(57)【要約】【課題】可燃性冷媒に置き換えて冷媒充填量が減少しても使用者の不快感を低減できる空気調和装置を提供する【解決手段】ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｔでの要求能力の合計である合計要求能力が閾要求能力を超えた場合は、閾要求能力に対応する台数の室内機を運転し残る室内機を停止する。そして、停止する室内機を定期的に変更する停止室内機ローテーション制御を行う。具体的には、ＣＰＵ２１０は、合計要求能力が閾要求能力を超えた場合、まず、Ｅグループの室内機５ｑ〜５ｔを所定時間停止する。所定時間が経過すれば、ＣＰＵ２１０は、Ｅグループの室内機５ｑ〜５ｔを起動するとともにＤグループの室内機５ｍ〜５ｐを所定時間停止する。以降、Ｃグループ、Ｂグループ、Ａグループの順に各グループの室内機を所定時間ずつ停止し、Ａグループの室内機５ａ〜５ｄを所定時間停止した後は再びＥグループの室内機５ｑ〜５ｔを所定時間停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、同冷媒回路を冷媒が循環して前記各室内機が設置される空調空間の冷房運転あるいは暖房運転を行う空気調和装置であって、
前記冷媒回路の冷媒充填量が、全ての前記室内機で同各室内機の最大能力を発揮できる冷媒充填量である最大充填量より少ない規制充填量とされており、
前記全ての室内機の要求能力の合算値である合計要求能力が、前記規制充填量の冷媒が充填されたときに前記各室内機で発揮できる能力の最大値の合算値である閾要求能力を超えた場合に、前記各室内機の最大能力の合算値と前記閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止し、当該停止室内機を所定時間毎に変更する停止室内機ローテーション制御を実行する制御手段を有する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記冷媒回路に充填される冷媒は、可燃性冷媒あるいは微燃性冷媒であること、
を特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記複数台の室内機は、前記停止室内機ローテーション制御における前記停止室内機の台数を単位として複数のグループに分けられ、
前記制御手段は、前記停止室内機ローテーション制御を実行するとき、所定時間毎に前記複数のグループの室内機を順次停止する、
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】
前記複数台の室内機は吸込温度を検出する吸込温度センサを有し、
前記制御手段は、前記停止室内機ローテーション制御を実行するとき、所定時間毎に前記吸込温度から設定温度を減じた温度差を算出し、同温度差が小さいものから順に前記合計要求能力と前記閾要求能力の差分に相当する台数を選択し、選択した室内機を停止する、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、冷媒回路に冷媒を循環させて冷媒の放熱あるいは吸熱を利用して空気を過熱あるいは冷却することで、空調空間の暖房あるいは冷房を行っている。このような空気調和装置では、室外機に接続される室内機の台数が多い程、また、室外機と各室内機を接続する冷媒配管の長さが長い程、冷媒回路に充填する冷媒量が多くなる。
【０００３】
近年、地球温暖化防止の観点から、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高いＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ｃ等）の使用を制限し、これらに代えてＧＷＰが低い冷媒（例えば、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆやＲ３２を含む混合冷媒等）を用いた空気調和装置が提案されている。しかし、これらＧＷＰが低い冷媒は可燃性あるいは微燃性であるものが多く、冷媒充填量が多くなるビル用マルチエアコンなどの空気調和装置にＧＷＰが低くかつ可燃性あるいは微燃性の冷媒を用いる場合は、当該冷媒が空調空間に漏れた場合の対策を講じておく必要がある。尚、以降の説明では、上述したＧＷＰの低い可燃性あるいは微燃性の冷媒を「可燃性冷媒」、ＧＷＰが高いＨＦＣ系冷媒は不燃性であるためこれらを「不燃性冷媒」と称する場合がある。
【０００４】
特許文献１に記載の空気調和装置は、室外機と、複数台の室内機と、室外機と複数の主管で接続されるとともに各室内機と複数の枝管で接続されて主管を流れる冷媒を各枝管に分流させるとともに各枝管を流れる冷媒を主管に合流させる分岐ユニットを有し、冷媒として可燃性冷媒を用いている。この空気調和装置には、冷媒濃度検出装置と、主管および／または各枝管における冷媒の流れを遮断する遮断装置が備えられ、冷媒濃度検出装置の検出値に基づいて冷媒漏洩が発生したと判断すれば、遮断装置で主管および／または各枝管における冷媒の流れを遮断する。これにより、冷媒漏洩が発生してもその漏洩量を最小限に抑えて空調空間での冷媒濃度が発火に至る濃度（以降、発火下限濃度と記載する）に到達しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１６０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した可燃性冷媒の冷媒回路における冷媒充填量の許容値は、ＩＥＣ６０３３５−２−４０（家庭用電気式のヒートポンプ、空気調和装置、除湿機の安全規格）やＩＳＯ５１４９（冷凍システムおよびヒートポンプに対する環境および安全の要求規格）で定められている。この許容値は、冷媒回路に充填されている冷媒全てが空調空間に漏洩した場合でも、空調空間での冷媒濃度が発火下限濃度に到達しない値である。
【０００７】
一方、従来から使用されてきた不燃冷媒の冷媒回路における冷媒充填量の許容値は、上記ＩＳＯ５１４９では冷媒回路に充填されている冷媒全てが空調空間に漏洩した場合でも、空調空間で酸素欠乏とならない値に定められているが、この許容値は可燃性冷媒における許容値より大きい。つまり、同じ冷媒回路における冷媒充填量の許容値は、可燃性冷媒の方が不燃性冷媒より小さくなる。
【０００８】
