JP3170507B2 - 空気調和設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に建物の複数の室な
どの空調ゾーンを個々に最適状態に冷暖房する空気調和
設備に関し、特にー台の室外ユニットに複数の室内ユニ
ットを各々冷媒配管を介し接続したマルチタイプの直膨
式空気調和設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ー台の室外ユニットに複数台の室
内ユニットを冷媒配管を介し接続した、いわゆるマルチ
タイプの直膨式空気調和設備がある。この種の空気調和
設備は冷・暖房モード運転の切り替えができる。この種
の空気調和設備の各室内ユニットは冷・暖房モードいず
れの運転時にも送風量と冷媒流量とが略比例的に３〜４
段階の制御モードに設定されている。この各室内ユニッ
トの吸込み温度と空調ゾーンの温度との比較、又はその
室内ユニットの吸込み温度と吹出し温度との比較等によ
り、各室内ユニットが複数段階の制御モードの中から選
択して運転される。一方、これら各室内ユニットに冷媒
配管を介し接続したー台の室外ユニットは、これも複数
段階の制御モードに初期設定され、前記各室内ユニット
の段階的な制御モード運転に応じて適当に複数段階の制
御モードの中から選択して運転され、各室内ユニットで
必要な総冷媒流量を確保するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来のマルチタイプの直膨式空気調和設備では、各室内ユ
ニットの送風量と冷媒流量とが複数段階的な制御モード
にしか設定できないので、各々が受け持つ空調ゾーンの
きめ細かな最適空調が困難であると共に、室外ユニット
の運転制御も複数段階的であるので、コンプレッサーの
冷媒吐出容量に無駄が多く、非効率的で消費電力がかさ
ばり不経済であった。

【０００４】また、前述した従来のマルチタイプの直膨
式空気調和設備の各室内ユニットは、それぞれ一つずつ
の空調ゾーン或いは近似的に同一負荷の空調ゾーンに給
気可能になっているだけであり、各室内ユニットがそれ
ぞれ各種異なる複数の空調ゾーンに同時に満足する給気
を行うようにはなっていない。

【０００５】つまり、複数の空調ゾーンの中には、空調
負荷が大きく最大風量を要求するゾーンと、空調負荷が
小さく最小風量を要求するゾーンが同時に混在する。こ
れら各種異なる負荷条件の空調ゾーンの組合せは無限で
あり、これら各種空調ゾーンにー台の室内ユニットから
同時にそれぞれ満足する給気を行なわなければならな
い。しかし前述のように室内ユニットの送風量と冷媒流
量とが複数段階的な制御モードにしか設定できないもの
では、各種空調ゾーンに対し同時にそれぞれ満足する給
気を行うことはとても困難であり、各空調ゾーンのきめ
細かな最適空調ができないばかりか、室外ユニットの容
量に無駄がより一層多く発生し、非効率的で消費電力の
増大を招いてしまう。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みなされ、その第１
の目的とするところは、各室内ユニットが各々の受け持
つ空調ゾーンをきめ細かく最適状態に空調できると共
に、室外ユニットの運転に無駄が少なく効率的で経費の
節減が図れる経済性に優れたマルチタイプの直膨式空気
調和設備を提供することにある。

【０００７】第２の目的とするとことは、前記第１の目
的に加え、各室内ユニットが空調負荷の異なる複数個ず
つの空調ゾーンを同時にきめ細かく最適状態に空調でき
るマルチタイプの直膨式空気調和設備を提供することに
ある。

【０００８】第３の目的とするとことは、前記各目的に
加え、各室内ユニットが各々の受け持つ空調ゾーンを更
に一層最適状態に空調できるマルチタイプの直膨式空気
調和設備を提供することにある。

【０００９】第４の目的とするとことは、前記各目的に
加え、複数の室内ユニットで冷・暖房モード運転が混在
していても、ー台の室外ユニットで効率良く対処でき、
しかもその室外ユニットの運転の無駄がなく、非常に効
率的で経費の大幅な節減が図れる経済性に極めて優れた
マルチタイプの直膨式空気調和設備を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段と作用】第１の発明の空気
調和設備は、前記第１の目的を達成するために、−台の
室外ユニットと、これに各々冷媒配管を介して接続し且
つそれぞれ所定の空調ゾーンに送風可能とした複数の室
内ユニットとを備えてなるマルチタイプの直膨式空気調
和設備において、前記各室内ユニットには、この各々が
受け持つ空調ゾーンの空調負荷に対応した必要風量を基
に送風機の風量制御を行うと共に、その送風機により熱
交換器に送通されて実際にこの熱交換器を通過した風量
及びその吸い込み側温度と吹出し側温度を検出し、且つ
その吸い込み側温度と熱交換器の設定吹出し温度との差
と前記風量から該熱交換器の必要交換熱量を演算し、こ
れに見合う熱交換器の必要冷媒流量を決定して冷媒流量
調整弁を制御し且つ前記吹出し側温度と前記設定吹出し
温度との差に基いて前記必要冷媒流量を補正する制御装
置をそれぞれ備える一方、前記室外ユニットには、前記
各室内ユニットの制御装置からそれぞれの必要冷媒流量
情報を基に総冷媒流量を決定してコンプレッサーの吐出
容量の制御並びに冷媒流量調整弁の制御を行う制御装置
を備えたことを特徴とする。

