JP2010078191A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが定めた設定温度を変更することなく、よってユーザに不快感を与えることなく省エネルギー効果が得られる空気調和機を提供する。
【解決手段】室内機Ｙ１，Ｙ２の少なくとも一方で能力制限モードが設定されると、室内機Ｙ１，Ｙ２における設定温度Ｔｓをユーザが設定した値のまま変更することなく、圧縮機１を通常より低い能力で運転する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、室外機および複数の室内機からなるマルチタイプの空気調和機に関する。

省エネルギータイプの空気調和機として、セーブ運転スイッチを備え、そのセーブ運転スイッチがオンされると、ユーザが定めた設定温度を冷房中およびドライ中は所定値だけ高め、暖房中は所定値だけ下げるものが知られている（例えば特許文献１）。また、設定温度範囲の上限値と下限値を可変設定するものが知られている（例えば特許文献２）。
特開平６−２９４５３５号公報 特開２００８−７５９８０号公報

セーブ運転スイッチを備える空気調和機、および設定温度範囲の上限値と下限値を可変設定する空気調和機のいずれも、ユーザが望む設定温度（表示される設定温度）とは異なる設定温度が選定されることになり、冷房運転やドライ運転ではユーザが望む温度まで室内温度が低下しないうちに運転が中断し、暖房運転ではユーザが望む温度まで室内温度が上昇しないうちに運転が中断してしまう、いわゆる早期サーモオフを生じる。このため、ユーザに不快感を与えることがある。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、ユーザが定めた設定温度を変更することなく、よってユーザに不快感を与えることなく省エネルギー効果が得られる空気調和機を提供することである。

請求項１に係る発明の空気調和機は、能力可変型の圧縮機および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、前記各室内機に設けられ、空調負荷に応じた要求能力を前記室外機に知らせる第１制御手段と、前記室外機に設けられ、前記各室内機の要求能力の総和に応じて前記能力可変圧縮機の能力を制御する第２制御手段と、前記各室内機に設けられ、能力抑制モードを指定するための操作手段と、前記各室内機に設けられ、前記操作手段で能力抑制モードが設定された場合に、前記空調負荷に応じた要求能力に対し上限値を設定する第３制御手段と、を備える。

この発明の空気調和機によれば、ユーザが定めた設定温度を変更することなく、よってユーザに不快感を与えることなく省エネルギー効果が得られる。

［１］第１の実施形態
以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、圧縮機１から吐出される冷媒が四方弁２を介して室外熱交換器３に供給され、その室外熱交換器３を経た冷媒が膨張弁４、パックドバルブ５，２１、および流量調整弁（ＰＭＶ；パルスモータバルブ）２２を介して室内熱交換器２３に流れる。また、室外熱交換器３を経た冷媒が膨張弁４、パックドバルブ５，３１、および流量調整弁３２を介して室内熱交換器３３に流れる。室内熱交換器２３を経た冷媒はパックドバルブ２４，６および四方弁２を介して圧縮機１に吸込まれ、室内熱交換器３３を経た冷媒はパックドバルブ３４，６および四方弁２を介して圧縮機１に吸込まれる。

この実線矢印で示す冷媒の流れは冷房運転時およびドライ運転時のもので、室外熱交換器３が凝縮器、室内熱交換器２３，３３が蒸発器として機能する。暖房運転時は、四方弁２が切換わることにより、冷媒が破線矢印の方向に流れ、室内熱交換器２３，３３が凝縮器、室外熱交換器３が蒸発器として機能する。

圧縮機１は、モータ１Mを有し、インバータ７から供給される駆動電圧の周波数Ｆに応じて回転数が変化する能力可変型である。室外熱交換器３の近傍には室外ファン８が設けられている。インバータ７および室外ファン８は、室外制御部１０によって駆動制御される。

これら圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、インバータ７、室外ファン８、室外制御部１０、および冷媒配管等により、室外機Ｘが構成される。

また、上記室内熱交換器２３の近傍に室内ファン２５および室内温度センサ２６が設けられている。室内ファン２５は室内制御部２７によって駆動制御される。室内温度センサ２６は室内温度Ｔａを検知する。この検知温度Ｔａが室内制御部２７で監視される。これら、流量調整弁２２、室内熱交換器２３、室内ファン２５、室内温度センサ２６、室内制御部２７、および冷媒配管等により、室内機Ｙ１が構成される。

