JPH09264592A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の機器の変更を伴わず、或いは、最小限
の変更にて単一の熱源側ユニットに更に多数の利用側ユ
ニットを接続することができる空気調和機の制御装置を
提供する。 【解決手段】 分流膨張弁６ａと複数台の室内ユニット
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ間に配管接続された分岐装置１
０と、夫々の室内ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃに設
けられ、この室内ユニットの運転を制御する室内マイコ
ンと、室外ユニット２に設けられ、この室外ユニットの
運転を制御する室外マイコンと、分岐装置１０に設けら
れ、当該分岐装置１０に接続された室内ユニットの室内
マイコンと信号線を介して接続された分岐マイコンとを
備えており、分岐装置１０に接続された室内ユニット以
外の各室内マイコンと分岐マイコンはそれぞれ信号線を
介して室外マイコンに接続されると共に、分岐マイコン
は、室外マイコンに対して通常では有り得ないデータを
送信し、室外マイコンは当該データを受信したことによ
り、分岐装置１０が接続されたことを認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一台の熱源側ユニ
ットに対して複数台の利用側ユニットが配管接続され、
一台の熱源側ユニットから夫々の利用側ユニットへ熱媒
体を循環させて空調運転を行う所謂マルチと称される空
気調和機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より室内の冷房、或いは、冷暖房を
行なう空気調和機は、一台の室外機（熱源側ユニット）
に対して一台の室内機（利用側ユニット）が配管接続さ
れる構成であったが、近年では一台の室外機に対して複
数台の室内機を配管接続し、室外機に設けた制御回路と
室内機に設けた制御回路との間で制御データを送受して
複数台の室内機により空調するマルチ構成が採られるよ
うになって来た。

【０００３】この場合、室外機と各室内機の配管接続は
室外機からの配管に複数の分流弁を設け、これをそれぞ
れ開閉することにより各室内機への冷媒供給を制御する
ように構成されている。また、この室外機の制御回路に
設けられたマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称
する）と、各室内機に設けられたマイコンとの間でシリ
アル通信によりデータの授受を行って、室外機のコンプ
レッサやファンの制御を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、室外機
のマイコンのシリアル通信ポートには限界があり、冷房
（或いは暖房）能力的に余裕があって、更に多数の室内
機を配管接続することができるにも係わらず、このポー
ト数に余裕がないために接続が不可能となる問題があっ
た。

【０００５】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、既存の機器の変更を伴わ
ず、或いは、最小限の変更にて単一の熱源側ユニットに
更に多数の利用側ユニットを接続することができる空気
調和機の制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の制御装置
は、単一の熱源側ユニットに対して、それぞれ分流弁を
介し、複数台の利用側ユニットを熱媒体循環用の配管で
接続し、熱源側ユニットと利用側ユニットとの間で熱媒
体を循環させるように成した空気調和機に適用され、単
一の分流弁と複数台の利用側ユニット間に配管接続され
た分岐装置と、夫々の利用側ユニットに設けられ、この
利用側ユニットの運転を制御する利用側制御手段と、熱
源側ユニットに設けられ、この熱源側ユニットの運転を
制御する熱源側制御手段と、分岐装置に設けられ、当該
分岐装置に接続された利用側ユニットの利用側制御手段
と信号線を介して接続された分岐側制御手段とを備えて
おり、分岐装置に接続された利用側ユニット以外の各利
用側制御手段と分岐側制御手段はそれぞれ信号線を介し
て熱源側制御手段に接続されると共に、分岐側制御手段
は、熱源側制御手段に対して通常では有り得ないデータ
を送信し、熱源側制御手段は当該データを受信したこと
により、分岐装置が接続されたことを認識するものであ
る。

【０００７】本発明によれば、単一の分流弁と複数台の
利用側ユニット間に分岐装置を配管接続し、この分岐装
置の分岐側制御手段を当該分岐装置に接続された利用側
ユニットの利用側制御手段と信号線を介して接続すると
共に、分岐装置に接続された利用側ユニット以外の各利
用側制御手段と分岐側制御手段をそれぞれ信号線を介し
て熱源側制御手段に接続するようにしたので、熱源側制
御手段のポート数に係わらず、単一の熱源側ユニットに
対して更に多数の利用側ユニットを接続することが可能
となる。

