(57)【要約】  圧縮機、室外熱交換器、及び膨張装置を有する複数の室外ユニットが、それぞれ、室内熱交換器を有する室内ユニットに冷媒配管によって接続され、複数の冷凍サイクルが形成された冷凍サイクル装置。冷凍サイクル装置は、複数の室外ユニットの動作を制御する制御装置を備えている。制御装置は、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の室外ユニットを負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する駆動制御部を有する。
2017090171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、及び膨張装置を有する複数の室外ユニットが、それぞれ、室内熱交換器を有する室内ユニットに冷媒配管によって接続され、複数の冷凍サイクルが形成された冷凍サイクル装置において、
複数の前記室外ユニットの動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の前記室外ユニットを負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する駆動制御部を有する冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、起動時に前記デマンド信号の入力があり、前記複数駆動制御を開始する際、二台の前記室外ユニットを運転させるものである請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、一台の前記室外ユニットを運転している場合に、前記デマンド信号の入力があったとき、前記複数駆動制御を開始するものである請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
室内ユニットは、前記室内熱交換器に併設され、前記室内熱交換器に送風する室内ファンを有し、
前記制御装置は、
負荷に応じて、各圧縮機による運転周波数の合計である全周波数を求める周波数演算部と、
前記複数駆動制御を実行しているとき、前記周波数演算部が求めた前記全周波数が、一台の前記圧縮機で賄える運転周波数よりも小さい値に設定された閾値未満となった場合に、前記室内ファンの送風量を当該全周波数に応じた量だけ低下させる風量制御部と、を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記閾値は、一台の前記圧縮機を当該閾値で駆動させた場合の消費電力と、二台の前記圧縮機をそれぞれ当該閾値の半分で駆動させた場合の消費電力とが等しくなるように設定されている請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記全周波数と前記室内ファンの送風量の低下量とを関連づけたテーブル情報が格納された記憶部を備え、
前記風量制御部は、前記室内ファンの送風量を低下させる際、前記周波数演算部が求めた前記全周波数を前記テーブル情報に照らして、当該全周波数に応じた前記室内ファンの送風量の低下量を求めるものである請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機の容量制御を行う冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二台の圧縮機を含む室外ユニットを備えた冷凍サイクル装置では、二台の圧縮機のうちの一台を先に起動し、負荷の上昇に伴って容量不足となった段階で二台目の圧縮機を起動させる、という制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、複数の室外ユニットを有する冷凍サイクル装置のうち、設備用パッケージエアコンのような恒温恒湿又は外気処理の用途で使用する空気調和装置は、圧縮機の容量制御を利用することが多い。圧縮機の容量制御は、例えば、冷凍サイクル装置の外部からのデマンド制御指令値及び圧縮機の吸込口の温度と設定温度との差に応じて、圧縮機の運転台数及び運転周波数を決定することにより実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６６６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の冷凍サイクル装置は、負荷に応じて圧縮機の運転台数を決定するものであり、負荷が小さい間は、一台の圧縮機のみを継続的に運転させることになる。このように、一台の圧縮機のみが運転している状態が長時間続いた場合は、運転状態にある圧縮機に冷媒が過充填された異常状態となり、当該圧縮機が停止することがある。【０００６】
また、複数の室外ユニットを有する冷凍サイクル装置では、デマンド制御指令値及び負荷の変動に応じて、一台の室外ユニットのみが運転する状態となる。こうした冷凍サイクル装置には、複数の室外ユニットを循環させる量の冷媒が封入されており、設備用パッケージエアコンの場合は、室外ユニットと室内ユニットとが１対１で接続されている。このため、一台の室外ユニットのみが運転する場合は、室内ユニットと室外ユニットとがアンバランスな状態となることから、かかる状態での運転を長時間継続すると、運転している室外ユニットに冷媒が偏在し、やがて冷媒の過充填による不具合が発生して室外ユニットが停止する、という課題がある。【０００７】
また、一台の室外ユニットのみが運転している状態で、油回収運転により圧縮機の運転周波数を増速した場合にも、既設配管に滞留している冷媒が、運転中の一台の室外ユニットに戻ってくる。このため、運転中の一台の室外ユニットに冷媒が過充填された異常状態となり、当該室外ユニットが停止し、温湿度をコントロールすることができなくなる、という課題がある。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の室外ユニットを有する冷凍サイクル装置において、一台の室外ユニットのみが運転する状態を低減することにより、一台の室外ユニットに冷媒が過充填されることを防止し、長時間運転時に室外ユニットが停止することを抑制する冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、室外熱交換器、及び膨張装置を有する複数の室外ユニットが、それぞれ、室内熱交換器を有する室内ユニットに冷媒配管によって接続され、複数の冷凍サイクルが形成された冷凍サイクル装置において、複数の室外ユニットの動作を制御する制御装置を備え、制御装置は、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の室外ユニットを負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する駆動制御部を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、デマンド信号の入力があったときに、制御装置が、少なくとも二台の室外ユニットを駆動させる複数駆動制御を実行するため、一台の室外ユニットのみが運転する状態を低減することができる。このため、一台の室外ユニットに冷媒が過充填されることを防止し、長時間運転時に室外ユニットが停止することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】図１の冷凍サイクル装置が有する制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図１の冷凍サイクル装置における複数駆動制御を例示するグラフである。
【図４】図１の冷凍サイクル装置における順次駆動制御を例示するグラフである。
【図５】図１の冷凍サイクル装置における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の一例を示すグラフである。
【図６】図１の冷凍サイクル装置における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の他の例を示すグラフである。
【図７】図１の冷凍サイクル装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図９】図８の冷凍サイクル装置における複数駆動制御を例示するグラフである。
【図１０】図８の冷凍サイクル装置における順次駆動制御を例示するグラフである。
【図１１】図８の冷凍サイクル装置における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の一例を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１３】図１２の冷凍サイクル装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が空気調和装置である場合を例に、冷凍サイクル装置の構成及び動作を説明する。
【００１３】
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置３００は、熱源側ユニットである室外ユニット１００ａ及び室外ユニット１００ｂと、利用側ユニットである室内ユニット２００と、を有している。以下、室外ユニット１００ａ及び室外ユニット１００ｂを総称するとき、又は室外ユニット１００ａ及び室外ユニット１００ｂのうちの何れか一台を指すときは、単に「室外ユニット１００」ともいう。