【００１１】これにて、各室内ユニットは風量並びに冷
媒流量が従来のような段階的に制御されるのではなく、
常に各々の受け持つ空調ゾーンの空調負荷に応じた風量
並びに冷媒流量に制御されることから、その各室内ユニ
ットからの給気により各空調ゾーンをきめ細かく最適状
態に空調できるようになる。また、室外ユニットは各室
内ユニットの制御装置からの必要冷媒流量情報を基に総
冷媒流量を決定して、コンプレッサーの吐出容量の制御
並びに冷媒流量調整弁の制御が行われることから、その
室外ユニットの運転に無駄が少なく効率的で経費の節減
が図れるようになる。

【００１２】第２の発明の空気調和設備は、前記第２の
目的を達成するために、前記第１の発明の構成に加え、
各室内ユニットはそれぞれ複数個ずつの空調ゾーンに端
末風量制御ユニットを介し送風可能に接続され、且つそ
の各室内ユニットの制御装置は、各々が受け持つ複数個
ずつの空調ゾーンの空調負荷に対応した必要風量指令を
端末風量制御ユニットから受け、それらの総合計の必要
風量を算出して送風機の風量制御を行う構成としたこと
を特徴とする。これにて、前記作用に加え、各室内ユニ
ットが空調負荷の異なる複数個ずつの空調ゾーンを同時
にきめ細かく最適状態に空調できるようになる。

【００１３】第３及び第４の発明の空気調和設備は、前
記第３の目的を達成するために、前記第１又は第２の発
明の構成に加え、各室内ユニットの制御装置は、熱交換
器に送通される風量及びその吸い込み側温度を検出し、
且つその吸い込み側温度と熱交換器の設定吹出し温度と
の差と前記風量から該熱交換器の必要交換熱量を演算す
ると共に、その熱交換器の吹き出し側温度を検出する検
出手段を備え、この実際の吹き出し側温度と前記設定吹
出し温度との差から前記熱交換器の必要交換熱量を補正
し、これに見合う熱交換器の必要冷媒流量を決定して冷
媒流量調整弁を制御する構成としたことを特徴とする。

【００１４】これにて、前記作用に加え、更に各室内ユ
ニットは、各々の受け持つ空調ゾーンの空調負荷に応じ
た風量並びに冷媒流量を決定する際に、熱交換器の実際
の吹き出し側温度と設定吹出し温度との差を基に、熱交
換器の必要交換熱量を補正して正確をきすることから、
冷媒温度が不安定であったり、冷媒流量が変動したり、
空気の湿度が変化したりしても、常に最適な冷媒流量を
確保できて、その各室内ユニットからの給気により各空
調ゾーンを更にきめ細かく最適状態に空調できるように
なる。これに伴い、室外ユニットのコンプレッサーの吐
出容量の無駄が一層少なく高効率的な運転が可能とな
る。

【００１５】第５の発明の空気調和設備は、前記第４の
目的を達成するために、前記第１乃至第４のいずれかの
発明の構成に加え、室外ユニットの制御装置は、各室内
ユニットの制御装置から各々の冷・暖房モード運転情報
と各々の必要冷媒流量情報とを受け、それら冷房モード
運転のための必要冷媒流量の合計と暖房モード運転のた
めの必要冷媒流量の合計との多い方の運転モード並びに
その多い方の運転モードの総必要冷媒流量を決定し、こ
れに見合う室外ユニットの運転モードの切替え制御並び
にコンプレッサーの吐出容量制御を行うと共に、室外ユ
ニットの熱交換器への冷媒流量を前記両合計の差に相当
する流量に決定して冷媒流量調整弁を制御する構成とし
たことを特徴とする。

【００１６】これにて、前記作用に加え、複数の室内ユ
ニットで冷・暖房モード運転が混在していても、ー台の
室外ユニットで効率良く対処でき、しかもその冷房モー
ド運転の室内ユニットと暖房モード運転の室内ユニット
との相互間で熱移動ができて、室外ユニットの負担を軽
減でき、運転の無駄がなく、非常に効率的で経費の大幅
な節減が図れるようになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明のマルチタイプの直膨式空気調
和設備の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１８】まず、図１に全体構成の概略を示す。−台
の冷暖房用の室外ユニット１と、これに各々冷媒配管２
を介して接続された複数の冷暖房用の室内ユニット３…
が備えられている。この各室内ユニット３…はそれぞれ
送風ダクト４を介し建物の室内等の複数個ずつの空調ゾ
ーン５…に給気できるように接続されている。

【００１９】前記各空調ゾーン５…にはそれぞれ室温検
出と室温設定のためのサーモスタット６が配設されてい
る。またその各空調ゾーン５…に接続する前記送風ダク
ト４の各分岐ダクト４ａ…には、それぞれ端末風量制御
ユニット（ＶＡＶユニット）７が設けられている。この
各端末風量制御ユニット７…は、特公昭６０−４７４９
７号公報に示されている構成と同様で、前記サーモスタ
ット６からの電気信号を受けて独自に当該空調ゾーン５
の空調負荷に対応した必要風量を決定し、内蔵したダン
パー等を開度調整して給気風量を制御するものである。

