JP5692302B2

JP5692302B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP5692302B2
Application number: JP2013165037A
Authority: JP
Inventors: 隆志木村; 久仁子林
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-04-01
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Also published as: JP2015034657A; WO2015019628A1; CN105229395B; EP3032193A4; AU2014303955A1; CN105229395A; HK1213314A1; US10041714B2; AU2014303955B2; EP3032193A1; US20160178261A1; EP3032193B1

Description

本発明は、少なくとも１台の室外機と少なくとも１台の室内機とが複数の冷媒配管で相互に接続された空気調和装置に関する。

従来、少なくとも１台の室外機と少なくとも１台の室内機とが複数の冷媒配管で相互に接続された空気調和装置が提案されている。この空気調和装置が暖房運転を行っているときに、室外熱交換器の温度が０℃以下になると室外熱交換器に着霜する虞がある。室外熱交換器に着霜すると、室外熱交換器への通風が霜によって阻害され、室外熱交換器における熱交換効率が低下する虞がある。従って、室外熱交換器で着霜が発生すれば、室外熱交換器から霜を取り除くために除霜運転を行う必要がある。

例えば、特許文献１に記載の空気調和装置は、圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外ファンとを備えた１台の室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁と室内ファンとを備えた２台の室内機とがガス冷媒配管および液冷媒配管で接続されたものである。この空気調和装置で、暖房運転を行っているときに除霜運転を行う場合は、室外ファンおよび室内ファンの回転を停止するとともに、一旦圧縮機を停止して、室外熱交換器が蒸発器として機能している状態から凝縮器として機能する状態となるように四方弁を切り換え、再び圧縮機を起動する。室外熱交換器を凝縮器として機能させることによって、圧縮機から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器に流入し、室外熱交換器に付着している霜を融解する。これにより、室外熱交換器の除霜が行える。

ところで、除霜運転を行うときは、圧縮機の回転数をできる限り高くすることが好ましい。圧縮機の回転数を高くして除霜運転を行うと、圧縮機から吐出されて室外熱交換器に流入する高温の冷媒量が多くなり、除霜運転の時間が短くなって早期に暖房運転に復帰させることができるからである。このため、除霜運転時は、一般的に、圧縮機の回転数を所定の最大値（例えば、９０ｒｐｓ）で駆動する。

しかし、除霜運転時は、室外熱交換器で霜と冷媒との間で熱交換が行われるので凝縮圧力が上がらないこと、除霜運転時の外気温度や室内温度、室外機の設置場所と室内機の設置場所との高低差、等により、圧縮機の吸入圧力が低下する場合がある。この吸入圧力の低下の度合が大きいときに、圧縮機の回転数を前述した最大値で駆動し続けると、吸入圧力が大きく低下して性能下限値を下回る虞がある。そして、吸入圧力が性能下限値を下回ると、圧縮機が破損する虞があり、また、圧縮機が破損しないように圧縮機を停止する低圧保護制御が実行されて除霜運転時間が長くなって暖房運転への復帰が遅れるという問題がある。

そこで、除霜運転時は圧縮機の吸入圧力を検出し、検出した吸入圧力が性能下限値より所定値高い閾圧力（例えば、０．１Ｍｐａ）以下となれば、圧縮機の回転数を減少させて吸入圧力の低下を抑制する制御が行われている。このとき、圧縮機の回転数として所定の最小値（例えば、７２ｒｐｓ）を設定し、圧縮機の回転数は最小値以下とならないように制御する。

除霜運転中は、以上説明した圧縮機回転数の最大値（９０ｒｐｓ）と最小値（７２ｒｐｓ）とで定まる制御範囲内で、除霜運転中に検出する圧縮機の吸入圧力に応じて、圧縮機の回転数を制御する。これにより、圧縮機の破損や低圧保護制御に移行することを防ぎつつ、除霜運転を継続して行うことで暖房運転への復帰が遅延しないようにしている。

尚、上述した圧縮機回転数の最大値および最小値は、予め試験等によって求めるものであり、最大値は、圧縮機の吸入圧力の低下度合を考慮しつつ、できる限り早く室外熱交換器の除霜が完了する圧縮機の回転数である。また、最小値は、これ以上圧縮機の回転数を下げると圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との圧力差が小さくなって、冷媒循環量が大幅に減少する、あるいは、冷媒が循環しなくなって、除霜運転が長時間となる、あるいは、除霜運転が行えなくなる回転数である。

特開２００９−２２８９２８号公報

しかし、上述したように、除霜運転を行うときに、圧縮機の吸入圧力に応じて圧縮機の回転数を所定の制御範囲で制御しても、以下に説明する設置条件に起因する冷媒循環量の低下によって、圧縮機の吸入圧力が大きく低下して圧縮機の性能下限値を下回る虞がある。

空気調和装置において、室外熱交換器や室内熱交換器の大きさは、室外機や室内機で必要とされる定格能力に応じた大きさとされる。そして、室外熱交換器での着霜量は、室外熱交換器の大きさに応じた着霜量となり、室外熱交換器が大きいほど着霜量も多くなる。従って、室外熱交換器が大きい場合は、室外熱交換器が小さい場合と比べて、より多くの高温冷媒を室外熱交換器に流す必要がある。

一方、除霜運転時に蒸発器として機能する室内熱交換器には、室内熱交換器の大きさに応じた流路断面積の室内膨張弁が接続されており、室内熱交換器が小さいほど流路断面積の小さい室内膨張弁が接続される。従って、室内熱交換器が小さい場合は、室内熱交換器が大きい場合と比べて、室内膨張弁を通過できる冷媒量、つまり、室内機からガス冷媒配管に流出する冷媒量が少なくなる。

