JP2003287260A - 空気調和機および空気調和機の制御方法 - Google Patents
空気調和機および空気調和機の制御方法Info
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Abstract
運転を停止している室内機が複数ある場合であっても、
安定した冷媒制御を行うことができる空気調和機および
空気調和機の制御方法を提供する。 【解決手段】 空気調和機は、室外機2と、複数の室内
機3a,3b,3c,3dと、冷媒回路と、電動弁33
a,33b,33c,33dと、吐出管サーミスタ24
と、室外制御部27とを備える。室外制御部27は、暖
房運転時において運転を停止している室内機が複数ある
場合に、運転を停止している室内機3b,3c,3dに
対応する電動弁33b,33c,33dの開度を吐出管
温度に基づいて制御する。また、室外制御部27は、運
転を停止している室内機3b,3c,3dに対応する電
動弁33b,33c,33dの開度を、電動弁ごとにそ
れぞれ補正する。
Description
に、1台の室外機に対して複数台の室内機が接続される
マルチ型空気調和機およびマルチ型空気調和機の制御方
法に関する。
は、1台の室外機に対して複数台の室内機が接続される
いわゆるマルチ型空気調和機がある。マルチ型空気調和
機では、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外機と、室
内熱交換器をそれぞれ有する複数の室内機との間で冷媒
回路を構成しており、この冷媒回路中には、各室内熱交
換器に流れる冷媒量を調整する電動弁が室内熱交換器ご
とに設けられる。暖房運転を行う場合、圧縮機からの高
温冷媒が各室内熱交換器に分配され、それぞれ室内熱交
換器が暖房運転を行う。このとき、各電動弁は、圧縮機
の吐出管温度や各室内機が配置された室内の温度等に応
じて開度を調整し、冷媒量を調整する。しかし、このよ
うな空気調和機を用いて、複数の部屋の空気調和を行う
場合、必ずしもすべての室内機を運転させるとは限ら
ず、いくつかの室内機を運転させ、残りの室内機の運転
を停止させることがある。暖房運転を行っている場合に
おいて、室内機が運転を停止している部屋(以下「停止
部屋」という)がある場合には、停止部屋の電動弁は、
室内熱交換器への冷媒溜りの発生を避けるために、ある
程度電動弁を開けておき若干の冷媒を流すことが行われ
ている。このときの電動弁の開度が、固定された値であ
ると、実際の運転状況の変化に対応できず、安定した冷
媒制御を行うことは困難である。このため、停止部屋の
電動弁の開度については、吐出管温度によるフィードバ
ック制御を行うことが提案されている。これにより、実
際の運転状態に合わせて停止部屋の冷媒量を調整するこ
とができ、空気調和機のシステム全体において、安定し
た冷媒制御を行うことができる。
御を行う空気調和機では、停止部屋の電動弁がすべて一
律に同じ制御を受けているため、停止部屋が複数ある場
合には、停止部屋の室内環境や停止部屋の設置位置など
の違いによっては、以下のような問題が生じる恐れがあ
る。すなわち、ある停止部屋の室温が他の停止部屋の室
温よりも低い場合には、この停止部屋の冷媒は放熱しや
すくなっているため、液が溜りやすくなる。それにもか
かわらず、この電動弁が他の停止部屋の電動弁と同じよ
うな開度に制御された場合には、この室温の低い停止部
屋に液溜りが生じる恐れが高くなる。また、停止部屋の
一つが、他の停止部屋よりも低い階にある場合には、高
低差による圧力差が生じるため、低い階の停止部屋に液
溜りが生じやすくなる。このような液溜りが生じると、
システム全体の循環冷媒量が減少することによりガス欠
気味の運転となり、暖房の能力不足や効率の低下を招き
やすくなる。さらに、圧縮機の温度上昇等を招き、圧縮
