(57)【要約】【課題】  室内熱交換器の凍結や室外熱交換器の着霜や異常な冷媒圧力・冷媒温度状態を伴う効率の悪い冷凍サイクル運転を防止し、システム全体として安定かつ効率の良い運転を継続させることができる空気調和機を得る。【解決手段】  室内ファン１及び複数の室内熱交換器２を備えた一つの室内ユニット３と、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数の室外ユニット４とから成り、複数の室内熱交換器と複数の室外ユニットをそれぞれ独立に冷媒配管５で接続された冷媒系統を構成し、室外ユニットの運転台数により室内ユニットの能力を調節する機能を備えたものにおいて、各々の冷媒系統の運転状態を検出する運転状態検出手段６を設け、この運転状態検出手段により検出された運転状態が予め設定した非定常運転運転が作動しない運転領域の範囲内にある場合に、該冷媒系統が非定常運転を作動させる前に停止中の室外ユニットを運転させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内ファン及び複数の室内熱交換器を備えた一つの室内ユニットと、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数の室外ユニットとから成り、複数の室内熱交換器と複数の室外ユニットをそれぞれ独立に冷媒配管で接続された冷媒系統を構成し、室外ユニットの運転台数により室内ユニットの能力を調節する機能を備えた空気調和機において、各々の冷媒系統の運転状態を検出する運転状態検出手段を設け、この運転状態検出手段により検出された運転状態が予め設定した非定常運転が作動しない運転領域の範囲内にある場合に、該冷媒系統が非定常運転を作動させる前に停止中の室外ユニットを運転させることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
運転状態検出手段により検出された運転状態が予め設定したデフロスト運転が作動しない運転領域の範囲内にある場合に、該冷媒系統がデフロスト運転を作動させる前に停止中の室外ユニットを運転させることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
運転状態検出手段は、室外熱交換器温度を検出し該室外熱交換器温度の低下により室外熱交換器への霜の付着を判定することを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
運転状態検出手段は、室外ファン電流値を検出し該室外ファン電流値の増加により室外熱交換器への霜の付着を判定することを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項５】
運転状態検出手段は、室外熱交換器を通過する風量を検出し該室外熱交換器通過風量の減少により室外熱交換器への霜の付着を判定することを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項６】
運転状態検出手段は、室外熱交換器温度と室外吸込温度と室外熱交換器通過風速とを検出し該室外熱交換器温度と室外吸込温度と風速とから演算される熱抵抗値の増加により室外熱交換器への霜の付着を判定することを特徴とする請求項２記載の空気調和機。    
【請求項７】
運転状態検出手段により検出された運転状態が予め設定した室内熱交換器の凍結防止制御が作動しない運転領域の範囲内にある場合に、該冷媒系統が凍結防止制御を作動させる前に停止中の室外ユニットを運転させることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項８】
運転状態検出手段は、室内熱交換器温度を検出し該室内熱交換器温度の低下により室内熱交換器の凍結を判定することを特徴とする請求項７記載の空気調和機。
【請求項９】
運転状態検出手段により検出された運転状態が予め設定した異常停止させない運転領域の範囲内にある場合に、該冷媒系統が異常停止する前に停止中の室外ユニットを運転させることを特徴とした請求項１記載の空気調和機。
【請求項１０】