【００１４】
また、冷凍サイクル装置３００は、室外ユニット１００ａ及び室外ユニット１００ｂと室内ユニット２００とを接続する冷媒配管を有している。冷凍サイクル装置３００は、上記冷媒配管として、室外ユニット１００ａと室内ユニット２００との間および室外ユニット１００ｂと室内ユニット２００との間に冷媒を循環させる液配管１７ａ、液配管１７ｂ、液配管１７ｃ、ガス配管１８ａ、ガス配管１８ｂ、及びガス配管１８ｃを有している。さらに、冷凍サイクル装置３００は、液配管１７ａ、液配管１７ｂ、及び液配管１７ｃを連結する液分配器１５と、ガス配管１８ａ、ガス配管１８ｂ、及びガス配管１８ｃを連結するガス分配器１６と、を有している。
【００１５】
室外ユニット１００ａは、圧縮機１ａ、逆止弁２ａ、四方弁３ａ、室外熱交換器４ａ、室外ファン４０ａ、過冷却用熱交換器５ａ、膨張装置６ａ、膨張装置７ａ、液操作弁８ａ、ガス操作弁９ａ、アキュムレータ１０ａ、制御装置１１ａ、及び記憶部１９ａを備えている。過冷却用熱交換器５ａは、高圧側流路５１ａ及び低圧側流路５２ａを有している。
【００１６】
室外ユニット１００ｂは、圧縮機１ｂ、逆止弁２ｂ、四方弁３ｂ、室外熱交換器４ｂ、室外ファン４０ｂ、過冷却用熱交換器５ｂ、膨張装置６ｂ、膨張装置７ｂ、液操作弁８ｂ、ガス操作弁９ｂ、アキュムレータ１０ｂ、制御装置１１ｂ、及び記憶部１９ｂを備えている。過冷却用熱交換器５ｂは、高圧側流路５１ｂ及び低圧側流路５２ｂを有している。
【００１７】
以下、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂを総称するとき、又は圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂのうちの何れか一台を指すときは、単に「圧縮機１」ともいう。また、一台の圧縮機１を運転している状態を「一台運転状態」といい、二台の圧縮機１を運転している状態を「二台運転状態」という。
【００１８】
室内ユニット２００は、膨張装置１２、室内熱交換器１３、及び室内ファン１３ｃを備えている。
【００１９】
ここで、室外ユニット１００ａと室内ユニット２００との間で構成される冷凍サイクルについて説明する。
室外ユニット１００ａ及び室内ユニット２００においては、圧縮機１ａ、逆止弁２ａ、四方弁３ａ、室外熱交換器４ａ、過冷却用熱交換器５ａ、膨張装置７ａ、膨張装置１２、室内熱交換器１３、四方弁３ａ、及びアキュムレータ１０ａが、冷媒配管によって順次接続され、冷媒回路が構成されている。冷房運転時には、図１に示すように、圧縮機１ａ、逆止弁２ａ、四方弁３ａ、室外熱交換器４ａ、過冷却用熱交換器５ａ、膨張装置７ａ、膨張装置１２、室内熱交換器１３、四方弁３ａ、アキュムレータ１０ａ、そして、再び圧縮機１ａの順に接続された冷媒回路が構成され、冷凍サイクルが形成されている。
【００２０】
また、室外ユニット１００ａには、過冷却用熱交換器５ａと膨張装置７ａとを接続する冷媒配管と、四方弁３ａとアキュムレータ１０ａとを接続する冷媒配管と、をバイパスするバイパス配管１４ａが設けられている。バイパス配管１４ａは、過冷却用熱交換器５ａと膨張装置７ａとを接続する冷媒配管から分岐し、膨張装置６ａ及び過冷却用熱交換器５ａを経由して、四方弁３ａとアキュムレータ１０ａとを接続する冷媒配管へ冷媒をバイパスさせるものである。
【００２１】
上記の冷媒回路の中で、膨張装置７ａと膨張装置１２とは、液操作弁８ａ及び液分配器１５を介して接続されており、液操作弁８ａと液分配器１５とは、液配管１７ａによって接続されている。また、室内熱交換器１３と四方弁３ａとは、ガス分配器１６及びガス操作弁９ａを介して接続されており、ガス分配器１６とガス操作弁９ａとは、ガス配管１８ａによって接続されている。
【００２２】
次に、室外ユニット１００ｂと室内ユニット２００との間で構成される冷凍サイクルについて説明する。
室外ユニット１００ｂ及び室内ユニット２００においては、圧縮機１ｂ、逆止弁２ｂ、四方弁３ｂ、室外熱交換器４ｂ、過冷却用熱交換器５ｂ、膨張装置７ｂ、膨張装置１２、室内熱交換器１３、四方弁３ｂ、及びアキュムレータ１０ｂが、冷媒配管によって順次接続され、冷媒回路が構成されている。冷房運転時には、圧縮機１ｂ、逆止弁２ｂ、四方弁３ｂ、室外熱交換器４ｂ、過冷却用熱交換器５ｂ、膨張装置７ｂ、膨張装置１２、室内熱交換器１３、四方弁３ｂ、アキュムレータ１０ｂ、そして、再び圧縮機１ｂの順に接続された冷媒回路が構成され、冷凍サイクルが形成されている。
【００２３】
また、室外ユニット１００ｂには、過冷却用熱交換器５ｂと膨張装置７ｂとを接続する冷媒配管と、四方弁３ｂとアキュムレータ１０ｂとを接続する冷媒配管と、をバイパスするバイパス配管１４ｂが設けられている。バイパス配管１４ｂは、過冷却用熱交換器５ｂと膨張装置７ｂとを接続する冷媒配管から分岐し、膨張装置６ｂ及び過冷却用熱交換器５ｂを経由して、四方弁３ｂとアキュムレータ１０ｂとを接続する冷媒配管へ冷媒をバイパスさせるものである。
【００２４】
上記の冷媒回路の中で、膨張装置７ｂと膨張装置１２とは、液操作弁８ｂ及び液分配器１５を介して接続されており、液操作弁８ｂと液分配器１５とは、液配管１７ｂによって接続されている。また、室内熱交換器１３と四方弁３ｂとは、ガス分配器１６及びガス操作弁９ｂを介して接続されており、ガス分配器１６とガス操作弁９ｂとは、ガス配管１８ｂによって接続されている。
【００２５】
次に、室外ユニット１００ａの詳細な構成について説明する。
圧縮機１ａは、低温低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒として、四方弁３ａへ向けて吐出するものである。ここで、室外ユニット１００ａは、圧縮機１ａの運転周波数を制御するインバータ装置（図示せず）を有している。インバータ装置は、制御装置１１ａからの駆動信号に従って、圧縮機１ａの運転周波数を調整し（任意に変化させ）、圧縮機１ａの容量を変化させるものである。逆止弁２ａは、四方弁３ａから圧縮機１ａへ向かう方向に冷媒が逆流することを防ぐものである。
【００２６】
四方弁３ａは、冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流路を切り替えるものである。四方弁３ａの流路の切り替えは、制御装置１１ａからの駆動信号によって実施される。より具体的に、制御装置１１ａは、冷房運転時には、圧縮機１ａから吐出された高温高圧の冷媒が室外熱交換器４ａへ向かい、かつ、室内ユニット２００からガス操作弁９ａを経由して流れてきた低温低圧のガス冷媒がアキュムレータ１０ａへ向かうように、四方弁３ａの流路を切り替える。一方、制御装置１１ａは、暖房運転時には、圧縮機１ａから吐出された高温高圧の冷媒がガス操作弁９ａを経由して室内熱交換器１３へ向かい、かつ、室外熱交換器４ａから流出した低温低圧のガス冷媒がアキュムレータ１０ａへ向かうように、四方弁３ａの流路を切り替える。
【００２７】
室外熱交換器４ａは、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、流入する冷媒と室外ファン４０ａから送風される外気とを熱交換させるものである。室外ファン４０ａは、室外熱交換器４ａに併設されており、室外熱交換器４ａによる熱交換を促進するものである。室外熱交換器４ａは、冷房運転時には、放熱器として機能し、圧縮機１ａから流れてくる高温高圧の冷媒を外気に対して放熱させる。一方、室外熱交換器４ａは、暖房運転時には、蒸発器として機能し、過冷却用熱交換器５ａから流れてくる気液二相冷媒に外気から吸熱させて蒸発させる。
【００２８】
過冷却用熱交換器５ａは、冷房運転時に使用するものであり、冷媒を過冷却するものである。過冷却用熱交換器５ａは、室外熱交換器４ａにおいて放熱した高圧の冷媒が流れる高圧側流路５１ａと、膨張装置６ａによって流量及び圧力が調整された低圧の冷媒が流れる低圧側流路５２ａと、を備えている。すなわち、過冷却用熱交換器５ａは、室外熱交換器４ａにおいて放熱し、過冷却用熱交換器５ａと膨張装置７ａとの間の冷媒配管から分岐した後、膨張装置６ａによって流量及び圧力が調整された冷媒に対して、さらに放熱させるものである。膨張装置６ａは、例えば電子膨張弁からなり、制御装置１１ａからの駆動信号よって開度が調整されるようになっている。
【００２９】
膨張装置７ａは、例えば電子膨張弁からなり、通過する冷媒の流量を調整し、膨張及び減圧させるものである。また、膨張装置７ａは、暖房運転時の液バックによって圧縮機１ａが損傷することを防止するため、制御装置１１ａからの駆動信号によって開度が調整されるようになっている。アキュムレータ１０ａは、四方弁３ａを経由してきた冷媒における余剰冷媒を溜めておくものである。
【００３０】
バイパス配管１４ａは、冷房運転時に、前述のように、過冷却用熱交換器５ａと膨張装置７ａとの間の高圧側の冷媒配管から分岐した冷媒を、四方弁３ａとアキュムレータ１０ａとを接続する低圧側の冷媒配管へバイパスするものである。バイパス配管１４ａによる冷媒のバイパス過程において、過冷却用熱交換器５ａと膨張装置７ａとの間の冷媒配管から分岐した冷媒は、膨張装置６ａによって減圧され、過冷却用熱交換器５ａにおいて、高圧側流路５１ａを流れる冷媒から吸熱される。
【００３１】
