JP2003028519A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な運転条件下や施工条件下でも運転効率
を高め、必要能力を確保するとともに圧縮機の信頼性を
高めることができる安価な空気調和機を提供することで
ある。 【解決手段】 高精度に推定された吐出冷媒圧力を使っ
て目標吐出温度を算出し、吐出温度が目標吐出温度にな
るよう電動膨張弁６の開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内機と室外機を
接続配管で接続した、分離型の空気調和機の制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来分離型の空気調和機において電動膨
張弁によって冷凍サイクルの冷媒循環量を制御する方法
としては、例えば特許第２９２１２５４号公報を挙げる
ことができる。

【０００３】この従来例においては、蒸発温度と凝縮温
度と圧縮機単体の傾斜特性線により、モリエル線図上か
ら目標吐出温度を設定し、圧縮機の吐出温度が目標吐出
温度になるよう電動膨張弁によって冷媒循環量を制御し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年省エネ
ルギや快適性といった観点から、圧縮機の回転数が大き
く変化するインバータを搭載した分離型の空気調和機が
多く普及している。また設置自由度の拡大という観点か
ら接続可能な配管長に関しても、より短く、あるいはよ
り長くまで接続できるよう要求されている。

【０００５】しかしながらこのような空気調和機におい
ては、インバータにより冷媒循環量が大きく変化し、更
に接続配管長も大きく変化するため、図４に示す冷媒循
環量と配管長の圧損関係のように、暖房運転時に凝縮器
の圧力と圧縮機の吐出側圧力との差（以後圧損という）
も大きく変化する。

【０００６】その結果、蒸発温度と凝縮温度を把握する
だけで目標吐出温度を設定し吐出温度制御を行っても、
接続配管の圧損影響で吸入部での圧力・温度配管長など
の影響を受けて変動し、圧縮機の吸入側の冷媒過熱度Ｓ
Ｈを適正過熱度ＳＨｍに保つことが困難であった。

【０００７】一般に圧縮機の吸入側の冷媒過熱度が適正
過熱度ＳＨｍ（冷媒の種類、運転モード、運転周波数な
どにより変化する）に保たれていれば、圧縮機の運転効
率が高くなり、システムとしても効率的な運転が可能と
なる。しかし吸入部での冷媒過熱度が大きくなりすぎる
と、圧縮機の負荷は小さくなるものの、冷媒循環量が減
少して必要な空調能力に対して能力不足となる課題が生
じる。

【０００８】一方吸入冷媒が湿り過ぎる（冷媒過熱度が
とれていない状態）と蒸発器からの液バックが生じる可
能性があり、圧縮機の信頼性が低下するという課題が生
じる。

【０００９】そこで蒸発温度と吸入温度との差により検
出した吸入側の冷媒過熱度が所定値範囲から外れたら目
標吐出温度を修正するという方法もある。

【００１０】しかし、この方法では運転条件（例えば圧
縮機の回転数）が変わった場合には目標吐出温度を修正
することで吸入側の冷媒過熱度を修正することはできて
も、施工条件（配管長）が変わった場合には吸入側の冷
媒過熱度を修正することはできない。

【００１１】そこで、施工時にスイッチ等で施工者が確
実に実配管長を設定する必要があり、製品コストが上が
る、施工時間が長くなるといった課題が生じる。

【００１２】そこで本発明は、斯かる点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、吐出温度制御で暖房運転を
行う場合に、様々な運転条件下や施工条件下でも圧縮機
の吐出側の冷媒圧力を高精度に推定することにより吸入
側の冷媒過熱度を適正過熱度に制御し、運転効率を高
め、必要能力を確保するとともに圧縮機の信頼性を高め
ることができる安価な空気調和機を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明は、容量可変形圧縮機と室
外熱交換器と前記室外熱交換器の温度を検出する第１の
温度検出手段と弁開度の制御可能な電動膨張弁とを有す
る室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を
検出する第２の温度検出手段とを有する室内機と、前記
室外機と前記室内機を接続する接続配管を有する空気調
和機において、前記接続配管の配管長を予め記憶する記
憶手段と、暖房運転時に前記第２の温度検出手段により
検出された凝縮温度と前記記憶手段に記憶されている配
管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて、前記圧縮機の
吐出冷媒圧力を推定する第１の推定手段と、前記圧縮機
の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第１
の温度検出手段により検出された蒸発温度と前記圧縮機
の回転数に基づき前記圧縮機の吸入冷媒圧力を算出する
とともに、その吸入冷媒圧力と前記第１の推定手段によ
り推定された吐出冷媒圧力に基づいて前記圧縮機の目標
吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動
膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度
を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される
吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたもので
ある。

