JP3754250B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの冷媒配管系に接続された複数の室外機と、複数の室内機とを備え、各室外機には四方弁を備えた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、一つの冷媒配管系に接続された複数の室外機と、当該冷媒配管系に並列に接続された複数の室内機とを備え、各室外機には冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁を備え、室外機起動時に全室外機の四方弁の運転位置を冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一制御する四方弁合わせ制御手段を備えた空気調和機が知られている。
【０００３】
この種の空気調和機では、四方弁合わせ制御を行う場合、室外機の圧縮機を起動して冷媒を吐出させて行う。
【０００４】
この四方弁の構造が、冷媒流路を切り替えるスライド弁を含み、このスライド弁が圧縮機から吐出された冷媒の圧力によって移動して冷媒流路が切り替わる構成となっているためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、四方弁合わせ制御が実行されても例えばスライド弁の動きが渋く四方弁の位置が統一されない場合がある。
【０００６】
この場合、室外機は、四方弁の位置が統一されたものとして運転を継続し、これが継続されると、一方の室外機の圧縮機の吐出管から他方の室外機の圧縮機の吸込管に冷媒が流れたりして、運転が不安定になり、ひいては圧縮機に液バックが発生し、圧縮機が破損する等の問題がある。
【０００７】
また、四方弁の位置が統一されずに室外機の運転が継続された場合、その後の空調負荷の減少で、いずれかの室外機の運転を停止させる場合がある。この場合、停止中の室外機に四方弁を通じて冷媒が流れ込み、そこに冷媒が寝込み、運転中の室外機が冷媒不足になるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、四方弁合わせ制御を実行している最中に、液バックが発生したり、室外熱交換器に冷媒が寝込んだりすることがない空気調和機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、一つの冷媒配管系に接続される複数の室外機と、当該冷媒配管系に並列に接続される複数の室内機とを備え、各室外機には冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁を備え、室外機起動時に全室外機の前記四方弁位置を冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一制御する四方弁合わせ制御手段を備えた空気調和機において、この四方弁合わせ制御手段による制御を実行した後、前記四方弁位置が冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一されたか否かを確認する確認制御手段を備え、前記各室外機は、それぞれ回転数可変による能力可変型の圧縮機と、前記室外機における室外熱交換器の液管側の冷媒温度を検出する温度センサと、前記圧縮機の吐出管及び吸込管を結ぶ管路間に設けられ、前記温度センサで検出された室外機起動前の冷媒温度と室外機起動後の冷媒温度との温度差が顕著になるように冷媒量を調整するバイパス弁と、室外膨張弁と、を備え、前記四方弁合わせ制御手段、及び前記確認制御手段による制御の実行中に前記回転数を所定の低回転数に維持する回転数制御手段を設け、前記確認制御手段による確認の結果、四方弁位置が統一されていないと確認された場合は、前記四方弁位置合わせ制御と前記四方弁位置の統一確認制御とを再度実行し、これらの制御が繰り返し実行された場合、その繰り返し数がカウントされ、その数の増加に伴い、前記冷媒量調整手段は、暖房運転時では、室外膨張弁の弁開度を現時点の弁開度より大きく、バイパス弁の弁開度を現時点の弁開度より小さく制御し、冷房運転時では、室外膨張弁の弁開度を現時点の弁開度より小さく制御する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明では、四方弁合わせ制御手段による制御の実行中に、圧縮機の回転数を所定の低回転数に維持するので、冷媒循環量が減少し、圧縮機への戻り冷媒量が少なくなる。
【００１１】
従って、四方弁合わせ制御手段による制御を実行中に、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒循環量が少ないため、一方の室外機の圧縮機から他方の室外機の圧縮機の吸込管に多量の冷媒が流入することがなく、この圧縮機への液バックを防止することができる。また、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒の吐出量を抑制しているので、空調負荷の減少で停止した室外機の室外熱交換器に、切替不良の四方弁を通じて寝込む冷媒量を減ずることができる。
また、四方弁合わせ制御手段による制御に加えて、確認制御手段による確認制御の最中にも、圧縮機の回転数を所定の低回転数に維持する。これによれば、冷媒循環量が減少し、圧縮機への戻り冷媒量が少なくなる。従って、四方弁合わせ制御手段、及び確認制御手段による制御を実行中に、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒循環量が少ないため、一方の室外機の圧縮機から他方の室外機の圧縮機の吸込管に多量の冷媒が流入することがなく、この圧縮機への液バックを防止することができる。また、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒の吐出量を抑制しているので、空調負荷の減少で停止した室外機の室外熱交換器に、切替不良の四方弁を通じて寝込む冷媒量を減ずることができる。
さらに、室外膨張弁の弁開度を調整することによって、室外機起動前の冷媒温度と室外機起動後の冷媒温度との温度差が顕著となる。このため、温度差に基づいて行われる確認制御を正確に行うことができる。また、上記制御の繰り返し数がカウントされ、その数の増加に伴い、上記温度差を顕著にするための制御が行われる。この制御では、例えば１回目に上記確認が可能になれば、その１回で確認制御を終了することが可能になり、これによれば、上記確認を早期に終了することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１において、１は空気調和機を示している。この空気調和機１には２台の室外機３ａ、３ｂと２台の室内機５ａ、５ｂとが、一つの冷媒配管系に備えられている。室外機３ａ、３ｂには、圧縮機７ａ、７ｂが設けられており、圧縮機７ａ、７ｂにはカップリング２ａ、２ｂを介して、駆動源であるガスエンジン４ａ、４ｂが接続されている。このガスエンジン４ａ、４ｂは、回転数可変に構成されており、圧縮機７ａ、７ｂは、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を増減させることによって、冷媒吐出量を増減可能な能力可変型となっている。
【００２３】
ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は、エンジンに供給されるガス燃料を増減させることによって調整される。
【００２４】
また、圧縮機７ａ、７ｂには、吐出管８ａ、８ｂと吸込管１０ａ、１０ｂとが接続されている。吐出管８ａ、８ｂには、冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁９ａ、９ｂが設けられている。また、吐出管８ａ、８ｂと吸込管１０ａ、１０ｂとの間には、バイパス管が配管され、このバイパス管にはバイパス弁１６ａ、１６ｂが設けられている。このバイパス弁１６ａ、１６ｂは、弁開度を調整することによって、冷媒循環量を調整可能な構成となっている。
【００２５】
冷房運転時の冷媒の流れ（実線で示す。）に沿って配管の接続関係を説明すると、四方弁９ａ、９ｂには、室外熱交換器１１ａ、１１ｂが接続されており、この実施の形態では、室外熱交換器１１ａ、１１ｂに室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂが接続されている。この室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂには、室外膨張弁１５ａ、１５ｂが接続されている。１７ａ、１７ｂは室外送風機である。室外膨張弁１５ａ、１５ｂには冷媒配管１９ａを介して、室内機５ａ、５ｂの室内膨張弁２１ａ、２１ｂが接続され、この室内膨張弁２１ａ、２１ｂには、室内熱交換器２３ａ、２３ｂが接続されている。２５ａ、２５ｂは室内送風機である。室内熱交換器２３ａ、２３ｂには冷媒配管１９ｂを介して、室外機３ａ、３ｂの四方弁９ａ、９ｂが接続され、この四方弁９ａ、９ｂにはアキュムレータ２７ａ、２７ｂが接続されている。アキュムレータ２７ａ、２７ｂには、圧縮機７ａ、７ｂの吸込管１０ａ、１０ｂが接続されている。
