JP5192883B2 - マルチ形空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ形空気調和機に関するものである。

マルチ形空気調和機は、１台の室外機に対して、複数台の室内機が互いに並列に接続されて構成される（特許文献１参照）。
このようなマルチ形空気調和機は、たとえば、ビル等の多数の部屋（室内機設置箇所）を持つところで用いられるので、室外機と室内機との距離が長くなる。これもあいまって各室内機と室外機とを接続する配管長が長くなるので、封入される冷媒の量が多くなる。
このため、圧縮機側に戻ってくる液冷媒の量も必然的に多くなるので、それが圧縮機まで戻る可能性が多くなる。
また、室内機が多数備えられているので、たとえば、一斉に何台かの室内機がＯＦＦされる、あるいは設定温度に到達する等による室内負荷の急変動、すなわち、低下等があると、液冷媒が室内機にて蒸発させきれない事態がある。このように膨張弁開度とシステムの運転状態とが乖離すると、液冷媒が圧縮機にまで流入する事態となる。

このような場合、液冷媒が圧縮機に許容されている所定量以上に多く流入すると、圧縮機は過負荷となり焼付き等の故障に至る恐れがある。
したがって、液冷媒が圧縮機まで戻らないようにするため種々の工夫が提案され、かつ、用いられている。
たとえば、室内負荷の急激な低下が発生すると、膨張弁の開度を絞って液冷媒を室内機にて蒸発させるように制御する。
あるいは、圧縮機の吸入側に気液分離して液冷媒を貯留する大容量のアキュームレータを設置することにより回避する。

特開２００７−４０５６３号公報

ところで、制御によって室内負荷の急激な低下時に膨張弁の開度を絞るものでは、膨張弁を絞ることによって圧縮機へ吸入される冷媒の圧力である低圧圧力が急激に低下することがある。
このように低圧圧力が急激に低下して所定の圧力値よりも低下すると、圧縮機の故障につながるので、保護のため圧縮機を停止させざるを得ない状況となる。圧縮機が停止されると、冷媒の循環が無くなるので、室内機での空調性能が低下し、室内の快適性が損なわれることとなる。

また、アキュームレータ等のバッファを用いるものでは、負荷の増加に伴い貯留された冷媒を再度循環させる必要があるが、一旦アキュームレータに貯留されるとそれが滑らかに行えない、言い換えると、時間がかかる。このため、一時的に室内機での空調性能が低下し、室内の快適性が損なわれることとなる。
この場合、室外機内に大きなアキュームレータを設置するスペースを確保しなければならず、室外機を小型コンパクト化する上でのネックとなる。また、アキュームレータを小型化し、あるいは、無くし、コストダウンすることも困難となる。

本発明は、このような事情に鑑み、低圧圧力および液冷媒の量をともに許容できる範囲に抑えるように膨張弁開度を制御し、圧縮機の故障の可能性を小さくするとともに、アキュームレータおよび室外機を小型コンパクト化できるマルチ形空気調和機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるマルチ形空気調和機は、圧縮機を有する少なくとも１台の室外機に対して、それぞれ冷媒の流量調整および冷媒の減圧膨張用の室内膨張弁を有する複数台の室内機が並列に接続されるとともに運転を制御する制御部を備えているマルチ形空気調和機であって、前記制御部には、前記圧縮機へ吸入される冷媒の圧力である低圧圧力が所定の制御圧力を超えるように、かつ、該低圧圧力が前記制御圧力を超えた場合に前記圧縮機へ流入する液冷媒の量が所定範囲となるように、前記室内膨張弁の開度を制御する安定運転モードが備えられ、該安定運転モードは、その開始条件が満たされていると、低圧が限界圧力未満か否かを判定し、限界圧力未満の場合、前記室内膨張弁を全開として所定時間運転し、低圧が限界圧力以上になると、前記室内膨張弁を全開か否かを判断し、全開の場合は、全開とする前の開度に一定量のパルスを加算した開度として運転し、全開でない場合は、低圧圧力が所定の制御圧力を超えている否かを判定し、所定の制御圧力未満の場合は、前記室内膨張弁を数パルスずつ加算した開度として運転し、低圧圧力を所定の制御圧力以上に保ち、前記安定運転モードでは、前記室内膨張弁の開度を圧力状態に応じて設定された所定時間毎に、圧力状態に応じて設定された所定量ずつ変化させることを特徴とする。

