JP2003121020A

JP2003121020A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2003121020A
Application number: JP2001315007A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Ono; 達生小野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の空気調和装置では、容量制御可能な圧
縮機を備えた１台の熱源機（親機）と、容量制御不可、
又は機械式の容量制御しかできない圧縮機を備えた熱源
機（子機）で構成されていたため、容量の小さい室内機
が発停する場合の運転安定性を確保することができず、
また、常に親機から起動しねければならないので、親機
の磨耗劣化が早くなるという問題があった。【解決手段】空気調和装置に、少なくとも１台の容量
制御可能な圧縮機を備えた複数の熱源機を持たせ、室内
機での容量負荷総量を複数の熱源機で所定の比率になる
ように分割し、この分割した負荷に応じた容量で、圧縮
機を動作させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【利用される技術分野】本発明は、複数の熱源機と複数
の室内機を含む冷凍サイクルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和装置では、配管施工を簡
略化するため、複数の熱源機と複数の室内機が共通の連
絡配管によって接続されていた。なお、熱源機の台数
は、室内機の運転台数や空調負荷に応じて２台、３台と
順に増加させていた。また、その構成は、インバータ駆
動などで細かい容量変化の可能な圧縮機が搭載された熱
源機（親機と呼ぶ）が１台、定容量型の圧縮機が搭載さ
れている熱源機（子機と呼ぶ）が複数台という組み合わ
せであった。この様な親機の圧縮機では、例えば、最大
容量が２８ｋＷとすると、インバータによる周波数変化
によって、その１０％程度から１００％まで、ほぼ連続
的に変化させることが可能になっている。このため、室
内機の運転台数や空調負荷の変化に対して安定した運転
を行うためには、小さい負荷変動は親機内の容量制御可
能な圧縮機で行い、負荷全体が増加した場合には、定容
量形圧縮機を搭載している子機を順次発停させる制御を
行っていた。

【０００３】なお、子機に搭載されている圧縮機として
は、一定容量のもの以外にも、親機側に比較して非常に
大まかではあるが、機械式の容量変化機構により、２段
階程度の容量制御が可能な圧縮機が搭載される場合もあ
った。

【０００４】また、従来の同一配管を共有する空気調和
装置では、複数の熱源機には主従関係があり、その起動
順位は予め設定されていた。例えば、複数の室内機のう
ち、何れの室内機が運転しても容量制御可能な圧縮機を
搭載した親機から運転を開始し、あとは負荷の増加にし
たがって子機を順次起動させていくという方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の空
気調和装置では複数の熱源機を用いて、室内負荷変動に
対して親機、子機が順次起動するわけだが、例えば、熱
源機全体の能力が８４ｋＷ程度なのに対して、複数の室
内機の１台当りの容量範囲は最小のもので２．８ｋＷ程
度であり、複数の室内機が起動されている状態で、この
ような容量の小さい室内機が発停する場合の運転安定性
を確保するには親機の容量制御可能な圧縮機は常時運転
する必要があった。

【０００６】また、親機の容量制御可能な圧縮機の能力
が２８kＷ程度まであったとすると、室内機が２８ｋＷ
の負荷までは親機のみの高容量運転で対応することにな
り、結果的に、親機の運転時間が長く、親機側の磨耗劣
化が早くなるという問題があった。

【０００７】また、こうした運転時間の偏りを改善する
ために、親機より子機を優先して起動させ、親機の運転
時間を軽減するという方法も考えられるが、子機は１４
ｋＷや２８ｋＷ程度の定速圧縮機を搭載する場合が多い
ので、５ｋＷや１０ｋＷ程度の室内機の運転調整はでき
ない。仮に、子機に機械式容量制御型の圧縮機を搭載し
たとしても、その低減割合は５０％とか６０％程度であ
るため、親機より粗い変化幅の容量変化しかできず、室
内機のうち最小容量のものが運転停止したような場合に
は、子機の圧縮機の容量変化幅が過大になってしまって
安定した運転とはならず、被空調空間の温度変動や、冷
凍サイクルの温度、圧力の過昇や低下を招くという問題
があった。

【０００８】さらに、親機が故障したり不調になってし
まうと、定速圧縮機を搭載した子機による応急的な運転
に頼らざるを得ず、この状況では室温が安定せずに空調
が不十分になるという問題があった。さらにまた、定速
圧縮機を持つ子機が起動する場合には、大きな始動電流
が発生するので、電源容量を大きくしておかないと、起
動電流による電圧降下で、他の電気機器を含めて電圧低
下による機能障害などが発生する恐れがあるという問題
があった。

