(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機及び室外熱交換器を備えた室外機と、室内熱交換器及びこの室内熱交換器へ流れる冷媒流量を調整する流量調整弁を備えた室内機と、上記室外機及び上記室内機を制御する制御装置とを有し、
上記制御装置が、上記室内熱交換器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との差である出入口冷媒温度差を、目標出入口冷媒温度差と比較して、上記流量調整弁の弁開度を制御する空気調和装置において、
上記室内機が優先順位を付けて複数設置され、
制御装置は、上記室内熱交換器から吹き出される空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差である吹出差温に基づき、上記目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を変更し、優先順位が高い室内機の前記下限値の制御範囲を、優先順位が低いものに比べ、同一の吹出差温に対し狭く設定して、当該室内機の流量調整弁の弁開度を増大させることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に係り、特に室内機における室内熱交換器へ流れる冷媒の流量を調整する流量調整弁の弁開度を良好に制御する空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置、特にマルチタイプの空気調和装置は、圧縮機及び室内熱交換器を備えた室外機と、室内熱交換器及びこの室内熱交換器へ流れる冷媒流量を調整する流量調整弁（室内膨張弁）を備えた複数の室内機と、上記室外機及び室内機を制御する制御装置とを有し、複数のそれぞれの室内機により冷房または暖房を実施するものである。
【０００３】
特に、上記制御装置は、室内熱交換器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との差である出入口冷媒温度差を目標出入口冷媒温度差と比較し、前者が後者より大の時に流量調整弁の弁開度を増大させて、室内熱交換器による冷暖房能力を高め、また、前者が後者よりも小の時に流量調整弁の弁開度を減少させて、冷媒の過熱度を上昇させるよう制御している。
【０００４】
ここで、上記目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲は、複数の室内機について固定され一律に設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲は、例えばＲ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒の場合には、Ｒ２２等の単一冷媒または共沸冷媒の場合に比べ広く設定されて、流量調整弁の弁開度を減少させ、冷媒の過熱度を高めて圧縮機への液バックを防止している。しかし、目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を広く設定すると、各室内機へ流れる冷媒量が減少して、室内熱交換器による冷暖房能力が十分得られない。特に、マルチタイプの空気調和装置にあっては、冷媒の分流不良などによって、室内機における室内熱交換器へ流れる冷媒量が不足し、十分なる冷風感を得られない室内機が発生してしまうおそれがある。
【０００６】
また、室内機に優先順位が設定されている場合には、この室内機の優先順位と各室内機における冷媒負荷（空調負荷）の程度とによって、室内熱交換器における目標出入口冷媒温度差の上限値を変動させるものの、上記目標出入口冷媒温度差の下限値は変動させず一律としている。従って、この場合には、特に冷房運転時に、最優先された室内機において十分な冷風感を得ることができないおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、室内熱交換器による冷暖房能力を発揮させる運転と過熱度制御運転とをバランス良く実施させることができる空気調和装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、圧縮機及び室外熱交換器を備えた室外機と、室内熱交換器及びこの室内熱交換器へ流れる冷媒流量を調整する流量調整弁を備えた室内機と、上記室外機及び上記室内機を制御する制御装置とを有し、上記制御装置が、上記室内熱交換器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との差である出入口冷媒温度差を、目標出入口冷媒温度差と比較して、上記流量調整弁の弁開度を制御する空気調和装置において、上記室内機が優先順位を付けて複数設置され、制御装置は、上記室内熱交換器から吹き出される空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差である吹出差温に基づき、上記目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を変更し、優先順位が高い室内機の前記下限値の制御範囲を、優先順位が低いものに比べ、同一の吹出差温に対し狭く設定して、当該室内機の流量調整弁の弁開度を増大させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１に記載の発明には、次の作用がある。
【００１８】
制御装置は、室内機に設定された優先順位、及び室内機における室内熱交換器の吹出差温に基づき、当該室内熱交換器の目標出入口冷媒温度差における下限値の制御範囲を変更することから、優先順位の高い室内機は、優先順位の低い室内機に比べ、当該室内機の室内熱交換器における目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を、同一の吹出差温に対し狭く設定して、当該室内機の流量調整弁の弁開度を増大させれば、優先順位の高い室内機ほど冷暖房能力を高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【００２１】
この図１に示すように、空気調和装置１０は、室外機１１、複数の室内機１２Ａ、１２Ｂ…及び制御装置１３を有してなり、室外機１１の室外冷媒配管１４と室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂ…とが連結されて、非共沸混合冷媒が流れる冷媒回路が構成される。
【００２２】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１４に圧縮機１６が配設され、この圧縮機１６の吸込側にアキュムレータ１７が、吐出側に四方弁１８が室外冷媒配管１４を介してそれぞれ接続され、この四方弁１８に室外熱交換器１９及び電動膨張弁２４が室外冷媒配管１４を介して接続されて構成される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン２０が隣接して配置されている。
【００２３】
