JP2018132217A - Air conditioning equipment - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to a refrigerant pipe by at least one outdoor unit.
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冷房運転を行うときは、蒸発器として機能する各室内機の室内熱交換器の冷媒出口側における冷媒過熱度が、予め定められた基準値（例えば、２ｄｅｇ）となるように、各室内機に対応する膨張弁の開度が調整される（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, when performing cooling operation with an air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to at least one outdoor unit by liquid pipes and gas pipes, the refrigerant of the indoor heat exchanger of each indoor unit that functions as an evaporator The opening degree of the expansion valve corresponding to each indoor unit is adjusted so that the refrigerant superheat degree on the outlet side becomes a predetermined reference value (for example, 2 deg) (for example, see Patent Document 1).
具体的には、室内機毎に、室内熱交換器の冷媒入口側における冷媒温度（以降、熱交入口温度と記載）と室内熱交換器の冷媒出口側における冷媒温度（以降、熱交出口温度と記載）を検出し、熱交出口温度から熱交入口温度を減じて、各室内機の冷媒過熱度が求められる。 Specifically, for each indoor unit, the refrigerant temperature on the refrigerant inlet side of the indoor heat exchanger (hereinafter referred to as heat exchange inlet temperature) and the refrigerant temperature on the refrigerant outlet side of the indoor heat exchanger (hereinafter referred to as heat exchange outlet temperature). And the heat exchange inlet temperature is subtracted from the heat exchange outlet temperature, and the refrigerant superheat degree of each indoor unit is obtained.
そして、求めた各室内機の冷媒過熱度が上述した基準値となるように、各室内機に対応する膨張弁の開度が調整される。具体的には、ある室内機において求めた冷媒過熱度が基準値より大きい場合は、当該室内機に対応する膨張弁の開度が大きくされる。膨張弁の開度が大きくされることで、当該室内機の室内熱交換器に流入する冷媒量が増えて冷媒過熱度が低下する。一方、ある室内機において求めた冷媒過熱度が基準値より小さい場合は、当該室内機に対応する膨張弁の開度が小さくされる。膨張弁の開度が小さくされることで、当該室内機の室内熱交換器に流入する冷媒量が減って冷媒過熱度が上昇する。 And the opening degree of the expansion valve corresponding to each indoor unit is adjusted so that the obtained refrigerant superheat degree of each indoor unit becomes the reference value described above. Specifically, when the degree of refrigerant superheat obtained in a certain indoor unit is larger than the reference value, the opening degree of the expansion valve corresponding to the indoor unit is increased. By increasing the opening degree of the expansion valve, the amount of refrigerant flowing into the indoor heat exchanger of the indoor unit increases, and the degree of refrigerant superheat decreases. On the other hand, when the refrigerant superheat degree obtained in a certain indoor unit is smaller than the reference value, the opening degree of the expansion valve corresponding to the indoor unit is reduced. By reducing the opening of the expansion valve, the amount of refrigerant flowing into the indoor heat exchanger of the indoor unit is reduced and the degree of refrigerant superheat is increased.
上述した空気調和装置で冷房運転を行う場合に、室外機と各室内機の設置状態によっては、特定の室内機に流入する冷媒量が少なくなる場合がある。例えば、各室内機の設置場所が室外機の設置場所より高い位置であり、かつ、各室内機の設置場所に高低差がある場合は、上方に設置された室内機に冷媒が流れにくくなるので、当該室内機に流入する冷媒量が他の室内機と比べて少なくなる。冷房運転時は、室外機から各室内機へ向かって流れる冷媒が、室外機の室外熱交換器で凝縮されて液冷媒となり、液冷媒を重力に逆らって室外機より上方に設置された室内機に流さなければならないためである。 When performing the cooling operation with the air conditioner described above, the amount of refrigerant flowing into a specific indoor unit may be reduced depending on the installation state of the outdoor unit and each indoor unit. For example, if the installation location of each indoor unit is higher than the installation location of the outdoor unit and there is a height difference in the installation location of each indoor unit, the refrigerant will not easily flow into the indoor unit installed above. The amount of refrigerant flowing into the indoor unit is smaller than that of other indoor units. During cooling operation, the refrigerant flowing from the outdoor unit toward each indoor unit is condensed in the outdoor heat exchanger of the outdoor unit to become liquid refrigerant, and the indoor unit is installed above the outdoor unit against gravity. This is because it must be washed away.
また、各室内機の設置場所と室外機の設置場所がほぼ同じ高さであっても、各室内機と室外機の距離が異なれば、室外機から遠い場所に配置される室内機に流入する冷媒量は室外機に近い場所に配置される室内機に流入する冷媒量と比べて少なくなる。室外機から遠い場所に設置される室内機は、当該室内機と室外機を接続する冷媒配管の長さが他の室内機と比べて長くなり、他の室内機と比べて冷媒配管による圧力損失が大きくなるためである。 In addition, even if the installation location of each indoor unit and the installation location of the outdoor unit are almost the same height, if the distance between each indoor unit and the outdoor unit is different, it will flow into the indoor unit located far from the outdoor unit The amount of refrigerant is smaller than the amount of refrigerant flowing into the indoor unit disposed near the outdoor unit. In indoor units installed at locations far from outdoor units, the length of the refrigerant pipe connecting the indoor unit and the outdoor unit is longer than that of other indoor units, and the pressure loss due to the refrigerant piping is higher than that of other indoor units. This is because of the increase.
