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JP2018159520A - 空気調和装置 - Google Patents

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JP2018159520A
JP2018159520A JP2017057577A JP2017057577A JP2018159520A JP 2018159520 A JP2018159520 A JP 2018159520A JP 2017057577 A JP2017057577 A JP 2017057577A JP 2017057577 A JP2017057577 A JP 2017057577A JP 2018159520 A JP2018159520 A JP 2018159520A
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享幸 北
Takayuki Kita
享幸 北
研太郎 望月
Kentaro Mochizuki
研太郎 望月
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Abstract

【課題】室外機に接続されている室内機の能力や、室外機と室内機を接続する冷媒配管の長さに関わらず、暖房運転開始時の高圧の過昇を抑制できる空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置1では、空気調和装置1の設置時に室内機5a〜5cの室内機能力Caから補正係数テーブル300を用いて補正係数Xcを決定し、暖房運転を開始するときに運転する室内機5a〜5cの補正係数Xcを用いて合計係数Xaを求め、求めた合計係数Xaから回転数補正量テーブル400を用いて回転数補正量Rcを決定する。そして、決定した回転数補正量Rcを基準起動時パターンRpaの各段階における圧縮機21の回転数から減じて補正起動時パターンRpbを決定する。そして、決定した補正起動時パターンRpbで圧縮機21の起動制御を行う。【選択図】図5

Description

本発明は、室外機と室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。
従来、空気調和装置としては、例えば、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装置では、空調運転の開始時の圧縮機回転数(以降、起動時回転数と記載)が予め定められている。
上記のような空気調和装置で、暖房運転を開始するときに外気温度が高い場合は、蒸発器として機能する室外熱交換器における蒸発能力が過剰となって低圧が上昇し、これに伴って高圧も上昇して圧縮機の保証上限値を超える恐れがある。そして、高圧が保証上限値を超えると圧縮機が保護停止するため、暖房運転が中断されるという問題がある。
以上のような問題を解決するものとして、特許文献1に記載の空気調和装置では、暖房運転開始時に検出した外気温度が予め定められた基準外気温度より高い場合は、圧縮機の起動時回転数を低くしている。これにより、室外熱交換器において蒸発能力が過剰となることを抑制できるので、高圧が過昇することを防ぐことができる。
特開平8−219530号公報
ところで、空気調和装置では、室外機に接続される室内機の定格能力(主に、各室内機に設けられる室内熱交換器の大きさで決まる)が様々であり、ある能力の室内機が1台のみ接続される場合や、異なる能力の室内機が複数台接続されることがある。このような空気調和装置で、室外機に能力の小さい室内機が1台だけ接続されている場合や、大小様々な能力の室内機が接続されているものの運転開始時には能力の小さい室内機のみが運転するような場合は、室外機の能力(主に、各室外機に設けられる室外熱交換器の大きさで決まる)と室内機側の能力の差が大きくなる。
上記のように室内機側の能力が小さくて室外機の能力と室内機側の能力の差が大きい空気調和装置で暖房運転を開始した場合は、凝縮器として機能する室内熱交換器における凝縮能力に比べて室外熱交換器における蒸発能力が過剰となる。そして、室内熱交換器における凝縮能力に比べて室外熱交換器における蒸発能力が過剰となる場合は、能力の大きい室内機を1台運転する場合や、複数台の室内機を運転することで室内機側の能力が大きくなる場合のように室外機の能力と室内機側の能力の差が小さくなる場合と比べて、低圧が上昇しこれに伴って高圧も上昇する。従って、室内機側の能力が小さくて室外機の能力と室内機側の能力の差が大きくなる場合に、室外機の能力と室内機側の能力の差が小さくなる場合と同じ起動時回転数で圧縮機を起動すれば、高圧が過昇して圧縮機の保証上限値を超える恐れがあった。
また、室外機に複数台の室内機が室内機と同数の液管とガス管で接続された空気調和機では各室内機の設置場所に応じて冷媒配管の長さも様々である。このように冷媒配管の長さが異なる空気調和機で暖房運転を行うと、室内機で凝縮して液となった冷媒が液管を流れて室外機に向かって流れるときに、各液管から受ける圧力損失が異なる。具体的には、長さが他の液管より短い液管では圧力損失が小さくなるため、液管が全て同じ長さである場合と比べて低圧が高くなり、これに伴って高圧も高くなる。従って、室外機と各室内機を接続する液管に長さが他の液管より短い液管が存在する場合に、液管が同じ長さの場合と同じ起動時回転数で圧縮機を起動すれば、高圧が過昇して圧縮機の保証上限値を超える恐れがあった。
尚、室内機側の能力が小さくて室外機の能力と室内機側の能力の差が大きくなる空気調和装置や、室外機と室内機を接続する液管に長さが他の液管より短い液管が存在する空気調和装置で暖房運転を開始するときに、特許文献1に記載の技術を応用しても、検出した外気温度が予め定められた基準外気温度より高くない場合のように圧縮機の起動時回転数を低くしないときは、高圧の過昇を防ぐことができない。また、検出した外気温度が予め定められた基準外気温度より高くて圧縮機の起動時回転数を低くしても、室内機側の能力が小さくて室外機の能力と室内機側の能力の差が大きくなる場合や、室外機と室内機を接続する冷媒配管が短い場合は、高圧の過昇を十分に抑制できない恐れがあった。
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、室外機に接続されている室内機の能力や、室外機と室内機を接続する冷媒配管の長さに関わらず、暖房運転開始時の高圧の過昇を抑制できる空気調和装置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、本発明の空気調和装置は、圧縮機を有する室外機と室内機が液管とガス管で接続され、液管を流れる冷媒の温度である液管温度を検出する液管温度検出手段と、圧縮機を駆動制御する制御手段を有する。制御手段は、室内機の能力に基づいて第1補正係数を決定し、室内機が冷房運転を行うときに液管温度検出手段で検出した液管温度に基づいて第2補正係数を決定し、第1補正係数と第2補正係数を用いて合計係数を算出する。そして、制御手段は、暖房運転を行うとき、合計係数が予め定めた閾係数以上である場合は、圧縮機を所定の基準回転数で起動し、合計係数が閾係数より小さい場合は、前記基準回転数から合計係数に応じた回転数補正量を減じた補正回転数で前記圧縮機を起動する。
