JP2012149858A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機の制御を簡素化する。
【解決手段】人感センサーで検知した検知情報及び吸込温度センサーで検知した吸込温度とが送信される室内制御部を有する複数台の室内機と、圧縮機と室外制御部とを有する室外機と、空調対象空間の設定温度及び設定風量を設定し、複数台の室内機に設けられた室内制御部の各々と接続される複数台のリモコンとを備え、リモコンは室内制御部を介して室外制御部と接続される。室内制御部は、検知情報に基づいてリモコンで設定された設定温度又は設定風量を変更し、この変更情報と吸込温度とを室内制御部から室外制御部に送信し、室外制御部は、変更情報と吸込温度とに基づいて複数台の室内機の空調対象空間の各々の空調負荷及び全体の空調負荷を算出し、この算出結果に基づいて圧縮機を容量制御すると共に、室外制御部から室内制御部を介して室内膨張弁を開度制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は空気調和機に関する。

従来の空気調和システムとして、同一室内空間に設置された複数の空気調和機が、互いの人検知情報や吸込温度の温度情報や運転情報を把握することで、各空調対象空間の空調負荷や室内空間全体の空調負荷を算出し、その算出結果に基づいて空調空間全体の省電力運転を行うことができるものがある。

特開２０１０−１５９９０５号公報

上記特許文献１のものは、各室内機の制御部で収集した種々の情報を一つの制御装置に集約し、当該制御装置がこれらの情報に基づいて空調負荷を算出する。そして制御装置が各室内機の制御部に制御指令を出力し、制御指令を受けた各制御部がファンやベーン，圧縮機等の機器を各々駆動制御する。つまり、複数台の室内機の制御部で情報を収集してから機器を駆動制御するまでの制御方法が複雑になるという課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、空気調和機の制御を簡素化することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、空調対象空間における人体動作を検知する人感センサーと、吸込温度を検知する吸込温度センサーと、冷媒の流量を調節する室内膨張弁と、前記人感センサーで検知した検知情報及び前記吸込温度センサーで検知した吸込温度とが送信される室内制御部とを各々有する複数台の室内機と、圧縮機と、前記圧縮機を容量制御する室外制御部とを有する室外機と、前記空調対象空間の設定温度及び設定風量を設定し、前記複数台の室内機に設けられた前記室内制御部の各々と接続される複数台のリモコンとを備え、前記リモコンは前記室内制御部を介して前記室外制御部と接続された空気調和機において、前記室内制御部は、前記検知情報に基づいて前記リモコンで設定された前記設定温度又は前記設定風量を変更し、この変更情報と前記吸込温度とを前記室内制御部から前記室外制御部に送信し、前記室外制御部は、前記変更情報と前記吸込温度とに基づいて前記複数台の室内機の前記空調対象空間の各々の空調負荷及び前記複数台の室内機の前記空調対象空間の全体の空調負荷を算出し、この算出結果に基づいて前記圧縮機を容量制御すると共に、前記室外制御部から前記室内制御部を介して前記室内膨張弁を開度制御することを特徴とする。

本発明によれば、空気調和機の制御を簡素化することができる。

本発明の一実施形態の空気調和機のサイクル構成図。 本発明の一実施形態の空気調和機の制御情報のブロック図。 空気調和機の省電力運転の制御遷移図。 省電力運転の制御フローチャートの各モードの説明表。

以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の空気調和機のサイクル構成図を示す。

本発明の一実施形態の空気調和機のサイクル構成は、１台の室外機３０に複数の室内機１０ａ，１０ｂ，１０ｃが並列に冷媒配管で接続されている。室外機３０内部には、圧縮機３１と、室外熱交換器３２と、室外膨張弁３３と、四方弁３５を有し、３台の室内機１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内部には、それぞれ室内熱交換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、室内膨張弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する。なお、室内機の台数は３台に限られず複数台であればよい。

