JP2011208925A - 空気調和装置、および、空気調和装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】室外ユニットと複数台の室内ユニットとを備えた空気調和装置において、室内ユニットの要求能力の制御と室外ユニットの能力の制御とを組み合わせて実行し、室外ユニットの能力を抑えた構成であっても安定して運転できるようにする。
【解決手段】圧縮機３２及び室外熱交換器３４を備えた複数台の室外ユニット３をユニット間配管に並列につなぐ一方、室内熱交換器２１を備えた複数台の室内ユニット２を、ユニット間配管に並列につないで構成される空気調和装置１を制御して、室内ユニット２の要求能力に応じて室外ユニット３の運転台数を変更する運転台数制御を行い、運転可能かつ停止中の室外ユニット３がなく、室内ユニット２の要求能力に対して運転中の室外ユニット３の能力が不足する場合に、室内ユニット２の運転能力を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数台の室外ユニット及び複数台の室内ユニットを備えた空気調和装置、および、空気調和装置の制御方法に関する。

室外ユニットに複数台の室内ユニットを接続して構成される、いわゆるマルチ式空気調和装置においては、運転される室内ユニットの数によって、室内ユニットの要求能力（要求負荷）が大きく変動する。このため、従来は、室内ユニットの要求能力に応じて室外ユニットの圧縮機の運転台数や運転周波数を変化させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３４１８７号公報

ところで、上述したマルチ式の空気調和装置において、室外ユニットの能力の総和が、室内ユニットの要求能力の総和よりも低く設定されることがある。このような構成は、室外ユニットの能力を抑えることで経済性、省エネ性に優れており、また、全ての室内ユニットが同時に運転されることが少ない環境では、利便性を損なうおそれはほとんどない。
しかしながら、例えば全ての室内ユニットが同時に運転され、室内ユニットの要求能力が室外ユニットの能力を大きく超えるような場合には、特許文献１に記載されたように室外ユニットの能力の制御に加え、室内ユニットの要求能力を抑える何らかの制御を行うことが考えられる。
ところが、室内ユニットの要求能力を基準として室外ユニットの能力を調整する制御と、室外ユニットの能力を基準として室内ユニットの要求能力を調整する制御とを同時に行うと、２つの制御の基準が個々に変動してしまい、運転状態が安定しない可能性があった。従って、室外ユニットの能力の制御と室内ユニットの要求能力の制御とをうまく組み合わせて行うことはできなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、室外ユニットに複数台の室内ユニットを接続して構成される空気調和装置において、室内ユニットの要求能力の制御と室外ユニットの能力の制御とを組み合わせて実行することにより、室外ユニットの能力を抑えた構成であっても安定して運転できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数台の室外ユニットをユニット間配管に並列につなぐ一方、室内熱交換器を備えた複数台の室内ユニットを、前記ユニット間配管に並列につないで構成される空気調和装置において、前記室内ユニットの要求能力（要求負荷）に対して運転中の前記室外ユニットの能力が不足する場合に、前記室内ユニットの運転能力を抑制する能力抑制制御と、前記室内ユニットの要求能力に応じて前記室外ユニットの運転台数を変更する運転台数制御とを実行可能であり、運転可能かつ停止中の前記室外ユニットがある間は前記能力抑制制御を実行しないこと、を特徴とする。

上記空気調和装置において、前記室外ユニットの運転台数を変更してから所定時間内は前記能力抑制制御を実行しないものとしてもよい。
また、上記空気調和装置において、前記能力抑制制御は、予め設定された優先順位に従って、優先順位の低い前記室内ユニットから順に運転能力を抑制し、全ての前記室内ユニットの運転能力を抑制した後に前記室外ユニットの能力が不足する場合には、優先順位の低い前記室内ユニットから順に強制的にサーモオフさせる優先順位制御であってもよい。

上記空気調和装置において、全ての前記室外ユニットの能力の和が、全ての前記室内ユニットを運転させた場合の前記室内ユニットの要求能力の和より低く設定された構成としてもよい。また、上記空気調和装置において、前記圧縮機はガスエンジンにより駆動されるものであり、冷房運転中は運転中のいずれかの前記室外ユニットが備えるガスエンジンのエンジン負荷率に基づいて前記室外ユニットの能力が不足するか否かを判別し、暖房運転中は運転中のいずれかの前記室外ユニットにおける冷媒供給量が不足するか否かに基づいて前記室外ユニットの能力が不足するか否かを判別するようにしてもよい。

