JPH10185333A

JPH10185333A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH10185333A
Application number: JP8339808A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oka; 昌弘岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-07-14
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: JP3376844B2

Abstract

(57)【要約】【課題】室内ユニットの増設が可能であり、各室内ユ
ニットの制御の応答が速く、省エネルギーな運転が可能
な空気調和装置を提供する。【解決手段】主システム(S1)の低圧冷媒圧力を一定に
制御する。各室内ユニット(40)の制御は、各流量調整弁
(44)によって室内熱交換器(42)の冷媒循環量を調整する
ことにより行う。室外ユニット(20)の圧縮機(21)の容量
が第１容量値以上、かつ、主システム(S1)の低圧冷媒圧
力が所定値以上になると過冷却システム(S2)を動作さ
せ、圧縮機(21)の容量が第２容量値以下になると過冷却
システム(S2)の動作を停止する。過冷却システム(S2)
は、高圧冷媒圧力が所定値以下のときは過冷却熱交換器
(17)出口のスーパーヒートを一定にする制御を行い、高
圧冷媒圧力が所定値よりも大きいときは低圧冷媒圧力を
一定にする制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷房能力を増大す
るための過冷却ユニットを備えた空気調和装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビル空調に関して、複数の室
内ユニットを備えたマルチ式の空気調和装置が用いられ
ている。この種の空気調和装置は、必要に応じて室内ユ
ニットを増設することができるので、ビル全体の空調負
荷の増大に柔軟に対応することができる。

【０００３】しかし、近年のＯＡ機器の増加等に伴い、
ビル空調における冷房負荷は急激に増加している。その
ため、空気調和装置に対して当初の設計条件以上の能力
が必要とされる場合がある。その対策として、ビルディ
ングへの設置後に、冷房能力を増大するための過冷却ユ
ニットを設けることがある。

【０００４】例えば、特開平８−２８９８４号公報に開
示された空気調和装置は、インバータによって能力可変
な圧縮機を備えた１台の室外ユニットに対し、複数台の
室内ユニットが並列に接続されて構成された主システム
を備えている。そして、室外ユニットから各室内ユニッ
トへ延びる液側管の一部は、インバータによって能力可
変な圧縮機を備えた過冷却ユニットの蒸発器に接続され
ている。従って、各室内ユニットに流入する冷媒は上記
蒸発器において過冷却されるため、十分な冷房能力を発
揮することができる。

【０００５】上記の空気調和装置では、過冷却ユニット
の運転又は停止は、各室内ユニットの空調負荷の積算値
に基づいて行われている。すなわち、各室内ユニットの
空調負荷の合計が設定値を超えると過冷却ユニットを作
動させ、設定値を下回ると過冷却ユニットを停止させて
いる。

【０００６】一方、過冷却ユニットの能力は、各室内ユ
ニットに流入する主システムの冷媒の上記蒸発器出口に
おける過冷却度が所定値になるように、圧縮機容量を制
御することにより調整されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記空気調和装置で
は、各室内ユニットの空調負荷の積算値に基づいて過冷
却ユニットの運転又は停止が行われるので、室内ユニッ
トの能力制御の応答が遅くなるという問題があった。つ
まり、ある一つの室内ユニットで能力が不足していて
も、他の室内ユニットで能力が十分に足りているとき
は、その不足分のみが空気調和装置全体の不足分として
計算される。そのため、能力不足の室内ユニットの不足
分は平均化され、小さく見積もられてしまう。その結
果、空気調和装置全体としては、当該能力不足を補うよ
うに速やかに能力調整を行うことができない。従って、
各室内の空調負荷に応じた速効性のあるきめ細かな能力
制御を十分に行うことはできなかった。

【０００８】また、過冷却ユニットを運転している際
に、過冷却ユニットを主システムの蒸発器出口における
冷媒の過冷却度が所定値になるように制御しているの
で、空気調和装置の高圧冷媒圧力が高くなった場合に
は、それに伴って過冷却ユニットの低圧冷媒圧力も相当
高くなる。つまり、過冷却ユニットの低圧冷媒圧力をな
りゆきにまかせていたので、低圧冷媒圧力が上昇した
際、高圧冷媒圧力もそれに伴い上昇し、過冷却ユニット
への入力が非常に大きくなってしまう場合があった。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、室内ユニットの増設
が可能であり、各室内ユニットへの応答が速く、省エネ
ルギーな運転が可能な空気調和装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、主システム(S1)の圧縮機(21)の容量(F)
が所定値(Fmax)以上で、かつ、主システム(S1)の低圧冷
媒圧力(P1)が所定値(P1')以上になると過冷却システム
(S2)を動作させ、主システム(S1)の圧縮機(21)の容量
(F)が所定値(F1)以下になると過冷却システム(S2)の動
作を停止することとした。

