JP5598353B2 - 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、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の空調に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、複数台(本実施形態では、3台)の室内ユニット4a、4b、4cとが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット2と複数の室内ユニット4a、4b、4cとは、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、複数の室内ユニット4a、4b、4cとが冷媒連絡管6、7を介して接続されることによって構成されている。
室内ユニット4a、4b、4cは、屋内に設置されている。室内ユニット4a、4b、4cは、冷媒連絡管6、7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室外ユニット2は、屋外に設置されている。室外ユニット2は、冷媒連絡管6、7を介して室内ユニット4a、4b、4cに接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
冷媒連絡管6、7は、空気調和装置1を設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、室外ユニット2及び室内ユニット4a、4b、4cの設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
室内ユニット4a、4b、4cを個別に操作するためのリモートコントローラ49a、49b、49cと、室内ユニット4a、4b、4cの室内側制御部48a、48b、48cと、室外ユニット2の室外側制御部35とは、空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8を構成している。制御部8は、図2に示されるように、各種センサ29〜34、45a〜45c、46a〜46c、47a〜47c等の検出信号を受けることができるように接続されている。そして、制御部8は、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21a、22、25、28a、41a〜41c、44a〜44cを制御することによって、空調運転(冷房運転及び暖房運転)を行うことができるように構成されている。ここで、図2は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
次に、空気調和装置1の空調運転(冷房運転及び暖房運転)の基本動作について、図1を用いて説明する。
リモートコントローラ49a、49b、49cから冷房運転の指令がなされると、四路切換弁22が冷房運転状態(図1の四路切換弁22の実線で示された状態)に切り換えられて、圧縮機21、室外ファン28及び室内ファン43a、43b、43cが起動する。
リモートコントローラ49a、49b、49cから暖房運転の指令がなされると、四路切換弁22が暖房運転状態(図1の四路切換弁22の破線で示された状態)に切り換えられて、圧縮機21、室外ファン28及び室内ファン43a、43b、43cが起動する。
上記の空調運転(冷房運転及び暖房運転)においては、各室内ユニット4a、4b、4cにおける室内温度Tra、Trb、Trcが、各室内ユニット4a、4b、4cにおける室内温度の設定温度Tras、Trbs、Trcsになるように、以下のような空調能力(冷房能力及び暖房能力)の制御が行われる。
空調運転が冷房運転である場合には、制御部8は、各室内熱交換器42a、42b、42cの出口における冷媒の過熱度SHra、SHrb、SHrcが目標過熱度SHras、SHrbs、SHrcsになるように、各室内膨張弁41a、41b、41cの開度を制御している(以下、この制御を「室内膨張弁による過熱度制御」とする)。ここで、過熱度SHra、SHrb、SHrcは、吸入圧力センサ29によって検出される吸入圧力Ps、及び、ガス側温度センサ46a、46b、46cによって検出される室内熱交換器42aのガス側の冷媒の温度Trga、Trgb、Trgcから算出される。より具体的には、まず、吸入圧力Psを冷媒の飽和温度に換算して、冷媒回路10の低圧Peに相当する蒸発温度Teを得る。ここで、低圧Peとは、冷房運転時において、室内膨張弁41a、41b、41cの出口から室内熱交換器42a、42b、42cを経由して圧縮機21の吸入側に至るまでの間を流れる低圧の冷媒を代表する圧力を意味している。また、蒸発温度Teは、この低圧Peに等価な状態量を意味する。そして、各室内熱交換器42a、42b、42cのガス側の冷媒の温度Trga、Trgb、Trgcから蒸発温度Teを差し引くことによって過熱度SHra、SHrb、SHrcを得る。