マルチ形空気調和機が運転されると、複数の室内機の運転状況に応じて圧縮機に戻る冷媒の圧力（低圧圧力）および含まれる液冷媒の量が変動する。
本発明によれば、マルチ形空気調和機の運転が開始され、安定運転モードが開始されると、室内膨張弁の開度は、安定運転モードによって圧縮機へ吸入される冷媒の圧力である低圧圧力が所定の制御圧力を超えるように制御される。すなわち、低圧圧力センサによって測定される低圧圧力が制御圧力よりも低い場合には、安定運転モードは室内膨張弁の開度を開くように調整し、圧縮機に戻る冷媒量を増加させるので、低圧圧力を制御圧力の近傍の大きさとすることができる。
制御圧力を適宜選択することにより、圧縮機の故障につながる低圧圧力となることを抑制できるので、保護のため圧縮機を停止させざるを得ない状況となる事態を防止できる。これによって、室内機での空調性能が低下することはなく、室内の快適性を維持することができる。

また、安定運転モードは、低圧圧力が制御圧力を超えた場合に、圧縮機へ流入する液冷媒の量が所定範囲となるように室内膨張弁の開度を制御する。すなわち、圧縮機へ流入する液冷媒の量が所定範囲よりも多くなる場合には、安定運転モードは室内膨張弁の開度を絞る、すなわち、閉じるように調整し、室内熱交換器を通る液冷媒の量を減少させ確実に蒸発させるようにするので、圧縮機へ流入する液冷媒の量を小さくすることができ、圧縮機が過負荷により故障することを抑制することができる。
圧縮機へ流入する液冷媒の量は、たとえば、圧縮機の下部温度から低圧圧力における冷媒の飽和温度を減算したものであるドーム下過熱度、圧縮機の吸入管温度から低圧圧力における冷媒の飽和温度を減算した吸入過熱度、圧縮機の吐出管温度から高圧圧力における冷媒の飽和温度を減算した吐出過熱度、外気温度、室内機の熱交温度等のいずれか、あるいは、これ以外のものを用いて推定することができる。

さらに、安定運転モードは、室内膨張弁の開度を所定時間毎に所定量ずつ変化させるので、室内膨張弁の開度は時間をある程度かけて徐々に変化することになる。これにより、冷媒の状態を徐々に変化させることができるので、制御の安定化を図ることができる。
この場合、所定時間および所定量は、対象となるマルチ形空気調整装置の構成等によって適宜選択されることとなるが、所定量については、制御対象の開度範囲の５〜１０％とするのが好ましい。また、所定時間については、たとえば、５〜３０秒が好ましく、１０〜２０秒がより好ましい。
上記数値については、一般的なマルチ形空気調和機の据付条件において、室内膨張弁の動作が温度や圧力へ影響が表れるまでに要する時間（試験にて測定）から決定している。下限以下では、温度や圧力へ反応が現れず、次回動作を決定できない。上限は反応が確実に表れる時間で、できるだけ早い時間であることが望ましい。
なお、低圧圧力は変化速度が速いので、所定時間は液冷媒の量のそれよりも短くするのが好ましい。また、所定量についてもより大きくするのが好ましい。

このように、安定運転モードは、低圧圧力の低下および許容される所定量以上の液冷媒の流入を抑制できるので、圧縮機が故障する恐れを抑制することができる。これにより、保護のため圧縮機を停止させざるを得ない状況となる事態を防止できるので、室内機での空調性能が低下することはなく、室内の快適性を維持することができる。
また、大型のアキュームレータを設置する必要がなくなり、アキュームレータの小型化によりコストダウンを図ることができるとともに、室外機の小型コンパクト化を達成することができる。また、アキュームレータをなくすことも可能となる。