このように、特定の室内機に流入する冷媒量が少なくなる各室内機の設置状態となっているときに、室内機間の高低差が大きい（例えば、５０ｍ以上の高低差がある）場合の一番上方に設置された室内機や、室外機から一番遠い場所に設置されている室内機と室外機の距離が大きい（例えば、５０ｍ以上離れている）場合は、当該室内機に流入する冷媒量が著しく減少して冷媒不足となり、使用者が要求する冷房能力を発揮できない恐れがあった。 Thus, when it is in the installation state of each indoor unit in which the refrigerant | coolant amount which flows into a specific indoor unit becomes small, the height difference between indoor units is large (for example, there exists a height difference of 50 m or more). When the indoor unit installed at the uppermost position or the distance between the indoor unit installed farthest from the outdoor unit and the outdoor unit is large (for example, 50 m or more), it flows into the indoor unit. There was a possibility that the amount of the refrigerant would be significantly reduced and the refrigerant would be insufficient, so that the cooling capacity required by the user could not be exhibited.
一方、冷房運転時に、上述したような特定の室内機に流入する冷媒量が少なくなる各室内機の設置状態でない場合でも、室外機に接続される室内機の台数が多くて各室内機の定格能力の合計値が室外機の定格能力より大きい場合は、各室内機の定格能力の合計値が室外機の定格能力と同じかあるいは小さい場合と比べて、各室内機に流入する冷媒量が少なくなる。 On the other hand, even when the indoor unit is not in an installed state where the amount of refrigerant flowing into the specific indoor unit is reduced during the cooling operation, the number of indoor units connected to the outdoor unit is large and the rating of each indoor unit is high. When the total capacity is greater than the rated capacity of the outdoor unit, the amount of refrigerant flowing into each indoor unit is smaller than when the total rated capacity of each indoor unit is the same or smaller than the rated capacity of the outdoor unit. Become.
このように、室外機に接続される室内機の台数が多くて各室内機の能力の合計値が室外機の能力より大きいときに、空調負荷が大きい（例えば、当該室内機が設置される部屋の室内温度が４０℃近い高温である）室内機では、使用者が要求する冷房能力を発揮するために必要な冷媒量に対して現在流入している冷媒量では不足する場合があった。 As described above, when the number of indoor units connected to the outdoor unit is large and the total value of the capacity of each indoor unit is larger than the capacity of the outdoor unit, the air conditioning load is large (for example, the room in which the indoor unit is installed). In an indoor unit, the amount of refrigerant currently flowing in may be insufficient with respect to the amount of refrigerant necessary for exhibiting the cooling capacity required by the user.
そして、冷房運転時に上述したような理由で流入する冷媒量が不足して冷房能力が発揮できていない室内機が存在する場合は、当該室内機における冷媒過熱度が高い値（例えば、８ｄｅｇ）となっている。このとき、特許文献１に記載されているように、当該室内機で冷媒過熱度を基準値とするために対応する膨張弁の開度を大きくしても、そもそも当該室内機に流入する冷媒量が不足しているために冷媒過熱度が低下しない、つまり、当該室内機で冷媒過熱度を基準値とするために膨張弁の開度を大きくしても冷房能力を発揮できない状態は解消できないという問題があった。 When there is an indoor unit that does not exhibit cooling capacity due to a shortage of refrigerant flowing in for the reason described above during cooling operation, the refrigerant superheat degree in the indoor unit is high (for example, 8 deg). It has become. At this time, as described in Patent Document 1, even if the opening degree of the corresponding expansion valve is increased in order to set the refrigerant superheat degree as the reference value in the indoor unit, the amount of refrigerant flowing into the indoor unit in the first place The refrigerant superheat does not decrease because of the lack of refrigerant, that is, the state where the cooling capacity cannot be exhibited even if the expansion valve opening is increased in order to set the refrigerant superheat to the reference value in the indoor unit. There was a problem.
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、冷房能力が発揮できていない室内機に十分な量の冷媒を流入させることで、各室内機で十分な冷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。 The present invention solves the above-described problems and is an air conditioner that can exhibit sufficient cooling capacity in each indoor unit by allowing a sufficient amount of refrigerant to flow into the indoor unit that does not exhibit cooling capacity. An object is to provide an apparatus.
