JP2013072619A

JP2013072619A - 多室型空気調和機

Info

Publication number: JP2013072619A
Application number: JP2011213946A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Izeki; 貴之井関; Yasuhiro Nakamura; 康裕中村; Mitsuhiro Kamata; 充博鎌田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-22

Abstract

【課題】運転される室内機の室内熱交換器容量（熱交換器凝縮能力）がある一定以下の場合であっても、圧縮機が保護停止するのを回避し快適性を維持することができる多室型空気調和機を提供すること。
【解決手段】本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機６を有する室外機１と、室外機１に接続可能な複数台の室内機とを有する多室型空気調和機であって、各室内機には室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段とを備え、室内熱交換器の温度に応じて圧縮機の回転数を決定し、複数台の室内機の運転から、単独の室内機の運転へ切り替わったときに、単独の室内機に配置された室内熱交換器の能力が所定の能力を下回る場合は、圧縮機の回転数を決定する室内熱交換器の温度の閾値を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一台の室外機に複数台の室内機を接続する多室型空気調和装置に関するものである。

従来の空気調和機では、暖房運転時において、圧縮機の保護の目的で、室内機の熱交換器温度がある設置値を超えると圧縮機の運転周波数を低下させるように制御されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５９−１１９１４９号公報

通常、室内負荷が高いとき（室内温度が高いとき）、複数台の室内機の運転から、単独の室内機の運転へ切り換えられた場合、室内熱交換器温度（圧縮機吐出圧力）が上昇するのを回避するために、室内機の熱交換器温度がある設置値を超えると圧縮機周波数が低下するように制御する。

しかしながら、接続されている室内機のうちで極端に室内熱交換器容量（熱交換器凝縮能力）の小さなものが存在している場合は、複数台の室内機の運転から、室内熱交換器容量の小さな室内機の単独運転に切り替わった場合は、室内熱交換器温度（圧縮機吐出圧力）が著しく上昇し、室内熱交換器温度が上昇するのを回避するための圧縮機周波数が低下が間に合わず、圧縮機が保護停止してしまい快適性を低下させてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、運転される室内機の室内熱交換器容量（熱交換器凝縮能力）がある一定以下の場合であっても、圧縮機が保護停止するのを回避し快適性を維持することができる多室型空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、室外機に接続可能な複数台の室内機とを有する多室型空気調和機であって、各室内機には室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段とを備え、室内熱交換器の温度に応じて圧縮機の回転数を決定し、複数台の室内機の運転から、単独の室内機の運転へ切り替わったときに、単独の室内機に配置された室内熱交換器の能力が所定の能力を下回る場合は、圧縮機の回転数を決定する室内熱交換器の温度の閾値を変更することにより、室内機の快適性に影響にない範囲内で圧縮機の運転周波数を早めに変更することにより、快適性の影響を回避することが可能となる。

本発明は、運転される室内機の室内熱交換器容量（熱交換器凝縮能力）がある一定以下の場合であっても、圧縮機が保護停止するのを回避し快適性を維持することができる多室型空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における多室型空気調和機の冷凍サイクル構成図同実施の形態１における多室型空気調和機のブロック図（ａ）同実施の形態１におけるパターンＡの圧縮機の周波数決定図（ｂ）同実施の形態１におけるパターンＢの圧縮機の周波数決定図

第１の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、室外機に接続可能な複数台の室内機とを有する多室型空気調和機であって、各室内機には室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段とを備え、室内熱交換器の温度に応じて圧縮機の回転数を決定し、複数台の室内機の運転から、単独の室内機の運転へ切り替わったときに、単独の室内機に配置された室内熱交換器の能力が所定の能力を下回る場合は、圧縮機の回転数を決定する室内熱交換器の温度の閾値を変更することにより、室内機の快適性に影響にない範囲内で圧縮機の運転周波数を早めに変更することにより、快適性の影響を回避することが可能となる。

第２の発明は、特に第１の発明において、単独の室内機に配置された室内熱交換器の能力が所定の能力を下回る場合には、上回る場合に比べて圧縮機の回転数を早く下げる方向となるように、室内熱交換器の温度の閾値を変更することにより、室内熱交換器の能力に合わせて適切な制御を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における多室型空気調和機の冷凍サイクルの構成図である。まず、図１を用いて本実施の形態における多室型空気調和機の構成について説明する。本実施の形態１における多室型空気調和機は、室外機１に二台の室内機２および室内機３が冷媒配管で接続されて構成されている。なお、室内機の台数は本実施の形態で示す二台に限定されるものではない。また、図１に示す実線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示すものである。

