Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5960173B2 - 空気調和機 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5960173B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機 Download PDF

Info

Publication number
JP5960173B2
JP5960173B2 JP2014013292A JP2014013292A JP5960173B2 JP 5960173 B2 JP5960173 B2 JP 5960173B2 JP 2014013292 A JP2014013292 A JP 2014013292A JP 2014013292 A JP2014013292 A JP 2014013292A JP 5960173 B2 JP5960173 B2 JP 5960173B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
temperature
pressure loss
value
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014013292A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014159944A (ja
Inventor
明治 小島
明治 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2014013292A priority Critical patent/JP5960173B2/ja
Publication of JP2014159944A publication Critical patent/JP2014159944A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5960173B2 publication Critical patent/JP5960173B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001Compression cycle type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/19Calculation of parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1933Suction pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2104Temperatures of an indoor room or compartment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

本発明は、室温を設定温度に調整する空気調和機に関する。
室温を設定温度に収束させるための技術として、特許文献1に記載の技術が知られている。
この技術では、室温を設定温度に収束させるために、蒸発温度を所定の値(以下、「設定蒸発温度」という。)に設定する。そして、蒸発温度が設定蒸発温度に維持されるように圧縮機を容量制御することにより、室温を設定温度に収束させる。
この技術の場合、冷房運転では蒸発温度を設定蒸発温度(例えば、5℃)に維持することを目的として、蒸発圧力を設定蒸発圧力に維持する。更に、蒸発圧力を設定蒸発圧力に維持するために、蒸発圧力と相関関係にある圧縮機の吸入圧力を制御パラメータとして用いる。そして、この吸入圧力が、設定蒸発温度に対応する目標吸入圧力に収束するように、圧縮機のモータの運転周波数を制御する。
ところで、冷房運転においては、室内側熱交換器から圧縮機に至るまでの低圧側冷媒回路において圧力損失が生じる。圧力損失は、個々の空気調和機によって異なるものであり、空気調和機の設置条件によりその値が変わる。このような変化の主要因は、室内側熱交換器から圧縮機に至るまでの低圧冷媒連絡配管の長さにある。
従って、仮に、蒸発圧力と吸入圧力とが等しいことを前提として、吸入圧力を、設定蒸発温度に対応する目標吸入圧力に収束するように圧縮機の容量を制御した場合は、圧力損失を考慮していないために、蒸発圧力が設定蒸発圧力に収束しないことがある。
そこで、特許文献2に記載の技術では、冷媒の吸入圧力を目標吸入圧力に収束させる圧縮機の容量制御において、圧力損失を考慮する。具体的には、空気調和機の設置時の試運転において、吸入圧力に対する補正量である圧力損失予測値を求める。そして、この圧力損失予測値を考慮して目標吸入圧力を設定する。これにより、目標吸入圧力が、圧力損失予測値を見込んだ値に修正されるため、蒸発圧力を設定蒸発圧力に迅速に収束させることができる。
実開昭58−69764号公報 特開平2−195155号公報
しかし、特許文献2に記載の技術においても、運転状態によっては、蒸発圧力が蒸発設定圧力に収束せず、この結果、室温が設定温度に収束しないといったことが発生することがある。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる空気調和機を提供することにある。
課題を解決する空気調和機は、室内空気と熱交換する室内側熱交換器及び膨張弁を備えた室内ユニットと、室外空気と熱交換する室外側熱交換器及びインバータ式可変容量型の圧縮機を備えた室外ユニットと、冷房運転時、前記室内側熱交換器の設定蒸発圧力から、前記室内側熱交換器の入口から前記圧縮機の吸入口までの圧力損失予測値を差し引いて得た値を目標吸入圧力として設定し、吸入圧力が前記目標吸入圧力になるように前記圧縮機を容量制御することで、前記室内側熱交換器の蒸発温度を設定蒸発温度で一定に維持する制御部と、室温が、前記設定蒸発温度よりも高い温度で設定される設定温度に対し乖離して収束安定しているか否かを判定する乖離判定部とを備え、前記乖離判定部は、前記室温と前記設定温度との差の絶対値を示す乖離温度が予め設定された許容温度範囲を超えかつ前記設定温度と前記室温との差の絶対値の変動幅が許容値以下であるという状態が、設定時間以上にわたって継続するとき、前記室温が前記設定温度に対し乖離して収束安定している旨を判定し、前記制御部は、前記乖離判定部が、前記室温が前記設定温度に対し乖離して収束安定している旨を判定するとき、前記蒸発温度が前記設定蒸発温度に近づくように前記圧力損失予測値を修正して、修正後の前記圧力損失予測値(ΔPa)を用いて前記目標吸入圧力(Pst)を設定し、前記制御部は、冷房運転時、室温が前記設定温度よりも低い温度である下限設定温度に達したとき前記圧縮機の運転を停止する。
従来の空気調和機では、圧力損失予測値を考慮して目標吸入圧力が設定される。しかし、圧力損失予測値が適切に設定されずに、圧力損失予測値が実際の圧力損失から乖離するときは、蒸発圧力が設定蒸発圧力に収束せず、この結果、室温が設定温度に収束しないといったことが生じる。
これに対して、上記構成によれば、室温が設定温度に対し乖離して収束安定している場合に、室温が設定温度に近づくように圧力損失予測値を修正する。これにより、圧力損失予測値が実際の圧力損失に近づく。このため、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
また、上記構成では、前記乖離判定部は、前記室温と前記設定温度との差の絶対値を示す乖離温度が予め設定された許容温度範囲を超えかつ前記設定温度と前記室温との差の絶対値の変動幅が許容値以下であるという状態が、設定時間以上にわたって継続するとき、前記室温が前記設定温度に対し乖離して収束安定している旨を判定する。
この構成を逆に言えば、一時的に、乖離温度が予め設定された許容温度範囲を超えるとき、或いは、一時的に、設定温度と室温との差の絶対値の変動幅が許容値以下である場合には、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨の判定を行わず、圧力損失予測値の修正を行わない。これにより、圧力損失予測値の誤修正が抑制される。
上記構成の空気調和機において、前記制御部は、前記圧力損失予測値を、前記圧縮機の運転周波数と、個々の空気調和機において設定されている圧力損失係数とに基づいて算出するものであり、前記制御部は、前記圧力損失予測値の修正時における前記圧縮機の前記吸入圧力と前記室内側熱交換器の蒸発圧力との差分に基づいて前記圧力損失係数を補正することにより、前記圧力損失予測値を修正する。