【０００８】特に、分岐側制御手段は、熱源側制御手段
に対して通常では有り得ないデータを送信し、熱源側制
御手段は当該データを受信したことにより、分岐装置が
接続されたことを認識するようにしたので、作業者が一
々切り換えること無く、或いは、既存の通信方式を大幅
に変更すること無く、分岐装置の接続を熱源側制御手段
に認識させて円滑な制御を実現することが可能となるも
のである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の空気調和機の冷媒回路
図である。この図において、本発明の空気調和機は、一
台の室外ユニット２（熱源側ユニット）と、それに配管
接続された複数台（例えば５台）の室内ユニット１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ（利用側ユニッ
ト）と、室内ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃと室外ユ
ニット２間に配管接続された分岐装置１０から構成され
ている。

【００１０】室外ユニット２には圧縮機３、四方弁８
（冷房運転と暖房運転とで流路が切換わる）、熱源側熱
交換器４などが設けられ、各室内ユニット１４ａ〜１４
ｅには利用側熱交換器１５ａ〜１５ｅがそれぞれ設けら
れている。

【００１１】前記四方弁８の入口は圧縮機３の吐出配管
３Ａに接続されており、四方弁８の出口は圧縮機３の吸
込配管３Ｂに接続されている。また、四方弁８の一方の
接続口には熱源側熱交換器４が接続されると共に、熱源
側熱交換器４の出口はメイン弁（電動弁）１１を経て、
相互に並列接続された例えば３個の分流膨張弁（電動
弁）６ａ、６ｂ、６ｃに接続されている。そして、各分
流膨張弁６ａ、６ｂ、６ｃにはそれぞれ電磁弁５ａ、５
ｂ、５ｃが接続されると共に、これらの間にはその間の
冷媒温度を検出するセンサ７ａ、７ｂ、７ｃが設けられ
ている。

【００１２】更に、四方弁８の他方の接続口には相互に
並列接続された３個の電磁弁１２ａ、１２ｂ、１２ｃが
接続され、それらの間にもその間の冷媒温度を検出する
センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられている。

【００１３】そして、前記室内ユニット１４ｄ、１４ｅ
の利用側熱交換器１５ｄ、１５ｅはは前記電磁弁５ｂ、
５ｃ及び１２ｂ、１２ｃ間にそれぞれ配管接続される。

【００１４】一方、電磁弁５ａ及び１２ａ間には分岐装
置１０が配管接続されている。この分岐装置１０は、相
互に並列接続された例えば３個の分流膨張弁（電動弁）
１７ａ、１７ｂ、１７ｃと、３本の冷媒配管が相互に並
列接続された合流配管１８を備えており、各分流膨張弁
１７ａ、１７ｂ、１７ｃと合流配管１８間に前記室内ユ
ニット１４Ａ、１４ｂ、１４ｃの利用側熱交換器１５
ａ、１５ｂ、１５ｃが配管接続されるかたちとなり、分
流膨張弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ側が、電磁弁５ａに、
また、合流配管１８側が電磁弁１２ａに配管接続され
る。更に、各分流膨張弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃと利用
側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ間の冷媒温度を検出
するセンサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び合流配管１８に
至る配管内の冷媒温度を検出するセンサ１９ａ、１９
ｂ、１９ｃも備えられている。

【００１５】尚、９は熱源側熱交換器４に圧縮機３から
吐出される高温冷媒を直接供給して除霜するための除霜
弁である。

【００１６】以上の構成で、例えば電磁弁５ａが開いて
いるものとすると、空気調和機の冷房運転時は、圧縮機
３が運転されると、圧縮機３から吐出された高温高圧の
ガス冷媒は四方弁８を経て熱源側熱交換器４に流入し、
そこで放熱して凝縮される。熱源側熱交換器４から出た
液冷媒は、メイン弁１１を経て分流し、分流膨張弁６ａ
（この場合、後述する如く分流膨張弁６ａは全開状態と
されている）、電磁弁５ａと流れて室外ユニット２から
流出し、分岐装置１０内に流入する。

