JP2522065B2 - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、室外ユニットに対して複数の室内ユニット
を並列に接続してなる空気調和装置の運転制御装置に係
り、特に一部の室内ユニットのサーモオフに伴なう主冷
媒配管における冷媒の欠乏防止対策に関する。

（従来の技術） 従来より、圧縮機、熱源側熱交換器及び熱源側減圧弁
を有する室外ユニットに対して、利用側熱交換器及び流
量制御弁を有する複数の室内ユニットを並列に接続し、
暖房運転時、各室内の空調負荷に応じて各流量制御弁の
開度を適度に調節するようにしたいわゆるマルチタイプ
の空気調和装置はよく知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のような複数の室内ユニットを備えた
空気調和装置の暖房運転時、空調負荷が極めて小さい室
内ユニットでは、いわゆるサーモオフとなって流量制御
弁が低開度に、かつ室内ファンの風量が微風量になるよ
う制御されるので、冷媒の過冷却度が大きい状態にあ
る。したがって、サーモオフ状態にある室内ユニットの
利用側熱交換器には液冷媒が滞留し易く、そのために冷
媒回路の主冷媒配管における冷媒循環量が不足し、圧縮
機の吐出管温度の過上昇等、信頼性を損ねる虞れがあ
る。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、サーモオフ状態にある室内ユニットにおいて、
利用側熱交換器に液冷媒が滞留したときには冷媒を主冷
媒配管に戻す手段を講ずることにより、冷媒の欠乏を未
然に防止し、もって、信頼性の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための解決手段は、サーモオフ状
態にある室内ユニットの利用側熱交換器における液冷媒
の滞留を液管温度と吸込空気温度との温度偏差で検知
し、その温度偏差が小さいときに、利用側熱交換器の液
冷媒を冷媒回路に戻すように制御することにある。

具体的には、第１図に示すように、圧縮機（１）、熱
源側熱交換器（３）及び熱源側減圧弁（４）を有する室
外ユニット（Ａ）に対して、送風ファン（7a）が備えら
れた利用側熱交換器（７）及び流量制御弁（６）を有す
る複数の室内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）を配置するととも
に、上記室外ユニット（Ａ）の各機器を主冷媒配管（9
a）で、上記室内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）の各機器を分
岐管（9b）でそれぞれ接続し、各分岐管（9b）を主冷媒
配管（9a）に対して並列に接続してなる冷媒回路（10）
を備え、サーモオフ状態にある室内ユニットにあって
は、送風ファン（7a）の風量を微風量にすると共に流量
制御弁（６）の開度を所定開度以下に設定するようにし
た空気調和装置を前提とする。

そして、空気調和装置の運転制御装置として、上記利
用側熱交換器（７）の室内液管温度を検出する液管温度
検出手段（Th3）と、各利用側熱交換器（７）の吸込空
気温度を検出する吸込空気温度検出手段（Th5）と、暖
房運転時、上記液管温度検出手段（Th3）及び吸込空気
温度検出手段（Th5）の出力を受け、サーモオフ状態に
ある室内ユニットにおける利用側熱交換器（７）の液管
温度と吸込空気温度との温度偏差が所定値よりも小さい
ときには、当該室内ユニットの流量制御弁（６）の開度
を所定開度以上に開くよう制御する開度制御手段（52
A）とを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、暖房運転時、サーモ
オフ状態にある室内ユニット（例えばＣ）において、液
管温度検出手段（Th3）で検出される利用側熱交換器
（７）の液管温度と、吸込空気温度検出手段（Th5）で
検出される吸込空気温度との温度偏差が所定値よりも小
さいときには、開度制御手段（52A）により、流量制御
弁（６）の開度が開くよう制御される。すなわち、利用
側熱交換器（７）の液管温度が吸込空気温度に近付いた
状態では、利用側熱交換器（７）における液冷媒が過冷
却されて環境温度に近付いており、液冷媒が利用側熱交
換器（７）や分岐管（9b）に滞留し易い状態となってい
る。したがって、このままで運転を続けると、冷媒回路
（10）の主冷媒配管（9a）における冷媒流量が不足し
て、吐出管温度の過上昇による圧縮機（１）の故障等、
信頼性を損ねる虞れがあるが、本発明では、開度制御手
段（52A）により、流量制御弁（６）の開度が所定開度
以上に開くように制御されるので、分岐管（9b）におけ
る冷媒流量が増大して利用側熱交換器（７）や分岐管
（ｂ）に滞留している液冷媒が速やかに主冷媒配管（9
a）側に戻されることになり、冷媒の欠乏に起因する吐
出管温度の過上昇等が未然に防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に
基づき説明する。

