JP6540159B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いた空調機を複数備えた空調システムに関する。

近年、空調機の冷媒として、Ｒ４１０Ａに代わるＧＷＰ（地球温暖化係数）の低い冷媒が求められている。特許文献１には、冷媒としてＧＷＰの低いジフルオロメタン（Ｒ３２）を用い、単位冷凍能力当たりのＲ３２の充填量を適正化する技術が開示されている。

ところで、高圧ガス取締法に基づく冷凍保安規則において、Ｒ４１０Ａは「フルオロカーボンであって不活性のもの」と扱われている。一方、「フルオロカーボンであって不活性でない」冷媒は、規制が異なっている。Ｒ４１０Ａ（フルオロカーボンであって不活性のもの）では、１日当たりの冷凍能力が５トン以上の空調機、つまり出力が１０ＨＰ（馬力）を超過する空調機について、高圧ガス保安協会（ＫＨＫ）の各種規制を受ける。これに対し、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒では、冷凍能力が３トン以上、つまり出力が６ＨＰを超過する空調機についてＫＨＫの規制を受けることになる。従って、ＧＷＰが低いという視点で冷媒を選択する場合において、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒の使用を企図する場合は、上記のＫＨＫの規制に留意が必要である。

特開２００２−８９９７８号公報

従って、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いる場合、出力が６ＨＰを超過する程度に空調機の大容量化を図ろうとすると、前記規制に応じた装備を要する。このため、空調機及びその付帯設備の複雑化、大型化を要し、これらがコストアップを招来することとなる。

本発明の目的は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化を図ることができる空調システムを提供することにある。

本発明の一局面に係る空調システムは、互いに独立した冷媒回路（２Ａ、２Ｂ）を各々備える複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）と、前記複数の空調機同士を連携させる通信手段（６）と、前記複数の空調機の動作を制御する一つの制御部（５Ａ）と、を備え、前記複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）の各々は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は６ＨＰ以下である一方、前記複数の空調機の合計出力は６ＨＰを超過し、前記一つの制御部（５Ａ）は、前記通信手段を使用して、前記複数の空調機の動作を同期制御する空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第１冷媒回路（２Ａ）を備える一つの第１空調機（１Ａ）と、前記第１冷媒回路とは独立した第２冷媒回路（２Ｂ）を備える一つ又は複数の第２空調機（１Ｂ）と、を備え、前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１冷媒回路（２Ａ）を構成する各機器の動作を制御する第１制御系（７Ａ）と、前記第１制御系に対して制御指示を与える第１コントローラ（５Ａ）と、を備え、前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２冷媒回路（２Ｂ）を構成する各機器の動作を制御する第２制御系（７Ｂ）と、前記第２制御系に対して制御指示を与える第２コントローラ（５Ｂ）と、を備え、前記通信手段は、前記第１制御系（７Ａ）と前記第２制御系（７Ｂ）とを接続する通信線（６）であり、前記制御部は、前記第１空調機が備える前記第１コントローラ（５Ａ）であり、前記第２コントローラ（５Ｂ）は休止状態となる。
また、本発明の他の局面に係る空調システムは、互いに独立した冷媒回路（２Ａ、２Ｂ）を各々備える複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）と、前記複数の空調機同士を連携させる通信手段（６）と、前記複数の空調機の動作を制御する一つの制御部（５Ａ）と、を備え、前記複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）の各々は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は６ＨＰ以下である一方、前記複数の空調機の合計出力は６ＨＰを超過し、前記一つの制御部（５Ａ）は、前記通信手段を使用して、前記複数の空調機の動作を同期制御する空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第１冷媒回路（２Ａ）を備える一つの第１空調機（１Ａ）と、前記第１冷媒回路とは独立した第２冷媒回路（２Ｂ）を備える一つ又は複数の第２空調機（１Ｂ）と、を備え、前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１冷媒回路（２Ａ）を構成する各機器の動作を制御する第１制御回路（７５Ａ）と、前記第１制御回路に対して制御指示を与える第１コントローラ（５Ａ）と、を含む第１制御系（７Ａ）を備え、前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２冷媒回路（２Ｂ）を構成する各機器の動作を制御する第２制御回路（７５Ｂ）と、前記第２制御回路に対して制御指示を与える第２コントローラ（５Ｂ）と、を含む第２制御系（７Ｂ）を備え、前記通信手段は、前記第１制御系（７Ａ）と前記第２制御系（７Ｂ）とを接続する通信線（６）であり、前記制御部は、前記第１コントローラ（５Ａ）及び前記第２コントローラ（５Ｂ）のうち、ユーザにより選択されたいずれか一方のコントローラである。

この空調システムによれば、それぞれが冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、出力が６ＨＰ以下である複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）が用いられる。これらが各々備える冷媒回路（２Ａ、２Ｂ）は互いに独立しているが、通信手段（６）によって複数の空調機同士は連携されている。そして、一つの制御部（５Ａ）によって、前記複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）の動作が同期制御される。このため、本空調システムでは、各空調機（１Ａ、１Ｂ）の出力が６ＨＰ以下であるという独立性を維持しつつ、複数の空調機の同期運転によって６ＨＰを超過するような出力の大容量化を図ることができる。

