(57)【要約】  エアハンドリングユニットに設けられた熱交換器と、複数の室外機の各圧縮機、室外熱交換器、及び減圧装置とが、それぞれ冷媒配管によって接続され、複数のヒートポンプサイクルが構成された空調システム。空調システムは、エアハンドリングユニットの負荷及び複数の室外機の個々の容量をもとに、複数の前記室外機の中から運転させる少なくとも一台の前記室外機を選定し、選定した室外機を運転させる台数制御部を有する。
2017026054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、及び減圧装置をそれぞれ有する複数の室外機と、
建物内外の空気を入れ換えて換気する流路が形成されたケーシング、及び前記ケーシング内に設けられ、前記流路を流れる空気が通過する熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、
複数の前記室外機の運転状態を制御する台数制御部と、
を有し、
複数の前記室外機と前記エアハンドリングユニットとが冷媒配管で接続されて、前記圧縮機、前記熱交換器、前記減圧装置、及び前記室外熱交換器をそれぞれ有する複数のヒートポンプサイクルが構成され、
前記台数制御部は、
前記エアハンドリングユニットの負荷及び複数の前記室外機の個々の容量をもとに、複数の前記室外機の中から運転させる少なくとも一台の前記室外機を選定し、選定した前記室外機を運転させるものである空調システム。
【請求項２】
前記台数制御部は、
前記エアハンドリングユニットの負荷から、複数の前記室外機の全体に発揮させる合計必要能力を求め、前記合計必要能力を満たすように、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機に発揮させる必要能力を求め、前記必要能力に応じて、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機に備わる前記圧縮機の運転周波数を決定するものである請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記台数制御部は、
前記合計必要能力が上限閾値以下の場合は、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機の容量に対する割合が上限割合を超えないように当該室外機の前記必要能力を求めるものである請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
複数の前記室外機は、容量が同じである二台以上の前記室外機を含んでいる請求項１〜３の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記台数制御部は、
同じ容量である前記室外機の各々に備わる前記圧縮機の累積運転時間を比較し、前記累積運転時間の短い前記圧縮機を備えた前記室外機から順に優先して運転させるように優先順位を設定し、前記優先順位に従って、運転させる前記室外機を選定するものである請求項４に記載の空調システム。
【請求項６】
複数の前記室外機は、それぞれ容量が異なっている請求項１〜３の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項７】
前記台数制御部は、異常状態にある前記室外機を、運転させる前記室外機を選定する際の選択肢から除外するものである請求項１〜６の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項８】
前記台数制御部は、
複数の前記室外機のそれぞれに発揮させる運転能力の合計が、予め設定された下限閾値以上となるように、運転させる前記室外機に備わる前記圧縮機の運転周波数を決定するものである請求項１〜７の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項９】
前記台数制御部は、
暖房運転中において、外気温度が低基準温度以下である場合、複数の前記室外機の全てを運転させるものである請求項１〜８の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記台数制御部は、
冷房運転中において、外気温度が高基準温度以上である場合、複数の前記室外機の全てを運転させるものである請求項１〜９の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
前記台数制御部は、
複数の前記室外機の容量と前記合計必要能力との比較を、容量の小さい前記室外機から順に実行し、前記合計必要能力以上の容量を有する前記室外機が存在すれば、当該室外機を運転させる前記室外機として選定するものである請求項２〜８の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１２】
前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラと、
前記コントローラと複数の前記室外機との間の情報通信を中継するインタフェースと、
を有し、
前記台数制御部は、前記インタフェースに設けられている請求項１〜１１の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１３】
前記インタフェースは、複数の前記室外機ごとに設けられ、
前記台数制御部は、複数の前記インタフェースのうちの一台に設けられている請求項１２に記載の空調システム。
【請求項１４】
前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラと、
前記コントローラと複数の前記室外機との間の情報通信を中継するインタフェースと、
前記インタフェースに接続され、複数の前記室外機に関する操作を受け付けるリモートコントローラと、
を有し、
前記台数制御部は、前記リモートコントローラに設けられている請求項１〜１１の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１５】
複数の前記室外機に接続され、前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラを有し、
前記台数制御部は、前記コントローラに設けられている請求項１〜１１の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１６】
複数の前記室外機に接続され、前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラを有し、
前記台数制御部は、複数の前記室外機のうちの一台に設けられている請求項１〜１１の何れか一項に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアハンドリングユニットを備えた空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一つ又は複数の熱交換器を本体ケーシング内に一体的に組み込んで構成されるエアハンドリングユニットを有する空調システムが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載されたエアハンドリングユニットは、室内からの還気及び除湿器を通過した外気を受け入れて、ターボ冷凍機により冷却された冷水との熱交換を行い、還気及び外気を冷却して室内に供給するというものである。【０００３】
空調システムの暖房時において、エアハンドリングユニットは、熱交換器に温水又は高温冷媒を通過させ、その熱交換器に外気を通過させることにより温風を生成し、生成した温風を送風機によってダクトから建物内の各部屋に送り出すという動作を行う。また、空調システムの冷房時において、エアハンドリングユニットは、熱交換器に冷水又は低温冷媒を通過させ、暖房時と同様に動作を行う。【０００４】
こうしたエアハンドリングユニットには、熱源として、ボイラ、チラー、又はヒートポンプサイクルが用いられる。すなわち、エアハンドリングユニットは、ボイラで作られた温水、チラーで作られた冷水もしくは温水、又はヒートポンプサイクルで作られた高温冷媒もしくは低温冷媒を熱交換器に流すという構成を採っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７１５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、圧縮機を備えたヒートポンプサイクル等を熱源とするエアハンドリングユニットの場合、エアハンドリングユニットの負荷が、ヒートポンプサイクル等の最小能力を下回ると、使用者による要求負荷に対応するために、圧縮機の駆動と停止とを繰り返すＯＮ−ＯＦＦサイクル運転を行う必要がある。ここで、最小能力とは、ヒートポンプサイクル等に備わる圧縮機を最小運転周波数で駆動させるときの能力のことをいう。【０００７】
そして、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転を行う状態に陥ると、各種部品の消耗が誘発され、ヒートポンプサイクル等の熱源の寿命が縮まるため、信頼性が低下するという課題がある。また、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転に伴う吹出し温度の変動は、被調和室内の人に不快感を与えるという課題がある。特に、中間期に換気を行う場合、エアハンドリングユニットの負荷は、一般的な空調と比べて低負荷となるため、上記課題が顕著となる。【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あり、ヒートポンプサイクルを熱源とするエアハンドリングユニットを用いた場合に、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減する空調システム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】
本発明に係る空調システムは、圧縮機、室外熱交換器、及び減圧装置をそれぞれ有する複数の室外機と、建物内外の空気を入れ換えて換気する流路が形成されたケーシング、及びケーシング内に設けられ、流路を流れる空気が通過する熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、複数の室外機の運転状態を制御する台数制御部と、を有し、複数の室外機とエアハンドリングユニットとが冷媒配管で接続されて、圧縮機、熱交換器、減圧装置、及び室外熱交換器をそれぞれ有する複数のヒートポンプサイクルが構成され、台数制御部は、エアハンドリングユニットの負荷及び複数の室外機の個々の容量をもとに、複数の室外機の中から運転させる少なくとも一台の室外機を選定し、選定した室外機を運転させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、複数の室外機とエアハンドリングユニットが有する熱交換器とにより構成された複数のヒートポンプサイクルを熱源として備えている。また、台数制御部が、エアハンドリングユニットの負荷及び各室外機の個々の容量に応じて、運転させる少なくとも一台の室外機を選定し、選定した室外機を運転させる。このため、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の空調システムが有するエアハンドリングユニットの具体的構成を示す模式図である。
【図３】図１の空調システムが有する室外機の構成を示す模式図である。
【図４】図１の空調システムの台数制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの構成を示すブロック図である。図２は、図１の空調システムが有するエアハンドリングユニットの具体的構成を示す模式図である。図３は、図１の空調システムが有する室外機の構成を示す模式図である。
【００１３】
図１に示すように、空調システム９０は、ビルマネジメントシステム（以下、ＢＭＳという。）１０、エアハンドリングユニット（以下、ＡＨＵという。）２０、ＡＨＵコントローラ（コントローラ）３０、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃ、親インタフェース５０Ａ、及び複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃを備えている。以下、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃを総称するとき、又は複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃのうちの少なくとも一台を選択的に指すときは、単に室外機４０という。また、親インタフェース５０Ａ及び複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃを総称するときは、単にインタフェース５０という。
【００１４】
ＢＭＳ１０は、ビル設備などの空調を統括管理するものである。ＡＨＵ２０は、オフィス、ビル、商業施設、及び工場などの建物内に設置され、建物内外の空気を入れ換えて換気を行うものである。また、ＡＨＵ２０は、換気を行いながら室内の暖房又は冷房を行う機能を有している。
【００１５】
図２に示すように、ＡＨＵ２０は、第一ルーバ２１、第一フィルタ２２、ヒートリカバリ装置２３、給気ファン２４、及び熱交換器２５、第二ルーバ２６、第二フィルタ２７、及び排気ファン２８を有している。また、ＡＨＵ２０は、第一ルーバ２１を介して外気を吸い込んで室内に給気する第一流路７１と、第二ルーバ２６を介して還気（室内の空気）を吸い込んで外部に排気する第二流路７２と、が形成されたケーシング２０Ａを有している。すなわち、第一流路７１には、第一ルーバ２１、第一フィルタ２２、ヒートリカバリ装置２３、給気ファン２４、及び熱交換器２５が設けられている。また、第二流路７２には、第二ルーバ２６、第二フィルタ２７、ヒートリカバリ装置２３、及び排気ファン２８が設けられている。
