JP3864742B2

JP3864742B2 - 多室形空気調和機

Info

Publication number: JP3864742B2
Application number: JP2001307038A
Authority: JP
Inventors: 伸至武内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2021-10-03
Also published as: JP2003114043A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多室形空気調和機に係り、特に冷房運転に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多室形空気調和機(マルチエアコン)は、特公昭５７−１２９５０号公報(文献１)に記載されているように、室外機に圧縮機と室外熱交換器を備え、分岐管によって複数の室内機とを冷媒管によって連結して、分岐された冷媒管毎に全閉可能な開閉弁(膨張弁)を設けることで、複数の室内機が個々に運転若しくは停止を選択することができる。
【０００３】
ところで、多室形空気調和機でない空気調和機において、冷房運転中に室内熱交換器が着霜(氷結)してしまう、若しくは着霜の可能性が大きくなったことを検知して圧縮機の運転を停止することが知られている（特開平４−３２４０４８号公報（文献２）、特開平１１−２６４５９４号公報（文献３））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献２および文献３に記載の技術は、多室形空気調和機を対象とするものではなく、以下に説明する多室形特有の技術課題を解決するものではなかった。
【０００５】
すなわち、文献１に記載されているような多室形空気調和機において、複数の室内機の全てを冷房運転するのではなく、少なくとも１台の室内機の冷房運転を停止させたとき、停止中の室内機に露付きが発生するといった現象が見られた。
【０００７】
本発明の目的は、停止中の室内機に露付きが発生した場合、露付の原因と思われる事象を除き、正常な運転に復帰させる機能を備えた多室形空気調和機を提供することにある。
本発明の他の目的は、停止中の室内機に露付きが発生した場合、露付の拡大を抑制する機能を有する多室形空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力に基づいて前記停止中の室内機に接続された室外減圧装置を再位置決めする機能とを備えることによって達成される。
上記本発明の他の目的は、室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力が、設定された温度よりも小さい値を設定時間以上出力しているとき、前記圧縮機の運転を停止する機能とを備えることによって達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は本実施例に係る一つの室外機で複数の室内機を運転し得る多室形（３室形）空気調和機の冷凍サイクル及び制御ブロックを示す図である。室外機には、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、冷媒減圧装置（電動膨張弁）５Ａ、５Ｂ、５Ｃ（これら３つを総称する場合は冷媒減圧装置５という）が配置され、室内機には、室内熱交換器６Ａ、６Ｂ、６Ｃ（これら３つを総称する場合は室内熱交換器６という）が配置されている。これらは順次冷媒配管によって連結されている。
【００１２】
冷媒は、圧縮機１によって圧縮され高温高圧のガス冷媒となって吐出される。冷房運転時、吐出されたガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に導かれる。室外熱交換器で室外空気と熱交換することで、冷媒は凝縮する。凝縮した冷媒は、分配器を介して所定の開度となっている冷媒減圧装置５によって減圧され、低温低圧の二相流冷媒となる。この二相流となった冷媒は、それぞれ配管を介して室外機から各室へ送られ、それぞれの室内機８の室内熱交換器６に流入する。室内熱交換器では、室内の空気と熱交換することで室内の空気を冷却し、自身は蒸発してレシーバを介して再び圧縮機１に戻る。
