JPH09145191A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の室内機を備えた空気調和機では、ある
室内機が停止したときに生じる余分な冷媒をレシーバタ
ンクに貯留していた。しかし、レシーバタンクを用いる
と室外機が高価になるとともに、室内機を小型化する支
障にもなっていた。またレシーバタンクを用いない場合
では、冷凍回路中の循環冷媒量を正確に調整することが
難しく、そのために不具合があった。 【解決手段】 複数の室内機を備えた空気調和機であっ
て、冷凍回路中の循環冷媒量を逐次検知している。そし
てある室内機が停止して、その分の冷媒が過剰になる
と、その余分な冷媒を停止中の室内機に貯留して、適量
の循環冷媒量を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の室内機を
備えた空気調和機の運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近は、複数の室外機と複数の室内機を
接続して、各室内機で冷房並びに暖房運転ができるマル
チ型の空気調和機がある。こうした空気調和機は、例え
ば特開平６−１８０７５号公報に開示されるように、室
外機に圧縮機、四方弁、室外熱交換器、レシーバタン
ク、アキュムレータを設け、室内機に電動弁、室内熱交
換器を設け、これら冷凍機器で冷凍回路を構成してい
る。室外熱交換器並びに室内熱交換器には電動ファンが
備えられており、運転中は電動ファンが駆動して各熱交
換器に送風している。

【０００３】そして冷房運転の場合は、圧縮機、四方
弁、室外熱交換器、レシーバタンク、電動弁、室内熱交
換器、四方弁、アキュムレータの順に冷媒が流れ、室外
熱交換器が凝縮器に、室内熱交換器が蒸発器として作用
する。従って圧縮機から吐出されたガス冷媒は、室外熱
交換器で凝縮して液冷媒になり、レシーバタンクを経て
室内熱交換器で蒸発してガス冷媒になり、圧縮機に吸い
込まれる。

【０００４】また暖房運転の場合、圧縮機、四方弁、室
内熱交換器、電動弁、レシーバタンク、室外熱交換器、
四方弁、アキュムレータの順に冷媒が循環し、室内熱交
換器が凝縮器に、室外熱交換器が蒸発器として作用す
る。従って圧縮機から吐出したガス冷媒は、室内熱交換
器で凝縮して液冷媒になり、レシーバタンクを経て室外
熱交換器で蒸発してガス冷媒になり、圧縮機に吸い込ま
れる。

【０００５】空気調和機の運転中は、室内熱交換器の温
度センサによって適時冷媒の温度が検出され、この冷媒
温度と室温並びに設定温度をもとに電動弁を調整して、
室内熱交換器の循環冷媒量を調整している。つまり室温
と設定温度の差が大きな時は、圧縮機を高出力にすると
ともに電動弁を大きく開いてこの室内熱交換器に入り込
む循環冷媒量を多くし、室温と設定温度の差が小さくな
ると、圧縮機を低出力にすると共に電動弁を絞めてこの
室内熱交換器に入り込む循環冷媒量を少なくしている。
そして室内熱交換器に電動ファンによって室内の空気を
送風して、室内熱交換器内の冷媒と熱交換した後に室内
に送風している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般の空気調和機で
は、全室内機が運転したときに必要な量の冷媒を冷凍回
路中に充填している。そして冷房運転の時には、停止中
の室内機の電動弁を閉じて液冷媒が流入しないように
し、暖房運転の時には、停止している室内機の電動弁を
開いてガス冷媒が通過できるようにしている。ある室内
機が停止すると、その室内機が必要とする冷媒量分だけ
過剰状態になり、この余分な冷媒は液冷媒の状態でレシ
ーバタンクに貯留される。そのため冷凍回路中には、運
転中の室内機の台数に応じた適量の冷媒が循環すること
になる。

【０００７】しかしながら最近では、室外機の小型化並
びにコストダウンの必要性に迫られており、そこでレシ
ーバタンクを削除して、室外機の小型化及びコストダウ
ンを図ることが考えられている。この場合、室内機の要
求能力に応じて圧縮機の能力を変えることによって、室
内機に供給する循環冷媒量を調整している。

