JP5173857B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数台の室外機と複数台の室内機とを共通のガス管及び共通の液管で配管接続して構成される空気調和装置に関し、特に余剰冷媒処理の効率化に関するものである。

従来から、空気調和装置の大容量化に対応するため、複数台の室外機と、複数台の室内機とを、共通のガス管及び共通の液管で接続するようにした空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献１参照）。このような空気調和装置では、アキュムレータを室外機に搭載し、余剰冷媒を貯留することが多い。また、一般的には、圧縮機の回転数や、ファンの回転数、流量調整弁の開度等を制御することによって各室外機を循環している冷媒量を調整し、均液・余剰冷媒処置を行なうことも多い。このようにすれば、各室外機に搭載されているアキュムレータ（気液分離器）を均液管あるいは均圧管で接続することがなく、簡易な回路構成を実現することができる。

特開２００７−２２５２６４号公報（第１０頁、第６図）

特許文献１に記載されているような空気調和装置では、各室外機に循環させる冷媒流量の制御が正常に作動しない場合、それに伴って各構成部品の制御が追従できないことになってしまう。この状態が継続すると、最悪の場合、１台の室外機に全部の余剰冷媒が溜まり、結果的にオーバーフローに至ることになってしまう。そのような状況を繰り返すことで、空気調和装置（特に圧縮機）の信頼性を損なってしまうことになる。全部の室外機でオーバーフローに備えようとすると、各室外機に搭載されているアキュムレータの容積を十分に大きくしておかなければならない。

アキュムレータを室外機に搭載した場合、アキュムレータに設けた液面検知器により冷媒流量を制御することが一般的になっている。ただし、液面検知器のコスト性、生産性及び信頼性を考慮すれば、アキュムレータの容量を十分に大きくして冷媒をオーバーフローさせない方が現実的である。しかしながら、アキュムレータの容量を大きくすることでオーバーフローに備えようとすると、コンパクト化及び低コスト化の要請に応えることができないことになる。

また、室外機の流量調整弁の開度を制御することで、アキュムレータ起動時の液バック等を保護することも考えられる。ただし、余剰冷媒処理のためにはレシーバを併せて設ける必要があるため、高コスト化を招くことになる。さらに、各室外機に搭載されたアキュムレータのコンパクト化及び低コスト化の構造形態を維持した場合、オーバーフローの発生確率が高くなると同時に、オーバーフローの発生後の再起動についても課題が残ってしまう。

上記のような２台以上の室外機を組み合せた形態の空気調和装置では、各室外機の運転負荷均等化のために、再起動させる室外機をある一定の周期で決定していた。しかしながら、一定時間が経過しないと、起動する室外機が入れ替わることなく、余剰冷媒が過剰にアキュムレータに分布した状態で起動することになってしまう。再起動後の余剰冷媒処理を適正に制御できない場合は、繰り返しオーバーフローに至ることで、圧縮機（室外機）への負荷が増大し、製品寿命への影響が懸念され、品質が大きく損なわれる可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コンパクトかつ低コストなアキュムレータを用いて、オーバーフロー発生後の余剰冷媒処理を適正に実施し、オーバーフローの再発を回避することを可能にした空気調和装置を提供することを目的としている。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、アキュムレータ、前記室外熱交換器の冷房運転時の下流側から前記アキュムレータの上流側に接続させたバイパス配管、及び、前記バイパス配管に設けられたバイパス流量調整弁から少なくとも構成される複数台の室外機と、前記複数台の室外機がガス配管と液配管とで並列に接続される少なくとも１台の室内機と、を有する空気調和装置において、圧縮機吸入過熱度あるいは圧縮機吐出過熱度が所定の目標値を所定時間継続して下回ったとき前記アキュムレータにオーバーフローが発生していると判断し、前記圧縮機を停止させ、停止させた圧縮機を有している室外機のバイパス流量調整弁の開口開度を制御して、このバイパス流量調整弁が設けられているバイパス配管及び前記ガス配管を介して、停止させた圧縮機を有している室外機から駆動中の圧縮機を有している室外機の低圧ラインに冷媒を移動させる制御装置を備えたことを特徴とする。

本発明に係る空気調和装置によれば、回路構成を複雑化することなく、液冷媒が過剰に分布する室外機（オーバーフローが発生している室外機）から一定量の冷媒を運転中の室外機に適正に移動させることが可能となる。

実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。 空気調和装置の電気的な構成を示すブロック図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。 実施の形態２における制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３に係る空気調和装置の制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態４に係る空気調和装置の制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置Ａの冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、空気調和装置Ａの回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置Ａは、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転又は暖房運転を行なうものである。なお、図１では、実線矢印が冷房運転時における冷媒回路を、破線矢印が暖房運転時における冷媒回路を、それぞれ示している。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１に示すように、空気調和装置Ａは、２台の熱源機（室外機１０ａ及び室外機１０ｂ）と、２台の利用側ユニット（室内機５０ａ及び室内機５０ｂ）と、が冷媒配管で接続されて構成されている。２台の利用側ユニットは、２台の熱源機に並列接続されて連絡するようになっている。つまり、空気調和装置Ａは、２台の熱源機に搭載される各機器と、２台の利用側ユニットに搭載される各機器と、を冷媒配管で接続することで冷媒回路を形成し、この冷媒回路に冷媒を循環させることによって、冷房運転又は暖房運転することができるようになっているのである。

空気調和装置Ａの冷媒配管は、各室外機と接続されているガス分岐管（室外機１０ａに接続されているガス分岐管２０２ａ及び室外機１０ｂに接続されているガス分岐管２０２ｂ）と、各室内機に接続されているガス枝管（室内機５０ａに接続されているガス枝管２０６ａ及び室内機５０ｂに接続されているガス枝管２０６ｂ）と、ガス分岐管とガス枝管とを接続する共通のガス配管２０４と、各室外機と接続されている液分岐管（室外機１０ａに接続されている液分岐管２０３ａ及び室外機１０ｂに接続されている液分岐管２０３ｂ）と、各室内機に接続されている液枝管（室内機５０ａに接続されている液枝管２０７ａ及び室内機５０ｂに接続されている液枝管２０７ｂ）と、液分岐管と液枝管とを接続する共通の液配管２０５と、からなる。

ガス分岐管２０２ａ及びガス分岐管２０２ｂと、ガス配管２０４と、の間には、これらの冷媒配管を接続するガス分配器２００が設けられている。また、液分岐管２０３ａ及び液分岐管２０３ｂと、液配管２０５と、の間には、これらの冷媒配管を接続する液分配器２０１が設けられている。なお、図１では、空気調和装置Ａにガス分配器２００及び液分配器２０１を搭載した状態を例に示しているが、ガス分配器２００及び液分配器２０１を搭載することに限定するものではない。また、ガス分岐管２０２ａ、ガス分岐管２０２ｂ、及び、ガス配管２０４がガス管を構成し、液分岐管２０３ａ、液分岐管２０３ｂ、及び、液配管２０５が液管を構成している。

室外機１０ａと室内機５０ａとは、ガス分岐管２０２ａ、ガス配管２０４、ガス枝管２０６ａ、液枝管２０７ａ、液配管２０５、及び、液分岐管２０３ａを介して接続されており、室外機１０ａと室内機５０ｂとは、ガス分岐管２０２ａ、ガス配管２０４、ガス枝管２０６ｂ、液枝管２０７ｂ、液配管２０５、及び、液分岐管２０３ａを介して接続されている。同様に、室外機１０ｂと室内機５０ａとは、ガス分岐管２０２ｂ、ガス配管２０４、ガス枝管２０６ａ、液枝管２０７ａ、液配管２０５、及び、液分岐管２０３ｂを介して接続されており、室外機１０ｂと室内機５０ｂとは、ガス分岐管２０２ｂ、ガス配管２０４、ガス枝管２０６ｂ、液枝管２０７ｂ、液配管２０５、及び、液分岐管２０３ｂを介して接続されている。

室外機１０ａには、圧縮機１ａと、オイルセパレータ２ａと、逆止弁３ａと、四方弁４ａと、室外熱交換器５ａと、高低圧熱交換器６ａと、室外機流入流量調整弁（以下、流量調整弁と称する）８ａと、液側開閉弁９ａと、ガス側開閉弁１１ａと、アキュムレータ１２ａと、返油バイパスキャピラリ１３ａと、返油バイパス用電磁弁１４ａと、高低圧熱交換器バイパス流量調整弁（以下、バイパス流量調整弁と称する）７ａと、が搭載されている。圧縮機１ａ、オイルセパレータ２ａ、逆止弁３ａ、四方弁４ａ、室外熱交換器５ａ、高低圧熱交換器６ａ、流量調整弁８ａ、液側開閉弁９ａ、ガス側開閉弁１１ａ、及び、アキュムレータ１２ａは、冷媒配管で直列に接続されるように設けられている。

