JP5791785B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
換言すると、従来の空気調和装置では、優先順位の低い利用側熱交換器の冷媒流量を制御する減圧装置を調整して、優先順位の高い利用側熱交換器の熱交換能力を維持しているが、減圧装置を調整するのみでは、優先順位の高い利用側熱交換器の熱交換能力を大きくすることができないという課題があった。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒回路図である。なお、以下の説明では、同一構成を区別して記載する必要がある場合等、符号の末尾にアルファベットを付して記載することがある。本実施の形態1の空気調和装置は、圧縮機11、冷媒流路切替装置である四方弁12、熱源側熱交換器である室外熱交換器13、アキュムレータ14、利用側熱交換器である複数の室内熱交換器31、各室内熱交換器31に対応して設けられた複数の膨張弁32(膨張装置)を配管接続して冷凍サイクル回路を構成している。
冷媒圧力検出手段である圧力センサ71は、圧縮機11の吐出側と四方弁12の間に設置され吐出圧力(圧縮機11が吐出する冷媒の圧力)を検知する。圧力センサ72は、アキュムレータ14と圧縮機11の間に設置され吸入圧力(圧縮機11が吸入する冷媒の圧力)を検知する。ただし、圧力センサ71、圧力センサ72は、それぞれ圧縮機11の吐出圧力、吸入圧力が検知できる場所であればこの限りではない。冷媒温度検出手段である温度センサ74は、四方弁12と室内熱交換器31を接続するガス枝管41に設置され、室内熱交換器31のガス側温度を検知する。温度センサ75は、各室内ユニットの室内熱交換器31と膨張弁32の間に設置され室内熱交換器31の液側温度を検知する。温度センサ73は、室内熱交換器31(換言すると、後述する各室内ユニット2)の吸込空気温度を検知する。
なお、図1では室内ユニット2が2台の場合を示しているが、室内ユニット2の台数は、2台以上であれば任意である。
ここで、室外コントローラ202及び室内コントローラ203が、本発明の制御装置に相当する。なお、本実施の形態1では制御装置を室外コントローラ202及び室内コントローラ203に分割して構成しているが、これらを一体として構成しても勿論よい。
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。ここで、冷凍サイクル回路等における圧力の高低については、基準となる圧力との関係により定まるものではなく、圧縮機11の圧縮、膨張弁32等の冷媒流量制御等によりできる相対的な圧力として高圧、低圧として表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。
室内ユニット2が室内空間を加熱する暖房運転を説明する。暖房運転においては、冷凍サイクル回路内の冷媒は、図1の実線矢印のように流れる。つまり、室外機1において、圧縮機11に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機11を出た冷媒は、四方弁12を流れ、さらにガス管4、ガス枝管41を通って各室内ユニット2に流入する。
次に、室内ユニット2が室内空間を冷却する冷房運転を説明する。冷房運転においては、冷凍サイクル回路内の冷媒は、図1の破線矢印のように流れる。つまり、室外機1において、圧縮機11に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機11を出た冷媒は、四方弁12を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器13に流れる。高圧のガス冷媒は、室外熱交換器13を通過する間にファン101によって搬送される外気と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、液管5、液枝管42を通って各室内ユニット2に流入する。
続いて、上記のように運転される冷凍サイクル回路に設けられた各種アクチュエータの制御方法について説明する。
まず、凝縮温度(吐出圧力)と蒸発温度(吸入圧力)の制御について述べる。暖房運転時は、冷媒の凝縮温度をある範囲で制御しており、これによって多室形の空気調和装置のように室内ユニット2の暖房負荷がそれぞれ異なる場合でも、所定の暖房能力を発揮することができる。冷房運転時は、冷媒の蒸発温度をある範囲で制御することで、室内ユニット2の冷房負荷がそれぞれ異なる場合でも、所定の冷房能力を発揮することができる。
以上のように、凝縮温度と過冷却度を制御することで、室内負荷に対して所定の暖房能力を発揮することができる。
ここで、ある一部の室内ユニット2から暖房能力増大要求があるとき、つまり、ある一部の室内ユニット2の暖房能力を増大させるときの制御方法について説明する。本実施の形態1では、圧縮機11の運転容量を通常より大きくして、暖房能力増大要求のあった室内ユニット2の暖房能力を設計容量よりも大きくしている。同時に、他の室内ユニット2においては、冷媒流量を抑制し、暖房能力が過大となるのを抑制している。一例として、室内ユニット2bの暖房能力を増大させる場合について、凝縮温度目標値Tcmと過冷却度目標値SCmの値を変更するフローを、図3のフローチャートに沿って述べる。ここで、室内熱交換器31bが第1の利用側熱交換器に相当する。室内熱交換器31aが第2の利用側熱交換器に相当する。