【０００８】ところが圧縮機の能力を変えても、冷凍回
路中に充填されている冷媒量自体が多いために循環冷媒
量が過剰気味になり、適切な循環冷媒量を維持すること
が難しかった。そのため暖房運転中の室内機の熱交換器
内に液冷媒が充満してしまい、適切な温度制御をするこ
とができないことがあった。

【０００９】そこでこの発明は、レシーバタンクを用い
ない構成で、適切な循環冷媒量を維持できる空気調和機
を提案する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、圧縮機と四方弁と室外熱交換器を
備えた室外機に、複数の室内機を接続し、これら冷凍機
器で冷凍回路を構成した空気調和機であって、各室内機
には制御弁と室内熱交換器を設けている。そして停止中
の室内機があるときには、冷凍回路中の余分な冷媒を停
止中の室内機に貯留して、適量の循環冷媒量を維持して
いる。

【００１１】また請求項２の発明は、冷凍回路中の循環
冷媒量を検知する循環冷媒量検知手段を設け、循環冷媒
量に応じて停止中の室内機の制御弁を制御して、停止中
の室内機に余分な冷媒を貯留している。

【００１２】また請求項３の発明は、循環冷媒量検知手
段を、圧縮機の吐出温度を検知する検知手段と、その検
知結果をもとに循環冷媒量を判断する判断手段とによっ
て構成している。

【００１３】また請求項４の発明は、圧縮機の吐出温度
が所定値以上のときに、停止中の室内機の制御弁の開度
を大きくし、圧縮機の吐出温度が所定値以下のときに、
停止中の室内機の制御弁の開度を小さくしている。

【００１４】また請求項５の発明は、各室内熱交換器の
冷媒温度を検知する検知手段と、各室内機に吸い込まれ
る空気の温度を検知する吸込温度検知手段と設けてい
る。そして、運転中の室内機の室内熱交換器の冷媒温度
と吸込温度の温度差を測定している。そして、その温度
差が所定値以下のときに、停止中の室内機の制御弁の開
度を小さくしている。

【００１５】また請求項６の発明は、暖房運転中の室内
機があるときに、停止中の室内機の制御弁を制御してい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に図面に基づいて、この発明
の実施の形態を説明する。図１はこの空気調和機の冷凍
回路図であり、図２は循環冷媒量を調整するフローチャ
ートである。

【００１７】この実施の形態の空気調和機は、１台の室
外機Ａに４台の室内機Ｂを接続バルブ１を介して接続し
ており、各室内機Ｂ毎に温度制御を行っている。室外機
Ａには能力可変型の圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交
換器４と、アキュムレータ５を備えている。

【００１８】圧縮機２は室内機Ｂの各要求能力並びにこ
れら要求能力の総和に応じて能力を可変できるものであ
り、インバータ型でもパワーセーブ機能を備えた圧縮機
２でも構わない。室外熱交換器４には電動ファン４ａが
設けられており、電動ファン４ａによって外気を室外熱
交換器４に送風して循環する冷媒と熱交換をしている。
各室内機Ｂには室内の空気と熱交換を行う室内熱交換器
６と、室内熱交換器６に流入する冷媒量を調節する制御
弁７が設けられており、室内熱交換器６には室内の空気
を送風する電動ファン６ａが設けられている。

【００１９】各室内熱交換器６の入口、中間及び出口側
に、循環する冷媒の温度を検出する温度センサＴ１、Ｔ
２、Ｔ３が又、これら室内機Ｂにおける各空気の吸込温
度を検知する温度センサＴ５が設けられており、その出
力を制御部８に送っている。圧縮機２の吐出側には吐出
温度を検出する温度センサＴ４が設けられており、この
吐出温度によって循環冷媒量を判断している。そして制
御部８では、設定温度及び室温をもとに空調負荷を算出
し、それに応じた循環冷媒量になるように制御弁７の開
度を制御している。