【００１７】分岐装置１０内に流入した冷媒は、そこで
三方に分流され、各分流膨張弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ
にて減圧された後、分岐装置１０から流出して各室内ユ
ニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃの利用側熱交換器１５
ａ、１５ｂ、１５ｃに流入する。冷媒はそこで蒸発して
室内ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃによる冷房運転を
可能にする。次いで、蒸発してガス化した冷媒は各利用
側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃから流出し、分岐装
置１０の合流配管１８に戻る。そして、分岐装置１０か
ら流出し、電磁弁１９ａから室外ユニット２に戻る。

【００１８】室外ユニット２に戻った冷媒は、四方弁８
を経て吸込配管３Ｂから圧縮機３に吸引される。これに
よって、熱源側熱交換器４は凝縮器となり、利用側熱交
換器１５ａ〜１５ｃは蒸発器となる。尚、他の室内ユニ
ット１４ｄ、１４ｅについては分流膨張弁６ｂ、６ｃに
て減圧された冷媒が利用側熱交換器１５ｄ、１５ｅに流
入して蒸発する点のみが異なる（分岐装置１０を介さな
い）だけで他は同様である。

【００１９】次に、暖房運転時は、圧縮機３が運転され
ると、圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は四
方弁８を経て、電磁弁１２ａから分岐装置１０に流入す
る。そして、このガス冷媒は合流配管１８で分流され、
利用側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃで凝縮して室内
ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃによる暖房運転を可能
にする。

【００２０】利用側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃか
ら出た液冷媒は、分流膨張弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃを
経て分岐装置１０から流出し、電磁弁５ａから室外ユニ
ット２に戻り、分流膨張弁６ａ、メイン弁１１を経て熱
源側熱交換器４に流入する。熱源側熱交換器４に流入し
た冷媒はそこで蒸発し、四方弁８を経て吸込配管３Ｂか
ら圧縮機３に吸引される。これによって、熱源側熱交換
器４は蒸発器となり、利用側熱交換器１５ａ〜１５ｃは
凝縮器となる。尚、他の室内ユニット１４ｄ、１４ｅに
ついては利用側熱交換器１５ｄ、１５ｅを経た冷媒が分
流膨張弁６ｂ、６ｃにて減圧されて熱源側熱交換器４に
流入する点のみが異なる（分岐装置１０を介さない）だ
けで他は同様である。

【００２１】尚、分岐装置１０及び各室内ユニット１４
ｄ、１４ｅへの冷媒供給は電磁弁５ａ〜５ｃ、１２ａ〜
１２ｃが後述する制御装置２６により開閉されることに
よって、制御される。

【００２２】図２は図１に示した空気調和機に用いる制
御装置２６の要部ブロック図である。この図において、
室外ユニット２には、基板上に取り付けられた熱源側制
御手段としての室外マイコン（汎用マイクロコンピュー
タ）２１が設けられている。

【００２３】また、各室内ユニット１４ａ、１４ｂ・・
・には利用側制御手段としての室内マイコン２４ａ〜２
４ｅが設けられており、室内マイコン２４ｄ及び２４ｅ
はそれぞれ室外マイコン２１に通信線により配線接続さ
れ、それぞれシリアルデータ通信回路を構成する。

【００２４】一方、分岐装置１０には分岐側制御手段と
しての分岐マイコン２７が設けられており、室内マイコ
ン２４ａ、２４ｂ及び２４ｃはそれぞれ分岐マイコン２
７に通信線により配線接続され、それぞれシリアルデー
タ通信回路を構成する。また、この分岐マイコン２７は
室外マイコン２１に通信線により配線接続され、これも
シリアルデータ通信回路を構成する。

【００２５】主マイコン２１には熱源側熱交換器４を空
冷する室外ファンを駆動するための電動機３０が駆動回
路３１を介して接続され、四方弁８、除霜弁９、メイン
弁１１、分流膨張弁６ａ〜６ｃ（ここでは６で代表して
示す）、電磁弁５ａ〜５ｃ（ここでは５で代表して示
す）、電磁弁１２ａ〜１２ｃ（ここでは１２で代表して
示す）等はそれぞれ駆動回路３２、３３を介して接続さ
れている。

