JP5316457B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱源ユニットに複数の圧縮機を備えた空気調和装置に関する。

近年、ビルや大店舗等の比較的大規模な施設には、大容量化した室外側ユニットに複数の室内側ユニットを冷媒配管で接続した冷媒回路を有する空気調和装置が用いられている。この種の室外側ユニットには複数台の圧縮機が内蔵され、この複数台の圧縮機を運転制御することによって高い空調負荷にも対応することができるように構成されている。
例えば、特許文献１には、複数の室外側ユニットにそれぞれ複数の能力可変型の圧縮機を内蔵し、空調負荷に応じて各圧縮機の運転回転数を制御するようにした空気調和装置が開示されている。

国際公開第２００４／０８８２１２号

より高い空調負荷に対応するために室外側ユニットを大容量化するには、室外側ユニットに内蔵する圧縮機の個数を多くしたり、各圧縮機の容量を増大したりすることが考えられる。しかし、前者の場合、室外側ユニットが大型化するとともにコストが増大するため、好ましくない。また、後者の場合には、個々の圧縮機が大容量なると、小さい空調負荷に対応することができなくなるとともに、小さい負荷変動に応答性よく対応することが困難になるという欠点がある。特許文献１に記載の技術では、このような小さい空調負荷や負荷変動に対応することについては特に考慮されていない。

また、最近では、空調負荷が大きいときに全ての圧縮機を最高能力で運転する場合よりも、むしろ空調負荷が小さい場合や中程度の場合に、より効率よく複数の圧縮機を運転させ、省エネルギー化を図ることが重要視されており、室外側ユニットの大容量化との両立が望まれている。

本発明は、複数の圧縮機によって大能力化（大容量化）を可能としながらも、より小さい空調負荷や負荷変動にも対応することが可能な空気調和装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明の空気調和装置は、並列接続された複数の能力可変型の圧縮機を有する熱源ユニットと、前記熱源ユニットに冷媒配管を介して接続される利用側ユニットと、前記圧縮機を運転制御する制御部とを備えている空気調和装置において、複数の前記圧縮機は、互いに能力が異なるものとされ、前記制御部は、前記利用側ユニットの空調負荷に応じて、より能力の小さい圧縮機から順に起動させ、さらに、前記制御部は、複数の圧縮機が運転している間、各圧縮機の最低能力の比率に応じた能力で各圧縮機を運転させることを特徴とする。

本発明の空気調和装置の熱源ユニットには、互いに能力が異なる複数の能力可変型の圧縮機が備えられている。そして、この複数の圧縮機は、制御部によってより能力の小さい圧縮機から順に起動される。そのため、より小さい空調負荷に対応して圧縮機を運転することが可能になるとともに、空調負荷のより小さい変動にも応答性よく対応することができる。また、利用側ユニットの空調負荷が増大した場合には、より能力の大きい圧縮機を起動させることによって、より高い空調負荷にも対応することができる。
また、前記制御部は、複数の圧縮機が運転している間、各圧縮機の最低能力の比率に応じた能力で各圧縮機を運転させるので、特定の圧縮機のみが高い能力で運転することが無くなり、各圧縮機を能力に応じて効率よく運転することができる。また、例えば、利用側ユニットの空調負荷が低下し、全ての圧縮機の運転能力を最低能力まで下げて運転しようとする場合に、ある圧縮機の運転能力が最低に達してもなお、他の圧縮機の運転能力が最低能力にまで達していないと、当該圧縮機の運転能力を急激に減少させる必要が生じ、効率が悪化する。本発明では、このような問題を解消することができる。

（２） 前記制御部は、運転中の圧縮機の運転能力が、当該運転中の圧縮機の最低能力と、運転中の圧縮機よりも起動優先順位が１つ低い停止中の他の圧縮機の最低能力との総和よりも所定以上高くなった場合に、当該他の圧縮機を起動させるように構成されていてもよい。