【００２０】そして冷房運転の時には冷媒は図１の実線
の矢印の方向に循環し、暖房運転の時には冷媒は図１の
点線の矢印の方向に循環する。つまり冷房運転の時には
圧縮機２から吐出されたガス冷媒が四方弁３を経て室外
熱交換器４に流入し、外気と熱交換して液冷媒になる。
この液冷媒は接続バルブ１を経て各室内機Ｂに流入し、
制御弁７で冷媒量を調整して室内熱交換器６に流入す
る。運転中の室内機Ｂでは、電動ファン６ａによって室
内の空気を室内機Ｂ内に吸い込んで室内熱交換器６に送
風しており、この空気と室内熱交換機６内の液冷媒が熱
交換して室内に冷風を送っている。室内熱交換器６で蒸
発したガス冷媒は四方弁３を経てアキュムレータ５に流
入し、再び圧縮機２で圧縮される。そして室温と設定温
度の差が大きな室内機Ｂは、制御弁７の開度を大きくし
て室内機Ｂの冷却能力を高くし、室温が設定温度に徐々
に近づいていくと制御弁７の開度をそれに応じて小さく
し、室内機Ｂの冷却能力を低下させていく。

【００２１】暖房運転の時は、圧縮機２で高温高圧に圧
縮されたガス冷媒が、四方弁３を経て各室内機Ｂに流入
する。そして室内熱交換器６で室内の空気と熱交換し
て、室内に温風を送風している。室内熱交換器６で凝縮
された液冷媒は、制御弁７を経て室外熱交換器４に送ら
れ、蒸発してガス冷媒になる。その後、四方弁３を経て
アキュムレータ５に流入し、再び圧縮機２に流入する。
制御部８では、室温と設定温度から各室内機Ｂの空調負
荷を算出し、空調負荷が大きな時は制御弁７を大きく開
いて循環冷媒量を増やし、空調負荷が小さな時には制御
弁７の開度を小さくして循環冷媒量を少なくしている。

【００２２】次に、図２のフローチャートをもとにある
室内機Ｂが停止したときの動作を説明する。まずステッ
プＳ１で停止中の室内機Ｂがあるか否かを判断し、停止
中の室内機Ｂがなければ再びステップＳ１に戻り、停止
中の室内機ＢがあればステップＳ２に進む。ステップＳ
２では運転中の室内機Ｂが暖房運転中であるか否かを判
断し、暖房運転中であればステップＳ３に進んで停止中
の室内機Ｂの制御弁７の制御を行い、暖房運転中でなけ
ればステップＳ６で停止中の室内機Ｂの制御弁７を完全
に閉じて、停止室内機Ｂの熱交換器６に液冷媒が流入し
ないようにする。こうして停止している室内機Ｂに液冷
媒が溜まらないようにしている。

【００２３】ステップＳ３以降の動作によって、暖房運
転中の冷凍回路の余剰冷媒を停止中の室内機Ｂに貯留す
る制御を行う。ステップＳ３では圧縮機２の吐出温度Ｔ
４が９８℃以上であるか否かを判断し、９８℃未満であ
ればステップＳ４に進み、９８℃以上であればステップ
Ｓ７に進む。これは圧縮機２の吐出温度Ｔ４が９８℃以
上になると循環冷媒量が不足してガス欠状態の場合であ
り、この状態のまま運転を続けると圧縮機２の巻線が焼
き付くなどの不具合が生じてしまう。そこでこのときに
はステップＳ７で、停止中の室内機Ｂの制御弁７を開け
て、停止中の室内機Ｂに貯留している液冷媒を冷凍回路
中に戻して循環冷媒量を増やしている。なおこのときの
制御弁７の開度は、所定量だけ開けるもので全開するも
のではない。また、吐出温度Ｔ４に応じた開度だけ制御
弁７を開けるようにしても良い。

【００２４】ステップＳ４では吐出温度Ｔ４が６０℃以
下かどうかを判断し、６０℃より高ければステップＳ５
に進み、６０℃以下であればステップＳ８に進む。吐出
温度Ｔ４が６０℃以下の場合は循環冷媒量が過剰な状態
のときで、この状態のまま運転を続けると吐出温度Ｔ４
が下がりすぎてしまい、運転中の室内機Ｂで適切な温度
制御ができなくなる。そのためこのときはステップＳ８
で停止中の室内機Ｂの制御弁７を閉じて、停止中の室内
機Ｂ内に余分な冷媒を貯留する。