さらに、上記室内熱交換器３３の近傍に室内ファン３５および室内温度センサ３６が設けられている。室内ファン３５は室内制御部３７によって駆動制御される。室内温度センサ３６は室内温度Ｔａを検知する。この検知温度Ｔａが室内制御部３７で監視される。これら流量調整弁３２、室内熱交換器３３、室内ファン３５、室内温度センサ３６、室内制御部３７、および冷媒配管等により、室内機Ｙ２が構成される。

すなわち、室外機Ｘおよび複数の室内機Ｙ１，Ｙ２によりマルチタイプの空気調和機が構成されるとともに、これら室外機Ｘおよび室内機Ｙ１，Ｙ２にヒートポンプ式冷凍サイクルが搭載されている。

上記室内制御部２７，３７に、設定温度Ｔｓや運転モードなどを設定するためのリモートコントロール式の操作器として、リモコンユニット２８，３８がそれぞれ接続される。リモコンユニット２８は、液晶表示部２８ａおよび操作部を備え、その操作部に、能力抑制モードを指定するための操作手段であるセーブスイッチ２８ｂ、能力抑制モードが指定されているか否かを報知するためのセーブランプ（発光ダイオード）２８ｃなどを有する。同様に、リモコンユニット３８は、液晶表示部３８ａおよび操作部を備え、その操作部に、能力抑制モードを指定するための操作手段であるセーブスイッチ３８ｂ、能力抑制モードが指定されているか否かを報知するためのセーブランプ（発光ダイオード）３８ｃなどを有する。

そして、室外機Ｘの室外制御部１０に室内機Ｙ１，Ｙ２の室内制御部２７，３７が接続される。

室内制御部２７，３７は、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を有する。
（１）室内温度センサ２６，３６の検知温度Ｔａとユーザによりリモコンユニット２８，３８で定められる設定温度Ｔｓとの差ΔＴを空調負荷として検出する検出手段。

（２）上記検出手段で検出される空調負荷ΔＴに応じた要求能力を、運転周波数指令（Ｓ０，Ｓ３，Ｓ５，〜ＳＦのいずれか）として、室外機Ｘに知らせる制御手段（第１制御手段）。

（３）リモコンユニット２８，３８のセーブスイッチ２８ｂ，３８ｂがオン操作されて能力抑制モードが設定された場合に、上記空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値を設定する制御手段（第３制御手段）。

室外制御部１０は、主要な機能として次の（１１）の手段を有する。
（１１）室内機Ｙ１，Ｙ２の要求能力（運転周波数指令）の総和に応じて圧縮機１の能力（インバータ７の出力周波数Ｆ）を制御する制御手段（第２制御手段）。

つぎに、図２のフローチャートを参照しながら、作用について説明する。
冷房運転時あるいはドライ運転時、室内機Ｙ１，Ｙ２において、室内温度センサ２６，３６の検知温度Ｔａとリモコンユニット２８，３８で定められた設定温度Ｔｓとの差ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｓ）がそれぞれ空調負荷として検出される（ステップ１０１）。暖房運転時は、リモコンユニット２８，３８で定められた設定温度Ｔｓと室内温度センサ２６，３６の検知温度Ｔａとの差ΔＴ（＝Ｔｓ−Ｔａ）がそれぞれ空調負荷として検出される（ステップ１０１）。

検出された空調負荷ΔＴに基づいて、室内制御部２７，３７の内部メモリに記憶されている図３の要求能力決定条件が参照されることにより、空調負荷ΔＴに応じた要求能力として、運転周波数指令（Ｓ０，Ｓ３，Ｓ５，〜ＳＦのいずれか）が決定される（ステップ１０２）。例えば、冷房運転時の検知温度Ｔａが２８．６℃、設定温度Ｔｓが２７℃であれば、空調負荷ΔＴは“＋１．６℃”のＢゾーンとなり、要求能力として運転周波数指令ＳＤが決定される。冷房運転時の検知温度Ｔａが２８．３℃、設定温度Ｔｓが２７℃であれば、空調負荷ΔＴは“＋１．３℃”のＣゾーンとなり、要求能力として運転周波数指令ＳＢが決定される。