高低圧熱交換器６ａは、室外熱交換器５ａと流量調整弁８ａとの間における液配管２６ａに設けられている。この高低圧熱交換器６ａには、液配管２６ａと、この高低圧熱交換器６ａと流量調整弁８ａとの間における液配管２６ａを分岐し、アキュムレータ１２ａの上流側に接続させたバイパス配管２３ａと、が接続されている。また、バイパス流量調整弁７ａは、高低圧熱交換器６ａと流量調整弁８ａとの間におけるバイパス配管２３ａに設けられている。

さらに、返油バイパスキャピラリ１３ａ及び返油バイパス用電磁弁１４ａは、オイルセパレータ２ａと、アキュムレータ１２ａ及び圧縮機１ａを接続している冷媒配管と、を接続している返油バイパス回路３０ａに設けられている。返油バイパスキャピラリ１３ａは、返油バイパス用電磁弁１４ａの上流側及び下流側を接続し、返油バイパス用電磁弁１４ａを迂回するように設けられている。なお、以下の説明において、液配管２６ａとバイパス配管２３ａとが接続しているポイントを接続点２５ａ、バイパス配管２３ａとアキュムレータ１２ａの上流側配管（四方弁４ａとアキュムレータ１２ａとの間における冷媒配管）とが接続しているポイントを接続点２４ａと称する。

また、室外機１０ａには、室外機１０ａに搭載されている各アクチュエータ（たとえば、圧縮機１ａや四方弁４ａ、図示省略の室外送風機など）の駆動を制御する制御装置２７ａが搭載されている。さらに、室外機１０ａには、第１圧力センサ１５ａ、第２圧力センサ１６ａ、第１温度センサ１７ａ、第２温度センサ１８ａ、第３温度センサ１９ａ、第４温度センサ２０ａ、第５温度センサ２１ａ、第６温度センサ２２ａ、及び、第７温度センサ２８ａが設けられている。

圧縮機１ａは、インバータ回路を有しており、インバータ回路による電源周波数変換により圧縮機回転数が制御され、容量制御されるタイプであり、吸入した冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。オイルセパレータ２ａは、圧縮機１ａの吐出側に設けられており、圧縮機１ａから吐出され、冷凍機油が混在している冷媒ガスから冷凍機油成分を分離する機能を有している。逆止弁３ａは、オイルセパレータ２ａと四方弁４ａとの間における冷媒配管に設けられており、圧縮機１ａの停止時に圧縮機１ａ吐出部側への冷媒の逆流を防止するためのものである。

四方弁４ａは、流路切替装置として機能し、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。室外熱交換器５ａは、冷房運転時には凝縮器（または放熱器）、暖房運転時には蒸発器として機能し、図示省略の室外送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行なうものである。高低圧熱交換器６ａは、液配管２６ａを流れる冷媒と、バイパス配管２３ａを流れる冷媒との間で熱交換を行なうものである。流量調整弁８ａは、冷房回路における接続点２５ａの下流側に設置されており、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この流量調整弁８ａは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。

液側開閉弁９ａは、制御装置２７ａ又は手動で開閉されることで冷媒を導通したりしなかったりするものである。ガス側開閉弁１１ａも、制御装置２７ａ又は手動で開閉されることで冷媒を導通したりしなかったりするものである。液側開閉弁９ａ及びガス側開閉弁１１ｂは、開閉されることによって、冷凍サイクル内の圧力変動を調整するために設置されている。アキュムレータ１２ａは、圧縮機１ａの吸入側に設けられており、冷媒回路を循環する過剰な冷媒を貯留するものである。

バイパス流量調整弁７ａは、接続点２５ａと高低圧熱交換器６ａとの間におけるバイパス配管２３ａに設置されており、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。このバイパス流量調整弁７ａは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。返油バイパス回路３０ａは、オイルセパレータ２ａで分離した冷凍機油を圧縮機１ａの吸入側に戻すようになっている。返油バイパスキャピラリ１３ａは、返油バイパス回路３０ａを通る冷凍機油の流量を調整するものである。返油バイパス用電磁弁１４ａは、開閉制御されることで、返油バイパスキャピラリ１３ａとともに冷凍機油の流量を調整するものである。

第１圧力センサ１５ａは、オイルセパレータ２ａと四方弁４ａとの間に設けられ、圧縮機１ａから吐出された冷媒の圧力（高圧）を検知するものである。第２圧力センサ１６ａは、アキュムレータ１２ａの上流側に設けられ、圧縮機１ａに吸入される冷媒の圧力（低圧）を検知するものである。第１温度センサ１７ａは、圧縮機１ａとオイルセパレータ２ａとの間に設けられ、圧縮機１ａから吐出された冷媒の温度を検知するものである。第２温度センサ１８ａは、室外機１０ａの周囲の温度を検知するものである。第３温度センサ１９ａは、室外熱交換器５ａと高低圧熱交換器６ａとの間に設けられ、室外熱交換器５ａと高低圧熱交換器６ａとの間を通る冷媒の温度を検知するものである。

第４温度センサ２０ａは、高低圧熱交換器６ａ通過後のバイパス配管２３ａに設けられ、高低圧熱交換器６ａ通過後のバイパス配管２３ａを通る冷媒の温度を検知するものである。第５温度センサ２１ａは、接続点２５ａと流量調整弁８ａとの間に設けられ、接続点２５ａと流量調整弁８ａとの間における液配管２６ａを通る冷媒の温度を検知するものである。第６温度センサ２２ａは、接続点２４ａとアキュムレータ１２ａとの間に設けられ、接続点２４ａとアキュムレータ１２ａとの間を通る冷媒の温度を検知するものである。第７温度センサ２８ａは、アキュムレータ１２ａと圧縮機１ａとの間に設けられ、圧縮機１ａに吸入する冷媒の温度を検知するものである。

そして、各圧力センサで検知された圧力情報、及び、各温度センサで検知された温度情報は、信号として制御装置２７ａに送られるようになっている。制御装置２７ａは、後に詳述するが、各圧力センサ及び各温度センサから送信される信号に基づいて、各アクチュエータを制御するようになっている。この制御装置２７ａは、特に種類を限定するものではないが、たとえば室外機１０ａに搭載される各アクチュエータを制御できるようなマイクロコンピュータ等で構成するとよい。

ところで、室外機１０ｂは、室外機１０ａと同様の構成となっている。つまり、室外機１０ａの構成部品の「ａ」を「ｂ」に変更すれば室外機１０ｂの構成部品となる。なお、図１では、室外機１０ａ及び室外機１０ｂの双方に制御装置が搭載されている状態を例に示しているが、１つの制御装置で室外機１０ａ及び室外機１０ｂの双方を制御するようにしてもよい。また、室外機１０ａ及び室外機１０ｂの双方に制御装置が搭載されている状態では、互いの制御装置が有線または無線で通信可能になっている。

室内機５０ａには、室内熱交換器１００ａ及び膨張弁１０１ａがガス枝管２０６ａ及び液枝管２０７ａで直列に接続されて搭載されている。また、室内機５０ａには、室内機５０ａに搭載されている各アクチュエータ（たとえば、膨張弁１０１ａや図示省略の室内送風機など）の駆動を制御する制御装置１０２ａが搭載されている。さらに、室内機５０ａには、第８温度センサ１０３ａ及び第９温度センサ１０４ａが設けられている。

室内熱交換器１００ａは、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器（又は放熱器）として機能し、冷媒と空気との間で熱交換を行なうものである。膨張弁１０１ａは、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この膨張弁１０１ａは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。第８温度センサ１０３ａは、室内熱交換器１００ａに接続しているガス枝管２０６ａに設けられ、室内熱交換器１００ａのガス側出口における冷媒の温度を検知するものである。第９温度センサ１０４ａは、室内熱交換器１００ａに接続している液枝管２０７ａに設けられ、室内熱交換器１００ａの液側出口における冷媒の温度を検知するものである。

そして、各温度センサで検知された温度情報は、信号として制御装置１０２ａに送られるようになっている。制御装置１０２ａは、後に詳述するが、各温度センサから送信される信号に基づいて、各アクチュエータを制御するようになっている。この制御装置１０２ａは、特に種類を限定するものではないが、たとえば室内機５０ａに搭載される各アクチュエータを制御できるようなマイクロコンピュータ等で構成するとよい。

