JP6431393B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関する。

一台の室外機に複数台の室内機を接続し、それぞれの室内機を個別で運転／停止することが可能なマルチ型の空気調和機が知られている。マルチ型の空気調和機は、室外機の設置スペースが小さくて済むという利点や、室内機の増設が容易であるという利点があり、オフィス等の空調に広く利用されている。

ところで、マルチ型の空気調和機において、複数台の室内機のうち一部は暖房運転を行い、残りの室内機は停止状態（スイッチオフの状態、又は、室内温度が設定温度に達して一時的に停止した状態）になっていることがある。停止している室内機に関しては、一般に、無駄な熱消費を抑えるために室内膨張弁を微開にして、この室内機に流れる冷媒の流量を小さくするようにしている。

しかしながら、前記した方法において停止状態の室内機の台数が多くなると、圧縮機から吐出される冷媒のうち、暖房運転中の室内機に供給される冷媒の割合が少なくなるため、運転効率が低くなるという問題がある。

このような問題を考慮し、暖房運転を行っている室内機での冷媒不足を解消する技術として、例えば、以下に示すものが知られている。すなわち、特許文献１には、一部の室内機で暖房運転を行い、残りの室内機が停止している場合、主流側ガス接続配管に設けられた電磁弁を閉じることによって、停止状態の室内機に液冷媒が溜まることを防止することが記載されている。

特開２００６−１４５１８５号公報

特許文献１では、例えば、多数の室内機で暖房運転を行い、少数の室内機が停止している場合には、前記した電磁弁を閉じることで、停止している室内機の室内熱交換器がガス冷媒で満たされる。これによって、停止している多数の室内機の室内熱交換器において冷媒の凝縮が抑制され、前記した冷媒不足が解消される。

しかしながら、特許文献１において、逆に少数の室内機で暖房運転を行い、多数の室内機が停止している場合において、停止している室内機の室内熱交換器をガス冷媒で満たすと多量の余剰冷媒が発生する。特に、外気温度が比較的高いときには、暖房運転を行っている室内機の室内熱交換器が余剰冷媒（液冷媒）で満たされ、その凝縮能力の低下を招くという問題がある。さらに、前記した凝縮能力の低下によって圧縮機に過大な負荷がかかり、暖房運転が一時的に停止される可能性もある。

また、特許文献１において少数の室内機が冷房運転を行い、多数の室内機が停止している場合、室内熱交換器の蒸発能力に対して、室外熱交換器の凝縮能力が過大になりやすい。特に、外気温度が比較的低いときには、圧縮機の吐出側の圧力が許容範囲を下回ったり、冷房運転を行っている室内機の室内熱交換器が着霜したりすることで、冷房運転が一時的に停止される可能性がある。

このように、特許文献１に記載の技術では、少数の室内機が空調運転（暖房運転又は冷房運転）を行っているとき、圧縮機の保護制御等によって空調運転が一時的に停止される可能性があり、信頼性をさらに高める余地がある。

そこで、本発明は、信頼性の高い空気調和機を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、前記室外熱交換器の一端の接続先を前記圧縮機の吸入側／吐出側に切り替える流路切替手段と、前記室外熱交換器の他端に接続される室外膨張弁と、を有する室外機と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の一端に接続される室内膨張弁と、を有する複数台の室内機と、前記圧縮機の吐出側と、それぞれの前記室内熱交換器の他端と、を接続する第１配管と、前記第１配管に設けられ、前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器との連通／遮断を、それぞれの前記室内熱交換器について切り替える複数の第１開閉手段と、前記圧縮機の吸入側と、前記第１配管における前記第１開閉手段の下流側と、をそれぞれ接続する第２配管と、前記第２配管に設けられ、前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器との連通／遮断を、それぞれの前記室内熱交換器について切り替える複数の第２開閉手段と、それぞれの前記室内熱交換器の前記一端と、前記室外熱交換器の前記他端と、を前記室内膨張弁及び前記室外膨張弁を介して接続する第３配管と、空気調和機の各機器を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１開閉手段によって前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器とを連通させる場合には、当該室内熱交換器に対応する前記第２開閉手段を閉止し、前記第２開閉手段によって前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器とを連通させる場合には、当該室内熱交換器に対応する前記第１開閉手段を閉止し、さらに前記制御手段は、複数台の前記室内機のうち一部で冷房運転を行い、残りの室内機を停止させる場合において、複数台の前記室内機のうち冷房運転を行う室内機の台数が占める割合が所定閾値以下であるとき、又は、前記室外熱交換器の容量に対して、冷房運転を行う室内機が有する前記室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値以下であるとき、前記室外熱交換器の前記一端を、前記流路切替手段を介して前記圧縮機の吸入側に接続するとともに、冷房運転を行う室内機に関しては、前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、停止状態の室内機に関しては、前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、さらに、前記室外膨張弁を閉止することを特徴とする。

