JP2013181695A - 空気調和装置 - Google Patents

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康弘 岡
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Abstract

【課題】冷凍サイクルの状態に応じた適切な均圧制御が行える空気調和装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置において、全ての圧縮機が所定時間以上停止している場合は、空気調和装置の運転開始時に、切換ユニットにおける均圧処理制御を行わずに空調運転を開始する。また、全ての圧縮機が停止している時間が所定時間未満であれば、空気調和装置の運転開始時に、切換ユニットにおける均圧処理制御を行う。このとき、均圧処理制御を行っている途中で所定時間となれば、実行している均圧処理制御を中止して空調運転を開始する。
【選択図】図6

Description

本発明は、少なくとも1台の室外機に複数の室内機が冷媒配管で接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して行える空気調和装置に関する。
従来、少なくとも1台の室外機に複数の室内機が冷媒配管で接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して行える、所謂冷暖房フリー運転を行うことができる空気調和装置が提案されている。例えば、特許文献1に記載の空気調和装置は、圧縮機と流路切換手段と室外熱交換器と室外膨張弁とを備えた1台の室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁とを備えた3台の室内機と、高圧側室内切換弁と低圧側室内膨張弁とを備えた分流ユニットとを有しており、これらが高圧ガス管と低圧ガス管と液管とで相互に接続されて空気調和装置の冷媒回路が形成されている。
分流ユニットに備えられた高圧側室内切換弁は、一端が高圧ガス管に冷媒配管で接続されており、他端が室内熱交換器に冷媒配管で接続されている。また、低圧側室内切換弁は、一端が低圧ガス管に冷媒配管で接続されており、他端が室内熱交換器に冷媒配管で接続されている。これら2種類の室内側切換弁を開閉することによって、室内熱交換器と高圧ガス管とを連通させる、あるいは、室内熱交換器と低圧ガス管とを連通させることができ、室内熱交換器と高圧ガス管とを連通させれば室内熱交換器が凝縮器として機能して暖房運転が行え、室内熱交換器と低圧ガス管とを連通させれば室内熱交換器が蒸発器として機能して冷房運転が行える。従って、分流ユニットの各室内切換弁を操作することによって、室内機毎に暖房運転あるいは冷房運転を選択して行える。
上記のような空気調和装置では、室内機を暖房運転から冷房運転に切り換える場合、あるいは、冷房運転から暖房運転に切り換える場合は、室内熱交換器と分流ユニットとを接続する冷媒配管における冷媒圧力が急激に変化し、これに起因して冷媒が高圧側室内切換弁や低圧側室内切換弁を急激に流れる虞がある。そして、冷媒が高圧側室内切換弁や低圧側室内切換弁を急激に流れることで異音(冷媒の流れ音)が発生する虞があり、使用者に不快感を与える虞がある。
そこで、上記の空気調和装置では、高圧側室内切換弁に並列接続され高圧側電磁弁が組み込まれた高圧側バイパス管と、低圧側室内切換弁に並列接続され低圧側電磁弁が組み込まれた低圧側バイパス管とを分流ユニットに備え、これらを用いて以下に説明する均圧制御を行っている。室内機を暖房運転から冷房運転に切り換える場合は、高圧側室内切換弁および室内膨張弁を閉とするとともに、低圧側電磁弁を開として所定時間放置する。これにより、低圧側室内切換弁の低圧ガス管側と室内熱交換器側とが低圧側バイパス管で連通されて、低圧側室内切換弁の室内熱交換器側の冷媒圧力が低下するので、冷房運転を開始するために低圧側室内切換弁を開いたときに、低圧側室内切換弁の低圧ガス管側と室内熱交換器側との冷媒圧力の差に起因する異音の発生を抑制できる。
また、室内機を冷房運転から暖房運転に切り換える場合は、低圧側室内切換弁および室内膨張弁を閉とするとともに、高圧側電磁弁を開として所定時間放置する。これにより、高圧側室内切換弁の高圧ガス管側と室内熱交換器側とが高圧側バイパス管で連通されて、高圧側室内切換弁の室内熱交換器側の冷媒圧力が上昇するので、暖房運転を開始するために高圧側室内切換弁を開いたときに、高圧側室内切換弁の高圧ガス管側と室内熱交換器側との冷媒圧力の差に起因する異音の発生を抑制できる。
特開平5−203275号公報(第3〜4頁、第1図)
上述したような空気調和装置では、空調運転を行っているときに、使用者の指示により複数の室内機(特許文献1に記載の空気調和装置では、3台の室内機)全てが停止すると、室外機も停止、つまり、室外機に備えられた圧縮機も停止する。この状態から、いずれかの室内機で使用者の運転指示があって空気調和装置が運転を開始する場合についても、当該室内機において運転モードを切り換える場合と同様に均圧制御を行なう。具体的には、室内機が冷房運転を行う場合は、低圧側電磁弁を開として所定時間放置することで、低圧側室内切換弁の室内熱交換器側の冷媒圧力を低下させる。また、室内機が暖房運転を行う場合は、高圧側電磁弁を開として所定時間放置することで、高圧側室内切換弁の室内熱交換器側の冷媒圧力を上昇させる。
一方、圧縮機が停止してから長時間経過している場合、例えば、1時間以上が経過している場合は、空気調和装置の冷媒回路は均圧している。このように冷媒回路が均圧している状態であるときに、上述したような室内機における均圧制御を行えば、均圧制御が終了するまでは室内機が運転を開始することができず、室内機の運転開始までの時間が必要以上に長くなって使用者の快適性を損なう虞があった。
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、冷凍サイクルの状態に応じた適切な均圧制御が行える空気調和装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器とを有する少なくとも1台の室外機と、室内熱交換器と室内機減圧手段とを有する複数の室内機と、複数の室内機に対応して設けられて室内熱交換器における冷媒の流れ方向を切り換える複数の切換ユニットとを備えたものであって、室外機と複数の切換ユニットとが高圧ガス管および低圧ガス管で接続され、複数の室内機は少なくとも1台の室外機と液管で接続され、対応する複数の室内機と複数の切換ユニットとが冷媒配管で接続されている。また、切換ユニットは、対応する前記室内機の指示により室内機に備えられた室内熱交換器における冷媒圧力を昇圧あるいは降圧する均圧制御を行う均圧処理を備えている。そして、全ての圧縮機が停止している時間が所定時間以上であるときに、少なくとも1台の室内機が運転を開始する場合は、均圧手段による均圧処理は行わないものである。また、全ての圧縮機が停止している時間が所定時間未満であるときに少なくとも1台の室内機が運転を開始する場合は均圧手段による均圧処理を行い、均圧処理を行っているときに全ての圧縮機が停止している時間が所定時間となった場合は、均圧処理を中止するものである。
上記のように構成した本発明の空気調和装置は、全ての圧縮機が停止してからの時間が所定時間以上であれば、均圧処理を行わない。また、均圧処理を行っているときに、全ての圧縮機が停止してからの時間が所定時間となれば、均圧処理を中止する。従って、全ての圧縮機が停止しているときに室内機の運転を開始する場合に不必要な均圧処理を行わないので、室内機の運転開始までの時間を短縮でき、使用者の快適性を損わない。
本発明の実施例における、暖房主体運転を行う場合の冷媒の流れを説明する冷媒回路図である。 本発明の実施例における、切換ユニットの構成説明図である。 本発明の実施例における、切換ユニットに備えられた各弁の動作を定めた切換ユニット動作テーブルである。 本発明の実施例における、全ての圧縮機が停止している場合の冷媒回路図である。 本発明の実施例における、均圧処理を行う場合の冷媒回路図である。 本発明の実施例における、室外機や室内機での処理を説明するフローチャートであり、(A)は室外機における処理を説明するもの、(B)は室内機における処理を説明するものである。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、3台の室外機と4台の室内機とが相互に冷媒配管で接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して運転できる、所謂冷暖房フリーの運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