【００２６】
暖房運転時の冷媒の流れ（点線で示す。）に沿って配管の接続関係を説明すると、四方弁９ａ、９ｂには、冷媒配管１９ｂを介して室内熱交換器２３ａ、２３ｂが接続されている。この室内熱交換器２３ａ、２３ｂには、室内膨張弁２１ａ、２１ｂが接続され、この室内膨張弁２１ａ、２１ｂには、冷媒配管１９ａを介して、室外膨張弁１５ａ、１５ｂが接続されている。この室外膨張弁１５ａ、１５ｂには、室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂが接続され、室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂには、室外熱交換器１１ａ、１１ｂが接続されている。この室外熱交換器１１ａ、１１ｂには四方弁９ａ、９ｂが接続され、この四方弁９ａ、９ｂにはアキュムレータ２７ａ、２７ｂが接続され、このアキュムレータ２７ａ、２７ｂには圧縮機７の吸込管１０ａ、１０ｂが接続されている。
【００２７】
又、室外機３ａには、制御器２９が設けられている。この制御器２９は室外機３ａ、３ｂの四方弁９ａ、９ｂと室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂとガスエンジン４ａ、４ｂとに制御線を介して接続されている。
【００２８】
この制御器２９は、図２に示すフローチャートに従って、空気調和機１を制御する。
【００２９】
図２において、室内機５ａ又は５ｂから運転開始命令が出力され、制御が開始される（Ｓ１）。
【００３０】
四方弁確認制御は、室外機３ａ、３ｂ毎に独立して行われる。この場合の確認制御は、各室外機共に同じ手法によるので、以下、室外機３ａについてのみ説明する。
【００３１】
室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂの起動に先立ち、予め、室外熱交換器温度センサ１３ａによって冷媒温度を検出する。この冷媒温度は制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始前冷媒温度Ｔ１℃として記憶される（Ｓ２）。
【００３２】
この温度を記録した後に、全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂが起動される（Ｓ３）。このガスエンジン４ａ、４ｂの起動は、エンジンに付設された回転数検出センサ（図示せず）によって、当該エンジンの回転数が所定回転数に到達したことを検出することにより確認される。
【００３３】
この起動時には、全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂのエンジン始動が確認されるまで、いわゆるエンジン完爆が確認されるまで、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は約８００ｒｐｍに維持される。
【００３４】
ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を起動直後から急上昇させると、エンジンの寿命を短くしてしまうことになるので、回転数は約７００ｒｐｍ以上の例えば８００ｒｐｍの低回転数に維持される。
【００３５】
エンジン完爆が確認されると四方弁合わせ制御が実行される（Ｓ４）。この制御では、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させる命令がガスエンジン４ａ、４ｂに出力されると共に、四方弁９ａ、９ｂの現在の位置を、要求されている位置に統一させる命令が四方弁９ａ、９ｂに出力される。この制御において、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させることによって、四方弁９ａ、９ｂ内のスライド弁（図示せず）を動かすための必要な冷媒圧力を確保でき、四方弁９ａ、９ｂの位置合わせが実行可能となる。
【００３６】
ただし、この四方弁合わせ制御の実行中も、四方弁の位置を統一させる命令が出力されたにも関わらず、四方弁９ａ、９ｂの不具合等によって、四方弁９ａ、９ｂが統一されていない場合が想定されるので、この場合の液バック等の運転不良を未然に防ぐため、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は、できる限り冷媒の吐出量を抑える低回転数（１４００ｒｐｍ以下）に維持される。
【００３７】
上述したように、この実施の形態では、四方弁合わせ制御の実行中に、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を１４００ｒｐｍ以下に低回転数に維持することによって、圧縮機７ａ、７ｂの回転数を１４００ｒｐｍ以下に、低回転数に維持する、回転数制御が実行される。
【００３８】
この四方弁合わせ制御が実行された後、四方弁確認制御が、実行される。この四方弁確認制御は、運転開始前の冷媒温度と運転開始後の冷媒温度を比較して、四方弁９ａ、９ｂの位置が要求されている位置すなわち冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一されているかが確認されるものである。
まず、四方弁合わせ制御実行後、確認制御の実行時間２分間のタイマの計測が開始される（Ｓ５）。
【００３９】
次に、制御器２９のメモリ（図示せず）に基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃として仮想温度の１０００℃が設定される（Ｓ６）。
【００４０】
室外機３ａの室外熱交換器温度センサ１３ａによって、圧縮機７ａの運転開始後の冷媒温度が検出され、この冷媒温度は、制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始後冷媒温度Ｔ２℃として記憶される（Ｓ７）。この開始後温度Ｔ２℃が基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃、すなわち１０００℃より低いかどうかが判断され（Ｓ８）、低いと判断された場合には、開始後温度Ｔ２℃を基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃として記憶させる（Ｓ９）。
【００４１】
低いと判断されない場合には、Ｓ８は省略され、タイマの計測時間が２分間経過したかどうかが判断される（Ｓ１０）。２分間経過していないと判断された場合にはＳ６に戻り、再度、室外機３ａの室外熱交換器温度センサ１３ａによって、圧縮機７ａの運転開始後の冷媒温度が検出され、この冷媒温度は制御器２９のメモリ（図示せず）に開始後温度Ｔ２℃として記憶される。
【００４２】
次に、開始前温度Ｔ１℃から基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃を減算した値が所定温度より高いかどうかが判断される（Ｓ１１）。
【００４３】
この実施形態では、所定温度を１０℃としている。所定温度より高い場合には、室外機３ａの四方弁９ａの位置は暖房運転位置に切り替わっていると判断され（Ｓ１２）、所定温度より低い場合には、室外機３ａの四方弁９ａの位置は冷房運転位置に切り替わっていると判断される（Ｓ１３）。
【００４４】
Ｓ１２で、四方弁９ａの位置が暖房運転位置に切り替わっていると判断された場合、要求運転が暖房運転かどうかが判断される（Ｓ１４）。要求運転が暖房運転であると判断された場合、Ｓ１２での判断と一致するので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は正常と判断され（Ｓ１５）、要求運転が暖房運転でないと判断された場合、Ｓ１２での判断と不一致であるので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は異常と判断される（Ｓ１６）。
【００４５】
Ｓ１３で、四方弁９ａの位置が冷房運転位置に切り替わっていると判断された場合、要求運転が冷房運転かどうかが判断される（Ｓ１７）。要求運転が冷房運転であると判断された場合、Ｓ１３での判断と一致するので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は正常と判断され（Ｓ１８）、要求運転が冷房運転でないと判断された場合、Ｓ１３での判断と不一致であるので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は異常と判断される（Ｓ１９）。