【００１６】
第一ルーバ２１は、外部から第一流路７１へ流れ込む外気の流量を調整するものである。第二ルーバ２６は、被調和室内から第二流路７２へ流れ込む還気の流量を調整するものである。第一フィルタ２２は、外気に含まれる粉塵等を除去するものである。第二フィルタ２７は、還気に含まれる粉塵等を除去するものである。
【００１７】
ヒートリカバリ装置２３は、室内からの排熱を再利用して外気を温めるヒートリカバリ方式を採用した装置である。ヒートリカバリ装置２３は、例えば全熱交換器又は顕熱交換器からなり、第一流路７１上および第二流路７２上に配設され、空気同士の熱交換を行うものである。すなわち、ヒートリカバリ装置２３は、第一ルーバ２１を介して吸い込まれ、第一流路７１を通過する空気と、第二ルーバ２６を介して吸い込まれ、第二流路７２を通過する空気との熱交換を行うものである。なお、外気をそのまま給気すると、室内の不快指数が上昇する傾向にあるが、ＡＨＵ２０は、ヒートリカバリ装置２３を有しているため、被空調室内の人に与える不快感を低減することができる。
【００１８】
給気ファン２４は、第一ルーバ２１から熱交換器２５への空気の流れを形成するものである。排気ファン２８は、第二ルーバ２６からの空気の流れを形成するものである。
【００１９】
熱交換器２５は、第一流路７１における給気ファン２４の下流側に設けられている。熱交換器２５は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃから流入する冷媒と、第一流路７１を通過する空気との熱交換を行うものである。
【００２０】
熱交換器２５は、複数の独立した冷媒流路（図示せず）を有している。熱交換器２５が有する各冷媒流路は、それぞれ、複数の冷媒配管８０に連結されている。そして、各冷媒配管８０は、それぞれ、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに接続されている。つまり、熱交換器２５と各室外機４０Ａ〜４０Ｃとは、複数の冷媒配管８０によって接続され、圧縮機４３、ＡＨＵ２０の熱交換器２５、減圧装置４６、及び室外熱交換器４５（図３参照）をそれぞれ有する３つの独立したヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃ（以下、総称するときは、単にヒートポンプサイクル１００という。）を構成している。
【００２１】
上記のように構成されたＡＨＵ２０において、第一流路７１に流入した外気は、第一ルーバ２１及び第一フィルタ２２を通過した後、ヒートリカバリ装置２３にて第二流路７２を通過する空気と熱交換して、熱交換器２５に流入する。熱交換器２５に流入した空気は、熱交換器２５と各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの間で循環する冷媒と熱交換した後、建物内の空間に吹き出される。建物内の空間に吹き出された空気は、例えばダクト（図示せず）を介して各被空調室内に供給される。また、ＡＨＵ２０において、第二流路７２に流入した還気は、第二ルーバ２６及び第二フィルタ２７を通過した後、ヒートリカバリ装置２３において第一流路７１を通過する空気と熱交換し、外部に排気される。
【００２２】
さらに、ＡＨＵ２０は、吹出し空気温度センサ１１と、熱交入口温度センサ１２と、建物内温度センサ１３と、外気温度センサ１４と、を有している。吹出し空気温度センサ１１は、第一流路７１から室内空間へ給気される空気の温度である給気温度を検出するものである。熱交入口温度センサ１２は、ケーシング２０Ａの内部から熱交換器２５に流れ込む空気の温度を検出するものである。建物内温度センサ１３は、建物内の空間の温度を検出するものである。外気温度センサ１４は、外部から第一ルーバ２１に流れ込む外気の温度を検出するものである。吹出し空気温度センサ１１、熱交入口温度センサ１２、建物内温度センサ１３、及び外気温度センサ１４で検出された各検出温度は、ＡＨＵコントローラ３０に出力される。
【００２３】
ここで、建物内温度センサ１３は、建物内の温度を検出できる位置に設けられていればよい。すなわち、建物内温度センサ１３は、ＡＨＵ２０から建物内へ吹き出される空気の温度である吹出し空気温度、又は建物内の空間からＡＨＵ２０へ戻る空気の温度である戻り空気温度等を検出するように配設される。なお、ＡＨＵ２０は、その設計に応じて、各温度センサ１１〜１４のうちの一部又は全てを設けずに構成してもよい。
【００２４】
なお、ＡＨＵ２０の構成は、図２に示す構成に限定されるものではなく、少なくとも、建物内外の空気を入れ換えて換気を行う流路と、該流路を流れる空気が通過する熱交換器とを有していればよい。また、上記説明では、複数の独立した冷媒流路を有する熱交換器２５を例示したが、これに限定されず、熱交換器２５は、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃと同数の熱交換器により構成してもよい。
【００２５】
ＡＨＵコントローラ３０は、ＡＨＵ２０を制御するものであり、アクチュエータ制御部３０ａ、能力演算部３０ｂ、及び通信部３０ｃを有している。
【００２６】
アクチュエータ制御部３０ａは、ＡＨＵ２０に搭載された給気ファン２４、排気ファン２８、第一ルーバ２１、及び第二ルーバ２６などのアクチュエータを制御するものである。アクチュエータ制御部３０ａは、各温度センサ１１〜１４から出力される各検出温度をもとに、ＡＨＵ２０に搭載された各アクチュエータを制御する機能を有している。
【００２７】
能力演算部３０ｂは、ＡＨＵ２０の負荷に応じて、ＡＨＵ２０に必要とされる能力、すなわち、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの全体に対して要求される能力である総要求能力［ｋＷ］を演算するものである。なお、ＡＨＵ２０の負荷とは、暖房運転時にＡＨＵ２０が被調和室内へ供給しなければならない熱量（暖房負荷）、又は冷房運転時にＡＨＵ２０が被調和室内から除去しなければならない熱量（冷房負荷）である。
【００２８】
より具体的に、能力演算部３０ｂは、吹出し空気温度センサ１１において検出された給気温度と予め設定された設定温度との温度差ΔＴを算出し、算出した温度差ΔＴに基づいて、給気温度を設定温度にするために必要な総要求能力を算定するものである。また、能力演算部３０ｂは、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量［ｋＷ］に対する総要求能力の割合である要求能力割合（０〜１００％）を算定する機能を有している。さらに、能力演算部３０ｂは、算定した総要求能力及び要求能力割合を、親インタフェース５０Ａの台数制御部５４に送信するものである。ここで、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量とは、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の最大運転能力の合計である。すなわち、室外機４０の容量とは、室外機４０により発揮できる最大運転能力のことである。
【００２９】
なお、能力演算部３０ｂは、総要求能力を算定する際に、吹出し空気温度センサ１１による検出温度ではなく、建物内温度センサ１３による検出温度を用いるようにしてもよい。すなわち、能力演算部３０ｂは、建物内温度センサ１３において検出された吹出し空気温度又は戻り空気温度等と設定温度との温度差に基づいて、総要求能力を算定するように構成してもよい。
【００３０】
通信部３０ｃは、ＢＭＳ１０及び親インタフェース５０Ａとの通信処理を行うものである。すなわち、通信部３０ｃは、ＢＭＳ１０から換気量又は設定温度等を受信し、能力演算部３０ｂで作成された総要求能力を親インタフェース５０Ａに送信するといった処理を行うものである。
【００３１】
なお、ＡＨＵコントローラ３０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコン又はＣＰＵのような演算装置と、演算装置上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
【００３２】
図３に示すように、室外機４０Ａは、圧縮機４３、四方弁４４、室外熱交換器４５、及び減圧装置４６を有している。本実施の形態１において、各室外機４０Ａ〜４０Ｃは、全て同等の構成である。すなわち、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃは、それぞれ、圧縮機４３、四方弁４４、室外熱交換器４５、及び減圧装置４６を有している。
【００３３】
また、図１に示すように、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃは、それぞれ、圧縮機４３、四方弁４４、及び減圧装置４６などのアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部４１と、親インタフェース５０Ａ又は複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃとの通信処理を行う通信部４２と、を有している。
【００３４】
圧縮機４３は、インバータにより運転周波数の変更が可能であり、冷媒を圧縮するものである。四方弁４４は、冷媒の流路を切り替えるものである。暖房運転時において、四方弁４４は、図３に示すように、圧縮機４３から吐出されるガス冷媒が熱交換器２５へ流入するように切り替えられる。なお、熱交換器２５へ流入し、第一流路７１を流れる空気との間で熱交換を行った冷媒は、減圧装置４６、室外熱交換器４５、及び四方弁４４を通過して、圧縮機４３に吸い込まれる。また、冷房運転時において、四方弁４４は、圧縮機４３から吐出されるガス冷媒が室外熱交換器４５へ流れるように切り替えられる（図３の破線参照）。
【００３５】
室外熱交換器４５は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、熱媒体としての外気（空気）と冷媒との熱交換を行うものである。減圧装置４６は、例えば電子膨張弁からなり、熱交換器２５又は室外熱交換器４５から流入する高圧の冷媒を減圧するものである。
【００３６】
そして、各室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれについて、圧縮機４３、四方弁４４、室外熱交換器４５、減圧装置４６、及びＡＨＵ２０の熱交換器２５が冷媒配管で接続され、冷媒が循環する各ヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃのそれぞれの冷媒回路を構成している。このように構成された各冷媒回路は、上記のように四方弁４４が切り替えられることで、暖房回路又は冷房回路となる。
【００３７】
暖房回路（図３に示す状態）では、熱交換器２５が凝縮器として機能し、室外熱交換器４５が蒸発器として機能する。これにより、建物内の空間へ温風が給気され、暖房運転が行われる。冷房回路では、室外熱交換器４５が凝縮器として機能し、熱交換器２５が蒸発器として機能する。これにより、建物内の空間へ冷風が給気され、冷房運転が行われる。
【００３８】
ここで、熱交換器２５を通過する冷媒流量は、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれに設けられたアクチュエータ制御部４１が、圧縮機４３及び減圧装置４６を制御することにより、ＡＨＵコントローラ３０からの温度又は能力に関する要求を満足するように調整される。
【００３９】
なお、各ヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃのそれぞれの冷媒回路は、図２及び図３に例示する構成に限定されず、少なくとも圧縮機４３、凝縮器して機能する熱交換器、減圧装置４６、及び蒸発器となる熱交換器を備えて構成されていればよい。
【００４０】
本実施の形態１において、空調システム９０は、ＢＭＳ１０、ＡＨＵ２０、及びＡＨＵコントローラ３０と、室外機４０Ａ〜４０Ｃとが、互いに異なるメーカーの製品である場合を想定している。よって、空調システム９０は、異なるメーカー同士での情報通信を可能とするために、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃと同数のインタフェース５０を有している。
【００４１】
親インタフェース５０Ａは、ＡＨＵコントローラ３０と各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの間の情報通信を中継するものである。子インタフェース５０Ｂは、室外機４０Ｂに接続されており、親インタフェース５０Ａを介してＡＨＵコントローラ３０と室外機４０Ｂとの間の情報通信を中継するものである。子インタフェース５０Ｃは、室外機４０Ｃに接続されており、親インタフェース５０Ａを介してＡＨＵコントローラ３０と室外機４０Ｃとの間の情報通信を中継するものである。複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃは、親インタフェース５０Ａの台数制御部５４からの制御指令を受けて、後述する台数制御に関連する動作を行うように構成されている。
【００４２】
親インタフェース５０Ａは、室外機制御部５１Ａと、通信部５２Ａと、機種情報取得部５３Ａと、台数制御部５４と、有している。室外機制御部５１Ａは、室外機４０Ａの運転状態（駆動及び停止）を制御するものである。また、室外機制御部５１Ａは、室外機４０Ａの異常を検出する機能を有している。
【００４３】
通信部５２Ａは、ＡＨＵコントローラ３０と室外機４０Ａとの間の通信処理を行うものであり、異なるメーカーの機器同士での情報通信を可能とする機能を有している。機種情報取得部５３Ａは、室外機４０Ａとの情報通信を行い、室外機４０Ａの機種情報を取得するものである。また、機種情報取得部５３Ａは、取得した室外機４０Ａの機種情報を台数制御部５４に送信するものである。
