JP2008232562A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招来することなく、熱源機の一部が故障した場合においても、可及的に室内機の運転を継続することができるようにする。
【解決手段】空調システム１は、３台の室外機２１，２２，２３と、３台の室内機３１，３２，３３とが、冷媒配管１１により接続された冷媒回路を有する。例えば室外機２２が故障して動作不能となった場合、正常な室外機２１，２３の能力の合計（残存能力）を算出し、その残存能力で稼働できる室内機の数を求めると共に、停止優先順位が高く設定されている室内機３３の停止を決定する。そして、正常な室外機２１，２３と残存能力で稼働可能な室内機３１，３２とで限定運転システム１Ｂを暫定的に形成しシステムの運転を継続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数台の熱源機及び室内機を備えた空調システムに関する。

大きな室内空間に対して冷暖房を行うシステムとして、複数台の熱源機と、これら熱源機に接続された複数台の室内機とを有する冷媒回路を備えた空調システムが汎用されている。このような空調システムにおいて、いずれかの熱源機が故障して運転不能となった場合、一般的に、空調システム全体を停止させると共に、当該システムのリモートコントローラの表示部等に異常を発報する手段が取られている。そして、故障した熱源機を修理した後に、空調システムの運転が再開される。

一方、特許文献１には、複数台の熱源機及び室内機を備えた空調システムにおいて、予備の熱源機を設け、本来の熱源機のいずれかに異常が発生し運転不能となった場合に、前記予備熱源機を冷媒回路に接続するようにした空調システムが開示されている。
特開２００４−１２５３１０号公報

しかしながら、一部の熱源機の故障をもって空調システム全体を停止させる手法に依った場合、熱源機の修理が完了するまでユーザは未空調の室内空間に居住せねばならず、修理に手間取ったような場合、ユーザは不快感を甘受せねばならない。また、予備熱源機を設ける手法に依れば、空調停止という不具合の発生を抑止できるが、常時使用しない熱源機を付設することは空調システムのコストを引き上げることとなる。

本発明は上記の不具合に鑑みてなされたもので、コストアップを招来することなく、熱源機の一部が故障した場合においても、可及的に室内機の運転を継続することができる空調システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一局面に係る空調システムは、複数台の熱源機と、これら熱源機に接続された複数台の室内機とを有する冷媒回路を備えた空調システムにおいて、前記複数台の熱源機の異常有無をそれぞれ検出する異常検出手段と、前記熱源機の異常が１台乃至は複数台において検出された場合に、異常が検出されていない熱源機の能力の合計を残存能力として算出する能力算出手段と、前記残存能力が、全ての前記室内機を稼働させ得る所定の閾値を超過しているか否かを判定する判定手段と、前記残存能力が前記閾値を下回っている場合に、一部の室内機の運転を停止させる限定運転モードを実行させる運転制御手段と、を具備することを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、一部の熱源機に異常が発生した場合、正常に動作している熱源機の残存能力が算出され、その残存能力で賄える範囲において室内機の運転を継続させる限定運転モードが実行される。従って、一部の熱源機の故障で運転を停止する室内機を最小限に抑制することができる。

上記構成において、複数台の室内機に予め停止優先順位が与えられており、前記運転制御手段は、前記残存能力に応じて、前記優先順位に従って室内機の運転を停止させることが望ましい（請求項２）。

この構成によれば、一部の熱源機に異常が発生し全ての室内機を稼働させる残存能力が存在しない場合に、停止優先順位が高い室内機の運転が停止される。従って、例えば室内の主要箇所に配置されている室内機の停止優先順位を後順位としておくことで、少なくとも当該主要箇所については快適性を担保できるようになる。

上記いずれかの構成において、各々の室内機に対応して設けられた表示部と、前記表示部における表示動作を制御する表示制御手段と、をさらに備え、前記表示制御手段は、前記限定運転モードに移行したときに、運転を停止させた室内機の表示部に、前記熱源機の異常による運転停止であることを示す第１情報を表示させることが望ましい（請求項３）。