上記の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第１冷媒回路（２Ａ）を備える一つの第１空調機（１Ａ）と、前記第１冷媒回路とは独立した第２冷媒回路（２Ｂ）を備える一つ又は複数の第２空調機（１Ｂ）と、を備え、前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１冷媒回路（２Ａ）を構成する各機器の動作を制御する第１制御系（７Ａ）と、前記第１制御系に対して制御指示を与えるコントローラ（５Ａ）と、を備え、前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２冷媒回路（２Ｂ）を構成する各機器の動作を制御する第２制御系（７Ｂ）を備え、前記通信手段は、前記第１制御系（７Ａ）と前記第２制御系（７Ｂ）とを接続する通信線（６）であり、前記制御部は、前記第１空調機が備える前記コントローラ（５Ａ）である構成とすることができる。

この空調システムによれば、通信線（６）によって第１制御系（７Ａ）と第２制御系（７Ｂ）とを接続するというシンプルな手法によって、第１空調機（１Ａ）と第２空調機（１Ｂ）とが連携運転可能な状態とされる。そして、第１空調機（１Ａ）が本来的に備えるコントローラ（５Ａ）によって、第１空調機（１Ａ）及び第２空調機（１Ｂ）が同期運転される。従って、各空調機（１Ａ、１Ｂ）が元々備えている装備に、通信線（６）の配線という最小限の追加だけで、本発明に係る空調システムを構築することができる。

或いは、上記の空調システムにおいて、前記第１冷媒回路（２Ａ）は、第１圧縮機（２１）、第１室外熱交換器（２２）、第１膨張弁（２３）及び第１室内熱交換器（２４）を含み、前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１圧縮機、前記第１室外熱交換器及び前記第１膨張弁と、前記第１室外熱交換器に外気を供給する第１室外ファン（３１）とを収容する第１室外機（３Ａ）と、前記第１室内熱交換器と、前記第１室内熱交換器に室内空気を供給する第１室内ファン（４１）とを収容する第１室内機（４Ａ）と、を備え、第１制御系（７Ａ）は、前記第１圧縮機、前記第１膨張弁、前記第１室外ファン及び前記第１室内ファンの動作を制御し、前記第２冷媒回路（２Ｂ）は、第２圧縮機（２１）、第２室外熱交換器（２２）、第２膨張弁（２３）及び第２室内熱交換器（２４）を含み、前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２圧縮機、前記第２室外熱交換器及び前記第２膨張弁と、前記第２室外熱交換器に外気を供給する第２室外ファン（３１）とを収容する第２室外機（３Ｂ）と、前記第２室内熱交換器と、前記第２室内熱交換器に室内空気を供給する第２室内ファン（４１）とを収容する第２室内機（４Ｂ）と、を備え、前記第２制御系（７Ｂ）は、前記第２圧縮機、前記第２膨張弁、前記第２室外ファン及び前記第２室内ファンの動作を制御する構成とすることができる。

この空調システムに依っても、各空調機（１Ａ、１Ｂ）が元々備えている装備に、通信線（６）の配線という最小限の追加だけで、本発明に係る空調システムを構築することができる。

上記の空調システムにおいて、前記第１室外機（３Ａ）は、前記第１制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第１接続部（６１Ａ）を有し、前記第２室外機（３Ｂ）は、前記第２制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第２接続部（６１Ｂ）を有し、前記通信線（６）は、前記第１接続部（６１Ａ）と前記第２接続部（６１Ｂ）とを接続することが望ましい。

この空調システムによれば、第１室外機（３Ａ）及び第２室外機（３Ｂ）が、他の制御系とのインターフェースとなる第１接続部（６１Ａ）及び第２接続部（６１Ｂ）を各々有する。従って、通信線（６）で両者を接続する作業を行うだけで、第１空調機（１Ａ）と第２空調機（１Ｂ）とを連携運転可能な状態とすることができる。

上記の空調システムにおいて、前記第１室内機（４Ａ）は、前記第１制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第３接続部（６１Ａ）を有し、前記第２室内機（４Ｂ）は、前記第２制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第４接続部（６１Ｂ）を有し、前記通信線は、前記第３接続部（６１Ａ）と前記第４接続部（６１Ｂ）とを接続することが望ましい。

この空調システムによれば、第１室内機（４Ａ）及び第２室内機（４Ｂ）が、他の制御系とのインターフェースとなる第３接続部（６１Ａ）及び第４接続部（６１Ｂ）を各々有する。従って、通信線（６）で両者を接続する作業を行うだけで、第１空調機（１Ａ）と第２空調機（１Ｂ）とを連携運転可能な状態とすることができる。

上記の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第１冷媒回路（２Ａ）を備える第１空調機（１Ａ）と、前記第１冷媒回路とは独立した第２冷媒回路（２Ｂ）を備える第２空調機（１Ｂ）と、を含み、前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１冷媒回路を構成する各機器の動作を制御する第１制御系を備え、前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２冷媒回路を構成する各機器の動作を制御する第２制御系を備え、前記制御部は、前記第１制御系及び前記第２制御系に共用され、これらに制御指示を与えるリモコン装置（Ｒ）であり、前記通信手段は、前記第１制御系及び前記第２制御系と前記リモコン装置とを接続する通信線又は無線機器（６Ｒ）であることが望ましい。

