JP3388305B2 - Multi-room air conditioner - Google Patents
Multi-room air conditionerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一台の室外機と一台ま
たは複数台の室内機によって、一室または複数室の室内
空気の過熱及び冷却を行う多室空気調和機に関し、特
に、その室内空気の温度等を好適に制御する多室空気調
和機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-room air conditioner that superheats and cools indoor air in one or more rooms with one outdoor unit and one or more indoor units, and more particularly, The present invention relates to a multi-room air conditioner that suitably controls the temperature of indoor air and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】このような従来の多室空気調和機として
は、例えば、特開昭６３―２５４４６号公報等に記載さ
れた省電力を目指した多室空気調和機がある。2. Description of the Related Art As such a conventional multi-room air conditioner, there is, for example, a multi-room air conditioner aiming at power saving described in JP-A-63-25446.
【０００３】また、省電力化を目的としたものではない
が、所定の入力を室内に与えその反応を検知すること
で、その空調をする室内の状態例えば室内容量及び室内
温度等を精密に認識して多室空気調和機の制御をする、
いわゆるシステム同定を用いた多室空気調和機もある。
このような従来の多室空気調和機としては、例えば、特
開昭６２−１２８８１６号公報、特開昭６３−２８２４
４１号公報、特開平３−１３７５４号公報等に記載され
た装置がある。Although not intended to save power, the state of the room to be air-conditioned, such as the room capacity and the room temperature, is accurately recognized by applying a predetermined input to the room and detecting the reaction. And control the multi-room air conditioner,
There is also a multi-room air conditioner that uses so-called system identification.
As such a conventional multi-room air conditioner, for example, JP-A-62-128816 and JP-A-63-2824.
There are devices described in Japanese Patent No. 41, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-13754, and the like.
【０００４】ここで、省電力化を目的とした多室空気調
和機の公知例である特開昭６３―２５４４６号公報記載
の発明を説明する。この従来の発明は、空気調和機を起
動させ定常状態に達した後、先ず室内ファンを微小変動
させ、室内温度や圧縮機冷媒吐出過熱度等の制御対象を
変化させないよう圧縮機と室内電子膨張弁の開度を操作
し、その結果消費電力（電流）が如何に変化したかを測
定して、減少しているようだと前回の変動方向と同方向
に、増加しているようだと逆方向に室内ファン回転数を
変動させ続けるというものである。The invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-25446, which is a known example of a multi-room air conditioner for the purpose of power saving, will now be described. According to this conventional invention, after the air conditioner is started and reaches a steady state, first, the indoor fan is slightly changed, and the compressor and the indoor electronic expansion are controlled so as not to change the controlled objects such as the indoor temperature and the compressor refrigerant discharge superheat degree. Operate the valve opening and measure how the power consumption (current) changes as a result. If it seems to be decreasing, it is in the same direction as the previous fluctuation direction, and it is opposite if it is increasing. That is, the indoor fan speed is continuously changed in the same direction.
【０００５】次にシステム同定を用いた多室空気調和機
の公知例である特開昭６２−１２８８１６号公報、特開
昭６３−２８２４４１号公報、特開平３―１２７５４号
公報の発明を説明する。この従来の発明は、微小振幅の
試験信号を操作信号に印加して、その時の検知信号から
多室空気調和機の動特性を同定モデルとして得、この同
定モデルを基として積分型最適制御器を設計し、制御時
において各操作信号の大きさに応じて積分型最適制御器
を選択するものである。Next, the inventions of Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-128816, 63-282441, and 3-12754, which are known examples of a multi-room air conditioner using system identification, will be described. . This conventional invention applies a test signal having a small amplitude to an operation signal, obtains a dynamic characteristic of a multi-room air conditioner as an identification model from a detection signal at that time, and based on this identification model, an integral optimal controller is obtained. It is designed to select an integral type optimum controller according to the magnitude of each operation signal during control.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
特開昭６３―２５４４６号公報の多室空気調和機では、
他の制御量を変動しないように固定した上で、電力量を
新たな制御対象として注目するものであるから、外乱が
作用しなかった時には実現容易な方法と思われる反面、
空気調和機の起動後、定常状態に達してからでないと使
用できないことや、室内温度や圧縮機冷媒吐出過熱度等
の制御量が、固定できないで変動してしまう場合にはそ
の手法が行えないほか、ある運転時における状態に対し
てのみしか考慮していないのであるから次回運転時には
前回の経験が役立たない等の問題がある。However, in the above-mentioned multi-chamber air conditioner disclosed in JP-A-63-25446,
After fixing other control variables so that they do not fluctuate, the amount of power is focused on as a new control target, so it seems to be an easy method to implement when no disturbance acts, but
After starting the air conditioner, it cannot be used until it reaches a steady state, and if the controlled variable such as indoor temperature and compressor refrigerant discharge superheat cannot be fixed and fluctuates, that method cannot be performed. In addition, since only the state during a certain operation is taken into consideration, there is a problem that the previous experience is not useful for the next operation.
【０００７】また、特開昭６２−１２８８１６号公報、
特開昭６３−２８２４４１号公報、特開平３―１３７５
４号公報に記載の多室空気調和機におけるシステム同定
法は、設計する際に制御定数を決定するための測定手段
であるオフライン同定と呼ばれるもので、設置する利用
部の熱容量や熱通過率等の事前に予測不可能な動特性パ
ラメータまでを同定することは不可能である。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 62-128816,
JP-A-63-282441 and JP-A-3-1375
The system identification method in the multi-room air conditioner described in Japanese Patent Publication No. 4 is called off-line identification, which is a measuring means for determining a control constant at the time of designing. It is impossible to identify up to unpredictable dynamic characteristic parameters in advance.
【０００８】例えば、多室空気調和機の暖房能力と消費
電力をある空気条件で計測すると図４のようになる。こ
こで暖房能力や消費電力は定常値である。この図から、
例えば暖房能力を一定に保つ曲線は能力一定曲線ＱAＱB
で表され、それに沿って圧縮機駆動周波数と電子膨張弁
開度の組み合わせを選ぶと、能力一定操作量トラジェク
トリが曲線ＡＢとして得られる。For example, the heating capacity and power consumption of a multi-room air conditioner are measured under certain air conditions as shown in FIG. Here, the heating capacity and power consumption are steady values. From this figure,
For example, the curve that keeps the heating capacity constant is the constant capacity curve Q A Q B
When the combination of the compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening is selected along the line, the constant capacity manipulated variable trajectory is obtained as the curve AB.
【０００９】それに伴い消費電力曲線ＷAＷBが得られる
が、消費電力を最小にする圧縮機駆動周波数、電子膨張
弁開度の組み合わせは消費電力曲線ＷAＷB上にＣＯＰ最
大化操作量として求められる。ここで、ＣＯＰとは単位
消費電力あたりの暖房能力または冷房能力をいう。ま
た、同じ制御精度なら、消費電力を最小化するような最
適操作量も求められる。Along with this, a power consumption curve W A W B is obtained, but the combination of the compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening that minimizes the power consumption is the COP maximizing manipulated variable on the power consumption curve W A W B. Is required as. Here, COP refers to heating capacity or cooling capacity per unit power consumption. Further, if the control accuracy is the same, an optimum operation amount that minimizes power consumption is also required.
【００１０】しかし、この図４に表される暖房能力及び
消費電力の値は、異なる空気条件、配管長さ等によって
変化するので、従来の多室空気調和機におけるオフライ
ン計測ではその傾向は知ることができても、値そのもの
まで知ることができない。However, since the values of the heating capacity and the power consumption shown in FIG. 4 vary depending on different air conditions, pipe lengths, etc., it is necessary to know the tendency in the offline measurement in the conventional multi-room air conditioner. Even if you can, you cannot know the value itself.
【００１１】さらには、定常に達するまでの過渡的な能
力、消費電力の挙動まで考慮に入れることは不可能であ
る。多室空気調和機の動特性がこのように空気条件、配
管長さに大きく依存する上に、多室空気調和機が設置さ
れる利用部の熱容量、熱通過係数等のパラメータが未知
であると、最適な多室空気調和機の運転は望めない。Furthermore, it is impossible to take into consideration the transitional capacity until reaching a steady state and the behavior of power consumption. In this way, the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner greatly depend on the air condition and the pipe length, and the parameters such as the heat capacity and the heat transfer coefficient of the use part where the multi-room air conditioner is installed are unknown. , Optimal operation of multi-room air conditioner cannot be expected.
