JP2005207722A - マルチ空気調和機の制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 マルチ空気調和機において、オフ状態の室内機に滞留する冷媒の除去時に発生する騒音を低減すること。
【解決手段】 マルチ空気調和機の制御方法が、（Ｓ２１）室内温度を測定する段階と、（Ｓ２２）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、（Ｓ２３）前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、（Ｓ２４）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を開放する段階と、（Ｓ２５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を閉鎖する段階とを含む。
【選択図】 図４

Description

本発明はマルチ空気調和機に関し、特に一部の室内機の暖房運転時においてオフ状態の室内機に冷媒が滞留する現象を最小化すると共に、前記オフ状態の室内機に滞留する冷媒を除去する時に発生する騒音を低減したマルチ空気調和機に関する。
一般に、空気調和機は、住居空間、レストラン、又は事務室などの室内空間を冷房又は暖房するための装置である。
近時、多数の室に区画された室内空間のより効率的な冷暖房のために、運転条件に応じて冷房運転または暖房運転を行ったり、冷暖房運転を同時に行えるマルチ空気調和機が開発されている。
かかるマルチ空気調和機は、通常、一台の室外機に多数台の室内機が連結され、ユーザーの必要に応じて、一部の室内機のみが冷房運転または暖房運転を行えるように構成されている。
ここで、前記マルチ空気調和機の一部の室内機のみが暖房運転を行う場合、暖房運転を行う室内機はオンになって作動するが、残りの室内機はオフになり停止する。
しかしながら、前記マルチ空気調和機の室外機から室内機に提供される冷媒は、全ての室内機に同一に供給されるため、暖房運転の進行に伴い、オフになった室内機には不必要に冷媒が流入して滞留する現象が発生する。
このようにオフ状態の室内機に冷媒が滞留する場合、マルチ空気調和機を循環する冷媒量が減少して、運転効率が低下するばかりでなく、特に、圧縮機から吸入及び排出される冷媒量が減少して冷媒の排出温度が不必要に上昇し、排出圧力が減少する。
したがって、前記マルチ空気調和機の制御部は、前記オフ状態の室内機に設置された膨張弁を一定周期ごとに開放し、冷媒が室内機に滞留する現象を防止する。
しかしながら、かかる従来技術によるマルチ空気調和機は、制御部が一定周期ごとに膨張弁を一律に開放するため、運転条件に適した制御を行うことが困難であった。
特に、前記膨張弁が開放され、冷媒が排出される時に大きな騒音が発生するため、運転条件に関らず、膨張弁が周期的に開放されると騒音も周期的に発生する。これは製品の信頼を落とすばかりでなく、消費者の不満を招くという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、その目的は、一部の室内機の暖房運転時においてオフ状態の室内機に、冷媒が滞留する現象を最小化するマルチ空気調和機の制御方法を提供することにある。
他の目的は、前記オフ状態の室内機に滞留している冷媒を除去する時に発生する騒音を低減したマルチ空気調和機の制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明による第１実施形態は、膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、（Ｓ１１）冷媒の暖房サイクルと、モリエ線図を用いて冷媒の飽和温度を定義する段階と、（Ｓ１２）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、（Ｓ１３）前記冷媒の温度と、飽和温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、（Ｓ１４）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を開放する段階と、（Ｓ１５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を閉鎖する段階とを含めていることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法を提供する。
ここで、前記Ｓ１４段階で膨張弁の開放度（Ａ）は、１％＜Ａ＜２０％であることが好ましい。そして、前記Ｓ１４段階、または前記Ｓ１５段階が行われた後にはＳ１１段階から再び全ての段階が順次に行われることが好ましい。
一方、前記冷媒は純粋冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1またはＴ2で定義される。
そして、前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の平均温度で定義される。
また、前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の加重平均温度で定義される。
一方、前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度、または室内熱交換機から流出される冷媒の温度である。
そして、前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度、及び室内熱交換機から流出される冷媒の温度の平均値でありえる。
一方、前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度または室外温度に従って変化することが好ましい。