この空調システムによれば、リモコン装置（Ｒ）と、第１室内機（４Ａ）の第１制御系及び第２室内機（４Ｂ）の第２制御系とが、通信線又は無線機器（６Ｒ）を介して接続される。従って、リモコン装置（Ｒ）の操作によって、第１空調機（１Ａ）と第２空調機（１Ｂ）とを同期制御することができる。

本発明によれば、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化を図ることができる空調システムを提供することができる。即ち、本発明は、コスト面で有利な大容量空調システムの構築に寄与する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る空調システムの構成を概略的に示す図である。 図２は、一つの空調機の、配管系統を含む機器構成を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る空調システムにおける、複数の空調機の連携接続の態様を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る空調システムの電気的構成を示すブロック図である。 図５（Ａ）〜（Ｃ）は、複数の空調機を連携接続する各種の態様を概略的に示す図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る空調システムの構成を概略的に示す図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係る空調システムの構成を概略的に示す図である。

［第１実施形態］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る空調システムＳ１の構成を概略的に示す図である。空調システムＳ１は、オフィスや商業施設等において、冷房及び暖房を含む空調動作を行うシステムである。

＜空調システムの概略構成＞
空調システムＳ１は、互いに独立した冷媒回路を各々備える複数の空調機を備える。図１においては、空調システムＳ１が第１空調機１Ａ、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃの３台の空調機を具備する例を示している。本実施形態では、第１空調機１Ａが、当該空調システムＳ１の動作を制御する一つの制御部となるコントローラ５（第１コントローラ５Ａ）を有するという意味において親空調機（特許請求の範囲における「第１空調機」）である。また、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃが、コントローラ５の制御下で動作するという点で、子空調機（特許請求の範囲における「第２空調機」）である。空調システムＳ１が具備する空調機の台数は特に制限はなく、少なくとも２台が備えられていれば良い。

第１空調機１Ａは第１冷媒回路２Ａを備える。第２空調機１Ｂは、第１冷媒回路２Ａとは独立した第２冷媒回路２Ｂを備える。さらに、第３空調機１Ｃは、第１冷媒回路２Ａ及び第２冷媒回路２Ｂとは独立した第３冷媒回路２Ｃを備える。これら第１、第２、第３冷媒回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃには、それぞれ冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒が適量封入されている。本実施形態において使用できる冷媒は、高圧ガス取締法に基づく冷凍保安規則において「フルオロカーボン（不活性のものを除く）」との区分に属する冷媒である限りにおいて制限はない。勿論、ＧＷＰが低い冷媒であることが望ましい。このような冷媒として、Ｒ３２（ジフルオロメタン；ＣＨ₂Ｆ₂）を例示することができる。

第１空調機１Ａは、第１室外機３Ａ及び第１室内機４Ａを備え、第１冷媒回路２Ａはこれらを経由して配置される循環配管系統である。第１室内機４Ａには、コントローラ５が接続されている。第２空調機１Ｂは、第２室外機３Ｂ及び第２室内機４Ｂを備え、これらを経由するよう第２冷媒回路２Ｂが配置されている。同様に、第３空調機１Ｃは、第３室外機３Ｂ及び第３室内機４Ｂを備え、これらを経由するよう第３冷媒回路２Ｃが配置されている。第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃもコントローラを備えていても良いが、当該空調機システムＳ１の制御のために用いられるコントローラは１台である。いずれの空調機もコントローラを有している場合は、ユーザがいずれの空調機のコントローラを使用するかによって、親子関係が定められる。

第１、第２、第３空調機１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれ１日当たりの冷凍能力が３トン以下の空調機、つまり出力が６ＨＰ（horse power）以下の空調機である。この出力は、既述の通り、ＫＨＫによる各種規制（容器や冷媒管の肉厚を所定値以上に厚くする等）が適用除外となる出力である。一方、空調システムＳ１は、全体として、６ＨＰを超過する出力を有している。すなわち、第１、第２、第３空調機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの合計出力は、６ＨＰを超過している。空調システムＳ１が、２台の空調機、或いは４台以上の空調機で構成される場合は、その２台或いは４台以上の空調機の合計出力が６ＨＰを超過するよう、各々６ＨＰ以下の出力を有する空調機が選択される。

空調システムＳ１は、第１、第２、第３空調機１Ａ、１Ｂ、１Ｃ同士を連携させるための通信線６（通信手段）を備えている。図１では、各空調機１Ａ〜１Ｃが備える第１室外機３Ａ、第２室外機３Ｂ及び第３室外機３Ｂが、通信線６で相互に接続されている例を示している。なお、具体的な接続態様については、図３及び図４に基づき詳述する。この通信線６による接続によって、第１、第２、第３空調機１Ａ、１Ｂ、１Ｃが各々備える制御系が電気的に接続される。これら制御系は、第１、第２、第３冷媒回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃを構成する各機器の動作を各々制御する電気的な制御系統である。

