JP6733424B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも１台の室外機に複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to at least one outdoor unit by a refrigerant pipe.
従来、少なくとも１台の室外機に複数台の室内機が液管とガス管で接続された空気調和装置では、室外機や各室内機の設置状態によっては冷媒が流れにくい室内機が発生し、当該室内機で十分な空調能力が得られない場合がある。例えば、各室内機が高低差をもって設置され、かつ、室外機が各室内機より高い位置に設置される空気調和装置で暖房運転を行うときは、以下に記載する理由により低い位置に設置された室内機での冷媒流量が減少して十分な暖房能力が得られない恐れがある。 Conventionally, in an air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to at least one outdoor unit by a liquid pipe and a gas pipe, an indoor unit in which a refrigerant is difficult to flow occurs depending on the installation state of the outdoor unit and each indoor unit, The indoor unit may not have sufficient air conditioning capacity. For example, when performing heating operation with an air conditioner in which each indoor unit is installed with a height difference and the outdoor unit is installed at a position higher than each indoor unit, it was installed in a lower position for the reasons described below. There is a risk that the refrigerant flow rate in the indoor unit will decrease and sufficient heating capacity will not be obtained.
上述した空気調和装置で暖房運転を行っているときは、各室内機の室内熱交換器で凝縮して液管に流出した液冷媒を、各室内機より高い位置に設置された室外機に向かい重力に逆らって流す必要がある。このため、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側（室外機側）における液冷媒の圧力は、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の下流側における液冷媒の圧力よりも高くなる。 When performing the heating operation in the air conditioner described above, the liquid refrigerant condensed in the indoor heat exchanger of each indoor unit and flowing out to the liquid pipe is directed to the outdoor unit installed at a position higher than each indoor unit. It is necessary to flow against gravity. Therefore, the pressure of the liquid refrigerant on the downstream side (the outdoor unit side) of the indoor expansion valve of the indoor unit installed on the lower position is the pressure of the liquid refrigerant on the downstream side of the indoor expansion valve of the indoor unit installed on the higher position. Will be higher than.
従って、低い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側（室内熱交換器側）の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、高い位置に設置された室内機の室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。室内膨張弁の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が小さいほど室内膨張弁を流れる冷媒量が少なくなるので、高い位置に設置された室内機と比べて低い位置に設置された室内機では冷媒が流れにくくなって当該室内機における冷媒流量が減少して十分な暖房能力が得られない恐れがある。 Therefore, the pressure difference between the refrigerant pressure on the upstream side (indoor heat exchanger side) and the refrigerant pressure on the downstream side of the indoor expansion valve of the indoor unit installed at the low position is the indoor expansion valve of the indoor unit installed at the high position. Is smaller than the pressure difference between the refrigerant pressure on the upstream side and the refrigerant pressure on the downstream side. The smaller the pressure difference between the refrigerant pressure on the upstream side and the refrigerant pressure on the downstream side of the indoor expansion valve, the smaller the amount of refrigerant flowing through the indoor expansion valve, so it was installed in a lower position than the indoor unit installed in a higher position. There is a possibility that the refrigerant will not flow easily in the indoor unit and the flow rate of the refrigerant in the indoor unit will decrease, so that sufficient heating capacity cannot be obtained.
以上のような問題点に対して、特許文献１に記載のマルチ型空気調和機は、暖房運転開始から一定時間経過後に冷媒過冷却度が目標値に達していない室内機があれば、当該室内機で暖房能力が発揮できていないと判断する。そして、冷媒過冷却度が最も小さい室内機の目標冷媒過冷却度を所定値だけ大きくする一方、冷媒過冷却度が最も大きい室内機の目標冷媒過冷却度を所定値だけ小さくすることにより、暖房能力が発揮できていない室内機における冷媒流量を増加させて暖房能力が十分発揮できるようにする不暖房解消制御を行っている。
In order to solve the above problems, the multi-type air conditioner described in
また、本出願人は、空気調和装置の暖房運転中に暖房能力が発揮できていない室内機が存在する場合に、各室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、各室内機の冷媒過冷却度が求めた平均冷媒過冷却度となるように、各室内機の室内膨張弁の開度を調整する不暖房解消制御の一種である冷媒量バランス制御を実行する空気調和装置を先に提案している（特願２０１６−２６９８）。 Further, the present applicant, when there is an indoor unit that is not capable of exhibiting the heating capacity during the heating operation of the air conditioner, averages using the maximum value and the minimum value of the refrigerant subcooling degree in each indoor unit. It is a kind of non-heating elimination control that calculates the refrigerant supercooling degree and adjusts the opening degree of the indoor expansion valve of each indoor unit so that the refrigerant supercooling degree of each indoor unit becomes the obtained average refrigerant supercooling degree. An air conditioner that executes the refrigerant amount balance control has been previously proposed (Japanese Patent Application No. 2016-2698).
例えば、３台の室内機が高低差をもって設置される空気調和装置で暖房運転を行うとき、最も高い位置に設置されている室内機の冷媒過冷却度が６ｄｅｇ、最も低い位置に設置されている室内機の冷媒過冷却度が２６ｄｅｇ、これらの間の高さに設置されている室内機の冷媒過冷却度が１０ｄｅｇであるとする。この場合、最も低い位置に設置されている室内機では、冷媒過冷却度が他の室内機と比べて大きな値となっているが、これは当該室内機の室内熱交換器の冷媒出口側における液冷媒温度が室温になじんで低い温度となっているためであり、このことは室内熱交換器に液冷媒が滞留して当該室内機で暖房能力が発揮できていないことを示す。 For example, when performing heating operation in an air conditioner in which three indoor units are installed with a difference in height, the refrigerant supercooling degree of the indoor unit installed in the highest position is 6 deg and installed in the lowest position. It is assumed that the refrigerant supercooling degree of the indoor unit is 26 deg and the refrigerant supercooling degree of the indoor unit installed at a height between them is 10 deg. In this case, in the indoor unit installed at the lowest position, the refrigerant supercooling degree has a larger value than other indoor units, but this is on the refrigerant outlet side of the indoor heat exchanger of the indoor unit. This is because the temperature of the liquid refrigerant is low at the room temperature, which means that the liquid refrigerant stays in the indoor heat exchanger and the heating capacity cannot be exhibited in the indoor unit.
