JP2007271112A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】同じ室内に配備されている複数の室内機のうち任意の室内機に対し重点的に空気調和装置の空調能力を振り分けることができなかった。
【解決手段】圧縮機1と、並列接続された室内側熱交換器5および減圧装置4の複数セットと、熱源機側熱交換器3とが環状に接続されてなる冷媒回路を有し、室内側熱交換器5および減圧装置4のセットが複数の室内機IIA,IIB,IICに個々に配備されており、これら複数の室内機が同じ室内に配備されている空気調和装置において、検知された冷媒回路の空調負荷が冷媒回路について予め設定されている定格暖房能力よりも大きい場合にいずれかの室内機について空調能力セーブ運転または運転停止をさせる制御装置15を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】圧縮機1と、並列接続された室内側熱交換器5および減圧装置4の複数セットと、熱源機側熱交換器3とが環状に接続されてなる冷媒回路を有し、室内側熱交換器5および減圧装置4のセットが複数の室内機IIA,IIB,IICに個々に配備されており、これら複数の室内機が同じ室内に配備されている空気調和装置において、検知された冷媒回路の空調負荷が冷媒回路について予め設定されている定格暖房能力よりも大きい場合にいずれかの室内機について空調能力セーブ運転または運転停止をさせる制御装置15を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数の室内機が同じ室内に配備される空気調和装置に係り、空調負荷に対する空気調和装置の能力不足を検知し、一部の室内機に空調能力セーブ運転または運転停止をさせて特定の室内機の空調能力を確保するようにした空気調和装置に関する。
従来、この種の空気調和装置としては、例えば下記特許文献1に記載された装置が知られている。下記文献記載の空気調和装置は、圧縮機と、並列接続された室内側熱交換器および減圧装置の複数セットと、熱源機側熱交換器とが環状に接続されて成る冷媒回路を有し、室内側熱交換器および減圧装置のセットが複数の室内機に個々に配備されており、複数の室内機が同じ室内に配備されるようになっている。
通常、比較的広い部屋には空気調和装置の室内機が複数台配備される。このような部屋は同じ室内でありながら、日当りのよい場所、日の当たらない場所、発熱機器が設置されていて室内空気の温度が高くなりやすい場所などが混在している。そして、日当りのよい場所では夏場に少しでも多くの冷房能力を必要とするが、日の当たらない場所では冷房能力がいくぶん低くくても構わないことが多い。これは、冬場の暖房運転においても同様である。しかしながら、上記文献記載の空気調和装置において、同じ室内に配備されていても各室内機はそれぞれの空調負荷に合わせて空調能力が制御されるために、任意の室内機に対し重点的に空気調和装置の空調能力を振り分けるということができなかった。
そこで、この発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、並列接続された室内側熱交換器および減圧装置の複数セットと、熱源機側熱交換器とが環状に接続されてなる暖房用の冷媒回路を有し、前記室内側熱交換器および前記減圧装置のセットが複数の室内機に個々に配備されており前記複数の室内機が同じ室内に配備されている空気調和装置において、前記冷媒回路の空調負荷を検知する空調負荷検知手段と、前記検知された冷媒回路の空調負荷が前記冷媒回路について予め設定されている定格暖房能力よりも大きい場合にいずれかの室内機について空調能力セーブ運転または運転停止をさせる暖房運転制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
この発明に係る空気調和装置によれば、検知された冷媒回路の空調負荷がその冷媒回路の定格暖房能力や定格冷房能力よりも大きい場合に、同じ室内を空調している複数の室内機のいずれかについて空調能力セーブ運転または運転停止をさせるので、空調負荷が定格能力より大きい場合に複数の室内機の空調能力を一律に低下させるといったことがなく、通常、大きな空調能力を必要とする室内機については大きな空調能力を確保することができる。
実施の形態1.
