JPH04161764A

JPH04161764A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH04161764A
Application number: JP2287266A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Fujita; 義信藤田; Toshiaki Kawamura; 敏明河村; Toru Kubo; 徹久保; Mitsunori Maezawa; 光宣前澤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-05

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、室外ユニットおよび複数の室内ユニットか
らなるマルチタイプの空気調和機に関する。

（従来の技術）一般に、室外ユニットおよび複数の室内ユニットからな
るマルチタイプの空気調和機は、室外ユニットに圧縮機
および室外熱交換器を有し、各室内ユニットにそれぞれ
室内熱交換器を有し、その圧縮機、室外熱交換器、およ
び室内熱交換器の並列回路を接続して冷凍サイクルを構
成している。

さらに、圧縮機駆動用のインバータ回路を設け、そのイ
ンバータ回路の出力周波数つまり圧縮機の運転周波数Ｆ
を各室内ユニットの要求能力に従って制御するようにし
ている。この要求能力は、室内温度と設定温度との差に
対応している。

たとえば、特公平２−３８９３号公報に示されるもので
は、各室内ユニットの要求能力を周波数指令として室外
ユニットに送り、室外ユニットでは各室内ユニットから
の周波数指令の最大値と最小値を選び、両値の関係から
圧縮機の最適な運転周波数Ｆを決定するようにしている
。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記公報のものでは、各室内ユニットの周波
数指令にそれぞれの室内熱交換器の容量が加味されてい
ない。

このため、室内熱交換器の容量が同じ場合はよいが、そ
うでない場合は必ずしも最適な運転周波数は決定されず
、室内温度の変動が大きくなってしまう。

また、上記公報のものに限らないが、圧縮機、　の運転
周波数Ｆには許容し得る最小運転周波数Ｆ　ｗｉｎがあ
らかじめ定められている。しかしながら、複数台の室内
ユニットの並列運転では、最小運転周波数Ｆ　ｗｉｎで
の運転に際し、単独運転の場合に比べて冷房時は蒸発温
度が上昇し、除湿能力が低下することがある。暖房時は
、冷媒の流速が低下し、各室内熱交換器への冷媒の分流
がアンバランスになり、冷媒が特定の室内熱交換器に溜
まって全体の冷媒流量が不足することがある。

この発明は上記の事情を考慮したもので、請求項１の空
気調和機は、各室内ユニットの室内熱交換器の容量をも
加味した最適な運転周波数を決定することができ、室内
温度の変動を小さく押さえて快適空調を可能とすること
を特徴とする請求項２の空気調和機は、複数台の室内ユ
ニットの並列運転に際し、冷房時の除湿能力の低下を防
ぐことができ、また暖房時の不要な冷媒溜まり、ひいて
は冷媒流量不足を解消し得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およびその作用）請求項１
の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユ
ニット、およびそれぞれが室内熱交換器を有する複数の
室内ユニットからなる空気調和機において、前記圧縮機
、室外熱交換器。

各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイクルと、
前記圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路と、前
記各室内ユニットの要求能力に基づき同各室内ユニット
の１室運転時の運転周波数を室内ユニットごとの室内熱
交換器の容量を加味して求める手段と、これら求めた運
転周波数の合計値から前記各室内ユニットの多室運転時
の運転周波数を求める手段と、この多室運転時の運転周
波数に従って前記インバータ回路の出力周波数を制御す
る手段とを備える。

請求項２の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器を有す
る室外ユニット、およびそれぞれが室内熱交換器を有す
る複数の室内ユニットからなる空気調和機において、前
記圧縮機、室外熱交換器。

各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイクルと、
前記圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路と、こ
のインバータ回路の出力周波数を前記各室内ユニットの
要求能力に従って制御する手段と、前記インバータ回路
の出力周波数の最小値を前記各室内ユニットの運転台数
に応じて可変する手段とを備える。

（作　用）請求項１の空気調和機では、各室内ユニットの要求能力
に基づき同各室内ユニットの１室運転時の運転周波数を
室内ユニットごとの室内熱交換器の容量を加味して求め
、これら求めた運転周波数の合計値から前記各室内ユニ
ットの多室運転時の運転周波数を求める。そして、この
多室運転時の運転周波数に従ってインバータ回路の出力
周波数を特徴する請求項２の空気調和機では、インバータ回路の出力周波
数の最小値を室内ユニットの運転台数に応じて可変する
。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図において、Ａは室外ユニット、Ｂ１゜Ｂ２は室内
ユニットで、これらユニット上に次の冷凍サイクルを構
成している。

圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して室外熱交換器３を
接続し、その室外熱交換器３に波調主管Ｗを接続する。

この波調主管Ｗは液態支管Ｗ１゜Ｗ２に分岐しており、
その液態支管Ｗｌ、Ｗ２を室内熱交換器１２．２２に接
続する。

この室内熱交換器１２．２２は、互いに容量が異なって
おり、たとえば室内熱交換器１２として能力（−容量）
が４．０にνの機種を採用し、室内熱交換器２２として
能力（−容量）が２．０にνの機種”を採用し、室内熱
交換器１２の容量を室内熱交換器２２の容量よりも大き
くしている。

液態支管ｗ１．Ｗ２に減圧手段であるところの電子膨張
弁（パルスモータバルブ、ＰＭＶ）１１゜２１を設ける
。

室内熱交換器１２．２２にガス側支管Ｇ１゜Ｇ２を接続
し、そのガス側支管Ｇ、、Ｇ２に電動式流量調整弁（パ
ルスモータバルブ：ＰＭＶ）１３．２３を設ける。

ガス側支管Ｇｌ　＋　０２はガス側主管Ｇに集結してお
り、そのガス側主管Ｇを上記四方弁２およびアキューム
レータ４を介して圧縮機１の吸込口に接続する。

波調主管Ｗにバイパス５の一端を接続し、そのバイパス
５の他端を圧縮機１の吐出口と四方弁２との間の管に接
続する。そして、バイパス５に二方弁６を設ける。この
バイパス５および二方弁６は、室外熱交換器３に対する
除霜用である。

波調主管Ｗから分岐した直後の液態支管Ｗ１にバイパス
１４の一端を接続し、そのバイパス１４の他端を室内熱
交換器１２と流量調整弁１３との開のガス側支管Ｇ１に
接続する。そして、バイパス１４にキャピラリチューブ
１５を設ける。

波調主管Ｗから分岐した直後の液態支管Ｗ２にバイパス
２４の一端を接続し、そのバイパス２４の他端を室内熱
交換器２２と流量調整弁２３との間のガス側支管Ｇ２に
接続する。そして、バイパス２４にキャピラリチューブ
２５を設ける。

室外熱交換器３の近傍に室外ファン７を設け、室内熱交
換器１２．２２のそれぞれ近傍に室内ファン１６．２６
を設ける。

圧縮機１の吐出口と四方弁２との間の管に冷媒温度セン
サ３１を取付ける。

アキュームレータ４と圧縮機１の吸込口との間の管に冷
媒温度センサ３２を取付ける。

室外熱交換器３に熱交換器温度センサ３３を取付ける。

波調主管Ｗに冷媒温度センサ３４を取付ける。

バイパス１４の他端側に冷媒温度センサ３５を取付ける
。

バイパス２４の他端側に冷媒温度センサ３６を取付ける
。

制御回路を第２図に示す。

４０は商用交流電源で、その電源４０に室外ユニットＡ
の室外制御部５０を接続する。

室外制御部５０は、マイクロコンピュータおよびその周
辺回路からなり、室外ユニットＡの全般にわたる制御を
行なうものである。

この室外制御部５０に、電子膨張弁１１、流量調整弁１
３、電子膨張弁２１、流量調整弁２３、二方弁６、四方
弁２、室外ファンモータ７Ｍ、冷媒温度センサ３１，３
２．３−４．３５，３６゜３７．３８、熱交換器温度セ
ンサ３３、およびインバータ回路５１を接続する。

インバータ回路５１は、商用交流電源４０の電圧を整流
し、それを室外制御部５０の指令に応じた所定周波数（
およびレベル）の電圧に変換し、出力するものである。

この出力を圧縮機モータＩＭへ駆動電力として供給する
。

室内ユニットＢ１は室内制御部６０を備える。

室内制御部６０は、マイクロコンピュータおよびその周
辺回路からなり、室内ユニットＢ１のそれぞれ全般にわ
たる制御を行なうものである。

この室内制御部６０に、室内温度センサ６１、リモコン
式の運転操作部（以下、リモコンと略称する）６２、お
よび室内ファンモータ１６Ｍを接続する。

室内ユニットＢ２は室内制御部６０を備える。

室内制御部６０は、マイクロコンピュータおよびその周
辺回路からなり、室内ユニットＢ２のそれぞれ全般にわ
たる制御を行なうものである。

この室内制御部６０に、室内温度センサ６１、リモコン
６２、および室内ファンモータ２６Ｍを接続する。

そして、室内制御部６０．６０をそれぞれ電源ラインＡ
ＣＬおよびシリアル信号ラインＳＬにて室外制御部５０
に接続する。

室内制御部６０；　６０は、次の機能手段を備える。

■リモコン６２の操作による運転モード指令や設定室内
温度データを電源電圧同期のシリアル信号にて室外制御
部５０に送る手段。

■室内温度センサ６１の検知温度とリモコン６２の設定
室内温度との差（つまり空調負荷）を検出し、それを要
求能力として、かつ周波数指令コードＳに置き換え、電
源電圧同期のシリアル信号にて室外制御部５０に送る手
段。