図1に示すように、本実施例における空気調和装置1は、3台の室外機2a〜2cと、4台の室内機8a〜8dと、4台の切換ユニット6a〜6dと、分岐器70、71、72とを備えている。これら室外機2a〜2cと室内機8a〜8dと切換ユニット6a〜6dと分岐器70、71、72とが、高圧ガス管30と、高圧ガス分管30a〜30cと、低圧ガス管31と、低圧ガス分管31a〜31cと、液管32と、液分管32a〜32cとで相互に接続されることによって、空気調和装置1の冷媒回路が構成される。
この空気調和装置1では、室外機2a〜2cや切換ユニット6a〜6dに備えられた各種弁類を開閉したり切り換えたりすることによって、暖房運転(全ての室内機が暖房運転)、暖房主体運転(暖房運転を行っている室内機で要求される能力全体が冷房運転を行っている室内機で要求される能力全体を上回る場合)、冷房運転(全ての室内機が冷房運転)、冷房主体運転(冷房運転を行っている室内機で要求される能力全体が暖房運転を行っている室内機で要求される能力全体を上回る場合)等、様々な運転動作が可能である。
図1は、これら運転動作の中から暖房主体運転を行っている場合の冷媒回路を示している。まずは、図1を用いて、室外機2a〜2cの構成について説明するが、室外機2a〜2cの構成は全て同じであるため、以下の説明では室外機2aの構成についてのみ説明を行い、室外機2bと室外機2cとについては詳細な説明は省略する。
図1に示すように、室外機2aは、圧縮機21aと、四方弁22aと、室外熱交換器23aと、室外ファン24aと、アキュムレータ25aと、室外機高圧ガス管33aと、室外機低圧ガス管34aと、室外機液管35aと、ホットガスバイパス管36aと、冷媒配管37a、38a、39aと、閉鎖弁40a、41a、42aと、室外膨張弁43aと、室外機開閉手段であるバイパス用電磁弁44aとを備えている。
圧縮機21aは、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる容量可変型圧縮機である。圧縮機21aの吐出側は、室外機高圧ガス管33aで閉鎖弁40aに接続されている。また、圧縮機21aの吸入側は、アキュムレータ25aの流出側に冷媒配管39aで接続されており、アキュムレータ25aの流入側は、室外機低圧ガス管34aで閉鎖弁41aに接続されている。
四方弁22aは、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、a、b、c、dの4つのポートを備えている。ポートaには、室外機高圧ガス管33aと接続点Aで接続する冷媒配管が接続されている。また、ポートbと室外熱交換器23aとが冷媒配管37aで接続され、ポートcに接続された冷媒配管38aは接続点Bで室外機低圧ガス管34aに接続されている。尚、ポートdは封止されている。
室外熱交換器23aは、冷媒と後述する室外ファン24aにより室外機2a内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものであり、室外熱交換器23aの一端は、上述したように四方弁22aのポートbに冷媒配管37aで接続され、他端は室外膨張弁43aの一方のポートに冷媒配管で接続されている。尚、室外膨張弁43aの他方のポートは、閉鎖弁42aと室外機液管35aで接続されている。室外熱交換器23aは、空気調和装置1が冷房/冷房主体運転を行う場合は凝縮器として機能し、暖房/暖房主体運転を行う場合は蒸発器として機能する。
室外ファン24aは、室外熱交換器23aの近傍に配置される樹脂材で形成されたプロペラファンであり、図示しないファンモータによって回転することで、室外機2a内に外気を取り込み、室外熱交換器23aにおいて冷媒と外気とを熱交換させた後、熱交換した外気を室外機2a外部へ放出する。
アキュムレータ25aは、流入側が室外機低圧ガス管34aに接続され、流出側が圧縮機21aの吸入側と冷媒配管39aで接続されている。アキュムレータ25aは、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機21aに吸入させる。
ホットガスバイパス管36aは、一端が室外機高圧ガス管33aに接続点Cで接続され、他端が室外機低圧ガス管34aに接続点Dで接続されている。ホットガスバイパス管36aには、バイパス用電磁弁44aが組み込まれており、バイパス用電磁弁44aを開閉することによってホットガスバイパス管36aを冷媒が流れるあるいは流れないようにする。
以上説明した構成の他に、室外機2aには各種のセンサが設けられている。図1に示すように、室外機高圧ガス管33aにおける圧縮機21aの吐出口と接続点Cとの間には、圧縮機21aから吐出される冷媒の吐出圧力を検出する高圧検出手段である高圧センサ50aと、圧縮機21aから吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ53aとが設けられている。また、室外機低圧ガス管34aにおける接続点Dとアキュムレータ25aの流入口との間には、圧縮機21aに吸入される冷媒の吸入圧力を検出する低圧検出手段である低圧センサ51aと、圧縮機21aに吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ54aとが設けられている。また、室外機液管35aにおける室外膨張弁43aと閉鎖弁42aとの間には、室外機液管35aを流れる冷媒の圧力を検出する中間圧センサ52aと、室外機液管35aを流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ55aとが設けられている。
冷媒配管37aには、室外熱交換器23aから流出あるいは室外熱交換器23aへ流入する冷媒の温度を検出する熱交温度センサ56aが設けられている。また、室外機2aの図示しない外気の吸込口付近には、室外機2a内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ57aが備えられている。
室外機2aには、制御部100aが備えられている。制御部100aは、室外機2aの図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されており、CPU110aと、記憶部120aと、通信部130aとを備えている。CPU110aは、室外機2aの上述した各センサからの検出信号を取り込むとともに、各室内機8a〜8dから出力される制御信号を通信部130aを介して取り込む。CPU110aは、取り込んだ検出信号や制御信号に基づいて圧縮機21aや室外ファン24aの回転制御、四方弁22aの切り換え制御、室外膨張弁43aの開度制御、といった室外機2aの運転に関する様々な制御を行う。
記憶部120aは、ROMやRAMで構成されており、室外機2aの制御プログラムや各センサからの検出信号に対応した検出値を記憶する。通信部130aは、室外機2aと室内機8a〜8dとの通信を仲介するインターフェイスである。
以上、室外機2aの構成について説明したが、室外機2bおよび室外機2cの構成は室外機2aと同じであり、室外機2aの構成要素(装置や部材)に付与した番号の末尾をaからbもしくはcに変更したものが、室外機2aの構成要素と対応する室外機2bおよび室外機2cの構成要素となる。但し、四方弁の各ポートおよび冷媒配管の接続点については、室外機2aと室外機2bおよび室外機2cとで記号を異ならせており、室外機2aの四方弁22aにおけるポートa、b、c、dに対応するものを室外機2bの四方弁22bではそれぞれポートe、f、g、hとし、室外機2cの四方弁22cではそれぞれポートj、k、m、nとしている。また、室外機2aにおける接続点A、B、C、Dに対応するものを、室外機2bではそれぞれ接続点E、F、G、H、室外機2cではそれぞれ接続点J、K、M、Nとしている。
次に、4台の室内機8a〜8dの構成について、図1を用いて説明する。尚、室内機8a〜8dの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機8aの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機8b〜8dについては説明を省略する。