また、上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数台の室外ユニットをユニット間配管に並列につなぐ一方、室内熱交換器を備えた複数台の室内ユニットを、前記ユニット間配管に並列につないで構成される空気調和装置を制御して、前記室内ユニットの要求能力に応じて前記室外ユニットの運転台数を変更する運転台数制御を行い、運転可能かつ停止中の前記室外ユニットがなく、前記室内ユニットの要求能力に対して運転中の前記室外ユニットの能力が不足する場合に、前記室内ユニットの運転能力を抑制する能力抑制制御を行うこと、を特徴とする。

本発明によれば、室内ユニットの要求能力に対して運転中の室外ユニットの能力が不足する場合に、室内ユニットの運転能力を抑制することで過負荷を解消するとともに、室内ユニットの要求能力に応じて室外ユニットの運転台数を変更することで室外ユニットの運転効率を向上させることができ、これらの両方の効果を実現するとともに、空気調和装置を安定して運転できる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 優先順位制御のフローチャートである。 運転台数制御のフローチャートである。 優先順位制御制限処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
図１は本発明の実施の形態に係る空気調和装置１の冷媒回路図である。この図に示すように、空気調和装置１は複数台（本実施形態では４台）の室内ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄと、複数台（本実施形態では２台）の室外ユニット３Ａ、３Ｂと、を備え、これら室内ユニット２Ａ〜２Ｄと、室外ユニット３Ａ、３Ｂとがユニット間配管６により接続されている。このユニット間配管６は、ガス管４と液管５とから構成され、上記室内ユニット２Ａ、２Ｂの各々はユニット間配管６に互いに並列に接続されるとともに、上記室外ユニット３Ａ、３Ｂの各々もユニット間配管６に互いに並列に接続される。なお、以下の説明において、室内ユニット２Ａ〜２Ｄの各々を特に区別する必要のないときは、室内ユニット２と表記する。また、これと同様に、室外ユニット３Ａ、３Ｂの各々を特に区別する必要がないときは、室外ユニット３と表記する。

室内ユニット２のそれぞれは、室内熱交換器２１と、室内ファン２２と、室内膨張弁２３とを備えている。室内熱交換器２１はガス管４と液管５との間に介挿され、また、上記室内膨張弁２３は室内熱交換器２１と液管５との間に設けられる。室内ファン２２は室内熱交換器２１の近傍に設けられ、室内空気と室内熱交換器２１とを熱交換させて室内に調和空気を送風する。また、室内ユニット２は、室内ユニット２の各部を制御する室内制御装置２５を備える。室内制御装置２５は、リモコン（図示略）から送信される操作信号を検出して、室内ユニット２の各部を制御する。室内制御装置２５は、リモコンの操作により設定された設定温度と、室内空気温度を検出する温度センサ（図示略）や室内熱交換器２１の温度を検出する温度センサ等の検出値とに基づいて、室内ユニット２の運転開始／停止、室内ファン２２の回転／停止、室内膨張弁２３の開閉等を行う。

各室内ユニット２Ａ〜２Ｄの室内制御装置２５Ａ〜２５Ｄは、それぞれ通信線４６を介して、後述する室外ユニット３Ａの室外制御装置３９Ａに接続され、室外制御装置３９Ａから送信される制御信号に従って、個々に室内ユニット２Ａ〜２Ｄを運転開始或いは運転停止させる等の制御を行う。

室外ユニット３は、それぞれ、ガスエンジン３１と、圧縮機３２と、四方弁３３と、室外熱交換器３４と、室外ファン３５と、室外膨張弁３６と、室外ユニット３の各部を制御する室外制御装置３９とを備える。
ガスエンジン３１は、燃料ガス供給管４１により供給される燃料ガスと燃焼用空気供給管４２により供給される燃焼用空気を燃料として、室外制御装置３９の制御に従って動作し、圧縮機３２を駆動する。
室外制御装置３９には、圧縮機３２の吸込管及び吐出管の圧力を検出する圧力センサ（図示略）、圧縮機３２の吸込温度及び吐出温度を検出する温度センサ（図示略）、室外熱交換器３４の温度を検出する温度センサ（図示略）等が接続され、これらの検出値に基づいて、室外ユニット３の各部を制御する。すなわち、室外制御装置３９は、ガスエンジン３１のスロットル開度等を調整することにより、ガスエンジン３１を好適な回転数で回転させ、このガスエンジン３１の回転により圧縮機３２が所定回転数で駆動される。また、室外制御装置３９は、ガスエンジン３１及び圧縮機３２の運転開始／停止に同期して、室外ファン３５を動作または停止させるほか、冷房運転と暖房運転との切り換えに伴う四方弁３３の切り換え、室外膨張弁３６の開度調整等を行う。