室内コントローラ203bは、室内ユニット2bの操作部204bから、暖房能力増大要求を受けると、暖房能力優先を室外コントローラ202に送信する。室外コントローラ202は、暖房能力優先を受信すると、図3のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する(ステップS101)。ステップS102において、室外コントローラ202は、凝縮温度目標値TcmをΔTcmだけ高くする。このとき、圧縮機11は、凝縮温度Tcを基に回転数Fが制御されている。このため、回転数Fが回転数最大値Fmax未満であれば、凝縮温度目標値Tcmが高くなると圧縮機11の回転数Fが高くなる。
以上、本実施の形態1のように構成された空気調和装置においては、ステップS102において、凝縮温度目標値Tcmを高くするため、圧縮機11の回転数Fは、冷凍サイクルの所定の暖房能力を発揮するための回転数より高くなる。すなわち、冷凍サイクル全体の冷媒流量が増加するため、室内熱交換器31は、暖房能力を所定の能力よりも大きくすることができる。
また、ステップS104において、能力優先以外の室内熱交換器31aでは、過冷却度目標値SCmを大きくするため、膨張弁32aの開度Lは小さくなる。すなわち、室内熱交換器31aを流れる冷媒流量が減少するため、能力優先以外の室内ユニット2aにおいて、圧縮機11の回転数Fが高くなることによる暖房能力の増大を抑制できる。
実施の形態1で示した空気調和装置は、各室内ユニット2の運転モードとして同一のモード(暖房運転又は冷房運転のどちらか一方)を選択するものであった。これに限らず、各室内ユニットの運転モードを個別に選択できる空気調和装置、つまり冷暖同時運転が可能な空気調和装置においても本発明を実施することが可能である。なお、本実施の形態2においては、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付し、特に言及しない点については実施の形態1と同様とする。
逆止弁58,59は液枝管42にそれぞれ逆並列関係に一端が接続されている。逆止弁58の他端は液管63に接続され、液管63から液枝管42の方向へのみ冷媒流通を許容する。逆止弁59の他端は液管64に接続され、液枝管42から液管64の方向へのみ冷媒流通を許容する。
気液分離器51は、高圧管6から気液二相冷媒が流入した場合、ガスと液を分離して、ガス冷媒を高圧ガス管61、液冷媒を液管62に流す。
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。本実施の形態2では、大きく4つの形態の運転が行われる。すなわち、室内ユニット2がすべて暖房運転を行う全暖房運転、室内ユニット2がすべて冷房運転を行う全冷房運転、室内ユニット2が冷房運転と暖房運転を混在して行い、暖房運転の容量が大きい暖房主体運転、冷房運転の容量が大きい冷房主体運転である。
図4において、全暖房運転を説明する。冷媒の流れは、図4の実線の矢印で示す。室外機1において、圧縮機11に吸入された冷媒は、圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機11を出た冷媒は、四方弁12を流れ、さらに逆止弁15c、高圧管6を通って室外機1を流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51、高圧ガス管61、電磁弁56、ガス枝管41を通って各室内ユニット2に流入する。
図4において、冷房運転を説明する。冷媒の流れは、図4の破線の矢印で示す。室外機1において、圧縮機11に吸入された冷媒は、圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機11を出た冷媒は、四方弁12を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器13に流れ凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、逆止弁15a、高圧管6を通って室外機1を流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51、液管62、内部熱交換器52、膨張弁54、内部熱交換器53の順に通って、液管63において分流する。分流した冷媒は逆止弁58、液枝管42を通って各室内ユニット2に流入する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の暖房主体運転を示す冷媒回路図である。ここでは、一例として、室内ユニット2a,2b,2cが暖房運転、室内ユニット2dが冷房運転を行うとする。