JPH0464849A

JPH0464849A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0464849A
Application number: JP2174501A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Ogoshi; 靖二大越
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-02-28

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）複数の部屋を有するビルディング等では、各部屋を一括
して空調するため、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が使用される。

このマルチタイプの空気調和機の一例を第３図に示す。

図中、１は圧縮機で、この圧縮機１の吐出側に四方弁２
を介して室外熱交換器３が接続される。

この室外熱交換器３に減圧器たとえば膨張弁４が接続さ
れ、その膨張弁４に二方弁１１．室内熱交換器１２．二
方弁１３の直列回路、三方弁２］室内熱交換器２２．二
方弁２３の直列回路、二方弁３１．室内熱交換器３２．
二方弁３３の直列回路がそれぞれ接続される。これら直
列回路は互いに並列に接続されており、その並列回路は
上記四方弁２を介して圧縮機１の吸込側に接続される。

上記膨張弁４から室内熱交換器１２，２２゜２３にかけ
ての接続は液側主管Ｗｏおよび液側支管Ｗ、、Ｗ２．Ｗ
３によってなされており、その液側支管Ｗ、、Ｗ２．Ｗ
、に二方弁１１，２１゜３１がそれぞれ設けられている
。

室内熱交換器１２，２２．３２から四方弁２にかけての
接続はガス側支管Ｇ、、Ｇ２．Ｇ、およびガス側主管Ｇ
ｏによってなされており、そのガス側支管Ｇ、、Ｇ２．
Ｇ、に二方弁１Ｂ、２３゜３３がそれぞれ設けられてい
る。

そして、二方弁１１，２１．３１と室内熱交換器１２，
２２．３２との間の液側支管Ｗ＋　、Ｗ２　。

Ｗ、から圧縮機１の吸込側配管にかけて、キャピラリチ
ューブ５，５．５およびキャピラリチューブ６を有する
バイパス管７が接続されている。

なお、上記圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張
弁４、二方弁１１，２１．’３１、二方弁１３．２３，
３３、およびバイパス管７などにより、室外ユニットＡ
が構成されている。

また、少なくとも室内熱交換器１２により室内ユニット
Ｂ、が構成され、少なくとも室内熱交換器２２により室
内ユニットＢ２が構成され、少なくとも室内熱交換器３
２により室内ユニットＢ３が構成されている。

作用を説明する。

室内ユニットＢ１で暖房運転モードおよび室内温度Ｔｓ
が設定され、かつ運転スイッチがオンされたとする。室
内ユニットＢ２．Ｂ３では運転スイッチがオフされてい
るとする。

この場合、第４図に示すように、運転オンの室内ユニッ
トＢ１に対応する二方弁１１．１３が開かれ（図示白色
表示）、運転オフの室内ユニットＢ２．Ｂ３に対応する
三方弁２１．２３，３１゜３３が閉じられる（図示黒色
表示）。そして、圧縮機１が運転オンするとともに、四
方弁２が切換わる。

したがって、圧縮機１から吐出される冷媒は四方弁２を
通って室内ユニットＢ１の室内熱交換器］２に入り、そ
こで冷媒が室内空気に熱を奪われて凝縮する。この室内
熱交換器１２を経た冷媒は膨張弁４で減圧されて室外熱
交換器３に入り、ここで冷媒が外気からの汲み上げ熱に
よって蒸発する。この室外熱交換器３を紅た冷媒は四方
弁２を通って圧縮機１に吸込まれる。

この暖房運転時、圧縮機１の吸込み圧により、運転停止
の室内ユニッＩ’　Ｂ　２　＋　　Ｂ　３の室内熱交換
器２２．３２に残留する冷媒がバイパス管７を通って圧
縮機１に回収される。

この冷媒回収は、運転停止中の室内ユニットにおける冷
媒溜まりを防ぎ、ひひいては運転中の室内ユニットにお
ける冷媒の循環量不足を防ぐものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記のような室内ユニットの１台運転で
は、冷媒回収によって冷媒の循環量が過多となることが
ある。この場合、高圧側圧力が異常上昇し、高圧スイッ
チが作動して不要な運転停止に至ることがある。

