図面 (/)

技術 空気調和装置

出願人 株式会社富士通ゼネラル
発明者 松崎貴冨岡聡下谷亮松永隆廣岡康弘
出願日 2016年8月25日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2016-164413
公開日 2018年3月1日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2018-031527
状態 特許登録済
技術分野 空調制御装置 可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械
主要キーワード タイマー計測 解消制御 目標冷媒 運転モード切替 運転停止処理 運転開始信号 要求能力 運転停止信号
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

暖房運転における冷媒量バランス制御実行時の省エネ性を向上できる空気調和装置を提供する。

解決手段

適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下であれば、CPU210は、適正冷媒過冷却度SCgを下限冷媒過冷却度SClとし下限冷媒過冷却度SClと高圧飽和温度Thsを室内機5a〜5cに送信する。一方、適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下でなければ、CPU210は、適正冷媒過冷却度SCgと高圧飽和温度Thsを室内機5a〜5cに送信する。下限冷媒過冷却度SClもしくは適正冷媒過冷却度SCgと高圧飽和温度Thsを受信した室内機5a〜5cCPU510a〜510cは、求めた冷媒過冷却度SCa〜SCcが、下限冷媒過冷却度SClもしくは適正冷媒過冷却度SCgとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。

概要

背景

従来、少なくとも1台の室外機複数台室内機液管ガス管で接続された空気調和装置では、室外機や各室内機設置状態によっては冷媒が流れにくい室内機が発生し、当該室内機で十分な空調能力が得られない場合がある。例えば、各室内機が高低差をもって設置され、かつ、室外機が各室内機より高い位置に設置される空気調和装置で暖房運転を行うときは、以下に記載する理由により低い位置に設置された室内機での冷媒流量が減少して十分な暖房能力が得られない恐れがある。

上述した空気調和装置で暖房運転を行っているときは、各室内機の室内熱交換器凝縮して液管に流出した液冷媒を、各室内機より高い位置に設置された室外機に向かい重力に逆らって流す必要がある。このため、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側(室外機側)における液冷媒の圧力は、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側における液冷媒の圧力よりも高くなる。

従って、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側(室内熱交換器側)の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が小さいほど室内膨張弁を流れる冷媒量が少なくなるので、高い位置に設置された室内機と比べて低い位置に設置された室内機では冷媒が流れにくくなって当該室内機における冷媒流量が減少して十分な暖房能力が得られない恐れがある。

以上のような問題点に対して、特許文献1に記載のマルチ型空気調和機は、暖房運転開始から一定時間経過後に冷媒過冷却度目標値に達していない室内機があれば、当該室内機で暖房能力が発揮できていないと判断する。そして、冷媒過冷却度が最も小さい室内機の目標冷媒過冷却度所定値だけ大きくする一方、冷媒過冷却度が最も大きい室内機の目標冷媒過冷却度を所定値だけ小さくすることにより、暖房能力が発揮できていない室内機における冷媒流量を増加させて暖房能力が十分発揮できるようにする不暖房解消制御を行っている。

また、本出願人は、空気調和装置の暖房運転中に暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合に、各室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値最小値を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、各室内機の冷媒過冷却度が求めた平均冷媒過冷却度となるように、各室内機の室内膨張弁の開度を調整する不暖房解消制御の一種である冷媒量バランス制御を実行する空気調和装置を先に提案している(特願2016−2698)。

例えば、3台の室内機が高低差をもって設置される空気調和装置で暖房運転を行うとき、最も高い位置に設置されている室内機の冷媒過冷却度が6deg、最も低い位置に設置されている室内機の冷媒過冷却度が26deg、これらの間の高さに設置されている室内機の冷媒過冷却度が10degであるとする。この場合、最も低い位置に設置されている室内機では、冷媒過冷却度が他の室内機と比べて大きな値となっているが、これは当該室内機の室内熱交換器の冷媒出口側における液冷媒温度が室温になじんで低い温度となっているためであり、このことは室内熱交換器に液冷媒が滞留して当該室内機で暖房能力が発揮できていないことを示す。

以上のような状態で暖房運転を行っている空気調和装置で本出願人が提案する冷媒量バランス制御を実行すると、全ての室内機における冷媒過冷却度が、平均冷媒過冷却度(=(6+26)/2=16deg)となるように、各室内機の室内膨張弁の開度を調整する。このため、最も低い位置に設置されている室内機に滞留している液冷媒が当該室内機から流出して冷媒が流れるようになり、当該室内機における冷媒過冷却度が冷媒量バランス制御を行う前の値である26degより小さくなる。そして、上記のような平均冷媒過冷却度を目標値とした各室内膨張弁開度調整を定期的(例えば、30秒毎)に行うことによって、最も低い位置に設置されている室内機の冷媒流量が増加して(冷媒過冷却度が小さくなって)暖房能力が発揮されるようになる。

概要

暖房運転における冷媒量バランス制御実行時の省エネ性を向上できる空気調和装置を提供する。適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下であれば、CPU210は、適正冷媒過冷却度SCgを下限冷媒過冷却度SClとし下限冷媒過冷却度SClと高圧飽和温度Thsを室内機5a〜5cに送信する。一方、適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下でなければ、CPU210は、適正冷媒過冷却度SCgと高圧飽和温度Thsを室内機5a〜5cに送信する。下限冷媒過冷却度SClもしくは適正冷媒過冷却度SCgと高圧飽和温度Thsを受信した室内機5a〜5cCPU510a〜510cは、求めた冷媒過冷却度SCa〜SCcが、下限冷媒過冷却度SClもしくは適正冷媒過冷却度SCgとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。

目的

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、暖房運転における冷媒量バランス制御実行時の省エネ性を向上できる空気調和装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

