(57)【要約】【課題】複数の室内機の設置高さに高低差がある場合でも、下方に設置された室内機における冷媒不足を防止するようなマルチ型空気調和装置及びマルチ型空気調和装置の設定方法を提供することを目的とする。【解決手段】１台の室外機２に、複数台の室内機３が接続されており、暖房運転時、高圧圧力が高圧目標値となるように圧縮機回転数が制御されるとともに、複数台の室内機３の熱交出口温度が熱交出口温度目標値となるように各室内機３の室内側膨張弁開度が制御されるマルチ型空気調和装置１において、室内機３の各設置高さを比較し最も高低差が大きい室内機３間の高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定が行われる設定部７１を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の室外機に、複数台の室内機が接続されており、暖房運転時、高圧圧力が高圧目標値となるように圧縮機回転数が制御されるとともに、複数台の前記室内機の熱交出口温度が熱交出口温度目標値となるように各前記室内機の室内側膨張弁開度が制御されるマルチ型空気調和装置において、
前記室内機の各設置高さを比較し最も高低差が大きい前記室内機間の前記高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の前記熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、前記高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定が行われる設定部を有するマルチ型空気調和装置。
【請求項２】
１台の室外機に、複数台の室内機が接続されており、暖房運転時、高圧圧力が高圧目標値となるように圧縮機回転数が制御されるとともに、複数台の前記室内機の熱交出口温度が熱交出口温度目標値となるように各前記室内機の室内側膨張弁開度が制御されるマルチ型空気調和装置の設定方法において、
前記室内機の各設置高さを比較し最も高低差が大きい前記室内機間の前記高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の前記熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、前記高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定を行うマルチ型空気調和装置の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ型空気調和装置及びマルチ型空気調和装置の設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチ型空気調和装置に接続される複数台の室内機は、必ずしも同じ高さ位置に設置されるわけではなく、例えばビル空調の場合、異なる階層に高低差をもって設置されるケースが多々ある。この場合、高低差が大きくなると、暖房運転時に、下方に設置されている室内機に重力の影響により凝縮された液冷媒が溜まり込み易くなる。これによって、下方に設置されている室内機の暖房能力が低下し、それが顕著になると、いわゆる不暖房を惹起するという問題がある。
【０００３】
そこで、下方に設置された室内機の冷媒滞留を改善するため、各室内機出口の液管圧力を均等化することが検討されている。
例えば、特許文献１には、暖房運転開始から一定時間経過後に不暖房室内機の有無を判定し、上方に設置された室内機の室内側膨張弁の開度を絞り、下方に設置された室内機の室内側膨張弁の開度を上げることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５０６４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、室内側膨張弁の可動範囲には制限があるとともに、通常の暖房制御において下方に設置された室内機の室内側膨張弁が全開となる可能性がある。このように下方に設置された室内機の室内側膨張弁が全開の場合は、それ以上開度を上げることができず制御を行うことができなくなる。そのため、開度の調整により液管圧力の均等化を行うことができない。これにより冷媒が滞留し続け、下方に設置された室内機の暖房能力の低下を防止できない場合がある、という問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の室内機の設置高さに高低差がある場合でも、下方室内機における冷媒不足を防止するようなマルチ型空気調和装置及びマルチ型空気調和装置の設定方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のマルチ型空気調和装置及びマルチ型空気調和装置の設定方法は以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係るマルチ型空気調和装置は、１台の室外機に、複数台の室内機が接続されており、暖房運転時、高圧圧力が高圧目標値となるように圧縮機回転数が制御されるとともに、前記複数台の室内機の熱交出口温度が熱交出口温度目標値となるように各室内機の室内側膨張弁開度が制御されるマルチ型空気調和装置において、前記室内機の各設置高さを比較し最も高低差が大きい前記室内機間の前記高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の前記熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、前記高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定が行われる設定部を有する。
