(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機に設けられ、作動中に冷媒が吐出されるローディングタイムと冷媒が吐出されないアンローディングタイムとが反復され、前記ローディングタイムおよびアンローディングタイムがパルス幅変調方式で制御される圧縮機と、
該圧縮機と流体流れが可能なように連結された凝縮器と、
前記圧縮機及び凝縮器と流体流れが可能なように連結された蒸発器がそれぞれ設けられた複数の室内機と、
該各室内機の各々の必要冷房能力を算出する複数の室内制御部と、
該室内制御部から転送された必要冷房能力により、前記圧縮機のローディングタイムおよびアンローディングタイムを制御するためのデューティ制御信号を生成して前記デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整する室外制御部と、を備える空気調和機の制御システム。
【請求項２】
前記それぞれの室内機は、前記室内制御部で算出した必要冷房能力を送信する室内通信回路部を含み、前記室外機は前記室内通信回路部から送信されたデータを受信して前記室外制御部に転送する室外通信回路部を備える請求項１に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項３】
前記室内制御部は、それぞれの室内機毎に設けられ、前記室外制御部はそれぞれの室内制御部から送信された必要冷房能力を合算した総必要冷房能力により前記圧縮機の能力を変化させる請求項１に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項４】
前記室内機は、室内温度をセンシングする温度センサを含み、前記室内制御部は感知された室内温度と予め設定された設定温度との差に基づき必要冷房能力を算出する請求項１に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項５】
前記室内機は、室内温度をセンシングする温度センサを含み、前記室内制御部は感知された室内温度と予め設定された設定温度との差及び自分の冷房能力に基づき必要冷房能力を算出する請求項１に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項６】
前記必要冷房能力は、感知された室内温度と設定温度の差により定められる補正係数と冷房能力の倍数である能力コードをかけた値である請求項５に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項７】
前記補正係数は、室内温度が下降する時より室内温度が上昇している時さらに低い値を有する請求項６に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項８】
前記圧縮機の容量は１００％と０％である請求項１に記載の空気調和機制御システム。
【請求項９】
前記室内機は多数台が並列に配されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機制御システム。
【請求項１０】
前記室外機は、前記圧縮機上流の低圧管に設けられたアキュムレーターと前記凝縮器の下流の高圧管に設けられたレシーバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１１】
前記室外機は、前記レシーバとアキュムレーター上流の低圧冷媒管を連結させるベントバイパス管と該ベントバイパス管の中途に設けられたベントバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１２】
前記アキュムレーター内部の低圧冷媒管はＵ字形に形成され、前記レシーバから張り出されて前記アキュムレーターを通過する高圧冷媒管はＵ字形低圧冷媒管の内部を通過するよう配されることを特徴とする請求項１１に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１３】
前記室外機は、前記圧縮機と前記凝縮器との間で分岐され前記アキュムレーターを連結するホットガスバイパス管と前記ホットガスバイパス管の中途に設けられたホットガスバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１４】
前記室外機は、前記レシーバの下流と前記アキュムレーターの上流を連結するリキッドバイパス管と前記リキッドバイパス管の中途に設けられたリキッドバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１５】