ただし、リモコンユニット２８のセーブスイッチ２８ｂがオンされていれば、室内機Ｙ１で能力抑制モードが設定され、上記空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値が設定される。例えば、図４に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＤゾーンが上限値として設定され、“＋０．５℃”以上の空調負荷ΔＴについては、全てＤゾーンの運転周波数指令Ｓ９が決定される。このとき、リモコンユニット２８のセーブランプ２８ｃが点灯し、室内機Ｙ１が能力抑制モードであることがユーザに報知される。

室内機Ｙ１，Ｙ２で決定された運転周波数指令は、室内機Ｙ１，Ｙ２のそれぞれ室内馬力情報（能力ランクともいう）、およびセーブスイッチ２８ｂ，３８ｂの状態を表す情報と共に、室外機Ｘに送られる（ステップ１０３）。

室外機Ｘでは、室内機Ｙ１，Ｙ２からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づき、室内機Ｙ１，Ｙ２の合計要求能力が算出される（ステップ１０４）。この算出に際し、詳細には、室内熱交換器２３，３３の流入冷媒温度・流出冷媒温度等に応じた補正演算が加味される）。そして、算出された合計要求能力に応じて圧縮機１の運転周波数（インバータ７の出力周波数）Ｆが決定され、その運転周波数Ｆで圧縮機１が実際に駆動される（ステップ１０５）。

また、室内機Ｙ１，Ｙ２からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づき、室内機Ｙ１，Ｙ２に対する冷媒分配比率が算出され、その冷媒分配比率に対応する流量調整弁（ＰＷＭ）２２，３２の開度が算出される（ステップ１０６）。この開度情報が室内機Ｙ１，Ｙ２に送られる（ステップ１０７）。室内機Ｙ１，Ｙ２では、室外機Ｘからの開度情報に応じて流量調整弁２２，３２の開度がそれぞれ制御される（ステップ１０８）。

このように、室内機Ｙ１，Ｙ２の少なくとも一方で能力制限モードが設定されると、圧縮機１が通常より低い能力で運転されるので、省エネルギー効果が得られる。とくに、室内機Ｙ１，Ｙ２における設定温度Ｔｓについてはリモコンユニット２８，３８でユーザが設定した値のまま変更されないので、冷房運転時やドライ運転時に室内温度が十分に低下しないうちに運転が中断するといった早期サーモオフを生じることがなく、ユーザに蒸し暑さなどの不快感を与えない。暖房運転時に室内温度が十分に上昇しないうちに運転が中断するといった早期サーモオフを生じることもなく、ユーザに肌寒さなどの不快感を与えることもない。
リモコンユニット２８，３８のセーブスイッチ２８ｂ，３８ｂがオフされると、室内機Ｙ１，Ｙ２の能力抑制モードが解除される。これに伴い、要求能力決定条件における上限値の設定が解除されて圧縮機１が通常の能力で運転されるとともに、セーブランプ２８ｃ，３８ｃが消灯する。

なお、上記実施形態では、要求能力決定条件のＤゾーンを上限値として設定したが、その設定ゾーンについて限定はなく、室内馬力等に応じて適宜に設定可能である。また、リモコンユニット２８，３８が有線式である場合を例に説明したが、ワイヤレス式であってもよい。

［２］第２の実施形態
第２の実施形態では、リモコンユニット２８，３８のセーブスイッチ２８ｂ，３８ｂにより、複数たとえば４つの能力抑制モードを選択的に指定し得る構成となっている。

そして、室内機Ｙ１，Ｙ２の室内制御部２７，３７が、第１の実施形態の（３）の手段に代えて、次の（３ａ）の手段を有する。
（３ａ）リモコンユニット２８，３８のセーブスイッチ２８ｂ，３８ｂで指定される能力制御モードに応じて、空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値を設定する制御手段（第３制御手段）。

作用を説明する。
セーブスイッチ２８ｂまたはセーブスイッチ３８ｂで第１能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値Ｍａｘ１が設定される。すなわち、図５に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＦゾーンが上限値として設定され、“−０．５℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＦゾーンの運転周波数指令Ｓ５が決定される。

第２能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値Ｍａｘ２が設定される。すなわち、図５に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＥゾーンが上限値として設定され、“０℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＥゾーンの運転周波数指令Ｓ７が決定される。