上記の構成の下、空気調和装置１の冷房運転時には、室外制御装置３９Ａ、３９Ｂは、それぞれ、四方弁３３Ａ、３３Ｂを冷房運転用の位置に切り替える。これにより、図１に実線で示すように、圧縮機３２Ａ、３２Ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は室外熱交換器３４Ａ、３４Ｂに流れ、室外熱交換器３４Ａ、３４Ｂで凝縮されて、液管５を通じて室内ユニット２Ａ〜２Ｄへ流れる。室内ユニット２Ａ〜２Ｄにおいては、室内膨張弁２３Ａ〜２３Ｄにより冷媒が減圧されて室内熱交換器２１Ａ〜２１Ｄに流入し、ここで室内熱交換器２１Ａ〜２１Ｄが蒸発器として機能し、室内ファン２２Ａ〜２２Ｄによって冷風が被調和室に吹き出され、冷房される。室内熱交換器２１Ａ〜２１Ｄを出た冷媒はガス管４を通って室外ユニット３Ａ、３Ｂに戻り、四方弁３３Ａ、３３Ｂを経て圧縮機３２Ａ、３２Ｂの吸込管に戻される。

一方、空気調和装置１の暖房運転時には、室外制御装置３９Ａ、３９Ｂは、それぞれ、四方弁３３Ａ、３３Ｂを暖房運転用の位置に切り替える。これにより、図１に破線で示すように、圧縮機３２Ａ、３２Ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は四方弁３３Ａ、３３Ｂを経てガス管４を通じて室内ユニット２Ａ〜２Ｄへ流れる。室内ユニット２Ａ〜２Ｄにおいては、高温高圧のガス冷媒が室内熱交換器２１Ａ〜２１Ｄに流入し、ここで室内熱交換器２１Ａ〜２１Ｄが凝縮器として機能し、室内ファン２２Ａ〜２２Ｄによって温風が被調和室に吹き出され、暖房される。室内熱交換器２１Ａ〜２１Ｄを出た冷媒は、液管５を通って室外ユニット３Ａ、３Ｂに戻り、室外膨張弁３６Ａ、３６Ｂで減圧されて室外熱交換器３４Ａ、３４Ｂに流入して蒸発し、ガス冷媒となって、四方弁３３Ａ、３３Ｂを経て圧縮機３２Ａ、３２Ｂの吸込管に戻される。

ところで、室外ユニット３Ａが有する室外制御装置３９Ａは、空気調和装置１全体を中枢的に制御する制御装置として機能する。
室外制御装置３９Ａ、３９Ｂは、それぞれ室外ユニット３Ａ、３Ｂを制御する制御部として、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭに記憶している制御プログラムを実行することにより、上述したように、ガスエンジン３１、室外ファン３５、四方弁３３、及び、室外膨張弁３６を制御する。
さらに、室外ユニット３Ａが備える室外制御装置３９Ａには、上記のように各室内ユニット２Ａ〜２Ｄの室内制御装置２５Ａ〜２５Ｄが接続され、さらに室外ユニット３Ｂが備える室外制御装置３９Ｂが、通信線４５を介して接続される。

室外制御装置３９Ａは、ＲＯＭに記憶している優先順位制御プログラムをＣＰＵにより実行して、図２を参照して後述するように、室内ユニット２Ａ〜２Ｄの要求能力（要求負荷）が室外ユニット３Ａ、３Ｂの能力を超える場合に、室内ユニット２Ａ〜２Ｄの各々に対して制御信号を送信し、一部または全部の室内ユニット２の運転能力を低下させ、或いは一部の室内ユニット２の運転を停止させる優先順位制御（能力抑制制御）を行う。

空気調和装置１は、複数台の室外ユニット３と複数台の室内ユニット２とを接続した構成であるが、室外ユニット３の能力の総和が、室内ユニット２の要求能力の総和よりも低い能力に設定されている。これは、全ての室内ユニット２が同時に運転されることが殆ど無い環境に設置されるためであり、例えば、空気調和装置１が設置された建物に入居しているテナントの営業時間がまちまちである場合には、各テナントの居室に設置された室内ユニット２は、それぞれ異なる時間帯に稼働されるから、全ての室内ユニット２が同時に最大出力で運転されることは殆ど無い。このような状況で、空気調和装置１が室内ユニット２の要求能力の総和に対して十分な能力の室外ユニット３を備えた構成にすると、ガスエンジン３１及び圧縮機３２は、運転中に定格能力を大幅に下回る出力しか出さないことが多いなり、運転効率が低くなってしまう。また、過剰な設備を備えることで、初期費用、メンテナンスの負担、設置面積のいずれも無駄が多くなってしまう。反面、室外ユニット３の能力の総和を、通常使用される場合の室内ユニット２の要求能力に合わせて、室内ユニット２の最大の要求能力よりも低くすれば、経済性、省エネ性に優れ、利便性を損なうことも殆ど無い。

