JP6562139B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置1の概略構成図である。
冷凍装置としての空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5と、を有している。そして、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、室内ユニット3とが冷媒連絡管4、5を介して接続されることによって構成されている。
室外ユニット2は、室外(建物の屋上や建物の外壁面近傍等)に設置されており、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを有している。
冷媒連絡管4、5は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管4の一端は、室内ユニット2の液側閉鎖弁25に接続され、液冷媒連絡管4の他端は、室内ユニット3の室内熱交換器31(後述)の液側に接続されている。ガス冷媒連絡管5の一端は、室内ユニット2のガス側閉鎖弁26に接続され、ガス冷媒連絡管5の他端は、室内ユニット3の室内熱交換器31のガス側に接続されている。
室内ユニット3は、室内に設置されており、主として、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する室内熱交換器31と、室内ファン32と、を有している。ここでは、室内ユニット3として、天井埋込型と呼ばれる型式の室内ユニットが採用されている。室内ユニット3は、図2及び図3に示すように、内部に構成機器を収納するケーシング41を有している。ケーシング41は、ケーシング本体41aと、ケーシング本体41aの下側に配置された化粧パネル42とから構成されている。ケーシング本体41aは、図2に示すように、天井Uに形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル42は、天井Uの開口に嵌め込まれるように配置されている。ここで、図2は、室内ユニット3の外観斜視図である。図3は、室内ユニット3の概略側面断面図であって、図2のI−O−I断面図である。
図4は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
冷凍装置としての空気調和装置1は、構成機器の運転制御を行うために、室外側制御部20と室内側制御部30とリモコン60とが伝送線や通信線を介して接続された制御部6を有している。室外側制御部20は、室内ユニット2に設けられている。室内側制御部30は、室内ユニット3に設けられている。リモコン60は、室内に設けられている。尚、ここでは、制御部20、30及びリモコン60が伝送線や通信線を介して有線接続されているが、無線接続されていてもよい。
室外側制御部20は、上記のように、室外ユニット2に設けられており、主として、室外側CPU20aと、室外側伝送部20bと、室外側記憶部20cと、を有している。室内側制御部20は、吐出圧力センサ28の検出信号を受けることができるようになっている。
室内側制御部30は、上記のように、室内ユニット3に設けられており、主として、室内側CPU30aと、室内側伝送部30bと、室内側記憶部30cと、室内側通信部30dと、を有している。室内側制御部30は、室内温度センサ33及び床温度センサ34の検出信号を受けることができるようになっている。
リモコン60は、上記のように、室内に設けられており、主として、リモコンCPU61と、リモコン記憶部62と、リモコン通信部63と、リモコン操作部64と、リモコン表示部65と、を有している。
次に、冷凍装置としての空気調和装置1の動作及び制御について説明する。
空気調和装置1では、空調運転としての冷房運転を行うことができる。冷房運転は、リモコン操作部64を介して冷房運転の指令を受け付けた制御部6が、室外ユニット2及び室外ユニット3の構成機器21、22、24、27、32、49等を運転制御することによって行われる。
空気調和装置1では、空調運転としての暖房運転を行うことができる。暖房運転は、リモコン操作部64を介して暖房運転の指令を受け付けた制御部6が、室外ユニット2及び室外ユニット3の構成機器21、22、24、27、32、49等を運転制御することによって行われる。
上記の空調運転(冷房運転及び暖房運転)においては、室内の上下の温度差の改善を図るために、床温度Tfを考慮した制御を行うようにしている。ここでは、暖房運転を例にして、図1〜図6を用いて、床温度Tfを考慮した制御について説明する。ここで、図5は、床温度Tfを考慮した圧縮機21の容量制御を示すフローチャートである。
