【実施例】
【0012】
<空気調和装置の構成>
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、1階建ての建物600の屋外に設置される1台の室外機2と、屋内に設置され室外機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。
【0013】
<室外機の構成>
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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とが設けられている。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
CPU210は、前述した室外機2の各種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。
【0025】
<室内機の構成>
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。尚、3台の室内機5a〜5cは全て同じ能力であり、冷房運転時の室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過熱度を所定値(例えば、5deg)以下とできれば、各室内機で十分な冷房能力を発揮できる。また、暖房運転時の室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過冷却度を所定値(例えば、10deg)以下とできれば、各室内機で充分な暖房能力を発揮できる。
【0026】
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、室内機5aの構成装置と対応する室内機5b、5cの構成装置となる。
【0027】
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。
【0028】
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)での冷媒過熱度が後述する平均冷媒過熱度となるように調整される。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後述する平均冷媒過冷却度となるように調整される。
【0029】
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図示しない吹出口から室内へ供給する。
【0030】
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から流出あるいは室内熱交換器51aに流入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。
【0031】
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とを備えている。
【0032】
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。
【0033】
CPU510aは、前述した室内機5aの各種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(冷房/暖房といった運転モードや設定温度、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。
【0034】
<室外機と室内機の設置>
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が屋外に配置されており、室内機5a〜5cが屋内の各部屋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は、上述した液管8とガス管9で相互に接続されており、これらの液管8とガス管9は、その一部が建物600の図示しない壁面内や天井裏に埋設されている。尚、
図2では、室内機5cは、室内機5a、5bと比べて室外機2との距離が遠い場所に設置されており、例えば、室外機2との距離が室内機5aは1.5m、室内機5bは2.5m、室内機5cは10mの位置にある。つまり、室内機5cは、室外機2に接続される液管8とガス管9の長さが室内機5a、5bと比べて長くなっている。
【0035】
<冷媒回路における冷媒の流れと各部の動作>
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、まず、室内機5a〜5cが冷房運転を行う場合について説明し、次に、暖房運転を行う場合について説明する。また、
図1(A)における破線矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示し、実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
【0036】
<冷房運転>
図1(A)に示すように、室内機5a〜5cが冷房運転を行う場合、室外機制御手段200の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。
【0037】
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から冷媒配管43を流れて室外熱交換器23に流入し、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室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器23から流出した冷媒は室外機液管44を流れ、全開とされている室外膨張弁24と閉鎖弁25を介して液管8に流入する。
【0038】
液管8を流れる冷媒は、液管接続部53a〜53cを介して室内機5a〜5cに流入する。室内機5a〜5cに流入した冷媒は、室内機液管71a〜71cを流れ、室内膨張弁52a〜52cを通過するときに減圧される。室内機液管71a〜71cから室内熱交換器51a〜51cに流入した冷媒は、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て冷やされた空気が図示しない吹出口から各部屋に吹き出されることによって、室内機5a〜5cが設置された各部屋の冷房が行われる。
【0039】
