JP5996087B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載の空気調和機では、複数の電磁膨張弁を有する分岐ユニットの各分岐口に、複数の室内機が接続されたシステムであり、複数の室内機を暖房運転で全台運転を実施し、各電磁膨張弁を一つずつ閉めていくことによって、各室内機と分岐ユニットの各配管と各配線との対応関係を検知する手法が開示されている。
また、特許文献2に記載の空気調和機では、複数の室内機への冷媒の分流を調整する分流ユニットにおいて、試運転時に分流ユニット内の開状態の電磁弁の略半分を閉とし、閉状態の電磁弁の略半分を開とする動作を複数回繰り返すことによって、短時間で各室内機と分流ユニット内の各電磁弁との対応関係を正確に認識でき、所望の室内機の冷暖房を確実に行える空気調和機が開示されている。
また、特許文献2に記載の空気調和機では、接続されている室内機の容量や運転状態を考慮せずに電磁弁の切り換えを実施するため、切り換え後に空気調和機の運転状態が異常となり、判定継続が困難となる場合があった。
<機器構成>
本発明の実施の形態1の空気調和装置の構成を図面に基づいて説明する。なお、この明細書では数式に文中の記号に対して、[ ]の中にその記号の単位を書くことにする。そして、無次元(単位なし)の場合は、[−]と表記する。
このマルチ形空気調和装置100は、例えば、大規模商業施設やオフィスビル等に設置される。マルチ形空気調和装置100は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、利用ユニット303a〜303dにて選択された冷房指令(冷房ON/OFF)又は暖房指令(暖房ON/OFF)を個別に処理し、利用ユニット303a〜303dを個別に、暖房運転または冷房運転(冷暖同時運転)を実施することができる。
分岐ユニット302と利用ユニット303aとは、分岐口15aと分岐口16aからそれぞれ冷媒配管である液配管7aとガス配管10aとで接続されている。
分岐ユニット302と利用ユニット303bとは、分岐口15bと分岐口16bからそれぞれ冷媒配管である液配管7bとガス配管10bとで接続されている。
分岐ユニット302と利用ユニット303cとは、分岐口15cと分岐口16cからそれぞれ冷媒配管である液配管7cとガス配管10cとで接続されている。
分岐ユニット302と利用ユニット303dとは、分岐口15dと分岐口16dからそれぞれ冷媒配管である液配管7dとガス配管10dとで接続されている。
マルチ形空気調和装置100に用いられる冷媒は、特に限定しない。例えば、R410A、R32、HFO−1234yf、炭化水素のような自然冷媒、などを用いることができる。
また、マルチ形空気調和装置100には、外部コントローラ320が備わっている。
熱源ユニット301は、圧縮機1と、三方弁2と、熱源側熱交換器3と、熱源側送風機4と、熱源側減圧機構5と、アキュムレータ14とで構成されている。
圧縮機1は、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧の状態にするものであり、例えばインバータにより回転数が制御されるタイプもしくは一定速タイプのもので構成される。
三方弁2は、四路切換弁の4つのポートのうち1つのポートが封止されることによって構成されている。つまり、三方弁2は、第1から第3までのポートを有しており、第1ポートが圧縮機1の吐出側と繋がり、第2ポートが熱源側熱交換器3と繋がり、第3ポートが圧縮機1の吸入側と繋がっている。三方弁2は、第1ポートと第2ポートとが連通すると同時に第3ポートが閉鎖される状態(図1の実線で示す状態)と、第2ポートと第3ポートとが連通すると同時に第1ポートが閉鎖される状態(図1の破線で示す状態)とに設定が切り換え可能に構成されている。
熱源側熱交換器3は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。熱源側熱交換器3は、外気と冷媒とで熱交換を行い、排熱をする。
熱源側送風機4は、熱源側熱交換器3に供給する空気の流量を可変することが可能なファンを備えており、例えば、DCファンモータからなるモータ(図示せず)によって駆動されるプロペラファン等である。
アキュムレータ14は、運転に過剰な冷媒を貯留する機能、及び運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることで圧縮機1に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ機能を有している。
また、熱源ユニット301には、温度センサ202が圧縮機1吐出側に設けられ、温度センサ203が熱源側熱交換器3の液側に設けられており、設置場所の冷媒温度を計測する。
また、熱源ユニット301には、温度センサ204が空気吸込口に設けられており、設置場所の空気温度を計測する。
分岐ユニット302は、電磁弁11a〜11dと、電磁弁12a〜12dとを備えている。電磁弁11a〜11d及び電磁弁12a〜12dは、分岐ユニット302の分岐口16a〜16dの数に対応した数が設置されている。
電磁弁11a〜11dは、低圧ガス配管13と分岐口16a〜16dとをそれぞれ接続する配管に設けられている。
電磁弁12a〜12dは、高圧ガス配管17と分岐口16a〜16dとをそれぞれ接続する配管に設けられている。
電磁弁11a〜11dと電磁弁12a〜12dは、利用ユニット303a〜303dの冷媒の流れ方向を個別に制御するためのものである。電磁弁12a〜12dを開路、電磁弁11a〜11dを閉路とすることで、利用ユニット303a〜303dに凝縮熱を供給する冷媒を流すことができる。また、電磁弁12a〜12dを閉路、電磁弁11a〜11dを開路とすることで、利用ユニット303a〜303dに蒸発熱を供給する冷媒を流すことができる。
電磁弁11a〜11d及び電磁弁12a〜12dは、流量制御弁の機能を有している。
また、分岐ユニット302は、熱源ユニット301と利用ユニット303a〜303dとを冷媒配管で繋ぐ配管分岐部の機能を有している。
利用ユニット303a〜303dは、利用側減圧機構8a〜8dと、利用側熱交換器9a〜9dとを備えている。
利用側減圧機構8a〜8dは、冷媒の流量を制御するものであり、開度を可変に設定できる。利用側熱交換器9a〜9dは、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室内空気と冷媒との熱交換を行う。
また、利用ユニット303a〜303dには、温度センサ207a〜207dが空気吸込口に設けられており、設置場所の空気温度を計測する。
熱源ユニット301には、例えば、マイクロコンピュータにより構成されたユニット制御装置101が設けられている。
外部コントローラ320には、例えば、ソフトウェアにて実装されたコントローラ制御装置121が設けられている。
ユニット制御装置101には、測定部102、演算部103、制御部104、ユニット通信部105、記憶部106、及び判定部107を有している。
測定部102には、各温度センサ、各圧力センサによって検知された各諸量が入力される。
演算部103は、測定部102に入力した情報に基づき、各種制御動作を決定するための演算を行う。
制御部104は、演算部103の演算結果に基づき、圧縮機1と、三方弁2と、熱源側送風機4と、熱源側減圧機構5と、利用側減圧機構8a〜8dと、電磁弁11a〜11dと、電磁弁12a〜12dとを制御する。
ユニット通信部105は、電話回線、LAN回線、無線などの通信手段からの通信データ情報の入力、及び外部に情報を出力することができる。ユニット通信部105は、利用側リモコン(図示せず)と通信し、利用側リモコンから出力された冷房指令(冷房ON/OFF)、または、暖房指令(暖房ON/OFF)をユニット制御装置101に入力する。また、ユニット通信部105は、コントローラ制御装置121と通信する。
記憶部106は、半導体メモリなどによって構成され、温度、圧力などの運転状態量や、設定値、ユニット情報などを記憶する。
判定部107は、冷媒配管と伝送線の対応関係を判定する。
入力部122は、使用者からの指令を入力する。
外部通信部123は、入力結果やユニットの状態などをユニット制御装置101と通信する。
表示部124は、ユニット制御装置101との通信した情報を表示し、外部コントローラ320のディスプレイなどに通信結果が表示される。
マルチ形空気調和装置100は、利用ユニット303a〜303dに要求される空調負荷に応じて、熱源ユニット301、分岐ユニット302、利用ユニット303a〜303dに搭載されている各機器の制御を行い、例えば、全冷房運転モードA、全暖房運転モードBを実施することができる。