また、本発明の空気調和装置は、圧縮機を有する室外機と複数台の室内機が室内機と同数の液管と室内機と同数のガス管で接続され、各液管を流れる冷媒の温度である液管温度をそれぞれ検出する液管温度検出手段と、圧縮機を駆動制御する制御手段を有する。制御手段は、各室内機の能力に基づいて各室内機の第1補正係数を決定し、各室内機が冷房運転を行うときに各液管温度検出手段で検出した液管温度に基づいて各室内機の第2補正係数を決定し、運転する室内機の第1補正係数と検出した液管温度のうちの一番高い液管温度に対応する第2補正係数を用いて合計係数を算出する。そして、制御手段は、暖房運転を行うとき、合計係数が予め定めた閾係数以上である場合は、圧縮機を所定の基準回転数で起動し、合計係数が閾係数未満である場合は、基準回転数から合計係数に応じた回転数補正量を減じた補正回転数で圧縮機を起動する。
上記のように構成した本発明の空気調和装置は、暖房運転を行う室内機の能力と、室外機と室内機を接続する冷媒配管の長さに応じて、暖房運転開始時の圧縮機の起動時の回転数を異ならせる。これにより、暖房運転開始時の高圧の過昇を抑制できる。
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)が室外機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における補正係数テーブルであり、(A)は第1補正係数テーブルを示し、(B)は第2補正係数テーブルを示す。 本発明の実施形態における、回転数補正量テーブルである。 本発明の実施形態における、起動時回転数パターン決定テーブルである。 起動時回転数パターンである基準起動時パターンおよび補正起動時パターンを示すタイムチャートである。 本発明の実施形態における、暖房運転開始時の制御に関わる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。
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、3個の液側閉鎖弁27a〜27cと3個のガス側閉鎖弁28a〜28cを有する1台の室外機2と、3台の室内機5a〜5cの合計3台の室内機を有する。詳細は後述するが、室内機5a〜5cの能力はいずれも室外機2の能力より小さい。また、室内機5cは室内機5a、5bと能力が異なり、室内機5aと室内機5bが同じ能力であり、室内機5cは室内機5aおよび室内機5bより能力が大きい。
また、室外機2に室内機5a〜5cが、3本の液管8a、8b、8cと3本のガス管9a、9b、9cで並列に接続されているが、本実施形態の空気調和装置1では、液管8a〜8cおよびガス管9a〜9cはそれぞれ長さが異なる。具体的には、室内機5bが室外機2から一番遠い場所に設置されており、次に室外機2から遠い場所に設置されているのは室内機5cであり、室外機2に一番近い場所に設置されているのは室内機5aである。従って、液管8a〜8cの長さは、液管8bが一番長く、液管8aの長さが一番短く、液管8cは液管8bと液管8aの間の長さである。また、ガス管9a〜9cの長さは、液管9bが一番長く、液管9aの長さが一番短く、液管9cは液管9bと液管9aの間の長さである。
液管8aの一端は室内機5aの液管接続部52aに接続され、液管8aの他端は室外機2の液側閉鎖弁27aに接続されている。また、液管8bの一端は室内機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27bに接続されている。そして、液管8cの一端は室内機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27cに接続されている。
ガス管9aの一端は室内機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28bに接続されている。そして、ガス管9cの一端は室内機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28cに接続されている。
以上のように、室外機2に室内機5a〜5cが液管8a〜8cおよびガス管9a〜9cでそれぞれ接続されて、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。
<室外機2の構成>
室外機2は、圧縮機21と、四方弁22と、室外熱交換器23と、3個の膨張弁24a〜24cと、アキュムレータ25と、室外ファン26と、上述した3個の液側閉鎖弁27a〜27cおよび3個のガス側閉鎖弁28a〜28c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能力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、3本の室外機ガス分管45a〜45c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、3本の室外機液分管44a〜44c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。
3個の膨張弁24a〜24c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。膨張弁24aは室外機液分管44aに設けられる。膨張弁24bは室外機液分管44bに設けられる。膨張弁24cは室外機液分管44cに設けられる。膨張弁24a〜24cの開度をそれぞれ調整することによって、室内機5a〜室内機5cに流れる冷媒量がそれぞれ調整される。
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である冷媒温度センサ35が設けられている。また、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。
以上説明した液側温度センサ36a〜36cが本発明の液管温度検出手段であり、これら液側温度センサ36a〜36cの各々で検出する冷媒の温度が本発明の液管温度である。
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。
