JP4538919B2 - 室内マルチ空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台の室内機へ冷媒を供給する室外機を備えた室内マルチ空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の室内マルチ空気調和機の例としては、例えば特開昭６３−９９４４７号公報のようなものがあり、この構成を図６に示す。
この図のCは室外ユニットであり、この室外ユニットCは、圧縮機１、冷房時に凝縮器となり、暖房時に蒸発器となる室外熱交換器２、後述する並列に接続された各室内ユニットA,Bへ供給する冷媒流量を調整する各電動膨張弁１０ａ、１０ｂ、並びに圧縮機１からの冷媒の流れを変える四方弁１３を具備し、かつ、この四方弁１３による冷媒の流れの切換えにより、室外熱交換器２が蒸発器として機能した時、この蒸発器の過熱度を検出する過熱度検出手段（図示せず）を室外熱交換器２に具備している。
【０００３】
また、A、Bは室外ユニットCに配管で並列に接続され、各室内を冷・暖房する各室内ユニットであり、これらの各室内ユニットA、Bはそれぞれに室内熱交換３ａ、３ｂを具備し、かつ、この各室内熱交換器３ａ、３ｂはそれぞれの入口と出口の冷媒温度を検出する入口温度検出器（第２の室内温度検出器）７ａ、７ｂと出口温度検出器８ａ、８ｂとをそれぞれに有し、冷房運転時の蒸発器の過熱度を検出している。
【０００４】
なお、上記室外ユニットCに各室内ユニットA、Bを配管で並列に接続することによって、圧縮機１、室外熱交換器２、並列に配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列に配置された室内熱交換３ａ、３ｂ、及び冷媒の流れを切換える四方弁１３は順次接続され、冷凍サイクルが構成されることになる。
【０００５】
次に、この動作について説明する。
まず、電源が入れられ、圧縮機１が駆動して冷房運転が開始されると、冷媒は圧縮機１、四方弁１３、室外熱交換器２、並列配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、及び並列配置された室内熱交換器３ａ、３ｂを順次循環して各室内を冷房する。
【０００６】
なお、この冷房時において、並列に配置された各室内熱交換器３ａ、３ｂへ流れる各冷媒は、蒸発器としての各室内熱交換器３ａ、３ｂの出・入口温度差（過熱度）がそれぞれ一定の値になるように、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度をコントロールし、制御する。
即ち、常に室内負荷（温度）と連動した過熱度に応じて各電動膨張弁の開度を制御するので、室内負荷に応じた冷媒がバランス良く配分されることになる。
【０００７】
次に、この冷房運転によって各室内が所定の温度になると、制御手段（図示せず）が室内・外ユニットの駆動を停止する。
しかし、各室内のうちある１つの室内が所定の温度になっていない時は、その室内ユニットと室外ユニットCの運転が継続されて、その他の室内ユニットは停止され、低圧側放熱能力が大幅に下るため、低圧カツトしたり、或いは、低圧カツトしないで運転が継続されたとしてもやがては、停止中の他の室内ユニット（室内熱交換器）内にあった冷媒は圧縮機１によって凝縮器としての室外熱交換器２へ導かれ、この室外熱交換器２に溜まり、高圧上昇し、ときには高圧カツトを引き起こしたりする。
【０００８】
また、四方弁１３が冷媒の流れを切換え、各室内熱交換器３ａ，３ｂが凝縮器と機能し、室外熱交換器２が蒸発器と機能する所謂暖房運転時においても、各室内ユニットいずれかが所定温度になり、そのユニットが停止され、室内・外ユニットの能力バランスが崩れた時、即ち、所定温度になった室内熱交換器が凝縮器として機能しなくなった時は、凝縮容量が不足して高圧カツトを引き起こすこととなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の室内マルチ空気調和機においては、室内・外ユニットの能力バランスが崩れた時、低圧カツトしたり、或いは高圧上昇したりして理想的な冷房又は暖房ができなくなるという問題があった。
【００１０】
また、室内の負荷変動や、空気条件等の変化によって室内・外ユニットの能力バランスが崩れ、冷媒が凝縮器側に移動したり、蒸発器側に移動したりしても、常に各蒸発器の過熱度を一定に保つように制御しているため、即ち、凝縮器内の冷媒量に関わらず制御しているため、封入冷媒に対応した能力を引き出せないという問題点があった。
【００１１】
この発明は係る問題点を解決するためになされたもので、室内熱交換器能力のバランスに応じて封入冷媒を充分活用しながら各室内負荷に応じて冷房または暖房する室内マルチ空気調和機を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、前記室外熱交換器の冷房運転時の出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を備え、制御手段が、冷房運転時、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過冷却度と目標過冷却度との差から得られる前記電動膨張弁のトータル開度の変更量を蒸発器としての前記各室内熱交換器の容量比で分配し、この分配した各開度を前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度と目標過熱度との差と前記各室内熱交換器の能力比に基づいて、一方の前記電動膨張弁の開度をダウン或いはアップさせ、その分だけ他方の開度をアップ或いはダウンさせるように制御するものである。
【００１３】
また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第１の室外温度検出器と、前記室外熱交換器の暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器と、を備え、制御手段が、暖房運転時、前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出された各検出過冷却度と目標過冷却度の差に基づいて前記各電動膨張弁の開度を決定し、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度が所定値以上大きい場合は前記目標過冷却度をダウンさせ、前記検出過熱度が所定値以下の場合は前記目標過冷却度で制御するものである。
【００１５】
また、前記制御手段が、前記検出過冷却度が所定時間毎に前記目標過冷却度になるように前記トータル開度を補正して制御するものである。
【００１６】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を前記室外熱交換器の検出過熱度が前記目標過熱度を所定値以上越えた時に開くものである。
【００１７】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を所定時間毎に開くものである。
