JPH09210491A - 多室型空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調空間の温度制御と利用側熱交換器出口過
冷却度制御の2つの制御をバランスよく行うことができ
る空気調和装置を提供すること。 【解決手段】 空調空間の温度制御を目的とし、利用側
膨張弁8aの開度値を決定する第1開度決定手器16aと、冷
媒の利用側熱交換器出口過冷却度制御を目的とし、利用
側膨張弁8aの開度変化量を算出し、算出値に前回制御時
に自己の決定した開度値を加えることにより次回制御時
の開度値を決定する第2開度決定器18aと、利用側熱交換
器出口過冷却度を変数とするファジイメンバーシップ関
数により、前記両決定器で決定される開度値から利用側
膨張弁開度8aの開度値を演算し、演算値により利用側膨
張弁開度8aの開度制御を行うファジイ演算器17aとを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房運転時におけ
る多室型空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】暖房運転時に熱を吸収する熱源側の圧縮
機、熱源側熱交換器及び熱源側膨張弁等からなる熱源側
ユニットと熱を放出する利用側の利用側熱交換器及び利
用側膨張弁等からなる複数の利用側ユニットとを配管で
接続した複数の部屋の空気調和を行うための多室型空気
調和装置においては、空気調和を行う空調空間の温度を
適切に調節するとともに圧縮機の保護のために圧縮機吸
入口の冷媒の過熱度の制御を行う必要がある。それに加
えて、利用側熱交換器出口の冷媒の過冷却度の制御を行
えば、冷媒を各利用側ユニットに適切に分配し効率よく
運転することができる。

【０００３】このように多室型空気調和装置を暖房運転
において効率よく運転する制御方法として、図5に示す
ようなファジィ論理を用いて行う方法が特開平4−20385
4号公報に示されている。上記の従来の技術では、空調
空間温度制御装置（速度Ｉ−ＰＤ型）において、検出さ
れた空調空間の温度を設定温度に一致させるため、利用
側膨張弁の開いている度合を示す開度の制御サイクル毎
の変化量を演算し、その変化量を前回の各制御サイクル
時の利用側膨張弁の開度に加算して、今回の制御サイク
ルの利用側膨張弁の開度を決定する。そして利用側過冷
却度制御装置（速度Ｉ−ＰＤ型）においては、検出され
た利用側熱交換器の出口の過冷却度をあらかじめ設定さ
れた過冷却度に一致させるように、利用側膨張弁の開度
の変化量を演算し、その変化量を前回の制御サイクル時
の利用側膨張弁の開度に加算して、今回の制御サイクル
の利用側膨張弁の開度を決定する。そして図5に示すよ
うに、検出した過冷却度がF2i（iはa、b、c、・・・を
代表し、それぞれ複数の空調空間A、B、C、・・・にお
ける、それぞれの値を表す、以下同様）より大きくかつ
F3iより小さい場合（適正過冷却度範囲内）は、空調空
間温度制御装置が決定した利用側膨張弁の開度のみによ
り利用側膨張弁の開閉の操作を行なう。また過冷却度が
F1iより小さいかまたはF4iより大きい場合（許容過冷却
度範囲外）は、利用側過冷却度制御装置が決定した利用
側膨張弁の開度のみにより実際の利用側膨張弁の開閉操
作を行なう。また過冷却度がF1i以上かつF2i以下、もし
くは、F3i以上かつF4i以下の場合（許容過冷却度範囲
内、適正過冷却度範囲外）は、空調空間の温度制御装置
と利用側過冷却度制御装置が決定した利用側膨張弁の2
つの開度を基にファジイ演算により算出した開度によっ
て実際の利用側膨張弁の開閉の操作を行っていた。

【０００４】また、圧縮機吸入過熱度を、検出した圧縮
機吸入口の手前の冷媒の物理量（冷媒の圧縮機吸入口で
の温度と熱源側熱交換器入口での温度、圧縮機の吸入圧
力）から求め、求めた冷媒の過熱度を目標過熱度に一致
させるように熱源側膨張弁の開閉操作を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の制御方法で制御をおこなうと、利用側熱交換器の
出口における冷媒の過冷却度である利用側過冷却度がF1
i以上かつF2i以下、もしくは、F3i以上かつF4i以下（許
容過冷却度範囲内、適正過冷却度範囲外）の状態にあ
り、かつ空調空間の温度制御装置で演算される利用側膨
張弁の開度の変化の方向と利用側の過冷却度制御装置で
演算される利用側膨張弁開度変化の方向とが相反する方
向の場合、実際に制御される利用側膨張弁の開度は、両
制御装置の決定した2つの開度の範囲内の値となり、そ
の開度変化量は、両制御装置が演算した変化量よりも小
さくなる。そのため、両制御装置による制御の累積効果
が減少し、両制御装置のそれぞれの制御性が低くなる。
特に、利用側の過冷却度制御装置の制御性が低くなるこ
とにより、利用側熱交換器出口の過冷却度が、なかなか
F2i以上かつF3i以下（適正過冷却度範囲）にならず、空
調空間の温度制御が適切に行えないといった問題点があ
る。

【０００６】さらに、熱源側膨張弁を上記従来の方法で
制御すると、圧縮機が吸入する冷媒の過熱度の圧縮機吸
入過熱度は零より小さくはなり得ないので、正しい偏差
が検出できない場合が生じる。その場合には十分な制御
が行えず、圧縮機吸入過熱度をなかなか目標値に一致さ
せることができないといった問題点があった。また、圧
縮機吸入過熱度が目標値と一致していない場合は、必ず
圧縮機吸入過熱度の検出値を目標値に一致させるように
制御がおこなわれる。その結果、熱源側膨張弁の開度を
調節する動作が必要以上に頻繁に行われることになり、
ヒートポンプサイクルが安定しにくいといった問題点が
あった。さらに、熱源側膨張弁は圧縮機吸入過熱度のみ
を検出して操作されるため、必要以上に開度が小さくな
る場合があり、冷媒の循環量が不足するといった問題点
があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑み、利用側熱
交換器出口の過冷却度がF1i以上F2i以下、あるいは、F3
i以上F4i以下にある場合でも、速やかに、利用側の過冷
却度制御を終えて、空調空間の温度制御に移行すること
ができる空気調和装置を提供することを目的とする。

【０００８】さらに、本発明は、圧縮機吸入過熱度が零
の状態であっても、その時の乾き度に応じた制御動作を
行うことにより、速やかに、圧縮機吸入過熱度を適正範
囲にいれ、かつ、安定したヒートポンプの動作を実現す
る、と共に、空調空間の温度制御状態をも考慮した熱源
側膨張弁の制御を行うことのできる空気調和装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、空調空間の温
度制御を適切に行うために、利用側膨張弁の開度値を決
定する第1開度決定器、冷媒の利用側熱交換器出口の過
冷却度制御をするために、利用側膨張弁の制御サイクル
毎の開度変化量を算出し、この算出値に前回の制御サイ
クル時に決定した開度値を加えることにより次回の制御
サイクル時の開度値を決定する第2開度決定器、及び利
用側の熱交換器出口の過冷却度を変数とするファジイメ
ンバーシップ関数により、第1開度決定器と第2開度決定
器で決定される開度値から利用側膨張弁開度の開度値を
演算し、この演算値により利用側膨張弁の開度を制御す
るファジイ演算器、を備えている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の多室型空気調和装置は、
熱を吸収する熱源側の圧縮機、圧縮機から出された冷媒
の流路を切換える四方弁、熱源側熱交換器及び熱源側膨
張弁等からなる熱源ユニットと、熱を放出する利用側の
利用側熱交換器及び利用側膨張弁等からなる複数の利用
側ユニットとを、ガス状冷媒が流れるガス側配管、液状
冷媒が流れる液側配管を介して接続した複数の室内の空
気調和を行う多室型空気調和装置において、暖房運転時
に、利用側ユニットを設置した空気調和すべき空間であ
る空調空間の目標温度を設定する目標温度設定器、空調
空間の温度を検出する空間温度検出器、利用側熱交換器
の吐出部の冷媒の過冷却度である出口過冷却度を検出す
る利用側過冷却度検出器と、前記空調空間の温度と前記
目標温度と連続する制御サイクルにおける前回の制御時
の利用側膨張弁の開いている度合を示す利用側膨張弁開
度とを入力として、前記空調空間の温度が前記目標温度
に一致するようにi番目の空調空間の利用側膨張弁開度
を決定する第1開度決定器と、前記出口過冷却度と出口
過冷却度の目標値と前回の制御時に決定された利用側膨
張弁開度とを入力として、前記利用側熱交換器の出口過
熱却度が前記目標値に一致するようにi番目の空調空間
の利用側膨張弁開度を決定する第2開度決定器と、前回
の制御時の前記第2開度決定器の出力を記憶する開度記
憶器と、過冷却度の4つのしきい値F1i、F2i、F3i、F4i
が不等式F1i≦F2i≦F3i≦F4iに示す関係を有する場合
に、前記過冷却度が第2のしきい値F2iより大きく、か
つ、第3のしきい値F3iより小さい場合には、第1開度決
定器で決定した開度を入力として、利用側膨張弁の開度
を制御し、前記過冷却度が第1のしきい値F1iより小さ
い、もしくは、第4のしきい値F4iより大きい場合には、
第2開度決定器で決定した開度を入力として利用側膨張
弁の開度を制御し、前記過冷却度が第1のしきい値F1i以
上、かつ、第2のしきい値F2i以下の場合もしくは、第3
のしきい値F3i以上、かつ、第4のしきい値F4i以下の場
合には、前記第1開度決定器が決定した開度と、前記第2
開度決定器が決定した開度とから、過冷却度を変数とす
るファジイメンバーシップ関数により求められた開度を
入力として利用側膨張弁を制御する利用側膨張弁制御装
置と、を有する。

