JP2020139658A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーモオフとなっている室内機で正確に室内温度を検出できる空気調和装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ５１０ａは、熱交温度センサ６２ａで検出した熱交温度Ｔｃを取り込み、取り込んだ熱交温度Ｔｃから記憶している室内温度Ｔｉを減じた温度差の値が所定の範囲内の値となったか否かを判断する。熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差の値が所定の範囲内の値でなければ、ＣＰＵ５１０ａは、熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差の値が所定の範囲内の値となるように、室内膨張弁５３ａの開度を調整する。熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差の値が所定の範囲内の値であれば、ＣＰＵ５１０ａは、室内ファンを停止させてタイマー計測を開始してから所定時間ｔｐが経過したか否かを判断し、所定時間ｔｐが経過すれば、ＣＰＵ５１０ａは、室内ファン５６ａを駆動して室内温度Ｔｉを取り込む。【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和装置に関わり、特にサーモオフとなっている室内機での室内温度の検出に関する。

空気調和装置が冷房運転や暖房運転を行っているとき、サーモオフとなっている室内機では室内ファンを間欠運転し、室内ファンの運転中に室内温度を検出している（例えば、特許文献１を参照）。室内温度は、室内機の吸込口の近傍に配置された室内温度センサで検出される。

特開２００３−２８７２５８号公報

１台の室外機に複数台の室内機が接続される多室型の空気調和装置の場合は、全ての室内機がサーモオフとならない限りは圧縮機が運転し続ける。このため、暖房運転時にサーモオフとなっている室内機にも冷媒が流入する。そこで、暖房運転時にサーモオフとなっている室内機では、当該室内機に対応する膨張弁がわずかに開いた状態とされる。これにより、サーモオフとなっている室内機から冷媒が流出するので、当該室内機に冷媒が滞留しない。しかし、サーモオフとなっている室内機の室内熱交換器が当該室内熱交換器を流れる冷媒で暖められて、室内熱交換器の近傍に配置される室内温度センサの検出値に影響を及ぼす恐れがあった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、サーモオフとなっている室内機で正確に室内温度を検出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、室外機と、第１室内熱交換器と第２室内熱交換器と室内膨張弁と室内ファンと室内温度を検出する室内温度センサと第２室内熱交換器の熱交温度を検出する熱交温度センサを有する複数台の室内機と、室内膨張弁の開度調整を行う制御手段とを有する。暖房運転時は、室外機から各室内機に流入した冷媒が、第１室内熱交換器、室内膨張弁、第２室内熱交換器の順で流れるように、第１室内熱交換器と第２室内熱交換器と室内膨張弁とが配置され、また、室内温度センサが第２室内熱交換器の近傍に配置される。そして、制御手段は、複数台の室内機のうち少なくとも１台がサーモオフとなったとき、熱交温度センサで検出した熱交温度から室内温度センサで検出した室内温度を減じた温度差の値が、予め定められた所定の範囲内の値となるように、室内膨張弁の開度を調整し、温度差の値が前記所定値の範囲内の値となった後に、室内ファンを駆動して室内温度センサで室内温度を検出する。

上記のような本発明の空気調和装置では、サーモオフとなっている室内機で正確に室内温度を検出できる。

本発明の実施形態における空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室内機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、暖房サイクル時のモリエル線図である。 本発明の実施形態における、暖房運転時にサーモオフとなっている室内機で室内温度を検出する際の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、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、３個の液側閉鎖弁２７ａ〜２７ｃと３個のガス側閉鎖弁２８ａ〜２８ｃを有する１台の室外機２と、各々がガス管接続部５４ａ〜５４ｃおよび液管接続部５５ａ〜５５ｃを有する３台の室内機５ａ〜５ｃを有する。

室内機５ａのガス管接続部５４ａ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５４ｂ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。そして、室内機５ｃのガス管接続部５４ｃ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。