【００２６】駆動回路３１は室外マイコン２１からの信
号に応答して励磁される補助リレーを複数備え、これら
のリレーの励磁に応答する接片の組合せによって電動機
３０の速調端子を選択し電動機３０の速度（室外ファン
の風量）の変更を行う。この電動機３０の速度は室外マ
イコン２１が外気温度、熱源側熱交換器の温度、利用側
熱交換器の温度、冷媒が供給されている室内ユニットの
数、冷凍サイクルの過負荷状態等を判断して、冷房運転
の外気温が高くなるにつれ、室内ユニットの運転台数が
多くなるにつれ、冷凍サイクルが過負荷になるにつれな
どの際に電動機３０の速度が大きくなる方向に制御され
る。

【００２７】四方弁８は冷房運転（及び逆サイクル除
霜）／暖房運転を切り換える際に、駆動回路３２内の補
助リレーが室外マイコン２１からの信号に応答し励磁さ
れて切り換えられる。同様にして、除霜弁９は暖房運転
中に熱源側熱交換器４の温度が特に下がったときに駆動
回路３２内の補助リレーが室外マイコン２１からの信号
に応答し励磁されて流路を開く。

【００２８】メイン弁１１、分流膨張弁６、電磁弁５、
１２は空気調和機の運転中に駆動回路３３内の補助リレ
ーが室外マイコン２１からの信号に応答し励磁されて流
路を開く。尚、分流膨張弁６の場合には、その開度が調
整されて絞り具合が調節されるものである。

【００２９】また圧縮機３も駆動回路３４を介して室外
マイコン２１に接続される。圧縮機３の駆動源に三相誘
導電動機を用いた場合は、駆動回路３４は所定の回転数
を得るために必要な周波数の三相疑似正弦波を得るため
のスイッチング信号に応答してＯＮ／ＯＦＦする三相イ
ンバータ回路に相当し、圧縮機３の駆動源に直流電動機
（ブラシレスタイプ）を用いた場合は、駆動回路３４は
所定の回転数を得るために必要な直流電圧と固定子巻線
への適切な通電切換えを行うためのスイッチング信号に
応答してＯＮ／ＯＦＦする三相インバータ回路に相当す
る。

【００３０】尚、前記所定の回転数は室外マイコン２１
が分岐装置１０或いは各室内ユニット１４ｄ、１４ｅか
らの要求される冷凍能力に応じて予め定められたアルゴ
リズムに従って算出するものである。

【００３１】また、前記各センサ７ａ〜７ｃ、１３ａ〜
１３ｃの出力は入力回路２２を介して室外マイコン２１
に入力されると共に、センサ１７ａ〜１７ｃ、１９ａ〜
１９ｃの出力は入力回路２３を介して分岐マイコン２７
に入力される。更に、各室内ユニット１４ａ〜１４ｅの
室内マイコン２４ａ〜２４ｅには、各利用側熱交換器１
５ａ〜１５ｅの温度などを検出するセンサ（図示せず）
を備えており、各センサからのデータは室内マイコン２
４ｄ、２４ｅからは前記シリアル通信回路によって室外
マイコン２１へ送信され、室内マイコン２４ａ〜２４ｃ
においては、分岐マイコン２７に送信される。そして、
この分岐マイコン２７から室外マイコン２１に送信され
るかたちとなる。

【００３２】室外マイコン２１においては、各室内マイ
コン２４ｄ、２４ｅ或いは分岐マイコン２７からの能力
要求信号に応じて前述の如く圧縮機３の運転を制御す
る。また、センサ７ｂ、７ｃ及び１３ｂ、１３ｃの出力
に基づき、分流膨張弁６ｂ、６ｃの開度を調整して一定
の過熱を得る。

【００３３】尚、分岐装置１０が接続された分流膨張弁
６ａについてはこれを全開とすると共に、センサ７ａ、
１２ａの出力は無視する。一方、分岐マイコン２７はそ
の代わりにセンサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び１９ａ、
１９ｂ、１９ｃの出力に基づき、分流膨張弁１７ａ、１
７ｂ、１７ｃの開度を調整して一定の過熱を得る制御を
行う。

【００３４】このように、室外ユニット２と分岐装置１
０及び室内ユニット１４ｄ、１４ｅ間の通信方式はそれ
ぞれ同様であるので、室外ユニット２から見た場合には
分岐装置１０は一個の室内ユニットと同等に扱うことが
できる。