室内機8aは、室内熱交換器81aと、室内機減圧手段である室内膨張弁82aと、室内ファン83aと、冷媒配管87a、88aと、閉鎖弁44aおよび45aとを備えている。室内熱交換器81aは、一端が室内膨張弁82aの一方のポートに冷媒配管で接続され、他端が冷媒配管で閉鎖弁45aに接続されている。室内熱交換器81aは、室内機8aが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機8aが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
室内膨張弁82aは、一方のポートが上述したように室内熱交換器81aに冷媒配管で接続され、他方のポートが冷媒配管87aで閉鎖弁44aの一方のポートに接続されている。尚、閉鎖弁44aの他方のポートには、冷媒配管88aの一端が接続されている。室内膨張弁82aは、室内熱交換器81aが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器81aが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。
室内ファン83aは、樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、図示しないファンモータによって回転することで、室内機8a内に室内空気を取り込み、室内熱交換器81aにおいて冷媒と室内空気とを熱交換させた後、熱交換した空気を室内へ供給する。
以上説明した構成の他に、室内機8aには各種のセンサが設けられている。室内熱交換器81aの室内膨張弁82a側の冷媒配管には、室内熱交換器81aに流入または室内熱交換器81aから流出する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ84aが設けられている。また、室内熱交換器81aの閉鎖弁45a側の冷媒配管には、室内熱交換器81aに流入または室内熱交換器81aから流出する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ85aが設けられている。さらには、室内機8aの図示しない室内空気の吸込口付近には、室内機8a内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室温センサ86aが備えられている。
室内機8aには、制御部800aが備えられている。制御部800aは、室内機8aの図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されており、CPU810aと、記憶部820aと、通信部830aとを備えている。CPU810aは、室内機8aの上述した各センサからの検出信号を取り込むとともに、各室外機2a〜2dから出力される制御信号を通信部830aを介して取り込む。CPU810aは、取り込んだ検出信号や制御信号に基づいて室内ファン83aの回転制御や室内膨張弁82aの開度制御等といった室内機8aの運転に関する様々な制御を行う。
記憶部820aは、ROMやRAMで構成されており、室内機8aの制御プログラムや各センサからの検出信号に対応した検出値を記憶する。通信部830aは、室内機8aと室外機2a〜2cとの通信を仲介するインターフェイスである。
尚、室外機2a〜2cの制御部100a〜100cと、室内機8a〜8dの制御部800a〜800dとは、通信部130a〜130cおよび通信部830a〜830dを介して相互に通信可能に接続されている。
以上、室内機8aの構成について説明したが、室内機8b〜8dの構成は室内機8aと同じであり、室内機8aの構成要素(装置や部材)に付与した番号の末尾をaからb、c、およびdにそれぞれ変更したものが、室外機8aの構成要素と対応する室内機8b〜8dの構成要素となる。
次に、4台の切換ユニット6a〜6dの構成について、図1および図2を用いて説明する。空気調和装置1には、4台の室内機8a〜8dに対応して4台の切換ユニット6a〜6dが備えられている。尚、切換ユニット6a〜6dの構成は全て同じであるため、以下の説明では、切換ユニット6aの構成についてのみ説明を行い、その他の切換ユニット6b〜6dについては説明を省略する。
切換ユニット6aは、第1開閉手段61aと、第2開閉手段62aと、第3開閉手段63aと、第4開閉手段64aと、流量制限手段である第1キャピラリーチューブ65aと、第2キャピラリーチューブ66aと、閉鎖弁67a、68a、69aと、第1分流管91aと、第2分流管92aと、第3分流管93aと、第4分流管94aと、第5分流管95aと、バイパス管96aと、冷媒配管97aとを備えている。
第1分流管91aの一端は閉鎖弁67aの一方のポートに接続されており、第2分流管92aの一端は閉鎖弁68aの一方のポートに接続されている。また、第1分流管91aの他端と第2分流管92aの他端とは接続点Taで相互に接続されている。また、閉鎖弁69aの一方のポートには冷媒配管97aの一端が接続されており、冷媒配管97aの他端は、第1分流管91aの他端および第2分流管92aの他端と接続点Taで接続されている。尚、閉鎖弁67aの他方のポートには、高圧ガス管30が、閉鎖弁68aの他方のポートには、低圧ガス管31が、閉鎖弁69aの他方のポートには、冷媒配管88aの他端が、それぞれ接続されている。
第3分流管93aの一端は接続点Qaで第1分流管91aに接続されており、第4分流管94aの一端は接続点Saで第2分流管92aに接続されている。また、第3分流管93aの他端と第4分流管94aの他端とは接続点Raで相互に接続されている。
第5分流管95aは、一端が接続点Raで第3分流管93aおよび第4分流管94aに接続され、他端が接続点Taで第1分流管91a、第2分流管92aおよび冷媒配管97aに接続されている。また、バイパス管96aは、一端が接続点Paで第1分流管91aに接続されており、他端が接続点Raで第3分流管93a、第4分流管94aおよび第5分流管95aに接続されている。
第1分流管91aには第1開閉手段61aが、第2分流管92aには第2開閉手段62aが、それぞれ組み込まれている。第1開閉手段61aおよび第2開閉手段62aは、例えば電磁弁で構成される。第1開閉手段61aを開き第2開閉手段62aを閉じると、切換ユニット6aに対応する室内機8aの室内熱交換器81aが、圧縮機21の吐出側(高圧ガス管30側)に接続されるようになり、室内熱交換器81aが凝縮器として機能する。また、第2開閉手段62aを開き第1開閉手段61aを閉じると、切換ユニット6aに対応する室内機8aの室内熱交換器81aが、圧縮機21の吸入側(低圧ガス管31側)に接続されるようになり、室内熱交換器81aが蒸発器として機能する。
第3分流管93aには第3開閉手段63aが、第4分流管94aには第4開閉手段64aが、第5分流管95aには第1キャピラリーチューブ65aが、バイパス管96aには第2キャピラリーチューブ66aが、それぞれ組み込まれている。第3開閉手段63aおよび第4開閉手段64aは、例えば電磁弁で構成される。第3開閉手段63aを開けることにより、第1分流管91aと冷媒配管97aとが、第3分流管93aおよび第5分流管95aによって連通する。また、第4開閉手段64aを開けることにより、第2分流管92と冷媒配管97aとが、第4分流管94aおよび第5分流管95aによって連通する。
以上、切換ユニット6aについて説明したが、切換ユニット6b〜6dの構成は切換ユニット6aと同じであり、切換ユニット6aの構成要素(装置や部材)に付与した番号の末尾をaからb、c、およびdにそれぞれ変更したものが、切換ユニット6aの構成要素と対応する切換ユニット6b〜6dの構成要素となる。また、第3開閉手段63a〜63dと、第4開閉手段64a〜64dと、第1キャピラリーチューブ65a〜65dと、第3分流管93a〜93dと、第4分流管94a〜94dと、第5分流管95a〜95dとで、本発明の均圧手段が構成される。
次に、以上説明した室外機2a〜2c、室内機8a〜8dおよび切換ユニット6a〜6dと、高圧ガス管30、高圧ガス分管30a〜30c、低圧ガス管31、低圧ガス分管31a〜31c、液管32、液分管32a〜32c、および、分岐器70、71、72との接続状態を、図1を用いて説明する。室外機2a〜2cの閉鎖弁40a〜40cには高圧ガス分管30a〜30cの一端がそれぞれ接続され、高圧ガス分管30a〜30cの他端は全て分岐器70に接続される。この分岐器70に高圧ガス管30の一端が接続され、高圧ガス管30の他端は分岐して切換ユニット6a〜6dの閉鎖弁67a〜67dに接続される。