本発明によれば、信頼性の高い空気調和機を提供できる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成図である。 制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 第１モードにおける各弁の状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。 第２モードにおける各弁の状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。 第３モードにおける各弁の状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。 第５モードにおける各弁の状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。

≪実施形態≫
＜空気調和機の構成＞
以下では、例えば、室内機２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（図１参照）を、「室内機２０ａ〜２０ｄ」と記すものとする。
図１は、本実施形態に係る空気調和機Ａの構成図である。空気調和機Ａは、ヒートポンプサイクルで冷媒を循環させることによって、室内空気の温度・湿度等の空調を行う装置である。図１に示すように、空気調和機Ａは、室外機１０と、室内機２０ａ〜２０ｄと、高圧ガス側配管３（第１配管）と、低圧ガス側配管４（第２配管）と、液側配管５（第３配管）と、冷媒切替ユニット６０ａ〜６０ｄと、を備えている。

（室外機）
室外機１０は、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、室外送風ファン１３と、四方弁１４（流路切替手段）と、逆止弁１５と、室外膨張弁１６と、制御装置１７（制御手段）と、を備えている。
圧縮機１１は、低圧ガス側主流管４２を介して吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を高圧ガス側主流管３１を介して吐出する装置である。なお、図１では図示を省略したが、気液分離を行うためのアキュムレータが圧縮機１１の吸入側に設けられている。

室外熱交換器１２は、冷媒と、室外送風ファン１３から送り込まれる外気と、の熱交換を行うための熱交換器である。室外熱交換器１２の一端１２ｎは、四方弁１４の切替えによって圧縮機１１の吸入側又は吐出側に接続され、他端１２ｕは液側配管５に接続されている。
室外送風ファン１３は、室外熱交換器１２に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器１２の付近に設置されている。

四方弁１４は、室外熱交換器１２の一端１２ｎの接続先を圧縮機１１の吸入側／吐出側に切り替える弁である。
四方弁１４の二つの接続状態のうち実線は、室外熱交換器１２の一端１２ｎが、配管ｐ１、四方弁１４、配管ｐ２、及び低圧ガス側主流管４２（一部）を介して圧縮機１１の吸入側に接続された状態を示している。また、破線は、室外熱交換器１２の一端１２ｎが、配管ｐ１、四方弁１４、配管ｐ３、及び高圧ガス側主流管３１（一部）を介して圧縮機１１の吐出側に接続された状態を示している。
なお、実際に冷媒が流れる経路は、四方弁１４の接続状態と、後記する高圧ガス側電磁弁６１ａ〜６１ｄ及び低圧ガス側電磁弁６２ａ〜６２ｄの開閉状態と、によって決まる。

逆止弁１５は、圧縮機１１から高圧ガス側主流管３１を介して吐出されたガス冷媒が、低圧ガス側主流管４２に流入することを阻止するための弁である。なお、四方弁１４及び逆止弁１５に代えて、室外熱交換器１２の一端１２ｎの接続先を圧縮機１１の吸入側／吐出側に切り替える三方弁（流路切替手段）を設けるようにしてもよい。
室外膨張弁１６は、室外熱交換器１２に流れる冷媒の流量を調整したり、室外熱交換器１２を蒸発器として使用する際に冷媒を減圧するものであり、液側主流管５２に設けられている。

制御装置１７は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成される。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。制御装置１７は、室外機１０の各機器を制御したり、冷媒切替ユニット６０ａ〜６０ｄの各電磁弁を制御したりする機能を有している。なお、制御装置１７が実行する処理については後記する。

（室内機）
室内機２０ａは、室内熱交換器２１ａと、室内送風ファン２２ａと、室内膨張弁２３ａと、を備えている。室内熱交換器２１ａは、冷媒と、室内送風ファン２２ａから送り込まれる室内空気と、の熱交換を行うための熱交換器である。室内送風ファン２２ａは、室内熱交換器２１ａに室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器２１ａの付近に設置されている。

室内膨張弁２３ａは、室内熱交換器２１ａに流れる冷媒の流量を調整したり、室内熱交換器２１ａを蒸発器として使用する際に冷媒を減圧するものであり、液側接続管５１ａに設けられている。つまり、室内膨張弁２３ａは、液側接続管５１ａ（一部）を介して室内熱交換器２１ａの一端ｎに接続されている。
その他、室内機２０ａは、室外機１０の制御装置１７から入力される情報に基づいて室内送風ファン２２ａ、室内膨張弁２３ａ等を制御する制御装置（図示せず）を備えている。

