特許 6045440 空気調和機の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6045440

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】空気調和機の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/02 20060101AFI20161206BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/02 102F

   F24F11/02 102T

   F24F11/02 102W

   F25B1/00 304H

   F25B1/00 361D

   F25B1/00 371B

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-119439(P2013-119439)

(22)【出願日】2013年6月6日

(65)【公開番号】特開2014-238179(P2014-238179A)

(43)【公開日】2014年12月18日

【審査請求日】2015年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】515294031

【氏名又は名称】ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浦田 和幹

(72)【発明者】

【氏名】吉田 康孝

(72)【発明者】

【氏名】内藤 宏治

(72)【発明者】

【氏名】谷 和彦

【審査官】 田中 一正

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０５７８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７５４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９７９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／０２

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機を有する室外機と、前記室外機に冷媒回路を介して接続され室内熱交換器及び室内膨張弁を有する複数台の室内機とを備えた空気調和機の制御装置であって、
前記複数台の室内機毎に、前記室内機の設定温度及び吸込空気温度に基づいて、暖房運転の場合は、前記室内熱交換器における冷媒の目標凝縮温度を、冷房運転の場合は、前記室内熱交換器における冷媒の目標蒸発温度を、演算し、
暖房運転の場合は、前記演算手段により演算された前記複数台の室内機の前記目標凝縮温度の最大値を、冷房運転の場合は、前記演算手段により演算された前記複数台の室内機の前記目標蒸発温度の最小値を、前記圧縮機を制御するための制御目標値として設定し、
暖房運転の場合は、前記複数台の室内機毎の前記目標凝縮温度と前記制御目標値との差に基づき、前記室内膨張弁の開度を演算し、冷房運転の場合は、前記複数台の室内機毎の前記目標蒸発温度と前記制御目標値との差に基づき、目標冷媒過熱度を演算し、
暖房運転の場合は、演算した前記室内膨張弁の開度に基づき前記室内膨張弁を制御し、冷房運転の場合は、前記目標冷媒過熱度に基づき前記室内膨張弁を制御する、空気調和機の制御装置。

【請求項2】

暖房運転の場合は、前記吸込空気温度が高いほど、前記設定温度と前記吸込空気温度の差が大きいほど、前記目標凝縮温度が高くなるように演算し、冷房運転の場合は、前記吸込空気温度が低いほど、前記設定温度と前記吸込空気温度の差が小さいほど、前記目標蒸発温度が低くなるように演算する、請求項１に記載の空気調和機の制御装置。

【請求項3】

暖房運転の場合は、前記制御目標値と前記目標凝縮温度との差が大きいほど、前記室内膨張弁の開度の値が小さくなるように演算し、冷房運転の場合は、前記制御目標値と前記目標蒸発温度の差が大きいほど、前記目標冷媒過熱度の値が大きくなるように演算する請求項１に記載の空気調和機の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、室外機と、複数台の室内機とを備える空気調和機の運転制御を行う制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、室外機と、冷媒回路を介して室外機に接続された複数台の室内機とを備える空気調和機において、空調負荷に合わせて空調能力を制御する制御手段を備えた空気調和機が提案されている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

当該空気調和機は、冷房運転の場合に吸入圧力センサの圧力値から求めた蒸発温度が目標蒸発温度と一致するように、暖房運転の場合に吐出圧力センサの圧力値から求めた凝縮温度が目標凝縮温度と一致するように、圧縮機周波数を制御している。

【0004】

また、空気調和機は、複数の室内機のうち、設定温度と室内温度との温度差が最大となる室内機を、熱負荷最大の室内機である親機と設定し、新たに温度差が最大となる室内機を親機候補と設定し、親機として設定された室内機がサーモオフになった場合、もしくは親機候補の温度差が所定値以上となった場合に当該親機候補を新たな親機として設定し、親機における温度差に応じて圧縮機の最大周波数を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２３３６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、特許文献１の空気調和機では、熱負荷が最大となる室内機を常に検出してはいるが、熱負荷の大きさについては検出しておらず、且つ圧縮機周波数を制御する目標凝縮温度（暖房運転の場合）及び目標蒸発温度（冷房運転の場合）が、実際の空調負荷によらず一定で制御されている。このため、快適性を損なわないようにするためには、空調負荷よりも発生能力を大きくする必要があるため、消費電力量を十分に削減できない。