【００２０】なお、各空調ゾーン５…は大きさや空調負
荷がそれぞれ異なるのが一般的である。このために各端
末風量制御ユニット７…は各空調ゾーン５…毎に設計上
の空調負荷に合わせた各種大きさ（容量）の異なるもの
が設置されている。

【００２１】前記室外ユニット１は、コンプレッサー１
０と、熱交換器１１と、この熱交換器１１に外気を通風
して熱交換させる送風機１２と、これら各機器の制御装
置１３を備えている。

【００２２】前記各室内ユニット３…は、熱交換器３１
と、この熱交換器３１に外気等を通風して熱交換させな
がら前記送風ダクト４に送り込む送風機３２と、これら
各機器の制御装置３３を備えている。この制御装置３３
は、当該室内ユニット３が受け持つ複数の空調ゾーン５
の空調負荷に対応した必要風量指令を各端末風量制御ユ
ニット７…から受けて各機器の制御を行うと共に、その
情報を前記室外ユニット１の制御装置１３と交換する機
能を有している。

【００２３】更に詳述すると、前記室外ユニット１は、
図２に示す如く、風胴１５を備え、この風胴１５内に熱
交換器１１が配されていると共に、この熱交換器１１に
外気等を吸引通風させる送風機１２が該熱交換器１１の
風下側に設置されている。またその風胴１５内の熱交換
器１１より風上側に吸い込み側風量検出用の風速検出器
１６が設置され、同じく風上側に吸い込み側温度検出器
１７が設置され、更に風胴１５内の熱交換器１１より風
下側に吹き出し側温度検出器１８が設置され、これら各
検出器１６，１７，１８の検出信号がそれぞれ制御装置
１３に送られるようになっている。

【００２４】また、この室外ユニット１にはコンプレッ
サー１０が内蔵され、このコンプレッサー１０の冷媒吐
出側に出された冷媒配管２ａは２方向に分岐され、その
一方の冷媒配管２ｂは熱交換器１１を凝縮器として作用
させる時に「開」とされる電磁弁２０ａに接続され、他
方の冷媒配管２ｃは室内ユニット３…方に延出されてい
る。コンプレッサー１０の吸い込み側にはアキュームレ
ータ２１が配管接続されている。このアキュームレータ
２１からコンプレッサー１０と反対側に出た冷媒配管２
ｄは２方向に分岐され、その一方の冷媒配管２ｅは熱交
換器１１を蒸発器として作用させる時に「開」とされる
電磁弁２０ｂに接続され、他方の冷媒配管２ｆは室内ユ
ニット３…方に延出されている。前記電磁弁２０ａ，２
０ｂを備えた冷媒配管２ｂ，２ｅは先端で一本の冷媒配
管２ｇに合流して前記熱交換器１１の一端側に接続され
ている。この冷媒配管２ｇの途中には熱交換器１１を蒸
発器として作用させる時に流出して来る蒸発冷媒温度を
検出する配管温度検出器２２が取り付けられ、この検出
信号も制御装置１３に送られるようになっている。

【００２５】更に、前記熱交換器１１の他端側から出た
冷媒配管２ｈには膨脹弁２３と冷媒流量調整弁２４とが
順に設けられていると共に、前記熱交換器１１を凝縮器
として作用させる時に前記膨脹弁２３をバイパスする管
路が設けられ、この管路途中に逆止弁２５が設けられて
いる。またこの冷媒配管２ｈの先端に冷媒タンク２６が
設けられ、この冷媒タンク２６から冷媒配管２ｉが出さ
れて前記室内ユニット３…方に延出されている。

【００２６】前記各室内ユニット３は、図３に示す如き
構成である。つまり、風洞３５が設けられ、この風洞３
５内に熱交換器３１が配されていると共に、この熱交換
器３１に外気等を吸引通風して熱交換させながら前記送
風ダクト４に送り込む送風機３２が該熱交換器３１の風
下側に設置されている。またその風洞３５内の熱交換器
３１より風上側に吸い込み側風量検出用の風速検出器３
６が設置され、同じく風上側に吸い込み側温度検出器３
７が設置され、更に風洞３５内の熱交換器３１より風下
側に吹き出し側温度検出器３８が設置され、これら各検
出器３６，３７，３８の検出信号がそれぞれ制御装置３
３に送られるようになっている。

【００２７】また、前記熱交換器３１の一端側から出た
冷媒配管２ｊは途中から２方向に分岐され、その一方の
冷媒配管２ｋには熱交換器３１を凝縮器（暖房モード運
転）として作用させる時に「開」とされる電磁弁４０ａ
が設けられ、この冷媒配管２ｋの先端が前記室外ユニッ
ト１方に延出されている。他方の冷媒配管２ｍには熱交
換器３１を蒸発器（冷房モード運転）として作用させる
時に「開」とされる電磁弁４０ｂが設けられ、この冷媒
配管２ｍの先端が前記室外ユニット１方に延出されてい
る。また前記冷媒配管２ｊの途中には熱交換器３１を蒸
発器として作用させる時に蒸発冷媒温度を検出する配管
温度検出器４２が取り付けられ、この検出信号も制御装
置３３に送られるようになっている。

