JP2017122557A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017122557A
JP2017122557A JP2016002698A JP2016002698A JP2017122557A JP 2017122557 A JP2017122557 A JP 2017122557A JP 2016002698 A JP2016002698 A JP 2016002698A JP 2016002698 A JP2016002698 A JP 2016002698A JP 2017122557 A JP2017122557 A JP 2017122557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
indoor
refrigerant
indoor unit
unit
expansion valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016002698A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6569536B2 (ja
Inventor
康弘 岡
Yasuhiro Oka
康弘 岡
冨岡 聡
Satoshi Tomioka
聡 冨岡
下谷 亮
Akira Shitaya
亮 下谷
松永 隆廣
Takahiro Matsunaga
隆廣 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd filed Critical Fujitsu General Ltd
Priority to JP2016002698A priority Critical patent/JP6569536B2/ja
Priority to ES16190673.0T priority patent/ES2685944T3/es
Priority to EP16190673.0A priority patent/EP3190357B1/en
Priority to CN201610855630.6A priority patent/CN106958958B/zh
Priority to US15/277,705 priority patent/US10337769B2/en
Priority to AU2016234910A priority patent/AU2016234910B2/en
Publication of JP2017122557A publication Critical patent/JP2017122557A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6569536B2 publication Critical patent/JP6569536B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • F25B2313/02334Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements during heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/029Control issues
    • F25B2313/0292Control issues related to reversing valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/19Refrigerant outlet condenser temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2513Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1931Discharge pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1933Suction pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2115Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21151Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2115Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21152Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2116Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21163Temperatures of a condenser of the refrigerant at the outlet of the condenser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21175Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the outlet of the evaporator

Abstract

【課題】室外機が複数の室内機より高い位置に設置されている場合でも、暖房運転時に各室内機で十分な暖房能力を発揮できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】冷媒量バランス制御を実行すると、平均冷媒過冷却度SCvより冷媒過冷却度SCの小さい室内機およびでは室内膨張弁の開度が絞られるので、室内膨張弁の下流側の冷媒圧力が低下する。一方、平均冷媒過冷却度SCvより冷媒過冷却度SCの大きい室内機では、室内膨張弁の開度が大きくされるが、室内膨張弁の下流側の冷媒圧力が低下することによって室内膨張弁の下流側の冷媒圧力も低下しているので、室内膨張弁の上流側と下流側の圧力差が大きくなって室内機の室内熱交換器に滞留する液冷媒が液管に流出する。これにより、室内機の暖房能力が上昇する。
【選択図】図3