室内機５ａの液管接続部５５ａ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５５ｂ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。そして、室内機５ｃの液管接続部５５ｃ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。

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が形成されている。

＜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個の室外膨張弁２４ａ〜２４ｃと、アキュムレータ２５と、室外ファン２６と、上述した３個の液側閉鎖弁２７ａ〜２７ｃおよび３個のガス側閉鎖弁２８ａ〜２８ｃとを備えている。そして、室外ファン２６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の冷媒吸入口とアキュムレータ２５の冷媒流出口とが吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒回路１０における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の冷媒流入口とが冷媒配管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、室外熱交換器２３を流れる冷媒とを熱交換させる。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個の室外膨張弁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。室外膨張弁２４ａは室外機液分管４４ａに設けられる。室外膨張弁２４ｂは室外機液分管４４ｂに設けられる。室外膨張弁２４ｃは室外機液分管４４ｃに設けられる。室外膨張弁２４ａ〜２４ｃの各開度は、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。

アキュムレータ２５は、上述したように、冷媒流入口と四方弁２２のポートｃとが冷媒配管４６で接続され、冷媒流出口と圧縮機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の内部に外気を取り込み、室外熱交換器２３を流れる冷媒と熱交換した外気を室外機２に設けられた図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

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２５の冷媒流入口の近傍には、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。

室外熱交換器２３の図示しない伝熱管の略中間部には、室外熱交換器２３の温度である室外熱交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における室外膨張弁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における室外膨張弁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における室外膨張弁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。

＜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、第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃと、室内膨張弁５３ａ〜５３ｃと、前述したガス管接続部５４ａ〜５４ｃおよび液管接続部５５ａ〜５５ｃと、室内ファン５６ａ〜５６ｃと、室内機制御手段５００ａ〜５００ｃを備えている。そして、室内ファン５６ａ〜５６ｃと室内機制御手段５００ａ〜５００ｃ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。

尚、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。

第１室内熱交換器５１ａと第２室内熱交換器５２ａは、冷媒と、室内ファン５６ａの回転により室内機５ａの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。第１室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａと室内機ガス管７１ａで接続されている。第２室内熱交換器５２ａの一方の冷媒出入口が液管接続部５５ａと室内機液管７３ａで接続されている。そして、第１室内熱交換器５１ａの他方の冷媒出入口と第２室内熱交換器５２ａの他方の冷媒出入口とが冷媒配管７２ａで接続されている。第１室内熱交換器５１ａは、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は蒸発器として機能（冷房運転もしくは除湿運転時）あるいは凝縮器として機能（再熱除湿運転時）し、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は凝縮器として機能する。第２室内熱交換器５２ａは、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は蒸発器として機能し、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は凝縮器として機能する。

室内膨張弁５３ａは、例えば電子膨張弁である。室内膨張弁５３ａは、冷媒配管７２ａに設けられており、空気調和装置１が暖房運転、冷房運転、および除湿運転を行う場合は、その開度が全開とされる。また、室内膨張弁５３ａは、空気調和装置１が再熱除湿運転を行う場合は、その開度が全開より小さい（例えば、全開状態の半分以下の）所定の開度とされる。

以上説明した各装置の他に、室内機５ａには以下に記載する３つのセンサが設けられている。冷媒配管７２ａにおける第１室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５３ａの間には、第１室内熱交換器５１ａから流出する冷媒（暖房運転時）の温度、あるいは、第１室内熱交換器５１ａに流入する冷媒（冷房運転時／除湿運転時／再熱除湿運転時）の温度を検出する冷媒温度センサ６１ａが設けられている。第２熱交換部５２ａの図示しない伝熱管の略中間部には、第２熱交換部５２ａの温度（以降、熱交温度と記載する）を検出する熱交温度センサ６２ａが設けられている。第２熱交換部５２ａの近傍、より具体的には、第２熱交換部５２ａの温度の影響が及ぶ範囲の領域には、吸込口３から室内機５ａの内部に吸い込む空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが設けられている。

