JP2010210222A - 空気調和機およびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】室外機と型式の異なる複数の室内機が接続された空気調和機の室内機の吹き出し口の結露を防止することができる空気調和機およびその制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室外機に接続され、室内熱交換器を有する複数の室内機と、室外機および各室内機の運転を制御する制御装置と、を備えた空気調和機において、制御装置は、全ての室内機の運転容量の合計である合計運転容量を記憶するとともに(S4)、冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい室内機または室内機の組合せを第1室内機群として記憶し(S4)、運転中の第1室内機群の運転容量の合計が、合計運転容量の所定割合以下の場合に(S7)、圧縮機の目標低圧値を増加させる(S13)ことを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気調和機およびその制御方法に関し、特に、室外機と型式の異なる複数の室内機とを有する空気調和機の室内機の吹き出し口の結露防止に関するものである。
一般に、ビル等の比較的大規模な建物では、室外機に対して複数の室内機が接続されたマルチ型のパッケージエアコンが多用されている。このマルチ型パッケージエアコンに用いられる複数の室内機は、空調を行う各部屋の能力に応じて異なる型式の室内機が用いられる。室内機の型式が異なると、型式ごとに冷房能力に対する負荷が異なるため、冷房能力に対して負荷が大きい室内機は、冷房能力に対して負荷が小さい室内機ほど室内空気を冷やすことができず、冷房能力に差が出てしまう。したがって、冷房能力に対する負荷が大きい室内機についても冷房能力が不足しないように、室外機内に設置された圧縮機の目標低圧値が決められている。その場合、冷房能力に対する負荷が小さい室内機では、圧縮機の目標低圧値が決まっているため、室内機の吹き出し口から温度の低い空気が吹き出す。その結果、吹き出し空気温度が室内空気の露点を下回る場合には、室内機の吹き出し口周りに結露が生じる。
この結露防止として、特許文献1には、室内機の配管温度を制御する方法が開示されている。また、特許文献2には、室内機の熱交換器の目標温度を演算し圧縮機の周波数を制御する方法が開示されている。さらに、特許文献3には、室内機の吸込空気の露点と冷媒の蒸発温度の温度差を用いて圧縮機の周波数を制御する方法が開示されている。
特許第3137114号公報 特許第3754343号公報 特開平9−310927号公報
しかしながら、上記の各特許文献に開示された発明では、空気調和機に設置された温度検知手段や湿度検知手段を用いて圧縮機の周波数を制御するため、制御が複雑になりコストもかかってしまうという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑み、室外機と型式の異なる複数の室内機が接続された空気調和機の室内機の吹き出し口の結露を防止することができる空気調和機およびその制御方法を提供することを目的とする。
そこで、上記課題を解決するために、本発明の空気調和機およびその方法は、以下の手段を採用する。
本発明の空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、該室外機に接続され、室内熱交換器を有する複数の室内機と、前記室外機および各前記室内機の運転を制御する制御装置と、を備えた空気調和機において、前記制御装置は、全ての前記室内機の運転容量の合計である合計運転容量を記憶するとともに、冷房能力に対する負荷が他の前記室内機に対して小さい前記室内機または該室内機の組合せを第1室内機群として記憶し、運転中の前記第1室内機群の運転容量の合計が、前記合計運転容量の所定割合以下の場合に、前記圧縮機の目標低圧値を増加させることを特徴とする。
本発明者が鋭意検討したところ、多くの室内機が運転されている場合には結露が生じないにもかかわらず、所定の合計運転容量以下の室内機が運転されている場合には結露が生じるという現象を見出した。しかも、冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい1又は複数の室内機が運転されている場合に結露が生じることを見出した。
すなわち、冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい室内機またはそれらの室内機の組合せである第1室内機群が運転されており、これらの合計運転容量が所定割合以下の場合には、室内機の吹き出し口から温度の低い空気が吹き出す。そして、空気温度が室内空気の露点を下回る場合には、室内機の吹き出し口周りに結露が生じてしまう。そこで、本発明では、圧縮機の目標低圧値を増加させることとした。これにより、室内機の吹き出し口からの空気温度の低下を防止することができる。