作動中に冷媒が吐出されるローディングタイムと冷媒が吐出されないアンローディングタイムとが反復され、前記ローディングタイムおよびアンローディングタイムがパルス幅変調方式で制御される圧縮機と、
該圧縮機と流体流れが可能なように連結された凝縮器と、
前記圧縮機及び凝縮器と流体流れが可能なように連結された蒸発器と、
空気調和対象空間の室内温度をセンシングするための温度センサと、
該温度センサによりセンシングされた室内温度と空気調和対象空間の希望温度に設定された設定温度との差に基づき必要冷房能力を算出し、算出された必要冷房能力により、前記圧縮機のローディングタイムおよびアンローディングタイムを制御するためのデューティ制御信号を生成して前記デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整する制御部と、を備える空気調和機の制御システム。
【請求項１６】
前記ローディングタイムにおいて前記圧縮機の容量は１００％であり、前記アンローディングタイムにおいて前記圧縮機の容量は０％である請求項１５に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１７】
前記制御部は、前記蒸発器の冷房能力も考慮して必要冷房能力を算出する請求項１５に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１８】
前記蒸発器は、多数台が並列に連結された請求項１５に記載の空気調和機の制御システム。
【請求項１９】
パルス幅変調で制御される圧縮機と該圧縮機を制御する制御部を備え、前記制御部は室内機から転送された冷房要求量の関数であるデューティ制御信号を生成し、前記デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整し、
前記デューティ制御信号は、前記圧縮機で冷媒を吐出するローディングタイムと冷媒を吐出しないアンローディングタイムを決めるよう生成されることを特徴とする空気調和機制御システム。
【請求項２０】
前記ローディングタイムにおいて前記圧縮機の容量は１００％であり、前記アンローディングタイムにおいて圧縮機容量は０％であることを特徴とする請求項１９に記載の空気調和機制御システム。
【請求項２１】
パルス幅変調方式で制御される圧縮機が設けられた室外機と蒸発器が設けられた多数の室内機を備える空気調和機の制御方法において、
各室内機の制御下で前記室内機の必要冷房能力を算出する段階と、
前記段階で算出された必要冷房能力を前記室外機に転送する段階と、
室外機の制御下で前記段階で転送された各室内機の必要冷房能力を総合化する段階と、
前記段階で総合化した必要冷房能力の関数であるデューティ制御信号を生成し、前記デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整する段階と、を備え、
前記デューティ制御信号は、前記圧縮機で冷媒を吐出するローディングタイムと冷媒を吐出しないアンローディングタイムを決めるよう生成されることを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２２】
前記室内機の必要冷房能力算出段階において前記室内機の必要冷房能力は、自分の冷房能力に基づき算出されることを特徴とする請求項２１に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２３】
前記室内機の必要冷房能力算出段階で前記室内機の必要冷房能力は自分の冷房能力と室内温度と設定温度との差に基づき算出されることを特徴とする請求項２１に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２４】
前記室内機の必要冷房能力は、自分の冷房能力の倍数である能力コード値と室内温度と設定温度との差により定められる補正係数をかけた値であることを特徴とする請求項２３に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２５】
前記補正係数は、室内温度が下降する時より室内温度が上昇している時さらに低い値を有する請求項２４に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２６】
前記必要冷房能力転送段階は、前記室内機の通信回路部から前記室外機の通信回路部に転送されることを特徴とする請求項２１に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２７】
前記ローディングタイムにおいて前記圧縮機の容量は１００％であり、前記アンローディングタイムで圧縮機容量は０％であることを特徴とする請求項２１に記載の空気調和機制御方法。
