JPH04236074A - ヒートポンプ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内膨張弁、室外膨張
弁などの電動膨張弁の開度を制御可能な多室形空気調和
用のヒートポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電動膨張弁の開度を制御可能な多
室形空気調和用のヒートポンプ装置は、電動膨張弁のバ
ックラッシュに関係なく安定に制御できることが求めら
れている。

【０００３】従来、この種のヒートポンプ装置は、たと
えば多室形空気調和用では図４に示すように構成してい
た。以下、その構成について説明する。

【０００４】図に示すように、圧縮機１は冷暖房サイク
ルを切替える四方弁２、室外熱交換器３、室外膨張弁４
、アキュムレータ５などとともに室外機６に備えられて
いる。室内機７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、それぞれ室内熱交換
器８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、室
温検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを備え、各部屋１１Ａ
、１１Ｂ、１１Ｃに設置され、室外機６、および各室内
機７Ａ、７Ｂ、７Ｃのガス側および液側をそれぞれガス
側管路１２、および液側管路１３で接続して閉回路とな
し、閉回路の内部に冷媒を封入し、周知のヒートポンプ
サイクルを形成している。

【０００５】上記構成において動作を説明すると、暖房
運転時は、図４の実線に示すように、冷媒は圧縮機１に
おいて圧縮され、高温高圧の蒸気となって四方弁２を通
ってガス側管路１２に吐出され、室内機７Ａ、７Ｂ、７
Ｃ内の各室内熱交換器８Ａ、８Ｂ、８Ｃに至る。このと
き、室内熱交換器８Ａ、８Ｂ、８Ｃは凝縮器として働き
、部屋１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの空気に熱を与えること
により部屋１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃをそれぞれ暖房し、
冷媒は凝縮液化する。液化した冷媒は室内膨張弁９Ａ、
９Ｂ、９Ｃ、および液側管路１３を通って室外膨張弁４
において適度に減圧されて低圧となり、室外熱交換器３
に至る。このとき、室外熱交換器３は蒸発器として働き
、外気よりの熱を受けて蒸発し、低圧蒸気となって四方
弁２、およびアキュムレータ５を通って圧縮機１に吸入
される。つぎに、冷房運転時は図４の破線に示すように
、四方弁２の切替えにより室外熱交換器３は凝縮器、室
内熱交換器８Ａ、８Ｂ、８Ｃは蒸発器として働き、部屋
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの空気から吸熱することにより
、部屋１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを冷房する。

【０００６】つぎに、室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの動
作について説明する。室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの開
度を増加すると、冷媒の流量が増加し、暖房運転時では
部屋１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの室温が上昇し、冷房運転
時では逆に低下し、その温度は室温検知器１０Ａ、１０
Ｂ、１０Ｃにより検知される。

【０００７】室温制御器１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｃは、図
５に示すように、部屋１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの各室温
の目標値を設定する室温設定器１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ
と、室温検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各出力の差を
出力する減算器１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと、この減算器
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの各出力を積分する積分器１７
Ａ、１７Ｂ、１７Ｃと、減算器１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ
の各出力を微分する微分器１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、
比例係数を設定する比例係数設定器１９Ａ、１９Ｂ、１
９Ｃと、積分係数を設定する積分係数設定器２０Ａ、２
０Ｂ、２０Ｃと、微分係数を設定する微分係数設定器２
１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、減算器１６Ａ、１６Ｂ、１６
Ｃの各出力と比例係数設定器１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの
各出力との積を出力する第１掛算器２２Ａ、２２Ｂ、２
２Ｃと、積分器１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの各出力と積分
係数設定器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各出力との積を出
力する第２掛算器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃと、微分器１
８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの各出力と微分係数設定器２１Ａ
、２１Ｂ、２１Ｃの各出力との積を出力する各第３掛算
器２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃと、各第１掛算器２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃ、各第３掛算器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、
および各第３掛算器２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの和を出力
する加算器２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃとを備えており、加
算器２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの各出力によって各室内膨
張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの開度を制御する、いわゆるＰＩ
Ｄ制御器を構成している。

【０００８】つぎに、上記構成における室温制御器１４
Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの動作を説明すると、各室内膨張弁
９Ａ、９Ｂ、９Ｃの開度変化に対する各室温検知器１０
Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの出力変化の特性に応じて、各比例
係数設定器１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、各積分係数設定器
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、および各微分係数設定器２１
Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの各係数を適切に設定すると、適切
な応答のもとに各室温検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの
各出力が各室温設定器１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの各出力
に一致する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなヒートポンプ装置では、各室温検知器１０Ａ、１０
Ｂ、１０Ｃの出力によって各室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９
Ｃの開度を操作しても、各室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃ
のバックラッシュ特性のために冷媒の流量が変化しない
場合や、変化しても大きな遅れが生じて制御が安定しな
い、あるいは各室温検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各
出力が各室温設定器１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの各出力に
一致しないなどの問題があった。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、室内
膨張弁、室外膨張弁などの電動膨張弁のバックラッシュ
の影響を打ち消し、電動膨張弁のバックラッシュ特性に
よる制御の不安定や、制御量が設定値に一致しないなど
の問題点を解決することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、各部屋の温度を制御する各室温制御器など
の弁開度制御器からの電動膨張弁への弁開度操作量の微
分値の現在の極性が過去の極性と異なる場合に、電動膨
張弁のバックラッシュの大きさの弁開度操作量を、弁開
度制御器からの電動膨張弁への弁開度操作量に加えた操
作量で電動膨張弁の開度を操作するようにしたことを課
題解決手段としている。

【００１２】

【作用】本発明は上記した課題解決手段により、電動膨
張弁のバックラッシュの影響を打ち消し、常に制御量を
その設定値に一致させ、しかも安定な制御を実現するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
基づいて説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同
一符号を付して説明を省略する。