室外機2a〜2cの閉鎖弁41a〜41cには低圧ガス分管31a〜31cの一端がそれぞれ接続され、低圧ガス分管31a〜31cの他端は全て分岐器71に接続される。この分岐器71に低圧ガス管31の一端が接続され、低圧ガス管31の他端は分岐して切換ユニット6a〜6dの閉鎖弁68a〜68dに接続される。
室外機2a〜2cの閉鎖弁42a〜42cには液分管32a〜32cの一端がそれぞれ接続され、液分管32a〜32cの他端は全て分岐器72に接続される。この分岐器72に液管32の一端が接続され、液管32の他端は分岐してそれぞれ室内機8a〜8dの閉鎖弁44a〜44dに接続される。また、室内機8a〜8dの閉鎖弁45a〜45dと、これに対応する切換ユニット6a〜6dの閉鎖弁69a〜69dとは、冷媒配管88a〜88dで接続される。
以上説明した接続によって、空気調和装置1の冷媒回路が構成され、冷媒回路に冷媒を流すことによって冷凍サイクルが成立する。
次に、本実施例における空気調和装置1の運転動作について、図1を用いて説明する。尚、以下の説明では、室外機2a〜2cや室内機8a〜8dに備えられた各熱交換器が凝縮器となる場合はハッチングを付し、蒸発器となる場合は白抜きで図示する。また、室外機2a〜2cに備えられたバイパス用電磁弁44a〜44cや、切換ユニット6a〜6dに備えられた第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62d、第3開閉手段63a〜63dおよび第4開閉手段64a〜64dの開閉状態については、閉じている場合を黒塗りで、開いている場合を白抜きで図示する。また、矢印は冷媒の流れを示している。
図1に示すように、4台の室内機8a〜8dのうち、2台の室内機8a、8bが暖房運転を行い、残りの室内機8c、8dが冷房運転を行っているときに、暖房運転を行っている2台の室内機8a、8bで要求される能力全体が、冷房運転を行っている室内機8c、8dで要求される能力全体を上回る場合は、空気調和装置1は暖房主体運転となる。尚、以下の説明では、室内機8a〜8dで要求される運転能力全体が大きいため、全ての室外機2a〜2cを運転する場合について説明する。
具体的には、室外機2aのCPU110aは、ポートaとポートdとが連通するよう、また、ポートbとポートcとが連通するように四方弁22aを切り換える。これにより、冷媒配管37aが冷媒配管38aを介して室外機低圧ガス管34aに接続されて室外熱交換器23aが圧縮機21aの吸入側に接続され、室外熱交換器23aが蒸発器として機能するようになる。同様に、室外機2bのCPU110bは、ポートeとポートhとが連通するよう、また、ポートfとポートgとが連通するように四方弁22bを切り換えて、室外熱交換器23bが蒸発器として機能するようにし、室外機2cのCPU110cは、ポートjとポートnとが連通するよう、また、ポートkとポートmとが連通するように四方弁22cを切り換えて、室外熱交換器23cが蒸発器として機能するようにする。
暖房運転を行う室内機8a、8bのCPU810a,810bは、各々に対応する切換ユニット6a、6bの第1開閉手段61a、61bおよび第3開閉手段63a、63bを開いて、第1分流管91a、91bおよび第3分流管93a、93bを冷媒が流れるようにするとともに、第2開閉手段62a、62bおよび第4開閉手段64a、64bを閉じて第2分流管92a、92bおよび第4分流管94a、94bを冷媒が流れないようにする。これにより、切換ユニット6a、6bの閉鎖弁67a、67bと閉鎖弁69a、69bとの間が連通し、室内機8a、8bの室内熱交換器81a、81bが凝縮器として機能する。
一方、冷房運転を行う室内機8c、8dのCPU810c,dは、各々に対応する切換ユニット6c、6dの第1開閉手段61c、61dおよび第3開閉手段63c、63dを閉じて、第1分流管91c、91dおよび第3分流管93c、93dを冷媒が流れないようにするとともに、第2開閉手段62c、62dおよび第4開閉手段64c、64dを開いて第2分流管92c、92dおよび第4分流管94c、94dを冷媒が流れるようにする。これにより、切換ユニット6c、6dの閉鎖弁68c、68dと閉鎖弁69c、69dとの間が連通し、室内機8c、8dの室内熱交換器81c、81dが蒸発器として機能するようになる。
圧縮機21a〜21cから吐出された高圧の冷媒は、室外機高圧ガス管33a〜33cを流れ、閉鎖弁40a〜40cを介して高圧ガス分管30a〜30cに流入する。このとき、バイパス用電磁弁44a〜44cは閉じられているので、圧縮機21a〜21cから吐出された冷媒が、室外機高圧ガス管33a〜33cからホットガスバイパス管36a〜36cを介して室外機低圧ガス管34a〜34cに流れることはない。
高圧ガス分管30a〜30cに流入した冷媒は、分岐器70で合流して高圧ガス管30に流入し高圧ガス管30から切換ユニット6a、6bに流入する。切換ユニット6a、6bに流入した冷媒は、開となっている第1開閉手段61a、61bが備えられた第1分流管91a、91bを流れて切換ユニット6a、6bから流出し、冷媒配管88a,88bを流れて室内機8a、8bに流入する。このとき、第1分流管91a、91bから接続点Pa,Pbを介してバイパス管96a、96bに流入する冷媒量は、第2キャピラリーチューブ66a、66bの存在により、第1分流管91a、91bを流れる冷媒量と比べてごくわずかとなる。また、第3開閉手段93a、93bが開、第4開閉手段94a、94bが閉となっているため、接続点Qa,Qbと接続点Ta、Tbとが連通した状態となっているが、この間には第1キャピラリーチューブ95a,95bが存在するため、第1分流管91a、91bから接続点Qa,Qbを介して第3分流管93a,93bに流入する冷媒量は、第1分流管91a、91bを流れる冷媒量と比べてごくわずかとなる。
室内機8a、8bに流入した冷媒は、室内熱交換器81a、81bに流入して室内空気と熱交換を行って凝縮し、これにより室内機8a、8bが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器81a、81bから流出した冷媒は、冷媒配管87a,87bに組み込まれた室内膨張弁82a〜82cを通過して減圧され中間圧の冷媒となる。尚、室内機8a、8bのCPU810a、810bは、冷媒温度センサ84a、84bで検出した冷媒温度および室外機2a〜2cから受信した高圧飽和温度から、凝縮器である室内熱交換器81a、81bでの冷媒過冷却度を求め、これに応じて室内膨張弁82a、82bの開度を決定している。
室内膨張弁82a、82bを通過し、冷媒配管87a,87bを流れて室内機8a、8bから流出した冷媒は、液管32に流入する。液管32に流入した冷媒は、一部が分岐器72に流入し、残りは液管32を流れて室内機8c,8dに流入する。分岐器72に流入した冷媒は、液分管32a〜32cに分流し、閉鎖弁42a〜42cを介して室外機2a〜2cに流入する。
室外機2a〜2cに流入した冷媒は、室外膨張弁43a〜43cを通過する際に減圧されて低圧の冷媒となり、室外熱交換器23a〜23cに流入して外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器23a〜23cから流出した冷媒は、四方弁22a〜22cを通過して冷媒配管38a〜38cに流入し、接続点B、F、Kから室外機低圧ガス管34a〜34cに流入する。室外機低圧ガス管34a〜34cに流入した冷媒は、アキュムレータ25a〜25cを介して冷媒配管39a〜39cを流れて圧縮機21a〜21cに吸入されて再び圧縮される。
一方、室内機8a、8bから流出し液管32を流れて室内機8c,8dに流入した中間圧の冷媒は、冷媒配管87c,87dに組み込まれた室内膨張弁82c、82dを通過して減圧されて低圧の冷媒となり、室内熱交換器81c、81dに流入する。室内熱交換器81c、81dに流入した冷媒は、室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内機8c、8dが設置された室内の冷房が行われる。尚、室内機8c、8dのCPU810c、810dは、冷媒温度センサ84c、84dで検出した冷媒温度および冷媒温度センサ85c、85dで検出した冷媒温度から、蒸発器である室内熱交換器81c、81dでの冷媒過熱度を求め、これに応じて室内膨張弁82c、82dの開度を決定している。
