
て負荷の大きい冷房側の能力が十分に出せるように決定
される。

この状態で、圧縮機１、室外ファン７および第１〜第３
の室内ユニット１１〜１３の室内ファン（図示しない）
を駆動すると、冷媒の流れは第１図の実線矢印で示すよ
うになり、圧縮機１から吐出された冷媒は第３の室内ユ
ニット１３と室外熱交換器３の両方に流れる。室外熱交
換器３に入った冷媒は、ここで放熱、凝縮されたのち、
電子流量制御弁２８を通り、第３の室内ユニット１３の
液冷媒と合流する。第３の室内ユニット１３に導かれた
冷媒は、ここで暖房し、逆止弁１６、電子流量制御弁１
４ｃを通り、室外熱交換器３からの液冷媒と合流する。

合流した液冷媒は第１、第２の室内ユニット１１．１２
の電子流量制御弁１４ａ、１４ｂを経て冷房用膨張弁１
５に入り、さらに第１、第２の室内ユニット１１．１２
によって室内を冷房したのち、圧縮機１に吸込まれる。

このとき、電子流量制御弁１４ａ、１４ｂは室内の負荷
に対応して開度が制御され、第１と第２の室内ユニット
１１．１２の流量分配を制御している。圧縮機１の運転
周波数はインバータ回路５１によって負荷の大きい冷房
側の能力が十分に出せるように決定されているため、冷
房能力は負荷に対応した能力が出せる。

前記第３の室内ユニット１３の暖房能力は、っぎの制御
によって確保される。すなわち、室外ファン７は圧力セ
ンサ３１の圧力が一定値になるように制御され、液ライ
ン側の電子流量制御弁２８は第１の温度センサ３２が一
定値になるように制御されている。一方、第３の室内ユ
ニット１３の液ライン側の電子流量制御弁１４ｃも前記
電子流量制御弁２８と同じように第２の温度センサ３３
が一定値になるように制御されている。たとえば、外気
温度が低くなってきた場合、凝縮温度が低下し、第３の
室内ユニット１３の暖房能力が低下してしまう。しかし
、前述した制御を行なうことによって、凝縮温度が低下
すると、室外ファン７の風量が低下し、室外熱交換器３
での放熱を減少し、凝縮温度を高く保つ。前記室外側の
電子流量制御弁２８は第１の温度センサ３２の温度をフ
ァンコントロールの凝縮温度（５０〜５５”Ｃ）以下の
値、たとえば４５９Ｃとなるよう制御し、ファンの風量
低下による放熱量の低下に見合った流量になるよう、室
外側の抵抗を制御している。このため、第３の室内ユニ
ット１３の流量が増加し、また電子流量制御弁１４ｃが
その第３の室内ユニット１３の出口液温度を４５’Ｃに
なるように制御し、すなわち十分過冷却がとれるよう制
御し、室内の暖房能力を確保している。

次に、Ａパターンの制御方法について表１の■〜■に基
づき説明する。第１および第２の室内ユニット１１．１
２が冷房運転で、第３の室内ユニット１３が暖房運転、
つまり冷房優先モードで運転中、暖房運転中の第３の室
内ユニット１３の室温が徐々に上昇し、室温が設定値に
到達すると、温度センサ５５がオフとなり、タイマ５ｏ
がカウントを始めるとともに、電子流量制御弁１４ｃを
閉、第３の二方弁２９ｃを閉とする。タイマ５゜がカウ
ントを始めて５分間以内に室温が低下した場合（第３図
参照）には温度センサ５５がオンとなり、元の状態に復
帰する。このときの第３の室内ユニット１３の圧力変動
は第４図に示すようになる。つまり、温度センサ５５が
オフした時点で、電子流量制御弁１４ｃを閉、第３の二
方弁２９ｃを閉とすることにより、圧力が徐々に低下し
て中間レベルまで下がる。その後、温度センサ５５がオ
ンすることにより、高圧レベルに復帰する。

