JP6945741B2 - 空気調和装置の制御装置、室外機、中継機、熱源機および空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の制御装置、室外機、中継機、熱源機および空気調和装置に関する。

従来、ヒートポンプなどの熱源機により冷温水を生成し、送水ポンプおよび配管で室内機へ搬送して室内の冷暖房を行なう間接式の空気調和装置が知られている。

このような間接式の空気調和装置は、利用側熱媒体として水またはブラインを使用するので、近年、使用冷媒量を削減するために注目されている。

特開２００９−４１８６０号公報には、冷温水を生成する水熱交換器が凍結するおそれがある場合、バイパス回路を開き、膨張弁を閉とすることで、除霜時の低温の冷媒を水熱交換器に流入させずバイパスさせ、水熱交換器の凍結を防止する。

特開２００９−４１８６０号公報

特開２００９−４１８６０号公報のように、バイパス回路によって、除霜時に蒸発器として働く水熱交換器に冷媒を流さない構成では、水熱交換器における水から冷媒への吸熱が行なわれないので除霜時間が長時間化し、その結果暖房が中断する時間が長くなるため室温が低下し、結果として快適性低下につながる可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、水又はブライン等の熱媒体を用いる間接式の空気調和装置において、熱媒体の凍結を防止しつつ熱媒体からの吸熱を確保し、除霜運転に要する時間を削減できる空気調和装置の制御装置を提供することを目的とする。

本開示の制御装置は、暖房モードと除霜モードとを含む動作モードで動作する空気調和装置を制御する制御装置である。空気調和装置は、第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、第１熱媒体と室外空気との熱交換を行なう第１熱交換器と、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行なう第２熱交換器と、第２熱媒体と室内空気との熱交換を行なう複数の第３熱交換器と、複数の第３熱交換器に流通する第２熱媒体の流量をそれぞれ調整する複数の流量調整弁と、第２熱媒体を複数の第３熱交換器と第２熱交換器との間で循環させるポンプとを備える。制御装置は、暖房モードでは、複数の第３熱交換器のうち空調要求が生じている熱交換器に対応する流量調整弁を開き、複数の第３熱交換器のうち空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じる。制御装置は、除霜モードでは、第２熱媒体の温度が第１判定温度よりも低い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうち少なくとも１つを開く。

本開示の制御装置によれば、空気調和装置の除霜時間が短縮されるので、空調時の快適性が向上する。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。 暖房運転中における第１熱媒体、第２熱媒体の流れを示す図である。 暖房除霜運転（状態Ａ）における第１熱媒体、第２熱媒体の流れを示す図である。 暖房除霜運転（状態Ｂ）における第１熱媒体、第２熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態１の暖房除霜運転の制御の一例を説明するための波形図である。 空気調和装置の制御を行なう制御装置と制御装置を遠隔制御するリモコンの構成を示す図である。 実施の形態１において制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の空気調和装置１Ａの構成を示す図である。 実施の形態２において初回運転時に実行される制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２において除霜運転時に実行される制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３の空気調和装置１Ｂの構成を示す図である。 実施の形態３において除霜運転時に実行される制御を説明するためのフローチャート（前半）である。 実施の形態３において除霜運転時に実行される制御を説明するためのフローチャート（後半）である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。図１を参照して、空気調和装置１は、熱源機２と、室内空調装置３と、制御装置１００とを備える。熱源機２は、室外機１０と、中継機２０を含む。以下の説明において、第１熱媒体として冷媒を、第２熱媒体として水またはブラインを例示することができる。

室外機１０は、第１熱媒体に対する熱源または冷熱源として作動する冷凍サイクルの一部を含む。室外機１０は、圧縮機１１と、四方弁１２と、第１熱交換器１３とを含む。図１では、四方弁１２は冷房または除霜を行なう場合を示しており、熱源機２は冷熱源として作用する。四方弁１２を切替えて冷媒の循環方向を逆向きにすれば、暖房を行なう場合となり、熱源機２は熱源として作用する。

中継機２０は、第２熱交換器２２と、第２熱媒体を室内空調装置３との間で循環させるポンプ２３と、膨張弁２４と、ポンプ２３の前後の差圧ΔＰを検出する圧力センサ２５と、第２熱交換器２２を通過した第２熱媒体の温度を測定する温度センサ２６とを含む。第２熱交換器２２は、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行なう。第２熱交換器２２として、プレート熱交換器を用いることができる。

室外機１０と中継機２０とは、第１熱媒体を流通させる配管４，５によって接続されている。圧縮機１１と、四方弁１２と、第１熱交換器１３と、膨張弁２４と、第２熱交換器２２とによって第１熱媒体を利用した冷凍サイクルである第１熱媒体回路が形成されている。なお、熱源機２は室外機１０と中継機２０が一体型とされていても良い。一体型の場合、配管４，５は筐体内部に収容される。

室内空調装置３と中継機２０とは、第２熱媒体を流通させる配管６，７によって接続されている。室内空調装置３は、室内機３０と、室内機４０と、室内機５０とを含む。室内機３０，４０，５０は、互いに並列的に配管６と配管７との間に接続されている。

室内機３０は、熱交換器３１と、室内空気を熱交換器３１に送るためのファン３２と、第２熱媒体の流量を調整する流量調整弁３３とを含む。熱交換器３１は、第２熱媒体と室内空気との熱交換を行なう。