【００４４】
台数制御部５４は、ＡＨＵ２０の負荷及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃの運転台数と、運転させる室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数とを決定し、決定した運転周波数により当該圧縮機４３を駆動させる台数制御を行うものである。
【００４５】
子インタフェース５０Ｂは、室外機４０Ｂの運転状態を制御する室外機制御部５１Ｂと、ＡＨＵコントローラ３０と各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの間の通信処理を行うものであり、通信部５２Ｂと、室外機４０Ｂとの情報通信を行って室外機４０Ｂの機種情報を取得する機種情報取得部５３Ｂと、を有している。室外機制御部５１Ｂは、さらに室外機４０Ｂの異常を検出する機能を有している。通信部５２Ｂは、異なるメーカーの機器同士での情報通信を可能とする機能を有している。機種情報取得部５３Ｂは、取得した室外機４０Ｂの機種情報を台数制御部５４に送信するものである。
【００４６】
子インタフェース５０Ｃは、室外機４０Ｃの運転状態を制御する室外機制御部５１Ｃと、異なる機器間での通信処理を行う通信部５２Ｃと、室外機４０Ｃとの情報通信を行って室外機４０Ｃの機種情報を取得する機種情報取得部５３Ｃと、を有している。室外機制御部５１Ｃは、さらに室外機４０Ｃの異常を検出する機能を有している。通信部５２Ｃは、異なるメーカーの機器同士での情報通信を可能とする機能を有している。機種情報取得部５３Ｃは、取得した室外機４０Ｃの機種情報を台数制御部５４に送信するものである。なお、室外機４０の機種情報とは、室外機４０の容量に関する情報である。
【００４７】
ここで、本実施の形態１において、親インタフェース５０Ａの台数制御部５４が担っている台数制御に関連する構成について、より詳細に説明する。台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から受信する総要求能力及び要求能力割合が変化する度に、台数制御を行うように構成されている。また、台数制御部５４は、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃのうちの少なくとも一台に異常が発生した場合にも、台数制御を実行するように構成されている。
【００４８】
台数制御部５４は、ＡＨＵ２０の負荷を、ＡＨＵコントローラ３０の能力演算部３０ｂから出力される総要求能力によって把握する。また、台数制御部５４は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量を、それぞれ、機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃから受信する。これにより、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの機種情報が、台数制御部５４に集約され、台数制御部５４は、室外機４０の合計接続台数及び合計容量等を把握する。
【００４９】
つまり、台数制御部５４は、能力演算部３０ｂから出力される総要求能力と、機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃを介して取得する各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量とをもとに、運転させる少なくとも一台の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。なお、図１及び図２では、運転させる室外機４０の選択肢が三台の場合を例示している。
【００５０】
より具体的に、台数制御部５４は、能力演算部３０ｂから出力される総要求能力をもとに、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの全体に発揮させる運転能力である合計必要能力を算出する。そして、台数制御部５４は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々に発揮させる運転能力である必要能力を算定し、算定した各必要能力を満たすように各圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。
【００５１】
また、台数制御部５４は、機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃを介して取得した各室外機４０Ａ〜４０Ｃの機種情報をもとに、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量を比較する機能を有している。そして、比較の結果、同じ容量の室外機４０があれば、台数制御部５４は、累積運転時間の短い圧縮機４３を備えた室外機４０から優先して運転させるように優先順位を設定し、設定した優先順位に従って、運転させる室外機４０を選定するものである。
【００５２】
より具体的に、台数制御部５４は、同じ容量の室外機４０が二台の場合、累積運転時間の短い圧縮機４３を有する室外機４０に対し、ソフトウェア上においてタグ等を付して、他の室外機４０と区別できるようにする機能を有している。これにより、台数制御部５４は、累積運転時間の短い圧縮機４３を有する室外機４０の優先順位が高くなるように設定する。また、台数制御部５４は、同じ容量の室外機４０が三台以上ある場合、ソフトウェア上においてタグ等を付すことにより、内包する圧縮機４３の累積運転時間が短い順に各室外機４０を区別する機能を有している。これにより、台数制御部５４は、累積運転時間の短い圧縮機４３を備えた室外機４０から順に、優先順位が高くなるように設定する。
【００５３】
さらに、台数制御部５４は、ＡＨＵ２０の負荷が過大である場合、すなわち、暖房運転中に外気温度がある温度よりも低い場合、及び冷房運転中に外気温度がある温度よりも高い場合に、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃの全てをそれぞれ所定の割合で運転させる機能を有している。つまり、台数制御部５４は、ＡＨＵ２０の負荷が過大ではない場合に、上記において説明した台数制御、すなわち、通常運転モードでの台数制御を実行し、ＡＨＵ２０の負荷が過大である場合に、全台運転モードでの台数制御を実行する。
【００５４】
具体的には、暖房運転中において、外気温度センサ１４による検出温度が、予め設定された低基準温度（例えば−１０℃）以下の場合に、ＡＨＵコントローラ３０は、低外気温度であることを示す低外気情報を台数制御部５４へ送信する。また、冷房運転中において、外気温度センサ１４による検出温度が、予め設定された高基準温度（例えば４０℃）以上の場合に、ＡＨＵコントローラ３０は、高外気温度であることを示す高外気情報を台数制御部５４へ送信する。
【００５５】
そして、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から低外気情報又は高外気情報を受信した場合に、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃの全てを運転させる全台運転モードへ切り替わり、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、各室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれの必要能力を算定する。
【００５６】
もっとも、外気温度センサ１４において検出された温度を、台数制御部５４が直接取得するようにしてもよい。また、外気温度センサ１４は、室外機４０に取り付けられていてもよく、台数制御部５４は、外気温度センサ１４による検出温度を室外機４０から取得するようにしてもよい。そして、台数制御部５４は、外気温度センサ１４による検出温度が、暖房運転中に低基準温度以下である場合及び冷房運転中に高基準温度以上である場合に、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃの全てを運転させる全台運転モードへ切り替わるようにしてもよい。
【００５７】
なお、上記においては、低基準温度として−１０℃を例示し、高基準温度として４０℃を例示したが、これに限定されず、低基準温度及び高基準温度は、それぞれ、設置環境等に応じて適宜変更するようにするとよい。
【００５８】
さらに、台数制御部５４は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの機種情報に基づいて、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量と、室外機４０の運転台数と、運転させる室外機４０がそれぞれ有する圧縮機４３の運転周波数とを関連づけた台数制御情報を作成するものである。台数制御情報は、例えば、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量と、室外機４０の運転台数と、運転させる室外機４０がそれぞれ有する圧縮機４３の運転周波数とを関連づけたテーブル情報からなり、台数制御部５４が、内部メモリ（図示せず）などにおいて作成するものである。
【００５９】
そして、台数制御部５４は、算定した各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の必要能力と台数制御情報とに基づいて、運転させる室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。なお、台数制御情報は、運転させない室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を含んで構成してもよい。
【００６０】
そして、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０からの総要求能力に基づいて、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの運転が必要なタイミングを特定し、特定したタイミングにおいて、選定した圧縮機４３を駆動させるものである。すなわち、台数制御部５４は、室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃに向けて、それぞれに備わる圧縮機４３の運転周波数及び駆動させるタイミングの情報を含んだ駆動制御指令を送信するように構成されている。台数制御部５４からの駆動制御指令を受けて、室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃは、それぞれ、自身に接続された室外機４０Ａ〜４０Ｃの運転が必要なタイミングになると、接続された室外機４０Ａ〜４０Ｃのアクチュエータ制御部４１に対し、圧縮機４３の運転周波数を含む運転指令を送信するように構成されている。各アクチュエータ制御部４１は、室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃから送信される運転指令に従い、運転指令で指定された運転周波数によって圧縮機４３を駆動させるものである。
【００６１】
なお、台数制御部５４、室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃ、及び機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃは、これらの機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコン又はＣＰＵのような演算装置と、該演算装置上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
【００６２】
また、親インタフェース５０Ａと複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃとは、それぞれに異なる構成を採用して区別するようにしてもよい。また、親インタフェース５０Ａと複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃとを同一の構成とし、切替スイッチ等を用いて親機と子機とを区別するようにしてもよい。
【００６３】
以上のように、空調システム９０は、室外機４０Ａ〜４０ＣとＡＨＵ２０が有する熱交換器２５とにより構成された複数のヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃを熱源として備えている。そして、台数制御部５４が、ＡＨＵ２０の負荷及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、運転させる少なくとも一台の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定して当該圧縮機４３の駆動を制御するように構成されている。このため、空調システム９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができ、システムの信頼性の向上を図ることができる。
【００６４】
ところで、図１及び図２では、室外機４０とインタフェース５０の接続台数がそれぞれ三台である場合を例示しているが、これに限定されず、空調システム９０は、任意の台数の室外機４０及びこれに応じた台数のインタフェースを有していてもよい。すなわち、空調システム９０は、室外機４０及びインタフェース５０の接続台数が、三台未満であってもよく、４台以上であってもよい。
【００６５】