従って、室外熱交換器と室内熱交換器との大きさの違いが大きいほど、室外熱交換器に流入する冷媒量に対し室内熱交換器から流出する冷媒量が少なくなり、室外熱交換器や液冷媒配管に冷媒が滞留して空気調和装置での冷媒循環量が少なくなる。そして、冷媒循環量が少なくなるほど、吸入圧力の低下度合は大きくなる。

以上説明したように、室外熱交換器と室内熱交換器との大きさの違い（設置条件）に起因して冷媒循環量が低下することで吸入圧力が低下する状態であるときに、吸入圧力が低下しない設置条件の場合と同じ制御範囲で圧縮機の回転数を制御して除霜運転を行えば、圧縮機の回転数が高いことによって吸入圧力が大きく低下して性能下限値を下回る虞がある。そして、吸入圧力が性能下限値を下回ると、圧縮機が破損する虞があり、また、圧縮機が破損しないように圧縮機を停止する低圧保護制御が実行されて除霜運転時間が長くなって暖房運転への復帰が遅れるという問題があった。

また、吸入圧力が低下する設置条件である場合に合わせて圧縮機の回転数の制御範囲を設定すれば、吸入圧力が低下しない設置条件の場合に、必要以上に圧縮機の回転数を低くして除霜運転を行うこととなり、除霜運転時間が長くなって暖房運転への復帰が遅れるという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、設置条件に応じた除霜運転制御を行うことによって圧縮機の破損や暖房運転復帰の遅れを防ぐ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、圧縮機と流路切換手段と室外熱交換器と、低圧検出手段と室外機制御手段とを有する少なくとも１台の室外機と、室内熱交換器を有する少なくとも１台の室内機と、室外機と室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管とを有するものであって、低圧検出手段は、圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出するものである。そして、室外機制御手段は、低圧検出手段から取り込んだ吸入圧力に応じて、除霜運転を行うときの圧縮機の回転数を所定の回転数制御範囲で制御し、回転数制御範囲は、室内機の定格能力の総和を室外機の定格能力の総和で除した値である能力比に応じて定められているものである。

また、除霜運転時の圧縮機の回転数制御範囲は、上述した能力比に代えて、室内機の定格能力の総和に応じて複数の制御範囲が定められているものである。さらには、除霜運転時の圧縮機の回転数制御範囲は、能力比または室内機の定格能力の総和のうちいずれか一方と液管およびガス管の長さである冷媒配管長とに応じて定められているものである。

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、除霜運転時の圧縮機の回転数を、能力比あるいは室内機の定格能力の総和あるいは冷媒配管長に応じた制御範囲で制御する。これにより、空気調和装置の設置状態により除霜運転時の冷媒循環量が減少するような場合であっても、吸入圧力が大きく低下して圧縮機の性能下限値を下回ることを防ぐことができる。従って、圧縮機の破損を防ぐことができる。また、吸入圧力が圧縮機の性能下限値を下回って低圧保護制御が実行されることを防ぐことができるので、低圧保護制御により除霜運転が中断されて除霜運転時間が長くなり、暖房運転への復帰が遅れるということがない。

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）は室外機制御手段および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、圧縮機回転数テーブルある。本発明の実施形態における、除霜運転時の処理を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施形態における、圧縮機回転数テーブルある。本発明の第３の実施形態における、圧縮機回転数テーブルある。

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。

図１（Ａ）に示すように、本実施例における空気調和装置１は、ビル等の屋外に設置される１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、流路切換手段である四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７とを備えている。そして、室外ファン２７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１００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、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、後述する四方弁２２のポートｃに吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、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。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。

室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。

室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２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高圧センサ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。吸入管４２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検出手段である低圧センサ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とが設けられている。

室外熱交換器２３には、暖房運転時の着霜、または、除霜運転時の霜の融解を検知するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内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３６が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の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２（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２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、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態、後述する除霜運転条件テーブル、等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度制御を行う。

また、室外機２には、設置情報入力部２５０が備えられている。設置情報入力部２５０は、例えば、図示しない室外機２の筐体側面に配置されており、外部から操作可能とされている。設置情報入力部２５０は、図示は省略するが、設定ボタンと決定ボタンと表示部とからなる。設定ボタンは、例えばテンキーで構成され、後述する冷媒配管長（液管８やガス管９の長さ）に関する情報や、室内機５ａ〜５ｃの定格能力に関する情報を入力するためのものである。決定ボタンは、設定ボタンにより入力した情報を確定するためのものである。表示部は、入力した各種情報や現在の室外機２の運転情報等を表示するものである。尚、設置情報入力部２５０は上記に限るものではなく、例えば、設定ボタンがディップスイッチやダイヤルスイッチ等であってもよい。

次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃ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１００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の構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａにより図示しない吸込口から室内機５ａ内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。

また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａとを備えている。

記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭ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、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの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、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンから送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度制御や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信する。

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１００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、室内機５ａ〜５ｃが冷房運転を行う場合について説明し、暖房運転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）における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。

図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが冷房運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３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２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は室外機液管４４を流れ、全開とされている室外膨張弁２４および閉鎖弁２５を介して液管８に流入する。