【０００９】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたものであり、容量制御が可能な圧縮機を有する熱
源機を少なくとも２台以上用意し、この圧縮機に負荷を
分散させることで一極に摩耗が集中することを防止し、
さらに、室内機の発停に応じた木目細かい容量制御が可
能な空気調和装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決する手段】この発明における空気調和装置
は、室内機での容量負荷総量を複数の熱源機で所定の比
率になるように分割し、この分割した負荷に応じた周波
数で、圧縮機を動作させる運転制御部を有するものとし
た。

【００１１】さらに、圧縮機の容量制御可能な最小変化
幅は、室内機の容量のうち最小のものよりも小さいもの
とした。

【００１２】また、この発明における空気調和装置は、
室内機が起動された場合に、この室内機で選択された熱
源機の周波数を、この室内機起動で必要となる容量に対
応する周波数分増加させる運転制御部を有するものとし
た。

【００１３】さらに、室内機は、熱源機を選択する選択
手段を有するものとした。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１における空気調和装置の冷媒回路図であ
る。図１中、空気調和装置は、２台の熱源機１a、１ｂ
と、２台の室内機３０ａ、３０ｂと、これらを相互に接
続する合流液管６０、合流ガス管６１とで主に構成され
ている。

【００１５】また、熱源機１ａは、圧縮機２ａと、四方
弁３ａと、熱源側熱交換器４ａと、第１の手動開閉弁５
ａと、第２の手動開閉弁６ａとを有し、さらに、高圧圧
力を検出する高圧圧力センサ７ａと、低圧圧力を検出す
る低圧圧力センサ８ａとを有している。さらに、第１の
手動開閉弁５ａに接続させる液接続配管９ａ、及び第２
の手動開閉弁６ａに接続されるガス接続配管１０ａを有
しており、液接続配管９ａは、熱源機１ａの筐体内から
延びて合流液管６０に接続し、ガス接続配管１０ａは、
熱源機１ａの筐体内から延びて合流ガス管６１に接続し
ている。

【００１６】なお、熱源機１ｂの基本的構成は熱源機１
ａと同様であり、圧縮機２ｂと、四方弁３ｂと、熱源側
熱交換器４ｂと、第１の手動開閉弁５ｂと、第２の手動
開閉弁６ｂと、高圧圧力センサ７ｂと、低圧圧力センサ
８ｂと、液接続配管９ｂと、ガス接続配管１０ｂとを有
している。

【００１７】また、室内機３０ａは、開度調整可能な流
量弁３１ａと、利用側熱交換器３２ａと、利用側熱交換
器３２ａの出入り口温度を検出する液管温度センサ３３
ａと、ガス管温度センサ３４ａと、流量弁３１ａに接続
される液接続配管３５ａと、利用側熱交換器３２ａに接
続させるガス接続配管３６ａとを有しており、液接続配
管３５ａは、室内機３０ａの筐体内から延びて合流液管
６０に接続し、ガス接続配管３６ａは、室内機３０ａの
筐体内から延びて合流ガス管６１に接続している。

【００１８】なお、室内機３０ｂの基本的構成は室内機
３０ａと同様であり、流量弁３１ｂと、利用側熱交換器
３２ｂと、液管温度センサ３３ｂと、ガス管温度センサ
３４ｂと、液接続配管３５ｂと、ガス接続配管３６ｂと
を有している。

【００１９】さらに、図１中、実線矢印は冷房時の冷媒
の流れ方向を、点線矢印は暖房時の冷媒流れ方向を示
し、第１の手動開閉弁５ａ、５ｂ、第２の手動開閉弁６
ａ、６ｂは配管施工が完了した後は、通常、開状態とな
っている。

【００２０】次に、図１に示した空気調和装置での制御
構成について、図２の制御ブロック図に基づいて説明す
る。図２中、熱源機１ａ、１ｂは、高圧圧力センサ７
ａ、７ｂ、及び低圧圧力センサ８ａ、８ｂからの入力、
並びに伝送線６２を介して送られてくる入力に基づき、
圧縮機２ａ，２ｂ、及び四方弁３ａ，３ｂの動作制御、
あるいは、伝送線６２への信号送信を行う運転制御部１
１ａ、１１ｂを有している。

【００２１】また、室内機３０ａ、３０ｂは、液管温度
センサ３３ａ、３３ｂ、及びガス管温度センサ３４ａ、
３４ｂ、運転発停を行うための切替スイッチとなるリモ
コン３７ａ、３７ｂからの入力、並びに伝送線６２を介
して送られてくる入力に基づき、流量弁３１ａ，３１
ｂ、及び送風機３８ａ、３８ｂの動作制御、あるいは、
伝送線６２への信号送信を行う運転制御部３９ａ、３９
ｂを有している。なお、図２では、有線式の伝送線を想
定しているが、無線式の伝送手段とすることも可能であ
る。この場合には、運転制御部１１ａ、１１ｂ、３９
ａ、３９ｂにそれぞれ受信部と送信部を備える必要があ
る。