７０は冷房時の冷媒の流れる向きを示す矢印であり、室外機３０の室外熱交換器３２を凝縮器とし、各室内機１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各室内熱交換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃを蒸発器とする。７１は暖房時の冷媒の流れる向きを示す矢印であり、各室内機の各室内熱交換器を凝縮器とし、室外機３０の室外熱交換器３２を蒸発器とする。冷暖房の切換えは四方弁３５で行い、冷房時は実線、暖房時は破線の向きに切換えられる。各室内機に室内膨張弁を搭載し、冷媒の流量を各室内機ごとに調節することができるため、各室内機が異なる冷房能力，暖房能力を発揮することができる。また、室内膨張弁の開度を各々調整することができ、全閉も可能であるため、各室内機を個別に運転及び停止するように制御することができる。

空気調和機は、室外機３０の室外制御部３４または室内機の室内制御部を介したリモコン５０ａ，５０ｂ，５０ｃから、各室内機の各室内膨張弁制御とサーモオン（各室内機の空調の運転開始），サーモオフ（各室内機の空調の運転停止）のタイミングを同じくする設定ができるので、各室内機の個別運転，同時運転がひとつの空気調和機で実現できる。

前記個別運転とは、各室内機に室内膨張弁を備えることで、室内膨張弁制御，運転開始・停止制御，サーモオン・サーモオフ制御を各室内機ごとに別々に行うことができる空気調和機の運転状態のことである。

前記同時運転とは、各室内機の室内膨張弁制御は別々に行うが、運転開始・停止制御，サーモオン・サーモオフ制御を１台の室外機に接続された全ての室内機で同時に行うことができる空気調和機の運転状態のことである。

次に、本発明の一実施形態の空気調和機の制御情報の伝達について図２を用いて説明する。図２は、上記個別運転を行う時の制御情報の伝達を記載したブロック図である。実線の矢印は設定情報及び検知情報の伝送を示し、破線の矢印は制御指令情報の伝送を示す。

室内機１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、空調対象空間における人体動作を検知する人感センサー１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，吸込温度を検知する吸込温度センサー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，冷媒の流量を調節する室内膨張弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び室内制御部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，風量制御のための室内ファン１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，風向制御のためのルーバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃを設ける。

室外機３０は、圧縮機３１と、圧縮機の容量を制御する室外制御部３４を設ける。室内機を複数台接続したときそれぞれの室内機を個別運転または同時運転することを可能とし、その運転方式も選択可能とする。

また、室内側には設定温度及び設定風量を設定するリモコン５０ａ，５０ｂ，５０ｃを備える。リモコン５０ａ，５０ｂ，５０ｃは対となる室内制御部１３ａ，１３ｂ，１３ｃと各々接続され、これらの室内制御部は室外制御部３４と接続される。以下、室内機１０ａを代表して操作を説明する。

空気調和機は、１台の室外機３０で複数の室内機の運転状態や発停を個別に制御する個別運転が可能である。リモコン５０ａからの運転開始の情報（例えば設定温度や設定風量）と、人感センサー１５ａにより検知された人の在・不在もしくは人の活動量の情報とが室内制御部１３ａに送信され、これらの情報に基づいて、リモコン５０ａで設定された設定温度及び設定風量が室内制御部１３ａで適切な設定温度及び設定風量の情報に変更される。この変更された情報と室内の吸込温度センサー１４ａで検知された吸込温度の情報とが室内制御部１３ａから室外制御部３４に送信される。他の室内機においても同様の情報の送受信が行われ、情報は室外制御部３４に集約される。