【0007】

本発明の目的は、上記課題を解決し、必要最小限の消費電力量で全ての空調場の快適性を維持可能な空気調和機の制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決すべく、本発明の一態様である空気調和機の制御装置は、圧縮機を有する室外機と、前記室外機に冷媒回路を介して接続され室内熱交換器を有する複数台の室内機とを備えた空気調和機の制御装置であって、前記複数台の室内機毎に、前記室内機の設定温度及び吸込空気温度に基づいて、暖房運転の場合は、前記室内熱交換器における冷媒の目標凝縮温度を、冷房運転の場合は、前記室内熱交換器における冷媒の目標蒸発温度を、演算し、暖房運転の場合は、前記演算手段により演算された前記複数台の室内機の前記目標凝縮温度の最大値を、冷房運転の場合は、前記演算手段により演算された前記複数台の室内機の前記目標蒸発温度の最小値を、前記圧縮機を制御するための制御目標値として設定し、暖房運転の場合は、前記室内熱交換器における冷媒の凝縮温度が前記制御目標値となるように、前記圧縮機の周波数を制御し、冷房運転の場合は、前記室内熱交換器における冷媒の蒸発温度が前記制御目標値となるように、前記圧縮機の周波数を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、必要最小限の消費電力量で全ての空調場の快適性を維持することができる空気調和機の制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態における空気調和機の構成を表す冷媒回路図である。

【図2】本発明の実施の形態における空気調和機の冷房運転時の圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐの演算処理を表したフローチャートである。

【図3】本発明の実施の形態における空気調和機の冷房運転時の目標蒸発温度Ｔｅ、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐ及び目標冷媒過熱度ＳＨの演算結果を表したテーブルである。

【図4】本発明の実施の形態における空気調和機の暖房運転時の圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐの演算処理を表したフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態における空気調和機の暖房運転時の目標凝縮温度Ｔｃ、圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐ及び室内膨張弁開度比ｐｌｓｉの演算結果を表したテーブルである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態における空気調和機の制御装置について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における空気調和機１の構成を表す冷媒回路図である。

【0012】

図１に示すように空気調和機１は、１台の室外機２と、複数台（本実施の形態では７台）の室内機１０Ａ〜１０Ｇとを備える。室外機２と室内機１０Ａ〜１０Ｇは、ガス接続配管及び液接続配管により互いに接続され、冷凍サイクルを形成している。室外機２は、圧縮機３と、四方弁４と、室外熱交換器５と、室外膨張弁６と、アキュムレータ７と、ガス阻止弁８と、液阻止弁９とを備え、それらは互いに配管により接続されている。また、室外機２は、更に制御装置２０を備えている。

【0013】

圧縮機３は、冷媒を圧縮してガス状の冷媒を配管に吐出する。四方弁４を切り替えることで、冷媒の流れが変化し、冷房運転と暖房運転が切り替わる。室外熱交換器５は、冷媒と外気の間で熱交換させる。冷房運転時には、室外熱交換器５は凝縮器となり、暖房運転時には、室外熱交換器５は蒸発器となる。室外膨張弁６は、冷媒を減圧して低温にする。アキュムレータ７は、気液混合状態の冷媒から液状の冷媒を貯留し、ガス状の冷媒を圧縮機３に送り出す。ガス阻止弁８は、室外機２とガス分配管２１Ａとの間の流路を開閉する。液阻止弁９は、室外機２と液分配管２２Ａとの間の流路を開閉する。制御装置２０は、圧縮機３の運転周波数、四方弁４、室外熱交換器５、及び室外膨張弁６を制御する。

