JP2012255599A - マルチ形空気調和機およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オープンループ制御からゾーン制御への移行時、理想のゾーン制御域に素早く到達させることができ、圧縮機の安定運転を確保しつつ、高ＣＯＰで運転することができるマルチ形空気調和機およびその制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】第１電子膨張弁８と各室対応の複数の第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆを備えているマルチ形空気調和機１において、第１電子膨張弁８は、暖房運転の起動時および室内機運転台数の変化時、特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御された後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御されるゾーン制御に移行されるとともに、ゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次回のオープンループ制御時の第１電子膨張弁開度を補正する膨張弁制御部２４を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、室外機に対して、室内機が複数台並列に接続されるマルチ形空気調和機およびその制御方法に関するものである。

従来のマルチ形空気調和機において、膨張弁は、起動時、所定時間だけオープンループ制御され、その後ゾーン制御に移行されるように制御されている。つまり、起動時、冷媒の状態が安定するまでの所定時間、外気温や吐出過熱度、吸入過熱度等をパラメータに圧縮機回転数に対して電子膨張弁開度を比例的に設定して運転した後、過熱度が目標ゾーンに入るようにフィードバック制御するゾーン制御に切換えることによって、適正な運転点を保持し、空気調和機が高ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；成績係数）で運転されるように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。

一方、暖房運転の起動時において、室内温度および室外温度等に基づいて一律に設定される電子膨張弁の初期開度を、起動時の空気調和機の起動状態に基づいて補正し、次回起動時の立ち上がりを速めることにより、即暖性を向上させるようにしたものが、特許文献２に提示されている。また、冷媒の吐出過熱度が目標過熱度となるように電子膨張弁の開度をゾーン制御する空気調和機において、吐出冷媒温度が高くなるほど、目標過熱度を低下方向に段階的に補正することにより、圧縮機の過熱を防止し、その寿命を延長できるようにしたものが、特許文献３に提示されている。

特開２００５−２９１５５３号公報 特許第３５４６５４４号公報 特許第３４９５４８６号公報

しかしながら、上記従来技術では、室外機に接続される室内機の台数あるいはその熱交換器容量等によっては、冷暖房時の必要冷媒量差が大きくなることから、各室対応の膨張弁を絞るだけでは冷媒の適正な分配やシステム全体の運転を適正な運転点に制御することが難しく、暖房時、余剰冷媒が室内熱交換器に溜まり込んで過冷却度が大きくなり、要求性能を満足させようとすると、圧縮機の回転周波数を大きくしなければならず、効率の悪い運転となってしまう等の課題があった。

また、暖房時のオープンループ制御時において、電子膨張弁の開度は特定のパラメータに基づいて算出された一定の開度とされて運転されることから、運転状態によっては開度が絞り過ぎや甘すぎとなる運転を繰り返し、最適な運転点への移行が遅れ、圧縮機の運転が不安定化される場合があり、高ＣＯＰ運転が損なわれることがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、オープンループ制御からゾーン制御への移行時、理想のゾーン制御域に素早く到達させることができ、圧縮機の安定運転を確保しつつ、高ＣＯＰで運転することができるマルチ形空気調和機およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のマルチ形空気調和機およびその制御方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるマルチ形空気調和機は、１台の室外機に対して複数台の室内機が並列に接続され、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第１電子膨張弁、レシーバ、複数台の室内熱交換器に対応して並列に接続される複数の第２電子膨張弁および互いに並列に接続される複数台の室内熱交換器により閉サイクルの冷媒回路が構成されているマルチ形空気調和機において、前記第１電子膨張弁は、暖房運転の起動時や室内機運転台数の変化時、特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御された後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御されるゾーン制御に移行されるとともに、前記ゾーン制御への移行時、前記吐出過熱度の前記目標ゾーンに対する温度偏差および前記吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次の前記オープンループ制御時の前記第１電子膨張弁開度を補正する膨張弁制御部を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、複数台の室内熱交換器に対する冷媒流量等を個別に制御する複数の第２電子膨張弁に加え、冷媒の吐出過熱度を目標ゾーンにゾーン制御する第１電子膨張弁を備えているマルチ形空気調和機の第１電子膨張弁が、暖房運転の起動時や室内機運転台数の変化時、特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御された後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御されるゾーン制御に移行されるとともに、ゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次のオープンループ制御時の暖房用電子膨張弁開度を補正する膨張弁制御部を備えているため、暖房時のオープンループ制御時における第１電子膨張弁の開度は、特定のパラメータに基づいて算出された一定の開度とされて運転されることから、運転状態によっては開度が絞り過ぎや甘すぎとなる運転を繰り返し、最適な運転点への移行が遅れることがあるが、所定時間後におけるゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次のオープンループ制御時の開度を補正することによって、以後の運転時に似たような運転点となったとき、オープンループ制御時の第１電子膨張弁の開度を適正な開度に補正することができる。従って、オープンループ制御からゾーン制御への移行時、最適な運転点、すなわち理想のゾーン制御域に素早く到達させることができ、圧縮機の安定運転を確保しつつ、空気調和機を高ＣＯＰで運転することができる。