第３能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値Ｍａｘ３が設定される。すなわち、図５に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＤゾーンが上限値として設定され、“＋０．５℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＤゾーンの運転周波数指令Ｓ９が決定される。

第４能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対し、上限値Ｍａｘ４が設定される。すなわち、図５に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＣゾーンが上限値として設定され、“＋１．０℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＣゾーンの運転周波数指令ＳＢが決定される。

室外機Ｘでは、室内機Ｙ１，Ｙ２からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づいて室内機Ｙ１，Ｙ２の合計要求能力が算出され、算出された合計要求能力に応じて圧縮機１の運転周波数Ｆが決定される。

このように、室内機Ｙ１，Ｙ２において複数の能力抑制モードを選択的に設定することができ、その各能力抑制モードに応じて圧縮機１の能力低減幅が可変となる。ユーザは、能力の抑制幅を好みにより自由に選定できる。
他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［３］第３の実施形態
第３の実施形態では、リモコンユニット２８，３８のセーブスイッチ２８ａ，３８により、能力抑制の制限割合を“０％”〜“１００％”までの数値で指定し得る構成となっている。

そして、室内機Ｙ１，Ｙ２の室内制御部２７，３７が、第１の実施形態の（３）の手段に代えて、次の（３ｂ）の手段を有する。
（３ｂ）上限値をセーブスイッチ２８ａ，３８で指定される数値“０％”〜“１００％”に合せて可変設定する制御手段（第３制御手段）。

作用を説明する。
図３の要求能力決定条件におけるゾーンＨ〜Ａに対し、図６に示すように数値“０％”〜“１００％”が割り当てられている。

セーブスイッチ２８ｂまたはセーブスイッチ３８ｂで数値“１００％”が設定されると、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＡゾーンが上限値として設定され、“＋２．０℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＡゾーンの運転周波数指令ＳＦが決定される。

セーブスイッチ２８ｂまたはセーブスイッチ３８ｂで数値“９０％”が設定されると、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＣゾーンが上限値として設定され、“＋１．０℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＣゾーンの運転周波数指令ＳＦが決定される。

セーブスイッチ２８ｂまたはセーブスイッチ３８ｂで数値“５０％”が設定されると、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちＦゾーンが上限値として設定され、“−０．５℃”以上の空調負荷ΔＴについて、全てＦゾーンの運転周波数指令Ｓ５が決定される。

室外機Ｘでは、室内機Ｙ１，Ｙ２からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づいて室内機Ｙ１，Ｙ２の合計要求能力が算出され、算出された合計要求能力に応じて圧縮機１の運転周波数Ｆが決定される。

このように、室内機Ｙ１，Ｙ２において能力抑制の割合を連続的な数値として自由に設定できる。
他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［４］第４の実施形態
第４の実施形態では、室内制御部２７，３７が第１の実施形態の（１）〜（３）の手段に加えて次の（４）（５）の手段を有する。
（４）室外機Ｘが能力抑制を受入れ可能か否かを判定する判定手段。
（５）上記判定手段の判定結果が肯定の場合に（３）の制御手段による上限値の設定を許容し、同判定結果が否定の場合に（３）の制御手段による上限値の設定を禁止する制御手段（第４制御手段）。

電源投入時、室内制御部２７，３７から室外制御部１０に対し、能力抑制を受入れ可能か否かの問い合わせ信号が送られる。この問い合わせ信号に対する室外制御部１０の応答信号が室内制御部２７，３７に送られることにより、室外機Ｘが能力抑制を受入れ可能な機種であるか否かが室内制御部２７，３７において判定される。

この判定結果が肯定の場合、室外機Ｘが能力抑制を受入れ可能な機種であるとの判断の下に、あるいは室外機Ｘで能力抑制の受入れ体制が設定されているとの判断の下に、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂの操作による能力制限モードの設定（つまり空調負荷ΔＴに応じた要求能力に対する上限値の設定）が許容される。

判定結果が否定の場合は、室外機Ｘが能力抑制を受入れ可能な機種ではないとの判断の下に、あるいは室外機Ｘで能力抑制の受入れ体制が設定されていないとの判断の下に、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂの操作による能力制限モードの設定が禁止される。この禁止の際に、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂが操作されると、“この機能はありません”という文字がリモコンユニット２８，３８の液晶表示部２８ａ，３８ａで表示される。ユーザは、この表示を見て、能力制限ができないことを知ることができる。