室内機４０は、熱交換器４１と、室内空気を熱交換器４１に送るためのファン４２と、第２熱媒体の流量を調整する流量調整弁４３とを含む。熱交換器４１は、第２熱媒体と室内空気との熱交換を行なう。

室内機５０は、熱交換器５１と、室内空気を熱交換器５１に送るためのファン５２と、第２熱媒体の流量を調整する流量調整弁５３とを含む。熱交換器５１は、第２熱媒体と室内空気との熱交換を行なう。

なお、ポンプ２３と、第２熱交換器２２と、並列接続された熱交換器３１、熱交換器４１、熱交換器５１と、によって第２熱媒体を利用した第２熱媒体回路が形成されている。また、本実施の形態においては３台の室内機を有する空気調和装置を例に挙げているが、室内機の台数は何台であってもよい。

室外機１０、中継機２０、室内空調装置３に分散配置された制御部１５，２７，３６は、連携して制御装置１００として動作する。制御装置１００は、圧力センサ２５、温度センサ２６の出力に応じて圧縮機１１、膨張弁２４，ポンプ２３、流量調整弁３３，４３，５３およびファン３２，４２，５２を制御する。

なお、制御部１５、２７、３６のいずれかが制御装置となり、他の制御部１５、２７、３６が検出したデータを元に圧縮機１１、膨張弁２４，ポンプ２３、流量調整弁３３，４３，５３およびファン３２，４２，５２を制御しても良い。なお、室外機１０と中継機２０が一体型とされた熱源機２の場合は、制御部３６が検出したデータに基づいて制御部１５，２７が連携して制御装置として動作しても良い。

図１の構成において、空気調和装置１は、温度センサ２６によって第２熱媒体に凍結のおそれがあるか否かを判断する。除霜時に第２熱媒体に凍結が生じるおそれがある場合には、室内機の流量調整弁を開き、ファンを回転させて第２熱媒体に室内空気からの熱を導入し凍結を防止する。以下にこの凍結防止動作について順を追って説明する。

説明を簡単にするため、まず、室内機４０，５０が停止状態で、室内機３０のみ暖房運転している場合について説明する。図２は暖房運転中における第１熱媒体、第２熱媒体の流れを示す図である。図２において、室内機３０は空調ＯＮ状態、室内機４０，５０は空調ＯＦＦ状態と記載されている。なお、空調ＯＮ状態は、室内機に対する空調の要求が生じている状態を示し、空調ＯＦＦ状態は、室内機に対する空調の要求が生じていない状態を示す。空調ＯＦＦ状態は、リモコン等によって室内機がＯＦＦされた場合の他、空調ＯＮ状態で室内機によって空調が行なわれた結果、室温が設定温度に到達して空調を一時的に停止している場合を含む。

暖房運転時には、第１熱媒体（冷媒）が、圧縮機１１から吐出され、第２熱交換器２２、膨張弁２４、第１熱交換器１３を順に経て圧縮機１１に戻るように、四方弁１２が設定される。圧縮機１１から吐出された高温高圧の第１熱媒体は、第２熱交換器２２において第２熱媒体と熱交換することによって凝縮される。凝縮された第１熱媒体は、膨張弁２４によって減圧され、第１熱交換器１３において蒸発し低温のガス状態となって圧縮機１１に戻る。

第２熱媒体回路においては、ポンプ２３から送出された第２熱媒体（水またはブライン）は、第２熱交換器２２において第１熱媒体と熱交換することによって温度が上昇する。温度が上昇した第２熱媒体は、空調ＯＮ状態の室内機３０に供給され、室内空気と熱交換する。これによって空調ＯＮ状態の室内機３０は室内に温風を供給する。なお、空調ＯＮ状態の室内機３０に対応する流量調整弁３３は開状態に制御され、空調ＯＦＦ状態の室内機４０，５０に対応する流量調整弁４３，５３は閉状態に制御される。このため、熱交換器３１には第２熱媒体が流通するが、熱交換器４１，５１には第２熱媒体は流通しない。

図３は、暖房除霜運転（状態Ａ）における第１熱媒体、第２熱媒体の流れを示す図である。暖房除霜運転（状態Ａ）は、暖房除霜運転の標準的な状態である。図３を参照して、第１熱媒体（冷媒）が、圧縮機１１から吐出され、第１熱交換器１３、膨張弁２４、第２熱交換器２２を順に経て圧縮機１１に戻るように、四方弁１２が設定される。すなわち、四方弁１２は冷房運転と同じ状態に制御される。このとき、圧縮機１１から吐出された高温高圧の第１熱媒体は、第１熱交換器１３において外気と熱交換することによって凝縮される。凝縮された第１熱媒体は、膨張弁２４によって減圧され、第２熱交換器２２において第２熱媒体と熱交換し低温のガス状態となって圧縮機１１に戻る。

第２熱媒体回路においては、ポンプ２３から送出された第２熱媒体（水またはブライン）は、第２熱交換器２２において第１熱媒体と熱交換することによって温度が低下する。温度が低下した第２熱媒体は、空調ＯＮ状態の室内機３０に供給されるが、ファン３２は停止されており、室内に冷風が吹出すことは無い。なお、空調ＯＮ状態の室内機３０に対応する流量調整弁３３は開状態に制御され、空調ＯＦＦ状態の室内機４０，５０に対応する流量調整弁４３，５３は閉状態に制御される。このため、熱交換器３１には第２熱媒体が流通するが、熱交換器４１，５１には第２熱媒体は流通しない。

