JP2019113246A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内機での結露を防ぎつつ短時間で均圧が行える空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、冷房運転時に圧縮機２１を停止させたときに、まずは冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁の開度を、圧縮機２１を停止した時点から第１所定時間ｔｐ１の間、冷房運転時の開度に維持する。次に、第１所定時間ｔｐ１が経過した時点で、冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁の開度を全開としこの状態を第２所定時間ｔｐ２が経過するまで維持する。そして、第２所定時間ｔｐ２が経過した時点で、停止している室内機に対応する膨張弁を開いてその開度を全開とする。【選択図】図２

Description

本発明は空気調和装置に関わり、特に圧縮機の停止後に実行される均圧処理に関する。

空気調和装置が冷房運転または暖房運転を行っているときに、運転中に室内機で検出する室内温度と設定温度との温度差が所定値、例えば１℃以下となってサーモオフとなれば、室外機に搭載されている圧縮機の運転を停止する。そして、圧縮機停止後に検出した室内温度と設定温度との温度差が上述した所定値より大きくなって室内機がサーモオンとなれば、圧縮機を再起動して冷房運転または暖房運転を再開する。

圧縮機を再起動する際に、圧縮機の吐出側（以降、高圧側と記載する場合がある）の冷媒圧力と吸入側（以降、低圧側と記載する場合がある）の冷媒圧力との圧力差が大きいと、圧縮機に過負荷が加わってスムーズに再起動できない場合がある。このような問題を解決するためには、高圧側と低圧側との圧力差が所定値、例えば０．２ＭＰａ以下となる（以降、均圧と記載する場合がある）まで待って圧縮機を再起動すればよいが、この均圧にかかる時間が短くなれば、圧縮機停止から短時間で圧縮機を再起動できる。

特許文献１には、室外機に複数台の室内機が接続されて、全ての室内機で暖房運転あるいは冷房運転が行える空気調和装置で、全ての室内機がサーモオフとなって圧縮機を停止した後の均圧方法が記載されている。具体的には、圧縮機が停止した後に、全ての室内機に対応する膨張弁の開度を一旦ある開度まで小さくし、所定時間経過後に全ての膨張弁の開度を全開とする。これにより、圧縮機停止から短時間で均圧が行えるので、圧縮機の再起動を短時間で行える。

特開昭６３−４１７７４号公報

ところで、特許文献１に記載の空気調和装置のように複数台の室内機を有するものでは、暖房運転中あるいは冷房運転中に停止している室内機が存在する場合がある。この場合、停止している室内機に対応する膨張弁は、暖房運転時は最小開度とされ、冷房運転時は全閉とされる。しかし、前述したように、圧縮機が停止した後の均圧時には、全ての膨張弁が開かれるので、運転を停止していた室内機にも均圧時に冷媒が流れ込む。そして、冷房運転時の均圧処理では、停止している室内機に室外熱交換器で凝縮した低温の冷媒が流れ込み、室内熱交換器やその周辺の筐体等が冷却されて、室内熱交換器やその周辺の筐体等に結露が発生する恐れがある。

特に、室外機と停止室内機とを接続する冷媒配管が短い場合は、冷媒配管が長い場合と比べて低温の冷媒が流入するため、室内熱交換器やその周辺の筐体等に結露が発生する可能性が高くなり、また，発生する結露の量も多くなる恐れがあった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、冷房運転を停止している室内機での結露の発生を抑制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、複数台の室内機と、圧縮機と四方弁と室外熱交換器と複数台の室内機の台数に対応した数の膨張弁を有する室外機と、各膨張弁の開度を調整する制御手段とを有する。制御手段は、室外熱交換器を凝縮器として機能させて冷房運転を行っているときに、複数台の室内機のうち少なくとも１台の室内機が停止している場合は、当該停止している室内機に対応する膨張弁を閉じる。制御手段は、停止している室内機と運転している室内機が混在する状態から全ての室内機が停止する状態に移行したときは圧縮機を停止し、圧縮機を停止した時点から予め定められた第１所定時間が経過するまでは、圧縮機が停止するまで運転していた室内機に対応する膨張弁の開度を運転中の開度に維持し、第１所定時間が経過すれば、圧縮機が停止するまで運転していた室内機に対応する膨張弁の開度を運転中の開度より大きくする。そして、制御手段は、圧縮機を停止した時点から第１所定時間より長い予め定められた第２所定時間が経過するまでは、圧縮機が停止する前に停止していた室内機に対応する膨張弁が閉じた状態を維持し、第２所定時間が経過すれば、圧縮機が停止する前に停止していた室内機に対応する膨張弁を開く。

