JP6624219B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

空気調和機に関する。
従来、空気調和機としては、室外機の空調能力が不足している時に、各室内機に対して優先順位に基づく能力制御を行なって、優先順位の低い室内機に供給する冷媒量を制限するものがある(例えば、特開平８−２７１０１７号公報(特許文献１)参照)。
特開平８−２７１０１７号公報
また、従来の空気調和機では、室内機からパワフル運転要求があるとき、該室内機の能力要求を最大とすると共に、優先順位の低い他の室内機の能力要求を低下させるものがあるが、停止状態から運転を起動するときに室温から目標温度に達するまでに時間がかかり、速冷性能や速暖性能が十分とは言えない。
本開示では、速冷性能および／または速暖性能を向上できる空気調和機を提案する。
本開示の空気調和機は、
複数の室内機が接続可能な室外機を備え、
上記室外機に接続される上記複数の室内機のうちの少なくとも１つが、他の室内機よりも能力が小さい低能力室内機であり、
上記低能力室内機において、パワフル運転の要求がないときには通常運転が行われ、上記パワフル運転の要求があるときに上記パワフル運転が行われると共に、
上記室外機の圧縮機が停止した運転停止中の上記低能力室内機において、上記パワフル運転が要求されて、上記通常運転における最大能力よりも能力を高くした上記パワフル運転を開始するために上記圧縮機を起動するとき、上記圧縮機を上記通常運転の起動時の最大回転数よりも高い回転数で起動することを特徴とする。

本開示によれば、低能力室内機において、通常運転における最大能力よりも能力を高くしたパワフル運転を起動するとき、室外機の圧縮機を通常運転の起動時の最大回転数よりも高い回転数で起動するので、速冷性能および／または速暖性能を向上できる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記室外機は、運転停止中に上記圧縮機を予熱する予熱運転機能を備える。
上記実施形態によれば、室外機の予熱運転機能によって、運転停止中に圧縮機を予熱することが可能になるので、パワフル運転において室外機の圧縮機を通常起動時の最大回転数よりも高い回転数で起動しても、圧縮機が油切れを起こさないようにできる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記低能力室内機は、上記パワフル運転において他の室内機よりも能力が優先される。
本開示によれば、低能力室内機と他の室内機が運転を行っている場合、パワフル運転時は、低能力室内機の能力を他の室内機よりも優先することにより、低能力室内機が設置される小空間をすばやく冷房したり暖房したりすることができる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記低能力室内機の定格冷房能力が２．２ｋＷ未満である。
本開示によれば、定格冷房能力が２．２ｋＷ未満であるので、洗面所やキッチンなどの狭い空間の空気調和に適している。
本開示の第１実施形態の低能力室内機を備えたマルチ型空気調和機の構成図である。 上記マルチ型空気調和機の室外機の室外制御装置のブロック図である。 上記低能力室内機の斜め下方から見た外観図である。 上記低能力室内機の室内制御装置のブロック図である。 上記マルチ型空気調和機の動作を説明するフローチャートである。 上記マルチ型空気調和機の低能力室内機のパワフル暖房運転時の室内温度の変化などを示すグラフである。 本開示の第２実施形態の低能力室内機を備えたマルチ型空気調和機の構成図である。
以下、実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本開示の第１実施形態の低能力室内機を備えたマルチ型空気調和機の構成図である。
この第１実施形態のマルチ型空気調和機は、図１に示すように、室内熱交換器４Ａと室内ファン５Ａを有する室内機２０Ａと、室内熱交換器４Ｂと室内ファン５Ｂを有する室内機２０Ｂと、室内熱交換器４Ｃと室内ファン５Ｃを有する低能力室内機２０Ｃと、室内機２０Ａ,２０Ｂおよび低能力室内機２０Ｃに冷媒配管を介して接続された室外機１０とを備えている。
室外機１０は、複数の室内機が接続可能なマルチ型空気調和機に対応しており、低能力室内機２０Ｃは、マルチ型空気調和機の室内機として動作可能である。
図１において、１は圧縮機、２は圧縮機１の吐出側に一端が接続された四路切換弁、３は四路切換弁２の他端に一端が接続された室外熱交換器、ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣは室外熱交換器３の他端に一端が夫々接続された電動膨脹弁、４Ａ,４Ｂ,４Ｃは電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣの他端に一端が夫々接続された室内熱交換器、６は室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃの他端に四路切換弁２を介して一端が接続され、他端が圧縮機１の吸入側に接続されたアキュムレータである。室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃ近傍に室内ファン５Ａ,５Ｂ,５Ｃを夫々配置している。
