(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を有し、前記四方切換弁を切り換えることにより室内熱交換器を蒸発器、または凝縮器として作用させる冷凍サイクルと、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一の室内ユニット内に風上から順に前記蒸発器及び前記温水熱交換器を配置し、少なくとも前記蒸発器及び前記温水熱交換器を用いる除湿運転のモード、蒸発器を用いる冷房運転のモード、凝縮器を用いる暖房運転のモード、温水熱交換器を用いる暖房運転のモード、凝縮器と温水熱交換器とを併用する暖房運転のモードを選択可能に構成した前記室内ユニットを複数台備え、最初に運転する室内ユニットに対し凝縮器を用いる暖房運転を選択し、次いで運転する室内ユニットに対し蒸発器を用いる除湿運転または冷房運転を選択した場合、前記四方切換弁を室内熱交換器が蒸発器として作用するように切り換えることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記最初に暖房運転が選択された室内ユニットは室内熱交換器を用いずに、温水熱交換器のみを用いる暖房運転のモードに変更し運転されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を有し、前記四方切換弁を切り換えることにより室内熱交換器を蒸発器、または凝縮器として作用させる冷凍サイクルと、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一の室内ユニット内に風上から順に前記蒸発器及び前記温水熱交換器を配置し、少なくとも前記蒸発器及び前記温水熱交換器を用いる除湿運転のモード、蒸発器を用いる冷房運転のモード、凝縮器を用いる暖房運転のモード、温水熱交換器を用いる暖房運転のモード、凝縮器と温水熱交換器とを併用する暖房運転のモードを選択可能に構成した前記室内ユニットを複数台備え、最初に運転する室内ユニットに対し、蒸発器を用いる除湿または冷房運転を選択し、次いで運転する室内ユニットに対し凝縮器を用いる暖房運転を選択した場合、前記次いで運転される室内ユニットは室内熱交換器を用いずに、温水熱交換器のみを用いる暖房運転のモードに変更し運転されることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
本発明は圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を有する冷凍サイクルと、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上から順に前記蒸発器及び前記温水熱交換器を配置し、複数の運転モードを選択可能に構成したユニットを複数台接続した空気調和機に関し、ユニット毎に選択される運転モードの不一致の補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷房運転、暖房運転、除湿運転など複数の運転モードが選択可能なユニットを単一の熱源側ユニットに接続してなる通称マルチ型と称する空気調和機では、熱源側ユニットに設定された運転モードで全てのユニットが同一運転モードになるものであり、異なる運転モードが選択された場合にはそのユニットの運転が行われないものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の空気調和機では、単一の熱源側ユニットに接続される全てのユニットが同じ運転モードになるためユニット毎に任意の運転モードを選択することができないものであった。
【０００４】
