JP5463995B2 - 多室型空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、多室型空気調和装置に係わり、特に、アキュムレータを小型しつつ、圧縮機への液冷媒の流入を防ぐことができる多室型空気調和装置に関する。

従来、複数の室外機と複数の室内機とを、１つの冷媒回路内に持つ多室型空気調和装置が存在する。例えば、特許文献１には、複数の室外機が並列接続されてなる一群と、複数の室内機が並列接続されてなる一群とが、１つの冷媒配管系統を介して接続される冷媒回路を有し、１台の室外機に能力可変型圧縮機と能力一定型圧縮機とを搭載し、他の室外機は複数の能力一定型圧縮機を搭載している多室型空気調和装置が示されている。

このような多室型空気調和装置は、室内機の運転台数の増減、各室内機における設定温度の変更等の運転負荷の増減に応じて、室外機の運転台数を増減したり、各室外機に搭載されている能力一定型圧縮機の運転台数を増減するものである。

しかし、以上説明した多室型空気調和装置では、室内機側の運転負荷が急激に減少した場合、例えば、ある時点で全ての室内機が運転している状態から１台の室内機のみ運転している状態となった場合に、以下に説明するような問題が発生する虞があった。

室内機側の運転負荷が大きく減少し、これに応じて室外機の運転台数が減少した場合、例えば、全ての室内機が運転している状態から１台の室内機を残して他の室内機が運転を停止し、これに応じて室外機も１台を残して他の室外機が停止した場合は、運転している室外機に冷媒が多量に流入することとなる。つまり、停止した室内機や室外機では、冷媒の循環が行なわれなくなるため、これら停止した室内機や室外機を循環していた冷媒が、運転している１台の室外機に集中して流入するようになる。

このような状態となれば、運転している室外機内に、アキュムレータの容量を超える量の冷媒が流入する虞がある。そして、アキュムレータで収容しきれない冷媒の一部が液冷媒として圧縮機に流入する虞があり、これにより圧縮機が故障する可能性があった。

以上のような問題を解決するために、アキュムレータの容量を増やして、室外機に流入した冷媒を全てアキュムレータに収納し、圧縮機に液冷媒が流入しないようにするという方法が考えられるが、アキュムレータが大型化してしまい、室外機の小型化に対して支障となると共に、室外機のコストアップの要因となる、という問題があった。

特開２００１−４１５２８号公報（第３〜５頁、第１図、第５図）

本発明は以上述べた問題点を解決し、アキュムレータを大型化することなく、室内機側の運転負荷が減少した際に、圧縮機への液冷媒の流入を防止することができる多室型空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明の多室型空気調和装置は、圧縮機と、室外熱交換器と、アキュムレータとを有する複数の室外機と、室内熱交換器を有する複数の室内機と、これら複数の室外機と複数の室内機とを冷媒配管で接続して構成される冷媒回路とを備えており、室内機側の運転負荷の増減に応じて、室外機の運転台数を適宜変更するものである。

そして、室内機側の運転負荷の減少量が所定の値を超えた時に、冷媒分配モードで運転を行い、また、冷媒分配モードで運転中に、少なくとも１台の室外機に備えられた圧縮機の吐出圧力が所定の値を超えた場合には、冷媒分配モードを解除し、室外機の運転台数を室内機側の運転負荷に応じた運転台数に変更するものである。

本発明の多室型空気調和装置は、室内機側の運転負荷が所定の範囲以上減少した際に、負荷の減少分に応じて一気に室外機の運転台数を減少させるのではなく、室内機側の運転負荷が所定の範囲以上減少する前に運転していた全ての室外機を継続して運転する冷媒分配モードで運転を行ない、冷媒回路を構成する各室外機や各室内機等に冷媒を分散させるので、運転する室外機に冷媒が集中して流入することがなく、アキュムレータを大型化しなくても圧縮機への液冷媒の流入を防ぐことができる。

また、少なくとも１台の室外機における圧縮機の吐出圧力が、所定の値（例えば、圧縮機の使用限界圧力値より少し低い吐出圧力値）を超えた場合は、冷媒分配モードを解除して、室外機の運転台数を室内機側の運転負荷に応じた運転台数に変更するので、圧縮機が使用限界圧力を超えて駆動されることがなく、圧縮機の高圧保護を行ないつつ圧縮機への冷媒の流入を防ぐことができる。

