JP2017032251A - マルチタイプ空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】快適性の低下を抑制し低消費電力で効率の良い内部乾燥運転を実行することが可能なマルチタイプ空気調和装置を提供する。【解決手段】室内機３ａ，３ｂ，３ｃが冷房運転停止した後、室内機３ａ，３ｂ，３ｃの停止前に行われた冷房運転の時間基づいて各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力を算出し、必要乾燥能力の合計値の中でそれぞれの室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力が占める割合である必要乾燥能力比率を算出し、内部乾燥運転を行う室内機３ａ，３ｂ，３ｃが複数台有る場合、必要乾燥能力比率が高い室内機３ａ，３ｂ，３ｃに冷媒が多く分配されるように膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度を制御する。【選択図】図５

Description

本発明はマルチタイプ空気調和装置に係り、特に、内部乾燥運転に関するものである。

マルチタイプ空気調和装置は、一つの室外機に対して複数の室内機が冷媒配管で接続されている。接続された室内機のそれぞれに対応して冷媒の流量調整を行う膨張弁が室外機または室内機に設けられているので、接続された各室内機はそれぞれ独立して運転／停止制御及び能力制御を行うことができる。

冷房運転や除湿運転を行った室内機は、内部の熱交換器やドレンパン等の部品が凝縮水によって濡れており、カビの温床となる。そこで、冷房運転や除湿運転を終了した後に短時間暖房運転を行うことによって、室内機の内部を一時的に高温状態に保って乾燥させることでカビの成長を抑制する技術が従来から実施されている。以下、これを内部乾燥運転と呼ぶ。

特許文献１に記載の技術は、マルチタイプ空気調和装置において上述の内部乾燥運転を実行するものである。詳細には、複数台ある室内機のうち一つの室内機が内部乾燥運転を実行している間、他の室内機が内部乾燥運転を実行するか否かを選択できる選択手段を備えたマルチタイプ空気調和装置が記載されている。当該技術は、直前まで冷房運転を実行していなかった室内機等の内部を乾燥させる必要がない室内機にまで内部乾燥運転を実行してしまうと、無駄な運転となってしまうだけでなく、室内機から温風が吹き出されて快適性を損ねてしまうという課題を解決する目的でなされたものである。

しかしながら、冷房運転を実行していた複数台の室内機間においても屋内環境や冷房能力によって室内機内における凝縮水の量は異なる。すなわち、特許文献１に記載の技術では、他の室内機と連動して内部乾燥運転を実行する設定を行った室内機が複数台有った場合、それぞれの室内機が設置された屋内環境や冷房能力に関わらず各室内機へ均等に冷媒を流していたため、効率の悪い内部乾燥運転となっていた。その結果、内部乾燥運転を実行する全ての室内機の内部を乾燥させるために要する時間（内部乾燥運転を実行する時間）が長くなり、消費電力を増大させていた。すなわち、図６（１）に示すように、内部乾燥運転を開始する時点（ｔ０）において、室内機３ａの内部に付着した凝縮水の量が室内機３ｂの内部に付着した凝縮水の量よりも多い場合、凝縮水の量が少ない室内機３ｂの方が早く（ｔ１の時点で）凝縮水の蒸発が完了する。これに対して、凝縮水の量が多い室内機３ａは室内機３ｂよりも遅く（ｔ２の時点で）凝縮水の蒸発が完了する。このとき、ｔ１からｔ２までの間は室内機３ｂ内部の蒸発が完了しているのにもかかわらず、圧縮機の駆動を継続しなければならないため消費電力を増大させていた。また、内部に付着した凝縮水の蒸発が完了した室内機３ｂに対しても室内機３ａ内部に付着した凝縮水の蒸発が完了する（ｔ２）まで室内機３ａと同じ量の冷媒を循環させていたため余計に室温を上昇させてしまい快適性を損ねてしまっていた。

