(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部とを備えているマルチ形空気調和装置であって、
冷房運転時に凝縮器として機能する前記室外熱交換器の下流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、
前記室外機電子膨張弁の冷房運転時開度制御を行う前記制御部が、前記室内機ユニットの全数運転時に、室外熱交液管センサ温度に応じて前記室外機電子膨張弁の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードを備え、前記複数台の室内機ユニットのうち少なくとも１台が、冷房運転を停止するとき又は暖房運転するとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態とすることを特徴とするマルチ形空気調和装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記室外熱交液管センサ温度が、予め定めた実施設定温度以下であるとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態から所定値まで絞る前記全数冷房開度制御モードとし、前記室外熱交液管センサ温度が予め定めた解除設定温度まで上昇するとき、前記室外機電子膨張弁を全開又は略全開の状態とする請求項１に記載のマルチ形空気調和装置。
【請求項３】
動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部と、冷房運転時に凝縮器として機能する前記室外熱交換器の下流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備えているマルチ形空気調和装置の制御方法であって、
前記室外機電子膨張弁の冷房運転時開度制御を行う前記制御部が、前記室内機ユニットの全数運転時に、室外熱交液管センサ温度に応じて前記室外機電子膨張弁の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードとするステップと、前記制御部は、前記複数台の室内機ユニットのうち少なくとも１台が、冷房運転を停止するとき又は暖房運転するとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態とするステップとを有することを特徴とするマルチ形空気調和装置の制御方法。
【請求項４】
前記制御部は、前記室外熱交液管センサ温度が、予め定めた実施設定温度以下であるとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態から所定値まで絞る前記全数冷房開度制御モードとし、前記室外熱交液管センサ温度が予め定めた解除設定温度まで上昇するとき、前記室外機電子膨張弁を全開又は略全開の状態とする請求項３に記載のマルチ形空気調和装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台の室外機ユニットに複数台の室内機ユニットが並列に接続されているマルチ形空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機においては、１台の室外機ユニットに複数台の室内機ユニットを並列に接続して運転することが行われている。このような空気調和機は、たとえばマルチ形空気調和装置（以下、「マルチエアコン」と呼ぶ）と呼ばれている。
従来のマルチエアコンでは、各室内機ユニットがそれぞれ電子膨張弁（ＥＥＶ）を備えており、各電子膨張弁の絞り（開度）を調整することにより、各室内機ユニットの適正な運転点や冷媒分配量を制御している。このようなマルチエアコンには、冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器の下流側に、余剰冷媒を溜めるレシーバと、該レシーバ及び室外熱交換器の間に設置されて装置全体の運転点を調節する室外機電子膨張弁と、を備えたものがある。
【０００３】
また、マルチ形空気調和装置の冷媒量制御については、下記のような従来技術が知られている。
下記の特許文献１に開示された多室形空気調和機は、複数ある室内機の運転台数及び冷媒吐出温度に応じて、冷媒循環量を適正に保ち、吐出温度上昇や能力不足を防止するものである。
【０００４】
下記の特許文献２に開示された冷凍サイクルは、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油を用いる場合であっても、冷凍サイクル内部に冷凍機油が溜まり込んで圧縮機の油枯渇に至ることを防止し、かつアキュムレータを無くしても圧縮機へ大量の液バックが生じることを回避できるものである。
