JP2018013307A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner having a refrigerant circuit in which an outdoor unit and a plurality of indoor units are connected by refrigerant piping.
ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、冷媒回路に冷媒を循環させて冷媒の放熱あるいは吸熱を利用して空気を過熱あるいは冷却することで、空調空間の暖房あるいは冷房を行っている。このような空気調和装置では、室外機に接続される室内機の台数が多い程、また、室外機と各室内機を接続する冷媒配管の長さが長い程、冷媒回路に充填する冷媒量が多くなる。 An air conditioner such as a multi air conditioning system for buildings has a refrigerant circuit in which an outdoor unit and a plurality of indoor units are connected by a refrigerant pipe, and circulates the refrigerant in the refrigerant circuit to use heat dissipation or heat absorption of the refrigerant. Heating or cooling the air-conditioned space is performed by overheating or cooling. In such an air conditioner, as the number of indoor units connected to the outdoor unit increases, and as the length of the refrigerant pipe connecting the outdoor unit to each indoor unit increases, the amount of refrigerant charged in the refrigerant circuit increases. Become more.
近年、地球温暖化防止の観点から、地球温暖化係数(GWP)が高いHFC系冷媒(例えば、R410A、R404A、R407C等)の使用を制限し、これらに代えてGWPが低い冷媒(例えば、HFO1234yf、R32、HFO1234yfやR32を含む混合冷媒等)を用いた空気調和装置が提案されている。しかし、これらGWPが低い冷媒は可燃性あるいは微燃性であるものが多く、冷媒充填量が多くなるビル用マルチエアコンなどの空気調和装置にGWPが低くかつ可燃性あるいは微燃性の冷媒を用いる場合は、当該冷媒が空調空間に漏れた場合の対策を講じておく必要がある。尚、以降の説明では、上述したGWPの低い可燃性あるいは微燃性の冷媒を「可燃性冷媒」、GWPが高いHFC系冷媒は不燃性であるためこれらを「不燃性冷媒」と称する場合がある。 In recent years, from the viewpoint of preventing global warming, the use of HFC refrigerants with a high global warming potential (GWP) (for example, R410A, R404A, R407C, etc.) has been restricted, and instead, refrigerants with a low GWP (for example, HFO1234yf). , R32, a mixed refrigerant containing HFO1234yf and R32, etc.) has been proposed. However, many of these refrigerants with low GWP are flammable or slightly flammable, and low-WPP and flammable or slightly flammable refrigerants are used in air conditioners such as multi air conditioning systems for buildings with a large amount of refrigerant filling. In such a case, it is necessary to take measures when the refrigerant leaks into the air-conditioned space. In the following description, a flammable or slightly flammable refrigerant with the above-described GWP may be referred to as a “flammable refrigerant”, and an HFC-based refrigerant with a high GWP may be referred to as a “non-flammable refrigerant”. is there.
特許文献1に記載の空気調和装置は、室外機と、複数台の室内機と、室外機と複数の主管で接続されるとともに各室内機と複数の枝管で接続されて主管を流れる冷媒を各枝管に分流させるとともに各枝管を流れる冷媒を主管に合流させる分岐ユニットを有し、冷媒として可燃性冷媒を用いている。この空気調和装置には、冷媒濃度検出装置と、主管および/または各枝管における冷媒の流れを遮断する遮断装置が備えられ、冷媒濃度検出装置の検出値に基づいて冷媒漏洩が発生したと判断すれば、遮断装置で主管および/または各枝管における冷媒の流れを遮断する。これにより、冷媒漏洩が発生してもその漏洩量を最小限に抑えて空調空間での冷媒濃度が発火に至る濃度(以降、発火下限濃度と記載する)に到達しないようにしている。
The air conditioner described in
ところで、上述した可燃性冷媒の冷媒回路における冷媒充填量の許容値は、IEC60335−2−40(家庭用電気式のヒートポンプ、空気調和装置、除湿機の安全規格)やISO5149(冷凍システムおよびヒートポンプに対する環境および安全の要求規格)で定められている。この許容値は、冷媒回路に充填されている冷媒全てが空調空間に漏洩した場合でも、空調空間での冷媒濃度が発火下限濃度に到達しない値である。 By the way, the allowable value of the refrigerant filling amount in the refrigerant circuit of the above-described combustible refrigerant is IEC 60335-2-40 (safety standard for household electric heat pump, air conditioner, dehumidifier) or ISO 5149 (for refrigeration system and heat pump). Environmental and safety requirements). This allowable value is a value at which the refrigerant concentration in the air-conditioned space does not reach the ignition lower limit concentration even when all the refrigerant charged in the refrigerant circuit leaks into the air-conditioned space.
