(57)【要約】【課題】冷房あるいは暖房運転時、室内熱交換器の冷媒過熱度に応じて膨張弁開度を補正して冷媒の流量を調節し、最適な冷凍サイクル状態を維持しつつ能力を最大限に引き出すこと。【解決手段】冷房あるいは除湿運転時、室内温度室内設定温度との差温に応じて膨張弁の初期パルスを設定し、室内熱交換器の温度と冷媒出口温度から冷媒過熱度を算出し、算出された冷媒過熱度と目標過熱度との差温に応じて正、０あるいは負の補正パルスを設定し、初期パルスに補正パルスを加えた補正後のパルスに応じて室内膨張弁の開度制御を行うようにした。その後、補正パルスの設定を所定時間毎に繰り返すとともに、上限パルス及び下限パルスを設定し、補正後のパルスが上限パルス以上になった場合、あるいは、補正後のパルスが下限パルス以下になった場合、補正後のパルスを上限パルスあるいは下限パルスにそれぞれ設定するようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
能力可変型圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを有する一台の室外機に対し、室内熱交換器と室内膨張弁とを有する複数台の室内機が接続されたマルチ式空気調和機において、
冷房あるいは除湿運転時、室内温度室内設定温度との差温に応じて膨張弁の初期パルスを設定し、前記室内熱交換器の温度と冷媒出口温度から冷媒過熱度を算出し、算出された冷媒過熱度と目標過熱度との差温に応じて正、０あるいは負の補正パルスを設定し、前記初期パルスに補正パルスを加えた補正後のパルスに応じて前記室内膨張弁の開度制御を行い、その後前記補正パルスの設定を所定時間毎に繰り返すとともに、上限パルス及び下限パルスを設定し、補正後のパルスが前記上限パルス以上になった場合、あるいは、補正後のパルスが前記下限パルス以下になった場合、補正後のパルスを前記上限パルスあるいは前記下限パルスにそれぞれ設定するようにしたことを特徴とするマルチ式空気調和機の膨張弁制御方法。
【請求項２】
前記室内機の形態及び能力ランクに応じて前記初期パルスを設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のマルチ式空気調和機の膨張弁制御方法。
【請求項３】
前記能力可変型圧縮機の周波数が所定の周波数以上変化した場合、前記室内膨張弁のパルスを初期パルスに戻すようにしたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のマルチ式空気調和機の膨張弁制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１台の室外機に複数台の室内機が接続されたマルチ式空気調和機の膨張弁制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマルチ式空気調和機においては、室内熱交換器温度及び室内熱交換器出口温度を検知し、その温度差から冷媒過熱度を算出する一方、冷媒過熱度の目標値を設定し、算出した冷媒過熱度が目標値に収束するように膨張弁の開度を補正するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１７３５８号公報（第２頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、目標とする過熱度に早く近づけるために１回に補正するパルス値を大きくすれば、冷凍サイクルがハンチングして不安定となる。逆に、１回の補正パルス値を小さくすれば冷凍サイクルは安定するが、目標とする過熱度になかなか近づかなくなり、ひいては所定の能力が発揮できないという課題を有していた。
【０００５】
また、膨張弁の開度をＰＩ制御することにより上記課題の解決を図ろうとするものもあるが、マルチでしかも２室以上運転時は負荷変動が大きく、このような制御で冷凍サイクルの最適化を図るには限界があった。