【００２２】図３は、圧縮機２ａ、２ｂの制御容量範囲
を示したものである。図３に示すように、圧縮機２ａ、
２ｂは共に、運転周波数の変化により能力（冷媒押しの
け量）を可変にできる容量変更可能な圧縮機である。ま
た、圧縮機２ａは運転周波数が３０Ｈｚから１００Ｈ
ｚ、圧縮機２ｂは運転周波数が３０Ｈｚから８０Ｈｚで
あり、両圧縮機は３０Ｈｚから８０Ｈｚまでの間で、ほ
ぼ同じ能力変化が可能となっている。圧縮機の周波数は
１Ｈz単位で変更可能となっており、この１Ｈｚあたり
の能力変化幅は室内機３０ａないし３０ｂでの必要能力
に比べて十分小さな大きさであるものとする。さらに、
圧縮機２ａ、２ｂの起動に際しては、０Ｈｚ（停止）か
らいきなり３０Ｈｚで起動するわけではなく、０Ｈｚか
ら数Ｈｚ単位で徐々に周波数を上げていき、３０Ｈｚ以
上の設定周波数にする。

【００２３】なお、この圧縮機では３０Ｈｚの場合、室
内機能力としては２．８ｋＷ相当、１００Ｈｚの場合、
２８ｋＷ相当になる。また、圧縮機の能力は、ほぼ周波
数に対して一次関数的な変化をするため、周波数１Ｈｚ
あたりの能力変化幅は、約０．３６ｋＷとなる。室内機
３０ａは能力が５．６ｋＷ相当、室内機３０ｂは４５ｋ
Ｗ相当であるから、圧縮機２ａ、２ｂの最小変化幅０．
３６ｋＷは、接続される室内機の中の最小である室内機
３０ａの能力５．６ｋＷより小さいことになる。

【００２４】次に、図１、２に示す空気調和装置での動
作制御について、図４、図５の制御フローチャートに基
づいて説明する。図４は、室内機３０ａの運転制御部３
９ａによる制御動作を示すフローチャートである。な
お、室内機３０ｂの運転制御部３９ｂでも同様の制御フ
ローチャートとなるため、ここでは室内機３０ａで説明
する。まず、電源投入後は停止状態となる（ステップ
（以下、「Ｓ」とする）１）。次に、リモコン３７ａによ
るＯＮ（運転開始）信号が送られたどうか判断する（Ｓ
２）。Ｓ２で、運転開始と判断した場合には、室内機３
０ａの能力を意味する指数Qjaを１０と設定し（Ｓ
３）、送風機３８ａを運転開始し（Ｓ４）、流量弁３１
ａを初期開度SJ0に開く（Ｓ５）。次に、先に設定した
指数Qjaを運転制御部１１ａに送信する。次に、冷房運
転かどうか判断する（Ｓ１０）。なお、冷房運転かどう
かは、Ｓ２でリモコンから送信された運転信号に含まれ
る情報に基づいて判断する。

【００２５】Ｓ１０で、冷房運転と判断された場合に
は、１分間待機（Ｓ１１）する。なお、１分間待機する
のは、流量弁３１ａの変化に対して、冷凍サイクルを安
定させる必要があるからである。１分が経過すると、SH
（過熱度）の判定を行う（Ｓ１２）。なお、SHの定義は SH＝（ガス管温度センサ３４ａの検出値）−（液管温度
センサ３３ａの検出値）である。

【００２６】次に、SHが１０より大きいか否かを判断し
（Ｓ１２）、大きければ流量が少ないと考えられるの
で、流用弁３１ａの開度SJaを現状開度SJ*より１０だけ
大きくする（Ｓ１３）。また逆に、SHが１０以下であれ
ば、流量が大きすぎると考えられるので、開度Sjaを現
状開度SJ*より１０だけ小さくする（Ｓ１４）。

【００２７】また、Ｓ１０で冷房運転ではないと判断し
た場合には、暖房運転かどうか判断し（Ｓ１５）、暖房
運転の場合には、冷房と同じく１分待機し（Ｓ１６）、
その後に、SC（過冷却度）が１０より小さいか否かを判
断し（Ｓ１７）、小さいと判断した場合には、開度Sja
を現状開度Sja*より１０だけ小さくする（Ｓ１８）。ま
た逆に、Ｓ１７で、小さくないと判断した場合には、開
度Sjaを現状開度Sja*より１０だけ大きくする（Ｓ１
９）。なお、SCの定義は、 SC=高圧飽和温度 − 液管センサ３３の検出値であり、高圧飽和温度は熱源機１ａの高圧圧力センサー
７の検出値を元に算出される。