【００２５】ステップＳ５では、運転中の室内機Ｂの室
内熱交換器６の中間温度（温度センサＴ２での検出値）
と吸込温度（温度センサＴ５での検出値）との差が１０
℃以下か否かを判断する。この温度差が１０℃以下であ
ればステップＳ８に進み、温度差が１０℃よりも高けれ
ばステップＳ１に戻る。室内熱交換器６の中間温度Ｔ２
と吸込温度Ｔ５の温度差が１０℃以下のときは、室内熱
交換器６に液冷媒が充満している状態であり、循環冷媒
量が過剰気味になっている。そのため室内熱交換器６の
凝縮温度が低下してしまうが冷媒の高圧圧力は上昇し、
正確な温度制御が困難になってしまう。そのためステッ
プＳ８で停止中の室内機Ｂの制御弁７を閉じて、循環冷
媒量の調整を行う。

【００２６】ステップＳ８では、停止中の室内機Ｂの制
御弁７を所定量だけ閉じている。なお室内熱交換器６の
温度差に応じた量だけ、制御弁７を閉じるようにしても
構わない。

【００２７】このように冷凍回路を循環する冷媒温度を
もとに循環冷媒量を判断し、余分な冷媒を停止中の室内
機Ｂに貯留している。そのため冷凍回路中の循環冷媒量
を適切な量に維持することができる。なおこの発明で
は、冷媒の温度によって循環冷媒量を検知したが、冷媒
の圧力などによって循環冷媒量を把握するようにしても
構わない。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、停止している室内機
に余分な冷媒を保留する構成であるので、レシーバタン
クを用いなくても、簡単な構成で冷凍回路中の循環冷媒
量を適量に調節することができる。つまりレシーバタン
クを不要にすることができるので、安価で小型化ができ
る室外機を実現できる。

【００２９】また冷凍回路の循環冷媒量を適時検知し、
その検知結果に応じて停止中の室内機の制御弁を制御す
るので、循環冷媒量の細かな調節ができ、循環冷媒量が
不適量なために生じる不具合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この実施の形態の空気調和機の冷凍回路図で
ある。

【図２】 この実施の形態の空気調和機の循環冷媒量を
調整するフローチャートである。

【符号の説明】

２ 圧縮機 ３ 四方弁 ４ 室外熱交換器 ５ アキュムレータ ６ 室内熱交換器 ７ 制御弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と四方弁と室外熱交換器を収納し
   た室外機に、制御弁と室内熱交換器を備えた室内機を複
   数接続し、これら冷凍機器で冷凍回路を構成した空気調
   和機において、停止中の室内機があるときに、冷凍回路
   中の余分な冷媒を停止中の室内機に貯留することを特徴
   とする空気調和機。
2. 【請求項２】 冷凍回路中の循環冷媒量を検知する循環
   冷媒量検知手段と、前記循環冷媒量に応じて停止中の室
   内機の制御弁を制御することを特徴とする請求項１記載
   の空気調和機。
3. 【請求項３】 圧縮機の吐出温度を検知する検知手段
   と、前記検知結果をもとに循環冷媒量を判断する判断手
   段と、前記判断結果に応じて停止中の室内機の制御弁を
   制御することを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の
   空気調和機。
4. 【請求項４】 前記圧縮機の吐出温度が所定値以上のと
   きに停止中の室内機の制御弁の開度を大きくするととも
   に、前記圧縮機の吐出温度が所定値以下のときに停止中
   の室内機の制御弁の開度を小さくすることを特徴とする
   請求項１乃至請求項３記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 各室内熱交換器の冷媒温度を検知する冷
   媒温度検知手段と、各室内機に吸い込まれる空気の温度
   を検知する吸込温度検出手段と、運転中の室内機の室内
   熱交換器の冷媒温度と吸込温度の温度差が所定値以下の
   ときに、停止中の室内機の制御弁の開度を小さくするこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の空気調和
   機。
6. 【請求項６】 暖房運転中の室内機があるときに、停止
   中の室内機の制御弁を制御することを特徴とする請求項
   １乃至請求項５記載の空気調和機。