WO2015037251A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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隆志 木村
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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner in which at least one outdoor unit and at least one indoor unit are connected to each other through a plurality of refrigerant pipes.
  • an air conditioner in which at least one outdoor unit and at least one indoor unit are connected to each other through a plurality of refrigerant pipes has been proposed.
  • the outdoor heat exchanger When the air conditioner is performing a heating operation, the outdoor heat exchanger may be frosted if the temperature of the outdoor heat exchanger becomes 0 ° C. or lower.
  • frost is formed on the outdoor heat exchanger, ventilation to the outdoor heat exchanger is hindered by the frost, and the heat exchange efficiency in the outdoor heat exchanger may be reduced. Therefore, if frost formation occurs in the outdoor heat exchanger, it is necessary to perform a defrosting operation in order to remove the frost from the outdoor heat exchanger.
  • an air conditioner described in Patent Document 1 includes a single outdoor unit including a compressor, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, and an outdoor fan, an indoor heat exchanger, and an indoor expansion valve that is a flow control valve. And two indoor units including an indoor fan are connected by a gas refrigerant pipe and a liquid refrigerant pipe.
  • the defrosting operation is performed during the heating operation, the rotation of the outdoor fan and the indoor fan is stopped, the compressor is once stopped, and the outdoor heat exchanger is used as an evaporator.
  • the four-way valve is switched so that the functioning state changes from the functioning state to the state of functioning as a condenser, and the compressor is started again.
  • the outdoor heat exchanger By causing the outdoor heat exchanger to function as a condenser, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor flows into the outdoor heat exchanger and melts frost adhering to the outdoor heat exchanger. Thereby, defrosting of an outdoor heat exchanger can be performed.
  • the compressor When performing the defrosting operation, it is preferable to increase the rotation speed of the compressor as much as possible.
  • the defrosting operation is performed at a higher compressor speed, the amount of high-temperature refrigerant that is discharged from the compressor and flows into the outdoor heat exchanger increases. It is because it can be returned to.
  • the compressor is started at a predetermined high rotation speed (for example, 90 rps, hereinafter referred to as the start-up rotation speed).
  • the pull-down that occurs at the start of the defrosting operation will be described.
  • the compressor is once stopped, and after switching the four-way valve, the compressor is restarted.
  • the four-way valve is switched, one port on the indoor heat exchanger side of the indoor expansion valve connected to the discharge side of the compressor during heating operation is connected to the suction side of the compressor, and the other side of the indoor expansion valve The pressure difference from the port becomes smaller.
  • the pressure difference between the two ports of the indoor expansion valve increases as time elapses from the start of the compressor, and the refrigerant does not flow into the gas refrigerant pipe from the indoor unit unless the pressure difference exceeds a predetermined value. Therefore, at the time of starting the compressor, after the refrigerant staying in the location near the suction side of the compressor in the gas refrigerant pipe is sucked, the amount of refrigerant staying in the gas refrigerant pipe is temporarily reduced, and the compressor A so-called pull-down occurs in which the suction pressure of the water drops rapidly. In addition, the lowering of the suction pressure due to pull-down increases as the rotational speed at the start of the compressor increases.
  • the outdoor heat exchanger functions as a condenser so that the high-temperature refrigerant discharged from the compressor flows into the outdoor heat exchanger to melt the generated frost.
  • the amount of frost formation becomes a frost formation amount according to the size of the outdoor heat exchanger, and the larger the outdoor heat exchanger, the larger the frost formation amount. Therefore, when the outdoor heat exchanger is large, it is necessary to flow more high-temperature refrigerant to the outdoor heat exchanger than when the outdoor heat exchanger is small.
  • the indoor heat exchanger that functions as an evaporator during the defrosting operation is sized according to the rated capacity of the indoor unit, and an indoor expansion valve having a capacity corresponding to the size of the indoor heat exchanger is provided.
  • the capacity of the indoor expansion valve is the amount of refrigerant that passes through the indoor expansion valve per unit time when the indoor expansion valve is fully opened.
  • the smaller the indoor heat exchanger the smaller the capacity of the indoor expansion valve. Is used. Therefore, when the indoor heat exchanger is small, an indoor expansion valve with a smaller capacity is used than when the indoor heat exchanger is large, so the amount of refrigerant that can pass through the indoor expansion valve, that is, from the indoor unit to the gas refrigerant piping.
  • the amount of refrigerant flowing out decreases.
  • the refrigerant stays in the outdoor heat exchanger or the liquid refrigerant pipe and the refrigerant circulation amount in the air conditioner decreases, and the lower the refrigerant circulation amount, the greater the degree of decrease in the suction pressure.
  • the suction pressure may be further reduced due to a pull-down that occurs when the compressor is started, and may fall below the lower limit of performance. If the suction pressure falls below the lower limit of performance, the compressor may be damaged, and low pressure protection control is performed to stop the compressor 21 so that the compressor 21 is not damaged, and the defrosting operation time is long. There was a problem that the return to heating operation was delayed.
  • the present invention solves the above-described problems.
  • the compressor By performing the defrosting operation control according to the capacity of the indoor expansion valve, that is, the rated capacity of the indoor unit, the compressor is damaged or the heating operation is delayed. It aims at providing the air conditioning apparatus which prevents.
  • an air conditioner of the present invention includes at least one outdoor unit having a compressor, a flow path switching unit, an outdoor heat exchanger, and an outdoor unit control unit, and an indoor heat exchanger. And at least one indoor unit having a flow rate adjustment valve, at least one liquid pipe and at least one gas pipe connecting the outdoor unit and the indoor unit. Then, the outdoor unit control means drives the compressor at a starting rotational speed that is a predetermined value for a predetermined time after the start of the defrosting operation, and this starting rotational speed is the sum of the capacities of the flow control valves. A plurality of values are determined accordingly.
  • the rotational speed at the start of the compressor at the start of the defrosting operation has a plurality of values determined according to the total capacity of the flow rate adjusting valve and the refrigerant pipe length which is the length of the liquid pipe and the gas pipe. It is what.
  • the compressor is started at a starting rotational speed corresponding to the sum of the capacities of the flow rate adjusting valves for a predetermined time after starting the defrosting operation, or at a flow rate. It is driven at the starting rotational speed corresponding to the total capacity of the regulating valve and the refrigerant pipe length.
  • the low pressure protection control can be prevented from being executed when the suction pressure falls below the compressor performance lower limit suction pressure, the defrost operation is interrupted by the low pressure protection control, and the defrosting operation time becomes longer. There is no delay in returning to operation.
  • (A) is a refrigerant circuit figure
  • (B) is a block diagram of an outdoor unit control means and an indoor unit control means. It is a defrost operation condition table in the embodiment of the present invention. It is a flowchart explaining the process at the time of a defrost driving
  • an air conditioning apparatus will be described as an example in which three indoor units are connected in parallel to one outdoor unit, and cooling operation or heating operation can be performed simultaneously in all indoor units.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
  • an air conditioner 1 in this embodiment is connected to one outdoor unit 2 installed outdoors and in parallel to the outdoor unit 2 through a liquid pipe 8 and a gas pipe 9.
  • Three indoor units 5a to 5c are provided.
  • the liquid pipe 8 has one end connected to the closing valve 25 of the outdoor unit 2 and the other end branched to be connected to the liquid pipe connecting portions 53a to 53c of the indoor units 5a to 5c.
  • the gas pipe 9 has one end connected to the closing valve 26 of the outdoor unit 2 and the other end branched to be connected to the gas pipe connecting portions 54a to 54c of the indoor units 5a to 5c.
  • the refrigerant circuit 100 of the air conditioner 1 is configured as described above.
  • the outdoor unit 2 includes a compressor 21, a four-way valve 22 which is a flow path switching unit, an outdoor heat exchanger 23, an outdoor expansion valve 24, a closing valve 25 to which one end of the liquid pipe 8 is connected, a gas pipe 9 is provided with a shut-off valve 26 to which one end of 9 is connected and an outdoor fan 27.
  • These devices other than the outdoor fan 27 are connected to each other through refrigerant pipes described in detail below to constitute an outdoor unit refrigerant circuit 20 that forms part of the refrigerant circuit 100.
  • the compressor 21 is a variable capacity compressor capable of changing the operation capacity by being driven by a motor (not shown) whose rotation speed is controlled by an inverter.
  • the refrigerant discharge side of the compressor 21 is connected to a port a of a four-way valve 22 which will be described later by a discharge pipe 41, and the refrigerant suction side of the compressor 21 is connected to a port c of the four-way valve 22 which will be described later. Connected with.
  • the four-way valve 22 is a valve for switching the direction in which the refrigerant flows, and has four ports a, b, c, and d.
  • the port a is connected to the refrigerant discharge side of the compressor 21 by the discharge pipe 41 as described above.
  • the port b is connected to one refrigerant inlet / outlet of the outdoor heat exchanger 23 by a refrigerant pipe 43.
  • the port c is connected to the refrigerant suction side of the compressor 21 by the suction pipe 42 as described above.
  • the port d is connected to the closing valve 26 by an outdoor unit gas pipe 45.
  • the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat between the refrigerant and the outside air taken into the outdoor unit 2 by the rotation of the outdoor fan 27 described later.
  • one refrigerant inlet / outlet of the outdoor heat exchanger 23 is connected to the port b of the four-way valve 22 by the refrigerant pipe 43, and the other refrigerant inlet / outlet is connected to the closing valve 25 by the outdoor unit liquid pipe 44.
  • the outdoor expansion valve 24 is provided in the outdoor unit liquid pipe 44.
  • the outdoor expansion valve 24 is an electronic expansion valve, and the amount of refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 23 or the amount of refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 23 is adjusted by adjusting the opening thereof.
  • the outdoor fan 27 is formed of a resin material and is disposed in the vicinity of the outdoor heat exchanger 23.