コントローラ５は、本来の制御対象である第１空調機１Ａだけでなく、通信線６によるネットワークを利用して、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃも制御する。また、コントローラ５は、これら第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃを個別に制御するのではなく、これらを同期制御する。例えば、コントローラ５は、第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃを実質的に同じタイミングで、起動又は停止させたり、冷房又は暖房等の運転モードの切り換え、冷暖房温度の切り換え（室内機吹き出し温度の調整）、吹き出し風量の調整、デフロスト運転などの各種の制御を実行したりする。

ここで、コントローラ５が実行する同期運転は、第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃ間において高度の制御追従性を求めるものではない。例えば、コントローラ５が第１空調機１Ａの運転を停止させた場合、ほぼ同じタイミングで第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃの運転が停止されるような制御を行うことは勿論良いが、第１空調機１Ａの停止に数秒から１００秒程度遅延して、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃが停止される程度の同期運転であっても良い。あるいは、コントローラ５が所定の制御ジョブを特定の制御パターンで第１空調機１Ａにおいて実行する場合、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃも当該制御パターンに正確に追従することが望ましいが、概ね８０％程度、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃが当該制御パターンに追従する程度の同期制御であっても良い。

このように、本実施形態の空調システムＳ１では、それぞれが冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、出力が６ＨＰ以下である第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃが用いられる。これら空調機が各々備える第１〜第３冷媒回路２Ａ〜２Ｃは互いに独立しているが、通信線６によって第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃ同士は連携されている。そして、一つのコントローラ５（５Ａ）によって、第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃの動作が同期制御される。このため、本空調システムＳ１によれば、出力が６ＨＰ以下である第１〜第３空調機１Ａ〜１Ｃの独立性を維持しつつ、これら空調機の同期運転によって６ＨＰを超過する大容量出力を達成することができる。

＜空調機の構成＞
続いて、空調システムＳ１の構成をより具体的に説明する。まず、１つの空調機の構成について説明する。図２は、第１空調機１Ａの、配管系統及び電気系統のハード構成を示す図である。なお、第２空調機１Ｂ及び第３空調機１Ｃも、ここに示す第１空調機１Ａの構成と同じである。

上述の通り、第１空調機１Ａは、第１冷媒回路２Ａを備える。第１冷媒回路２Ａは、これを構成する機器として、圧縮機２１（第１圧縮機）、室外熱交換器２２（第１室外熱交換器）、膨張弁２３（第１膨張弁）、室内熱交換器２４（第１室内熱交換器）、及び四路切換弁２５を含む。これらの機器は、冷媒配管２０によって形成される閉じた循環路の適所に各々配置されている。冷媒配管２０に封入されている冷媒は、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒である。

圧縮機２１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機２１としては、例えば高圧ドーム型のスクロール圧縮機を用いることができる。圧縮機２１は、その吸入側が四路切換弁２５の第１ポートＰ１に、吐出側が第２ポートＰ２に各々接続されている。室外熱交換器２２は、室外空気と冷媒とを熱交換させる部位であり、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器を用いることができる。室外熱交換器２２は、一端が四路切換弁２５の第３ポートＰ３に接続され、他端が膨張弁２３に接続されている。膨張弁２３は、高圧の冷媒を低圧に減圧する弁装置であり、例えば開度を自在に調整可能な電子膨張弁を用いることができる。室内熱交換器２４は、室内空気と冷媒とを熱交換させる部位であり、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器を用いることができる。室内熱交換器２４は、一端が四路切換弁２５の第４ポートＰ４に接続され、他端が膨張弁２３に接続されている。

四路切換弁２５は、第１〜第４ポートＰ１〜Ｐ４と、これらポートの連通状態を切り換える回転子とを備える。回転子が図２に実線で示す第１状態のとき、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４、及び第２ポートＰ２と第３ポートＰ３が連通する。回転子が９０度回転した点線で示す第２状態のとき、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３、及び第２ポートＰ２と第４ポートＰ４が連通する。

第１室外機３Ａは、室外ハウジング３０を備える。室外ハウジング３０は、上述した圧縮機２１、室外熱交換器２２、膨張弁２３及び四路切換弁２５を収容する筐体である。さらに、室外ハウジング３０内には、室外ファン３１及び室外制御基板３２が配置されている。室外ファン３１は、室外熱交換器２２に外気を供給する。室外制御基板３２は、第１室外機３Ａ内の各機器の動作を制御する電子部品、電力用部品等が搭載される基板である。図略のセンサによって計測された室外温度、冷媒温度及び冷媒圧力の検出信号が、室外制御基板３２に入力される。室外制御基板３２は、これら検出信号に基づき、コントローラ５の設定情報（室内温度等）に応じて、圧縮機２１、室外ファン３１及び膨張弁２３の動作、さらには図略の四路切換弁２５の駆動源の動作を制御する。