【００１１】上記の多室型空気調和装置はさらに、前記
出口過冷却度が第2のしきい値F2iより大きくかつ第3の
しきい値F3iより小さい状態が一定時間以上継続した場
合、前記開度記憶器に記憶されている開度値を利用側膨
張弁の開度値に変更する記憶キャンセル器を有する。

【００１２】また、多室型空気調和装置は、熱を吸収す
る熱源側の圧縮機、圧縮機から出された冷媒の流路を切
換える四方弁及び熱源側熱交換器、熱源側膨張弁等から
なる熱源ユニットと、熱を放出する利用側の利用側熱交
換器及び利用側膨張弁等からなる複数の利用側ユニット
とを、ガス状冷媒が流れるガス側配管、液状冷媒が流れ
る液側配管を介して接続した多室型空気調和装置におい
て、暖房運転時に、前記圧縮機の吐出部の冷媒の過熱度
を検出する吐出過熱度検出器と、前記吐出過熱度と過熱
度の目標値と連続する制御サイクルにおける前回の制御
時の出力値とを入力として、前記吐出過熱度が前記目標
値に一致するように熱源側膨張弁の開度を決定する熱源
側開度決定器と、前回の制御時の前記熱源側開度決定器
の出力を記憶する開度記憶器と、過熱度の4つのしきい
値F1d、F2d、F3d、F4dが不等式 F1d≦F2d≦F3d≦F4dに
示す関係を有する場合に、前記過熱度が第2のしきい値F
2dより大きく、かつ、第3のしきい値F3dより小さい場合
には、現在の開度を維持し、前記過熱度が第1のしきい
値F1dより小さい場合、あるいは、第4のしきい値F4dよ
り大きい場合には、熱源側開度決定器が決定した開度を
用いて熱源側膨張弁の開度を制御し、前記過熱度が第1
のしきい値F1d以上、かつ、第2のしきい値F2d以下の場
合、もしくは、第3のしきい値F3d以上、かつ、第4のし
きい値F4d以下の場合には、現在の開度と、前記熱源側
開度決定器の決定した開度とから、過熱度を変数とする
ファジイメンバーシップ関数により求められた開度を入
力として熱源側膨張弁の開度弁を制御する熱源側膨張弁
開度制御装置と、前記過熱度が第2のしきい値F2dより大
きく、かつ、第3のしきい値F3dより小さい場合が、一定
時間以上継続した場合には、前記開度記憶器に記憶され
ている開度値を、熱源側膨張弁の開度値に変更する記憶
キャンセル器と、を有する。

【００１３】上記多室型空気調和装置はさらに、前記利
用側膨張弁の開度を検出し検出された開度に応じて前記
熱源側膨張弁の開度を決定する開度調整器を備え、前記
熱源側開度決定器において、現在の開度に代えて前記開
度調整器が決定する開度値を用いる。

【００１４】前記開度調整器は、前記利用側膨張弁の少
なくとも1つの開度が全開の場合に、現在の前記熱源側
膨張弁の開度に一定の開度を加えることにより前記熱源
側膨張弁の開度を決定する。

【００１５】上記の構成により本発明の多室型空気調和
装置は、以下のような作用効果を有する。

【００１６】利用側過冷却度制御における開度の決定を
するときに、前回の利用側過冷却度制御時における開度
の演算値を用いることにより、利用側熱交換器出口の冷
媒の過冷却度が許容範囲内かつ適正範囲外で、利用側過
冷却度制御と空調空間の温度制御がファジイ演算で組み
合わされる場合でも、利用側過冷却度制御に制御の累積
効果が付加されるので、利用側過冷却度を早く適正範囲
に入れて空調空間の温度制御を良好に行うことができ
る。

【００１７】また、この制御の累積効果により利用側過
冷却度が適正範囲にない場合は、利用側過冷却度制御の
作用が増加していくので、利用側過冷却度制御の作用の
調整が自動的に行なわれることになる。

【００１８】さらに、利用側過冷却度が一定時間以上適
正範囲にある場合には、室温制御により利用側膨張弁の
実際の開度が大きく変わっても、利用側過冷却度制御の
制御の累積効果が除去されているので、次回の制御サイ
クルで利用側過冷却度制御が行われる時には、利用側過
冷却度制御をスムーズに開始させることができる。

【００１９】また、熱源側膨張弁を用いて圧縮機の吐出
口における冷媒の過熱度を制御するので、圧縮機の吸入
冷媒が湿り状態になっても、その乾き度を検知すること
ができ圧縮機の信頼性を維持することができる。またフ
ァジイ推論を用いることにより熱源側膨張弁が必要以上
に頻繁に動作することがなく、安定した運転が行える。
それに加えて、利用側膨張弁の開度が全開かどうかを
監視することにより、冷媒の循環量が不足することを未
然に防ぎ、空調空間の温度制御状態を考慮した熱源側膨
張弁の制御を行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図1
ないし図5を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実
施例に係る空気調和装置の全体構成図である。本実施例
は四方弁2の切換位置選定によって暖房運転を行ってい
る場合の空気調和装置の構成を示すものであり、図に示
すように、大別して、熱を吸収するための熱源ユニット
5と、空調を行う3つの空調空間Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ設
置された3台の利用側ユニット6a、6b、6cからなる熱を
放射するための利用側ユニット群6と、両者間を接続す
る、ガス状冷媒が流れるガス側管路13と液状冷媒が流れ
る液側管路14とから構成されている。

【００２１】熱源ユニット5は、図1に示すように、圧縮
機1、暖房運転切換のための四方弁2、熱源側熱交換器
3、熱源側膨張弁8、アキュムレータ4、圧縮機1の吐出口
の冷媒の過熱度を検知する吐出過熱度検知器27、吐出過
熱度の目標値を設定する吐出過熱度目標設定器28及び熱
源側膨張弁8の開度（全開を100％、全閉を0％とする割
合で表す）を制御する熱源側膨張弁開度制御装置50を備
えている。利用側ユニット群6の3台の利用側ユニット6
a、6b、6cは、何れも同様な構成なので、ここでは、利
用側ユニット6aを代表として用いて説明を行う。利用側
ユニット6aは、図1に示すように、利用側熱交換器7a、
利用側膨張弁8a、利用側送風ファン11a、空調空間の温
度を検出する空調空間温度センサ10a、空調空間の温度
を設定する空調温度設定器15a、利用側熱交換機7aの出
口の過冷却度を検出する利用側過冷却度検出器20a、同
過冷却度の目標値を設定する利用側過冷却度目標設定器
21a及び利用側膨張弁8の開度を制御する利用側膨張弁開
度制御装置30aを備えている。