  • the outdoor fan 27 is rotated by a fan motor (not shown) to take outside air into the outdoor unit 2 from a suction port (not shown), and the outdoor air exchanged heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23 from the blower outlet (not shown) to the outside of the outdoor unit 2. To release.
  • a discharge pipe 41 includes a high-pressure sensor 31 that detects the pressure of refrigerant discharged from the compressor 21, and a discharge temperature sensor that detects the temperature of refrigerant discharged from the compressor 21. 33 is provided.
  • the suction pipe 42 is provided with a low pressure sensor 32 that detects the pressure of the refrigerant sucked into the compressor 21 and a suction temperature sensor 34 that detects the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 21.
  • the outdoor heat exchanger 23 is provided with a heat exchange temperature sensor 35 for detecting frost formation during heating operation or melting of frost during defrost operation.
  • An outdoor air temperature sensor 36 that detects the temperature of the outside air flowing into the outdoor unit 2, that is, the outside air temperature, is provided near a suction port (not shown) of the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit 2 is provided with an outdoor unit control means 200.
  • the outdoor unit control means 200 is mounted on a control board stored in an electrical component box (not shown) of the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit control means 200 includes a CPU 210, a storage unit 220, a communication unit 230, and a sensor input unit 240.
  • the storage unit 220 includes a ROM and a RAM, and includes detection values corresponding to control programs for the outdoor unit 2 and detection signals from various sensors, control states of the compressor 21 and the outdoor fan 27, and defrosting operation conditions described later. Stores tables, etc.
  • the communication unit 230 is an interface for performing communication with the indoor units 5a to 5c.
  • the sensor input unit 240 captures detection results from various sensors of the outdoor unit 2 and outputs them to the CPU 210.
  • CPU210 takes in the detection result in each sensor of outdoor unit 2 mentioned above via sensor input part 240.
  • FIG. the CPU 210 takes in control signals transmitted from the indoor units 5a to 5c via the communication unit 230.
  • the CPU 210 performs drive control of the compressor 21 and the outdoor fan 27 based on the detection results and control signals taken in.
  • the CPU 210 performs switching control of the four-way valve 22 based on the detection results and control signals taken in.
  • the CPU 210 controls the opening degree of the outdoor expansion valve 24 based on the acquired detection result and control signal.
  • the outdoor unit 2 is provided with an installation information input unit 250.
  • the installation information input unit 250 is disposed, for example, on the side surface of the casing of the outdoor unit 2 (not shown) and can be operated from the outside.
  • the installation information input unit 250 includes a setting button, a determination button, and a display unit.
  • the setting button is composed of, for example, a numeric keypad, and is used to input information related to a refrigerant pipe length (the length of the liquid pipe 8 and the gas pipe 9), which will be described later, and a flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c. .
  • the decision button is for confirming information input by the setting button.
  • the display unit displays various input information, current operation information of the outdoor unit 2, and the like.
  • the installation information input unit 250 is not limited to the above.
  • the setting button may be a dip switch or a dial switch.
  • the three indoor units 5a to 5c include indoor heat exchangers 51a to 51c, indoor expansion valves 52a to 52c that are flow rate adjusting valves, and liquid pipe connection portions 53a to 53c to which the other ends of the branched liquid pipes 8 are connected. 53c, gas pipe connection portions 54a to 54c to which the other ends of the branched gas pipes 9 are connected, and indoor fans 55a to 55c. These devices other than the indoor fans 55a to 55c are connected to each other through refrigerant pipes that will be described in detail below, thereby constituting indoor unit refrigerant circuits 50a to 50c that form part of the refrigerant circuit 100.
  • the indoor heat exchanger 51a exchanges heat between the refrigerant and indoor air taken into the indoor unit 5a from a suction port (not shown) by an indoor fan 55a, which will be described later.
  • the other refrigerant inlet / outlet port is connected to the gas pipe connecting portion 54a via the indoor unit gas pipe 72a.
  • the indoor heat exchanger 51a functions as an evaporator when the indoor unit 5a performs a cooling operation, and functions as a condenser when the indoor unit 5a performs a heating operation.
  • the indoor heat exchanger 51a is sized according to the rated capacity of the indoor unit 5a. Note that the refrigerant pipes of the liquid pipe connecting part 53a and the gas pipe connecting part 54a are connected by welding, flare nuts, or the like.
  • the indoor expansion valve 52a is provided in the indoor unit liquid pipe 71a.
  • the indoor expansion valve 52a is an electronic expansion valve having a capacity corresponding to the size of the indoor heat exchanger 51a, and the amount of refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 51a can be adjusted by adjusting the opening degree.
  • the indoor expansion valve 52a is adjusted according to the required cooling capacity, and when the indoor heat exchanger 51a functions as a condenser, The opening is adjusted according to the required heating capacity.
  • the capacity of the indoor expansion valve 52a is the amount of refrigerant that passes through the indoor expansion valve 52a per unit time when the indoor expansion valve 52a is fully opened.
  • the indoor fan 55a is formed of a resin material and is disposed in the vicinity of the indoor heat exchanger 51a.
  • the indoor fan 55a is rotated by a fan motor (not shown) to take indoor air into the indoor unit 5a from a suction port (not shown), and the indoor air exchanged with the refrigerant in the indoor heat exchanger 51a from the blower outlet (not shown) to the room. To supply.
  • the indoor unit 5a is provided with various sensors. Between the indoor heat exchanger 51a and the indoor expansion valve 52a in the indoor unit liquid pipe 71a, a liquid side temperature sensor 61a that detects the temperature of the refrigerant flowing into or out of the indoor heat exchanger 51a. Is provided.
  • the indoor unit gas pipe 72a is provided with a gas side temperature sensor 62a that detects the temperature of the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 51a or flowing into the indoor heat exchanger 51a.
  • An indoor temperature sensor 63a that detects the temperature of the indoor air flowing into the indoor unit 5a, that is, the indoor temperature, is provided in the vicinity of a suction port (not shown) of the indoor unit 5a.
  • the indoor unit 5a is provided with an indoor unit control means 500a.
  • the indoor unit control means 500a is mounted on a control board stored in an electrical component box (not shown) of the indoor unit 5a.
  • a CPU 510a As shown in FIG. 1B, a CPU 510a, a storage unit 520a, a communication unit 530a, And a sensor input unit 540a.
  • the storage unit 520a is configured by a ROM or a RAM, and stores a detection value corresponding to a control program of the indoor unit 5a and detection signals from various sensors, setting information related to an air conditioning operation by the user, and the like.
  • the communication unit 530a is an interface for communicating with the outdoor unit 2 and the other indoor units 5b and 5c.
  • the sensor input unit 540a captures detection results from various sensors of the indoor unit 5a and outputs them to the CPU 510a.
  • the CPU 510a takes in the detection result of each sensor of the indoor unit 5a described above via the sensor input unit 540a. Further, the CPU 510a takes in a signal including operation information set by operating a remote controller (not shown), a timer operation setting, and the like via a remote control light receiving unit (not shown). The CPU 510a performs the opening degree control of the indoor expansion valve 52a and the drive control of the indoor fan 55a based on the acquired detection result and the signal transmitted from the remote controller. In addition, the CPU 510a transmits a control signal including an operation start / stop signal and operation information (set temperature, indoor temperature, etc.) to the outdoor unit 2 via the communication unit 530a.
  • the outdoor unit control means 200 is in a state where the four-way valve 22 is indicated by a solid line, that is, the ports a and b of the four-way valve 22 Are switched so as to communicate with each other and port c and port d communicate with each other.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser
  • the indoor heat exchangers 51a to 51c function as evaporators.
  • the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 21 flows through the discharge pipe 41 and flows into the four-way valve 22, and flows from the four-way valve 22 through the refrigerant pipe 43 and flows into the outdoor heat exchanger 23.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 23 is condensed by exchanging heat with the outside air taken into the outdoor unit 2 by the rotation of the outdoor fan 27.
  • the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 23 flows through the outdoor unit liquid pipe 44 and flows into the liquid pipe 8 through the outdoor expansion valve 24 and the closing valve 25 that are fully opened.
  • the refrigerant flowing through the liquid pipe 8 and diverted into the indoor units 5a to 5c flows through the indoor unit liquid pipes 71a to 71c and is reduced in pressure to pass through the indoor expansion valves 52a to 52c to become low-pressure refrigerant.
  • the refrigerant flowing into the indoor heat exchangers 51a to 51c from the indoor unit liquid tubes 71a to 71c evaporates by exchanging heat with the indoor air taken into the indoor units 5a to 5c by the rotation of the indoor fans 55a to 55c.
  • the indoor heat exchangers 51a to 51c function as evaporators, and the indoor air that has exchanged heat with the refrigerant in the indoor heat exchangers 51a to 51c is blown into the room from a blower outlet (not shown), thereby The room where the machines 5a to 5c are installed is cooled.
  • the refrigerant flowing out of the indoor heat exchangers 51 a to 51 c flows through the indoor unit gas pipes 72 a to 72 c and flows into the gas pipe 9.
  • the refrigerant flowing through the gas pipe 9 and flowing into the outdoor unit 2 through the closing valve 26 flows through the outdoor unit gas pipe 45, the four-way valve 22, and the suction pipe 42, and is sucked into the compressor 21 and compressed again.
  • the cooling operation of the air conditioner 1 is performed by circulating the refrigerant through the refrigerant circuit 100.
  • the outdoor unit control means 200 is configured so that the four-way valve 22 is indicated by a broken line, that is, the port a and the port d of the four-way valve 22 communicate with each other. Switch so that port b and port c communicate.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as an evaporator
  • the indoor heat exchangers 51a to 51c function as condensers.
