JP2018109463A - マルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】容積の異なる複数の熱交換器における除霜時間を短縮可能なマルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも一つの室外熱交換器１３の容積が他の室外熱交換器１３の容積と異なる複数の室外熱交換器１３を備えた室外機と、複数の室内機と、を備えたマルチ型空気調和機の制御装置であって、複数の室外熱交換器１３は、夫々、室外熱交換器１３に供給される冷媒流量を調整する室外膨張弁１５を備え、除霜運転時に、複数の室外熱交換器１３の容積に応じて各室外熱交換器１３に供給される冷媒流量を室外膨張弁１５の制御により調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、マルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムに関するものである。

マルチ型空気調和機において、熱交換器に着霜した場合、除霜運転が行われる。除霜運転は、高温・高圧の冷媒を熱交換器に流入させることで熱交換器に付着した霜を除去（除霜）するものである。複数の熱交換器によって構成されるマルチ型空気調和機の除霜運転では、各熱交換器の容積が違う場合、除霜に要する冷媒流量が各熱交換器によって異なる。除霜に要する冷媒流量が適切に分配されず例えば全ての各熱交換器における冷媒流量が略等しい場合は、除霜が完了した熱交換器に冷媒が流れ続け、除霜が完了していない熱交換器への冷媒流量は変わらず、その結果、除霜運転が長期化する場合があった。
そこで、各熱交換器の除霜に要する冷媒流量を適切に分配する制御が検討されている。
例えば、特許文献１には、熱交温度検出手段により検出された各熱交換器の温度を比較し、電動膨張弁の開度により冷媒流量を制御することが開示されている。また、特許文献２には、熱交換器の上パス及び下パスの夫々の温度を検出し、温度差に応じて膨張弁の開度により冷媒流量を調整することが開示されている。

特開平５−３２２３８８号公報 特開２００２−８９９８０号公報

上記特許文献１及び２に開示された発明では、いずれも熱交換器の温度を検出し、この温度に基づき膨張弁の開度を調節し、各熱交換器（または熱交換器内の上下パス）の冷媒流量を調整している。しかし、各熱交換器の温度を検知し膨張弁を調整するため、膨張弁の応答遅れにより除霜を効果的に均一化することが困難であり除霜時間の短縮につながっていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、容積の異なる熱交換器における除霜時間を短縮可能なマルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のマルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムは以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係るマルチ型空気調和機の制御装置は、少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、複数の室内機と、を備えたマルチ型空気調和機の制御装置であって、複数の前記熱交換器は、夫々、該熱交換器に供給される冷媒流量を調整する流量調整装置を備え、除霜運転時に、複数の前記熱交換器の前記容積に応じて各前記熱交換器に供給される冷媒流量を前記流量調整装置の制御により調整する。

本構成によれば、少なくとも一つの熱交換器の容積が異なる複数の熱交換器を備えた室外機と、複数の室内機とを備えたマルチ型空気調和機の制御装置が、除霜運転時に各熱交換器の容積に応じて冷媒流量を制御することから、各熱交換器の除霜を略同時に完了することができる。例えば容積の異なる複数の熱交換器に同量の冷媒が供給された場合に、一の熱交換器のみ除霜が完了しても、この熱交換器に対して再着霜を防止するため冷媒を循環させておく必要がある。すなわち、除霜の完了タイミングが異なると、再着霜防止のために循環させる分の冷媒のロスが発生する。そこで、各熱交換器の容積に応じて冷媒流量を制御することで、各熱交換器の除霜が略同時に完了することにより、冷媒を再着霜防止のために循環させる必要がなく、除霜に必要とする冷媒流量を低減することができる。
また、除霜が完了した熱交換器に冷媒が流れ続けると、除霜中の熱交換器に対する冷媒流量が制限されることから除霜運転が長期化するが、流量調整装置により各熱交換器が必要とする冷媒流量がそれぞれ分配されるため、各熱交換器の除霜が略同時に完了し除霜運転が早期に終了する。
また、熱交換器温度により制御する場合は、除霜による熱交換器温度が安定するまでに時間を要し、また着霜の有無が温度に反映されるまでに時間を要すると考えられる。これに対して各熱交換器の容積は事前に取得可能な数値であり、除霜運転開始時から制御を行うことができ、除霜に必要な時間を短縮することができる。

