JP2018077021A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】２個以上の膨張弁に室内機を接続した場合に、当該室内機への冷媒分流が適切に行える空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機１が冷房運転を行うとき、液管８ａが２本の液分管８ａａ、８ｂｂを介して膨張弁２４ａ、２４ｂに接続される大型室内機５ａについては、この大型室内機５ａに一端が接続されているガス管９ａの他端が接続される室外機ガス分管４５ａに設けられた低圧センサ３２で検出した吸入圧力を用いて、大型室内機５ａの室内熱交換器５１ａの冷媒出口側における冷媒過熱度ＳＨａが求められる。そして、求めた冷媒過熱度ＳＨａを用い加算パルス数テーブルを参照して加算パルス数Ｘａｄｄを抽出し、上記大型室内機５ａに対応する２個の膨張弁２４ａ、２４ｂに現在加えているパルス数Ｘａ、Ｘｂの各々に加算パルス数Ｘａｄｄを加えた新たなパルス数Ｘａ、Ｘｂを膨張弁２４ａ、２４ｂに加える。【選択図】図１

Description

本発明は、室外機に、小型・大型等の能力の異なる複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和機に関する。

従来、空気調和機としては、１台の室外機に複数台の室内機が液管およびガス管で接続され、複数台の室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転を行うことが可能であるものが知られている。このような空気調和機の室外機には、室内機の台数と同数の膨張弁が設けられているが、通常、能力が小さな室内機（以降、小型室内機と記載）が接続されることを想定して、各膨張弁の弁口径を小型室内機に合せている。そのため、小型室内機より能力が大きな室内機（以降、大型室内機と記載）を接続することができないという問題がある。

上記のような問題を解決するものとして、特許文献１には、室外機と、この室外機に液管とガス管を介して並列に接続される少なくとも１台の大型室内機と少なくとも１台の小型室内機を有し、室外機には、液管の一端が接続される液管接続部とガス管の一端が接続されるガス管接続部で形成される配管接続部を室内機の台数より多い数量設けている空気調和機が提案されている。室外機には、弁口径が同一でかつ弁口径を小型室内機に合せた膨張弁が上記配管接続部と同数設けられ、各膨張弁は、一端が液管接続部に接続される室外機液管（他端は室外熱交換器に接続される）に配置されている。

そして、この空気調和機に大型室内機を室外機に接続する際、液管側については、当該大型室内機に接続されている液管の室外機側の端部を２本以上に分岐して２個以上の液側接続部に接続することで、大型室内機を２個以上の膨張弁に接続する。一方、ガス管側については、大型室内機に接続されている１本のガス管を上記いずれかの液側接続部と対をなすガス管接続部に接続する。

特許文献１に記載の空気調和機であれば、大型室内機を必要としない場合には小型室内機のみを配管接続部を介して室外機に接続することができ、大型室内機を必要とする場合はその能力に応じて複数個の液管接続部を介して複数個の膨張弁に接続することができる。これにより、空気調和機の設置環境に応じて、室外機に接続する複数の室内機の機種選択の自由度が高められる。

特開２０１３−７６５０１号公報

ところで、上記のような空気調和機で冷房運転を行うとき、各室内機の室内熱交換器で蒸発し各室内熱交換器から流出してガス管を流れる冷媒の温度に基づいて各膨張弁の開度を調整することで、各室内機への冷媒分流がなされる。例えば、蒸発器として機能する各室内機の室内熱交換器の冷媒出口側における冷媒の過熱度が、室内機毎に予め定められた目標過熱度となるように各膨張弁の開度が調整されて、各室内機で要求される能力に見合った冷媒量となるように冷媒が分流される。

しかし、特許文献１に記載の空気調和機では、上述したようにガス管側の接続は、大型室内機と液管を介して接続される複数個の液管接続部のうちのいずれか１つの液管接続部と対をなすガス管接続部にしか当該大型室内機に接続されているガス管は接続されない。従って、ガス管を流れる冷媒の温度が検出できるのは上記室外機に接続されているガス管のみであり、これ以外のガス管が接続されないガス側接続部と対をなす液管接続部に対応する膨張弁の開度調整が行えないという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、２個以上の膨張弁に室内機を接続した場合に、全ての膨張弁の開度調整が行える空気調和機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室外機と室内機と室外機と室内機が液管と複数のガス管で接続された冷媒回路を有し、室内機は室内熱交換器を有し、室外機は室外熱交換器と室外熱交換器に対して並列に接続された弁口径が同一である複数個の膨張弁を有する。また、液管には、当該液管の一端に複数の液分管が接続される。室内機が、２個以上の膨張弁にこの膨張弁の個数と同本数の液分管および１本の液管で接続されるともに、室外機と１本の前記ガス管で接続される。そして、室外機には、室内機の室内熱交換器が蒸発器として機能する場合に室内熱交換器から流出する冷媒の温度である蒸発器出口温度を検出するガス側温度検出手段を有し、ガス側温度検出手段で検出した蒸発器出口温度に基づいて、当該室内機が接続されている各膨張弁の開度が調整される。