以上のような状態で暖房運転を行っている空気調和装置で本出願人が提案する冷媒量バランス制御を実行すると、全ての室内機における冷媒過冷却度が、平均冷媒過冷却度（＝（６+２６）／２＝１６ｄｅｇ）となるように、各室内機の室内膨張弁の開度を調整する。このため、最も低い位置に設置されている室内機に滞留している液冷媒が当該室内機から流出して冷媒が流れるようになり、当該室内機における冷媒過冷却度が冷媒量バランス制御を行う前の値である２６ｄｅｇより小さくなる。そして、上記のような平均冷媒過冷却度を目標値とした各室内膨張弁の開度調整を定期的（例えば、３０秒毎）に行うことによって、最も低い位置に設置されている室内機の冷媒流量が増加して（冷媒過冷却度が小さくなって）暖房能力が発揮されるようになる。 When the refrigerant amount balance control proposed by the present applicant is executed in the air conditioner that is performing the heating operation in the above-described state, the refrigerant supercooling degree in all the indoor units is the average refrigerant supercooling degree (=(6 The opening degree of the indoor expansion valve of each indoor unit is adjusted so that +26)/2=16 deg). Therefore, the liquid refrigerant staying in the indoor unit installed at the lowest position flows out from the indoor unit and the refrigerant flows, and the degree of refrigerant supercooling in the indoor unit performs the refrigerant amount balance control. It is smaller than the previous value of 26 deg. Then, by periodically (for example, every 30 seconds) adjusting the opening degree of each indoor expansion valve with the average refrigerant subcooling degree as a target value as described above, the indoor unit installed at the lowest position can be operated. The refrigerant flow rate increases (refrigerant supercooling degree decreases), and the heating capacity comes to be exhibited.
上述した冷媒量バランス制御を継続して行っていると、各室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差（以降、過冷却度差と記載）が小さくなる、例えば、過冷却度差が１ｄｅｇ以内となることがある。そして、過冷却度差が小さい値で安定しているとき、例えば、過冷却度差が１ｄｅｇ以内である状態が３分間以上継続している場合は、平均冷媒過冷却度が大きく変動しない安定した状態となっている。 When the above-described refrigerant amount balance control is continuously performed, the difference between the maximum value and the minimum value (hereinafter, referred to as a supercooling degree difference) of the refrigerant subcooling degree in each indoor unit becomes small. The cooling degree difference may be within 1 deg. When the difference in the degree of supercooling is stable at a small value, for example, when the state where the difference in the degree of supercooling is within 1 deg continues for 3 minutes or more, the average degree of supercooling of the refrigerant does not fluctuate significantly. It is in a state.
上記のように平均冷媒過冷却度が安定しているときにその値が大きい（例えば、１０ｄｅｇ）場合は、当該冷媒過冷却度となる冷媒循環量とするために圧縮機が高い回転数で駆動している。空気調和装置が、平均冷媒過冷却度がもっと小さい値、例えば４ｄｅｇ程度であっても各室内機で十分な暖房能力が発揮できるものである場合、上記のように大きい値で平均冷媒過冷却度が安定すれば、当該平均冷媒過冷却度とするために高い回転数で圧縮機を駆動しつづけることとなるので、空気調和装置の省エネ性が低下するという問題があった。 When the average refrigerant supercooling degree is stable and the value is large (for example, 10 deg) as described above, the compressor is driven at a high rotation speed to obtain the refrigerant circulation amount that provides the refrigerant supercooling degree. doing. When the air conditioner is capable of exhibiting sufficient heating capacity in each indoor unit even if the average refrigerant supercooling degree is a smaller value, for example, about 4 deg, the average refrigerant supercooling degree is a large value as described above. If the above condition becomes stable, the compressor will continue to be driven at a high rotation speed in order to achieve the average degree of supercooling of the refrigerant, and there is a problem that the energy saving performance of the air conditioner deteriorates.
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、暖房運転における冷媒量バランス制御実行時の省エネ性を向上できる空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an air conditioner that can improve energy saving during execution of refrigerant amount balance control in heating operation.
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機とこの圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を有する室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁と室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数台の室内機と、吐出圧力と各熱交出口温度を取り込み各室内膨張弁の開度を調整する制御手段を有する。この制御手段は、空気調和装置の暖房運転開始時に各室内機の室内膨張弁の開度を所定開度とした後に、各室内機の冷媒過冷却度を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、各室内機の冷媒過冷却度が平均冷媒過冷却度となるように各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する。制御手段は、冷媒量バランス制御を実行しているときに、各室内機の冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差である過冷却度差が所定の閾過冷却度差より小さい状態が所定の安定時間継続した場合に、冷媒量バランス制御から適正冷媒過冷却度制御に移行する。この適正冷媒過冷却度制御では、現在の各室内機の冷媒過冷却度の目標値である適正冷媒過冷却度から所定値を減じる。 In order to solve the above-mentioned problems, the air conditioner of the present invention has an indoor unit and an outdoor unit having a compressor and a discharge pressure detection means for detecting a discharge pressure which is a pressure of a refrigerant discharged from the compressor. A plurality of chambers having liquid side temperature detecting means for detecting the heat exchange outlet temperature, which is the temperature of the refrigerant flowing out from the indoor heat exchanger when the heat exchanger, the indoor expansion valve, and the indoor heat exchanger function as a condenser And a control means for taking in the discharge pressure and each heat exchange outlet temperature and adjusting the opening degree of each indoor expansion valve. This control means calculates the average degree of refrigerant supercooling by using the degree of refrigerant supercooling of each indoor unit after setting the degree of opening of the indoor expansion valve of each indoor unit at the start of heating operation of the air conditioner. The refrigerant amount balance control for adjusting the opening degree of each indoor expansion valve is executed so that the refrigerant supercooling degree of each indoor unit becomes the average refrigerant supercooling degree. The control means, when performing the refrigerant amount balance control, the subcooling degree difference which is the difference between the maximum value and the minimum value of the refrigerant subcooling degrees of the indoor units is smaller than the predetermined threshold subcooling degree difference. When the state continues for a predetermined stable time, the refrigerant amount balance control is shifted to the proper refrigerant supercooling degree control. In this proper refrigerant supercooling degree control, a predetermined value is subtracted from the proper refrigerant supercooling degree which is the current target value of the refrigerant supercooling degree of each indoor unit.