【００１８】
アキュムレータが、前記圧縮機の吸入側に設けられ、冷媒の液体と気体とを分離して液冷媒を貯留するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施形態１について図１を用いて説明する。
この図において、Cは室外ユニットであり、この室外ユニットCは、圧縮機１と、冷房時に凝縮器、暖房時に蒸発器となる室外熱交換器２と、後述する並列に接続された複数の各室内ユニットA、Bへ冷媒をそれぞれ供給・調整する各電動膨張弁１０ａ、１０ｂと、圧縮機の吸入側低圧回路部の余剰冷媒を貯留するアキュームレータ１７と、圧縮機１からの冷媒の流れを変える四方弁１３とを具備している。
【００２１】
なお、上記室外熱交換器２は、その冷房運転時のほぼ中央より入口側の冷媒温度、即ち、冷房時の凝縮飽和温度又は暖房時の過熱温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、その冷房運転時の出口側に設けられ、冷房時の過冷却温度又は暖房時の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を有している。
【００２２】
また、A、Bは室外ユニットCに配管で並列に接続され、各室内を冷房又は暖房する各室内ユニットであり、これらの各室内ユニットA、Bはそれぞれ室内熱交換３ａ、３ｂを具備し、この各室内熱交換器３ａ、３ｂは、その中央より冷房時の冷媒出口側に設けられ、冷房時の過熱温度又は暖房時の凝縮飽和温度をそれぞれに検出する各第１の室内温度検出器１６ａ，１６ｂと、その冷房運転時の入口側に設けられ、冷房時の蒸発飽和温度又は暖房時の過冷却温度を検出する第２の室内温度検出器７ａ，７ｂと、を有している。
【００２３】
また、上記室外ユニットCに各室内ユニットA、Bを配管で並列に接続することによって、圧縮機１、室外熱交換器２、並列に配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列に配置された室内熱交換器３ａ、３ｂ、アキュームレータ１７、及び四方弁１３が順次接続され、冷凍サイクルが構成される。
【００２４】
次に、この冷媒回路の動作を冷房、暖房の順で図４，５を用いて説明する。
まず、電源が入れられ、圧縮機１が駆動して冷房運転が開始されると、冷媒は圧縮機１、四方弁１３、室外熱交換器２、並列配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列配置された室内熱交換器３ａ、３ｂ、及びアキュームレータ１７を順次循環して、各室内を冷房する。
【００２５】
なお、この冷房運転時においては、並列に配置された各室内熱交換器３ａ、３ｂへ流れる各冷媒を各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度によって制御するが、この時の各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度は図４に示すように、凝縮器出口冷媒の過冷却度が目標値になるように、そのトータル開度がまず決定され、この決定されたトータル開度を各室内熱交換器３ａ、３ｂの熱交能力比率で分け、この分けられた開度値で各電動膨張弁を制御する。
言い換えれば、各室内熱交換器３ａ、３ｂの熱交能力と各室内負荷とがバランスしている時は、この状態を維持する。
【００２６】
しかし、各室内負荷が変化し、各室内負荷と各熱交能力とのバランスが崩れ、各室内熱交換器３ａ、３ｂ（各蒸発器）の過熱度が目標過熱度を維持しなくなったときは、図４のS6のように、各検出過熱度と各目標過熱度との差の比率に基づいて各開度の補正を行い、この補正開度で各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を制御する。
【００２７】
即ち、例えば、第１及び第２の室外温度検出器１４及び１５で検出された温度をＴ１４及びＴ１５とすると、この時の凝縮器（室外熱交換器）の検出過冷却度ＳＣは、ＳＣ＝Ｔ１４−Ｔ１５で演算され、この演算結果の検出過冷却度ＳＣと目標過冷却度とを比較し、この比較結果で差が無い時は、予め計算・設定された初期開度（目標過冷却度）で各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を制御する。
【００２８】
言い換えれば、この時は、各室内熱交換器の能力と室内負荷がバランスした状態で、圧縮機１、凝縮器、及び各蒸発器の容量で構成された冷凍サイクの各室内熱交換器能力比から求めた初期開度で、過熱度が目標過熱度であるとして各電動膨張弁を制御する。
【００２９】
しかし、室内負荷が変化し、温度検出器７a、７bで検出された温度Ｔ7a、Ｔ7b、及び温度検出器１６ａ、１６ｂで検出された温度Ｔ16a、Ｔ16bから下式で演算された各蒸発器の検出過熱度ＳＨA、ＳＨBが目標過熱度でなくなった時や、或いは、その変形例である同一目標過熱度における検出過熱度ＳＨAとＳＨBの差ΔＳＨがゼロでなくなった時は、これらの検出演算結果と互いの熱交換能力比に基づいて各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度補正を行う。
【００３０】
なお、ここで、検出過熱度ＳＨA、ＳＨBと、過熱度差ΔＳＨとの関係を下記の通りとする。
ＳＨA＝Ｔ16a−Ｔ7a
ＳＨB＝Ｔ16b−Ｔ7b
ΔＳＨ＝ＳＨA−ＳＨB
【００３１】
次に、室内の負荷変動によって各蒸発器の過熱度ＳＨAとＳＨBが変化し、目標過熱度を維持しなくなった場合の補正について具体的に説明する。
まず、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂと連結された各室内熱交換器（蒸発器）のうち、室内負荷の変動によっていずれかの室内熱交換器の過熱度が目標過熱度よりも小さく、或いは大きくなると、この目標値よりも小さく、或いは大きくなった分だけ電動膨張弁１０ａの開度を所定値ダウン或いはアップさせ、このダウン或いはアップダした分だけ他方の電動膨張弁１０ｂの開度を各室内熱交換器の能力比に応じてアップ或いはダウンさせる。
【００３２】
即ち、一方の室内負荷が変わらず目標過熱度を維持して、他方の室内負荷が変化して目標過熱度より大きく又は小さくなった時は、この大きく又は小さくなった割合と双方の熱交換比を考慮して互いのアップ・ダウンの変化熱量がほぼ等しくなるように電動膨張弁開度を大きく又は小さくする。
【００３３】
また、両方の室内負荷が変化し、双方の過熱度が目標過熱度より大きく又は小さくなった時、トータル開度を変化させる必要があるかどうかを判断し、変化させる必要がある時は凝縮器の目標過冷却を小さく又は大きくし、かつ、双方の蒸発器過熱度変化割合と熱交換比とを考慮して互いの熱交換変化授受容量がほぼ等しくなるように電動膨張弁開度をアップ或いはダウンさせて制御し、変化させる必要がない時は、単に、双方の過熱度変化割合と熱交換比とを考慮して互いの熱交換変化授受容量がほぼ等しくなるように電動膨張弁開度をアップ或いはダウンさせる。
【００３４】
