JP2922011B2 - 多室型空気調和機 - Google Patents

多室型空気調和機

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JP2922011B2
JP2922011B2 JP3090512A JP9051291A JP2922011B2 JP 2922011 B2 JP2922011 B2 JP 2922011B2 JP 3090512 A JP3090512 A JP 3090512A JP 9051291 A JP9051291 A JP 9051291A JP 2922011 B2 JP2922011 B2 JP 2922011B2
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compressor
pressure
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room air
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章宏 城野
高弘 林
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Matsushita Refrigeration Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B2600/021Inverters therefor
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多室型空気調和機に関
し、詳しくは、インバータ圧縮機と極数変換圧縮機を2
台併設した室外機の能力制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ビル空調において個別空調が進展
しており、負荷の異なる複数の部屋に室内機を設置し、
これを1台の室外機に接続する多室型空気調和機におい
て、多室空調にともない、1台あたりの室外機能力が増
加し、熱源としての圧縮機を2台並列に接続し、この2
台の圧縮機を制御することにより、幅広い範囲の冷暖房
を行う特開平1−212869号公報で提案されたよう
な圧縮機の能力制御が広く用いられてきている。
【0003】以下、図面を参考に従来の技術について、
説明する。図4において、1は多室型空気調和機の室外
機で、インバータ圧縮機2、極数変換式圧縮機3、四方
弁4、室外側熱交換器5、室外側電動膨張弁6、室外フ
ァン7を設置している。8a〜8dは室内機で、室外機
1に4台並列に接続され、それぞれ室内側電動膨張弁9
a〜9d、室内側熱交換器10a〜10d、室内ファン
11a〜11dが設置されている。
【0004】12は圧力センサーで、前記四方弁4と室
内側熱交換器10a〜10dの間の室外機1内配管に設
けられている。13は室外機制御手段で前記圧力センサ
ー12の検知圧力によりあらかじめ決定した能力組み合
わせステップに基づきインバータ14の出力周波数を変
更しインバータ圧縮機2の周波数を制御するとともに極
数変換式圧縮機3の発停、極数変換を行う。
【0005】以上のように構成された多室型空気調和機
の動作について説明する。まず冷房運転では、インバー
タ圧縮機2及び極数変換式圧縮機3から吐出された高温
高圧の冷媒は、四方弁4を通り、室外側熱交換器5に流
入し、凝縮液化し室外側電動膨張弁6を介して、それぞ
れの室内機8a〜8dに配管により分配され室内側電動
膨張弁9a〜9dで減圧され、室内側熱交換器10a〜
10dで蒸発気化し、再び四方弁4を介してインバータ
圧縮機2及び極数変換式圧縮機3に帰る。
【0006】また暖房運転では、インバータ圧縮機2及
び極数変換式圧縮機3から吐出された高温高圧の冷媒
は、四方弁4を介し各室内機8a〜8dに分配される。
冷媒は、各室内側熱交換器10a〜10dで凝縮液化
し、室内側電動膨張弁9a〜9dを介して、室外側電動
膨張弁6で減圧され、室外側熱交換器5で蒸発気化し、
四方弁4を介して、インバータ圧縮機2及び極数変換式
圧縮機3にもどる。
【0007】室内負荷(室温)の変化により、室内側熱
交換器10a〜10bでの冷房時は蒸発圧力、暖房時に
は凝縮圧力が変化する。この圧力の変動を圧力センサー
12が検知し、室外機制御手段13が予め決定した目標
圧力に一致するよう予め定めた能力組み合わせステップ
に従い、インバータ14の出力を増減、極数変換式圧縮
機3の極数を変換する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、さらに滑らかな制御を行うために、組
み合わせステップ数を設けず、検知圧力を入力とした計
算制御(PID制御に代表される古典制御や適応制御)
にて制御を行う場合、その場合分けは無数に存在し、能
力組み合わせステップが非常に数多いものとなり、制御