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、暖房運転における冷媒量バランス制御実行時に、圧縮機回転数が過剰に高くなることを抑制することで省エネ性を向上できる。 According to the air conditioner of the present invention configured as described above, it is possible to improve energy efficiency by suppressing an excessive increase in the number of revolutions of the compressor when performing the refrigerant amount balance control in the heating operation.
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、建物の屋上に設置される１台の室外機に、建物の各階に設置される３台の室内機が並列に接続され、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装置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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As an embodiment, one outdoor unit installed on the roof of a building is connected in parallel with three indoor units installed on each floor of the building, and all indoor units can perform cooling operation or heating operation at the same time. An air conditioner will be described as an example. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
図１（Ａ）および図２に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、３階建ての建物の屋上に設置される１台の室外機２と、建物の各階に設置され、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。
As shown in FIG. 1(A) and FIG. 2, the
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２８と、室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７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１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
First, the
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の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２８の冷媒流出側に吸入管４２で接続されている。
The
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。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口に冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側に冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６に室外機ガス管４５で接続されている。
The four-
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。
The
室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じてその開度を制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。
The
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、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室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。
The
アキュムレータ２８は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃに冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側に吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２８は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。
As described above, in the
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吐出圧力検出手段である吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の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２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ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センサ３４が設けられている。
In addition to the configuration described above, the
室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、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３６が備えられている。
Between the
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ている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０を備えている。
Further, the
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２７の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃ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。
The
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度調整を行う。尚、図示は省略するが、ＣＰＵ２１０はタイマー計測機能を備えている。
The
次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃ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１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。
Next, the three
尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。
Since the configurations of the
室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機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り、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、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。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
The
The liquid
室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度とは、室内機５ａで十分な冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度である。また、室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度あるいは平均冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで十分な暖房能力が発揮されるための冷媒過冷却度である。尚、平均冷媒過冷却度については後述する。
The
室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、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室内機５ａの内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図示しない吹出口から室内へ供給する。
The
以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度検出手段である液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ａが備えられている。
In addition to the configuration described above, the
また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａ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、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａを備えている。
Further, the
記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａ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、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。
The
ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信するとともに、室外機２が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部５３０ａを介して室外機２から受信する。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機２から送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度調整や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。
尚、以上説明した室外機制御手段２００と室内機制御手段５００ａ〜５００ｃとで、本発明の制御手段が構成される。
The
The outdoor unit control means 200 and the indoor unit control means 500a to 500c described above constitute the control means of the present invention.
以上説明した空気調和装置１が、図２に示す建物６００に設置されている。具体的には、室外機２が屋上（ＲＦ）に配置されており、室内機５ａが３階（３Ｆ）、室内機５ｂが２階（２Ｆ）、室内機５ｃが１階（１Ｆ）に、それぞれ設置されている。そして、室外機２と室内機５ａ〜５ｃとは、上述した液管８とガス管９とで相互に接続されており、これら液管８とガス管９は、図示しない建物６００の壁面内や天井裏に埋設されている。尚、図２では、最上階（３階）に設置されている室内機５ａと最下階（１階）に設置されている室内機５ｃとの高低差をＨで表している。
The
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、冷房／除霜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）における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
Next, the flow of the refrigerant and the operation of each part in the
