JPWO2016194098A1 - 空気調和装置及び運転制御装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の空気調和装置１は、制御装置５００（運転制御装置）を備え、制御装置５００（運転制御装置）は、冷房運転時に、熱源側熱交換器３に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、１以上の負荷側ユニット（第１の負荷側ユニット２００ａ、第２の負荷側ユニット２００ｂ）の合計負荷容量が経時的に低減した場合において、合計負荷容量の変動値に応じて減圧装置（熱源側減圧装置４）の開度を調整するものである。

Description

本発明は、既設配管を流用可能な空気調和装置、及び当該空気調和装置を制御可能な運転制御装置に関する。
従来、既設配管を流用可能な空気調和装置としては、例えば、圧縮機の運転周波数、減圧装置の開度等を制御し、既設配管内の冷媒の圧力が耐圧基準値を超えないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−１６２１２６号公報
しかしながら、特許文献１の空気調和装置では、外気温度が通常よりも高い環境（以降、「高外気温度環境」と称する。）下での冷房運転時に室内機の負荷容量（運転容量）が低下した場合、既設配管の冷媒の圧力が通常の冷房運転時よりも上昇する可能性が高くなる。したがって、特許文献１の空気調和装置では、既設配管の冷媒の圧力が耐圧基準値を超える可能性が高くなるため、圧力異常により空気調和装置が異常停止する頻度が高くなり、空気調和装置の信頼性が保持できないという問題点があった。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、高外気温度環境下での冷房運転時においても、既設配管の冷媒の圧力を耐圧基準値未満に抑制することが可能な空気調和装置及び運転制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び負荷側熱交換器を冷媒配管を介して接続して冷媒を循環させ、少なくとも、前記熱源側熱交換器が放熱器として機能し、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転を行う冷凍サイクルと、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、及び前記減圧装置を収容する熱源側ユニットと、前記負荷側熱交換器を収容し、既設の冷媒配管を介して前記熱源側ユニットと連結される１以上の負荷側ユニットと、前記冷凍サイクルを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記熱源側熱交換器に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、前記１以上の負荷側ユニットの合計負荷容量が経時的に低減した場合において、前記合計負荷容量の変動値に応じて前記減圧装置の開度を調整するものである。
また、本発明に係る運転制御装置は、熱源側ユニットに収容される圧縮機、熱源側熱交換器、及び減圧装置と、既設の冷媒配管を介して前記熱源側ユニットと連結される１以上の負荷側ユニットに収容される負荷側熱交換器とを冷媒配管を介して接続して冷媒を循環させ、少なくとも、前記熱源側熱交換器が放熱器として機能し、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転を行う冷凍サイクルを備える空気調和装置を制御し、冷房運転時に、前記熱源側熱交換器に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、前記１以上の負荷側ユニットの合計負荷容量が経時的に低減した場合において、前記合計負荷容量の変動値に応じて前記減圧装置の開度を調整するものである。
本発明によれば、１以上の負荷側ユニットの合計負荷容量の低減に応じて、熱源側減圧装置の開度を調整できるため、既設配管の冷媒の圧力が耐圧基準値以下となるように制御できる。したがって、本発明によれば、圧力異常により空気調和装置が異常停止する頻度を低減可能な、信頼性の高い空気調和装置及び運転制御装置を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の一例を示す概略的な冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の制御装置５００における、冷房運転時の制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１の制御装置５００における、冷房運転時の制御処理の一例を示すフローチャートである。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１（冷凍空調装置）について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１の一例を示す概略的な冷媒回路図である。なお、図１を含む以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、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１は、室外機である熱源側ユニット１００（熱源機）と、熱源側ユニット１００に対し並列に配置された室内機である第１の負荷側ユニット２００ａ及び第２の負荷側ユニット２００ｂとを備える。熱源側ユニット１００と第１の負荷側ユニット２００ａ及び第２の負荷側ユニット２００ｂとの間は、既設配管である第１の延長冷媒配管３００（液配管）及び第２の延長冷媒配管４００（ガス配管）で接続されている。なお、図１には、負荷側ユニットが２台接続された構成としているが、負荷側ユニットの接続台数は１台でもよいし、３台以上としてもよい。