を行う上で非常に多くのステップをつくることになり、
非常に煩雑なものとなる。また、能力組み合わせステッ
プに従うため少しでも能力が不足、あるいは過剰となっ
た場合にも1ステップ上下することにより極数変換式圧
縮機の極数が変更されるため、制御の連続性がなくな
り、このため制御の安定性が悪くなってしまう。
【0009】そこで本発明は、上記従来の課題を解決す
るもので、インバータ圧縮機の能力制御を演算により行
いこの演算結果と圧力センサーの検出値と目標圧力との
偏差より、極数変換式圧縮機の発停、及び極数切り替え
を行い、多室型空気調和機による能力制御をきめ細かに
かつ滑らかにすることで、快適性、信頼性を高めるもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の多室型空気調和機は、室内機と四方弁の間
の室外機の配管に設けた圧力センサーの検出値よりイ
ンバータ圧縮機の運転周波数をあらかじめ決定した運転
周波数の上限下限の範囲内で演算する運転周波数演算手
段と、前記圧力センサーの検出値と目標圧力との偏差
演算する圧力偏差演算手段と、前記運転周波数演算手段
が演算した前記インバータ圧縮機の運転周波数が、運転
周波数の上限または下限の運転周波数となっていて、前
記圧力偏差演算手段が演算した前記圧力センサーの検出
値と目標圧力との圧力偏差が所定条件を満たした場合
に、前記極数変換式圧縮機の発停または運転極数の切り
換えを行う極数変換圧縮機制御手段とを備えている。
【0011】
【作用】上記構成により本発明の多室型空気調和機で
は、通常の能力制御は、連続的に能力を増減できるイン
バータ圧縮機できめ細かく行い、さらに、インバータ圧
縮機の運転周波数が、運転周波数の上限または下限の運
転周波数となっても、圧力センサーの検出値と目標圧力
との圧力偏差が所定条件を満たすまでは、極数変換式圧
縮機の発停または運転極数の切り換えを行わないため、
変化する負荷に対し円滑に能力制御が行え、幅広い能力
制御範囲を有し、空調空間を常に快適な状態に保つこと
から、快適性が向上する。
【0012】また、頻繁な極数変換式圧縮機の発停や極
数変更を行わないので、極数変換圧縮機の起動停止の繰
り返しによる寿命の短縮を防止し信頼性の向上が図り、
また、極数変換式圧縮機の切り換え操作による冷暖房運
転の中断も少なくし、室温の変動を抑制することにより
快適性の向上を図るものである。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1から図3を参考
に説明するが、従来と同一構成については、同一符号を
付し、その詳細な説明を省略する図1において、15は
運転周波数演算手段、16は圧力偏差演算手段、17は
極数変換式圧縮機制御手段である。
【0014】次に上記構成の動作について説明する。冷
房運転時、圧力センサー12は、冷凍サイクルが四方弁
4により冷房サイクルに切り換えられているため、低圧
圧力Ps(≒吸入圧力)を検知する(STEP1)。
【0015】運転周波数演算手段15は予め決定された
目標圧力Prにこの検知した低圧圧力Psが一致するよ
うなインバータ圧縮機2の運転周波数Uf(t)を演算
する。運転周波数演算手段15は、予め決定した時間間
隔L(たとえば10秒)毎に、演算を行い運転周波数U
f(t)を計算し、予め設定された運転周波数の上限U
fmax及び下限Ufminの範囲外の計算結果となっ
た場合にはUf(t)をUfmaxまたはUfminと
する(STEP2)。
【0016】この結果をインバータ14に出力し、イン
バータ圧縮機2の能力を制御する(STEP5)。この
とき、圧力偏差演算手段16は計算された圧力センサー
12の検出値Psと目標圧力Prとの差を演算する。
(STEP3)。
【0017】
【数1】
【0018】極数変換式圧縮機制御手段17は、運転周
波数Uf(t)と運転周波数の上限Ufmax及び下限
Ufminのとの差ΔUfmax、ΔUfmin、およ
び圧力偏差ΔP(t)より、(数2)、(数3)を満た
した場合に極数変換式圧縮機3の発停、極数切り替えの
判断を行う(STEP4)。
【0019】
【数2】
【0020】
【数3】
【0021】ここで、α1 、α2、β1、β2は、予
め決定した切り換え条件のための定数である。
【0022】(数2)を満足したとき、極数変換式圧縮
機制御手段17は、極数変換式圧縮機3の極数を1段階
能力が増す方向に切り換える(STEP6)。たとえ
ば、時間t−Lでの計算結果が(数2)を満足し、その
ときの極数変換式圧縮機3が4極で運転されているとき
は、そのときの結果により、時間tでは極数を4極から
2極に切り換える。また(数3)を満足したときには、
同じ例を用いると4極運転から極数変換式圧縮機3を停
止させる。
【0023】このように、通常の能力制御は、連続的に
能力を増減できるインバータ圧縮機2できめ細かく行
い、さらに、インバータ圧縮機2の運転周波数Uf
(t)が、運転周波数の上限Ufmaxまたは下限Uf