制御装置１１ａは、室外ユニット１００ａの動作全体を制御するものである。具体的に、制御装置１１ａは、例えば、圧縮機１ａの運転周波数の制御、四方弁３ａの流路の切り替え制御、並びに、膨張装置６ａ及び膨張装置７ａの開度調整などを行うものである。
【００３２】
制御装置１１ａは、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の室外ユニット１００を負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行するものである。また、制御装置１１ａは、起動時にデマンド信号の入力がなかった場合、負荷に応じて運転させる室外ユニット１００の台数を変更する順次駆動制御を実行するものである。制御装置１１ａが複数駆動制御を実行しているときは、必ず二台以上の室外ユニット１００が運転しており、一台の室外ユニット１００のみが運転している状態とはならない。一方、制御装置１１ａが順次駆動制御を実行しているときは、一台の室外ユニット１００のみが運転している状態となることがある。さらに、制御装置１１ａは、順次駆動制御を実行している場合に、デマンド信号の入力があったときは、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を行うものである。
【００３３】
ここで、デマンド信号とは、例えば、冷凍サイクル装置３００の外部に設けられたデマンド制御装置から入力される信号である。デマンド制御装置は、時々刻々と変化する複数の制御対象機の使用電力を監視し、電気事業者のデマンド時限ごとのデマンド値が目標電力量を超えないように制御するものである。すなわち、デマンド信号とは、複数の制御対象機による総電力使用量を一定量に抑えるために外部入力されるデマンド制御信号のことである。
【００３４】
記憶部１９ａには、制御装置１１ａの各種制御用のプログラムなどが格納されている。また、記憶部１９ａには、起動時にデマンド信号の入力があった場合に、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂのそれぞれを起動させる際の運転周波数である複数初期値Ａｍと、起動時にデマンド信号の入力がなかった場合に、圧縮機１ａ又は圧縮機１ｂを起動させる際の運転周波数である順次初期値Ａｓと、が記憶されている。さらに、記憶部１９ａには、二台運転状態から一台運転状態への切替基準である減台閾値Ａ１と、一台運転状態から二台運転状態への切替基準である増台閾値Ａ２と、が記憶されている。減台閾値Ａ１及び増台閾値Ａ２は、一台の圧縮機１で賄える最大の運転周波数よりも小さい値に設定されており、減台閾値Ａ１と増台閾値Ａ２との間には「Ａ１＜Ａ２」の関係がある。
【００３５】
ここで、複数初期値Ａｍ（Ｈｚ）、順次初期値Ａｓ（Ｈｚ）、減台閾値Ａ１（Ｈｚ）、及び増台閾値Ａ２（Ｈｚ）は、現地使用環境に応じて、例えばリモコンなど（図示せず）から設定可能となっている。複数初期値Ａｍは１５≦Ａｍ≦３０の範囲内に設定される。順次初期値Ａｓは、１５≦Ａｓ≦３０の範囲内に設定される。複数初期値Ａｍと順次初期値Ａｓとは、同一の値であってもよいし、相互に異なる値であってもよい。また、減台閾値Ａ１及び増台閾値Ａ２は、１５≦Ａ１、Ａ２≦１００かつＡ２−Ａ１≧１０を満たすように設定される。
【００３６】
本実施の形態１において、減台閾値Ａ１は、一台運転状態における消費電力と二台運転状態における消費電力とが等しくなる運転周波数に設定されている。すなわち、減台閾値Ａ１は、一台の圧縮機１を減台閾値Ａ１で駆動させた場合の消費電力と、二台の圧縮機１をそれぞれ減台閾値Ａ１の半分で駆動させた場合の消費電力とが等しくなるように設定されている。そして、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１未満であれば、一台の圧縮機１を当該全周波数Ｆで駆動させた場合の消費電力よりも、二台の圧縮機１をそれぞれ当該全周波数Ｆの半分で駆動させた場合の消費電力の方が大きくなる。また、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１より大きければ、一台の圧縮機１を当該全周波数Ｆで駆動させた場合の消費電力の方が、二台の圧縮機１をそれぞれ当該全周波数Ｆの半分で駆動させた場合の消費電力よりも大きくなる。
【００３７】
ここで、室外ユニット１００ｂの詳細な構成は、上述した室外ユニット１００ａと同様であるため、室外ユニット１００ｂの各構成部材についての説明は省略する。なお、室外ユニット１００ａと室外ユニット１００ｂとにおいて、同様に機能する各構成部材には、図１に示すように、同一の数字にサフィックス「ａ」「ｂ」を付した符号を用いている。ただし、本実施の形態１では、制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される各種の制御信号に応じて、室外ユニット１００ｂの動作全体を制御するように構成されている。
【００３８】
続いて、室内ユニット２００の詳細な構成について説明する。
室内熱交換器１３は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、流入する冷媒と室内ファン１３ｃから送風される空調対象空間の空気とを熱交換させるものである。室内ファン１３ｃは、室内熱交換器１３に併設されており、室内熱交換器１３による熱交換を促進するものである。より具体的に、室内熱交換器１３は、冷房運転時には、蒸発器として機能し、膨張装置１２によって減圧された気液二相冷媒を空調対象空間の空気から吸熱させて蒸発させる。一方、室内熱交換器１３は、暖房運転時には、放熱器として機能し、室外ユニット１００ａの圧縮機１ａ及び室外ユニット１００ｂの圧縮機１ｂから流れてくる高温高圧の冷媒を空調対象空間の空気に対して放熱させて凝縮させる。膨張装置１２は、例えば電子膨張弁からなり、室内ユニット２００内を循環する冷媒の流量を調整し、冷媒を膨張及び減圧させるものである。
【００３９】
液操作弁８ａ及びガス操作弁９ａが開状態となることによって、室外ユニット１００ａと室内ユニット２００との間での冷媒の流出入が可能となり、室外ユニット１００ａ及び室内ユニット２００による冷凍サイクルが成立する。同様に、液操作弁８ｂ及びガス操作弁９ｂが開状態となることによって、室外ユニット１００ｂと室内ユニット２００との間での冷媒の流出入が可能となり、室外ユニット１００ｂ及び室内ユニット２００による冷凍サイクルが成立する。
【００４０】
液分配器１５は、冷房運転時には、室外ユニット１００ａの膨張装置７ａを通過した冷媒と、室外ユニット１００ｂの膨張装置７ｂを通過した冷媒とを合流させ、室内ユニット２００へ流入させる機能を有する。また、液分配器１５は、暖房運転時には、室内ユニット２００の膨張装置１２によって減圧された冷媒を分岐させ、分岐後の各冷媒をそれぞれ室外ユニット１００ａと室外ユニット１００ｂとに流入させる機能を有する。
【００４１】
ガス分配器１６は、冷房運転時には、室内ユニット２００の室内熱交換器１３から流出した低温低圧のガス冷媒を分岐させ、分岐後の冷媒をそれぞれ室外ユニット１００ａと室外ユニット１００ｂとに流入させる機能を有する。また、ガス分配器１６は、暖房運転時には、室外ユニット１００ａの冷媒と、室外ユニット１００ｂの冷媒とを合流させ、室内ユニット２００へ流入させる機能を有する。
【００４２】
図２は、冷凍サイクル装置３００が有する制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂの機能構成を示すブロック図である。図２を参照して、制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂの機能構成を具体的に説明する。
【００４３】
図２に示すように、制御装置１１ａは、入力処理部２１ａと、周波数演算部２２ａと、閾値判定部２３ａと、駆動制御部２４ａと、を有している。制御装置１１ｂは、駆動制御部２４ｂを有している。
【００４４】
入力処理部２１ａは、デマンド信号などを外部から入力するものである。また、入力処理部２１ａは、入力したデマンド信号を駆動制御部２４ａへ出力するものである。
【００４５】
周波数演算部２２ａは、負荷に応じて、各圧縮機による運転周波数の合計である全周波数Ｆを求めるものである。ここで、冷凍サイクル装置３００は、例えばサーミスタなどからなり、空調対象空間の温度を検出する温度センサ（図示せず）を有している。周波数演算部２２ａは、当該温度センサにおいて検出された空調対象空間の温度と目標温度との差分をもとに負荷を求める機能を有している。周波数演算部２２ａは、求めた全周波数Ｆを、閾値判定部２３ａ及び駆動制御部２４ａへ出力するように構成されている。
【００４６】
閾値判定部２３ａは、順次駆動制御を行っている場合において、一台運転状態にあるときは、周波数演算部２２ａから入力した全周波数Ｆが増台閾値Ａ２まで増加したか否かを判定するものである。そして、閾値判定部２３ａは、全周波数Ｆが増台閾値Ａ２まで増加していれば、増台閾値Ａ２であることを示す増台信号を駆動制御部２４ａへ出力するように構成されている。
【００４７】
また、閾値判定部２３ａは、順次駆動制御を行っている場合において、二台運転状態にあるときは、周波数演算部２２ａから入力した全周波数Ｆが減台閾値Ａ１まで低下したか否かを判定するものである。そして、閾値判定部２３ａは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１まで低下していれば、減台閾値Ａ１であることを示す減台信号を駆動制御部２４ａへ出力するように構成されている。
