JP2004232934A - マルチ型空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の室外機に対して個別に回収する冷媒量を規定できるマルチ型空気調和機の制御方法を提供することを目的としている。
【解決手段】主室外機制御部は、室外機子機または室外機親機を１台ずつ順次指定し、指定された室外機の第一開閉弁を閉鎖し、第二開閉弁を開放するとともに（ＳＴ３）、指定されない室外機の第一開閉弁と第二開閉弁とを閉鎖し（ＳＴ４）、冷媒管の全長と圧縮機との数とから算出される割当時間だけ指定された室外機の圧縮機を運転し（ＳＴ７）、割当時間の経過後に指定された室外機の第二開閉弁を閉鎖することにより（ＳＴ９）、冷媒を回収する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチ型空気調和機の制御方法に係わり、より詳細には、複数の室内機と複数の室外機を備えたシステムにおいて、室外機を撤去または交換するためにシステム全体の冷媒を回収するための制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マルチ型空気調和機の冷媒回路および制御系統は、例えば、図３のブロック図に示す構成となっている。ただし、本願に直接関係のない部分、例えば圧縮機の吐出圧力センサや外気温センサなどについては図示および説明を省略する。
室外機７１は、圧縮機７３と、四方弁７４と、室外熱交換器７５と、室外膨張弁７６とをそれぞれ接続して構成され、また室内機７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、夫々電子膨張弁からなる室内膨張弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃと、室内熱交換器７８ａ、７８ｂ、７８ｃとを夫々接続して構成されている。
これら室外機７１と室内機７２ａ、７２ｂ、７２ｃとが第一接続部Ａ１と第二接続部Ａ２を介して冷媒配管により接続され冷媒回路が構成されている。
【０００３】
室外機７１には、圧縮機７３の吸入側に吸入冷媒の圧力（低圧）を検出する吸入圧力センサ７９が設けられており、この信号は制御部８３へ入力されている。また、この制御部８３は室外膨張弁７６の開度や室外熱交換器７５用のファン８４や圧縮機７３、及び四方弁７４を制御している。
一方、室内機７２ａ、７２ｂ、７２ｃには、室内機制御部８２ａ、８２ｂ、８２ｃをそれぞれ備えており、これらの室内機制御部は、それぞれ対応する室内膨張弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃの開度や室内熱交換器７８ａ、７８ｂ、７８ｃ用のファン８４ａ、８４ｂ、８４ｃを制御している。
【０００４】
制御部８３は、室外機７１を制御するとともに、通信線を介してそれぞれの室内機制御部と連絡し、システム全体の制御を総合的に管理している。
従って、室外機７１の制御部８３は、各室内機の室内制御部を介して間接的に室内膨張弁や室内熱交換器用のファンを制御することができる。
【０００５】
このようなマルチ型空気調和機では、室外機や室内機を交換する場合に、システム内に循環している冷媒を室外機７１（ほとんどの冷媒は室外熱交換器７５内）に回収する必要がある。このため、図３の矢印で示すように冷房運転とおなじ循環経路を用いて冷媒回収運転を行なう。
次にこの冷媒回収運転での制御方法を図４のフローチャートを用いてステップ（図４ではＳＴに続く番号）ごとに説明する。
制御部８３は、四方弁７４を冷房運転側に切り換え（ＳＴ１）、室外膨張弁７６を閉鎖し（ＳＴ２）、全ての室内機の室内膨張弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃを開放し（ＳＴ３）、全ての室内機のファン８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、および室外機のファン８４の運転を開始する（ＳＴ４）。そして、圧縮機７３の運転を開始する（ＳＴ５）。
室外膨張弁７６が閉鎖されているため、これ以降の冷媒回路、つまり、第一接続部Ａ１から室内機の室内膨張弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、そして室内熱交換器７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、第二接続部Ａ２から圧縮機７３に至る経路の冷媒が、圧縮機７３内に回収され始める。
