JP2007271216A - 多室型空気調和機の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和機1の熱源側制御部20は、運転モード割り当て部22と運転モード設定部23とを備える。空気調和機1は、熱源ユニット2と複数の利用ユニット3とを有する。熱源ユニット2は、静音レベルの異なる複数の運転モードに切り替え可能である。運転モード割り当て部22は、運転中の利用ユニット3のそれぞれに1の運転モードを割り当てる。運転モード設定部23は、運転モード割り当て部22により運転中の利用ユニット3のそれぞれに割り当てられた運転モードに基づいて、運転中の利用ユニット3の全てに所定の運転モードが割り当てられている場合には、熱源ユニット2を所定の運転モードに設定する。
【選択図】図5
Description
ここでは、多室型空気調和機の熱源ユニットに、通常運転モードと多段階の静音運転モードとが用意されている。従って、状況に見合ったより細やかな静音運転を行うことが可能となる。
ここでは、運転中の全ての利用ユニットを介して、その利用ユニットが設置される部屋の利用者が運転モードを要望することができるようになっている。従って、各部屋からの要望を収集して調整することが可能である。
ここでは、運転モードに応じて熱源側ファンの運転周波数に異なる制限が設定される。これにより、熱源ユニットを静音レベルの異なる複数の運転モードで動作させることができる。
ここでは、運転モードに応じて圧縮機の運転周波数に異なる制限が設定される。これにより、熱源ユニットを静音レベルの異なる複数の運転モードで動作させることができる。
ここでは、ある利用ユニットからの要望を他の利用ユニットからの要望よりも優先して加味する利用ユニットの優先設定が可能となっている。
ここでは、たとえ1の利用ユニットのみからであっても、能力を優先した運転を要望する利用ユニットが存在する場合には、静音運転モードを禁止して通常運転モードでの運転のみを許容することができる。
一般的に、低外気条件下における暖房運転中にある一定以上の静音レベルの静音運転モードが実行された場合には、熱源側ファンの回転数が低減されるため熱源側熱交換器における着霜量が増加し、暖房能力が低下するという問題が生じることがある。また、高外気条件下における冷房運転中にある一定以上の静音レベルの静音運転モードが実行された場合には、熱源側ファンの回転数が低減されるため熱源ユニット内の電装品箱内の電装品が十分に冷却されないという問題が生じることがある。ここでは、静音運転モードの実行中において、外気温度が暖房運転時においては低くなりすぎた場合に、冷房運転時には高くなり過ぎた場合に、熱源側ファンの回転数を増加させるような補正がなされる。このため、熱源側熱交換器における着霜量の増加や電装品が十分に冷却されないという問題を抑制することが可能である。
第2発明に係る多室型空気調和機の制御装置では、状況に見合ったより細やかな静音運転を行うことが可能となる。
第4発明に係る多室型空気調和機の制御装置では、熱源ユニットを静音レベルの異なる複数の運転モードで動作させることができる。
第5発明に係る多室型空気調和機の制御装置では、熱源ユニットを静音レベルの異なる複数の運転モードで動作させることができる。
第7発明に係る多室型空気調和機の制御装置では、複数の運転モードから1の運転モードを選択するに際して、各部屋からの要望をより合理的に調整することができる。
第8発明に係る多室型空気調和機の制御装置では、ある利用ユニットからの要望を他の利用ユニットからの要望よりも優先して加味する利用ユニットの優先設定が可能となっている。
第10発明に係る多室型空気調和機の制御装置では、静音運転モードの導入に伴う問題が配慮されており、より快適な静音運転が提供されることになる。
第12発明に係る多室型空気調和機の制御方法では、静音レベルの異なる複数の運転モードに切り替え可能な熱源ユニットを有する多室型空気調和機において、複数の運転モードから1の運転モードを選択するに際して各部屋からの要望が調整されて、合理的な静音運転が可能となっている。
<空気調和機>
(1)全体構成
図1に、空気調和機1が住宅100に設置された様子を示す。この空気調和機1は、1の熱源ユニット2に対して複数の利用ユニット3が並列に接続された構成となっている。これら複数の利用ユニット3は、住宅100内の互いに仕切られた複数の部屋R1,R2,・・・,Rn(nは、2以上の整数)に分散して設置され、熱源ユニット2は、住宅100の建物の脇等に設置されている。すなわち、空気調和機1は、多室型空気調和機となっている。