本実施の形態１の空気調和装置１は、圧縮機２、熱源側熱交換器３、熱源側減圧装置４、第１の負荷側減圧装置５ａ及び第２の負荷側減圧装置５ｂ、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂ、冷媒流路切替装置７、並びにアキュムレータ８に順次冷媒を循環させる１系統の冷凍サイクル（冷媒回路）を有している。
圧縮機２は、熱源側ユニット１００に収容され、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する周波数可変型の流体機械である。圧縮機２は、例えば、インバータにより回転周波数が制御されるスクロール圧縮機を用いることができる。
熱源側熱交換器３（室外機熱交換器）は、冷房運転時には放熱器（凝縮器）として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する熱交換器であり、熱源側ユニット１００に収容されている。熱源側熱交換器３は、熱源側熱交換器３の内部を流れる冷媒と、熱源側熱交換器用ファン（図示せず）によって送風される外気（例えば、室外空気）との熱交換を行うように構成される。熱源側熱交換器３は、例えば、伝熱管と複数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成できる。
第１の熱源側冷媒配管１０（室外機液ライン）は、熱源側ユニット１００に収容されており、一方の末端部が熱源側熱交換器３に連結されている。第１の熱源側冷媒配管１０の他方の末端部は、第１の熱源側冷媒配管１０の上に設けられた第１の延長冷媒配管接続バルブ９ａ（液操作弁）で、第１の延長冷媒配管３００に連結されている。第１の延長冷媒配管接続バルブ９ａは、例えば、開放及び閉止の切り替えが可能な二方向電磁弁等の二方弁で構成されている。
熱源側減圧装置４は、冷房運転時に熱源側熱交換器３から流入する高圧液冷媒を膨張及び減圧させて、既設配管である第１の延長冷媒配管３００に流入させるものである。熱源側減圧装置４は、熱源側ユニット１００に収容されており、第１の熱源側冷媒配管１０に設けられている。熱源側減圧装置４は、例えば多段階又は連続的に開度を調節可能なリニア電子膨張弁（ＬＥＶ）等の電子膨張弁が用いられ、室外電子膨張弁として構成される。なお、熱源側減圧装置４は、暖房運転時には、第１の延長冷媒配管３００から第１の熱源側冷媒配管１０に流入する中圧の液冷媒又は二相冷媒を更に膨張及び減圧させて、熱源側熱交換器３に流入させるように構成できる。
第１の負荷側減圧装置５ａ及び第２の負荷側減圧装置５ｂは、冷房運転時に第１の延長冷媒配管３００から流入する中圧の液冷媒又は二相冷媒を更に膨張及び減圧させて、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂにそれぞれ流入させるものである。第１の負荷側減圧装置５ａは、第１の負荷側ユニット２００ａに収容されており、第２の負荷側減圧装置５ｂは、第２の負荷側ユニット２００ｂに収容されている。第１の負荷側減圧装置５ａ及び第２の負荷側減圧装置５ｂは、例えば多段階又は連続的に開度を調節可能なリニア電子膨張弁等の電子膨張弁が用いられ、室内電子膨張弁として構成される。
なお、第１の負荷側ユニット２００ａにおける冷房運転及び暖房運転の停止時においては、第１の負荷側減圧装置５ａは閉止されるように調整される。同様に、第２の負荷側ユニット２００ｂにおける冷房運転及び暖房運転の停止時においては、第２の負荷側減圧装置５ｂは閉止されるように調整される。また、第１の負荷側減圧装置５ａは、暖房運転時においては、第１の負荷側熱交換器６ａから流入する高圧液冷媒を膨張及び減圧させて、既設配管である第１の延長冷媒配管３００に流入させるように構成できる。同様に、第２の負荷側減圧装置５ｂは、暖房運転時においては、第２の負荷側熱交換器６ｂから流入する高圧液冷媒を膨張及び減圧させて、既設配管である第１の延長冷媒配管３００に流入させるように構成できる。