室外機1において、圧縮機11に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機11を出た冷媒は、四方弁12を流れ、さらに逆止弁15c、高圧管6を通って室外機1を流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51、高圧ガス管61を通り、電磁弁56a,56b,56c、ガス枝管41a,41b,41cを通って、暖房運転する各室内ユニット2a,2b,2cに流入する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の冷房主体運転を示す冷媒回路図である。ここでは、一例として、室内ユニット2a,2b,2cが冷房運転、室内ユニット2dが暖房運転を行うとする。室外機1において、圧縮機11に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機11を出た冷媒は、四方弁12を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器13に流れ任意量凝縮し、高圧の気液二相冷媒となって流出し、逆止弁15a、高圧管6を通って室外機1を流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51に流入して、ガス冷媒と液冷媒に分離される。分離されたガス冷媒は、高圧ガス管61を通り、電磁弁56d、ガス枝管41dを通って、暖房運転する室内ユニット2dに流入する。
圧縮機11の回転数制御について、全暖房運転、全冷房運転については、実施の形態1と同じである。暖房主体運転時においては、室外コントローラ202は、圧力センサ71が検知する吐出圧力を目標値にして圧縮機11の回転数を制御し、冷凍サイクル回路全体の冷媒流量を調整する。すなわち、暖房運転を優先させるため、圧縮機11の回転数を制御することにより、暖房運転する室内ユニット2において所定の暖房能力を発揮するための凝縮温度を調整する。
本実施の形態2の空気調和装置において、ある一部の室内ユニット2から能力増大要求(空調能力増大要求)があるとき、つまり、ある一部の室内ユニット2の空調能力を増大させるときの制御方法について説明する。なお、能力増大制御は、暖房能力増大制御又は冷房能力増大制御のどちらかについて実施する。ここでは、室内ユニット2bから能力増大要求があった場合について述べる。
室内コントローラ203bは、室内ユニット2bの操作部204bから、能力増大要求を受けると、能力優先を室外コントローラ202に送信する。室外コントローラ202は、能力優先を受信すると、図7のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する(ステップS201)。ステップS202において、室外コントローラ202は、室内ユニット2bの運転モードが暖房運転であれば(Yes)、ステップS203〜S209を実施する。また、室外コントローラ202は、室内ユニット2bの運転モードが冷房運転であれば(No)、ステップS210〜S216を実施する。
以上のように、本実施の形態2では、冷暖同時運転が可能な空気調和装置において、空気調和装置全体の運転モードが、全暖房運転、全冷房運転、暖房主体運転、冷房主体運転のいずれかであり、室内ユニット2の運転モードが、暖房運転もしくは冷房運転のどちらかであっても、一部の室内ユニット2の空調能力を増大させることができる。すなわち、空気調和装置の運転モードと、室内ユニット2の運転モードによらず、一部の室内ユニット2の能力を増大させることができる。
以上の実施の形態1,2では、室内ユニット2に直接冷媒を循環させて、冷暖房を行う空気調和装置を示した。次に、熱媒体間熱交換器において冷媒と水等の熱媒体を熱交換させて、室内ユニット2に熱媒体を循環させるユニットを接続する空気調和装置の実施の形態を示す。つまり、本実施の形態3では、熱媒体を用いて室内の空調を行う間接式の室内ユニット(間接式室内熱交換器)を備えた空気調和装置の実施の形態を示す。なお、本実施の形態3においては、実施の形態1又は実施の形態2と同様の構成については同一の符号を付し、特に言及しない点については実施の形態1又は実施の形態2と同様とする。
ポンプ91,92は、熱媒体を循環させるために加圧する。ここで、ポンプ91,92については、内蔵するモータ(図示せず)の回転数を一定の範囲内で変化させることで、熱媒体を送り出す流量(吐出流量)を変化させることができる。
圧力センサ138は、熱媒体間熱交換器81,82が凝縮器として機能する場合に、凝縮圧力を検知する。ただし、圧力センサ138は熱媒体間熱交換器81,82の凝縮圧力が検知できる位置であればよい。温度センサ131は四方弁83と熱媒体間熱交換器81との間に設置され、温度センサ132は熱媒体間熱交換器81と膨張弁85との間に設置され、温度センサ133は四方弁84と熱媒体間熱交換器82との間に設置され、温度センサ134は熱媒体間熱交換器82と膨張弁86との間に設置され、それぞれ冷媒の温度を検知する。温度センサ135は熱媒体配管115に設置され、熱媒体間熱交換器81から流出する熱媒体の温度を検知する。温度センサ136は熱媒体配管116に設置され、熱媒体間熱交換器82から流出する熱媒体の温度を検知する。温度センサ137は熱媒体配管112に設置され、間接式室内ユニットとなる各室内ユニット2から流出する熱媒体の温度を検知する。