また、低圧圧力は変化速度が速いので、制御圧力を検知し、室内膨張弁の開度を所定量ずつ徐々に開くことでは間に合わずに圧縮機に悪影響を及ぼす可能性もある。
本発明によれば、制御圧力よりも低い所定の限界圧力を設定し、安定運転モードは低圧圧力がこの限界圧力を超えて低下すると、室内膨張弁を全開するようにしているので、低圧圧力が急激に低下するような事態であっても圧縮機の故障につながる低圧圧力となることを抑制できる。

また、本発明のマルチ形空気調和機では、前記安定運転モードは、前記室外機が冷房運転を行うとともに前記圧縮機が起動される場合に行われることを特徴とする。

冷房運転は暖房運転に比べて蒸発器以降の配管が長く，そこに溜まり込む冷媒量が多いので、圧縮機に戻ってくる液冷媒の量もそれに応じて多くなる。圧縮機が起動されると、溜り込んでいた液冷媒が流入することもある。
本発明によれば、このように条件の厳しい場合でも、液冷媒の戻りを確実に許容される所定量に抑制することができる。

本発明によれば、制御部には、圧縮機へ吸入される冷媒の圧力である低圧圧力が所定の制御圧力を超えるように、かつ、低圧圧力が制御圧力を超えた場合に圧縮機へ流入する液冷媒の量が所定範囲となるように、室内膨張弁の開度を制御する安定運転モードが備えられ、安定運転モードは、室内膨張弁の開度を所定時間毎に所定量ずつ変化させるので、圧縮機が故障する恐れを抑制することができる。これにより、保護のため圧縮機を停止させざるを得ない状況となる事態を防止できるので、室内機での空調性能が低下することはなく、室内の快適性を維持することができる。
また、大型のアキュームレータを設置する必要がなくなり、アキュームレータの小型化によりコストダウンを図ることができるとともに、室外機の小型コンパクト化を達成することができる。さらに、場合によってアキュームレータをなくすことも可能となる。

以下に、本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係るマルチ形空気調和機１の冷媒サイクル図が示されている。
マルチ形空気調和機１には、１台の室外機３と、この室外機３から導出されるガス側配管５および液側配管７と、このガス側配管５および液側配管７間に分岐器９を介して並列に接続される複数台の室内機１１Ａ，１１Ｂと、が備えられている。

室外機３には、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１３と、冷媒ガス中から潤滑油を分離する油分離器１５と、冷媒の循環方向を切り換える四方切換弁１７と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器１９と、室外熱交換器１９と一体的に構成される過冷却コイル２１と、暖房用の室外電動膨張弁（ＥＥＶＨ）２３と、液冷媒を貯留するレシーバ２５と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器２７と、過冷却熱交換器２７に分流される冷媒量を制御する過冷却電動膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２９と、圧縮機１３に吸入される冷媒ガス中から液分を分離し、液冷媒を貯留する小容量のアキュームレータ３１と、ガス側操作弁３３と、液側操作弁３５と、が備えられている。

これらが公知の如く吐出配管３７Ａ、ガス配管３７Ｂ、液配管３７Ｃ、ガス配管３７Ｄ、吸入配管３７Ｅ、および過冷却用の分岐配管３７Ｆ等の冷媒配管を介して接続され、室外側冷媒回路３９を構成している。
また、室外機３には、室外熱交換器１９に外気を送風する室外ファン４１が設けられている。

ガス側配管５および液側配管７は、室外機３のガス側操作弁３３および液側操作弁３５に接続される冷媒配管である。
ガス側配管５および液側配管７は、現場での据え付け施工時に、室外機３とそれに接続される室内機１１Ａ，１１Ｂとの間の距離に応じてその長さが適宜決定される。
ガス側配管５および液側配管７の途中には、適宜数の分岐器９が設けられ、この分岐器９を介してそれぞれ適宜台数の室内機１１Ａ，１１Ｂが接続されている。
これによって、密閉された１系統の冷凍サイクル４３が構成されている。