上記のように構成した本発明の空気調和機は、大型室内機と室外機を接続しているガス管を流れる冷媒の温度に基づいて、大型室内機が接続されている複数個の膨張弁開度を調整することができる。

本発明の実施形態である空気調和機の説明図であり、（Ａ）が冷媒回路図、（Ｂ）が室外機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、加算パルス数テーブルである。 本発明の実施形態における、室外機制御手段が行う処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が冷媒配管で並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和機を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和機１は、４個の液側閉鎖弁２７と４個のガス側閉鎖弁２８を有する１台の室外機２と、１台の大型室内機５ａと、２台の能力が同じでかつ大型室内機５ａより能力の小さい小型室内機５ｂ、５ｃの合計３台の室内機を有する。そして、室外機２に大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃが、同じ配管径を有する３本の液管８ａ、８ｂ、８ｃと、同じ配管径を有する３本のガス管９ａ、９ｂ、９ｃと、同じ配管径を有する液分管８ａａおよび液分管８ａｂで並列に接続されている。

具体的には、液管８ａの一端は大型室内機５ａの液管接続部５２ａに接続され、液管８ａの他端は液分管８ａａ、８ａｂの各々の一端と接続されている。そして、液分管８ａａの他端が室外機２の液側閉鎖弁２７ａに、液分管８ａｂの他端が室外機２の液側閉鎖弁２７ｂにそれぞれ接続されている。また、液管８ｂの一端は小型室内機５ｂの液管接続部５２ｂに接続され、液管８ｂの他端は室外機２の液側閉鎖弁２７ｃに接続されている。そして、液管８ｃの一端は小型室内機５ｃの液管接続部５２ｃに接続され、液管８ｃの他端は室外機２の液側閉鎖弁２７ｄに接続されている。

ガス管９ａの一端は大型室内機５ａのガス管接続部５３ａに接続され、ガス管９ａの他端は室外機２のガス側閉鎖弁２８ａに接続されている。また、ガス管９ｂの一端は小型室内機５ｂのガス管接続部５３ｂに接続され、ガス管９ｂの他端は室外機２のガス側閉鎖弁２８ｃに接続されている。そして、ガス管９ｃの一端は小型室内機５ｃのガス管接続部５３ｃに接続され、ガス管９ｃの他端は室外機２のガス側閉鎖弁２８ｄに接続されている。
以上のように、室外機２と大型室内機５ａと小型室内機５ｂ、５ｃが各冷媒配管で接続されて、空気調和機１の冷媒回路１０が構成されている。

室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、４個の膨張弁２４ａ〜２４ｄと、アキュムレータ２５と、室外ファン２６と、上述した４個の液側閉鎖弁２７ａ〜２７ｄおよび４個のガス側閉鎖弁２８ａ〜２８ｄと、室外機制御手段２００を備えている。そして、室外ファン２６および室外機制御手段２００を除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出口と四方弁２２のポートａが吐出管４１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側とアキュムレータ２５の冷媒流出側が吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。上述したように、ポートａと圧縮機２１の冷媒吐出口が吐出管４１で接続されている。ポートｂと室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口が冷媒配管４３で接続されている。ポートｃとアキュムレータ２５の冷媒流入側が冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄには室外機ガス管４５の一端が接続されている。

室外機ガス管４５の他端には、同じ配管径を有する４本の室外機ガス分管４５ａ〜４５ｄの各々の一端が接続されている。室外機ガス分管４５ａの他端はガス側閉鎖弁２８ａに接続されている。室外機ガス分管４５ｂの他端はガス側閉鎖弁２８ｂに接続されている。室外機ガス分管４５ｃの他端はガス側閉鎖弁２８ｃに接続されている。室外機ガス分管４５ｄの他端はガス側閉鎖弁２８ｄに接続されている。