【請求項２８】
パルス幅変調方式で制御される圧縮機と調和対象空間に設けられた蒸発器を含む空気調和機の制御方法において、
空気調和対象空間の室内温度を感知する段階と、
前記段階で感知された室内温度と空気調和対象空間の希望温度に予め設定された設定温度との差を求める段階と、
前記段階で求められた差異値に基づき必要冷房能力を算出する段階と、
前記段階で算出された必要冷房能力の関数であるデューティ制御信号を発させて前記圧縮機の容量を前記デューティ制御信号に応じて調整する段階と、を備え、
前記デューティ制御信号は、前記圧縮機で冷媒を吐出するローディングタイムと冷媒を吐出しないアンローディングタイムを決めるよう生成されることを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２９】
前記必要冷房能力算出段階は、前記室内温度と設定温度との差により定められる補正係数を求めて前記蒸発器の冷房能力の倍数に定められる能力コード値とかけることを特徴とする請求項２８に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項３０】
前記補正係数は、室内温度が下降する時より室内温度が上昇している時さらに低い値を有することを特徴とする請求項２９に記載の空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機に係り、さらに詳しくはパルス幅変調方式の圧縮機を採用した空気調和機の制御システム及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機は、冷凍サイクルを使用して住居用建物や事務用建物の室内温度と湿度のような状態量を調節することにより空気調和を実現する。しかし、建物で居住したり活動する人なりに希望条件が異なり室外環境が違うため、必要冷房能力は頻繁に変る。特に、一台の室外機に多数台の室内機が連結されたマルチエアコン(multi-airconditioner)においては室内機毎に必要冷房能力が違うだけではなく、殆んどの場合各室内機は独立的に運転されるため、全ての室内機の必要冷房能力を合算した総必要冷房能力もやはり変る。
【０００３】
変化する必要冷房能力により容量(能力)を変化させうる圧縮機として回転数可変型圧縮機が公知である。このような回転数可変型圧縮機は、インバータ制御を通してモータに印加される電流の周波数を変らせてモータの回転数を制御することにより圧縮機の容量を必要冷房能力の変化に適するよう調整する。しかし、従来の回転数可変型圧縮機は必要冷房能力により回転中のモータを直接に制御すべきなので、良好な応答性と正確性でモータの回転数を制御し難い問題点があった。また、モータの回転数が頻繁に変るため、これによる振動や騒音が発生してモータと圧縮機の寿命が縮まり、全体的に機械的信頼度が劣る問題点があった。
【０００４】
また、モータに印加される電流の周波数を変換させるためには、高価でかつ複雑な構造の回路装置を要するのみならず、ここで消費される電力が大きくなるため、一般の圧縮機より効率に劣る短所もあった。特に、回転数可変型圧縮機では、最初投入された商用のＡＣ入力電源は、コンバータ装置でＤＣ電源に変化され、再びコンバータ装置で必要とする周波数のＡＣ電源に変化されるなど数回にかけて入力電源の変化過程が要求されるため、回路構成が極めて複雑になり電子ノイズが多量発生する。
【０００５】
一方、建物の大型化に伴って、一台の室外機に連結された室内機の数が増え、よって総必要冷房能力も高まる傾向である。しかし、回転数可変型圧縮機は大容量では制御し難く効率が低下し、全体サイズが大きくなり、コストアップするなどの問題点があるため、一つの回転数可変型圧縮機で大容量の要求条件を満たし難い。したがって、大容量の要求条件下では二つ以上の圧縮機を使用し、この場合通常回転数可変型圧縮機と共にモータが一定速度で回転する標準型圧縮機を共用する。このように複数の圧縮機を使用する場合、室外機の全体サイズが極めて大きくなり、よって取り扱いが困難であった。
【０００６】