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、室内熱交換器と室内膨張弁を有する複数台の室内機と、室内熱交換器の各々が蒸発器として機能しているときに室内熱交換器の各々から流出する冷媒の過熱度である冷媒過熱度を検出する過熱度検出手段と、複数個の室内膨張弁の開度を調整する制御手段を有する。制御手段は、過熱度検出手段が検出した各室内機の冷媒過熱度の中の最大値である最大冷媒過熱度と、各室内機の冷媒過熱度の中の最小値である最小冷媒過熱度の差である冷媒過熱度差を求める。そして、制御手段は、求めた冷媒過熱度差が予め定められた閾過熱度差未満である場合は、最小冷媒過熱度から予め定められた過熱度減算値を減じた値である目標冷媒過熱度を求め、各室内機の冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように、各室内膨張弁の開度を調整する目標冷媒過熱度制御を実行する。 In order to solve the above problems, an air conditioner of the present invention includes an outdoor unit, a plurality of indoor units having an indoor heat exchanger and an indoor expansion valve, and each of the indoor heat exchangers functioning as an evaporator. A superheat degree detecting means for detecting the degree of superheat of the refrigerant flowing out of each of the indoor heat exchangers, and a control means for adjusting the openings of the plurality of indoor expansion valves. The control means includes a maximum refrigerant superheat degree that is a maximum value among the refrigerant superheat degrees of each indoor unit detected by the superheat degree detection means, and a minimum refrigerant superheat degree that is a minimum value among the refrigerant superheat degrees of each indoor unit. The refrigerant superheat difference which is the difference is obtained. The control means, when the obtained refrigerant superheat difference is less than a predetermined threshold superheat difference, a target refrigerant superheat that is a value obtained by subtracting a predetermined superheat subtraction value from the minimum refrigerant superheat. And the target refrigerant superheat control for adjusting the opening of each indoor expansion valve is executed so that the refrigerant superheat degree of each indoor unit becomes the target refrigerant superheat degree.
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、冷房運転時に冷媒量バランス制御あるいは目標冷媒過熱度制御を実行することで、冷媒量が不足する室内機に十分な量の冷媒を流せるので、冷房運転時に各室内機で十分な冷房能力を発揮できる。 According to the air conditioning apparatus of the present invention configured as described above, a sufficient amount of refrigerant can be supplied to an indoor unit having a shortage of refrigerant by performing refrigerant amount balance control or target refrigerant superheat control during cooling operation. Therefore, sufficient cooling capacity can be demonstrated in each indoor unit during cooling operation.
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、先に説明した、冷房運転時に特定の室内機に流入する冷媒量が不足する設置状態として、地上に設置される１台の室外機と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。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. As an embodiment, as described above, as an installation state in which the amount of refrigerant flowing into a specific indoor unit during cooling operation is insufficient, one outdoor unit installed on the ground and three units installed on each floor of the building An explanation will be given by taking as an example an air conditioner in which indoor units are connected in parallel and all the indoor units can perform cooling operation or heating operation simultaneously. 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、地上に設置される１台の室外機２と、建物６００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。
As shown in FIG. 1 (A) and FIG. 2, the air conditioner 1 in the present embodiment is installed on the floor of one
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の一端が接続される閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続される閉鎖弁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と吐出管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の冷媒流出側と吸入管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の冷媒吐出側と吐出管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と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側と冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管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と冷媒配管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と接続されている。
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、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。
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と冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管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である吐出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入温度センサ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室外熱交温度センサ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〜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。
CPU210 takes in the detection result in each sensor of
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。そして、３台の室内機５ａ〜５ｃは全て同じ能力であり、冷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熱度を所定値（例えば、４ｄｅｇ）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。
Next, the three
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。
In addition, since the structure of all the
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と室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａと室内機ガス管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、目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで十分な暖房能力が発揮されるための冷媒過冷却度である。また、室内膨張弁５２ａは、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）での冷媒過熱度が後述する平均冷媒過熱度、あるいは、後述する目標冷媒過熱度となるように調整される。
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。
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とを備えている。