以下、この発明の実施形態を説明する。図1はこの発明の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示すものである。
図1に示す空気調和装置において、1は容量可変な圧縮機、2は冷房運転と暖房運転とで冷媒流通方向を切換える四方弁、3は熱源機側熱交換器、4A,4B,4Cは冷媒回路の冷媒流量を制御する減圧装置、5A,5B,5Cは室内側熱交換器であり、これらが上記説明の順で環状に配管接続されて冷媒回路を構成している。尚、直列に接続された減圧装置4Aおよび室内側熱交換器5Aのセット、直列に接続された減圧装置4Bおよび室内側熱交換器5Bのセット、および直列に接続された減圧装置4Cおよび室内側熱交換器5Cのセットはそれぞれ並列に接続されている。
以下、この発明の実施形態を説明する。図1はこの発明の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示すものである。
図1に示す空気調和装置において、1は容量可変な圧縮機、2は冷房運転と暖房運転とで冷媒流通方向を切換える四方弁、3は熱源機側熱交換器、4A,4B,4Cは冷媒回路の冷媒流量を制御する減圧装置、5A,5B,5Cは室内側熱交換器であり、これらが上記説明の順で環状に配管接続されて冷媒回路を構成している。尚、直列に接続された減圧装置4Aおよび室内側熱交換器5Aのセット、直列に接続された減圧装置4Bおよび室内側熱交換器5Bのセット、および直列に接続された減圧装置4Cおよび室内側熱交換器5Cのセットはそれぞれ並列に接続されている。
また、6は風速可変な熱源機側送風機であり熱源機側熱交換器3に空気を送風する。7A,7B,7Cは室内側送風機であり室内側熱交換器5A,5B,5Cにそれぞれ空気を送風する。8A,8B,8Cは各室内機に吸い込まれる空気の温度を検知する室内温度検知手段、9A,9B,9Cは室内の床面温度を検知する床面温度検知手段、10A,10B,10Cは減圧装置4A,4B,4Cと室内側熱交換器5A,5B,5Cの間の冷媒配管温度をそれぞれ検知する第1の温度検知手段、11A,11B,11Cは室内側熱交換器5A,5B,5Cと四方弁2の間の冷媒配管温度をそれぞれ検知する第2の温度検知手段、12は圧縮機1の吐出側に接続されて高圧側圧力を検知する第1の圧力検知手段、13は圧縮機1の吸入側に接続されて低圧側圧力を検知する第2の圧力検知手段、14A,14B,14Cは室内の壁面の温度を検知する壁面温度検知手段、15は本実施形態に係る制御を行なう制御装置である。また、Iは熱源機、IIA,IIB,IICはそれぞれ室内機を示している。熱源機Iには圧縮機1、四方弁2、熱源機側熱交換器3、および制御装置15が配備されている。室内機IIAには減圧装置4Aおよび室内側熱交換器5Aのセットが配備され、室内機IIBには減圧装置4Bおよび室内側熱交換器5Bのセットが配備され、室内機IICには減圧装置4Cおよび室内側熱交換器5Cのセットが配備されている。
上記した制御装置15は、図2に示すように、汎用のCPU16、メモリM、データバス17などを備えている。CPU16は、いずれも後で詳述する、空調負荷検知手段18、冷房運転制御手段19、暖房運転制御手段20、第1優先データ変更手段21、第2優先データ変更手段22の各機能を備えている。尚、前記の各機能を有する制御装置15は、熱源機Iでなく、室内機IIA,IIB,IICのいずれかに設けても構わない。
次に、図1に示した冷媒回路の冷媒の流れを説明する。まず「冷房運転」において、圧縮機1を吐出した冷媒は、四方弁2を経由し熱源機側熱交換器3で熱源側送風機6から送風された空気と熱交換して凝縮液化し、減圧装置4A,4B,4Cで減圧され、室内側熱交換器5A,5B,5Cで室内側送風機7A,7B,7Cから送風された空気と熱交換して蒸発ガス化し、四方弁2を経由して圧縮機1の吸入側に戻る。
この時、圧縮機1の容量と熱源機側送風機6の風速を制御することにより、第1の圧力検知手段12の圧力検知値から換算した飽和温度、および第2の圧力検知手段13の圧力検知値から換算した飽和温度をそれぞれ所定の目標値に調整する。また、各減圧装置4A,4B,4Cを制御することにより、各第2の温度検知手段11A,11B,11Cの検知温度と各第1の温度検知手段10A,10B,10Cの検知温度との差であるスーパーヒートをそれぞれ調整する。尚、スーパーヒートを大きくする程、室内機IIA,IIB,IICの空調能力を大きくセーブすることができる。
