(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機（１５０）に設けられる圧縮機（１５１）と室外熱交換器と分岐ユニット（３００）に設けられる減圧回路と室内機に設けられる室内熱交換器とを含む冷媒回路と、
前記室外機（１５０）に設けられ、前記圧縮機（１５１）の運転周波数を制御することによって空調能力を制御する室外制御手段（１８１）と、
前記分岐ユニット（３００）に設けられ、前記減圧回路の電動弁（３０５）に対してその開度を調整するための開度パルスを生成して前記減圧回路に供給する分岐部制御手段（３７１）と、
を備え、
前記室外制御手段（１８１）は、前記圧縮機（１５１）の前記運転周波数に基づいて、前記冷媒回路への冷媒循環量データ（ＱCOMP）を算出し、
前記室外制御手段（１８１）と前記分岐部制御手段（３７１）との間で入出力する前記圧縮機（１５１）の制御情報として、前記冷媒回路への冷媒循環量データ（ＱCOMP）を伝送する、
空気調和機。
【請求項２】
前記室内熱交換器の温度である熱交温度を検知する熱交温度検知手段（２０３，２５３）と、
前記冷媒回路におけるガス管の温度であるガス管温度を検知するガス管温度検知手段（３０７，３０７Ａ〜３０７Ｃ）と、
をさらに備え、
前記室外制御手段（１８１）は、前記熱交温度と前記ガス管温度とに基づいて、前記電動弁（３０５）の開度に応じた開度関連データ（ＱRDG）を算出し、
前記室外制御手段（１８１）と前記分岐部制御手段（３７１）との間で入出力する前記減圧回路の制御情報として、前記電動弁（３０５）の開度に応じた開度関連データ（ＱRDG）を伝送する、
請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記分岐部制御手段（３７１）は、前記室外制御手段（１８１）から送信される冷媒循環量データ（ＱCOMP）に基づいて前記電動弁（３０５）の開度補正量（ＱRSC）を決定し、
前記分岐部制御手段（３７１）は、前記電動弁（３０５）の開度補正量（ＱRSC）に基づいて、前記開度パルスを生成して前記減圧回路に供給する、
請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記分岐部制御手段（３７１）は、前記室外制御手段（１８１）から送信される開度関連データ（ＱRDG）に基づいて前記電動弁（３０５）の開度補正量（ＱRDG）を決定し、
前記分岐部制御手段（３７１）は、前記電動弁（３０５）の開度補正量（ＱRDG）に基づいて、前記開度パルスを生成して前記減圧回路に供給する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
室外機（１５０）に設けられる圧縮機（１５１）と室外熱交換器と室内機に設けられる室内熱交換器とを含む冷媒回路中に配置される減圧回路（３０５）を内蔵する分岐ユニット（３００）であって、
前記圧縮機（１５１）の運転周波数に基づいて算出され前記室外機（１５０）側から送信されてくる前記冷媒回路中の冷媒循環量データ（ＱCOMP）に基づいて、前記減圧回路（３０５）の開度補正量を算出する開度算出手段と、
前記開度算出手段により算出された開度補正量に基づいて、前記減圧回路（３０５）の開度を調整するための開度パルスを生成して前記減圧回路（３０５）に供給する減圧回路制御手段と、
を備える、
分岐ユニット。
【請求項６】
前記開度算出手段は、前記室内熱交換器の温度である熱交温度と前記冷媒回路におけるガス管の温度であるガス管温度とに基づいて算出され前記室外機（１５０）側から送信されてくる減圧回路（３０５）を制御するための開度関連データ（ＱRDG）にさらに基づいて、前記減圧回路（３０５）の開度補正量を算出する、
請求項５に記載の分岐ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機、特に室外機から分離された分岐ユニットに減圧回路が設けられている空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室外機と室内機とが１対１に対応しているペア型空気調和機の室外機に、複数の室内機を接続しようとする場合、接続される室内機数だけの減圧回路を備えた分岐部を構成し、この分岐部を分岐ユニットに内蔵させておくことが考えられる。また、１台の室外機に複数の室内機が接続されるマルチ型空気調和機の場合、室内機を接続するための複数の接続ポートを有している。このうちの１つの接続ポートに対してさらに複数の室内機を接続しようとする場合にも、前述と同様の分岐ユニットを用いることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常の空気調和機では、圧縮機や減圧回路が室外機に内蔵されている。このため、圧縮機の運転制御を行うためには、その圧縮機の能力に応じた運転周波数を制御信号として供給することで行われている。また、減圧回路の開度を調整するために、圧縮機の運転周波数や各部の温度情報などから電動弁に供給する開度パルスを求めるように構成される。