  • the heating operation time (the time when the air conditioning apparatus 1 is started in the heating operation or the time when the heating operation is continued from the time when the defrosting operation is returned to the heating operation) is 30 minutes. After a lapse of time, when the refrigerant temperature detected by the heat exchange temperature sensor 35 is lower by 5 ° C. or more than the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 36 for 10 minutes or more, or when the previous defrosting operation is completed.
  • the predetermined time (example: 180 minutes) has passed since, it is shown that the amount of frost formation in the outdoor heat exchanger 23 is at a level that hinders the heating capacity.
  • the outdoor unit control means 200 stops the compressor 21 and stops the heating operation, switches the refrigerant circuit 100 to the state during the cooling operation described above, and sets the compressor 21 to a predetermined state.
  • the defrosting operation is started by restarting at the number of revolutions. Note that when the defrosting operation is performed, the outdoor fan 27 and the indoor fans 55a to 55c are stopped, but the other operations of the refrigerant circuit 100 are the same as those during the cooling operation. The detailed explanation is omitted.
  • the outdoor unit control means 200 stops the compressor 21 to stop the defrosting operation, and after switching the refrigerant circuit 100 to the heating operation state, The heating operation is restarted by starting at a rotational speed corresponding to the heating capacity required for the indoor units 5a to 5c.
  • the defrosting operation end condition is, for example, whether or not the temperature of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 23 detected by the heat exchanger temperature sensor 35 has become 10 ° C. or more, and a predetermined time ( For example, whether or not 10 minutes) has elapsed, etc., and the frost generated in the outdoor heat exchanger 23 is considered to be melted.
  • the defrosting operation condition table 300a shown in FIG. 2 is stored in advance in the storage unit 220 provided in the outdoor unit control unit 200 of the outdoor unit 2.
  • the defrosting operation condition table 300a indicates the rotation speed Cr (unit: rps) of the compressor 21 when the air-conditioning apparatus 1 starts the defrosting operation and the defrosting operation interval Tm (unit: min). This is determined according to the flow coefficient sum Cva which is the sum of the flow coefficients Cv of the indoor expansion valves 52a to 52c.
  • the flow coefficient Cv of the indoor expansion valves 52a to 52c represents the capacity of the indoor expansion valves 52a to 52c, the difference in the structure and dimensions of the indoor expansion valves 52a to 52c, the indoor expansion valves 52a to 52c, and so on.
  • the capacity of each of the indoor expansion valves 52a to 52c can be represented regardless of the difference in physical properties such as the pressure difference between the two ports and the temperature, viscosity, specific gravity, etc. of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 100.
  • the flow coefficient Cv is determined by using the specific gravity of the refrigerant, the flow rate of the refrigerant flowing through the indoor expansion valves 52a to 52c per unit time, and the pressures at both ports of the indoor expansion valves 52a to 52c.
  • the threshold value A, the startup rotation speed Cr, and the defrosting operation interval Tm in FIG. 2 are numerical values determined in advance by a test or the like, and are values unique to the air conditioner 1.
  • the air conditioning apparatus 1 performs the defrosting operation, it is necessary to switch the refrigerant circuit 100 from the heating operation state to the defrosting (cooling) operation state. And the compressor 21 is restarted after switching the four-way valve 22.
  • the four-way valve 22 is switched, the ports on the indoor heat exchangers 51a to 51c side of the indoor expansion valves 52a to 52c connected to the discharge side of the compressor 21 during the heating operation are connected to the suction side of the compressor 21.
  • the pressure difference between the indoor expansion valves 52a to 52c and the liquid pipe connecting portions 53a to 53c is reduced.
  • the above-described pressure difference increases as time elapses from the start of the compressor 21, and the refrigerant does not flow into the gas pipe 9 from the indoor units 5a to 5c unless the pressure difference exceeds a predetermined value. Therefore, when the compressor 21 is started, after the refrigerant staying in the gas pipe 9 near the suction side of the compressor 21 is sucked into the compressor 21, the amount of refrigerant staying in the gas pipe 9 is temporarily reduced. As a result, the so-called pull-down in which the suction pressure of the compressor 21 rapidly decreases occurs.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser, so that the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 21 flows into the outdoor heat exchanger 23 and melts the frost that has formed.
  • the amount of frost formation in the heat exchanger 23 becomes the amount of frost formation according to the magnitude
  • the indoor heat exchangers 51a to 51c functioning as evaporators during the defrosting operation include an indoor expansion valve 52a having a capacity (flow coefficient Cv) corresponding to the size of the indoor heat exchangers 51a to 51c.
  • the indoor expansion valves 52a to 52c having a smaller flow coefficient Cv are used as the indoor heat exchangers 51a to 51c are smaller. Therefore, when the indoor heat exchangers 51a to 51c are small, the indoor expansion valves 52a to 52c having a smaller flow coefficient Cv are used than when the indoor heat exchangers 51a to 51c are large.
  • the amount of refrigerant that can pass through that is, the amount of refrigerant flowing out from the indoor units 5a to 5c to the gas pipe 9 is reduced.
  • the refrigerant circulation amount of the refrigerant circuit 100 at the start of the defrosting operation depends on the flow coefficient sum Cva which is the sum of the flow coefficients Cv of the indoor expansion valves 52a to 52c, and the smaller the flow coefficient sum Cva,
  • the amount of refrigerant flowing out of the indoor heat exchangers 51a to 51c is smaller than the amount of refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 23, and the refrigerant stagnates in the outdoor heat exchanger 23 and the liquid pipe 8, so that the amount of refrigerant circulating under the installation conditions Less.
  • the refrigerant circulation amount in the installation conditions decreases, the degree of decrease in the suction pressure increases.
  • the compressor 21 is started by increasing the starting rotation speed Cr of the compressor 21 (90 rps) in order to start the defrosting operation in a state where the suction pressure is greatly reduced due to the flow rate coefficient sum Cva, There is a possibility that the suction pressure is further lowered by the pulled-down and falls below the lower limit of performance. If the suction pressure falls below the lower limit of performance, the compressor 21 may be damaged, or low pressure protection control for stopping the compressor 21 is executed so that the compressor 21 is not damaged, and the defrosting operation time becomes longer. There is a fear.
  • the rotation speed Cr at the start-up of the compressor 21 is set.
  • the defrosting operation is performed while preventing the suction pressure from dropping and falling below the lower limit of performance.
  • the total flow coefficient Cva is equal to or greater than the threshold value A, the degree of decrease in the suction pressure is small and the possibility that the suction pressure falls below the lower limit of performance is small. Control is performed so that the defrosting operation is completed as soon as possible.
  • the defrosting operation interval Tm is an interval time during which the defrosting operation start condition is not satisfied during the heating operation, and the time when the defrosting operation interval Tm has elapsed from the time of returning to the heating operation. In order to forcibly execute the defrosting operation, it is determined.
  • the defrosting operation start condition when the defrosting operation start condition is satisfied, the amount of frost formation in the outdoor heat exchanger 23 is such that the heating capacity is hindered. On the other hand, even if the defrosting operation start condition is not satisfied, the amount is smaller than that in the case where the defrosting operation start condition is satisfied. There is a possibility that the heat exchange efficiency in the heat exchanger 23 may be reduced, and even a small amount of frost is preferably removed from the outdoor heat exchanger 23. Therefore, even if the defrosting operation interval Tm is determined and the defrosting operation start condition is not satisfied, the defrosting operation is performed when the defrosting operation interval Tm has elapsed since the end of the previous defrosting operation. The frost generated in the outdoor heat exchanger 23 is melted.
  • the ability to melt the frost formed on the outdoor heat exchanger 23 per unit time during the defrosting operation (hereinafter referred to as “defrosting ability”) is higher as the rotational speed of the compressor 21 is higher. Since the amount of high-temperature and high-pressure refrigerant flowing into the vessel 23 increases, it increases.
  • the defrosting operation is started with the starting rotation speed Cr being set to 60 rps. In this case, the starting rotation speed Cr is set to 90 rps. Compared with the case where the frost operation is started, the defrosting capability is lowered, and the defrosting operation time is also increased accordingly.
  • the defrosting operation time becomes longer.
  • the defrosting operation interval Tm is set to 90 min, and the outdoor heat exchanger 23 is installed.
  • the defrosting operation is performed before the amount of frost increases.
  • the frequency of switching to the defrosting operation is increased as compared with the case where the defrosting operation interval Tm is set to 180 min, the defrosting operation is started as much as possible by starting the defrosting operation before the amount of frosting increases. This is done so that the comfort of the user during heating operation is not impaired.
  • FIG. 3 shows a flow of processing performed by the CPU 210 of the outdoor unit control unit 200 when the air conditioning apparatus 1 performs the defrosting operation.
  • ST represents a step
  • the number following this represents a step number.
  • FIG. 3 mainly describes the processing related to the present invention, and other processing, for example, air conditioning such as control of the refrigerant circuit corresponding to the operating conditions such as the set temperature and the air volume instructed by the user. Description of general processing related to the apparatus is omitted.
  • the air conditioner 1 stores the flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c input from the setting information input unit 250 in the storage unit 220 as an initial setting at the time of installation.
  • CP U210 calculates the flow coefficient sum Cva by adding the stored flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c.
  • CPU210 refers to the defrost operation condition table 300a memorize
  • the CPU 210 determines whether or not the defrosting operation start condition is satisfied (ST1).
  • the defrosting operation start condition is, for example, that the refrigerant temperature detected by the heat exchange temperature sensor 35 is lower by 5 ° C. or more than the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 36 after 30 minutes of the heating operation time has elapsed. This is a case where the state continues for 10 minutes or more, and the CPU 210 takes in the refrigerant temperature detected by the heat exchange temperature sensor 35 and the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 36 and determines whether or not the above condition is satisfied.