さらに、本発明のマルチ形空気調和機は、上記のマルチ形空気調和機において、前記膨張弁制御部において、前記オープンループ制御時の前記第１電子膨張弁開度は、少なくとも外気温および前記複数台の室内熱交換器容量を前記パラメータにして算出されることを特徴とする。

マルチ形空気調和機においては、冷暖房時の必要冷媒量差が大きくなるが、本発明によれば、膨張弁制御部において、オープンループ制御時の第１電子膨張弁開度が、少なくとも外気温および複数台の室内熱交換器容量をパラメータにして算出されるようになっているため、暖房運転時において、システム全体の運転点を第１電子膨張弁により調整し、暖房運転時の余剰冷媒をレシーバでホールドすることにより、各室内熱交換器で適正な過冷却度を確保することができるとともに、第１電子膨張弁の開度を少なくとも外気温および複数台の室内熱交換器容量をパラメータにして制御することにより、オープンループ制御時の第１電子膨張弁開度をより適正な開度とすることができる。従って、接続される室内機によって室内熱交換器容量が変化しても、ゾーン制御への移行時、最適な運転点を素早く構築して理想のゾーン制御域への到達を短縮化し、圧縮機の安定運転を確保しつつ、空気調和機を高ＣＯＰで運転することができる。

さらに、本発明のマルチ形空気調和機は、上述のいずれかのマルチ形空気調和機において、前記膨張弁制御部において、前記第１電子膨張弁開度の補正係数は、外気温および前記室外機に接続される前記室内機の複数台の室内熱交換器容量に応じて決定されることを特徴とする。

本発明によれば、膨張弁制御部において、第１電子膨張弁開度の補正係数が、外気温および室外機に接続される室内機の複数台の室内熱交換器容量に応じて決定されるようになっているため、外気温および複数台の室内熱交換器容量に応じて変わる補正係数を、ゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きかった場合、その都度、更新することによって、次回のオープンループ制御時の第１電子膨張弁の開度算出に反映されることができる。従って、次回以後の運転時に似たような運転点となったとき、第１電子膨張弁の開度を当該補正係数で補正して適正な運転点とし、ゾーン制御への移行時、理想のゾーン制御域に素早く到達させ、圧縮機の安定運転を確保しながら、空気調和機を高ＣＯＰで運転することができる。

さらに、本発明のマルチ形空気調和機は、上述のいずれかのマルチ形空気調和機において、前記膨張弁制御部において、前記第１電子膨張弁開度の補正係数は、前記ゾーン制御への移行時、サンプリングタイム毎の前記吐出過熱度の目標ゾーンに対する前記温度偏差および前記吐出過熱度の前記時間変動が、所定値以上または所定値以下となる割合が所定の割合を超えた場合、それぞれ増減されることを特徴とする。

本発明によれば、膨張弁制御部において、第１電子膨張弁開度の補正係数が、ゾーン制御への移行時、サンプリングタイム毎の吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が所定値以上または所定値以下となる割合が所定の割合を超えた場合、それぞれ増減されるようになっているため、この補正係数の増減によって、ゾーン制御への移行時、第１電子膨張弁の開度が絞り過ぎるあるいは甘すぎることで吐出過熱度が目標ゾーンをオーバーシュートしてハンチングしたり、目標ゾーンへの到達が遅れたりするのを防止することができる。従って、オープンループ制御時の第１電子膨張弁開度を適正な開度とし、ゾーン制御への移行時、理想のゾーン制御域に素早く到達させ、圧縮機の安定運転を確保することができる。

さらに、本発明にかかるマルチ形空気調和機の制御方法は、１台の室外機に対して複数台の室内機が並列に接続され、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第１電子膨張弁、レシーバ、複数台の室内熱交換器に対応して並列に接続される複数の第２電子膨張弁および互いに並列に接続される複数台の室内熱交換器により閉サイクルの冷媒回路が構成されているマルチ形空気調和機の制御方法において、暖房運転の起動時や室内機運転台数の変化時、前記第１電子膨張弁を特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御した後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御するゾーン制御に移行するとともに、該ゾーン制御への移行時、前記吐出過熱度の前記目標ゾーンに対する温度偏差および前記吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次の前記オープンループ制御時の前記第１電子膨張弁開度を補正することを特徴とする。