制御部８３は、冷媒回収の終了を圧縮機７３の吸入側の圧力を監視して判断する。つまり、吸入圧力センサ７９で検出された圧力が所定値、例えば０．０４ＭＰａ以下になったか判断する（ＳＴ６）。以下でない場合は圧縮機７３を運転したまま待機する（ＳＴ６−Ｎ）。以下になったら（ＳＴ６−Ｙ）、圧縮機７３の運転を停止し（ＳＴ７）、全ての室内機のファン８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、および室外機のファン８４の運転を停止する（ＳＴ８）。以上で冷媒回収運転が終了となる。
【０００６】
この従来例では、冷媒回収の終了を圧縮機７３の吸入側の圧力を監視して判断しているが、配管の長さや室外機の馬力に対応して圧縮機の運転時間を制御しているものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、これらの従来例は１台の室外機と１台または複数台の室内機を対象としたものであり、例えば図１に示すように複数の室外機を対象としたものではなかった。このようなマルチ型空気調和機の冷媒回路では、従来の冷媒回収のための制御方法を用いると、室外機ごとに回収される冷媒量が異なり、交換などで新たな室外機を設置した場合、システム全体の冷媒量を最適にするため、冷媒の注入や抜取の作業が必要となり、作業の工程が増えてしまう問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２０００−１６１７４９号公報 （第３頁、第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、複数の室外機に対して個別に回収する冷媒量を規定できるマルチ型空気調和機の制御方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するため、圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外機内部へ冷媒を閉じ込めるための第一開閉弁及び第二開閉弁とからなる１台の室外機親機及び複数台の室外機子機と、室内熱交換器と室内膨張弁とを備えた複数台の室内機とを冷媒管により接続して冷媒回路を構成してなり、
前記室外機親機には、前記室外機子機と前記室内機とを制御する主室外機制御部及び前記圧縮機の吸入側の圧力を検出する吸入圧力センサとを、前記室外機子機には、前記主室外機制御部の指示により動作する副室外機制御部と前記吸入圧力センサとを、前記室内機には、前記主室外機制御部の指示により動作する室外機制御部とをそれぞれ備えてなるマルチ形空気調和機であって、
前記主室外機制御部は、前記室外機子機または前記室外機親機を１台ずつ順次指定し、指定された室外機の第一開閉弁を閉鎖し、第二開閉弁を開放するとともに、指定されない室外機の第一開閉弁と第二開閉弁とを閉鎖し、前記冷媒管の全長と前記圧縮機の台数とから算出される割当時間だけ指定された室外機の圧縮機を運転し、前記割当時間の経過後に前記指定された室外機の第二開閉弁を閉鎖して冷媒を回収する。
【００１１】
また、前記割当時間は、前記冷媒管の全長を前記圧縮機の台数で除算し、所定の係数を乗じて算出する。
【００１２】
また、前記係数は実験的に求めた前記冷媒管の単位長さ当たりの前記圧縮機の運転時間とする。
【００１３】
また、前記圧縮機の能力が異なる場合は、同能力を前記圧縮機の台数に換算して前記割当時間を算出する。
【００１４】
また、最後に指定された前記室外機の場合には、前記吸入圧力センサで検出された吸入圧力が所定の値以下になったときに前記割当時間が経過したと認識する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明によるマルチ型空気調和機の制御方法を詳細に説明する。
図１は本発明によるマルチ型空気調和機の冷媒回路、及び制御系統の一実施例を示すブロック図である。このシステムは、室外機親機１と、同室外機親機１の指示に従って動作するｎ台の室外機子機１’〜室外機子機ｎ’と、３台の室内機２ａ、２ｂ、２ｃとで構成されている。
室外機親機１は、圧縮機３と、四方弁４と、室外熱交換器５と、室外膨張弁６と、第一開閉弁１０と、第二開閉弁１１とをそれぞれ接続して構成され、また室内機２ａ、２ｂ、２ｃは、夫々電子膨張弁からなる室内膨張弁７ａ、７ｂ、７ｃと、室内熱交換器８ａ、８ｂ、８ｃとを夫々接続して構成されている。
これら室外機親機１と室内機２ａ、２ｂ、２ｃとが第一接続部Ａ１と第二接続部Ａ２を介して冷媒配管により接続され冷媒回路が構成されている。
また、第一開閉弁１０は第一接続部Ａ１と隣接し、さらに、第二開閉弁１１は第二接続部Ａ２と隣接してそれぞれ設けられているため、第一開閉弁１０と第二開閉弁１１とを閉鎖することにより、冷媒を室外機親機１内に閉じ込めることができる構造となっている。