【０００８】
本態様によれば、最も高低差が大きい室内機間の高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定が行われる設定部を有することから、室内機間の高低差が所定の高低差を超える場合は、各室内機の熱交換器の出口過冷却度が増大し、室内側膨張弁の開度が絞られることとなる。これにより、初期設定を行わない場合と比較して、上方に設置された室内機の室内側膨張弁の開度はさらに絞られるとともに、下方に設置された室内機の室内側膨張弁の開度は制御不能な全開に至ることなく制御可能な可動範囲内とすることができる。よって、室内側膨張弁の制御を行うことで圧損により室内機間の液ヘッド差圧を調節することが可能であり、各室内機出口の液管圧力を均等化することができる。これにより、冷媒滞留を抑止でき、下方に設置された室内機の冷媒流量不足を発生させず、暖房能力不足を未然に防止することができる。
【０００９】
本発明の第二態様に係るマルチ型空気調和装置の設定方法は、１台の室外機に、複数台の室内機が接続されており、暖房運転時、高圧圧力が高圧目標値となるように圧縮機回転数が制御されるとともに、前記複数台の室内機の熱交出口温度が熱交出口温度目標値となるように各室内機の室内側膨張弁開度が制御されるマルチ型空気調和装置の設定方法において、前記室内機の各設置高さを比較し最も高低差が大きい前記室内機間の前記高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の前記熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、前記高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、室内機の設置高さを比較し最も大きな高低差が所定の高低差を超える場合に出口温度目標を低下及び／又は高圧目標値を増加させるように初期設定を行うので、下方に設置された室内機の室内側膨張弁を制御可能とし、下方に設置された室内機の暖房能力不足を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るマルチ型空気調和装置を示した概略構成図である。
【図２】参考例としてのマルチ型空気調和装置の概略構成である。
【図３】参考例としてのマルチ型空気調和装置の各室内機の吹き出し温度の時間推移を示したグラフである。
【図４】本発明の一実施形態における圧力−エンタルピ線図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るマルチ型空気調和装置の概略構成である。
【図６】本発明の一実施形態に係るマルチ型空気調和装置の各室内機の吹き出し温度の時間推移を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係るマルチ型空気調和装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係るマルチ型空気調和装置の概略構成図が示されている。
マルチ型空気調和装置１は、１台の室外機２に、複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが並列に接続されたものである。複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃは、室外機２に接続されているガス側配管４と液側配管５との間に分岐器６を介して互いに並列に接続されている。
【００１３】
室外機２は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１０と、冷媒の循環方向を切換える室外側四方切換弁１２と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（熱交換器）１３と、室外熱交換器１３と一体的に構成されている過冷却コイル１４と、室外電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１５と、液冷媒を貯留するレシーバ１６と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器１７と、過冷却熱交換器１７に分流される冷媒量を制御する過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８と、圧縮機１０に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１０側に吸入させるアキュームレータ１９と、ガス側操作弁２０と、液側操作弁２１とを備えている。