室外熱交換器２３は、室外ファン２６の回転により図示しない吸込口から室外機２の内部に取り込まれた外気と冷媒を熱交換させる。上述したように、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と四方弁２２のポートｂが冷媒配管４３で接続されている。また、室外熱交換器２３の他方の冷媒出入口には室外機液管４４の一端が接続されている。室外熱交換器２３は、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は凝縮器として機能し、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は蒸発器として機能する。

室外機液管４４の他端には、同じ配管径を有する４本の室外機液分管４４ａ〜４４ｄの各々の一端が接続されている。室外機液分管４４ａの他端は液側閉鎖弁２７ａに接続されている。室外機液分管４４ｂの他端は液側閉鎖弁２７ｂに接続されている。室外機液分管４４ｃの他端は液側閉鎖弁２７ｃに接続されている。室外機液分管４４ｄの他端は液側閉鎖弁２７ｄに接続されている。

４個の膨張弁２４ａ〜２４ｄは、弁口径が全て同じでありかつ弁口径は小型室内機５ｂ、５ｃに合せられており、全て室外機制御手段２００によりその開度が制御される。膨張弁２４ａは室外機液分管４４ａに設けられる。また、膨張弁２４ｂは室外機液分管４４ｂに設けられる。膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの開度を制御することによって、液分管８ａａ、８ａｂ、および液管８ａを介して膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂに接続される大型室内機５ａに流れる冷媒量が調整される。膨張弁２４ｃは室外機液分管４４ｃに設けられる。膨張弁２４ｃの開度を制御することによって、膨張弁２４ｃに接続される小型室内機５ｂに流れる冷媒量が調整される。膨張弁２４ｄは室外機液分管４４ｄに設けられる。膨張弁２４ｄの開度を制御することによって、膨張弁２４ｄに接続される小型室内機５ｃに流れる冷媒量が調整される。
尚、膨張弁２４ａ〜２４ｄは、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整される。

アキュムレータ２５は、上述したように、冷媒流入側と四方弁２２のポートｃが冷媒配管４６で接続され、冷媒流出側と圧縮機２１の冷媒吸入口が吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２５は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを吸入管４２を介して圧縮機２１に吸入させる。

室外ファン２６は、室外熱交換器２３の近傍に配置される樹脂材で形成されたプロペラファンであり、図示しないファンモータによって室外ファン２６が回転することで、室外機２に設けられた図示しない吸込口から室外機２の内部に外気を取り込み、室外熱交換器２３を流れる冷媒と熱交換した外気を室外機２に設けられた図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２５の冷媒流入側近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度を検出する吸入温度センサ３４が設けられている。

室外機液管４４における室外熱交換器２３の近傍には、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する際に室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ３５が設けられている。室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３８が設けられている。

室外機液分管４４ａにおける膨張弁２４ａと液側閉鎖弁２７ａの間には、室外機液分管４４ａを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ａが設けられている。室外機液分管４４ｂにおける膨張弁２４ｂと液側閉鎖弁２７ｂの間には、室外機液分管４４ｂを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ｂが設けられている。室外機液分管４４ｃにおける膨張弁２４ｃと液側閉鎖弁２７ｃの間には、室外機液分管４４ｃを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ｃが設けられている。そして、室外機液分管４４ｄにおける膨張弁２４ｄと液側閉鎖弁２７ｄの間には、室外機液分管４４ｄを流れる冷媒の温度を検出する液側温度センサ３６ｄが設けられている。

室外機ガス分管４５ａには、室外機ガス分管４５ａを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ａが設けられている。室外機ガス分管４５ｂには、室外機ガス分管４５ｂを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ｂが設けられている。室外機ガス分管４５ｃには、室外機ガス分管４５ｃを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ｃが設けられている。そして、室外機ガス分管４５ｄには、室外機ガス分管４５ｄを流れる冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３７ｄが設けられている。

尚、空気調和機１が冷房運転を行うときに、ガス側温度センサ３７ａ〜３７ｄで検出する冷媒の温度が、本発明の蒸発器出口温度に相当する。また、ガス側温度センサ３７ａ〜３７ｄが、本発明のガス側温度検出手段に相当する。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２６の駆動状態、大型室内機５ａや小型室内機５ｂ、５ｃから送信される運転情報（運転／停止情報や設定温度情報等を含む）等を記憶する。通信部２３０は、各室内機との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。ＣＰＵ２１０は、センサ入力部２４０を介して各種センサでの検出値を定期的（例えば、１分毎）に取り込むとともに、大型室内機５ａや小型室内機５ｂ、５ｃから送信される運転開始／停止を示す運転状態や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ信号が通信部２３０を介して入力される。ＣＰＵ２１０は、これら入力された各種情報に基づいて、各膨張弁２４の開度調整、圧縮機２１や室外ファン２６の駆動制御を行う。