本願発明はこのような問題点に対して、ユニット間で異なる運転モードを選択可能にした空気調和機を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を有し、前記四方切換弁を切り換えることにより室内熱交換器を蒸発器、または凝縮器として作用させる冷凍サイクルと、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一の室内ユニット内に風上から順に前記蒸発器及び前記温水熱交換器を配置し、少なくとも前記蒸発器及び前記温水熱交換器を用いる除湿運転のモード、蒸発器を用いる冷房運転のモード、凝縮器を用いる暖房運転のモード、温水熱交換器を用いる暖房運転のモード、凝縮器と温水熱交換器とを併用する暖房運転のモードを選択可能に構成した前記室内ユニットを複数台備え、最初に運転する室内ユニットに対し凝縮器を用いる暖房運転を選択し、次いで運転する室内ユニットに対し蒸発器を用いる除湿運転または冷房運転を選択した場合、前記四方切換弁を室内熱交換器が蒸発器として作用するように切り換えることを特徴とする空気調和機である。
【０００６】
また、前記最初に暖房運転が選択された室内ユニットは室内熱交換器を用いずに、温水熱交換器のみを用いる暖房運転のモードに変更し運転されるものである。
【０００７】
また、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を有し、前記四方切換弁を切り換えることにより室内熱交換器を蒸発器として作用させ、または凝縮器として作用させる冷凍サイクルと、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一の室内ユニット内に風上から順に前記蒸発器及び前記温水熱交換器を配置し、少なくとも前記蒸発器及び前記温水熱交換器を用いる除湿運転のモード、蒸発器を用いる冷房運転のモード、凝縮器を用いる暖房運転のモード、温水熱交換器を用いる暖房運転のモード、凝縮器と温水熱交換器とを併用する暖房運転のモードを選択可能に構成した前記室内ユニットを複数台備え、最初に運転する室内ユニットに対し凝縮器を用いる暖房運転を選択し、次いで運転する室内ユニットに対し蒸発器を用いる除湿または冷房運転を選択した場合、前記四方切換弁を室内熱交換器を蒸発器として作用するように切り換えることを特徴とする空気調和機である。
【０００９】
また、蒸発器へ送風する送風量を周期的に増減させて除湿効果を得るドライ運転のモードを備えるものである。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の温水回路及び冷凍サイクルを示す概略図である。この図において、５ａ、５ｂは被調和室に設けられた室内ユニットであり、８は屋外に設けられた室外ユニットである。
【００１１】
３は温水を供給するボイラー等からなる熱源側ユニットであり、信号に応答して温水暖房用に温水を循環させる機能を備える汎用のものを用いることができる。
【００１２】
熱源側ユニット３からの出湯は温水管１２と戻り管１１とで温水の循環回路が構成され、温水管１２と戻り管１１との間には流量可変弁１４ａと温水熱交換器（放熱器）１３ａとが室内ユニット５ａの中で直列に接続され、流量可変弁１４ｂと温水熱交換器１３ｂとが室内ユニット５ｂの中で直列に接続されている。
【００１３】
これら流量可変弁１４ａ、１４ｂの開度を調節することによって温水熱交換器１３ａ、１３ｂに流れる温水の流量を調節することができる。すなわち暖房（加熱）能力を負荷に基づいて任意に能力制御することができるものである。
【００１４】
尚、温水熱交換器１３ａ、１３ｂで加熱された調和空気は送風機（図示せず）で実線矢印に示すように被調和室に供給されるものである。
【００１５】
室外ユニット８には圧縮機１７（第１の設定値とこの設定値より小さい第２の設定値との間で任意に運転能力を設定することができる運転能力可変型の圧縮機）、四方弁１８、室外熱交換器１９、電動膨張弁２０、ストレーナー２１、アキュムレーター２３が搭載され、室内ユニット５ａには室内熱交換器２２ａが温水熱交換器１３ａの風上になるように配置されている。室内ユニット５ｂには室内熱交換器２２ｂが温水熱交換器１３ｂの風上になるように配置されている。
【００１６】
これらの機器は圧縮機１７から吐出される冷媒が循環する冷凍サイクルを構成するように冷媒配管で環状に接続されている。四方弁１８を切り換えることにより室内熱交換器２２ａ、２２ｂを蒸発器（冷房運転時）として作用させ、または凝縮器（暖房運転時）として作用させるものである。
【００１７】