特開２０１２−２２００３２号公報

本発明は、上述した問題を解決するためになされたもので、快適性の低下を抑制し効率の良い内部乾燥運転を実行することが可能なマルチタイプ空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明のマルチタイプ空気調和装置は、一台の室外機に対して、室内熱交換器を有する室内機を複数台接続し、当該各室内機を個別に運転可能としたマルチタイプ空気調和装置において、前記室外機と前記室内機のいずれか一方には前記室内機のそれぞれに対応して膨張弁が備えられ、前記室外機は前記膨張弁を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記室内機が冷房運転を停止した後、内部乾燥運転を行う内部乾燥運転制御部と、前記室内機の停止前に行われた冷房運転の時間に基づいて各前記室内機の必要乾燥能力を算出する必要乾燥能力算出部と、前記必要乾燥能力の合計値の中でそれぞれの前記室内機の前記必要乾燥能力が占める割合である必要乾燥能力比率を算出する必要乾燥能力比率算出部を有し、前記内部乾燥運転制御部は、前記内部乾燥運転を行う前記室内機が複数台有る場合、前記必要乾燥能力比率が高い前記室内機に冷媒が多く分配されるように前記膨張弁の開度を制御することを特徴としている。

また、好ましくは、前記室内機が設置された空間の相対湿度を検出する室内湿度センサを有し、前記必要乾燥能力算出部は、前記相対湿度に基づいて各前記室内機の必要乾燥能力を補正する。

また、好ましくは、前記制御部は、前記必要乾燥能力の合計値が大きい程前記内部乾燥運転時の圧縮機回転数を高く設定する圧縮機回転数設定部を有する。

また、好ましくは、前記制御部は、前記必要乾燥能力の合計値が大きい程前記内部乾燥運転の運転時間を長く設定する内部乾燥運転時間設定部を有する。

本発明によれば、快適性の低下を抑制し効率の良い内部乾燥運転を実行することが可能なマルチタイプ空気調和装置を提供することができる。

本実施形態の空気調和装置の冷凍サイクル全体を示す概略図である。 本実施形態の空気調和装置の室外機制御部と室内機制御部を示すブロック図である。 本実施形態の空気調和装置の室外機制御部のＣＰＵを示すブロック図である。 本実施形態の空気調和装置の制御方法を示すフローチャートである。 本実施形態の内部乾燥運転を行う空気調和装置の示す説明図である。 （１）は、従来の空気調和装置の内部乾燥運転時における室内機内に付着した凝縮水の量の計時的変化を示すグラフである。（２）は、本実施形態の空気調和装置の内部乾燥運転時における室内機内に付着した凝縮水の量の計時的変化を示すグラフである。 本実施形態の空気調和装置における制御手段に記憶される必要乾燥能力算出テーブルである。 本実施形態の空気調和装置における必要乾燥能力を算出する一例を示す図である。 本実施形態の空気調和装置における制御手段に記憶される圧縮機回転数設定テーブルである。

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。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、屋外に設置される室外機２と、屋内に設置され、室外機２に液管４ａ，４ｂ，４ｃおよびガス管５ａ，５ｂ，５ｃで接続された複数の室内機３ａ，３ｂ，３ｃとを備えたマルチタイプ空気調和装置となっている。詳細には、液管４ａ，４ｂ，４ｃは、一端が室外機２の閉鎖弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃに、他端が室内機３ａ，３ｂ，３ｃの液管接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃに接続されている。また、ガス管５ａ，５ｂ，５ｃは、一端が室外機２の閉鎖弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃに、他端が室内機３ａ，３ｂ，３ｃのガス管接続部３５ａ，３５ｂ，３５ｃに接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。なお、図１は室内機が３台の場合を示しているが、室内機は２台又は４台以上であってもよい。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２０と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、液管４ａ，４ｂ，４ｃの一端が接続された閉鎖弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ガス管５の一端が接続された閉鎖弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、アキュムレータ２１と、室外ファン２４とを備えている。そして、室外ファン２４を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなしている。

圧縮機２０は、図示しない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、運転能力を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２０の冷媒吐出側は、四方弁２２のポートａに吐出管６１で接続されており、また、圧縮機２０の冷媒吸入側は、アキュムレータ２１の冷媒流出側に吸入管６６で接続されている。

四方弁２２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は、上述したように圧縮機２０の冷媒吐出側に吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２１の冷媒流入側と冷媒配管６５で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃと室外機ガス管６４及び室外機ガス管分岐部６４ａ，６４ｂ，６４ｃで接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２４の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管６３及び室外機液管分岐部６３ａ，６３ｂ，６３ｃで閉鎖弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃに接続されている。

膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、室外機液管分岐部６３ａ，６３ｂ，６３ｃに設けられている。膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃは電子膨張弁である。膨張弁２７は冷媒回路１０内の冷媒循環量を調節するために制御される。冷媒循環量を調節することで冷房・暖房能力を調整し、且つ、圧縮機２０の適正な冷媒吸入状態を保っている。これによって、蒸発器（暖房時は室外熱交換器２３、冷房時は後述する室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の熱交換効率及び圧縮機２０の信頼性を向上させることができる。本実施形態では、膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、室外機２に設けられているが、各室内機３ａ，３ｂ，３ｃそれぞれに対応させて設けてもよい。

室外ファン２４は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２４は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。

アキュムレータ２１は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管６５で接続され、冷媒流出側が圧縮機２０の冷媒吸入側と吸入管６６で接続されている。アキュムレータ２１は、冷媒配管６５からアキュムレータ２１内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離してガス冷媒のみを圧縮機２０に吸入させる。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、吐出管６１には、圧縮機２０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。

室外機液管６３には、室外熱交換器２３から流出、または、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検出するための室外熱交換器温度センサ７５が設けられている。また、室外機液管分岐部６３ａ，６３ｂ，６３ｃの膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃと閉鎖弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃとの間に、流通する冷媒の温度を検出するための液側温度センサ７７ａ，７７ｂ，７７ｃが設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２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センサ７６が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段１００が備えられている。室外機制御手段１００は、室外機２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いる。図２に示すように、室外機制御手段１００は、ＣＰＵ１１０と、記憶部１２０と、通信部１３０と、センサ検出部１４０と、圧縮機制御部１５０と、膨張弁制御部１６０とを備えている。

記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭを有しており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２０や膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの制御状態等を記憶している。通信部１３０は、室内機３との通信を行うためのインターフェイスである。検出値入力部１４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ１１０に出力する。圧縮機制御部１５０は、圧縮機２０に対してユーザから要求された能力を発揮するために必要な回転数で運転するように制御を行う。

ＣＰＵ１１０は、前述した室外機２の各種センサでの検出結果を検出値入力部１４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ１１０は、室内機３から送信される制御信号を通信部１３０を介して取り込む。また、ＣＰＵ１１０は、取り込んだ制御信号に基づいて、圧縮機２０や膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの駆動制御を行う。更には、ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。

次に、図１を用いて、室内機３ａ，３ｂ，３ｃについて説明する。以下の説明は室内機３ａについてなされるが、その説明は他の室内機３ｂ，３ｃについても同様に成り立つ。室内機３ａは、室内熱交換器３１ａと、液管４ａの他端が接続された液管接続部３４ａと、ガス管５ａの他端が接続されたガス管接続部３５ａと、室内ファン３３ａとを備えている。そして、室内ファン３３ａを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなしている。

室内熱交換器３１ａは、冷媒と後述する室内ファン３３ａにより図示しない吸込口から室内機３ａ内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部３４ａに室内機液管６８ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部３５ａに室内機ガス管６９ａで接続されている。室内熱交換器３１ａは、室内機３ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部３４ａやガス管接続部３５ａでは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内ファン３３ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１ａの近傍に配置されている。室内ファン３１ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機３ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出す。

以上説明した構成の他に、室内機３ａには各種のセンサが設けられている。室内熱交換器３１ａには、室内熱交換器３１ａを通過する冷媒の温度を検出する室内熱交換器温度センサ７８ａが設けられている。そして、室内機３ａには室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ７９ａと室内空気の湿度を検出する室内湿度センサ３８ａが備えられている。室内温度センサ７９ａの取付位置は、室内機３ａ内部に備える室内熱交換器３１ａや制御基板（室内機制御手段２００ａ）等の発熱部品から離して配置することが好ましい。また、室内機３ａに取付ける替わりに図示しないリモコンに取付けてもよい。

また、室内機３ａには、室内機制御手段２００ａが備えられている。室内機制御手段２００ａは、室内機３ａ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いる。図２に示すように、室内機制御手段２００ａは、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、検出値入力部２４０と、室内ファン制御部２５０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭを有しており、室内機３の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、室内ファン３３の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、室外機２との通信を行うためのインターフェイスである。検出値入力部２４０は、室内機３の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。室内ファン制御部２５０は、室内ファン３３に対してユーザから要求された能力を発揮するために必要な回転数で運転するように制御を行う他、後述する冷風防止制御を行う。