空調運転が暖房運転である場合には、制御部8は、各室内熱交換器42a、42b、42cの出口における冷媒の過冷却度SCra、SCrb、SCrcが目標過冷却度SCras、SCrbs、SCrcsになるように、各室内膨張弁41a、41b、41cの開度を制御している(以下、この制御を「室内膨張弁による過冷却度制御」とする)。ここで、過冷却度SCra、SCrb、SCrcは、吐出圧力センサ30によって検出される吐出圧力Pd、及び、液側温度センサ45a、45b、45cによって検出される室内熱交換器42aの液側の冷媒の温度Trla、Trlb、Trlcから算出される。より具体的には、まず、吐出圧力Pdを冷媒の飽和温度に換算して、冷媒回路10の高圧Pcに相当する凝縮温度Tcを得る。ここで、高圧Pcとは、暖房運転時において、圧縮機21の吐出側から室内熱交換器42a、42b、42cを経由して室内膨張弁41a、41b、41cに至るまでの間を流れる高圧の冷媒を代表する圧力を意味している。また、凝縮温度Tcは、この高圧Pcに等価な状態量を意味する。そして、凝縮温度Tcから各室内熱交換器42a、42b、42cの液側の冷媒の温度Trla、Trlb、Trlcを差し引くことによって過冷却度SCra、SCrb、SCrcを得る。
上記のような空調能力(冷房能力及び暖房能力)の制御によって、各室内ユニット4a、4b、4cにおける室内温度Tra、Trb、Trcが、各室内ユニット4a、4b、4cにおける室内温度の設定温度Tras、Trbs、Trcsに達すると、以下のようなサーモ制御が行われる。
例えば、冷房運転を行っている室内ユニットを室内ユニット4aとすると、冷房能力の制御が行われることによって、室内ユニット4aにおける室内温度Traがサーモ温度幅から外れた場合には、制御部8は、対応する室内ユニット4aの冷房運転を休止する。より具体的には、制御部8は、冷房運転によって室内温度Traが下限値Tranまで低下した場合に、室内ユニット4aの室内膨張弁41aを閉止して、室内熱交換器42aに冷媒が流れないようにする。これにより、室内ユニット4aは、冷媒と室内空気との間の熱交換が行われない室内サーモオフの状態となる。また、制御部8は、室内ユニット4aと同様に、室内温度Trb、Trcが下限値Trbn、Trcnまで低下した場合には、室内ユニット4b、4cの室内膨張弁41b、41cを閉止して、室内ユニット4b、4cを室内サーモオフの状態にする。
例えば、暖房運転を行っている室内ユニットを室内ユニット4aとすると、暖房能力の制御が行われることによって、室内ユニット4aにおける室内温度Traがサーモ温度幅から外れた場合には、制御部8は、対応する室内ユニット4aの暖房運転を休止する。より具体的には、制御部8は、暖房運転によって室内温度Traが上限値Traxまで上昇した場合に、室内ユニット4aの室内膨張弁41aを閉止して、室内熱交換器42aに冷媒が流れないようにする。これにより、室内ユニット4aは、冷媒と室内空気との間の熱交換が行われない室内サーモオフの状態となる。また、制御部8は、室内ユニット4aと同様に、室内温度Trb、Trcが上限値Trbx、Trcxまで上昇した場合には、室内ユニット4b、4cの室内膨張弁41b、41cを閉止して、室内ユニット4b、4cを室内サーモオフの状態にする。
上記のようなサーモ制御を伴う空調運転(冷房運転及び暖房運転)を行うと、各室内ユニット4a、4b、4cにおける室内温度Tra、Trb、Trcが、各室内ユニット4a、4b、4cにおける室内温度の設定温度Tras、Trbs、Trcsになるように(すなわち、各室内ユニット4a、4b、4cが要求する空調負荷に応じて)、空調能力(冷房能力及び暖房能力)が適切に制御される。
上記第1の室内サーモタイミング変更制御では、冷房運転が行われている場合(ステップS3)には、室内ユニット4a、4b、4cのいずれか1つについて、サーモ温度幅の下限値が低くなるように変更する制御を行い(ステップS4)、暖房運転が行われている場合(ステップS3)には、室内ユニット4a、4b、4cのいずれか1つについて、サーモ温度幅の上限値が高くなるように変更する制御を行っている(ステップS5)。
上記第1の室内サーモタイミング変更制御において、上記第2の室内サーモタイミング変更制御をさらに組み合わせた第3の室内サーモタイミング変更制御を行うようにしてもよい。
上記第1〜第3の室内サーモタイミング変更制御では、室外サーモオフが所定頻度以上生じている場合(図4、図6及び図7のステップS2参照)、すなわち、室外サーモオフの状態が繰り返し生じている状況が把握できた場合に、複数(ここでは、3台)の室内ユニット4a、4b、4cのいずれかのサーモ温度幅を変更するようにしている。
上記第1〜第3の室内サーモタイミング変更制御では、室外サーモオフが所定頻度以上生じている場合に、室内ユニット4a、4b、4cのいずれかについて、サーモ温度幅を変更する制御を行い、上記第4〜第6の室内サーモタイミング変更制御では、室内ユニット4a、4b、4cのうちのいずれか1つだけが室内サーモオンであり、かつ、他の室内ユニットが室内サーモオフである場合に、室内ユニット4a、4b、4cのいずれかについて、サーモ温度幅を変更する制御を行うようにしている。
空気調和装置1を構成する室内ユニット4a、4b、4cとしては、種々の型式のものが採用可能であるが、例えば、図12及び図13に示すような空調空気の吹出口51に上下方向の風向を変更するための風向変更羽根52が設けられた室内ユニットを採用する場合がある。このような室内ユニットでは、リモートコントローラ49a、49b、49cによって、多段階に上下方向の風向を設定することが可能になっている(ここでは、P0〜P4の5段階に変更可能であるものとする)。ここで、図12は、吹出口51に風向変更羽根52を有する室内ユニット4a、4b、4cの外観斜視図である。図13は、吹出口51に風向変更羽根52を有する室内ユニット4a、4b、4cの概略側面断面図である。