次に、１台の大型室内機５ａと２台の小型室内機５ｂ、５ｃについて説明する。２台の小型室内機５ｂ、５ｃは、ともに同じ能力であり、例えば冷房能力が２．３ＫＷである。大型室内機５ａは、小型室内機５ｂ、５ｃより能力が大きく、例えば冷房能力が５．２ＫＷである。従って、大型室内機５ａの室内熱交換器５１ａは、小型室内機５ｂ、５ｃの室内熱交換器５１ｂ、５１ｃと比べて伝熱面積が大きくなるように大きく形成されており、また、大型室内機５ａの室内ファン５４ａも、小型室内機５ｂ、５ｃの室内ファン５４ｂ、５４ｃと比べて同じ回転数における送風量が多くなるように大きく形成されている。

上述した能力や、能力の違いに起因する室内熱交換器や室内ファンの大きさの違いを除いて、大型室内機５ａと小型室内機５ｂ、５ｃは全て同じ構成を有するため、以下の説明では大型室内機５ａについてのみ説明を行い、小型室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。尚、図１（Ａ）では、大型室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂあるいはｃにそれぞれ変更したものが、大型室内機５ａの構成装置と対応する小型室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

大型室内機５ａは、室内熱交換器５１ａと、液管接続部５２ａと、ガス管接続部５３ａと、室内ファン５４ａを備えている。そして、室内ファン５４ａを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０ａを構成している。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と、室内ファン５４ａの回転により大型室内機５ａに備えられた図示しない吸込口から大型室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口と液管接続部５２ａが室内機液管７１ａで接続されている。室内熱交換器５１ａの他方の冷媒出入口とガス管接続部５３ａが室内機ガス管７２ａで接続されている。尚、液管接続部５２ａやガス管接続部５３ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等によって接続されている。
室内熱交換器５１ａは、大型室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、大型室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。

室内ファン５４ａは、室内熱交換器５１ａの近傍に配置される樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から大型室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を大型室内機５ａに備えられた図示しない吹出口から室内へ供給する。また、大型室内機５ａの図示しない吸込口付近には、大型室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６１ａが備えられている。

次に、本実施形態の空気調和機１が空調運転を行うときの冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作を、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃが冷房運転を行う場合について説明し、空気調和機１が暖房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は、冷媒回路１０における冷房運転時の冷媒の流れを示している。

空気調和機１が冷房運転を行う場合、四方弁２２が図１（Ａ）に実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するように、また、ポートｃとポートｄが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０が図１（Ａ）に矢印で示す方向に冷媒が流れる状態となり、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。

上記のような冷媒回路１０の状態で圧縮機２１が起動すると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は吐出管４１から四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２６の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。

室外熱交換器２３から室外機液管４４に流出した冷媒は、４本の室外機液分管４４ａ〜４４ｄに分流する。このとき、室外機液分管４４ａを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ａを介して液分管８ａａに流出する。また、、室外機液分管４４ｂを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ｂを介して液分管８ａｂに流出する。そして、液分管８ａａと液分管８ａｂを流れる冷媒はそれぞれ液管８ａに流出して液管８ａで合流する。また、室外機液分管４４ｃを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ｃを介して液管８ｃに流出する。そして、室外機液分管４４ｄを流れる冷媒は、液側閉鎖弁２７ｃを介して液管８ｄに閉鎖弁２７ｄを介して液管８ｄに流出する。

液管８ａを流れる冷媒は、大型室内機５ａの液管接続部５２ａを介して大型室内機５ａに流入する。大型室内機５ａに流入した冷媒は、室内機液管７１ａを流れて室内熱交換器５１ａに流入し、室内ファン５４ａの回転により大型室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。また、液管８ｂを流れる冷媒は、小型室内機５ｂの液管接続部５２ｂを介して小型室内機５ｂに流入する。小型室内機５ｂに流入した冷媒は、室内機液管７１ｂを流れて室内熱交換器５１ｂに流入し、室内ファン５４ｂの回転により小型室内機５ｂの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。そして、液管８ｃを流れる冷媒は、小型室内機５ｃの液管接続部５２ｃを介して小型室内機５ｃに流入する。小型室内機５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ｃを流れて室内熱交換器５１ｃに流入し、室内ファン５４ｃの回転により小型室内機５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。

このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃの吹出口から室内に吹き出されることによって、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃが設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａを流れ、ガス管接続部５３ａを介してガス管９ａに流出する。ガス管９ａを流れる冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ａを介して室外機２に流入し、ガス側閉鎖弁２８ａから室外機ガス分管４５ａに流入する。また、室内熱交換器５１ｂから流出した冷媒は室内機ガス管７２ｂを流れ、ガス管接続部５３ｂを介してガス管９ｂに流出する。ガス管９ｂを流れる冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ｃを介して室外機２に流入し、ガス側閉鎖弁２８ｃから室外機ガス分管４５ｃに流入する。そして、室内熱交換器５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ｃを流れ、ガス管接続部５３ｃを介してガス管９ｃに流出する。ガス管９ｃを流れる冷媒は、ガス側閉鎖弁２８ｄを介して室外機２に流入し、ガス側閉鎖弁２８ｄから室外機ガス分管４５ｄに流入する。

各室外機ガス分管４５ａ、４５ｃ、４５ｄを流れる冷媒は室外機ガス管４５に流入して室外機ガス管４５で合流し、室外機ガス管４５を流れて四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２８、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。尚、ガス管が接続されていないガス側閉鎖弁２８ｂは封止されている。

尚、空気調和機１が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

上記のように空気調和機１が冷房運転を行うとき、膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度は、図２に示す加算パルス数テーブル３００に基づいて調整される。尚、これ以降の説明では、冷房運転時に蒸発器として機能する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側（ガス管接続部５３ａ〜５３ｃ側）における冷媒過熱度をＳＨ（室内機５ａ〜５ｃに対して個別に言及する必要がある場合は、ＳＨａ〜ＳＨｃ）、現在各膨張弁２４ａ〜２４ｄに加えられているパルス数をＸ（膨張弁２４ａ〜２４ｄに対して個別に言及する必要がある場合は、Ｘａ〜Ｘｄ）、このパルス数Ｘに加算される加算パルス数をＸａｄｄとする。

図２に示す加算パルス数テーブル３００は、予め試験等を行って求められて室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶されているものであり、冷媒過熱度ＳＨ（単位：ｄｅｇ）に応じて加算パルス数Ｘａｄｄ（単位：ｐｌｓ）が定められている。加算パルス数テーブル３００では、冷媒過熱度ＳＨが２ｄｅｇ未満であるときの加算パルス数Ｘａｄｄは０ｐｌｓとされている。つまり、冷媒過熱度ＳＨが２ｄｅｇ未満のときは、膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度を大きくしない。

一方、冷媒過熱度ＳＨが２ｄｅｇ以上であるときは、冷媒過熱度ＳＨが大きくなるのにつれて加算パルス数Ｘａｄｄは大きくされている、つまり、冷媒過熱度ＳＨが大きくなるのにつれて膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度を大きくする。具体的には、冷媒過熱度ＳＨが２ｄｅｇ以上４ｄｅｇ未満であるときの加算パルス数Ｘａｄｄは１ｐｌｓ、冷媒過熱度ＳＨが４ｄｅｇ以上６ｄｅｇ未満であるときの加算パルス数Ｘａｄｄは２ｐｌｓ、冷媒過熱度ＳＨが６ｄｅｇ以上８ｄｅｇ未満であるときの加算パルス数Ｘａｄｄは４ｐｌｓ、冷媒過熱度ＳＨが８ｄｅｇ以上であるときの加算パルス数Ｘａｄｄは８ｐｌｓとされている。

空気調和機１が冷房運転を行うとき、蒸発器として機能する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側における冷媒の過熱度が所定値、例えば１ｄｅｇとなるように調整されることで、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃでの要求能力に見合った冷媒分流がなされる。具体的には、低圧センサ３２で検出した吸入圧力を用いて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃにおける低圧飽和温度を算出し、ガス側温度センサ３７ａ、３７ｃ、および３７ｄで検出した室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの蒸発器出口温度から低圧飽和温度を減じて室内機５ａ〜５ｃの各々の冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃを求める。