第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂ（室外機熱交換器）は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には放熱器として機能する熱交換器である。第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂは、例えば、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂの内部を流れる冷媒と、外気（例えば、室内空気）との熱交換を行うように構成される。第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂは、例えば、伝熱管と複数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成できる。
なお、第１の負荷側熱交換器６ａは、第１の負荷側ユニット２００ａに収容されており、第２の負荷側熱交換器６ｂは、第２の負荷側ユニット２００ｂに収容されている。また、本実施の形態１の空気調和装置１では、負荷側熱交換器用ファン（図示せず）からの送風によって、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂに外気が供給されるように構成できる。
冷媒流路切替装置７は、冷房運転時と暖房運転時とを切り替える際に、冷凍サイクルにおける冷媒の流れ方向を切り替えるものであり、熱源側ユニット１００に収容されている。冷媒流路切替装置７としては、例えば四方弁が用いられる。
冷媒流路切替装置７と、熱源側熱交換器３との間には、第５の熱源側冷媒配管１８が連結されている。冷媒流路切替装置７とアキュムレータ８の冷媒流入口との間には、第３の熱源側冷媒配管１４（アキュムレータ手前配管）が連結されている。冷媒流路切替装置７と圧縮機２の吐出口との間には、第４の熱源側冷媒配管１６が連結されている。冷媒流路切替装置７と第２の延長冷媒配管４００との間には、第２の熱源側冷媒配管１２が連結されている。
冷媒流路切替装置７は、冷房運転時において、第２の熱源側冷媒配管１２から第３の熱源側冷媒配管１４に冷媒が流れ、第４の熱源側冷媒配管１６から第５の熱源側冷媒配管１８に冷媒が流れるように構成される。また、冷媒流路切替装置７は、暖房運転において、第５の熱源側冷媒配管１８から第３の熱源側冷媒配管１４に冷媒が流れ、第４の熱源側冷媒配管１６から第２の熱源側冷媒配管１２に冷媒が流れるように構成される。
なお、第２の熱源側冷媒配管１２、第３の熱源側冷媒配管１４、第４の熱源側冷媒配管１６、及び第５の熱源側冷媒配管１８は、熱源側ユニット１００に収容されている。また、第２の熱源側冷媒配管１２は、第２の熱源側冷媒配管１２に設けられた第２の延長冷媒配管接続バルブ９ｂ（ガス操作弁）で、第２の延長冷媒配管４００に連結されている。第２の延長冷媒配管接続バルブ９ｂは、例えば、開放及び閉止の切り替えが可能な二方向電磁弁等の二方弁で構成されている。
アキュムレータ８は、余剰冷媒を貯留する冷媒貯留機能と、運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることにより、圧縮機２に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ気液分離機能とを有するものである。アキュムレータ８は、圧縮機２の吸入管側に配置され、熱源側ユニット１００に収容されている。
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１に設けられた熱源側ユニット１００のバイパス冷媒回路の構成について説明する。
熱源側ユニット１００は、熱源側減圧装置４と第１の延長冷媒配管接続バルブ９ａとの間の位置で、第１の熱源側冷媒配管１０から分岐されたバイパス冷媒配管２０（高低圧バイパス配管）を備えている。バイパス冷媒配管２０の末端部は、冷媒流路切替装置７とアキュムレータ８との間の位置で、第３の熱源側冷媒配管１４に連結される。すなわち、バイパス冷媒配管２０は、熱源側減圧装置４の冷媒流出口側の冷媒配管である第１の熱源側冷媒配管１０と、アキュムレータ８の冷媒流入口側に連結された冷媒配管である第３の熱源側冷媒配管１４との間をバイパスする冷媒配管である。
バイパス冷媒配管２０には、電力供給又は電力停止によって、流路を開放又は閉止するバルブである電磁弁２５が設けられている。電磁弁２５は、第１の熱源側冷媒配管１０に流入した冷媒を、アキュムレータ８に流入させるものである。第１の熱源側冷媒配管１０に流入する高圧又は中圧の冷媒の圧力を低圧まで減圧可能な容量係数（ＣＶ値）を有している。電磁弁２５は、例えば、開放及び閉止の切り替えが可能な二方向電磁弁等の二方弁で構成されている。
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１に配置されるセンサについて説明する。
本実施の形態１に係る空気調和装置１は、第１の温度センサ３０と、第２の温度センサ３５ａと、第１の圧力センサ４０と、第２の圧力センサ４５とを備える。