運転状態検出手段は、圧縮機吐出圧力及び圧縮機吸入圧力を検出し該圧縮機吐出圧力及び圧縮機吸入圧力により冷媒系統の異常を判定することを特徴とする請求項９記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、室内ファン及び複数の室内熱交換器を備えた一つの室内ユニットと、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数の室外ユニットとから成り、複数の室内熱交換器と複数の室外ユニットをそれぞれ独立に冷媒配管で接続された冷媒系統を構成し、室外ユニットの運転台数により室内ユニットの能力を調節する機能を備えた空気調和機の運転制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機においては、いずれかの冷媒系統においてデフロストや凍結防止や異常時などの非定常運転を行うとき、図６に示すような制御フローに従った運転を行っていた。図６において、ステップＳ１１〜ステップＳ１４までは運転中の室外ユニットの制御動作を示し、ステップＳ１５〜ステップＳ１７までは停止中の室外ユニットの制御動作を示す。すなわち、ステップＳ１１で冷房運転もしくは暖房運転を行っているとき、ステップＳ１２に示す非定常運転作動可否の判断を行う。ステップＳ１２で否と判断された場合はステップＳ１１の冷房運転もしくは暖房運転を継続するが、ステップＳ１２で可と判断された場合は、該冷媒系統においてステップＳ１３で非定常運転を作動させて、ステップＳ１４で停止中室外ユニットに運転指令を送信する。停止中の室外ユニットはステップＳ１５で停止しているときに、ステップＳ１６においてステップＳ１４から送信された運転指令の有無を判断する。ステップＳ１６の判断により運転指令がない場合はステップＳ１５の停止を継続し、ステップＳ１６で運転指令がある場合はステップＳ１７に示すように冷房運転もしくは暖房運転を開始する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３３２８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の空気調和機では、ステップＳ１３の非定常運転に至るまでの過程における冷房運転もしくは暖房運転において、室内熱交換器の凍結や室外熱交換器の着霜や異常な冷媒圧力・冷媒温度状態を伴うため、効率の悪い冷凍サイクル運転を行っていたという課題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、システム全体として安定かつ効率の良い運転を継続させることができる空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る空気調和機においては、室内ファン及び複数の室内熱交換器を備えた一つの室内ユニットと、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数の室外ユニットとから成り、複数の室内熱交換器と複数の室外ユニットをそれぞれ独立に冷媒配管で接続された冷媒系統を構成し、室外ユニットの運転台数により室内ユニットの能力を調節する機能を備えたものにおいて、各々の冷媒系統の運転状態を検出する運転状態検出手段を設け、この運転状態検出手段により検出された運転状態が予め設定した非定常運転が作動しない運転領域の範囲内にある場合に、該冷媒系統が非定常運転を作動させる前に停止中の室外ユニットを運転させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は以上説明したように、各冷媒系統の運転状態を検出する運転状態検出手段を設け、検出された運転状態が予め設定された運転領域を逸脱したと判断されたとき、停止中の室外ユニットを運転し該冷媒系統においては運転状態を回復させる運転もしくは停止させる。これによりシステム全体として安定かつ効率のいい運転を継続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における空気調和機を示すシステム構成図、図２は室外熱交換器温度による領域設定と運転判定を示す特性図、図３はこの発明の実施の形態１における運転制御を示すフローチャートである。図１において、空気調和機は、室内ファン１及び複数の室内熱交換器２を備えた一つの室内ユニット３と、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数の室外ユニット４とから成り、複数の室内熱交換器２と複数の室外ユニット４をそれぞれ独立に冷媒配管５で接続された冷媒系統を構成しており、室外ユニット４の運転台数により室内ユニット３の能力を調節する機能を備えている。そして、各々の冷媒系統の運転状態を検出する運転状態検出手段６及び判定手段７を備える。上記運転状態検出手段６は室外熱交換器温度Ｔｏ５を検出し、該熱交換器温度Ｔｏ５の低下により室外熱交換器への霜の付着の判定が可能である。予め図２に示すように、該室外熱交換器温度Ｔｏ５に対して領域Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３をそれぞれ設定しておく。ここで特に、中間の領域Ｄ１２を室外熱交換器に霜が付着しているがデフロスト運転が作動しない運転状態を示す領域に設定しておく。