また、室外機2には、本発明の制御手段である室外機制御手段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、室内機5aや室内機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、30秒毎)に取り込むとともに、室内機5a〜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、膨張弁24a〜24cの開度調整、圧縮機21や室外ファン26の駆動制御を行う。
<室内機5a〜5cの構成>
次に、室内機5a〜5cについて説明する。室内機5a〜5cは、室内熱交換器51a〜51cと、液管接続部52a〜52cと、ガス管接続部53a〜53cと、室内ファン54a〜54cを備えている。そして、室内ファン54a〜54c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〜50cを構成している。
ここで、室内機5a〜5cの能力はいずれも室外機2の能力より小さく、かつ、室内機5aと室内機5bは同じ能力であり、室内機5cは室内機5aおよび室内機5bより能力が大きい。また、前述したように、室内機5bが室外機2から一番遠い場所に設置されており、次に室外機2から遠い場所に設置されているのは室内機5cであり、室外機2に一番近い場所に設置されているのは室内機5aである。
尚、上述した能力の違いを除いて、室内機5a〜5cは全て同じ構成を有するため、以下の説明では室内機5aについてのみ構成の説明を行い、室内機5b、5cの構成については説明を省略する。尚、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あるいは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。
室内熱交換器51aは、冷媒と、室内ファン54a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、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。
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。また、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。
<冷媒回路10の動作>
次に、本実施形態の空気調和装置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、室内機5a〜5cが暖房運転を行う場合について説明し、空気調和装置1が冷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における暖房運転時の冷媒の流れを示している。
空気調和装置1が暖房運転を行う場合、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dが連通するように、また、ポートbとポートc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から室外機ガス管45を流れて室外機ガス分管45a〜45cに分流する。室外機ガス分管45a〜45cに分流した冷媒は、ガス側閉鎖弁28a〜28cを介してガス管9a〜9cに流入する。
ガス管9aを流れる冷媒は、室内機5aのガス管接続部53aを介して室内機5aに流入する。室内機5aに流入した冷媒は、室内機ガス管72a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凝縮する。また、ガス管9bを流れる冷媒は、室内機5bのガス管接続部53bを介して室内機5bに流入する。室内機5bに流入した冷媒は、室内機ガス管72b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凝縮する。そして、ガス管9cを流れる冷媒は、室内機5cのガス管接続部53cを介して室内機5cに流入する。室内機5cに流入した冷媒は、室内機ガス管72c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凝縮する。
このように、室内熱交換器51a〜51cがそれぞれ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た室内空気が図示しない室内機5a〜5cの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が設置された各部屋の暖房が行われる。
室内熱交換器51aから流出した冷媒は室内機液管71aを流れ、液管接続部52aを介して液管8aに流出する。液管8aを流れる冷媒は、液側閉鎖弁27aを介して室外機2に流入し、液側閉鎖弁27aから室外機液分管44a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液管71bを流れ、液管接続部52bを介して液管8bに流出する。液管8bを流れる冷媒は、液側閉鎖弁27bを介して室外機2に流入し、液側閉鎖弁27bから室外機液分管44b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液管71cを流れ、液管接続部52cを介して液管8cに流出する。液管8cを流れる冷媒は、液側閉鎖弁27cを介して室外機2に流入し、液側閉鎖弁27cから室外機液分管44cに流入する。
室外機液分管44a〜44cのそれぞれを流れる冷媒は、膨張弁24a〜24cによりそれぞれ減圧されて室外機液管44で合流する。室外機液管44で合流した冷媒は、室外機液管44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蒸発する。
室外熱交換器23から冷媒配管43に流出した冷媒は、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、空気調和装置1が冷房運転を行う場合、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は、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。
<回転数補正量の算出方法と起動時制御>
上記のように冷媒回路10を暖房サイクルとして空気調和装置1で暖房運転を開始するとき、運転する室内機が例えば能力の小さい室内機5aのみである場合は、凝縮器として機能する室内熱交換器51aにおける凝縮能力に比べて室外熱交換器23における蒸発能力が過剰となる。そして、室内熱交換器51aにおける凝縮能力に比べて室外熱交換器23における蒸発能力が過剰となる場合は、能力の大きい室内機(室内機5c)を1台運転する場合や、複数台の室内機を運転することで室内機側の能力が大きくなる場合と比べて、低圧(低圧センサ32で検出する圧力)が上昇しこれに伴って高圧(高圧センサ31で検出する圧力)も上昇する。
