JP2006046782A - 空気調和機及び空気調和機の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部分負荷運転される場合において、室外熱交換器を有効に使って、圧縮機にとって効率良く運転されるようにし、無駄な消費エネルギーを低減させることに貢献した空気調和機を提供する。
【解決手段】 室外ユニットＡ，Ｂは、その複数台のうち、少なくとも２つの室外ユニットＡ，Ｂの能力を異なるように構成し、運転される前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の能力を、使用される室外熱交換器１３，１３ｂの能力で除した値が最小となるように、前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３を運転する順位を決定する順位決定処理を行い、前記室内ユニット２，３の運転状態により空調負荷が前記室外ユニットＡ，Ｂの総能力より小さくなった場合に、前記順位決定処理によって決定された順位に従って前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３を運転させる制御部を設けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、空気調和機及び空気調和機の運転方法に関し、特に複数台の室外ユニット及び室内ユニットからなるマルチ方式の空気調和機及び空気調和機の運転方法に関する。

従来から、複数台の圧縮機と１台の室外熱交換器とを有する室外ユニットを複数台備えると共に、室内熱交換器を有する室内ユニットを複数台備えたマルチ方式の空気調和機が提供されている（特許文献１参照）。このような空気調和機にあっては、その室外ユニット内に、四方弁等を設け、その四方弁等によって作動媒体（以下、冷媒という。）の流れる方向を切り替えることによって室外熱交換器を凝縮器及び室内熱交換器を蒸発器として機能させる冷房運転と、これとは逆に室外熱交換器を蒸発器及び室内熱交換器を凝縮器として機能させる暖房運転とを可能に構成されている。

この種の空気調和機の冷房運転及び暖房運転は、室内ユニットの運転状態によって空調負荷が大きく変化するため、その変化に応じて運転がなされる。すなわち、すべての室内ユニットが運転され、室内の空気温度が極端に高い場合や低い場合にあっては、空気調和機に与えられる空調負荷は大きなものとなる。これを受けて、前記室外ユニットは、搭載するすべての圧縮機を運転し、可能な限り多くの冷媒を循環させ、室内ユニットの室内熱交換器によって、室内に冷房効果あるいは暖房効果をもたらす。この場合、空気調和機は、フル稼働で運転されており、そのフル稼働運転によってなされる室内の冷房効果及び暖房効果は、その室外ユニットの総能力に依存するものとされている。

ところで、上述した空気調和機に与えられる空調負荷の大きさは、室内ユニットの運転状態によって変化する。すなわち、室内の温度が、冷房運転では下がることによって、また、暖房運転では上がることによって、或いは室内の温度が室内ユニットの操作者の望む温度となることによって、複数台の室内ユニットのうち一部の室内ユニットの運転が弱運転とされたり停止されることがある。これを受けて、空気調和機に与えられる空調負荷は、それまでの空調負荷に比して減少したものとなる。

このように、与えられる空調負荷が小さくなると、前記室外ユニットは、上述したようなフル稼働運転から、搭載される一部の圧縮機の運転を停止させた、いわゆる部分負荷運転に切り替わるようにされている。つまり、前記室外ユニットに搭載される前記圧縮機を用いて単に冷媒を循環させるのではなく、与えられた空調負荷に応じて適宜に調整された冷媒を循環させることとなる。このような場合にあっては、各室外ユニットに搭載される前記室外熱交換器の能力を考慮せず、運転される前記圧縮機の組み合わせが決定され、その決定に従って各室外ユニットが運転されるものとした場合、消費エネルギーが無駄に嵩んでしまう問題が生ずる。

つまり、空気調和機が部分負荷運転に切り替わって運転される場合、使用される圧縮機及び使用される室外熱交換器を適宜選択して用いることができるが、この際、できる限り有効に室外熱交換器を用いて、室外ユニットに備えられる圧縮機を運転させることのが望ましい。すなわち、並列に接続される熱交換器が同じ能力である場合には、その熱交換器に対して、冷媒を循環させる圧縮機の能力が小さくなればなるほど、冷媒は効率よく熱交換される。同様に、並列に接続される圧縮機が同じ能力である場合には、できるだけ大きい熱交換器を使うように圧縮機が運転されると、冷媒は効率よく熱交換される。このような点を考慮して、室外ユニットは運転されるべきである。
特開平１０−２８１５７７号公報