【００１６】
室外機親機１には、圧縮機３の吸入側に吸入冷媒の圧力（低圧）を検出する吸入圧力センサ９が設けられており、この信号は主室外機制御部１３へ入力されている。また、この主室外機制御部１３は室外膨張弁６の開度や室外熱交換器５用のファン１４や圧縮機３、及び四方弁４、第一開閉弁１０、第二開閉弁１１とを制御している。
【００１７】
室外機子機１’（室外機子機ｎ’）は、主室外機制御部１３の指示により室外機子機１’を制御する副室外機制御部１３’が備えられており、これ以外は室外機親機１と同じ構成となっている。
つまり、室外機子機１’は、圧縮機３’と、四方弁４’と、室外熱交換器５’と、室外膨張弁６’と、第一開閉弁１０’と、第二開閉弁１１’とをそれぞれ接続して構成され、第一接続部Ａ１’と第二接続部Ａ２’を介して冷媒配管により、第一接続部Ａ１と第二接続部Ａ２とに並列に接続されている。
また室外機子機１’には、吸入圧力センサ９’が設けられており、この信号は副室外機制御部１３’へ入力されている。さらに、この副室外機制御部１３’は室外膨張弁６’の開度や室外熱交換器５’用のファン１４’や圧縮機３’、及び四方弁４’、第一開閉弁１０’、第二開閉弁１１’とを制御している。
【００１８】
一方、室内機２ａ、２ｂ、２ｃには、室内機制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ備えており、これらの室内機制御部は、それぞれ対応する室内膨張弁７ａ、７ｂ、７ｃの開度や室内熱交換器８ａ、８ｂ、８ｃ用のファン１４ａ、１４ｂ、１４ｃを制御している。
【００１９】
主室外機制御部１３は、室外機親機１を制御するとともに、通信線を介して副室外機制御部１３’と、それぞれの室内機制御部と連絡し、システム全体の制御を総合的に管理している。
従って、室外機親機１の主室外機制御部１３は、副室外機制御部１３’を介して間接的に室外膨張弁６’の開度や室外熱交換器５’用のファン１４’や圧縮機３’、及び四方弁４’、第一開閉弁１０’、第二開閉弁１１’とを制御可能であるとともに、各室内機の室内制御部を介して間接的に室内膨張弁や室内熱交換器用のファンを制御することができる。
【００２０】
このようなマルチ型空気調和機では、図１の矢印で示すように冷房運転とおなじ循環経路を用いて冷媒回収運転を行なう。本願では複数の室外機を１台づつ指定しながら、所定の冷媒量だけ回収するように冷媒回路を切り換える制御を行なう。本願の制御の特徴は、指定した室外機に所定の冷媒量だけ回収するため、システム全体の冷媒管の長さをもとにして、それぞれの室外機の冷媒回収運転時間である割当時間を決定していることである。
【００２１】
このシステムが設置された時に、システム全体の冷媒管の長さの情報と各室外機の圧縮機の運転能力の情報とが主室外機制御部１３に記憶されている。従って割当時間は、冷媒管の全長を圧縮機の台数で除算し、これに所定の係数を乗じて求めることができる。
例えば、システム全体の冷媒管の長さが３０メートルであれば、この長さをシステム全体の室外機（圧縮機）の台数で除算し、１台当たりの冷媒管の長さを求める。本願の場合は２台であるため、１台当たり１５メートルとなる。
冷媒を回収するための１メートル当たりの圧縮機運転時間は実験的に求められており、本願の例では０．５分／メートルを所定の係数としている。従って１５メートルでは、７分３０秒が指定された室外機の圧縮機運転時間（割当時間）となる。
【００２２】
もし、それぞれの圧縮機の能力が異なる場合は、この能力を圧縮機の台数に換算して割当時間を算出してもよい。
例えば、室外機親機１が室外機子機１’の２倍の運転能力を有しているとすると、室外機親機１を２台分として換算して計算する。つまり、システム全体の冷媒管の長さが３０メートルであれば、システム全体の圧縮機の換算台数（２台＋１台）で除算し、１台当たりの冷媒管の長さを台数に比例して求める。この場合は、室外機親機１が２０メートル、室外機子機１’が１０メートルとなる。これを前述のように圧縮機の割当時間に換算して、室外機親機１が１０分、室外機子機１’が５分となる。
また、最後に指定された室外機の場合には、割当時間の経過を監視するのではなく、吸入圧力センサで検出された吸入圧力が所定の値以下になったときに割当時間が経過したと認識して処理してもよい。
【００２３】
以上の計算による圧縮機運転時間（割当時間）の値は、システム設置時に主室外機制御部１３で予め算出してから記憶させてもよいし、冷媒回収運転時に個々の室外機ごとに計算してもよい。
【００２４】
次にこの冷媒回収運転での制御方法を図２のフローチャートを用いてステップ（図２ではＳＴに続く番号）ごとに説明する。なおこの実施例では、事前に圧縮機運転時間が算出されているものとする。
