JPH02217737A - 空気調和機 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、一台の室外機に複数台の室内機を接続して
構成したマルチタイプの空気調和機に関するものである
。

（従来の技術） 上記のようなマルチタイプの空気調和機の従来例として
、例えば特開昭６３−２２００３２号公報記載の装置を
挙げることができる。その装置においては、圧縮機と室
外熱交換器とを有する一台の室外機内に、それぞれ電動
膨張弁が介設された複数の分岐冷媒配管が設けられ、こ
れらの分岐冷媒配管に、それぞれ室内熱交換器を有する
室内機を互いに並列に接続した構成となされている。こ
のような装置においては、例えば冷房運転時、各室内熱
交換器での蒸発冷媒の過熱度を基準過熱度に維持するよ
うに各電動膨張弁の開度を制御することによって、各室
内機への循環冷媒量を調節するようになされている。

上記のような室内機としては、内装する室内熱交換器で
の熱貫流率、伝熱面積、通過風速等によって決定される
標準空調能力（以下、容量と言う）が、例えば２０００
．２５００．２８００．３５００．４５００　・・ｋｃ
ａｌ／ｈというように段階的に異なる機種の中から、据
付室内の広さや壁面の断熱構造等によって概算される室
内の空調負荷レベルに応じた機種が各室毎に選定される
。

ところで例えば負荷レベルが２３００ｋｃａｌ／　ｈの
Ａ室、及び３７００ｋｃａｌ／　ｈのＢ室の２室への室
内機として、それぞれの負荷レベルに最も近い容量２５
００．３５００ｋｃａｌ　／　ｈの機種選定を行った場
合、各々の室内機の単独運転においては、Ａ室側では容
量２５００ｋｃａｌ／ｈの範囲内で、またＢ室側では容
量３５００ｋｃａｌ／ｈを若干超えた能力範囲で、それ
ぞれの負イ’＋：ｊＬ・ベルに対応した空調能力での運
転が行われる。

しかしながら両室内機を同時に運転する場合には、各々
の室内機への循環冷媒量が各容量比に応じて分配される
運転状態となるために、例えばＡ室側での負荷レベルに
見拾った空調能力で運転されている場合には、Ｂ室側で
の空調能力が不足した運転状態が継続するという問題が
生じる。このため従来は、各室内の負荷レベルにより適
合した容量の室内機を選定しても同時運転時に空調能力
の過不足状態を生じる場合には、能力不足側の室内機を
一クラス上の容量、上記Ｂ室の場合には４５００ｋｃａ
ｌ／ｈの機種を選定し、各負荷レベルに対する能力不足
を生じないようにして、例えば暖房運転開始時の速暖性
等が損なわれないようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のように同時運転時の能力不足を生じさ
せないために、能力不足となる部屋の室内機とじて一ク
ラス上の機種を選定する必要があることから、例えば室
内機の合計容量が室内側の合計の負荷レベルに対して過
大となる据付状態が生じ、このため例えば据イ」コスト
が高くなるという問題を生じている。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、過大な容量の機種選定・を行うことなく室内の負荷
レベルにより適合させた運転が可能であり、この結果、
据付コストを従来よりも低減し得る空気調和機を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明の空気調和機は、一台の室外機Ｘに複数
台の室内機Ａ−Ｄを互いに並列に接続すると共に、各室
内機Ａ−Ｄを循環する冷媒量をそれぞれ過熱度制御、或
いは過冷却度制御する流量制御手段１９を有しで成る空
気調和機であって、第１図に示すように、各室内の空調
負荷を検出する空調負荷検出手段３３と、各室内の検出
空調負荷の平均を演算する平均負荷演算手段４１と、検
出空調負荷が上記平均負荷よりも小さい室内における室
内機Ａ・・内の室内ファン２５の回転速度を低下させる
風量変更手段４２とを設けている。