上記のように構成した本発明の空気調和装置は、圧縮機が停止するまで冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁を先に開け、その後に圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に対応する膨張弁を開ける。先に圧縮機が停止するまで冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁を開けることによって高圧側と低圧側との圧力差を小さくしたうえで、圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に対応する膨張弁を開ける。これにより、膨張弁を全開とした時に圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に流入する冷媒量を低減できるので、当該室内機で結露が発生することを抑制できる。

本発明の実施形態である空気調和装置の説明図であり、（Ａ）が冷媒回路図、（Ｂ）が室外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、均圧処理制御に関わる処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における、冷房運転時の冷媒回路図である。 均圧時に、冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁を全開としたときの冷媒回路図である。 均圧時に、冷房運転を停止していた室内機に対応する膨張弁も含めて、全ての膨張弁を全開としたときの冷媒回路図である。

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、１台の室外機に３台の室内機が冷媒配管で並列に接続され、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。

＜空気調和装置の構成＞
図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、３台の室内機５ａ〜５ｃとを有し、これらが３本の液管８ａおよび３本のガス管９ａで接続されている。

具体的には、室内機５ａの液管接続部５２ａと室外機２の液側閉鎖弁２７ａとが液管８ａで接続されている。また、室内機５ｂの液管接続部５２ｂと室外機２の液側閉鎖弁２７ｂとが液管８ｂで接続されている。また、室内機５ｃの液管接続部５２ｃと室外機２の液側閉鎖弁２７ｃとが液管８ｃで接続されている。

また、室内機５ａのガス管接続部５３ａと室外機２のガス側閉鎖弁２８ａとがガス管９ａで接続されている。また、室内機５ｂのガス管接続部５３ｂと室外機２のガス側閉鎖弁２８ｂとがガス管９ｂで接続されている。また、室内機５ｃのガス管接続部５３ｃと室外機２のガス側閉鎖弁２８ｃとがガス管９ｃで接続されている。

以上のように、室外機２に室内機５ａ〜５ｃが液管８ａ〜８ｃおよびガス管９ａ〜９ｃでそれぞれ接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。

＜室外機の構成＞
室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、３個の膨張弁２４ａ〜２４ｃと、アキュムレータ２５と、室外ファン２６と、３個の液側閉鎖弁２７ａ〜２７ｃと、３個のガス側閉鎖弁２８ａ〜２８ｃと、室外機制御手段２００とを備えている。そして、室外ファン２６および室外機制御手段２００を除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路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、運転能力を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出口と四方弁２２のポートａとが吐出管４１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側とアキュムレータ２５の冷媒流出側とが吸入管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。上述したように、ポートａと圧縮機２１の冷媒吐出口とが吐出管４１で接続されている。ポートｂと室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口とが冷媒配管４３で接続されている。ポートｃとアキュムレータ２５の冷媒流入側とが冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄには室外機ガス管４５の一端が接続されている。

室外機ガス管４５の他端には、３本の室外機ガス分管４５ａ〜４５ｃの各々の一端が接続されている。室外機ガス分管４５ａの他端はガス側閉鎖弁２８ａに接続されている。室外機ガス分管４５ｂの他端はガス側閉鎖弁２８ｂに接続されている。室外機ガス分管４５ｃの他端はガス側閉鎖弁２８ｃに接続されている。

室外熱交換器２３は、室外ファン２６の回転により図示しない吸込口から室外機２の内部に取り込まれた外気と冷媒を熱交換させる。上述したように、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と四方弁２２のポートｂとが冷媒配管４３で接続されている。また、室外熱交換器２３の他方の冷媒出入口には室外機液管４４の一端が接続されている。室外熱交換器２３は、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は凝縮器として機能し、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は蒸発器として機能する。

室外機液管４４の他端には、３本の室外機液分管４４ａ〜４４ｃの各々の一端が接続されている。室外機液分管４４ａの他端は液側閉鎖弁２７ａに接続されている。室外機液分管４４ｂの他端は液側閉鎖弁２７ｂに接続されている。室外機液分管４４ｃの他端は液側閉鎖弁２７ｃに接続されている。

３個の膨張弁２４ａ〜２４ｃは、各々が図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整される。膨張弁２４ａは室外機液分管４４ａに設けられる。膨張弁２４ｂは室外機液分管４４ｂに設けられる。膨張弁２４ｃは室外機液分管４４ｃに設けられる。膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度は、各室内機５ａ~５ｃで要求される暖房能力や冷房能力に応じてそれぞれ調整される。尚、均圧制御時の膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度の調整については、後述する。