圧縮機と、同圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を有する室外機と、室内熱交換器と、室内膨張弁と、前記室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに同室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数台室内機と、前記吐出圧力と前記各熱交出口温度を取り込み、前記各室内膨張弁開度を調整する制御手段と、を有する空気調和装置であって、前記制御手段は、前記空気調和装置の暖房運転開始時に前記各室内機の前記室内膨張弁の開度を所定開度とした後に、前記各室内機の冷媒過冷却度を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、前記各室内機の冷媒過冷却度が前記平均冷媒過冷却度となるように前記各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行し、前記冷媒量バランス制御を実行しているときに、前記各室内機の冷媒過冷却度のうちの最大値最小値の差である過冷却度差が所定の閾過冷却度差より小さい状態が所定の安定時間継続した場合に、前記冷媒量バランス制御から適正冷媒過冷却度制御に移行し、前記適正冷媒過冷却度制御では、現在の前記各室内機の冷媒過冷却度の目標値である適正冷媒過冷却度から所定値を減じる、ことを特徴とする空気調和装置。

請求項2

前記制御手段は、予め定められた下限冷媒過冷却度を記憶しており、前記適正冷媒過冷却度が前記下限冷媒過冷却度となるまでは前記適正冷媒過冷却度制御を継続して実行して前記適正冷媒過冷却度から前記所定値を減じ続け、前記適正冷媒過冷却度が前記下限冷媒過冷却度より小さくなれば前記冷媒量バランス制御に移行する、ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。

請求項3

前記過冷却度差が前記閾過冷却度差より大きくなった場合は、前記適正冷媒過冷却度制御を実行しない、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和装置。

技術分野

0001

本発明は、少なくとも1台の室外機複数台室内機冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。

背景技術

0002

従来、少なくとも1台の室外機に複数台の室内機が液管ガス管で接続された空気調和装置では、室外機や各室内機設置状態によっては冷媒が流れにくい室内機が発生し、当該室内機で十分な空調能力が得られない場合がある。例えば、各室内機が高低差をもって設置され、かつ、室外機が各室内機より高い位置に設置される空気調和装置で暖房運転を行うときは、以下に記載する理由により低い位置に設置された室内機での冷媒流量が減少して十分な暖房能力が得られない恐れがある。

0003

上述した空気調和装置で暖房運転を行っているときは、各室内機の室内熱交換器凝縮して液管に流出した液冷媒を、各室内機より高い位置に設置された室外機に向かい重力に逆らって流す必要がある。このため、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側(室外機側)における液冷媒の圧力は、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側における液冷媒の圧力よりも高くなる。

0004

従って、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側(室内熱交換器側)の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が小さいほど室内膨張弁を流れる冷媒量が少なくなるので、高い位置に設置された室内機と比べて低い位置に設置された室内機では冷媒が流れにくくなって当該室内機における冷媒流量が減少して十分な暖房能力が得られない恐れがある。

0005

以上のような問題点に対して、特許文献1に記載のマルチ型空気調和機は、暖房運転開始から一定時間経過後に冷媒過冷却度目標値に達していない室内機があれば、当該室内機で暖房能力が発揮できていないと判断する。そして、冷媒過冷却度が最も小さい室内機の目標冷媒過冷却度所定値だけ大きくする一方、冷媒過冷却度が最も大きい室内機の目標冷媒過冷却度を所定値だけ小さくすることにより、暖房能力が発揮できていない室内機における冷媒流量を増加させて暖房能力が十分発揮できるようにする不暖房解消制御を行っている。

0006

また、本出願人は、空気調和装置の暖房運転中に暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合に、各室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値最小値を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、各室内機の冷媒過冷却度が求めた平均冷媒過冷却度となるように、各室内機の室内膨張弁の開度を調整する不暖房解消制御の一種である冷媒量バランス制御を実行する空気調和装置を先に提案している(特願2016−2698)。

0007

例えば、3台の室内機が高低差をもって設置される空気調和装置で暖房運転を行うとき、最も高い位置に設置されている室内機の冷媒過冷却度が6deg、最も低い位置に設置されている室内機の冷媒過冷却度が26deg、これらの間の高さに設置されている室内機の冷媒過冷却度が10degであるとする。この場合、最も低い位置に設置されている室内機では、冷媒過冷却度が他の室内機と比べて大きな値となっているが、これは当該室内機の室内熱交換器の冷媒出口側における液冷媒温度が室温になじんで低い温度となっているためであり、このことは室内熱交換器に液冷媒が滞留して当該室内機で暖房能力が発揮できていないことを示す。

0008

以上のような状態で暖房運転を行っている空気調和装置で本出願人が提案する冷媒量バランス制御を実行すると、全ての室内機における冷媒過冷却度が、平均冷媒過冷却度(=(6+26)/2=16deg)となるように、各室内機の室内膨張弁の開度を調整する。このため、最も低い位置に設置されている室内機に滞留している液冷媒が当該室内機から流出して冷媒が流れるようになり、当該室内機における冷媒過冷却度が冷媒量バランス制御を行う前の値である26degより小さくなる。そして、上記のような平均冷媒過冷却度を目標値とした各室内膨張弁開度調整を定期的(例えば、30秒毎)に行うことによって、最も低い位置に設置されている室内機の冷媒流量が増加して(冷媒過冷却度が小さくなって)暖房能力が発揮されるようになる。

先行技術

0009

特開2011−158118号公報

発明が解決しようとする課題

0010

上述した冷媒量バランス制御を継続して行っていると、各室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差(以降、過冷却度差と記載)が小さくなる、例えば、過冷却度差が1deg以内となることがある。そして、過冷却度差が小さい値で安定しているとき、例えば、過冷却度差が1deg以内である状態が3分間以上継続している場合は、平均冷媒過冷却度が大きく変動しない安定した状態となっている。