しかしながら、室外ユニット３の能力の総和よりも室内ユニット２の最大の要求能力が大きいため、希に全ての室内ユニット２が最大出力で運転されると、能力不足のため室外ユニット３が過負荷となる。この場合、空気調和装置１は、室外制御装置３９Ａによって室内ユニット２Ａ〜２Ｄに対して優先順位制御を行い、要求能力を低下させて過負荷状態の解消を図る。

また、室外制御装置３９Ａは、ＲＯＭに記憶している運転台数制御プログラムをＣＰＵにより実行して、図３を参照して後述するように、室外ユニット３Ａ、３Ｂのうち運転する室外ユニット３の台数を調整する。室内ユニット２Ａ〜２Ｄの要求能力が低い場合には一台の室外ユニット３のみを運転させ、室内ユニット２Ａ〜２Ｄの要求能力が高い場合に全ての室外ユニット３を運転させることで、室外ユニット３の運転効率の向上を図る。特に、室外ユニット３Ａ、３Ｂはガスエンジン３１により圧縮機３２を駆動する構成であり、ガスエンジン３１の回転数が好適な範囲を逸脱すると、効率が低下しやすいという特性を有する。このため、室内ユニット２の要求能力に合わせて室外ユニット３の運転台数を変化させることで、ガスエンジン３１の回転数ができるだけ好適な範囲に収まるようにすれば、運転効率の向上が期待できる。

これらの優先順位制御及び運転台数制御において、室外制御装置３９Ａは、室外ユニット３への負荷が過負荷であるか否かを、以下のように判別する。
冷房運転中においては、室外制御装置３９Ａは、室外ユニット３Ａ、３Ｂのうち基準となる室外ユニット３（ここでは室外ユニット３Ａ）のエンジン負荷率が、予め設定された基準値を超えた場合に、過負荷であると判別する。室外制御装置３９Ａは運転台数制御により室外ユニット３の運転台数を変化させるが、室外ユニット３の運転台数が増減しても負荷は各室外ユニット３に分配されるため、いずれかの室外ユニット３のエンジン負荷率により全体が過負荷か否かを正確に判別できる。エンジン負荷率は、例えば、ガスエンジン３１の回転数及びスロットル開度から求めることができ、値が大きいほどガスエンジン３１の出力について余力が小さいことを示す。
また、暖房運転中においては、室外制御装置３９Ａは、室外ユニット３Ａ、３Ｂのうち基準となる室外ユニット３（ここでは室外ユニット３Ａ）における冷媒供給量不足が生じている場合には、負荷が過大であると判別する。具体的には、ガスエンジン３１の回転数が所定値より高く、かつ、圧縮機３２の吐出圧力（吐出管内の圧力）が所定の基準圧力より低い場合に、冷媒供給量が不足していると判別する。

ここで、優先順位制御と運転台数制御とを同時に行った場合、相互に制御の基準となる値が変動してしまうため、調整を図る必要がある。優先順位制御は室外ユニット３の能力に対して室内ユニット２の要求能力が過大である場合に実行されるが、運転台数制御により室外ユニット３の運転台数が変動すると、優先順位制御の基準となる室外ユニット３の能力が変化してしまう。同様に、運転台数制御は運転中の室外ユニット３の能力に対する室内ユニット２の要求能力に応じて実行されるが、優先順位制御により室内ユニット２の要求能力が変化すると、運転台数制御の基準となる室内ユニット２の要求能力が変化してしまう。このため、上記２つの制御を同時に行うと安定した制御を行えなくなるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、室外制御装置３９Ａが、ＲＯＭに記憶している優先順位制御制限プログラムをＣＰＵにより実行して、優先順位制御制限処理（図４）を実行することで、優先順位制御と運転台数制御を統合的に実行し、室外ユニット３への過負荷が生じた場合に、これを適宜解消すると共に、室外ユニット３の運転効率の向上を図り、安定した運転を実現する。
以下、各制御の詳細について説明する。

図２は、優先順位制御を示すフローチャートである。
空気調和装置１の運転が開始されると（ステップＳ１１）、室外制御装置３９Ａは、後述する優先順位制御制限処理（図４）により優先順位制御の実行が不許可に設定されているか否かを判別する（ステップＳ１２）。優先順位制御の実行の許可／不許可は、室外制御装置３９Ａが備える不揮発性メモリ（図示略）に記憶されており、この設定値を参照することで容易に判別できる。
優先順位制御の実行が不許可に設定されている場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、室外制御装置３９Ａは、後述するステップＳ２０に移行する。