【００１２】そこで、本発明は、多室空気調和機とその
利用部の動特性の構造を明らかにすることによって、い
ろいろな空気条件及び配管長等に応じて、快適な空気調
和をすることができるとともに、消費電力をも最適化及
び低減することができる多室空気調和機を提供すること
を目的とする。Therefore, according to the present invention, by clarifying the structure of the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner and its utilization portion, comfortable air conditioning can be performed according to various air conditions and pipe lengths. It is an object of the present invention to provide a multi-room air conditioner that is capable of optimizing and reducing power consumption as well.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の多室空気調和機
は、室外機と、室内機を一台または複数台設け、前記室
外機と前記室内機とを配管接続して閉回路をなし、前記
閉回路の中に冷媒を封入し、前記室外機においては、周
波数可変の圧縮機と室外熱交換器及び室外電子膨張弁を
配管するとともに前記室外熱交換器に送風する室外ファ
ンを備え、前記室内機においては、室内空気と熱交換を
行う室内熱交換器と前記室内熱交換器の冷媒の流量を調
節する室内電子膨張弁を順次配管するとともに前記室内
熱交換器に送風する室内ファンを備えて形成される多室
空気調和機において、部屋の熱容量並びに熱通過係数を
少なくとも要因とする利用部熱環境の状態、及び、前記
圧縮機の駆動周波数と多室空気調和機の能力との関係を
表す係数を、複数の所定の観測量を元に時々刻々同定し
ていくオンラインシステム同定器と、フィードバック演
算器とを有することを特徴とする。A multi-room air conditioner of the present invention is provided with one or a plurality of outdoor units and indoor units, and the outdoor units and the indoor units are connected by piping to form a closed circuit. , Enclosing a refrigerant in the closed circuit, and in the outdoor unit, an outdoor fan is provided for blowing a frequency variable compressor and an outdoor heat exchanger and an outdoor electronic expansion valve to the outdoor heat exchanger, In the indoor unit, an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger while sequentially piping an indoor heat exchanger that performs heat exchange with indoor air and an indoor electronic expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant of the indoor heat exchanger. In a multi-room air conditioner that is provided with, the state of the thermal environment of the utilization part that has at least the heat capacity and heat transfer coefficient of the room, and the relationship between the drive frequency of the compressor and the capacity of the multi-room air conditioner. Multiple coefficients Online system identifier to continue to constantly identify based on the predetermined observation amount, and having a feedback calculator.
【００１４】[0014]
【００１５】そして、本発明の多室空気調和機は、室外
温度、圧縮機冷媒吐出過熱度、圧縮機冷媒吸入圧力、圧
縮機冷媒吐出圧力、圧縮機消費電力、室内温度、室内吹
き出し温度を少なくとも含む各制御量を検知する検知手
段と、圧縮機駆動周波数、室外ファン回転数、室外電子
膨張弁開度、室内ファン回転数、室内電子膨張弁開度を
少なくとも含む各操作量を操作する操作手段と、設定室
内温度を少なくとも含む設定値を設定する設定手段とを
有し、前記オンラインシステム同定器は、前記各操作量
についての信号を要素とする操作量信号ベクトルと前記
検知手段が検知した各信号を要素とする検知信号ベクト
ルとを入力して、多室空気調和機とその利用部の動特性
を表すパラメータ推定値信号ベクトルを最小二乗の意味
で同定出力する最小二乗オンラインシステム同定器であ
り、前記フィードバック演算器は、前記パラメータ推定
値信号ベクトルと前記検知信号ベクトルと前記設定手段
が設定した設定値を要素とする設定値信号ベクトルとを
入力して、入力した各ベクトルに対してＣＯＰ（単位消
費電力あたりの冷暖房能力）を最大化する信号ベクトル
を出力するフィードバックＣＯＰ最大化操作量演算器で
あることを特徴とする。 [0015] Then, a multi-room air conditioner of the present invention, the outdoor temperature, the compressor refrigerant discharge superheating degree, the compressor refrigerant suction pressure, the compressor refrigerant discharge pressure, the compressor power consumption, the room temperature, at least the room air temperature Detecting means for detecting each control amount including, and operating means for operating each operation amount including at least compressor drive frequency, outdoor fan rotation speed, outdoor electronic expansion valve opening degree, indoor fan rotation speed, indoor electronic expansion valve opening degree When, and setting means for setting the setting values including at least a set room temperature
The online system identifier has a multi-chamber air input by inputting a manipulated variable signal vector whose elements are signals for each manipulated variable and a detection signal vector whose elements are signals detected by the sensing means. least squares line system identifier der identifying output parameter estimates signal vector representing the dynamic characteristics of the conditioner and its utilization portion in a least squares sense
The feedback calculator inputs the parameter estimated value signal vector, the detection signal vector, and the set value signal vector having the set values set by the setting means as elements, and the COP for each input vector. the (cooling and heating capacity per unit power consumed) feedback COP maximum manipulated variable calculator for outputting a signal vector that maximizes
It is characterized by being.
【００１６】[0016]
【００１７】また、本発明の多室空気調和機は、室外温
度、圧縮機冷媒吐出過熱度、圧縮機冷媒吸入圧力、圧縮
機冷媒吐出圧力、圧縮機消費電力、室内温度、室内吹き
出し温度を少なくとも含む各制御量を検知する検知手段
と、圧縮機駆動周波数、室外ファン回転数、室外電子膨
張弁開度、室内ファン回転数、室内電子膨張弁開度を少
なくとも含む各操作量を操作する操作手段と、設定室内
温度を少なくとも含む設定値を設定する設定手段とを有
し、前記オンラインシステム同定器は、前記各操作量に
ついての信号を要素とする操作量信号ベクトルと前記検
知手段が検知した各信号を要素とする検知信号ベクトル
とを入力して、多室空気調和機とその利用部の動特性を
表すパラメータ推定値信号ベクトルを、パラメータを確
率的変動をする確率変数と見なしたとき、尤も確からし
い値という最尤推定の意味で出力する最尤推定オンライ
ンシステム同定器であり、前記フィードバック演算器
は、前記パラメータ推定値信号ベクトルと前記検知信号
ベクトルと前記設定手段が設定した設定値を要素とする
設定値信号ベクトルとを入力して、入力した各ベクトル
に対してＣＯＰ（単位消費電力あたりの冷暖房能力）を
最大化する信号ベクトルを出力するフィードバックＣＯ
Ｐ最大化操作量演算器である構成としてもよい。 Further, in the multi-room air conditioner of the present invention, at least the outdoor temperature, the compressor refrigerant discharge superheat degree, the compressor refrigerant suction pressure, the compressor refrigerant discharge pressure, the compressor power consumption, the room temperature, and the room blowout temperature are set. Detecting means for detecting each control amount including, and operating means for operating each operation amount including at least compressor drive frequency, outdoor fan rotation speed, outdoor electronic expansion valve opening degree, indoor fan rotation speed, indoor electronic expansion valve opening degree When, and setting means for setting the setting values including at least a set indoor temperature Yes
Then , the online system identifier inputs a manipulated variable signal vector having the signals for the respective manipulated variables as elements and a detection signal vector having the signals detected by the sensing means as elements, and multi-room air conditioning Likelihood estimation online system that outputs in the meaning of maximum likelihood estimation when the parameter is regarded as a random variable with stochastic fluctuations An identifier and the feedback calculator
Inputs the set value signal vector to the parameter estimates signal vector and said detection signal vector and said setting means element set value set is, for each vector type COP (per unit power consumption Feedback CO that outputs a signal vector that maximizes cooling and heating capacity)
It may be configured to be a P-maximized manipulated variable calculator .
【００１８】[0018]
【作用】本発明の多室空気調和機は、設定熱環境空間を
得るための方策は複数の利用部室内温度、圧縮機冷媒吐
出圧力、圧縮機冷媒吸入圧力、圧縮機冷媒吐出過熱度、
多室空気調和機能力等の制御量が、それぞれ決められた
設定値に一致するように、圧縮機の周波数や室外電子膨
張弁開度、室内電子膨張弁開度や室外及び室内ファンと
いった操作量を制御するものである。これにより、多室
空気調和機全体が常に適正な運転状態で運転できるよう
制御することができ、安定かつ安全な運転を保持できる
と共に、負荷の増減に応じた暖房あるいは冷房能力が得
られ、使用者に好ましい熱環境空間が得られる。更に、
多室空気調和機とその利用部の動特性を明らかにするこ
とで、最適制御等、様々な制御法が使用可能となり、省
電力化に大いに貢献することができる。In the multi-chamber air conditioner of the present invention, the measures for obtaining the set thermal environment space are as follows: the room temperature of a plurality of utilization parts, the compressor refrigerant discharge pressure, the compressor refrigerant suction pressure, the compressor refrigerant discharge superheat degree,
Operate variables such as compressor frequency, outdoor electronic expansion valve opening, indoor electronic expansion valve opening, and outdoor and indoor fans so that the controlled quantities such as multi-room air conditioning functional force match the respective set values. Is to control. As a result, the entire multi-room air conditioner can be controlled so that it can always be operated in an appropriate operating state, stable and safe operation can be maintained, and heating or cooling capacity according to the increase or decrease in load can be obtained. A thermal environment space that is suitable for the user can be obtained. Furthermore,
By clarifying the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner and its utilization part, various control methods such as optimal control can be used, which can greatly contribute to power saving.