上記第一態様では、前記流量調整装置は、電動膨張弁を備え、複数の前記熱交換器は、該熱交換器の熱交換器温度を検知する温度センサを夫々備え、全ての前記熱交換器の前記熱交換器温度が除霜完了の基準値となる除霜完了温度に略同時に到達するように複数の前記熱交換器の前記電動膨張弁の開度を決定する弁開度決定制御としてもよい。

本構成によれば、容積の異なる複数の熱交換器が備えられた空気調和機において、容積の違いにより除霜に必要となる冷媒流量が異なることで、同一の冷媒流量とすると除霜が完了するタイミングが異なる。各熱交換器の熱交換器温度が同時に除霜完了温度に到達するように電動膨張弁の開度を調整し冷媒流量の制御を行うことから、熱交換器の容積に応じて冷媒流量を制御する際に、除霜完了温度を基準として各熱交換器に対し電動膨張弁の開度を設定する。具体的には、各熱交換器が略同時に除霜完了温度に到達するように、事前に各熱交換器の冷媒流量の比を決定し、これに基づき各電動膨張弁の開度を設定する。容積の異なる複数の熱交換器が備えられたマルチ型空気調和機においても、各熱交換器の除霜が同時に完了するため、除霜に必要とする冷媒流量を低減することができる。

上記第一態様では、一以上の前記熱交換器の前記熱交換器温度が前記除霜完了温度以上となった場合、該熱交換器の前記電動膨張弁の開度を最小開度としてもよい。

本発明によれば、容積の異なる複数の熱交換器において、同時に除霜が完了するように制御を行う場合でも、様々な要因により除霜完了のタイミングが異なる場合が考えられる。他の熱交換器よりも早く除霜が完了した熱交換器が存在する場合、除霜完了前と同じ量の冷媒流量の供給は必要がなく、無駄である。そこで、除霜が完了した熱交換器、すなわち熱交換器温度が除霜完了温度以上となった熱交換器については、その電動膨張弁の開度を最小開度とする。これにより、冷媒流量を最小化することができ、他の除霜が完了していない熱交換器へ冷媒をより多く供給することができ、複数の熱交換器全体の除霜にかかる時間を早めることができる。また、膨張弁を全閉ではなく最小開度とすることから、再着霜を最小限に防ぐことができる。
ここで、最小開度とは、除霜が完了した室外熱交換器が再着霜しない程度の微量の冷媒を流入させる程度の開度であり、例えば６０パルス程度である。

上記第一態様では、前記熱交換器の前記電動膨張弁の開度を最小開度とした後、前記熱交換器温度が前記除霜完了温度未満となった場合、該熱交換器の前記電動膨張弁の開度を漸増させるとしてもよい。

本発明によれば、除霜が完了し電動膨張弁の開度を最小開度とした熱交換器において、冷媒流量を最小とするため再着霜する虞がある。これに対し、該当の熱交換器の熱交換器温度が除霜完了温度未満となると、再着霜する虞があるとし、電動膨張弁の開度を漸増させる。これにより、冷媒流量が増加していくことで熱交換器の着霜を防ぐことができる。

上記第一態様では、一の前記熱交換器の前記熱交換器温度のみが前記除霜完了温度未満である場合、該熱交換器の前記電動膨張弁の開度を全開とするとしてもよい。

本発明によれば、容積の異なる複数の熱交換器において、同時に除霜が完了するように制御を行う場合でも、様々な要因により除霜完了のタイミングが異なる場合が考えられる。他の熱交換器が全て除霜完了し、除霜完了していない熱交換器が一台のみ存在する場合、他の熱交換器の電動膨張弁は最小開度となり冷媒の供給量には余裕があることになる。しかし、除霜完了していない熱交換器の電動膨張弁の開度が変わらず一定であれば冷媒流量の供給は増えず除霜に時間がかかる。そこで、除霜完了していない熱交換器が一台のみとなった場合は、その熱交換器の電動膨張弁の開度を全開とする。これにより、余剰の冷媒を除霜が完了していない熱交換器へ最大量供給することでき、除霜にかかる時間を短縮することができる。

上記第一態様では、前記弁開度決定制御は、工場からの出荷時または試運転時に実施され、前記電動膨張弁の開度が記憶手段に記憶されるとしてもよい。

本発明によれば、基準となる電動膨張弁の弁開度の決定制御が、工場からの出荷時または試運転時に実施され、その開度が記憶手段に記憶されるため、冷媒流量を、通常の空調運転を開始する前の試運転時や、工場からの出荷時等に実施される弁開度の決定制御時に、適正に記憶させることができる。従って、通常の空調運転時に、その基準となる開度に基づいて冷媒流量が供給されるため、容積の異なる複数の熱交換器を有する空調機においても除霜を同時に完了させることができる。

