JP6822177B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。
1台の室外機と複数台の室内機で構成される空気調和装置は、室外機と各室内機がガス管および膨張弁を備えた液管からなる冷媒配管で接続されるとともに、室外機と各室内機と各膨張弁が相互に配線で接続される。このような空気調和装置では、設置後に冷媒配管の接続あるいは配線の接続が正しいか否かを確認する必要がある。
特許文献1には、1台の室外機と少なくとも2台の室内機が、ガス管および膨張弁を備えた液管からなる冷媒配管や配線で接続されてなるマルチ型空気調和機で、冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行う方法が開示されている。具体的には、冷房運転時の正誤判定では、いずれか1個の膨張弁を除く全ての膨張弁を全閉としてから一定時間が経過した後に、全ての液温度と各室内機が設置された部屋の室温全てを検出し、各室内機における室温と液温度の温度差をそれぞれ算出する。全閉とされていない膨張弁に対応する室内機の液温度は室温より低くなっているため、当該室内機における室温と液温度の温度差が大きくなる。従って、室温と液温度の温度差が最も大きい室内機が全閉とされている膨張弁に対応するものであるか否かを確認することで、冷媒配管と配線のうちのいずれかの接続が誤っているか否かを判定できる。
一方、暖房運転時の正誤判定では、まず、全ての膨張弁を開いて冷凍サイクルが安定した後に各室内機の室内熱交換器温度(以降、熱交温度と記載)を検出する。その後、いずれか1個の膨張弁のみ全閉とし、一定時間が経過した後に全ての熱交温度を検出して、いずれか1個の膨張弁のみ全閉とする前後の各室内機における熱交温度の温度差をそれぞれ算出する。全閉とされた膨張弁に対応する室内機では熱交温度が低下する。従って、いずれか1個の膨張弁のみ全閉とする前後の熱交温度の温度差が最も大きい室内機が全閉とされている膨張弁に対応するものであるか否かを確認することで、冷媒配管と配線のうちのいずれかの接続が誤っているか否かを判定できる。
特開2012−17886号公報
特許文献1に記載のマルチ型空気調和機では、暖房運転時は熱交温度の変化をみて冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行っている。このとき、室内熱交換器が他の室内熱交換器より大きい室内機や、室内熱交換器の大きさは他の室内機と変わらないが室外機と接続される冷媒配管が他の室内機と比べて長い室内機、例えば、は冷媒配管が一番短い(例:5m)の4倍以上の長さの冷媒配管で接続されている室内機では、他の室内機と比べて室内熱交換器における熱交換量(単位時間当たりに冷媒と室内空気との間で交換される熱量)が少ないため、膨張弁を全閉とした後の熱交温度の変化が遅くなる。
上記のような、他の室内機と比べて熱交換量の少ない室内機が存在する空気調和装置で、特許文献1に記載の暖房運転での冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行うと、熱交換量の少ない室内機に対応する膨張弁を全閉として全ての室内機における膨張弁を閉じる前後の熱交温度の温度差を検出するときに、当該室内機における温度差が小さくて他の室内機における温度差と大きな違いが生じない恐れがあり、冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行えない恐れがあった。
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、各室内機の室内熱交換器における熱交換量の違いに関わらず、冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行える空気調和装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室外機と、複数台の室内機と、これら複数台の室内機の台数に対応した数の流量調整手段と、制御手段を有する。室外機と複数台の室内機と流量調整手段は冷媒配管で接続され、室外機と複数台の室内機は室内機配線で接続され、室外機と流量調整手段は流量調整手段配線で接続される。複数台の室内機は、室内熱交換器と、室内ファンと、室内熱交換器の温度である熱交温度を検出する熱交温度検出手段を有する。
制御手段は、少なくとも1台の室内機の室内熱交換器における熱交換量が他の室内機における室内熱交換器の熱交換量と異なる場合に、冷媒配管と室内機配線と流量調整手段配線の接続の正誤を判定する正誤判定を行うとき、全ての流量調整手段を開いて暖房運転を行い、暖房運転状態が安定した後の各室内熱交換器の熱交温度である判定前熱交温度を検出する。また、制御手段は、判定前熱交温度を検出した後、特定の1個の流量調整手段を閉じるとともに当該流量調整手段に対応する室内機の室内ファンを当該室内機の室内熱交換器の熱交換量に応じた回転数である判定時ファン回転数で駆動して所定時間が経過すれば、当該全閉とした流量調整手段に対応する室内機の室内熱交換器の熱交温度である全閉後熱交温度を検出する。そして、制御手段は、複数の判定前熱交温度のうち全閉とした流量調整手段に対応する室内機の判定前熱交温度から全閉後熱交温度を減じた温度差が、予め定められた閾温度差以上であれば、冷媒配管と室内機配線と流量調整手段配線の接続は正しく、温度差が閾温度差未満であれば、冷媒配管と室内機配線と流量調整手段配線のうちのいずれか1つの接続は誤りであると判定する。
上記のように構成した本発明の空気調和装置は、各室内機の室内熱交換器における熱交換量に応じた室内ファンによる風量として冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行うので、室内熱交換器における熱交換量の違いに関わらず、冷媒配管の接続あるいは配線の接続の正誤判定を行える。