ところで、室内機５０ｂは、室内機５０ａと同様の構成となっている。つまり、室内機５０ａの構成部品の「ａ」を「ｂ」に変更すれば室内機５０ｂの構成部品となる。なお、図１では、室内機５０ａ及び室内機５０ｂの双方に制御装置が搭載されている状態を例に示しているが、１つの制御装置で室内機５０ａ及び室内機５０ｂの双方を制御するようにしてもよい。また、室内機５０ａ及び室内機５０ｂの双方に制御装置が搭載されている状態では、互いの制御装置が有線または無線で通信可能になっている。さらに、室内機に搭載されている制御装置は、室外機に搭載されている制御装置と有線又は無線で通信可能になっている。

空気調和装置Ａの冷房回路（実線矢印）では、圧縮機１（圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂ）、オイルセパレータ２（オイルセパレータ２ａ及びオイルセパレータ２ｂ）、逆止弁３（逆止弁３ａ及び逆止弁３ｂ）、四方弁４（四方弁４ａ及び四方弁４ｂ）、室外熱交換器５（室外熱交換器５ａ及び室外熱交換器５ｂ）、高低圧熱交換器６（高低圧熱交換器６ａ及び高低圧熱交換器６ｂ）、流量調整弁８（流量調整弁８ａ及び流量調整弁８ｂ）、液側開閉弁９（液側開閉弁９ａ及び液側開閉弁９ｂ）、膨張弁１０１（膨張弁１０１ａ及び膨張弁１０１ｂ）、室内熱交換器１００（室内熱交換器１００ａ及び室内熱交換器１００ｂ）、ガス側開閉弁１１（ガス側開閉弁１１ａ及びガス側開閉弁１１ｂ）、四方弁４、及び、アキュムレータ１２（アキュムレータ１２ａ及びアキュムレータ１２ｂ）の順で冷媒が流れるように接続されている。

空気調和装置Ａの暖房回路（破線矢印）では、圧縮機１、オイルセパレータ２、逆止弁３、四方弁４、ガス側開閉弁１１、室内熱交換器１００、膨張弁１０１、液側開閉弁９、流量調整弁８、高低圧熱交換器６、室外熱交換器５、四方弁４、及び、アキュムレータ１２の順で冷媒が流れるように接続されている。なお、バイパス配管２３（バイパス配管２３ａ及びバイパス配管２３ｂ）及び返油バイパス回路３０（返油バイパス回路３０ａ及び返油バイパス回路３０ｂ）については、空気調和装置Ａの動作の説明で併せて説明するものとする。

ここで、空気調和装置Ａの動作について説明する。
まず、空気調和装置Ａの冷房運転時の動作について説明する。この場合、圧縮機１からの吐出冷媒を室外熱交換器５に流入させるように四方弁４が切り替えられる。つまり、四方弁４ａ及び四方弁４ｂでは、図１で示す実線方向に配管が接続される。また、流量調整弁８が全閉または全開に近い状態、バイパス流量調整弁７（バイパス流量調整弁７ａ及びバイパス流量調整弁７ｂ）が適度な開度、膨張弁１０１が適度な開度に設定されて運転が開始される。この場合の冷媒の流れは、以下のようになる。

圧縮機１から吐出された高温・高圧のガスの冷媒は、まずオイルセパレータ２を通過する。この時に冷媒に混在する冷凍機油のおよそ大部分は、冷媒と分離され、内側底部に溜められて、返油バイパス回路１３を通り（返油バイパス用電磁弁１４が開口されている場合はそこも通過）、圧縮機１の吸入配管に戻される。これにより、室外機１０（室外機１０ａ及び室外機１０ｂ）の外部へ流出する冷凍機油を低減でき、圧縮機１の信頼性を改善することができる。

冷凍機油が占める割合が低下した高温高圧の冷媒は、四方弁４を通り、室外熱交換器５で凝縮、液化され、高低圧熱交換器６を通過する。高低圧熱交換器６から流出した冷媒は、バイパス配管２３に流れる冷媒と、液配管２６とに流れる冷媒と、に分岐される。バイパス配管２３を流れる冷媒は、バイパス流量調整弁７で適度に流量調整されて低圧・低温の冷媒となり、室外熱交換器５を出た冷媒と高低圧熱交換器６内で熱交換する。そのため、室外熱交換器５の出口側の冷媒状態よりも、高低圧熱交換器６の出口側での冷媒状態の方がエンタルピーが低くなる。

バイパス流量調整弁７を通り、高低圧熱交換器６から流出した低圧の冷媒は、バイパス配管２３を流れて、バイパス配管２３ａとアキュムレータ１２ａの上流側配管とが接続している接続点２４ａに至る。これにより、エンタルピー差が増大するため、同一能力にする場合の必要冷媒流量を低減でき、圧損低減による性能改善の効果がある。なお、ここでいう高圧、低圧は、冷媒回路内における圧力の相対的な関係を表すものとする（温度についても同様である）。

一方、高低圧熱交換器６から流出し高圧側の冷媒は、流量調整弁８を通るが、流量調整弁８が全開のため、さして減圧することなく高圧の液冷媒として液配管２０５に供給される。その後、室内機５０（室内機５０ａ及び室内機５０ｂ）に入り、膨張弁１０１で減圧されて低圧二相冷媒となり、室内熱交換器１００で蒸発、ガス化する。このとき、室内等の空調対象空間に冷房空気が供給され、空調対象空間の冷房運転が実現される。室内熱交換器１００から流出した冷媒は、ガス配管２０４、四方弁４、及び、アキュムレータ１２を通り、圧縮機１に再度吸入される。

ここで、アキュムレータ１２には、図１に示すようなＵ字管が設けられているので、アキュムレータ１２内に気液二相状態の冷媒が流入すると、液冷媒が容器下部に溜まり、Ｕ字管の上方開口部より流入されたガスリッチな冷媒が、アキュムレータ１２から流出することになる。このようなアキュムレータ１２を設けることによって、ガスリッチな冷媒が圧縮機１へ吸入される。したがって、過渡的な液や気液二相冷媒をアキュムレータ１２に溜めきり、オーバーフローするまで、圧縮機１の液バックを一時的に防止することができ、圧縮機１の信頼性維持の効果が得られる。

次に、空気調和装置Ａの暖房運転時の動作について説明する。この場合、圧縮機１からの吐出冷媒を室内機５０に流入させるように四方弁４が切り替えられる。つまり、四方弁４ａ及び四方弁４ｂでは、図１で示す破線方向に配管が接続される。また、流量調整弁８は、適度に流量を調整して室外機１０内の冷媒分布状態が各室外機１０で同様になり、かつ、流量調整弁８の前後で適度な差圧が生じるように開度が設定される。さらに、バイパス流量調整弁７が全開、膨張弁１０１が適度な開度に設定されて運転が開始される。この場合の冷媒の流れは、以下のようになる。

圧縮機１から吐出された高温・高圧のガスの冷媒は、オイルセパレータ２及び四方弁４を通過してガス配管２０４に流入する。オイルセパレータ２は、冷房運転時と同様に作用する。ガス配管２０４を通り室内機５０に供給されたガス冷媒は、室内熱交換器１００で凝縮、液化された後、膨張弁１０１で減圧され、中間圧で液飽和状態に近い二相冷媒となる。この中間圧の冷媒は、液配管２０５を通った後、室外機１０ａと室外機１０ｂに分配されてそれぞれに流入する。室外機１０に流入した中間圧の冷媒は、流量調整弁８で適度に室外機１０への冷媒流量を調節しているため、低圧二相状態となる。

低圧二相状態となった冷媒は、高低圧熱交換器６を通り、室外熱交換器５で蒸発し、ガス化した後、アキュムレータ１２を通って、圧縮機１に再度吸入される。アキュムレータ１２は、冷房運転時と同様に作用する。また、バイパス流量調整弁７は、全閉に制御されており、冷媒が流通しないため、高低圧熱交換器６での冷媒間の熱交換は実行されない。なお、逆にバイパス流量調整弁７が開けられ、冷媒の流入があるとすると、高低圧熱交換器６で冷媒間の熱交換が実行されることになり、熱交換するほど性能が低下することになってしまう。

図２は、空気調和装置Ａの電気的な構成を示すブロック図である。図３及び図４は、制御装置２７（制御装置２７ａ及び制御装置２７ｂ）の構成を示すブロック図である。図２〜図４に基づいて、空気調和装置Ａの電気的な構成及び制御装置２７が実行する制御動作について説明する。図３では、空気調和装置Ａの冷房運転時における制御装置２７の制御動作を、図４では、空気調和装置Ａの暖房運転時における制御装置２７の制御動作を、それぞれ表している。図３及び図４に示すように、制御装置２７は、圧縮機制御手段２７１、室外熱交換量制御手段２７２、室内過熱度制御手段２７３、高低圧熱交換器過熱度制御手段２７４、及び、室外流量調整手段２７５としての機能を有している。