【０００６】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、冷房あるいは暖房運転時、室内熱交換器の冷媒過熱度に応じて膨張弁開度を補正して冷媒の流量を調節し、最適な冷凍サイクル状態を維持しつつ能力を最大限に引き出すことができるマルチ式空気調和機の膨張弁制御方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、能力可変型圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを有する一台の室外機に対し、室内熱交換器と室内膨張弁とを有する複数台の室内機が接続されたマルチ式空気調和機において、冷房あるいは除湿運転時、室内温度室内設定温度との差温に応じて膨張弁の初期パルスを設定し、前記室内熱交換器の温度と冷媒出口温度から冷媒過熱度を算出し、算出された冷媒過熱度と目標過熱度との差温に応じて正、０あるいは負の補正パルスを設定し、前記初期パルスに補正パルスを加えた補正後のパルスに応じて前記室内膨張弁の開度制御を行い、その後前記補正パルスの設定を所定時間毎に繰り返すとともに、上限パルス及び下限パルスを設定し、補正後のパルスが前記上限パルス以上になった場合、あるいは、補正後のパルスが前記下限パルス以下になった場合、補正後のパルスを前記上限パルスあるいは前記下限パルスにそれぞれ設定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記室内機の形態及び能力ランクに応じて前記初期パルスを設定するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記能力可変型圧縮機の周波数が所定の周波数以上変化した場合、前記室内膨張弁のパルスを初期パルスに戻すようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明にかかるマルチ式空気調和機を示しており、一つの室外機２に対し複数（図１では二つ）の室内機４ａ，４ｂが冷媒配管により接続されている。室外機２には、冷媒配管により順次接続された能力可変型圧縮機６と、四方弁８と、室外熱交換器１０と、室外膨張弁１２とが設けられる一方、各室内機４ａ，４ｂには、冷媒配管により順次接続された室内熱交換器１４ａ，１４ｂと室内膨張弁１６ａ，１６ｂとが設けられており、複数の室内機４ａ，４ｂは室外機２に対し並列に接続されている。
【００１１】
また、室外機２には、室外熱交換器１０に空気を送る室外ファン１８が設けられる一方、室内機４ａ，４ｂには、室内熱交換器１４ａ，１４ｂに空気を送る室内ファン２６ａ，２６ｂと、室内温度を検知する室内温度検知手段２４ａ，２４ｂと、室内熱交換器１４ａ，１４ｂの冷媒飽和温度（冷房・除湿運転の場合、蒸発温度）を検知する室内熱交換器温度検知手段２８ａ，２８ｂと、室内の配管温度（冷房・除湿運転の場合、室内熱交換器出口温度）を検知する室内配管温度検知手段３０ａ，３０ｂとが設けられている。
【００１２】
上記構成の本発明にかかるマルチ式空気調和機において、冷房運転及び除湿運転時には、冷媒が図１に示される矢印方向に流れるように四方弁８は切り換えられる。
【００１３】
実施の形態１．
図２は本発明の実施の形態１にかかるマルチ式空気調和機における各室内機４ａ，４ｂの膨張弁制御のブロック図を示している。
【００１４】
図２に示されるように、各室内機４ａ，４ｂは、壁掛け式、天井埋め込み式、ダクト式等の室内機形態を記憶する室内機形態記憶ユニット３２と、室内機４ａ，４ｂの能力ランクを記憶する室内機能力ランク記憶ユニット３４と、リモコン等の運転モード設定回路（図示せず）により設定された室内設定温度を記憶する室内設定温度記憶ユニット３６とを備えており、室内機形態記憶ユニット３２に記憶された室内機形態と室内機能力ランク記憶ユニット３４に記憶された能力ランクに応じて、また室内温度検知手段２４ａ，２４ｂにより検知された温度と室内設定温度記憶ユニット３６に記憶された室内設定温度とに応じて決定される複数の初期パルス設定値が初期パルス設定値記憶ユニット３８に記憶されている。
【００１５】
なお、能力ランクとは、各室内機の定格能力等に応じて適宜設定された数値であり、例えば馬力数や定格能力数値等で設定すればよく、要するに各室内機の能力の大小の比率を相対的に比較できるように設定されているものであればよい。