室内熱交換器51a〜51cから流出した冷媒は、室内機ガス管72a〜72c、ガス管接続部54a〜54cを介してガス管9に流入する。ガス管9を流れる冷媒は、閉鎖弁26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、室外機ガス管45、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。
【0040】
<暖房運転>
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とが連通するよう、また、ポートbとポートcとが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路100が、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。
【0041】
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暖められた空気が図示しない吹出口から各部屋に吹き出されることによって、室内機5a〜5cが設置された各部屋の暖房が行われる。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
<本発明に関わる動作、作用および効果>
次に、
図1乃至
図3を用いて、本実施形態の空気調和装置1において、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。
【0045】
図2に示すように、本実施形態の空気調和装置1では、前述したように、室内機5cは、室内機5a、5bと比べて室外機2との距離が遠い場所に設置されている。つまり、室内機5cは、室外機2との間の液管8とガス管9の長さが室内機5a、5bと比べて長くなっている。この場合に、空気調和装置1で冷房運転や暖房運転を行ったときは、以下のような問題がある。
【0046】
前述したように、冷房運転では、圧縮機21から吐出された冷媒は、吐出管41から四方弁22を介して室外熱交換器23に流入して凝縮して室外機2から流出し、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cに流入して蒸発する。一方、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。そして、室内機5a〜5cから流出した冷媒は、室外機2の室外熱交換器23に流入して蒸発する。
【0047】
このとき、室内機5a〜5cにおいては、室内機5a、5bと比べて室外機2との距離が遠い室内機5cでは液管8とガス管9が長くなるため、液管8とガス管9による圧力損失が室内機5a、5bと比べて大きくなる。このため、室内機5a、5bと比べて液管8とガス管9の冷媒配管が長くなる室内機5cには冷媒が流れにくくなる。
【0048】
したがって、室内機5a〜室内機5cにおいて、室内機5a、5bと比べて冷媒が流れにくい室内機5cでは、他の室内機5a、5bに比べて空調運転開始から室内温度が設定温度に到達するまでの時間である立ち上がり時間が長くなって、室内機5cが設置された部屋の使用者に不快感を与えるおそれがあった。
【0049】
そこで、本発明の空気調和装置1では、空調運転開始から室内温度が設定温度に到達するまでの時間である立ち上がり時間が室内機5a〜5c毎に異なる場合、各立ち上がり時間の時間差を小さくする冷媒量バランス制御を実行する。具体的には、空気調和装置1が冷房運転を行うときには、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側(ガス管接続部54a〜54c側)における冷媒過熱度を定期的(例えば、30秒毎)に算出し、算出した冷媒過熱度のうち、最大値と最小値を抽出してこれらの平均値である平均冷媒過熱度を求める。また、暖房運転を行うときには、室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側(液管接続部53a〜53c側)における冷媒過冷却度を定期的(例えば、30秒毎)に算出し、算出した冷媒過冷却度のうち最大値と最小値を抽出してこれらの平均値である平均冷媒過冷却度を求める。そして、室内機5a〜5cの室内膨張弁52a〜52cの開度を調整して、室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過熱度あるいは冷媒過冷却度を求めた平均冷媒過熱度あるいは平均冷媒過冷却度となるようにする。
【0050】
本実施形態の空気調和装置1のように、室内機5a、5bと比べて室外機2より遠い場所に室内機5cが設置されているとき、冷房運転時の室内機5a〜5cの各冷媒過熱度は、室内機5aで3deg、室内機5bで5deg、室内機5cで11deg、というように、室内機5a、5bと比べて冷媒が流れにくい室内機5cの冷媒過熱度が大きくなっている。
【0051】
上記のような状態であるときに冷媒量バランス制御を実行すると、平均冷媒過熱度(上記の例の場合では、最大値:11degと最小値:3degの平均値である7deg)より冷媒過熱度が小さい室内機5aおよび室内機5bでは、冷媒過熱度を平均冷媒過熱度まで上昇させるために室内膨張弁52aおよび室内膨張弁52bの開度が絞られる。一方、平均冷媒過熱度より冷媒過熱度が大きい室内機5cでは、冷媒過熱度を平均冷媒過熱度まで低下させるために室内膨張弁52cの開度が大きくされる。なお、冷房運転開始時の各室内膨張弁52a〜52cの初期の開度については後述する。
【0052】
また、暖房運転時の室内機5a〜5cの各冷媒過冷却度は、室内機5aで6deg、室内機5bで10deg、室内機5cで20deg、というように、室内機5a、5bと比べて冷媒が流れにくい室内機5cの冷媒過冷却度が大きくなっている。
【0053】
上記のような状態であるときに冷媒量バランス制御を実行すると、平均冷媒過冷却度(上記の例の場合では、最大値:20degと最小値:6degの平均値である13deg)より冷媒過冷却度が小さい室内機5aおよび室内機5bでは、冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで上昇させるために室内膨張弁52aおよび室内膨張弁52bの開度が絞られる。一方、平均冷媒過冷却度より冷媒過冷却度が大きい室内機5cでは、冷媒過冷却度を平均冷媒過冷却度まで低下させるために室内膨張弁52cの開度が大きくされる。なお、暖房運転開始時の各室内膨張弁52a〜52cの初期の開度については後述する。
【0054】