【0014】

各室内機１０Ａ〜１０Ｇは、室内熱交換器１１Ａ〜１１Ｇと、室内膨張弁１２Ａ〜１２Ｇとを備え、それらは互いに配管により接続されている。また、各室内機１０Ａ〜１０Ｇは、さらに吸込空気温度センサ１３Ａ〜１３Ｇと、熱交換器温度センサ１４Ａ〜１４Ｇとを備えている。各室内機１０Ａ〜１０Ｇは、ガス分配管２１Ａ〜２１Ｆを介して、室外機２のガス阻止弁８に接続されると共に、液分配管２２Ａ〜２２Ｆを介して、室外機２の液阻止弁９に接続されている。

【0015】

室内熱交換器１１Ａ〜１１Ｇは、冷媒と内気の間で熱交換させる。冷房運転時には、室内熱交換器１１Ａ〜１１Ｇは蒸発器となり、暖房運転時には、室内熱交換器１１Ａ〜１１Ｇは凝縮器となる。室内膨張弁１２Ａ〜１２Ｇは、その絞り量（開度）を変化させることにより室内熱交換器１１Ａ〜１１Ｇを流れる冷媒の流量を変化させることが可能である。

【0016】

各吸込空気温度センサ１３Ａ〜１３Ｇは、各室内熱交換器１１Ａ〜１１Ｇに流入する空気の温度を検出し、検出した温度を信号線２３Ａ〜２３Ｇを介して制御装置２０に出力する。各熱交換器温度センサ１４Ａ〜１４Ｇは、冷房運転時には冷媒の蒸発温度を検出し、暖房運転時には冷媒の凝縮温度を検出し、検出した温度を信号線２４Ａ〜２４Ｇを介して制御装置２０に出力する。

【0017】

次に、空気調和機１における冷房モードでの運転について説明する。図１に示す実線矢印は、冷房モードにおける冷媒の流れる方向を示している。なお、以下の説明では、室内機１０Ａ〜１０Ｇ及びその他の構成の符号において数字の後に続くアルファベットにより各要素を区別する必要がない場合、そのアルファベットは省略することがある。

【0018】

まず、空気調和機１の冷房作用について説明する。室外機２の圧縮機３から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、四方弁４を通り室外熱交換器５に流入する。室外熱交換器５に流入したガス冷媒は、室外熱交換器５に導入される空気と熱交換して空気に放熱することで高圧の液冷媒となる。その後、高圧の液冷媒は、室外熱交換器５から流出し、室外膨張弁６、液阻止弁９を通り室外機２から流出する。

【0019】

室外機２から流出した高圧の液冷媒は、液接続配管、各液分配器２２を介して各室内機１０に分流される。各室内機１０に流入した高圧の液冷媒は、各室内膨張弁１２で減圧されて低温、低圧となり、各室内熱交換器１１に流入し、室内熱交換器１１に導入される空気と熱交換することにより空気を冷却すると共に自らは室内空気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。各室内熱交換器１１から流出した低圧のガス冷媒は、ガス分配器１３、ガス接続配管を通り室外機２に流入する。その後、ガス阻止弁８、四方弁４を通ってアキュムレータ７に流入し、アキュムレータ７で所定の冷媒かわき度に調整され、圧縮機３に吸入され、再度圧縮機３で圧縮されることにより冷凍サイクルが形成される。

【0020】

次に、各室内機１０における運転時の冷房能力の制御について説明する。各室内機１０における冷房能力は、各室内熱交換器１１に流入される空気の温度と風量、及び各室内熱交換器１１で発生する冷媒の蒸発温度によって決定される。すなわち、各室内熱交換器１１に流入される空気の温度と風量が一定の場合、冷房能力は蒸発温度によって制御が可能であり、蒸発温度を低くすれば冷房能力が増加し、蒸発温度を高くすれば冷房能力が低下する。このため、各室内機１０の空調負荷に応じて、各室内熱交換器１１における冷媒の蒸発温度を制御できれば、各室内機１０において最適な冷房能力に制御することができる。