また、電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣの他端に複数の冷媒配管接続部７Ａ,７Ｂ,７Ｃが接続され、その複数の冷媒配管接続部７Ａ,７Ｂ,７Ｃに連絡配管(冷媒配管)を介して室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃの一端を夫々接続している。また、室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃの他端に連絡配管(冷媒配管)を介して複数の冷媒配管接続部８Ａ,８Ｂ,８Ｃが接続されている。
上記圧縮機１と四路切換弁２と室外熱交換器３と電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣと室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃおよびアキュムレータ６で冷媒回路を構成している。この冷媒回路には、微燃性のＲ３２冷媒が充填されている。
また、上記圧縮機１の吐出側に吐出管温度センサ１１を設けている。また、室外熱交換器３に室外熱交換器温度を検出する室外熱交換器温度センサ１２を設けると共に、室外熱交換器３の近傍に室外温度を検出する室外温度センサ１３を設けている。
また、室内熱交換器４Ａに室内熱交換器温度を検出する室内熱交換器温度センサ１５Ａを設け、室内熱交換器４Ａの近傍に室内温度を検出する室内温度センサ１６Ａを設けている。また、室内熱交換器４Ｂに室内熱交換器温度を検出する室内熱交換器温度センサ１５Ｂを設け、室内熱交換器４Ｂの近傍に室内温度を検出する室内温度センサ１６Ｂを設けている。また、室内熱交換器４Ｃに室内熱交換器温度を検出する室内熱交換器温度センサ１５Ｃを設け、室内熱交換器４Ｃの近傍に室内温度を検出する室内温度センサ１６Ｃを設けている。
上記室外機１０は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる室外制御装置１００を備えている。室外制御装置１００は、圧縮機１と電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣなどを制御する運転制御部１００ａと、通信部１００ｂとを有する。また、室内機２０Ａ,２０Ｂは、図示しない室内制御装置を夫々備えており、低能力室内機２０Ｃは、図２に示す室内制御装置２００を備えている。
室内機２０Ａ,２０Ｂの各室内制御装置および低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００は、室外機１０の室外制御装置１００と通信線(図示せず)を介して互いに通信を行うことにより、室外制御装置１００と室内機２０Ａ,２０Ｂの室内制御装置および低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００が協調動作することにより、マルチ型空気調和機として動作する。
上記マルチ型空気調和機において、室内機２０Ａ,２０Ｂおよび低能力室内機２０Ｃで冷房運転を行う場合、四路切換弁２を点線の位置に切り換えて、圧縮機１の運転を開始する。そして、電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣを夫々所定の開度に開く。そして、圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器３で室外ファン(図示せず)を運転することにより室外空気との熱交換により凝縮して液冷媒となる。次に、室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃからの液冷媒は、電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣで減圧された後、室内ファン５Ａ,５Ｂ,５Ｃを運転することにより室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃで室内空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となり、圧縮機１の吸入側に戻る。
ここで、室内機２０Ａ,２０Ｂの定格冷房能力は２.２ｋＷであり、低能力室内機２０Ｃの定格冷房能力は０.８ｋＷである。すなわち、低能力室内機２０Ｃは、室内機２０Ａ,２０Ｂよりも能力が低く、洗面所やキッチンなどの小空間を冷暖房するのに用いられる。