本発明の実施例である多室型空気調和装置の冷媒回路説明図である。 本発明の実施例における、室外機運転台数の制御を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例における、室外機運転台数の制御を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施例としては、３台の室外機と、４８台の室内機とを有する多室型空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。

図１に示すように、本発明の多室型空気調和装置１は、ビル等の室外に設置され、並列に接続された３台の室外機２、１０２，２０２と、並列に接続された４８台（図１ではその内の４台を図示）の室内機４と、これらを接続する冷媒配管としての液冷媒配管５及びガス冷媒配管６とを備えている。詳細には、液冷媒配管５は、一端を各室内機４に、他端を液側分配器７を介して、室外機２、１０２，２０２とそれぞれ液側連絡管５ａ、５ｂ、５ｃで接続されており、ガス冷媒配管６は、一端を各室内機４に、他端をガス側分配器８を介して、室外機２、１０２，２０２とそれぞれ液側連絡管６ａ、６ｂ、６ｃで接続されており、以上により冷媒回路１０が構成されている。

複数（４８台）の室内機４は、全て同じ構成とされており、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内冷媒回路１０ｂを備えている。この室内冷媒回路１０ｂは、主として、室内熱交換器４２と、膨張機構としての室内電子膨張弁４１とを有している。尚、以下の説明では、室内熱交換器４２の液冷媒配管接続側を液側、これと反対側（ガス冷媒配管接続側）をガス側、と記載する。

室内熱交換器４２は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として室内の空気を冷却し、暖房運転時には、冷媒の凝縮器として室内空気を加熱する。また、室内機４は、図示しないファンモータによって駆動される室内ファン４３を備えており、室内ファン４３が回転することにより、室内機４内に室内空気を取り込み、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、取り込んだ室内空気を供給空気として室内に供給している。

また、室内機４には、各種のセンサが設けられており、室内熱交換器４２の液側には、冷媒の温度を検出する液側温度センサ４４が設けられている。一方、室内熱交換器４２のガス側には、冷媒の温度を検出するガス側温度センサ４５が設けられている。また、室内機４の室内空気の吸込口付近には、室内機４内に流入する室内空気の温度、すなわち、室内温度を検出する室内温度センサ４６が設けられている。

また、室内機４は、図示は省略するが、室内機４を構成する各部の動作を制御する室内機制御部を備えている。この室内機制御部は、室内機４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭといった記憶部、等を有しており、図示しないリモコンから送信された制御情報や、各種センサで検出した情報に応じて室内機４を制御し、また、他の室内機４や室外機２、１０２，２０２との間で、空調運転に必要な制御信号のやりとりを行なっている。

次に室外機２、１０２，２０２の構成について説明する。尚、室外機２、１０２，２０２は、圧縮機を除き全て同様の構成であるため、ここでは室外機２の構成について説明し、室外機１０２及び室外機２０２については、それぞれ、室外機２の各部に付与した番号に１００及び２００を加算した番号を付与して、これらの説明を省略する。

室外機２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外冷媒回路１０ａを備えている。この室外冷媒回路１０ａは、主として、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張機構としての室外電子膨張弁２６と、アキュムレータ２４と、圧縮機２１から吐出された冷媒に混入している冷凍機油（圧縮機２１の潤滑油）を冷媒から分離して圧縮機２１へ戻すオイルセパレータ２５と、液側連絡管５ａを接続する液側閉鎖弁２７と、ガス側連絡管６ａを接続するガス側閉鎖弁２８とを有している。尚、これら液側閉鎖弁２７やガス側閉鎖弁２８は、二方弁や三方弁等であり、室外機２と室内機４とを接続するための接続部材である。また、以下の説明では、室外熱交換器２３の室外電子膨張弁２６接続側を液側、これと反対側（四方弁２２接続側）をガス側、と記載する。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御されるモータによって駆動されることで運転容量を可変することができる１台の能力可変型圧縮機、及び２台の能力一定型圧縮機の３台を備えており、これらが並列接続されている。また、他の室外機１０２及び室外機２０２の圧縮機１２１及び圧縮機２２１は、３台の能力一定型圧縮機を備えており、これらが並列接続されている。尚、本実施例では、１台の能力可変型圧縮機と２台の能力一定型圧縮機とで圧縮機２１が構成されているが、能力一定型圧縮機が１台もしくは３台以上であってもよく、また、能力可変型圧縮機のみで圧縮機２１が構成されていてもよい。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、暖房運転時には、室内熱交換器４２を圧縮機２１によって圧縮された冷媒の凝縮器として、そして、室外熱交換器２３を、室内熱交換器４２において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。この時、四方弁２２は、圧縮機２１の吐出側とガス側連絡管６ａ、つまり、ガス冷媒配管６とを接続すると共に、圧縮機２１の吸入側、つまり、アキュムレータ２４と、室外熱交換器２３のガス側とを接続する（図１の四方弁２２における実線を参照）。