圧縮機11、四路切換弁12、熱源側熱交換器13及び熱源側膨張弁14は、熱源ユニット2に含まれており、利用側熱交換器16は、利用ユニット3に含まれている。また、熱源ユニット2の内部の冷媒回路と利用ユニット3の内部の冷媒回路とは、ガス冷媒連絡配管17a及び液冷媒連絡配管17bにより連結されている。また、熱源ユニット2には、アキュムレータやその他の付属機器も設けられているが、ここでは図示を省略している。
熱源ユニット2には、熱源側ファン19が設けられている。熱源側ファン19は、その回転により、熱源ユニット2のケーシング内に室外空気を吸い込み、吸い込んだ空気を熱源側熱交換器13に送ることにより熱源側熱交換器13における熱交換を促進させ、熱交換後の空気を熱源ユニット2のケーシング外へと吹き出させる。この熱源側ファン19は、インバータ51(図3参照)により制御されるモータMfにより駆動される。
さらに、熱源ユニット2のケーシング内には、熱源側制御部20が設けられており、利用ユニット3のケーシング内には、熱源側制御部20に接続された利用側制御部30が設けられている。熱源側制御部20は、熱源ユニット2のケーシング内に配置される電装品箱(図示せず)内に配置されている。熱源側制御部20は、利用側制御部30と通信しつつ、熱源ユニット2に含まれる電気機器11,12,14,19等を制御し、利用側制御部30は、熱源側制御部20と通信しつつ、利用ユニット3に含まれる電気機器を制御する。また、利用側制御部30は、各部屋Ri(i=1,2,・・・,n)の利用者がその部屋Riの利用ユニット3を個別に操作するためのリモコン40と通信することが可能となっている。
次に、この空気調和機1の運転動作について説明する。
まず、冷房運転時は、四路切換弁12が図2において実線で示す状態に保持される。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁12を介して熱源側熱交換器13に流入し、室外空気と熱交換して凝縮する。熱源側熱交換器13において凝縮して液化した冷媒は、熱源側膨張弁14を通過し、液側冷媒連絡配管17bを通って各利用ユニット3に流入する。利用ユニット3において、冷媒は、利用側熱交換器16で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、図示しない利用側ファンによって室内へと吹き出され、室内を冷房する。また、利用側熱交換器16において蒸発して気化した冷媒は、ガス側冷媒連絡配管17aを通って熱源ユニット2に戻り、圧縮機11に吸入される。
(1)全体構成
図3を参照して、熱源側制御部20の構成について説明する。
熱源側制御部20は、マイクロコンピュータ21及びメモリ25を有する制御回路であり、メモリ25に記憶されているプログラムをマイクロコンピュータ21上に読み出して実行することにより、熱源ユニット2に含まれる圧縮機11、四路切換弁12、熱源側膨張弁14及び熱源側ファン19等の各種の電気機器を制御する。
また、熱源側制御部20には、ディップスイッチの形式の優先利用ユニット設定部26が設けられている。この優先利用ユニット設定部26は、全ての利用ユニット3のうちの1の利用ユニット3をその他の利用ユニット3に対して優先させる優先設定を受け付けている。例えば、利用者は、この優先設定を希望する場合には、その旨を担当業者に連絡する。そして、依頼を受けた担当業者が利用者宅に赴いて熱源ユニット2の制御回路上のディップスイッチを操作することにより、任意の1の利用ユニット3が優先設定されることになる。
熱源ユニット2には、通常運転モードよりも静音レベルの高い3の静音運転モードI〜IIIが用意されている。そして、静音運転モードIIは、静音運転モードIよりも静音レベルが高くなっており、静音運転モードIIIは、静音運転モードIIよりも静音レベルが高くなっている。静音運転モードI〜IIIでは、圧縮機11の運転周波数の上限値Lc及び熱源側ファン19の回転数の上限値Lfに制限が設けられることにより、これらの圧縮機11及び熱源側ファン19の運転音が抑制されるようになっている。
熱源ユニット2は、1の通常運転モード及び3の静音運転モードI〜IIIの計4の運転モードのうちのいずれか1の運転モードで動作することになる。そして、これら4の運転モードのうち熱源ユニット2で採用される1の運転モードを決定する処理は、熱源側制御部20が行う。