一方、室内機２０Ａ,２０Ｂおよび低能力室内機２０Ｃで暖房運転を行う場合、四路切換弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１の運転を開始する。そして、電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣを夫々所定の開度に開く。そして、圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、室内ファン５Ａ,５Ｂ,５Ｃを運転することにより室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃで室内空気との熱交換により凝縮して液冷媒となる。次に、室内熱交換器４Ａ,４Ｂ,４Ｃからの液冷媒は、電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣで減圧された後、室外熱交換器３で室外ファン(図示せず)を運転することにより室外空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となり、圧縮機１の吸入側に戻る。
図２は、上記マルチ型空気調和機の室外機１０の室外制御装置１００のブロック図である。
上記室外機１０は、図２に示すように、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる室外制御装置１００を備えている。室外制御装置１００は、吐出管温度センサ１１と、室外熱交換器温度センサ１２と、室外温度センサ１３と、圧縮機１と、四路切換弁２と、ファンモータ１４と、電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣが接続されている。また、室外制御装置１００は、運転制御部１００ａと、通信部１００ｂとを有する。
運転制御部１００ａは、吐出管温度センサ１１と室外熱交換器温度センサ１２および室外温度センサ１３の検出信号に基づいて、圧縮機１や電動膨脹弁ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣなどを制御する。
通信部１００ｂは、室外機１０に接続された低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００(図４に示す)との通信を通信部２００ｂを介して行う。
図３は、上記低能力室内機２０Ｃの斜め下方から見た外観図である。この室内機２０Ｃは、天井埋め込み型の室内機である。
この低能力室内機２０Ｃは、図３に示すように、ケーシング本体１０１と、ケーシング本体１０１の下側に取り付けられた矩形状のパネル１０２と、パネル１０２に着脱可能に取り付けられたグリル１０３とを備えている。
パネル１０２の長手方向の一方に、パネル１０２の短辺に沿って吹出口１１０を設けている。また、パネル１０２にフラップ１２０を回動可能に取り付けている。図３では、フラップ１２０により吹出口１１０が閉じられた状態を示す。
また、ケーシング本体１０１の側壁から突出するようにドレンソケット１０７を設けている。このドレンソケット１０７に外部からドレンホース(図示せず)を接続する。また、配管接続部１０５,１０６を、ケーシング本体１０１の側壁から突出するように設けている。この配管接続部１０５,１０６に、外部から冷媒配管(図示せず)を接続する。
なお、図３において、１０８は電装品部であり、１１１〜１１３は、ケーシング本体１０１から側方に突出するように夫々設けられた吊り金具である。
また、図４は、低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００のブロック図である。
上記低能力室内機２０Ｃは、図４に示すように、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる室内制御装置２００を備えている。室内制御装置２００は、室内熱交換器温度センサ１５Ｃと、室内温度センサ１６Ｃと、ファンモータ２１と、フラップ駆動部２２と、表示部２３が接続されている。また、室内制御装置２００は、運転制御部２００ａと、通信部２００ｂとを有する。
運転制御部２００ａは、室内熱交換器温度センサ１５Ｃと室内温度センサ１６Ｃの検出信号に基づいて、ファンモータ２１やフラップ駆動部２２などを制御する。
通信部２００ｂは、低能力室内機２０Ｃに接続された室外機１０の室外制御装置１００(図２に示す)との通信を通信部１００ｂを介して行う。
図５は、上記マルチ型空気調和機の動作を説明するフローチャートである。
＜１室運転＞
例えば、低能力室内機２０Ｃが通常の暖房運転を行い、室内機２０Ａ,２０Ｂが運転停止の場合、まず、ステップＳ１で低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００からの運転指令信号を受けて、室外機１０の室外制御装置１００によりパワフル運転の要求があるか否かを判定する。
そして、室外制御装置１００がパワフル運転の要求がないと判定すると、ステップＳ２に進み、通常運転の起動時の最大回転数Ａ(例えば５５Ｈｚ)で圧縮機１を起動する。
