JP2004218849A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の熱源ユニットを備えた空気調和装置において、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを防ぐ。
【解決手段】空気調和装置１０１は、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃと、冷媒連絡配管４、５と、利用ユニット３ａ、３ｂと、運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃとを備えている。熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃは、圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃと熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃとを有する。冷媒連絡配管４、５は、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃが並列に接続される。運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃ全体の運転負荷を制御する際に、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てが運転継続されるように、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの運転容量を制御する。
【選択図】 図２
【解決手段】空気調和装置１０１は、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃと、冷媒連絡配管４、５と、利用ユニット３ａ、３ｂと、運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃとを備えている。熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃは、圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃと熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃとを有する。冷媒連絡配管４、５は、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃが並列に接続される。運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃ全体の運転負荷を制御する際に、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てが運転継続されるように、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの運転容量を制御する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置、特に、複数の熱源ユニットが並列に接続された空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複数の熱源ユニットが並列に接続された空気調和装置として、１台の能力可変の親熱源ユニットと、少なくとも１台の能力一定の子熱源ユニットとを有するものがある。このような空気調和装置では、これらの熱源ユニットが並列に接続された冷媒連絡配管と、冷媒連絡配管に接続される利用ユニットとをさらに備えている、そして、この空気調和装置は、利用ユニットの運転負荷に応じて、親熱源ユニットを常時運転するとともに、適宜、子熱源ユニットを運転又は停止させる台数制御が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の複数の熱源ユニットが並列に接続された空気調和装置として、能力可変の熱源ユニットを並列に接続したものもある。この空気調和装置においても、基本的には、上記従来の空気調和装置と同様に、利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニットの台数制御を行っている。さらに、この空気調和装置では、熱源ユニットの台数制御に加えて、複数の熱源ユニットのうち停止される熱源ユニットをローテーションする運転制御が行われる場合もある（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３４１６９６号公報（第１−３頁、第１−４図）
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−２４９５２９号公報（第２−３頁、第１−９図）
【０００６】
【特許文献３】
特開平１１−１２５４７６号公報（第２−６頁、第１−３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の１台の能力可変の親熱源ユニットと少なくとも１台の能力一定の子熱源ユニットとを有する空気調和装置では、台数制御を行う場合、停止中の子熱源ユニットと隣り合う運転中の熱源ユニットとのユニット間の冷媒連絡配管内に、冷媒や油が溜まってしまい、運転中の熱源ユニットの冷媒量不足や油量不足が生じるおそれがある。これを防ぐために、常時運転する親熱源ユニットを利用ユニットに対して遠い側の冷媒連絡配管に接続し、かつ、他の子熱源ユニットを利用ユニット側に対して近い側の冷媒連絡配管に接続するようにしているが、現地における熱源ユニットの据付及び配管工事に制約を科すことになり、現地工事が煩雑化してしまう。
【０００８】
また、上記従来の能力可変の熱源ユニットを並列に接続した空気調和装置では、熱源ユニットの台数制御に加えて、ローテーション運転が行われるため、各熱源ユニットの運転寿命を延ばすことができるとともに、現地における熱源ユニットの据付及び配管工事に対する制約も少なくなる。しかし、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込む現象については、停止される熱源ユニットがローテーションされることによって、冷媒や油が溜まる場所が移動するだけにすぎず、停止中の熱源ユニットと隣り合う運転中の熱源ユニットとのユニット間の冷媒連絡配管内に、冷媒や油が溜まって、運転中の熱源ユニットの冷媒量不足や油量不足が生じるおそれがあることに変わりはない。
【０００９】
本発明の課題は、複数の熱源ユニットを備えた空気調和装置において、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを防ぐことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気調和装置は、熱源ユニットと、冷媒連絡配管と、利用ユニットと、運転制御装置とを備えている。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器とを有する。圧縮機構は、容量可変式の圧縮機を含んでいる。冷媒連絡配管は、各熱源ユニットが並列に接続される。利用ユニットは、膨張機構と利用側熱交換器とを有し、冷媒連絡配管に接続される。運転制御装置は、利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニット全体の運転負荷を制御する際に、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量を制御する。
【００１１】
この空気調和装置では、冷媒連絡配管に並列に接続された熱源ユニットの圧縮機構を利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、各ユニットの圧縮機構の運転容量を制御しているため、全ての熱源ユニットが運転されるようになり、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを極力防ぐことができる。
【００１２】
請求項２に記載の空気調和装置は、請求項１において、各圧縮機構は、複数の圧縮機を有している。
この空気調和装置では、各熱源ユニットの圧縮機構を複数の圧縮機を有する構成にすることによって、圧縮機の台数制御による圧縮機構の容量変更を行うことができるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニットを運転継続させることが可能になり、冷媒連絡配管での冷媒や油の溜まり込みを極力防ぐことができる。
【００１３】
請求項３に記載の空気調和装置は、請求項２において、運転制御装置は、各圧縮機構における圧縮機の運転台数が同じになるように制御する。
この空気調和装置では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量ができるだけ同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【００１４】
請求項４に記載の空気調和装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、運転制御装置は、各圧縮機構の運転容量が同じになるように制御する。