圧縮機を複数備えている場合、これらの運転時間に偏りが生じると、特定の圧縮機の耐用年数が短くなり、熱源ユニット全体の耐用年数が短くなる。また、圧縮機は、運転能力が高いほど効率が悪くなるため、特定の圧縮機のみが高い能力で運転することは好ましくない。本発明では、運転中の圧縮機の運転能力が比較的低い段階で、他の圧縮機も同時に運転させることができるので、運転時間の平準化を図り、効率の悪化を防止することができる。

（３） 前記制御部は、複数の前記圧縮機が最低能力で運転し、かつ利用側ユニットの空調負荷に応じた要求能力がさらに減少している場合に、より起動優先順位の低い圧縮機から停止させるように構成されていてもよい。
この場合、できるだけ低い空調負荷においてより多くの圧縮機を同時に運転させることができ、複数の圧縮機の運転時間の平準化を図り、効率の悪化を防止することができる。

本発明によれば、複数の圧縮機によって大能力化を可能としながら、より小さい空調負荷や負荷変動にも対応することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る空気調和装置を示す概略構成図である。 図１に示される空気調和装置の圧縮機を示す模式図である。 圧縮機の起動・停止制御の手順を示すフローチャートである。 圧縮機の運転能力の変化を示すグラフである。 図４のａ部拡大図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空気調和装置の圧縮機を示す模式図である。 同実施形態における圧縮機の起動・停止制御の手順を示すフローチャートである。 変形例に係る圧縮機の運転能力の変化を示すグラフである。 図８のｃ部拡大図である。

《第１の実施の形態》
〔空気調和装置の全体構成〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和装置１０を示す構成図である。
本実施の形態の空気調和装置１０は、冷媒の循環により蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。冷媒回路は、室外側ユニット（熱源ユニット）１１と、室内側ユニット（利用側ユニット）１２と、これらを接続する冷媒配管１３とを備えている。

室内側ユニット１２は、膨張機構１５と、室内側熱交換器１６とを備えている。膨張機構１５は、冷媒圧力の調節や冷媒流量の調節を行うことが可能な電動膨張弁が用いられている。
室内側熱交換器１６は、例えばクロスフィンチューブ式の熱交換器とされており、室内の空気と熱交換するために用いられる。室内側ユニット１２は、室内の空気を図示しないファンによって室内側ユニット１２内に取り込み、室内側熱交換器１６との間で熱交換を行った後に室内に吹き出すように構成されている。なお、本実施の形態の空気調和装置１０では、室内側ユニット１２が１台とされているが、２台以上の室内側ユニット１２が並列に接続されていてもよい。

室外側ユニット１１は、圧縮機Ａ，Ｂと、室外側熱交換器１８と、四路切換弁１９とを備えている。室外側ユニット１１には、２台の圧縮機Ａ，Ｂが設けられており、これら２台の圧縮機Ａ，Ｂは並列に接続されている。各圧縮機Ａ，Ｂは、能力可変型（可変容量型）の圧縮機であり、内蔵されている電動機をインバータ制御することによって、この電動機の運転回転数を段階的又は連続的に変更することが可能である。

室外側熱交換器１８は、例えばクロスフィンチューブ式の熱交換器であり、空気を熱源として冷媒との熱交換するために用いられる。室外側ユニット１１は、図示しないファンによって外気を内部に取り込み、室外側熱交換器１８との間で熱交換を行った後に外部に吹き出すように構成されている。

四路切換弁１９は、冷媒の流れを反転させ、圧縮機Ａ，Ｂから吐出される冷媒を室外側熱交換器１８と室内側熱交換器１６とに切り換えて供給し、冷房運転と暖房運転とを切り換えることが可能となっている。
具体的に、冷房運転時には、四路切換弁１９を実線のように切り換えることによって、冷媒を実線矢印で示す方向に流し、これによって圧縮機Ａ，Ｂから吐出された冷媒を室外側熱交換器１８に供給し、膨張機構１５を通過した冷媒を室内側熱交換器１６に供給する。この際、室外側熱交換器１８は凝縮器とし機能し、圧縮機Ａ，Ｂによって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮・液化させ、室内側熱交換器１６は蒸発器として機能し、膨張機構１５を通過した後の低温低圧の液冷媒を蒸発・気化させる。