アキュムレータ２５は、上述したように、冷媒流入側と四方弁２２のポートｃとが冷媒配管４６で接続され、冷媒流出側と圧縮機２１の冷媒吸入口とが吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２５は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを吸入管４２を介して圧縮機２１に吸入させる。

室外ファン２６は、室外熱交換器２３の近傍に配置される樹脂材で形成されたプロペラファンである。室外ファン２６が図示しないファンモータによって回転することで、室外機２に設けられた図示しない吸込口から室外機２の内部に外気が取り込まれて室外熱交換器２３へと流れ、室外熱交換器２３を流れる冷媒と熱交換した外気が、室外機２に設けられた図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出される。室外ファン２６の回転数は、暖房運転時や冷房運転時は圧縮機２１の回転数に応じた回転数とされる。

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を検出する高圧センサ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２５の冷媒流入側近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ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。

室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３の温度を検出する室外熱交温度センサ３５が設けられている。また、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３８が設けられている。

室外機液分管４４ａにおける膨張弁２４ａと液側閉鎖弁２７ａの間には、室外機液分管４４ａを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ａが設けられている。室外機液分管４４ｂにおける膨張弁２４ｂと液側閉鎖弁２７ｂの間には、室外機液分管４４ｂを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ｂが設けられている。室外機液分管４４ｃにおける膨張弁２４ｃと液側閉鎖弁２７ｃの間には、室外機液分管４４ｃを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ｃが設けられている。

室外機ガス分管４５ａには、室外機ガス分管４５ａを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ａが設けられている。室外機ガス分管４５ｂには、室外機ガス分管４５ｂを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ｂが設けられている。室外機ガス分管４５ｃには、室外機ガス分管４５ｃを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ｃが設けられている。

また、室外機２には、本発明の制御手段である室外機制御手段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た制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、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、例えばフラッシュメモリで構成されており、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２６の駆動状態、室内機５ａ〜５ｃの各々から送信される運転情報（運転／停止情報、冷房／暖房等の運転モード、後述する室内機５ａ〜５ｃに備えられた室内熱交温度センサ６２ａ〜６２ｃの検出値、等を含む）等を記憶する。通信部２３０は、各室内機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、センサ入力部２４０を介して各種センサでの検出値を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込むとともに、室内機５ａ〜５ｃから送信される運転情報を含む信号が通信部２３０を介して入力される。ＣＰＵ２１０は、これら入力された各種情報に基づいて、膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度調整、圧縮機２１や室外ファン２６の駆動制御を行う。

＜各室内機の構成＞
次に、室内機５ａ〜５ｃについて説明する。室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、液管接続部５２ａ〜５２ｃと、ガス管接続部５３ａ〜５３ｃと、室内ファン５４ａ〜５４ｃを備えている。そして、室内ファン５４ａ〜５４ｃを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。

室内機５ａ〜５ｃは全て同じ構成を有するため、以下の説明では室内機５ａについてのみ各構成の説明を行い、室内機５ｂ、５ｃの各構成については説明を省略する。尚、図１（Ａ）では、室内機５ａの各構成装置に付与した各番号の末尾をａからｂあるいはｃにそれぞれ変更したものが、室内機５ａの各構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの各構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と、室内ファン５４ａの回転により室内機５ａに備えられた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る。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口と液管接続部５２ａとが室内機液管７１ａで接続されている。室内熱交換器５１ａの他方の冷媒出入口とガス管接続部５３ａとが室内機ガス管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５２ａやガス管接続部５３ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等によって接続されている。

室内ファン５４ａは、室内熱交換器５１ａの近傍に配置される樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、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の内部に室内空気が取り込まれ、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気が、室内機５ａに備えられた図示しない吹出口から室内へ供給される。室内ファン５４ａの回転数は、暖房運転時や冷房運転時は使用者の指示した風量に応じた回転数とされる。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには２つの温度センサが設けられている。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、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６１ａが備えられている。室内熱交換器５１ａには、室内熱交換器５１ａの温度（以降、室内熱交温度と記載する）を検出する室内熱交温度検出手段である室内熱交温度センサ６２ａが設けられている。

＜冷媒回路１０の動作＞
次に、本実施形態の空気調和装置１が空調運転を行うときの冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作を、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、まず、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、次に、室内機５ａ〜５ｃが冷房運転を行う場合について説明する。尚、図１（Ａ）における実線矢印は、冷媒回路１０における暖房運転時の冷媒の流れを示している。また、図１（Ａ）における破線矢印は、冷媒回路１０における冷房運転時の冷媒の流れを示している。