この空気調和装置では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量が同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる空気調和装置について、図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（１）空気調和装置の構成
図１に本発明の第１実施形態の空気調和装置１の概略冷媒回路図を示す。空気調和装置１は、ビル等の空気調和に使用されるものであって、複数（本実施形態では、３台）の空冷式の熱源ユニット２ａ〜２ｃと、複数（本実施形態では、２台）の利用ユニット３ａ、３ｂとが冷媒液連絡配管４及び冷媒ガス連絡配管５に対して、それぞれ、並列に接続されて構成されている。
【００１６】
利用ユニット３ａ、３ｂは、それぞれ、主に、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂと、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂと、これらを接続する配管とから構成されている。本実施形態において、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂは、冷媒圧力の調節や冷媒流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂの液側に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂは、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、室内の空気と熱交換するための機器である。本実施形態において、利用ユニット３ａ、３ｂは、ユニット内に室内の空気を取り込み、送り出すための室内ファン（図示せず）を備えており、室内の空気と利用側熱交換器３２ａ、３２ｂを流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００１７】
熱源ユニット２ａ〜２ｃは、それぞれ、主に、圧縮機２２ａ〜２２ｃ及び油分離器（図示せず）を含む圧縮機構２１ａ〜２１ｃと、四路切換弁２３ａ〜２３ｃと、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃと、液側仕切弁２５ａ〜２５ｃと、ガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃと、これらを接続する配管とから構成されている。
圧縮機２２ａ〜２２ｃは、吸入した冷媒ガスを圧縮するための機器であり、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を変更することが可能な容量可変式の１台の圧縮機である。
【００１８】
四路切換弁２３ａ〜２３ｃは、冷房運転と暖房運転との切り換え時に、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機構２１ａ〜２１ｃと熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側とを接続するとともに圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側と冷媒ガス連絡配管５側とを接続し（図１の四路切換弁２３ａ〜２３ｃの実線を参照）、暖房運転時には圧縮機構２１ａ〜２１ｃの出口と冷媒ガス連絡配管５側とを接続するとともに圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側と熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側とを接続することが可能である（図１の四路切換弁２３ａ〜２３ｃの破線を参照）。
【００１９】
熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃは、本実施形態において、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、空気を熱源として冷媒と熱交換するための機器である。本実施形態において、熱源ユニット２ａ〜２ｃは、ユニット内に屋外の空気を取り込み、送り出すための室外ファン（図示せず）を備えており、屋外の空気と熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃを流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００２０】
各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側仕切弁２５ａ〜２５ｃ及びガス側仕切弁２６ａ〜２５ｃは、冷媒液連絡配管４及び冷媒ガス連絡配管５に並列に接続されている。冷媒液連絡配管４は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器３２ａ、３２ｂの液側と熱源ユニット２ａ〜２ｃの熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの液側との間を接続している。冷媒ガス連絡配管５は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側と熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃとの間を接続している。
【００２１】
空気調和装置１は、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニット２ａ〜２ｃの全てが運転継続されるように、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量を制御する運転制御装置をさらに備えている。本実施形態において、運転制御装置は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃに内蔵された運転制御装置６ａ〜６ｃであり、親機として設定された熱源ユニットの運転制御装置のみを使用して、上記のような運転制御を行うことが可能である。そして、他の子機として設定された熱源ユニットの運転制御装置は、圧縮機構等の機器の運転状態や各種センサーにおける検出データを親機の運転制御装置に伝送したり、親機の運転制御装置からの指令により、圧縮機構等の機器への運転・停止指令を行うように機能することが可能である。
【００２２】
（２）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１の動作について、図１を用いて説明する。
▲１▼冷房運転
まず、冷房運転について説明する。冷房運転時は、すべての熱源ユニット２ａ〜２ｃにおいて、四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の実線で示される状態、すなわち、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吐出側が熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側に接続され、かつ、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側が冷媒ガス連絡配管５を介して利用側熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側に接続された状態となっている。また、液側仕切弁２５ａ〜２５ｃ、ガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃは開にされ、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂは冷媒を減圧するように開度調節されている。
【００２３】
この空気調和装置１の冷媒回路の状態で、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの室外ファン（図示せず）、利用ユニット３ａ、３ｂの室内ファン（図示せず）及び各圧縮機構２１ａ〜２１ｃを起動すると、冷媒ガスは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入されて圧縮された後、四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃに送られて、外気と熱交換して凝縮される。この凝縮した冷媒液は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側仕切弁２５ａ〜２５ｃを経由して、冷媒液連絡配管４に合流されて、利用ユニット３ａ、３ｂ側に送られる。そして、利用ユニット３ａ、３ｂに送られた冷媒液は、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂで減圧された後、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂで室内空気と熱交換して蒸発される。この蒸発した冷媒ガスは、冷媒ガス連絡配管５を通じて熱源ユニット２ａ〜２ｃ側に送られる。冷媒ガス連絡配管５を流れる冷媒ガスは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃのガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃを介して分岐され、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを通過した後、再び、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【００２４】