  • the CPU 210 reads the defrosting operation interval Tm stored in the storage unit 220, and the duration time Ts of the heating operation is the defrosting operation interval. It is determined whether it is less than Tm (ST12). If the duration time Ts of the heating operation is not less than the defrosting operation interval Tm (ST12-No), the CPU 210 advances the process to ST3. If the duration time Ts of the heating operation is less than the defrosting operation interval Tm (ST12-Yes), the CPU 210 continues the heating operation (ST13) and returns the process to ST1.
  • the CPU 210 determines whether the duration time Ts of the heating operation is equal to or longer than the heating mask time Th (ST2).
  • the heating mask time Th is a time for continuing the heating operation without switching to the defrosting operation even if the defrosting operation start condition is satisfied again after returning from the defrosting operation to the heating operation. It is provided so that the user's comfort is not impaired by frequently switching to the defrosting operation.
  • This heating mask time is set to 40 minutes, for example.
  • the CPU 210 advances the process to ST13, continues the heating operation, and returns the process to ST1. If the duration time Ts of the heating operation is equal to or longer than the heating mask time Th (ST2-Yes), the CPU 210 advances the process to ST3.
  • the CPU 210 executes a defrosting operation preparation process.
  • the CPU 210 stops the compressor 21 and the outdoor fan 27 and switches the ports a and b to communicate with each other and the ports c and d to communicate with each other in the four-way valve 22.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser and the indoor heat exchangers 51a to 51c function as evaporators, that is, when the cooling operation shown in FIG. 1 (A) is performed. It becomes a state.
  • the CPUs 510a to 510c of the indoor units 5a to 5c stop the indoor fans 55a to 55c.
  • the CPU 210 starts timer measurement (ST4), and starts the compressor 21 at the starting rotation speed Cr stored in the storage unit 220 (ST5). By starting the compressor 21, the air-conditioning apparatus 1 starts the defrosting operation.
  • the CPU 210 includes a timer measuring unit.
  • the CPU 210 determines whether or not one minute has elapsed after starting the timer measurement in ST5, that is, starting the compressor 21 (ST6). If one minute has not elapsed (ST6-No), the CPU 210 returns to ST6, and if one minute has elapsed (ST6-Yes), the CPU 210 resets the timer (ST7).
  • the processes from ST4 to ST7 described above are performed for 1 minute after the compressor 21 is started in order to drive the compressor 21 while maintaining the rotational speed of the compressor 21 at the starting rotational speed Cr.
  • the starting rotational speed Cr is determined according to the flow coefficient sum Cva, and if the compressor 21 is started at the starting rotational speed Cr at the start of the defrosting operation, the suction due to pull-down is performed. A decrease in pressure can be suppressed. This pull-down is eliminated when the pressure difference between the two ports of the indoor expansion valves 52a to 52c becomes a predetermined value or more and the refrigerant flows into the gas pipe 9 from the indoor units 5a to 5c.
  • a predetermined time is required after the compressor 21 is started. Accordingly, it is desirable that the rotation speed of the compressor 21 is not changed during this predetermined time, and maintained at the startup rotation speed Cr.
  • the predetermined time is determined in advance by experiments or the like.
  • CPU210 which reset the timer by ST7 makes the rotation speed of the compressor 21 the predetermined rotation speed (for example, 90 rps) (ST8).
  • the predetermined number of revolutions is obtained in advance by a test or the like and stored in the storage unit 220.
  • the CPU 210 determines whether or not the defrosting operation termination condition is satisfied (ST9).
  • the defrosting operation end condition is, for example, whether or not the temperature of the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 23 detected by the heat exchange temperature sensor 35 has become 10 ° C. or higher.
  • the CPU 210 always takes in the refrigerant temperature detected by the heat exchange temperature sensor 35 and stores it in the storage unit 220.
  • the CPU 210 refers to the stored refrigerant temperature, and determines whether or not the temperature is 10 ° C. or higher, that is, whether or not the defrosting operation end condition is satisfied.
  • the defrosting operation end condition is determined in advance by a test or the like, and is a condition that the frost generated in the outdoor heat exchanger 23 is considered to have melted.
  • the CPU 210 In ST9, if the defrosting operation termination condition is not satisfied (ST9-No), the CPU 210 returns the process to ST8 and continues the defrosting operation. If the defrosting operation termination condition is satisfied (ST9-Yes), CPU 210 executes the heating operation resuming process (ST10). In the operation restart process, the CPU 210 stops the compressor 21 and switches the four-way valve 22 so that the ports a and d communicate with each other and the ports b and c communicate with each other. As a result, the refrigerant circuit 100 enters a state in which the outdoor heat exchanger 23 functions as an evaporator and the indoor heat exchangers 51a to 51c function as condensers.
  • the CPU210 restarts heating operation (ST11) and returns a process to ST1.
  • the CPU 210 controls the rotation speed of the compressor 21 and the outdoor fan 27 and the opening degree of the outdoor expansion valve 24 according to the heating capacity required from the indoor units 5a to 5c.
  • the defrosting operation condition table 300c includes the starting rotation speed Cr of the compressor 21 and the defrosting operation interval Tm when the air conditioner 1 starts the defrosting operation, the flow coefficient sum Cva, the refrigerant pipe length Lr, It is determined according to.
  • the refrigerant pipe length Lr indicates the length (unit: m) of the liquid pipe 8 and the gas pipe 9, and in the present embodiment, the maximum value of the refrigerant pipe length Lr will be described as 50 m.
  • the refrigerant pipe length Lr is determined according to the size of the building where the air conditioner 1 is installed and the distance from the place where the outdoor unit 2 is installed to the room where the indoor units 5a to 5c are installed.
  • the refrigerant pipe length Lr is input from the setting information input unit 250 at the initial setting when the air conditioner 1 is installed, like the flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c described in the first embodiment. .
  • the flow coefficient sum Cva is less than a predetermined threshold A (for example, 0.4) or more than the threshold A (for this, the defrosting operation is performed).
  • a predetermined threshold A for example, 0.4
  • the threshold A for this, the defrosting operation is performed.
  • a defrosting operation interval Tm is defined for each of the condition table 300a.
  • the starting rotation speed Cr is 50 rps and the defrosting operation interval Tm is 70 min.
  • the startup rotation speed Cr is 60 rps and the defrosting operation interval Tm is 90 min.
  • the starting rotation speed Cr is 80 rps and the defrosting operation interval Tm is 120 min.
  • the threshold value A, the threshold pipe length B, the startup rotation speed Cr, and the defrosting operation interval Tm in FIG. 4 are numerical values determined in advance by a test or the like, and are unique values in the air conditioner 1. .
  • the reason why the rotation speed Cr and the defrosting operation interval Tm of the compressor 21 are determined according to the flow coefficient sum Cva and the refrigerant pipe length Lr in the defrosting operation condition table 300b will be described.
  • the liquid pipe connection parts 53a to 53c side (high pressure side) of the indoor expansion valves 52a to 52c and the indoor heat exchangers 51a to 51c side (low pressure side) ) The refrigerant does not flow into the gas pipe 9 from the indoor units 5a to 5c, the amount of refrigerant staying in the gas pipe 9 is temporarily reduced, and the suction pressure of the compressor 21 suddenly increases. Decreasing pull-down occurs.
  • the degree of decrease in suction pressure when pull-down occurs increases as the refrigerant pipe length Lr increases. This is because the longer the liquid pipe 8 is, the more difficult the pressure on the connecting portions 53a to 53c side of the indoor expansion valves 52a to 52c increases due to the pressure loss in the liquid pipe 8, and therefore the pressure difference between the indoor expansion valves 52a to 52c. This is because it takes a long time until the refrigerant flowing into the gas pipe 9 from the indoor units 5a to 5c is sucked into the compressor 21.
  • the possibility that the suction pressure is lower than the lower limit of performance is higher when the refrigerant pipe length Lr is longer than when the refrigerant pipe length Lr is short.
  • the total flow coefficient Cva is large, there is a higher possibility that the suction pressure is lower than the lower limit of performance when the refrigerant pipe length Lr is long compared to when the refrigerant pipe length Lr is short.
  • the defrosting operation condition table 300b that determines the starting rotation speed Cr of the compressor 21 according to the flow coefficient sum Cva and the refrigerant pipe length Lr is provided.
  • the starting rotation speed Cr of the compressor 21 is determined based on the defrosting operation condition table 300b.
  • the defrosting operation interval Tm is determined according to the starting rotation speed Cr of the compressor 21 as in the first embodiment, and depends on the starting rotation speed Cr of the compressor 21. The effects of the differences are also the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the air-conditioning apparatus of the present invention is configured so that the compressor is operated at the starting rotational speed corresponding to the flow coefficient or the flow coefficient and the refrigerant pipe length for a predetermined time after the start of the defrosting operation. Drives at the corresponding starting rotation speed.
  • the suction pressure is greatly reduced and falls below the compressor performance lower limit pressure. Can be prevented. Therefore, breakage of the compressor can be prevented.
  • the low pressure protection control can be prevented from being executed when the suction pressure falls below the compressor performance lower limit suction pressure, the defrost operation is interrupted by the low pressure protection control, and the defrosting operation time becomes longer. There is no delay in returning to operation.
  • the flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c has been described for the case where the operator manually inputs the flow rate coefficient Cv by operating the installation information input unit 250 when installing the air conditioner.
  • the flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c is included in the model information related to the indoor units 5a to 5c stored in the storage units 520a to 520c of the indoor unit control units 500a to 500c.
  • the CPU 210 of the outdoor unit 2 may acquire the flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c by taking this model information from the indoor units 5a to 5c.
  • the model information is basic information of the indoor units 5a to 5c such as the rated capacity, model name, identification number, etc. of the indoor units 5a to 5c, in addition to the flow coefficient Cv of each of the indoor expansion valves 52a to 52c. It is comprised by.
  • the present invention is not limited to this, and the pressure difference between the ports of the indoor expansion valves 52a to 52c and the indoor expansion valve 52a are not limited thereto.