（作用） 上記の空気調和機においては、例えば設定室温と検出室
温の差として検出される検出空調負荷が、各室毎の検出
空調負荷の平均よりも小さい室内における室内機内の室
内ファン２５の回転速度の低下、すなわち風量の低下に
よって、上記室内機を循環する冷媒量が、上記低下され
た風量との熱交換量に見合った量へと流量制御手段１９
により減少される。この結果、検出空調負荷が上記平均
よりも大きな他室の室内機への流量が増えて、これらの
室内機での空調能力が増加する。つまり、上記において
は検出空調負荷が平均よりも小さく、大きな空調能力を
必要としなくなった室内機への循環冷媒量を低下させて
、検出空調負荷が平均よりも大きく、したがってより大
きな空調能力を必要とする室内機への循環冷媒量を増加
させる循環冷媒の分配が行われる。これにより、例えば
各室の負荷レベルにより適合する容量の室内機の選定を
行った結果、ある部屋において負荷レベルよりも幾分率
さい容量の室内機の据付がなされた場合においても、他
室における検出空調負荷が小さくなったときに上記室内
機への循環冷媒量の増加、すなわち空調能力の増加がな
されて空調能力不足が解消される。したがって空調快適
性の低下を極力抑えた運転を、各室の負荷レベルにより
適合する容量の室内機をそれぞれ選定した場合にも維持
することができるので、従来よりも各室内機の合計の容
量を小さくすることが可能となり、この結果、据付コス
トの低減を図ることができる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第２図には、この発明の一実施例における空気調和
機の冷媒回路図を示しており、同図において、Ｘは室外
機であり、この室外機Ｘには４台の室内機Ａ−Ｄが接続
されている。

上記室外機Ｘには圧縮機１が内装されており、この圧縮
ＩＩＩの吐出配管２と吸込配管３とばそれぞれ四路切換
弁４に接続され、この四路切換弁４にはさらに第１ガス
管５と第２ガス管６とが接続されている。なお上記圧縮
機１は、その回転速度、つまり圧縮能力を制御するため
のインバータ７を有するものであり１．また上記吐出配
管２には逆止弁８が、上記吸込配管３にはアキニームレ
ータ９がそれぞれ介設されている。

上記第１ガス管５は室外熱交換器１０に接続され、また
上記第２ガヌ管６はヘッダー１１に接続されると共に途
中にガス閉鎖弁１２が介設されている。上記室外熱交換
器１０には室外ファン１３が付設されると共にさらに液
管１４が接続されており、この液管１４には、上記室外
熱交換器１０側から順次ドライヤフィルタ１５、第１電
動膨張弁１６、受液器１７、液閉鎖弁１８が介設されて
いる。そして上記液管１４の先端は、それぞれ第２電動
膨張弁（流量制御手段）１９・・１９の介設された複数
（図の場合には４本）の液支管２０・・２０に分岐され
る一方、上記ヘッダー１１に、それぞれマフラー２１・
・２１の介設された４本のガス支管２２・・２２が接続
されており、これらのガス支管２２と上記各液支管２０
との間に、各室内機Ａ、−Ｄにそれぞれ内装されている
室内熱交換器（室内機Ａについてのみ図示する）２３が
それぞれ連絡配管２４・・２４によって接続されている
。なお各室内機Ａ−Ｄ内の各室内熱交換器２３には、そ
れぞれ室内ファン２５が付設されている。

上記構成の空気調和機における暖房運転は、四路切換弁
４を図中実線で示す切換位置に位置させて、圧縮機１か
らの吐出冷媒を第２ガス管６から各室内熱交換器２３へ
と供給して凝縮させ、次いで液管１４を経由させて室外
熱交換器ＩＯ内で蒸発させた後、第１ガス管５から圧縮
機１へと返流させることによって行う。この場合、蒸発
冷媒の過熱度制御を第１電動膨張弁】６にて行い、各第
２電動膨張弁１９では、各室内熱交換器２３での凝縮冷
媒の過冷却度制御を行うことにより、各室内熱交換器２
３への冷媒分配量の制御を行う。なお運転停止部屋の室
内機Ａ・・に対応する第２電動膨張弁１９は停止開度（
自然放熱に見合うだけのわずかな量の冷媒を流し得る開
度）にする。