【０００４】
分岐ユニットを備える空気調和機の場合、本来室外機に内蔵されていた減圧回路を分岐ユニット内に配置しているため、この減圧回路を制御するための制御信号を室外機側から受信して減圧回路の開度の調整を行う必要がある。
しかしながら、通常の室外機では減圧回路を制御するための制御信号として、電動弁に供給する開度パルス、圧縮機の運転周波数などを用いているため、１つの室外機に異なる電動弁を備える分岐ユニットを複数接続する場合には、正常な運転を行うことができなくなる。また、特定の室外機に対応してその圧縮機の運転周波数データを記憶し、これにより減圧回路の開度パルスを算出するように構成された分岐ユニットでは、この特定の室外機と異なる機種に対応することができず、接続の自由度がなくなることとなる。
【０００５】
種々の室外機の制御信号データをテーブルとして冷媒中継ユニット側に持たせ、あらゆる機種との接続が可能となるように構成することが考えられるが、すべてのデータを記憶するメモリを必要としコストダウンを図ることが困難となる。本発明は、分岐ユニットと室外機との接続における機種依存をなくし、任意の組み合わせによる接続を可能とした空気調和機の提供を目的とする。
【０００６】
本発明に係る空気調和機は、冷媒回路と室外制御手段と分岐部制御手段とを備える。冷媒回路は、圧縮機と室外熱交換器と減圧回路と室内熱交換器とを含む。圧縮機は、室外機に設けられる。減圧回路は、分岐ユニットに設けられる。室内熱交換器は、室内機に設けられる。室外制御手段は、室外機に設けられる。室外制御手段は、圧縮機の運転周波数を制御することによって空調能力を制御する。分岐部制御手段は、分岐ユニットに設けられる。分岐部制御手段は、開度パルスを生成して減圧回路に供給する。開度パルスは、減圧回路の電動弁に対してその開度を調整するためのものである。室外制御手段は、圧縮機の運転周波数に基づいて、冷媒回路への冷媒循環量データを算出する。室外制御手段と分岐部制御手段との間で入出力する圧縮機の制御情報として、冷媒回路への冷媒循環量データを伝送する。
【０００７】
ここで、空気調和機は、熱交温度検知手段とガス管温度検知手段とをさらに備えてもよい。熱交温度検知手段は、熱交温度を検知する。熱交温度は、室内熱交換器の温度である。ガス管温度検知手段は、ガス管温度を検知する。ガス管温度は、冷媒回路におけるガス管の温度である。このとき、室外制御手段は、熱交温度とガス管温度とに基づいて、電動弁の開度に応じた開度関連データを算出する。室外制御手段と分岐部制御手段との間で入出力する減圧回路の制御情報として、電動弁の開度に応じた開度関連データを伝送する。さらに、分岐部制御手段は、室外制御手段から送信される冷媒循環量データに基づいて電動弁の開度補正量を決定して開度パルスを生成して減圧回路に供給してもよいし、室外制御手段から送信される開度関連データに基づいて電動弁の開度補正量を決定して開度パルスを生成して減圧回路に供給してもよい。
【０００８】
本発明に係る分岐ユニットは、減圧回路を内蔵する分岐ユニットであって、開度算出手段と減圧回路制御手段とを備える。減圧回路は、冷媒回路中に配置される。冷媒回路は、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器とを含む。圧縮機は、室外機に設けられる。室内熱交換器は、室内機に設けられる。開度算出手段は、冷媒回路中の冷媒循環量データに基づいて、減圧回路の開度補正量を算出する。冷媒回路中の冷媒循環量データは、圧縮機の運転周波数に基づいて算出され、室外機側から送信されてくる。減圧回路制御手段は、開度算出手段により算出された開度補正量に基づいて、減圧回路の開度を調整するための開度パルスを生成して減圧回路に供給する。
【０００９】
ここで、開度算出手段は、室外機側から送信されてくる冷媒回路中の冷媒循環量および減圧回路を制御するための開度関連データに基づいて減圧回路の開度補正量を算出するように構成してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
〔ペア型、マルチ型の接続を可能とした分岐ユニット〕
ペア型空気調和機およびマルチ型空気調和機の室内機、室外機を任意の組み合わせで接続して使用することが可能となる分岐ユニットの構成を説明する。
〈ペア機用室外機＋ペア機用室内機〉
ペア機用室外機１００に対して、複数のペア機用室内機２００を接続する場合を図１に示す。
【００１１】
ペア機用室外機１００は、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外熱交換器１０３、減圧用電動弁１０４、アキュムレータ１０５などを備えている。圧縮機１０１の吐出側には、吐出圧力の異常上昇を検出するための吐出側圧力保護スイッチ１０８が設けられ、圧縮機１０１の吸入側には、吸入圧力を検出するための吸入側圧力センサ１１０が設けられている。
【００１２】