室内機制御手段５００ａは、室内機５ａに設けられる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、室内機制御手段５００ａは、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。

記憶部５２０ａは、例えばフラッシュメモリで構成されており、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、室内ファン５６ａの制御状態などを記憶している。通信部５３０ａは、室外機２や使用者が操作する図示しないリモコンとの通信を行うためのインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの冷媒温度センサ６１ａ、熱交温度センサ６２ａ、および、室内温度センサ６３ａでの各検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。

ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの上述した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、使用者が操作する図示しないリモコンから送信される、運転モード（冷房運転／除湿運転／再熱除湿運転／暖房運転）や風量等を含む運転情報信号を、通信部５３０ａを介して取り込む。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果や運転情報信号に基づいて、室内膨張弁５３ａの開度調整や室内ファン５６ａの駆動制御などを行う。

＜冷媒回路の動作＞
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１０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が暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転、除湿運転、および、再熱除湿を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。

空気調和装置１が暖房運転を行う場合、四方弁２２が図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ｄが連通するように、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０が図１（Ａ）に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、第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃおよび第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃの各々がともに凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

上記のような冷媒回路１０の状態で圧縮機２１が起動すると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は吐出管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５４ａ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７１ａを流れて第１室内熱交換器５１ａに流入し、室内ファン５６ａ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。第１熱交換器５１ａから冷媒配管７２ａに流出した冷媒は、開度が全開とされている室内膨張弁５３ａを通過して第２室内熱交換器５２ａに流入する。第２室内熱交換器５２ａに流入した冷媒は、室内ファン５６ａ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。

ガス管９ｂを流れる冷媒は、室内機５ｂのガス管接続部５４ｂ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７１ｂを流れて第１室内熱交換器５１ｂに流入し、室内ファン５６ｂ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。第１熱交換器５１ｂから冷媒配管７２ｂに流出した冷媒は、開度が全開とされている室内膨張弁５３ｂを通過して第２室内熱交換器５２ｂに流入する。第２室内熱交換器５２ｂに流入した冷媒は、室内ファン５６ｂ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。

ガス管９ｃを流れる冷媒は、室内機５ｃのガス管接続部５４ｃ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７１ｃを流れて第１室内熱交換器５１ｃに流入し、室内ファン５６ｃ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。第１熱交換器５１ｃから冷媒配管７２ｃに流出した冷媒は、開度が全開とされている室内膨張弁５３ｃを通過して第２室内熱交換器５２ｃに流入する。第２室内熱交換器５２ｃに流入した冷媒は、室内ファン５６ｃ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、第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃの各々がともに凝縮器として機能し、第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃ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が設置された部屋の暖房が行われる。

第２室内熱交換器５２ａから室内機液管７３ａに流出した冷媒は、液管接続部５５ａ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。第２室内熱交換器５２ｂから室内機液管７３ｂに流出した冷媒は、液管接続部５５ｂ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。第２室内熱交換器５２ｃから室内機液管７３ｃに流出した冷媒は、液管接続部５５ｃ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、室外膨張弁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２５、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

尚、空気調和装置１が冷房運転、除湿運転、および、再熱除湿運転を行う場合は、四方弁２２が破線で示す状態、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が連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は冷房サイクルとなる。このとき、第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃは、冷房運転時と除湿運転時は蒸発器として機能し、再熱除湿運転時は凝縮器として機能する。また、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃは冷房運転時、除湿運転時、あるいは、再熱除湿運転時に関わらず蒸発器として機能する。そして、室外熱交換器２３は、冷房運転時、除湿運転時、あるいは、再熱除湿運転時に関わらず凝縮器として機能する。また、再熱除湿運転時は、凝縮器として機能する第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで暖められた空気が室内機５ａ〜５ｃから吹き出されるとともに、蒸発器として機能する第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃで除湿された空気が室内機５ａ〜５ｃから吹き出される。これにより、室内温度を低下させることなく室内の湿度を下げることができる。