【００１９】ここで、本発明の多室空気調和機では、多
室空気調和機とその利用部の動特性を明らかにする手段
として、実際に運転する際にシステム同定を行うオンラ
インシステム同定器を用いているので、多室空気調和機
が設置されてから後に、測定が必要な利用部の熱容量や
熱通過係数等も同定することができる。Here, in the multi-room air conditioner of the present invention, an online system identifier for performing system identification during actual operation is used as a means for clarifying the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner and its utilization portion. Since the multi-chamber air conditioner is installed, it is possible to identify the heat capacity, heat transfer coefficient, etc. of the use portion that needs to be measured after the multi-room air conditioner is installed.
【００２０】すなわち、多室空気調和機が設置されたこ
とによって変動した後のその利用部の動特性をも、オン
ラインシステム同定器を用いて明らかにすることができ
る。In other words, the dynamic characteristics of the utilization part after being changed by the installation of the multi-room air conditioner can also be clarified by using the online system identifier.
【００２１】また、暖房あるいは冷房能力は圧縮機周波
数や電子膨張弁開度、室外ファン等の操作量だけでな
く、熱交換器蒸発温度や凝縮温度、配管長や運転台数な
どによって変化する。本多室空気調和機におけるオンラ
インシステム同定器及びフィードバック演算器は、その
変化要因を同定値に反映し、その時々に応じた最適な制
御を行うことを可能とする。更に、運転時間が長い場合
や、運転回数が多い場合には、より高精度な制御が行え
る学習効果があり、一層の省電力化の機能を有するもの
である。Further, the heating or cooling capacity changes depending on not only the compressor frequency, the opening degree of the electronic expansion valve, the operation amount of the outdoor fan, but also the evaporating temperature and the condensing temperature of the heat exchanger, the pipe length and the number of operating units. The online system identifier and the feedback calculator in the multi-room air conditioner reflect the change factor in the identification value and enable optimal control according to the occasion. Furthermore, when the operation time is long or the number of times of operation is large, there is a learning effect that enables more accurate control, and further has a function of power saving.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】図１は、本発明の実施例に係る多室空気調
和機が用いられている多室空気調和機を示すブロック図
である。本多室空気調和機は、室外機１と、複数台の室
内機９１，９２を有し、室外機１と１台又は複数台から
なる室内機９１，９２とを配管接続して閉回路をなし、
その閉回路の中に冷媒を封入している。FIG. 1 is a block diagram showing a multi-room air conditioner in which a multi-room air conditioner according to an embodiment of the present invention is used. This multi-room air conditioner has an outdoor unit 1 and a plurality of indoor units 91, 92, and the outdoor unit 1 and one or more indoor units 91, 92 are connected by piping to form a closed circuit. None,
Refrigerant is enclosed in the closed circuit.
【００２４】そして、室外機１においては、周波数可変
の圧縮機２と室外熱交換器３及び室外電子膨張弁８を配
管するとともに室外熱交換器３に送風する室外ファン４
を備えている。また、室内機９１，９２においては、室
内空気と熱交換を行う室内熱交換器１０１，１０２とそ
の室内熱交換器１０１，１０２の冷媒の流量を調節する
室内電子膨張弁１２１，１２２を順次配管するとともに
室内熱交換器１０１，１０２に送風する室内ファン１１
１，１１２を備えている。In the outdoor unit 1, an outdoor fan 4 for piping the variable frequency compressor 2, the outdoor heat exchanger 3 and the outdoor electronic expansion valve 8 and for blowing air to the outdoor heat exchanger 3.
Is equipped with. In the indoor units 91 and 92, the indoor heat exchangers 101 and 102 that exchange heat with the indoor air and the indoor electronic expansion valves 121 and 122 that regulate the flow rate of the refrigerant in the indoor heat exchangers 101 and 102 are sequentially piped. And an indoor fan 11 that blows air to the indoor heat exchangers 101 and 102
1, 112 are provided.
【００２５】さらに、本多室空気調和機は、図２に示す
ように、部屋の熱容量並びに熱通過係数を少なくとも要
因とする利用部熱環境の状態、及び、前記圧縮機の駆動
周波数と多室空気調和機の能力との関係を表す係数を、
複数の所定の観測量を元に時々刻々同定していくオンラ
インシステム同定器４７と、フィードバック演算器４４
とを有する制御演算装置を有している。Further, as shown in FIG. 2, the multi-room air conditioner of the present invention has a state of the thermal environment of the utilization part, which has at least the heat capacity and the heat transfer coefficient of the room as factors, and the driving frequency of the compressor and the multi-room condition. The coefficient that represents the relationship with the capacity of the air conditioner,
An online system identifier 47 and a feedback calculator 44 that identify momentarily based on a plurality of predetermined observation quantities.
And a control arithmetic unit having and.
【００２６】また、室外機１は、アキュムレータ５、四
方弁６及びレシーバ７を備えている。そして、室外機１
及び室内機９１，９２の各ガス側及び液側を、各々ガス
側管路１３、液側管路１４及び分岐管１５１，１５２で
接続して閉回路をなし、その閉回路の内部に冷媒を封入
してある。The outdoor unit 1 also includes an accumulator 5, a four-way valve 6 and a receiver 7. And the outdoor unit 1
The gas side and the liquid side of the indoor units 91 and 92 are connected by the gas side pipe line 13, the liquid side pipe line 14 and the branch pipes 151 and 152 to form a closed circuit, and the refrigerant is placed inside the closed circuit. It is enclosed.
【００２７】また、室内機９１，９２は、空気調和の対
象となる部屋等の内部である利用部１６１，１６２にそ
れぞれ配置してある。Further, the indoor units 91, 92 are respectively arranged in the utilization parts 161, 162 inside the room or the like to be air-conditioned.
【００２８】さらにまた、本多室空気調和機は、室外温
度を検知する室外温度検知器１７、圧縮機冷媒吐出温度
検知器及び冷媒過熱度演算器からなる圧縮機冷媒吐出過
熱度検知器１８、圧縮機冷媒吸入圧力を検知する圧縮機
冷媒吸入圧力検知器１９、圧縮機冷媒吐出圧力を検知す
る圧縮機冷媒吸入圧力検知器２０、圧縮機２の消費電力
を検知する圧縮機電力検知器２１、圧縮機２の周波数を
操作するインバータ圧縮機操作器２２、室外ファン４の
送風能力を操作する室外側送風能力操作器２３、室外フ
ァン４の消費電力を検知する室外ファン電力検知器２
４、室外電子膨張弁８の開度を操作する室外電子膨張弁
開度操作器２５、利用部１６１，１６２の利用部室内温
度を検知する利用部室内温度検知器２６１，２６２、そ
の利用部への吹き出し温度を検知する利用部吹き出し温
度検知器２７１，２７２、室内ファン１１１，１１２の
送風能力を操作する室内側送風能力操作器２８１，２８
２、室内ファン１１１，１１２の電力を検知する室内フ
ァン電力検知器２９１，２９２、室内電子膨張弁１２
１，１２２の冷媒循環量を操作する室内電子膨張弁開度
操作器３０１，３０２、予め与えられた設定値を記憶あ
るいは使用者が好みの熱環境を設定するための設定器３
１１，３１２及び制御演算装置３２を有している。Further, the present multi-room air conditioner has an outdoor temperature detector 17 for detecting an outdoor temperature, a compressor refrigerant discharge superheat degree detector 18 comprising a compressor refrigerant discharge temperature detector and a refrigerant superheat degree calculator, A compressor refrigerant suction pressure detector 19 for detecting the compressor refrigerant suction pressure, a compressor refrigerant suction pressure detector 20 for detecting the compressor refrigerant discharge pressure, and a compressor power detector 21 for detecting the power consumption of the compressor 2. An inverter compressor operator 22 for operating the frequency of the compressor 2, an outdoor air blowing capacity operator 23 for operating the air blowing capacity of the outdoor fan 4, and an outdoor fan power detector 2 for detecting the power consumption of the outdoor fan 4.