【００２８】なお、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１８、Ｓ１９実
施後は、再度、Ｓ１０に戻り、以降Ｓ１０からＳ１９を
繰り返すことで、過熱度SHもしくは過冷却度SCに応じて
流量弁３１ａ、３１ｂの開度調整が可能となる。また、
Ｓ２で、リモコンＯＮ信号（運転開始信号）がないと判
断した場合には、流量弁３２ａの開度は全閉の０パルス
とし（Ｓ７）、送風機３８ａを停止（Ｓ８）した後に、
熱源機１ａの運転制御部１１ａに対して、室内機３０ａ
の停止を意味するQJa＝０の信号を送信する。

【００２９】次に、図４のフローチャートに示す動作に
対応した運転制御部１１ａ、１１ｂの動作について、図
５のフローチャートに基づいて説明する。図２では、室
外機１ａ、１ｂの夫々に運転制御部１１ａ、１１ｂが存
在しているが、図５に示す制御では、主に運転制御部１
１ａが判断し、熱源機１ｂ側の圧縮機２ｂ、四方弁３ｂ
の動作については、運転制御部１１ａから１１ｂに制御
信号が送信され、この制御信号を受けて運転制御部１１
ｂ側が動作するようになる。

【００３０】なお、図５は、冷房時での動作制御を示す
ものである。まず、室内機から送られた容量信号：QJ
a、QJb（QJbは室内機３０ｂ側の容量を意味する）の総
和を算出し（Ｓ３０）、０を超えるか否かを判断する
（Ｓ３１）。Ｓ３１で、QJ＞０、すなわち、いずれかの
室内機が運転していれば、次に、QJが１０を超えている
か否かを判断する（Ｓ３２）。なお、Ｓ３２で、QJ＞１
０であれば、室内機の運転容量が大きいと判断でき、熱
源機１ａ、１ｂの双方を運転させることも可能となる場
合が考えられる。

【００３１】Ｓ３２で、QJ＞１０と判断した場合には、
直前に、圧縮機２ａの周波数が０かどうかを判断する
（Ｓ３３）。なお、周波数が０であれば、今回が停止か
らの起動ということになり、周波数が０でなければ、運
転中の制御動作変更ということになる。Ｓ３３で、直前
の圧縮機２ａの周波数が０Ｈｚと判断した場合には、圧
縮機２ａの周波数としてFa＝３５Ｈｚを設定する（Ｓ３
４）。なお、圧縮機２ａは周波数３０Ｈｚから動作可能
であるが、ある程度の余裕を考えて、最初は３５Ｈｚま
で周波数を上げるようにしている。次に、圧縮機２ｂの
周波数が０かどうかを判断し（Ｓ３５）、０の場合に
は、圧縮機２ｂの周波数としてFa＝３５Ｈｚを設定する
（Ｓ３６）。なお、圧縮機２ａ、圧縮機２ｂの起動時の
出力タイミングは起動電流の抑制をするため制御上同一
タイミングとならず、僅かにずれている。

【００３２】Ｓ３３、Ｓ３５で圧縮機２ａ、２ｂの周波
数が０でないと判断したとき、及びＳ３６を実行した後
に、運転周波数変化による冷凍サイクルが安定するまで
の待ち時間として１分間待ち（Ｓ３７）、１分が経過し
た後に、熱源機１ａの低圧圧力Psが、最適な飽和温度と
なる圧力、ここでは０．４ＭＰａより大きいかどうか判
断し（Ｓ３８）、大きければ直前の圧縮機２ａ、２ｂの
合計周波数に、所定の増分ΔFを加えたものを等分した
周波数を新たに圧縮機２ａの周波数として設定する（Ｓ
３９）。但し、この等分した周波数が圧縮機２ａの最大
周波数であるFamax以上となる場合には、最大周波数で
あるFamaxを設定する。反対に、Ｓ３８で低圧圧力Psが
０．４ＭＰａ以下であれば、周波数が大きすぎると判断
して、直前の圧縮機２ａ、２ｂの周波数の合計から所定
分ΔFを引いたものを等分した周波数を圧縮機２ａに設
定する（Ｓ４０）。但し、この等分した周波数が圧縮機
２ａの最小周波数であるFamin以下となる場合には、最
小周波数であるFaminを設定する。ここで合計周波数を
等分している理由は、圧縮機２ａ、２ｂに同等能力で運
転させるためであり、圧縮機２ａ、２ｂの同一周波数に
対する能力が同等だからである。なお、圧縮機２ａ、２
ｂの同一周波数に対する能力が万一異なる場合には、同
一能力となるような調和平均した算出を行うことにな
る。