▲２▼暖房運転
次に、暖房運転について説明する。暖房運転時は、すべての熱源ユニット２ａ〜２ｃにおいて、四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の破線で示される状態、すなわち、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吐出側が冷媒ガス連絡配管５を介して利用側熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側に接続され、かつ、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側が熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側に接続された状態となっている。また、液側仕切弁２５ａ〜２５ｃ、ガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃは開にされ、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂは冷媒を減圧するように開度調節されている。
【００２５】
この空気調和装置１の冷媒回路の状態で、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの室外ファン（図示せず）、各利用ユニット３ａ、３ｂの室内ファン（図示せず）及び各圧縮機構２１ａ〜２１ｃを起動すると、冷媒ガスは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入されて圧縮された後、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃ及びガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃを経由して冷媒ガス連絡配管５に合流されて、利用ユニット３ａ、３ｂ側に送られる。そして、利用ユニット３ａ、３ｂに送られた冷媒ガスは、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂで室内空気と熱交換して凝縮される。この凝縮した冷媒液は、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂを経由して、冷媒液連絡配管４に合流し、熱源ユニット２ａ〜２ｃ側に送られる。冷媒液連絡配管４を流れる冷媒液は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側仕切弁２５ａ〜２５ｃを経由して分岐され、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃで外気と熱交換して蒸発される。この蒸発した冷媒ガスは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して、再び、圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【００２６】
▲３▼運転制御装置の動作
上記の冷房運転中及び暖房運転中において、運転制御装置６ａ〜６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷の変化に応じて、熱源ユニット２ａ〜２ｃ全体の運転負荷を制御する際に、熱源ユニット２ａ〜２ｃのすべてが運転継続されるように、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転負荷を制御している。
【００２７】
運転制御装置６ａは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなったことを検知すると、熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの全てに対して、運転容量を小さくするように指令を出す。すると、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの圧縮機２２ａ〜２２ｃは、インバータ制御により、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスするまで、運転容量が小さくなる。ここで、運転制御装置６ａは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量を小さくする指令とともに、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量が同じになるように運転するように制御指令を出しているため、各熱源ユニット２ａ〜２ｃは、同じ運転容量で運転されている。
【００２８】
利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が大きくなる場合には、上記の動作とは逆に、運転制御装置６ａは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの全てに対して、運転容量を大きくするように制御指令を出して、熱源ユニット２ａ〜２ｃの運転容量が利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスするように制御を行う。
【００２９】
このようにして、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなる場合においても、各熱源ユニット２ａ〜２ｃを運転した状態を維持している。これにより、冷媒連絡配管４、５のどの部分においても冷媒が流れるようになり、冷媒や油の溜まり込みが生じにくくなっている。また、各熱源ユニット２ａ〜２ｃが同じ運転負荷で運転されているため、冷媒液連絡配管４から各熱源ユニット２ａ〜２ｃに分岐される冷媒が偏流しにくくなっている。
【００３０】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
▲１▼空気調和装置１では、冷媒連絡配管４、５に並列に接続された熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃを利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニット２ａ〜２ｃの全てが運転継続されるように、各ユニットの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量を制御しているため、全ての熱源ユニット２ａ〜２ｃが運転されるようになり、冷媒連絡配管４、５に冷媒や油が溜まり込むのを極力防ぐことができる。
【００３１】
▲２▼空気調和装置１では、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃを容量可変式の圧縮機２２ａ〜２２ｃを有する構成にすることによって、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニット２ａ〜２ｃを運転継続させることが可能になり、冷媒連絡配管４、５での冷媒や油の溜まり込みを防ぐことができる。
【００３２】
▲３▼空気調和装置１では、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量が同じになるように運転しているため、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管４、５を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒液連絡配管４から各熱源ユニット２ａ〜２ｃに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【００３３】
▲４▼空気調和装置１では、熱源ユニット２ａ〜２ｃの全てが運転制御装置６ａ〜６ｃを備えているため、熱源ユニットの１つが故障した場合や定期点検をしている状態であっても、他の残りの熱源ユニットのみによって、上記と同様に、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように各ユニットの圧縮機構の運転容量を制御する運転を行うことが可能である。
【００３４】
［第２実施形態］
第１実施形態の空気調和装置１においては、熱源ユニット２ａ〜２ｃの各圧縮機構２１ａ〜２１ｃが容量可変式の圧縮機２２ａ〜２２ｃのみを有する構成であるが、各熱源ユニットの運転容量を増加させるために、各熱源ユニットの圧縮機構が容量一定式の圧縮機をさらに有していてもよい。
【００３５】
本実施形態の空気調和装置１０１は、図２に示すように、１台の容量可変式の圧縮機と、複数（本実施形態では、２台）の容量一定式の圧縮機を有する圧縮機構を有する熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃを並列に接続して構成されている。具体的には、熱源ユニット１０２ａは、容量可変式の圧縮機１２２ａと２台の容量一定式の圧縮機１２７ａ、１２８ａが並列に接続された圧縮機構１２１ａを有している。同様に、熱源ユニット１０２ｂは圧縮機１２２ｂ、１２７ｂ、１２８ｂが並列に接続された圧縮機構１２１ｂを有しており、熱源ユニット１０２ｃは圧縮機１２２ｃ、１２７ｃ、１２８ｃが並列に接続された圧縮機構１２１ｃを有している。
【００３６】
