WO2017026025A1 - マルチ型空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

第1室内機(110A)及び第2室内機(110B)を備えるマルチ型空気調和装置(100)であって、第1室内機(110A)が停止され、第2室内熱交換器(111B)を凝縮器として機能させて第2室内機(110B)が稼働する際に、第1熱交中間温度検知部(112A)で検知された温度及び第1熱交出口温度検知部(113A)で検知された温度の差分と、第1熱交中間温度検知部(112A)で検知された温度及び気温の差分との比が目標値よりも大きい場合には、第1室内膨張弁(140A)の開度を大きくし、その比が目標値よりも小さい場合には、第1室内膨張弁(140A)の開度を小さくする。

Description

マルチ型空気調和装置
 本発明は、個別に運転及び停止を行うことのできる複数の室内機又は室外機を備えるマルチ型空気調和装置に関する。
 従来から、室外機と、室内機とで構成されたマルチ型空気調和装置が知られている。従来の空気調和装置では、冷媒寝込みを防止するため、停止側の熱交換器の凝縮温度と、停止側の熱交換器の出口側の冷媒温度との差を算出して、その差が一定値より小さくなったときに、膨張弁を開く制御を行っている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7―158989号公報(第6頁、図1)
 従来の空気調和装置は、停止側の熱交換器に冷媒が寝込んだか否かしか判断しておらず、冷媒が多少停止側の熱交換器に寝込んでも運転側が冷媒不足にならない場合、例えば、運転側の熱交換器で出口温度が中間温度に対し十分に冷却されている場合であっても、膨張弁を開くよう制御してしまう。このため、従来の空気調和装置は、停止側の冷媒循環量が増加し、停止しているにもかかわらず自然放熱により部屋を不必要に加温してしまう。
 そこで、本発明は、運転状態、機種及び接続台数によらずに、能力不足及び冷媒不足になることなく、複数の室内機又は室外機を運転することのできるようにすることを目的とする。
 本発明の一態様に係るマルチ型空気調和装置は、第1熱交換器を備える第1装置と、前記第1熱交換器内の冷媒の温度を検知する第1検知部と、前記第1熱交換器から流れ出る冷媒の温度を検知する第2検知部と、前記第1装置の外の気温を検知する第3検知部と、前記第1装置における冷媒用の膨張弁と、第2熱交換器を備え、前記第1装置とは別々に運転及び停止を行う第2装置と、前記第1装置が停止され、前記第2熱交換器を凝縮器として機能させて前記第2装置が稼働する際に、前記第1検知部で検知された温度及び前記第2検知部で検知された温度の差分と、前記第1検知部で検知された温度及び前記第3検知部で検知された気温の差分との比が目標値よりも大きい場合には、前記膨張弁の開度を大きくし、当該比が当該目標値よりも小さい場合には、前記膨張弁の開度を小さくする制御部と、を備えることを特徴とする。
 本発明の他の態様に係るマルチ型空気調和装置は、圧縮機と、第1熱交換器を備える第1装置と、前記第1装置における冷媒用の第1膨張弁と、前記圧縮機と前記第1膨張弁との間の冷媒の圧力を検知する第1検知部と、前記第1熱交換器から流れ出る冷媒の温度を検知する第2検知部と、前記第1装置の外の気温を検知する第3検知部と、第2熱交換器を備え、前記第1装置とは別々に運転及び停止を行う第2装置と、前記第1装置が停止され、前記第2熱交換器を凝縮器として機能させて前記第2装置が稼働する際に、前記第1検知部で検知された圧力に対応する飽和液温度及び前記第2検知部で検知された温度の差分と、当該飽和液温度及び前記第3検知部で検知された気温の差分との比が目標値よりも大きい場合には、前記第1膨張弁の開度を大きくし、当該比が当該目標値よりも小さい場合には、前記第1膨張弁の開度を小さくする制御部と、を備えることを特徴とする。
 本発明の一態様によれば、運転状態、機種及び接続台数によらずに、能力不足及び冷媒不足になることなく、複数の室内機又は室外機を運転することができる。
実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態1における、室内熱交換器、熱交中間温度検知部及び熱交出口温度検知部の一例を示す概略図である。 実施の形態1における室内熱交換器のパス構成を示す概略図である。 実施の形態1における演算値を説明するための概略図である。 実施の形態1における演算値と室内膨張弁の開度との関係を示す概略図である。 実施の形態1における目標値を説明するための概略図である。 実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置の動作を示すフローチャートである。 (A)及び(B)は、従来の技術の膨張弁を制御する際の判定基準を示す概略図である。 実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置の第1の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置の第2の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置の第1の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置の第2の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100の構成を概略的に示すブロック図である。
 マルチ型空気調和装置100は、第1室内機110Aと、第2室内機110Bと、室外機130と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cと、コントローラ150とを備える。ここでは、第1室内機110A及び第2室内機110Bの各々を特に区別する必要がないときは、室内機110という。また、第1室内膨張弁140A及び第2室内膨張弁140Bの各々を特に区別する必要がないときは、室内膨張弁140という。
 第1室内機110A及び第2室内機110Bは、個別に運転及び停止を行うことができる。
 図1に示されているように、冷媒が実線矢印の如く流れることにより暖房運転がなされるものとする。なお、マルチ型空気調和装置100では、複数の室内機110が一台の室外機130に接続されている。図1では、室外機130が1つ、室内機110が2つになっているが、これらの数はこれらに限定されない。また、マルチ型空気調和装置100は、図1に示されている要素の他に、圧力計、気液分離器又はレシーバ等の機器をさらに備えていてもよい。
 第1室内機110Aは、第1室内熱交換器111Aと、第1熱交中間温度検知部112Aと、第1熱交出口温度検知部113Aとを備える。
 第2室内機110Bは、第2室内熱交換器111Bと、第2熱交中間温度検知部112Bと、第2熱交出口温度検知部113Bとを備える。第2室内機110Bは、第1室内機110Aとは別々に運転及び停止を行うことができる。
 ここで、第1室内機110A及び第2室内機110Bは、同様に構成されている。具体的には、第1室内熱交換器111A及び第2室内熱交換器111Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、室内熱交換器111という。第1熱交中間温度検知部112A及び第2熱交中間温度検知部112Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、熱交中間温度検知部112という。第1熱交出口温度検知部113A及び第2熱交出口温度検知部113Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、熱交出口温度検知部113という。
 室内熱交換器111は、冷媒の熱交換を行う。暖房運転が行われる場合、室内熱交換器111は、凝縮器として機能する。
 熱交中間温度検知部112は、室内機110の室内熱交換器111内における冷媒の温度、言い換えると、室内熱交換器111で熱交換中の冷媒の温度である熱交中間温度を検知する検知部である。なお、熱交換中間温度は、室内機110の室内熱交換器111における凝縮温度であるともいえる。
 熱交出口温度検知部113は、室内機110の室内熱交換器111から流れ出る冷媒の温度、言い換えると、室内熱交換器111における熱交換後の冷媒の温度である熱交出口温度を検知する検知部である。
 なお、熱交中間温度検知部112又は熱交出口温度検知部113は、暖房運転が行われる前に、室内機110の外の気温を検知するための外気温度検知部としても機能する。
 図2は、室内熱交換器111、熱交中間温度検知部112及び熱交出口温度検知部113の一例を示す概略図である。また、図3は、室内熱交換器111のパス構成を示す概略図である。ここで、図2及び図3では、フィンアンドチューブタイプ及び3つのパスに分岐された熱交換器を説明するが、室内熱交換器111のタイプ及び分岐の数は、これらに限られない。
 図2に示されているように、室内熱交換器111は、チューブの入口Tiから冷媒が入り、その出口Toから冷媒が出て行く。図2に示されているように、熱交中間温度検知部112は、入口Tiから出口Toまでの経路の途中に設けられる。なお、熱交中間温度検知部112は、入口Tiから出口Toまでの経路の複数箇所に設けられてもよい。
 また、暖房運転時には、入口Tiから加熱ガス状態又は加熱ガスが豊富な状態で流入する冷媒は、自然放熱等で凝縮し、出口Toから出て行くため、出口To側は、入口Ti側に比べて液体が豊富な状態となりやすい。このため、熱交中間温度検知部112は、室内熱交換器111の入口Tiと出口Toとの間の中間よりも後半に設けられることがより好ましい。
 なお、熱交出口温度検知部113は、室内熱交換器111の出口Toに設けられる。
 図3に示されているように、実施の形態1における室内熱交換器111は、第1入口Ti1から冷媒が入り第1出口To1から出る第1パスと、第2入口Ti2から冷媒が入り第2出口To2から出る第2パスと、第3入口Ti3から冷媒が入り第3出口To3から出る第3パスとを備える。室内熱交換器111が複数のパスを有している場合、ある一つのパスのみで冷媒寝込みが発生する場合があるため、各パスに熱交中間温度検知部112を設けることがより好ましい。