室内機２０ａと並列接続されている他の室内機２０ｂ〜２０ｄについては、室内機２０ａと同様の構成であるから説明を省略する。

（高圧ガス側配管）
高圧ガス側配管３は、圧縮機１１の吐出側と、それぞれの室内熱交換器２１ａ〜２１ｄの他端ｕと、を接続する配管である。高圧ガス側配管３は、高圧ガス側主流管３１と、高圧ガス側接続管３２ａ〜３２ｄと、を備え、室内熱交換器２１ａ〜２１ｄに対応して四つに分岐している。

高圧ガス側主流管３１は、圧縮機１１から吐出される高温高圧のガス冷媒を高圧ガス側接続管３２ａ〜３２ｄに導く配管であり、圧縮機１１の吐出側に接続されている。
高圧ガス側接続管３２ａは、高圧ガス側主流管３１から流入（分流）するガス冷媒を室内熱交換器２１ａに導く配管であり、高圧ガス側主流管３１と、室内熱交換器２１ａの他端ｕと、に接続されている（他の高圧ガス側接続管３２ｂ〜３２ｄについても同様）。

（低圧ガス側配管）
低圧ガス側配管４は、圧縮機１１の吸入側と、高圧ガス側配管３における高圧ガス側電磁弁６１ａの下流側と、を接続する配管である。低圧ガス側配管４は、低圧ガス側接続管４１ａ〜４１ｄと、低圧ガス側主流管４２と、を備え、室内熱交換器２１ａ〜２１ｄに対応して四つに分岐している。

低圧ガス側接続管４１ａは、室内熱交換器２１ａから流入する低圧のガス冷媒を、低圧ガス側主流管４２に導く配管である。低圧ガス側接続管４１ａは、高圧ガス側接続管３２ａにおいて高圧ガス側電磁弁６１ａよりも下流側と、低圧ガス側主流管４２と、に接続されている（他の低圧ガス側接続管４１ｂ〜４１ｄについても同様）。
低圧ガス側主流管４２は、低圧ガス側接続管４１ａ〜４１ｄから流入（合流）するガス冷媒を圧縮機１１の吸入側に導く配管であり、圧縮機１１の吸入側に接続されている。

（液側配管）
液側配管５は、それぞれの室内熱交換器２１ａ〜２１ｄの一端ｎと、室外熱交換器１２の他端１２ｕと、を、室内膨張弁２３ａ〜２３ｄ及び室外膨張弁１６を介して接続する配管である。液側配管５は、液側接続管５１ａ〜５１ｄと、液側主流管５２と、を備え、室内熱交換器２１ａ〜２１ｄに対応して四つに分岐している。

液側接続管５１ａは、室内熱交換器２１ａの一端ｎと、液側主流管５２と、に接続されている。前記したように、液側接続管５１ａには室内膨張弁２３ａが設けられている（他の液側接続管５１ｂ〜５１ｄについても同様）。
液側主流管５２は、室外熱交換器１２の他端１２ｕに接続されている。なお、液側主流管５２において、液側接続管５１ａ〜５１ｄとの接続箇所よりも室外熱交換器１２に近い位置に室外膨張弁１６が設けられている。

（冷媒切替ユニット）
冷媒切替ユニット６０ａは、室内熱交換器２１ａに流入する冷媒の向きを切り替えるものであり、高圧ガス側電磁弁６１ａ（第１開閉手段）と、低圧ガス側電磁弁６２ａ（第２開閉手段）と、を備えている。なお、他の冷媒切替ユニット６０ｂ〜６０ｄについても同様であるから、以下では冷媒切替ユニット６０ａについて説明する。

高圧ガス側電磁弁６１ａは、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ａとの連通／遮断を切り替える電磁弁であり、高圧ガス側接続管３２ａに設けられている。高圧ガス側電磁弁６１ａは、制御装置１７からの指令に応じて開閉するようになっている。

低圧ガス側電磁弁６２ａは、圧縮機１１の吸入側と室内熱交換器２１ａとの連通／遮断を切り替える電磁弁であり、低圧ガス側接続管４１ａに設けられている。低圧ガス側電磁弁６２ａは、制御装置１７からの指令に応じて開閉するようになっている。