【００１６】
さらに、各室内機４ａ，４ｂは、室内熱交換器温度検知手段２８ａ，２８ｂにより検知された室内熱交換器温度と室内配管温度検知手段３０ａ，３０ｂにより検知された室内配管温度とに基いて室内熱交換器過熱度を演算する室内熱交換器過熱度演算手段４０と、目標過熱度を記憶する目標過熱度記憶ユニット４２と、室内熱交換器過熱度演算手段４０による演算値と目標過熱度記憶ユニット４２に記憶された目標過熱度とを比較する室内熱交換器過熱度比較ユニット４４とを備えている。また、判定装置４６において、所定のサンプリング時間（例えば、３０秒）毎に補正パルスを演算して現行パルスに加え、上限パルス記憶ユニット４８に記憶された上限パルスと下限パルス記憶ユニット５０に記憶された下限パルスと比較された後、補正後のパルスが補正パルス出力ユニット５２に出力される。
【００１７】
補正パルス出力ユニット５２からの信号は、膨張弁駆動ユニット５４に送出され、膨張弁駆動ユニット５４により室内膨張弁１６ａ，１６ｂを駆動する。
【００１８】
上記構成の本発明にかかるマルチ式空気調和機における膨張弁制御について図３のフローチャート及び図４のタイムチャートを参照して以下説明する。
【００１９】
運転モード設定回路により冷房または除湿運転が選択されると、まずステップＳ１において、空気調和機の電源投入と同時に初期化（イニシャライズ）が行われる（起動制御）。起動制御終了後、運転中の室内機４ａ，４ｂの室内膨張弁１６ａ，１６ｂの通常制御に移行し、ステップＳ２において、室内機４ａ，４ｂの形態が室内機形態記憶ユニット３２に記憶された複数の形態のいずれに該当するかが認識され、該当する一つの室内機形態を示す信号が判定装置４６に送出される。次のステップＳ３において、運転中の室内機４ａ，４ｂの出力を示す能力ランクが室内機能力ランク記憶ユニット３４に記憶された複数の能力ランクのいずれに該当するかが認識され、該当する一つの能力ランクを示す信号が判定装置４６に送出される。
【００２０】
さらに、ステップＳ４において、室内温度検知手段２４ａ，２４ｂにより検知された室内温度を示す信号が判定装置４６に送出され、ステップＳ５において、運転モード設定回路により設定され室内設定温度記憶ユニット３６に記憶された室内設定温度を示す信号が判定装置４６に送出される。
【００２１】
ステップＳ６において、判定装置４６は、室内温度検知手段２４ａ，２４ｂにより検知された室内温度と室内設定温度記憶ユニット３６に記憶された室内設定温度との差温ΔＴ（＝室温−設定温度）を算出し、ステップＳ７において、ΔＴが第１判定値（例えば、１℃）より小さいかどうかを判定する。ΔＴが第１判定値より小さい場合（ステップＳ７の判定がＹＥＳ）、ステップＳ８に移行し、初期パルス設定値記憶ユニット３８に記憶された複数の初期パルスの中から（ΔＴ＜第１判定値）に対応する初期パルス（例えば、１８０パルス）が設定される。一方、ΔＴが第１判定値以上の場合（ステップＳ７の判定がＮＯ）、ステップＳ９に移行し、ΔＴが第２判定値（例えば、３℃）より小さいかどうかを判定する。ΔＴが第２判定値より小さい場合（ステップＳ９の判定がＹＥＳ）、ステップＳ１０に移行し、（第１判定値≦ΔＴ＜第２判定値）に対応する初期パルス（例えば、２００パルス）が設定される。さらに、ΔＴが第２判定値以上の場合（ステップＳ９の判定がＮＯ）、ステップＳ１１に移行し、（第２判定値≦ΔＴ）に対応する初期パルス（例えば、２２０パルス）が設定される。
【００２２】
ステップＳ８，Ｓ１０あるいはＳ１１において、初期パルスが設定されると、室内膨張弁１６ａ，１６ｂは設定された初期パルスまで開制御あるいは閉制御され、これを開始点として過熱度制御に移行する。
【００２３】
過熱度制御は所定のサンプリング時間（例えば、３０秒）毎に行われ、ステップＳ１２において、室内熱交換器温度検知手段２８ａ，２８ｂにより室内熱交換器温度が検知され、ステップＳ１３において、室内配管温度検知手段３０ａ，３０ｂにより室内配管温度が検知され、ステップＳ１４において、室内熱交換器温度検知手段２８ａ，２８ｂにより検知された室内熱交換器温度と室内配管温度検知手段３０ａ，３０ｂにより検知された室内配管温度に基いて、室内熱交換器過熱度演算手段４０により室内熱交換器１４ａ，１４ｂにおける過熱度（配管温度−熱交換器温度）を算出する。さらに、ステップＳ１５において、算出された過熱度ＳＨと目標過熱度記憶ユニット４２に記憶された目標過熱度ＴＳＨとが室内熱交換器過熱度比較ユニット４４により比較される。