4, an outdoor electronic expansion valve opening operation device 25 for operating the opening degree of the outdoor electronic expansion valve 8, utilization portion room temperature detectors 261 and 262 for detecting the utilization portion room temperature of the utilization portions 161, 162, and its utilization portion Blowout temperature detectors 271, 272 for detecting the blowout temperature of the indoor fans 111, 172, and indoor side blowing capacity operators 281, 28 for controlling the blowing capacity of the indoor fans 111, 112.
2, indoor fan power detectors 291, 292 for detecting the power of the indoor fans 111, 112, the indoor electronic expansion valve 12
Indoor electronic expansion valve opening operation devices 301 and 302 for operating the refrigerant circulation amount of 1,122, and a setting device 3 for storing a preset set value or for setting a thermal environment desired by the user
It has 11,312 and the control arithmetic unit 32.
【００２９】次に、本多室空気調和機の動作を説明す
る。本多室空気調和機とその周りの環境は、例えば、操
作量である室外電子膨張弁開度をシステムへの入力、状
態量である圧縮機冷媒吐出過熱度をシステムの出力と見
なすと、電子膨張弁開度によって圧縮機冷媒吐出過熱度
が変化するシステムと考えることができる。Next, the operation of the multi-room air conditioner will be described. The multi-room air conditioner and the environment around it are, for example, electronic devices when the outdoor electronic expansion valve opening, which is the operation amount, is regarded as the input to the system, and the compressor refrigerant discharge superheat degree which is the state amount is regarded as the output of the system. It can be considered as a system in which the compressor refrigerant discharge superheat degree changes depending on the opening degree of the expansion valve.
【００３０】また同様に、操作量である圧縮機駆動周波
数をシステムへの入力、状態量である多室空気調和機能
力をシステムからの出力とみなすと、圧縮機駆動周波数
によって多室空気調和機能力が変化するシステムとも考
えることができる。Similarly, if the compressor drive frequency, which is the manipulated variable, is regarded as the input to the system, and the multi-room air conditioning functional force, which is the state quantity, is regarded as the output from the system, the multi-room air conditioning function is determined by the compressor drive frequency. It can be thought of as a system in which power changes.
【００３１】更に、本多室空気調和機能力によって、利
用部室内温度が変化するシステムとも考えられる。Further, it may be considered as a system in which the temperature of the inside of the utilization portion changes due to the air conditioning function of the multi-chamber.
【００３２】そこで、その入力、出力の因果関係を時系
列あるいは微分方程式で表した動特性が、如何なる構造
を持っているのかを明らかにすることによって、システ
ムの制御精度が向上すると考えられる。例えば、その次
数やむだ時間、パラメ−タの値等が正確に分かること
で、制御対象の動特性の解析、制御器の選択、設計がよ
り適切かつ綿密に行うことができる。Therefore, it is considered that the control accuracy of the system will be improved by clarifying what kind of structure the dynamic characteristic, which represents the causal relationship between the input and output by a time series or a differential equation, has a structure. For example, by accurately knowing the order, dead time, parameter values, etc., the analysis of the dynamic characteristics of the controlled object, the selection of the controller, and the design can be performed more appropriately and meticulously.
【００３３】但し、前述したように、次数解析はオフラ
インでも行えるが、パラメータの値までは知り得ない。
よって、オンラインシステム同定を用いてパラメータの
具体的な値を同定し、その値を利用することで高精度な
制御が行えるわけである。However, as described above, the order analysis can be performed offline, but the parameter values cannot be known.
Therefore, by using the online system identification, a specific value of the parameter is identified, and by using that value, highly accurate control can be performed.
【００３４】以下に、そのオンラインシステム同定等に
ついての原理を簡単に説明する。The principle of the online system identification will be briefly described below.
【００３５】動特性を表す動特性の次数については、次
数評価手段によってオフラインで決定できるので、既知
とする。また、一般に多室空気調和機とその利用部の動
特性は、むだ時間を有する非線形システムで表せるが、
その場合は、平衡点中心にＴａｙｌｏｒ展開する線形近
似等で線形化を行う。The order of the dynamic characteristic representing the dynamic characteristic can be determined off-line by the order evaluation means, and is therefore known. Moreover, in general, the dynamic characteristics of a multi-room air conditioner and its use part can be represented by a non-linear system having dead time.
In that case, linearization is performed by linear approximation or the like in which Taylor expansion is performed around the equilibrium point.
【００３６】ここで、連続時間システムか離散時間シス
テムか、或るいは一次遅れ系か高次遅れ系か、一入力一
出力系か多入力多出力系かは、操作器の設計仕様、制御
対象の次数判定結果、線形化法に依存し、解析、設計法
も異なる。ここでは離散時間システム、一次遅れ系、一
入力一出力系、むだ時間無しのシステムについて説明す
る。いま、本多室空気調和機とその周りの環境の動特性
が下記数式１で表す時系列モデルで示せるとする。Whether the continuous time system or the discrete time system, or the first-order lag system or the higher-order lag system, the one-input one-output system or the multiple-input multiple-output system, the design specifications of the actuator and the controlled object The result of order determination depends on the linearization method, and the analysis and design methods also differ. Here, a discrete-time system, a first-order lag system, a one-input one-output system, and a system without dead time will be described. Now, it is assumed that the dynamic characteristics of the present multi-room air conditioner and the surrounding environment can be represented by a time series model represented by the following mathematical formula 1.
【００３７】[0037]
【数１】 [Equation 1]
【００３８】上記数式１において、変数ｘ（ｋ）は制御
量を、変数ｕ（ｋ）は操作量を、変数ｖ（ｋ）は外乱を
表し、パラメータａ、ｂは未知とする。数式１で表され
る一例としては、制御量ｘ（ｋ）は室内温度、操作量ｕ
（ｋ）は圧縮機周波数、外乱ｖ（ｋ）は室外気温、設定
値ｒ（ｋ）は設定室内温度、パラメータａ、ｂはそれぞ
れ利用部の熱容量や熱通過係数、操作量ｕ（ｋ）に対す
る暖房あるいは冷房能力に依存する量とすることができ
る。In the above equation 1, the variable x (k) represents the controlled variable, the variable u (k) represents the manipulated variable, the variable v (k) represents the disturbance, and the parameters a and b are unknown. As an example represented by Equation 1, the controlled variable x (k) is the room temperature and the manipulated variable u.
(K) is the compressor frequency, disturbance v (k) is the outdoor temperature, set value r (k) is the set indoor temperature, and parameters a and b are the heat capacity and heat transfer coefficient of the use part, and the manipulated variable u (k), respectively. It can be an amount depending on the heating or cooling capacity.
【００３９】この数式１の動特性をｘ（ｋ）の観測量で
ある検知信号ｙ（ｋ）で書き替えると、下記数式２に示
すようになる。When the dynamic characteristic of the equation 1 is rewritten by the detection signal y (k) which is the observed amount of x (k), the equation 2 is obtained.
【００４０】[0040]
【数２】 [Equation 2]
【００４１】上記数式２において、ｅ（ｋ）は検知信号
に混入する観測ノイズであり、これを白色雑音モデルと
し、直接検知できないものとする。また、今は電力量を
考慮に入れ、これは直接検知できないとし、検知される
量と電力の関係が仮に、下記数式３に示す関係にあると
する。In the equation (2), e (k) is an observation noise mixed in the detection signal, which is a white noise model and cannot be directly detected. In addition, it is assumed that the amount of electric power is taken into consideration at present, and this cannot be directly detected, and the detected amount and electric power have a relationship given by the following mathematical formula 3.
【００４２】[0042]
【数３】 [Equation 3]
【００４３】上記数式３において、α、βはそれぞれ定
数とし、このシステムに対して制御システムを設計しよ
うとすれば、パラメータａ、ｂ、α、βの値が既知でな
いと、具体的な制御定数は計算できない。パラメータ
α、βについては、多室空気調和機自体の性能を表すパ
ラメータなので、ある空気条件においてはオフラインで
も計測、決定できるが、パラメータａ、ｂに関しては多
室空気調和機が設置される利用部室内の特性を表してい
るので、それは不可能である。In the above equation 3, α and β are constants, and if a control system is designed for this system, if the values of the parameters a, b, α and β are not known, specific control constants will be obtained. Cannot be calculated. The parameters α and β are parameters that represent the performance of the multi-room air conditioner itself, and therefore can be measured and determined offline even under certain air conditions, but regarding the parameters a and b, the usage unit in which the multi-room air conditioner is installed. It is impossible because it represents the characteristics of the room.