液管８を流れて分流し各室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過するときに減圧されて低圧の冷媒となる。室内機液管７１ａ〜７１ｃから室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入した冷媒は、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない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が設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れガス管９に流入する。ガス管９を流れ閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２２、吸入管４２を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の冷房運転が行われる。

尚、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００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ｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。

室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行っているときに、以下に記載する除霜運転開始条件が成立した場合は、蒸発器として機能している室外熱交換器２３において着霜が発生している虞がある。除霜運転開始条件は、例えば、暖房運転時間（空気調和装置１を暖房運転で起動した時点、あるいは、除霜運転から暖房運転に復帰した時点から暖房運転を継続している時間）が３０分経過したのち、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度が外気温度センサ３６で検出した外気温度よりも５℃以上低い状態が、１０分以上継続した場合や、前回の除霜運転が終了してから所定時間（例：１８０分）が経過した場合、等であり、室外熱交換器２３での着霜量が暖房能力に支障をきたすレベルであることを示している。

除霜運転開始条件が成立した場合は、室外機制御手段２００は、圧縮機２１を停止して暖房運転を停止し、冷媒回路１００を前述した冷房運転時の状態に切り換え、圧縮機２１を所定の回転数で再起動して除霜運転を開始する。尚、除霜運転を行うときは、室外ファン２７および室内ファン５５ａ〜５５ｃは停止しているが、これ以外の冷媒回路１００の動作については冷房運転を行っているときと同じであるため、詳細な説明は省略する。

空気調和装置１が除霜運転を行っているときに、以下に記載する除霜運転終了条件が成立した場合は、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる。除霜運転終了条件が成立した場合は、室外機制御手段２００は、圧縮機２１を停止して除霜運転を停止し、冷媒回路１００を暖房運転時の状態に切り換えた後、圧縮機２１を室内機５ａ〜５ｃで必要とされる暖房能力に応じた回転数で起動して暖房運転を再開する。除霜運転終了条件は、例えば、熱交温度センサ３５で検出した室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度が１０℃以上となったか否かや、除霜運転を開始してから所定時間（例：１０分）が経過したか否か、等であり、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる条件である。

次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１において、本発明に関わる冷媒回路の動作やその作用、および、効果について説明する。

室外機２の室外機制御部２００に備えられている記憶部２２０には、図２に示す圧縮機回転数テーブル３００ａが、予め記憶されている。この圧縮機回転数テーブル３００ａは、空気調和装置１が除霜運転を行うときの圧縮機２１の回転数Ｃｒ（単位：ｒｐｓ）の制御範囲を、室内機５ａ〜５ｃの室内機能力の総和Ｐｉを室外機２の定格能力の総和（以降、室外機能力の総和Ｐｏと記載）で除した能力比Ｐに応じて定めたものである。

具体的には、図２に示すように、能力比Ｐが所定の閾能力比Ａ（例えば、７５％）未満である場合は、圧縮機回転数Ｃｒの最小値が５６ｒｐｓ、最大値が７４ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機回転数Ｃｒの制御範囲が５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓとされている。また、能力比Ｐが閾能力比Ａ以上である場合は、圧縮機回転数Ｃｒの最小値が７２ｒｐｓ、最大値が９０ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機回転数Ｃｒの制御範囲が７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓとされている。

圧縮機回転数テーブル３００ａにおける圧縮機回転数Ｃｒの最大値は、予め試験等によって求められて定めたものであり、空気調和装置１で除霜運転を行うときに最初に設定される回転数である。前述したように、除霜運転時は圧縮機２１の回転数をできる限り高くすることで、除霜運転を早期に終了させることが好ましいため、除霜運転開始時はこの圧縮機回転数Ｃｒの最大値で圧縮機２１を起動し、除霜運転中はこの回転数を維持するように制御される。

また、圧縮機回転数テーブル３００ａにおける圧縮機回転数Ｃｒの最小値も、予め試験等によって求められて定めたものであり、後述する圧縮機２１の吸入圧力に応じた圧縮機２１の回転数制御を行う際の下限値となる回転数である。圧縮機回転数Ｃｒの最小値は、これ以上圧縮機２１の回転数Ｃｒを下げると、圧縮機２１の吐出圧力と吸入圧力との圧力差が小さくなって冷媒循環量が大幅に減少する、あるいは、冷媒が循環しなくなって、除霜運転時間が長くなる、あるいは、除霜運転が行えなくなる回転数である。

除霜運転時は、室外熱交換器２３において霜と冷媒との間で熱交換が行われるので、凝縮温度が上がらず凝縮圧力も上がらない。また、外気温度が低い場合も凝縮温度が上がらず凝縮圧力も上がらない。凝縮圧力が上がらないと圧縮機２１の吐出圧力も上がらないので、圧縮機２１の吐出圧力と吸入圧力との圧力差が小さくなり、ガス管９を流れる冷媒量が少なくなる。そして、ガス管９を流れる冷媒量が少なくなると、圧縮機２１の吸入圧力が低下する。

また、除霜運転時に室内温度が低い場合は、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃでの蒸発温度が低下して蒸発圧力が低下し、圧縮機の吸入圧力が低下する。さらには、室外機２の設置場所と室内機５ａ〜５ｃの設置場所とに高低差がある場合は、高低差に起因する圧力損失によって圧縮機２１の吸入圧力が低下する。