室内側熱交換器の入口から圧縮機の吸入口までの圧力損失は、圧縮機の運転周波数に応じて変化する。そこで、上記構成では、圧力損失予測値を、圧縮機の運転周波数と、圧力損失係数とに基づいて算出する。これにより、圧力損失予測値を圧縮機の運転状態に応じた値に設定することができる。
そして、圧力損失予測値の修正時における圧縮機の吸入圧力と室内側熱交換器の蒸発圧力との差分に基づいて圧力損失係数を補正することでもって、圧力損失予測値を修正する。すなわち、測定値である圧縮機の吸入圧力及び室内側熱交換器の蒸発圧力に基づいて圧力損失係数を補正するため、圧力損失係数を、当該修正時における空気調和機の圧力損失に対応した値に設定することができる。このため、圧力損失予測値を実態に合った適切な値にすることができる。
上記構成の空気調和機において、前記制御部は、前記圧力損失予測値を、前記圧縮機の運転周波数と、個々の空気調和機において設定されている圧力損失係数とに基づいて算出するものであり、前記制御部は、前記圧力損失予測値を修正するときは、室温が前記設定温度よりも大きいとき前記圧力損失係数を補正前の値よりも大きい値に変更し、室温が前記設定温度よりも小さいとき前記圧力損失係数を補正前の値よりも小さい値に変更する。
この構成では、圧力損失予測値を修正するときは、圧力損失係数を所定演算で変更することにより行う。この修正方法では、吸入圧力や蒸発圧力など測定を要するデータを用いないため、圧縮機が運転停止しているときでも、圧力損失係数を修正することができる。
上記構成の空気調和機は、複数台の前記室内ユニットを備えるものであり、前記制御部は、前記室内ユニットのそれぞれの蒸発圧力に関する平均値を算出し、この算出に係る値を、前記目標吸入圧力を導出する際の前記室内側熱交換器の前記蒸発圧力とする。
例えば、前記制御部は、前記圧力損失予測値を、前記圧縮機の運転周波数と、個々の空気調和機において設定されている圧力損失係数とに基づいて算出するものであり、前記複数台の室内ユニットの設定蒸発温度の平均値の圧力換算値を算出し、前記圧力換算値から吸入圧力を差し引いた値を実圧力差として算出し、前記実圧力差に基づいて前記圧力損失係数を算出する。
この構成によれば、複数台の室内ユニットを有する空気調和機において、目標吸入圧力の算出が可能となる。このため、上記空気調和機と同様に、室温が設定温度に対し乖離して収束安定している場合に、室温が設定温度に近づくように圧力損失予測値を修正することができ、これにより、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
課題を解決する空気調和機は、室内空気と熱交換する室内側熱交換器及び膨張弁を備えた室内ユニットと、室外空気と熱交換する室外側熱交換器及びインバータ式可変容量型の圧縮機を備えた室外ユニットと、冷房運転時、前記室内側熱交換器の設定蒸発圧力から、前記室内側熱交換器の入口から前記圧縮機の吸入口までの圧力損失予測値を差し引いて得た値を目標吸入圧力として設定し、吸入圧力が前記目標吸入圧力になるように前記圧縮機を容量制御することで、前記室内側熱交換器の蒸発温度を設定蒸発温度で一定に維持する制御部とを備え、前記制御部は、前記圧力損失予測値を、前記圧縮機の運転周波数と、個々の空気調和機において設定されている圧力損失係数とに基づいて算出するものであり、冷房運転時、前記設定蒸発温度よりも高い温度で設定される設定温度に対して設定されている下限設定温度よりも室温が低下するときは前記圧縮機の運転を停止するサーモオフ制御を実行し、前記サーモオフ制御により前記圧縮機の運転を停止するときは、前記蒸発温度が前記設定蒸発温度に近づくように、前記圧力損失係数を補正前の値よりも小さい値に変更することにより前記圧力損失予測値を修正して、修正後の前記圧力損失予測値を用いて前記目標吸入圧力を設定する。
圧力損失予測値が実際の値よりも過大であるとき、室温が設定温度よりも低下しつづけ、この結果、サーモオフ制御により圧縮機の運転が停止する。このことを逆に言えば、サーモオフ運転により圧縮機の運転が停止する状態が発生することは、圧力損失予測値が適切な値に設定されていない状態であることを示す。そこで、上記構成では、サーモオフ制御により圧縮機が運転停止するときに圧力損失予測値を修正する。これにより、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
また、圧力損失予測値を修正するときは、圧力損失係数を補正前の値よりも小さい値に変更する。この修正方法では、吸入圧力や蒸発圧力など測定を要するデータを用いないため、圧縮機が運転停止しているときでも圧力損失係数を修正することができる。
上記空気調和機によれば、室温が設定温度に対し乖離した状態で収束安定している場合には、室温を設定温度に近づけるように圧力損失予測値を修正するため、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
空気調和機の模式図。 冷房運転時の冷凍サイクルを示すp−h線図。 「圧縮機制御」の処理手順を示すフローチャート。 「蒸発圧力−吸入圧力」と「圧力損失係数」との関係を示すマップ。 「圧力損失係数の初期値設定処理」の処理手順を示すフローチャート。 冷房運転時の冷凍サイクルを示すp−h線図。 冷房運転時の冷凍サイクルを示すp−h線図。 「圧力損失係数の修正処理」の処理手順を示すフローチャート。 室温、設定温度、圧力損失係数、圧力損失予測値、及び目標吸入圧力の時間変化を示すグラフ。
図1を参照して、空気調和機1の一例を説明する。
空気調和機1は、室内に設置される室内ユニット10と、室外に設置される室外ユニット20とを備えている。
室内ユニット10は、冷媒を膨張させる膨張弁11と、冷媒と室内空気との間で熱交換させる室内側熱交換器12と、室内空気を吸気し室内側熱交換器12を通じて室内に空気を送り出す室内ファン13とを備えている。
室外ユニット20は、圧縮機21と、冷媒と室外空気との間で熱交換させる室外側熱交換器22と、四路切換弁23と、制御部30と、室外空気を吸気して室外側熱交換器22に空気を送り込む室外ファン24とを備えている。なお、膨張弁11、室内側熱交換器12、圧縮機21、室外側熱交換器22、各種連絡配管40,41,42,43により冷媒回路が構成されている。
各種連絡配管としては、膨張弁11と室内側熱交換器12との間を連絡する第1連絡配管41、室内側熱交換器12と圧縮機21との間を連絡する低圧冷媒連絡配管40、圧縮機21と室外側熱交換器22とを四路切換弁23を介して連絡する第2連絡配管42、室外側熱交換器22と膨張弁11との間を連絡する第3連絡配管43とがある。
圧縮機21としては、インバータ回路32(後述)によりモータの運転周波数が制御されるインバータ式可変容量型のものが用いられている。モータの周波数制御により、圧縮機21の容量が変更される。
四路切換弁23は、冷媒回路における冷媒の循環方向を、冷房運転と暖房運転とで切り換える弁である。
冷房運転では、膨張弁11、室内側熱交換器12、圧縮機21、室外側熱交換器22の順(図1の実線矢印の方向)に冷媒が流れるように、四路切換弁23の弁体が第1位置(図1の四路切換弁23の実線で示す位置)に切り換えられる。このとき、室内側熱交換器12は蒸発器として作用し、室外側熱交換器22は凝縮器として作用する。
暖房運転では、圧縮機21、室内側熱交換器12、膨張弁11、室外側熱交換器22の順(図1の破線矢印)に冷媒が流れるように、四路切換弁23の弁体が第2位置(図1の四路切換弁23の破線で示す位置)に切り換えられる。このとき、室内側熱交換器12は凝縮器として作用し、室外側熱交換器22は蒸発器として作用する。
送風運転では、圧縮機21及び室外ファン24の運転が停止され、室内ファン13が駆動する。送風運転では、四路切換弁23の弁体は、第1位置または第2位置のいずれかの位置に設定されている。
制御部30は、制御回路31と、直流から交流を形成するインバータ回路32とを備えている。制御回路31は、リモートコントローラ33や各種センサ34,35,36から出力される出力信号に基づいて、膨張弁11、圧縮機21、及び四路切換弁23を制御する。
リモートコントローラ33は、室内ユニット10から送風される風量の設定や、空気調和機1の運転により達成されるべき室温(以下、「設定温度」という。)の設定をするための装置である。なお、リモートコントローラ33は室内ユニット10の一構成要素として、室内ユニット10に備え付けられている。
制御部30に接続されている各種センサとしては、冷媒温度を測定する冷媒温度センサ34、圧縮機21の吸入圧力Psを検出する圧力センサ35、及び室温を測定する室温センサ36が挙げられる。