一方、室内機１２Ａ、１２Ｂ…はそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂ…に室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…が配設されると共に、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂ…において室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…近傍に、流量調整弁としての電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…が配設されて構成される。上記室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…には、この室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…へ送風する室内ファン２３Ａ、２３Ｂ…が隣接して配置されている。
【００２４】
また、上記制御装置１３は、室外機１１及び室内機１２Ａ、１２Ｂ…の運転を制御し、具体的には、室外機１１における圧縮機１６、四方弁１８、室外ファン２０及び電動膨張弁２４、並びに各室内機１２Ａ、１２Ｂ…における電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…、及び室内ファン２３Ａ、２３Ｂ…をそれぞれ制御する。
【００２５】
制御装置１３により四方弁１８が切り換えられることにより、空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置１３が四方弁１８を冷房側に切り換えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…が蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…が室内を冷房する。また、制御装置１３が四方弁１８を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…が凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器になって暖房運転状態となり、室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…が室内を暖房する。
【００２６】
また、制御装置１３は、室内機１２Ａの空調負荷（冷媒負荷）に応じて、室内機１２Ａにおける電動膨張弁２２Ａの弁開度を調整し、室内機１２Ａにおける室内ファン２３Ａを制御し、また、室内機１２Ｂの空調負荷に応じて、室内機１２Ｂにおける電動膨張弁２２Ｂの弁開度を調整し、室内機１２Ｂにおける室内ファン２３Ｂを制御する。制御装置１３は、他の室内機についても同様に制御する。上述の制御装置１３による各室内機１２Ａ、１２Ｂ…における電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度の調整を更に詳説する。
【００２７】
各室内機１２Ａ、１２Ｂ…には、それぞれの室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂ…における室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の入口側に入口側冷媒温度センサ２５Ａ、２５Ｂ…が、出口側に出口側冷媒温度センサ２６Ａ、２６Ｂ…がそれぞれ配設されている。制御装置１３には、入口側冷媒温度センサ２５Ａ、２５Ｂ…から室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…におけるそれぞれの入口側冷媒温度が送信され、出口側冷媒温度センサ２６Ａ、２６Ｂ…から室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…におけるそれぞれの出口側冷媒温度が送信される。更に、各室内機１２Ａ、１２Ｂ…には、それぞれの室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の空気吹出側に吹出温度センサ２７Ａ、２７Ｂ…が配設される。制御装置１３には、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…から吹き出される空気の温度（吹出温度）が上記吹出温度センサ２７Ａ、２７Ｂ…のそれぞれから送信される。
【００２８】
また、制御装置１３には、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…について、出口側冷媒温度と入口側冷媒温度との差（以下、出入口冷媒温度差という。）の目標値である目標出入口冷媒温度差が格納されている。更に、この制御装置１３には、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…について、吹出温度の目標値である目標吹出温度が格納されている。
【００２９】
そして、制御装置１３は、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての出入口冷媒温度差と目標出入口冷媒温度差とを比較し、出入口冷媒温度差が目標出入口冷媒温度差よりも大きな時には、空調負荷（冷媒負荷）が増大したと判断して、電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を増大させ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…へ流れる冷媒流量を増加させて、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の冷暖房能力を高める。一方、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての出入口冷媒温度差が目標出入口冷媒温度差よりも小さい時には、空調負荷が減少していると判断して、電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を減少させ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…へ流れる冷媒流量を減じて過熱度制御運転を実施し、圧縮機１６への液バックを防止する。
【００３０】
ところで、制御装置１３は、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…について設定された目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての吹出温度と目標吹出温度との差である吹出差温に基づいて、各室内機１２Ａ、１２Ｂ…毎に変更する。更に、制御装置１３は、室内機１２Ａ、１２Ｂ…に優先順位が設定されている場合には、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…について設定された目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の吹出差温及び上記優先順位に基づいて、各室内機１２Ａ、１２Ｂ…毎に変更する。
