(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機に接続された複数の運転中の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて前記室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転する空気調和システムにおいて、前記運転中の複数の室内機から異なる運転要求が出力された場合に前記室内機のうちで設定温度と室温との温度差が最も大きい室内機からの運転要求に従う運転モードで前記室外機を運転すると共に、前記室外機の運転モードを変更する状況が発生して、且つ当該状況が一定時間連続した場合に、運転モードを変更する制御手段を備えることを特徴とする空気調和システム。
【請求項２】
前記制御手段は前記室外機の運転モードと異なる運転モードでの運転要求を出力する室内機の運転を待機させることを特徴とする請求項１記載の空気調和システム。
【請求項３】
室外機に接続された複数の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて前記室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転すると共に、前記室外機の運転モードの違いによって前記室内機の送風機の風速制御を異ならせる空気調和システムにおいて、前記複数の室内機から異なる運転要求が出力された場合に当該室内機の設定温度と室温との温度差が最も大きい室内機からの運転要求に従う運転モードで前記室外機を運転すると共に、前記室外機の運転モードを変更する状況が発生して、且つ当該状況が一定時間連続した場合に、運転モードを変更する制御手段を備え、この制御手段は前記室外機が暖房運転モードで運転される場合に、前記冷房運転要求を出力する室内機及び前記暖房運転要求を出力する室内機の全ての室内機の送風機を、暖房運転モード時における送風機の風速制御に従って制御することを特徴とする空気調和システム。
【請求項４】
室外機に接続された複数の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて前記室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転すると共に、前記室外機の運転モードの違いによって前記室内機の送風機の風速制御を異ならせる空気調和システムにおいて、前記複数の室内機から異なる運転要求が出力された場合に当該室内機の設定温度と室温との温度差が最も大きい室内機からの運転要求に従う運転モードで前記室外機を運転すると共に、前記室外機の運転モードを変更する状況が発生して、且つ当該状況が一定時間連続した場合に、運転モードを変更する制御手段を備え、この制御手段は前記室外機が冷房運転モードで運転される場合、前記冷房運転要求を出力する室内機及び前記暖房運転要求を出力する室内機の全ての室内機の送風機を、冷房運転モード時における送風機の風速制御に従って制御すると共に、暖房運転要求を出力する運転中の室内機が運転待機した時、当該室内機の送風機の風量を微弱風量に設定することを特徴とする空気調和システム。
【請求項５】
前記制御手段は室内機の電動膨張弁の開度制御を室外機の運転モードに従う室内機の電動膨張弁の開度制御に従って制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室外機と複数の室内機とを接続した空気調和システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室外機に接続された複数の運転中の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転する空気調和システムが知られている。
【０００３】
この種の一般的な空気調和システムでは、一方の室内機を冷房運転させながら、他方の室内機を暖房運転させる冷暖同時混在運転は不可能である。
【０００４】
これを解消するため、従来、冷暖同時混在運転を可能にした空気調和システムが提案されているが（例えば、特開昭６１−１１０８５９号公報）、この種の空気調和システムでは室外機と室内機とを接続するのに一本の液管と二本のガス管とを使用し、各冷媒管には多数の開閉弁を接続しており、空気調和システムが高価になるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した一般的な空気調和システムでは複数の室内機の夫々は室外機の運転モードに従って運転が実行されるだけである。
【０００６】
