(57)【要約】【課題】  冷媒回路部品の中でも要部である圧縮機や送風機の運転時間を平準化して装置寿命を延ばすことのできる空気調和装置を得ること。【解決手段】  この空気調和装置は、積算された積算運転時間が小さな冷媒回路１の室内機２から順に起動優先順位を高く設定変更し、設定された起動優先順位に基づいて停止中の室内機２を起動するとともに、設定された停止優先順位に基づいて運転中の室内機２を停止する室内機ローテーションを行うようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立した複数の冷媒回路の各室内機をそれぞれ同一の被空調空間に設置した空気調和装置において、各冷媒回路の運転時間をそれぞれ積算する運転時間積算手段と、前記運転時間積算手段により積算された積算運転時間が小さな冷媒回路の室内機から順に起動優先順位を高く設定変更する起動優先順位設定変更手段と、前記運転時間積算手段により積算された積算運転時間が大きな冷媒回路の室内機から順に停止優先順位を高く設定変更する停止優先順位設定変更手段と、前記起動優先順位設定変更手段により設定された起動優先順位に基づいて停止中の室内機を起動するとともに前記停止優先順位設定変更手段により設定された停止優先順位に基づいて運転中の室内機を停止する室内機ローテーションを行う室内機ローテーション手段とを具備してなることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
少なくとも停止予定の冷媒回路の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された冷媒回路の運転状態に基づいて当該冷媒回路の空調能力を算出する空調能力算出手段と、室内機ローテーション手段により室内機ローテーションが行われる際に、設定されている起動優先順位に基づいて起動された冷媒回路の空調能力が、設定されている停止優先順位に基づいて停止予定の冷媒回路の所定の空調能力に達したときに、前記停止予定の冷媒回路を停止する遅延停止手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
予め設定された同時に停止できない室内機の組み合わせを記憶している組み合わせ記憶手段と、設定されている停止優先順位に基づいて停止予定の冷媒回路の室内機と既に停止中の冷媒回路の室内機とが前記組み合わせ記憶手段の同時に停止できない室内機の組み合わせに該当する場合に、前記停止予定の冷媒回路の次に停止優先順位の高い冷媒回路の室内機を停止する繰上げ停止手段とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
空調能力算出手段により算出された各冷媒回路の空調能力の実績を記憶する能力実績記憶手段と、前記能力実績記憶手段に記憶された各冷媒回路の空調能力の実績の差が所定の能力差以上であったとき、空調能力実績の低かった冷媒回路の空調能力を高くする運転、および／または、空調能力実績の高かった冷媒回路の空調能力を低くする運転を行なう能力平準化手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項５】
室内機の故障や応急運転状態を検出する故障等検出手段と、被空調空間における複数の室内機の遠近配置を記憶している室内機配置記憶手段と、前記故障等検出手段により或る室内機の故障や応急運転状態が検出されたときに前記故障や応急運転状態が検出された室内機に近い位置の室内機を前記室内機配置記憶手段から選択し、前記選択した室内機を、設定されている起動優先順位と無関係に起動する強制起動手段とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
各冷媒回路の室内機と遠隔制御可能に通信接続された集中コントローラを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに独立した複数の冷媒回路の各室内機をそれぞれ同一の被空調空間に設置した空気調和装置に係り、更に詳しくは複数室内機のローテーション運転に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に記載の空気調和装置のように、同一冷媒系統内での複数室外機のローテーション運転は良く知られている。また、複数の室内機が同一の被空調空間内に設置された対物空調システムにおいて、室内機単位のローテーション運転は、空調管理者の手動やビル管理コンピュータなど上位システムから遠方発停信号によって行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の空気調和装置は、管理者の勘や経験でローテーションされていたため、圧縮機や送風機の寿命を延ばす効果が必ずしも高いとは言い難い。