 また、上述のように、暖房運転時には、出口To側は、入口Ti側に比べて液体が豊富な状態となりやすい。このため、図3の破線で示されている第3パス111aのように、第3入口Ti3から第3出口To3までの経路において、第3出口To3側で冷媒を重力に逆らう方向に流す(下から上に持ち上げる)構造部に冷媒寝込みが生じやすい。従って、熱交中間温度検知部112は、このような構造部を有するパスに優先的に取り付けられることが好ましい。
 なお、実施の形態1においては、気温は、運転開始前に熱交出口温度検知部113又は熱交中間温度検知部112で検知されるが、室内機110の外の温度を検知するための外気温度検知部(図示せず)が別途設けられていてもよい。
 図1に戻り、室外機130は、圧縮機131と、四方弁132と、液溜め容器133と、室外熱交換器134とを備える。
 圧縮機131は、冷媒を圧縮する。
 四方弁132は、冷媒の経路を切り換える。
 液溜め容器133は、冷媒用の容器である。
 室外熱交換器134は、冷媒の熱交換を行う。
 室内膨張弁140は、冷媒の圧力を降下させる。第1室内膨張弁140Aは、第1室内機110Aに対応した膨張弁であり、第1室内機110Aを流れる冷媒用の膨張弁である。第2室内膨張弁140Bは、第2室内機110Bに対応した膨張弁であり、第2室内機110Bを流れる冷媒用の膨張弁である。
 補助膨張弁140Cは、第1室内機110A及び第2室内機110Bを流れる冷媒の圧力を降下させる。ここでは、補助膨張弁140Cは、補助的な役割を果たす。
 ここで、室内膨張弁140及び補助膨張弁140Cは、開閉をコントローラ150で制御できるようにされている。例えば、室内膨張弁140及び補助膨張弁140Cは、0%(全閉)~100%(全開)までの開度をコントローラ150で調節することができる電子式膨張弁であることが望ましい。
 コントローラ150は、室内機110及び室外機130の各部を制御する制御部である。例えば、コントローラ150は、第1熱交中間温度検知部112Aと、第2熱交中間温度検知部112Bと、第1熱交出口温度検知部113Aと、第2熱交出口温度検知部113Bと、四方弁132と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cとに接続されており、これらの制御を行う。
 また、コントローラ150は、室外熱交換器134を有する室外機130、第1室内熱交換器111Aを有する第1室内機110A及び第2室内熱交換器111Bを有する第2室内機110Bを運転するための運転情報に基づいて制御されている。この運転情報は、例えば、暖房運転を示す情報、冷房運転を示す情報、室内外機のON又はOFF情報等を含む。なお、運転情報は、図示しないメモリに格納されており、このメモリは、コントローラ150の内部に設けられていてもよく、その外部に設けられていてもよい。
 さらに、コントローラ150は、室内機110の熱交中間温度検知部112及び熱交出口温度検知部113での検知結果から得られる演算結果に基づいて、第1室内膨張弁140A及び第2室内膨張弁140Bの少なくとも何れか一方を制御する。例えば、コントローラ150は、室内機110の何れか一方を停止し、何れか他方を稼働させた際に、停止された室内機110の熱交中間温度検知部112で検知された温度及び停止された室内機110の熱交出口温度検知部113で検知された温度の差分と、停止された室内機110の熱交中間温度検知部112で検知された温度及び停止された室内機110の外の気温の差分との比が目標値となるように、室内膨張弁140の開度を制御する。例えば、コントローラ150は、その比が目標値よりも大きい場合には、停止された室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を大きくし、その比が目標値よりも小さい場合には、停止された室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を小さくする。
 実施の形態1では、冷凍サイクル内には、共沸冷媒が封入されている。なお、擬似共沸冷媒又は非共沸冷媒が封入されていてもよい。
 以上に記載された、第1室内熱交換器111A、第2室内熱交換器111B及び室外熱交換器134は、フィンアンドチューブタイプの熱交換器として説明しているが、このようなタイプに限定されず、プレートタイプでもコルゲートタイプでもよく、また、複数のタイプの熱交換器が組み合わされていてもよい。
 また、熱交中間温度は、圧縮機131出口から第1室内膨張弁140A又は第2室内膨張弁140B入口までの間に圧力検知部(図示せず)を設け、冷媒の圧力と飽和温度の関係式から推定(演算)されてもよい。さらに、検知結果の信頼性を向上させるために、熱交中間温度検知部112と、この圧力検知部の両方を設けることがより好ましい。このようにすることで、何れか一方で検出された熱交中間温度により、コントローラ150は制御を行うことができる。また、どちらかで検知された値が異常値である場合、例えば、双方で検出された温度が、予め定められた閾値を超えて大きく異なるような場合に、コントローラ150は、異常状態を検知することができる。異常状態を検知した際には、例えば、コントローラ150は、異常を検知した室内機110の運転停止、異常の通知等の処理を行うことができる。
 以上に記載されたコントローラ150は、処理回路により実現することができる。処理回路は、例えば、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSPともいう)であってもよい。
 処理回路が専用のハードウェアである場合には、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
 処理回路がCPUの場合には、コントローラ150の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。ここで、メモリとは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はDVD等が該当する。
 なお、コントローラ150の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
 次に、上記構成の実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100の動作について説明する。
 実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100は、第1熱交中間温度検知部112A、第2熱交中間温度検知部112B、第1熱交出口温度検知部113A及び第2熱交出口温度検知部113Bにて検知された値から演算された演算値εが、目標値となるよう、第1室内膨張弁140A、第2室内膨張弁140B及び補助膨張弁140Cの何れかの開度をコントローラ150にて制御する。
 ここで、演算値εは、暖房運転時に停止している室内機110の、熱交中間温度検知部112、及び、熱交出口温度検知部113にて検知された温度の温度差と、熱交中間温度検知部112にて検知された温度、及び、運転開始前に熱交中間温度検知部112又は熱交出口温度検知部113にて検知される気温の温度差と、の比として得られる。この演算値εが「0」のとき、停止している室内機110内の室内熱交換器111中の冷媒は二相又は加熱ガス状態で流れており、この演算値εが「1」の時、室内熱交換器111中の冷媒は液状態で流れている。なお、気温は、外気温度検知部(図示せず)が別途設けられている場合には、その外気温度検知部の値を用いる方がより好ましい。
 図4は、演算値εを説明するための概略図である。
 図4において、停止されている室内機110の熱交中間温度検知部112で検知された熱交中間温度を停止熱交中間温度T1、停止されている室内機110の熱交出口温度検知部113にて検知された熱交出口温度を停止熱交出口温度T2、及び、運転開始前に熱交中間温度検知部112又は熱交出口温度検知部113にて検知された温度を気温T3とすると、演算値εは、下記の(1)式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、図4に示されているように、Xは、停止熱交中間温度T1と停止熱交出口温度T2との差分であり、Yは、停止熱交中間温度T1と気温T3との差分である。
 図4に示されているように、停止熱交中間温度T1と停止熱交出口温度T2とが等しくなると、演算値εが「0」となる。このため、演算値εが「0」の場合には、室内熱交換器111の出口付近でも、冷媒が二相又は加熱ガス状態で流れており、冷媒寝込みは発生しないものと考えられる。一方、停止熱交出口温度T2と気温T3とが等しくなると、演算値εが「1」となる。演算値εが「1」の場合には、室内熱交換器111の出口付近の冷媒が十分に冷えているため、冷媒寝込みが発生しているものと考えられる。
 図5は、演算値εと室内膨張弁140の開度との関係を示す概略図である。
 膨張弁開度が100%又は100%近くでは、停止している室内機110に流入する冷媒量が多く、通過時に自然放熱されるが、ガス又は二相状態のまま排出される。言い換えると、演算値εが「0」に近い値V1の場合には、過冷却度(以下、SCという)が小さく、冷媒寝込み量は少ないが、停止されている室内機110の室内熱交換器111に流れ込む冷媒量が多く(循環量が多く)、暖房能力不足になる可能性が高い。このため、コントローラ150は、停止されている室内機110に対応した室内膨張弁140の開度が小さくなるように制御する。
 一方、膨張弁開度が0%又は0%近くでは、停止している室内機110に流入する冷媒は全くない又は少ないが、通過時に自然放熱等により凝縮され、液冷媒となって室内熱交換器111等に溜まり込む。言い換えると、演算値εが「1」に近い値V2の場合には、SCが大きく、停止されている室内機110の室内熱交換器111で停滞する冷媒量が多く(循環量が少なく)、運転中の室内機110で冷媒不足となる可能性が高い。このため、コントローラ150は、停止されている室内機110に対応した室内膨張弁140の開度を大きくするように制御する。
 即ち、演算値εが「0」から「1」の間の目標値TVとなるように、コントローラ150は、停止されている室内機110に対応した室内膨張弁140の開度を制御すればよい。具体的には、演算値εが目標値TVよりも小さい場合には、室内機110に対応した室内膨張弁140の開度が小さくされ、演算値εが目標値TVよりも大きい場合には、室内機110に対応した室内膨張弁140の開度が大きくされる。