【００４６】
Ｓ１５、Ｓ１８で、四方弁９ａの位置が正常であると判断された場合、室内機５ａ、５ｂからの空調負荷に応じて、ガスエンジン４ａの回転数が調整される（Ｓ２０）。
【００４７】
この実施形態では、圧縮機７ａ、７ｂが、負荷に応じた冷媒量を吐出する運転の開始前に、圧縮機７ａ、７ｂの駆動源であるガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を低速に維持し、冷媒吐出量を低く抑えて、四方弁９ａ、９ｂの位置合わせを行っている。これによれば、四方弁９ａ、９ｂの位置が統一されていないときに多量の冷媒が、異常に流れたり、室外熱交換器１１ａ、１１ｂに溜まることがなく、液バック等の異常運転を抑えることができ、安定運転状態を維持できる。
【００４８】
以上の実施形態では、各室外機３の四方弁９の位置が不一致の場合、同一の冷媒配管系を通じて、一方の室外機３から他方の室外機３に冷媒が流れ込む事態が発生し、この事態は、各室外機３を流れる冷媒の温度を検出することにより、判定が可能であることに着目してなされた。
【００４９】
この実施形態では、室外機３における室外熱交換器１１の液管側の冷媒温度を検出し、これを基準温度と比較して当該判定を行っているが、これに限定されるものではない。
【００５０】
別の実施の形態について述べる。
【００５１】
システムの構成は、図１に示す空気調和機１と略同一であり、この空気調和機１の制御器２９には、後述する四方弁合わせ判別カウンタと四方弁合わせ失敗カウンタとを備えている。
【００５２】
また、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度、及びバイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は、ステッピングモータのステップ数を増減することによって調整される。この実施の形態では、室外膨張弁１５ａ、１５ｂ及びバイパス弁１６ａ、１６ｂは４８０ステップ時に全開であり、それぞれ０ステップ時に全閉である。このシステムの他の構成は、上記実施の形態の構成と略同一であるので説明は省略する。このシステムは、図３、４に示すフローチャートに従って制御される。
【００５３】
四方弁確認制御は、室外機３ａ、３ｂ毎に独立して行われる。この場合の確認制御は、各室外機共に同じ手法によるので、以下、室外機３ａについてのみ説明する。
【００５４】
室外機３ａに運転開始命令が出力されると（Ｓ２１）、運転開始前の冷媒温度が、室外熱交換器温度センサ１３ａによって検出され、この冷媒温度は制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始前冷媒温度Ｔ１℃として記憶される（Ｓ２２）。
【００５５】
四方弁９ａ、９ｂの位置を統一させるために全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂが起動される（Ｓ２３）。この起動時には、全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂのエンジン始動が確認されるまで、いわゆるエンジン完爆が確認されるまで、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は約８００ｒｐｍに維持される。ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を起動直後から急上昇させると、エンジンの寿命を短くしてしまうことになるので、回転数は約８００ｒｐｍの低回転数に維持される。流量センサ１２ａ、１２ｂによって、冷媒の吐出が検出された時に、エンジン完爆が確認される。
【００５６】
エンジンの完爆が、確認されると、要求されている運転が暖房運転であるか否かが判断される（Ｓ２４）。暖房運転と判断された場合には、四方弁合わせ失敗カウンタの回数が０であるかどうかが判断される。０と判断された場合には、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は８０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ２６）。調整後、図４のフローチャートに示す四方弁合わせ制御が実行される（Ｓ２７）。この制御は、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させると共に、四方弁９ａ、９ｂの現在の位置を、要求されている位置に統一させる命令が四方弁９ａ、９ｂに出力されるものである。この制御において、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させることによって、四方弁９ａ、９ｂ内のスライド弁（図示せず）を動かすための必要な冷媒圧力を確保でき、四方弁９ａ、９ｂの運転位置合わせが実行可能となる。
【００５７】
四方弁合わせ制御実行後、２分タイマをスタートさせる（Ｓ２８）。このタイマは四方弁確認制御の実行時間を計測するもので、この実施の形態では、判定時間（１０秒）経過毎に後述する温度判定がなされ、２分の間に、１２回の温度判定が実行される。１０秒経過されたかが判断され（Ｓ２９）、１０秒経過したと判断された場合には運転開始後の冷媒温度が室外熱交換器温度センサ１３ａによって検出され、制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始後冷媒温度Ｔ２℃として記憶される（Ｓ３０）。この運転開始後冷媒温度Ｔ２と運転開始前冷媒温度Ｔ１とを比較して、温度判定がなされる。
【００５８】
まず、要求運転が暖房運転か否かが判断され（Ｓ３１）、暖房運転と判断された場合には、運転開始前冷媒温度Ｔ１から運転開始後冷媒温度Ｔ２が減算される。Ｔ１の方がＴ２よりも４℃以上高いと判断された場合（Ｓ３２）には、四方弁判別カウンタの数値を１加算する（Ｓ３３）と共に、Ｔ１の方がＴ２よりも１５℃以上高いかどうかが判断される（Ｓ３４）。
【００５９】
Ｔ１の方がＴ２よりも１５℃以上高いと判断された場合、判別カウンタの回数に関わらず、または、Ｓ３３において加算した判別カウンタの回数が５以上になった場合（Ｓ３５）、四方弁切替成功とみなされる（Ｓ３６）。四方弁切替成功とみなされた場合、判別カウンタはリセットされる（Ｓ３７）。
【００６０】
Ｓ３１において、要求運転が暖房運転でないと判断された場合、この場合は要求運転が冷房運転と判断され、運転開始後冷媒温度Ｔ２から運転開始前冷媒温度Ｔ１が減算される。Ｔ２の方がＴ１よりも０℃以上高いと判断された場合（Ｓ３８）には、四方弁判別カウンタの回数を１加算する（Ｓ３９）と共に、Ｔ２の方がＴ１よりも５℃以上高いかどうかが判断される（Ｓ４０）。
【００６１】
Ｔ２の方がＴ１よりも５℃以上高いと判断された場合、判別カウンタの回数に関わらず、または、Ｓ３９において加算した判別カウンタの回数が５以上になった場合（Ｓ４１）、四方弁切替成功とみなされる（Ｓ３６）。
【００６２】
四方弁切替成功とみなされ、判別カウンタがリセットされた後、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は、室内の空調負荷に応じて調整される。
【００６３】
Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３８、Ｓ４０において、温度判定の結果、条件を満たさない場合、またはＳ３５、Ｓ４１において、判別カウンタの回数が５以上にならない場合には、タイマが２分経過したかどうかが判断される（Ｓ４２）。２分経過していないと判断された場合には、Ｓ２９に戻り、再び、判定時間（１０秒）の計測が開始される。四方弁切替成功とならずに２分経過したと判断された場合には、四方弁切替失敗と判断され（Ｓ４３）、ガスエンジン４ａ、４ｂが停止され、圧縮機７ａ、７ｂの運転が停止される（Ｓ４４）。四方弁合わせ失敗カウンタの回数が１加算され（Ｓ４５）、図３に示すフローチャートのａからＳ２２に戻り、再び運転開始前の冷媒温度が、室外熱交換器温度センサ１３ａによって検出され、制御器２９のメモリ（図示せず）に保存される。
【００６４】
再び、Ｓ２４において要求運転が暖房運転かどうかが判断され、暖房運転である場合には、Ｓ２５に進む。このＳ２５では、前回とは異なり、Ｓ４５において、四方弁合わせ失敗カウンタの回数に１加算されているので、失敗カウンタの回数は０ではないと判断され、失敗カウンタの回数は１かどうかが判断される（Ｓ４６）。失敗カウンタの回数が１と判断された場合には、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は２３０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は１５０ステップに調整される（Ｓ４７）。この後再び、図４に示すフローチャートのｂに戻り、四方弁合わせ制御と四方弁確認制御とが実行される。