ＣＰＵ２１０は、前述した室内機３の各種センサでの検出結果を検出値入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室外機２から送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ制御信号に基づいて、室内ファン３３の駆動制御を行う。

次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機３ａ，３ｂ，３ｃが共に暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。なお、室内機についての説明は室内機３ａのみについてなされるが、その説明は他の室内機３ｂ，３ｃについても同様に成り立つ。

図１に示すように、室内機３ａが暖房運転を行う場合、室外機制御手段１００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｃとポートｂとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃが凝縮器として機能する。また、室内機３ａは運転状態で、室内機３ｂ，３ｃは運転休止状態なので、膨張弁２７ａは運転時の室外機制御手段１００の要求に応じた開度とし、膨張弁２７ｂ，２７ｃは僅かに冷媒が通過できる程度の開度（微開）となるように制御される。

圧縮機２０から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管６４及び室外機ガス管分岐部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを流れて閉鎖弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃを介してガス管５ａ，５ｂ，５ｃに流入する。ガス管５ａ，５ｂ，５ｃを流れた冷媒はガス管接続部３５ａ，３５ｂ，３５ｃを介して室内機３ａ，３ｂ，３ｃの室内機ガス管６９ａ，６９ｂ，６９ｃに流入する。室内機ガス管６９ａ，６９ｂ，６９ｃを流れる冷媒は、室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃに流入し、室内ファン３３ａの回転により室内機３ａ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する（室内機３ｂ，３ｃは休止状態なので、室内ファン３３ｂ，３３ｃは回転していない。）。このように、室内熱交換器３１ａが凝縮器として機能し、室内熱交換器３１ａで冷媒と熱交換を行い加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３ａが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃから流出した冷媒は室内機液管６８ａ，６８ｂ，６８ｃを流れ、液管接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを介して液管４ａ，４ｂ，４ｃに流入する。

液管４ａ，４ｂ，４ｃを流れて閉鎖弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管分岐部６３ａ，６３ｂ，６３ｃを介して膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃに流入する。この時、室外機液管分岐部６３ａから膨張弁２７ａを通過した冷媒は、減圧されて低圧の冷媒となる。一方、室外機液管分岐部６３ｂ，６３ｃを流れる冷媒は、膨張弁２７ｂ，２７ｃが僅かにしか開いていないため、通過する冷媒がごく微量となる。したがって、室内機３ｂ，３ｃを流通する冷媒の循環量がほぼ無くなるため、室内機３ｂ，３ｃは運転休止状態となる。膨張弁２７ａを通過した冷媒（及び２７ｂ，２７ｃを通過した僅かな冷媒）は室外機液管６３で合流し、室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２４の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、順に冷媒配管６２、四方弁２２、冷媒配管６５、アキュムレータ２１、吸入管６６を流れ、圧縮機２０に吸入されて再び圧縮される。以上説明したように冷媒回路１０を冷媒が循環することで、空気調和装置１の暖房運転が行われる。なお、後述する内部乾燥運転も暖房運転と同じように冷媒を循環させることで行われる。

尚、室内機３が冷房運転を行う場合、室外機制御手段１００は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器３１が蒸発器として機能する。

次に、空気調和装置１の冷房運転若しくは除湿運転の終了後の内部乾燥運転における従来の制御方法について詳細に説明する。

空気調和装置１は、使用者のリモコン操作等によって冷房運転若しくは除湿運転の停止指令を受け、全ての室内機３が停止状態となると、凝縮水が付着している室内機３内部を乾燥させる目的で内部乾燥運転を実行する。このとき、室外機制御手段１００は、図１における四方弁２２が破線で示す状態（冷房運転）から、四方弁２２を実線で示す状態（暖房運転）、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｃとポートｂとが連通するよう、切り換える。

空気調和装置１が内部乾燥運転を実行すると、室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃが凝縮器として機能する。これによって、冷房運転時に室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃに付着した凝縮水の蒸発を促し、室内機３ａ，３ｂ，３ｃの内部を乾燥させる。