図２では、制御装置２７が実行する制御動作を機能ブロック図として示している。たとえば、冷房運転では、リモコンのスイッチがＯＮされた後、制御モードの信号が制御装置２７（図２では、室外機運転制御部２７ａ及び室外機運転制御部２７ｂとして図示）に送信されると、制御装置２７が冷房モードが選択されたものと判断する。そして、制御装置２７は、圧縮機制御手段２７１としての圧縮機容量可変部、室外熱交換量制御手段２７２としての室外ＦＡＮ容量可変部、および、制御装置１０２（図２では、室内機制御部１０２ａ及び室内機制御部１０２ｂとして図示）に信号を伝播する。

そこで、冷房モードの場合では、圧力検知部（第１圧力センサ１５及び第２圧力センサ１６）での圧力値が制御装置２７に送信され、その値に応じて、圧縮機容量可変部では、蒸発温度をたとえば０℃を目標として圧縮機１の駆動周波数を決定し、室外ＦＡＮ可変容量部では、凝縮温度をたとえば５０℃を目標として室外送風機の回転数を決定する。一方で、制御装置１０２では、室内機５０の室内機出口過熱度（室内機ガス側温度−室内機液側温度）の演算結果より、電子膨張弁電源スイッチから適正な電子膨張弁１０１の開度を開口することを可能とする。

圧縮機制御手段２７１は、圧縮機１の回転数を制御して圧縮機容量を調整する機能を担っている。室外熱交換量制御手段２７２は、室外送風機の回転数や伝熱面積を制御して、室外熱交換器５での熱交換量を調整する機能を担っている。室内過熱度制御手段２７３は、膨張弁１０１の開度を制御して室内熱交換器１００の出口側過熱度を調整する機能を担っている。高低圧熱交換器過熱度制御手段２７４は、バイパス流量調整弁７ａの開度を制御して高低圧熱交換器６の出口側過熱度を調整する機能を担っている。室外流量調整手段２７５は、流量調整弁８の開度を制御して室外機１０での冷媒の流量を調整する機能を担っている。以下、冷房運転時と暖房運転時とに分けて各手段の機能を具体的に説明する。

制御装置２７は、冷房運転では、室内熱交換器１００が蒸発器となるので、ここで所定の熱交換能力が発揮されるように蒸発温度（蒸発器の二相冷媒温度）が設定され、この蒸発温度を実現する圧力の値を低圧目標値として設定する。そして、圧縮機制御手段２７１がインバータ回路による圧縮機１の回転数制御を行なう。圧縮機１の運転容量は、第２圧力センサ１６（第２圧力センサ１６ａ及び第２圧力センサ１６ｂ）で計測される圧力が定められた目標値、たとえば飽和温度１０℃に相当する圧力になるよう制御される。

また、圧縮機１の回転数制御により、凝縮温度（凝縮器の二相冷媒温度）も変化するが、性能、信頼性確保のため、凝縮温度として一定の範囲が設定され、この凝縮温度を実現する圧力の値を、高圧目標値として設定する。圧縮機制御手段２７１と室外熱交換量制御手段２７２とにより、第１圧力センサ１５（第１圧力センサ１５ａ及び第１圧力センサ１５ｂ）で計測される圧力が目標範囲内になるよう制御される。

さらに、室内過熱度制御手段２７３により、膨張弁１０１が（第８温度センサ１０３（温度センサ１０３ａ及び温度センサ１０３ｂ）の温度）−（第９温度センサ１０４（第９温度センサ１０４ａ及び第９温度センサ１０４ｂ）の温度）で演算される室内熱交換器１００の出口の過熱度が目標（温度）値となるように開度制御される。この目標値としては、予め定められた目標値、たとえば５℃を用いる。目標となる出口過熱度に制御することで、室内熱交換器１００内の二相状態の冷媒が占める割合を好ましい状態に保つことができる。

またさらに、流量調整弁８は、室外流量調整手段２７５によって予め定められた初期開度、たとえば全開または全開に近い開度に制御される。バイパス流量調整弁７は、高低圧熱交換器過熱度制御手段２７４によって（第４温度センサ２０（第４温度センサ２０ａ及び第４温度センサ２０ｂ）の温度）−（第２圧力センサ１６で計測される圧力から換算される飽和温度）で演算される高低圧熱交換器６の低圧の冷媒が通過する低圧側出口の過熱度があらかじめ定めた目標値となるように開度制御される。目標値は、任意に定めることができるが、ここではたとえば２℃が用いられるとする。これにより、高低圧熱交換器６の仕様に見合った熱交換が実現できる。なお、室内過熱度制御手段２７３を制御装置１０２に設けるようにしてもよい。

制御装置２７は、暖房運転では、室内熱交換器１００が凝縮器となるので、ここで所定の熱交換能力が発揮されるように凝縮温度が設定され、この凝縮温度を実現する高圧の圧力の値を高圧目標値として設定する。そして、圧縮機制御手段２７１がインバータ回路による圧縮機１の回転数制御を行なう。圧縮機１の運転容量は、第１圧力センサ１５で計測される高圧の圧力値が定められた目標値、たとえば飽和温度５０℃に相当する圧力になるよう制御される。また、圧縮機１の回転数制御により、室外熱交換器５の蒸発温度が変化するが、性能、信頼性確保のため、一定の範囲が設定され、この蒸発温度を実現する圧力の値を、低圧目標値として設定する。圧縮機制御手段２７１と室外熱交換量制御手段２７２とにより、第２圧力センサ１６で計測される圧力が目標範囲内になるよう制御される。

さらに、室内過熱度制御手段２７３により、膨張弁１０１が（第１圧力センサ１５で計測される圧力から換算される飽和温度）−（第９温度センサ１０４の温度）で演算される室内熱交換器１００の出口側の過冷却度（以下、室内熱交換器出口過冷却度という）が目標（温度）値となるように開度制御される。この目標値としては、予め定められた目標値、たとえば１０℃を用いる。目標となる出口過熱度に制御することで、室内熱交換器１００内の二相状態の冷媒が占める割合を好ましい状態に保つことができる。

またさらに、バイパス流量調整弁７は、高低圧熱交換器過熱度制御手段２７４によって予め定められた初期開度、たとえば全閉に近い開度に固定して制御される。室外流量調整手段２７５は、圧縮機吐出過熱度［（第１温度センサ１７（第１温度センサ１７ａ及び第１温度センサ１７ｂの温度）−（第１圧力センサ１５で計測される圧力から換算される飽和温度）］及び蒸発器出口過熱度［（第６温度センサ２２（第６温度センサ２２ａ及び第６温度センサ２２ｂ）の温度）−（第２圧力センサ１６で計測される圧力から換算される飽和温度）］を演算して流量調整弁８の開度が制御される。

ここで、暖房運転と冷房運転の違いをみると、冷房運転では液配管２０５、液枝管２０７ａ、及び、液枝管２０７ｂに高圧の液冷媒が存在する一方、暖房運転では液配管２０５、液枝管２０７ａ、及び、液枝管２０７ｂに中間圧の液相または飽和液に近い二相冷媒が存在する。したがって、暖房運転では冷房運転に比べて液配管２０５、液枝管２０７ａ、及び、液枝管２０７ｂ内を流れる冷媒の量は少なく、その分発生した余剰冷媒がアキュムレータ１２に液冷媒として溜まることになる。大容量化した空気調和装置では、共通の液配管２０５や液分岐管２０３ａ、液分岐管２０３ｂ、液枝管２０７ａ、液枝管２０７ｂの管径、配管長が増加するが、それに比例して冷媒量も増加するため、余剰冷媒の量もさらに増大することになる。

図１に示すような室外機を２台で構成する空気調和装置Ａでは、個々の室外機１０ａ、室外機１０ｂにて十分な均液制御が実施される場合、各室外機の能力に見合ったアキュムレータ１２の容積としている。そのため、室外機１０ａのアキュムレータ１２ａ、及び、室外機１０ｂのアキュムレータ１２ｂ内に発生する余剰冷媒は、アキュムレータ１２ａとアキュムレータ１２ｂとの間を接続する均圧・均液管を有さない回路では、圧縮機起動後、運転中に均液制御を実施しない冷房運転において、一方の室外機内に余剰冷媒が偏って分布すると、運転中にそれを均等に分布させるのが困難となる。