室外機１には、冷媒と大気とが熱交換を行う室外熱交換器４と、室外熱交換器４に送風する室外ファン５と、冷媒を圧縮し高温高圧の冷媒とする圧縮機６と、冷媒流路の順逆を変更する四方弁７と、冷媒を減圧する減圧装置８および減圧装置９とを備える。なお、本実施の形態では室内機が二台接続することが可能であるため、室内機の接続口は二箇所設けており、減圧装置８および減圧装置９は並列に配置されて冷凍サイクルを構成している。

また、室内機２には、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器１０と、室内熱交換器１０へ送風する室内ファン１１を配置し、室内機３には、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器１２と、室内熱交換器１２へ送風する室内ファン１３を配置している。

そして、室外機１に設けた接続口１４および接続口１６で室内機２と接続され、室外機１に設けた接続口１５および接続口１７で室内機３と接続される。接続口１４および接続口１５は冷房運転時において冷媒往き側となり、接続口１６および接続口１７は冷房運転時において冷媒戻り側となる。

以上のように構成された多室型空気調和機において、冷房運転時を例にとって冷媒の流
れを説明する。

まず、冷房運転時には、圧縮機６から吐出された冷媒が室外熱交換器４へ入るように四方弁７を切り換える。そして、室外熱交換器４を経由して減圧装置８および減圧装置９のそれぞれの流路に分岐される。その後、減圧装置８を経由する冷媒流路は、室内機２に設けられた室内熱交換器１０に流入し、接続口１６を経て室外機１に戻ってくる。

一方、減圧装置９を経由する冷媒流路は、室内機３に設けられた室内熱交換器１２へ流入し、接続口１７を経て室外機１に戻ってくる。そして、接続口１６および接続口１７を経て戻ってきた冷媒が合流し、再度、圧縮機６へ吸入される。

すなわち、冷房運転時には、圧縮機６、四方弁７、室外熱交換器４、減圧装置８（または減圧装置９）、室内熱交換器１０（または室内熱交換器１２）、四方弁７、圧縮機６の順で冷媒が流れるように冷凍サイクルが構成され、暖房運転時には、圧縮機６、四方弁７、室内熱交換器１０（または室内熱交換器１２）、減圧装置８（または減圧装置９）、室外熱交換器４、四方弁７、圧縮機６の順で冷媒が流れるように冷凍サイクルが構成される。

なお、減圧装置８および減圧装置９は、例えばステッピングモータ等により弁開度をパルス制御可能な電動膨張弁で構成され、圧縮機６は、インバータ駆動の容量（周波数）可変形圧縮機が用いられ、減圧装置８および減圧装置９は、室内の負荷に見合った開度となるようにステッピングモータ等によりパルス制御され、冷媒も室内負荷に応じた流量で制御される。

また、室内機２にはリモコン装置１４が有線もしくは無線で接続され、室内機３にはリモコン装置１５が有線もしくは無線で接続されている。

また、室内機２には、室内熱交換器１０の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段である温度センサ１９と、室内温度を検出する吸い込み温度検出手段である温度センサ１７と、室内熱交換器１０の熱交換器能力を設定する室内容量設定装置１８とを備えており、室内機３には、室内熱交換器１２の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段である温度センサ２２と、室内温度を検出する吸い込み温度検出手段である温度センサ２０と、室内熱交換器１２の熱交換器能力を設定する室内容量設定装置２１とを備えている。

さらに、室外機１には、圧縮機６の周波数を決定し変更指示を行ったり、減圧装置８または減圧装置９の開度を決定したりなどの、駆動機器を制御する制御装置１６が設けられており、マイクロコンピュータおよびその周辺回路等で構成されている。また、図２は制御装置１６のブロック図であり、図２に示すように、制御装置１６は、圧縮機６や減圧装置９などの駆動機器を制御する出力リレー回路２３と、判断を行う判定装置２４と、情報を記憶する記憶部２５とを備える。

以上のように構成された多室型空気調和機において、以下、圧縮機６の保護制御について説明する。

ユーザーは、リモコン装置１４（または、リモコン装置１５）を操作することによって、室内機２（または、室内機３）の運転モードの設定や、風量、風向の設定等を行う。そしてユーザーの好みの運転モードを設定し、室内機２（または室内機３）の運転を行う。以下、室内機２の運転を例にとって説明するが、室内機３でも同じような制御を行う。

まず、ユーザーがリモコン装置１４で暖房を選択し、設定温度Ｔａとして運転を開始す
ると、室内機２は吸い込み温度Ｔｈｉｎを検出し、設定温度Ｔａと吸い込み温度Ｔｈｉｎとの温度差によって運転状況を判断決定する。吸い込み温度Ｔｈｉｎの信号をサンプリング時間毎に受けて運転状況を判定装置２４で判断し、設定温度Ｔａと吸い込み温度Ｔｈｉｎとの差温ＴＸの信号によって圧縮機６の駆動周波数や室外ファン５の回転数を決定し、各駆動機構を制御する出力リレー回路２５へ信号を送る。

