(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、この四方弁の一端と接続され外気との熱交換を行う室外熱交換器と、この室外熱交換器と分岐接続され冷媒流量の調整を行う複数の膨張弁等からなる室外ユニットと、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器等からなる複数台の室内ユニットと、前記室外ユニットと前記複数の室内ユニットとをガス状冷媒が流れるガス側配管およ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調を行う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である圧縮機吐出過熱度を検出する圧縮機吐出過熱度検出器と、前記室内熱交換器の吐出部の冷媒の過冷却度である室内熱交換器出口過冷却度を検出する室内熱交換器出口過冷却度検出器と、前記室内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を設け、前記圧縮機吐出過熱度検出器により検出される圧縮機吐出過熱度、圧縮機吐出過熱度の目標値、連続する制御サイクルにおける前回の制御時の膨張弁の開いている度合を示す膨張弁開度を入力として、前記圧縮機吐出過熱度が前記圧縮機吐出過熱度の目標値に一致するように前記膨張弁開度を決定する第１開度決定器と、圧縮機吐出過熱度の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、前記圧縮機吐出過熱度が第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、現在の膨張弁開度を維持し、前記圧縮機吐出過熱度が第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、前記膨張弁開度を前記第１開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記圧縮機吐出過熱度が第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、前記膨張弁開度を前記第１開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吐出過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第２開度決定器と、前記室内熱交換器出口過冷却度検出器により検出される室内熱交換器出口過冷却度、室内熱交換器出口過冷却度の目標値、および前記第２開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記室内熱交換器出口過冷却度が前記室内熱交換器出口過冷却度の目標値に一致するように膨張弁の開度を決定する第３開度決定器と、前記空調空間の温度、前記目標温度、および前記第２開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記空調空間の温度が前記目標温度に一致するように、前記膨張弁開度を決定する第４開度決定器と、室内熱交換器出口過冷却度の４つのしきい値Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃ、Ｆ４ｃが不等式Ｆ１ｃ≦Ｆ２ｃ≦Ｆ３ｃ≦Ｆ４ｃに示す関係を有する場合に、前記室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｃより大きい場合には、前記膨張弁開度を前記第３開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過冷却度が第２のしきい値Ｆ２ｃより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｃより小さい場合には、前記膨張弁開度を前記第４開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｃ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｃ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｃ以下の場合には、前記膨張弁開度を前記第３開度決定器が決定した膨張弁開度と、前記第４開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過冷却度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第５開度決定器とからなる膨張弁制御装置を設けたことを特徴とする多室型空気調和装置。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、この四方弁の一端と接続され外気との熱交換を行う室外熱交換器と、この室外熱交換器と分岐接続され冷媒流量の調整を行う複数の膨張弁等からなる室外ユニットと、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器等からなる複数台の室内ユニットと、前記室外ユニットと前記複数の室内ユニットとをガス状冷媒が流れるガス側配管およ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調を行う多室型空気調和装置において、前記圧縮機の吸入部の冷媒の過熱度である圧縮機吸入過熱度を検出する圧縮機吸入過熱度検出器と、前記室内熱交換器の吐出部の冷媒の過熱度である室内熱交換器出口過熱度を検出する室内熱交換器出口過熱度検出器と、前記室内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を設け、前記圧縮機吸入過熱度検出器により検出される圧縮機吸入過熱度、圧縮機吸入過熱度の目標値、連続する制御サイクルにおける前回の制御時の膨張弁の開いている度合を示す膨張弁開度を入力として、前記圧縮機吸入過熱度が前記圧縮機吸入過熱度の目標値に一致するように前記膨張弁開度を決定する第６開度決定器と、圧縮機吸入過熱度の４つのしきい値Ｆ１ｓ、Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓ、Ｆ４ｓが不等式Ｆ１ｓ≦Ｆ２ｓ≦Ｆ３ｓ≦Ｆ４ｓに示す関係を有する場合に、前記圧縮機吸入過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｓより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｓより小さい場合には、現在の膨張弁開度を維持し、前記圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓより小さい場合、あるいは第４のしきい値Ｆ４ｓより大きい場合には、前記膨張弁開度を前記第６開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓ以上、かつ、第２のしきい値Ｆ２ｓ以下の場合、もしくは、第３のしきい値Ｆ３ｓ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｓ以下の場合には、前記膨張弁開度を前記第６開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吸入過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第７開度決定器と、前記室内熱交換器出口過熱度検出器により検出される室内熱交換器出口過熱度、室内熱交換器出口過熱度の目標値、および前記第７開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記室内熱交換器出口過熱度が前記室内熱交換器出口過熱度の目標値に一致するように膨張弁の開度を決定する第８開度決定器と、前記空調空間の温度、前記目標温度、および前記第７開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記空調空間の温度が前記目標温度に一致するように、前記膨張弁開度を決定する第９開度決定器と、室内熱交換器出口過熱度の４つのしきい値Ｆ１ｈ、Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈ、Ｆ４ｈが不等式Ｆ１ｈ≦Ｆ２ｈ≦Ｆ３ｈ≦Ｆ４ｈに示す関係を有する場合に、前記室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｈより大きい場合には、前記膨張弁開度を前記第８開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｈより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｈより小さい場合には、前記膨張弁開度を前記第９開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｈ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｈ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｈ以下の場合には、前記膨張弁開度を前記第８開度決定器が決定した膨張弁開度と、前記第９開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第１０開度決定器とからなる膨張弁制御装置を設けたことを特徴とする多室型空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１台の室外ユニットで複数の部屋の空調を行う多室型の空気調和装置であり、主に一般家庭で使用される住宅用多室型空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１台の室外ユニットで複数の部屋の空調を行う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保護のために圧縮機に吸入される冷媒の過熱度の制御を行う必要がある。それに加えて、室内側熱交換器から吐出される冷媒の過冷却度あるいは過熱度の制御を行えば、冷媒を各室内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】
従来、主に住宅用に用いられる多室型空気調和装置の膨張弁の制御方法は、図９に示すようなテーブルを用いた制御方式が一般的であった。図に示すように従来の住宅用の多室型空気調和装置の制御方法は、膨張弁全開時の開度を１００％とした場合、各々の空調空間の温度と目標温度との差の大小と室内ユニットの定格能力により場合分けし、各々に対応した膨張弁開度を絶対値で与えるというものであった。
【０００４】
また、主にビル用途に用いられる多室型空気調和装置の暖房運転時の制御方法としてファジィ論理を用いて行う方法が特開平４−２０３８５４号公報に示されている。以下その多室型空気調和装置の構成について図１０を参照しながら説明する。図に示すように圧縮機１０１、蒸発器１０２、蒸発器側膨張弁１０３等からなる室外ユニット１０４と、複数の室内ユニット１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃで構成されている。室内ユニット１０５ａは、凝縮器１０６ａ、凝縮器側膨張弁１０７ａ等から構成され、室内ユニット１０５ｂは、凝縮器１０６ｂ、凝縮器側膨張弁１０７ｂ等から構成され、室内ユニット１０５ｃは、凝縮器１０６ｃ、凝縮器側膨張弁１０７ｃ等から各々構成されている。圧縮機１０１により圧縮されたガス冷媒は、各室内ユニット１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに送られ、各凝縮器１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃによって室内へ熱を放出し液化された後、各凝縮器用膨張弁１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃおよび蒸発器側膨張弁１０３を経由することにより、断熱膨張をして、温度低下する。温度低下した冷媒は、蒸発器１０２により室外の熱を奪い、気化する。気化した冷媒は再び圧縮機１０１に送られる。ここで制御装置（図示せず）は、蒸発器入口温度センサ１０８により検出した温度と、圧縮機吸入口温度センサ１０９により検出した温度を用いて、圧縮機１０１に吸入される冷媒の過熱度を算出し、過熱度が設定値に一致するように、蒸発器用膨張弁１０３を操作する。また、各室の室温を室温センサ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃにより検出し、各凝縮器側膨張弁１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃの開度を操作することにより、各部屋の熱負荷に応じて冷媒を分配する。さらに、圧力センサ１１１により検出した圧力より、吐出側飽和蒸気温度を算出し、各凝縮器出口温度センサ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃにより検出した各凝縮器出口の温度とを用いて、各室内ユニット１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの過冷却度を算出する。各室内ユニットの過冷却度が設定幅よりも小さい場合あるいは大きい場合は、各凝縮器側膨張弁１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃの開度を各室内ユニットの過冷却度が、設定幅の内の値になるように操作する。このように各凝縮器側膨張弁１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃは、室温制御と過冷却度制御との２つの制御モードで操作される。この２つの制御モードはファジィ論理によって切り換えていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のテーブルを用いた制御方式では、膨張弁で圧縮機に吸入される冷媒の状態を制御することが困難であり、圧縮機保護に対して膨張弁を有効に動作させることができず、また、空調負荷に応じて段階的に膨張弁開度を切り換えるのできめ細かな空調制御の実現が困難であり、さらに、室内側熱交換器から吐出される冷媒の過冷却度あるいは過熱度の制御を行っていないので、効率の悪い運転が行われていても、その状態を回避できないという課題があった。
【０００６】