この空気調和装置１０１においては、運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、各圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃを構成する容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量を制御するとともに、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃを運転・停止させる制御を行う。このとき、運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃは、各圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの圧縮機の運転台数及び運転容量ができるだけ同じになるように運転させる。
【００３７】
以下に、この空気調和装置１０１の動作について説明する。
まず、利用ユニット３ａ、３ｂが最大の運転負荷で運転されており、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃを構成する９台の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃが全て運転しているものとする。
次に、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなると、運転制御装置１０６ａは、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの全てに運転容量を小さくする制御指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。
【００３８】
そして、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃの運転容量分だけ容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量が低下したら、運転制御装置１０６ａは、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃのいずれか（例えば、圧縮機１２８ａ〜１２８ｃを優先的に停止させるものとする）を停止させるとともに、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量を増加させるように指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。このような制御動作を利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷の低下とともに繰り返すと、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ及び容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃのみの運転になる。このとき、圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃは、運転継続されているため、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てが運転された状態が保たれる。
【００３９】
さらに、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃの運転容量分だけ容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量が低下したら、運転制御装置１０６ａは、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃのいずれかを停止させるとともに、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量を増加させるように指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。このような制御動作を利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷の低下とともに繰り返すと、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃのみの運転になる。このとき、圧縮機１２２ａ〜１２２ｃは、運転継続されているため、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てが運転された状態が保たれる。
【００４０】
その後、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷がさらに小さくなると、運転制御装置１０６ａは、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの全てに運転容量を小さくする制御指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。
利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が大きくなる場合には、運転制御装置１０６ａは、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの圧縮機１２２ａ〜１２２ｃに対して上記の容量変更とは逆方向の容量変更指令を出すとともに、圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃに上記の停止順序とは逆の起動制御指令を出して、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの運転容量が利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスするように制御を行う。
【００４１】
以上のように、この空気調和装置１０１では、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃを容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ及び複数の容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃを有する構成にすることによって、圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの容量制御と１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃの台数制御との組み合わせ制御を行うようにしている。これにより、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てを運転継続した状態で、圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの容量変更を行うことができて、第１実施形態の空気調和装置１と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（１）前記実施形態においては、空気調和装置の熱源ユニットとして外気を熱源とした空冷式の熱源ユニットを使用しているが、水冷式や氷蓄熱式の熱源ユニットを使用してもよい。
【００４３】
（２）前記実施形態においては、冷暖切換運転が可能な空気調和装置であったが、冷房専用の空気調和装置や冷暖同時運転が可能な空気調和装置であってもよい。
（３）前記実施形態においては、同じ空調能力を有する３台の熱源ユニットを並列接続しているが、異なる空調能力を有する熱源ユニットを並列接続してもよい。
【００４４】
（４）前記実施形態においては、運転制御装置が各熱源ユニットに内蔵されているが、空気調和装置全体として１つの運転制御装置を有するものであってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、冷媒連絡配管に並列に接続された熱源ユニットの圧縮機構を利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、各ユニットの圧縮機構の運転容量を制御しているため、全ての熱源ユニットが運転されるようになり、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを極力防ぐことができる。
【００４６】
請求項２にかかる発明では、各熱源ユニットの圧縮機構を複数の圧縮機を有する構成にすることによって、圧縮機の台数制御による圧縮機構の容量変更を行うことができるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニットを運転継続させることが可能になり、冷媒連絡配管での冷媒や油の溜まり込みを極力防ぐことができる。
【００４７】
請求項３にかかる発明では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量ができるだけ同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
請求項４にかかる発明では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量が同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空気調和装置の概略冷媒回路図。