【００１３】
ところで、多室形空気調和機の場合は、各室の使用者の要求によって冷房運転の開始若しくは停止を行うことができる。以下、室内機８Ａが設置されている居室の使用者のみが冷房運転の要求を行った場合（１台運転）について図１により説明する。
【００１４】
室内制御部１０Ａが冷房運転要求をしているため、室外制御部１１は運転要求のあった室内熱交換器６Ａに接続されている冷媒減圧装置５Ａを開き、その他の冷媒減圧装置５Ｂ、５Ｃを全閉に制御し、室内熱交換器６Ａだけに冷媒を流す１台運転の冷媒回路を形成する。この状態で圧縮機１を運転、四方弁２を冷房位置に切換えることにより、室内機８Ａの冷房１台運転を行う。その結果、室内熱交換器６Ａに冷媒が循環し、室内機８Ａは室内送風機１５Ａにより冷風を送り出して目的通りの空調を行う。また、その他の室内機８Ｂ、８Ｃは熱交換器に冷媒が流れないため、常温に安定する。
【００１５】
ところが、何らかの原因で停止している室内機８Ｂまたは８Ｃに露付や露だれが発生するといった事象が確認された。
【００１６】
この原因ついて説明する。制御指令として全閉指令が送出された冷媒減圧装置５Ｂまたは５Ｃが、何らかの原因で全閉に制御できなかった場合、これら冷媒減圧装置５Ｂ及び５Ｃは高圧側配管と低圧側配管との間に位置しているため、冷媒が高圧側から低圧側に漏れ、減圧されて停止中の室内熱交換器６Ｂまたは６Ｃ内に流入してしまう。このとき、漏れることで室内熱交換器６Ｂまたは６Ｃに流入した冷媒の温度が室内の露点温度以下である場合、露点温度以下となった室内熱交換器６Ｂまたは６Ｃが周囲の室内機８Ｂまたは８Ｃを冷却してしまう。露点以下に冷却された室内機８Ｂまたは８Ｃは、その内壁面などに露が付き、その露の量が増大すると露だれという現象に至ってしまう。
【００１７】
本実施例は、多室形空気調和機において、いずれかの室内機を冷房運転した時、何らかの原因で停止中の室内機に対応する冷媒減圧装置を完全な全閉に制御できなかった場合、冷媒が漏れて停止中の室内熱交換器が露点温度以下に冷やされてしまう問題を解決するものである。なお、冷媒減圧装置を完全に全閉に制御できない場合とは、例えば、冷凍サイクル内に混入した異物により開閉が妨げられた場合、サイクル内の圧力急変動により開閉が妨げられ、制御上の開度と実際の開度にずれが発生した場合などが考えられる。
【００１８】
冷媒減圧装置５における冷媒漏れの検知は、全ての室内熱交換器６に取付けられた室内熱交換器温度センサー７の温度を検出することで行われる。このとき、例え冷房運転が停止している室内機８であっても、室内制御部において、少なくとも室内熱交換器温度センサーの検出機能及び以下に説明するプログラムを実行する機能はオン状態としておく。
【００１９】
冷媒漏れが検出され、露付きの可能性が出てきた場合の対処の仕方として、大別して次の２通りが考えられ、いずれを若しくは両者を採用してもよい。
【００２０】
対処療法として、露付きをこれ以上悪化させないために、圧縮機１を停止してしまう制御を実行することが考えられる。また、冷媒漏れの原因を除くため、閉じている冷媒減圧装置５を一旦オープンして、弁の駆動源であるステッピングモータのイニシャライズを行い、再度全閉にする。
【００２１】
以下、図２を用いて説明する。まず、ステップ１で冷房運転中であるか否かを判断し、冷房運転中であれば、室外機へ圧縮機の運転を要求し（ステップ２）、運転継続であれば（ステップ３）圧縮機の運転要求を継続し、運転停止であれば圧縮機停止要求を出す（ステップ４）。一方、この室内機が冷房運転中ではないとステップ１で判断されると、ステップ５で検出された室内熱交換器温度が設定温度より低いかどうかを判断する。低くない場合は、継続して温度を測定する（ステップ６）。
【００２２】
ここで、例えば、停止中の冷媒減圧装置５Ｂから冷媒がもれ、室内熱交換器６Ｂ、が露点温度以下に冷やされた時、停止中の室内制御部１０Ｂでは室内熱交換器温度センサー７Ｂにより室内熱交換器６Ｂが所定の低温検出温度作動値Ｔe以下であることを検出する（ステップ５）。