アキュムレータ１２ａ及びアキュムレータ１２ｂの液面状態については、圧縮機吸入過熱度［（第７温度センサ２８（第７温度センサ２８ａ及び第７温度センサ２８ｂ）の温度）−（第２圧力センサ１６で計測される圧力から換算される飽和温度）］（以下、ＴｓＳＨ（ＴｓＳＨａ及びＴｓＳＨｂ）と称する）、あるいは、圧縮機吐出過熱度［（第６温度センサ２２の温度）−（第１圧力センサ１５で計測される圧力から換算される飽和温度）］（以下、ＴｄＳＨ（ＴｄＳＨａ及びＴｄＳＨｂ）と称する）を演算して、たとえば液面の安定しない圧縮機起動後の１０分以降にそのＴｓＳＨあるいはＴｄＳＨが予め定められた目標値、たとえば１０℃を下回った場合は、アキュムレータ１２ａ、及びアキュムレータ１２ｂの有効容積に対して余剰冷媒過多と判定して、運転を停止させる（以下、オーバーフロー異常と称する）。

そのため均液手段を持たない回路あるいは均液手段のための制御手段を有さないシステムでは、一度アキュムレータの許容量を超えた場合に、繰り返しオーバーフロー異常にて停止に陥る可能性がある。そこで、一度オーバーフロー異常で停止した室外機側のアキュムレータ１２ａ又はアキュムレータ１２ｂ、及び、液冷媒が分布する箇所（室外熱交換機５〜液側開閉弁９（液側開閉弁９ａ及び液側開閉弁９ｂ））から、一方の余剰冷媒が少ない室外機側へ冷媒を移動させる必要がある。この冷媒移動により、一度オーバーフロー異常が発生した室外機から再度オーバーフロー異常に至ることを回避して、正常な（理想とする）冷媒分布として運転を継続させることができる。

図５は、実施の形態１における制御処理の流れを示すフローチャートである。図５に基づいて、実施の形態１の特徴事項である制御装置２７が実行する制御処理の流れについて詳細に説明する。まず、ユーザにより室内機リモコンスイッチがＯＮされると、圧縮機１が駆動を開始する。圧縮機１が駆動されることで、空気調和装置Ａによる運転が開始される（ステップＳ０）。なお、ここでは、室外機１０ａ及び室外機１０ｂ、室内機５０ａ及び室内機５０ｂの電源投入後に制御装置２７を構成する各制御手段は、各センサの初期状態検知に応じた初期設定による固定値を設定して、立ち上げ処理を完了しているものとする。

制御装置２７は、一定時間経過後に、圧縮機１ａあるいは圧縮機１ｂのいずれか一方が冷房運転中であるかどうか判断する（ステップＳ１）。制御装置２７は、圧縮機１ａあるいは圧縮機１ｂのいずれかが冷房運転中であると判断すると（ステップＳ１；ＹＥＳ）、冷房運転中の室外機１０のＴｓＳＨ（ＴｓＳＨａ及びＴｓＳＨｂ）あるいはＴｄＳＨ（ＴｄＳＨａ及びＴｄｓｈｂ）からアキュムレータ１２内に存在する余剰冷媒の液面状態を判断する（ステップＳ２）。たとえば、制御装置２７は、冷房運転中の室外機１０ａのＴｄＳＨａが予め定められた基準値（たとえば１０℃以下に）到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けたかどうかで余剰冷媒の液面状態を判断する。

制御装置２７は、アキュムレータ１２内に存在する冷媒液面が有効容積を超えたと判断した場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）、オーバーフロー異常として圧縮機１ａを停止させる（ステップＳ３）。なお、ここでは、圧縮機１ａを中心に説明しているが、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂの双方が共に起動していた場合においても、制御装置２７が一方のＴｄＳＨが基準値を検知し続けた場合には圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂの双方を共に停止するものとする。また、制御装置２７は、オーバーフロー異常猶予のために発報はしないようになっている。

制御装置２７は、圧縮機起動可能な条件を満足した場合、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂの再起動許可信号が送信され、オーバーフロー異常を検知して停止した圧縮機１ａとは異なる一方の圧縮機１ｂを再起動させる（ステップＳ４）。これは、オーバーフロー異常が発生した室外機１０ａには、余剰冷媒が多く存在しているため、同一室外機１０ａの圧縮機１ａを再起動させると、再びオーバーフロー異常に至ることが考えられるからである。そのため、起動順序を入れ替えることで正常に起動させながら、停止室外機（室外機１０ａ）の余剰冷媒を移動させる手段が必要となる。そこで、以下の制御処理では、オーバーフロー異常にて停止した室外機１０ａ側の余剰冷媒をもう一方の室外機１０ｂ側へ移動させる際の処理フローについて説明する。

制御装置２７は、室外機１０ｂが冷房運転中であるかどうかを判断する（ステップＳ５）。制御装置２７は、室外機１０ｂが冷房運転中であると判断すると（ステップＳ５；ＹＥＳ）、第１圧力センサ１５ａで停止した室外機１０ａの液冷媒が分布する箇所（室外熱交換機５ａ〜液側開閉弁９ａ）の残圧力を取得する（ステップＳ６）。圧縮機１ａ停止後では第１圧力センサ１５ａの検知値は、外気温度による飽和圧力（＝Ｐｏ）となる。したがって、圧縮機１ａ停止時に第２温度センサ１８ａで検知する周囲温度が高いほど、飽和圧力Ｐｏは高い値を示す。

また、ステップＳ４からステップＳ５に移行する時点を起点として、制御装置２７は、バイパス流量調整弁７ａをある開度に設定して、同時にバイパス流量調整弁７ａを開口する開口タイマａのカウントを開始する（ステップＳ７）。これは、オーバーフロー異常に至る室外機１０ａの異常前運転中の冷媒分布が、アキュムレータ１２ａに余剰冷媒が十分にあるということは、室外熱交換機５ａ〜液側開閉弁９ａの液冷媒が分布する箇所においても十分に液冷媒が存在しており、この液冷媒が分布する箇所にて許容できなくなった余剰冷媒がアキュムレータ１２ａに存在しているため、液冷媒が分布する箇所からの冷媒移動が可能であると判断できるからである。

そこで、制御装置２７は、バイパス流量調整弁７ａをある開度で開口し、室外熱交換機５ａ〜液側開閉弁９ａからバイパス配管２３ａを介して、四方弁４ａ、ガス側開閉弁１１ａ、ガス分岐管２０２ａ、ガス分配器２００、ガス分岐管２０２ｂを通り、運転中の室外機１０ｂの低圧ラインに冷媒を移動させる（ステップＳ８）。ここで規定したバイパス流量調整弁７ａの開口開度は、飽和圧力Ｐｏが高いほど第２圧力センサ１６ｂにて算出される低圧ラインの圧力との差圧が大きくなり、液冷媒のバイパス量が大きくなるため、飽和圧力Ｐｏに応じた開度を設定することで、周囲温度に影響されることなく一定の液冷媒移動量を保証できるものとする。つまり、飽和温度(周囲温度に影響される)に応じた開度に設定することで、周囲温度にて移動量が変化せずに、一定量を流すことが可能になる。

次に、バイパス流量調整弁７ａを開口させることで可能とする液冷媒移動制御の終了条件について説明する（ステップＳ９〜ステップＳ１１）。制御装置２７は、たとえば運転中の室外機１０ｂのＴｄＳＨｂが予め定められた基準値（たとえば１０℃以下）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けたかどうかを判断する（ステップＳ９）。制御装置２７は、ＴｄＳＨｂが予め定められた基準値に到達した時点から連続して所定時間、その基準値を検知し続けたと判断すると（ステップＳ９；ＹＥＳ）、冷媒を移動させているバイパス流量調整弁７ａを封止させるように制御する（ステップＳ１２）。これは、液冷媒移動の過程で運転ユニット側への液バック量過多を防止する目的での終了条件とする。

または、制御装置２７は、第１圧力センサ１５ａで検知する圧力（＝飽和圧力Ｐｏ）が第２圧力センサ１６ｂで検知する圧力以下となった時点から連続して所定時間（たとえば２分間）、その基準値を検知し続けたかどうかを判断する（ステップＳ１０）。制御装置２７は、第１圧力センサ１５ａで検知する圧力が第２圧力センサ１６ｂで検知する圧力以下となった時点から連続して所定時間、その基準値を検知し続けたと判断すると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、バイパス流量調整弁７ａを封止させるように制御する（ステップＳ１２）。これは、室外機１０ａの室外熱交換機５ａ〜液側開閉弁９ａの液冷媒が分布する箇所の圧力と運転中の低圧ラインの圧力との差がなくなった時点で冷媒の移動はなくなり、また圧力差が逆転することで液冷媒の逆流を防止することを目的とする。