このとき、第２熱交換器２２では、第２熱媒体が低温の第１熱媒体と熱交換することによって冷却される。ここで、第２熱交換器２２の流入部における第２熱媒体の温度が低いと第２熱交換器２２の内部で第２熱媒体が凍結するおそれがある。

図４は、暖房除霜運転（状態Ｂ）における第１熱媒体、第２熱媒体の流れを示す図である。暖房除霜運転（状態Ｂ）は、除霜運転中に第２熱媒体の温度が低下した状態である。図４では、図３と比べ、暖房除霜運転中に、空調ＯＦＦ状態の熱交換器にも第２熱媒体を流通させ、空調ＯＦＦ状態の室内機が設置されている部屋の空気から熱を吸収させる点が異なる。第１熱媒体の循環経路については図３と同じであるので、図４の第２熱媒体回路について説明する。

図４を参照して、第２熱媒体回路においては、ポンプ２３から送出された第２熱媒体（水またはブライン）は、第２熱交換器２２において第１熱媒体と熱交換することによって温度が低下する。温度が低下した第２熱媒体は、空調ＯＮ状態の室内機３０に供給されるが、ファン３２は停止されており、室内に冷風が吹出すことは無い。

加えて、温度センサ２６によって第２熱媒体の温度が監視されており、第２熱媒体の温度が凍結温度に近い第１判定温度Ｘ℃となった場合には、空調ＯＦＦ状態の室内機４０，５０に対応する流量調整弁４３，５３は閉状態から開状態に設定が変更される。同時にファン４２，５２も駆動され、室内空気と第２熱媒体との熱交換が熱交換器４１，５１において積極的に行なわれる。その結果、第２熱媒体の温度は上昇するので、第２熱媒体の凍結が防止される。したがって、第２熱交換器２２における凍結が防止されるとともに、除霜運転を中断しなくても良くなるため、除霜時間も短縮される。

なお、一旦低下した第２熱媒体の温度が第２判定温度Ｙ℃まで上昇した場合には、再び図３のように第２熱媒体の循環経路が設定され、除霜運転が継続される。ここで、第２判定温度Ｙ℃は第１判定温度Ｘ℃以上の温度であれば良い。なお、第２判定温度Ｙ℃は第１判定温度Ｘ℃と同じ温度でもよいが、頻繁に流路の切り替えが発生することを避けるために、Ｙ＞Ｘに設定することが好ましい。

図５は、実施の形態１の暖房除霜運転の制御の一例を説明するための波形図である。図５の時刻ｔ０〜ｔ１においては、暖房運転が実行され、第１熱媒体と第２熱媒体が図２に示すように流れている。

時刻ｔ１においては、暖房除霜開始条件が成立したことに応じて、四方弁の状態が暖房状態から冷房状態に設定される。時刻ｔ１〜ｔ２の間は、第１熱媒体と第２熱媒体が図３の状態Ａに示すように流れている。第２熱交換器２２において第２熱媒体の熱が第１熱媒体に送られることによって、第２熱媒体の温度は次第に低下し、時刻ｔ２において第１判定温度Ｘ℃よりも低下する。

これに応じて時刻ｔ２〜ｔ３の間では、図４の状態Ｂに示すように第２熱媒体の流れが空調ＯＦＦ室内機にも流通するように変更される。このため室内空気と第２熱媒体との熱交換量が増えるため、第２熱媒体の温度は次第に上昇するようになる。

時刻ｔ３において第２熱媒体の温度が第２判定温度Ｙ℃よりも高くなると、再び図３に示すように流量調整弁の設定が変更される。そして時刻ｔ４において除霜運転停止条件が成立すると再び図２に示すような暖房運転に復帰する。

図６は、空気調和装置の制御を行なう制御装置と制御装置を遠隔制御するリモコンの構成を示す図である。図６を参照して、リモコン２００は、入力装置２０１と、プロセッサ２０２と、送信装置２０３とを含む。入力装置２０１は、ユーザーが室内機のＯＮ／ＯＦＦを切り替える押しボタン、設定温度を入力するボタン等を含む。送信装置２０３は、制御装置１００と通信を行なうためのものである。プロセッサ２０２は、入力装置２０１から与えられた入力信号に従って、送信装置２０３を制御する。

制御装置１００は、受信装置１０１と、プロセッサ１０２と、メモリ１０３とを含む。
メモリ１０３は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリとを含んで構成される。なお、フラッシュメモリには、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、各種のデータが記憶される。

プロセッサ１０２は、空気調和装置１の全体の動作を制御する。なお、図１に示した制御装置１００は、プロセッサ１０２がメモリ１０３に記憶されたオペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを実行することにより実現される。なお、アプリケーションプログラムの実行の際には、メモリ１０３に記憶されている各種のデータが参照される。受信装置１０１は、リモコン２００との通信を行なうためのものである。複数の室内機がある場合には、受信装置１０１は複数の室内機の各々に設けられる。

なお、図１に示すように制御装置が複数の制御部に分割されている場合には、複数の制御部の各々にプロセッサが含まれる。このような場合には、複数のプロセッサが連携して空気調和装置１の全体制御を行なう。