第１の温度センサ３０は、熱源側送風ファン（図示せず）によって吸い込まれ、熱源側熱交換器３に送風される外気（室外空気）の温度を検知する外気温度センサ（室外温度センサ）である。第１の温度センサ３０は、例えば熱源側送風ファン（図示せず）の上流側に配置される。第２の温度センサ３５ａは、例えば、第１の負荷側ユニット２００ａに収容された負荷側送風ファン（図示せず）によって吸い込まれ、第１の負荷側熱交換器６ａに送風される室内空気の温度を検知する外気温度センサ（室内機吸い込み温度センサ）にできる。第２の温度センサ３５ａが外気温度センサとして構成される場合、第２の温度センサ３５ａは、例えば負荷側送風ファン（利用側送風機）の上流側に配置される。第３の温度センサ３５ｂは、例えば、第２の負荷側ユニット２００ｂに収容された負荷側送風ファン（図示せず）によって吸い込まれ、第２の負荷側熱交換器６ｂに送風される室内空気の温度を検知する外気温度センサ（室内機吸い込み温度センサ）にできる。第３の温度センサ３５ｂが外気温度センサとして構成される場合、第３の温度センサ３５ｂは、例えば負荷側送風ファン（利用側送風機）の上流側に配置される。
第１の圧力センサ４０は、冷房運転時において、熱源側減圧装置４の冷媒流出口側の第１の熱源側冷媒配管１０を流れる冷媒の圧力Ｐを検知する圧力センサ（中間圧力センサ）である。すなわち、第１の圧力センサ４０は、第１の熱源側冷媒配管１０の、熱源側減圧装置４と第１の延長冷媒配管接続バルブ９ａとの間の位置に配置されている。第２の圧力センサ４５は、冷房運転時においては、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂの出口から流出し、合流した冷媒の低圧圧力を検知する圧力センサ（低圧圧力センサ）であり、暖房運転時においては、熱源側熱交換器３の出口から流出する冷媒の圧力を検知するものである。第２の圧力センサ４５は、第３の熱源側冷媒配管１４に配置されている。
第１の温度センサ３０、第２の温度センサ３５ａ、及び、第３の温度センサ３５ｂの材料としては、半導体（例えば、サーミスタ）又は金属（例えば、測温抵抗体）等が用いられる。また、第１の圧力センサ４０及び第２の圧力センサ４５としては、水晶圧電式圧力センサ、半導体センサ、又は圧力トランスデューサ等が用いられる。なお、第１の温度センサ３０、第２の温度センサ３５ａ、及び、第３の温度センサ３５ｂは、同一の材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。また、第１の圧力センサ４０及び第２の圧力センサ４５についても、同種類のもので構成してもよいし、異なる種類のもので構成してもよい。
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の全体の制御を行う制御装置５００（運転制御装置）について説明する。
本実施の形態１に係る制御装置５００は、熱源側ユニット１００の運転状態を制御する第１の制御部５０（室外機側制御装置）と、第１の負荷側ユニット２００ａの運転状態を制御する第２の制御部５５ａ（室内機側制御装置）と、第２の負荷側ユニット２００ｂの運転状態を制御する第３の制御部５５ｂ（室内機側制御装置）とを備える。
第１の制御部５０、第２の制御部５５ａ、及び第３の制御部５５ｂは、ＣＰＵ、メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。なお、制御装置５００は、第１の制御部５０と、第２の制御部５５ａ及び第３の制御部５５ｂとの間を通信線５８で接続して、制御信号の送受信等、相互に通信を行うことができるように構成される。なお、第１の制御部５０と、第２の制御部５５ａ及び第３の制御部５５ｂとの間の通信は無線で行うように構成してもよい。
第１の制御部５０は、例えば、熱源側ユニット１００の運転の開始及び停止、熱源側減圧装置４の開度の調整、電磁弁２５の開放又は閉止、圧縮機２の運転周波数の調整等の運転状態を制御できるように構成される。また、第１の制御部５０は、制御目標値等の各種データを記憶できる記憶部（図示せず）を有するように構成される。また、第１の制御部５０は、第１の温度センサ３０で検知した温度情報の電気信号、並びに第１の圧力センサ４０及び第２の圧力センサ４５で検知した圧力情報の電気信号を受信するように構成される。
第２の制御部５５ａは、第１の負荷側ユニット２００ａの運転の開始及び停止、第１の負荷側減圧装置５ａの開度の調整等の運転状態を制御するように構成される。第２の制御部５５ａは、第１の負荷側ユニット２００ａの負荷容量Ｑ１（運転容量）を所定の間隔で（例えば、１分おきに）計測するように構成される。また、第２の制御部５５ａは、第２の温度センサ３５ａで検知した温度情報の電気信号を受信するように構成される。
第３の制御部５５ｂは、第２の負荷側ユニット２００ｂの運転の開始及び停止、第２の負荷側減圧装置５ｂの開度の調整等の運転状態を制御するように構成される。第３の制御部５５ｂは、第２の負荷側ユニット２００ｂの負荷容量Ｑ２を所定の間隔で（例えば、１分おきに）計測するように構成され、また、第２の制御部５５ａは、第３の温度センサ３５ｂで検知した温度情報の電気信号を受信するように構成される。
なお、第２の制御部５５ａにおいて計測された第１の負荷側ユニット２００ａの負荷容量Ｑ１及び第３の制御部５５ｂにおいて計測された第２の負荷側ユニット２００ｂの負荷容量Ｑ２は、通信線５８を介して第１の制御部５０に送信される。第１の制御部５０では、第１の負荷側ユニット２００ａ及び第２の負荷側ユニット２００ｂにおける合計負荷容量Ｑが以下の式（１）で算出され、第１の制御部５０の記憶部に記憶される。
Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２ …（１）