冷媒温度センサ34は、室内側熱交換器12の圧縮機21側の端部とは反対側の端部に設けられている。すなわち、室内側熱交換器12が蒸発器として作用するときに冷媒が流入する入口12aに設けられている。冷媒温度センサ34は、室内側熱交換器12の入口12aでの冷媒温度を測定し、冷媒温度に対応する信号(以下、「冷媒温度信号」という。)を出力する。
圧力センサ35は、圧縮機21の吸入口21aに設けられている。すなわち、圧力センサ35は、圧縮機21が吸入する冷媒ガスの圧力を測定し、この圧力に対応する信号(以下、「吸入圧力信号」という。)を出力する。なお、以降の説明では、吸入圧力信号に対応する圧力を「吸入圧力Ps」という。
室温センサ36は、室内ファン13の吸気側に設けられ、室内ユニット10に吸入される室内空気の温度を測定する。室温センサ36は、測定温度に対応する信号(室温信号)を出力する。
インバータ回路32は、制御回路31から出力される制御信号に基づいて、圧縮機21のモータを所定の回転数で回転させるための交流を形成する。インバータ回路32は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistorの略)や高耐圧型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistorの略)等のスイッチング素子により構成されている。
制御回路31は、冷房運転、暖房運転及び送風運転のいずれかを示す運転モードに基づいて四路切換弁23の位置を切り換える。
また、制御回路31は、暖房負荷または冷房負荷に基づいて圧縮機21の容量を制御する。
また、制御回路31は、冷房運転時において、サーモオフ制御を実行する。サーモオフ制御では、室温が設定温度よりも所定温度だけ低い温度(下限設定温度)に達したとき圧縮機21の運転を停止する。
また、制御回路31は、冷媒温度信号に対応する蒸発温度を求め、モリエル線図等のデータまたは所定の換算式を用いて蒸発温度に対応する蒸発圧力Peを求める。そして、制御回路31は、蒸発圧力Peと、上記吸入圧力Psとに基づいて圧力損失係数Kを求める。
また、制御回路31には、室温が設定温度に対し乖離して収束安定しているか否かを判定する乖離判定部31aが設けられている。乖離判定部31aは、室温が設定温度に対し乖離して収束安定しているか否かについての処理を行う(後述の「圧力損失の修正処理」のステップS32の処理)。
制御回路31による圧縮機21の容量制御について説明する。
制御回路31は、冷房運転のとき、蒸発温度を所定温度(以下、「設定蒸発温度Tet」という。)で維持することを目的として、圧縮機21の容量制御を行っている。
まず、蒸発温度を設定蒸発温度Tet(例えば、5℃)に維持することについて説明する。
制御回路31は、蒸発温度を設定蒸発温度Tet(例えば、5℃)に維持することにより、冷房負荷に応じた冷房運転を行う。すなわち、室温が上昇するとき(冷房負荷が増大するとき)、蒸発温度が上昇するため、蒸発温度が上昇しないように冷媒流量を増大して、蒸発温度を設定蒸発温度Tetに維持する。これにより、室内空気と室内側熱交換器12内の冷媒との間での熱交換量を増大させ、室温の上昇を抑制する。
逆に、室温が下降するとき(冷房負荷が減少するとき)、蒸発温度が下降するため、蒸発温度が下降しないように冷媒流量を少なくして、蒸発温度を設定蒸発温度Tetに維持する。これにより、室内空気と室内側熱交換器12内の冷媒との間での熱交換量を減少させ、室温の下降を抑制する。すなわち、蒸発温度を設定蒸発温度Tetに維持する制御は、冷房負荷に応じて冷房能力を調整する制御と等しい。
蒸発温度を設定蒸発温度Tetに維持する制御において、圧縮機21は次のように動作する。
室温が上昇するとき(冷房負荷が増大するとき)、蒸発温度の上昇を抑制するため冷媒流量を増大させる。すなわち、冷房負荷が増大するときは、制御部30は、圧縮機21の運転周波数を増大させて、圧縮機21の回転数を高くする。
室温が下降するとき(冷房負荷が減少するとき)、蒸発温度の下降を抑制するため冷媒流量を減少させる。すなわち、冷房負荷が減少するときは、制御部30は、圧縮機21の運転周波数を減少させて、圧縮機21の回転数を低くする。
図2を参照して、圧力損失ΔPを含めた圧縮機21の容量制御について説明する。
なお、蒸発温度を設定蒸発温度Tetに維持する制御は、モリエル線図に基づいて蒸発温度を蒸発圧力Peに読み替えることができるため、この制御は、実質的には、蒸発圧力Peを所定圧力(以下、設定蒸発圧力Pet)に維持する制御に等しい。また、蒸発圧力Peの制御は、圧縮機21の吸入圧力Psに基づいて行うことができる。そこで、圧縮機21の容量制御では、蒸発温度を設定蒸発温度Tetに維持すること、すなわち蒸発圧力Peを設定蒸発圧力Petに維持する制御を目的として、吸入圧力Psを目標吸入圧力Pstに維持する制御を行っている。
吸入圧力Psと蒸発圧力Peとの関係を(1)式に示す。
Ps=Pe−ΔP・・・(1)
Peは蒸発圧力Peを示す。Psは吸入圧力Psを示す。ΔPは圧力損失ΔPを示す。
圧力損失ΔPは、室内側熱交換器12から圧縮機21に至るまでの低圧冷媒連絡配管40における圧力の損失が主因である。すなわち、冷房運転時には、室内側熱交換器12から流出した冷媒が低圧冷媒連絡配管40を通過する際に、その冷媒が膨張することにより、圧力損失ΔPが生じる。
(1)式によれば、圧力損失ΔPが予測可能であれば、吸入圧力Psに基づいて蒸発圧力Peを設定蒸発圧力Pet(設定蒸発温度Tetに対応する圧力)に維持する制御が可能となる。例えば、蒸発圧力Peを設定蒸発圧力Petに維持するためには、吸入圧力Psを、設定蒸発圧力Petから圧力損失ΔPを差し引いて得た値(以下、目標吸入圧力Pst)に維持することと等しい((2)式参照)。
Pst=Pet−ΔP・・・(2)
Pstは、吸入圧力Psに対する目標値である目標吸入圧力Pstを示す。
Petは、蒸発圧力Peに対する目標値である設定蒸発圧力Petを示す。
圧力損失ΔPは、低圧冷媒連絡配管40を流れる冷媒流量、すなわち圧縮機21の回転数、すなわち圧縮機21の運転周波数に応じて変化する。すなわち、圧縮機21の運転周波数が大きい程、圧力損失ΔPが大きくなる。このため、圧力損失ΔPは、(3)式により示される。
ΔP=K×f・・・(3)
Kは、空気調和機1の設置状態や低圧冷媒連絡配管40の長さ等により決まる圧力損失係数Kを示し、fは圧縮機21の運転周波数fを示す。
(3)式を(2)式に代入することにより(4)式が得られる。
Pst=Pet−K×f・・・(4)
Pstは、吸入圧力Psに対する目標値である目標吸入圧力Pstを示す。Kは、圧力損失係数Kを示す。fは、圧縮機21の運転周波数fを示す。
以上から、次のことが示される。
(4)式により、目標吸入圧力Pstと設定蒸発圧力Petとが対応付けられる。このため、蒸発圧力Peを設定蒸発圧力Petに維持する制御を、吸入圧力Psを目標吸入圧力Pst(上記(4)式により定義される圧力)に維持する制御に置き換えることができる。本実施形態では、吸入圧力Psを目標吸入圧力Pstに維持する制御を行っている(図3の「圧縮機制御」を参照)。
一方、圧力損失ΔPは、室内側熱交換器12から圧縮機21に至るまでの低圧冷媒連絡配管40における圧力の損失が主要因であるから、室内側熱交換器12の入口12aから圧縮機21の吸入口21aまでの圧力損失ΔPとして見積もることができる。すなわち、圧力損失ΔPは、次の(5)式で示される。
ΔP=Pe−Ps・・・(5)
Peは、室内側熱交換器12の入口12aの入口圧力(すなわち、蒸発圧力Pe)を示し、Psは、圧縮機21の吸入口21aの圧力(すなわち、吸入圧力Ps)を示す。なお、以降の説明では、「蒸発圧力Pe−吸入圧力Ps」を実圧力差ΔPrという。
上記(3)式及び(5)式から、(6)式が得られる。
K=(Pe−Ps)/f・・・(6)
すなわち、この(6)式によれば、個々の空気調和機1について、所定の運転周波数fにおける蒸発圧力Peと吸入圧力Psとの差に基づいて、圧力損失係数Kを設定することができる。
実施形態においては、便宜上、空気調和機1の圧力損失係数Kは、空気調和機1の設置時の試運転時にマップ(図4参照)を用いて設定する。このマップは、圧縮機21が所定の運転周波数fで運転するときにおける圧力損失係数Kと「蒸発圧力Pe−吸入圧力Ps」との関係を示す。マップは、予め試験またはシミュレーション等により作成されている。このマップは制御部30の記憶装置に記憶され、圧力損失係数Kを求めるときにこのマップが参照される(図5の「圧力損失係数の初期設定処理」参照)。