室外機２側の上記各機器は、冷媒配管２２を介して順次接続され、公知の室外側冷媒回路２３を構成している。また、室外機２には、室外熱交換器１３に対して外気を送風する室外ファン（図示せず）が設けられている。
【００１４】
ガス側配管４及び液側配管５は、室外機２のガス側操作弁２０及び液側操作弁２１に接続される冷媒配管であり、現場での据え付け施工時に、室外機２とそれに接続される複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃとの間の距離に応じて、その配管長が適宜設定されるようになっている。ガス側配管４及び液側配管５の途中には、分岐器６が設けられ、該分岐器６を介して適宜台数の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが接続されている。これによって、密閉された冷凍サイクル（冷媒回路）７が構成されている。
【００１５】
各室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃは、室内空気を冷媒と熱交換させて冷却又は加熱し、室内の空調に供する室内熱交換器３０と、室内電子膨張弁（ＥＥＶＣ）（以下、室内側膨張弁とする。）３１と、室内熱交換器３０を介して室内空気を循環させる室内ファン（図示せず）と、室内コントローラ（図示せず）とを備え、分岐器６に接続されている。
室内側膨張弁３１は、通常運転時に対応する室内機３が停止する場合は、停止時所定開度とされる。冷房運転の場合の停止時所定開度は全閉、暖房運転の場合の停止時所定開度は全閉に近い微開とされる。
【００１６】
図１では、３台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが設置されている場合について例示しているが、設置台数については任意に決定することができる。
以下の説明において、各室内機３を区別する場合は、末尾にＡ、ＢまたはＣのいずれかを付し、各室内機３を区別しない場合は、Ａ、ＢまたはＣを省略する。
【００１７】
制御装置７０は、室内コントローラなどにより設定された設定温度や、室内温度、各室内熱交換器３０の後述する出口部温度センサ６１等による冷媒温度等を取得し、各室内側膨張弁３１の開度の制御、室外側四方切換弁１２の切換制御等を行う。
制御装置７０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００１８】
制御装置７０は、設定部７１を備える。
設定部７１は、各室内機３の設置高さから導き出される高低差が所定の高低差を超える場合に、暖房運転時の冷媒出口温度目標値及び／又は高圧目標値の初期設定を行う。
【００１９】
上記のマルチ型空気調和装置１において、冷房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、室外側四方切換弁１２により室外熱交換器１３側に循環され、室外熱交換器１３で室外ファンにより送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、過冷却コイル１４で更に冷却された後、室外電子膨張弁１５を通過し、レシーバ１６内にいったん貯留される。
【００２０】
レシーバ１６で循環量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器１７を経て液冷媒配管側を流通される過程で、液冷媒配管から一部分流され、過冷却用膨張弁１８で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。この液冷媒は、液側操作弁２１を経て室外機２から液側配管５へと導かれ、分岐器６を介して各室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃへと分流される。
【００２１】
分流された液冷媒は、各室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに流入し、各室内側膨張弁３１で断熱膨張され、気液二相流となって各室内熱交換器３０に流入される。各室内熱交換器３０では、各室内ファン（図示せず）により循環される室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。一方、冷媒はガス化され、分岐器６に至り、他の室内機からの冷媒ガスとガス側配管４で合流される。
【００２２】
ガス側配管４で合流された冷媒ガスは、再び室外機２に戻り、ガス側操作弁２０、室外側四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１０に吸入される。この冷媒は、圧縮機１０において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。
【００２３】
一方、暖房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、室外側四方切換弁１２を介してガス側操作弁２０側に循環される。この高圧ガス冷媒は、ガス側操作弁２０、ガス側配管４を経て室外機２から導出され、分岐器６を経て複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに導入される。