次に、この制御状態で室外負荷の変化によって、凝縮器の過冷却度が目標過冷却度外、即ち目標過冷却度範囲を越えると、トータル開度を見直し、この見直したトータル開度に基づいて再び前述した電動膨張弁開度の制御を繰り返す。
【００３５】
また、冷房運転によって一方の室内が所定の温度になり、一方の室内熱交換器（蒸発器）へ流れていた冷媒が停止して、蒸発器容量に対する凝縮器容量が大きくなり、凝縮器の過冷却度が大きくなる。しかし、そのことを制御手段が検知して、目標冷却度の開度になるように制御し、その後は、この目標冷却度における蒸発器の過熱度に基づいて電動膨張弁の開度を制御しようとするものの、凝縮器と蒸発器の関係が１対１になるため、結果として、目標過冷却度の開度で制御されるので、蒸発器としての室内熱交換器は過熱領域を有することなく、ほぼ湿りの状態、即ち最も冷却性能の良い状態で運転する。
【００３６】
なお、この状態を維持すると、湿り運転によって圧縮機１が壊れる恐れがあるので、アキュムレータ１７を圧縮機１の吸入側に設け、液冷媒をアキュムレータ１７に貯留し、ガス冷媒を流すようにして冷凍サイクル内の冷媒分布のバランスを適正に維持するのが一般的である。
【００３７】
次に、各蒸発器の互いの過熱度差ΔＳＨがゼロでなくなった場合の補正について説明する。
この場合、例えば、過熱度差ΔＳＨがゼロより大きい時は、過熱度の大きい電動膨張弁１０ａの開度を目標過熱度より大きい分だけ所定値アップさせ、このアップした開度分だけ電動膨張弁１０ｂの開度をダウンさせ、ΔＳＨが０になるように制御する。
【００３８】
また、ΔＳＨが０より小さい時は、目標過熱度より小さい分だけ電動膨張弁１０ａの開度を所定値ダウンさせ、このダウンした開度分だけ１０ｂの開度をアップさせる。
【００３９】
即ち、このΔＳＨ変化時における開度アップ・ダウンは、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂと連結された各室内熱交換器の能力比を考慮して行なっても良いが、単にΔＳＨ、或いは、互いの検出過熱度の目標過熱度に対する変化値のみで各電動膨張弁１０ａ、１０ｂを制御するようにすると、制御が簡単になるばかりか、この時、過熱度の高い方、即ち室内温度の高い方を重視して、単に３ｄｅｇ℃高い方を３ｄｅｇ℃分開き、低い方を３ｄｅｇ℃分絞るようにするのであるから、高い方をスピーデイに冷却するようになる。
【００４０】
また、熱交換能力が同じ場合は、例えば、２台室内熱交換器の一方の検出過熱度が目標過熱度より３ｄｅｇ℃高く、他方が１ｄｅｇ℃低い時は、その差は４ｄｅｇ℃であるから、一方の電動膨張弁開度を２ｄｅｇ℃分開き、他方を２ｄｅｇ℃分絞るようにすれば良いので、前述したように制御も簡単になる。
【００４１】
次に、複数の室内熱交換器が各凝縮器となり、室外熱交換器が蒸発器となる暖房運転の動作について説明する。
【００４２】
まず、電源が入れられ、圧縮機１が駆動して暖房運転が開始されると、冷媒は圧縮機１、四方弁１３、室内熱交換器２、並列配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列配置された室内熱交換３ａ、３ｂ、及びアキュームレータ１７を順次循環して各室内を暖房する。
【００４３】
なお、この暖房運転においては、図１、５に示すように、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を、各室内熱交換器のほぼ中央より暖房時の入口側（冷房時の出口側）に設けられ、冷房時の過熱温度又は暖房時の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器１６ａ，１６ｂと、その暖房運転時の出口（冷房時の入口側）に設けられ、冷房時の蒸発飽和温度又は暖房時の過冷却温度）を検出する第２の室内温度検出器７ａ，７ｂとの各温度差、即ち凝縮器出口冷媒の各検出過冷却度が所定の目標値になるように決定される。
【００４４】
次に、この決定された開度に対応した冷媒量を各室内熱交換器３ａ、３ｂから室外熱交換器流２（蒸発器）へ流出するように制御する。しかし、この制御状態で室内負荷の変化によって、凝縮器の過冷却度が目標過冷却度外、即ち目標過冷却度範囲を越えると、開度を見直し、この見直した開度に基づいて電動膨張弁開度を制御する。
【００４５】
また、この時、各室内熱交換器３ａ、３ｂから室外熱交換器流２（蒸発器）ヘ流れた冷媒は蒸発し、相状変化しながら流れるが、この相状変化を、室外熱交換器のほぼ中央より暖房時の冷媒出口側（冷房時の入口側）に設けられ、冷房時の凝縮飽和温度又は暖房時の過熱温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、その暖房運転時の入口側（冷房時の出口側）に設けられ、冷房時の過冷却温度又は暖房時の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器１５から、蒸発器の過熱度が所定値以上大きい時、制御手段が蒸発器（室外熱交換器）を充分活用していないと判断して目標過冷却度を修正（ダウン）するようにすると、循環に寄与する冷媒が多くなり、能力が向上するようになる。
【００４６】
即ち、蒸発器の過熱度が所定値（例えば５ｄｅｇ℃）以上の時は、凝縮器（室内熱交換器）内の冷媒は適正であるものの、蒸発器（室外熱交換器）の能力が活用されていないと判断して、目標過冷却度をダウンさせ、所定値以下の時は、活用されていると判断して目標過冷却度のみで制御する。
【００４７】
また、上記暖房運転によって、各室内のいずれかの室温が所定温度以上になって、室内熱交換器の一方の暖房運転が止まり、冷媒が流れなくなって蒸発容量が凝縮容量よりも大きくなり、蒸発器の過熱度が大きくなる。しかし、そのことを制御手段が検知し、その過熱度に対応して電動膨張弁の開度を開こうとするものの、目標過冷却度の開度に対する目標過熱度なので、結果として目標過冷却度で制御されることになる。
【００４８】
なお、この状態を維持すると、各部位温度の関係から停止中の室内熱交換器に冷媒が寝込み、制御管轄外の冷媒が発生するので、これを防止するため、制御手段は所定時間毎に停止中の電動膨張弁を開いたり、或いは停止室内熱交換器への冷媒寝込みによって過熱度が増大するため、検出過熱度が所定以上の時は停止中の電動膨張弁を開くようにすると、常に、冷凍サイクル内の冷媒分布のバランスを適正に維持するようになるので、能力低下をまねくことなく安定した運転をする。
【００４９】
以上の説明では、冷・暖運転共、室内熱交換器が２台設置された例で説明したが、この考え方は３台以上においても、各室内熱交換器の熱交換容量比を比較して判断するようにすれば適用できることは言うまでもない。
【００５０】
また、冷房運転だけ、或いは暖房運転だけに適用しても良いことは言うまでもない。
また、蒸発器の目標過熱度は、冷房時の各室内の使用状況に応じて異なっても良い。
また、室外熱交換器が１台のもので説明したが、複数台あっても差し支えない。
【００５１】
また、以上の説明では、室内負荷の変化により目標過冷却度が目標過冷却度範囲を越えた時にトータル開度をみ直すように説明したが、所定時間毎に目標過冷却度が維持されているか、否かをチエックし、目標過冷却度を維持するようにしても良い。