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の通常の冷房運転時の動作について説明する。
圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器３へ流入する。熱源側熱交換器３に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外空気等の低温の媒体に熱を放出することによって熱交換され、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、第１の熱源側冷媒配管１０に設けられた熱源側減圧装置４で膨張及び減圧されて、中圧の液冷媒又は二相冷媒となり、第１の延長冷媒配管３００を経由して熱源側ユニット１００に流入する。
熱源側ユニット１００に流入した中圧の液冷媒又は二相冷媒は、第１の負荷側減圧装置５ａ及び第２の負荷側減圧装置５ｂに流入する。第１の負荷側減圧装置５ａ及び第２の負荷側減圧装置５ｂに流入した中圧の液冷媒又は二相冷媒は、更に膨張及び減圧されて低温低圧の二相冷媒となる。低温低圧の二相冷媒は、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂに流入し、室内空気等の高温の媒体から熱を吸収し、蒸発して乾き度の高い二相冷媒又は低温低圧のガス冷媒となる。第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂから流出した乾き度の高い二相冷媒又は低温低圧のガス冷媒は、第２の延長冷媒配管４００、第２の熱源側冷媒配管１２、冷媒流路切替装置７、及び第３の熱源側冷媒配管１４を経由して、アキュムレータ８に流入する。乾き度の高い二相冷媒又は低温低圧のガス冷媒は、アキュムレータ８で液相成分が除去された後に、圧縮機２に吸入される。圧縮機２に吸入された冷媒は圧縮されて、高温高圧のガス冷媒となり、圧縮機２から吐出される。圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第４の熱源側冷媒配管１６、冷媒流路切替装置７、第５の熱源側冷媒配管１８を経由して熱源側熱交換器３へ流入する。空気調和装置１の冷房運転では以上のサイクルが繰り返される。
なお、暖房運転時においては、冷媒流路切替装置７の内部の流路は、図１に示すように実線の流路から点線の流路に切り替えられる。これによって、第１の負荷側熱交換器６ａ及び第２の負荷側熱交換器６ｂに高温高圧のガス冷媒が流入し、室内空気等の低温の媒体に熱を放出し、高圧の液冷媒となる。これによって、室内空気は冷媒の放熱作用によって加熱されることとなる。
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の制御装置５００における制御処理を説明する。
本実施の形態１に係る空気調和装置１の制御装置５００は、冷房運転時に、熱源側熱交換器３に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、１以上の負荷側ユニット（第１の負荷側ユニット２００ａ、第２の負荷側ユニット２００ｂ）の合計負荷容量Ｑが経時的に低減した場合において、合計負荷容量Ｑの変動値に応じて熱源側減圧装置４の開度を調整するように構成される。
図２は、本実施の形態１に係る空気調和装置１の制御装置５００における、冷房運転時の制御処理の一例を示すフローチャートである。図２の制御処理は、冷房運転時に常時行うようにしてもよいし、例えば、外気温度Ｔの変動を検知した際に随時行うようにしてもよい。
ステップＳ１１においては、第１の温度センサ３０で検知した外気温度Ｔが、基準外気温度Ｔ０より高いか否かが制御装置５００において判定される。基準外気温度Ｔ０は、高外気温度環境と通常の外気温度環境との間の境界値として設定され、例えば、５２℃に設定される。ここで、通常の温度環境とは、合計負荷容量Ｑの変動によって既設配管を流れる冷媒の圧力が耐圧基準値を超えない外気温度環境をいう。外気温度Ｔが基準外気温度Ｔ０以下である場合、制御処理は終了し、通常の冷房運転が継続される。
外気温度Ｔが基準外気温度Ｔ０を超える場合、ステップＳ１２において、制御装置５００は、第１の負荷側ユニット２００ａにおける現在の負荷容量Ｑ１ｎｏｗ及び第２の負荷側ユニット２００ｂにおける現在の負荷容量Ｑ２ｎｏｗを計測し、現在の合計負荷容量Ｑｎｏｗを以下の式（２）で演算する。
Ｑｎｏｗ＝Ｑ１ｎｏｗ＋Ｑ２ｎｏｗ …（２）
次いで、ステップＳ１３において、現在の合計負荷容量Ｑｎｏｗが、制御装置５００の記憶部に記憶されている直近の合計負荷容量Ｑｌａｓｔ未満であるか否かが制御装置５００において判定される。現在の合計負荷容量Ｑｎｏｗが直近の合計負荷容量Ｑｌａｓｔ以上である場合、制御処理は終了し、通常の冷房運転が継続される。
現在の合計負荷容量Ｑｎｏｗが、直近の合計負荷容量Ｑｌａｓｔ未満である場合、ステップＳ１４において、熱源側減圧装置４の開度調整値ΔＤを算出する。開度調整値ΔＤは補正係数Ｋを用いて以下の式（３）から演算される。
ΔＤ＝Ｋ×（Ｑｌａｓｔ−Ｑｎｏｗ） …（３）