また、複数の室外機４０は、同じ容量の室外機を組み合わせて構成してもよいし、例えば、容量が１０ｋＷである二台の室外機と容量が５ｋＷである一台の室外機とを組み合わせるといった具合に、異なる容量の室外機を組み合わせて構成してもよい。なお、同じ容量の室外機とは、一台分の最大運転能力が同じ室外機のことをいう。もっとも、複数の室外機４０は、それぞれ容量が異なっていてもよい。すなわち、全ての室外機４０の容量は、それぞれ異なっていてもよい。なお、空調システム９０は、ＢＭＳ１０を有していなくてもよい。
【００６６】
次に、本実施の形態１の空調システム９０における台数制御に関連する動作を説明する。基本的な台数制御の考え方は、以下の４点である。
（１）室外機４０の運転台数を最小にする。
（２）インタフェース５０に接続された室外機４０のうち、より小さい容量の室外機４０を動作させて、総要求能力を満足させる。
（３）各圧縮機４３の累積運転時間をモニタし、各圧縮機４３の累積運転時間が均一となるように、運転させる室外機４０を選定する。
（４）異常が発生した室外機４０は台数制御の対象から外す。
（５）最大運転周波数による圧縮機４３の運転を避ける。
【００６７】
上記（１）及び（２）に係る制御は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃがそれぞれ有する圧縮機４３の運転台数を減らすことにより、各圧縮機４３の寿命を延ばすためのものである。
（３）に係る制御は、特定の圧縮機４３が運転を続けることを避け、各圧縮機４３の寿命の均一化を図ることにより、空調システム９０全体としての寿命を延ばすためのものである。
（４）に係る制御は、異常が発生している室外機４０を継続して運転させることがないように、異常状態にある室外機４０への運転の要求を遮断し、当該室外機４０の更なる状態悪化及び二次被害等を未然に防ぐためのものである。
（５）に係る制御は、圧縮機４３を最大運転周波数にて駆動した場合に、圧縮機４３の性能が低下することが一般的に知られていることを踏まえ、各圧縮機４３の負荷が最大限にまで上がった状態での運転を避けるためのものである。
すなわち、空調システム９０によれば、以上（１）〜（５）に係る台数制御を実行することにより、空調システム９０の信頼性を向上することができる。
【００６８】
図４は、本発明の実施の形態１における空調システム９０の台数制御に関する動作を示すフローチャートである。図４に沿って、台数制御部５４が、運転又は停止させる室外機４０を選定し、運転させる室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定して駆動させる一連の台数制御のうち、通常運転モードでの流れを詳細に説明する。
【００６９】
まず、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から受信する要求能力割合が０％であるか否かを判定する（図４：ステップＳ１０１）。台数制御部５４は、要求能力割合が０％であれば（図４：ステップＳ１０１／Ｎｏ）、接続している全ての室外機４０Ａ〜４０Ｃを停止させる。すなわち、台数制御部５４は、各室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃに運転停止指令を送信し、運転停止指令に応じて各室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃが、それぞれ、各室外機４０Ａ〜４０Ｃを停止させる（図４：ステップＳ１０２）。
【００７０】
一方、台数制御部５４は、要求能力割合が０％でなければ（図４：ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）、ＡＨＵコントローラ３０から受信する総要求能力が変化したか否かと、室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常が発生したか否かと、を判定する（図４：ステップＳ１０３）。
【００７１】
台数制御部５４は、総要求能力の変化がなく、かつ各室外機４０Ａ〜４０Ｃの何れにも異常が発生していなければ、台数制御を終了し、現時点での各室外機４０Ａ〜４０Ｃの運転状態を維持させる（図４：ステップＳ１０３／Ｎｏ）。一方、台数制御部５４は、総要求能力に変化がある場合、又は室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常が発生している場合に（図４：ステップＳ１０３／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４へ移行する。
【００７２】
次いで、台数制御部５４は、室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常が発生していない場合において、総要求能力に変化があれば、そのままステップＳ１０５へ移行する。また、台数制御部５４は、室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常が発生していれば、異常発生中の室外機４０を台数制御の対象から外す（図４：ステップＳ１０４）。
【００７３】
ステップＳ１０４は、上記（４）に係る制御に相当する。すなわち、ステップＳ１０４において、台数制御部５４が、異常状態にある室外機４０への運転要求が継続されないように処理するため、当該室外機４０の更なる状態悪化及び二次被害等を未然に防ぐことができる。
【００７４】
次に、台数制御部５４は、機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃを介して取得した各室外機４０Ａ〜４０Ｃの機種情報をもとに、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量を比較し、同じ容量の室外機４０があれば、累積運転時間の短い圧縮機４３を有する室外機４０から優先的に選定されるように処理する（図４：ステップＳ１０５）。
【００７５】
ステップＳ１０５は、上記（３）に係る制御に相当する。すなわち、ステップＳ１０５において、台数制御部５４は、累積運転時間の短い圧縮機４３を有する室外機４０が優先的に運転するように処理するため、各圧縮機４３の累積運転時間の均一化を図ることができ、空調システム９０全体としての寿命を延ばすことができる。
【００７６】
ここで、台数制御部５４は、１０時間単位又は１００時間単位といった一定時間の単位間隔で、ステップＳ１０５の処理を実行する。すなわち、台数制御部５４は、ある回の台数制御において、同じ容量の室外機４０に優先順位を設定すると、予め設けられた一定時間が経過するまでは、ステップＳ１０５の処理を省略する。
【００７７】
仮に、一定時間の単位を設けることなく、台数制御を行う度にステップＳ１０５の処理を行うと、ＡＨＵコントローラ３０からの総要求能力が変化する度に、各圧縮機４３における累積運転時間の長短が入れ替わり、運転する室外機４０が変更される状態となり得る。かかる状態となり、各圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦ切替処理の実行回数が増加すれば、各圧縮機４３の寿命が短縮される。こうした状態は、特に、同じ容量の室外機４０の累積運転時間が近接している場合に生じやすい。
【００７８】
この点、空調システム９０によれば、台数制御部５４が、一定時間の単位間隔でステップＳ１０５の処理を行うため、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦ切替処理の実行頻度を低減することができるため、各圧縮機４３の寿命をさらに延長することができる。
【００７９】
次に、台数制御部５４は、選択肢である各室外機４０Ａ〜４０Ｃに対し、容量の小さい順に一台ずつ、室外機４０の容量と総要求能力とを比較し、総要求能力以上の容量をもつ室外機４０が存在するか否かを判定する（図４：ステップＳ１０６）。すなわち、台数制御部５４は、一台の室外機４０の容量と総要求能力とを順次比較した結果、総要求能力以上の容量をもつ室外機４０が存在すれば、当該室外機４０を選定する（図４：ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）。そして、台数制御部５４は、選定した室外機４０の必要能力を算定し、算定した必要能力を満たすように、当該室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定する。なお、ここでの必要能力は、総要求能力に相当する。また、台数制御部５４は、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３を、決定した運転周波数で駆動させる（図４：ステップＳ１０７）。
【００８０】
より具体的に、台数制御部５４は、まず、最も容量の小さい室外機４０の容量と総要求能力とを比較し、当該室外機４０の容量が総要求能力以上であれば、当該室外機４０を選定する（図４：ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）。一方、最も容量の小さい室外機４０の容量の方が総要求能力よりも小さい場合は、次に容量の小さい室外機４０の容量と総要求能力とを比較し、当該室外機４０の容量が総要求能力以上であれば、当該室外機４０を選定する（図４：ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）。このように、台数制御部５４は、総要求能力以上の容量をもつ室外機４０を選定できるまで、選択肢の中から、容量の小さい順に一台ずつ、室外機４０の容量と総要求能力との比較を行う。なお、ステップＳ１０６の処理は、上記（２）に係る制御に相当する。
【００８１】
そして、台数制御部５４は、全ての室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量と総要求能力とを比較した結果、どの室外機４０の容量も総要求能力を満たしておらず、総要求能力以上の容量をもつ室外機４０が存在しないと判定した場合（図４：ステップＳ１０６／Ｎｏ）、室外機４０の選択肢の中で容量が最大のものを選定する。また、台数制御部５４は、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定する（図４：ステップＳ１０８）。
【００８２】
ステップＳ１０８は、上記（１）に係る制御に相当する。すなわち、台数制御部５４は、総要求能力以上の容量をもつ室外機４０が存在しなければ、容量の最も大きい室外機４０を選定するため、室外機４０の運転台数を最小にすることができる。
【００８３】
ステップＳ１０８において、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０からの総要求能力が、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量のＡ％の値よりも大きい場合、すなわち、ＡＨＵ２０の負荷が一定量よりも高い場合に、最大の容量をもつ室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を最大値に決定する。つまり、台数制御部５４は、最大の容量をもつ室外機４０の必要能力を、当該室外機４０の容量の１００％の値とする。
【００８４】
ここで、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量のＡ％の値を上限閾値という。また、上限閾値を定める際に用いるＡ％を上限割合という。上限割合は、ＡＨＵ２０の負荷が高いか低いかを判断する基準として予め設定されるものである。上限割合は、室外機４０の性能が落ち始める運転能力を基準として設定するとよい。
【００８５】
一方、ステップＳ１０８において、台数制御部５４は、総要求能力が上限閾値以下の場合、選定した室外機４０の必要能力を、当該室外機４０の容量のＡ％の値に制限する。すなわち、台数制御部５４は、総要求能力が上限閾値以下の場合、最大の容量をもつ室外機４０の容量のＡ％の値を必要能力として算定し、算定した必要能力を発揮するように、当該室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定する。このように、空調システム９０では、上記（５）に係る制御を台数制御部５４が行うため、最大運転周波数による各圧縮機４３の運転を避けることができる。つまり、空調システム９０によれば、各圧縮機４３の運転周波数を抑え、各圧縮機４３を好適な状態で駆動させることができる。
【００８６】
なお、ステップＳ１０７に進んだということは、一台の室外機４０によって総要求能力を満足できることを意味する。一方、ステップＳ１０８に進んだということは、一台の室外機４０では総要求能力を満足することができないこと、すなわち、室外機４０を二台以上運転させる必要があることを意味する。
【００８７】
続いて、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０からの総要求能力から、ステップＳ１０８において選定した室外機４０の必要能力を減算し、減算した値を新たな総要求能力とする（図４：ステップＳ１０９）。そして、台数制御部５４は、ステップＳ１０８にて選定した室外機４０を選択肢から除外する（図４：ステップＳ１１０）。
【００８８】
次いで、台数制御部５４は、選択肢に残りが有るか否かを判定する（図４：ステップＳ１１１）。台数制御部５４は、選択肢に残りがないと判定した場合（図４：ステップＳ１１１／Ｎｏ）、台数制御に関する演算を終了し、ステップＳ１０８において選定した室外機４０に備わる圧縮機４３を、決定した運転周波数で駆動させる。
【００８９】
一方、台数制御部５４は、選択肢に残りがあると判定した場合（図４：ステップＳ１１１／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５へ戻り、室外機４０の選定処理及び圧縮機４３の運転周波数の決定処理を実行する。つまり、台数制御部５４は、上記同様に、ステップＳ１０５〜Ｓ１１１までの処理を実行する。
【００９０】