【００２２】上記の構成の空気調和装置において、圧縮
機1で圧縮された冷媒は、四方弁2によって実線で示す方
向に流れ、ガス側管路13を経て利用側ユニット6a、6b、
6cに流入する（なお点線の矢印は冷房運転時の流路を示
すが、この実施例の動作ではその場合の説明は省略す
る）。冷媒は、各空調空間温度センサ10a、10b、10cで
検出される各空調空間A、B、Cのそれぞれの温度と、各
空調温度設定器15a、15b、15cで設定されるそれぞれの
温度との差から、利用側膨張弁開度制御装置30a、30b、
30cで決定される各利用側膨張弁8a、8b、8cの開度に応
じて、それぞれの利用側ユニット6a、6b、6cに分配され
る。分配された冷媒は、各利用側熱交換器7a、7b、7c
で、各利用側送風ファン11a、11b、11cで送られた空調
空間の空気と熱交換し、凝縮して液状になった冷媒であ
る液冷媒となる。液冷媒は利用側膨張弁8a、8b、8cのそ
れぞれの開度に応じて減圧され、液状冷媒が流れる液側
管路14を通って熱源側膨張弁8に流れ込む。熱源側膨張
弁8で、冷媒は、その開度に応じてさらに減圧されガス
状冷媒と液状冷媒が共存する2相冷媒となって、熱源側
熱交換器3に流入する。冷媒は、熱源側熱交換器3で熱源
側送風ファン3aで送られた外気と熱交換し、蒸発してガ
ス冷媒となり、四方弁2及びアキュムレータ4を経由して
圧縮機1に環流する。以上が、冷媒が理想的な状態変化
をしながら循環した場合の、暖房運転時における1サイ
クルである。制御動作は一定の周期で繰り返され、各周
期毎に温度と圧力が検出され、それに基づいて制御出力
が出力される。

【００２３】以下、制御動作について、利用側ユニット
6a、6b、6cにおける空調空間の温度制御と、熱源側ユニ
ット5における圧縮機吸入口での冷媒の過熱度の制御と
に分けて説明する。 《利用側ユニット6a、6b、6cの制御》利用側膨張弁8aの
開度制御について、利用側ユニット6aを例にとり説明す
る。図2に、利用側ユニット6aの利用側膨張弁8aの開度
の制御系のブロック図を示す。図2に示す利用側膨張弁8
aの開度制御系は、空調空間温度センサ10a、空調温度設
定器15a、利用側過冷却度検出器20a、利用側過冷却度目
標設定器21a及び利用側膨張弁開度制御装置30aから構成
されている。

【００２４】空調空間温度センサ10aは、利用側送風フ
ァン11aの空気吸入口における空気温度を測定する。空
調温度設定器15aは、本装置の使用者が、所望する空調
空間の目標温度を設定するためのものであり、既知の温
度設定器が使用される。利用側過冷却度検出器20aは、
圧力センサ（図示せず）で検出される冷媒の利用側熱交
換器7aの出口の圧力に基づいて演算される冷媒の飽和温
度と、温度センサ（図示せず）で検出される冷媒の利用
側熱交換器7aの出口の温度との差によって表されるとこ
ろの、利用側熱交換器7aの出口の冷媒の過冷却度、即ち
利用側熱交換器出口過冷却度SCaを検出する装置であ
る。

【００２５】利用側過冷却度目標設定器21aは、利用側
熱交換器7aの効率とヒートポンプの制御サイクルにおけ
る動作安定性を考慮して、最適と思われる利用側熱交換
器出口過冷却度SCaの目標値を設定するためのものであ
り、既知の設定器が使用される。なお、設定値には、後
述する利用側熱交換器出口過冷却度SCaの適正範囲内の
所定の過冷却度が用いられる。

【００２６】利用側膨張弁開度制御装置30aは、前記空
調空間温度センサ10aで検出される空調空間温度と、空
調温度設定器15aで設定されている目標温度と、利用側
過冷却度検出器20aで検出される利用側熱交換器出口過
冷却度SCaとから利用側膨張弁8aの開度の制御を行う装
置である。利用側膨張弁開度制御装置30aは以下に説明
する第1前回値記憶器22a、第1開度決定器16a、第2前回
値記憶器24a、第2開度決定器18a、ファジィ演算器17a及
び記憶キャンセル器31aから構成されている。

【００２７】第1前回値記憶器22aは、利用側膨張弁8aの
開度の制御をする度にその開度Uazを記憶しておく装置
である。なお、利用側膨張弁8aは0％（全閉）〜100％
（全開）の動作範囲を有する。第1開度決定器16aにおい
ては、空調空間温度センサ10aによって検出される空調
空間Ａの温度を空調温度設定器15aで設定されている目
標温度に一致させるように、現在の利用側膨張弁8aの開
度からの必要な変化量が演算される。その演算結果を第
1前回値記憶器22aに記憶されている開度Uazに加算する
ことにより、第1開度決定器16aにおいて利用側膨張弁8a
の次回の制御サイクルにおける開度U1aが決定される。
第1開度決定器16aとしては既知の速度型Ｉ−ＰＤ制御装
置が使用される。なお、制御動作を起動する時には、第
1開度決定器16aは、開度U1aが80％であることを示す信
号を出力するように設定されている。

【００２８】第2前回値記憶器24aは、次に説明する第2
開度決定器18aで利用側膨張弁8の開度が決定される度に
その開度U2azを記憶しておく装置であり、本装置の起動
時には、記憶内容の開度U2azは80％に設定される。第2
開度決定器18aにおいては、利用側熱交換器出口過冷却
度SCaが、後述する過冷却度のしきい値F2a、F3aに対し
て式（1）

【００２９】

【数１】

【００３０】に示す関係にある時、利用側過冷却度検出
器20aによって検出される利用側熱交換器出口過冷却度S
Caを利用側過冷却度目標設定器21aで設定されている利
用側熱交換器出口の過冷却度の目標値に一致させるよう
に、利用側膨張弁8aの開度の変化量が演算される。その
演算結果が第2前回値記憶器24aに記憶されている開度U2
azに加算されることにより利用側膨張弁8aの次回の制御
サイクルにおける開度U2aが決定される。第2開度決定器
18aには既知の速度型Ｉ−ＰＤ制御装置が使用される。
なお、本装置の起動時には、第2開度決定器18aにおける
開度U2aは80％に設定されている。

【００３１】ファジィ演算器17aは、第1開度決定器16a
で決定された開度U1aと第2開度決定器18aで決定された
開度U2aとから、図5に示す、利用側熱交換器出口過冷却
度SCaを変数とするファジィメンバーシップ関数に基づ
き、利用側膨張弁8aを操作する開度を決定する装置であ
る。このファジィ演算器17aはマイクロプロセッサ等か
ら構成される既知の演算装置が使用される。ファジィメ
ンバーシップ関数としては、次式（2）で与えられる空
調空間温度制御のファジィメンバーシップ関数ψ1aと、
式（3）で与えられる利用側熱交換器出口過冷却度SCaの
制御のファジィメンバーシップ関数ψ2aとが用いられ
る。式（2）において、あらかじめ定められた過冷却度
のしきい値F1a、F2a、F3a、F4aと利用側熱交換器出口過
冷却度SCaが括弧［ ］内に示す関係にあるとき、ファ
ジィメンバーシップ関数ψ1aの値は、それぞれの右側に
示す値となる。

【００３２】

【数２】

【００３３】

【数３】

【００３４】上記のファジィメンバーシップ関数ψ1a、
ψ2aを用いることにより、実際の制御における利用側膨
張弁8aの開度Uaは、次式により算出される。

【００３５】Ua＝ψ1a×U1a＋ψ2a×U2a

【００３６】また、過冷却度のしきい値F1a〜F4aは、利
用側熱交換器8aの効率と冷媒の利用側熱交換器出口過冷
却度SCaとの関係、および、ヒートポンプサイクルの動
作安定性などを考慮して、