＜空気調和機の動作＞
図２は、制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、室外機１０の制御装置１７（図１参照）と、室内機２０ａ〜２０ｄの制御装置（図示せず）と、をまとめて「制御装置」と記すものとする。
ステップＳ１０１において制御装置は、室内機２０ａ〜２０ｄのうち、暖房運転を行う室内機が存在するか否かを判定する。暖房運転を行う室内機が存在する場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置の処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において制御装置は、室内機２０ａ〜２０ｄのうち、冷房運転を行う室内機が存在しないか否かを判定する。冷房運転を行う室内機が存在しない場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置の処理はステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３において制御装置は、室内機２０ａ〜２０ｄのうち暖房運転を行う室内機の台数が占める割合ｆを算出する。

ステップＳ１０４において制御装置は、ステップＳ１０３で算出した割合ｆが所定閾値Ｆよりも大きいか否かを判定する。この所定閾値Ｆ（例えば、０．２５）は、停止している室内機の室内熱交換器をガス冷媒で満たすか否かの判定基準となる閾値である。
暖房運転の室内機が占める割合ｆが所定閾値Ｆよりも大きい場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、制御装置の処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において制御装置は、第１モードを実行する。
図３は、第１モードにおける各弁の開閉状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。なお、図３では、開いている弁や駆動しているファンを白抜きで図示し、閉じている弁や停止しているファンを塗潰しで図示している（図４〜図６も同様）。また、図３に示す例では、４台の室内機２０ａ〜２０ｄのうち、暖房運転を行う室内機２０ａ〜２０ｃ（３台）が占める割合ｆが０．７５（＞Ｆ＝０．２５）であり、暖房負荷が比較的大きい状態になっている。

制御装置は、第１モードを実行する際、室外熱交換器１２の一端１２ｎの接続先が圧縮機１１の吸入側となるように四方弁１４を制御する。
また、制御装置は、暖房運転を行う室内機２０ａ〜２０ｃに関しては、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ａ〜２１ｃとが連通するように高圧ガス側電磁弁６１ａ〜６１ｃを開き、低圧ガス側電磁弁６２ａ〜６２ｃを閉じる。言い換えると、制御装置は、高圧ガス側電磁弁６１ａ〜６１ｃによって圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ａ〜２１ｃとを連通させる場合には、低圧ガス側電磁弁６２ａ〜６２ｃを閉止する。

また、制御装置は、停止状態の室内機２０ｄに関しては、圧縮機１１の吸入側と室内熱交換器２１ｄとが連通するように低圧ガス側電磁弁６２ｄを開き、高圧ガス側電磁弁６１ｄを閉じる。言い換えると、制御装置は、低圧ガス側電磁弁６２ｄによって圧縮機１１の吸入側と室内熱交換器２１ｄとを連通させる場合には、高圧ガス側電磁弁６１ｄを閉止する。さらに、制御装置は、室内送風ファン２２ｄを停止し、室内膨張弁２３ｄを閉止する。

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、高圧ガス側配管３を介して室内熱交換器２１ａ〜２１ｃに流入する。室内熱交換器２１ａ〜２１ｃを通流するガス冷媒は、室内送風ファン２２ａ〜２２ｃから送り込まれる室内空気と熱交換して凝縮し、液冷媒になる。室内熱交換器２１ａ〜２１ｃから流出した液冷媒は、液側配管５を通流する過程で室外膨張弁１６によって減圧され、減圧された冷媒が室外熱交換器１２に流入する。室外熱交換器１２を通流する冷媒は、室外送風ファン１３から送り込まれる外気と熱交換して蒸発し、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器１２から流出したガス冷媒は、四方弁１４を介して圧縮機１１の吸入側に向かう。

また、停止状態の室内機２０ｄに関しては、低圧ガス側電磁弁６２ｄが開いているため、室内熱交換器２１ｄは、低圧ガス側配管４を介して圧縮機１１の吸入側に連通している。したがって、室内熱交換器２１ｄ内の冷媒は、低圧ガス側配管４を介して圧縮機１１の吸入側に回収される（吸い込まれる）。これによって、室内熱交換器２１ｄが保有する冷媒を少なくし、暖房運転を行う室内機２０ａ〜２０ｃに循環する冷媒を十分に確保できる。

図２のステップＳ１０４において、暖房運転の室内機が占める割合ｆが所定閾値Ｆ以下である場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御装置の処理はステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６において制御装置は、第２モードを実行する。なお、第２モードを行う際の条件として、外気温度（≦室内温度）と室内温度との差の絶対値が所定閾値以下である（つまり、暖房負荷が小さい）という条件を追加してもよい。

図４は、第２モードにおける各弁の開閉状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。なお、図４に示す例では、４台の室内機２０ａ〜２０ｄのうち暖房運転を行う室内機（１台）が占める割合ｆが０．２５（≦Ｆ＝０．２５）であり、暖房負荷が比較的小さい状態になっている。