0011

上記のように平均冷媒過冷却度が安定しているときにその値が大きい(例えば、10deg)場合は、当該冷媒過冷却度となる冷媒循環量とするために圧縮機が高い回転数で駆動している。空気調和装置が、平均冷媒過冷却度がもっと小さい値、例えば4deg程度であっても各室内機で十分な暖房能力が発揮できるものである場合、上記のように大きい値で平均冷媒過冷却度が安定すれば、当該平均冷媒過冷却度とするために高い回転数で圧縮機を駆動しつづけることとなるので、空気調和装置の省エネ性が低下するという問題があった。

0012

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、暖房運転における冷媒量バランス制御実行時の省エネ性を向上できる空気調和装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機とこの圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を有する室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁と室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数台の室内機と、吐出圧力と各熱交出口温度を取り込み各室内膨張弁の開度を調整する制御手段を有する。この制御手段は、空気調和装置の暖房運転開始時に各室内機の室内膨張弁の開度を所定開度とした後に、各室内機の冷媒過冷却度を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、各室内機の冷媒過冷却度が平均冷媒過冷却度となるように各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する。制御手段は、冷媒量バランス制御を実行しているときに、各室内機の冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差である過冷却度差が所定の閾過冷却度差より小さい状態が所定の安定時間継続した場合に、冷媒量バランス制御から適正冷媒過冷却度制御に移行する。この適正冷媒過冷却度制御では、現在の各室内機の冷媒過冷却度の目標値である適正冷媒過冷却度から所定値を減じる。

発明の効果

0014

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、暖房運転における冷媒量バランス制御実行時に、圧縮機回転数が過剰に高くなることを抑制することで省エネ性を向上できる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、(A)は冷媒回路図、(B)は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。
本発明の実施形態における、室内機および室外機の設置状態を表す図面である。
本発明の実施形態における、室外機制御手段での処理を説明するフローチャートである。
本発明の実施形態におけるサブルーチンであり、適正冷媒過冷却度制御実行時の処理を説明するフローチャートである。

0016

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、建物の屋上に設置される1台の室外機に、建物の各階に設置される3台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

0017

図1(A)および図2に示すように、本実施形態における空気調和装置1は、3階建ての建物の屋上に設置される1台の室外機2と、建物の各階に設置され、室外機2に液管8およびガス管9で並列に接続された3台の室内機5a〜5cとを備えている。詳細には、液管8は、一端が室外機2の閉鎖弁25に、他端が分岐して室内機5a〜5cの各液管接続部53a〜53cに、それぞれ接続されている。また、ガス管9は、一端が室外機2の閉鎖弁26に、他端が分岐して室内機5a〜5cの各ガス管接続部54a〜54cに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置1の冷媒回路100が構成されている。

0018

まずは、室外機2について説明する。室外機2は、圧縮機21と、四方弁22と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、液管8の一端が接続された閉鎖弁25と、ガス管9の一端が接続された閉鎖弁26と、アキュムレータ28と、室外ファン27を備えている。そして、室外ファン27を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路100の一部をなす室外機冷媒回路20を構成している。

0019

圧縮機21は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機21の冷媒吐出側は、後述する四方弁22のポートaに吐出管41で接続されており、また、圧縮機21の冷媒吸入側は、アキュムレータ28の冷媒流出側に吸入管42で接続されている。

0020

四方弁22は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、a、b、c、dの4つのポートを備えている。ポートaは、上述したように圧縮機21の冷媒吐出側に吐出管41で接続されている。ポートbは、室外熱交換器23の一方の冷媒出入口に冷媒配管43で接続されている。ポートcは、アキュムレータ28の冷媒流入側に冷媒配管46で接続されている。そして、ポートdは、閉鎖弁26に室外機ガス管45で接続されている。

0021

室外熱交換器23は、冷媒と、後述する室外ファン27の回転により室外機2の内部に取り込まれた外気熱交換させるものである。室外熱交換器23の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁22のポートbに冷媒配管43で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管44で閉鎖弁25に接続されている。

0022

室外膨張弁24は、室外機液管44に設けられている。室外膨張弁24は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器23に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器23から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁24の開度は、空気調和装置1が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置1が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ33で検出した圧縮機21の吐出温度に応じてその開度を制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。

0023

室外ファン27は樹脂材で形成されており、室外熱交換器23の近傍に配置されている。室外ファン27は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機2の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器23において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機2の外部へ放出する。

0024

アキュムレータ28は、上述したように、冷媒流入側が四方弁22のポートcに冷媒配管46で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機21の冷媒吸入側に吸入管42で接続されている。アキュムレータ28は、冷媒配管46からアキュムレータ28の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機21に吸入させる。

0025

以上説明した構成の他に、室外機2には各種のセンサが設けられている。図1(A)に示すように、吐出管41には、圧縮機21から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段である吐出圧力センサ31と、圧縮機21から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ33が設けられている。冷媒配管46におけるアキュムレータ28の冷媒流入口近傍には、圧縮機21に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ32と、圧縮機21に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ34が設けられている。

0026

室外機液管44における室外熱交換器23と室外膨張弁24との間には、室外熱交換器23に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器23から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ35が設けられている。そして、室外機2の図示しない吸込口付近には、室外機2の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ36が備えられている。

0027

また、室外機2には、室外機制御手段200が備えられている。室外機制御手段200は、室外機2の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図1(B)に示すように、室外機制御手段200は、CPU210と、記憶部220と、通信部230と、センサ入力部240を備えている。

0028

記憶部220は、ROMやRAMで構成されており、室外機2の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機21や室外ファン27の制御状態等を記憶している。通信部230は、室内機5a〜5cとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部240は、室外機2の各種センサでの検出結果を取り込んでCPU210に出力する。

0029

CPU210は、前述した室外機2の各センサでの検出結果をセンサ入力部240を介して取り込む。また、CPU210は、室内機5a〜5cから送信される制御信号を通信部230を介して取り込む。CPU210は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機21や室外ファン27の駆動制御を行う。また、CPU210は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁22の切り換え制御を行う。さらには、CPU210は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁24の開度調整を行う。尚、図示は省略するが、CPU210はタイマー計測機能を備えている。