【００２４】
室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに導入された高温高圧の冷媒ガスは、各室内熱交換器３０で各室内ファン（図示せず）を介して循環される室内空気と熱交換され、これにより加熱された室内空気は室内に吹出されて暖房に供される。一方、各室内熱交換器３０で凝縮液化された冷媒は、各室内側膨張弁３１を経て分岐器６に至り、他の室内機からの冷媒と合流され、液側配管５を経て室外機２に戻る。なお、暖房時、室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃでは、凝縮器として機能する各室内熱交換器３０の冷媒出口温度（以下、熱交出口温度という。）又は冷媒過冷却度が制御目標値となるように、各室内側膨張弁３１の開度が制御される。
【００２５】
室外機２に戻った冷媒は、液側操作弁２１を経て過冷却熱交換器１７に至り、その後、レシーバ１６に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、室外電子膨張弁１５に供給されて断熱膨張された後、室外熱交換器１３に流入される。
【００２６】
室外熱交換器１３では、室外ファンから送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。この冷媒は、室外熱交換器１３から室外側四方切換弁１２を経て、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。
【００２７】
上記のマルチ型空気調和装置１において、複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃは、ビル等の建物の異なる階層に設置される場合がある。本実施形態では、複数の室内機３のうち、設置高さが最も高い室内機３を室内機３Ａ、設置高さが最も低い室内機３を室内機３Ｃとする。この場合、室内機３Ａ及び３Ｃ間において大きな高低差が生じることになる。このため、暖房運転時に、下方位置に設置されている室内機３Ｃ内に、重力の影響によって室内機３Ｃの出口液管である液側配管５Ｃには液ヘッド圧力が印加され、室内熱交換器３０で凝縮された液冷媒がそのまま溜り込み、暖房能力が低下し、いわゆる不暖房に陥ることがある。
【００２８】
図２には、参考例としてのマルチ型空気調和装置の概略構成が示されている。
図２に示されるように、建物などに設置されたマルチ型空気調和装置１は、建物の屋上に室外機２が設置され、各室内機３が建物の異なる階層に設置されている。室内機３Ａ及び３Ｂは最も設置高さが高く、室内機３Ｃは最も設置高さが低い。室内機３Ａと室内機３Ｃとの高低差は、１５ｍであるとする。参考例としてのマルチ型空気調和装置１は、特許文献１に開示される制御を行うものとする。
【００２９】
図３には、参考例としてのマルチ型空気調和装置の各室内機の吹き出し温度の時間推移がグラフにて示されている。
図３の縦軸は温度、横軸は時間を示す。また図４の一点鎖線は室内機３Ａの吹き出し温度の推移、実線は室内機３Ｃの吹き出し温度の推移を示す。
図３に示されるように、起動後、室内機３Ａの吹き出し温度はすぐに大きく上昇するのに対し、室内機３Ｃの吹き出し温度はゆるやかな上昇となる。例えば、室内機３Ｃが温度Ｔｓに到達するには、時間ｔ１を要する。時間ｔ１までの間、室内機３Ｃは不暖房の状態であるともいえる。
【００３０】
このような不暖房を防止するため、本実施形態のマルチ型空気調和装置１では、次のような設定が行われる。
まず、複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃの各設置高さを求め、比較が行われる。これにより、最も設置高さの高い室内機３Ａと最も設置高さの低い室内機３Ｃとの高低差Ｅが算出される。
この高低差Ｅが、所定の高低差（例えば１８ｍ）を超える場合、暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度低下させ、高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定を行う。
【００３１】
図４には、本実施形態における圧力−エンタルピ線図が示されている。
図４の縦軸は圧力、横軸は比エンタルピを示す。また図４の曲線は、本実施形態のマルチ型空気調和装置の冷媒の飽和曲線を示し、実線は本実施形態のマルチ型空気調和装置の冷凍サイクルを示す。
図４に示されるように、マルチ型空気調和装置１の暖房運転時、凝縮におけるＸ−Ｙ間が過冷却度を示す（Ｘは冷凍サイクルの過冷却液、Ｙは冷凍サイクルと飽和曲線との交点）。これに対し、熱交出口温度目標値を下げ、高圧目標値を上げると、Ｘ点はＸ’点へ移動する。よって、過冷却度はＸ’−Ｙ’間となり（Ｘ’は熱交出口温度目標値と高圧目標値との交点、Ｙ’は高圧目標値と飽和曲線との交点）、Ｘ−Ｙ間と比較すると過冷却度が増大していることがわかる。
よって、熱交出口温度を所定温度低下させ、高圧目標値を所定値上昇させることにより、過冷却度を増大させることになる。また、過冷却度が増大することで、定性的に室内膨張弁は絞られることになる。