ここで、「所定割合」としては、第1室内機群の吹き出し温度が設計時の想定温度を下回る場合の運転容量の割合を意味し、例えば40%とされる。この「所定割合」は、試験運転を行うことによって得ることができる。
また、「冷房能力に対する負荷が他の前記室内機に対して小さい」という室内機としては、例えばλ型熱交換器搭載の室内機や天井埋込方形4方向吹き出しの室内機といった、いわゆる良く冷える室内機が挙げられる。
また「冷房能力に対する負荷が他の前記室内機に対して大きい」という室内機としては、例えば熱交換器のプレートが1枚で構成される室内機が挙げられる。
また、本発明の空気調和機の制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、該室外機に接続され、室内熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、前記室外機および各前記室内機の運転を制御する空気調和機の制御方法において、全ての前記室内機の運転容量の合計である合計運転容量を記憶するとともに、冷房能力に対する負荷が他の前記室内機に対して小さい前記室内機または該室内機の組合せを第1室内機群として記憶し、運転中の前記第1室内機群の運転容量の合計が、前記合計運転容量の所定割合以下の場合に、前記圧縮機の目標低圧値を増加させることを特徴とする。
冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい室内機またはそれらの室内機の組合せである第1室内機群のみが運転している場合には、室内機の吹き出し口から温度の低い空気が吹き出す。そのため、空気温度が室内空気の露点を下回る場合には、室内機の吹き出し口周りに結露が生じるので、圧縮機の目標低圧値を増加させる制御を行う。従って、吹き出室内機の吹き出し口からの空気温度の低下を防止することができる。
本発明によると、運転中の室内機の運転容量と冷房能力に対する負荷によって圧縮機の目標低圧値を調整するので、室内機の吹き出し空気温度が室内空気の露点を下回る場合を回避でき、室内機の吹き出し口周りに生じる結露を防止することができる。
本発明の一実施形態における空気調和機の冷媒回路を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態における空気調和機の冷房運転制御を示すフローチャートである。
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施形態における空気調和機の冷媒回路を示す概略構成が示されている。
空気調和機は、1台の室外機1と型式の異なる複数の室内機2a,2b,・・・とを有している。なお、図1には、便宜上、2台の室内機2a,2bが示されているが、本実施形態では2台以上の室内機が設けられている。
室外機1には、室外熱交換器3と、インバータ制御によるモータの駆動周波数制御が可能な圧縮機4と、空気調和機全体の制御を統括する制御装置5と、室外ファン6と、冷媒の流通方向を切替える四方弁7と、キャピラリーチューブ8とが設けられている。
室外熱交換器3では、供給された冷媒と、室外ファン6によって供給された室外気との熱交換が行われる。室外熱交換器3は、冷房運転時には凝縮器として使用され、暖房運転時には蒸発器として使用される。
圧縮機4は、吸入したガス冷媒を圧縮して高温高圧にする。圧縮機4として、例えばスクロール圧縮機が用いられる。
制御装置5は、ROM等の所定の記憶領域を備えており、この記憶領域に、室外機1に接続されている全ての室内機2a,2b、・・・・の運転容量が記憶されている。室内機の運転容量は、室内機の型式から判断するようにしても良い。この場合、室内機の型式が記憶領域に記憶されることになる。制御装置5のCPU等の演算部にて、室内機の運転容量を加算して、合計運転容量が算出されるようになっている。
また、制御装置5の記憶領域には、後述する所定割合が記憶されている。制御装置5の演算部では、運転中の室内機の合計運転容量を算出し、記憶された所定割合とを比較する。
また、制御装置5の記憶領域には、冷房能力に対する負荷の順番が室内機ごとに記憶されている。この順番に基づいて、後述する第1室内機群が得られる。
また、制御装置5の記憶領域には、圧縮機4の目標低圧値が記憶されている。さらに、運転中の室内機が冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい室内機またはこれらの室内機の組合せだけで構成されていると判定した場合には、記憶されている圧縮機4の目標低圧値の周波数を増加させる。
ここで、「所定割合」としては、第1室内機群の吹き出し温度が設計時の想定温度を下回る場合の運転容量の割合を意味し、例えば40%とされる。この「所定割合」は、試験運転を行うことによって得ることができる。
また、「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」という室内機としては、例えばλ型熱交換器搭載の室内機や天井埋込方形4方向吹き出しの室内機といった、いわゆる良く冷える室内機が挙げられる。