また、前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度及び室外温度に従って変化することが好ましい。
本発明による第２実施形態は、膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、（Ｓ２１）室内温度を測定する段階と、（Ｓ２２）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、（Ｓ２３）前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、（Ｓ２４）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を開放する段階と、（Ｓ２５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を閉鎖する段階とを含めていることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法を提供する。
また、本発明による第３実施形態は、膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、（Ｓ３１）オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階と、（Ｓ３２）冷媒の暖房サイクルと、モリエ線図を用いて冷媒の飽和温度を定義する段階と、（Ｓ３３）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、（Ｓ３４）前記冷媒の温度と、飽和温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、（Ｓ３５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）より大きい第２開放度（Ｃ）で開放する段階と、（Ｓ３６）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階とを含めていることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法を提供する。
ここで、前記膨張弁の第１開放度（Ｂ）は、１％＜Ａ＜１０％であることが好ましく、前記膨張弁の第２開放度（Ｃ）は、４％＜Ｃ＜２０％であることが好ましい。
そして、前記Ｓ３５段階、または前記Ｓ３６段階が行われた後には、Ｓ３２段階から再び全ての段階が順次に行われることが好ましい。
一方、前記冷媒は純粋冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1またはＴ2で定義される。
そして、前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の平均温度で定義される。
また、前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の加重平均温度で定義される。
一方、前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度、または室内熱交換機から流出される冷媒の温度である。
そして、前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度、及び室内熱交換機から流出される冷媒の温度の平均値である。
一方、前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度または室外温度に従って変化することが好ましい。また、前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度及び室外温度に従って変化することが好ましい。
本発明による第４実施形態は、膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、（Ｓ４１）オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階と、（Ｓ４２）室内の温度を測定する段階と、（Ｓ４３）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、（Ｓ４４）前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、（Ｓ４５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）より大きい第２開放度（Ｃ）で開放する段階と、（Ｓ４６）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階とを含めていることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法を提供する。
本発明によるマルチ空気調和機の制御方法には次のような効果がある。
第一に、膨張弁を適宜な範囲内で開放させ、オフ状態の室内機に滞留する冷媒の量を最小化すると共に、膨張弁の開放に伴う騒音が低減される。
第二に、冷媒の飽和温度と、オフ状態の室内機に滞留する冷媒の温度を実時間で測定して膨張弁が開放されているかどうかを決定するため、滞留した冷媒を適切な時期に除去する運転を行える。
第三に、予め膨張弁を第１開放度で開放し、前記オフ状態の室内機に滞留する冷媒の量を最小化することで、膨張弁の開放周期を増加させ、膨張弁の開放に伴う騒音が低減する。
第四に、オフ状態の室内機に滞留する冷媒の量を最小化して、暖房サイクルに従って循環する冷媒の量を増加させる。そこで、循環冷媒量の減少に伴って圧縮機から排出される冷媒の温度が不必要に上昇したり、排出圧力の低下を防止できる。