暖房運転時には、四路切換弁１９を点線のように切り換えることによって冷媒の流れを反転させ、点線矢印で示す方向に冷媒を流す。これにより、室外側熱交換器１８は蒸発器として機能して膨張機構１５を通過した後の低温低圧の液冷媒を蒸発・気化させ、室内側熱交換器１６は凝縮器として機能して圧縮機Ａ，Ｂによって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮・液化させる。

膨張機構１５、四路切換弁１９、圧縮機Ａ，Ｂ等は、空気調和装置１０の運転スイッチのオンオフ操作や、温度センサ、圧力センサ等のセンサ出力に応じてコントローラ（制御部）２１により動作制御される。特に、圧縮機Ａ，Ｂは、室内側ユニット１２の空調負荷に応じた要求能力を満たすように、コントローラ２１によって運転制御される。なお、空調負荷は、例えば、室内の空気の状態（温度、湿度）に応じて変動し、また、複数の室内側ユニット１２が接続されている場合には、いずれかの室内側ユニット１２の運転が開始された場合や停止された場合にも変動する。

〔圧縮機の運転制御〕
前述のように本実施の形態の室外側ユニット１１には、２台の能力可変型の圧縮機Ａ，Ｂが内蔵されており、更に、各圧縮機Ａ，Ｂは、互いに異なる能力を具備するものとされている。本実施の形態では、Ａで示す圧縮機を小能力の圧縮機とし、Ｂで示す圧縮機を大能力の圧縮機とする。
例えば、図２に示すように、小能力の圧縮機Ａは、２〜２０（ｋｗ）の能力（容量）を有するものとされ、大能力の圧縮機Ｂは、３〜２５（ｋｗ）の能力（容量）を有するものとされている。

また、本実施の形態の空気調和装置１０では、２台の圧縮機Ａ，Ｂに対して起動優先順位が設定されており、コントローラ２１は、起動優先順位の高い圧縮機Ａ，Ｂから順に起動させるように運転制御を行う。また、コントローラ２１は、この起動優先順位とは逆の順位で運転中の圧縮機Ａ，Ｂを停止させるように運転制御を行う。そして、この起動優先順位は、より能力が小さい圧縮機Ａが上位となるように設定されている。

本実施の形態では、圧縮機Ａの能力が２〜２０（ｋｗ）であり、圧縮機Ｂの能力が３〜２５（ｋｗ）であるため、圧縮機Ａの起動優先順位が高く、圧縮機Ｂの起動優先順位が低くなっている。

以下、上記に示した数値を例に圧縮機Ａ，Ｂの運転制御（起動・停止制御）について詳細に説明する。
図３は、圧縮機の運転制御手順を示すフローチャートである。また、図４は、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の変化を示すグラフであり、図５は、図４のａ部拡大図である。
図３に示すように、コントローラ２１は、図示しない運転スイッチの操作により運転開始の信号を受け付けると（ステップＳ１）、起動優先順位に従い、より能力の小さい圧縮機Ａを最初に起動する（ステップＳ２）。圧縮機Ａは、室内側ユニット１２の運転状態や空調負荷に応じた要求能力を満たすように、運転能力（運転回転数）が制御される。圧縮機Ａは、圧縮機Ｂが起動するまでの間、単独運転となる。

このように、より能力（容量）の小さい圧縮機Ａを圧縮機Ｂに優先して起動することによって、より小さい空調負荷に対応して室外側ユニット１１を運転することが可能となっている。つまり、圧縮機は、能力（容量）の大きいものほど冷媒の押しのけ量が大きく、低回転数での運転が困難となるので、より能力の小さい圧縮機Ａを優先して起動することによって低回転数での運転を良好に行え、より小さい空調負荷にも対応することができる。また、圧縮機は、能力の小さいものほど小さい負荷変動にも応答性よく対応することができるので、圧縮機Ｂよりも優先して能力の小さい圧縮機Ａを起動させることによって、より小さい負荷変動にも対応することができる。