従って、室内ユニット５ａで冷房運転を行うときは流量可変弁１４ａを閉じ、圧縮機１７を運転し四方弁１８を図１の実線に示す状態にすることによって、室内熱交換器２２ａで冷媒が蒸発して被調和室の冷房運転が可能になる。
【００１８】
暖房運転時は流量可変弁１４ａを開いて温水熱交換器１３ａに温水を供給することによって暖房運転が行われる。このとき、圧縮機１７を運転し、四方弁１８を図１に示す点線の状態に切り換えれば、室内熱交換器２２ａで冷媒が凝縮し暖房能力の増加が行えるものである。
【００１９】
尚、冷媒熱交換器２２ａを蒸発器として作用させ、同時に温水熱交換器１３ａに温水を供給することによって被調和室の除湿運転が可能になる。すなわち蒸発器で冷却されかつ水分が凝縮して除去された空気を温水熱交換器１３ａで再加熱する事によって除湿された空気が得られるものである。
【００２０】
このとき流量可変弁１４aの開度を調節して温水の流量を調節すれば再加熱時の加熱量を調整でき、除湿運転時に被調和室に吹き出される調和空気の温度を調節することができるものである。
【００２１】
室内ユニット５ａの運転を制御する制御回路（図２で説明）は信号線を介して室外ユニットの制御回路１０へつながると共に温水供給源３へも信号線を介してつながっている。
【００２２】
尚、２４ａ、２４ｂはそれぞれ利用側熱交換器２２ａ、２２ｂへ流れる冷媒を制御する開閉弁である。
【００２３】
尚、室内ユニット５ｂについても室内ユニット５ａと同様に動作するので説明は省略する。
【００２４】
図２は室内ユニット５ａの制御回路を示すブロック図である（尚、室内ユニット５ｂも同様な制御回路を備える）。この図において、２５はプラグであり、屋内配線に接続され商用の交流電力（例えば１００Ｖ）の供給を受けるものである。この交流電力はスイッチ２６を介して制御回路内に供給されると共に、パワーリレー２７の常開接片２７ａと端子２８を介して室外ユニット８へ電力が供給されるものである。常開接片２７ａは空気調和機の運転中に閉じて室外ユニットの運転を可能にするもである。
【００２５】
２９は送風用のＤＣファンであり、温水熱交換器１５ａ、室内熱交換器２２へ室内（被調和室）の空気を循環させるものである。このＤＣファン２９は、モーター電源３０から出力される直流の定電圧を駆動回路３１で回転子の回転角度に応じてスイッチングして所定の固定子巻き線に通電させ回転子の連続回転を得るブラシレスモーターである。
【００２６】
駆動回路３１でのスイッチングをマイコン３２（制御部）が制御し、またモーター電源３０から出力される定電圧の電圧を変えることによってＤＣファン２９の回転数を変えることができる。この電圧はマイコン３２で制御するようにしても良い。
【００２７】
３３は制御回路電源であり、ＤＣファン２９以外の駆動素子（マイコン、リレー及び各種センサなど）へ電力を供給するものであり、モーター電源３０にヒューズ３４と共に直列に接続されている。
【００２８】
３５、３６はそれぞれシリアル電源、シリアル回路であり、端子２８の▲３▼端子、信号線（▲２▼端子を電源と共通線としている）を介して室外ユニット８のマイコンと信号の送受を可能にするものであって、シリアル電源３５で生成された定電圧にシリアル回路３６でマイコン３２からの信号を重畳させて▲３▼端子から出力し、また受信した信号をマイコン３２に出力するものである。送受信する信号方式としては汎用のＰＣＭ方式などが可能であるが、これに限るものではない。
【００２９】
３７は熱源側ユニット（給湯器）３と信号線７を介して信号の送受を行うインターフェース回路であり、マイコン３２と熱源側ユニット３との間での信号の送受を可能にしている。
【００３０】
４０は記憶部であり、マイコンの初期定数を格納し、マイコン３２のイニシル時にこれらの定数が読み込まれるものである。
【００３１】
４２はスピーカーであり信号の受信音や警報音などを必要に応じて出力するものであり、マイコン３２からの出力によって制御されている。
【００３２】
４４、４５はフラップモータ、流量可変弁１４aの駆動用ステップモータであり、マイコン３２からの信号で駆動回路４３を介して制御される。フラップモータ（ステップモータ）４４を駆動させることによって室内ユニット５から被調和室へ吐出される調和空気の角度を変えることができるものである。また、ステップモータ４５を駆動させることによって流量可変弁１４aの開度が変わり温水の流量を変えることができるものである。