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒及び熱媒体の流れに基づいて説明する。ただし、中継機3と直膨式の室内ユニット2の動作は、実施の形態2と同じであるため、熱媒体中継機8と、間接式の室内ユニット2のみの動作について説明する。熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2の運転モードとして、室内ユニット2がすべて暖房運転である温水モード、すべて冷房運転である冷水モード、冷暖房運転が混在する冷温水混在モードを説明する。
室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転モードがすべて暖房運転である温水モードについて、図8を用いて説明する。冷媒の流れは、先端塗りつぶし無しの実線矢印、熱媒体の流れは、先端塗りつぶしの破線矢印で示す。このとき、四方弁83は高圧ガス管66と熱媒体間熱交換器81を配管接続するようにする。四方弁84は高圧ガス管66と熱媒体間熱交換器82を配管接続するようにする。三方弁93は、熱媒体配管115を流れる熱媒体と、熱媒体配管116を流れる熱媒体が、混合して熱媒体配管111に流れるように中間開度にする。三方弁94は、熱媒体配管112を流れる熱媒体が、熱媒体配管113と熱媒体配管114に分流するように中間開度にする。
室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転モードがすべて冷房運転である冷水モードについて、図8を用いて説明する。冷媒の流れは、先端塗りつぶし無しの破線矢印、熱媒体の流れは、先端塗りつぶしの破線矢印で示す。このとき、四方弁83は低圧管68と熱媒体間熱交換器81を配管接続するようにする。四方弁84は低圧管68と熱媒体間熱交換器82を配管接続するようにする。三方弁93は、熱媒体配管115を流れる熱媒体と、熱媒体配管116を流れる熱媒体が、混合して熱媒体配管111に流れるように中間開度にする。三方弁94は、熱媒体配管112を流れる熱媒体が、熱媒体配管113と熱媒体配管114に分流するように中間開度にする。
室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転モードが暖房運転と冷房運転が混在する冷温水混在モードについて、図10を用いて説明する。なお、冷媒の流れは、先端塗りつぶし無しの実線矢印、熱媒体の流れは、先端塗りつぶしの破線矢印で示す。例えば、室内ユニット2e,2fが暖房運転を行い、室内ユニット2g,2hが冷房運転を行う場合について説明する。このとき、四方弁83は低圧管68と熱媒体間熱交換器81を配管接続するようにする。四方弁84は高圧ガス管66と熱媒体間熱交換器82を配管接続するようにする。三方弁93e,93fは、熱媒体配管116を流れる熱媒体が熱媒体配管111e,111fに流れるようにする。三方弁93g,93hは、熱媒体配管115を流れる熱媒体が熱媒体配管111g,111hに流れるようにする。三方弁94e,94fは、熱媒体配管112e,112fを流れる熱媒体が熱媒体配管114を流れるようにする。三方弁94g,94hは、熱媒体配管112g,112hを流れる熱媒体が熱媒体配管113を流れるようにする。
膨張弁85,86は、熱媒体中継機コントローラ207からの指令により開度が制御される。具体的には、暖房運転時は熱媒体間熱交換器81,82の過冷却度を目標値にして開度を制御し、熱媒体間熱交換器81,82に流入する冷媒流量を調整する。過冷却度の算出方法は次の通りである。圧力センサ138が検知する凝縮圧力を、熱媒体中継機コントローラ207において飽和温度である凝縮温度に換算する。熱媒体中継機コントローラ207は、凝縮温度と、温度センサ132,134が検知する冷媒の液側温度の差から、過冷却度を算出する。冷房運転時は熱媒体間熱交換器81,82の過熱度を目標値にして開度を制御し、熱媒体間熱交換器81,82に流入する冷媒流量を調整する。過熱度は、熱媒体中継機コントローラ207において、温度センサ131,133が検知する冷媒のガス側温度と、温度センサ132,134が検知する冷媒の液側温度の差から算出する。
流量調整弁95は、熱媒体中継機コントローラ207からの指令により開度が制御される。具体的には、室内熱交換器31の熱媒体出入口温度差を目標値にして開度を制御し、室内熱交換器31に流入する熱媒体流量を調整する。室内熱交換器31の入口温度は、温水モードと冷水モードでは、温度センサ135と温度センサ136の検知する熱媒体温度の平均値とする。冷温水混在モードの際は、暖房運転する室内ユニット2と配管接続する流量調整弁95に対しては、温度センサ136の検知する熱媒体温度を用いて、冷房運転する室内ユニット2と配管接続する流量調整弁95に対しては、温度センサ135の検知する熱媒体温度を用いる。室内熱交換器31の出口温度は、温度センサ137の検知する熱媒体温度を用いて、入口温度と出口温度の差から、熱媒体出入口温度差を算出する。熱媒体出入口温度差は、およそ5〜7度程度とするのがよい。