図７は、実施の形態１において制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、予め定められた除霜開始条件が成立すると除霜運転が開始される。除霜開始条件は、たとえば、暖房運転中に、一定時間経過毎または室外機の熱交換器の着霜が検出されたとき等に成立する。

除霜運転がスタートすると、まずステップＳ１において、制御装置１００は、四方弁１２を暖房運転状態から冷房運転状態に切り替える。続いて、ステップＳ２において、制御装置１００は、空調ＯＮ状態の室内機に対して、ファンをＯＦＦし、流量調整弁を開くように制御を行なう。すると、たとえば図３の状態Ａに示すように第２熱媒体が流れる。

この状態で、ステップＳ３において、制御装置１００は、温度センサ２６で検出された第２熱媒体の温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃よりも低いか否かを判断する。温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃以上である場合（Ｓ３でＮＯ）、図３に示した除霜運転の状態Ａが維持される。一方温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃より低い場合（Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に処理が進められる。

ステップＳ４では、制御装置１００は、空調ＯＦＦ状態の室内機に対して、流量調整弁を開き、ファンをＯＮするように制御を行なう。すると、たとえば図４の状態Ｂに示すように第２熱媒体が流れる。

この状態で、ステップＳ５において、制御装置１００は、温度センサ２６で検出された第２熱媒体の温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃以上となっているか否かを判断する。温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃より低い場合（Ｓ５でＮＯ）、図４に示した除霜運転の状態Ｂが維持される。一方温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃以上である場合（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に処理が進められる。

ステップＳ６では、制御装置１００は、空調ＯＦＦ状態の室内機に対して、流量調整弁を閉じ、ファンをＯＦＦするように制御を行なう。すると、第２熱媒体の流れは、図３に示すように元の状態Ａに戻る。

続く、ステップＳ７においては、制御装置１００は、除霜終了条件が成立するか否かを判断する。除霜終了条件は、たとえば、除霜開始から一定時間が経過した場合や室外機の除霜が完了した場合などに成立する。ステップＳ７において、除霜終了条件が成立していない場合は、再びステップＳ３以降の処理が繰り返される。一方、ステップＳ７において、除霜終了条件が成立している場合は、ステップＳ８において除霜運転が終了され、再び暖房運転が行なわれる。

再び図１を参照して、実施の形態１の空気調和装置および制御装置について構成と主たる動作とを記載する。制御装置１００は、暖房モードと除霜モードとを含む動作モードで動作する空気調和装置１を制御する制御装置である。空気調和装置１は、第１熱媒体を圧縮する圧縮機１１と、第１熱媒体と室外空気との熱交換を行なう第１熱交換器１３と、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行なう第２熱交換器２２と、第２熱媒体と室内空気との熱交換を行なう複数の第３熱交換器３１，４１，５１と、複数の第３熱交換器３１，４１，５１に流通する第２熱媒体の流量をそれぞれ調整する複数の流量調整弁３３，４３，５３と、第２熱媒体を複数の第３熱交換器３１，４１，５１と第２熱交換器２２との間で循環させるポンプ２３とを備える。

制御装置１００は、暖房モードでは、複数の第３熱交換器３１，４１，５１のうち空調要求が生じている熱交換器に対応する流量調整弁を開き、複数の第３熱交換器３１，４１，５１のうち空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じる。制御装置１００は、除霜モードでは、第２熱媒体の温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃よりも低い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうち少なくとも１つを開く。

好ましくは、制御装置１００は、除霜モードでは、第２熱媒体の温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃よりも高い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じる。

このようにして、除霜運転中に第２熱媒体の温度が低下した場合に、空調要求が生じていない熱交換器に第２熱媒体を流すので、室内空気から第２熱媒体に熱を移動させることができ、第２熱媒体の温度を上昇させることができる。

好ましくは、空気調和装置１は、複数の第３熱交換器３１，４１，５１にそれぞれ対応して設けられる複数のファン３２，４２，５２をさらに備える。制御装置１００は、暖房モードでは、空調要求が生じている熱交換器に対応するファンを駆動させるとともに、空調要求が生じていない熱交換器に対応するファンを停止させる。制御装置１００は、除霜モードでは、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりも低い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応するファンを駆動させる。

好ましくは、制御装置１００は、除霜モードでは、第２熱媒体の温度が第２判定温度Ｙ℃よりも高い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応するファンを停止させる。

このようにして、除霜運転中に第２熱媒体の温度が低下した場合に、空調要求が生じていない熱交換器にファンで空気を送るので、室内空気から第２熱媒体への熱移動が一層促進される。

以上説明したように、実施の形態１の空気調和装置は、暖房除霜時に第２熱媒体が凍結する恐れがある場合、空調ＯＦＦ状態にある室内機の流量調整弁を開き、ファンを回して、室内からの熱によって第２熱媒体の温度を上昇させる。これによって、第２熱媒体回路の凍結を防止しつつ第２熱交換器における吸熱を確保し除霜運転に要する時間を短縮することができる。

［実施の形態１の変形例］
実施の形態１では暖房運転時に除霜を行なう場合について説明したが、冷房運転時に第２熱媒体の温度が低下し凍結が懸念される場合も考えられる。たとえば、コンピュータのサーバールームや低温倉庫などでは、室温がかなり低い場合でも冷房が行なわれ、第２熱媒体の温度が凍結温度近くまで低下する可能性がある。