室内機１１Ａ，１１Ｂは、室内側の分岐ガス配管５Ａ、５Ｂおよび分岐液配管７Ａ，７Ｂを介して分岐器９に接続されている。
室内機１１Ａ，１１Ｂには、冷媒と室内空気とを熱交換させて室内の空調に供する室内熱交換器４５と、冷房用の室内電動膨張弁（室内膨張弁；ＥＥＶＣ）４７と、室内熱交換器４５を通して室内空気を循環させる室内ファン４９と、が備えられている。
室内電動膨張弁４７は、暖房時、凝縮器として機能する室内熱交換器４５の出口における冷媒の過冷却度が一定値となるよう、開度が制御される。

マルチ形空気調和機１の室外機３側には、マルチ形空気調和機１の運転を制御する制御部５１が備えられている。制御部５１には、圧縮機１３を保護してマルチ形空気調和機１を安定して運転させる安定運転モード５３が備えられている。
制御部５１には、たとえば、安定運転モード５３からの指示に応じて各室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）４７に対して所定の弁開度を指令する機能を有する膨張弁開度指令部５４が設けられている。

吸入配管３７Ｅには、吸入配管３７Ｅの温度を計測する吸入管温度センサ５５と、圧縮機１３に吸入される低圧の冷媒ガスの圧力を計測する低圧圧力センサ６３と、が設けられている。
圧縮機１３の下方には、圧縮機１３の本体（ドーム）の外部温度を計測するドーム下温度センサ５７が設けられている。
吐出配管３７Ａには、吐出配管３７Ａの温度を計測する吐出管温度センサ５９と、圧縮機１３から吐出される高圧の冷媒ガスの圧力を計測する高圧圧力センサ６１と、が設けられている。

室外熱交換器１９の外気取入側には、取り入れられる外気の温度を計測する外気温度センサ６５が設けられている。
室内熱交換器４５には、熱交換部材の温度を計測する熱交温度センサ６７が設けられている。

上記のマルチ形空気調和機１において、冷房運転は、以下により行われる。
圧縮機１３により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管３７Ａに吐出される。この冷媒ガスは油分離器１５で冷媒中に含まれる潤滑油が分離された後、四方切換弁１７によりガス配管３７Ｂ側に循環される。
ガス配管３７Ｂを通る冷媒ガスは、室外熱交換器１９で室外ファン４１により送風される外気と熱交換されて凝縮液化され、液冷媒とされる。
この液冷媒は、過冷却コイル２１で冷却された後、室外電動膨張弁２３を通過し、レシーバ２５に一旦貯留されて循環量が調整される。

レシーバ２５からの液冷媒は、過冷却熱交換器２７を通過する過程で、過冷却用分岐配管３７Ｆに一部分流され、過冷却電動膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２９で断熱膨張された冷媒と熱交換され所定の過冷却度まで冷却される。
所定の過冷却度が付与された液冷媒は、液側操作弁３５を経て室外機３から液側配管７へと導出される。液側配管７に導出された液冷媒は、分岐器９により各室内機１１Ａ，１１Ｂの分岐液配管７Ａ，７Ｂへと分流される。

分岐液配管７Ａ，７Ｂに分流された液冷媒は、室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）４７により断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器４５に流入される。
室内熱交換器４５では、室内ファン４９により循環される室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。
一方、冷媒はガス化され、分岐ガス配管５Ａ，５Ｂを経て分岐器９に至り、他の室内機からの冷媒ガスとガス側配管５で合流される。

ガス側配管５で合流された冷媒ガスは、再び室外機３に戻り、ガス側操作弁３３、ガス配管３７Ｄ、四方切換弁１７を経て吸入配管３７Ｅに至る。冷媒ガスは分岐配管３７Ｆからの冷媒ガスと合流し、アキュームレータ３１に導入される。
アキュームレータ３１では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１３へと吸入され、この冷媒が圧縮機１３において再び圧縮される。
以上のサイクルを繰り返すことによって、冷房運転が行われる。