Description

本発明は、少なくとも1台の室外機に複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。
従来、少なくとも1台の室外機に複数台の室内機が液管とガス管で接続された空気調和装置では、室外機の設置場所と各室内機の設置場所の高低差や、各室内機間の高低差を考慮して冷媒回路を制御することで、各室内機で十分な空調能力を発揮できるようにしたものが提案されている。
例えば、特許文献1に記載の空気調和装置は、圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外ファンと室外膨張弁を備えた室外機を地上に設置する一方、室内熱交換器と室内膨張弁と室内ファンを備えた2台の室内機が高低差をもって(特許文献1では、建物の1階に1台の室内機が、4階にもう1台の室内機が各々)室外機より高い場所に設置され、2台の室内機と室外機を冷媒配管で接続して冷媒回路を形成している。
この空気調和装置で冷房運転を行うとき、室外機で凝縮し室外機から液管に流入した液冷媒は、重力に逆らって各室内機へと流れるので、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側(室外機側)における液冷媒の圧力は、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側における液冷媒の圧力よりも低くなる。このため、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側(室内熱交換器側)の冷媒圧力の圧力差が、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。室内膨張弁の上流側と下流側との圧力差が小さいほど室内膨張弁を流れる冷媒量が少なくなるので、低い位置に設置された室内機に多くの冷媒が流れる一方、高い位置に設置された室内機に流れる冷媒量が減少して十分な冷房能力が得られない虞がある。
そこで、特許文献1の空気調和装置では、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度を、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度より所定開度小さくすることで、低い位置に設置された室内機における冷媒流量を少なくし、高い位置に設置された室内機における冷媒流量を増やしている。これにより、室外機を地上に設置する一方、2台の室内機が高低差をもって室外機より高い場所に設置されている空気調和装置であっても、高い位置に設置された室内機で十分な冷房能力を発揮できる。
特開平4−28970号公報
ところで、特許文献1の空気調和装置とは異なり、各室内機が高低差をもって設置され、かつ、室外機が各室内機より高い位置に設置されている空気調和装置で暖房運転を行うときは、以下の記載する問題があった。
暖房運転では、圧縮機から吐出されたガス冷媒は各室内機の室内熱交換器に流入して凝縮するが、室内熱交換器で凝縮し液管に流入した液冷媒が高い位置に設置された室外機に向かい重力に逆らって流れるため、低い位置に設置された室内機程、当該室内機から液管に流出した液冷媒が室外機に向かって流れにくくなる。これにより、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側(室外機側)における液冷媒の圧力は、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側における液冷媒の圧力よりも高くなる。従って、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側(室内熱交換器側)の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。
室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力との圧力差が小さいほど室内膨張弁を流れる冷媒量が少なくなるので、高い位置に設置された室内機に多くの冷媒が流れる一方、低い位置に設置された室内機に流れる冷媒量が減少して当該室内機で十分な暖房能力が得られない虞がある。そこで、特許文献1の空気調和装置と同様の思想で、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度を、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度よりも常に大きくなるように制御することが考えられる。これにより、高い位置に設置された室内機に流れる冷媒量に比べて低い位置に設置された室内機に流れる冷媒量が多くなるので、低い位置に設置された室内機における暖房能力を向上させることができる。
ここで、低い位置に設置された室内機と高い位置に設置された室内機との高低差が大きい程、低い位置に設置された室内機から流出した液冷媒が液管内を室外機に向けて流れにくくなるので、両者の室内膨張弁の下流側における液冷媒の圧力の差が大きくなり、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力との圧力差が小さくなる。そのため、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度は、低い位置に設置された室内機と高い位置に設置された室内機との高低差に応じた開度とする必要がある。つまり、低い位置に設置された室内機と高い位置に設置された室内機との高低差が大きくなる程、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度を大きくする必要がある。
しかし、低い位置に設置された室内機と高い位置に設置された室内機との高低差が大きく、低い位置に設置された室内機から液管に流出した液冷媒が室外機に向けて流れなくなる、つまり、液管の下方に液冷媒が滞留する場合は、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の開度を全開としても当該室内機に冷媒が流れず暖房能力が出ない(暖房ができない)という問題があった。
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、室外機が複数の室内機より高い位置に設置されている場合でも、暖房運転時に各室内機で十分な暖房能力を発揮でき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、圧縮機と圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を有する室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁と室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数の室内機を有し、室外機が複数の室内機より上方に設置されるとともに複数の室内機の設置場所に高低差があるものである。そして、この空気調和装置が暖房運転を行うときに、各室内機の冷媒過冷却度がこの冷媒過冷却度の最大値と最小値を用いて求める平均冷媒過冷却度となるように、あるいは、各室内機の熱交出口温度がこの熱交出口温度の最大値と最小値を用いて求める平均熱交出口温度となるように、各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する制御手段を有する。
また、制御手段は、複数の室内機のうち暖房能力が発揮できていない室内機が存在するか否かを判断し、暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合は冷媒量バランス制御を実行する。
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、室外機が複数の室内機より高い位置に設置されている場合でも、暖房運転時に各室内機で十分な暖房能力を発揮できる。
本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、(A)は冷媒回路図、(B)は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、室内機および室外機の設置図である。 本発明の実施形態における、室外機制御部での処理を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態における、室外機制御部での処理を説明するフローチャートである。
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。実施形態としては、建物の屋上に設置される1台の室外機に、建物の各階に設置される3台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房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(A)および図2に示すように、本実施形態における空気調和装置1は、建物の屋上に設置される1台の室外機2と、建物の各階に設置され、室外機2に液管8およびガス管9で並列に接続された3台の室内機5a〜5cとを備えている。詳細には、液管8は、一端が室外機2の閉鎖弁25に、他端が分岐して室内機5a〜5cの各液管接続部53a〜53cに、それぞれ接続されている。また、ガス管9は、一端が室外機2の閉鎖弁26に、他端が分岐して室内機5a〜5cの各ガス管接続部54a〜54cに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置1の冷媒回路100が構成されている。
まずは、室外機2について説明する。室外機2は、圧縮機21と、四方弁22と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、液管8の一端が接続された閉鎖弁25と、ガス管9の一端が接続された閉鎖弁26と、冷媒貯留器であるアキュムレータ28と、室外ファン27とを備えている。そして、室外ファン27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100の一部をなす室外機冷媒回路20を構成している。