一方、従来から使用されてきた不燃冷媒の冷媒回路における冷媒充填量の許容値は、上記ISO5149では冷媒回路に充填されている冷媒全てが空調空間に漏洩した場合でも、空調空間で酸素欠乏とならない値に定められているが、この許容値は可燃性冷媒における許容値より大きい。つまり、同じ冷媒回路における冷媒充填量の許容値は、可燃性冷媒の方が不燃性冷媒より小さくなる。 On the other hand, the allowable value of the refrigerant filling amount in the refrigerant circuit of the non-combustible refrigerant that has been conventionally used is that the above ISO 5149 does not cause oxygen deficiency in the air-conditioned space even when all the refrigerant charged in the refrigerant circuit leaks into the air-conditioned space. This tolerance is greater than the tolerance for flammable refrigerants. In other words, the permissible value of the refrigerant charge amount in the same refrigerant circuit is smaller for the combustible refrigerant than for the nonflammable refrigerant.
空気調和装置で使用する冷媒を不燃性冷媒から可燃性冷媒に置き換えるときに、室外機と各室内機を可燃性冷媒に対応した機器に置き換えて冷媒配管は既設のものを使用する所謂リプレイスで対応する方法がある。この場合、不燃性冷媒を使用する場合と比べて可燃性冷媒の冷媒充填量は少なくなる。従って、可燃性冷媒に置き換えた後では、不燃性冷媒を使用していたときには発揮できていた各室内機から要求される空調能力(以降、要求能力と記載)が、冷媒循環量の不足に起因して発揮できなくなる場合がある。例えば、不燃性冷媒を使用していたときには全ての室内機で最大能力が要求されても各室内機で当該能力が発揮できていたものが、可燃性冷媒に置き換えた後では各室内機で最大能力の7割程度しか発揮できなくなる。 When replacing the refrigerant used in the air conditioner from a nonflammable refrigerant to a flammable refrigerant, replace the outdoor unit and each indoor unit with equipment compatible with the flammable refrigerant, so-called replacement that uses existing refrigerant piping There is a way to do it. In this case, the refrigerant filling amount of the flammable refrigerant is reduced as compared with the case where the nonflammable refrigerant is used. Therefore, after replacing with flammable refrigerant, the air conditioning capacity (hereinafter referred to as required capacity) required from each indoor unit that was able to be exhibited when using nonflammable refrigerant is due to insufficient refrigerant circulation. May not be able to be demonstrated. For example, when a non-flammable refrigerant was used, the maximum capacity was required for all indoor units. Only about 70% of the ability can be demonstrated.
上記のような各室内機で要求能力を発揮できない場合に、現在の冷媒循環量に応じて運転する室内機の台数を減らす、つまり、何台かの室内機を停止することで、運転している室内機で要求能力を発揮させることが考えられる。しかし、何台かの室内機を停止する場合に常に特定の室内機を停止すると、停止室内機が受け持つ空調空間の空調環境が悪化する(当該空調空間の温度と設定温度の温度差が、他の空調空間と比べて大きくなる)ため、当該空調空間に存在する使用者に不快感を与える恐れがあった。 When the required capacity cannot be achieved with each indoor unit as described above, reduce the number of indoor units to be operated according to the current refrigerant circulation amount, that is, stop some indoor units to operate It is conceivable that the required capacity is exhibited in the indoor unit. However, if a specific indoor unit is always stopped when stopping some indoor units, the air-conditioning environment of the air-conditioned space that the stopped indoor unit is responsible for deteriorates (the temperature difference between the temperature of the air-conditioned space and the set temperature is Therefore, there is a risk of discomfort for the user existing in the air-conditioned space.
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、可燃性冷媒への置き換えをリプレイスで対応することによって冷媒充填量が減少しても、使用者の不快感を低減できる空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an air conditioner that can reduce user discomfort even if the refrigerant charging amount is reduced by replacing the flammable refrigerant with replacement. The purpose is to provide.
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、冷媒回路を冷媒が循環して各室内機が設置される空調空間の冷房運転あるいは暖房運転を行うものであって、冷媒回路の冷媒充填量が、全ての室内機で各室内機の最大能力を発揮できる冷媒充填量である最大充填量より少ない規制充填量とされている。そして、全ての室内機の要求能力の合算値である合計要求能力が、規制充填量の冷媒が充填されたときに各室内機で発揮できる能力の最大値の合算値である閾要求能力を超えた場合に、各室内機の最大能力の合算値と閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止し、当該停止室内機を所定時間毎に変更する停止室内機ローテーション制御を実行する制御手段を有する。 In order to solve the above-described problems, an air conditioner of the present invention has a refrigerant circuit in which an outdoor unit and a plurality of indoor units are connected by a refrigerant pipe, and the refrigerant circulates through the refrigerant circuit so that each indoor unit is The cooling operation or heating operation of the installed air-conditioned space is performed, and the refrigerant filling amount of the refrigerant circuit is smaller than the maximum filling amount that is the refrigerant filling amount that can exert the maximum capacity of each indoor unit in all indoor units. Regulated filling amount. The total required capacity, which is the sum of the required capacities of all indoor units, exceeds the threshold required capacity, which is the sum of the maximum capacities that can be exhibited by each indoor unit when the regulated charge amount of refrigerant is filled. Control to execute stop indoor unit rotation control that stops the number of indoor units corresponding to the difference between the sum of the maximum capacity of each indoor unit and the threshold required capacity, and changes the stopped indoor unit every predetermined time Have means.