一方、暖房運転は、以下により行われる。
圧縮機１３により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管３７Ａに吐出される。この冷媒ガスは油分離器１５で冷媒中に含まれる潤滑油が分離された後、四方切換弁１７によりガス配管３７Ｄ側に循環される。
この冷媒は、ガス側操作弁３３、ガス側配管５を経て室外機３から導出され、更に、分岐器９、室内側の分岐ガス配管５Ａ，５Ｂを経て室内機１１Ａ，１１Ｂに導入される。
室内機１１Ａ，１１Ｂに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器４５で室内ファン４９によって循環される室内空気と熱交換され、室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。

一方、室内空気によって冷却され、凝縮液化された液冷媒は、室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）４７、分岐液配管７Ａ，７Ｂを経て分岐器９に至り、他の室内機からの冷媒と合流された後、液側配管７を経て室外機２に戻る。
なお、暖房時、室内機１１Ａ，１１Ｂでは、凝縮器として機能する室内熱交換器４５の出口における冷媒の過冷却度が一定値となるよう、室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）４７の開度が制御される。

室外機３に戻った液冷媒は、液側操作弁３５を経て、液冷媒はレシーバ２５に流入して一旦貯留され、循環量が調整される。
この液冷媒は、液配管３７Ｃを介して室外電動膨張弁（ＥＥＶＨ）２３に至り、ここで断熱膨張され、過冷却コイル２１を経て室外熱交換器１９に流入する。
室外熱交換器１９では、室外ファン４１により送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発気化される。

このガス冷媒は、室外熱交換器１９からガス配管３７Ｂ、四方切換弁１７、吸入配管３７Ｅを経て、アキュームレータ３１に導入される。
アキュームレータ３１では、冷媒ガス中に含まれる液分が分離されてガス分のみが圧縮機１３へと吸入され、この冷媒は圧縮機１３で再び圧縮される。
以上のサイクルを繰り返すことによって、暖房運転が行われる。

次に、安定運転モード５３の動作について説明する。図２は、安定運転モード５３のフローを示している。図３および図４は、それぞれドーム下過熱度（ドーム下ＳＨ）の想定した過熱度変化軌跡ＫＫおよび低圧圧力（ＬＰ）の想定した低圧変化軌跡ＴＫに対応した図２のフローに基づく安定運転モード５３による開度指令の変化を示している。
ここでは、室内電動膨張弁４７の開度は、全開がたとえば、４７０パルスで、通常の開度制御は２０パルスから６０パルスの間（すなわち、制御される開度範囲は４０パルスである。）行われるものとして説明する。また、初期開度は、たとえば、５０パルスに設定されている。

圧縮機へ流入する液冷媒の量は、たとえば、ドーム下過熱度（ドーム下ＳＨ）で判断するようにし、具体的には、ドーム下ＳＨが１０〜２０℃の範囲になるようにしている。
また、低圧圧力ＬＳは、目標とする制御圧力は、たとえば、０．２ＭＰａを、限界圧力は、たとえば、０．１ＭＰａとしている。
この限界圧力は、低圧圧力ＬＳの降下速度によっては圧縮機１３へ悪影響を与える可能性が出てくる領域に近づくことになる値として設定されている。この０．１ＭＰａあるいは０．２ＭＰａは例示しているだけであり、マルチ形空気調和機１の構成、使用条件等、種々の状況によって適宜選択される。

図２に示されるように、電源投入で室外機３が運転される（ステップＳ１）と、安定運転モード５３の開始条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２）。
開始条件としては、液バックが発生し易い、たとえば、冷房運転で、圧縮機１３が起動される場合、あるいは、この条件に、たとえば、低い外気温である等液バックの可能性がある条件を加えてもよい。