本発明の実施形態である空気調和装置の説明図であり、(A)が冷媒回路図、(B)が室外機制御手段と各室内機の配線接続を示すブロック図である。 本発明の実施形態における、判定時室内ファン回転数テーブルである。 本発明の実施形態における、配管・配線接続判定テーブルである。 本発明の実施形態における、暖房運転時の配管・配線の接続の正誤判定に関わる処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、1台の室外機に3台の室内機が冷媒配管および配線で並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
図1(A)に示すように、本実施形態における空気調和装置1は、3個の液側閉鎖弁26a〜26cと3個のガス側閉鎖弁27a〜27cを有する1台の室外機2と、3台の室内機5a〜5cの合計3台の室内機と、3個の膨張弁100a〜100cを備える膨張弁ボックス100を有する。詳細は後述するが、室内機5a〜5cそれぞれの室内熱交換器における熱交換量が異なり、室内機5cの熱交換量が一番少なく、室内機5bの熱交換量が一番多い。そして、室内機5aの熱交換量は室内機5bと室内機5cの間の量である。そして、室外機2と室内機5a〜5cと膨張弁ボックス100が、3本の液管8a、8b、8cと3本のガス管9a、9b、9cからなる冷媒配管で、また、第1配線250a、第1枝配線250aa〜250ac、第2配線250b、および、第2枝配線250ba〜250bcで、並列に接続されている。
具体的には、液管8aの一端は室内機5aの液管接続部52aに接続され、液管8aの他端は室外機2の液側閉鎖弁26aに接続されている。また、液管8bの一端は室内機5bの液管接続部52bに接続され、液管8bの他端は室外機2の液側閉鎖弁26bに接続されている。そして、液管8cの一端は室内機5cの液管接続部52cに接続され、液管8cの他端は室外機2の液側閉鎖弁26cに接続されている。そして、膨張弁ボックス100の膨張弁100aが液管8aに設けられ、膨張弁100bが液管8bに設けられ、膨張弁100cが液管8cに設けられている。
ガス管9aの一端は室内機5aのガス管接続部53aに接続され、ガス管9aの他端は室外機2のガス側閉鎖弁27aに接続されている。また、ガス管9bの一端は室内機5bのガス管接続部53bに接続され、ガス管9bの他端は室外機2のガス側閉鎖弁27bに接続されている。そして、ガス管9cの一端は室内機5cのガス管接続部53cに接続され、ガス管9cの他端は室外機2のガス側閉鎖弁27cに接続されている。
以上のように、室外機2に室内機5a〜5cが、膨張弁100a〜100cが設けられた液管8a〜8cと、ガス管9a〜9cでそれぞれ接続されて、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。
第1配線250aの一端は、後述する室外機2の室外機制御手段200の通信部230と接続され、第1配線250aの他端は、第1枝配線250aa〜250acの各々の一端と接続されている。そして、第1枝配線250aaの他端は室内機5aの図示しない制御手段と、第1枝配線250abの他端は室内機5bの図示しない制御手段と、第1枝配線250acの他端は室内機5cの図示しない制御手段とそれぞれ接続されている。これら第1配線250aおよび第1枝配線250aa〜250acが、本発明の室内機配線である。
第2配線250bの一端は、室外機制御手段200の通信部230と接続され、第2配線250bの他端は、第2枝配線250ba〜250bcの各々の一端と接続されている。そして、第2枝配線250baの他端は膨張弁100aと、第2枝配線250bbの他端は膨張弁100bと、第2枝配線250bcの他端は膨張弁100cとそれぞれ接続されている。これら第2配線250bおよび第2枝配線250ba〜250bcが、本発明の膨張弁ボックス配線である。
<室外機2の構成>
まず、室外機2について説明する。室外機2は、圧縮機21と、四方弁22と、室外熱交換器23と、3個の膨張弁24a〜24cと、アキュムレータ24と、室外ファン25と、上述した3個の液側閉鎖弁26a〜26cおよび3個のガス側閉鎖弁27a〜27cと、室外機制御手段200を備えている。そして、室外ファン25および室外機制御手段200を除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路10の一部をなす室外機冷媒回路20を構成している。
圧縮機21は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転能力を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機21の冷媒吐出口と四方弁22のポートaが吐出管41で接続されている。また、圧縮機21の冷媒吸入側とアキュムレータ24の冷媒流出側が吸入管42で接続されている。
四方弁22は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、a、b、c、dの4つのポートを備えている。上述したように、ポートaと圧縮機21の冷媒吐出口が吐出管41で接続されている。ポートbと室外熱交換器23の一方の冷媒出入口が冷媒配管43で接続されている。ポートcとアキュムレータ24の冷媒流入側が冷媒配管46で接続されている。そして、ポートdには室外機ガス管45の一端が接続されている。
室外機ガス管45の他端には、3本の室外機ガス分管45a〜45cの各々の一端が接続されている。室外機ガス分管45aの他端はガス側閉鎖弁27aに接続されている。室外機ガス分管45bの他端はガス側閉鎖弁27bに接続されている。室外機ガス分管45cの他端はガス側閉鎖弁27cに接続されている。
室外熱交換器23は、室外ファン25の回転により図示しない吸込口から室外機2の内部に取り込まれた外気と冷媒を熱交換させる。上述したように、室外熱交換器23の一方の冷媒出入口と四方弁22のポートbが冷媒配管43で接続されている。また、室外熱交換器23の他方の冷媒出入口には室外機液管44の一端が接続されている。室外熱交換器23は、冷媒回路10が冷房サイクルとなる場合は凝縮器として機能し、冷媒回路10が暖房サイクルとなる場合は蒸発器として機能する。
室外機液管44の他端には、3本の室外機液分管44a〜44cの各々の一端が接続されている。室外機液分管44aの他端は液側閉鎖弁26aに接続されている。室外機液分管44bの他端は液側閉鎖弁26bに接続されている。室外機液分管44cの他端は液側閉鎖弁26cに接続されている。