一方、「暖房運転」では、四方弁2の駆動により冷媒回路の冷媒流路が暖房用に切り換えられる。そこで、圧縮機1を吐出した冷媒は、四方弁2を経由し室内側熱交換器5A,5B,5Cで室内側送風機7A,7B,7Cから送風される空気と熱交換して凝縮液化し、減圧装置4A,4B,4Cで減圧され、熱源機側熱交換器3で熱源側送風機6から送風される空気と熱交換して蒸発ガス化し、四方弁2を経由して圧縮機1の吸入側に戻る。
この時、圧縮機1の容量と熱源機側送風機6の風速を制御することにより、第1の圧力検知手段12の圧力検知値の飽和温度および第2の圧力検知手段13の圧力検知値の飽和温度を所定の目標値に調整する。また、各減圧装置4A,4B,4Cを制御することにより、各第1の圧力検知手段12の圧力検知値から換算した飽和温度と各第1の温度検知手段10A,10B,10Cの検知温度との差であるそれぞれのサブクールを調整する。尚、サブクールを大きくする程、室内機IIA,IIB,IICの能力を大きくセーブすることができる。
次に、この空気調和装置による室内機能力偏重方法の一例につき、図3、および図4または図5を参照して説明する。図3は1つの部屋に3台の室内機IIA,IIB,IICがすべて配備された例を示す図である。部屋は場所によって負荷の高い領域、中負荷の領域、低負荷の領域が区分けされる。そこで、例えば高負荷の室内機IIAは「優先順位1」かつ「優先度a」が、中負荷の室内機IICは「優先順位2」かつ「優先度b」が、低負荷の室内機IIBは「優先順位3」かつ「優先度c」が予め設定されメモリMに格納されているものとする。前記した優先順位は複数の室内機IIA,IIB,IICのそれぞれに、空調能力セーブ運転または運転停止を実施させるためのものである。また、優先度aは「システム全体としての能力より負荷が高いと検知した場合に能力セーブや運転停止の実施はしない設定」である。優先度bは「システム全体としての能力より負荷が高いと検知した場合に優先順位によって能力セーブを実施する設定」である。優先度cは「システム全体としての空調能力より空調負荷が高いと検知した場合に優先順位に加味して空調能力セーブ運転または運転停止を実施する設定」である。なお優先順位及び優先度は、リモコン等により予めプログラミングしておく。このリモコンの入力では、リモコンに設定している室内機ON−OFFボタン、温度設定上下ボタン、風速設定ボタン、吹き出し角度ボタンおよび設定画面が設置されており、例えばそのうち風速設定ボタンと吹き出し角度ボタンの2つを同時に5秒間押したとき、対象室内機とその優先順位、優先度選定画面が表示される。そして変更したい項目となる対象室内機、優先順位、優先度の選択を例えば吹き出し角度ボタンを押すごとに選択でき、選択後に温度設定上下ボタンにより変更する。設定終了した後に風速設定ボタンと吹き出し角度ボタンの2つを同時に5秒間押すことにより優先順位及び優先度の設定を終了し、リモコンの画面は初期画面に戻る。また、本実施例ではリモコン上で設定したが、パソコンから通信により制御装置15のメモリMに格納しても良い。この場合優先順位、優先度選定画面の選択や、優先順位、優先度の設定は、パソコン上の選択ボタンにより変更すれば良い。
ここで、「冷房運転」における制御装置15の処理手順を図4のフローチャートも用いて説明する。まず、各室内機IIA,IIB,IICに、上記した優先度を予め設定しておく(ステップ1)。この場合、優先度はリモコン等から設定し制御装置15のメモリMに格納しておく。次に、各室内機IIA,IIB,IICに、上記した優先順位を予め設定しておく(ステップ2)。この優先順位もリモコン等から設定しメモリMに格納しておく。その後、冷房運転を開始し(ステップ3)、圧縮機1の運転開始後の経過時間が10分経過したかを判定する(ステップ4)。10分経過を判断した後、室内機運転台数変化後または冷房能力セーブ運転変化後に5分経過したかを判定する(ステップ5)。室内機台数変化後経過時間5分経過を判断した場合、CPU16の空調負荷検知手段18は、容量可変な圧縮機1の現在の容量を冷媒回路の冷房負荷として検知する。