(57)【要約】【課題】渡り配管の結露防止することができるマルチ型空気調和装置を提供すること。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機１１を備えた室外機ユニット１０と、複数の室内機ユニット２０とを備え、前記室外機ユニット１０の圧縮機１１の出力を制御するための制御指令が各室内機ユニット２０から出力されるマルチ型空気調和装置において、室温が所定の閾値よりも低く、かつ、室外温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記各室内機ユニット２０により要求される圧縮機１１の出力を制限する制限制御を行なう室外制御部１７を備えた。【選択図】図１
2008209020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機を備えた室外機ユニットと、
室内熱交換器を備えた複数の室内機ユニットとを備え、
前記室外機ユニットの圧縮機出力を前記各室内機ユニットから出力される制御指令に基き室外機ユニットで制御されるマルチ型空気調和装置において、
前記室内熱交換器の温度が所定の閾値よりも低く、かつ、室外温度が所定の閾値よりも高い温度条件の場合に、前記各室内機ユニットにより要求される圧縮機出力を制限する制限制御を行なう制御部を備えた、マルチ型空気調和装置。
【請求項２】
前記温度条件が所定時間以上持続した場合に上記制限制御を行なう、請求項１に記載のマルチ型空気調和装置。
【請求項３】
前記制限制御モードでは、圧縮機出力の制限幅が所定の温度条件に応じて累積されて前記圧縮機の出力が制限される、請求項１または２に記載のマルチ型空気調和装置。
【請求項４】
上記の制限制御開始条件が満たされなくなった場合に上記制限制御を解除する、請求項１から３のいずれかに記載のマルチ型空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調運転（冷房運転、暖房運転及び除湿運転）により空調空気を噴出する複数の室内機ユニットを備え、各室内機ユニット毎に異なる運転制御が可能なマルチ型空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の冷暖房や除湿（以下、総称して「空調」と呼ぶ）を行う空気調和装置は、室内機ユニットと室外機ユニットとの間を冷媒配管及び電気配線で接続した構成とされる。このような空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、絞り機構、室内熱交換器及び四方弁を主な構成要素として冷媒の循環回路を形成するヒートポンプを用いており、圧縮機から送出される冷媒の循環方向を四方弁の操作によって切り換えることで、所望の空調運転を行っている。
このような空気調和装置には、一式の室外機ユニットに対し、室内機ユニットが一台接続された構成のシングル型と、それぞれ独自の運転制御を可能にした室内機ユニットが複数接続された構成のマルチ型とがある。
【特許文献１】特許第２９４５７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マルチ型空気調和システムは、１台の室外機ユニットに対して室内機ユニットを複数備え、各部屋に各々室内機ユニットが設置される。室内機ユニットを使用している部屋では冷房運転により室温が低下するものの、室内機ユニットを使用しておらず高温高湿度条件下の室内空間等では、各室内機ユニットの低圧側が連通しているため、冷房運転時に渡り配管が冷却した状態となる。該配管における配管断熱材の性能不足、潰れ等により断熱性能が悪化すると、高温高湿度の室内気のために、断熱材表面が結露し、水漏れとなる場合がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、渡り配管の結露防止することができるマルチ型空気調和装置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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機を備えた室外機ユニットと、室内熱交換器を備えた複数の室内機ユニットとを備え、前記室外機ユニットの圧縮機出力を制御する制御指令が前記各室内機ユニットから出力されるマルチ型空気調和装置において、前記室内熱交換器の温度が所定の閾値よりも低く、かつ、室外温度が所定の閾値よりも高い温度条件の場合に、前記各室内機ユニットにより要求される圧縮機出力を制限する制限制御を行なう制御部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