また、圧縮機１０１の吐出側には冷媒中に含まれる潤滑油を分離してアキュムレータ１０５側に返すためのオイルセパレータ１０７が設けられている。このオイルセパレータ１０７には、圧縮機１０１の吐出側の温度を検出するための吐出管サーミスタ１０９が取り付けられている。
オイルセパレータ１０７の出口側とアキュムレータ１０５の入口側を接続する経路には、圧力調整弁１１３が設けられている。また、室外機１００には外気温度を検出するための外気サーミスタ１１１と、室外熱交換器１０３の温度を検出するための室外熱交サーミスタ１１２とを備えている。
【００１３】
室外機１００から室内機側に導出される冷媒配管は、減圧用電動弁１０４を介して導出される液管接続ポート１１４と、四路切換弁１０２を介して導出されるガス管接続ポート１１５とを備えており、各接続ポート内方に設けられる液管閉止弁１１６およびガス管閉止弁１１７を備えている。
ペア機用室内機２００は室内熱交換器２０１を備えており、この室内熱交換器２０１に接続される冷媒配管は、液管接続ポート２０４およびガス管接続ポート２０５を介して室外機側に導出される。
【００１４】
また、この室内機２００には、室内温度を検出するための室温サーミスタ２０２と、室内熱交換器２０１の温度を検出するための室内熱交サーミスタ２０３とを備えている。
図１では、ペア機用室内機２００を３台接続するように構成しており、各室内機２００の同一部位については同一符号で示している。
【００１５】
このようなペア機用室外機１００と、複数のペア機用室内機２００とは、分岐ユニット３００を介して接続されている。
分岐ユニット３００は、室外機１００の液管接続ポート１１４に接続される室外側液管接続ポート３０１と、室内機２００の液管接続ポート２０４に接続される室内側液管接続ポート３０２と、室外機１００のガス管接続ポート１１５に接続される室外側ガス管接続ポート３０３と、室内機２００のガス管接続ポート２０５に接続される室内側ガス管接続ポート３０４とを備えている。室内側液管接続ポート３０２および室内側ガス管接続ポート３０４は、接続される室内機２００の台数だけ用意されるものであり、ここではそれぞれ３つずつ設けられている。また、室外側液管接続ポート３０１から各室内側液管接続ポート３０２に分岐するための分岐路が構成され、同様に室外側ガス管接続ポート３０３から各室内側ガス管接続ポート３０４に分岐する分岐路が構成されている。
【００１６】
分岐ユニット３００内の室外側液管接続ポート３０１から各室内側液管接続ポート３０２に至る分岐路中には、内部を通過する冷媒圧力を減圧するための電動弁３０５と、内部を通過する冷媒温度を検出するための液管サーミスタ３０６がそれぞれ設けられている。また、分岐ユニット３００中の室外側ガス管接続ポート３０３から各室内側ガス管接続ポート３０４に至る分岐路中には、内部を通過する冷媒温度を検出するガス管サーミスタ３０７がそれぞれ設けられている。
【００１７】
このように構成した場合、分岐ユニット３００内に室内機側の液管内の冷媒温度を検出する液管サーミスタ３０６を備えているので、液管温度センサを備えていないペア機用室内機２００をこのような分岐ユニット３００に複数接続した場合であっても、各室内機２００に対する温度制御を行うことが可能となる。
液管側の減圧動作は、室外機１００に設けられている減圧用電動弁１０４を所定の開度に設定しておき、分岐ユニット３００に設けられている電動弁３０５の開度を調整することによって制御することが可能であり、減圧用電動弁１０４と電動弁３０５を複合的に制御するように構成することも可能である。
【００１８】
〈ペア機用室外機＋マルチ機用室内機＋ペア機用室内機〉
ペア機用室外機１００に、マルチ機用室内機２５０およびペア機用室内機２００を接続する場合を図２に示す。ここでは、ペア機用室外機１００に対して、１台のマルチ機用室内機２５０と２台のペア機用室内機２００を接続する場合を示す。
【００１９】
ペア機用室外機１００およびペア機用室内機２００の構成は、図１に示した構成と同様であり、各部については同一符号を付してその説明を省略する。また、分岐ユニット３００についても図１の場合と同様の構成とすることができ、その説明を省略する。
マルチ機用室内機２５０は室内熱交換器２５１を備えており、この室内熱交換器２５１に接続される冷媒配管は、液管接続ポート２５５およびガス管接続ポート２５６を介して室外機側に導出される。
【００２０】
また、この室内機２５０には、室内温度を検出するための室温サーミスタ２５２と、室内熱交換器２５１の温度を検出するための室内熱交サーミスタ２５３と、液管内を通過する冷媒温度を検出するための液管サーミスタ２５４とを備えている。
このように構成した場合には、マルチ機用室内機２５０に設けられている液管サーミスタ２５４または分岐ユニット３００に設けられた液管サーミスタ３０６のいずれの検出データを用いても温度制御を行うことが可能となる。また、ペア機用室外機１００に対して、マルチ機用室内機２５０を接続して使用することが可能となり、図２に示す例の他にも、分岐ユニット３００に複数のマルチ機用室内機２５０を接続して使用することも可能となる。