図3を参照して、圧縮機21の制御の処理手順について説明する。
ステップS10において、圧縮機21の吸入圧力Psを取得する。
ステップS11において、圧力損失係数Kを制御部30の記憶装置から読み込む。
ステップS12において、記憶装置に記憶されている圧力損失係数K及びこの制御時の運転周波数fに基づいて圧力損失予測値ΔPaを算出する。圧力損失予測値ΔPaは上記(3)式を用いて求められる。
ステップS13において、設定蒸発圧力Petから圧力損失予測値ΔPaを引くことにより目標吸入圧力Pstを設定する。設定蒸発圧力Petは、設定蒸発温度Tetに基づいて固定値として設定されている。
ステップS14において、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pstに収束するように圧縮機21の容量を制御する。例えば、吸入圧力Psが、目標吸入圧力Pstよりも低いときは、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pstに収束するように、圧縮機21の容量を小さくする。吸入圧力Psが、目標吸入圧力Pstよりも高いときは、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pstに収束するように、圧縮機21の容量を大きくする。
図4及び図5を参照して、圧力損失係数Kの設定方法について説明する。
圧力損失係数Kは、個々の空気調和機1が有する固有値である。すなわち、圧力損失係数Kは、空気調和機1の設置状態や低圧冷媒連絡配管40の長さ等により決まるものであり、同一機種であっても、空気調和機1の設置場所や低圧冷媒連絡配管40の長さによって変わる。このため、空気調和機1の設置のとき、室内ユニット10と室外ユニット20を設置して低圧冷媒連絡配管40が固定された時点で空気調和機1を試運転し、実際の実圧力差ΔPrを求める。そして、実圧力差ΔPrと圧力損失係数Kとの関係を示すマップを参照し、得られた実圧力差ΔPrに基づいてこの空気調和機1に対応する圧力損失係数Kを設定する。
図4は、上記マップの一例である。
このマップでは、実圧力差ΔPrが圧力p1以上で圧力p2未満のとき、圧力損失係数Kを値K1に設定する。実圧力差ΔPrが圧力p2以上で圧力p3未満のとき、圧力損失係数Kを値K2に設定する。実圧力差ΔPrが圧力p3以上で圧力p4未満のとき、圧力損失係数Kを値K3に設定する。実圧力差ΔPrが圧力p4以上で圧力p5未満のとき、圧力損失係数Kを値K4に設定する。なお、このマップは、圧縮機21が所定の運転周波数fxで動作するときにおいて用いられるマップである。
図5を参照して、空気調和機1の設置時の試運転時に実行される「圧力損失係数の初期設定処理」について説明する。
ステップS20において、空気調和機1の設置時の試運転時に、冷房運転にして、圧縮機21を所定容量(所定の運転周波数fx)で運転する。
ステップS21において、室温が一定に維持されているか否か判定する。具体的には、圧縮機21の運転開始後から経過した時間が設定時間txよりも長いか否かにより判定する。そして、経過時間が設定時間txよりも長いときには、室内環境が、室温が一定に維持されている状態であるとみなし、ステップS22に処理を移行する。経過時間が設定時間tx以下のときは、圧縮機21の運転開始から設定時間txが経過するまで、圧縮機21を所定の運転周波数fxで運転する。
ステップS22において、蒸発圧力Pe及び吸入圧力Psを取得する。
例えば、制御部30は、冷媒温度センサ34から出力される冷媒温度信号を取得し、冷媒温度信号に基づいて蒸発圧力Peを求める。また、制御部30は、圧力センサ35から吸入圧力信号を取得し、吸入圧力信号に基づいて吸入圧力Psを求める。
次に、ステップS23において、蒸発圧力Peから吸入圧力Psを引いて得た値(実圧力差ΔPr)を求める。そして、ステップS24において、マップ(図4)を参照し、この処理時の実圧力差ΔPr(「蒸発圧力Pe−吸入圧力Ps」)に基づいて、圧力損失係数Kを求める。このようにして求めた圧力損失係数Kは、当該空気調和機1の固有の値として、制御部30の記憶装置に記憶される。
図6を参照して、空気調和機1の圧力損失ΔPの修正について説明する。
圧力損失係数Kは、上記したように、空気調和機1の設置時の試運転時に設定されるが、このように設定された圧力損失係数Kは、必ずしも適切な値に設定されているとは限らない。例えば、空気調和機1の設置時の気温が平年よりも異常に高い場合には圧力損失ΔPが増大する。このため、異常高温時のときの試運転で得られた実圧力差ΔPrは、予め想定されている試運転条件範囲内の条件の下での試運転で得られる圧力損失ΔPよりも大きくなる。この場合は、空気調和機1の圧力損失係数Kは、本来の値よりも高い値に設定される。
また、空気調和機1の設置環境が変わることにより、圧力損失ΔPが変化することもある。例えば、空気調和機1の圧力損失係数Kを設定した当初においては、日中において日当たりがよいところに室外ユニット20が設置されていたところ、その後において、近隣に高層ビルが建設される等の事情により日中において日当たりが低下することがある。このような場合、高層ビルの建設前に比べて、低圧冷媒連絡配管40に加えられる熱量が小さくなるため、空気調和機1の圧力損失係数Kは、当初の値よりも低くなっていると考えられる。
空気調和機1の圧力損失係数Kが適切に設定されていない場合は、圧力損失予測値ΔPa(すなわち、K×f)が不適切な値になるため((3)式参照)、この結果、圧縮機21の目標吸入圧力Pstも不適切な値となる((4)式参照)。
図6を参照して、圧力損失係数Kが不適切であるときの例を説明する。
圧力損失係数Kが、本来の圧力損失係数Kよりも小さい値(K1)に設定されているときは、圧力損失予測値ΔPa(=K1×f)が本来の圧力損失ΔPよりも小さく見積もられるため、目標吸入圧力Pstが本来の目標吸入圧力Pstよりも高めの値(Pst1)に設定される。すると、蒸発温度が設定蒸発温度Tetよりも高い温度(Te1)で維持される。この結果、室内が冷却されにくくなる。例えば、本来の設定蒸発温度Tetが例えば5℃に設定されているときに、圧力損失係数Kが不適切であることに起因して実際には蒸発温度Teが10℃で維持されるようになっている場合には、室温が下がりにくくなる。この場合に、室内ユニット10の能力が低いときや室内空間が大き過ぎるときなど、冷房負荷が大きいとき、室温が設定温度に収束せず、室温が設定温度よりも高い温度で維持される。
図7を参照して、圧力損失係数Kが不適切であるときの他の例を説明する。
圧力損失係数Kが、本来の圧力損失係数Kよりも大きい値(K2)に設定されているときは、圧力損失予測値ΔPa(=K2×f)が本来の圧力損失ΔPよりも大きく見積もられるため、目標吸入圧力Pstが本来の目標吸入圧力Pstよりも低めの値(Pst2)に設定される。すると、蒸発温度が設定蒸発温度Tetよりも低い温度(Te2)で維持される。この結果、室内が冷却されやすい環境になる。例えば、本来の設定蒸発温度Tetが例えば5℃に設定されているときに、圧力損失係数Kが不適切であることに起因して実際には蒸発温度Teが1℃で維持されるようになっている場合には、室温が下がり易くなる。この場合に、室内ユニット10の能力が高いときや室内空間が小さ過ぎるときなど、冷房負荷が小さいときには、室温が設定温度よりも低い温度で維持されたり、若しくは室温が低下しつづけて、サーモ制御によりサーモオフすることもある。
以上のような理由から、圧力損失係数Kが不適切な値であると推定されるときは、圧力損失係数Kを修正する。
空気調和機1の圧力損失係数Kが適切に設定されていないか否かの判定は、第1に、サーモ制御による圧縮機21の停止の有無、第2に、室温が設定温度に収束するか否かの判定により、行われる。すなわち、サーモ制御により圧縮機21が停止するか、または室温が設定温度に収束しないときに、圧力損失係数Kを修正する。以下に、圧力損失係数Kの修正について説明する。
図8は、制御部30が実行する「圧力損失係数の修正処理」の処理手順を示す。
なお、圧力損失係数Kの修正処理は、制御部30において所定の周期毎に実行される。
ステップS30において、サーモ制御により圧縮機21が運転停止しているか否か判定する。サーモ制御により圧縮機21が運転停止している旨を判定するとき、すなわち室温が低下し過ぎているときには、ステップS31に移行する。
ステップS31においては、圧力損失係数Kを補正前の値より小さい値に補正する。
これは、室温が冷却され過ぎていることから、圧力損失係数Kが過大であると推定されるためである。