以上説明した要因によって、除霜運転中に圧縮機２１の吸入圧力が低下する場合があるが、その低下の度合が大きいときに、圧縮機２１の回転数Ｃｒを最大値で駆動し続けると、吸入圧力が大きく低下して性能下限値を下回る虞がある。そして、吸入圧力が性能下限値を下回ると、圧縮機が破損する虞があり、また、圧縮機が破損しないように圧縮機を停止する低圧保護制御が実行されて除霜運転時間が長くなって暖房運転への復帰が遅れるという問題がある。

そこで、除霜運転中は、吸入圧力センサ３２で検出した圧縮機２１の吸入圧力を定期的に取り込み、取り込んだ吸入圧力に応じた圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御を、図２に示す圧縮機回転数テーブル３００ａで定めた制御範囲内で行う。具体的には、吸入圧力が低下して、圧縮機２１の性能下限値より所定値高い第１閾圧力（例えば、０．１ＭＰａ）未満となれば、圧縮機２１の回転数Ｃｒを所定の割合（例えば、３０秒毎に６ｒｐｓ）で減少させる。回転数Ｃｒを減少させたことによって吸入圧力が上昇し、吸入圧力が第１閾圧力より高い第２閾圧力（例えば、０．２ＭＰａ）以下となれば、圧縮機２１の回転数Ｃｒを所定の割合（例えば、３０秒毎に６ｒｐｓ）で増加させる。そして、吸入圧力が第１閾圧力以上第２閾圧力未満であるときは、圧縮機２１の回転数Ｃｒを変化させない。圧縮機２１の回転数Ｃｒを制御するときに異なる２つの閾圧力を用いることで、圧縮機２１の回転数Ｃｒを制御を安定させる（１つの閾圧力で回転数Ｃｒを制御すると、頻繁に回転数Ｃｒの増減が切り換わる虞がある）ことができる。

次に、能力比Ｐに応じて、圧縮機回転数Ｃｒの制御範囲を異ならせている理由を説明する。

除霜運転時は、室外熱交換器２３を凝縮器として機能させることで、圧縮機２１から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器２３に流入させて着霜した霜を融解するが、室外熱交換器２３での着霜量は、室外熱交換器２３の大きさに応じた着霜量となり、室外熱交換器２３が大きいほど着霜量も多くなる。従って、室外熱交換器２３が大きい場合は、室外熱交換器２３が小さい場合と比べて、より多くの高温冷媒を室外熱交換器２３に流す必要がある。

一方、除霜運転時に蒸発器として機能する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃには、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの大きさに応じた流路断面積の室内膨張弁５２ａ〜５２ｃが接続されており、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが小さいほど流路断面積の小さい室内膨張弁５２ａ〜５２ｃが接続される。従って、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが小さい場合は、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが大きい場合と比べて、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過できる冷媒量、つまり、室内機５ａ〜５ｃからガス管９に流出する冷媒量が少なくなる。

以上のことから、除霜運転開始時の冷媒回路１０の冷媒循環量は、室外熱交換器２３の大きさと室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの大きさとに左右され、室外熱交換器２３と室内熱交換器５１ａ〜５１ｃとの大きさの違いが大きいほど、室外熱交換器２３に流入する冷媒量に対し室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出する冷媒量が少なくなり、室外熱交換器２３や液管８に冷媒が滞留して冷媒回路１０の冷媒循環量が少なくなる。そして、冷媒回路１０の冷媒循環量が少なくなるほど、ガス管９を流れる冷媒量が少なくなって、圧縮機２１の吸入圧力の低下度合は大きくなる。

室外熱交換器２３と室内熱交換器５１ａ〜５１ｃとの大きさの違いに起因して圧縮機２１の吸入圧力が大きく低下する状態、例えば、圧縮機回転数テーブル３００ａにおける能力比ＰがＡ未満であるときに、除霜運転時の圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を、能力比ＰがＡ以上であるときの制御範囲：７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓ、で圧縮機２１の回転数Ｃｒを制御すれば、吸入圧力が大きく低下して性能下限値を下回る虞がある。吸入圧力が性能下限値を下回ると、圧縮機２１が破損する虞があり、あるいは、圧縮機２１が破損しないように圧縮機２１を停止する低圧保護制御が実行されて除霜運転時間が長くなる虞がある。

そこで、本発明では、圧縮機回転数テーブル３００ａのように、室外熱交換器２３の大きさと等価である室外機能力の総和Ｐｏと、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの大きさと等価である室内機能力の総和Ｐｉとの比である能力比Ｐを用い、能力比Ｐが所定能力比Ａ未満である場合は、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓとし、吸入圧力が低下して性能下限値を下回ることを防ぎつつ除霜運転を行う。そして、能力比Ｐが所定能力比Ａ以上である場合は、吸入圧力の低下度合が小さく吸入圧力が性能下限値を下回る可能性が小さいので、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓとし、できる限り早く除霜運転が終了するよう制御する。

次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１で除霜運転を行う際の制御について説明する。図３は、空気調和装置１が除霜運転を行う場合の、室外機制御部２００のＣＰＵ２１０が行う処理の流れを示すものである。図３において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図３では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路の制御、といった、空気調和装置に関わる一般的な処理については説明を省略している。

空気調和装置１は、設置時における初期設定で、設定情報入力部２５０から入力された室内機５ａ〜５ｃの各定格能力を記憶部２２０に記憶する。このとき、ＣＰＵ２１０は、記憶した室内機５ａ〜５ｃの各定格能力を用いて室内機能力の総和Ｐｉを算出し、予め記憶部２２０に記憶されている室外機２の定格能力の総和Ｐｏ（本実施形態の場合、１台の室外機２なので、総和Ｐｏは室外機２の定格能力）で室内機能力の総和Ｐｉを除して能力比Ｐを算出する。そして、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶されている圧縮機回転数テーブル３００ａを参照し、算出した能力比Ｐに対応する圧縮機２１の回転数Ｃｒを抽出して記憶部２２０に記憶する。

