JP5835958B2

JP5835958B2 - マルチ形空気調和装置

Info

Publication number: JP5835958B2
Application number: JP2011134778A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　誠; 佐藤　　誠; 欽一竹本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-06-17
Also published as: JP2013002741A; EP2535669A2; EP2535669A3

Description

本発明は、１台の室外機ユニットに複数台の室内機ユニットが並列に接続されているマルチ形空気調和装置に関する。

従来、空気調和機においては、１台の室外機ユニットに複数台の室内機ユニットを並列に接続して運転することが行われている。このような空気調和機は、たとえばマルチ形空気調和装置（以下、「マルチエアコン」と呼ぶ）と呼ばれている。
従来のマルチエアコンでは、各室内機ユニットがそれぞれ電子膨張弁（ＥＥＶ）を備えており、各電子膨張弁の絞り（開度）を調整することにより、各室内機ユニットの適正な運転点や冷媒分配量を制御している。

また、マルチ形空気調和装置の冷媒量制御については、下記のような従来技術が知られている。
下記の特許文献１に開示された多室形空気調和機は、複数ある室内機の運転台数及び冷媒吐出温度に応じて、冷媒循環量を適正に保ち、吐出温度上昇や能力不足を防止するものである。

下記の特許文献２に開示された冷凍サイクルは、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油を用いる場合であっても、冷凍サイクル内部に冷凍機油が溜まり込んで圧縮機の油枯渇に至ることを防止し、かつアキュムレータを無くしても圧縮機へ大量の液バックが生じることを回避できるものである。
下記の特許文献３に開示された多室形空気調和機の運転方法は、冷房運転時にレシーバ内に液冷媒が溜まることを防いで冷凍サイクル中の冷媒循環量を確保し、能力不足状態になることなく適正な運転を可能にするものである。

特開２００２−１５６１６６号公報特許第３６７１８５０号公報特開２０１０−２１０１６４号公報

ところで、従来のマルチ形空気調和装置は、室内機ユニットの数が増えると、たとえば６台の室内機ユニットを各々異なる広さの部屋に設置して運転するような場合には、冷房運転時及び暖房運転時に必要となる冷媒量の差（冷暖の必要冷媒差）が大きくなる。このため、必要冷媒量が少なくてすむ暖房運転時には余剰冷媒を適切に処理できず、従って、余剰冷媒が凝縮器として機能する室内熱交換器内に溜まることとなる。このような余剰冷媒の問題は、６台の室内機ユニット中に要求される熱交換容量の大きいものが含まれている場合において、具体的にはリビングルーム等の大空間用室内機ユニットである大母型が含まれているような場合、特に顕著となる。
上述したように、暖房運転時に余剰冷媒が凝縮器に溜まると、冷媒の過冷却度は大きくなる。このような状況において、暖房運転の要求性能を満足させるためには、インバータ制御の圧縮機回転数を大きくする必要があり、従って、非常に効率の悪い運転点での運転となる。

このような背景から、マルチ形空気調和装置の暖房運転時においては、最適な運転点にすばやく到達させることにより、インバータ制御の圧縮機回転数について安定した運転点を確保し、高ＣＯＰ（成績係数：Coefficient Of Performance）の運転点を構築して効率を向上させることが望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、暖房運転時において、最適な運転点にすばやく到達させることにより、インバータ制御の圧縮機回転数を安定させて高ＣＯＰの運転を可能にしたマルチ形空気調和装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るマルチ形空気調和装置は、動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部とを備えているマルチ形空気調和装置であって、暖房運転時に蒸発器として機能する前記室外熱交換器の上流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、前記制御部に設けた前記室外機電子膨張弁の暖房運転時開度制御モードが、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に、前記室内機ユニットの運転台数及び外気条件により規定される前記動力可変型圧縮機の実回転数に対応して設定される室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転するオープンループ制御を備え、前記室外機電子膨張弁暫定開度を算出するパラメータに、外気温度、前記室内熱交換器の総熱交換器容量値、前記室内熱交換器の停止数、前記室内熱交換器の熱交換器容量割合の大きい大母型の前記室内機ユニットの有無、前記動力可変型圧縮機の吸入過熱及び吐出過熱を用いることを特徴とするものである。