例えば、修正前の圧力損失係数Kから補正値Δkを減算して得た値を、新たな圧力損失係数Kとする。
なお、このような補正に代えて、圧力損失係数Kに補正係数kx(kx<1)を乗ずることにより、圧力損失係数Kを補正前よりも小さい値にしてもよい。
一方、ステップS30の判定において、圧縮機21が運転している旨(ステップS30の「No」判定)を判定するとき、ステップS32に移行する。
ステップS32においては、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定しているか否かを判定する。この判定は、次の判定要件により行われる(図8,図9参照)。なお、この処理は、制御回路31の乖離判定部31aにより実行される。
・判定要件とは、第1要件及び第2要件を満たす状態(すなわち安定状態)が設定時間tz以上にわたって継続することである。
・第1要件とは、室温と設定温度との間の乖離温度ΔTdが許容温度範囲ΔTaよりも大きいことである。ここで、乖離温度ΔTdとは、室温と設定温度との差の絶対値を示す。・第2要件とは、設定温度と室温との差の絶対値の変動幅ΔTxが許容値ΔTb以下であることである。ここで変動幅ΔTxとは、第1要件の成立後から第2要件の最後の処理時までの継続期間において、設定温度と室温との差の絶対値の最小値と、設定温度と室温との差の絶対値の最大値との差を示す。
そして、判定要件が満たされないときは、室温が設定温度に収束する傾向にある若しくは室温が一定に維持されていない状態と判断し、「圧力損失係数の修正処理」は一旦終了する。
判定要件が満たされるときは、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨の判定を行い(ステップS32:YES)、ステップS33、ステップS34、及びステップS35の処理を実行する。
ステップS33において、当該処理時における圧縮機21の運転周波数fmを取得し、蒸発圧力Pe及び吸入圧力Psを取得する。次に、ステップS34において、蒸発圧力Peから吸入圧力Psを引いて得た値を実圧力差ΔPrとして算出する。
次に、ステップS35において、上記マップを参照して、実圧力差ΔPrに対する圧力損失係数Kを求める。なお、マップは、運転周波数fxにおいて圧力損失係数Kと圧力損失ΔPとの関係を示すものであるため、運転周波数fxと異なる運転周波数fmにおいて圧力損失ΔPを取得している場合には、次の処理を行う。すなわち、予め設定されている換算式を用いて、運転周波数fmにおける実圧力差ΔPrを、所定の運転周波数fxにおける実圧力差ΔPrに換算する。そして、マップを参照して、換算後の実圧力差ΔPrに対応する圧力損失係数Kを求める。
図9を参照して、「圧力損失係数の修正処理」の作用を説明する。
図9は、室温、設定温度、圧力損失係数K、圧力損失予測値ΔPa、及び目標吸入圧力Pstについて、時間経過に対する変化を示す。
時間t0は、冷房運転の開始時を示す。この時点では、室温は、設定温度よりも高い。また、圧力損失係数Kは値K3に設定されている。冷房運転の運転開始直後は、冷房負荷が大きい。
その後、時間t0から時間t1までは、室温が低下する。そして、室温が徐々に設定温度に近づく。
室温の低下にともなって冷房負荷が小さくなるため、圧縮機21の運転周波数が小さくなる。このため、目標吸入圧力Pstを算出するときに求められる圧力損失予測値ΔPaは、徐々に小さい値になる。また、圧力損失予測値ΔPaが小さくなることにともない、目標吸入圧力Pstは大きい値になる。
時間t1以降、室温の低下が止まり、室温が、設定温度から乖離した状態で維持される。そして、この乖離した状態が安定して持続するかについて、乖離判定部31aが判定する。すなわち、乖離温度ΔTdが許容温度範囲ΔTaを超え(第1要件)、かつ設定温度と室温との差の絶対値の変動幅ΔTxが許容値ΔTb以下である(第2要件)状態(すなわち安定状態)が設定時間tz以上にわたって継続するか否かについて判定される。そして、この判定要件が成立するとき、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨の判定をする。すなわち、このとき、圧力損失係数Kが適切でない旨の判定を行う。
室温が設定温度に対し乖離が生じる原因は、圧力損失予測値ΔPaが不適切な値に設定されていることにある。圧力損失予測値ΔPaは、圧力損失係数Kに依る値であるため((3)式参照)、結局、室温が設定温度に対し乖離が生じる原因は、圧力損失係数Kの設定が不適切であることに起因する。
時間t2のとき、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨の判定を受けて、「圧力損失係数の修正処理」のステップS33〜ステップS35の処理を実行する。この例の場合、この処理により、圧力損失係数Kは、値K3から、値K3よりも大きい値K4に修正される。これにより、圧力損失予測値ΔPaが、修正前に比べて大きい値に設定され、目標吸入圧力Pstは、修正前に比べて小さい値に設定される。このようにして目標吸入圧力Pstの値が小さい値に変更されることにより、室内側熱交換器12の蒸発圧力Peが低下するとともに蒸発温度Teが低下するため、室温が設定温度に収束する。すなわち、室内環境は、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で一定に維持されている状態から、室温が設定温度に収束する状態に移行し始める。
以上のように、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定し、かつその乖離温度ΔTdが予め設定された許容温度範囲ΔTaを超えている場合には、圧力損失係数Kを補正する。すなわち、室温が設定温度に近づくように圧力損失予測値ΔPaを修正する。これにより、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
以下、本実施形態の効果を説明する。
(1)空気調和機1の制御部30は、室内側熱交換器12の蒸発温度を一定に維持するために、室内側熱交換器12の蒸発圧力Peから、室内側熱交換器12の入口12aから圧縮機21の吸入口21aまでの圧力損失予測値ΔPaを差し引いて得た値を目標吸入圧力Pstに設定する。吸入圧力Psが目標吸入圧力Pstになるように圧縮機21を容量制御し、冷房運転時の室温を設定温度に収束させる。制御部30は、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定する場合には、室温を設定温度に近づけるように圧力損失予測値ΔPaを修正する。
上記構成によれば、室温が設定温度に対し乖離した状態で収束安定している場合に、室温が設定温度に近づくように圧力損失予測値ΔPaを修正する。これにより、圧力損失予測値ΔPaが実際の圧力損失ΔPに近づく。このため、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
また、低圧冷媒連絡配管40を覆う断熱材の劣化や低圧冷媒連絡配管40の修理または交換等により配管損失の大きさが変わったとき、室温が設定温度に対し乖離することがある。このような場合でも、室温が設定温度に対し乖離して収束安定しているという要件が満たされるとき、圧力損失予測値ΔPaが修正される。このため、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生を長期にわたって抑制することができる。
(2)上記構成の空気調和機1において、制御部30は、次の判定要件が成立するとき、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨を判定する。すなわち、判定要件とは、上記第1要件及び第2要件が満たされている状態が設定時間tz以上にわたって継続することである。
この構成を逆に言えば、一時的に、乖離温度ΔTdが予め設定された許容温度範囲ΔTaを越えるとき、或いは、一時的に、設定温度と室温との差の絶対値の変動幅ΔTxが許容値ΔTb以下であるような場合には、室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨の判定を行わず、圧力損失予測値ΔPaの修正を行わない。これにより、圧力損失予測値ΔPaの誤修正が抑制される。
(3)上記構成の空気調和機1において、制御部30は、圧力損失予測値ΔPaを、圧縮機21の運転周波数と、個々の空気調和機1において設定されている圧力損失係数Kとに基づいて算出する(式(3)参照)。また、制御部30は、圧力損失予測値ΔPaの修正時における圧縮機21の吸入圧力Psと室内側熱交換器12の蒸発圧力Peとの差分に基づいて圧力損失係数Kを補正する(図8ステップS33〜S35)。このような圧力損失係数Kの補正でもって、圧力損失予測値ΔPaを修正する。
