WO2006112321A1

WO2006112321A1 - 空気調和機

Info

Publication number: WO2006112321A1
Application number: PCT/JP2006/307735
Authority: WO
Inventors: Hideki Sangenya; Hidehiko Kataoka
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2006-10-26
Also published as: JP2006300373A

Abstract

　小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる空気調和機を提供する。空気調和機（１００）は、圧縮機（１０）と室外熱交換器（１４）と第１室内膨張弁（５ａ）と第１室内熱交換器（３ａ）とを含む冷媒回路を備える空気調和機であって、ガス抜き回路（２０）とガス抜き回路（２０）開閉部と制御部とを備える。ガス抜き回路（２０）は、冷媒回路をバイパスして冷媒を圧縮機（１０）の吸入側に戻すための回路である。ガス抜き回路開閉部（３０）は、ガス抜き回路（２０）上に設けられ、ガス抜き回路（２０）を開閉する。そして、制御部（６０）は、圧縮機（１０）の周波数制御によって容量制御を行い、圧縮機（１０）の周波数が最低運転周波数に到達するまで圧縮機（１０）の周波数を低下させた後さらに容量低減が必要な場合には、ガス抜き回路開閉部（３０）を開き且つガス抜き回路開閉部（３０）を開いた状態で圧縮機（１０）の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う小容量制御モードにて容量制御を行う。

Description

明細書

空気調和機

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和機に関する。

背景技術

[0002] 従来の空気調和機には、冷媒を圧縮機の吸入側に戻すバイパス回路を含む冷媒回路が備えられ、容量制御がバイパス回路を開閉するバイパス回路開閉部によって行われるものがある（特許文献 1参照)。このような空気調和機では、通常運転では主に圧縮機の周波数制御によって容量制御を行い、圧縮機の周波数が最低運転周波数に到達した後にさらに容量低減が必要な場合に、バイパス回路開閉部が開かれて容量が低減される。そして、圧縮機の周波数が一定に保持された状態でバイパス回路開閉部が開閉されることにより容量制御が行われる。

特許文献 1 :特開平 2— 97853号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかし、上記のような小容量制御が行われる場合、バイパス回路開閉部の開閉が頻繁に繰り返される場合がある。バイパス回路開閉部の開閉が頻繁に繰り返されると、冷媒音が繰り返し発生して、使用者等に不快感を与える恐れがある。

本発明の課題は、小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる空気調和機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0004] 第 1発明にかかる空気調和機は、圧縮機と室外熱交換器と第 1膨張弁と第 1室内熱交換器とを含む冷媒回路を備える空気調和機であって、バイパス回路とバイパス回路開閉部と制御部とを備える。バイパス回路は、冷媒回路をバイパスして冷媒を圧縮機の吸入側に戻すための回路である。バイパス回路開閉部は、バイパス回路上に設けられ、バイパス回路を開閉する。そして、制御部は、圧縮機の周波数制御によって容量制御を行い、圧縮機の周波数が最低運転周波数である第 1周波数に到達するまで圧縮機の周波数を低下させた後さらに容量低減が必要な場合には、バイパス回路開閉部を開き且つバイパス回路開閉部を開いた状態で圧縮機の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う第 1制御モードにて容量制御を行う。

この空気調和機では、第 1制御モードにおいて、バイパス回路開閉部が開かれた状態のまま圧縮機の周波数制御が行われることによって容量制御が行われる。このため、小容量制御時にバイパス回路開閉部の開閉頻度を低減させることができる。これにより、小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる。

[0005] 第 2発明にかかる空気調和機は、第 1発明の空気調和機であって、制御部は、第 1 制御モードにおいて、バイパス回路開閉部を開くと共に圧縮機の周波数を第 1周波数よりも大きい第 2周波数とする。

この空気調和機では、第 1制御モードにおいてバイパス回路開閉部が開かれると、冷媒がバイパス回路を介して圧縮機の吸入側に送られることによって容量が低下する。このため、圧縮機の周波数を第 1周波数よりも大きい第 2周波数とすることによつて、バイパス回路を開くことによる容量の過剰な低下を抑えることができる。また、第 2 周波数は、圧縮機の最低運転周波数よりも大きいため、その後に周波数をより小さくすることが可能となり、容量をより低減させることができる。

[0006] 第 3発明にかかる空気調和機は、第 1発明または第 2発明の空気調和機であって、制御部は、第 1制御モードにおいて圧縮機の周波数が第 1周波数よりも大きい第 3周波数に到達した場合は、バイパス回路開閉部を閉じた状態で圧縮機の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う第 2制御モードに切り換える。

この空気調和機では、第 1制御モードにおいて圧縮機の周波数が第 1周波数よりも大きい第 3周波数に到達した場合に第 2制御モードに切り換わる。すなわち、バイパス回路によらず圧縮機の周波数制御によって容量制御を行うことが適切な場合には、第 2制御モードに移行することによって適切な容量制御を行うことができる。

[0007] 第 4発明にかかる空気調和機は、第 1発明力も第 3発明のいずれかの空気調和機であって、レシーバーをさらに備える。レシーバ一は、冷媒回路において室外熱交換器と第 1室内熱交^^との間であって圧縮機とは反対側に位置し、液体状態の冷媒を貯留可能である。そして、ノィパス回路は、レシーバーから圧縮機の吸入側に接続されレシーバー内の気体状態の冷媒を圧縮機の吸入側へと送るガス抜き回路であるこの空気調和機では、レシーバ一力圧縮機の吸入側に接続されるガス抜き回路を利用して小容量制御が行われる。すなわち、レシーバ一力も圧縮機の吸入側に冷媒を戻すことによって容量制御を行うことができる。また、冷媒がレシーバ一力も圧縮機の吸入側に戻されることによって、冷媒音を比較的小さく抑えることができる。

[0008] 第 5発明にかかる空気調和機は、第 1発明力も第 4発明のいずれかの空気調和機であって、バイパス回路は、圧縮機に接続される吸入管と吐出管とを接続するホットガスバイパス回路である。

