特許 7017182 空気調和装置

(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】

(24)【登録日】2022-01-31

(45)【発行日】2022-02-08

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 13/00 20060101AFI20220201BHJP

【ＦＩ】

F25B13/00 N

F25B13/00 M

F25B13/00 104

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021008384

(22)【出願日】2021-01-22

(62)【分割の表示】P 2017036850の分割

【原出願日】2017-02-28

(65)【公開番号】P2021063652

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2021-01-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(72)【発明者】

【氏名】竹内 博俊

(72)【発明者】

【氏名】真田 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼岡 亮

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 賢一

【審査官】森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－３４６２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２７４８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２５４５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００１２５４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １３／００

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ５／００

Ｆ２４Ｆ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、室外熱交換器と、前記圧縮機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検出手段を有する室外機と、
室内熱交換器と、前記室内熱交換器を流通する冷媒の温度である室内熱交温度を検出する室内熱交温度検出手段と、室内温度を検出する室内温度検出手段を有する複数の室内機と、
複数の前記室内機の各々に対応して接続された膨張弁と、
前記圧縮機、前記膨張弁を制御する制御部と、を有し、
１台の前記室外機に対して複数の前記室内機が冷媒配管で並列に接続された空気調和装置であって、
前記制御部は、
前記空気調和装置が暖房運転しているとき、
前記膨張弁が全閉になっているか否かを判定する膨張弁全閉判定を実施し、
前記膨張弁全閉判定によって前記膨張弁が全閉になっていると判定したら、
前記圧縮機を一時停止して全閉になっていると判定された当該膨張弁の初期化を行い、
前記膨張弁全閉判定は、
前記室内機が一台のみ暖房運転している場合は、
暖房運転中の前記室内機に対応する前記室内温度と前記室内熱交温度の差が予め定めた第２の閾値未満、且つ、前記吐出温度が所定温度超となったら、当該室内機に対応する前記膨張弁が全閉になっていると判定する、空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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マルチ型空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機と、室外熱交換器とを有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、室内機の各々に対応して接続された膨張弁とを含み、１台の室外機に対して複数の室内機が冷媒配管で並列に接続されたマルチ型空気調和装置では、各室内機に対応する膨張弁の開度を調整することで、要求された能力を発揮するために必要な量の冷媒を各室内機へ分配している。このような、マルチ型空気調和装置において、膨張弁によって室内機へ流す冷媒の量を極少流量に制御する場合がある。例えば、暖房運転中の室内機と運転停止中の室内機が混在している状態では、室内熱交換器への冷媒の溜り込みを防ぐために、運転停止中の室内機に対応する膨張弁の開度を冷媒がわずかに流れる程度の開度に設定している。また、冷媒流量が少ない低負荷時にも開度は小さく設定される。能力の大きい室内機を接続する場合は高負荷時の大流量を確保するために大口径の膨張弁を接続するが、大口径の膨張弁で上述したような少流量を実現するためには、全閉に近い開度まで制御できるようにする必要がある。

【0003】

このように、要求された冷媒流量に応じたきめ細かい制御を行うには、膨張弁の開度を全閉に近い開度まで制御できるようにする必要がある
従来、膨張弁の製造誤差や開閉動作を繰り返し行ったことによる制御開度と実開度とのずれを考慮して、通常は全閉に近い開度の領域を全閉パルス領域として運転制御では用いないようにしていた。しかし大口径の膨張弁で少流量を実現するために全閉パルス領域を制御で用いた場合、上述の開度誤差によって空気調和装置の運転中に膨張弁が全閉になってしまう可能性がある。膨張弁が全閉となったまま暖房運転が継続されると、室内空間で暖気が生成されないだけでなく、圧縮機に吸入される冷媒の量が不足するため吐出温度が急激に上昇し、圧縮機が保護停止してしまう。一度保護停止となった圧縮機は所定時間（１５～３０分）再起動が禁止される。

【0004】

従来、膨張弁の製造誤差に対応するために、圧縮機を一定周波数で運転し、膨張弁の開度を徐々に開きながら室内熱交換器の温度を検出することで全閉開度を検出し、検出された全閉開度を制御範囲の下限に設定する方法がある（例えば、特許文献１）。この方法であれば、膨張弁の開度を全閉に近い開度まで制御でき、流量の調節範囲が広く、大流量を確保できる大口径の膨張弁を用いて空気調和装置のきめ細かい制御を行うことができる。