0030

次に、3台の室内機5a〜5cについて説明する。3台の室内機5a〜5cは、室内熱交換器51a〜51cと、室内膨張弁52a〜52cと、分岐した液管8の他端が接続された液管接続部53a〜53cと、分岐したガス管9の他端が接続されたガス管接続部54a〜54cと、室内ファン55a〜55cを備えている。そして、室内ファン55a〜55cを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路100の一部をなす室内機冷媒回路50a〜50cを構成している。

0031

尚、室内機5a〜5cの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機5aの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機5b、5cについては説明を省略する。また、図1では、室内機5aの構成装置に付与した番号の末尾をaからbおよびcにそれぞれ変更したものが、室外機5aの構成装置と対応する室内機5b、5cの構成装置となる。

0032

室内熱交換器51aは、冷媒と後述する室内ファン55aの回転により図示しない吸込口から室内機5aの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部53aに室内機液管71aで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部54aに室内機ガス管72aで接続されている。室内熱交換器51aは、室内機5aが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機5aが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部53aやガス管接続部54aは、各冷媒配管が溶接フレアナット等により接続されている。

0033

室内膨張弁52aは、室内機液管71aに設けられている。室内膨張弁52aは電子膨張弁であり、室内熱交換器51aが蒸発器として機能する場合すなわち室内機5aが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器51aの冷媒出口(ガス管接続部54a側)での冷媒過熱度目標冷媒過熱度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度とは、室内機5aで十分な冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度である。また、室内膨張弁52aは、室内熱交換器51aが凝縮器として機能する場合すなわち室内機5aが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器51aの冷媒出口(液管接続部53a側)での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度あるいは平均冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過冷却度とは、室内機5aで十分な暖房能力が発揮されるための冷媒過冷却度である。尚、平均冷媒過冷却度については後述する。

0034

室内ファン55aは樹脂材で形成されており、室内熱交換器51aの近傍に配置されている。室内ファン55aは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機5aの内に室内空気を取り込み、室内熱交換器51aにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。

0035

以上説明した構成の他に、室内機5aには各種のセンサが設けられている。室内機液管71aにおける室内熱交換器51aと室内膨張弁52aとの間には、室内熱交換器51aに流入あるいは室内熱交換器51aから流出する冷媒の温度を検出する液側温度検出手段である液側温度センサ61aが設けられている。室内機ガス管72aには、室内熱交換器51aに流入あるいは室内熱交換器51aから流出する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ62aが設けられている。室内機5aの図示しない吸込口付近には、室内機5aの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ63aが備えられている。

0036

また、室内機5aには、室内機制御手段500aが備えられている。室内機制御手段500aは、室内機5aの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図1(B)に示すように、CPU510aと、記憶部520aと、通信部530aと、センサ入力部540aを備えている。

0037

記憶部520aは、ROMやRAMで構成されており、室内機5aの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部530aは、室外機2および他の室内機5b、5cとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部540aは、室内機5aの各種センサでの検出結果を取り込んでCPU510aに出力する。

0038

CPU510aは、前述した室内機5aの各センサでの検出結果をセンサ入力部540aを介して取り込む。また、CPU510aは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報タイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、CPU510aは、運転開始停止信号や運転情報(設定温度室内温度等)を含んだ制御信号を、通信部530aを介して室外機2に送信するとともに、室外機2が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部530aを介して室外機2から受信する。CPU510aは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機2から送信された信号に基づいて、室内膨張弁52aの開度調整や、室内ファン55aの駆動制御を行う。
尚、以上説明した室外機制御手段200と室内機制御手段500a〜500cとで、本発明の制御手段が構成される。

0039

以上説明した空気調和装置1が、図2に示す建物600に設置されている。具体的には、室外機2が屋上(RF)に配置されており、室内機5aが3階(3F)、室内機5bが2階(2F)、室内機5cが1階(1F)に、それぞれ設置されている。そして、室外機2と室内機5a〜5cとは、上述した液管8とガス管9とで相互に接続されており、これら液管8とガス管9は、図示しない建物600の壁面内天井裏埋設されている。尚、図2では、最上階(3階)に設置されている室内機5aと最下階(1階)に設置されている室内機5cとの高低差をHで表している。

0040

次に、本実施形態における空気調和装置1の空調運転時の冷媒回路100における冷媒の流れや各部の動作について、図1(A)を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機5a〜5cが暖房運転を行う場合について説明し、冷房除霜運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図1(A)における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。

0041

図1(A)に示すように、室内機5a〜5cが暖房運転を行う場合、室外機制御手段200のCPU210は、四方弁22を実線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートdが連通するよう、また、ポートbとポートcが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路100は、室外熱交換器23が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器51a〜51cが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

0042

圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、吐出管41を流れて四方弁22に流入し、四方弁22から室外機ガス管45、閉鎖弁26、ガス管9、ガス管接続部54a〜54cの順に流れて室内機5a〜5cに流入する。室内機5a〜5cに流入した冷媒は、室内機ガス管72a〜72cを流れて室内熱交換器51a〜51cに流入し、室内ファン55a〜55cの回転により室内機5a〜5cの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器51a〜51cが凝縮器として機能し、室内熱交換器51a〜51cで冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機5a〜5cが設置された室内の暖房が行われる。

0043

室内熱交換器51a〜51cから流出した冷媒は室内機液管71a〜71cを流れ、室内膨張弁52a〜52cを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管71a〜71c、液管接続部53a〜53cを流れて液管8に流入する。

0044

液管8を流れる冷媒は、閉鎖弁25を介して室外機2に流入する。室外機2に流入した冷媒は、室外機液管44を流れ、吐出温度センサ33で検出した圧縮機21の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁24を通過するときにさらに減圧される。室外機液管44から室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外ファン27の回転により室外機2の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器23から流出した冷媒は、冷媒配管43、四方弁22、冷媒配管46、アキュムレータ28、吸入管42の順に流れ、圧縮機21に吸入されて再び圧縮される。