この空気調和機では、圧縮機に接続される吸入管と吐出管とを接続するホットガスノィパス回路を利用して小容量制御が行われる。このため、圧縮機から吐出された冷媒を圧縮機の吸入側に戻すことによって容量制御を行うことができる。

[0009] 第 6発明にかかる空気調和機は、第 1発明力も第 5発明のいずれかの空気調和機であって、冷媒回路は、第 1膨張弁および第 1室内熱交換器に並列に配置される第 2 室内熱交および第 2膨張弁をさらに含む。

この空気調和機は、複数の室内熱交換器が備えられる、いわゆるマルチ型の空気調和機であり、負荷の変動が大きい。従って、容量制御の要求が強い。この空気調和機では、容量制御を適切に行うことができると共に冷媒音を抑えることができる。

[0010] 第 7発明にかかる空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、第 1膨張弁と、第 1室内熱交^^と、圧縮機の吸入側と吐出側とを接続するバイパス回路と、バイパス回路上に設けられバイパス回路を開閉するバイパス回路開閉部とを含む冷媒回路を備える空気調和機の制御方法であって、周波数制御ステップと、判断ステップと、第 1制御モードステップとを備える。周波数制御ステップでは、圧縮機の周波数制御によつて容量制御が行われる。判断ステップでは、圧縮機の周波数が最低運転周波数である第 1周波数に到達し、且つ、さらに容量低減が必要力否かが判断される。そして、第 1制御モードステップでは、判断ステップにおいて、圧縮機の周波数が最低運転周波数である第 1周波数に到達し、且つ、さらに容量低減が必要であると判断された場合には、バイパス回路開閉部を開き且つバイパス回路開閉部を開いた状態で圧縮機の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う第 1制御モードにて容量制御が行われる。

この空気調和機の制御方法では、第 1制御モードにおいて、バイパス回路開閉部が開かれた状態のまま圧縮機の周波数制御が行われることによって容量制御が行われる。このため、小容量制御時にバイパス回路開閉部の開閉頻度を低減させることができる。これにより、小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる。

発明の効果

[0011] 第 1発明にかかる空気調和機では、小容量制御時にバイパス回路開閉部の開閉頻度を低減させることができるため、小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる。

第 2発明にかかる空気調和機では、バイパス回路開閉部が開かれるときに圧縮機の周波数を第 1周波数よりも大きい第 2周波数とすることによって、バイパス回路を開くことによる容量の過剰な低下を抑えることができる。

第 3発明にかかる空気調和機では、バイパス回路によらず圧縮機の周波数制御によって容量制御を行うことが適切な場合には、第 2制御モードに移行することによって適切な容量制御を行うことができる。

第 4発明にかかる空気調和機では、レシーバ一力も圧縮機の吸入側に接続されるガス抜き回路を利用することによって、冷媒音を比較的小さく抑えることができる。第 5発明にかかる空気調和機では、圧縮機に接続される吸入管と吐出管とを接続するホットガスバイパス回路を利用することによって容量制御を行うことができる。第 6発明にかかる空気調和機は、容量制御を適切に行うことができると共に冷媒音を抑えることができる。

第 7発明にかかる空気調和機では、小容量制御時にバイパス回路開閉部の開閉頻度を低減させることができるため、小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]空気調和機の構成を示す冷媒回路図。

[図 2]空気調和機の制御ブロック図。

O

[図 3]通常制御モードから小容量制御モードへの移行時のフローチャート。

[図 4]小容量制御モードから通常制御モードへの移行時のフローチャート。

圆 5]本願の圧縮機周波数とガス抜き回路開閉部の開度とのタイミングチャート。圆 6]従来の圧縮機周波数とガス抜き回路開閉部の開度とのタイミングチャート。符号の説明

第 1室内熱交換器

3b 第 2室内熱交換器

5a 第 1室内膨張弁 (第 1膨張弁）

5b 第 2室内膨張弁 (第 2膨張弁）

10 圧縮機

11 切換機構

13 ホットガスバイパス回路（バイパス回路）

14 室外熱交

16 レシーバー

20 ガス抜き回路 (バイパス回路）

25 ホットガスバイパス回路開閉部 (バイパス回路開閉部)

30 ガス抜き回路開閉部 (バイパス回路開閉部）

60 制御部

100 空気調和機

発明を実施するための最良の形態

014] <構成 >

本発明の一実施形態に力かる空気調和機 100の構成を示す冷媒回路図を図 1に示す。この空気調和機 100は、住宅内の冷暖房を行う空気調和機であって、一台の室外機 1に対して複数の室内機 2a— 2cが接続される、 V、わゆるマルチ型空気調和機である。室内機 2a— 2cは、分岐ユニット BP1を介して室外機 1に接続されている。本実施形態では、 1つの室外機 1に対して、第 1室内機 2a、第 2室内機 2bおよび第 3 室内機 2cの合計 3台の室内機 2a— 2cが分岐ユニット BP1を介して接続されている。

〈室外機の構成〉室外機 1側の冷媒回路は、圧縮機 10、切換機構 11、油分離器 12、ホットガスバイパス回路 13 (バイパス回路）、室外熱交換器 14、室外膨張弁 15、レシーバー 16、ブリッジ回路 17、冷却器 18、過冷却バイパス回路 19、ガス抜き回路 20 (バイパス回路）、均圧回路 21などを含んでいる。

[0015] 圧縮機 10は、電動機駆動のスクロール式の圧縮機であり、吸入したガス冷媒を圧縮するための機器である。圧縮機 10は、インバーターにより運転周波数を可変制御可能となっている。

切構 11は、冷房サイクルによる運転と暖房サイクルによる運転との切り換え時に、冷媒の流れの方向を切り換える機構であり、圧縮機 10の吐出管 22、吸入管 23、室外熱交 14のガス側および室内熱交 3_&— 3cのガス側と接続された四路切換弁によって構成されている。切構 11は、冷房サイクルによる運転時には圧縮機 10の吐出側と室外熱交翻14のガス側とを接続するとともに圧縮機 10の吸入側とガス閉鎖弁 24とを接続する（図 1の切棚構 11の実線を参照。以下、この状態を「冷房サイクル側状態」と呼ぶ。；)。また、切換機構 11は、暖房サイクルによる運転時には圧縮機 10の吐出側とガス閉鎖弁 24とを接続するとともに圧縮機 10の吸入側と室外熱交 14のガス側とを接続することが可能である（図 1の切構 11の破線を参照。以下、この状態を「暖房サイクル側状態」と呼ぶ。 ) ο