【0005】

しかし、従来の方法は、運転停止中若しくは起動時に行うものであり、運転中に膨張弁の開閉動作を繰り返し行ったことによって膨張弁に制御開度と実開度とのずれが生じた場合対応できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平１１－１５９８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、流量の調節範囲が広く大流量を確保できる大口径の膨張弁を用いて、運転中に膨張弁の開閉動作を繰り返し行ったことによって膨張弁に制御開度と実開度とのずれが生じた場合であっても、保護停止をなることを防ぎ、きめ細かい制御を行うことが可能な空気調和装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、室外熱交換器と、前記圧縮機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検出手段を有する室外機と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器を流通する冷媒の温度である室内熱交温度を検出する室内熱交温度検出手段と、室内温度を検出する室内温度検出手段を有する複数の室内機と、前記室内機の各々に対応して接続された膨張弁と、前記圧縮機、前記膨張弁を制御する制御部と、を有し、１台の前記室外機に対して複数の前記室内機が冷媒配管で並列に接続された空気調和装置であって、前記制御部は、前記空気調和装置が暖房運転しているとき、前記膨張弁が全閉になっているか否かを判定する膨張弁全閉判定を実施し、前記膨張弁全閉判定によって前記膨張弁が全閉になっていると判定したら、前記圧縮機を一時停止して全閉になっていると判定された当該膨張弁の初期化を行う。

【0009】

上記した空気調和装置では、暖房運転中の室内機に対応する膨張弁が全閉になっているか否かを判定し、全閉になっていたら圧縮機を一時停止して当該膨張弁の初期化を行う。運転中の室内機が全閉になることは制御上あり得ない為、全閉になっているか否かを判定することで膨張弁に制御開度と実開度とのずれが生じていることが明らかとなる。運転中に膨張弁が制御開度と実開度とのずれによって全閉になった場合、圧縮機が保護停止する前に膨張弁２４の初期化を行う。

【発明の効果】

【0010】

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、流量の調節範囲が広く大流量を確保できる大口径の膨張弁を用いて、運転中に膨張弁の開閉動作を繰り返し行ったことによって膨張弁に制御開度と実開度とのずれが生じた場合であっても、保護停止をなることを防ぎ、きめ細かい制御を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態である空気調和装置の説明図であり、（Ａ）が冷媒回路図、（Ｂ）が室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。

【図2】本発明の実施形態における、室外機制御手段での処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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４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マルチ型の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。

【実施例】

【0013】

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、室外機２に第１液管８ａ、第２液管８ｂ、第３液管８ｃ、第４液管８ｄ、および、ガス管９で並列に接続された４台の室内機５ａ～５ｄとを備えている。

【0014】

上記各構成要素は次のように接続されている。第１液管８ａの一端が室外機２の第１液側閉鎖弁２８ａに、他端が室内機５ａの液側閉鎖弁５３ａにそれぞれ接続されている。また、第２液管８ｂの一端が室外機２の第２液側閉鎖弁２８ｂに、他端が室内機５ｂの液側閉鎖弁５３ｂにそれぞれ接続されている。また、第３液管８ｃの一端が室外機２の第３液側閉鎖弁２８ｃに、他端が室内機５ｃの液側閉鎖弁５３ｃにそれぞれ接続されている。また、第４液管８ｄの一端が室外機２の第４液側閉鎖弁２８ｄに、他端が室内機５ｄの液側閉鎖弁５３ｄ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のガス側閉鎖弁２９に、他端が分岐して室内機５ａ～５ｄの各ガス側閉鎖弁５４ａ～５４ｄにそれぞれ接続されている。このように、室外機２と室内機５ａ～５ｄとが第１液管８ａ、第２液管８ｂ、第３液管８ｃ、第４液管８ｄ、および、ガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。