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ここで、同一構成に対しては同一名称、及び符号を付し、その付加的な説明は省略する。
図１は、本発明によるマルチ空気調和機を概略的に示す図面である。
図１に示すように、本発明によるマルチ空気調和機は、大別して室外機１０、多数台の室内機３０、及び前記室外機１０と室内機３０との間に提供される分配器２０からなる。
前記室外機１０は、圧縮機１１と、室外熱交換機１２と、室外ファン１３と、及びアキュムレータ１４とを含み、前記室内機３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、室内熱交換機３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、室内ファン３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、及び膨張弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃとを具備する。
前記分配器２０は、室外機１０から流入した冷媒を前記室内機３０に案内すると同時に、前記室内機３０から排出された冷媒を、再び室外機１０に案内する役割を果たす。
このために、前記分配器２０は、第１冷媒管２１によって前記室外熱交換機１２に連結され、第２冷媒管２２によって前記圧縮機１１に連結される。また、前記分配器２０は、前記第１冷媒管２１から分かれた第１分枝配管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、及び第２冷媒管２２から分かれた第２分枝配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃによって前記室内熱交換機３０ａ、３０ｂ、３０ｃにそれぞれ連結される。
ここで、前記第１分枝配管２１ａ、２１ｂ、２１ｃには膨張弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃが提供される。前記膨張弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃとしては、通常ＬＥＶ(linear expansion valve)が使用される。
かかる本発明によるマルチ空気調和機の動作過程を添付の図面に基づいて説明する。
図２は、本発明によるマルチ空気調和機が冷房運転を行う場合の冷媒の流れを示す図面である。
図２に示すように、本発明によるマルチ空気調和機が冷房運転を始めると、前記圧縮機１１で高温で圧縮された冷媒は、室外熱交換機１２に流入する。この際、前記冷媒は、室外ファン１３が回転することによって外部空気と熱交換され、凝縮される。
そして、前記冷媒は、第１冷媒管２１に沿って分配器２０に流入した後、第１分枝配管２１ａ、２１ｂ、２１ｃに沿って各室内機３０ａ、３０ｂ、３０ｃの膨張弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃに案内される。この際、前記冷媒は、各膨張弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃで膨張され、低温の冷媒となる。
その後、前記冷媒は、各室内熱交換機３１ａ、３１ｂ、３１ｃに流入して、室内ファン３２ａ、３２ｂ、３２ｃによって室内空気と熱交換される。この際、前記室内空気は、冷媒との熱交換によって低温の空気となり、室内空間に排出される。そして、前記冷媒は、第２分枝配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃに沿って分配器２０に流入した後、第２冷媒管２２に沿って再び室外機１０に流入する。
このような過程が繰り返されて、室内空間に低温の空気が続けて供給され、室内空間は冷房される。
一方、上述したように、前記室内機３０ａ、３０ｂ、３０ｃが全て冷房運転を行うと、膨張弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃが共に開放され、全ての室内熱交換機３１ａ、３１ｂ、３１ｃに冷媒が供給される。しかしながら、前記室内機３０のうち、一部の室内機のみが冷房運転を行う場合、オフになった室内機の膨張弁は閉鎖される。したがって、一部の室内のみが冷房運転を行う場合、オフになった室内機の膨張弁は閉鎖される。したがって、一部の室内機のみが冷房運転を行う場合には、オフになった室内機の室内熱交換機には冷媒が供給されない。
図３は、本発明によるマルチ空気調和機の一部の室内機のみが暖房運転を行う場合の冷媒の流れを示す図面である。
図３に示すように、本発明によるマルチ空気調和機の運転が始まると、前記圧縮機１１で高圧で圧縮された冷媒は、第２冷媒管２２を介して分配器２０に流入する。
その後、前記冷媒は、第２分枝配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃを介して各室内機３０ａ、３０ｂ、３０ｃに流入する。
以下の説明において、３台の室内機３０のうち、２台の室内機３０ａ、３０ｃは暖房運転を行い、残りの一台の室内機３０ｂはオフの状態にあると仮定する。
まず、前記暖房運転中の室内機３０ａ、３０ｃに流入した冷媒は、室内熱交換機３１ａ、３１ｃに流入して室内空気と熱交換される。この際、前記冷媒と熱交換され、高温になった室内空気は、前記室内ファン３２ａ、３２ｃによって室内空間に排出される。
その後、前記冷媒は、膨張弁３３ａ、３３ｃを経て膨張した後、第１分枝配管２１ａ、２１ｃに沿って分配器２０に流入する。そして、前記冷媒は、第１冷媒管２１を介して室外熱交換機１２に流入して、外部空気と熱交換された後、アキュムレータ１４を経て圧縮機１１に回収される。