このような本発明のマルチ形空気調和装置によれば、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器の上流側に設置したレシーバと、該レシーバと室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、制御部に設けた室外機電子膨張弁の暖房運転時開度制御モードが、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に、室内機ユニットの運転台数及び外気条件により規定される動力可変型圧縮機の実回転数に対応して設定される室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転するオープンループ制御を備え、室外機電子膨張弁暫定開度を算出するパラメータに、外気温度、室内熱交換器の総熱交容量値、室内熱交換器の停止数、動力可変型圧縮機の吸入過熱及び吐出過熱を用いるので、余剰冷媒が凝縮器として機能する室内熱交換器の内部に溜まることを防止できる。
このような室外機電子膨張弁の暖房運転時開度制御モードは、複数台の室内機ユニットに大母型が含まれている場合に好適であり、特に、５台以上の室内機ユニットが接続されているマルチ形空気調和装置に好適である。

上記のマルチ形空気調和装置において、前記暖房運転時開度制御モードは、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に前記オープンループ制御を所定時間実施してからゾーン制御に移行するとともに、運転台数変更後に開始される２回目以降のオープンループ制御では、前記室外機電子膨張弁暫定開度の算出値にオープンループ制御開始直近のゾーン制御積算値を加算した値が用いられることが好ましく、これにより、２回目以降のオープンループ制御における室外機電子膨張弁暫定開度は、運転状況を考慮して最適化されたものとなる。
また、本発明に係るマルチ形空気調和装置は、動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部とを備えているマルチ形空気調和装置であって、暖房運転時に蒸発器として機能する前記室外熱交換器の上流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、前記制御部に設けた前記室外機電子膨張弁の暖房運転時開度制御モードが、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に、前記室内機ユニットの運転台数及び外気条件により規定される前記動力可変型圧縮機の実回転数に対応して設定される室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転するオープンループ制御を備え、前記室外機電子膨張弁暫定開度を算出するパラメータに、外気温度、前記室内熱交換器の総熱交換器容量値、前記室内熱交換器の停止数、前記動力可変型圧縮機の吸入過熱及び吐出過熱を用い、前記暖房運転時開度制御モードは、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に前記オープンループ制御を所定時間実施してからゾーン制御に移行するとともに、運転台数変更後に開始される２回目以降のオープンループ制御では、前記室外機電子膨張弁暫定開度の算出値にオープンループ制御開始直近のゾーン制御積算値を加算した値が用いられることを特徴とするものである。

上述した本発明のマルチ形空気調和装置によれば、暖房運転時において、最適な運転点にすばやく到達させることにより、インバータ制御等による動力可変型圧縮機の回転数を安定させて高ＣＯＰの運転が可能になる。

本発明に係るマルチ形空気調和装置（マルチエアコン）の一実施形態を示す系統図であり、室内機ユニットが６台の構成例が示されている。暖房運転時における室外機電子膨張弁の開度制御例（オープンループ制御及びゾーン制御）を示す説明図である。外気温度及び熱交換機能力合計値により選択される補正係数ａ，ｂの一例を示す図である。室内機ユニット毎に定めた熱交換能力割合の一例を示す図である。補正係数ｃの決定に必要な補正パルスαの一例を示す図である。条件により異なる補正係数Ｚ_４の一例を示す図である。

以下、本発明に係るマルチ形空気調和装置（マルチエアコン）の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明するマルチエアコンは、６台の室内機ユニットを並列に接続した構成例とするが、室内機ユニットの接続数が６台に限定されることはない。
図１示す実施形態のマルチエアコンＡＣは、１台の室外機ユニット１０に６台の室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆが並列に接続された閉回路の冷凍サイクルを構成している。このマルチエアコンＡＣは、室外機ユニット１０及び室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの各種運転制御を行う制御部５０を備え、冷凍サイクルを循環する冷媒の流れ方向を選択切換することにより、冷房運転や暖房運転を行うことが可能である。
なお、図１の矢印は暖房運転時における冷媒の流れ方向を示しており、以下の説明において、６台の室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆ及びその関連機器類等を区別する必要がない場合には、Ａ〜Ｆを省略して「室内機ユニット３０」のように呼ぶことにする。