また、優先順位制御の実行が許可に設定されている場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、室外制御装置３９Ａは、各室内ユニット２に優先順位が設定されているか否かを判別する（ステップＳ１３）。各室内ユニット２Ａ〜２Ｄに優先順位が付与されている場合、優先順位は室外制御装置３９Ａが備える不揮発性メモリ（図示略）に記憶されており、この設定値を参照することで容易に判別できる。
各室内ユニット２に優先順位が設定されていない場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、室外制御装置３９Ａは、通常の運転制御、すなわち優先順位に基づく室内ユニット２の能力抑制を伴わない、室温と設定温度に基づく制御を行い（ステップＳ１４）、後述するステップＳ２０に移行する。

また、各室内ユニット２に優先順位が設定されている場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、室外制御装置３９Ａは上記のように室外ユニット３が過負荷になっているか否かを判別することで、室内ユニット２の要求能力に対して室外ユニット３の能力が不足しているか否かを判別する（ステップＳ１５）。
ここで、室外ユニット３の能力が不足している場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、室外制御装置３９Ａは、全ての室内ユニット２に対して能力抑制を実施済みであるか否かを判別し（ステップＳ１６）、まだ能力抑制されていない室内ユニット２がある場合は、その室内ユニット２のうち優先順位が低い室内ユニット２から先に、能力抑制をする（ステップＳ１７）。この能力抑制とは、具体的には、リモコン（図示略）の操作により設定された空調目標設定温度を、冷房運転時には所定温度だけ高く、暖房運転時には所定温度だけ低く、変更する処理である。また、暖房運転中においては、能力抑制の対象となる室内ユニット２のサブクールの目標値を大きくするため、例えば室内膨張弁２３の開度を弁閉方向に変更してもよい。このステップＳ１７の動作の後、室外制御装置３９ＡはステップＳ２０に移行する。

また、全ての室内ユニット２に対して能力抑制を実施済みの場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、室外制御装置３９Ａは、優先順位が低い室内ユニット２から先に、強制的にサーモオフさせ（ステップＳ１８）、ステップＳ２０に移行する。

一方、室内ユニット２の要求能力に対して室外ユニット３の能力が不足していない場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、室外制御装置３９Ａは、既に能力抑制または強制サーモオフが施された室内ユニット２のうち、優先順位が高い室内ユニット２から順に、能力抑制または強制サーモオフを解除して（ステップＳ１９）、ステップＳ２０に移行する。このステップＳ１９では、能力抑制が適用された室内ユニット２と強制サーモオフが適用さえた室内ユニット２の両方があれば、各室内ユニット２の優先順位よりも強制サーモオフの解除を優先し、室内ユニット２の優先順位に従って強制サーモオフの解除を行う。また、能力抑制も強制サーモオフもされていない場合は、そのままステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、全ての室内ユニット２がリモコン（図示略）の操作により運転停止するか否かを判別し、全ての室内ユニット２が停止する場合は空気調和装置１全体を停止させて本処理を終了し、運転を停止しない場合はステップＳ１２に戻って処理を繰り返し実行する。
なお、１回のステップＳ１７、Ｓ１８、Ｓ１９の処理では、一台の室内ユニット２について能力抑制、強制サーモオフの適用または解除を行うことが考えられるが、空気調和装置１が備える室内ユニット２の数が多い場合は、１回のステップＳ１７、Ｓ１８、Ｓ１９の処理で２台または３台以上の室内ユニット２に能力抑制、強制サーモオフの適用または解除を行ってもよい。

なお、上記の優先順位制御を速やかに行う方法として、例えば、能力を抑制する複数段階の抑制レベルを予め定義し、各室内ユニット２Ａ〜２Ｄの優先順位を点数で表し、抑制レベルに応じて運転抑制する設定する方法が挙げられる。すなわち、各室内ユニット２Ａ〜２Ｄに、０点、１点、２点…と、優先順位が高いほど大きい点となるよう点数を付与する。そして、能力を抑制する抑制レベルを、次のように定義する。
抑制レベルＡ未満…全室内ユニット２が運転抑制無し。
抑制レベルＡ…優先順位最下位（最低点）の室内ユニット２が抑制対象。
抑制レベルＡ＋１…（最低点＋１点）以下の室内ユニット２が抑制対象。
抑制レベルＡ＋２…（最低点＋２点）以下の室内ユニット２が抑制対象。
このようにすれば、優先順位制御の結果、どの室内ユニット２が能力抑制されているかが容易に判別できる等の利点がある。