次いで、コントローラ２１は、室内側ユニット１２の空調負荷に基づく要求能力に応じて、圧縮機Ａの運転能力を上昇させる状況にあるか否か（要求能力が増大しているか否か）を判断する（ステップＳ３）。圧縮機Ａの運転能力を上昇させる状況にある場合、次に、コントローラ２１は、圧縮機Ａの運転能力が所定値Ｚ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、圧縮機Ａの運転能力が所定値Ｚ１以上である場合、圧縮機Ｂを起動させる（ステップＳ５）。

このステップＳ４の条件について詳細に説明する。
圧縮機Ｂを起動させるための条件となる所定値Ｚ１は、次の式（１）に示すように、圧縮機Ａの最低能力ＰＡ_ｍｉｎと圧縮機Ｂの最低能力ＰＢ_ｍｉｎとの総和に、所定の定数α_１をかけた値とされている。
Ｚ１＝（ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ）×α_１ ・・・ （１）

すなわち、本実施の形態では、圧縮機Ａの最低能力がＰＡmin＝２（ｋｗ）であり、圧縮機Ｂの最低能力がＰＢ_ｍｉｎ＝３（ｋｗ）であるので、これらの総和は５（ｋｗ）となり、所定の定数α_１をかけるとＺ１＝５α_１（ｋｗ）となる。そして、圧縮機Ａの運転能力が５α_１（ｋｗ）以上になると、コントローラ２１は、圧縮機Ｂを起動させる（ステップＳ５）。

定数α_１は、α_１＞１を満たす値であり、例えば、α_１＝１．２〜１．５に設定される。この場合、所定値Ｚ１は、５×１．２〜１．５＝６．０〜７．５（ｋｗ）となる。すなわち、圧縮機Ａの運転能力が、６．０〜７．５（ｋｗ）になると、圧縮機Ｂを起動させる。本実施の形態では、α_１＝１．２とし、圧縮機Ａの運転能力が６（ｋｗ）に達したときに圧縮機Ｂを起動させるものとする（図５参照）。

所定値Ｚ１は、定数α_１を考慮せずに、
Ｚ１＝ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ ・・・ （１）’
とすることも可能である。しかしながら、この場合、後述する圧縮機Ｂの停止条件である所定値Ｚ２と、所定値Ｚ１とが一致することになり、当該所定値Ｚ１，Ｚ２付近で空調負荷が変動すると、圧縮機Ｂの起動と停止（発停）が短時間で頻繁に行われることになる。このような発停は圧縮機に対する負担となり、エネルギー消費が大きくなって効率が悪化する。そのため、所定値Ｚ１として、上記の式（１）のように定数α_１を加味した値とすることにより、圧縮機Ｂの発停を少なくすることができる。

また、所定値Ｚ１は、圧縮機Ａ，Ｂのいずれもがほぼ最低能力の状態で運転できる値であり、このような低い能力の状態においても圧縮機Ａ，Ｂの双方を起動させることによって、これらの運転時間の平準化を可及的に図り、運転時間のバラツキに起因する室外側ユニット１１の耐用年数の低下を防止することができる。また、圧縮機Ａ，Ｂは、運転回転数が高いほど効率が悪化するため、圧縮機Ａが単独で高回転まで回転するのを防止し、より効率のよい運転を可能にしている。

なお、所定値Ｚ１は、（ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ）に定数α_１を掛け合わせることによって設定されているが、（ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ）に所定の値、例えば、１〜２程度の値を足し併せることによって設定してもよい。

コントローラ２１は、２台の圧縮機Ａ，Ｂを起動させると、次の式（２）のように、圧縮機Ａの運転能力ＰＡと圧縮機Ｂの運転能力ＰＢとを、それぞれの最低能力ＰＡ_ｍｉｎ、ＰＢ_ｍｉｎの比率に基づいて分配する（ステップＳ６）。
ＰＡ：ＰＢ＝ＰＡ_ｍｉｎ：ＰＢ_ｍｉｎ ・・・ （２）