ところが、一般的な空気調和システムであっても、複数の室内機は複数の室内に分けて設置される場合が多く、夫々の室内機から冷房運転要求、又は暖房運転要求が混在して出力される場合がある。この場合に、従来のものでは、例えば現在暖房運転が実行されてる場合、冷房運転に切り換えるには暖房運転している全ての室内機の運転を停止してからでないと、室外機の運転モードを暖房運転から冷房運転に切り換えることができないために、結局、室内機からの後発の運転要求を無視する制御が行われるのが一般的である。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、各室内機から混在して出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて室外機の運転モードが選択可能にされた空気調和システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、室外機に接続された複数の運転中の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて前記室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転する空気調和システムにおいて、前記運転中の複数の室内機から異なる運転要求が出力された場合に前記室内機のうちで設定温度と室温との温度差が最も大きい室内機からの運転要求に従う運転モードで前記室外機を運転すると共に、前記室外機の運転モードを変更する状況が発生して、且つ当該状況が一定時間連続した場合に、運転モードを変更する制御手段を備えたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１のものにおいて、前記制御手段は前記室外機の運転モードと異なる運転モードでの運転要求を出力する室内機の運転を待機させるものである。
【００１１】
請求項３の発明は、室外機に接続された複数の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて前記室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転すると共に、前記室外機の運転モードの違いによって前記室内機の送風機の風速制御を異ならせる空気調和システムにおいて、前記複数の室内機から異なる運転要求が出力された場合に当該室内機の設定温度と室温との温度差が最も大きい室内機からの運転要求に従う運転モードで前記室外機を運転すると共に、前記室外機の運転モードを変更する状況が発生して、且つ当該状況が一定時間連続した場合に、運転モードを変更する制御手段を備え、この制御手段は、前記室外機が暖房運転モードで運転される場合に、前記冷房運転要求を出力する室内機、及び前記暖房運転要求を出力する室内機の全ての室内機の送風機を、暖房運転モード時における送風機の風速制御に従って制御するものである。
【００１２】
請求項４の発明は、室外機に接続された複数の室内機から出力される冷房運転要求又は暖房運転要求に応じて前記室外機を冷房運転モード又は暖房運転モードで運転すると共に、前記室外機の運転モードの違いによって前記室内機の送風機の風速制御を異ならせる空気調和システムにおいて、前記複数の室内機から異なる運転要求が出力された場合に当該室内機の設定温度と室温との温度差が最も大きい室内機からの運転要求に従う運転モードで前記室外機を運転すると共に、前記室外機の運転モードを変更する状況が発生して、且つ当該状況が一定時間連続した場合に、運転モードを変更する制御手段を備え、この制御手段は、前記室外機が暖房運転モードで運転される場合、前記冷房運転要求を出力する室内機、及び前記暖房運転要求を出力する室内機の全ての室内機の送風機を、冷房運転モード時における送風機の風速制御に従って制御すると共に、暖房運転要求を出力する運転中の室内機が運転待機した時、当該室内機の風量を微弱風量に制御するものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項のものにおいて、前記制御手段は、室内機の電動膨張弁の開度制御を室外機の運転モードに従う室内機の電動膨張弁の開度制御に従って制御するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、複数台の室内機１ａ，１ｂ…（以下、室内機１で代表させる）と一台の室外機３とからなるヒートポンプ形の空気調和機の概略構成図であり、同図中には実線で冷媒回路を示し、一点鎖線で電気回路を示してある。
【００１５】
室内機１側には、室内熱交換器５、電動ファン７、電動膨張弁９、電気ヒータ１１等が設置されている。また、室外機３側には、圧縮機１３、電磁式の四方弁１５、室外熱交換器１７、電動ファン１９、アキュムレータ２１、レシーバタンク２３等が設置されている。冷媒回路を構成する機器は、ガス冷媒あるいは液冷媒の流通に供される冷媒配管３１〜３９により接続されている。
【００１６】
室内機１内には、室内側コントロール器（以下、室内側ＥＣＵと記す）４１が設置されている。室内側ＥＣＵ４１は、図示を省略したが、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶装置）等から構成されている。ＲＯＭには各種の運転制御プログラム等が記憶され、ＥＥＰＲＯＭには組立ラインに設置されたロムライター等により種々の運転制御パラメータが記録されている。室内側ＥＣＵ４１の入力インタフェースには、室温Ｔr を検出する室温センサ６１や、室内熱交換器５の冷房運転時における入口側および出口側の冷媒温度Ｔfi，Ｔfoを検出する第１，第２冷媒温度センサ６３，６５、リモコン６７ａ（入力系）等が接続している。また、室内側ＥＣＵ４１の出力インタフェースには、電動ファン７や電動膨張弁９、電気ヒータ１１、リモコン６７ａ（表示系）等が接続している。