このように、室外機Ｘの種類や設定に応じて能力制限モードの設定を室内機Ｙ１，Ｙ２側で自動的に許容または禁止するので、室内機Ｙ１，Ｙ２ごとに条件設定を行う手間を省くことができる。また、現状の室外機Ｘが能力抑制の受入れが不可能な機種であっても、将来的にラインアップされる予定の能力抑制可能な省エネルギータイプの室外機Ｘを購入して使用することができる。
他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［５］第５の実施形態
第５の実施形態では、室内制御部２７，３７が第１の実施形態の（１）〜（３）の手段に加えて次の（６）（７）の手段を有する。
（６）セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂによる指定を有効とするか無効とするかの有効／無効情報を、例えばパーソナルコンピュータからのロードにより、内部メモリに記憶しておく記憶手段。
（７）上記記憶手段内の有効／無効情報が無効を表している場合に、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂによる指定にかかわらず、前記第３制御手段による上限値の設定を禁止する制御手段（第５制御手段）、
すなわち、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂによる指定を有効とする旨の有効／無効情報が室内制御部２７，３７の内部メモリに記憶されていれば、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂの操作による能力抑制モードの設定が可能となる。

セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂによる指定を無効とする旨の有効／無効情報が室内制御部２７，３７の内部メモリに記憶されていれば、セーブスイッチ２８ｂ，３８ｂをいくら操作しても、能力抑制モードは設定されない。

このように、能力抑制を有効とするか無効とするかを、ユーザ、室内環境、設置場所等に応じて、自由に選定することができる。
他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［６］上記各実施形態では、室内機が２台の場合を例に説明したが、２台に限らず、３台以上あってもよい。また、上記各実施形態を適宜に組み合わせた構成を採用してもよい。

その他、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

この発明の各実施形態の構成を示すブロック図。 第１の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。 各実施形態における要求能力決定条件を示す図。 図３の要求能力決定条件に対して設定される上限値を示す図。 図３の要求能力決定条件に対して設定される複数の上限値を示す図。 第３の実施形態における数値の指定と上限値との関係を示す図。

符号の説明

１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…膨張弁、７…インバータ、１０…室外制御部、２２，３２…流量調整弁、２３，３３…室内熱交換器、２７，３７…室内制御部、２８，３８…リモコンユニット、２８ａ，３８ａ…液晶表示部、２８ｂ，３８ｂ…セーブスイッチ、２８ｃ，３８ｃ…セーブランプ

Claims (5)

1. 能力可変型の圧縮機および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、
   前記各室内機に設けられ、空調負荷に応じた要求能力を前記室外機に知らせる第１制御手段と、
   前記室外機に設けられ、前記各室内機の要求能力の総和に応じて前記圧縮機の能力を制御する第２制御手段と、
   前記各室内機に設けられ、能力抑制モードを指定するための操作手段と、
   前記各室内機に設けられ、前記操作手段で能力抑制モードが設定された場合に、前記空調負荷に応じた要求能力に対し上限値を設定する第３制御手段と、
   を備えることを特徴とする空気調和機。
2. 前記操作手段は、複数の能力抑制モードを選択的に指定するためのもので、
   前記第３制御手段は、前記上限値として複数段の上限値を有し、これら上限値のいずれかを、前記操作手段で指定される能力抑制モードに応じて選択的に設定する、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記操作手段は、能力抑制の制限割合を数値により指定するためのもので、
   前記第３制御手段は、前記上限値を前記操作手段で指定される数値に合せて可変設定する、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
4. 前記各室内機に設けられ、前記室外機が能力抑制を受入れ可能か否かを判定する判定手段と、
   前記各室内機に設けられ、前記判定手段の判定結果が肯定の場合に前記第３制御手段による上限値の設定を許容し、前記判定手段の判定結果が否定の場合に前記第３制御手段による上限値の設定を禁止する第４制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
5. 前記各室内機に設けられ、前記操作手段による指定を有効とするか無効とするかの有効／無効情報を記憶しておく記憶手段と、
   前記各室内機に設けられ、前記記憶手段内の有効／無効情報が無効を表している場合に、前記操作手段による指定にかかわらず、前記第３制御手段による上限値の設定を禁止する第５制御手段、
   をさらに備え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空気調和機。

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