【００３３】次に、圧縮機２ｂの運転周波数を圧縮機２
ａの運転周波数と同じにする（Ｓ４１）。但し、圧縮機
２ｂの上限周波数Fbmax（この場合８０Ｈｚ）を超える
場合には、圧縮機２ｂの運転周波数Fbを上限周波数Fbma
ｘに設定する（Ｓ４１）。次に、圧縮機２ｂの運転周波
数Fbが上限周波数Fbmaｘに等しいか否かを判断し（Ｓ４
２）、等しければ、Ｓ４１で切り捨てられた分（＝Fa-F
bmax）を圧縮機２ｂに加算することで、冷凍サイクルで
の能力不足を補う（Ｓ４３）。

【００３４】また、Ｓ４０で算出した圧縮機２ａの周波
数Faが、最小周波数Faminと等しいか否かを判断し（ス
テップＳ４４）、等しい場合には、圧縮機２台運転では
過剰能力ということになるので、Fb＝０として圧縮機２
ｂを停止させ（Ｓ５４）、圧縮機２ａの周波数を２倍に
増加させる（Ｓ５５）。

【００３５】なお、Ｓ３７で１分経過していないと判断
した場合には、QJが０以下か否かを判断し（Ｓ５０）、
０以下の場合には、室内機が全て停止したことになるの
で、圧縮機２ａ、２ｂを停止させる（Ｓ４５）。また、
Ｓ３２で、室内機の能力指数が１０以下の場合は、熱源
機１ａのみの運転で問題ないと判断できるので、Ｓ３３
と同様に、直前の圧縮機１ａの周波数Fa*が０かどうか
を判断し（Ｓ４６）、Fa*が０ならば、直前には圧縮機
２ａは停止していたことになるので、周波数を６０Ｈｚ
で設定して起動させる（Ｓ４７）。ただし、起動では、
周波数を０Ｈｚから徐々に６０Ｈｚまで増速させる。次
に、冷凍サイクル系の安定のための１分間経過したかを
判断し（Ｓ４８）、経過していた場合には、Ｓ３８と同
様に、低圧圧力Psが０．４ＭＰａより高いかどうかを判
断し（Ｓ４９）、低圧圧力Psが０，４ＭＰａより高い場
合には、所定値ΔFだけ増加させる（Ｓ５１）。但し、
増加させた後の周波数が最大周波数Famaxを超えてしま
う場合には、最大周波数Famaxを設定する。また、Ｓ４
９で、０．４ＭＰａ以下の場合にはΔFだけ減少させる
（Ｓ５２）。但し、減少させた後の周波数が最小周波数
Faminを超えてしまう場合には、最小周波数Faminを設定
する。

【００３６】Ｓ５１を実行した後に、周波数Faが７０Ｈ
ｚ未満か否かを判定し（Ｓ５３）、７０Ｈｚ以上の場合
には、最大周波数Famax（ここでは１００Ｈｚ）よりは
低いものの、熱源機１ｂも併用した運転が可能であると
判断し、Ｓ３９に進んで、熱源機１ａ、１ｂとも運転さ
せるようにする。なお、圧縮機２ａ、２ｂ共に最低の周
波数は３０Ｈｚであるから、６０Ｈｚ以上であれば両方
の圧縮機を起動することが可能であるが、６０Ｈｚを基
準に２台の圧縮機を起動させるようにすると、頻繁に切
り替えが起き、かえって起動負荷がかかってしまうの
で、７０Ｈｚを基準としている。また、Ｓ５３でFa＜７
０Ｈｚの場合には、そのまま熱源機１ａのみの運転が妥
当と判断し、ステップＳ３２に戻る。

【００３７】このように、この実施の形態では、いずれ
の熱源機にも容量制御可能な圧縮機を搭載し、所定容量
以上の負荷があるときには複数の熱源機を同時に運転さ
せるので、一方の熱源機のみ高負荷で長時間運転するこ
とがなくなり、圧縮機の寿命を延ばすことができる。