【００６５】
さらに、四方弁切替失敗となった場合には、図３に示すフローチャートのａからＳ２２に戻り、Ｓ２３〜Ｓ２５、Ｓ４６を経て、失敗カウンタの回数は２かどうかが判断される（Ｓ４８）。Ｓ４５で、四方弁合わせ失敗カウンタの回数に１加算されているので、失敗カウンタの回数は２になっており、Ｓ４８で、失敗カウンタの回数は２と判断され、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３２０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は６０ステップに調整される（Ｓ４９）。この後再び、図４に示すフローチャートのｂに戻り、四方弁合わせ制御と四方弁確認制御とが実行される。
【００６６】
さらに、もう一度、四方弁切替失敗となった場合には、図３に示すフローチャートのａからＳ２２に戻り、Ｓ２３〜Ｓ２５、Ｓ４６、Ｓ４８を経て、失敗カウンタの回数は３かどうかが判断される（Ｓ５０）。Ｓ４５で、四方弁合わせ失敗カウンタの回数に１加算されているので、失敗カウンタの回数は３になっており、Ｓ５０で、失敗カウンタの回数は３と判断され、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３６０に調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は２０に調整される（Ｓ５１）。この後再び、図４に示すフローチャートのｂに戻り、四方弁合わせ制御と四方弁確認制御とが実行される。
【００６７】
４回続けて、四方弁切替失敗となった場合には、Ｓ５０において、失敗カウンタの回数は３でないと判断され、失敗警報が発せられ（Ｓ５１）、失敗カウンタの回数がリセットされる（Ｓ５２）。
【００６８】
同様に、Ｓ２４において、要求運転が暖房運転でないと判断された場合には、要求運転は冷房運転であると判断され、四方弁切替失敗となった回数に応じて室外膨張弁１５ａ、１５ｂとバイパス弁１６ａ、１６ｂとの弁開度が調整される。詳述すると、四方弁切替失敗となった回数が０の場合、失敗カウンタの回数が０かどうかが判断され（Ｓ５４）、０と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は４８０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ５５）。１回、四方弁切替失敗となった場合、失敗カウンタの回数が１かどうかが判断され（Ｓ５６）、１と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３８０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ５７）。２回、四方弁切替失敗となった場合、失敗カウンタの回数が２かどうかが判断され（Ｓ５８）、２と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３００ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ５９）。３回、四方弁切替失敗となった場合、失敗カウンタの回数が３かどうかが判断され（Ｓ６０）、３と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は２５０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ６１）。
【００６９】
この実施の形態では、四方弁位置合わせ制御と確認制御とを実行する前に、四方弁切替失敗カウンタが検出する四方弁切替失敗となった回数に応じて、室外膨張弁１５ａ、１５ｂとバイパス弁１６ａ、１６ｂとの弁開度を調整することによって、室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂが検出する冷媒量が調整される。
【００７０】
この制御によれば、運転命令が出力される前の冷媒温度と運転命令が出力された後の冷媒温度との温度差が顕著となる。このため、四方弁９ａ、９ｂの要求された運転位置が統一されていない室外機３ａ、３ｂが存在した場合、確認制御手段による制御の実行中に室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂによって、例えば、１回目に確認が可能になれば、その１回で確認制御を終了することが可能になり、これによれば、確認を早期に終了することができる。
【００７１】
また、Ｓ２８〜Ｓ４５までの確認制御は、要求運転が暖房運転時には、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも一定温度高い場合に、前記四方弁判別カウンタは回数をカウントし、このカウントされた回数が一定数値以上になった時に、四方弁の位置が正確であると判定される。また、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも、一定温度よりさらに高い場合には、前記四方弁位置判別カウンタがカウントした回数に関わらず、四方弁の位置が正確であると判定される。
【００７２】
要求運転が冷房運転時には、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも一定温度低い場合に、四方弁判別カウンタは回数をカウントし、このカウントされた回数が一定数値以上になった時に、四方弁位置が正確であると判定される。また、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも、一定温度よりさらに低い場合には、前記四方弁判別カウンタのカウントした回数に関わらず、四方弁の位置が正確であると判定される。
【００７３】
また、タイマが計測する確認制御の実行時間内に、四方弁運転位置が正確であると判定されない場合には、全ての室外機３ａ、３ｂを一旦停止すると共に、四方弁切替不良カウンタは回数をカウントし、このカウントされた回数が一定数値以上になった時に、四方弁合わせ失敗の警報を発する。
【００７４】
これらによれば、判定時間（１０秒）毎に、運転開始命令が出力された後の温度を検出し、検出された温度と運転開始命令が出力される前の温度との温度差が顕著な場合には、四方弁確認制御の実行時間（２分間）が経過する前に四方弁９ａ、９ｂの位置が統一されているか否かが確認できる。このため、四方弁９ａ、９ｂの位置が統一されている場合には、例えば、１回目に１０秒で確認が可能になり、この１回で確認制御を終了することが可能になり、これによれば確認制御を早期に終了することができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、四方弁合わせ制御及び／又は確認制御が、圧縮機の回転数を低回転数とした状態で実行されるので、冷媒循環量が減少し、これによって四方弁の位置が統一されていない室外機が存在したとしても、位置不統一の四方弁を通じて圧縮機に多量の液冷媒が流入することがなく、この圧縮機への液バックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態を示す空気調和機の回路図である。
【図２】四方弁の位置合わせのフローチャートである。
【図３】別の実施形態の四方弁の位置合わせのフローチャートである。
【図４】別の実施形態の四方弁の位置合わせのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 空気調和機
３ａ、３ｂ 室外機
５ａ、５ｂ 室内機
７ａ、７ｂ 圧縮機
９ａ、９ｂ 四方弁
１２ａ、１２ｂ 吐出管
１４ａ、１４ｂ 吸込管
１５ａ、１５ｂ 室外膨張弁
１６ａ、１６ｂ バイパス弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの冷媒配管系に接続された複数の室外機と、複数の室内機とを備え、各室外機には四方弁を備えた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、一つの冷媒配管系に接続された複数の室外機と、当該冷媒配管系に並列に接続された複数の室内機とを備え、各室外機には冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁を備え、室外機起動時に全室外機の四方弁の運転位置を冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一制御する四方弁合わせ制御手段を備えた空気調和機が知られている。