本発明によれば、複数台の室内熱交換器に対する冷媒流量等を個別に制御する複数の第２電子膨張弁に加え、冷媒の吐出過熱度を目標ゾーンにゾーン制御する第１電子膨張弁を備えているマルチ形空気調和機の第１電子膨張弁を、暖房運転の起動時や室内機運転台数の変化時、特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御した後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御されるゾーン制御に移行するとともに、該ゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次のオープンループ制御時の暖房用電子膨張弁開度を補正するようにしているため、暖房時のオープンループ制御時における第１電子膨張弁の開度は、特定のパラメータに基づいて算出された一定の開度とされて運転されることから、運転状態によっては開度が絞り過ぎや甘すぎとなる運転を繰り返し、最適な運転点への移行が遅れることがあるが、所定時間後におけるゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次のオープンループ制御時の開度を補正することによって、以後の運転時に似たような運転点となったとき、オープンループ制御時の第１電子膨張弁の開度を適正な開度に補正することができる。従って、オープンループ制御からゾーン制御への移行時、最適な運転点、すなわち理想のゾーン制御域に素早く到達させることができ、圧縮機の安定運転を確保しつつ、空気調和機を高ＣＯＰで運転することができる。

本発明のマルチ形空気調和機およびその制御方法によると、暖房時のオープンループ制御時、第１電子膨張弁の開度は、特定のパラメータに基づいて算出された一定の開度とされて運転されることから、運転状態によっては開度が絞り過ぎや甘すぎとなる運転を繰り返し、最適な運転点への移行が遅れることがあるが、所定時間経過後のゾーン制御への移行時、吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次回のオープンループ制御時の開度を補正することによって、以後の運転時に似たような運転点となったとき、オープンループ制御時の第１電子膨張弁の開度を適正な開度に補正することができるため、オープンループ制御からゾーン制御への移行時、最適な運転点、すなわち理想のゾーン制御域に素早く到達させることができ、圧縮機の安定運転を確保しつつ、空気調和機を高ＣＯＰで運転することができる。

本発明の一実施形態に係るマルチ形空気調和機の構成図（冷媒回路図）である。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁の動作説明図である。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御からゾーン制御への移行時の動作説明図である。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御時の補正係数ａの一例を示すテーブルである。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御時の補正係数ｂの一例を示すテーブルである。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御時の補正係数ｃの一例を示すテーブルである。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御時の補正係数ｄの一例を示すテーブルである。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御時の補正係数Ｚ_４の一例を示すテーブルである。 図１に示すマルチ形空気調和機に接続される複数台の室内熱交換器のコンデンサ能力（熱交容量）を計算例の一例を示すテーブルである。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のオープンループ制御時の補正係数を求める際の外気温の設定図である。 図１に示すマルチ形空気調和機の暖房用電子膨張弁のゾーン制御時の制御パルスを与える際の一例を示すテーブルである。

以下に、本発明にかかる一実施形態について、図１ないし図１１を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るマルチ形空気調和機の構成図（冷媒回路図）が示され、図２には、その暖房用電子膨張弁の動作説明図、図３には、暖房用電子膨張弁のオープンループ制御からゾーン制御への移行時の動作説明図が示されている。
マルチ形空気調和機１は、１台の室外機２に対し、複数台（本例では、６台の接続例が示されているが、これに限定されるものではない。）の室内機３Ａないし３Ｆが並列に接続された構成とされている。

室外機２側には、圧縮機４、オイルセパレータ５、四方切換弁６、室外熱交換器７、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８、レシーバ９、および室内機３Ａないし３Ｆに対応して互いに並列に接続されている各室用第２電子膨張弁（ＥＥＶ）１０Ａないし１０Ｆ、消音用キャピラリチューブ１１Ａないし１１Ｆ、ストレーナ１２Ａないし１２Ｆ、液側操作弁１３Ａないし１３Ｆ、ガス側操作弁１４Ａないし１４Ｆ、ヘッダ１５並びに第１アキュームレータ１６および第２アキュームレータ１７が配設され、これらが順次冷媒配管により接続され、公知の如く、室外側の冷媒回路１８を構成している。