機の耐久性に影響を与える場合もありうる。
も、各停止部屋間に滞留する液冷媒の量が異なる場合が
生じうる。この場合、システム全体の循環冷媒量を確保
するためには、液冷媒が多く滞留している部屋の液冷媒
が排出されるまで、電動弁を開く必要がある。しかし、
上述したような制御を行う空気調和機では、電動弁が一
律に制御されるため、液冷媒が多く滞留している部屋の
電動弁のみならず、他の電動弁まで開かれる状態とな
る。このことは、液冷媒が滞留していない停止部屋での
冷媒音の発生原因となる。
房運転を行っている場合であって、運転を停止している
室内機が複数ある場合であっても、安定した冷媒制御を
行うことができる空気調和機および空気調和機の制御方
法を提供することにある。
和機は、室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器
を有する複数の室内機と、冷媒回路と、電動弁と、吐出
管温度センサと、電動弁開度制御手段と、電動弁開度補
正手段とを備える。冷媒回路は、室外熱交換器と、圧縮
機と、複数の前記室内熱交換器とを結ぶ。電動弁は、冷
媒回路中に設けられ、複数の室内熱交換器それぞれに流
れる冷媒量を調整する。吐出管温度センサは、圧縮機の
吐出管温度を検知する。電動弁開度補正手段は、暖房運
転時において運転を停止している室内機が複数ある場合
に、運転を停止している室内機に対応する電動弁の開度
を吐出管温度に基づいて制御する。電動弁開度補正手段
は、運転を停止している室内機に対応する電動弁の開度
を、電動弁ごとにそれぞれ補正する。なお、運転を停止
している室内機に対応する電動弁とは、運転を停止して
いる室内機の室内熱交換器に流れる冷媒量を調整する電
動弁を意味する。
室内機に対応する電動弁の開度が、すべての電動弁につ
いて一律に同様の制御を受けるのではなく、電動弁開度
補正手段により、電動弁ごとにそれぞれ補正される。こ
のため、室内機が置かれた部屋の温度や場所等の冷媒に
影響を与えるような環境の違いに応じて、最適な電動弁
の開度に補正して制御することができる。これにより、
この空気調和機では、暖房運転が行われている場合であ
って、運転を停止している室内機が複数ある場合であっ
ても、安定した冷媒制御を行うことができる。
の空気調和機であって、複数の室内機は、室内熱交換器
と電動弁との間の液管温度を検知する液管温度センサを
それぞれ有する。そして、電動弁開度補正手段は、暖房
運転時において運転を停止している室内機が複数ある場
合に、運転を停止している室内機の液管温度の平均値と
運転を停止している室内機の液管温度との差が一定範囲
に入るように、運転を停止している室内機に対応する電
動弁の開度を、電動弁ごとにそれぞれ補正する。
全室内機の液管温度間の平均値と運転を停止している室
内機の液管温度との差が一定範囲に入るように、運転を
停止している室内機に対応する電動弁の開度を、電動弁
ごとにそれぞれ制御する。このため、この空気調和機
は、運転を停止している室内機内を流れる冷媒の量を各
室内機について概ね均等にすることができる。これによ
り、室内熱交換器への液溜りが発生した場合や運転を停
止している室内機内を流れる冷媒の量が各室内機につい
て異なる場合に生じる不具合、例えば、冷媒音の発生や
空気調和機全体の暖房能力の低下など、を抑えることが
できる。
有する室外機と、室内熱交換器を有する複数の室内機
と、室外熱交換器と圧縮機と複数の室内熱交換器とを結
ぶ冷媒回路と、冷媒回路中に設けられ複数の室内熱交換
器それぞれに流れる冷媒量を調整する複数の電動弁と、
圧縮機の吐出管温度を検知する吐出管温度センサとを備
える空気調和機の制御方法であって、第1ステップと第
2ステップとを有する。第1ステップは、暖房運転時に
おいて運転を停止している室内機が複数ある場合に、運