【００１７】
一方、室外機３内には、室外側コントロール器（以下、室外側ＥＣＵと記す）７１が設置されている。室外側ＥＣＵ７１は、室内側ＥＣＵ４１と同様に、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成されている。室外側ＥＣＵ７１の入力インタフェースには、圧縮機１３の吐出側冷媒圧力Ｐdを検出する圧力センサ８３、外気温Ｔaを検出する外気温センサ８５、ディスプレイ９１を備えたコントロールパネル９３等が接続している。
【００１８】
また、室外側ＥＣＵ７１の出力インタフェースには、四方弁１５、電動ファン１９、コントロールパネル９３等が接続している。尚、各室内側ＥＣＵ４１と室外側ＥＣＵ７１とは、入出力インタフェースを介してシリアル通信により接続されており、相互に信号の授受を行う。
【００１９】
次に、冷房運転時における冷媒の流れを説明する。
【００２０】
冷媒配管３９から圧縮機１３に吸引されたガス冷媒は、断熱圧縮により高温高圧となって圧縮機１３から吐出され、冷媒配管３１、四方弁１５、冷媒配管３２を経由して室外熱交換器１７に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器１９内を通過する間に外気により冷却され、凝縮することにより液冷媒となった後、冷媒配管３３、レシーバタンク２３、冷媒配管３４を経由して電動膨張弁９に流入する。液冷媒は、電動膨張弁９で流量を調整された後、冷媒配管３５を経由して室内熱交換器７に流入する。液冷媒は、室内熱交換器７内を通過する間に気化してガス冷媒となり、気化潜熱により電動ファン７が送風した室内空気を冷却する。この際、室内側ＥＣＵ４１は、設定温度Ｔsと室温Ｔrとの偏差に基づき電動ファン７の回転数（rpm ）を制御すると共に、室内熱交換器７の入口側冷媒温度Ｔfiと出口側冷媒温度Ｔfoとの偏差が所定値（例えば、０〜１℃）となるように電動膨張弁９の開弁量（弁体駆動用ステップモータのステップ数）を制御する。室内熱交換器７内で気化したガス冷媒は、冷媒配管３６、四方弁１５、冷媒配管３７を経由してアキュムレータ２１に流入し、冷媒配管３９から再び圧縮機１３に吸引される。尚、暖房運転時には、四方弁１５が点線で示す位置に切り換えられ、圧縮機１３から吐出された冷媒は、冷房運転時と逆の経路を経て流れ、最終的には、冷媒配管３７を経由してアキュムレータ２１に流入し、冷媒配管３９から再び圧縮機１３に吸引される。
【００２１】
さて、上記構成の空気調和システムにおいて、リモコン６７ａから室内側ＥＣＵ４１に冷房運転要求又は暖房運転要求が入力されると、この要求は室内側ＥＣＵ４１から室外側ＥＣＵ７１にシリアル通信により出力される。複数の室内機１が複数の室内に分けて設置される場合、各室内機１から冷房運転要求又は暖房運転要求が混在して出力される場合がある。この場合、室外側ＥＣＵ（制御手段）７１は入力される冷房運転要求又は暖房運転要求を、図２に示すフローチャートに従って処理し、室外機３の最適な運転モードを選択し、この運転モードに従って室外機３の運転を実行する。
【００２２】
図２においてまず室外機３に対する室内機１の接続台数がチェックされる（Ｓ１）。室内機１の接続台数が２台未満の時には本制御は実行されない。室内機１が２台以上接続されている場合には運転中の室内機１の内で設定温度Ｔsと室温Ｔrとの温度差が最も大きい室内機１からの運転要求に従って「冷暖モード」が設定される（Ｓ２）。この温度差の最も大きい室内機１が暖房運転要求を出力していれば、Ｓ３で「冷暖モード」が暖房運転モードと判定され、Ｓ３１で「冷暖フラグＦ」がセットされる。一方、Ｓ２で温度差の最も大きい室内機１が冷房運転要求を出力していれば、Ｓ３で「冷暖モード」が冷房運転モードと判定され、この場合にはＳ３２で「冷暖フラグＦ」がリセットされる。
【００２３】
この「冷暖フラグＦ」は室内機１全体から見た場合の室外機３への冷房／暖房運転要求フラグを表し、室外機３は「冷暖フラグＦ」にセットされた値に従う運転モードで運転される。
【００２４】
ついで冷房運転要求又は暖房運転要求を出力する室内機１の台数がチェックされる（Ｓ４）。２台以上あればＳ５に移行し、Ｓ５では現在の室外機３の運転状態を示す「冷房／暖房モードフラグＦｍ」（暖房運転時「１」、冷房運転時「０」）と「冷暖フラグＦ」とが比較され、両者が一致すれば現在の室外機３の運転状態が維持される。一致していなければＳ６に移行して一定時間連続してＳ５の「冷暖フラグＦ」が出力されたか否かが判定され、出力された場合には室外機３の運転モードが変更される（Ｓ７）。一定時間連続して出力されていない場合には「冷暖フラグＦ」が「冷房／暖房モードフラグＦｍ」の値にセットされ、室外機３の現在の運転状況が保持される（Ｓ８）。Ｓ６で一定時間連続したか否かを判定するのは室外機３の運転モードの急激な変更を回避するためである。