全冷房運転モードAでは、三方弁2は圧縮機1の吐出側を熱源側熱交換器3のガス側と接続する。また、電磁弁11a〜11dは開路、電磁弁12a〜12dは閉路となっており、熱源側減圧機構5は最大開度(全開)となっている。
その後、高圧液冷媒は、液配管7a〜7dを経由して利用ユニット303a〜303dに流入し、利用側減圧機構8a〜8dにて減圧され低圧の二相冷媒となる。その後、低圧の二相冷媒は、利用側熱交換器9a〜9dにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となり、利用ユニット303a〜303dを流出し、ガス配管10a〜10dを経由して分岐口16a〜16dより分岐ユニット302に流入する。
その後、低圧ガス冷媒は、電磁弁11a〜11d、低圧ガス配管13を経由して熱源ユニット301に流入し、アキュムレータ14に流れた後に再び圧縮機1に吸入される。
また、圧縮機1の運転周波数は、蒸発温度が所定値となるように制御されている。蒸発温度は、圧力センサ208の検出圧力の飽和ガス温度である。
また、熱源側送風機4は、凝縮温度が所定値となるように制御されている。凝縮温度は、圧力センサ201より検出された圧力の飽和ガス温度である。
全暖房運転モードBでは、三方弁2は熱源側熱交換器3のガス側を圧縮機1吸入側と接続する。また、電磁弁11a〜11dは閉路、電磁弁12a〜12dは開路となっており、熱源側減圧機構5は最大開度(全開)となっている。
その後、高温・高圧のガス冷媒は、ガス配管10a〜10dを経由して、利用ユニット303a〜303dへと流れ、利用側熱交換器9a〜9dに流入し、室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。その後、高圧液冷媒は、利用側熱交換器9a〜9dを流出し、利用側減圧機構8a〜8dにて減圧されて低圧二相冷媒となり、利用ユニット303a〜303dより流出する。
その後、低圧二相冷媒は、液配管7a〜7dを経由して分岐口15a〜15dより分岐ユニット302に流入したあと、分岐ユニット302から流出し、液配管6を経由して熱源ユニット301に流入する。
その後、低圧二相冷媒は、熱源側減圧機構5を通過し、熱源側熱交換器3に流入し、熱源側送風機4にて送風される室外空気から吸熱し、低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器3から流出した後、三方弁2を経由して、アキュムレータ14を通過後、再び圧縮機1に吸入される。
また、圧縮機1の運転周波数は、凝縮温度が所定値となるように制御されている。凝縮温度は、圧力センサ201の検出圧力の飽和ガス温度である。
また、熱源側送風機4は、蒸発温度が所定値となるように制御されている。蒸発温度は、圧力センサ208の検出圧力の飽和ガス温度である。
利用ユニット303a〜303dの運転状態や運転モードの通信、機器の動作指令を通信するために、利用ユニット303a〜303dと分岐ユニット302との間、及び、分岐ユニット302と熱源ユニット301との間を、伝送信号線(伝送線)で繋ぐ。
図3に示す結線では、熱源ユニット301の配線端子台18と分岐ユニット302の配線端子台19とを伝送線で接続する。また、分岐ユニット302の配線端子台20a〜20dと、各利用ユニット303a〜303dの配線端子台21a〜21dとを、それぞれ伝送線で接続する。分岐ユニット302内においては、配線端子台19と各配線端子台20a〜20dとが接続されている。この伝送線の接続により、ユニット制御装置101は、熱源ユニット301、分岐ユニット302、及び、各利用ユニット303a〜303dと接続される。
例えば、分岐ユニット302の配線端子台20aと利用ユニット303aの配線端子台21aとが伝送線で接続されていれば、分岐口15a、16aを設定分岐口1とする。
また、分岐ユニット302の配線端子台20bと利用ユニット303bの配線端子台21bとが伝送線で接続されていれば、分岐口15b、16bを設定分岐口2とする。
また、分岐ユニット302の配線端子台20cと利用ユニット303cの配線端子台21cとが伝送線で接続されていれば、分岐口15c、16cを設定分岐口3とする。
また、分岐ユニット302の配線端子台20dと利用ユニット303dの配線端子台21dとが伝送線で接続されていれば、分岐口15d、16dを設定分岐口4とする。
そして、ユニット制御装置101は、取得した設定分岐口によって、動作させる電磁弁11a〜11d、電磁弁12a〜12dを決定する。具体的には、例えば利用ユニット303cが停止から冷房運転の指令に変化した場合に、利用ユニット303cの設定分岐口の情報により、分岐ユニット302では電磁弁11cが開路、電磁弁12cが閉路となる。
ユニット制御装置101は、伝送線の接続状態により、設定分岐口を認識するため、このような冷媒配管と伝送線との対応関係が不一致となる誤配線をすると、正しい分岐口の電磁弁が開閉しない。
例えば、図4の配線接続では、利用ユニット303cが停止から冷房運転の指令に変化した場合に分岐ユニット302では電磁弁11bが開路、電磁弁12bが閉路となり、電磁弁11c、電磁弁12cは閉路のままとなる。そのため、利用ユニット303cに冷媒が流れず、指令通りに冷房運転ができない。
そのため、誤配線の有無の確認は、従来、利用ユニット303a〜303dを一台ずつ運転させることによって実施していた。しかし、大規模商業施設などに設置されているマルチ形空気調和装置100の場合は、利用ユニット303の台数が多く、確認に多大な労力と時間を要する。
そこで、以下のような動作により、短時間にて誤配線の有無を確認することを可能となる。
つまり、利用ユニット303a〜303d全台を冷房運転させる全冷房試運転にて、分岐口一つおきの電磁弁を切り換えて暖房流れとし、利用ユニット303a〜303dの冷媒温度を確認する。例えば、電磁弁12aと電磁弁12cを開路、電磁弁11aと電磁弁11cを閉路として暖房流れとし、利用ユニット303a〜303dの冷媒温度を確認する。
図3の適正配線時では、利用ユニット303aの設定分岐口は、分岐口15aと分岐口16aであり、利用ユニット303cの設定分岐口は分岐口15cと分岐口16cであると認識する。このとき、利用ユニット303aの設定分岐口に対応する、電磁弁12aを開路、電磁弁11aを閉路として暖房流れとし、利用ユニット303cの設定分岐口に対応する、電磁弁12cを開路、電磁弁11cを閉路として暖房流れとする。利用ユニット303aと利用ユニット303cでは冷媒温度が暖房流れの冷媒温度に変化するため、ユニット制御装置101は、冷媒配管で接続された分岐口と、配線接続から取得した設定分岐口との対応関係が一致する判定する。
冷房流れの冷媒温度であるとの判定は、利用ユニット303a〜303dにおいて、低圧二相冷媒温度である温度センサ205a〜205dの検出温度が、空気温度である温度センサ207a〜207dの検出温度以下であることで判定できる。
また、暖房流れの冷媒温度であるとの判定は、高圧液冷媒温度である温度センサ205a〜205dの検出温度が、空気温度である温度センサ207a〜207dの検出温度以上であることで判定できる。
ここで、温度センサ205a〜205dの検出温度は、利用側熱交換器9a〜9dの液側温度として作用する。なお、利用ユニット303a〜303dの運転状態変化の判定は、上記のような方法に限定されるものではない。例えば、温度センサ205a〜205dの検出温度と、圧力センサ208の検出圧力の飽和温度、つまり蒸発温度を用いて、温度センサ205a〜205dの温度がどれだけ蒸発温度に近くなっているかで判定するようにしても良い。
ここで、マルチ形空気調和装置100に接続される利用ユニット303a〜303dの容量について考える。マルチ形空気調和装置100の利用ユニット303a〜303dの容量は、全てが同じであることはあまりなく、物件によって利用ユニット303a〜303dの容量がそれぞれ異なる場合がある。
上記に説明した方法にて、分岐口一つおきに冷媒の流れを相違させることで、伝送線と冷媒配管との対応関係の不一致を検出することが可能であるが、冷媒の流れを切り換える利用ユニット303の容量によっては、異常運転となる場合がある。
例えば、熱源ユニット301の容量が10HP(馬力)で、利用ユニット303aの容量が5HP、利用ユニット303bの容量が1HP、利用ユニット303cの容量が3HP、利用ユニット303dの容量が1HPであるとする。