【図２】本発明の第２実施形態の空気調和装置の概略冷媒回路図。
【符号の説明】
１、１０１ 空気調和装置
２ａ〜２ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ 熱源ユニット
３ａ、３ｂ 利用ユニット
４、５ 冷媒連絡配管
６ａ〜６ｃ、１０６ａ〜１０６ｃ 運転制御装置
２１ａ〜２１ｃ、１２１ａ〜１２１ｃ 圧縮機構
２２ａ〜２２ｃ 圧縮機
２４ａ〜２４ｃ 熱源側熱交換器
３１ａ〜３１ｃ 利用側膨張弁
３２ａ〜３２ｃ 利用側熱交換器
１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃ 圧縮機
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置、特に、複数の熱源ユニットが並列に接続された空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複数の熱源ユニットが並列に接続された空気調和装置として、１台の能力可変の親熱源ユニットと、少なくとも１台の能力一定の子熱源ユニットとを有するものがある。このような空気調和装置では、これらの熱源ユニットが並列に接続された冷媒連絡配管と、冷媒連絡配管に接続される利用ユニットとをさらに備えている、そして、この空気調和装置は、利用ユニットの運転負荷に応じて、親熱源ユニットを常時運転するとともに、適宜、子熱源ユニットを運転又は停止させる台数制御が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の複数の熱源ユニットが並列に接続された空気調和装置として、能力可変の熱源ユニットを並列に接続したものもある。この空気調和装置においても、基本的には、上記従来の空気調和装置と同様に、利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニットの台数制御を行っている。さらに、この空気調和装置では、熱源ユニットの台数制御に加えて、複数の熱源ユニットのうち停止される熱源ユニットをローテーションする運転制御が行われる場合もある（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３４１６９６号公報（第１−３頁、第１−４図）
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−２４９５２９号公報（第２−３頁、第１−９図）
【０００６】
【特許文献３】
特開平１１−１２５４７６号公報（第２−６頁、第１−３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の１台の能力可変の親熱源ユニットと少なくとも１台の能力一定の子熱源ユニットとを有する空気調和装置では、台数制御を行う場合、停止中の子熱源ユニットと隣り合う運転中の熱源ユニットとのユニット間の冷媒連絡配管内に、冷媒や油が溜まってしまい、運転中の熱源ユニットの冷媒量不足や油量不足が生じるおそれがある。これを防ぐために、常時運転する親熱源ユニットを利用ユニットに対して遠い側の冷媒連絡配管に接続し、かつ、他の子熱源ユニットを利用ユニット側に対して近い側の冷媒連絡配管に接続するようにしているが、現地における熱源ユニットの据付及び配管工事に制約を科すことになり、現地工事が煩雑化してしまう。
【０００８】
また、上記従来の能力可変の熱源ユニットを並列に接続した空気調和装置では、熱源ユニットの台数制御に加えて、ローテーション運転が行われるため、各熱源ユニットの運転寿命を延ばすことができるとともに、現地における熱源ユニットの据付及び配管工事に対する制約も少なくなる。しかし、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込む現象については、停止される熱源ユニットがローテーションされることによって、冷媒や油が溜まる場所が移動するだけにすぎず、停止中の熱源ユニットと隣り合う運転中の熱源ユニットとのユニット間の冷媒連絡配管内に、冷媒や油が溜まって、運転中の熱源ユニットの冷媒量不足や油量不足が生じるおそれがあることに変わりはない。
【０００９】
本発明の課題は、複数の熱源ユニットを備えた空気調和装置において、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを防ぐことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気調和装置は、熱源ユニットと、冷媒連絡配管と、利用ユニットと、運転制御装置とを備えている。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器とを有する。圧縮機構は、容量可変式の圧縮機を含んでいる。冷媒連絡配管は、各熱源ユニットが並列に接続される。利用ユニットは、膨張機構と利用側熱交換器とを有し、冷媒連絡配管に接続される。運転制御装置は、利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニット全体の運転負荷を制御する際に、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量を制御する。
【００１１】
この空気調和装置では、冷媒連絡配管に並列に接続された熱源ユニットの圧縮機構を利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、各ユニットの圧縮機構の運転容量を制御しているため、全ての熱源ユニットが運転されるようになり、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを極力防ぐことができる。
【００１２】
請求項２に記載の空気調和装置は、請求項１において、各圧縮機構は、複数の圧縮機を有している。
この空気調和装置では、各熱源ユニットの圧縮機構を複数の圧縮機を有する構成にすることによって、圧縮機の台数制御による圧縮機構の容量変更を行うことができるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニットを運転継続させることが可能になり、冷媒連絡配管での冷媒や油の溜まり込みを極力防ぐことができる。
【００１３】
請求項３に記載の空気調和装置は、請求項２において、運転制御装置は、各圧縮機構における圧縮機の運転台数が同じになるように制御する。
この空気調和装置では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量ができるだけ同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【００１４】
請求項４に記載の空気調和装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、運転制御装置は、各圧縮機構の運転容量が同じになるように制御する。
この空気調和装置では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量が同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる空気調和装置について、図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（１）空気調和装置の構成
図１に本発明の第１実施形態の空気調和装置１の概略冷媒回路図を示す。空気調和装置１は、ビル等の空気調和に使用されるものであって、複数（本実施形態では、３台）の空冷式の熱源ユニット２ａ〜２ｃと、複数（本実施形態では、２台）の利用ユニット３ａ、３ｂとが冷媒液連絡配管４及び冷媒ガス連絡配管５に対して、それぞれ、並列に接続されて構成されている。
【００１６】
利用ユニット３ａ、３ｂは、それぞれ、主に、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂと、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂと、これらを接続する配管とから構成されている。本実施形態において、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂは、冷媒圧力の調節や冷媒流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂの液側に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂは、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、室内の空気と熱交換するための機器である。本実施形態において、利用ユニット３ａ、３ｂは、ユニット内に室内の空気を取り込み、送り出すための室内ファン（図示せず）を備えており、室内の空気と利用側熱交換器３２ａ、３２ｂを流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００１７】
熱源ユニット２ａ〜２ｃは、それぞれ、主に、圧縮機２２ａ〜２２ｃ及び油分離器（図示せず）を含む圧縮機構２１ａ〜２１ｃと、四路切換弁２３ａ〜２３ｃと、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃと、液側仕切弁２５ａ〜２５ｃと、ガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃと、これらを接続する配管とから構成されている。