【００４４】しかし、仮にその値が既知であるものとし
て、例えば、下記数式４に示す規範を最小にする最適解
を求める。However, assuming that the value is known, for example, an optimum solution that minimizes the criterion shown in the following formula 4 is obtained.
【００４５】[0045]
【数４】 [Equation 4]
【００４６】上記数式４において、ｍ、ｎは正の定数で
ある。その最適フィードバックゲイン及びバイアスは、
動的計画法等によって下記数式５に示す形に求まる。In the equation (4), m and n are positive constants. Its optimal feedback gain and bias are
It is determined by the dynamic programming method or the like into the form shown in the following mathematical formula 5.
【００４７】[0047]
【数５】 [Equation 5]
【００４８】この形は、制御規範である数式４の形に依
存し、Ｐ＋バイアス型、ＰＩ＋バイアス型、ＰＩＤ＋バ
イアス型等に求まる。但し、ここでは、外乱は室外気温
等のように検知可能とし、制御量は直接検知できること
とする。よって観測量のフィードバック形は、下記数式
６に示す形を用いることとなる。This form depends on the form of the equation (4) which is a control criterion, and can be obtained as P + bias type, PI + bias type, PID + bias type and the like. However, here, it is assumed that the disturbance can be detected like the outdoor temperature and the control amount can be directly detected. Therefore, as the feedback form of the observed amount, the form shown in Formula 6 below is used.
【００４９】[0049]
【数６】 [Equation 6]
【００５０】これらのゲインＫ1、Ｋ2、Ｋ3、ｆの初期
値は、パラメータａ、ｂ、α、βの事前情報を基に決定
される。The initial values of these gains K 1 , K 2 , K 3 and f are determined based on the a priori information of the parameters a, b, α and β.
【００５１】次に、未知パラメータａ、ｂの値を同定す
るが、観測を行うと同時に逐次同定するオンラインシス
テム同定を行うものとする。よって、その推定値をａ”
（ｋ）、ｂ”（ｋ）と表し、ベクトルを用いて推定ベク
トルを下記数式７のように定義する。Next, it is assumed that the values of the unknown parameters a and b are identified, and online system identification is performed in which the values are sequentially identified simultaneously with the observation. Therefore, the estimated value is a "
(K) and b ″ (k), and the vector is used to define an estimated vector as in the following Equation 7.
【００５２】[0052]
【数７】 [Equation 7]
【００５３】また、観測ベクトルを下記数式８のように
定義する。Further, the observation vector is defined by the following expression 8.
【００５４】[0054]
【数８】 [Equation 8]
【００５５】ここで、初期値θ”（０）については、事
前情報を基に与えられているものとする。この推定ベク
トルθ”（ｋ）は、例えば下記数式９に示す値Ｊ1を最
小にするように設計すれば、下記数式１０に示す逐次計
算の形が求められる。Here, it is assumed that the initial value θ ″ (0) is given on the basis of the prior information. This estimated vector θ ″ (k) is the minimum value J 1 shown in the following equation 9, for example. If designed so that the form of sequential calculation shown in the following mathematical formula 10 is obtained.
【００５６】[0056]
【数９】 [Equation 9]
【００５７】[0057]
【数１０】 [Equation 10]
【００５８】ここで、上記数式９を最小にする意味合い
は、得られたデータが最も上記数式２に合致するように
パラメータを見出すことである。Here, the implication of minimizing Equation 9 above is to find the parameters so that the obtained data most closely matches Equation 2.
【００５９】このように、先ず何らかの形で求められた
システムへの入力ｕ（ｋ）と、制御量の観測値ｙ
（ｋ）、その変化量ｙ（ｋ＋１）を入手することによっ
て、本多室空気調和機の運転中に制御を行いながら、未
知パラメータを同定する機構を設計することができる。In this way, first, the input u (k) to the system obtained in some form and the observed value y of the controlled variable
By obtaining (k) and its variation y (k + 1), it is possible to design a mechanism for identifying an unknown parameter while performing control during operation of the multi-room air conditioner.
【００６０】そして、フィードバック係数を、順次更新
される推定値を用いて逐次更新していく形にすること
で、逐次可変フィ−ドバック係数の制御装置に設計す
る。Then, the feedback coefficient is designed to be successively updated by using the estimated value which is successively updated, thereby designing the controller of the successively variable feedback coefficient.
【００６１】以上の説明においては、一次遅れ系、一入
力一出力系、むだ時間無し、オンラインシステム同定は
逐次最小二乗法という最も簡単な例であり、制御規範と
しては、制御精度と消費電力の二次規範であるが、この
考え方は、高次遅れ系、多入力多出力系、むだ時間を有
するシステム、他同定法、他制御則でも同じように適用
できる。In the above description, the first-order lag system, the one-input one-output system, the dead time, and the online system identification are the simplest examples of the recursive least squares method, and the control precision is the control accuracy and the power consumption. Although it is a second-order criterion, this idea can be similarly applied to high-order lag systems, multiple-input multiple-output systems, systems with dead time, other identification methods, and other control laws.
【００６２】図２は、図1に示した多室空気調和機に適
用した、二次遅れ二操作系の多室空気調和機の制御装置
における制御演算装置３２での信号処理の一例を示すブ
ロック図である。この例においては、システムへの入力
としては圧縮機駆動周波数と電子膨張弁開度があり、シ
ステムからの出力としては多室空気調和機能力、利用部
室内温度があるとする。また、ここでは、空気調和の対
象となる利用部としては、図１における利用部１６１の
一つだけに注目する。FIG. 2 is a block diagram showing an example of signal processing in the control arithmetic unit 32 in the controller of the multi-room air conditioner of the secondary delay / two operation system, which is applied to the multi-room air conditioner shown in FIG. It is a figure. In this example, it is assumed that the input to the system is the compressor drive frequency and the opening degree of the electronic expansion valve, and the outputs from the system are the multi-room air conditioning function and the room temperature of the utilization part. Further, here, only one of the utilization units 161 in FIG. 1 is focused on as the utilization unit to be air-conditioned.
【００６３】ここで、設定器３１１は、利用部室内温度
設定信号ｒ（ｋ）を出力する。また、多室空気調和機
は、空調能力Ｑ（ｋ）を出力し、その能力を受けて変化
する利用部室内温度が利用部室内温度Ｔi（ｋ）であ
る。Here, the setting device 311 outputs a user part room temperature setting signal r (k). In addition, the multi-room air conditioner outputs the air conditioning capacity Q (k), and the temperature of the use portion room that changes in response to the capacity is the use portion room temperature T i (k).
【００６４】そして、能力検知手段２７１は、空調能力
Ｑ（ｋ）を入力して多室空気調和機能力検知信号ｙ
1（ｋ）を出力する。室内温度検知手段は、利用部室内
温度Ｔi（ｋ）を入力して利用部室内温度検知信号ｙ
2（ｋ）を出力する。Then, the capacity detecting means 271 inputs the air conditioning capacity Q (k) and receives the multi-room air conditioning functional capacity detection signal y.
Output 1 (k). The room temperature detecting means inputs the room temperature T i (k) of the use section to detect the room temperature detection signal y of the use section.
2 (k) is output.
【００６５】また、圧縮機駆動周波数信号演算器４２
は、操作信号である圧縮機駆動周波数信号ｕ1（ｋ）を
出力する。電子膨張弁開度演算器４３は、操作信号であ
る電子膨張弁開度信号ｕ2（ｋ）を出力する。Further, the compressor drive frequency signal calculator 42
Outputs a compressor drive frequency signal u 1 (k) which is an operation signal. The electronic expansion valve opening degree calculator 43 outputs an electronic expansion valve opening degree signal u 2 (k) which is an operation signal.
【００６６】また、第１オンラインシステム同定器４５
は、多室空気調和機の動特性を表すパラメータの推定値
を要素とする推定値信号ベクトルθ”1（ｋ）を出力す
る。第２オンラインシステム同定器４６は、利用部熱環
境の動特性を表すパラメータの推定値を要素とする推定
値信号ベクトルθ”2（ｋ）を出力する。Further, the first online system identifier 45
Outputs an estimated value signal vector θ ″ 1 (k) whose elements are the estimated values of the parameters representing the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner. The second online system identifier 46 determines the dynamic characteristics of the thermal environment of the use part. An estimated value signal vector θ ″ 2 (k) whose elements are the estimated values of the parameters is output.