図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、四方弁２２を実線で示す状態、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、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が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
As shown in FIG. 1(A), when the
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５、閉鎖弁２６、ガス管９、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃの順に流れて室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。
The high-pressure refrigerant discharged from the
室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃ、液管接続部５３ａ〜５３ｃを流れて液管８に流入する。
The refrigerant flowing out from the
液管８を流れる冷媒は、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２４を通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７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蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３、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。
The refrigerant flowing through the
尚、室内機５ａ〜５ｃが冷房／除霜運転を行う場合、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ｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１００が、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が蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
In addition, when the
次に、図１乃至図３を用いて、空気調和装置１における、本発明に関わる冷媒回路の動作やその作用、および、効果について説明する。
Next, with reference to FIG. 1 to FIG. 3, the operation of the refrigerant circuit according to the present invention in the
図２を用いて先に説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、室外機２が建物６００の屋上に設置されるとともに室内機５ａ〜５ｃが各階に設置されている。つまり、室外機２が室内機５ａ〜５ｃより高い位置に設置されるとともに、室内機５ａと室内機５ｃの設置場所にも高低差Ｈがある設置となっている。この場合に、空気調和装置１で暖房運転を行ったときは、以下のような問題がある。
As described above with reference to FIG. 2, in the
暖房運転では、圧縮機２１から吐出されたガス冷媒は、吐出管４１から四方弁２２を介して室外機ガス管４５を流れて室外機２から流出し、室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入して凝縮する。このとき、室外機２が室内機５ａ〜５ｃより高い位置に設置されているために、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで凝縮し液管８に流出した液冷媒は、重力に逆らって室外機２に向かって液管８を流れることになる。
In the heating operation, the gas refrigerant discharged from the
従って、１階に設置されている室内機５ｃの室内膨張弁５２ｃの下流側（室外機２側）における液冷媒の圧力は、他の階に設置されている室内機５ａ、５ｂの室内膨張弁５２ａ、５２ｂの下流側における液冷媒の圧力よりも高くので、室内機５ｃの室内膨張弁５２ｃの上流側（室内熱交換器５１ｃ側）の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が、室内機５ａ、５ｂの室内膨張弁５２ａ、５２ｂの上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差に比べて小さくなる。
Therefore, the pressure of the liquid refrigerant on the downstream side (the
上記のような冷媒回路１００の状態では、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力の圧力差が小さいほど、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを冷媒が流れにくくなる。従って、１階に設置された室内機５ｃは他の室内機５ａ、５ｂと比べて冷媒が流れにくく、これに伴って、室内機５ｃを流れる冷媒量は他の室内機５ａ、５ｂと比べて少なくなる。このことは、１階（一番低い位置）に設置された室内機５ｃと３階（一番高い位置）に設置された室内機５ａとの高低差Ｈが大きくなる程顕著になり、高低差が大きくなると室内機５ｃから液管８に流出した液冷媒が室外機２に向かって流れなくなって液管８の下方に液冷媒が滞留する恐れがある。そして、液管８の下方に液冷媒が滞留すると、室内膨張弁５ｃを全開としても室内機５ｃに冷媒が流れずに室内機５ｃで暖房能力が発揮されない。
In the state of the
液冷媒が滞留して暖房能力が発揮されない室内機５ｃでは、室内熱交換器５１ｃの冷媒出口側（室内膨張弁５２ｃ側）における冷媒過冷却度が非常に大きな値（例えば、２６ｄｅｇ）となっている。これは、室内熱交換器５１ｃの冷媒出口側に滞留する液冷媒の温度が、室内機５ｃが設置される部屋の温度になじんで低い温度となっているためである。
In the
以上説明した、空気調和装置１の暖房運転時に室内機５ｃで液冷媒は滞留していることによって暖房能力が発揮されていない場合は、室内機５ｃに滞留する液冷媒を室内機５ｃから流出させて室内機５ｃでの冷媒流量を増加させることで暖房能力が十分に発揮できるようにする冷媒量バランス制御を実行すればよい。具体的には、室内機５ａ〜５ｃの冷媒過冷却度のうち最大値（本実施形態では、上述した室内機５ｃの冷媒過冷却度、例えば２６ｄｅｇ）と最小値（本実施形態では、最上階に設置される室内機５ａの冷媒過冷却度、例えば６ｄｅｇ）の平均値である平均冷媒過冷却度（＝（２６＋６）／２＝１６ｄｅｇを求める。そして、各室内機５ａ〜５ｃの冷媒過冷却度が求めた平均冷媒過冷却度となるように、室内機５ａ〜５ｃの室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
As described above, when the liquid refrigerant stays in the
冷媒量バランス制御を行うと、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の小さい室内機５ａおよび５ｂ（例えば、１０ｄｅｇ）では、各冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで大きくするために室内膨張弁５２ａ、５２ｂの開度が絞られるので、室内膨張弁５２ａ、５２ｂの下流側の冷媒圧力が低下する。
When the refrigerant amount balance control is performed, in the
このとき、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度の大きい室内機５ｃでは、室内膨張弁５２ａ、５２ｂの下流側の冷媒圧力が低下することによって室内膨張弁５２ｃの下流側の冷媒圧力も低下するために、室内膨張弁５２ｃの上流側と下流側の圧力差が大きくなる。これにより、冷媒量バランス制御において室内機５ｃの冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで小さくするために室内膨張弁５２ｃの開度を大きくしているときに、その開度が全開となっても室内機５ｃの室内熱交換器５１ｃに滞留する液冷媒が液管８に流出する。そして、このような各室内膨張弁の開度調整を定期的（例えば、３０秒毎）に行うことで、室内機５ｃでの冷媒流量が増加して室内機５ｃで暖房能力が十分に発揮できるようになる。
At this time, in the
ところで、上述した冷媒量バランス制御を継続して行っていると、各室内機５ａ〜５ｃにおける冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差である過冷却度差が小さくなる、例えば、過冷却度差が１ｄｅｇ以内となることがある。そして、過冷却度差が小さい値で安定しているとき、例えば、過冷却度差が１ｄｅｇ以内である状態が３分間（以降、この時間を安定時間と記載）以上継続している場合は、平均冷媒過冷却度が大きく変動しない安定した状態となっている。
By the way, when the above-mentioned refrigerant amount balance control is continuously performed, the supercooling degree difference, which is the difference between the maximum value and the minimum value, of the refrigerant supercooling degrees in each of the
上記のように平均冷媒過冷却度が安定しているときにその値が大きい（例えば、１０ｄｅｇ）場合は、当該冷媒過冷却度となる冷媒回路１００における冷媒循環量とするために、圧縮機２１が高い回転数で駆動している。空気調和装置１が、平均冷媒過冷却度がもっと小さい値、例えば４ｄｅｇ程度であっても各室内機５ａ〜５ｃで十分な暖房能力が発揮できるものである場合、大きい値で平均冷媒過冷却度が安定すれば、当該平均冷媒過冷却度とするために高い回転数で圧縮機２１を駆動しつづけることとなり、空気調和装置１の省エネ性が低下するという問題があった。
When the average refrigerant supercooling degree is stable and the value thereof is large (for example, 10 deg) as described above, the
そこで、本発明の空気調和装置１では、暖房運転時に冷媒量バランス制御を実行する場合に、各室内機５ａ〜５ｃにおける過冷却度差が所定の閾過冷却度差以下である状態が所定の安定時間継続すれば、各室内機５ａ〜５ｃの冷媒過冷却度の目標値である適正冷媒過冷却度を所定の割合で低下させる適正冷媒過冷却度制御を実行する。
Therefore, in the
尚、平均冷媒過冷却度は、前述した冷媒過冷却度の最大値と最小値の平均値以外に、全ての室内機の冷媒過冷却度の加算平均値や、冷媒過冷却度の大きい方から順に複数の値と小さい方から順に複数の値をそれぞれ選択してこれらの平均値とする等、少なくとも２つ以上の冷媒過冷却度を用いて求めたものであればよい。但し、各室内機における冷媒過冷却度を全て用いて算出した場合は、以下のような問題点がある。 Incidentally, the average refrigerant supercooling degree, in addition to the average value of the maximum value and the minimum value of the refrigerant supercooling degree described above, the addition average value of the refrigerant supercooling degree of all the indoor units, from the larger refrigerant supercooling degree A plurality of values and a plurality of values in order from the smallest value may be sequentially selected and used as an average value thereof, as long as it is obtained using at least two refrigerant subcooling degrees. However, when the calculation is performed using all the refrigerant subcooling degrees in each indoor unit, there are the following problems.