  • the Kv value or the Av value obtained by making the state of the fluid flowing through .about.52c different from the value when the flow coefficient Cv is obtained may be used, or the effective sectional areas of the indoor expansion valves 52a to 52c may be used.
  • the refrigerant piping length Lr may be calculated by the CPU 210 of the outdoor unit 2 as described below, instead of being input by operating the setting information input unit 250 by the operator.
  • the storage unit 220 of the outdoor unit control unit 200 stores the subcooling degree at the refrigerant outlet when the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser, the low pressure saturation temperature obtained using the suction pressure detected by the low pressure sensor 34, etc.
  • the relational expression between the operating state quantity and the refrigerant pipe length Lr (for example, a table in which the refrigerant pipe length Lr is determined according to the degree of supercooling) is stored, and the CPU 210 performs the cooling operation of the air conditioner 1. Is obtained, and the refrigerant pipe length Lr is obtained using the above relational expression.

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Abstract

　【課題】室内膨張弁の容量に応じた除霜運転制御を行うことによって、圧縮機の破損や暖房運転復帰の遅れを防ぐ空気調和装置を提供する。　【解決手段】室外機制御部２００は、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの容量を示す流量係数Ｃｖの総和である流量係数総和Ｃｖａに応じて起動時回転数Ｃｒを定めた除霜運転条件テーブル３００ａを有する。室外機制御部２００は、設置情報入力部２５０で入力された各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖを加算して流量係数総和Ｃｖａを求め、除霜運転条件テーブル３００ａを参照して起動時回転数Ｃｒを決定する。そして、室外機制御部２００は、除霜運転を開始するとき、決定した起動時回転数Ｃｒで圧縮機２１を起動し、除霜運転開始から所定時間（１分間）は、この起動時回転数Ｃｒに維持して圧縮機２１を駆動する。　

Description

空気調和装置
　本発明は、少なくとも１台の室外機と少なくとも１台の室内機とが複数の冷媒配管で相互に接続された空気調和装置に関する。
　従来、少なくとも１台の室外機と少なくとも１台の室内機とが複数の冷媒配管で相互に接続された空気調和装置が提案されている。この空気調和装置が暖房運転を行っているときに、室外熱交換器の温度が０℃以下になると室外熱交換器に着霜する虞がある。室外熱交換器に着霜すると、室外熱交換器への通風が霜によって阻害され、室外熱交換器における熱交換効率が低下する虞がある。従って、室外熱交換器で着霜が発生すれば、室外熱交換器から霜を取り除くために除霜運転を行う必要がある。
　例えば、特許文献１に記載の空気調和装置は、圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外ファンとを備えた１台の室外機と、室内熱交換器と流量調整弁である室内膨張弁と室内ファンとを備えた２台の室内機とがガス冷媒配管および液冷媒配管で接続されたものである。この空気調和装置で、暖房運転を行っているときに除霜運転を行う場合は、室外ファンおよび室内ファンの回転を停止するとともに、一旦圧縮機を停止して、室外熱交換器が蒸発器として機能している状態から凝縮器として機能する状態となるように四方弁を切り換え、再び圧縮機を起動する。室外熱交換器を凝縮器として機能させることによって、圧縮機から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器に流入し、室外熱交換器に付着している霜を融解する。これにより、室外熱交換器の除霜が行える。
特開２００９－２２８９２８号公報
　除霜運転を行うときは、圧縮機の回転数をできる限り高くすることが好ましい。圧縮機の回転数を高くして除霜運転を行うと、圧縮機から吐出されて室外熱交換器に流入する高温の冷媒量が多くなり、除霜運転の時間が短くなって早期に暖房運転に復帰させることができるからである。このため、除霜運転開始時は、一般的に、圧縮機を所定の高回転数（例えば、９０ｒｐｓ。以降、起動時回転数と記載）で起動させる。
　上述したように、除霜運転開始時に圧縮機の起動時回転数を高くした場合に、以下に説明するプルダウン（圧縮機の起動時に吸入圧力が急激に低下する現象のこと）や室内機の定格能力に起因する冷媒循環量の低下が発生すれば、圧縮機の吸入圧力が大きく低下して圧縮機の性能下限値を下回る虞がある。
　まず、除霜運転開始時に発生するプルダウンについて説明する。除霜運転を行うときは、前述したように、一旦圧縮機を停止し、四方弁を切り換えた後に圧縮機を再起動する。四方弁を切り換えると、暖房運転時に圧縮機の吐出側に接続されていた室内膨張弁の室内熱交換器側の一方のポートが圧縮機の吸入側に接続されることとなり、室内膨張弁の他方のポートとの圧力差が小さくなる。
　室内膨張弁の両ポート間の圧力差は、圧縮機の起動から時間が経過するにつれて大きくなり、圧力差が所定値以上とならなければ、室内機からガス冷媒配管に冷媒が流入しない
。従って、圧縮機の起動時には、ガス冷媒配管内の圧縮機の吸入側に近い箇所に滞留している冷媒が吸入されたのち、ガス冷媒配管に滞留する冷媒量が一時的に少なくなって圧縮機の吸入圧力が急激に低下する所謂プルダウンが発生する。尚、圧縮機の起動時回転数が高いほど、プルダウンによる吸入圧力の低下度合は大きくなる。
　次に、室内機の定格能力に起因する冷媒循環量の低下について説明する。除霜運転時は、室外熱交換器を凝縮器として機能させることで、圧縮機から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器に流入させて発生した霜を融解するが、室外熱交換器での着霜量は、室外熱交換器の大きさに応じた着霜量となり、室外熱交換器が大きいほど着霜量も多くなる。従って、室外熱交換器が大きい場合は、室外熱交換器が小さい場合と比べて、より多くの高温冷媒を室外熱交換器に流す必要がある。
　一方、除霜運転時に蒸発器として機能する室内熱交換器は、室内機の定格能力に応じた大きさとされており、室内熱交換器の大きさに応じた容量の室内膨張弁が設けられている。ここで、室内膨張弁の容量とは、室内膨張弁を全開としたとき、単位時間あたりに室内膨張弁を通過する冷媒量のことであり、室内熱交換器が小さいほど容量の小さい室内膨張弁が用いられる。従って、室内熱交換器が小さい場合は、室内熱交換器が大きい場合と比べて容量の小さい室内膨張弁が用いられるので、室内膨張弁を通過できる冷媒量、つまり、室内機からガス冷媒配管に流出する冷媒量が少なくなる。つまりは、室外熱交換器や液冷媒配管に冷媒が滞留して空気調和装置での冷媒循環量が少なくなり、冷媒循環量が少なくなるほど吸入圧力の低下度合は大きくなる。
　以上説明したように、除霜運転開始時に、室内膨張弁の容量が小さいことにより冷媒循環量が低下することで吸入圧力が低下する状態で、除霜運転を開始するために圧縮機の起動時回転数を高く（例えば、９０ｒｐｓ）して圧縮機を起動すれば、圧縮機起動時に発生するプルダウンにより吸入圧力がさらに低下して性能下限値を下回る虞がある。そして、吸入圧力が性能下限値を下回ると、圧縮機が破損する虞があり、また、圧縮機２１が破損しないように圧縮機２１を停止する低圧保護制御が実行されて除霜運転時間が長くなって暖房運転への復帰が遅れるという問題があった。
　本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、室内膨張弁の容量つまりは室内機の定格能力に応じた除霜運転制御を行うことによって圧縮機の破損や暖房運転復帰の遅れを防ぐ空気調和装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と流路切換手段と室外熱交換器と、室外機制御手段とを有する少なくとも１台の室外機と、室内熱交換器と流量調整弁とを有する少なくとも１台の室内機と、室外機と室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管とを有するものである。そして、室外機制御手段は、除霜運転を開始してからの所定時間、圧縮機を所定値である起動時回転数で駆動し、この起動時回転数は、流量調整弁の容量の総和に応じて複数の値が定められているものである。
　また、除霜運転開始時の圧縮機の起動時回転数は、流量調整弁の容量の総和と、液管およびガス管の長さである冷媒配管長とに応じて複数の値が定められているものである。
　上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、除霜運転を開始してから所定時間、圧縮機を、流量調整弁の容量の総和に応じた起動時回転数で、あるいは、流量調整弁の容量の総和と冷媒配管長とに応じた起動時回転数で駆動する。これにより、流量調整弁
の容量の総和が小さいことにより除霜運転開始時の冷媒循環量が減少するような場合であっても、吸入圧力が大きく低下して圧縮機の性能下限圧力を下回ることを防ぐことができる。従って、圧縮機の破損を防ぐことができる。また、吸入圧力が圧縮機の性能下限吸入圧力を下回って低圧保護制御が実行されることを防ぐことができるので、低圧保護制御により除霜運転が中断されて除霜運転時間が長くなり、暖房運転への復帰が遅れるということがない。
本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、除霜運転条件テーブルある。 本発明の実施形態における、除霜運転時の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における、除霜運転条件テーブルある。
　以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
　図１（Ａ）に示すように、本実施例における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ～５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ～５ｃの各液管接続部５３ａ～５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ～５ｃの各ガス管接続部５４ａ～５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。
　まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、流路切換手段である四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７とを備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
　圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、後述する四方弁２２のポートｃに吸入管４２で接続されている。
　四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。
　室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２内部に取
り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。
　室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。
　室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。
　以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。吸入管４２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。