この構成によれば、限定運転モードへの移行により停止された室内機の表示部を通して、ユーザは、当該室内機の停止原因が一部熱源機の故障にあること、また、当該空調システムが現在限定運転モードで運転されていることを認識することができる。従って、ユーザは、適切な事後処理（修理手配等）を速やかに取ることが可能となる。

この場合、前記表示制御手段は、前記限定運転モードに移行したときに、運転を継続している室内機の表示部に、前記限定運転モードを実行中であることを示す第２情報を表示させることがより望ましい（請求項４）。

この構成によれば、空調システムが限定運転モードに移行しているものの運転が継続されている室内機の表示部を通して、ユーザは、一部の熱源機が故障状態となり限定運転モードで運転されていることを認識することができる。このため、運転継続中の室内機による空調環境下に居住しているユーザにも、熱源機の故障を認識させることができる。

本発明の空調システムによれば、一部の熱源機に故障が発生したとしても、運転を停止する室内機を最小限に抑制することができる。従って、熱源機の故障が被空調環境に及ぼす影響を可及的に小さくでき、また予備熱源機等を用いないのでコストアップを招来しない空調システムを提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る空調システム１の概略全体構成を示すブロック図である。この空調システム１は、３台の室外機（熱源機）２１，２２，２３と、３台の室内機３１，３２，３３とが、冷媒配管１１により接続された冷媒回路を有している。冷媒配管１１は、一対の室外機及び室内機間で個別的に冷媒を流通させるのではなく、ｎ：ｎの室外機及び室内機間で分配的に冷媒を流通させることが可能なように配管されている。

なお、ここでは図示簡略化のため室外機及び室内機が３台ずつ備えられた空調システム１を例示しているが、これよりも多い多数台の室外機及び室内機を有する空調システム１としても良い。また、室外機と室内機とは、必ずしも同数としなくても良い。

室内機３１，３２，３３のそれぞれには、各機の動作を制御するためのリモコン４１，４２，４３が電気的に接続されている。これらリモコン４１，４２，４３には、それぞれ各種の操作ボタン類のほか、液晶表示板等からなる表示部５１，５２，５３が備えられている。ここで表示部５１，５２，５３は、室内機３１，３２，３３の動作状態乃至は運転状態をメッセージで表示可能な表示部である。

本実施形態に係る空調システム１は、図２に示すように、システムが備える室外機群のうちの一部、例えば室外機２３が故障して動作不能となった場合に、システム全体を停止させるのではなく、正常な室外機２１，２２の能力で賄える範囲において室内機３１，３２，３３を稼働させるようにする点で、従来の空調システムと相違する。

すなわち、室外機２３が故障した場合、正常な室外機２１，２２の能力の合計（残存能力）を算出し、その残存能力で稼働できる室内機の数を求める。そして、正常な室外機２１，２２と稼働可能な室内機３１，３２，３３とで限定運転システム１Ａを暫定的に形成しシステムの運転を継続する（限定運転モードの実行）。図２では、２台の室外機２１，２２の残存能力で、すべての室内機３１，３２，３３の運転を継続させ得る例を示している。このような限定運転モードを実行している間に、室外機２３を補修することで、システムを停止させることなく、空調システム１を通常運転モードに復元させることができる。

一方、図３は、一部の室内機３３の運転を停止させる例を示している。このケースは、一つの室外機２２が故障し、正常な２台の室外機２１，２３の残存能力では２台の室内機のみしか稼働させることができない場合であって、室外機２１，２３と室内機３１、３２とで限定運転システム１Ｂが暫定的に形成された例を示している。

ここで、室内機３１，３２，３３のうちのどれを優先して停止させるかに関し、予め停止優先順位が与えられている。図３の例では、室内機３３が最も停止優先順位が高いものとされ、室外機２１，２３の残存能力に鑑みて一台の室内機を停止させねばならない必要が生じ、かかる停止優先順位に従って、室内機３３の運転が停止されたものである。この方式によれば、例えば室内の主要箇所に配置されている室内機の停止優先順位を後順位としておくことで、少なくとも当該主要箇所については適切な空調環境を維持できるようになる。