実施の形態１の変形例では、冷房運転時に第２熱媒体の凍結の恐れがある場合に、空調ＯＦＦ状態にある室内機において室内空気と熱交換を行なう制御について説明する。

この変形例では、冷房中であるので図７のステップＳ１の処理は実行されない。また、空調ＯＮ状態の室内機では冷風が吹き出しても良いので、ステップＳ２の処理の代わりに、流量調整弁が開かれるとともにファンはＯＮ状態とされる。さらに図７中のステップＳ２〜Ｓ７が実行されるが、温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃より低くなった場合にステップＳ４の処理に代えて以下の動作を実施する。

まずステップＳ４の処理と同様に、制御装置１００は、空調ＯＦＦ状態の室内機の流量調整弁を開くとともに、ファンをＯＮさせる。さらに、空調ＯＮ状態（冷房中）の室内機のファン回転速度を増加させる。これにより、冷房運転中で第２熱媒体の温度が低下した場合に、空調ＯＦＦ状態の室内機に加えて空調ＯＮ状態の室内機においても室内空気から吸熱することが実行される。空調ＯＮ状態の室内機では、ファンの回転速度が増加することによって、熱交換量が増加する。冷房中の場合には、空調ＯＮ状態の室内機から冷風が吹き出すことは問題ない。したがって、図７のステップＳ４と異なり、変形例では空調ＯＮ状態の室内機においてファンがＯＮ状態とされる。

実施の形態１の変形例では、動作モードは、暖房モード、除霜モードに加えて、冷房モードをさらに含む。制御装置１００は、冷房モードでは、第２熱媒体の温度が第２判定温度Ｙ℃よりも高い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じ、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりも低い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を開く。

制御装置１００は、実施の形態１で説明したように、除霜モードでは、空調要求が生じている熱交換器に対応するファンを停止させる。加えて制御装置１００は、冷房モードでは、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりも高い温度から第１判定温度Ｘ℃よりも低い温度に変化した場合には、空調要求が生じている熱交換器に対応するファンの回転速度を増加させる。

このように制御することによって、冷房運転中においても第２熱媒体の温度を上昇させることで凍結を防止することができる。

また、制御装置１００は、冷房モードでは、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりも低い温度から第２判定温度Ｙ℃よりも高い温度に変化した場合には、空調要求が生じている熱交換器に対応するファンの回転速度を低下させる。

このように制御することによって、冷房運転中に過剰に部屋が冷やされることが回避される。

実施の形態２．
実施の形態１では、空調ＯＦＦ状態にある室内機を一律に扱ったが、実施の形態２では、除霜運転において、必要な熱に見合う台数の室内機から熱を得る。

図８は、実施の形態２の空気調和装置１Ａの構成を示す図である。図８に示す空気調和装置１Ａは、図１に示す空気調和装置１の構成に加えて、室内機３０，４０，５０は、それぞれ温度センサ３４，４４，５４を含む。空気調和装置１Ａの他の構成については、図１に示す空気調和装置１と同様であり説明は繰り返さない。

温度センサ３４，４４，５４は、第２熱媒体が室内機へ流入する温度Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４をそれぞれ測定し、制御装置１００に出力する。

制御装置１００は、第２熱媒体の凍結の恐れがある場合、空調ＯＦＦ状態の室内機のうち、水配管長の短い室内機から優先して流量調整弁を開き、室内ファンをＯＮする凍結保護動作を実施する。

図９は、実施の形態２において初回運転時に実行される制御を説明するためのフローチャートである。図８、図９を参照して、設置後初回に運転指令が入力されると初回運転がスタートする。制御装置１００は、ステップＳ１１において、全室内機の流量調整弁開度を同じ開度とするとともに、温度センサ３４，４４，５４でそれぞれ検出した温度Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を初期温度と定義しメモリに記憶する。

続いて、ステップＳ１２において、制御装置１００は、圧縮機１１をＯＮ、ポンプ２３をＯＮとし、初回運転として冷房運転を行なう。そしてステップＳ１３において、制御装置１００は、上記初期温度と現在の検出温度の差分がＺ℃以上となった室内機から順に、ユニット番号をＮｏ．１／Ｎｏ．２／Ｎｏ．３と定義し、メモリに記憶する。そしてステップＳ１４において、制御装置１００は、冷房運転を終了する。

この初回運転を実行することにより、第２熱媒体を供給する配管の長さが短い順に室内機にユニット番号が付与される。

図１０は、実施の形態２において除霜運転時に実行される制御を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、予め定められた除霜開始条件が成立すると除霜運転が開始される。除霜開始条件は、たとえば、暖房運転中に、一定時間経過毎または室外機の熱交換器の着霜が検出されたとき等に成立する。

除霜運転がスタートすると、まずステップＳ２１において、制御装置１００は、四方弁１２を暖房運転状態から冷房運転状態に切り替える。続いて、ステップＳ２２において、制御装置１００は、空調ＯＮ状態の室内機に対して、ファンをＯＦＦし、流量調整弁を開くように制御を行なう。すると、たとえば第２熱媒体が図３に示すように流れる。

この状態で、ステップＳ２３において、制御装置１００は、温度センサ２６で検出された第２熱媒体の温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃よりも低いか否かを判断する。温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃以上である場合（Ｓ２３でＮＯ）、図３に示した除霜運転の状態が維持される。一方温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃より低い場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、ステップＳ２４に処理が進められる。