また、主にビル用途の多室型空気調和装置に用いられている制御方法は、室外ユニットに設けた蒸発器側膨張弁で吸入過熱度を制御するとともに、各々の室内ユニットに設けた凝縮器側膨張弁で空調空間の温度と室内熱交換器の出口部の冷媒の過冷却度を制御することにより、高信頼性、高効率化を図りながら空調空間の温度制御を行っているが、主に住宅に用いられる多室型空気調和装置では、冷媒通過音等の問題から膨張弁は室外ユニット内に設けるのが一般的であり、また、室外ユニットの小型軽量化、低コスト化の観点から接続される室内ユニットと等しい数の膨張弁を凝縮、蒸発兼用として室外ユニット内に付設する構成が主流となっているので、従来の主にビル用途の多室型空気調和装置に用いられている制御方法では住宅用の多室型空気調和装置の構成には対応できないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するものであり、接続される室内機と等しい数の膨張弁で暖房運転および冷房運転において高信頼性、高効率化を図りつつ良好な空調制御を行える多室型空気調和装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の多室型空気調和装置は上記目的を達成するために、圧縮機の吐出部の冷媒の過熱度である圧縮機吐出過熱度を検出する圧縮機吐出過熱度検出器と、室内熱交換器の吐出部の冷媒の過冷却度である室内熱交換器出口過冷却度を検出する室内熱交換器出口過冷却度検出器と、室内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、空調空間の温度を検出する空間温度検出器とを設け、圧縮機吐出過熱度検出器により検出される圧縮機吐出過熱度、圧縮機吐出過熱度の目標値、連続する制御サイクルにおける前回の制御時の膨張弁の開いている度合を示す膨張弁開度を入力として、圧縮機吐出過熱度が圧縮機吐出過熱度の目標値に一致するように膨張弁開度を決定する第１開度決定器と、圧縮機吐出過熱度の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、圧縮機吐出過熱度が第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、現在の膨張弁開度を維持し、圧縮機吐出過熱度が第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、膨張弁開度を第１開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、圧縮機吐出過熱度が第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、膨張弁開度を第１開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吐出過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第２開度決定器と、室内熱交換器出口過冷却度検出器により検出される室内熱交換器出口過冷却度、室内熱交換器出口過冷却度の目標値、および第２開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、室内熱交換器出口過冷却度が室内熱交換器出口過冷却度の目標値に一致するように膨張弁の開度を決定する第３開度決定器と、空調空間の温度、目標温度、および第２開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、空調空間の温度が目標温度に一致するように、膨張弁開度を決定する第４開度決定器と、室内熱交換器出口過冷却度の４つのしきい値Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃ、Ｆ４ｃが不等式Ｆ１ｃ≦Ｆ２ｃ≦Ｆ３ｃ≦Ｆ４ｃに示す関係を有する場合に、室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｃより大きい場合には、膨張弁開度を第３開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過冷却度が第２のしきい値Ｆ２ｃより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｃより小さい場合には、膨張弁開度を第４開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｃ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｃ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｃ以下の場合には、膨張弁開度を第３開度決定器が決定した膨張弁開度と、第４開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過冷却度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第５開度決定器とからなる膨張弁制御装置を設けた構成としたものである。
【０００９】
本発明によれば、第１開度決定器で、圧縮機吐出過熱度が目標値に一致するように膨張弁開度を決定し、第２開度決定器が、圧縮機吐出過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｄより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｄより小さい場合に現在の膨張弁開度を維持し、圧縮機吐出過熱度が第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より大きい場合に膨張弁の開度を第１開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、圧縮機吐出過熱度が第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以下の場合に膨張弁の開度を第１開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吐出過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する。また、第３開度決定器で、室内熱交換器出口過冷却度が目標値に一致するように膨張弁開度を決定し、第４開度決定器で空調空間の温度が目標温度に一致するように、膨張弁開度を決定し、第５開度決定器が、室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｃより大きい場合に、膨張弁の開度を第３開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過冷却度が第２のしきい値Ｆ２ｃより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｃより小さい場合に膨張弁の開度を第４開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｃ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｃ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｃ以下の場合に膨張弁の開度を第３開度決定器が決定した膨張弁開度と、第４開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過冷却度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定するので、暖房運転において、接続される室内ユニットと等しい数の膨張弁で、高信頼性、高効率化を図りつつ良好な空調制御を行うことができる多室型空気調和装置が得られる。
【００１０】
また他の手段は、圧縮機の吸入部の冷媒の過熱度である圧縮機吸入過熱度を検出する圧縮機吸入過熱度検出器と、室内熱交換器の吐出部の冷媒の過熱度である室内熱交換器出口過熱度を検出する室内熱交換器出口過熱度検出器と、室内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、空調空間の温度を検出する空間温度検出器とを設け、圧縮機吸入過熱度検出器により検出される圧縮機吸入過熱度、圧縮機吸入過熱度の目標値、連続する制御サイクルにおける前回の制御時の膨張弁の開いている度合を示す膨張弁開度を入力として、圧縮機吸入過熱度が圧縮機吸入過熱度の目標値に一致するように膨張弁開度を決定する第６開度決定器と、圧縮機吸入過熱度の４つのしきい値Ｆ１ｓ、Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓ、Ｆ４ｓが不等式Ｆ１ｓ≦Ｆ２ｓ≦Ｆ３ｓ≦Ｆ４ｓに示す関係を有する場合に、圧縮機吸入過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｓより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｓより小さい場合には、現在の膨張弁開度を維持し、圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓより小さい場合、あるいは第４のしきい値Ｆ４ｓより大きい場合には、膨張弁開度を第６開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓ以上、かつ、第２のしきい値Ｆ２ｓ以下の場合、もしくは、第３のしきい値Ｆ３ｓ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｓ以下の場合には、膨張弁開度を第６開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吸入過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第７開度決定器と、室内熱交換器出口過熱度検出器により検出される室内熱交換器出口過熱度、室内熱交換器出口過熱度の目標値、および第７開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、室内熱交換器出口過熱度が室内熱交換器出口過熱度の目標値に一致するように膨張弁の開度を決定する第８開度決定器と、空調空間の温度、目標温度、および第７開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、空調空間の温度が目標温度に一致するように、膨張弁開度を決定する第９開度決定器と、室内熱交換器出口過熱度の４つのしきい値Ｆ１ｈ、Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈ、Ｆ４ｈが不等式Ｆ１ｈ≦Ｆ２ｈ≦Ｆ３ｈ≦Ｆ４ｈに示す関係を有する場合に、室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｈより大きい場合には、膨張弁開度を第８開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｈより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｈより小さい場合には、膨張弁開度を第９開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｈ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｈ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｈ以下の場合には、膨張弁開度を第８開度決定器が決定した膨張弁開度と、第９開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第１０開度決定器とからなる膨張弁制御装置を設けた構成としたものである。
【００１１】
そして本発明によれば、第６開度決定器で、圧縮機吸入過熱度が目標値に一致するように膨張弁開度を決定し、第７開度決定器が、圧縮機吸入過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｓより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｓより小さい場合に現在の膨張弁開度を維持し、圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓより小さい場合、あるいは第４のしきい値Ｆ４ｓより大きい場合に膨張弁の開度を第６開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓ以上、かつ、第２のしきい値Ｆ２ｓ以下の場合、もしくは、第３のしきい値Ｆ３ｓ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｓ以下の場合に膨張弁の開度を第６開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吐出過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する。また、第８開度決定器で、室内熱交換器出口過熱度が目標値に一致するように膨張弁開度を決定し、第９開度決定器で空調空間の温度が目標温度に一致するように、膨張弁開度を決定し、第１０開度決定器が、室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｈより大きい場合に、膨張弁の開度を第８開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｈより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｈより小さい場合に膨張弁の開度を第９開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｈ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｈ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｈ以下の場合に膨張弁の開度を第８開度決定器が決定した膨張弁開度と、第９開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定するので、冷房運転において、接続される室内ユニットと等しい数の膨張弁で、高信頼性、高効率化を図りつつ良好な空調制御を行うことができる多室型空気調和装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、この四方弁の一端と接続され外気との熱交換を行う室外熱交換器と、この室外熱交換器と分岐接続され冷媒流量の調整を行う複数の膨張弁等からなる室外ユニットと、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器等からなる複数台の室内ユニットと、前記室外ユニットと前記複数の室内ユニットとをガス状冷媒が流れるガス側配管およ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調を行う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である圧縮機吐出過熱度を検出する圧縮機吐出過熱度検出器と、前記室内熱交換器の吐出部の冷媒の過冷却度である室内熱交換器出口過冷却度を検出する室内熱交換器出口過冷却度検出器と、前記室内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を設け、前記圧縮機吐出過熱度検出器により検出される圧縮機吐出過熱度、圧縮機吐出過熱度の目標値、連続する制御サイクルにおける前回の制御時の膨張弁の開いている度合を示す膨張弁開度を入力として、前記圧縮機吐出過熱度が前記圧縮機吐出過熱度の目標値に一致するように前記膨張弁開度を決定する第１開度決定器と、圧縮機吐出過熱度の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、前記圧縮機吐出過熱度が第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、現在の膨張弁開度を維持し、前記圧縮機吐出過熱度が第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、前記膨張弁開度を