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（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が検出した外気温度等の情報を含む信号を通信部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から送信された各種信号に基づいて、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。
The
The outdoor
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が地上に配置されており、室内機５ａが１階、室内機５ｂが２階、室内機５ｃが３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５ｃと最下階（１階）に設置されている室内機５ａとの高低差をＨで表している。
The air conditioning apparatus 1 described above is installed in a
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が冷房運転を行う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（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃ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暖房サイクルとなる。
As shown in FIG. 1A, 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を介して室外熱交換器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から流出した冷媒は、室外機液管４４、開度が全開とされている室外膨張弁２４、閉鎖弁２５を介して液管８に流入する。
The high-pressure refrigerant discharged from the
液管８を流れる冷媒は、液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃで減圧されて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する。室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入した冷媒は、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蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行って冷却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５ａ〜５ｃ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〜５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れ、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介してガス管９に流入する。ガス管９を流れる冷媒は、閉鎖弁２６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、室内機５ａ〜５ｃ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。
When the
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〜５１ｃが蒸発器として機能するときに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する冷媒の温度である熱交入口温度を検出する液側温度センサ６１ａ〜６１ｃと、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃ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ガス側温度センサ６２ａ〜６２ｃと、室外機制御手段２００と、室内機制御手段５００ａ〜５００ｃが、本発明の過熱度検出手段である。
Next, with reference to FIGS. 1 to 3, the operation, action, and effect of the refrigerant circuit according to the present invention in the air-conditioning apparatus 1 of the present embodiment will be described. Note that when the
図２を用いて前述したように、本実施形態の空気調和装置１では、室外機２が建物６００の地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より低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で冷房運転を行ったときは、以下のような問題がある。
As described above with reference to FIG. 2, in the air conditioner 1 of the present embodiment, the
冷房運転では、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および冷媒配管４３を介して室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３で外気と熱交換を行って凝縮して液冷媒となる。このとき、室外機２が室内機５ａ〜５ｃより低い位置に設置されているために、室外熱交換器２３で凝縮し液管８に流出した液冷媒は、重力に逆らって室内機５ａ〜５ｃに向かって液管８を流れることになる。
In the cooling operation, the gas refrigerant discharged from the
従って、室外機２に比べて室内機５ａ〜５ｃの設置位置が高い場合は、液管８に流出した液冷媒が室内機５ａ〜５ｃに向かって流れにくくなる。そして、各室内機５ａ〜５ｃの設置位置の高低差Ｈがある場合は、３階に設置されている室内機５ｃの室内膨張弁５２ｃの上流側（室外機２側）における冷媒圧力は、他の階に設置されている室内機５ａ、５ｂの室内膨張弁５２ａ、５２ｂの上流側における冷媒圧力よりも低くなる。このため、室内機５ｃの室内膨張弁５２ｃの上流側の冷媒圧力と下流側（室内熱交換器５１ｃ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。
Therefore, when the installation position of the
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を通過する冷媒量が少なくなる。従って、３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５ａと３階（一番高い位置）に設置された室内機５ｃの高低差Ｈが大きくなる程顕著になる。つまり、高低差が大きくなる程、室外機２から液管８に流出した液冷媒が室内機５ｃに向かって流れにくくなって室内機５ｃに流入する冷媒量が室内機５ａ、５ｂと比べて少なくなる。
In the state of the
そして、室内機５ａと室内機５ｃの高低差がある値（例えば、５０ｍ）以上となれば、室内機５ｃに流入する冷媒量が要求される冷房能力を発揮するのに必要な冷媒量に対して不足する恐れがある。このとき、室内機５ｃに流入する冷媒量を増やすために室内膨張弁５２ｃの開度を大きくしても、そもそも室外機２から室内機５ｃに向かって流れる冷媒量が不足しているため、室内機５ｃに流入する冷媒量は増加せず、冷房能力を発揮できない状態が解消できないという問題がある。
If the height difference between the
そこで、本発明では、空気調和装置１が冷房運転を行うときに、室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側（ガス側閉鎖弁５４ａ〜５４ｃ側）における冷媒過熱度を定期的（例えば、３０秒毎）に求め、求めた冷媒過熱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熱度を求める。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熱度を求めた平均冷媒過熱度とする冷媒量バランス制御を実行する。
So, in this invention, when the air conditioning apparatus 1 performs air_conditionaing | cooling operation, the refrigerant | coolant superheat degree in the refrigerant | coolant exit side (gas
上記のように、室内膨張弁５ｃを大きくしても室内機５ｃに冷媒が流れず、室内機５ｃで冷媒量が不足して冷房能力が発揮されないとき、室内機５ａ〜５ｃの各冷媒過熱度は、例えば、室内機５ａで１ｄｅｇ、室内機５ｂで２ｄｅｇ、室内機５ｃで１１ｄｅｇ、というように、各室内機の設置位置が室外機２から上方に行く程大きくなっている。これは、室内機５ｃで冷媒量が不足することで冷媒過熱度が大きな値となっているのに対し、室内機５ａ、５ｂでは冷媒量が室内機５ｃと比べて多いため冷媒過熱度が小さい値となっていることを示す、つまり、冷房運転時の冷媒回路１００において各室内機５ａ〜５ｃでの冷媒分布が偏っていることを示す。
As described above, even if the
冷房運転時に、各室内機５ａ〜５ｃでの冷媒分布が偏っているときに冷媒量バランス制御を実行すると、平均冷媒過熱度（上記の例の場合では、最大値：１１ｄｅｇと最小値：１ｄｅｇの平均値である６ｄｅｇ）より冷媒過熱度の小さい室内機５ａおよび５ｂでは、冷媒過熱度を平均冷媒過熱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。これにより、室内機５ａ、５ｂに流入する冷媒量が減少するとともに、室内膨張弁５２ａ、５２の下流側（室内熱交換器５１ａ、５１ｂ側）における冷媒圧力が低下する。
When the refrigerant amount balance control is executed when the refrigerant distribution in each of the
一方、平均冷媒過熱度より冷媒過熱度の大きい室内機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の冷媒過熱度を平均冷媒過熱度まで低下させるために、室内膨張弁５２ｃの開度を大きくすると室内膨張弁５２を通過する冷媒量が増加する、つまり、室内機５ｃに流入する冷媒量が増えるので、室内機５ｃの冷房能力が上昇する。
On the other hand, in the
ところで、上述した冷媒量バランス制御を継続して実行すると、冷媒量バランス制御を開始してから時間が経過するのにしたがって、室内機５ａと室内機５ｂに流入する冷媒量は減少し、室内機５ｃに流入する冷媒量は増加する、つまり、室内機５ａ、５ｂに流入する冷媒量と室内機５ｃに流入する冷媒量が近づくので、各室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過熱度も近づいて冷媒過熱度の最大値と最小値の差が小さくなる。このことから、冷媒過熱度の最大値と最小値の差（以降、冷媒過熱度差と記載）が所定値（以降、閾過熱度差と記載）未満となれば、冷媒量バランス制御を行ったことで、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒分布の偏りが解消したと判断できる。