【００６７】また、圧縮機駆動周波数信号演算器４２と
電子膨張弁開度演算器４３とは、フィードバック演算器
４４を構成している。第１オンラインシステム同定器４
５と第２オンラインシステム同定器４６とは、オンライ
ンシステム同定器４７を構成している。The compressor drive frequency signal calculator 42 and the electronic expansion valve opening calculator 43 constitute a feedback calculator 44. First online system identifier 4
5 and the second online system identifier 46 constitute an online system identifier 47.
【００６８】次に、上述した図２に示す多室空気調和機
における制御演算装置３２の動作について、図３に示す
フローチャートを参照して説明する。Next, the operation of the control arithmetic unit 32 in the above-mentioned multi-room air conditioner shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【００６９】ここでも、空気調和の対象となる利用部と
しては、図１における利用部１６１の一つだけに注目す
る。先ずはじめに、多室空気調和機が起動される（Ｓ
１）。その後、操作量である圧縮機駆動周波数、電子膨
張弁開度の値は、あらかじめ設定された初期値（ｕ
1（０）、ｕ2（０））が設定される（Ｓ２）。Here again, only one of the utilization units 161 in FIG. 1 is focused on as the utilization unit to be air-conditioned. First, the multi-room air conditioner is started (S
1). Thereafter, the values of the compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening, which are the manipulated variables, are set to preset initial values (u
1 (0) and u 2 (0)) are set (S2).
【００７０】その後、室内空気吸い込み温度、及び室内
空気吹き出し空気温度が、例えば暖房運転時においては
どちらも上昇するので、それを図１の検知器２６１、２
７１により計測及び検知する（Ｓ３）。次に、多室空気
調和機能力が演算され、図２中の検知信号３６として出
力されるとともに、利用部室内温度が検知信号３７とし
て出力される（Ｓ４）。After that, both the indoor air intake temperature and the indoor air blowout air temperature rise, for example, during the heating operation, so that they are detected by the detectors 261 and 2 in FIG.
Measurement and detection are performed by 71 (S3). Next, the multi-room air conditioning functional force is calculated and output as the detection signal 36 in FIG. 2 and the use part room temperature is output as the detection signal 37 (S4).
【００７１】これらの検知信号に対し、操作量に対する
多室空気調和機の反応である多室空気調和機の動特性
と、多室空気調和機能力に対する利用部熱環境の反応で
ある利用部熱環境動特性、これら動特性を表すパラメー
タを演算及び同定する（Ｓ５，Ｓ６）。In response to these detection signals, the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner, which is the reaction of the multi-room air conditioner with respect to the manipulated variable, and the heat of the user part, which is the reaction of the thermal environment of the user part with respect to the multi-room air conditioning functional force. Environmental dynamic characteristics and parameters representing these dynamic characteristics are calculated and identified (S5, S6).
【００７２】そして、これらのパラメータの値をもと
に、フィードバックゲインが新たに演算され、同時に２
つの操作量、圧縮機駆動周波数と電子膨張弁開度の次の
ステップの値（ｕ1（１）、ｕ2（１））が求まる（Ｓ
７，Ｓ８）。Then, the feedback gain is newly calculated based on the values of these parameters, and at the same time, 2
The values (u 1 (1), u 2 (1)) of the next step of one operation amount, the compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening are obtained (S
7, S8).
【００７３】さらに運転を続ける場合は、ステップ３に
戻る。そして、新しい圧縮機駆動周波数、電子膨張弁開
度が与えられ、多室空気調和機はそれに応じた能力を出
力しているので、検知部５０は前ステップと同様、室内
空気吸い込み温度、室内空気吹き出し温度を検知し（Ｓ
３）、多室空気調和機能力を演算する（Ｓ４）。以下
は、前のステップで行われた演算を繰り返す。If the operation is to be continued, the process returns to step 3. Then, the new compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening degree are given, and the multi-chamber air conditioner outputs the capacity corresponding thereto, so that the detection unit 50 causes the indoor air intake temperature, the indoor air temperature to be the same as in the previous step. Detects the temperature of blowout (S
3), multi-room air conditioning functional force is calculated (S4). The following repeats the operation performed in the previous step.
【００７４】これらの一連の動作において、同定される
パラメータは数式９を最小化する最小二乗法で行っても
よいし、検知信号を確率的な変数と見なし尤も確からし
い値を出力する最尤推定法で行なってもよい。また、演
算される圧縮機駆動周波数と電子膨張弁開度は、数式４
のような二次規範を最小化する最適操作量であったり、
あるいはＣＯＰを最大化する操作量であれば、制御精度
を保ちつつ、消費電力を抑えるという量にすることがで
き、省電力形制御で制御される。In the series of operations described above, the parameters to be identified may be determined by the least squares method which minimizes the equation (9), or the maximum likelihood estimation for which the detection signal is regarded as a stochastic variable and a likelihood value is output. You may do it by the method. Further, the calculated compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening degree are calculated by Equation 4
Is an optimal amount of operation that minimizes a secondary criterion such as
Alternatively, if the operation amount maximizes the COP, the amount of power consumption can be suppressed while maintaining control accuracy, and control is performed by power saving type control.
【００７５】図５及び図６は、上述した実施例の制御に
よる効果の一例を示すグラフである。図５では、圧縮機
駆動周波数６１、電子膨張弁開度６４、利用部室内温度
６３、消費電力６２の変化が示されている。ここで、操
作量を求める制御則としては、圧縮機駆動周波数に関し
ては数式４のような二次規範、電子膨張弁に関してはＣ
ＯＰ最大化規範を用いた。FIGS. 5 and 6 are graphs showing an example of the effect of the control of the above-mentioned embodiment. FIG. 5 shows changes in the compressor drive frequency 61, the electronic expansion valve opening degree 64, the utilization part room temperature 63, and the power consumption 62. Here, as a control law for obtaining the manipulated variable, a secondary criterion such as Expression 4 is used for the compressor drive frequency, and C is used for the electronic expansion valve.
The OP maximization criterion was used.
【００７６】また、図６は同時に行ったオンラインシス
テム同定においての、未知パラメータａ”（ｋ）、ｂ”
（ｋ）の収束の様子を示したものである。図６から、未
知パラメータａ”（ｋ）、ｂ”（ｋ）は、約１０分で収
束し、同時に図５に示される閉ループシステムも安定で
あり、無駄な消費電力を抑える挙動となっていることが
わかる。Further, FIG. 6 shows unknown parameters a "(k), b" in online system identification performed simultaneously.
It shows a state of convergence of (k). From FIG. 6, the unknown parameters a ″ (k) and b ″ (k) converge in about 10 minutes, and at the same time, the closed-loop system shown in FIG. 5 is stable and has a behavior of suppressing unnecessary power consumption. I understand.
【００７７】このようにして制御対象である多室空気調
和機とその利用部の動特性を順次同定、更新することに
より、フィードバック制御量も順次高精度な値に更新さ
れ、準最適な多室空気調和機とその周りの熱環境の状態
量の制御が行え、制御精度の高精度化、省電力化を実現
できる。In this way, by sequentially identifying and updating the dynamic characteristics of the multi-chamber air conditioner to be controlled and its utilization portion, the feedback control amount is also sequentially updated to a highly accurate value, and the sub-optimal multi-chamber is controlled. The state quantity of the air conditioner and its surrounding thermal environment can be controlled, and high control accuracy and power saving can be realized.
【００７８】上述した二つの例では、制御量として多室
空気調和機能力や利用部室内温度、操作量として圧縮機
駆動周波数、電子膨張弁開度を扱ったが、その他にも、
制御量として、圧縮機冷媒吸入あるいは吐出圧力、熱交
換器冷媒蒸発温度や熱交換器吹き出し空気温度、または
直接消費電力等とし、操作量として、室外及び室内ファ
ンの回転数等をも加えて、多入力多出力高次遅れ系で制
御系を構築することができる。また利用部の熱環境とし
て空気調和だけでなく、冷凍、水温管理等、様々な熱機
械でも使用できる。In the above-mentioned two examples, the multi-chamber air conditioning functional force and the room temperature of the utilization part are handled as control variables, and the compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening are handled as manipulated variables.
As the control amount, the compressor refrigerant suction or discharge pressure, the heat exchanger refrigerant evaporation temperature and the heat exchanger blowout air temperature, or the direct power consumption, etc., and as the operation amount, the rotation speeds of the outdoor and indoor fans are also added. A control system can be constructed with a multi-input multi-output high-order delay system. Further, the thermal environment of the utilization part can be used not only for air conditioning but also for various thermal machines such as freezing and water temperature control.