本発明の第二態様に係るマルチ型空気調和機は、少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、複数の室内機と、上述のいずれかに記載の制御装置とを備える。

本発明の第三態様に係るマルチ型空気調和機の制御方法は、少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、複数の室内機と、を備えたマルチ型空気調和機の制御方法であって、前記複数の熱交換器は、夫々、該熱交換器に供給される冷媒流量を調整する流量調整装置を備え、除霜運転時に、複数の前記熱交換器の前記容積に応じて各前記熱交換器に供給される冷媒流量を前記流量調整装置の制御により調整する工程を備える。

本発明の第四態様に係るマルチ型空気調和機の制御プログラムは、少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、複数の室内機と、を備えたマルチ型空気調和機の制御プログラムであって、前記複数の熱交換器は、夫々、該熱交換器に供給される冷媒流量を調整する流量調整装置を備え、除霜運転時に、複数の前記熱交換器の前記容積に応じて各前記熱交換器に供給される冷媒流量を前記流量調整装置の制御により調整するステップを備える。

本発明によれば、除霜運転において、容積の異なる各熱交換器の容積に基づき流量調整装置の制御を行うことにより各冷媒流量を調整するので、各熱交換器の除霜を略同時に完了させることで除霜時間を短縮することができる。

本発明の第１実施形態に係るマルチ型空気調和機の暖房運転を示した冷媒回路図である。 本発明の第１実施形態に係るマルチ型空気調和機の除霜運転を示した冷媒回路図である。 本発明の第１実施形態に係るマルチ型空気調和機の各熱交換器の除霜運転時の冷媒流量を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るマルチ型空気調和機の各熱交換器の除霜完了時の冷媒流量を示したブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るマルチ型空気調和機の制御装置による除霜運転時の電動膨張弁の制御を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るマルチ型空気調和機の各熱交換器の除霜均一化時の冷媒流量を示したブロック図である。

以下に、本発明に係るマルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１乃至図４を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係るマルチ型空気調和機の暖房運転時の冷媒回路図が示されている。
マルチ型空気調和機１は、１台の室外機２に、複数台の室内機３Ａ及び３Ｂが並列に接続されたものである。複数台の室内機３Ａ及び３Ｂは、室外機２に接続されているガス側配管４と液側配管５との間に分岐器６を介して互いに並列に接続されている。

室外機２は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１０と、冷媒の循環方向を切換える四方切換弁１２と、冷媒と外気とを熱交換させる複数の室外熱交換器（熱交換器）１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃと、室外熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃの各熱交換器温度を検出する室外熱交換器温度センサ（温度センサ）１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃと、室外熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃの各冷媒流量を調整する室外膨張弁（電動膨張弁：ＥＥＶＨ）（流量調整装置）１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃと、液冷媒を貯留するレシーバ１６と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器１７と、過冷却熱交換器１７に分流される冷媒量を制御する過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８と、圧縮機１０に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１０側に吸入させるアキュームレータ１９と、ガス側操作弁２０と、液側操作弁２１とを備えている。
本実施形態では、各室外熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃの容積はそれぞれ異なる。

図１及び図２では、３台の室外熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃが設置されている場合について例示しているが、設置台数については任意に決定することができる。
以下の説明において、各室外熱交換器１３を区別する場合は、末尾にＡ、ＢまたはＣのいずれかを付し、各室外熱交換器１３を区別しない場合は、Ａ、ＢまたはＣを省略する。また、各室外熱交換器温度センサ１４を区別する場合は、末尾にＡ、ＢまたはＣのいずれかを付し、各室外熱交換器温度センサ１４を区別しない場合は、Ａ、ＢまたはＣを省略する。また、各室外膨張弁１５を区別する場合は、末尾にＡ、ＢまたはＣのいずれかを付し、各室外膨張弁１５を区別しない場合は、Ａ、ＢまたはＣを省略する。

室外機２側の上記各機器は、冷媒配管２２を介して順次接続され、公知の室外側冷媒回路２３を構成している。また、室外機２には、各室外熱交換器１３に対して外気を送風する室外ファン（図示せず）が設けられている。