次に、ステップＳ３に進み、室外制御装置１００および室内制御装置２００は、通常の暖房運転制御を行う。この通常の暖房運転制御では、低能力室内機２０Ｃの能力要求△Ｄを目標設定温度と室内温度に基づいて決定する。
一方、低能力室内機２０Ｃがパワフル暖房運転を行い、室内機２０Ａ,２０Ｂが運転停止の場合、まず、ステップＳ１で低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００からの信号を受けて、室外機１０の室外制御装置１００がパワフル運転の要求ありと判定すると、ステップＳ４に進み、通常運転の起動時の最大回転数Ａ(例えば５５Ｈｚ)よりも高い回転数(例えば７０Ｈｚ)で圧縮機１を起動する。
次に、ステップＳ５に進み、室外機１０の室外制御装置１００および低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００は、圧縮機１と電動膨脹弁ＥＶＡ〜ＥＶＣおよび室内ファン５Ｃを制御することにより、パワフル運転制御を行う。このパワフル運転制御では、低能力室内機２０Ｃの能力要求△Ｄを最大とすると共に、室内ファン５Ｃを通常運転の室内ファン最大回転数よりも高い回転数で回転させる。
＜２室運転＞
例えば、低能力室内機２０Ｃおよび室内機２０Ａが通常の暖房運転を行い、室内機２０Ｂが運転停止の場合、まず、ステップＳ１でおよび室内機２０Ａの室外制御装置１００がパワフル運転の要求がないと判定すると、ステップＳ２に進み、通常運転の起動時の最大回転数Ａ(例えば５５Ｈｚ)で圧縮機１を起動する。
次に、ステップＳ３に進み、室外機１０の室外制御装置１００と低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００および室内機２０Ａの室内制御装置は、通常の暖房運転制御を行う。この通常の暖房運転制御では、低能力室内機２０Ｃおよび室内機２０Ａの能力要求△Ｄを目標設定温度と室内温度に基づいて決定する。
一方、低能力室内機２０Ｃがパワフル暖房運転を行うと共に、室内機２０Ａが通常の暖房運転を行い、室内機２０Ｂが運転停止の場合、まず、ステップＳ１で低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００および室内機２０Ａの室内制御装置からの信号を受けて、室外機１０の室外制御装置１００によりパワフル運転の要求があるか否かを判定する。
そして、室外制御装置１００がパワフル運転の要求ありと判定すると、ステップＳ４に進み、通常運転の起動時の最大回転数Ａ(例えば５５Ｈｚ)よりも高い回転数(例えば７０Ｈｚ)で圧縮機１を起動する。
次に、ステップＳ５に進み、室外機１０の室外制御装置１００および低能力室内機２０Ｃの室内制御装置２００は、圧縮機１と電動膨脹弁ＥＶＡ〜ＥＶＣおよび室内ファン５Ｃを制御することにより、パワフル運転制御を行う。このパワフル運転制御では、低能力室内機２０Ｃの能力要求△Ｄを最大とすると共に、室内ファン５Ｃを通常運転の室内ファン最大回転数よりも高い回転数で回転させる。このとき、通常の暖房運転を行う室内機２０Ａの能力要求△Ｄを目標設定温度と室内温度に基づいて決定する。
ここで、室内機２０Ａが優先部屋に設定されている場合は、室内機２０Ａの室内制御装置も、パワフル運転制御を行う。
このマルチ型空気調和機では、設置時に室外機１０に設けられた設定部により、複数の室内機のうちの１つを優先部屋に設定することが可能である。
＜３室運転＞
なお、低能力室内機２０Ｃがパワフル暖房運転を行い、室内機２０Ａ,２０Ｂが通常の暖房運転を行う場合、低能力室内機２０Ｃの能力要求△Ｄを最大とすると共に、室内ファン５Ｃを通常運転の室内ファン最大回転数よりも高い回転数で回転させる。このとき、通常の暖房運転を行う室内機２０Ａ,２０Ｂの能力要求△Ｄを目標設定温度と室内温度に基づいて決定する。
ここで、室内機２０Ａが優先部屋に設定されている場合、室内機２０Ａの室内制御装置は、パワフル運転制御を行う。あるいは、室内機２０Ｂが優先部屋に設定されている場合、室内機２０Ｂの室内制御装置は、パワフル運転制御を行う。
図６は、低能力室内機２０Ｃのパワフル暖房運転時の室内温度の変化などを示すグラフである。ここで、室内温度は、被測定部屋の空間の複数の測定点における室内温度の平均値である。図６において、横軸は、時間[ｍｉｎ]を表し、縦軸は、圧縮機１の運転周波数[Ｈｚ]、室内温度[℃]、室内ファン５Ｃの回転数[／１０ｒｐｍ]を表している。
図６に示すように、低能力室内機２０Ｃのパワフル暖房運転の起動時、低能力室内機２０Ｃの能力要求△Ｄを最大とし、室内ファン５Ｃの回転数を１６７０ｒｐｍとして、圧縮機１を７０Ｈｚで起動すると、外気温度が２℃で室内温度が１０℃から１０分以内に２０℃に達した。
上記構成のマルチ型空気調和機によれば、低能力室内機２０Ｃにおいて、通常運転における最大能力よりも能力を高くしたパワフル運転を起動するとき、室外機１０の圧縮機１を通常運転の起動時の最大回転数よりも高い回転数で起動するので、速冷性能および／または速暖性能を向上できる。