【００１１】また、過冷却システム(S2)の高圧冷媒圧力
(P3)が大幅に上昇しないような制御を行い、過冷却シス
テム(S2)の圧縮機(11)の入力が過大にならないようにし
た。

【００１２】具体的には、請求項１に記載の発明が講じ
た手段は、容量変化が自在な第１圧縮機(21)及び熱源側
熱交換器(22)を備えて液配管(61)及びガス配管(62)に接
続された熱源側回路(20)と、液配管(61)に設けられた過
冷却用熱交換器(17)と、第１減圧機構(44)及び利用側熱
交換器(42)を備えて上記液配管(61)及びガス配管(62)に
接続された複数の利用側回路(40)とを有する主冷媒回路
(S1)と、第２圧縮機(11)と、凝縮器(12)と、第２減圧機
構(14)と、上記過冷却用熱交換器(17)とを順に接続し、
上記主冷媒回路(S1)を流れる冷媒を該過冷却熱交換器(1
7)において冷却する補助冷媒回路(S2)とを備えた空気調
和装置において、上記第１圧縮機(21)の容量(F)が所定
の第１容量値(Fmax)以上で、かつ、主冷媒回路(S1)の低
圧冷媒圧力(P1)が所定の第１低圧値(P1')以上になると
補助冷媒回路(S2)を運転させる補助冷媒回路運転手段(1
9a)と、上記第１圧縮機(21)の容量(F)が上記第１容量値
(Fmax)より低い第２容量値(F1)以下になると補助冷媒回
路(S2)の運転を停止する補助冷媒回路停止手段(19b)と
を備えている構成としたものである。

【００１３】上記発明特定事項により、第１圧縮機(21)
の容量(F)が第１容量値(Fmax)以上になると共に低圧冷
媒圧力(P1)が第１低圧値(P1')以上になると、補助冷媒
回路(S2)を始動させるため、能力不足を迅速に判別する
ことができ、補助冷媒回路(S2)が必要であるか否かの判
断を正確に行うことができる。そのため、無駄のない運
転が可能となる。

【００１４】請求項２に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載の空気調和装置において、主冷媒回路(S1)
は、主冷媒回路(S1)の低圧冷媒圧力(P1)が所定の第２低
圧値(Pe)になるように第１圧縮機(21)の容量(F)を制御
する主冷媒回路制御手段(29a)を備えている構成とした
ものである。

【００１５】上記発明特定事項により、各利用側熱交換
器(42)の負荷に応じた迅速な制御が可能となる。

【００１６】請求項３に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載の空気調和装置において、第２減圧機構(1
4)は、開度の可変な膨張弁(14)で構成され、補助冷媒回
路(S2)は、補助冷媒回路(S2)の高圧冷媒圧力(P3)が所定
の高圧値(Pm)以下のときは過冷却熱交換器(17)出口のス
ーパーヒート(SH2)が所定値(SH0)になるように膨張弁(1
4)の開度を制御し、補助冷媒回路(S2)の高圧冷媒圧力(P
3)が上記高圧値(Pm)よりも大きいときは補助冷媒回路(S
2)の低圧冷媒圧力(P2)が所定の第３低圧値(Pn)になるよ
うに膨張弁(14)の開度を制御する補助冷媒回路制御手段
(19c)を備えている構成としたものである。

【００１７】上記発明特定事項により、主冷媒回路(S1)
の高圧冷媒圧力が大幅に上昇することがあっても、補助
冷媒回路(S2)の低圧冷媒圧力(P2)が大きく上昇すること
が防止される。そのため、補助冷媒回路(S2)の高圧冷媒
圧力(P3)の大幅な上昇は抑えられ、第２圧縮機(11)の電
気入力が過大になることはない。

【００１８】請求項４に記載の発明が講じた手段は、請
求項３に記載の空気調和装置において、第２圧縮機(11)
は、定容量の圧縮機(11)から構成され、主冷媒回路(S1)
は、主冷媒回路(S1)の低圧冷媒圧力(P1)が所定の第２低
圧値(Pe)になるように第１圧縮機(21)の容量(F)を制御
する主冷媒回路制御手段(29a)を備えている構成とした
ものである。