空気調和装置１が暖房運転を行っているとき、ＣＰＵ２１０は、除霜運転開始条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ１）。前述したように、除霜運転開始条件は、例えば、暖房運転時間が３０分経過した後、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度が、外気温度センサ３６で検出した外気温度より５℃以上低い状態が１０分以上継続した場合であり、ＣＰＵ２１０は、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度や外気温度センサ３６で検出した外気温度を取り込んで、上記条件が成立したか否かを判断する。

ＳＴ１において、除霜運転開始条件が成立していなければ（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転を継続し（ＳＴ９）、ＳＴ１に処理を戻す。除霜運転開始条件が成立していれば（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、除霜運転準備処理を実行する（ＳＴ２）。除霜運転準備処理では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７を停止し、四方弁２２においてポートａとｂとが連通するよう、また、ポートｃとｄとが連通するよう切り換える。これにより、冷媒回路１００が、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する状態、つまり、図１（Ａ）に示す冷房運転を行う際の状態となる。尚、除霜運転時は、室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内ファン５５ａ〜５５ｃを停止する。

次に、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を記憶部２２０に記憶している回転数Ｃｒで起動する（ＳＴ３）。圧縮機２１を起動することにより、空気調和装置１で除霜運転が開始される。

次に、ＣＰＵ２１０は、低圧センサ３２で検出した圧縮機２１の吸入圧力を取り込む（ＳＴ４）。そして、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吸入圧力を用いて圧縮機２１の回転数制御を行う（ＳＴ５）。前述したように、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吸入圧力に応じ、図２に示す圧縮機回転数テーブル３００ａで定めた制御範囲内で圧縮機２１の回転数制御を行い、具体的には、取り込んだ吸入圧力が、前述した閾圧力以下となれば、圧縮機２１の回転数Ｃｒを所定の割合で減少させ、吸入圧力が閾圧力を超えれば、圧縮機２１の回転数Ｃｒを所定の割合で増加させる。

次に、ＣＰＵ２１０は、除霜運転終了条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ６）。前述したように、除霜運転終了条件は、例えば、熱交温度センサ３５で検出した室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度が１０℃以上となったか否かである。ＣＰＵ２１０は、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度を常時取り込んで記憶部２２０に記憶している。ＣＰＵ２１０は、記憶した冷媒温度を参照し、これが１０℃以上となったか否か、つまり、除霜運転終了条件が成立したか否かを判断する。尚、除霜運転終了条件は、予め試験等によって定められたものであり、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる条件である。

ＳＴ９において、除霜運転終了条件が成立していなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４に処理を戻し除霜運転を継続する。除霜運転終了条件が成立していれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転の再開処理を実行する（ＳＴ７）。運転再開処理では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を停止し、四方弁２２においてポートａとｄとが連通するよう、また、ポートｂとｃとが連通するよう切り換える。これにより、冷媒回路１００が、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する状態となる。

そして、ＣＰＵ２１０は、暖房運転を再開し（ＳＴ８）、ＳＴ１に処理を戻す。暖房運転では、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから要求される暖房能力に応じて、圧縮機２１や室外ファン２７の回転数や室外膨張弁２４の開度を制御する。

以上説明した実施形態では、室内機５ａ〜５ｃの各能力は、空気調和装置の設置時に作業者が設置情報入力部２５０を操作して手動で入力する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、室内機５ａ〜５ｃの各能力は、室内機制御部５００ａ〜５００ｃの記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶されている室内機５ａ〜５ｃに関する機種情報に含まれ、室外機２のＣＰＵ２１０がこの機種情報を室内機５ａ〜５ｃから取り込むことで、室内機５ａ〜５ｃの各能力を取得するようにしてもよい。ここで、機種情報とは、室内機５ａ〜５ｃの各能力に加えて、室内機５ａ〜５ｃの型名や識別番号といった、室内機５ａ〜５ｃの基本的な情報で構成されるものである。

次に、本発明の空気調和装置の第２の実施形態について、図４を用いて説明する。尚、本実施形態では、空気調和装置の構成や運転動作、および、設置条件に応じて除霜運転における圧縮機の起動時回転数や除霜運転間隔を異ならせることについては、第１の実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。第１の実施形態と異なるのは、圧縮機回転数テーブルにおいて、室内機能力の総和Ｐｉのみに応じて圧縮機回転数の制御範囲を定めていることである。

図４に示す圧縮機回転数テーブル３００ｂは、図２に示す圧縮機回転数テーブル３００ａと同様、室外機制御部２００の記憶部２２０に予め記憶されている。圧縮機回転数テーブル３００ｂは、空気調和装置１が除霜運転を行うときの圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を、室内機能力の総和Ｐｉに応じて定めたものである。

具体的には、図４に示すように、室内機能力の総和Ｐｉが所定の閾能力値Ｂ（例えば、８ｋＷ）未満である場合は、圧縮機回転数Ｃｒの最小値が５６ｒｐｓ、最大値が７４ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機回転数Ｃｒの制御範囲が５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓとされている。また、室内機能力の総和Ｐｉが閾能力値Ｂ以上である場合は、圧縮機回転数Ｃｒの最小値が７２ｒｐｓ、最大値が９０ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機回転数Ｃｒの制御範囲が７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓとされている。

