JPH0730960B2 - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は容量可変形圧縮機を備えた空気調和装置の運転
制御装置に係り、特に冷房運転時に蒸発圧力に応じて圧
縮機の運転容量を制御するようにしたものの改良に関す
る。

（従来の技術） 従来より、容量可変形圧縮機を備えた空気調和装置にお
いて、冷房運転時に、圧縮機の吸入管における吸入ガス
圧力（低圧）と圧縮機の運転容量とで利用側熱交換器の
蒸発圧力を推定し、その推定された蒸発圧力に基づいて
圧縮機の運転容量を制御することにより、利用側熱交換
器で要求する熱交換能力に必要な冷媒循環量を確保しよ
うとする運転制御装置は公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものでは、検出される蒸発圧
力は利用側熱交換器から圧縮機までの配管で既に圧力損
失を受けた冷媒の物理状態量であって、真に制御目標と
すべき利用側熱交換器における蒸発圧力が性格に反映さ
れているとは必ずしもいえない。

特に、室外ユニットに対して複数の室内ユニットを並列
に接続したマルチ方空気調和装置の場合には、一般的に
配管長が長くなり、しかも室内ユニットの位置による長
さのバラツキがあることもあって、目標とする蒸発圧力
と実際の蒸発圧力との偏差が大きく、そのために、圧縮
機の運転容量不足を招きやすいという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、各室内ユニットの要求能力に応じて圧縮機の運転
容量を制御する制御目標値を定めるに際し、圧力損失等
を考慮した補正を行うことにより、容量制御の精度の向
上を図り、もって容量不足の解消を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の第１の解決手段は、第
１図に示すように、室外ユニットに配置される容量可変
形圧縮機位置、室外ユニットに配置される熱源側熱交換
器（３）、減圧機構（６）および室内ユニットに配置さ
れる利用側熱交換器（７）を接続してなる冷媒回路（1
2）と、室外ユニットにおいて検出される蒸発圧力が要
求信号値となるよう上記圧縮機位置の運転容量を制御す
る容量制御手段（10）と備えた空気調和装置を前提とす
る。

そして、空気調和装置の運転制御装置として、上記室内
ユニットに配置され、冷房運転時における要求蒸発能力
を検出する要求能力検出手段（Th1）と、上記利用側熱
交換器（７）に配置され、冷媒の蒸発圧力を検出する蒸
発圧力検出手段（Th2）と、該蒸発圧力検出手段（Th2）
の出力を受け、現在の蒸発圧力値と上記要求能力検出手
段（Th1）で検出された要求蒸発能力との差に応じて上
記室外ユニットにおける蒸発圧力についての要求信号値
の補正量を算出するとともに、前回の制御で出力された
室外ユニットにおける蒸発圧力の要求信号値から上記補
正量を減じたものを、上記容量制御手段（10）の制御の
ための要求信号値とする補正手段（51）と、該補正手段
（51）により補正された室外における蒸発圧力について
の要求信号値に基づき圧縮機位置の運転容量を制御する
容量制御手段（10）とを設ける構成としたものである。

本発明の第２の解決手段は、上記第１の解決手段におい
て、上記室内ユニットを、室外ユニットに対して複数個
並列に配置し、上記要求能力検出手段（Th1）及び上記
蒸発圧力検出手段（Th2）は、それぞれ各室内ユニット
毎に配置する。そして、上記補正手段（51）を、各室内
ユニットにおける蒸発圧力−要求蒸発能力間の差に基づ
き室外ユニットの蒸発圧力についての要求信号値を算出
するように構成したものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、冷房運転
時、要求能力検出手段（Th1）により各室内の要求蒸発
能力が検出されると、補正手段（51）により、現在の蒸
発圧力と要求蒸発能力との差に応じて容量制御の制御目
標となる蒸発圧力についての要求信号値の補正量が算出
されるるそして、前回の制御における要求信号値から補
正量を減じたものを今回の制御における要求信号値とす
るように更新される。したがって、蒸発圧力についての
要求信号値が、連絡配管の長さ等に起因する要求信号値
とその要求信号に基づく容量制御の結果とのずれがなく
なる方向に補正され、より正確な値に漸次近付く。そし
て、この補正された要求信号値に応じて容量制御が行わ
れるので、わざわざ連絡配管における圧力損失を算出し
て圧力損失に応じた要求信号値の補正を行わなくても、
圧力損失による検出値の低下に起因する能力不足が解消
されることになる。