【0015】

まず、図１（Ａ）を用いて、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、第１室外膨張弁２４ａと、第２室外膨張弁２４ｂと、第３室外膨張弁２４ｃと、第４室外膨張弁２４ｄと、室外ファン２７と、一端に第１液管８ａが接続された第１閉鎖弁２８ａと、一端に第２液管８ｂが接続された第２閉鎖弁２８ｂと、一端に第３液管８ｃが接続された第３閉鎖弁２８ｃと、一端に第４液管８ｄが接続された第４閉鎖弁２８ｄと、一端にガス管９が接続されたガス側閉鎖弁２９と、室外機制御手段２００とを備えている。そして、室外ファン２７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。

【0016】

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と吐出管４１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、後述する四方弁２２のポートｃと吸入管４２で接続されている。

【0017】

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための流路切替手段であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｄは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｂは、ガス側閉鎖弁２９と室外機ガス管４４で接続されている。

【0018】

室外熱交換器２３は、後述する室外ファン２７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と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冷媒配管４３で四方弁２２のポートｄに接続され、他方の冷媒出入口には室外機液管４５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。

【0019】

室外機液管４５の他端には、第１液分管ａの一端と第２液分管４６ｂの一端と第３液分管４６ｃの一端と第４液分管４６ｄの一端が各々接続されている。また、第１液分管４６ａの他端は第１液側閉鎖弁２８ａと接続され、第２液分管４６ｂの他端は第２液側閉鎖弁２８ｂと接続され、第３液分管４６ｃの他端は第３液側閉鎖弁２８ｃと接続され、第４液分管４６ｄの他端は第４液側閉鎖弁２８ｄと接続されている。

【0020】

第１液分管４６ａには、第１室外膨張弁２４ａが設けられている。また、第２液分管４６ｂには、第２室外膨張弁２４ｂが設けられている。また、第３液分管４６ｃには、第３室外膨張弁２４ｃが設けられている。さらには、第４液分管４６ｄには、第４室外膨張弁２４ｄが設けられている。

【0021】

第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、第４室外膨張弁２４ｄは、各々電子膨張弁である。第１室外膨張弁２４ａの開度を調節することで、後述する室内機５ａの室内熱交換器５１ａを流れる冷媒量を調節する。第２室外膨張弁２４ｂの開度を調節することで、後述する室内機５ｂの室内熱交換器５１ｂを流れる冷媒量を調節する。第３室外膨張弁２４ｃの開度を調節することで、後述する室内機５ｃの室内熱交換器５１ｃを流れる冷媒量を調節する。第４室外膨張弁２４ｄの開度を調節することで、後述する室内機５ｄの室内熱交換器５１ｄを流れる冷媒量を調節する。

【0022】

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。

【0023】

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とが設けられている。吸入管４２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である吸入温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３の温度を検出する室外熱交温度センサ３５が設けられている。

【0024】

第１液分管４６ａにおける、第１室外膨張弁２４ａと第１液側閉鎖弁２８ａとの間には、この間の第１液分管４６ａを流れる冷媒の温度を検出する第１液温度センサ３８ａが設けられている。第２液分管４６ｂにおける、第２室外膨張弁２４ｂと第２液側閉鎖弁２８ｂとの間には、この間の第２液分管４６ｂを流れる冷媒の温度を検出する第２液温度センサ３８ｂが設けられている。第３室外膨張弁２４ｃと第３液側閉鎖弁２８ｃとの間には、この間の第３液分管４６ｃを流れる冷媒の温度を検出する第３液温度センサ３８ｃが設けられている。第４室外膨張弁２４ｄと第４液側閉鎖弁２８ｄとの間には、この間の第４液分管４６ｄを流れる冷媒の温度を検出する第４液温度センサ３８ｄ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内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１００が備えられている。

【0025】

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とを備えている。

【0026】

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、後述する各種テーブル等を記憶する。通信部２３０は、室内機５ａ～５ｄとの通信を行うインターフェイスである。

【0027】

ＣＰＵ２１０は、各種センサでの検出値を取り込むとともに、室内機５ａ～５ｄから送信される運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ運転情報信号が通信部２３０を介して入力される。ＣＰＵ２１０は、これら取り込んだ各種検出値や入力された各種情報に基づいて、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃおよび第４室外膨張弁２４ｄの開度制御や、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御、四方弁２２の切り換え制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、図１（Ｃ）に示すように、着霜量判定手段２１１、パルス算出手段２１２、膨張弁制御手段２１３を備えている。これらは、後述する制御で用いられる。