しかしながら、冷房運転を実行していた各室内機３ａ，３ｂ，３ｃでは屋内環境や冷房能力によって内部に付着した凝縮水の量が異なる。すなわち、特許文献１に記載の技術では、他の室内機と連動して内部乾燥運転を実行する設定を行った室内機が複数台有った場合、それぞれの室内機が設置された屋内環境や冷房能力に関わらず各室内機へ均等に冷媒を流していたため、効率の悪い内部乾燥運転となっていた。その結果、内部乾燥運転を実行する全ての室内機の内部を乾燥させるために要する時間（内部乾燥運転を実行する時間）が長くなることで消費電力を増大させていた。すなわち、図６（１）に示すように、内部乾燥運転を開始する時点（ｔ０）において、室内機３ａの内部に付着した凝縮水の量が室内機３ｂの内部に付着した凝縮水の量よりも多い場合、凝縮水の量が少ない室内機３ｂの方が早く（ｔ１の時点で）凝縮水の蒸発が完了する。これに対して、凝縮水の量が多い室内機３ａは室内機３ｂよりも遅く（ｔ２の時点で）凝縮水の蒸発が完了する。このとき、ｔ１からｔ２までの間は室内機３ｂ内部の蒸発が完了しているのにもかかわらず、圧縮機の駆動を継続しなければならないため消費電力を増大させていた。また、内部に付着した凝縮水の蒸発が完了した室内機３ｂに対しても室内機３ａ内部に付着した凝縮水の蒸発が完了する（ｔ２）まで室内機３ａと同じ量の冷媒を循環させていたため余計に室温を上昇させてしまい快適性を損ねてしまっていた。

したがって、空気調和装置１の内部乾燥運転において、膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃを制御し、室内機３ａ，３ｂ，３ｃに流す冷媒の量を調節する必要がある。以下に本発明の特徴となる内部乾燥運転の制御について詳細に説明する。内部乾燥運転を行う際には、図３に示すようにＣＰＵ１１０は内部乾燥運転制御部１１１と、必要乾燥能力算出部１１２と、必要乾燥能力比率算出部１１３と、圧縮機回転数設定部１１４と、内部乾燥運転時間設定部１１５を有している。

内部乾燥運転制御部１１１は、空気調和装置１が冷房運転若しくは除湿運転停止した後に内部乾燥運転を実行し後述する必要乾燥能力比率に基づいて膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度制御を行う。必要乾燥能力算出部１１２は、詳細は後述するが各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力を算出する。必要乾燥能力比率算出部１１３は、詳細は後述するが各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力比率を算出する。圧縮機回転数設定部１１４は、詳細は後述するが内部乾燥運転中の圧縮機の回転数を設定する。内部乾燥運転時間設定部１１５は、詳細は後述するが内部乾燥運転の運転時間を設定する。

図４は、起動時の空気調和装置１の内部乾燥運転を示すフローチャートである。ＳＴの後の数字はステップの番号を表す。

この制御は、使用者のリモコン操作等によって冷房運転又は除湿運転の停止指令を受けることによって開始される。各室内機３ａ，３ｂ，３ｃは予めユーザにより運転停止後に内部乾燥運転を実行するか否かを設定されており（内部乾燥設定）、設定内容が室内機制御部２００の記憶部２２０に記憶されている。ＣＰＵ１１０は、通信部１３０を介して記憶部２２０から上述した設定内容を呼び出し、室内機３ａ，３ｂ，３ｃのうち内部乾燥設定がされている室内機が１台以上有るか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。