また、冷媒回収がいわゆる液バツク気味となり、圧縮機
１の寿命に悪影響を与えてしまう。

この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とす
るところは、暖房運転時、高圧側圧力の異常上昇を生じ
ることなく、また圧縮機への液バツクを生じることなく
、運転停止中の室内ユニットにおける冷媒溜まりを防ぐ
ことができ、また運転中の室内ユニットにおける冷媒の
循環量を適正な状態に維持することができ、常に安定し
た運転を可能とす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）能力可変圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器を有す
る室外ユニットと、室内熱交換器を有する複数の室内ユ
ニットと、上記能力可変圧縮機、四方弁、室外熱交換器
、減圧器、各室内熱交換器の並列回路を接続したヒート
ポンプ式冷凍サイクルと、上記各室内熱交換器と減圧器
との間の複数の液側支管にそれぞれ設けられた流量調整
弁と、上記能力可変圧縮機から吐出される冷媒を四方弁
。

各室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器の順に通して暖
房運転を実行する手段と、暖房運転時、上記各室内ユニ
ットの要求能力の総和に応じて上記能力可変圧縮機の能
力を制御する手段と、暖房運転時、」二記各室内ユニッ
トの要求能力に応じて同各室内ユニットの室内熱交換器
に対応する流量調整弁の開度をそれぞれ制御する手段と
、暖房運転時、運転停止の室内ユニットの室内熱交換器
に対応する流量調整弁を所定開度に開く手段とを備える
。

（作用）暖房運転時、運転中の室内ユニットの室内熱交換器に流
れる冷媒の量が、同室内ユニットの要求能力に応じて設
定される。

同時に、運転停止中の室内ユニットの室内熱交換器を通
して所定量の冷媒が流れ、その室内熱交換器に冷媒が溜
まり込まない。

（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。なお、図面において第３図と同一部分には同一符
号を付す。

第１図において、１′は能力可変圧縮機で、この能力可
変圧縮機１′の吐出側に四方弁２を介して室外熱交換器
３が接続される。この室外熱交換器３に減圧器たとえば
膨張弁４が接続され、その膨張弁４に流量調整弁（ＰＭ
Ｖ　、パルスモータバルブ）１４および室内熱交換器１
２の直列回路、流量調整弁２４および室内熱交換器２２
の直列回路、流量調整弁３４および室内熱交換器３２の
直列回路がそれぞれ接続される。これら直列回路は互い
に並列に接続されており、その並列回路は上記四方弁２
を介して圧縮機１の吸込側に接続される。

上記膨張弁４から室内熱交換器１２，２２゜２３にかけ
ての接続は液側主管ＷＯおよび液側支管Ｗ＋　、Ｗ２　
、Ｗ３によってなされており、その液側支管Ｗ、、Ｗ２
．Ｗ３に流量調整弁１４２４．３４がそれぞれ設けられ
る。

室内熱交換器１．２，２２．３２から四方弁２にかけて
の接続はガス側支管Ｇ１．Ｇ２　、Ｇ３およびガス側主
管Ｇｏによってなされている。

そして、流量調整弁１４．２４．３４と室内熱交換器１
２，２２．３２との間の液側支管Ｗ１゜Ｗ２．Ｗ３に、
冷媒温度センサ１５，２５．３５がそれぞれ取付けられ
る。

能力可変圧縮機１′の吐出側と四方弁２との間の高圧側
管に、冷媒圧力センサ８が取付けられる。

なお、Ａは室外ユニット、Ｂｌ　＋　　Ｂ２　、Ｂ３は
室内ユニットである。

制御回路を第２図に示す。

室内ユニットＢ１．Ｂ２．Ｂ３は、それぞれ室内制御部
４０を有する。これら室内制御部４０に、室内温度セン
サ４１、操作部４２、および室内ファンモータ４３が接
続される。

室内温度センサ４１は、室内の温度を検知するものであ
る。

操作部４２は、各種運転条件を設定するためのものであ
る。

室内ファンモータ４３は、室内熱交換器１２゜２２．３
２にそれぞれ室内空気を循環させる室内ファンの駆動モ
ータである。

そして、室内制御部４０は、操作部４２で設定される運
転条件を後述の室外制御部５０に送信する機能手段と、
室内温度センサ４１の検知温度と操作部４２の設定室内
温度との差を要求能力として室外制御部５０に送信する
機能手段とを備えている。

一方、室外ユニット５０は、室外制御部５０を有する。

この室外制御部５０に、四方弁２、上記流量調整弁１４
，２４，３４、温度センサ１５゜２５．３５、圧力セン
サ８、インバータ回路５］、および室外ファンモータ５
３が接続される。

インバータ回路５１は、商用交流電源５２の電圧を整流
し、それを室外制御部５０の指令に応じた周波数（およ
び電圧）の交流に変換し、出力するものである。このイ
ンバータ回路５］の出力端に能力可変圧縮機１−の駆動
モータＩＭが接続される。