ここでは、制御部6が、床温度Tfを考慮した制御として、床温度Tfによって空気温度Trを補正して得られる補正室内温度Trsと室内の設定温度Trtとの温度差ΔTrsに基づいて圧縮機21の容量制御を行うようにしている。ここで、室内の設定温度Trtは、ユーザーがリモコン60のリモコン操作部64に入力することによって設定される。
ここで、床温度Tfの寄与率αは、0(0%)より大きく、かつ、0.5(50%)以下になるように設定されている。
ここで、式2のTrを式1の第1補正室内温度Trs1で置き換えると、次式のようになる。
ここで、補正率γは、第2補正室内温度Trs2を第1補正室内温度Trs1と床温度Tfとの加重平均で表した場合における床温度の寄与率(重み)を意味し、次式で表される。
また、式4を寄与率βの式に書き換えると、次式のようになる。
ここで、床温度Tfの寄与率βは、0.5(50%)よりも大きくなるように設定されている。すなわち、ここでは、床温度Tfの寄与率βが0.5(50%)よりも大きく、かつ、1(100%)未満になるように補正率γの値が設定されている。
また、第2床温度重視制御モードにおける温度差ΔTrsを第2温度差ΔTrs2とすると、第2温度差ΔTrs2は、次式で表される。
ここで、式7を、式3及び式6を用いて、第1補正室内温度Trs1、第1温度差ΔTrs1、床温度Tf及び補正率γの式に書き換えると、次式のようになる。
・・・ (式8)
ここで、さらに、式8の[Trs1−{(1−γ)×Trs1+γ×Tf)}]を第2温度差補正値ΔTrc2とすると、第2温度差ΔTrs2は、次式で表される。
このように、第2床温度重視制御モードにおける第2温度差ΔTrs2は、第1床温度重視制御モードにおける第1温度差ΔTrs1を、床温度Tfによって第1補正室内温度Trs1を補正して得られる第2補正室内温度Trs2と第1補正室内温度Trs1との温度差である温度差補正値ΔTrc2で補正して得られるようになっている。
上記のように、床温度Tfによって空気温度Trを補正して得られる補正室内温度Trsと室内の設定温度Trtとの温度差ΔTrsに基づいて圧縮機21の容量制御が行われると、補正室内温度Trsが室内の設定温度Trtに達するが、このとき、制御部6は、以下のようなサーモ制御(圧縮機21の発停)を行う。
本実施形態の冷凍装置としての空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
ここでは、上記のように、床温度Tfを考慮した圧縮機21の容量制御として、複数の床温度重視制御モード(第1及び第2床温度重視制御モード)を有しており、床温度重視制御モード設定手段(ここでは、リモコン操作部64)によって、いずれの床温度重視制御モードを選択するかを設定することができるようになっている。ここで、複数の床温度重視制御モード(第1及び第2床温度重視制御モード)は、補正室内温度Trsに対する床温度Tfの寄与率が異なっている。
また、ここでは、上記のように、複数の床温度重視制御モードのうち少なくとも1つ(ここでは、第2床温度重視制御モード)について、補正室内温度Trsに対する床温度Tfの寄与率を0.5(50%)よりも大きいものにしている。
また、ここでは、上記のように、2つの床温度重視制御モードを有する場合において、第2床温度重視制御モード用の第2温度差ΔTrs2が、第1床温度重視制御モード用の第1温度差ΔTrs1を、床温度Tfによって第1補正室内温度Trs1を補正して得られる第2補正室内温度Trs2と第1補正室内温度Trs1との温度差である温度差補正値ΔTrc2で補正して得られるようになっている。すなわち、ここでは、室内側制御部30において算出された第1床温度重視制御モード用の第1補正室内温度Trs1及び第1温度差ΔTrs1を用いて、室外側制御部20において、床温度Tfの寄与率が第1床温度重視制御モードよりも大きい第2床温度重視制御モード用の第2温度差ΔTrs2を得ている(式8及び式9参照)。
また、ここでは、制御部6が、選択されている床温度重視制御モードにおける補正室内温度Trsと室内の設定温度Trtとの温度差ΔTrsに基づいて、圧縮機21の発停(サーモ制御)を行う。例えば、第1床温度重視制御モードが選択されている場合には、温度差ΔTrs1に基づいて圧縮機21の発停(サーモ制御)を行い、第2床温度重視制御モードが選択されている場合には、温度差ΔTrs2に基づいて圧縮機21の発停(サーモ制御)を行う。このように、ここでは、圧縮機21の容量制御時だけでなく、圧縮機21の発停(サーモ制御)についても、選択されている床温度重視制御モードにおける補正室内温度Trsと室内の設定温度Trtとの温度差ΔTrsに基づいて行われるようになっている。このため、ここでは、圧縮機2の発停についても、使用条件やユーザーの嗜好に対応できるようになっている。