図３は、運転台数制御のフローチャートである。
空気調和装置１の運転が開始されると（ステップＳ３１）、室外制御装置３９Ａは、上述したように室外ユニット３の能力が不足しているか否かを判別し（ステップＳ３２）、室外ユニット３の能力が不足している場合には（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、運転可能で、かつ停止中の室外ユニット３があるか否かを判別する（ステップＳ３３）。室外制御装置３９Ａは、空気調和装置１が備える全ての室外ユニット３について、運転中か停止中かを制御する他、故障等あるいは各種センサの検出値に基づき故障防止のため運転停止（運転不可）となっている室外ユニット３の有無を検出する機能を有する。ステップＳ３３では、室外制御装置３９Ａは、運転不可となっていない室外ユニット３のみを対象として、停止している室外ユニット３があるか否かを判別する。

運転可能で、かつ停止中の室外ユニット３がない場合（ステップＳ３３；Ｎｏ）、既に運転台数が最大となっているので、室外制御装置３９Ａは、そのまま運転を継続することとして（ステップＳ３４）、ステップＳ３６に移行する。
また、運転可能で、かつ停止中の室外ユニット３がある場合（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、室外制御装置３９Ａは能力不足を解消するために室外ユニット３の運転台数を増加させ（ステップＳ３５）、ステップＳ３６に移行する。

一方、室外ユニット３の能力が不足していない場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、室外制御装置３９Ａは、室外ユニット３の能力が過剰か否かを判別する（ステップＳ３７）。この判別は、上述したように室外ユニット３が過負荷か否かを判別する方法を応用し、ガスエンジン３１のエンジン負荷率が低いこと等に基づいて行われる。室外ユニット３の能力が過剰な場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、室外制御装置３９Ａは室外ユニット３の運転台数を減少させて（ステップＳ３８）、ステップＳ３６に移行する。また、室外ユニット３の能力が過剰でない場合（ステップＳ３７；Ｎｏ）、室外制御装置３９ＡはステップＳ３６に移行する。

ステップＳ３６で、室外制御装置３９Ａは、全ての室内ユニット２がリモコン（図示略）の操作により運転停止するか否かを判別し、全ての室内ユニット２が停止する場合は空気調和装置１全体を停止させて本処理を終了し、運転を停止しない場合はステップＳ３２に戻って処理を繰り返し実行する。
なお、１回のステップＳ３５、Ｓ３７の処理では、室外ユニット３の運転台数を一台ずつ増減させることが考えられるが、空気調和装置１が備える室外ユニット３の数が多い場合は、１回のステップＳ３５、Ｓ３７の処理で２台ずつまたはそれ以上を単位として、室外ユニット３の運転台数を増減させてもよい。

図４は、優先順位制御制限処理のフローチャートである。
空気調和装置１の運転が開始されると（ステップＳ４１）、室外制御装置３９Ａは、運転可能かつ停止中の室外ユニット３があるか否かを判別し（ステップＳ４２）、該当する室外ユニット３がある場合には（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、優先順位制御処理（図２）の実行を不許可とする設定を行い（ステップＳ４３）、ステップＳ４６に移行する。ステップＳ４３で、既に優先順位制御処理が不許可に設定されている場合は、その設定を維持する。

これに対し、運転可能かつ停止中の室外ユニット３がない場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）、室外制御装置３９Ａは、運転台数制御（図３）によって室外ユニット３の運転台数が増減されてから３０分以上が経過したか否かを判別する（ステップＳ４４）。そして、運転台数が増減されてからの経過時間が３０分未満であれば（ステップＳ４４；Ｎｏ）、ステップＳ４３に移行して優先順位制御処理を不許可に設定する。また、室外ユニット３の運転台数が増減されてから３０分以上が経過した場合には（ステップＳ４４）、優先順位制御処理の実行を許可する設定を行い（ステップＳ４５）、ステップＳ４６に移行する。

ステップＳ４６で、室外制御装置３９Ａは、全ての室内ユニット２がリモコン（図示略）の操作により運転停止するか否かを判別し、全ての室内ユニット２が停止する場合は空気調和装置１全体を停止させて本処理を終了し、運転を停止しない場合はステップＳ４２に戻って処理を繰り返し実行する。