ここで、補正係数Ｋは、例えば、合計負荷容量Ｑの変動値、第１の圧力センサ４０で検知される圧力Ｐの変動値、及び圧力Ｐの変動を相殺するための開度調整値ΔＤの実測値の相関関係から演算され、決定される定数である。
次いで、ステップＳ１５において、制御装置５００は、熱源側減圧装置４の開度Ｄを開度調整値ΔＤだけ開放するように制御し、制御処理は終了する。
次に、本実施の形態１による本発明の効果を説明する。
上述したとおり、本実施の形態１に係る空気調和装置１は、圧縮機２、熱源側熱交換器３、減圧装置（熱源側減圧装置４）、及び負荷側熱交換器（第１の負荷側熱交換器６ａ、第２の負荷側熱交換器６ｂ）を冷媒配管（例えば、第１の熱源側冷媒配管１０、第１の延長冷媒配管３００等）を介して接続して冷媒を循環させ、少なくとも、熱源側熱交換器３が放熱器として機能し、負荷側熱交換器（第１の負荷側熱交換器６ａ、第２の負荷側熱交換器６ｂ）が蒸発器として機能する冷房運転を行う冷凍サイクルと、圧縮機２、熱源側熱交換器３、及び減圧装置（熱源側減圧装置４）を収容する熱源側ユニット１００と、負荷側熱交換器（第１の負荷側熱交換器６ａ、第２の負荷側熱交換器６ｂ）を収容し、既設の冷媒配管（第１の延長冷媒配管３００、第２の延長冷媒配管４００）を介して熱源側ユニット１００と連結される１以上の負荷側ユニット（第１の負荷側ユニット２００ａ、第２の負荷側ユニット２００ｂ）と、冷凍サイクルを制御する制御装置５００とを備え、制御装置５００は、冷房運転時に、熱源側熱交換器３に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、１以上の負荷側ユニット（第１の負荷側ユニット２００ａ、第２の負荷側ユニット２００ｂ）の合計負荷容量が経時的に低減した場合において、合計負荷容量の変動値に応じて減圧装置（熱源側減圧装置４）の開度を調整するものである。
また、本実施の形態１に係る運転制御装置（制御装置５００）は、熱源側ユニット１００に収容される圧縮機２、熱源側熱交換器３、及び減圧装置（熱源側減圧装置４）と、既設の冷媒配管（第１の延長冷媒配管３００、第２の延長冷媒配管４００）を介して熱源側ユニット１００と連結される１以上の負荷側ユニット（第１の負荷側ユニット２００ａ、第２の負荷側ユニット２００ｂ）に収容される負荷側熱交換器（第１の負荷側熱交換器６ａ、第２の負荷側熱交換器６ｂ）とを冷媒配管（例えば、第１の熱源側冷媒配管１０、第１の延長冷媒配管３００等）を介して接続して冷媒を循環させ、少なくとも、熱源側熱交換器３が放熱器として機能し、負荷側熱交換器（第１の負荷側熱交換器６ａ、第２の負荷側熱交換器６ｂ）が蒸発器として機能する冷房運転を行う冷凍サイクルを備える空気調和装置１を制御し、冷房運転時に、熱源側熱交換器３に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、１以上の負荷側ユニット（第１の負荷側ユニット２００ａ、第２の負荷側ユニット２００ｂ）の合計負荷容量が経時的に低減した場合において、前記合計負荷容量の変動値に応じて減圧装置（熱源側減圧装置４）の開度を調整するものである。
従来より、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外機側絞り装置、及びアキュムレータを含む室外機と、室内側絞り装置、室内熱交換器を含む室内機とを、ガス配管及び液配管で接続して構成した冷凍空調装置がある。また、従来の冷凍空調装置には、冷凍空調装置の更新の際に、室外機及び室内機のみを更新し、ガス配管及び液配管については既設配管を流用し、既設配管（ガス配管及び液配管）を洗浄して再利用する機種（既設配管流用機種）がある。
更新前の冷凍空調装置においては、ガス配管及び液配管は。Ｒ２２又はＲ４０７Ｃ等の設計圧力が低い冷媒の冷媒特性に合わせて耐圧設計されている場合がある。また、更新後の冷凍空調装置においては、Ｒ２２又はＲ４０７Ｃと比較して設計圧力が高いＲ４１０Ａ等の冷媒が用いられる場合がある。したがって、既設配管を流用する冷凍空調装置は、室外機及び室内機で、既設配管に流入する冷媒の圧力がガス配管及び液配管の耐圧基準値を超えないように制御可能な構成を有している。
例えば、既設配管を流用する冷凍空調装置としては、室外機液ラインに圧力センサを取り付け、既設配管に流入する冷媒の圧力（中間圧力）を検知するものがある。圧力センサを用いた冷凍空調装置では、圧縮機の周波数と、室外機液ラインに取り付けられた室外機側絞り装置の開度とを調整することで、圧力センサで検知した冷媒圧力が、目標値（目標中間圧力）になるように制御している。
近年、地球温暖化の進行又は都市部のヒートアイランド現象により、冷凍空調装置の室外機が設置される環境温度が上昇する傾向にある。また、室外機の集中設置により吹き出し口及び吸い込み口が遮られ、室外機からの放熱が妨害されるショートサーキットにより、室外機の吸込み空気温度が上昇する場合がある。したがって、冷凍空調装置の室外機においては、室外機で利用可能な外気（室外空気）の温度の広範囲化（例えば、外気温度の許容上限値の上昇）が可能な構成が要求される。