　室外熱交換器２３には、暖房運転時の着霜、または、除霜運転時の霜の融解を検知するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。
　また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図２（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。
　記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態、後述する除霜運転条件テーブル、等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ～５ｃとの通信を行うためのインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
　ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ～５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度制御を行う。
　また、室外機２には、設置情報入力部２５０が備えられている。設置情報入力部２５０は、例えば、図示しない室外機２の筐体側面に配置されており、外部から操作可能とされている。設置情報入力部２５０は、図示は省略するが、設定ボタンと決定ボタンと表示部とからなる。設定ボタンは、例えばテンキーで構成され、後述する冷媒配管長（液管８やガス管９の長さ）に関する情報や、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖを入力するためのものである。決定ボタンは、設定ボタンにより入力した情報を確定するためのものである。表示部は、入力した各種情報や現在の室外機２の運転情報等を表示するもので
ある。尚、設置情報入力部２５０は上記に限るものではなく、例えば、設定ボタンがディップスイッチやダイヤルスイッチ等であってもよい。
　次に、３台の室内機５ａ～５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ～５ｃは、室内熱交換器５１ａ～５１ｃと、流量調整弁である室内膨張弁５２ａ～５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ～５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ～５４ｃと、室内ファン５５ａ～５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ～５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ～５０ｃを構成している。
　尚、室内機５ａ～５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。
　室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａにより図示しない吸込口から室内機５ａ内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａの定格能力に応じた大きさとされている。
　尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
　室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａの大きさに応じた容量を有する電子膨張弁であり、その開度を調整することによって室内熱交換器５１ａに流れる冷媒量を調整することができる。室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。尚、室内膨張弁５２ａの容量とは、室内膨張弁５２ａを全開としたとき、単位時間あたりに室内膨張弁５２ａを通過する冷媒量のことである。
　室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。
　以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。
　また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａとを備えている。
　記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うためのインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。
　ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンから送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度制御や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信する。
　次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ～５ｃが冷房運転を行う場合について説明し、暖房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。
　図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ～５ｃが冷房運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが蒸発器として機能する。
　圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は室外機液管４４を流れ、全開とされている室外膨張弁２４および閉鎖弁２５を介して液管８に流入する。
　液管８を流れて分流し各室内機５ａ～５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ～７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ～５２ｃを通過するときに減圧されて低圧の冷媒となる。室内機液管７１ａ～７１ｃから室内熱交換器５１ａ～５１ｃに流入した冷媒は、室内ファン５５ａ～５５ｃの回転により室内機５ａ～５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ～５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ～５ｃが設置された室内の冷房が行われる。
　室内熱交換器５１ａ～５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ～７２ｃを流れガス管９に流入する。ガス管９を流れ閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２２、吸入管４２を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
　以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の冷房運転が行われる。
　尚、室内機５ａ～５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、
ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが凝縮器として機能する。
　室内機５ａ～５ｃが暖房運転を行っているときに、以下に記載する除霜運転開始条件が成立した場合は、蒸発器として機能している室外熱交換器２３において着霜が発生している虞がある。除霜運転開始条件は、例えば、暖房運転時間（空気調和装置１を暖房運転で起動した時点、あるいは、除霜運転から暖房運転に復帰した時点から暖房運転を継続している時間）が３０分経過したのち、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度が外気温度センサ３６で検出した外気温度よりも５℃以上低い状態が、１０分以上継続した場合や、前回の除霜運転が終了してから所定時間（例：１８０分）が経過した場合、等であり、室外熱交換器２３での着霜量が暖房能力に支障をきたすレベルであることを示している。
　除霜運転開始条件が成立した場合は、室外機制御手段２００は、圧縮機２１を停止して暖房運転を停止し、冷媒回路１００を前述した冷房運転時の状態に切り換え、圧縮機２１を所定の回転数で再起動して除霜運転を開始する。尚、除霜運転を行うときは、室外ファン２７および室内ファン５５ａ～５５ｃは停止しているが、これ以外の冷媒回路１００の動作については冷房運転を行っているときと同じであるため、詳細な説明は省略する。
　空気調和装置１が除霜運転を行っているときに、以下に記載する除霜運転終了条件が成立した場合は、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる。除霜運転終了条件が成立した場合は、室外機制御手段２００は、圧縮機２１を停止して除霜運転を停止し、冷媒回路１００を暖房運転時の状態に切り換えた後、圧縮機２１を室内機５ａ～５ｃで必要とされる暖房能力に応じた回転数で起動して暖房運転を再開する。除霜運転終了条件は、例えば、熱交温度センサ３５で検出した室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度が１０℃以上となったか否かや、除霜運転を開始してから所定時間（例：１０分）が経過したか否か、等であり、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる条件である。
　次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１において、本発明に関わる冷媒回路の動作やその作用、および、効果について説明する。
　室外機２の室外機制御部２００に備えられている記憶部２２０には、図２に示す除霜運転条件テーブル３００ａが、予め記憶されている。この除霜運転条件テーブル３００ａは、空気調和装置１が除霜運転を開始するときの圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒ（単位：ｒｐｓ）、および、除霜運転間隔Ｔｍ（単位：ｍｉｎ）を、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖの総和である流量係数総和Ｃｖａに応じて定めたものである。
　ここで、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖとは、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの容量を表すものであり、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの構造・寸法の違いや、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの両ポート間の圧力差、冷媒回路１００を流れる冷媒の温度・粘度・比重等、といった物性の違いに関わらず各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの容量を表せるものである。流量係数Ｃｖは、冷媒の比重と、室内膨張弁５２ａ～５２ｃを単位時間に流れる冷媒流量と、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの両ポートの圧力とを用いて定められる。
　具体的には、図２に示すように、流量係数総和Ｃｖａが所定の閾値Ａ（例えば、０．４）未満である場合は、起動時回転数Ｃｒが６０ｒｐｓ、除霜運転間隔Ｔｍが９０ｍｉｎとされている。また、能力比Ｐが閾値Ａ以上である場合は、起動時回転数Ｃｒが９０ｒｐｓ、除霜運転間隔Ｔｍが１８０ｍｉｎとされている。尚、図２における閾値Ａ、起動時回転数Ｃｒ、および、除霜運転間隔Ｔｍは、予め試験等によって定められた数値であり、空気調和装置１に個有の数値である。
　まず、流量係数総和Ｃｖａに応じて、起動時回転数Ｃｒを異ならせている理由を説明する。
　前述したように、空気調和装置１が除霜運転を行うときは、冷媒回路１００を暖房運転の状態から除霜（冷房）運転の状態に切り換える必要があり、切り換えの際は、一旦圧縮機２１を停止し、四方弁２２を切り換えた後に圧縮機２１を再起動する。四方弁２２を切り換えると、暖房運転時に圧縮機２１の吐出側に接続されていた室内膨張弁５２ａ～５２ｃの室内熱交換器５１ａ～５１ｃ側のポートが、圧縮機２１の吸入側に接続されることとなり、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの液管接続部５３ａ～５３ｃ側との圧力差が小さくなる。
　上述した圧力差は、圧縮機２１の起動から時間が経過するにつれて大きくなり、圧力差が所定値以上とならなければ、室内機５ａ～５ｃからガス管９に冷媒が流入しない。従って、圧縮機２１の起動時には、ガス管９内の圧縮機２１の吸入側に近い箇所に滞留している冷媒が圧縮機２１に吸入されたのち、ガス管９に滞留する冷媒量が一時的に少なくなって圧縮機２１の吸入圧力が急激に低下する所謂プルダウンが発生する。