なお、周波数指令コードＳとしては、５Ｏ１Ｓｌ、〜Ｓ
９およびＳＡ〜ＳＦの１６ステツプを用意しているが、
実用するのは８３〜ＳＦの１３ステツプである。

室外制御部５０は、次の機能手段を備える。

■室内ユニットＢ１．Ｂ２からの冷房運転モード指令に
基づき、圧縮機１から吐出される冷媒を四方弁２、室外
熱交換器３、電子膨張弁１１゜２１、室内熱交換器１２
，２２、流量調整弁１３゜２３、四方弁２、アキューム
レータ４に通して流し、冷房運転を実行する手段。

■室内ユニットＢ１．Ｂ２からの暖房運転モード指令に
基づき、圧縮機１から吐出される冷媒を四方弁２、流量
調整弁１３．２３、室内熱交換器１２．２２、電子膨張
弁１１，２１、室外熱交換器３、四方弁２、アキューム
レータ４に通して流し、暖房運転を実行する手段。

■冷房および暖房運転時、室内ユニットＢ　ｌ　＋Ｂ２
からの周波数指令コードＳと予め内部メモリに記憶して
いる１室運転用周波数割付表（下表１）とから、室内ユ
ニットＢｌの１室運転に際しての運転周波数Ｆを室内熱
交換器１２の容量を加味して求め、室内ユニットＢ２の
１室運転に際しての運転周波数Ｆを室内熱交換器２２の
容量を加味して求める手段。なお、室内熱交換器１２．
２２の容量値については、たとえば室外制御部５０に複
数のデイツプスイッチを設け、それらデツプスイッチを
据え付は工事に際して操作することにより室外制御部５
０にデータ人力する構成とすればよい。

■冷房および暖房運転時、求めた各運転周波数Ｆ°の合
計値を求め、その合計値と予め内部メモリに記憶してい
る多室運転用Ｆ−Ｓ対応表（下表２）とから多室運転用
の周波数指令フードＳを求める手段。

■冷房および暖房運転時、求めた周波数指令コードＳと
内部メモリに予め記憶している多室運転用周波数割付表
（下表３）とから多室運転用の運転周波数Ｆを求める手
段。

■冷房および暖房運転時、求めた多室運転用の運転周波
数Ｆに従ってインバータ回路５１の出力周波数を制御す
るとともに、その出力周波数の最小値（−最小運転周波
数Ｆｇ＋Ｉｎ）を室内ユニットの運転台数に応じて可変
する手段。

■冷房および暖房運転時、流量調整弁１３の開度を室内
ユニットＢｌの１室運転用の運転周波数Ｆに対応させて
制御し、流量調整弁２３の開度を室内ユニットＢ２の１
室運転用の運転周波数Ｆに対応させて制御する手段。

■冷房運転時、室内熱交換器１２．２２での冷媒過熱度
（−冷媒温度センサ３５．３６の検知温度と冷媒温度セ
ンサ３７，３８の検知温度との差）を検出する手段。

■これら検出冷媒過熱度がそれぞれ一定値となるよう、
電子膨張弁１１．２１の開度を制御する手段。

■暖房運転時、室外熱交換器３での冷媒過熱度（−冷媒
温度センサ３４の検知温度と冷媒温度センサ３２の検知
温度との差）を検出する手段。

［相］この検出冷媒過熱度が一定値となるよう、電子膨
張弁１１．２１の開度を同時に同量ずつ制御する手段。

つぎに、上記の構成において第３図を参照しながら作用
を説明する。

まず、室内ユニットＢ１．Ｂ２のそれぞれリモコン６２
で冷房運転モードおよび所望の室内温度が設定され、か
つ運転開始操作がなされたとする。

この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１から吐出される
冷媒を第１図の実線矢印のように四方弁２、室外熱交換
器３、電子膨張弁１１．２１、室内熱交換器１２，２２
、流量調整弁１３．２３、四方弁２、アキュームレータ
４に通して流し、室内ユニットＢ１．Ｂ２の冷房運転を
開始する。