アキュムレータ24は、上述したように、冷媒流入側と四方弁22のポートcが冷媒配管46で接続され、冷媒流出側と圧縮機21の冷媒吸入口が吸入管42で接続されている。アキュムレータ24は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを吸入管42を介して圧縮機21に吸入させる。
室外ファン25は、室外熱交換器23の近傍に配置される樹脂材で形成されたプロペラファンであり、図示しないファンモータによって室外ファン25が回転することで、室外機2に設けられた図示しない吸込口から室外機2の内部に外気を取り込み、室外熱交換器23を流れる冷媒と熱交換した外気を室外機2に設けられた図示しない吹出口から室外機2の外部へ放出する。
以上説明した構成の他に、室外機2には各種のセンサが設けられている。図1(A)に示すように、吐出管41には、圧縮機21から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ31と、圧縮機21から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ33が設けられている。
冷媒配管46におけるアキュムレータ24の冷媒流入側近傍には、圧縮機21に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ32と、圧縮機21に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ34が設けられている。
室外機液管44における室外熱交換器23の近傍には、室外熱交換器23が蒸発器として機能する際に室外熱交換器23に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ35が設けられている。また、室外機2の図示しない吸込口付近には、室外機2の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ38が設けられている。
室外機液分管44aにおける膨張弁24aと液側閉鎖弁26aの間には、室外機液分管44aを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ36aが設けられている。室外機液分管44bにおける膨張弁24bと液側閉鎖弁26bの間には、室外機液分管44bを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ36bが設けられている。室外機液分管44cにおける膨張弁24cと液側閉鎖弁26cの間には、室外機液分管44cを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ36cが設けられている。
また、室外機2には、本発明の制御手段である室外機制御手段200が備えられている。室外機制御手段200は、室外機2の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図1(B)に示すように、CPU210と、記憶部220と、通信部230と、センサ入力部240とを備えている。
記憶部220は、ROMやRAMで構成されており、室外機2の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機21や室外ファン25の駆動状態、室内機5aや室内機5b、5cから送信される運転情報(運転/停止情報や設定温度情報等を含む)等を記憶する。通信部230は、前述したように第1配線250aおよび第1枝配線250aa〜250acによって室内機5a〜室内機5cと接続されるとともに、第2配線250bおよび第2枝配線250ba〜250bcによって膨張弁ボックス100の膨張弁100a〜100cと接続されている。つまり、通信部230は、第1配線250aおよび第1枝配線250aa〜250acを介して室内機5a〜室内機5cと通信を行うとともに、第2配線250bおよび第2枝配線250ba〜250bcを介して膨張弁ボックス100に信号を送信するインターフェイスである。センサ入力部240は、室外機2の各種センサでの検出結果を取り込んでCPU210に出力する。
CPU210は、センサ入力部240を介して各種センサでの検出値を定期的(例えば、30秒毎)に取り込むとともに、室内機5a〜5cから第1配線250aおよび第1枝配線250aa〜250acを介して送信される運転開始/停止を示す運転状態や運転情報(設定温度や室内温度等)を含んだ信号が通信部230を介して入力される。CPU210は、これら入力された各種情報に基づいて、圧縮機21や室外ファン25の駆動制御を行うとともに、第2配線250bおよび第2枝配線250ba〜250bcを介して膨張弁ボックス100の膨張弁100a〜100cの開度調整を行う。
<膨張弁ボックス100の構成>
次に、膨張弁ボックス100について説明する。膨張弁ボックス100は3個の膨張弁100a〜100cを有しており、膨張弁100aは液管8aに、膨張弁100bは液管8bに、膨張弁100cは液管8cに、それぞれ設けられている。また、膨張弁100aは第2配線250bと第2枝配線250baで、膨張弁100bは第2配線250bと第2枝配線250bbで、膨張弁100cは第2配線250bと第2枝配線250bcでそれぞれ室外機2の通信部230に接続されている。膨張弁100a〜100cは、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、第2配線250bと第2枝配線250ba〜250bcを介して室外機2から送信されるパルスモータに与えられるパルス数によってそれぞれの開度が調整されることで、室内機5a〜室内機5cに流れる冷媒量がそれぞれ調整される。
<室内機5a〜5cの構成>
次に、室内機5a〜5cについて説明する。室内機5a〜5cは、室内熱交換器51a〜51cと、液管接続部52a〜52cと、ガス管接続部53a〜53cと、室内ファン54a〜54cを備えている。そして、室内ファン54a〜54cを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路10の一部をなす室内機冷媒回路50a〜50cを構成している。