制御装置は、第２モードを実行する際、室外熱交換器１２の一端１２ｎの接続先が圧縮機１１の吸入側となるように四方弁１４を制御する。
また、制御装置は、暖房運転を行う室内機２０ａに関しては、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ａとが連通するように高圧ガス側電磁弁６１ａを開き、低圧ガス側電磁弁６２ａを閉じる。
また、制御装置は、停止状態の室内機２０ｂ〜２０ｄに関しても、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄとが連通するように高圧ガス側電磁弁６１ｂ〜６１ｄを開き、低圧ガス側電磁弁６２ｄ〜６２ｄを閉じる。この点が、前記した第１モード（図３参照）とは異なっている。さらに、制御装置は、停止状態の室内機２０ｂ〜２０ｄが有する室内膨張弁２３ｂ〜２３ｄを閉止又は微開にする。

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、高圧ガス側配管３を介して、それぞれの室内熱交換器２１ａ〜２１ｄに流入する。ここで、停止状態の室内機２０ｂ〜２０ｄに関しては、室内膨張弁２３ｂ〜２３ｄが閉止されている（又は微開になっている）ため、圧縮機１１からの冷媒が室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄに溜められる。すなわち、室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄでは、室内空気との熱交換（自然対流）によって高圧のガス冷媒が凝縮し、液冷媒として溜められる。

このように、室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄに液冷媒を保有することで、暖房運転を行っている室内機２０ａの室内熱交換器２１ａ内に余剰の液冷媒が溜まることを抑制できる。したがって、室内熱交換器２１ａの凝縮能力を最大限に引き出し、暖房運転を行う際の運転効率を従来よりも高めることができる。また、室内熱交換器２１ａでは、室内送風ファン２２ａから送り込まれる室内空気との熱交換によって冷媒が十分に凝縮するため、高圧ガス側配管３における圧力上昇が抑制される。これによって、圧縮機１１を一時的に停止させることなく暖房運転を継続できるため、従来よりも信頼性が高く、また、快適性に優れた空気調和機Ａを提供できる。

図２のステップＳ１０２において冷房運転を行う室内機が存在する場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、制御装置の処理はステップＳ１０７に進む。例えば、一部の室内機では年間を通して冷房運転を行うことでサーバ室を冷やし、残りの室内機では冬季に暖房運転を行って室内を温めることがある。このようなときには、暖房運転・冷房運転が別々の室内機で同時に（時間的に重複して）行われる。

ステップＳ１０７において制御装置は、冷房運転を行う室内機の台数に対して、暖房運転を行う室内機の台数が占める割合ｇを算出する。
ステップＳ１０８において制御装置は、ステップＳ１０７で算出した割合ｇが所定閾値Ｇ以下であるか否かを判定する。この所定閾値Ｇ（例えば、１．０）は、室外熱交換器１２を凝縮器として用いるか（第３モード）、又は、蒸発器として用いるか（第４モード）を決める際の判定基準となる閾値である。割合ｇが所定閾値Ｇ以下である場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、制御装置の処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において制御装置は、第３モードを実行する。
図５は、第３モードにおける各弁の開閉状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。なお、図５に示す例では、冷房運転を行う室内機の台数（３台）に対して、暖房運転を行う室内機の台数（１台）占める割合ｇが０．３３（≦Ｇ＝１．０）になっている。

制御装置は、第３モードを実行する際、室外熱交換器１２の一端１２ｎの接続先が圧縮機１１の吐出側となるように四方弁１４を制御する。
また、制御装置は、冷房運転を行う室内機２０ａ〜２０ｃに関しては、圧縮機１１の吸入側と室内熱交換器２１ａ〜２１ｃとが低圧ガス側配管４を介して連通するように低圧ガス側電磁弁６２ａ〜６２ｃを開き、高圧ガス側電磁弁６１ａ〜６１ｃを閉じる。
また、制御装置は、暖房運転を行う室内機２０ｄに関しては、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ｄとが高圧ガス側配管３を介して連通するように高圧ガス側電磁弁６１ｄを開き、低圧ガス側電磁弁６２ｄを閉じる。

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒のうち一部は、高圧ガス側配管３を介して室内熱交換器２１ｄに流入し、残りのガス冷媒は四方弁１４を介して室外熱交換器１２に流入する。室外熱交換器１２において凝縮した冷媒、及び、室内熱交換器２１ｄにおいて凝縮した冷媒は、液側配管５を通流する過程で室内膨張弁２３ａ〜２３ｃによって減圧され、室内熱交換器２１ａ〜２１ｃに向かう。室内熱交換器２１ａ〜２１ｃにおいて蒸発した冷媒は、低圧ガス側配管４を介して圧縮機１１の吸入側に向かう。
このように、冷房運転を行う室内機が、暖房運転を行う室内機よりも多い場合には室外熱交換器１２を凝縮器として機能させることで、凝縮能力の不足分を補うことができる。