ガス側配管４及び液側配管５は、室外機２のガス側操作弁２０及び液側操作弁２１に接続される冷媒配管であり、現場での据え付け施工時に、室外機２とそれに接続される複数台の室内機３Ａ及び３Ｂとの間の距離に応じて、その配管長が適宜設定されるようになっている。ガス側配管４及び液側配管５の途中には、複数の分岐器６が設けられ、該分岐器６を介して適宜台数の室内機３Ａ及び３Ｂが接続されている。これによって、密閉された１系統の冷凍サイクル（冷媒回路）７が構成されている。

室内機３Ａ及び３Ｂは、室内空気を冷媒と熱交換させて冷却又は加熱し、室内の空調に供する室内熱交換器３０と、室内膨張弁（ＥＥＶＣ）３１と、室内熱交換器３０を介して室内空気を循環させる室内ファン３２と、室内コントローラ３３とを備えており、室内側の分岐ガス側配管４Ａ及び４Ｂ及び分岐液側配管５Ａ及び５Ｂを介して分岐器６に接続されている。

制御装置５０は、室内コントローラ３３による設定値や冷媒温度等を取得し、四方切換弁１２の切替制御、各弁の開閉又は開度の制御等を行う。
制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

上記のマルチ型空気調和機１において、暖房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁１２を介してガス側操作弁２０側に循環される。この高圧ガス冷媒は、ガス側操作弁２０、ガス側配管４を経て室外機２から導出され、分岐器６、室内側の分岐ガス側配管４Ａ及び４Ｂを経て複数台の室内機３Ａ及び３Ｂに導入される。

室内機３Ａ及び３Ｂに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器３０で室内ファン３２を介して循環される室内空気と熱交換され、これにより加熱された室内空気は室内に吹出されて暖房に供される。一方、室内熱交換器３０で凝縮液化された冷媒は、室内膨張弁３１、分岐液側配管５Ａ及び５Ｂを経て分岐器６に至り、他の室内機からの冷媒と合流され、液側配管５を経て室外機２に戻る。なお、暖房時、室内機３Ａ及び３Ｂでは、凝縮器として機能する室内熱交換器３０の冷媒出口温度又は冷媒過冷却度が制御目標値となるように、室内膨張弁３１の開度が室内コントローラ３３を介して制御される。

室外機２に戻った冷媒は、液側操作弁２１を経て過冷却熱交換器１７に至り液冷媒配管側を流通される過程で、液冷媒配管から一部分流され、過冷却用膨張弁１８で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。その後、レシーバ１６に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、各室外膨張弁１５に供給されて断熱膨張された後、各室外熱交換器１３に流入される。

各室外熱交換器１３では、室外ファンから送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。この冷媒は、各室外熱交換器１３から四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。

マルチ型空気調和機１における暖房運転時において、例えば外気温が低く湿度が高い場合、各室外熱交換器１３を流れる冷媒は各室外膨張弁１５により減圧されることで冷媒温度が低下するため、各室外熱交換器１３が着霜する虞がある。室外熱交換器１３が着霜すると、暖房能力が低下するため、この場合、四方切換弁１２を切り替えることにより、除霜運転を行う。
除霜運転は、一般的には各室外熱交換器１３のいずれかの室外熱交換器温度センサ１４の検出温度が一定温度以下となった場合に作動するとしている。除霜運転作動となる温度は、各マルチ型空気調和機１によって異なるが、例えば０℃前後の値である。

図２には、本実施形態に係るマルチ型空気調和機の除霜運転時の冷媒回路図が示されている。
上記のマルチ型空気調和機１において、除霜運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁１２により室外熱交換器１３側に循環され、各室外熱交換器１３で室外ファンにより送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、各室外膨張弁１５を通過し、レシーバ１６内にいったん貯留される。
このように、高温高圧の冷媒ガスが各室外熱交換器１３に流れることにより、除霜が行われる。

レシーバ１６で循環量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器１７に至り、暖房時の場合と同様に過冷却が付与される。この液冷媒は、液側操作弁２１を経て室外機２から液側配管５へと導かれ、分岐器６を介して各室内機３Ａ及び３Ｂの分岐液側配管５Ａ及び５Ｂへと分流される。

分岐液側配管５Ａ及び５Ｂに分流された液冷媒は、各室内機３Ａ及び３Ｂに流入し、室内膨張弁３１で断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器３０に流入される。室内熱交換器３０では、冷媒はガス化され、分岐ガス側配管４Ａ及び４Ｂを経て分岐器６に至り、他の室内機からの冷媒ガスとガス側配管４で合流される。