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、可燃性冷媒への置き換えをリプレイスで対応することによって冷媒充填量が減少することで全ての室内機で要求能力が発揮できない場合に、停止室内機を所定時間毎に変更するので、使用者の不快感を低減することができる。 According to the air conditioner of the present invention configured as described above, when the required capacity cannot be exhibited in all indoor units by reducing the refrigerant charging amount by replacing the flammable refrigerant with replacement, Since the stop indoor unit is changed every predetermined time, user discomfort can be reduced.
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、使用する冷媒を不燃性冷媒から可燃性冷媒に置き換えるために、不燃性冷媒に対応した室外機と複数台の室内機から可燃性冷媒に対応した室外機と複数台の室内機に変更し、室外機と複数台の室内機を接続する冷媒配管は既設のものを流用す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。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. As an embodiment, in order to replace the refrigerant to be used from a non-flammable refrigerant to a flammable refrigerant, an outdoor unit and a plurality of indoor units corresponding to a flammable refrigerant from an outdoor unit and a plurality of indoor units corresponding to the non-flammable refrigerant are used. The refrigerant pipe that connects the outdoor unit and the plurality of indoor units will be described as an example of an air conditioner that uses an existing refrigerant pipe. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
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、空調空間である部屋300の屋外に設置される1台の室外機2と、部屋300に設置され、室外機2に既設の液管8およびガス管9と電気配線10で並列に接続された能力が同じである20台の室内機5a〜5tを備えている。具体的には、液管8の一端は室外機2の閉鎖弁25に接続され、液管8の他端は分岐して各室内機5a〜5tの液管接続部53a〜53tに接続されている。ガス管9の一端は室外機2の閉鎖弁26に接続され、ガス管9の他端は分岐して各室内機5a〜5tのガス管接続部54a〜54tに接続されている。このように室外機2と10台の室内機5a〜5tが接続されて、空気調和装置1の冷媒回路100が構成されている。また、電気配線10の一端は後述する室外機2の通信部230に接続され、電気配線10の他端は分岐して後述する各室内機5a〜5tの通信部530a〜530tに接続されている。
As shown in FIG. 1 (A) and FIG. 2, the
尚、図1(A)では、20台の室内機5a〜5tのうち、室内機5a、室内機5b、および、室内機5tのみを示している。また、上記冷媒回路100には、HFO1234yf、R32、あるいはこれらを含む混合冷媒等の、GWPが低い可燃性冷媒が用いられる。そして、以下に説明する室外機2および20台の室内機5a〜5tは、各々が可燃性冷媒に対応するように設計されたものである。つまり、空気調和装置1は、元々はR410A等の不燃性冷媒に対応した室外機(以降、旧室外機と記載)と20台の室内機(以降、旧室内機と記載)が液管8およびガス管9で接続されて構成されていたものから、可燃性冷媒に対応し各々の能力は旧室外機および旧室内機と同じである室外機2と20台の室内機5a〜5tに置き換え、液管8およびガス管9を流用して室外機2と20台の室内機5a〜5tを接続した冷媒回路100に可燃性冷媒を充填したものである。
FIG. 1A shows only the
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、アキュムレータ28と、室外ファン27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。
First, the
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。
The
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。
The four-
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。
The
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、空気調和装置1が暖房運転を行っている場合すなわち室外熱交換器23が蒸発器として機能する場合は、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が調整されることで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。また、空気調和装置1が冷房運転を行っている場合すなわち室外熱交換器23が凝縮器として機能する場合は、その開度が全開とされる
The
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。
The
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。
As described above, the