【０００９】
次に、この発明の実施の形態１における運転制御フローを図３により説明する。ステップＳ１〜ステップＳ４は運転中の室外ユニットの制御フローを示し、Ｓ５〜Ｓ７は停止中の室外ユニットの制御フローを示す。すなわち、ステップＳ１で暖房運転を行っているときに、ステップＳ２にて室外熱交換器温度Ｔｏ５の運転領域の判定を行う。このステップＳ２により室外熱交換器温度Ｔｏ５が図３に示す中間の領域Ｄ１２の範囲外であると判断された場合は、ステップＳ１の暖房運転を継続するが、ステップＳ２で中間の領域Ｄ１２の範囲内にあると判断された場合は、該冷媒系統においてステップＳ３により停止中の室外ユニットに運転指令を送信する。ステップＳ３による運転指令の送信後、ステップＳ４により運転中の室外ユニットのデフロスト運転を作動させることになる。停止中の室外ユニットはステップＳ５で停止しているときに、ステップＳ６においてステップＳ３から送信された運転指令の有無を判断する。ステップＳ６の判断により運転指令がない場合はステップＳ５の停止を継続し、ステップＳ６で運転指令がある場合はステップＳ７に示すように暖房運転を開始する。これにより、検出された運転状態が予め設定された運転領域を逸脱したと判断されたとき、停止中の室外ユニットを運転し、運転中の室外ユニットにおいては運転状態を回復させるデフロスト運転を行うので、システム全体として安定かつ効率の良い運転を継続させることができる。
【００１０】
実施の形態２．
この実施の形態２では、運転状態検出手段６は、室外熱交換器温度Ｔｏ５を検出する代わりに、室外ファン（図示せず）の電流値Ａｏを検出するものである。すなわち、風路の圧力損失の増大による室外ファンの電流値Ａｏの増加により、室外熱交換器への霜の付着の判定を可能にしたものである。すなわち、予め図２に示すように、該室外ファン電流値Ａｏに対して領域Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３を設定しておく。ここで、中間の領域Ｄ１２を室外熱交換器に霜が付着して該室外ファン電流値が増加しているがデフロスト運転が作動しない運転状態を示す領域に設定しておく。
【００１１】
次に、この発明の実施の形態２における運転制御フローについて説明する。実施の形態１における図３の運転制御フローとほぼ同様であるが、ステップＳ２のみが相違する。すなわち、実施の形態１では、ステップＳ２で室外熱交換器温度Ｔｏ５の運転領域の判定を行い、ここで室外熱交換器温度Ｔｏ５が図３に示す中間の領域Ｄ１２にあるかどうかを判断させているが、この実施の形態２では、ステップＳ２で室外ファン電流値Ａｏの運転領域の判定を行い、このステップＳ２により室外ファン電流値Ａｏが図３に示す中間の領域Ｄ１２にあるかどうかを判断させている。他の運転制御フローは図３と同一である。
【００１２】
実施の形態３．
この実施の形態３では、運転状態検出手段６は、室外熱交換器温度Ｔｏ５あるいは室外ファン電流値Ａｏを検出する代わりに、室外熱交換器を通過する風速と通過面積を乗じて得られる風量Ｖｏを検出するものである。すなわち、室外熱交換器を通過する風速と通過面積を乗じて得られる風量Ｖｏの減少により、室外熱交換器への霜の付着の判定を可能にしたものである。すなわち、予め図２に示すように、該室外室外熱交換器を通過する風量Ｖｏに対して領域Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３を設定しておく。ここで、中間の領域Ｄ１２を室外熱交換器に霜が付着して該室外熱交換器を通過する風量が減少しているがデフロスト運転が作動しない運転状態を示す領域に設定しておく。
【００１３】
次に、この発明の実施の形態３における運転制御フローについて説明する。実施の形態１における図３の運転制御フローとほぼ同様であるが、ステップＳ２のみが相違する。すなわち、実施の形態１では、ステップＳ２で室外熱交換器温度Ｔｏ５の運転領域の判定を行い、ここで室外熱交換器温度Ｔｏ５が図３に示す中間の領域Ｄ１２にあるかどうかを判断させているが、この実施の形態３では、ステップＳ２で室外熱交換器を通過する風量Ｖｏの運転領域の判定を行い、このステップＳ２により室外熱交換器を通過する風量Ｖｏが図３に示す中間の領域Ｄ１２にあるかどうかを判断させている。他の運転制御フローは図３と同一である。
【００１４】
実施の形態４.