【００５２】
また、蒸発器出口過熱度と蒸発器能力の低下割合は、図２、３に示すように、過熱度が変化しても余りかわらないので、過熱度検出手段は蒸発器の中央より出口側にあれば良いことが解る。
【００５３】
【発明の効果】
以上の如く、本願発明においては、各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、前記室外熱交換器の冷房運転時の出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を備え、制御手段が、冷房運転時、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過冷却度と目標過冷却度との差から得られる前記電動膨張弁のトータル開度の変更量を蒸発器としての前記各室内熱交換器の容量比で分配し、この分配した各開度を前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度と目標過熱度との差と前記各室内熱交換器の能力比に基づいて、一方の前記電動膨張弁の開度をダウン或いはアップさせ、その分だけ他方の開度をアップ或いはダウンさせるように制御するので、冷凍サイクル内の冷媒分布バランスをほぼ適正に維持しながら、各室内負荷に対応して安定した運転をする信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５４】
また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第１の室外温度検出器と、前記室外熱交換器の暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器と、を備え、制御手段が、暖房運転時、前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出された各検出過冷却度と目標過冷却度の差に基づいて前記各電動膨張弁の開度を決定し、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度が所定値以上大きい場合は前記目標過冷却度をダウンさせ、前記検出過熱度が所定値以下の場合は前記目標過冷却度で制御するので、特に暖房運転時において、冷凍サイクル内の冷媒分布のバランスを適正に維持するようになり、各室内負荷に対応して安定した運転をする信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５６】
また、前記制御手段が、前記検出過冷却度が所定時間毎に前記目標過冷却度になるように前記トータル開度を補正して制御するので、繰り返し凝縮器内の冷媒をバランス良く維持するようになるため、冷房時の室外負荷又は暖房時の室内負荷に対応して安定した運転を繰り返す信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５７】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を前記室外熱交換器の検出過熱度が前記目標過熱度を所定値以上越えた時に開くので、簡単な構成で、繰り返し暖房時の冷凍サイクル内の冷媒量を適正に維持するようになるため、特に、安定した暖房運転をする信頼性が高く、経済的な室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５８】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を所定時間毎に開くので、繰り返し暖房時の冷凍サイクル内の冷媒量を適正に維持するようになるため、特に、ほぼ安定した暖房運転をする信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５９】
また、アキュムレータが、前記圧縮機の吸入側に設けられ、冷媒の液体と気体とを分離して液冷媒を貯留するので、特に、冷房運転において各室内ユニットのいずれかが停止して過冷却度が大きくなり、液冷媒が圧縮機へ戻りやすくなっても、ほとんどガス冷媒しか戻さないようになるため、信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における室内マルチ空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図２】 蒸発器の出口過熱度と蒸発能力比変化を示した図である。
【図３】 蒸発器の出口過熱度と蒸発器内部の過熱部占有率を示した図である。
【図４】 本発明の実施の形態１における電動膨張弁の制御フロー図である。
【図５】 本発明の実施の形態１における電動膨張弁の制御フロー図である。
【図６】 従来例による室内マルチ空気調和機における冷凍サイクル図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、 ２ 室外熱交換器、 ３ａ、３ｂ 室内熱交換器、 ７ａ 、７ｂ 第２の室内温度検出器、 １０ａ、１０ｂ 電動膨張弁、 １４ 第１の室外温度検出器、 １５ 第２の室外温度検出器、 １６ａ、１６ｂ 第１の室内温度検出器、 １３ 四方弁、 １７ アキュームレータ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台の室内機へ冷媒を供給する室外機を備えた室内マルチ空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の室内マルチ空気調和機の例としては、例えば特開昭６３−９９４４７号公報のようなものがあり、この構成を図６に示す。
この図のCは室外ユニットであり、この室外ユニットCは、圧縮機１、冷房時に凝縮器となり、暖房時に蒸発器となる室外熱交換器２、後述する並列に接続された各室内ユニットA,Bへ供給する冷媒流量を調整する各電動膨張弁１０ａ、１０ｂ、並びに圧縮機１からの冷媒の流れを変える四方弁１３を具備し、かつ、この四方弁１３による冷媒の流れの切換えにより、室外熱交換器２が蒸発器として機能した時、この蒸発器の過熱度を検出する過熱度検出手段（図示せず）を室外熱交換器２に具備している。
【０００３】
また、A、Bは室外ユニットCに配管で並列に接続され、各室内を冷・暖房する各室内ユニットであり、これらの各室内ユニットA、Bはそれぞれに室内熱交換３ａ、３ｂを具備し、かつ、この各室内熱交換器３ａ、３ｂはそれぞれの入口と出口の冷媒温度を検出する入口温度検出器（第２の室内温度検出器）７ａ、７ｂと出口温度検出器８ａ、８ｂとをそれぞれに有し、冷房運転時の蒸発器の過熱度を検出している。
【０００４】
なお、上記室外ユニットCに各室内ユニットA、Bを配管で並列に接続することによって、圧縮機１、室外熱交換器２、並列に配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列に配置された室内熱交換３ａ、３ｂ、及び冷媒の流れを切換える四方弁１３は順次接続され、冷凍サイクルが構成されることになる。