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を検出する吐出圧力センサ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込温度センサ34が設けられている。
In addition to the configuration described above, the
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。
Between the
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。
The
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。
The
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〜5tから送信される後述する制御信号を通信部230および電気配線10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。
CPU210 takes in the detection result in each sensor of
次に、20台の室内機5a〜5tについて説明する。20台の室内機5a〜5tは、室内熱交換器51a〜51tと、室内膨張弁52a〜52tと、分岐した液管8の他端が接続された液管接続部53a〜53tと、分岐したガス分管9a〜9cの他端が接続されたガス管接続部54a〜54tと、室内ファン55a〜55tを備えている。そして、室内ファン55a〜55t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〜50tを構成している。
Next, 20
以下に、20台の室内機5a〜5tの構成について詳細に説明する。尚、室内機5a〜5tは全て構成が同じであるため、以下の説明では室内機5aを例に挙げて詳細な説明を行い、その他の室内機5b〜5tについては詳細な説明を省略する。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〜t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〜5tの構成装置となる。
Below, the structure of the 20
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。
The
Note that the refrigerant pipes of the liquid
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。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目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機5aで十分な冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である
The
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の内部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放出する。
The
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センサ63aが備えられている。
In addition to the configuration described above, the
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を備えている。
The
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。
The
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(要求能力や設定温度、室内温度等)を含んだ制御信号を、通信部530aおよび電気配線10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および電気配線10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。
The
尚、以上説明した室外機制御手段200と室内機制御手段500a〜500tとで、本発明の制御手段が構成される。
The outdoor
以上説明した空気調和装置1が、図2に示す部屋300に設置されている。室外機2が部屋300の屋外に配置されており、20台の室内機5a〜5tが部屋300に設置されている。部屋300の一壁面には、左右方向に渡って配置される窓310が設けられている。また、部屋300の窓310が設けられる壁面に対向する壁面の一部に出入口320が設けられている。20台の室内機5a〜5tは、部屋300の左右方向に略等間隔で4台並べて配置されるとともに、窓310から出入口320に向かう方向に略等間隔で5台並べて配置されている。つまり、部屋300には、左右方向に並べた室内機4台でなる列が、窓310から出入口320に向かう方向に5列並べられる形で室内機5a〜5tが配置されている。
The
より詳細には、窓310に一番近い列には、室内機5a〜5dの4台の室内機が配置されている。この室内機5a〜5dで構成される列を以降はAグループとする。Aグループの次の列つまりAグループの出入口320側の列には、室内機5e〜5hの4台の室内機が配置されている。この室内機5e〜5hで構成される列を以降はBグループとする。以下、出入口320に向かう順に、室内機5i〜5lの4台の室内機が配置された列、室内機5m〜5pの4台の室内機が配置された列、室内機5q〜5tの4台の室内機が配置された列があり、各列を順にCグループ、Dグループ、Eグループとする。
More specifically, in the row closest to the
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、空気調和装置1が冷房運転を行う場合でありかつ全ての室内機5a〜5tが運転する場合について説明し、暖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(A)における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。
Next, the flow of the refrigerant and the operation of each part in the