室内側熱交換器12の入口12aから圧縮機21の吸入口21aまでの圧力損失ΔPは、圧縮機21の運転周波数に応じて変化する。そこで、上記構成では、圧力損失予測値ΔPaを、圧縮機21の運転周波数と、圧力損失係数Kとに基づいて算出する。これにより、圧力損失予測値ΔPaを圧縮機21の運転状態に応じた値に設定することができる。
そして、圧力損失予測値ΔPaの修正では、修正時における圧縮機21の吸入圧力Psと室内側熱交換器12の蒸発圧力Peとの差分に基づいて圧力損失係数Kを補正する。すなわち、測定値である圧縮機21の吸入圧力Ps及び測定値である室内側熱交換器12の蒸発圧力Peに基づいて圧力損失係数Kするため、圧力損失係数Kを、当該修正時における空気調和機1の圧力損失ΔPに対応した値に設定することができる。このため、圧力損失予測値ΔPaを実態に合った適切な値にすることができる。
(4)上記構成の空気調和機1において、制御部30がサーモ制御により圧縮機21の運転を停止するときは、制御部30は、室温を設定温度に近づけるように圧力損失予測値ΔPaを修正する(図8のステップS31)。
圧力損失予測値ΔPaが実際の値よりも過大であるとき、室温が設定温度よりも低下しつづけ、この結果、サーモ制御により圧縮機21の運転が停止する。このことを逆に言えば、サーモ運転により圧縮機21の運転が停止する状態が発生することは、圧力損失予測値ΔPaが適切な値に設定されていない状態であることを示す。そこで、上記構成では、サーモ運転により圧縮機21が運転停止するときに圧力損失予測値ΔPaを修正する。これのような処理により、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
(5)上記構成の空気調和機1において、サーモ制御により圧縮機21の運転が停止するとき、制御部30は、圧力損失予測値ΔPaを修正するときは、圧力損失係数Kを補正前の値よりも小さい値に変更することにより行う(図8のステップS31参照)。
このような圧力損失係数Kの補正方法では、吸入圧力Psや蒸発圧力Peなど測定を要するデータを用いないため、圧縮機21が運転停止しているときでも圧力損失係数Kを修正することができる。
(変形例)
なお、実施態様は上記に示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
・上記実施形態では、圧力損失係数Kの修正処理において、ステップS32が成立するとき、すなわち室温が設定温度に対し乖離が生じた状態で収束安定している旨の判定が行われるとき、マップを参照して、蒸発圧力Peと吸入圧力Psの差(実圧力差ΔPr)に基づいて新たな圧力損失係数Kを求める(ステップS33〜ステップS35参照)。ここで、ステップS32が成立するとき、このような処理(ステップS33〜ステップS35)に代えて、ステップS31に類似する処理を行ってもよい。なお、この場合は、室温が設定温度よりも高い温度で収束安定しているときは、修正前の圧力損失係数Kから補正値Δkを加えて得た値を、新たな圧力損失係数Kとする。また、室温が設定温度よりも低い温度で収束安定しているときは、修正前の圧力損失係数Kから補正値Δkを引いて得た値を、新たな圧力損失係数Kとする。
・上記実施形態では、圧力損失係数Kの修正処理において、マップを参照して新たな圧力損失係数Kを求めるときは、蒸発圧力Peと吸入圧力Psを取得し、この両者の間の差(すなわち実圧力差ΔPr)に基づいてマップを参照して、新たな圧力損失係数Kを求める。ここで、実圧力差ΔPrを求める際に用いる蒸発圧力Peは、室内側熱交換器12の入口12aでの冷媒温度を示す冷媒温度信号に基づいて求められているが、これとは異なる方法により、蒸発圧力Peを得てもよい。例えば、室内側熱交換器12の入口12aに圧力センサを設けて、この圧力センサにより室内側熱交換器12の入口12a付近の圧力を測定し、圧力センサから出力される出力信号に基づいて蒸発圧力Peを求めてもよい。
・上記実施形態の各制御では、室内側熱交換器12の入口12aで取得した入口圧力を蒸発圧力Peとして用いているが、室内側熱交換器12の出口の圧力(出口圧力)を蒸発圧力Peとして用いてもよい。この場合、上記(1)〜(3)に記載した上記実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
・上記実施形態では、課題を解決するための技術を、室内ユニット10及び室外ユニット20がそれぞれ1台である空気調和機1に適用した。ところで、本技術は、複数台の室内ユニット10を有する空気調和機1にも適用可能である。
具体的には、共通冷媒回路としての室外ユニット20側の冷媒回路に、各室内ユニット10の冷媒回路が並列に接続されている空気調和機1に対して、本技術を適用することができる。
この場合、室外ユニット20側の冷媒回路側から各室内ユニット10までの低圧冷媒連絡配管の長さが異なる場合もあるが、各室内ユニット10の冷媒回路は共通冷媒回路に接続されるものであるため、各室内ユニット10の冷媒回路を、室外ユニット20側(圧縮機21を含む冷媒回路側)の冷媒回路に対する1つの冷媒回路とみなすことが可能である。このように室内ユニット10側の冷媒回路を一つの冷媒回路とみなすことにより、室内ユニット10側の冷媒回路を、一つの蒸発圧力(以下、これを「見做し蒸発圧力」という。)を有するものとして取り扱うことができる。
室内ユニット10側の蒸発圧力Peは、例えば、次の算出方法により設定することができる。
(1)第1の算出方法は、各室内ユニット10の蒸発圧力Peに関する平均値を、見做し蒸発圧力とする。
ここで、蒸発圧力Peに関する平均値としては、例えば、次の(a)〜(c)の方法で算出される。(a)蒸発圧力Peに関する平均値は、各室内ユニット10の蒸発温度を単純平均した平均値の圧力換算値として、算出される。また、(b)各室内ユニットについて重みが予め設定されている場合には、蒸発圧力Peに関する平均値は、これら重みと各室内ユニット10の蒸発温度とを加重平均した値の圧力への換算値として、算出される。また、(c)蒸発圧力Peに関する平均値は、各室内ユニット10の能力(室内側熱交換器の容量及び室内ファンの性能に基づいて導出される能力)と各室内ユニットの蒸発温度とを加重平均した値の圧力換算値として、算出される。
(2)第2の算出方法は、各室内ユニット10について、室外ユニット20の圧縮機吸入温度と室内ユニット10の設定温度との差を求め、このうちで、この差が最も大きい室内ユニット10を見つけ出す。そして、この差が最も大きい室内ユニット10における蒸発温度に基づいて蒸発圧力Peを検出し(または蒸発温度に基づいて算出し)、この値を、見做し蒸発圧力とするものである。すなわち、この場合は、各室内ユニット10のうちで、室外ユニット20の圧縮機吸入温度と室内ユニット10の設定温度との差が最も大きい室内ユニット10を基準にして、実圧力差ΔPrを算出する。
(3)第3の算出方法は、各室内ユニット10について、室外ユニット20の圧縮機吸入温度と室内ユニット10の設定温度との差を求め、このうちで、この差が最も小さい室内ユニット10を見つけ出す。そして、この差が最も小さい室内ユニット10における蒸発温度に基づいて蒸発圧力Peを検出し(または蒸発温度に基づいて算出し)、この値を、見做し蒸発圧力とするものである。すなわち、この場合は、各室内ユニット10のうちで、室外ユニット20の圧縮機吸入温度と室内ユニット10の設定温度との差が最も小さい室内ユニット10を基準にして、実圧力差ΔPrを算出する。
以上のように、上記構成によれば、複数台の室内ユニット10を有する空気調和機1において、各室内ユニット10の蒸発圧力Peについて一つの見做し蒸発圧力を設定することが可能である。これにより、実施形態に示す(5)式に基づいて実圧力差ΔPrを算出することが可能となる。このため、上記実施形態に示した理由と同様の理由により、室温が設定温度に収束しないといった事象の発生頻度を低くすることができる。
1…空気調和機、10…室内ユニット、11…膨張弁、12…室内側熱交換器、12a…入口、13…室内ファン、20…室外ユニット、21…圧縮機、21a…吸入口、22…室外側熱交換器、23…四路切換弁、24…室外ファン、30…制御部、31…制御回路、31a…乖離判定部、32…インバータ回路、33…リモートコントローラ、34…冷媒温度センサ、35…圧力センサ、36…室温センサ、40…低圧冷媒連絡配管、41…第1連絡配管、42…第2連絡配管、43…第3連絡配管。