そして、冷房運転制御手段19は、検知された圧縮機1の容量が、予め設定されメモリMに格納されている最大容量値(定格冷房能力)に達しているかを判断し(ステップ6)、最大容量値に達していると判断した場合は、第2の圧力検知手段13の圧力検知値から換算して求めた低圧飽和温度から低圧飽和温度の目標値を引いた値が2以上かを判断する(ステップ7)。求めた換算低圧飽和温度から低圧飽和温度の目標値を引いた値が2以上の場合は、この値が2以上4未満かどうかを判断する(ステップ8)。換算低圧飽和温度から低圧飽和温度の目標値を引いた値が2以上4未満の場合は、冷房負荷に対してシステム全体の冷房能力が不足気味と判断して、優先順位の若い順番に1台の室内機を冷房能力セーブ運転する(ステップ9)。尚、冷房能力セーブ運転の方法はスーパーヒートの目標値を高い値に設定変更することで実施する。また、優先度aの室内機に対してはこの冷房能力セーブ運転を実施しない。換算低圧飽和温度から低圧飽和温度の目標値を引いた値が4以上の場合は、冷房負荷に対してシステム全体の冷房能力が不足していると判断して、優先度aの室内機を除く室内機の中で優先順位の若い順に1台の室内機を冷房能力セーブ運転する。その際に冷房能力セーブ運転する室内機がない場合は、優先度cの室内機に限って優先順位の若い順に運転停止をする(ステップ10)。
このように、本実施形態の空気調和装置によれば、CPU16の空調負荷検知手段18により検知された冷媒回路の冷房負荷(空調負荷)がその冷媒回路の定格冷房能力よりも大きい場合に、同じ室内を冷房している複数の室内機IIA,IIB,IICのいずれかについて冷房運転制御手段19が空調能力セーブ運転または運転停止をさせるので、冷房負荷が定格冷房能力より大きい場合に複数の室内機IIA,IIB,IICの冷房能力を一律に低下させるといったことがなく、通常、大きな冷房能力を必要とする室内機(例えば、IIA)については大きな冷房能力を確保することができる。
そして、複数の室内機IIA,IIB,IICのそれぞれに冷房能力セーブ運転または運転停止をさせるための優先順位を設けてあるため、自動的に特定の室内機に対して冷房能力を確保することができる。また、冷房能力セーブ運転なし、冷房能力セーブ運転、運転停止といった内容の優先度を複数の室内機IIA,IIB,IICのそれぞれに設定してあるため、冷房能力セーブ運転または運転停止をしたくない室内機については冷房能力セーブ運転または運転停止をさせないよう、優先順位に加味して制御することができる。
次に、「暖房運転」における制御装置15の処理手順を図5のフローチャートも用いて説明する。この運転においても、各室内機IIA,IIB,IICに、上記した優先度をリモコン等から予め設定し制御装置15のメモリMに格納しておく(ステップ1)。次に、各室内機IIA,IIB,IICの優先順位をリモコン等から予め設定しメモリMに格納しておく(ステップ2)。その後、暖房運転を開始し(ステップ3)、圧縮機1の運転開始後の経過時間が10分経過したかを判定する(ステップ4)。10分経過を判断した後、室内機運転台数変化後または能力セーブ運転変化後に5分経過したかを判定する(ステップ5)。室内機台数変化後の5分経過を判断した場合、CPU16の空調負荷検知手段18は、容量可変な圧縮機1の現在の容量を冷媒回路の暖房負荷として検知する。そして、暖房運転制御手段20は、検知された圧縮機1の容量が、予め設定されてメモリMに格納されている最大容量値(定格暖房能力)に達しているかを判断し(ステップ6)、最大容量値に達していると判断した場合は、第1の圧力検知手段12の圧力検知値における冷媒飽和温度である高圧飽和温度の目標値から、換算により求めた高圧飽和温度を引いた値が2以上かを判断する(ステップ7)。高圧飽和温度目標値から換算高圧飽和温度を引いた値が2以上の場合は、この値が2以上4未満かどうかを判断する(ステップ8)。高圧飽和温度目標値から換算高圧飽和温度を引いた値が2以上4未満の場合は、暖房負荷に対してシステム全体の能力が不足気味と判断して、優先順位の若い順番に1台の室内機を暖房能力セーブ運転する(ステップ9)。尚、暖房能力セーブ運転の方法はサブクールの目標値を高い値に設定変更することで実施する。また、優先度aの室内機に対してはこの暖房能力セーブ運転を実施しない。高圧飽和温度目標値から換算高圧飽和温度を引いた値が4以上の場合は、暖房負荷に対してシステム全体の暖房能力が不足していると判断して、優先度aの室内機を除く室内機の中で優先順位の若い順に1台の室内機を暖房能力セーブ運転する。その際に暖房能力セーブ運転をする室内機がない場合は、優先度cの室内機に限って優先順位の若い順に運転停止をするのである(ステップ10)。