また、四方弁２２は、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１によって圧縮された冷媒の凝縮器として、そして、室内熱交換器４２を、室外熱交換器２３において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。この時、四方弁２２は、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続すると共に、圧縮機２１の吸入側、つまり、アキュムレータ２４と、ガス側連絡管６ａ、つまり、ガス冷媒配管６とを接続する（図１の四方弁２２における破線を参照）。

室外熱交換器２３は、ガス側が四方弁２２に、液側が室外電子膨張弁２６、液側閉鎖弁２７、及び液側連絡管５ａを介して液冷媒配管５に、それぞれ接続されており、上述したように、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能する。また、室外機２は、図示しないファンモータによって駆動される室外ファン２９を備えており、室外ファン２９が回転することにより、室外機２内に室外空気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、室外機２外に排出する。

アキュムレータ２４は、四方弁２２と圧縮機２１との間に接続されており、冷媒を収容することが可能な容器である。また、アキュムレータ２４は、液冷媒とガス冷媒とを分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させると共に、アキュムレータ２４の底部に溜まっている、冷媒と冷凍機油の混合液を、図示しない油戻し管を介して圧縮機２１に戻し、圧縮機２１内部の潤滑に必要な冷凍機油の量を適正に保持する。

また、室外機２には、各種のセンサが設けられており、圧縮機２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ３０と、圧縮機２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１が設けられている。また、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３２と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３とが設けられている。尚、吸入温度センサ３２は、アキュムレータ２４と圧縮機２１との間の位置に、吐出温度センサ３３は、圧縮機２１とオイルセパレータ２５との間の位置に、それぞれ配置される。

また、室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度を検出する熱交温度センサ３４が設けられ、室外熱交換器２３の液側には、冷媒の温度を検出する液側温度センサ３５が設けられている。さらには、室外機２の室外空気の吸込口付近には、室外機２内に流入する室外空気の温度、すなわち、外気温度を検出する外気温度センサ３６が設けられている。

また、室外機２は、図示は省略するが、室外機２を構成する各部の動作を制御する室外機制御部を備えている。この室外機制御部は、室外機２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭといった記憶部、圧縮機２１を構成する能力可変型圧縮機のモータを制御するインバータ回路等を有しており、各種センサで検出した情報に応じて室外機２を制御し、また、室内機４との間で、空調運転に必要な制御信号のやりとりを行なっている。

尚、他の室外機１０２及び室外機２０２においても、インバータ回路を除き同様の室外機制御部を備えており（室外機１０２及び室外機２０２には、能力一定型圧縮機のみ搭載されているため、インバータ回路は搭載されていない）、これら室外機制御部と室内機制御部とで、多室型空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部を構成している。

そして、本実施例では、能力可変型圧縮機を備えた室外機２を親機とし、室外機２の室外機制御部が、室内機４側の運転負荷の増減に応じて、他の室外機１０２及び室外機２０２の運転／停止や、各室外機に搭載された能力一定型圧縮機の運転台数を決定し、他の室外機制御部に対し、室外機の運転／停止や、決定した運転台数能力一定型圧縮機を運転するよう制御を行っている。

また、室内機４側の運転負荷が少なく、１台の室外機を運転することで空調運転が行える場合は、親機である室外機２が単独で運転を行う。具体的には、室内機４側の運転負荷に応じて、圧縮機２１の能力可変型圧縮機を、インバータにより回転数を制御して駆動することで、圧縮機２１の運転容量を可変して、室内機４側の運転負荷に応じた空調運転を行っている。

次に、本実施例に係る多室型空気調和装置１の暖房運転時／冷房運転時の動作について、図１を用いて説明する。尚、以下の説明における室外機２、１０２，２０２の動作については、圧縮機を除き全て同様の構成かつ動作であるため、室外機２の構成を用いて動作の説明を行なう。