圧縮機21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能力可変型圧縮機である。圧縮機21の冷媒吐出側は、後述する四方弁22のポートaに吐出管41で接続されており、また、圧縮機21の冷媒吸入側は、アキュムレータ28の冷媒流出側に吸入管42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21の冷媒吐出側に吐出管41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に冷媒配管43で接続されている。ポートcは、アキュムレータ28の冷媒流入側に冷媒配管46で接続されている。そして、ポートdは、閉鎖弁26に室外機ガス管45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27の回転により室外機2の内部に取り込まれた外気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43で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管44で閉鎖弁25に接続されている。
室外膨張弁24は、室外機液管44に設けられている。室外膨張弁24は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器23に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器23から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁24の開度は、空気調和装置1が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置1が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ33で検出した圧縮機21の吐出温度に応じてその開度を制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。
室外ファン27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27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の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の外部へ放出する。
アキュムレータ28は、上述したように、冷媒流入側が四方弁22のポートcに冷媒配管46で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機21の冷媒吸入側に吸入管42で接続されている。アキュムレータ28は、冷媒配管46からアキュムレータ28の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機21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(A)に示すように、吐出管41には、圧縮機21から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段である吐出圧力センサ31と、圧縮機21から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ33が設けられている。冷媒配管46におけるアキュムレータ28の冷媒流入口近傍には、圧縮機21に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ32と、圧縮機21に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ34とが設けられている。
室外機液管44における室外熱交換器23と室外膨張弁24との間には、室外熱交換器23に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器23から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ35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の内部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36が備えられている。
また、室外機2には、室外機制御手段200が備えられている。室外機制御手段200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1(B)に示すように、室外機制御手段200は、CPU210と、記憶部220と、通信部230と、センサ入力部240とを備えている。
記憶部220は、ROMやRAMで構成されており、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21や室外ファン27の制御状態等を記憶している。通信部230は、室内機5a〜5cとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部240は、室外機2の各種センサでの検出結果を取り込んでCPU210に出力する。
CPU210は、前述した室外機2の各センサでの検出結果をセンサ入力部240を介して取り込む。また、CPU210は、室内機5a〜5cから送信される制御信号を通信部230を介して取り込む。CPU210は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機21や室外ファン27の駆動制御を行う。また、CPU210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。さらには、CPU210は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁24の開度調整を行う。
次に、3台の室内機5a〜5cについて説明する。3台の室内機5a〜5cは、室内熱交換器51a〜51cと、室内膨張弁52a〜52cと、分岐した液管8の他端が接続された液管接続部53a〜53cと、分岐したガス管9の他端が接続されたガス管接続部54a〜54cと、室内ファン55a〜55cとを備えている。そして、室内ファン55a〜55c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100の一部をなす室内機冷媒回路50a〜50cを構成している。尚、3台の室内機5a〜5cは全て同じ能力であり、暖房運転時の室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過冷却度を所定値(例えば、10deg)以下とできれば、各室内機で充分な暖房能力を発揮できるものである。
尚、室内機5a〜5cの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機5aの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機5b、5cについては説明を省略する。また、図1では、室内機5aの構成装置に付与した番号の末尾をaからbおよびcにそれぞれ変更したものが、室外機5aの構成装置と対応する室内機5b、5cの構成装置となる。
室内熱交換器51aは、冷媒と後述する室内ファン55aの回転により図示しない吸込口から室内機5aの内部に取り込まれた室内空気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53aに室内機液管71aで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部54aに室内機ガス管72aで接続されている。室内熱交換器51aは、室内機5aが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機5a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53aやガス管接続部54a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。
室内膨張弁52aは、室内機液管71aに設けられている。室内膨張弁52aは電子膨張弁であり、室内熱交換器51aが蒸発器として機能する場合すなわち室内機5aが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器51aの冷媒出口(ガス管接続部54a側)での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度とは、室内機5aで十分な冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度である。また、室内膨張弁52aは、室内熱交換器51aが凝縮器として機能する場合すなわち室内機5aが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器51aの冷媒出口(液管接続部53a側)での冷媒過冷却度が後述する平均冷媒過冷却度となるように調整される。
室内ファン55aは樹脂材で形成されており、室内熱交換器51aの近傍に配置されている。室内ファン55a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5aの内に室内空気を取り込み、室内熱交換器51a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供給する。