制御部は、結露が生じやすい条件となった場合に、制限制御モードに移行する。この制限制御下では、圧縮機出力が制限されることにより、低圧側の渡り配管が高温高湿度条件下にさらされても断熱材表面の結露を抑制できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマルチ型空気調和装置において、前記温度条件が所定時間以上持続した場合に上記制限制御を行なうことを特徴とする。
【０００８】
本構成によれば、開始条件を所定時間維持し、確実に同条件となった場合に制限制御に移行する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のマルチ型空気調和装置において、前記制限制御モードでは、圧縮機出力の制限幅が所定の温度条件に応じて累積されて前記圧縮機の出力が制限されることを特徴とする。
【００１０】
制限幅累積のための温度条件としては、例えば室内熱交換器温度を使用する。前記圧縮機出力の制限幅に上限を設定してもよい。また、前記圧縮機出力の最低出力を確保するようにしてもよい。累積して出力を制限することにより、圧縮機出力を適切なレベルまで制限することが可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のマルチ型空気調和装置において、上記の制限制御開始条件が満たされなくなった場合に上記制限制御を解除することを特徴とする。
【００１２】
室温の上昇等により上記開始条件が満たされなくなった場合に制限制御を解除することで、室内の冷房状態を確保する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のマルチ型空気調和装置によれば、圧縮機の出力が適宜抑制されることにより、渡り配管の結露を防止することができる。このとき、制限制御モードの開始及び解除条件が適切に設定されていることにより、冷房性能（フィーリング）の低下を防止することができる。また、制限幅を累積することにより、圧縮機出力をフィーリングを低下させない範囲で適切なレベルまで制限することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本実施形態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。本実施形態のマルチ型空気調和装置は、室内熱交温度と外気温とが所定の条件下にある場合に、当該室内空調に関する圧縮機の回転数を、フィーリング悪化とならない範囲で所定レベル落とすことにより、渡り配管の結露を防止するものである。
【００１５】
図１は、マルチ型空気調和装置の全体構成例を示す説明図である。このマルチ型空気調和装置は、室外機ユニット１０と、同室外機ユニット１０に接続された複数台の室内機ユニット２０（図示の例では、室内機ユニット２０Ａ，２０Ｂの２台）とを具備して構成される。これら室内機ユニット２０及び室外機ユニット１０は、冷媒を流す冷媒配管３０や図示しない電気配線等により接続されている。
【００１６】
室外機ユニット１０は、冷媒を圧縮して送出する圧縮機１１と、冷媒の循環方向を切り換える四方弁１２と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器１３と、絞り機構として機能する電子膨張弁１４とを主な構成要素とし、さらに、消音の目的で圧縮機１１の吐出側配管に配設されたマフラ１５と、同じく消音の目的で圧縮機１１の吸入管配管に配設された吸入マフラ１６と、各種の運転制御を行う室外制御部１７とを具備して構成される。なお、この室外機ユニット１０には、この他にも図示省略の室外ファン、レシーバ、サービスバルブ及びストレーナ等の機器類や温度センサ等のセンサ類が設けられている。
【００１７】
室内機ユニット２０は、ケーシング内に室内熱交換器２１や室内制御部（制御部）２２などの他、図示しない室内ファン等の機器を収納した構成とされる。また、室内熱交換器２１には、二相流部の温度を検出する二相流部温度センサ２３と、気相側の温度を検出する気相部温度センサ２４と、室内気吸込温度センサ２５とが設けられており、これらの温度センサで検出した温度データは室内制御部２２に入力される。ここで、二相流部温度センサ２３は、室内熱交換器２１のパス中間部に取り付けた温度センサであり、二相流部における圧力飽和温度を検出している。また、室内気吸込温度センサ２５は、室内機ユニット２０に吸い込む室内気の温度、すなわちこれから空調しようとする室内気の温度を検出するため、吸込口から室内熱交換器２１に至る流路の適所に取り付けられている温度センサである。
なお、図中の各符号に付記されたＡ，Ｂは、２つの室内機ユニットを区別して説明する場合にのみ使用するものとする。
【００１８】