上記の室外機２に対して、複数台の室内機３Ａないし３Ｆの室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆが、それぞれ配管継手２０Ａないし２０Ｆおよび配管継手２１Ａないし２１Ｆを介して液側操作弁１３Ａないし１３Ｆおよびガス側操作弁１４Ａないし１４Ｆに接続されることにより、マルチ形空気調和機１としての密閉サイクルとされた１系統の冷媒回路２２が構成されている。なお、室外熱交換器７および各室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆに対しては、外気および各室内の空気をそれぞれの熱交換器に流通させる図示省略の送風ファンが付設されているものとする。

上記マルチ形空気調和機１は、冷房時、圧縮機４で圧縮された冷媒が、オイルセパレータ５、四方切換弁６、室外熱交換器７、第１電子膨張弁８、レシーバ９、第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆ、消音用キャピラリチューブ１１Ａないし１１Ｆ、ストレーナ１２Ａないし１２Ｆ、液側操作弁１３Ａないし１３Ｆ、室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆ、ガス側操作弁１４Ａないし１４Ｆ、ヘッダ１５、四方切換弁６、第１アキュームレータ１６および第２アキュームレータ１７を経て循環され、この間に室外熱交換器７で凝縮されるとともに、第１電子膨張弁８および第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆで減圧され、更に室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆで吸熱して蒸発されることにより、室内熱交換器１８Ａないし１８Ｆにおいて室内空気を冷却し、室内の冷房に供されるようになっている。

一方、暖房運転時、四方切換弁６によって冷媒の循環方向が切換えられ、圧縮機４で圧縮された冷媒が、オイルセパレータ５、四方切換弁６、ヘッダ１５、ガス側操作弁１４Ａないし１４Ｆ、室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆ、液側操作弁１３Ａないし１３Ｆ、ストレーナ１２Ａないし１２Ｆ、消音用キャピラリチューブ１１Ａないし１１Ｆ、第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆ、レシーバ９、第１電子膨張弁８、室外熱交換器７、四方切換弁６、第１アキュームレータ１６および第２アキュームレータ１７を経て循環され、この間に室外熱交換器７で放熱して凝縮されるとともに、第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆおよび第１電子膨張弁８で減圧され、更に室外熱交換器７で蒸発されることにより、室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆにおいて室内空気を加熱し、室内の暖房に供されるようになっている。

上記のマルチ形空気調和機１において、第１電子膨張弁８および第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆは、室外コントローラ２３の膨張弁制御部２４を介して以下の如く制御されるように構成されている。
これらの第１電子膨張弁８および第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆは、通常時制御と過渡時制御とに分けて制御されるようになっている。なお、過渡時制御とは、圧縮機４がＯＦＦからＯＮとなってから所定時間（例えば、３分）以内、あるいは複数台の室内機３Ａないし３Ｆの運転台数が変化された時から所定時間（例えば、３分）以内の制御のことであり、通常時制御とは、過渡時以外の時間帯の制御のことである。

そして、冷房時、過渡時制御おいて、第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆは、各室対応の室内目標回転数に対応した開度とされ、各室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆに対する冷媒循環量を制御するとともに、第１電子膨張弁８は、圧縮機４の実回転数を外気温、吸入過熱度および吐出過熱度等により補正して算出される下記式（１）の開度でオープンループ制御されるようになっている。また、通常時制御において、第１電子膨張弁８は、吐出温度センサ２５の検出値と室外熱交センサ２６の検出値との差から求められる吐出過熱度ＴＤＳＨが目標ゾーンに入るようにゾーン制御されるようになっている。

第１電子膨張弁８の開度ＯＰ＝（ａ×Ｎ＋ｂ）×Ｚ_２×Ｚ_３・・・（１）
ただし、
ａ，ｂ；外気温による補正係数
Ｚ_２；システム全体の吸入過熱度を適正に保つための補正係数であり、過渡時のオープンループ制御を安定化させることを目的としている。
Ｚ_３；システム全体の吐出過熱度を適正に保つための補正係数
Ｎ；圧縮機４の実回転数

同様に、暖房時の過渡時制御おいて、第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆは、各室対応の室内目標回転数に対応した開度とされ、各室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆに対する冷媒循環量を制御するとともに、第１電子膨張弁８は、圧縮機４の実回転数を外気温、複数台の室内熱交換器容量、停止ユニットの数、大容量室内熱交換器を含む壁掛大タイプユニットの有無、吸入過熱度および吐出過熱度等により補正して算出される下記式（２）の開度でオープンループ制御されるようになっている。また、暖房時の通常時制御において、第１電子膨張弁８は、吐出温度センサ２５の検出値と高圧圧力センサ２７の検出値から求められる冷媒の吐出過熱度ＴＤＳＨが目標ゾーンに入るようにゾーン制御されるようになっている。