尚、前述したように室内機5a〜室内機5cは室内熱交換器51a〜51cにおける熱交換量がそれぞれ異なるが、熱交換量以外については、室内機5a〜5cは全て同じ構成を有するため、以下の説明では室内機5aについてのみ構成の説明を行い、室内機5b、5cの構成については説明を省略する。尚、図1(A)では、室内機5aの構成装置に付与した番号の末尾をaからbあるいはcにそれぞれ変更したものが、室内機5aの構成装置と対応する室内機5b、5cの構成装置となる。
室内熱交換器51aは、冷媒と、室内ファン54aの回転により室内機5aに備えられた図示しない吸込口から室内機5aの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器51aの一方の冷媒出入口と液管接続部52aが室内機液管71aで接続されている。室内熱交換器51aの他方の冷媒出入口とガス管接続部53aが室内機ガス管72aで接続されている。尚、液管接続部52aやガス管接続部53aには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等によって接続されている。
室内熱交換器51aは、室内機5aが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機5aが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
室内ファン54aは、室内熱交換器51aの近傍に配置される樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機5aの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器51aにおいて冷媒と熱交換した室内空気を室内機5aに備えられた図示しない吹出口から室内へ供給する。
以上説明した構成の他に、室内機5aには下記のセンサが設けられている。室内熱交換器51aには、室内熱交換器51aの温度すなわち熱交温度を検出する熱交温度センサ61aが備えられている。また、室内機5aの図示しない吸込口付近には、室内機5aの内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ62aが備えられている。
また、図示と詳細な説明は省略するが、室内機5aには室内機制御手段が備えられている。室内機制御手段は、CPUと記憶部と通信部とセンサ入力部を備えている。記憶部は、ROMやRAMで構成されており、室内機5aの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、室内ファン54aの制御状態等を記憶している。通信部は、第1配線250aおよび第1枝配線250aaによって、室外機2の通信部230と接続されており、第1配線250aおよび第1枝配線250aaを介して室外機2との通信を行うインターフェイスである。
センサ入力部は、室内機5aの各種センサでの検出結果を取り込んでCPUに出力する。CPUは、前述した室内機5aの各センサでの検出結果をセンサ入力部を介して取り込む。また、CPUは、室外機2から送信される制御に関わる信号を通信部、第1配線250aおよび第1枝配線250aaを介して取り込む。また、CPUは、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室内ファン54aの駆動制御を行う。さらには、CPUは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した設定温度と、室内温度センサ62aで検出した室温との温度差を算出し、算出した温度差に基づいた要求能力を通信部、第1配線250aおよび第1枝配線250aaを介して室外機2の室外機制御手段200に送信する。
<冷媒回路10の動作>
次に、本実施形態の空気調和装置1が空調運転を行うときの冷媒回路10における冷媒の流れや各部の動作を、図1(A)を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機5a〜5cが暖房運転を行う場合について説明し、空気調和装置1が冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図1(A)における矢印は、冷媒回路10における暖房運転時の冷媒の流れを示している。
空気調和装置1が暖房運転を行う場合、四方弁22が図1(A)に実線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートdが連通するように、また、ポートbとポートcが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路10が図1(A)に矢印で示す方向に冷媒が流れる状態となり、室外熱交換器23が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器51a〜51cがそれぞれ凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
上記のような冷媒回路10の状態で圧縮機21が起動すると、圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は吐出管41から四方弁22に流入し、四方弁22から室外機ガス管45を流れて室外機ガス分管45a〜45cに分流する。室外機ガス分管45a〜45cに分流した冷媒は、ガス側閉鎖弁27a〜27cを介してガス管9a〜9cに流入する。