【0028】

次に、４台の室内機５ａ～５ｄについて説明する。尚、室内機５ａ～５ｄ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、５ｄについては説明を省略する。また、図１（Ａ）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、ｃおよびｄ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、５ｄの構成装置となる。

【0029】

室内機５ａは、室内熱交換器５１ａと、第１液管８ａがそれぞれ接続された液側閉鎖弁５３ａおよび分岐したガス管９の他端がそれぞれ接続されたガス側閉鎖弁５４ａと、室内ファン５５ａと、室内機制御手段５００ａとを備えている。そして、室内ファン５５ａおよび室内機制御手段５００ａ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の一部をなす室内機冷媒回路５０ａを構成している。

【0030】

室内熱交換器５１ａは、後述する室内ファン５５ａの回転により室内機５ａに備えられた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と冷媒を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液側閉鎖弁５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス側閉鎖弁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。

【0031】

室内ファン５５ａ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。

【0032】

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。室内熱交換器５１ａには、室内熱交換器５１ａの温度を検出する室内熱交温度センサ６１ａが設けられている。また、室内機ガス管７２ａにはガス温度センサ６３ａが設けられている。さらに、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内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６２ａが備えられている。

【0033】

また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。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とを備えている。

【0034】

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。

【0035】

ＣＰＵ５１０ａは、各種センサでの検出値を取り込むとともに、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転条件やタイマー運転設定等を含んだ信号が図示しないリモコン受光部を介して入力される。ＣＰＵ５１０ａは、これら取り込んだ各種検出値や入力された各種情報に基づいて室内ファン５５ａの駆動制御を行う。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）を含んだ運転情報信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信する。

【0036】

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１０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～５ｄが暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転／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。

【0037】

図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ～５ｄが暖房運転を行う場合、つまり、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は、室外機２では、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｄとポートｃとが連通するよう、切り換えられる。これにより、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～５１ｄが凝縮器として機能する。

【0038】

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を介して室外機ガス管４４に流入し、室外機ガス管４４からガス側閉鎖弁２９を介してガス管９に流入する。ガス管９に流入した冷媒は分岐して、ガス側閉鎖弁５４ａ～５４ｄを介して室内機５ａ～５ｄに流入する。

【0039】

室内機５ａ～５ｄに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ～７２ｄを流れて室内熱交換器５１ａ～５１ｄに流入する。室内熱交換器５１ａ～５１ｄに流入した冷媒は、室内ファン５５ａ～５５ｄの回転により図示しない吸込口から室内機５ａ～５ｄ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～５１ｄが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ～５１ｄで冷媒と熱交換を行って暖められた室内空気が図示しない吹出口から室内機５ａ～５ｄが設置されている部屋に吹き出されることによって、各部屋の暖房が行われる。

【0040】

室内熱交換器５１ａ～５１ｄから流出した冷媒は室内機液管７１ａ～７１ｄを流れ、液側閉鎖弁５３ａ～５３ｄを介して第１液管８ａ、第２液管８ｂ、第３液管８ｃ、および第４液管８ｄに流入する。第１液管８ａ、第２液管８ｂ、第３液管８ｃ、および第４液管８ｄから第１液側閉鎖弁２８ａ、第２液側閉鎖弁２８ｂ、第３液側閉鎖弁２８ｃ、および第４液側閉鎖弁２８ｄを介して室外機２に流入した冷媒は、第１液分管４６ａ、第２液分管４６ｂ、第３液分管４６ｃ、および第４液分管４６ｄを流れて第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および第４室外膨張弁２４ｄを通過して減圧された後、室外機液管４５に流入する。

【0041】

室外機液管４５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を流れて四方弁２２に流入し四方弁２２から吸入管４２へと流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0042】

次に、図１～図２を用いて、本実施形態の空気調和装置１が膨張弁全閉判定をする際の室外機制御部２００が行う制御ついて詳細に説明する。

【0043】

尚、以下の説明では、暖房運転時において室内熱交温度センサ６１ａ～６１ｄで検出する室内熱交換器５１ａ～５１ｄでの室内熱交温度をＴｃａ～Ｔｃｄ、ガス温度センサ６３ａ～６３ｄで検出する室内熱交入口温度をＴｈａ～Ｔｈｄ、室内温度センサ６２ａ～６２ｄで検出する室内温度をＴｉａ～Ｔｉｄ、吐出温度センサ３３で検出する吐出温度をＴｄとする。