 ここで、演算値εの目標値TVは、まず、予め定められた初期値(例えばε=0.8)に設定され、運転状態により変更される。
 図6は、目標値TVを説明するための概略図である。
 運転中の室内機110の熱交中間温度検知部112で検知された熱交中間温度を運転熱交中間温度T4、運転中の室内機110の熱交出口温度検知部113にて検知された熱交出口温度を運転熱交出口温度T5とする。
 停止されている室内機110で冷媒が寝込み、運転中の室内機110で冷媒が不足すると、運転熱交中間温度T4と運転熱交出口温度T5との温度差が小さくなる。このため、コントローラ150は、運転熱交中間温度T4と運転熱交出口温度T5との温度差が予め定められた閾値(ここでは、「0」)以上となっているか否かを判断し、この温度差が閾値よりも小さい場合には、目標値TVを変更する。コントローラ150は、例えば、目標値TVを現在の値よりも小さな値に変更する。これにより、停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140の開度が大きくなり、冷媒の循環量が多くなる。
 なお、暖房運転時に停止している室内機110に冷媒を極力流入させないため膨張弁が絞られるようにする方が好ましいため、演算値εの目標値TVの初期値は、0.5≦ε≦1.0の範囲で設定しておくことが望ましく、0.8≦ε≦1.0の範囲で設定しておく方がより好ましい。
 図7は、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100の動作を示すフローチャートである。
 まず、コントローラ150は、図示しないメモリに格納されている運転情報を参照することにより、室外機130、第1室内機110A及び第2室内機110Bの運転又は停止を確認する(S10)。ここでは、第1室内機110Aが運転状態で、第2室内機110Bが停止状態であるものとする。
 次に、コントローラ150は、停止状態の室内機110の熱交中間温度検知部112又は熱交出口温度検知部113で室内の気温を検知する(S11)。ここでは、停止状態である第2室内機110Bの第2熱交中間温度検知部112B又は第2熱交出口温度検知部113Bが用いられて、室内の気温が検知される。なお、外気温度検知部(図示せず)が備えられている場合には、この外気温度検知部から得られる気温が用いられてもよい。
 次に、コントローラ150は、圧縮機131を運転させ(S12)、演算値εと比較する目標値として、予め定められた初期値(例えばε=0.8)を設定する(S13)。
 また、コントローラ150は、室内膨張弁140を予め定められた開度に設定する(S14)。特に、コントローラ150は、運転状態の室内機110に対応する室内膨張弁140を、運転状態の室内機110に与えられた負荷に応じた開度に設定する。ここでは、コントローラ150は、運転状態である第1室内機110Aに対応する第1室内膨張弁140A及び補助膨張弁140Cの開度を予め定められた値に設定する。
 コントローラ150は、運転状態の室内機110の熱交中間温度検知部112及び熱交出口温度検知部113、並びに、停止状態の室内機110の熱交中間温度検知部112及び熱交出口温度検知部113から、熱交中間温度及び熱交出口温度を取得する(S15)。例えば、コントローラ150は、第1熱交中間温度検知部112A、第2熱交中間温度検知部112B、第1熱交出口温度検知部113A及び第2熱交出口温度検知部113Bから温度を取得する。
 次に、コントローラ150は、ステップS11で得られた気温と、ステップS15で得られた温度の内、停止状態の室内機110の熱交中間温度及び熱交出口温度とを用いて、演算値εを算出する(S16)。ここでは、第2室内機110Bの熱交中間温度及び熱交出口温度が用いられる。
 次に、コントローラ150は、ステップS16で算出された演算値εが目標値以下であるか否かを判断する(S17)。演算値εが目標値よりも大きい場合(S17でNo)には、処理はステップS18に進み、演算値εが目標値以下の場合(S17でYes)には、処理はステップS19に進む。
 ステップS18では、停止状態の室内機110での冷媒寝込み量が多く、運転状態の室内機110の冷媒が不足する可能性が大きいため、コントローラ150は、停止状態の室内機110に対応する室内膨張弁140を開くように、その開度を大きくする。ここでは、コントローラ150は、停止状態である第2室内機110Bに対応する第2室内膨張弁140Bの開度を大きくする。例えば、コントローラ150は、第2室内膨張弁140Bの開度に予め定められた値を加算する、又は、第2室内膨張弁140Bの開度に予め定められた値を乗算することで、その開度を大きくする。そして、処理はステップS15に戻る。
 ステップS19では、コントローラ150は、ステップS16で算出された演算値εが目標値以上であるか否かを判断する。演算値εが目標値未満の場合(S19でNo)には、処理はステップS20に進み、演算値εが目標値以上の場合(S19でYes)には、処理はステップS21に進む。
 ステップS20では、停止状態の室内機110での冷媒寝込み量が少なく、冷媒の循環量が大きくなり、運転状態の室内機110の能力が不足する可能性が大きいため、コントローラ150は、停止状態の室内機110に対応する室内膨張弁140を絞るように、その開度を小さくする。ここでは、コントローラ150は、停止状態である第2室内機110Bに対応する第2室内膨張弁140Bの開度を小さくする。例えば、コントローラは、第2室内膨張弁140Bの開度から予め定められた値を減算する、又は、第2室内膨張弁140Bの開度に予め定められた値を乗算することで、その開度を小さくする。そして、処理はステップS15に戻る。
 ステップS21では、コントローラ150は、ステップS15で取得した温度の内、運転状態の室内機110の熱交中間温度と熱交出口温度との温度差が「0」以上であるか否か、即ち、過冷却度が「0」以上であるか否かを判断する。ここでは、コントローラ150は、運転状態である第1室内機110Aの熱交中間温度と熱交出口温度との温度差が「0」以上であるか否かを判断する。温度差が「0」以上である場合(S21でYes)には、処理は終了し、コントローラ150は運転を継続する。温度差が「0」未満である場合(S21でNo)には、処理はステップS22に進む。
 ステップS22では、コントローラ150は、運転状態の室内機110の過冷却度が「0」以上となるように、目標値を変更する。ここでは、コントローラ150は、目標値を引き下げる。例えば、コントローラ150は、現在の目標値から、予め定められた値(例えば、「0」よりも大きく、「0.1」以下の値)を減算する。そして、処理はステップS15に戻る。なお、このような値を減算することで、必要以上に停止状態である室内機110内に冷媒を循環させることなく運転をさせることができる。
 実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100は、以上のように構成されているため、暖房運転時、停止されている室内機110に設けられた温度検知部112、113の値から演算された演算値εが設定された目標値となるように、停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、機種及び接続台数によらず、運転中の室内機110が能力不足及び冷媒不足になることなく運転可能な最小の膨張弁開度とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、運転中の室内機110の熱交中間温度検知部112から得られる熱交中間温度と、熱交出口温度検知部113とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置100は、変更された目標値となるように停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、室内機110の機種及び台数によらず、停止されている室内機210に対応する室内膨張弁140の開度を必要最小限とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、運転中の室内機110の熱交中間温度検知部112から得られる熱交中間温度と、熱交出口温度検知部113とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置100は、変更された目標値となるように停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、室内機110の機種及び台数によらず、運転中の室内機110が能力不足となることを防止することができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、運転中の室内機110の熱交中間温度検知部112から得られる熱交中間温度と、熱交出口温度検知部113とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように目標値を変更し、変更された目標値となるように停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、冷媒が運転中の室内機110に対応する室内膨張弁140に流入する際に、冷媒を確実に液冷媒とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、運転中の室内機110の熱交中間温度検知部112から得られる熱交中間温度と、熱交出口温度検知部113とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置100は、変更された目標値となるように停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140の開度を制御し、運転中の室内機110に対応する室内膨張弁140流入する冷媒を確実に液冷媒としているため、二相流で流入する際に発生する騒音を低減することができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140を、運転中の室内機110が能力不足及び冷媒不足とならない最小限の開度とすることで、停止されている室内機110の室内熱交換器111に余剰分の冷媒を保持させることができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、停止されている室内機110の室内熱交換器111に余剰分の冷媒を保持させることで、起動時の冷房又は暖房運転時にかかる立ち上り時間を短縮することができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、停止されている室内機110の室内熱交換器111に余剰分の冷媒を保持させることで、余剰分の冷媒を保持する役割の液溜め容器133、例えば、アキュームレータ又はレシーバを設ける際に、容器サイズを小型化することができ、又は、液溜め容器133をなくすことができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、液溜め容器133の容器サイズを小型化すること、又は、液溜め容器133をなくすことで、コストを低減することができる。