By the way, if the refrigerant amount balance control described above is continuously executed, the amount of refrigerant flowing into the
ここで、上記閾過熱度差は予め試験等を行って室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶されているものであり、冷媒過熱度の最大値と最小値の差が閾過熱度差以上となっていれば、冷媒過熱度が最大である室内機で要求されている冷房能力が発揮できないほど、当該室内機に流入する冷媒量が不足している状態であることが判明している値である。尚、閾過熱度差は、例えば２ｄｅｇである。
Here, the difference in the threshold superheat degree is stored in the
上述したように、冷媒量バランス制御を継続して実行すると、室内機５ａと室内機５ｂに流入する冷媒量は減少し、室内機５ｃに流入する冷媒量は増加するので、室内機５ａと室内機５ｂでは冷媒過熱度が大きくなり、室内機５ｃでは冷媒過熱度が小さくなる。そして、冷媒量バランス制御を開始してから時間が経過するのにしたがって各室内機の冷媒過熱度は近づいていく。
As described above, if the refrigerant amount balance control is continuously executed, the amount of refrigerant flowing into the
このような状態であるときに、冷媒過熱度の最大値と最小値を用いて求めた平均冷媒過熱度は、冷媒量バランス制御を始める前の、冷媒過熱度の最大値と最小値の間の値で安定する。このとき、この安定したときの平均冷媒過熱度が、前述した各室内機５ａ〜５ｃで定格能力を発揮できる冷媒過熱度の所定値（４ｄｅｇ）より大きい値で安定する場合がある。
In such a state, the average refrigerant superheat obtained using the maximum value and the minimum value of the refrigerant superheat degree is between the maximum value and the minimum value of the refrigerant superheat degree before starting the refrigerant amount balance control. Stable at the value. At this time, the average refrigerant superheat degree when stabilized may be stabilized at a value larger than a predetermined value (4 deg) of the refrigerant superheat degree that can exhibit the rated capacity in each of the
上記のように、平均冷媒過熱度が大きい値で安定した状態で冷媒量バランス制御を続行すると、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過熱度を大きな平均冷媒過熱度とするために膨張弁５２ａ〜５２ｃのそれぞれの開度が小さくされ、各室内機５ａ〜５ｃに流入する冷媒量が減少するので、室内機５ａ〜５ｃの各々の冷房能力が低下するという問題がある。
As described above, when the refrigerant amount balance control is continued in a state where the average refrigerant superheat degree is stable at a large value, the
そこで、本実施形態の空気調和装置１では、冷房運転を行っているときに各室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過熱度を用いて冷媒過熱度差を求める。そして、冷媒過熱度差が閾過熱度差以上であれば、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒分布に偏りがあると判断し、上述した冷媒量バランス制御を実行する。一方、冷媒過熱度差が閾過熱度差未満であれば、平均冷媒過熱度が大きい値で安定している恐れがあると判断し、冷媒過熱度の最小値から所定の過熱度減算値（例えば、１ｄｅｇ）を減じた値を目標冷媒過熱度として、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過熱度を目標冷媒過熱度とするために膨張弁５２ａ〜５２ｃのそれぞれの開度を調整する目標冷媒過熱度制御を実行する。
Therefore, in the air conditioner 1 of the present embodiment, the refrigerant superheat difference is obtained by using the refrigerant superheat degree in each of the
上記のように、冷媒過熱度の最大値と最小値の差が閾過熱度差以上あるいは未満であるかに応じて、冷媒量バランス制御と目標冷媒過熱度制御を適宜選択して行う。冷媒量バランス制御を実行することによって、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒分布の偏りを解消することができる。また、目標冷媒過熱度制御を実行することによって、室内機５ａ〜５ｃで要求される冷房能力が十分に発揮できる量の冷媒を室内機５ａ〜５ｃの各々に供給できる。従って、空気調和装置１の冷房運転時に、室内機５ａ〜５ｃで冷媒量が不足することを防止して、各室内機５ａ〜５ｃで十分な冷房能力を発揮できる。
As described above, the refrigerant amount balance control and the target refrigerant superheat degree control are appropriately selected and performed according to whether the difference between the maximum value and the minimum value of the refrigerant superheat degree is greater than or less than the threshold superheat degree difference. By performing the refrigerant amount balance control, it is possible to eliminate the uneven distribution of the refrigerant in the
次に、図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１における冷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が冷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が冷房運転を行っている場合を例に挙げて説明する。
Next, control at the time of cooling operation in the air-conditioning apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a flow of processing related to control performed by the
また、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃの液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒入口側における冷媒温度である熱交入口温度をＴｉ（単位：℃。室内機５ａ〜５ｃ毎に個別に言及する場合は、Ｔｉａ〜Ｔｉｃ）、室内機５ａ〜５ｃのガス側温度センサ６２ａ〜６２ｃで検出する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側における冷媒温度である熱交出口温度をＴｏ（単位：℃。室内機５ａ〜５ｃ毎に個別に言及する場合は、Ｔｏａ〜Ｔｏｃ）とする。
In the following description, the heat exchange inlet temperature, which is the refrigerant temperature on the refrigerant inlet side of the
また、熱交出口温度Ｔｏから熱交入口温度Ｔｉを減じて求める室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過熱度をＳＨ（単位：ｄｅｇ。室内機５ａ〜５ｃ毎に個別に言及する場合は、ＳＨａ〜ＳＨｃ）、各室内機５ａ〜５ｃの冷媒過熱度ＳＨのうちの最大値である最大冷媒過熱度をＳＨｍａｘ、各室内機５ａ〜５ｃの冷媒過熱度ＳＨのうちの最小値である最小冷媒過熱度をＳＨｍｉｎ、最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘと最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎを平均して求める平均冷媒過熱度をＳＨｖ、最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘと最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎの差である冷媒過熱度差をＳＨｄ、閾過熱度差をＳＨＴｓとする。
Further, the degree of refrigerant superheating in the
さらには、目標冷媒過熱度制御を実行する際に使用する目標冷媒過熱度をＳＨｇ、目標冷媒過熱度ＳＨｇを求める際に最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎから減じる値である過熱度減算値をＳＨｒ、目標冷媒過熱度ＳＨｇの下限値である下限冷媒過熱度をＳＨｓとする。 Further, the target refrigerant superheat degree used when executing the target refrigerant superheat degree control is SHg, and when the target refrigerant superheat degree SHg is obtained, the superheat degree subtraction value, which is a value subtracted from the minimum refrigerant superheat degree SHmin, is set to SHr. Let SHs be the lower limit refrigerant superheat degree, which is the lower limit value of the superheat degree SHg.