この実施の形態４では、運転状態検出手段６は、室外熱交換器温度と、室外吸込温度と、室外熱交換器を通過する風速とを検出するものである。すなわち、室外熱交換器温度と室外吸込温度と風速とから演算される熱抵抗値Ｒｏの増加により、室外熱交換器への霜の付着の判定を可能にしたものである。すなわち、予め図２に示すように、熱抵抗値Ｒｏに対して領域Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３を設定しておく。ここで、中間の領域Ｄ１２を室外熱交換器に霜が付着して該熱抵抗値が大きくなっているがデフロスト運転が作動しない運転状態を示す領域に設定しておく。
【００１５】
次に、この発明の実施の形態４における運転制御フローについて説明する。実施の形態１における図３の運転制御フローとほぼ同様であるが、ステップＳ２のみが相違する。すなわち、実施の形態１では、ステップＳ２で室外熱交換器温度Ｔｏ５の運転領域の判定を行い、ここで室外熱交換器温度Ｔｏ５が図３に示す中間の領域Ｄ１２にあるかどうかを判断させているが、この実施の形態４では、ステップＳ２で室外熱交換器温度と室外吸込温度と風速とから演算される熱抵抗値Ｒｏの運転領域の判定を行い、ステップＳ２により室外熱交換器温度と室外吸込温度と風速とから演算される熱抵抗値Ｒｏが図３に示す中間の領域Ｄ１２にあるかどうかを判断させている。他の運転制御フローは図３と同一である。
【００１６】
実施の形態５．  
この実施の形態５では、運転状態検出手段６は、室外熱交換器温度ではなく、室内熱交換器温度Ｔｉ５を検出するものである。すなわち、図４に示すように、室内熱交換器温度Ｔｉ５に対して予め領域Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３を設定しておく。ここで、中間の領域Ｄ２２を室内熱交換器が凍結しているが室内熱交換器の凍結防止制御が作動しない運転状態を示す領域に設定しておく。
【００１７】
実施の形態５において、いずれかの冷媒系統が冷房サイクルにて運転しており、そのとき運転状態検出手段６で検出した室内熱交換器温度Ｔｉ５が室内熱交換器２の凍結の影響で低下し、図４で示す中間の領域Ｄ２２にある場合に、以降領域Ｄ２３に至る前に他の停止中の冷媒系統を運転させてから該冷媒系統を凍結防止運転させる。これにより、検出された運転状態が予め設定された運転領域を逸脱したと判断されたとき、停止中の室外ユニットを運転し、運転中の室外ユニットにおいては運転状態を回復させる凍結防止運転を行うので、システム全体として安定かつ効率の良い運転を継続させることができる
【００１８】
実施の形態６．  
この実施の形態６では、運転状態検出手段６は、圧縮機吐出圧力Ｐ１及び圧縮機吸入圧力Ｐ２を検出するものである。すなわち、図５に示すように、圧縮機吐出圧力Ｐ１及び圧縮機吸入圧力Ｐ２に対して予め領域Ｄ３１、Ｄ３２、Ｄ３３を設定しておく。ここで、領域Ｄ３１はユニットの保護が可能で安全に運転できるとみなされる領域であり、領域Ｄ３２は領域Ｄ３１ほど安全ではないが異常停止はしない領域であり、領域Ｄ３３は異常を検知する領域に設定しておく。
【００１９】
実施の形態６において、いずれかの冷媒系統が運転しており、そのとき運転状態検出手段６で検出した圧縮機吐出圧力Ｐ１及び圧縮機吸入圧力Ｐ２が図５に示す領域Ｄ３２にある場合に、他の停止中の冷媒系統を運転させてから該冷媒系統を異常停止させる。これにより、検出された運転状態が予め設定された運転領域を逸脱したと判断されたとき、停止中の室外ユニットを運転し、運転中の室外ユニットにおいては異常停止を行うので、システム全体として安定かつ効率の良い運転を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１における空気調和機を示すシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における室外熱交換器温度による領域設定と運転判定を示す特性図である。
【図３】この発明の実施の形態１における運転制御を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態５における室内熱交換器温度による領域設定と運転判定を示す特性図である。
【図５】この発明の実施の形態６における圧縮機吐出圧力と圧縮機吸入圧力による領域設定を示す特性図である。
【図６】従来の空気調和機における運転制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１  室内ファン、２  室内熱交換器
３  室内ユニット、４  室外ユニット
５  冷媒配管、６  運転状態検出手段、７  判定手段
【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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