 また、マルチ型空気調和装置100は、室内機110の機種及び接続台数によらず運転中の室内機110の能力不足及び冷媒不足を防止しつつ、停止されている室内機110の冷媒量を最小限とすることで自然放熱による不必要な加温を低減することができる。
 ここで、図8(A)及び(B)は、従来の技術である特許文献1に記載された膨張弁を制御する際の判定基準を示す概略図である。
 特許文献1では、停止されている室内機の熱交換中間温度である停止熱交中間温度T7、及び、その熱交換出口温度である停止熱交出口温度T8の差分が予め定められた閾値Hを超え、かつ、運転されている室内機の熱交中間温度である運転熱交中間温度T9、及び、停止熱交中間温度T7の差分が予め定められた閾値Jを超えた場合に、膨張弁を開く制御が行われている。このような制御では、停止側の冷媒循環量が増加し、停止しているにもかかわらず自然放熱により部屋を不必要に加温してしまう。
 これに対して、実施の形態1では、停止側に寝込みが発生しない最小限の冷媒循環量となるように、膨張弁の開度が制御されるため、部屋を不必要に加温してしまうことがなくなる。
 図9は、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100の第1の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。
 第1の変形例に係るマルチ型空気調和装置100#1は、第1室内機110Aと、第2室内機110Bと、室外機130#1と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cと、コントローラ150とを備える。マルチ型空気調和装置100#1は、室外機130#1において、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100と異なっているため、以下では、室外機130#1について説明する。
 第1の変形例における室外機130#1は、圧縮機131と、四方弁132と、室外熱交換器134とを備える。第1の変形例における室外機130#1は、液溜め容器133が備えられていない点を除き、実施の形態1における室外機130と同様に構成されている。
 図10は、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100の第2の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。
 第2の変形例に係るマルチ型空気調和装置100#2は、第1室内機110Aと、第2室内機110Bと、室外機130#1と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cと、コントローラ150とを備える。マルチ型空気調和装置100#2は、補助膨張弁140Cを備えない点及び室外機130#1が液溜め容器133を備えない点において、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100と異なっている。
 以上に記載された実施の形態1において、室内膨張弁140、補助膨張弁140C及びコントローラ150は、室外機130に含まれていてもよく、また、室内機110に含まれていてもよい。
 実施の形態2.
 図11は、実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200の構成を概略的に示すブロック図である。
 マルチ型空気調和装置200は、第1室内機210Aと、第2室内機210Bと、室外機130と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cと、コントローラ250とを備える。
 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200は、第1室内機210A、第2室内機210B及びコントローラ250を除いて、実施の形態1に係るマルチ型空気調和装置100と同様に構成されているため、以下、第1室内機210A、第2室内機210B及びコントローラ250について主に説明する。
 なお、実施の形態2においても、第1室内機210A及び第2室内機210Bは、個別に運転及び停止を行うことができる。
 図11に示されているように、冷媒が実線矢印の如く流れることにより暖房運転がなされるものとする。
 第1室内機210Aは、第1室内熱交換器111Aと、第1熱交出口温度検知部113Aと、第1圧力検知部214Aとを備える。
 実施の形態2における第1室内機210Aは、第1圧力検知部214Aがさらに備えられている点及び第1熱交中間温度検知部112Aが備えられていない点を除き、実施の形態1における第1室内機110Aと同様に構成されているため、以下、主に、第1圧力検知部214Aについて説明する。
 第2室内機210Bは、第2室内熱交換器111Bと、第2熱交出口温度検知部113Bと、第2圧力検知部214Bとを備える。第2室内機210Bは、第1室内機210Aとは別々に運転及び停止を行うことができる。
 実施の形態2における第2室内機210Bは、第2圧力検知部214Bがさらに備えられている点及び第2熱交中間温度検知部112Bが備えられていない点を除き、実施の形態1における第2室内機110Bと同様に構成されているため、以下、主に、第2圧力検知部214Bについて説明する。
 ここで、第1室内機210A及び第2室内機210Bは、同様に構成されているため、以下、これらを特に区別する必要がないときは、室内機210という。また、第1圧力検知部214A及び第2圧力検知部214Bは、同様に構成されているため、以下、これらを特に区別する必要がないときは、圧力検知部214という。
 圧力検知部214は、凝縮側(高圧側)の圧力、言い換えると、圧縮機131で圧縮後の冷媒の圧力である凝縮側圧力を検知する検知部である。
 ここで、圧力検知部214は、圧縮機131の吐出部(出口)から第1室内膨張弁140A及び第2室内膨張弁140Bの入口まで間に設けられるのが好ましく、図11に示されているように、室内熱交換器111の出口の後ろ、例えば、出口の直後に設けられる方がより好ましい。
 なお、圧力検知部214は、圧縮機131の吐出部から第1室内膨張弁140A又は第2室内膨張弁140Bの間で複数箇所に設けられていてもよい。
 さらに、圧縮機131から第1室内膨張弁140A又は第2室内膨張弁140Bまでの経路間に一つの圧力検知部214が設けられてもよい。
 コントローラ250は、室内機210及び室外機130を制御する。
 例えば、コントローラ250は、第1熱交出口温度検知部113Aと、第2熱交出口温度検知部113Bと、第1圧力検知部214Aと、第2圧力検知部214Bと、四方弁132と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cとに接続されており、これらの制御を行う。
 また、コントローラ250は、室内機210の熱交出口温度検知部113及び圧力検知部214での検知結果から得られる演算結果に基づいて、第1室内膨張弁140A及び第2室内膨張弁140Bの少なくとも何れか一方を制御する。実施の形態2においては、コントローラ250は、圧力検知部214で検知された圧力に対応する飽和液温度を、室内熱交換器111内の冷媒の温度として用いている。
 次に、上記構成の実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200の動作について説明する。
 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200の基本的動作は、実施の形態1と同様である。しかしながら、第1圧力検知部214A及び第2圧力検知部214Bが取り付けられたことで、高圧側の圧力を検知することができる。このため、冷媒の圧力と冷媒飽和温度の関係式から得られる飽和液温度の値を用いて演算された演算値εが目標値となるように、コントローラ250が停止側の室内膨張弁140の開度を制御することで、冷媒種類(共沸、擬似共沸又は非共沸冷媒)に関係なく、精度のよい制御を行うことができる。
 また、演算値εは、暖房運転時に停止されている室内機210の圧力検知部214から得られる圧力で特定される飽和液温度を飽和液温度T11、停止されている室内機210の熱交出口温度検知部113で検知された熱交出口温度を停止熱交出口温度T12、及び、運転開始前に暖房運転時に停止されている室内機210の熱交出口温度検知部113にて検知された温度を気温T13とすると、演算値εは、下記の(2)式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 即ち、実施の形態2では、演算値εは、飽和液温度T11及び停止熱交出口温度T12の差分と、飽和液温度T11及び気温T13の差分との比である。
 演算値εが「0」のとき、停止されている室内機210の室内熱交換器111内の冷媒は、二相又は加熱ガス状態で流れており、演算値εが「1」のとき、停止されている室内機210の室内熱交換器111内の冷媒は、液状態で流れている。なお、気温は、外気温度検知部(図示せず)が別途設けられている場合には、その外気温度検知部で検知された値を用いる方がより好ましい。
 図12は、実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200の動作を示すフローチャートである。