ステップＳ２４では、制御装置１００は、空調ＯＦＦ状態かつファンＯＦＦの室内機のうち、ユニット番号の数値が最も小さい室内機に対して、流量調整弁を開き、ファンをＯＮするように制御を行なう。

さらに、ステップＳ２５において、制御装置１００は、温度センサ２６で検出された第２熱媒体の温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃以上となっているか否かを判断する。

ステップＳ２５において、温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃より低い場合（Ｓ２５でＮＯ）、図４に示した除霜運転の初期状態が維持される。このときステップＳ２６において、ステップＳ２４の処理を実行してから時間Ａ分が経過したか否かが判断される。ステップＳ２６において、まだＡ分が経過していない場合（Ｓ２６でＮＯ）、再びステップＳ２５の判定処理が実行される。ステップＳ２６において、Ａ分経過していた場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、ステップＳ２４に処理が進められる。ステップＳ２４では、前回にファンＯＮとした空調ＯＦＦ状態の室内機が除外されるので、制御装置１００は、次にユニット番号の小さい室内機に対して、流量調整弁を開き、ファンをＯＮするように制御を行なう。

一方温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃以上である場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、ステップＳ２７に処理が進められる。

ステップＳ２７では、制御装置１００は、空調ＯＦＦ状態の室内機に対して、流量調整弁を閉じ、ファンをＯＦＦするように制御を行なう。すると、第２熱媒体の流れは、図３に示すように元に戻る。

続く、ステップＳ２８においては、制御装置１００は、除霜終了条件が成立するか否かを判断する。除霜終了条件は、たとえば、除霜開始から一定時間が経過した場合や室外機の除霜が完了した場合などに成立する。ステップＳ２８において、除霜終了条件が成立していない場合は、再びステップＳ２３以降の処理が繰り返される。一方、ステップＳ２８において、除霜終了条件が成立している場合は、ステップＳ２９において除霜運転が終了され、再び暖房運転が行なわれる。

以上説明したように、制御装置１００は、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりも低い場合には、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうちの１つの流量調整弁を開き、１つの流量調整弁を開いても、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりもまだ低いときには、空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうちの他の１つの流量調整弁をさらに開く。

このような制御が行なわれるので、実施の形態２の空気調和装置では、除霜運転時に第２熱媒体の温度が低下した場合に、空調ＯＦＦ状態の室内機のうち必要最小限の台数の室内機のファンをＯＮさせ、流量調整弁を開き、第２熱媒体の温度を上昇させる。これにより、実施の形態１よりも除霜運転時の消費電力を低減させることができるとともに、不要な空調ＯＦＦ状態の室内機の温度を下げることが無いので空調ＯＦＦ状態の室内機が暖房を開始する場合にも有利である。

実施の形態３．
実施の形態１では、空調ＯＦＦ状態にある室内機を一律に扱ったが、室温が暖房設定温度よりも低い部屋において室内機から冷風が吹出すと在室者に不快感を与える恐れがある。実施の形態３では、除霜運転において、空調ＯＦＦ状態にある室内機が設置されている空間の室温を考慮して熱を得る室内機を決定する。

図１１は、実施の形態３の空気調和装置１Ｂの構成を示す図である。図１１に示す空気調和装置１Ｂは、図８に示す空気調和装置１Ａの構成に加えて、室内機３０，４０，５０は、それぞれ室温を検知する温度センサ３５，４５，５５を含む。空気調和装置１Ｂの他の構成については、図８に示す空気調和装置１Ａと同様であり説明は繰り返さない。

温度センサ３５，４５，５５は、室内機３０，４０，５０が設置されている部屋の温度Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７を測定し、制御装置１００に出力する。

図１２は、実施の形態３において除霜運転時に実行される制御を説明するためのフローチャート（前半）である。図１１、図１２を参照して、予め定められた除霜開始条件が成立すると除霜運転が開始される。除霜開始条件は、たとえば、暖房運転中に、一定時間経過毎または室外機の熱交換器の着霜が検出されたとき等に成立する。

除霜運転がスタートすると、まずステップＳ５１において、制御装置１００は、四方弁１２を暖房運転状態から冷房運転状態に切り替える。続いて、ステップＳ５２において、制御装置１００は、空調ＯＮ状態の室内機に対して、ファンをＯＦＦし、流量調整弁を開くように制御を行なう。すると、たとえば図３に示すように第２熱媒体が流れる。

この状態で、ステップＳ５３において、制御装置１００は、温度センサ２６で検出された第２熱媒体の温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃よりも低いか否かを判断する。温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃以上である場合（Ｓ５３でＮＯ）、図３に示した除霜運転の状態が維持される。一方温度Ｔ１が第１判定温度Ｘ℃より低い場合（Ｓ５３でＹＥＳ）、ステップＳ５４に処理が進められる。

ステップＳ５４では、制御装置１００は、温度センサ３５を用いて室内機３０が設置されている部屋の温度Ｔ５を測定し、温度Ｔ５が第３判定温度Ｋ℃以上であるか否かを判断する。温度Ｔ５が判定温度Ｋ℃よりも低い場合（Ｓ５４でＮＯ）、ステップＳ５５において、制御装置１００は第２熱媒体を流して室内空気から吸熱を行なわせる制御の対象から室内機３０を外し、ステップＳ５６に処理を進める。一方、温度Ｔ５が判定温度Ｋ℃以上である場合（Ｓ５４でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ５５の処理を行なわずにステップＳ５６に処理を進める。