このように、暖房運転の場合も、CPU16の空調負荷検知手段18により検知された冷媒回路の暖房負荷(空調負荷)がその冷媒回路の定格暖房能力よりも大きい場合に、同じ室内を空調している複数の室内機IIA,IIB,IICのいずれかについて暖房運転制御手段20が暖房能力セーブ運転または運転停止をさせるので、暖房負荷が定格能力より大きい場合に複数の室内機IIA,IIB,IICの暖房能力を一律に低下させるといったことがなく、通常大きな暖房能力を必要とする室内機について大きな暖房能力を確保することができる。
また、複数の室内機IIA,IIB,IICのそれぞれに暖房能力セーブ運転または運転停止をさせるための優先順位を設けてあるため、自動的に特定の室内機に対して暖房能力を確保することができる。また、暖房能力セーブ運転なし、暖房能力セーブ運転、運転停止といった内容の優先度を複数の室内機IIA,IIB,IICのそれぞれに設定してあるため、暖房能力セーブ運転または運転停止をしたくない室内機については暖房能力セーブ運転または運転停止をさせないよう、優先順位に加味して制御することができる。
尚、上記した実施の形態では、各室内機の冷房運転または暖房運転に係る優先度および優先順位を予め設定して制御装置15のメモリMに格納しておくとしたが、本発明はそれに限定されるものでない。例えば、別の実施の形態として、同じ室内に配備された複数の室内機の室内空気吸込口近傍にそれぞれ設けられて室内空気の温度を検知する室内温度検知手段8a,8b,8cの検知値とその目標値に基づいて、CPU16の第1優先データ変更手段21が各室内機の空調(冷房/暖房)能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位および優先度、あるいは優先順位または優先度のいずれかを設定変更してメモリMに書き換えするようにしてもよい。
このように構成した場合は、検知された室内温度に基づいて各室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位と優先度が決定されるため、室内機の空調能力確保の優先順位と優先度を室内空気の温度によって自動的に設定することができる。
また、更に別の実施の形態として、同じ室内に配備された複数の室内機にそれぞれ設けられて室内の床面温度を検知する床面温度検知手段9a,9b,9cの検知値とその目標値に基づいて、CPU16の第2優先データ変更手段22が各室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位および優先度、あるいは優先順位または優先度のいずれかを設定変更してメモリMに書き換えするようにしてもよい。
また、他の実施の形態として、同じ室内に配備された複数の室内機にそれぞれ設けられて室内の壁面温度を検知する壁面温度検知手段14A,14B,14Cにより検知された壁面温度に基づいて、第2優先データ変更手段22が各室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位および優先度、あるいは優先順位または優先度のいずれかを設定変更してメモリMに書き換えるようにしてもよい。
また、他の実施の形態として、同じ室内に配備された複数の室内機にそれぞれ設けられて室内の壁面温度を検知する壁面温度検知手段14A,14B,14Cにより検知された壁面温度に基づいて、第2優先データ変更手段22が各室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位および優先度、あるいは優先順位または優先度のいずれかを設定変更してメモリMに書き換えるようにしてもよい。