【００４８】
駆動制御部２４ａは、入力処理部２１ａからデマンド信号が入力されたときに、複数駆動制御を実行するものである。より具体的に、駆動制御部２４ａは、起動時に入力処理部２１ａからデマンド信号が入力されたとき、複数初期値Ａｍにより圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂを駆動させ、複数駆動制御を継続的に実行するものである。
【００４９】
また、駆動制御部２４ａは、順次駆動制御を行っている場合において、入力処理部２１ａからデマンド信号が入力されたときに、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を行うものである。すなわち、駆動制御部２４ａは、順次駆動制御による運転中にデマンド信号を入力した場合に、一台運転状態であるか否かを判定する機能を有している。そして、駆動制御部２４ａは、一台運転状態であると判定した場合、周波数演算部２２ａから全周波数Ｆを入力し、入力した全周波数Ｆの半分の運転周波数により、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂをそれぞれ駆動させるものである。
【００５０】
さらに、駆動制御部２４ａは、閾値判定部２３ａから増台信号を入力したとき、圧縮機１の運転台数を確認し、一台運転状態にあれば、運転していない圧縮機１を駆動させ、二台運転状態へ切り替えるものである。駆動制御部２４ａは、順次駆動制御による運転中に、閾値判定部２３ａから減台信号を入力したとき、何れか一方の圧縮機１の駆動を停止させ、一台運転状態へ切り替えるものである。
【００５１】
制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂは、上記の機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、例えばＤＳＰ等のマイコン又はＣＰＵ等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。また、記憶部１９ａ及び記憶部１９ｂは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等により構成することができる。
【００５２】
次に、図１及び図２を参照しながら、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置３００の運転について説明する。ここでは、室外ユニット１００ａと室内ユニット２００との間で形成された冷凍サイクルにおける冷房運転について説明する。したがって、四方弁３ａは、制御装置１１ａにより、冷房運転用の流路に切り替えられているものとする。
【００５３】
圧縮機１ａによって圧縮され吐出された高温高圧の冷媒は、逆止弁２ａ及び四方弁３ａを経由して、室外熱交換器４ａに流入する。室外熱交換器４ａに流入した高温高圧の冷媒は、室外ファン４０ａによって送られてくる外気と熱交換して放熱し、室外熱交換器４ａから流出する。室外熱交換器４ａから流出した高圧冷媒は、過冷却用熱交換器５ａの高圧側流路５１ａに流入し、過冷却用熱交換器５ａの低圧側流路５２ａに流れる冷媒から吸熱されて冷却される。そして、過冷却用熱交換器５ａの高圧側流路５１ａから流出した冷媒は、バイパス配管１４ａに流れ込む冷媒と、膨張装置７ａに向かう冷媒とに分岐する。
【００５４】
膨張装置７ａへ向かう液冷媒は、膨張装置７ａおよび液操作弁８ａを介して室外ユニット１００ａから流出する。室外ユニット１００ａから流出した気液二相冷媒は、液配管１７ａ、液分配器１５、及び液配管１７ｃを経由して、室内ユニット２００へ流入する。このとき、室外ユニット１００ｂも運転している場合、液分配器１５において、室外ユニット１００ａから流出した冷媒は、室外ユニット１００ｂから流出した冷媒と合流し、液配管１７ｃを通じて室内ユニット２００へ流入する。
【００５５】
室内ユニット２００へ流入した冷媒は、膨張装置１２によって膨張及び減圧されて気液二相冷媒となり、室内熱交換器１３へ流入する。室内熱交換器１３へ流入した気液二相冷媒は、空調対象空間の空気と熱交換して蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器１３から流出し、ガス配管１８ｃを通じて室内ユニット２００から流出する。
【００５６】
室内ユニット２００から流出した低温低圧のガス冷媒は、ガス分配器１６、ガス配管１８ａを経由して、室外ユニット１００ａへ流入する。このとき、ガス分配器１６において、室内ユニット２００から流出したガス冷媒は、室外ユニット１００ａへ向かう冷媒と、室外ユニット１００ｂへ向かう冷媒とに分岐する。
【００５７】
室外ユニット１００ａへ流入したガス冷媒は、四方弁３ａを経由して、バイパス配管１４ａを通過してきた冷媒と合流し、アキュムレータ１０ａへ流入する。アキュムレータ１０ａへ流入した冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、そのうちのガス冷媒がアキュムレータ１０ａから流出する。アキュムレータ１０ａから流出したガス冷媒は、圧縮機１ａに吸入され、再び圧縮される。
【００５８】
一方、前述したように、過冷却用熱交換器５ａの高圧側流路５１ａから流出した冷媒のうち、バイパス配管１４ａに流れ込んだ冷媒は、膨張装置６ａによって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって、過冷却用熱交換器５ａの低圧側流路５２ａに流入する。この過冷却用熱交換器５ａの低圧側流路５２ａに流入した気液二相冷媒は、高圧側流路５１ａを流通する冷媒によって加熱され、低圧側流路５２ａから流出する。過冷却用熱交換器５ａの低圧側流路５２ａから流出した冷媒は、前述のように、四方弁３ａを経由してきたガス冷媒と合流し、アキュムレータ１０ａへ流入する。
【００５９】
室外ユニット１００ａと同時に室外ユニット１００ｂが運転する場合は、室外ユニット１００ｂと室内ユニット２００との間にも冷凍サイクルが形成される。この冷凍サイクルにおける冷房運転は、室外ユニット１００ａと室内ユニット２００との間に形成された冷凍サイクルにおける冷房運転と同様である。
【００６０】
暖房運転の場合は、冷媒の流れが冷房運転のときの逆となるが、制御装置１１ａは、複数駆動制御及び順次駆動制御を冷房運転の場合と同様に実行する。なお、四方弁３ａは、暖房運転時には、制御装置１１ａにより、図１の破線で示す暖房運転用の流路に切り替えられる。
【００６１】
図３は、冷凍サイクル装置３００における複数駆動制御を例示するグラフである。図４は、冷凍サイクル装置３００における順次駆動制御を例示するグラフである。図５は、冷凍サイクル装置３００における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の一例を示すグラフである。図６は、冷凍サイクル装置における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の他の例を示すグラフである。図３〜図６を参照して、圧縮機１の容量制御を具体的に説明する。なお、図３〜図６では、縦軸に、圧縮機１ａを駆動させる運転周波数である周波数Ｆ１と、圧縮機１ｂを駆動させる運転周波数である周波数Ｆ２とを示し、横軸に、周波数Ｆ１及び周波数Ｆ２の合計である全周波数Ｆを示す。
【００６２】
冷凍サイクル装置３００は、起動時又は運転中において、外部からデマンド信号の入力があった場合、少なくとも二台の圧縮機１を負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する。一方、冷凍サイクル装置３００は、起動時にデマンド信号の入力がなかった場合、デマンド信号の入力があるまでは、負荷に応じて圧縮機１の運転台数及び運転周波数を変更する順次駆動制御を実行する。そして、順次駆動制御を実行している際に、デマンド信号が入力されると、冷凍サイクル装置３００は、順次駆動制御を中止し、複数駆動制御を開始する。
ここで、図３〜図６を参照して、複数駆動制御、順次駆動制御、及び複数駆動制御から順次駆動制御への制御切替処理について説明する。
【００６３】
（複数駆動制御）
図３に示すように、入力処理部２１ａは、起動時にデマンド信号の入力があった場合に、当該デマンド信号を駆動制御部２４ａへ出力する。駆動制御部２４ａは、起動時に入力処理部２１ａからデマンド信号の入力があった場合、圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂを、何れも複数初期値Ａｍで駆動させる。
【００６４】
起動時以降において、駆動制御部２４ａは、負荷に応じた全周波数Ｆを周波数演算部２２ａから取得し、取得した全周波数Ｆをもとに圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂのそれぞれの運転周波数を調整する。より具体的に、駆動制御部２４ａは、起動時にデマンド信号を入力すると、複数初期値Ａｍの情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂの駆動制御部２４ｂへ送信すると共に、複数初期値Ａｍで圧縮機１ａを駆動させる。駆動制御部２４ｂは、駆動制御部２４ａから送信される駆動指令信号に従って、複数初期値Ａｍで圧縮機１ｂを駆動させる。