つまり、温度センサ135〜137が検知する熱媒体温度をT[135]〜T[137]とすると、温水モードにおける室内熱交換器31の熱媒体出入口温度差ΔTwhは、ΔTwh={(T[135]+T[136])/2}−T[137]となる。また、冷水モードにおける室内熱交換器31の熱媒体出入口温度差ΔTwcは、ΔTwc=T[137]−{(T[135]+T[136])/2}となる。また、冷温水混在モードにおいて暖房運転する室内ユニット2の室内熱交換器31の熱媒体出入口温度差ΔTwhは、ΔTwh=T[136]−T[137]となる。また、冷温水混在モードにおいて冷房運転する室内ユニット2の室内熱交換器31の熱媒体出入口温度差ΔTwcは、ΔTwc=T[137]−T[135]となる。
冷房運転を行っている室内ユニット2に対してもポンプ91は同様の制御を実施する。
温水モード、冷水モードの場合、ポンプ91,92は同一回転数に設定し、同様の制御を実施する。
このように、流量調整弁95の開度が最大となるようにポンプ91,92の回転数を制御することで、熱媒体の搬送動力を小さくすることができる。
停止している室内ユニット2に対しては、流量調整弁95は熱媒体が流れないような開度とする。
本実施の形態3の空気調和装置は、熱媒体中継機8が冷温水混在モードになると、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器82の伝熱面積は、温水モードのときに熱媒体間熱交換器81,82が両方凝縮器となる場合に比べて、およそ半分となる。ここで、熱媒体間熱交換器81,82が両方凝縮器として機能するときに、間接式室内ユニット2の合計の定格の暖房能力が発揮できるように設計されるとすると、冷温水混在モードの際に間接式室内ユニット2の暖房負荷が十分に大きい場合、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器82の伝熱面積が暖房負荷に対して小さいため、凝縮温度を所定の範囲に調整すると、暖房負荷に対して熱媒体を十分に加熱できない。また、暖房に係る熱媒体を送出するポンプ92の熱媒体送出流量は、ポンプ91,92が暖房に係る熱媒体を送出する場合と比べて、およそ半分となる。このとき、さらに、ポンプ92の熱媒体送出流量が不足して、室内ユニット2の1台あたりの暖房能力が低下する。
具体的な制御について、図11のフローチャートで説明する。
熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのとき、熱媒体中継機8の操作部208より暖房能力増大要求又は冷房能力増大要求が熱媒体中継機コントローラ207に送られると、熱媒体中継機コントローラ207は能力優先を室外コントローラ202に送信する。室外コントローラ202は、能力優先を受信すると、図11のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する(ステップS301)。ステップS302において、室外コントローラ202は、暖房能力優先の場合(Yes)、ステップS303〜ステップS309を実施する。また、室外コントローラ202は、冷房能力優先の場合(No)、ステップS310〜ステップS316を実施する。
前述のように、操作部208が暖房能力増大又は冷房能力増大を要求するのは、熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのときである。
ここで、操作部208が暖房能力増大を要求する条件について説明する。熱媒体間熱交換器82の暖房能力増大が必要な条件として、運転している間接式の室内ユニット2の暖房容量が冷房容量に比べて十分大きいこと、実際に暖房負荷が大きいことが挙げられる。よって、本実施の形態3では、以下の3つの条件を判断して、操作部208は暖房能力増大を要求する。
・ΣQh>ΣQc+α…(1)
ここで、ΣQhは暖房運転中の間接式の室内ユニット2の定格能力合計値、ΣQcは冷房運転中の間接式の室内ユニット2の定格能力合計値、αは尤度である。
・Twhin<Twhm−β…(2)
ここで、Twhinは暖房時の室内ユニット2の熱媒体入口温度であり、Twhmは暖房時の室内ユニット2の熱媒体入口温度目標値であり、βは尤度である。暖房運転中の室内ユニット2の負荷が大きい(吸込空気温度が低い)場合、Twhinが低下する。
・「ΔTwhmax>ΔTwhm+γ、かつ、Lmax=100%」かつ「Fp=100%」…(3)
ここで、ΔTwhmaxは暖房中の室内ユニット2(より詳しくは、当該室内ユニット2の室内熱交換器31)の熱媒体出入口温度差のうちの最大値であり、ΔTwhmは暖房中の室内ユニット2の熱媒体出入口温度差目標値であり、γは尤度である。暖房負荷が大きい場合、熱媒体出入口温度差が大きくなる。
また、Lは暖房中の室内ユニット2の流量調整弁95の開度であり、Lmaxはそのうちの最大値である。Lmax=100%となっている場合、暖房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
また、Fpはポンプ92の回転数であり、100%となっている場合、暖房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