[0016] 油分離器 12は、圧縮機 10の吐出側の冷媒中に含まれる潤滑油を分離して圧縮機 10の吸入側に返すための機構であり、吐出管 22の途中に設けられている。

ホットガスバイパス回路 13は、圧縮機 10の吐出管 22と吸入管 23とを連通する回路であり、圧縮機 10の吸入側と吐出側とを接続している。ホットガスバイパス回路 13は、一端が油分離器 12に接続され、他端が吸入管 23に接続されている。従って、ホットガスバイパス回路 13は、圧縮機 10から吐出された冷媒を吸入側に戻すと共に、油分離器 12で分離された油分を圧縮機 10の吸入側に戻すための油回収回路としても機能することができる。また、ホットガスバイパス回路 13上には、ホットガスバイパス回路開閉部 25 (バイパス回路開閉部）と、通過する冷媒を減圧するキヤビラリ 26とが設けられている。ホットガスバイノス回路開閉部 25は、ホットガスバイノス回路 13を開閉する電磁弁であり、ホットガスバイパス回路 13を流れる冷媒の流れを閉鎖および開放することができる。

[0017] 室外熱交換器 14は、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、空気を熱源として冷媒と熱交換するための機器である。室外機 1は、室外機 1内に屋外の空気を取り込み、送り出すために室外熱交換器 14を通る空気流を生成する室外送風機 27を備えている。室外送風機 27は、室外熱交^^ 14に空気を通すことによって屋外の空気と室外熱交換器 14を流れる冷媒との熱交換を行わせる。

室外膨張弁 15は、室外熱交翻14の液側と接続され、後述するブリッジ回路 17と室外熱交換器 14との間に位置している。室外膨張弁 15は、通過する冷媒を減圧可能な電動弁であり、弁の開度が制御されることによって通過する冷媒の流量を調整することができる。

レシーバー 16は、室外熱交と室内熱交 3_a— 3cとの間を流れる冷媒を一時的に溜めるための容器であり、液体状態の冷媒を貯留可能である。レシーバー 16は、容器上部に入口を有しており、容器下部に出口を有している。レシーバー 16 の入口は、ブリッジ回路 17を介して室外膨張弁 15及び液閉鎖弁 28に接続されている。また、レシーバー 16の出口は、冷却器 18及びブリッジ回路 17を介して室外膨張弁 15及び液閉鎖弁 28に接続されている。レシーバー 16は、室外熱交^^ 14と室内熱交 3_a— 3cとの間であって圧縮機 10とは反対側に位置しており、室内膨張弁 5a— 5cと室外熱交 14との間に位置している。レシーバー 16は、冷房サイクルにおける冷媒の流れ方向においては、室内膨張弁 5a— 5cの上流側であって室外熱交^^ 14の下流側に位置している。

[0018] ブリッジ回路 17は、室外膨張弁 15とレシーバー 16との間に接続された 4つの逆止弁 17a_ 17dから構成された回路であり、室外熱交翻14と室内熱交翻3_&— 3c との間を流れる冷媒が室外熱交側からレシーバー 16に流入する場合及び室内熱交 3a - 3c側力レシーバー 16に流入する場合の、ずれの場合にぉ、ても、レシーバー 16の入口力もレシーバー 16内に冷媒を流入させ、かつ、レシーバー 16の出口力も室外熱交と室内熱交 3_a— 3cとの間に冷媒を戻す機能を有している。具体的には、逆止弁 17aは、室内熱交換器 3a— 3cから室外熱交換器 1 4へ向かって流れる冷媒をレシーバー 16の入口に導くように接続されている。逆止弁 17bは、室外熱交^^ 14から室内熱交^^ 3a— 3cへ向力つて流れる冷媒をレシ一バー 16の入口に導くように接続されている。逆止弁 17cは、レシーバー 16の出口か

接続されている。逆止弁 17dは、レシーバー 16の出口力も冷却器 18を介して流れる冷媒を室外熱交側に流すことができるように接続されている。これにより、室外熱交^^ 14と室内熱交 3_a— 3cとの間を流れる冷媒は、常に、レシーバー 16 の入口力も流入し、レシーバー 16の出口力も流出して室外熱交^^ 14と室内熱交 ^3a - 3cとの間に戻されるようになって！/、る。

[0019] 冷却器 18は、 2重管式の熱交^^であり、室外熱交翻14において凝縮されて室内熱交 - 3cに送られる冷媒を冷却するために設けられて、る。冷却器 18は、レシーバー 16とブリッジ回路 17との間に接続されている。

過冷却ノィパス回路 19は、室外熱交から室内熱交 3_a— 3cへ送られる冷媒の一部を分岐させて圧縮機 10の吸入側に戻すように設けられている。具体的には、過冷却バイパス回路 19は、レシーバー 16の出口とブリッジ回路 17の逆止弁 17d とを接続する回路部分カゝら分岐されて冷却器 18を通り圧縮機 10の吸入管 23に合流するように接続されている。そして、過冷却バイパス回路 19には、過冷却バイパス回路 19を流れる冷媒の流量を調節するための過冷却バイパス用膨張弁 29が設けられている。過冷却バイパス用膨張弁 29は、冷却器 18に流す冷媒の流量の調節を行うための電動弁である。これにより、冷媒回路 10を流れる冷媒は、冷却器 18において、過冷却ノィパス用膨張弁 29の出口力も圧縮機 10の吸入管 23に戻される冷媒によつて冷却されるようになって!/、る。