＜暖房運転＞
空気調和装置１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を図１（Ａ）に実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するように、また、ポートｂとポートｃとが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１０が図１（Ａ）に実線矢印で示す方向に冷媒が流れる状態となり、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

冷媒回路１０を暖房サイクルとした後、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を起動しその回転数を各室内機５ａ〜５ｃで要求される暖房能力に応じた回転数とする。圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒が吐出管４１から四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５を流れて室外機ガス分管４５ａ〜４５ｃに分流する。室外機ガス分管４５ａ〜４５ｃに分流した冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ａ〜２８ｃを介してガス管９ａ〜９ｃに流入する。

ガス管９ａを流れる冷媒は、室内機５ａのガス管接続部５３ａを介して室内機５ａに流入する。室内機５ａに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａを流れて室内熱交換器５１ａに流入し、室内ファン５４ａの回転により室内機５ａ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。また、ガス管９ｂを流れる冷媒は、室内機５ｂのガス管接続部５３ｂを介して室内機５ｂに流入する。室内機５ｂに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ｂを流れて室内熱交換器５１ｂに流入し、室内ファン５４ｂの回転により室内機５ｂ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。そして、ガス管９ｃを流れる冷媒は、室内機５ｃのガス管接続部５３ｃを介して室内機５ｃに流入する。室内機５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ｃを流れて室内熱交換器５１ｃに流入し、室内ファン５４ｃの回転により室内機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がそれぞれ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室内機５ａ〜５ｃの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が設置された各部屋の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａから流出した冷媒は室内機液管７１ａを流れ、液管接続部５２ａを介して液管８ａに流出する。液管８ａを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ａを介して室外機２に流入し、液側閉鎖弁２７ａから室外機液分管４４ａに流入する。また、室内熱交換器５１ｂから流出した冷媒は室内機液管７１ｂを流れ、液管接続部５２ｂを介して液管８ｂに流出する。液管８ｂを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ｂを介して室外機２に流入し、液側閉鎖弁２７ｂから室外機液分管４４ｂに流入する。また、室内熱交換器５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ｃを流れ、液管接続部５２ｃを介して液管８ｃに流出する。液管８ｃを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ｃを介して室外機２に流入し、液側閉鎖弁２７ｃから室外機液分管４４ｃに流入する。

室外機液分管４４ａ〜４４ｃを流れる冷媒は、ＣＰＵ２１０によって各室内機５ａ〜５ｃで要求される暖房能力に応じた開度とされている膨張弁２４ａ〜２４ｃによりそれぞれ減圧されて室外機液管４４で合流する。室外機液管４４で合流した冷媒は、室外機液管４４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２６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から冷媒配管４３に流出した冷媒は、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。

＜冷房運転＞
空気調和装置１が冷房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を図１（Ａ）に破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するように、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１０が図１（Ａ）に破線矢印で示す方向に冷媒が流れる状態となり、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。

冷媒回路１０を冷房サイクルとした後、ＣＰＵ２１０は圧縮機２１が起動しその回転数を各室内機５ａ〜５ｃで要求される冷房能力に応じた回転数とする。圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒が吐出管４１から四方弁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２６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、室外機液分管４４ａ〜４４ｃに分流する。室外機液分管４４ａに流入した冷媒は、ＣＰＵ２１０によって室内機５ａで要求される冷房能力に応じた開度とされている膨張弁２４ａを通過して減圧され、閉鎖弁２７ａを介して液管８ａに流入する。室外機液分管４４ｂに流入した冷媒は、ＣＰＵ２１０によって室内機５ｂで要求される冷房能力に応じた開度とされている膨張弁２４ｂを通過して減圧され、閉鎖弁２７ｂを介して液管８ｂに流入する。室外機液分管４４ｃに流入した冷媒は、ＣＰＵ２１０によって室内機５ｃで要求される冷房能力に応じた開度とされている膨張弁２４ｃを通過して減圧され、閉鎖弁２７ｃを介して液管８ｃに流入する。

液管８ａを流れる冷媒は、室内機５ａの液管接続部５２ａを介して室内機５ａに流入する。液管８ｂを流れる冷媒は、室内機５ｂの液管接続部５２ｂを介して室内機５ｂに流入する。液管８ｃを流れる冷媒は、室内機５ｃの液管接続部５２ｃを介して室内機５ｃに流入する。