図２のステップＳ１０８において、冷房運転の室内機に対して暖房運転の室内機が占める割合ｇが所定閾値Ｇよりも大きい場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、制御装置の処理はステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０において制御装置は、第４モードを実行する。なお、第４モードについては詳細な説明を省略するが、制御装置は、室外熱交換器１２を蒸発器として機能させるように四方弁１４を切り替え、高圧ガス側電磁弁６１ａ〜６１ｄ及び低圧ガス側電磁弁６２ａ〜６２ｄの開閉状態を、冷房運転／暖房運転に応じて適宜切り替える。

図２のステップＳ１０１で暖房運転を行う室内機が存在しない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、制御装置の処理はステップＳ１１１に向かう。ステップＳ１１１において制御装置は、室内機２０ａ〜２０ｄのうち、冷房運転を行う室内機が存在するか否かを判定する。冷房運転を行う室内機が存在する場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、制御装置の処理はステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２において制御装置は、室内機２０ａ〜２０ｄのうち冷房運転を行う室内機の台数が占める割合ｈを算出する。

ステップＳ１１３において制御装置は、ステップＳ１１２で算出した割合ｈが所定閾値Ｈ以下であるか否かを判定する。この所定閾値Ｈ（例えば、０．２５）は、停止している室内機の室内熱交換器を凝縮器として機能させるか否かの判定基準となる閾値である。
冷房運転の室内機が占める割合ｈが所定閾値Ｈ以下である場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、制御装置の処理はステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１４において制御装置は、第５モードを実行する。なお、第５モードを実行する条件として、外気温度（≧室内温度）と室内温度との差の絶対値が所定閾値以下である（つまり、冷房負荷が小さい）という条件を追加してもよい。

図６は、第５モードにおける各弁の状態と、冷媒の流れと、を示す説明図である。図６に示す例では、４台の室内機２０ａ〜２０ｄのうち、冷房運転を行う室内機２０ａ（１台）が占める割合ｈが０．２５（≦Ｈ＝０．２５）であり、冷房負荷が比較的小さい状態になっている。

制御装置は、第５モードを実行する際、室外熱交換器１２の一端１２ｎの接続先が圧縮機１１の吸入側となるように四方弁１４を制御するとともに、室外膨張弁１６を閉止する。
また、制御装置は、冷房運転を行う室内機２０ａに関しては、圧縮機１１の吸入側と室内熱交換器２１ａとが連通するように低圧ガス側電磁弁６２ａを開き、高圧ガス側電磁弁６１ａを閉じる。
また、制御装置は、停止している室内機２０ｂ〜２０ｄに関しては、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄとが連通するように高圧ガス側電磁弁６１ｂ〜６１ｄを開き、低圧ガス側電磁弁６２ｂ〜６２ｄを閉じる。

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、高圧ガス側配管３を介して室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄに流入する。室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄを通流するガス冷媒は、自然対流によって室内空気と熱交換して凝縮する。このように第５モードでは、停止している室内機２０ｂ〜２０ｄの室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄを凝縮器として機能させている。
室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄから流出した冷媒は、液側配管５を通流する過程で室内膨張弁２３ａによって減圧され、減圧された冷媒が室内熱交換器２１ａに流入する。室内熱交換器２１ａを通流する冷媒は、室内送風ファン２２ａから送り込まれる室内空気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒になる。室内熱交換器２１ａから流出したガス冷媒は、低圧ガス側配管４を介して圧縮機１１の吸入側に戻る。

なお、室外熱交換器１２は、室内機２０ａ〜２０ｄの全てが冷房運転を行っている場合にも凝縮能力が不足しないよう、その容量が十分に確保されている。仮に、室外膨張弁１６を開き、室外熱交換器１２（凝縮器）及び室内熱交換器２１ａ（蒸発器）を介して冷媒を循環させると、前記したように、室外熱交換器１２の凝縮能力が十分に確保されているため、その凝縮能力が過大になってしまう。その結果、特に外気温度が低い場合には室内熱交換器２１ａが着霜し、除霜を行うために冷房運転が一時的に停止される可能性が高くなる。