上記のような場合に、能力の大きい室内機(室内機5c)を1台運転する場合や、複数台の室内機を運転することで室内機側の能力が大きくなる場合と同じ起動時回転数で圧縮機21を起動すれば、高圧が過昇して圧縮機21の保証上限値を超える恐れがある。
また、前述したように、室内機5bが室外機2から一番遠い場所に設置されており、次に室外機2から遠い場所に設置されているのは室内機5cであり、室外機2に一番近い場所に設置されているのは室内機5aである。従って、液管8a〜8cの長さは、液管8bが一番長く、液管8aの長さが一番短く、液管8cは液管8bと液管8aの間の長さである。また、ガス管9a〜9cの長さは、液管9bが一番長く、液管9aの長さが一番短く、液管9cは液管9bと液管9aの間の長さである。
液管8a〜8cおよびガス管9a〜9cの長さが異なる空気調和装置1で暖房運転を行うと、各室内機5a〜5cの室内熱交換器51a〜51cで凝縮して液となった冷媒が、液管8a〜8cを流れて室外機2に向かって流れるときに、各液管8a〜8cから受ける圧力損失が異なる。具体的には、長さが一番短い液管8aによる圧力損失が一番小さく、液管8aより長い他の液管8bおよび液管8cによる圧力損失は液管8aによる圧力損失より大きくなる。
このように、液管8aが短い場合は、液管8a〜8cが全て液管8aより長い同じ長さ、例えば、全てが液管8bの長さとなっている場合と比べて、室外機2に流入する冷媒が受ける圧力損失が小さくなって低圧が高くなり、これに伴って高圧も高くなる。従って、液管8a〜8cの長さに関わらず同じ起動時回転数で圧縮機21を起動すれば、短い液管が存在する場合に高圧が過昇して圧縮機21の保証上限値を超える恐れがある。
そこで、本発明の空気調和装置1では、空気調和装置1の設置後に室外機制御手段200が室内機5a〜5cのそれぞれから能力(以降、室内機能力と記載)を取り込む。また、空気調和装置1の設置後に、冷媒回路10を冷房サイクルとして液管8a〜8cの長さを判定する配管長判定運転を実行する。そして、暖房運転開始時に、運転する室内機5a〜5cの能力の合計値と、運転する5a〜5cに接続されている液管8a〜8cのうちの一番短い液管の長さに応じて、圧縮機21の起動時回転数を決定しこの回転数で暖房運転開始時の圧縮機21の回転数制御を行う起動時制御を実行する。
ここで、室内機5a〜5cの各室内機能力は、予め室内機5a〜5cの図示しない記憶部に記憶されているものである。また、配管長判定運転は、上述したように冷媒回路10を冷房サイクルとして圧縮機21を所定の判定時回転数(予め試験等を行って求められるものであり、高圧過昇が起こらないことが確認できている回転数)で駆動し、室内機5a〜5cを順に1台ずつ冷房運転したときに運転する室内機に対応する液側温度センサ36a〜36cで液管温度を検出する。尚、配管長判定運転で検出した液管温度のうち最も高い温度を検出した液側温度センサ36a〜36cに対応する液管が、他の液管と比べて圧力損失が小さいすなわち長さが短い液管である
以下、図1に加えて図2〜図6を用いて、起動時制御について詳細に説明する。尚、以下の説明では、室内機能力をCa、圧縮機21の起動時回転数を補正する際に使用する室内機能力Caに基づく第1補正係数をXc1、液側温度センサ36a〜36cで検出する液管温度をTc(単位:℃)、液管温度Tcの中の最高温度である最高液管温度をTcm(単位:℃)、圧縮機21の起動時回転数を補正する際に使用する最高液管温度Tcmに基づく第2補正係数をXc2、第1補正係数Xc1と第2補正係数Xc2を用いて算出する合計係数をXa、圧縮機21の回転数をRs(単位:rps)、合計係数Xaに応じて圧縮機21の起動時回転数を補正する際に用いる回転数補正量をRc(単位:rps)、合計係数Xaが後述する閾係数以上である場合に適用される起動時回転数パターンを基準起動時パターンRpa、基準起動時パターンRpaから合計係数Xaに応じた回転数補正量Rcを減じて求められる起動時回転数パターンを補正起動時パターンRpbとする。
まず、図2に示す第1補正係数テーブル300aおよび第2補正係数テーブル300bについて説明する。
<第1補正係数テーブル>
図2(A)に示すように、第1補正係数テーブル300aは、室外機2に接続可能な室内機の全ての室内機能力Caに応じて第1補正係数Xc1を定めたものである。ここで、第1補正係数Xc1は、予め室内機の能力と室内熱交換器の大きさを用いて算出されて、室内機能力Caに対応させて記憶されているものであり、室内機のタイプ(例えば、壁掛けタイプや天井埋込型タイプ等)によっては、能力は同じであるが室内熱交換器の大きさが異なる場合があるため、室内機のタイプによって異なる値となる場合がある。
本実施形態における第1補正係数テーブル300aでは、室内機能力CaとしてA〜Fまでの値(AからFに向かうにつれて、値が大きくなる)の各々に第1補正係数Xc1が定められており、室内機能力Ca:Aの場合の第1補正係数Xc1は0.10、室内機能力Ca:Bの場合の第1補正係数Xc1は0.13、室内機能力Ca:Cの場合の第1補正係数Xc1は0.15、室内機能力Ca:Dの場合の第1補正係数Xc1は0.20、室内機能力Ca:Eの場合の第1補正係数Xc1は0.25、室内機能力Ca:Fの場合の第1補正係数Xc1は0.35と定められている。つまり、室内機能力Caが大きくなるのにつれて、第1補正係数Xc1も大きくなるように定められている。
<第2補正係数テーブル>
図2(B)に示すように、第2補正係数テーブル300bは、液側温度センサ36a〜36cで検出する液管温度Tcに応じて第2補正係数Xc2を定めたものである。ここで、第2補正係数Xc2は、予め試験等を行って求められて液管温度Tcに対応させて記憶されているものであり、液管8a〜8cの長さの指標となる液管温度Tcに応じて第2補正係数Xc2が定められている。
具体的には、液管温度Tcが2℃未満の場合の第2補正係数Xc2は0.60、液管温度Tcが2℃以上8℃未満の場合の第2補正係数Xc2は0.55、液管温度Tcが8℃以上14℃未満の場合の第2補正係数Xc2は0.40、液管温度Tcが14℃以上20℃未満の場合の第2補正係数Xc2は0.30、液管温度Tcが20℃以上26℃未満の場合の第2補正係数Xc2は0.20、液管温度Tcが26℃以上32℃未満の場合の第2補正係数Xc2は0.10、液管温度Tcが32℃以上の場合の第2補正係数Xc2は0.00と定められている。つまり、液管温度Tcが高くなるのにつれて、第2補正係数Xc2が小さくなるように定められている。
<回転数補正量テーブル>