第１電子膨張弁８の開度ＯＰ＝（ａ×Ｎ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）×Ｚ_２×Ｚ_３×Ｚ_４・・・（２）
ただし、
ａ，ｂ；外気温と室内熱交換器容量による補正係数
ｃ；停止ユニット数のαパルスの和
ｄ；オープンループ制御からゾーン制御に移行する際における吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動による補正係数
Ｚ_２；システム全体の吸入過熱度を適正に保つための補正係数であり、過渡時のオープンループ制御を安定化させることを目的としている。
Ｚ_３；システム全体の吐出過熱度を適正に保つための補正係数
Ｚ_４；大容量室内熱交換器を含む壁掛大タイプユニットの有無による補正係数
Ｎ；圧縮機４の実回転数

なお、図２は、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８が、圧縮機４がＯＦＦからＯＮされる起動時や室内機３Ａないし３Ｆの運転台数が変わる時等の過渡時制御において、オープンループ制御され、それ以外の通常時制御において、ゾーン制御されている状態の動作説明図であり、ゾーン制御時の第１電子膨張弁８の開度は、オープンループ制御時の開度にゾーン制御による開度が積算された開度とされるようになっている。

ここで、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８は、暖房時のオープンループ制御時、複数台の室内熱交換器容量をパラメータに開度が制御されるように構成されている。従来のマルチ形空気調和機においては、各室に対応した第２電子膨張弁１０Ａないし１０Ｆを絞ることにより、適正な運転点への制御と各室への冷媒の分配制御を行っていた。しかし、室内機３Ａないし３Ｆの台数が多くなると、冷暖房時の必要冷媒量差が大きくなるため、暖房運転時の余剰冷媒が処理できなくなって、凝縮器（室内熱交換器）に冷媒が溜り込んで過冷却度が大きくなり、その結果、要求性能を満足させようとすると、圧縮機４の回転周波数を大きくする必要が生じ、効率の悪い運転となってしまうという課題があった。

そこで、システム全体の運転点を調節する第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８を設け、第１電子膨張弁８の手前にレシーバ９を配設することによって余剰冷媒をホールドし、適正な過冷却度を確保できるようにしている。また、適正な運転点にできる限り早く到達させるために、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の絞り量を外気温や吸入過熱度、吐出過熱度だけでなく、複数台の室内熱交換器容量、停止ユニットの数、大容量室内熱交換器を含む壁掛大タイプユニットの有無等をパラメータにして制御し、各室内機３Ａないし３Ｆへの冷媒の分配を各室の要求回転数に応じて各室対応の第２電子膨張弁（ＥＥＶ）１０Ａないし１０Ｆを介して制御することにより、最適な運転点を素早く構築できるようにしている。

つまり、暖房時の過渡時制御おいて、第１電子膨張弁８の開度ＯＰを上記（２）式により算出するようにしており、この際、外気温や吸入過熱度、吐出過熱度以外に、外気温と室内熱交換器容量による補正係数ａ，ｂ、停止ユニットの数による補正係数ｃ、オープンループ制御からゾーン制御に移行する際における吐出過熱度の目標ゾーンに対する温度偏差および吐出過熱度の時間変動による補正係数ｄ、大容量室内熱交換器を含む壁掛大タイプユニットの有無による補正係数Ｚ_４についてもパラメータとするようにしている。

補正係数ａは、図４に示されるテーブル上において、そのマルチ形空気調和機１に接続されている複数台の室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの合計容量と外気温センサ２８で検出された外気温の値ＡないしＣによって決まる係数であり、補正係数ｂは、図５に示されるテーブル上において、そのマルチ形空気調和機１に接続されている複数台の室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの合計容量と外気温センサ２８により検出された外気温の値ＡないしＣによって決まる係数である。例えば、複数台の室内熱交換器の合計容量が３０１〜４００のマルチ形空気調和機１の場合は、外気温がＣのとき、補正係数ａは「０．６」、補正係数ｂは「５５」となる。

なお、図４および図５に示されている上記テーブルの複数台の室内熱交換器の合計容量は、図９に示されるように、例えば壁掛中タイプと称される室内機の熱交換器容量を１００とした場合における他の室内機の熱交換器容量割合を示すテーブルから、当該マルチ形空気調和機１に接続された複数台の室内機の熱交換器容量を合計した値とされる。
また、外気温の値ＡないしＣは、図１０に示されるように、外気温センサ２８により検出された外気温が、例えば基準値に対して、＋１２℃以上の場合をＡ、−１℃〜＋１１℃の場合をＢ、−１℃〜−９℃の場合をＣ、−９℃未満の場合をＤとした値とされている。