【０００３】
この種の空気調和機では、四方弁合わせ制御を行う場合、室外機の圧縮機を起動して冷媒を吐出させて行う。
【０００４】
この四方弁の構造が、冷媒流路を切り替えるスライド弁を含み、このスライド弁が圧縮機から吐出された冷媒の圧力によって移動して冷媒流路が切り替わる構成となっているためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、四方弁合わせ制御が実行されても例えばスライド弁の動きが渋く四方弁の位置が統一されない場合がある。
【０００６】
この場合、室外機は、四方弁の位置が統一されたものとして運転を継続し、これが継続されると、一方の室外機の圧縮機の吐出管から他方の室外機の圧縮機の吸込管に冷媒が流れたりして、運転が不安定になり、ひいては圧縮機に液バックが発生し、圧縮機が破損する等の問題がある。
【０００７】
また、四方弁の位置が統一されずに室外機の運転が継続された場合、その後の空調負荷の減少で、いずれかの室外機の運転を停止させる場合がある。この場合、停止中の室外機に四方弁を通じて冷媒が流れ込み、そこに冷媒が寝込み、運転中の室外機が冷媒不足になるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、四方弁合わせ制御を実行している最中に、液バックが発生したり、室外熱交換器に冷媒が寝込んだりすることがない空気調和機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、一つの冷媒配管系に接続される複数の室外機と、当該冷媒配管系に並列に接続される複数の室内機とを備え、各室外機には冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁を備え、室外機起動時に全室外機の前記四方弁位置を冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一制御する四方弁合わせ制御手段を備えた空気調和機において、この四方弁合わせ制御手段による制御を実行した後、前記四方弁位置が冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一されたか否かを確認する確認制御手段を備え、前記各室外機は、それぞれ回転数可変による能力可変型の圧縮機と、前記室外機における室外熱交換器の液管側の冷媒温度を検出する温度センサと、前記圧縮機の吐出管及び吸込管を結ぶ管路間に設けられ、前記温度センサで検出された室外機起動前の冷媒温度と室外機起動後の冷媒温度との温度差が顕著になるように冷媒量を調整するバイパス弁と、室外膨張弁と、を備え、前記四方弁合わせ制御手段、及び前記確認制御手段による制御の実行中に前記回転数を所定の低回転数に維持する回転数制御手段を設け、前記確認制御手段による確認の結果、四方弁位置が統一されていないと確認された場合は、前記四方弁位置合わせ制御と前記四方弁位置の統一確認制御とを再度実行し、これらの制御が繰り返し実行された場合、その繰り返し数がカウントされ、その数の増加に伴い、前記冷媒量調整手段は、暖房運転時では、室外膨張弁の弁開度を現時点の弁開度より大きく、バイパス弁の弁開度を現時点の弁開度より小さく制御し、冷房運転時では、室外膨張弁の弁開度を現時点の弁開度より小さく制御する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明では、四方弁合わせ制御手段による制御の実行中に、圧縮機の回転数を所定の低回転数に維持するので、冷媒循環量が減少し、圧縮機への戻り冷媒量が少なくなる。
【００１１】
従って、四方弁合わせ制御手段による制御を実行中に、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒循環量が少ないため、一方の室外機の圧縮機から他方の室外機の圧縮機の吸込管に多量の冷媒が流入することがなく、この圧縮機への液バックを防止することができる。また、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒の吐出量を抑制しているので、空調負荷の減少で停止した室外機の室外熱交換器に、切替不良の四方弁を通じて寝込む冷媒量を減ずることができる。
また、四方弁合わせ制御手段による制御に加えて、確認制御手段による確認制御の最中にも、圧縮機の回転数を所定の低回転数に維持する。これによれば、冷媒循環量が減少し、圧縮機への戻り冷媒量が少なくなる。従って、四方弁合わせ制御手段、及び確認制御手段による制御を実行中に、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒循環量が少ないため、一方の室外機の圧縮機から他方の室外機の圧縮機の吸込管に多量の冷媒が流入することがなく、この圧縮機への液バックを防止することができる。また、四方弁の位置が統一されていない四方弁が存在しても、冷媒の吐出量を抑制しているので、空調負荷の減少で停止した室外機の室外熱交換器に、切替不良の四方弁を通じて寝込む冷媒量を減ずることができる。
さらに、室外膨張弁の弁開度を調整することによって、室外機起動前の冷媒温度と室外機起動後の冷媒温度との温度差が顕著となる。このため、温度差に基づいて行われる確認制御を正確に行うことができる。また、上記制御の繰り返し数がカウントされ、その数の増加に伴い、上記温度差を顕著にするための制御が行われる。この制御では、例えば１回目に上記確認が可能になれば、その１回で確認制御を終了することが可能になり、これによれば、上記確認を早期に終了することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１において、１は空気調和機を示している。この空気調和機１には２台の室外機３ａ、３ｂと２台の室内機５ａ、５ｂとが、一つの冷媒配管系に備えられている。室外機３ａ、３ｂには、圧縮機７ａ、７ｂが設けられており、圧縮機７ａ、７ｂにはカップリング２ａ、２ｂを介して、駆動源であるガスエンジン４ａ、４ｂが接続されている。このガスエンジン４ａ、４ｂは、回転数可変に構成されており、圧縮機７ａ、７ｂは、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を増減させることによって、冷媒吐出量を増減可能な能力可変型となっている。
【００２３】
ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は、エンジンに供給されるガス燃料を増減させることによって調整される。
【００２４】
また、圧縮機７ａ、７ｂには、吐出管８ａ、８ｂと吸込管１０ａ、１０ｂとが接続されている。吐出管８ａ、８ｂには、冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁９ａ、９ｂが設けられている。また、吐出管８ａ、８ｂと吸込管１０ａ、１０ｂとの間には、バイパス管が配管され、このバイパス管にはバイパス弁１６ａ、１６ｂが設けられている。このバイパス弁１６ａ、１６ｂは、弁開度を調整することによって、冷媒循環量を調整可能な構成となっている。
【００２５】
冷房運転時の冷媒の流れ（実線で示す。）に沿って配管の接続関係を説明すると、四方弁９ａ、９ｂには、室外熱交換器１１ａ、１１ｂが接続されており、この実施の形態では、室外熱交換器１１ａ、１１ｂに室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂが接続されている。この室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂには、室外膨張弁１５ａ、１５ｂが接続されている。１７ａ、１７ｂは室外送風機である。室外膨張弁１５ａ、１５ｂには冷媒配管１９ａを介して、室内機５ａ、５ｂの室内膨張弁２１ａ、２１ｂが接続され、この室内膨張弁２１ａ、２１ｂには、室内熱交換器２３ａ、２３ｂが接続されている。２５ａ、２５ｂは室内送風機である。室内熱交換器２３ａ、２３ｂには冷媒配管１９ｂを介して、室外機３ａ、３ｂの四方弁９ａ、９ｂが接続され、この四方弁９ａ、９ｂにはアキュムレータ２７ａ、２７ｂが接続されている。アキュムレータ２７ａ、２７ｂには、圧縮機７ａ、７ｂの吸込管１０ａ、１０ｂが接続されている。
【００２６】