【0021】

しかし、各室内機１０は配管により互いに接続されているため、室外機２から各室内熱交換器１１での冷媒の蒸発温度を個別に自由に制御することができず、全ての室内機１０で蒸発温度がほぼ一定となる。このため、全ての室内機１０における空調場の快適性を満たすためには、全ての室内機１０の中で空調負荷が一番大きい室内機１０の蒸発温度となるように空気調和機１を制御すれば良い。また、蒸発温度は、圧縮機３から吐出される冷媒の循環量に応じて制御が可能であり、圧縮機３からの冷媒循環量が増加すると蒸発温度が低下し、冷媒循環量が低下すると蒸発温度が高くなる。

【0022】

次に、室内機１０が設置されている全ての空調場の快適性を維持するために必要な空気調和機１の制御方法について説明する。図２は、本実施の形態の空気調和機１における冷房運転時の圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐの演算処理を表したフローチャートを示す。

【0023】

本演算処理は、室外機２の制御装置２０で行われ、空気調和機１が運転を行っている間、所定の時間間隔もしくは常時処理を行っている。まず、制御装置２０は、最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎを初期化する（Ｓ１０）。例えば、室内機１０が設置されている全ての空調場の室内温度のうち、最も高い温度を最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎとして設定する。

【0024】

次に、制御装置２０は、全室内機１０のうちの一つの室内機Ｉ（Ｉは１〜接続台数）から、吸込空気温度センサ１３により検出された吸込空気温度Ｔｉ（Ｉ）及び室内機Ｉの設定温度Ｔｓ（Ｉ）を受信する（Ｓ１１）。制御装置２０は、受信した吸込空気温度Ｔｉ（Ｉ）及び設定温度Ｔｓ（Ｉ）に基づき、室内機Ｉで必要な目標蒸発温度Ｔｅ（Ｉ）を数式１により演算する（Ｓ１２）。ここで目標蒸発温度とは、室内熱交換器１１における液冷媒の蒸発温度の目標値である。
（数式１）
Ｔｅ＝Ｔｉ−(−０．０９×(Ｔｉ−Ｔｓ)＾２＋１．６×(Ｔｉ−Ｔｓ)＋９)

【0025】

次に、制御装置２０は、演算した目標蒸発温度Ｔｅ（Ｉ）と最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎを比較する（Ｓ１３）。最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎよりも目標蒸発温度Ｔｅ（Ｉ）の方が低い場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御装置２０は、目標蒸発温度Ｔｅ（Ｉ）の値を最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎとして代入する（Ｓ１４）。一方、目標蒸発温度Ｔｅ（Ｉ）が、最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎよりも高い、もしくは等しい場合（Ｓ１３：ＮＯ）、制御装置２０は、ステップＳ１５に進む。

【0026】

次に、制御装置２０は、全室内機１０に対してＳ１１〜Ｓ１３の処理が行われたか判断する（Ｓ１５）。全室内機１０に対して処理が行われたと判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御装置２０は、最低蒸発温度Ｔｅｍｉｎの値を圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐに代入し（Ｓ１６）、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐの演算処理を終了する。一方、全室内機１０に対して処理が行われていないと判断した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御装置２０は、選定されていない室内機１０についてＳ１１〜Ｓ１４の処理を行う。

【0027】

図３は、本実施の形態の空気調和機１における冷房運転時の目標蒸発温度Ｔｅ、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐの演算結果を表したテーブルの一例を示す。テーブル中の室内機Ｎｏ．１０Ａ〜１０Ｇは、図１の冷媒回路図に示した室内機１０Ａ〜１０Ｇに対応している。

【0028】

図３のテーブルに示すように、室内機１０Ａの吸込空気温度Ｔｉは２４℃であり、室内機１０Ａから室内機１０Ｄまで順に吸込空気温度Ｔｉが２℃ずつ高くなっており、室内機１０Ｄ〜１０Ｇの吸込空気温度Ｔｉは３０℃である。また、室内機１０Ａの設定温度Ｔｓは１８℃であり、室内機１０Ａから室内機１０Ｆまで順に設定温度Ｔｓが２℃ずつ高く設定されている。また、室内機１０Ｇの設定温度Ｔｓは２９℃に設定されている。