【００６５】
また、駆動制御部２４ａは、負荷が変動する度に周波数演算部２２ａから全周波数Ｆを取得し、取得した全周波数Ｆの情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂへ送信する。その際、駆動制御部２４ａは、全周波数Ｆの半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。駆動制御部２４ｂは、駆動制御部２４ａから送信される駆動指令信号に従って、全周波数Ｆの半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００６６】
すなわち、冷凍サイクル装置３００は、起動時にデマンド信号の入力があった場合、起動時には、圧縮機１ａと圧縮機１ｂとを複数初期値Ａｍにより駆動し、その後は、負荷に応じて求まる全周波数Ｆを圧縮機１ａと圧縮機１ｂとで按分する。
【００６７】
（順次駆動制御）
図４に示すように、閾値判定部２３ａは、全周波数Ｆが増台閾値Ａ２となったとき、増台信号を駆動制御部２４ａへ出力する。駆動制御部２４ａは、閾値判定部２３ａから増台信号を入力したときに、増台閾値Ａ２の情報を含む駆動指令信号を駆動制御部２４ｂへ送信すると共に、増台閾値Ａ２の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。そして、駆動制御部２４ｂは、駆動制御部２４ａから出力される駆動指令信号に従って、増台閾値Ａ２の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００６８】
その後、駆動制御部２４ａは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１まで低下しない限り、負荷に応じて圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂのそれぞれの運転周波数を増減させながら、二台運転状態を継続する。
【００６９】
また、閾値判定部２３ａは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１となったとき、減台信号を駆動制御部２４ａへ出力する。駆動制御部２４ａは、閾値判定部２３ａから減台信号を入力したとき、停止指令信号を駆動制御部２４ｂへ出力すると共に、減台閾値Ａ１で圧縮機１ａを駆動させる。そして、駆動制御部２４ｂは、駆動制御部２４ａから出力される停止指令信号に応じて圧縮機１ｂの駆動を停止させる。
【００７０】
（制御切替処理）
駆動制御部２４ａは、順次駆動制御を実行している際にデマンド信号が入力された場合、図４及び図５に示すように、全周波数Ｆが、例えば減台閾値Ａ１より小さい運転周波数Ｄ１のときであっても、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。すなわち、運転周波数Ｄ１のときにデマンド信号を入力すると、駆動制御部２４ａは、運転周波数Ｄ１の情報を含む駆動指令信号を駆動制御部２４ｂへ送信すると共に、運転周波数Ｄ１の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。そして、駆動制御部２４ｂは、駆動制御部２４ａから送信される駆動指令信号に従って、運転周波数Ｄ１の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００７１】
また、駆動制御部２４ａは、順次駆動制御を実行している際にデマンド信号が入力された場合、図４及び図６に示すように、全周波数Ｆが、例えば減台閾値Ａ１より大きく増台閾値Ａ２より小さい運転周波数Ｄ２のときであっても、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。すなわち、運転周波数Ｄ２のときにデマンド信号を入力すると、駆動制御部２４ａは、運転周波数Ｄ２の情報を含む駆動指令信号を駆動制御部２４ｂへ送信すると共に、運転周波数Ｄ２の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。そして、駆動制御部２４ｂは、駆動制御部２４ａから送信される駆動指令信号に従って、運転周波数Ｄ２の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００７２】
すなわち、本実施の形態１の冷凍サイクル装置３００は、一台運転状態のときに、デマンド信号の入力があった場合、全周波数Ｆが増台閾値Ａ２よりも小さい運転周波数であっても、二台運転状態に切り替え、複数駆動制御を開始するように構成されている。
【００７３】
図７は、冷凍サイクル装置３００の動作を示すフローチャートである。図７を参照して、制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂによる圧縮機容量制御を説明する。
【００７４】
まず、起動時に、駆動制御部２４ａは、デマンド信号が入力されているか否かを確認する（図７：ステップＳ１０１）。デマンド信号が入力されている場合（図７：ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）、駆動制御部２４ａは、複数駆動制御を実行する。すなわち、駆動制御部２４ａは、二台の圧縮機１を複数初期値Ａｍにより同時に駆動させる（図７：ステップＳ１０２）。そして、起動時以降において、駆動制御部２４ａは、電源がオフとなるまで、複数駆動制御を継続的に実行する（図７：ステップＳ１０３）。
【００７５】
一方、デマンド信号が入力されていなければ（図７：ステップＳ１０１／Ｎｏ）、駆動制御部２４ａは順次駆動制御を実行する（図７：ステップＳ１０４）。
【００７６】
ところで、起動時にデマンド信号が入力されていなくても、運転中にデマンド信号が入力されることもある。このため、駆動制御部２４ａは、運転中においても、デマンド信号が入力されているか否かを確認する（図７：ステップＳ１０５）。デマンド信号が入力されていなければ（図７：ステップＳ１０５／Ｎｏ）、ステップＳ１０４に戻り、駆動制御部２４ａは、デマンド入力があるまで順次駆動制御を継続する。
【００７７】
一方、運転中にデマンド信号が入力されていれば（図７：ステップＳ１０５／Ｙｅｓ）、駆動制御部２４ａは、圧縮機１の運転台数を確認する。すなわち、駆動制御部２４ａは、現在の運転状態が、一台運転状態であるか、二台運転状態であるかについての判定を行う（図７：ステップＳ１０６）。
【００７８】
一台の圧縮機１のみを運転をしている場合（図７：ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）、駆動制御部２４ａは、周波数演算部２２ａから全周波数Ｆを取得して、駆動指令信号を駆動制御部２４ｂへ送信する。そして、駆動制御部２４ａは、全周波数Ｆの半分の運転周波数で圧縮機１ａを駆動させ、駆動制御部２４ｂは、全周波数Ｆの半分の運転周波数で圧縮機１ｂを駆動させる（図７：ステップＳ１０７）。以降において、制御装置１１ａは、電源がオフとなるまで、複数駆動制御を継続的に実行する（図７：ステップＳ１０３）。一方、二台の圧縮機１を運転している場合（図７：ステップＳ１０６／Ｎｏ）、駆動制御部２４ａは、ステップＳ１０４に戻る。
【００７９】
以上のように、冷凍サイクル装置３００は、デマンド信号の入力があったときに、制御装置１１ａが、少なくとも二台の室外ユニット１００を運転させる複数駆動制御を実行することから、一台運転状態を低減することができる。このため、一台の室外ユニット１００に冷媒が過充填されることを防止し、長時間運転時に室外ユニット１００が停止することを抑制することができる。
【００８０】
すなわち、室外ユニット１００ａのアキュムレータ１０ａに溜まる冷媒は、圧縮機１ａに吸入されて圧縮され、吐出される。また、室外ユニット１００ｂのアキュムレータ１０ｂに溜まる冷媒も、圧縮機１ｂに吸入されて圧縮され、吐出される。つまり、冷凍サイクル装置３００によれば、室外ユニット１００ａ及び室外ユニット１００ｂの何れにも冷媒が極端に偏在することがないため、一台の室外ユニット１００に冷媒が過充填されて室外ユニット１００が停止するという不都合を回避することができる。したがって、冷凍サイクル装置３００によれば、温湿度コントロールを精度よく行うことができる。
【００８１】
なお、上記においては、一台運転状態のときに、圧縮機１ａを駆動させる場合を例示したが、これに限らず、圧縮機１ｂのみを運転させて一台運転状態としてもよい。ここで、圧縮機１ａと圧縮機１ｂとは、同一の容量であってもよく、互いに異なる容量であってもよい。圧縮機１ａと圧縮機１ｂとの容量が異なっている場合、制御装置１１ａは、一台運転状態のときに駆動させる圧縮機１として、容量の大きい方を選択するようにするとよい。
【００８２】