0045

尚、室内機5a〜5cが冷房/除霜運転を行う場合、CPU210は、四方弁22を破線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートbが連通するよう、また、ポートcとポートdが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路100が、室外熱交換器23が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器51a〜51cが蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。

0046

次に、図1乃至図3を用いて、空気調和装置1における、本発明に関わる冷媒回路の動作やその作用、および、効果について説明する。

0047

図2を用いて先に説明したように、本実施形態の空気調和装置1では、室外機2が建物600の屋上に設置されるとともに室内機5a〜5cが各階に設置されている。つまり、室外機2が室内機5a〜5cより高い位置に設置されるとともに、室内機5aと室内機5cの設置場所にも高低差Hがある設置となっている。この場合に、空気調和装置1で暖房運転を行ったときは、以下のような問題がある。

0048

暖房運転では、圧縮機21から吐出されたガス冷媒は、吐出管41から四方弁22を介して室外機ガス管45を流れて室外機2から流出し、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cに流入して凝縮する。このとき、室外機2が室内機5a〜5cより高い位置に設置されているために、室内熱交換器51a〜51cで凝縮し液管8に流出した液冷媒は、重力に逆らって室外機2に向かって液管8を流れることになる。

0049

従って、1階に設置されている室内機5cの室内膨張弁52cの下流側(室外機2側)における液冷媒の圧力は、他の階に設置されている室内機5a、5bの室内膨張弁52a、52bの下流側における液冷媒の圧力よりも高くので、室内機5cの室内膨張弁52cの上流側(室内熱交換器51c側)の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、室内機5a、5bの室内膨張弁52a、52bの上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。

0050

上記のような冷媒回路100の状態では、室内膨張弁52a〜52cの上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が小さいほど、室内膨張弁52a〜52cを冷媒が流れにくくなる。従って、1階に設置された室内機5cは他の室内機5a、5bと比べて冷媒が流れにくく、これに伴って、室内機5cを流れる冷媒量は他の室内機5a、5bと比べて少なくなる。このことは、1階(一番低い位置)に設置された室内機5cと3階(一番高い位置)に設置された室内機5aとの高低差Hが大きくなる程顕著になり、高低差が大きくなると室内機5cから液管8に流出した液冷媒が室外機2に向かって流れなくなって液管8の下方に液冷媒が滞留する恐れがある。そして、液管8の下方に液冷媒が滞留すると、室内膨張弁5cを全開としても室内機5cに冷媒が流れずに室内機5cで暖房能力が発揮されない。

0051

液冷媒が滞留して暖房能力が発揮されない室内機5cでは、室内熱交換器51cの冷媒出口側(室内膨張弁52c側)における冷媒過冷却度が非常に大きな値(例えば、26deg)となっている。これは、室内熱交換器51cの冷媒出口側に滞留する液冷媒の温度が、室内機5cが設置される部屋の温度になじんで低い温度となっているためである。

0052

以上説明した、空気調和装置1の暖房運転時に室内機5cで液冷媒は滞留していることによって暖房能力が発揮されていない場合は、室内機5cに滞留する液冷媒を室内機5cから流出させて室内機5cでの冷媒流量を増加させることで暖房能力が十分に発揮できるようにする冷媒量バランス制御を実行すればよい。具体的には、室内機5a〜5cの冷媒過冷却度のうち最大値(本実施形態では、上述した室内機5cの冷媒過冷却度、例えば26deg)と最小値(本実施形態では、最上階に設置される室内機5aの冷媒過冷却度、例えば6deg)の平均値である平均冷媒過冷却度(=(26+6)/2=16degを求める。そして、各室内機5a〜5cの冷媒過冷却度が求めた平均冷媒過冷却度となるように、室内機5a〜5cの室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。

0053

冷媒量バランス制御を行うと、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の小さい室内機5aおよび5b(例えば、10deg)では、各冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで大きくするために室内膨張弁52a、52bの開度が絞られるので、室内膨張弁52a、52bの下流側の冷媒圧力が低下する。

0054

このとき、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の大きい室内機5cでは、室内膨張弁52a、52bの下流側の冷媒圧力が低下することによって室内膨張弁52cの下流側の冷媒圧力も低下するために、室内膨張弁52cの上流側と下流側の圧力差が大きくなる。これにより、冷媒量バランス制御において室内機5cの冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで小さくするために室内膨張弁52cの開度を大きくしているときに、その開度が全開となっても室内機5cの室内熱交換器51cに滞留する液冷媒が液管8に流出する。そして、このような各室内膨張弁の開度調整を定期的(例えば、30秒毎)に行うことで、室内機5cでの冷媒流量が増加して室内機5cで暖房能力が十分に発揮できるようになる。

0055

ところで、上述した冷媒量バランス制御を継続して行っていると、各室内機5a〜5cにおける冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差である過冷却度差が小さくなる、例えば、過冷却度差が1deg以内となることがある。そして、過冷却度差が小さい値で安定しているとき、例えば、過冷却度差が1deg以内である状態が3分間(以降、この時間を安定時間と記載)以上継続している場合は、平均冷媒過冷却度が大きく変動しない安定した状態となっている。

0056

上記のように平均冷媒過冷却度が安定しているときにその値が大きい(例えば、10deg)場合は、当該冷媒過冷却度となる冷媒回路100における冷媒循環量とするために、圧縮機21が高い回転数で駆動している。空気調和装置1が、平均冷媒過冷却度がもっと小さい値、例えば4deg程度であっても各室内機5a〜5cで十分な暖房能力が発揮できるものである場合、大きい値で平均冷媒過冷却度が安定すれば、当該平均冷媒過冷却度とするために高い回転数で圧縮機21を駆動しつづけることとなり、空気調和装置1の省エネ性が低下するという問題があった。