室内機５ａに流入した冷媒は、室内機液管７１ａを流れて室内熱交換器５１ａに流入し、室内ファン５４ａの回転により室内機５ａ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。また、室内機５ｂに流入した冷媒は、室内機液管７１ｂを流れて室内熱交換器５１ｂに流入し、室内ファン５４ｂの回転により室内機５ｂ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。また、室内機５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ｃを流れて室内熱交換器５１ｃに流入し、室内ファン５４ｃの回転により室内機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がそれぞれ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た室内空気が図示しない室内機５ａ〜５ｃの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が設置された各部屋の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａを流れ、ガス管接続部５３ａを介してガス管９ａに流出する。ガス管９ａを流れる冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ａを介して室外機２に流入し、ガス側閉鎖弁２８ａから室外機ガス分管４５ａに流入する。また、室内熱交換器５１ｂから流出した冷媒は室内機ガス管７２ｂを流れ、ガス管接続部５３ｂを介してガス管９ｂに流出する。ガス管９ｂを流れる冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ｂを介して室外機２に流入し、ガス側閉鎖弁２８ｂから室外機ガス分管４５ｂに流入する。そして、室内熱交換器５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ｃを流れ、ガス管接続部５３ｃを介してガス管９ｃに流出する。ガス管９ｃを流れる冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ｃを介して室外機２に流入し、ガス側閉鎖弁２８ｃから室外機ガス分管４５ｃに流入する。

室外機ガス分管４５ａ〜４５ｃを流れる冷媒は、室外機ガス管４５で合流する。室外機ガス管４５を流れる冷媒は、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。

＜均圧制御＞
次に、以上説明した空気調和装置１の冷房運転中に、運転している室内機と停止している室内機とが混在している状態から、全ての室内機５ａ〜５ｃがサーモオフとなって圧縮機２１が停止したときに、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力と吸入側の冷媒圧力との圧力差を所定値、例えば０．２ＭＰａ以下とする均圧制御について、図２乃至図５を用いて説明する。尚、以下の説明では、図３に示すように、室内機５ａおよび室内機５ｂが冷房運転を行うとともに、室内機５ｃが停止しているときに、室内機５ａおよび室内機５ｂがともにサーモオフとなることで、室外機２の圧縮機２１が停止された場合を例に挙げて説明する。

図３に示すように、停止している室内機５ｃに対応する膨張弁２４ｃは全閉とされている（図３では、全閉状態を黒塗りで表している）。また、冷房運転を行っている室内機５ａと室内機５ｂとにそれぞれ対応する膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂとは、各々が室内機５ａや室内機５ｂで要求される冷房能力に応じた開度とされている。尚、図３では、上記のように空気調和装置１が冷房運転を行っているときの冷媒回路１０における冷媒の流れを矢印で示しているが、停止している室内機５ｃを除いて前述した冷房運転時の冷媒の流れや各部の動作と同じであるため、詳細な説明を省略する。

図２は、空気調和装置１が冷房運転を行っているときに、室内機５ａと室内機５ｂとが運転し室内機５ｃが運転している状態から、室内機５ａと室内機５ｂとがサーモオフとなって全ての室内機５ａ〜５ｃが運転を停止したときの、圧縮機２１の停止後にＣＰＵ２１０が行う均圧制御に関する処理の流れを示すものである。図２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２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、使用者の要求する冷房能力に応じた圧縮機２１の回転数制御や、使用者が要求する風量に応じた室内ファン５４ａ〜５４ｃの回転数制御、などといった、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、圧縮機２１が停止してからの経過時間をｔ（単位：秒）としている。また、空気調和装置１が起動するまで、つまり、室内機５ａ〜５ｃが全て停止しているときは、各膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度は全て全閉とされている。

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（ＳＴ１３）。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１０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。

そして、ＣＰＵ２１０は、暖房運転の制御を開始し（ＳＴ１５）、ＳＴ１１に処理を進める。具体的には、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１や室外ファン２７を室内機５ａ〜５ｃで要求された暖房能力に応じた回転数で起動するとともに、膨張弁２４ａ〜２４ｃのそれぞれを室内機５ａ〜５ｃで要求された暖房能力に応じた開度とする。また、ＣＰＵ２１０は、通信部２３０を介して室内機５ａ〜５ｃに対し室内ファン５４ａ〜５４ｃの駆動制御を行うよう指示する。

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１０を図１（Ａ）に示す状態、つまり、冷媒回路１０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。