【００１４】図に示すように、室内膨張弁制御器２６Ａ
、２６Ｂ、２６Ｃは各室温設定器１５Ａ、１５Ｂ、１５
Ｃと各室温検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを入力とする
各室温制御器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと、各室温制御器
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃによる操作量の微分値に応じて
補正操作量を発生させる各補正操作量発生器２７Ａ、２
７Ｂ、２７Ｃと、各室温制御器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ
による操作量と各補正操作量発生器２７Ａ、２７Ｂ、２
７Ｃによる操作量とを加算する各操作量加算器２８Ａ、
２８Ｂ、２８Ｃとを備え、この各操作量加算器２８Ａ、
２８Ｂ、２８Ｃで加算した操作量で各室内膨張弁９Ａ、
９Ｂ、９Ｃの開度を操作するようにしている。

【００１５】図３は本発明による補正操作量発生器２７
Ａ、２７Ｂ、２７Ｃの動作を示すフローチャートであり
、現在の各室温制御器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃからの操
作量の微分値の極性と過去（前回制御時）の各室温制御
器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃからの操作量の微分値の極性
との比較を行い（ステップ１０１）、同極性であれば補
正操作量を０（ステップ１０２）、極性が異なれば現在
の各室温制御器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃからの操作量の
微分値の極性の判定を行い（ステップ１０３）、正極性
であれば補正操作量を正のバックラッシュ分（ステップ
１０４）、負極性であれば補正操作量を負のバックラッ
シュ分（ステップ１０５）とするもので、一定時間間隔
で実行される。

【００１６】つぎに、上記構成における多室形空気調和
機の室内膨張弁制御器２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃの動作を
説明すると、冷房時において、各室温検知器１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃで検知された各室温が各室温設定器１５Ａ
、１５Ｂ、１５Ｃの出力よりも高い場合、各室温制御器
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃによって各室内膨張弁９Ａ、９
Ｂ、９Ｃの弁開度を開方向に操作し、この結果各室内熱
交換器８Ａ、８Ｂ、８Ｃを流れる冷媒量が増し、冷房能
力が増大して各室温が低下し、低下し過ぎた場合には各
室温制御器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃによって各室内膨張
弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの弁開度を閉方向に操作するが、こ
のとき、操作量の微分値が過去（前回制御時）と異なる
ため、各補正操作量発生器２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃから
負のバックラッシュ分が発生し、各操作量加算器２８Ａ
、２８Ｂ、２８Ｃにおいて各室温制御器１４Ａ、１４Ｂ
、１４Ｃからの操作量に加算されて各室内膨張弁９Ａ、
９Ｂ、９Ｃの開度を操作する。逆に、各室温が上昇し過
ぎた場合には各室温制御器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃによ
って各室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの弁開度を開方向に
操作するが、このとき、操作量の微分値が過去（前回制
御時）と異なるため、各補正操作量発生器２７Ａ、２７
Ｂ、２７Ｃから正のバックラッシュ分が発生し、各操作
量加算器２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃにおいて各室温制御器
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃからの操作量に加算されて各室
内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの開度を操作する。この結果
、各室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃのバックラッシュ特性
が打ち消され、各室温検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの
各出力を各室温設定器１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの各出力
に一致させることができる。また、暖房時においても同
様な操作量の補正によって、各室内膨張弁９Ａ、９Ｂ、
９Ｃのバックラッシュ特性が打ち消され、各室温検知器
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各出力を各室温設定器１５Ａ
、１５Ｂ、１５Ｃの各出力に一致させることができる。

【００１７】以上、多室形空気調和用ヒートポンプ装置
の利用側電動膨張弁の開度操作に関して説明したが、熱
源側電動膨張弁の開度操作や１室形空気調和用ヒートポ
ンプ装置や他の用途のヒートポンプ装置においても同様
の動作となることはいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、各部屋の温度を制御する各室温制御器などの
弁開度制御器からの電動膨張弁への弁開度操作量の微分
値の現在の極性が過去の極性と異なる場合に、電動膨張
弁のバックラッシュの大きさの弁開度操作量を、弁開度
制御器からの電動膨張弁への弁開度操作量に加えた操作
量で電動膨張弁の開度を操作するようにしたから、電動
膨張弁のバックラッシュの影響を打ち消すことができ、
電動膨張弁のバックラッシュ特性による制御の不安定や
、制御量が設定値に一致しないなどの問題点を解決でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のヒートポンプ装置のシステ
ム構成図

【図２】同ヒートポンプ装置の室内膨張弁制御器のブロ
ック図

【図３】同ヒートポンプ装置の各補正操作量発生器の動
作フローチャート

【図４】従来のヒートポンプ装置のシステム構成図

【図
５】同ヒートポンプ装置の各室温制御器のブロック構成
図

【符号の説明】

１　　圧縮機 ２　　四方弁 ３　　室外熱交換器（熱源側熱交換器）４　　室外膨張
弁（熱源側電動膨張弁）６　　室外機（熱源機）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機、熱源側熱交換器、熱源側電動
   膨張弁、四方弁などからなる１台の熱源機と、利用側熱
   交換器、利用側電動膨張弁などを備えた適数台の利用端
   末機とを備え、前記熱源側電動膨張弁または前記利用側
   電動膨張弁の弁開度制御器からの弁開度操作量の微分値
   の現在の極性が過去の極性と異なる場合に、前記熱源側
   電動膨張弁または前記利用側電動膨張弁のバックラッシ
   ュの大きさの弁開度操作量を、前記弁開度制御器からの
   弁開度操作量の現在の極性で前記弁開度制御器からの弁
   開度操作量に加えるようにしてなるヒートポンプ装置。