0057

そこで、本発明の空気調和装置1では、暖房運転時に冷媒量バランス制御を実行する場合に、各室内機5a〜5cにおける過冷却度差が所定の閾過冷却度差以下である状態が所定の安定時間継続すれば、各室内機5a〜5cの冷媒過冷却度の目標値である適正冷媒過冷却度を所定の割合で低下させる適正冷媒過冷却度制御を実行する。

0058

尚、平均冷媒過冷却度は、前述した冷媒過冷却度の最大値と最小値の平均値以外に、全ての室内機の冷媒過冷却度の加算平均値や、冷媒過冷却度の大きい方から順に複数の値と小さい方から順に複数の値をそれぞれ選択してこれらの平均値とする等、少なくとも2つ以上の冷媒過冷却度を用いて求めたものであればよい。但し、各室内機における冷媒過冷却度を全て用いて算出した場合は、以下のような問題点がある。

0059

例えば、複数台の室内機のうち他と比べて冷媒過冷却度が極端に大きくて暖房能力が発揮されていない室内機が1台のみ存在する場合に、全ての室内機の冷媒過冷却度を用いて平均冷媒過冷却度を算出すると、暖房能力が発揮されていない室内機が複数台存在する場合の平均冷媒過冷却度より小さくなる。そして、この平均冷媒過冷却度を目標に各室内膨張弁の開度を調整すると、暖房能力が発揮されていない室内機以外の室内機の室内膨張弁の開度があまり絞られないため、暖房能力が発揮されていない室内機の室内膨張弁の下流側の冷媒圧力がさほど低下しない。このような状態で冷媒量バランス制御を続けても、暖房能力が発揮されていない室内機の冷媒流量が増加するまでに時間がかかり、暖房能力が発揮されるようになるまでの時間がかかる。

0060

これに対し、本実施形態のように、全ての室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値を用いて平均冷媒過冷却度を算出した方が、上述した複数台の室内機のうち他と比べて冷媒過冷却度が極端に大きいつまり暖房能力が発揮されていない室内機が少ない場合に、全ての冷媒過冷却度を用いて算出した平均冷媒過冷却度よりも大きい値となる。従って、暖房能力が発揮されていない室内機以外の室内機の室内膨張弁の開度がより絞られて暖房能力が発揮されていない室内機の室内膨張弁の下流側の冷媒圧力が低下するので、暖房能力が発揮されていない室内機における冷媒流量が早く増加して暖房能力が発揮されるようになるまでの時間が短縮される。

0061

次に、図3を用いて、本実施形態の空気調和装置1における暖房運転時の制御について説明するとともに、図4を用いて適正冷媒過冷却度制御について説明する。図3は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合のメインルーチンであり、室外機制御手段200のCPU210が行う制御に関する処理の流れを示すものである。また、図4は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合のサブルーチンであり、CPU210が行う適正冷媒過冷却度制御に関する処理の流れを示すものである。いずれの図においても、STはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図3図4では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路100の制御、といった、空気調和装置1に関わる一般的な処理については説明を省略している。また、以下の説明では、全ての室内機5a〜5cが暖房運転を行っている場合を例に挙げて説明する。

0062

尚、以下の説明では、吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力をPh、吐出圧力Phを用いて求める高圧飽和温度をThs、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cから流出する冷媒温度であり液側温度センサ61a〜61cで検出する熱交出口温度をTo(室内機5a〜5cに対して個別に言及する必要がある場合は、Toa〜Tocと記載)、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過冷却度をSC(室内機5a〜5cに対して個別に言及する必要がある場合は、SCa〜SCcと記載)、各室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcのうちの最大値と最小値をそれぞれSCmaxとSCmin、最大値SCmaxと最小値SCminを用いて求める平均冷媒過冷却度をSCv、最大値SCmaxから最小値SCminを減じて求める過冷却度差をΔSC、閾冷媒過冷却度差をSCt、適正冷媒過冷却度をSCg、安定時間をtpとする。

0063

まず、図3を用いて暖房運転時のメインルーチンにおける処理について説明する。CPU210は、フラグF(後述する適正冷媒過冷却度制御にて詳細に説明する)を0とし(ST1)、次に使用者の運転指示が暖房運転指示であるか否かを判断する(ST2)。暖房運転指示でなければ(ST2−No)、CPU210は、冷房運転もしくは除湿運転開始処理である冷房/除湿運転開始処理を実行する(ST16)。ここで、冷房/除湿運転開始処理とは、CPU210が四方弁22を操作して冷媒回路100を冷房サイクルとすることであり、最初に冷房運転もしくは除湿運転を行うときに行われる処理である。そして、CPU210は、圧縮機21や室外ファン27を所定の回転数で起動するとともに、通信部230を介して室内機5a〜5cに対し室内ファン55a〜55cの駆動制御や室内膨張弁52a〜52cの開度調整を行うよう指示して冷房運転あるいは除湿運転の制御を開始し(ST17)、ST12に処理を進める。

0064

ST2において、暖房運転指示であれば(ST2−Yes)、CPU210は、暖房運転開始処理を実行する(ST3)。ここで、暖房運転開始処理とは、CPU210が四方弁22を操作して冷媒回路100を図1(A)に示す状態、つまり、冷媒回路100を暖房サイクルとすることであり、最初に暖房運転を行うときに行われる処理である。

0065

次に、CPU210は、暖房運転制御を開始する(ST4)。暖房運転制御の開始では、CPU210は、室内機5a〜5cからの要求能力に応じた回転数で圧縮機21や室外ファン27を起動する。また、CPU210は、吐出温度センサ33で検出した圧縮機21の吐出温度をセンサ入力部240を介して取り込み、取り込んだ吐出温度に応じて室外膨張弁24の開度を調整する。さらには、CPU210は、室内機5a〜5cに対し通信部230を介して暖房運転を開始する旨の運転開始信号を送信する。