本実施の形態の場合、圧縮機Ａと圧縮機Ｂとは、それぞれの最低能力ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎの比率が、２（ｋｗ）：３（ｋｗ）であるので、この比率により運転能力を分配する。
上記の例では、圧縮機Ａの運転能力が６（ｋｗ）に達したときに圧縮機Ｂが起動するので、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の総和が６（ｋｗ）となるように両者の能力を（２：３）の比率で分配する。したがって、圧縮機Ａの運転能力が２．４（ｋｗ）となり、圧縮機Ｂの運転能力は３．６（ｋｗ）となる（図５参照）。

このように圧縮機Ａ，Ｂの最低能力の比率（ＰＡ_ｍｉｎ：ＰＢ_ｍｉｎ）に応じて能力分配を行うことによって、双方の圧縮機Ａ，Ｂをバランスよく運転させることができ、いずれかの圧縮機の運転能力が過度に高まることによって効率が悪化してしまうようなこともない。

図４に示すように、室内側ユニット１２の空調負荷に応じて要求能力が増大すると、圧縮機Ａ，Ｂは上記比率（２：３）を保ったまま運転能力を上昇する。しかし、本実施の形態では、圧縮機Ａ，Ｂの最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘはそれぞれ２０（ｋｗ）、２５（ｋｗ）（図２参照）であり、この最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘの比率は、最低能力の比率（２：３）とは異なっている。そのため、両圧縮機Ａ，Ｂの最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘの総和である４５（ｋｗ）に到る前に、圧縮機Ｂが先に最高能力の２５（ｋｗ）に達し、その後は、圧縮機Ａのみが最大の２０（ｋｗ）まで運転能力を高めることになる。この際、圧縮機Ｂの運転能力の上昇が止まっても、全体の運転能力の上量率が極端に変動しないように、圧縮機Ａの運転能力の上昇率が一時的に高められる（図４のｂ部参照）。これにより、圧縮機Ａ，Ｂが最高能力に到るまでの間、全体の運転の能力を滑らかに上昇させることができる。

逆に、圧縮機Ａ，Ｂが最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘで運転している状態から、要求能力が減少すると、両圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の総和が一定の傾きで低下するように、各圧縮機Ａ，Ｂが制御される。この場合、両圧縮機Ａ，Ｂの比率が上記の（２：３）の比率となるまでは、圧縮機Ａのみの運転能力を低下させ、圧縮機Ｂは最高能力２５（ｋｗ）のまま運転を継続する。そして、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の比率が（２：３）となった段階で、双方の圧縮機Ａ，Ｂの運転能力を低下させる。このとき、全体としての運転能力の低下率が極端に変動しないように、圧縮機Ａの運転能力の低下率が緩やかになっている（図４のｂ部参照）。

図３に示すように、コントローラ２１は、２台の圧縮機Ａ，Ｂが運転している間、圧縮機Ａ，Ｂが最低能力（最低回転数）ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎで運転しているか否かを判断する（図３のステップＳ７）。つまり、コントローラ２１は、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の総和が次の式（３）で示す所定値Ｚ２になったか否かを判断する。
Ｚ２＝（ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ） ・・・ （３）

本実施の形態の場合、圧縮機Ａの最低能力ＰＡ_ｍｉｎが２（ｋｗ）であり、圧縮機Ｂの最低能力ＰＢ_ｍｉｎが３（ｋｗ）であるため、Ｚ２＝５（ｋｗ）となる。

そして、各圧縮機Ａ，Ｂが最低能力で運転していると判断されると、次にコントローラ２１は、空調負荷に基づく要求能力に応じて、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力をより下げる状況があるか否か（要求能力が減少しているか否か）を判断する（ステップＳ８）。圧縮機Ａ，Ｂがいずれも最低能力ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎで運転している状況では、双方ともこれ以上運転能力を下げることができないため、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力をより下げる状況にある場合は、コントローラ２１は、起動優先順位の低い圧縮機Ｂを停止させる（ステップＳ９）。これにより、図５に示すように、要求能力が低い領域では、より能力の小さい圧縮機Ａが単独で運転することにより、小さい空調負荷や小さい負荷変動に応答性よく対応することが可能である。