また、低能力室内機２０Ｃと他の室内機２０Ａ,２０Ｂが冷房運転または暖房運転を行っている場合、パワフル運転時は、低能力室内機２０Ｃの能力を他の室内機２０Ａ,２０Ｂよりも優先することにより、低能力室内機２０Ｃが設置される小空間をすばやく冷房したり暖房したりすることができる。
低能力室内機２０Ｃの能力を優先する運転とは、他の室内機２０Ａ,２０Ｂが設定温度に到達した時のサーモ停止判定温度を、冷房運転では通常運転時よりも高く、暖房運転では通常運転時よりも低く設定することで、低能力室内機２０Ｃに能力を集中させる運転のことである。
また、上記低能力室内機２０Ｃの定格冷房能力が０.８ｋＷであるので、洗面所やキッチンなどの狭い空間の空気調和に適している。
また、上記第１実施形態のマルチ型空気調和機では、暖房運転におけるパワフル運転制御について説明したが、冷房運転において同様のパワフル運転制御を行ってもよい。
〔第２実施形態〕
図７は、本開示の第２実施形態の低能力室内機２０Ｃを備えたマルチ型空気調和機の構成図である。この第２実施形態のマルチ型空気調和機は、室外機１０の圧縮機１を予熱する予熱機能を除いて第１実施形態のマルチ型空気調和機と同一の構成をしている。
上記予熱機能は、圧縮機１内に設けられた予熱部１ａ(モータのコイル)により圧縮機１を予熱する機能である。室外制御装置１００からのモータ駆動信号を欠相させることにより、モータを回転させることなくコイル自体を発熱させる。この室外機１０の予熱運転機能は、例えば外気温度が所定温度以下のときに圧縮機１を予熱する。
上記構成のマルチ型空気調和機によれば、室外機１０の予熱運転機能によって、運転停止中に圧縮機１を予熱することが可能になるので、パワフル運転において室外機１０の圧縮機１を通常起動時の最大回転数よりも高い回転数で起動しても、予め圧縮機１内の潤滑油を温めて潤滑性能を上げることで、圧縮機１が油切れを起こさないようにできる。
なお、上記第２実施形態では、圧縮機１を予熱する予熱部１ａを圧縮機１内のモータのコイルとしたが、予熱部は圧縮機１内に設けられたヒータなどを用いてもよい。
上記第１,第２実施形態では、低能力室内機２０Ｃおよび他の室内機２０Ａ,２０Ｂを備えたマルチ型空気調和機について説明したが、低能力室内機を複数備えたマルチ型空気調和機や、他の室内機を１または３以上備えたマルチ型空気調和機にこの発明を適用してもよい。
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第１,第２実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１,第２実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。
１…圧縮機
１ａ…予熱部
２…四路切換弁
３…室外熱交換器
４Ａ,４Ｂ,４Ｃ…室内熱交換器
５Ａ,５Ｂ,５Ｃ…室内ファン
６…アキュムレータ
７Ａ,７Ｂ,７Ｃ…冷媒配管接続部
８Ａ,８Ｂ,８Ｃ…冷媒配管接続部
１０…室外機
１１…吐出管温度センサ
１２…室外熱交換器温度センサ
１３…室外温度センサ
１５Ａ,１５Ｂ,１５Ｃ…室内熱交換器温度センサ
１６Ａ,１６Ｂ,１６Ｃ…室内温度センサ
２０Ａ,２０Ｂ…室内機
２０Ｃ…低能力室内機
１００…室外制御装置
１００ａ…運転制御部
１００ｂ…通信部
２００…室内制御装置
２００ａ…運転制御部
２００ｂ…通信部
ＥＶＡ,ＥＶＢ,ＥＶＣ…電動膨脹弁

Claims (4)

  1. 複数の室内機(２０Ａ〜２０Ｃ)が接続可能な室外機(１０)を備え、
    上記室外機(１０)に接続される上記複数の室内機(２０Ａ〜２０Ｃ)のうちの少なくとも１つが、他の室内機(２０Ａ,２０Ｂ)よりも能力が小さい低能力室内機(２０Ｃ)であり、
    上記低能力室内機(２０Ｃ)において、パワフル運転の要求がないときには通常運転が行われ、上記パワフル運転の要求があるときに上記パワフル運転が行われると共に、
    上記室外機(１０)の圧縮機(１)が停止した運転停止中の上記低能力室内機(２０Ｃ)において、上記パワフル運転が要求されて、上記通常運転における最大能力よりも能力を高くした上記パワフル運転を開始するために上記圧縮機(１)を起動するとき、上記圧縮機(１)を上記通常運転の起動時の最大回転数よりも高い回転数で起動することを特徴とする空気調和機。
  2. 請求項１に記載の空気調和機において、
    上記室外機(１０)は、運転停止中に上記圧縮機(１)を予熱する予熱運転機能を備えることを特徴とする空気調和機。
  3. 請求項１または２に記載の空気調和機において、
    上記低能力室内機(２０Ｃ)は、上記パワフル運転において他の室内機(２０Ａ,２０Ｂ)よりも能力が優先されることを特徴とする空気調和機。
  4. 請求項１から３までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
    上記低能力室内機(２０Ｃ)の定格冷房能力が２．２ｋＷ未満であることを特徴とする空気調和機。
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