図1に示すように、空気調和装置1が冷房運転を行う場合、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bが連通するよう、また、ポートcとポートdが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路100は、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〜51tが蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
As shown in FIG. 1, when the
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から冷媒配管43を流れて室外熱交換器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凝縮する。室外熱交換器23から室外機液管44に流出した冷媒は、室外膨張弁24で減圧され閉鎖弁25を介して液管8に流出する。
The high-pressure refrigerant discharged from the
液管8を流れる冷媒は液管接続部53a〜53tを介して室内機5a〜5tに流入する。室内機5a〜5tに流入した冷媒は室内機液管71a〜71tを流れ、室内膨張弁52a〜52tを通過して減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器51a〜51tに流入し、室内ファン55a〜55tの回転により室内機5a〜5tの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器51a〜51tが蒸発器として機能し、室内熱交換器51a〜51t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〜5tが設置された室内の冷房が行われる。
The refrigerant flowing through the
室内熱交換器51a〜51tから流出した冷媒は室内機ガス管72a〜72tを流れ、ガス管接続部54a〜54tを介してガス管9に流出する。ガス管9を流れて閉鎖弁26を介して室外機2に流入した冷媒は、室外機ガス管45、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。
The refrigerant that has flowed out of the
尚、空気調和装置1が暖房運転を行う場合、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dが連通するよう、また、ポートbとポートcが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路100は、室外熱交換器23が蒸発器として機能するとともに各室内機5a〜5tの室内熱交換器51a〜51tが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
When the
ところで、空気調和装置1が冷房運転あるいは暖房運転を行うときは、各室内機5a〜5tにおいて、室内機制御手段500a〜500tのCPU510a〜510tは、使用者が決定した設定温度と吸込温度センサ63a〜63tで検出しセンサ入力部540a〜540tを介して取り込んだ室内温度の温度差を算出し、この温度差に基づく各室内機5a〜5tの要求能力を通信部530a〜530tを介して室外機2に送信する。
By the way, when the
一方、通信部230を介して各室内機5a〜5tの要求能力を受信した室外機制御手段200のCPU210は、各室内機5a〜5tの要求能力の合算値である合計要求能力を算出し、算出した合計要求能力を達成するのに必要な量の冷媒を冷媒回路100に循環させるための圧縮機21の回転数を決定する。そして、CPU210は、決定した回転数で圧縮機21を駆動制御する。
On the other hand, the
前述したように、本実施形態の空気調和装置1は、元々は不燃性冷媒に対応した旧室外機と20台の旧室内機が液管8およびガス管9で接続されて構成されていたものから、可燃性冷媒に対応し各々の能力は旧室外機および旧室内機と同じである室外機2と20台の室内機5a〜5tに置き換え、液管8およびガス管9を流用して室外機2と20台の室内機5a〜5tを接続した冷媒回路100に可燃性冷媒を充填したものである。
As described above, the
旧室外機を室外機2に置き換えるとともに20台の旧室内機を室内機5a〜5tに置き換えて可燃性冷媒を冷媒回路100に充填するときは、その充填量が旧冷媒を使用していたときより少なくなる場合がある。これは、IEC60335−2−40やISO5149といった規格で、不燃性冷媒に比べて可燃性冷媒や微燃性冷媒の許容される充填量(以降、最大充填量と記載)が少なくなるためである。この最大充填量は、例えば、ISO5149では、換気扇やガス漏れセンサを設置する等の部屋における冷媒濃度の管理に対する手当を行っていれば、部屋の大きさに関わらず許容される充填量として定められているものが該当し、不燃性冷媒では冷媒の種類によらず150kgであるのに対し、可燃性冷媒や微燃性冷媒では各冷媒の発火下限濃度に応じた量とされ、一例としてR32冷媒では約60kgとされている。
When the old outdoor unit is replaced with the
このため、空気調和装置1が旧室外機と20台の旧室内機で構成されて旧冷媒を用いていたときは、各室内機において各室内機の最大能力が要求されても、各室内機で要求された最大能力を合算した能力が発揮できる冷媒充填量とされていたものをリプレイスにより可燃性冷媒あるいは微燃性冷媒に置き換えると、規制充填量まで充填しても旧冷媒と比べて充填量が少なくなって各室内機で最大能力を発揮できない恐れがある。例えば、全ての旧室内機で最大能力が要求された場合の合計要求能力を100としたときに、この合計要求能力より最大充填量と規制充填量の差分の冷媒充填量の分だけ低い合計要求能力(以降、閾要求能力と記載。例えば、80)しか発揮できない。
For this reason, when the
そこで、上記のように不燃性冷媒から可燃性冷媒に置き換えた空気調和装置1において、室内機5a〜5tの合計要求能力が閾要求能力を超えたときは、各室内機の最大能力の合算値と閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止させることで、運転している室内機で最大能力に発揮させることが考えられる。例えば、本実施形態の空気調和装置1において、閾要求能力が各室内機の最大能力の合算値の80%とされている場合に、全ての室内機5a〜5tで最大能力が要求されたときは、20台の室内機5a〜5tのうちいずれか4台の室内機を停止させればよい。
Therefore, in the