この発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、複数台の室外ユニット及び室内ユニットからなるマルチ方式の空気調和機を上述したような部分負荷運転する場合において、室外熱交換器を有効に使って、圧縮機にとって効率のよい運転とされるようにし、無駄な消費エネルギーを低減させることに貢献した空気調和機及び空気調和機の運転方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は、以下の手段の空気調和機及び空気調和機の運転方法を提供する。
すなわち、請求項１に係る発明は、複数台の圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットを複数台備えると共に、室内ユニットを複数台備えたマルチ方式の空気調和機において、前記室外ユニットは、その複数台のうち、少なくとも２つの室外ユニットの能力を異なるように構成し、運転される前記圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように、前記圧縮機を運転する順位を決定する順位決定処理を行い、前記室内ユニットの運転状態により空調負荷が前記室外ユニットの総能力より小さくなった場合に、前記順位決定処理によって決定された順位に従って前記圧縮機を運転させる制御部を設けたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機にあっては、室内ユニットの運転状態により空調負荷が前記室外ユニットの総能力より小さくなる、いわゆる部分負荷運転に切り替わって運転される場合、順位決定処理によって決定された順位で、圧縮機は運転される。ここで、その順位決定処理によって決定される順位は、運転される前記圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように圧縮機に付される順位である。つまり、室外熱交換器の能力を最大限に利用し、圧縮機にとって効率のよい運転状態とすることによって、圧縮機に供給される電力量が、なるべく小さくなるように、圧縮機に運転する順位が付されるものである。従って、熱交換器を無駄なく用いて冷媒の熱交換を行い、それに伴って、圧縮機の運転に供給される電力を小さくすることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の空気調和機において、前記圧縮機は、可変速圧縮機であることを特徴とする。

この発明に係る空気調和機にあっては、複数台の圧縮機うちの１台若しくは全台が、可変速で能力を変化させることができる。すなわち、その圧縮機の能力限界まで、滑らかに能力を制御させることができる。また、前記複数台の圧縮機のうちの１台が可変速圧縮機であれば、この可変速圧縮機と他の定速圧縮機とを組み合わせて用いることによって、そのシステムの能力限界まで滑らかに能力を変化させることができる。従って、圧縮機の能力を細かく設定することができて、蒸発圧力及び凝縮圧力を所望の値に制御し易くなる上、圧縮機に無駄な電力を供給することもなくなる。なお、１台のみを可変速の圧縮機とするのではなく、複数台若しくは全台を可変速の圧縮機とした場合、圧縮の能力をさらに細かく制御できて、その制御性は向上する。

請求項３に係る発明は、複数台の圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットを複数台備えると共に、室内ユニットを複数台備え、前記室外ユニットは、その複数台のうち少なくとも２つの室外ユニットの能力を異なるように構成した空気調和機の運転方法であって、運転される前記圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように、前記圧縮機を運転する順位を決定する順位決定処理を行い、前記室内ユニットの運転状態により空調負荷が前記室外ユニットの総能力より小さくなった場合に、前記順位決定処理によって決定された順位に従って前記圧縮機を運転させることを特徴とする。

この発明に係る空気調和機の運転方法にあっては、室内ユニットの運転状態により空調負荷が前記室外ユニットの総能力より小さくなる、いわゆる部分負荷運転に切り替わって運転される場合、順位決定処理によって決定された順位で、圧縮機は運転される。ここで、その順位決定処理によって決定される順位は、運転される前記圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように圧縮機に付される順位である。つまり、室外熱交換器の能力を最大限に利用し、圧縮機にとって効率のよい運転状態とすることによって、圧縮機に供給される電力量が、なるべく小さくなるように、圧縮機に運転する順位が付されるものである。従って、熱交換器を無駄なく用いて冷媒の熱交換を行い、それに伴って、圧縮機の運転に供給される電力を小さくすることができる。

この発明に係る空気調和機及び空気調和機の運転方法によれば、複数台の室外ユニット及び室内ユニットからなるマルチ方式の空気調和機を上述したような部分負荷運転する場合において、室外熱交換器を有効に使って、圧縮機にとって効率のよい運転とされるようにし、無駄な消費エネルギーを低減させることに貢献する。

以下、この発明に係る空気調和機及び空気調和機の運転方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図１はこの発明に係る空気調和機の概略全体構成図、図２は空気調和機の概略ブロック図である。