また、補正係数ｃは、図６に示されるテーブル上において、停止されている室内機３Ａないし３Ｆの室内熱交換器合計容量の値に応じて決まるαパルスの和であり、例えば停止ユニットの室内熱交換器合計容量が９０未満の場合、補正係数ｃは「３」、合計容量が１１１以上の場合、補正係数ｃは「１０」とされるようになっている。さらに、複数台の室内機３Ａないし３Ｆ中に、特に大容量室内熱交換器を含む壁掛大タイプユニット（図９中の壁掛大タイプ）が含まれていた場合、補正係数Ｚ_４を乗算するようにしている。この補正係数Ｚ_４は、図８に示されるように、室内熱交換器合計容量が３９９以下の場合は「１．１」とされ、４００以上の場合は「１．５」とされるようになっている。

さらに、オープンループ制御時、吸入過熱度および吐出過熱度を適正に保つための補正係数Ｚ_２，Ｚ_３は、冷房時は吸入温度センサ２９の検出値と室内熱交センサ３０Ａないし３Ｆの検出値の平均値との差、暖房時は吸入温度センサ２９の検出値と室外熱交センサ２６の検出値との差から各々算出される吸入過熱度に基づいて、予め定められている係数Ｚ_２が選択され、また、冷房時は吐出温度センサ２５の検出値と室外熱交センサ２６の検出値との差、暖房時は吐出温度センサ２５の検出値と室内熱交センサ３０Ａないし３０Ｆの検出値の最大値との差から各々算出される吐出過熱度に基づいて、予め定められている係数Ｚ_３が選択されるようになっている。

上記のように、圧縮機４の実回転数を補正係数ａ，ｂ、ｃおよびＺ_２，Ｚ_３，Ｚ_４をパラメータにして補正し、第１電子膨張弁８の開度ＯＰを算出することによって、最適な運転点を素早く構築できるようにしている。しかしながら、所定時間（例えば、３分）が経過した後、オープンループ制御からゾーン制御に移行する時、オープンループ制御時の適正開度からのずれ量が大きいと、図３に示されるように、吐出温度センサ２５の検出値と高圧圧力センサ２７の検出値から算出される冷媒の吐出過熱度ＴＤＳＨを目標ゾーンに制御する際に、運転状態によっては第１電子膨張弁８の開度が絞り過ぎや甘すぎとなる運転を繰り返すことがあり、目標ゾーン（最適運転点）への移行が遅れてしまうことがある。

この問題を解消するため、本実施形態では、上記のパラメータに対して、更にオープンループ制御からゾーン制御に移行する際における吐出過熱度ＴＤＳＨの目標ゾーンに対する温度偏差Ｅ（ｎ）および吐出過熱度ＴＤＳＨの時間変動ＤＥを考慮した補正係数ｄを加えている。この補正係数ｄは、図７に示されるテーブル上において、そのマルチ形空気調和機１に接続されている複数台の室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの合計容量と、外気温センサ２８で検出された外気温の値ＡないしＣから決まる係数であり、前回までの運転状態によって逐次更新された値とされる。つまり、当該マルチ形空気調和機１に接続されている複数台の室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの合計容量が３０１〜４００の場合、その補正係数ｄが過去の運転状態によって増減され、逐次更新されるようになっている。

上記補正係数ｄは、暖房運転時、オープンループ制御からゾーン制御に移行する際において、オープンループ制御時の適正運転点からのずれ量が大きく、第１電子膨張弁８の開度が絞り過ぎで、図３中に示される曲線Ｘの如く目標ゾーンをオーバーシュートしてハンチングしたり、逆に開度が甘すぎて、曲線Ｙの如く目標ゾーンへの到達が遅れたりするのを防止するためのものである。なお、曲線Ｘのようになった場合、高圧の上昇、圧縮機４の油面低下、曲線Ｙのようになった場合、油温の確保ができなくなる等により、圧縮機４を安定的に運転することが難しくなる。

また、補正係数ｄは、或る運転状態において上記の事態が発生した場合、その時のサンプリングタイム（例えば、４０秒）毎の吐出過熱度ＴＤＳＨの目標ゾーンに対する温度偏差Ｅ（ｎ）と吐出過熱度ＴＤＳＨの時間変動ＤＥを算出し、それぞれの値が、例えば図１１に示される温度偏差Ｅ（ｎ）と時間変動ＤＥとの関係を示すテーブル上において、「１＜ＤＥ、かつ２＜Ｅ（ｎ）」の領域に入る割合が、所定の割合を超えている場合、第１電子膨張弁８の開度が絞り過ぎであると判断して補正係数ｄを「＋１」とし、「ＤＥ＜−１、かつＥ（ｎ）＜−２」の領域に入る割合が、所定の割合を超えている場合、第１電子膨張弁８の開度が甘すぎであると判断して補正係数ｄを「−１」とすることにより、図７に示されるテーブル上において、逐次書き替えられるものである。