この室内機ユニット２０は、室内ファンで吸引した室内の空気を室内熱交換器２１に導いて通過させ、上述した室外機ユニット１０から供給される冷媒との間で熱交換した空調空気を室内に吹き出すように構成されている。また、２台の室内機ユニット２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ異なる空調対象の部屋に設置され、各部屋の状況に応じて異なる運転制御が可能に構成されている。なお、ここでの異なる運転制御とは、冷房運転または暖房運転のいずれか一方を選択し、部屋毎に異なる空調負荷に対応した運転制御を行うこと意味しており、二つの室内機ユニット２０Ａ，２０Ｂが暖房運転及び冷房運転のように異なる空調運転を同時に行うものではない。
【００１９】
２台の室内機ユニット２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ室外機ユニット１０内のパイプコネクタ３１，ヘッダー３２で分岐した冷媒配管３０Ａ，３０Ｂに接続されている。また、室外機ユニット１０内の各冷媒配管３０Ａ，３０Ｂには、それぞれ独立して動作する電子膨張弁１４Ａ，１４Ｂが、室外熱交換器１３と室内機ユニット２０Ａ，２０Ｂとの間に配設されている。
なお、上述した室外機ユニット１０には、圧縮機１１の吸入管センサ１１ａ及び吐出管センサ１１ｂと、室外熱交換器１３の液相側に設けられた室外熱交センサ１３ａと、外気温を検出する外温センサ１８とを具備し、それぞれの検出値が室外制御部１７に入力されるようになっている。
【００２０】
以下では、上述した構成のマルチ型空気調和装置の作用について、暖房運転時及び冷房運転時のそれぞれの場合に分けて説明する。
最初に、暖房運転時の空調作用について、図中に矢印で示した冷媒の流れとともに説明する。なお、暖房運転及び冷房運転は、四方弁１２の操作により変化する冷媒の流れ方向に応じて選択切換えされる。
【００２１】
さて、圧縮機１１の圧縮で高温高圧の気体とされた冷媒は、マフラ１５及び四方弁１２を通過してヘッダー３２に導かれる。この気体冷媒は、さらに、ヘッダー３２から室内機ユニット２０の室内熱交換器２１へ導かれ、室内気と熱交換して放熱する。この放熱により凝縮した高温高圧の液冷媒は、電子膨張弁１４を通過する際に減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器１３に流れ込む。
【００２２】
室外熱交換器１３に流れ込んだ気液二相冷媒は、この熱交換器を通過する際に室外の空気（以下、「室外気」と呼ぶ）と熱交換して吸熱し、蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。この気体冷媒は、四方弁１２及び吸入マフラ１６を通過して圧縮機１１に吸引され、以下同様の過程で状態変化を繰り返しながら、マルチ型空気調和装置の冷凍サイクルを循環することになる。
このような暖房運転時において、室内機ユニット２０Ａ，２０Ｂの空調負荷が異なる状況で同時に運転する場合、両ユニットに分配される冷媒循環量は、電子膨張弁１４Ａ，１４Ｂの開度により調整される。なお、運転停止中の室内機ユニット２０については、同ユニットに接続されている電子膨張弁１４が全閉または微開とされる。
【００２３】
次に、冷房運転について簡単に説明する。この冷房運転は、上述した暖房運転から四方弁１２を操作して冷媒の循環方向を切り換えることにより実施される。
この冷房運転では、圧縮機１１から四方弁１２までの冷媒の流れは暖房運転時と同様であるが、四方弁１２を出た高温高圧の気相冷媒は室外熱交換器１３に導かれ、室外気と熱交換する。この熱交換により、高温高圧の気体冷媒が室外気に熱を与えて凝縮液化し、高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒は、電子膨張弁１４を通過することで減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、再び冷媒配管３０を通り室内機ユニット２０の室内熱交換器２１に送られる。
【００２４】
低温低圧の気液二相冷媒は、室内熱交換器２１で室内気と熱交換し、空調対象である室内気から熱を奪って当該室内気を冷却するとともに、冷媒自身が蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。
この気体冷媒は、ヘッダー３２，四方弁１２及び吸入マフラ１６を通過して再び圧縮機１１に吸引され、以下同様の過程で状態変化を繰り返しながら、マルチ型空気調和装置の冷凍サイクルを循環する。
【００２５】
上述した本実施形態のマルチ型空気調和装置では、各室内制御部２２から室外制御部１７に対し圧縮機１１の出力を室内機指令回転数として要求し、室外制御部１７にて全体の圧縮機回転数を演算し圧縮機１１へ出力する。
この時、冷房運転時において室内制御部２２から指令される圧縮機１１の出力(室内機指令回転数)を室外制御部１７にて適宜制限する、制限制御モードに移行するための以下の制御が行なわれる。なお、以下の制御はそれぞれの室内ユニット２０に対して個別に実施される。
【００２６】
室外制御部１７による制御フローを図２および図３に示す。