前記第１開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記圧縮機吐出過熱度が第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、前記膨張弁開度を前記第１開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吐出過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第２開度決定器と、前記室内熱交換器出口過冷却度検出器により検出される室内熱交換器出口過冷却度、室内熱交換器出口過冷却度の目標値、および前記第２開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記室内熱交換器出口過冷却度が前記室内熱交換器出口過冷却度の目標値に一致するように膨張弁の開度を決定する第３開度決定器と、前記空調空間の温度、前記目標温度、および前記第２開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記空調空間の温度が前記目標温度に一致するように、前記膨張弁開度を決定する第４開度決定器と、室内熱交換器出口過冷却度の４つのしきい値Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃ、Ｆ４ｃが不等式Ｆ１ｃ≦Ｆ２ｃ≦Ｆ３ｃ≦Ｆ４ｃに示す関係を有する場合に、前記室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｃより大きい場合には、前記膨張弁開度を前記第３開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過冷却度が第２のしきい値Ｆ２ｃより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｃより小さい場合には、前記膨張弁開度を前記第４開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過冷却度が第１のしきい値Ｆ１ｃ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｃ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｃ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｃ以下の場合には、前記膨張弁開度を前記第３開度決定器が決定した膨張弁開度と、前記第４開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過冷却度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第５開度決定器とからなる膨張弁制御装置を設けた構成としたものであり、暖房運転時に膨張弁で圧縮機吐出過熱度を制御することにより、吐出温度の上昇や圧縮機へ湿り状態の冷媒が吸入される液バックを抑制し、また、ファジィ推論を用いるので膨張弁が吐出過熱度を制御するため頻繁に動作せず安定したサイクル状態を維持でき、更に空調空間の温度制御と室内熱交換器から吐出した冷媒の過冷却度の制御をファジィ推論を用いて切換、融合するので室内熱交換器において室内空気と冷媒の熱交換を効率良く行いつつ空調空間の温度を良好に制御できるという作用を有する。
【００１３】
また、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、この四方弁の一端と接続され外気との熱交換を行う室外熱交換器と、この室外熱交換器と分岐接続され冷媒流量の調整を行う複数の膨張弁等からなる室外ユニットと、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器等からなる複数台の室内ユニットと、前記室外ユニットと前記複数の室内ユニットとをガス状冷媒が流れるガス側配管およ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調を行う多室型空気調和装置において、前記圧縮機の吸入部の冷媒の過熱度である圧縮機吸入過熱度を検出する圧縮機吸入過熱度検出器と、前記室内熱交換器の吐出部の冷媒の過熱度である室内熱交換器出口過熱度を検出する室内熱交換器出口過熱度検出器と、前記室内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を設け、前記圧縮機吸入過熱度検出器により検出される圧縮機吸入過熱度、圧縮機吸入過熱度の目標値、連続する制御サイクルにおける前回の制御時の膨張弁の開いている度合を示す膨張弁開度を入力として、前記圧縮機吸入過熱度が前記圧縮機吸入過熱度の目標値に一致するように前記膨張弁開度を決定する第６開度決定器と、圧縮機吸入過熱度の４つのしきい値Ｆ１ｓ、Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓ、Ｆ４ｓが不等式Ｆ１ｓ≦Ｆ２ｓ≦Ｆ３ｓ≦Ｆ４ｓに示す関係を有する場合に、前記圧縮機吸入過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｓより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｓより小さい場合には、現在の膨張弁開度を維持し、前記圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓより小さい場合、あるいは第４のしきい値Ｆ４ｓより大きい場合には、前記膨張弁開度を前記第６開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記圧縮機吸入過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｓ以上、かつ、第２のしきい値Ｆ２ｓ以下の場合、もしくは、第３のしきい値Ｆ３ｓ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｓ以下の場合には、前記膨張弁開度を前記第６開度決定器が決定した膨張弁開度と、現在の膨張弁開度とから、圧縮機吸入過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第７開度決定器と、前記室内熱交換器出口過熱度検出器により検出される室内熱交換器出口過熱度、室内熱交換器出口過熱度の目標値、および前記第７開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記室内熱交換器出口過熱度が前記室内熱交換器出口過熱度の目標値に一致するように膨張弁の開度を決定する第８開度決定器と、前記空調空間の温度、前記目標温度、および前記第７開度決定器が決定した膨張弁開度を入力として、前記空調空間の温度が前記目標温度に一致するように、前記膨張弁開度を決定する第９開度決定器と、室内熱交換器出口過熱度の４つのしきい値Ｆ１ｈ、Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈ、Ｆ４ｈが不等式Ｆ１ｈ≦Ｆ２ｈ≦Ｆ３ｈ≦Ｆ４ｈに示す関係を有する場合に、前記室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈより小さいか、もしくは、第４のしきい値Ｆ４ｈより大きい場合には、前記膨張弁開度を前記第８開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過熱度が第２のしきい値Ｆ２ｈより大きく、かつ、第３のしきい値Ｆ３ｈより小さい場合には、前記膨張弁開度を前記第９開度決定器が決定した膨張弁開度に決定し、前記室内熱交換器出口過熱度が第１のしきい値Ｆ１ｈ以上、かつ第２のしきい値Ｆ２ｈ以下の場合、もしくは第３のしきい値Ｆ３ｈ以上、かつ、第４のしきい値Ｆ４ｈ以下の場合には、前記膨張弁開度を前記第８開度決定器が決定した膨張弁開度と、前記第９開度決定器が決定した膨張弁開度とから室内熱交換器出口過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数により求められた膨張弁開度に決定する第１０開度決定器とからなる膨張弁制御装置を設けた構成としたものであり、冷房運転時に膨張弁で圧縮機吸入過熱度を制御することにより、吐出温度の上昇や圧縮機へ湿り状態の冷媒が吸入される液バックを抑制し、また、ファジィ推論を用いるので膨張弁が吸入過熱度を制御するため頻繁に動作せず安定したサイクル状態を維持でき、更に空調空間の温度制御と室内熱交換器から吐出した冷媒の過熱度の制御をファジィ推論を用いて切換、融合するので室内熱交換器において室内空気と冷媒の熱交換を効率良く行いつつ空調空間の温度を良好に制御できるという作用を有する。
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
図１は、多室型空気調和装置の暖房運転時の全体構成図を示している。
【００１６】
図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１、圧縮機１から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁２、室外熱交換器３、室外熱交換器３に外気を送風する室外ファン４、室外熱交換器３と分岐接続される膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃとから構成される室外ユニット６と、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃに各々室内空気を送風する室内ファン８ａ、８ｂ、８ｃ等から構成される室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃとをガス側配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび液側配管１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して接続した構成となっている。室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃは、各々が空調を行う３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに配置されている。また、室外ユニット６には、圧縮機１の吐出部の冷媒温度を検出する吐出温度センサ１２、暖房サイクルにおいて高圧部分となる配管に設けられた圧力センサ１３、圧縮機吐出過熱度演算器１４、圧縮機吐出過熱度目標設定器１５、室内熱交換器出口過冷却度演算器１６、室内熱交換器出口過冷却度目標設定器１７が設けられている。また、室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃには、各々の空調空間Ａ、Ｂ、Ｃの温度を検出する空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、空調空間の温度を設定する空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃの出口側の冷媒温度を検出する室内熱交換器出口冷媒温度センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを設けている。さらに膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の制御を行う膨張弁制御装置２１が室外ユニット６内に設けられた構成となっている。
【００１７】
上記構成において、暖房運転を行う際の運転動作について図１を参照しながら説明する。圧縮機１で圧縮され吐出した冷媒は、四方弁２によって実線に示す方向に流れ、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度に応じて室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃに分流され、ガス側配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃを通って室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃに各々流入する。室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ内で冷媒は室内ファン８ａ、８ｂ、８ｃにより室内空気と熱交換がなされ凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、液側配管１１ａ、１１ｂ、１１ｃを通って室外ユニット６に戻り、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃのそれぞれの開度に応じて減圧された後、室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３内で冷媒は室外ファン４により、外気と熱交換がなされ蒸発気化する。蒸発気化した冷媒は再び四方弁２を通って圧縮機１に吸入されることになる。
【００１８】
次に制御動作について説明する。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。図２に暖房運転時の膨張弁制御系の制御ブロック図を示す。
【００１９】
図２に示す暖房運転時の膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度制御系は、吐出温度センサ１２、圧力センサ１３、圧縮機吐出過熱度演算器１４、圧縮機吐出過熱度目標設定器１５、室内熱交換器出口過冷却度演算器１６、室内熱交換器出口過冷却度目標設定器１７、空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、室内熱交換器出口冷媒温度センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、膨張弁制御装置２１から構成されている。
【００２０】
吐出温度センサ１２は、圧縮機１の吐出側の配管に取り付けられており、圧縮機１から吐出した冷媒の温度を検出する。圧力センサ１３は、暖房サイクルにおいて高圧部分となる配管に設けられ、高圧冷媒の圧力を検出する。圧縮機吐出過熱度演算器１４は、圧力センサ１３により検出された冷媒圧力から冷媒圧力と１対１の関係にある冷媒飽和温度を求め、その冷媒温度を吐出温度センサ１２により検出された冷媒温度から減じて圧縮機吐出過熱度ＳＨｄを算出する。圧縮機吐出過熱度ＳＨｄ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およ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を算出することにより、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。
【００２１】
圧縮機吐出過熱度目標設定器１５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。
【００２２】