暖房運転時は、四方弁２２が、図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側連絡管６ａ、ガス側分配器８及びガス冷媒配管６を介して、室内熱交換器４２のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が、室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外電子膨張弁２６は、室外熱交換器２３に流入する冷媒を、室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な圧力、すなわち、蒸発圧力まで減圧するために、室外機制御部によって開度調整される。

一方、室内機４における室内電子膨張弁４１は、室内熱交換器４２の出口における冷媒の過冷却度が、目標となる過冷却度で一定となるように、室内機制御部によって開度調整される。尚、室内熱交換器４２の出口における冷媒の過冷却度は、例えば、室外機２の吐出圧力センサ３１により検出される圧縮機２１の吐出圧力を、凝縮温度に対応する飽和温度に換算し、この飽和温度から室内機４の液側温度センサ４４により検出される冷媒温度を差し引くことによって検出される。

以上のような冷媒回路１０の状態で、ユーザーがリモコンを操作する等により、多室型空気調和機１が暖房運転を開始すると、圧縮機２１、室外ファン２９及び室内ファン４３が起動し、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮され、高圧のガス冷媒となって、四方弁２２、ガス側連絡管６ａ、ガス側分配器８及びガス冷媒配管６を経由して室内機４に送られる。

そして、室内機４に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４２において、室内空気と熱交換を行なって凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内電子膨張弁４１を通過する際に、室内電子膨張弁４１の弁開度に応じて減圧される。室内電子膨張弁４１を通過した冷媒は、液冷媒配管５、液側分配器７及び液側連絡管５ａを経由して室外機２に流入する。

室外機２に流入した冷媒は、室外電子膨張弁２６でさらに減圧されて、低圧の気液二相状態となった後、室外熱交換器２３に流入して、室外ファン２９によって供給される室外空気と熱交換を行なって蒸発して低圧のガス冷媒となる。そして、低圧のガス冷媒は、四方弁２２及びアキュムレータ２４を経由して、再び圧縮機２１に吸入される。尚、以上説明した暖房運転時の冷媒の流れは、図１において実線の矢印で示しており、圧縮機２１と四方弁２２の間の冷媒の流れは矢印８０（太線矢印）で、これ以外の冷媒の流れは矢印６０（細線矢印）で、それぞれ示している。

冷房運転時は、四方弁２２が、図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側連絡管６ａ、ガス側分配器８及びガス冷媒配管６を介して、室内熱交換器４２のガス側に接続された状態となっている。室外電子膨張弁２６は全開とされており、室内電子膨張弁４１は、室内熱交換器４２の出口、すなわち、室内熱交換器４２のガス側における冷媒の過熱度が、目標となる過熱度で一定となるように、室内機制御部によって開度調整される。

尚、室内熱交換器４２の出口における冷媒の過熱度は、例えば、ガス側温度センサ４５により検出される冷媒温度から、液側温度センサ４４により検出される冷媒温度（蒸発温度に対応）を差し引くことによって検出されるか、または、吸入圧力センサ３０により検出される圧縮機２１の吸入圧力を、蒸発温度に対応する飽和温度に換算し、ガス側温度センサ４５により検出される冷媒温度から飽和温度を差し引くことによって検出される。

以上のような冷媒回路１０の状態で、ユーザーがリモコンを操作する等により、多室型空気調和機１の冷房運転を開始すると、圧縮機２１、室外ファン２９及び室内ファン４３が起動し、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮され、高圧のガス冷媒となって、四方弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、室外ファン２９によって供給される室外空気と熱交換を行なって凝縮して高圧の液冷媒となった後、全開とされている室外電子膨張弁２６、液側連絡管５ａ、液側分配器７及び液冷媒配管５を経由して室内機４に送られる。

そして、室内機４に送られた高圧の液冷媒は、室内電子膨張弁４１によって減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器４２に送られ、室内熱交換器４２において室内空気と熱交換を行なって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒配管６、ガス側分配器８及びガス側連絡管６ａを経由して室外機２に流入し、四方弁２２及びアキュムレータ２４を経由して、再び圧縮機２１に吸入される。尚、以上説明した冷房運転時の冷媒の流れは、図１において実線及び破線の矢印で示しており、圧縮機２１と四方弁２２の間の冷媒の流れは矢印８０（太線矢印）で、これ以外の冷媒の流れは矢印７０（破線矢印）で、それぞれ示している。