まず、通常運転を開始する（ステップＡ１）。所定の制限制御モード開始条件が成立するか否かを判定する（ステップＡ２）。制限制御モード開始条件は以下のように決定される。
【００２７】
その条件は、二相流部温度センサ２３で検出した室内熱交飽和温度（ＴＩＰ１）がα℃以下、外気温がβ℃以上の時である。これらα、βの値は、冷房性能（運転フィーリング）悪化とならず、かつ断熱材表面が結露しない露点温度、および断熱材の特性から決定される。
例えば、以下の条件を全て満たしたときとする。
・運転モード：冷房
・室外回転数：室外機ユニット１０の圧縮機１１が０ｒｐｓ以外の回転数で運転している
・二相流部温度センサ２３により検出された室内熱交センサ温度１（ＴＩＰ１）が１３℃未満
・外温センサ１８の検出温度ＴＯが２３℃以上
【００２８】
上記条件を満たす場合には、この開始条件の温度条件が５分間継続するか判定する（ステップＡ３）。判定がＹＥＳの場合、冷房室内気低圧温度制御（ステップＢ１）に進む。ステップＡ２及びＡ３の判定がＮＯの場合、ステップＡ１に戻り、通常運転とする。
【００２９】
冷房室内気低圧温度制御を開始した後、まず解除条件が成立するか否かを判定する（ステップＢ２）。判定がＹＥＳの場合、ステップＢ３にて通常冷房運転に切り換える。なお、このとき後述の補正値（回転数）の積算ΣΔｒｐｓをゼロに戻す。
【００３０】
解除条件は、以下の条件のいずれかを満たしたときとする。
・運転モード：暖房、停止になったとき
・室外回転数：室外機ユニット１０の圧縮機１１の回転数が０ｒｐｓとなったとき
・制御対象の二相流部温度センサ２３により検出された室内熱交センサ温度１（ＴＩＰ１）が１３℃以上となったとき
・外温センサ１８の検出温度ＴＯが２３℃未満となったとき
【００３１】
ステップＢ２での判定がＮＯの場合、以下のように回転数指令が補正される。
サンプリングタイマ５分アップを判定する（ステップＢ４）。５分経過していない場合は室内機指令回転数を引き続き出力する（ステップＢ５）。ステップＢ４での判定がＹＥＳの場合、温度条件を判定する（ステップＢ６）。二相流部温度センサ２３の検出温度ＴＩＰ１≧１３℃または外温センサ１８検出温度（外温）＜２３℃の場合、ステップＢ３により通常運転に切り換える。１０℃≦ＴＩＰ１＜１３℃の場合、ステップＢ７に進み、補正値Δｒｐｓ＝０とする。ＴＩＰ１＜１０℃の場合、ステップＢ８に進み、補正値Δｒｐｓ＝８とする。
【００３２】
ステップＢ７及びＢ８の後、ステップＢ９にて、ΣΔｒｐｓ≧１２０を判定する。補正値Δｒｐｓの累積であるΣΔｒｐｓを計算し、この値が１２０以上の場合（判定がＹＥＳの場合）は、１２０を上限として室内機指令回転数から引いて補正し、出力する（ステップＢ１０）。ステップＢ９の判定がＮＯの場合、室内機指令回転数からΣΔｒｐｓをそのまま引いて補正し、出力する（ステップＢ１１）。次いで、ステップＢ１２にて室内機指令回転数≦２０ｒｐｓを判定する。ＹＥＳの場合、ステップＢ１３にて室内機指令回転数の下限を２０ｒｐｓとする。下限を決めることにより、冷房フィーリングの低下を防止する。なお、ここでの室内機指令回転数の下限は、容量（熱交換器及び風量）及び熱交センサ温度（ＴＩＰ１）との相関から適宜変更してよい。例えば、フィーリング向上のために大能力機ほど、下限値の回転数を増加させるようにしてもよい。
ステップＢ１２でＮＯの場合およびステップＢ１３の後、再び冷房室内気低圧温度制御の最初に戻る。
【００３３】
以上のように、本実施形態のマルチ型空気調和装置においては、室内制御部２２から指令される圧縮機１１の出力(室内機指令回転数)が適宜抑えられることにより、渡り配管の結露防止することができる。このとき、制限制御モードの開始及び解除条件が適切に設定されていることにより、冷房性能（フィーリング）の低下を防止することができる。また、補正値Δｒｐｓを累積した値ΣΔｒｐｓを減算することにより、圧縮機出力をフィーリングを低下させない範囲で適切なレベルまで制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るマルチ型空気調和装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】同マルチ型空気調和装置による制限制御モード運転の開始条件を示したフロー図である。
【図３】同マルチ型空気調和装置による制限制御モード運転の解除条件を示したフロー図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…室外機ユニット、１１…圧縮機、１８…外温センサ、２０…室内機ユニット、２２…室内制御部（制御部）、２３…二相流部温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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