他の形態の能力可変型圧縮機としてパルス幅変調方式の圧縮機(Pulse Width Modulated Compressor)がアメリカ特許６、０４７、５５７号と日本特開平８-３３４０９４号に開示されている。しかし、このような圧縮機は、多数の冷蔵室または冷凍室を有する冷蔵システムに使用されるもので、圧縮機と蒸発器との間の冷媒管が短い短配管に使用されることを前提にしている。したがって、長配管になることは避けられず、また制御環境が冷蔵システムとは違う建物の空気調和システムにはそのまま適用できない。また、前述した先行技術には、パルス幅変調方式の圧縮機を空気調和機、特にマルチエアコンに応用するための制御システムや制御方法が全く開示されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述した背景下になされたもので、その目的は室内機と室外機が割合に遠く離れており、一台の室外機に多数台の室内機が連結された建物用空気調和機に適するようパルス幅変調方式で制御される圧縮機を採用した空気調和機の制御システム及びその制御方法を提供するところにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、各室内機の必要冷房能力を各室内機で計算して室外機に転送し、室外機で総必要冷房能力を計算することにより効率よく必要冷房能力を計算し、計算された必要冷房能力により、パルス幅変調方式の圧縮機を効率よく能力変化させうる空気調和機の制御システム及びその制御方法を提供するところにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、パルス幅変調方式の圧縮機と共に多数の蒸発器を備えた冷凍サイクルを建物の空気調和に適するよう効率よく構成した空気調和機の制御システムを提供するところにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明の空気調和機制御システムは、室外機に設けられパルス幅変調方式で制御される圧縮機と、該圧縮機と流体流れが可能なように連結された凝縮器と、前記圧縮機及び凝縮器と流体流れが可能なように連結された蒸発器がそれぞれ設けられた複数の室内機と、該各室内機の各々の必要冷房能力を算出する複数の室内制御部と、該室内制御部から転送された必要冷房能力によりデューティ制御信号を生成して前記デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整する室外制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の空気調和制御システムは、相異なる二つの容量に応ずる二つの状態を有し、電源が供給される間も前記二つの状態で選択的に作動できる圧縮機と、該圧縮機と流体流れが可能なように連結された凝縮器と、該圧縮機及び凝縮器と流体流れが可能なように連結された蒸発器と、空気調和対象空間の室内温度をセンシングするための温度センサと、該温度センサによりセンシングされた室内温度と空気調和対象空間の希望温度に設定された設定温度との差に基づき必要冷房能力を算出し、算出された必要冷房能力の関数であるデューティ制御信号を生成して前記デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明の空気調和機制御システムは、パルス幅変調で制御される圧縮機と前記圧縮機を制御する制御部を備え、該制御部は室内機から転送された冷房要求量の関数であるデューティ制御信号を生成し、該デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明はパルス幅変調方式で制御される圧縮機が設けられた室外機と蒸発器が設けられた多数の室内機を備える空気調和機の制御方法において、各室内機の制御下で前記室内機の必要冷房能力を算出する段階と、該段階で算出された必要冷房能力を前記室外機に転送する段階と、室外機の制御下で前記段階から転送された各室内機の必要冷房能力を総合化する段階と、該段階で総合化した必要冷房能力の関数であるデューティ制御信号を生成し、該デューティ制御信号に応じて前記圧縮機の容量を調整する段階と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、パルス幅変調方式で制御される圧縮機と調和対象空間に設けられた蒸発器を備える空気調和機の制御方法において、空気調和対象空間の室内温度を感知する段階と、該段階で感知された室内温度と空気調和対象空間の希望温度に予め設定された設定温度との差を求める段階と、該段階で求められた差異値に基づき必要冷房能力を算出する段階と、該段階で算出された必要冷房能力の関数であるデューティ制御信号を発させて前記圧縮機の容量を前記デューティ制御信号に応じて調整する段階と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の実施例を詳述する。図１は本発明に係る空気調和機のサイクル構成図である。本発明の空気調和機１は、閉回路を構成するよう冷媒管により順次に連結された圧縮機２と、凝縮器３と、電動膨張バルブ４と、蒸発器５と、を備える。
【００１６】