圧縮機２２ａ〜２２ｃは、吸入した冷媒ガスを圧縮するための機器であり、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を変更することが可能な容量可変式の１台の圧縮機である。
【００１８】
四路切換弁２３ａ〜２３ｃは、冷房運転と暖房運転との切り換え時に、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機構２１ａ〜２１ｃと熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側とを接続するとともに圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側と冷媒ガス連絡配管５側とを接続し（図１の四路切換弁２３ａ〜２３ｃの実線を参照）、暖房運転時には圧縮機構２１ａ〜２１ｃの出口と冷媒ガス連絡配管５側とを接続するとともに圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側と熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側とを接続することが可能である（図１の四路切換弁２３ａ〜２３ｃの破線を参照）。
【００１９】
熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃは、本実施形態において、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、空気を熱源として冷媒と熱交換するための機器である。本実施形態において、熱源ユニット２ａ〜２ｃは、ユニット内に屋外の空気を取り込み、送り出すための室外ファン（図示せず）を備えており、屋外の空気と熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃを流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００２０】
各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側仕切弁２５ａ〜２５ｃ及びガス側仕切弁２６ａ〜２５ｃは、冷媒液連絡配管４及び冷媒ガス連絡配管５に並列に接続されている。冷媒液連絡配管４は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器３２ａ、３２ｂの液側と熱源ユニット２ａ〜２ｃの熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの液側との間を接続している。冷媒ガス連絡配管５は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側と熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃとの間を接続している。
【００２１】
空気調和装置１は、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニット２ａ〜２ｃの全てが運転継続されるように、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量を制御する運転制御装置をさらに備えている。本実施形態において、運転制御装置は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃに内蔵された運転制御装置６ａ〜６ｃであり、親機として設定された熱源ユニットの運転制御装置のみを使用して、上記のような運転制御を行うことが可能である。そして、他の子機として設定された熱源ユニットの運転制御装置は、圧縮機構等の機器の運転状態や各種センサーにおける検出データを親機の運転制御装置に伝送したり、親機の運転制御装置からの指令により、圧縮機構等の機器への運転・停止指令を行うように機能することが可能である。
【００２２】
（２）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１の動作について、図１を用いて説明する。
▲１▼冷房運転
まず、冷房運転について説明する。冷房運転時は、すべての熱源ユニット２ａ〜２ｃにおいて、四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の実線で示される状態、すなわち、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吐出側が熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側に接続され、かつ、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側が冷媒ガス連絡配管５を介して利用側熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側に接続された状態となっている。また、液側仕切弁２５ａ〜２５ｃ、ガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃは開にされ、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂは冷媒を減圧するように開度調節されている。
【００２３】
この空気調和装置１の冷媒回路の状態で、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの室外ファン（図示せず）、利用ユニット３ａ、３ｂの室内ファン（図示せず）及び各圧縮機構２１ａ〜２１ｃを起動すると、冷媒ガスは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入されて圧縮された後、四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃに送られて、外気と熱交換して凝縮される。この凝縮した冷媒液は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側仕切弁２５ａ〜２５ｃを経由して、冷媒液連絡配管４に合流されて、利用ユニット３ａ、３ｂ側に送られる。そして、利用ユニット３ａ、３ｂに送られた冷媒液は、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂで減圧された後、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂで室内空気と熱交換して蒸発される。この蒸発した冷媒ガスは、冷媒ガス連絡配管５を通じて熱源ユニット２ａ〜２ｃ側に送られる。冷媒ガス連絡配管５を流れる冷媒ガスは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃのガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃを介して分岐され、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを通過した後、再び、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【００２４】
▲２▼暖房運転
次に、暖房運転について説明する。暖房運転時は、すべての熱源ユニット２ａ〜２ｃにおいて、四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の破線で示される状態、すなわち、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吐出側が冷媒ガス連絡配管５を介して利用側熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側に接続され、かつ、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側が熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側に接続された状態となっている。また、液側仕切弁２５ａ〜２５ｃ、ガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃは開にされ、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂは冷媒を減圧するように開度調節されている。
【００２５】
この空気調和装置１の冷媒回路の状態で、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの室外ファン（図示せず）、各利用ユニット３ａ、３ｂの室内ファン（図示せず）及び各圧縮機構２１ａ〜２１ｃを起動すると、冷媒ガスは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入されて圧縮された後、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃ及びガス側仕切弁２６ａ〜２６ｃを経由して冷媒ガス連絡配管５に合流されて、利用ユニット３ａ、３ｂ側に送られる。そして、利用ユニット３ａ、３ｂに送られた冷媒ガスは、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂで室内空気と熱交換して凝縮される。この凝縮した冷媒液は、利用側膨張弁３１ａ、３１ｂを経由して、冷媒液連絡配管４に合流し、熱源ユニット２ａ〜２ｃ側に送られる。冷媒液連絡配管４を流れる冷媒液は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側仕切弁２５ａ〜２５ｃを経由して分岐され、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃで外気と熱交換して蒸発される。この蒸発した冷媒ガスは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して、再び、圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【００２６】