2 室外ユニット
4a、4b、4c 室内ユニット
8 制御部
21 圧縮機
Claims (8)
- 圧縮機(21)を有する室外ユニット(2)と複数の室内ユニット(4a、4b、4c)とが接続されることによって構成されており、前記各室内ユニットにおける室内温度が、ユーザーが設定した前記各室内ユニットにおける前記室内温度の設定温度になるように空調運転を行う空気調和装置において、
前記空調運転を行う制御部(8)は、
前記各室内ユニットの前記設定温度に対してサーモ温度幅を設定し、
前記サーモ温度幅の範囲内において前記空調運転を行っている前記室内ユニットにおける前記室内温度が前記サーモ温度幅から外れた場合には、前記対応する室内ユニットの前記空調運転を休止する室内サーモオフを行い、
前記室内サーモオフの状態の前記室内ユニットにおける前記室内温度が前記サーモ温度幅から外れた場合には、前記対応する室内ユニットの前記空調運転を再開する室内サーモオンを行い、
前記空調運転を行っている前記すべての室内ユニットが前記室内サーモオフの状態になった場合には、前記圧縮機を停止する室外サーモオフを行い、
前記室外サーモオフの状態において前記少なくとも1つの室内ユニットが前記室内サーモオンの状態になった場合には、前記圧縮機を再起動する室外サーモオンを行い、
前記複数の室内ユニットのうちのいずれか1つだけが前記室内サーモオンであり、かつ、前記他の室内ユニットが前記室内サーモオフである場合に、前記複数の室内ユニットのいずれかの前記サーモ温度幅を変更する室内サーモタイミング変更制御を行う、
空気調和装置(1)。 - 圧縮機(21)を有する室外ユニット(2)と複数の室内ユニット(4a、4b、4c)とが接続されることによって構成されており、前記各室内ユニットにおける室内温度が、ユーザーが設定した前記各室内ユニットにおける前記室内温度の設定温度になるように空調運転を行う空気調和装置において、
前記空調運転を行う制御部(8)は、
前記各室内ユニットの前記設定温度に対してサーモ温度幅を設定し、
前記サーモ温度幅の範囲内において前記空調運転を行っている前記室内ユニットにおける前記室内温度が前記サーモ温度幅から外れた場合には、前記対応する室内ユニットの前記空調運転を休止する室内サーモオフを行い、
前記室内サーモオフの状態の前記室内ユニットにおける前記室内温度が前記サーモ温度幅から外れた場合には、前記対応する室内ユニットの前記空調運転を再開する室内サーモオンを行い、
前記空調運転を行っている前記すべての室内ユニットが前記室内サーモオフの状態になった場合には、前記圧縮機を停止する室外サーモオフを行い、
前記室外サーモオフの状態において前記少なくとも1つの室内ユニットが前記室内サーモオンの状態になった場合には、前記圧縮機を再起動する室外サーモオンを行い、
前記複数の室内ユニットのいずれかの前記サーモ温度幅を変更する室内サーモタイミング変更制御を行うことによって、前記室内サーモタイミング変更制御を行わない前記他の室内ユニットよりも前記室内サーモオフになりにくい前記室内ユニットを得る、及び/又は、前記室内サーモタイミング変更制御を行わない前記他の室内ユニットよりも前記室内サーモオンになりやすい前記室内ユニットを得る、
空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記室外サーモオフが所定頻度以上生じている場合に、前記室内サーモタイミング変更制御を行う、
請求項1又は2に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記空調運転が冷房運転である場合、前記室内サーモタイミング変更制御において、前記サーモ温度幅の下限値が低くなるように変更する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記空調運転が冷房運転である場合、前記室内サーモタイミング変更制御において、前記サーモ温度幅の上限値が低くなるように変更する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記空調運転が暖房運転である場合、前記室内サーモタイミング変更制御において、前記サーモ温度幅の上限値が高くなるように変更する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記空調運転が暖房運転である場合、前記室内サーモタイミング変更制御において、前記サーモ温度幅の下限値が高くなるように変更する、
請求項1〜3、6のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記室内サーモタイミング変更制御において、前記サーモ温度幅を変更する室内ユニットの風向を、前記サーモ温度幅を変更する前の風向設定よりも上向きの風向に変更する、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
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