　除霜運転時は、室外熱交換器２３を凝縮器として機能させることで、圧縮機２１から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器２３に流入させて着霜した霜を融解するが、室外熱交換器２３での着霜量は、室外熱交換器２３の大きさに応じた着霜量となり、室外熱交換器２３が大きいほど着霜量も多くなる。従って、室外熱交換器２３が大きい場合は、室外熱交換器２３が小さい場合と比べて、より多くの高温冷媒を室外熱交換器２３に流す必要がある。
　一方、除霜運転時に蒸発器として機能する室内熱交換器５１ａ～５１ｃには、上述したように、室内熱交換器５１ａ～５１ｃの大きさに応じた容量（流量係数Ｃｖ）の室内膨張弁５２ａ～５２ｃが設けられており、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが小さいほど流量係数Ｃｖの小さい室内膨張弁５２ａ～５２ｃが用いられる。従って、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが小さい場合は、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが大きい場合と比べて、流量係数Ｃｖの小さい室内膨張弁５２ａ～５２ｃが用いられるので、室内膨張弁５２ａ～５２ｃを通過できる冷媒量、つまり、室内機５ａ～５ｃからガス管９に流出する冷媒量が少なくなる。
　以上のことから、除霜運転開始時の冷媒回路１００の冷媒循環量は、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖの総和である流量係数総和Ｃｖａに左右され、流量係数総和Ｃｖａが小さいほど、室外熱交換器２３に流入する冷媒量に対し室内熱交換器５１ａ～５１ｃから流出する冷媒量が少なくなり、室外熱交換器２３や液管８に冷媒が滞留して設置条件の冷媒循環量が少なくなる。そして、設置条件の冷媒循環量が少なくなるほど、吸入圧力の低下度合は大きくなる。
　流量係数総和Ｃｖａに起因して吸入圧力が大きく低下する状態で、除霜運転を開始するために圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒを高く（９０ｒｐｓ）して圧縮機２１を起動すれば、前述したプルダウンにより吸入圧力がさらに低下して性能下限値を下回る虞がある。吸入圧力が性能下限値を下回ると、圧縮機２１が破損する虞があり、あるいは、圧縮機２１が破損しないように圧縮機２１を停止する低圧保護制御が実行されて除霜運転時間が長くなる虞がある。
　そこで、本発明では、図２に示す除霜運転条件テーブル３００ａのように、流量係数総和Ｃｖａを用い、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ未満である場合は、圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒを６０ｒｐｓとし、吸入圧力が低下して性能下限値を下回ることを防ぎつつ除霜
運転を行う。そして、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ以上である場合は、吸入圧力の低下度合が小さく吸入圧力が性能下限値を下回る可能性が小さいので、圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒを９０ｒｐｓとし、できる限り早く除霜運転が終了するよう制御する。
　次に、流量係数総和Ｃｖａに応じて、除霜運転間隔Ｔｍを異ならせている理由を説明する。ここで、除霜運転間隔Ｔｍとは、暖房運転中に除霜運転開始条件が成立しない状態が継続している間隔時間であり、暖房運転に復帰した時点から除霜運転間隔Ｔｍが経過した時点で強制的に除霜運転を実行するために定められているものである。
　前述したように、除霜運転開始条件が成立している場合は、暖房能力に支障をきたす程度の室外熱交換器２３での着霜量となっている。一方、除霜運転開始条件が成立していない場合であっても、除霜運転開始条件が成立している場合と比べてその量は少ないものの、室外熱交換器２３で着霜が発生し室外熱交換器２３における熱交換効率を低下させている虞があり、少量の着霜であっても室外熱交換器２３から取り除かれることが好ましい。従って、上記除霜運転間隔Ｔｍを定め、除霜運転開始条件が成立していない場合であっても、前回の除霜運転終了時点から除霜運転間隔Ｔｍが経過した時点で除霜運転を行い、室外熱交換器２３で発生した霜を融解する。
　ところで、除霜運転時における、単位時間当たりに室外熱交換器２３に着霜した霜を融かす能力（以降、除霜能力と記載）は、圧縮機２１の回転数が高いほど、室外熱交換器２３に流入する高温高圧の冷媒量が多くなるので、高くなる。前述したように、本発明では、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ未満である場合は、起動時回転数Ｃｒを６０ｒｐｓとして除霜運転を開始するが、この場合、起動時回転数Ｃｒを９０ｒｐｓとして除霜運転を開始する場合に比べて除霜能力は低くなり、これに応じて除霜運転時間も長くなる。従って、室外熱交換器２３での着霜量が同じであるとき、起動時回転数Ｃｒを９０ｒｐｓとする場合と比べて、起動時回転数Ｃｒを６０ｒｐｓとして除霜運転を開始する場合の方が、除霜運転時間が長くなる。
　以上のことを考慮すれば、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ未満である場合、つまり、起動時回転数Ｃｒを６０ｒｐｓとして除霜運転を開始する場合は、除霜運転時間をできる限り短くするために、室外熱交換器２３での着霜量が多くならないうちに除霜運転を行うことが望ましい。
　そこで、本発明では、図２に示す除霜運転条件テーブル３００ａのように、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ未満である場合は、除霜運転間隔Ｔｍを９０ｍｉｎとし、室外熱交換器２３での着霜量が多くならないうちに除霜運転を行う。これにより、除霜運転間隔Ｔｍを１８０ｍｉｎとする場合と比べて、除霜運転に切り換わる頻度は増えるものの、着霜量が多くならないうちに除霜運転を開始することによって、できる限り除霜運転が早く終了させることで、暖房運転時の使用者の快適性を損なわないようにしている。
　次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１で除霜運転を行う際の制御について説明する。図３は、空気調和装置１が除霜運転を行う場合の、室外機制御部２００のＣＰＵ２１０が行う処理の流れを示すものである。図３において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図３では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路の制御、といった、空気調和装置に関わる一般的な処理については説明を省略している。
　空気調和装置１は、設置時における初期設定で、設定情報入力部２５０から入力された各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖを記憶部２２０に記憶する。このとき、ＣＰ
Ｕ２１０は、記憶した各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖを加算して流量係数総和Ｃｖａを算出しする。そして、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶されている除霜運転条件テーブル３００ａを参照し、算出した流量係数総和Ｃｖａに対応する起動時回転数Ｃｒと除霜運転間隔Ｔｍとを抽出して記憶部２２０に記憶する。
　空気調和装置１が暖房運転を行っているとき、ＣＰＵ２１０は、除霜運転開始条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ１）。前述したように、除霜運転開始条件は、例えば、暖房運転時間が３０分経過した後、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度が、外気温度センサ３６で検出した外気温度より５℃以上低い状態が１０分以上継続した場合であり、ＣＰＵ２１０は、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度や外気温度センサ３６で検出した外気温度を取り込んで、上記条件が成立したか否かを判断する。
　ＳＴ１において、除霜運転開始条件が成立していなければ（ＳＴ１－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶している除霜運転間隔Ｔｍを読み出し、暖房運転の継続時間Ｔｓが除霜運転間隔Ｔｍ未満であるか否かを判断する（ＳＴ１２）。暖房運転の継続時間Ｔｓが除霜運転間隔Ｔｍ未満でなければ（ＳＴ１２－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を進める。暖房運転の継続時間Ｔｓが除霜運転間隔Ｔｍ未満であれば（ＳＴ１２－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転を継続し（ＳＴ１３）、ＳＴ１に処理を戻す。
　ＳＴ１において、除霜運転開始条件が成立していれば（ＳＴ１－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転の継続時間Ｔｓが暖房マスク時間Ｔｈ以上であるか否かを判断する（ＳＴ２）。ここで、暖房マスク時間Ｔｈとは、除霜運転から暖房運転に復帰した後に、再び除霜運転開始条件が成立しても除霜運転に切り換えずに暖房運転を継続する時間であり、暖房運転中に頻繁に除霜運転に切り換わることによって、使用者の快適性が損なわれないようにするために設けられるものである。この暖房マスク時間は、例えば４０分間と設定される。
　ＳＴ２において、暖房運転の継続時間Ｔｓが暖房マスク時間Ｔｈ以上でなければ（ＳＴ２－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、処理をＳＴ１３に進めて暖房運転を継続し、ＳＴ１に処理を戻す。暖房運転の継続時間Ｔｓが暖房マスク時間Ｔｈ以上であれば（ＳＴ２－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を進める。
　ＳＴ３において、ＣＰＵ２１０は、除霜運転準備処理を実行する。除霜運転準備処理では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７を停止し、四方弁２２においてポートａとｂとが連通するよう、また、ポートｃとｄとが連通するよう切り換える。これにより、冷媒回路１００が、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ～５１ｃが蒸発器として機能する状態、つまり、図１（Ａ）に示す冷房運転を行う際の状態となる。尚、除霜運転時は、室内機５ａ～５ｃのＣＰＵ５１０ａ～５１０ｃは、室内ファン５５ａ～５５ｃを停止する。
　次に、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始し（ＳＴ４）、圧縮機２１を記憶部２２０に記憶している起動時回転数Ｃｒで起動する（ＳＴ５）。圧縮機２１を起動することにより、空気調和装置１で除霜運転が開始される。尚、図示は省略するが、ＣＰＵ２１０はタイマー計測手段を備えている。
　次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ５でタイマー計測を開始してから、つまり、圧縮機２１を起動してから１分が経過したか否かを判断する（ＳＴ６）。１分が経過していなければ（ＳＴ６－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ６に処理を戻し、１分が経過していれば（ＳＴ６－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットする（ＳＴ７）。
　上述したＳＴ４～ＳＴ７までの処理は、圧縮機２１を起動してから１分間は、圧縮機２１の回転数を起動時回転数Ｃｒに維持して圧縮機２１を駆動するために行われる。前述したように、起動時回転数Ｃｒは、流量係数総和Ｃｖａに応じて定められたものであり、除霜運転開始時に起動時回転数Ｃｒで圧縮機２１を起動すれば、プルダウンに起因する吸入圧力の低下が抑制できる。このプルダウンは、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの両ポート間の圧力差が所定値以上となり室内機５ａ～５ｃからガス管９に冷媒が流入することで解消されるが、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの両ポート間の圧力差が所定値以上となるためには、圧縮機２１が起動してから所定時間が必要である。従って、この所定時間の間は、圧縮機２１の回転数を変化させず、起動時回転数Ｃｒに維持することが望ましい。尚、上記所定時間は、実験等により予め定められるものである。
　ＳＴ７でタイマーをリセットしたＣＰＵ２１０は、圧縮機２１の回転数を所定回転数（例えば、９０ｒｐｓ）とする（ＳＴ８）。この所定回転数は、予め試験等によって求められて、記憶部２２０に記憶されているものである。