[0020] ガス抜き回路 20は、その一端がレシーバー 16の上端部に接続され、その他端が過冷却バイパス回路 19に接続され圧縮機 10の吸入管 23に合流している。ガス抜き回路 20は、レシーバー 16内の気体状態の冷媒を圧縮機 10の吸入側へと送るための回路である。また、ガス抜き回路 20上には、ガス抜き回路開閉部 30 (バイパス回路開閉部）が設けられている。ガス抜き回路開閉部 30は、ガス抜き回路 20を開閉する電磁弁であり、ガス抜き回路 20を流れる冷媒の流れを閉鎖および開放することができる。均圧回路 21は、その一端がガス抜き回路 20におけるガス抜き回路開閉部 30とレシーバー 16との間に接続され、その他端が吐出管 22に接続されている。また、均圧回路 21には、その一端力他端に向力う冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁 31が設けられている。この均圧回路 21は、空気調和機 100の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバー 16の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がすことでレシーバー 16の破裂を防止するためのものである。

[0021] 〈室内機の構成〉

複数の室内機 2a— 2cは、室内の壁面や天井裏などにそれぞれ配置され、室内へ調和された空気を吹き出す。室内機 2a— 2cは、異なる室内にそれぞれ配置されてもよぐ同一室内の異なる位置にそれぞれ配置されてもよい。室内機 2a— 2cは、それぞれ独立してサーモオン'オフおよび運転の起動 '停止が可能となっており、室内機 2a— 2cごとに運転状態を切り換えることができる。複数の室内機 2a— 2cは、分岐ュニット BP1を介して室外機 1に接続されており、室外機 1から送られてきた冷媒が分岐ユニット BP1において分岐され各室内熱交^^ 3a— 3cに送られる。また、各室内熱交換器 3a— 3cを流れた冷媒は、分岐ユニット BP 1にお、て再び合流して室外機 1 へと送られる。

[0022] 第 1室内機 2aは、第 1室内熱交翻3_&および第 1室内送風機 4aを備えている。第 1室内熱交は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行う。第 1室内送風機 4aは、第 1室内機 2a内から吹き出される空気の流れを生成し、第 1室内熱交換器 3aを流れる冷媒と熱交換を行った空気を室内へと送る。

第 2室内機 2bは、第 2室内熱交換器 3bおよび第 2室内送風機 4bを備えている。第 2室内熱交は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行う。第 2室内送風機 4bは、第 2室内機 2b内力も吹き出される空気の流れを生成し、第 2室内熱交換器 3bを流れる冷媒と熱交換を行った空気を室内へと送る。

第 3室内機 2cは、第 3室内熱交換器 3cおよび第 3室内送風機 4cを備えている。第 3室内熱交は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行う。第 3室内送風機 4cは、第 3室内機 2c内から吹き出される空気の流れを生成し、第 3室内熱交換器 3cを流れる冷媒と熱交換を行った空気を室内へと送る。 [0023] 第 1室内熱交換器 3a、第 2室内熱交換器 3bおよび第 3室内熱交換器 3cは、冷媒回路にぉ、て並列に設けられており、分岐ユニット BP1に接続されて、る。

〈分岐ユニットの構成〉

分岐ユニット BP1は、 1つの室外機 1から送られる冷媒を分岐して複数の室内機 2a 2cに分配し、また、複数の室内機 2a— 2cから送られる冷媒を合流させて 1つの室外機 1に送るユニットである。この空気調和機 100では、 1つの分岐ユニット BP1には 3つの室内機 2a— 2cが接続されて!、るが、 1つの分岐ユニット BP1により多くの室内機またはより少ない室内機が接続されてもよい。また、 1つの室外機 1に複数の分岐ユニットが接続されてもょ、。

分岐ユニット BP1は、 3つに分岐した液分岐管 32と、 3つに分岐したガス分岐管 33 とを有している。液分岐管 32は、室外機 1の液閉鎖弁 28と第 1室内熱交翻3_&、第

る。また、ガス分岐管 33は、室外機 1のガス閉鎖弁 24と第 1室内熱交換器 3a、第 2室内熱交換器 3 bおよび第 3室内熱交のガス側とを連結している。液分岐管 32の分岐点と各室内熱交換器 3a— 3cとの間には、第 1室内膨張弁 5a (第 1膨張弁)、第 2室内膨張弁 5b (第 2膨張弁)および第 3室内膨張弁 5cが設けられており、各室内膨張弁 5a— 5cは冷媒回路において並列に設けられている。従って、第 1室内熱交換器 3aと第 1 室内膨張弁 5aとからなる第 1室内機 2a側の冷媒回路と、第 2室内熱交換器 3bと第 2 室内膨張弁 5bとからなる第 2室内機 2b側の冷媒回路と、第 3室内熱交換器 3cと第 3 室内膨張弁 5cとからなる第 3室内機 2c側の冷媒回路とが互いに並列に分岐ユニット BP1を介して室外機 1側の冷媒回路に接続されている。第 1室内膨張弁 5a、第 2室内膨張弁 5bおよび第 3室内膨張弁 5cはそれぞれ通過する冷媒を減圧可能な電動弁であり、弁の開度が制御されることによって通過する冷媒の量を制御することができる。第 1室内膨張弁 5a、第 2室内膨張弁 5bおよび第 3室内膨張弁 5cはそれぞれ独立して制御可能となって、る。

[0024] なお、液分岐管 32と第ガス液分岐管との間には、圧力調整用の電動弁 6が設けられている。

〈各種センサ〉空気調和機 100は、各部に設けられた圧力センサや温度センサ等の各種センサ 4 0— 51を備えている。以下、図 1を用いて、各種センサ 40— 51について説明する。圧縮機 10の吸入管 23には、圧縮機 10の吸入側を流れる低圧のガス冷媒の圧力（以下、「吸入側圧力 Pe」と呼ぶ。）を検出するための吸入側圧力センサ 40が設けられている。圧縮機 10の吐出管 22には、圧縮機 10の吐出側を流れる高圧のガス冷媒の圧力（以下、「吐出側圧力 Pc」と呼ぶ。）を検出するための吐出側圧力センサ 41が設けられている。また、圧縮機 10の吐出管 22には、高圧のガス冷媒の圧力の過上昇を検出するための高圧圧力スィッチ 42が設けられている。そして、圧縮機 10の吐出管 22には、圧縮機 10の吐出側の冷媒の吐出温度 Tdを検出するための吐出温度センサ 43が設けられ、圧縮機 10の吸入管 23には圧縮機 10の吸入側の冷媒の吸入温度 Tsを検出するための吸入温度センサ 44が設けられている。