室外機ユニット１０は、たとえばインバータ制御の電動機により駆動される動力可変型圧縮機（以下、「圧縮機」と呼ぶ）１１と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器１２と、圧縮機１１から供給される冷媒の循環方向を選択切換して冷房運転及び暖房運転を行う四方弁１３とを具備して構成される。圧縮機１１及び四方弁１３は、制御部５０からの制御信号を受けて回転数や冷媒循環方向が制御されるようになっている。

圧縮機１１の吐出側には、冷媒の吐出管センサ温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ１４が設けられ、圧縮機１１の吸入側には、冷媒の吸入管センサ温度Ｔｓを検出する吸入温度センサ１５が設けられている。また、室外熱交換器１２の適所には、室外熱交液管センサ温度ＴＯを検出する室外熱交温度センサ１６が設けられている。
吐出温度センサ１４、吸入温度センサ１５及び室外熱交温度センサ１６で検出した温度検出値（Ｔｄ，Ｔｓ，ＴＯ）は、制御部５０に入力されて各種の運転制御に使用される。

室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆは、それぞれが室内熱交換器３１Ａ〜３１Ｆを備えており、室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆのそれぞれがヘッダー３２Ａ，３２Ｂから分岐して並列に接続された冷媒配管３３Ａ〜３３Ｆに設けられている。
冷媒配管３３Ａ〜３３Ｆには、室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの両側に、それぞれ電子膨張弁３４Ａ〜３４Ｆ及び開閉弁３５Ａ〜３５Ｆが設けられている。図示の構成例において、電子膨張弁３４Ａ〜３４Ｆは、暖房運転時の冷媒流れ方向において室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの下流側に設置され、開閉弁３５Ａ〜３５Ｆは上流側に設置されている。

この場合、開閉弁３５Ａ〜３５Ｆには、たとえば電磁弁のように遠隔操作可能なものが使用されており、従って、開閉弁３５Ａ〜３５Ｆは、室内機ユニット３０の運転・停止状態に応じて、制御部５０から制御信号を受けて開閉動作する。さらに、電子膨張弁３４Ａ〜３４Ｆも同様に、制御部５０から個別の制御信号を受けて開度制御が行われる。
また、室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの適所には、室内機ユニット毎の室内熱交液管センサ温度ＴＲを検出する室内熱交温度センサ３６Ａ〜３６Ｆが設けられている。これらの室内熱交温度センサ３６Ａ〜３６Ｆで検出した室内熱交液管センサ温度ＴＲは、いずれの検出値も制御部５０に入力されて各種の運転制御に使用される。

そして、本実施形態のマルチエアコンＡＣは、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器１２の上流側に、レシーバ２０及び室外機電子膨張弁２１を備えている。この場合の室外機電子膨張弁２１は、レシーバ２０と室外熱交換器１２との間に配設されているので、暖房運転時の冷媒流れ方向において、レシーバ２０が室外機電子膨張弁２１の上流側となる。

レシーバ２０は、暖房運転時に余剰冷媒をホールドする機能を有する容器、すなわち、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器３０で液化した液冷媒を一時的に溜めておくための容器である。
室外機電子膨張弁２１は、上述した室内機ユニット３０毎の電子膨張弁３４とは別に、マルチエアコンＡＣのシステム全体について運転点を調節するために設けたものである。この室外機電子膨張弁２１は、制御部５０から後述する補正を加えた制御信号を受けて絞り量の制御（開度調整）を行うことで、暖房運転時の冷媒流れ方向上流側に配設したレシーバ２０に溜め込む余剰冷媒を調整する。すなわち、暖房運転の状況（室内機ユニット３０の運転台数等）に応じて室外機電子膨張弁２１の開度調整を行うと、レシーバ２０に溜まる液冷媒量を調整できるので、余剰冷媒が室内機ユニット３０に溜まって過冷却度が大きくなることを防止できる。

さて、制御部５０は、冷房運転及び暖房運転の切換や温度設定に応じた運転など、各種の運転制御を行うものであるが、たとえば暖房運転時には、図２に示すようにして室外機電子膨張弁２１の開度（以下、「ＥＥＶＨ開度」と呼ぶ）制御が行われる。
暖房運転時のＥＥＶＨ開度は、制御部５０に設けた暖房運転時開度制御モードにより調整される。すなわち、暖房運転時においては、オープンループ制御とゾーン制御とによりＥＥＶＨ開度の最終的な運転点が決定される。