・(条件1A)かつ(条件2A)…(4)
又は、
・(条件1A)かつ(条件3A)…(5)
を一定時間満たすとき、操作部208は暖房能力増大を要求するとよい。この条件を判定する際は、冷媒経路と熱媒体経路のアクチュエータが十分安定している状態が必要であり、一定時間は10〜30分程度とすることが望ましい。
・ΣQc>ΣQh+α…(6)
・Twcin>Twcm+β…(7)
ここで、Twcinは冷房時の室内ユニット2の熱媒体入口温度であり、Twcmは冷房時の室内ユニット2の熱媒体入口温度目標値である。冷房運転中の室内ユニット2の負荷が大きい(吸込空気温度が高い)場合、Twcinが上昇する。
・「ΔTwcmax>ΔTwcm+γ、かつ、Lmax=100%」かつ「Fp=100%」…(8)
ここで、ΔTwcmaxは冷房中の室内ユニット2の熱媒体出入口温度差のうちの最大値であり、ΔTwcmは冷房中の室内ユニット2の熱媒体出入口温度差目標値である。冷房負荷が大きい場合、熱媒体出入口温度差が大きくなる。
また、Lmax=100%となっている場合、冷房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
また、Fp=100%となっている場合、冷房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
・(条件1B)かつ(条件2B)…(9)
又は、
・(条件1B)かつ(条件3B)…(10)
を一定時間満たすとき、操作部208は冷房能力増大を要求するとよい。この条件を判定する際は、冷媒経路と熱媒体経路のアクチュエータが十分安定している状態が必要であり、一定時間は10〜30分程度とすることが望ましい。
以上のように、本実施の形態3に係る空気調和装置では、熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのとき、熱媒体間熱交換器81又は熱媒体間熱交換器82に対して、能力増大制御を実施することで、暖房能力又は冷房能力を増大することができる。よって、熱媒体間熱交換器81,82やポンプ91,92を大きくしたり、台数を増加させたりする必要がなく、空気調和装置を小型化、安価にすることができる。
Claims (10)
- 圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、
複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際(以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第1の利用側熱交換器と称する)、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、
前記第1の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第1の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器(以下、第2の利用側熱交換器と称する)の少なくとも1つに対して、当該第2の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第2の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させ、
前記圧縮機の運転容量を大きくした後も、前記圧縮機の運転容量が上限値に達していない場合、
前記第1の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第1の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を増加させることを特徴とする空気調和装置。 - 前記熱源側熱交換器は蒸発器として機能し、前記利用側熱交換器は凝縮器として機能するものであり、
前記制御装置は、前記利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記熱源側熱交換器は凝縮器として機能し、前記利用側熱交換器は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記熱源側熱交換器は蒸発器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の一部は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の残りの一部は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、凝縮器として機能する前記利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御し、