この場合において、利用ユニット303a〜303dの全台を冷房運転させる全冷房試運転時に、利用ユニット303aと利用ユニット303cとを同時に冷房流れから暖房流れに切り換えると、蒸発器(冷房流れの利用側熱交換器9)の容量の合計値は、切り換え前は10HPであったのが、切り換え後は2HPとなるため、冷凍サイクルの低圧側の圧力が低下し、異常運転となる。このような異常運転になると機器を破損する可能性があり、好ましくない。
そのため、本実施の形態では、以下の動作方法にて切り換え動作を実施し、異常運転となるのを回避する。
図5は、実施の形態1におけるマルチ形空気調和装置100の冷媒配管と伝送線の対応関係を確認するフローチャートである。
据え付け工事後、ユニット制御装置101は、図5のフローチャートに示す動作を実施して、冷媒配管と伝送線の対応関係を確認する。
実施する試運転モードは、利用ユニット303a〜303dの全台を冷房運転させる全冷房試運転、または、利用ユニット303a〜303dの全台を暖房運転させる全暖房試運転を実施する。何れを実施するかは、外気温度などで判定し、例えば、外気温度が7℃以上の場合には、全冷房試運転を実施し、外気温度が7℃未満の場合は全暖房試運転を実施する。
以下の説明では、試運転モードを全冷房試運転として説明する。つまり、利用ユニット303a〜303dを全台冷房運転として全冷房運転モードAの運転状態とする。そのため、全ての分岐口の電磁弁11a〜11dと電磁弁12a〜12dは冷房流れとなっている。
ここでは隣接する分岐口の誤配線を検出したいため、電磁弁を動作させる分岐口は一つおきにする。ここで、切り換える分岐口に容量の大きい利用ユニット303が接続されている場合には、切り換え後に低圧側の圧力が低下して、異常運転となる可能性がある。そのため、切り換える分岐口に接続された利用ユニットの容量を考慮して、以下に示す方法にて切り換える分岐口を決定する。
切り換え前後において圧縮機1の運転周波数を固定とし、切り換え前後における蒸発熱量は一定とすると、以下の式が成り立つ。
Taは、利用ユニット303a〜303dの平均空気温度[℃]であり、温度センサ207a〜207dの検出温度より求める(利用ユニット空気温度検出手段)。
ETは、切り換え前の蒸発温度[℃]である。ここで、ETを圧力センサ208の検出圧力の飽和温度(熱源ユニットの冷媒飽和温度)とすることで圧縮機1の運転範囲内での切り換え位置決定をすることができる。もしくは、ETを利用ユニット303a〜303dの温度センサ205a〜205dの検出温度の最も低い温度(利用ユニットの冷媒飽和温度)とすることで、利用ユニット303a〜303dの利用側熱交換器9a〜9dが凍結しないように切り換え位置を決定することができる。なお、温度センサ205a〜205dは利用側熱交換器9a〜9dの液側温度であり、冷房試運転時は利用ユニット303a〜303dにおける冷媒の飽和温度を検出している。なお、実施の形態1では、圧力センサ208の飽和温度、又は温度センサ205a〜205dは、本発明の「冷媒飽和温度検出手段」として作用する。
ET0は、異常運転とならない範囲での最低蒸発温度[℃]であり、ユニット制御装置101の記憶部106にて記憶されている設定値である。
αは、利用ユニットの運転切り換え容量[−]である。
以上のことから分かるように、運転切り換え容量αを超えないように、冷媒の流通方向を切り換える分岐口を決定することで、圧縮機1や利用ユニット303a〜303dにて適正な運転範囲内での対応関係判定を実施できる。
そのため、例えば、平均空気温度Taは、各利用ユニット303a〜303dの空気温度の、利用ユニット303a〜303dの容量に対する重みつき平均として計算する。例えば、利用ユニット303aは5HPで空気温度が20℃、利用ユニット303bは1HPで空気温度が18℃、利用ユニット303cは3HPで空気温度が22℃、利用ユニット303dは1HPで空気温度が21℃とすると、
Ta=(20×5+18×1+22×3+21×1)/(5+1+3+1)=20.5℃
となる。
また、具体的には、切り換え前後において冷房流れの利用ユニット303a〜303dの台数が変化するため、Taは異なるが、試運転時は各利用ユニット303a〜303dの空気温度の差はそれほど大きくないとして、同じ値を用いている。もちろん計算負荷は高くなるが、切り換え後のTaも計算するようにしても良い。例えば、利用ユニット303aを切り換えると、切り換え後のTaは、
Ta=(18×1+22×3+21×1)/(1+3+1)=21.0℃
となり、この計算を切り換え台数仮定ごとに実施することで、より高精度に低圧が引くのを回避できる。
この場合は、切り換え後の蒸発温度ET1が、最低蒸発温度ET0以下になるまで暖房流れにする利用ユニット303a〜303dの台数を一台ずつ増やして計算し、運転切り換え容量αを求める。
例えば、利用ユニット303a一台を暖房流れに切り換えた場合、利用ユニット303aの熱交換器容量をAK1、空気温度をT1とし、利用ユニット303bの熱交換器容量をAK2、空気温度をT2とし、利用ユニット303cの熱交換器容量をAK3、空気温度をT3とし、利用ユニット303dの熱交換器容量をAK4、空気温度をT4とした場合、
AK1(Ta1−ET)+AK2(Ta2−ET)+AK3(Ta3−ET)+AK4(Ta4−ET)=AK2(Ta2−ET1)+AK3(Ta3−ET1)+AK4(Ta4−ET1)
を計算し、ET1以外は全て既知であるため、ET1が求まる。この時に、AKは利用ユニットの熱交換能力の指標であるため、利用ユニット303a〜303dの容量コードをそのまま代入してよい。
以上のようにすることで、冷媒と空気の温度差を詳細に考慮することができるため、より精度良く異常運転を回避できる。
奇数番目の分岐口と、偶数番目の分岐口とのどちらを基準に判定を実施するかは、以下のようにして決定する。つまり、冷房試運転状態から、運転切り換え容量αを求め、そのαにより、奇数分岐口から切り換えた場合の切り換え回数である奇数分岐口弁動作回数を求める。また、偶数分岐口から切り換えた場合の切り換え回数である偶数分岐口弁動作回数を求める。奇数分岐口弁動作回数と偶数分岐口弁動作回数のうち、少ない方の動作回数を基準として切り換え動作を実施するようにする。
図7は、実施の形態1におけるマルチ形空気調和装置100の電磁弁切り換えを実施する切り換え口の基準の決定方法を示した概略図である。
奇数分岐口から切り換えた場合、運転切り換え容量αを超えないように切り換えるには、利用ユニット303aのみ暖房流れに切り換えたあと、利用ユニット303aを冷房流れに戻して、利用ユニット303cのみを暖房流れに切り換える必要があり、この場合の奇数口動作パターンの切り換え回数は2回となる。
これに対し、偶数分岐口から切り換えた場合は、利用ユニット303b、利用ユニット303dともに1HPであり、切り換え時容量は20%であるため、二台同時に切り換えても、運転切り換え容量αを超えず、異常運転とならない。このため、偶数口動作パターンの切り換え回数は1回となる。
このように奇数分岐口を基準に判定をしていくパターンと、偶数分岐口を基準に判定していくパターンとでは、切り換え回数、つまり、システム全体の判定を終える時間が異なってくる。今回の例の場合は偶数分岐口を基準に判定をすることで切り換え回数1回での判定で済み、奇数分岐口基準の切り換えよりも短時間で判定を終えることができる。
また、設定分岐口が電磁弁を切換えてない分岐口である利用ユニット303の利用側減圧機構8の開度を、切り換えた容量の割合に応じて大きくする。
図8は、実施の形態1におけるマルチ形空気調和装置100の対応関係判定運転中の電磁弁切り換え前の蒸発熱供給冷媒の利用ユニット303a〜303dの流れ状態を示した概略図である。
図9は、実施の形態1におけるマルチ形空気調和装置100の対応関係判定運転中の電磁弁切り換え後の蒸発熱供給冷媒の利用ユニット303a〜303dの流れ状態を示した概略図である。
図8、図9において、Grは、蒸発熱供給の冷媒流量[kg/h]を表す。また、図9の電磁弁切り換え後の状態は、図7の奇数口基準の切り換えの1回目であるとし、利用ユニット303aの電磁弁のみを切り換えた状態である。
図8に示す電磁弁切り換え前の状態では、全ての利用ユニット303a〜303dにて冷房流れとなるため、熱源ユニット301より流入する冷媒流量[1×Gr]は、利用ユニット303a〜303dの容量(HP)に応じて分配された状態となり、利用側減圧機構8a〜8dは冷媒流量に応じた開度となっている。
利用ユニット303bでは、[0.1+0.5×1/(1+3+1)]×Gr=0.2×Grとなる。