転を停止している室内機に対応する電動弁の開度を吐出
管温度に基づいて設定する。第2ステップは、上記の電
動弁開度を、電動弁ごとにそれぞれ補正する。
止している室内機に対応する電動弁の開度が、すべての
電動弁について一律に同様の制御を受けるのではなく、
電動弁ごとにそれぞれ補正される。このため、室内機が
置かれた部屋の温度や場所等の冷媒に影響を与えるよう
な環境の違いに応じて、最適な電動弁の開度に補正して
制御することができる。これにより、この空気調和機の
制御方法によれば、暖房運転が行われている場合であっ
て、運転を停止している室内機が複数ある場合であって
も、安定した冷媒制御を行うことができる。
実施形態が採用された空気調和機1を図1に示す。空気
調和機1は、1台の室外機に対して複数の室内機が接続
される、いわゆるマルチ型空気調和機である。
し4台の室内機3a,3b,3c,3dが冷媒配管4
a,4b,4c,4dにより接続されている。この4台
の室内機3a,3b,3c,3dは、それぞれ別々の部
屋に配置されている。また、ここでは室内機3aのみが
暖房運転を行っており、他の3台の室内機3b,3c,
3dは、運転を停止している状態であるとする。
に示す。冷媒回路5は、1台の室外機2と、室外機2に
並列に接続された4台の室内機3a,3b,3c,3d
とにより構成されている。室外機2は、圧縮機20、四
路切換弁21、室外熱交換器22、アキュムレータ23
などを備えている。また、圧縮機20の吐出側には、圧
縮機20の吐出側の吐出管温度を検知するための吐出管
サーミスタ24が取り付けられている。室外機2には外
気温度を検知するための外気サーミスタ25と、室外熱
交換器22の温度を検知するための室外熱交サーミスタ
26とを備えている。
弁33aとを備えており、室内熱交換器30aと電動弁
33aとは、直列に接続されている。電動弁33aは、
室内熱交換器30aの出口側に設けられており室内熱交
換器30aに流れる冷媒量を調整する。また、この室内
機3aは、室内温度を検知するための室温サーミスタ3
1aと、室内熱交換器30aの温度を検知するための室
内熱交サーミスタ32aとをそれぞれ備えている。室内
熱交換器30aと電動弁33aとの間の配管には、室内
熱交換器30aと電動弁33aとの間の液管温度を検知
するための液管サーミスタ34が設けられている。室内
熱交換器30aのガス管側には、内部を通過する冷媒温
度を検知するガス管サーミスタ35が設けられている。
様の構成であり、図2において、室内熱交換器、電動
弁、各種サーミスタに対して同一の記号を付している。
なお、電動弁33a,33b、33c、33dは、室内
機3a,3b、3c、3dに内蔵されるとは限らず、室
内機3a,3b、3c、3dの外部に、例えば、各室内
機3a,3b、3c、3dと室外機2とを接続する分岐
ユニットなどの内部に設けられてもよい。
3に示す。室外機2は、マイクロプロセッサ、ROM、
RAM、各種インターフェイスなどを含む室外制御部2
7を備えている。室外制御部27には、吐出管サーミス
タ24、外気サーミスタ25、室外熱交サーミスタ26
などの各種センサが接続されており、各センサの検知信
号が入力される。
機20、四路切換弁21などに制御信号を供給すること
によって運転中の各部の制御を行うように構成されてい
る。室内機3aには、室外機2と同様のマイクロプロセ
ッサ、ROM、RAM、各種インターフェイスなどを含
む室内制御部36aを備えている。室内制御部36aに
は、室温サーミスタ31a、室内熱交サーミスタ32
a、液管サーミスタ34aおよびガス管サーミスタ35
aが接続されており、各センサの検知信号が入力される
ように構成されている。
設けられた電動弁33aと接続されており、この電動弁
33aにそれぞれ制御信号を送信して開度調整を行うよ