次に、圧縮機回転数テーブル３００ｂにおいて、室内機能力の総和Ｐｉのみに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を定めている理由について説明する。空気調和装置１によっては、必要とされる定格能力に応じた大きさの室外熱交換器２３を搭載した室外機２（この場合、圧縮機２１はインバータ圧縮機であっても一定速圧縮機であってもよい）を備えるものと、搭載される室外熱交換器２３の大きさは同じとし、圧縮機２１の運転容量の制御により様々な定格能力を発揮できる室外機２を備えるものとが存在する。従って、後者のような室外熱交換器２３の大きさが同じで定格能力が異なる室外機２を備える空気調和装置１では、設置条件に応じて定格能力を選択しても、実質的に同じ室外機２を選択することとなり、言い換えれば、選択できる室外機２が定まっている。

第１の実施形態で説明したように、除霜運転を行う場合、室外熱交換器２３が大きいほど着霜量も多くなるため、室外熱交換器２３が大きい場合は、室外熱交換器２３が小さい場合と比べて、着霜した霜を融解させるためにより多くの高温冷媒を室外熱交換器２３に流す必要がある。従って、上述したような、選択できる室外機２が定まっている（＝室外熱交換器２３の大きさが固定されている）場合では、定格能力が異なっていても除霜に必要な高温冷媒の量は同じとなる。

選択できる室外機２が定まっている場合に、第１の実施形態で説明したように室外機能力の総和Ｐｏと室内機能力の総和Ｐｉとの能力比Ｐに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を決定すれば、以下の具体例に説明するように、吸入圧力の低下による低圧保護制御となる可能性が低いにも関わらず、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓとして除霜運転を行うこととなり、除霜運転の効率が低下する虞がある。

例えば、室外熱交換器２３の大きさが全て同じで、圧縮機２１の運転容量の制御によって定格能力を１０ｋＷ、１２ｋＷ、１４ｋＷ、とできる室外機２に、室内機５ａ〜５ｃが接続され、除霜運転時に室外熱交換器２３を除霜するのに必要な高温冷媒量を冷媒回路１０に循環させるときに、冷媒循環量が低下して吸入圧力が大きく低下する室内機能力の総和Ｐｉの閾能力値Ｂが７．５ｋＷである空気調和装置１を考える。

上記のような空気調和装置１に、第１の実施形態で説明した、能力比Ｐに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を異ならせると、第１の実施形態では閾能力比が７５％なので、室外機２の定格能力が１０ｋＷである場合の閾能力比に対する室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和は７．５ｋＷとなる。同様に、室外機２の定格能力が１２ｋＷである場合の閾能力比に対する室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和は９．０ｋＷ）となり、室外機２の定格能力が１４ｋＷである場合の閾能力比に対する室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和は１０．５ｋＷとなる。

室外機２の定格能力が１０ｋＷの場合は、閾能力比：７５％で算出した室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和は７．５ｋＷとなり、これは前述した室外熱交換器２３の大きさに対応した閾能力値Ｂである７．５ｋＷと合致する。従って、室外機２の定格能力が１０ｋＷの場合は、閾能力比：７５％以上である場合と閾能力比：７５％未満である場合とで圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を異ならせることで、圧縮機２１の吸入圧力が大きく低下する虞があるときは、圧縮機２１の回転数Ｃｒを５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓの制御範囲で制御することで低圧保護制御となることを防ぎ、圧縮機２１の吸入圧力が大きく低下する虞がないときは、圧縮機２１の回転数Ｃｒを７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓの制御範囲で制御することで除霜運転をできる限り早く完了する、といった本発明の目的を過不足なく実現できる。

これに対し、室外機２の定格能力が１２ｋＷや１４ｋｗの場合は、閾能力比：７５％で算出した室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和はそれぞれ９．０ｋＷ、１０．５ｋＷとなり、これは前述した室外熱交換器２３の大きさに対応した閾能力値Ｂである７．５ｋＷよりも大きい。そして、室外機２の定格能力が１２ｋＷや１４ｋｗの場合に第１の実施形態で説明した制御を適用すると、室外機２の定格能力が１２ｋＷの場合では、室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和が９．０ｋＷ未満であるときに、圧縮機２１の回転数Ｃｒを５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓの制御範囲で制御することとなる。また、室外機２の定格能力が１４ｋＷの場合では、室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和が１０．５ｋＷ未満であるときに、圧縮機２１の回転数Ｃｒを５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓの制御範囲で制御することとなる。

しかし、上述した室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和である９．０ｋＷや１０．５ｋＷは、室外熱交換器２３の大きさに対応した閾能力値Ｂである７．５ｋＷよりも大きい。従って、室外機２の定格能力が１２ｋＷや１４ｋｗの場合では、本来であれば圧縮機２１の回転数Ｃｒを７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓの制御範囲で制御できる室内機５ａ〜５ｃの能力Ｐｉの総和（室外機２の定格能力が１２ｋＷの場合はＰｉ：７．５〜８．９ｋＷの間、室外機２の定格能力が１４ｋＷの場合はＰｉ：７．５〜１０．４ｋＷの間）であるときに、回転数Ｃｒを５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓの制御範囲で制御とすることとなり、不必要に除霜運転時の圧縮機２１の回転数Ｃｒを低くすることで除霜運転時間が長くなる虞があった。