また、請求項（２）の発明では、特に、室内側から室外
側への配管長さが長くなるマルチ形空気調和装置におい
ても、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）の配管長さの違い
等に起因する能力不足が解消される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第３図以下の図面に基
づき説明する。

第３図は請求項（１），（２）の発明に係る実施例の全
体構成を示し、一台の室外ユニット（Ｘ）に対し、４台
の室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）が並列に配管されてい
る。上記室外ユニット（Ｘ）には、インバータ（８）に
より運転周波数可変に駆動される容量可変形の圧縮機
（１）と、冷房運転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発
器として機能する熱源側熱交換器としての室外熱交換器
（３）と、冷房運転時には図中実線のごとく、暖房運転
時には図中破線のごとく切換わるサイクル切換機構とし
ての四路切換弁（２）と、冷房運転時には冷媒流量を調
節し、暖房運転時には冷媒を減圧する第１電動膨張弁
（４）とが配置されている。

また、上記各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも同
一構成であって、冷媒の流れに応じて蒸発器又は凝縮器
として機能する利用側熱交換器としての室内熱交換器
（７）と、該室内熱交換器（７）への冷媒を減圧する減
圧機構としての第２電動膨張弁（６）とが配置されてい
る。

そして、上記各ユニット（Ｘ），（Ａ）〜（Ｄ）内の各
機器（１）〜（７）は、それぞれ冷媒配管（11）により
順次冷媒の流通可能に接続されていて、室外熱交換器
（３）で室外空気との熱交換により付与されて熱を室内
熱交換器（７）〜（７）で室内に放出する冷媒回路（1
2）が構成されている。

次に、（９）〜（９）は各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）
個別の運転を制御する室内制御装置、（10）は室外ユニ
ット（Ｘ）の運転を制御するための室外制御装置であっ
て、上記各室内制御装置（９）〜（９）と室外制御装置
（10）とは、連絡配線により、信号の授受可能に接続さ
れている。

一方、装置にはセンサ類が設置されていて、各室内ユニ
ット（Ａ）〜（Ｄ）において、（Th1）は室内熱交換器
（７）の空気吸込口に取付けられ、後述のごとく要求蒸
発圧力値に対応する吸込空気温度Taを検出する要求能力
検出手段としての室温センサ、（Th2）は室内熱交換器
（７）の液管側に取付けられ、冷房運転時における冷媒
の蒸発圧力相当飽和温度（以下蒸発圧力とする）Teを検
出するための液管センサであって、該各センサ（Th
1），（Th2）は上記室内制御装置（９）とは信号の入力
可能に接続されている。また、室外ユニット（Ｘ）にお
いて、（Pe）は圧縮機（１）の吸入管に配置され、低圧
を検出するための圧力センサであって、該圧力センサ
（Pe）は上記室外制御装置（10）と信号の入力可能に接
続されており、室外制御装置（10）により、上記各室内
制御装置（９）〜（９）から入力される各室内の要求蒸
発圧力値に基づき、圧力センサ（Pe）で検出される低圧
値に応じて、圧縮機（１）の運転容量を制御するように
なされている。よって、室外制御装置（10）は容量制御
手段としての機能を有するものである。