【００３８】さらに、容量制御可能な圧縮機の最小容量
変化幅での能力変化度合いが、複数の室内機のうちの最
小の１台相当の能力以下であるため、複数の熱源機を同
時に運転させても負荷変動（室内機の台数変化）に対し
てもきめの細かい圧縮機容量変化が可能となり、２台目
以降の熱源機の発停が頻繁に起こらず、快適性の向上に
つながるとともに、冷凍サイクルの安定性も向上し、起
動電流の発生頻度も低減する。

【００３９】さらにまた、複数熱源機で容量可変圧縮機
を搭載することと、その起動タイミングをずらすことに
より、商用電源駆動圧縮機の起動時に見られるような起
動電流の増加がないため、電源設備容量の低減にもつな
がる。

【００４０】さらに一方の熱源機が故障した場合には、
手動開閉弁を閉にすることで、故障部位の補修をしなが
ら、他方の熱源機できめ細かい能力制御が可能となり、
サービス性も高くなる。

【００４１】なお、この実施の形態では、容量が小さい
場合には、常に圧縮機２ａのみを優先して使用するが、
例えば、内部にカレンダーを有し、その日付けに応じて
圧縮機２ａ、２ｂの優先起動を切り換えるようにしても
よい。また、熱源機の最大容量の差が大きい熱源機の組
み合わせがある場合には、合計周波数で等分ではなく、
最大容量の比に応じて振りわけることで、小さい容量の
熱源機の発停頻度を抑制できる。

【００４２】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２における空気調和装置での冷媒回路図であり、図
１の冷媒回路図において、熱源機の熱源機側熱交換器と
手動開閉弁を結ぶ配管上に電磁弁を設けたものである。
なお、図６中、図１と同一、及び同様の構成に関して
は、同一の符号を付し、説明を省略する。図６中、１２
ａ、１２ｂは通電することで開状態になる電磁弁であ
り、熱源側熱交換器４ａ、４ｂと、第１の手動膨張弁５
ａ、５ｂとを繋ぐ配管に設けられている。また、図６で
は、４台の室内機３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが２
台の熱源機に並列に接続されている。

【００４３】図７は、図６に示す空気調和装置での制御
構成を示す制御ブロック図である。図７中、電磁弁１２
ａ、１２ｂの開度調整は、運転制御部１１ａ、１１ｂに
より行なわれている。また、室内機３０ａ，３０ｂ，３
０ｃ，３０ｄはそれぞれ、熱源機選択スイッチ４０ａ，
４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを有し、室内機が運転する場合
には、熱源機選択スイッチ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４
０ｄで選択した熱源機が優先的に起動するようになる。
なお、他の構成については、図２の制御ブロック図と同
様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。

【００４４】次に、この空気調和装置での動作について
説明する。室内機３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの動
作は、図４の動作と同じであり、それぞれの室内機にお
いて、冷房時はSH、暖房時はSCをもとに流量弁３１ａ、
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの開閉動作を行う。次に、熱源
機１ａの動作について、図７の制御フローチャートに基
づいて説明する。まず、何れかの室内機からのQJ信号(Q
Ja、QJb、QJc、QJdの何れか)を受信する（Ｓ６０）と，
その送信元の室内機の熱源機選択スイッチがどちらの熱
源機を選択しているかを確認する（Ｓ６１）。なお、そ
の確認は、室内機の運転制御部３９がQJ信号の中に熱源
機選択スイッチ４０で選択された室外機を示す信号を含
ませて送信し、熱源機の運転制御部１１で、その信号を
読み取ることにより可能となる。

【００４５】Ｓ６１で、熱源機１ａが選択されていると
判断した場合には、直前の圧縮機２aの周波数が停止
（０Hz以下）か、そうでないかを判断する（Ｓ６２）。
Ｓ６２で、直前に圧縮機２ａが停止していたと判断した
場合には、圧縮機２aを３５Ｈｚで起動させ（Ｓ６
４）、電磁弁１２aを開とする（Ｓ６５）。また、Ｓ６
２で、直前に圧縮機２ａが停止していない、すなわち、
運転継続であると判断した場合、及び、Ｓ６５を実行し
た場合には、次に、冷凍サイクルが安定するまでの待ち
時間として1分間を経過したか否かを判断し（Ｓ６
６）、１分経過していた場合には、熱源機１ａ側の低圧
圧力Psaが０．４ＭＰaより大きいかどうかを判断する
（Ｓ６７）。