第１室内機４Ａは、室内ハウジング４０を備える。室内ハウジング４０は、室内熱交換器２４を収容する筐体である。なお、室内ハウジング４０内において、室内膨張弁が室内熱交換器２４の液側端に取り付けられていることが望ましい。さらに、室内ハウジング４０内には、室内ファン４１及び室内制御基板４２が配置されている。室内ファン４１は、室内熱交換器２４に室内空気を供給する。室内制御基板４２は、第１室内機４Ａ内の各機器の動作を制御する電子部品、電力用部品等が搭載される基板であり、図略のセンサによって計測された室内温度や冷媒温度等の検出信号が入力される。室内制御基板４２は、これら検出信号に基づき、コントローラ５の設定情報に応じて室内ファン４１及び前記室内膨張弁などの動作を制御する。

コントローラ５（５Ａ）は、ＯＮ−ＯＦＦボタン、設定キー、液晶表示パネル乃至は操作パネル等を備え、ユーザから第１空調機１Ａの運転に関する各種の操作、設定を受け付ける。コントローラ５は、室外制御基板３２及び室内制御基板４２と、データ通信可能に電気的に接続されている。コントローラ５は、前記操作、設定に関する制御信号を室外制御基板３２及び室内制御基板４２に与え、第１室外機３Ａ及び第１室内機４Ａの各機器の動作を統括的に制御する。

冷房運転時、四路切換弁２５は図２に実線で示す前記第１状態に設定される。圧縮機２１が駆動されると、圧縮機２１から吐出された高圧冷媒が室外熱交換器２２に向かう。該高圧冷媒は、室外熱交換器２２において外気と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁２３（及び室内膨張弁）で減圧された後に、室内熱交換器２４において室内空気と熱交換、吸熱して蒸発する。一方、室内空気は冷却されて室内へ供給される。蒸発した冷媒は、圧縮機２１で再び圧縮され、吐出される。

暖房運転時、四路切換弁２５は図２に点線で示す前記第２状態に設定される。圧縮機２１が駆動されると、圧縮機２１から吐出された高圧冷媒が室内熱交換器２４に向かう。該高圧冷媒は、室内熱交換器２４において室内空気と熱交換し、放熱して凝縮する。一方、室内空気は加熱されて室内へ供給される。凝縮した冷媒は、膨張弁２３（及び室内膨張弁）で減圧された後に、室外熱交換器２２において外気と熱交換し、吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機２１で再び圧縮され、吐出される。

＜空調機同士の連携＞
図３は、空調システムＳ１における、複数の空調機の連携接続の態様（通信手段の一例）を示す図である。図３では、第１空調機１Ａと第２空調機１Ｂ（第３空調機１Ｃは図略）とを示している。第２空調機１Ｂは、第２冷媒回路２Ｂ、第２室外機３Ｂ及び第２室内機４Ｂを備える。第２冷媒回路２Ｂは、圧縮機２１（第２圧縮機）、室外熱交換器２２（第２室外熱交換器）、膨張弁２３（第２膨張弁）、室内熱交換器２４（第２室内熱交換器）、及び四路切換弁２５を含む。第２室外機３Ａは、圧縮機２１、室外熱交換器２２、膨張弁２３、四路切換弁２５、室外ファン３１（第２室外ファン）及び室外制御基板３２を収容している。第２室内機４Ｂは、室内熱交換器２４、室内ファン４１（第２室内ファン）を収容及び室内制御基板４２を収容している。これらの機器は第１空調機１Ａと同じであるため、説明を省く。これら機器の動作は、コントローラ５Ｂにより制御可能であるが、本実施形態では用いられない。

第１空調機１Ａの室外制御基板３２からは、中継用信号線６２Ａが延出されている。室外制御基板３２には、他の制御系とのデータ通信を行うためのインターフェース回路が搭載されている。また、第１室外機３Ａのハウジングには、コネクタからなる第１接続部６１Ａが設けられている。中継用信号線６２Ａの一端は前記インターフェース回路に、他端は第１接続部６１Ａに各々接続されている。

同様に、第２空調機１Ｂの室外制御基板３２からは、中継用信号線６２Ｂが延出されている。この室外制御基板３２には、他の制御系（ここでは第１空調機１Ａの室外制御基板３２）とのデータ通信を行うためのインターフェース回路が搭載されている。また、第２室外機３Ｂのハウジングには、コネクタからなる第２接続部６１Ｂが設けられている。中継用信号線６２Ｂの一端は前記インターフェース回路に、他端は第２接続部６１Ｂに各々接続されている。

第１接続部６１Ａ及び第２接続部６１Ｂは、他の制御系とのインターフェースとなる部位である。通信線６は、第１接続部６１Ａと第２接続部６１Ｂとを接続している。なお、図３では記載を省いているが、通信線６は、他の空調機（第３空調機１Ｃ）が備えるインターフェース用接続部と第１接続部６１Ａとも接続している。この通信線６による接続によって、第２空調機１Ｂの室外制御基板３２は、第１空調機１Ａのコントローラ５Ａから制御信号を受けることができるようになる。すなわち、通信線６で第１接続部６１Ａと第２接続部６１Ｂとを接続する作業を行うだけで、第１空調機１Ａと第２空調機１Ｂとを連携運転可能な状態とすることができる。