利用ユニット303cでは、[0.3+0.5×1/(1+3+1)]×Gr=0.6×Grとなる。
利用ユニット303dでは、[0.1+0.5×1/(1+3+1)]×Gr=0.2×Grとなる。
なお、利用ユニット303aは、暖房流れとなるため、凝縮熱供給の冷媒が流れる。
以上のように、電磁弁を切り換えてない分岐口の利用ユニットでは、冷媒流量が増加するため、その増加分に応じて利用側減圧機構8a〜8dの開度を大きくしないと電磁弁切り換え前に対して絞り気味の状態となり、低圧側の圧力が低下してしまう。
切り換え後において利用ユニット303に流れる冷媒流量は、切り換え前に対して切り換え前後の冷房流れの利用ユニット303の合計容量の割合に応じて増加する。そのため、切り換え後の利用側減圧機構8の開度は、切り換え前後における利用ユニット303a〜303dの冷房流れの合計容量の割合から求まる。
つまり、電磁弁切り換え前は、全ての利用ユニット303a〜303dは冷房流れであるため、利用ユニット303a〜303dの容量の合計値と、設定分岐口が電磁弁を切り換える分岐口である利用ユニット303の合計容量である弁動作設定分岐口利用ユニット合計容量とによって、設定分岐口が電磁弁を切り換えてない分岐口である利用ユニット303の利用側減圧機構8の開度を大きくする。
例えば、切り換え前の利用ユニット303bの開度が200pulseとすると、利用ユニット合計容量は5+1+3+1=10であり、弁動作設定分岐口利用ユニット合計容量は5であるため、切り換え後は200×10/(10−5)=400pulseとなる。
また、同様の考え方で、図7の奇数口基準の2回目の切り換えでは利用ユニット303cのみが暖房流れとなり、弁動作設定分岐口利用ユニット合計容量は3であるため、切り換え後の利用ユニット303bの開度は、200×10/(10−3)=286pulseとする。
以上のように利用側減圧機構8a〜8dの開度を変更することで、圧力が異常となるのを回避し、信頼性が高く、配管と伝送線との対応関係判定を実施することができる。
ここでは、冷房流れから暖房流れとなるように電磁弁を切り換えたので、電磁弁を切り換えた分岐口に対応する利用ユニット303が暖房流れの冷媒温度となっていれば、冷媒温度は適正とし、冷房流れの冷媒温度のままとなっていたら冷媒温度は適正でないとする。
一方、適正でない利用ユニット303がある場合は、ステップS6にて、配線異常発報(伝送線と冷媒配管対応不一致)した後に、ステップS7に進む。
分岐口の1つおきに電磁弁11a〜11d、電磁弁12a〜12dを切り換えるため、分岐ユニット302の始めから終わりまでの分岐口の対応関係を調べた場合に、少なくとも接続分岐口数−1つ以上の分岐口にて電磁弁を切り換えている。
例えば、利用ユニット303の接続台数が5台で分岐口数が5つの場合は、接続台数の半分を3つとすると、奇数口基準にて電磁弁切り換えた場合は分岐口1、3、5にて電磁弁切り換えるため、切り換える分岐口数は3つ、となる。また、偶数口基準にて電磁弁を切り換えた場合は分岐口2、4にて電磁弁切り換えるため、切り換える分岐口数は2つとなる。どちら基準の場合も、接続台数の半分−1つ以上である2以上を満たす。
制御部104は、接続台数の半分−1つ以上切り換えてなければ、再度、ステップS3に戻り、切り換え評価を実施した分岐口の次の分岐口から、再度、暖房流れに切り換える分岐ユニット302の分岐口を決定する。
一方、接続台数の半分−1つ以上を切り換えた場合は、ステップS9にて、配線異常発報があったか否かを判定する。配線異常発報がなかった場合は、ステップS10にて、正常発報(伝送線と冷媒配管対応一致)し、ステップS11にて対応関係判定運転を終了する。
図10は、実施の形態1におけるマルチ形空気調和装置100の対応関係判定運転の実施指令および結果出力方法を示した概略図である。
図10に示すように、コントローラ制御装置121を実装したノートパソコンにおいて、キーボード等の入力部122から対応関係判定の実施の指令を入力し、入力結果を外部通信部123より熱源ユニット301に実装されているユニット制御装置101のユニット通信部105に通信する。その後、マルチ形空気調和装置100では、図5のフローチャートに示す対応関係判定を実施し、判定結果をユニット通信部105からコントローラ制御装置121の外部通信部123に通信する。その後、ノートパソコンにてディスプレイ等の表示部124に判定結果が表示される。判定結果は、ステップS6の配線異常発報をした場合は異常となった設定分岐口箇所を全て表示するようにし、ステップS10の正常発報をした場合は、その旨を表示するようにする。このようにすることで、ユニットから離れた場所にて対応関係判定を実施し、その結果を得ることができる。
例えば、図7の奇数口基準の切り換えの1回目では、利用ユニット303aを暖房流れに切り換えることで、切り換え前よりも熱源側熱交換器3に流れる冷媒流量が少なくなり、高圧側の圧力が低下する。
高圧側の圧力が異常低下するのを抑制する方法として、暖房流れの分岐口の利用ユニット303の利用側減圧機構8を絞り、熱源側熱交換器3の冷媒流量を確保する方法がある。電磁弁の切り換え後の利用側減圧機構8の開度は、利用ユニット303a〜303dの合計容量と、切り換え後の暖房流れの利用ユニット303の合計容量である弁動作設定分岐口利用ユニット合計容量と、熱源ユニットの容量とから求めればよい。
図8、図9の例では、利用ユニット303a〜303dの合計容量は5+1+3+1=10HP、切り換え後の暖房流れ利用ユニット303aの合計容量は5HP、熱源ユニットの容量は10HPである。このため、切り換え前の利用ユニット303aの開度が300pulseとすると、切り換え後は、300×10/(10+5)=200pulseに絞る。そうすることで、利用ユニット303aへの冷媒の流れすぎを抑え、熱源側熱交換器3にて所定の冷媒流量が確保されるため、高圧が過度に低下するのを防ぐことができ、対応関係判定運転の信頼性が向上する。
熱源側熱交換器3の熱交換能力を小さくする方法として、具体的には、例えば、熱源側送風機4の回転数を低くし、熱源側熱交換器3を通過する風量を少なくする。少なくする量は、弁動作設定分岐口利用ユニット合計容量と、熱源ユニットの容量とから求めればよい。
図8、図9の例では、熱源側送風機の風量が185L/min、熱源ユニット10HPとすると、熱交換器能力が風量の0.2乗に比例するとした場合、切り換え後は、
185×[10/(10+5)]^(1/0.2)=24L/min
に風量を減少させればよい。
また、外気温度が低い場合など、電磁弁の切り換え前から風量がすでに少ない場合にも対応できるよう、熱源側熱交換器3の流路を複数に分けて構成し、これらの流路を個別に開閉する電磁弁を取り付け、この電磁弁を開閉することで、熱源側熱交換器3の伝熱面積を分割できるようにしても良い。さらに、上記の風量の減少と伝熱面積の分割との両方を用いても良い。
このように分岐口の電磁弁を切り換えた後に熱源側熱交換器3の熱交換能力を小さくすることで、高圧側の圧力が低下するのを防ぐことができ、対応関係判定運転の信頼性が向上する。
例えば、外気温度が低い場合、例えば外気温度が7℃未満の場合などは、冷房運転することが困難となり、全冷房試運転での対応関係判定運転を行うことができない。その場合は、全暖房試運転にて対応関係判定運転を行う。つまり、利用ユニット303a〜303dを全台暖房運転として全暖房運転モードBの運転状態とする。そのため、全ての分岐口の電磁弁11a〜11dと電磁弁12a〜12dは暖房流れとなっている。
対応関係判定運転を全暖房試運転によって実施しても、上述した全冷房試運転による実施とほとんど動作内容同じであるため、図5のフローチャートを用いて動作内容を説明する。
所定時間経過後、ステップS3にて、制御部104は、冷房試運転時と同様の方法により、冷房流れに切り換える分岐ユニット302の分岐口を決定する。
ここでは隣接する分岐口の誤配線を検出したいため、電磁弁を動作させる分岐口は一つおきにする。ここで、切り換える分岐口に容量の大きい利用ユニット303が接続されている場合には、切り換え後に高圧側の圧力が低下して、異常運転となる可能性がある。そのため、切り換える分岐口に接続された利用ユニットの容量を考慮して、以下に示す方法にて切り換える分岐口を決定する。
切り換え前後において圧縮機1の運転周波数を固定とし、切り換え前後における凝縮熱量は一定とすると、以下の式が成り立つ。
Taは、利用ユニット303a〜303dの平均空気温度[℃]であり、温度センサ207a〜207dの検出温度より求める(利用ユニット空気温度検出手段)。