室内熱交換器出口過冷却度演算器１６は、圧力センサ１３で検出される高圧側の冷媒圧力と１対１の関係にある冷媒飽和温度を求め、その冷媒飽和温度から室内熱交換器出口冷媒温度センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより検出される室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃの吐出部分の冷媒温度を各々減じて室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃの吐出部分での冷媒の過冷却度である室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃを算出する装置である。
【００２３】
室内熱交換器出口過冷却度目標設定器１７は、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ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、最適と思われる室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃ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、後述する室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃの適正範囲内のある値が用いられる。
【００２４】
空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは室内ファン８ａ、８ｂ、８ｃの空気吸入口における空気温度を測定する。
【００２５】
空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ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。
【００２６】
膨張弁制御装置２１は、圧縮機吐出過熱度演算器１４で算出される圧縮機吐出過熱度ＳＨｄと、圧縮機吐出過熱度目標設定器１５で設定される圧縮機吐出過熱度目標値と、室内熱交換器出口過冷却度演算器１６で算出される室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃと、室内熱交換器出口過冷却度目標設定器１７で設定される室内熱交換器出口過冷却度目標値と、空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃで検出される空調空間温度と、空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃで設定されている目標温度とから膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の制御を行う装置である。膨張弁制御装置２１は、以下に説明する前回値記憶器２２、第１開度決定器２３、第２開度決定器２４、第３開度決定器２５、第４開度決定器２６、第５開度決定器２７とから構成されている。
【００２７】
前回値記憶器２２は、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の制御をする度にその開度ＵＬａ、ＵＬｂ、ＵＬｃを記憶しておく装置である。なお、利用側膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃは、０パルス（全閉）〜５００パルス（全開）の動作範囲を有する。
【００２８】
第１開度決定器２３においては、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄが後述する圧縮機吐出過熱度のしきい値Ｆ２ｄ、Ｆ３ｄに対して
式（１）  ＳＨｄ≦Ｆ２ｄ、Ｆ３ｄ≧ＳＨｄ
に示す関係にある時、圧縮機吐出過熱度演算器１４によって演算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１５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、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの各々の開度の変化量が演算される。その演算結果が前回値記憶器２２に記憶されている前回制御時の膨張弁開度ＵＬａ、ＵＬｂ、ＵＬｃに各々加算されることにより、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの次回の制御サイクルにおける開度Ｕ１ａ、Ｕ１ｂ、Ｕ１ｃが決定される。第１開度決定器２３には既知の速度型Ｉ−Ｐ制御装置が使用される。
【００２９】
第２開度決定器２４は、前回値記憶器２２により記憶されている開度ＵＬａ、ＵＬｂ、ＵＬｃと第１開度決定器２３で決定された開度Ｕ１ａ、Ｕ１ｂ、Ｕ１ｃとから図３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、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃを決定する装置である。第２開度決定器２４で行われるファジィ演算には、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、式（２）で与えられる前回値記憶器２２で記憶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、式（３）で与えられる圧縮機吐出過熱度ＳＨｄの制御のファジィメンバーシップ関数ψ２ｄとが用いられる。式（２）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となる。
【００３０】
式（２）
［ＳＨｄ＜Ｆ１ｄ］→０
［Ｆ１ｄ≦ＳＨｄ≦Ｆ２ｄ］→（ＳＨｄ−Ｆ１ｄ）／（Ｆ２ｄ−Ｆ１ｄ）
［Ｆ２ｄ＜ＳＨｄ＜Ｆ３ｄ］→１
式（３）
［Ｆ３ｄ≦ＳＨｄ≦Ｆ４ｄ］→（ＳＨｄ−Ｆ４ｄ）／（Ｆ３ｄ−Ｆ４ｄ）
［Ｆ４ｄ＜ＳＨｄ］→０
ψ２ｄ＝１−ψ１ｄ
上記関数ψ１ｄ及びψ２ｄを用いることにより、膨張弁開度Ｕ２ｉ（ｉはａ、ｂ、ｃ）は、式（４）により算出される。
【００３１】
式（４）
Ｕ２ｉ＝ψ１ｄ×ＵＬｉ＋ψ２ｄ×Ｕ２ｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
また、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄのしきい値Ｆ１ｄ、Ｆ２ｄ、Ｆ３ｄ、Ｆ４ｄは、制御サイクル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、
Ｆ１ｄ＝１５、Ｆ２ｄ＝２０、Ｆ３ｄ＝５０、Ｆ４ｄ＝６０
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。なお、圧縮機吐出過熱度目標設定器１５で設定される圧縮機吐出過熱度目標値には、適正範囲内のある値、例えばＦ２ｄとＦ３ｄの中心値である３５が用いられる。
【００３２】
第３開度決定器２５においては、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）が後述する室内熱交換器出口過冷却度のしきい値Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃに対して、
式（５）
ＳＣｉ≦Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃ≦ＳＣｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
に示す関係にある時、室内熱交換器出口過冷却度演算器１６によって演算される各々の室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃが室内熱交換器出口過冷却度目標設定器１７で設定されている室内熱交換器出口過冷却度の目標値に一致させるように、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の変化量が各々演算される。その演算結果が第２開度決定器２４で決定された膨張弁開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃに各々加算されることにより膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの次回の制御サイクルにおける各々の開度Ｕ３ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃが決定される。第３開度決定器２５には既知の速度型Ｉ−Ｐ制御装置が使用される。
【００３３】
第４開度決定器２６においては、空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃによって検出される各々の空調空間の温度を空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃで設定されている各々の目標温度に一致させるように、現在の膨張弁開度５ａ、５ｂ、５ｃからの必要な変化量が各々演算される。その演算結果を第２開度決定器２４で決定された膨張弁開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃに各々加算することにより、第４開度決定器２６において膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの次回の制御サイクルにおける各々の開度Ｕ４ａ、Ｕ４ｂ、Ｕ４ｃが決定される。第４開度決定器２６には既知の速度型Ｉ−Ｐ制御装置が使用される。
【００３４】
第５開度決定器２７は、第３開度決定器２５で決定された開度Ｕ３ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃと第４開度決定器２６で決定された開度Ｕ４ａ、Ｕ４ｂ、Ｕ４ｃとから図４に示す、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を変数とするファジィメンバーシップ関数に基づき、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃを操作する開度を決定する。この第５開度決定器２７で行われるファジィ演算には、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（６）で与えられる室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｉの制御のファジィメンバーシップ関数ψ１ｉと、式（７）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ψ２ｉとが用いられる。式（６）において、あらかじめ定められた室内熱交換器出口過冷却度のしきい値Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃ、Ｆ４ｃと室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）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ψ１ｉの値は、それぞれ右側に示す値となる。
【００３５】
式（６）
［ＳＣｉ＜Ｆ１ｃ］→１
［Ｆ１ｃ≦ＳＣｉ≦Ｆ２ｃ］→（Ｆ２ｃ−ＳＣｉ）／（Ｆ２ｃ−Ｆ１ｃ）
［Ｆ２ｃ＜ＳＣｉ＜Ｆ３ｃ］→０
式（７）
［Ｆ３ｃ≦ＳＣｉ≦Ｆ４ｃ］→（Ｆ３ｃ−ＳＣｉ）／（Ｆ３ｃ−Ｆ４ｃ）
［Ｆ４ｃ＜ＳＣｉ］→１
ψ２ｉ＝１−ψ１ｉ
上記のファジィメンバーシップ関数ψ１ｉ、ψ２ｉを用いることにより、実際の制御における膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃは、式（８）により算出される。
【００３６】
式（８）
Ｕ５ｉ＝ψ１ｉ×Ｕ３ｉ＋ψ２ｉ×Ｕ４ｉ （ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
また、室内熱交換器出口過冷却度のしきい値Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃ、Ｆ４ｃは、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃの効率と室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃ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、Ｆ１ｃ＝５、Ｆ２ｃ＝７、Ｆ３ｃ＝１７、Ｆ４ｃ＝２０と設定する。
【００３７】
そしてしきい値Ｆ１ｃからＦ４ｃの間を室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃの許容範囲とし、しきい値Ｆ２ｃからＦ３ｃの間を室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃの適正範囲とする。また、室内熱交換器出口過冷却度目標設定器１７で設定される室内熱交換器出口過冷却度目標値には、適正範囲内のある値、例えばＦ２ｃとＦ３ｃの中心値である１２が用いられる。なお、制御動作を起動する時には、第５開度決定器２７は、膨張弁開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃが全開時の４０％の開度２００パルス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。
【００３８】
以上の構成からなる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５開度決定器２７の開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃは全開時の４０％の開度を示す信号を出力するので、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの初期開度は、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄ、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃ、室温等に関わらず全て２００パルスとなる。
【００４０】
そして、起動後の第１回の制御サイクルにおいて、前回値記憶器２２には、前回の膨張弁開度である初期開度２００パルスが記憶される。すなわち、
ＵＬａ＝Ｕ５ａ＝２００
ＵＬｂ＝Ｕ５ｂ＝２００
ＵＬｃ＝Ｕ５ｃ＝２００となる。
【００４１】
第１開度決定器２３では、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄを目標値まで増加させるため膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度変化量として、現在の開度から各々２０％減少するように演算されると仮定すると、第１開度決定器２３で決定される膨張弁開度Ｕ１ａ、Ｕ１ｂ、Ｕ１ｃは、
Ｕ１ａ＝ＵＬａ−ＵＬａ×０．２＝２００−２００×０．２＝１６０（パルス）
Ｕ１ｂ＝ＵＬｂ−ＵＬｂ×０．２＝２００−２００×０．２＝１６０（パルス）
Ｕ１ｃ＝ＵＬｃ−ＵＬｃ×０．２＝２００−２００×０．２＝１６０（パルス）となる。
【００４２】
その時の圧縮機吐出過熱度ＳＨｄが１０Ｋであったとすると、式（２）、式（３）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｄとψ２ｄの値はそれぞれ、ψ１ｄ＝０、ψ２ｄ＝１となる。従って第２開度決定器２４でファジィ演算により決定される膨張弁開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃは、
Ｕ２ａ＝ψ１ｄ×ＵＬａ＋ψ２ｄ×Ｕ１ａ＝０×２００＋１×１６０＝１６０（パルス）