ステップＳ５６では、制御装置１００は、温度センサ４５を用いて室内機４０が設置されている部屋の温度Ｔ６を測定し、温度Ｔ６が第３判定温度Ｋ℃以上であるか否かを判断する。温度Ｔ６が判定温度Ｋ℃よりも低い場合（Ｓ５６でＮＯ）、ステップＳ５７において、制御装置１００は第２熱媒体を流して室内空気から吸熱を行なわせる制御の対象から室内機４０を外し、ステップＳ５８に処理を進める。一方、温度Ｔ６が判定温度Ｋ℃以上である場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ５７の処理を行なわずにステップＳ５８に処理を進める。

ステップＳ５８では、制御装置１００は、温度センサ５５を用いて室内機５０が設置されている部屋の温度Ｔ７を測定し、温度Ｔ７が第３判定温度Ｋ℃以上であるか否かを判断する。温度Ｔ７が判定温度Ｋ℃よりも低い場合（Ｓ５８でＮＯ）、ステップＳ５９において、制御装置１００は第２熱媒体を流して室内空気から吸熱を行なわせる制御の対象から室内機５０を外し、ステップＳ６０に処理を進める。一方、温度Ｔ７が判定温度Ｋ℃以上である場合（Ｓ５８でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ５９の処理を行なわずにステップＳ６０に処理を進める。

ステップＳ６０では、空調ＯＦＦ状態の室内機のうちステップＳ５５，Ｓ５７，Ｓ５９の処理によって制御対象から除外されなかった室内機に対応する流量調整弁を開くとともにファンをＯＮさせる。

図１３は、実施の形態３において除霜運転時に実行される制御を説明するためのフローチャート（後半）である。ステップＳ６０に続いて図１３に示すステップＳ６１以降の処理が実行される。

ステップＳ６１では、制御装置１００は、温度センサ３５を用いて室内機３０が設置されている部屋の温度Ｔ５を測定し、温度Ｔ５が第３判定温度Ｋ℃以上であるか否かを判断する。温度Ｔ５が判定温度Ｋ℃よりも低い場合（Ｓ６１でＮＯ）、ステップＳ６２において、制御装置１００は、対応する流量調整弁を閉じファンをＯＦＦして、室内空気から吸熱を行なわせる制御の対象から室内機３０を外し、ステップＳ６３に処理を進める。一方、温度Ｔ５が判定温度Ｋ℃以上である場合（Ｓ６１でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ６２の処理を行なわずにステップＳ６３に処理を進める。

ステップＳ６３では、制御装置１００は、温度センサ４５を用いて室内機４０が設置されている部屋の温度Ｔ６を測定し、温度Ｔ６が第３判定温度Ｋ℃以上であるか否かを判断する。温度Ｔ６が判定温度Ｋ℃よりも低い場合（Ｓ６３でＮＯ）、ステップＳ６４において、制御装置１００は、対応する流量調整弁を閉じファンをＯＦＦして、室内空気から吸熱を行なわせる制御の対象から室内機４０を外し、ステップＳ６５に処理を進める。一方、温度Ｔ６が判定温度Ｋ℃以上である場合（Ｓ６３でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ６４の処理を行なわずにステップＳ６５に処理を進める。

ステップＳ６５では、制御装置１００は、温度センサ５５を用いて室内機５０が設置されている部屋の温度Ｔ７を測定し、温度Ｔ７が第３判定温度Ｋ℃以上であるか否かを判断する。温度Ｔ７が判定温度Ｋ℃よりも低い場合（Ｓ６５でＮＯ）、ステップＳ６６において、制御装置１００は、対応する流量調整弁を閉じファンをＯＦＦして、室内空気から吸熱を行なわせる制御の対象から室内機５０を外し、ステップＳ６７に処理を進める。一方、温度Ｔ７が判定温度Ｋ℃以上である場合（Ｓ６５でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ６６の処理を行なわずにステップＳ６７に処理を進める。

ステップＳ６７では、制御装置１００は、温度センサ２６で検出された第２熱媒体の温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃以上となっているか否かを判断する。

ステップＳ６７において、温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃より低い場合（Ｓ６７でＮＯ）、空調ＯＦＦ状態の室内機を利用する除霜運転が継続され、ステップＳ６１〜Ｓ６６において、室温の監視処理と室温が低くなった部屋の室内機に第２熱媒体を流さないようにする処理とが実行される。一方温度Ｔ１が第２判定温度Ｙ℃以上である場合（Ｓ６７でＹＥＳ）、ステップＳ６８に処理が進められる。

ステップＳ６８では、制御装置１００は、空調ＯＦＦ状態の室内機に対して、流量調整弁を閉じ、ファンをＯＦＦするように制御を行なう。すると、第２熱媒体の流れは、図３に示すように元に戻る。

続く、ステップＳ６９においては、制御装置１００は、除霜終了条件が成立するか否かを判断する。除霜終了条件は、たとえば、除霜開始から一定時間が経過した場合や室外機の除霜が完了した場合などに成立する。ステップＳ６９において、除霜終了条件が成立していない場合は、再び図１２のステップＳ５３以降の処理が繰り返される。一方、ステップＳ６９において、除霜終了条件が成立している場合は、ステップＳ７０において除霜運転が終了され、再び暖房運転が行なわれる。