【００２１】
〈マルチ機用室外機＋ペア機用室内機〉
マルチ機用室外機１５０に対して複数のペア機用室内機２００を接続する場合を図３に示す。
マルチ機用室外機１５０は、圧縮機１５１、四路切換弁１５２、室外熱交換器１５３、アキュムレータ１５５などを備えている。圧縮機１５１の吐出側には、吐出圧力の異常上昇を検出するための吐出側圧力保護スイッチ１５８が設けられ、圧縮機１５１の吸入側には、吸入圧力を検出するための吸入側圧力センサ１６０が設けられている。
【００２２】
また、圧縮機１５１の吐出側には冷媒中に含まれる潤滑油を分離してアキュムレータ１５５側に返すためのオイルセパレータ１５７が設けられている。このオイルセパレータ１５７には、圧縮機１５１の吐出側の温度を検出するための吐出管サーミスタ１５９が取り付けられている。
オイルセパレータ１５７の出口側とアキュムレータ１５５の入口側を接続する経路には、圧力調整弁１６３が設けられている。また、室外機１５０には外気温度を検出するための外気サーミスタ１６１と、室外熱交換器１５３の温度を検出するための室外熱交サーミスタ１６２とを備えている。
【００２３】
室外機１５０から室内機側に導出される冷媒配管は、減圧用電動弁１６４，１６５を介して導出される液管接続ポート１６６，１６７と、四路切換弁１０２を介して導出されるガス管接続ポート１６８，１６９とを備えており、液管接続ポート１６６，１６７の内方に設けられる液管閉止弁１７０およびガス管接続ポート１６８，１６９の内方に設けられるガス管閉止弁１７１を備えている。
【００２４】
ペア機用室内機２００およびマルチ機用室内機２５０は、図１、図２に示すものと同様であり、ここでの説明を省略する。
ここでは、２つの分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂが設けられており、一方の分岐ユニット３００Ａは、その室外側液管接続ポート３０１が室外機１５０の液管接続ポート１６６に接続されており、室外側ガス管接続ポート３０３がガス管接続ポート１６８に接続されており、他方の分岐ユニット３００Ｂは、その室外側液管接続ポート３０１が室外機１５０の液管接続ポート１６７に接続されており、室外側ガス管接続ポート３０３がガス管接続ポート１６９に接続されている。
【００２５】
分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂには、それぞれ３台のペア機用室内機２００が接続されており、合計６台のペア機用室内機２００が接続されている。
このように構成した場合には、分岐ユニット３００に設けられた液管サーミスタ３０６の検出データを用いて温度制御を行うことが可能となるため、ペア機用室内機２００をマルチ機用室外機２５０に接続しても運転することが可能となる。また、マルチ機用室外機１５０に設けられている接続ポートより多くの室内機を接続して運転することが可能となる。
【００２６】
〈マルチ機用室外機＋ペア機用室内機＋マルチ機用室内機〉
マルチ機用室外機１５０に、マルチ機用室内機２５０およびペア機用室内機２００を接続する場合を図４に示す。ここでは、マルチ機用室外機１５０に対して、分岐ユニット３００を介して１台のマルチ機用室内機２５０と２台のペア機用室内機２００を接続し、マルチ機用室外機１５０のもう一つの接続ポートにマルチ機用室内機２５０を接続した例を示している。
【００２７】
マルチ機用室外機１５０は、図３に示したものと同様の構成であり、ここではその詳細を省略する。
室外機１５０の液管接続ポート１６６およびガス管接続ポート１６８には、分岐ユニット３００の室外側液管接続ポート３０１および室外側ガス管接続ポート３０３が接続されている。また、液管接続ポート１６７およびガス管接続ポート１６９にはマルチ機用室内機２５０の液管接続ポート２５５およびガス管接続ポート２５６が接続されている。
【００２８】
分岐ユニット３００には、１台のマルチ機用室内機２５０と２台のペア機用室内機２００が接続されている。これら室内機の構成は、図１〜図３に示すものと同様であり、その詳細を省略する。
このように、分岐ユニット３００を用いることにより、マルチ機用室外機１５０の接続ポート数よりも多くの室内機を接続することが可能となる。また、マルチ型空気調和機の制御に必要な室内機の液管温度センサを、分岐ユニット３００内の液管サーミスタ３０６によって代用することができるため、ペア機用室内機２００を接続することが可能となるとともに、マルチ機用室内機２５０と混在して接続することも可能となる。
【００２９】
以上のように、分岐ユニット３００内に、接続される室内機数だけの電動弁３０５と液管サーミスタ３０６を設けることによって、各室内機毎に温度制御を行うことを可能とし、マルチ型空気調和機およびペア型空気調和機の室外機および室内機をそれぞれ任意の組み合わせで用いても、運転制御を行うことが可能となる。
【００３０】
〔分岐ユニット内部構造〕
分岐ユニット３００に内蔵される分岐部の構造を図５および図６に示す。