CTは、切り換え前の凝縮温度[℃]であり、全暖房試運転時の圧力センサ201の検出圧力の飽和温度(熱源ユニットの冷媒飽和温度)である。
CT0は、異常運転とならない範囲での最低凝縮温度[℃]であり、ユニット制御装置101の記憶部106にて記憶されている設定値である。
αは、利用ユニットの運転切り換え容量[−]である。
以上のことから分かるように、運転切り換え容量αを超えないように、冷媒の流通方向を切り換える分岐口を決定することで、圧縮機1や利用ユニット303a〜303dにて適正な運転範囲内での対応関係判定を実施できる。
そのため、例えば、平均空気温度Taは、各利用ユニット303a〜303dの空気温度の、利用ユニット303a〜303dの容量に対する重みつき平均として計算する。例えば、利用ユニット303aは5HPで空気温度が20℃、利用ユニット303bは1HPで空気温度が18℃、利用ユニット303cは3HPで空気温度が22℃、利用ユニット303dは1HPで空気温度が21℃とすると、
Ta=(20×5+18×1+22×3+21×1)/(5+1+1+3)=20.5℃
となる。
その他の値は、例えば、切り換え前の凝縮温度CT(暖房試運転時の凝縮温度)が40℃、最高凝縮温度CT0を、圧縮機1の高圧適正範囲を考慮して62℃とすると、式(2)より、αは0.53となる。つまり、この例では、切り換えの上限値は、利用ユニット303a〜303dの合計容量に対して53%までとなり、冷房流れに切り換える利用ユニットの容量の合計を53%以内とすることで、高圧側の圧力が上昇せず、異常運転を回避できる。
また、設定分岐口が電磁弁を切り換えてない分岐口である利用ユニット303の利用側減圧機構8の開度を、切り換えた容量の割合に応じて大きくする。
ここでは、暖房流れから冷房流れとなるように電磁弁を切り換えたので、電磁弁を切り換えた分岐口に対応する利用ユニット303が冷房流れの冷媒温度となっていれば、冷媒温度は適正とし、暖房流れの冷媒温度のままとなっていたら冷媒温度は適正でないとする。
設定分岐口が電磁弁を切り換えた分岐口である利用ユニット303a〜303dにおいて、全て冷媒温度が適正であればステップS7に進む。
一方、適正でない利用ユニット303がある場合は、ステップS6にて、配線異常発報(伝送線と冷媒配管対応不一致)した後に、ステップS7に進む。
分岐口の1つおきに電磁弁11a〜11d、電磁弁12a〜12dを切り換えるため、分岐ユニット302の始めから終わりまでの分岐口の対応関係を調べた場合に、少なくとも接続分岐口数−1つ以上の分岐口にて電磁弁を切り換えている。
制御部104は、接続台数の半分−1つ以上切り換えてなければ、再度、ステップS3に戻り、切り換え評価を実施した分岐口の次の分岐口から、再度、暖房流れに切り換える分岐ユニット302の分岐口を決定する。
一方、接続台数の半分−1つ以上を切り換えた場合は、ステップS9にて、配線異常発報があったか否かを判定する。配線異常発報がなかった場合は、ステップS10にて、正常発報(伝送線と冷媒配管対応一致)し、ステップS11にて対応関係判定運転を終了する。
先述までの説明では、分岐口と利用ユニット303とが同じ数の場合を想定して、冷媒配管と伝送線との対応関係を判定する方法を記載したが、必ずしも分岐口と利用ユニットの対応関係は1対1になるとは限らない。
この場合の伝送線の接続としては、分岐ユニット302の配線端子台20a及び配線端子台20bと、大容量の利用ユニット303eの配線端子台21eとを接続する。利用ユニット303eの設定分岐口は、分岐口15a〜15b、分岐口16a〜16bの2つとなる。
この場合の対応関係判定運転では、大容量の利用ユニット303eの設定分岐口を、1つの分岐口として扱い、電磁弁切り換え時は、1つの分岐口とみなしている分岐口の全ての電磁弁を切り換える。例えば、図12の場合は、分岐ユニット302の分岐口の数は3つであるとみなし、大容量の利用ユニット303eに対応する分岐口の電磁弁を切り換える場合は、電磁弁11a〜11bと電磁弁12a〜12bの2つの分岐口の電磁弁を同時に切り換える。
このようにすることで、複数の分岐口に1つの利用ユニットが接続されている状態であったとしても、上述した対応関係判定運転をそのまま適用することが可能となる。
この場合の伝送線の接続としては、分岐ユニット302の配線端子台20aと小容量の利用ユニット303fの配線端子台21fと、小容量の利用ユニット303gの配線端子台21gとを接続する。利用ユニット303fと利用ユニット303gの設定分岐口は、どちらも分岐口15a、分岐口16aであり、同じとなる。
この場合の対応関係判定運転では、図5のステップS4にて、利用側減圧機構8の開度を開く動作において、同一の分岐口に接続されている複数の利用ユニット303の利用側減圧機構8で開く割合を同じとする。例えば、利用側減圧機構8fが180pulse、利用側減圧機構8gが190pulseであっとし、利用側減圧機構8fの開度を198pulseとして10%開く場合は、利用側減圧機構8gも209pulseとして10%開く。
また、図5のステップS8にて、判定部107は、一つの分岐口15a、16aに接続されている小容量の利用ユニット303f、303gを、一台の利用ユニット303とみなして、上述した判定をする。
このようにすることで、一つの分岐口に複数の利用ユニットが接続されている状態であったとしても、上述した対応関係判定運転をそのまま適用することが可能となる。
伝送線を接続する配線方式としては、図3に示した例の他に、図14に示すような配線方式がある。図14の配線方式では図3の配線方式と異なり、分岐ユニット302と利用ユニット303a〜303dの間の伝送線の結線を、配線端子台19と配線端子台21a〜21dにて行う。
このように配線することで、分岐ユニット302と利用ユニット303とを1本の伝送線にて配線可能となり、配線本数を少なくできる。ただし、分岐ユニット302と結線されない利用ユニット303があるため、ユニット制御装置101は、配線状態から設定分岐口を取得できない。そのため、利用ユニット303a〜303dにて設定分岐口をディップスイッチなどで手動にて設定することになる。したがって、図14の配線方式においても、冷媒配管の接続と分岐口の設定とが個別に実施されるため、分岐口と設定分岐口の対応関係に不一致が発生する。
このような配線方式においても本実施の形態の対応関係判定運転を適用することで、冷媒配管と伝送線の対応関係の不一致を早期に発見することができるようになり、信頼性が向上する。
分岐ユニット304aには電磁弁11aと電磁弁12aとを備え、分岐ユニット304bには電磁弁11bと電磁弁12bとを備え、分岐ユニット304cには電磁弁11cと電磁弁12cとを備え、分岐ユニット304dには電磁弁11dと電磁弁12dとを備え、各分岐ユニット304a〜304d内の冷媒配管の構成は、図3に示した分岐ユニット302の1分岐単位と同様である。
図15のシステム構成では、冷媒配管の配管長が長くなり、分岐ユニットの数が多くなる一方で、分岐ユニット304には利用ユニット303が1つだけの接続となるため、伝送線の誤配線は、図3の配線方式よりも比較的少ないと思われる。しかし、この配線方式においても、伝送線の結線(分岐口の設定)と冷媒配管工事が個別に行われるため、分岐口の設定と配管対応関係に不一致が発生する。
このような配線方式においても本実施の形態の対応関係判定運転を適用することで、冷媒配管と伝送線の対応関係の不一致を早期に発見することができるようになり、信頼性が向上する。
<機器構成>
図16は、実施の形態2におけるマルチ形空気調和装置200の冷媒回路図である。
実施の形態2におけるマルチ形空気調和装置200は、第2利用ユニット307a〜307dにて選択された冷房指令(冷房ON/OFF)又は暖房指令(暖房ON/OFF)に応じて、第2利用ユニット307a〜307dを冷房運転または暖房運転の何れかで実施することができる。また、マルチ形空気調和装置200は、第3利用ユニット308a〜308dの水加熱指令(温水ON)に応じて、第3利用ユニット308a〜308dに供給される水を加熱する温水運転モードを実施することができる。
図16に基づいて、本実施の形態2におけるマルチ形空気調和装置200の冷媒回路構成について説明する。なお、実施の形態1と同一部分については同一符号を付し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
第2分岐ユニット306aと第2利用ユニット307aとは、分岐口15aと分岐口16aからそれぞれ冷媒配管である液配管7aとガス配管10aとで接続されている。