【００１４】このように、凝縮器圧力に圧損を考慮する
ことで運転条件が変化しても圧縮機の吐出冷媒圧力を高
精度に推定することができ、その高精度に推定された吐
出冷媒圧力を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制
御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入
冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために、請求
項１に記載の本発明は、容量可変形圧縮機と室外熱交換
器と前記室外熱交換器の温度を検出する第１の温度検出
手段と弁開度の制御可能な電動膨張弁とを有する室外機
と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する
第２の温度検出手段とを有する室内機と、前記室外機と
前記室内機を接続する接続配管を有する空気調和機にお
いて、前記接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段
と、暖房運転時に前記第２の温度検出手段により検出さ
れた凝縮温度と前記記憶手段に記憶されている配管長と
前記圧縮機の回転数とに基づいて、前記圧縮機の吐出冷
媒圧力を推定する第１の推定手段と、前記圧縮機の吐出
温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第１の温度
検出手段により検出された蒸発温度と前記圧縮機の回転
数に基づき前記圧縮機の吸入冷媒圧力を算出するととも
に、その吸入冷媒圧力と前記第１の推定手段により推定
された吐出冷媒圧力に基づいて前記圧縮機の目標吐出温
度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁
の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指
して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温
度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたものである。

【００１６】このように、凝縮器圧力に圧損を考慮する
ことで運転条件が変化しても圧縮機の吐出冷媒圧力を高
精度に推定することができ、その高精度に推定された吐
出冷媒圧力を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制
御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入
冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。

【００１７】また、請求項２記載の本発明は、容量可変
形圧縮機と室外熱交換器と前記室外熱交換器の温度を検
出する第１の温度検出手段と弁開度を制御可能な複数の
電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室
内熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段とを有
する複数の室内機とを接続配管により並列に接続したマ
ルチタイプの空気調和機において、前記各室内機への各
接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、暖房運転
時に前記各室内機の前記第２の温度検出手段により検出
された各凝縮温度と前記記憶手段に記憶されている各接
続配管の配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて、前
記圧縮機の吐出冷媒圧力を推定する第１の推定手段と、
前記圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段
と、前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度
と前記圧縮機の回転数に基づき前記圧縮機の吸入冷媒圧
力を算出するとともに、前記吸入冷媒圧力と前記第１の
推定手段により推定された吐出冷媒圧力に基づいて前記
圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段
と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記
目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段によ
り検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを
備えたものである。

【００１８】このように、マルチタイプの空気調和機に
おいても、凝縮器圧力に圧損を考慮することで運転条件
が変化しても圧縮機の吐出冷媒圧力を高精度に推定する
ことができ、その高精度に推定された吐出冷媒圧力を使
って目標吐出温度を算出し吐出温度を制御するため、運
転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適
正過熱度に制御することができる。

【００１９】また、請求項３記載の本発明は、圧縮機の
吸入温度を検出する第４の温度検出手段と、目標吐出温
度算出手段により算出された吸入冷媒圧力から飽和温度
を求めるとともに、その飽和温度と前記第４の温度検出
手段により検出された吸入温度とに基づき圧縮機の吸入
冷媒過熱度を推定する第２の推定手段と、第３の温度検
出手段により検出された吐出温度が前記目標吐出温度算
出手段により算出された目標吐出温度に対し所定の範囲
内にあり、かつ前記第２の推定手段により推定された前
記吸入冷媒過熱度が所定の範囲から外れた場合に、予め
記憶手段に記憶されている配管長を修正するものであ
る。