内部乾燥設定がされている室内機が１台以上有る場合（ＳＴ１０１−ＹＥＳ）、必要乾燥能力算出部１１２は各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃを算出する（ステップＳＴ１０２）。必要乾燥能力とは、単位時間当たりに室内機内部に付着した単位体積分の凝縮水を蒸発させるために室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃが必要とする冷媒の量を示す指数であり、言い換えると内部に付着した凝縮水の量を表す指標である。運転停止前に行われた冷房運転若しくは除湿運転の運転時間により算出される。この場合、運転時間が長い程室内機内部に付着する凝縮水の量が多くなるので、必要乾燥能力も大きくなる。また、室内機３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに設けられた室内湿度センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃにより検出される室内機が設置された部屋の相対湿度から必要乾燥能力を算出してもよい。この場合、運転停止直後の相対湿度が高い程室内機内部に付着する凝縮水の量が多くなるので、必要乾燥能力も大きくなる。具体的には、記憶部１２０は図７に示すような必要乾燥能力算出テーブルを記憶しており、必要乾燥能力算出部１１２は必要乾燥能力テーブルによって各室内機３ａ，３ｂ，３ｃにおける運転停止前に行われた冷房運転若しくは除湿運転の運転時間ｔおよび／または室内機が設置された部屋の相対湿度φから必要乾燥能力（１〜３）を求める。本実施形態では、図７に示すように冷房運転若しくは除湿運転の運転時間ｔや相対湿度φの各数値範囲を３つのゾーンに区分けし、運転時間ｔが長くなる程、または、相対湿度φが高くなる程必要乾燥能力の値が高くなるように設定しているが、数値範囲のゾーンを２つにするか、若しくは、より細かく（４つ以上）に区分けして必要乾燥能力の値を設定するようにしてもよい。なお、冷房運転若しくは除湿運転を長時間実行した後だと相対湿度は下がるため、室内機内部に付着する凝縮水の量が多くなっていても相対湿度が低い場合が考えられる。したがって、相対湿度に基づいて行う場合は運転停止前に行われた冷房運転若しくは除湿運転の運転時間と併用して必要乾燥能力を算出することが好ましい。運転時間と相対湿度の両方に基づいて必要乾燥能力を算出する場合は、それぞれに必要乾燥能力の平均値となるように補正する。なお、内部乾燥設定がされている室内機が１台も無ければ（ＳＴ１０１−ＮＯ）、本制御は行わない。

次に、必要乾燥能力算出部１１２はステップＳＴ１０３で各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃの合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を算出する。図８は、必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃを冷房運転若しくは除湿運転の運転時間ｔに基づいて算出する例を示している。各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの運転停止前に行われた冷房運転の運転時間がそれぞれｔａ＝４．５時間、ｔｂ＝０．５時間，ｔｃ＝０時間だった場合、必要乾燥能力Ａ，Ｂ，ＣはそれぞれＡ＝３，Ｂ＝１，Ｃ＝０となり、必要乾燥能力合計値Ｘ＝４となる。合計値Ｘ（＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ）がわかれば、内部乾燥運転を所定時間（例えば３０分）内に終了させるために必要な内部乾燥運転時の空気調和装置１全体の必要乾燥能力がわかるので、圧縮機回転数設定部１１４は合計値Ｘに基づいて内部乾燥運転中の圧縮機２０の回転数を設定する（ステップＳＴ１０４）。このとき、必要乾燥能力の合計値Ｘが大きい程圧縮機２０の回転数は高く設定される。具体的には、記憶部１２０は図９に示すような圧縮機回転数設定テーブルを記憶しており、図８の例の場合、合計値Ｘ＝４なので圧縮機回転数設定部１１４は回転数が３０ｒｐｓとなるように圧縮機２０を制御する。なお、図９の圧縮機回転数設定テーブルの数値は一例であって、これに限るものではない。これは、図7の必要乾燥能力テーブルの各数値範囲のゾーン数を変えることで合計必要乾燥能力Ｘの数値が大幅に変動するためである。したがって、合計必要乾燥能力Ｘと圧縮機２０の回転数との対応関係は図９に示すような圧縮機回転数設定テーブルとして予め試験等で定められたものとする。