図5のフローチャートに係る処理は、熱源ユニット2に接続される全ての利用ユニット3のいずれかに最初に電源が投入されたとき(即ち、空気調和機1の運転が開始したとき)か、或いは、運転中の全ての利用ユニット3のいずれかから上述の4の運転モードのうち1の運転モードを選択する信号(以下、運転モード選択信号)が熱源側制御部20に送られてきたときに開始する。この運転モード選択信号は、各部屋Ri(i=1,2,・・・,n)に設置されているリモコン40を介してその部屋Riの利用者により4の運転モードのうち1の運転モードが選択されたときに生成され、その部屋Riに設置されている利用ユニット3の利用側制御部30を介して直ちに熱源側制御部20へ送られる。また、運転モード選択信号は、利用者により静音運転モードIが選択された場合には「1」となり、静音運転モードIIが選択された場合には信号「2」となり、静音運転モードIIIが選択された場合には信号「3」となる。このとき、リモコン40は、利用者に利用ユニット3を介して4つ運転モードのうち1の運転モードを選択させる運転モード選択部41として動作する。なお、利用者は、その部屋Riの利用ユニット3の運転中であればいつでも、その部屋Riに設置されているリモコン40を介して4の運転モードのうち1の運転モードを選択することができる。
熱源側制御部20は、空気調和機1の運転中においては、図6のフローチャートに係る処理を所定の時間間隔で繰り返す。このとき、熱源側制御部20は、ファン回転数補正部24として動作する。また、図6のフローチャートに係る処理は、熱源側制御部20により図5のフローチャートに係る処理と並列に実行されることも可能である。
ステップS62では、ファン回転数補正部24は、外気温度センサ62において検出された外気温度Taに関する情報を受け取る。
ステップS64は、ファン回転数補正部24は、ステップS62で受け取った外気温度Taに関する情報に基づいて、現在の外気温度Taが第1温度(本実施形態では、4℃)よりも低いか否かを判断する。そして、低いと判断された場合には、熱源側ファン19の回転数の上限値Lfを通常運転モードと同様の値となるように補正し、フローは終了する。一般的に、低外気条件下における暖房運転中に静音運転モードII又はIIIが採用された場合には、熱源側ファン19の回転数が低減されるため熱源側熱交換器13における着霜量が増加し、暖房能力が低下するという問題が生じることがあるが、このステップS64によりこうした問題の発生が抑制されることになる。
静音運転モードI〜IIIが採用されると空気調和機1の空調能力が多少なりとも低下するため、利用者は、静音運転モードI〜IIIでの運転を禁止して通常運転モードでの運転のみを許容する能力優先設定を行うことができるようになっている。利用者は、この能力優先設定を行う際には、その設定を行いたい部屋Riに設置された利用ユニット30のリモコン40に能力優先設定を行う旨を入力する。このとき、リモコン40は、能力優先設定部42として動作する。すると、能力優先設定部42は、能力優先設定を行う旨を示す信号を直ちに熱源側制御部20に送る。一方、熱源側制御部20は、その信号を受け取った際には、運転モード設定部23として動作する。このとき、運転モード設定部23は、能力優先設定がされた利用ユニット3をリスト化してメモリ25に記憶する。そして、このメモリ25に記憶されたこのリストを参照することにより、運転モード設定部23は、上述のステップS53において能力優先設定がされている利用ユニット3が存在するか否かを判断することが可能になる。また、運転モード設定部23は、能力優先設定を行う旨を示す信号を受け取ると、直ちに熱源ユニット2が静音運転モードI〜IIIのいずれかで運転中でないか否かを判断する。そして、静音運転モードI〜IIIのいずれかで運転中であると判断された場合には、現在の運転モードを通常運転モードに切り替える。
(1)
多室型空気調和機では、シングルタイプの空気調和機と比べると、1の熱源ユニットに対して複数の利用ユニットが接続されることになるため、圧縮機の運転周波数や熱源側ファンの回転数が増大し、運転音が過大なものとなり易い。しかしながら、騒音対策のために圧縮機の運転周波数の上限値や熱源側ファンの回転数の上限値に過度な制限をかけてしまうと、空気調和機としての性能が劣ることにもなりかねない。
(2)
上記実施形態では、利用者によりリモコン40を介して静音運転モードIが選択された場合には信号「1」が、静音運転モードIIが選択された場合には信号「2」が、静音運転モードIIIが選択された場合には信号「3」が生成され、この生成された信号は、直ちに利用ユニット3から熱源ユニット2へと送られるようになっている。このように、利用ユニット3側と熱源ユニット2側とでやりとりされるこれらの要望を表す信号が、静音運転モードの種類と同数の3種類で足り、これらの3種類に通常運転モード分の1種類を足した4種類の情報を最大で運転中の利用ユニット3の数だけ考慮することにより、設定すべき1の運転モードが決定されることになる。従って、熱源側制御部20の計算負荷も過小なものとなる。