【0044】

また、室内熱交換器５１ａ～５１ｄの室内熱交温度Ｔｃａ～Ｔｃｄと、室内熱交入口温度Ｔｈａ～Ｔｈｄ及び室内温度Ｔｉａ～Ｔｉｄは所定時間毎（例えば、３０秒）に常時検出される。検出された室内熱交温度Ｔｃａ～Ｔｃｄと、室内熱交入口温度Ｔｈａ～Ｔｈｄ及び室内温度Ｔｉａ～Ｔｉｄは、室内機制御部５００ａ～５００ｄの通信部５３０ａ～５３０ｄから室外機制御部２００の通信部２３０を介して記憶部２２０に記憶される。

【0045】

マルチ型空気調和装置では、暖房運転中の室内機と運転停止中の室内機が混在している状態において、室内熱交換器への冷媒の溜り込みを防ぐために、運転停止中の室内機に対応する膨張弁の開度を冷媒がわずかに流れる程度の開度に設定している。また、冷媒流量が少ない低負荷時でも多く絞るために開度を小さく設定する。

【0046】

能力の大きい室内機を接続する場合は高負荷時の大流量を確保するために大口径の膨張弁を接続するが、大口径の膨張弁で上述したような少流量を実現するためには、全閉に近い開度まで制御できる必要がある。

【0047】

しかし、膨張弁の製造誤差や開閉動作を繰り返し行ったことによる制御開度と実開度とのずれを考慮して、通常は全閉に近い開度の領域を全閉パルス領域として運転制御では用いないようにしていた。全閉パルス領域を制御で用いた場合、上述の開度誤差によって空気調和装置の運転中に膨張弁が全閉になってしまう可能性がある。膨張弁が全閉となったまま暖房運転が継続されると、室内空間で暖気が生成されないだけでなく、圧縮機に吸入される冷媒の量が不足するため吐出温度が急激に上昇し、圧縮機が保護停止してしまう。一度保護停止となった圧縮機は所定時間（１５～３０分）再起動が禁止される。

【0048】

そこで、本発明では、暖房運転中の室内機５に対応する膨張弁２４が全閉になっているか否かを判定し、全閉になっていたら圧縮機２１を一時停止して当該膨張弁２４の初期化を行う。これは、運転中の室内機５が全閉になることは制御上あり得ない為、膨張弁２４に制御開度と実開度とのずれが生じていることが明らかとなるからである。運転中に膨張弁２４が制御開度と実開度とのずれによって全閉になった場合、圧縮機２１が保護停止する前に膨張弁２４の初期化を行うことで、膨張弁の開度を全閉に近い開度まで制御でき、流量の調節範囲が広く、大流量を確保できる大口径の膨張弁を用いて空気調和装置のきめ細かい制御を行うことができる。

【0049】

以下、図２を用いて本発明に関わる処理について詳細に説明する。尚、図２に示すフローチャートでは、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。また、図２では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、空気調和装置１が膨張弁全閉判定以外を行うときの処理や、使用者の指示した設定温度や風量などの運転条件に対応した冷媒回路１０の制御、等といった一般的な処理については説明を省略する。

【0050】

図２のフローチャートによる処理は、空気調和装置１の冷媒回路１０が暖房サイクルの状態となっているとき繰り返し行われる。まず、ＣＰＵ２１０は、室内熱交温度センサ６１ａ～６１ｄが検出した室内熱交換器５１ａ～５１ｄの室内熱交温度Ｔｃａ～Ｔｃｄと、ガス温度センサ６３ａ～６３ｄが検出した室内熱交入口温度Ｔｈａ～Ｔｈｄと、室内温度センサ６２ａ～６２ｄが検出した室内温度Ｔｉａ～Ｔｉｄと、吐出温度センサ３３が検出する吐出温度Ｔｄを読み込む（ＳＴ１０）。