または、制御装置２７は、バイパス流量調整弁７ａの開口のカウントタイマｔａが、たとえばｔａ＝ｔ１（＝目標時間：５分）に到達したかどうかを判断する（ステップＳ１１）。制御装置２７は、バイパス流量調整弁７ａの開口のカウントタイマｔａがｔ１に到達したと判断すると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、その時点でバイパス流量調整弁７ａを封止させるように制御する（ステップＳ１２）。これは、飽和圧力Ｐｏにより算出されたバイパス流量調整弁７ａの開口開度から液冷媒が適正量（目標移動量）に到達したと判断したため、バイパス流量調整弁７ａを閉止することを目的とする。

空気調和装置Ａでは、ステップＳ１１での終了を本来の制御目標値としている。しかしながら、空気調和装置Ａでは、仮にステップＳ１１のみで適正に冷媒移動が実施されない場合を考慮して、ステップＳ９及びＳ１０を終了条件として導入し、これら（ステップＳ９〜ステップＳ１１）のいずれかを満足することで、目標移動量に対する精度を向上させているものとする。

制御装置２７は、バイパス流量調整弁７ａを閉止すると（ステップＳ１２）、タイマａでカウントしていた時間を０（リセット）に戻す（ステップＳ１３）。その後、制御装置２７は、ステップＳ６〜Ｓ１３で実施した液冷媒移動制御終了からの経過時間をタイマａ’にてカウントアップ開始する（ステップＳ１４）。それから、制御装置２７は、カウントタイマｔａ’が、たとえば１５分経過した後にステップＳ６〜Ｓ１３で実施した制御フローが適正であるか判断する（ステップＳ１５）。つまり、制御装置２７には、ステップＳ６〜Ｓ１３で実施した制御フローが適正であるかどうかを判断するための診断機能及び冷媒量再調整機能を設けている。以下、診断機能及び冷媒量再調整機能について説明する（ステップＳ１６〜ステップＳ２１）。

制御装置２７は、圧縮機１ｂのみ（液冷媒移動先のユニットのみ）が運転しているかどうか判断する（ステップＳ１６）。制御装置２７は、圧縮機１ｂのみが運転していると判断すると（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、冷媒移動量が適正であったかどうかを判断する（ステップＳ１７）。つまり、制御装置２７は、ＴｄＳＨｂが予め定められた基準値（たとえば、５℃以下）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けたかどうかで冷媒移動量が適正であったかどうかを判断する。ただし、制御装置２７が圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂの双方が共に起動あるいは停止していると判断すると（ステップＳ１６；ＮＯ）、本制御を終了し、ステップＳ１に戻る。

制御装置２７は、ＴｄＳＨｂが予め定められた基準値に到達した時点から連続して所定時間、その基準値を検知し続けたと判断すると（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、ステップＳ６〜Ｓ１３で実施した液冷媒移動量が目標値と比較して過剰に移動したと判断し、タイマａ’でカウントしていた経過時間を０（リセット）に戻し、ステップＳ２１へ移行するまで圧縮機１ａの起動許可を禁止する（ステップＳ１８）。そして、制御装置２７は、再度停止側室外機１０ａへ冷媒を戻す手段を実施する（ステップＳ１９）。

具体的には、制御装置２７は、停止側の流量調整弁８ａの入口側（液側開閉弁９ａを設置している方向）は高圧側であるのに対して、流量調整弁８ａの出口側（高低圧熱交換器６ａを設置している方向）は第２温度センサ１８ａで検知する周囲温度の飽和圧力相当であり、流量調整弁８ａの入口側に対して負圧となるため、流量調整弁８ａをある開度に開口することにより、室外機１０ａ側へ冷媒が移動することができる。

さらに、制御装置２７は、ＴｄＳＨｂが予め定められた基準値（たとえば２０℃以上）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けたかどうかを判断する（ステップＳ２０）。制御装置２７は、ＴｄＳＨｂが予め定められた基準値に到達した時点から連続して所定時間、その基準値を検知し続けたと判断すると（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、液リッチとなっていた室外機１０ｂから適正冷媒量が室外機１０ａへ移動したと判断して、流量調整弁８ａを封止し、室外機１０ａ及び室外機１０ｂ間の冷媒移動を終了する（ステップＳ２１）。

これにより、室外機１０ａ及び室外機１０ｂ間で均圧・均液管を有さない回路においても停止中の室外機から冷媒を移動することが可能となる。ただし、制御装置２７は、その後にＴｄＳＨｂが、予め定められた基準値（たとえば１０℃以下）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けたと判断すると（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、アキュムレータ１２ｂ内の液面が、アキュムレータ１２ｂの有効容積を超え、冷媒量移行の調整不可と判断して、オーバーフロー異常を発報して（ステップＳ２３）、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂを停止させる。なお、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂの自動復帰不可とする。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置Ｂの冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図６に基づいて、空気調和装置Ｂの回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置Ｂは、空気調和装置Ａと同様に冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用して、冷房運転又は暖房運転を行なうものである。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、図６では、実線矢印が冷房運転時における冷媒回路を、破線矢印が暖房運転時における冷媒回路を、それぞれ示している。

実施の形態１では室外機が２台、室内機が２台、接続されているシステムを例に示したが、実施の形態２では室外機が３台、室内機が２台接続されているシステムを例に示している。つまり、空気調和装置Ｂは、３台の熱源機（室外機１０ａ、室外機１０ｂ、及び、室外機１０ｃ）と、２台の利用側ユニット（室内機５０ａ及び室内機５０ｂ）と、が冷媒配管（実施の形態１と同様な各配管及び分岐管）で接続されて構成されている。なお、室外機１０ｃは、室外機１０ａと同様の構成となっている。つまり、室外機１０ａの構成部品の「ａ」を「ｃ」に変更すれば室外機１０ｃの構成部品となる。また、空気調和装置Ｂの基本的な動作も空気調和装置Ａと同様である。

図７は、実施の形態２における制御処理の流れを示すフローチャートである。図７に基づいて、実施の形態２の特徴事項である制御装置２７が実行する制御処理（オーバーフロー異常発生後の余剰冷媒処理）の流れについて詳細に説明する。空気調和装置Ｂは、３台以上の複数台の室外機が接続されて構成されているため、実施の形態１に係る空気調和装置Ａのように余剰冷媒がある室外機（たとえば、室外機１０ａ）に偏液し、その室外機がオーバーフローした場合は、他の室外機との液冷媒移動の処理がより複雑化することが容易に理解できる。そこで、空気調和装置Ｂでは、以下のような処理手順にて３台以上の室外機についても同様の余剰冷媒処理を実施することで、最適な冷媒分布状態に戻すことを可能としている。

ステップＳＳ０〜ステップＳＳ５までは、図５で示したステップＳ０〜ステップＳ５と同様の処理手順であるために説明を省略する。ステップＳＳ５以降のステップＳＳ６では、室外機３台の内、２台の室外機の圧縮機が起動している場合のオーバーフロー異常が発生した室外機からの余剰冷媒処理を実施する制御手順が示してある。ステップＳＳ７からステップＳＳ１３までは、ステップＳＳ３にて圧縮機１ａを停止後、圧縮機１ｂのみしか起動してない場合であり、これは図５のフローチャートで示した室外機２台構成での余剰冷媒処理方法と同一である。

一方、ステップＳＳ１４からステップＳＳ２０までは、ステップＳＳ３にて圧縮機１ａの停止後、圧縮機１ｂ及び圧縮機１ｃが起動している場合であり、室外機１０ｂ及び室外機１０ｃ側に室外機１０ａに分布する冷媒を移動させることで、室外機が３台以上の構成でも室外機２台と同様に冷媒を適正に分布し直すことができる。まずステップＳＳ１４からステップＳＳ１６においてオーバーフロー異常が発生した室外機１０ａのバイパス流量調整弁７ａをある開度で開口し、室外熱交換機５ａ〜液側開閉弁９ａからバイパス配管２３ａを介して、四方弁４ａ、ガス側開閉弁１１ａ、ガス分岐管２０２ａ、ガス分配器２００ａ、ガス分配器２００ｄ、ガス分岐管２０２ｂ、ガス分岐管２０２ｃを通り、運転中の室外機１０ｂ及び室外機１０ｃの低圧ラインに冷媒を移動させる。

ステップＳＳ１７からステップＳＳ１９において、バイパス流量調整弁７ａを開口させることで可能とする液冷媒移動制御の終了条件について説明する。図５でのステップＳ９〜ステップＳ１１での終了条件と同様の判定条件で終了させるが、ステップＳＳ１８では、室外機１０ｂ及び室外機１０ｃの２台が起動しているため、そのいずれか一方のＴｄＳＨｂあるいはＴｄＳＨｃが予め定められた基準値（たとえば１０℃以下）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けると、冷媒を移動させているバイパス流量調整弁７ａを封止させるようにする。これにより、いずれか一方の室外機でも液冷媒移動の過程で運転ユニット側への液バック量過多となることを防止する。