【００１９】上記発明特定事項により、第１圧縮機(21)
のみの容量(F)を制御することによって、空気調和装置
全体を制御することが可能となる。そのため、空気調和
装置の制御を容易に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２１】−空気調和装置(50)の構成− 図１に示すように、空気調和装置(50)は、主システム(S
1)及び過冷却システム(S2)を備えて構成されている。主
システム(S1)は、１台の室外ユニット(20)と複数台の室
内ユニット(40)とが、冷媒配管である液側管(61)及びガ
ス側管(62)に接続されて構成されている。過冷却システ
ム(S2)は、過冷却ユニット(10)から構成されている。主
システム(S1)と過冷却システム(S2)とは、過冷却ユニッ
ト(10)内に設けられた過冷却熱交換器(17)を介して接続
されている。室内ユニット(40)は、空気調和装置(50)が
設置されたビル等の空調負荷の増大に対応して増設が可
能であり、他の室内ユニット(40)に対して並列に接続さ
れている。

【００２２】室外ユニット(20)は、冷媒配管によって順
に接続されたアキュムレータ(25)、容量変化が自在な圧
縮機(21)、四路切換弁(26)、室外熱交換器(22)、電動膨
張弁(24)、及び受液器(28)を備え、室外熱交換器(22)に
空気流を供給する送風機(23)が設けられている。圧縮機
(21)にはインバータ(27)が接続されており、圧縮機(21)
への入力周波数を変化させることにより、圧縮機(21)の
容量が制御されている。アキュムレータ(25)付近の配管
の四路切換弁(26)側には、主システム(S1)のスーパーヒ
ート検知用の温度センサ(TS1)が設けられている。圧縮
機(21)とアキュムレータ(25)との間の配管、つまり圧縮
機(21)の吸入側配管には、主システム(S1)の低圧冷媒圧
力を検知する圧力センサ(PS1)が設けられている。

【００２３】室内ユニット(40)は、冷媒配管に接続され
た室内熱交換器(42)及び流量調整弁(44)と、送風機(43)
とを備えて構成されている。流量調整弁(44)は、室内空
調負荷に応じて開度が調整される電動膨張弁で構成さ
れ、室内熱交換器(42)を流れる冷媒循環量を調整すると
共に、冷媒を減圧する減圧機構を兼ねている。また、室
内ユニット(40)には、室内の温度を検知する温度センサ
(TS3)と、室内熱交換器(42)出口の冷媒温度を検知する
温度センサ(TS5)とが設けられている。

【００２４】過冷却ユニット(10)は、定容量圧縮機(1
1)、凝縮器(12)、電動膨張弁(14)、過冷却熱交換器(1
7)、及びアキュムレータ(15)が冷媒配管によって順に接
続された冷媒回路(10A)と、凝縮器(12)に空気流を供給
する送風機(13)とを備えている。凝縮器(12)と電動膨張
弁(14)との間の冷媒配管と定容量圧縮機(11)の吸入配管
との間には、電磁弁(18a)を備えた冷媒配管から構成さ
れるリキッドインジェクション回路(18)が設けられてい
る。過冷却熱交換器(17)とアキュムレータ(15)との間の
冷媒配管には、圧力センサ(PS2)と、過冷却熱交換器(1
7)の出口の冷媒温度を検知する温度センサ(TS2)とが設
けられている。圧縮機(11)の吐出側の配管には、圧力セ
ンサ(PS3)が設けられている。過冷却熱交換器(17)は、
主システム(S1)の液側管(61)を流れる冷媒を、過冷却シ
ステム(S2)の冷媒回路(10A)を流れる冷媒と熱交換させ
ることによって、過冷却するように構成されている。具
体的には、過冷却熱交換器(17)は二重管熱交換器で構成
されている。なお、主システム(S1)の過冷却熱交換器(1
7)の出口側、つまり室内ユニット(40)側の液側管(61a)
には、冷媒温度を検知する温度センサ(TS4)が設けられ
ている。