（１）オープンループ制御では、室内機ユニット３０の運転台数・外温条件により規定される圧縮機１１の実回転数（Ｎ）に対応したＥＥＶＨ開度を算出し、おおまかな運転点が設定される。
（２）ゾーン制御では、圧縮機１１の実回転数（Ｎ）に対応する吐出過熱ＴＤＳＨとなるようにＥＥＶＨ開度の運転点を制御することで、最終的に圧縮機１１の希釈率・使用圧力制限を満足するような運転点に移行させる。
なお、オープンループ制御及びゾーン制御については、たとえば実公平７−１４７７２号公報、特開２００３−１０６６０８号公報及び特開２００３−１３０４２６号公報により開示されている。

すなわち、暖房運転時開度制御モードでは、暖房運転起動時及び室内機ユニット３０の運転台数変化時に、室内機ユニット３０の運転台数及び外気条件により規定される圧縮機１１の実回転数（Ｎ）に対応して設定される室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転するオープンループ制御を備えている。このオープンループ制御では、室外機電子膨張弁暫定開度を算出するパラメータとして、外気温度、室内熱交換器３０の総熱交容量値、室内熱交換器３０の停止数、圧縮機１１の吸入過熱ＳＨ及び吐出過熱ＴＤＳＨを用いる。
そして、オープンループ制御により室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転した後には、圧縮機１１の実回転数（Ｎ）に対応する吐出過熱ＴＤＳＨに運転点を制御するゾーン制御に移行する。このゾーン制御は、室内機ユニット３０の運転台数に変化が生じるまで継続して行われる。

ここで、図２に示した暖房運転時開度制御モードにについて、ＥＥＶＨ開度制御の一例を説明する。
この制御モードには、オープンループ制御及びゾーン制御があり、マルチエアコンＡＣの運転停止状態ではＥＥＶＨ開度が全開の初期状態にある。この初期状態からマルチエアコンＡＣが起動されると、最初にオープンループ制御によって室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ１が算出される。オープンループ制御では、算出した室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ１に固定して、暖房運転を所定時間（たとえば３分程度）経過するまで継続する。

本実施形態では、暖房運転時のオープンループ制御において、下記の式に基づいて圧縮機１１の実回転数（Ｎ）に補正をすることにより、室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ１として室外機電子膨張弁の開度（ＯＰ）を算出する。
下記の数式においては、外温及び熱交容量による補正係数ａ，ｂと、大母型の有無及び熱交換器容量合計値により決定される補正係数Ｚ_４が新規に加わった補正係数である。すなわち、他の補正係数であるＺ_２及びＺ_３を用いて室外機電子膨張弁の開度を算出する数式については、従来から使用されているものである。

電子膨張弁開度ＥＥＶＨＯＰ＝（ａ×Ｎ＋ｂ＋ｃ）×Ｚ_２×Ｚ_３×Ｚ_４
ａ，ｂ：外温と熱交容量による補正係数
ｃ：全停止・停止ユニットのαパルスの和
Ｚ_２：システム全体の吸入過熱を適正に保つための補正係数であり、特に過渡期のオープンループ制御を安定化させることを主目的とする
Ｚ_３：システム全体の吐出過熱を適正に保つための補正係数
Ｚ_４：大母型の有無及び熱交換器容量合計値により決定される補正係数（図６の値を参照）
Ｎ：圧縮機の実回転数（但し、開度計算時は小数点以下を四捨五入した値を採用）

暖房運転時のオープンループ制御に用いられる補正係数ａ，ｂは、たとえば図３に例示するように、接続した室内機ユニット３０の熱交換器容量合計値（凝縮器として機能する熱交換器容量の合計値）と外気温度とに基づいて決定される。なお、図３に例示した補正係数ａ，ｂは、実験等により予め定められた値である。

上述した室内機ユニット３０の熱交換器容量合計値は、たとえば図４に例示した能力値を用いて算出される。図４に例示した熱交換器容量は、各種の室内機ユニット３０に設置されている各種の室内熱交換器３１について、横列の機種容量（ＥＸＤ−１〜４）毎に、基準機種を１００とした場合の熱交換器容量割合を縦列の形状タイプ（ＥＸＴ−１〜４）毎に定めた値である。
この場合、横列の機種容量は、たとえば子供部屋のように空間容積の小さい部屋に使用するものや、リビングルームのように空間容積の大きい部屋に使用するもの等のように、室内熱交換器３１に対する要求能力を意味している。また、縦列の形状タイプは、たとえば壁掛け型、天井埋込型及び自立型等のように、同じ機種容量でも室内機ユニット３０の設置構造等により熱交換器容量割合が異なることを意味している。