上記の点を空調システムＳ１の電気的構成に基づき説明する。図４は、空調システムＳ１の電気的構成を示すブロック図である。第１空調機１Ａは、圧縮機モータ７１、電磁弁７２、室外機ファンモータ７３及び室内機ファンモータ７４と、これらの機器の動作を制御する第１制御系７Ａとを備える。第１制御系７Ａは、制御回路７５Ａと、この制御回路７５Ａに対して制御指示を与えるコントローラ５Ａ（制御部）とを含む。

圧縮機モータ７１は第１空調機１Ａの圧縮機２１を動作させる駆動源、電磁弁７２は膨張弁２３の開度を調整する弁、室外機ファンモータ７３及び室内機ファンモータ７４は、室外ファン３１及び室内ファン４１を各々動作させるモータである。制御回路７５Ａは、少なくとも上述の室外制御基板３２及び室内制御基板４２に搭載された制御回路と、上述のインターフェース回路とを含み、圧縮機モータ７１、電磁弁７２、室外機ファンモータ７３及び室内機ファンモータ７４の動作制御のための回路を有する。コントローラ５Ａは、第１制御系７Ａにおいて制御主体となる。

第２空調機１Ｂも同様に、圧縮機モータ７１、電磁弁７２、室外機ファンモータ７３及び室内機ファンモータ７４と、これらの機器の動作を制御する第２制御系７Ｂとを備える。第２制御系７Ｂは、制御回路７５Ｂとコントローラ５Ｂとを含むが、コントローラ５Ｂは実質的に使用されず、休止状態とされる。第３空調機１Ｃについても同様である。

通信線６は、第１接続部６１Ａと第２接続部６１Ｂとを接続することによって、第１空調機１Ａの第１制御系７Ａと第２空調機１Ｂの第２制御系７Ｂとが連携して動作する状態を形成している。図４では、他の接続部６１Ｃ、６１Ｄも示しており、これら接続部６１Ｃ、６１Ｄに接続される他の空調機（第３空調機１Ｃを含む）の制御系も同様に連携させることができる。このような連携により、複数の空調機の同期制御が可能となる。

最もシンプルな同期制御は、第１空調機１Ａの第２空調機１Ｂの起動・停止を同期させる制御である。コントローラ５ＡのＯＮ−ＯＦＦ操作ボタンの操作によって、これら空調機の発停動作が同期される。また他の一例として、コントローラ５Ａが第１空調機１Ａの圧縮機モータ７１の回転数を現行のＲ１からＲ２に変更する制御信号を、制御回路７５Ａ（図３では室外制御基板３２）に与えたとする。これを受けて制御回路７５Ａは、当該圧縮機モータ７１の回転数をＲ２とする制御を実行する。コントローラ５Ａが生成した前記制御信号は、通信線６を介して第２制御系７Ｂの制御回路７５Ｂにも与えられる。これを受けて制御回路７５Ｂは、第２空調機１Ｂの圧縮機モータ７１の回転数をＲ２とする制御を実行する。このようにして、第１空調機１Ａの圧縮機モータ７１と第２空調機１Ｂの圧縮機モータ７１とが、同期制御されるものである。なお、空調システムＳ１の空調温度の制御等においては、コントローラ５Ａを備える第１空調機１Ａの制御回路７５Ａが取得する温度計測値に依存した制御が実行されることになる。勿論、他の空調機の温度センサの計測値を使用して空調温度制御等を実行するように設定しても良い。

＜空調機の各種連携態様＞
本実施形態の空調システムにおいては、様々な空調機同士を連携接続して、システムを構築することができる。組合せの条件は、個々の空調機が冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用していること、及び、その出力が６ＨＰ以下であることと、その合計出力、つまり空調システムの出力が６ＨＰを超過することである。この条件を満たす連携接続のいくつかの例を示す。なお、この連携接続を既に満たしている空調システムに、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用していない他の空調機（例えばＲ４１０Ａを使用する空調機）を付加しても良い。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、複数の空調機を連携接続する各種の態様を概略的に示す図である。ここでは、空調システムにおいて「一つの制御部」として使用されるコントローラを有する空調機を「親機」、この親機に接続され同期制御される他の空調機を「子機」として示している。

図５（Ａ）に空調システムＳ１１は、出力＝６ＨＰの親機と、出力＝６ＨＰの子機との２台で構成（合計出力＝１２ＨＰ）されている。この空調システムＳ１１は、親機と子機との出力が同一（同機種の空調機）で、ＫＨＫによる各種制限が適用除外となる上限出力（６ＨＰ）を有する空調機を用いて構築されたシステムである。親機と子機との連携接続は、例えば図３及び図４に例示した手法を採用することができる。

図５（Ｂ）に空調システムＳ１２は、親機と子機との出力が同一で、出力が比較的小さい空調機を用いて構築されたシステムである。空調システムＳ１２は、出力＝３ＨＰの親機と、出力＝３ＨＰの子機１、子機２、子機３との４台で構成（合計出力＝１２ＨＰ）されている。空調システムＳ１１、Ｓ１２によれば、親機と子機との出力が同一であるので、親機のコントローラが生成する制御信号を、子機でもそのまま利用できる利点がある。