ここで、下限冷媒過熱度ＳＨｓと過熱度減算値ＳＨｒは、予め試験等を行って室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば、過熱度減算値ＳＨｒが１ｄｅｇ、下限冷媒過熱度ＳＨｓは２ｄｅｇである。下限冷媒過熱度ＳＨｓは、室内機５ａ〜５ｃで十分な冷房能力が発揮できかつ室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出する冷媒が気液二相状態とならないことが確認できている値である。また、過熱度減算値ＳＨｒは、目標冷媒過熱度制御を実行しているときに、目標冷媒過熱度ＳＨｇの変化量を最小限に抑える整数値が選択されている。過熱度減算値ＳＨｒを例えば３ｄｅｇといった大きな値とすれば、目標冷媒過熱度ＳＨｇが大きく変化しこれに起因して室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒分布が再び偏ることを防ぐためである。
Here, the lower limit refrigerant superheat degree SHs and the superheat degree subtraction value SHr are preliminarily tested and stored in the
まず、ＣＰＵ２１０は、使用者の運転指示が冷房運転指示であるか否かを判断する（ＳＴ１）。冷房運転指示でなければ（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転の開始処理である暖房運転開始処理を実行する（ＳＴ１６）。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を暖房サイクルとすることであり、空気調和装置１が停止している状態から暖房運転を開始するとき、もしくは、冷房運転から暖房運転に切り替えられる際に行われる処理である。
First, the
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暖房運転の制御を開始し（ＳＴ１７）、ＳＴ９に処理を進める。
Then, the
ＳＴ１において、冷房運転指示であれば（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、冷房運転開始処理を実行する（ＳＴ２）。ここで、冷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を冷房サイクルとすることであり、空気調和装置１が停止している状態から冷房運転を開始するとき、もしくは、暖房運転から冷房運転に切り替えられる際に行われる処理である。
If it is a cooling operation instruction in ST1 (ST1-Yes), the
次に、ＣＰＵ２１０は、冷房運転の開始処理を行う（ＳＴ３）。冷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、室外膨張弁２４の開度を全開とする。さらには、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃに対し通信部２３０を介して冷房運転を開始する旨の運転開始信号を送信する。
Next, the
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の各々は、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。また、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃの各々は、ガス側温度センサ６２ａ〜６２ｃで検出した熱交出口温度Ｔｏａ〜Ｔｏｃから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した熱交入口温度Ｔｉａ〜Ｔｉｃを減じて、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側（ガス管接続部５４ａ〜５４ｃ側）での冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃを求め、求めた冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃが、運転開始時の目標値である初期冷媒過熱度（例えば、４ｄｅｇ）となるように、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
Each of the
ここで、上記初期冷媒過熱度は、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、各室内機で冷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、冷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初期冷媒過熱度となるように室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
Here, the initial refrigerant superheat degree is a value obtained by performing a test or the like in advance and stored in the
次に、ＣＰＵ２１０は、各室内機５ａ〜５ｃから熱交入口温度Ｔｉ（Ｔｉａ〜Ｔｉｃ）と熱交出口温度Ｔｏ（Ｔｏａ〜Ｔｏｃ）を通信部２３０を介して取り込む（ＳＴ４）。尚、各熱交入口温度Ｔｉおよび各熱交出口温度Ｔｏは、室内機５ａ〜５ｃにおいて液側温度センサ６１ａ〜６１ｃやガス側温度センサ６２ａ〜６２ｃ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ＣＰＵ２１０およびＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃに取り込まれて、記憶部２１０および記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶されている。
Next, CPU210 takes in heat exchanger inlet temperature Ti (Tia-Tic) and heat exchanger outlet temperature To (Toa-Toc) from each
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４で取り込んだ各室内機５ａ〜５ｃの熱交出口温度Ｔｏから熱交入口温度Ｔｉを減じて、室内機５ａ〜５ｃの冷媒過熱度ＳＨを求める（ＳＴ５）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａの熱交出口温度Ｔｏａから熱交入口温度Ｔｉａを減じて冷媒過熱度ＳＨａを求め、これを室内機５ａに関連付けて記憶部２２０に記憶する。ＣＰＵ２１０は、室内機５ｂと室内機５ｃについても室内機５ａと同様に冷媒過熱度ＳＨｂ、ＳＨｃをそれぞれ求め、これらを室内機５ｂあるいは室内機５ｃに関連付けて記憶部２２０に記憶する。
Next, the
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ５で求めた室内機５ａ〜５ｃの冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃのうちの最大値を最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘ、最小値を最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎとし、最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘから最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎを減じて求めた冷媒過熱度差ＳＨｄが閾過熱度差ＳＨＴｓ以上であるか否かを判断する（ＳＴ６）。
Next, the
冷媒過熱度差ＳＨｄが閾過熱度差ＳＨＴｓ以上であれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘと最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎを平均して平均冷媒過熱度ＳＨｖを求める（ＳＴ７）。尚、平均冷媒過熱度ＳＨｖは、最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘと最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎの算術平均値：［最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘ＋最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎ］／２、である。
