JPH04203852A - 空気調和装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、空気調和装置に関し、特にマルチシステム
の空気調和装置における冷媒量の調整制御に関するもの
である。

（従来の技術） 一般にマルチシステムの空気調和装置は、圧縮機、四方
弁、室外機及び並列接続された複数の室内機等により冷
凍サイクルが構成されている。

このようなマルチシステムの空気調和装置において、複
数の室内機の運転台数か減少した場合、停止した室内機
に冷媒か溜り（主として、弁の漏れが原因）、運転され
ている室内機側のサイクル内の冷媒が不足して能力不足
や過熱度の著しい上昇が起る場合がある。通常、この不
都合を取除くため、停止した室内機におけるガス側の電
磁弁は閉、液側の電磁弁は開にして溜った冷媒の回収、
又は冷媒が溜らないようにするか、さらには、バイパス
キャピラリーを用いて冷媒を回収することが行われてい
る。しかし、これらの手段をとる際、従来の空気調和装
置では冷媒回収量を制御しておらず、マルチシステムの
空気調和装置における広範囲な運転条件を考慮すると、
場合によっては急激な液戻りが生じたり、液を戻すのに
時間がかがったり、液を戻し過ぎてしまうおそれもある
。

また、起動時において、全室内機を運転しない場合、稼
働室内機側のサイクル内において冷媒過多の現象が起る
ことがある。通常、これはレシーバ−により一時的に吸
収される（やがて、他の停止室内機に漏れ出し、冷媒過
多は無くなる）が、マルチシステムの空気調和装置にお
ける広範囲な運転条件において、必ずしも効率的に吸収
できるわけではない。

（発明が解決しようとする課題） マルチシステムの空気調和装置では、冷凍サイクル内を
冷媒量か頻繁且つかなり広範囲に変化する。このような
空気調和装置において稼働室内機と停止室内機かある場
合、従来の冷媒量調整方法では、稼働室内機の冷媒不足
、冷媒過多を解消することが難しく、冷凍サイクルの効
率が低下するとともに圧縮機の信頼性の低下を招くおそ
れかあるという問題かあった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、広範囲な
運転条件において稼働室内機の冷媒不足、冷媒過多を極
めて滑らかに解消することかできるとともに冷凍サイク
ルの効率及び圧縮機の信頼性を向上させることのできる
空気調和装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、圧縮機、室外機
、及び冷媒出入口にそれぞれ膨張弁を備えた複数の室内
機を有する空気調和装置であって、前記圧縮機吸込み口
の過熱度及び前記複数の室内機のうち稼働室内機の前記
膨張弁の単位開度変化に対する前記過熱度の変化を検知
しその検知結果に基づいて停止室内機の前記膨張弁を制
御し当該停止室内機内の冷媒量を調整する冷媒量調整手
段を有することを要旨とする。

（作用） 複数の室内機のうち、停止室内機に冷媒が溜り、稼働室
内機側のサイクル内の冷媒か不足してくると、稼働して
いる室内機の膨張弁か過熱度制御を行なっているにもか
かわらず、弁開度の単位変化に対する過熱度の変化は正
の相関（つまり、弁が開いているにも係わらず過熱度は
下がらない）を示し、圧縮機吸込み口の過熱度が増大し
てくる。

また、稼働室内機は能力不足になるから、圧縮機周波数
が増加し、さらに過熱度は増大傾向を示す。

このことは、稼働室内機の膨張弁の弁開度の単位変化に
対する過熱度の変化、過熱度の値から冷媒不足が判断て
きることを示している。

また、起動時において全室内機を運転しない場合に稼働
室内機側のサイクル内で冷媒過多の現象が起ると、稼働
室内機の膨張弁が過熱度制御を行なっているにもかかわ
らず、圧縮機吸込み口は液バツクの様相を呈し、過熱度
は小さくなり、膨張弁の弁開度の単位変化に対する過熱
度の変化は正の相関もしくはゼロとなる。このことは、
膨張弁の弁開度の単位変化に対する過熱度の変化、加熱
度の値から冷媒過多が判断できることを示している。

以上より、圧縮機吸込み口の過熱度及び稼働室内機の膨
張弁の単位開度変化に対する過熱度の変化を検知し、そ
の検知結果に基づいて稼働室内機が冷媒不足の場合は、
停止室内機の冷媒出口例の弁が開制御され、冷媒過多の
場合は、冷媒人口側の膨張弁か開制御される。これによ
り、稼働室内機の冷媒不足、冷媒過多か極めて滑らかに
解消される。マルチシステムの空気調和装置の運転範囲
はかなり広いため、上記膨張弁の制御をファジー制御で
行えば、−層精度よく冷媒量を制御することが可能とな
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。この実施例は、３室型の空気調和装置に適
用されている。

まず、第１図を用いて空気調和装置の構成を説明すると
、同図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外機
であり、１台の室外機に対し、冷媒出入口にそれぞれ電
子膨張弁７〜１２を備えた３台の室内機４．５．６が並
列接続されてマルチシステムのヒートポンプ式冷凍サイ
クルが構成されている。また、圧縮機１の吸込み口には
、その吸込み温度の過熱度を検知するための吸込み温度
センサ１３と吸込み圧力センサ１４が設けられている。

両センサ１３．１４の検知信号は制御部１５に送られ、
この制御部で圧縮機１吸込み口の過熱度が算出されるよ
うになっている。制御部１５は、この圧縮機１吸込み口
の過熱度及び３台の室内機４．５．６のうちの稼働室内
機の電子膨張弁の単位開度変化に対する過熱度の変化を
検知し、その検知結果に基づいて停止室内機の電子膨張
弁を開閉制御し、当該停止室内機内の冷媒量を調整する
ようになっている。而して吸込み温度センサ１３、吸込
み圧力センサ４及び制御部１５により冷媒量調整手段が
構成されている。