また、ここでは、制御部6が、選択されている床温度重視制御モードがわかるように表示を行うようにしている。具体的には、第2床温度重視制御モードが選択されている場合には、その旨(例えば、「第2床温度重視制御モード実行中」)をリモコン表示部65に画面表示し、第1床温度重視制御モードが選択されている場合には、第2床温度重視制御モードが選択されている旨の画面表示を消すこと等が考えられる。
<A>
上記実施形態における床温度Tfを考慮した制御(圧縮機21の容量制御及びサーモ制御)においては、床温度センサ34の異常によって床温度Tfが得られない状況になる場合がある。このような場合には、床温度センサ34を正常な状態に速やかに復帰させる必要があるが、床温度センサ34が異常な状態で運転を継続する場合であっても、床温度Tfを考慮した制御に近い状態を維持することが好ましい。
ここで、床温度異常時温度差ΔTreの算出は、制御部6の室内側制御部30によって行われる。すなわち、制御部6の室内側制御部30は、床温度センサ34の異常時における床温度異常時温度差ΔTreを算出する床温度異常時温度差算出手段として機能している。具体的には、具体的には、室内側制御部30の室内側CPU30aが、室内温度センサ33で検出された室内の空気温度Tr、及び、室内側通信部30dがリモコン60から受信した室内の設定温度Trtを、式10に代入して、床温度異常時温度差ΔTreを算出する。
ここで、ΔTrec1は、数deg以内(例えば、1deg)に設定されている。そして、第1床温度重視制御モード用の第1温度差ΔTres1の算出は、制御部6の室外側制御部20によって行われる。すなわち、制御部6の室外側制御部20は、第1床温度重視制御モード用の第1温度差ΔTres1を算出する第1温度差算出手段として機能している。具体的には、室外側制御部20の室外側CPU20aが、室外側伝送部20bが室内側制御部30から伝送された床温度異常時温度差ΔTre、及び、室外側記憶部20cに記憶されている第1床温度異常時温度差補正値ΔTrec1を、式11に代入して、第1温度差ΔTres1を算出する。
ここで、ΔTrec2は、数deg以内で、かつ、第1床温度異常時温度差補正値ΔTre1よりも大きい値(例えば、3deg)に設定されている。そして、第2床温度重視制御モード用の第2温度差ΔTres2の算出は、制御部6の室外側制御部20によって行われる。すなわち、制御部6の室外側制御部20は、第2床温度重視制御モード用の第2温度差ΔTres2を算出する第2温度差算出手段として機能している。具体的には、室外側制御部20の室外側CPU20aが、室外側伝送部20bが室内側制御部30から伝送された床温度異常時温度差ΔTre、及び、室外側記憶部20cに記憶されている第2床温度異常時温度差補正値ΔTrec2を、式12に代入して、第2温度差ΔTres2を算出する。
上記実施形態及び変形例Aでは、室内ユニット3として、天井埋込型の室内ユニットが採用されているが、これに限定されるものではなく、天井吊下型や壁掛型の室内ユニットを採用してもよい。また、室内ユニット3として、化粧パネルの角部に吹出口が形成されていないものを採用してもよい。
6 制御部
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 室外熱交換器
24 膨張弁(膨張機構)
31 室内熱交換器
33 室内温度センサ
34 床温度センサ
64 リモコン操作部(床温度重視制御モード設定手段)
Tf 室内の床温度
Tr 室内の空気温度
Trs 補正室内温度
Trs1 第1補正室内温度
Trs2 第2補正室内温度
Trt 室内の設定温度
α、β 寄与率
ΔTrc2 温度差補正値
ΔTrs 温度差
ΔTrs1 第1温度差
ΔTrs2 第2温度差
Claims (7)
- 圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(24)及び室内熱交換器(31)を接続することによって構成される冷媒回路(10)と、室内の空気温度(Tr)を検出する室内温度センサ(33)と、前記室内の床温度(Tf)を検出する床温度センサ(34)と、前記床温度によって前記空気温度を補正して得られる補正室内温度(Trs)と前記室内の設定温度(Trt)との温度差(ΔTrs)に基づいて前記圧縮機の容量制御を行う制御部(6)と、を備えた冷凍装置において、