【００７９】[0079]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
室空気調和機において、多室空気調和機とその周囲の熱
環境の動特性における、多室空気調和機器が設置される
まで未知な構造部分についてもオンラインシステム同定
によって明らかにし、その明らかにした動特性に応じて
多室空気調和機を制御するので、常に安定で快適、しか
も省電力化を達成した運転を保証する多室空気調和機を
提供することができる。As described above, according to the present invention, in a multi-room air conditioner, the dynamic characteristics of the multi-room air conditioner and its surrounding thermal environment are unknown until the multi-room air conditioner is installed. The various structural parts are clarified by online system identification, and the multi-room air conditioner is controlled according to the clarified dynamic characteristics, so the multi-room air that always guarantees stable and comfortable operation and power saving is achieved. A harmony machine can be provided.
【図１】本発明の実施例に係る多室空気調和機とその周
りの熱環境の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multi-room air conditioner and its surrounding thermal environment according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１における多室空気調和機の制御装置とその
構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control device of the multi-room air conditioner in FIG. 1 and its configuration.
【図３】図１における多室空気調和機の動作を示すフロ
ーチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the multi-room air conditioner in FIG.
【図４】通常の多室空気調和機の能力及び消費電力を圧
縮機駆動周波数と電子膨張弁開度によって示したグラフ
である。FIG. 4 is a graph showing the capacity and power consumption of a normal multi-room air conditioner by the compressor drive frequency and the electronic expansion valve opening degree.
【図５】図１における多室空気調和機の電子膨張弁開度
等についての挙動を示すグラフである。5 is a graph showing a behavior of an electronic expansion valve opening degree and the like of the multi-room air conditioner in FIG.
【図６】図１における多室空気調和機の動特性を表すパ
ラメータの演算結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a calculation result of parameters representing dynamic characteristics of the multi-room air conditioner in FIG. 1.
１ 室外機 ２ 圧縮機 ３ 室外熱交換器 ４ 室外ファン ５ アキュムレータ ６ 四方弁 ７ レシーバ ８ 室外電子膨張弁 ９１ 室内機 ９２ 室内機 １０１ 室内熱交換器 １０２ 室内熱交換器 １１１ 室内ファン １１２ 室内ファン １２１ 室内電子膨張弁 １２２ 室内電子膨張弁 １３ ガス管 １４ 液管 １５ 分岐管 １６１ 利用部 １６２ 利用部 １７ 室外温度検知器 １８ 圧縮機冷媒吐出過熱度検知器 １９ 圧縮機冷媒吸入圧力検知器 ２０ 圧縮機冷媒吐出圧力検知器 ２１ 圧縮機電力検知器 ２２ インバータ圧縮機操作器 ２３ 室外側送風能力操作器 ２４ 室外ファン電力検知器 ２５ 室外電子膨張弁開度操作器 ２６１ 室内温度検知器 ２６２ 室内温度検知器 ２７１ 吹き出し空気温度検知器 ２７２ 吹き出し空気温度検知器 ２８１ 室内側送風能力操作器 ２８２ 室内側送風能力操作器 ２９１ 室内ファン電力検知器 ２９２ 室内ファン電力検知器 ３０１ 室内電子膨張弁 ３０２ 室内電子膨張弁 ３１１ 設定器 ３１２ 設定器 ３２ 制御演算装置 ３３ 室内設定温度信号 ３４ 多室空気調和機能力 ３５ 利用部室内温度 ３６ 多室空気調和機能力検知信号 ３７ 室内温度検知信号 ３８ 圧縮機駆動周波数信号 ３９ 電子膨張弁開度信号 ４０ 多室空気調和機動特性推定値信号ベクトル ４１ 利用部熱環境動特性推定値信号ベクトル ４２ 圧縮機駆動周波数演算器 ４３ 電子膨張弁開度演算器 ４４ フィードバック演算器 ４５ オンライン多室空気調和機動特性システム同定器 ４６ オンライン利用部熱環境動特性システム同定器 ４７ オンラインシステム同定器 ４８ 多室空気調和機起動部 ４９ 操作器規定初期値設定部 ５０ 吸い込み、吹き出し空気温度検知部 ５１ 多室空気調和機能力演算部 ５２ 多室空気調和機動特性演算部 ５３ 利用部熱環境動特性演算部 ５４ 圧縮機駆動周波数操作量演算部 ５５ 電子膨張弁開度操作量演算部 ５６ 停止、継続運転判定部 ５７ 停止実行部 ５８ 能力一定曲線 ５９ 能力一定操作量トラジェクトリ ６０ 能力一定消費電力曲線 ６１ 圧縮機駆動周波数 ６２ 消費電力 ６３ 利用部室内温度 ６４ 電子膨張弁開度 1 outdoor unit 2 compressor 3 outdoor heat exchanger 4 outdoor fans 5 Accumulator 6 four-way valve 7 receiver 8 Outdoor electronic expansion valve 91 Indoor unit 92 Indoor unit 101 Indoor heat exchanger 102 Indoor heat exchanger 111 Indoor fan 112 Indoor fan 121 Indoor electronic expansion valve 122 Indoor electronic expansion valve 13 gas pipe 14 liquid tubes 15 Branch pipe 161 User Department 162 User Department 17 Outdoor temperature detector 18 Compressor refrigerant discharge superheat detector 19 Compressor refrigerant suction pressure detector 20 Compressor refrigerant discharge pressure detector 21 Compressor power detector 22 Inverter compressor actuator 23 Outdoor air blowing capacity controller 24 Outdoor fan power detector 25 Outdoor electronic expansion valve opening controller 261 Indoor temperature detector 262 Indoor temperature detector 271 blown air temperature detector 272 Blow-off air temperature detector 281 Indoor blower capacity controller 282 Indoor side blowing capacity controller 291 Indoor fan power detector 292 Indoor fan power detector 301 Indoor electronic expansion valve 302 Indoor electronic expansion valve 311 setting device 312 Setting device 32 control arithmetic unit 33 Indoor set temperature signal 34 Multi-room air conditioning function 35 Room temperature 36 Multi-room air conditioning functional force detection signal 37 Indoor temperature detection signal 38 Compressor drive frequency signal 39 Electronic expansion valve opening signal 40 Multi-room air conditioner dynamic characteristic estimated value signal vector 41 Estimated Value of Thermal Environment Dynamic Characteristic Signal Vector 42 Compressor drive frequency calculator 43 Electronic expansion valve opening calculator 44 Feedback calculator 45 Online multi-room air conditioner dynamic characteristic system identifier 46 Online utilization department Thermal environment dynamic characteristic system identifier 47 Online system identifier 48 Multi-room air conditioner startup section 49 Controller default value setting section 50 Intake and blowout air temperature detection unit 51 Multi-room air conditioning function calculation unit 52 Multi-room air conditioner dynamic characteristic calculation unit 53 Utilization Department Thermal Environment Dynamic Characteristic Calculation Unit 54 Compressor drive frequency manipulated variable calculator 55 Electronic expansion valve opening manipulated variable calculation unit 56 Stop / Continue operation determination unit 57 Stopper 58 Constant capacity curve 59 Constant capacity operation amount trajectory 60 Constant power consumption curve 61 Compressor drive frequency 62 Power consumption 63 Room temperature 64 Electronic expansion valve opening
フロントページの続き (72)発明者 安田 弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平３−13754（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51804（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−257505（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 13/00 F24F 11/02 G05B 13/02 Front page continued (72) Inventor Hiroshi Yasuda 502 Jinrachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP 3-13754 (JP, A) JP 6-51804 (JP , A) JP 5-257505 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F25B 13/00 F24F 11/02 G05B 13/02
Claims (2)
け、前記室外機と前記室内機とを配管接続して閉回路を
なし、前記閉回路の中に冷媒を封入し、前記室外機にお
いては、周波数可変の圧縮機と室外熱交換器及び室外電
子膨張弁を配管するとともに前記室外熱交換器に送風す
る室外ファンを備え、前記室内機においては、室内空気
と熱交換を行う室内熱交換器と前記室内熱交換器の冷媒
の流量を調節する室内電子膨張弁を順次配管するととも
に前記室内熱交換器に送風する室内ファンを備えて形成
される多室空気調和機において、部屋の熱容量並びに熱
通過係数を少なくとも要因とする利用部熱環境の状態、
及び、前記圧縮機の駆動周波数と多室空気調和機の能力
との関係を表す係数を、複数の所定の観測量を元に時々
刻々同定していくオンラインシステム同定器と、フィー
ドバック演算器と、室外温度、圧縮機冷媒吐出過熱度、
圧縮機冷媒吸入圧力、圧縮機冷媒吐出圧力、圧縮機消費
電力、室内温度、室内吹き出し温度を少なくとも含む各
制御量を検知する検知手段と、圧縮機駆動周波数、室外
ファン回転数、室外電子膨張弁開度、室内ファン回転
数、室内電子膨張弁開度を少なくとも含む各操作量を操
作する操作手段と、設定室内温度を少なくとも含む設定
値を設定する設定手段とを有し、前記オンラインシステ
ム同定器は、前記各操作量についての信号を要素とする
操作量信号ベクトルと前記検知手段が検知した各信号を
要素とする検知信号ベクトルとを入力して、多室空気調
和機とその利用部の動特性を表すパラメータ推定値信号
ベクトルを最小二乗の意味で同定出力する最小二乗オン
ラインシステム同定器であり、前記フィードバック演算
器は、前記パラメータ推定値信号ベクトルと前記検知信
号ベクトルと前記設定手段が設定した設定値を要素とす
る設定値信号ベクトルとを入力して、入力した各ベクト
ルに対してＣＯＰ（単位消費電力あたりの冷暖房能力）
を最大化する信号ベクトルを出力するフィードバックＣ
ＯＰ最大化操作量演算器であることを特徴とする多室空