一方、冷房運転は、四路切換弁４を図中破線で示す切換
位置に切換え、圧縮機１からの吐出冷媒を室外熱交換器
１０側から各室内熱交換器２３へと回流させることによ
って行う。このとき、第１電動膨張弁１６は全開にし、
各第２電動膨張弁１９で冷媒の過熱度制御を行う。なお
冷房停止部屋の室内機Ａ・・に対応する第２電動膨張弁
１９は全開にする。

次に上記空気調和機における運転の制御について、例え
ば暖房運転時を例に挙げて第３図の運転制御系統図を参
照して説明する。図のように、各室内機Ａ−Ｄは室内制
御装置３１（室内機Ａについてのみ図示する）をそれぞ
れ備えており、各室内制御装置３１には、運転操作用リ
モコン３２と室温を検出する室温センサ（空調負荷検出
手段）３３とがそれぞれ接続されている。上記各運転操
作用リモコン３２は運転スイッチと、希望室温を設定す
るための温度設定スイッチとを有しており、上記運転ス
イッチがＯＮであり、かつ室温センサ３３での検出室温
が設定室温に達していないとき（室内サーモＯＮのとき
）に、運転要求信号が上記検出室温と設定室温との温度
差信号ΔＤと共に、各室内制御装置３１から室外機Ｘに
対して出力され、また上記室内制御装置３１によって室
内ファン２５の作動が行われる。

一方、室外機Ｘは室外制御装置３５とインバータ制御装
置３６とを備えており、上記室外制御装置３５内には、
周波数制御部３７と弁制御部３８とが設けられている。

まず上記弁制御部３日によって、上記各室内機Ａ−Ｄか
らの運転要求信号に応じて四路切換弁４を上記した暖房
運転時の切換位置に位置させると共に、暖房運転中、第
１電動膨張弁１６の過熱度制御、各第２電動膨張弁１９
の過冷却度制御が行われる。

一方、上記周波数制御部３７では、運転要求のある各室
内機の合計の容量を求め、さらに運転要求のある各室内
機からの温度差信号ΔＤの中で最大温度差を抽出する。

次いで種々の容量と温度差との組合せに対して予め設定
されている初期周波数のデータテーブルから上記の合計
容量と最大温度差との組合せに対応する初期周波数を選
定し、これを上記インバータ制御装置３６に出力する。

これにより上記インバータ制御装置３６によって圧縮機
１に対する上記初期周波数での駆動が開始され、その後
、上記初期周波数に応じる回転数となった後には、その
後の上記温度差信号ΔＤの平均値の変化に応じた例えば
ＰＭＤ制御による周波数が上記周波数制御部３７におい
て逐次発生され、この周波数にて上記圧縮機ｌの圧縮能
力の制御を行いながら暖房運転を継続する。なお運転部
屋数の増減を生じた場合には、新たに上記の手順で初期
周波数の選定を行う制御から繰返される。そしてこのよ
うに制御される暖房運転の継続によって室内温度は徐々
に上昇し、各室における空調負荷、すなわち上記温度差
ΔＤはＯに近づき、そしてこの温度差ΔＤを略Ｏに維持
する運転が継続される。

ところで、例えばＡ室の空調負荷レベルが２３００ｋｃ
ａｌ／　ｈ　ＳＢ室の空調負荷レベルが３７００ｋｃａ
ｌ　／　ｈである場合の各室の室内機ＡＳＢとして、そ
れぞれの負荷レベルに最も近い容量２５００．３５００
ｋｃａｌ／ｈの機種が据付けられている場合に、例えば
両室内機Ａ、Ｂによる暖房運転が略同時に開始されたよ
うなときには、運転開始当初の温度差ΔＤは共に大きく
、この結果、室内機Ａ、Ｂの合計容量６０００ｋｃａｌ
／ｈに応じた最大の周波数が初期周波数として設定され
、この周波数にて圧縮機１の運転が開始される。したが
って圧縮機１からは、両室内機Ａ、Ｂの合計容量に匹敵
する空調能力を与え得る冷媒量が吐出され、そして各室
内機Ａ、Ｂへはそれらの容量比に略応じて分配される。