そして、図２に示す加算パルス数テーブル３００を参照し、求めた各冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃに応じて、現在膨張弁２４ａ〜２４ｄの各々に加えているパルス数Ｘａ〜Ｘｄに加算する加算パルス数Ｘａｄｄを抽出して、現在の各パルス数Ｘａ〜Ｘｄにこの加算パルス数Ｘａｄｄを加算した新たなパルス数Ｘａ〜Ｘｄを膨張弁２４ａ〜２４ｄに加える。このように、現在の冷媒過熱度ＳＨに応じて膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度を調整することで、冷媒過熱度ＳＨが１ｄｅｇになるように調整される。

ここで、液管８ａおよび液分管８ａａ、８ａｂを介して膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂに接続される大型室内機５ａについては、この大型室内機５ａに接続されているガス管９ａの他端がガス側閉鎖弁２８ａを介して接続される室外機ガス分管４５ａに設けられたガス側温度センサ３７ａで検出した室内熱交換器５１ａの蒸発器出口温度を用いて、大型室内機５ａの室内熱交換器５１ａの冷媒出口側における冷媒過熱度ＳＨａが求められる。また、大型室内機５ａが冷房運転を開始したときは、膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂに同じ値の初期パルス数（後述する初期パルス数ＸｅａとＸｅｂ）が加えられる。

そして、求めた冷媒過熱度ＳＨａを用い加算パルス数テーブル３００を参照して加算パルス数Ｘａｄｄを抽出し、大型室内機５ａに接続されている膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの各々に加えている同じパルス数である初期パルス数ＸｅａとＸｅｂに、同じ加算パルス数Ｘａｄｄを加えて新たなパルス数Ｘａとパルス数Ｘｂを求め、この新たなパルス数Ｘａとパルス数Ｘｂを膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂにそれぞれ加える。これ以降も上記と同様に、現在のパルス数Ｘａ、Ｘｂに同じ加算パルス数Ｘａｄｄを加えて新たなパルス数Ｘａとパルス数Ｘｂを求めて膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂにそれぞれ加える。これにより、ガス側温度センサ３７ａで検出した室外機ガス分管４５ａを流れる冷媒の温度を用いて、膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの開度調整を同じように行うことができるので、大型室内機５ａで必要な量の冷媒を大型室内機５ａに適切に分流させることができる。

次に、上述した本実施形態の空気調和機が冷房運転を行うときの膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度調整に関わる処理について、主に図３を用いて説明する。図３は、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が、冷房運転時に行う膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度調整に関わる処理を示すフロ−チャートである。図３に示すフローチャートにおいて、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図３は、本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、冷房運転時に使用者が指示した設定温度や風量等の運転条件に応じた制御といった、空気調和機１に関わる一般的な処理については説明を省略する。

また、これ以降の説明では、先に定めた冷媒過熱度ＳＨ（ＳＨａ〜ＳＨｃ）、現在のパルス数Ｘ（Ｘａ〜Ｘｄ）、加算パルス数Ｘａｄｄに加えて、低圧センサ３２で検出する吸入圧力をＰｓ、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能するときのガス側温度センサ３７ａ、３７ｃ、および３７ｄで検出した各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの蒸発器出口温度をＴｅｏ（室内機５ａ〜５ｃに対して個別に言及する必要がある場合は、Ｔｅｏａ、ＴｅｏｃおよびＴｅｏｄ）、吸入圧力Ｐｓを用いて算出する低圧飽和温度をＴｔｈｌ、外気温度センサ３８で検出する外気温度をＴｏ、冷房運転開始時に膨張弁２４ａ〜２４ｄに加えられる初期パルス数をＸｅ（膨張弁２４ａ〜２４ｄに対して個別に言及する必要がある場合は、Ｘｅａ〜Ｘｅｄ）とする。

まず、ＣＰＵ２１０は、使用者の運転指示が冷房運転指示であるか否かを判断する（ＳＴ１）。冷房運転指示でなければ（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転の開始処理である暖房運転開始処理を実行する（ＳＴ１２）。ここで、暖房運転開始処理とは、ＣＰＵ２１０が四方弁２２を操作して冷媒回路１００を暖房サイクルとすることであり、暖房運転を開始するときに行われる処理である。そして、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１や室外ファン２６を所定の回転数で起動するとともに膨張弁２４ａ〜２４ｄの開度を調整し、また、通信部２３０を介して大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃに対し室内ファン５４ａ〜５４ｃの駆動制御を行うよう指示して暖房運転の制御を開始し（ＳＴ１３）、ＳＴ９に処理を進める。