キャピラリーチューブ8は、室内機2a,2bから室外機1に導かれた冷媒を膨張させる。
各室内機2a、2bには、それぞれ、室内熱交換器9a,9b、室内ファン10a,10b、膨張弁(図示せず)、温度センサ11a,11bが設けられている。
室内熱交換器9a,9bは、供給された冷媒と室内空気とを熱交換することによって空気調和を行う。室内熱交換器9a,9bは、冷房運転時には蒸発器として使用され、暖房運転時には凝縮器として使用される。
室内ファン10a,10bは、図示しない駆動モータによって回転され、室内空気を吸い込むとともに室内熱交換器9a,9bへ向けて室内空気を流す。
膨張弁(図示せず)は、室内機2a,2bから室外機1に導かれる冷媒を膨張させる。
温度センサ11a,11bとしては、例えば熱電対が使用され、室内空気の吹き出温度を検出するようになっている。
次に、上記構成の空気調和機の冷房運転について説明する。
冷媒は、室外機内1に設置された圧縮機4によって高圧に圧縮されて冷房回路側に切替えられた四方弁7を通過する。また、室外熱交換器3において室外ファン6によって室外気と熱交換が行われ、冷媒は凝縮される。また、キャピラリーチューブ8で膨張される。また、冷媒は、室外機1と室内機2a,2bに接続された配管を介して室内機2a,2bに導かれる。室内機2a,2bでは、冷媒は、室内熱交換器9a,9bにおいて室内空気と熱交換して、室内ファン10a,10bから冷風を室内に放出する。さらに、冷媒は、室内機2a,2bから室外機1に導かれ四方弁7を通過して、圧縮機4に導かれて冷房運転の1サイクルを終える。
次に図2を参照して、本実施形態にかかる空気調和機における複数の型式の異なる室内機によって冷房運転をした際の、圧縮機の目標低圧値の制御方法について説明する。
制御装置5は、運転開始の信号を受信後、室外機1に接続されている室内機2a、2bにおける運転中の室内機の数と運転中の室内機の合計運転容量とを算出する。さらに、運転中の室内機と合計運転容量が所定割合とによって、運転中の室内機の型式を判定する。その後、運転中の室内機に合計運転容量が所定割合未満でかつ運転中の室内機の型式が「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式に含まれている場合には、圧縮機4の目標低圧値を増加させる信号を圧縮機4に送信する。
まず、運転開始後、室外機1に接続されている室内機の数(J)、運転中の室内機の数(Imax)、運転中の室内機の合計運転容量(Sope)を0に初期化する(S1)。その後、室外機1に接続されている室内機の数(J)に1を加算し(S2)、この接続されている室内機(J)が運転中であるかを判定する(S3)。接続されている室内機(J)が運転中であると判定する場合には、運転中の室内機の数(Imax)に1を加算し、運転中の室内機の運転容量(Sj)を運転中の室内機の合計運転容量(Sope)に加算する(S4)。一方、接続されている室内機(J)が運転中ではないと判定する場合には、ステップS5に移行する。
次に、室外機1に接続されている室内機の数(J)と室外機1に接続されている全ての室内機2a,2b、・・・の数(Jmax)を比較する(S5)。室外機に接続されている室内機の数(J)が室外機1に接続されている全ての室内機2a,2b、・・・の数(Jmax)よりも少ない場合には、ステップS2に移行する。
以上のステップS2〜S5を繰り返すことによって、室外機1に接続されている全ての室内機2a,2b、・・・について運転中か否かを判断するとともに、運転中の室内機の合計運転容量を算出する。
ステップS5にて、室外機1に接続されている室内機の数(J)が室外機1に接続されている全ての室内機2a,2b、・・・の数(Jmax)よりも大きい場合には、運転中の室内機の数(I)、カウンター(FLAG)を0に初期化し(S6)、ステップS7へと進む。
ステップS7では、運転中の室内機の合計運転容量(Sope)と所定割合(0.4×Smax)とを比較する。運転中の室内機の合計運転容量(Sope)が所定割合よりも小さい場合には、運転中の室内機の数(I)に1を加算し(S8)、運転中の室内機の型式が「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式であるかについて判定する(S9)。
なお、運転中の室内機の型式が「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式という室内機としては、例えばλ型熱交換器搭載の室内機や天井埋込方形4方向吹き出しの室内機が挙げられる。
運転中の室内機の型式が「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式である場合には、カウンター(FLAG)に1を加算し(S10)、それ以外の型式である場合には、ステップS11に移行する。