冷媒回収運転が開始されると主室外機制御部１３は、全ての室内機の室内膨張弁７ａ、７ｂ、７ｃを開放し（ＳＴ１）、全ての室内機のファン１４ａ、１４ｂ、１４ｃの運転を開始する（ＳＴ２）。
次に冷媒を回収する室外機、例えば室外機子機１’を指定し（ＳＴ３）、そして以下の動作を行なう。
まず、室外機子機１’内の四方弁４’を冷房運転側に切り換え、第一開閉弁１０’を閉鎖し、第二開閉弁１１’を開放する。そして、室外機のファン１４’の運転を開始する。ここまでがＳＴ３での制御である。
次に指定された室外機以外、つまり、この例の場合は室外機親機１の第一開閉弁１０と第二開閉弁１１とを閉鎖する（ＳＴ４）。そして、指定された室外機、つまり、室外機子機１’内の圧縮機３’の運転を開始する（ＳＴ５）。
【００２５】
室外機は複数台（ｎ台）あるため、最後の１台かどうか判断する（ＳＴ６）。もし最後でなければ（ＳＴ６−Ｎ）、システム全体の冷媒管の長さに対応した時間（割当時間）が経過したか確認する（ＳＴ７）。経過してない場合は待機する（ＳＴ７−Ｎ）。
指定された室外機の割当時間が経過すると（ＳＴ７−Ｙ）、指定室外機の圧縮機、つまり、圧縮機３’の運転を停止し（ＳＴ８）、指定室外機の第二開閉弁、つまり、第二開閉弁１１’を閉鎖する（ＳＴ９）。
そして、指定室外機のファン、つまり、ファン１４’の運転を停止する（ＳＴ１０）。次に、以上の動作を指定室外機ごとに行なうため、ＳＴ３にジャンプする。
【００２６】
ＳＴ６で指定室外機が最後の１台である場合、例えば室外機親機１である場合は（ＳＴ６−Ｙ）、吸入圧力センサ９で検出した圧力が所定値、例えば０．０４ＭＰａ以下になったか判断する（ＳＴ１１）。以下でない場合は圧縮機３を運転したまま待機する（ＳＴ１１−Ｎ）。以下になったら（ＳＴ１１−Ｙ）、指定室外機の圧縮機、ここでは圧縮機３の運転を停止し（ＳＴ１２）、指定室外機の第二開閉弁、つまり、第二開閉弁１１を閉鎖し（ＳＴ１３）、全ての室内機のファン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および指定室外機のファン１４の運転を停止する（ＳＴ１４）。以上で冷媒回収運転が終了となる。
【００２７】
このように、第一開閉弁と第二開閉弁とを各室外機ごとに制御するため、複数の室外機に対して回収する冷媒量を割当時間に対応して調整することができる。
また、冷媒管の全長と圧縮機との数とから算出される割当時間だけ指定された室外機の圧縮機を運転しているため、どのような冷媒管の長さであっても各室外機に最適な割当時間を設定できる。
また、システム全体の冷媒管の長さをシステム全体の室外機の合計台数で配分し、配分した長さに対応して割当時間を設定しているため、各室外機の圧縮機が同じ能力を有している場合に冷媒回収量を均等に配分でき、室外機を撤去、追加または交換したとしても、システム全体の冷媒量を調整する必要がなく、保守作業が容易となる。
また、室外機の圧縮機能力が異なる場合は、冷媒管の長さ配分を圧縮機能力に比例して変更するため、個々の室外機能力に対応して適切な割当時間を設定でき、システム全体の冷媒量の過不足がなくなる。
さらに、冷媒管の長さに対応する圧縮機の運転時間を実験的に求めているため、圧縮機および冷媒管に適応した割当時間を決定できるため、各室外機の回収冷媒量に対して精度の高い制御を行なうことができる。
指定された室外機が最後の場合は、冷媒管の長さに比例した割当時間でなく、圧縮機の吸入圧力を監視し、所定の圧力以下のときに冷媒回収運転を終了することにより、確実に全ての冷媒を回収することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるマルチ型空気調和機の制御方法によれば、請求項１に係わる発明は、室外機子機または室外機親機を１台ずつ順次指定し、指定された室外機の第一開閉弁を閉鎖し、第二開閉弁を開放するとともに、指定されない室外機の第一開閉弁と第二開閉弁とを閉鎖し、冷媒管の全長と圧縮機との数とから算出される割当時間だけ指定された室外機の圧縮機を運転し、割当時間の経過後に指定された室外機の第二開閉弁を閉鎖して冷媒を回収することにより、
どのような冷媒管の長さであっても各室外機に最適な割当時間を設定できるとともに、各室外機の圧縮機が同じ能力を有している場合に冷媒回収量を均等に配分でき、室外機を撤去、追加または交換したとしても、システム全体の冷媒量を調整する必要がなく、保守作業が容易となる。
【００２９】