各室内機から受信した情報に基づいて、室外制御部３４は、各室内機それぞれの空調対象空間の空調負荷及びこれらの空調対象空間に基づく空調空間全体の空調負荷を算出する。この算出結果に基づいて、室外制御部３４が圧縮機３１を容量制御する。また、流れる冷媒量を室内機毎に調整したり、室内ファン１６ａの回転数やルーバー１７ａの開度及び風向を調整したりするよう室外制御部３４から室内制御部１３ａへ情報が送信される。そして、室内機毎に個別に制御されるように室内制御部１３ａが室内膨張弁１２ａを制御し、変更された設定温度及び設定風量となるように室内制御部１３ａが室内ファン１６ａ及びルーバー１７を制御する。

空調負荷に応じて圧縮機や室内ファン，ルーバー等の駆動機器を逐次運転制御することで省電力化を図る空気調和機の場合は、空気調和機を構成する機器の間での情報量が多くなり、送受信の形態も複雑になる。しかし、本発明によれば、リモコン５０ａ，人感センサー１５ａ，吸込温度センサー１４ａから収集した情報が室内制御部１３ａと室外制御部３４との間で送受信され室外制御部３４が空調負荷を演算するものであり、室外制御部３４が直接または室内制御部１３ａを介して駆動機器を制御するため、１台の室内機を単独運転する場合も複数台を運転する場合も、空気調和機の制御ルートが同じとなり、制御が簡単になる。

このことにより、接続された室内機それぞれの空調対象空間の空調負荷及びこれらの空調対象空間に基づく空調空間全体の空調負荷を室外制御部３４が算出し、その算出結果に基づいて圧縮機３１を容量制御する際に、室内機同士で制御情報の交換をする必要がない。また、上位制御機器を接続し、上位制御機器へ制御情報を送信する必要もない。

さらに、１台の室外機で複数の室内機を個別もしくは同時に運転できるため、室内機を複数台設置し、室外機を室内機と１対１で接続する場合に比べ、室外機の台数が少なくなるため、故障に対する信頼性が増す。

さらに、１台の室外機で複数の室内機を個別もしくは同時に運転できるため、室内機を複数台設置し、室外機を室内機と１対１で接続する場合に比べ室外機の設置スペースが小さくなり、室外機の設置環境の自由度が増す。

次に、図３，図４を用いて、空気調和機の省電力制御について説明する。図３は、制御モードの遷移図を示す。図４は、省電力運転の制御フローチャートの各モードの説明表を示す。

運転開始情報がリモコンから室内制御部に送信され、さらに室内制御部から室外制御部３４に送信されると通常の制御状態となる。通常の制御状態とは、リモコンの設定温度を任意に設定された温度のままとし、室内ファンの風量もリモコンで設定された任意の風量のままとする。人感センサーは、所定時間内に人の存否をカウントすることを随時繰り返す。この人感センサーの検知情報が室内制御部に送信され、室内制御部は検知情報に基づいて人の存否割合（活動量が大きいほど高く、活動量が小さいほど低い）を算出する。通常の制御状態から、ある一定時間、ある室内機空調対象空間において人が不在である、もしくは人の活動量が小さく、空調対象空間における空調負荷が小さいと人感センサーにより判断されたときは、該空調対象空間の室内機が個別に省電力運転モード１に移行するように該室内制御部が制御する。即ち、通常の制御で運転を続けると電力の無駄になるため、省電力で制御するように切換える。上記判断がなされなければ、通常の制御のまま運転を続ける。

省電力運転モード１となった時には、リモコンにより設定された設定温度を通常制御状態より冷房時は高く、暖房時は低くする。同時に、室内ファンの設定風量を通常の制御状態より小さくする。この制御方法の変化により、空気調和機の消費電力は通常制御状態に比べて省電力となる。本実施例では各省電力運転モードにおいて、設定温度と設定風量の両方を変更しているが、何れか一方であってもよい。要は、これらの省電力運転モードに移行することで、省電力とすると共に空調対象空間を適切な環境にすればよい。

上記省電力運転モード１に移行する時間よりさらに長い時間、ある室内機空調対象空間において人が不在である、もしくは人の活動量が小さく、空調対象空間における空調負荷が小さいと人感センサーにより判断されたときは、該空調対象空間の室内機が個別に省電力運転モード２に移行するように該室内制御部が制御する。