また、運転時間のみの判断でローテーションされていて、被空調空間内の空調負荷状況（負荷の大きさや分布）が考慮されていなかったため、空調対象に対して適切な空調が行われない等の問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、冷媒回路部品の中でも要部である圧縮機や送風機の運転時間を平準化して装置寿命を延ばすことのできる空気調和装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和装置は、互いに独立した複数の冷媒回路の各室内機をそれぞれ同一の被空調空間に設置した空気調和装置において、各冷媒回路の運転時間をそれぞれ積算する運転時間積算手段と、運転時間積算手段により積算された積算運転時間が小さな冷媒回路の室内機から順に起動優先順位を高く設定変更する起動優先順位設定変更手段と、運転時間積算手段により積算された積算運転時間が大きな冷媒回路の室内機から順に停止優先順位を高く設定変更する停止優先順位設定変更手段と、起動優先順位設定変更手段により設定された起動優先順位に基づいて停止中の室内機を起動するとともに停止優先順位設定変更手段により設定された停止優先順位に基づいて運転中の室内機を停止する室内機ローテーションを行う室内機ローテーション手段とを具備した構成にしてある。
【０００７】
また、前記構成において、少なくとも停止予定の冷媒回路の運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段により検出された冷媒回路の運転状態に基づいて当該冷媒回路の空調能力を算出する空調能力算出手段と、室内機ローテーション手段により室内機ローテーションが行われる際に、設定されている起動優先順位に基づいて起動された冷媒回路の空調能力が、設定されている停止優先順位に基づいて停止予定の冷媒回路の所定の空調能力に達したときに、停止予定の冷媒回路を停止する遅延停止手段とを備えているものである。
【０００８】
そして、前記した各構成において、予め設定された同時に停止できない室内機の組み合わせを記憶している組み合わせ記憶手段と、設定されている停止優先順位に基づいて停止予定の冷媒回路の室内機と既に停止中の冷媒回路の室内機とが組み合わせ記憶手段の同時に停止できない室内機の組み合わせに該当する場合に、停止予定の冷媒回路の次に停止優先順位の高い冷媒回路の室内機を停止する繰上げ停止手段とを備えているものである。
【０００９】
更に、前記した各構成において、空調能力算出手段により算出された各冷媒回路の空調能力の実績を記憶する能力実績記憶手段と、能力実績記憶手段に記憶された各冷媒回路の空調能力の実績の差が所定の能力差以上であったとき、空調能力実績の低かった冷媒回路の空調能力を高くする運転、および／または、空調能力実績の高かった冷媒回路の空調能力を低くする運転を行なう能力平準化手段とを備えているものである。
【００１０】
また、前記した各構成において、室内機の故障や応急運転状態を検出する故障等検出手段と、被空調空間における複数の室内機の遠近配置を記憶している室内機配置記憶手段と、故障等検出手段により或る室内機の故障や応急運転状態が検出されたときに故障や応急運転状態が検出された室内機に近い位置の室内機を室内機配置記憶手段から選択し、選択した室内機を、設定されている起動優先順位と無関係に起動する強制起動手段とを備えているものである。
【００１１】
そして、前記した各構成において、各冷媒回路の室内機と遠隔制御可能に通信接続された集中コントローラを備えているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る空気調和装置によれば、積算運転時間に応じて設定された起動優先順位に基づいて停止中の室内機を起動するとともに、積算運転時間に応じて設定された停止優先順位に基づいて運転中の室内機を停止することで、冷媒回路の要素部品中でも、特に重要な圧縮機や送風機の運転時間を平準化することができ、装置寿命を延ばすことが可能となる。
【００１３】
また、室内機ローテーションを行う際に、起動優先順位に基づいて起動された冷媒回路が、所定の空調能力で運転できるようになった後に停止予定の冷媒回路を停止することで、ローテーションにより一時的に能力不足に陥ることを回避することができ、円滑にローテーションを実行することが可能となる。
【００１４】