気調和機。1. An outdoor unit and one or a plurality of indoor units are provided, the outdoor unit and the indoor unit are connected by piping to form a closed circuit, and a refrigerant is sealed in the closed circuit to form the outdoor unit. In the machine, an outdoor fan that blows air to the outdoor heat exchanger while piping a variable frequency compressor, an outdoor heat exchanger, and an outdoor electronic expansion valve is provided, and in the indoor unit, an indoor unit that exchanges heat with indoor air. In a multi-chamber air conditioner formed by including an indoor fan that sequentially blows an indoor electronic expansion valve that adjusts the flow rate of the heat exchanger and the refrigerant of the indoor heat exchanger, and a room fan that blows air to the indoor heat exchanger, The state of the thermal environment of the utilization part, which has at least the factors of heat capacity and heat transfer coefficient,
And, a coefficient representing the relationship between the drive frequency of the compressor and the capacity of the multi-room air conditioner, an online system identifier that identifies momentarily based on a plurality of predetermined observation quantities, and a feedback calculator , Outdoor temperature, compressor refrigerant discharge superheat degree,
Compressor refrigerant suction pressure, compressor refrigerant discharge pressure, compressor consumption
Each including at least electric power, room temperature, room blowout temperature
Detection means to detect the control amount, compressor drive frequency, outdoor
Fan speed, outdoor electronic expansion valve opening, indoor fan rotation
Number, each operation amount including at least the indoor electronic expansion valve opening
Settings including at least the operating means to be created and the set room temperature
And a setting means for setting a value.
The mum identifier has the signal for each manipulated variable as an element.
The operation amount signal vector and each signal detected by the detection means are
By inputting the detection signal vector as an element,
Parameter estimate signal representing dynamic characteristics of Japanese machine and its utilization
Least-squares ON for identifying and outputting a vector in the meaning of least-squares
A line system identifier, and the feedback calculation
And a detector for calculating the parameter estimation signal vector and the detection signal.
No. vector and the set value set by the setting means are the elements.
Input the set value signal vector and
COP (cooling / heating capacity per unit power consumption)
Feedback C that outputs a signal vector that maximizes
A multi-room air conditioner characterized by being an OP-maximized manipulated variable calculator .
け、前記室外機と前記室内機とを配管接続して閉回路を
なし、前記閉回路の中に冷媒を封入し、前記室外機にお
いては、周波数可変の圧縮機と室外熱交換器及び室外電
子膨張弁を配管するとともに前記室外熱交換器に送風す
る室外ファンを備え、前記室内機にお いては、室内空気
と熱交換を行う室内熱交換器と前記室内熱交換器の冷媒
の流量を調節する室内電子膨張弁を順次配管するととも
に前記室内熱交換器に送風する室内ファンを備えて形成
される多室空気調和機において、部屋の熱容量並びに熱
通過係数を少なくとも要因とする利用部熱環境の状態、
及び、前記圧縮機の駆動周波数と多室空気調和機の能力
との関係を表す係数を、複数の所定の観測量を元に時々
刻々同定していくオンラインシステム同定器と、フィー
ドバック演算器と、室外温度、圧縮機冷媒吐出過熱度、
圧縮機冷媒吸入圧力、圧縮機冷媒吐出圧力、圧縮機消費
電力、室内温度、室内吹き出し温度を少なくとも含む各
制御量を検知する検知手段と、圧縮機駆動周波数、室外
ファン回転数、室外電子膨張弁開度、室内ファン回転
数、室内電子膨張弁開度を少なくとも含む各操作量を操
作する操作手段と、設定室内温度を少なくとも含む設定
値を設定する設定手段とを有し、前記オンラインシステ
ム同定器は、前記各操作量についての信号を要素とする
操作量信号ベクトルと前記検知手段が検知した各信号を
要素とする検知信号ベクトルとを入力して、多室空気調
和機とその利用部の動特性を表すパラメータ推定値信号
ベクトルを、パラメータを確率的変動をする確率変数と
見なしたとき、尤も確からしい値という最尤推定の意味
で出力する最尤推定オンラインシステム同定器であり、
前記フィードバック演算器は、前記パラメータ推定値信
号ベクトルと前記検知信号ベクトルと前記設定手段が設
定した設定値を要素とする設定値信号ベクトルとを入力
して、入力した各ベクトルに対してＣＯＰ（単位消費電
力あたりの冷暖房能力）を最大化する信号ベクトルを出
力するフィードバックＣＯＰ最大化操作量演算器である
ことを特徴とする多室空気調和機。 2. An outdoor unit and one or more indoor units are installed.
And connect the outdoor unit and the indoor unit by piping to form a closed circuit.
None, refrigerant is sealed in the closed circuit and placed in the outdoor unit.
The variable frequency compressor, outdoor heat exchanger and outdoor power
Pipe the child expansion valve and blow air to the outdoor heat exchanger
That includes an outdoor fan, you in the indoor unit information, indoor air
An indoor heat exchanger for exchanging heat with a refrigerant of the indoor heat exchanger
The indoor electronic expansion valve for adjusting the flow rate of
Formed with an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger
In the multi-room air conditioner used, the heat capacity and heat of the room
State of the thermal environment of the user part, which has at least the coefficient of passage,
And the drive frequency of the compressor and the capacity of the multi-room air conditioner
The coefficient that represents the relationship with
An online system identifier that identifies every moment and a fee
Duck calculator, outdoor temperature, compressor refrigerant discharge superheat degree,
Compressor refrigerant suction pressure, compressor refrigerant discharge pressure, compressor consumption
Each including at least electric power, room temperature, room blowout temperature
Detection means to detect the control amount, compressor drive frequency, outdoor
Fan speed, outdoor electronic expansion valve opening, indoor fan rotation
Number, each operation amount including at least the indoor electronic expansion valve opening
Settings including at least the operating means to be created and the set room temperature
And a setting means for setting a value.
The mum identifier has the signal for each manipulated variable as an element.
The operation amount signal vector and each signal detected by the detection means are
By inputting the detection signal vector as an element,
Parameter estimate signal representing dynamic characteristics of Japanese machine and its utilization
A vector is a random variable whose parameters are stochastic.
Meaning of maximum likelihood estimation, which is a value that is likely to be considered
Is a maximum likelihood estimation online system identifier output by
The feedback calculator is configured to receive the parameter estimation value signal.
Signal vector, the detection signal vector, and the setting means.
Input the set value signal vector with the set set value as an element
Then, for each input vector, COP (unit power consumption
Outputs a signal vector that maximizes the cooling / heating capacity per force)
It is a feedback COP maximizing manipulated variable calculator
A multi-room air conditioner characterized by that.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP16859595A JP3388305B2 (en) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | Multi-room air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16859595A JP3388305B2 (en) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | Multi-room air conditioner |
Publications (2)
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| JPH0921574A JPH0921574A (en) | 1997-01-21 |
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Family
ID=15870973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16859595A Expired - Fee Related JP3388305B2 (en) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | Multi-room air conditioner |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP6004228B2 (en) * | 2013-04-11 | 2016-10-05 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | Air conditioner |
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1995
- 1995-07-04 JP JP16859595A patent/JP3388305B2/en not_active Expired - Fee Related
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