ＳＴ１において、冷房運転指示であれば（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、冷房運転開始処理を実行する（ＳＴ２）。ここで、冷房運転開始処理とは、ＣＰＵ２１０が四方弁２２を操作して冷媒回路１００を図１（Ａ）に示す状態、つまり、冷媒回路１００を冷房サイクルとすることであり、冷房運転を開始するときに行われる処理である。

次に、ＣＰＵ２１０は、外気温度センサ３８で検出した外気温度Ｔｏをセンサ入力部２４０を介して取り込み、取り込んだ外気温度Ｔｏと圧縮機２１の回転数を用いて膨張弁２４ａ〜２４ｄに加える初期パルス数Ｘｅａ〜Ｘｅｄを決定し（ＳＴ３）、決定した初期パルス数Ｘｅａ〜Ｘｅｄを膨張弁２４ａ〜２４ｄに加えるパルス数Ｘａ〜Ｘｄとして膨張弁２４ａ〜２４ｄに加える（ＳＴ４）。尚、図示は省略するが、室外機制御手段２００の記憶部２２０には、外気温度Ｔｏと圧縮機２１の回転数に対応させて初期パルス数Ｘｅａ〜Ｘｅｄを定めたテーブルが記憶されており、ＣＰＵ２１０は、このテーブルを参照して初期パルス数Ｘｅａ〜Ｘｅｄを決定している。尚、大型室内機５ａが接続される膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂに加えられる初期ハルス数ＸｅａとＸｅｂは、同じ値とされている。

次に、ＣＰＵ２１０は、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃからの要求能力に応じた回転数で圧縮機２１や室外ファン２６を起動する（ＳＴ５）。このとき、ＣＰＵ２１０は、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃに対し、通信部２３０を介して冷房運転を開始する旨の運転開始信号を送信する。運転開始信号を受信した大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃは、使用者の風量指示に応じた回転数で室内ファン５４ａ〜５４ｃを起動する。

次に、ＣＰＵ２１０は、低圧センサ３２で検出した吸入圧力Ｐｓと各ガス側温度センサ３７で検出した各蒸発器出口温度Ｔｅｏａ、ＴｅｏｃおよびＴｅｏｄをセンサ入力部２４０を介して取り込み、吸入圧力Ｐｓを用いて低圧飽和温度Ｔｔｈｌを算出する（ＳＴ６）。尚、吸入圧力Ｐｓおよび各蒸発器出口温度Ｔｅｏａ、ＴｅｏｃおよびＴｅｏｄは、所定時間毎（例えば、５秒毎）にＣＰＵ２１０が取り込んで記憶部２２０に記憶している。また、低圧飽和温度Ｔｔｈｌは、吸入圧力Ｐｓを取り込む毎に算出して記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ６で取り込んだ蒸発器出口温度Ｔｅｏａ、ＴｅｏｃおよびＴｅｏｄと、ＳＴ６で算出した低圧飽和温度Ｔｔｈｌを用いて室内機５ａ〜５ｃの各冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃを算出し、算出した冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃを用い記憶部２２０に記憶している加算パルス数テーブル３００を参照して、各膨張弁２４ａ〜２４ｄ毎の加算パルス数Ｘａｄｄを抽出する（ＳＴ７）。前述したように、冷媒過熱度ＳＨａ〜ＳＨｃは、各蒸発器出口温度Ｔｅｏａ、ＴｅｏｃおよびＴｅｏｄから低圧飽和温度Ｔｔｈｌを減じて求められる。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ７で抽出した各膨張弁２４ａ〜２４ｄ毎の加算パルス数Ｘａｄｄを、現在膨張弁２４ａ〜２４ｄに加えているパルス数Ｘａ〜Ｘｄにそれぞれ加算して新たなパルス数Ｘａ〜Ｘｄを求め、このパルス数Ｘを膨張弁２４ａ〜２４ｄに加える（ＳＴ８）。尚、前述したように、大型室内機５ａが接続される膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂにそれぞれ加える加算パルス数Ｘａｄｄは、冷媒過熱度ＳＨａを用いて決定するので、現在膨張弁２４ａに加えているパルス数Ｘａに加算パルス数Ｘａｄｄを加えた値と、現在膨張弁２４ｂに加えているパルス数Ｘｂに加算パルス数Ｘａｄｄを加えた値は同じ値となる。
ＳＴ８の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ９に処理を進める。