Claims (5)

  1. 室内空気と熱交換する室内側熱交換器(12)及び膨張弁(11)を備えた室内ユニット(10)と、
    室外空気と熱交換する室外側熱交換器(22)及びインバータ式可変容量型の圧縮機(21)を備えた室外ユニット(20)と、
    冷房運転時、前記室内側熱交換器(12)の設定蒸発圧力(Pe)から、前記室内側熱交換器(12)の入口(12a)から前記圧縮機(21)の吸入口(21a)までの圧力損失予測値(ΔPa)を差し引いて得た値を目標吸入圧力(Pst)として設定し、吸入圧力(Ps)が前記目標吸入圧力(Pst)になるように前記圧縮機(21)を容量制御することで、前記室内側熱交換器(12)の蒸発温度を設定蒸発温度で一定に維持する制御部(30)と、
    室温が、前記設定蒸発温度よりも高い温度で設定される設定温度に対し乖離して収束安定しているか否かを判定する乖離判定部(31a)とを備え、
    前記乖離判定部(31a)は、前記室温と前記設定温度との差の絶対値を示す乖離温度(ΔTd)が予め設定された許容温度範囲(ΔTa)を超えかつ前記設定温度と前記室温との差の絶対値の変動幅(ΔTx)が許容値以下であるという状態が、設定時間以上にわたって継続するとき、前記室温が前記設定温度に対し乖離して収束安定している旨を判定し、
    前記制御部(30)は、前記乖離判定部(31a)が、前記室温が前記設定温度に対し乖離して収束安定している旨を判定するとき、前記蒸発温度が前記設定蒸発温度に近づくように前記圧力損失予測値(ΔPa)を修正して、修正後の前記圧力損失予測値(ΔPa)を用いて前記目標吸入圧力(Pst)を設定し、
    前記制御部(30)は、冷房運転時、室温が前記設定温度よりも低い温度である下限設定温度に達したとき前記圧縮機(21)の運転を停止する
    ことを特徴とする空気調和機。
  2. 請求項1に記載の空気調和機(1)において、
    前記制御部(30)は、前記圧力損失予測値(ΔPa)を、前記圧縮機(21)の運転周波数と、個々の空気調和機(1)において設定されている圧力損失係数(K)とに基づいて算出するものであり、
    前記制御部(30)は、前記圧力損失予測値(ΔPa)の修正時における前記圧縮機(21)の前記吸入圧力(Ps)と前記室内側熱交換器(12)の蒸発圧力(Pe)との差分に基づいて前記圧力損失係数(K)を補正することにより、前記圧力損失予測値(ΔPa)を修正する
    ことを特徴とする空気調和機。
  3. 請求項1に記載の空気調和機(1)において、
    前記制御部(30)は、前記圧力損失予測値(ΔPa)を、前記圧縮機(21)の運転周波数と、個々の空気調和機(1)において設定されている圧力損失係数(K)とに基づいて算出するものであり、
    前記制御部(30)は、前記圧力損失予測値(ΔPa)を修正するときは、室温が前記設定温度よりも大きいとき前記圧力損失係数(K)を補正前の値よりも大きい値に変更し、室温が前記設定温度よりも小さいとき前記圧力損失係数(K)を補正前の値よりも小さい値に変更する
    ことを特徴とする空気調和機。
  4. 請求項1に記載の空気調和機(1)において、
    複数台の前記室内ユニット(10)を備えるものであり、
    前記制御部(30)は、前記圧力損失予測値(ΔPa)を、前記圧縮機(21)の運転周波数と、個々の空気調和機(1)において設定されている圧力損失係数(K)とに基づいて算出するものであり、前記複数台の室内ユニット(10)の設定蒸発温度の平均値の圧力換算値を算出し、前記圧力換算値から吸入圧力を差し引いた値を実圧力差として算出し、前記実圧力差に基づいて前記圧力損失係数(K)を算出する
    ことを特徴とする空気調和機。
  5. 室内空気と熱交換する室内側熱交換器(12)及び膨張弁(11)を備えた室内ユニット(10)と、
    室外空気と熱交換する室外側熱交換器(22)及びインバータ式可変容量型の圧縮機(21)を備えた室外ユニット(20)と、
    冷房運転時、前記室内側熱交換器(12)の設定蒸発圧力(Pe)から、前記室内側熱交換器(12)の入口(12a)から前記圧縮機(21)の吸入口(21a)までの圧力損失予測値(ΔPa)を差し引いて得た値を目標吸入圧力(Pst)として設定し、吸入圧力(Ps)が前記目標吸入圧力(Pst)になるように前記圧縮機(21)を容量制御することで、前記室内側熱交換器(12)の蒸発温度を設定蒸発温度で一定に維持する制御部(30)とを備え、
    前記制御部(30)は、前記圧力損失予測値(ΔPa)を、前記圧縮機(21)の運転周波数と、個々の空気調和機(1)において設定されている圧力損失係数(K)とに基づいて算出するものであり、冷房運転時、前記設定蒸発温度よりも高い温度で設定される設定温度に対して設定されている下限設定温度よりも室温が低下するときは前記圧縮機(21)の運転を停止するサーモオフ制御を実行し、前記サーモオフ制御により前記圧縮機(21)の運転を停止するときは、前記蒸発温度が前記設定蒸発温度に近づくように、前記圧力損失係数(K)を補正前の値よりも小さい値に変更することにより前記圧力損失予測値(ΔPa)を修正して、修正後の前記圧力損失予測値(ΔPa)を用いて前記目標吸入圧力(Pst)を設定する
    ことを特徴とする空気調和機。
JP2014013292A 2013-01-28 2014-01-28 空気調和機 Active JP5960173B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014013292A JP5960173B2 (ja) 2013-01-28 2014-01-28 空気調和機