そして、停止予定の冷媒回路の室内機と既に停止中の冷媒回路の室内機とが同時に停止できない室内機の組み合わせに該当する場合に、停止予定の冷媒回路の次に停止優先順位の高い冷媒回路の室内機を停止することで、同時に停止できない室内機を停止させることなく、空調負荷状況にあわせて能力不足を解消することができる。
【００１５】
更に、各冷媒回路の空調能力の実績の差が所定の能力差以上であったとき、空調能力実績の低かった冷媒回路の空調能力を高くする運転や空調能力実績の高かった冷媒回路の空調能力を低くする運転を行なうことで、効率のよい能力で運転させることができ、省エネルギー運転につながる。
【００１６】
また、或る室内機の故障や応急運転状態が検出されたときにその室内機に近い位置の他の室内機を選択し、選択した室内機を起動優先順位と無関係に起動することで、他の室内機によりバックアップ運転をすることができ、能力不足とならない運転が可能となる。
【００１７】
そして、各冷媒回路の室内機と遠隔制御可能に通信接続された集中コントローラを備えることで、ローテーションに関する設定や制御を一括して遠隔で行なうことができ、制御通信を簡便化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和装置の全体概略構成を示す構成図、図２は前記空気調和装置に用いる冷媒回路を示す概略構成図である。
各図において、この実施形態に係る空気調和装置は、互いに独立した６基の冷媒回路１，１，１，・・・の各室内機２，２，２，・・・がそれぞれ同一の被空調空間４内の壁面に設置されている。被空調空間４内の中央部には、熱を発するコンピュータなど３台の空調対象５（この例では冷却対象の５（１）、５（２）、５（３））が設置されている。各空調対象５，５，５の近傍には、それぞれの空調負荷状況を把握できる温度センサ６，６，６が設置され、温度センサ６で検出された空調対象５の温度情報を基に、圧縮機８を容量制御し、適切な空調を施すようになっている。
【００１９】
冷媒回路１は、圧縮機８、熱源側熱交換器９、絞り弁１１、および室内側熱交換器１２が冷媒配管１０を介して環状に接続されたものである。これらの要素のうち、圧縮機８、熱源側熱交換器９などが室外に設置される熱源機３に配備され、絞り弁１１、室内側熱交換器１２が室内機２に配備されている。熱源機３には圧縮機８などを制御する制御器１８と、制御器１８と外部との通信を行なう通信器１７が配備されている。室内機２には室内側熱交換器１２へ送風する送風機１３、空気吸込み口の近傍に設置されて吸い込み空気温度を検出する温度センサ１９、空気吹出し口の近傍に設置されて吹き出し空気温度を検出する温度センサ２０、送風機１３や絞り弁１１などを制御する制御器１４、制御器１４と外部との通信を行なう通信器１５、および、送風機１３の回転数やオンオフを検出する送風機センサ２２が配備されている。室内機２の空気吹出し口の近傍には、吹き出し空気の向きを決める電動式または手動式のルーバ４０が配備されている。
【００２０】
室内機２の制御器１４は、図３に示すように、ＭＰＵなどで実現される制御部２３と、設定データ、検出データ、実績データ、プログラムデータなどを記憶するメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）３６と、経過時間の計時および計時リセットを行なうタイマ３４と、制御部２３に対しデータの入出力を行なう入出力ポート４１とからなっている。入出力ポート４１の入力側には温度センサ１９、温度センサ２０、圧縮機センサ２１、送風機センサ２２、温度センサ６が通信接続され、出力側に圧縮機８、絞り弁１１、送風機１３、ルーバ４０が駆動可能に通信接続され、入出力側に通信器１５が通信接続されている。通信器１５は熱源機３の通信器１７および集中コントローラ７の通信器と通信接続されている。
【００２１】
制御部２３は、後で説明するように、起動優先順位設定変更手段２４、停止優先順位設定変更手段２５、室内機ローテーション手段２６、運転状態検出手段２７、空調能力算出手段２８、遅延停止手段２９、繰上げ停止手段３０、能力平準化手段３１、故障等検出手段３２、および強制起動手段３３の各機能を有している。これら各手段２４〜３３の各機能は制御部２３に設定されたプログラムの処理手順により実現される。また、タイマ３４は運転時間積算手段３５の機能を有している。メモリ３６は組み合わせ記憶手段３７、能力実績記憶手段３８、および室内機配置記憶手段３９の各機能を有している。
【００２２】
上記のように構成された空気調和装置は、図４に示す処理概要のように動作する。すなわち、熱源機３の圧縮機８または室内機の送風機１３の運転時間の集計、次回に停止・起動を行なう室内機（ローテーション室内機）２の選択、空調対象に対する必要空調能力算出、停止時に近傍の他の室内機で必要能力を充足、起動室内機の空調能力が停止室内機の所定の能力に達するまでの停止遅延、および、停止遅延後に室内機の停止である。