以下、図４を用いた熱交換器容量合計値の算出について、一例を示して説明する。
ここでは、マルチエアコンＡＣに６台の室内機ユニット３０が接続されており、その内訳は、機種容量ＥＸＤ−１の形状タイプＥＸＴ−１が３台と、機種容量ＥＸＤ−２の形状タイプＥＸＴ−２が２台と、機種容量ＥＸＤ−４の形状タイプＥＸＴ−４が１台とする。この場合、図４より、基準機種である機種容量ＥＸＤ−１の形状タイプＥＸＴ−１は熱交換器容量割合が１００、機種容量ＥＸＤ−２の形状タイプＥＸＴ−２は熱交換器容量割合が６３、そして、種容量ＥＸＤ−４の形状タイプＥＸＴ−４は熱交換器容量割合が１２５となる。

従って、この場合の熱交換器容量合計値は、下記の数式により算出される。
熱交換器容量合計値＝（１００×３）＋６３＋１２５＝４８８
ところで、上述した機種容量ＥＸＤ−４の形状タイプＥＸＴ−４は、いわゆる大母型と呼ばれているものであり、リビングルーム等のような大空間用機種となる。このような大母型は、内部の熱交換器が多数のサーキットにより構成されているため、熱交換器容量割合が基準値の１００以上となる大きな値に設定されている。すなわち、大母型は熱交換器が多サーキットになるため、冷媒流速の低下により冷媒の通過時間が長くなるので、冷媒がホールドされることを防止するためには、熱交換器容量割合を大きく設定して冷媒の流速を上げることが必要となる。

次に、暖房運転時のオープンループ制御に用いられる補正係数ｃは、下記のようにして決定される。
最初に、たとえば図５に例示したように、運転停止状態にある室内機ユニット３０の熱交換器容量割合に応じて補正パルスαを決定する。この後、運転停止中の状態にある全ての室内機ユニット３０について、図５から決定した補正パルスαを合計して補正係数ｃとする。

具体例を示すと、たとえば機種容量ＥＸＤ−１の形状タイプＥＸＴ−１及び機種容量ＥＸＤ−２の形状タイプＥＸＴ−２が１台ずつ停止している場合、機種容量ＥＸＤ−１の形状タイプＥＸＴ−１は熱交換器容量割合が１００であるから補正パルスαは５となり、機種容量ＥＸＤ−２の形状タイプＥＸＴ−２は熱交換器容量割合が６３であるから補正パルスαは３となる。従って、補正係数ｃは補正パルスαを合計した値であるから、補正パルスα＝５と補正パルスα＝３との合計値である８（ｃ＝５＋３）となる。

補正係数Ｚ_２は、マルチエアコンＡＣにおけるシステム全体の吸入過熱ＳＨを適正に保つための値であり、従来制御にも使用されている補正値である。この補正係数Ｚ_２は、吸入管センサ温度Ｔｓと室外熱交液管センサ温度ＴＯとの温度差（ＳＨ＝Ｔｓ−ＴＯ）に応じて決定される値である。
すなわち、圧縮機１１の起動や室内機ユニット３０の運転台数が変化するような過渡運転時には、吐出過熱ＴＤＳＨ以上に吸入過熱ＳＨが大きく、しかも、吸入過熱ＳＨが早く変動するため、吸入過熱ＳＨをパラメータとして補正係数Ｚ_２を定め、室外機電子膨張弁の開度（ＯＰ）を補正する制御を行うものである。

補正係数Ｚ_３は、マルチエアコンＡＣにおけるシステム全体の吐出過熱ＴＤＳＨを適正に保つための値であり、従来制御にも使用されている補正値である。この補正係数Ｚ_３は、吐出管センサ温度Ｔｄと室内熱交液管センサ温度ＴＲとの温度差（ＴＤＳＨ＝Ｔｄ−ＴＲ）に応じて決定される値である。なお、この場合の室内熱交液管センサ温度ＴＲには、暖房運転を行っている室内機ユニット３０の中で最も高い温度（最大値）が用いられる。
すなわち、極低温時には吐出過熱ＴＤＳＨがつきにくく液バック傾向にあるので、圧縮機１１の油面が安定しにくくなる。そこで、適正運転点への収束を早めるため、吐出過熱ＴＤＳＨをパラメータとして補正係数Ｚ_３を定め、室外機電子膨張弁の開度（ＯＰ）を補正する制御を行うものである。