第２図は本発明の実施例に係る空気調和装置の冷媒配
管系統を示し、一台の室外ユニット（Ａ）に対して、３
台の室内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）が並列に接続されたマ
ルチタイプの構成をしている。

上記室外ユニット（Ａ）において、（１）は圧縮機、
（２）は冷房運転時には図中実線のごとく、暖房運転時
には図中破線のごとく切換わる四路切換弁、（３）は冷
房運転時には凝縮器として、暖房運転時には蒸発器とし
て機能する熱源側熱交換器である室外熱交換器、（４）
は冷房運転時には冷媒流量を調節し、暖房運転時には冷
媒の減圧を行う減圧弁としての室外電動膨張弁、（５）
は液冷媒を貯溜するレシーバ、（８）は吸入冷媒中の液
冷媒を分離するアキュムレータである。

一方、上記各室内ユニット（Ｂ）〜（Ｃ）はいずれも
同一構成をしており、冷房運転時には冷媒を減圧し、暖
房運転時には冷媒流量を調節する機能を有する流量制御
弁としての室内電動膨張弁（６）と、室内ファン（7a）
を付設し、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時に
は凝縮器として機能する利用側熱交換器である室内熱交
換器（７）とをそれぞれ備えている。

そして、上記室外ユニット（Ａ）の圧縮機（１）、室
外熱交換器（３）、室外電動膨張弁（４）、レシーバ
（５）及びアキュムレータ（８）は冷媒配管（９）の主
冷媒配管（9a）により冷媒の流通可能に接続され、各室
内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）の室内電動膨張弁（６）及び
室内熱交換器（７）は冷媒配管（９）の分岐管（9b）に
より冷媒の流通可能に接続され、各分岐管（9b），…は
主冷媒配管（9a）に対して並列に接続されている。以上
により、室外空気との熱交換で得た熱（又は冷熱）を熱
移動させて室内空気に付与するようにした冷媒回路（1
0）が構成されている。

また、空気調和装置には、多くのセンサ類が配置され
ていて、（Th1）は圧縮機（１）の吸入管に位置され、
吸入ガスの冷媒の温度T1を検出する吸入温センサ、（Th
2）は室外熱交換器（３）の液管温度T2を検出する室外
液管センサであって、暖房運転時、上記吸入温センサ
（Th1）で検出される吸入冷媒温度T1と、室外液管セン
サ（Th2）で検出される室外液管温度T2との温度偏差（T
2−T1）により、吸入過熱度Shが検知されるようになさ
れている。また、（Th3）は各室内熱交換器（７）の液
管温度T3を検出する液管温度検出手段としての室内液管
センサ、（Th4）は各室内熱交換器（７）のガス管温度
を検出する室内ガス管センサ、（Th6）は各室内ユニッ
ト（Ｂ）の吸込空気温度T5を検出する吸込空気温度検出
手段としての吸込サーミスタであって、上記各センサの
信号は図示しないが装置全体の運転を制御する室外コン
トローラ及び各室内ユニット（Ｂ）の運転を制御する室
内コントローラにより信号線で接続されていて、上記室
外コントローラ及び室内コントローラにより、各センサ
で検知される冷媒の状態量等に応じて各機器の運転を制
御するようになされている。

なお、第２図において、（11），（11）は室外ユニッ
ト（Ａ）の主冷媒配管（9a）に介設された閉鎖弁、（1
2），…は各室内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）における分岐
管（9a）に介設された閉鎖弁である。