【００３７】F1a＝0，F2a＝5，F3a＝20，F4a＝25

【００３８】と設定する。そしてしきい値F1aからF4aの
間を利用側熱交換器出口過冷却度SCaの許容範囲とし、
しきい値F2aからF3aの間を利用側熱交換器出口過冷却度
SCaの適正範囲とする。記憶キャンセル器31aは、前回の
制御サイクル時の利用側膨張弁8aの開度Uazを記憶して
おり、利用側熱交換器出口過冷却度SCaが一定時間Tca以
上継続して適正範囲内にある場合、第2前回値記憶器24a
に記憶されている開度U2azを前回の制御サイクル時の利
用側膨張弁8aの開度Uazに変更する。一定の時間Tcaは、
利用側熱交換器出口過冷却度SCaの変化の応答時間に相
当する時間が最適であり、例えば2分とする。以上の構
成からなる利用側膨張弁開度制御系の制御について、具
体的な数値例を挙げながら説明する。

【００３９】まず、本装置の起動時は、第1開度決定器1
6aの開度U1aと第2開度決定器18aの開度U2aはそれぞれ、
U1a＝80（％）、U2a＝80（％）を示す信号を出力するの
で、利用側膨張弁8aの初期開度Uaは、利用側熱交換器出
口過冷却度の値にかかわらず80％となる。

【００４０】そして、起動後の第1回の制御サイクルに
おいて、空調空間Ａの温度を上げるために、第1開度決
定器16aでは、利用側膨張弁8aの開度変化量として、開
度を20％増加するように演算がなされてその制御信号が
出力されると仮定する。一方、利用側熱交換器出口過冷
却度SCaを増加させるために、第2開度決定器18aでは、
利用側膨張弁8aの開度変化量として、開度を20％減少す
るように演算がなされてその制御信号が出力されると仮
定する。その時の利用側熱交換器出口過冷却度SCaが2.5
Kであったとすると、第1開度決定器16aで決定される利
用側膨張弁8aの開度U1aは、

【００４１】U1a＝Uaz＋20＝80＋20＝100 （％）

【００４２】となる。第2開度決定器18aが決定する利用
側膨張弁8aの開度U2aは、

【００４３】U2a＝U2az−20＝80−20＝60 （％）

【００４４】となる。また、式（2）、式（3）より、フ
ァジィメンバーシップ関数ψ1aとψ2aの値はそれぞれ、

【００４５】ψ1a＝0.5、ψ2a＝0.5

【００４６】となる。従って最終的にファジィ演算器17
aにより得られる利用側膨張弁開度Uaは、

【００４７】 Ua＝ψ1a×U1a＋ψ2a×U2a＝0.5×100＋0.5×60＝80 （％）

【００４８】となり、初期開度が維持される。また、こ
の時点で、第1前回値記憶器22aおよび記憶キャンセル器
31aには、開度Uaz＝80（％）が記憶され、第2前回値記
憶器24aには、開度U2az＝60（％）が記憶される。

【００４９】そして、次の第2回目の制御サイクルにお
いて、上記第1回目の制御サイクル時と同様、第1開度決
定器16aでは、開度を20％増加するように演算され、第2
開度決定器18aでは開度を20％減少するように演算され
ると仮定する。そのとき、利用側熱交換器出口過冷却度
SCaが2.5Kであったとすると、第1開度決定器16aで決定
される利用側膨張弁8aの開度U1aは、

【００５０】U1a＝Uaz＋20＝80＋20＝100 （％）

【００５１】となり、第2開度決定器18aで決定される利
用側膨張弁8aの開度U2aは、

【００５２】U2a＝U2az−20＝60−20＝40 （％）

【００５３】となる。また、式（2）、式（3）から、フ
ァジィメンバーシップ関数ψ1a、ψ2aの値は

【００５４】ψ1a＝0.5、ψ2a＝0.5

【００５５】となるので、最終的にファジィ演算器17a
により得られる利用側膨張弁開度Uaは、

【００５６】 Ua＝ψ1a×U1a＋ψ2a×U2a＝0.5×100＋0.5×40＝70 （％）

【００５７】となる。すなわち、利用側膨張弁8aの開度
は10％減少し、開度は70％となる。したがって利用側膨
張弁8aは開度10％相当分だけ閉じられる。空調空間の温
度制御の為の第1開度決定器16aと利用側熱交換器出口過
冷却度制御の為の第2開度決定器18aとで演算される開度
変化量は、装置の起動後の第1回の制御時と第2回の制御
時とで同じである。しかし、第1回の制御時には、開度
は変化せず、第2回の制御時には開度は10％減少するこ
とになる。この時点で、第1前回値記憶器22aおよび記憶
キャンセル器31aには、開度Uazが70％であることが記憶
され、第2前回値記憶器24aには、開度U2azが40％である
ことが記憶される。つまり、ファジィ演算器17aに、第1
開度決定器16aからは前回の制御サイクル時の開度に今
回の制御のための開度の変化量を加えた値が入力され、
第2開度決定器18aからは前回の制御時に第2開度決定器1
8aで決定された開度に今回の制御のための開度の変化量
を加えた値が入力される。従って、第2開度決定器18aに
よる制御動作の結果が累積されていき、その制御性が高
くなる。

【００５８】その後、利用側熱交換器出口過冷却度SCa
が7Kで、第1開度決定器16aにおいて現在の開度を維持す
るように演算されその状態が継続したとすると、この
間、第2開度決定器18aは演算を行わない。それ故、第2
前回値記憶器24aには、開度U2azが40％であることが記
憶されたままである。2分以内（一定時間Tca＝2分）に
利用側熱交換器出口過冷却度SCaが2.5Kに変化し、第1開
度決定器16aにおいて、開度を維持するように演算さ
れ、第2開度決定器18aにおいては20％減らすように演算
された場合、利用側膨張弁8aの前回の制御における開度
Uazは70％なので、第1開度決定器16aで決定される利用
側膨張弁8aの開度U1aは、

【００５９】U1a＝Uaz＋0＝70＋0＝70 （％）

【００６０】となる。また第2開度決定器18aで決定され
る利用側膨張弁8aの開度U2aは、

【００６１】U2a＝U2az−20＝40−20＝20 （％）

【００６２】となる。また、式（2）及び式（3）より、

【００６３】ψ1a＝0.5、ψ2a＝0.5

【００６４】となる。従って最終的にファジイ演算器17
aにより得られる利用側膨張弁8aの開度Uaは、

【００６５】 Ua＝ψ1a×U1a＋ψ2a×U2a＝0.5×70＋0.5×20＝45 （％）

【００６６】となり、利用側膨張弁8aの開度Uaは、利用
側熱交換器出口過冷却度制御の累積効果により25％減少
し45％となる。

【００６７】しかしながら、前記の利用側熱交換器出口
過冷却度SCaが7Kである状態が2分以上継続した場合は、
第2前回値記憶器24aに記憶されている値は、記憶キャン
セル器31aにより、

【００６８】U2az＝Uaz＝70 （％）

【００６９】に変更される。その後に、利用側出口過冷
却度が2.5Kに変化し、第1開度決定器16aでは、現在の開
度を維持するように演算され、第2開度決定器18aでは20
％減らすように演算された場合、利用側膨張弁8aの前回
の開度Uazは70％、第2前回値記憶器24aに記憶されてい
る開度U2azは70％なので、第1開度決定器16aで決定され
る利用側膨張弁8aの開度U1aは、