補正係数Ｚ_４は、大母型（図４に示す機種容量ＥＸＤ−４の形状タイプＥＸＴ−４）の有無及び上述した熱交換器容量合計値により決定される補正係数であり、たとえば図６に示すように定められている。
図６に示す例において、室内機ユニット３０の接続ユニットに大母型が含まれていない場合には、補正係数Ｚ_４を１．０とすることで補正がなされることはない。
しかし、大母型の室内機ユニット３０が含まれている場合には、図４を用いた熱交換器容量合計値の算出が所定値（たとえば４００）以上か否かに応じて異なる補正係数Ｚ_４が与えられる。図６に示す例において、熱交換器容量合計値の算出が４００未満の場合は補正係数Ｚ_４を１．３に設定し、熱交換器容量合計値の算出が４００以上の場合は補正係数Ｚ_４を１．５に設定する。

このようにして、各補正係数ａ，ｂ，ｃ，Ｚ_２，Ｚ_３，Ｚ_４が決まれば、上記の数式から圧縮機１１の実回転数（Ｎ）が補正され、暖房運転時のオープンループ制御において室外機電子膨張弁２１の室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ１となる開度（ＯＰ）が算出される。
こうして算出された室外機電子膨張弁２１の室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ１は、設定後にそのままの状態で所定運転時間まで運転される。この後ゾーン制御に移り、室内機ユニット３０の運転台数が増減する変化を生じるまで継続される。すなわち、圧縮機１１の実回転数（Ｎ）に対応する吐出過熱ＴＤＳＨとなるようにＥＥＶＨ開度の運転点を制御することで、最終的に圧縮機１１の希釈率・使用圧力制限を満足する運転点に移行させるゾーン制御が継続される。

室内機ユニット３０に運転台数の変化が生じた台数変化後は、再度オープンループ制御に移行する。このオープンループ制御においても、上述した起動後と同様の数式に基づく補正をして、運転台数変更後の室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ２となる開度（ＯＰ）が算出される。
しかし、台数変更後に設定される室外機電子膨張弁暫定開度Ｒｒは、算出した室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ２に直近のゾーン制御積算値ΔＲを加算した値（Ｒｒ＝Ｒ２＋ΔＲ）となる。すなわち、実際に設定される室外機電子膨張弁２１の開度は、台数変更前の運転状況を反映した値の室外機電子膨張弁暫定開度Ｒｒとなり、この値に固定して所定時間の暖房運転が継続された後には、再度上述したゾーン制御に移行する。

このように、マルチエアコンＡＣを起動して暖房運転を開始すると、室外機電子膨張弁２１の開度制御は、最初のオープンループ制御で室外機電子膨張弁暫定開度Ｒ１に設定した状態を維持して所定時間の運転を継続した後、運転停止までゾーン制御及びオープンループ制御が繰り返される。そして、運転台数変更後に開始される２回目以降のオープンループ制御では、オープンループ制御開始直近のゾーン制御積算値ΔＲを、すなわち、台数変更が行われる直前のゾーン制御積算値ΔＲを、再度のオープンループ制御開始により算出した室外機電子膨張弁暫定開度Ｒｎ（ｎ≧２）に加算した値の室外機電子膨張弁暫定開度Ｒｒ（Ｒｒ＝Ｒｎ＋ΔＲ）とする。

このように、運転台数変更後に開始される２回目以降のオープンループ制御において、室外機電子膨張弁暫定開度の算出値Ｒｎにオープンループ制御開始直近のゾーン制御積算値ΔＲを加算した室外機電子膨張弁暫定開度Ｒｒを用いることにより、マルチエアコンＡＣの運転状況を考慮して最適化した開度設定が可能となり、最適な運転点の構築に要する時間を短縮できる。
このとき、暖房運転中の各室内機ユニット３０においては、室内熱交換器３１毎に要求される冷媒配分量が室内機ユニット３０毎に異なるため、室内機ユニット３０毎の圧縮機要求回転数に応じて各電子膨張弁３４を制御することで、各電子膨張弁３４に最適な運転点をすばやく構築することが可能になる。