【００２０】このように、予め記憶されている配管長が
実際に据付られている配管長と大きく異なる場合でも自
動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配
管長に近づくことになる。この結果、目標吐出温度が修
正されるため、運転条件や施工条件が変化しても実際の
吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。

【００２１】また、請求項４記載の本発明は、配管長修
正手段により修正された配管長が所定配管長から外れた
場合、据付配管長が適切ではない旨を使用者に知らせる
異常検出手段を備えたものである。

【００２２】このように、実際に据付られている配管長
が適正配管長から逸脱され、システムの運転に不具合が
生じやすい場合に使用者にその旨を知らせることがで
き、この結果システムの重大な損傷等を間逃れることが
できる。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施形態の構成を示
す構成図であり、室外機１と室内機２が接続配管８によ
り接続され、冷凍サイクルを形成している。

【００２４】図１において、室外機１にはインバータ駆
動の容量可変形圧縮機３（以下単に圧縮機と称す）と室
外熱交換器５と冷暖房切換用の四方弁４とが設けられる
一方、室内機２には室内熱交換器７が設けられている。
また、室外機１の液側主管には、例えばステッピングモ
ータ等により弁開度を制御可能な電動膨張弁６が介装さ
れている。

【００２５】上記構成の冷凍サイクルにおいて、暖房
時、圧縮機３から吐出された冷媒は、四方弁４より接続
配管８のガス側配管を通って室内熱交換器７へと流れ
て、ここで室内空気と熱交換して凝縮液化し接続配管８
の液側配管を通った後、電動膨張弁６を通過することに
より減圧されて冷媒は蒸発しやすい状態となり、室外熱
交換器５へと流れて室外空気と熱交換して蒸発した後、
再び圧縮機３に吸入される。また、圧縮機３の回転数
は、室内機２からの要求能力に応じて決定される（本発
明と直接関係しないため、説明は省略する。）。

【００２６】次に、圧縮機３の吐出冷媒圧力を推定する
方法について説明する。まず第１の推定手段（マイクロ
コンピュータ）は室内熱交換器温度センサ１１により得
られた凝縮温度Ｔｃからの圧力変換に基づき凝縮器圧力
Ｐｃ（Ｔｃの関数）を求め、式（１）に示すように前記
凝縮器圧力Ｐに圧損△Ｐを付加することにより吐出冷媒
圧力Ｐｄを推定する。

【００２７】ここで圧損△Ｐは、式（２）に示す圧縮機
３の回転数Ｒと記憶手段（メモリ装置）に記憶されてい
る接続配管８の長さＨ（例えば１０ｍ）とから推定す
る。 Ｐｄ＝Ｐｃ＋△Ｐ・・・・・式（１） △Ｐ＝ａ×Ｒ² ×Ｈ・・・式（２） このように、圧損を高精度で推定することで、吐出冷媒
圧力も高精度に推定できる。

【００２８】また図２は本発明の実施形態おけるマルチ
タイプの空気調和機の構成を示す構成図であり、マルチ
タイプの場合、第１の推定手段（マイクロコンピュー
タ）は記憶手段に記憶されている各配管長Ｈａ、Ｈｂ
（ここでは２室マルチの空気調和機を例としてあげてい
るので、添え字としてａ，ｂを使用している。以下、Ｔ
ｃａ，Ｔｃｂ等も同様）から平均配管長Ｈｒ［＝（Ｈａ
＋Ｈｂ）／２］を算出し、圧縮機３の平均回転数Ｒｒ
（＝Ｒ／２）を算出するとともに、前記平均配管長Ｈｒ
と前記平均回転数Ｒｒから式（２）より１室当たりの平
均圧損△Ｐｒを算出する。

【００２９】そして、各室内機２の凝縮温度Ｔｃから平
均凝縮温度Ｔｃｒ［＝（Ｔｃａ＋Ｔｃｂ）／２）］を算
出し、前記平均凝縮温度Ｔｃｒからの圧力換算により平
均凝縮器圧力Ｐｒを求め、前記平均凝縮器圧力Ｐｒと前
記平均圧損△Ｐｒから式（１）より吐出冷媒圧力Ｐｄを
推定する。このようにマルチタイプの空気調和機におい
ては、平均配管長を用いて平均圧損を推定するため全体
圧損を高精度に推定でき、その結果吐出冷媒圧力も高精
度で推定できる。