本実施形態では、以上説明した問題点を考慮し、選択できる室外機２が定まっている空気調和装置１では、室内機能力の総和Ｐｉのみに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を定めている圧縮機回転数テーブル３００ｂを有し、この圧縮機回転数テーブル３００ｂに基づいて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を決定しているので、除霜運転時の低圧低下を防ぎつつ不必要に除霜運転時の圧縮機２１の回転数Ｃｒを低くすることで、除霜運転の効率低下を防ぐことができる。

次に、本発明の空気調和装置の第３の実施形態について、図５を用いて説明する。尚、本実施形態では、空気調和装置の構成や運転動作、および、設置条件に応じて除霜運転における圧縮機の起動時回転数や除霜運転間隔を異ならせることについては、第１の実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。第１の実施形態と異なるのは、圧縮機回転数テーブルにおいて、能力比に加えて室外機と室内機とを接続する冷媒配管の長さも考慮して圧縮機回転数の制御範囲を定めていることである。

図５に示す圧縮機回転数テーブル３００ｃは、図２に示す圧縮機回転数テーブル３００ａと同様、室外機制御部２００の記憶部２２０に予め記憶されている。圧縮機回転数テーブル３００ｃは、空気調和装置１が除霜運転を行うときの圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を、室内機能力の総和Ｐｉと冷媒配管長Ｌｒとに応じて定めたものである。

ここで、冷媒配管長Ｌｒとは、液管８およびガス管９の長さ（単位：ｍ）を指し、本実施形態では、冷媒配管長Ｌｒの最大値を５０ｍとして説明する。この冷媒配管長Ｌｒは、空気調和装置１が設置される建物の大きさや、室外機２の設置場所から室内機５ａ〜５ｃが設置される部屋までの距離に応じて決定される。

図５に示すように、圧縮機回転数テーブル３００ｃでは、能力比Ｐが所定の閾能力比Ａ（例えば、７５％）未満である場合と閾能力比Ａ以上である場合（これについては、除霜運転条件テーブル３００ａと同じ）の各々について、冷媒配管長Ｌｒが所定の閾配管長Ｃ（例えば、４０ｍ）未満である場合と閾配管長Ｃ以上である場合とに応じて、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲が定められている。

具体的には、能力比Ｐが閾能力比Ａ未満である場合に、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｃ以上である場合は、圧縮機２１の回転数Ｃｒの最小値が４５ｒｐｓ、最大値が６３ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲が４５ｒｐｓ〜６３ｒｐｓとされている。また、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｃ未満である場合は、圧縮機２１の回転数Ｃｒの最小値が５６ｒｐｓ、最大値が７４ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲が５６ｒｐｓ〜７４ｒｐｓとされている。

能力比Ｐが閾能力比Ａ以上である場合に、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｃ以上である場合は、圧縮機２１の回転数Ｃｒの最小値が６２ｒｐｓ、最大値が８０ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機回転数Ｃｒの制御範囲が６２ｒｐｓ〜８０ｒｐｓとされている。また、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｃ未満である場合は、圧縮機２１の回転数Ｃｒの最小値が７２ｒｐｓ、最大値が９０ｒｐｓ、とされており、つまりは、圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲が７２ｒｐｓ〜９０ｒｐｓとされている。。

次に、圧縮機回転数テーブル３００ｃにおいて、能力比Ｐと冷媒配管長Ｌｒとに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を定めている理由について説明する。第１の実施形態で説明したように、空気調和装置１が除霜運転を行っているときは、室外熱交換器２３において霜と冷媒との間で熱交換が行われることや、外気温度が低いことによって凝縮圧力が上がらず圧縮機２１の吐出圧力も上がらないので、圧縮機２１の吐出圧力と吸入圧力との圧力差が小さくなり、ガス管９を流れる冷媒量が少なくなる。そして、ガス管９を流れる冷媒量が少なくなると、圧縮機２１の吸入圧力が低下する。

このとき、ガス管９の長さ、すなわち、冷媒配管長Ｌｒが長いほど、ガス管９を流れる冷媒量が少なくなって圧縮機２１に吸入される冷媒量が減少するので、冷媒配管長Ｌｒが短い場合と比べて圧縮機２１の吸入圧力が低下する虞がある。

従って、能力比Ｐが小さいとき、冷媒配管長Ｌｒが短い場合と比べて、冷媒配管長Ｌｒが長い場合の方が吸入圧力が性能下限値を下回る可能性が高くなる。同様に、能力比Ｐが大きい場合であっても、冷媒配管長Ｌｒが短い場合と比べて、冷媒配管長Ｌｒが長い場合の方が吸入圧力が性能下限値を下回る可能性が高くなる。

本実施形態では、以上説明した問題点を考慮し、能力比Ｐと冷媒配管長Ｌｒに応じて圧縮機２１の起回転数Ｃｒの制御範囲を定めている圧縮機回転数テーブル３００ｃを有し、この圧縮機回転数テーブル３００ｃに基づいて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を決定している。能力比Ｐと冷媒配管長Ｌｒとに応じて回転数Ｃｒの制御範囲を細かく設定することで、より的確に除霜運転時の低圧低下を防ぎつつ不必要に圧縮機２１の回転数Ｃｒを低くして除霜運転の効率が低下することを防ぐことができる。