＜サーモオフとなっている室内機での室内温度検出について＞
次に、図１および図２を用いて、本実施形態の空気調和装置１の暖房運転中にサーモオフとなっている室内機での、室内温度検出方法について説明する。なお、以下の説明では、熱交温度センサ６２ａ〜６２ｃの各々で検出する熱交温度をＴｃ（単位：℃）、室内温度センサ６３ａ〜６３ｃの各々で検出する室内温度をＴｉ（単位：℃）、室内機５ａ〜５ｃの各利用者が設定する室内温度Ｔｉの目標温度である設定温度をＴｄ（単位：℃）とする。

空気調和装置１が暖房運転を行っているとき、室内機５ａ〜５ｃの室内機制御手段５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、定期的（例えば、３０秒毎）に室内温度センサ６３ａ〜６３ｃで検出された室内温度Ｔｉを、センサ入力部５４０ａ〜５４０ｃを介して取り込む。ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、取り込んだ室内温度Ｔｉから設定温度Ｔｄを減じて求める温度差に基づいて求められた暖房要求能力を、通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して室外機２に送信する。室外機２では、受信した室内機５ａ〜５ｃの各々の暖房要求能力に基づいて、圧縮機２１の回転数を制御する。

そして、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、上記室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより高い温度となり、その温度差の値が所定値、例えば１．０℃以上となれば、つまり、室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより１．０℃以上高くなれば、室内機５ａ〜５ｃをサーモオフとする。このとき、サーモオフとなった室内機５ａ〜５ｃの室内ファン５６ａ〜５６ｃは停止されるとともに、室内機５ａ〜５ｃに対応する室外膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度は微開とされる。

本実施形態の空気調和装置１のように、室外機２に複数台（本実施形態では３台）の室内機５ａ〜５ｃが接続されているものでは、室内機５ａ〜５ｃが全てサーモオフとならない限り、圧縮機２１は運転し続ける。つまり、室内機５ａ〜５ｃのうちのいずれかがサーモオフとなって場合は、当該サーモオフとなっている室内機にも室外機２から冷媒が流入する。上述したサーモオフとなった室内機に対応する室外膨張弁の開度を微開とするのは、サーモオフ中に流入した冷媒がサーモオフとなっている室内機に滞留することを防ぐためである。

また、上述したように、室内機５ａ〜５ｃをサーモオフとした際に室内ファン５６ａ〜５６ｃは停止されるが、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは室内ファン５６ａ〜５６ｃを停止させた後、定期的に（例えば、５分間隔。以降、駆動間隔時間と記載する場合がある）室内ファン５６ａ〜５６ｃを所定時間（例えば、１分間）駆動（以降、間欠運転と記載する場合がある）して室内空気を室内機５ａ〜５ｃに取り込み、室内温度センサ６３ａ〜６３ｃで室内温度Ｔｉを検出する。そして、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、取り込んだ室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより低くなり、その温度差の値が所定値、例えば１．０℃より大きくなる、つまり、室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより１．０℃超低い温度となれば、室内機５ａ〜５ｃをサーモオンとして暖房運転を再開する。このとき、サーモオンとなった室内機５ａ〜５ｃの室内ファン５６ａ〜５６ｃは再起動されるとともに、室内機５ａ〜５ｃに対応する室外膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度は室内機５ａ〜５ｃで要求される暖房能力に応じた開度とされる。

上記のように、室内機５ａ〜５ｃをサーモオフとしているときであっても、室内温度Ｔｉを定期的に検出する。また、サーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃに対応する室外膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度が前述したように微開とされているため、サーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃの第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃを冷媒が流れている。このため、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃが流入した冷媒によって暖められて、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃの温度、および、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃの周囲の温度が上昇するので、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃの近傍に配置されている室内温度センサ６３ａ〜６３ｃの検出値が影響を受けて、室内温度Ｔｉを正確に検出できない恐れがある。