また、ステップＳＳ１９では、運転室外機が２台となるため、運転室外機が１台の場合よりも液冷媒の移動先の冷媒許容量が増加するため、１台の室外機のみが運転している場合よりも開口時間を増加させることができる。たとえば、［２台の室外機が運転している場合の電子膨張弁開口時間］＝［１台の室外機のみが運転している場合の電子膨張弁開口時間］×α（２台運転での開口時間延長係数）とすることができる。ただし、ここで規定するαはα≧１とし、室外機の運転台数によらずオーバーフロー異常にて停止した室外機からの目標とする液移動量が一定の場合はα＝１とする。

次に、ステップＳＳ２１に移行した後、ステップＳＳ２２以降でステップＳＳ７〜ＳＳ１３あるいはＳＳ１４〜ＳＳ２０にて実施した制御フローの最適性を判断し、更に冷媒移動量の調整が必要な場合は、ステップＳＳ２４〜ステップＳＳ２９及びステップＳＳ３０〜ステップＳＳ３５において冷媒量再調整を実施する。３台構成の室外機の内、１台のみが起動しているパターン（ここでは室外機１０ｂとする）では、停止している２台の室外機１０ａ及び室外機１０ｃに冷媒を返すことで、ステップＳＳ２７またはステップＳＳ３３で過剰に移動したと判断した室外機に分布する冷媒量を減少させることが可能である。また、２台の室外機が起動しているパターン（ここでは室外機１０ｂ及び室外機１０ｃとする）でも同様に、停止している１台の室外機１０ａのみに冷媒を移動させることで、冷媒量の再調整が可能となり、より適正な冷媒分布に至らせることができる。

実施の形態３.
図８は、実施の形態３に係る空気調和装置の制御処理の流れを示すフローチャートである。図８に基づいて、実施の形態３の特徴事項である制御装置２７が実行する制御処理の流れについて詳細に説明する。なお、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明するものとする。また、空気調和装置の回路構成については、実施の形態１に係る空気調和装置Ａと同様であるため、実施の形態１に係る空気調和装置Ａと同一部分には、同一符号を付して説明するものとする。

実施の形態１で説明した図５の制御フローチャートの中で、冷媒の移動量を判定する目標パラメータとしてＴｄＳＨａ及びＴｄＳＨｂを用いた場合を例にしたが、実施の形態３では冷媒分布量を判断する指標として、室外熱交換器５の出口の過冷却度（以下、ＳＣＯ（ＳＣＯａ及びＳＣＯｂ）と称する）及び高低圧熱交換器６の出口の過冷却度（以下、ＳＣＣ（ＳＣＣａ及びＳＣＣｂ）と称する）を用いて冷媒の移動量を判定する場合について説明する。

ＳＣＯ［（第１圧力センサ１５で計測される圧力から換算される飽和温度）−（第３温度センサ１９の温度）］、及び、ＳＣＣ［（第１圧力センサ１５で計測される圧力から換算される飽和温度）−（第５温度センサ２１（第５温度センサ２１ａ及び第５温度センサ２１ｂ）の温度）］は、液冷媒の分布量を示しているため、ステップＳＳＳ９では冷媒分布量が定められた目標値、たとえばＳＣＯｂあるいはＳＣＣｂが１５℃以上に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けると、移動先の液移動量が十分であると判断して、冷媒を移動させているバイパス流量調整弁７ａを封止させるようにする。

また、ステップＳＳＳ１７では、ＳＣＯｂあるいはＳＣＣｂが、予め定められた基準値（たとえば１５℃以下）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けると、ステップＳＳＳ６〜ＳＳＳ１３で実施した液冷媒移動量が目標値と比較して過剰に移動したと判断し、実施の形態１と同様に冷媒分布量の再調整をステップＳＳＳ１８以降で実施する。

ステップＳＳＳ２０では、ＳＣＯｂあるいはＳＣＣｂが予め定められた基準値（たとえば１５℃以下）に到達した時点から連続して所定時間（たとえば５分間）、その基準値を検知し続けると、運転中の室外機１０ｂから冷媒が適正量移動したと判断し、流量調整弁を封止し、室外機１０ａ及び室外機１０ｂ間の冷媒移動を終了する。これにより、実施の形態１と同様に室外機１０ａ及び室外機１０ｂ間で均圧・均液管を有さない回路においても停止中の室外機から冷媒を移動することが可能となる。

また、第５温度センサ２１で検知するＳＣＣは、高低圧熱交換器６の出口の過冷却度であるため、第３温度センサ１９よりも温度が低下し、ＳＣＯと比較するとＳＣＯ＜ＳＣＣの関係が成り立つ。冷媒分布量の判定条件では、どの箇所で液冷媒が分布しているかによって、たとえば高低圧熱交換器６での出口部分でのみ過冷却度が高い場合は、高低圧熱交換器６内での熱交換量が過大となったのみ、つまりバイパス配管２３を通過する高低圧バイパス量過多による影響の可能性もあることがわかる。

そのため、ＳＣＯ及びＳＣＣの両方の値を総合的に判断し、たとえばステップＳＳＳ９においてＳＣＯ≧１０かつＳＣＣ≧２０にて十分に液冷媒が移動したと判断することで、より適正な移動量の判定が可能となる。また、実施の形態３で示した制御処理は、実施の形態２で説明したような３台以上の室外機が接続されて構成される空気調和装置についても適用可能である。

実施の形態４.
図９は、実施の形態４に係る空気調和装置の制御処理の流れを示すフローチャートである。図９に基づいて、実施の形態４の特徴事項である制御装置２７が実行する制御処理の流れについて詳細に説明する。なお、実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明するものとする。また、空気調和装置の回路構成については、実施の形態１に係る空気調和装置Ａと同様であるため、実施の形態１に係る空気調和装置Ａと同一部分には、同一符号を付して説明するものとする。

実施の形態４では、複数の室外機が接続されて構成されるシステムにおいて、実施の形態１及び実施の形態２を実現可能とする回路で特に停止中に運転する室外機の低圧ラインよりも高い圧力を有する部分に液冷媒が分布し、運転する室外機の低圧ラインへバイパスさせる回路（バイパス配管２３）とその回路を開閉できるバイパス流量調整弁７を有する冷媒回路をもつ室外機１０において、室外機１０ａ又は室外機１０ｂの内、どちらか一方の圧縮機１ａあるいは圧縮機１ｂなどが破損した場合に運転を継続させながら、圧縮機の交換時間を短縮することができる手段を講じたものである。ただし、一方の圧縮機が破損した場合に応急的に一方の室外機のみ運転が可能である室外機にて構成されるシステムとする。

従来の空気調和装置では、運転状態を確認しながら、手動操作によって、室外機を延長配管と切り離す接続部のガス側開閉弁及び液側開閉弁を操作することでポンプダウン運転（延長配管内に存在する冷媒を空調機内に全て移動させた上で空調機からの冷媒の流入・流出を封止する）を実行していた。これに対し、実施の形態４に係る空気調和装置では、ユニットに付属する圧力センサーからの検知値を利用することで、より正確かつ迅速にポンプダウン運転を実行することを可能にしている。したがって、空気調和装置のメンテナンス性が大幅に向上することになる。

それは、手動操作によるポンプダウン運転では、周囲負荷に応じた運転により、冷媒回収速度（ポンプダウン運転継続時間）が制限されていたからである。また、圧力センサーからの検知値を外部出力で確認した場合、出力値確認後に封止操作を実施するために、封止前に運転範囲を逸脱するなどして、異常停止が発生してしまう可能性があったからである。そこで、この実施の形態４に係る空気調和装置では、以下の制御処理を実行することにより、従来の空気調和装置が有している課題を解決することを可能にしている。

この場合、ステップＳＴ１にて圧縮機１ａが破損し、停止している室外機１０ａの液側開閉弁９ａ及びガス側開閉弁１１ａを封止し、系外への冷媒の流入・流出を防止する。その後ステップＳＴ２において圧縮機１ｂが運転を継続している場合、ステップＳＴ３においてバイパス流量調整弁７ａを最大開度まで開口させる。この時、室外熱交換機５ａ〜液側開閉弁９ａに分布する冷媒の圧力は周囲温度による飽和圧力となるから、運転中の第２圧力センサ１６ｂにて検知した圧力よりも高いため、その冷媒はバイパス配管２３ａを介して、四方弁４ａ、ガス側開閉弁１１ａ、ガス分岐管２０２ａ、ガス分配器２００、ガス分岐管２０２ｂを通り、運転中の室外機１０ｂの低圧ラインに移動する。