次に、Ｂパターンの制御方法について説明する。

前記Ａパターンと同様の運転中、第３の室内ユニット１
３の温度センサ５５がオフとなり、タイマ５０がカウン
トを開始し、５分経過しても温度センサ５５がオンしな
い場合は、第４の二方弁３０ｃを開とし、第３の室内ユ
ニット１３の冷媒を回収する制御に入る。冷媒回収を行
った後、第３の室内ユニット１３の温度センサ５５がオ
ンした時（この時タイマ５０をリセットする。）は次の
制御に移る。つまり、第４の二方弁３０ｃを閉とし、電
子流量制御弁１４ｃを開とする。この運転を１分間継続
した後、前述した最初の制御、つまり第３の二方弁２９
ｃを開とする。

前述したＡパターン制御を表１に示すと、次の通りであ
る。

［表１］以上の一連の制御に伴う圧力変動は第５図に示すように
なる。つまり、第３の室内ユニット１３の温度センサ５
５のオフ時から徐々に圧力が低下し、中間レベルとなり
、５分間経過後、冷媒回収運転に入る。その後、温度セ
ンサ５５がオンした時点で、電子流量制御弁１４ｃを開
とすることで、徐々に高圧レベルに近づき、１分経過後
、完全に高圧レベルとなる。

この実施例によれば、次の効果がある。

温度センサ５５のオン・オフに伴う第３の室内ユニット
１３の圧力変化をＡパターンの時は高圧−中間圧−高圧
をし、またＢパターンの時は高圧−中間圧一低圧一徐々
に高圧とすることにより、急激な圧力変化をなくすこと
ができるようになり、配管振動と冷媒音を低減できる。

第６図は第２の実施例を示すもので、第１〜第３の室内
ユニット１１〜１３と第１〜第３の電子流量制御弁１４
ａ〜１４ｃとを結ぶ液ラインに冷房用膨張弁１５と逆止
弁１６と並列に電磁弁６１ａ　〜６１ｃと絞り装置６２
ａ　〜６２ｃを連結した回路が設けられている。

次に、Ａパターンの制御方法について表２に基づき説明
する。第１および第２の室内ユニット１１．１２が冷房
運転で、第３の室内ユニット１３が暖房運転、つまり冷
房優先モードで運転中、暖房運転中の第３の室内ユニッ
ト１３の室温が徐々に上昇し、室温が設定値に到達する
と、温度センサ５５がオフとなり、タイマ５０がカウン
トを始めるとともに、電子流量制御弁１４ｃを閉、第３
の二方弁２９ｃを閉、第４の二方弁３０ｃを閉、電磁弁
６１ｃを閉とする。タイマ５０がカウントを始めて５分
間以内に室温が低下した場合（第３図参照）には温度セ
ンサ５０がオンとなり、元の状態に復帰する。このとき
の第３の室内ユニット１３の圧力変動は第４図に示すよ
うになる。つまり、温度センサ５０がオフした時点で、
電子流量制御弁１４ｃを閉、第３の二方弁２９ｃを閉と
することにより、圧力が徐々に低下して中間レベルまで
下がる。その後、温度センサ５０がオンすることにより
、高圧レベルに復帰する。

次に、Ｂパターンの制御方法について表２の■〜■に基
づき説明する。前記Ａパターンと同様の運転中、第３の
室内ユニット１３の温度センサ５５がオフとなり、タイ
マ５０がカウントを開始し、５分経過しても温度センサ
５５がオンしない場合は、第４の二方弁３０Ｃを開、電
磁弁６１ｃを開とし、第３の室内ユニット１３の冷媒を
回収する制御に入る。冷媒回収を行った後、第３の室内
ユニット１３の温度センサ５５がオンした時（この時タ
イマ５０をリセットする。）は次の制御に移る。つまり
、第４の二方弁３０ｃを閉とし、電子流量制御弁１４ｃ
と電磁弁６１ｃを開とする。

この運転を１分間継続した後、前述した最初の制御、つ
まり第３の二方弁２９ｃを開とし、電磁弁６１ｃを閉と
する。

前述した制御を表２に示すと、次の通りである。

［表２］以上の一連の制御に伴う圧力変動は第５図に示すように
なる。つまり、第３の室内ユニット１３の温度センサ５
５のオフ時から徐々に圧力が低下し、中間レベルとなり
、５分間経過後、冷媒回収運転に入る。その後、温度セ
ンサ５５がオンした時点で、電子流量制御弁１４ｃおよ
び電磁弁６１ｃを開とすることで、徐々に高圧レベルに
近づき、１分経過後、完全に高圧レベルとなる。