なお、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力が５（ｋｗ）となって圧縮機Ｂが停止すると、コントローラ２１は、圧縮機Ａの運転能力５（ｋｗ）まで上昇させる制御を行う。これによって、圧縮機Ｂが停止することに伴って、全体の運転能力が急激に停止しないように配慮されている。

圧縮機Ａのみの運転に切り替わると、図３のステップＳ３に処理を戻し、再度、ステップＳ３〜Ｓ５の手順により、所定の条件を満たした場合に圧縮機Ｂを起動させる。なお、図３に示すフローチャートでは、空気調和装置１０の運転停止についての記載を省略しているが、空気調和装置１０の運転中にコントローラ２１が運転停止信号を受信すると、全ての圧縮機Ａ，Ｂの運転を停止し、処理を終了する。

《第２の実施の形態》
第１の実施の形態は、室外側ユニット１１に２台の圧縮機Ａ，Ｂが設けられた場合について説明したが、図６に示すように、室外側ユニット１１には、３台の圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃが設けられていてもよい。以下、３台の圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃが設けられた場合の運転制御について説明する。
本実施の形態では、圧縮機Ａ，Ｂの能力を、第１の実施の形態と同様とし、圧縮機Ｃの能力を、圧縮機Ａ，Ｂよりも大きい５〜３０（ｋｗ）とする。したがって、起動優先順位は、Ａ→Ｂ→Ｃとなり、停止順位はその逆となる。

図７は、第２の実施の形態に係る圧縮機の運転制御手順を示すフローチャートである。本実施の形態では、より能力の小さい２台の圧縮機Ａ，Ｂの運転制御手順（ステップＳ１〜Ｓ９）は、図３に示す第１の実施の形態の運転制御手順と同じであり、この手順に対して、新たに３台目の圧縮機Ｃの起動及び停止の手順が加わったものとなっている。
具体的には、図７におけるステップＳ７，Ｓ８の条件が満たされなかった場合（Ｎｏ）、再びステップＳ７の処理に戻るのではなく、ステップＳ１３に処理を進める。そして、コントローラ２１は、空調負荷に基づく要求能力に応じて、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力を上昇させる状況にあるか否か（要求能力が増大しているか否か）を判断する。圧縮機Ａ、Ｂの運転能力を上昇させる状況にある場合、次に、コントローラ２１は、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力が次の式（４）で示す所定値Ｚ３以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。そして、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力が所定値Ｚ３以上である場合、圧縮機Ｃを起動させる（ステップＳ１５）。

圧縮機Ｃを起動させるための条件となる所定値Ｚ３は、次の式（４）に示すように、圧縮機Ａの最低能力ＰＡ_ｍｉｎと、圧縮機Ｂの最低能力ＰＢ_ｍｉｎと、圧縮機Ｃの最低能力ＰＣ_ｍｉｎとの総和に、所定の定数α_２をかけた値とされている。
Ｚ３＝（ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ＋ＰＣ_ｍｉｎ）×α_２ ・・・ （４）

すなわち、本実施の形態では、圧縮機Ａの最低能力がＰＡ_min＝２（ｋｗ）、圧縮機Ｂの最低能力がＰＢ_min＝３（ｋｗ）、圧縮機Ｂの最低能力がＰＣ_min＝５（ｋｗ）、であるので、これらの総和は１０（ｋｗ）となり、所定の定数α_２をかけると１０α_２（ｋｗ）となる。そして、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力が１０α_２（ｋｗ）以上になると、圧縮機Ｃを起動させる（ステップＳ１５）。

また、定数α_２は、第１の実施の形態の定数α_１と同様に、α_２＞１を満たす値であり、例えば、α_２＝１．２〜１．５に設定される。この場合、所定値Ｚ３の値は、１０×１．２〜１．５＝１２．０〜１５．０（ｋｗ）となる。すなわち、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の総和が１２．０〜１５．０（ｋｗ）になると、圧縮機Ｃが起動する。α_２は、α_１と異なる値であってもよいが、本実施の形態では、α_１と同様にα_２＝１．２とし、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の総和が１２（ｋｗ）に達したときに圧縮機Ｃを起動させるものとする。