【０００５】
次に、この動作について説明する。
まず、電源が入れられ、圧縮機１が駆動して冷房運転が開始されると、冷媒は圧縮機１、四方弁１３、室外熱交換器２、並列配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、及び並列配置された室内熱交換器３ａ、３ｂを順次循環して各室内を冷房する。
【０００６】
なお、この冷房時において、並列に配置された各室内熱交換器３ａ、３ｂへ流れる各冷媒は、蒸発器としての各室内熱交換器３ａ、３ｂの出・入口温度差（過熱度）がそれぞれ一定の値になるように、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度をコントロールし、制御する。
即ち、常に室内負荷（温度）と連動した過熱度に応じて各電動膨張弁の開度を制御するので、室内負荷に応じた冷媒がバランス良く配分されることになる。
【０００７】
次に、この冷房運転によって各室内が所定の温度になると、制御手段（図示せず）が室内・外ユニットの駆動を停止する。
しかし、各室内のうちある１つの室内が所定の温度になっていない時は、その室内ユニットと室外ユニットCの運転が継続されて、その他の室内ユニットは停止され、低圧側放熱能力が大幅に下るため、低圧カツトしたり、或いは、低圧カツトしないで運転が継続されたとしてもやがては、停止中の他の室内ユニット（室内熱交換器）内にあった冷媒は圧縮機１によって凝縮器としての室外熱交換器２へ導かれ、この室外熱交換器２に溜まり、高圧上昇し、ときには高圧カツトを引き起こしたりする。
【０００８】
また、四方弁１３が冷媒の流れを切換え、各室内熱交換器３ａ，３ｂが凝縮器と機能し、室外熱交換器２が蒸発器と機能する所謂暖房運転時においても、各室内ユニットいずれかが所定温度になり、そのユニットが停止され、室内・外ユニットの能力バランスが崩れた時、即ち、所定温度になった室内熱交換器が凝縮器として機能しなくなった時は、凝縮容量が不足して高圧カツトを引き起こすこととなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の室内マルチ空気調和機においては、室内・外ユニットの能力バランスが崩れた時、低圧カツトしたり、或いは高圧上昇したりして理想的な冷房又は暖房ができなくなるという問題があった。
【００１０】
また、室内の負荷変動や、空気条件等の変化によって室内・外ユニットの能力バランスが崩れ、冷媒が凝縮器側に移動したり、蒸発器側に移動したりしても、常に各蒸発器の過熱度を一定に保つように制御しているため、即ち、凝縮器内の冷媒量に関わらず制御しているため、封入冷媒に対応した能力を引き出せないという問題点があった。
【００１１】
この発明は係る問題点を解決するためになされたもので、室内熱交換器能力のバランスに応じて封入冷媒を充分活用しながら各室内負荷に応じて冷房または暖房する室内マルチ空気調和機を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、前記室外熱交換器の冷房運転時の出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を備え、制御手段が、冷房運転時、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過冷却度と目標過冷却度との差から得られる前記電動膨張弁のトータル開度の変更量を蒸発器としての前記各室内熱交換器の容量比で分配し、この分配した各開度を前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度と目標過熱度との差と前記各室内熱交換器の能力比に基づいて、一方の前記電動膨張弁の開度をダウン或いはアップさせ、その分だけ他方の開度をアップ或いはダウンさせるように制御するものである。
【００１３】
また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第１の室外温度検出器と、前記室外熱交換器の暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器と、を備え、制御手段が、暖房運転時、前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出された各検出過冷却度と目標過冷却度の差に基づいて前記各電動膨張弁の開度を決定し、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度が所定値以上大きい場合は前記目標過冷却度をダウンさせ、前記検出過熱度が所定値以下の場合は前記目標過冷却度で制御するものである。
【００１５】
また、前記制御手段が、前記検出過冷却度が所定時間毎に前記目標過冷却度になるように前記トータル開度を補正して制御するものである。
【００１６】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を前記室外熱交換器の検出過熱度が前記目標過熱度を所定値以上越えた時に開くものである。
【００１７】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を所定時間毎に開くものである。
【００１８】
アキュムレータが、前記圧縮機の吸入側に設けられ、冷媒の液体と気体とを分離して液冷媒を貯留するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施形態１について図１を用いて説明する。
この図において、Cは室外ユニットであり、この室外ユニットCは、圧縮機１と、冷房時に凝縮器、暖房時に蒸発器となる室外熱交換器２と、後述する並列に接続された複数の各室内ユニットA、Bへ冷媒をそれぞれ供給・調整する各電動膨張弁１０ａ、１０ｂと、圧縮機の吸入側低圧回路部の余剰冷媒を貯留するアキュームレータ１７と、圧縮機１からの冷媒の流れを変える四方弁１３とを具備している。
【００２１】
なお、上記室外熱交換器２は、その冷房運転時のほぼ中央より入口側の冷媒温度、即ち、冷房時の凝縮飽和温度又は暖房時の過熱温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、その冷房運転時の出口側に設けられ、冷房時の過冷却温度又は暖房時の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を有している。
【００２２】
また、A、Bは室外ユニットCに配管で並列に接続され、各室内を冷房又は暖房する各室内ユニットであり、これらの各室内ユニットA、Bはそれぞれ室内熱交換３ａ、３ｂを具備し、この各室内熱交換器３ａ、３ｂは、その中央より冷房時の冷媒出口側に設けられ、冷房時の過熱温度又は暖房時の凝縮飽和温度をそれぞれに検出する各第１の室内温度検出器１６ａ，１６ｂと、その冷房運転時の入口側に設けられ、冷房時の蒸発飽和温度又は暖房時の過冷却温度を検出する第２の室内温度検出器７ａ，７ｂと、を有している。
【００２３】