これに対して、本実施形態（第５モード）では、停止している室内機２０ｂ〜２０ｄの室内熱交換器２１ｂ〜２１ｄを凝縮器として機能させることで、外気温度が低い場合に凝縮能力を抑え、室内熱交換器２１ａの着霜を防止できる。すなわち、冷房運転を継続して行うことができるため、従来よりも信頼性が高く、また、快適性に優れた空気調和機Ａを提供できる。

図２のステップＳ１１３において、冷房運転の室内機が占める割合ｈが所定閾値Ｈよりも大きい場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、制御装置の処理はステップＳ１１５に進む。
ステップＳ１１５において制御装置は、第６モードを実行する。第６モードについては詳細な説明を省略するが、制御装置は、室外熱交換器１２を凝縮器として機能させるように四方弁１４を切り替え、さらに室内機２０ａ〜２０ｄの運転状態に応じて、高圧ガス側電磁弁６１ａ〜６１ｄ及び低圧ガス側電磁弁６２ａ〜６２ｄの開閉状態を適宜切り替える。

また、ステップＳ１１１において冷房運転を行う室内機が存在しない場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、つまり、全ての室内機が停止している場合には、制御装置の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
なお、制御装置は、リモコン（図示せず）の操作によって、室内機の暖房運転／冷房運転が切り替えられたり、室内機の運転／停止が切り替えられたりするたびに、図２に示す処理を繰り返す。

＜効果＞
本実施形態によれば、暖房運転又は冷房運転を行う室内機の台数や、外気温度の変化に応じて各弁を制御することで、空調に要する適量の冷媒を循環させることができる。したがって、従来よりも広い条件で対人空調としての快適性を確保できるとともに、高いＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）で空調を行うことができる。また、本実施形態によれば、圧縮機１１の保護のために暖房運転を一時的に停止したり、室内熱交換器の除霜のために冷房運転を一時的に停止したりすることがほとんどなくなるため、空気調和機Ａの信頼性を従来よりも高めることができる。

≪変形例≫
以上、本発明に係る空気調和機Ａについて実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、実施形態では、暖房運転又は冷房運転を行う室内機の台数に基づいて各運転モード（第１〜第６モード）を決定する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、暖房運転又は冷房運転を行う室内機に関して、その室内熱交換器の容量に基づいて運転モードを決定するようにしてもよい。これによって、例えば、室内熱交換器２１ａ〜２１ｄの容量が同一でない場合でも、以下で説明するように最適な運転モードを選択できる。

すなわち、前記した実施形態では、暖房運転を行う室内機の台数が占める割合ｆが所定閾値Ｆよりも大きいときに第１モードを実行する場合について説明したが（Ｓ１０４：Ｙｅｓ、Ｓ１０５）、これに限らない。すなわち、室外熱交換器１２の容量に対して、暖房運転を行う室内機が有する室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値よりも大きいときに、第１モードを実行するようにしてもよい。これによって、停止している室内機の室内熱交換器に多量の液冷媒が溜まることを防止できる。

また、実施形態では、暖房運転を行う室内機の台数が占める割合ｆが所定閾値Ｆ以下であるときに第２モードを実行する場合について説明したが（Ｓ１０４：Ｎｏ、Ｓ１０６）、これに限らない。すなわち、室外熱交換器１２の容量に対して、暖房運転を行う室内機が有する室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値以下であるときに、第２モードを実行するようにしてもよい。これによって、停止している室内機の室内熱交換器に液冷媒を溜めることができる。
なお、前記した条件が成立し、かつ、外気温度（≦室内温度）と室内温度との差の絶対値が所定閾値以下であるときに第２モードを実行するようにしてもよい。

また、実施形態では、冷房運転を行う室内機に対して、暖房運転を行う室内機が占める割合ｇが所定閾値Ｇ以下であるときに第３モードを実行する場合について説明したが（Ｓ１０８：Ｙｅｓ、Ｓ１０９）、これに限らない。すなわち、冷房運転を行う室内機の室内熱交換器の容量の合計値に対して、暖房運転を行う室内機の室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値以下であるときに、第３モードを実行するようにしてもよい。これによって、室外熱交換器１２を凝縮器として機能させることができる。
なお、室外熱交換器１２を蒸発器として機能させる第４モードについても同様である。

また、実施形態では、冷房運転を行う室内機の台数が占める割合ｈが所定閾値Ｈ以下であるときに第５モードを実行する場合について説明したが（Ｓ１１３：Ｙｅｓ、Ｓ１１４）、これに限らない。すなわち、室外熱交換器１２の容量に対して、冷房運転を行う室内機が有する室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値以下であるときに、第５モードを実行するようにしてもよい。これによって、停止している室内機の室内熱交換器を凝縮器として機能させることができる。
なお、前記した条件が成立し、かつ、外気温度（≧室内温度）と室内温度との差の絶対値が所定閾値以下であるときに第５モードを実行するようにしてもよい。