一方、前記オフ状態の室内機３０ｂに流入した冷媒は、膨張弁３３ｂが閉鎖されることによって室内機３０ｂに滞留する。より詳細に説明すると、前記冷媒は、室内熱交換機３１ｂと第２配管２２ｂ、及び前記膨張弁３３ｂと室内熱交換機３１ｂとを連結する第１配管２１ｂに滞留する。したがって、ユーザーは、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留している冷媒を除去するためにマルチ空気調和機を制御する。
未説明符号のＴinは、オフ状態の室内機３０ｂの室内熱交換機３１ｂに流入する冷媒の温度であり、Ｔoutは、オフ状態の室内機３０ｂの室内熱交換機３１ｂから排出される冷媒の温度である。
図４は、本発明の第１実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートであり、図５は、モリエ線図と暖房サイクルを示す図面である。
図４に示すように、本発明による第１実施形態は次のような段階を含めて成される。
まず、一部の室内機３０ａ、３０ｃが暖房運転を始めると、冷媒の暖房サイクルとモリエ線図を用いて冷媒の飽和温度を定義する（Ｓ１１段階）。
前記モリエ線図は、図５に示すように、エンタルピｈをＸ軸にし、圧力ＰをＹ軸にした圧力−エンタルピ線図(pressure-enthalpy diagram、P-H diagram)として、飽和蒸気線（Ｌ１）と、飽和液線（Ｌ２）とからなる。そして、前記飽和蒸気線（Ｌ１）と、飽和液線（Ｌ２）との接点を臨界点（Ａ）とする。このような前記モリエ線図は既に良く知られているものであり、その詳細な説明は省略する。
そして、前記モリエ線図上に示す暖房サイクルＣは、マルチ空気調和機を循環する冷媒の状態変化を示す。以下、前記暖房サイクルＣに沿って移動する冷媒の状態変化を簡略に説明する。
まず、前記冷媒は、暖房サイクルＣのａ−ｂ区間（圧縮区間）で圧縮機１１によって高温（Ｔd）、高圧（Ｐd）の冷媒になる。ここで、Ｔd、Ｐdは、圧縮機１１から排出される冷媒の温度及び圧力を表す。
即ち、前記冷媒は、圧縮機１１を通過することによってその温度がＴsからＴdに増加し、圧力もＰsからＰdに増加する。この際、前記冷媒のエンタルピ（ｈ）も温度増加に伴って増加する。その後、前記冷媒は、ｂ−ｃ区間（凝縮区間）で室内熱交換機３１ａ、３１ｃに流入して、室内空気と熱交換される。この際、前記冷媒は熱を奪われ、エンタルピ（ｈ）が減少する。
そして、前記冷媒は、ｃ−ｄ区間（膨張区間）で膨張弁３３ａ、３３ｃを通過し、膨張して低圧（Ｐs）の冷媒になった後、ｄ−ａ区間（蒸発区間）で室外熱交換機１２を経て再び圧縮機１１に案内される。ここで、前記飽和温度は、冷媒の暖房サイクルＣと、モリエ線図との接点の温度Ｔ1またはＴ2で定義される。
より詳細に説明すると、前記飽和温度Ｔ1、Ｔ2は、暖房サイクルＣのｂ−ｃ区間（凝縮区間）と、モリエ線図との接点における冷媒温度である。即ち、前記飽和温度Ｔ1は、暖房サイクルＣの凝縮区間と、飽和蒸気線Ｌ１との接点における冷媒温度であり、前記飽和温度Ｔ2は、暖房サイクルＣの凝縮区間と、飽和液線１２との接点における冷媒温度である。
一方、前記暖房サイクルＣのｂ−ｃ区間は、冷媒がＲ２２のような純粋冷媒である場合、Ｐ＝Ｐdの水平線をなす。この際、前記飽和蒸気線Ｌ１と、飽和液線Ｌ２とを連結する水平線は等温線を意味する。即ち、前記飽和温度Ｔ1、Ｔ2は、純粋冷媒が使用される場合、同一の値をもつ。したがって、前記飽和温度Ｔ1、Ｔ2は、圧縮機１１から排出される冷媒の圧力Ｐdが測定されれば、前記モリエ線図と暖房サイクルを用いて容易に求められる。
しかしながら、前記冷媒がＲ４０７Ｃのような混合冷媒である場合、図示してはいないが、前記暖房サイクルのｂ−ｃ区間は水平線とはならない。これは、前記Ｔ1と、Ｔ2との値が同一ではないことを意味する。したがって、混合冷媒が使用される場合には、前記飽和温度は、前記Ｔ1とＴ2との平均温度、または加重平均温度として定義されることが好ましい。
ここで、平均温度とは、Ｔ1とＴ2との算術平均値[（Ｔ1＋Ｔ2）/２]を意味し、加重平均温度は、前記平均温度に加重値（ａ）を加えた値[｛（Ｔ1＋Ｔ2）/２｝＋ａ]を意味する。勿論、混合冷媒が使用される場合にも前記飽和温度は、前記Ｔ1またはＴ2のうち何れかで定義され得ることは当然である。
そして、前記飽和温度が定義された後には、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留する冷媒の温度を測定する（Ｓ１２段階）。ここで、前記冷媒の温度は、室内熱交換機３１ｂに流入する冷媒の温度（Ｔin）、または室内熱交換機３１ｂから流出する冷媒の温度（Ｔout）である（図３参照）。また、前記冷媒の温度は、前記Ｔin及びＴoutの平均値であり得る。
勿論、前記冷媒の温度Ｔin、Ｔoutは、第２分枝配管２２ｂの表面温度及び膨張弁３３ｂと、室内熱交換機３１ｂとを連結する第１分枝配管２１ｂの表面温度を測定して近似的に求めることができる。
そして、前記飽和温度と、オフ状態の室内機に滞留する冷媒の温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する（Ｓ１３段階）。この際、前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフ状態の室内機３０ｂの膨張弁３３ｂを開放し、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留している冷媒を除去する（Ｓ１４段階）。
ここで、前記膨張弁３３ｂの開放度（Ａ）は、１％＜Ａ＜２０％であることが好ましい。
前記開放度（Ａ）は、前記オフ状態の室内機の台数、又は／及び前記温度差を考慮して決定され、特に、前記膨張弁３３ｂの開放に伴う騒音を最小化できるように決定される。