【００３０】次に吸入冷媒過熱度を間接的に制御する吐
出温度制御について説明する。まず目標吐出温度算出手
段（マイクロコンピュータ）は室外熱交換器温度センサ
１０により検出された蒸発温度Ｔｅの圧力変換に基づき
蒸発器圧力Ｐｅ（Ｔｅの関数）を算出し、前記蒸発器圧
力Ｐｅと圧縮機３の回転数Ｒにより式（３）を用いて吸
入冷媒圧力Ｐｓを算出する。式（３）においてｂ×Ｒの
項は、室外機１内の配管圧損の項であり、圧縮機３の回
転数Ｒにより近似している。 Ｐｓ＝Ｐｅ−ｂ×Ｒ・・・式（３） ｂは定数 ここで圧縮機３の圧縮原理はポリトロープ圧縮であるこ
とから、ポリトロープ圧縮の理論関係式を用いて適正過
熱度ＳＨｍでの吐出温度が計算できる。そこで前記吸入
冷媒圧力Ｐｓと、第１の推定手段により推定された圧縮
機の吐出冷媒圧力Ｐｄと、前記吸入冷媒圧力Ｐｓの飽和
温度変換Ｔｗｓ（Ｐｓの関数）と、適正過熱度ＳＨｍか
ら式（４）の理論関係式を用いて圧縮機３の目標吐出温
度Ｔｄｍを算出する。

【００３１】 Ｔｄｍ＝（Ｐｄ／Ｐｓ）^(p-1/p)×（Ｔｗｓ＋ＳＨｍ＋ｃ）−ｄ ・・・式（ ４） ここで、ｐは実験で求められるポリトロープ指数であ
り、ｃ、ｄは定数 更に膨張弁制御手段（マイクロコンピュータ）は、吐出
温度センサ９により検出された吐出温度Ｔｄと前記目標
吐出温度Ｔｄｍとの温度差△Ｔに基づいて、電動膨張弁
６の操作開度△Ｋを算出し、所定時間ごと、例えば６０
秒毎に電動膨張弁６を制御する。 △Ｔ＝Ｔｄ−Ｔｄｍ・・・式（５） △Ｋ＝ｅ×△Ｔ・・・・・式（６） ｅは定数 このように、高精度に推定された吐出冷媒圧力を使って
目標吐出温度を算出し、フィードバック制御を行うた
め、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱
度を適正過熱度ＳＨｍに制御することができる。

【００３２】ここでは電動膨張弁６の操作開度△Ｋの算
出方法に温度差△Ｔを用いたが、ＰＩＤ制御やファジー
制御といった制御方法を用いても同様の効果が得られ
る。

【００３３】次に実際に据付られている実配管長と記憶
手段に記憶されている配管長が大きく異なる場合の冷凍
サイクル挙動について説明する。図５は上記吐出温度制
御を行った場合のモリエル線図であり、図５において実
線で書かれた冷凍サイクルは実際に据付られている実配
管長と記憶手段に記憶されている配管長が等しい時の冷
凍サイクルを示している。

【００３４】ここから実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短
くなると、実際の吐出圧力は推定された吐出圧力Ａ点よ
りも低いＢ点となり、この時の吸入冷媒過熱度は適正過
熱度ＳＨｍよりも大きくなる。

【００３５】この結果、運転効率が低下したり能力不足
といった問題が生じやすくなる。逆に実配管長Ｈｔが配
管長Ｈよりも長くなると、実際の吐出圧力は推定された
吐出圧力Ａ点よりも高いＣ点となり、この時の吸入冷媒
過熱度は適正過熱度ＳＨｍよりも小さくなる。この結
果、運転効率が低下したり液バックといった圧縮機の信
頼性低下問題が生じやすくなる。