分岐ユニット３００の内部には、室外側液管接続ポート３０１、室外側ガス管接続ポート３０３および室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３０２Ｃ、室内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃの間に、冷媒配管を分岐する分岐部が構成されている。
【００３１】
室外側液管接続ポート３０１に接続される液管部３３３は、気液熱交換器３３０に導入された後、液管分岐部３３１を介して分岐管３３２Ａ、３３２Ｂ、３３２Ｃに分岐されている。各分岐管３３２Ａ〜３３２Ｃは、それぞれ電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃを備えており、この電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃの直後に気液熱交換器３３０内に導入されるように構成されている。
【００３２】
各分岐管３３２Ａ〜３３２Ｃの気液熱交換器３３０から導出された接続管部３３４Ａ〜３３４Ｃは、それぞれ室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３０２Ｃに接続されている。
室内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃには、それぞれ接続管部３３５Ａ〜３３５Ｃが接続されている、各接続管部３３５Ａ〜３３５Ｃは、ガス管分岐部３３６を介してガス管部３３７に接続されている。ガス管部３３７は室外側ガス管接続ポート３０３に接続されている。また、液管部３３３とガス管部３３７との間には、圧力調整を行うための圧力調整弁３３８が設けられている。
【００３３】
室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３０２Ｃおよび室内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃの近傍に位置する接続管部３３４Ａ〜３３４Ｃ、３３５Ａ〜３３５Ｃには、内部を通過する冷媒の温度を検出するための液管サーミスタ３０６Ａ〜３０６Ｃおよびガス管サーミスタ３０７Ａ〜３０７Ｃが設けられている。
〈気液熱交換器〉
気液熱交換器３３０は、図７に示すような構造になっている。
【００３４】
冷房運転時に液管部３３３から気液熱交換器３３０に冷媒を導入するための冷媒導入部３５１と、気液熱交換器３３０から電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ側に冷媒を導出するための冷媒導出部３５２の間には、液管部３３３よりも内径の大きい外管３５３が接続されている。
外管３５３は、円筒形状に構成された中間筒部３６１と、中間筒部３６１の両端を閉塞するための閉塞板３６２，３６３とから構成されている。図示したものでは、冷媒導入部３５１が気液熱交換器３３０の底部近傍において閉塞板３６２を貫通するように取り付けられており、また、冷媒導出部３５２が気液熱交換器３３０の底部近傍において閉塞板３６３を貫通するように取り付けられている。
【００３５】
また、分岐管３３２Ａ〜３３２Ｃのうち電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃから導出され、電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃで減圧された冷媒を案内する減圧冷媒管３５４Ａ〜３５４Ｃは、気液熱交換器３３０の外管３５３内部に導入されて、内管部３５５Ａ〜３５５Ｃに結合されている。内管部３５５Ａ〜３５５Ｃは、減圧冷媒管３５４Ａ〜３５４Ｃの反対側で気液熱交換器３３０の外部に導出され、接続管部３３４Ａ〜３３４Ｃに結合されている。
【００３６】
内管部３５５Ａ〜３５５Ｃは、外管３５３の閉塞板３６２，３６３を貫通して、中間筒部３６１内部に導入されており、その中間部は図８に示すように、中間筒部３６１の内壁底部に沿った状態で配置されている。
このように構成された分岐ユニット３００内では、冷房運転時には、室外熱交換器側から供給される高温冷媒が、液管部３３３を介して供給される。この高温冷媒は、冷媒導入部３５１から気液熱交換器３３０の外管３５３内に供給され、冷媒導出部３５２および液管分岐部３３１を介して電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ側に導出される。
【００３７】
また、電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃによって減圧された冷媒は、減圧冷媒管３５４Ａ〜３５４Ｃを介して気液熱交換器３３０の内管部３５５Ａ〜３５５Ｃ内に供給され、接続管部３３４Ａ〜３３４Ｃ側に導出される。
液管部３３３の冷媒導入部３５１から気液熱交換器３３０の外管３５３内に供給される高温冷媒は、内管部３５５Ａ〜３５５Ｃ内部の減圧低温冷媒との間で熱交換することにより過冷却状態となって冷媒導出部３５２から導出される。