【００２５】主システム(S1)の冷媒回路(30A)及び過冷
却システム(S2)の冷媒回路(10A)には、冷媒として、そ
れぞれＲ２２が充填されている。

【００２６】次に、図２を参照しながら、空気調和装置
(50)の制御システムを説明する。

【００２７】室外ユニット(20)には、マイクロコンピュ
ータで構成された制御部(29)が備えられている。制御部
(29)は、主システム(S1)の低圧冷媒圧力(P1)を常に入力
するように、圧力センサ(PS1)と接続され、また、温度
センサ(TS4)及び電動膨張弁(24)とも接続されている。
更に、制御部(29)には、圧縮機(21)の入力電力を調整す
るインバータ(27)が接続され、圧縮機(21)の入力周波数
を制御して圧縮機(21)の容量(F)を制御する主冷媒回路
制御手段(29a)が構成されている。制御部(29)には、イ
ンバータ(27)から圧縮機(21)の容量情報、つまり、圧縮
機(21)がどのくらいの容量で運転を行っているかという
情報が入力されている。

【００２８】各室内ユニット(40)には、マイクロコンピ
ュータで構成された制御部(49)が備えられている。制御
部(49)は、室内温度を検知する温度センサ(TS3)と接続
され、また、室内熱交換器(42)の出口側の冷媒温度を検
知する温度センサ(TS5)とも接続されている。更に、制
御部(49)は、減圧機構を兼ねる流量調整弁(44)と接続さ
れ、流量調整弁(44)の開度を制御するように構成されて
いる。

【００２９】過冷却ユニット(10)には、マイクロコンピ
ュータで構成された制御部(19)が備えられている。制御
部(19)は、圧力センサ(PS2)、(PS3)、及び温度センサ(T
S2)と接続され、それぞれのセンサで検知される状態量
を認識するように構成されている。また、制御部(19)は
圧縮機(11)と接続され、圧縮機(11)にＯＮ／ＯＦＦ信
号、つまり運転指令又は停止指令を送るように構成され
ている。また、制御部(19)は、電動膨張弁(14)及び電磁
弁(18a)に接続され、電動膨張弁(14)の開度及び電磁弁
(18a)の開閉状態をそれぞれ制御している。

【００３０】そして、室外ユニット(20)の制御部(29)が
室内ユニット(40)の制御部(49)及び過冷却ユニット(10)
の制御部(19)に接続されることにより、空気調和装置(5
0)の制御システムが構成されている。

【００３１】本発明の特徴として、上記過冷却ユニット
(10)の制御部(19)には、室外ユニット(20)の制御部(29)
から圧縮機(21)の容量情報などを受ける補助冷媒回路運
転手段(19a)、補助冷媒回路停止手段(19b)及び補助冷媒
回路制御手段(19c)が設けられている。

【００３２】−空気調和装置(50)の動作− 空気調和装置(50)は、四路切換弁(26)を切り替えること
によって、冷房運転又は暖房運転を行うことができる。
しかし、本発明の特徴は冷房運転にあるので、以下で
は、暖房運転の説明は省略し、冷房運転のみ説明する。
空気調和装置(50)の動作を、冷媒循環動作と制御動作と
に分けて説明する。

【００３３】−冷媒循環動作− まず、主システム(S1)の冷媒循環動作を説明する。圧縮
機(21)から吐出された冷媒は室外熱交換器(22)におい
て、送風機(23)によって送られた空気と熱交換し、凝縮
する。この凝縮した冷媒は、全開状態に制御された電動
膨張弁(24)を通過し、受液器(28)に流入する。受液器(2
8)内の液冷媒は、液側管(61)を流通し、過冷却熱交換器
(17)に流入する。

【００３４】過冷却システム(S2)が運転している場合に
は、液側管(61)を流通してきた冷媒は、過冷却熱交換器
(17)において冷却される。過冷却システム(S2)が運転し
ていない場合には、液側管(61)を流通してきた冷媒は、
熱交換することなく過冷却熱交換器(17)を通過する。過
冷却熱交換器(17)を流出した冷媒は、分流し、各室内ユ
ニット(40)に流入する。

【００３５】室内ユニット(40)に流入した冷媒は、流量
調整弁(44)で減圧されると共に流量を調整された後、室
内熱交換器(42)に流入する。室内熱交換器(42)におい
て、冷媒は蒸発し、室内空気を冷却する。そして、室内
熱交換器(42)を流出した冷媒はガス側管(62)を経て、四
路切換弁(26)を通過した後、アキュムレータ(25)に流入
する。アキュムレータ(25)内のガス冷媒は圧縮機(21)に
吸入される。