次に、本実施例に係る多室型空気調和装置において、室内機側の運転負荷の減少量が所定の値を超えた場合に、冷媒回路を構成する複数の室外機や室内機等に冷媒を分散させる冷媒分配モードで運転を行う際の原理及び制御について、図２を参照して説明する。尚、図２において、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。また、以下の説明では、本実施例による処理のみについて説明することとし、多室型空気調和装置１の起動時の処理やユーザーの設定操作に対応する処理等、一般的な処理の説明は省略する。

尚、上記「所定の値」とは、室内機側の運転負荷の減少により一部の室外機が運転を停止した時、運転中の室外機に備えられたアキュムレータの容量を超える冷媒が集中する程度に室内機側の運転負荷が変動（減少）する量の値を意味し、どの程度の運転負荷の減少量により冷媒分配モードに移行するか（冷媒分配モード移行の閾値）については、予め試験等で確認しておき、いずれか１台の室外機に、この冷媒分配モード移行の閾値を記憶させて、検出した室内機側の運転負荷の減少量が冷媒分配モード移行の閾値を超えるものであるか否かを判断している。

まず、予め定めた１台の室外機の室外機制御部（以下、必要な場合を除き室外機制御部と記載する）は、室内機側の運転負荷が変動したか否かを判断する（ＳＴ１）。具体的には、室外機制御部は、ＳＴ１において室内機の運転台数の増減や各室内機における設定温度の変更等の情報を室内機から所定のタイミングで取得して記憶し、以前の情報と比較することにより、運転負荷が、変動したか否かを判断する。運転負荷に変動がなければ（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＳＴ１に処理を戻す。運転負荷が変動していれば（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、室外機制御部は、運転負荷が減少したか否かを判断する（ＳＴ２）。運転負荷が増加していれば（ＳＴ２−Ｎｏ）、室外機制御部は、必要に応じて他の室外機の室外機制御部に対し、増加した運転負荷に応じて運転する室外機の台数や、各室外機の能力一定型圧縮機の運転台数を決定して運転する（ＳＴ７）。そして、ＳＴ１に処理を戻す。

室内機側の運転負荷が減少した場合は（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、室外機制御部は、室内機側の運転負荷の減少量を検出し、室内機側の運転負荷の減少量が、所定の値を超えたか否かを判断する（ＳＴ３）。所定の値を超えていなければ（ＳＴ３−Ｎｏ）、室外機制御部は、必要に応じて、減少した運転負荷に応じて、運転する室外機の台数や、各室外機の能力一定型圧縮機の運転台数を決定して運転する（ＳＴ８）。そして、ＳＴ１に処理を戻す。

室内機側の運転負荷の減少量が、所定の値を超えていれば（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、室外機制御部は、他の室外機の室外機制御部に対し、圧縮機を運転するように制御する、つまり、冷媒分配モードで運転するように制御する（ＳＴ４）。室外機制御部は、室内機側の運転負荷が所定の範囲以上減少する前に運転していた全ての室外機（例えば、１０台存在する室外機の内、７台が運転している状態から１台が運転している状態に移行した場合は、７台の室外機）に対し、能力可変型圧縮機が搭載された１台の室外機では、能力可変型圧縮機のみをインバータにより回転数を制御して最低運転容量で運転すると共に、他の（６台の）室外機では、各々１台だけ能力一定型圧縮機を運転するように指示することで、冷媒分配モードで運転するようにしている。

冷媒分配モードで運転を行うことによって、冷媒回路内の冷媒は、運転中の室外機や室内機に流れることとなる。従って、室内機側の運転負荷が急減に減少、つまり、室内機側の運転負荷の減少量が、所定の値を超えて、運転する室外機が大幅に減少するような状態に変わった場合に、いきなり不要な室外機の運転を全て停止する場合に比べて、冷媒回路内の冷媒が、運転が必要な室外機に集中することがないため、アキュムレータに収容しきれない冷媒が室外機の圧縮機に流入するという不具合を防ぐことができる。

次に、室外機制御部は、冷媒分配モードで運転を行っている時の自己の室外機における圧縮機の吐出圧力が、所定の圧力値であるＸメガパスカル以上であるか否かを判断する（ＳＴ５）。ここで、所定の圧力値であるＸメガパスカルとは、圧縮機の使用限界圧力値から所定の値、例えば、０．２〜０．３メガパスカル低い値で設定されている。