【００３２】
図５には、本実施形態のマルチ型空気調和装置の概略構成が示されている。
図５に示されるように、建物などに設置されたマルチ型空気調和装置１は、建物の屋上に室外機２が設置され、各室内機３が建物の異なる階層に設置されている。室内機３Ａ及び３Ｂは最も設置高さが高く、室内機３Ｃは最も設置高さが低い。室内機３Ａと室内機３Ｃとの高低差は、３０ｍであるとする。
【００３３】
制御装置７０の設定部７１は、複数台の室内機３Ａ、３Ｂ及び３Ｃの各設置高さを求め、比較を行う。これにより、最も設置高さの高い室内機３Ａと最も設置高さの低い室内機３Ｃとの高低差Ｅが算出される。
また設定部７１は、室内機３Ａと室内機３Ｃとの高低差Ｅが所定の高低差（例えば１８ｍ）を超えるか否かを判定する。本実施形態の場合、室内機３Ａと室内機３Ｃとの高低差Ｅは３０ｍであり、所定の高低差１８ｍを超える。よって設定部７１は、設置時に算出される熱交出口温度目標値及び高圧目標値に対し、暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度（例えば４０℃）低下させ、高圧目標値を所定値（例えば２．７５ＭＰａ）上昇させるように初期設定を行う。
【００３４】
制御装置７０は、設定部７１によって初期設定された暖房時の熱交出口温度目標値及び高圧目標値に従い、マルチ型空気調和装置１の制御を行う。
このような制御により、室内機３Ａの室内側膨張弁３１Ａ（図示せず）の開度はさらに絞られるとともに、室内機３Ｃの室内側膨張弁３１Ｃ（図示せず）の開度は制御可能な可動範囲内とされ、全開に至るのを防ぐことができる。
【００３５】
図６には、本実施形態に係るマルチ型空気調和装置の各室内機の吹き出し温度の時間推移がグラフにて示されている。
図６の縦軸は温度、横軸は時間を示す。また図６の一点鎖線は室内機３Ａの吹き出し温度の推移、実線は室内機３Ｃの吹き出し温度の推移を示す。
図６に示されるように、起動後、室内機３Ａの吹き出し温度はすぐに大きく上昇する。室内機３Ｃの吹き出し温度は、室内機３Ａの温度上昇には遅れるものの、時間ｔ２にて温度Ｔｓに到達する。室内機３Ｃの吹き出し温度がＴｓに到達するまでの時間ｔ２は、参考例としてのマルチ型空気調和装置の高低差の２倍の高低差があるにもかかわらず、参考例としてのマルチ型空気調和装置における時間ｔ１の半分以下の時間である。
【００３６】
以上、説明してきたように、本実施形態に係るマルチ型空気調和装置及びマルチ型空気調和装置の設定方法によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、最も高低差が大きい室内機３間の高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度低下させる、及び／又は、高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定が行われる設定部７１を有することから、室内機３間の高低差が所定の高低差を超える場合は、各室内機３の室内熱交換器３０の出口過冷却度が増大し、室内側膨張弁３１の開度が絞られることとなる。これにより、初期設定を行わない場合と比較して、上方に設置された室内機３Ａの室内側膨張弁３１Ａの開度はさらに絞られるとともに、下方に設置された室内機３Ｃの室内側膨張弁３１Ｃの開度は制御不能な全開に至ることなく制御可能な可動範囲内とすることができる。よって、室内機３の室内側膨張弁３１の制御を行うことで圧損により室内機３間の液ヘッド差圧を調節することが可能であり、各室内機３出口の液管圧力を均等化することができる。これにより、冷媒滞留を抑止でき、下方に設置された室内機３Ｃの冷媒流量不足を発生させず、暖房能力不足を未然に防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。たとえば、上述した各実施形態においては最も高低差が大きい室内機間の高低差が所定の高低差を超える場合、暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度低下させるとともに高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定するとしたが、いずれか一方のみを初期設定するとしてもよい。
【００３８】
また、設定部７１が暖房運転時の熱交出口温度目標値を所定温度低下させるとともに高圧目標値を所定値上昇させるように初期設定するとしたが、作業者が初期設定値を入力するとしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  マルチ型空気調和装置
２  室外機
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ  室内機
３１  室内側膨張弁
７０  制御装置
７１  設定部
【図１】
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【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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