空気調和装置の暖房運転時、圧縮機（１）から吐出さ
れた冷媒は、主冷媒配管（9a）から各分岐管（9b）に分
岐して各室内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）に流れ、各室内熱
交換器（７），…で凝縮された後、主冷媒配管（9a）に
合流して室外電動膨張弁（４）で減圧され、室外熱交換
器（３）で蒸発して圧縮機（１）に吸入される。そのと
き、各室内電動膨張弁（６），…の開度調節により、そ
れぞれの室内の暖房負荷に応じて、各分岐管（9b）への
冷媒流量の分配がなされる。すなわち、設定温度と室温
（吸込サーミスタ（Th5）で検知される吸込空気温度T
5）の差として検知される暖房負荷が大きければ室内電
動膨張弁（６）の開度を大きく、暖房負荷が小さければ
室内電動膨張弁（６）の開度を小さくするよう制御する
ことにより、暖房負荷の大小に応じて各室内熱交換器
（７），…の能力調節をするようになされている。ま
た、特に設定温度と吸込空気温度との差温が極めて小さ
い場合には、サーモオフ状態となり、当該室内ユニット
（例えばＢ）の室内電動膨張弁（６）の開度を所定の低
開度に、室内ファン（7a）の風量を微風量に維持するよ
うにしており、運転指令が出力されていない室内ユニッ
ト（例えばＣ）では、室内電動膨張弁（６）を閉じ、室
内ファン（7a）を停止させるようにしている。

ここで、本発明に係る各室内電動膨張弁（６），…の
開度制御について、第３図のフローチャートに基づき説
明するに、ステップS₁で、サーモオフ状態か否かを判別
して、サーモオフ状態でなければステップS₂で室内電動
膨張弁（６）の開度を全開に制御する。一方、上記ステ
ップS₁における判別で、サーモオフ状態のときにはステ
ップS₃に進んで、さらに上記室内液管温度T3と吸込空気
温度T5の温度偏差（T3−T5）が所定値（本実施例では５
℃）よりも小さいか否かを判別して、小さくなければス
テップS₄で室内電動膨張弁（６）の開度を所定の低開度
値（本実施例では240パルス程度の値）に設定する。そ
して、ステップS₃の判別で上記温度偏差（T3−T5）が所
定値５℃よりも小さいときには、液管温度T3が環境温度
T5に近付いており、冷媒の過冷却温度が大きいので、室
内熱交換器（７）に液冷媒が滞留していると判断して、
ステップS₅で液戻し動作命令を出力する。すなわち、サ
ーモオフ状態にある室内ユニット（例えばＢ）の室内電
動膨張弁（６）の開度を上記240パルスよりも高い所定
開度以上（例えば1000〜2000パルス程度の開度）に開く
ように制御して、室内熱交換器（７）に滞留する液冷媒
を冷媒回路（10）で循環するように回収する。

上記フローにおいて、ステップS₅により、サーモオフ
状態にある室内ユニット（例えばＢ）における室内熱交
換器（利用側熱交換器）（７）の液管温度T3と吸込空気
温度T5との温度偏差（T3−T5）が所定値（上記実施例で
は５℃）よりも小さいときには、当該室内ユニット
（Ｃ）の流量制御弁（６）の開度を所定開度以上（上記
実施例では1000〜2000パルス）に開くよう制御する開度
制御手段（52A）が構成されている。

したがって、本発明では、暖房運転時、サーモオフ状
態にある室内ユニットにおいて、室内液管センサ（液管
温度検出手段）（Th3）で検出される室内熱交換器
（７）の液管温度T3と、吸込サーミスタ（吸込空気温度
検出手段）（Th5）で検出される吸込空気温度T5との温
度偏差（T3−T5）が所定の設定値（上記実施例では５
℃）よりも小さいときには、開度制御手段（52A）によ
り、室内電動膨張弁（６）の開度が所定開度以上（上記
実施例では1000〜2000パルス）に開くよう制御される。
すなわち、室内熱交換器（７）の液管温度T3が吸込空気
温度T5に近付いた状態では、室内熱交換器（７）におけ
る液冷媒が過冷却されて環境温度に近付いており、液冷
媒が室内熱交換器（７）に滞留し易い状態となってい
る。これは、サーモオフ状態にある室内ユニット（Ｃ）
では、室内電動膨張弁（６）の開度が低開度（上記実施
例では240パルス）に固定され、室内ファン（7a）の風
量が微風量に制御されるので、室内熱交換器（７）の出
口（液管）側では過冷却度がつきやすいからである。し
たがって、このままで運転を続けると、主冷媒配管（9
a）における冷媒流量が不足して、吐出管温度の過上昇
による圧縮機（１）の故障等、信頼性を損ねる虞れがあ
るが、本発明では、上記実施例におけるステップS₅のよ
うに、開度制御手段（52A）により、室内電動膨張弁
（６）の開度が開くよう（上記実施例では1000〜2000パ
ルス）制御されるので、当該分岐管（9b）における冷媒
流量が増大して室内熱交換器（７）や分岐管（9b）に滞
留している液冷媒が主冷媒配管（9a）側に戻される。よ
って、冷媒の欠乏に起因する吐出管温度の過上昇等を未
然に防止することができ、信頼性の向上を図ることがで
きるのである。