その後、運転中の室内機の数(I)と運転中の室内機の合計数(Imax)を比較し、運転中の室内機の数(I)が運転中の室内機の合計数(Imax)よりも小さい場合には、ステップS8に移行し、運転中の室内機の数(I)が運転中の室内機の合計数(Imax)より大きい場合には、ステップS12に進む。
一方、運転中の室内機の合計運転容量(Sope)が所定割合よりも大きい場合には、ステップS12に移行する。ステップS12では、カウンター(FLAG)が0よりも大きいか否かについて判定する。カウンター(FLAG)が0より大きい場合には、圧縮機4の目標低圧値(LPS)を0.04増加させて(S13)冷房運転を行い、カウンター(FLAG)が0の場合には、そのまま冷房運転を継続する。
以上のステップS7〜S11を繰り返すことによって、運転中の室内機の合計運転容量と所定割合を比較し、さらに運転中の室内機について「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式か否かを判断する。さらに、ステップS12〜S13では、運転中の室内機に「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式が含まれる場合には、圧縮機4の目標低圧値(LPS)を増加する。
このように、図2に示された制御によって、運転中の室内機が「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式の室内機だけで構成されているか否かがわかる(S12)。さらに、運転中の室内機が「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式の室内機だけで構成されている場合には、圧縮機4の目標低圧値(LPS)を増加する。そのため、運転中の室内機の吹き出し口から温度の低い空気が吹き出すのを抑制し、空気温度が室内空気の露点を下回る場合に室内機の吹き出し口周りに生じる結露を防止することができる。
以上の通り、本実施形態の空気調和機によれば、以下の効果を奏する。
本発明は、室外機1と型式の異なる複数の室内機2a,2b、・・・を有している空気調和機において、運転中の室内機の合計運転容量と所定割合とを比較し(S7)、さらに、運転中の室内機の型式に「冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい」型式が含まれているかを判定することによって(S9)、冷房能力に対する負荷が他の室内機に対して小さい室内機またはそれらの室内機の組合せである第1室内機群のみが運転しているかがわかる(S12)。第1室内機群のみが運転している場合には、圧縮機4の目標低圧値(LPS)が一定であるため室内機の吹き出し口から温度の低い空気が吹き出す。そのため、空気温度が室内空気の露点を下回る場合には、室内機の吹き出し口周りに結露が生じるので、この圧縮機4の目標低圧値(LPS)を増加さることによって(S13)、吹き出室内機の吹き出し口からの空気温度の低下を防止することができる。
なお、本実施形態では、所定割合を40%として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷房能力に対する負荷が小さい室内機の合計運転容量と室外機1に接続されている室内機の合計運転容量との割合に設定すればよい。
1 室外機
2a、2b 室内機
4 圧縮機
5 制御装置

Claims (2)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、
    該室外機に接続され、室内熱交換器を有する複数の室内機と、
    前記室外機および各前記室内機の運転を制御する制御装置と、
    を備えた空気調和機において、
    前記制御装置は、全ての前記室内機の運転容量の合計である合計運転容量を記憶するとともに、冷房能力に対する負荷が他の前記室内機に対して小さい前記室内機または該室内機の組合せを第1室内機群として記憶し、
    運転中の前記第1室内機群の運転容量の合計が、前記合計運転容量の所定割合以下の場合に、前記圧縮機の目標低圧値を増加させることを特徴とする空気調和機。
  2. 冷媒を圧縮する圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、
    該室外機に接続され、室内熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、
    前記室外機および各前記室内機の運転を制御する空気調和機の制御方法において、
    全ての前記室内機の運転容量の合計である合計運転容量を記憶するとともに、冷房能力に対する負荷が他の前記室内機に対して小さい前記室内機または該室内機の組合せを第1室内機群として記憶し、
    運転中の前記第1室内機群の運転容量の合計が、前記合計運転容量の所定割合以下の場合に、前記圧縮機の目標低圧値を増加させることを特徴とする空気調和機の制御方法。
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