室内熱交換器81c、81dから流出した冷媒は、冷媒配管88c、88dを流れて切換ユニット6c,6dに流入し、接続点Tc,Tdを介して、開となっている第2開閉手段62c、62dが備えられた第2分流管92c、92dを流れる。そして、切換ユニット6c、6dから流出し、低圧ガス管31に流入する。このとき、接続点Tc,Tdから第5分流管95c、95dに流入し接続点Rc、Rdを介して第4分流管94c、94dに流入する冷媒量は、第5分流管95c、95dに第1キャピラリーチューブ65a,65bが組み込まれているためにごくわずかとなる。また、接続点Pc、Pdでの冷媒圧力の方が接続点Rc、Rdでの冷媒圧力より高いため、接続点Rc、Rdからバイパス管96c、96dへは冷媒は流れない。
低圧ガス管31に流入した冷媒は分岐器71に流入し、分岐器71から低圧ガス分管31a〜31cに分流する。低圧ガス分管31a〜31cを流れて室外機2a〜2cに流入した冷媒は、室外機低圧ガス管34a〜34cから接続点B、F、Kおよびアキュムレータ25a〜25cを介して冷媒配管39a〜39cを流れ、圧縮機21a〜21cに吸入されて再び圧縮される。
次に、図1乃至図5を用いて、本実施例の空気調和装置1における均圧処理制御について説明する。室内機8a〜8dの制御部800a〜800dの記憶部820a〜820dには、図3に示す切換ユニット動作テーブル200が、予め記憶されている。この切換ユニット動作テーブル200は、室内機8a〜8dの状態による、室内機8a〜8dに対応する切換ユニット6a〜6dの各弁の開閉状態を定めたものである。
室内機の状態の項目は、室内機8a〜8dが暖房運転を行っている場合、冷房運転を行っている場合、および、室内機8a〜8dが停止している場合に分かれている。暖房運転では、通常の暖房運転を行っている場合を通常時としており、冷房運転から暖房運転に切り換える場合や停止している状態から暖房運転を開始する場合を昇圧時としている。また、冷房運転では、通常の冷房運転を行っている場合を通常時としており、暖房運転から冷房運転に切り換える場合や停止している状態から冷房運転を開始する場合を降圧時としている。
切換ユニット動作テーブル200において、暖房運転における通常時では、第1開閉手段61a〜61dおよび第3開閉手段63a〜63dは開、第2開閉手段62a〜62dおよび第4開閉手段64a〜64dは閉としている。また、昇圧時では、第3開閉手段63a〜63dのみを開とし、第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62dおよび第4開閉手段64a〜64dは閉としている。
また、冷房運転における通常時では、第2開閉手段62a〜62dおよび第4開閉手段64a〜64dは開とし、第1開閉手段61a〜61dおよび第3開閉手段63a〜63dは閉としている。また、降圧時では、第4開閉手段64a〜64dのみを開とし、第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62dおよび第3開閉手段63a〜63dは閉としている。また、停止時は、冷房運転における降圧時と同様、第4開閉手段64a〜64dのみを開とし、第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62dおよび第3開閉手段63a〜63dは閉としている。
次に、この切換ユニット動作テーブル200を使用した切換ユニット6a〜6dの各弁の制御について説明する。図1に示す室内機8a、8bのように、暖房運転を行っている室内機では、CPU810a、810bは、切換ユニット動作テーブル200の暖房運転の通常時の項目を参照し、第1開閉手段61a、61bおよび第3開閉手段63a、63bを開とすることで、前述したように高圧ガス管30から切換ユニット6a、6bに流入した冷媒を室内機8a、8bの室内熱交換器81a、81bに流して室内熱交換器81a、81bを凝縮器として機能させる。
また、図1に示す室内機8c、8dのように、冷房運転を行っている室内機では、CPU810c、810dは、切換ユニット動作テーブル200の冷房運転の通常時の項目を参照し、第2開閉手段62a〜62dおよび第3開閉手段63a〜63dを開とすることで、前述したように液管32から室内機8c、8dの室内熱交換器81c、81dに冷媒を流して室内熱交換器81c、81dを蒸発器として機能させる。
室内機8a〜8dにおいて、暖房運転から冷房運転に切り換える場合や冷房運転から暖房運転に切り換える場合(以下、必要な場合を除き運転モードを切り換える場合、と記載する)、あるいは、停止している状態から冷房運転や暖房運転を開始する場合(以下、必要な場合を除き運転を開始する場合、と記載する)、は、制御部800a〜800dのCPU810a〜810dは、切換ユニット動作テーブル200を参照して切換ユニット6a〜6dの各弁を制御し、以下に説明するような均圧処理制御を行う。
例えば、暖房運転を行っている室内機8aを冷房運転に切り換える場合や停止していた室内機8aで冷房運転を開始する場合は、CPU810aは、切換ユニット動作テーブル200における冷房運転の降圧時の項目を参照して、第1開閉手段61a、第2開閉手段62aおよび第3開閉手段63aを閉じ第4開閉手段64aのみを開とする。また、CPU810aは、室内膨張弁82aを全閉とする。
室内機8aを暖房運転から冷房運転に切り換えるときや停止している状態から冷房運転を開始するときに、第4開閉手段64aのみを開とするのは以下の理由による。室内機8aが暖房運転を行っているときや停止しているときは、閉じている第2開閉手段62aの室内機8a側(接続点Ta側)の冷媒圧力、つまり、室内熱交換器81aでの冷媒圧力は、第2開閉手段62aの低圧ガス管31側(接続点Sa側)の冷媒圧力に比べて高くなっている。この状態で、冷房運転に切り換えるためあるいは冷房運転を開始するために第2開閉手段62aを開くと、第2開閉手段62aの両端での圧力差によって第2開閉手段62aを冷媒が勢いよく流れこれに起因する騒音が発生する虞がある。
そこで、室内機8aを暖房運転から冷房運転に切り換えるときや停止している状態から冷房運転を開始するときは、まず第4開閉手段64aのみを開とする。第4開閉手段64aを開とすることによって、接続点Saと接続点Taとが第4分流管94aおよび第5分流管95aで連通し、接続点Taでの冷媒圧力が第1キャピラリーチューブ65aにより徐々に下降(降圧)する。
CPU810aは、第4開閉手段64aのみを開とする状態を所定の均圧時間(例えば、10分間)継続し、第2開閉手段62aの両端での圧力差を所定値(例えば、0.3MPa)以下とする。尚、上記圧力差の所定値は、予め試験等によって求められているものであり、冷媒が急激に流れないことが確認できている圧力差である。また、上記均圧時間は、予め試験等によって求められて記憶部820aに記憶されているものであり、第4開閉手段64aのみを開としたときに第2開閉手段62aの両端での圧力差が所定値以下となるのに必要な時間である。
CPU810aは、均圧時間が経過すれば第2開閉手段62aを開くとともに室内膨張弁82aを要求される運転能力に応じた開度で開く。以上のように切換ユニット6aの第4開閉手段64aや第2開閉手段62aの開閉制御を行えば、第2開閉手段62aを開くときには第2開閉手段62aの両端での圧力差が所定値以下となっているので、第2開閉手段62aを開いても冷媒が急激に流れることはなくなり、第2開閉手段62aを冷媒が流れることに起因する騒音の発生を低減することができる。尚、室内機を暖房運転から冷房運転に切り換えるときや停止している状態から冷房運転を開始するときの均圧処理制御を、以下の説明では降圧処理制御とする。
また、例えば、冷房運転を行っている室内機8cを暖房運転に切り換える場合や停止していた室内機8cで暖房運転を開始する場合は、CPU810cは、切換ユニット動作テーブル200における暖房運転の昇圧時の項目を参照して、第1開閉手段61c、第2開閉手段62cおよび第4開閉手段64cを閉じ第3開閉手段63cのみを開とする。また、CPU810cは、室内膨張弁82cを全閉とする。
室内機8cを冷房運転から暖房運転に切り換えるときや停止している状態から暖房運転を開始するときに、第3開閉手段63cのみを開とするのは以下の理由による。室内機8cが冷房運転を行っているときや停止しているときは、閉じている第1開閉手段61cの室内機8c側(接続点Tc側)の冷媒圧力、つまり、室内熱交換器81cでの冷媒圧力は、第1開閉手段61cの高圧ガス管30側(接続点Qc側)の冷媒圧力に比べて低くなっている。この状態で、暖房運転に切り換えるためあるいは暖房運転を開始するために第1開閉手段61cを開くと、第1開閉手段61cの両端での圧力差によって第1開閉手段61cを冷媒が勢いよく流れこれに起因する騒音が発生する虞がある。