装置の冷房運転時、四路切換弁（２）が図中実線のごと
く切換わり、第１電動膨張弁（４）を開いた状態で、各
第２電動膨張弁（６）〜（６）の開度を適度に調節しな
がら運転が行われ、吐出冷媒が室外熱交換器（３）で凝
縮された後、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）の室内熱交
換器（７）〜（７）で蒸発するように循環する。なお、
各室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）が同時に暖房運転を行う
ときには、上記と逆の冷媒の流れによる運転が行われ
る。また、説明は省略するが、上記各室内ユニット
（Ａ）〜（Ｄ）のうちいずれかが停止中であっても、上
記と類似の運転状態となる。

そして、上記装置の運転時、各室内ユニット（Ａ）で
は、室内制御装置（９）により、上記各センサ（Th
1），（Th2）により検知される吸込空気温度Ta,蒸発圧
力Teに基づき第２電動膨張弁（６）の開度が適度に調節
される一方、室外制御装置（10）に出力する要求信号値
Teoが以下の手順で演算される。

第４図のフローチャートは上記室内制御装置（９）の制
御内容を示し、ステップS₁で上記室温センサ（Th1）で
検出される吸込空気温度Taと室内の設定温度Tsとを入力
し、ステップS₂で、両者の差温ΔTsを式ΔRs＝Ta−Tsに
より算出した後、ステップS₃で、この差温ΔTsに基づき
室内熱交換器（７）の要求蒸発能力Terを決定する。次
に、ステップS₄で上記液管センサ（Th2）で検出される
現在の蒸発温度Teを入力し、ステップS₅で、両者の偏差
ETを式ET＝Te−Terで算出した後、ステップS₆で、上記
で求めた偏差ETを積分定数ｓで除して温度補正量ΔTeを
算出する。

そして、ステップS₇〜S₁₁で、上記で求めた温度補正量
ΔTeを温度補正量の最小値ST（ただし、STは正の値を有
する定数）と比較して、温度補正量ΔＴとして、ΔTe＜
−STであればΔTe＝−STに、ΔTe＞STであればΔTe＝0.
2に、−ST≦ΔTe≦STであればそのままの値ΔTeに決定
する。

また、ステップS₁₂で、前回出力した要求信号値Teolを
入力し、ステップS₁₃で、要求信号値Teoを式Teo＝Teol
−ΔTeにより算出した後、ステップS₁₄〜S₁₇で、この要
求信号値Teoをその最小値Teominおよび最大値Teomaxと
比較して、最終的に室外制御装置（10）に出力する要求
信号値Teoとして、Teo＞Teomaxであれば最大値Teomax
に、Teo＜Teominであれば最小値Teominに、Teomin≦Teo
≦Teomaxであればそのままの値Teoに設定して、ステッ
プS₁₈で要求信号値Teoを決定し、ステップS₁₉でその値T
eoを室外制御装置（10）に出力する。

上記フローにおいて、ステップS₅〜S₁₈により、液管セ
ンサ（蒸発圧力検出手段（Th2）の出力を受け、現在の
蒸発圧力値に基づき室温センサ（要求能力検出手段）
（Th1）で検出された要求蒸発能力を補正する補正手段
（51）が構成されている。

なお、室外制御装置（10）では、各室内制御装置（９）
〜（９）から出力される要求信号値Teoのうち、最大の
圧力損失を生ずる室内ユニットの要求信号値Teoに基づ
き圧縮機（１）の運転容量を制御するようになされてい
る。

したがって、請求項（１）の発明では、室温センサ（要
求能力検出手段）（Th1）により各室内の要求蒸発能力T
erが検出されると、補正手段（51）により、その要求蒸
発能力値Terが液管センサ（蒸発圧力検出手段）（Th2）
で検出される現在の蒸発圧力Teに基づき補正される。そ
して、室外制御装置（容量制御手段）（10）により、こ
の補正された値である要求信号値Teoに基づき、圧縮機
（１）の運転容量が制御される。