第2分岐ユニット306aと第2利用ユニット307bとは、分岐口15bと分岐口16bからそれぞれ冷媒配管である液配管7bとガス配管10bとで接続されている。
第2分岐ユニット306aと第2利用ユニット307cとは、分岐口15cと分岐口16cからそれぞれ冷媒配管である液配管7cとガス配管10cとで接続されている。
第2分岐ユニット306aと第2利用ユニット307dとは、分岐口15dと分岐口16dからそれぞれ冷媒配管である液配管7dとガス配管10dとで接続されている。
第2分岐ユニット306bと第3利用ユニット308bとは、分岐口31bと分岐口32bからそれぞれ冷媒配管であるガス配管27bと液配管29bとで接続されている。
第2分岐ユニット306bと第3利用ユニット308cとは、分岐口31cと分岐口32cからそれぞれ冷媒配管であるガス配管27cと液配管29cとで接続されている。
第2分岐ユニット306bと第3利用ユニット308dとは、分岐口31dと分岐口32dからそれぞれ冷媒配管であるガス配管27dと液配管29dとで接続されている。
第2熱源ユニット305は、上記実施の形態1の熱源ユニット301の三方弁2に代えて四方弁23を設けている。また、図16に示すように、第2熱源ユニット305内の冷媒配管構成は、第2分岐ユニット306aに蒸発熱供給の冷媒又は凝縮熱供給の冷媒のいずれも流せ、第2分岐ユニット306bには凝縮熱供給の冷媒のみを流せるような冷媒配管構成となっている。
四方弁23は、第1から第4までのポートを有しており、第1ポートが圧縮機1の吐出側と繋がり、第2ポートが熱源側熱交換器3と繋がり、第3ポートが圧縮機1の吸入側と繋がり、第4ポートは空気側配管25と繋がっている。四方弁23は、第1ポートと第2ポートとが連通すると同時に第3ポートと第4ポートが同時に連通される状態(図16の実線で示す状態)と、第2ポートと第3ポートとが連通すると同時に第1ポートと第4ポートが同時に連通される状態(図16の破線で示す状態)とに設定が切り換え可能に構成されている。
第2分岐ユニット306aは、利用側減圧機構8a〜8dを備えており、各分岐口15a〜15d、分岐口16a〜16dの冷媒分配を可変とする。
利用側減圧機構8a〜8dは、第2分岐ユニット306aの分岐口15a〜15d、分岐口16a〜16dの数に対応した数が設置されている。
利用側減圧機構8a〜8dは、流量制御弁の作用を有している。
また、第2分岐ユニット306aは、第2熱源ユニット305と第2利用ユニット307a〜307dを冷媒配管で繋ぐ配管分岐部の作用を有している。
第2分岐ユニット306bは、温水側減圧機構30a〜30dを備えており、各分岐口31a〜31d、分岐口32a〜32dの冷媒分配を可変とする。温水側減圧機構30a〜30dは、第2分岐ユニット306bの分岐口31a〜31d、分岐口32a〜32dの数に対応した数が設置されている。
温水側減圧機構30a〜30dは、流量制御弁の作用を有している。
また、第2分岐ユニット306bは、第2熱源ユニット305と第3利用ユニット308a〜308dを冷媒配管で繋ぐ配管分岐部の作用を有している。
第2利用ユニット307a〜307dは、上記実施の形態1の利用ユニット303a〜303dに対して利用側減圧機構8a〜8dを取り外した構成となる。
第3利用ユニット308a〜308dは、プレート水熱交換器28a〜28dを備えている。プレート水熱交換器28a〜28dは、多数のプレートにより構成された熱交換器であり、水と冷媒との熱交換を行う。
また、第3利用ユニット308a〜308dには、温度センサ210a〜210dがプレート水熱交換器28a〜28dの液側に設けられ、温度センサ209a〜209dがプレート水熱交換器28a〜28dのガス側に設けられており、設置場所の冷媒温度を検出する。
また、第3利用ユニット308a〜308dには、温度センサ211a〜211dがプレート水熱交の出口に設けられており、設置場所の水温を計測する。
マルチ形空気調和装置200は、第2利用ユニット307a〜307dに要求される空調負荷、及び第3利用ユニット308a〜308dに要求される温水負荷に応じて、第2熱源ユニット305、第2分岐ユニット306a、306b、第2利用ユニット307a〜307d、第3利用ユニット308a〜308dに搭載されている各機器の制御を行い、例えば、第2全冷房運転モードC、第2全暖房運転モードD、全温水運転モードEを実行することができる。各運転モードにおける運転動作について説明する。
第2全冷房運転モードCでは、四方弁23は圧縮機1の吐出側を熱源側熱交換器3のガス側と接続し、圧縮機1の吸入側を空気側配管25に接続する。また、熱源側減圧機構5は最大開度(全開)となっている。さらに、温水側減圧機構30a〜30dは最低開度(全閉)となっており、第2分岐ユニット306bへの冷媒流れはない状態である。
その後、二相冷媒は、液配管7a〜7dを経由して第2利用ユニット307a〜307dに流入し、利用側熱交換器9a〜9dにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。その後、低圧ガス冷媒は、第2利用ユニット307a〜307dを流出し、ガス配管10a〜10dを経由して分岐口16a〜16dより第2分岐ユニット306aに流入する。
その後、低圧ガス冷媒は、第2分岐ユニット306aを流出し、空気側配管25を経由して第2熱源ユニット305に流入し、四方弁23を経由してアキュムレータ14に流れた後に再び圧縮機1に吸入される。
第2全暖房運転モードDでは、四方弁23は熱源側熱交換器3のガス側を圧縮機1の吸入側と接続し、空気側配管25を圧縮機1の吐出側と接続する。また、熱源側減圧機構5は最大開度(全開)となっている。さらに、温水側減圧機構30a〜30dは最低開度(全閉)となっており、第2分岐ユニット306bへの冷媒流れはない状態である。
その後、高温・高圧のガス冷媒は、ガス配管10a〜10dを経由して、第2利用ユニット307a〜307dへと流れ、利用側熱交換器9a〜9dに流入し、室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。その後、高圧液冷媒は、第2利用ユニット307a〜307dより流出し、液配管7a〜7dを経由して分岐口15a〜15dより第2分岐ユニット306aに流入する。その後、高圧液冷媒は、利用側減圧機構8a〜8dにて減圧されて低圧二相冷媒となる。
その後、低圧二相冷媒は、第2分岐ユニット306aを流出し、空気側配管24を経由して第2熱源ユニット305に流入する。その後、低圧二相冷媒は、熱源側減圧機構5を通過し、熱源側熱交換器3に流入し、熱源側送風機4にて送風される室外空気から吸熱し、低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器3から流出した後、四方弁23を経由して、アキュムレータ14を通過後、再び圧縮機1に吸入される。
全温水運転モードEでは、四方弁23は熱源側熱交換器3のガス側を圧縮機1の吸入側と接続し、空気側配管25を圧縮機1の吐出側と接続する。また、熱源側減圧機構5は最大開度(全開)となっている。さらに、利用側減圧機構8a〜8dは最低開度(全閉)となっており、第2分岐ユニット306aへの冷媒流れはない状態である。
その後、高温・高圧のガス冷媒は、プレート水熱交換器28a〜28dに流入し、温水を加熱して高圧液冷媒となる。その後、高圧液冷媒は、第3利用ユニット308a〜308dより流出し、液配管29a〜29dを経由して分岐口32a〜32dより第2分岐ユニット306bに流入する。その後、高圧液冷媒は、温水側減圧機構30a〜30dにて減圧されて低圧二相冷媒となり、第2分岐ユニット306bを流出し、温水側配管33を経由して第2熱源ユニット305に流入する。
その後、低圧二相冷媒は、熱源側減圧機構5を通過し、熱源側熱交換器3に流入し、熱源側送風機4にて送風される室外空気から吸熱し、低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器3から流出した後、四方弁23を経由して、アキュムレータ14を通過後、再び圧縮機1に吸入される。
本実施の形態2のマルチ形空気調和装置200においては、第2利用ユニット307a〜307d、及び第3利用ユニット308a〜308dの運転状態や運転モードの通信、機器の動作指令を通信するために、第2熱源ユニット305と第2分岐ユニット306aとの間、第2分岐ユニット306aと第2利用ユニット307a〜307dとの間、第2分岐ユニット306aと第2分岐ユニット306bとの間、第2分岐ユニット306bと第3利用ユニット308a〜308dとの間を、それぞれ、伝送信号線(伝送線)で繋ぐ。