0066

運転開始信号を通信部530a〜530cを介して受信した室内機5a〜5cの室内機制御手段500a〜500cのCPU510a〜510cは、使用者の風量指示に応じた回転数で室内ファン55a〜55cを起動するとともに、室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口(液管接続部53a〜53c側)での冷媒過冷却度SCが通常暖房運転時の目標冷媒過冷却度(例えば、6deg)となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を予め定められた所定開度とする。ここで、目標冷媒過冷却度は、予め試験等を行って求めて記憶部530a〜530cに記憶されている値であり、各室内機5a〜5cの最高冷媒過冷却度より小さい値である、すなわち、各室内機5a〜5cで暖房能力が十分に発揮されることが確認できている値である。

0067

次に、CPU210は、吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力Phをセンサ入力部240を介して取り込むとともに、各室内機5a〜5cから熱交出口温度To(Toa〜Toc)を通信部230を介して取り込む(ST5)。尚、熱交出口温度Toは、CPU510a〜510cが液側温度センサ61a〜61cでの検出値をセンサ入力部540a〜540cを介して取り込み、通信部530a〜530cを介して室外機2に送信しているものである。また、上述した各検出値は、所定時間毎(例えば、30秒毎)に各CPUが取り込んで各記憶部に記憶している。

0068

次に、CPU210は、ST4で取り込んだ吐出圧力Phを用いて高圧飽和温度Thsを求め(ST6)、求めた高圧飽和温度ThsとST4で取り込んだ熱交出口温度Toを用いて、室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SC(SCa〜SCc)を求める(ST7)。

0069

次に、CPU210は、ST6で求めた室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcのうち、最大値SCmaxと最小値SCminを選択し、選択した最大値SCmaxと最小値SCminを用いて平均冷媒過冷却度SCv(最大値SCmaxと最小値SCminの平均値)と過冷却度差ΔSC(=最大値SCmax−最小値SCmin)を算出する(ST8)。

0070

次に、CPU210は、ST7で求めた過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下であるか否かを判断する(ST9)。ここで、閾冷媒過冷却度差SCtは、予め定められて記憶部220に記憶されているものであり、例えば1degである。

0071

ST9において過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下でない場合は(ST9−No)、CPU210は、ST8で求めた平均冷媒過冷却度SCvとST6で求めた高圧飽和温度Thsを、通信部230を介して室内機5a〜5cに送信するとともに、フラグFを0とする(ST15)。通信部530a〜530cを介して平均冷媒過冷却度SCvあるいは閾冷媒過冷却度SCtと高圧飽和温度Thsを受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、室外機2から受信した高圧飽和温度Thsから液側温度センサ61a〜61cで検出した熱交出口温度Toa〜Tocを減じて冷媒過冷却度SCa〜SCcを求め、求めた冷媒過冷却度SCa〜SCcが、室外機2から受信した平均冷媒過冷却度SCvあるいは閾冷媒過冷却度SCtとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。
以上説明したST5〜ST9とST15の処理が、本発明の冷媒量バランス制御に関わる処理である。

0072

ST9において過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下である場合は(ST9−Yes)、CPU210は、過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下である状態が安定時間tpの間継続したか否かを判断する(ST10)。ここで、安定時間tpは、予め定められて記憶部220に記憶されているものであり、例えば3分間である。前述したように、CPU210は各検出値を所定時間毎に取り込んでおり、各検出値を取り込む度に過冷却度差ΔSCも算出して閾冷媒過冷却度差SCtと比較している。従って、CPU210は、過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下である状態が安定時間tpに対応する回数(例えば、安定時間が3分間で各検出値を30秒毎に取り込む場合は、180秒÷30秒=9回)連続すれば、過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下である状態が安定時間tpの間継続したと判断できる。

0073

ST10において、過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下である状態が安定時間tpの間継続しない場合は(ST10−No)、CPU210は、ST15に処理を進める。過冷却度差ΔSCが閾冷媒過冷却度差SCt以下である状態が安定時間tpの間継続した場合は(ST10−Yse)、CPU210は、後述する適正冷媒過冷却度制御に関わる処理を行い(ST11)、ST12に処理を進める。

0074

ST11もしくはST15の処理を終えたCPU210は、使用者による運転モード切替指示があるか否かを判断する(ST12)。ここで、運転モード切替指示とは、現在の運転(ここでは暖房運転)から別の運転(冷房運転あるいは除湿運転)への切替を指示するものである。運転モード切替指示がある場合は(ST12−Yes)、CPU210は、ST2に処理を戻す。運転モード切替指示がない場合は(ST12−No)、CPU210は、使用者による運転停止指示があるか否かを判断する(ST13)。運転停止指示とは、全ての室内機5a〜5cが運転を停止することを指示すものである。

0075

運転停止指示があれば(ST13−Yes)、CPU210は、運転停止処理を実行し(ST14)、処理を終了する。運転停止処理では、CPU210は、圧縮機21や室外ファン27を停止するとともに室外膨張弁24を全閉とする。また、CPU210は、室内機5a〜5cに対し通信部230を介して運転を停止する旨の運転停止信号を送信する。運転停止信号を通信部530a〜530cを介して受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、室内ファン55a〜55cを停止するとともに室内膨張弁52a〜52cを全閉とする。

0076

ST13において運転停止指示がなければ(ST13−No)、CPU210は、現在の運転が暖房運転であるか否かを判断する(ST18)。現在の運転が暖房運転であれば(ST18−Yes)、CPU210は、ST4に処理を戻す。現在の運転が暖房運転でなければ(ST18−No)、つまり、現在の運転が冷房運転もしくは除湿運転であれば、CPU210は、ST17に処理を戻す。