【００７０】U1a＝Uaz＋0＝70＋0＝70 （％）

【００７１】となる。また第2開度決定器18aで決定され
る利用側膨張弁8aの開度U2aは、

【００７２】U2a＝U2az−20＝70−20＝50 （％）

【００７３】となる。式（2）及び式（3）より、

【００７４】ψ1a＝0.5、ψ2a＝0.5

【００７５】となるので、最終的にファジイ演算器17a
により得られる利用側膨張弁8aの開度Uaは、

【００７６】 Ua＝ψ1a×U1a＋ψ2a×U2a＝0.5×70＋0.5×50＝60 （％）

【００７７】となり、利用側膨張弁8aの開度は、利用側
過冷却制御の累積効果がキャンセルされているため10％
減少し60％となる。

【００７８】つまり、利用側熱交換器出口過冷却度SCa
が適正範囲に2分以上継続して入っている場合は、利用
側熱交換器出口過冷却度SCaが整定したと判断され、第2
前回値記憶器24aに記憶されている開度が、記憶キャン
セル器31aにより前回の制御サイクル時の利用側膨張弁8
aの開度に変更され、第2開度決定器18aの制御動作の累
積分がキャンセルされることになる。利用側熱交換器出
口過冷却度SCaが適正範囲に整定している間に、空調空
間の温度制御により利用側膨張弁8aの開度が、第2前回
値記憶器24aに記憶されている開度と大きくかけ離れす
ぎてしまった場合や、または利用側膨張弁8aの開度と第
2全開値記憶器24aとの開度の値の大小関係が逆転してし
まった後に、利用側熱交換器出口過冷却度SCaが適正範
囲をはずれた場合でも、第2開度決定器18aで演算される
利用側膨張弁8aの開度の値によって、利用側膨張弁8aの
開度が不必要に変更されることはない。また例えば本来
の制御動作と逆の制御動作がなされることはなく、スム
ーズに利用側熱交換器出口過冷却度SCaの制御が再開さ
れる。

【００７９】以上のように、利用側熱交換器8aの出口で
の冷媒の過冷却度が許容範囲内でかつ適正範囲外の場合
でも、利用側熱交換器出口過冷却度SCaの制御に制御の
累積効果が付加されて制御性が向上していく。それ故、
利用側熱交換器出口過冷却度SCaが適正範囲外でかつ許
容範囲内で安定することもなく、早く適正範囲に入るこ
とができる。従って、効率のよい運転ができると共に、
空調空間の温度制御が適正に行える。また、制御の累積
効果により利用側熱交換器出口過冷却度SCaの制御の制
御性が自動的に変化するので、空調空間の温度制御と過
冷却度制御のそれぞれの制御性関係を比較的簡単に設定
することができる。

【００８０】さらに、利用側熱交換器出口過冷却度SCa
が適正範囲に入っている状態の継続時間によって、利用
側熱交換器出口過冷却度SCaが適正範囲に過渡的に入っ
たのか、あるいは適正範囲に整定したのかを判断するこ
とができる。そして、過渡的に入った場合は、再び利用
側熱交換器出口過熱度SCaの制御が行われるときには、
累積効果により早く利用側熱交換器過冷却度SCaを適正
範囲に入れることができる。一方、整定した場合には、
累積された開度値をキャンセルすることにより、空調空
間の温度制御により変化してしまった利用側膨張弁8aの
開度に依存せずに、利用側熱交換器出口過冷却度SCaの
制御をスムーズに再開させることができる。

【００８１】《熱源側ユニットの制御》図3に、熱源側
ユニット5における熱源側膨張弁8の開度制御系のブロッ
ク図を示す。図に示すように、暖房運転時の熱源側膨張
弁の開度制御系は、利用側膨張弁8a、8b、8cの開度を制
御する利用側膨張弁開度制御装置30a、30b、30cと、圧
縮機1の吐出口での冷媒の過熱度を検知する圧縮機吐出
過熱度検知器27と、前記過熱度の目標値を設定する圧縮
機吐出過熱度目標設定器28と、熱源側膨張弁8の開度を
制御する熱源側膨張弁開度制御装置50と、から構成され
ている。利用側膨張弁開度制御装置30a、30b、30cは前
記実施例で説明したものであり、本制御系においては、
各制御サイクル時に決定される利用側膨張弁8a、8b、8c
のそれぞれの開度Ua、Ub、Ucを、後述する開度調整器29
に印加する。圧縮機吐出過熱度検知器27は、圧力センサ
（図示せず）で検出される圧縮機1の吐出口付近におけ
る冷媒の圧力と、温度センサ（図示せず）で検出される
圧縮機1の吐出口付近における冷媒の温度とから、圧縮
機1の吐出口付近における冷媒の過熱度である圧縮機吐
出過熱度SHdを検出する装置である。圧縮機吐出過熱度S
Hdと、圧縮機1の吸入口付近における冷媒の過熱度およ
び乾き度とは実験的及び経験的にそれぞれの対応関係が
知られているので、圧縮機吐出過熱度SHdを検出するこ
とにより、間接的に、圧縮機吸入過熱度または乾き度を
検出することができる。

【００８２】圧縮機吐出過熱度目標設定器28は、ヒート
ポンプサイクルの動作の安定性を考慮して、最も適して
いると思われる圧縮機吸入過熱度と対応付けられる圧縮
機吐出過熱度SHdの目標値を設定するためのものであ
り、既知の設定器から構成される。なお、設定値には、
後述する圧縮機吐出過熱度SHdの適正範囲内のある値が
用いられる。熱源側膨張弁開度制御装置50は、前記利用
側膨張弁開度制御装置30a、30b、30cから入力される各
利用側膨張弁8a、8b、8cの開度Ua、Ub、Ucと、前記圧縮
機吐出過熱度検出器27で検出される圧縮機吐出過熱度SH
dと、前記圧縮吐出過熱度目標設定器28で設定されてい
る圧縮機吐出過熱度の目標値とから、熱源側膨張弁8の
開度の制御を行う装置である。熱源側膨張弁開度制御装
置50は、前回の制御サイクルの開度を記憶する第3前回
値記憶器19、開度調整器29、第4前回値記憶器23、熱源
側開度決定器16、ファジィ演算器17及び記憶キャンセル
器31から構成されている。

【００８３】第3前回値記憶器19は、熱源側膨張弁8の開
度を制御する度にその開度Udzを記憶しておく装置であ
る。なお、熱源側膨張弁8は、0％（全閉）〜100％（全
開）の動作範囲を有する。開度調整器29は、利用側膨張
弁開度制御装置30a、30b、30cから入力される各利用側
膨張弁8a、8b、8cの開度Ua、Ub、Ucを判定する。そして
前記各利用側膨張弁8a、8b、8cの少なくとも1つの開度
が100％（全開）の場合、前記第3前回値記憶器19に記憶
されている前回の制御サイクル時の熱源側膨張弁8の開
度Udzに一定の開度を加算し、今回の制御サイクルの開
度U1dを決定する。各利用側膨張弁8a、8b、8cのいずれ
の開度も100％となっていない場合には、開度調整器29
は前回の制御サイクル時の熱源側膨張弁8の開度Udzを今
回の制御サイクルの開度U1dとして採用する。なお、本
装置の起動時には、開度調整器29は、開度U1dとして80
％の開度を示す信号を出力するように設定されている。
また、一定の開度値として1％の値が設定されている。

【００８４】第4前回値記憶器23は、熱源側開度決定器1
6が熱源側膨張弁8の開度を決定する度にその開度U2dzを
記憶しておく装置である。熱源側開度決定器16は、圧縮
機吐出過熱度SHdが、後述する過熱度のしきい値F2d、F3
dに対して式（4）に示す関係があるとき、

【００８５】

【数４】

【００８６】圧縮機吐出過熱度検知器27によって検知さ
れる圧縮機吐出過熱度SHdを、圧縮機吐出過熱度目標設
定器28で設定されている圧縮機吐出過熱度目標値に一致
させるように、熱源側膨張弁8の開度の変化量を演算す
る。熱源側開度決定器16は、その演算結果を第4前回値
記憶器23に記憶されている値U2dzに加算することによ
り、今回の熱源側膨張弁8の開度U2dを決定するためのも
のであり、既知の速度型Ｉ−ＰＤ制御装置が使用され
る。なお、本装置の起動時には、熱源側開度決定器16
は、開度U2dが80％であることを示す信号を出力するよ
うに設定されている。