【００４６】Ｓ６７で、低圧圧力Psaが０．４ＭＰaより
大きいと判断した場合には、圧縮機２ａの周波数を、直
前の周波数Fa*よりも所定値Δfaだけ増加させ（Ｓ６
８）、その後に、増加後の周波数Faが圧縮機２aの最大
周波数を超えているかどうか判断し（Ｓ７０）、超えて
いる場合には、熱源機１ａの周波数を最大周波数Famax
に設定した後、熱源機１ｂに対して、Fa-Famax分の周波
数を増加させる信号を送信する（Ｓ７１）。これによ
り、熱源機１aだけでは圧縮機能力が不足する場合に
は、熱源機１ｂで補うことが可能となる。また、Ｓ６７
で、低圧圧力Psaが０．４ＭＰa以下であると判断した場
合には、圧縮機２ａの周波数を、直前の周波数Fa*より
も所定値ΔFaだけ下げる（Ｓ６９）。

【００４７】Ｓ６６で、待ち時間の１分が経過していな
いと判断した場合には、熱源機１aを選択している室内
機がないか否か（選択する室内機がなければ、QJa＝０
になる）を判断し（Ｓ７２）、ない場合には、熱源機１
ｂからの周波数増加信号Faupがないかどうか判断する
（Ｓ７３）。Ｓ７３で、Faupも受信していなければ、圧
縮機２ａを停止させ（Ｓ７４）、電磁弁２４aを閉とす
る（Ｓ７５）。Ｓ７２〜Ｓ７５の制御を行うことによ
り、１分間の待ち時間中に、熱源機１ａを選択する室内
機が停止した場合にも、迅速に対処することが可能とな
る。

【００４８】また、Ｓ６０で室内機からのQJ信号がなく
ても、熱源機１ｂからの周波数増加信号を受信していな
いかどうか判断する（Ｓ６３）。もし、周波数増加（Fa
up＞０）信号が出ていれば、熱源機１aを選択している
室内機がすべて停止していたとしても、Ｓ６２、Ｓ６４
にて圧縮機２ａを起動させる制御を行う。これにより、
熱源機２ｂの限界以上の負荷を熱源機２ａでまかなうこ
とができる。なお、Ｓ８１で、室内機選択スイッチの値
が熱源機１ｂを選択したものであると判断した場合に
は、熱源機１ｂの運転制御部１１ｂに通知し、熱源機１
ａはそのままの状態を維持する（Ｓ９６）。

【００４９】次に、熱源機１ｂ側での動作について、図
９の制御フローチャートに基づいて説明する。まず、図
８の制御フローチャートのＳ７６で、熱源機１ａの運転
制御部１１ａが送信した信号、或いは、Ｓ７１で、熱源
機１ａの運転制御部１１ａが送信したFbup信号を受けた
か否かを判断する（Ｓ８０）。Ｓ８０で、信号を受信し
ていると判断した場合には、直前の圧縮機２ｂの周波数
が停止（０Hz以下）か、そうでないかを判断する（Ｓ８
１）。Ｓ８１で、直前に圧縮機２ｂが停止していたと判
断した場合には、圧縮機２ｂを３５Ｈｚで起動させ（Ｓ
８２）、電磁弁１２ｂを開とする（Ｓ８３）。また、Ｓ
８１で、直前に圧縮機２ｂが停止していない、すなわ
ち、運転継続であると判断した場合、及び、Ｓ８３を実
行した場合には、次に、冷凍サイクルが安定するまでの
待ち時間として1分間を経過したか否かを判断し（Ｓ８
４）、１分経過した場合には、熱源機１ｂ側の低圧圧力
Psaが０．４ＭＰaより大きいかどうかを判断する（Ｓ８
５）。

【００５０】Ｓ８５で、低圧圧力Psaが０．４ＭＰaより
大きいと判断した場合には、圧縮機２ｂの周波数を、直
前の周波数Fb*よりも所定値ΔFbだけ増加させ（Ｓ８
６）、その後に、増加後の周波数Faが圧縮機２ｂの最大
周波数を超えているかどうか判断し（Ｓ８８）、超えて
いる場合には、熱源機１ｂの周波数を最大周波数Fbmax
に設定した後、熱源機１ｂに対して、Fb-Fbmax分の周波
数を増加させる信号を送信する（Ｓ８９）。これによ
り、熱源機１ｂだけでは圧縮機能力が不足する場合に
は、熱源機１ａで補うことが可能となる。また、Ｓ８５
で、低圧圧力Psaが０．４ＭＰa以下であると判断した場
合には、圧縮機２ｂの周波数を、直前の周波数Fb*より
も所定値ΔFbだけ周波数を下げる（Ｓ８７）。