 まず、コントローラ250は、図示しないメモリに格納されている運転情報を参照することにより、室外機130、第1室内機210A及び第2室内機210Bの運転又は停止を確認する(S30)。ここでは、第1室内機210Aが運転状態で、第2室内機210Bが停止状態であるものとする。
 次に、コントローラ250は、停止状態の室内機210の熱交出口温度検知部113で室内の気温を検知する(S31)。ここでは、停止状態である第2室内機210Bの第2熱交出口温度検知部113Bが用いられて、室内の気温が検知される。なお、外気温度検知部(図示せず)が備えられている場合には、この外気温度検知部から得られる気温が用いられてもよい。
 次に、コントローラ250は、圧縮機131を運転させ(S32)、演算値εと比較する目標値として、予め定められた初期値(例えばε=0.8)を設定する(S33)。
 また、コントローラ250は、運転状態の室内機210に対応する室内膨張弁140を、運転状態の室内機210に与えられた負荷に応じた開度に設定する(S34)。ここでは、コントローラ250は、運転状態である第1室内機210Aに対応する第1室内膨張弁140A及び補助膨張弁140Cの開度を予め定められた値に設定する。
 次に、コントローラ250は、運転状態の室内機210の圧力検知部214及び停止状態の室内機210の圧力検知部214から凝縮側圧力を取得するとともに、運転状態の室内機210の熱交出口温度検知部113及び停止状態の室内機210の熱交出口温度検知部113から熱交出口温度を取得する(S35)。
 次に、コントローラ250は、ステップS35で得られた凝縮側圧力の内、停止状態の室内機210の凝縮側圧力から飽和液温度を算出する。そして、コントローラ250は、算出された飽和液温度と、ステップS11で得られた気温と、ステップS35で得られた温度の内、停止状態の室内機210の熱交出口温度とを用いて、演算値εを算出する(S36)。
 次に、コントローラ150は、ステップS36で算出された演算値εが目標値以下であるか否かを判断する(S37)。演算値εが目標値よりも大きい場合(S37でNo)には、処理はステップS38に進み、演算値εが目標値以下の場合(S37でYes)には、処理はステップS39に進む。
 ステップS38では、停止状態の室内機210での冷媒寝込み量が多く、運転状態の室内機210の冷媒が不足する可能性が大きいため、コントローラ250は、停止状態の室内機210に対応する室内膨張弁140を開くように、その開度を大きくする。そして、処理はステップS35に戻る。
 ステップS39では、コントローラ250は、ステップS36で算出された演算値εが目標値以上であるか否かを判断する。演算値εが目標値未満の場合(S39でNo)には、処理はステップS40に進み、演算値εが目標値以上の場合(S39でYes)には、処理はステップS41に進む。
 ステップS40では、停止状態の室内機210での冷媒寝込み量が少なく、冷媒の循環量が大きくなり、運転状態の室内機210の能力が不足する可能性が大きいため、コントローラ250は、停止状態の室内機210に対応する室内膨張弁140を絞るように、その開度を小さくする。ここでは、コントローラ250は、停止状態である第2室内機210Bに対応する第2室内膨張弁140Bの開度を小さくする。そして、処理はステップS35に戻る。
 ステップS41では、コントローラ250は、ステップS35で得られた凝縮側圧力の内、運転状態の室内機210の凝縮側圧力から飽和液温度を算出する。そして、コントローラ250は、算出された飽和液温度と、ステップS35で取得した温度の内、運転状態の室内機210の熱交出口温度との温度差が「0」以上であるか否か、即ち、過冷却度が「0」以上であるか否かを判断する。ここでは、コントローラ250は、運転状態である第1室内機210Aの飽和液温度と熱交出口温度との温度差が「0」以上であるか否かを判断する。温度差が「0」以上である場合(S41でYes)には、処理は終了し、コントローラ250は運転を継続する。温度差が「0」未満である場合(S41でNo)には、処理はステップS42に進む。
 ステップS42では、コントローラ250は、運転状態の室内機210の過冷却度が「0」以上となるように、目標値を変更する(S42)。ここでは、コントローラ250は、目標値を小さくする。例えば、コントローラ250は、現在の目標値から、予め定められた値(例えば、「0」よりも大きく、「0.1」以下の値)を減算する。そして、処理はステップS35に戻る。なお、このような値を減算することで、必要以上に停止状態である室内機210内に冷媒を循環させることなく運転をさせることができる。
 実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200は、以上のように構成されるため、暖房運転時、凝縮側に設けられた圧力検知部214と、停止されている室内機210に設けられている熱交出口温度検知部113の値から演算された演算値εが設定された目標値となるように、停止されている室内機210に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、機種及び接続台数によらず、運転中の室内機210が能力不足及び冷媒不足になることなく運転可能な最小の室内膨張弁140の開度とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、運転中の室内機210の圧力検知部214から得られる飽和液温度と、熱交出口温度検知部113から得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置200は、変更された目標値となるように停止されている室内機210に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、室内機210の機種及び台数によらず、停止されている室内機210に対応する室内膨張弁140の開度を必要最小限とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、運転中の室内機210の圧力検知部214から得られる飽和液温度と、熱交出口温度検知部113から得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置200は、変更された目標値となるように停止されている室内機210に対応する室内膨張弁140の開度を制御することで、室内機210の機種及び台数によらず、運転中の室内機210が能力不足となることを防止することができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、運転中の室内機210の圧力検知部214から得られる飽和液温度と、熱交出口温度検知部113から得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置200は、変更された目標値となるように停止されている室内機210の室内膨張弁140の開度を制御することで、冷媒が運転中の室内機210に対応する室内膨張弁140に流入する際に、冷媒を確実に液冷媒とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、運転中の室内機210の圧力検知部214から得られる飽和液温度と、熱交出口温度検知部113から得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置200は、変更された目標値となるように停止されている室内機210に対応する室内膨張弁140の開度を制御し、運転中の室内機210に対応する室内膨張弁140に流入する媒体を確実に液冷媒としているため、二相流で流入する際に発生する騒音を低減することができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、停止されている室内機110に対応する室内膨張弁140を、運転中の室内機210が能力不足及び冷媒不足とならない最小限の開度とすることで、停止されている室内機210の室内熱交換器111に余剰分の冷媒を保持させることができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、圧力検知部214で検知される値を用いて飽和液温度を算出することで、実施の形態1のような熱交中間温度検知部を設けることなく、演算値εを算出することができる。
 また、マルチ型空気調和装置200は、圧力検知部214で検知される値を用いて飽和液温度を算出するため、非共沸冷媒が封入されている場合に温度勾配に影響されることなく演算値εを算出することができる。
 図13は、実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200の第1の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。
 第1の変形例に係るマルチ型空気調和装置200#1は、第1室内機210Aと、第2室内機210Bと、室外機130#1と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、補助膨張弁140Cと、コントローラ250とを備える。マルチ型空気調和装置200#1は、室外機130#1において、実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200と異なっているため、以下では、室外機130#1について説明する。
 第1の変形例における室外機130#1は、圧縮機131と、四方弁132と、室外熱交換器134とを備える。第1の変形例における室外機130#1は、液溜め容器133が備えられていない点を除き、実施の形態2における室外機130と同様に構成されている。
 図14は、実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200の第2の変形例の構成を概略的に示すブロック図である。
 第2の変形例に係るマルチ型空気調和装置200#2は、第1室内機210Aと、第2室内機210Bと、室外機130#1と、第1室内膨張弁140Aと、第2室内膨張弁140Bと、コントローラ250とを備える。マルチ型空気調和装置200#2は、補助膨張弁140Cを備えていない点及び室外機130#1が液溜め容器133を備えていない点において、実施の形態2に係るマルチ型空気調和装置200と異なっている。
 実施の形態3.