【0029】

よって、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓの温度差は、室内機１０Ａ〜１０Ｄで６℃、室内機１０Ｅで４℃、室内機１０Ｆで２℃、室内機１０Ｇで１℃であり、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓの差は、室内機１０Ｄから室内機１０Ｇにかけて減少している。

【0030】

このような室内機１０Ａ〜１０Ｇについて、上記数式１を用いて目標蒸発温度Ｔｅを演算する。その結果、図３に示すように、室内機１０Ａの目標蒸発温度Ｔｅが、最も低く、８．６℃と演算される。なお、室内機１０Ａは、その吸込空気温度Ｔｉが最も低く、かつ吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓとの温度差が最も大きい室内機である。

【0031】

室内機１０Ａの目標蒸発温度Ｔｅが最も低くなったことは、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓとの温度差が大きいほど空調負荷が大きいことを表しており、更に、吸込空気温度Ｔｉが低いほど、目標蒸発温度Ｔｅが低く設定されることを表している。

【0032】

そして、図２に示した圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐの演算処理により、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐは８．６℃となる。制御装置２０は、室内熱交換器１１における冷媒の蒸発温度が、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐとなるように、圧縮機２の運転周波数が制御される。その結果、全ての室内機１０の室内熱交換器１１における冷媒の蒸発温度は、各室内機１０で必要とする目標蒸発温度以下となる。よって、全ての室内機１０が設置されている空調場の空調負荷に対して必要十分の能力を発生させることが可能となり、全ての室内機１０の快適性が維持される。また、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐの設定値を、目標蒸発温度Ｔｅが最も低い室内機１０Ａに合わせて演算しているため、必要最小限の消費電力で空気調和機の運転が可能となる。

【0033】

ここで、室内機１０Ａ以外の室内機である室内機１０Ｂ〜１０Ｇについては、必要蒸発温度よりも低い蒸発温度で運転しているため、このままでは空調負荷に対して発生能力が大きくなりすぎる。そのため、本実施の形態では、室内機１０Ｂ〜１０Ｇで発生する冷房能力を抑制する容量制御を行う。室内機１０Ｂ〜１０Ｇで発生する冷房能力の容量制御は、冷房運転時の室内熱交換器１１Ｂ〜１１Ｇにおける冷媒過熱度を変更させることで行われる。この結果、室内熱交換器１１Ｂ〜１１Ｇの有効伝熱面積を変更され、室内機１０Ｂ〜１０Ｇでの発生能力が抑制される。

【0034】

本実施の形態では、室内機１０の運転容量を制御するために、室内熱交換器１１の冷媒過熱度の設定方法として、各室内機１０の目標蒸発温度Ｔｅ、圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐ、吸込空気温度Ｔｉ及び設定温度Ｔｓから、数式２を用いて各室内機１０の室内熱交換器１１における目標冷媒過熱度ＳＨを制御装置２０により演算する。
（数式２）
ＳＨ＝１＋(Ｔｅ−Ｔｅｃｏｍｐ)／（（Ｔｉ−Ｔｓ）／１．２)

【0035】

図３に目標冷媒過熱度ＳＨの演算結果を示している。圧縮機制御用蒸発温度Ｔｅｃｏｍｐと同等温度の目標蒸発温度である室内機１０Ａは、室内熱交換器の性能を最大限に発揮できるように目標冷媒過熱度ＳＨが１に設定され、それ以外の室内機１０Ｂ〜１０Ｇについては、吸込空気温度Ｔｉが高いほど、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓとの温度差が小さいほど、目標冷媒過熱度ＳＨが大きくなるように設定される。

【0036】

この目標冷媒過熱度ＳＨが大きく設定されることにより、制御装置２０により、室内熱交換器１１において有効に作用する伝熱面積が減少される共に、室内膨張弁１２の開度が絞られる。この結果、室内熱交換器１１を通過する冷媒循環量が低減されるため、室内機１０での発生能力を抑制することができ、ひいては各室内機１０の空調負荷と発生能力とがバランス（一致）するように制御される。よって、無駄なサーモＯＮ−ＯＦＦを繰り返す運転を低減することができ、各室内機１０の冷房運転を連続運転とすることができるので、空調場の快適性が更に良好に維持できる。