うに構成されている。室外制御部27と室内制御部36
aとの間には、伝送線40aが設けられており、この伝
送線40aを介して各種データの入出力が可能となって
いる。
様であり、各室内機3b、3c、3dの室内制御部36
b、36c、36dが、それぞれ室外制御部27と伝送
線40b、40c、40dにより接続されている。室外
制御部27は、運転中の各種条件に応じて圧縮機20の
運転周波数を制御することによって、空調運転の制御を
行う。また、室内制御部36a、36b、36c、36
dでは、運転中の各種条件に応じて電動弁33aの開度
パルスを制御することによって、空調運転の制御を行
う。また、室外制御部27は、運転を停止している室内
機3b、3c、3dの電動弁33b、33c、33dに
ついて、吐出管温度に基づいてその開度を決定するフィ
ードバック制御を行うと共に、電動弁33b、33c、
33dごとに開度をそれぞれ補正する。以下、運転を停
止している室内機3b、3c、3dの電動弁33b、3
3c、33dの制御について説明する。
型空気調和機では、複数の室内機がそれぞれ別の部屋に
配置され複数の部屋の空気調和が行われるが、すべての
室内機が同時に運転されるとは限らない。すなわち、い
くつかの室内機は運転を行い、残りの室内機は運転を停
止している場合がある。運転を行っている室内機3aが
配置された部屋を「運転部屋」、運転を行っていない室
内機3b、3c、3dが配置された部屋を「停止部屋」
と呼ぶこととし、以下、暖房運転が行われている場合で
あって、停止部屋が複数ある場合における停止部屋の電
動弁の制御について説明する。
の制御フローチャートを図4および図5に示す。図4に
示す制御フローチャートでは、運転部屋の電動弁33a
の開度は、吐出管温度Toに基づいて決定され、停止部
屋の電動弁33b、33c、33dの開度は、吐出管温
度Toに基づいて決定された運転部屋の電動弁33aの
開度に比例した値に決定される。
内熱交換器30aの凝縮温度Tcaと室外熱交換器22
の蒸発温度Teとが、それぞれ室内熱交サーミスタ32
aと室外熱交サーミスタ26とにより検知される。ステ
ップS12では、目標吐出管温度Tmが下記の式によ
り算出される。 Tm=a×Tca+b×Te+sh ここで、a,bは所定の定数であり、shは外気温度に
よる補正項である。
と吐出管サーミスタ24により検知された吐出管温度T
oとの偏差を算出し、一定時間ごとに吐出管温度Toの
変化量を算出する。そして、ステップS14で、運転部
屋の電動弁33aの開度を決定する。さらに、ステップ
S15において、停止部屋の電動弁33b、33c、3
3dの開度を決定する。すなわち、運転部屋の電動弁3
3aの開度に、ある係数dを乗じて停止部屋の電動弁3
3b、33c、33dの目標電動弁開度とする。
に、停止部屋の電動弁33b、33c、33dごとに上
記の目標電動弁開度の補正が行われる。まず、ステップ
S21において、(1)空気調和機1が暖房運転中であ
ること、(2)電動弁33b,33c,33dがフィー
ドバック制御中であること、の2つの条件が共に成立す
るか否かが判断される。上記の2つの条件が共に成立す
る場合は、ステップS22へと進む。
ーTTHS5をセットスタートする。ステップS23で
は、サンプリングタイマーTTHS5が所定時間に達し
たか否かが判断される。サンプリングタイマーTTHS
5が所定時間に達した場合には、ステップS24へと進
む。ステップS24では、まず(1)各停止部屋の液管
温度Tl♯の検知がそれぞれ行われる。次に、(2)各
停止部屋の液管温度の平均値Tlaveが算出される。
そして、(3)各停止部屋の液管温度Tl♯と平均値T
laveとの偏差ΔTl♯がそれぞれ算出される。ここ
で、上記の♯は、停止部屋のそれぞれの室内機に付され
ている記号b、c、dのいずれかを意味する。