具体的には、ステップＳ１１１からステップＳ１０５に戻ると、台数制御部５４は、一台目に選定した室外機４０を除外した選択肢の中に、同じ容量の室外機４０が存在する場合、累積運転時間の短い圧縮機４３を備えた室外機４０から優先的に選定されるように処理する。その後、ステップＳ１０６において、台数制御部５４は、一台目の室外機４０を選定した際と同様、選択肢の中で容量の小さい順に一台ずつ、室外機４０の容量と新たな総要求能力とを比較する。そして、台数制御部５４は、比較の結果をもとに、二台目に運転する室外機４０を選定する。
【００９１】
ステップＳ１０６において、台数制御部５４が、新たな総要求能力以上の容量をもつ室外機４０を選定したことで、ステップＳ１０７に進んだ場合は、ＡＨＵコントローラ３０から出力された元々の総要求能力を、二台の室外機４０で満足することができることを意味する。ステップＳ１０７では、台数制御部５４が、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を、一台目の室外機４０の場合と同様に決定する。
【００９２】
一方、ステップＳ１０６において、新たな総要求能力以上の容量をもつ室外機４０が存在せず、ステップＳ１０８に進んだ場合は、ＡＨＵコントローラ３０から出力された元々の総要求能力を満足するためには、三台以上の室外機４０が必要であることを意味する。
【００９３】
ステップＳ１０８において、台数制御部５４は、二台目の室外機４０として、室外機４０Ａ〜４０Ｃのうちで二番目に大きい容量の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を、一台目の室外機４０の場合と同様に決定する。
【００９４】
そして、台数制御部５４は、ステップＳ１０９において新たに設定した総要求能力から、二台目に選定した室外機４０の必要能力を減算した値を、新たな総要求能力とし、二台目に選定した室外機４０を選択肢から除外する。
【００９５】
以降、ＡＨＵコントローラ３０から出力された元々の総要求能力を満足するために、三台以上の室外機４０が必要な場合、すなわち、更にステップＳ１１１からステップＳ１０５へ戻った場合も、台数制御部５４は、上記同様の処理により、室外機４０の選定処理及び圧縮機４３の運転周波数の決定処理を実行する。
【００９６】
なお、上記ステップＳ１０６の説明では、台数制御部５４が、一台の室外機４０の容量に対する比較対象として、ＡＨＵコントローラ３０から出力される総要求能力を用いる場合を例示したが、台数制御部５４は、例えば、総要求能力をもとに算出する合計必要能力を上記比較対象として用いるようにしてもよい。そして、ステップＳ１０９においては、台数制御部５４が、合計必要能力から選定した室外機４０の必要能力を減算して、新たな合計必要能力を求めるようにしてもよい。
【００９７】
ところで、台数制御部５４は、台数制御の計算において、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれに発揮させる運転能力の合計である合計運転能力の最小値に制限をかけている。すなわち、台数制御部５４は、ＡＨＵ２０の負荷に対応するための合計運転能力が、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量のＢ％の値を下回らないように、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の必要能力を算定する。
【００９８】
ここで、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量のＢ％の値を下限閾値という。また、下限閾値を定めるために用いるＢ％を下限割合という。下限割合は、実際に組み合わせが許容される室外機４０の台数及び各室外機４０の容量をもとに決定される。すなわち、下限割合は、ＡＨＵ２０の熱交換器２５の能力と室外機４０の必要能力とのアンマッチの割合が、圧縮機４３の安定した運転状態を維持できる範囲である許容範囲内に収まるように決定する。
【００９９】
例えば、ＡＨＵ２０に接続する室外機４０の台数が多く、ＡＨＵコントローラ３０の総要求能力が小さい場合、ＡＨＵ２０の熱交換器２５に対し、容量の非常に小さな室外機４０に備わる圧縮機４３が、単独で、最小の運転周波数により駆動することとなる。すなわち、かかる場合に、合計運転能力の最小値に制限をかけていなければ、熱交換器２５の能力と室外機４０の必要能力とのアンマッチの割合が大きくなるため、空調システム９０が想定している運転状態から著しく離れた状態となり、圧縮機４３が不安定な運転状態となる。
【０１００】
この点、本実施の形態１では、上記の通り、予め下限閾値を設けているため、熱交換器２５の能力と必要能力とのアンマッチの割合は、許容範囲を超えて増大することがないため、圧縮機４３の安定した運転状態を維持することができる。
【０１０１】
なお、最小容量である室外機４０の最小能力がある程度大きく、ＡＨＵ２０の熱交換器２５の能力と室外機４０の必要能力とのアンマッチの割合が許容範囲内に収まる場合等においては、合計運転能力の最小値に制限をかけなくてもよい。
【０１０２】
また、台数制御部５４が、例えば、図４のステップＳ１０１において、要求能力割合が０％であるか否かの判定と共に、要求能力割合が１００％であるか否かの判定を行うようにしてもよい。そして、要求能力割合が１００％である場合は、台数制御部５４が、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの全てを容量の１００％で運転させるようにしてもよい。すなわち、ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が１００％の場合は、台数制御部５４が、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに備わる全ての圧縮機４３の運転周波数を最大値に決定するようにしてもよい。
【０１０３】
ところで、ＡＨＵ２０の負荷が過大であるにもかかわらず、ＡＨＵ２０の熱交換器２５の能力と室外機４０の必要能力とのアンマッチの割合が大きい場合は、圧縮機４３が不安定な運転状態に陥りやすくなる。
【０１０４】
そこで、図４には示していないが、台数制御部５４は、暖房運転中の低外気温度時及び冷房運転中の高外気温度時に、全台運転モードへ切り替わり、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃの全てをそれぞれ所定の割合で運転させる。すなわち、暖房運転中に外気温度が低基準温度以下である場合、及び冷房運転中に外気温度が高基準温度以上である場合に、台数制御部５４は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じてそれぞれの必要能力を算定し、算定した各必要能力を発揮させるように各室外機４０Ａ〜４０Ｃを運転させる。
【０１０５】
ここで、ＡＨＵコントローラ３０又は台数制御部５４は、外気温度が低基準温度以下又は高基準温度以上であるか否かの判定を、例えば上記ステップＳ１０３の前に行うようにしてもよい。また、ＡＨＵコントローラ３０又は台数制御部５４が、随時又は一定時間ごとに外気温度を取得し、外気温度が低基準温度以下又は高基準温度以上となったときに、台数制御部５４が全台運転モードへ切り替わるようにしてもよい。加えて、台数制御部５４は、全台運転モードでの台数制御を実行しているときに、外気温度が低基準温度以上又は高基準温度以下となれば、通常運転モードへ切り替わるようにしてもよい。
【０１０６】
このように、空調システム９０は、外気温度に応じて台数制御部５４による台数制御の運転モードを切り替えるため、空調負荷が過大であると想定される場合に、圧縮機４３の安定した運転状態を維持し、圧縮機４３を保護する範囲内での台数制御を実現することができる。
【０１０７】
表１は、台数制御部５４による通常運転モードでの台数制御の計算例を示す表である。すなわち、表１は、外気温度が低基準温度以下でも高基準温度以上でもない場合を想定している。ここで、表１に示す具体的な数値を用い、図４に示すフローチャートを参照して、台数制御部５４が担う台数制御をより詳細に説明する。
【０１０８】
【表１】
2017026054.tif 000003
【０１０９】
表１には、ＡＨＵ２０の熱交換器２５に三台の室外機４０Ａ〜４０Ｃが接続され、室外機４０Ａの容量が１０ｋＷ、室外機４０Ｂの容量が１０ｋＷ、室外機４０Ｃの容量が５ｋＷであり、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量が２５ｋＷである場合を例示している。また、表１には、上限割合（Ａ％）を８０％に設定し、下限割合（Ｂ％）を１０％に設定した場合の計算結果を例示している。さらに、同じ容量である室外機４０Ａ及び室外機４０Ｂの累積運転時間については、室外機４０Ａの方が短いものとする。加えて、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常は発生していないものとする。
【０１１０】
また、合計運転能力の最小値は、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量のＢ％の値（下限閾値）以上となるように制限しているため、台数制御部５４は、１０％〜１００％の範囲内で台数制御に関する計算を実行する。なお、表１には、総要求能力を１０％ごとに増やした場合の計算結果を例示している。
【０１１１】
（要求能力割合＝０％）
ＡＨＵコントローラ３０から受信する要求能力割合が０％の場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０２に進む。すなわち、台数制御部５４は、全ての室外機４０Ａ〜４０Ｃを停止させ、全ての室外機４０Ａ〜４０Ｃが停止状態となる。
【０１１２】
（要求能力割合＝１０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が１０％（総要求能力が２．５ｋＷ）となった場合、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常はないため、図４のステップＳ１０５へと進む。
【０１１３】
ここで、室外機４０Ａと室外機４０Ｂとは同じ容量（１０ｋＷ）であるため、ステップＳ１０５では、台数制御部５４が、室外機４０Ａ及び室外機４０Ｂの累積運転時間を比較し、累積運転時間の短い室外機４０Ａが優先的に選択されるように処理する。
【０１１４】
次に、ステップＳ１０６へ移行し、台数制御部５４が、容量の小さい順、すなわち室外機４０Ｃ、室外機４０Ａの順に容量と総要求能力とを比較する。
【０１１５】
より具体的に、台数制御部５４は、室外機４０Ｃの容量と総要求能力とを比較し、室外機４０Ｃの容量（５ｋＷ）の方が総要求能力（２．５ｋＷ）よりも大きいため、室外機４０Ｃを選定し、室外機４０Ｃの必要能力を２．５ｋＷに設定する。すなわち、台数制御部５４は、室外機４０Ａの容量と総要求能力との比較処理を行うことなくステップＳ１０７へと移行する。ステップＳ１０７において、台数制御部５４は、室外機４０Ｃに備わる圧縮機４３の運転周波数を、２．５ｋＷに設定した必要能力を満たす値に決定する。
【０１１６】
以上のように、ＡＨＵコントローラ３０からの総要求能力が１０％の場合、親インタフェース５０Ａは、室外機４０Ｃに接続された子インタフェース５０Ｃと連携し、室外機４０Ｃのみによって総要求能力である２．５ｋＷを発揮するように制御する。
【０１１７】
（要求能力割合＝２０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が２０％（総要求能力が５ｋＷ）となった場合、台数制御部５４は、要求能力割合が１０％の場合と同様に演算し、室外機４０Ｃによって必要能力である５ｋＷを満たすように制御する。すなわち、親インタフェース５０Ａは、室外機４０Ｃに接続された子インタフェース５０Ｃと連携して、室外機４０Ｃに備わる圧縮機４３が最大運転周波数で駆動するように制御する。このように、一台の室外機４０によって総要求能力を満足することができる場合に、台数制御部５４は、上記（５）に係る制御よりも、上記（１）に係る制御を優先し、室外機４０の運転台数が最小となるように制御する。
【０１１８】
（要求能力割合＝３０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が３０％（総要求能力が７．５ｋＷ）となった場合、要求能力割合が１０％の場合と同様に、ステップＳ１０５まで進み、台数制御部５４は、室外機４０Ａが優先的に選択されるように処理する。
【０１１９】
次に、ステップＳ１０６へ移行し、台数制御部５４は、室外機４０Ｃ、室外機４０Ａの順に容量と総要求能力とを比較する。比較の結果、室外機４０Ａであれば総要求能力を発揮できるため、台数制御部５４は、室外機４０Ａを選定する。
【０１２０】
次いで、ステップＳ１０７へ移行し、台数制御部５４は、室外機４０Ａに備わる圧縮機４３の運転周波数を、必要能力である７．５ｋＷを満たす値に決定する。すなわち、親インタフェース５０Ａは、室外機４０Ａが必要能力である７．５ｋＷを発揮するように制御する。
【０１２１】
（要求能力割合＝４０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が４０％（総要求能力が１０ｋＷ）となった場合、台数制御部５４は、要求能力割合が３０％の場合と同様に演算し、室外機４０Ｃに備わる圧縮機４３が最大運転周波数で運転するように制御する。このように、一台の室外機４０によって総要求能力を満足することができる場合に、台数制御部５４は、上記（５）に係る制御よりも、上記（１）に係る制御を優先し、室外機４０の運転台数が最小となるように制御する。
【０１２２】
（要求能力割合＝５０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が５０％（総要求能力が１２．５ｋＷ）となった場合、台数制御部５４は、要求能力割合が３０％の場合と同様に、ステップＳ１０５まで進み、室外機４０Ａが優先的に選択されるよう処理する。