【００２８】更に、前記空気熱交換器３１の他端側から
出た冷媒配管２ｎには膨脹弁４３と冷媒流量調整弁４４
が順に設けられ、この冷媒配管２ｎの先端が前記室外ユ
ニット１方に延出されている。またこの冷媒配管２ｎに
は熱交換器３１を凝縮器として作用させる時に前記膨脹
弁４３をバイパスする管路が設けられ、この管路途中に
逆止弁４５が設けられている。

【００２９】なお、図４に示す如く、前記各室内ユニッ
ト３…の各々の冷媒配管２ｎは相互に冷媒配管２ｐを介
し連通状態とされ、この状態で前記室外ユニット１から
延出した冷媒配管２ｉと接続されている。同様に、各室
内ユニット３…の各々の冷媒配管２ｋは相互に冷媒配管
２ｑを介し連通状態とされ、この状態で前記室外ユニッ
ト１から延出した冷媒配管２ｃと接続され、各室内ユニ
ット３…の各々の冷媒配管２ｍは相互に冷媒配管２ｒを
介し連通状態とされ、この状態で前記室外ユニット１か
ら延出した冷媒配管２ｆと接続されている。

【００３０】ここで、前記各室内ユニット３の制御装置
３３は、図１及び図３に示す如く、当該室内ユニット３
が受け持つ前記複数の空調ゾーン５…の空調負荷に対応
した必要風量指令（過不足信号）を各端末風量制御ユニ
ット７…から受け、それらの総合計の必要風量を算出
し、送風機３２の風量制御を行う機能を備えている。こ
の風量制御はインバーターを用いて該送風機３２の回転
数を制御することで行っている。

【００３１】また、その制御装置３３は、当該室内ユニ
ット３の前記風量に見合う必要冷媒流量を決定するため
に、まず前記風速検出器３６からの信号により熱交換器
３１に送通される風量を算出する。つまり、各空調ゾー
ン５…の端末風量制御ユニット７…が各々空調負荷に応
じ勝手に風量制御することから、送風機３２の圧力損失
が変化するので、その送風機３２の回転数と実際に熱交
換器３１に送通する風量とは必ずしも一致しない。この
ために風速検出器３６からの検出信号により熱交換器３
１に実際に送通される風量を算出している。これと同時
に、その熱交換器３１の吸い込み側温度検出器３７から
の検出信号を受け、その熱交換器３１への吸い込み温度
と予め定めた設定吹出し温度との差を求め、これと前記
風量とから該熱交換器３１の必要交換熱量を演算し、こ
の必要交換熱量に見合う当該熱交換器３１への必要冷媒
流量を決定し、これを基に当該室内ユニット３の冷媒流
量調整弁４４を開度制御する機能を備えている。

【００３２】なお、この際、熱交換器３１の風下側の実
際の吹き出し側温度を検出する温度検出器３８の信号を
受け、この実際の吹き出し側温度と前記設定吹出し温度
との差を基にして、前記演算した熱交換器３１の必要交
換熱量を更に補正する機能を有している。この補正した
必要交換熱量から、これに見合う当該熱交換器３１への
必要冷媒流量を正確に決定し、これを基に当該室内ユニ
ット３の冷媒流量調整弁４４を開度制御する機能を備え
ている。

【００３３】この必要冷媒流量の補正の理由としては、
冷媒は完全な液相とは限らず、殆どの場合気液混合相と
なっており、その温度が不安定で常に変化し、理論冷凍
サイクルから求めた単位冷媒量の持つ熱量が実際と一致
しない場合が多いと共に、流量調整弁４４の開度と流量
の関係が一定でない。また熱交換器３１自体についても
安定せず、冷媒の入口側寄りと出口側寄りとの冷媒温度
差も変化している。しかも空気の湿度が一定せず風量と
温度差に応じた必要な全熱量が変化している。こうした
ことから、実際に熱交換器３１を通った吹き出し側温度
を検出しながらフィードバックして冷媒流量の補正を行
っている。

【００３４】更に、前記制御装置３３は、当該室内ユニ
ット３の熱交換器３１を蒸発器（冷房モード）として運
転する時には、冷媒配管２ｊの配管温度検出器４２から
の信号を受けて、熱交換器３１での冷媒の蒸発温度を間
接的に検出し、この蒸発温度が一定となるように前記膨
脹弁４３の開度制御を行う機能を備えている。

【００３５】また、前記制御装置３３は、当該室内ユニ
ット３が受け持つ前記複数の空調ゾーン５…の空調負荷
に応じ、手動及び自動のいずれでも動作して、前記電磁
弁４０ａ，４０ｂの開閉切り替えにより冷房モードと暖
房モードとの運転制御を行う機能を備えている。