また、上記室外ユニットCに各室内ユニットA、Bを配管で並列に接続することによって、圧縮機１、室外熱交換器２、並列に配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列に配置された室内熱交換器３ａ、３ｂ、アキュームレータ１７、及び四方弁１３が順次接続され、冷凍サイクルが構成される。
【００２４】
次に、この冷媒回路の動作を冷房、暖房の順で図４，５を用いて説明する。
まず、電源が入れられ、圧縮機１が駆動して冷房運転が開始されると、冷媒は圧縮機１、四方弁１３、室外熱交換器２、並列配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列配置された室内熱交換器３ａ、３ｂ、及びアキュームレータ１７を順次循環して、各室内を冷房する。
【００２５】
なお、この冷房運転時においては、並列に配置された各室内熱交換器３ａ、３ｂへ流れる各冷媒を各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度によって制御するが、この時の各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度は図４に示すように、凝縮器出口冷媒の過冷却度が目標値になるように、そのトータル開度がまず決定され、この決定されたトータル開度を各室内熱交換器３ａ、３ｂの熱交能力比率で分け、この分けられた開度値で各電動膨張弁を制御する。
言い換えれば、各室内熱交換器３ａ、３ｂの熱交能力と各室内負荷とがバランスしている時は、この状態を維持する。
【００２６】
しかし、各室内負荷が変化し、各室内負荷と各熱交能力とのバランスが崩れ、各室内熱交換器３ａ、３ｂ（各蒸発器）の過熱度が目標過熱度を維持しなくなったときは、図４のS6のように、各検出過熱度と各目標過熱度との差の比率に基づいて各開度の補正を行い、この補正開度で各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を制御する。
【００２７】
即ち、例えば、第１及び第２の室外温度検出器１４及び１５で検出された温度をＴ１４及びＴ１５とすると、この時の凝縮器（室外熱交換器）の検出過冷却度ＳＣは、ＳＣ＝Ｔ１４−Ｔ１５で演算され、この演算結果の検出過冷却度ＳＣと目標過冷却度とを比較し、この比較結果で差が無い時は、予め計算・設定された初期開度（目標過冷却度）で各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を制御する。
【００２８】
言い換えれば、この時は、各室内熱交換器の能力と室内負荷がバランスした状態で、圧縮機１、凝縮器、及び各蒸発器の容量で構成された冷凍サイクの各室内熱交換器能力比から求めた初期開度で、過熱度が目標過熱度であるとして各電動膨張弁を制御する。
【００２９】
しかし、室内負荷が変化し、温度検出器７a、７bで検出された温度Ｔ7a、Ｔ7b、及び温度検出器１６ａ、１６ｂで検出された温度Ｔ16a、Ｔ16bから下式で演算された各蒸発器の検出過熱度ＳＨA、ＳＨBが目標過熱度でなくなった時や、或いは、その変形例である同一目標過熱度における検出過熱度ＳＨAとＳＨBの差ΔＳＨがゼロでなくなった時は、これらの検出演算結果と互いの熱交換能力比に基づいて各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度補正を行う。
【００３０】
なお、ここで、検出過熱度ＳＨA、ＳＨBと、過熱度差ΔＳＨとの関係を下記の通りとする。
ＳＨA＝Ｔ16a−Ｔ7a
ＳＨB＝Ｔ16b−Ｔ7b
ΔＳＨ＝ＳＨA−ＳＨB
【００３１】
次に、室内の負荷変動によって各蒸発器の過熱度ＳＨAとＳＨBが変化し、目標過熱度を維持しなくなった場合の補正について具体的に説明する。
まず、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂと連結された各室内熱交換器（蒸発器）のうち、室内負荷の変動によっていずれかの室内熱交換器の過熱度が目標過熱度よりも小さく、或いは大きくなると、この目標値よりも小さく、或いは大きくなった分だけ電動膨張弁１０ａの開度を所定値ダウン或いはアップさせ、このダウン或いはアップダした分だけ他方の電動膨張弁１０ｂの開度を各室内熱交換器の能力比に応じてアップ或いはダウンさせる。
【００３２】
即ち、一方の室内負荷が変わらず目標過熱度を維持して、他方の室内負荷が変化して目標過熱度より大きく又は小さくなった時は、この大きく又は小さくなった割合と双方の熱交換比を考慮して互いのアップ・ダウンの変化熱量がほぼ等しくなるように電動膨張弁開度を大きく又は小さくする。
【００３３】
また、両方の室内負荷が変化し、双方の過熱度が目標過熱度より大きく又は小さくなった時、トータル開度を変化させる必要があるかどうかを判断し、変化させる必要がある時は凝縮器の目標過冷却を小さく又は大きくし、かつ、双方の蒸発器過熱度変化割合と熱交換比とを考慮して互いの熱交換変化授受容量がほぼ等しくなるように電動膨張弁開度をアップ或いはダウンさせて制御し、変化させる必要がない時は、単に、双方の過熱度変化割合と熱交換比とを考慮して互いの熱交換変化授受容量がほぼ等しくなるように電動膨張弁開度をアップ或いはダウンさせる。
【００３４】
次に、この制御状態で室外負荷の変化によって、凝縮器の過冷却度が目標過冷却度外、即ち目標過冷却度範囲を越えると、トータル開度を見直し、この見直したトータル開度に基づいて再び前述した電動膨張弁開度の制御を繰り返す。
【００３５】
また、冷房運転によって一方の室内が所定の温度になり、一方の室内熱交換器（蒸発器）へ流れていた冷媒が停止して、蒸発器容量に対する凝縮器容量が大きくなり、凝縮器の過冷却度が大きくなる。しかし、そのことを制御手段が検知して、目標冷却度の開度になるように制御し、その後は、この目標冷却度における蒸発器の過熱度に基づいて電動膨張弁の開度を制御しようとするものの、凝縮器と蒸発器の関係が１対１になるため、結果として、目標過冷却度の開度で制御されるので、蒸発器としての室内熱交換器は過熱領域を有することなく、ほぼ湿りの状態、即ち最も冷却性能の良い状態で運転する。
【００３６】
なお、この状態を維持すると、湿り運転によって圧縮機１が壊れる恐れがあるので、アキュムレータ１７を圧縮機１の吸入側に設け、液冷媒をアキュムレータ１７に貯留し、ガス冷媒を流すようにして冷凍サイクル内の冷媒分布のバランスを適正に維持するのが一般的である。
【００３７】
次に、各蒸発器の互いの過熱度差ΔＳＨがゼロでなくなった場合の補正について説明する。
この場合、例えば、過熱度差ΔＳＨがゼロより大きい時は、過熱度の大きい電動膨張弁１０ａの開度を目標過熱度より大きい分だけ所定値アップさせ、このアップした開度分だけ電動膨張弁１０ｂの開度をダウンさせ、ΔＳＨが０になるように制御する。
【００３８】
また、ΔＳＨが０より小さい時は、目標過熱度より小さい分だけ電動膨張弁１０ａの開度を所定値ダウンさせ、このダウンした開度分だけ１０ｂの開度をアップさせる。
【００３９】