前記第1の利用側熱交換器は凝縮器として機能するものであって、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記熱源側熱交換器は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の一部は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の残りの一部は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、蒸発器として機能する前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御し、
前記第1の利用側熱交換器は蒸発器として機能するものであって、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
凝縮器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過冷却度が所定の目標過冷却度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御するものであり、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、前記目標過冷却度を大きくすることによって、前記第2の利用側熱交換器の流量を減少させることを特徴とする請求項2又は請求項4に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
蒸発器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過熱度が所定の目標過熱度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御するものであり、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、前記目標過熱度を大きくすることによって、前記第2の利用側熱交換器の流量を減少させることを特徴とする請求項3又は請求項5に記載の空気調和装置。 - 前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも1つの間接式熱交換器を備え、
前記第1の利用側熱交換器が前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第2の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも1つの間接式熱交換器を備え、
前記熱媒体間熱交換器として、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器と蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器を有し、
前記第1の利用側熱交換器は、接続されている前記間接式熱交換器の熱交換負荷が大きい側の前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第2の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の空気調和装置。 - 圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、
複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際(以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第1の利用側熱交換器と称する)、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、
前記第1の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第1の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器(以下、第2の利用側熱交換器と称する)の少なくとも1つに対して、当該第2の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第2の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させるものであり、
前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも1つの間接式熱交換器を備え、
前記熱媒体間熱交換器として、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器と蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器を有し、
前記第1の利用側熱交換器は、接続されている前記間接式熱交換器の熱交換負荷が大きい側の前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第2の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする空気調和装置。
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