次に、必要乾燥能力比率算出部１１３はステップＳＴ１０５で必要乾燥能力の合計値の中でそれぞれの室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力が占める割合である必要乾燥能力比率Ａ’，Ｂ’，Ｃ’を算出し、内部乾燥運転制御部１１１はステップＳＴ１０６で必要乾燥能力比率Ａ’，Ｂ’，Ｃ’に基づいて各膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度制御を行う。このとき、必要乾燥能力比率が高い室内機３に冷媒が多く分配されるように当該室内機３に対応する膨張弁２７の開度を大きくなるように制御する。図８の具体例では、必要乾燥能力がそれぞれＡ＝３，Ｂ＝１，Ｃ＝０であったため、必要乾燥能力比率はそれぞれＡ’＝７５％，Ｂ’＝２５％，Ｃ’＝０％となり、内部乾燥運転制御部１１１は各室内機３ａ，３ｂ，３ｃに流れる冷媒の量がこの比率となるように各膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度制御を行う。これによって、必要乾燥能力比率に応じて冷媒が分配されるので、必要乾燥能力が室内機毎に異なっていても室内機３ａ，３ｂ，３ｃの内部に付着した凝縮水の蒸発を完了させるタイミングが一致する。すなわち、図６（２）に示すように、内部乾燥運転を開始する時点（ｔ０）において、室内機３ａの内部に付着した凝縮水の量が室内機３ｂの内部に付着した凝縮水の量よりも多くても、室内機３ａと室内機３ｂの凝縮水の蒸発が完了するタイミング（ｔ１，ｔ２）が一致する。そのため、図６（１）に示す従来の内部乾燥運転のように、ｔ１からｔ２までの間は室内機３ｂ内部の蒸発が完了しているのにもかかわらず、圧縮機の駆動を継続しなければならないという問題を解消している。内部に付着した凝縮水の量が多い室内機３ａに冷媒が多く分配されるように各膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度制御を行うので、従来の様に内部乾燥運転時に各室内機に均等に冷媒を分配した時と比べて室内機３ａ内部の乾燥が完了するタイミングが早くなる。その結果、圧縮機２０を運転させる時間が短くなるので、低消費電力を実現できる。

ステップＳＴ１０７では、必要乾燥能力比率Ａ’，Ｂ’，Ｃ’に基づいた開度に各膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度を制御して実行した内部乾燥運転の運転時間が所定時間を経過したか否かを判定する。所定時間を経過していたら（ＳＴ１０７−ＹＥＳ）、内部乾燥運転を終了する。なお、所定時間は内部乾燥運転の運転時間として予め定められた時間（例えば、３０分）であって、この所定時間内に全ての室内機内部の乾燥が完了するようにステップＳＴ１０４とステップＳＴ１０６で圧縮機２０の回転数と膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度が調整されている。

次に、図５を用いて空気調和装置１の内部乾燥運転の説明を行う。この例では、停止直前の空気調和装置１動作中において室内機３ａ，３ｂが冷房運転若しくは除湿運転の実績があり、室内機３ｃが冷房運転若しくは除湿運転の実績が無かった場合について説明する。なお、便宜上膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃが室外機２の外に図示されているが、実際には室外機２の内部に設けられている。

まず、内部乾燥設定がされている室内機の有無を判定するが、この例では全ての室内機３ａ，３ｂ，３ｃが内部乾燥の設定がされているものとする。次に、必要乾燥能力算出部１１２によって各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力を算出する。必要乾燥能力算出部１１２によって算出された室内機３ａの必要乾燥能力Ａは大きく、室内機３ｂの必要乾燥能力Ｂは小さい値であったとする。なお、室内機３ｃは既に停止していたので内部に付着している凝縮水はほぼ無く、必要乾燥能力Ｃも無いものとする。

その後、圧縮機回転数設定部１１４は必要乾燥能力の合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の値から室外機に設けられた圧縮機２０の回転数を設定する。必要乾燥能力合計値と圧縮機２０の回転数の関係は試験等を行って予め定められて記憶部１２０に記憶されているものである。

次に、必要乾燥能力比率算出部１１３によって算出された必要乾燥能力比率Ａ’，Ｂ’，Ｃ’に基づいて内部乾燥運転制御部１１１が膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度制御を行う。図４の例では、Ａ’，Ｂ’，Ｃ’＝７：３：０であるため、冷媒流量比がこの比率となるように膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度制御を行う。すなわち、室内機３ａが室内機３ｂに比べて冷媒が多く分配されるように膨張弁２７ａ，２７ｂの開度制御を行う。なお、室内機３ｃは必要乾燥能力比率Ｃ´＝０であるが、膨張弁２７ｃを全閉にすると冷媒が室内機３ｃ内部に溜り込んで冷媒循環量が不足してしまうため、内部乾燥運転制御部１１１は膨張弁２７ｃを僅かに冷媒が通過できる程度の開度（微開）となるように制御する。