【００２４】
ステップＳ１６において、室内熱交換器過熱度比較ユニット４４における比較により得られた差分ΔＳＨ（＝ＳＨ−ＴＳＨ）が第１判定値（例えば、０℃）より小さいかどうかを判定する。ΔＳＨが第１判定値より小さい場合（ステップＳ１６の判定がＹＥＳ）、ステップＳ１７に移行し、負の補正パルス（例えば、−２パルス）を設定する一方、ΔＳＨが第１判定値以上の場合（ステップＳ１６の判定がＮＯ）、ステップＳ１８に移行し、ΔＳＨが第２判定値（例えば、２℃）より小さいかどうかを判定する。ΔＳＨが第２判定値より小さい場合（ステップＳ１８の判定がＹＥＳ）、ステップＳ１９に移行し、補正パルスを０に設定する一方、ΔＳＨが第２判定値以上の場合（ステップＳ１８の判定がＮＯ）、ステップＳ２０に移行し、正の補正パルス（例えば、＋２パルス）を設定する。
【００２５】
次のステップＳ２１において、ステップＳ１７，Ｓ１９あるいはＳ２０において設定された補正パルスを現行パルス（過熱度制御当初はステップＳ８，Ｓ１０あるいはＳ１１において設定された初期パルス）に加え、ステップＳ２２において、補正後のパルスと上限パルス記憶ユニット４８に記憶された上限パルス（例えば、初期パルス＋５０パルス）とが比較される。補正後のパルスが上限パルス以上の場合（ステップＳ２２の判定がＮＯ）、ステップＳ２３に移行し、補正パルスを上限パルスに設定する一方、補正後のパルスが上限パルスより小さい場合（ステップＳ２２の判定がＹＥＳ）、ステップＳ２４において、補正後のパルスと下限パルス記憶ユニット５０に記憶された下限パルス（例えば、初期パルス−５０パルス）とが比較される。補正後のパルスが下限パルス以下の場合（ステップＳ２４の判定がＮＯ）、ステップＳ２５に移行し、補正パルスを下限パルスに設定してＳ２６に移行するとともに、補正後のパルスが下限パルスより大きい場合（ステップＳ２４の判定がＹＥＳ）も、ステップＳ２６に移行する。
【００２６】
ステップＳ２６においては、補正後のパルスが補正パルス出力ユニット５２から膨張弁駆動ユニット５４に出力され、補正後のパルスに応じて室内膨張弁１６ａ，１６ｂの開度制御（開制御、開度維持あるいは閉制御）が行われる。
【００２７】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２にかかるマルチ式空気調和機のブロック図を示している。
【００２８】
図５に示されるように、実施の形態２にかかるマルチ式空気調和機は、図２に示される実施の形態１にかかるマルチ式空気調和機の構成に加えて、室外機２が圧縮機６の運転周波数を検知する圧縮機周波数検知ユニット５６を備えており、圧縮機周波数検知ユニット５６は室内機４ａ，４ｂの判定装置４６に接続されている。
【００２９】
また、図６及び図７は、実施の形態２にかかるマルチ式空気調和機における膨張弁制御を示すフローチャート及びタイムチャートであり、実施の形態１にかかる膨張弁制御との相違点のみ以下説明する。
【００３０】
実施の形態１と同様、本実施の形態２においても、ステップＳ１〜ステップＳ２４あるいはステップＳ２５を実行した後、図６に示されるように、ステップＳ２６に移行し、ステップＳ２６において室外機２より初期パルス信号を受信したかどうかが判定される。すなわち、圧縮機周波数検知ユニット５６により圧縮機周波数を常時監視し、室内機４ａ，４ｂの運転台数の変更等により圧縮機周波数検知ユニット５６で検知された圧縮機周波数が所定の周波数（例えば、１５Ｈｚ）以上変化すると、室外機２より初期パルス信号が運転中の室内機４ａ，４ｂに出力される。
【００３１】