冷媒管のうち圧縮機２の吐出側と電動膨張バルブ４の流入側とを連結する冷媒管は圧縮機２から吐出された高圧冷媒の流れを案内する高圧管６であり、電動膨張バルブ４の流出側と圧縮機２の吸引側を連結する冷媒管は電動膨張バルブ４において膨張された低圧冷媒の流れを案内する低圧管７である。凝縮器３は高圧管６の中途に設けられ、蒸発器５は低圧管７の途中に設けられる。圧縮機２が運転すれば冷媒は実線矢印方向に流れる。
【００１７】
一方、本発明の空気調和機１は室外機８と室内機９を備える。室外機８は前述した圧縮機２と凝縮器３を備え、圧縮機２の上流の低圧管７に設けられたアキュムレーター１０と凝縮器３の下流の高圧管６に設けられたレシーバ１１と、を備える。アキュムレーター１０は、蒸発器５から今だ蒸発できなかった液冷媒を集めて気化させ圧縮機２に流入させる役割を果たす。即ち、蒸発器５から完全な蒸発がなされない場合、アキュムレーター１０に流れ込む冷媒は、液体と気体状態の混合であるが、アキュムレーター１０は、液状の冷媒を気化させ気体状態の冷媒(ガス冷媒)だけを圧縮機に吸引させる。このため、アキュムレーター１０の内部の冷媒管入口端と冷媒管出口端は、アキュムレーター１０内の上部に置かれることが望ましい。
【００１８】
同様に、凝縮器３で完全な凝縮がなされない場合、レシーバ１１に流れ込む冷媒は液相と気相との混合である。レシーバ１１は、液状の冷媒と気体状態の冷媒とを分離して液状の冷媒だけを流出するよう構成されるが、このためレシーバ１１の内部の冷媒管入口端と出口端は、レシーバ１１の内部の下側まで延びる。
【００１９】
レシーバ１１の内部の気体状態の冷媒をバイパッシングするため、レシーバ１１とアキュムレーター１０の上流の低圧管７とを連結させるベントバイパス管１２が設けられる。ベントバイパス管１２の入口端は、レシーバ１１の上側に設けられ気体状態の冷媒のみ流入させ、途中にはベントバルブ１３が設けられバイパッシングされるガス冷媒の流量を調節する。図１の二点鎖線矢印は、ベントバイパス管１２を流れるガス冷媒の流動方向を示す。
【００２０】
レシーバ１１から出てきた高圧管は、アキュムレーター１０を通過するよう構成される。これは、該高圧管を通過する相対的に高温の冷媒を用いてアキュムレーター１０内の低温の液状の冷媒を気化させるためのものである。アキュムレーター１０における気化を効率よく行うために、アキュムレーター１０の内部の低圧冷媒管はＵ字形に形成され、アキュムレーター１０を通過する高圧冷媒管は、Ｕ字形の低圧冷媒管の内部を通過するよう配される。
【００２１】
また、室外機８は、圧縮機２と凝縮器３との間の高圧管とアキュムレーター１０とを連結するホットガスバイパス管１４と、レシーバ１１の下流とアキュムレーター１０の上流を連結するリキッドバイパス管１５と、を備える。ホットガスバイパス管１４の途中には、ホットガスバルブ１６が設けられバイパスされるホットガスの流量を調節し、リキッドバイパス管１５の途中にはリキッドバルブ１７が設けられバイパスされる液冷媒の流量を調節する。従って、ホットガスバルブ１６が開放されれば圧縮機２から出てきたホットガスの一部は、ホットガスバイパス管１４に沿って点線矢印方向に流れ、リキッドバルブ１７が開放されればレシーバ１１から出てきた液冷媒の一部は、リキッドバイパス管１５に沿って一点鎖線矢印方向に流れる。
【００２２】
室内機９は、多数台が並列に配され、各室内機９は電動膨張バルブ４と蒸発器５を備える。従って、一台の室外機８に多数台の室内機９が連結された形態を取る。そして、各室内機９の容量と形態は異同に構わない。
【００２３】
図２ａ及び図２ｂに示した通り、圧縮機としては、パルス幅変調方式で制御される能力可変型圧縮機２が使用される。圧縮機２は、吸引口１８と吐出口１９が設けられたケーシング２０と、該ケーシング２０の内部に設けられたモータ２１と、該モータ２１の回転力を受けて回転する旋回スクロール２２と、旋回スクロール２２との間に圧縮室２３を形成する固定スクロール２４と、を備える。ケーシング２０には、固定スクロール２４の上側と吸引口１８とを連結するバイパス管２５が設けられ、該バイパス管２５には、ソレノイドバルブ形態のＰＷＭバルブ(Pulse Width Modulated Valve)２６が設けられる。
【００２４】
図２ＡはＰＷＭバルブ２６がオフされバイパス管２５を塞いでいる状態を示した図であって、この状態では圧縮機２は圧縮された冷媒を吐出する。このような状態をローディング(loading)とし、この際圧縮機２は１００％の容量で運転する。図２ＢはＰＷＭバルブ２６がオンされバイパス管２５を開けている状態を示した図であって、この際、冷媒は圧縮機２から吐出されない。このような状態をアンローディング(unloading)とし、圧縮機２は０％の容量で運転する。ローディング状態やらアンローディング状態やら圧縮機２には、電源が供給されモータ２１は一定速度で回転する。圧縮機２に電源供給が遮断されれば、モータ２１は回転せず圧縮機２の運転は止まる。