【0037】

次に、空気調和機１における暖房モードでの運転について説明する。図１に示す点線矢印は、暖房モードにおける冷媒の流れる方向を示している。

【0038】

まず、空気調和機１の暖房作用について説明する。室外機２の圧縮機３から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、四方弁４、ガス阻止弁８を通り室外機２から流出し、ガス接続配管、各ガス分配器２１を介して各室内機１０に分流される。

【0039】

各室内機１０に流入した高圧のガス冷媒は、各室内熱交換器１１に流入し、各室内熱交換器１１に導入される空気と熱交換することにより空気を加熱すると共に自らは室内空気に放熱して液化し、高圧の液冷媒となる。各室内熱交換器１１から流出した高圧の液冷媒は、各室内膨張弁１２を通り、各室内機１０を出て、各液分配器２２、液接続配管を通り室外機２に流入する。

【0040】

その後、液阻止弁９を通り、室外膨張弁６に流入し、室外膨張弁６で減圧されて低温、低圧となり、室外熱交換器５に流入し、室外熱交換器５に導入される空気と熱交換して空気から吸熱することで低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器５から流出した低圧のガス冷媒は、四方弁４を通ってアキュムレータ７に流入し、アキュムレータ７で所定の冷媒かわき度に調整され、圧縮機３に吸入され、再度圧縮機３で圧縮されることにより冷凍サイクルが形成される。

【0041】

次に、各室内機１０における運転時の暖房能力の制御について説明する。各室内機１０における暖房能力は、各室内熱交換器１１に流入される空気の温度と風量、及び各室内熱交換器１１で発生する冷媒の凝縮温度によって決定される。すなわち、各室内熱交換器１１に流入される空気の温度と風量が一定の場合、暖房能力は凝縮温度によって制御が可能であり、凝縮温度を高くすれば暖房能力が増加し、凝縮温度を低くすれば暖房能力が低下する。このため、各室内機１０の空調負荷に応じて、各室内熱交換器１１で発生する冷媒の凝縮温度を制御できれば、各室内機１０において最適な状態で暖房能力を制御することができる。

【0042】

しかし、各室内機１０は配管により接続されているため、室外機２から各室内熱交換器１１で発生する冷媒の凝縮温度を個別に自由に制御することができず、全ての室内機１０で凝縮温度がほぼ一定となる。このため、全ての室内機１０における空調場の快適性を満たすためには、全ての室内機１０の中で空調負荷が一番大きい室内機１０の凝縮温度となるように空気調和機１を制御すれば良い。また、凝縮温度は、圧縮機３から吐出される冷媒循環量に応じて制御が可能であり、圧縮機３からの冷媒循環量が増加すると凝縮温度が高くなり、冷媒循環量が低下すると凝縮温度が低くなる。

【0043】

次に、室内機１０が設置されている全ての空調場の快適性を維持するために必要な空気調和機１の制御方法について説明する。図４は、本実施の形態の空気調和機１における暖房運転時の圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐの演算処理を表したフローチャートを示す。

【0044】

本演算処理は、室外機２の制御装置２０で行われ、空気調和機１が運転を行っている間、所定の時間間隔もしくは常時処理を行っている。まず、制御装置２０は、最大凝縮温度Ｔｃｍａｘを初期化（Ｔｃｍａｘ＝０）する（Ｓ２０）。次に、制御装置２０は、全室内機１０のうちの一つの室内機Ｉ（Ｉは１〜接続台数）から吸込空気温度Ｔｉ（Ｉ）と設定温度Ｔｓ（Ｉ）を受信する（Ｓ２１）。制御装置２０は、受信した吸込空気温度Ｔｉ（Ｉ）及び設定温度Ｔｓ（Ｉ）に基づき、室内機Ｉで必要な目標凝縮温度Ｔｃ（Ｉ）を数式３により演算する（Ｓ２２）。ここで目標凝縮温度とは、室内熱交換器１１におけるガス冷媒の凝縮温度の目標値である。
（数式３）
Ｔｃ＝Ｔｉ＋(−０．０９×(Ｔｓ−Ｔｉ)＾２＋２×(Ｔｓ−Ｔｉ)＋１６)