例えば、複数台の室内機のうち他と比べて冷媒過冷却度が極端に大きくて暖房能力が発揮されていない室内機が１台のみ存在する場合に、全ての室内機の冷媒過冷却度を用いて平均冷媒過冷却度を算出すると、暖房能力が発揮されていない室内機が複数台存在する場合の平均冷媒過冷却度より小さくなる。そして、この平均冷媒過冷却度を目標に各室内膨張弁の開度を調整すると、暖房能力が発揮されていない室内機以外の室内機の室内膨張弁の開度があまり絞られないため、暖房能力が発揮されていない室内機の室内膨張弁の下流側の冷媒圧力がさほど低下しない。このような状態で冷媒量バランス制御を続けても、暖房能力が発揮されていない室内機の冷媒流量が増加するまでに時間がかかり、暖房能力が発揮されるようになるまでの時間がかかる。 For example, in the case where there is only one indoor unit in which the refrigerant supercooling degree is extremely large and the heating capacity is not exhibited among the plurality of indoor units, the refrigerant supercooling degrees of all the indoor units are When the average refrigerant supercooling degree is calculated by using the average refrigerant supercooling degree, the average refrigerant supercooling degree becomes smaller than the average refrigerant supercooling degree when there are a plurality of indoor units that are not exhibiting the heating capacity. Then, if the opening degree of each indoor expansion valve is adjusted with the target of this average refrigerant supercooling degree, the opening degree of the indoor expansion valve of the indoor unit other than the indoor unit in which the heating capacity is not exerted cannot be narrowed so much. The refrigerant pressure on the downstream side of the indoor expansion valve of the indoor unit in which the capacity is not exhibited does not drop so much. Even if the refrigerant amount balance control is continued in such a state, it takes time until the refrigerant flow rate of the indoor unit in which the heating capacity is not exhibited increases, and it takes time until the heating ability is exhibited.
これに対し、本実施形態のように、全ての室内機における冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値を用いて平均冷媒過冷却度を算出した方が、上述した複数台の室内機のうち他と比べて冷媒過冷却度が極端に大きいつまり暖房能力が発揮されていない室内機が少ない場合に、全ての冷媒過冷却度を用いて算出した平均冷媒過冷却度よりも大きい値となる。従って、暖房能力が発揮されていない室内機以外の室内機の室内膨張弁の開度がより絞られて暖房能力が発揮されていない室内機の室内膨張弁の下流側の冷媒圧力が低下するので、暖房能力が発揮されていない室内機における冷媒流量が早く増加して暖房能力が発揮されるようになるまでの時間が短縮される。 On the other hand, like the present embodiment, it is better to calculate the average degree of refrigerant supercooling using the maximum value and the minimum value of the degree of refrigerant supercooling in all the indoor units, of the plurality of indoor units described above. Among them, the refrigerant supercooling degree is extremely large, that is, when there are few indoor units that are not exhibiting the heating capacity, the value becomes larger than the average refrigerant supercooling degree calculated using all the refrigerant supercooling degrees. .. Therefore, since the opening degree of the indoor expansion valve of the indoor unit other than the indoor unit that is not exhibiting the heating capacity is further narrowed, the refrigerant pressure on the downstream side of the indoor expansion valve of the indoor unit that is not exhibiting the heating capacity is reduced. The time until the heating capacity is exhibited due to the rapid increase in the refrigerant flow rate in the indoor unit where the heating capacity is not exhibited is shortened.
次に、図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１における暖房運転時の制御について説明するとともに、図４を用いて適正冷媒過冷却度制御について説明する。図３は、空気調和装置１が暖房運転を行う場合のメインルーチンであり、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が行う制御に関する処理の流れを示すものである。また、図４は、空気調和装置１が暖房運転を行う場合のサブルーチンであり、ＣＰＵ２１０が行う適正冷媒過冷却度制御に関する処理の流れを示すものである。いずれの図においても、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図３や図４で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、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１００の制御、といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略している。また、以下の説明では、全ての室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行っている場合を例に挙げて説明する。
Next, control during heating operation in the air-
尚、以下の説明では、吐出圧力センサ３１で検出した吐出圧力をＰｈ、吐出圧力Ｐｈを用いて求める高圧飽和温度をＴｈｓ、室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出する冷媒温度であり液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出する熱交出口温度をＴｏ（室内機５ａ〜５ｃに対して個別に言及する必要がある場合は、Ｔｏａ〜Ｔｏｃと記載）、室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側における冷媒過冷却度をＳＣ（室内機５ａ〜５ｃに対して個別に言及する必要がある場合は、ＳＣａ〜ＳＣｃと記載）、各室内機５ａ〜５ｃの冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃのうちの最大値と最小値をそれぞれＳＣｍａｘとＳＣｍｉｎ、最大値ＳＣｍａｘと最小値ＳＣｍｉｎを用いて求める平均冷媒過冷却度をＳＣｖ、最大値ＳＣｍａｘから最小値ＳＣｍｉｎを減じて求める過冷却度差をΔＳＣ、閾冷媒過冷却度差をＳＣｔ、適正冷媒過冷却度をＳＣｇ、安定時間をｔｐとする。
In the following description, the discharge pressure detected by the
まず、図３を用いて暖房運転時のメインルーチンにおける処理について説明する。ＣＰＵ２１０は、フラグＦ（後述する適正冷媒過冷却度制御にて詳細に説明する）を０とし（ＳＴ１）、次に使用者の運転指示が暖房運転指示であるか否かを判断する（ＳＴ２）。暖房運転指示でなければ（ＳＴ２−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、冷房運転もしくは除湿運転の開始処理である冷房／除湿運転開始処理を実行する（ＳＴ１６）。ここで、冷房／除湿運転開始処理とは、ＣＰＵ２１０が四方弁２２を操作して冷媒回路１００を冷房サイクルとすることであり、最初に冷房運転もしくは除湿運転を行う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２７を所定の回転数で起動するとともに、通信部２３０を介して室内機５ａ〜５ｃに対し室内ファン５５ａ〜５５ｃの駆動制御や室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整を行うよう指示して冷房運転あるいは除湿運転の制御を開始し（ＳＴ１７）、ＳＴ１２に処理を進める。
