JP4389917B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、複数の冷媒回路系統を含んでおり、送風ファンが各冷媒回路系統に対応する凝縮器に対して共通に使用されるように構成されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、室内の冷房等を行う装置である。
室外ユニット2は、室外に設置されており、第1冷媒回路10の一部を構成する第1室外側冷媒回路10aと、第2冷媒回路11の一部を構成する第2室外側冷媒回路11aとを備えている。
室内ユニット5は、室内に設置されており、第1冷媒回路10の一部を構成する第1室内側冷媒回路10bと、第2冷媒回路11の一部を構成する第2室内側冷媒回路11bとを備えている。
次に、空気調和装置1の基本動作(後述の高圧制御を除く動作)について、図1を用いて説明する。
ここでは、各冷媒回路系統に対応する圧縮機(ここでは、第1圧縮機43及び第2圧縮機53)の吐出圧力Pdを、各冷媒回路系統(ここでは、第1冷媒回路10及び第2冷媒回路11)における高圧圧力Pcとし、そして、この各冷媒回路系統における高圧圧力Pcを、上限しきい高圧圧力Pcs1と下限しきい高圧圧力Pcs2との範囲内(以下、総称して、しきい高圧圧力とする)に維持するように制御する場合について、図1〜5を用いて説明する。ここで、図3は、本実施形態にかかる高圧制御(高圧圧力Pcを高くする方向に制御する場合)を示すフローチャートであり、図4は、本実施形態にかかる高圧制御(高圧圧力Pcを低くする方向に制御する場合)を示すフローチャートであり、図5は、本実施形態にかかる高圧制御における凝縮能力範囲の概念図である。
まず、本実施形態にかかる高圧制御の動作について説明する。ここで説明する動作の内容は、複数の冷媒回路系統(ここでは、第1冷媒回路10及び第2冷媒回路11)のいずれに対しても共通するものである。
次に、第1冷媒回路10における高圧圧力Pc及び第2冷媒回路11における高圧圧力Pcの両方が下限しきい高圧圧力Pcs2よりも低く、しかも、第1冷媒回路10における高圧圧力Pcのほうが第2冷媒回路11における高圧圧力Pcよりも低い場合における高圧制御の動作の例について説明する。
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
本実施形態の空気調和装置1では、複数の冷媒回路系統(ここでは、第1冷媒回路10及び第2冷媒回路11)のうちの一部における高圧圧力Pcがしきい高圧圧力Pcs1、Pcs2から外れた場合には、まず、高圧圧力Pcがしきい高圧圧力(ここでは、上限しきい高圧圧力Pcs1と下限しきい高圧圧力Pcs2との間の範囲)から外れた冷媒回路系統における高圧圧力Pcがしきい高圧圧力で維持されるように、この冷媒回路系統に対応する凝縮器(ここでは、第1室外熱交換器21及び第2室外熱交換器31)の能力を変動させる目的で、この冷媒回路系統に対応するバイパス電動弁(ここでは、第1バイパス電動弁26及び第2バイパス電動弁36)の開度制御を行う。そして、バイパス電動弁26、36の開度制御を行うことにより、高圧圧力Pcがしきい高圧圧力で維持されるようになれば、バイパス電動弁26、36の開度制御のみで、すべての冷媒回路系統における高圧圧力Pcがしきい高圧圧力で維持されることになる。例えば、この冷媒回路系統における高圧圧力Pcがしきい高圧圧力(ここでは、下限しきい高圧圧力Pcs2)よりも低くなっていた場合には、バイパス電動弁26、36の開度を大きくする制御を行うことにより、高圧圧力Pcがしきい高圧圧力で維持されることになる。
本実施形態の空気調和装置1では、各凝縮器(ここでは、第1室外熱交換器21及び第2室外熱交換器31)の出口に開度制御が可能なメイン電動弁24、34をさらに設け、メイン電動弁24、34の開度制御をバイパス電動弁26、36の開度制御と併せて行うことによって、各冷媒回路系統に対応する凝縮器の能力をさらに変動させることが可能になっており、このようなバイパス電動弁26、36及びメイン電動弁24、34の開度制御だけでは、複数の冷媒回路系統のうち、制御下限に達したメイン電動弁24、34を有する冷媒回路系統における高圧圧力Pcがしきい高圧圧力よりも低い場合に、送風ファンとしての室外ファン22の風量を小さくする制御を行うようにしている。このため、各冷媒回路系統における高圧圧力Pc間のばらつきが大きい場合であっても、すべての冷媒回路系統における高圧圧力Pcをしきい高圧圧力で維持することができる。また、外気温度が低い場合等のように、室外ファン22の風量を小さくした状態(ここでは、ファンタップ1から3の状態)で運転を行う必要がある場合には、室外ファン22の風量制御のステップ間における凝縮器の能力変動幅、すなわち、高圧圧力Pcの変動が大きくなることから、凝縮器の能力制御範囲を拡大する必要があるが、このような場合にも、本発明を適用することで、凝縮器の能力制御範囲を拡大することができる(図5参照)。