[0025] また、室外機 1の室外送風機 27の空気吸入口には、室外空気の温度 Taを検出するための外気温度センサ 45が設けられている。室外熱交換器 14には、冷房運転時には冷媒の凝縮温度に相当し、かつ、暖房運転時には冷媒の蒸発温度に相当する冷媒の温度 Tbを検出するための室外熱交温度センサ 46が設けられている。

また、過冷却バイパス回路 19の圧縮機 10の吸入側との合流部には、冷却器 18の出口側の過冷却バイパス回路 19を流れる冷媒の温度 Tshを検出して過熱度を検出するための過冷却ノィパス回路温度センサ 47が設けられて、る。この過冷却バイパス回路温度センサ 47によって、圧縮機 10の吸入側の過熱度を検知することができる室内機 2a— 2cの室内送風機 4a— 4cの空気吸込口には、室内空気の温度 Trを検出するための室内温度センサ 48がそれぞれ設けられている。この室内温度センサ 4 8によって、各室内機 2a— 2cによる空気調和を受ける室内の温度を検知することができる。また、室内熱交換器 3a— 3cには、冷房運転時には蒸発温度に相当し、かつ、暖房運転時には凝縮温度に相当する冷媒の温度 Tnを検出するための室内熱交温度センサ 49がそれぞれ設けられてヽる。

[0026] 分岐ユニット BP1中のガス分岐管 33の各分岐には、内部を通過する冷媒温度を検出するガス管温度センサ 50がそれぞれ設けられている。ガス管温度センサ 50は、室内膨張弁 5a— 5cと室内熱交 3_a— 3cとの間に設けられている。また、液分岐管 3 2の各分岐には、内部を通過する冷媒温度を検出する液管温度センサ 51がそれぞれ設けられている。液管温度センサ 51は、室内熱交換器 3a— 3cと液分岐管の分岐点との間に設けられている。

なお、各室内機 2a - 2cおよび分岐ユニット BP1に備えられた各種センサ 48 - 51 につ、ては、簡略化のため同一機能のセンサには同一の符号を付して!/、る。

〈制御部〉

空気調和機 100は、図 2に示すように、上記の各種センサ 40— 51が検出する信号に基づ!/、て圧縮機 10や切換機構 11などの各機器を制御して冷房運転や暖房運転等の空調運転を行うための制御部 60を備える。

[0027] 制御部 60は、主に、マイクロコンピュータやメモリー力なり、上述した各種センサ 4 0 - 51の入力信号を受けることができるように接続されるとともに、操作端末 61に入力された指令信号を受けることができる。制御部 60は、これらの入力信号および指令信号に基づいて各種機器 4a— 4c, 10, 11 , 27、弁類 5a— 5c、 15, 29、各種開閉部 25, 30を制御することができるように接続されている。そして、この制御部 60は、各種機器 4a— 4c, 10, 11, 27、弁類 5a— 5c、 15, 29、各種開閉部 25, 30を制御して冷房運転や暖房運転などの空調運転を行うことができる。なお、図 2では、弁類 5 a— 5c、各種開閉部 25, 30、室内送風機 4a— 4c、室内膨張弁 5a— 5cなどの複数の構成部品をそれぞれまとめて 1つのブロックで表示してヽるが、各構成部品を個別に制御することが可能である。

[0028] 以下、制御部 60が行う各種の制御について説明する。

<制御部が行う制御 >

制御部 60は、冷房サイクルによる運転と暖房サイクルによる運転とを切り換えて行うことができる。冷房サイクルによる運転としては、冷房運転、デフロスト運転、油回収運転などがある。暖房サイクルによる運転としては、暖房運転がある。

(暖房運転制御）

暖房運転制御では、室内熱交 3_a— 3cが凝縮器となる加熱動作が行われる。この暖房運転制御において、切構 11は、図 1に破線で示す状態となる。室外膨張弁 15、室外送風機 27、運転状態の室内機 2a— 2cの室内膨張弁 5a— 5cおよび室内送風機 4a— 4cは、室内機 2a— 2cの運転状況などに応じて制御される。ホットガスパイパス回路開閉部 25は閉じられ、過冷却バイパス用膨張弁 29は適宜開閉される。ガス抜き回路開閉部 30は、適宜開閉される。この状態で冷媒が冷媒回路を循環することにより、運転状態の室内機 2a—

— 3cが凝縮器として機能し且つ室外熱交換器 14が蒸発器として機能する。これにより、加熱された空気が室内へと吹き出され、暖房運転が行われる。

[0029] なお、上記のような暖房運転では、冷媒が以下のように冷媒回路を循環する。なお。ここでは、第 1室内機 2aがサーモオン状態にあり、第 2室内機 2bおよび第 3室内機 2cがサーモオフまたは運転停止状態にあるとして説明する。

まず、圧縮機 10から吐出された冷媒は、切構 11からガス閉鎖弁 24および分岐ユニット BP1を通って第 1室内熱交換器 3aへ送られる。第 1室内熱交換器 3aでは、冷媒が室内空気に対して放熱して凝縮する。第 1室内熱交換器 3aで凝縮した冷媒は、第 1室内膨張弁 5a、液閉鎖弁 28、ブリッジ回路 17を通ってレシーバー 16に流入する。レシーバー 16から流出した冷媒は、室外膨張弁 15で減圧され、ブリッジ回路 1 7を通って室外熱交換器 14へ送られる。室外熱交換器 14では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器 14で蒸発した冷媒は、切換機構 11を通って圧縮機 10に吸入される。圧縮機 10は吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。