次に、ＣＰＵ２１０は、冷房運転制御を開始する（ＳＴ３）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、冷房運転を行う室内機５ａと室内機５ｂ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２６を起動する。また、ＣＰＵ２１０は、冷房運転を行う室内機５ａと室内機５ｂにそれぞれ対応する膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの開度のそれぞれを、室内機５ａや室内機５ｂで要求される冷房能力に応じた開度とする。また、冷房運転を停止する（行わない）室内機５ｃに対応する膨張弁２４ｃは全閉のままとする。これにより、空気調和装置１の冷媒回路１０が、図３に示す状態となる。

次に、ＣＰＵ２１０は、冷房運転を行っている室内機５ａと室内機５ｂとが両方ともサーモオフとなっているか否かを判断する（ＳＴ４）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａや室内機５ｂからサーモオフとなったことを示す信号を通信部２３０を介して受信しているか否かで、室内機５ａと室内機５ｂとが両方ともサーモオフとなっているか否かを判断する。

室内機５ａと室内機５ｂとが両方ともサーモオフとなっていなければ（ＳＴ４−Ｎｏ）、つまり、室内機５ａあるいは室内機５ｂのうちのいずれか一方が冷房運転を継続していれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１１に処理を進める。室内機５ａと室内機５ｂとが両方ともサーモオフとなっていれば（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、つまり、全ての室内機５ａ〜５ｃが運転停止となれば、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を停止するとともに、タイマー計測を開始する（ＳＴ５）。尚、室内機５ａと室内機５ｂとにそれぞれ対応する膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂと各々の開度は、冷房運転を行っていたときの開度が維持されている。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ５でタイマー計測を開始してから第１所定時間（以降、第１所定時間ｔｐ１と記載する）が経過したか否かを判断する（ＳＴ６）。ＣＰＵ２１０は、第１所定時間ｔｐ１が経過していなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、ＳＴ６に処理を戻し、第１所定時間ｔｐ１が経過していれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、冷房運転を行っている室内機５ａと室内機５ｂにそれぞれ対応する膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの開度のそれぞれを全開とする（ＳＴ７）。このとき、冷媒回路１０は図４に示す状態となる。

ここで、第１所定時間ｔｐ１は、予め試験などを行って求められて記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば、９０秒である。膨張弁２４ａの開度を冷房運転時の開度に第１所定時間ｔｐ１の間維持することによって、第１所定時間ｔｐ１の間に膨張弁２４ａを１点鎖線の矢印で示すように冷媒が流れることで、膨張弁２４ａの室外熱交換器２３側の冷媒圧力と、膨張弁２４ａの液側閉鎖弁２７ａ側の冷媒圧力との圧力差が、圧縮機２１が停止した時点での圧力差と比べて小さくなる。これにより、第１所定時間ｔｐ１の経過後に膨張弁２４ａを全開としたときに膨張弁２４ａを流れる冷媒により発生する冷媒音が、圧縮機２１の停止後に直ちに膨張弁２４ａを全開とする場合と比べて小さい、予め試験などを行って求めた所定の大きさとなる、つまり、人が気にならない程度の冷媒音の大きさとなる。また、膨張弁２４ｂの開度を冷房運転時の開度に第１所定時間ｔｐ１の間維持することによって、第１所定時間ｔｐ１の間に膨張弁２４ｂを１点鎖線の矢印で示すように冷媒が流れることで、膨張弁２４ｂの室外熱交換器２３側の冷媒圧力と、膨張弁２４ｂの液側閉鎖弁２７ｂ側の冷媒圧力との圧力差が、圧縮機２１が停止した時点での圧力差と比べて小さくなる。これにより、第１所定時間ｔｐ１の経過後に膨張弁２４ｂを全開としたときに膨張弁２４ｂを流れる冷媒により発生する冷媒音が、圧縮機２１の停止後に直ちに膨張弁２４ａを全開とする場合と比べて小さくなる。尚、膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂのそれぞれの開度を第1所定時間ｔｐ１が経過した後に全開とすることで、均圧に要する時間を短くできる。

ＳＴ７の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ５でタイマー計測を開始してから第１所定時間ｔｐ１より長い第２所定時間（以降、第２所定時間ｔｐ２と記載する）が経過したか否かを判断する（ＳＴ８）。ＣＰＵ２１０は、第２所定時間ｔｐ２が経過していなければ（ＳＴ８−Ｎｏ）、ＳＴ８に処理を戻し、第２所定時間ｔｐ２が経過していれば（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、冷房運転中も停止していた室内機５ｃに対応する膨張弁２４ｃの開度を全開とする（ＳＴ９）。このとき、冷媒回路１０は図５に示す状態となる。