ガス管9aを流れる冷媒は、室内機5aのガス管接続部53aを介して室内機5aに流入する。室内機5aに流入した冷媒は、室内機ガス管72aを流れて室内熱交換器51aに流入し、室内ファン54aの回転により室内機5aの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。また、ガス管9bを流れる冷媒は、室内機5bのガス管接続部53bを介して室内機5bに流入する。室内機5bに流入した冷媒は、室内機ガス管72bを流れて室内熱交換器51bに流入し、室内ファン54bの回転により室内機5bの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。そして、ガス管9cを流れる冷媒は、室内機5cのガス管接続部53cを介して室内機5cに流入する。室内機5cに流入した冷媒は、室内機ガス管72cを流れて室内熱交換器51cに流入し、室内ファン54cの回転により室内機5cの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。
このように、室内熱交換器51a〜51cがそれぞれ凝縮器として機能し、室内熱交換器51a〜51cで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない室内機5a〜5cの吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機5a〜5cが設置された各部屋の暖房が行われる。
室内熱交換器51aから流出した冷媒は室内機液管71aを流れ、液管接続部52aを介して液管8aに流出する。液管8aを流れる冷媒は、膨張弁100aで減圧されて液側閉鎖弁26aを介して室外機2に流入し、液側閉鎖弁26aから室外機液分管44aに流入する。また、室内熱交換器51bから流出した冷媒は室内機液管71bを流れ、液管接続部52bを介して液管8bに流出する。液管8bを流れる冷媒は、膨張弁100bで減圧されて液側閉鎖弁26bを介して室外機2に流入し、液側閉鎖弁26bから室外機液分管44bに流入する。そして、室内熱交換器51cから流出した冷媒は室内機液管71cを流れ、液管接続部52cを介して液管8cに流出する。液管8cを流れる冷媒は、膨張弁100cで減圧されて液側閉鎖弁26cを介して室外機2に流入し、液側閉鎖弁26cから室外機液分管44cに流入する。
室外機液分管44a〜44cのそれぞれを流れる冷媒は、室外機液管44で合流する。室外機液管44で合流した冷媒は、室外機液管44を流れて室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外ファン25の回転により室外機2の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。
室外熱交換器23から冷媒配管43に流出した冷媒は、四方弁22、冷媒配管46、アキュムレータ28、吸入管42の順に流れ、圧縮機21に吸入されて再び圧縮される。
尚、空気調和装置1が冷房運転を行う場合、CPU210は、四方弁22を破線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートbが連通するよう、また、ポートcとポートdが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路100は、室外熱交換器23が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器51a〜51cがそれぞれ蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
<冷媒配管や配線の接続の正誤判定>
次に、図2乃至図4を用いて、本実施形態の空気調和装置1で冷媒回路10を暖房サイクルとして、冷媒配管8a〜8cの接続、あるいは、配線250の接続、あるいは、配線250a〜250dの接続の正誤を判定する(以降、特に必要な場合を除き単に「正誤判定」と記載する)方法について説明する。ここで、接続の正誤判定とは、室外機2と各室内機5a〜5cが、図1に示すとおりに、冷媒配管8a〜8cと、第1配線250aおよび第1枝配線250aa〜250ac、第2配線250bおよび第2枝配線250ba〜250bcで接続されているか否かを判定することである。言い換えると、冷媒配管8a〜8c、第1配線250aおよび第1枝配線250aa〜250ac、第2配線250bおよび第2枝配線250ba〜250bcのうちのいずれか1つが誤って接続されているか否かを判定することである。
正誤判定の具体的な方法は、次の通りである。冬季や寒冷地等に空気調和装置1を設置したとき、まず、冷媒回路10が暖房サイクルとされ、圧縮機21が所定回転数で起動され、室内ファン54a〜54cがそれぞれ所定回転数で起動され、膨張弁100a〜100cがそれぞれ所定の開度とされて、冷媒回路10を安定させる。
尚、圧縮機21の所定回転数とは、例えば、凝縮器として機能する室内熱交換器51a〜51cにおけるそれぞれの凝縮温度(熱交温度センサ61a〜61cで検出できる)が室温(室内温度センサ62a〜62cで検出できる)+15℃の温度となる回転数である。また、室内ファン54a〜54cの所定回転数とは、室内熱交換器51a〜51cにおける凝縮温度を室温+15℃とでき、かつ、蒸発器として機能する室外熱交換器23で着霜が発生しない程度の低い回転数である。また、膨張弁100a〜100cの所定開度とは、例えば、全開と全閉の中間の開度である。そして、冷媒回路10が安定するとは、例えば、凝縮温度が室温+15℃に到達して5分が経過した状態である。
冷媒回路10が安定すれば、このときの室内機5a〜5cの熱交温度センサ61a〜61cで熱交温度(以降、判定前熱交温度と記載)が検出され、その後膨張弁100a〜100cのうちいずれか1つが全閉とされるとともに、全閉とした膨張弁100a〜100cに対応する室内機5a〜5cの室内ファン54a〜54cが、図2に示す判定時室内ファン回転数テーブル300から抽出した回転数とされる。
ここで、判定時室内ファン回転数テーブル300は、予め試験等を行って求められて室外機制御手段200の記憶部220に記憶されているものであり、室外機2に接続される(ことが想定される)室内機の熱交換量(以降、熱交換量Haと記載)に応じて、正誤判定時の室内ファン回転数(以降、判定時回転数Rf(単位:rpm)と記載)を定めたものである。