Ｕ２ｂ＝ψ１ｄ×ＵＬｂ＋ψ２ｄ×Ｕ１ｂ＝０×２００＋１×１６０＝１６０（パルス）
Ｕ２ｃ＝ψ１ｄ×ＵＬｃ＋ψ２ｄ×Ｕ１ｃ＝０×２００＋１×１６０＝１６０（パルス）となり、初期開度から４０パルス閉められる。
【００４３】
第２開度決定器２４で演算された膨張弁開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃは、第３開度決定器２５および第４開度決定器２６に出力される。その時の室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃが全て２Ｋであり、第３開度決定器２５において、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃを目標値まで増加させるために膨張弁開度の変化量として、各々１０パルス減少するように演算されると仮定すると、第３開度決定器２５で決定される膨張弁開度Ｕ３ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃは、
Ｕ３ａ＝Ｕ２ａ−１０＝１６０−１０＝１５０（パルス）
Ｕ３ｂ＝Ｕ２ｂ−１０＝１６０−１０＝１５０（パルス）
Ｕ３ｃ＝Ｕ２ｃ−１０＝１６０−１０＝１５０（パルス）となる。
【００４４】
一方、各々の空調空間Ａ、Ｂ、Ｃの温度をそれぞれ上げるために、第４開度決定器２６において、膨張弁開度の変化量として、各々４０パルス増加するように演算されると仮定すると、第４開度決定器２６で決定される膨張弁開度Ｕ４ａ、Ｕ４ｂ、Ｕ４ｃは、
Ｕ４ａ＝Ｕ２ａ＋４０＝１６０＋４０＝２００（パルス）
Ｕ４ｂ＝Ｕ２ｂ＋４０＝１６０＋４０＝２００（パルス）
Ｕ４ｃ＝Ｕ２ｃ＋４０＝１６０＋４０＝２００（パルス）となる。
【００４５】
ここで室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃは全て２Ｋであるので、式（６）、式（７）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｉとψ２ｉの値はそれぞれ、
ψ１ａ＝１、ψ２ａ＝０
ψ１ｂ＝１、ψ２ｂ＝０
ψ１ｃ＝１、ψ２ｃ＝０となる。
【００４６】
従って第５開度決定器２７でファジィ演算により得られる膨張弁開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃは、
Ｕ５ａ＝ψ１ａ×Ｕ３ａ＋ψ２ａ×Ｕ４ａ＝１×１５０＋０×２００＝１５０（パルス）
Ｕ５ｂ＝ψ１ｂ×Ｕ３ｂ＋ψ２ｂ×Ｕ４ｂ＝１×１５０＋０×２００＝１５０（パルス）
Ｕ５ｃ＝ψ１ｃ×Ｕ３ｃ＋ψ２ｃ×Ｕ４ｃ＝１×１５０＋０×２００＝１５０（パルス）となり、初期開度２００パルスから５０パルス閉められることになる。
【００４７】
つまり装置起動時のように冷凍サイクルの挙動が不安定であり、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄや室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃが確保できない運転状態のときには、適正なサイクル状態となるように膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃは操作される。また、この時点で前回値記憶器２２には、第５開度決定器２７で決定した膨張弁開度開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃが記憶される。すなわち、
ＵＬａ＝Ｕ５ａ＝１５０
ＵＬｂ＝Ｕ５ｂ＝１５０
ＵＬｃ＝Ｕ５ｃ＝１５０となる。
【００４８】
次に第２回目の制御サイクルにおいて、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度が各々２００パルスから１５０パルスに減少したことにより、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄが１０Ｋから１７．５Ｋに、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃが各々２Ｋから６Ｋに上昇したとする。
【００４９】
第１開度決定器２３では、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄを目標値まで増加させるため膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度変化量として、現在の開度から各々１６％減少するように演算されると仮定すると、第１開度決定器２３で決定される膨張弁開度Ｕ１ａ、Ｕ１ｂ、Ｕ１ｃは、
Ｕ１ａ＝ＵＬａ−ＵＬａ×０．１６＝１５０−１５０×０．１６＝１２６（パルス）
Ｕ１ｂ＝ＵＬｂ−ＵＬｂ×０．１６＝１５０−１５０×０．１６＝１２６（パルス）
Ｕ１ｃ＝ＵＬｃ−ＵＬｃ×０．１６＝１５０−１５０×０．１６＝１２６（パルス）となる。
【００５０】
その時の圧縮機吐出過熱度ＳＨｄは１７．５Ｋであるので、式（２）、式（３）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｄとψ２ｄの値はそれぞれ、
ψ１ｄ＝０．５、ψ２ｄ＝０．５となる。
【００５１】
従って第２開度決定器２４でファジィ演算により決定される膨張弁開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃは、
Ｕ２ａ＝ψ１ｄ×ＵＬａ＋ψ２ｄ×Ｕ１ａ＝０．５×１５０＋０．５×１２６＝１３８（パルス）
Ｕ２ｂ＝ψ１ｄ×ＵＬｂ＋ψ２ｄ×Ｕ１ｂ＝０．５×１５０＋０．５×１２６＝１３８（パルス）
Ｕ２ｃ＝ψ１ｄ×ＵＬｃ＋ψ２ｄ×Ｕ１ｃ＝０．５×１５０＋０．５×１２６＝１３８（パルス）となる。
【００５２】
第３開度決定器２５において、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃを目標値まで増加させるために膨張弁開度の変化量として、各々８パルス減少するように演算されると仮定すると、第３開度決定器２５で決定される膨張弁開度Ｕ３ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃは、
Ｕ３ａ＝Ｕ２ａ−８＝１３８−８＝１３０（パルス）
Ｕ３ｂ＝Ｕ２ｂ−８＝１３８−８＝１３０（パルス）
Ｕ３ｃ＝Ｕ２ｃ−８＝１３８−８＝１３０（パルス）となる。
【００５３】
一方、第４開度決定器２６において空調空間Ａの温度を上げるため、膨張弁５ａの開度の変化量として１２パルス増加するように演算され、空調空間Ｂ、Ｃは、空調空間Ａよりも空調負荷が大きく膨張弁５ｂ、５ｃの開度の変化量として各々３２パルス増加するように演算されると仮定すると、第４開度決定器２６で決定される膨張弁開度Ｕ４ａ、Ｕ４ｂ、Ｕ４ｃは、
Ｕ４ａ＝Ｕ２ａ＋１２＝１３８＋１２＝１５０（パルス）
Ｕ４ｂ＝Ｕ２ｂ＋３２＝１３８＋３２＝１７０（パルス）
Ｕ４ｃ＝Ｕ２ｃ＋３２＝１３８＋３２＝１７０（パルス）となる。
【００５４】
ここで室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃは全て６Ｋであるので、式（６）、式（７）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｉとψ２ｉの値はそれぞれ、
ψ１ａ＝０．５、ψ２ａ＝０．５
ψ１ｂ＝０．５、ψ２ｂ＝０．５
ψ１ｃ＝０．５、ψ２ｃ＝０．５となる。
【００５５】
従って第５開度決定器２７でファジィ演算により得られる膨張弁開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃは、
Ｕ５ａ＝ψ１ａ×Ｕ３ａ＋ψ２ａ×Ｕ４ａ＝０．５×１３０＋０．５×１５０＝１４０（パルス）
Ｕ５ｂ＝ψ１ｂ×Ｕ３ｂ＋ψ２ｂ×Ｕ４ｂ＝０．５×１３０＋０．５×１７０＝１５０（パルス）
Ｕ５ｃ＝ψ１ｃ×Ｕ３ｃ＋ψ２ｃ×Ｕ４ｃ＝０．５×１３０＋０．５×１７０＝１５０（パルス）となり、膨張弁５ａは１０パルス閉まり、膨張弁５ｂ、５ｃは現在開度を維持することになる。
【００５６】
このように圧縮機吐出過熱度ＳＨｄ、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃが確保され出し、適正なサイクル運転状態に近づいた際には、効率の良い運転を行うため更にサイクル状態の適正化を図るとともに、空調空間Ａ、Ｂ、Ｃの各々の空調負荷に対応するように膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃは操作される。また、この時点で前回値記憶器２２には、第５開度決定器２７で決定した膨張弁開度開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃが記憶される。すなわち、
ＵＬａ＝Ｕ５ａ＝１４０
ＵＬｂ＝Ｕ５ｂ＝１５０
ＵＬｃ＝Ｕ５ｃ＝１５０となる。
【００５７】
次に第３回目の制御サイクルにおいて、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄが適正範囲内の２５Ｋに、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂが６Ｋから適正範囲内の８Ｋに上昇し、ＳＣｃは６Ｋを維持したとする。
【００５８】
第１開度決定器２３では、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄを目標値まで増加させるため膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度変化量として、現在の開度から各々１０％減少するように演算されると仮定すると、第１開度決定器２３で決定される膨張弁開度Ｕ１ａ、Ｕ１ｂ、Ｕ１ｃは、
Ｕ１ａ＝ＵＬａ−ＵＬａ×０．１＝１４０−１４０×０．１＝１２６（パルス）
Ｕ１ｂ＝ＵＬｂ−ＵＬｂ×０．１＝１５０−１５０×０．１＝１３５（パルス）
Ｕ１ｃ＝ＵＬｃ−ＵＬｃ×０．１＝１５０−１５０×０．１＝１３５（パルス）となる。
【００５９】
その時の圧縮機吐出過熱度ＳＨｄは２５Ｋであるので、式（２）、式（３）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｄとψ２ｄの値はそれぞれ、ψ１ｄ＝１、ψ２ｄ＝０となる。
【００６０】
従って第２開度決定器２４でファジィ演算により決定される膨張弁開度Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃは、
Ｕ２ａ＝ψ１ｄ×ＵＬａ＋ψ２ｄ×Ｕ１ａ＝１×１４０＋０×１２６＝１４０（パルス）
Ｕ２ｂ＝ψ１ｄ×ＵＬｂ＋ψ２ｄ×Ｕ１ｂ＝１×１５０＋０×１３５＝１５０（パルス）
Ｕ２ｃ＝ψ１ｄ×ＵＬｃ＋ψ２ｄ×Ｕ１ｃ＝１×１５０＋０×１３５＝１５０（パルス）となる。
【００６１】
第３開度決定器２５において、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃを目標値まで増加させるために膨張弁５ａ、５ｂの開度の変化量として６パルス減少するように演算され、膨張弁５ｃの開度の変化量として、８パルス減少するように演算されると仮定すると、第３開度決定器２５で決定される膨張弁開度Ｕ３ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃは、
Ｕ３ａ＝Ｕ２ａ−６＝１４０−６＝１３４（パルス）
Ｕ３ｂ＝Ｕ２ｂ−６＝１５０−６＝１４４（パルス）
Ｕ３ｃ＝Ｕ２ｃ−８＝１５０−８＝１４２（パルス）となる。
【００６２】
一方、第４開度決定器２６において空調空間Ａの温度を上げるため、膨張弁５ａの開度の変化量として１０パルス増加するように演算され、空調空間Ｂ、Ｃは、空調空間Ａよりも空調負荷が大きく膨張弁５ｂ、５ｃの開度の変化量として各々１６パルス増加するように演算されると仮定すると、第４開度決定器２６で決定される膨張弁開度Ｕ４ａ、Ｕ４ｂ、Ｕ４ｃは、
Ｕ４ａ＝Ｕ２ａ＋１０＝１４０＋１０＝１５０（パルス）
Ｕ４ｂ＝Ｕ２ｂ＋１６＝１５０＋１６＝１６６（パルス）
Ｕ４ｃ＝Ｕ２ｃ＋１６＝１５０＋１６＝１６６（パルス）となる。
【００６３】
ここで室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂは８Ｋであり、ＳＣｃは６Ｋであるので、式（６）、式（７）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｉとψ２ｉの値はそれぞれ、
ψ１ａ＝０、ψ２ａ＝１
ψ１ｂ＝０、ψ２ｂ＝１
ψ１ｃ＝０．５、ψ２ｃ＝０．５となる。
【００６４】
従って第５開度決定器２７でファジィ演算により得られる膨張弁開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃは、
Ｕ５ａ＝ψ１ａ×Ｕ３ａ＋ψ２ａ×Ｕ４ａ＝０×１３４＋１×１５０＝１５０（パルス）
Ｕ５ｂ＝ψ１ｂ×Ｕ３ｂ＋ψ２ｂ×Ｕ４ｂ＝０×１４４＋１×１６６＝１６６（パルス）
Ｕ５ｃ＝ψ１ｃ×Ｕ３ｃ＋ψ２ｃ×Ｕ４ｃ＝０．５×１４２＋０．５×１６６＝１５４（パルス）となり、膨張弁５ａは１０パルス開き、膨張弁５ｂは、１６パルス開き、膨張弁５ｃは４パルス開くことになる。
【００６５】
このように圧縮機吐出過熱度ＳＨｄが完全に確保され、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂが適正な範囲まで上昇した際には、膨張弁５ａ、５ｂは、各々の空調空間Ａ、Ｂの空調負荷に対応するように操作され、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｃは、十分には確保されていないので、膨張弁５ｃは、室内熱交換器７ｃでの効率を高めるように室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｃを上昇させるとともに、空調空間Ｃの空調負荷に対応するように操作される。
【００６６】
以上のように、全ての膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃで圧縮機吐出過熱度ＳＨｄを適正な範囲に制御するとともに、膨張弁５ａは、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａを適正な範囲に制御するとともに空調空間Ａの温度を目標温度に一致させるように制御し、膨張弁５ｂは、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｂを適正な範囲に制御するとともに空調空間Ｂの温度を目標温度に一致させるように制御し、膨張弁５ｃは、室内熱交換器出口過冷却度ＳＣｃを適正な範囲に制御するとともに空調空間Ｃの温度を目標温度に一致させるように制御するので、暖房運転において圧縮機１への液バックや圧縮機１から吐出される冷媒の温度上昇を防ぐとともに、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃで効率の良い運転を行いつつ、各々の空調空間Ａ、Ｂ、Ｃにおいて良好な空調制御を行うことができる。
【００６７】
なお、本実施例では、室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃ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、室内ユニットの数は、１台以上であれば数に制限はない。
【００６８】
また、圧縮機吐出過熱度ＳＨｄおよび室内熱交換器出口過冷却度ＳＣａ、ＳＣｂ、ＳＣｃの各しきい値および目標値は、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ、圧縮機１等の仕様により、適宜変更することが可能である。