図3に示すように、回転数補正量テーブル400は、試験等を行って予め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、暖房運転を行う室内機5a〜5cのそれぞれの第1補正係数Xc1と液管温度Tcのうちの最高液管温度Tcmに応じた第2補正係数Xa2を用いて算出する合計係数Xa(算出方法は後述する)に応じて回転数補正量Rcを定めたものである。尚、回転数補正量Rcは、暖房運転開始時にこの回転数補正量Rcで補正した回転数で圧縮機21を起動すれば、外気温度や室内温度等の空気調和装置1の周囲環境がどのように変化しても、高圧が過昇することを防げることが確認できている値である。
本実施形態における回転数補正量テーブル400では、合計係数Xaを4つの範囲に分け各範囲に回転数補正量Rcが定められており、合計係数Xaが本発明の閾係数である1.0以上である場合の回転数補正量Rcは0.0、合計係数Xaが0.75以上1.0未満である場合の回転数補正量Rcは−5.0、合計係数Xaが0.5以上0.75未満である場合の回転数補正量Rcは−7.0、合計係数Xaが0.1以上0.5未満である場合の回転数補正量Rcは−9.0と定められている。つまり、合計係数Xaが小さくなるのにつれて、回転数補正量Rcが大きくなるように定められている。
ここで、閾係数とは、予め試験などを行って求められている値であり、暖房運転を行う室内機の合計係数Xaが1.0以上となるときに、後述する基準起動時パターンRpaで圧縮機21を起動しても高圧過昇とならないことが確認されている値である。尚、合計係数Xaの範囲として0.1未満が設定されていないのは、第1補正係数Xc1と第2補正係数Xc2を用いて求める合計係数Xaの最小値が0.1となるためである。
<起動時回転数パターン決定テーブル>
次に、図4に示す起動時回転数パターン決定テーブル500について説明する。起動時回転数パターン決定テーブル500は、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、室内機能力Caと、第1補正係数テーブル300aを参照して決定した第1補正係数Xc1と、配管長判定運転を実行して検出した液管温度Tcと、第2補正係数テーブル300bを参照して決定した第2補正係数Xc2、の各々を室内機5a〜5c毎に記憶したものである。また、暖房運転開始時に室内機5a〜5cから取り込む室内機5a〜5cの運転状態と、暖房運転開始時に算出される合計係数Xaと、合計係数Xaに基づいて回転数補正量テーブル400を参照して決定される回転数補正量Rcを記憶したものである。
これらのうち、室内機能力Caと第1補正係数Xc1と液管温度Tcと第2補正係数Xc2が、空気調和装置1の設置時に記憶される項目であり、運転状態と合計係数Xaと回転数補正量Rcが、暖房運転開始時に記憶される項目である。
まず、室内機能力Caと第1補正係数Xc1の決定方法について説明する。例えば、空気調和装置1が設置された後の試運転時に、室外機制御手段200は、室内機5a〜5cから送られる各室内機の室内機能力Caを含む信号を受信する。この信号を受信した室外機制御手段200は、起動時回転数パターン決定テーブル500において、室内機5a〜5cに対応させて、受信した信号に含まれる各室内機の室内機能力Caを記憶する。図4では一例として、室内機5aと室内機5bの室内機能力CaがB、室内機5cの室内機能力CaがCとされている。
第1補正係数Xc1は、室外機制御手段200が第1補正係数テーブル300aを参照し上述した室内機能力Caに応じた第1補正係数Xc1を抽出して、起動時回転数パターン決定テーブル500において室内機5a〜5cに対応させて記憶する。図4では一例として、室内機5aと室内機5bの室内機能力CaがBであるため第1補正係数Xc1は0.13、室内機5cの室内機能力CaがCであるため第1補正係数Xc1は0.15となっている。
次に、液管温度Tcと第2補正係数Xc1の決定方法について説明する。前述した空気調和装置1が設置された後の試運転時に、室外機制御手段200は配管長判定運転を実行する。室外機制御手段200は、液側温度センサ36a〜36cで検出した液管温度Tcをセンサ入力部240を介して取り込んで、起動時回転数パターン決定テーブル500において室内機5a〜5cに対応させて記憶する。図4では一例として、室内機5aに対応する液管8aの液管温度Tcが10℃、室内機5bに対応する液管8bの液管温度Tcが7℃、室内機5cに対応する液管8cの液管温度Tcが8℃となっている。
第2補正係数Xc2は、室外機制御手段200が第2補正係数テーブル300bを参照し室内機5a〜5cの液管温度Tcに応じた第2補正係数Xc2を抽出して、起動時回転数パターン決定テーブル500において室内機5a〜5cに対応させて記憶する。図4では一例として、室内機5aの液管温度Tcが10℃であるため第2補正係数Xc2は0.40、室内機5bの液管温度Tcが14℃であるため第2補正係数Xc2は0.30、室内機5cの液管温度Tcが8℃であるため第2補正係数Xc2は0.55とされている。
<合計係数Xaの算出方法と回転数補正量Rcの決定方法>
次に、暖房運転開始時に決定される運転状態と合計係数Xaと回転数補正量Rcの決定方法について説明する。まず、運転状態について説明する。空気調和装置1が暖房運転を開始するときは、室内機5a〜5cのうち暖房運転を要求する室内機から運転開始要求が出される。これにより、室外機制御手段200は暖房運転を行う室内機と行わない室内機を特定できるので、暖房運転を行う室内機の運転状態を「運転」とし、暖房運転を行わない室内機の運転状態を「停止」とする。尚、図4は一例として、室内機5a〜5cの全てが暖房運転を行う場合であり、運転状態が全て「運転」とされている。
次に、合計係数Xaについて説明する。室外機2に接続される室内機が、室内機(1)、(2)、・・・、(n)台であるとき、室外機制御手段200は、複数台の室内機のうち暖房運転を行う室内機(以降、運転する室内機と記載)について、次に記載する計算式を用いて合計係数Xaを算出する。

(数式1)
合計係数Xa=[(運転する室内機(1)の第1補正係数Xc×室内機(1)の運転台数)
+(運転する室内機(2)の第1補正係数Xc×室内機(2)の運転台数)+・・・]
+最高液管温度Tcmに対応する第2補正係数Xc2
つまり、合計係数Xaは、運転する全ての室内機の第1補正係数Xc1と最高液管温度Tcmに対応する第2補正係数Xc2を加算した値である。本実施形態の空気調和装置1では、室内機5a〜5cの全てが暖房運転を行い、室内機5aと室内機5bの第1補正係数Xc1は0.13、室内機5cの第2補正係数Xc1は0.15である。また、最高液管温度Tcmは室内機5aの液管温度Tc=10℃なので、合計係数Xaの算出に用いる第2補正係数Xc2は0.40である。従って、このときの合計係数Xaは、

合計係数Xa=0.13×2(台)+0.15×1(台)+0.40=0.81

となる。このように室外機制御手段200によって算出された合計係数Xa=0.81が、起動時回転数パターン決定テーブル500に記憶される。