ップS24で求めた偏差の絶対値が所定値Tlabs以
上であるか否かが判断される。偏差の絶対値が所定値以
上である場合には、ステップS25へと進む。偏差の絶
対値が所定値未満である場合には、ステップS21へと
戻る。ステップ26では、電動弁33b、33c、33
dの開度の補正量が計算され、停止部屋ごとに電動弁3
3b、33c、33dの開度が補正される。開度の補正
量は、偏差に負の係数を乗じて計算される。冷媒の流量
が多い室内熱交換器では、液管温度Tl♯が上昇し、冷
媒の流量が少ない室内熱交換器では、液管温度Tl♯が
低下する。このため、停止部屋の液管温度Tl♯が低い
対象電動弁は開かれるように、停止部屋の液管温度Tl
♯が高い対象電動弁は閉じられるように、それぞれの電
動弁の開度が補正される。
では、停止部屋の電動弁33b、33c、33dの開度
を吐出管温度Toに基づいて制御するとともに、停止部
屋の全室内機3b、3c、3dの液管温度Tlb、Tl
c、Tld間の平均値と停止部屋の室内機3b、3c、
3dの液管温度Tl♯との差が一定範囲に入るように、
電動弁33b、33c、33dごとにそれぞれ制御す
る。このため、室内機3b、3c、3dが異なる階に配
置されている場合や室内の温度が異なる場合など室内機
3b、3c、3dの環境が異なる場合であっても、運転
を停止している室内機3b、3c、3d内を流れる冷媒
の量を各室内機3b、3c、3dについて概ね均等にす
ることができる。すなわち、停止部屋の電動弁33b、
33c、33dの開度について、吐出管温度Toによる
制御のみ場合よりも、さらに細やかに電動弁33b、3
3c、33dの制御を行うことができる。これにより、
停止部屋が複数ある場合であっても、より安定した冷媒
制御を行うことができる。
開度の補正が行われるときに、各停止部屋の液管温度T
l♯と平均値Tlaveとの偏差ΔTl♯が所定値以上
であるか否かが判断され、偏差ΔTl♯が小さい電動弁
については、補正が行われない。このため、偏差ΔTl
♯が小さい場合には、冷媒の偏流による影響が小さいと
判断して、開度の変更を省略することができる。
を停止している室内機に対応する電動弁の開度が、すべ
ての電動弁について一律に同様の制御を受けるのではな
く、電動弁開度補正手段により、電動弁ごとにそれぞれ
補正される。このため、室内機が置かれた部屋の温度や
場所等の冷媒に影響を与えるような環境の違いに応じ
て、最適な電動弁の開度に補正して制御することができ
る。これにより、この空気調和機では、暖房運転が行わ
れている場合であって、運転を停止している室内機が複
数ある場合であっても、安定した冷媒制御を行うことが
できる。
停止している全室内機の液管温度の平均値と運転を停止
している室内機の液管温度との差が一定範囲に入るよう
に、運転を停止している室内機に対応する電動弁の開度
を、電動弁ごとにそれぞれ制御する。このため、この空
気調和機は、運転を停止している室内機内を流れる冷媒
の量を各室内機について概ね均等にすることができる。
これにより、室内熱交換器への液溜りが発生した場合や
運転を停止している室内機内を流れる冷媒の量が各室内
機について異なる場合に生じる不具合、例えば、冷媒音
の発生や空気調和機全体の暖房能力の低下など、を抑え
ることができる。
は、運転を停止している室内機に対応する電動弁の開度
が、すべての電動弁について一律に同様の制御を受ける
のではなく、電動弁ごとにそれぞれ補正される。このた
め、室内機が置かれた部屋の温度や場所等の冷媒に影響
を与えるような環境の違いに応じて、最適な電動弁の開
度に補正して制御することができる。これにより、この
空気調和機の制御方法によれば、暖房運転が行われてい
る場合であって、運転を停止している室内機が複数ある
場合であっても、安定した冷媒制御を行うことができ