しかし、上述したように4台の室内機を停止させるときに、常に室内機5a〜5tのうちの特定の4台の室内機を停止すると、停止室内機が受け持つ空調空間つまりは部屋300における停止室内機の下方の室内温度が上昇あるいは低下して設定温度との温度差が運転している室内機が受け持つ空調空間と比べて大きくなる、つまり、停止室内機が受け持つ空調空間の空調環境が悪化するので、当該空調空間に存在する使用者に不快感を与える恐れがあった。
However, as described above, when the four indoor units are stopped, if the specific four indoor units among the
そこで、本実施形態の空気調和装置1では、各室内機5a〜5tの合計要求能力が閾要求能力を超えた場合は、室内機5a〜5tのうち閾要求能力に対応する台数である16台の室内機を運転し残る4台の室内機を停止する。そして、停止する4台の室内機を定期的に変更する停止室内機ローテーション制御を行う。
Therefore, in the
具体的には、室外機制御手段200のCPU210は、各室内機5a〜5tから取り込んだ要求能力の合計が閾要求能力を超えた場合、まず、Eグループの室内機5q〜5tを所定時間(例えば、20分間)停止する。所定時間が経過すれば、CPU210は、Eグループの室内機5q〜5tを起動するとともにDグループの室内機5m〜5pを所定時間停止する。以降、Cグループ、Bグループ、Aグループの順に各グループの室内機を所定時間ずつ停止し、Aグループの室内機5a〜5dを所定時間停止した後は再びEグループの室内機5q〜5tを所定時間する。尚、上記所定時間は、予め試験等を行って定められたものであり、この時間室内機が停止しても当該室内機が受け持つ空調空間の空調環境が極端に悪化(例えば、設定温度と室内温度の温度差が6℃以上となる)しないことが確認できている時間である。
Specifically, the
ここで、停止させる列をE、D、C、B、Aの順としている理由は次の通りである。図2に示すように、Aグループの室内機5a〜5dは大きな空調負荷となる窓310の近傍に設置されているため、これら室内機5a〜5dを停止した際に室内機5a〜5dが受け持つ空調空間における室内温度の上昇あるいは低下の速度は、他の列を構成する室内機が受け持つ空調空間と比べて速くなる。そして、室内温度の上昇あるいは低下の速度は、窓310から離れるほど遅くなり、窓310から一番遠い場所に配置されるEグループの室内機5q〜5tが受け持つ空調空間における室内温度の上昇あるいは低下の速度は、他の列を構成する室内機が受け持つ空調空間と比べて遅くなる。
Here, the reason why the columns to be stopped are in the order of E, D, C, B, and A is as follows. As shown in FIG. 2, since the
冷房運転中に停止室内機ローテーション制御を行うとき、窓310の影響を受けるAグループの室内機5a〜5dから停止させると、室内機5a〜5dが受け持つ空調空間における室内温度が短時間で大きく上昇あるいは低下し、当該空調空間の空調環境が悪化して使用者に多大な不快感を与える恐れがある。一方、Eグループから停止させ始めて順次Aグループに向かう方に停止させる室内機を変えていくと、Aグループの室内機5a〜5dが停止するまでに、部屋300全体がある程度暖められているあるいは冷やされているため、Aグループの室内機5a〜5dが停止したとき当該空調空間の空調環境がさほど悪化せずに使用者の不快感を低減できる。
When the stop indoor unit rotation control is performed during the cooling operation, if the stop is performed from the
尚、室内機5a〜5tの合計要求能力が閾要求能力を超えたときに、停止室内機を設けるのではなく全ての室内機5a〜5tを運転し、各室内機5a〜5tで発揮する能力を、閾要求能力を室内機5a〜5tの台数(本実施形態では20台)で割った値つまり最大能力より低い能力に抑えることも考えられる。しかし、このように全ての室内機5a〜5tで発揮される能力を最大能力より低い能力に抑えると、最大能力を要求している使用者に不快感を与える恐れがある。
In addition, when the total required capacity of the
また、全ての室内機5a〜5tの室内熱交換器51a〜51tにガス冷媒と液冷媒が存在することとなるので、暖房運転時に室内熱交換器にガス冷媒のみが存在する停止室内機がある場合や、冷房運転時に室内熱交換器に冷媒が略存在しない停止室内機がある場合と比べて空気調和装置1全体の冷媒循環量が減少し、室内機5a〜5tで発揮される能力の合算値が停止室内機が存在する場合と比べて小さくなる恐れがある。
Further, since the gas refrigerant and the liquid refrigerant exist in the
以上説明した理由により、室内機5a〜5tの合計要求能力が閾要求能力を超えたときは、全ての室内機5a〜5tを運転するより、各室内機の最大能力の合算値と閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止させる方が、室内機5a〜5tで発揮される能力の合算値を大きくできる。
For the reason described above, when the total required capacity of the
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置1は、全ての室内機5a〜5tの合計要求能力が閾要求能力を超えたときに、閾要求能力に対応する台数の室内機を停止するとともに停止する室内機を所定時間毎に交代させる停止室内機ローテーション制御を行う。このため、冷媒回路100に充填する冷媒が可燃性冷媒となって充填量が減少し、これに起因して空気調和装置1で発揮できる合計要求能力が低下しても、使用者の不快感を低減できる。
As described above, the
尚、以上説明した実施形態では、停止室内機ローテーション制御を行う際に、各グループを構成する室内機の停止時間を一律に所定時間としているが、窓310による空調負荷の影響を一倍大きく受けるAグループの室内機5a〜5dの停止時間を5分、次に窓310に近いBグループの室内機5e〜5hの停止時間を10分、というように、窓310による空調負荷の影響を一番大きく受けるAグループの室内機5a〜5dの停止時間を一番短くし、窓310から離れていくにつれて順次停止時間を長くしてもよい。このように停止室内機ローテーション制御を行えば、窓310に近いAグループの室内機5a〜5dが停止する時間を短くできるので、室内機5a〜5dが受け持つ空調空間の空調環境の悪化を最小限とでき、当該空調空間に存在する使用者の不快感をより低減できる。