First, the processing in the main routine during the heating operation will be described with reference to FIG. The
ＳＴ２において、暖房運転指示であれば（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転開始処理を実行する（ＳＴ３）。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を図１（Ａ）に示す状態、つまり、冷媒回路１００を暖房サイクルとすることであり、最初に暖房運転を行うときに行われる処理である。
In ST2, if it is the heating operation instruction (ST2-Yes), the
次に、ＣＰＵ２１０は、暖房運転制御を開始する（ＳＴ４）。暖房運転制御の開始では、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜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２７を起動する。また、ＣＰＵ２１０は、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度をセンサ入力部２４０を介して取り込み、取り込んだ吐出温度に応じて室外膨張弁２４の開度を調整する。さらには、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃに対し通信部２３０を介して暖房運転を開始する旨の運転開始信号を送信する。
Next, the
運転開始信号を通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して受信した室内機５ａ〜５ｃの室内機制御手段５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、使用者の風量指示に応じた回転数で室内ファン５５ａ〜５５ｃを起動するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口（液管接続部５３ａ〜５３ｃ側）での冷媒過冷却度ＳＣが通常暖房運転時の目標冷媒過冷却度（例えば、６ｄｅｇ）となるように室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を予め定められた所定開度とする。ここで、目標冷媒過冷却度は、予め試験等を行って求めて記憶部５３０ａ〜５３０ｃに記憶されている値であり、各室内機５ａ〜５ｃの最高冷媒過冷却度より小さい値である、すなわち、各室内機５ａ〜５ｃで暖房能力が十分に発揮されることが確認できている値である。
The
次に、ＣＰＵ２１０は、吐出圧力センサ３１で検出した吐出圧力Ｐｈをセンサ入力部２４０を介して取り込むとともに、各室内機５ａ〜５ｃから熱交出口温度Ｔｏ（Ｔｏａ〜Ｔｏｃ）を通信部２３０を介して取り込む（ＳＴ５）。尚、熱交出口温度Ｔｏは、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃが液側温度センサ６１ａ〜６１ｃでの検出値をセンサ入力部５４０ａ〜５４０ｃを介して取り込み、通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して室外機２に送信しているものである。また、上述した各検出値は、所定時間毎（例えば、３０秒毎）に各ＣＰＵが取り込んで各記憶部に記憶している。
Next, the
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４で取り込んだ吐出圧力Ｐｈを用いて高圧飽和温度Ｔｈｓを求め（ＳＴ６）、求めた高圧飽和温度ＴｈｓとＳＴ４で取り込んだ熱交出口温度Ｔｏを用いて、室内機５ａ〜５ｃの冷媒過冷却度ＳＣ（ＳＣａ〜ＳＣｃ）を求める（ＳＴ７）。
Next, the
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ６で求めた室内機５ａ〜５ｃの冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃのうち、最大値ＳＣｍａｘと最小値ＳＣｍｉｎを選択し、選択した最大値ＳＣｍａｘと最小値ＳＣｍｉｎを用いて平均冷媒過冷却度ＳＣｖ（最大値ＳＣｍａｘと最小値ＳＣｍｉｎの平均値）と過冷却度差ΔＳＣ（＝最大値ＳＣｍａｘ−最小値ＳＣｍｉｎ）を算出する（ＳＴ８）。
Next, the
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ７で求めた過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下であるか否かを判断する（ＳＴ９）。ここで、閾冷媒過冷却度差ＳＣｔは、予め定められて記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば１ｄｅｇである。
Next, the
ＳＴ９において過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下でない場合は（ＳＴ９−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ８で求めた平均冷媒過冷却度ＳＣｖとＳＴ６で求めた高圧飽和温度Ｔｈｓを、通信部２３０を介して室内機５ａ〜５ｃに送信するとともに、フラグＦを０とする（ＳＴ１５）。通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して平均冷媒過冷却度ＳＣｖあるいは閾冷媒過冷却度ＳＣｔと高圧飽和温度Ｔｈｓを受信した室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室外機２から受信した高圧飽和温度Ｔｈｓから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した熱交出口温度Ｔｏａ〜Ｔｏｃを減じて冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃを求め、求めた冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃが、室外機２から受信した平均冷媒過冷却度ＳＣｖあるいは閾冷媒過冷却度ＳＣｔとなるように、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
以上説明したＳＴ５〜ＳＴ９とＳＴ１５の処理が、本発明の冷媒量バランス制御に関わる処理である。
When the subcooling degree difference ΔSC is not equal to or less than the threshold refrigerant subcooling degree difference SCt in ST9 (ST9-No), the
The processes of ST5 to ST9 and ST15 described above are processes related to the refrigerant amount balance control of the present invention.
ＳＴ９において過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下である場合は（ＳＴ９−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下である状態が安定時間ｔｐの間継続したか否かを判断する（ＳＴ１０）。ここで、安定時間ｔｐは、予め定められて記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば３分間である。前述したように、ＣＰＵ２１０は各検出値を所定時間毎に取り込んでおり、各検出値を取り込む度に過冷却度差ΔＳＣも算出して閾冷媒過冷却度差ＳＣｔと比較している。従って、ＣＰＵ２１０は、過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下である状態が安定時間ｔｐに対応する回数（例えば、安定時間が３分間で各検出値を３０秒毎に取り込む場合は、１８０秒÷３０秒＝９回）連続すれば、過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下である状態が安定時間ｔｐの間継続したと判断できる。
When the subcooling degree difference ΔSC is less than or equal to the threshold refrigerant supercooling degree difference SCt in ST9 (ST9-Yes), the
ＳＴ１０において、過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下である状態が安定時間ｔｐの間継続しない場合は（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１５に処理を進める。過冷却度差ΔＳＣが閾冷媒過冷却度差ＳＣｔ以下である状態が安定時間ｔｐの間継続した場合は（ＳＴ１０−Ｙｓｅ）、ＣＰＵ２１０は、後述する適正冷媒過冷却度制御に関わる処理を行い（ＳＴ１１）、ＳＴ１２に処理を進める。
In ST10, when the state in which the subcooling degree difference ΔSC is equal to or less than the threshold refrigerant subcooling degree difference SCt does not continue for the stable time tp (ST10-No), the
ＳＴ１１もしくはＳＴ１５の処理を終えた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（ＳＴ１２）。ここで、運転モード切替指示とは、現在の運転（ここでは暖房運転）から別の運転（冷房運転あるいは除湿運転）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（ＳＴ１２−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２に処理を戻す。運転モード切替指示がない場合は（ＳＴ１２−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（ＳＴ１３）。運転停止指示とは、全ての室内機５ａ〜５ｃが運転を停止することを指示すものである。