室外ファンモータ５３は、室外熱交換器３にそれぞれ外
気を循環させる室外ファンの駆動モータである。

そして、室外制御部５０は、能力可変圧縮機１′から吐
出される冷媒を四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、
流量調整弁１４，２４，３４、室内熱交換器１２，２２
．３２の順に通して冷房運転を実行する機能手段と、能
力可変圧縮機１′から吐出される冷媒を四方弁２、室内
熱交換器１２．２２．３２、流量調整弁１４，２４，３
４、膨張弁４、室外熱交換器３の順に通して暖房運転を
実行する機能手段と、暖房運転時、室内ユニッ）”　Ｂ
１　ｒ　　８２　ｒ　　８３の要求能力の総和に応じて
能力可変圧縮機１′の能力（インバータ回路５１の出力
周波数）を制御する機能手段と、暖房運転時、各室内ユ
ニットの運転オン、オフ指令および要求能力に応じて同
各室内ユニットの室内熱交換器に対応する流量調整弁の
開度をそれぞれ制御する機能手段と、暖房運転時、運転
停止の室内ユニットの室内熱交換器に対応する流量調整
弁を所定開度（冷媒の過冷却度が設定値に収まる範囲）
に開く機能手段とを備えている。

つぎに、上記の構成において作用を説明する。

室内ユニットＢ１の操作部４２で暖房運転モードおよび
室内温度Ｔｓが設定され、かつ操作部４２の運転スイッ
チがオンされたとする。室内ユニットＢ２．Ｂ３の操作
部４２では運転スイッチがオフされているとする。

この場合、能力可変圧縮機１′が起動され、その能力が
室内ユニットＢ１　＋　　８２　ｒ　　８３の要求能力
の総和に応じて制御される。同時に、四方弁２が切換わ
る。

さらに、運転オンの室内ユニットＢ、に対応する流量調
整弁１４が開き、その開度が同室内ユニットＢ１の要求
能力に応じて制御される。

したがって、第１図に実線矢印で示すように、能力可変
圧縮機１−から吐出される冷媒が四方弁２を通って室内
熱交換器１２に流入し、そこで冷媒が室内空気に熱を奪
われて凝縮する。この室内熱交換器１２を経た冷媒は流
量調整弁１４および膨張弁４を通って室外熱交換器３に
流入し、そこで冷媒が外気から熱を奪って蒸発する。こ
の室外熱交換器３を経た冷媒は、四方弁２を通り、能力
可変圧縮機１′に吸い込まれる。そして、室内ユニット
Ｂ１の室内ファンが運転オンし、室内熱交換器１２を通
して室内空気が循環することにより、室内ユニットＢ１
で暖房運転が実行される。

運転オンの室内ユニットの要求能力と、それに基づく流
量調整弁の開度（駆動パルス数）との間には、次頁の表
に示す条件が予め定められており、要求能力が大きいほ
ど開度が大きく設定される。

なお、この表に示した開度は、室内熱交換器での冷媒の
過冷却度が５℃程度となるよう、実験で求めた値である
。

また、運転開始と同時に、運転オフの室内ユニットＢ２
．Ｂ３に対応する流量調整弁２４．３４が、先ず１０パ
ルス分の微小開度にそれぞれ開かれる。

すなわち、第１図に破線矢印で示すように、能力可変圧
縮機１′から吐出されて四方弁２を経た冷媒の一部が室
内熱交換器２２．３２および流量調整弁２４．３４を通
り、膨張弁４への冷媒の流れに合流する。

なお、室内ユニットＢ２．Ｂ３の室内ファンは運転オフ
である。

そして、冷媒圧力センサ８で検知される高圧側圧力に基
づき、室内熱交換器２２．３２での冷媒の凝縮温度Ｔｃ
がそれぞれ求められる。

上記凝縮温度Ｔｃと冷媒温度センサ２５の検知温度Ｔ２
との差が演算され、その演算結果が室内熱交換器２２に
おける冷媒の過冷却度ＵＣ２として検出される。そして
、過冷却度ＵＣ２が所定範囲内たとえば５℃となるよう
、流量調整弁２４の開度が制御される。

上記凝縮温度Ｔｃと冷媒温度センサ３５の検知温度Ｔ３
との差が演算され、その演算結果が室内熱交換器３２に
おける冷媒の過冷却度ＵＣ，として検出される。そして
、過冷却度ＵＣ３が所定範囲内たとえば５℃となるよう
、流量調整弁３４の開度が制御される。