In the embodiment described above, when the stop indoor unit rotation control is performed, the stop time of the indoor units constituting each group is uniformly set to a predetermined time. However, the influence of the air conditioning load caused by the
次に、本発明の空気調和装置の第2の実施形態について説明する。本発明の第2の実施形態における空気調和装置では、室外機2および20台の室内機5a〜5tの構成や液管8およびガス管9による相互の接続状態、部屋300における20台の室内機5a〜5tの配置については、図1と図2を用いて説明した第1の実施形態の空気調和装置1と同じであるため、詳細な説明を省略する。第1の実施形態と異なるのは、停止室内機ローテーション制御において、図2に示すAグループ〜Eグループを構成する各室内機を順次所定時間ずつ停止させることに代えて、図3に示す停止室内機選択テーブル400を用いて所定時間停止させる室内機を決定することである。
Next, a second embodiment of the air conditioner of the present invention will be described. In the air conditioner according to the second embodiment of the present invention, the configuration of the
図3に示す停止室内機選択テーブル400は、室外機2の室外機制御手段200が保有する記憶部220に記憶されているものであり、室内機5a〜5tが冷房運転を行っているときの、使用者が定めた設定温度と、各吸込温度センサ63a〜63tで検出されて室外機2に送信された室内温度と、室内温度から設定温度を減じた温度差と、温度差に基づく順位が、室内機5a〜5t毎に記憶されているものである。尚、停止室内機選択テーブル400は、使用者によって室内機5a〜5tの設定温度が変更される度に、あるいは、定期的(例えば30秒毎)に検出される室内温度を室外機2が受信する度に、その内容が更新される。また、図示は省略するが、図3に示すものとは別に室内機5a〜5tが暖房運転を行っているときの停止室内機選択テーブルも同様に記憶部220に記憶されている。
The stop indoor unit selection table 400 shown in FIG. 3 is stored in the
ここで順位とは、温度差が小さい、つまり、設定温度と室内温度の差が小さいものに高い順位が付与されており、この温度差が大きくなるにつれて順位が低くされている。そして、本実施形態における停止室内機ローテーション制御を実行する際は、CPU210はこの停止室内機選択テーブル400を所定時間(例えば、20分)毎に参照し、順位が一番高いものから順に所定台数の室内機を選んで当該室内機を停止させる。例えば、本実施形態の空気調和装置1において、閾要求能力が全ての室内機5a〜5tで最大能力が要求されたときの合計要求能力の80%とされている場合に、全ての室内機5a〜5tで最大能力が要求されたときは、CPU210は、停止室内機選択テーブル400を所定時間毎に参照し、20台の室内機5a〜5tのうち順位が一番高いものから順に4台の室内機を選んで当該室内機を停止させればよい。
Here, the rank is given a high rank to those having a small temperature difference, that is, a small difference between the set temperature and the room temperature, and the rank is lowered as the temperature difference increases. When executing the stop indoor unit rotation control in the present embodiment, the
具体的には、図3に示す停止室内機選択テーブル400では、一番順位が高い(順位が1位)のは温度差が0℃となっている室内機5r、5s、および5tの3台であり、次に順位が高い(順位が2位)のは温度差が+1℃となっている室内機5pである。CPU210は、冷房運転を行っているときに全ての室内機5a〜5tの要求能力が閾要求能力を超えて停止室内機ローテーション制御を実行する際は、停止室内機選択テーブル400を参照して一番順位が高い3台の室内機5r、5s、および5tと2番目に順位が高い室内機5pの計4台を所定時間停止させる。そして、所定時間が経過した後は、再び停止室内機選択テーブル400を参照して、順位が高いものから4台の室内機を選択し当該各室内機を停止させる。
Specifically, in the stopped indoor unit selection table 400 shown in FIG. 3, the highest rank (ranked first) is the three
尚、上記所定時間は、第1の実施形態と同じく、予め試験等を行って定められたものであり、この時間室内機が停止しても当該室内機が受け持つ空調空間の空調環境が極端に悪化(例えば、設定温度と室内温度の温度差が6℃以上となる)しないことが確認できている時間である。 The predetermined time is determined by conducting a test or the like in advance as in the first embodiment, and even if the indoor unit stops during this time, the air-conditioning environment of the air-conditioned space that the indoor unit is responsible for is extremely This is the time when it has been confirmed that the temperature does not deteriorate (for example, the temperature difference between the set temperature and the room temperature is 6 ° C. or more).