下記の特許文献３に開示された多室形空気調和機の運転方法は、冷房運転時にレシーバ内に液冷媒が溜まることを防いで冷凍サイクル中の冷媒循環量を確保し、能力不足状態になることなく適正な運転を可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５６１６６号公報
【特許文献２】特許第３６７１８５０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１０１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のマルチ形空気調和装置は、室内機ユニットの数が増えると、たとえば６台の室内機ユニットを各々異なる広さの部屋に設置して運転するような場合には、冷房運転時及び暖房運転時に必要となる冷媒量の差（冷暖の必要冷媒差）が大きくなる。
このため、たとえば冷房運転時に室内機ユニットの全数が運転されているような状況では、室外熱交換器で凝縮した液冷媒がレシーバ内に貯まり込み、冷媒回路を循環する冷媒量の減少によって冷媒不足となることが懸念される。
【０００７】
このような背景から、マルチ形空気調和装置の冷房運転時においては、特に、室内機ユニットの全数冷房運転時に冷媒不足になることを防止し、各室内機ユニットで必要な冷媒量を確保して所望の冷房運転を実施可能とすることが望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、室内機ユニットの全数冷房運転時において、レシーバ内に液冷媒が溜まって冷媒不足になることを防止し、各室内機ユニットが所望の冷房運転を実施できるようにしたマルチ形空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るマルチ形空気調和装置は、動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部とを備えているマルチ形空気調和装置であって、冷房運転時に凝縮器として機能する前記室外熱交換器の下流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、前記室外機電子膨張弁の冷房運転時開度制御を行う前記制御部が、前記室内機ユニットの全数運転時に、室外熱交液管センサ温度に応じて前記室外機電子膨張弁の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードを備え、前記複数台の室内機ユニットのうち少なくとも１台が、冷房運転を停止するとき又は暖房運転するとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態とすることを特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明のマルチ形空気調和装置によれば、冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器の下流側に設置したレシーバと、該レシーバと室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備え、室外機電子膨張弁の冷房運転時開度制御を行う前記制御部が、室内機ユニットの全数冷房運転時に、室外熱交液管センサ温度に応じて室外電子膨張弁の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードを備えているので、室内機ユニットの全数冷房運転時においては、室外熱交換器で凝縮した液冷媒が開度の小さい室外機電子膨張弁を通過しにくくなる。
この結果、室外熱交換器で凝縮した液冷媒は、流路抵抗の大きい室外機電子膨張弁の下流側にあるレシーバ内まで流入しにくくなり、従って、液冷媒がレシーバに溜まり込んで余剰冷媒となり、冷媒回路が冷媒不足になることを防止できる。
【００１０】
上述した全数冷房開度制御モードを実施（ＯＮ）するためには、動力可変型圧縮機がＯＮであること、運転モードが冷房を選択していること、室内機ユニットが全台数運転されていること、及び室外熱交液管センサ温度Ｔｈが予め定めた実施設定温度以下であることの条件について、全てを満たす必要がある。
また、上述した全数冷房開度制御モードを解除（ＯＦＦ）するためには、室内機ユニットの運転台数に変化があること、冷暖房の運転モードに変化があること、及び室外熱交液管センサ温度Ｔｈが予め定めた解除設定温度まで上昇することの条件について、少なくともいずれか一つを満たす必要がある。