この開始条件が満たされていると、室内電動膨張弁４７の開度は膨張弁開度指令部５４を介して初期開度の５０パルスに設定される（図３および図４参照）。
そして、安定運転モード５３は、低圧圧力ＬＳが０．１ＭＰａを超えているか否かを判断する（ステップＳ３）。
ステップＳ３で低圧圧力ＬＳが、０．１ＭＰａ以下となる（ＮＯ）場合、低圧圧力が降下し、圧縮機１３へ悪影響を与える可能性が出てくる領域に近づくと判断し、膨張弁開度指令部５４を介して室内電動膨張弁４７の開度を全開とする（ステップＳ４）。

たとえば、図３の点Ａのように低圧圧力ＬＳが降下し、０．１ＭＰａを超えると室内電動膨張弁４７が全開されるので、室内熱交換器４５を流れる冷媒が増加し、室外機３へ戻る冷媒が増加する。これにより、低圧圧力ＬＳが急激に増加するので、低圧圧力ＬＳが急激に低下するような事態であっても圧縮機１３の故障につながる低い低圧圧力ＬＳとなることを抑制できる。
ステップＳ４で短時間、たとえば、５秒全開されると、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ３で、低圧圧力ＬＳが０．１ＭＰａを超える（ＹＥＳ）場合、室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）４７の開度が全開であるか否かが判定される（ステップＳ６）。
ステップＳ６で、室内電動膨張弁４７の開度が全開である（ＹＥＳ）場合、すなわち、ステップＳ４で全開とされている場合、室内電動膨張弁４７の開度は、全開とする前の開度に１０パルス加算した開度とされ（ステップＳ７）、ステップＳ３に戻る。

たとえば、図３の点Ｂのように室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）４７の開度が全開とされ、低圧圧力ＬＳが上昇している状況で、ステップＳ７に入る。この場合、室内電動膨張弁４７の開度は、全開とする前の開度である２３パルスに１０パルス加算した３３パルスとされる。
ここで、１０パルス、すなわち、制御される開度範囲の２５％に相当する量としているのは、低圧圧力ＬＳが急激に降下する状況下であっても、再び０．１ＭＰａを超えて低下することがないようにするためである。

このように、低圧圧力ＬＳが急激に降下する状況では、室内電動膨張弁４７の開度を大きくしているので、低圧圧力ＬＳの変化速度が速いとしても圧縮機１３へ悪影響を与える可能性が出てくる領域へ近づくことを効果的に防止できる。したがって、低圧の異常低下により圧縮機１３の運転が中断されるのを防止できるので、室内機での空調性能が低下することはなく、室内の快適性を維持することができる。

ステップＳ６で、室内電動膨張弁４７の開度が全開でない（ＮＯ）場合、低圧圧力ＬＳが０．２ＭＰａを超えているか否かを判断する（ステップＳ８）。
ステップＳ８で低圧圧力ＬＳが、０．２ＭＰａ以下となる（ＮＯ）場合、現在の室内電動膨張弁４７の開度に対して、たとえば、３パルス（所定量）加算し、その開度を、たとえば、１０秒間（所定時間）指令する（ステップＳ９）。

３パルスは、制御される開度範囲の７．５％に相当する量であるので、室内電動膨張弁４７の開度は時間をある程度かけて徐々に変化することになる。これにより、冷媒の状態を徐々に変化させることができるので、制御の安定化を図ることができる。
なお、この加算量については、制御対象の開度範囲の５〜１０％とするのが好ましい。
また、１０秒間の指令は、変化速度が速い低圧圧力の変動に十分対応することができる。この継続時間は、たとえば、５〜３０秒が好ましく、１０〜２０秒がより好ましい。たとえば、５秒よりも短くすると開度の加算量とも関連するが、制御圧力を挟んだ変動が大きくなり制御の安定化が損なわれる可能性がある。

１０秒が経過すると、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９を繰り返すことによって、システム内の低圧（ＬＰ）を０．２ＭＰａ以上に保つ。これにより、低圧の異常低下により圧縮機１３の運転が中断されるのを防止している。
たとえば、図４の領域Ｃのように１０秒毎開度が３パルス加算される。ただし、制御される開度範囲の最大値である６０パルスに到達すると、図４の領域Ｄのようにそれ以上とはされず、６０パルスを維持する。