【００３５】次に、係る空気調和機における試運転時の
動作を説明する。室外マイコン２１は試運転時に順次電
磁弁５ａ及び１２ａ、５ｂ及び１２ｂ、５ｃ及び１２ｃ
を開放して行き、そのときに入力される分岐装置１０、
室内ユニット１４ｄ、１４ｅからのデータに基づいてそ
れぞれの制御上のアドレスを設定するが、このとき、分
岐装置１０は利用側熱交換器の温度データとして、例え
ば−４０℃と云う通常では有り得ない値を送信する。

【００３６】室外マイコン２１は係るデータに基づき、
分流膨張弁６ａ（電磁弁５ａ）に分岐装置１０が接続さ
れたものと認識し、以後は前述の如く分流膨張弁６ａを
全開と成すと共に、センサ７ａ及び１２ａの出力を無視
するものである。

【００３７】尚、実施例では室外ユニットと室内ユニッ
トとの間で冷媒を循環させる空気調和機について説明し
たが、熱源側ユニットにて冷却或いは加熱された冷水或
いは温水（熱媒体）を利用側ユニットに循環させる所謂
チラーユニットにも本発明は有効である。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば単一
の分流弁と複数台の利用側ユニット間に分岐装置を配管
接続し、この分岐装置の分岐側制御手段を当該分岐装置
に接続された利用側ユニットの利用側制御手段と信号線
を介して接続すると共に、分岐装置に接続された利用側
ユニット以外の各利用側制御手段と分岐側制御手段をそ
れぞれ信号線を介して熱源側制御手段に接続するように
したので、熱源側制御手段のポート数に係わらず、単一
の熱源側ユニットに対して更に多数の利用側ユニットを
接続することが可能となる。

【００３９】特に、分岐側制御手段は、熱源側制御手段
に対して通常では有り得ないデータを送信し、熱源側制
御手段は当該データを受信したことにより、分岐装置が
接続されたことを認識するようにしたので、作業者が一
々切り換えること無く、或いは、既存の通信方式を大幅
に変更すること無く、分岐装置の接続を熱源側制御手段
に認識させて円滑な制御を実現することが可能となるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した空気調和機の配管構成図であ
る。

【図２】本発明の空気調和機の制御装置の要部ブロック
図である。

【符号の説明】

２ 室外ユニット（熱源側ユニット） ４ 熱源側熱交換器 ６ａ、６ｂ、６ｃ 分流膨張弁 １０ 分岐装置 １４ａ〜１４ｅ 室内ユニット（利用側ユニット） １５ａ〜１５ｅ 利用側熱交換器 ２１ 室外マイコン（熱源側制御手段） ２４ａ〜２４ｅ 室内マイコン（利用側制御手段） ２７ 分岐マイコン（分岐側制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨岡 聡 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 谷 達也 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 八藤後 裕志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 村田 博孝 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の熱源側ユニットに対して、それぞ
   れ分流弁を介し、複数台の利用側ユニットを熱媒体循環
   用の配管で接続し、前記熱源側ユニットと前記利用側ユ
   ニットとの間で前記熱媒体を循環させるように成した空
   気調和機において、 単一の前記分流弁と複数台の前記利用側ユニット間に配
   管接続された分岐装置と、前記夫々の利用側ユニットに
   設けられ、この利用側ユニットの運転を制御する利用側
   制御手段と、前記熱源側ユニットに設けられ、この熱源
   側ユニットの運転を制御する熱源側制御手段と、前記分
   岐装置に設けられ、当該分岐装置に接続された利用側ユ
   ニットの利用側制御手段と信号線を介して接続された分
   岐側制御手段とを備え、前記分岐装置に接続された利用
   側ユニット以外の各利用側制御手段と前記分岐側制御手
   段はそれぞれ信号線を介して前記熱源側制御手段に接続
   されると共に、前記分岐側制御手段は、前記熱源側制御
   手段に対して通常では有り得ないデータを送信し、熱源
   側制御手段は当該データを受信したことにより、分岐装
   置が接続されたことを認識することを特徴とする空気調
   和機の制御装置。