即ち、一般的な住居地域において騒音は、朝は６５ｄＢ、昼間は７０ｄＢ、深夜は５５ｄＢ以下を維持すべきであるが、前記開放度が１％＜Ａ＜２０％を維持する場合、膨張弁３３ｂの開放に伴うマルチ空気調和機の騒音値は上記のそれより低下することが実験的に確認された。
一方、前記制御部に設定された温度範囲は一定の値で固定されるか、次のような要素によって変化可能である。
まず、前記温度範囲は、室内温度に従って変化したり、室外温度に従って変化しえる。前記室内温度及び室外温度は、暖房運転のために室内機に供給される冷媒の量を決定する。
したがって、前記室内温度及び室外温度に従って前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留する冷媒の量、及び冷媒が滞留する時間に差が発生するので、前記温度範囲を定めるに際して、室内温度または室外温度を考慮することが好ましい。ここで、前記温度範囲は、前記室内温度及び室外温度を共に考慮して変化可能であることは勿論である。
そして、前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフ状態の室内機の膨張弁を閉鎖する（Ｓ１５段階）。即ち、前記温度差が設定された温度範囲にない場合は、オフ状態の室内機３０ｂに冷媒が滞留していないことを意味するので、膨張弁３３ｂを閉鎖して騒音発生を予め遮断する。
一方、前記各段階は、一部の室内機の暖房運転が行われる間、継続的に繰り返して行われることが好ましい。特に、前記Ｓ１４段階またはＳ１５段階後には、Ｓ１１段階から再び全ての段階が順次に行われることが好ましい。
このようなフィードバック制御は、前記オフ状態の室内機３０ｂの状態を実時間でモニタリングして、適切な時期に膨張弁３３ｂを開閉できるようにすることで、膨張弁の無駄な開放に伴うマルチ空気調和機の騒音を最小化する。
図６は、本発明の第１実施形態によってマルチ空気調和機が制御される時に前記オフ状態の室内機で測定される冷媒の温度、及び膨張弁の開放度を示すグラフである。
図６に示すように、前記オフ状態の室内機３０ｂに冷媒が滞留すれば、室内熱交換機３１ｂに流入／流出される冷媒温度（Ｔin、Ｔout）は、時間経過に従い低下し続ける。
即ち、前記冷媒温度（Ｔin、Ｔout）は、時間経過に従い室内温度（Ｔair）に近づく。
この際、本発明の第１実施形態によって膨張弁３３ｂが開放度（Ａ）で開放され、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留している冷媒が除去されると、室内熱交換機３１ｂに流入／流出される冷媒の温度（Ｔin、Ｔout）は上昇する。これは、膨張弁３３ｂの開放によって低温の冷媒は排出され、新しい高温の冷媒が室内熱交換機３０ｂに供給されることを意味する。
図７は、本発明の第２実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。図７に示すように、本発明による第２実施形態は次のような段階を含む。
まず、一部の室内機３０ａ、３０ｃが暖房運転を始めると、室内温度を測定する（Ｓ２１段階）。そして、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留する冷媒の温度を測定した後（Ｓ２２段階）、前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する（Ｓ２３段階）。この際、前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフ状態の室内機の膨張バルブを開放し（Ｓ２４段階）、前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフ状態の室内機の膨張バルブを閉鎖する（Ｓ２５段階）。
このように、本発明による第２実施形態は、飽和温度ではない室内温度に従って膨張バルブ３３ｂが開放されているかどうかを決定するという点で第１実施形態と異なる。特に、前記第２実施形態は、暖房運転を行う室内機３０ａ、３０ｃが低温で運転される時に主に使用される制御方法である。
図８は、本発明の第３実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。
図８に示すように、本発明による第３実施形態は次のような段階を含む。
まず、一部の室内機３０ａ、３０ｃが暖房運転を始めると、前記オフ状態の室内機の膨張バルブを第１開放度（Ｂ）で開放する（Ｓ３１段階）。この際、前記膨張弁３３ｂは、マルチ空気調和機が暖房運転を一定の時間行った後に開放されることが好ましい。
そして、前記膨張弁の第１開放度（Ｂ）は１％＜Ａ＜１０％であることが好ましい。ここで、前記第１開放度（Ｂ）の範囲は、冷媒除去時にかかる時間、及び騒音発生量を考慮して決定された値である。即ち、前記第１開放度（Ｂ）が１％より小さいと、冷媒除去時に相当の時間が必要であり、１０％より大きくなると、暖房運転時に大きい騒音が発生する。
次に、冷媒の暖房サイクルと、モリエ線図を用いて冷媒の飽和温度を定義する（Ｓ３２段階）。前記飽和温度は、第１実施形態における飽和温度と同一に定義されるので、以下で省略する。
一方、前記飽和温度が決定された後には、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留する冷媒の温度を測定する（Ｓ３３段階）。そして、前記飽和温度と、前記オフ状態の室内機に滞留する冷媒の温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する（Ｓ３４段階）。ここで、前記冷媒の温度は、室内熱交換機３１ｂに流入する冷媒の温度（Ｔin）、または室内熱交換機３１ｂから流出される冷媒の温度（Ｔout）である（図３参照）。また、前記冷媒の温度は、前記Ｔin及びＴoutの平均値であり得る。