図17に示す結線では、第2熱源ユニット305の配線端子台34と第2分岐ユニット306aの配線端子台35aとを伝送線で接続する。また、第2分岐ユニット306aの配線端子台20a〜20dと、各第2利用ユニット307a〜307dの配線端子台21a〜21dとを、それぞれ伝送線で接続する。第2分岐ユニット306a内においては、配線端子台35aと各配線端子台20a〜20dとが接続されている。
また、第2分岐ユニット306aの配線端子台35aと第2分岐ユニット306bの配線端子台35bとを伝送線で接続する。また、第2分岐ユニット306bの配線端子台36a〜36dと、各第3利用ユニット308a〜308dの配線端子台37a〜37dとを、それぞれ伝送線で接続する。第2分岐ユニット306b内においては、配線端子台35bと各配線端子台36a〜36dとが接続されている。
このような伝送線の接続により、ユニット制御装置101は、第2熱源ユニット305、第2分岐ユニット306a、第2分岐ユニット306b、各第2利用ユニット307a〜307d、各第3利用ユニット308a〜308dとそれぞれ接続される。
そして、ユニット制御装置101は、取得した設定分岐口によって、動作させる利用側減圧機構8a〜8dを決定する。具体的には、第2利用ユニット307cが停止から冷房運転の指令に変化した場合に、第2利用ユニット307cの設定分岐口の情報により、第2分岐ユニット306aでは利用側減圧機構8cが開く。このようにして第2利用ユニット307a〜307dの冷媒流れを第2分岐ユニット306aの利用側減圧機構8a〜8dで制御している。
そして、ユニット制御装置101は、取得した設定分岐口によって、動作させる温水側減圧機構30a〜30dを決定する。具体的には、第3利用ユニット308cが停止から温水運転の指令に変化した場合に、第3利用ユニット308cの設定分岐口の情報により、第2分岐ユニット306bでは温水側減圧機構30cが開く。このようにして第3利用ユニット308a〜308dの冷媒流れを第2分岐ユニット306bの温水側減圧機構30a〜30dで制御している。
ユニット制御装置101は、伝送線の接続状態により、設定分岐口を認識するため、このような冷媒配管と伝送線との対応関係が不一致となる誤配線をすると、正しい分岐口の減圧機構が動作しない。
そのため、実施の形態2のマルチ形空気調和装置200においても、対応関係判定運転を実施することで、誤配線の有無を確認することは工事を適切に実施する上で有用である。
実施の形態2のマルチ形空気調和装置200は、第2利用ユニット307a〜307dを、冷暖同時運転できるシステム構成ではないため、実施の形態1のように利用ユニットの冷媒流れ方向を冷房流れもしくは暖房流れに切り換えて対応関係の不一致を判定することができない。
そのため、実施の形態2のマルチ形空気調和装置200では、減圧機構開度の状態を変えた時の利用ユニットの運転状態変化から、配管と伝送線の対応関係の不一致を判定する。
図18は、実施の形態2におけるマルチ形空気調和装置200の伝送線と冷媒配管の対応関係を確認するフローチャートである。
まず、ステップS21にて、ユニット制御装置101は、第2利用ユニット307a〜307dの容量コード及び設定分岐口を取得し、記憶部106に記憶する。
次に、ステップS22にて、制御部104は、対応関係判定運転を開始する。例えば、全冷房試運転にて対応関係判定する場合は、第2全冷房運転モードCを実施する。また、全暖房試運転にて対応関係判定する場合は、第2全暖房運転モードDを実施する。
以下の説明では、試運転モードを全冷房試運転として説明する。
また、その他の利用側減圧機構8a〜8dは、実施の形態1のステップS4と同様の方法により、利用側減圧機構8を絞った(流量制御弁として作用する利用側減圧機構8を動作させた)第2利用ユニット307の容量の割合に応じて大きくする。
ここでは、冷房流れにおいて利用側減圧機構8を全閉まで絞ったので、適正か否かの判定は、利用側減圧機構8を絞った分岐口に対応する第2利用ユニット307の冷媒温度が上昇していれば、冷媒温度は適正とし、冷房流れの冷媒温度のままとなっていたら冷媒温度は適正でないとする。例えば、冷媒温度が室内温度−2℃以上の場合、冷媒が流れていないとし、つまり、冷媒温度が利用側ユニットの空気温度であるとして、適正であるとし、室内温度−2℃未満となっていれば冷媒が流れているとして適正でないとする。ここで、冷媒温度は、温度センサ206a〜206dの検出温度である。
なお、利用側熱交換器9a〜9d内の冷媒温度を検出する温度センサを設けても良い。この場合は、冷媒温度を利用側熱交換器9a〜9d中の温度としてもよい。つまり、利用側熱交換器9a〜9d内から利用側熱交換器9a〜9dのガス側のいずれかの温度を計測し、この冷媒温度が適正であるか否かを判断すればよい。
一方、適正でない第2利用ユニット307がある場合は、ステップS26にて、配線異常発報(伝送線と冷媒配管対応不一致)した後に、ステップS27に進む。
次に、ステップS28にて、制御部104は、第2利用ユニット307a〜307dの接続台数の半分の数から1を減算した数(接続台数の半分−1つ)以上の分岐口について、利用側減圧機構8a〜8dにて絞ったか否かを判定する。
制御部104は、接続台数の半分−1つ以上絞っていなければ、再度、ステップS23に戻り、再度、第2分岐ユニット306aの分岐口を決定する。
一方、接続台数の半分−1つ以上を絞った場合は、ステップS29にて、配線異常発報があったか否かを判定する。配線異常発報がなかった場合は、ステップS30にて、正常発報(伝送線と冷媒配管対応一致)し、ステップS31にて対応関係判定運転を終了する。
なお、冷媒配管と伝送線の対応関係の不一致の検知は、分岐口と設定分岐口の対応関係の不一致の検知と同じ意味をなしている。
まず、ステップS22の対応関係判定運転が、暖房試運転モード、つまり、第2全暖房運転モードDとなる。そして、ステップS25にて、冷媒温度が適正かの判定は、第2利用ユニット307a〜307dにおいて冷媒がガス側から液側の方向に流れるため、冷房試運転時と異なる。例えば、冷媒液温度が室内温度+2℃未満になっていれば冷媒が流れていないとして適正であるとし、室内温度+2℃以上となっていれば冷媒が流れているとして適正でないとする。ここで、冷媒液温度は温度センサ205a〜205dの検出温度である。つまり、利用側熱交換器9a〜9d液側の温度を計測する。
以上のように変更することで暖房試運転時においても、図18に示す対応関係判定運転を実施することで、冷媒配管と伝送線の対応関係の不一致を発見することができる。
冷媒配管と伝送線の対応関係の判定は、温水側減圧機構30a〜30dの開度の状態を変えた時の第3利用ユニット308の運転状態変化より行う。対応判定関係運転の動作の流れは、上述した第2分岐ユニット306aと第2利用ユニット307a〜307dの場合と同様のため、図18のフローチャートを用いて説明する。
すなわち、第3利用ユニット308a〜308dは、プレート水熱交換器28a〜28dが接続され、温水側減圧機構30a〜30bの開度によらず、水温と冷媒温度との温度差がつきにくい。このため、温水試運転におけるステップS25の判定では、ステップS24にて、温水側減圧機構30a〜30dを絞った設定分岐口の第3利用ユニット308a〜308dの水温が適正であるか否かを判定する。
水温の適正判定は、例えば、温水側減圧機構30a〜30dの絞る前よりも、絞った後の方が、出口水温が低い場合は、絞った後に冷媒が流れていないとして適正であるとし、それ以外では適正でないとする。
ここで、ステップS24を実施前の温度センサ211a〜211dの検出温度を、温水側減圧機構30a〜30dの絞り前の出口水温とし、ステップS24を実施後の温度センサ211a〜211dの検出温度を、温水側減圧機構30a〜30dの絞り後の出口水温とし、ユニット制御装置101の記憶部106に記憶する。つまり、温度センサ211a〜211dは、出口水温検出手段として作用する。
以上のように、図18に示す対応関係判定運転を実施することで、第2分岐ユニット306bと第3利用ユニット308a〜308dにおける、冷媒配管と伝送線の対応関係の不一致を発見することができる。また、凝縮熱のみを利用する利用ユニットと分岐ユニットとの対応関係も短時間でかつ異常運転とならずに判定できる。
Claims (11)
- 圧縮機と、熱源側熱交換器と、を有する少なくとも1つ以上の熱源ユニットと、
利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器の冷媒温度である利用ユニット冷媒温度を検出する利用ユニット冷媒温度検出手段と、を有する複数の利用ユニットと、