【００３３】
４６は表示部であり、マイコン３２からの信号で点灯が制御されるＬＥＤやリモートコントローラからのワイヤレス信号（赤外線信号）を受信する受信用ＩＣを含む受信回路であり、リモートコントローラからの信号を復調後マイコン３２に出力するものである。
【００３４】
４７は室温センサであり、室内ユニット５ａの空気の吸い込み側に設けられ室内の空気の温度を検出するものであり、このセンサの出力はマイコン３２がＡ／Ｄ変換した後取り込み温度制御に用いられる。
【００３５】
尚、室温はセンサをリモートコントローラに設け、このセンサで検出した温度を表示部４６の受信回路で受信して運転制御に用いるようにしてもよい。
【００３６】
４８は室内熱交換器２２に取り付けられる冷媒熱交換器温度センサであり、室内熱交換器２２の温度を検出し、マイコン３２はこの温度に基づいて、過負荷状態や温度異常に対する制御を行うものである。
【００３７】
４９は温水熱交換器温度センサであり、温水熱交換器１５の温度を検出し、マイコン３２はこの温度に基づいて、過負荷状態や温度異常（凍結）に対する制御を行うものである。
【００３８】
５０は吐出温度センサであり、空気調和機から被調和室へ吐出される調和空気の温度を検出し温度異常に対する制御を行うものである。
【００３９】
５１はスイッチ基板であり、試運転／通常運転／停止等の運転時のモードを切り換えるスイッチであり、近くには異常発生時の原因を特定するための表示ＬＥＤが複数設けられている。
【００４０】
このように構成された室内ユニット５ａは、リモートコントローラ（図示せず）の操作に基づく信号を受信して空調運転が行われると共に、最適な空調運転が行えるように圧縮機の運転能力を第１の設定値と第２の設定値との間で自動的に制御するものである。このような運転能力の制御はマイコン３２内にプログラムで構成された運転能力制御部によって行われる。
【００４１】
また流量可変弁１４ａの開度も暖房運転／除湿運転などの時に室内の負荷に応じて最適な空調運転が行えるように制御するものである。同時に熱源ユニット３を制御する信号（給湯の開始、出湯温度の変更など）をインターフェース回路３７を介して送信するものである。
【００４２】
図３は室外ユニットに搭載される制御回路の概略を示すブロック図であり、端子板６１の端子番号を同じくして図２に示す端子板２８に接続されるものである。
【００４３】
この図において、６２は電源回路であり、端子板６１の１番端子、２番端子を介して得られる室内ユニットからの１００Ｖの交流電力を倍電圧整流し平滑するものである。この電源回路６２から出力される直流電力は、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路６３へ出力されて、３相交流（圧縮機１７が誘導電動機を用いている場合）または、回転子の回転位置に対応する固定子巻線を通電できる波形（圧縮機１７が直流ブラシレスモータを用いている場合）に変換された後圧縮機１７へ供給される。
【００４４】
６４はマイコンであり、端子板６１の３番端子及びシリアル回路６５を介して室内ユニットのマイコン３２から制御信号を受信し主に圧縮機１７の回転数、四方切換弁１８の切換やファンモータ６６の運転などの制御を行うものである。
【００４５】
従って室外ユニット８は室内ユニット５ａから送られて来る運転能力を示す信号に対応する運転能力で第１の設定値と第２の設定値（＜第１の設定値）との間で圧縮機１７の運転を行うものであり、室外ユニット８において異常が起きたときは室内ユニット５ａが自動的に保護動作を行うものである。
【００４６】
このように構成された空気調和機は、マイコン３２がそれぞれの機器を制御することによって以下の（１）〜（６)の運転モードから選択された運転モードで運転することができる。
【００４７】
（１）通常暖房の運転モード：温水供給源３を作動させ温水熱交換器１３ａへ温水を供給して行う暖房運転であり、空調負荷の大きさに応じて流量可変弁１４ａの開度を変えて暖房能力の制御を行う。