【0045】

次に、制御装置２０は、演算した目標凝縮温度Ｔｃ（ｉ）と最大凝縮温度Ｔｃｍａｘを比較する（Ｓ２３）。最大凝縮温度Ｔｃｍａｘよりも目標凝縮温度Ｔｃ（Ｉ）の方が高い場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、制御装置２０は、目標凝縮温度Ｔｃ（Ｉ）の値を最大凝縮温度Ｔｃｍａｘとして代入する（Ｓ２４）。一方、目標凝縮温度Ｔｃ（Ｉ）が、最大凝縮温度Ｔｃｍａｘよりも低い、もしくは等しい場合（Ｓ２３：ＮＯ）、制御装置２０は、ステップＳ２５に進む。

【0046】

次に、制御装置２０は、全室内機１０に対してＳ２１〜Ｓ２３の処理が行われたか判断する（Ｓ２５）。全室内機１０に対して処理が行われたと判断した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御装置２０は、最大凝縮温度Ｔｃｍａｘの値を圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐに代入し（Ｓ２６）、圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐの演算処理を終了する。一方、全室内機１０に対して処理が行われていないと判断した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、制御装置２０は、選定されていない室内機１０についてＳ２１〜Ｓ２４の処理を行う。

【0047】

図５は、本実施の形態の空気調和機１における暖房運転時の目標凝縮温度Ｔｃ、圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐの演算結果を表したテーブルの一例を示す。図３と同様にテーブル中の室内機Ｎｏ．１０Ａ〜１０Ｇは、図１の冷媒回路図に示した室内機１０Ａ〜１０Ｇに対応している。

【0048】

図５のテーブルに示すように、室内機１０Ａの吸込空気温度Ｔｉは２０℃であり、室内機１０Ａから室内機１０Ｄまで順に吸込空気温度Ｔｉが２℃ずつ高くなっており、室内機１０Ｄ〜１０Ｇの吸込空気温度Ｔｉは２６℃である。また、室内機１０Ａの設定温度Ｔｓは２６℃であり、室内機１０Ａから室内機１０Ｄまで順に設定温度Ｔｓが２℃ずつ高く設定されている。また、室内機１０Ｅの設定温度Ｔｓは３０℃であり、室内機１０Ｅから室内機１０Ｇまで順に設定温度Ｔｓが２℃ずつ低く設定されている。

【0049】

よって、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓの温度差は、室内機１０Ａ〜１０Ｄで６℃、室内機１０Ｅで４℃、室内機１０Ｆで２℃、室内機１０Ｇで０℃であり、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓの差は、室内機１０Ｄから室内機１０Ｇにかけて減少している。

【0050】

このような室内機１０Ａ〜１０Ｇについて、上記数式３を用いて目標凝縮温度Ｔｃを演算する。その結果、図５に示すように、室内機１０Ｄの目標凝縮温度Ｔｃが、最も高く、５０．８℃と演算される。なお、室内機１０Ｄは、その吸込空気温度Ｔｉが最も高く、かつ吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓとの温度差が最も大きい室内機である。

【0051】

室内機１０Ｄの目標凝縮温度Ｔｃが最も高くなったことは、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓとの温度差が大きいほど空調負荷が大きいことを表しており、更に、吸込空気温度Ｔｉが高いほど、目標凝縮温度Ｔｃが高く設定されることを表している。