以上のように、本発明を適用した実施の形態によれば、圧縮機３２及び室外熱交換器３４を備えた複数台の室外ユニット３をユニット間配管６に並列につなぐ一方、室内熱交換器２１を備えた複数台の室内ユニット２を、ユニット間配管６に並列につないで構成される空気調和装置１において、室内ユニット２の要求能力に対して運転中の室外ユニット３の能力が不足する場合に、室内ユニット２の運転能力を抑制する優先順位制御（図２）と、室内ユニット２の要求能力に応じて室外ユニット３の運転台数を変更する運転台数制御（図３）と、を実行可能であり、優先順位制御制限処理（図４）を実行して、運転可能かつ停止中の室外ユニット３がある間は、優先順位制御を不許可として実行しないようにする優先順位制御制限処理を行う。
言い換えれば、空気調和装置１を制御して、室内ユニット２の要求能力に応じて室外ユニット３の運転台数を変更する運転台数制御を行い、運転可能かつ停止中の室外ユニット３がなく、室内ユニット２の要求能力に対して運転中の室外ユニット３の能力が不足する場合にのみ、室内ユニット２の運転能力を抑制する優先順位制御を実行可能とする。

これにより、空気調和装置１は、室外ユニット３の運転台数を増加させることが可能な状況では室内ユニット２の運転能力を抑制する処理を行わず、室外ユニット３の運転台数を増加できない場合にのみ、室内ユニット２の運転能力を抑制するので、運転可能な停止中の室外ユニット３があって、室外ユニット３の運転台数が変動する可能性がある場合には、室内ユニット２の要求能力を低減させる優先順位制御を不許可とするので、室外ユニット３の運転台数（能力）と室内ユニット２の要求能力との両方を同時に大きく変動させないようにして、空気調和装置１を安定して運転させることができる。

この優先順位制御制限処理において、空気調和装置１は、室外ユニット３の運転台数が変動してから３０分が経過するまでは優先順位制御（図２）の実行を許可しない。この時間は３０分に限定されず、室内ユニット２や室外ユニット３の仕様によって変化させてもよいが、室外ユニット３の運転開始から能力が安定するのに十分な時間であることが好ましい。３０分が経過するまでは優先順位制御を不許可とすることで、室外ユニット３の運転台数が変動した後、運転中の室外ユニット３の運転能力の総和が安定するまでの間、室内ユニット２の要求能力の変動を阻止することができる。これにより、室外ユニット３の能力が安定しないうちに優先順位制御が行われ、室内ユニット２の要求能力が変動し、この変動に起因して運転台数制御（図３）によって室外ユニット３の運転台数が変動し、この変動に起因して再び優先順位制御が行われて室内ユニット２の要求能力がする、といった連鎖的な能力変動を防止できる。これにより、空気調和装置１を安定して動作させ、室内ユニット２及び室外ユニット３の保護を図ることができる。

また、優先順位制御では、予め設定された優先順位に従って、優先順位の低い室内ユニット２から順に運転能力を抑制し、全ての室内ユニット２の運転能力を抑制した後に室外ユニット３の能力が不足する場合には、優先順位の低い室内ユニット２から順に強制的にサーモオフさせるので、空気調和装置１は、室内ユニット２の要求能力が室外ユニット３の能力に対して過大である場合に、室内ユニット２の要求能力を低減させることで室外ユニット３の過負荷を解消し、安定した運転を実現すると共に、室外ユニット３の保護を図ることができる。また、室内ユニット２の要求能力を低減させるために、まず能力を抑制して、それでも室内ユニット２の要求能力が過大である場合のみ室内ユニット２を停止させるので、室内ユニット２を停止させる機会を減らし、室内ユニット２を使用するユーザの利便性をできるだけ維持しながら過負荷を解消できる。さらに、優先順位を設定することで、能力抑制されにくく、運転停止とならない室内ユニット２を設けることができるので、室内ユニット２が設置された被調和室の用途に適した制御を行うことができ、また、運転停止にすることが不適切な被調和室があったとしても、空気調和装置１全体として、室内ユニット２の最大要求能力の総和に対して室外ユニット３の能力の総和が小さい構成とすることができ、経済性及び省エネ性に優れた空気調和装置１を実現できる。

また、運転台数制御により、空気調和装置１は、室内ユニット２の要求能力に応じて室外ユニット３の運転台数を変化させて、室外ユニット３の過負荷状態や、運転中の室外ユニット３の能力に対して室内ユニット２の要求能力が低すぎる状態を回避し、室外ユニット３を運転効率の高い状態で運転させることができる。
さらに、圧縮機３２Ａ、３２Ｂがガスエンジン３１により駆動されるものであり、冷房運転中は運転中のいずれかの室外ユニット３が備えるガスエンジン３１のエンジン負荷率に基づいて室外ユニット３の能力が不足するか否かを判別し、暖房運転中は運転中のいずれかの室外ユニット３における冷媒供給量が不足するか否かに基づいて室外ユニット３の能力が不足するか否かを判別するので、冷房運転中および暖房運転中のいずれにおいても室外ユニット３の能力に対して室内ユニット２の要求能力が過大であるか否かを適切に判別できる。