空気調和装置で使用する冷媒を不燃性冷媒から可燃性冷媒に置き換えるときに、室外機と各室内機を可燃性冷媒に対応した機器に置き換えて冷媒配管は既設のものを使用する所謂リプレイスで対応する方法がある。この場合、不燃性冷媒を使用する場合と比べて可燃性冷媒の冷媒充填量は少なくなる。従って、可燃性冷媒に置き換えた後では、不燃性冷媒を使用していたときには発揮できていた各室内機から要求される空調能力（以降、要求能力と記載）が、冷媒循環量の不足に起因して発揮できなくなる場合がある。例えば、不燃性冷媒を使用していたときには全ての室内機で最大能力が要求されても各室内機で当該能力が発揮できていたものが、可燃性冷媒に置き換えた後では各室内機で最大能力の７割程度しか発揮できなくなる。
【０００９】
上記のような各室内機で要求能力を発揮できない場合に、現在の冷媒循環量に応じて運転する室内機の台数を減らす、つまり、何台かの室内機を停止することで、運転している室内機で要求能力を発揮させることが考えられる。しかし、何台かの室内機を停止する場合に常に特定の室内機を停止すると、停止室内機が受け持つ空調空間の空調環境が悪化する（当該空調空間の温度と設定温度の温度差が、他の空調空間と比べて大きくなる）ため、当該空調空間に存在する使用者に不快感を与える恐れがあった。
【００１０】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、可燃性冷媒への置き換えをリプレイスで対応することによって冷媒充填量が減少しても、使用者の不快感を低減できる空気調和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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、冷媒回路を冷媒が循環して各室内機が設置される空調空間の冷房運転あるいは暖房運転を行うものであって、冷媒回路の冷媒充填量が、全ての室内機で各室内機の最大能力を発揮できる冷媒充填量である最大充填量より少ない規制充填量とされている。そして、全ての室内機の要求能力の合算値である合計要求能力が、規制充填量の冷媒が充填されたときに各室内機で発揮できる能力の最大値の合算値である閾要求能力を超えた場合に、各室内機の最大能力の合算値と閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止し、当該停止室内機を所定時間毎に変更する停止室内機ローテーション制御を実行する制御手段を有する。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、可燃性冷媒への置き換えをリプレイスで対応することによって冷媒充填量が減少することで全ての室内機で要求能力が発揮できない場合に、停止室内機を所定時間毎に変更するので、使用者の不快感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における、室内機および室外機の設置状態を表す図面である。
【図３】本発明の第２実施形態における、停止室内機選択テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。実施形態としては、使用する冷媒を不燃性冷媒から可燃性冷媒に置き換えるために、不燃性冷媒に対応した室外機と複数台の室内機から可燃性冷媒に対応した室外機と複数台の室内機に変更し、室外機と複数台の室内機を接続する冷媒配管は既設のものを流用する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可能である。
【実施例１】
【００１５】
図１（Ａ）および図２に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、空調空間である部屋３００の屋外に設置される１台の室外機２と、部屋３００に設置され、室外機２に既設の液管８およびガス管９と電気配線１０で並列に接続された能力が同じである２０台の室内機５ａ〜５ｔを備えている。具体的には、液管８の一端は室外機２の閉鎖弁２５に接続され、液管８の他端は分岐して各室内機５ａ〜５ｔの液管接続部５３ａ〜５３ｔに接続されている。ガス管９の一端は室外機２の閉鎖弁２６に接続され、ガス管９の他端は分岐して各室内機５ａ〜５ｔのガス管接続部５４ａ〜５４ｔに接続されている。このように室外機２と１０台の室内機５ａ〜５ｔが接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。また、電気配線１０の一端は後述する室外機２の通信部２３０に接続され、電気配線１０の他端は分岐して後述する各室内機５ａ〜５ｔの通信部５３０ａ〜５３０ｔに接続されている。
【００１６】
尚、図１（Ａ）では、２０台の室内機５ａ〜５ｔのうち、室内機５ａ、室内機５ｂ、および、室内機５ｔのみを示している。また、上記冷媒回路１００には、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、Ｒ３２、あるいはこれらを含む混合冷媒等の、ＧＷＰが低い可燃性冷媒が用いられる。そして、以下に説明する室外機２および２０台の室内機５ａ〜５ｔは、各々が可燃性冷媒に対応するように設計されたものである。つまり、空気調和装置１は、元々はＲ４１０Ａ等の不燃性冷媒に対応した室外機（以降、旧室外機と記載）と２０台の室内機（以降、旧室内機と記載）が液管８およびガス管９で接続されて構成されていたものから、可燃性冷媒に対応し各々の能力は旧室外機および旧室内機と同じである室外機２と２０台の室内機５ａ〜５ｔに置き換え、液管８およびガス管９を流用して室外機２と２０台の室内機５ａ〜５ｔを接続した冷媒回路１００に可燃性冷媒を充填したものである。
【００１７】
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２８と、室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
【００１８】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２８の冷媒流出側に吸入管４２で接続されている。
【００１９】