▲３▼運転制御装置の動作
上記の冷房運転中及び暖房運転中において、運転制御装置６ａ〜６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷の変化に応じて、熱源ユニット２ａ〜２ｃ全体の運転負荷を制御する際に、熱源ユニット２ａ〜２ｃのすべてが運転継続されるように、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転負荷を制御している。
【００２７】
運転制御装置６ａは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなったことを検知すると、熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの全てに対して、運転容量を小さくするように指令を出す。すると、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの圧縮機２２ａ〜２２ｃは、インバータ制御により、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスするまで、運転容量が小さくなる。ここで、運転制御装置６ａは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量を小さくする指令とともに、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量が同じになるように運転するように制御指令を出しているため、各熱源ユニット２ａ〜２ｃは、同じ運転容量で運転されている。
【００２８】
利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が大きくなる場合には、上記の動作とは逆に、運転制御装置６ａは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの全てに対して、運転容量を大きくするように制御指令を出して、熱源ユニット２ａ〜２ｃの運転容量が利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスするように制御を行う。
【００２９】
このようにして、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなる場合においても、各熱源ユニット２ａ〜２ｃを運転した状態を維持している。これにより、冷媒連絡配管４、５のどの部分においても冷媒が流れるようになり、冷媒や油の溜まり込みが生じにくくなっている。また、各熱源ユニット２ａ〜２ｃが同じ運転負荷で運転されているため、冷媒液連絡配管４から各熱源ユニット２ａ〜２ｃに分岐される冷媒が偏流しにくくなっている。
【００３０】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
▲１▼空気調和装置１では、冷媒連絡配管４、５に並列に接続された熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃを利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニット２ａ〜２ｃの全てが運転継続されるように、各ユニットの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量を制御しているため、全ての熱源ユニット２ａ〜２ｃが運転されるようになり、冷媒連絡配管４、５に冷媒や油が溜まり込むのを極力防ぐことができる。
【００３１】
▲２▼空気調和装置１では、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃを容量可変式の圧縮機２２ａ〜２２ｃを有する構成にすることによって、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニット２ａ〜２ｃを運転継続させることが可能になり、冷媒連絡配管４、５での冷媒や油の溜まり込みを防ぐことができる。
【００３２】
▲３▼空気調和装置１では、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機構２１ａ〜２１ｃの運転容量が同じになるように運転しているため、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管４、５を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒液連絡配管４から各熱源ユニット２ａ〜２ｃに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【００３３】
▲４▼空気調和装置１では、熱源ユニット２ａ〜２ｃの全てが運転制御装置６ａ〜６ｃを備えているため、熱源ユニットの１つが故障した場合や定期点検をしている状態であっても、他の残りの熱源ユニットのみによって、上記と同様に、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように各ユニットの圧縮機構の運転容量を制御する運転を行うことが可能である。
【００３４】
［第２実施形態］
第１実施形態の空気調和装置１においては、熱源ユニット２ａ〜２ｃの各圧縮機構２１ａ〜２１ｃが容量可変式の圧縮機２２ａ〜２２ｃのみを有する構成であるが、各熱源ユニットの運転容量を増加させるために、各熱源ユニットの圧縮機構が容量一定式の圧縮機をさらに有していてもよい。
【００３５】
本実施形態の空気調和装置１０１は、図２に示すように、１台の容量可変式の圧縮機と、複数（本実施形態では、２台）の容量一定式の圧縮機を有する圧縮機構を有する熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃを並列に接続して構成されている。具体的には、熱源ユニット１０２ａは、容量可変式の圧縮機１２２ａと２台の容量一定式の圧縮機１２７ａ、１２８ａが並列に接続された圧縮機構１２１ａを有している。同様に、熱源ユニット１０２ｂは圧縮機１２２ｂ、１２７ｂ、１２８ｂが並列に接続された圧縮機構１２１ｂを有しており、熱源ユニット１０２ｃは圧縮機１２２ｃ、１２７ｃ、１２８ｃが並列に接続された圧縮機構１２１ｃを有している。
【００３６】
この空気調和装置１０１においては、運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷に応じて、各圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃを構成する容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量を制御するとともに、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃを運転・停止させる制御を行う。このとき、運転制御装置１０６ａ〜１０６ｃは、各圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの圧縮機の運転台数及び運転容量ができるだけ同じになるように運転させる。
【００３７】
以下に、この空気調和装置１０１の動作について説明する。
まず、利用ユニット３ａ、３ｂが最大の運転負荷で運転されており、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃを構成する９台の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃが全て運転しているものとする。
次に、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が小さくなると、運転制御装置１０６ａは、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの全てに運転容量を小さくする制御指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。
【００３８】