また、上記のように主冷媒配管（9a）における冷媒流
量の不足を未然に防止できる結果として、冷媒回路（1
0）における冷媒充填量を低減できる効果をも有するも
のである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、室外ユニット
に対して流量制御弁を有する複数の室内ユニットを並列
に接続した空気調和装置において、暖房運転時、サーモ
オフ状態にある室内ユニットにおける利用側熱交換器の
液管温度と室内の吸込空気温度との温度偏差が所定値よ
りも小さいときには、流量制御弁の開度を所定開度以上
に開くよう制御するようにしたので、サーモオフ状態に
ある利用側熱交換器や分岐管に滞留した液冷媒を主冷媒
配管側に速やかに戻すことができ、よって、冷媒の欠乏
に起因する圧縮機の循環不良等を未然に防止することが
でき、信頼性の向上を図ることができる。また、冷媒の
欠乏を未然に防止することができるので、冷媒回路にお
ける冷媒の充填量の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の構成を示すブロック図である。第２図以
下は本発明の実施例を示し、第２図は空気調和装置の全
体構成を示す冷媒配管系統図、第３図は弁開度調整の制
御内容を示すフローチャート図である。 １……圧縮機 ３……室外熱交換器（熱源側熱交換器） ４……室外電動膨張弁（熱源側減圧弁） ６……室内電動膨張弁（流量制御弁） ７……室内熱交換器（利用側熱交換器） 9a……主冷媒配管 9b……分岐管 10……冷媒回路 52A……開度制御手段 Ａ……室外ユニット Ｂ〜Ｄ……室内ユニット Th3……室内液管センサ（液管温度検出手段） Th5……吸込サーミスタ（吸込空気温度検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−258969（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−43269（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）及び
   熱源側減圧弁（４）を有する室外ユニット（Ａ）に対し
   て、送風ファン（7a）が備えられた利用側熱交換器
   （７）及び流量制御弁（６）を有する複数の室内ユニッ
   ト（Ｂ）〜（Ｄ）を配置するとともに、上記室外ユニッ
   ト（Ａ）の各機器を主冷媒配管（9a）で、上記室内ユニ
   ット（Ｂ）〜（Ｄ）の各機器を分岐管（9b）でそれぞれ
   接続し、各分岐管（9b）を主冷媒配管（9a）に対して並
   列に接続してなる冷媒回路（10）を備え、サーモオフ状
   態にある室内ユニットにあっては、送風ファン（7a）の
   風量を微風量にすると共に流量制御弁（６）の開度を所
   定開度以下に設定するようにした空気調和装置におい
   て、 上記利用側熱交換器（７）の室内液管温度を検出する液
   管温度検出手段（Th3）と、各利用側熱交換器（７）の
   吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出手段（Th5）
   と、暖房運転時、上記液管温度検出手段（Th3）及び吸
   込空気温度検出手段（Th5）の出力を受け、サーモオフ
   状態にある室内ユニットにおける利用側熱交換器（７）
   の液管温度と吸込空気温度との温度偏差が所定値よりも
   小さいときには、当該室内ユニットの流量制御弁（６）
   の開度を所定開度以上に開くよう制御する開度制御手段
   （52A）とを備えたことを特徴とする空気調和装置の運
   転制御装置。