続いて、上述のような限定運転モードを実行させるための空調システム１の機能構成について説明する。図４は、リモコン４１の機能的な構成を示すブロック図である。ここでは、室内機３１のリモコン４１が有するマイコン４１１に、空調システム１全体の運転制御機能を具備させている例を示している。かかる運転制御機能は、他のリモコン４２，４３に具備させても良く、或いは別途設置されたコントローラ等にその機能を具備させても良い。

リモコン４１は、通信部４１０、マイコン４１１及び前述の表示部５１を備えている。通信部４１０は、インターフェイスを備え、各室外機２１，２２，２３と、３台の室内機３１，３２，３３（リモコン４２，４３）とデータ通信を行う。各室外機２１，２２，２３及び各室内機３１，３２，３３にはアドレスが付与され、通信部４１０の各接続ポートを介して個別にマイコン４１１とのデータ通信が可能とされている。このデータ通信には、例えばマイコン４１１からの所定の制御信号の送信、機器側からマイコン４１１への動作状態信号や故障を示す異常信号の送信等が含まれる。

マイコン４１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなり、ＲＯＭ（Read Only Memory）４１４に記憶された制御プログラムを実行することで、図４に示すように、システム制御部４１２（運転制御手段）、ローカル制御部４１３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４１５、異常検知部４１６（異常検出手段）、能力算出部４１７（能力算出手段）、判定部４１８（判定手段）及び表示制御部４１９（表示制御手段）を具備するように機能する。

システム制御部４１２は、空調システム１の全体的な制御を行う。システム制御部４１２は、室外機の一部が故障した場合、空調システム１を正常運転モードから限定運転モードに移行させ、残りの正常な室外機で室内機の全部又は一部を稼働させる制御を行う。例えばシステム制御部４１２は、室外機の残存能力が不足し室内機を停止させる必要がある場合に、停止優先順位に基づいて停止制御信号を生成し、停止させるべき室内機のリモコンに該停止制御信号を送信する。

ローカル制御部４１３は、リモコン４１に対応する室内機３１の個別的な制御を行う。ローカル制御部４１３は、ユーザの操作指示を受けて、室内機３１に対してその動作を制御する各種の制御信号を生成する。

ＲＯＭ４１４は、不揮発性のメモリからなり、当該空調システム１の制御プログラム等が格納されている。ＲＡＭ４１５は、各種の設定値等を記憶し、後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。さらに、本実施形態では、室外機２１，２２，２３のそれぞれの能力値、及び、室内機３１，３２，３３のいずれかの運転を停止させるか否かを判定するための閾値Ｔｈ等が格納されている。

異常検知部４１６は、通信部４１０を介して室外機２１，２２，２３（及び室内機３１，３２，３３）の各々と定期的に交信を行い、これら室外機２１，２２，２３の異常有無をそれぞれ検出する。具体的には、室外機２１，２２，２３のいずれかに故障が発生したとき、当該室外機から送信される異常報知信号に基づき、異常を検知する。

能力算出部４１７は、異常検知部４１６において室外機２１，２２，２３の異常が１台乃至は複数台において検出された場合に、異常が検出されていない熱源機の能力値をＲＡＭ４１５から読み出し、その合計を残存能力Ａとして算出する。例えば、図２の例（故障機＝室外機２３）ならば、室外機２１の能力と室外機２２の能力との合計が残存能力として求められる。また、図３の例（故障機＝室外機２２）ならば、室外機２１の能力と室外機２３の能力との合計が残存能力として求められる。

判定部４１８は、異常検出時に、前記閾値Ｔｈ（全ての室内機を稼働させ得る所定の閾値）をＲＡＭ４１５から読み出し、能力算出部４１７で求められた前記残存能力Ａが、閾値Ｔｈを超過しているか否かを判定する。この閾値Ｔｈは、冷房、暖房等の運転モードの別、季節要因、被空調環境の条件等によって適宜な値に設定される。

ここで、残存能力Ａが閾値Ｔｈを上回っている場合、システム制御部４１２は、空調システム１を限定運転モードに移行させるものの、全ての室内機３１，３２，３３の運転を継続させる。ただし、システム制御部４１２は、表示制御部４１９に限定運転モードの実行中であることを示す情報（第２情報）の表示指示を与える。