【００３６】前記室外ユニット１の制御装置１３は、図
１及び図２に示す如く、前記各室内ユニット３…の制御
装置３３からそれぞれの冷・暖房運転モード情報と必要
冷媒流量情報を受け、これを基に当該室外ユニット１の
運転モードを切り替え制御し、しかも総必要冷媒流量を
演算決定し、コンプレッサー１０の容量制御手段を介し
て該コンプレッサー１０からの冷媒吐出容量の制御を行
うと共に、冷媒流量調整弁２４の開度制御を行う機能を
備えている。

【００３７】つまり、制御装置１３は、各室内ユニット
３…の制御装置３３からの各々の冷・暖房運転モード情
報と必要冷媒流量情報とを受け、それら室内ユニット３
の冷房モード運転用の必要冷媒流量の合計と暖房モード
運転用の必要冷媒流量の合計とを演算・比較し、その多
い方の運転モードを選択するように、前記電磁弁２０
ａ，２０ｂの開閉切り替え制御を行う機能を備えてい
る。またその多い方の運転モードの総必要冷媒流量を決
定し、これに見合うコンプレッサー１０の吐出容量制御
を行う一方、当該室外ユニット１の熱交換器１１への冷
媒流量を前記両合計の差に相当する流量に設定すべく、
前記冷媒流量調整弁２４の開度制御を行う機能を備えて
いる。

【００３８】また、前記制御装置１３は、その熱交換器
１１の吸い込み側温度検出器１７からの検出信号を受
け、その熱交換器１１への吸い込み温度と予め定めた設
定温度との差を求め、これと前記熱交換器１１への冷媒
流量情報とから、該熱交換器１１への必要送風量を演算
し、これを基に送風機１２をインバーター制御して風量
制御する機能を備えている。

【００３９】なお、この際も、送風機１２の回転数と実
際に熱交換器１１に送通する風量とは必ずしも一致しな
いので、風速検出器１６からの検出信号により実際の風
量を算出してフィードバック制御していると共に、前述
と同理由により、熱交換器１１の風下側の実際の吹き出
し側温度を検出する温度検出器１８の信号を受け、この
実際の吹き出し側温度と前記設定温度との差を基にし、
前記必要送風量を更に補正して送風機１２の風量制御を
行う機能を備えている。

【００４０】更に、前記制御装置１３は、室外ユニット
１の熱交換器１１を蒸発器（暖房モード）として運転す
る時には、冷媒配管２ｇの配管温度検出器２２からの信
号を受けて、熱交換器１１での冷媒の蒸発温度を間接的
に検出し、この蒸発温度が一定となるように前記膨脹弁
２３の開度制御を行う機能を備えている。

【００４１】しかして、前述の構成のマルチタイプの直
膨式空気調和設備の作用を述べる。まず、各空調ゾーン
５…のサーモスタット６からの電気信号で端末風量制御
ユニット（ＶＡＶユニット）７が独自に空調負荷に対応
した必要風量を決定して開度制御すると共に、その各空
調ゾーン５…の必要風量指令（過不足信号）を室内ユニ
ット３の制御装置３３に送る。

【００４２】この指令を受けた各室内ユニット３…の制
御装置３３は、それぞれ当該室内ユニット３が受け持つ
前記複数の空調ゾーン５…の必要風量の総合計を算出
し、送風機３２の風量制御を行う。

【００４３】これと同時に、その制御装置３３が風速検
出器３６からの検出信号を受けて熱交換器３１に送通さ
れる風量を算出すると同時に、吸い込み側温度検出器３
７からの検出信号を受けて、熱交換器３１への吸い込み
温度と予め定めた設定吹出し温度との差を求め、これと
前記風量とから該熱交換器３１の必要交換熱量を演算す
る。この際、温度検出器３８の信号を受けて、熱交換器
３１の風下側の実際の吹き出し側温度を検出し、これと
前記設定吹出し温度との差を基にして、前記演算した熱
交換器３１の必要交換熱量を更に補正する。この補正し
た必要交換熱量から、これに見合う当該熱交換器３１へ
の必要冷媒流量を正確に決定し、これを基に当該室内ユ
ニット３の冷媒流量調整弁４４を開度制御する。

【００４４】また、その制御装置３３は、当該室内ユニ
ット３が受け持つ前記複数の空調ゾーン５…の空調負荷
に応じ、冷房モードか暖房モードかを判断し、これに基
づいて電磁弁４０ａ，４０ｂの開閉切り替えを行って、
当該熱交換器３１を蒸発器（冷房モード）として運転す
るか、凝縮器（暖房モード）として運転するかを定め
る。その熱交換器３１を蒸発器として冷房モード運転を
行う時には、冷媒配管２ｊの配管温度検出器４２からの
信号を受けて、熱交換器３１での冷媒の蒸発温度を間接
的に検出し、この蒸発温度が一定となるように膨脹弁４
３の開度制御を行う。