ガス側配管４で合流された冷媒ガスは、再び室外機２に戻り、ガス側操作弁２０、四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１０に吸入される。この冷媒は、圧縮機１０において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって除霜運転が行われる。
除霜運転は、一般的には除霜運転により全室外熱交換器１３の全室外熱交換器温度センサ１４の検出温度が一定温度以上となった場合に完了するとしている。除霜運転完了の基準値となる温度、すなわち除霜完了温度は、各マルチ型空気調和機１によって異なるが、例えば９℃前後の値である。

次に、図３及び４を用いて除霜運転時の室外膨張弁の開度制御について説明する。
図３には、本発明の第１実施形態に係るマルチ型空気調和機の各熱交換器の除霜運転時の冷媒流量の概略がブロック図に示されている。
また、図４には、本発明の第１実施形態に係るマルチ型空気調和機の各熱交換器の除霜完了時の冷媒流量の概略がブロック図に示されている。

除霜運転の開始にあたり、制御装置５０により、まず各室外熱交換器１３の容積に応じた室外膨張弁１５の開度が決定され、設定される弁開度設定制御が行われる。各室外熱交換器１３は、それぞれ容積が異なっており、各室外熱交換器１３の除霜を略同時に完了させるように、すなわち除霜完了温度にほぼ同時に到達するように制御するため、各容積比率により各室外熱交換器１３に流入する冷媒流量を決定する。決定された各冷媒流量に基づき、各室外熱交換器１３の各室外膨張弁１５の開度を決定し、その開度を各室外膨張弁１５に設定する。室外膨張弁１５の開度が設定された後、除霜運転は開始される。
各室外熱交換器１３の容積は、管の内径、長さ及び本数により算出が可能である。本実施形態では、図３及び４に示すように、室外熱交換器１３Ａの容積が最も大きく、次いで室外熱交換器１３Ｂの容積、そして室外熱交換器１３Ｃの容積が最も小さいとする。
図３に示されるように、室外熱交換器１３Ａの容積が最も大きいことから、室外熱交換器１３Ａに流入する冷媒の量が最も大きくなるように各容積比率に基づき求められる冷媒流量に応じた室外膨張弁１５Ａの開度が設定される。同様に、室外熱交換器１３Ｂ及び１３Ｃの各容積比率に基づき室外膨張弁１５Ｂ及び１５Ｃの開度も同時に設定される。各室外膨張弁１５の開度が設定されると、除霜運転が行われる。

各室外熱交換器１３の容積比率に基づき求められる各冷媒流量に応じた各室外膨張弁１５の開度の制御により、図４に示されるように、全ての室外熱交換器１３の各室外熱交換器温度センサ１４の検出する各熱交換器温度が除霜完了温度に略同時に到達し、除霜が完了する。

ここで、本実施形態では、除霜運転の開始にあたりまず各室外熱交換器１３の容積に応じた室外膨張弁１５の開度を決定し、設定することとした。
この室外膨張弁１５の開度の決定及び設定は、工場からの出荷時または試運転時に実施し、室外膨張弁１５の開度が制御装置５０の図示しない記憶手段に記憶されることとしてもよい。

以上、説明してきたように、本実施形態に係るマルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、少なくとも一つの室外熱交換器１３の容積が異なる複数の室外熱交換器１３を備えた室外機２と、複数の室内機３Ａ及び３Ｂとを備えたマルチ型空気調和機１の制御装置５０が、除霜運転時に各室外熱交換器１３の容積に応じて冷媒流量を制御することから、各室外熱交換器１３の除霜を略同時に完了することができる。例えば容積の異なる複数の室外熱交換器１３に同量の冷媒が供給された場合に、一の室外熱交換器１３のみ除霜が完了しても、この室外熱交換器１３に対して再着霜を防止するため冷媒を循環させておく必要がある。すなわち、除霜の完了タイミングが異なると、再着霜防止のために循環させる分の冷媒のロスが発生する。そこで、各室外熱交換器１３の容積に応じて冷媒流量を制御することで、各室外熱交換器１３の除霜が略同時に完了することにより、冷媒を再着霜防止のために循環させる必要がなく、除霜に必要とする冷媒流量を低減することができる。