そこで、本実施形態の空気調和装置１では、暖房運転中にサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃにおいて、サーモオフとなった時点から、熱交温度センサ６２ａ〜６２ｃで検出する熱交温度Ｔｃを、以下に詳細に説明する方法によって室内膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度を調整して低下させ、熱交温度Ｔｃを低下させた後に、室内ファン５６ａ〜５６ｃを駆動して現在の室内温度Ｔｉを検出する。

＜熱交温度Ｔｃを室内温度Ｔｉに近づけるための室内膨張弁の開度調整＞
次に、暖房運転中にサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃにおける、室内膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度調整方法について、主に図２を用いて説明する。図２に示すのは、暖房サイクル時にサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃが存在する場合の冷凍サイクルを示すモリエル線図であり、縦軸が圧力（単位：ＭＰａ）、横軸が比エンタルピ（単位：ｋＪ／ｋｇ）である。このモリエル線図上に示す点Ａ〜点Ｆの各々は、図１（Ａ）の冷媒回路１０に示した点Ａ〜点Ｆにおける冷媒の状態に対応する。また、点Ｘは飽和曲線上の臨界点であり、点Ｘより比エンタルピが小さい側が飽和液線、点Ｘより比エンタルピが大きい側が飽和蒸気線である。

圧縮機２１で圧縮されて高圧Ｐｈとなった冷媒（図２の点Ｂの状態となった冷媒）は、圧縮機２１から四方弁２２を介してサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃに流入し、第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する。第１室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒（図２の点Ｃの状態となった冷媒）は、室内膨張弁５３ａ〜５３ｃを通過する際に減圧されて中間圧Ｐｍの冷媒（図２の点Ｄの状態となった冷媒）となる。

室内膨張弁５３ａ〜５３ｃを通過した冷媒は、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃに流入する。第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃから流出した冷媒（図２の点Ｅの状態となった冷媒）は、室内機５ａ〜５ｃから流出して室外機２に流入し、室外膨張弁２４ａ〜２４ｃを通過する際に減圧されて低圧Ｐｌの冷媒（図２の点Ｆの状態となった冷媒）となる。室外膨張弁２４ａ〜２４ｃから流出した冷媒は、室外熱交換器２３、四方弁２２を通過して圧縮機２１に再び吸入される（図２の点Ａの状態となった冷媒となる）。

上記のようにサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃの暖房サイクルが成り立っているとき、室内膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度を調整することで、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃに流入する冷媒の圧力である中間圧Ｐｍを調整できる。そして、この中間圧Ｐｍは、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃにおける凝縮温度、つまり、熱交温度センサ６２ａ〜６２ｃで検出する熱交温度Ｔｃと相関する値であり、中間圧Ｐｍが大きくなれば熱交温度Ｔｃが上昇し、中間圧Ｐｍが小さくなれば熱交温度Ｔｃが下降する。

従って、暖房運転時にサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃが存在する場合に、当該サーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃの室内温度センサ６３ａ〜６３ｃで、サーモオフとなる直前に検出した
室内温度Ｔｉを記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶し、サーモオフとなった後に室外膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度を調整することで、熱交温度Ｔｃを記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶しているサーモオフとなる直前に検出した室内温度Ｔｉ付近の温度、例えば、熱交温度Ｔｃがサーモオフとなる直前に検出した室内温度Ｔｉ±０．５℃の範囲の温度とすることができる。そして、熱交温度Ｔｃを室内温度Ｔｉ付近の温度まで低下させた後に、室内ファン５６ａ〜５６ｃを一時的に駆動して室内空気を取り込み、室内温度センサ６３ａ〜６３ｃで室内温度Ｔｉを検出することで、室内機５ａ〜５ｃがサーモオフとなった後に正確な室内温度Ｔｉを検出することができる。