【００４５】一方、室外ユニット１の制御装置１３は、
前記各室内ユニット３…の制御装置３３から各々の冷暖
房運転モード情報と必要冷媒流量情報とを受け、それら
冷房モード運転用の必要冷媒流量の合計と暖房モード運
転用の必要冷媒流量の合計とを演算・比較し、その多い
方の運転モードを選択して電磁弁２０ａ，２０ｂの開閉
切り替え制御を行って、当該熱交換器１１を蒸発器とし
て運転するか、凝縮器として運転するかを定めると共
に、その多い方の運転モードの総必要冷媒流量を決定
し、これに見合うコンプレッサー１０の吐出容量制御を
行い、更に当該室外ユニット１の熱交換器１１への冷媒
流量を前記両合計の差に相当する流量に設定すべく冷媒
流量調整弁２４の開度制御を行う。

【００４６】また、その制御装置１３は、その熱交換器
１１の吸い込み側温度検出器１７からの検出信号を受
け、その熱交換器１１への吸い込み温度と予め定めた設
定温度との差を求め、これと前記熱交換器１１への冷媒
流量情報とから、該熱交換器１１への必要送風量を演算
し、これを基に送風機１２の風量制御を行う。

【００４７】更に、その熱交換器１１を蒸発器として冷
房モード運転を行う時には、冷媒配管２ｇの配管温度検
出器２２からの信号を受けて、熱交換器１１での冷媒の
蒸発温度を間接的に検出し、この蒸発温度が一定となる
ように膨脹弁２３の開度制御を行う。

【００４８】こうしてー台の室外ユニット１と複数台の
室内ユニット３…が同時に制御運転される。ここで各室
内ユニット３…全体が冷房モード運転の場合だとする
と、図４に矢印で示す如く冷媒が流れる。つまり、室外
ユニット１のコンプレッサー１０から吐出された冷媒
は、電磁弁２０ａが開くことで冷媒配管２ａから冷媒配
管２ｂ，２ｇを介し凝縮器として機能する熱交換器１１
に流れ、そこで液化して冷媒配管２ｈのバイパス管路の
逆止弁２５を通り、冷媒流量調整弁２４で総必要冷媒流
量に制御されながら、冷媒タンク２６から冷媒配管２
ｉ，２ｐ，２ｎを介し各室内ユニット３…に入る。

【００４９】その各室内ユニット３…内では、まず冷媒
配管２ｎ途中の冷媒流量調整弁４４により各々の室内ユ
ニット３が必要とする冷媒流量に制御され、膨脹弁４３
に入って液状冷媒が設定の蒸発温度になるように減圧さ
れ、この状態で蒸発器として機能する熱交換器３１に流
れ、そこで送風機３２により送風される空気と熱交換し
て蒸発気化しながら冷媒配管２ｊに流出する。

【００５０】その各熱交換器３１で冷却された前記各々
所定風量の冷風は送風機３２により送風ダクト４に圧送
され、各端末風量制御ユニット７に風量制御されながら
各空調ゾーン５…に必要風量ずつ送られて、その個々の
空調ゾーン５…の空調負荷に応じた最適な空調（冷房）
を行うようになる。

【００５１】前記各室内ユニット３…内の熱交換器３１
から冷媒配管２ｊに流出した冷媒は、電磁弁４０ｂが開
いていることから冷媒配管２ｍ，２ｒを通る。そして各
室内ユニット３…内からの冷媒が室外ユニット１の冷媒
配管２ｆ，２ｄよりアキュームレーター２１に入ってコ
ンプレッサー１０に吸引されて戻るようになる。

【００５２】次に、各室内ユニット３…全体が暖房モー
ド運転の場合では、電磁弁２０ｂと４０ａが開くこと
で、図５に矢印で示す如く、コンプレッサー１０から吐
出された冷媒が、室外ユニット１と各室内ユニット３…
の間を前回とは略逆向きに流れる。これで室外ユニット
１の熱交換器１１が蒸発器として機能し、各室内ユニッ
ト３…の熱交換器３１が凝縮器として機能するようにな
る。これで各室内ユニット３…内の熱交換器３１で送風
機３２により送風される空気が加温され、その温風が送
風ダクト４から各端末風量制御ユニット７に風量制御さ
れながら各空調ゾーン５…に必要風量ずつ送られて、そ
の個々の空調ゾーン５…の空調負荷に応じた最適な空調
（暖房）を行うようになる。

【００５３】ここでもし、図６に示す如く、各室内ユニ
ット３…のうち、図面上段の室内ユニット３が冷房モー
ド運転で、残りの図面中段及び下段の室内ユニット３が
暖房モード運転と言った具合に、冷・暖房モード運転が
混在し、しかも、その冷房運転モード用の必要冷媒流量
の合計より暖房運転モード用の必要冷媒流量の合計が多
い場合には、室外ユニット１の制御装置１３がその多い
方の暖房運転モードを選択して電磁弁２０ｂを開き、熱
交換器１１を蒸発器として機能させると共に、その多い
方の運転モードの総必要冷媒流量を決定し、これに見合
うコンプレッサー１０の吐出容量制御を行い、更に室外
ユニット１の熱交換器１１への冷媒流量を前記両合計の
差に相当する流量に設定すべく冷媒流量調整弁２４の開
度制御を行う。