【００３６】一方、過冷却システム(S2)では、運転時に
は、以下のように冷媒は循環する。

【００３７】圧縮機(11)から吐出された冷媒は、凝縮器
(12)において、送風機(13)により供給された空気と熱交
換して凝縮する。凝縮した冷媒は電動膨張弁(14)で減圧
され、低温の冷媒になる。この低温の冷媒は、過冷却熱
交換器(17)において蒸発し、主システム(S1)の液側管(6
1)を流れる冷媒を冷却する。過冷却熱交換器(17)を流出
した冷媒は、アキュムレータ(15)を経た後、圧縮機(11)
に吸入される。

【００３８】圧縮機(11)の吐出温度が上昇しすぎた場合
は、電磁弁(18a)が開状態に制御され、凝縮器(12)を流
出した液冷媒が圧縮機(11)の吸入配管にインジェクショ
ンされる。

【００３９】−制御動作− 次に、空気調和装置(50)の制御動作を説明する。

【００４０】−主システム(S1)の運転制御動作− 主システム(S1)では、低圧冷媒圧力(P1)が所定値(Pe)に
なるように制御を行っている。また、室内ユニット(40)
の空調負荷に応じて、冷媒循環量を適正な量に調整して
いる。具体的には、まず、制御部(29)が圧力センサ(PS
1)から実際の低圧冷媒圧力(P1)を検知し、この低圧冷媒
圧力(P1)とあらかじめ設定された所定値(Pe)との差を計
算する。また、室内ユニット(40)の制御部(49)から、冷
媒循環量の過不足についての情報を入手する。そして、
主冷媒回路制御手段(29a)は、所定値(Pe)と実際の低圧
冷媒圧力(P1)との差に基づき、インバータ(27)に周波数
指令を伝送する。なお、冷房運転であるので、電動膨張
弁(24)の開度は全開に制御している。

【００４１】室内ユニット(40)では、空調負荷に応じ
て、室内熱交換器(42)を流れる冷媒循環量が調整されて
いる。具体的には、温度センサ(TS3)によって検知した
室温(T3)と室温の設定温度(Tr)との差に基づいて、制御
部(49)は流量調整弁(44)の開度を制御している。つま
り、上記の差が大きいときは流量調整弁(44)を開き気味
にして流量を増加させ、上記の差が小さいときは流量調
整弁(44)を絞り気味にして流量を適正な値にしている。
なお、使用されていない室内ユニット(40a)、つまりス
イッチが切られた状態であって動作を行っていない室内
ユニット(40a)では、流量調整弁(44a)は全閉状態に制御
されている。従って、使用されていない室内ユニット(4
0a)には、冷媒は循環しない。

【００４２】−過冷却システム(S2)の運転制御動作− 次に、図３を参照し、過冷却システム(S2)の運転制御動
作を説明する。なお、下記の運転制御動作は、主に補助
冷媒回路制御手段(19c)によって行われる。

【００４３】過冷却システム(S2)の制御がスタートする
と、まず、ステップ(ST1)において、高圧冷媒圧力(P3)
が所定値(Pm)以下か否かを判定する。この高圧冷媒圧力
(P3)が所定値(Pm)以下の場合には、ステップ(ST2)に移
り、過冷却熱交換器(17)の出口のスーパーヒート(SH2)
を一定にするように電動膨張弁(14)の開度を制御してリ
ターンする。具体的には、圧力センサ(PS2)から低圧冷
媒圧力(P2)を検知し、この低圧冷媒圧力(P2)に相当する
飽和ガス温度と温度センサ(TS2)から検知した過冷却熱
交換器(17)の出口の冷媒温度(T2)とからスーパーヒート
(SH2)を計算する。そして、スーパーヒート(SH2)と所定
値(SH0)との大小関係に基づいて、電動膨張弁(14)の開
度を調整する。

【００４４】一方、高圧冷媒圧力(P3)が所定値(Pm)を越
えた場合は、上記ステップ(ST1)からステップ(ST3)に移
り、上記のスーパーヒート一定制御に替えて、低圧冷媒
圧力(P2)を一定にするように電動膨張弁(14)の開度を制
御してリターンする。つまり、圧力センサ(PS3)で検知
した高圧冷媒圧力(P3)が所定値(Pm)を越えた場合には、
圧力センサ(PS2)で検知した低圧冷媒圧力(P2)が所定値
(Pn)、例えば４ｋｇｆ／ｃｍ²になるように、電動膨張
弁(14)の開度を制御する。