次に、回転数補正量Rcについて説明する。回転数補正量Rcは、後述する基準起動時パターンから補正起動時パターンを求める際に使用される。室外機制御手段200は、回転数補正量テーブル400を参照し上述した数式1を用いて算出した合計係数Xaに応じた回転数補正量Rcを抽出する。本実施形態の空気調和装置1では、合計係数Xaは0.81であるため、回転数補正量Rcは−5.0(rps)となり、これが起動時回転数パターン決定テーブル500に記憶される。
<起動時回転酢パターンの決定>
そして、以上説明した手順で求めた回転数補正量Rcを用いて、暖房運転時の起動時回転数パターン(以降、起動時回転数パターンRpと記載)が定められる。この起動時回転数パターンRpは、図5に示すように、暖房運転開始時の合計係数Xaが1.0以上である場合に採用される基準起動時パターンRpaと、基準起動時パターンRpaと回転数補正量Rcを用いて求められる補正起動時パターンRpbの2つのパターンで構成される。ここで、基準起動時パターンRpa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、合計係数Xaが1.0以上つまり暖房運転を行う室内機の能力の合計値と室外機の能力の差が小さい場合に、高圧が過昇することを防げることが判明しているものである。
これら各起動時回転数パターンRpは、圧縮機21の回転数Rsを3段階で上昇させるものである。具体的には、基準起動時パターンRpaでは、まず回転数Rsを基準第1回転数Rpa1(一例として30rps)として一定時間Tp(一例として3分間)駆動し、次に圧縮機21の回転数Rsを基準第2回転数Rpa2(一例として60rps)に上げて一定時間Tp駆動し、最後に圧縮機21の回転数Rsを基準第3回転数Rpa3(一例として80rps)に上げて一定時間Tp駆動する。
一方、補正起動時パターンRpbは、上述した基準起動時パターンRpaにおける基準第1回転数Rpa1〜基準第3回転数Rpa3から回転数補正量Rcを減じて求められる。具体的には、補正第1回転数Rpb1=基準第1回転数Rpa1−回転数補正量Rc(一例として、30−5=25rps)となり、補正時第2回転数Rpb2=基準第2回転数Rpa2−回転数補正量Rc(一例として、60−5=55rps)となり、補正第3回転数Rpb3=基準第3回転数Rpa3−回転数補正量Rc(一例として、80−5=75rps)となる。
そして、補正起動時パターンRpbでは、まず圧縮機21の回転数Rsを補正第1回転数Rpb1(25rps)として一定時間Tp駆動し、次に圧縮機21の回転数Rsを補正第2回転数Rpb2(55rps)に上げて一定時間Tp駆動し、最後に圧縮機21の回転数Rsを補正第3回転数Rpb3(75rps)に上げて一定時間Tp駆動する。
尚、基準起動時パターンRpaと補正起動時パターンRpbにおいて、圧縮機21の回転数Rsを3段階で上昇させている理由は以下の通りである。暖房運転開始後に暖房能力を早く立ち上げるためには、起動時の圧縮機21の回転数を高くすることが望ましい。しかし、外気温度が低いなどの理由で圧縮機21の温度が低くて冷媒寝込みが発生している場合に高い回転数で圧縮機21を起動すると、冷凍機油の吐出量が多くなって圧縮機21で潤滑不良が起こる恐れがある。そこで、圧縮機21の温度が低い起動直後は低い回転数で起動し、圧縮機21の温度が高くなる(ことで冷媒寝込みが解消する)につれて回転数を上げていくことで、冷凍機油の吐出量を抑えつつ立ち上がりの早い運転とできる。
以上説明したように、本発明の空気調和装置1では、空気調和装置1の設置時に室内機5a〜5cの室内機能力Caから第1補正係数Xc1を決定するとともに、設置時に行う配管長判定運転で検出する液管温度Tcから第2補正係数Xc2を決定する。そして、暖房運転を開始するときに運転する室内機5a〜5cの第1補正係数Xc1と最高液管温度Tcmに対応する第2補正係数Xc2を用いて合計係数Xaを求め、求めた合計係数Xaを用いて決定した回転数補正量Rcを用いて起動時回転数パターンRpを決定し、決定した起動時回転数パターンRpで圧縮機21の駆動制御を行う。このため、暖房運転を開始するときに室内機側の合計能力が小さくかつ室外機の能力との差が大きい場合や、液管8a〜8cのうち短い液管が存在する場合であっても、高圧の過昇を抑制できる。
<暖房運転開始時の起動時制御>
次に、図6を用いて、暖房運転開始時の起動時制御に関わる処理について説明する。尚、図6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。また、図6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、例えば主に室外機2(の室外機制御手段200)が行う冷媒回路10の圧力や温度に関わる制御といった空気調和装置1の一般的な制御に関わる処理については説明を省略する。
使用者による空調運転開始指示があれば、CPU210は、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(ST1)。暖房運転指示でなければ(ST1−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(ST13)。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10を冷房サイクルとすることであり、空気調和装置1が停止している状態から冷房運転もしくは除湿運転を開始するとき、もしくは、暖房運転から冷房運転もしくは除湿運転に切り替えられる際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、冷房/除湿運転を行う室内機5a〜5cに対応する膨張弁24a〜24cを全開として冷房/除湿運転制御を開始し(ST14)、ST10に処理を進める。
ST1において、暖房運転指示であれば(ST1−Yes)、CPU210は、暖房運転開始処理を実行する(ST2)。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10を図1(A)に示す状態、つまり、冷媒回路10を暖房サイクルとすることであり、空気調和装置1が停止している状態から暖房運転を開始するとき、もしくは、冷房運転もしくは除湿運転から暖房運転に切り替えられる際に行われる処理である。
次に、CPU210は、室内機5a〜5bのうち暖房運転を行う室内機を判定する(ST3)。室内機5a〜5cのうち暖房運転を要求する室内機から運転開始要求が出され、CPU210はこの運転開始要求を取り込んで暖房運転を行う室内機と行わない室内機を特定できる。本実施形態では、全ての室内機5a〜5cが暖房運転を行うので、CPU210は、図4に示す起動時回転数パターンテーブル500において、全ての室内機5a〜5cの運転状態を「運転」とする。