【００８７】ファジィ演算器17は、開度調整器29で決定
された開度U1dと熱源側開度決定器16によって決定され
た開度U2dとから、図4に示す、圧縮機吐出過熱度SHdを
変数とするファジィメンバーシップ関数に基づき、熱源
側膨張弁8の実際に操作すべき開度を決定する装置であ
る。このファジィ演算器17はマイクロプロセッサ等から
構成される既知の演算装置が使用される。開度調整器29
で決定される開度による制御のファジィメンバーシップ
関数ψ1dと熱源側開度決定器16で決定される開度による
制御のファジィメンバーシップ関数ψ2dは、例えば、そ
れぞれ式（5）及び式（6）で与えられる。式（5）にお
いて、4つのしきい値F1d、F2d、F3d、F4dと圧縮機吐出
過熱度SHdが括弧［ ］内に示す関係にあるとき、ファ
ジィメンバーシップ関数ψ1dの値は、それぞれの右側に
示す値をとる。

【００８８】

【数５】

【００８９】

【数６】

【００９０】上記関数ψ1d及びψ2dを用いて、実際に行
う熱源側膨張弁8の開度は、次式により算出される。

【００９１】Ud＝ψ1d×U1d＋ψ2d×U2d

【００９２】また、過熱度のしきい値F1d〜F4dは、制御
サイクルの動作の安定性を考慮して適していると思われ
る圧縮機吸入過熱度と対応付けられる圧縮機吐出過熱度
SHdから、

【００９３】F1d＝10、F2d＝15、F3d＝30、F4d＝50

【００９４】と設定し、しきい値F1dからF4dの間を圧縮
機吐出過熱度SHdの許容範囲とし、しきい値F2dからF3d
の間を圧縮機吐出過熱度SHdの適正範囲とする。記憶キ
ャンセル器31は、前回の制御サイクル時の熱源側膨張弁
8の開度Udzを記憶しており、圧縮機吐出過熱度SHdが一
定時間Td以上継続して適正範囲内にある場合、第4前回
値記憶器23に記憶されている開度U2dzを前回の制御サイ
クル時の熱源側膨張弁8の開度Udzに変更する。一定時間
Tdは、圧縮機吐出過熱度SHdの応答時間相当の時間が最
適であり、例えば2分とする。以上の構成からなる熱源
側膨張弁開度制御系の制御内容について、具体的な数値
例を挙げながら、説明する。

【００９５】まず、本装置の起動時には、開度調整器29
と熱源側開度決定器16の出力信号はそれぞれ、開度U1d
が80％、U2dが80％であるように出力される。従って熱
源側膨張弁8の初期開度Udは、圧縮機吐出過熱度SHdの値
に関わらず、開度Ud＝80％となる。また、この時点で、
第3前回値記憶器19および記憶キャンセル器31には、開
度Udzとして80％の値が記憶されている。また第4前回値
記憶器23には、開度U2dzとして80％が記憶されている。
次に、本装置起動後の第1回目の制御サイクルの内容に
ついて、3つの場合に分けて説明する。

【００９６】〈第1の場合〉熱源側開度決定器16におい
て、開度を30％減少するように演算され、利用側膨張弁
8a、8b、8cのいずれも全開の状態ではなく、圧縮機吐出
過熱度SHdが11.5Kであった場合、開度調整器29が決定す
る熱源側膨張弁8の開度U1dは、

【００９７】U1d＝Udz＝80 （％）となる。

【００９８】一方、熱源側開度決定器16で決定される熱
源側膨張弁8の開度U2dは、

【００９９】U2d＝U2dz−30＝80−30＝50 （％）

【０１００】である。また、式（4）及び式（5）より、

【０１０１】ψ1d＝0.3、ψ2d＝0.7

【０１０２】となるので、最終的にファジイ演算器17に
より得られる熱源側膨張弁開度Udは、

【０１０３】 Ud＝ψ1d×U1d＋ψ2d×U2d＝0.3×80＋0.7×50＝59 （％）となる。

【０１０４】〈第2の場合〉熱源側開度決定器16では、
開度を20％減少するように演算され、利用側膨張弁8a、
8b、8cのいずれもが全開の状態ではなく、圧縮機吐出過
熱度SHdが20Kであった場合、開度調整器29で決定される
熱源側膨張弁8の開度U1dは、

【０１０５】U1d＝Udz＝80 （％）

【０１０６】となる。一方、熱源側開度決定器16で決定
される熱源側膨張弁8の開度U2dは、

【０１０７】U2d＝U2dz−20＝80−20＝60 （％）

【０１０８】である。また、式（4）及び式（5）より、

【０１０９】ψ1d＝1.0，ψ2d＝0.0

【０１１０】となるので、最終的にファジイ演算器17に
より得られる熱源側膨張弁開度Udは、

【０１１１】 Ud＝ψ1d×U1d＋ψ2d×U2d＝1.0×80＋0×60＝80 （％）

【０１１２】となり、初期の開度が維持される。

【０１１３】〈第3の場合〉熱源側開度決定器16では、
開度を20％減少するように演算され、利用側膨張弁8a、
8b、8cの少なくとも1つが全開の状態であり、圧縮機吐
出過熱度SHdが20Kであった場合、開度調整器29で決定さ
れる熱源側膨張弁8の開度U1dは、

【０１１４】U1d＝Udz＋1＝81 （％）

【０１１５】となる。一方、熱源側開度決定器16で決定
される熱源側膨張弁8の開度U2dは、

【０１１６】U2d＝U2dz−20＝80−20＝60 （％）

【０１１７】である。また、式（4）及び式（5）より、

【０１１８】ψ1d＝1.0、ψ2d＝0

【０１１９】となるので、最終的にファジイ演算器17に
より得られる熱源側膨張弁開度Udは、

【０１２０】 Ud＝ψ1d×U1d＋ψ2d×U2d＝1.0×80＋0×60＝81 （％）

【０１２１】となる。その後、圧縮機吐出過熱度SHdが2
0Kで、開度調整器29で現在の開度を維持するように決定
された状態が継続されたとすると、この間、熱源側開度
決定器16では演算は行なわれないので、第4前回値記憶
器23には、開度U2dzが60％の値が記憶されたままであ
る。そして、2分以内（例えば一定時Tca＝2分）に圧縮
機吐出過熱度SHdが12.5Kに変化し、開度調整器29では現
在の開度を維持するように決定され、熱源側開度決定器
16では開度を20％減少するように演算された場合、熱源
側膨張弁8の制御サイクル時の開度Udzはやはり81％であ
る。故に開度調整器29で決定される熱源側膨張弁8の開
度U1dは、

【０１２２】U1d＝Udz＝81 （％）

【０１２３】となる。そして熱源側開度決定器16で決定
される熱源側膨張弁8の開度U2dは、

【０１２４】U2d＝U2dz−20＝60−20＝40 （％）

【０１２５】となる。また、式（2）及び式（3）より、

【０１２６】ψ1d＝0.5、ψ2d＝0.5

【０１２７】となるので、最終的にファジイ演算器17に
より得られる熱源側膨張弁開度Udは、

【０１２８】 Ud＝ψ1d×U1d＋ψ2d×U2d＝0.5×81＋0.5×40＝60.5 （％）

【０１２９】となる。その結果熱源側膨張弁8の開度
は、圧縮機吐出過熱度制御の累積効果により20.5％減少
して、開度60.5％となる。しかしながら、前記の圧縮機
吐出過熱度SHdが20Kである状態が2分以上継続した場合
は、第4前回値記憶器23に記憶されている開度の値は、
記憶キャンセル器31により、

【０１３０】U2dz＝Udz＝81 （％）

【０１３１】に変更される。その後に、圧縮機吐出過熱
度が12.5Kに変化し、開度調整器29では、現在の開度を
維持するように決定され、熱源側開度決定器16では開度
を20％減らすように演算された場合、熱源側膨張弁8の
前回の制御サイクルの開度Udzは81％、第4前回値記憶器
23に記憶されている開度U2dzは81％である。故に開度調
整器29で決定される熱源側膨張弁8の開度U1dは、