ここで、第２所定時間ｔｐ２は、予め試験などを行って求められて記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば、１５０秒である。圧縮機２１が停止した時点から第２所定時間ｔｐ２が経過するまでの間に、前述したように膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの開度が、それぞれ冷房運転時の開度から全開まで大きくされている。この場合、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力と吸入側の冷媒圧力との圧力差が、第１所定時間ｔｐ１の経過時点での圧力差と比べて小さくなる。これにより、停止していた室内機５ｃに対応する膨張弁２４ｃの開度を全開としても、膨張弁２４ｃの室外熱交換器２３側の冷媒圧力と液側閉鎖弁２７ｃ側の冷媒圧力との圧力差が小さく、図５に１点鎖線の矢印で示す室内機５ｃへと流入する冷媒量が、室内機５ｃの室内熱交換器５１ｃやその周辺の図示しない筐体で発生する結露量をわずかな量に抑えることができる、予め試験などを行って求めた所定量となる。尚、膨張弁２４ｃの開度を第２所定時間ｔｐ２が経過した後に全開とすることで、均圧に要する時間をさらに短くできる。

ＳＴ９の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ５でタイマー計測を開始してから第２所定時間ｔｐ２より長い第３所定時間（以降、第３所定時間ｔｐ３と記載する）が経過したか否かを判断する（ＳＴ１０）。ＣＰＵ２１０は、第３所定時間ｔｐ３が経過していなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＳＴ１０に処理を戻し、第３所定時間ｔｐ３が経過していれば（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＳＴ１１に処理を進める。

ここで、第３所定時間ｔｐ３は、予め試験などを行って求められて記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば、１８０秒である。圧縮機２１が停止した時点から第２所定時間ｔｐ２が経過した時点で、全ての膨張弁２４ａ〜２４ｃが全開とされているので、第２所定時間ｔｐ２が経過した以降は、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力と吸入側の冷媒圧力との圧力差が、第２所定時間ｔｐ２が経過する前と比べて早く小さくなる。そして、圧縮機２１が停止した時点から第３所定時間ｔｐ３が経過すれば、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力と吸入側の冷媒圧力との圧力差が、例えば０．２ＭＰａ以下となる、すなわち、冷媒回路１０が均圧する。

ＳＴ１０あるいは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（ＳＴ１１）。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（ＳＴ１１−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（ＳＴ１１−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（ＳＴ１２）。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（ＳＴ１２−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、運転停止処理を実行し（ＳＴ１３）、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２６を停止するとともに膨張弁２４ａ〜２４ｃをそれぞれ全閉とする。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は、室内ファン５４ａ〜５４ｃを停止する。

ＳＴ１２において運転停止指示がなければ（ＳＴ１２−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在の運転が冷房運転であるか否かを判断する（ＳＴ１６）。現在の運転が冷房運転でなければ（ＳＴ１６−Ｎｏ）、つまり、現在の運転が暖房運転であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１５に処理を戻す。現在の運転が冷房運転であれば（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜室内機５ｃのうちのいずれかがサーモオンとなったか否かを判断する（ＳＴ１７）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜室内機５ｃのうちのいずれかがサーモオンとなったことを示す信号を通信部２３０を介して受信しているか否かで、室内機５ａあるいは室内機５ｂのうち少なくとも一方がサーモオンとなっているか否かを判断する。

室内機５ａ〜室内機５ｃのいずれもがサーモオンとなっていなければ（ＳＴ１７−Ｎｏ），ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１１に処理を戻す。室内機５ａ〜室内機５ｃのうちのいずれかがサーモオンとなっていれば（ＳＴ１７−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を停止前の回転数で再起動するとともに、タイマーをリセットして（ＳＴ１８）、ＳＴ３に処理を戻す。

以上説明したように、本発明の空気調和装置１は、冷房運転時に圧縮機２１を停止させたときに、まずは冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁の開度を、圧縮機２１を停止した時点から第１所定時間ｔｐ１の間、冷房運転時の開度に維持する。次に、第１所定時間ｔｐ１が経過した時点で、冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁の開度を全開としこの状態を第２所定時間ｔｐ２が経過するまで維持する。そして、第２所定時間ｔｐ２が経過した時点で、停止している室内機に対応する膨張弁を開いてその開度を全開とする。