If the refrigerant superheat degree difference SHd is greater than or equal to the threshold superheat degree difference SHTs (ST6-Yes), the
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ７で求めた平均冷媒過熱度ＳＨｖ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熱度ＳＨｖを受信した室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃの各々は、ガス側温度センサ６２ａ〜６２ｃで検出した熱交出口温度Ｔｏａ〜Ｔｏｃから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した熱交入口温度Ｔｉａ〜Ｔｉｃを減じて求めた冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃが、室外機２から受信した平均冷媒過熱度ＳＨｖとなるように、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
Next, the
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り、ＳＴ８の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ９に処理を進める。
The processes from ST4 to ST8 described above are processes related to the refrigerant amount balance control of the present invention, and the
一方、ＳＴ６において冷媒過熱度差ＳＨｄが閾過熱度差ＳＨＴｓ以上でなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎから過熱度減算値ＳＨｒを減じて目標冷媒過熱度ＳＨｇを求める（ＳＴ１２）。次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１２で求めた目標冷媒過熱度ＳＨｇが下限冷媒過熱度ＳＨｓ未満であるか否かを判断する（ＳＴ１３）。
On the other hand, if the refrigerant superheat difference SHd is not greater than or equal to the threshold superheat difference SHTs in ST6 (ST6-No), the
目標冷媒過熱度ＳＨｇが下限冷媒過熱度ＳＨｓ未満でなければ（ＳＴ１３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１５に処理を進める。目標冷媒過熱度ＳＨｇが下限冷媒過熱度ＳＨｓ未満であれば（ＳＴ１３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、下限冷媒過熱度ＳＨｓを目標冷媒過熱度ＳＨｇとして（ＳＴ１４）、ＳＴ１５に処理を進める。
If the target refrigerant superheat degree SHg is not less than the lower limit refrigerant superheat degree SHs (ST13-No), the
ＳＴ１３もしくはＳＴ１４の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ１２もしくはＳＴ１４で求めた目標冷媒過熱度ＳＨｇを、通信部２３０を介して室内機５ａ〜５ｃに送信する（ＳＴ１５）。通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して目標冷媒過熱度ＳＨｇを受信した室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃの各々は、ガス側温度センサ６２ａ〜６２ｃで検出した熱交出口温度Ｔｏａ〜Ｔｏｃから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した熱交入口温度Ｔｉａ〜Ｔｉｃを減じて求めた冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃが、室外機２から受信した目標冷媒過熱度ＳＨｇとなるように、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
CPU210 which completed the process of ST13 or ST14 transmits the target refrigerant | coolant superheat degree SHg calculated | required by ST12 or ST14 to the
以上説明したＳＴ４〜ＳＴ６−Ｎｏ〜ＳＴ１５までの処理が、本発明の目標冷媒過熱度制御に関わる処理であり、ＳＴ１５の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ９に処理を進める。
The processes from ST4 to ST6-No to ST15 described above are processes related to the target refrigerant superheat degree control of the present invention, and the
ＳＴ８もしくはＳＴ１５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（冷房運転）から別の運転（暖房運転）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（ＳＴ９−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（ＳＴ９−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（ＳＴ１０）。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。
After completing the process of ST8 or ST15,
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。
If there is an operation stop instruction (ST10-Yes), the
ＳＴ１０において運転停止指示がなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在の運転が冷房運転であるか否かを判断する（ＳＴ１８）。現在の運転が冷房運転であれば（ＳＴ１８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を戻す。現在の運転が冷房運転でなければ（ＳＴ１８−Ｎｏ）、つまり、現在の運転が暖房運転であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を戻す。
If there is no operation stop instruction in ST10 (ST10-No),
以上説明したように、本発明の空気調和装置１は、冷房運転時に室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃを求め、これらのうちの最大冷媒過熱度ＳＨｍａｘと最小冷媒過熱度ＳＨｍｉｎの差である冷媒過熱度差ＳＨｄが閾過冷却度ＳＨＴｓ以上であるか否かによって、冷媒量バランス制御あるいは目標冷媒過熱度制御を選択して実行する。これにより、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒分布に偏りがある場合は冷媒量バランス制御を実行して偏りを解消し、室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒分布に偏りがない場合あるいは偏りが解消した場合は、目標冷媒過熱度制御を実行して室内機５ａ〜５ｃで要求される冷房能力が十分に発揮できる量の冷媒を室内機５ａ〜５ｃに供給する。従って、空気調和装置１の冷房運転時に、室内機５ａ〜５ｃで冷媒量が不足することを防止して、各室内機５ａ〜５ｃで十分な冷房能力を発揮できる。