図５（Ｃ）に空調システムＳ１３は、親機と子機との出力が異なる空調機を用いて構築されたシステムである。すなわち、空調システムＳ１３は、出力＝６ＨＰの親機と、出力＝４ＨＰの子機１、出力＝２ＨＰの子機２、出力＝１．５ＨＰの子機３及び子機４の５台で構成（合計出力＝１５ＨＰ）されている。この場合、親機のコントローラが生成する制御信号を、子機用の制御信号に変換するソフトウェア等が、空調システムＳ１３に適用される。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る空調システムＳ２の構成を概略的に示す図である。上述の第１実施形態では、複数の空調機の室外機同士を通信線６で接続する例を示した。これに対し、第２実施形態では、第１空調機１Ａの第１室内機４Ａと第２空調機１Ｂの第２室内機４Ｂとを通信線６で接続した空調システムＳ２を例示している。

第１室内機４Ａのハウジングには第１接続部６１Ａ（第３接続部）が設けられている。第１接続部６１Ａは、室内制御基板４２（図３参照）に中継用信号線を介して接続されている。本実施形態では、室内制御基板４２に、他の制御系とのデータ通信を行うためのインターフェース回路が搭載される。同様に、第２室内機４Ｂには第２接続部６１Ｂ（第４接続部）が設けられ、該第２接続部６１Ｂは室内制御基板４２に中継用信号線を介して接続されている。通信線６は、第１接続部６１Ａと第２接続部６１Ｂとを接続している。これにより、２つの室内制御基板４２同士がデータ通信可能な状態となる。

すなわち、第１接続部６１Ａ及び第２接続部６１Ｂは、第１制御系７Ａ及び第２制御系７Ｂ（図４参照）を連携接続させるためのインターフェースである。この通信線６による接続によって、第２空調機１Ｂの第２制御系７Ｂは、第１空調機１Ａのコントローラ５Ａから制御信号を受けることができるようになる。従って、コントローラ５Ａの操作によって、第１空調機１Ａと第２空調機１Ｂとを同期制御可能な状態とすることができる。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係る空調システムＳ３の構成を概略的に示す図である。上述の第１、第２実施形態では、空調機に本来的に備えられているコントローラを空調システムの「一つの制御部」として用いる例を示した。この第３実施形態では、別個に準備されたリモコン装置Ｒが前記制御部として用いられる空調システムＳ３を例示する。

リモコン装置Ｒは、ＯＮ−ＯＦＦボタン、設定キー、液晶表示パネル乃至は操作パネル等を備え、ユーザから空調システムＳ３の運転に関する各種の操作、設定を受け付ける。リモコン装置Ｒは、第１空調機１Ａのコントローラ５Ａ及び第２空調機１Ｂのコントローラ５Ｂと、データ通信可能に通信線６Ｒで接続されている。この通信線６Ｒに代えて、両者を無線でデータ通信可能に接続する無線機器を適用しても良い。

この通信線６Ｒによる接続によって、リモコン装置Ｒは、コントローラ５Ａ、５Ｂを介して、第１空調機１Ａの第１制御系７Ａ及び第２空調機１Ｂの第２制御系７Ｂ（図４参照）に制御信号を与えることができるようになる。つまり、リモコン装置Ｒは、第１制御系７Ａ及び第２制御系７Ｂに共用される一つの制御部となる。従って、リモコン装置Ｒの操作によって、第１空調機１Ａと第２空調機１Ｂとを同期制御可能な状態とすることができる。

以上説明した実施形態に係る空調システムによれば、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、高度化を要することなく大容量の空調システムを提供することができる。即ち、本実施形態に係る空調システムによれば、大容量を図るに際して装備の複雑化、大型化を伴わないので、装置重量が大きくならず、またコスト面で有利な大容量空調システムを構築することができる。

Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ２、Ｓ３ 空調システム
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 第１、第２、第３空調機
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 第１、第２、第３冷媒回路
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 第１、第２、第３室外機
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 第１、第２、第３室内機
５、５Ａ、５Ｂ コントローラ
６ 通信線（通信手段）
７Ａ、７Ｂ 第１、第２制御系
２１ 圧縮機（第１、第２圧縮機）
２２ 室外熱交換器（第１、第２室外熱交換器）
２３ 膨張弁（第１、第２膨張弁）
２４ 室内熱交換器（第１、第２室内熱交換器）
２５ 四路切換弁
３１ 室外ファン（第１、第２室外ファン）
３２ 室外制御基板
４１ 室内ファン（第１、第２室内ファン）
４２ 室内制御基板
６１Ａ、６１Ｂ 第１、第２接続部
Ｒ リモコン装置

Claims (5)