また、実施形態では、空気調和機Ａが４台の室内機２０ａ〜２０ｄを備える構成（図１参照）について説明したが、互いに並列接続される室内機の台数は３台以下であってもよいし、また、５台以上であってもよい。

また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。

Ａ 空気調和機
１０ 室外機
１１ 圧縮機
１２ 室外熱交換器
１２ｎ 室外熱交換器の一端
１２ｕ 室外熱交換器の他端
１３ 室外送風ファン
１４ 四方弁（流路切替手段）
１５ 逆止弁
１６ 室外膨張弁
１７ 制御装置（制御手段）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 室内機
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 室内熱交換器
ｎ 室内熱交換器の一端
ｕ 室内熱交換器の他端
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 室内送風ファン
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 室内膨張弁
３ 高圧ガス側配管（第１配管）
４ 低圧ガス側配管（第２配管）
５ 液側配管（第３配管）
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ 高圧ガス側電磁弁（第１開閉手段）
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 低圧ガス側電磁弁（第２開閉手段）

Claims (3)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、前記室外熱交換器の一端の接続先を前記圧縮機の吸入側／吐出側に切り替える流路切替手段と、前記室外熱交換器の他端に接続される室外膨張弁と、を有する室外機と、
   室内熱交換器と、前記室内熱交換器の一端に接続される室内膨張弁と、を有する複数台の室内機と、
   前記圧縮機の吐出側と、それぞれの前記室内熱交換器の他端と、を接続する第１配管と、
   前記第１配管に設けられ、前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器との連通／遮断を、それぞれの前記室内熱交換器について切り替える複数の第１開閉手段と、
   前記圧縮機の吸入側と、前記第１配管における前記第１開閉手段の下流側と、をそれぞれ接続する第２配管と、
   前記第２配管に設けられ、前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器との連通／遮断を、それぞれの前記室内熱交換器について切り替える複数の第２開閉手段と、
   それぞれの前記室内熱交換器の前記一端と、前記室外熱交換器の前記他端と、を前記室内膨張弁及び前記室外膨張弁を介して接続する第３配管と、
   空気調和機の各機器を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記第１開閉手段によって前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器とを連通させる場合には、当該室内熱交換器に対応する前記第２開閉手段を閉止し、
   前記第２開閉手段によって前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器とを連通させる場合には、当該室内熱交換器に対応する前記第１開閉手段を閉止し、
   さらに前記制御手段は、
   複数台の前記室内機のうち一部で冷房運転を行い、残りの室内機を停止させる場合において、
   複数台の前記室内機のうち冷房運転を行う室内機の台数が占める割合が所定閾値以下であるとき、
   又は、
   前記室外熱交換器の容量に対して、冷房運転を行う室内機が有する前記室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値以下であるとき、
   前記室外熱交換器の前記一端を、前記流路切替手段を介して前記圧縮機の吸入側に接続するとともに、
   冷房運転を行う室内機に関しては、前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、
   停止状態の室内機に関しては、前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、
   さらに、前記室外膨張弁を閉止すること
   を特徴とする空気調和機。
2. 前記制御手段は、
   複数台の前記室内機のうち一部で暖房運転を行い、残りの室内機を停止させる場合において、
   複数台の前記室内機のうち暖房運転を行う室内機の台数が占める割合が所定閾値よりも大きいとき、
   又は、
   前記室外熱交換器の容量に対して、暖房運転を行う室内機が有する前記室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値よりも大きいとき、
   前記室外熱交換器の前記一端を、前記流路切替手段を介して前記圧縮機の吸入側に接続するとともに、
   暖房運転を行う室内機に関しては、前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、
   停止状態の室内機に関しては、前記圧縮機の吸入側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、さらに、当該室内機が有する前記室内膨張弁を閉止すること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御手段は、
   複数台の前記室内機のうち一部で暖房運転を行い、残りの室内機を停止させる場合において、
   複数台の前記室内機のうち暖房運転を行う室内機の台数が占める割合が所定閾値以下であるとき、
   又は、
   前記室外熱交換器の容量に対して、暖房運転を行う室内機が有する前記室内熱交換器の容量の合計値が占める割合が所定閾値以下であるとき、
   前記室外熱交換器の前記一端を、前記流路切替手段を介して前記圧縮機の吸入側に接続するとともに、
   それぞれの前記室内機に関して、前記圧縮機の吐出側と前記室内熱交換器とが連通するように前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を制御し、
   さらに、停止状態の室内機が有する前記室内膨張弁を閉止又は微開にすること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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