 図15は、実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300の構成を概略的に示すブロック図である。
 マルチ型空気調和装置300は、第1室内機310Aと、第2室内機310Bと、第X室内機310X(Xは、3以上の整数)と、第1室外機330Aと、第2室外機330Bと、第1室内膨張弁340Aと、第2室内膨張弁340Bと、第X室内膨張弁340Xと、第1室外膨張弁341Aと、第2室外膨張弁341Bと、コントローラ350とを備える。
 実施の形態3においては、第1室内機310A~第X室内機310Xは、個別に運転及び停止を行うことができる。また、第1室外機330A及び第2室外機330Bも、個別に運転及び停止を行うことができる。
 実施の形態3においては、冷媒が図15に示されている実線矢印で示された方向に流れることで、冷房運転がなされる。
 なお、第1室内膨張弁340A、第2室内膨張弁340B及び第X室内膨張弁340Xは、同様に構成されているため、特に区別する必要がないときは、室内膨張弁340という。また、第1室外膨張弁341A及び第2室外膨張弁341Bも同様に構成されている、特に区別する必要がないときは、室外膨張弁341という。
 第1室内機310Aは、第1室内熱交換器311Aを備える。
 第2室内機310Bは、第2室内熱交換器311Bを備える。
 第X室内機310Xは、第X室内熱交換器311Xを備える。
 ここで、第1室内機310A、第2室内機310B及び第X室内機310Xは、同様に構成されている。具体的には、第1室内熱交換器311A、第2室内熱交換器311B及び第X室内熱交換器311Xは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、室内熱交換器311という。また、第1室内機310A、第2室内機310B及び第X室内機310Xについても特に区別する必要がないときは、室内機310という。
 室内熱交換器311は、冷媒の熱交換を行う。
 なお、実施の形態3では、室内機310が3以上設けられているが、2以上あればよい。
 第1室外機330Aは、第1圧縮機331Aと、第1四方弁332Aと、第1液溜め容器333Aと、第1室外熱交換器334Aと、第1室外熱交中間温度検知部335Aと、第1室外熱交出口温度検知部336Aとを備える。
 第2室外機330Bは、第2圧縮機331Bと、第2四方弁332Bと、第2液溜め容器333Bと、第2室外熱交換器334Bと、第2室外熱交中間温度検知部335Bと、第2室外熱交出口温度検知部336Bとを備える。第2室外機330Bは、第1室外機330Aとは別々に運転及び停止を行うことができる。
 ここで、第1室外機330A及び第2室外機330Bは、同様に構成されている。具体的には、第1圧縮機331A及び第2圧縮機331Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、圧縮機331という。第1四方弁332A及び第2四方弁332Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、四方弁332という。第1液溜め容器333A及び第2液溜め容器333Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、液溜め容器333という。第1室外熱交換器334A及び第2室外熱交換器334Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、室外熱交換器334という。第1室外熱交中間温度検知部335A及び第2室外熱交中間温度検知部335Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、室外熱交中間温度検知部335という。第1室外熱交出口温度検知部336A及び第2室外熱交出口温度検知部336Bは、同様に構成されており、これらを特に区別する必要がないときは、室外熱交出口温度検知部336という。
 また、第1室外機330A及び第2室外機330Bについても特に区別する必要がないときは、室外機330という。
 実施の形態3において、第1室外機330A及び第2室外機330Bの何れか一方、例えば、第1室外機330Aを運転し、第2室外機330Bを停止させて、第1室内機310A~第X室内機310Xの少なくとも一台を運転させた場合、停止している第2室外機330Bの高圧側から冷媒が流入し、第2室外熱交換器334B内を流れる間に凝縮し、冷媒が溜まり込む。また、外の気温が低い条件において、停止されている第2室外機330B(室外熱交換器334B)は、高い気温時に比べ温度差が大きく、より凝縮しやすくなるため、冷媒寝込みが発生しやすい。
 圧縮機331は、冷媒を圧縮する。
 四方弁332は、冷媒の経路を切り換える。
 液溜め容器333は、冷媒用の容器である。
 室外熱交換器334は、冷媒の熱交換を行う。冷房運転時には、室外熱交換器334は、凝縮器として機能する。
 室外熱交中間温度検知部335は、室外熱交換器334内における冷媒の温度、言い換えると、室外熱交換器334における熱交換中の冷媒の温度である熱交中間温度を検知する検知部である。なお、熱交換中間温度は、室外機330の室外熱交換器334における凝縮温度であるともいえる。
 ここで、冷房運転時、室外熱交換器334の冷媒入口側では、冷媒が加熱ガス又は加熱ガスが豊富な状態で流入する。このような冷媒は、室外熱交換器334において自然放熱等で凝縮することで、室外熱交換器334の出口側は入口側に比べ、液体が豊富な状態となりやすいため、室外熱交中間温度検知部335は、室外熱交換器334の入口と出口間の中間よりも後半に配置されることがより好ましい。
 室外熱交出口温度検知部336は、室外熱交換器334から出てきた冷媒の温度、言い換えると、室外熱交換器334における熱交換後の冷媒の温度である熱交出口温度を検知する検知部である。
 室内膨張弁340は、冷媒の圧力を降下させる。第1室内膨張弁340Aは、第1室内機310Aの冷媒の圧力を降下させる。第2室内膨張弁340Bは、第2室内機310Bの冷媒の圧力を降下させる。第X室内膨張弁340Xは、第X室内機310Xの冷媒の圧力を降下させる。
 室外膨張弁341は、冷媒の圧力を降下させる。第1室外膨張弁341Aは、第1室外機330Aに対応する膨張弁であり、第1室外機330Aを流れる冷媒用の膨張弁である。第2室外膨張弁341Bは、第2室外機330Bに対応する膨張弁であり、第2室外機330Bを流れる冷媒用の膨張弁である。
 ここで、室内膨張弁340及び室外膨張弁341は、開閉をコントローラ150で制御できるようにされている。例えば、室内膨張弁340及び室外膨張弁341は、0%(全閉)~100%(全開)までの開度をコントローラ350で調節することができる電子式膨張弁であることが望ましい。
 コントローラ350は、室内機310、室外機330、室内膨張弁340及び室外膨張弁341を制御する。特に、コントローラ350は、室外機330の室外熱交中間温度検知部335及び室外熱交出口温度検知部336での検知結果から得られる演算結果に基づいて、第1室外膨張弁341A及び第2室外膨張弁341Bの少なくとも何れか一方を制御する。
 なお、以上では、室外熱交中間温度検知部335で熱交中間温度を検知しているが、圧縮機331の出口から室外膨張弁341までの間に、圧力検知部(図示せず)を設け、この圧力検知部で検知された冷媒の圧力に基づいて、コントローラ350が、冷媒の圧力と飽和温度の関係式から熱交中間温度を推定してもよい。また、検知結果の信頼性を向上させるために、室外熱交中間温度検知部335と、圧力検知部の両方を設けることがより好ましい。
 次に、上記構成の実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300の動作について説明する。