　次に、ＣＰＵ２１０は、除霜運転終了条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ９）。前述したように、除霜運転終了条件は、例えば、熱交温度センサ３５で検出した室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度が１０℃以上となったか否かである。ＣＰＵ２１０は、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度を常時取り込んで記憶部２２０に記憶している。ＣＰＵ２１０は、記憶した冷媒温度を参照し、これが１０℃以上となったか否か、つまり、除霜運転終了条件が成立したか否かを判断する。尚、除霜運転終了条件は、予め試験等によって定められたものであり、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる条件である。
　ＳＴ９において、除霜運転終了条件が成立していなければ（ＳＴ９－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ８に処理を戻し除霜運転を継続する。除霜運転終了条件が成立していれば（ＳＴ９－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、暖房運転の再開処理を実行する（ＳＴ１０）。運転再開処理では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を停止し、四方弁２２においてポートａとｄとが連通するよう、また、ポートｂとｃとが連通するよう切り換える。これにより、冷媒回路１００が、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ～５１ｃが凝縮器として機能する状態となる。
　そして、ＣＰＵ２１０は、暖房運転を再開し（ＳＴ１１）、ＳＴ１に処理を戻す。暖房運転では、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ～５ｃから要求される暖房能力に応じて、圧縮機２１や室外ファン２７の回転数や室外膨張弁２４の開度を制御する。
　次に、本発明の空気調和装置の第２の実施形態について、図４を用いて説明する。尚、本実施形態では、空気調和装置の構成や運転動作、および、流量係数総和Ｃｖａに応じて除霜運転における圧縮機の起動時回転数や除霜運転間隔を異ならせることについては、第１の実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。第１の実施形態と異なるのは、除霜運転条件テーブルにおいて、流量係数総和Ｃｖａに加えて、室外機と室内機とを接続する冷媒配管の長さも考慮して圧縮機の起動時回転数や除霜運転間隔を定めていることである。
　図４に示す除霜運転条件テーブル３００ｂは、図２に示す除霜運転条件テーブル３００ａと同様、室外機制御部２００の記憶部２２０に予め記憶されている。除霜運転条件テーブル３００ｃは、空気調和装置１が除霜運転を開始するときの圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒ、および、除霜運転間隔Ｔｍを、流量係数総和Ｃｖａと冷媒配管長Ｌｒとに応じて定めたものである。
　ここで、冷媒配管長Ｌｒとは、液管８およびガス管９の長さ（単位：ｍ）を指し、本実施形態では、冷媒配管長Ｌｒの最大値を５０ｍとして説明する。この冷媒配管長Ｌｒは、空気調和装置１が設置される建物の大きさや、室外機２の設置場所から室内機５ａ～５ｃが設置される部屋までの距離に応じて決定される。尚、冷媒配管長Ｌｒは、実施例１で説明した各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖと同様に、空気調和装置１の設置時における初期設定で、設定情報入力部２５０から入力される。
　図４に示すように、除霜運転条件テーブル３００ｂでは、流量係数総和Ｃｖａが所定の閾値Ａ（例えば、０．４）未満である場合と閾値Ａ以上である場合（これについては、除霜運転条件テーブル３００ａと同じ）の各々について、冷媒配管長Ｌｒが所定の閾配管長Ｂ（例えば、４０ｍ）未満である場合と閾配管長Ｂ以上である場合とに応じて、起動時回転数Ｃｒと除霜運転間隔Ｔｍとが定められている。
　具体的には、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ未満である場合に、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｂ以上である場合は、起動時回転数Ｃｒが５０ｒｐｓ、除霜運転間隔Ｔｍが７０ｍｉｎとされており、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｃ未満である場合は、起動時回転数Ｃｒが６０ｒｐｓ、除霜運転間隔Ｔｍが９０ｍｉｎとされている。また、流量係数総和Ｃｖａが閾値Ａ以上である場合に、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｂ以上である場合は、起動時回転数Ｃｒが８０ｒｐｓ、除霜運転間隔Ｔｍが１２０ｍｉｎとされており、冷媒配管長Ｌｒが閾配管長Ｃ未満である場合は、起動時回転数Ｃｒが９０ｒｐｓ、除霜運転間隔Ｔｍが１８０ｍｉｎとされている。尚、図４における閾値Ａ、閾配管長Ｂ、起動時回転数Ｃｒ、および、除霜運転間隔Ｔｍは、予め試験等によって定められた数値であり、空気調和装置１に個有の数値である。
　次に、除霜運転条件テーブル３００ｂにおいて、流量係数総和Ｃｖａと冷媒配管長Ｌｒとに応じて圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒや除霜運転間隔Ｔｍを定めている理由について説明する。第１の実施形態で説明したように、除霜運転開始時は、室内膨張弁５２ａ～５２ｃにおける液管接続部５３ａ～５３ｃ側（高圧側）と、室内熱交換器５１ａ～５１ｃ側（低圧側）との圧力差はほとんどないために室内機５ａ～５ｃからガス管９に冷媒が流入せず、ガス管９に滞留する冷媒量が一時的に少なくなって圧縮機２１の吸入圧力が急激に低下するプルダウンが発生する。
　プルダウンが発生したときの吸入圧力の低下度合は、冷媒配管長Ｌｒが長いほど大きくなる。これは、液管８が長いほど液管８での圧力損失によって室内膨張弁５２ａ～５２ｃの接続部５３ａ～５３ｃ側の圧力が上がりづらいことに起因して、室内膨張弁５２ａ～５２ｃで圧力差がつかず、室内機５ａ～５ｃからガス管９に流入する冷媒が圧縮機２１に吸入されるまでの時間が長くなるためである。
　従って、流量係数総和Ｃｖａが小さいとき、冷媒配管長Ｌｒが短い場合と比べて、冷媒配管長Ｌｒが長い場合の方が吸入圧力が性能下限値を下回る可能性が高くなる。同様に、流量係数総和Ｃｖａが大きい場合であっても、冷媒配管長Ｌｒが短い場合と比べて、冷媒配管長Ｌｒが長い場合の方が吸入圧力が性能下限値を下回る可能性が高くなる。
　本実施形態では、以上説明した問題点を考慮し、流量係数総和Ｃｖａと冷媒配管長Ｌｒに応じて圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒを定めている除霜運転条件テーブル３００ｂを有し、この除霜運転条件テーブル３００ｂに基づいて圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒを決定している。流量係数総和Ｃｖａと冷媒配管長Ｌｒとに応じて起動時回転数Ｃｒを細かく設定することで、より的確に除霜運転時の低圧低下を防ぎつつ不必要に圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒを低くして除霜運転の効率が低下することを防ぐことができる。
　尚、除霜運転間隔Ｔｍについては、第１の実施形態と同様に、圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒに応じて定められているものであり、圧縮機２１の起動時回転数Ｃｒに応じて異ならせていることによる効果についても第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
　以上説明したように、本発明の空気調和装置は、除霜運転を開始してから所定時間、圧縮機を、流量係数に応じた起動時回転数で、あるいは、流量係数と冷媒配管長とに応じた起動時回転数で駆動する。これにより、流量調整弁の容量の総和が小さいことにより除霜運転開始時の冷媒循環量が減少するような場合であっても、吸入圧力が大きく低下して圧縮機の性能下限圧力を下回ることを防ぐことができる。従って、圧縮機の破損を防ぐことができる。また、吸入圧力が圧縮機の性能下限吸入圧力を下回って低圧保護制御が実行されることを防ぐことができるので、低圧保護制御により除霜運転が中断されて除霜運転時間が長くなり、暖房運転への復帰が遅れるということがない。
　以上説明した実施形態では、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖは、空気調和装置の設置時に作業者が設置情報入力部２５０を操作して手動で入力する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖは、室内機制御部５００ａ～５００ｃの記憶部５２０ａ～５２０ｃに記憶されている室内機５ａ～５ｃに関する機種情報に含まれ、室外機２のＣＰＵ２１０がこの機種情報を室内機５ａ～５ｃから取り込むことで、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖを取得するようにしてもよい。ここで、機種情報とは、各室内膨張弁５２ａ～５２ｃの流量係数Ｃｖに加えて、室内機５ａ～５ｃの定格能力、型名、識別番号等といった、室内機５ａ～５ｃの基本的な情報で構成されるものである。
　また、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの容量を表すものとして流量係数Ｃｖを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの両ポートの圧力差や室内膨張弁５２ａ～５２ｃを流れる流体の状態を、流量係数Ｃｖを求めるときの値と異ならせたＫｖ値やＡｖ値を使用してもよく、室内膨張弁５２ａ～５２ｃの有効断面積を使用してもよい。
　また、冷媒配管長Ｌｒについても、作業者が設定情報入力部２５０を操作して入力するのではなく、以下に説明するように室外機２のＣＰＵ２１０が算出するようにしてもよい。室外機制御部２００の記憶部２２０に、室外熱交換器２３が凝縮器として機能しているときの冷媒出口における過冷却度や低圧センサ３４で検出した吸入圧力を用いて求める低圧飽和温度、等といった運転状態量と冷媒配管長Ｌｒとの関係式（例えば、過冷却度に応じて冷媒配管長Ｌｒを定めたテーブル）を記憶しており、ＣＰＵ２１０は、空気調和装置１を冷房運転しているときの運転状態量を取得し、上記関係式を用いて冷媒配管長Ｌｒを求める。
　１　空気調和装置
　２　室外機
　５ａ～５ｃ　室内機
　８　液管
　９　ガス管
　２１　圧縮機
　２３　室外熱交換器
　３２　吸入圧力センサ
　３５　熱交温度センサ
　３６　外気温度センサ
　５１ａ～５１ｃ　室内熱交換器
　５２ａ～５２ｃ　室内膨張弁
　１００　冷媒回路
　２００　室外機制御部
　２１０　ＣＰＵ
　２２０　記憶部
　２４０　センサ入力部
　２５０　設置情報入力部
　３００ａ、ｂ　除霜運転条件テーブル
　Ｃｖ　室内膨張弁の流量係数の総和
　Ｌｒ　冷媒配管長
　Ｃｒ　起動時回転数
　Ｔｍ　除霜運転間隔

Claims (4)

  1. 　圧縮機と、流路切換手段と、室外熱交換器と、室外機制御手段とを有する少なくとも１台の室外機と、
    　室内熱交換器と、流量調整弁とを有する少なくとも１台の室内機と、
    　前記室外機と前記室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管と、
    　を有する空気調和装置であって、
    　前記室外機制御手段は、除霜運転を開始してからの所定時間、前記圧縮機を所定値である起動時回転数で駆動し、
    　前記起動時回転数は、前記流量調整弁の容量の総和に応じて複数の値が定められていること、
    　を特徴とする空気調和装置。
  2. 　前記起動時回転数は、前記流量調整弁の容量の総和が所定の閾値未満である場合、前記流量調整弁の容量の総和が所定の閾値以上である場合に比べて低く定められている、
    　請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 　圧縮機と、流路切換手段と、室外熱交換器と、室外機制御手段とを有する少なくとも１台の室外機と、
    　室内熱交換器と、流量調整弁とを有する少なくとも１台の室内機と、
    　前記室外機と前記室内機とを接続する少なくとも１本の液管および少なくとも１本のガス管と、
    　を有する空気調和装置であって、
    　前記室外機制御手段は、除霜運転を開始してからの所定時間、前記圧縮機を所定値である起動時回転数で駆動し、
    　前記起動時回転数は、前記流量調整弁の容量の総和と、前記液管および前記ガス管の長さである冷媒配管長とに応じて複数の値が定められていること、
    　を特徴とする空気調和装置。
  4. 　前記起動時回転数は、前記冷媒配管長が前記所定の閾配管長以上である場合、前記冷媒配管長が所定の閾配管長未満である場合に比べて低く定められている、
    　請求項３に記載の空気調和装置。
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