このように、室内機に床面温度検知手段または壁面温度検知手段を備え、それらの検知値によって各室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位と優先度が決定されるため、室内機の空調能力確保の優先順位と優先度を床面や壁面といった躯体の温度によって自動的に設定できるのである。
1 圧縮機、2 四方弁、3 熱源機側熱交換器、4A,4B,4C 減圧装置、5A,5B,5C 室内側熱交換器、6 熱源機側送風機、7A,7B,7C 室内側送風機、8A,8B,8C 室内温度検知手段、9A,9B,9C 床面温度検知手段、10A,10B,10C 第1の温度検知手段、11A,11B,11C 第2の温度検知手段、12 第1の圧力検知手段、13 第2の圧力検知手段、14A,14B,14C 壁面温度検知手段、15 制御装置、18 空調負荷検知手段、19 冷房運転制御手段、20 暖房運転制御手段、21 第1優先データ変更手段、22 第2優先データ変更手段、I 熱源機、IIA,IIB,IIC 室内機、M メモリ。
Claims (6)
- 圧縮機と、並列接続された室内側熱交換器および減圧装置の複数セットと、熱源機側熱交換器とが環状に接続されてなる暖房用の冷媒回路を有し、前記室内側熱交換器および前記減圧装置のセットが複数の室内機に個々に配備されており前記複数の室内機が同じ室内に配備されている空気調和装置において、前記冷媒回路の空調負荷を検知する空調負荷検知手段と、前記検知された冷媒回路の空調負荷が前記冷媒回路について予め設定されている定格暖房能力よりも大きい場合にいずれかの室内機について空調能力セーブ運転または運転停止をさせる暖房運転制御手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
- 圧縮機と、熱源機側熱交換器と、並列接続された減圧装置および室内側熱交換器の複数セットとが環状に接続されてなる冷房用の冷媒回路を有し、前記減圧装置および前記室内側熱交換器のセットが複数の室内機に個々に配備されており前記複数の室内機が同じ室内に配備されている空気調和装置において、前記冷媒回路の空調負荷を検知する空調負荷検知手段と、前記検知された冷媒回路の空調負荷が前記冷媒回路について予め設定されている定格冷房能力よりも大きい場合にいずれかの室内機について空調能力セーブ運転または運転停止をさせる冷房運転制御手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
- 複数の室内機のそれぞれに、空調能力セーブ運転または運転停止をさせるための優先順位を予め設定し、暖房運転制御手段または冷房運転制御手段のいずれかによる室内機の空調能力セーブ運転または運転停止を、前記設定された各室内機の優先順位に従って実行する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。
- 複数の室内機のそれぞれに、空調能力セーブ運転なし、空調能力セーブ運転、または運転停止から選ばれる優先度を予め設定し、暖房運転制御手段または冷房運転制御手段のいずれかによる室内機の空調能力セーブ運転または運転停止を、前記設定された各室内機の優先度も加味して実行することを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。
- 複数の室内機が配備された室内の温度を検知する室内温度検知手段と、前記検知された室内温度に基づいて各室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位および/または優先度を設定変更する第1優先データ変更手段とを備えていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の空気調和装置。
- 複数の室内機が配備された室内の床面温度を検知する床面温度検知手段または前記室内の壁面温度を検知する壁面温度検知手段と、前記検知された床面温度または壁面温度に基づいていずれかの室内機の空調能力セーブ運転または運転停止に係る優先順位および/または優先度を設定変更する第2優先データ変更手段とを備えていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の空気調和装置。
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