【０１２３】
次に、ステップＳ１０６へ移行し、台数制御部５４は、室外機４０Ｃ、室外機４０Ａの順に容量と総要求能力とを比較する。比較の結果、室外機４０Ｃ及び室外機４０Ａの双方共に容量が総要求能力よりも小さいため、ステップＳ１０８へ移行する。なお、室外機４０Ｂは、室外機４０Ａと同じ容量であるため、台数制御部５４は、室外機４０Ｂの容量と総要求能力との比較を行わない。
【０１２４】
ステップＳ１０８において、台数制御部５４は、容量の大きい室外機４０Ａを選定し、室外機４０Ａの必要能力と、該必要能力に基づく圧縮機４３の運転周波数とを決定する。ここで、要求能力割合である５０％は、上限割合である８０％を下回るため、台数制御部５４は、室外機４０Ａの必要能力を容量の８０％（８ｋＷ）に制限して設定する。また、台数制御部５４は、室外機４０Ａが、設定した必要能力を満足するように、圧縮機４３の運転周波数を決定する。
【０１２５】
次に、ステップＳ１０９へ移行し、台数制御部５４は、総要求能力である１２．５ｋＷから、選定した室外機４０Ａの必要能力である８ｋＷを減算し、減算した値である４．５ｋＷを新たな総要求能力とする。次いで、ステップＳ１１０へ移行し、台数制御部５４は、室外機４０Ａを選択肢から除外する。
【０１２６】
続いて、室外機４０の選択肢としては、室外機４０Ｂ及び室外機４０Ｃが残っているため、ステップＳ１１１からステップＳ１０５へ戻る。ここで、室外機４０Ｂの容量と室外機４０Ｃの容量とは異なるため（選択肢の中で同じ容量の室外機４０は存在しないため）、そのままステップＳ１０６へ移行する。
【０１２７】
ステップＳ１０６において、台数制御部５４は、室外機４０Ｃ、室外機４０Ｂの順に容量と新たな総要求能力（４．５ｋＷ）とを比較する。そして、室外機４０Ｃの容量（５ｋＷ）の方が、新たな総要求能力（４．５ｋＷ）よりも大きいため、ステップＳ１０７へ移行する。
【０１２８】
ステップＳ１０７において、台数制御部５４は、室外機４０Ｃの必要能力を、新たな総要求能力である４．５ｋＷに設定する。また、台数制御部５４は、４．５ｋＷに設定した必要能力を満足するように、室外機４０Ｃに備わる圧縮機４３の運転周波数を決定する。
【０１２９】
以上のように、ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が５０％の場合、親インタフェース５０Ａは、室外機４０Ｃに接続された子インタフェース５０Ｃと連携して、室外機４０Ａが必要能力である８ｋＷを発揮し、室外機４０Ｃが必要能力である４．５ｋＷを発揮するように制御する。
【０１３０】
（要求能力割合＝６０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が６０％（総要求能力が１５ｋＷ）の場合、台数制御部５４は、要求能力割合が５０％の場合と同様、一台目に室外機４０Ａを選定し、室外機４０Ａの必要能力を容量の８０％（８ｋＷ）に設定する。次に、ステップＳ１０９において、台数制御部５４は、新たな総要求能力を７ｋＷ（１５ｋＷ−８ｋＷ＝７ｋＷ）とする。
【０１３１】
続いて、要求能力割合が５０％の場合と同様に、ステップＳ１０５へ戻り、その後、台数制御部５４は、ステップＳ１０６において、新たな総要求能力（７ｋＷ）よりも大きな容量をもつ室外機４０Ｂを選定する。次いで、ステップＳ１０７へ移行し、台数制御部５４は、室外機４０Ｂの必要能力を７ｋＷに設定し、設定した必要能力を満足するように、室外機４０Ｂに備わる圧縮機４３の運転周波数を決定する。すなわち、親インタフェース５０Ａは、室外機４０Ｂに接続された子インタフェース５０Ｂと連携して、室外機４０Ａが必要能力である８ｋＷを発揮し、室外機４０Ｂが必要能力である７ｋＷを発揮するように制御する。
【０１３２】
（要求能力割合＝７０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が７０％（総要求能力が１７．５ｋＷ）の場合、台数制御部５４は、要求能力割合が６０％の場合と同様の演算を行う。すなわち、台数制御部５４は、室外機４０Ａが必要能力である８ｋＷを発揮し、室外機４０Ｂが必要能力である９．５ｋＷを発揮するように、各々の圧縮機４３の運転周波数を決定し、室外機４０Ａ及び室外機４０Ｂを制御する。
【０１３３】
（要求能力割合＝８０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が８０％（総要求能力が２０ｋＷ）の場合、要求能力割合が５０％の場合と同様に、台数制御部５４は、ステップＳ１０６において、室外機４０Ａを選択し、ステップＳ１０８において、室外機４０Ａの必要能力を８ｋＷとする。
【０１３４】
次に、ステップＳ１０９において、台数制御部５４は、新たな総要求能力を１２ｋＷ（２０ｋＷ−８ｋＷ＝１２ｋＷ）に設定する。その後、ステップＳ１１０、Ｓ１１１を経由して、ステップＳ１０５に戻り、選択肢の中に同じ容量の室外機４０が存在しないため、そのままステップＳ１０６へ移行する。
【０１３５】
台数制御部５４は、ステップＳ１０６において、台数制御部５４は、室外機４０Ｂを選択し、ステップＳ１０８において、室外機４０Ｂが必要能力である８ｋＷを発揮するように圧縮機４３の運転周波数を決定する。
【０１３６】
さらに、台数制御部５４は、ステップＳ１０９において、新たな総要求能力を４ｋＷ（１２ｋＷ−８ｋＷ＝４ｋＷ）とし、ステップＳ１１０、ステップＳ１１１を経由してステップＳ１０５に戻り、ステップＳ１０６へ移行する。
【０１３７】
続いて、台数制御部５４は、ステップＳ１０６において、室外機４０Ｃを選択し、ステップＳ１０７において、室外機４０Ｃが必要能力である４ｋＷを満足するように、室外機４０Ｃに備わる圧縮機４３の運転周波数を決定する。
【０１３８】
以上のように、ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が８０％の場合、親インタフェース５０Ａは、複数の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃと連携して、室外機４０Ａが必要能力である８ｋＷを発揮し、室外機４０Ｂが必要能力である８ｋＷを発揮し、室外機４０Ｃが必要能力である４ｋＷを発揮するように制御する。
【０１３９】
（要求能力割合＝９０％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が９０％（総要求能力が２２．５ｋＷ）の場合、台数制御部５４は、要求能力割合が８０％の場合と同様に、室外機４０Ａを選定する。ただし、総要求能力である９０％は、上限割合（８０％）を超えているため、台数制御部５４は、ステップＳ１０８において、一台目に選定する室外機４０Ａ及び二台目に選定する室外機４０Ｂの必要能力を、双方共に１０ｋＷ（１００％）とする。その他の処理については、要求能力割合が８０％の場合と同様に実行される。すなわち、台数制御部５４は、室外機４０Ｃの必要能力を２．５ｋＷとする。
【０１４０】
（要求能力割合＝１００％）
ＡＨＵコントローラ３０からの要求能力割合が１００％（総要求能力が２５ｋＷ）の場合、台数制御部５４は、要求能力割合が９０％の場合と同様に演算し、室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれに備わる圧縮機４３が、何れも最大周波数で駆動するように制御する。
【０１４１】
表２は、台数制御部５４による全台運転モードでの台数制御の計算例を示す表である。すなわち、表２は、暖房運転中に外気温度が低基準温度以下である場合、及び冷房運転中に外気温度が高基準温度以上である場合を想定している。ここで、表２に示す具体的な数値を用い、台数制御部５４が担う台数制御のうちの全台運転モードを説明する。
【０１４２】
なお、ＡＨＵ２０の熱交換器２５と各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの接続関係、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの容量と累積運転時間、累積運転時間、上限割合、及び下限割合については、表１の場合と同様である。また、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常は発生していないものとする。
【０１４３】
【表２】
2017026054.tif 000004
【０１４４】
表２では、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに異常がないことを想定しているため、全台運転モードにおいて、台数制御部５４は、全ての室外機４０Ａ〜４０Ｃを運転させる。その際、台数制御部５４は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、各室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれの必要能力を算定する。
【０１４５】
表２に示す例において、台数制御部５４は、室外機４０の容量に対する必要能力の割合が、要求能力割合と等しくなるように、各室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれの必要能力を算定している。したがって、表２では、室外機４０の容量に対する必要能力の割合が、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの間で等しくなっている。
【０１４６】
このように、台数制御部５４による全台運転モードでの台数制御では、要求能力割合が１００％に到達しない限り、圧縮機４３を最大運転周波数で運転させることはない。また、要求能力割合が８０％未満であれば、各室外機４０Ａ〜４０Ｃは、何れも、容量の８０％以下の能力を発揮すればよい。したがって、全台運転モードによる台数制御によれば、圧縮機４３の安定した運転状態を維持すると共に、圧縮機４３の性能の低下を抑制することができる。
【０１４７】
もっとも、室外機４０の容量に対する必要能力の割合は、必ずしも要求能力割合と等しくする必要はなく、室外機４０の容量に対する必要能力の割合は、圧縮機４３の安定性等を考慮して、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの間にばらつきを持たせてもよい。
【０１４８】
なお、表１及び表２には、総要求能力を１０％ごとに増やした場合の計算結果を例示しているが、実際には、ＡＨＵコントローラ３０から出力される総要求能力は、ＡＨＵ２０の負荷に応じて変動する。すなわち、総要求能力は、表１のように規則的に変動するとは限らない。
【０１４９】
また、上記説明では、上限閾値を定める際に用いる上限割合と、室外機４０の必要能力に制限を加える際に用いる上限割合とを、同じ割合に設定した場合を例示しているが、これに限定されるものではない。すなわち、上限閾値を定める際に用いる上限割合と、室外機４０の必要能力に制限を加える際に用いる上限割合とは、異なる割合としてもよい。さらに、上限割合は、選定する室外機４０の特性ごとに変化させてもよい。
【０１５０】
（実施の形態１の効果）
従来の空調システムには、圧縮機を含む一台の室外機と、ＡＨＵの熱交換器とにより構成されたヒートポンプサイクルを熱源として使用しているものがある。ここで、一台の室外機によって発揮できる最小能力は、一般に、容量の４０％程度であることが知られている。このため、圧縮機がＯＮ−ＯＦＦサイクル運転することなく、圧縮機の連続運転にて対応できる運転能力の最小値は、４０％程度（表１の例の場合は１０ｋＷ程度）である。すなわち、従来の空調システムでは、室外機に必要とされる必要能力が容量の４０％未満の場合、該必要能力が室外機の最小能力よりも小さいため、圧縮機を連続運転すると能力過多となることから、圧縮機がＯＮ−ＯＦＦサイクル運転を実行しなければならない。すなわち、従来のように、一台の室外機を有する空調システムでは、総要求能力が４０％（表１の例では１０ｋＷ）を境に、圧縮機がＯＮ−ＯＦＦサイクル運転を行うこととなる。
【０１５１】
これに対し、本実施の形態１における空調システム９０は、大容量の室外機を一台設けるという構成ではなく、複数台の室外機４０を設けるという構成により、大容量をカバーしている。そして、上述のように、総要求能力が低い場合（表１の例では２．５ｋＷ）は、台数制御部５４が、一台の室外機４０Ｃのみを駆動する。また、台数制御部５４が、総要求能力が高くなるにつれて、室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を上昇させると共に、必要に応じて、室外機４０に備わる圧縮機４３の運転台数を増やすように制御する。
【０１５２】
すなわち、空調システム９０において、圧縮機４３の連続運転で対応できる運転能力の最小値は、容量が最小である室外機４０の最小能力（４０％）、もしくは全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量のＢ％の値（下限閾値）となる。表１の例では、容量が最小の室外機４０Ｃの最小能力である２ｋＷ（５ｋＷの４０％）、もしくは総要求能力の１０％である２．５ｋＷ（２５ｋＷの１０％）となる。具体的には、表１の例において、圧縮機４３の連続運転で対応できる運転能力の最小値は、全室外機４０Ａ〜４０Ｃによる合計容量の８％にまで下がっている（２ｋＷ＝２５ｋＷの８％）。
【０１５３】
以上から、空調システム９０は、総要求能力が、最小容量である室外機４０の最小能力もしくは下限閾値にまで下がらない限り、各圧縮機４３がＯＮ−ＯＦＦサイクル運転を行わないため、各圧縮機４３による安定した連続運転を実現することができる。その結果、中間期に換気を行う場合のように、ＡＨＵ２０の負荷が低いときであっても、圧縮機４３がＯＮ−ＯＦＦサイクル運転をすることなく、安定した連続運転により、ＡＨＵ２０の負荷に対応することができる。なお、中間期とは、日本における春及び秋のように気候が穏やかな季節をいう。すなわち、空調システム９０によれば、低負荷時においても、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができる。