これによって、以降の運転時に似たような運転点となったとき、オープンループ制御時の第１電子膨張弁８の開度を適正な開度に補正することができ、第１電子膨張弁８の開度が絞り過ぎたり、甘すぎたりすることによる目標ゾーンへの到達遅れを解消し、図３中に示される曲線Ｚの如く、速やかに最適な運転点、すなわち理想のゾーン制御域に到達させることが可能となる。

斯くして、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
マルチ形空気調和機１において、各室内機３Ａないし３Ｆの室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆに供給される冷媒量を調節する各室用の第２電子膨張弁（ＥＥＶ）１０Ａないし１０Ｆとは別に、システム全体の運転点を調節するための第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８を設け、その間にレシーバ９を配設した構成としているため、暖房運転時、余剰冷媒をレシーバ９にホールドすることができ、この結果、室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆへの冷媒の溜り込みをなくし、適正な過冷却度を確保することができる。

従って、圧縮機４の回転数を抑制しつつ、要求性能を満足した効率のよい運転を行うことができる。また、この際、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の開度を外気温度、室内熱交換器容量、停止ユニット（室内機）の数、吸入過熱度、吐出過熱度等をパラメータにして補正し、最適な運転点、すなわち理想のゾーン制御域に素早く到達させるようにしているため、圧縮機４の安定運転を確保しつつ、マルチ形空気調和機１を高ＣＯＰで運転することができる。

つまり、暖房時のオーブンループ制御時に、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の開度を少なくとも外気温度および複数台の室内熱交換器容量をパラメータにして制御することによって、オープンループ制御時の第１電子膨張弁８の開度をより適正な開度とすることができる。このため、複数台接続される室内機３Ａないし３Ｆによって室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの合計容量が変化しても、ゾーン制御への移行時、最適な運転点を素早く構築して理想ゾーン制御域への到達を短縮化し、圧縮機４の安定運転を確保しつつ、マルチ形空気調和機１を高ＣＯＰで運転することが可能となる。

また、暖房運転時のオープンループ制御時における第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の開度は、上記した種々のパラメータに基づいて算出された一定の開度とされて運転されることから、運転状態によっては開度が絞り過ぎや甘すぎとなる運転を繰り返し、最適運転点への移行が遅れることがあるが、本実施形態によれば、ゾーン制御への移行時、吐出過熱度ＴＤＳＨの目標ゾーンに対する温度偏差Ｅ（ｎ）と吐出過熱度ＴＤＳＨの時間変動ＤＥとを算出し、目標ゾーンに対する温度偏差Ｅ（ｎ）および吐出過熱度ＴＤＳＨの時間変動ＤＥが大きい場合、それに基づいて次回のオープンループ制御時の第１電子膨張弁８の開度を補正するようにしている。

このため、以後の運転時に似たような運転点となったとき、オープンループ制御時の第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の開度を適正な開度に補正することができる。従って、これによってもオープンループ制御からゾーン制御への移行時、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の開度を最適運転点、すなわち理想のゾーン制御域に素早く到達させることができ、圧縮機４の安定運転を確保しつつ、マルチ形空気調和機１の高ＣＯＰ運転を実現することができる。

さらに、本実施形態では、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８の開度を補正する補正係数ｄが、外気温および複数台の室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの合計容量により決定されるようになっている。このため、外気温および接続される複数台の室内熱交換器１９Ａないし１９Ｆの容量に応じて変わる補正係数ｄを、ゾーン制御への移行時、吐出過熱度ＴＤＳＨの目標ゾーンに対する温度偏差Ｅ（ｎ）および吐出過熱度ＴＤＳＨの時間変動ＤＥが大きかった場合、その都度、テーブル上で逐次更新し、次回のオープンループ制御時の第１電子膨張弁８の開度算出に反映されることができる。従って、以後の運転時に似たような運転点となったとき、第１電子膨張弁８の開度を補正係数ｄにより補正して適正な運転点とし、ゾーン制御への移行時、理想のゾーン制御域に素早く到達させることができる。