室内機側の運転負荷の減少が室内機の運転台数の減少である場合、冷媒分配モードで運転を行っている時は、運転している少ない台数の室内機に対して全ての室外機が運転している。このような状態では、運転している室内機の冷媒許容量以上の冷媒が各室外機から供給されることとなるため、各室外機の圧縮機の吐出圧力が徐々に上昇する。

圧縮機の吐出圧力がＸメガパスカル以上であれば（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、室外機制御部は、冷媒分配モードでの運転を解除し、室内機側の運転負荷に応じて運転する室外機の台数や、能力一定型圧縮機の運転台数を減少して運転する（ＳＴ９）。以上の制御によって、圧縮機の吐出圧力が使用限界圧力を超える前に、室外機の運転台数を運転負荷に応じた台数まで減少するので、吐出圧力の上昇を防いで圧縮機の高圧保護を行うことができる。
ＳＴ９の処理を行なった後、室外機制御部は、ＳＴ１に処理を戻す。

ＳＴ５において、圧縮機の吐出圧力がＸメガパスカル以上でなければ（ＳＴ５−Ｎｏ）、室外機制御部は、室内機側の運転負荷が増加したか否かを判断する（ＳＴ６）。室内機側の運転負荷が増加していれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、室外機制御部は、ＳＴ１に処理を戻し、室内機側の運転負荷が増加していなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、室外機制御部は、ＳＴ５に処理を戻し、冷媒分配モードでの運転を継続しながら、自己が搭載された室外機における圧縮機の吐出圧力を監視する。

ＳＴ６の処理を行なうのは、冷媒分配モードで運転を行っている際に、室内機側の運転負荷が増加すれば、ＳＴ１に処理を返す、つまり、増加した運転負荷に応じて、駆動する能力一定型圧縮機の台数を増やしたり、所定の室外機における能力可変型圧縮機を、インバータにより回転数を制御して運転容量を増やしたりする必要があるためである。
尚、以上の説明では、所定の室外機の圧縮機における吐出圧力を検出してＳＴ４の判断を行なっているが、各々の室外機における圧縮機の吐出圧力を検出し、いずれかがＸメガパスカルを超えている場合に、冷媒分配モードでの運転を解除するようにしてもよい。

次に、本実施例に係る多室型空気調和装置１の構成において、室内機４側の運転負荷の減少量が、所定の値を超えた場合に、冷媒回路を構成する室外機２，１０２，２０２や各室内機４等に冷媒を分散させる冷媒分配モードで運転を行う際の制御について、図３を参照して説明する。尚、図３において、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。また、以下の説明では、本実施例による処理のみについて説明することとし、多室型空気調和装置１の起動時の処理やユーザーの設定操作に対応する処理等、一般的な処理の説明は省略する。

また、以下の説明において、室内機４側の運転負荷の減少量が、所定の値を超えた場合とは、室内機４側の運転負荷の減少量に応じて、室外機の運転台数が３台から１台に減少した場合であり、具体的には、全ての室内機４（４８台）及び全ての室外機２、１０２、２０２が運転して暖房運転もしくは冷房運転を行っている状態から、１台を除いて他の全ての室内機４が一斉に停止し、これに応じて室外機も１台の室外機２のみが運転を行なう状態に移行した場合である。そして、室外機２を親機として、この室外機２の室外機制御部が、他の室外機１０２及び室外機２０２の運転制御、及びこれらに搭載されている圧縮機１２１、２２１の運転制御を行なう場合について説明する。

まず、室外機２の室外機制御部は、全ての室外機２，１０２、２０２が運転しているか否かを判断する（ＳＴ１１）。室外機２，１０２、２０２のいずれかが停止している場合は（ＳＴ１１−Ｎｏ）、処理をＳＴ１１に戻す。全ての室外機２，１０２、２０２が運転している場合は（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、室外機２の室外機制御部は、室内機４側の運転負荷が変動したか否かを判断する（ＳＴ１２）。