また、除霜が完了した室外熱交換器１３に冷媒が流れ続けると、除霜中の室外熱交換器１３に対する冷媒流量が制限されることから除霜運転が長期化するが、各室外膨張弁１５により各室外熱交換器１３が必要とする冷媒流量がそれぞれ分配されるため、各室外熱交換器１３の除霜が略同時に完了し除霜運転が早期に終了する。
また、熱交換器温度により制御する場合は、除霜による熱交換器温度が安定するまでに時間を要し、また着霜の有無が温度に反映されるまでに時間を要すると考えられる。これに対して各室外熱交換器１３の容積は事前に取得可能な数値であり、除霜運転開始時から制御を行うことができ、除霜に必要な時間を短縮することができる。

容積の異なる複数の室外熱交換器１３が備えられたマルチ型空気調和機１において、容積の違いにより除霜に必要となる冷媒流量が異なることで、同一の冷媒流量とすると除霜が完了するタイミングが異なる。本実施形態によれば、各室外熱交換器１３の熱交換器温度が同時に除霜完了温度に到達するように各室外膨張弁１５の開度を調整し冷媒流量の制御を行うことから、各室外熱交換器１３の容積に応じて冷媒流量を制御する際に、除霜完了温度を基準として各室外熱交換器１３に対し室外膨張弁１５の開度を設定する。具体的には、各室外熱交換器１３が略同時に除霜完了温度に到達するように、事前に各室外熱交換器１３の冷媒流量の比を各室外熱交換器１３の容積比率をもとに決定し、これに基づき各室外膨張弁１５の開度を設定する。容積の異なる複数の室外熱交換器１３が備えられた空気調和機においても、各室外熱交換器１３の除霜が同時に完了するため、除霜に必要とする冷媒流量を低減することができる。

基準となる各室外膨張弁１５の弁開度決定制御が、工場からの出荷時または試運転時に実施されその開度が記憶手段に記憶されるため、各冷媒流量を、通常の空調運転を開始する前の試運転時や工場からの出荷時等に実施される弁開度決定制御時に適正に記憶させることができる。従って、通常の空調運転時に、その基準となる開度に基づいて冷媒流量が供給されるため、除霜運転を迅速に開始することができ、また容積の異なる複数の室外熱交換器１３を有するマルチ型空気調和機１においても除霜を略同時に完了させることができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図５及び６を用いて説明する。
上記した第１実施形態では、除霜運転の開始にあたり各室外熱交換器の容積比率に基づき室外膨張弁の開度を設定し除霜を略同時に完了させるとしたが、本実施形態では、除霜運転が同時に完了しない場合に室外膨張弁の開度を制御するものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。

図５には、本発明の第２実施形態に係るマルチ型空気調和機の制御装置による除霜運転時の電動膨張弁の制御がフローチャートに示されている。

除霜運転の開始にあたり、まず各室外熱交換器１３の容積に応じた各室外膨張弁１５の開度が設定される（Ｓ１０１）。各室外膨張弁１５の開度が設定された後、除霜運転は開始される。

次に、各室外熱交換器１３の室外熱交換器温度センサ１４により、各熱交換器温度を検出する（Ｓ１０２）。
次に、ステップＳ１０２にて検出された各熱交換器温度が除霜完了温度（例えば９℃）に到達したか否かを判定する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３にて熱交換器温度が除霜完了温度に到達したと判定された場合は、ステップＳ１０４へ遷移する。ステップＳ１０３にて熱交換器温度が除霜完了温度に到達していないと判定された場合は、ステップＳ１０７へ遷移する。ステップＳ１０３の判定は、各室外熱交換器１３に対して各々並行して行われる。

ステップＳ１０３にて例えば室外熱交換器１３Ａの熱交換器温度が除霜完了温度に到達したと判定された場合は、室外膨張弁１５Ａの開度を最小開度とする（Ｓ１０４）。最小開度とは、除霜が完了した室外熱交換器１３が再着霜しない程度の微量の冷媒を流入させる程度の開度であり、例えば６０パルス程度である。次に、ステップＳ１１０へ遷移する。

ステップＳ１１０にて例えば室外熱交換器１３Ａの熱交換器温度が除霜完了温度を下回ると判定された場合は、室外膨張弁１５Ａの開度を漸増させる（Ｓ１０６）。室外膨張弁１５Ａの開度を徐々に増加させることで室外熱交換器１３Ａの再着霜を防ぐ。具体的には、例えば室外膨張弁１５Ａの開度をｘパルス／２０ｓずつ増加させる制御をｎ回行う。
室外膨張弁１５Ａの開度の漸増制御が完了すると、ステップＳ１１０へ遷移する。