【００２５】
図３に示した通り、圧縮機２は運転する間一定周期でローディングとアンローディングを繰り返す。そして、各周期においてローディングタイムとアンローディングタイムは必要冷房能力により変り、ローディングタイムにおいて圧縮機２は冷媒を吐出するので蒸発器５の温度は下降し、アンローディングタイムにおいて圧縮機２は冷媒を吐出しないため蒸発器５の温度は上昇する。図３において斜線を引いた部分の面積は冷媒吐出量を示す。ローディングタイムとアンローディングタイムを制御する信号をデューティ制御信号とする。本発明の実施例において、周期は一定に、例えば２０秒に定めておき、室内機９の総必要冷房能力によりローディングタイムとアンローディングタイムを変らせて圧縮機２の能力を変化させる方式を取る。
【００２６】
図４は本発明に係る空気調和機制御システムのブロック図である。図４に示した通り、室外機８は圧縮機２及びＰＷＭバルブ２６と信号の伝達が可能なように連結された室外制御部２７を含む。室外制御部２７は室外通信回路部２８と連結されデータを送受信する。各室内機９は室内制御部２９を備え、該室内制御部２９の入力ポートには温度検知部３０と温度設定部３１が連結され、出力ポートには電動膨張バルブ４が連結される。温度検知部３０は調和空間である室内の温度をセンシングする温度センサであり、温度検知部３０によりセンシングされた温度に基づき必要冷房能力が算出される。
【００２７】
温度センサの代りに冷媒の圧力をセンシングする圧力センサを使用することができ、このような温度センサと圧力センサは室内機の必要冷房能力、すなわち負荷を算出するための負荷センサである。各室内機９は室内制御部２９とデータ送受信が可能なように連結された室内通信回路部３２を備える。室外通信回路部２８と室内通信回路部３２は有線または無線でデータ送受信が可能なように設けられている。
【００２８】
室内制御部２９は温度検知部３０及び温度設定部３１から信号を受けて室内温度と設定温度との差に基づき室内機９の必要冷房能力を算出する。また室内制御部２９は自分の冷房能力に対する情報を有しており、必要冷房能力を算出する際室内温度と設定温度との差及び自分の冷房能力の両者に基づき必要冷房能力を算出することができ、室内機の冷房能力のみに基づき必要冷房能力を算出することもできる。
【００２９】
室内制御部２９が自分の冷房能力のみに基づき必要冷房能力を算出する場合、自分の冷房能力が必要冷房能力になる。ここで冷房能力は表１に例示された通り能力コード値に換算して適用される。
【００３０】
【表１】
0003798374.tif 000002
【００３１】
表１の例は７．５馬力の圧縮機に六つの室内機が連結された場合であって、能力コードは各室内機冷房能力の倍数になるよう定められる。
【００３２】
室内温度と設定温度との差及び自分の冷房能力を全て考慮して、室内機の必要冷房能力を算出する場合は室内温度と設定温度との差に基づき定められる補正係数と表１で得られた能力コードをかけた値が必要冷房能力になる。補正係数Ｑは図５により定められる。
【００３３】
図５に示した通り、Ｑは室内温度と設定温度との差に基づき定められ、同一な温度差の場合も室内温度が下降している時と室内温度が上昇している時の補正係数は相違になる。例えば、室内温度が下降している時室内温度が設定温度より高ければＱは３であり、室内温度が設定温度より１℃以下に低ければＱは２であり、１℃以上低ければＱは０である。Ｑが０の場合、電動膨張バルブ５は閉る。電動膨張バルブ５が閉れれば室内機９に冷媒が流れ難くなる。室内温度が上昇して室内温度と設定温度との差がなければ電動膨張バルブ５を開け、室内温度がさらに上昇して室内温度が設定温度より１℃以下に高いとＱは２であり、１℃以上に高ければＱは３である。
【００３４】
このように算出された各室内機の必要冷房能力は、通信回路部２８、３２を通して室外制御部２７に転送され、室外制御部２７は各室内機９の必要冷房能力を合算した総必要冷房能力を計算して圧縮機２及びＰＷＭバルブ２６を制御する。表２は２０秒周期で総必要冷房能力により設定されたローディングタイムとアンローディングタイムを示す。
【００３５】
【表２】
0003798374.tif 000003
【００３６】
次は図６Ａ及び図６Ｂに基づき本発明に係る空気調和機の制御方法を説明する。
図６Ａを参照して室内機９で制御過程を説明すれば、室内制御部２７で室内機９がオン(on)状態であるのかを判断する(Ｓ１０１)。室内機９がオン状態ならば温度検知部３０を通して室内温度を検知し(Ｓ１０２)、温度設定部３１を通して設定温度を検知して(Ｓ１０３)、 室内温度と設定温度との差を求める(Ｓ１０４)。