【０１３２】U1d＝Udz＝81 （％）

【０１３３】となる。そして熱源側開度決定器16で決定
される熱源側膨張弁8の開度U2dは、

【０１３４】U2d＝U2dz−20＝81−20＝61 （％）

【０１３５】となる。また、式（2）及び式（3）より、

【０１３６】ψ1d＝0.5、ψ2d＝0.5

【０１３７】となるので、最終的にファジイ演算器17に
より得られる熱源側膨張弁開度Udは、

【０１３８】 Ud＝ψ1d×U1d＋ψ2d×U2d＝0.5×81＋0.5×61＝71 （％）

【０１３９】となる。その結果熱源側膨張弁8の開度
は、圧縮機吐出過熱度制御の累積は記憶キャンセル器31
によりキャンセルされているため10％減少し、開度71％
となる。つまり、圧縮機吐出過熱度SHdが適正範囲に2分
以上継続して入っている場合は、圧縮機吐出過熱度SHd
は整定されたと判断し、第4前回値記憶器23に記憶され
ている値が前回の制御サイクル時の熱源側膨張弁8の開
度に変更され、熱源側開度決定器16の制御動作の累積が
キャンセルされることになる。

【０１４０】このように構成することにより、圧縮機吐
出過熱度SHdが適正範囲に整定されている間に開度調整
器29により熱源側膨張弁8の開度が、第4前回値記憶器23
に記憶されている値と大きくかけ離れすぎてしまった場
合や、または熱源側膨張弁8の開度と第4前回値記憶器23
の開度の値の大小関係が逆転してしまった後に圧縮機吐
出過熱度SHdが適正範囲をはずれた場合でも、熱源側開
度決定器16で演算される熱源側膨張弁8の開度の値によ
って、熱源側膨張弁8の開度が不必要に変更されること
はない。また、本来の制御動作とは逆の制御動作がなさ
れることはなく、スムーズに圧縮機吐出過熱度の制御が
再開される。

【０１４１】以上のように、圧縮機吐出過熱度SHdが適
正範囲外（F2d以下またはF3d以上）にある場合のみ、熱
源側開度決定器16で決定される開度を用いて熱源側膨張
弁8の開度の制御がなされ、この場合は前記第2の場合に
示すように、吐出過熱度が適正範囲内なら熱源側膨張弁
8が過熱度制御による開閉動作をしないので、ヒートポ
ンプサイクルの安定化がはかれる。また、圧縮機吐出過
熱度SHdが適正範囲にある場合でも、利用側膨張弁8a、8
b、8cの少なくとも1つが全開状態の時には、前記第3の
場合に示すように、熱源側膨張弁8が一定の開度だけ増
加するので、冷媒の循環量不足による、暖房能力の低下
を防止することができる。

【０１４２】さらに、圧縮機吐出過熱度SHdが適正範囲
に入っている状態を継続する時間をもとに、圧縮機吐出
過熱度SHdが適正範囲に過渡的に入ったか、あるいは適
正範囲に整定されたかを判断する。そして過渡的な場合
は、再び圧縮機吐出過熱度SHdの制御を行えば、累積効
果により早く圧縮機吐出過熱度SHdを適正範囲に入れる
ことができる。一方、整定した場合は、累積をキャンセ
ルする。このことにより、開度調整器29により変化して
しまった熱源側膨張弁8の開度によらずに、圧縮機吐出
過熱度SHdの制御をスムーズに再開することができる。
上記構成では、圧縮機吐出過熱度SHdの検出によって、
熱源側膨張弁8の開度の制御を行っているので、圧縮機
吸入口における冷媒がガス状態と液状態の2相の状態に
なっている場合でも、十分な熱源側膨張弁8の開度の制
御を行うことができる。

【０１４３】なお、上記実施例では、開度調整器29にお
いて、利用側膨張弁8a、8b、8cの少なくとも1つの開度
が全開の場合に、一定の開度として1％を加える構成と
したが、これと異なって、全開であるかどうかに関わら
ず、利用側膨張弁8a、8b、8c全体の開度状態に応じた所
定の開度を加える構成としてもよい。上記の構成では、
利用側ユニット6a、6b、6cの台数を3台としたが、3台と
いうのは単なる一例であり、利用側ユニットの数はこれ
に限られるものではない。利用側熱交換器出口過冷却度
SCaおよび圧縮機吐出過熱度SHdの各しきい値や開度調整
器29で加える一定の開度値などは、熱交換器3、圧縮機
１等の仕様により、適宜変更可能なことは言うまでもな
い。そして、使用する冷媒は、単一組成体、共沸混合
体、非共沸混合体のいずれの種類のものであってもかま
わない。

【０１４４】

【発明の効果】この発明の空気調和装置によれば、第2
開度決定器において、利用側熱交換器出口過冷却度が目
標過冷却度に等しくなるように利用側膨張弁の開度変化
量が算出され、この算出量に前回の制御サイクルにおい
て決定された開度値を加えて今回の制御サイクルにおけ
る利用膨張弁の開度値を決定する。このように構成した
ことにより、利用側熱交換器出口過冷却度が目標過冷却
度と等しくないときには、第2開度決定器で決定される
開度値は、実際に目標とする開度より前記の開度変化量
だけ大きな（または小さな）値となる。すなわち、利用
側膨張弁の開度制御において第2開度決定器で決定され
る開度を採用することにより、第2開度決定器の開度値
による制御性が徐々に高くなり、第2開度決定器で決定
される開度によって過冷却度制御が速やかに終了する。
その結果利用側熱交換器出口過冷却度の値をすみやかに
第2のしきい値と第3のしきい値との間の値にすることが
でき、第１開度決定器の出力によって行われる空調空間
の温度制御に移行することができる。したがって、装置
起動時や目標温度の設定を変更したときなどは、空調空
間の温度を目標温度に速やかに到達させることができ
る。その後は、目標温度を維持できるので、快適な空調
空間を実現することが可能となる。

【０１４５】また、利用側熱交換器出口過冷却度が一定
時間以上継続して第2のしきい値と第3のしきい値との間
の適正範囲にあるときには、利用側熱交換器出口過冷却
度が適正範囲に整定したと判断する。そして開度記憶器
に記憶されている第2開度決定器からの前回の制御サイ
クルにおける開度を利用側膨張弁の開度に変更すること
により、利用側熱交換器出口過冷却度が適正範囲にある
間に、利用側膨張弁の開度が空調空間の温度制御の動作
のみによって変更されていく。したがって、第2前回値
記憶器に記憶されている開度と大きくかけ離れたり、利
用側膨張弁の開度と第2前回値記憶器に記憶されている
開度との当初の大小関係が逆転してしまうようなことは
ない。従って再び利用側過冷却度制御が再開されるとき
に、スムーズに制御が開始される。

【０１４６】さらに、圧縮機の吐出過熱度を検出し、熱
源側膨張弁開度決定器においては、検出過熱度が目標過
熱度に等しくなるように熱源側膨張弁の開度を決定する
ので、圧縮機吸入過熱度が零であっても、そのときの乾
き度に応じた制御動作を行うことができる。検出過熱度
が第2のしきい値と第3のしきい値の間である適正範囲に
ある場合は、熱源側膨張弁の現在の開度が維持される。
検出過熱度が第１のしきい値と第2のしきい値の間もし
くは第3のしきい値と第4のしきい値の間にある場合は、
現在の開度と前記熱源側膨張弁開度決定器で決定された
開度とから、過熱度を変数とするファジイメンバーシッ
プ関数により求められた開度により熱源側膨張弁の開度
を制御する。従って熱源側膨張弁の開閉制御が必要以上
頻繁にまたは急激に行われることがなく、安定したヒー
トポンプサイクルの動作が得られる。また圧縮機吐出過
熱度が一定時間以上継続して第2のしきい値と第3のしき
い置との間の適正範囲にあるときには、圧縮機吐出過熱
度が適正範囲に整定したと判断する。そして、第4開度
記憶器に記憶されている熱源側開度決定器の前回の出力
値を熱源側膨張弁開度値に変更することにより、圧縮機
吐出過熱度が適正範囲にある間に、熱源側膨張弁の開度
が開度調整器のみによって変更されていき、第2前回値
記憶器に記憶されている値と大きくかけ離れたり、利用
側膨張弁の開度と第2前回値記憶器に記憶されている開
度との当初の大小関係が逆転してしまうことはない。従
って再び圧縮機吐出過熱度制御が再開されるときに、ス
ムーズに制御が開始される。