【００６９】
また、制御動作を起動する時の第５開度決定器２７が出力する膨張弁開度Ｕ５ａ、Ｕ５ｂ、Ｕ５ｃを全開時の４０％の開度２００パルスとしたが、室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃの能力ランク、空調空間温度と目標温度の差等により各々変更することが可能であり、能力ランク、空調空間温度と目標温度の差が大きければ膨張弁開度を大きく設定し、能力ランク、空調空間温度と目標温度の差が小さければ膨張弁開度を小さく設定することが望ましい。
【００７０】
そして、使用する冷媒は、単一組成体、共沸混合体、擬似共沸混合体、非共沸混合体のいずれの種類のものであっても構わない。
【００７１】
（実施例２）
図５は、多室型空気調和装置の冷房運転時の全体構成図を示している。
【００７２】
図５に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１、圧縮機１から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁２、室外熱交換器３、室外熱交換器３に外気を送風する室外ファン４、室外熱交換器３と分岐接続される膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃとから構成される室外ユニット６と、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃに各々室内空気を送風する室内ファン８ａ、８ｂ、８ｃ等から構成される室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃとをガス側配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび液側配管１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して接続した構成となっている。
【００７３】
室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃは、各々が空調を行う３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに配置されている。また、室外ユニット６には、圧縮機１の吸入部の冷媒温度を検出する吸入温度センサ２８、冷房サイクルにおいて低圧部分となる配管に設けられた圧力センサ１３、圧縮機吸入過熱度演算器２９、圧縮機吸入過熱度目標設定器３０、冷房サイクルにおいて室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃから戻ってきた各々の冷媒温度を検出する分岐管温度センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、室内熱交換器出口過熱度演算器３２、室内熱交換器出口過熱度目標設定器３３が設けられている。
【００７４】
また、室内機ユニット９ａ、９ｂ、９ｃには、各々の空調空間Ａ、Ｂ、Ｃの温度を検出する空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、空調空間の温度を設定する空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃを設けている。さらに膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の制御を行う膨張弁制御装置３４が室外ユニット６内に設けられた構成となっている。
【００７５】
上記構成において、冷房運転を行う際の運転動作について図５を参照しながら説明する。圧縮機１で圧縮され吐出した冷媒は、四方弁２によって実線に示す方向に流れ、室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３内で冷媒は室外ファン４により、外気と熱交換がなされ凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃのそれぞれの開度に応じて減圧されるとともに室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃに分流され、液側配管１１ａ、１１ｂ、１１ｃを通って室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃに各々流入する。室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ内で冷媒は室内ファン８ａ、８ｂ、８ｃにより室内空気と熱交換がなされ蒸発気化する。蒸発気化した冷媒は、ガス側配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃを通って室外ユニット６に戻り、再び四方弁２を通って圧縮機１に吸入されることになる。
【００７６】
次に制御動作について説明する。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。図６に冷房運転時の膨張弁制御系の制御ブロック図を示す。
【００７７】
図６に示す冷房運転時の膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度制御系は、吸入温度センサ２８、圧力センサ１３、圧縮機吸入過熱度演算器２９、圧縮機吸入過熱度目標設定器３０、分岐管温度センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、室内熱交換器出口過熱度演算器３２、室内熱交換器出口過熱度目標設定器３３、空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、膨張弁制御装置３４から構成されている。
【００７８】
吸入温度センサ２８は、圧縮機１の吸入側の配管に取り付けられており、圧縮機１に吸入される冷媒の温度を検出する。圧力センサ１３は、冷房サイクルにおいて低圧部分となる配管に設けられ、低圧冷媒の圧力を検出する。圧縮機吸入過熱度演算器２９は、圧力センサ１３により検出された冷媒圧力から冷媒圧力と１対１の関係にある冷媒飽和温度を求め、その冷媒温度を吸入温度センサ２８により検出された冷媒温度から減じて圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを算出する。
【００７９】
圧縮機吸入過熱度目標設定器３０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ＳＨｓ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、後述する圧縮機吸入過熱度ＳＨｓの適正範囲内のある値が用いられる。分岐管温度センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、室外ユニット６内で室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃと各々接続するため分岐された配管であり、かつ冷房運転時に低圧となる配管に取り付けられており、冷房運転において、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃから吐出しガス側配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃを通って室外ユニット６内に戻ってきた各々の冷媒温度を検出する。
【００８０】
室内熱交換器出口過熱度演算器３２は、圧力センサ１３で検出される低圧側の冷媒圧力と１対１の関係にある冷媒飽和温度を求め、その冷媒飽和温度を分岐管温度センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃにより検出される冷媒温度から各々減じて室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃから吐出した冷媒の過熱度である室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃを算出する装置である。
【００８１】
室内熱交換器出口過熱度目標設定器３３は、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ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、最適と思われる室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃ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、後述する室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃの適正範囲内のある値が用いられる。
【００８２】
空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは室内ファン８ａ、８ｂ、８ｃの空気吸入口における空気温度を測定する。
【００８３】
空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ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。
【００８４】
膨張弁制御装置３４は、圧縮機吸入過熱度演算器２９で算出される圧縮機吸入過熱度ＳＨｓと、圧縮機吸入過熱度目標設定器３０で設定される圧縮機吸入過熱度目標値と、室内熱交換器出口過熱度演算器３２で算出される室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃと、室内熱交換器出口過熱度目標設定器３３で設定される室内熱交換器出口過熱度目標値と、空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃで検出される空調空間温度と、空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃで設定されている目標温度とから膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の制御を行う装置である。膨張弁制御装置３４は、以下に説明する前回値記憶器２２、第６開度決定器３５、第７開度決定器３６、第８開度決定器３７、第９開度決定器３８、第１０開度決定器３９とから構成されている。
【００８５】
前回値記憶器２２は、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の制御をする度にその開度ＵＬａ、ＵＬｂ、ＵＬｃを記憶しておく装置である。なお、利用側膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃは、０パルス（全閉）〜５００パルス（全開）の動作範囲を有する。
【００８６】
第６開度決定器３５においては、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓが後述する圧縮機吸入過熱度のしきい値Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓに対して、
式（９）
ＳＨｓ≦Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓ≧ＳＨｓ
に示す関係にある時、圧縮機吸入過熱度演算器２９によって演算される圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを圧縮機吸入過熱度目標設定器３０で設定されている圧縮機吸入過熱度目標値に一致させるように、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの各々の開度の変化量が演算される。その演算結果が前回値記憶器２２に記憶されている前回制御時の膨張弁開度ＵＬａ、ＵＬｂ、ＵＬｃに各々加算されることにより、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの次回の制御サイクルにおける開度Ｕ６ａ、Ｕ６ｂ、Ｕ６ｃが決定される。第６開度決定器３５には既知の速度型Ｉ−Ｐ制御装置が使用される。
【００８７】
第７開度決定器３６は、前回値記憶器２２により記憶されている開度ＵＬａ、ＵＬｂ、ＵＬｃと第６開度決定器３５で決定された開度Ｕ６ａ、Ｕ６ｂ、Ｕ６ｃとから図７に示す、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを変数とするファジィメンバーシップ関数に基づき、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃを決定する装置である。第７開度決定器３６で行われるファジィ演算には、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、式（１０）で与えられる前回値記憶器２２で記憶される開度による制御のファジィメンバーシップ関数ψ１ｓと、式（１１）で与えられる圧縮機吸入過熱度ＳＨｓの制御のファジィメンバーシップ関数ψ２ｓとが用いられる。式（１０）において、４つのしきい値Ｆ１ｓ、Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓ、Ｆ４ｓと圧縮機吸入過熱度ＳＨｓ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ψ１ｓの値は、それぞれの右側に示す値となる。
【００８８】
式（１０）
［ＳＨｓ＜Ｆ１ｓ］→０
［Ｆ１ｓ≦ＳＨｓ≦Ｆ２ｓ］→（ＳＨｓ−Ｆ１ｓ）／（Ｆ２ｓ−Ｆ１ｓ）
［Ｆ２ｓ＜ＳＨｓ＜Ｆ３ｓ］→１
式（１１）
［Ｆ３ｓ≦ＳＨｓ≦Ｆ４ｓ］→（ＳＨｓ−Ｆ４ｓ）／（Ｆ３ｓ−Ｆ４ｓ）
［Ｆ４ｓ＜ＳＨｓ］→０
ψ２ｓ＝１−ψ１ｓ
上記関数ψ１ｓ及びψ２ｓを用いることにより、膨張弁開度Ｕ７ｉ（ｉはａ、ｂ、ｃ）は、式（１２）により算出される。
【００８９】
式（１２）
Ｕ７ｉ＝ψ１ｓ×ＵＬｉ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
また、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓのしきい値Ｆ１ｓ、Ｆ２ｓ、Ｆ３ｓ、Ｆ４ｓは、制御サイクル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ＳＨｓ、
Ｆ１ｓ＝−３、Ｆ２ｓ＝０、Ｆ３ｓ＝５、Ｆ４ｓ＝８
と設定し、しきい値Ｆ１ｓからＦ４ｓの間を圧縮機吸入過熱度ＳＨｓの許容範囲とし、しきい値Ｆ２ｓからＦ３ｓの間を圧縮機吸入過熱度ＳＨｓの適正範囲とする。なお、圧縮機吸入過熱度目標設定器３０で設定される圧縮機吸入過熱度目標値には、適正範囲内のある値、例えばＦ２ｓとＦ３ｓの中心値である２．５が用いられる。
【００９０】
第８開度決定器３７においては、室内熱交換器出口過熱度ＳＨｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）が後述する室内熱交換器出口過熱度のしきい値Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈに対して、
式（１３）
ＳＨｉ≦Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈ≦ＳＨｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