[0030] なお、室内機 2a— 2cのうち停止している第 2室内機 2bおよび第 3室内機 2cでは、対応する第 2室内膨張弁 5bと第 3室内膨張弁 5cとが微少開度で開かれており、冷媒の流入が制限されている。

制御部 60は、各室内機 2a— 2cの運転状態の変更に応じて圧縮機 10の周波数および室外膨張弁 15の開度等を制御して容量制御を行う。

(冷房運転制御）

冷房運転制御時には、室内熱交換器 3a— 3cが蒸発器となる冷却動作が行われる。この冷房運転制御時において、切換機構 11は、図 1に実線で示す状態となる。室外膨張弁 15は全開にされ、室外送風機 27、運転状態の室内機 2a— 2cの室内膨張弁 5a— 5cおよび室内送風機 4a— 4cは、室内機 2a— 2cの運転状況などに応じて制御される。ホットガスバイパス回路開閉部 25、過冷却バイパス用膨張弁 29は適宜開閉される。ガス抜き回路開閉部 30は、適宜開閉される。この状態で冷媒が冷媒回路を循環することにより、運転状態の室内機 2a— 2cの室内熱交換器 3a— 3cが蒸発器として機能し且つ室外熱交 14が凝縮器として機能する。これにより、冷却された空気が室内へと吹き出され、冷房運転が行われる。

[0031] なお、上記のような冷房運転では、冷媒が以下のように冷媒回路を循環する。なお。ここでは、第 1室内機 2aがサーモオン状態にあり、第 2室内機 2bおよび第 3室内機 2cがサーモオフまたは運転停止状態にあるとして説明する。

まず、圧縮機 10から吐出された冷媒は、切構 11から室外熱交へ送られる。室外熱交換器 14では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器 1 4で凝縮した冷媒は、室外膨張弁 15およびブリッジ回路 17を通って、レシーバー 16 に流入する。レシーバー 16から流出した冷媒は、液閉鎖弁 28を通り、分岐ユニット B P1内の第 1室内膨張弁 5aで減圧され、第 1室内熱交へ送られる。第 1室内熱交換器 3aでは、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。第 1室内熱交換器 3aで蒸発した冷媒は、ガス閉鎖弁 24、切換機構 11を通って圧縮機 10に吸入される。圧縮機 10は吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。

[0032] なお、室内機 2a— 2cのうち停止している第 2室内機 2bおよび第 3室内機 2cでは、対応する第 2室内膨張弁 5bと第 3室内膨張弁 5cとが全閉されており、冷媒の流入が制限されている。

(容量制御）

上記のような暖房運転および冷房運転においては、主に圧縮機 10の周波数が調整されることによって、容量制御が行われる。制御部 60は、室内機 2a— 2cまたは分岐ユニット BP1からの要求に応じて圧縮機 10の周波数を変更する。このとき、要求される容量が非常に小さくて圧縮機 10の周波数力 Sインバーター制御可能な最低運転周波数であっても制御しきれない場合、容量制御を行うための運転モードが、通常制御モード (第 2制御モード)力も小容量制御モード (第 1制御モード）に移行する。また、小容量制御モードに移行後、要求される容量が大きくなり圧縮機 10の周波数が増大した場合には、小容量制御モードから通常制御モードに復帰する。

[0033] まず、通常制御モードから小容量制御モードに移行する場合について説明する。

図 3に示すように、まず第 1ステップ S1 (周波数制御ステップ）において通常制御モードでの容量制御が行われる。ここでは、ガス抜き回路開閉部 30およびホットガスバィパス回路開閉部 25が閉じられた状態で圧縮機 10の周波数制御を行うことによって容量制御が行われる。制御部 60は、室内機 2a— 2cまたは分岐ユニット BP1からの容量制御要求に応じて圧縮機 10の周波数を所定間隔ごとに段階的に変更する。例えば、圧縮機 10の最低運転周波数が 52Hzであって、これを第 1レベルとすると、第 2レベル = 56Hz、第 3レベル =61Hz、第 4レベル =67Hzのように各レベルの周波数が所定間隔ごとに増大するように設定され、圧縮機 10の周波数はこのレベル単位で増減する。なお、各レベルに設定された周波数の差は必ずしも同じ値に限るものではないが、近似した値となっている。また、高いレベルほど高い周波数が設定されている。制御部 60は、容量制御要求の有無やそのときの周波数での運転保持時間などを考慮して容量を増大させるカゝ否かを判断する。容量を増大させる場合は、圧縮機 10の周波数を 1レベル増大させる。また、制御部 60は、容量を低下させる場合には、圧縮機 10の周波数を 1レベル低下させる。

[0034] 次に、第 2ステップ S2 (判断ステップ）にお、て、制御モードを変更するか否かの判断が行われる。ここでは、容量を低下させる要求が受信され且つ圧縮機 10の周波数がインバーター制御可能な最低運転周波数 (以下、「第 1移行条件レベル」（第 1周波数）と呼ぶ）に達している場合は、第 3ステップ S3および第 4ステップ S4に進み、制御モードが通常制御モード力小容量制御モードに変更される。従って、制御部 60 は、圧縮機 10の周波数が最低運転周波数に到達するまで圧縮機 10の周波数を低下させた後、さらに容量低減が必要な場合にガス抜き回路開閉部 30を開く。上記条件が満たされな、場合は、通常制御モードによる容量制御が継続される。

第 3ステップ S3では、ガス抜き回路開閉部 30が開かれると共に、圧縮機 10の周波数が所定のレベル (以下、「第 1移行初期レベル」と呼ぶ）に設定される。すなわち、小容量制御モードへの移行時の周波数の初期値として第 1移行初期レベルの周波数 (第 2周波数）に圧縮機 10の周波数が設定される。この第 1移行初期レベルの周波数は、第 1移行条件レベルよりも大きな値であり、従って、ガス抜き回路開閉部 30 が開かれると共に圧縮機 10の周波数が増大される。これにより、ガス抜き回路開閉部 30の開放時の冷媒循環量を安定させることができる。