【００４８】
（２）単独ヒートポンプの運転モード：圧縮機１７を作動させて利用側熱交換器２２ａを凝縮器として作用させて行うヒートポンプによる暖房運転であり空調負荷の大きさに応じて圧縮機１７の運転能力を変える。
【００４９】
（３）連動暖房の運転モード：温水供給源３を作動させ温水熱交換器１３ａへ温水を供給して行う暖房運転に、所定の条件を満たした際に圧縮機１７を作動させて利用側熱交換器２２ａを凝縮器として作用させて行うヒートポンプによる暖房運転を組み合わせる運転モード。所定の条件としては暖房運転開始時や特定のスイッチを操作したときなど急速な暖房が必要になった時などである。
【００５０】
（４）冷房の運転モード：圧縮機１７を作動させて利用側熱交換器２２ａを蒸発器として作用させる。尚、利用側熱交換器２２ａは四方弁１８の切換によって凝縮器／蒸発器の切換が行える。圧縮機の１７の運転能力は空調負荷に応じて制御される。
【００５１】
（５）ドライの運転モード：温水供給源３を作動させ温水熱交換器１３ａへ温水を供給すると共に圧縮機１７を作動させて利用側熱交換器２２ａを蒸発器として作用させる。蒸発器が風上に配置されているので、このような動作によって蒸発器で冷却され水分が凝縮除去された後温水熱交換器２２ａでほぼ室温まで加熱される。この加熱量（流量制御弁１４ａの開度）を調節することによって被調和室（室内）に戻す空気の温度を調節することができるものである。
【００５２】
（６）送風の運転モード：流量可変弁１４ａを全閉状態にすると共に圧縮機１７の運転を停止し、ＤＣファンモータ２９のみを運転して送風を行うものである。
【００５３】
これらの運転モードの選択はリモコンなどの設定スイッチにより選択され、マイコン３２によっていずれかの運転モードで運転が制御されるものである。
【００５４】
尚、室内ユニット５ｂも同様の動作を行うものであり、説明は省略する。
【００５５】
室内ユニット５ａ、５ｂが同じ運転モードを選択していれば、冷凍サイクル及び温水回路もこの運転モードに合わせた運転状態（以下システム運転モードと称する）になるが、異なる運転モードが選択された状態（異モード）では、通常システム運転モードと異なる運転モードが選択された室内ユニットは停止状態に設定され空調運転が行われないが本発明では図４に示す変換テーブルを用いて異モード運転を可能にしている。
【００５６】
室内ユニット５ａ、５ｂのいずれもが停止の状態でどちらか一方（例えば室内ユニット５ａ）が運転を開始するとシステム運転モードは室内ユニット５ａの選択状態に応じてＡ〜Ｆのいずれかの状態になり、室内ユニット５ａはシステム運転モードで運転が行われる。
【００５７】
次いでもう一方の室内ユニット５ｂが運転を開始する際、すなわち起動時運転モードに基づいて図４に示すような関係で運転モードの再選択（異モードコントロール）が行われ、室内ユニット５ｂは再選択された運転モードで運転が開始される。
【００５８】
図４において異モードコントロール前でシステム運転モード（室内ユニット５ａ）が「Ａ」（連動暖房）の時に室内ユニット５ｂが「連動暖房」を選択すると、システム運転モードがそのまま「連動暖房」になり、室内ユニット５ｂは「連動暖房」でそのまま運転が開始される。
【００５９】
次に異モードコントロール前でシステム運転モードが「Ａ」の時に室内ユニット５ｂが「通常暖房」を選択すると、システム運転モードがそのまま「連動暖房」になり、室内ユニット５ｂは「通常暖房」でそのまま運転が開始される。
【００６０】
すなわち、システム運転モードで冷凍サイクル及び温水回路が作動しているので室内ユニット５ｂは開閉弁２４ｂを閉じて冷媒の循環を停止し温水のみで暖房運転を行うものである。
【００６１】
次に異モードコントロール前でシステム運転モードが「Ａ」（連動暖房）の時に室内ユニット５ｂが「単独ヒートポンプ」を選択すると、システム運転モードがそのまま「連動暖房」になり、室内ユニット５ｂは「通常暖房」で運転が開始される。
【００６２】