熱交換量Haとは、室内熱交換器において単位時間当たりに冷媒と室内空気との間で交換される熱量を意味し、流入する冷媒量が同じで室内熱交換器の大きさが異なる場合や、室内熱交換器の大きさが同じであっても室外機と接続される冷媒配管の長さが室内機毎に異なって、各室内機に流入する冷媒量が異なる場合に、熱交換量Haに違いが生じる。従って、各室内熱交換器に流入する冷媒量や風量が同じである場合、熱交換量Haが小さい室内熱交換器は、熱交換量Haが大きい室内熱交換器と比べて、熱交温度の単位時間当たりの変化量が小さくなる。
上記内容を踏まえて、判定時室内ファン回転数テーブル300では、熱交換量Haが小さいほど判定時ファン回転数Rfが大きくなるように設定されている。具体的には、熱交換量Haが一番小さい値Aであるときの判定時ファン回転数Rfは一番大きい値Rfaとされており、熱交換量HaがA→Dと大きくなるのにつれて判定時ファン回転数RfはRfa→Rfdと小さくなるように定められている。そして、熱交換量Haが値Dより大きいときの判定時ファン回転数Rfは全て同じRfdとされている。これは、正誤判定を行う際に、熱交換量HaがDより大きい室内機では判定時ファン回転数RfをRfd以上としなくても正誤判定が行えることが判明しているためである。
また、膨張弁100a〜100cのいずれかが全閉とされた後は、この状態が所定時間(例えば、5分。以降、所定時間tpと記載)維持される。この所定時間tpは、全閉とされたいずれかの膨張弁100a〜100cに対応する室内熱交換器51a〜51cにおいて、熱交温度センサ61a〜61cで検出する熱交温度が、膨張弁100a〜100cのいずれかの全閉による冷媒流入の遮断によって低下するまでに必要な時間であり、予め試験等を行って求められて記憶部220に記憶されているものである。
熱交換量Haが小さい室内熱交換器に流入する風量が、熱交換量Haが大きい室内熱交換器と同じ風量であれば、熱交換量Haが小さい室内熱交換器における膨張弁の全閉前後の熱交温度の低下度合は、熱交換量Haが大きい室内熱交換器における膨張弁の全閉前後の熱交温度の低下度合と比べて小さい。しかし、上述したように、熱交換量Haが小さいほど判定時ファン回転数Rfが大きくなるように設定すれば、熱交換量Haが小さい室内熱交換器でも熱交換量Haが大きい室内熱交換器と同等の膨張弁の全閉前後の熱交温度の低下度合とできる。
膨張弁100a〜100cのうちの1つが全閉とされて所定時間tpが経過した後、全閉とされた膨張弁100a〜100cに対応する室内機5a〜5cの熱交温度センサ61a〜61cで検出した熱交温度(以降、全閉後熱交温度と記載)が取り込まれて、当該室内機の判定前熱交温度から全閉後熱交温度を減じた温度差が算出される。そして、この温度差が所定の閾温度差(例えば、5℃、以降、閾温度差Tthと記載)以上であれば、全閉とされた膨張弁100a〜100cに対応する室内熱交換器51a〜51cに流入する冷媒量が減少したことによって全閉後熱交温度が大きく低下したと考えられるので、全閉とされた膨張弁100a〜100cと熱交温度を取り込んだ室内機5a〜5cの間の冷媒配管や配線の接続は正しいと判定できる。
これとは反対に、膨張弁100a〜100cのうちの1つが全閉とされて所定時間tpが経過した後、全閉とされた膨張弁100a〜100cに対応する室内機5a〜5cの熱交温度センサ61a〜61cで検出した全閉後熱交温度を当該室内機の判定前熱交温度から減じた温度差が、所定の閾温度Tth差未満であれば、当該室内機の室内熱交換器に流入する冷媒量がほとんど変化していない、つまり、当該室内機に対応する膨張弁が全閉とされていないか、あるいは、全閉とされた膨張弁100a〜100cに対応しない室内機5a〜5cの熱交温度を取り込んでいると考えられるので、全閉とされた膨張弁100a〜100cと熱交温度を取り込んだ室内機5a〜5cの間の冷媒配管あるいは配線のいずれかの接続が誤っていると判定できる。
以上説明した正誤判定の結果を、本実施形態の空気調和装置1では図3に示す配管・配線接続判定テーブル400として記憶部220に記憶している。この配管・配線接続判定テーブル400では、室内機5a〜5c毎に、熱交換量Ha、判定時ファン回転数Rf、判定前熱交温度(以降、判定前熱交温度TBE(単位:℃)と記載。室内機5a〜5c個別に言及する必要がある場合は、TBEa〜TBEcと記載)、全閉後熱交温度(以降、全閉後熱交温度TAF(単位:℃)と記載。室内機5a〜5c個別に言及する必要がある場合は、TAFa〜TAFcと記載)、および判定結果が記憶されている。
上述した配管・配線接続判定テーブル400において、熱交換量Haは空気調和装置1の設置時に作業者によって入力された値が記憶されるものである。また、判定時ファン回転数Rfは、判定時室内ファン回転数テーブル300を参照し、記憶した室内機5a〜5cの熱交換量Haに応じた判定時ファン回転数Rfを抽出し、これを室内機5a〜5c毎に記憶する。尚、判定時ファン回転数Rfは、本実施形態のように判定時室内ファン回転数テーブル300を参照して抽出した値を記憶するのではなく、熱交換量Haと同様に作業者によって入力された値を記憶してもよい。また、室外機2に接続される室内機が予め判明している場合は、室外機2の出荷時等に熱交換量Haと判定時ファン回転数Rfを予め記憶していてもよい。
一方、判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFと判定結果は、正誤判定を行って室内機5a〜5c毎に記憶されるものであり、判定前熱交温度TBEは膨張弁100a〜100cの全閉前の所定開度時における熱交温度センサ61a〜61cの検出値であり、全閉後熱交温度TAFは膨張弁100a〜100cの全閉後における熱交温度センサ61a〜61cの検出値である。また、判定結果は、判定前熱交温度TBEから全閉後熱交温度TAFを減じた温度差と閾温度差を比較した結果に応じて「OK」あるいは「NG」と判定された結果が記憶されるものである。