ＳＴ９において、ＣＰＵ２１０は、使用者による運転モード切替指示があるか否かを判断する。ここで、運転モード切替指示とは、現在の運転（ここでは冷房運転）から別の運転（暖房運転）への切替を指示するものである。運転モード切替指示がある場合は（ＳＴ９−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１に処理を戻す。運転モード切替指示がない場合は（ＳＴ９−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、使用者による運転停止指示があるか否かを判断する（ＳＴ１０）。ここで、運転停止指示とは、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃの全ての運転停止を指示するものである。

運転停止指示があれば（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、運転停止処理を実行し（ＳＴ１１）、処理を終了する。運転停止処理では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１や室外ファン２６を停止するとともに膨張弁２４ａ〜２４ｄを全閉とする。また、ＣＰＵ２１０は、大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃに対し通信部２３０を介して運転を停止する旨の運転停止信号を送信する。運転停止信号を受信した大型室内機５ａおよび小型室内機５ｂ、５ｃは、室内ファン５４ａ〜５４ｃを停止する。

ＳＴ１０において運転停止指示がなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在の運転が冷房運転であるか否かを判断する（ＳＴ１４）。現在の運転が冷房運転であれば（ＳＴ１４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ５に処理を戻す。現在の運転が冷房運転でなければ（ＳＴ１４−Ｎｏ）、つまり、現在の運転が暖房運転であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１３に処理を戻す。

以上説明したように、本発明の空気調和機１は、小型室内機５ｂ、５ｃより能力の大きい大型室内機５ａを室外機２に接続する際に、室外機２の膨張弁２４ａおよび膨張弁２４ｂと大型室内機５ａを、液管８ａおよび液分管８ａａと液分管８ａｂで接続しても、室外機２と大型室内機５ａを接続するガス管９ａに対応する室外機ガス分管４５ａに設けられたガス側温度センサ３７ａの検出値を用いて膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂの開度調整を同様に行う。このため、膨張弁２４ａと膨張弁２４ｂのの開度調整が確実に行える。

尚、以上説明した実施形態では、室外機２に弁口径が同じ膨張弁が４個設けられ、４個の膨張弁のうちの２個に大型室内機５ａが接続されるとともに残り２個の膨張弁の各々に小型室内機５ｂ、５ｃが接続される場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、４個の膨張弁のうち３個に１台の大型室内機が接続されるとともに残り１個の膨張弁に１台の小型室内機が接続されてもよい。また、室外機に弁口径が同じ膨張弁が２個設けられ、２台の小型室内機を接続するあるいは１台の大型室内機を接続することが選択できるような空気調和機に適用できる等、室外機に設ける膨張弁の個数とこの室外機に接続する室内機の能力や台数を適宜組み合わせることができる空気調和機に適用できる。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ 大型室内機
５ｂ、５ｃ 小形室内機
８ａ〜８ｃ 液管
８ａａ、８ａｂ 液分管
９ａ〜９ｄ ガス管
２１ 圧縮機
２２ 四方弁
２３ 室外熱交換器
２４ａ〜２４ｄ 膨張弁
３２ 低圧センサ
３７ａ〜３７ｄ ガス側温度センサ
３８ 外気温度センサ
５１ 室内熱交換器
２００ 室外機制御部
２１０ ＣＰＵ
２２０ 記憶部
２４０ センサ入力部
３００ 加算パルス数テーブル
Ｐｓ 吸入圧力
ＳＨ 過熱度
Ｔｅｏ 蒸発器出口温度
Ｔｔｈｌ 低圧飽和温度
Ｔｏ 外気温度
Ｘ パルス数
Ｘｅ 初期パルス数
Ｘａｄｄ 加算パルス数

Claims (1)

1. 室外機と、室内機と、前記室外機と前記室内機が液管と複数のガス管で接続された冷媒回路を有し、
   前記室内機は、室内熱交換器を有し、
   前記室外機は、室外熱交換器と、同室外熱交換器に対して並列に接続された弁口径が同一である複数個の膨張弁を有し、
   前記液管には、当該液管の一端に複数の液分管が接続され、
   前記室内機が、２個以上の前記膨張弁に同膨張弁の個数と同本数の前記液分管および１本の前記液管で接続されるともに、前記室外機と１本の前記ガス管で接続される空気調和機であって、
   前記室外機には、前記室内機の室内熱交換器が蒸発器として機能する場合に同室内熱交換器から流出する冷媒の温度である蒸発器出口温度を検出するガス側温度検出手段を有し、
   前記ガス側温度検出手段で検出した蒸発器出口温度に基づいて、当該室内機が接続されている前記各膨張弁の開度が調整される、
   ことを特徴とする空気調和機。

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