そして、優先順位制御は複数の室内ユニット２を備えた空気調和装置であれば、空気調和装置１に限らず実行可能であり、運転台数制御は、複数の室外ユニット３を備えた空気調和装置であれば、空気調和装置１に限らず実行可能である。従って、他の空気調和装置にも適用可能な優先順位制御プログラムと、運転台数制御プログラムとをそれぞれ個別に用意して、これらに加えて優先順位制御制限処理プログラムを室外制御装置３９Ａが実行可能な構成とするだけで、本実施の形態の空気調和装置１を実現できる。つまり、優先順位制御制限処理プログラムを実行可能とするだけで、汎用的な制御を効率よく組み合わせて、効率的で安定動作が可能な空気調和装置１を、低コストで容易に実現できる。

また、空気調和装置１では、全ての室外ユニット３の能力が、全ての室内ユニット２を運転させた場合の室内ユニット２の要求能力より低い能力とされているので、経済性および省エネ性に優れ、初期費用、メンテナンスの負担、設置面積のいずれも優れた空気調和装置を実現し、この空気調和装置１において、室外ユニット３の過負荷を防止し、室外ユニット３を効率のよい状態で運転することが可能になる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内において任意に変形可能である。例えば、本実施の形態の空気調和装置１は、２台の室外ユニット３Ａ、３Ｂと４台の室内ユニット２Ａ〜２Ｄを備える構成として説明したが、室内ユニット２及び室外ユニット３の数については何ら制限されず、その他の細部構成や本発明を適用する空気調和装置の具体的構成については任意に変更可能である。

１ 空気調和装置
２Ａ〜２Ｄ 室内ユニット
３Ａ、３Ｂ 室外ユニット
２１Ａ〜２１Ｄ 室内熱交換器
２５Ａ〜２５Ｄ 室内制御装置
３１Ａ、３１Ｂ ガスエンジン
３２Ａ、３２Ｂ 圧縮機
３４Ａ、３４Ｂ 室外熱交換器
３９Ａ、３９Ｂ 室外制御装置
４５、４６ 通信線

Claims (6)

1. 圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数台の室外ユニットをユニット間配管に並列につなぐ一方、室内熱交換器を備えた複数台の室内ユニットを、前記ユニット間配管に並列につないで構成される空気調和装置において、
   前記室内ユニットの要求能力に対して運転中の前記室外ユニットの能力が不足する場合に、前記室内ユニットの運転能力を抑制する能力抑制制御と、前記室内ユニットの要求能力に応じて前記室外ユニットの運転台数を変更する運転台数制御とを実行可能であり、
   運転可能かつ停止中の前記室外ユニットがある間は前記能力抑制制御を実行しないこと、
   を特徴とする空気調和装置。
2. 前記室外ユニットの運転台数を変更してから所定時間内は前記能力抑制制御を実行しないこと、を特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記能力抑制制御は、予め設定された優先順位に従って、優先順位の低い前記室内ユニットから順に運転能力を抑制し、全ての前記室内ユニットの運転能力を抑制した後に前記室外ユニットの能力が不足する場合には、優先順位の低い前記室内ユニットから順に強制的にサーモオフさせる優先順位制御であること、を特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。
4. 全ての前記室外ユニットの能力の和が、全ての前記室内ユニットを運転させた場合の前記室内ユニットの要求能力の和より低く設定されたこと、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 前記圧縮機はガスエンジンにより駆動されるものであり、
   冷房運転中は運転中のいずれかの前記室外ユニットが備えるガスエンジンのエンジン負荷率に基づいて前記室外ユニットの能力が不足するか否かを判別し、
   暖房運転中は運転中のいずれかの前記室外ユニットにおける冷媒供給量が不足するか否かに基づいて前記室外ユニットの能力が不足するか否かを判別すること、を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置。
6. 圧縮機及び室外熱交換器を備えた複数台の室外ユニットをユニット間配管に並列につなぐ一方、室内熱交換器を備えた複数台の室内ユニットを、前記ユニット間配管に並列につないで構成される空気調和装置を制御して、
   前記室内ユニットの要求能力に応じて前記室外ユニットの運転台数を変更する運転台数制御を行い、運転可能かつ停止中の前記室外ユニットがなく、前記室内ユニットの要求能力に対して運転中の前記室外ユニットの能力が不足する場合に、前記室内ユニットの運転能力を抑制する能力抑制制御を行うこと、
   を特徴とする空気調和装置の制御方法。

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