 実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300の基本的動作は、実施の形態1と同様であるが、2台以上の室外機330にて構成されている点が異なる。マルチ型空気調和装置300は、冷房運転時に停止されている室外機330の室外熱交換器334に冷媒が溜まり込むことで、運転されている室内機310が冷媒不足及び能力不足にならないように、室外膨張弁341の開度を制御する。
 実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300では、室外機330に室外熱交中間温度検知部335及び室外熱交出口温度検知部336が設けられている。そして、実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300は、室外熱交中間温度検知部335及び室外熱交出口温度検知部336にて検知された値から演算された演算値εが、目標値となるよう、第1室外膨張弁341A及び第2室外膨張弁341Bの少なくとも何れか一方の開度をコントローラ350にて制御する。
 ここで、演算値εは、冷房運転時に停止している室外機330の、室外熱交中間温度検知部335、及び、室外熱交出口温度検知部336にて検知された温度の温度差と、室外熱交中間温度検知部335にて検知された温度、及び、運転開始前に室外熱交中間温度検知部335又は室外熱交出口温度検知部336にて検知される気温の温度差と、の比として得られる。この演算値εが「0」のとき、停止している室外機330内の室外熱交換器334中の冷媒は二相又は加熱ガス状態で流れており、この演算値εが「1」の時、室外熱交換器334中の冷媒は液状態で流れている。なお、気温は、外気温度検知部(図示せず)が別途設けられている場合には、その外気温度検知部の値を用いる方がより好ましい。
 なお、演算値εは、冷房運転時に停止されている室外機330の室外熱交中間温度検知部335で検知された熱交中間温度を停止熱交中間温度T21、停止されている室外機330の室外熱交出口温度検知部336で検知された熱交出口温度を停止熱交出口温度T22、及び、冷房運転時に停止されている室外機330において、運転開始前に室外熱交中間温度検知部335又は室外熱交出口温度検知部336にて検知された温度を気温T23とすると、演算値εは、下記の(3)式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 即ち、実施の形態3では、演算値εは、停止熱交中間温度T21及び停止熱交出口温度T22の差分と、停止熱交中間温度T21及び気温T23の差分との比である。
 図16は、実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300の動作を示すフローチャートである。
 まず、コントローラ350は、図示しないメモリに格納されている運転情報を参照することにより、第1室外機330A、第2室外機330B、第1室内機310A、第2室内機310B及び第X室内機310Xの運転又は停止を確認する(S50)。ここでは、第1室外機330Aが運転状態で、第2室外機330Bが停止状態であるものとする。
 次に、コントローラ350は、室外機330の室外熱交中間温度検知部335又は室外熱交出口温度検知部336で、室外の気温を検知する(S51)。ここでは、運転されている第1室外機330A又は停止されている第2室外機330Bの何れの検知部が用いられてもよいが、停止されている第2室外機330Bの検知部が用いられるのが望ましい。なお、気温を検知するための外気温度検知部(図示せず)が別に備えられている場合には、この外気温度検知部から得られる気温が用いられてもよい。
 次に、コントローラ350は、運転状態の室外機330の圧縮機331を運転させる(S52)。ここでは、運転状態の第1室外機330Aの第1圧縮機331Aを運転させる。
 また、コントローラ350は、演算値εと比較する目標値として、予め定められた初期値(例えばε=0.8)を設定する(S53)。
 さらに、コントローラ350は、室内膨張弁340及び室外膨張弁341を予め定められた開度に設定する(S54)。特に、コントローラ350は、運転状態の室外機330に対応する室外膨張弁341を、運転状態の室外機330に与えられた負荷に応じた開度に設定する。ここでは、コントローラ350は、運転状態である第1室外機330Aに対応する第1室外膨張弁341Aの開度を予め定められた値に設定する。
 次に、コントローラ350は、運転状態の室外機330の室外熱交中間温度検知部335及び室外熱交出口温度検知部336、並びに、停止状態の室外機330の室外熱交中間温度検知部335及び室外熱交出口温度検知部336から、熱交中間温度及び熱交出口温度を取得する(S55)。例えば、コントローラ350は、第1室外熱交中間温度検知部335A、第2室外熱交中間温度検知部335B、第1室外熱交出口温度検知部336A及び第2室外熱交出口温度検知部336Bから温度を取得する。
 次に、コントローラ350は、ステップS51で得られた気温と、ステップS55で得られた温度の内、停止状態の室外機330の熱交中間温度及び熱交出口温度とを用いて、演算値εを算出する(S55)。ここでは、第2室外機330Bの熱交中間温度及び熱交出口温度が用いられる。
 次に、コントローラ350は、ステップS57で算出された演算値εが目標値以下であるか否かを判断する(S57)。演算値εが目標値よりも大きい場合(S57でNo)には、処理はステップS58に進み、演算値εが目標値以下の場合(S57でYes)には、処理はステップS59に進む。
 ステップS58では、停止状態の室外機330での冷媒寝込み量が多く、運転状態の室内機310の冷媒が不足する可能性が大きいため、コントローラ350は、停止状態の室外機330に対応する室外膨張弁341を開くように、その開度を大きくする。ここでは、コントローラ350は、停止状態である第2室外機330Bに対応する第2室外膨張弁341Bの開度を大きくする。そして、処理はステップS55に戻る。
 ステップS59では、コントローラ350は、ステップS56で算出された演算値εが目標値以上であるか否かを判断する。演算値εが目標値未満の場合(S59でNo)には、処理はステップS60に進み、演算値εが目標値以上の場合(S59でYes)には、処理はステップS61に進む。
 ステップS60では、停止状態の室外機330での冷媒寝込み量が少なく、冷媒の循環量が大きくなり、運転状態の室内機310の能力が不足する可能性が大きいため、コントローラ350は、停止状態の室外機330に対応する室外膨張弁341を絞るように、その開度を小さくする。ここでは、コントローラ350は、停止状態である第2室外機330Bに対応する第2室外膨張弁341Bの開度を小さくする。そして、処理はステップS55に戻る。
 ステップS61では、コントローラ350は、ステップS55で取得した温度の内、運転状態の室外機330の熱交中間温度と熱交出口温度との温度差が「0」以上であるか否か、即ち、過冷却度が「0」以上であるか否かを判断する。ここでは、コントローラ350は、運転状態である第1室外機330Aの熱交中間温度と熱交出口温度との温度差が「0」以上であるか否かを判断する。温度差が「0」以上である場合(S61でYes)には、処理は終了し、コントローラ350は運転を継続する。温度差が「0」未満である場合(S61でNo)には、処理はステップS62に進む。
 ステップS62では、コントローラ350は、運転状態の室外機330の過冷却度が「0」以上となるように、目標値を変更する。ここでは、コントローラ350は、目標値を小さくする。例えば、コントローラ350は、現在の目標値から、予め定められた値(例えば、「0」よりも大きく、「0.1」以下の値)を減算する。そして、処理はステップS55に戻る。なお、このような値を減算することで、必要以上に停止状態である室外機330内に冷媒を循環させることなく運転をさせることができる。