【００５４】これにて、図６に矢印で示す如く、室外ユ
ニット１のコンプレッサー１０から吐出された冷媒は、
電磁弁２０ａが閉じていることで、冷媒配管２ａから冷
媒配管２ｃ，２ｑを介して暖房モード運転の中段と下段
の室内ユニット３の冷媒配管２ｋに流れる。そしてその
中段と下段の室内ユニット３の電磁弁４０ａを通り凝縮
器として機能する熱交換器３１に流れ、そこで送風機３
２により送風される空気と熱交換して液化しながら冷媒
配管２ｎに流出する。

【００５５】その中段と下段の室内ユニット３の熱交換
器３１で加温された所定風量の温風は送風機３２により
送風ダクト４に圧送され、各端末風量制御ユニット７に
風量制御されながら各空調ゾーン５…に必要風量ずつ送
られて、その個々の空調ゾーン５…の空調負荷に応じた
最適な空調（暖房）を行うようになる。

【００５６】前記熱交換器３１で液化して冷媒配管２ｎ
に流出した冷媒はバイパス管路の逆止弁４５を通り、冷
媒流量調整弁４４で流量制御されながら冷媒配管２ｐに
流れる。

【００５７】そしてその液化した冷媒の一部は、上段の
冷房モード運転の室内ユニット３の冷媒配管２ｎに入
り、冷媒流量調整弁４４により必要冷媒流量に制御され
ながら、膨脹弁４３で液状冷媒が設定の蒸発温度になる
ように減圧され、この状態で蒸発器として機能する熱交
換器３１に流れ、そこで送風機３２により送風される空
気と熱交換して蒸発気化しながら冷媒配管２ｊに流出す
る。

【００５８】その上段の室内ユニット３の熱交換器３１
で冷却された所定風量の冷風は送風機３２により送風ダ
クト４に圧送され、各端末風量制御ユニット７に風量制
御されながら各空調ゾーン５…に必要風量ずつ送られ
て、その個々の空調ゾーン５…の空調負荷に応じた最適
な空調（冷房）を行うようになる。

【００５９】前記上段の室内ユニット３の熱交換器３１
から冷媒配管２ｊに流出した冷媒は、電磁弁４０ｂが開
いていることから冷媒配管２ｍを通り、更に冷媒配管２
ｆ，２ｄを介しアキュームレーター２１に入って、コン
プレッサー１０に吸引されて戻るようになる。

【００６０】一方、前記液化して冷媒配管２ｐに流出し
た冷媒の残りは、冷媒配管２ｉを介して室外ユニット１
の冷媒タンク２６に入り、ここから冷媒配管２ｈの冷媒
流量調整弁２４により必要冷媒流量に制御されながら、
膨脹弁２３で液状冷媒が設定の蒸発温度になるように減
圧され、この状態で蒸発器として機能する熱交換器１１
に流れ、そこで送風機１２により送風される空気と熱交
換して蒸発気化しながら冷媒配管２ｇに流出する。そこ
から電磁弁２０ａを介し冷媒配管２ｂを通り、前記コン
プレッサー１０から吐出される冷媒と一緒に再び冷媒配
管２ｃより暖房モード運転の室内ユニット３方に送られ
るようになる。

【００６１】これで、冷・暖房モード運転が混在してい
る場合、室外ユニット１のコンプレッサー１０は、冷・
暖房モードのいずれか多い方の運転モードの総必要冷媒
流量に相当する冷媒を吐出動作するだけで良く、しかも
その室外ユニット１の熱交換器１１は前記冷・暖房モー
ドのそれぞれの必要冷媒流量の差に相当する冷媒量だけ
蒸発或いは凝縮作用を行えば済むようになる。

【００６２】

【発明の効果】第１の発明では前述の如く構成したか
ら、各室内ユニットが各々の受け持つ空調ゾーンをきめ
細かく最適状態に空調できると共に、室外ユニットの運
転に無駄が少なく効率的で経費の節減が図れる経済性に
優れたマルチタイプの直膨式空気調和設備が得られる。

【００６３】第２の発明では前述の如く構成したから、
前記第１の発明の効果に加え、各室内ユニットが空調負
荷の異なる複数個ずつの空調ゾーンを同時にきめ細かく
最適状態に空調できるマルチタイプの直膨式空気調和設
備が得られる。

【００６４】第３及び第４の発明では前述の如く構成し
たから、前記第１及び第２の発明の効果に加え、更に正
確な制御ができて、各室内ユニットが各々の受け持つ空
調ゾーンを更に一層最適状態に空調できるマルチタイプ
の直膨式空気調和設備が得られる。

【００６５】第５の発明では前述の如く構成したから、
前記第１乃至第４の発明の効果に加え、複数の室内ユニ
ットで冷・暖房モード運転が混在していても、ー台の室
外ユニットで効率良く対処でき、しかもその室外ユニッ
トの運転の無駄がなく、非常に効率的で経費の大幅な節
減が図れる経済性に極めて優れたマルチタイプの直膨式
空気調和設備が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和設備の一実施例を示す概略的
全体構成図。