As described above, the air conditioner 1 of the present invention obtains the refrigerant superheat degrees SHa to SHc in the
１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ〜５ｃ 室内機
５１ａ〜５１ｃ 室内熱交換器
５２ａ〜５２ｃ 室内膨張弁
６１ａ〜６１ｃ 液側温度センサ
６２ａ〜６２ｃ ガス側温度センサ
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
ＳＨ 冷媒過熱度
ＳＨｄ 冷媒過熱度差
ＳＨｇ 目標冷媒過熱度
ＳＨｒ 過熱度減算値
ＳＨｓ 下限冷媒過熱度
ＳＨｍａｘ 最大冷媒過熱度
ＳＨｍｉｎ 最小冷媒過熱度
ＳＨＴｓ 閾過熱度差
ＳＨｖ 平均冷媒過熱度
Ｔｉ 熱交入口温度
Ｔｏ 熱交出口温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
500a to 500c
SH Refrigerant superheat SHd Refrigerant superheat difference SHg Target refrigerant superheat SHr Superheat subtraction value SHs Lower limit refrigerant superheat SHmax Maximum refrigerant superheat SHmin Minimum refrigerant superheat SHTs Threshold superheat difference SHv Average refrigerant superheat Ti Heat inlet temperature To Heat exchange outlet temperature
Claims (3)
検出する過熱度検出手段と、前記複数個の室内膨張弁の開度を調整する制御手段を有する空気調和装置であって、
前記制御手段は、
前記過熱度検出手段が検出した前記各室内機の冷媒過熱度の中の最大値である最大冷媒過熱度と、前記各室内機の冷媒過熱度の中の最小値である最小冷媒過熱度の差である冷媒過熱度差を求め、
求めた前記冷媒過熱度差が予め定められた閾過熱度差未満である場合は、前記最小冷媒過熱度から予め定められた過熱度減算値を減じた値である目標冷媒過熱度を求め、前記各室内機の冷媒過熱度が前記目標冷媒過熱度となるように、前記各室内膨張弁の開度を調整する目標冷媒過熱度制御を実行する、
ことを特徴とする空気調和装置。 An outdoor unit, a plurality of indoor units having an indoor heat exchanger and an indoor expansion valve, and refrigerant flowing out of each of the indoor heat exchangers when each of the indoor heat exchangers functions as an evaporator. An air conditioner having superheat degree detection means for detecting the degree of superheat of the refrigerant that is the degree of superheat, and control means for adjusting the openings of the plurality of indoor expansion valves,
The control means includes
The difference between the maximum refrigerant superheat degree which is the maximum value among the refrigerant superheat degrees of the indoor units detected by the superheat degree detection means and the minimum refrigerant superheat degree which is the minimum value among the refrigerant superheat degrees of the indoor units. Find the refrigerant superheat difference
When the obtained refrigerant superheat difference is less than a predetermined threshold superheat difference, a target refrigerant superheat that is a value obtained by subtracting a predetermined superheat subtraction value from the minimum refrigerant superheat is obtained, Executing a target refrigerant superheat degree control for adjusting the opening degree of each indoor expansion valve so that the refrigerant superheat degree of each indoor unit becomes the target refrigerant superheat degree;
An air conditioner characterized by that.
求めた前記冷媒過熱度差が前記閾過熱度差以上である場合は、前記最大冷媒過熱度と前記最小冷媒過熱度を用いて平均冷媒過熱度を求め、前記各室内機の冷媒過熱度が前記平均冷媒過熱度となるように、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、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。 The control means includes
When the obtained refrigerant superheat difference is equal to or greater than the threshold superheat difference, an average refrigerant superheat is obtained using the maximum refrigerant superheat and the minimum refrigerant superheat, and the refrigerant superheat of each indoor unit is Performing refrigerant amount balance control for adjusting the opening degree of each indoor expansion valve so as to obtain an average refrigerant superheat degree;
The air conditioner according to claim 1.
前記目標冷媒過熱度制御を実行しているときに、求めた前記目標冷媒過熱度が予め定められた下限冷媒過熱度未満であれば、同下限冷媒過熱度を前記目標冷媒過熱度とする、
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 control means includes
If the obtained target refrigerant superheat degree is less than a predetermined lower limit refrigerant superheat degree when executing the target refrigerant superheat degree control, the lower limit refrigerant superheat degree is set as the target refrigerant superheat degree.
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein
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