この結果、Ａ室側では、負荷レベル２３００ｋｃａｌ／
　ｈより幾分大きな空調能力での運転が行われ、Ｂ室側
では負荷レベル３７００ｋｃａｌ／　ｈよりも小さな空
調能力での運転となる。このため従来は、Ａ室側では迅
速な室温の上昇が得られるものの、Ｂ室側では空調能力
が室内負荷レベルに比べて小さいために、室温の上昇速
度が遅く、速暖性が得られないものとなっていた。そこ
で上記実施例においては、第３図に示すように、室外制
御装置３５内に空調負荷監視制御部３９をさらに設け、
上記のような能力不足側での速暖性を向上するようにな
されており、以下上記空調負荷監視制御部３９でなされ
る制御について、第４図の制御フローチャートを参照し
て説明する。なお以下の説明においては、上記した各室
内ファン２５は、４段階の回転速度の切換えが可能であ
って、最大風量を与える強風（Ｈ）から中風（Ｍ）、弱
風（Ｌ）、微風（ＬＬ）に至る４つのファンタップが設
けられ、室内制御装置３１によっていずれかのファンタ
ップが選択されて、上記各風量での作動が行われるもの
とする。

第４図のステップＳ１は、運転中の室内機Ａ・・からそ
れぞれ送信されてくる前記温度差ΔＤｉの読込みを行う
ステップであり、次いでステップＳ２において上記で読
込んだ温度差ΔＤｉの合計ΣΔＤｉを求め、これを運転
中の室内機の台数ｎで除して、平均温度差、すなわち平
均負荷ΔＤｍｅａｎを算出する。そしてステップＳ３に
おいて、上記平均負荷ΔＤ　ｍｅａｎよりもΔＤｉの小
さい部屋ｍを抽出する。さらにステップＳ４において、
この部屋ｍでの温度差Δｈ＋を予め定められている基準
温度差Δ叶と比較し、６０ｍがΔ叶よりも小さい場合に
は、ステップＳ５において、上記部屋ｍの室内機におけ
る室内制御装置３１に室内ファン２５の回転速度の低下
指令を出力する。この低下指令により、例えばそれまで
強風（Ｈ）で室内ファン２５を作動していた場合には、
これよりも−殿下の中風（Ｍ）へのファンタップの切換
えを上記室内制御装置３１は行い、これにより室内熱交
換器２３を通過する風量の減少が行われるこ七となる。

上記ステップＳ５の処理の終了後、或いはステップＳ４
においてΔＤｎ＋がΔ叶以上の判別結果の場合には、上
記ステップＳ１に戻る処理が行われ、これにより所定の
時間間隔を置いて、上記ステップ３１以下の処理が繰返
される。

上記制御の結果を、例えば上記したＡ室とＢ室で、それ
ぞれ室内ファン２５を強風（Ｈ）にした暖房運転が略同
時に開始された場合を例に挙げて説明すると、前記のよ
うに運転開始後、Ａ室側で負荷レベルよりも大きな空調
能力で、またＢ室側で負荷レベルよりも小さな空調能力
での運転が継続される結果、Ａ室側の温度差ΔＤａの方
がＢ室側の温度差ΔＤｂよりも早く小さくなり、このた
め平均負荷ΔＤ　ｍｅａｎよりもΔＤｉの小さい部屋ｍ
としてＡ室が抽出され、したがってＡ室側の温度差ΔＤ
ａが基準温度差ΔＤｒと比較される。そしてΔＤａがΔ
Ｄｒよりも小さくなった時、すなわちＡ室における室温
が設定室温近くにまで上昇した時に、Ａ室の室内機Ａ内
の室内ファン２５の回転速度が強風（［■）から中風（
Ｍ）に切換えられる。これにより室内機Ａを通過する風
量が少なくなり、したがって循環冷媒との熱交換量が低
下するために、この室内機Ａを循環する冷媒量を過冷却
度制御している第２電動膨張弁１９において、低下した
熱交換量においても所定の過冷却度を維持するために、
開度を閉弁側に変更して上記室内機Ａ内を循環する冷媒
量を少なくする制御が行われる。この結果、Ｂ室側の室
内機Ｂを循環する冷媒量が増加し、したがってそれまで
Ｂ室の負荷レベルよりも小さい空調能力で運転されてい
た室内機Ｂの空調能力が、上記負荷レベルと同等、或い
は同等以上に増加し、これによりＢ室側での室温の上昇
も速やかに行われることとなる。