以上説明した構成の他に、室内機5aには各種のセンサが設けられている。室内機液管71aにおける室内熱交換器51aと室内膨張弁52aとの間には、室内熱交換器51aに流入あるいは室内熱交換器51aから流出する冷媒の温度を検出する液側温度検出手段である液側温度センサ61aが設けられている。室内機ガス管72aには、室内熱交換器51aから流出あるいは室内熱交換器51aに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ62aが設けられている。室内機5aの図示しない吸込口付近には、室内機5aの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度検出手段である吸込温度センサ63aが備えられている。そして、室内機5aの図示しない吹出口付近には、室内熱交換器51aで冷媒と熱交換を行って室内機5aから室内に放出される空気の温度、すなわち吹出温度を検出する吹出温度検出手段である吹出温度センサ64aが備えられている。
また、室内機5aには、室内機制御手段500aが備えられている。室内機制御手段500aは、室内機5aの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図1(B)に示すように、CPU510aと、記憶部520aと、通信部530aと、センサ入力部540aとを備えている。
記憶部520aは、ROMやRAMで構成されており、室内機5a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、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部530aは、室外機2および他の室内機5b、5cとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部540aは、室内機5aの各種センサでの検出結果を取り込んでCPU510aに出力する。
CPU510aは、前述した室内機5aの各センサでの検出結果をセンサ入力部540aを介して取り込む。また、CPU510aは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、CPU510aは、運転開始/停止信号や運転情報(設定温度や室内温度等)を含んだ制御信号を、通信部530aを介して室外機2に送信するとともに、室外機2が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部530aを介して室外機2から受信する。CPU510aは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機2から送信された信号に基づいて、室内膨張弁52aの開度調整や、室内ファン55aの駆動制御を行う。
尚、以上説明した室外機制御手段200と室内機制御手段500a〜500cとで、本発明の制御手段が構成される。
以上説明した空気調和装置1が、図2に示す建物600に設置されている。具体的には、室外機2が屋上(RF)に配置されており、室内機5aが3階、室内機5bが2階、室内機5cが1階に、それぞれ設置されている。そして、室外機2と室内機5a〜5cとは、上述した液管8とガス管9とで相互に接続されており、これら液管8とガス管9とは、図示しない建物600の壁面内や天井裏に埋設されている。尚、図2では、最上階(3階)に設置されている室内機5aと最下階(1階)に設置されている室内機5cとの高低差をHで表している。
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100における冷媒の流れや各部の動作について、図1(A)を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機5a〜5cが暖房運転を行う場合について説明し、冷房/除霜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(A)における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
図1(A)に示すように、室内機5a〜5cが暖房運転を行う場合、室外機制御手段200のCPU210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bとポートcとが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路100が、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51a〜51cが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、吐出管41を流れて四方弁22に流入し、四方弁22から室外機ガス管45、閉鎖弁26、ガス管9、ガス管接続部54a〜54cの順に流れて室内機5a〜5cに流入する。室内機5a〜5cに流入した冷媒は、室内機ガス管72a〜72cを流れて室内熱交換器51a〜51cに流入し、室内ファン55a〜55cの回転により室内機5a〜5cの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。このように、室内熱交換器51a〜51cが凝縮器として機能し、室内熱交換器51a〜51cで冷媒と熱交換を行っ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5a〜5cが設置された室内の暖房が行われる。
室内熱交換器51a〜51cから流出した冷媒は室内機液管71a〜71cを流れ、室内膨張弁52a〜52cを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管71a〜71c、液管接続部53a〜53cを流れて液管8に流入する。
液管8を流れる冷媒は、閉鎖弁25を介して室外機2に流入する。室外機2に流入した冷媒は、室外機液管44を流れ、吐出温度センサ33で検出した圧縮機21の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁24を通過するときにさらに減圧される。室外機液管44から室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外ファン27の回転により室外機2の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、冷媒配管43、四方弁22、冷媒配管46、アキュムレータ28、吸入管42の順に流れ、圧縮機21に吸入されて再び圧縮される。
尚、室内機5a〜5cが冷房/除霜運転を行う場合、CPU210は、四方弁22を破線で示す状態、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とが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路100が、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51a〜51cが蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
次に、図1乃至図3を用いて、本実施形態の空気調和装置1において、本発明に関わる冷媒回路の動作やその作用、および、効果について説明する。尚、室内熱交換器51aが凝縮器として機能するときの液側温度センサ61a〜61cが、本発明の熱交出口温度センサとなる。
図2に示すように、本実施形態の空気調和装置1では、室外機2が建物600の屋上に設置されるとともに室内機5a〜5cが各階に設置されている。つまり、室外機2が室内機5a〜5cより高い位置に設置されるとともに、室内機5aと室内機5cの設置場所にも高低差Hがある設置となっている。この場合に、空気調和装置1で暖房運転を行ったときは、以下のような問題がある。
暖房運転では、圧縮機21から吐出されたガス冷媒は、吐出管41から四方弁22を介して室外機ガス管45を流れて室外機2から流出し、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cに流入して凝縮する。このとき、室外機2が室内機5a〜5cより高い位置に設置されているために、室内熱交換器51a〜51cで凝縮し液管8に流出した液冷媒は、重力に逆らって室外機2に向かって液管8を流れることになる。
従って、室外機2に比べて室内機5a〜5cの設置位置が低くなる程液管8に流出した液冷媒が室外機2に向かって流れにくくなるため、1階に設置されている室内機5cの室内膨張弁52cの下流側(室外機2側)における液冷媒の圧力は、他の階に設置されている室内機5a、5bの室内膨張弁52a、52bの下流側における液冷媒の圧力よりも高くなる。このため、室内機5cの室内膨張弁52cの上流側(室内熱交換器51c側)の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、室内機5a、5bの室内膨張弁52a、52bの上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。
上記のような冷媒回路100の状態では、室内膨張弁52a〜52cの上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が小さいほど、室内膨張弁52a〜52cを流れる冷媒量が少なくなる。従って、1階に設置された室内機5cを流れる冷媒量は、他の室内機5a、5bを流れる冷媒量と比べて少なくなる。このことは、1階(一番低い位置)に設置された室内機5cと3階(一番高い位置)に設置された室内機5aとの高低差Hが大きくなる程顕著になり、高低差が大きくなる(例えば、50m)と室内機5cから液管8に流出した液冷媒が室外機2に向かって流れなくなって液管8の下方に液冷媒が滞留する恐れがある。そして、液管8の下方に液冷媒が滞留すると、室内膨張弁5cを全開としても室内機5cに冷媒が流れずに室内機5cで暖房能力が発揮されない恐れがあった。