一方、残存能力Ａが閾値Ｔｈを下回っている場合、システム制御部４１２は、残存能力Ａの値を参照して停止優先順位に基づいて停止させる室内機を特定する。例えば、残存能力Ａからして２台の室内機の停止が必要な場合、システム制御部４１２は、停止優先順位が１位と２位の室内機を特定し、これら室内機のリモコンに停止制御信号を送信する。この場合、システム制御部４１２は表示制御部４１９に、停止機並びに運転機に対し、室外機の異常による運転停止であることを示す情報（第１情報）、並びに限定運転モードの実行中であることを示す情報（第２情報）の表示させるよう指示を与える。

表示制御部４１９は、リモコン４１，４２，４３の表示部５１，５２，５３における表示動作を制御する。表示制御部４１９は、システム制御部４１２から停止させる室内機のアドレスに関連付けて第１情報の生成指示が与えられると、例えば「只今、一部室外機の故障により運転を停止しています」といったメッセージ情報を生成し、該当する室内機の表示部に該メッセージ情報を表示させる。また、表示制御部４１９は、システム制御部４１２から限定運転モードの実行時においても運転を継続させる室内機のアドレスに関連付けて第２情報の生成指示が与えられると、例えば「只今、一部室外機の故障により限定運転モードの実行中です」といったメッセージ情報を生成し、該当する室内機の表示部に該メッセージ情報を表示させる。

以上説明した空調システム１の動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。空調システム１が起動されると、前記閾値Ｔｈが設定され（ステップＳ１）、システム制御部４１２により通常運転モードで空調システム１の運転が開始される（ステップＳ２）。ここで、前記閾値Ｔｈは、冷房運転時若しくは暖房運転時等の別に予め与えられた固定値としても良いし、前記固定値をデフォルト値とし季節等に応じて補正した値としても良い。また、マニュアルで変更（後述のステップＳ１５参照）しても良い。

続いて、異常検知部４１６により、室外機２１，２２，２３のいずれかに故障が発生しているか否かが確認される（ステップＳ３）。特に故障が検知されない場合（ステップＳ３でＮＯ）、空調システム１の停止指示があったか否かが確認され（ステップＳ４）、停止指示が無い場合（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ２に戻って処理が繰り返される。一方、停止指示があった場合（ステップＳ４でＹＥＳ）は、空調システム１の運転が停止される。

これに対し、故障が検知された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、能力算出部４１７により、異常が検出されていない熱源機の能力の合計が残存能力Ａとして算出される（ステップＳ５）。また、システム制御部４１２は、室外機２１，２２，２３のいずれかに故障が発生したことに伴い、空調システム１の運転モードを、正常運転モードから限定運転モードに移行させる（ステップＳ６）。

続いて判定部４１８により、前記残存能力Ａが前記閾値Ｔｈを超過しているか否か、つまりＴｈ＜Ａの条件式を満たすか否かが判定される（ステップＳ７）。残存能力Ａが閾値Ｔｈより大きい場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、システム制御部４１２は、全ての室内機３１，３２，３３の運転を継続させる（ステップＳ８）。そして、表示制御部４１９は、すべてのリモコン４１，４２，４３の表示部５１，５２，５３に、限定運転モードを実行している旨の表示を行わせる（ステップＳ９）。

一方、残存能力Ａが閾値Ｔｈより小さい場合（ステップＳ７でＮＯ）、システム制御部４１２は、残存能力Ａの値を参照して停止優先順位に基づいて停止させる室内機を決定する（ステップＳ１０）。そして、停止させる室内機に対し、運転停止の指示信号を送信する（ステップＳ１１）。この場合、例えば図３に示したケースでは、表示制御部４１９は、停止させた室内機３３のリモコン４３の表示部５３には、室外機２２の故障により運転を停止した旨が表示され、運転を継続する室内機３１、３２のリモコン４１、４２の表示部５１、５２には、限定運転モードを実行している旨の表示を行わせる（ステップＳ１２）。