また、室内ユニットＢｌ、Ｂ２のそれぞれリモコン６２
で暖房運転モードおよび所望の室内温度が設定され、か
つ運転開始操作がなされたとする。

この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１から吐出される
冷媒を第１図の破線矢印のように四方弁２、流量調整弁
１３．２３、室内熱交換器１２゜２２、電子膨張弁１１
，２１、室外熱交換器３、四方弁２、アキニームレータ
４に通して流し、室内ユニッｈＢ１．Ｂ２の暖房運転を
開始する。

この冷房および暖房運転時、室内ユニットＢ１の室内制
御部６０は、室内温度センサ６１の検知温度とリモコン
６２の設定室内温度との差（つまり空調負荷）を検出し
、それを要求能力として、かつ周波数指令コードＳに置
き換えて室外制御部５０に送る。

同様に、室内ユニットＢ２の室内制御部６０は、室内温
度センサ６１の検知温度とリモコン６２の設定室内温度
との差（つまり空調負荷）を検出し、それを要求能力と
して、かつ周波数指令コードＳに置き換えて室外制御部
５０に送る。

室外制御部５０は、室内ユニッ）Ｂ、、Ｂ２からの周波
数指令コードＳを取込み、その周波数指令コードＳと予
め内部メモリに記憶している１室運転用周波数割付表（
下表１）とから、室内ユニットＢ１の１室運転に際して
の運転周波数Ｆを室内熱交換器１２の容量を加味して求
めるとともに、室内ユニットＢ２の１室運転に際しての
運転周波数Ｆを室内熱交換器２２の容量を加味して求め
る。

表　　　　１たとえば、室内ユニットＢ、からの周波数指令コードＳ
が８４の場合、室内熱交換器１２は能力が４．ＯＫｖの
機種であるから、１室運転用の運転周波数Ｆとして２９
．４Ｈｚが得られる。

室内ユニットＢ２からの周波数指令コードＳが８６の場
合、室内熱交換器２２は能力が２．０にνの機種”であ
るから、１室運転用の運転周波数Ｆとして８２．３Ｈｚ
が得られる。

これら運転周波数Ｆの合計値を求め、その合計値と予め
内部メモリに記憶している多室運転用Ｆ−Ｓ対応表（下
表２）とから多室運転用の周波数指令コードＳを求める
。

表　　　２すなわち、合計値−２９，４＋　３２．３−８１．７Ｈ
ｚであり、よって多室運転用の周波数指令コードＳとし
て８６が求まる。

この多室運転用の周波数指令コードｓ６と内部メモリに
予め記憶している多室運転用周波数割付表（下表３）の
とから多室運転用の運転周波数Ｆを求める。

表　　　３この場合、能力が４．ＯＫｗの機種の室内熱交換器１２
と能力が２．ＯＫｖの機種゛の室内熱交換器２２との組
合わせであるから、冷房であれば多室運転用の運転周波
数Ｆとして、最大運転周波数Ｆ■ａＸ（周波数指令コー
ドＳＦに対応）　＝　９５．７Ｈｚ、定格運転周波数（
周波数指令コードＳＢに対応）＝　８０．２Ｈｚ、最小
運転周波数Ｆｍ１ｎ　　（周波数指令コードＳ３に対応
）−２０，０Ｈｚが先ず求まり、その最大運転周波数Ｆ
　ｗａｘと定格運転周波数との間の比例計算（下表４）
、および定格運転周波数と最小運転周波数Ｆ　ｓｉｎと
の間の比例計算（下表４）をそれぞれ実行することによ
って周波数指令コードＳ６に対応する運転周波数Ｆ　−
４０，１Ｈｚが求まる。

表　　　４なお、ここまでは、室内ユニットＢ１の周波数指令コー
ドが８４と室内ユニットＢ２の周波数指令コードがＳ６
であって、最小コードと最大コードのステップ差が“２
”であり、［ステップ差≦４コの条件が満足する場合の
処理である。

仮に、両コードのステップ差が［５≦ステツプ差≦８］
の条件を満足する場合は、多室運転用の上記周波数指令
コードＳ６よりも２ステップ大きいＳ８に対応する運転
周波数Ｆ　−５８，１Ｈｚを選択する。

両コードのステップ差が［９≦ステツプ差］の条件を満
足する場合は、多室運転用の上記周波数指令コードＳ６
よりも３ステップ大きいＳ９に対応する運転周波数Ｆ　
−６４，２Ｈｚを選択する。