そこで、室内機8cを冷房運転から暖房運転に切り換えるときや停止している状態から暖房運転を開始するときは、まず第3開閉手段63cのみを開とする。第3開閉手段63cを開とすることによって、接続点Qcと接続点Tcとが第3分流管93cおよび第5分流管95cで連通するので、接続点Tcでの冷媒圧力が第1キャピラリーチューブ65cにより徐々に上昇(昇圧)する。
CPU810cは、第3開閉手段63cのみを開とする状態を均圧時間(例えば、10分間)継続し、第1開閉手段61cの両端での圧力差を所定値(例えば、0.3MPa)以下とする。尚、上記圧力差の所定値は、前述した室内機8aを暖房運転から冷房運転に切り換える場合と同様に定められたものであり、冷媒が急激に流れないことが確認できている圧力差である。また、上記均圧時間は、予め試験等によって求められて記憶部820cに記憶されているものであり、第3開閉手段63cのみを開としたときに第1開閉手段61cの両端での圧力差が所定値以下となるのに必要な時間である。
CPU810cは、均圧時間が経過すれば第1開閉手段61cを開くとともに室内膨張弁82cを要求される運転能力に応じた開度で開く。以上のように切換ユニット6cの第3開閉手段63cや第1開閉手段61cの開閉制御を行えば、第1開閉手段61cを開くときには第1開閉手段61cの両端での圧力差が所定値以下となっているので、第1開閉手段61cを開いても冷媒が急激に流れることはなくなり、第1開閉手段61cを冷媒が流れることに起因する騒音の発生を低減することができる。尚、室内機を冷房運転から暖房運転に切り換えるときや停止している状態から暖房運転を開始するときの均圧処理制御を、以下の説明では昇圧処理制御とする。
以上説明したように、室内機8a〜8dにおいて、運転モードを切り換える場合や運転を開始する場合は、各々に対応する切換ユニット6a〜6dにおいて昇圧処理制御や降圧処理制御を行うことによって、第1開閉手段61a〜61dや第2開閉手段62a〜62dの両端での圧力差に起因する騒音の発生を低減して室内機8a〜8dの運転モードを切り換えることができる。
次に、図1乃至図5を用いて、全ての圧縮機21a〜21cが停止しているときに、いずれかの室内機8a〜8dにおいて運転を開始する場合の均圧処理制御について説明する。尚、以下の説明では、空気調和装置1が図1に示す暖房主体運転を行っているときに、使用者によるタイマー設定によりある時刻で全ての室内機8a〜8dが一斉に停止し、その後、使用者の運転開始指示によって室内機8aが元の運転モードつまり暖房運転で運転を開始する場合を例に挙げて説明する。また、室外機2a〜2cのうち、室外機2aを親機として説明する。
また、図4および図5に示す冷媒回路の構成要素は図1に示すものと同じであるため、図4および図5に関する詳細説明は省略する。また、図4および図5では、図1と同様に、バイパス用電磁弁44a〜44c、第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62d、第3開閉手段63a〜63dおよび第4開閉手段64a〜64dの開閉状態については、閉じている場合を黒塗りで、開いている場合を白抜きで図示するとともに、全閉としている室外膨張弁43a〜43cや室内膨張弁82a〜82dも黒塗りで表示している。
親機である室外機2aの制御手段100aが有する記憶部120aには、使用者によって予め設定された室内機8a〜8dを一斉に停止する停止時刻が記憶されている。制御手段100aのCPU110aは、現在の時刻が記憶部120aに記憶している停止時刻となれば、圧縮機21aを停止するとともに、室外膨張弁43aを全閉とする。また、他の室外機2b,2cに対して運転を停止するよう指示する。停止指示を受けた室外機2b,2cのCPU110b、110cは、圧縮機21b、21cを停止するとともに、室外膨張弁43b、43cを全閉とする。
また、CPU110aは、全ての室内機8a〜8dに対して運転を停止するよう指示する。停止指示を受けた室内機8a〜8dの制御手段800a〜800dに備えられたCPU810a〜810dは、室内膨張弁82a〜82dを全閉とするとともに、室内ファン85a〜85dを停止する。また、CPU810a〜810dは、記憶部820a〜820dに記憶している切換ユニット動作テーブル200の「停止時」の項目を参照して、室内機8a〜8dに対応する切換ユニット6a〜6dの各弁を操作する。
具体的には、第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62d、および、第3開閉手段63a〜63dをそれぞれ閉として第1分流管91a〜91d、第2分流管92a〜92d、および、第3分流管93a〜93dを冷媒が流れないようにするとともに、第4開閉手段64a〜64dを開いて第4分流管94a〜94dを冷媒が流れるようにする。
以上説明した室外機2a〜2c、室内機8a〜8dおよび切換ユニット6a〜6dにおける各種弁の操作により、空気調和装置1の冷媒回路は、図4に示す状態となる。
全ての圧縮機21a〜21cが停止して空気調和装置1が運転を停止しているときに、第4開閉手段64a〜64dが開となっていることによって、切換ユニット6a〜6dにおいて接続点Pa〜Pdと接続点Sa〜Sdとが、バイパス管96a〜96dと第4分流管94a〜94dとによって連通した状態となる。また、接続点Sa〜Sdと接続点Ta〜Tdとが、第4分流管94a〜94dと第5分流管95a〜95dとによって連通した状態となる。
これにより、分流ユニット6a〜6dの接続点Pa〜Pdにおける冷媒圧力が徐々に下降(降圧)して、接続点Pa〜Pdにおける冷媒圧力と接続点Ta〜Tdにおける冷媒圧力との圧力差が徐々に小さくなる、すなわち、第1開閉手段61a〜61dの両端での圧力差が小さくなる。また、接続点Sa〜Sdにおける冷媒圧力が徐々に上昇(昇圧)して、接続点Sa〜Sdにおける冷媒圧力と接続点Ta〜Tdにおける冷媒圧力との圧力差が徐々に小さくなる、すなわち、第2開閉手段62a〜62dの両端での圧力差が小さくなる。
一方、CPU110aは、全ての圧縮機21a〜21cが停止すればタイマー計測を開始して、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間を計測する。制御手段100aの記憶部120aには、上述したように第4開閉手段64a〜64dのみ開として空気調和装置1が停止している状態で、第1開閉手段61a〜61dや第2開閉手段62a〜62dの両端における圧力差が所定値(例えば、0.3MPa)以下となるまでに必要な所定時間(例えば、1時間)が予め記憶されており、CPU110aは、圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間以上となったか否かで、空気調和装置1が再起動した際の均圧処理を異ならせる。
尚、上記所定値は、予め試験等によって求められているものであり、第1開閉手段61a〜61dや第2開閉手段62a〜62dの両端における圧力差が所定値以下であれば、第1開閉手段61a〜61dや第2開閉手段62a〜62dを冷媒が急激に流れることに起因する騒音が発生しないことが確認できている圧力差である。また、上記所定時間も、予め試験等によって求められているものであり、第4開閉手段64a〜64dのみ開としている状態で、第1開閉手段61a〜61dや第2開閉手段62a〜62dの両端における圧力差が所定値以下となるのに必要な時間である。
以下、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が、所定時間以上である場合とそうでない場合とに分けて、空気調和装置1が運転を開始したときの具体的な動作を説明する。
〔圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間以上である場合〕
空気調和装置1は、図1に示す冷媒回路で暖房主体運転を行っており、例えば、使用者によるタイマー設定で室内機8a〜8dが一斉に停止する停止時刻が21時に設定されており、使用者の運転開始指示により室内機8aが翌日の8時に暖房運転を開始する。CPU110aは、21時になれば、室内機8a〜8dおよび室外機2b、2cに運転を停止するよう指示するとともに、圧縮機21aを停止して室外膨張弁43aを全閉とする。
停止指示を受けた室外機2b、2cのCPU110b,110cは、各々の圧縮機21b、21cを停止するとともに、室外膨張弁43b、43cを全閉として、運転を停止したことを室外機2aに通知する。また、停止指示を受けた室内機8a〜8dは、室内膨張弁82a〜82dを全閉とするとともに、対応する切換ユニット6a〜6dにおいて、第1開閉手段61a〜61d、第2開閉手段62a〜62d、および、第3開閉手段63a〜63dをそれぞれ閉とするとともに、第4開閉手段64a〜64dを開く。