勿論、前記冷媒温度Ｔin、Ｔoutは、第２分枝配管２２ｂの表面温度、及び膨張弁３３ｂと、室内熱交換機３１ｂとを連結する第１分枝配管２１ｂの表面温度を測定して近似的に求めることができる。そして、前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフ状態の室内機の膨張弁３３ｂを第１開放度Ｂより大きい第２開放度（Ｃ）で開放させ、前記オフ状態の室内機に滞留している冷媒を除去する（Ｓ３５段階）。
ここで、前記膨張弁３３ｂの第２開放度（Ｃ）は、４％＜Ａ＜２０％であることが好ましい。前記第２開放度（Ｃ）は、前記オフ状態の室内機の台数、又は／及び前記温度差を考慮して決定され、特に、前記膨張弁３３ｂの開放に伴う騒音を最小化できるように決定される。
一方、前記制御部に設定された温度範囲は、一定の値で固定されるか、次のような要素によって変化可能である。
まず、前記温度範囲は、室内温度に従って変化したり、室外温度に従って変化し得る。
前記室内温度及び室外温度は、暖房運転のために室内機に供給される冷媒の量を決定する。したがって、前記室内温度及び室外温度に従って前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留する冷媒の量、及び前記オフ状態の室内機３０ｂに冷媒が滞留する時間に差が発生するので、前記温度範囲を定めるに際して、室内温度または室外温度を考慮することが好ましい。
ここで、前記温度範囲は、前記室内温度及び室外温度を共に考慮して変化可能であることは勿論である。
前記温度差が制御部に設定された温度範囲になければ、前記オフ状態の室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する（Ｓ３６段階）。
一方、一部の室内機の暖房運転が行われる間には、前記Ｓ３５段階またはＳ３６段階後に再びＳ３２段階から順次に繰り返すフィードバック制御が行われることが好ましい。
図９は、本発明の第３実施形態によってマルチ空気調和機が制御される時に前記オフ状態の室内機で測定される冷媒の温度、及び膨張弁の開放度を示すグラフである。
図９に示すように、前記オフ状態の室内機３０ｂに冷媒が滞留すると、室内熱交換機３１ｂに流入／流出される冷媒温度（Ｔin、Ｔout）は、時間経過に従い低下し続ける。即ち、前記冷媒温度（Ｔin、Ｔout）は、時間経過に従い室内温度（Ｔair）に近づく。
この際、前記膨張弁３３ｂが第２開放度（Ｃ）で開放され、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留している冷媒が除去されると、室内熱交換機３１ｂに流入／流出される冷媒の温度（Ｔin、Ｔout）は上昇する。これは、膨張弁３３ｂが第２開放度（Ｃ）で開放されることにより、温度が低下した冷媒は排出され、新たな高温の冷媒が室内熱交換機３０ｂに供給されることを意味する。
しかしながら、本発明による第３実施形態は、膨張弁３３ｂが最初から第１開放度Ｂで開放された状態を維持しているので、前記オフ状態の室内機３０ｂに冷媒がめったに滞留せず、冷媒の温度の低下も第１、２実施形態に比べて緩慢である。したがって、本発明による第３実施形態は、同一の時間当たり膨張弁３３ｂの開放回数が減るので、膨張弁の開放に伴う騒音を低減可能となる。
図１０は、本発明の第４実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。図１０に示すように、本発明の第４実施形態は次のような段階を含む。
まず、一部の室内機３０ａ、３０ｃが暖房運転を始めると、前記オフ状態の室内機の膨張弁を第１開放度Ｂで開放する（Ｓ４１段階）。ここで、前記膨張弁の第１開放度（Ｂ）は、１％＜Ａ＜１０％であることが好ましい。
そして、室内温度を測定する（Ｓ４２段階）。その後、前記オフ状態の室内機３０ｂに滞留する冷媒の温度を測定して（Ｓ４３段階）、前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する（Ｓ４４段階）。この際、前記温度差が制御部に設定された温度範囲にあれば、前記オフ状態の室内機の膨張弁３３ｂを、第１開放度（Ｂ）より大きい第２開放度（Ｃ）で開放させ、前記オフ状態の室内機に滞留している冷媒を除去する（Ｓ４５段階）。
そして、前記温度差が制御部に設定された温度範囲になければ、前記オフ状態の室内機の膨張弁３３ｂを第１開放度（Ｂ）で開放する（Ｓ４６段階）。
このように、本発明による第４実施形態は、飽和温度でない室内温度に従って膨張弁３３ｂが開放されているかどうかを決定するという点で第３実施形態と異なる。特に、前記第４実施形態は、暖房運転を行う室内機３０ａ、３０ｃが低温で運転される時に主に使用される制御方法である。
上述した実施形態の外にも、本発明がその趣旨や範疇内で他に様々な特定の形態で具体化され得ることは、該当技術において通常の知識を有する者には自明なことである。したがって、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及びその同等範囲内で変更が可能である。
本発明によるマルチ空気調和機を概略的に示す図面である。 本発明によるマルチ空気調和機が冷房運転を行う場合の冷媒の流れを示す図面である。 本発明によるマルチ空気調和機の一部の室内機のみが暖房運転を行う場合の冷媒の流れを示す図面である。 本発明の第１実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。 モリエ線図と暖房サイクルを示す図面である。 本発明の第１実施形態によってマルチ空気調和機が制御される時にオフになった室内機で測定される冷媒の温度、及び膨張弁の開放度を示すグラフである。 本発明の第２実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態によるマルチ空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態によってマルチ空気調和機が制御される時、オフになった室内機で測定される冷媒の温度、及び膨張弁の開放度を示すグラフである。 本発明の第４実施形態によるマルチ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