すなわち、圧縮機１７の運転はシステム運転モードにより室内ユニット５ａで制御され、室内ユニット５ｂは圧縮機１７の運転による暖房運転が制御できないので、流量制御弁１４ａの制御による暖房運転が行われるものであるが、単独ヒートポンプ運転による暖房と温水による暖房とは空調効果が類似しているのでこの置き換えを行っても利用者には同等の空調効果が得られるものである。
【００６３】
異モードコントロール前でシステム運転モードが「Ａ」（連動暖房）の時に室内ユニット５ｂが「ドライ」を選択すると、システム運転モードは「通常暖房」になり、室内ユニット５ｂは「ドライ」でそのまま運転が開始される。
【００６４】
すなわち、室内ユニット５ｂがドライを行うためには冷凍サイクルによる冷房運転と温水回路による暖房運転が必要になる。連動暖房と通常暖房とは空調効果が類似し置き換えが可能なので、室内ユニット５ｂの運転を優先して冷凍サイクルによる冷房運転と温水回路による暖房運転とによるドライの運転モードを設定し、室内ユニット５ａを「通常暖房」に置き換えて同等の空調効果を維持するものである。
【００６５】
異モードコントロール前でシステム運転モードが「Ａ」（連動暖房）の時に室内ユニット５ｂが「冷房」を選択すると、システム運転モードは空調効果が類似する「通常暖房」になり、室内ユニット５ｂは冷凍サイクル冷房運転に切り換えて「冷房」を開始する。
【００６６】
すなわち、「連動暖房」を「通常暖房」にかえて、冷凍サイクルの運転を暖房から冷房に切り換えることを可能にして、室内ユニット５ｂの冷房運転を可能にする。
異モードコントロール前でシステム運転モードが「Ａ」（連動暖房）の時に室内ユニット５ｂが「送風」を選択すると、システム運転モードがそのまま「連動暖房」になり、室内ユニット５ｂは開閉弁２４ｂを閉じ流量可変弁１４ｂを閉じ「送風」でそのまま運転が開始される。
【００６７】
また、システム運転モードが図４に示す「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、［Ｅ］、「Ｆ」であっても、図４に示す変換テーブルに基づいて室内ユニットの運転モードが再選択されるものである。
【００６８】
また、除湿の空調効果が得られる運転モードには、冷凍サイクルによる蒸発器を作動させ、この蒸発器を介して室内に送風する空気の送風量を周期的に増減させることによって行う方法もあり、このような運転モードを加えても良い。
【００６９】
送風量が少ないときは蒸発器での結露が多くなって除湿主体の運転となり、送風量が多いときは冷房主体の運転となり、冷房運転の時間が短くなる分室温が下がらなくなり除湿効果が得られるものである。
【００７０】
このような運転モードの再選択はマイコン３２が図４に示す変換テーブルに基づいて判断して行うものである。室内ユニット５ｂが先に運転を開始していても同様に動作するものであり、また、本実施例では室内ユニット５ａ、５ｂの２台を用いたが３台以上の室内ユニットに対しても同様な変換テーブルを用いて運転モードの再選択を行うことができるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように本発明の空気調和機では、複数の室内ユニットがそれぞれ異なる運転モードを選択しても、変換テーブルを用いて同等の空調効果が得られる運転モードに変えることによって異なる運転モード組み合わせを可能にすることができるものである。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】  本発明の冷凍サイクル及び温水回路を示す説明図である。
【００７４】
【図２】  図１に示した室内ユニットの制御を示すブロック図である。
【００７５】
【図３】  図１に示した室外ユニットの制御を示すブロック図である。
【００７６】
【図４】  本発明の動作を示す変換テーブルである。
【００７７】
【符号の説明】
５ａ  室内ユニット
８    室外ユニット
１３ａ  温水熱交換器
２２  室内熱交換器
３２  マイコン
【図１】
0004242979.tif 000002
【図２】
0004242979.tif 000003
【図３】
0004242979.tif 000004
【図４】
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