【００５１】Ｓ８４で、待ち時間の１分が経過していな
いと判断した場合には、熱源機１ｂを選択している室内
機がないか否か（選択する室内機がなければ、QJb＝０
になる）を判断し（Ｓ９０）、ない場合には、熱源機１
aからの周波数増加信号Fbupがないかどうか判断する
（Ｓ９１）。Ｓ９１で、Fbupも受信していなければ、圧
縮機２bを停止させ（Ｓ９２）、電磁弁２４bを閉とする
（Ｓ９３）。Ｓ９０〜Ｓ９３の制御を行うことにより、
１分間の待ち時間中に、熱源機１ｂを選択する室内機が
停止した場合にも、迅速に対処することが可能となる。
また、Ｓ８０で、熱源機１ａからの信号がないと判断し
た場合には、その状態を維持する（Ｓ９４）。

【００５２】このように、熱源機と室内機を結ぶ配管は
共通としながら、複数の熱源機がそれぞれ特定の室内機
の運転指令に基づいて運転させることにより、見かけ上
も複数の冷凍サイクルシステムが並列に存在することと
同じとなり、同一冷媒配管で接続されていながら一部の
熱源機のみが運転時間が長くなることなく、負荷に対す
る熱源機の運転稼働率が平準化されることにより、耐久
性も向上する。

【００５３】さらに、何れの熱源機にも容量制御可能な
圧縮機を搭載し、その容量変化幅は、室内機の能力以下
の容量幅であることから、一方の熱源機の圧縮機の能力
が不足した場合には、他方の熱源機の圧縮機を利用して
不足分を補うことができ、安定した運転を実施できると
共に、大能力の空調を実施することが可能となる。

【００５４】なお、本実施の形態では熱源機を２台とし
ているが、これを３台、４台と増加させてもよい。ま
た、熱源機選択の解読処理を熱源機１ａの運転制御部１
１ａが実施するようにしたが、各熱源機に熱源機選択処
理の解読をさせるようにしてもよい。なお、この場合の
運転制御部１１ｂの制御フローチャートは、図８に示す
ものと同様である。

【００５５】さらに、各室内機の熱源機選択スイッチ４
０での設定をユーザができるようにしてもよい。例え
ば、現在の熱源機１ａ、１ｂの負荷をリモコン３７の表
示部に表示させることで、ユーザは状況に応じて負荷の
少ない熱源機を選択することができ、より木目細かい負
荷調整が可能となる。

【００５６】

【発明の効果】このように、この発明の空気調和機で
は、圧縮機の負荷を分散させることで一極に摩耗が集中
することを防止でき、さらに、室内機の発停に応じた木
目細かい容量制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の空気調和装置での冷媒回路図
である。

【図２】実施の形態１の空気調和装置での制御ブロッ
ク図である。

【図３】圧縮機の制御容量範囲を示す図である。

【図４】室内機の制御フローチャートである。

【図５】熱源内機の制御フローチャートである。

【図６】実施の形態２の空気調和装置での冷媒回路図
である。

【図７】実施の形態２の空気調和装置での制御ブロッ
ク図である。

【図８】熱源内機の制御フローチャートである。

【図９】熱源内機の制御フローチャートである。

【符号の説明】

１熱源機、２圧縮機、３四方弁、４熱源
側熱交換器、５第１の手動開閉弁、６第２の手動
開閉弁、７高圧圧力センサ、８低圧圧力センサ、
９液接続配管、１０ガス接続配管、１１運転
制御部、１２電磁弁、３０室内機、３１流
量弁、３２利用側熱交換器、３３液管温度セン
サ、３４ガス管温度センサ、３５液接続配管、
３６ガス接続配管、３７リモコン、３８送風
機、３９運転制御部、４０熱源機選択スイッチ、
６０合成液管、６１合成ガス管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２５Ｂ 5/02 Ｆ２５Ｂ 5/02 ５１０Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１台の容量制御可能な圧縮機
を備えた複数の熱源機と、前記熱源機に並列に配管接続
された室内機とを有する空気調和装置であって、前記室
内機での容量負荷総量を前記複数の熱源機で所定の比率
になるように分割し、前記分割した負荷に応じた容量
で、前記圧縮機を動作させる運転制御部を有することを
特徴する空気調和装置。
【請求項２】圧縮機の容量制御可能な最小変化幅は、
室内機の容量のうち最小のものよりも小さいことを特徴
とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】少なくとも１台の容量制御可能な圧縮機
を備えた複数の熱源機と、前記熱源機に並列に配管接続
された室内機とを有する空気調和装置であって、前記室
内機が起動された場合には、この室内機で選択された熱
源機の周波数を、この室内機起動で必要となる容量に対
応する周波数分増加させる運転制御部を有することを特
徴とする空気調和装置。
【請求項４】室内機は、熱源機を選択する選択手段を
有することを特徴とする請求項３に記載の空気調和装
置。