minとなっても、圧力センサー12の検出値Psと目
標圧力Prとの圧力偏差ΔP(t)が所定条件を満たす
までは、極数変換式圧縮機3の発停または運転極数の切
り換えを行わないため、変化する負荷に対し、幅広い能
力制御範囲と円滑な能力制御を両立でき、空調空間を常
に快適な状態に保つことから、快適性の向上の面で多大
な効果を有する。また、極数変換式圧縮機3の発停、極
数切り換えの回数が減少し、起動停止による圧縮機の寿
命短縮が低減できることから、信頼性の面においても多
大な効果を有する。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の多室型空気調和機
は、室内機と四方弁の間の室外機の配管に設けた圧
力センサーの検出値よりインバータ圧縮機の運転周波数
をあらかじめ決定した運転周波数の上限下限の範囲内で
演算する運転周波数演算手段と、前記圧力センサーの検
出値と目標圧力との偏差を演算する圧力偏差演算手段
と、前記運転周波数演算手段が演算した前記インバータ
圧縮機の運転周波数が、運転周波数の上限または下限の
運転周波数となっていて、前記圧力偏差演算手段が演算
した前記圧力センサーの検出値と目標圧力との圧力偏差
が所定条件を満たした場合に、前記極数変換式圧縮機の
発停または運転極数の切り換えを行う極数変換圧縮機制
御手段とを備えたものである。
【0025】本発明は上記のように多室型空気調和機を
構成するので、インバータ圧縮機を主とし、極数変換式
圧縮機を従とした制御を行うため、通常の能力制御は、
連続的に能力を増減できるインバータ圧縮機できめ細か
く行い、さらに、インバータ圧縮機の運転周波数が、運
転周波数の上限または下限の運転周波数となっても、圧
力センサーの検出値と目標圧力との圧力偏差が所定条件
を満たすまでは、極数変換式圧縮機の発停または運転極
数の切り換えを行わない。
【0026】このため、変化する負荷に対し円滑に能力
制御が行え、空調空間を常に快適な状態に保つことか
ら、快適性の向上の面で多大な効果を有する。また、極
数変換式圧縮機の発停、極数切り換えの回数が必要なと
きにのみ行われるため、発停、極数切り換えの回数が減
少し、起動停止による圧縮機の寿命短縮が低減できるこ
とから、信頼性の面においても多大な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である多室型空気調和機の制
御系のブロック図
【図2】同実施例の多室型空気調和機の冷凍サイクル図
【図3】同実施例の多室型空気調和機の圧縮機制御の制
御のフローチャート
【図4】従来の多室型空気調和機の冷凍サイクル図
【図5】従来の多室型空気調和機の圧縮機の能力組み合
わせステップ
【符号の説明】
1 室外機 2 インバータ圧縮機 3 極数変換式圧縮機 4 四方弁 5 室外側熱交換器 6 室外側電動膨張弁 8a、8b、8c、8d 室内機 9a、9b、9c、9d 室内側電動膨張弁 10a、10b、10c、10d 室内側熱交換器 12 圧力センサー 14 インバータ 15 運転周波数演算手段 16 圧力偏差演算手段 17 極数変換式圧縮機制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−212869(JP,A) 特開 昭63−73057(JP,A) 特開 平2−11878(JP,A) 特開 昭63−25457(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 1/00 361 F04B 49/06 341

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インバータ圧縮機と極数変換式圧縮機
    を並列接続した多室型空気調和機において、 並列に複数台数接続された室内機と四方弁との間の室外
    機内 の配管に設けた圧力センサーの検出値より、前記イ
    ンバータ圧縮機の運転周波数を、あらかじめ決定した運
    転周波数の上限下限の範囲内で演算する運転周波数演算
    手段と 前記圧力センサーの検出値と目標圧力との偏差を演算す
    る圧力偏差演算手段と 前記運転周波数演算手段が演算した前記インバータ圧縮
    機の運転周波数が、運転周波数の上限または下限の運転
    周波数となっていて、前記圧力偏差演算手段が演算した
    前記圧力センサーの検出値と目標圧力との圧力偏差が所
    定条件を満たした場合に、 前記極数変換式圧縮機の発停
    または運転極数の切り換えを行う極数変換圧縮機制御手
    段とを備えた多室型空気調和機。
JP3090512A 1991-04-22 1991-04-22 多室型空気調和機 Expired - Lifetime JP2922011B2 (ja)

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