なお、全数冷房開度制御モードをＯＮ／ＯＦＦする室外熱交液管センサ温度Ｔｈの設定温度（実施設定温度及び解除設定温度）については、全数冷房開度制御モードが頻繁に実施または解除されないようにするため、たとえば１℃程度のヒステリシスを設けておくことが好ましい。
上記発明において、前記制御部は、前記室外熱交液管センサ温度が、予め定めた実施設定温度以下であるとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態から所定値まで絞る前記全数冷房開度制御モードとし、前記室外熱交液管センサ温度が予め定めた解除設定温度まで上昇するとき、前記室外機電子膨張弁を全開又は略全開の状態とする。
また、本発明に係るマルチ形空気調和装置の制御方法は、動力可変型圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を具備して構成される室外機ユニットと、室内熱交換器及び電子膨張弁を具備して前記室外機ユニットと並列に接続されている複数台の室内機ユニットと、前記室外機ユニット及び前記室内機ユニットの各種運転制御を行う制御部と、冷房運転時に凝縮器として機能する前記室外熱交換器の下流側に設置したレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間に設置した室外機電子膨張弁とを備えているマルチ形空気調和装置の制御方法であって、前記室外機電子膨張弁の冷房運転時開度制御を行う前記制御部が、前記室内機ユニットの全数運転時に、室外熱交液管センサ温度に応じて前記室外機電子膨張弁の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードとするステップと、前記制御部は、前記複数台の室内機ユニットのうち少なくとも１台が、冷房運転を停止するとき又は暖房運転するとき、前記室外機電子膨張弁の開度を全開又は略全開の状態とするステップとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明によれば、マルチ形空気調和装置の冷房運転時において、室内機ユニットの全数で冷房運転をする際には、室外熱交液管センサ温度に応じて室外電子膨張弁の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードが実施されるので、液冷媒が余剰冷媒となってレシーバに溜まることを防止できる。このため、液冷媒は室外熱交換器側に残るようになり、従って、冷媒回路を循環する冷媒量不足を防止し、各室内機ユニットに必要な冷媒量を確実に分配することが可能になるため、所望の冷房運転を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るマルチ形空気調和装置（マルチエアコン）の一実施形態を示す系統図であり、室内機ユニットが６台の構成例が示されている。
【図２】冷房運転時に室外機電子膨張弁の全数冷房開度制御モード時を実施する条件の一つである室外熱交液管センサ温度Ｔｈについて、全数冷房開度制御モードをＯＮ／ＯＦＦするヒステリシスの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るマルチ形空気調和装置（マルチエアコン）の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明するマルチエアコンは、６台の室内機ユニットを並列に接続した構成例とするが、室内機ユニットの接続数が６台に限定されることはない。
図１示す実施形態のマルチエアコンＡＣは、１台の室外機ユニット１０に６台の室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆが並列に接続された閉回路の冷凍サイクルを構成している。このマルチエアコンＡＣは、室外機ユニット１０及び室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの各種運転制御を行う制御部５０を備え、冷凍サイクルを循環する冷媒の流れ方向を選択切換することにより、冷房運転や暖房運転を行うことが可能である。
なお、図１の矢印は冷房運転時における冷媒の流れ方向を示しており、以下の説明において、６台の室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆ及びその関連機器類等を区別する必要がない場合には、Ａ〜Ｆを省略して「室内機ユニット３０」のように呼ぶことにする。
【００１４】