即ち、このΔＳＨ変化時における開度アップ・ダウンは、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂと連結された各室内熱交換器の能力比を考慮して行なっても良いが、単にΔＳＨ、或いは、互いの検出過熱度の目標過熱度に対する変化値のみで各電動膨張弁１０ａ、１０ｂを制御するようにすると、制御が簡単になるばかりか、この時、過熱度の高い方、即ち室内温度の高い方を重視して、単に３ｄｅｇ℃高い方を３ｄｅｇ℃分開き、低い方を３ｄｅｇ℃分絞るようにするのであるから、高い方をスピーデイに冷却するようになる。
【００４０】
また、熱交換能力が同じ場合は、例えば、２台室内熱交換器の一方の検出過熱度が目標過熱度より３ｄｅｇ℃高く、他方が１ｄｅｇ℃低い時は、その差は４ｄｅｇ℃であるから、一方の電動膨張弁開度を２ｄｅｇ℃分開き、他方を２ｄｅｇ℃分絞るようにすれば良いので、前述したように制御も簡単になる。
【００４１】
次に、複数の室内熱交換器が各凝縮器となり、室外熱交換器が蒸発器となる暖房運転の動作について説明する。
【００４２】
まず、電源が入れられ、圧縮機１が駆動して暖房運転が開始されると、冷媒は圧縮機１、四方弁１３、室内熱交換器２、並列配置された各電動膨張弁１０ａと１０ｂ、並列配置された室内熱交換３ａ、３ｂ、及びアキュームレータ１７を順次循環して各室内を暖房する。
【００４３】
なお、この暖房運転においては、図１、５に示すように、各電動膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を、各室内熱交換器のほぼ中央より暖房時の入口側（冷房時の出口側）に設けられ、冷房時の過熱温度又は暖房時の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器１６ａ，１６ｂと、その暖房運転時の出口（冷房時の入口側）に設けられ、冷房時の蒸発飽和温度又は暖房時の過冷却温度）を検出する第２の室内温度検出器７ａ，７ｂとの各温度差、即ち凝縮器出口冷媒の各検出過冷却度が所定の目標値になるように決定される。
【００４４】
次に、この決定された開度に対応した冷媒量を各室内熱交換器３ａ、３ｂから室外熱交換器流２（蒸発器）へ流出するように制御する。しかし、この制御状態で室内負荷の変化によって、凝縮器の過冷却度が目標過冷却度外、即ち目標過冷却度範囲を越えると、開度を見直し、この見直した開度に基づいて電動膨張弁開度を制御する。
【００４５】
また、この時、各室内熱交換器３ａ、３ｂから室外熱交換器流２（蒸発器）ヘ流れた冷媒は蒸発し、相状変化しながら流れるが、この相状変化を、室外熱交換器のほぼ中央より暖房時の冷媒出口側（冷房時の入口側）に設けられ、冷房時の凝縮飽和温度又は暖房時の過熱温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、その暖房運転時の入口側（冷房時の出口側）に設けられ、冷房時の過冷却温度又は暖房時の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器１５から、蒸発器の過熱度が所定値以上大きい時、制御手段が蒸発器（室外熱交換器）を充分活用していないと判断して目標過冷却度を修正（ダウン）するようにすると、循環に寄与する冷媒が多くなり、能力が向上するようになる。
【００４６】
即ち、蒸発器の過熱度が所定値（例えば５ｄｅｇ℃）以上の時は、凝縮器（室内熱交換器）内の冷媒は適正であるものの、蒸発器（室外熱交換器）の能力が活用されていないと判断して、目標過冷却度をダウンさせ、所定値以下の時は、活用されていると判断して目標過冷却度のみで制御する。
【００４７】
また、上記暖房運転によって、各室内のいずれかの室温が所定温度以上になって、室内熱交換器の一方の暖房運転が止まり、冷媒が流れなくなって蒸発容量が凝縮容量よりも大きくなり、蒸発器の過熱度が大きくなる。しかし、そのことを制御手段が検知し、その過熱度に対応して電動膨張弁の開度を開こうとするものの、目標過冷却度の開度に対する目標過熱度なので、結果として目標過冷却度で制御されることになる。
【００４８】
なお、この状態を維持すると、各部位温度の関係から停止中の室内熱交換器に冷媒が寝込み、制御管轄外の冷媒が発生するので、これを防止するため、制御手段は所定時間毎に停止中の電動膨張弁を開いたり、或いは停止室内熱交換器への冷媒寝込みによって過熱度が増大するため、検出過熱度が所定以上の時は停止中の電動膨張弁を開くようにすると、常に、冷凍サイクル内の冷媒分布のバランスを適正に維持するようになるので、能力低下をまねくことなく安定した運転をする。
【００４９】
以上の説明では、冷・暖運転共、室内熱交換器が２台設置された例で説明したが、この考え方は３台以上においても、各室内熱交換器の熱交換容量比を比較して判断するようにすれば適用できることは言うまでもない。
【００５０】
また、冷房運転だけ、或いは暖房運転だけに適用しても良いことは言うまでもない。
また、蒸発器の目標過熱度は、冷房時の各室内の使用状況に応じて異なっても良い。
また、室外熱交換器が１台のもので説明したが、複数台あっても差し支えない。
【００５１】
また、以上の説明では、室内負荷の変化により目標過冷却度が目標過冷却度範囲を越えた時にトータル開度をみ直すように説明したが、所定時間毎に目標過冷却度が維持されているか、否かをチエックし、目標過冷却度を維持するようにしても良い。
【００５２】
また、蒸発器出口過熱度と蒸発器能力の低下割合は、図２、３に示すように、過熱度が変化しても余りかわらないので、過熱度検出手段は蒸発器の中央より出口側にあれば良いことが解る。
【００５３】
【発明の効果】
以上の如く、本願発明においては、各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、前記室外熱交換器の冷房運転時の出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を備え、制御手段が、冷房運転時、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過冷却度と目標過冷却度との差から得られる前記電動膨張弁のトータル開度の変更量を蒸発器としての前記各室内熱交換器の容量比で分配し、この分配した各開度を前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度と目標過熱度との差と前記各室内熱交換器の能力比に基づいて、一方の前記電動膨張弁の開度をダウン或いはアップさせ、その分だけ他方の開度をアップ或いはダウンさせるように制御するので、冷凍サイクル内の冷媒分布バランスをほぼ適正に維持しながら、各室内負荷に対応して安定した運転をする信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５４】