前記制御部は、前記室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転と、前記室内熱交換器を冷媒の放熱器として機能させる暖房運転と、を行い、
前記制御部は、前記暖房運転における前記圧縮機の容量制御として、前記補正室内温度に対する前記床温度の寄与率(α、β)が異なる複数の床温度重視制御モードを有しており、
前記制御部は、前記暖房運転においていずれの前記床温度重視制御モードを選択するかを設定する床温度重視制御モード設定手段(64)を有しており、
前記制御部は、前記床温度センサの異常が発生した場合に、前記床温度による補正のない前記空気温度と前記設定温度との温度差(ΔTre)を所定の温度差補正値(ΔTrec)によって補正して得られる温度差(ΔTres)に基づいて前記圧縮機の容量制御を行う、
冷凍装置(1)。 - 前記床温度重視制御モードは、第1床温度重視制御モードと、第2床温度重視制御モードと、を有しており、
前記制御部は、前記第1床温度重視制御モードが選択された場合に、前記第1床温度重視制御モードにおける前記補正室内温度としての第1補正室内温度(Trs1)と前記設定温度との温度差である第1温度差(ΔTrs1)を得て、前記第1温度差に基づいて前記圧縮機の容量制御を行い、
前記制御部は、前記第2床温度重視制御モードが選択された場合に、前記第2床温度重視制御モードにおける前記補正室内温度としての第2補正室内温度(Trs2)と前記設定温度との温度差である第2温度差(ΔTrs2)を得て、前記第2温度差に基づいて前記圧縮機の容量制御を行う、
請求項1に記載の冷凍装置。 - 圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(24)及び室内熱交換器(31)を接続することによって構成される冷媒回路(10)と、室内の空気温度(Tr)を検出する室内温度センサ(33)と、前記室内の床温度(Tf)を検出する床温度センサ(34)と、前記床温度によって前記空気温度を補正して得られる補正室内温度(Trs)と前記室内の設定温度(Trt)との温度差(ΔTrs)に基づいて前記圧縮機の容量制御を行う制御部(6)と、を備えた冷凍装置において、
前記制御部は、前記圧縮機の容量制御として、前記補正室内温度に対する前記床温度の寄与率(α、β)が異なる第1床温度重視制御モード及び第2床温度重視制御モードを有しており、
前記制御部は、いずれの前記床温度重視制御モードを選択するかを設定する床温度重視制御モード設定手段(64)を有しており、
前記制御部は、前記第1床温度重視制御モードが選択された場合に、前記第1床温度重視制御モードにおける前記補正室内温度としての第1補正室内温度(Trs1)と前記設定温度との温度差である第1温度差(ΔTrs1)を得て、前記第1温度差に基づいて前記圧縮機の容量制御を行い、
前記制御部は、前記第2床温度重視制御モードが選択された場合に、前記第2床温度重視制御モードにおける前記補正室内温度としての第2補正室内温度(Trs2)と前記設定温度との温度差である第2温度差(ΔTrs2)を得て、前記第2温度差に基づいて前記圧縮機の容量制御を行い、
前記第2温度差は、前記第1温度差を、前記床温度によって前記第1補正室内温度を補正して得られる前記第2補正室内温度と前記第1補正室内温度との温度差である温度差補正値(ΔTrc2)で補正して得られる、
冷凍装置(1)。 - 前記床温度重視制御モードの少なくとも1つは、前記補正室内温度に対する前記床温度の寄与率が50%よりも大きい、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍装置。 - 前記床温度重視制御モードはすべて、前記補正室内温度に対する前記床温度の寄与率が50%以上である、
請求項4に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、選択されている前記床温度重視制御モードにおける前記補正室内温度と前記室内の設定温度との温度差に基づいて、前記圧縮機の発停を行う、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、選択されている前記床温度重視制御モードがわかるように表示を行う、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷凍装置。
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