そして、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃの運転容量分だけ容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量が低下したら、運転制御装置１０６ａは、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃのいずれか（例えば、圧縮機１２８ａ〜１２８ｃを優先的に停止させるものとする）を停止させるとともに、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量を増加させるように指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。このような制御動作を利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷の低下とともに繰り返すと、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ及び容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃのみの運転になる。このとき、圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃは、運転継続されているため、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てが運転された状態が保たれる。
【００３９】
さらに、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃの運転容量分だけ容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量が低下したら、運転制御装置１０６ａは、容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃのいずれかを停止させるとともに、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの運転容量を増加させるように指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。このような制御動作を利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷の低下とともに繰り返すと、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃのみの運転になる。このとき、圧縮機１２２ａ〜１２２ｃは、運転継続されているため、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てが運転された状態が保たれる。
【００４０】
その後、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷がさらに小さくなると、運転制御装置１０６ａは、容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの全てに運転容量を小さくする制御指令を出し、利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスさせるようにする。
利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷が大きくなる場合には、運転制御装置１０６ａは、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの圧縮機１２２ａ〜１２２ｃに対して上記の容量変更とは逆方向の容量変更指令を出すとともに、圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃに上記の停止順序とは逆の起動制御指令を出して、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの運転容量が利用ユニット３ａ、３ｂの運転負荷とバランスするように制御を行う。
【００４１】
以上のように、この空気調和装置１０１では、各熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃを容量可変式の圧縮機１２２ａ〜１２２ｃ及び複数の容量一定式の圧縮機１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃを有する構成にすることによって、圧縮機１２２ａ〜１２２ｃの容量制御と１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃの台数制御との組み合わせ制御を行うようにしている。これにより、熱源ユニット１０２ａ〜１０２ｃの全てを運転継続した状態で、圧縮機構１２１ａ〜１２１ｃの容量変更を行うことができて、第１実施形態の空気調和装置１と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（１）前記実施形態においては、空気調和装置の熱源ユニットとして外気を熱源とした空冷式の熱源ユニットを使用しているが、水冷式や氷蓄熱式の熱源ユニットを使用してもよい。
【００４３】
（２）前記実施形態においては、冷暖切換運転が可能な空気調和装置であったが、冷房専用の空気調和装置や冷暖同時運転が可能な空気調和装置であってもよい。
（３）前記実施形態においては、同じ空調能力を有する３台の熱源ユニットを並列接続しているが、異なる空調能力を有する熱源ユニットを並列接続してもよい。
【００４４】
（４）前記実施形態においては、運転制御装置が各熱源ユニットに内蔵されているが、空気調和装置全体として１つの運転制御装置を有するものであってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、冷媒連絡配管に並列に接続された熱源ユニットの圧縮機構を利用ユニットの運転負荷に応じて、複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、各ユニットの圧縮機構の運転容量を制御しているため、全ての熱源ユニットが運転されるようになり、冷媒連絡配管に冷媒や油が溜まり込むのを極力防ぐことができる。
【００４６】
請求項２にかかる発明では、各熱源ユニットの圧縮機構を複数の圧縮機を有する構成にすることによって、圧縮機の台数制御による圧縮機構の容量変更を行うことができるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニットを運転継続させることが可能になり、冷媒連絡配管での冷媒や油の溜まり込みを極力防ぐことができる。
【００４７】
請求項３にかかる発明では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量ができるだけ同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
請求項４にかかる発明では、各熱源ユニットの圧縮機構の運転容量が同じになるように運転できるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなり、冷媒連絡配管を流れる冷媒量が少なくなった場合においても、冷媒連絡配管から各熱源ユニットに分岐される冷媒が偏流しないようにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空気調和装置の概略冷媒回路図。
【図２】本発明の第２実施形態の空気調和装置の概略冷媒回路図。
【符号の説明】
１、１０１ 空気調和装置
２ａ〜２ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ 熱源ユニット
３ａ、３ｂ 利用ユニット
４、５ 冷媒連絡配管
６ａ〜６ｃ、１０６ａ〜１０６ｃ 運転制御装置
２１ａ〜２１ｃ、１２１ａ〜１２１ｃ 圧縮機構
２２ａ〜２２ｃ 圧縮機
２４ａ〜２４ｃ 熱源側熱交換器
３１ａ〜３１ｃ 利用側膨張弁
３２ａ〜３２ｃ 利用側熱交換器
１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃ 圧縮機
Claims (4)
- 容量可変式の圧縮機（２２ａ〜２２ｃ、１２２ａ〜１２２ｃ）を含む圧縮機構（２１ａ〜２１ｃ、１２１ａ〜１２１ｃ）と熱源側熱交換器（２４ａ〜２４ｃ）とを有する複数の熱源ユニット（２ａ〜２ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ）と、
前記各熱源ユニットが並列に接続される冷媒連絡配管（４、５）と、
膨張機構（３１ａ、３１ｂ）と利用側熱交換器（３２ａ、３２ｂ）とを有し、前記冷媒連絡配管（４、５）に接続される利用ユニット（３ａ、３ｂ）と、
前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記複数の熱源ユニット全体の運転負荷を制御する際に、前記複数の熱源ユニットの全てが運転継続されるように、前記各熱源ユニットの前記圧縮機構の運転容量を制御する運転制御装置（６ａ〜６ｃ、１０６ａ〜１０６ｃ）と、
を備えた空気調和装置（１、１０１）。 - 前記各圧縮機構（１２１ａ〜１２１ｃ）は、複数の圧縮機（１２２ａ〜１２２ｃ、１２７ａ〜１２７ｃ、１２８ａ〜１２８ｃ）を有している、請求項１に記載の空気調和装置（１０１）。
- 前記運転制御装置（１０６ａ〜１０６ｃ）は、前記各圧縮機構（１２１ａ〜１２１ｃ）における圧縮機の運転台数が同じになるように制御する、請求項２に記載の空気調和装置（１０１）。
- 前記運転制御装置（６ａ〜６ｃ、１０６ａ〜１０６ｃ）は、前記各圧縮機構（２１ａ〜２１ｃ、１２１ａ〜１２１ｃ）の運転容量が同じになるように制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和装置（１、１０１）。
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-
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