具体的には、室外機２の室外機制御部は、ＳＴ１２において室内機４の運転台数の増減や各室内機４における設定温度の変更等の情報を室内機４から所定のタイミングで取得して記憶し、以前の情報と比較することにより、運転負荷が変動したか否かを判断する。運転負荷に変動がなければ（ＳＴ１２−Ｎｏ）、ＳＴ１１に処理を戻す。運転負荷が増加していれば（ＳＴ１２−Ｙｅｓ）、室外機２の室外機制御部は、運転負荷が減少したか否かを判断する（ＳＴ１３）。運転負荷が増加していれば（ＳＴ１３−Ｎｏ）、室外機２の室外機制御部は、必要に応じて他の室外機１０２及び室外機２０２の室外機制御部に対し、増加した運転負荷に応じて各室外機の能力一定型圧縮機の運転台数を決定して運転する（ＳＴ１８）。そして、ＳＴ１１に処理を戻す。

室内機４側の運転負荷が減少した場合は（ＳＴ１３−Ｙｅｓ）、室外機２の室外機制御部は、室内機４側の運転負荷の減少量を検出し、運転する室外機が親機である室外機２のみでよいか否かを判断する（ＳＴ１４）。親機である室外機２以外にもう１台室外機の運転が必要な場合は（ＳＴ１４−Ｎｏ）、室外機２の室外機制御部は、室外機を１台停止（例えば、室外機２０２を停止）し、親機である室外機２と子機である室外機１０２の２台の室外機を運転し、かつ、それぞれに搭載されている能力一定型圧縮機の運転台数を、室内機４側の運転負荷に応じて決定して運転させる（ＳＴ１９）。そして、ＳＴ１１に処理を戻す。

親機である室外機２のみの運転でよい場合は（ＳＴ１４−Ｙｅｓ）、室外機２の室外機制御部は、他の室外機１０２及び室外機２０２の室外機制御部に対し、室外機１０２の圧縮機１２１及び室外機２０２の圧縮機２２１を運転するように制御する、つまり、冷媒分配モードで運転するように制御する（ＳＴ１５）。本実施例では、室外機１０２の圧縮機１２１及び室外機２０２の圧縮機２２１では、１台だけ能力一定型圧縮機を運転するように指示すると共に、室外機２の圧縮機２１では、能力可変型圧縮機１台のみをインバータにより回転数を制御して最低運転容量で運転して、冷媒分配モードで運転するようにしている。

冷媒分配モードで運転を行うことによって、冷媒回路１０内の冷媒は、室外機２や１台だけ運転を行っている室内機４以外に、室外機１０２及び室外機２０２にも流れることとなる。従って、全室内機４が運転しており、全ての室外機２，１０２，２０２が運転している状態から、１台を除いて他の全ての室内機４が一斉に停止して運転負荷が急減に減少し、運転する室外機が親機である室外機２のみで済むような状態に変わった場合に、いきなり室外機２のみの運転に移行する場合に比べて、冷媒回路１０内の冷媒が室外機２に集中することがないため、アキュムレータ２４に収容しきれない冷媒が圧縮機２１に流入するという不具合を防ぐことができる。

次に、室外機２の室外機制御部は、冷媒分配モードで運転を行っている時の圧縮機２１の吐出圧力、具体的には、吐出圧力センサ３１で検出した吐出圧力が、所定の圧力値であるＸメガパスカル以上であるか否かを判断する（ＳＴ１６）。ここで、所定の圧力値であるＸメガパスカルとは、圧縮機の使用限界圧力値から所定の値、例えば、０．２〜０．３メガパスカル低い値で設定されている。

圧縮機２１の吐出圧力がＸメガパスカル以上であれば（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、室外機２の室外機制御部は、冷媒分配モードでの運転を解除し、室内機４側の運転負荷に応じて運転する室外機の台数や、能力一定型圧縮機の運転台数を減少して運転する（ＳＴ２０）。ここでは、運転している室内機４が１台となるため、圧縮機２１の吐出圧力がＸメガパスカル以上となれば、冷媒分配モードでの運転を解除、つまり、室外機１０２及び室外機２０２を停止して室外機２のみ運転し、室外機２において能力可変型圧縮機のみを駆動することで、圧縮機２１の運転容量を落とす。以上の制御によって、圧縮機２１の吐出圧力が使用限界圧力を超える前に、室外機の運転台数を運転負荷に応じた台数まで減少するので、吐出圧力の上昇を防いで圧縮機の高圧保護を行うことができる。
ＳＴ２０の処理を行なった後、室外機２の室外機制御部は、ＳＴ１１に処理を戻す。