３台の圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃを起動させると、コントローラ２１は、圧縮機Ａの運転能力ＰＡと、圧縮機Ｂの運転能力ＰＢと、圧縮機Ｃの運転能力ＰＣとを式（５）に基づいて所定に分配する。
ＰＡ：ＰＢ：ＰＣ＝ＰＡ_ｍｉｎ：ＰＢ_ｍｉｎ：ＰＣ_ｍｉｎ ・・・ （５）

本実施の形態の場合、圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれの最低能力の比率（ＰＡ_ｍｉｎ：ＰＢ_ｍｉｎ：ＰＣ_ｍｉｎ）が、２（ｋｗ）：３（ｋｗ）：５（ｋｗ）であるので、この比率により運転能力を分配する。
上記の例では、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力が１２（ｋｗ）に達したときに圧縮機Ｃが起動するので、圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃの運転能力の総和が１２（ｋｗ）となるようにこれらの能力を（２：３：５）の比率で分配する。したがって、圧縮機Ａの運転能力が２．４（ｋｗ）となり、圧縮機Ｂの運転能力は３．６（ｋｗ）となり、圧縮機Ｃの運転能力が６．０（ｋｗ）となる。このように圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃの最低能力の比率に応じて能力分配を行うことによって、全ての圧縮機をバランスよく運転させることができ、いずれかの圧縮機の運転能力が過度に高まることによって効率が悪化してしまうようなこともない。

コントローラ２１は、３台の圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃが運転している間、圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃが最低能力（最低回転数）ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎ，ＰＣ_ｍｉｎで運転しているか否かを判断する（図７のステップＳ１７）。つまり、コントローラ２１は、圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃの運転能力の総和が次の式（６）で示す所定値Ｚ４になったか否かを判断する。
Ｚ４＝（ＰＡ_ｍｉｎ＋ＰＢ_ｍｉｎ＋ＰＣ_ｍｉｎ） ・・・ （６）

本実施の形態の場合、圧縮機Ａの最低能力ＰＡ_ｍｉｎが２（ｋｗ）であり、圧縮機Ｂの最低能力ＰＢ_ｍｉｎが３（ｋｗ）であり、圧縮機Ｃの最低能力ＰＣ_ｍｉｎが５（ｋｗ）であるため、Ｚ４＝１０（ｋｗ）となる。

そして、各圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃが最低能力で運転していると判断されると、次にコントローラ２１は、空調負荷に基づく要求能力に応じて、圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃの運転能力をより下げる必要があるか否か（要求能力が減少しているか否か）を判断する（ステップＳ１８）。圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃがいずれも最低能力ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎ，ＰＣ_ｍｉｎで運転している状況では、いずれもこれ以上運転能力を下げることができないため、圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃの運転能力をより下げる状況にある場合は、コントローラ２１は、より起動優先順位の低い圧縮機Ｃを停止させる（ステップＳ１９）。

圧縮機Ｃが停止すると、コントローラ２１は、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力を上げて、これら圧縮機Ａ，Ｂの運転能力の総和が１０（ｋｗ）となるように制御する。これによって、圧縮機Ｃが停止することに伴って、全体の運転能力が急激に低下しないように配慮されている。また、圧縮機Ａ，Ｂのみの運転に切り替わると、再度ステップＳ６に処理を戻し、圧縮機Ａ，Ｂの最低能力ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎの比率（２：３）に応じて能力を分配する。

本発明は、上記実施の形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、第１，第２の実施の形態においては、複数の圧縮機がともに運転している状態では、これらの最低能力の比率（ＰＡ_ｍｉｎ：ＰＢ_ｍｉｎ＝２：３）又は（ＰＡ_ｍｉｎ：ＰＢ_ｍｉｎ：ＰＣ_ｍｉｎ＝２：３：５）で能力を分配するように構成されていたが、この変形例として、両者の最高能力の比率（ＰＡ_ｍａｘ：ＰＢ_ｍａｘ＝２０：２５（＝４：５））又は（ＰＡ_ｍａｘ：ＰＢ_ｍａｘ：ＰＣ_ｍａｘ＝２０：２５：３０（＝４：５：６））で能力を分配してもよい。