以上説明したように、冷房運転時あるいは暖房運転時に冷媒量バランス制御を実行することで、室内機5a、5bで室内膨張弁52a、52bの開度が絞られる、つまり、室内機5a、5bに流れる冷媒量が減少する。一方、冷媒が流れにくい室内機5cでは、室内膨張弁52cの開度が大きくされる。これにより、室内機5a、5bに流れていた冷媒の一部が室内機5cに流れて室内機5cを流れる冷媒量が増えるので、室内機5cにおける空調運転開始から室内温度が設定温度に到達するまでの立ち上がり時間が短くなる。
【0055】
<室外機制御部での空調運転の処理の流れ>
次に、
図3および
図4を用いて、本実施形態の空気調和装置1における冷房運転時の制御と暖房運転時の制御について説明する。
図3は、空気調和装置1が冷房運転を行う場合の、
図4は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合の、室外機制御部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。
図3および
図4において、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および
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が冷房運転あるいは暖房運転を行っている場合を例に挙げて説明する。
【0056】
また、以下の説明では、冷房運転時の制御において、室外機2の吸入圧力センサ32で検出する圧縮機21の吸入圧力をPl、吸入圧力Plを用いて求める低圧飽和温度をTls、室内機5a〜5cのガス側温度センサ62a〜62cで検出する熱交出口温度をToc(各室内機5a〜5cに対して個別に言及する必要がある場合は、Toca〜Toccと記載)、熱交出口温度Tocから低圧飽和温度Tlsを減じて求める室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過熱度をSH(各室内機5a〜5cに対して個別に言及する必要がある場合は、SHa〜SHcと記載)、各室内機5a〜5cでの冷媒過熱度SHのうち最大値と最小値を用いて求める平均冷媒過熱度をSHvとする。
【0057】
更に、暖房運転時の制御において、室外機2の吐出圧力センサ31で検出する圧縮機21の吐出圧力を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の液側温度センサ61a〜61cで検出する熱交出口温度をTow(各室内機5a〜5cに対して個別に言及する必要がある場合は、Towa〜Towcと記載)、高圧飽和温度Thsから熱交出口温度Towを減じて求める室内熱交換器51a〜51cの冷媒出口側における冷媒過冷却度をSC(各室内機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での冷媒過冷却度SCのうち最大値と最小値を用いて求める平均冷媒過冷却度をSCvとする。
【0058】
<冷房運転時の制御>
まず、
図3を用いて冷房運転時の制御について説明する。始めに、CPU210は、冷房運転開始処理を実行する(ST1)。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を冷房サイクルとすることであり、最初に冷房運転を行うときに行われる処理である。
【0059】
次に、CPU210は、冷房運転の制御を行う(ST2)。冷房運転の制御では、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を介して冷房運転を開始する旨の運転開始信号を送信する。
【0060】
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(ガス管接続部54a〜54c側)での冷媒過熱度SHが運転開始時の目標冷媒過熱度(例えば、3deg)となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。ここで、目標冷媒過熱度は、予め試験等を行って求めて記憶部520a〜520cに記憶されている値であり、各室内機で冷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。尚、CPU510a〜510cは、冷房運転の開始から冷媒回路100の状態が安定するまでの間(例えば、運転開始から3分間)は、上述した運転開始時の目標冷媒過熱度となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。
【0061】
次に、CPU210は、吸入圧力センサ32で検出した吸入圧力Pl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Toc(Toca〜Tocc)を通信部230を介して取り込む(ST3)。尚、熱交出口温度Tocは、室内機5a〜5cにおいてガス側温度センサ62a〜62cでの検出値をCPU510a〜510cが取り込み、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に取り込まれて各記憶部に記憶されている。
【0062】
次に、CPU210は、ST3で取り込んだ吸入圧力Plを用いて低圧飽和温度Tlsを求め(ST4)、求めた低圧飽和温度TlsとST3で取り込んだ熱交出口温度Tocを用いて、室内機5a〜5cの冷媒過熱度SHを求める(ST5)。
【0063】
次に、CPU210は、ST5で求めた室内機5a〜5cの冷媒過熱度SHを用いて平均冷媒過熱度SHvを算出する(ST6)。具体的には、CPU210は、室内機5a〜5cの冷媒過熱度SHa〜SHcの中で最大値と最小値を抽出し、これらの平均値を求めてこれを平均冷媒過熱度SHvとする。
【0064】
次に、CPU210は、ST6で求めた平均冷媒過熱度SHvとST4で求めた低圧飽和温度Tlsを、通信部230を介して室内機5a〜5cに送信する(ST7)。通信部530a〜530cを介して平均冷媒過熱度SHvと低圧飽和温度Tlsを受信した室内機5a〜5cのCPU510a〜510cは、ガス側温度センサ62a〜62cで検出した熱交出口温度Toca〜Toccから室外機2から受信した低圧飽和温度Tlsを減じて冷媒過熱度SHa〜SHcを求め、求めた冷媒過熱度SHa〜SHcが、室外機2から受信した平均冷媒過熱度SHv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ST3〜ST7までの処理が、本発明の冷房運転時における冷媒量バランス制御に関わる処理である。
【0065】