このような暖房運転時開度制御モードのＥＥＶＨ開度制御を行うことにより、マルチエアコンＡＣの暖房運転時においては、最適な運転点にすばやく到達させることにより、インバータ制御の電動機により駆動される圧縮機１１の回転数について安定した運転点を確保し、高いＣＯＰの運転点を構築して効率を向上させることが可能になる。
また、上述したゾーン制御時においては、室外電子膨張弁２１の開度（絞り）を、室外電子膨張弁２１の流量特性に応じたサンプリング時間とすることが望ましい。すなわち、電子膨張弁２１の流量特性の差が大きい場合はサンプリング時間を短くすることにより、冷媒挙動を安定化させることができる。

上述した本実施形態の暖房運転時開度制御モードは、複数台の室内機ユニットに大母型が含まれている場合に好適であり、特に、５台以上の室内機ユニット３０が並列に接続されているマルチエアコンＡＣに好適である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

１０室外機ユニット
１１動力可変型圧縮機（圧縮機）
１２室外熱交換器
１３四方弁
１４吐出温度センサ
１５吸入温度センサ
１６室外熱交温度センサ
２０レシーバ
２１室外機電子膨張弁
３０（３０Ａ〜３０Ｆ）室内機ユニット
３１（３１Ａ〜３１Ｆ）室内熱交換器
３２Ａ，３２Ｂヘッダー
３３（３３Ａ〜３３Ｆ）冷媒配管
３４（３４Ａ〜３４Ｆ）電子膨張弁
３５（３５Ａ〜３５Ｆ）開閉弁
３６（３６Ａ〜３６Ｆ）室内熱交温度センサ
５０制御部
ＡＣマルチ形空気調和装置（マルチエアコン）

Claims

動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部とを備えているマルチ形空気調和装置であって、
暖房運転時に蒸発器として機能する前記室外熱交換器の上流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、
前記制御部に設けた前記室外機電子膨張弁の暖房運転時開度制御モードが、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に、前記室内機ユニットの運転台数及び外気条件により規定される前記動力可変型圧縮機の実回転数に対応して設定される室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転するオープンループ制御を備え、前記室外機電子膨張弁暫定開度を算出するパラメータに、外気温度、前記室内熱交換器の総熱交換器容量値、前記室内熱交換器の停止数、前記室内熱交換器の熱交換器容量割合の大きい大母型の前記室内機ユニットの有無、前記動力可変型圧縮機の吸入過熱及び吐出過熱を用いることを特徴とするマルチ形空気調和装置。
前記暖房運転時開度制御モードは、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に前記オープンループ制御を所定時間実施してからゾーン制御に移行するとともに、運転台数変更後に開始される２回目以降のオープンループ制御では、前記室外機電子膨張弁暫定開度の算出値にオープンループ制御開始直近のゾーン制御積算値を加算した値が用いられることを特徴とする請求項１に記載のマルチ形空気調和装置。
動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部とを備えているマルチ形空気調和装置であって、
暖房運転時に蒸発器として機能する前記室外熱交換器の上流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、
前記制御部に設けた前記室外機電子膨張弁の暖房運転時開度制御モードが、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に、前記室内機ユニットの運転台数及び外気条件により規定される前記動力可変型圧縮機の実回転数に対応して設定される室外機電子膨張弁暫定開度で所定時間運転するオープンループ制御を備え、前記室外機電子膨張弁暫定開度を算出するパラメータに、外気温度、前記室内熱交換器の総熱交換器容量値、前記室内熱交換器の停止数、前記動力可変型圧縮機の吸入過熱及び吐出過熱を用い、
前記暖房運転時開度制御モードは、暖房運転起動時及び前記室内機ユニットの運転台数変化時に前記オープンループ制御を所定時間実施してからゾーン制御に移行するとともに、運転台数変更後に開始される２回目以降のオープンループ制御では、前記室外機電子膨張弁暫定開度の算出値にオープンループ制御開始直近のゾーン制御積算値を加算した値が用いられることを特徴とするマルチ形空気調和装置。