【００２３】
更に、この状態が所定の監視時間ｔe以上継続した時（ステップ７、ステップ８）、停止中の室内熱交換器６Ｂに冷媒が流れたと判断し、室外機へ低温検知信号を送信する（ステップ９）。
【００２４】
一方、室外機では、室内機からの圧縮機運転要求があったとき、運転要求のあった室内機以外の弁を全閉に制御し、圧縮機を運転させる（ステップ２０〜ステップ２２）
そして、室内機より低温検知信号が送出されてこれを受信すると（ステップ２３）、圧縮機１の運転を停止させる（ステップ２４）。
【００２５】
ここで室内熱交換器６Ｂが所定の低温検出温度作動値Ｔe以下であることを検出し、更にこの状態が所定の低温監視時間ｔe以上継続した時に初めて圧縮機１を停止させる制御とした理由を説明する。
【００２６】
圧縮機１の始動時に、冷媒減圧装置５Ｂが全閉であっても、一時的に室内熱交換器６Ｂの温度が露点温度付近まで下がる場合がある。これは、室内熱交換器６Ｂ内の冷媒が圧縮機１に吸いこまれ一時的に室内熱交換器６Ｂ内が減圧されて温度が低下するためである。しばらくすると内部の気圧は安定して温度は室温に戻る。このような時に停止中である室内制御部１０Ｂが、冷媒漏れであると判断して圧縮機１を停止させてしまうと、いつまでも冷房運転が実行されないといった場合が生じ、このような動作を避けるためである。
【００２７】
本実施例では、停止中の室内熱交換器低温検出の作動値である低温検出温度作動値Ｔeを露点温度付近に設定している。このため、停止中の冷媒減圧装置に比較的少量の漏れが発生し室内熱交換器が氷結判定温度以上、露点温度以下に安定した場合でも冷媒漏れが発生したことを確実に検出することができる。
【００２８】
上記の如く冷媒漏れが検出されると、圧縮機１を停止し、その後、冷凍サイクル内の圧力がバランスする前に閉制御されており冷媒漏れが検出された室内熱交換器６Ｂに接続された冷媒減圧装置５Ｂの再位置決め（イニシャライズ）を行う（ステップ２５）。再位置決めとは、例えば全開した後全閉し、更に増し締めするといった動作である。
【００２９】
この再位置決めにより、冷媒減圧装置５Ｂのもれの原因がサイクル内に混入した異物の挟まりであった場合は、圧力がバランスする過程で移動し、冷媒減圧装置５Ｂ内から除去されるので閉じたときに正常に閉じられるので、圧縮機１を起動した後、冷媒漏れを解消することができる。また、もれの原因がサイクル内圧力の急変動などによる全閉不完全であった場合、対応する冷媒減圧装置５Ｂを増し締めすることで解消できる。
【００３０】
そして、室内機において、室内熱交換器温度センサーの出力が、熱交換器低温検出温度作動値Ｔｅよりα大きい値より大きい値を検出すると（ステップ１０）、室外機に対して低温検知信号を解除する信号を送出する（ステップ１１）。これを受け取った室外機では（ステップ２６）、圧縮機の運転が開始（ステップ２２）される。
【００３１】
なお、熱交換器低温検出温度作動値Ｔｅは、本来露点温度であるので、室内の飽和水上気圧によるのであるが、本実施例では、固定値１２℃としている。また、室内熱交換器低温監視時間ｔｅは６０分とした。さらに、低温信号を解除する温度を１４℃とした（αは２℃である）。
【００３２】
上記までの説明では停止中の室内熱交換器６Ｂに冷媒が流れたと検出した時、圧縮機１の運転を停止する方法について述べたが、圧縮機１を運転したまま対応する冷媒減圧装置５Ｂを再位置決めさせてもよい。この方法においても同様に、冷媒減圧装置５Ｂのもれの原因がサイクル内に混入した異物の挟まりであった場合、再位置決めすることで、冷媒の流れにより冷媒減圧装置５Ｂ内から除去されるので解消できる。また、もれの原因がサイクル内圧力の急変動などによる全閉不完全であった場合、冷媒減圧装置５Ｂを増し締めすることで解消できる。
【００３３】