そこで、本発明では、空気調和装置1が暖房運転を行うときに、室内機5a〜5cの室内膨張弁52a〜52cの冷媒出口側(室外膨張弁52a〜52c側)における冷媒過冷却度を定期的(例えば、30秒毎)に算出し、算出した冷媒過冷却度のうち最大値と最小値を抽出してこれらの平均値である平均冷媒過冷却度を求める。そして、室内機5a〜5cの室内膨張弁52a〜52cの開度を調整して、室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過冷却度を求めた平均冷媒過冷却度とする冷媒量バランス制御を実行する。
液管8の下方に液冷媒が滞留して室内膨張弁5cを全開としても室内機5cに冷媒が流れずに室内機5cで暖房能力が発揮されないときは、室内機5a〜5cの各冷媒過冷却度は、例えば、室内機5aで6deg、室内機5bで10deg、室内機5cで20deg、というように、室外機2から下方に行く程大きくなっている。また、液管8の下方に液冷媒が滞留することで、冷媒回路100全体として冷媒循環量が不足している。
上記のような冷媒回路100の状態であるときに冷媒量バランス制御を実行すると、平均冷媒過冷却度(上記の例の場合では、最大値:20degと最小値:6degの平均値である13deg)より冷媒過冷却度の小さい室内機5aおよび5bでは、冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで上昇させるために室内膨張弁52a、52bの開度が絞られるので、室内膨張弁52a、52bの下流側の冷媒圧力が低下する。
このとき、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の大きい室内機5cでは、室内膨張弁52a、52bの下流側の冷媒圧力が低下することによって室内膨張弁52cの下流側の冷媒圧力も低下するために、室内膨張弁52cの上流側と下流側の圧力差が大きくなる。これにより、冷媒量バランス制御において室内機5cの冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで低下させるために室内膨張弁52cの開度を大きくしているときに、その開度が全開となっても室内機5cの室内熱交換器51cに滞留する液冷媒が液管8に流出するので、室内機5cの暖房能力が上昇する。
尚、室内機5aと5bでは、室内膨張弁52a、52bの開度が絞られて室内熱交換器51a、51bに滞留する液冷媒量が冷媒量バランス制御を行わない場合と比べて増加するので、室内機5aと5bでは暖房能力が一時的に低下する。しかし、冷媒量バランス制御を実行すれば室内機5cに滞留していた液冷媒が冷媒回路100に流出するので、冷媒回路100全体としての冷媒循環量が増加して冷媒回路100の循環する冷媒量が充分な量となる。これにより、平均冷媒過冷却度が各室内機で充分な暖房能力を発揮できる所定の冷媒過冷却度(例えば、前述した10deg)を下回るようになるため、全ての室内機で充分な暖房能力が発揮できるようになる。
次に、図3を用いて、本実施形態の空気調和装置1における暖房運転時の制御について説明する。図3は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合の、室外機制御部200のCPU210が行う制御に関する処理の流れを示すものである。図3において、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3では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、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100の制御、といった、空気調和装置1に関わる一般的な処理については説明を省略している。また、以下の説明では、全ての室内機5a〜5cが暖房運転を行っている場合を例に挙げて説明する。
また、以下の説明では、室外機2の吐出圧力センサ31で検出する圧縮機21の吐出圧力をPh、吐出圧力Phを用いて求める高圧飽和温度をThs、室内機5a〜5cの液側温度センサ61a〜61cで検出する熱交出口温度をTo(各室内機に対して個別に言及する必要がある場合は、Toa〜Tocと記載)、高圧飽和温度Thsから熱交出口温度Toを減じて求める室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過冷却度をSC(各室内機に対して個別に言及する必要がある場合は、SCa〜SCcと記載)、各室内機での冷媒過冷却度SCのうち最大値と最小値を用いて求める平均冷媒過冷却度をSCvとする。
まず、CPU210は、使用者の運転指示が暖房運転指示であるか否かを判断する(ST1)。
暖房運転指示でなければ(ST1−No)、CPU210は、冷房運転もしくは除湿運転の開始処理である冷房/除湿運転開始処理を実行する(ST12)。ここで、冷房/除湿運転開始処理とは、CPU210が四方弁22を操作して冷媒回路100を冷房サイクルとすることであり、最初に冷房運転もしくは除湿運転を行うときに行われる処理である。そして、CPU210は、圧縮機21や室外ファン27を所定の回転数で起動するとともに、通信部230を介して室内機5a〜5cに対し室内ファン55a〜55cの駆動制御や室内膨張弁52a〜52cの開度調整を行うよう指示して冷房運転あるいは除湿運転の制御を開始し(ST13)、ST9に処理を進める。
ST1において、暖房運転指示であれば(ST1−Yes)、CPU210は、暖房運転開始処理を実行する(ST2)。ここで、暖房運転開始処理とは、CPU210が四方弁22を操作して冷媒回路100を図1(A)に示す状態、つまり、冷媒回路100を暖房サイクルとすることであり、最初に暖房運転を行うときに行われる処理である。
次に、CPU210は、暖房運転の開始処理を行う(ST3)。暖房運転の開始処理では、CPU210は、室内機5a〜5cからの要求能力に応じた回転数で圧縮機21や室外ファン27を起動する。また、CPU210は、吐出温度センサ33で検出した圧縮機21の吐出温度をセンサ入力部240を介して取り込み、取り込んだ吐出温度に応じて室外膨張弁24の開度を調整する。さらには、CPU210は、室内機5a〜5cに対し通信部230を介して暖房運転を開始する旨の運転開始信号を送信する。
運転開始信号を通信部530a〜530cを介して受信した室内機5a〜5cの室内機制御手段500a〜500cのCPU510a〜510cは、使用者の風量指示に応じた回転数で室内ファン55a〜55cを起動するとともに、室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口(液管接続部53a〜53c側)での冷媒過冷却度が運転開始時の目標冷媒過冷却度(例えば、6deg)となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。ここで、目標冷媒過冷却度は、予め試験等を行って求めて記憶部530a〜530cに記憶されている値であり、各室内機で暖房能力が十分に発揮されることが確認できている値である。尚、CPU510a〜510cは、暖房運転の開始から冷媒回路100の状態が安定するまでの間(例えば、運転開始から3分間)は、上述した運転開始時の目標冷媒過冷却度となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。
次に、CPU210は、吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力Phをセンサ入力部240を介して取り込むとともに、各室内機5a〜5cから熱交出口温度To(Toa〜Toc)を通信部230を介して取り込む(ST4)。尚、熱交出口温度Toは、室内機5a〜5cにおいて液側温度センサ61a〜61cでの検出値をCPU510a〜510cが取り込み、通信部530a〜530cを介して室外機2に送信しているものである。また、上述した各検出値は、所定時間毎(例えば、30秒毎)に各CPUに取り込まれて各記憶部に記憶されている。
次に、CPU210は、ST4で取り込んだ吐出圧力Phを用いて高圧飽和温度Thsを求め(ST5)、求めた高圧飽和温度ThsとST4で取り込んだ熱交出口温度Toを用いて、室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCを求める(ST6)。
次に、CPU210は、ST6で求めた室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCを用いて平均冷媒過冷却度SCvを算出する(ST7)。具体的には、CPU210は、室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcの中で最大値と最小値を抽出し、これらの平均値を求めてこれを平均冷媒過冷却度SCvとする。
次に、CPU210は、ST7で求めた平均冷媒過冷却度SCvとST5で求めた高圧飽和温度Thsを、通信部230を介して室内機5a〜5cに送信する(ST8)。通信部530a〜530cを介して平均冷媒過冷却度SCvと高圧飽和温度Thsを受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、室外機2から受信した高圧飽和温度Thsから液側温度センサ61a〜61cで検出した熱交出口温度Toa〜Tocを減じて冷媒過冷却度SCa〜SCcを求め、求めた冷媒過冷却度SCa〜SCcが、室外機2から受信した平均冷媒過冷却度SCvとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。
以上説明したST4〜ST8までの処理が、本発明の冷媒量バランス制御に関わる処理である。
ST8の処理を終えたCPU210は、使用者による運転モード切替指示があるか否かを判断する(ST9)。ここで、運転モード切替指示とは、現在の運転(ここでは暖房運転)から別の運転(冷房運転あるいは除湿運転)への切替を指示するものである。運転モード切替指示がある場合は(ST10−Yes)、CPU210は、ST1に処理を戻す。運転モード切替指示がない場合は(ST10−No)、CPU210は、使用者による運転停止指示があるか否かを判断する(ST11)。運転停止指示とは、全ての室内機5a〜5cが運転を停止することを指示すものである。