しかしながら、高外気温度環境下の冷房運転時には、高圧圧力及び既設配管に流入する冷媒の圧力が上昇するため、冷凍空調装置の圧力異常の発生頻度が上昇する。一方、冷房運転中に室内機の負荷容量が減少した場合は、圧縮機周波数の減速のタイミングが、室内機の負荷容量の減少のタイミングよりも遅れるため、既設配管に流入する冷媒の圧力が上昇する。したがって、高外気温度環境下の冷房運転時に、室内機の負荷容量が減少した場合は、既設配管に流入する冷媒の圧力が耐圧基準値を超える可能性が高くなるという問題点があった。
例えば、室内機の接続台数が５台であり、５台とも負荷容量が同一の室内機を有する冷凍空調装置を考える。ここでは、５台全ての室内機を運転している状態の合計負荷容量を１００％とする。高外気温度環境下の冷房運転時に、５台全ての室内機を運転している状態から４台の室内機が停止した場合、室内機の合計負荷容量は２０％となる。また、５台全ての室内機が運転している状態から４台の室内機が停止した場合、停止した４台の室内機の電子膨張弁は閉止状態となる。よって、５台全ての室内機を運転している状態での冷媒循環量を１００％とすると、４台の室内機が停止した場合は、既設配管に流入する冷媒の圧力を維持するため、冷媒循環量が２０％となるように圧縮機周波数を減速させる必要がある。しかしながら、圧縮機周波数の減速のタイミングが、室内機の負荷容量の減少のタイミングよりも遅れるため、既設配管に流入する冷媒の圧力が一時的に上昇し、既設配管の耐圧基準値を超え、圧力異常が生じることとなる。
これに対し、本実施の形態１の構成によれば、負荷容量の減少を検知したタイミングで、熱源側減圧装置４の開度を制御できる。すなわち、本実施の形態１の構成によれば、１以上の負荷側ユニットの合計負荷容量の低減に応じて、熱源側減圧装置４の開度を調整できる。よって、本実施の形態１の構成によれば、高外気温度環境下の冷房運転時に、負荷容量の減少により既設配管を流れる冷媒の圧力が上昇するのを抑制でき、既設配管を流れる冷媒の圧力が耐圧基準値Ｐ０（例えば、２９ｋｇ／ｃｍ２）以下となるように制御できる。したがって、本実施の形態１の構成によれば、圧力異常により空気調和装置１が異常停止する頻度を低減可能な、信頼性の高い空気調和装置１及び制御装置５００（運転制御装置）を提供することができる。
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、上述の実施の形態１に係る制御装置５００の電磁弁２５の制御処理の一例を示す。図３は、本実施の形態２に係る空気調和装置１の制御装置５００における、冷房運転時の制御処理の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態２の空気調和装置１では、制御装置５００は、冷房運転時に、熱源側減圧装置４の冷媒流出口側の第１の熱源側冷媒配管１０を流れる冷媒の圧力が、既設配管である第１の延長冷媒配管３００の耐圧基準値を超えた場合において、電磁弁２５を一定の時間、開放するように構成される。
ステップＳ２１においては、制御装置５００では、第１の圧力センサ４０で検知された、熱源側減圧装置４の冷媒流出口側の第１の熱源側冷媒配管１０を流れる冷媒の圧力Ｐが、第１の延長冷媒配管３００の耐圧基準値Ｐ０を超えるか否かが判定される。耐圧基準値Ｐ０は、例えば２９ｋｇ／ｃｍ２に設定される。
圧力Ｐが耐圧基準値Ｐ０を超える場合、ステップＳ２２において、制御装置５００は電磁弁２５を開放する。
次いで、ステップＳ２３において、制御装置５００では、電磁弁２５が開放されている時間Ｍがカウントされ、一定の時間Ｍ０を経過したか否かが判定される。一定の時間Ｍ０を経過していない場合は、電磁弁２５の開放状態を維持する。
ここで、一定の時間Ｍ０は、例えば制御装置５００が圧縮機２の運転周波数を低減する制御を行い、圧力Ｐを耐圧基準値Ｐ０に抑制する場合、低減した圧縮機２の運転周波数が安定状態となるまでの時間とすることができる。例えば、一定の時間Ｍ０は６０秒とすることができる。
一定の時間Ｍ０を経過した後、ステップＳ２４において、制御装置５００は、電磁弁２５を閉止し、制御処理を終了する。
上述したとおり、本実施の形態２に係る空気調和装置１は、熱源側ユニット１００が、圧縮機２の吸入管側に配置されたアキュムレータ８と、減圧装置（熱源側減圧装置４）の冷媒流出口側の冷媒配管（第１の熱源側冷媒配管１０）と、アキュムレータ８の冷媒流入口側に連結された冷媒配管（第３の熱源側冷媒配管１４）との間をバイパスするバイパス冷媒配管２０と、バイパス冷媒配管２０に設けられた電磁弁２５とを更に備え、制御装置５００は、冷房運転時に、減圧装置（熱源側減圧装置４）の冷媒流出口側の冷媒配管（第１の熱源側冷媒配管１０）を流れる冷媒の圧力が、既設の冷媒配管（第１の延長冷媒配管３００）の耐圧基準値を超えた場合において、電磁弁２５を一定の時間、開放するものである。
また、本実施の形態２に係る運転制御装置（制御装置５００）は、圧縮機２の吸入管側に配置されたアキュムレータ８と、減圧装置（熱源側減圧装置４）の冷媒流出口側の冷媒配管（第１の熱源側冷媒配管１０）と、アキュムレータ８の冷媒流入口側に連結された冷媒配管（第３の熱源側冷媒配管１４）との間をバイパスするバイパス冷媒配管２０と、バイパス冷媒配管２０に設けられた電磁弁２５とを熱源側ユニット１００に更に収容した空気調和装置１を制御し、冷房運転時に、減圧装置（熱源側減圧装置４）の冷媒流出口側の冷媒配管（第１の熱源側冷媒配管１０）を流れる冷媒の圧力が、既設の冷媒配管（第１の延長冷媒配管３００）の耐圧基準値を超えた場合において、電磁弁２５を一定の時間、開放するものである。