以上のように、本実施形態の空気調和装置１では、室内機３ａ，３ｂ，３ｃが冷房運転停止した後、内部乾燥運転を行う内部乾燥運転制御部１１１と、室内機３ａ，３ｂ，３ｃの停止前に行われた冷房運転の時間に基づいて各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃを算出する必要乾燥能力算出部１１２と、必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃの合計値の中でそれぞれの室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃが占める割合である必要乾燥能力比率Ａ’，Ｂ’，Ｃ’を算出する必要乾燥能力比率算出部１１３を有し、内部乾燥運転制御部１１１は、内部乾燥運転を行う室内機３ａ，３ｂ，３ｃが複数台有る場合、必要乾燥能力比率Ａ’，Ｂ’，Ｃ’が高い室内機３ａ，３ｂ，３ｃに冷媒が多く分配されるように膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度を制御する。これによって、図６（２）に示すように、内部乾燥運転を開始する時点（ｔ０）において、室内機３ａの内部に付着した凝縮水の量が室内機３ｂの内部に付着した凝縮水の量よりも多くても、室内機３ａと室内機３ｂの凝縮水の蒸発が完了するタイミング（ｔ１，ｔ２）が一致する。そのため、図６（１）に示す従来の内部乾燥運転のように、ｔ１からｔ２までの間は室内機３ｂ内部の蒸発が完了しているのにもかかわらず、圧縮機の駆動を継続しなければならないという問題を解消している。

なお、本実施形態では、各室内機３ａ，３ｂ，３ｃの必要乾燥能力Ａ，Ｂ，Ｃの合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を算出し、圧縮機回転数設定部１１４は合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に基づいて内部乾燥運転中の圧縮機２０の回転数を設定（図４のステップＳＴ１０４）していたが、本発明はこれに限るものではない。つまり、必要乾燥能力の合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）から内部乾燥運転時に空気調和装置１全体の必要乾燥能力がわかるので、圧縮機回転数を調整する代わりに、内部乾燥運転時間設定部１１５が合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に基づいて内部乾燥運転の運転時間を設定してもよい（図４のステップＳＴ１０４に置き換わる）。このとき、必要乾燥能力の合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）が大きい程運転時間は長く設定される。この場合、ステップＳＴ１０７の所定時間は、合計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に基づいて設定された内部乾燥運転の運転時間に置き換える。また、この場合、内部乾燥運転中の圧縮機２０の回転数は予め定められた所定の回転数に設定される。

１ 空気調和装置
２ 室外機
３ 室内機
２０ 圧縮機
３１ 室内熱交換器
３３ 室内ファン

Claims (4)

1. 一台の室外機に対して、室内熱交換器を有する室内機を複数台接続し、当該各室内機を個別に運転可能としたマルチタイプ空気調和装置において、
   前記室外機と前記室内機のいずれか一方には前記室内機の台数に対応して膨張弁が備えられ、
   前記室外機は前記膨張弁を制御する制御部を有し、
   前記制御部は、
   前記室内機が冷房運転停止した後、内部乾燥運転を行う内部乾燥運転制御部と、
   前記室内機の停止前に行われた冷房運転の時間に基づいて各前記室内機の必要乾燥能力を算出する必要乾燥能力算出部と、
   前記必要乾燥能力の合計値の中でそれぞれの前記室内機の前記必要乾燥能力が占める割合である必要乾燥能力比率を算出する必要乾燥能力比率算出部を有し、
   前記内部乾燥運転制御部は、
   前記内部乾燥運転を行う前記室内機が複数台有る場合、前記必要乾燥能力比率が高い前記室内機に冷媒が多く分配されるように前記膨張弁の開度を制御することを特徴とするマルチタイプ空気調和装置。
2. 前記室内機が設置された空間の相対湿度を検出する室内湿度センサを有し、前記必要乾燥能力算出部は、前記相対湿度に基づいて各前記室内機の必要乾燥能力を補正することを特徴とする請求項１に記載のマルチタイプ空気調和装置。
3. 前記制御部は、前記必要乾燥能力の合計値が大きい程前記内部乾燥運転時の圧縮機回転数を高く設定する圧縮機回転数設定部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチタイプ空気調和装置。
4. 前記制御部は、前記必要乾燥能力の合計値が大きい程前記内部乾燥運転の運転時間を長く設定する内部乾燥運転時間設定部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチタイプ空気調和装置。

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