この発明に係る空気調和機１は、図１の概略全体構成図に示すように、複数機（図示されているのは２機のみ。）の室内ユニット２，３が並列に接続されて設けられると共に、該複数基の室内ユニット２，３に対して並列に、適宜の調整弁Ｔを介して、２基の室外ユニット（第一室外ユニットＡ、第二室外ユニットＢ）が設けられる。前記室内ユニット２，３は、その内部に室内熱交換器２ａ，３ａが設けられ、該室内熱交換器２ａ，３ａが、蒸発器若しくは凝縮器となって冷媒が冷房若しくは暖房の効果を奏するようにされている。

前記第一室外ユニットＡ及び第二室外ユニットＢのうち、第一室外ユニットＡは、冷媒を圧縮する２台の圧縮機１１，１２を備えると共に、該冷媒を外気に触れさせて熱交換させる１台の室外熱交換器１３を備えている。また、前記室外熱交換器１３の近傍には、該室外熱交換器１３内の冷媒が、外気と好適に熱交換されるように、該室外熱交換器１３に外気を送る室外ファン４０が設けられている。前記圧縮機１１，１２は、それぞれが並列となるように接続される。前記並列に接続された圧縮機１１，１２は、その並列接続の合流とされ、且つ前記冷媒が吐出される吐出口２３から、オイルセパレータ１４、四方弁１９を介して前記室外熱交換器１３に接続される。そして、前記室外熱交換器１３は、膨張弁１５を介して余剰冷媒を溜めるレシーバタンク１６に接続されている。

なお、前記圧縮機１１，１２は、交流電流によって一定の速度で運転されるように構成されるものであってもよいし、また、適宜のインバータを設けて速度が可変されて運転されるように構成されるものであってもよい。ここで、この発明における圧縮機の能力とは、前記室内熱交換器２ａ，３ａ、前記室外熱交換器１３などで構成される冷凍サイクル内に冷媒を循環させる能力のことを意味し、圧縮機の運転周波数、気筒容積及び運転圧力に依存する。ただし、前記順位決定処理に用いる圧縮機の能力とは、その圧縮機の定格能力を用いる。また、この発明における室外熱交換器の能力とは、前記室外熱交換器１３が、外気と冷媒間の熱交換を行う能力、すなわち、凝縮器として用いる場合では冷媒の持つ熱を外気側に放熱する能力、蒸発器として用いる場合では外気の持つ熱を冷媒側に吸熱する能力のことを意味し、熱交換器の形状、熱交換器を通過する風量すなわち前記室外ファン４０の毎秒毎の回転数に依存する。ただし、前記順位決定処理に用いる熱交換器能力とは、その熱交換器の定格能力を用いる。

前記レシーバタンク１６は、各種の調整弁Ｔを介して、前記室内ユニット２，３の液側接続口２ｂ，３ｂに接続される。また、前記オイルセパレータ１４と前記室外熱交換器１３との間には、前記圧縮機１１，１２の吐出口２３から吐出される冷媒の圧力を検知する高圧圧力センサ１７が設けられている。前記高圧圧力センサ１７は、この空気調和機１が暖房運転時に、その検知値が所望の値を保つように、前記圧縮機１１，１２などの機器を制御する際に用いられる。

一方、上述した並列に接続された圧縮機１１，１２は、その並列接続が合流され、且つ前記冷媒が吸入される吸入口２４からアキュムレータ１８に接続されている。また前記アキュムレータ１８は、四方弁１９を介すると共に調整弁Ｔも介して、前記室内ユニット２，３のガス側接続口２ｃ，３ｃに接続されている。また、前記圧縮機１１，１２の吸入口２４と前記アキュムレータ１８との間には、前記圧縮機１１，１２の吸入口２４から吸入される冷媒の圧力を検知する低圧圧力センサ２０が設けられている。前記低圧圧力センサ２０は、この空気調和機１が冷房運転時に、その検知値が所望の値を保つように、前記圧縮機１１，１２などの機器を制御する際に用いられる。なお、前記室外ユニットＡには、前記アキュムレータ１８と前記圧縮機１１，１２の吸入口２４との間と、前記膨張弁１５と前記レシーバタンクとの間とには、適宜に開閉可能な可変調整弁２１，２２が設けられる。