室外機ユニット１０は、たとえばインバータ制御の電動機により駆動される動力可変型圧縮機（以下、「圧縮機」と呼ぶ）１１と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器１２と、圧縮機１１から供給される冷媒の循環方向を選択切換して冷房運転及び暖房運転を行う四方弁１３とを具備して構成される。圧縮機１１及び四方弁１３は、制御部５０からの制御信号を受けて回転数や冷媒循環方向が制御されるようになっている。
【００１５】
圧縮機１１の吐出側には、冷媒の吐出管センサ温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ１４が設けられ、圧縮機１１の吸入側には、冷媒の吸入管センサ温度Ｔｓを検出する吸入温度センサ１５が設けられている。また、室外熱交換器１２の適所には、室外熱交液管センサ温度Ｔｈを検出する室外熱交温度センサ１６が設けられている。
吐出温度センサ１４、吸入温度センサ１５及び室外熱交温度センサ１６で検出した温度検出値（Ｔｄ，Ｔｓ，Ｔｈ）は、制御部５０に入力されて各種の運転制御に使用される。
【００１６】
室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆは、それぞれが室内熱交換器３１Ａ〜３１Ｆを備えており、室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆのそれぞれがヘッダー３２Ａ，３２Ｂから分岐して並列に接続された冷媒配管３３Ａ〜３３Ｆに設けられている。
冷媒配管３３Ａ〜３３Ｆには、室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの両側に、それぞれ電子膨張弁３４Ａ〜３４Ｆ及び開閉弁３５Ａ〜３５Ｆが設けられている。図示の構成例において、電子膨張弁３４Ａ〜３４Ｆは、冷房運転時の冷媒流れ方向において室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの上流側に設置され、開閉弁３５Ａ〜３５Ｆは下流側に設置されている。
【００１７】
この場合、開閉弁３５Ａ〜３５Ｆには、たとえば電磁弁のように遠隔操作可能なものが使用されており、従って、開閉弁３５Ａ〜３５Ｆは、室内機ユニット３０の運転・停止状態に応じて、制御部５０から制御信号を受けて開閉動作する。さらに、電子膨張弁３４Ａ〜３４Ｆも同様に、制御部５０から個別の制御信号を受けて開度制御が行われる。
また、室内機ユニット３０Ａ〜３０Ｆの適所には、室内機ユニット毎の室内熱交液管センサ温度ＴＲを検出する室内熱交温度センサ３６Ａ〜３６Ｆが設けられている。これらの室内熱交温度センサ３６Ａ〜３６Ｆで検出した室内熱交液管センサ温度ＴＲは、いずれの検出値も制御部５０に入力されて各種の運転制御に使用される。
【００１８】
そして、本実施形態のマルチエアコンＡＣは、冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器１２の下流側に、レシーバ２０及び室外機電子膨張弁２１を備えている。この場合の室外機電子膨張弁２１は、レシーバ２０と室外熱交換器１２との間に配設されているので、冷房運転時の冷媒流れ方向において、レシーバ２０が室外機電子膨張弁２１の下流側となる。
【００１９】
レシーバ２０は、暖房運転時及び冷房運転時等に余剰冷媒をホールドする機能を有する容器である。すなわち、冷房運転時において、レシーバ２０は、凝縮器として機能する室外熱交換器１２で液化した液冷媒を一時的に溜めておくための容器である。
室外機電子膨張弁２１は、上述した室内機ユニット３０毎の電子膨張弁３４とは別に、マルチエアコンＡＣのシステム全体に関する運転点の調節をするために設けられている。この室外機電子膨張弁２１は、制御部５０から出力される制御信号を受けて絞り量の制御（開度調整）を行うことにより、たとえば冷房運転時の冷媒流れ方向下流側に配設したレシーバ２０が液冷媒を溜め込むことを防止する機能を有している。
【００２０】
すなわち、上述した室外機電子膨張弁２１の開度制御には、冷房運転時において室内機ユニット３０の全数で冷房運転をしても冷媒不足になることを防止することが含まれている。換言すれば、室外機電子膨張弁２１の冷房運転時開度制御を行う制御部５０は、室内機ユニット３０の全数冷房運転時に、室外熱交液管センサ温度Ｔｈに応じて室外電子膨張弁２１の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードを備えている。
【００２１】
以下、上述した全数冷房開度制御モードについて説明する。