尚、本実施形態における配管・配線接続判定テーブル400では、一例として、室内機5aについては、熱交換量HaはD、判定時ファン回転数Rfは判定時室内ファン回転数テーブル300を参照し熱交換量Ha=Dに対応する回転数であるRfd、判定前熱交温度TBEが30℃、全閉後熱交温度TAFが22℃、判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差が8℃であり閾温度差Tthである5℃より大きいため判定結果が「OK」である場合を示している。つまり、室外機2と室内機5aと膨張弁100aでの冷媒配管や配線の接続が正しい(図1に示す通り、液管8aと第1配線250aおよび第1枝配線250aaで室外機2と室内機5aが、また、第2配線250bおよび第2枝配線250baで室外機2と膨張弁100aが接続されている)場合を示している。
また、室内機5bについては、熱交換量HaはE、判定時ファン回転数Rfは判定時室内ファン回転数テーブル300を参照し熱交換量Ha=Eに対応する回転数であるRfd、判定前熱交温度TBEが30℃、全閉後熱交温度TAFが28℃、判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差が2℃であり閾温度差Tthである5℃より小さいため判定結果が「NG」である場合を示している。
さらには、室内機5cについては、熱交換量HaはB、判定時ファン回転数Rfは判定時室内ファン回転数テーブル300を参照し熱交換量Ha=Bに対応する回転数であるRfb、判定前熱交温度TBEが30℃、全閉後熱交温度TAFが29℃、判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差が1℃であり閾温度差Tthである5℃より小さいため判定結果が「NG」である場合を示している。
つまり、室内機5bと室内機5cにおいては、図1に示す通りではなく、液管8bと液管8cが誤って接続(液管8bで室外機2と室内機5cが接続され、液管8cで室外機2と室内機5bが接続)されているか、あるいは、第1枝配線250abと第1枝配線250acが誤って接続(第1枝配線250abで室外機2と室内機5cが接続され、第1枝配線250acで室外機2と室内機5bが接続)されているか、あるいは、第2枝配線250bbと第2枝配線250bcが誤って接続(第2枝配線250bbで室外機2と膨張弁100cが接続され、第2枝配線250bcで室外機2と膨張弁100bが接続)されていて、室内機5bと室内機5cにおける冷媒配管あるいは配線のいずれかの接続が誤りである場合を示している。
以上のように、膨張弁100a〜100cを全閉とする前後の熱交温度である判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差を用いて正誤判定を行うときに、図2に示す判定時室内ファン回転数テーブル300を用いて室内機5a〜5cの熱交換量Haに応じた判定時ファン回転数Rfを選択する。これにより、室内熱交換器51a〜51の熱交換量Haに違いがあっても、冷媒配管や配線の接続が正しい場合は、膨張弁100a〜100cの全閉前後で室内熱交換器51a〜51における熱交温度が全て同じように変化する。従って、確実に冷媒配管や配線の接続の正誤判定を行うことができる。
<正誤判定の処理の流れ>
次に、図4を用いて、暖房運転で正誤判定を行う際の処理について説明する。尚、図4において、STは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。また、図4では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば主に室外機2(の室外機制御手段200)が行う冷媒回路10の圧力や温度に関わる制御といった空気調和装置1の一般的な制御に関わる処理については説明を省略する。
室外機制御手段200のCPU210は正誤判定を開始すると、圧縮機21を所定回転数で起動するとともに、室内機5a〜5cに対し室内ファン54a〜54cの各々の起動時回転数である所定回転数を含む室内ファン起動信号を送信する(ST1)。前述したように、圧縮機21の所定回転数は、凝縮器として機能する室内熱交換器51a〜51cにおける凝縮温度が室温+15℃の温度となる回転数である。また、室内ファン54a〜54cのそれぞれの所定回転数は、室内熱交換器51a〜51cにおける凝縮温度を室温+15℃とでき、かつ、蒸発器として機能する室外熱交換器23で着霜が発生しない程度の低い回転数である。
次に、CPU210は、膨張弁ボックス100の膨張弁100a〜100cに所定開度を含む開度信号を送信する(ST2)。前述したように、膨張弁100a〜100cの所定開度は、全開と全閉の中間の開度である。
次に、CPU210は、冷凍サイクルが安定したか否かを判断する(ST3)。前述したように、冷凍サイクルが安定するとは、凝縮温度が室温+15℃に到達して5分が経過した状態である。CPU210は、図示しないタイマー機能を有しており、高圧センサ31で検出した高圧をセンサ入力部240を介して取り込み、取り込んだ高圧を用いて算出した凝縮温度が室温+15℃に到達した時点でタイマー計測を開始し、凝縮温度が室温+15℃に到達してから5分経過するか否かを確認する。尚、CPU210は、上記タイマー計測が終了すれば、タイマーをリセットする。
冷凍サイクルが安定していなければ(ST3−No)、CPU210は、ST3に処理を戻して冷凍サイクルが安定するのを待つ。冷凍サイクルが安定すれば(ST3−Yes)、CPU210は、熱交温度センサ61a〜61cの各々が検出した室内機5a〜5cの熱交温度である判定前熱交温度TBE(TBEa〜TBEc)を含む信号を、室内機5a〜5cから受信する(ST4)。CPU210は、受信した信号に含まれる判定前熱交温度TBEa〜TBEcを、室内機5a〜5cに対応付けて記憶部220にある配管・配線接続判定テーブル400に記憶する。
次に、CPU210は、室内機5aに対応する膨張弁100aに向けて、当該膨張弁を全閉とする旨を含む全閉信号を送信する(ST5)。ここで、全閉信号には、膨張弁100aの全閉に対応するパルス数(0パルス)が含まれている。
次に、CPU210は、配管・配線接続テーブル400を参照して抽出した室内機5aの判定時ファン回転数Rf=Rfdを含む信号を、室内機5aに向けて送信し、タイマー計測を開始する(ST6)。
次に、CPU210は、ST6の処理を開始してから所定時間tpが経過したか否かを判断する(ST7)。所定時間tpが経過していなければ(ST7−No)、CPU210は、ST7に処理を戻す。