【００２３】
そこで、本実施形態の空気調和装置による動作を詳しく説明する。まず、タイマ３４の運転時間積算手段３５の機能が各冷媒回路１，１，１，・・・（圧縮機８および送風機１３）の運転時間をそれぞれ積算する（ステップ１）。制御部２３の停止優先順位設定変更手段２５の機能はタイマ３４により積算された積算運転時間が大きい冷媒回路１の室内機２から順に停止優先順位を高く設定変更する（ステップ２）。また、停止優先順位が最も高い冷媒回路１の運転積算時間が、設定された所定積算時間（任意）よりも大きいか否かを判断する（ステップ３）。前記の運転積算時間が所定積算時間よりも大きいとき、制御部２３の起動優先順位設定変更手段２４の機能はタイマ３４により積算された積算運転時間が最も小さい冷媒回路１の室内機２を次回起動の室内機２として設定する（ステップ４）。制御部２３の室内機ローテーション手段の機能は、起動優先順位設定変更手段２４により設定された起動優先順位に基づいて停止中の室内機２を起動するとともに（ステップ５）、停止優先順位設定変更手段２５により設定された停止優先順位に基づいて運転中の室内機２を停止する（ステップ６）。このようなステップ１〜６の処理が繰り返される。
【００２４】
従って、この空気調和装置によれば、積算運転時間に応じて設定された起動優先順位に基づいて停止中の室内機２を起動するとともに、積算運転時間に応じて設定された停止優先順位に基づいて運転中の室内機２を停止するので、冷媒回路１の要素部品中でも、特に重要な圧縮機８や送風機１３の運転時間を平準化することができ、装置寿命を延ばすことが可能となる。
【００２５】
そして、制御部２３の運転状態検出手段２７の機能は、停止予定の冷媒回路１あるいは全ての冷媒回路１，１，１，・・・の運転状態を温度センサ１９，２０、圧縮機センサ２１、および送風機センサ２２からの検出データに基づいて検出する。そして、上記ステップ１の処理時点で、制御部２３の空調能力算出手段２８の機能は、運転状態検出手段２７により検出された冷媒回路１の運転状態に基づいて、その冷媒回路１の空調能力を算出する。制御部２３の遅延停止手段２９の機能は、室内機ローテーション手段２６により室内機ローテーションが行われる際に、設定されている起動優先順位に基づいて起動された冷媒回路１の空調能力が、設定されている停止優先順位に基づいて停止予定の冷媒回路１の例えば８０％の空調能力を超えたか否かを判断する。超えていれば、正常に起動したと判断し、停止予定の冷媒回路１を停止する。
【００２６】
このように制御することで、室内機２のローテーションを行う際に、起動優先順位に基づいて起動された冷媒回路１が、所定の空調能力で運転できるようになった後に停止予定の冷媒回路１を停止することができる。これにより、ローテーションにより一時的に能力不足に陥ることを回避することができ、円滑にローテーションを実行することが可能となる。
【００２７】
一方で、メモリ３６の組み合わせ記憶手段３７の機能は、予め外部から手動で設定された「同時に停止できない室内機２，２，・・の組み合わせ」データを記憶している。そして、制御部２３の繰上げ停止手段３０の機能は、設定されている停止優先順位に基づいて停止予定の冷媒回路１の室内機２と既に停止中の冷媒回路１の室内機２とがメモリ３６中の「同時に停止できない室内機２，２，・・の組み合わせ」データに該当する場合に、停止予定の冷媒回路１の次に停止優先順位の高い冷媒回路１の室内機２を停止する。
【００２８】
このように、停止予定の冷媒回路１の室内機２と既に停止中の冷媒回路１の室内機２とが、同時に停止できない室内機２，２，・・の組み合わせに該当する場合に、停止予定の冷媒回路の次に停止優先順位の高い冷媒回路１の室内機２を停止することにより、同時に停止できない室内機２，２，・・を停止させることなく、空調負荷状況にあわせて能力不足を解消することができる。
【００２９】
また、メモリ３６の能力実績記憶手段３８の機能は、制御部２３の空調能力算出手段２８により算出された各冷媒回路１，１，１，・・・の空調能力の実績を記憶する。制御部２３の能力平準化手段３１の機能は、メモリ３６に記憶された各冷媒回路１，１，１，・・・の空調能力の実績の差が所定の能力差以上であったとき、空調能力実績の低かった冷媒回路１の空調能力を高くする運転、および空調能力実績の高かった冷媒回路１の空調能力を低くする運転を行なう。例えば、同じグループ内の複数のユニット毎の容量差が大きい時（例えば、同一の空調対象５を冷却する複数の室内機２，２のうち一方が９０％容量、もう一方が５０％容量で運転している場合に）、これらの容量を平準化させることで、最も効率のよい容量で運転させる。因みに、圧縮機８により異なるが、仮に７０％容量運転時のＣＯＰを最大とする。