この運転停止中の室内ユニットに対応する流量調整弁の
開度制御は、次のように行なわれる。

一定時間たとえば３０秒のサンプリング時間が予め定め
られ、そのサンプリング時間が巡ってくるごとに過冷却
度が検出される。

現時点のサンプリングで検出された過冷却度ＵＣｎの値
と前回のサンプリングで検出された過冷却度Ｕ　Ｃｎ−
１との差（−Ｕ　Ｃｎ　−Ｕ　Ｃｎ−１）が求められ、
その差と次頁の表に示す条件とから比例補正の値Ｐが求
められる。

現時点のサンプリングで検出された過冷却度ＵＣｎの値
と設定過冷却度ＵＣｓ（−５℃）との差（＝ＵＣｎ　−
ＵＣｓ　）が求められ、その差と次頁に示す表の条件と
から積分補正の値Ｉが求められる。

求められた比例補正の値Ｐと積分補正の値Ｉとの和が開
度補正値ΔＰＬＳとして算出され、その開度補正値ΔＰ
ＬＳだけ流量調整弁の開度が補正される。

ΔＰＬＳ−Ｐ＋１こうして、運転停止中の室内ユニットＢ２＋Ｂ３の室内
熱交換器２２．３２を通して所定量の冷媒が流れること
により、その室内熱交換器２２゜３２に冷媒が溜まり込
まない。この場合、高圧側圧力の異常上昇を生じること
がなく、また能力可変圧縮機１′への液バツクを生じる
こともない。

そして、冷媒が溜まり込まないことにより、室内ユニッ
トＢ１における冷媒の循環量不足が未然に防止され、安
定した暖房運転が実行される。

なお、上記実施例では、室内ユニットの１台運転につい
て説明したが、その運転台数にかかわりなく同様の制御
が行なわれる。

また、上記実施例では、室内ユニットの台数が３台の場
合について説明したが、その台数に限定はない。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、能力可変圧縮機、
四方弁、室外熱交換器、減圧器を有する室外ユニットと
、室内熱交換器を有する複数の室内ユニットと、上記能
力可変圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器、各室内
熱交換器の並列回路を接続したヒートポンプ式冷凍サイ
クルと、上記各室内熱交換器と減圧器との間の複数の液
側支管にそれぞれ設けられた流量調整弁と、上記能力可
変圧縮機から吐出される冷媒を四方弁、各室内熱交換器
、減圧器、室外熱交換器の順に通して暖房運転を実行す
る手段と、暖房運転時、上記各室内ユニットの要求能力
の総和に応じて上記能力可変圧縮機の能力を制御する手
段と、暖房運転時、上記各室内ユニットの要求能力に応
じて同各室内ユニットの室内熱交換器に対応する流量調
整弁の開度をそれぞれ制御する手段と、暖房運転時、運
転停止の室内ユニットの室内熱交換器に対応する流量調
整弁を所定開度に開く手段とを備えたので、暖房運転時
、高圧側圧力の異常上昇を生じることなく、また圧縮機
への液バツクを生じることなく、運転停止中の室内ユニ
ットにおける冷媒溜まりを防ぐことができ、また運転中
の室内ユニットにおける冷媒の循環量を適正な状態に維
持することができ、常に安定した運転を可能とする空気
調和機を提供できる。

【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図、第
３図は従来の空気調和機の冷凍サイクルの構成を示す図
、第４図は第３図の冷凍サイクルにおける冷媒の流れを
説明するための図である。Ａ・・・室外ユニット、Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３・・・室内ユ
ニット、１′・・・能力可変圧縮機、２・・・四方弁、
３・・・室外熱交換器、４・・・膨張弁（減圧器）、１
２２２．３２・・・室内熱交換器、１４，２４．３４・
・・流量調整弁、１５，２５．３５・・・冷媒温度セン
サ、４０・・・室内制御部、５０・・・室外制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

能力可変圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器を有す
る室外ユニットと、室内熱交換器を有する複数の室内ユ
ニットと、上記能力可変圧縮機、四方弁、室外熱交換器
、減圧器、各室内熱交換器の並列回路を接続したヒート
ポンプ式冷凍サイクルと、上記各室内熱交換器と減圧器
との間の複数の液側支管にそれぞれ設けられた流量調整
弁と、上記能力可変圧縮機から吐出される冷媒を四方弁
、各室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器の順に通して
暖房運転を実行する手段と、暖房運転時、上記各室内ユ
ニットの要求能力の総和に応じて上記能力可変圧縮機の
能力を制御する手段と、暖房運転時、上記各室内ユニッ
トの要求能力に応じて同各室内ユニットの室内熱交換器
に対応する流量調整弁の開度をそれぞれ制御する手段と
、暖房運転時、運転停止の室内ユニットの室内熱交換器
に対応する流量調整弁を所定開度に開く手段とを具備し
たことを特徴とする空気調和機。