所定時間tpが経過していれば(ST7−Yes)、CPU210は、タイマーをリセットして室内機5a〜5cのいずれかから送信された、全閉後熱交温度TAFを含む信号を受信する(ST8)。CPU210は、上記信号から全閉後熱交温度TAFを抽出しこれを全閉後熱交温度TAFaとして、室内機5aに対応付けて記憶部220にある配管・配線接続判定テーブル400に記憶する。
次に、CPU210は、記憶部220から判定前熱交温度TBEaと全閉後熱交温度TAFaを読み出し、判定前熱交温度TBEaから全閉後熱交温度TAFaを減じた温度差が閾温度差Tth以上であるか否かを判断する(ST9)。
温度差が閾温度差Tth以上であれば(ST9−Yes)、CPU210は、正誤判定の結果をOK、つまり、室外機2と室内機5aおよび室外機2と膨張弁100aは、図1に示すように液管8a、第1配線250aおよび第1枝配線250aa、第2配線250bおよび第2枝配線250baで正しく接続されていると判定し、ST12に処理を進める。一方、温度差が閾温度差Tth未満であれば(ST9−No)、CPU210は、正誤判定の結果をNG、つまり、室外機2と室内機5aおよび室外機2と膨張弁100aを接続する液管8a、第1配線250aおよび第1枝配線250aa、第2配線250bおよび第2枝配線250baのうちのいずれかが誤っていると判定し、ST12に処理を進める。
ST12以降の処理については、CPU210は、上述したST5〜ST11までと同じ処理を室内機5bについて実行し(ST12〜ST18が該当する処理)、その次にST5〜ST11までと同じ処理を室内機5cについて実行する(ST19〜ST25が該当する処理)。各室内機5b、5cについての正誤判定の処理は、室内機5aの場合と同じであるため、説明は省略する。
ST24もしくはST25の処理を終えたCPU210は、正誤判定に関わる処理を終了する。
尚、以上説明した本発明の実施形態では、全閉とした膨張弁100a〜100cに対応する室内機5a〜5cの全閉後熱交温度TAFのみを検出し、当該室内機のみ判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差を求めて閾温度差Tthと比較することで正誤判定を行っている。しかし、これに限られず、膨張弁100a〜100cのいずれかを全閉とした後に全ての全閉後熱交温度TAFを検出し、全ての室内機5a〜5cで判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差を求めて、温度差が一番大きくなる室内機が全閉とした膨張弁に対応するものか否かを確認した後に、当該温度差を閾温度差Tthと比較してもよい。
以上説明したように、本発明の空気調和装置1では、冷媒回路10を暖房サイクルとして冷媒配管や配線の接続の正誤判定を行うときに、室内機5a〜5cの熱交換量Haに応じた判定時ファン回転数Rfで室内ファン54a〜54cを駆動する。これにより、室内熱交換器51a〜51cにおいて、熱交換量Haに応じた風量として正誤判定を行えるので、膨張弁100a〜100cの全閉前後で室内熱交換器51a〜51における熱交温度が全て同じように変化するつまり、各室内機5a〜5cにおける判定前熱交温度TBEと全閉後熱交温度TAFの温度差を全て適切な値とできるので、いかなる熱交換量Haを有する室内機5a〜5cが室外機2に接続されていても正誤判定を行うことができる。
1 空気調和装置
2 室外機
5a〜5c 室内機
21 圧縮機
23 室外熱交換器
51a〜51c 室内熱交換器
54a〜54c 室内ファン
61a〜61c 熱交温度センサ
100 膨張弁ボックス
100a〜100c 膨張弁
200 室外機制御部
210 CPU
220 記憶部
240 センサ入力部
250a 第1配線
250aa〜250ac 第1枝配線
250b 第2配線
250ba〜250bc 第2枝配線
300 判定時室内ファン回転数テーブル
400 配管・配線組合判定テーブル
Ha、Haa〜Hac 熱交換量
Rf、Rfa〜Rfc 室内ファン回転数
TBE、TBEa〜TBEc 判定前熱交温度
TAF、TAFa〜TAFc 全閉後熱交温度
Tth 閾温度
tp 所定時間

Claims (1)

  1. 室外機と、複数台の室内機と、同複数台の室内機の台数に対応した数の流量調整手段と、制御手段を有する空気調和装置であって、
    前記室外機と前記複数台の室内機と前記流量調整手段は冷媒配管で接続され、
    前記室外機と前記複数台の室内機は室内機配線で接続され、
    前記室外機と前記流量調整手段は流量調整手段配線で接続され、
    前記複数台の室内機は、室内熱交換器と、室内ファンと、前記室内熱交換器の温度である熱交温度を検出する熱交温度検出手段を有し、
    前記制御手段は、
    少なくとも1台の室内機の室内熱交換器における熱交換量が他の室内機における室内熱交換器の熱交換量と異なる場合に、前記冷媒配管と前記室内機配線と前記流量調整手段配線の接続の正誤を判定する正誤判定を行うとき、
    全ての前記流量調整手段を開いて暖房運転を行い、暖房運転状態が安定した後の前記各室内熱交換器の熱交温度である判定前熱交温度を検出し、
    前記判定前熱交温度を検出した後、特定の1個の流量調整手段を閉じるとともに当該流量調整手段に対応する室内機の室内ファンを当該室内機の室内熱交換器の熱交換量に応じた回転数である判定時ファン回転数で駆動して所定時間が経過すれば、当該全閉とした流量調整手段に対応する室内機の室内熱交換器の熱交温度である全閉後熱交温度を検出し、
    複数の前記判定前熱交温度のうち前記全閉とした流量調整手段に対応する室内機の判定前熱交温度から前記全閉後熱交温度を減じた温度差が、予め定められた閾温度差以上であれば、前記冷媒配管と前記室内機配線と前記流量調整手段配線の接続は正しく、前記温度差が前記閾温度差未満であれば、前記冷媒配管と前記室内機配線と前記流量調整手段配線のうちのいずれか1つの接続は誤りであると判定する、
    ことを特徴とする空気調和装置。
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