また、制御装置１１ａが、順次駆動制御を行わず、複数駆動制御のみを実行するように構成してもよい。加えて、上記においては、制御装置１１ａが、全周波数Ｆの情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂへ送信する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置１１ａが、全周波数Ｆの半分の運転周波数の情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂへ送信し、制御装置１１ｂが、制御装置１１ａから送信された運転周波数により圧縮機１ｂを運転させるようにしてもよい。
【００８３】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図９は、図８の冷凍サイクル装置における複数駆動制御を例示するグラフである。図１０は、図８の冷凍サイクル装置における順次駆動制御を例示するグラフである。図１１は、図８の冷凍サイクル装置における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の一例を示すグラフである。図８〜図１１を参照して、本実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成及び動作を説明する。前述した実施の形態１における冷凍サイクル装置３００と同様の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
【００８４】
なお、図９〜図１１では、縦軸に、圧縮機１ａを駆動させる運転周波数である周波数Ｆ１と、圧縮機１ｂを駆動させる運転周波数である周波数Ｆ２と、圧縮機１ｃを駆動させる運転周波数である周波数Ｆ３とを示し、横軸に、周波数Ｆ１、周波数Ｆ２、周波数Ｆ２の合計である全周波数Ｆを示す。また、以下では、圧縮機１ａ〜圧縮機１ｃを総称するとき又は圧縮機１ａ〜圧縮機１ｃのうちの何れか一台を指すときは、単に「圧縮機１」ともいう。また、一台の圧縮機１を運転している状態を「一台運転状態」といい、二台の圧縮機１を運転している状態を「二台運転状態」といい、三台の圧縮機１を運転している状態を「三台運転状態」という。加えて、室外ユニット１００ａ〜１００ｃを総称するとき又は室外ユニット１００ａ〜１００ｃのうちの何れか一台を指すときは、単に「室外ユニット１００」ともいう。
【００８５】
図８に示すように、本実施の形態２の冷凍サイクル装置４００は、室外ユニット１００ａ、室外ユニット１００ｂ、室外ユニット１００ｃ、及び室内ユニット２００を有している。図８では、室外ユニット１００ａの構成部材として圧縮機１ａ及び制御装置１１ａを示し、室外ユニット１００ｂの構成部材として圧縮機１ｂ及び制御装置１１ｂを示している。また、室外ユニット１００ｃは、図１における室外ユニット１００ｂと同様に構成されているが、図８では、室外ユニット１００ｃの構成部材として、圧縮機１ｃと、制御装置１１ｂと同様に構成された制御装置１１ｃと、を示している。また、冷凍サイクル装置４００は、冷媒配管としての液配管を連結する液分配器１５０と、冷媒配管としてのガス配管を連結するガス分配器１６０とを、有している。すなわち、冷凍サイクル装置４００は、三台の室外ユニットが、それぞれ、室内ユニットと冷媒配管によって接続され、３つの冷凍サイクルが形成されたものである。
【００８６】
また、本実施の形態２では、三台の圧縮機１について、圧縮機１ａの容量が最も大きく、次に圧縮機１ｂの容量が大きく、圧縮機１ｃの容量が最も小さいという関係（圧縮機１ａ＞圧縮機１ｂ＞圧縮機１ｃ）がある。そして、三台の圧縮機１には、それぞれにアドレスが設定されている。このため、制御装置１１ａは、圧縮機１ａ、圧縮機１ｂ、及び圧縮機１ｃを識別し、容量が大きい順に圧縮機１を駆動させることができる。
【００８７】
また、記憶部１９ａには、三台運転状態から二台運転状態への切替基準である減台閾値Ａ３と、二台運転状態から三台運転状態への切替基準である増台閾値Ａ４と、が記憶されている。減台閾値Ａ３と増台閾値Ａ４との間には「Ａ３＜Ａ４」の関係がある。ここで、減台閾値Ａ３（Ｈｚ）及び増台閾値Ａ４（Ｈｚ）は、複数初期値Ａｍ、順次初期値Ａｓ、減台閾値Ａ１、及び増台閾値Ａ２と同様に、現地使用環境に応じて、例えばリモコンなど（図示せず）から設定可能となっている。
【００８８】
ここで、図９〜図１１を参照して、複数駆動制御、順次駆動制御、及び複数駆動制御から順次駆動制御への切り替え処理について説明する。
【００８９】
（複数駆動制御）
図９に示すように、制御装置１１ａは、起動時にデマンド信号の入力があった場合、圧縮機１ａ、圧縮機１ｂ、及び圧縮機１ｃを、何れも順次初期値Ａｓで駆動させる。以下では、圧縮機１ａ、圧縮機１ｂ、及び圧縮機１ｃを「三台の圧縮機１」ともいい、圧縮機１ａ、圧縮機１ｂ、及び圧縮機１ｃのうちの何れか二台を「二台の圧縮機１」ともいい、圧縮機１ａ、圧縮機１ｂ、及び圧縮機１ｃのうちの何れか一台を「一台の圧縮機１」ともいう。また、起動時以降において、制御装置１１ａは、負荷に応じて、三台の圧縮機１の運転台数及び三台の圧縮機１の各々の運転周波数を調整する。
【００９０】
より具体的に、制御装置１１ａは、起動時にデマンド信号を入力すると、複数初期値Ａｍの情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂ及び制御装置１１ｃへ送信すると共に、複数初期値Ａｍで圧縮機１ａを駆動させる。また、制御装置１１ａは、負荷が変動する度に、負荷に応じた全周波数Ｆを求め、求めた全周波数Ｆの情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂ及び制御装置１１ｃへ送信する。その際、制御装置１１ａは、全周波数Ｆの半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。
【００９１】
制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、複数初期値Ａｍ又は全周波数Ｆの半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。制御装置１１ｃは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、複数初期値Ａｍ又は全周波数Ｆの半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００９２】
制御装置１１ａは、全周波数Ｆが増台閾値Ａ４まで増加したときに、増台閾値Ａ４の情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂ及び制御装置１１ｃへ送信すると共に、増台閾値Ａ４の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、増台閾値Ａ４の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。制御装置１１ｃは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、増台閾値Ａ４の半分の運転周波数により圧縮機１ｃを駆動させる。
【００９３】
その後、制御装置１１ａは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ３まで低下しない限り、負荷に応じて三台の圧縮機１のそれぞれの運転周波数を増減させながら、三台運転状態を継続する。一方、制御装置１１ａは、三台運転状態において、全周波数Ｆが減台閾値Ａ３まで低下した場合、減台閾値Ａ３の情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂへ送信すると共に、停止指令信号を制御装置１１ｃへ送信する。その際、制御装置１１ａは、減台閾値Ａ３の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。また、制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、減台閾値Ａ３の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。制御装置１１ｃは、駆動制御部２４ａから出力される停止指令信号に応じて圧縮機１ｃの駆動を停止させる。
【００９４】
すなわち、冷凍サイクル装置４００は、起動時にデマンド信号の入力があった場合、起動時には、二台の圧縮機１を何れも複数初期値Ａｍで駆動させる。また、冷凍サイクル装置４００は、二台運転状態の場合、全周波数Ｆが増台閾値Ａ４まで増加したときに、三台運転状態へ切り替える。一方、冷凍サイクル装置４００は、三台運転状態の場合、全周波数Ｆが減台閾値Ａ３まで低下したときに、二台運転状態へ切り替える。二台運転状態のときは、負荷に応じて求まる全周波数Ｆを二台の圧縮機１で按分し、三台運転状態のときは、負荷に応じて求まる全周波数Ｆを三台の圧縮機１で按分する。
【００９５】
（順次駆動制御）
図１０に示すように、制御装置１１ａは、起動時にデマンド信号の入力がなかった場合、一台の圧縮機１を順次初期値Ａｓで駆動させる。制御装置１１ａは、全周波数Ｆが増台閾値Ａ２となったときに、増台閾値Ａ２の情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂへ送信すると共に、増台閾値Ａ２の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、増台閾値Ａ２の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００９６】