【図２】同上実施例の室外ユニットの構成図。

【図３】同上実施例の室内ユニットの構成図。

【図４】同上実施例の室外ユニットと複数の室内ユニッ
トとの冷房モード運転時の冷媒の流れを示す作用説明
図。

【図５】同上実施例の室外ユニットと複数の室内ユニッ
トとの暖房モード運転時の冷媒の流れを示す作用説明
図。

【図６】同上実施例の室外ユニットと複数の室内ユニッ
トとの冷・暖房モードが混在する運転時の冷媒の流れを
示す作用説明図。

【符号の説明】

１…室外ユニット、２（２ａ〜２ｒ）…冷媒配管、３…
室内ユニット、４…送風ダクト、５…空調ゾーン、７…
端末風量制御ユニット、１０…コンプレッサー、１１，
３１…熱交換器、１２，３２…送風機、１３，３３…制
御装置、１６，３６…風速検知器、１７，３７…吸い込
み側温度検出器、１８，３８…吹き出し側温度検出器、
２０ａ，２０ｂ，４０ａ，４０ｂ…電磁弁、２１…アキ
ュームレー、２２，４２…配管温度検知器、２３，４３
…膨脹弁、２４，４４…冷媒流量調整弁、２５，４５…
逆止弁、２６…冷媒タンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−176949（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−193563（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−57851（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−127842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−67572（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 102

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 −台の室外ユニットと、これに各々冷媒
   配管を介して接続し且つそれぞれ所定の空調ゾーンに送
   風可能とした複数の室内ユニットとを備えてなるマルチ
   タイプの直膨式空気調和設備において、前記各室内ユニ
   ットには、この各々が受け持つ空調ゾーンの空調負荷に
   対応した必要風量を基に送風機の風量制御を行うと共
   に、その送風機により熱交換器に送通されて実際にこの
   熱交換器を通過した風量及びその吸い込み側温度と吹出
   し側温度を検出し、且つその吸い込み側温度と熱交換器
   の設定吹出し温度との差と前記風量から該熱交換器の必
   要交換熱量を演算し、これに見合う熱交換器の必要冷媒
   流量を決定して冷媒流量調整弁を制御し且つ前記吹出し
   側温度と前記設定吹出し温度との差に基いて前記必要冷
   媒流量を補正する制御装置をそれぞれ備える一方、前記
   室外ユニットには、前記各室内ユニットの制御装置から
   それぞれの必要冷媒流量情報を基に総冷媒流量を決定し
   てコンプレッサーの吐出容量の制御並びに冷媒流量調整
   弁の制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする空気
   調和設備。
2. 【請求項２】 各室内ユニットはそれぞれ複数個ずつの
   空調ゾーンに端末風量制御ユニットを介し送風可能に接
   続され、且つその各室内ユニットの制御装置は、各々が
   受け持つ複数個ずつの空調ゾーンの空調負荷に対応した
   必要風量指令を端末風量制御ユニットから受け、それら
   の総合計の必要風量を算出して送風機の風量制御を行う
   構成としたことを特徴とする請求項１記載の空気調和設
   備。
3. 【請求項３】 各室内ユニットの制御装置は、熱交換器
   に送通される風量及びその吸い込み側温度を検出し、且
   つその吸い込み側温度と熱交換器の設定吹出し温度との
   差と前記風量から該熱交換器の必要交換熱量を演算する
   と共に、その熱交換器の吹き出し側温度を検出する検出
   手段を備え、この実際の吹き出し側温度と前記設定吹出
   し温度との差から前記熱交換器の必要交換熱量を補正
   し、これに見合う熱交換器の必要冷媒流量を決定して冷
   媒流量調整弁を制御する構成としたことを特徴とする請
   求項１記載の空気調和設備。
4. 【請求項４】 各室内ユニットの制御装置は、熱交換器
   に送通される風量及びその吸い込み側温度を検出し、且
   つその吸い込み側温度と熱交換器の設定吹出し温度との
   差と前記風量から該熱交換器の必要交換熱量を演算する
   と共に、その熱交換器の吹き出し側温度を検出する検出
   手段を備え、この実際の吹き出し側温度と前記設定吹出
   し温度との差から前記熱交換器の必要交換熱量を補正
   し、これに見合う熱交換器の必要冷媒流量を決定して冷
   媒流量調整弁を制御する構成としたことを特徴とする請
   求項２記載の空気調和設備。
5. 【請求項５】 室外ユニットの制御装置は、各室内ユニ
   ットの制御装置から各々の冷・暖房モード運転情報と各
   々の必要冷媒流量情報とを受け、それら冷房モード運転
   のための必要冷媒流量の合計と暖房モード運転のための
   必要冷媒流量の合計との多い方の運転モード並びにその
   多い方の運転モードの総必要冷媒流量を決定し、これに
   見合う室外ユニットの運転モードの切替え制御並びにコ
   ンプレッサーの吐出容量制御を行うと共に、室外ユニッ
   トの熱交換器への冷媒流量を前記両合計の差に相当する
   流量に決定して冷媒流量調整弁を制御する構成としたこ
   とを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の空気調
   和設備。