【００３７】
次いで、室内機９の冷房能力と前記で求めた室内温度と設定温度との差に基づき室内機９の必要冷房能力を算出する(Ｓ１０５)。この段階において室内機９の冷房能力は前記表１の通り能力コード値に換算され適用される。室内機９の必要冷房能力は前記能力コード値と室内温度と設定温度との差により定められる補正係数をかけた値である。補正係数Ｑ/３は前述した通り、図５により定められる。このように算出された各室内機の必要冷房能力は通信回路部２８、３２を通して室外制御部２７に転送される(Ｓ１０６)。段階１０１において室内機９がオフ(off)状態ならば室内機必要冷房能力は０になり(Ｓ１０７)、この値が室外機に転送される。
【００３８】
図６Ｂに基づき室外機８で制御過程を説明すれば、まず各室内機９から転送された必要冷房能力を合算して総必要冷房能力を求める(Ｓ２０１)。次いで、総必要冷房能力が０ならば圧縮機２を停止させ(Ｓ２０６)、０でなければ圧縮機２を運転する。圧縮機２を運転する場合は前記で求めた総必要冷房能力によりデューティ制御信号を生成し(Ｓ２０４)、次いで生成されたデューティ制御信号に応じてＰＷＭバルブのオン、オフ制御する。
【００３９】
デューティ制御信号はローディングタイムとアンローディングタイムを決める信号を指し、このようなローディングタイムとアンローディングタイムは表２のように総必要冷房能力により定められる。デューティ制御信号、すなわちローディングタイムとアンローディングタイムが定められれば、室外制御部２９はデューティ制御信号に応じてＰＷＭバルブを制御する(Ｓ２０５)。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る空気調和機の制御システムとその制御方法によれば、パルス幅変調方式の圧縮機を使用して空気調和機の能力を制御することにより、一台の室外機に多数台の室内機が連結された空気調和機のような大容量の冷房負荷能力についても効率よく制御を行える。
【００４１】
また、室外機と室内機に通信回路部を設けて、各室内機で必要冷房能力を算出して室外機に転送する方式を取ることにより、割合遠く離れている大型建物の空気調和に効率よく利用できる。
【００４２】
そして、各室内機の必要冷房能力を各室内機で計算して室外機に転送し室外機で総必要冷房能力を計算することにより効率よく必要冷房能力を計算し、計算された必要冷房能力により予め定められたローディングタイムとアンローディングタイムのデューティ制御信号を生成することによりパルス幅変調方式の圧縮機を効率よく能力変化させうる。
【００４３】
また、パルス幅変調方式の圧縮機を使用した本発明の空気調和機制御システムは、回転中のモータを制御する回転数可変型圧縮機とは違って、圧縮機の運転能力が変っても、モータは一定速度に回転するため制御応答性が良く、モータの回転数変化による振動と騒音が発生しなくてモータと圧縮機の寿命が長くなり、全体的に機械的信頼性がアップする。またモータに印加される電流の周波数を変換させる必要がないため、制御回路の構造が簡単でかつ省エネルギーに寄与する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る空気調和機制御システムの冷凍サイクル構成図である。
【図２Ａ】  本発明の空気調和機に採用されたパルス幅変調方式の圧縮機のローディング状態を示した図である。
【図２Ｂ】  アンローディング状態を示した図である。
【図３】  図２の圧縮機の運転中にローディング及びアンローディングと冷媒吐出量との関係を示した図である。
【図４】  本発明の空気調和機制御システムの全体ブロック図である。
【図５】  本発明の空気調和機制御システム及びその制御方法に使用される室内温度と設定温度の差と補正係数との関係を説明するための図である。
【図６Ａ】は本発明に係る空気調和機の室内制御部においてなされる制御過程を示した流れ図である。
【図６Ｂ】  本発明に係る空気調和機の室外制御部においてなされる制御過程を示した流れ図である。
【符号の説明】
２  圧縮機
３  凝縮器
４  電動膨張バルブ
５  蒸発器
６  高圧管
７  低圧管
８  室外機
９  室内機
２６  ＰＷＭバルブ
２７  室外制御部
２８  室外通信回路部
２９  室内制御部
３０  温度検知部
３１  温度設定部
３２  室内通信回路部
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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