その後、制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１より大きく且つ増台閾値Ａ４よりも小さい範囲内にあれば、負荷に応じて二台の圧縮機１のそれぞれの運転周波数を増減させながら、二台運転状態を継続する。一方、制御装置１１ａは、二台運転状態において、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１まで低下した場合、駆動停止信号を制御装置１１ｂへ送信すると共に、減台閾値Ａ１で圧縮機１ａを駆動させる。そして、制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される駆動停止信号に応じて、圧縮機１ｂを停止させる。
【００９７】
また、制御装置１１ａは、図１０に示すように、二台運転状態と三台運転状態との切替処理を、複数駆動制御の場合と同様に実行する。
【００９８】
（制御切替処理）
制御装置１１ａは、順次駆動制御を実行している際にデマンド信号が入力された場合、全周波数Ｆが増台閾値Ａ２よりも小さいときであっても、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。すなわち、図１１に例示するように、全周波数Ｆが増台閾値Ａ２よりも小さい運転周波数Ｄ３であっても、制御装置１１ａは、デマンド信号が入力されたときに、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。より具体的に、制御装置１１ａは、例えば運転周波数Ｄ３のときにデマンド信号を入力すると、運転周波数Ｄ３の情報を含む駆動指令信号を制御装置１１ｂへ送信すると共に、運転周波数Ｄ３の半分の運転周波数により圧縮機１ａを駆動させる。そして、制御装置１１ｂは、制御装置１１ａから送信される駆動指令信号に従って、運転周波数Ｄ３の半分の運転周波数により圧縮機１ｂを駆動させる。
【００９９】
以上のように、本実施の形態２の冷凍サイクル装置４００は、デマンド信号の入力があったときに、制御装置１１ａが、少なくとも二台の室外ユニット１００を負荷に応じて駆動させる複数駆動制御を実行するため、一台運転状態を低減することができる。よって、一台の室外ユニット１００に冷媒が過充填されることを防止し、長時間運転時に室外ユニット１００が停止することを抑制することができる。したがって、冷凍サイクル装置４００によれば、精度のよい温湿度コントロールを行うことができる。
【０１００】
また、起動時に複数初期値Ａｍで三台の圧縮機１を駆動させた場合は、能力過多となる可能性があるが、冷凍サイクル装置４００では、複数初期値Ａｍで同時駆動させる圧縮機１の台数を二台としているため、能力過多となる状況を回避することができる。なお、三台の圧縮機１は、容量が同一であってもよく、何れか二台の容量のみが同一であってもよい。
【０１０１】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１２を参照して、本実施の形態３の冷凍サイクル装置の全体構成を説明する。前述した実施の形態１における冷凍サイクル装置３００と同様の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。すなわち、実施の形態１と相違する点を中心に説明する。
【０１０２】
実施の形態１における冷凍サイクル装置３００によれば、上記の通り、一台運転状態を低減することができるため、一台の室外ユニット１００に冷媒が過充填されることを防止し、室外ユニット１００の異常停止を回避することができる。しかしながら、二台運転状態のときに能力過多となり、サーモＯＦＦする頻度が増加する可能性がある。
そこで、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置５００は、サーモＯＦＦする頻度の増加を抑制する構成を採っている。
【０１０３】
図１２に示すように、冷凍サイクル装置５００は、室外ユニット５００ａと、室外ユニット１００ｂと、室内ユニット２００と、を有している。室外ユニット５００ａは、制御装置５１１ａを備えており、制御装置５１１ａは、入力処理部２１ａ、周波数演算部２２ａ、及び閾値判定部２３ａの他に、駆動制御部５２４ａと、風量制御部５２５ａと、を有している。また、記憶部１９ａには、全周波数Ｆと室内ファン１３ｃの送風量の低下量とを関連づけたテーブル情報である低下量テーブルが格納されている。
【０１０４】
駆動制御部５２４ａは、実施の形態１における駆動制御部２４ａと同様に機能する構成である。また、駆動制御部５２４ａは、周波数演算部２２ａから入力する全周波数Ｆが減台閾値Ａ１未満となったときに、当該全周波数Ｆを含む風量低下指令を風量制御部５２５ａへ出力するものである。そして、風量制御部５２５ａは、駆動制御部５２４ａから減台閾値Ａ１未満の全周波数Ｆを入力したとき、室内ファン１３ｃの送風量を当該全周波数Ｆに応じた量だけ低下させるものである。
【０１０５】
すなわち、風量制御部５２５ａは、駆動制御部５２４ａが複数駆動制御を行っているとき、周波数演算部２２ａが求めた全周波数Ｆが、一台の圧縮機１で賄える運転周波数よりも小さい値に設定された減台閾値Ａ１未満となった場合に、室内ファン１３ｃの送風量を当該全周波数Ｆに応じた量だけ低下させるものである。
【０１０６】
本実施の形態３において、風量制御部５２５ａは、周波数演算部２２ａが求めた全周波数Ｆを記憶部１９ａ内の低下量テーブルに照らすことにより、当該全周波数Ｆに応じた室内ファン１３ｃの送風量の低下量を求め、求めた低下量の分だけ、室内ファン１３ｃの送風量を低下させるものである。
【０１０７】
より具体的に、室内ユニット２００は、例えば、室内ファン１３ｃの回転周波数を制御するファンインバータ装置（図示せず）を有している。風量制御部５２５ａは、室内ファン１３ｃの送風量の低下量を示す低下風量情報を低下量テーブルから読み取り、読み取った低下風量情報を含む駆動制御信号をファンインバータ装置へ送信する。記憶部１９ａ内の低下量テーブルには、低下風量情報として、例えば、室内ファン１３ｃの回転周波数の低下量が記憶されている。ファンインバータ装置は、風量制御部５２５ａから送信される駆動制御信号に従って、室内ファン１３ｃの回転周波数を低下させる。
【０１０８】
上記説明では、周波数演算部２２ａから入力する全周波数Ｆが減台閾値Ａ１を下回ったときに、駆動制御部５２４ａが当該全周波数Ｆを風量制御部５２５ａへ出力する場合を例示したが、これに限らず、風量制御部５２５ａが、周波数演算部２２ａから全周波数Ｆを直接取得すると共に、当該全周波数Ｆが減台閾値Ａ１を下回ったか否かを判定するようにしてもよい。
【０１０９】
図１３は、冷凍サイクル装置５００の動作を示すフローチャートである。図１３に基づき、制御装置５１１ａ及び制御装置１１ｂによる圧縮機容量制御及び風量制御部５２５ａによる風量制御について説明する。
【０１１０】
ステップＳ１０２〜Ｓ１０７は、実施の形態１において、図７を参照して説明した動作内容と同様であるため説明は省略する。
【０１１１】
駆動制御部５２４ａは、二台運転状態にあるときに、周波数演算部２２ａから入力する全周波数Ｆが減台閾値Ａ１を下回ったか否かを判定する（図１３：ステップＳ２０１）。全周波数Ｆが減台閾値Ａ１以上である場合（図１３：ステップＳ２０１／Ｎｏ）、駆動制御部５２４ａは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１を下回るまで、負荷に応じた運転周波数で二台の圧縮機１の駆動制御を継続する。
【０１１２】
一方、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１を下回った場合（図１３：ステップＳ２０１／Ｙｅｓ）、駆動制御部５２４ａは、能力が過多であると判断する。よって、駆動制御部５２４ａは、全周波数Ｆが減台閾値Ａ１を下回った場合に、二台運転状態を継続したまま、当該全周波数Ｆを含む風量低下指令を風量制御部５２５ａへ出力する。風量制御部５２５ａは、駆動制御部５２４ａから入力した減台閾値Ａ１未満の全周波数Ｆを低下量テーブルに照らして室内ファン１３ｃの送風量の低下量を求め（図１３：ステップＳ２０２）、求めた低下量に応じて室内ファン１３ｃの送風量を低下させる（図１３：ステップＳ２０３）。
【０１１３】
以降において、制御装置５１１ａは、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３における一連の処理を繰り返し実行し、複数駆動制御及び室内ファン１３ｃの風量制御を実行する。なお、制御装置５１１ａは、室内ファン１３ｃの送風量が最低風量となった場合においても二台運転状態を継続する。
【０１１４】
なお、上記においては、制御装置５１１ａが室内ファン１３ｃの風量制御を行う際の基準として減台閾値Ａ１を採用したが、これに限らず、室内ファン１３ｃの風量制御を開始する基準として、減台閾値Ａ１とは異なる閾値を、各圧縮機１の運転能力などに基づいて別途設定してもよい。
【０１１５】
冷凍サイクル装置５００は、上記のような制御仕様を採ったため、圧縮機１の容量制御時において、室外ユニット１００が異常停止するという不都合を回避すると共に、能力過多によるサーモＯＦＦの頻度を低減させることができることから、温湿度のコントロールの改善を図ることができる。