次に、CPU210は、運転する室内機5a〜5cの各第1補正係数Xc1と、配管長判定運転で検出した各液管温度Tcのうちの一番高い温度である最高液管温度Tcmに対応する第2補正係数Xc2を読み出し、運転する室内機5a〜5cの各第1補正係数Xc1と第2補正係数Xc2を用いて合計係数Xaを算出する(ST4)。前述したように、CPU210は、起動時回転数パターンテーブル500から運転する室内機5a〜5cの第1補正係数Xc1と、室内機5a〜5cの各液管温度Tcのうちの最高液管温度Tcmである室内機5aの液管温度Tcに対応する第2補正係数Xc2を読み出し、前述した数式1を用いて合計係数Xaを算出して起動時回転数パターンテーブル500に記憶する。
次に、CPU210は、回転数補正量Rcを決定する(ST5)。前述したように、CPU210は、回転数補正量テーブル400を参照しST4で算出した合計係数Xaに応じた回転数補正量Rcを抽出して起動時回転数パターンテーブル500に記憶する。
次に、CPU210は、起動時回転数パターンを決定する(ST6)。前述したように、CPU210は、図5に示す基準起動時パターンRpaの各段階の圧縮機21の回転数RsからST5で決定した回転数補正量Rcを減じて補正起動時パターンRpbを決定する。尚、合計係数Xaが1.0以上つまり回転数補正量Rcが0.0である場合は、起動時回転数パターンとして基準起動時パターンRpaが採用される。
次に、CPU210は、ST6で決定した起動時回転数パターンで圧縮機21を起動して起動時制御を開始する(ST7)。具体的には、CPU210は、起動時回転数パターンとして基準起動時パターンRpaを選択しているのであれば、圧縮機21を基準第1回転数Rpa1で起動し、基準第1回転数Rpa1を一定時間tp維持した後、圧縮機21の回転数を基準第2回転数Rpa2に上昇させる。そして、基準第2回転数Rpa2を一定時間tp維持した後、圧縮機21の回転数を基準第3回転数Rpa3に上昇させる。
一方、CPU210は、起動時回転数パターンとして補正起動時パターンRpbを選択しているのであれば、圧縮機21を補正第1回転数Rpb1で起動し、補正第1回転数Rpb1を一定時間tp維持した後、圧縮機21の回転数を補正第2回転数Rpb2に上昇させる。そして、補正第2回転数Rpb2を一定時間tp維持した後、圧縮機21の回転数を補正第3回転数Rpb3に上昇させる。
次に、CPU210は、起動時制御を終了するか否かを判断する(ST8)。ここで、CPU210は、基準起動時パターンRpaを採用して起動時制御を実行しているときに、圧縮機21の回転数Rsを基準第3回転数Rpa3としている時間が一定時間Tpとなれば、起動時制御を終了する。また、CPU210は、補正起動パターンRpbを採用して起動時制御を実行しているときに、圧縮機21の回転数Rsを補正第3回転数Rpb3としている時間が一定時間Tpとなれば、起動時制御を終了する。
ST8において起動時制御を終了しないのであれば(ST8−No)、CPU210は、ST8に処理を戻して起動時制御を継続する。一方、起動時制御を終了するのであれば(ST8−Yes)、CPU210は、暖房運転時の通常制御を実行する(ST9)。
ここで通常制御とは、圧縮機21の回転数を、暖房運転を行う室内機で設定された設定温度と当該室内機で検出された室内温度の温度差に応じて室内機から要求される能力に応じた回転数として圧縮機21を駆動することである。CPU210は、図5に示す時点t1、つまり、基準起動時パターンRpaで圧縮機21の回転数を基準第3回転数Ppa3で維持する時間が一定時間tp経過した時点、あるいは、補正起動時パターンRpbで圧縮機21の回転数を補正第3回転数Ppb3で維持する時間が一定時間tp経過した時点で、通常制御に移行する。
ST9もしくはST14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(ST10)。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(ST10−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(ST10−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(ST11)。ここで運転停止指示とは、全ての室内機5a〜5cが運転を停止することを示すものである。
運転停止指示があれば(ST11−Yes)、CPU210は、運転停止処理を実行し(ST12)、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〜24cを全閉とする。また、CPU210は、室内機5a〜5cのうち運転していた室内機に対し通信部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室内機5a〜5cは、各々の室内ファン54a〜54cを停止する。
ST11において運転停止指示がなければ(ST11−No)、CPU210は、現在の運転が暖房運転であるか否かを判断する(ST15)。現在の運転が暖房運転であれば(ST15−Yes)、CPU210は、ST9に処理を戻す。現在の運転が暖房運転でなければ(ST15−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、ST14に処理を戻す。
以上説明したように、本発明の空気調和装置1では、空気調和装置1の設置時に、室外機2に接続されている室内機5a〜5cの各能力を用いて各室内機5a〜5cの第1補正係数Xc1を決定するとともに、設置時に配管長判定運転を行って室内機5a〜5cの各々に対応する液管温度Tcを検出し、室内機5a〜5cの暖房運転開始時に運転する室内機5a〜5cの第1補正係数Xc1と、最高液管温度Tcmに対応する第2補正係数Xc2を用いて合計係数Xaを算出する。次に、算出した合計係数Xaに応じた回転数補正量Rcを用いて起動時回転数パターンを決定する。そして、暖房運転を開始するときは、決定した起動時回転数パターンで圧縮機21を駆動制御する。これにより、暖房運転を開始するときに室内機側の合計能力が小さくかつ室外機の能力との差が大きい場合や、室外機2と接続する液管8a〜8cの長さが短い場合であっても、高圧の過昇を抑制できる。
尚、以上説明した実施形態では、室外機2に3台の室内機5a〜5cが接続されている空気調和装置1を例に挙げて説明したが、室外機に室内機が1台のみ接続されている場合であっても、本発明を適用できる。この場合は、室内機の第1補正係数Xc1と第2補正係数Xc2を加算した値が合計係数Xaとなる。