【００３０】
このように、各冷媒回路１，１，１，・・・の空調能力の実績の差が所定の能力差以上であったとき、空調能力実績の低かった冷媒回路１の空調能力を高くする運転や空調能力実績の高かった冷媒回路１の空調能力を低くする運転を行なうことにより、効率のよい能力で運転させることができ、省エネルギー運転につながる。
尚、各冷媒回路１，１，１，・・・の能力を平準化するには、空調能力実績の低かった冷媒回路１の空調能力を高くする運転、または、空調能力実績の高かった冷媒回路１の空調能力を低くする運転のうち、いずれか一方だけの運転であってもよい。
【００３１】
そして、メモリ３６の室内機配置記憶手段３９の機能は、被空調空間４内における６基の室内機２，２，２，・・・の遠近配置に係るデータを予め記憶している。制御部２３の故障等検出手段３２の機能は、冷媒回路１および室内機２の故障や応急運転状態を検出する。制御部２３の強制起動手段３３の機能は、或る室内機２の故障や応急運転状態が検出されたときに故障や応急運転状態が検出された室内機２に近い位置の室内機２をメモリ３６から選択し、選択した室内機２を、設定されている起動優先順位と無関係に起動する。
具体的に説明すると、予め、室内機２ごとに、故障時にバックアップできる位置にある室内機２およびバックアップの順番（例えば、近い順、「バックアップ優先順位」）を設定する。そして、或る室内機２が異常停止またはその予兆が発生した時点で、「バックアップ優先順位」が高い室内機（バックアップ室内機）２を起動する。この時に、異常の室内機(前記異常停止または予兆が発生した室内機)２とバックアップの室内機２は、ステップ１からステップ６までの処理動作から除外する。異常の室内機２が正常に起動できる状態になった場合に、再びステップ１からステップ６までの処理動作に組み入れるのである。
【００３２】
このように、或る室内機２の故障や応急運転状態が検出されたときにその室内機２に近い位置の他の室内機２を選択し、選択した室内機２を起動優先順位と無関係に起動することにより、他の室内機２によりバックアップ運転をすることができ、能力不足とならない運転が可能となる。この場合、電動式のルーバー４０により風向きを変えてバックアップするようにしてもよい。
【００３３】
一方で、集中コントローラ７が、各冷媒回路１，１，１，・・・の室内機２，２，２，・・・の通信器１５，１５，１５，・・・、および、熱源機３，３，３，・・・の通信器１７，１７，１７，・・・と、通信線１６を介して遠隔制御可能に通信接続されているので、ローテーションに関する設定を集中コントローラ７で一元管理したり制御を一括して遠隔で行なうことができ、制御通信を簡便化できる。
【００３４】
尚、上記の実施形態では、各手段２４〜３３の機能を室内機２側に持たせたが、これらの機能を例えば熱源機３側あるいは集中コントローラ７側に持たせても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の全体概略構成を示す構成図である。
【図２】前記空気調和装置に用いる冷媒回路を示す概略構成図である。
【図３】前記冷媒回路の室内機の制御構成を示す制御ブロック図である。
【図４】前記室内機による制御の概略を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１  冷媒回路、２  室内機、３  熱源機、４  被空調空間、５  空調対象、６  温度センサ、７  集中コントローラ、８  圧縮機、１３  送風機、１４  制御器、１６  通信線、１９  温度センサ、２０  温度センサ、２１  圧縮機センサ、２２  送風機センサ、２３  制御部、２４  起動優先順位設定変更手段、２５  停止優先順位設定変更手段、２６  室内機ローテーション手段、２７  運転状態検出手段、２８  空調能力算出手段、２９  遅延停止手段、３０  繰上げ停止手段、３１  能力平準化手段、３２  故障等検出手段、３３  強制起動手段、３４  タイマ、３５  運転時間積算手段、３６  メモリ、３７  組み合わせ記憶手段、３８  能力実績記憶手段、３９  室内機配置記憶手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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