例えば、室外側ユニット１１が２台の圧縮機Ａ，Ｂを備えている場合、図８に示すように、圧縮機Ａ，Ｂは、最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘの総和である４５（ｋｗ）に達するまで、比率（４：５）を保ったまま運転能力が上昇することになる。すなわち、図４に示す第１の実施の形態では、圧縮機Ｂが先に最高能力ＰＢ_ｍａｘに達し、圧縮機Ａの運転能力を急激に高める必要があったが（図４のｂ部参照）、圧縮機Ａ，Ｂの最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘの比率（４：５）で能力を分配することによって、一方の圧縮機Ａの運転能力を急激に上昇させる必要が無くなり（図８のｄ部参照）、双方の圧縮機Ａ，Ｂを高能力域でバランスよく運転することが可能となる。
また、圧縮機Ａ，Ｂを最高能力４５（ｋｗ）で運転している状態から、運転能力を低下させる際にも、比率（４：５）を保ったまま両圧縮機Ａ，Ｂの運転能力を急激な変動なく滑らかに低下させることができる。

ただし、この変形例では、図９に示すように、圧縮機Ｂの停止直前は、圧縮機Ｂの運転能力が先に最低能力ＰＢ_ｍｉｎ（＝３（ｋｗ））に達するので、圧縮機Ａの運転能力を僅かではあるが一時的に急激に低下させる必要があるという弊害もある。
したがって、以上のような第１，２の実施の形態（図４，図５）及び変形例（図８，図９）の弊害をなくすために、運転能力が低い領域（例えば、運転能力の総和が２０（ｋｗ）未満）では、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力を最低能力ＰＡ_ｍｉｎ，ＰＢ_ｍｉｎの比率（２：３）で分配し、運転能力が高い領域（同２０（ｋｗ）以上）では、圧縮機Ａ，Ｂの運転能力を最高能力ＰＡ_ｍａｘ，ＰＢ_ｍａｘの比率（４：５）で分配してもよい。

上記の実施の形態において示した圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃの能力の数値（ｋｗ）はあくまで例示であり、これに限定されるものではない。また、能力の小さい圧縮機と、能力の大きい圧縮機とは、最大回転数の比率で１：１．５〜１：２．５で組み合わせるのが好ましく、１：２とするのがより好ましい。

１０： 空気調和装置
１１： 室外側ユニット（熱源ユニット）
１２： 室内側ユニット（利用側ユニット）
１３： 冷媒配管
２１： コントローラ（制御部）
Ａ，Ｂ，Ｃ： 圧縮機

Claims (3)

1. 並列接続された複数の能力可変型の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）を有する熱源ユニット（１１）と、前記熱源ユニット（１１）に冷媒配管（１３）を介して接続される利用側ユニット（１２）と、前記圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）を運転制御する制御部（２１）とを備えている空気調和装置において、
   複数の前記圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、互いに能力が異なるものとされ、
   前記制御部（２１）は、前記利用側ユニット（１２）の空調負荷に応じて、より能力の小さい圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）から順に起動させ、
   さらに、前記制御部（２１）は、複数の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）が運転している間、各圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）の最低能力（ＰＡｍｉｎ，ＰＢｍｉｎ，ＰＣｍｉｎ）の比率に応じた能力で各圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）を運転させることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御部（２１）は、運転中の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）の運転能力が、当該運転中の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）の最低能力と、運転中の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）よりも起動優先順位が１つ低い停止中の他の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）の最低能力との総和よりも所定以上高くなった場合に、当該他の圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）を起動させる請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御部（２１）は、複数の前記圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）が最低能力で運転し、かつ前記利用側ユニット（１２）の空調負荷に応じた要求能力が減少している場合に、より起動優先順位の低い圧縮機（Ａ，Ｂ，Ｃ）から停止させる請求項１又は２に記載の空気調和装置。

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