【００３１】
例えば、図２に示すように、制御装置１３は、空気調和装置１０の冷房運転時に、目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を変更する運転中（サーモＯＮ中）の室内機１２Ａ、１２Ｂ…のｉ号機を特定する（Ｓ１）。
【００３２】
次に、この室内機１２Ａ、１２Ｂ…に優先順位が設定されているか否かを判定する（Ｓ２）。優先順位が設定されていない場合には、この室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機についての吹出差温が、所定値Ａとしての例えば５℃以上であるか、所定値Ｂとしての例えば３℃以下であるか、または例えば３〜５℃の間にあるか否かを判定する（Ｓ３）。
【００３３】
吹出差温が５℃以上である場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を狭くし、例えば１．０〜４．０℃に設定して、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機における電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を増大させる（Ｓ４−１）。これにより、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…へ流れる冷媒流量を増大させ、このｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の冷房能力を向上させる。
【００３４】
吹出差温が３℃以下の場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を広く、例えば１．０〜８．０℃に設定して、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機における電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を減少させる（Ｓ４−２）。この時には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機において冷房がある程度なされていると判断できるので、上述の如く、上記ｉ号機の電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を減少させて、このｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…へ流れる冷媒流量を減少させ、過熱度制御運転を実施して、圧縮機１６への液バックを防止する。
【００３５】
吹出差温が３〜５℃の場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…うちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を中間的な幅、例えば、１．０〜６．０℃に設定して、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機における電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を中間的な開度に設定する（Ｓ４−３）。
【００３６】
一方、ステップＳ２の判定において、室内機１２Ａ、１２Ｂ…に優先順位が設定されている場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのi号機の優先順位が最上位であるか、２番目であるか、または３番目以降であるかを判定する（Ｓ５）。
【００３７】
室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機が最上位の優先順位にあるとき、このｉ号機の吹出差温が所定値Ａとしての例えば３℃以上であるか、所定値Ｂとしての例えば１℃以下であるか、または例えば１〜３℃の間であるか否かを判定する（Ｓ６）。
【００３８】
吹出差温が３℃以上である場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を狭く、例えば１．０〜３．０℃に設定して、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を増大させ（Ｓ７−１）、これにより、上記ｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の冷房能力を高める。
【００３９】
吹出差温が１℃以下である場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を広く、例えば１．０〜８．０℃に設定して、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機のおける電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を減少させ（Ｓ７−２）、これにより、ｉ号機の室内機１２Ａ、１２Ｂ…によって十分に冷房がなされたと判断して、過熱度制御運転を実施する。
【００４０】
吹出差温が１〜３℃の間の場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を中間的な幅、例えば１．０〜５．０℃に設定して、このｉ号機の電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を中間的な開度とする（Ｓ７−３）。
【００４１】
室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機が２番目の優先順位であるとき、このｉ号機の吹出差温が所定値Ａとして例えば４℃以上であるか、所定値Ｂとして例えば２℃以下であるか、または例えば２〜４℃の間であるかを判定する（Ｓ８）。
【００４２】
吹出差温が４℃以上である場合は、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を狭く、例えば１．０〜４．０℃として、このｉ号機の電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を増大させる（Ｓ９−１）。
【００４３】
吹出差温が２℃以下である場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を広く、例えば１．０〜８．０℃に設定して、このｉ号機の電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を減少させる（Ｓ９−２）。
【００４４】