に示す関係にある時、室内熱交換器出口過熱度演算器３２によって演算される各々の室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃが室内熱交換器出口過熱度目標設定器３３で設定されている室内熱交換器出口過熱度の目標値に一致させるように、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度の変化量が各々演算される。その演算結果が第７開度決定器３６で決定された膨張弁開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃに各々加算されることにより膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの次回の制御サイクルにおける各々の開度Ｕ８ａ、Ｕ８ｂ、Ｕ８ｃが決定される。第８開度決定器３７には既知の速度型Ｉ−Ｐ制御装置が使用される。
【００９１】
第９開度決定器３８においては、空調空間温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃによって検出される各々の空調空間の温度を空調温度設定器１９ａ、１９ｂ、１９ｃで設定されている各々の目標温度に一致させるように、現在の膨張弁開度５ａ、５ｂ、５ｃからの必要な変化量が各々演算される。その演算結果を第７開度決定器３６で決定された膨張弁開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃに各々加算することにより、第９開度決定器３８において膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの次回の制御サイクルにおける各々の開度Ｕ９ａ、Ｕ９ｂ、Ｕ９ｃが決定される。第９開度決定器３８には既知の速度型Ｉ−Ｐ制御装置が使用される。
【００９２】
第１０開度決定器３９は、第８開度決定器３７で決定された開度Ｕ８ａ、Ｕ８ｂ、Ｕ８ｃと第９開度決定器３８で決定された開度Ｕ９ａ、Ｕ９ｂ、Ｕ９ｃとから図８に示す、室内熱交換器出口過熱度ＳＨｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を変数とするファジィメンバーシップ関数に基づき、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃを操作する開度を決定する。この第１０開度決定器３９で行われるファジィ演算には、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（１４）で与えられる室内熱交換器出口過熱度ＳＨｉの制御のファジィメンバーシップ関数ψ３ｉと、式（１５）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ψ４ｉとが用いられる。式（１４）において、あらかじめ定められた室内熱交換器出口過熱度のしきい値Ｆ１ｈ、Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈ、Ｆ４ｈと室内熱交換器出口過冷却度ＳＨｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）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ψ３ｉの値は、それぞれ右側に示す値となる。
【００９３】
式（１４）
［ＳＨｉ＜Ｆ１ｈ］→１
［Ｆ１ｈ≦ＳＨｉ≦Ｆ２ｈ］→（Ｆ２ｈ−ＳＨｉ）／（Ｆ２ｈ−Ｆ１ｈ）
［Ｆ２ｈ＜ＳＨｉ＜Ｆ３ｈ］→０
式（１５）
［Ｆ３ｈ≦ＳＨｉ≦Ｆ４ｈ］→（Ｆ３ｈ−ＳＨｉ）／（Ｆ３ｈ−Ｆ４ｈ）
［Ｆ４ｈ＜ＳＨｉ］→１
ψ４ｉ＝１−ψ３ｉ
上記のファジィメンバーシップ関数ψ３ｉ、ψ４ｉを用いることにより、実際の制御における膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃは、式（１６）により算出される。
【００９４】
式（１６）
Ｕ１０ｉ＝ψ３ｉ×Ｕ８ｉ＋ψ４ｉ×Ｕ９ｉ （ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
また、室内熱交換器出口過熱度のしきい値Ｆ１ｈ、Ｆ２ｈ、Ｆ３ｈ、Ｆ４ｈは、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃの効率と室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃ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、
Ｆ１ｈ＝０、Ｆ２ｈ＝３、Ｆ３ｈ＝１５、Ｆ４ｈ＝２０
と設定する。そしてしきい値Ｆ１ｈからＦ４ｈの間を室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃの許容範囲とし、しきい値Ｆ２ｈからＦ３ｈの間を室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃの適正範囲とする。また、室内熱交換器出口過熱度目標設定器３３で設定される室内熱交換器出口過熱度目標値には、適正範囲内のある値、例えばＦ２ｈとＦ３ｈの中心値である９が用いられる。なお、制御動作を起動する時には、第１０開度決定器３９は、膨張弁開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃが全開時の４０％の開度２００パルス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。
【００９５】
以上の構成からなる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。
【００９６】
まず、本装置の起動時は、第１０開度決定器３９の開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃは全開時の４０％の開度を示す信号を出力するので、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの初期開度は、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓ、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃ、室温等に関わらず全て２００パルスとなる。
【００９７】
そして、起動後の第１回の制御サイクルにおいて、前回値記憶器２２には、前回の膨張弁開度である初期開度２００パルスが記憶される。すなわち、
ＵＬａ＝Ｕ１０ａ＝２００
ＵＬｂ＝Ｕ１０ｂ＝２００
ＵＬｃ＝Ｕ１０ｃ＝２００となる。
【００９８】
第６開度決定器３５では、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを目標値まで増加させるため膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度変化量として、現在の開度から各々２０％減少するように演算されると仮定すると、第６開度決定器３５で決定される膨張弁開度Ｕ６ａ、Ｕ６ｂ、Ｕ６ｃは、
Ｕ６ａ＝ＵＬａ−ＵＬａ×０．２＝２００−２００×０．２＝１６０（パルス）
Ｕ６ｂ＝ＵＬｂ−ＵＬｂ×０．２＝２００−２００×０．２＝１６０（パルス）
Ｕ６ｃ＝ＵＬｃ−ＵＬｃ×０．２＝２００−２００×０．２＝１６０（パルス）となる。
【００９９】
その時の圧縮機吸入過熱度ＳＨｓが−５Ｋであったとすると、式（１０）、式（１１）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｓとψ２ｓの値はそれぞれ、
ψ１ｓ＝０、ψ２ｓ＝１となる。
【０１００】
従って第７開度決定器３６でファジィ演算により決定される膨張弁開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃは、
Ｕ７ａ＝ψ１ｓ×ＵＬａ＋ψ２ｓ×Ｕ６ａ＝０×２００＋１×１６０＝１６０（パルス）
Ｕ７ｂ＝ψ１ｓ×ＵＬｂ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｂ＝０×２００＋１×１６０＝１６０（パルス）
Ｕ７ｃ＝ψ１ｓ×ＵＬｃ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｃ＝０×２００＋１×１６０＝１６０（パルス）となり、初期開度から４０パルス閉められる。
【０１０１】
第７開度決定器３６で演算された膨張弁開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃは、第８開度決定器３７および第９開度決定器３８に出力される。その時の室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃが全て−３Ｋであり、第８開度決定器３７において、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃを目標値まで増加させるために膨張弁開度の変化量として、各々１０パルス減少するように演算されると仮定すると、第８開度決定器３７で決定される膨張弁開度Ｕ８ａ、Ｕ８ｂ、Ｕ８ｃは、
Ｕ８ａ＝Ｕ７ａ−１０＝１６０−１０＝１５０（パルス）
Ｕ８ｂ＝Ｕ７ｂ−１０＝１６０−１０＝１５０（パルス）
Ｕ８ｃ＝Ｕ７ｃ−１０＝１６０−１０＝１５０（パルス）となる。
【０１０２】
一方、各々の空調空間Ａ、Ｂ、Ｃの温度をそれぞれ下げるために、第９開度決定器３８において、膨張弁開度の変化量として、各々４０パルス増加するように演算されると仮定すると、第９開度決定器３８で決定される膨張弁開度Ｕ９ａ、Ｕ９ｂ、Ｕ９ｃは、
Ｕ９ａ＝Ｕ７ａ＋４０＝１６０＋４０＝２００（パルス）
Ｕ９ｂ＝Ｕ７ｂ＋４０＝１６０＋４０＝２００（パルス）
Ｕ９ｃ＝Ｕ７ｃ＋４０＝１６０＋４０＝２００（パルス）となる。
【０１０３】
ここで室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃは全て−３Ｋであるので、式（１４）、式（１５）より、ファジィメンバーシップ関数ψ３ｉとψ４ｉの値はそれぞれ、
ψ３ａ＝１、ψ４ａ＝０
ψ３ｂ＝１、ψ４ｂ＝０
ψ３ｃ＝１、ψ４ｃ＝０となる。
【０１０４】
従って第１０開度決定器３９でファジィ演算により得られる膨張弁開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃは、
Ｕ１０ａ＝ψ３ａ×Ｕ８ａ＋ψ４ａ×Ｕ９ａ＝１×１５０＋０×２００＝１５０（パルス）
Ｕ１０ｂ＝ψ３ｂ×Ｕ８ｂ＋ψ４ｂ×Ｕ９ｂ＝１×１５０＋０×２００＝１５０（パルス）
Ｕ１０ｃ＝ψ３ｃ×Ｕ８ｃ＋ψ４ｃ×Ｕ９ｃ＝１×１５０＋０×２００＝１５０（パルス）となり、初期開度２００パルスから５０パルス閉められることになる。
【０１０５】
つまり装置起動時のように冷凍サイクルの挙動が不安定であり、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓや室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃが確保できない運転状態のときには、適正なサイクル状態となるように膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃは操作される。また、この時点で前回値記憶器２２には、第１０開度決定器３９で決定した膨張弁開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃが記憶される。すなわち、
ＵＬａ＝Ｕ１０ａ＝１５０
ＵＬｂ＝Ｕ１０ｂ＝１５０
ＵＬｃ＝Ｕ１０ｃ＝１５０となる。
【０１０６】
次に第２回目の制御サイクルにおいて、膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度が各々２００パルスから１５０パルスに減少したことにより、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓが−５Ｋから−１．５Ｋに、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃが各々−３Ｋから１．５Ｋに上昇したとする。
【０１０７】
第６開度決定器３５では、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを目標値まで増加させるため膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度変化量として、現在の開度から各々１６％減少するように演算されると仮定すると、第６開度決定器３５で決定される膨張弁開度Ｕ６ａ、Ｕ６ｂ、Ｕ６ｃは、
Ｕ６ａ＝ＵＬａ−ＵＬａ×０．１６＝１５０−１５０×０．１６＝１２６（パルス）
Ｕ６ｂ＝ＵＬｂ−ＵＬｂ×０．１６＝１５０−１５０×０．１６＝１２６（パルス）
Ｕ６ｃ＝ＵＬｃ−ＵＬｃ×０．１６＝１５０−１５０×０．１６＝１２６（パルス）となる。
【０１０８】
その時の圧縮機吸入過熱度ＳＨｓは−１．５Ｋであるので、式（１０）、式（１１）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｓとψ２ｓの値はそれぞれ、
ψ１ｓ＝０．５、ψ２ｓ＝０．５となる。
【０１０９】
従って第７開度決定器３６でファジィ演算により決定される膨張弁開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃは、
Ｕ７ａ＝ψ１ｓ×ＵＬａ＋ψ２ｓ×Ｕ６ａ＝０．５×１５０＋０．５×１２６＝１３８（パルス）
Ｕ７ｂ＝ψ１ｓ×ＵＬｂ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｂ＝０．５×１５０＋０．５×１２６＝１３８（パルス）
Ｕ７ｃ＝ψ１ｓ×ＵＬｃ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｃ＝０．５×１５０＋０．５×１２６＝１３８（パルス）となる。
【０１１０】
第８開度決定器３７において、室内熱交換器出口過冷却度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃを目標値まで増加させるために膨張弁開度の変化量として、各々８パルス減少するように演算されると仮定すると、第８開度決定器３７で決定される膨張弁開度Ｕ８ａ、Ｕ８ｂ、Ｕ８ｃは、
Ｕ８ａ＝Ｕ７ａ−８＝１３８−８＝１３０（パルス）
Ｕ８ｂ＝Ｕ７ｂ−８＝１３８−８＝１３０（パルス）
Ｕ８ｃ＝Ｕ７ｃ−８＝１３８−８＝１３０（パルス）となる。
【０１１１】
一方、第９開度決定器３８において空調空間Ａの温度を下げるため、膨張弁５ａの開度の変化量として１２パルス増加するように演算され、空調空間Ｂ、Ｃは、空調空間Ａよりも空調負荷が大きく膨張弁５ｂ、５ｃの開度の変化量として各々３２パルス増加するように演算されると仮定すると、第９開度決定器３８で決定される膨張弁開度Ｕ９ａ、Ｕ９ｂ、Ｕ９ｃは、
Ｕ９ａ＝Ｕ７ａ＋１２＝１３８＋１２＝１５０（パルス）
Ｕ９ｂ＝Ｕ７ｂ＋３２＝１３８＋３２＝１７０（パルス）
Ｕ９ｃ＝Ｕ７ｃ＋３２＝１３８＋３２＝１７０（パルス）となる。
【０１１２】
ここで室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃは全て１．５Ｋであるので、式（１４）、式（１５）より、ファジィメンバーシップ関数ψ３ｉとψ４ｉの値はそれぞれ、
ψ３ａ＝０．５、ψ４ａ＝０．５
ψ３ｂ＝０．５、ψ４ｂ＝０．５
ψ３ｃ＝０．５、ψ４ｃ＝０．５となる。
【０１１３】