1つの前記熱源ユニットと複数の前記利用ユニットとを冷媒配管で接続する配管分岐部と、
前記熱源ユニット又は前記利用ユニットの冷媒飽和温度を検出する冷媒飽和温度検出手段と、
前記熱源ユニット及び前記複数の利用ユニットと配線接続されたユニット制御装置と、を備え、
前記配管分岐部は、
前記熱源ユニットと接続された冷媒配管を分岐し、前記利用ユニットが冷媒配管により接続される複数の分岐口と、
前記分岐口毎に設けられ、前記利用ユニットに流れる冷媒の流通方向又は流量を制御する流量制御弁と、を有し、
前記ユニット制御装置は、
前記複数の利用ユニットの容量の情報と、前記配線接続に応じて取得した、前記利用ユニットが接続された前記分岐口の対応関係を示す設定分岐口の情報と、が記憶される記憶部と、
前記複数の流量制御弁のうちの一部の前記流量制御弁を動作させ、前記複数の利用ユニットのうちの一部の前記利用ユニットに流れる冷媒の流通方向又は流量を、他の利用ユニットと相違させる、対応関係判定運転を実施する制御部と、
前記対応関係判定運転の実施時の前記利用ユニット冷媒温度に基づき、前記利用ユニットが前記冷媒配管で接続された前記分岐口と、前記配線接続に応じて取得した前記設定分岐口との不一致箇所を判定する判定部と、を有し、
前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
前記利用ユニットの容量と、前記冷媒飽和温度と、前記利用側熱交換器と熱交換する空気温度である利用ユニット空気温度とに基づき、前記利用ユニットの運転切り換え容量を求め、
冷媒の流通方向又は流量を他の利用ユニットと相違させる前記利用ユニットの容量の合計値が前記運転切り換え容量を超えないように、かつ、対応する前記分岐口が前記複数の分岐口の配列の1つおきとなるように、前記流量制御弁を動作させる
空気調和装置。 - 前記制御部は、
前記運転切り換え容量を超えないように、前記複数の分岐口のうち奇数番目の前記分岐口の前記流量制御弁を動作させる奇数口動作パターンと、
前記運転切り換え容量を超えないように、前記複数の分岐口のうち偶数番目の前記分岐口の前記流量制御弁を動作させる偶数口動作パターンと、を抽出し、
前記対応関係判定運転において、
前記奇数口動作パターン及び前記偶数口動作パターンのうち、前記流量制御弁を動作回数が少ない動作パターンに基づいて、前記流量制御弁を動作させる
請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記複数の利用ユニットのうち少なくとも1つは、2つ以上の前記分岐口と前記冷媒配管で接続され、
前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
同一の前記利用ユニットが接続されている2つ以上の前記分岐口の前記流量制御弁を、同時に動作させ、
前記判定部は、
同一の前記利用ユニットが接続されている2つ以上の前記分岐口を1つの分岐口とみなして、該分岐口と前記設定分岐口との不一致箇所を判定する
請求項1または2に記載の空気調和装置。 - 前記複数の分岐口のうち少なくとも1つは、2つ以上の前記利用ユニットが前記冷媒配管で接続され、
前記判定部は、
同一の前記分岐口に接続されている2つ以上の前記利用ユニットを1つの利用ユニットとみなして、該分岐口と前記設定分岐口との不一致箇所を判定する
請求項1〜3の何れか一項に記載の空気調和装置。 - 前記対応関係判定運転の開始指令を入力する入力部と、
前記ユニット制御装置と通信する外部通信部と、
前記ユニット制御装置の前記判定部の判定結果を表示する表示部と、を有する外部コントローラを備えた
請求項1〜4の何れか一項に記載の空気調和装置。 - 前記利用ユニット冷媒温度検出手段は、
前記利用側熱交換器へ流入する冷媒温度、若しくは、前記利用側熱交換器から流出した冷媒温度、又は、前記利用側熱交換器内の冷媒温度を、前記利用ユニット冷媒温度として検出し、
前記判定部は、
前記対応関係判定運転の実施時の前記利用ユニット冷媒温度と前記利用ユニット空気温度との温度差に基づき、前記利用ユニットが前記冷媒配管で接続された前記分岐口と、前記配線接続に応じて取得した前記設定分岐口との不一致箇所を判定する
請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記複数の利用側熱交換器の少なくとも一部は、水と冷媒とを熱交換するプレート水熱交換器により構成され、
前記プレート水熱交換器を有する前記利用ユニットは、
前記プレート水熱交換器から流出した水の温度である出口水温を検出する利用側出口水温検出手段を備え、
前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
前記プレート水熱交換器を有する前記利用ユニットが接続させる前記分岐口の前記流量制御弁を動作させる場合、前記流量制御弁を動作させる前の前記出口水温と、前記流量制御弁を動作させた後の前記出口水温とを前記記憶部に記憶させ、
前記判定部は、
前記流量制御弁を動作させる前の前記出口水温と、前記流量制御弁を動作させた後の前記出口水温との温度差に基づき、前記利用ユニットが前記冷媒配管で接続された前記分岐口と、前記配線接続に応じて取得した前記設定分岐口との不一致箇所を判定する
請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記利用ユニットは、開度が可変可能に構成され、前記利用側熱交換器へ流入する冷媒又は前記利用側熱交換器から流出した冷媒を減圧する利用側減圧機構を備え、
前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
前記複数の利用ユニットの容量の合計値と、前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させた前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットの容量の合計値とに応じて、
前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させていない前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットの前記利用側減圧機構の開度を増加させる
請求項1〜7の何れか一項に記載の空気調和装置。 - 前記記憶部は、前記熱源ユニットの容量が記憶され、
前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
前記複数の利用ユニットの容量の合計値と、前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させた前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットの容量の合計値と、前記熱源ユニットの容量とに応じて、
前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させた前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットの前記利用側減圧機構の開度を減少させる
請求項8に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させた前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットの容量の合計値と、前記熱源ユニットの容量とに応じて、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を低下させる
請求項9に記載の空気調和装置。 - 前記流量制御弁は、開度が可変可能に構成され、前記利用ユニットに流れる冷媒の流量を制御し、
前記制御部は、
前記対応関係判定運転において、
前記複数の利用ユニットの容量の合計値と、前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させた前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットの容量の合計値とに応じて、
前記設定分岐口が前記流量制御弁を動作させていない前記分岐口であり、当該分岐口に接続された前記利用ユニットに対応する前記流量制御弁の開度を開く
請求項1〜10の何れか一項に記載の空気調和装置。
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