【0051】

ステップＳＴ１０の処理を終えたＣＰＵ２１０は、現在暖房運転中の室内機の台数が複数台であるか否かを判定する（ＳＴ１１）。現在暖房運転中の室内機の台数が複数台である場合（ＳＴ１１－ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１０はステップＳＴ１２に進んで膨張弁全閉判定を実施する。現在暖房運転中の室内機の台数が１台である場合（ＳＴ１１－ＮＯ）、ＣＰＵ２１０はステップＳＴ１３に進んで膨張弁全閉判定を実施する。

【0052】

ステップＳＴ１２の膨張弁全閉判定では、ステップＳＴ１０で検出した暖房運転中の複数台の室内機５に対応する室内熱交換器５１の室内熱交入口温度Ｔｈの最大値Ｔｈｍａｘと最小値Ｔｈｍｉｎの差（Ｔｈｍａｘ－Ｔｈｍｉｎ）が第１の閾値ΔＴ１（例えば、５ｄｅｇ）以上となっているか否かを判定し、Ｔｈｍａｘ－Ｔｈｍｉｎ≧ΔＴ１となっている場合は膨張弁２４が全閉であると判断する。例えば、４台の室内機５ａ～５ｄのうち、室内機５ａ，５ｂ，５ｃが暖房運転しているとする。室内機５ａの室内熱交換器５１ａの室内熱交入口温度Ｔｈａと、室内機５ｂの室内熱交換器５１ｂの室内熱交入口温度Ｔｈｂと、室内機５ｃの室内熱交換器５１ｃの室内熱交入口温度Ｔｈｃとが、Ｔｈａ＞Ｔｈｂ＞Ｔｈｃの関係となっている場合、最大値Ｔｈｍａｘ＝Ｔｈａとなり、最小値Ｔｈｍｉｎ＝Ｔｈｃとなる。

【0053】

第１の閾値ΔＴ１は予め試験等により定められ、記憶部２２０に記憶されている。暖房運転中の通常時（膨張弁２４が全閉でない状態）は、室内熱交入口温度Ｔｈは吐出温度Ｔｄに近い温度である。一方、膨張弁２４が全閉となっているときは、室内熱交換器５１内の冷媒の流れが滞るため、室内熱交入口温度Ｔｈは室温Ｔｉに近づいていく。つまり、通常時と膨張弁全閉時とで室内熱交入口温度Ｔｈの差が大きい。そのため、暖房運転中の室内機５の室内熱交入口温度Ｔｈの最大値Ｔｈｍａｘと最小値Ｔｈｍｉｎを比較して、その差が所定値以上となった場合、最小値Ｔｈｍｉｎを検出した室内機５に対応する膨張弁２４が全閉であると判断する。

【0054】

ステップＳＴ１３の膨張弁全閉判定では、暖房運転中の室内機５に対応する室内熱交換器５１の室内熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの差（Ｔｃ－Ｔｉ）が第２の閾値ΔＴ２（例えば、４ｄｅｇ）未満となっている、且つ、吐出温度Ｔｄが所定温度（例えば、１００℃）超となっているか否かを判定し、Ｔｃ－Ｔｉ＜ΔＴ２、且つ、Ｔｄ＞１００℃となっている場合は膨張弁２４が全閉であると判断する。

【0055】

第２の閾値ΔＴ２及び所定温度は予め試験等により定められ、記憶部２２０に記憶されている。暖房運転中の室内機５が１台のみの場合、暖房運転停止中の室内機５は膨張弁２４が微開となっているため冷媒の流れは滞っている。暖房運転停止中の室内機５内に滞留した冷媒は室内空気と熱交換され徐々に温度が低下する。そのため、暖房運転停止中の室内機５に対応する室内熱交入口温度Ｔｈは室内温度Ｔｉに近い温度を示し、「暖房運転中の室内機５が複数台の膨張弁全閉判定」と同じ判定方法は採用できない。一方、唯一の暖房運転中の室内機５に対応する膨張弁２４が全閉となってしまった場合、他の停止中の室内機５に対応する膨張弁２４は微開となっているので、冷媒が低圧側（室外熱交換器２３側）に殆ど流れない状態である。冷媒が低圧側に流れないと、圧縮機２１に吸入される冷媒量が減るため、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度Ｔｄが過度に上昇する。そのため、暖房運転中の室内機５の室内熱交温度Ｔｃと室内温度Ｔｉの差が所定値未満、且つ、吐出温度Ｔｄが所定温度超となったら、暖房運転中の室内機５に対応する膨張弁２４が全閉であると判断する。