[0035] 第 4ステップ S4 (第 1制御モードステップ)では、小容量制御モードによる容量制御が行われる。小容量制御モードでは、ガス抜き回路開閉部 30が開かれた状態で圧縮機 10の周波数制御が行われる。制御部 60は、容量制御要求の有無やそのときの周波数での運転保持時間などを考慮して容量を増大させる力否かを判断する。容量を増大させる場合は、圧縮機 10の周波数を 1レベル増大させる。また、制御部 60は、容量を低下させる場合には、圧縮機 10の周波数を 1レベル低下させる。このとき、図 5に示すように、圧縮機 10の周波数は変動するが、ガス抜き回路開閉部 30は開かれた状態で保持されて!ヽる。

次に、小容量制御モードから通常制御モードに移行する場合について説明する。まず、第 11ステップ S 11 (第 1制御モードステップ）において、小容量制御モードが行われる。小容量制御モードの内容については上記と同様である。

[0036] 次に、第 12ステップ S12 (判断ステップ）において、周波数制御モードを変更するか否かの判断が行われる。ここでは、容量を増大させる要求が受信され且つ圧縮機 10 の周波数が所定のレベル (以下、「第 2移行条件レベル」と呼ぶ）に達してヽる場合、または、圧縮機 10の周波数が他の所定のレベル (以下、「第 3移行条件レベル」と呼ぶ）に達している場合には、第 13ステップ S13および第 14ステップ S14に進み、制御モードが小容量制御モードから通常制御モードに変更される。なお、第 2移行条件レベルおよび第 3移行条件レベルは、第 1移行条件レベルよりも高!、レベルである。また、第 3移行条件レベルは、第 2移行条件レベルよりも高いレベルである。なお、この第 3移行条件レベルは、ガス抜き回路開閉部 30が開かれた状態で可能な最大容量制御量の周波数換算値、または、 1つの室内機 2a— 2cのみが運転されている状態に取りうる最大周波数である。上記条件が満たされない場合は、小容量制御モードによる容量制御が継続される。

[0037] 第 13ステップ S13では、ガス抜き回路開閉部 30が閉じられると共に圧縮機 10の周波数が所定のレベル (以下、「第 2移行初期レベル」と呼ぶ）に設定されるか、または、ガス抜き回路開閉部 30が閉じられると共に圧縮機 10の周波数がそのときのレベルから所定段階低いレベルに設定される。第 2移行初期レベルの周波数は、第 3移行条件レベルの周波数 (第 3周波数)よりも小さぐ第 1移行条件レベルと同じレベルである。従って、第 3移行条件レベル以上のレベルから第 2移行初期レベルに変更される場合は、圧縮機 10の周波数が低減される。

第 14ステップ S14 (周波数制御ステップ)では、通常制御モードにて容量制御が行われる。通常制御モードの内容については上記と同様である。

(露付き防止制御）

上記のような小容量制御モードは、露付き防止制御の実行中に行われることが多く、冷房運転時のみ行われる。露付き防止制御は、冷房運転時において室内機 2a— 2cの蒸発温度の低下によって室内機 2a— 2cの吹出口が結露しな、ように圧縮機 1 0の周波数を変更して蒸発温度が過剰に低下しないようにする制御である。具体的には、室内熱交温度センサ 49が検知した温度 Tnに基づき室外送風器 27および圧縮機 10が制御される。露付き防止制御では、圧縮機 10の周波数は、室内機 2a— 2c または分岐ユニット BP1から送信される露付き防止ステータスによって制御される。露付き防止ステータスには、「アップ」や「垂下」などがある。「アップ」は周波数の増大を要求する指令であり、「垂下」は周波数の減少を要求する指令である。

<効果 >

(1)

従来の空気調和機における小容量の容量制御では、圧縮機 10の周波数を最低運転周波数に保持した状態でホットガスバイノス回路開閉部 25のオン'オフを切り換えることによって容量制御が行われている。この場合、図 6に示すように、ホットガスバイパス回路開閉部 25の開閉が頻繁に行われるため、開閉時の冷媒音によって居住者等に不快を与える恐れがある。

しかし、この空気調和機 100では、小容量制御モードにおいて、ガス抜き回路開閉部 30が開かれた状態で圧縮機 10の周波数が制御される。このため、ガス抜き回路開閉部 30の開閉の頻度が少なぐ冷媒音の発生を抑えることができる。また、ホットガスバイパス回路開閉部 25のオン'オフによる容量制御の場合よりもきめ細かい制御が可能である。このため、冷媒の循環量をより適切に制御することができ、室内機 2a— 2cの運転の安定性を向上させることができる。

[0039] (2)

従来、この空気調和機 100のようにアキュムレーターが備えられて、な、空気調和機では、容量制御はホットガスバイパス回路開閉部 25の開閉によって行うことが一般的である。例えば、小容量の容量制御時の低圧低下防止や、高圧上昇防止のためにホットガスノィパス回路開閉部 25による容量制御が行われる。しかし、ホットガスバィパス回路 13には圧力差が比較的大きい冷媒が流れるため、大きな冷媒音が発生して居住者等に不快感を与える恐れがある。

しかし、この空気調和機 100では、ホットガスノィパス回路開閉部 25ではなぐガス抜き回路開閉部 30によって容量制御が行われる。このため、圧縮機 10の吐出側からレシーバーまでの圧損分だけ圧力差が低減し、冷媒音を抑えることができる。

[0040] <他の実施形態 >

(1)

上記の実施形態では、 1つの室外機 1に 3つの室内機 2a— 2cが接続されているが、 1つの室外機 1に接続される室内機 2a— 2cの数は上記のものに限られず 1つ以上の室内機 2a - 2cが接続されればょ、。

(2)

上記の実施形態では、分岐ユニット BP1を介して室内機 2a— 2cと室外機 1とが接続されているが、分岐ユニット BP1が備えられず室内膨張弁 5a— 5cをそれぞれ内蔵した室内機 2a— 2cが直接的に室外機 1に接続されてもよい。

さらに、ガス抜き回路 20の出口は過冷却バイパス回路 19に接続されるのではなぐ圧縮機 10の吸入管 23に接続されてもよい。

[0041] (3)