そして、求めた（あるいは選択した）多室運転用の運転
周波数Ｆに従い、インバータ回路５１の出力周波数を制
御する。

このように、室内ユニットＢ、、Ｂ２の１室運転時の運
転周波数Ｆを室内熱交換器１２．２２の容量をそれぞれ
加味して求め、これら求めた運転周波数Ｆの合計値から
多室運転時の運転周波数Ｆを求めることにより、室内熱
交換器１２．２２の容量をも加味した最適な運転周波数
Ｆを決定することができ、室内温度の変動を小さく押さ
えて快適空調が可能である。

一方、室外制御部５０は、インバータ回路５１の出力周
波数の最小値、つまり最小運転周波数Ｆ　ｗｉｎを固定
せず、その最小運転周波数Ｆ　ｓｉｎを室内ユニットＢ
、、Ｂ２の運転台数に応じて変化させる。

すなわち、表３の最小運転周波数Ｆ　ｇｉｎは、室内ユ
ニットＢ、、Ｂ２の並列運転時の値のみを示しており、
単独運転時の値よりも高い値である。

要するに、単独運転時の最小運転周波数Ｆ　ｓｉｎは圧
縮機１の許容最小値に対応させ、並列運転時の最小運転
周波数Ｆ　ｗｉｎは圧縮機１の許容最小値よりも高くし
ている。なお、室内ユニットの数が仮に３台あるいはそ
れ以上の場合には、運転台数が増えるに従って最小運転
周波数Ｆ　ｓｉｎを高くする。

このように室内ユニットの運転台数が増えるに従って最
小運転周波数Ｆ　ｓｉｎを高めることにより、冷房時の
除湿能力の低下を防ぐことができ、また暖房時の不要な
冷媒溜まり、ひいては冷媒流量不足を解消することがで
きる。

［発明の効果コ以上述べたように、請求項１の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器を有す
る室外ユニット、およびそれぞれが室内熱交換器を有す
る複数の室内ユニットからなる空気調和機において、前
記圧縮機、室外熱交換器。

各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイクルと、
前記圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路と、前
記各室内ユニットの要求能力に基づき同各室内ユニット
の１室運転時の運転周波数を室内ユニットごとの室内熱
交換器の容量を加味して求める手段と、これら求めた運
転周波数の合計値から前記各室内ユニットの多室運転時
の運転周波数を求める手段と、この多室運転時の運転周
波数に従って前記インバータ回路の出力周波数を制御す
る手段とを備えたので、各室内ユニットの室内熱交換器
の容量をも加味した最適な運転周波数を決定することが
でき、室内温度の変動を小さく押さえて快適空調が可能
である。

各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイクルと、
前記圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路と、こ
のインバータ回路の出力周波数を前記各室内ユニットの
要求能力に従って制御する手段と、前記インバータ回路
の出力周波数の最小値を前記各室内ユニットの運転台数
に応じて可変する手段とを備えたので、複数台の室内ユ
ニットの並列運転に際し、冷房時の除湿能力の低下を防
ぐことができ、また暖房時の不要な冷媒溜まり、ひいて
は冷媒流量不足を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の冷凍サイクルの構成を示
す図、第２図は同実施例の制御回路の構成を示すブロッ
ク図、第３図は同実施例の作用を説明するためのフロー
チャートである。Ａ・・・室外ユニット、Ｂｌ　＋　　Ｂ２・・・室内ユ
ニ・ソト、１・・・圧縮機、３・・・室外熱交換器、１
１．１２・・・電子膨張弁、１２．２２・・・室内熱交
換器、１３゜２３・・・流量調整弁、５０・・・室外制
御部、５１・・・インバータ回路、６０・・・室内制御
部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユニット、お
よびそれぞれが室内熱交換器を有する複数の室内ユニッ
トからなる空気調和機において、前記圧縮機、室外熱交
換器、各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイク
ルと、前記圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路
と、前記各室内ユニットの要求能力に基づき同各室内ユ
ニットの１室運転時の運転周波数を室内ユニットごとの
室内熱交換器の容量を加味して求める手段と、これら求
めた運転周波数の合計値から前記各室内ユニットの多室
運転時の運転周波数を求める手段と、この多室運転時の
運転周波数に従って前記インバータ回路の出力周波数を
制御する手段とを具備したことを特徴とする空気調和機
。
（２）圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユニット、お
よびそれぞれが室内熱交換器を有する複数の室内ユニッ
トからなる空気調和機において、前記圧縮機、室外熱交
換器、各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイク
ルと、前記圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路
と、このインバータ回路の出力周波数を前記各室内ユニ
ットの要求能力に従って制御する手段と、前記インバー
タ回路の出力周波数の最小値を前記各室内ユニットの運
転台数に応じて可変する手段とを具備したことを特徴と
する空気調和機。