このように低圧圧力を制御圧力である０．２ＭＰａの近傍の大きさに保持することができるので、圧縮機１３の故障につながる低圧圧力ＬＳとなることを抑制できる。これにより、保護のため圧縮機１３を停止させざるを得ない状況となる事態を防止できるので、室内機での空調性能が低下することはなく、室内の快適性を維持することができる。

ステップＳ８で低圧圧力ＬＳが、０．２ＭＰａを超える（ＹＥＳ）場合、ドーム下ＳＨが２０秒間継続して２０℃以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０で、ドーム下ＳＨが２０秒間継続して２０℃以上となっている、たとえば、図４の領域Ｅの状態である（ＹＥＳ）と判定した場合、冷媒量が不足気味であると判断し、室内電動膨張弁４７の開度を開ける方向とする。
この場合、室内電動膨張弁４７の開度が６０パルス未満であるかを判定する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１で開度が６０パルス未満である（ＹＥＳ）場合、現在の室内電動膨張弁４７の開度に対して、たとえば、３パルス（所定量）加算し、その開度を、たとえば、２０秒間（所定時間）指令する（ステップＳ１２）。ただし、加算は、制御される開度範囲の最大値である６０パルスを超えないように制限される。
２０秒が経過すると、ステップＳ３に戻り、上記を繰り返す。
たとえば、図４の領域Ｅのように２０秒毎開度が３パルス加算される。
ステップＳ１１で開度が６０パルス以上である（ＮＯ）、すなわち、６０パルスである場合、この開度を保持し（ステップＳ１３）、ステップＳ３に戻り、上記を繰り返す。

ステップＳ１０で、ドーム下ＳＨが２０秒間継続して２０℃以上となっていない（ＮＯ）と判定した場合、ドーム下ＳＨが２０秒間継続して１０℃以下となっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４で、ドーム下ＳＨが２０秒間継続して１０℃以下となっている（ＹＥＳ）と判定した場合、予期以上の液冷媒が圧縮機１３に吸入されている可能性があると判断し、室内電動膨張弁４７の開度を絞る方向とする。
これは、たとえば、図３の過熱度変化軌跡ＫＫのような状態である。
この場合、室内電動膨張弁４７の開度が２０パルスを超えているかを判定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５で開度が２０パルスを超えている（ＹＥＳ）場合、現在の室内電動膨張弁４７の開度に対して、たとえば、３パルス（所定量）減算し、その開度を、たとえば、２０秒間（所定時間）指令する（ステップＳ１６）。
２０秒が経過すると、ステップＳ３に戻り、上記を繰り返す。
ステップＳ１５で開度が２０パルス以上である（ＮＯ）、すなわち、２０パルスである場合、この開度を保持し（ステップＳ１７）、ステップＳ３に戻り、上記を繰り返す。

これは、たとえば、図３の領域Ｆ、Ｈのように２０秒毎開度が３パルス減算される。
ただし、制御される開度範囲の最小値である２０パルスに到達すると、図３の領域Ｈのようにそれ以下とはされず、２０パルスを維持する。
領域Ｈの最後で、低圧圧力ＬＳが０．２ＭＰａよりも小さくなったので、ステップＳ９によって開度が３パルス加算されて２３パルスとなっている。

圧縮機１３へ流入する液冷媒の量が所定範囲よりも多くなる場合には、安定運転モード５３は室内電動膨張弁４７の開度を絞る、すなわち、閉じるように調整し、室内熱交換器４５を通る液冷媒の量を減少させ確実に蒸発させるようにするので、圧縮機１３へ流入する液冷媒の量を小さくすることができ、圧縮機１３が過負荷により故障することを抑制することができる。

ステップＳ１２およびＳ１６で、加減算する開度が３パルスとされているのは、上述したステップＳ９と同様な意味を有している。
また、２０秒間の指令は、ステップＳ９よりも長くされているが、これは液冷媒の量的変化は、低圧圧力の変化速度よりも穏やかであるので、制御の安定化を考慮したものである。また、この観点から、加減算する開度をステップＳ９よりも小さくするようにしてもよい。