(1)
空気調和機1の設置場所は住宅100に限定されず、空調対象となる空間が複数存在する他の形態の建物であってもよい。
(2)
圧縮機11は、インバータ圧縮機とオンオフ制御が為される定容量圧縮機とがそれぞれ任意の台数だけ組み合わされたものであってもよい。
上述のステップS64において、熱源側ファン19の回転数の上限値Lfを通常運転モードと同様の値にするのではなく、所定量又は所定率だけ増加させるように補正してもよいし、静音レベルを1段階下げるようにしてもよい。なお、このとき用いられる所定量又は所定率に関する情報は、例えば、予めメモリ25に記憶されていてよい。また、ステップS65において上限値Lfを補正する場合も同様である。
図4に詳細を示す3の静音運転モードI〜IIIが以下のようになっていてもよい。すなわち、静音運転モードIでは、圧縮機11の運転周波数の上限値Lc及び熱源側ファン19の回転数の上限値Lfがともに定格並みに設定される。そして、静音運転モードIIでは、上限値Lc,Lfがそれぞれ静音運転モードIの場合よりも所定率(例えば、10%〜30%)だけ低く設定される。静音運転モードIIIでは、上限値Lc,Lfがそれぞれ静音運転モードIIよりも所定率(例えば、10%〜30%)だけ低く設定される。さらに、この場合において、上限値Lc,Lfが運転中の利用ユニット30の総容量に応じて設定されるようになっていてもよく、例えば、静音運転モードII,IIIで上限値Lc,Lfを設定するためのパラメータである所定率の値が運転中の利用ユニット30の総容量に応じて変化するようになっていていてもよい。
2 熱源ユニット
3 利用ユニット
11 圧縮機
13 熱源側熱交換器
17a ガス側冷媒連絡配管
17b 液側冷媒連絡配管
19 熱源側ファン
20 熱源側制御部
22 運転モード割り当て部
23 運転モード設定部
24 ファン回転数補正部
26 優先利用ユニット設定部
41 運転モード選択部
42 能力優先設定部
62 外気温度センサ
R1,R2・・・,Rn 部屋
Claims (12)
- 静音レベルの異なる複数の運転モードに切り替え可能な熱源ユニット(2)と、前記熱源ユニット(2)に冷媒連絡配管(17a,17b)を介して接続され、複数の部屋(R1,R2・・・,Rn)に分散して設置される複数の利用ユニット(3)とを有する多室型空気調和機(1)の制御装置(20)であって、
前記複数の利用ユニット(3)のうち運転中の利用ユニット(3)のそれぞれに前記複数の運転モードのうち1の運転モードを割り当てる運転モード割り当て部(22)と、
前記運転モード割り当て部(22)により前記運転中の利用ユニット(3)のそれぞれに割り当てられた運転モードに基づいて、前記熱源ユニット(2)を前記複数の運転モードのうち1の運転モードに設定する運転モード設定部(23)と、
を備え、
前記運転モード設定部(23)は、前記運転中の利用ユニット(3)の全てに前記複数の運転モードのうち所定の運転モードが割り当てられている第1条件下では、前記熱源ユニット(2)を前記所定の運転モードに設定する、
多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記複数の運転モードには、通常運転モードと、前記通常運転モードよりも静音レベルが段階的に高くなる複数の静音運転モードとが含まれる、
請求項1に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記多室型空気調和機(1)は、
利用者に前記運転中の利用ユニット(3)を介して前記複数の運転モードのうち1の運転モードを選択させる運転モード選択部(41)、
をさらに有し、
前記運転モード割り当て部(22)は、前記運転モード選択部(41)を介して前記利用者により選択された運転モードに基づいて、前記運転中の利用ユニット(3)のそれぞれに前記複数の運転モードのうち1の運転モードを割り当てる、
請求項1又は2に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記熱源ユニット(2)は、
熱交換器(13)と、
前記熱交換器(13)に空気を送る熱源側ファン(19)と、
を有し、
前記熱源側ファン(19)の回転数には、前記複数の運転モードに応じて異なる制限が設定される、