1. 互いに独立した冷媒回路（２Ａ、２Ｂ）を各々備える複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）と、
   前記複数の空調機同士を連携させる通信手段（６）と、
   前記複数の空調機の動作を制御する一つの制御部（５Ａ）と、を備え、
   前記複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）の各々は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は６ＨＰ以下である一方、前記複数の空調機の合計出力は６ＨＰを超過し、
   前記一つの制御部（５Ａ）は、前記通信手段を使用して、前記複数の空調機の動作を同期制御する空調システムにおいて、
   前記複数の空調機は、第１冷媒回路（２Ａ）を備える一つの第１空調機（１Ａ）と、前記第１冷媒回路とは独立した第２冷媒回路（２Ｂ）を備える一つ又は複数の第２空調機（１Ｂ）と、を備え、
   前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１冷媒回路（２Ａ）を構成する各機器の動作を制御する第１制御回路（７５Ａ）と、前記第１制御回路に対して制御指示を与える第１コントローラ（５Ａ）と、を含む第１制御系（７Ａ）を備え、
   前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２冷媒回路（２Ｂ）を構成する各機器の動作を制御する第２制御回路（７５Ｂ）と、前記第２制御回路に対して制御指示を与える第２コントローラ（５Ｂ）と、を含む第２制御系（７Ｂ）を備え、
   前記通信手段は、前記第１制御系（７Ａ）と前記第２制御系（７Ｂ）とを接続する通信線（６）であり、
   前記制御部は、前記第１空調機が備える前記第１コントローラ（５Ａ）であり、前記第２コントローラ（５Ｂ）は休止状態となる、空調システム。
2. 互いに独立した冷媒回路（２Ａ、２Ｂ）を各々備える複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）と、
   前記複数の空調機同士を連携させる通信手段（６）と、
   前記複数の空調機の動作を制御する一つの制御部（５Ａ）と、を備え、
   前記複数の空調機（１Ａ、１Ｂ）の各々は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は６ＨＰ以下である一方、前記複数の空調機の合計出力は６ＨＰを超過し、
   前記一つの制御部（５Ａ）は、前記通信手段を使用して、前記複数の空調機の動作を同期制御する空調システムにおいて、
   前記複数の空調機は、第１冷媒回路（２Ａ）を備える一つの第１空調機（１Ａ）と、前記第１冷媒回路とは独立した第２冷媒回路（２Ｂ）を備える一つ又は複数の第２空調機（１Ｂ）と、を備え、
   前記第１空調機（１Ａ）は、前記第１冷媒回路（２Ａ）を構成する各機器の動作を制御する第１制御回路（７５Ａ）と、前記第１制御回路に対して制御指示を与える第１コントローラ（５Ａ）と、を含む第１制御系（７Ａ）を備え、
   前記第２空調機（１Ｂ）は、前記第２冷媒回路（２Ｂ）を構成する各機器の動作を制御する第２制御回路（７５Ｂ）と、前記第２制御回路に対して制御指示を与える第２コントローラ（５Ｂ）と、を含む第２制御系（７Ｂ）を備え、
   前記通信手段は、前記第１制御系（７Ａ）と前記第２制御系（７Ｂ）とを接続する通信線（６）であり、
   前記制御部は、前記第１コントローラ（５Ａ）及び前記第２コントローラ（５Ｂ）のうち、ユーザにより選択されたいずれか一方のコントローラである、空調システム。
3. 請求項１又は２に記載の空調システムにおいて、
   前記第１冷媒回路（２Ａ）は、第１圧縮機（２１）、第１室外熱交換器（２２）、第１膨張弁（２３）及び第１室内熱交換器（２４）を含み、
   前記第１空調機（１Ａ）は、
   前記第１圧縮機、前記第１室外熱交換器及び前記第１膨張弁と、前記第１室外熱交換器に外気を供給する第１室外ファン（３１）とを収容する第１室外機（３Ａ）と、
   前記第１室内熱交換器と、前記第１室内熱交換器に室内空気を供給する第１室内ファン（４１）とを収容する第１室内機（４Ａ）と、を備え、
   第１制御系（７Ａ）は、前記第１圧縮機、前記第１膨張弁、前記第１室外ファン及び前記第１室内ファンの動作を制御し、
   前記第２冷媒回路（２Ｂ）は、第２圧縮機（２１）、第２室外熱交換器（２２）、第２膨張弁（２３）及び第２室内熱交換器（２４）を含み、
   前記第２空調機（１Ｂ）は、
   前記第２圧縮機、前記第２室外熱交換器及び前記第２膨張弁と、前記第２室外熱交換器に外気を供給する第２室外ファン（３１）とを収容する第２室外機（３Ｂ）と、
   前記第２室内熱交換器と、前記第２室内熱交換器に室内空気を供給する第２室内ファン（４１）とを収容する第２室内機（４Ｂ）と、を備え、
   前記第２制御系（７Ｂ）は、前記第２圧縮機、前記第２膨張弁、前記第２室外ファン及び前記第２室内ファンの動作を制御する、空調システム。
4. 請求項３に記載の空調システムにおいて、
   前記第１室外機（３Ａ）は、前記第１制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第１接続部（６１Ａ）を有し、
   前記第２室外機（３Ｂ）は、前記第２制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第２接続部（６１Ｂ）を有し、
   前記通信線（６）は、前記第１接続部（６１Ａ）と前記第２接続部（６１Ｂ）とを接続する、空調システム。
5. 請求項３に記載の空調システムにおいて、
   前記第１室内機（４Ａ）は、前記第１制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第３接続部（６１Ａ）を有し、
   前記第２室内機（４Ｂ）は、前記第２制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第４接続部（６１Ｂ）を有し、
   前記通信線は、前記第３接続部（６１Ａ）と前記第４接続部（６１Ｂ）とを接続する、空調システム。

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