１０ 室内機
２０ 分配器
２１ 第１冷媒管
２１ａ 第１分枝配管
２１ｂ 第１分枝配管
２１ｃ 第１分枝配管
２２ 第２冷媒管
２２ａ 第２分枝配管
２２ｂ 第２分枝配管
２２ｃ 第２分枝配管
３０ 室内機
３１ａ 室内熱交換機
３１ｂ 室内熱交換機
３１ｃ 室内熱交換機
３２ａ 室内ファン
３２ｂ 室内ファン
３２ｃ 室内ファン
３３ａ 膨張弁
３３ｂ 膨張弁
３３ｃ 膨張弁

Claims (29)

  1. 膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、
    （Ｓ１１）冷媒の暖房サイクルと、モリエ線図を用いて冷媒の飽和温度を定義する段階と、
    （Ｓ１２）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、
    （Ｓ１３）前記冷媒の温度と、飽和温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、
    （Ｓ１４）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を開放する段階と、
    （Ｓ１５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を閉鎖する段階とを含んで成ることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法。
  2. 前記Ｓ１４段階で膨張弁の開放度（Ａ）は、１％＜Ａ＜２０％であることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  3. 前記Ｓ１４段階が行われた後にはＳ１１段階から再び全ての段階が順次に行われることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  4. 前記Ｓ１５段階が行われた後にはＳ１１段階から再び全ての段階が順次に行われることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  5. 前記冷媒は純粋冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1またはＴ2で定義されることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  6. 前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の平均温度で定義されることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  7. 前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の加重平均温度で定義されることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  8. 前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度であることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  9. 前記冷媒の温度は、室内熱交換機から流出される冷媒の温度であることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  10. 前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度、及び室内熱交換機から流出される冷媒の温度の平均値であることを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  11. 前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度に従って変化することを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  12. 前記制御部に設定された温度範囲は、室外温度に従って変化することを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  13. 前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度及び室外温度に従って変化することを特徴とする請求項１記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  14. 膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、
    （Ｓ２１）室内温度を測定する段階と、
    （Ｓ２２）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、
    （Ｓ２３）前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、
    （Ｓ２４）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を開放する段階と、