【００３６】そこで、実際に据付られている実配管長Ｈ
ｔと記憶手段に記憶されている配管長Ｈが大きく異なる
場合の吐出温度制御について図３の本発明の実施形態を
示すフローチャートを用いて説明する。

【００３７】まずステップＳ１では配管長Ｈを初期値１
０ｍに設定するとともに、カウンタＭとＮを０にセット
する。ステップＳ２では制御間隔（６０秒）をカウント
するタイマをリセットし、ステップＳ３でタイマをスタ
ートさせる。

【００３８】ステップＳ４では蒸発温度Ｔｅと凝縮温度
Ｔｃと吐出温度Ｔｄと圧縮機回転数Ｒと吸入温度センサ
１２により吸入温度Ｔｓを読み込む。ステップＳ５では
第１の推定手段により吐出冷媒圧力Ｐｄを推定し、ステ
ップＳ６では目標吐出温度算出手段により目標吐出温度
Ｔｄｍを算出し、スッテプＳ７では第２の推定手段によ
り式（７）を用いて吸入冷媒過熱度ＳＨｓを推定する。 ＳＨｓ＝Ｔｓ−Ｔｗｓ・・・式（７） ステップＳ８では吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍに
対し±ｈ℃以内（例えば０．５℃以内）に入っているか
判断し、Ｔｄｍ±ｈ℃に入っていれば、ステップＳ９に
進む。一方ステップＳ８にて吐出温度ＴｄがＴｄｍ±ｈ
℃以内に入っていなければ、ステップＳ２７、Ｓ１６、
Ｓ１７、Ｓ１８と進み、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔ
ｄｍになるよう膨張弁制御手段により膨張弁６の開度操
作を行う。ステップＳ１９ではタイマが６０秒経過する
のを待ってから、再びステップＳ２に戻りフィードバッ
ク制御を行う。

【００３９】またステップＳ９においては、吸入冷媒過
熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ＋ｉ（例えば３［Ｋ］）
を超えているか判断し、超えている場合は実配管長Ｈｔ
が配管長Ｈよりも短いとみなし、ステップＳ１０にて短
いと判断された回数をカウントするカウンタＭをプラス
１するのと同時に、長いと判断された回数をカウントす
るカウンタＮを０にセットする。

【００４０】ステップＳ１１ではカウンタＭがα以上か
を判断し、カウンタＭがα以上であればα回（例えば１
０回）連続で吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ
＋ｉを超えているため、本当に実配管長Ｈｔが配管長Ｈ
よりも短いと判断し、ステップＳ１２にて配管長Ｈをｊ
ｍ（例えば５［ｍ］）短く修正する。

【００４１】ここで吐出温度Ｔｄは圧縮機３の熱容量の
影響で、蒸発温度Ｔｅや凝縮温度Ｔｃが安定していても
すぐには安定しないため、α回連続でという条件を入れ
ることで、冷凍サイクルが不安定な時の誤判定を防止す
ることができる。

【００４２】ステップＳ１３、Ｓ１４では修正された配
管長Ｈを用いて吐出冷媒圧力Ｐｄおよび目標吐出温度Ｔ
ｄｍを再計算し修正する。ステップＳ１５ではカウンタ
Ｍをリセットした後、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８
へと進み、吐出温度Ｔｄが修正された目標吐出温度Ｔｄ
ｍになるよう膨張弁６の開度操作を行う。

【００４３】またステップＳ９にて吸入冷媒過熱度ＳＨ
ｓが適正過熱度ＳＨｍ＋ｉを超えていない場合は、ステ
ップＳ２０にて吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨ
ｍ−ｉを下回っているか判断し、下回っている場合は実
配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも長いとみなし、同様にα回
連続したらステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６に
て配管長Ｈと吐出冷媒圧力Ｐｓおよび目標吐出温度Ｔｄ
ｍを修正し、カウンタＮを０にセットする。

【００４４】一方ステップＳ２０にて吸入冷媒過熱度Ｓ
Ｈｓが適正過熱度ＳＨｍ−ｉ以上であれば実配管長Ｈｔ
は配管長Ｈにほぼ近いとみなし、配管長Ｈは修正せずに
制御を行う。