次に、上述のように構成された空気調和装置の作用を第
２図の制御フローチャート及び第３図、第４図を用いて
説明する。

稼働しようとする室内機に備えられたマイコンか、当該
室内機が必要する能力を圧縮機周波数（ＨｚＡ　、Ｈｚ
Ｂ　５ＨｚＣ）として室外機３に送る（ステップ２１．
２２．２３）。室外機３は、室内機、室外機の馬力を基
に次式で表わされる周波数で作動する（ステップ２４）
。

ΣＨｚｉＸ室内機喝室内機外力／室外機馬力１）ここに ｉ−室内機番号Ａ、Ｂ、Ｃ また、吸込み温度センサ１３と吸込み圧力センサ１４の
検知信号か制御部１５に送られて圧縮機１吸込み口の過
熱度が算出され、その過熱度ＴＳＨと目標過熱度ＴＳ　
Ｈ”の差である過熱度偏差ＳＨが検出される（ステップ
２５）。

そして、この過熱度偏差ＳＨの値を基に、稼働室内機の
電子膨張弁の開度が制御されて過熱度制御が行われる。

この制御内容は、まず稼働室内機の電子膨張弁の開度ト
ータル増分ΔＰＬＳ”が計算された後（ステップ２６）
、各室内機の電子膨張弁にその要求能力に応して弁開度
増分が振分けられる（ステップ２７．２８）。この制御
機構はＰＩＤ制御でもファジー制御でもどのようなもの
でもよい。

一方、上記の制御と並行して、弁開度の単位変化に対す
る過熱度の変化の逆数Ｂか以下のようにして計算される
（ステップ２つ、３０）。

ΔＳＨ（”　　）　　−３Ｈ（’　　）　　−５）Ｉ　
　（ｎ　　−１）　　、・　（２）Ｂ＝　ΔＰＬＳ（ｎ
　−１）”／Δ５Ｈ（ｎ）　　　　、、、（３）ここで
、ΔＳＨ（’）−０の場合はＢに大きな値が入れられる
。また、添え字ｎは、ｎ×Δを時刻における状態値を示
している。

そして、これらの数値を基に、第３図、第４図に示すフ
ァジー制御により停止室内機出入口の電子膨張弁の弁開
度増分ΔＰＬＳが決められる。このとき過熱度偏差ＳＨ
が正か負かで入口側と出口側のどちらの電子膨張弁を開
けるかが決定される（ステップ３１．３２．３３）。入
口側と出口側の両方の電子膨張弁が同時に開いていると
いうことはない。

次いで、第４図のファジー制御のルールについて簡単に
説明する。過熱度がかなり太きく　（ＳＨ−ＰＢ）Ｂの
値がかなり大きい場合（Ｂ−ＰＢ：稼働室内機側の電子
膨張弁の制御がきかない場合）、冷媒不足であり、停止
室内機の冷媒出口側の電子膨張弁が大きく開けられる（
ΔＰＬＳ−ＰＢ）。

また、過熱度が目標値近傍であれば、Ｂの値にかかわら
ず、冷媒は適量とみなし、冷媒出口側の電子膨張弁は動
作しない（この場合、電子膨張弁は閉しるとする）。

一方、液バツクが生し過熱度か目標値よりかなり小さい
場合（ＳＨ−ＮＢ）　、過熱度制御を行っても液バツク
が解消しなければ（Ｂ−ＺＯもしくはＢ−ＮＢ、Ｂ−Ｐ
Ｂ）　、冷媒過多とみなし、停止室内機の冷媒入口側の
電子膨張弁が制御される。

この場合、冷媒音を考慮し、冷媒出口側を開ける場合よ
りも電子膨張弁の開度増分は小さくなるように、すべて
ΔＰＬＳ＝ＰＭとしている。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、圧縮機吸込み
口の過熱度及び複数の室内機のうち稼働室内機の膨張弁
の単位開度変化に対する前記過熱度の変化を検知しその
検知結果に基づいて停止室内機の膨張弁を制御し当該停
止室内機内の冷媒量を調整するようにしたため、上記過
熱度及び膨張弁の単位開度変化に対する当該過熱度の変
化から稼働室内機の冷媒不足又は冷媒過多が判断できる
ことより、広範囲な運転条件において稼働室内機の冷媒
不足、冷媒過多を極めて滑らかに解消することができ、
これとともに冷凍サイクルの効率及び圧縮機の信頼性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明に係る空気調和装置の実
施例を示すもので、第１図は冷凍サイクルを示す系統図
、第２図は作用を説明するためのフローチャート、第３
図はファジー制御のメンバーシップ関数を示す図、第４
図はファジー制御のルールを示す図である。 １：圧縮機、　　３　室外機、 ４．５．６：室内機、　７〜１２：電子膨張弁、１３：
吸込み温度センサ、 〕４．吸込み圧力センサ、 １５、吸込み温度センサ及び吸込み圧力センサとともに
冷媒量調整手段を構成する制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機、室外機、冷媒出入口にそれぞれ 膨張弁を備えた複数の室内機を有する空気調和装置であ
   って、前記圧縮機吸込み口の過熱度及び前記複数の室内
   機のうち稼働室内機の前記膨張弁の単位開度変化に対す
   る前記過熱度の変化を検知しその検知結果に基づいて停
   止室内機の前記膨張弁を制御し当該停止室内機内の冷媒
   量を調整する冷媒量調整手段を有することを特徴とする
   空気調和装置。