全数冷房開度制御モードを実施（ＯＮ）するためには、圧縮機１１がＯＮであること、マルチエアコンＡＣの運転モードが冷房を選択していること、室内機ユニット３０が全台数冷房運転されていること、そして、室外熱交液管センサ温度Ｔｈが予め定めた実施設定温度以下であることの条件を全て満たすことが必要である。すなわち、制御部５０においては、マルチエアコンＡＣが冷房運転を実施し、しかも、室内機ユニット３０の全数が冷房運転を行っている運転状況において、室外熱交温度センサ１６で検出した室外熱交液管センサ温度Ｔｈが、たとえば図２に示すように、所定の実施設定温度ｔ１以下の低温である場合、全ての条件がみたされていると判断して全数冷房開度制御モードを実施する。
【００２２】
全数冷房開度制御モードが実施されると、制御部５０は、室外機電子膨張弁２１の開度を絞るように、すなわち、全開または略全開状態にある室外機電子膨張弁２１の開度を、たとえば三分の一程度の開度まで絞るように制御信号を出力する。なお、通常の冷房運転状態においては、室外機電子膨張弁２１の開度が全開または略全開の状態となる。
こうして室外機電子膨張弁２１の開度が絞られると、室外熱交換器１２で凝縮した液冷媒は、開度の小さい室外機電子膨張弁２１の流路抵抗が増したことにより、室外機電子膨張弁２１の下流側へ流れにくくなる。この結果、室外熱交換器１２で凝縮した液冷媒は、流路抵抗の大きい室外機電子膨張弁２１の上流側にある室外熱交換器１２内に溜まり込むようになるので、液冷媒が余剰冷媒としてレシーバに溜まり込むことはなく、従って、冷媒回路を循環する冷媒量が不足することを防止できる。
【００２３】
また、上述した全数冷房開度制御モードは、室内機ユニット３０の運転台数に変化があること、冷暖房の運転モードに変化があること、及び室外熱交液管センサ温度Ｔｈが予め定めた解除設定温度ｔ２まで上昇することの条件について、少なくともいずれか一つを満たした場合に解除（ＯＦＦ）される。すなわち、室内機ユニット３０の少なくとも１台の運転が停止された場合、冷暖房の運転モードが冷房運転から暖房運転に変化した場合、あるいは、室外熱交液管センサ温度Ｔｈが所定の解除設定温度ｔ２以上となった場合には、全数冷房開度制御モードを解除して、室外機電子膨張弁２１を全開または略全開の状態とする。
【００２４】
ところで、上述した実施設定温度ｔ１及び解除設定温度ｔ２については、全数冷房開度制御モードが頻繁にＯＮ／ＯＦＦされないようにするため、たとえば１℃程度のヒステリシスが設けられている。なお、実施設定温度ｔ１及び解除設定温度ｔ２の設定温度について一例を示すと、たとえばｔ１＝３８℃、ｔ２＝３９℃として１℃のヒステリシスを設ける設定がある。
【００２５】
このように、本実施形態のマルチエアコンＡＣは、冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器１２の下流側に設置したレシーバ２０と、レシーバ２０と室外熱交換器１２との間に設置した室外機電子膨張弁２１とを備え、室外機電子膨張弁２１の冷房運転時開度制御を行う制御部５０が、室内機ユニット３０の全数運転時に、室外熱交液管センサ温度Ｔｈに応じて室外電子膨張弁２１の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードを備えているので、室内機ユニット３０の全数冷房運転時においては、室外熱交換器１２で凝縮した液冷媒が開度の小さい室外機電子膨張弁２１を通過しにくくなり、従って、余剰冷媒としてレシーバ２０に溜まり込みにくくなる。
【００２６】
この結果、本実施形態のマルチエアコンＡＣは、冷房運転時に室内機ユニット３０の全数で冷房運転をしても、室外熱交液管センサ温度Ｔｈに応じて室外電子膨張弁２１の開度を所定値まで絞る全数冷房開度制御モードが実施されるので、液冷媒はレシーバ２０に溜まることなく室外熱交換器側１２に残るようになる。従って、全数冷房開度制御モードの実施により、冷媒回路を循環する冷媒量不足を防止して、各室内機ユニット３０に必要な冷媒量を確実に分配して所望の冷房運転を実施できる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０    室外機ユニット
１１    動力可変型圧縮機（圧縮機）
１２    室外熱交換器
１３    四方弁
１４    吐出温度センサ
１５    吸入温度センサ
１６    室外熱交温度センサ
２０    レシーバ
２１    室外機電子膨張弁
３０（３０Ａ〜３０Ｆ）    室内機ユニット
３１（３１Ａ〜３１Ｆ）    室内熱交換器
３２Ａ，３２Ｂ    ヘッダー
３３（３３Ａ〜３３Ｆ）    冷媒配管
３４（３４Ａ〜３４Ｆ）    電子膨張弁
３５（３５Ａ〜３５Ｆ）    開閉弁
３６（３６Ａ〜３６Ｆ）    室内熱交温度センサ
５０    制御部
ＡＣ    マルチ形空気調和装置（マルチエアコン）
【図１】
0005885944.tif 000002
【図２】
0005885944.tif 000003