暖房運転時の冷媒の流れ（点線で示す。）に沿って配管の接続関係を説明すると、四方弁９ａ、９ｂには、冷媒配管１９ｂを介して室内熱交換器２３ａ、２３ｂが接続されている。この室内熱交換器２３ａ、２３ｂには、室内膨張弁２１ａ、２１ｂが接続され、この室内膨張弁２１ａ、２１ｂには、冷媒配管１９ａを介して、室外膨張弁１５ａ、１５ｂが接続されている。この室外膨張弁１５ａ、１５ｂには、室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂが接続され、室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂには、室外熱交換器１１ａ、１１ｂが接続されている。この室外熱交換器１１ａ、１１ｂには四方弁９ａ、９ｂが接続され、この四方弁９ａ、９ｂにはアキュムレータ２７ａ、２７ｂが接続され、このアキュムレータ２７ａ、２７ｂには圧縮機７の吸込管１０ａ、１０ｂが接続されている。
【００２７】
又、室外機３ａには、制御器２９が設けられている。この制御器２９は室外機３ａ、３ｂの四方弁９ａ、９ｂと室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂとガスエンジン４ａ、４ｂとに制御線を介して接続されている。
【００２８】
この制御器２９は、図２に示すフローチャートに従って、空気調和機１を制御する。
【００２９】
図２において、室内機５ａ又は５ｂから運転開始命令が出力され、制御が開始される（Ｓ１）。
【００３０】
四方弁確認制御は、室外機３ａ、３ｂ毎に独立して行われる。この場合の確認制御は、各室外機共に同じ手法によるので、以下、室外機３ａについてのみ説明する。
【００３１】
室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂの起動に先立ち、予め、室外熱交換器温度センサ１３ａによって冷媒温度を検出する。この冷媒温度は制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始前冷媒温度Ｔ１℃として記憶される（Ｓ２）。
【００３２】
この温度を記録した後に、全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂが起動される（Ｓ３）。このガスエンジン４ａ、４ｂの起動は、エンジンに付設された回転数検出センサ（図示せず）によって、当該エンジンの回転数が所定回転数に到達したことを検出することにより確認される。
【００３３】
この起動時には、全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂのエンジン始動が確認されるまで、いわゆるエンジン完爆が確認されるまで、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は約８００ｒｐｍに維持される。
【００３４】
ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を起動直後から急上昇させると、エンジンの寿命を短くしてしまうことになるので、回転数は約７００ｒｐｍ以上の例えば８００ｒｐｍの低回転数に維持される。
【００３５】
エンジン完爆が確認されると四方弁合わせ制御が実行される（Ｓ４）。この制御では、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させる命令がガスエンジン４ａ、４ｂに出力されると共に、四方弁９ａ、９ｂの現在の位置を、要求されている位置に統一させる命令が四方弁９ａ、９ｂに出力される。この制御において、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させることによって、四方弁９ａ、９ｂ内のスライド弁（図示せず）を動かすための必要な冷媒圧力を確保でき、四方弁９ａ、９ｂの位置合わせが実行可能となる。
【００３６】
ただし、この四方弁合わせ制御の実行中も、四方弁の位置を統一させる命令が出力されたにも関わらず、四方弁９ａ、９ｂの不具合等によって、四方弁９ａ、９ｂが統一されていない場合が想定されるので、この場合の液バック等の運転不良を未然に防ぐため、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は、できる限り冷媒の吐出量を抑える低回転数（１４００ｒｐｍ以下）に維持される。
【００３７】
上述したように、この実施の形態では、四方弁合わせ制御の実行中に、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を１４００ｒｐｍ以下に低回転数に維持することによって、圧縮機７ａ、７ｂの回転数を１４００ｒｐｍ以下に、低回転数に維持する、回転数制御が実行される。
【００３８】
この四方弁合わせ制御が実行された後、四方弁確認制御が、実行される。この四方弁確認制御は、運転開始前の冷媒温度と運転開始後の冷媒温度を比較して、四方弁９ａ、９ｂの位置が要求されている位置すなわち冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一されているかが確認されるものである。
まず、四方弁合わせ制御実行後、確認制御の実行時間２分間のタイマの計測が開始される（Ｓ５）。
【００３９】
次に、制御器２９のメモリ（図示せず）に基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃として仮想温度の１０００℃が設定される（Ｓ６）。
【００４０】
室外機３ａの室外熱交換器温度センサ１３ａによって、圧縮機７ａの運転開始後の冷媒温度が検出され、この冷媒温度は、制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始後冷媒温度Ｔ２℃として記憶される（Ｓ７）。この開始後温度Ｔ２℃が基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃、すなわち１０００℃より低いかどうかが判断され（Ｓ８）、低いと判断された場合には、開始後温度Ｔ２℃を基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃として記憶させる（Ｓ９）。
【００４１】
低いと判断されない場合には、Ｓ８は省略され、タイマの計測時間が２分間経過したかどうかが判断される（Ｓ１０）。２分間経過していないと判断された場合にはＳ６に戻り、再度、室外機３ａの室外熱交換器温度センサ１３ａによって、圧縮機７ａの運転開始後の冷媒温度が検出され、この冷媒温度は制御器２９のメモリ（図示せず）に開始後温度Ｔ２℃として記憶される。
【００４２】
次に、開始前温度Ｔ１℃から基準温度Ｍｉｎ（Ｔ２）℃を減算した値が所定温度より高いかどうかが判断される（Ｓ１１）。
【００４３】
この実施形態では、所定温度を１０℃としている。所定温度より高い場合には、室外機３ａの四方弁９ａの位置は暖房運転位置に切り替わっていると判断され（Ｓ１２）、所定温度より低い場合には、室外機３ａの四方弁９ａの位置は冷房運転位置に切り替わっていると判断される（Ｓ１３）。
【００４４】
Ｓ１２で、四方弁９ａの位置が暖房運転位置に切り替わっていると判断された場合、要求運転が暖房運転かどうかが判断される（Ｓ１４）。要求運転が暖房運転であると判断された場合、Ｓ１２での判断と一致するので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は正常と判断され（Ｓ１５）、要求運転が暖房運転でないと判断された場合、Ｓ１２での判断と不一致であるので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は異常と判断される（Ｓ１６）。
【００４５】
Ｓ１３で、四方弁９ａの位置が冷房運転位置に切り替わっていると判断された場合、要求運転が冷房運転かどうかが判断される（Ｓ１７）。要求運転が冷房運転であると判断された場合、Ｓ１３での判断と一致するので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は正常と判断され（Ｓ１８）、要求運転が冷房運転でないと判断された場合、Ｓ１３での判断と不一致であるので、室外機３ａの四方弁９ａの位置は異常と判断される（Ｓ１９）。
【００４６】
Ｓ１５、Ｓ１８で、四方弁９ａの位置が正常であると判断された場合、室内機５ａ、５ｂからの空調負荷に応じて、ガスエンジン４ａの回転数が調整される（Ｓ２０）。
【００４７】
この実施形態では、圧縮機７ａ、７ｂが、負荷に応じた冷媒量を吐出する運転の開始前に、圧縮機７ａ、７ｂの駆動源であるガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を低速に維持し、冷媒吐出量を低く抑えて、四方弁９ａ、９ｂの位置合わせを行っている。これによれば、四方弁９ａ、９ｂの位置が統一されていないときに多量の冷媒が、異常に流れたり、室外熱交換器１１ａ、１１ｂに溜まることがなく、液バック等の異常運転を抑えることができ、安定運転状態を維持できる。
【００４８】