尚、本実施形態では、能力比Ｐと冷媒配管長Ｌｒとに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を定めた圧縮機回転数テーブル３００ｃを有しているが、第２の実施形態で説明したように、室外熱交換器２３の大きさが同じで定格能力の異なる複数の室外機２を備える空気調和装置１の場合は、能力比Ｐに代えて、室内機能力の総和Ｐｉと冷媒配管長Ｌｒとに応じて圧縮機２１の回転数Ｃｒの制御範囲を定めた圧縮機回転数テーブルを有するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の空気調和装置は、除霜運転時の圧縮機の回転数を、能力比あるいは室内機の定格能力の総和あるいは冷媒配管長に応じた制御範囲で制御する。これにより、空気調和装置の設置状態により除霜運転時の冷媒循環量が減少するような場合であっても、吸入圧力が大きく低下して圧縮機の性能下限値を下回ることを防ぐことができる。従って、圧縮機の破損を防ぐことができる。また、吸入圧力が圧縮機の性能下限値を下回って低圧保護制御が実行されることを防ぐことができるので、低圧保護制御により除霜運転が中断されて除霜運転時間が長くなり、暖房運転への復帰が遅れるということがない。

尚、以上説明した各実施形態では、室内機５ａ〜５ｃの定格能力は、空気調和装置１の設置時における初期設定時に、作業者が設定情報入力部２５０を操作して入力する場合について説明したが、室内機５ａ〜５ｃが自己の定格能力に関する情報を含んだ機種情報を記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶しており、空気調和装置１の設置時における初期設定時に、室内機５ａ〜５ｃから室外機２の機種情報を送信するようにしてもよい。ここで、機種情報とは、室内機５ａ〜５ｃの定格能力に加えて、室内機５ａ〜５ｃの型名や識別番号等、空気調和装置１の管理や制御に必要な室内機５ａ〜５ｃの情報を含むものである。

また、冷媒配管長Ｌｒについても、作業者が設定情報入力部２５０を操作して入力するのではなく、以下に説明するように室外機２のＣＰＵ２１０が算出するようにしてもよい。室外機制御部２００の記憶部２２０に、室外熱交換器２３が凝縮器として機能しているときの冷媒出口における過冷却度や低圧センサ３４で検出した吸入圧力を用いて求める低圧飽和温度、等といった運転状態量と冷媒配管長Ｌｒとの関係式（例えば、過冷却度に応じて冷媒配管長Ｌｒを定めたテーブル）を記憶しており、ＣＰＵ２１０は、空気調和装置１を冷房運転しているときの運転状態量を取得し、上記関係式を用いて冷媒配管長Ｌｒを求める。

１空気調和装置
２室外機
５ａ〜５ｃ室内機
８液管
９ガス管
２１圧縮機
２２四方弁
２３室外熱交換器
２７室外ファン
３２吸入圧力センサ
３５熱交温度センサ
３６外気温度センサ
５１ａ〜５１ｃ室内熱交換器
５５ａ〜５５ｃ室内ファン
１００冷媒回路
２００室外機制御部
２１０ＣＰＵ
２２０記憶部
２４０センサ入力部
２５０設置情報入力部
３００ａ〜ｃ圧縮機回転数テーブル
Ｐ能力比
Ｐｉ室内機能力の総和
Ｐｏ室外機能力の総和
Ｌｒ冷媒配管長
Ｃｒ圧縮機回転数

Claims

圧縮機と、流路切換手段と、室外熱交換器と、低圧検出手段と、室外機制御手段とを有する少なくとも１台の室外機と、
室内熱交換器を有する少なくとも１台の室内機と、
前記室外機と前記室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管と、
を有する空気調和装置であって、
前記低圧検出手段は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出し、
前記室外機制御手段は、前記低圧検出手段から取り込んだ前記吸入圧力に応じて、除霜運転を行うときの前記圧縮機の回転数を所定の回転数制御範囲で制御し、
前記回転数制御範囲は、前記室内機の定格能力の総和を前記室外機の定格能力の総和で除した値である能力比に応じて定められていること、
を特徴とする空気調和装置。
圧縮機と、流路切換手段と、室外熱交換器と、低圧検出手段と、室外機制御手段とを有し、前記室外熱交換器は同じで前記圧縮機の制御により複数の定格能力を実現する少なくとも１台の室外機と、
室内熱交換器を有する少なくとも１台の室内機と、
前記室外機と前記室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管と、
を有する空気調和装置であって、
前記低圧検出手段は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出し、
前記室外機制御手段は、前記低圧検出手段から取り込んだ前記吸入圧力に応じて、除霜運転を行うときの前記圧縮機の回転数を所定の回転数制御範囲で制御し、
前記回転数制御範囲は、前記室内機の定格能力の総和に応じて定められ、前記回転数制御範囲における前記圧縮機の回転数の最小値は、前記室外機と前記室内機とに循環する冷媒量が前記室内機の定格能力の総和に応じた冷媒量となる回転数であること、
を特徴とする空気調和装置。
圧縮機と、流路切換手段と、室外熱交換器と、低圧検出手段と、室外機制御手段とを有する少なくとも１台の室外機と、
室内熱交換器を有する少なくとも１台の室内機と、
前記室外機と前記室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管と、
を有する空気調和装置であって、
前記低圧検出手段は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出し、
前記室外機制御手段は、前記低圧検出手段から取り込んだ前記吸入圧力に応じて、除霜運転を行うときの前記圧縮機の回転数を所定の回転数制御範囲で制御し、
前記回転数制御範囲は、前記室内機の定格能力の総和を前記室外機の定格能力の総和で除した値である能力比、または、前記室内機の定格能力の総和のうちいずれか一方と、前記液管および前記ガス管の長さである冷媒配管長とに応じて定められていること、
を特徴とする空気調和装置。