【００２５】
上述のように室外機３が「冷暖フラグＦ」に従い運転された後、室外機３の運転モードと同じ運転要求を出力する室内機１の運転がそのまゝ継続され、異なる運転要求を出力する室内機１がサーモオフ（運転の待機）される（Ｓ９）。
【００２６】
この実施形態では、運転中の室内機１の内で設定温度Ｔsと室温Ｔrとの温度差が最も大きい室内機１からの運転要求に従って当該室外機３の運転モードが決定されるので、まず、差温の大きい室の空調が優先されると共に、差温の大きい室に変更があれば、ついでこの変更後の室の空調が優先される。
【００２７】
この実施形態では、室内機１の運転要求に従って室外機３を動作させるという従来からの室外機３の制御を変更することなく、運転中の室内機１から互いに異なる冷房運転要求又は暖房運転要求が出力されたとしても、室外側ＥＣＵ７１がこれらの運転要求の内から室外機３の最適な運転モードを選択し、この運転モードに従って室外機３の運転を実行するので、ユーザはリモコン６７ａを使用して自由に室内機１に運転要求を入力することができる。
【００２８】
図３は、室内機１の送風機７の風速制御を実行するフローチャートである。
【００２９】
図２に示した制御に従うと、室外機３の運転モードとこれに接続された室内機１の運転要求モードとが異なる場合が存在する。
【００３０】
室内機１の送風機７の風速制御では当該室内機１の運転モードによって異なる制御が実行されるので、室外機３の運転モードと室内機１の運転要求モードとが異なる場合には、いずれのモードに従って室内機１の送風機７の風速制御を実行するかを決定する必要がある。
【００３１】
この実施形態では、風速制御が以下の手順に従って決定される。
【００３２】
まず、Ｓ１１で、図２に示した制御に従って室外機３が冷房運転モードで運転され、且つ暖房運転要求を出力する室内機１が運転停止の状態にあるか否かが判定される。その状態にある場合、冷房運転要求を出力する室内機１、及び暖房運転要求を出力する室内機１の全ての室内機１の送風機７が冷房運転モード時における送風機７の風速制御に従って制御される（Ｓ１２）。この場合には運転停止状態にある室内機１の送風機７の運転は停止される。
【００３３】
Ｓ１１の判定がＮＯの場合には、Ｓ１３に移行し、ここでは室外機３が暖房運転モードで運転され、且つ冷房運転要求を出力する室内機１が運転停止の状態にあるか否かが判定される。その状態にある場合、冷房運転要求を出力する室内機１、及び暖房運転要求を出力する室内機１の全ての室内機１の送風機７が暖房運転モード時における送風機７の風速制御に従って制御される（Ｓ１４）。
【００３４】
この場合には、仮に運転停止の状態にあっても、室内機１の送風機７の運転が必要に応じて継続される場合がある。
【００３５】
Ｓ１３の判定がＮＯの場合には、Ｓ１５に移行し、ここでは室外機３が冷房運転モードで運転され、且つ、暖房運転要求を出力する室内機１がサーモオフで運転待機の状態にあるか否かが判定される。その状態にある場合には、運転待機の状態にある室内機１の設置された室温監視のために室内機１の送風機７の風量が微弱風量に設定される（Ｓ１６）。
【００３６】
なお、前述したステップ（Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５）の全てがＮＯである場合には通常の送風機制御が実行される。
【００３７】
別の実施形態では、室内機１の電動膨張弁９の開度制御が決定される。この電動膨張弁９の開度制御は当該室内機１の運転モードによって異なる制御が実行されるので、室外機３の運転モードと室内機１の運転要求モードとが異なる場合には、いずれのモードに従って室内機１の電動膨張弁９の開度制御を実行するかを決定する必要がある。この実施形態では、室内機１の電動膨張弁９の開度制御が室外機３の運転モードに従って実行される。
【００３８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の空気調和システムによれば、各室内機から異なる冷房運転要求又は暖房運転要求が出力されたとしても、当該異なる運転要求に応じて適宜に室外機の運転モードが選択されるので、ユーザが各室内機の運転状態を自由に選択することができる。
【００４０】
また、室内機の運転要求モードと室外機の運転モードとが全く異なる場合においても、室内機の送風機の風速制御或いは室内機の電動膨張弁の開度制御を好適に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る空気調和システムのフローチャートである。
【図３】室内機の送風機の風速制御を実行するフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  室内機
３  室外機
７  送風機
９  電動膨張弁
６７ａ  リモコン
７１  室外側ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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