    （Ｓ２５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を閉鎖する段階とを含んで成ることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法。
  15. 膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、
    （Ｓ３１）オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階と、
    （Ｓ３２）冷媒の暖房サイクルと、モリエ線図を用いて冷媒の飽和温度を定義する段階と、
    （Ｓ３３）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、
    （Ｓ３４）前記冷媒の温度と、飽和温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、
    （Ｓ３５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）より大きい第２開放度（Ｃ）で開放する段階と、
    （Ｓ３６）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階と
    を含めていることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法。
  16. 前記膨張弁の第１開放度（Ｂ）は、１％＜Ａ＜１０％であることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  17. 前記膨張弁の第２開放度（Ｃ）は、４％＜Ｃ＜２０％であることを特徴とする請求項１６記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  18. 前記Ｓ３５段階が行われた後には、Ｓ３２段階から再び全ての段階が順次に行われることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  19. 前記Ｓ３６段階が行われた後には、Ｓ３２段階から再び全ての段階が順次に行われることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  20. 前記冷媒は純粋冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1またはＴ2で定義されることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  21. 前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の平均温度で定義されることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  22. 前記冷媒は混合冷媒であり、前記飽和温度は、暖房サイクルの凝縮区間と、モリエ線図との接点の温度Ｔ1、Ｔ2の加重平均温度で定義されることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  23. 前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度であることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  24. 前記冷媒の温度は、室内熱交換機から流出される冷媒の温度であることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  25. 前記冷媒の温度は、室内熱交換機に流入する冷媒の温度、及び室内熱交換機から流出される冷媒の温度の平均値であることを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  26. 前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度に従って変化することを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  27. 前記制御部に設定された温度範囲は、室外温度に従って変化することを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  28. 前記制御部に設定された温度範囲は、室内温度及び室外温度に従って変化することを特徴とする請求項１５記載のマルチ空気調和機の制御方法。
  29. 膨張弁、室内熱交換機、及び室内ファンを含む多数台の室内機のうち、一部のものは暖房運転を行い、残りのものはオフになるマルチ空気調和機の制御方法において、
    （Ｓ４１）オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階と、
    （Ｓ４２）室内の温度を測定する段階と、
    （Ｓ４３）前記オフになった室内機に滞留する冷媒の温度を測定する段階と、
    （Ｓ４４）前記冷媒の温度と、室内温度との温度差が制御部に設定された温度範囲にあるか否かを判断する段階と、
    （Ｓ４５）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にある場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）より大きい第２開放度（Ｃ）で開放する段階と、
    （Ｓ４６）前記温度差が制御部に設定された温度範囲にない場合、前記オフになった室内機の膨張弁を第１開放度（Ｂ）で開放する段階とを含んで成ることを特徴とするマルチ空気調和機の制御方法。
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