【００３８】
ここで、冷媒導入部３５１および冷媒導出部３５２はそれぞれ閉塞板３６２，３６３の底部近傍に取り付けられており、液状化した冷媒を電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ側に効率よく案内することができる。また、内管部３５５Ａ〜３５５Ｃが外管３５３の内壁底部に沿って設けられているため、冷媒導入部３５１から冷媒導出部３５２に向けて通過する冷媒が、内管部３５５Ａ〜３５５Ｃの外表面と接触してその内部を通過する減圧低温冷媒との間で効率よく熱交換される。
【００３９】
このことにより、室外熱交換器側から液管部３３３に供給されてきた冷媒が２相流となっている場合であっても、気液熱交換器３３０の外管３５３と内管部３５５Ａ〜３５５Ｃとの間で熱交換することにより冷媒導出部３５２および電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃの入口部分を確実に液シールすることができる。したがって、電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃを通過する冷媒による過大な通過音の発生を防止することができる。
【００４０】
〔室外機−分岐ユニット間の伝送情報〕
室外機および分岐ユニットの制御ブロック図を図９に示す。ここでは、室外機としてマルチ機用室外機を用いるものとして考察する。
室外機１５０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイスなどを含む室外制御部１８１を備えている。
【００４１】
室外制御部１８１は、吐出側圧力保護スイッチ１５８、吐出管サーミスタ１５９、吸入側圧力センサ１６０、外気サーミスタ１６１、室外熱交サーミスタ１６２などの各種センサが接続されており、各センサの検出信号が入力される。
また、室外制御部１８１は、接続される圧縮機１５１、四路切換弁１５２、圧力調整弁１６３などに制御信号を供給することによって運転中の各部の制御を行うように構成されている。
【００４２】
分岐ユニット３００には、室外機１５０と同様のマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイスなどを含む分岐ユニット制御部３７１を備えている。
分岐ユニット制御部３７１には、分岐ユニット３００に接続される室内機数に応じて複数の液管サーミスタ３０６およびガス管サーミスタ３０７が接続されており、各センサの検出信号が入力されるように構成されている。
【００４３】
また、分岐ユニット制御部３７１は、分岐ユニット３００に接続される室内機数に応じて設けられた複数の電動弁３０５と接続されており、この電動弁３０５にそれぞれ制御信号を送信して開度調整を行うように構成されている。
室外制御部１８１と分岐ユニット制御部３７１との間には、伝送線４００が設けられており、この伝送線４００を介して各種データの入出力が可能となっている。また、分岐ユニット制御部３７１と、分岐ユニット３００に接続される複数の室内機との間にもそれぞれ伝送線が設けられており、室内機側との間で各種データの入出力が可能となっている。
【００４４】
室外制御部１８１は、運転中の各種条件に応じて圧縮機１５１の運転周波数を制御することによって、空調運転の制御を行う。また、分岐ユニット制御部３７１では、運転中の各種条件に応じて電動弁３０５の開度パルスを制御することによって、空調運転の制御を行う。
圧縮機１５１に供給される運転周波数と、冷媒回路内に流れる冷媒循環量の関係を図１０に示す。また、分岐ユニット３００内の電動弁３０５に供給される開度パルスと、そのときの空気流量の関係を図１１に示す。
【００４５】
室外制御部１８１と分岐ユニット制御部３７１との間で、圧縮機１５１の運転周波数に関するデータを送受信する場合には、その運転周波数に応じた冷媒循環量を算出しこれを送信するように構成する。また、室外制御部１８１と分岐ユニット制御部３７１との間で、電動弁３０５の開度パルスに関するデータを送受信する場合には、その開度パルスに応じた空気流量を送信するように構成する。このことにより、室外機と分岐ユニットとが異なる機種の組み合わせとなった場合であっても、冷媒循環量と空気流量に応じて電動弁３０５の操作量を特定することが可能であり、設置の自由度が大きくなる。
【００４６】
室外制御部１８１と分岐ユニット制御部３７１との間で、冷媒循環量および電動弁の空気流量を制御データとして入出力して、電動弁３０５の制御を行う例を以下に示す。
〈暖房運転時の各室内熱交換器出口過冷却度の適正化〉
暖房運転時において各室内熱交換器の出口過冷却度（ＳＣ）を適正化するために、分岐ユニット３００内で行われる制御ロジックを図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
ステップＳ１では、接続されている室内機から各室内熱交換器温度を取得し、その最大値ＤＣＭＸＴを求める。ステップＳ２では、室外制御部１８１から送信される冷媒循環量ＱＣＯＭＰを取得する。