前記第二室外ユニットＢは、前記第一室外ユニットＡと、設けられる圧縮機の台数が異なるように構成されると共に、室外熱交換器１３ｂは、その設けられる圧縮機の台数に沿って冷媒の熱交換能力を有するように構成される。そして、そのほかの構成においては、前記第一室外ユニットＡと同様に構成される。すなわち、前記前記第一室外ユニットＡにあっては、２台の圧縮機１１，１２が並列に接続して構成されていたが、この第二室外ユニットＢにあっては、３台の圧縮機３１，３２，３３が並列に接続して構成されている。なお、前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の能力は、同様の能力で構成されている。さらに、前記第一室外ユニットＡの室外熱交換器１３は、圧縮機２台の能力に見合った熱交換器であったが、前記第二室外ユニットＢの室外熱交換器１３ｂは、圧縮機３台の能力に見合った熱交換器である。

従って、この第一室外ユニットＡと第二室外ユニットＢとは、設けられる圧縮機の台数が異なるため、これに従って室外ユニット自体の能力も異なるように構成されることとなる。すなわち、前記圧縮機１台の能力は、５ｋＷとされるので、圧縮機が２台設けられる第一室外ユニットＡの能力を１０ｋＷとすれば、圧縮機が３台設けられる第二室外ユニットＢの能力は１５ｋＷとされる。なお、前記第二室外ユニットＢにおいて、上述した第一室外ユニットＡと同様に構成される部分については、上述した第一室外ユニットＡと同一の符号（その末尾にｂが付加される。）を付し、その説明を省略する。

なお、上述の低圧圧力センサ２０，２０ｂ及び高圧圧力センサ１７，１７ｂは、室外ユニットＡ，Ｂ各々に設けられて構成されるようにしたが、この空気調和機１では、室外ユニットＡ，Ｂ双方のセンサは同様な圧力が示されるように考慮して各ユニット内の配管等を構成されている。つまり、その圧力センサの備えられる室外ユニットは、それぞれ異なる室外ユニットとされるが、検知される圧力は同じ値が示される。従って、後に詳述する低圧圧力センサ２０及び低圧圧力センサ２０ｂによって検知される圧力、及び高圧圧力センサ１７及び高圧圧力センサ１７ｂによって検知される圧力は、何れか一方の検知された圧力を用いればよい。

次に、上述のように構成された空気調和機１における制御のされ方について、空気調和機１内で送受信される制御信号の入出力をブロック図に示して説明すると共に、空気調和機１が行う制御処理について説明する。
すなわち、前記空気調和機１は、図２に示すように、大まかに分けて、メイン制御部５０とサブ制御部６０とから構成され、前記メイン制御部５０は、システム監視装置５１と、システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５とから構成される。前記システム監視装置５１は、操作信号及び検知信号を、前記前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５に送信する装置であって、具体的には、運転操作機と、高圧圧力センサ１７と、低圧圧力センサ２０とが含まれる。また、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５は、各種の送信された内容に基づいて各種の処理を行い、空気調和機１を構成する各機器に、サブ制御装置６１，６２を介して間接的に各種の制御信号を送信する。

前記運転操作機は、室内の温度を所望の温度にしたい場合に、空気調和機１の運転を設定する機器である。従って、この運転操作機から、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５に、所望の室温に設定されたその運転操作信号が送信され空気調和機１が運転される。ここで、空気調和機１に与えられる空調負荷とは、室内の温度や室内ユニットの運転状況によって変化する。その空調負荷の変化に応じて、空気調和機１の運転される際の冷媒の圧力値が変化するので、具体的には、前記高圧圧力センサ１７及び前記低圧圧力センサ２０によって検知された冷媒の圧力信号を、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５に送信し、その値を用いて前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３などの機器を制御するように構成されている。例えば、冷房運転にあっては、室内の温度が高い場合に、室内熱交換器２ａ，３ａによる冷媒の蒸発量が多くなって冷媒の蒸発圧力が上がると、室内ユニット２，３から吹き出す空気の温度が高くなる。つまり、冷房効果が弱くなるものとなるので、そのために所望の蒸発圧力を保つように圧縮機が追加される。また逆に、暖房運転にあっては、室内の温度が低い場合に、室内熱交換器２ａ，３ａによる冷媒の凝縮量が多くなり、冷媒の凝縮圧力が下がると、室内ユニット２，３から吹き出す空気の温度が低くなる。つまり、暖房効果が弱くなるものとなるので、所望の凝縮圧力を保つように圧縮機が追加される。