その場合、室温センサ（Th1）で検出される要求蒸発能
力Terを現在の蒸発圧力Te−要求蒸発能力Terの差に応じ
た補正量ΔTeで補正するとともに、前回の制御で出力さ
れた要求信号値Teo1から補正量ΔTeを減じたものを、容
量制御手段（10）の制御のための要求信号値としている
ので、圧縮機（１）の吸入管における圧力損失とは無関
係に実際の蒸発圧力に応じて容量制御が行われる。よっ
て、圧力損失による検出値の低下に起因する能力不足を
解消することができるのである。

また、上記実施例のように、複数の室内ユニット（Ａ）
〜（Ｄ）を備えたマルチ形空気調和装置を対象とする請
求項（２）の発明では、特に、室内側から室外側への配
管長さが長くなるマルチ形空気調和装置においても、各
室内ユニット（Ａ）〜（Ｄ）の配管長さの違い等に起因
する能力不足を解消することができる。

なお、その場合、上記実施例では、各室内制御装置
（９）〜（９）内で補正手段（51）による要求蒸発能力
値Terの補正をしたが、室外制御装置（10）内で補正処
理をするようにしてもよく、上記と同様の効果を発揮す
ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、配
管途中の圧力損失に無関係に実際の蒸発圧力に基づく制
御が行われ、圧力損失等に起因する利用側熱交換器の能
力不足を解消することができる。

また、請求項（２）の発明では、各室内ユニットの配管
長さの違い等に起因する利用側熱交換器の能力不足を解
消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ請求項（１）および
（２）の発明の構成を示すブロック図である。第３図以
下は本発明の実施例を示し、第３図はその全体構成を示
す冷媒系統図、第４図は制御の内容を示すフローチャー
ト図である。 （１）……圧縮機、（２）……第１四路切換弁（サイク
ル切換機構）、（３）……室外熱交換器（熱源側熱交換
器）、（６）……第２電動膨張弁（減圧機構）、（７）
……室内熱交換器（利用側熱交換器）、（10）……室外
制御装置（容量制御手段）、（51）……補正手段、（Th
1）……室温センサ（要求能力検出手段）、（Th2）……
液管センサ（蒸発能力検出手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室外ユニットに配置される容量可変形圧縮
   機（１），室外ユニットに配置される熱源側熱交換器
   （３），減圧機構（６）および室内ユニットに配置され
   る利用側熱交換器（７）を接続してなる冷媒回路（12）
   と、室外ユニットにおいて検出される蒸発圧力が要求信
   号値となるよう上記圧縮機（１）の運転容量を制御する
   容量制御手段（10）とを備えた空気調和装置において、 上記室内ユニットに配置され、冷房運転時における要求
   蒸発能力を検出する要求能力検出手段（Th1）と、 上記利用側熱交換器（７）に配置され、冷媒の蒸発圧力
   を検出する蒸発圧力検出手段（Th2）と、 該蒸発圧力検出手段（Th2）の出力を受け、現在の蒸発
   圧力値と上記要求能力検出手段（Th1）で検出された要
   求蒸発能力との差に応じて上記室外ユニットにおける蒸
   発圧力についての要求信号値の補正量を算出するととも
   に、前回の制御で出力された室外ユニットにおける蒸発
   圧力の要求信号値から上記補正量を減じたものを、上記
   容量制御手段（10）の制御のための要求信号値とする補
   正手段（51）と を備えたことを特徴とする空気調和装置の運転制御装
   置。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の空気調和装置の運転制
   御装置において、 上記室内ユニットは、室外ユニットに対して複数個並列
   に配置されており、 上記要求能力検出手段（Th1）及び上記蒸発圧力検出手
   段（Th2）は、それぞれ各室内ユニット毎に配置されて
   おり、 上記補正手段（51）は、各室内ユニットにおける蒸発圧
   力−要求蒸発能力間の差に基づき室外ユニットの蒸発圧
   力についての要求信号値を算出することを特徴とする空
   気調和装置の運転制御装置。