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、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口に冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側に冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６に室外機ガス管４５で接続されている。
【００２０】
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。
【００２１】
室外膨張弁２４は室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合すなわち室外熱交換器２３が蒸発器として機能する場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じてその開度が調整されることで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。また、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合すなわち室外熱交換器２３が凝縮器として機能する場合は、その開度が全開とされる
【００２２】
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。
【００２３】
アキュムレータ２８は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃに冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側に吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２８は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。
【００２４】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ３１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が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸込温度センサ３４が設けられている。
【００２５】
室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。
【００２６】
また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。
【００２７】
記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
【００２８】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｔから送信される後述する制御信号を通信部２３０および電気配線１０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度調整を行う。
【００２９】
次に、２０台の室内機５ａ〜５ｔについて説明する。２０台の室内機５ａ〜５ｔは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｔと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｔと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｔと、分岐したガス分管９ａ〜９ｃの他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｔと、室内ファン５５ａ〜５５ｔを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｔを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｔを構成している。
【００３０】
以下に、２０台の室内機５ａ〜５ｔの構成について詳細に説明する。尚、室内機５ａ〜５ｔは全て構成が同じであるため、以下の説明では室内機５ａを例に挙げて詳細な説明を行い、その他の室内機５ｂ〜５ｔについては詳細な説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂ〜ｔにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ〜５ｔの構成装置となる。
【００３１】
室内熱交換器５１ａは、冷媒と、後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
【００３２】
室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで十分な冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である
【００３３】
室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ放出する。
【００３４】
以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ａが備えられている。
【００３５】
また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａを備えている。
【００３６】
記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。
【００３７】
ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（要求能力や設定温度、室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａおよび電気配線１０を介して室外機２に送信するとともに、室外機２が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部５３０ａおよび電気配線１０を介して室外機２から受信する。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機２から送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度調整や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。