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013013448 2013-01-28
JP2013013448 2013-01-28
JP2014013292A JP5960173B2 (ja) 2013-01-28 2014-01-28 空気調和機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014159944A JP2014159944A (ja) 2014-09-04
JP5960173B2 true JP5960173B2 (ja) 2016-08-02

Family

ID=51227679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014013292A Active JP5960173B2 (ja) 2013-01-28 2014-01-28 空気調和機

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9835341B2 (ja)
JP (1) JP5960173B2 (ja)
WO (1) WO2014115891A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11182175B2 (en) * 2008-09-18 2021-11-23 International Business Machines Corporation Apparatus and methods for workflow capture and display

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5937619B2 (ja) * 2011-12-14 2016-06-22 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置ならびに、それを備えた空気調和機、ヒートポンプ給湯機、冷蔵庫、および冷凍機
US11255580B2 (en) * 2015-08-20 2022-02-22 Lennox Industries Inc. Carbon dioxide cooling system with subcooling
JPWO2021039744A1 (ja) * 2019-08-28 2021-03-04
JP2021162174A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JPWO2023199425A1 (ja) * 2022-04-13 2023-10-19
JP2025115818A (ja) * 2024-01-26 2025-08-07 株式会社ダイキンアプライドシステムズ 熱源ユニットおよび冷凍システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS584618A (ja) 1981-06-30 1983-01-11 Nissan Motor Co Ltd 車両用空調装置
JPS5869764U (ja) 1981-11-04 1983-05-12 株式会社東芝 ヒ−トポンプ式空気調和機
JPH0816560B2 (ja) 1989-01-24 1996-02-21 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP3028008B2 (ja) * 1992-04-08 2000-04-04 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JPH0868568A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Toshiba Corp 空気調和機
US6739143B1 (en) * 1999-03-02 2004-05-25 Daikin Industries, Ltd. Refrigerating device
JP2002061925A (ja) * 2000-08-23 2002-02-28 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JP3985092B2 (ja) 2002-03-12 2007-10-03 株式会社日立製作所 空気調和機
JP3791443B2 (ja) 2002-03-29 2006-06-28 松下電器産業株式会社 空気調和機
JP4418936B2 (ja) * 2005-03-10 2010-02-24 ヤンマー株式会社 空気調和装置
JP3963190B2 (ja) * 2005-04-07 2007-08-22 ダイキン工業株式会社 空気調和装置の冷媒量判定システム
JP4093275B2 (ja) * 2006-03-20 2008-06-04 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP4497234B2 (ja) * 2008-07-29 2010-07-07 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP4975052B2 (ja) * 2009-03-30 2012-07-11 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP6109205B2 (ja) * 2013-01-31 2017-04-05 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置、及び冷凍サイクル装置の制御方法
JP5549771B1 (ja) * 2013-09-12 2014-07-16 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JP6242321B2 (ja) * 2014-10-03 2017-12-06 三菱電機株式会社 空気調和機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11182175B2 (en) * 2008-09-18 2021-11-23 International Business Machines Corporation Apparatus and methods for workflow capture and display

Also Published As

Publication number Publication date
US9835341B2 (en) 2017-12-05
WO2014115891A1 (ja) 2014-07-31
JP2014159944A (ja) 2014-09-04
US20150369497A1 (en) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5960173B2 (ja) 空気調和機
JP6609417B2 (ja) 空気調和機
CN109425069B (zh) 一种制热电子膨胀阀控制方法
JP5802340B2 (ja) 空気調和装置
CN109405379B (zh) 一种制冷电子膨胀阀控制方法
CN107076448B (zh) 空调机
CN109442679A (zh) 空调器的控制方法、系统和空调器
US9410715B2 (en) Air conditioning apparatus
CN107120786B (zh) 空调器及空调器中内机节流元件的控制方法和装置
JP2010249452A (ja) 空気調和装置
CN106871332A (zh) 一拖二分体式空调器控制方法和一拖二分体式空调器
CN105637298A (zh) 空调系统及其控制方法
CN106016458A (zh) 空调器及其模式切换控制方法
WO2015064172A1 (ja) 空気調和機
CN106765890A (zh) 用于空调控制的方法及空调
CN106610091A (zh) 基于过热度的空调膨胀阀控制方法和控制装置
JP2021173518A (ja) 空気調和システムおよび制御方法
CN104748321A (zh) 一种适用于高海拔区域的空调系统及控制方法
AU2013200092B2 (en) Air conditioning apparatus and air conditioning apparatus refrigerant quantity determination method
JP6022291B2 (ja) 空気調和機
CN113834203A (zh) 空调器的控制方法和具有其的空调器
US10443901B2 (en) Indoor unit of air conditioner
JP6036340B2 (ja) 空気調和機
JP2016114286A (ja) 空気調和機
JP2017026287A (ja) 空調機

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20141125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150128

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20150204

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20150313

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160413

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160622

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5960173

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150