また、本実施形態では、図5に示す起動時回転数パターンにおける各段階での圧縮機21の回転数を維持する一定時間tpが全て同じである場合を説明したが、空気調和装置1の動作環境に応じて各段階での圧縮機21の回転数を維持する時間を異ならせてもよい。例えば、基準起動時パターンRpaに採用時においては、基準第1回転数Rpa1に維持する時間<基準第2回転数Ppa2に維持する時間<基準第3回転数Ppa3に維持する時間、というように、回転数が高くなるにつれてその回転数を維持する時間を長くすることで、圧縮機21の温度が上昇して冷媒寝込みが解消されるので、圧縮機21の起動時に吐出される冷凍機油量を極力少なくすることができる。
また、本実施形態では、補正起動時パターンRpbを決定するときに、基準起動時パターンRpaの各段階の圧縮機回転数Rsから回転数補正量Rcを減じているが、一番高い回転数である基準第3回転数Rpa3のみから回転数補正量Rcを減じ、これ以外は基準第1回転数Rpa1および基準第2回転数Rpa2を使用して補正起動時パターンRpbを決定してもよい。これは、高圧の過昇が、圧縮機21の回転数を補正第3回転数Rpb3まで上昇させたときに最も起こりやすく、補正第3回転数Rpb3より低い回転数では高圧の過昇が起こりにくいことを考慮した補正起動時パターンRpbの決定方法であり、暖房運転を開始するときに室内機側の合計能力が小さくかつ室外機の能力との差が大きい場合に、圧縮域21での冷媒寝込みを解消しつつ暖房能力の立ち上がりをできるだけ早くすることができる。
さらには、本実施形態では、各室内機の第1補正係数Xc1と第2補正係数Xc2を空気調和装置1の設置時に決定もしくは検出し、暖房運転開始時に第1補正係数Xc1と第2補正係数Xc2を用いて合計係数Xaを求めて回転数補正量Rcを決定する場合を説明した。しかし、これに限られるのではなく、設置時に室外機2に接続される室内機の全ての運転パターン(本実施形態の場合、室内機5a〜5cのいずれかのみ運転、室内機5a〜5cのいずれか2台を同時に運転、室内機5a〜5c全てを同時に運転)について合計係数Xaを求めて回転数補正量Rcを決定しておいてもよい。
1 空気調和装置
2 室外機
5a〜5c 室内機
21 圧縮機
23 室外熱交換器
36a〜36c 液側温度センサ
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 補正係数テーブル
400 回転数補正量テーブル
500 起動時回転数パターン決定テーブル
Ca 室内機能力
Rs 圧縮機回転数
Rc 回転数補正量
Rpa 基準起動時パターン
Rpb 補正起動時パターン
Rpa1〜Rpa3 基準第1回転数〜基準第3回転数
Rpb1〜Rpb3 補正第1回転数〜補正第3回転数
t 時間
t1 起動時制御−通常制御切り換え時点
tp 回転数維持時間
Tc 液管温度
Tcm 最高液管温度
Xc1 第1補正係数
Xc2 第2補正係数
Xa 合計係数

Claims (5)

  1. 圧縮機を有する室外機と室内機が液管とガス管で接続され、
    前記液管を流れる冷媒の温度である液管温度を検出する液管温度検出手段と、前記圧縮機を駆動制御する制御手段を有する空気調和装置であって、
    前記制御手段は、暖房運転を行うとき、
    前記室内機の能力に基づいて第1補正係数を決定し、前記室内機が冷房運転を行うときに前記液管温度検出手段で検出した前記液管温度に基づいて第2補正係数を決定し、前記第1補正係数と前記第2補正係数を用いて合計係数を算出し、
    前記合計係数が予め定めた閾係数以上である場合は、前記圧縮機を所定の基準回転数で起動し、
    前記合計係数が前記閾係数より小さい場合は、前記基準回転数から前記合計係数に応じた回転数補正量を減じた補正回転数で前記圧縮機を起動する、
    ことを特徴とする空気調和装置。
  2. 前記制御手段は、
    前記圧縮機の回転数を段階的に上昇させる基準起動時パターンを予め記憶しており、
    前記補正係数が前記閾係数以上である場合は、前記基準起動時パターンで前記圧縮機を起動して暖房運転を開始し、
    前記補正係数が前記閾係数未満である場合は、前記基準起動時パターンにおける各段階の回転数から前記回転数補正量を減じた補正起動時パターンで前記圧縮機を起動して暖房運転を開始する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 圧縮機を有する室外機と複数台の室内機が同室内機と同数の液管と前記室内機と同数のガス管で接続され、
    前記各液管を流れる冷媒の温度である液管温度をそれぞれ検出する液管温度検出手段と、前記圧縮機を駆動制御する制御手段を有する空気調和装置であって、
    前記制御手段は、暖房運転を行うとき、
    前記各室内機の能力に基づいて同各室内機の第1補正係数を決定し、
    前記各室内機が冷房運転を行うときに前記各液管温度検出手段で検出した前記液管温度に基づいて前記各室内機の第2補正係数を決定し、
    運転する室内機の第1補正係数と、検出した前記液管温度のうちの一番高い液管温度に対応する第2補正係数を用いて合計係数を算出し、
    前記合計係数が予め定めた閾係数以上である場合は、前記圧縮機を所定の基準回転数で起動し、
    前記合計係数が前記閾係数未満である場合は、前記基準回転数から前記合計係数に応じた回転数補正量を減じた補正回転数で前記圧縮機を起動する、
    ことを特徴とする空気調和装置。
  4. 前記制御手段は、
    前記空気調和装置の設置時に、前記各室内機の能力に対応する前記各第1補正係数を決定し、
    前記空気調和装置の設置時に、冷房運転を行って前記各液管温度検出手段で検出した前記液管温度対応する前記第2補正係数を決定し、
    前記空気調和装置で暖房運転を開始するとき、運転する室内機に対応する前記各第1補正係数と、検出した前記液管温度のうちの一番高い液管温度に対応する第2補正係数を加算して前記合計係数を算出する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。
  5. 前記制御手段は、
    前記圧縮機の回転数を段階的に上昇させる基準起動時パターンを予め記憶しており、
    算出した前記合計係数が前記閾係数以上である場合は、前記基準起動時パターンで前記圧縮機を起動して暖房運転を開始し、
    算出した前記合計係数が前記閾係数未満である場合は、前記基準起動時パターンにおける各段階の回転数から前記回転数補正量を減じた補正起動時パターンで前記圧縮機を起動して暖房運転を開始する、
    ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の空気調和装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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