ステップＳ３では、ステップＳ２で取得した冷媒循環量ＱＣＯＭＰを用いて、室内熱交出口過冷却度の目標ＳＣ１を求める。ここでは、目標ＳＣを決定する上で、冷媒循環量ＱＣＯＭＰに係る係数をＫＳＣ１とし、目標ＳＣを決定する際のオフセット値をＫＳＣ２とすると、
ＳＣ１＝ＫＳＣ１＊ＱＣＯＭＰ−ＫＳＣ２
で求めることができる。
【００４８】
ステップＳ４では、室内熱交過冷却度の目標値ＳＣ１と、実際の室内熱交過冷却度との偏差ＳＣを求める。ここでは、
ＳＣ＝（｜ＤＣＭＸＴ−ＤＬ｜）−ＳＣ１
で求めることができる。ここで、ＤＬは液管サーミスタが検出する液管温度であり、分岐ユニット３００内に設けられる液管サーミスタ３０６の検出温度を用いることが可能である。室内機に液管サーミスタが設けられている場合には、この液管サーミスタが検出する液管温度を用いることも可能である。
【００４９】
ステップＳ５では、室内熱交過冷却度（ＳＣ）を制御するために必要とする電動弁３０５の変更流量ＱＲＳＣを求める。ここでは、目標ＳＣと実際のＳＣの偏差を用いて行う電動弁変更量を決定するＰＩＤ制御パラメータのうちのＰ制御部の係数をＫＰＷＳ、Ｉ制御部の係数をＫＩＷＳとし、サンプリングごとに求めたＳＣの偏差の前回の値をＳＣＺとして、
ＱＲＳＣ＝ＫＰＷＳ＊（（ＳＣ−ＳＣＺ）＋ＫＩＷＳ＊（ＳＣ＋ＳＣＺ））
で求めることが可能である。ただし、ＱＲＳＣ≦ＱＨＥＮＷＳの場合には、
ＱＲＳＣ＝ＱＨＥＮＷＳ  （ＱＨＥＮＷＳ：変化流量の下限値（マイナス値））
とする。
【００５０】
ステップＳ６では、電動弁３０５の目標流量ＱＡＭＫの補正を行う。ここでは、
ＱＡＭＫ＝ＱＡＭＫ＋ＱＲＳＣ
として求めることが可能である。
〈冷房運転時の冷媒分配量の適正化〉
冷房運転時において、各分岐ユニットへの冷媒分配量を適正化するための制御ロジックを図１３のフローチャートを用いて説明する。ここでは、マルチ機用室外機に２台の分岐ユニットが接続されている場合について考察する。
【００５１】
ステップＳ１１では、分岐ユニットに接続されている室内機のうち、運転中である室内機の室内熱交中間温度のＭＩＮ値を、分岐ユニットごとに取得してそれぞれＤＣ１ＭＩＮＵ、ＤＣ２ＭＩＮＵとする。
ステップＳ１２では、分岐ユニットに接続されている室内機のうち、運転中である室内機のガス管温度のＭＩＮ値を、分岐ユニットごとに取得してそれぞれＤＧ１ＭＩＮＵ、ＤＧ２ＭＩＮＵとする。
【００５２】
ステップＳ１３では、室内熱交中間温度のＭＩＮ値およびガス管温度のＭＩＮ値の平均値を算出してそれぞれＤＣＭＩＮＡＶ、ＤＧＭＩＮＡＶとする。
ステップＳ１４では、各室内熱交中間温度のＭＩＮ値と室内熱交中間温度のＭＩＮ値平均との差を、分岐ユニットごとに算出してこれをΔＤＣ１ＭＩＮ、ΔＤＣ２ＭＩＮとする。ΔＤＣ１ＭＩＮ、ΔＤＣ２ＭＩＮの算出は、
ΔＤＣ１ＭＩＮ＝ＤＣ１ＭＩＮＵ−ＤＣＭＩＮＡＶ
ΔＤＣ２ＭＩＮ＝ＤＣ２ＭＩＮＵ−ＤＣＭＩＮＡＶ
で求めることができる。
【００５３】
ステップＳ１５では、各室内機のガス管温度のＭＩＮ値とガス管温度のＭＩＮ値の平均値との差を、分岐ユニットごとに算出してこれをΔＤＧ１ＭＩＮ、ΔＤＧ２ＭＩＮとする。ΔＤＧ１ＭＩＮ、ΔＤＧ２ＭＩＮの算出は、
ΔＤＧ１ＭＩＮ＝ＤＧ１ＭＩＮＵ−ＤＧＭＩＮＡＶ
ΔＤＧ２ＭＩＮ＝ＤＧ２ＭＩＮＵ−ＤＧＭＩＮＡＶ
で求めることができる。
【００５４】
ステップＳ１６では、室内熱交中間温度差ΔＤＣＭＩＮとガス管温度差ΔＤＧＭＩＮとの差を求めてこれをΔＤＣＧ１、ΔＤＣＧ２とする。
ΔＤＣＧ１＝ΔＤＣ１ＭＩＮ−ΔＤＧ１ＭＩＮ
ΔＤＣＧ２＝ΔＤＣ２ＭＩＮ−ΔＤＧ２ＭＩＮ
ステップＳ１７では、第１の分岐ユニットについて室内熱交中間温度差ΔＤＣ１ＭＩＮとガス管温度差ΔＤＧ１ＭＩＮとの差ΔＤＣＧ１が所定値ΔＤＣＧＭＩＮ以下であるか否かを判別する。ΔＤＣＧ１＜ΔＤＣＧＭＩＮである場合には、ステップＳ１８に移行する。
【００５５】
ステップＳ１８では、第１の分岐ユニットに対して電動弁の操作量ＱＲＤＧ１を次の式で決定する。
ＱＲＤＧ１＝−ＫＧＴ＊ΔＤＣＧ１
ただし、ＫＧＴはガス管等温制御中の偏差に係る係数である。
ステップＳ１９では、第２の分岐ユニットについて室内熱交中間温度差ΔＤＣ２ＭＩＮとガス管温度差ΔＤＧ２ＭＩＮとの差ΔＤＣＧ２が所定値ΔＤＣＧＭＩＮ以下であるか否かを判別する。ΔＤＣＧ２＜ΔＤＣＧＭＩＮである場合には、ステップＳ２０に移行する。
【００５６】
ステップＳ２０では、第２の分岐ユニット３００に対して電動弁の操作量ＱＲＤＧ２を次の式で決定する。
ＱＲＤＧ２＝−ＫＧＴ＊ΔＤＣＧ２
ステップＳ２１では、室外制御部１８１から送信される電動弁操作量ＱＲＤＧに基づいて、分岐ユニット制御部３７１が電動弁３０５の操作量ＱＡＭＫを算出する。ここでは、次の式で電動弁３０５の操作量ＱＡＭＫを算出することができる。
【００５７】
ＱＡＭＫ＝ＱＡＭＫ＋ＱＲＤＧ
〔伝送翻訳機能〕
分岐ユニット内に内装されている分岐ユニット制御部の機能ブロック図を図１４に示す。