 実施の形態3に係るマルチ型空気調和装置300は、以上のように構成されているため、冷房運転時、停止されている室外機330に設けられた温度検知部335、336の値から演算された演算値εが設定された目標値となるように、停止されている室外機330に対応する室外膨張弁341の開度を制御することで、機種及び接続台数によらず、運転中の室内機310が能力不足及び冷媒不足になることなく運転可能な最小の膨張弁開度とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置300は、運転中の室外機330の室外熱交中間温度検知部335から得られる熱交中間温度と、室外熱交出口温度検知部336とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置300は、変更された目標値となるように停止されている室外機330に対応する室外膨張弁341の開度を制御することで、室内機310の機種及び台数によらず必要最小限の膨張弁開度とすることができる。
 また、マルチ型空気調和装置300は、運転中の室外機330の室外熱交中間温度検知部335から得られる熱交中間温度と、室外熱交出口温度検知部336とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置300は、変更された目標値となるように停止されている室外機330に対応する室外膨張弁341の開度を制御することで、室内機310の機種及び台数によらず、運転中の室内機310が能力不足となることを防止することができる。
 また、マルチ型空気調和装置300は、運転中の室外機330の室外熱交中間温度検知部335から得られる熱交中間温度と、室外熱交出口温度検知部336とから得られる熱交出口温度との温度差(過冷却度)が0℃以上となるように、目標値を変更する。そして、マルチ型空気調和装置300は、変更された目標値となるように停止されている室外機330に対応する室外膨張弁341の開度を制御することで、室外熱交換器334の出口側を確実に液冷媒とすることができる。
 また、運転中の室内機310が能力不足及び冷媒不足とならない最小限の膨張弁開度とすることで、停止されている室外機330の室外熱交換器334に余剰分の冷媒を保持させることができる。
 100,100#1,100#2,200,200#1,200#2,300 マルチ型空気調和装置、 110A,210A,310A 第1室内機、 111A,311A 第1室内熱交換器、 112A 第1熱交中間温度検知部、 113A 第1熱交出口温度検知部、 214A 第1圧力検知部、 110B,210B,310B 第2室内機、 111B 第2室内熱交換器、 112B 第2熱交中間温度検知部、 113B 第2熱交出口温度検知部、 214B 第2圧力検知部、 310X 第X室内機、 113X 第X熱交出口温度検知部、 130,130#1 室外機、 131 圧縮機、 132 四方弁、 133 液溜め容器、 134 室外熱交換器、 330A 第1室外機、 331A 第1圧縮機、 332A 第1四方弁、 333A 第1液溜め容器、 334A 第1室外熱交換器、 335A 第1室外熱交中間温度検知部、 336A 第1室外熱交出口温度検知部、 330B 第2室外機、 331B 第2圧縮機、 332B 第2四方弁、 333B 第2液溜め容器、 334B 第2室外熱交換器、 335B 第2室外熱交中間温度検知部、 336B 第2室外熱交出口温度検知部、 140A,340A 第1室内膨張弁、 140B,340B 第2室内膨張弁、 340X 第X室内膨張弁、 140C 補助膨張弁、 150,250,350 コントローラ。

Claims (10)

  1.  第1熱交換器を備える第1装置と、
     前記第1熱交換器内の冷媒の温度を検知する第1検知部と、
     前記第1熱交換器から流れ出る冷媒の温度を検知する第2検知部と、
     前記第1装置の外の気温を検知する第3検知部と、
     前記第1装置における冷媒用の膨張弁と、
     第2熱交換器を備え、前記第1装置とは別々に運転及び停止を行う第2装置と、
     前記第1装置が停止され、前記第2熱交換器を凝縮器として機能させて前記第2装置が稼働する際に、前記第1検知部で検知された温度及び前記第2検知部で検知された温度の差分と、前記第1検知部で検知された温度及び前記第3検知部で検知された気温の差分との比が目標値よりも大きい場合には、前記膨張弁の開度を大きくし、当該比が当該目標値よりも小さい場合には、前記膨張弁の開度を小さくする制御部と、を備えること
     を特徴とするマルチ型空気調和装置。
  2.  前記目標値は、前記第2装置における過冷却度が0以上となるように定められた値であること
     を特徴とする請求項1に記載のマルチ型空気調和装置。
  3.  前記第2熱交換器内の冷媒の温度を検知する第4検知部と、
     前記第2熱交換器から流れ出る冷媒の温度を検知する第5検知部と、をさらに備え、
     前記制御部は、前記第4検知部で検知された気温から前記第5検知部で検知された温度を減算した値が、0よりも小さい場合に、前記目標値を引き下げること
     を特徴とする請求項1又は2に記載のマルチ型空気調和装置。
  4.  前記第1検知部は、前記第1熱交換器の冷媒の入口から出口までの経路の一部に取り付けられ、当該取り付けられた部分を通過する冷媒の温度を検知すること
     を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のマルチ型空気調和装置。
  5.  前記第1検知部は、前記経路が複数ある場合に、冷媒が重力に逆らう方向に流れる部分を有する経路に取り付けられていること
     を特徴とする請求項4に記載のマルチ型空気調和装置。
  6.  前記制御部は、前記第2装置が稼働する前に、前記第1検知部又は前記第2検知部で検知された温度を前記気温として用いることで、前記第1検知部又は前記第2検知部を前記第3検知部として機能させること
     を特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載のマルチ型空気調和装置。
  7.  圧縮機と、
     第1熱交換器を備える第1装置と、
     前記第1装置における冷媒用の第1膨張弁と、
     前記圧縮機と前記第1膨張弁との間の冷媒の圧力を検知する第1検知部と、
     前記第1熱交換器から流れ出る冷媒の温度を検知する第2検知部と、
     前記第1装置の外の気温を検知する第3検知部と、
     第2熱交換器を備え、前記第1装置とは別々に運転及び停止を行う第2装置と、
     前記第1装置が停止され、前記第2熱交換器を凝縮器として機能させて前記第2装置が稼働する際に、前記第1検知部で検知された圧力に対応する飽和液温度及び前記第2検知部で検知された温度の差分と、当該飽和液温度及び前記第3検知部で検知された気温の差分との比が目標値よりも大きい場合には、前記第1膨張弁の開度を大きくし、当該比が当該目標値よりも小さい場合には、前記第1膨張弁の開度を小さくする制御部と、を備えること
     を特徴とするマルチ型空気調和装置。
  8.  前記目標値は、前記第2装置における過冷却度が0以上となるように定められた値であること
     を特徴とする請求項7に記載のマルチ型空気調和装置。
  9.  前記第2装置における冷媒用の第2膨張弁と、
     前記圧縮機と前記第2膨張弁との間の冷媒の圧力を検知する第4検知部と、
     前記第2熱交換器から流れ出る冷媒の温度を検知する第5検知部と、をさらに備え、
     前記制御部は、前記第4検知部で検知された圧力に対応する飽和液温度から前記第5検知部で検知された温度を減算した値が、0よりも小さい場合に、前記目標値を引き下げること
     を特徴とする請求項7又は8に記載のマルチ型空気調和装置。
  10.  前記制御部は、前記第2装置が稼働する前に、前記第2検知部で検知された温度を前記気温として用いることで、前記第2検知部を前記第3検知部として機能させること
     を特徴とする請求項7から9の何れか一項に記載のマルチ型空気調和装置。
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