＜サーモオフ時の室内膨張弁の開度調整に関わる処理の流れ＞
次に、図３を用いて、空気調和装置１の暖房運転時にサーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃの室内機膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度調整に関わる処理の流れについて説明する。図３に示すのは、暖房運転時にサーモオフとなる室内機５ａ〜５ｃの室内機膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度調整において、室内機制御手段５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃが行う処理を示すフローチャートである。図３において、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップの番号を表している。尚、図３では、本発明に関わる処理のみに言及しており、空気調和装置１に関わるその他の一般的な制御については、記載と説明を省略する。

以下の説明では、先に定義した熱交温度Ｔｃ、室内温度Ｔｉ、設定温度Ｔｄに加えて、室内ファン５６ａ〜５６ｃの駆動間隔時間（本発明の所定時間に相当）をｔｐ（単位：分）とする。また、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃのうち、室内機５ａがサーモオフとなったものとして説明するが、室内機５ｂ、５ｃがサーモオフとなった際、または、複数の室内機がサーモオフとなった際も同様の処理が行われる。

サーモオフとなった室内機５ａの室内機制御手段５００ａのＣＰＵ５１０ａは、まずは、現在の室内温度Ｔｉを記憶する（ＳＴ１）。この現在の室内温度Ｔｉは、ＳＴ１の処理を行うタイミングがサーモオフとなった直後であれば、サーモオフとなった時点で検出した室内温度Ｔｉとなり、後述するＳＴ１０の処理により処理がＳＴ１に戻ったタイミングでは、同じく後述するＳＴ９で取り込んだ室内温度Ｔｉとなる。ＣＰＵ５１０ａは、室内温度センサ６３ａで検出した室内温度Ｔｉをセンサ入力部５４０ａを介して取り込み、記憶部５２０ａに記憶する。そして、ＣＰＵ５１０ａは、室内ファン５６ａを停止して（ＳＴ２）、タイマー計測を開始する（ＳＴ３）。なお、図示は省略するが、ＣＰＵ５１０ａは、内部にタイマー計測機能を備えている。

次に、ＣＰＵ５１０ａは、熱交温度センサ６２ａで検出した熱交温度Ｔｃをセンサ入力部５４０ａを介して取り込み（ＳＴ４）、取り込んだ熱交温度Ｔｃから記憶部５２０ａに記憶している室内温度Ｔｉを減じた温度差の値が所定の範囲内、例えば±０．５℃以内の値であるか否かを判断する（ＳＴ５）。ここで、上記所定の範囲は、予め試験などを行って定められて記憶部５２０ａに記憶されているものであり、温度差の値がこの所定の範囲内の値となれば、検出する室内温度Ｔｉが第２室内熱交換器５２ａから受ける影響が無視できる程度であることが判明している値である。

熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差の値が±０．５℃以内の値でなければ（ＳＴ５−Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ａは、室内膨張弁５３ａの開度を調整し（ＳＴ１１）、ＳＴ４に処理を戻す。具体的には、ＣＰＵ５１０ａは、熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差に応じて、室内膨張弁５３ａの開度を現在の開度より小さくする。ＣＰＵ５１０ａは、熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差が０．５℃未満となるまで、ＳＴ４→ＳＴ５→ＳＴ１１の処理を繰り返す。

熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの温度差の値が±０．５℃以内の値であれば（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ａは、ＳＴ３でタイマー計測を開始してから駆動間隔時間ｔｐが経過したか否かを判断する（ＳＴ６）。室内機５ａがサーモオフとなっているときは、室内ファン５３ａはこの駆動間隔時間ｔｐで間欠運転を行って室内温度Ｔｉを検出し、室内機５ａをサーモオン状態とすべきか否かを判断している。なお、駆動間隔時間ｔｐは、予め定められて記憶部５２０ａに記憶されている時間であり、例えば５分間である。