従って第１０開度決定器３９でファジィ演算により得られる膨張弁開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃは、
Ｕ１０ａ＝ψ３ａ×Ｕ８ａ＋ψ４ａ×Ｕ９ａ＝０．５×１３０＋０．５×１５０＝１４０（パルス）
Ｕ１０ｂ＝ψ３ｂ×Ｕ８ｂ＋ψ４ｂ×Ｕ９ｂ＝０．５×１３０＋０．５×１７０＝１５０（パルス）
Ｕ１０ｃ＝ψ３ｃ×Ｕ８ｃ＋ψ４ｃ×Ｕ９ｃ＝０．５×１３０＋０．５×１７０＝１５０（パルス）となり、膨張弁５ａは１０パルス閉まり、膨張弁５ｂ、５ｃは現在開度を維持することになる。
【０１１４】
このように圧縮機吸入過熱度ＳＨｓ、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃが確保され出し、適正なサイクル運転状態に近づいた際には、効率の良い運転を行うため更にサイクル状態の適正化を図るとともに、空調空間Ａ、Ｂ、Ｃの各々の空調負荷に対応するように膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃは操作される。また、この時点で前回値記憶器２２には、第１０開度決定器３９で決定した膨張弁開度開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃが記憶される。すなわち、
ＵＬａ＝Ｕ１０ａ＝１４０
ＵＬｂ＝Ｕ１０ｂ＝１５０
ＵＬｃ＝Ｕ１０ｃ＝１５０となる。
【０１１５】
次に第３回目の制御サイクルにおいて、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓが適正範囲内の３Ｋに、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂが１．５Ｋから適正範囲内の４Ｋに上昇し、ＳＨｃは１．５Ｋを維持したとする。
【０１１６】
第６開度決定器３５では、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを目標値まで増加させるため膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度変化量として、現在の開度から各々１０％減少するように演算されると仮定すると、第６開度決定器３５で決定される膨張弁開度Ｕ６ａ、Ｕ６ｂ、Ｕ６ｃは、
Ｕ６ａ＝ＵＬａ−ＵＬａ×０．１＝１４０−１４０×０．１＝１２６（パルス）
Ｕ６ｂ＝ＵＬｂ−ＵＬｂ×０．１＝１５０−１５０×０．１＝１３５（パルス）
Ｕ６ｃ＝ＵＬｃ−ＵＬｃ×０．１＝１５０−１５０×０．１＝１３５（パルス）となる。
【０１１７】
その時の圧縮機吸入過熱度ＳＨｓは３Ｋであるので、式（１０）、式（１１）より、ファジィメンバーシップ関数ψ１ｓとψ２ｓの値はそれぞれ、
ψ１ｓ＝１、ψ２ｓ＝０となる。
【０１１８】
従って第７開度決定器３６でファジィ演算により決定される膨張弁開度Ｕ７ａ、Ｕ７ｂ、Ｕ７ｃは、
Ｕ７ａ＝ψ１ｓ×ＵＬａ＋ψ２ｓ×Ｕ６ａ＝１×１４０＋０×１２６＝１４０（パルス）
Ｕ７ｂ＝ψ１ｓ×ＵＬｂ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｂ＝１×１５０＋０×１３５＝１５０（パルス）
Ｕ７ｃ＝ψ１ｓ×ＵＬｃ＋ψ２ｓ×Ｕ６ｃ＝１×１５０＋０×１３５＝１５０（パルス）となる。
【０１１９】
第８開度決定器３７において、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃを目標値まで増加させるために膨張弁５ａ、５ｂの開度の変化量として６パルス減少するように演算され、膨張弁５ｃの開度の変化量として、８パルス減少するように演算されると仮定すると、第８開度決定器３７で決定される膨張弁開度Ｕ８ａ、Ｕ８ｂ、Ｕ８ｃは、
Ｕ８ａ＝Ｕ７ａ−６＝１４０−６＝１３４（パルス）
Ｕ８ｂ＝Ｕ７ｂ−６＝１５０−６＝１４４（パルス）
Ｕ８ｃ＝Ｕ７ｃ−８＝１５０−８＝１４２（パルス）となる。
【０１２０】
一方、第９開度決定器３８において空調空間Ａの温度を上げるため、膨張弁５ａの開度の変化量として１０パルス増加するように演算され、空調空間Ｂ、Ｃは、空調空間Ａよりも空調負荷が大きく膨張弁５ｂ、５ｃの開度の変化量として各々１６パルス増加するように演算されると仮定すると、第９開度決定器３８で決定される膨張弁開度Ｕ９ａ、Ｕ９ｂ、Ｕ９ｃは、
Ｕ９ａ＝Ｕ７ａ＋１０＝１４０＋１０＝１５０（パルス）
Ｕ９ｂ＝Ｕ７ｂ＋１６＝１５０＋１６＝１６６（パルス）
Ｕ９ｃ＝Ｕ７ｃ＋１６＝１５０＋１６＝１６６（パルス）となる。
【０１２１】
ここで室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂは４Ｋであり、ＳＨｃは１．５Ｋであるので、式（１４）、式（１５）より、ファジィメンバーシップ関数ψ３ｉとψ４ｉの値はそれぞれ、
ψ３ａ＝０．０、ψ４ａ＝１．０
ψ３ｂ＝０．０、ψ４ｂ＝１．０
ψ３ｃ＝０．５、ψ４ｃ＝０．５となる。
【０１２２】
従って第１０開度決定器３９でファジィ演算により得られる膨張弁開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃは、
Ｕ１０ａ＝ψ３ａ×Ｕ８ａ＋ψ４ａ×Ｕ９ａ＝０．０×１３４＋１．０×１５０＝１５０（パルス）
Ｕ１０ｂ＝ψ３ｂ×Ｕ８ｂ＋ψ４ｂ×Ｕ９ｂ＝０．０×１４４＋１．０×１６６＝１６６（パルス）
Ｕ１０ｃ＝ψ３ｃ×Ｕ８ｃ＋ψ４ｃ×Ｕ９ｃ＝０．５×１４２＋０．５×１６６＝１５４（パルス）となり、膨張弁５ａは１０パルス開き、膨張弁５ｂは、１６パルス開き、膨張弁５ｃは４パルス開くことになる。
【０１２３】
このように圧縮機吸入過熱度ＳＨｓが完全に確保され、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂが適正な範囲まで上昇した際には、膨張弁５ａ、５ｂは、各々の空調空間Ａ、Ｂの空調負荷に対応するように操作され、室内熱交換器出口過熱度ＳＨｃは、十分には確保されていないので、膨張弁５ｃは、室内熱交換器７ｃでの効率を高めるように室内熱交換器出口過熱度ＳＨｃを上昇させるとともに、空調空間Ｃの空調負荷に対応するように操作される。
【０１２４】
以上のように、全ての膨張弁５ａ、５ｂ、５ｃで圧縮機吸入過熱度ＳＨｓを適正な範囲に制御するとともに、膨張弁５ａは、室内熱交換器出口過熱度ＳＨａを適正な範囲に制御するとともに空調空間Ａの温度を目標温度に一致させるように制御し、膨張弁５ｂは、室内熱交換器出口過熱度ＳＨｂを適正な範囲に制御するとともに空調空間Ｂの温度を目標温度に一致させるように制御し、膨張弁５ｃは、室内熱交換器出口過熱度ＳＨｃを適正な範囲に制御するとともに空調空間Ｃの温度を目標温度に一致させるように制御するので、冷房運転において圧縮機１への液バックや圧縮機１から吐出される冷媒の温度上昇を防ぐとともに、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃで効率の良い運転を行いつつ、各々の空調空間Ａ、Ｂ、Ｃにおいて良好な空調制御を行うことができる。
【０１２５】
なお、本実施例では、室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃ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、室内ユニットの数は、１台以上であれば数に制限はない。
【０１２６】
また、圧縮機吸入過熱度ＳＨｓおよび室内熱交換器出口過熱度ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃの各しきい値および目標値は、室内熱交換器７ａ、７ｂ、７ｃ、圧縮機１等の仕様により、適宜変更することが可能である。
【０１２７】
また、制御動作を起動する時の第１０開度決定器３９が出力する膨張弁開度Ｕ１０ａ、Ｕ１０ｂ、Ｕ１０ｃを全開時の４０％の開度２００パルスとしたが、室内ユニット９ａ、９ｂ、９ｃの能力ランク、空調空間温度と目標温度の差等により各々変更することが可能であり、能力ランク、空調空間温度と目標温度の差が大きければ膨張弁開度を大きく設定し、能力ランク、空調空間温度と目標温度の差が小さければ膨張弁開度を小さく設定することが望ましい。
【０１２８】
そして、使用する冷媒は、単一組成体、共沸混合体、擬似共沸混合体、非共沸混合体のいずれの種類のものであっても構わない。
【０１２９】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、暖房運転時に全ての膨張弁で圧縮機吐出過熱度を適正な範囲に制御することで吐出温度の上昇や圧縮機へ湿り状態の冷媒が吸入される液バックを抑制し、信頼性を高めるとともに、各室内ユニットに対応した各膨張弁で、各室内熱交換器出口過冷却度を適正な範囲に制御するとともに各空調空間の温度を目標温度に一致させるように制御するので、各々の室内熱交換器で効率の良い運転を行いつつ、各々の空調空間において良好な空調制御を行うことができるという効果のある多室型空気調和装置を提供できる。
【０１３０】
また、冷房運転時に全ての膨張弁で圧縮機吸入過熱度を適正な範囲に制御することで吐出温度の上昇や圧縮機へ湿り状態の冷媒が吸入される液バックを抑制し、信頼性を高めるとともに、各室内ユニットに対応した各膨張弁で、各室内熱交換器出口過冷却度を適正な範囲に制御するとともに各空調空間の温度を目標温度に一致させるように制御するので、各々の室内熱交換器で効率の良い運転を行いつつ、各々の空調空間において良好な空調制御を行うことができるという効果のある多室型空気調和装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の多室型空気調和装置の暖房運転時の全体構成図
【図２】同暖房運転時の膨張弁開度制御系を示す制御ブロック図
【図３】同圧縮機吐出過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数の特性図
【図４】同室内熱交換器出口過冷却度を変数とするファジィメンバーシップ関数の特性図
【図５】同実施例２の多室型空気調和装置の冷房運転時の全体構成図
【図６】同冷房運転時の膨張弁開度制御系を示す制御ブロック図
【図７】同圧縮機吸入過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数の特性図
【図８】同室内熱交換器出口過熱度を変数とするファジィメンバーシップ関数の特性図
【図９】従来の多室型空気調和装置の制御方式に用いられる図
【図１０】同多室型空気調和装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１                            圧縮機
２                            四方弁
３                            室外熱交換器
４                            室外ファン
５ａ、５ｂ、５ｃ              膨張弁
６                            室外ユニット
７ａ、７ｂ、７ｃ              室内熱交換器
８ａ、８ｂ、８ｃ              室内ファン
９ａ、９ｂ、９ｃ              室内ユニット
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ        ガス側配管
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ        液側配管
１２                          吐出温度センサ
１３                          圧力センサ
１４                          圧縮機吐出過熱度演算器
１５                          圧縮機吐出過熱度目標設定器
１６                          室内熱交換器出口過冷却度演算器
１７                          室内熱交換器出口過冷却度目標設定器
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ        空調空間温度センサ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ        空調温度設定器
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ        室内熱交換器出口冷媒温度センサ
２１                          膨張弁制御装置
２２                          前回値記憶器
２３                          第１開度決定器
２４                          第２開度決定器
２５                          第３開度決定器
２６                          第４開度決定器
２７                          第５開度決定器
２８                          吸入温度センサ
２９                          圧縮機吸入過熱度演算器
３０                          圧縮機吸入過熱度目標設定器
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ        分岐管温度センサ
３２                          室内熱交換器出口過熱度演算器
３３                          室内熱交換器出口過熱度目標設定器
３４                          膨張弁制御装置
３５                          第６開度決定器
３６                          第７開度決定器
３７                          第８開度決定器
３８                          第９開度決定器
３９                          第１０開度決定器
１０１                        圧縮機
１０２                        蒸発器
１０３                        蒸発器側膨張弁
１０４                        室外ユニット
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ  室内ユニット
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ  凝縮器
１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ  凝縮器側膨張弁
１０８                        蒸発器入口温度センサ
１０９                        圧縮機吸入口温度センサ
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ  室温センサ
１１１                        圧力センサ
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ  凝縮器出口温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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