この実施例によれば、次の効果がある。

温度センサ５５のオン・オフに伴う第３の室内ユニット
１３の圧力変化をＡパターンの時は高圧−中間圧−高圧
をし、またＢパターンの時は高圧→中間圧→低圧→徐々
に高圧とすることにより、急激な圧力変化をなくすこと
ができるようになり、配管振動と冷媒音を低減できる。

第７図は第３の実施例を示すもので、電磁弁６１８〜６
１Ｃと絞り装置６２　ａ　〜６２　ｃを第１〜第３の室
内ユニット１１〜１３と第１の吐出管２１とを結ぶライ
ンに取り付けたもので、第２の実施例と同様な効果が得
られる。

また、前記実施例においては、冷房モードについて説明
したが、たとえば、第２の室内ユニット１２を停止し、
第１の室内ユニット１１を冷房運転、第３の室内ユニッ
ト１３を暖房運転あるいはその逆の運転も可能である。

さらに、室内ユニットを３台に限定されるものではなく
、４台以上であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、各室内ユニッ
トごとの要求に応じて冷房と暖房が同時運転可能とし、
室内ユニットから冷房と暖房の両方の要求があったとき
、その負荷の大きい方の運転モードを選択し優先して運
転することによって、異なる部屋で冷房と暖房を同時に
運転でき、°電算機室を持つビルやペリメータゾーン、
インテリアゾーンを持つ大規模ビルで同一時期に冷房運
転の要求と暖房運転の要求が同時に発生しても対処でき
る。、また暖房側の室内ユニットの室温感知手段のオン
・オフに伴う急激な圧力変化を防止し、冷媒音、冷媒配
管の振動を低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの発明の第１の実施例を示すもので
、第１図は空気調和機の冷凍サイクルの系統図、第２図
は制御回路図、第３図は設定温度と室温との関係を示す
説明図、第４図はＡパターンの温度センサのオン・オフ
に伴う圧力変動を示す説明図、第５図はＢパターンの温
度センサのオン・オフに伴う圧力変動を示す説明図、第
６図はこの発明の第２の実施例の空気調和機の冷凍サイ
クルの系統図、第７図はこの発明の第３の実施例の空気
調和機の冷凍サイクルの系統図、第８図は従来の冷凍サ
イクルの系統図である。Ａ・・・室外ユニット、Ｂ・・・マルチコントローラ、
１・・・圧縮機、３・・・室外熱交換器、７・・・室外
ファン、１１．１２．１３・・・室内ユニット、１１ａ
１１２ａ、１３Ｂ・・・室内熱交換器、５５・・・温度
センサ、５０・・・タイマ。

Claims

【特許請求の範囲】

圧縮機、室外熱交換器および室外ファンを備えた室外ユ
ニットと、室内熱交換器および室内ファンを備えた複数
台の室内ユニットと、前記各室内ユニットに対する冷媒
流量および冷媒流路を制御するマルチコントローラとを
備えたマルチタイプの空気調和機において、前記マルチ
コントローラによって冷媒流路を制御することにより前
記各室内ユニットごとの個別の要求に応じて冷房と暖房
が同時運転可能とする冷媒流路制御手段と、前記室内ユ
ニットから冷房と暖房の両方の要求があったとき、その
負荷の大きい方の運転モードを選択し優先して運転する
制御手段と、前記各室内ユニットに設けられ当該室内温
度を感知してオン・オフする室温感知手段と、冷房優先
モードで運転中に暖房側の室内温度が設定値に達して室
温感知手段がオフしたとき、あるいは運転中に別の室内
ユニットが暖房運転を開始したとき、前記冷媒流路制御
手段によって当該室内ユニットの入口側および出口側の
冷媒流路を一定時間遮断するタイマとを具備したことを
特徴とする空気調和機。