請求項2に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記熱源ユニット(2)は、
圧縮機(11)、
を有し、
前記圧縮機(11)の運転周波数には、前記複数の運転モードに応じて異なる制限が設定される、
請求項2又は4に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記運転モード設定部(23)は、前記運転中の利用ユニット(3)の少なくとも1つに前記所定の運転モードが割り当てられており、かつ、前記運転中の利用ユニット(3)のうち残りの利用ユニット(3)が設置された部屋(R1,R2・・・,Rn)の要求する能力が全て所定値よりも小さい第2条件下では、前記熱源ユニット(2)を前記所定の運転モードに設定する、
請求項1から5のいずれかに記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記運転モード設定部(23)は、前記運転中の利用ユニット(3)の少なくとも1つに前記複数の静音運転モードのうち所定の静音運転モード又は前記所定の静音運転モードよりも静音レベルの高い静音運転モードが割り当てられている第3条件下では、前記熱源ユニット(2)を前記所定の静音運転モードよりも静音レベルの低い運転モードに設定しない、
請求項2,4又は5に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記多室型空気調和機(1)は、
前記複数の利用ユニット(3)のいずれか1つを優先する設定を受け付ける優先利用ユニット設定部(26)、
をさらに有し、
前記運転モード設定部(23)は、前記優先利用ユニット設定部(26)を介して優先の設定がされた利用ユニット(3)が運転中である第4条件下では、前記熱源ユニット(2)を前記優先の設定がされた利用ユニット(3)に割り当てられた運転モードに設定する、
請求項1から5のいずれかに記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記多室型空気調和機(1)は、
前記複数の利用ユニット(3)の少なくとも1つに能力の確保を優先させる設定を受け付ける能力優先設定部(42)、
をさらに有し、
前記運転モード設定部(23)は、前記能力優先設定部(42)を介して優先の設定がされた利用ユニット(3)が運転中である第5条件下では、前記熱源ユニット(2)を前記通常運転モードに設定する、
請求項2,4又は5に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - ファン回転数補正部(24)、
をさらに備え、
前記多室型空気調和機(1)は、
外気温度を取得する外気温度取得部(62)、
をさらに有し、
前記ファン回転数補正部(24)は、前記外気温度取得部(62)により取得された外気温度が所定の条件を満たす場合、前記静音運転モードで運転中の前記熱源ユニット(2)の前記熱源側ファン(19)の回転数を増加させるように補正する、
請求項4に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 前記ファン回転数補正部(24)は、前記外気温度取得部(62)により取得された外気温度が暖房運転時において第1温度よりも低いか、又は、冷房運転時において前記第1温度よりも高い第2温度よりも高い場合に、前記熱源側ファン(19)の回転数を増加させる、
請求項10に記載の多室型空気調和機(1)の制御装置(20)。 - 静音レベルの異なる複数の運転モードに切り替え可能な熱源ユニット(2)と、前記熱源ユニット(2)に冷媒連絡配管(17a,17b)を介して接続され、複数の部屋(R1,R2・・・,Rn)に分散して設置される複数の利用ユニット(3)とを有する多室型空気調和機(1)の制御方法であって、
前記複数の利用ユニット(3)のうち運転中の利用ユニット(3)のそれぞれに前記複数の運転モードのうち1の運転モードを割り当てる運転モード割り当てステップと、
前記運転中の利用ユニット(3)のそれぞれに割り当てられた運転モードに基づいて、前記熱源ユニット(2)を前記複数の運転モードのうち1の運転モードに設定する運転モード設定ステップと、
を備え、
前記運転モード設定ステップでは、前記運転中の利用ユニット(3)の全てに前記複数の運転モードのうち同じ1の運転モードが割り当てられている第1条件下では、前記熱源ユニット(2)がその同じ1の運転モードに設定される、
多室型空気調和機(1)の制御方法。
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