【０１５４】
また、空調システム９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度低減に伴うシステムの高寿命化を実現することができる。併せて、空調システム９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転によるＡＨＵ２０の吹出し温度の変動を抑制することができるため、被空調室内の人に不快感を与えるというリスクを低減することができる。さらに、本実施の形態１の台数制御では、上記（１）〜（５）に係る制御を採用しているため、空調システム９０全体としての信頼性の向上を図ることができる。
【０１５５】
そして、各ヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃのそれぞれは、一台の圧縮機４３を備えて構成されている。よって、圧縮機４３、減圧装置４６、及び室外熱交換器４５を備えた室外機４０Ａ〜４０Ｃとして、通常のエアコンと同仕様の室外機、すなわち、一台の圧縮機を搭載した室外機を流用して空調システム９０を構成することも可能である。このようにすれば、室外機を新しく開発する必要がないため、空調システム９０の製造コストを低減することができる。
【０１５６】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る空調システム１９０の構成を示すブロック図である。空調システム１９０は、台数制御を担う台数制御部５４が、複数の室外機４０Ａ〜４０Ｃに関する操作を受け付けるリモートコントローラ６０に設けられている点に特徴がある。図５に基づき、空調システム１９０の構成のうち、特に前述した実施の形態１における空調システム９０とは異なる構成内容について説明する。実施の形態１と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明を省略する。
【０１５７】
図５に示すように、空調システム１９０は、台数制御部５４を備えたリモートコントローラ６０と、複数のインタフェース１５０Ａ〜１５０Ｃとを有している。インタフェース１５０Ａは、台数制御部５４を有していない点を除き、前述した実施の形態１における親インタフェース５０Ａと同様の構成である。インタフェース１５０Ｂ及び１５０Ｃは、それぞれ、前述した実施の形態１の子インタフェース５０Ｂ及び５０Ｃと同様の構成である。すなわち、複数のインタフェース１５０Ａ〜１５０Ｃは、リモートコントローラ６０の台数制御部５４からの制御指令を受けて、台数制御に関連する動作を行うように構成されている。
【０１５８】
リモートコントローラ６０は、各インタフェース１５０Ａ〜１５０Ｃに接続されており、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの設定等に関する操作を受け付けるものである。リモートコントローラ６０は、例えば、空調システム１９０の設置業者又は設備管理者が初期設定の際に用いるリモートコントローラが該当する。
【０１５９】
また、リモートコントローラ６０に備わる台数制御部５４は、前述した実施の形態１と同様に機能する。つまり、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から出力される総要求能力と、機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃを介して取得する各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量とに応じて、運転させる室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。すなわち、本実施の形態２では、リモートコントローラ６０が、各インタフェース１５０Ａ〜１５０Ｃと連携して、台数制御情報の作成処理、室外機４０の選定処理、各圧縮機４３の運転周波数の決定処理、及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの動作制御等を実行する。なお、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から出力される総要求能力を、インタフェース１５０Ａを介して取得するように構成されている。
【０１６０】
本実施の形態２における空調システム１９０は、複数の室外機４０Ａ〜４０ＣとＡＨＵ２０に備わる熱交換器２５とにより構成された複数のヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃを熱源として備えている。このため、ＡＨＵ２０の負荷及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、台数制御部５４が、運転させる少なくとも一台の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定して、当該圧縮機４３の駆動を制御することができる。よって、空調システム１９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができる。そして、本実施の形態２の台数制御においても、上記（１）〜（５）に係る制御を採用しているため、空調システム１９０全体としての信頼性の向上を図ることができる。すなわち、空調システム１９０によれば、実施の形態１の空調システム９０と同様の効果を得ることができる。
【０１６１】
また、空調システム１９０の構成を採れば、少なくとも室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃ、通信部５２Ａ〜５２Ｃ、及び機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃとして機能する構成を有する空調システムに対し、台数制御部５４としての機能を外付けすることができる。
【０１６２】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る空調システム２９０の構成を示すブロック図である。空調システム２９０は、台数制御を担う台数制御部５４が、ＡＨＵコントローラ３０と各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの間の情報通信を中継する一台のインタフェース２５０に設けられている点に特徴がある。図６に基づき、空調システム２９０の構成のうち、特に上述した実施の形態１における空調システム９０とは異なる構成内容について説明する。実施の形態１及び２と同等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。
【０１６３】
図６に示すように、空調システム２９０のインタフェース２５０は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃに接続されており、室外機制御部２５１と、通信部２５２と、機種情報取得部２５３と、台数制御部５４とを有している。
【０１６４】
室外機制御部２５１は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれの動作を制御するものである。すなわち、室外機制御部２５１は、上述した実施の形態１における各室外機制御部５１Ａ〜５１Ｃとしての機能を有している。通信部２５２は、異なる機器間での通信処理を行うものであり、異なるメーカーの機器同士での情報通信を可能とする機能を有している。
【０１６５】
機種情報取得部２５３は、各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの情報通信を行い、各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に関する情報（機種情報）を取得するものである。また、機種情報取得部２５３は、取得した各室外機４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれの機種情報を台数制御部５４に送信するものである。すなわち、室外機制御部２５１は、上述した実施の形態１における各機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃとしての機能を有している。
【０１６６】
また、インタフェース２５０に備わる台数制御部５４は、前述した実施の形態１と同様に機能する。つまり、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から出力される総要求能力と、機種情報取得部２５３を介して取得する各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量とに応じて、運転させる室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。すなわち、本実施の形態３では、インタフェース２５０が、台数制御情報の作成処理、室外機４０の選定処理、各圧縮機４３の運転周波数の決定処理、及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの動作制御等を実行する。
【０１６７】
本実施の形態３における空調システム２９０は、複数の室外機４０Ａ〜４０ＣとＡＨＵ２０に備わる熱交換器２５とにより構成された複数のヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃを熱源として備えている。このため、ＡＨＵ２０の負荷及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、台数制御部５４が、運転させる少なくとも一台の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定して、当該圧縮機４３の駆動を制御することができる。よって、空調システム２９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができる。そして、本実施の形態３の台数制御においても、上記（１）〜（５）に係る制御を採用しているため、空調システム２９０全体としての信頼性の向上を図ることができる。すなわち、空調システム２９０によれば、実施の形態１の空調システム９０と同様の効果を得ることができる。
【０１６８】
また、空調システム２９０は、一台のインタフェース２５０によって台数制御に関する情報処理及び演算処理を実行する。よって、空調システム２９０によれば、上述した実施の形態１及び２のように、室外機４０と同数のインタフェースを設ける必要がないため、構成の簡素化及びシステムの小型化を図ることができる。もっとも、空調システム２９０は、インタフェース２５０が有する台数制御部５４を、実施の形態２と同様、リモートコントローラの内部に設けるようにしてもよい。
【０１６９】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る空調システム３９０の構成を示すブロック図である。空調システム３９０は、台数制御を担う台数制御部５４が、ＡＨＵコントローラ３０に設けられている点に特徴がある。図７に基づき、空調システム３９０の構成のうち、特に上述した実施の形態１における空調システム９０とは異なる構成内容について説明する。実施の形態１〜３と同等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。
【０１７０】
図７に示すように、空調システム３９０のＡＨＵコントローラ３３０は、アクチュエータ制御部３０ａと、能力演算部３０ｂと、通信部３３０ｃと、室外機制御部２５１と、機種情報取得部２５３と、台数制御部５４とを有している。通信部３３０ｃは、ＢＭＳ１０及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃとの通信処理を行うものである。
【０１７１】
ＡＨＵコントローラ３３０に備わる台数制御部５４は、前述した実施の形態１と同様に機能する。つまり、台数制御部５４は、能力演算部３０ｂにおいて算定する総要求能力と、機種情報取得部２５３を介して取得する各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量とに応じて、運転させる室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。すなわち、本実施の形態４では、ＡＨＵコントローラ３３０が、台数制御情報の作成処理、室外機４０の選定処理、各圧縮機４３の運転周波数の決定処理、及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの動作制御等を実行する。
【０１７２】
空調システム３９０の構成は、主に、ＢＭＳ１０又はＡＨＵコントローラ３０と、各室外機４０Ａ〜４０Ｃとが、同一メーカーの製品である場合を想定したものである。
【０１７３】
本実施の形態４における空調システム３９０は、複数の室外機４０Ａ〜４０ＣとＡＨＵ２０に備わる熱交換器２５とにより構成された複数のヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃを熱源として備えている。このため、ＡＨＵ２０の負荷及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、台数制御部５４が、運転させる少なくとも一台の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定して、当該圧縮機４３の駆動を制御することができる。よって、空調システム３９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができる。そして、本実施の形態４の台数制御においても、上記（１）〜（５）に係る制御を採用しているため、空調システム３９０全体としての信頼性の向上を図ることができる。すなわち、空調システム３９０によれば、実施の形態１の空調システム９０と同様の効果を得ることができる。また、空調システム４９０の構成を採れば、一台又は複数のインタフェースを設けることなく、台数制御部５４による台数制御を実現することができる。