一方、ステップＳ１０３にて例えば室外熱交換器１３Ａの熱交換器温度が除霜完了温度に到達していないと判定された場合は、室外膨張弁１５Ａの開度を維持する（Ｓ１０７）。
次に、室外熱交換器１３Ａ以外の他の全ての室外熱交換器１３（この場合、室外熱交換器１３Ｂ及び室外熱交換器１３Ｃ）にて熱交換器温度が除霜完了温度に到達したか否かを判定する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８にて他の全ての室外熱交換器１３の熱交換器温度が除霜完了温度に到達したと判定された場合は、ステップＳ１０９へ遷移する。ステップＳ１０８にて他の全ての室外熱交換器１３の熱交換器温度が除霜完了温度に到達していないと判定された場合は、ステップＳ１０７へ戻る。

ステップＳ１０８にて例えば室外熱交換器１３Ａ以外の他の全ての室外熱交換器１３（室外熱交換器１３Ｂ及び室外熱交換器１３Ｃ）にて熱交換器温度が除霜完了温度に到達していると判定された場合は、室外膨張弁１５Ａの開度を最大開度とする（Ｓ１０９）。最大開度とはすなわち全開を意味する。
その後、ステップＳ１１０へ遷移する。

ステップＳ１１０では、全ての室外熱交換器１３にて除霜完了温度に到達したか否かが判定される。ステップＳ１１０にて全ての室外熱交換器１３における熱交換器温度が除霜完了温度に到達したと判定された場合は、除霜運転を終了する。
一方、ステップＳ１１０にて全ての室外熱交換器１３における熱交換器温度が除霜完了温度に到達していないと判定された場合は、ステップＳ１０６へ戻る。

図６には、本発明の第２実施形態に係るマルチ型空気調和機の各熱交換器の除霜均一化時の冷媒流量がブロック図に示されている。
図６に示されるように、室外熱交換器１３Ｂ及び室外熱交換器１３Ｃの除霜が完了し、室外熱交換器１３Ａが除霜中である場合は、図５のフローチャートのステップＳ１０４及びステップＳ１０９で示したように、室外熱交換器１３Ｂの室外膨張弁１５Ｂ及び室外熱交換器１３Ｃの室外膨張弁１５Ｃの開度が最小開度とされ、室外熱交換器１３Ａの室外膨張弁１５Ａの開度が最大開度つまり全開とされる。これにより、室外熱交換器１３Ｂ及び室外熱交換器１３Ｃには再着霜が防止される程度の微量の冷媒が流入し、室外熱交換器１３Ｂ及び室外熱交換器１３Ｃに流入しない分の冷媒が室外熱交換器１３Ａに流入することで室外熱交換器１３Ａの除霜にかかる時間が短縮され、ひいては全室外熱交換器１３の除霜時間が短縮される。

以上、説明してきたように、本実施形態に係るマルチ型空気調和機の制御装置、マルチ型空気調和機、マルチ型空気調和機の制御方法及びマルチ型空気調和機の制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
容積の異なる複数の室外熱交換器１３において、同時に除霜が完了するように制御を行う場合でも、様々な要因により除霜完了のタイミングが異なる場合が考えられる。他の室外熱交換器１３よりも早く除霜が完了した室外熱交換器１３が存在する場合、除霜完了前と同じ量の冷媒流量の供給は必要がなく、無駄である。そこで、除霜が完了した室外熱交換器１３、すなわち熱交換器温度が除霜完了温度以上となった室外熱交換器１３については、その室外膨張弁１５の開度を最小開度とする。これにより、冷媒流量を最小化することができ、他の除霜が完了していない室外熱交換器１３へ冷媒をより多く供給することができ、複数の室外熱交換器１３全体の除霜にかかる時間を早めることができる。また、室外膨張弁１５を全閉ではなく最小開度とすることから、再着霜を最小限に防ぐことができる。

除霜が完了し室外膨張弁１５の開度を最小開度とした室外熱交換器１３において、冷媒流量を最小とするため再着霜する虞がある。これに対し、該当の室外熱交換器１３の熱交換器温度が除霜完了温度未満となると、再着霜する虞があるとし、室外膨張弁１５の開度を漸増させる。これにより、冷媒流量が増加していくことで室外熱交換器１３の着霜を防ぐことができる。