The
運転停止指示があれば（ＳＴ１３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、運転停止処理を実行し（ＳＴ１４）、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２７を停止するとともに室外膨張弁２４を全閉とする。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜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。運転停止信号を通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して受信した室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内ファン５５ａ〜５５ｃを停止するとともに室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを全閉とする。
If there is an operation stop instruction (ST13-Yes), the
ＳＴ１３において運転停止指示がなければ（ＳＴ１３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在の運転が暖房運転であるか否かを判断する（ＳＴ１８）。現在の運転が暖房運転であれば（ＳＴ１８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４に処理を戻す。現在の運転が暖房運転でなければ（ＳＴ１８−Ｎｏ）、つまり、現在の運転が冷房運転もしくは除湿運転であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を戻す。
If there is no operation stop instruction in ST13 (ST13-No), the
次に、図４を用いて、空気調和装置１の暖房運転時のサブルーチンである適正冷媒過冷却度制御を行う際の処理の流れについて説明する。まず、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶しているフラグＦを読み出し、読み出したフラグＦが０であるか否かを判断する（ＳＴ２１）。ここで、フラグＦは暖房運転時に適性冷媒過冷却度制御を初めて行うか否かを判断するためのものであり、フラグＦ＝０であれば適性冷媒過冷却度制御を初めて行うことを示し、フラグＦが０以外の数値であれば既に適性冷媒過冷却度制御を実行していることを示す。
Next, with reference to FIG. 4, a flow of processing when performing the proper refrigerant supercooling degree control which is a subroutine during the heating operation of the
ＳＴ２１においてフラグＦ＝０であれば（ＳＴ２１−Ｙｅｓ）、つまり、初めて適性冷媒過冷却度制御を実行する場合は、図３に示すメインルーチンのＳＴ７で算出した平均冷媒過冷却度ＳＣｖから１ｄｅｇを減じて適正冷媒過冷却度ＳＣｇを算出し（ＳＴ２２）、ＳＴ２４に処理を進める。一方、ＳＴ２１においてフラグＦ＝０でなければ（ＳＴ２１−Ｎｏ）、つまり、適性冷媒過冷却度制御を実行するのが初めてでない場合は、先にＳＴ２２で算出した適正冷媒過冷却度ＳＣｇから１ｄｅｇを減じた値を新たな適正冷媒過冷却度ＳＣｇとし（ＳＴ２３）、ＳＴ２４に処理を進める。 If the flag F=0 in ST21 (ST21-Yes), that is, if the proper refrigerant supercooling degree control is executed for the first time, 1 deg is calculated from the average refrigerant supercooling degree SCv calculated in ST7 of the main routine shown in FIG. Then, the proper refrigerant supercooling degree SCg is calculated (ST22), and the process proceeds to ST24. On the other hand, if the flag F is not 0 in ST21 (ST21-No), that is, if it is not the first time to execute the proper refrigerant supercooling degree control, 1 deg is calculated from the proper refrigerant supercooling degree SCg calculated in ST22. The reduced value is set as a new proper refrigerant supercooling degree SCg (ST23), and the process proceeds to ST24.
ＳＴ２２もしくはＳＴ２３の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ２２もしくはＳＴ２３で算出した適正冷媒過冷却度ＳＣｇが下限冷媒過冷却度ＳＣｌ以下であるか否か判断する（ＳＴ２４）。ここで、下限冷媒過冷却度ＳＣｌは、予め試験等を行って求められて記憶部２２０に記憶されているものであり、各室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃにおける熱交換効率をできる限り高くし、かつ、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒を確実に液冷媒とできる値（例えば、４ｄｅｇ）とされる。尚、下限冷媒過冷却度ＳＣｌを、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒を確実に液冷媒とできる値とするのは、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出する冷媒が気液二相状態となりこれに起因する冷媒音が発生して使用者に不快感を与えることを防止するためである。
The
ＳＴ２４において適正冷媒過冷却度ＳＣｇが下限冷媒過冷却度ＳＣｌ以下であれば（ＳＴ２４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、適正冷媒過冷却度ＳＣｇを下限冷媒過冷却度ＳＣｌとし（ＳＴ２５）、下限冷媒過冷却度ＳＣｌと図３に示すメインルーチンのＳＴ５で求めた高圧飽和温度Ｔｈｓを、通信部２３０を介して室内機５ａ〜５ｃに送信する（ＳＴ２６）。通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して下限冷媒過冷却度ＳＣｌと高圧飽和温度Ｔｈｓを受信した室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室外機２から受信した高圧飽和温度Ｔｈｓから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した熱交出口温度Ｔｏａ〜Ｔｏｃを減じて冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃを求め、求めた冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃが、室外機２から受信した下限冷媒過冷却度ＳＣｌとなるように、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
When the proper refrigerant supercooling degree SCg is equal to or lower than the lower limit refrigerant supercooling degree SCl in ST24 (ST24-Yes), the
一方、ＳＴ２４において適正冷媒過冷却度ＳＣｇが下限冷媒過冷却度ＳＣｌ以下でなければ（ＳＴ２４−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２２もしくはＳＴ２３で算出した適正冷媒過冷却度ＳＣｇと図３に示すメインルーチンのＳＴ５で求めた高圧飽和温度Ｔｈｓを、通信部２３０を介して室内機５ａ〜５ｃに送信する（ＳＴ２７）。通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して適正冷媒過冷却度ＳＣｇと高圧飽和温度Ｔｈｓを受信した室内機５ａ〜５ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室外機２から受信した高圧飽和温度Ｔｈｓから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した熱交出口温度Ｔｏａ〜Ｔｏｃを減じて冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃを求め、求めた冷媒過冷却度ＳＣａ〜ＳＣｃが、室外機２から受信した適正冷媒過冷却度ＳＣｇとなるように、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整する。
On the other hand, if the proper refrigerant supercooling degree SCg is not less than or equal to the lower limit refrigerant supercooling degree SCl in ST24 (ST24-No), the
ＳＴ２６もしくはＳＴ２７の処理を終えたＣＰＵ２１０は、フラグＦを１として（ＳＴ２８）適正冷媒過冷却度制御を終了する。尚、この適正冷媒過冷却度制御は定期的（例えば、１分毎）に実行される。
The