【０１７４】
実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係る空調システム４９０の構成を示すブロック図である。空調システム４９０は、台数制御を担う台数制御部５４が、ＡＨＵコントローラ３０に設けられている点に特徴がある。図８に基づき、空調システム４９０の構成のうち、特に上述した実施の形態１における空調システム９０とは異なる構成内容について説明する。実施の形態１〜４と同等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。
【０１７５】
図８に示すように、空調システム４９０の室外機４４０Ａは、アクチュエータ制御部４１と、通信部４４２と、室外機制御部５１Ａと、機種情報取得部５３Ａと、台数制御部５４とを有している。通信部４４２は、ＡＨＵコントローラ３０、室外機４０Ｂ、及び室外機４０Ｃとの通信処理を行うものである。
【０１７６】
室外機４４０Ａに備わる台数制御部５４は、前述した実施の形態１と同様に機能する。つまり、台数制御部５４は、ＡＨＵコントローラ３０から出力される総要求能力と、機種情報取得部５３Ａ〜５３Ｃを介して取得する各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量とに応じて、運転させる室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定するものである。すなわち、本実施の形態５では、室外機４４０Ａが、台数制御情報の作成処理、室外機４０の選定処理、各圧縮機４３の運転周波数の決定処理、及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの動作制御等を実行する。
【０１７７】
本実施の形態５における空調システム４９０は、複数の室外機４０Ａ〜４０ＣとＡＨＵ２０に備わる熱交換器２５とにより構成された複数のヒートポンプサイクル１００Ａ〜１００Ｃを熱源として備えている。このため、ＡＨＵ２０の負荷及び各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量に応じて、台数制御部５４が、運転させる少なくとも一台の室外機４０を選定し、選定した室外機４０に備わる圧縮機４３の運転周波数を決定して、当該圧縮機４３の駆動を制御することができる。よって、空調システム４９０によれば、圧縮機４３のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転の頻度を低減することができる。そして、本実施の形態５の台数制御においても、上記（１）〜（５）に係る制御を採用しているため、空調システム４９０全体としての信頼性の向上を図ることができる。すなわち、空調システム４９０によれば、実施の形態１の空調システム９０と同様の効果を得ることができる。また、空調システム４９０の構成を採れば、一台又は複数のインタフェースを設けることなく、台数制御部５４による台数制御を実現することができる。
【０１７８】
上述した実施の形態は、空調システム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２、図５〜図８では、室外機４０の接続台数が三台である場合を例示しているが、これに限定されず、空調システム９０、１９０、２９０、３９０、及び４９０は、任意の台数の室外機４０を有していてもよい。また、複数の室外機４０は、容量が同じである二台以上の室外機４０を含んでいてもよいし、全て異なる容量であってもよい。
【０１７９】
さらに、実施の形態１〜５では、能力演算部３０ｂが要求能力割合を算出する場合を例示したが、これに限定されず、台数制御部５４が、総要求能力と各室外機４０Ａ〜４０Ｃの個々の容量とを用いて要求能力割合を算出するようにしてもよい。その他、実施の形態１で適用可能なものとして例示した構成及び動作は、実施の形態２〜５においても適用することができる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０  ビルマネジメントシステム（ＢＭＳ）、１１  吹出し空気温度センサ、１２  熱交入口温度センサ、１３  建物内温度センサ、１４  外気温度センサ、２０  エアハンドリングユニット（ＡＨＵ）、２０Ａ  ケーシング、２１  第一ルーバ、２２  第一フィルタ、２３  ヒートリカバリ装置、２４  給気ファン、２５  熱交換器、２６  第二ルーバ、２７  第二フィルタ、２８  排気ファン、３０、３３０  ＡＨＵコントローラ（コントローラ）、３０ａ  アクチュエータ制御部、３０ｂ  能力演算部、３０ｃ、３３０ｃ  通信部、４０、４０Ａ〜４０Ｃ、４４０Ａ  室外機、４１  アクチュエータ制御部、４２、４４２  通信部、４３  圧縮機、４４  四方弁、４５  室外熱交換器、４６  減圧装置、５０  インタフェース、５０Ａ  親インタフェース、５０Ｂ、５０Ｃ  子インタフェース、５１Ａ〜５１Ｃ、２５１  室外機制御部、５２Ａ〜５２Ｃ、２５２  通信部、５３Ａ〜５３Ｃ、２５３  機種情報取得部、５４  台数制御部、６０  リモートコントローラ、７１  第一流路、７２  第二流路、８０  冷媒配管、９０、１９０、２９０、３９０、４９０  空調システム、１００、１００Ａ〜１００Ｃ  ヒートポンプサイクル、１５０Ａ〜１５０Ｃ、２５０  インタフェース。
【図１】
2017026054.tif 000005
【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】
2017026054.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月14日(2017.11.14)
【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】
本発明に係る空調システムは、圧縮機、室外熱交換器、及び減圧装置をそれぞれ有する複数の室外機と、建物内外の空気を入れ換えて換気する流路が形成されたケーシング、及びケーシング内に設けられ、流路を流れる空気が通過する熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、複数の室外機の運転状態を制御する台数制御部と、を有し、複数の室外機とエアハンドリングユニットとが冷媒配管で接続されて、圧縮機、熱交換器、減圧装置、及び室外熱交換器をそれぞれ有する複数のヒートポンプサイクルが構成され、台数制御部は、エアハンドリングユニットの負荷及び複数の室外機の個々の容量をもとに、運転させる室外機の台数が最小となるように、複数の前記室外機の中から少なくとも一台の前記室外機を選定し、選定した前記室外機を運転させるものである。
【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、及び減圧装置をそれぞれ有する複数の室外機と、
建物内外の空気を入れ換えて換気する流路が形成されたケーシング、及び前記ケーシング内に設けられ、前記流路を流れる空気が通過する熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、
複数の前記室外機の運転状態を制御する台数制御部と、
を有し、
複数の前記室外機と前記エアハンドリングユニットとが冷媒配管で接続されて、前記圧縮機、前記熱交換器、前記減圧装置、及び前記室外熱交換器をそれぞれ有する複数のヒートポンプサイクルが構成され、
前記台数制御部は、
前記エアハンドリングユニットの負荷及び複数の前記室外機の個々の容量をもとに、運転させる前記室外機の台数が最小となるように、複数の前記室外機の中から少なくとも一台の前記室外機を選定し、選定した前記室外機を運転させるものである空調システム。
【請求項２】
前記台数制御部は、
前記エアハンドリングユニットの負荷から、複数の前記室外機の全体に発揮させる合計必要能力を求め、複数の前記室外機の容量と前記合計必要能力との比較を、容量の小さい前記室外機から順に実行し、前記合計必要能力以上の容量を有する前記室外機が存在すれば、当該室外機を運転させる前記室外機として選定するものである請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記台数制御部は、
前記合計必要能力以上の容量を有する前記室外機が存在しなければ、容量の最も大きい前記室外機を選定すると共に前記合計必要能力を更新し、更新後の前記合計必要能力をもとに、運転させる残りの前記室外機を選定するものである請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記台数制御部は、
前記合計必要能力を満たすように、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機に発揮させる必要能力を求め、前記必要能力に応じて、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機に備わる前記圧縮機の運転周波数を決定するものである請求項２又は３に記載の空調システム。
【請求項５】
前記台数制御部は、
前記合計必要能力が上限閾値以下の場合は、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機の容量に対する割合が上限割合を超えないように当該室外機の前記必要能力を求めるものである請求項４に記載の空調システム。
【請求項６】
複数の前記室外機は、容量が同じである二台以上の前記室外機を含んでいる請求項１〜５の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項７】
前記台数制御部は、
同じ容量である前記室外機の各々に備わる前記圧縮機の累積運転時間を比較し、前記累積運転時間の短い前記圧縮機を備えた前記室外機から順に優先して運転させるように優先順位を設定し、前記優先順位に従って、運転させる前記室外機を選定するものである請求項６に記載の空調システム。
【請求項８】
複数の前記室外機は、それぞれ容量が異なっている請求項１〜５の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項９】
前記台数制御部は、異常状態にある前記室外機を、運転させる前記室外機を選定する際の選択肢から除外するものである請求項１〜８の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記台数制御部は、
複数の前記室外機のそれぞれに発揮させる運転能力の合計が、予め設定された下限閾値以上となるように、運転させる前記室外機に備わる前記圧縮機の運転周波数を決定するものである請求項１〜９の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
前記台数制御部は、
暖房運転中において、外気温度が低基準温度以下である場合、複数の前記室外機の全てを運転させるものである請求項１〜１０の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１２】
前記台数制御部は、
冷房運転中において、外気温度が高基準温度以上である場合、複数の前記室外機の全てを運転させるものである請求項１〜１１の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１３】
前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラと、
前記コントローラと複数の前記室外機との間の情報通信を中継するインタフェースと、
を有し、
前記台数制御部は、前記インタフェースに設けられている請求項１〜１２の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１４】
前記インタフェースは、複数の前記室外機ごとに設けられ、
前記台数制御部は、複数の前記インタフェースのうちの一台に設けられている請求項１３に記載の空調システム。
【請求項１５】
前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラと、
前記コントローラと複数の前記室外機との間の情報通信を中継するインタフェースと、
前記インタフェースに接続され、複数の前記室外機に関する操作を受け付けるリモートコントローラと、
を有し、
前記台数制御部は、前記リモートコントローラに設けられている請求項１〜１２の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１６】
複数の前記室外機に接続され、前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラを有し、
前記台数制御部は、前記コントローラに設けられている請求項１〜１２の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１７】
複数の前記室外機に接続され、前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラを有し、
前記台数制御部は、複数の前記室外機のうちの一台に設けられている請求項１〜１２の何れか一項に記載の空調システム。
【国際調査報告】
2017026054.tif 000013
2017026054.tif 000014
2017026054.tif 000015
2017026054.tif 000016