0077

次に、図4を用いて、空気調和装置1の暖房運転時のサブルーチンである適正冷媒過冷却度制御を行う際の処理の流れについて説明する。まず、CPU210は、記憶部220に記憶しているフラグFを読み出し、読み出したフラグFが0であるか否かを判断する(ST21)。ここで、フラグFは暖房運転時に適性冷媒過冷却度制御を初めて行うか否かを判断するためのものであり、フラグF=0であれば適性冷媒過冷却度制御を初めて行うことを示し、フラグFが0以外の数値であれば既に適性冷媒過冷却度制御を実行していることを示す。

0078

ST21においてフラグF=0であれば(ST21−Yes)、つまり、初めて適性冷媒過冷却度制御を実行する場合は、図3に示すメインルーチンのST7で算出した平均冷媒過冷却度SCvから1degを減じて適正冷媒過冷却度SCgを算出し(ST22)、ST24に処理を進める。一方、ST21においてフラグF=0でなければ(ST21−No)、つまり、適性冷媒過冷却度制御を実行するのが初めてでない場合は、先にST22で算出した適正冷媒過冷却度SCgから1degを減じた値を新たな適正冷媒過冷却度SCgとし(ST23)、ST24に処理を進める。

0079

ST22もしくはST23の処理を終えたCPU210は、ST22もしくはST23で算出した適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下であるか否か判断する(ST24)。ここで、下限冷媒過冷却度SClは、予め試験等を行って求められて記憶部220に記憶されているものであり、各室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cにおける熱交換効率をできる限り高くし、かつ、各室内熱交換器51a〜51cで冷媒を確実に液冷媒とできる値(例えば、4deg)とされる。尚、下限冷媒過冷却度SClを、各室内熱交換器51a〜51cで冷媒を確実に液冷媒とできる値とするのは、各室内熱交換器51a〜51cから流出する冷媒が気液二相状態となりこれに起因する冷媒音が発生して使用者に不快感を与えることを防止するためである。

0080

ST24において適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下であれば(ST24−Yes)、CPU210は、適正冷媒過冷却度SCgを下限冷媒過冷却度SClとし(ST25)、下限冷媒過冷却度SClと図3に示すメインルーチンのST5で求めた高圧飽和温度Thsを、通信部230を介して室内機5a〜5cに送信する(ST26)。通信部530a〜530cを介して下限冷媒過冷却度SClと高圧飽和温度Thsを受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、室外機2から受信した高圧飽和温度Thsから液側温度センサ61a〜61cで検出した熱交出口温度Toa〜Tocを減じて冷媒過冷却度SCa〜SCcを求め、求めた冷媒過冷却度SCa〜SCcが、室外機2から受信した下限冷媒過冷却度SClとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。

0081

一方、ST24において適正冷媒過冷却度SCgが下限冷媒過冷却度SCl以下でなければ(ST24−No)、CPU210は、ST22もしくはST23で算出した適正冷媒過冷却度SCgと図3に示すメインルーチンのST5で求めた高圧飽和温度Thsを、通信部230を介して室内機5a〜5cに送信する(ST27)。通信部530a〜530cを介して適正冷媒過冷却度SCgと高圧飽和温度Thsを受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、室外機2から受信した高圧飽和温度Thsから液側温度センサ61a〜61cで検出した熱交出口温度Toa〜Tocを減じて冷媒過冷却度SCa〜SCcを求め、求めた冷媒過冷却度SCa〜SCcが、室外機2から受信した適正冷媒過冷却度SCgとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。

0082

ST26もしくはST27の処理を終えたCPU210は、フラグFを1として(ST28)適正冷媒過冷却度制御を終了する。尚、この適正冷媒過冷却度制御は定期的(例えば、1分毎)に実行される。

実施例

0083

以上説明したように、本発明の空気調和装置1では、冷媒量バランス制御を実行するときに、過冷却度差ΔSCが閾過冷却度差SCt以下である状態が安定時間tpの間継続した場合に、各室内機5a〜5cの目標となる適正冷媒過冷却度SCgを低下させる。これにより、冷媒量バランス制御の実行時に平均冷媒過冷却度SCvが高い値で安定している場合に、これより低い適正冷媒過冷却度SCgとなるように各室内機5a〜5cの室内膨張弁52a〜52cの開度を調整するので、高い冷媒過冷却度となるように制御をしている場合と比べて圧縮機21の回転数を下げることができ、空気調和装置1の省エネ性を向上させることができる。

0084

1空気調和装置
2室外機
5a〜5c室内機
31吐出圧力センサ
51a〜51c室内熱交換器
52a〜52c室内膨張弁
61a〜61c 液側温度センサ
100冷媒回路
200 室外機制御手段
210 CPU
300最高冷媒過冷却度テーブル
500a〜500c 室内機制御手段
510a〜510c CPU
Ph吐出圧力
SC 冷媒過冷却度
SCmax 冷媒過冷却度の最大値
SCmin 冷媒過冷却度の最小値
ΔSC過冷却度差
SCg 適正冷媒過冷却度
SCv 平均冷媒過冷却度
SCl 下限冷媒過冷却度
SCt 閾過冷却度差
Ths高圧飽和温度
To熱交出口温度
tp 安定時間

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • ダイキン工業株式会社の「 冷媒を含む組成物、その使用、並びにそれを有する冷凍機及びその冷凍機の運転方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】R410Aと同等の冷凍能力を有し、GWPが十分に小さく、かつアメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という三種の性能を兼ね備える冷媒組成物の提供。【解決手段... 詳細

  • アイシン精機株式会社の「 空気調和装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】 室外熱交換器への着霜を回避することができる空気調和装置を提供すること。【解決手段】 空気調和装置(1)が備える制御装置(40)は、暖房運転時に冷媒温度センサ(61,62)により検出された... 詳細

  • ダイキン工業株式会社の「 着氷防止治具」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】空気調和装置で処理された空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサーが低温時に着氷を生じることを抑制する。【解決手段】0℃以下を含む所定の範囲で空気の温度を調節する温度調節部(10)と... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