以上の実施形態では、各室外機３の四方弁９の位置が不一致の場合、同一の冷媒配管系を通じて、一方の室外機３から他方の室外機３に冷媒が流れ込む事態が発生し、この事態は、各室外機３を流れる冷媒の温度を検出することにより、判定が可能であることに着目してなされた。
【００４９】
この実施形態では、室外機３における室外熱交換器１１の液管側の冷媒温度を検出し、これを基準温度と比較して当該判定を行っているが、これに限定されるものではない。
【００５０】
別の実施の形態について述べる。
【００５１】
システムの構成は、図１に示す空気調和機１と略同一であり、この空気調和機１の制御器２９には、後述する四方弁合わせ判別カウンタと四方弁合わせ失敗カウンタとを備えている。
【００５２】
また、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度、及びバイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は、ステッピングモータのステップ数を増減することによって調整される。この実施の形態では、室外膨張弁１５ａ、１５ｂ及びバイパス弁１６ａ、１６ｂは４８０ステップ時に全開であり、それぞれ０ステップ時に全閉である。このシステムの他の構成は、上記実施の形態の構成と略同一であるので説明は省略する。このシステムは、図３、４に示すフローチャートに従って制御される。
【００５３】
四方弁確認制御は、室外機３ａ、３ｂ毎に独立して行われる。この場合の確認制御は、各室外機共に同じ手法によるので、以下、室外機３ａについてのみ説明する。
【００５４】
室外機３ａに運転開始命令が出力されると（Ｓ２１）、運転開始前の冷媒温度が、室外熱交換器温度センサ１３ａによって検出され、この冷媒温度は制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始前冷媒温度Ｔ１℃として記憶される（Ｓ２２）。
【００５５】
四方弁９ａ、９ｂの位置を統一させるために全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂが起動される（Ｓ２３）。この起動時には、全ての室外機３ａ、３ｂのガスエンジン４ａ、４ｂのエンジン始動が確認されるまで、いわゆるエンジン完爆が確認されるまで、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は約８００ｒｐｍに維持される。ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を起動直後から急上昇させると、エンジンの寿命を短くしてしまうことになるので、回転数は約８００ｒｐｍの低回転数に維持される。流量センサ１２ａ、１２ｂによって、冷媒の吐出が検出された時に、エンジン完爆が確認される。
【００５６】
エンジンの完爆が、確認されると、要求されている運転が暖房運転であるか否かが判断される（Ｓ２４）。暖房運転と判断された場合には、四方弁合わせ失敗カウンタの回数が０であるかどうかが判断される。０と判断された場合には、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は８０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ２６）。調整後、図４のフローチャートに示す四方弁合わせ制御が実行される（Ｓ２７）。この制御は、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させると共に、四方弁９ａ、９ｂの現在の位置を、要求されている位置に統一させる命令が四方弁９ａ、９ｂに出力されるものである。この制御において、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数を約１４００ｒｐｍまで上昇させることによって、四方弁９ａ、９ｂ内のスライド弁（図示せず）を動かすための必要な冷媒圧力を確保でき、四方弁９ａ、９ｂの運転位置合わせが実行可能となる。
【００５７】
四方弁合わせ制御実行後、２分タイマをスタートさせる（Ｓ２８）。このタイマは四方弁確認制御の実行時間を計測するもので、この実施の形態では、判定時間（１０秒）経過毎に後述する温度判定がなされ、２分の間に、１２回の温度判定が実行される。１０秒経過されたかが判断され（Ｓ２９）、１０秒経過したと判断された場合には運転開始後の冷媒温度が室外熱交換器温度センサ１３ａによって検出され、制御器２９のメモリ（図示せず）に運転開始後冷媒温度Ｔ２℃として記憶される（Ｓ３０）。この運転開始後冷媒温度Ｔ２と運転開始前冷媒温度Ｔ１とを比較して、温度判定がなされる。
【００５８】
まず、要求運転が暖房運転か否かが判断され（Ｓ３１）、暖房運転と判断された場合には、運転開始前冷媒温度Ｔ１から運転開始後冷媒温度Ｔ２が減算される。Ｔ１の方がＴ２よりも４℃以上高いと判断された場合（Ｓ３２）には、四方弁判別カウンタの数値を１加算する（Ｓ３３）と共に、Ｔ１の方がＴ２よりも１５℃以上高いかどうかが判断される（Ｓ３４）。
【００５９】
Ｔ１の方がＴ２よりも１５℃以上高いと判断された場合、判別カウンタの回数に関わらず、または、Ｓ３３において加算した判別カウンタの回数が５以上になった場合（Ｓ３５）、四方弁切替成功とみなされる（Ｓ３６）。四方弁切替成功とみなされた場合、判別カウンタはリセットされる（Ｓ３７）。
【００６０】
Ｓ３１において、要求運転が暖房運転でないと判断された場合、この場合は要求運転が冷房運転と判断され、運転開始後冷媒温度Ｔ２から運転開始前冷媒温度Ｔ１が減算される。Ｔ２の方がＴ１よりも０℃以上高いと判断された場合（Ｓ３８）には、四方弁判別カウンタの回数を１加算する（Ｓ３９）と共に、Ｔ２の方がＴ１よりも５℃以上高いかどうかが判断される（Ｓ４０）。
【００６１】
Ｔ２の方がＴ１よりも５℃以上高いと判断された場合、判別カウンタの回数に関わらず、または、Ｓ３９において加算した判別カウンタの回数が５以上になった場合（Ｓ４１）、四方弁切替成功とみなされる（Ｓ３６）。
【００６２】
四方弁切替成功とみなされ、判別カウンタがリセットされた後、ガスエンジン４ａ、４ｂの回転数は、室内の空調負荷に応じて調整される。
【００６３】
Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３８、Ｓ４０において、温度判定の結果、条件を満たさない場合、またはＳ３５、Ｓ４１において、判別カウンタの回数が５以上にならない場合には、タイマが２分経過したかどうかが判断される（Ｓ４２）。２分経過していないと判断された場合には、Ｓ２９に戻り、再び、判定時間（１０秒）の計測が開始される。四方弁切替成功とならずに２分経過したと判断された場合には、四方弁切替失敗と判断され（Ｓ４３）、ガスエンジン４ａ、４ｂが停止され、圧縮機７ａ、７ｂの運転が停止される（Ｓ４４）。四方弁合わせ失敗カウンタの回数が１加算され（Ｓ４５）、図３に示すフローチャートのａからＳ２２に戻り、再び運転開始前の冷媒温度が、室外熱交換器温度センサ１３ａによって検出され、制御器２９のメモリ（図示せず）に保存される。
【００６４】
再び、Ｓ２４において要求運転が暖房運転かどうかが判断され、暖房運転である場合には、Ｓ２５に進む。このＳ２５では、前回とは異なり、Ｓ４５において、四方弁合わせ失敗カウンタの回数に１加算されているので、失敗カウンタの回数は０ではないと判断され、失敗カウンタの回数は１かどうかが判断される（Ｓ４６）。失敗カウンタの回数が１と判断された場合には、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は２３０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は１５０ステップに調整される（Ｓ４７）。この後再び、図４に示すフローチャートのｂに戻り、四方弁合わせ制御と四方弁確認制御とが実行される。
【００６５】
さらに、四方弁切替失敗となった場合には、図３に示すフローチャートのａからＳ２２に戻り、Ｓ２３〜Ｓ２５、Ｓ４６を経て、失敗カウンタの回数は２かどうかが判断される（Ｓ４８）。Ｓ４５で、四方弁合わせ失敗カウンタの回数に１加算されているので、失敗カウンタの回数は２になっており、Ｓ４８で、失敗カウンタの回数は２と判断され、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３２０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は６０ステップに調整される（Ｓ４９）。この後再び、図４に示すフローチャートのｂに戻り、四方弁合わせ制御と四方弁確認制御とが実行される。
【００６６】