また、前述した室内機停止中の低温検出温度と従来の氷結検出温度を併用することでより信頼性の高い保護動作をすることが可能となる。例えば停止側の漏れが比較的多い場合は室内熱交換器が着霜に至り、早期対応を必要とするため従来の氷結判定温度にて検出し、即座に保護動作に入る。また、停止側のもれが比較的少量で室内熱交換器温度が氷結判定温度よりも高い場合は、前述の室内露点温度付近に設置した低温検出温度作動値にて所定の低温監視時間を経て保護動作に入るようにする。
【００３４】
さらに、上記実施例では、全ての室内熱交換器に室内熱交換器温度センサーを設けたが、他の室内熱交換器は停止していても必ず冷房運転を行う室内機の熱交換器には必ずしも設ける必要はない。
【００３５】
以上のように本実施例によれば、室内機を冷房運転した時に何らかの原因で停止中の室内機に対応する冷媒減圧装置を完全に全閉に制御できず停止中の室内機に冷媒が継続的に流れ込んだ場合、室内制御部が室内熱交換器温度センサーにより検出し、対応する冷媒減圧装置を再位置決めさせ正常な状態に復帰させるので、停止中室内機への結露、露たれを防止することができる。また、低温検出に際し、所定の低温監視時間を設けているため冷媒減圧装置が正常に動作している中で過渡的に低温となる状態を異常と誤検出することはない。
【００３６】
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、停止中の室内機に露付きが発生した場合、露付の原因と思われる事象を除き、正常な運転に復帰させる機能を備えた多室形空気調和機を提供することができる。
また、本発明によれば、停止中の室内機に露付きが発生した場合、露付の拡大を抑制する機能を有する多室形空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る冷凍サイクル系統図である。
【図２】本実施例に係る動作フローチャートである。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、５…冷媒減圧装置、６…室内熱交換器、７…室内熱交換器温度センサー、８…室内機、９…室内温度センサー、１０…室内制御部、１１…室外制御部、１５…室内送風機。

Claims

室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力に基づいて前記停止中の室内機に接続された室外減圧装置を再位置決めする機能とを備えた多室形空気調和機。
室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力が、設定された温度よりも小さい値を設定時間以上出力しているとき、前記停止中の室内機に接続された室外減圧装置を再位置決めする機能とを備えた多室形空気調和機。
室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力に基づいて、前記圧縮機の運転を停止し、前記停止中の室内機に接続された室外減圧装置を再位置決めする機能とを備えた多室形空気調和機。
室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力が、設定された温度よりも小さい値を設定時間以上出力しているとき、前記圧縮機の運転を停止し、前記停止中の室内機に接続された室外減圧装置を再位置決めする機能とを備えた多室形空気調和機。
室外機に配置された圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、複数の冷媒減圧装置と、２台以上の室内機のそれぞれに設けられた室内熱交換器とを備え、この圧縮機、四方弁、室外熱交換器、複数の冷媒減圧装置、複数の室内熱交換器を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルが構成され、いずれかの室内機を冷房運転指令が送出された時、この冷房運転指令が送出された室内機に接続された室外減圧装置を開き、停止中の室内機に接続された室外減圧装置を全閉に制御する機能を備えた多室形空気調和機において、上記室内機に取付けられ熱交換器温度を検出する温度センサーと、停止中の室内熱交換器に取付けられた前記温度センサー出力が、設定された温度よりも小さい値を設定時間以上出力しているとき、前記圧縮機の運転を停止する機能とを備えた多室形空気調和機。