省電力運転モード２となった時には、リモコンにより設定された設定温度を省電力運転モード１より冷房時は高く、暖房時は低くする。同時に、室内ファンの設定風量を省電力運転モード１と同一もしくは小さくする。この制御方法の変化により、空気調和機の消費電力は省電力運転モード１に比べて省電力となる。

上記省電力運転モード２に移行する時間よりさらに長い時間、ある室内機空調対象空間において人が不在である、もしくは人の活動量が小さく、空調対象空間における空調負荷が小さいと人感センサーにより判断されたときは、該空調対象空間の室内機が個別に省電力運転モード３に移行するように該室内制御部が制御する。

省電力運転モード３となった時には、その室内機はサーモオフとし、さらにファンを止め、室内ファンの風量を０とする。この制御方法の変化により、空気調和機の消費電力は省電力運転モード２に比べて省電力となる。

また、省電力運転モード３となる条件においては、人感センサーにより人が不在の時間が相当に長い状態も考えられ、室内ユニットを切り忘れている可能性がある。よって、省電力運転モード３となる条件となった時には、室内機を個別に運転を停止させることも可能である。

前記省電力運転モード１，省電力運転モード２，省電力運転モード３から、前記人感センサーにより各室内機空調対象空間において人がいる、もしくは活動量が大であると判断した場合には、該空調対象空間の室内機が通常制御に移行するように該室内制御部が制御する。

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 室内機
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 室内熱交換器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 室内膨張弁
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 室内制御部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 吸込温度センサー
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 人感センサー
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 室内ファン
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ ルーバー
３０ 室外機
３１ 圧縮機
３２ 室外熱交換器
３３ 室外膨張弁
３４ 室外制御部
３５ 四方弁
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ リモコン
７０ 冷房時の冷媒の流れる向きを示す矢印
７１ 暖房時の冷媒の流れる向きを示す矢印

Claims (4)

1. 空調対象空間における人体動作を検知する人感センサーと、吸込温度を検知する吸込温度センサーと、冷媒の流量を調節する室内膨張弁と、前記人感センサーで検知した検知情報及び前記吸込温度センサーで検知した吸込温度とが送信される室内制御部とを各々有する複数台の室内機と、
   圧縮機と、前記圧縮機を容量制御する室外制御部とを有する室外機と、
   前記空調対象空間の設定温度及び設定風量を設定し、前記複数台の室内機に設けられた前記室内制御部の各々と接続される複数台のリモコンとを備え、
   前記リモコンは前記室内制御部を介して前記室外制御部と接続された空気調和機において、
   前記室内制御部は、前記検知情報に基づいて前記リモコンで設定された前記設定温度又は前記設定風量を変更し、この変更情報と前記吸込温度とを前記室内制御部から前記室外制御部に送信し、
   前記室外制御部は、前記変更情報と前記吸込温度とに基づいて前記複数台の室内機の前記空調対象空間の各々の空調負荷及び前記複数台の室内機の前記空調対象空間の全体の空調負荷を算出し、この算出結果に基づいて前記圧縮機を容量制御すると共に、前記室外制御部から前記室内制御部を介して前記室内膨張弁を開度制御することを特徴とする空気調和機。
2. 前記室内制御部は、前記検知情報から人の存否割合を算出し、前記設定温度と前記設定風量の何れか一方または両方を省電力側にシフトさせる省電力運転を行うことを特徴とする請求項１の空気調和機。
3. 前記設定温度と前記設定風量の何れか一方または両方の省電力側へのシフト量を可変させることを特徴とする請求項２の空気調和機。
4. 前記リモコンは、前記複数台の室内機の運転方式を個別運転または同時運転の何れかに選択可能であることを特徴とする請求項１の空気調和機。

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