さらに、もう一度、四方弁切替失敗となった場合には、図３に示すフローチャートのａからＳ２２に戻り、Ｓ２３〜Ｓ２５、Ｓ４６、Ｓ４８を経て、失敗カウンタの回数は３かどうかが判断される（Ｓ５０）。Ｓ４５で、四方弁合わせ失敗カウンタの回数に１加算されているので、失敗カウンタの回数は３になっており、Ｓ５０で、失敗カウンタの回数は３と判断され、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３６０に調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は２０に調整される（Ｓ５１）。この後再び、図４に示すフローチャートのｂに戻り、四方弁合わせ制御と四方弁確認制御とが実行される。
【００６７】
４回続けて、四方弁切替失敗となった場合には、Ｓ５０において、失敗カウンタの回数は３でないと判断され、失敗警報が発せられ（Ｓ５１）、失敗カウンタの回数がリセットされる（Ｓ５２）。
【００６８】
同様に、Ｓ２４において、要求運転が暖房運転でないと判断された場合には、要求運転は冷房運転であると判断され、四方弁切替失敗となった回数に応じて室外膨張弁１５ａ、１５ｂとバイパス弁１６ａ、１６ｂとの弁開度が調整される。詳述すると、四方弁切替失敗となった回数が０の場合、失敗カウンタの回数が０かどうかが判断され（Ｓ５４）、０と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は４８０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ５５）。１回、四方弁切替失敗となった場合、失敗カウンタの回数が１かどうかが判断され（Ｓ５６）、１と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３８０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ５７）。２回、四方弁切替失敗となった場合、失敗カウンタの回数が２かどうかが判断され（Ｓ５８）、２と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は３００ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ５９）。３回、四方弁切替失敗となった場合、失敗カウンタの回数が３かどうかが判断され（Ｓ６０）、３と判断された場合、室外膨張弁１５ａ、１５ｂの弁開度は２５０ステップに調整され、バイパス弁１６ａ、１６ｂの弁開度は３００ステップに調整される（Ｓ６１）。
【００６９】
この実施の形態では、四方弁位置合わせ制御と確認制御とを実行する前に、四方弁切替失敗カウンタが検出する四方弁切替失敗となった回数に応じて、室外膨張弁１５ａ、１５ｂとバイパス弁１６ａ、１６ｂとの弁開度を調整することによって、室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂが検出する冷媒量が調整される。
【００７０】
この制御によれば、運転命令が出力される前の冷媒温度と運転命令が出力された後の冷媒温度との温度差が顕著となる。このため、四方弁９ａ、９ｂの要求された運転位置が統一されていない室外機３ａ、３ｂが存在した場合、確認制御手段による制御の実行中に室外熱交換器温度センサ１３ａ、１３ｂによって、例えば、１回目に確認が可能になれば、その１回で確認制御を終了することが可能になり、これによれば、確認を早期に終了することができる。
【００７１】
また、Ｓ２８〜Ｓ４５までの確認制御は、要求運転が暖房運転時には、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも一定温度高い場合に、前記四方弁判別カウンタは回数をカウントし、このカウントされた回数が一定数値以上になった時に、四方弁の位置が正確であると判定される。また、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも、一定温度よりさらに高い場合には、前記四方弁位置判別カウンタがカウントした回数に関わらず、四方弁の位置が正確であると判定される。
【００７２】
要求運転が冷房運転時には、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも一定温度低い場合に、四方弁判別カウンタは回数をカウントし、このカウントされた回数が一定数値以上になった時に、四方弁位置が正確であると判定される。また、運転命令が出力される前の冷媒温度が、運転命令が出力された後の冷媒温度よりも、一定温度よりさらに低い場合には、前記四方弁判別カウンタのカウントした回数に関わらず、四方弁の位置が正確であると判定される。
【００７３】
また、タイマが計測する確認制御の実行時間内に、四方弁運転位置が正確であると判定されない場合には、全ての室外機３ａ、３ｂを一旦停止すると共に、四方弁切替不良カウンタは回数をカウントし、このカウントされた回数が一定数値以上になった時に、四方弁合わせ失敗の警報を発する。
【００７４】
これらによれば、判定時間（１０秒）毎に、運転開始命令が出力された後の温度を検出し、検出された温度と運転開始命令が出力される前の温度との温度差が顕著な場合には、四方弁確認制御の実行時間（２分間）が経過する前に四方弁９ａ、９ｂの位置が統一されているか否かが確認できる。このため、四方弁９ａ、９ｂの位置が統一されている場合には、例えば、１回目に１０秒で確認が可能になり、この１回で確認制御を終了することが可能になり、これによれば確認制御を早期に終了することができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、四方弁合わせ制御及び／又は確認制御が、圧縮機の回転数を低回転数とした状態で実行されるので、冷媒循環量が減少し、これによって四方弁の位置が統一されていない室外機が存在したとしても、位置不統一の四方弁を通じて圧縮機に多量の液冷媒が流入することがなく、この圧縮機への液バックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態を示す空気調和機の回路図である。
【図２】四方弁の位置合わせのフローチャートである。
【図３】別の実施形態の四方弁の位置合わせのフローチャートである。
【図４】別の実施形態の四方弁の位置合わせのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 空気調和機
３ａ、３ｂ 室外機
５ａ、５ｂ 室内機
７ａ、７ｂ 圧縮機
９ａ、９ｂ 四方弁
１２ａ、１２ｂ 吐出管
１４ａ、１４ｂ 吸込管
１５ａ、１５ｂ 室外膨張弁
１６ａ、１６ｂ バイパス弁
Claims (1)
- 一つの冷媒配管系に接続される複数の室外機と、当該冷媒配管系に並列に接続される複数の室内機とを備え、各室外機には冷房運転位置と暖房運転位置間で切り替わる四方弁を備え、室外機起動時に全室外機の前記四方弁位置を冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一制御する四方弁合わせ制御手段を備えた空気調和機において、
この四方弁合わせ制御手段による制御を実行した後、前記四方弁位置が冷房運転位置或いは暖房運転位置のいずれかに統一されたか否かを確認する確認制御手段を備え、
前記各室外機は、
それぞれ回転数可変による能力可変型の圧縮機と、
前記室外機における室外熱交換器の液管側の冷媒温度を検出する温度センサと、
前記圧縮機の吐出管及び吸込管を結ぶ管路間に設けられ、前記温度センサで検出された室外機起動前の冷媒温度と室外機起動後の冷媒温度との温度差が顕著になるように冷媒量を調整するバイパス弁と、室外膨張弁と、を備え、前記四方弁合わせ制御手段、及び前記確認制御手段による制御の実行中に前記回転数を所定の低回転数に維持する回転数制御手段を設け、
前記確認制御手段による確認の結果、四方弁位置が統一されていないと確認された場合は、前記四方弁位置合わせ制御と前記四方弁位置の統一確認制御とを再度実行し、これらの制御が繰り返し実行された場合、その繰り返し数がカウントされ、その数の増加に伴い、前記冷媒量調整手段は、暖房運転時では、室外膨張弁の弁開度を現時点の弁開度より大きく、バイパス弁の弁開度を現時点の弁開度より小さく制御し、冷房運転時では、室外膨張弁の弁開度を現時点の弁開度より小さく制御する、ことを特徴とする空気調和機。
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-
1999
- 1999-11-10 JP JP31912999A patent/JP3754250B2/ja not_active Expired - Lifetime
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