そこで、運転中のユニットが運転許容範囲を逸脱して停止しないように、まずステップＳＴ５では前記同様にＴｄＳＨｂが目標値に達するまでバイパス流量調整弁７ａを開口する。また、ステップＳＴ６においても前記同様にバイパス配管２３ａから逆流しない圧力までバイパス流量調整弁７ａを開口した後に、更に停止室外機内の冷媒量をできる限り移動させるため、ステップＳＴ７及びステップＳＴ８において第１圧力センサ１５ｂでの検知圧力６３ＨＳ及び第２圧力センサ１６ｂにおいて予め定められた基準値６３ＬＳ、たとえば６３ＨＳ＝３５ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以下あるいは６３ＬＳ＝４ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以上の範囲内を検知すると、圧縮機１ａの周波数をたとえばΔＦ＝１０Ｈｚを増速させた時点から連続して、たとえば１０分間その基準値を検知し続けると、ステップＳＴ１０においてバイパス流量調整弁７ａを封止させ、そのバイパス回路を遮断する。

これは、圧縮機周波数を増加させることにより、バイパス配管２３ａからの冷媒流出先である運転中の室外機１０ｂの低圧ラインの圧力を低下させ、停止中の液冷媒が存在する箇所との圧力差を更に設けることで移動を可能とする。これにより、ステップＳＴ１１において回収すべき残留冷媒は軽減され、ステップＳＴ１１での室外機１０ａに存在する冷媒の回収時間を短縮することができる。またステップＳＴ１２、ＳＴ１３完了後に再度封入する冷媒量の低減により封入時間の短縮と、封入冷媒量低減によるコストメリットも可能とする。

なお、各実施の形態に係る空気調和装置は、冷凍装置やルームエアコン、パッケージエアコン、冷蔵庫や、加湿器、調湿装置、ヒートポンプ給湯機等に適用することが可能である。したがって、空気調和装置の適用される目的・用途に応じて使用する冷媒や、室外機１０の台数、室内機５０の台数を決定するとよい。また、制御装置２７及び制御装置１０２は、空気調和装置の全体を制御できるようなマイクロコンピュータ等で構成するとよい。

１ 圧縮機、１ａ 圧縮機、１ｂ 圧縮機、１ｃ 圧縮機、２ オイルセパレータ、２ａ オイルセパレータ、２ｂ オイルセパレータ、３ 逆止弁、３ａ 逆止弁、３ｂ 逆止弁、４ 四方弁、４ａ 四方弁、４ｂ 四方弁、５ 室外熱交換器、５ａ 室外熱交換器、５ｂ 室外熱交換器、６ 高低圧熱交換器、６ａ 高低圧熱交換器、６ｂ 高低圧熱交換器、７ 高低圧熱交換器バイパス流量調整弁（バイパス流量調整弁）、７ａ 高低圧熱交換器バイパス流量調整弁（バイパス流量調整弁）、７ｂ 高低圧熱交換器バイパス流量調整弁（バイパス流量調整弁）、８ 室外機流入流量調整弁（流量調整弁）、８ａ 室外機流入流量調整弁（流量調整弁）、８ｂ 室外機流入流量調整弁（流量調整弁）、９ 液側開閉弁、９ａ 液側開閉弁、９ｂ 液側開閉弁、１０ 室外機、１０ａ 室外機、１０ｂ 室外機、１０ｃ 室外機、１１ ガス側開閉弁、１１ａ ガス側開閉弁、１１ｂ ガス側開閉弁、１２ アキュムレータ、１２ａ アキュムレータ、１２ｂ アキュムレータ、１３ 返油バイパス回路、１３ａ 返油バイパスキャピラリ、１４ 返油バイパス用電磁弁、１４ａ 返油バイパス用電磁弁、１５ 第１圧力センサ、１５ａ 第１圧力センサ、１５ｂ 第１圧力センサ、１６ 第２圧力センサ、１６ａ 第２圧力センサ、１６ｂ 第２圧力センサ、１７ 第１温度センサ、１７ａ 第１温度センサ、１７ｂ 第１温度センサ、１８ａ 第２温度センサ、１９ 第３温度センサ、１９ａ 第３温度センサ、１９ｂ 第３温度センサ、２０ 第４温度センサ、２０ａ 第４温度センサ、２０ｂ 第４温度センサ、２１ 第５温度センサ、２１ａ 第５温度センサ、２１ｂ 第５温度センサ、２２ 第６温度センサ、２２ａ 第６温度センサ、２２ｂ 第６温度センサ、２３ バイパス配管、２３ａ バイパス配管、２３ｂ バイパス配管、２４ａ 接続点、２５ａ 接続点、２６ 液配管、２６ａ 液配管、２７ 制御装置、２７ａ 制御装置、２７ｂ 制御装置、２８ 第７温度センサ、２８ａ 第７温度センサ、２８ｂ 第７温度センサ、３０ 返油バイパス回路、３０ａ 返油バイパス回路、３０ｂ 返油バイパス回路、５０ 室内機、５０ａ 室内機、５０ｂ 室内機、１００ 室内熱交換器、１００ａ 室内熱交換器、１００ｂ 室内熱交換器、１０１ 膨張弁、１０１ａ 膨張弁、１０１ｂ 膨張弁、１０２ 制御装置、１０２ａ 制御装置、１０３ 第８温度センサ、１０３ａ 第８温度センサ、１０３ｂ 第８温度センサ、１０４ 第９温度センサ、１０４ａ 第９温度センサ、１０４ｂ 第９温度センサ、２００ ガス分配器、２００ａ ガス分配器、２００ｄ ガス分配器、２０１ 液分配器、２０２ａ ガス分岐管、２０２ｂ ガス分岐管、２０２ｃ ガス分岐管、２０３ａ 液分岐管、２０３ｂ 液分岐管、２０４ ガス配管、２０５ 液配管、２０６ａ ガス枝管、２０６ｂ ガス枝管、２０７ａ 液枝管、２０７ｂ 液枝管、２７１ 圧縮機制御手段、２７２ 室外熱交換量制御手段、２７３ 室内過熱度制御手段、２７４ 高低圧熱交換器過熱度制御手段、２７５ 室外流量調整手段、Ａ 空気調和装置、Ｂ 空気調和装置。

Claims (6)

1. 圧縮機、室外熱交換器、アキュムレータ、前記室外熱交換器の冷房運転時の下流側から前記アキュムレータの上流側に接続させたバイパス配管、及び、前記バイパス配管に設けられたバイパス流量調整弁から少なくとも構成される複数台の室外機と、
   前記複数台の室外機がガス管と液管とで並列に接続される少なくとも１台の室内機と、を有する空気調和装置において、
   圧縮機吸入過熱度あるいは圧縮機吐出過熱度が所定の目標値を所定時間継続して下回ったとき前記アキュムレータにオーバーフローが発生していると判断し、前記圧縮機を停止させ、停止させた圧縮機を有している室外機のバイパス流量調整弁の開口開度を制御して、このバイパス流量調整弁が設けられているバイパス配管及び前記ガス管を介して、停止させた圧縮機を有している室外機から駆動中の圧縮機を有している室外機の低圧ラインに冷媒を移動させる制御装置を備えた
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御装置は、
   駆動中の圧縮機を有している室外機の圧縮機吐出過熱度が所定の目標値を所定時間継続して下回ったとき、停止させた圧縮機の吐出側の圧力値が駆動中の圧縮機の吸入側の圧力値以下となったとき、あるいは、所定時間経過したときに、停止させた圧縮機を有している室外機のバイパス流量調整弁を封止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記複数の室外機に共通の液配管と各室外機の各室外熱交換器との間に、前記各室外機に流入する冷媒量を調整するための流量調整弁を設け、
   前記制御装置は、
   駆動している圧縮機の圧縮機吐出過熱度が所定の目標値を所定時間継続して下回ったとき、停止している圧縮機を有している室外機の流量調整弁を開口開度を制御して、前記液配管を介して、駆動中の圧縮機を有している室外機から停止させた圧縮機を有している室外機に冷媒を移動させる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記制御装置は、
   前記各室外機の周囲温度に基き、前記バイパス流量調整弁の開口開度を調整する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記制御装置は、
   駆動中の圧縮機の圧縮機吸入過熱度あるいは圧縮機吐出過熱度が、所定の目標値の範囲内となるように前記バイパス流量調整弁の開口開度を調整する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記制御装置は、
   駆動中の圧縮機を有している室外機の室外熱交換器の出口側過冷却度が、所定の目標値の範囲内となるように前記バイパス流量調整弁の開口開度を調整する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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