【０１１６】
上記各実施の形態は、冷凍サイクル装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、図１、図８、及び図１２では、冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００が空気調和装置である場合を例示したが、これに限らず、冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００がヒートポンプ式給湯機、床暖房、又は冷蔵庫などの場合にも、上記同様に機能し、同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
また、制御装置１１ａ及び制御装置５１１ａは、複数駆動制御を行っているときに、デマンド信号の入力が途絶えた場合、複数駆動制御から順次駆動制御への制御切替処理を行うようにしてもよい。
【０１１８】
加えて、冷凍サイクル装置３００は、制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂの代わりに、制御装置１１ａ及び制御装置１１ｂと同様に機能する一つの制御装置を有する構成としてもよい。同様に、冷凍サイクル装置４００は、制御装置１１ａ、制御装置１１ｂ、及び制御装置１１ｃと同様に機能する一つの制御装置を有する構成としてもよく、冷凍サイクル装置５００は、制御装置５１１ａ及び制御装置１１ｂと同様に機能する一つの制御装置を有する構成としてもよい。
【０１１９】
さらに、上記各実施の形態では、冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００に備わる室外ユニット１００が二台又は三台である場合を例示したが、これに限らず、冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００は、四台以上の室外ユニット１００を有する構成としてもよい。そして、四台以上の室外ユニット１００を有する冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００は、起動時にデマンド信号の入力があり、複数駆動制御を開始する際、二台の室外ユニット１００を運転させるようにするとよい。このようにすれば、起動時に能力過多となることを防ぐことができる。なお、四台以上の室外ユニット１００を有する冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００は、起動時にデマンド信号の入力があった場合に、全台数よりも少なく且つ三台以上の室外ユニット１００を運転させて、複数駆動制御を開始するようにしてもよい。
【０１２０】
また、上記各実施の形態では、デマンド信号の入力時されたときに、制御装置１１ａが、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、冷凍サイクル装置３００、４００、及び５００が、順次駆動制御から複数駆動制御への切り替えを指示する切替操作を受け付ける操作部を有するように構成し、ユーザが操作部において切替操作を行った場合に、制御装置１１ａが順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行するようにしてもよい。
【０１２１】
加えて、上記各実施の形態では、全周波数Ｆを複数の圧縮機１で按分する構成を例示したが、これに限らず、例えば、複数の圧縮機１の各々の容量に応じた割合で、全周波数Ｆを各圧縮機１へ振り分けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  圧縮機、２ａ、２ｂ  逆止弁、３ａ、３ｂ  四方弁、４ａ、４ｂ  室外熱交換器、５ａ  過冷却用熱交換器、５ｂ  過冷却用熱交換器、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、１２  膨張装置、８ａ、８ｂ  液操作弁、９ａ、９ｂ  ガス操作弁、１０ａ、１０ｂ  アキュムレータ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、５１１ａ  制御装置、１３  室内熱交換器、１３ｃ  室内ファン、１４ａ、１４ｂ  バイパス配管、１５、１５０  液分配器、１６、１６０  ガス分配器、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  液配管、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  ガス配管、１９ａ、１９ｂ  記憶部、２１ａ  入力処理部、２２ａ  周波数演算部、２３ａ  閾値判定部、２４ａ、２４ｂ、５２４ａ  駆動制御部、４０ａ、４０ｂ  室外ファン、５１ａ、５１ｂ  高圧側流路、５２ａ、５２ｂ  低圧側流路、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、５００ａ  室外ユニット、２００  室内ユニット、３００、４００、５００  冷凍サイクル装置、５２５ａ  風量制御部、Ａｍ  複数初期値、Ａｓ  順次初期値。
【図１】
2017090171.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2017090171.tif 000012
【図１１】
2017090171.tif 000013
【図１２】
2017090171.tif 000014
【図１３】
2017090171.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月2日(2018.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、室外熱交換器、及び膨張装置を有する複数の室外ユニットが、それぞれ、室内熱交換器を有する室内ユニットに冷媒配管によって接続され、複数の冷凍サイクルが形成された冷凍サイクル装置において、複数の室外ユニットの動作を制御する制御装置を備え、制御装置は、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の室外ユニットを負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する駆動制御部を有し、駆動制御部は、一台の室外ユニットを運転している場合に、デマンド信号の入力があったとき、複数駆動制御を開始するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、及び膨張装置を有する複数の室外ユニットが、それぞれ、室内熱交換器を有する室内ユニットに冷媒配管によって接続され、複数の冷凍サイクルが形成された冷凍サイクル装置において、
複数の前記室外ユニットの動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の前記室外ユニットを負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する駆動制御部を有し、
前記駆動制御部は、
一台の前記室外ユニットを運転している場合に、前記デマンド信号の入力があったとき、前記複数駆動制御を開始するものである冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、起動時に前記デマンド信号の入力があり、前記複数駆動制御を開始する際、二台の前記室外ユニットを運転させるものである請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
室内ユニットは、前記室内熱交換器に併設され、前記室内熱交換器に送風する室内ファンを有し、
前記制御装置は、
負荷に応じて、各圧縮機による運転周波数の合計である全周波数を求める周波数演算部と、
前記複数駆動制御を実行しているとき、前記周波数演算部が求めた前記全周波数が、一台の前記圧縮機で賄える運転周波数よりも小さい値に設定された閾値未満となった場合に、前記室内ファンの送風量を当該全周波数に応じた量だけ低下させる風量制御部と、を有する請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記閾値は、一台の前記圧縮機を当該閾値で駆動させた場合の消費電力と、二台の前記圧縮機をそれぞれ当該閾値の半分で駆動させた場合の消費電力とが等しくなるように設定されている請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記全周波数と前記室内ファンの送風量の低下量とを関連づけたテーブル情報が格納された記憶部を備え、
前記風量制御部は、前記室内ファンの送風量を低下させる際、前記周波数演算部が求めた前記全周波数を前記テーブル情報に照らして、当該全周波数に応じた前記室内ファンの送風量の低下量を求めるものである請求項３又は４に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2017090171.tif 000016
2017090171.tif 000017
2017090171.tif 000018
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