サブ制御部６０は、各室外ユニットＡ，Ｂ毎に備えられるサブ制御装置６１，６２と、該サブ制御装置６１に接続される圧縮機１１，１２、室外膨張弁１５及び室外ファン４０とから構成されると共に、該サブ制御装置６２に接続される圧縮機３１，３２，３３、室外膨張弁１５ｂ及び室外ファン４０ｂとから構成される。前記サブ制御装置６１，６２は、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５から送信された制御信号に基づいて、接続される圧縮機１１，１２，３１，３２，３３、室外膨張弁１５，１５ｂ、室外ファン４０，４０ｂを制御する。加えて、前記サブ制御装置６１，６２は、この空気調和機１の初期設定の一部となる順位決定処理において、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５に所望情報、すなわち機器番号，機器コード等を送信する部分を担っている。なお、機器番号は空気調和機１を構成する各ユニットを識別するために用いられ、機器コードは各ユニットの能力を識別するために用いられる。また、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）は機器コードに対応して、そのユニットの能力、搭載圧縮機の台数及びその能力のデータの一覧、すなわち機器コード表を有している。したがって、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）は、空気調和機を構成する各サブ制御装置から機器番号及び機器コードを受信することによって、各ユニットの能力すなわち室外熱交換器の能力、圧縮機の台数及びその能力をそれぞれ個別に認識することができる。

次に、上述のように構成された空気調和機１が行う順位決定処理について説明する。すなわち、空気調和機１の電源がオンとされると、初期設定の一部である順位決定処理がなされる。前記順位決定処理は、まず、室外ユニットＡ，Ｂそれぞれに備えられるサブ制御装置６１，６２が、機器番号及び機器コードを前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５に送信する。前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）は、各機器コードに対応した機器データを有しており、その機器データは該当ユニットの能力、搭載される室外熱交換器の能力、搭載される圧縮機の台数及び能力の情報を有する。したがって、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）は、システムを構成する全てのサブ制御装置から機器番号及び機器コードを受信することによって、システムの構成を特定することができる。

すなわち、前記室外熱交換器１３，１３ｂは、それぞれ、各々その機器番号で特定され、機器コードによりその能力が特定されることとなる。また、前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３は、機器番号及び機器コードによって、それぞれを特定しその能力も特定されることとなる。つまり、前記圧縮機１１は機器番号Ａのユニットに搭載される１台目の圧縮機として特定され、機器コード表によってその能力が特定される。なお、この空気調和機１における全ての圧縮機１１，１２，３１，３２，３３は、同じ能力となるように構成され、上述したように、その能力は１台当たりを５ｋＷとされている。

そして、上述した室外熱交換器１３，１３ｂ及び圧縮機１１，１２，３１，３２，３３が、その初期設定によって特定された後に、次に、その圧縮機１１，１２，３１，３２，３３それぞれに、運転される順位を付する。すなわち、運転される前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の能力を、使用される室外ユニットＡ，Ｂの一方若しくは両方の室外熱交換器１３，１３ｂの能力で除した値が最小となるように、前記圧縮機の運転する順位を決定する順位決定処理を行い、前記室内ユニット２，３の運転状態により与えられる空調負荷に対し、前記順位決定処理によって得られた順位に従って前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３を運転させる。なお、その圧縮機１１，１２，３１，３２，３３が運転される順位とは、室内ユニット２，３が運転状況すなわち空調負荷に応じて変化する運転圧力が、所定の目標圧力と一致するように圧縮機の運転を順次追加あるいは削減していく順位を意味している。次に、このような順位決定処理に基づいて付された圧縮機の順位によって、順次追加されて運転される圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の組み合せについて、表１に示しながら説明する。

前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の運転台数が順次１台追加されて運転される圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の組み合せは、上の表１に示すようにされる。すなわち、まず、１台目の圧縮機の運転としては、第二室外ユニットＢの圧縮機３１が運転される。このとき、圧縮機３１の能力を、使用される室外熱交換器１３ｂの能力で除した値は、５／１５となって最小とされている。次の２台目の圧縮機の運転としては、第一室外ユニットＡの圧縮機１１が運転される。このとき、圧縮機１１，３１の冷媒圧縮能力を、使用される室外熱交換器１３，１３ｂの（冷媒熱交換）能力で除した値は、５／１０＋５／１５となる。次の３台目の圧縮機の運転としては、第二室外ユニットＢの圧縮機３２が運転される。このとき、冷媒圧縮能力を、使用される室外熱交換器１３，１３ｂの（冷媒熱交換）能力で除した値は、５／１０＋１０／１５となる。さらに、次の４台目の圧縮機の運転としては、第二室外ユニットＢの圧縮機３３が運転される。このとき、冷媒圧縮能力を、使用される室外熱交換器１３，１３ｂの（冷媒熱交換）能力で除した値は、５／１０＋１５／１５となる。また、次の５台目の圧縮機の運転としては、残りの第一室外ユニットＡの圧縮機１２が運転される。このとき、空気調和機１で得られる冷房能力あるいは暖房能力が最大となり、空気調和機１の構成によって決定されるものである。