【００４５】上記のように配管長Ｈの修正を繰り返すこ
とにより配管長Ｈは実配管長Ｈｔへと次第に近づいてい
く。その結果、図５に示す目標吐出温度が修正され、圧
縮機３の吸入点はＤ点へと近づいていき、施工条件が変
化しても実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度ＳＨｍ近傍
へと修正することができる。

【００４６】またマルチタイプの空気調和機の場合、全
体冷媒循環量の制御と同時に各室内機への個別冷媒循環
量も制御する必要がある。そこでマルチタイプの空気調
和機の場合、まず各運転機の凝縮温度Ｔｃｎ（ｎ＝ａ号
機またはｂ号機）と室内熱交換器７の液側配管に設けら
れた室内液温度センサ１３により検出された各液温度Ｔ
ｌｎから式（８）を用いて各運転機の室内冷媒過冷却度
ＳＣｉｎを算出する。 ＳＣｉｎ＝Ｔｃｎ−Ｔｌｎ・・・式（８） そしてステップＳ１７にて各運転機の電動膨張弁６の操
作開度△Ｋ（全運転機同じ）を算出した後、前記操作開
度△Ｋを付加した全運転機の電動膨張弁６の合計開度
（Σ（現在開度＋△Ｋ））を算出し、前記合計開度を保
ちながら各上記室内冷媒過冷却度ＳＣｉｎが同じ値にな
るよう各電動膨張弁６の開度を新開度に補正し（ａ号機
の新開度＋ｂ号機の新開度＝合計開度）、ステップＳ１
８にて各電動膨張弁６の開度を新開度に操作すること
で、全体冷媒循環量の制御と各室内機への個別冷媒循環
量の制御を同時に行うことができる。この点については
種々の制御が提案されて公知であるのでフローチャート
からは省略する。

【００４７】また実際に据付られる配管長には、圧縮機
３のオイルと冷媒の比率やオイルの戻り具合といった圧
縮機の信頼性等を加味し最小配管長Ｈｍｉｎおよび最大
配管長Ｈｍａｘが規定される。一方上述したように配管
長修正手段により実配管長Ｈｔが推測できる。そこで異
常検出手段（マイクロコンピュータ）は、配管長修正手
段により修正された配管長Ｈが、前記最小配管長Ｈｍｉ
ｎから最大配管長Ｈｍａｘまでの適正配管長内であるか
判断し、前記適正配管長内から外れた場合に室内機２に
設けられているＬＥＤランプ２０（図示せず）を用いて
据付配管長が適切ではない旨を表示する。

【００４８】これにより据付配管長が適切ではない旨を
施工者や使用者に知らせることができ、配管施工の修正
を促すことができる。ここで前記ＬＥＤランプ２０の他
にブザーによる音やリモコン等に表示しても、据付配管
長が適切ではない旨を知らせることができる。

【００４９】このように、実際に据付られている配管長
が適正配管長から逸脱され、システムの運転に不具合が
生じやすい場合に、配管施工の修正を促すことでシステ
ムの重大な損傷等を間逃れることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５１】請求項１に記載の本発明は、容量可変形圧
縮機と室外熱交換器と前記室外熱交換器の温度を検出す
る第１の温度検出手段と弁開度の制御可能な電動膨張弁
とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器
の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する室内機
と、前記室外機と前記室内機を接続する接続配管を有す
る空気調和機において、前記接続配管の配管長を予め記
憶する記憶手段と、暖房運転時に前記第２の温度検出手
段により検出された凝縮温度と前記記憶手段に記憶され
ている配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて、前記
圧縮機の吐出冷媒圧力を推定する第１の推定手段と、前
記圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度と前
記圧縮機の回転数に基づき前記圧縮機の吸入冷媒圧力を
算出するとともに、その吸入冷媒圧力と前記第１の推定
手段により推定された吐出冷媒圧力に基づいて前記圧縮
機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、
前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標
吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検
出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備え
たものである。