【００４５】なお、圧縮機(11)の吐出温度が所定値以上
になった場合は、電磁弁(18a)が開状態に制御され、凝
縮器(12)で凝縮された液冷媒の一部がリキッドインジェ
クション回路(18)を経て、圧縮機(11)の吸入側配管にイ
ンジェクションされる。その結果、圧縮機(11)の吐出温
度が過度に上昇することがない。

【００４６】−過冷却システム(S2)の切り替え動作− 次に、過冷却システム(S2)の切り替え動作を図４を参照
して説明する。以下の動作は、主として補助冷媒回路運
転手段(19a)及び補助冷媒回路停止手段(19b)によって行
われる。

【００４７】まず、ステップ(ST101)において、過冷却
システム(S2)の動作状態を示すドライブフラグDRVFがセ
ットされているか否かを判定する。このDRVFが"0"の状
態は過冷却システム(S2)が動作していないことを表し、
DRVFが"1"の状態は過冷却システム(S2)が動作中である
ことを表す。そこで、DRVFが"1"の場合は後述するステ
ップ(ST105)に進み、DRVFが"1"でない場合、つまり過冷
却システム(S2)が動作していないときはステップ(ST10
2)に進む。

【００４８】ステップ(ST102)では、温度センサ(TS4)に
よって検知した主システム(S1)の過冷却熱交換器(17)の
出口の冷媒温度(T4)が所定値(T4')以上か否かを判断す
る。このステップ(ST102)は、過冷却システム(S2)が頻
繁に発停を繰り返す状態、つまりハンチングを防止する
ための処理である。冷媒温度(T4)が所定値(T4')以上で
ない場合は、過冷却システム(S2)を停止してから十分な
時間が経過していないと判断し、ステップ(ST109)に移
り、過冷却システム(S2)が停止した状態を維持する。冷
媒温度(T4)が所定値以上である場合は、ステップ(ST10
2)からステップ(ST103)に進む。

【００４９】このステップ(ST103)では、本発明の特徴
として、圧縮機(21)の容量(F)が所定の上限値(Fmax)に
達し、かつ、低圧冷媒圧力(P1)が所定値(P1')以上か否
かを判断する。主システム(S1)では、低圧冷媒圧力(P1)
を所定値(Pe)にするような低圧一定制御を行っている。
従って、室内ユニット(40)の空調負荷の増大に伴い、制
御部(29)は圧縮機(21)の容量(F)を増加させていく。し
かし、圧縮機(21)の容量(F)が上限値(Fmax)に達した後
は、圧縮機(21)は室内ユニット(40)の空調負荷に対応し
きれず、主システム(S1)の低圧冷媒圧力(P1)は上昇して
いく。そのため、ステップ(ST103)において、低圧一定
制御を行っているにも関わらず所定の低圧冷媒圧力(Pe)
を維持することができなくなった場合には、主システム
(S1)の能力だけでは足りず、過冷却システム(S2)が必要
であると判断し、後述するステップ(ST104)に進む。ス
テップ(ST103)の条件を満たさない場合は、ステップ(ST
109)に進む。

【００５０】ステップ(ST104)では、過冷却システム(S
2)を停止してから所定時間経過しているか否かを判断す
る。このステップ(ST104)も、ステップ(ST102)と同様、
ハンチングを防止するための処理である。所定時間経過
していない場合には、過冷却システム(S2)の停止状態を
維持すべく、ステップ(ST109)に進む。所定時間経過し
ている場合には、ステップ(ST105)に進む。

【００５１】ステップ(ST105)では、主システム(S1)の
過冷却熱交換器(17)の出口の冷媒温度(T4)が所定値(T
4')以下か否かを判断する。つまり、温度センサ(TS4)で
検知した冷媒温度(T4)が所定温度(T4')以下か否かを判
断する。冷媒温度(T4)が所定温度(T4')より低い場合
は、主システム(S1)の能力のみで室内ユニット(40)の空
調負荷をまかなうことができ、過冷却システム(S2)によ
って液側管(61)を流れる冷媒を冷却する必要はないと判
断して、ステップ(ST109)に進み、過冷却システム(S2)
の運転を停止する。一方、冷媒温度(T4)が所定温度(T
4')よりも高いときは、過冷却システム(S2)の補助がな
く主システム(S1)だけでは室内ユニット(40)の空調負荷
に対応できないと判断し、上記ステップ(ST105)からス
テップ(ST106)に進む。

【００５２】ステップ(ST106)では、主システム(S1)の
圧縮機(21)の容量(F)が所定値(F1)以下か否かを判断す
る。なお、ハンチングを防止するため、所定値(F1)は上
限値(Fmax)よりも小さい値に設定されている。