【0052】

そして、図４に示した圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐの演算処理により、圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐは５０．８℃となる。室内熱交換器１１における冷媒の凝縮温度が、圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐとなるように、圧縮機２の運転周波数が制御装置２０により制御される。その結果、全ての室内機１０の室内交換器１１における冷媒の凝縮温度は、各室内機１０で必要とする目標凝縮温度以上となる。よって、全ての室内機１０が設置されている空調場の空調負荷に対して必要十分の能力を発生させることが可能となり、全ての室内機１０が設置されている空調場の快適性が維持される。また、圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐの設定値を、目標凝縮温度Ｔｃが最も高い室内機１０Ｄに合わせて演算しているため、必要最小限の消費電力で空気調和機の運転が可能となる。

【0053】

ここで室内機１０Ｄ以外の室内機である室内機１０Ａ〜１０Ｃ、１０Ｅ〜１０Ｆについては、必要凝縮温度よりも高い凝縮温度で運転しているため、空調負荷に対して発生能力が大きくなりすぎる。そのため、本実施の形態では、室内機１０Ａ〜１０Ｃ、１０Ｅ〜１０Ｆで発生する暖房能力を抑制する容量制御を行う。室内機１０Ａ〜１０Ｃ、１０Ｅ〜１０Ｆで発生する暖房能力の容量制御は、室内熱交換器に流入する冷媒循環量を制御することで行われる。例えば、各室内機１０での室内膨張弁１２の開度を演算して、演算した室内膨張弁１２の開度となるように、室内膨張弁１２を制御することで行われる。

【0054】

本実施の形態では、室内機１０の運転容量を制御する室内膨張弁１２の開度の設定方法として、各室内機１０の目標凝縮温度Ｔｃ、及び圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐから、数式４を用いて室内膨張弁開度比ｐｌｓｉを制御装置２０により演算する。室内膨張弁開度比ｐｌｓｉとは、室内膨張弁１２の全閉時を０と設定し、室内膨張弁１２の全開時を１００とした場合の比率を表している。なお、数式４において、Ｔｃｃｏｐｍ＝Ｔｃの場合、ｐｌｓｉ＝１００とする。
（数式４）
ｐｌｓｉ＝ＩＮＴ（−５５×Ｌｎ（Ｔｃｃｏｍｐ−Ｔｃ)＋１３５）

【0055】

図５に室内膨張弁開度比ｐｌｓｉの演算結果を示している。圧縮機制御用凝縮温度Ｔｃｃｏｍｐと同等温度の目標凝縮温度である室内機１０Ｄは、室内熱交換器の性能を最大限に発揮できるように室内膨張弁開度比ｐｌｓｉが１００に設定されている。室内機１０Ｄ以外の室内機１０Ａ〜１０Ｃ、１０Ｅ〜１０Ｆについては、吸込空気温度Ｔｉが低いほど、吸込空気温度Ｔｉと設定温度Ｔｓとの温度差が小さいほど、室内膨張弁開度比ｐｌｓｉが小さくなるように設定される。

【0056】

この室内膨張弁開度比ｐｌｓｉが小さく設定されることにより、制御装置２０により室内膨張弁１２の開度が絞られ、室内熱交換器１１に流入する冷媒循環量が低減されるため、室内機１０での発生能力を抑制することができ、ひいては各室内機１０の空調負荷と発生能力がバランス（一致）するように制御される。よって、無駄なサーモＯＮ−ＯＦＦを繰り返す運転を低減することができ、各室内機１０の暖房運転が連続運転となるため、空調場の快適性が更に良好に維持できる。

【0057】

なお、上述した本発明の実施形態および実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態あるいは実施例のみに限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【0058】

例えば、圧縮機３の運転周波数を制御する目標値として、冷房運転時には蒸発温度を検出し、暖房運転時には凝縮温度を検出するたに、熱交換器温度センサ１４を各室内機１０に設けているが、室外機２に付設する吐出圧力センサ（図示せず）や吸入圧力センサ（図示せず）を圧縮機３の運転周波数を制御する目標値としても良い。

【符号の説明】

【0059】

１：空気調和機、２：室外機、３：圧縮機、１０Ａ〜１０Ｇ：室内機、１１Ａ〜１１Ｇ：室内熱交換器、１２Ａ〜１２Ｇ：室内膨張弁、２０：制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】