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置1は、全ての室内機5a〜5tの要求能力が閾要求能力を超えたときに、停止室内機選択テーブル400を用いて選択した室内機を停止するとともに停止する室内機を所定時間毎に選択し直す停止室内機ローテーション制御を行う。これにより、冷媒回路100に充填する冷媒が可燃性冷媒となって充填量が減少し、これに起因して空気調和装置1で発揮できる空調能力が低下しても、使用者の不快感を低減できる。
As described above, the
また、本実施形態の停止室内機ローテーション制御を行う際に停止する室内機は、停止室内機選択テーブル400で順位が高い、つまり、室内温度と設定温度の温度差が小さいものを選択する。従って、当該室内機が停止している間に室内温度が上昇もしくは低下しても、設定温度と室内温度の温度差が、他の室内機を停止した場合と比べて小さくなるので、停止室内機が受け持つ空調空間に存在する使用者の不快感が少ない。 In addition, the indoor units that are stopped when the stop indoor unit rotation control of the present embodiment is performed are selected in the stop indoor unit selection table 400, which has a higher rank, that is, the temperature difference between the room temperature and the set temperature is small. Therefore, even if the indoor temperature rises or falls while the indoor unit is stopped, the temperature difference between the set temperature and the indoor temperature becomes smaller than when the other indoor units are stopped. There is little uncomfortable feeling of the user who exists in the air-conditioned space.
以上説明した各実施形態において、20台の室内機5a〜5tが同じ最大能力を発揮でき、閾要求能力の室内機5a〜5tの最大能力の合算値に対する割合が停止室内機の台数の全室内機の台数に対する割合に置き換えられる、つまり、閾要求能力が室内機5a〜5t最大能力の合算値の80%であるときに、停止する室内機の台数も全台数(20台)の80%である4台とする場合について説明した。これに対し、能力が異なる複数種類の室内機で空気調和装置が構成される場合は、停止室内機の最大能力の合計が、閾要求能力と室内機5a〜5t最大能力の合算値の差分となるように、異なる最大能力の室内機を複数台組み合わせて停止させる室内機を決定してもよい。
In each embodiment described above, the 20
1 空気調和装置
2 室外機
5a〜5t 室内機
8 液管
9 ガス管
10 電気配線
63a〜63t 吸込温度センサ
100 冷媒回路
200 室外機制御部
210 CPU
220 記憶部
230 通信部
300部屋
310 窓
320 出入口
400 停止室内機選択テーブル
500a〜500t 室内機制御部
510a〜510t CPU
530a〜530t 通信部
540a〜540t センサ入力部
DESCRIPTION OF
220
530a to
Claims (4)
前記冷媒回路の冷媒充填量が、全ての前記室内機で同各室内機の最大能力を発揮できる冷媒充填量である最大充填量より少ない規制充填量とされており、
前記全ての室内機の要求能力の合算値である合計要求能力が、前記規制充填量の冷媒が充填されたときに前記各室内機で発揮できる能力の最大値の合算値である閾要求能力を超えた場合に、前記各室内機の最大能力の合算値と前記閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止し、当該停止室内機を所定時間毎に変更する停止室内機ローテーション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。 An air conditioner having a refrigerant circuit in which an outdoor unit and a plurality of indoor units are connected by a refrigerant pipe, and performing a cooling operation or a heating operation of an air-conditioned space in which each indoor unit is installed by circulating the refrigerant through the refrigerant circuit A device,
The refrigerant charging amount of the refrigerant circuit is a regulated charging amount that is less than the maximum charging amount that is a refrigerant charging amount that can exhibit the maximum capacity of each indoor unit in all the indoor units,
The total required capacity, which is the sum of the required capacities of all the indoor units, is a threshold required capacity that is the sum of the maximum values of the capacities that can be exhibited by each of the indoor units when the regulated charging amount of refrigerant is filled. When it exceeds, the number of indoor units corresponding to the difference between the sum of the maximum capacity of each indoor unit and the threshold required capacity is stopped, and stop indoor unit rotation control is performed to change the stopped indoor unit every predetermined time. Having control means to perform,
An air conditioner characterized by that.
を特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 The refrigerant charged in the refrigerant circuit is a flammable refrigerant or a slightly flammable refrigerant,
The air conditioning apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記停止室内機ローテーション制御を実行するとき、所定時間毎に前記複数のグループの室内機を順次停止する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和装置。 The plurality of indoor units are divided into a plurality of groups based on the number of the stopped indoor units in the stopped indoor unit rotation control.
The control means sequentially stops the plurality of groups of indoor units every predetermined time when executing the stop indoor unit rotation control.
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein
前記制御手段は、前記停止室内機ローテーション制御を実行するとき、所定時間毎に前記吸込温度から設定温度を減じた温度差を算出し、同温度差が小さいものから順に前記合計要求能力と前記閾要求能力の差分に相当する台数を選択し、選択した室内機を停止する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和装置。 The plurality of indoor units have a suction temperature sensor for detecting a suction temperature,
The control means calculates a temperature difference obtained by subtracting a set temperature from the suction temperature every predetermined time when executing the stop indoor unit rotation control, and sequentially calculates the total required capacity and the threshold value in ascending order of the temperature difference. Select the number corresponding to the difference in required capacity and stop the selected indoor unit.
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein
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