運転停止指示があれば(ST10−Yes)、CPU210は、運転停止処理を実行し(ST11)、処理を終了する。運転停止処理では、CPU210は、圧縮機21や室外ファン27を停止するとともに室外膨張弁24を全閉とする。また、CPU210は、室内機5a〜5cに対し通信部230を介して運転を停止する旨の運転停止信号を送信する。運転停止信号を通信部530a〜530cを介して受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、室内ファン55a〜55cを停止するとともに室内膨張弁52a〜52cを全閉とする。
ST10において運転停止指示がなければ(ST10−No)、CPU210は、現在の運転が暖房運転であるか否かを判断する(ST14)。現在の運転が暖房運転であれば(ST14−Yes)、CPU210は、ST3に処理を戻す。現在の運転が暖房運転でなければ(ST14−No)、つまり、現在の運転が冷房運転もしくは除湿運転であれば、CPU210は、ST13に処理を戻す。
次に、主に図4を用いて、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なるのは、第1の実施形態では暖房運転開始時から(正確には、冷媒回路100が安定してから)冷媒量バランス制御を実行するのに対し、第2の実施形態では暖房能力が発揮できていない室内機があると判断した時点から冷媒量バランス制御を実行する点である。尚、これ以外の点、つまり、空気調和装置1の構成や暖房運転時の冷媒回路100の状態については、第1の実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。
第1の実施形態で説明したように、冷媒量バランス制御を実行すれば、室内機5a〜5cの平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の大きい室内機(第1の実施形態では室内機5c)では、当該室内機に滞留する冷媒が流出して暖房能力が上昇する。一方、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の小さい室内機(第1の実施形態では室内機5aおよび5b)では、当該室内機の室内熱交換器における冷媒流量が冷媒量バランス制御を行わない場合と比べて減少して暖房能力が一時的に低下する。つまり、暖房能力が発揮できていない下方に設置された室内機で暖房能力を発揮させるために、当該室内機より上方に設置された室内機で暖房能力を一時的に低下させることとなる。
第1の実施形態では、暖房運転開始時から冷媒量バランス制御を実行する。このため、暖房能力が発揮できていない室内機が存在する/しないに関わらず冷媒量バランス制御を実行することとなるため、暖房能力が発揮できていない室内機が存在しない場合に冷媒量バランス制御が実行されると、暖房能力が発揮できている室内機で暖房能力を不必要に低下させることになっていた。
これに対し、第2の実施形態では、以下に説明する方法によって暖房能力が発揮できていない室内機の有無を判断し、暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合のみ冷媒量バランス制御を実行する。これにより、暖房運転時において暖房能力が発揮できている室内機の暖房能力をで必要に低下させることを防ぎつつ、暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合に当該室内機の暖房能力を上昇させることができる。
暖房能力が発揮できていない室内機の有無の判断は、例えば次のようにして行う。まず、室外機2のCPU210は、吐出圧力センサ31からセンサ入力部240を介して取り込んだ吐出圧力Phを用いて求めた高圧飽和温度Thから、通信部230を介して室内機5a〜5cから取り込んだ熱交出口温度Toa〜Tocを減じて室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcを求める。そして、CPU210は、求めた室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcが所定の冷媒過冷却度(例えば、20℃)より大きい室内機があれば、当該室内機で暖房能力が発揮できていないと判断する。
次に、図4を用いて、本実施形態の空気調和装置1における暖房運転時の制御について説明する。図4は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合の、室外機制御部200のCPU210が行う制御に関する処理の流れを示すものである。図4において、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4では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、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100の制御、といった、空気調和装置1に関わる一般的な処理については説明を省略している。また、以下の説明では、第1の実施形態と同様に、全ての室内機5a〜5cが暖房運転を行っている場合を例に挙げて説明する。
尚、図4に示すフローチャートは、ST34とST35とST37の処理を除き、第1の実施形態で説明した図3に示すフローチャートと同じ処理であるため、これらの詳細な説明は省略し、ここではST34とST35とST37の処理のみ説明する。
ST34において、CPU210は、吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力Phをセンサ入力部240を介して取り込むとともに、各室内機5a〜5cから通信部230を介して、熱交出口温度To(Toa〜Toc)を取り込む。熱交出口温度Toは、室内機5a〜5cにおいて液側温度センサ61a〜61cでの検出値をCPU510a〜510cが取り込み、通信部530a〜530cを介して室外機2に送信しているものである。尚、上述した各検出値は、所定時間毎(例えば、30秒毎)に各CPUに取り込まれて各記憶部に記憶されている。
次に、CPU210は、ST34で取り込んだ吐出圧力Phを用いて高圧飽和温度Ths求め(ST35)、ST36へ処理を進める。ST36の処理で室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcを算出したCPU210は、算出した冷媒過冷却度SCa〜SCcが20deg以上となっている室内機があるか否かを判断する(ST37)、つまり、暖房能力を発揮できていない室内機があるか否かを判断する。
冷媒過冷却度SCa〜SCcが20deg以上となっている室内機がなければ(ST37−No)、CPU210は、ST40に処理を進める。この場合、室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、冷媒過冷却度が暖房運転開始時の目標冷媒過冷却度(例えば、6deg)となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。
冷媒過冷却度SCa〜SCcが20deg以上となっている室内機があれば(ST37−Yes)、CPU210は、ST36で求めた室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcを用いて平均冷媒過冷却度SCvを算出し(ST38)、平均冷媒過冷却度SCvとST35で求めた高圧飽和温度Thsを、通信部230を介して室内機5a〜5cに送信して(ST39)、ST40に処理を進める。
以上説明したST34〜ST39までの処理が、本発明の第2の実施形態における冷媒量バランス制御に関わる処理である。
以上説明したように、本発明の空気調和装置1は、室内機5a〜5cにおける冷媒過冷却度SCa〜SCcが、これらの最大値および最小値を用いて求めた平均冷媒過冷却度SCvとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する。これにより、暖房能力が発揮できていない室内機に滞留する冷媒が当該室内機から流出するので、当該室内機の暖房能力が上昇する。
尚、以上説明した各実施形態では、各室内機の冷媒過冷却度を用いて冷媒量バランス制御を実行する場合について説明したが、冷媒過冷却度に代えて前述のように液側温度検出手段(液側温度センサ61a〜61c)で検出した各室内機の室内熱交換器の熱交出口温度を用いて冷媒量バランス制御を実行してもよい。熱交出口温度を用いて冷媒量バランス制御を実行する場合は、各室内機の熱交出口温度が、これら熱交出口温度のうちの最大値と最小値を用いて求める平均熱交出口温度となるように、各室内膨張弁の開度を調整する。
また、第2の実施形態では、各室内機の冷媒過冷却度と、各室内機における吹出温度と吸込温度の温度差を用いて、暖房能力が発揮できていない室内機の有無を判断したが、冷媒過冷却度に代えて各室内機の熱交出口温度と、各室内機における吹出温度と吸込温度の温度差を用いて、暖房能力が発揮できていない室内機の有無を判断してもよい。各室内機の熱交出口温度を用いる場合は、熱交出口温度が例えば吸込温度以下であり、かつ、吹出温度と吸込温度の温度差が所定温度差より小さい室内機を、暖房能力が発揮できていない室内機と判断する。
1 空気調和装置
2 室外機
5a〜5c 室内機
31 吐出圧力センサ
51a〜51c 室内熱交換器
52a〜52c 室内膨張弁
61a〜61c 液側温度センサ
63a〜63c 吸込温度センサ
64a〜64c 吹出温度センサ
100 冷媒回路
200 室外機制御部
210 CPU
500a〜500c 室内機制御部
510a〜510c CPU
Ph 吐出圧力
SC 冷媒過冷却度
SCv 平均冷媒過冷却度
Ths 高圧飽和温度
To 熱交出口温度