分岐ユニット制御部３７１は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイスなどを含むマイコンチップで構成されており、室外機内の室外制御部および室内機内の室内制御部から各種データを取得して、ユニット内の電動弁制御を行うとともに、室外制御部と室内制御部との間でのデータ転送を行う。
【００５８】
この分岐ユニット制御部３７１は、各種演算処理を実行する中央演算部５０１を備えている。この中央演算部５０１には、室外制御部および室内制御部からのセンサデータやその他制御データなどを取得するデータ取得部５０２が接続されている。このデータ取得部５０２では、接続されている室外制御部および室内制御部から送信されてくる室外機および室内機の機種に関するデータも取得するものである。
【００５９】
また、データ取得部５０２で所得した各種データに基づいて演算を行った結果、電動弁に対する制御信号を送信して電動弁の開度制御を行う電動弁制御部５０３が中央演算部５０１に接続されている。中央演算部５０１には、室外機に内装される室外制御部と室内機に内装される室内制御部に、センサデータや制御データなどを送信するデータ送信部５０５が接続されている。
【００６０】
中央演算部５０１にはさらに室内機および室外機の機種に基づく翻訳テーブル５０４が接続されている。この翻訳テーブル５０４は、たとえば、接続される室外機と室内機とが異なる仕様のデータ信号を用いているような場合に、使用可能なデータ信号に変換するものである。たとえば、業務用空調機と住宅用空調機の間で送信するサーモ信号のデータ仕様が異なる場合や機種の新旧により各種信号のデータ仕様が異なる場合に、翻訳テーブル５０４に変換テーブルとしてデータを格納しておく。
【００６１】
室内機から送信されてくるサーモ信号は、室温サーミスタが検出する室温と目標温度との差であり、機種により用いられているデータ仕様が異なる場合がある。たとえば、業務用室内機から送信されてくるサーモ信号をΔＴｒ信号とし、住宅用室内機から送信されてくるサーモ信号をΔＤ信号としたときの、サーモ信号翻訳テーブルの一例を図１５に示す。
【００６２】
この分岐ユニットに接続されている室外機が業務用のものであり、室内機が住宅用のものである場合には、室内機から送信されてくるサーモ信号ΔＤ信号に応じて、これを対応する業務機用のサーモ信号ΔＴｒ信号に変換して室外機に送信する。これと逆に分岐ユニットに接続されている室外機が住宅用であり、室内機が業務用のものであるような場合、室内機側から送信されてくるサーモ信号ΔＴｒ信号を住宅機用のサーモ信号ΔＤに変換して室外機に送信するようにする。
【００６３】
その他のデータについても、機種の違いによりデータ仕様が異なるような場合には、翻訳テーブル５０４内に格納しておくことで適切に変換することが可能となる。また、この分岐ユニットに接続可能な空気調和機について、用いられるデータ仕様が異なるような場合には、これをすべて翻訳テーブル５０４内に格納しておくことで、室外機および室内機のいかなる組み合わせにも対応することが可能となる。
【００６４】
ここでは、室外機から複数の室内機に対して冷媒配管を分岐するための冷媒分岐部を内蔵する分岐ユニットに、伝送翻訳機能を設けることについて述べたが、単に、室外機および室内機の間に設けられて冷媒配管および伝送線の中継を行う中継ユニットの場合についても同様の構成を適用することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
本発明では、分岐ユニットと室外機との接続における機種依存をなくし、任意の組み合わせによる接続を可能とした空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペア機用室外機とペア機用室内機とを接続した場合の構成図。
【図２】ペア機用室外機とペア機用室内機、マルチ機用室内機を接続した場合の構成図。
【図３】マルチ機用室外機とペア機用室内機とを接続した場合の構成図。
【図４】マルチ機用室外機とペア機用室内機、マルチ機用室内機を接続した場合の構成図。
【図５】分岐ユニットの内部構成を示す説明図。
【図６】冷媒分岐部の斜視図。
【図７】気液熱交換器の縦断面図。
【図８】気液熱交換器の断面説明図。
【図９】室外機と分岐ユニットの概略構成を示すブロック図。
【図１０】圧縮機運転周波数と冷媒循環量の関係を示す特性図。
【図１１】電動弁の開度パルスと空気流量の関係を示す特性図。
【図１２】電動弁制御の例を示すフローチャート。
【図１３】電動弁制御の例を示すフローチャート。
【図１４】分岐ユニット制御部の機能ブロック図。
【図１５】翻訳テーブルの一例を示す説明図。
【符号の説明】
１５０  室外機
１８１  室外制御部
３００  分岐ユニット
３７１  分岐ユニット制御部
【図１】
0003608479.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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