また、上記補正係数ｄは、ゾーン制御への移行時、サンプリングタイム毎の吐出過熱度ＴＤＳＨの目標ゾーンに対する温度偏差Ｅ（ｎ）および吐出過熱度ＴＤＳＨの時間変動ＤＥが所定値以上または所定値以下となる割合が所定の割合を超えた場合、それぞれ増減される。このため、補正係数ｄの増減により、ゾーン制御への移行時、第１電子膨張弁８の開度が絞り過ぎあるいは甘すぎることにより吐出過熱度ＴＤＳＨが目標ゾーンをオーバーシュートしてハンチングしたり、目標ゾーンへの到達が遅れたりするのを防止することができ、従って、オープンループ制御時の第１電子膨張弁８の開度を適正な開度とし、ゾーン制御への移行時、理想のゾーン制御域に素早く到達させ、圧縮機４の安定運転を確保することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、室内機３Ａないし３Ｆを６台接続した例について説明したが、室内機３Ａないし３Ｆの台数は、それ以上または未満であってもよい。また、冷媒回路２２は、第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）８と各室内機３Ａないし３Ｆに対応した第２電子膨張弁（ＥＥＶ）１０Ａないし１０Ｆおよび両電子膨張弁の間に設けられたレシーバ９を備えている回路であればよく、様々な回路に変形が可能である。

さらに、上記実施形態においては、第２電子膨張弁（ＥＥＶ）１０Ａないし１０Ｆを室外機２側に配設した例について説明したが、この各室内機３Ａないし３Ｆに対応した第２電子膨張弁（ＥＥＶ）１０Ａないし１０Ｆは、各室内機３Ａないし３Ｆ側に配設した構成としてもよいことはもちろんである。

１ マルチ形空気調和機
２ 室外機
３Ａないし３Ｆ 室内機
４ 圧縮機
６ 四方切換弁
７ 室外熱交換器
８ 第１電子膨張弁（ＥＥＶＨ）
９ レシーバ
１０Ａないし１０Ｆ 第２電子膨張弁（ＥＥＶ）
１９Ａないし１９Ｆ 室内熱交換器
２３ 室外コントローラ
２４ 膨張弁制御部
２５ 吐出温度センサ
２７ 高圧圧力センサ
２８ 外気温センサ

Claims (5)

1. １台の室外機に対して複数台の室内機が並列に接続され、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第１電子膨張弁、レシーバ、複数台の室内熱交換器に対応して並列に接続される複数の第２電子膨張弁および互いに並列に接続される複数台の室内熱交換器により閉サイクルの冷媒回路が構成されているマルチ形空気調和機において、
   前記第１電子膨張弁は、暖房運転の起動時や室内機運転台数の変化時、特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御された後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御されるゾーン制御に移行されるとともに、前記ゾーン制御への移行時、前記吐出過熱度の前記目標ゾーンに対する温度偏差および前記吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次の前記オープンループ制御時の前記第１電子膨張弁開度を補正する膨張弁制御部を備えていることを特徴とするマルチ形空気調和機。
2. 前記膨張弁制御部において、前記オープンループ制御時の前記第１電子膨張弁開度は、少なくとも外気温および前記複数台の室内熱交換器容量を前記パラメータにして算出されることを特徴とする請求項１に記載のマルチ形空気調和機。
3. 前記膨張弁制御部において、前記第１電子膨張弁開度の補正係数は、外気温および前記室外機に接続される前記室内機の複数台の室内熱交換器容量に応じて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチ形空気調和機。
4. 前記膨張弁制御部において、前記第１電子膨張弁開度の補正係数は、前記ゾーン制御への移行時、サンプリングタイム毎の前記吐出過熱度の目標ゾーンに対する前記温度偏差および前記吐出過熱度の前記時間変動が、所定値以上または所定値以下となる割合が所定の割合を超えた場合、それぞれ増減されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチ形空気調和機。
5. １台の室外機に対して複数台の室内機が並列に接続され、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第１電子膨張弁、レシーバ、複数台の室内熱交換器に対応して並列に接続される複数の第２電子膨張弁および互いに並列に接続される複数台の室内熱交換器により閉サイクルの冷媒回路が構成されているマルチ形空気調和機の制御方法において、
   暖房運転の起動時や室内機運転台数の変化時、前記第１電子膨張弁を特定のパラメータに基づいて算出された開度で所定時間だけオープンループ制御した後、吐出過熱度が目標ゾーンに入るように制御するゾーン制御に移行するとともに、該ゾーン制御への移行時、前記吐出過熱度の前記目標ゾーンに対する温度偏差および前記吐出過熱度の時間変動が大きい場合、それに基づいて次の前記オープンループ制御時の前記第１電子膨張弁開度を補正することを特徴とするマルチ形空気調和機の制御方法。
   

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