以上説明したように、制御装置１００は、第２熱媒体の温度が第１判定温度Ｘ℃よりも低い場合には、空調要求が生じていない熱交換器のうち設置されている部屋の温度が第３判定温度Ｋ℃よりも高い熱交換器に対応する流量調整弁を開く。

このように制御が行なわれるので、実施の形態３の空気調和装置では、除霜運転時に第２熱媒体の温度が低下した場合に、空調ＯＦＦ状態の室内機のうち設置されている部屋の温度が判定温度Ｋ℃よりも低い室内機は除外して、ファンをＯＮさせ、流量調整弁を開き、第２熱媒体の温度を上昇させる。これにより、除霜運転時に室内機から冷風が吹き出し低温の部屋で在室者に不快感を与えるようなことを避けることができる。

なお、制御装置１００は、室外機１０、中継機２０、熱源機２のいずれにその主要部が配置されても良い。また本実施の形態の空気調和装置１，１Ａ，１Ｂは、圧縮機１１と、第１熱交換器１３と、第２熱交換器２２とによって形成された第１熱媒体回路と、ポンプ２３と、第２熱交換器２２と、複数の第３熱交換器３１，４１，５１とによって形成された第２熱媒体回路と、制御装置１００とを備えるものである。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ 空気調和装置、２ 熱源機、３ 室内空調装置、４，５，６，７ 配管、１０ 室外機、１１ 圧縮機、１２ 四方弁、１３，２２，３１，４１，５１ 熱交換器、１５，２７，３６ 制御部、２０ 中継機、２３ ポンプ、２４ 膨張弁、２５ 圧力センサ、２６，３４，３５，４４，４５，５４，５５ 温度センサ、３０，４０，５０ 室内機、３２，４２，５２ ファン、３３，４３，５３ 流量調整弁、１００ 制御装置、１０１ 受信装置、１０２，２０２ プロセッサ、１０３ メモリ、２００ リモコン、２０１ 入力装置、２０３ 送信装置。

Claims (12)

1. 第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、
   前記第１熱媒体と室外空気との熱交換を行なう第１熱交換器と、
   前記第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行なう第２熱交換器と、
   前記第２熱媒体と室内空気との熱交換を行なう複数の第３熱交換器と、
   前記複数の第３熱交換器に流通する前記第２熱媒体の流量をそれぞれ調整する複数の流量調整弁と、
   前記第２熱媒体を前記複数の第３熱交換器と前記第２熱交換器との間で循環させるポンプとを備え、暖房モードと除霜モードとを含む動作モードで動作する空気調和装置を制御する制御装置であって、
   前記暖房モードでは、前記複数の第３熱交換器のうち空調要求が生じている熱交換器に対応する流量調整弁を開き、前記複数の第３熱交換器のうち空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じ、
   前記除霜モードでは、前記第２熱媒体の温度が第１判定温度よりも低い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうち少なくとも１つを開き、
   前記制御装置は、前記除霜モードでは、前記第２熱媒体の温度が第２判定温度よりも高い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じ、
   前記第２判定温度は前記第１判定温度以上の温度である、制御装置。
2. 前記空気調和装置は、前記複数の第３熱交換器にそれぞれ対応して設けられる複数のファンをさらに備え、
   前記制御装置は、前記暖房モードでは、前記空調要求が生じている熱交換器に対応するファンを駆動させるとともに、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応するファンを停止させ、
   前記制御装置は、前記除霜モードでは、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも低い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応するファンを駆動させる、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記除霜モードでは、前記第２熱媒体の温度が第２判定温度よりも高い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応するファンを停止させ、
   前記第２判定温度は前記第１判定温度以上の温度である、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記動作モードは、冷房モードをさらに含み、
   前記制御装置は、前記冷房モードでは、前記第２熱媒体の温度が前記第２判定温度よりも高い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を閉じ、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも低い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁を開く、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記制御装置は、前記除霜モードでは、前記空調要求が生じている熱交換器に対応するファンを停止させ、前記冷房モードでは、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも高い温度から前記第１判定温度よりも低い温度に変化した場合には、前記空調要求が生じている熱交換器に対応するファンの回転速度を増加させる、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御装置は、前記冷房モードでは、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも低い温度から前記第２判定温度よりも高い温度に変化した場合には、前記空調要求が生じている熱交換器に対応するファンの回転速度を低下させる、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも低い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうちの１つの流量調整弁を開き、前記１つの流量調整弁を開いても、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも低いときには、前記空調要求が生じていない熱交換器に対応する流量調整弁のうちの他の１つの流量調整弁をさらに開く、請求項１に記載の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記第２熱媒体の温度が前記第１判定温度よりも低い場合には、前記空調要求が生じていない熱交換器のうち設置されている部屋の温度が第３判定温度よりも高い熱交換器に対応する流量調整弁を開く、請求項１に記載の制御装置。
9. 前記圧縮機と、前記第１熱交換器と、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御装置を備えた室外機。
10. 前記第２熱交換器と、前記ポンプと、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御装置と、を備えた中継機。
11. 前記圧縮機と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器と、前記ポンプと、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御装置を備えた熱源機。
12. 前記圧縮機と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とによって形成された第１熱媒体回路及び、前記ポンプと、前記第２熱交換器と、前記複数の第３熱交換器とによって形成された第２熱媒体回路と、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御装置を備えた空気調和装置。

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