駆動間隔時間ｔｐが経過していなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ａはＳＴ６に処理を戻す。駆動間隔時間ｔｐが経過すれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ａは、タイマーをリセットし（ＳＴ７）、室内ファン５６ａを駆動して（ＳＴ８）、室内温度Ｔｉを取り込む（ＳＴ９）。

次に、ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ室内温度Ｔｉが記憶部５２０ａに記憶されている設定温度Ｔｄより低い温度となり、その温度差の値が所定値、例えば１．０℃超であるか否かを判断する、つまり、室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより１．０℃超低くなったか否かを判断する（ＳＴ１０）。室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより１．０℃超低くなっていなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ａは、ＳＴ１に処理を戻して室内機５ａのサーモオフ状態を継続する。室内温度Ｔｉが設定温度Ｔｄより１．０℃超低くなっていれば（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ａは、サーモオフ時の室内膨張弁５３の開度調整に関わる処理を終了し、室内機５ａをサーモオンとする。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、暖房運転時にサーモオフとなる室内機５ａ〜５ｃが存在するときに、室内膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度を調整して第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃの熱交温度Ｔｃを室内温度Ｔｉに近づけてから、室内ファン５６ａ〜５６ｃを駆動して室内温度Ｔｉを検出する。これにより、室内温度センサ６３ａ〜６３ｃによる室内温度Ｔｉの検出の際の、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃから受ける影響を低減できるので、サーモオフ時の室内温度Ｔｉを正確に検出できる。

また、サーモオフ時に室内膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度を調整して熱交温度Ｔｃを室内温度Ｔｉに近づけて室内温度Ｔｉを検出するため、従来の空気調和装置のように、室内ファンの回転数を高く、かつ、駆動時間を長くして室内熱交換器周辺の熱気を除去する必要がなく、室内温度Ｔｉ検出時の室内ファン５６ａ〜５６ｃの回転数を低く、かつ、駆動時間を短くできる。これにより、サーモオフ中の消費電力を低減できるとともに、室内に吹き出される空気量が減少することで使用者の不快感を低減できる。

なお、以上説明した実施形態では、サーモオフ時に室内ファン５６ａ〜５６ｃを駆動間隔時間ｔｐで間欠運転する場合を説明したが、これに代えて、図３のＳＴ５の処理で室内温度Ｔｉと熱交温度Ｔｃとの温度差が±０．５℃以内の値となれば直ちに室内ファン５６ａ〜５６ｃを駆動して室内温度Ｔｉを検出してもよい。このように、室内温度Ｔｉと熱交温度Ｔｃとの温度差が０．５℃未満となれば直ちに室内温度Ｔｉを検出するようにすれば、サーモオフとなっている室内機５ａ〜５ｃをサーモオンとするタイミングを早く把握できる。

また、以上説明した実施形態では、サーモオフ中に検出した室内温度Ｔｉを最新の室内温度Ｔｉとして記憶する（図３のＳＴ１０−Ｎｏ→ＳＴ１に戻る処理が該当）場合を説明したが、以下に説明する方法で駆動間隔時間ｔｐ後の室内温度Ｔｉを予測し、熱交温度Ｔｃが予測した室内温度Ｔｉとなるように室内膨張弁５３ａ〜５３ｃの開度を調整してもよい。

暖房運転時に室内機５ａ〜５ｃがサーモオフとなれば、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内から室外へと熱伝達が起こって室内温度Ｔｉが低下する。このとき、室内から室外への熱伝達は、室内温度Ｔｉから外気温度を減じた温度差（以降、温度差ΔＴと記載する）、および、部屋の断熱性能によって、その程度が決まる。

上述した熱伝達の程度は、時間が経過するにつれて変化する。そこで、サーモオフとなってからある時点（以降、時刻ｔと記載する）での温度差ΔＴをΔＴ（ｔ）とすれば、このΔＴ（ｔ）は以下の式で求めることができる。