なお、本実施形態では、圧縮機１３へ流入する液冷媒の量は、ドーム下過熱度の大きさで判定するようにしているが、これは、たとえば、圧縮機１３の吸入管温度から低圧圧力における冷媒の飽和温度を減算した吸入過熱度、圧縮機の吐出管温度から高圧圧力における冷媒の飽和温度を減算した吐出過熱度、外気温度、室内機の熱交温度等用いて推定するようにしてもよい。

このように、安定運転モード５３は、低圧圧力ＬＳの低下および許容される所定量以上の液冷媒の流入を抑制できるので、圧縮機１３が故障する恐れを抑制することができる。
これにより、保護のため圧縮機１３を停止させざるを得ない状況となる事態を防止できるので、室内機での空調性能が低下することはなく、室内の快適性を維持することができる。
また、大型のアキュームレータを設置する必要がなくなり、アキュームレータの小型化によりコストダウンを図ることができるとともに、室外機３の小型コンパクト化を達成することができる。また、制御の精度を向上すれば、アキュームレータをなくすことも可能となる。

なお、本発明は、上記した実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
たとえば、上記実施形態では、室外機３に並列に接続される室内機１１Ａ，１１Ｂの台数について、２台以上であれば何台であってもよく、特に制限されるものではない。
また、室外機３の台数は１台以上であれば何台であってもよく、特に制限されるものではない。
さらに、上記実施形態で例示されている具体的な時間や温度等の数値は、一例を示すものにすぎず、それに限定されるものでないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係るマルチ形空気調和機の冷凍サイクル図である。 本発明の一実施形態に係るマルチ形空気調和機における安定運転モードのフロー図である。 ドーム下過熱度および低圧圧力の変化軌跡を想定した場合における図２のフローに基づく安定運転モードによる開度指令の変化を示すシーケンス図である。 ドーム下過熱度および低圧圧力の別の変化軌跡を想定した場合における図２のフローに基づく安定運転モードによる開度指令の変化を示すシーケンス図である。

１ マルチ形空気調和機
３ 室外機
１１Ａ，１１Ｂ 室内機
１３ 圧縮機
４７ 室内電動膨張弁
５１ 制御部
５３ 安定運転モード

Claims (2)

1. 圧縮機を有する少なくとも１台の室外機に対して、それぞれ冷媒の流量調整および冷媒の減圧膨張用の室内膨張弁を有する複数台の室内機が並列に接続されるとともに運転を制御する制御部を備えているマルチ形空気調和機であって、
   前記制御部には、前記圧縮機へ吸入される冷媒の圧力である低圧圧力が所定の制御圧力を超えるように、かつ、該低圧圧力が前記制御圧力を超えた場合に前記圧縮機へ流入する液冷媒の量が所定範囲となるように、前記室内膨張弁の開度を制御する安定運転モードが備えられ、
   該安定運転モードは、その開始条件が満たされていると、低圧が限界圧力未満か否かを判定し、限界圧力未満の場合、前記室内膨張弁を全開として所定時間運転し、低圧が限界圧力以上になると、前記室内膨張弁を全開か否かを判断し、全開の場合は、全開とする前の開度に一定量のパルスを加算した開度として運転し、全開でない場合は、低圧圧力が所定の制御圧力を超えている否かを判定し、所定の制御圧力未満の場合は、前記室内膨張弁を数パルスずつ加算した開度として運転し、低圧圧力を所定の制御圧力以上に保ち、
   前記安定運転モードでは、前記室内膨張弁の開度を圧力状態に応じて設定された所定時間毎に、圧力状態に応じて設定された所定量ずつ変化させることを特徴とするマルチ形空気調和機。
2. 前記安定運転モードは、前記室外機が冷房運転を行うとともに前記圧縮機が起動される場合に行われることを特徴とする請求項１に記載のマルチ形空気調和機。

Images