容積の異なる複数の室外熱交換器１３において、同時に除霜が完了するように制御を行う場合でも、様々な要因により除霜完了のタイミングが異なる場合が考えられる。他の室外熱交換器１３が全て除霜完了し、除霜完了していない室外熱交換器１３が一台のみ存在する場合、他の室外熱交換器１３の室外膨張弁１５は最小開度となり冷媒の供給量には余裕があることになる。しかし、除霜完了していない室外熱交換器１３の電動膨張弁の開度が変わらず一定であれば冷媒流量の供給は増えず除霜に時間がかかる。そこで、除霜完了していない室外熱交換器１３が一台のみとなった場合は、その室外熱交換器１３の室外膨張弁１５の開度を全開とする。これにより、余剰の冷媒を除霜が完了していない室外熱交換器１３へ最大量供給することでき、除霜にかかる時間を短縮することができる。

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。

たとえば、上述した各実施形態においては流量調整装置を室外膨張弁（電動膨張弁）であるとしたが、制御装置５０により流量を調整できる機能を備えた装置であれば、他の装置を用いるとしてもよい。

１ マルチ型空気調和機
２ 室外機
３ 室内機
１０ 圧縮機
１２ 四方切換弁
１３ 室外熱交換器（熱交換器）
１４ 室外熱交換器温度センサ（温度センサ）
１５ 室外膨張弁（流量調整装置）
５０ 制御装置

Claims (9)

1. 少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、
   複数の室内機と、
   を備えたマルチ型空気調和機の制御装置であって、
   複数の前記熱交換器は、夫々、該熱交換器に供給される冷媒流量を調整する流量調整装置を備え、
   除霜運転時に、複数の前記熱交換器の前記容積に応じて各前記熱交換器に供給される冷媒流量を前記流量調整装置の制御により調整するマルチ型空気調和機の制御装置。
2. 前記流量調整装置は、電動膨張弁を備え、
   複数の前記熱交換器は、該熱交換器の熱交換器温度を検知する温度センサを夫々備え、
   全ての前記熱交換器の前記熱交換器温度が除霜完了の基準値となる除霜完了温度に略同時に到達するように複数の前記熱交換器の前記電動膨張弁の開度を決定する弁開度決定制御を行う請求項１に記載のマルチ型空気調和機の制御装置。
3. 一以上の前記熱交換器の前記熱交換器温度が前記除霜完了温度以上となった場合、該熱交換器の前記電動膨張弁の開度を最小開度とする請求項２に記載のマルチ型空気調和機の制御装置。
4. 前記熱交換器の前記電動膨張弁の開度を最小開度とした後、前記熱交換器温度が前記除霜完了温度未満となった場合、該熱交換器の前記電動膨張弁の開度を漸増させる請求項３に記載のマルチ型空気調和機の制御装置。
5. 一の前記熱交換器の前記熱交換器温度のみが前記除霜完了温度未満である場合、該熱交換器の前記電動膨張弁の開度を全開とする請求項３または請求項４に記載のマルチ型空気調和機の制御装置。
6. 前記弁開度決定制御は、工場からの出荷時または試運転時に実施され、前記電動膨張弁の開度が記憶手段に記憶される請求項２から請求項５のいずれかに記載のマルチ型空気調和機の制御装置。
7. 少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、
   複数の室内機と、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御装置と
   を備えたマルチ型空気調和機。
8. 少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、
   複数の室内機と、
   を備えたマルチ型空気調和機の制御方法であって、
   複数の前記熱交換器は、夫々、該熱交換器に供給される冷媒流量を調整する流量調整装置を備え、
   除霜運転時に、複数の前記熱交換器の前記容積に応じて各前記熱交換器に供給される冷媒流量を前記流量調整装置の制御により調整する工程を備えるマルチ型空気調和機の制御方法。
9. 少なくとも一つの熱交換器の容積が他の熱交換器の容積と異なる複数の前記熱交換器を備えた室外機と、
   複数の室内機と、
   を備えたマルチ型空気調和機の制御プログラムであって、
   複数の前記熱交換器は、夫々、該熱交換器に供給される冷媒流量を調整する流量調整装置を備え、
   除霜運転時に、複数の前記熱交換器の前記容積に応じて各前記熱交換器に供給される冷媒流量を前記流量調整装置の制御により調整するステップを備えるマルチ型空気調和機の制御プログラム。

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