【０１４７】さらに、上記の効果に加えて、圧縮機吐出
過熱度が第１のしきい値と第4のしきい値との間にある
場合には、熱源側膨張弁の開度制御における開度とし
て、開度調整器によって決定された利用側膨張弁の開度
に応じた開度が得られるので、利用側ユニットへの冷媒
の供給不足を防止し、暖房能力の低下を防止でき、快適
な空調空間を実現することができる。

【０１４８】さらに、圧縮機吐出過熱度が第１のしきい
値と第4のしきい値との間にあり、利用側膨張弁の少な
くとも１つの開度が100％（全開）の場合には、熱源側
膨張弁の開度制御に、現在の開度に一定の開度を加える
ことにより決定された開度値が用いられるので、上記と
同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の暖房運転時の空気調和装置の
概略構成図である。

【図２】同実施例における、利用側膨張弁開度制御系を
示すブロック図である。

【図３】同実施例における、熱源側膨張弁開度制御系を
示すブロック図である。

【図４】同実施例における、熱源側膨張弁開度制御に用
いるファジイメンバーシップ関数の特性図である。

【図５】同実施例および従来技術に共通の、利用側膨張
弁開度制御に用いるファジイメンバーシップ関数の特性
図である。

【符号の説明】

1： 圧縮機 2： 四方弁 3： 熱源側熱交換機 5： 熱源ユニット 6a、6b、6c： 利用側ユニット 7a、7b、7c： 利用側熱交換機 8： 熱源側膨張弁 8a、8b、8c： 利用側膨張弁 10a、10b、10c：空調空間温度センサ 13： ガス側管路 14： 液側管路 15a、15b、15c：空調温度設定器 16a、16b、16c：第1開度決定器 18a、18b、18c：第2開度決定器 20a、20b、20c：利用側過冷却度検出器 24a、24b、24c：第2前回値記憶器 27 圧縮機吐出過熱度検知器 29 開度調整器 50 熱源側膨張弁開度制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高谷 隆幸 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機から
   出された冷媒の流路を切換える四方弁、吸熱により熱を
   生じる熱源側熱交換器及び熱源側膨張弁を有する熱源ユ
   ニットと、熱を放出する利用側熱交換器及び利用側膨張
   弁を有する複数の利用側ユニットとを、ガス状冷媒が流
   れるガス側配管及び液状冷媒が流れる液側配管を介して
   接続した、複数の室内の空気調和を行う暖房用の多室型
   空気調和装置において、 前記利用側ユニットを設置し
   た空気調和すべき空間である空調空間の目標温度を設定
   する目標温度設定器と、 前記空調空間の温度を検出する空間温度検出器と、 前記利用側熱交換器の吐出部の冷媒の過冷却度である出
   口過冷却度を検出する利用側過冷却度検出器と、 前記空調空間の温度と、前記目標温度と、連続する制御
   サイクルにおける前回の制御時の利用側膨張弁の開いて
   いる度合を示す利用側膨張弁開度とを入力として、前記
   空調空間の温度が前記目標温度に一致するように、前記
   空調空間の利用側膨張弁開度を決定する第1開度決定器
   と、 前記出口過冷却度と出口過冷却度の目標値と前回の制御
   サイクルの時に決定された利用側膨張弁開度とを入力と
   して、前記利用側熱交換器の出口過熱却度が前記目標値
   に一致するように前記空調空間の利用側膨張弁開度を決
   定する第2開度決定器と、 前回の制御サイクルの時の前記第2開度決定器の出力を
   記憶する開度記憶器と、 過冷却度の4つのしきい値F1i、F2i、F3i、F4i（iはa、
   b、c・・・）が不等式F1i≦F2i≦F3i≦F4iに示す関係を
   有する場合において、前記過冷却度が第2のしきい値よ
   り大きく、かつ、第3のしきい値より小さい場合には、
   第1開度決定器で決定した開度を入力として利用側膨張
   弁の開度を制御し、前記過冷却度が第1のしきい値F1iよ
   り小さいか、もしくは、第4のしきい値F4iより大きい場
   合には、第2開度決定器で決定した開度を入力として利
   用側膨張弁の開度を制御し、前記過冷却度が第1のしき
   い値F1i以上、かつ、第2のしきい値F2i以下の場合、も
   しくは、第3のしきい値F3i以上、かつ、第4のしきい値F
   4i以下の場合には、前記第1開度決定器が決定した開度
   と、前記第2開度決定器が決定した開度とから、過冷却
   度を変数とするファジイメンバーシップ関数により求め
   られた開度を入力として利用側膨張弁を制御する利用側
   膨張弁制御装置と、 を有することを特徴とする多室型空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記出口過冷却度が第2のしきい値F2iよ
   り大きく、かつ第3のしきい値F3iより小さい状態が、一
   定時間以上継続した場合には、前記開度記憶器に記憶さ
   れている開度値を、利用側膨張弁の開度値に変更する記
   憶キャンセル器を有することを特徴とする請求項1記載
   の多室型空気調和装置。
3. 【請求項３】 冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機から出さ
   れた冷媒の流路を切換える四方弁、吸熱により熱を生じ
   る熱源側熱交換器及び熱源側膨張弁を有する熱源ユニッ
   トと、熱を放出する利用側熱交換器及び利用側膨張弁を
   有する複数の利用側ユニットとを、ガス状冷媒が流れる
   ガス側配管及び液状冷媒が流れる液側配管を介して接続
   した複数の室内の空気調和を行う暖房用の多室型空気調
   和装置において、 前記圧縮機の吐出部の冷媒の過熱度を検出する吐出過熱
   度検出器と、 前記吐出過熱度と過熱度の目標値と連続する制御サイク
   ルにおける前回の制御時の過熱度とを入力として、前記
   吐出過熱度が前記目標値に一致するように熱源側膨張弁
   の開度を決定する熱源側開度決定器と、 前回の制御サイクル時の前記熱源側開度決定器の出力を
   記憶する開度記憶器と、 過熱度の4つのしきい値F1d、F2d、F3d、F4dが不等式 F
   1d≦F2d≦F3d≦F4dに示す関係を有する場合において、
   前記過熱度が第2のしきい値F2dより大きく、かつ、第3
   のしきい値F3dより小さい場合には、現在の開度を維持
   し、前記過熱度が第1のしきい値F1dより小さい場合、あ
   るいは、第4のしきい値F4dより大きい場合には、熱源側
   開度決定器が決定した開度を入力として熱源側膨張弁の
   開度を制御し、前記過熱度が第1のしきい値F1d以上、か
   つ、第2のしきい値F2d以下の場合、もしくは、第3のし
   きい値F3d以上、かつ、第4のしきい値F4d以下の場合に
   は、現在の開度と、前記熱源側開度決定器の決定した開
   度とから、過熱度を変数とするファジイメンバーシップ
   関数により求められた開度を入力として熱源側膨張弁の
   開度弁を制御する熱源側膨張弁開度制御装置と、 前記過熱度が第2のしきい値F2dより大きく、かつ、第3
   のしきい値F3dより小さい場合が一定時間以上継続した
   場合には、前記開度記憶器に記憶されている開度値を、
   熱源側膨張弁の開度値に変更する記憶キャンセル器と、 を有することを特徴とする多室型空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記利用側膨張弁の開度を検出し、検出
   された開度に応じて前記熱源側膨張弁の開度を決定する
   開度調整器を備え、 前記熱源側開度決定器において、現在の開度に代えて前
   記開度調整器で決定される開度値を用いることを特徴と
   する請求項3記載の多室型空気調和装置。
5. 【請求項５】 前記開度調整器は、前記利用側膨張弁の
   少なくとも1つの開度が全開の場合に、現在の前記熱源
   側膨張弁の開度に一定の開度を加えることにより前記熱
   源側膨張弁の開度を決定することを特徴とする請求項4
   記載の多室型空気調和装置。