Claims (3)

  1. 圧縮機と、同圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を有する室外機と、
    室内熱交換器と、室内膨張弁と、前記室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに同室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数の室内機を有し、
    前記室外機が前記複数の室内機より上方に設置されるとともに、前記複数の室内機の設置場所に高低差がある空気調和装置であって、
    前記空気調和装置が暖房運転を行うときに、前記各室内機の冷媒過冷却度が同冷媒過冷却度の最大値と最小値を用いて求める平均冷媒過冷却度となるように、あるいは、前記各室内機の熱交出口温度が同熱交出口温度の最大値と最小値を用いて求める平均熱交出口温度となるように、前記各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する制御手段を有する、
    ことを特徴とする空気調和装置。
  2. 圧縮機と、同圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を有する室外機と、
    室内熱交換器と、室内膨張弁と、前記室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに同室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数の室内機を有し、
    前記室外機が前記複数の室内機より上方に設置されるとともに、前記複数の室内機の設置場所に高低差がある空気調和装置であって、
    前記空気調和装置が暖房運転を行うときに、前記各室内機の冷媒過冷却度が、同冷媒過冷却度の最大値と最小値を用いて求める平均冷媒過冷却度となるように、あるいは、前記各室内機の熱交出口温度が、同熱交出口温度の最大値と最小値を用いて求める平均熱交出口温度となるように、前記各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する制御手段を有し、
    前記制御手段は、前記複数の室内機のうち暖房能力が発揮できていない室内機が存在するか否かを判断し、暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合は前記冷媒量バランス制御を実行する、
    ことを特徴とする空気調和装置。
  3. 前記制御手段は、前記冷媒過冷却度あるいは前記熱交出口温度を用いて、複数の前記室内機のうち暖房能力が発揮できていない室内機が存在するか否かを判断する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和装置。
JP2016002698A 2016-01-08 2016-01-08 空気調和装置 Active JP6569536B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016002698A JP6569536B2 (ja) 2016-01-08 2016-01-08 空気調和装置
ES16190673.0T ES2685944T3 (es) 2016-01-08 2016-09-26 Acondicionador de aire
EP16190673.0A EP3190357B1 (en) 2016-01-08 2016-09-26 Air conditioner
CN201610855630.6A CN106958958B (zh) 2016-01-08 2016-09-27 空气调节装置
US15/277,705 US10337769B2 (en) 2016-01-08 2016-09-27 Air conditioner
AU2016234910A AU2016234910B2 (en) 2016-01-08 2016-09-28 Air conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016002698A JP6569536B2 (ja) 2016-01-08 2016-01-08 空気調和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017122557A true JP2017122557A (ja) 2017-07-13
JP6569536B2 JP6569536B2 (ja) 2019-09-04