ステップＳ２６において、判定装置４６が室外機２より初期パルス信号を受信したと判定されると（ステップＳ２６の判定がＹＥＳ）、ステップＳ４に移行し、ステップＳ８，Ｓ１０あるいはＳ１１において、運転中の室内機４ａ，４ｂの膨張弁１６ａ，１６ｂを初期パルスに戻す。このとき、室内膨張弁１６ａ，１６ｂの初期パルスは再度新しい運転周波数や各室の空調負荷条件（例えば、各室のΔＴの値）等に基いて再演算されて設定され、その後、再設定された室内膨張弁１６ａ，１６ｂの初期パルスから改めて過熱度制御は継続される。
【００３２】
一方、ステップＳ２６において、判定装置４６が室外機２より初期パルス信号を受信していないと判定されると（ステップＳ２６の判定がＮＯ）、ステップＳ２７に移行し、補正後のパルスが補正パルス出力ユニット５２から膨張弁駆動ユニット５４に出力され、補正後のパルスに応じて室内膨張弁１６ａ，１６ｂの開度制御（開制御、開度維持あるいは閉制御）が行われる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
（１）所定のサンプリング時間毎に室内熱交換器の温度及び冷媒出口温度から過熱度を算出し、算出した過熱度と目標過熱度との差分が０℃を下回ると室内膨張弁を２パルス閉弁し、前記差分が０℃と２℃の間にあれば現状のパルスを保持し、前記差分が２℃を超えれば２パルス開弁するようにしたので、冷媒量を適切に調節することができる。また、補正後のパルスを上下限パルス設定値と比較し、上限パルス設定値以上あるいは下限パルス設定値以下の場合、補正後のパルスを上限あるいは下限パルスに設定することにより、室内膨張弁を絞り過ぎあるいは開き過ぎることなく冷媒流量を調節することができ、最適な冷凍サイクルを維持し、性能を最大限に引き出すことができる。
（２）また、室外圧縮機周波数を常時監視し、所定の周波数以上変化すると室内膨張弁のパルスを初期パルスに戻すようにしたので、初期パルスが再度新しい運転周波数や各室の空調負荷条件等に基いて設定され、改めて過熱度制御を継続することにより最適な冷凍サイクルを維持し、性能を最大限に引き出すことができる運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマルチ式空気調和機のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる膨張弁制御のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる膨張弁制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる膨張弁制御を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる膨張弁制御のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる膨張弁制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる膨張弁制御を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
２  室外機、  ４ａ，４ｂ  室内機、  ６  圧縮機、  ８  四方弁、  １０  室外熱交換器、  １２  室外膨張弁、  １４ａ，１４ｂ  室内熱交換器、  １６ａ，１６ｂ  室内膨張弁、  １８  室外ファン、  ２４ａ，２４ｂ  室内温度検知手段、  ２６ａ，２６ｂ  室内ファン、  ２８ａ，２８ｂ  室内熱交換器温度検知手段、  ３０ａ，３０ｂ  室内配管温度検知手段、  ３２  室内機形態記憶ユニット、  ３４  室内機能力ランク記憶ユニット、  ３６  室内設定温度記憶ユニット、  ３８  初期パルス設定値記憶ユニット、  ４０  室内熱交換器過熱度演算手段、  ４２  目標過熱度記憶ユニット、  ４４  室内熱交換器過熱度比較ユニット、  ４６  判定装置、  ４８  上限パルス記憶ユニット、  ５０  下限パルス記憶ユニット、  ５２  補正パルス出力ユニット、  ５４  膨張弁駆動ユニット、  ５６  圧縮機周波数検知ユニット。
【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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