本実施の形態２の構成によれば、第１の延長冷媒配管３００に流れる冷媒の圧力を電磁弁２５の開放により即時に低下させることができるため、更に信頼性の高い空気調和装置１及び制御装置５００（運転制御装置）を提供することができる。
その他の実施の形態．
上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態は、空気調和装置１のみに限られず、給湯器等にも用いることができる。
また、上述の実施の形態は互いに組み合わせて用いることが可能である。
１ 空気調和装置、２ 圧縮機、３ 熱源側熱交換器、４ 熱源側減圧装置、５ａ 第１の負荷側減圧装置、５ｂ 第２の負荷側減圧装置、６ａ 第１の負荷側熱交換器、６ｂ 第２の負荷側熱交換器、７ 冷媒流路切替装置、８ アキュムレータ、９ａ 第１の延長冷媒配管接続バルブ、９ｂ 第２の延長冷媒配管接続バルブ、１０ 第１の熱源側冷媒配管、１２ 第２の熱源側冷媒配管、１４ 第３の熱源側冷媒配管、１６ 第４の熱源側冷媒配管、１８ 第５の熱源側冷媒配管、２０ バイパス冷媒配管、２５ 電磁弁、３０ 第１の温度センサ、３５ａ 第２の温度センサ、３５ｂ 第３の温度センサ、４０ 第１の圧力センサ、４５ 第２の圧力センサ、５０ 第１の制御部、５５ａ 第２の制御部、５５ｂ 第３の制御部、５８ 通信線、１００ 熱源側ユニット、２００ａ 第１の負荷側ユニット、２００ｂ 第２の負荷側ユニット、３００ 第１の延長冷媒配管、４００ 第２の延長冷媒配管、５００ 制御装置。

Claims (4)

  1. 圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び負荷側熱交換器を冷媒配管を介して接続して冷媒を循環させ、少なくとも、前記熱源側熱交換器が放熱器として機能し、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転を行う冷凍サイクルと、
    前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、及び前記減圧装置を収容する熱源側ユニットと、
    前記負荷側熱交換器を収容し、既設の冷媒配管を介して前記熱源側ユニットと連結される１以上の負荷側ユニットと、
    前記冷凍サイクルを制御する制御装置と
    を備え、
    前記制御装置は、
    冷房運転時に、前記熱源側熱交換器に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、前記１以上の負荷側ユニットの合計負荷容量が経時的に低減した場合において、前記合計負荷容量の変動値に応じて前記減圧装置の開度を調整するものである
    空気調和装置。
  2. 前記熱源側ユニットが、
    前記圧縮機の吸入管側に配置されたアキュムレータと、
    前記減圧装置の冷媒流出口側の冷媒配管と、前記アキュムレータの冷媒流入口側に連結された冷媒配管との間をバイパスするバイパス冷媒配管と、
    前記バイパス冷媒配管に設けられた電磁弁と
    を更に備え、
    前記制御装置は、
    冷房運転時に、前記減圧装置の冷媒流出口側の冷媒配管を流れる冷媒の圧力が、既設の冷媒配管の耐圧基準値を超えた場合において、前記電磁弁を一定の時間、開放するものである
    請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 熱源側ユニットに収容される圧縮機、熱源側熱交換器、及び減圧装置と、既設の冷媒配管を介して前記熱源側ユニットと連結される１以上の負荷側ユニットに収容される負荷側熱交換器とを冷媒配管を介して接続して冷媒を循環させ、少なくとも、前記熱源側熱交換器が放熱器として機能し、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転を行う冷凍サイクルを備える空気調和装置を制御し、
    冷房運転時に、前記熱源側熱交換器に供給される室外空気の外気温度が基準外気温度を超え、かつ、前記１以上の負荷側ユニットの合計負荷容量が経時的に低減した場合において、前記合計負荷容量の変動値に応じて前記減圧装置の開度を調整する
    運転制御装置。
  4. 前記圧縮機の吸入管側に配置されたアキュムレータと、
    前記減圧装置の冷媒流出口側の冷媒配管と、前記アキュムレータの冷媒流入口側に連結された冷媒配管との間をバイパスするバイパス冷媒配管と、
    前記バイパス冷媒配管に設けられた電磁弁と
    を前記熱源側ユニットに更に収容した空気調和装置を制御し、
    冷房運転時に、前記減圧装置の冷媒流出口側の冷媒配管を流れる冷媒の圧力が、既設の冷媒配管の耐圧基準値を超えた場合において、前記電磁弁を一定の時間、開放する
    請求項３に記載の運転制御装置。
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