JP4202349B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１４ｋＷ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。

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。

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。

この発明における空気調和装置は、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、複数の室内機と、前記複数の熱源機と前記複数の室内機は同一冷媒配管系統を構成され、前記複数の室内機はそれぞれ前記複数の熱源機のいずれか１台との組合せを関連づけ、前記室内機が起動された場合には、複数の熱源機のうち、前記関連づけされた熱源機の圧縮機容量を増加させる運転制御部を有するものである。

また、この発明における空気調和装置は、前記複数の熱源機の運転負荷を前記室内機の運転操作部において表示可能とし、複数の前記熱源機のなかで、前記室内機と関連づけされる熱源機を変更可能としたものである。

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。

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。

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５ａ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。

なお、熱源機１ｂの基本的構成は熱源機１ａ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。

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３３ａ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。

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。

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６ａ、６ｂは配管施工が完了した後は、通常、開状態となっている。

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７ａ、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１１ａ、１１ｂを有している。

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，３１ｂ、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、３９ｂ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、３９ａ、３９ｂにそれぞれ受信部と送信部を備える必要がある。

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１００Ｈｚ、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。

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４５ｋＷ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。

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３９ａ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（Ｓ２）。Ｓ２で、運転開始と判断した場合には、室内機３０ａの能力を意味する指数Qjaを１０と設定し（Ｓ３）、送風機３８ａを運転開始し（Ｓ４）、流量弁３１ａ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。

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。

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）。

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（Ｓ１９）。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。

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。

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１１ａ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１１ｂ側が動作するようになる。

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：QJa、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＞１０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。

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（Ｓ３４）。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。

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（Ｓ３９）。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、２ｂ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。

次に、圧縮機２ｂの運転周波数を圧縮機２ａ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Fbmaｘ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（Ｓ４２）、等しければ、Ｓ４１で切り捨てられた分（＝Fa-Fbmax）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）。

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２ｂを停止させ（Ｓ５４）、圧縮機２ａの周波数を２倍に増加させる（Ｓ５５）。

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、Ｓ４９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を下回る場合には、最小周波数Faminを設定する。

Ｓ５１を実行した後に、周波数Faが７０Ｈｚ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＜７０Ｈｚ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、１２ａ、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５ａ、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。

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１２ａ、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，３０ｃ，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，４０ｄ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。

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８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(QJa、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。

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（Ｓ６４）、電磁弁１２aを開とする（Ｓ６５）。
また、Ｓ６２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（Ｓ６６）、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）。

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（Ｓ６８）、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）。

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１ｂ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。

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（Faup＞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１ａはそのままの状態を維持する（Ｓ９６）。

次に、熱源機１ｂ側での動作について、図８および図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（Ｓ８１）。
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（Ｓ８２）、電磁弁１２ｂを開とする（Ｓ８３）。
また、Ｓ８１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（Ｓ８４）、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（Ｓ８５）。

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（Ｓ８６）、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）。

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１a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）。

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。

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。

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１１ａ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。

さらに、各室内機の熱源機選択スイッチ４０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。

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。

実施の形態１の空気調和装置での冷媒回路図である。 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。 圧縮機の制御容量範囲を示す図である。 室内機の制御フローチャートである。 熱源内機の制御フローチャートである。 実施の形態２の空気調和装置での冷媒回路図である。 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。 熱源内機の制御フローチャートである。 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。

Claims (2)

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、複数の室内機と、前記複数の熱源機と前記複数の室内機は同一冷媒配管系統を構成され、前記複数の室内機はそれぞれ前記複数の熱源機のいずれか１台との組合せを関連づけ、前記室内機が起動された場合には、複数の熱源機のうち、前記関連づけされた熱源機の圧縮機容量を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。
2. 前記複数の熱源機の運転負荷を前記室内機の運転操作部において表示可能とし、複数の前記熱源機のなかで、前記室内機と関連づけされる熱源機を変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

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