本実施形態の空気調和装置1では、送風ファンとしての室外ファン22の風量制御の各ステップにおける凝縮器(ここでは、第1室外熱交換器21及び第2室外熱交換器31)の能力に、各冷媒回路系統におけるバイパス電動弁26、36の開度制御による凝縮器の能力(メイン電動弁24、34の開度制御を併用する場合には、メイン電動弁24、34の開度制御による凝縮器の能力)を加算することによって、各冷媒回路系統における室外ファン22の風量制御のステップごとの凝縮器の能力が決まり、さらに、バイパス電動弁26、36及びメイン電動弁24、34の開度制御による凝縮器の能力変動幅から、各冷媒回路系統における室外ファン22の風量制御のステップごとの凝縮器の能力制御範囲が決まる。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上述の実施形態においては、複数の冷媒回路系統(具体的には、第1冷媒回路10及び第2冷媒回路11)に対応する蒸発器(具体的には、第1室内熱交換器42及び第2室内熱交換器52)をまとめて、1つの室内ユニットに収容しているが、系統ごとに複数の室内ユニットに分けて収容するようにしてもよい。
上述の実施形態においては、各冷媒回路系統(具体的には、第1冷媒回路10及び第2冷媒回路11)に対応して各1台の圧縮機(具体的には、第1圧縮機43及び第2圧縮機53)が設けられているが、各冷媒回路系統の能力を大きくする場合等においては、各冷媒回路系統に複数台の圧縮機が設けられていてもよい。
上述の実施形態が適用された空気調和装置1においては、室内ユニットに圧縮機が設けられた、いわゆるリモートコンデンサタイプであったが、室外ユニットに圧縮機が設けられている等のように、他のタイプの空気調和装置であってもよい。
上述の実施形態においては、複数の冷媒回路系統の例として、第1冷媒回路10及び第2冷媒回路11からなる2系統の構成を挙げているが、3系統以上の構成であってもよい。この場合においても、2系統の場合と同様に、複数の冷媒回路系統のうち、バイパス電動弁の開度が制御上限に達したりメイン電動弁の開度が制御下限に達した冷媒回路系統における高圧圧力がしきい高圧圧力よりも低い場合には、室外ファンの風量を小さくする制御を行い、複数の冷媒回路系統のうち、バイパス電動弁の開度が制御下限に達したりメイン電動弁の開度が制御上限に達した冷媒回路系統における高圧圧力がしきい高圧圧力よりも高い場合には、室外ファンの風量を大きくする制御を行うことになる。
10、11 冷媒回路(冷媒回路系統)
21、31 室外熱交換器(凝縮器)
22 室外ファン(送風ファン)
24、34 メイン電動弁
26、36 バイパス電動弁
27、37 凝縮器バイパス回路
41、51 膨張機構
42、52 室内熱交換器(蒸発器)
43、53 圧縮機
Claims (3)
- 圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器をそれぞれ有する複数の蒸気圧縮式の冷媒回路系統(10、11)を含む空気調和装置であって、
前記各冷媒回路系統に対応する凝縮器に対して共通に使用されており、ステップ的に風量変更が可能な送風ファン(22)と、
前記各冷媒回路系統に設けられており、開度制御が可能なバイパス電動弁(26、36)を有しており、前記圧縮機から前記凝縮器に送られる冷媒をバイパスすることが可能な凝縮器バイパス回路(27、37)とを備え、
前記各冷媒回路系統における高圧圧力がしきい高圧圧力で維持されるように、前記各バイパス電動弁の開度制御を行い、前記複数の冷媒回路系統のうち、制御上限に達したバイパス電動弁を有する冷媒回路系統における高圧圧力が前記しきい高圧圧力よりも低い場合には、前記送風ファンの風量を小さくする制御を行い、
前記送風ファンの風量制御におけるステップごとの風量変動幅に相当する前記各凝縮器の能力変動幅よりも、前記各バイパス電動弁の開度制御における制御上限と制御下限との変動幅に相当する前記各凝縮器の能力変動幅が大きくなるように、前記各バイパス電動弁の流量特性及び前記送風ファンのステップ区分が設定されている、
空気調和装置(1)。 - 前記各凝縮器の出口に設けられた開度制御が可能なメイン電動弁(24、34)をさらに備え、
前記各冷媒回路系統(10、11)における高圧圧力がしきい高圧圧力で維持されるように、前記各バイパス電動弁の開度制御と前記各メイン電動弁の開度制御とを併せて行い、前記複数の冷媒回路系統のうち、制御下限に達したメイン電動弁を有する冷媒回路系統における高圧圧力が前記しきい高圧圧力よりも低い場合には、前記送風ファンの風量を小さくする制御を行う、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記送風ファン(22)の風量制御におけるステップごとの風量変動幅に相当する前記各凝縮器の能力変動幅よりも、前記各バイパス電動弁(26、36)及び前記各メイン電動弁(24、34)の開度制御における制御上限と制御下限との変動幅に相当する前記各凝縮器の能力変動幅が大きくなるように、前記各バイパス電動弁及び前記各メイン電動弁の流量特性及び前記送風ファンのステップ区分が設定されている、請求項2に記載の空気調和装置(1)。
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