請求項２に係わる発明は、割当時間が冷媒管の全長を圧縮機の台数で除算し、所定の係数を乗じて算出されることにより、各室外機の圧縮機が同じ能力を有している場合に冷媒回収量を均等に配分でき、室外機を撤去、追加または交換したとしても、システム全体の冷媒量を調整が不必要で保守作業が容易となる。
【００３０】
請求項３に係わる発明は、割当時間算出のための係数が、実験的に求めた冷媒管の単位長さ当たりの圧縮機の運転時間であることにより、圧縮機および冷媒管に適応した割当時間を決定できるため、各室外機の回収冷媒量に対して精度の高い制御を行なうことができる。
【００３１】
請求項４に係わる発明は、各圧縮機の能力が異なる場合に、この能力を圧縮機の台数に換算して割当時間を算出することにより、個々の室外機能力に対応して適切な割当時間を設定でき、システム全体の冷媒量の過不足がなくなる。
【００３２】
請求項５に係わる発明は、最後に指定された室外機の場合に、吸入圧力センサで検出された吸入圧力が所定の値以下になったときに割当時間が経過したと認識することにより、確実に全ての冷媒を回収することができる。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマルチ型空気調和機の一実施例の冷媒回路及び制御系統を示すブロック図である。
【図２】本発明によるマルチ型空気調和機の制御方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図３】従来のマルチ型空気調和機の一実施例の冷媒回路及び制御系統を示すブロック図である。
【図４】従来のマルチ型空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 室外機親機
１’ 室外機子機
２ａ、２ｂ、２ｃ 室内機
３、３’ 圧縮機
４、４’ 四方弁
５、５’ 室外熱交換器
６、６’ 室外膨張弁
７ａ、７ｂ、７ｃ 室内膨張弁
８ａ、８ｂ、８ｃ 室内熱交換器
９、９’ 吸入圧力センサ
１０、１０’ 第一開閉弁
１１、１１’ 第二開閉弁
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 室内機制御部
１３ 主室外機制御部
１３’ 副室外機制御部
１４、１４’、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ ファン
Ａ１、Ａ１’ 第一接続部
Ａ２、Ａ２’ 第二接続部

Claims (5)

1. 圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外機内部へ冷媒を閉じ込めるための第一開閉弁及び第二開閉弁とからなる１台の室外機親機及び複数台の室外機子機と、室内熱交換器と室内膨張弁とを備えた複数台の室内機とを冷媒管により接続して冷媒回路を構成してなり、
   前記室外機親機には、前記室外機子機と前記室内機とを制御する主室外機制御部及び前記圧縮機の吸入側の圧力を検出する吸入圧力センサとを、前記室外機子機には、前記主室外機制御部の指示により動作する副室外機制御部と前記吸入圧力センサとを、前記室内機には、前記主室外機制御部の指示により動作する室外機制御部とをそれぞれ備えてなるマルチ形空気調和機であって、
   前記主室外機制御部は、前記室外機子機または前記室外機親機を１台ずつ順次指定し、指定された室外機の第一開閉弁を閉鎖し、第二開閉弁を開放するとともに、指定されない室外機の第一開閉弁と第二開閉弁とを閉鎖し、前記冷媒管の全長と前記圧縮機の台数とから算出される割当時間だけ指定された室外機の圧縮機を運転し、前記割当時間の経過後に前記指定された室外機の第二開閉弁を閉鎖して冷媒を回収してなることを特徴とするマルチ型空気調和機の制御方法。
2. 前記割当時間は、前記冷媒管の全長を前記圧縮機の台数で除算し、所定の係数を乗じてなることを特徴とする請求項１記載のマルチ型空気調和機の制御方法。
3. 前記係数は実験的に求めた前記冷媒管の単位長さ当たりの前記圧縮機の運転時間からなることを特徴とする請求項２記載のマルチ型空気調和機の制御方法。
4. 前記圧縮機の能力が異なる場合は、同能力を前記圧縮機の台数に換算して前記割当時間を算出してなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のマルチ型空気調和機の制御方法。
5. 最後に指定された前記室外機の場合には、前記吸入圧力センサで検出された吸入圧力が所定の値以下になったときに前記割当時間が経過したと認識してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマルチ型空気調和機の制御方法。

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