ST7の処理を終えた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(ST8)。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。運転停止指示があれば(ST8−Yes)、CPU210は、運転停止処理を実行し(ST9)、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。
ST8において運転停止指示がなければ(ST8−No)、CPU210は、ST2に処理を戻す。
【0066】
<暖房運転時の制御>
次に、
図4を用いて暖房運転時の制御について説明する。なお、
図4におけるST17およびST18の処理は、
図3の冷房運転時の制御のST8およびST9の処理と同じであるため、説明を省略する。始めに、CPU210は、暖房運転開始処理を実行する(ST10)。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、最初に暖房運転を行うときに行われる処理である。
【0067】
次に、CPU210は、暖房運転の制御を行う(ST11)。暖房運転の制御では、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。
【0068】
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が運転開始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の開度を調整する。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。尚、CPU510a〜510cは、暖房運転の開始から冷媒回路100の状態が安定するまでの間(例えば、運転開始から3分間)は、上述した運転開始時の目標冷媒過冷却度となるように室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する。
【0069】
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Tow(Towa〜Towc)を通信部230を介して取り込む(ST12)。尚、熱交出口温度Towは、室内機5a〜5cにおいて液側温度センサ61a〜61cでの検出値をCPU510a〜510cが取り込み、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に取り込まれて各記憶部に記憶されている。
【0070】
次に、CPU210は、ST12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(ST13)、求めた高圧飽和温度ThsとST12で取り込んだ熱交出口温度Towを用いて、室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCを求める(ST14)。
【0071】
次に、CPU210は、ST14で求めた室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCを用いて平均冷媒過冷却度SCvを算出する(ST15)。具体的には、CPU210は、室内機5a〜5cの冷媒過冷却度SCa〜SCcの中で最大値と最小値を抽出し、これらの平均値を求めてこれを平均冷媒過冷却度SCvとする。
【0072】
次に、CPU210は、ST15で求めた平均冷媒過冷却度SCvとST13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(ST16)。通信部530a〜530cを介して平均冷媒過冷却度SCv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Towa〜Towc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ST12〜ST16までの処理が、本発明の暖房運転時における冷媒量バランス制御に関わる処理である。
【0073】
以上説明したように、本発明の空気調和装置1は、冷房運転を行っているときには、室内機5a〜5cにおける冷媒過熱度SHa〜SHcが、これらの最大値および最小値を用いて求めた平均冷媒過熱度SHvとなるように、また、暖房運転を行っているとき、室内機5a〜5cにおける冷媒過冷却度SCa〜SCcが、これらの最大値および最小値を用いて求めた平均冷媒過冷却度SCvとなるように、室内膨張弁52a〜52cの開度を調整する冷媒量バランス制御を実行する。これにより、冷媒が流れにくい室内機が存在する場合に、当該室内機の空調運転開始から室内温度が設定温度に到達するまでの立ち上がり時間を短くし、各室内機間の立ち上がり時間の時間差を小さくできる。
【0074】
尚、以上説明した本実施形態では、室内機5a〜5cにおいて、液管8とガス管9の冷媒配管の長さに差異があるような設置条件によって冷媒が流れにくい室内機が存在する場合を例に挙げて冷媒量バランス制御を説明したが、本発明はこれに限らず、室内機5a〜5cにおいて、室内機熱交換器の違いに起因して冷媒が流れにくい室内機が存在する場合に、冷媒量バランス制御を実行してもよい。
【0075】
例えば、室内機5a〜5cのうち、室内機5cが他の室内機5a、5bと比べて室内熱交換器が大きく、他の室内機5a、5bと比べて室内熱交換器のパスの長さが長い場合や、室内機5cが他の室内機5a、5bと室内熱交換器の形状が異なり、他の室内機5a、5bと比べて室内熱交換器のパスの折り返しの回数が多い場合がある。このような場合に、室内機5cにおいては、当該室内熱交換器のパスによる圧力損失が他の室内機5a、5bと比べて大きくなる。このため、室内機5cにおいては、他の室内機5a、5bと比べて冷媒が流れにくくなる。したがって、室内機5cは、他の室内機5a、5bに比べて空調運転開始から室内温度が設定温度に到達するまでの立ち上がりの時間が長くなる。このような場合に冷媒量バランス制御を実行することで、室内機5a、5bで室内膨張弁52a、52bの開度が絞られる、つまり、室内機5a、5bに流れる冷媒量が減少する。一方、冷媒が流れにくい室内機5cでは、室内膨張弁52cの開度が大きくされる。これにより、室内機5a、5bに流れていた冷媒の一部が室内機5cに流れて室内機5cを流れる冷媒量が増えるので、室内機5cにおける空調運転開始から室内温度が設定温度に到達するまでの立ち上がり時間を短くし、各室内機5a〜5c間の立ち上がり時間の時間差を小さくできる。