ＳＴ１６において、圧縮機２１の吐出圧力がＸメガパスカル以上でなければ（ＳＴ１６−Ｎｏ）、室外機２の室外機制御部は、室内機４側の運転負荷が増加したか否かを判断する（ＳＴ１７）。室内機４側の運転負荷が増加していれば（ＳＴ１７−Ｙｅｓ）、室外機２の室外機制御部は、ＳＴ１１に処理を戻し、室内機４側の運転負荷が増加していなければ（ＳＴ１７−Ｎｏ）、室外機２の室外機制御部は、ＳＴ１６に処理を戻し、冷媒分配モードでの運転を継続しながら、圧縮機２１の吐出圧力を監視する。

ＳＴ１７の処理を行なうのは、冷媒分配モードで運転を行っている際に、室内機４側の運転負荷が増加すれば、ＳＴ１１に処理を返す、つまり、増加した運転負荷に応じて、駆動する能力一定型圧縮機の台数を増やしたり、圧縮機２１の能力可変型圧縮機を、インバータにより回転数を制御して運転容量を増やしたりする必要があるためである。
尚、本実施例では、親機である室外機２の圧縮機２１における吐出圧力を検出してＳＴ１５の判断を行なっているが、それぞれの圧縮機の吐出圧力を検出し、いずれかがＸメガパスカルを超えている場合に、冷媒分配モードでの運転を解除するようにすればよい。

以上説明したように、本発明の多室型空気調和装置は、室内機側の運転負荷が所定の範囲以上減少した際に、負荷の減少分に応じて一気に室外機の運転台数を減少させるのではなく、室内機側の運転負荷が所定の範囲以上減少する前に運転していた全ての室外機を継続して運転する冷媒分配モードで運転を行ない、冷媒回路を構成する各室外機や各室内機等に冷媒を分散させるので、運転する室外機に冷媒が集中して流入することがなく、アキュムレータを大型化しなくても圧縮機への液冷媒の流入を防ぐことができる。

また、少なくとも１台の室外機における圧縮機の吐出圧力が、所定の値（例えば、圧縮機の使用限界圧力値より少し低い吐出圧力値）を超えた場合は、冷媒分配モードを解除して、室外機の運転台数を室内機側の運転負荷に応じた運転台数に変更するので、圧縮機が使用限界圧力を超えて駆動されることがなく、圧縮機の高圧保護を行ないつつ圧縮機への冷媒の流入を防ぐことができる。

１ 多室型空気調和装置
２、１０２、２０２ 室外機
４ 室内機
５ 液冷媒配管
５ａ，５ｂ，５ｃ 液側連絡管
６ ガス冷媒配管
６ａ，６ｂ，６ｃ ガス側連絡管
７ 液側分配管
８ ガス側分配管
１０ 冷媒回路
１０ａ 室外冷媒回路
１０ｂ 室内冷媒回路
１０ 第２の貯湯タンク
２１、１２１、２２１ 圧縮機
２２、１２２、２２２ 四方弁
２３、１２３、２２３ 室内熱交換器
２４、１２４、２２４ アキュムレータ
２６、１２６，２２６ 室外電子膨張弁
２９、１２９、２２９ 室外ファン
３１，１３１，２３１ 吐出圧力センサ
４１ 室内電子膨張弁
４２ 室内熱交換器
４３ 室内ファン

Claims (3)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、アキュムレータとを有する複数の室外機と、
   室内熱交換器を有する複数の室内機と、
   複数の前記室外機と複数の前記室内機とを冷媒配管で接続して構成される冷媒回路とを備え、
   前記室内機側の運転負荷の増減に応じて、前記室外機の運転台数を適宜変更する多室型空気調和装置であって、
   前記室内機側の運転負荷の減少量が所定の値を超えた時に、冷媒分配モードで運転を行うことを特徴とする多室型空気調和装置。
2. 請求項１に記載の多室型空気調和装置において、
   前記冷媒分配モードは、前記室内機側の運転負荷が所定の範囲以上減少する前に運転していた全ての前記室外機を継続して運転する状態で前記冷媒回路内に冷媒を分散させることを特徴とする多室型空気調和装置。
3. 請求項１または請求項２のうちいずれかに記載の多室型空気調和装置において、
   前記冷媒分配モードで運転中に、少なくとも１台の前記室外機に備えられた前記圧縮機の吐出圧力が、所定の値を超えた場合に、前記冷媒分配モードを解除し、前記室外機の運転台数を、前記室内機側の運転負荷に応じた運転台数に変更することを特徴とする多室型空気調和装置。
   

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