上記の実施形態では、冷房運転時の小容量制御モードにお!、てガス抜き回路開閉部 30が利用されている。しかし、ホットガスバイパス回路開閉部 25に代えてガス抜き回路開閉部 30を利用することによって冷媒音を抑えるという観点からは、冷房運転に限らず暖房運転時に上記のような小容量制御モードによる容量制御が行われてもよい。また、上記のような小容量の場合に限らず容量の大きい容量制御においてガス抜き回路開閉部 30が利用されてもよい。

(4)

上記の実施形態では、冷房運転時の小容量制御モードにおいて、ガス抜き回路開閉部 30が開かれた状態で圧縮機 10の周波数を調整する制御が行われている。しかし、ガス抜き回路開閉部 30の開閉頻度を低減して冷媒音を抑制する観点力もは、冷房運転に限らず暖房運転時の容量制御において上記のような制御が行われてもよい。

[0042] また、開閉頻度を低減して冷媒音を抑制する観点力もは、ガス抜き回路開閉部 30 に代えてホットガスノィパス回路開閉部 25が利用されてもよい。この場合も、圧縮機 10の周波数を一定にしてホットガスバイノス回路開閉部 25のオン'オフによって容量制御が行われる場合と比べて、開閉の頻度が低減されて冷媒音が抑制される。ただし、冷媒音をより抑制する観点力もは、ホットガスバイパス回路開閉部 25ではなくガス抜き回路開閉部 30が利用されることが望ましい。

(5)

上記の実施形態では、小容量制御モードにおいてガス抜き回路開閉部 30が開かれた状態で圧縮機 10の周波数制御が行われている。しかし、小容量制御モードにおいて圧縮機 10の周波数を一定に保持した状態でガス抜き回路開閉部 30のオン' オフによって容量制御を行う場合であっても、圧縮機 10の周波数を一定に保持した状態でホットガスバイパス回路開閉部 25のオン'オフによって容量制御を行う場合と比べると冷媒音を抑制することが可能である。

産業上の利用可能性

[0043] 本発明は、小容量制御における冷媒音の発生を抑えることができる効果を有し、空気調和機として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機（10)と室外熱交 (14)と第 1膨張弁 (5a)と第 1室内熱交 (3a)とを含む冷媒回路を備える空気調和機（100)であって、

前記冷媒回路をバイパスして冷媒を前記圧縮機（10)の吸入側に戻すバイパス回路（13, 20)と、

前記バイパス回路（13, 20)上に設けられ前記バイパス回路（13, 20)を開閉するバイパス回路開閉部（25, 30)と、

前記圧縮機（10)の周波数制御によって容量制御を行!、、前記圧縮機（10)の周波数が最低運転周波数である第 1周波数に到達するまで前記圧縮機（10)の周波数を低下させた後さらに容量低減が必要な場合には、前記バイパス回路開閉部（25, 30)を開き且つ前記バイパス回路開閉部（25, 30)を開、た状態で前記圧縮機（10 )の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う第 1制御モードにて容量制御を行う制御部（60)と、

を備える空気調和機（100)。

[2] 前記制御部（60)は、前記第 1制御モードにおいて、前記バイパス回路開閉部（25 , 30)を開くと共に前記圧縮機（10)の周波数を前記第 1周波数よりも大きい第 2周波数とする、

請求項 1に記載の空気調和機（ 100)。

[3] 前記制御部（60)は、前記第 1制御モードにお!、て前記圧縮機（10)の周波数が前記第 1周波数よりも大きい第 3周波数に到達した場合は、前記バイパス回路開閉部（

25, 30)を閉じた状態で前記圧縮機（10)の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う第 2制御モードに切り換える、

請求項 1または 2に記載の空気調和機（100)。

[4] 前記冷媒回路において前記室外熱交 (14)と前記第 1室内熱交 (3_a)との間であって前記圧縮機（10)とは反対側に位置し、液体状態の冷媒を貯留可能なレシーバー（16)をさらに備え、

前記バイパス回路（20)は、前記レシーバー（16)から前記圧縮機（10)の吸入側に接続され前記レシーバー（16)内の気体状態の前記冷媒を前記圧縮機（10)の吸入側へと送るガス抜き回路（20)である、

請求項 1から 3の、ずれかに記載の空気調和機（100)。

[5] 前記バイパス回路（13)は、前記圧縮機（10)に接続される吸入管（23)と吐出管（2

2)とを接続するホットガスバイパス回路（13)である、

請求項 1から 4の、ずれかに記載の空気調和機（100)。

[6] 前記冷媒回路は、前記第 1膨張弁 (5a)および前記第 1室内熱交換器 (3a)に並列に配置される第 2室内熱交 (3b)および第 2膨張弁 (5b)をさらに含む、請求項 1から 5の、ずれかに記載の空気調和機（100)。

[7] 圧縮機（10)と、室外熱交換器 (14)と、第 1膨張弁 (5a)と、第 1室内熱交換器 (3a) と、前記圧縮機（10)の吸入側と吐出側とを接続するバイパス回路（13, 20)と、前記バイパス回路（13, 20)上に設けられ前記バイパス回路（13, 20)を開閉するバイパス回路開閉部（25, 30)とを含む冷媒回路を備える空気調和機（100)の制御方法であって、

前記圧縮機（10)の周波数制御によって容量制御が行われる周波数制御ステップ ( SI, S14)と、

前記圧縮機（10)の周波数が最低運転周波数である第 1周波数に到達し、且つ、さらに容量低減が必要力否かが判断される判断ステップ (S2, S12)と、

前記判断ステップ（S2, S12)において、圧縮機（10)の周波数が最低運転周波数である第 1周波数に到達し、且つ、さらに容量低減が必要であると判断された場合には、前記バイパス回路開閉部（25, 30)を開き且つ前記バイパス回路開閉部（25, 3 0)を開、た状態で前記圧縮機（10)の周波数制御を行うことによって容量の調整を行う第 1制御モードにて容量制御が行われる第 1制御モードステップ (S4, S11)と、を備える空気調和機（100)の制御方法。