【００５２】配管長と圧縮機の回転数とに基づいて圧損
を高精度に推定し、凝縮器圧力に前記圧損を付加するこ
とで、様々な運転条件下で圧縮機の吐出冷媒圧力を常に
高精度に推定することができるとともに、吸入冷媒圧力
と高精度に推定された圧縮機の吐出冷媒圧力と前記吸入
冷媒圧力での飽和温度と適正過熱度に基づいて圧縮機の
目標吐出温度を算出し、更に吐出温度が前記目標吐出温
度になるよう電動膨張弁の開度を制御することで、様々
な運転条件下で実際の吸入冷媒過熱度を常に適正過熱度
に制御することができる。

【００５３】これにより省エネ運転が可能となるととも
に、能力不足や液バックといった圧縮機の信頼性低下問
題を回避することができる。

【００５４】また、請求項２記載の本発明は、容量可変
形圧縮機と室外熱交換器と前記室外熱交換器の温度を検
出する第１の温度検出手段と弁開度を制御可能な複数の
電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室
内熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段とを有
する複数の室内機とを接続配管により並列に接続したマ
ルチタイプの空気調和機において、前記各室内機への各
接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、暖房運転
時に前記各室内機の前記第２の温度検出手段により検出
された各凝縮温度と前記記憶手段に記憶されている各接
続配管の配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて、前
記圧縮機の吐出冷媒圧力を推定する第１の推定手段と、
前記圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段
と、前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度
と前記圧縮機の回転数に基づき前記圧縮機の吸入冷媒圧
力を算出するとともに、前記吸入冷媒圧力と前記第１の
推定手段により推定された吐出冷媒圧力に基づいて前記
圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段
と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記
目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段によ
り検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを
備えたものである。

【００５５】１室当たりの平均配管長と圧縮機の平均回
転数に基づいて平均圧損を高精度に推定し、平均凝縮器
圧力に平均圧損を付加することで、マルチタイプの空気
調和機においても様々な運転条件下で圧縮機の吐出冷媒
圧力を常に高精度に推定することができるとともに、吸
入冷媒圧力と高精度に推定された圧縮機の吐出冷媒圧力
と前記吸入冷媒圧力での飽和温度と適正過熱度に基づい
て圧縮機の目標吐出温度を算出し、更に吐出温度が前記
目標吐出温度になるよう電動膨張弁の開度を制御するこ
とで、様々な運転条件下で実際の吸入冷媒過熱度を常に
適正過熱度に制御することができる。

【００５６】さらに、請求項３に記載の本発明によれ
ば、圧縮機の吸入温度を検出する第４の温度検出手段
と、目標吐出温度算出手段により算出された吸入冷媒圧
力から飽和温度を求めるとともに、その飽和温度と前記
第４の温度検出手段により検出された吸入温度とに基づ
き圧縮機の吸入冷媒過熱度を推定する第２の推定手段
と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が前
記目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度
に対し所定の範囲内にあり、かつ前記第２の推定手段に
より推定された前記吸入冷媒過熱度が所定の範囲から外
れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修
正する配管長修正手段を備えたものである。

【００５７】吐出温度制御時に吸入冷媒過熱度を用いて
予め記憶されている配管長を修正するため、実際に据え
付けられている配管長が様々に変化しても実際の配管長
を推定することができる。

【００５８】これにより様々な運転条件下や施工条件下
でも実際の吸入冷媒過熱度を常に適正過熱度近傍に制御
することができる。この結果省エネ運転が可能となると
ともに、能力不足や液バックといった圧縮機の信頼性低
下問題を回避することができる。

【００５９】また自動的に配管長を推定することで、施
工者が電気回路上に設けたスイッチ等により手動で配管
長を設定する必要がなくなり、スイッチ等が不要となる
ことで製品のコストを下げることができる。更に吐出冷
媒圧力を直接検知する圧力センサの変わりにコストの安
い温度センサで済むため、製品のコストを下げることが
できる。

【００６０】さらに、請求項４に記載の本発明によれ
ば、配管長修正手段により修正された配管長が所定の配
管長から外れた場合、据付配管長が適切ではない旨を使
用者に知らせる異常検出手段を備えたものである。