【００５３】圧縮機(21)の容量(F)が所定値(F1)以下で
ある場合には、過冷却システム(S2)の補助が無くても主
システム(S1)単独で室内ユニット(40)の空調を行うこと
ができると判断し、ステップ(ST109)に進み、過冷却シ
ステム(S2)の運転を停止する。その後、過冷却システム
(S2)の運転が停止されると、ステップ(ST110)に移り、D
RVFは"0"に設定され、上記ステップ(ST101)からの動作
が繰り返される。

【００５４】一方、圧縮機(21)の容量(F)が所定値(F1)
よりも大きい場合には、過冷却システム(S2)が必要であ
ると判断し、過冷却システム(S2)の運転を行う。過冷却
ユニット(10)の運転が行われると、ステップ(ST108)に
おいてDRVFは"1"に設定され、上記ステップ(ST101)から
の動作を繰り返す。

【００５５】−空気調和装置(50)の効果− 本実施形態の空気調和装置(50)では、圧縮機(21)の容量
(F)が所定の上限値(Fmax)を越えると共に、低圧冷媒圧
力(P1)が所定値(P1')以上になると過冷却システム(S2)
を始動するようにしたために、過冷却システム(S2)が必
要であるか否かの判断を正確に行うことができる。

【００５６】また、空気調和装置(50)では、主システム
(S1)の低圧冷媒圧力(P1)を一定にする制御を行っている
ので、各室内ユニット(40)の制御に対して応答よく制御
することができる。具体的に、各室内ユニット(40)で
は、各室内の負荷に応じて流量調整弁(44)の開度が調節
され、各室内熱交換器(42)を流れる冷媒循環量は他の室
内ユニット(40)と無関係に個別に調整される。従って、
他の室内ユニット(40)に影響を受けることなく、各室内
の負荷に応じた主システム(S1)の能力を判定することが
できる。この結果、各室内負荷の増大に対して、過冷却
システム(S2)の補助を正確に行うことができる。

【００５７】また、圧縮機(21)自体の不調に起因する圧
縮機容量(F)の増大や、起動時における過負荷運転によ
る圧縮機容量(F)の増大等に対して、過冷却システム(S
2)が起動することはない。

【００５８】過冷却システム(S2)では、高圧冷媒圧力(P
3)に応じて、２種類の制御が使い分けられている。そし
て、高圧冷媒圧力(P3)が所定値(P3')を越えた場合に、
低圧一定制御が行われている。そのため、主システム(S
1)の高圧冷媒圧力が大幅に上昇することがあっても、そ
れに従って過冷却システム(S2)の低圧冷媒圧力(P2)が大
きく上昇することは防止される。その結果、過冷却シス
テム(S2)の高圧冷媒圧力(P3)の大幅な上昇も抑えられ、
過冷却システム(S2)の電気入力が過大になることはな
い。

【００５９】空気調和装置(50)では、主システム(S1)の
圧縮機(21)の容量(F)を制御することによって、空気調
和装置(50)全体の能力を制御している。そのため、過冷
却システム(S2)の圧縮機(11)に定容量の圧縮機を用いる
ことができる。また、空気調和装置(50)全体の制御を容
易に行うことができる。

【００６０】過冷却システム(S2)の冷媒回路(10A)に
は、リキッドインジェクション回路(18)が設けられ、圧
縮機(11)の吐出温度が大きく上昇した場合に、吸入側配
管に液冷媒がインジェクションされる。そのため、圧縮
機(11)の吐出温度の上昇は抑制され、吐出温度が過度に
上昇することがない。

【００６１】−変形例− 上記実施形態においては、室外ユニット(20)は１台であ
ったが、本発明による空気調和装置の室外ユニットは複
数台でもよい。その場合においても、上記の容量制御は
１台の圧縮機で行うことができる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が発揮される。

【００６３】請求項１に記載の発明によれば、第１圧縮
機の容量が所定値以上であり、かつ、主冷媒回路の低圧
冷媒圧力が所定値以上にならなければ補助冷媒回路を始
動しないため、補助冷媒回路が必要であるか否かの判断
を確実に行うことができる。

【００６４】請求項２に記載の発明によれば、主冷媒回
路の低圧冷媒圧力を一定にする制御が行われるので、各
利用側熱交換器を流れる冷媒循環量を他の利用側熱交換
器と無関係に個別に調整することができる。そのため、
各利用側熱交換器の負荷に応じた迅速な制御が可能とな
る。