しかしながら、温度センサ１９で検出する室内熱交換器１０の温度が高くなると、圧縮機６の保護のために圧縮機６の周波数の制御を行う。具体的には、図３（ａ）に示すように、室内熱交換器１０の温度がＴｄ（例えば、５０℃）以下の時は、保護制御による圧縮機６の周波数の変更を行わないが、Ｔｃ（例えば、５４℃）を超えるとＸ秒毎（例えば、１５秒毎）にＡＨｚ（例えば、２Ｈｚ）の周波数を落とす制御を行う。

さらに、室内熱交換器１０の温度が、Ｔｂ（例えば、５７℃）を超えるとＸ秒毎にＢＨｚ（例えば、５Ｈｚ）の周波数を落とす制御を行い、Ｔａ（例えば、６０℃）を超えると圧縮機６の保護のために圧縮機６を停止する。なお、上述のＴａ〜Ｔｄの値は上記に限定されるものではなく、システムに応じて適宜変更可能であることはいうまでもない。

次に、多室型空気調和機の場合、室内機２と室内機３とを同時に運転している状態から、一方を停止したとき、例えば室内機３を停止した時に、室内機２に配置されている室内熱交換器１０の能力によっては、上記の圧縮機の保護制御では間に合わないくらい急激に室内熱交換器１０の温度が上昇してしまい、すぐに圧縮機６を停止してしまわなければならなくなってしまう。

そこで、本実施の形態では、図３（ｂ）に示すような室内熱交換器の温度の閾値を用いて圧縮機の保護制御を行う。

まず、室内容量設定装置１８によって設定されている熱交換器の能力が所定の能力（例えば、１．６Ｋｗ）以下かどうかを判断し、所定の能力以上であれば、従来から実施の図３（ａ）に示す閾値で保護制御を行い、所定の能力以下であれば、図３（ｂ）に示す閾値で保護制御を行う。以下、説明では図３（ａ）に基づく制御をパターンＡ制御とし、図３（ｂ）に基づく制御をパターンＢ制御とする。なお、パターンＡの閾値とパターンＢの閾値は記憶部２５に記憶されており、適宜読み出されて制御される。

次に、図３（ｂ）に基づく制御について説明する。単独運転になったときに室内熱交換器１０の能力が所定の能力以下であった場合には、室内熱交換器１０の温度がＴａ、Ｔｅ、Ｔｆ、Ｔｇに基づいて圧縮機６の運転周波数が制御される。

パターンＡとパターンＢとの差異は、室内熱交換器１０の温度の閾値が、ＴｂがＴｅへ変更され、ＴｃがＴｆへ変更され、ＴｄがＴｇへ変更されたことである。それぞれの関係はＴｂ＞Ｔｅ、Ｔｃ＞Ｔｆ、Ｔｄ＞Ｔｇとなっている。すなわち、室内熱交換器１０の温度の閾値が引き下げられたため、パターンＡに比べて室内熱交換器１０の温度が低いときに圧縮機６の周波数が引き下げられる制御が実施される。

このように、室内熱交換器１０の熱交換能力が小さい室内機の単独運転になったときには、パターンＡの保護制御から、パターンＡに比べて閾値が引き下げられたパターンＢの保護制御へ変更することによって、圧縮機６の運転停止を出来るだけ避けることができるので、快適性を維持しつつ、圧縮機６の保護が可能な空気調和機を提供することができる。

以上のように本発明にかかる多室型空気調和装置は、複数台接続された室内機のうち容量（能力）の小さな室内機が運転されたとき、快適性に影響のない範囲で早めに圧縮機周波数を低下することにより、快適性への影響を最小限に抑えることが可能となるので、ビル用マルチエアコン等の用途にも適用できる。

１室外機
６圧縮機

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、前記室外機に接続可能な複数台の室内機とを有する多室型空気調和機であって、各室内機には室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、前記室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段とを備え、前記室内熱交換器の温度に応じて前記圧縮機の回転数を決定し、複数台の室内機の運転から、単独の室内機の運転へ切り替わったときに、前記単独の室内機に配置された室内熱交換器の能力が所定の能力を下回る場合は、前記圧縮機の回転数を決定する前記室内熱交換器の温度の閾値を変更することを特徴とする多室型空気調和機。
前記単独の室内機に配置された室内熱交換器の能力が所定の能力を下回る場合には、上回る場合に比べて前記圧縮機の回転数を早く下げる方向となるように、前記室内熱交換器の温度の閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の多室型空気調和機。