ステップＳ９若しくはステップＳ１２の後、空調システム１の停止指示の有無が確認され（ステップＳ１３）、停止指示が無い場合（ステップＳ１３でＮＯ）、室外機２２の故障が回復したか否かが確認される（ステップＳ１４）。まだ故障が回復していない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１３に戻る。なお、空調システム１の停止指示があった場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は、空調システム１の運転が停止される。

一方、室外機２２の故障が回復した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、閾値Ｔｈを変更するか否かが確認され（ステップＳ１５）、閾値Ｔｈが変更される場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）は、ステップＳ１に戻って処理が繰り返される。閾値Ｔｈが変更されない場合（ステップＳ１５でＮＯ）は、ステップＳ２に戻って処理が繰り返される。

以上説明した本発明に係る空調システム１によれば、一部の室外機（熱源機）に故障が発生したとしても、運転を停止する室内機を最小限に抑制することができる。従って、室外機の故障が被空調環境に及ぼす影響を可及的に小さくできる。また、予備熱源機等を用いないので、コストアップを招来しない空調システムを提供することができる。

以上、本発明の実施形態に係る空調システム１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることもできる。

（１）上記実施形態では、表示部に５１，５２，５３に限定運転モードを実行の旨、停止の旨をメッセージで表示させる例を示したが、これに加えてビープ音等の音声を各リモコン４１，４２，４３から発生させるようにしても良い。

（２）上記実施形態では、複数台の室内機に予め停止優先順位を与え、その停止優先順位に従って室内機を停止させる例を示した。このような停止優先順位を設けず、ランダムに一部の室内機を停止させるようにしても良い。また、限定運転モードの際、所定のサイクルで、停止させる室内機を変更させるようにしても良い。

（３）別途人感センサ等を設置して、あるいは既に設置されている人感センサ等を利用して、限定運転モードの際、人が存在していない被空調空間を判定し、かかる空間をカバーしている室内機を優先的に停止させても良い。

本発明の実施形態に係る空調システム１の概略全体構成を示すブロック図である。 限定運転モードの実行状況の一例を示す模式図である。 限定運転モードの実行状況の他の例を示す模式図である。 リモコンの機能的な構成を示すブロック図である。 空調システム１の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 空調システム
２１，２２，２３ 室外機（熱源機）
３１，３２，３３ 室内機
４１，４２，４３ リモコン
４１０ 通信部
４１１ マイコン
４１２ システム制御部（運転制御手段）
４１３ ローカル制御部
４１４ ＲＯＭ
４１５ ＲＡＭ
４１６ 異常検知部（異常検出手段）
４１７ 能力算出部（能力算出手段）
４１８ 判定部（判定手段）
４１９ 表示制御部（表示制御手段）
５１，５２，５３ 表示部

Claims (4)

1. 複数台の熱源機と、これら熱源機に接続された複数台の室内機とを有する冷媒回路を備えた空調システムにおいて、
   前記複数台の熱源機の異常有無をそれぞれ検出する異常検出手段と、
   前記熱源機の異常が１台乃至は複数台において検出された場合に、異常が検出されていない熱源機の能力の合計を残存能力として算出する能力算出手段と、
   前記残存能力が、全ての前記室内機を稼働させ得る所定の閾値を超過しているか否かを判定する判定手段と、
   前記残存能力が前記閾値を下回っている場合に、一部の室内機の運転を停止させる限定運転モードを実行させる運転制御手段と、
   を具備することを特徴とする空調システム。
2. 複数台の室内機に予め停止優先順位が与えられており、
   前記運転制御手段は、前記残存能力に応じて、前記優先順位に従って室内機の運転を停止させることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 各々の室内機に対応して設けられた表示部と、
   前記表示部における表示動作を制御する表示制御手段と、をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記限定運転モードに移行したときに、運転を停止させた室内機の表示部に、前記熱源機の異常による運転停止であることを示す第１情報を表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調システム。
4. 前記表示制御手段は、前記限定運転モードに移行したときに、運転を継続している室内機の表示部に、前記限定運転モードを実行中であることを示す第２情報を表示させることを特徴とする請求項３に記載の空調システム。

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