【００６１】配管施工の不備によるシステムの重大な損
傷等を間逃れることができるとともに、さらに据付配管
長は適正配管長内ではあるが、据付時に配管を変形して
しまい冷媒流通抵抗が増大した場合でも異常を検知で
き、配管施工の修正を促すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における空気調和機の構成図

【図２】本発明の他の実施形態における空気調和機の構
成図

【図３】同空気調和機の制御を示すフローチャート

【図４】冷媒循環量と配管長の変化による吸入部の圧損
特性変化を示す概念図

【図５】空気調和機の冷凍サイクル挙動を示すモリエル
線図

【符号の説明】

１ 室外機 ２ 室内機 ３ 圧縮機 ５ 室外熱交換器 ６ 電動膨張弁 ７ 室内熱交換器 ８ 接続配管 ９ 吐出温度センサ １０ 室外熱交換器温度センサ １１ 室内熱交換器温度センサ １２ 吸入温度センサ １３ 室内液温度センサ Ｈ，Ｈａ、Ｈｂ 配管長 Ｔｃ、Ｔｃａ、Ｔｃｂ 凝縮温度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変形圧縮機と室外熱交換器と前記
   室外熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段と弁
   開度の制御可能な電動膨張弁とを有する室外機と、室内
   熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第２の温
   度検出手段とを有する室内機と、前記室外機と前記室内
   機を接続する接続配管を有する空気調和機において、前
   記接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、暖房運
   転時に前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温
   度と前記記憶手段に記憶されている配管長と前記圧縮機
   の回転数とに基づいて、前記圧縮機の吐出冷媒圧力を推
   定する第１の推定手段と、前記圧縮機の吐出温度を検出
   する第３の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段に
   より検出された蒸発温度と前記圧縮機の回転数に基づき
   前記圧縮機の吸入冷媒圧力を算出するとともに、その吸
   入冷媒圧力と前記第１の推定手段により推定された吐出
   冷媒圧力に基づいて前記圧縮機の目標吐出温度を算出す
   る目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制
   御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記
   第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更さ
   せる膨張弁制御手段とを備えた空気調和機。
2. 【請求項２】 容量可変形圧縮機と室外熱交換器と前記
   室外熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段と弁
   開度を制御可能な複数の電動膨張弁とを有する室外機
   と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する
   第２の温度検出手段とを有する複数の室内機とを接続配
   管により並列に接続したマルチタイプの空気調和機にお
   いて、前記各室内機への各接続配管の配管長を予め記憶
   する記憶手段と、暖房運転時に前記各室内機の前記第２
   の温度検出手段により検出された各凝縮温度と前記記憶
   手段に記憶されている各接続配管の配管長と前記圧縮機
   の回転数とに基づいて、前記圧縮機の吐出冷媒圧力を推
   定する第１の推定手段と、前記圧縮機の吐出温度を検出
   する第３の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段に
   より検出された蒸発温度と前記圧縮機の回転数に基づき
   前記圧縮機の吸入冷媒圧力を算出するとともに、前記吸
   入冷媒圧力と前記第１の推定手段により推定された吐出
   冷媒圧力に基づいて前記圧縮機の目標吐出温度を算出す
   る目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制
   御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記
   第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更さ
   せる膨張弁制御手段とを備えた空気調和機。
3. 【請求項３】 圧縮機の吸入温度を検出する第４の温度
   検出手段と、目標吐出温度算出手段により算出された吸
   入冷媒圧力から飽和温度を求めるとともに、その飽和温
   度と前記第４の温度検出手段により検出された吸入温度
   とに基づき圧縮機の吸入冷媒過熱度を推定する第２の推
   定手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温
   度が前記目標吐出温度算出手段により算出された目標吐
   出温度に対し所定の範囲内にあり、かつ前記第２の推定
   手段により推定された前記吸入冷媒過熱度が所定の範囲
   から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管
   長を修正する配管長修正手段を備えた請求項１または２
   記載の空気調和機。
4. 【請求項４】 配管長修正手段により修正された配管長
   が所定の配管長から外れた場合、据付配管長が適切では
   ない旨を使用者に知らせる異常検出手段を備えたことを
   特徴とする請求項３記載の空気調和機。