このように、表１では、運転される圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の台数と共に、その運転される圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の組み合わせが特定される。なお、運転される圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の順位は、この空気調和機１の電源がオンとされたと同時に、メイン制御装置（この発明における制御部に相当する。）である前記システムコントロールマイコン５５によって、順位決定処理として行われて決定されるものである。加えて、前記システムコントロールマイコン５５は、その順位決定処理によって決定された順位に従って、前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３を運転させる。

前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の順位が決定された後に、前記室外ユニットＡ，Ｂのシステムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５は、前記運転操作機によって設定された温度を、室内操作信号として受信して、その信号に従って所定の台数、例えば１台の圧縮機の運転を開始する。また同時に、前記システムコントロールマイコン（メイン制御装置）５５は、前記高圧圧力センサ１７及び前記低圧圧力センサ２０によって検知された冷媒の圧力を、圧力検知信号として受信して、その検知値と所定の目標圧力値とを比較し、後に説明する処理をはじめとした適宜の処理を行って、サブ制御装置６１，６２に制御信号を送信する。

なお、前記目標圧力は、冷房運転時にあっては、蒸発圧力すなわち低圧圧力値に設定され、また、暖房運転時にあっては、凝縮圧力すなわち高圧圧力値に設定されている。そして、前記低圧圧力センサ２０あるいは前記高圧圧力センサ１７による検知値が前記目標圧力値となるように、圧縮機の運転を順次１台ずつ追加あるいは削減する。すなわち、冷房運転では前記低圧圧力センサ２０の検知値が所定の目標圧力値より、所定の値、例えば０．０５ＭＰａ高くなれば、前記順位決定処理で決定された順位に従い順次圧縮機を追加する。また、検知値が所定の目標値より、所定の値、例えば０．０５ＭＰａ低くなれば、前記順位決定処理で決定された順位の逆の順番で圧縮機の運転台数を削減する。なお、暖房運転では前記高圧圧力センサ１７の検知値と所定の目標圧力値とで、同様の圧縮機の増減が行われる。つまり、検知値が所定の目標値より０．３ＭＰａ低くなれば圧縮機の追加、高くなれば圧縮機の削減が行われる。なお、室内ユニット２，３の空調負荷が、この室外ユニットＡ，Ｂの総能力を超えている場合は、全ての圧縮機１１，１２，３１，３２，３３がフル運転されるとともに、冷房運転では前記低圧圧力センサの検知値は所定の目標値より高いものとなり、暖房運転では前記高圧圧力センサの検知値は所定の目標値より低いものとなる。

上述したような順位決定処理に従った圧縮機の運転方法を実施することにより、室外熱交換器の能力を有効に活用し、圧縮機にとって効率の良い運転状態として空気調和機１を高効率なものとする。すなわち、冷房運転では、室外熱交換器１３，１３ｂは凝縮器となり、上述したように冷房では蒸発圧力を一定として圧縮機１１，１２，３１，３２，３３を運転しようとする。前記室外熱交換器１３，１３ｂを有効に使うことによって凝縮圧力が下がれば、圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の効率は良くなる。つまり、圧縮機１１，１２，３１，３２，３３のする仕事が、蒸発圧力と凝縮圧力との差が小さくなることによって小さくなり、消費されるエネルギーが小さくなる。反対に、暖房運転では、室外熱交換器１３，１３ｂは蒸発器となり、上述したように暖房では蒸発圧力を一定として圧縮機１１，１２，３１，３２，３３を運転しようとする。前記室外熱交換器１３，１３ｂを有効に使うことによって蒸発圧力が上がれば、圧縮機１１，１２，３１，３２，３３の効率は良くなる。つまり、圧縮機１１，１２，３１，３２，３３のする仕事が、凝縮圧力と蒸発圧力との差が小さくなることによって小さくなり、消費されるエネルギーが小さくなる。従って、室外ユニットＡ，Ｂは、供給される電力を小さく抑えて、高効率で運転されるものとなる。