ΔＴ（ｔ）＝ΔＴｓ×ｅ^ｔ／τ （数式１）

ここで、ΔＴｓはサーモオフ直後の温度差ΔＴ、τは時定数で、上述した部屋の断熱性能で決まる部屋に固有の固定値であり、試験などを行って事前に決定できる値である。

従って、駆動間隔時間ｔｐ後の温度差ΔＴ（ｔｐ）は数式１で求めることができ、温度差ΔＴ（ｔｐ）がわかれば、温度差ΔＴ（ｔｐ）にサーモオフ直後に検出した外気温度を加える（外気温度は駆動間隔時間ｔｐという短時間でさほど変化しないため、サーモオフ直後の値を使用できる）ことで、駆動間隔時間ｔｐ後の室内温度Ｔｉを推定することができる。このように推定した室内温度Ｔｉに熱交温度Ｔｃを近づけることで、第２室内熱交換器５２ａ〜５２ｃによる室内温度Ｔｉの検出に及ぼす影響をさらに低減できる。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ〜５ｃ 室内機
３８ 外気温度センサ
５１ａ〜５１ｃ 第１室内熱交換器
５２ａ〜５２ｃ 第２室内熱交換器
５３ａ〜５３ｃ 室内膨張弁
５６ａ〜５６ｃ 室内ファン
６２ａ〜６２ｃ 熱交温度センサ
６３ａ〜６３ｃ 室内温度センサ
５００ａ〜５００ｃ 室内機制御手段
５１０ａ〜５１０ｃ ＣＰＵ
５２０ａ〜５２０ｃ 記憶部
５４０ａ〜５４０ｃ センサ入力部
Ｔｃ 熱交温度
Ｔｉ 室内温度
Ｔｄ 設定温度
ｔｐ 所定時間

Claims (3)

1. 室外機と、
   第１室内熱交換器と、第２室内熱交換器と、室内膨張弁と、室内ファンと、室内温度を検出する室内温度センサと、前記第２室内熱交換器の熱交温度を検出する熱交温度センサを有する複数台の室内機と、
   前記室内膨張弁の開度調整を行う制御手段と、
   を有し、
   暖房運転時に、前記室外機から前記室内機に流入した冷媒が、前記第１室内熱交換器、前記室内膨張弁、前記第２室内熱交換器の順で流れるように、前記第１室内熱交換器と前記第２室内熱交換器と前記室内膨張弁とが配置され、
   前記室内温度センサが前記第２室内熱交換器の近傍に配置され、
   前記制御手段は、複数台の前記室内機のうち少なくとも１台がサーモオフとなったとき、
   前記熱交温度センサで検出した熱交温度から前記室内温度センサで検出した室内温度を減じた温度差の値が予め定められた所定の範囲内の値となるように、前記室内膨張弁の開度を調整し、
   前記温度差の値が前記所定の範囲内の値となった後に、前記室内ファンを駆動して前記室内温度センサで室内温度を検出する、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記各室内機の制御手段は、
   サーモオフとする際に、前記室内温度センサで室内温度を検出して記憶した後に前記室内ファンを停止し、
   前記温度差の値が前記所定の範囲内の値となったとき、前記室内ファンを停止した時点から予め定められた駆動間隔時間が経過していれば、前記室内ファンを駆動して前記室内温度センサで室内温度を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 外気温度を検出する外気温度センサを有し、
   前記各室内機の制御手段は、
   サーモオフとしてから駆動間隔時間をおいて前記外気温度センサで検出した外気温度と、複数台の前記室内機が設置された部屋の断熱性能を用いて、サーモオフとしてから駆動間隔時間が経過した時点での室内温度を予測し、
   前記熱交温度が、前記予測した室内温度となるように、前記室内膨張弁の開度を調整する。
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

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