以上説明した室外機2a〜2c、室内機8a〜8dおよび切換ユニット6a〜6dにおける各種弁の操作により、運転を停止したときの空気調和装置1の冷媒回路は、図4に示す状態となる。
CPU110aは、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間を計測しており、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間(1時間)以上となれば、その旨を含んだ信号(以下、経過時間信号と記載する)を、通信部130aを介して室内機8a〜8dに送信する。
全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの時間が所定時間を過ぎ、翌日の8時に使用者による暖房運転の開始指示を受けた室内機8aのCPU810aは、停止中に通信部830aを介して室外機2aのCPU110aから経過時間信号を受信しているか否かを確認する。本実施例の場合、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間(11時間)が所定時間以上なので、経過時間信号を受信している。
全ての圧縮機21a〜21cが停止していからの経過時間が所定時間以上であれば、対応する切換ユニット6aの第1開閉手段61aの両端での圧力差は所定値以下となっており、第1開閉手段61aを開いて直ちに暖房運転を開始しても、切換ユニット6aにおいて騒音は発生しない。従って、CPU810aは、使用者の運転開始指示を受ければ均圧処理制御を行わずに直ちに次に説明する暖房運転の開始準備を行う。
CPU810aは、記憶部820aに記憶している切換ユニット動作テーブル200の暖房運転における「通常時」の項目を参照し、対応する切換ユニット6aの第1開閉手段61aを開として第1分流管91aを冷媒が流れるようにするとともに、第3開閉手段63aを開として第3分流管93aを冷媒が流れるようにする。また、第2開閉手段62aを閉として第2分流管92aを冷媒が流れないようにするとともに、第4開閉手段64aを閉として第4分流管94a、94bを冷媒が流れないようにする。また、CPU810aは、室内膨張弁82aを要求される暖房能力に対応した開度とする(つまり、図1に示す室内機8aおよび切換ユニット6aの冷媒回路状態とする)。
暖房運転の開始準備を完了したCPU810aは、運転開始信号を通信部830aを介して室外機2aに送信するとともに、室内ファン85aを所定の回転数となるよう起動する。
通信部130aを介して室内機8aから運転開始信号を受信したCPU110aは、室外膨張弁43aを要求される運転能力に応じた所定の開度とし、圧縮機21aおよび室外ファン24aを所定の回転数となるよう起動する。また、CPU110aは、室内機8aが要求する運転能力に応じて、運転する室外機の台数を決定する。
以上説明したように、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間以上である場合、運転を開始する室内機8a〜8dのCPU810a〜810dは、切換ユニット動作テーブル200の「通常時」の項目を参照し、対応する切換ユニット6a〜6dの各開閉手段を操作して直ちに空調運転を開始する。従って、不必要な均圧処理制御を行わずに室内機8a〜8dの運転開始までの時間を短縮でき、使用者の快適性を損わない。
〔圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間に達していない場合〕
上述した圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間以上である場合と同様に、空気調和装置1は、図1に示す冷媒回路で暖房主体運転を行っており、例えば、使用者によるタイマー設定で室内機8a〜8dが一斉に停止する停止時刻が21時に設定されており、使用者の運転開始指示により室内機8aが21時30分に暖房運転を開始する。CPU110aは、21時になれば、他の室外機2b、2cや室内機8a〜8dに指示をし、室外機2a〜2c、室内機8a〜8dおよび切換ユニット6a〜6dにおける各種弁の操作により、運転を停止したときの空気調和装置1の冷媒回路を、図4に示す状態とする。
CPU110aは、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間を計測している。そして、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間(1時間)に達する前となる21時30分に、使用者による暖房運転の開始指示を受けた室内機8aのCPU810aは、停止中に通信部830aを介して室外機2aのCPU110aから経過時間信号を受信しているか否かを確認する。本実施例の場合、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間(30分)が所定時間に達しておらず、CPU110aは経過時間信号を送信していない。
全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間以上でなければ、対応する切換ユニット6aの第1開閉手段61aの両端での圧力差は所定値以下となっていない虞があり、第1開閉手段61aを開いて直ちに暖房運転を開始すれば、切換ユニット6aにおいて騒音が発生する虞がある。従って、CPU810aは、使用者の運転開始指示を受ければ、次に説明する切換ユニット6aにおける均圧処理制御を行った後に暖房運転の開始準備を行う。
CPU810aは、記憶部820aに記憶している切換ユニット動作テーブル200の暖房運転における「昇圧時」の項目を参照し、対応する切換ユニット6aの第1開閉手段61aと第2開閉手段62aと第4開閉手段64aとを閉として、第1分流管91aと第2分流管92aと第4分流管94aとを冷媒が流れない状態とするとともに、第3開閉手段93aを開として第3分流管93aのみ冷媒が流れる状態とする昇圧処理制御を実行する。
以上説明した切換ユニット6aの各開閉手段の操作により、昇圧処理制御を行うときの切換ユニット6aは図5に示す状態となる。尚、図5において、停止している室外機2a〜2c、室内機8b〜8d
および切換ユニット6b〜6dについては、図4に示した状態と同じである。
CPU810aは、上記昇圧処理制御を開始してからの制御時間を計測し、制御時間が均圧時間(例えば、10分間)以上となれば、昇圧処理制御を停止して暖房運転の開始準備を行う。CPU810aは、記憶部820aに記憶している切換ユニット動作テーブル200の暖房運転における「通常時」の項目を参照し、対応する切換ユニット6aの第1開閉手段61aを開として第1分流管91aを冷媒が流れるようにするとともに、第3開閉手段63aを開として第3分流管93aを冷媒が流れるようにする。また、第2開閉手段62aを閉として第2分流管92aを冷媒が流れないようにするとともに、第4開閉手段64aを閉として第4分流管94a、94bを冷媒が流れないようにする。また、CPU810aは、室内膨張弁82aを要求される暖房能力に対応した開度とする(つまり、図1に示す室内機8aおよび切換ユニット6aの冷媒回路状態とする)。
暖房運転の開始準備を完了したCPU810aは、運転開始信号を通信部830aを介して室外機2aに送信するとともに、室内ファン85aを所定の回転数となるよう起動する。
通信部130aを介して室内機8aから運転開始信号を受信したCPU110aは、室外膨張弁43aを要求される運転能力に応じた所定の開度とし、圧縮機21aおよび室外ファン24aを所定の回転数となるよう起動する。また、CPU110aは、室内機8aが要求する運転能力に応じて、運転する室外機の台数を決定する。
以上説明したように、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間に達していない場合、運転を開始する室内機8a〜8dのCPU810a〜810dは、切換ユニット動作テーブル200の「昇圧時」や「降圧時」の項目を参照し、対応する切換ユニット6a〜6dにおいて均圧処理制御を行うので、第1開閉手段61a、61bや第2開閉手段62c、62dの両端での圧力差に起因する騒音発生を抑制できる。