Family

ID=56997419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016002698A Active JP6569536B2 (ja) 2016-01-08 2016-01-08 空気調和装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10337769B2 (ja)
EP (1) EP3190357B1 (ja)
JP (1) JP6569536B2 (ja)
CN (1) CN106958958B (ja)
AU (1) AU2016234910B2 (ja)
ES (1) ES2685944T3 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019168117A (ja) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
CN113188230A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种多联空调的膨胀阀控制方法、装置及多联空调

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106461275B (zh) * 2014-07-23 2019-04-26 三菱电机株式会社 制冷循环装置
JP6693312B2 (ja) * 2016-07-07 2020-05-13 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JP6468300B2 (ja) * 2017-02-13 2019-02-13 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
KR102354891B1 (ko) * 2017-05-31 2022-01-25 삼성전자주식회사 공기 조화기 및 그 제어 방법
CN107543290A (zh) * 2017-09-04 2018-01-05 广东美的暖通设备有限公司 多联机空调系统控制方法和装置以及多联机空调系统
CN110360729A (zh) * 2018-04-09 2019-10-22 珠海格力电器股份有限公司 一种机组高落差压力控制方法、装置及空调设备
CN110857826A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 江苏美力格环境科技有限公司 一种空气源冷热水机组的动态过热度控制方法
EP3889521A4 (en) * 2018-11-30 2022-10-12 Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. CONTROL DEVICE AND AIR CONDITIONING DEVICE
JP6881503B2 (ja) * 2019-05-31 2021-06-02 ダイキン工業株式会社 空調システム
CN110579038A (zh) * 2019-09-12 2019-12-17 青岛海信日立空调系统有限公司 一种多联机系统的控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61195255A (ja) * 1985-02-25 1986-08-29 株式会社日立製作所 ヒ−トポンプ式冷暖房装置
JPH06159843A (ja) * 1992-11-30 1994-06-07 Daikin Ind Ltd 多室型空気調和装置
JP2008185292A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2009115384A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気調和装置
JP2011158118A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd マルチ型空気調和機
JP2015117854A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JP2015135192A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0833224B2 (ja) * 1989-08-21 1996-03-29 三菱電機株式会社 多室用空気調和機
JPH0428970A (ja) 1990-05-23 1992-01-31 Matsushita Refrig Co Ltd 多室型空気調和機
JPH0833224A (ja) * 1994-07-14 1996-02-02 Toshiba Battery Co Ltd 二次電池の充電回路
JP4670329B2 (ja) * 2004-11-29 2011-04-13 三菱電機株式会社 冷凍空調装置、冷凍空調装置の運転制御方法、冷凍空調装置の冷媒量制御方法
WO2009107395A1 (ja) * 2008-02-28 2009-09-03 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
JP6064412B2 (ja) * 2012-07-30 2017-01-25 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61195255A (ja) * 1985-02-25 1986-08-29 株式会社日立製作所 ヒ−トポンプ式冷暖房装置
JPH06159843A (ja) * 1992-11-30 1994-06-07 Daikin Ind Ltd 多室型空気調和装置
JP2008185292A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2009115384A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気調和装置
JP2011158118A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd マルチ型空気調和機
JP2015117854A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JP2015135192A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019168117A (ja) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JP7082756B2 (ja) 2018-03-22 2022-06-09 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
CN113188230A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种多联空调的膨胀阀控制方法、装置及多联空调
CN113188230B (zh) * 2021-04-16 2022-06-28 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种多联空调的膨胀阀控制方法、装置及多联空调

Also Published As

Publication number Publication date
AU2016234910A1 (en) 2017-07-27
EP3190357B1 (en) 2018-08-01
AU2016234910B2 (en) 2022-05-19
CN106958958B (zh) 2020-11-20
ES2685944T3 (es) 2018-10-15
US10337769B2 (en) 2019-07-02
JP6569536B2 (ja) 2019-09-04
CN106958958A (zh) 2017-07-18
US20170198943A1 (en) 2017-07-13
EP3190357A1 (en) 2017-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6569536B2 (ja) 空気調和装置
JP6468300B2 (ja) 空気調和装置
JP6693312B2 (ja) 空気調和装置
JP5549773B1 (ja) 空気調和装置
JP6870382B2 (ja) 空気調和装置
JP2015117854A (ja) 空気調和装置
JP6834616B2 (ja) 空気調和装置
JP6716960B2 (ja) 空気調和装置
JP2019039599A (ja) 空気調和装置
JP6834561B2 (ja) 空気調和装置
JP2018132219A (ja) 空気調和装置
JP6733424B2 (ja) 空気調和装置
JP6350338B2 (ja) 空気調和装置
JP2017142017A (ja) 空気調和装置
JP6930127B2 (ja) 空気調和装置
JP2018115805A (ja) 空気調和装置
JP6672860B2 (ja) 空気調和装置
JP6728749B2 (ja) 空気調和装置
JP2018017479A (ja) 空気調和装置
JP6638446B2 (ja) 空気調和装置
JP6737053B2 (ja) 空気調和装置
JP6740830B2 (ja) 空気調和装置
JP6897391B2 (ja) 空気調和機
JP2017227387A (ja) 空気調和装置
JP2018141600A (ja) 空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180330

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190328

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190709

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190722

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6569536

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151