【００６５】請求項３に記載の発明によれば、補助冷媒
回路では、補助冷媒回路の高圧冷媒圧力に応じて２種類
の制御が選択的に行われ、当該高圧冷媒圧力が所定値を
越えた場合には、低圧一定制御が行われる。そのため、
主冷媒回路の高圧冷媒圧力が大幅に上昇することがあっ
ても、それに従って補助冷媒回路の低圧冷媒圧力が大き
く上昇することは防止される。その結果、補助冷媒回路
の高圧冷媒圧力の大幅な上昇は抑えられ、補助冷媒回路
の第２圧縮機の入力が過大になることはない。従って、
省エネルギーな運転を行うことができる。

【００６６】請求項４に記載の発明によれば、第１圧縮
機のみの容量を制御することによって、空気調和装置全
体を制御することが可能となる。そのため、空気調和装
置の制御を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気調和装置の冷媒回路図である。

【図２】空気調和装置の制御システムの構成図である。

【図３】過冷却システム(S2)の運転制御動作のフローチ
ャートである。

【図４】過冷却システム(S2)の運転の切り替え動作のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

(10) 過冷却ユニット (11) 圧縮機 (17) 過冷却熱交換器 (20) 室外ユニット (21) 圧縮機 (27) インバータ (40) 室内ユニット (40') 増設室内ユニット (42) 室内熱交換器 (44) 流量調整弁 (61) 液側管 (62) ガス側管 (S1) 主システム (S2) 過冷却システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容量変化が自在な第１圧縮機(21)及び熱
源側熱交換器(22)を備えて液配管(61)及びガス配管(62)
に接続された熱源側回路(20)と、液配管(61)に設けられ
た過冷却用熱交換器(17)と、第１減圧機構(44)及び利用
側熱交換器(42)を備えて上記液配管(61)及びガス配管(6
2)に接続された複数の利用側回路(40)とを有する主冷媒
回路(S1)と、第２圧縮機(11)と、凝縮器(12)と、第２減圧機構(14)
と、上記過冷却用熱交換器(17)とを順に接続し、上記主
冷媒回路(S1)を流れる冷媒を該過冷却熱交換器(17)にお
いて冷却する補助冷媒回路(S2)とを備えた空気調和装置
において、上記第１圧縮機(21)の容量(F)が所定の第１容量値(Fma
x)以上で、かつ、主冷媒回路(S1)の低圧冷媒圧力(P1)が
所定の第１低圧値(P1')以上になると補助冷媒回路(S2)
を運転させる補助冷媒回路運転手段(19a)と、上記第１圧縮機(21)の容量(F)が上記第１容量値(Fmax)
より低い第２容量値(F1)以下になると補助冷媒回路(S2)
の運転を停止する補助冷媒回路停止手段(19b)とを備え
ていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】請求項１に記載の空気調和装置におい
て、主冷媒回路(S1)は、主冷媒回路(S1)の低圧冷媒圧力(P1)
が所定の第２低圧値(Pe)になるように第１圧縮機(21)の
容量(F)を制御する主冷媒回路制御手段(29a)を備えてい
ることを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】請求項１に記載の空気調和装置におい
て、第２減圧機構(14)は、開度の可変な膨張弁(14)で構成さ
れ、補助冷媒回路(S2)は、補助冷媒回路(S2)の高圧冷媒圧力
(P3)が所定の高圧値(Pm)以下のときは過冷却熱交換器(1
7)出口のスーパーヒート(SH2)が所定値(SH0)になるよう
に膨張弁(14)の開度を制御し、補助冷媒回路(S2)の高圧
冷媒圧力(P3)が上記高圧値(Pm)よりも大きいときは補助
冷媒回路(S2)の低圧冷媒圧力(P2)が所定の第３低圧値(P
n)になるように膨張弁(14)の開度を制御する補助冷媒回
路制御手段(19c)を備えていることを特徴とする空気調
和装置。
【請求項４】請求項３に記載の空気調和装置におい
て、第２圧縮機(11)は、定容量の圧縮機(11)から構成され、主冷媒回路(S1)は、主冷媒回路(S1)の低圧冷媒圧力(P1)
が所定の第２低圧値(Pe)になるように第１圧縮機(21)の
容量(F)を制御する主冷媒回路制御手段(29a)を備えてい
ることを特徴とする空気調和装置。