また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第１の室外温度検出器と、前記室外熱交換器の暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器と、を備え、制御手段が、暖房運転時、前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出された各検出過冷却度と目標過冷却度の差に基づいて前記各電動膨張弁の開度を決定し、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度が所定値以上大きい場合は前記目標過冷却度をダウンさせ、前記検出過熱度が所定値以下の場合は前記目標過冷却度で制御するので、特に暖房運転時において、冷凍サイクル内の冷媒分布のバランスを適正に維持するようになり、各室内負荷に対応して安定した運転をする信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５６】
また、前記制御手段が、前記検出過冷却度が所定時間毎に前記目標過冷却度になるように前記トータル開度を補正して制御するので、繰り返し凝縮器内の冷媒をバランス良く維持するようになるため、冷房時の室外負荷又は暖房時の室内負荷に対応して安定した運転を繰り返す信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５７】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を前記室外熱交換器の検出過熱度が前記目標過熱度を所定値以上越えた時に開くので、簡単な構成で、繰り返し暖房時の冷凍サイクル内の冷媒量を適正に維持するようになるため、特に、安定した暖房運転をする信頼性が高く、経済的な室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５８】
また、前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を所定時間毎に開くので、繰り返し暖房時の冷凍サイクル内の冷媒量を適正に維持するようになるため、特に、ほぼ安定した暖房運転をする信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【００５９】
また、アキュムレータが、前記圧縮機の吸入側に設けられ、冷媒の液体と気体とを分離して液冷媒を貯留するので、特に、冷房運転において各室内ユニットのいずれかが停止して過冷却度が大きくなり、液冷媒が圧縮機へ戻りやすくなっても、ほとんどガス冷媒しか戻さないようになるため、信頼性の高い室内マルチ空気調和機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における室内マルチ空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図２】 蒸発器の出口過熱度と蒸発能力比変化を示した図である。
【図３】 蒸発器の出口過熱度と蒸発器内部の過熱部占有率を示した図である。
【図４】 本発明の実施の形態１における電動膨張弁の制御フロー図である。
【図５】 本発明の実施の形態１における電動膨張弁の制御フロー図である。
【図６】 従来例による室内マルチ空気調和機における冷凍サイクル図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、 ２ 室外熱交換器、 ３ａ、３ｂ 室内熱交換器、 ７ａ 、７ｂ 第２の室内温度検出器、 １０ａ、１０ｂ 電動膨張弁、 １４ 第１の室外温度検出器、 １５ 第２の室外温度検出器、 １６ａ、１６ｂ 第１の室内温度検出器、 １３ 四方弁、 １７ アキュームレータ。
Claims (6)
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より冷房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する第１の室外温度検出器１４と、前記室外熱交換器の冷房運転時の出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第２の室外温度検出器１５と、を備え、制御手段が、冷房運転時、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過冷却度と目標過冷却度との差から得られる前記電動膨張弁のトータル開度の変更量を蒸発器としての前記各室内熱交換器の容量比で分配し、この分配した各開度を前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度と目標過熱度との差と前記各室内熱交換器の能力比に基づいて、一方の前記電動膨張弁の開度をダウン或いはアップさせ、その分だけ他方の開度をアップ或いはダウンさせるように制御することを特徴とする室内マルチ空気調和機。
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、並列配置の各電動膨張弁、及び並列配置の各室内熱交換器が順次配管で接続され、前記各室内熱交換器の各室内を冷房又は暖房する室内マルチ空気調和機において、前記各室内熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の凝縮飽和温度を検出する各第１の室内温度検出器と、前記各室内熱交換器の暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する各第２の室内温度検出器と、前記室外熱交換器のほぼ中央より暖房運転時の冷媒出口側に設けられ、該冷媒温度を検出する第１の室外温度検出器と、前記室外熱交換器の暖房運転時の冷媒入口側に設けられ、冷媒の蒸発飽和温度を検出する第２の室外温度検出器と、を備え、制御手段が、暖房運転時、前記各室内熱交換器の前記各第１の室内温度検出器と前記各第２の室内温度検出器により検出する冷媒温度から算出された各検出過冷却度と目標過冷却度の差に基づいて前記各電動膨張弁の開度を決定し、前記室外熱交換器の前記第１の室外温度検出器と前記第２の室外温度検出器により検出する冷媒温度から算出される検出過熱度が所定値以上大きい場合は前記目標過冷却度をダウンさせ、前記検出過熱度が所定値以下の場合は前記目標過冷却度で制御することを特徴とする室内マルチ空気調和機。
- 前記制御手段が、前記検出過冷却度が所定時間毎に前記目標過冷却度になるように前記トータル開度を補正して制御することを特徴とする請求項１に記載の室内マルチ空気調和機。
- 前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を前記室外熱交換器の検出過熱度が前記目標過熱度を所定値以上越えた時に開くことを特徴とする請求項２に記載の室内マルチ空気調和機。
- 前記制御手段が、前記暖房運転時において、前記各室内のいずれかが所定温度になって前記各室内熱交換器のいずれかの運転が停止した時、この停止した前記室内熱交換器の電動膨張弁を所定時間毎に開くことを特徴とする請求項２に記載の室内マルチ空気調和機。
- アキュムレータが、前記圧縮機の吸入側に設けられ、冷媒の液体と気体とを分離して液冷媒を貯留することを特徴とする請求項１に記載の室内マルチ空気調和機。
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