る。
(吐出管温度センサ) 27 室外制御部(電動弁開度制御手
段、電動弁開度補正手段) 30a,30b,30c,30d 室内熱交換器 33a,33b,33c,33d 電動弁 34a,34b,34c,34d 液管サーミスタ(液
管温度センサ)
7)
の空気調和機であって、室内熱交換器と電動弁との間の
液管温度を検知する液管温度センサをさらに備える。そ
して、電動弁開度補正手段は、暖房運転時において運転
を停止している室内機が複数ある場合に、運転を停止し
ている室内機の液管温度の平均値と運転を停止している
室内機の液管温度との差が一定範囲に入るように、運転
を停止している室内機に対応する電動弁の開度を、電動
弁ごとにそれぞれ補正する。
Claims (3)
- 【請求項1】室外熱交換器(22)を有する室外機
(2)と、 室内熱交換器(30a,30b,30c,30d)を有
する複数の室内機(3a,3b,3c,3d)と、 前記室外熱交換器(22)と、圧縮機(20)と、複数
の前記室内熱交換器(30a,30b,30c,30
d)とを結ぶ冷媒回路(5)と、 前記冷媒回路(5)中に設けられ、複数の前記室内熱交
換器(30a,30b,30c,30d)それぞれに流
れる冷媒量を調整する複数の電動弁(33a,33b,
33c,33d)と、 前記圧縮機(20)の吐出管温度を検知する吐出管温度
センサ(24)と、 暖房運転時において運転を停止している室内機が複数あ
る場合に、前記運転を停止している室内機(3b、3
c、3d)に対応する電動弁(33b、33c、33
d)の開度を前記吐出管温度に基づいて制御する電動弁
開度制御手段(27)と、 前記運転を停止している室内機(3b、3c、3d)に
対応する電動弁(33b、33c、33d)の開度を、
前記電動弁ごとにそれぞれ補正する電動弁開度補正手段
(27)と、を備える空気調和機。 - 【請求項2】前記複数の室内機(3a,3b,3c,3
d)は、前記室内熱交換器(30a,30b,30c,
30d)と前記電動弁(33a,33b,33c,33
d)との間の液管温度を検知する液管温度センサ(34
a,34b,34c,34d)とをそれぞれ有し、 前記電動弁開度補正手段(27)は、暖房運転時におい
て運転を停止している室内機(3b,3c,3d)が複
数ある場合に、前記運転を停止している室内機(3b,
3c,3d)の液管温度の平均値と前記運転を停止して
いる室内機の液管温度との差が一定範囲に入るように、
前記運転を停止している室内機(3b,3c,3d)に
対応する電動弁(33b,33c,33d)の開度を、
前記電動弁ごとにそれぞれ補正する、請求項1に記載の
空気調和機。 - 【請求項3】室外熱交換器(22)を有する室外機
(2)と、室内熱交換器(30a,30b,30c,3
0d)を有する複数の室内機(3a,3b,3c,3
d)と、前記室外熱交換器(22)と圧縮機(20)と
複数の前記室内熱交換器(30a,30b,30c,3
0d)とを結ぶ冷媒回路(5)と、前記冷媒回路(5)
中に設けられ複数の前記室内熱交換器(30a,30
b,30c,30d)それぞれに流れる冷媒量を調整す
る複数の電動弁(33a,33b,33c,33d)
と、圧縮機(20)の吐出管温度を検知する吐出管温度
センサ(24)とを備える空気調和機(1)の制御方法
であって、 暖房運転時において運転を停止している室内機が複数あ
る場合に、前記運転を停止している室内機(3b、3
c、3d)に対応する電動弁(33b、33c、33
d)の開度を前記吐出管温度に基づいて設定する第1ス
テップと、 前記電動弁(33b、33c、33d)の開度を、前記
電動弁ごとにそれぞれ補正する第2ステップと、を有す
る空気調和機の制御方法。
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