停止している室内機に対応する膨張弁を全開とする第２所定時間ｔｐ２が経過した時点では、第２所定時間ｔｐ２が経過するまでに冷房運転を行っていた室内機に対応する膨張弁の開度が全開とされていることによって、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力と吸入側の冷媒圧力との圧力差が小さくなっている。これにより、第２所定時間ｔｐ２が経過した時点で停止している室内機に対応する膨張弁を全開としても、停止している室内機に流入する冷媒量が僅かとなって、当該室内機で結露が発生することを抑制できる。また、第1所定時間ｔｐ１が経過した時点で運転している室内機５ａ、５ｂに対応する膨張弁２４ａ、２４ｂを全開とされ、第２所定時間ｔｐ２が経過した時点で停止している室内機５ｃに対応する膨張弁２４ｃが全開とされるので、圧縮機２１を停止してから、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力と吸入側の冷媒圧力とが均圧するまでの時間が短くなる。

尚、以上説明した実施形態では、圧縮機２１を停止してから第１所定時間ｔｐ１が経過すれば、運転していた室内機に対応する膨張弁の開度を全開とした。しかし、これに限られるものではなく、全開より小さくかつ運転時の開度より大きな開度としてもよい。つまり、圧縮機２１を停止してから第２所定時間ｔｐ２が経過した時点で停止室内機に対応する膨張弁を開いたときに、当該室内機に流入する冷媒量を少なくできる程度の高圧側と低圧側との圧力差となる開度であればよい。

また、以上説明した実施形態では、圧縮機２１を停止してから第２所定時間ｔｐ２が経過すれば、停止している室内機に対応する脳長弁の開度を全開とした。しかし、これに限られるものではなく、全開より小さい開度としてもよい。つまり、圧縮機２１を停止してから第３所定時間ｔｐ３が経過した時点で、圧縮機２１が再起動できる高圧側と低圧側との圧力差となる開度であればよい。尚、各膨張弁の開度を全開より小さい開度とする場合は、第２所定時間ｔｐ２が経過した時点から第３所定時間ｔｐ３が経過するまでの間に、各膨張弁の開度を大きくしてもよい。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ〜５ｃ 室内機
２１ 圧縮機
２２ 四方弁
２３ 室外熱交換器
２４ａ〜２４ｃ 膨張弁
５１ａ〜５１ｃ 室内熱交換器
２００ 室外機制御部
２１０ ＣＰＵ
２２０ 記憶部
ｔｐ１ 第１所定時間
ｔｐ２ 第２所定時間
ｔｐ３ 第３所定時間

Claims (3)

1. 複数台の室内機と、
   圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、前記複数台の室内機の台数に対応した数の膨張弁を有する室外機と、
   前記各膨張弁の開度を調整する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記室外熱交換器を凝縮器として機能させて冷房運転を行っているときに、前記複数台の室内機のうち少なくとも１台の室内機が停止している場合は、当該停止している室内機に対応する膨張弁を閉じ、
   前記停止している室内機と運転している室内機が混在する状態から、全ての前記室内機が停止する状態に移行したとき、前記圧縮機を停止し、
   前記圧縮機を停止した時点から予め定められた第１所定時間が経過するまでは、前記圧縮機が停止するまで運転していた室内機に対応する膨張弁の開度を運転中の開度に維持し、前記第１所定時間が経過すれば、前記圧縮機が停止するまで運転していた室内機に対応する膨張弁の開度を前記運転中の開度より大きくし、
   前記圧縮機を停止した時点から前記第１所定時間より長い予め定められた第２所定時間が経過するまでは、前記圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に対応する膨張弁が閉じた状態を維持し、前記第２所定時間が経過すれば、前記圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に対応する膨張弁を開く、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、
   前記前記第２所定時間より長い予め定められた第３所定時間が経過するまでは、前記圧縮機が停止するまで運転していた室内機に対応する膨張弁の開度を、前記第１所定時間が経過した時点での開度に維持するとともに、前記圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に対応する膨張弁の開度を前記第２所定時間が経過した時点での開度に維持する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第１所定時間は、前記圧縮機の冷媒吐出側と冷媒吸入側との圧力差が、前記圧縮機が停止するまで運転していた室内機に対応する膨張弁を全開としても、当該膨張弁を冷媒が流れる際に発生する冷媒音が所定の大きさとなる圧力差となるのに必要な時間であり、
   前記第２所定時間は、前記圧縮機の冷媒吐出側と冷媒吸入側との圧力差が、前記圧縮機が停止する前に運転を停止していた室内機に対応する膨張弁を全開としても、当該室内機に流入する冷媒量が所定量となる圧力差となるのに必要な時間である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空気調和装置。

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