【0056】

ステップＳＴ１２の膨張弁全閉判定において、膨張弁２４が全閉であると判断した場合（ＳＴ１２－ＹＥＳ）、又は、ステップＳＴ１３の膨張弁全閉判定において、膨張弁２４が全閉であると判断した場合（ＳＴ１３－ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ１４）、全閉と判断された膨張弁２４の初期化を行う（ＳＴ１５）。膨張弁２４の初期化は、膨張弁の開度を、一旦、全閉、全開あるいはこれら付近に設定された基準開度に戻し、その後、運転開始時に必要な予め定められた開度となるように制御されることで行われる。初期化時に、膨張弁２４の開度が任意の開度にあっても、最大パルス数以上のパルスを減算あるいは加算することにより、膨張弁２４の開度が必ず基準位置（全閉位置あるいは全開位置）となるので、膨張弁２４の開閉を繰り返すうちに生じていた室外機制御部２００で認識している累積パルス数と膨張弁２４の実際の開度との間に生じた誤差を確実にリセットでき、運転開始の準備を行うことができる。

【0057】

ステップＳＴ１５の処理を終えたＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を再起動して（ＳＴ１６）、本フローチャートによる処理を終了する。なお、ステップＳＴ１２の膨張弁全閉判定において、膨張弁２４が全閉ではないと判断した場合（ＳＴ１２－ＮＯ）、又は、ステップＳＴ１３の膨張弁全閉判定において、膨張弁２４が全閉ではないと判断した場合（ＳＴ１３－ＮＯ）、本フローチャートによる処理を終了する。

【0058】

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、暖房運転しているとき、少なくとも室内熱交入口温度Ｔｈ又は室内熱交温度Ｔｃに基づいて、膨張弁２４が全閉になっているか否かを判定する膨張弁全閉判定を実施し、膨張弁全閉判定によって膨張弁２４が全閉になっていると判定したら、圧縮機２１を一時停止して全閉になっていると判定された膨張弁２４の初期化を行う。これによって、膨張弁の開閉動作を繰り返し行ったことによって膨張弁に制御開度と実開度とのずれが生じた場合であってもきめ細かい能力制御を行うことができる。膨張弁が全閉のまま運転が継続されることで、圧縮機２１が保護停止してしまうことを防止できる。

【0059】

なお、本実施形態では、室内機２の内部に設けられたガス温度センサ６３で室内熱交入口温度Ｔｈを検出していたが、これに限定されるものではない。例えば、室外機２内部の室外機ガス管４４が分岐しているものの場合、室外機ガス管４４の各分岐管にガス温度センサ６３を設けても良く、また、室外機２から延びる一本のガス管９を各室内機３に接続する複数本の配管に分岐する分岐ユニットが設けられているものの場合、当該分岐ユニット内の各分岐管にガス温度センサ６３を設けても良い。

【符号の説明】

【0060】

１空気調和装置、２室外機、５室内機、８液管、９ガス管、１０冷媒回路、２０室外機冷媒回路、２１圧縮機、２２四方弁、２３室外熱交換器、２４室外膨張弁、２７室外ファン、２８液側閉鎖弁、２９ガス側閉鎖弁、３１高圧センサ、３３吐出温度センサ、３４吸入温度センサ、３５室外熱交温センサ、３８液温度センサ、４１吐出管、４２吸入管、４３冷媒配管、４４室外機ガス管、４５室外機液管、４６液分管、５０室内機冷媒回路、５１室内熱交換器、５３液側閉鎖弁、５４ガス側閉鎖弁、５５室内ファン、６１室内熱交温度センサ、６２室内温度センサ、６３ガス温度センサ、７１室内機液管、７２室内機ガス管、１００外気温度センサ、２００室外機制御手段、２１０ＣＰＵ、２２０記憶部、２３０通信部、５００室内機制御手段、５１０ＣＰＵ、５２０記憶部、５３０通信部

【図1】

【図2】