吹出差温が２〜４℃の間である場合には、室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を中間的な幅、例えば１．０〜６．０℃に設定して、このｉ号機の電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を中間的な開度とする（Ｓ９−３）。
【００４５】
室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機が３番目以降の優先順位であるときには、このｉ号機の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…についての目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を広く、例えば１．０〜８．０℃に設定して、過熱度制御運転を実施する（Ｓ１０）。この制御範囲の値１．０〜８．０℃は、３番目以降の優先順位の全ての室内機１２Ａ、１２Ｂ…について同一である。
【００４６】
制御装置１３は、上述のように室内機１２Ａ、１２Ｂ…のうちのｉ号機の優先順位が高い場合には、低い場合に比べ同一の吹出差温（例えば３℃）の場合にも、ステップＳ７−１の如く、ステップＳ９−３の場合に比べ目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を狭く設定して、電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を増大させ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の冷房能力を高める制御を実施する。
【００４７】
尚、優先順位が最上位とそれ以外の場合しかなく、図２における優先順位２番目の室内機１２Ａ、１２Ｂ…が存在しない時には、ステップＳ８、Ｓ９−１、Ｓ９−２及びＳ９−３を省略する。また、本実施の形態では、室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…における目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲が冷房運転時の場合について、図２を用いて説明したが、暖房運転時の場合についても、上記目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲の値を変更する必要はあるものの、同様に適用できる。
【００４８】
従って、上記実施の形態によれば、次の効果▲１▼乃至▲３▼を奏する。
【００４９】
▲１▼制御装置１３が、目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を、吹出差温に基づき変更するよう構成されたことから、吹出差温が所定値Ａ以上の時に、目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を狭く設定して電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を増大させ、これにより、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の冷暖房能力を増大させ、また、吹出差温が所定値Ｂ以下の時に、上記目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を広く設定して電動膨張弁２２Ａ、２２Ｂ…の弁開度を減少させ、これにより、過熱度制御運転を実施して圧縮機１６への液バックを防止する。これらの結果、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…による冷暖房能力を発揮させる運転と、過熱度制御運転をとをバランスよく実施させることができる。
【００５０】
▲２▼制御装置１３が、複数の室内機１２Ａ、１２Ｂ…のそれぞれについて、室内熱交換器２２Ａ、２２Ｂにおける目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を変更するよう構成されたことから、運転状態にある全ての室内機１２Ａ、１２Ｂ…により室内を良好に冷暖房させることができる。
【００５１】
▲３▼制御装置１３は、室内機１２Ａ、１２Ｂ…に設定された優先順位、及び室内機１２Ａ、１２Ｂ…における室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の吹出差温に基づき、当該室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…の目標出入口冷媒温度差における下限値の制御範囲を変更することから、優先順位の高い室内機１２Ａ、１２Ｂ…は、優先順位の低い室内機１２Ａ、１２Ｂ…に比べ、当該室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ…における目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を、同一の吹出差温に対し狭く設定して、当該室内機の流量調整弁の弁開度を増大させることにより、優先順位の高い室内機１２Ａ、１２Ｂ…ほど冷暖房能力を高めることができる。
【００５２】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、空気調和装置１０が室内機１２Ａ、１２Ｂ…を複数台有するマルチタイプの場合を述べたが、室内機が１台の場合であってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る空気調和装置によれば、制御装置が、室内熱交換器から吹き出される空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差である吹出差温に基づき、室内熱交換器の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との差である出入口冷媒温度差における目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を変更するよう構成されたことから、室内機における流量調整弁の弁開度を最適に制御して、室内熱交換器による冷暖房能力を発揮させる運転と過熱度制御運転とをバランスよく実施させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の制御装置が、冷房運転時に室内熱交換器における目標出入口冷媒温度差の下限値の制御範囲を変更させるときのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外機
１２Ａ、１２Ｂ…  室内機
１３  制御装置
１５Ａ、１５Ｂ…  室内冷媒配管
１６  圧縮機
１９  室外熱交換器
２１Ａ、２１Ｂ…  室内熱交換器
２２Ａ、２２Ｂ…  電動膨張弁
２５Ａ、２５Ｂ…  入口側冷媒温度センサ
２６Ａ、２６Ｂ…  出口側冷媒温度センサ
２７Ａ、２７Ｂ…  吹出温度センサ
【図１】
0004104218.tif 000002
【図２】
0004104218.tif 000003