このように、上記においては各室の負荷レベルに、より
適合する容量の室内機をそれぞれ選定した結果、通常の
運転では空調能力余剰側と空調能力不足側とが生じるよ
うな場合に、空調能力余剰側における例えば暖房運転時
の速暖性を確保した後、余剰側の冷媒循環量を減少させ
て、不足側の冷媒循環量を増加させるような冷媒分配量
の制？Ｉ［ｌが行われる。この結果、各室内機として、
各室の負荷レベルにより適合すると共に、各室内機の合
計容量が室内側の合計の負荷レベルと路間−となるよう
な選定を行った場合に、空調能力の余剰分を不足側に回
すような制御状態となり、これによって従来のような各
室内機の容量比に基づく空調能力の偏りを生じた運転状
態が継続することはなく、能力不足側の室内において例
えば暖房運転時の速暖性も充分に得られる運転が行われ
るものとなっている。

なお上記においては、Ａ室とＢ室での暖房同時運転開始
時を例に挙げて説明したが、一つの室内機の運転中に他
の室内機が新たに追加運転される場合や、また３室或い
は４室の同時運転時、さらに冷房運転時においても、上
記の制御によって空調能力の過不足を相互に補償して各
室での空調快適性を向上させる運転が行われることとな
る。また上記実施例においては、第４図のステップＳ２
によって平均負荷演算手段４１を、またステップＳ５に
よって風量制御手段４２をそれぞれ構成したが、同様の
機能を有するその他の構成とすることが可能である。ま
た上記実施例では、４段階に切換えられる室内ファン２
５を設けた例を示したが、例えば連続的に風量の変更を
なし得る室内ファンを設けると共に、上記での基準温度
差Δ叶との比較に基づく判断に替えて、例えば検出空調
負荷と平均負荷との差に応じた風量の低下を与えるよう
に構成すること等も可能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機においては、ある部
屋において負荷レベルよりも幾分小さい容量の室内機の
据付がなされた場合においても、他室における検出空調
負荷が小さくなったときに上記室内機の空調能力の増加
がなされて空調能力不足が解消され、したがって、各室
の負荷レベルにより適合する容量の室内機をそれぞれ選
定した場合にも空調快適性の低下を極力抑えた運転を維
持することができるので、従来よりも各室内機の合計の
容量を小さくすることが可能となり、この結果、据付コ
ストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロック図、第２図はこの発明
の一実施例における空気調和機の冷媒回路図、第３図は
上記空気調和機の運転制御系統図、第４図は上記空気調
和機における空調負荷監視制御部でなされる制御のフロ
ーチャートである。 Ｘ・・・室外機、Ａ−Ｄ・・・室内機、１９・・・第２
電りＪ膨張弁（流量制御手段）、２５・・・室内ファン
、３３・・・室温センサ（空調負荷検出手段）、４１・
・・平均負荷演算手段、４２・・・風量変更手段。 特許出願人　　　　　　　ダイキン工業株式会社第３図 ／ × 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一台の室外機（Ｘ）に複数台の室内機（Ａ〜Ｄ）を
   互いに並列に接続すると共に、各室内機（Ａ〜Ｄ）を循
   環する冷媒量をそれぞれ過熱度制御、或いは過冷却度制
   御する流量制御手段（１９）を有して成る空気調和機で
   あって、各室内の空調負荷を検出する空調負荷検出手段
   （３３）と、各室内の検出空調負荷の平均を演算する平
   均負荷演算手段（４１）と、検出空調負荷が上記平均負
   荷よりも小さい室内における室内機（Ａ・・）内の室内
   ファン（２５）の回転速度を低下させる風量変更手段（
   ４２）とを設けていることを特徴とする空気調和機。