ここで、前記圧縮機１１，１２及び圧縮機３１，３２，３３のうち、前記室外ユニットＡ，Ｂ各々において１台ずつ、例えばインバータのような可変速圧縮機で構成された場合、その１台の圧縮機の能力を、適宜に変化させることができるものとなる。すなわち、その可変速圧縮機の能力限界まで、滑らかに能力を変化させることができる。このように、前記複数台の圧縮機のうちの１台が可変速圧縮機であれば、この可変速圧縮機と他の定速圧縮機とを組み合わせて用いることによって、その室外ユニットＡ，Ｂの能力限界まで滑らかに能力を変化させることができる。これによって、圧縮機の能力を細かく設定することができて、冷媒を所望の圧力にさせ易くなる上、圧縮機に無駄な電力を供給することもなくなる。なお、１台のみを可変速の圧縮機とするのではなく、複数台若しくは全台を可変速の圧縮機とした場合、圧縮機の能力をさらに細かく制御できて、その制御性は向上する。

なお、上述したような、前記圧縮機１１，１２，３１，３２，３３が、インバータのような可変速なもので構成された場合であっても、その運転は、前記低圧圧力センサ２０（２０ｂ）及び高圧圧力センサ１７（１７ｂ）による検知圧力が目標圧力に達していない場合に、その圧縮機の最低能力の値に基づいて、順次１台ずつ圧縮機の運転が追加される。また逆に、その検知圧力がその目標圧力を超えている場合には、その圧縮機の最高能力の値に基づいて、順次１台ずつ圧縮機の運転が停止されることとなる。

なお、この発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜の選択が可能である。
例えば、この空気調和機１における全ての圧縮機１１，１２，３１，３２，３３は、同じ能力となるように構成されたが、これに限定されず、多様な異なる能力を有する圧縮機が、組み合わされて構成されるものであってもよい。そのように構成される場合であっても、上述したように、運転される圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように、圧縮機を運転する順位を決定する順位決定処理を行い、室内ユニット２，３の運転状態により空調負荷が前記室外ユニットＡ，Ｂの総能力より小さくなった場合に、前記順位決定処理によって決定された順位に従って前記圧縮機を運転させるように制御することには、変わりないものとされる。

また、上述の空気調和機１にあっては、室外ユニット及び室内ユニット２，３を２台ずつで構成されるものとしたが、これに限定されず、適宜の複数台数で構成されるものであってもよい。また、前記室外ユニットＡに備えられる圧縮機は２台とし、前記室外ユニットＢに備えられる圧縮機は３台としたが、これに限定されず、適宜の複数台数で構成されるものであってよい。また、上述の複数の圧縮機にあっては、圧縮機の圧縮能力を全て同じ様に構成されるものとしたが、異なる冷媒圧縮能力を有する圧縮機によって構成されるものであってもよい。

この発明に係る空気調和機の概略全体構成図である。 空気調和機の概略ブロック図である。

符号の説明

１ 空気調和機
２，３ 室内ユニット
１１，１２，３１，３２，３３ 圧縮機
１３，１３ｂ 室外熱交換器
Ａ，Ｂ 室外ユニット

Claims (3)

1. 複数台の圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットを複数台備えると共に、室内ユニットを複数台備えたマルチ方式の空気調和機において、
   前記室外ユニットは、その複数台のうち、少なくとも２つの室外ユニットの能力を異なるように構成し、
   運転される前記圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように、前記圧縮機を運転する順位を決定する順位決定処理を行い、前記室内ユニットの運転状態により空調負荷が前記室外ユニットの総能力より小さくなった場合に、前記順位決定処理によって決定された順位に従って前記圧縮機を運転させる制御部を設けたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記圧縮機は、可変速圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 複数台の圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットを複数台備えると共に、室内ユニットを複数台備え、前記室外ユニットは、その複数台のうち少なくとも２つの室外ユニットの能力を異なるように構成した空気調和機の運転方法であって、
   運転される前記圧縮機の能力を、使用される室外熱交換器の能力で除した値が最小となるように、前記圧縮機を運転する順位を決定する順位決定処理を行い、前記室内ユニットの運転状態により空調負荷が前記室外ユニットの総能力より小さくなった場合に、前記順位決定処理によって決定された順位に従って前記圧縮機を運転させることを特徴とする空気調和機の運転方法。
   
   

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