以上説明したように、本発明の空気調和装置１では、冷媒量バランス制御を実行するときに、過冷却度差ΔＳＣが閾過冷却度差ＳＣｔ以下である状態が安定時間ｔｐの間継続した場合に、各室内機５ａ〜５ｃの目標となる適正冷媒過冷却度ＳＣｇを低下させる。これにより、冷媒量バランス制御の実行時に平均冷媒過冷却度ＳＣｖが高い値で安定している場合に、これより低い適正冷媒過冷却度ＳＣｇとなるように各室内機５ａ〜５ｃの室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整するので、高い冷媒過冷却度となるように制御をしている場合と比べて圧縮機２１の回転数を下げることができ、空気調和装置１の省エネ性を向上させることができる。
As described above, in the
１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ〜５ｃ 室内機
３１ 吐出圧力センサ
５１ａ〜５１ｃ 室内熱交換器
５２ａ〜５２ｃ 室内膨張弁
６１ａ〜６１ｃ 液側温度センサ
１００ 冷媒回路
２００ 室外機制御手段
２１０ ＣＰＵ
３００ 最高冷媒過冷却度テーブル
５００ａ〜５００ｃ 室内機制御手段
５１０ａ〜５１０ｃ ＣＰＵ
Ｐｈ 吐出圧力
ＳＣ 冷媒過冷却度
ＳＣｍａｘ 冷媒過冷却度の最大値
ＳＣｍｉｎ 冷媒過冷却度の最小値
ΔＳＣ 過冷却度差
ＳＣｇ 適正冷媒過冷却度
ＳＣｖ 平均冷媒過冷却度
ＳＣｌ 下限冷媒過冷却度
ＳＣｔ 閾過冷却度差
Ｔｈｓ 高圧飽和温度
Ｔｏ 熱交出口温度
ｔｐ 安定時間
1
300 maximum refrigerant supercooling degree table 500a-500c indoor unit control means 510a-510c CPU
Ph Discharge pressure SC Refrigerant supercooling degree SCmax Maximum refrigerant supercooling degree SCmin Minimum refrigerant supercooling degree ΔSC Supercooling degree difference SCg Proper refrigerant supercooling degree SCv Average refrigerant supercooling degree SCl Lower limit refrigerant supercooling degree SCt Threshold overcooling Cooling degree difference Ths High-pressure saturation temperature To Heat exchanger outlet temperature tp Stabilization time
Claims (3)
室内熱交換器と、室内膨張弁と、前記室内熱交換器が凝縮器として機能しているときに同室内熱交換器から流出する冷媒の温度である熱交出口温度を検出する液側温度検出手段を有する複数台の室内機と、
前記吐出圧力と前記各熱交出口温度を取り込み、前記各室内膨張弁の開度を調整する制御手段と、
を有する空気調和装置であって、
前記制御手段は、
前記空気調和装置の暖房運転開始時に前記各室内機の前記室内膨張弁の開度を所定開度とした後に、前記各室内機の冷媒過冷却度を用いて平均冷媒過冷却度を算出し、前記各室内機の冷媒過冷却度が前記平均冷媒過冷却度となるように前記各室内膨張弁の開度を調整する冷媒量バランス制御を実行し、
前記冷媒量バランス制御を実行しているときに、前記各室内機の冷媒過冷却度のうちの最大値と最小値の差である過冷却度差が所定の閾過冷却度差より小さい状態が所定の安定時間継続した場合に、前記冷媒量バランス制御から適正冷媒過冷却度制御に移行し、
前記適正冷媒過冷却度制御では、現在の前記各室内機の冷媒過冷却度の目標値である適正冷媒過冷却度から所定値を減じる、
ことを特徴とする空気調和装置。 A compressor, an outdoor unit having a discharge pressure detection means for detecting a discharge pressure which is the pressure of the refrigerant discharged from the compressor,
An indoor heat exchanger, an indoor expansion valve, and a liquid side temperature detection that detects a heat exchange outlet temperature that is a temperature of a refrigerant flowing out from the indoor heat exchanger when the indoor heat exchanger functions as a condenser. A plurality of indoor units having means,
Control means for taking in the discharge pressure and the respective heat exchange outlet temperatures, and adjusting the opening degree of each of the indoor expansion valves,
An air conditioner having:
The control means is
After the opening of the indoor expansion valve of each indoor unit at a predetermined opening at the time of starting the heating operation of the air conditioner, the average degree of refrigerant supercooling is calculated using the degree of refrigerant supercooling of each indoor unit, Performing a refrigerant amount balance control for adjusting the opening degree of each indoor expansion valve so that the refrigerant supercooling degree of each indoor unit becomes the average refrigerant supercooling degree,
When performing the refrigerant amount balance control, a state in which the subcooling degree difference, which is the difference between the maximum value and the minimum value of the refrigerant subcooling degrees of the indoor units, is smaller than a predetermined threshold subcooling degree difference, When continuing for a predetermined stable time, transition to the proper refrigerant supercooling degree control from the refrigerant amount balance control,
In the proper refrigerant supercooling degree control, subtract a predetermined value from the proper refrigerant supercooling degree which is a target value of the refrigerant supercooling degree of each of the present indoor units,
An air conditioner characterized by the above.
前記適正冷媒過冷却度が前記下限冷媒過冷却度となるまでは前記適正冷媒過冷却度制御を継続して実行して前記適正冷媒過冷却度から前記所定値を減じ続け、前記適正冷媒過冷却度が前記下限冷媒過冷却度より小さくなれば前記冷媒量バランス制御に移行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。 The control means stores a predetermined lower limit refrigerant supercooling degree,
Until the proper refrigerant supercooling degree reaches the lower limit refrigerant supercooling degree, the proper refrigerant supercooling degree control is continuously executed to continue subtracting the predetermined value from the proper refrigerant supercooling degree, and the proper refrigerant supercooling degree is maintained. If the degree becomes smaller than the lower limit refrigerant supercooling degree, it shifts to the refrigerant amount balance control,
The air conditioner according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。 If the subcooling degree difference becomes larger than the threshold subcooling degree difference, the appropriate refrigerant subcooling degree control is not executed,
The air conditioner according to claim 1 or 2, characterized in that.
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