尚、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間に達していない場合に、いずれかの室内機8a〜8dで使用者により運転開始が指示されて、切換ユニット6a〜6dで均圧処理制御を行っている途中に、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間に到達すれば、CPU110aは通信部130aを介して室内機8a〜8dに経過時間信号を送信し、通信部830a〜830dを介して経過時間信号を受信した室内機8a〜8dのCPU810a〜810dは、実行している均圧処理制御を中止して、運転準備を開始する。全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間に到達すれば、第1開閉手段61a、61bの両端での圧力差、あるいは、第2開閉手段62c、62dの両端での圧力差が所定値以下となるので、所定時間経過後は均圧処理制御を行う必要がない。均圧処理制御中に所定時間が経過すれば、直ちに室内機8a〜8dの運転を開始することで、不必要な均圧処理制御の実行による室内機8a〜8dの運転開始の遅延を防ぐことができる。
次に、図6に示すフローチャートを用いて、本実施例における空気調和装置1での処理の流れについて説明する。図6に示すフローチャートは、全ての圧縮機21a〜21cが停止している状態から空気調和装置1で運転を開始するときの処理の流れを示すものであり、(A)は親機である室外機2aのCPU110aにおける、全ての圧縮機21a〜21cが停止している時間を計測する際の処理の流れを示すもの、(B)は室内機8a〜8dのCPU810a〜810dにおける、運転準備を開始する際の処理の流れを示すものである。いずれのフローチャートにおいても、STはステップを表しこれに続く数字はステップ番号を表している。尚、図6では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路の制御といった、空調運転に関わる一般的な処理の流れについては説明を省略する。
まず、図6(A)を用いて、CPU110aでの処理について説明する。空気調和装置1が空調運転を行っているとき、CPU110aは、全ての圧縮機21a〜21cが停止したか否かを判断する(ST1)。全ての圧縮機21a〜21cが停止していなければ(ST1−No)、CPU110aは、ST1に処理を戻す。
全ての圧縮機21a〜21cが停止していれば(ST1−Yes)、CPU110aは、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間の計測を開始する(ST2)。次に、CPU110aは、室内機8a〜8dから運転開始信号を受信したか否かを判断する(ST3)。
運転開始信号を受信していれば(ST3−Yes)、CPU110aは、経過時間の計測を中止して経過時間をリセットし(ST6)、ST1に処理を戻す。運転開始信号を受信していなければ(ST3−No)、CPU110aは、全ての圧縮機21a〜21cが停止してからの経過時間が所定時間となったか否かを判断する(ST4)。
所定時間となっていなければ(ST4−No)、CPU110aは、ST3に処理を戻す。所定時間となっていれば(ST4−Yes)、CPU110aは、経過時間信号を各室内機8a〜8dに送信し(ST5)、処理を終了する。
次に、図6(B)を用いて、CPU810a〜810dでの処理について説明する。CPU810a〜810dは、均圧処理制御を行っている時間であり後述するST15で計測していた制御時間をリセットする(ST11)。次に、CPU810a〜810dは、タイマー設定よる運転開始や使用者のリモコンによる指示によって空気調和装置1の運転開始指示があったか否かを判断する(ST12)。運転開始指示がなければ(ST12−No)、CPU810a〜810dは、ST12に処理を戻す。
運転開始指示があれば(ST12−Yes)、CPU810a〜810dは、室外機2aから経過時間信号を受信しているか否かを判断する(ST13)。経過時間信号を受信していれば(ST13−Yes)、CPU810a〜810dは、ST17に処理を進める。経過時間信号を受信していなければ(ST13−No)、CPU810a〜810dは、対応する切換ユニット6a〜6dにおいて、均圧処理制御を実行する(ST14)。
次に、CPU810a〜810dは、制御時間の計測を開始し(ST15)、制御時間が所定時間となったか否かを判断する(ST16)。所定時間となっていなければ(ST16−No)、CPU810a〜810dは、ST13に処理を戻す。尚、ST13に処理を戻した際に経過時間信号を受信した場合(ST13−Yes)は、CPU810a〜810dは、ST14で実行していた均圧処理制御を中止してST17に処理を進める
所定時間となっていれば(ST16−Yes)、CPU810a〜810dは、運転開始準備を行う(ST17)。その後、CPU810a〜810dは室外機2aに運転準備が完了したことを通知して処理を終了する。
以上説明したように、本発明の空気調和装置は、全ての圧縮機が停止してからの時間が所定時間以上であれば、均圧処理を行わない。また、均圧処理を行っているときに、全ての圧縮機が停止してからの時間が所定時間となれば、均圧処理を中止する。従って、全ての圧縮機が停止しているときに室内機の運転を開始する場合に不必要な均圧処理を行わないので、室内機の運転開始までの時間を短縮でき、使用者の快適性を損わない。
1 空気調和装置
2a〜2c 室外機
6a〜6d 切換ユニット
8a〜8d 室内機
21a〜21c 圧縮機
22a〜22c 四方弁
23a〜23c 室外熱交換器
30 高圧ガス管
30a〜30c 高圧ガス分管
31 低圧ガス管
31a〜31c 低圧ガス分管
32 液管
32a〜32c 液分管
33a〜33c 室外機高圧ガス管
34a〜34c 室外機低圧ガス管
35a〜35c 室外機液管
36a〜36c ホットガスバイパス管
37a〜37c 冷媒配管
43a〜43c 室外膨張弁
44a〜44c バイパス用電磁弁
50a〜50c 高圧センサ
51a〜51c 低圧センサ
52a〜52c 中間圧センサ
55a〜55c 冷媒温度センサ
56a〜56c 熱交温度センサ
57a〜57c 外気温度センサ
61a〜61d 第1開閉手段
62a〜62d 第2開閉手段
63a〜63d 第3開閉手段
64a〜64d 第4開閉手段
65a〜65d 第1キャピラリーチューブ
66a〜66d 第2キャピラリーチューブ
81a〜81d 室内熱交換器
82a〜82d 室内膨張弁
91a〜91d 第1分流管
92a〜92d 第2分流管
93a〜93d 第3分流管
94a〜94d 第4分流管
95a〜95d 第5分流管
96a〜96d バイパス管
100a〜100c 室外機制御手段
110a〜110c CPU
120a〜120c 記憶部
130a〜130c 通信部
200 切換ユニット動作テーブル
800a〜800d 室内機制御手段
810a〜810d CPU
820a〜820d 記憶部
830a〜830d 通信部

Claims (2)

  1. 圧縮機と、室外熱交換器と、外気温度を検出する外気温度検出手段とを有する少なくとも1台の室外機と、
    室内熱交換器と、室内機減圧手段とを有する複数の室内機と、
    複数の前記室内機に対応して設けられて前記室内熱交換器における冷媒の流れ方向を切り換える複数の切換ユニットと、を備え、
    前記室外機と複数の前記切換ユニットとが高圧ガス管および低圧ガス管で接続され、複数の前記室内機は少なくとも1台の前記室外機と液管で接続され、対応する複数の前記室内機と複数の前記切換ユニットとが冷媒配管で接続された空気調和装置において、
    前記切換ユニットは、対応する前記室内機の指示により同室内機に備えられた前記室内熱交換器における冷媒圧力を昇圧あるいは降圧する均圧処理を行う均圧手段を備え、
    全ての前記圧縮機が停止している時間が所定時間以上であるときに、少なくとも1台の前記室内機が運転を開始する場合は、前記均圧手段による前記均圧処理は行わないことを特徴とする空気調和装置。
  2. 全ての前記圧縮機が停止している時間が前記所定時間未満であるときに少なくとも1台の前記室内機が運転を開始する場合は、前記均圧手段による前記均圧処理を行い、同均圧処理を行っているときに全ての前記圧縮機が停止している時間が前記所定時間となった場合は、前記均圧処理を中止することを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
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