【００３８】
尚、以上説明した室外機制御手段２００と室内機制御手段５００ａ〜５００ｔとで、本発明の制御手段が構成される。
【００３９】
以上説明した空気調和装置１が、図２に示す部屋３００に設置されている。室外機２が部屋３００の屋外に配置されており、２０台の室内機５ａ〜５ｔが部屋３００に設置されている。部屋３００の一壁面には、左右方向に渡って配置される窓３１０が設けられている。また、部屋３００の窓３１０が設けられる壁面に対向する壁面の一部に出入口３２０が設けられている。２０台の室内機５ａ〜５ｔは、部屋３００の左右方向に略等間隔で４台並べて配置されるとともに、窓３１０から出入口３２０に向かう方向に略等間隔で５台並べて配置されている。つまり、部屋３００には、左右方向に並べた室内機４台でなる列が、窓３１０から出入口３２０に向かう方向に５列並べられる形で室内機５ａ〜５ｔが配置されている。
【００４０】
より詳細には、窓３１０に一番近い列には、室内機５ａ〜５ｄの４台の室内機が配置されている。この室内機５ａ〜５ｄで構成される列を以降はＡグループとする。Ａグループの次の列つまりＡグループの出入口３２０側の列には、室内機５ｅ〜５ｈの４台の室内機が配置されている。この室内機５ｅ〜５ｈで構成される列を以降はＢグループとする。以下、出入口３２０に向かう順に、室内機５ｉ〜５ｌの４台の室内機が配置された列、室内機５ｍ〜５ｐの４台の室内機が配置された列、室内機５ｑ〜５ｔの４台の室内機が配置された列があり、各列を順にＣグループ、Ｄグループ、Ｅグループとする。
【００４１】
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、空気調和装置１が冷房運転を行う場合でありかつ全ての室内機５ａ〜５ｔが運転する場合について説明し、暖房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。
【００４２】
図１に示すように、空気調和装置１が冷房運転を行う場合、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｔが蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
【００４３】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から室外機液管４４に流出した冷媒は、室外膨張弁２４で減圧され閉鎖弁２５を介して液管８に流出する。
【００４４】
液管８を流れる冷媒は液管接続部５３ａ〜５３ｔを介して室内機５ａ〜５ｔに流入する。室内機５ａ〜５ｔに流入した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｔを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｔを通過して減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器５１ａ〜５１ｔに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｔの回転により室内機５ａ〜５ｔの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｔが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｔで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｔが設置された室内の冷房が行われる。
【００４５】
室内熱交換器５１ａ〜５１ｔから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｔを流れ、ガス管接続部５４ａ〜５４ｔを介してガス管９に流出する。ガス管９を流れて閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２８、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００４６】
尚、空気調和装置１が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに各室内機５ａ〜５ｔの室内熱交換器５１ａ〜５１ｔが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
【００４７】
ところで、空気調和装置１が冷房運転あるいは暖房運転を行うときは、各室内機５ａ〜５ｔにおいて、室内機制御手段５００ａ〜５００ｔのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｔは、使用者が決定した設定温度と吸込温度センサ６３ａ〜６３ｔで検出しセンサ入力部５４０ａ〜５４０ｔを介して取り込んだ室内温度の温度差を算出し、この温度差に基づく各室内機５ａ〜５ｔの要求能力を通信部５３０ａ〜５３０ｔを介して室外機２に送信する。
【００４８】
一方、通信部２３０を介して各室内機５ａ〜５ｔの要求能力を受信した室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、各室内機５ａ〜５ｔの要求能力の合算値である合計要求能力を算出し、算出した合計要求能力を達成するのに必要な量の冷媒を冷媒回路１００に循環させるための圧縮機２１の回転数を決定する。そして、ＣＰＵ２１０は、決定した回転数で圧縮機２１を駆動制御する。
【００４９】
前述したように、本実施形態の空気調和装置１は、元々は不燃性冷媒に対応した旧室外機と２０台の旧室内機が液管８およびガス管９で接続されて構成されていたものから、可燃性冷媒に対応し各々の能力は旧室外機および旧室内機と同じである室外機２と２０台の室内機５ａ〜５ｔに置き換え、液管８およびガス管９を流用して室外機２と２０台の室内機５ａ〜５ｔを接続した冷媒回路１００に可燃性冷媒を充填したものである。
【００５０】
旧室外機を室外機２に置き換えるとともに２０台の旧室内機を室内機５ａ〜５ｔに置き換えて可燃性冷媒を冷媒回路１００に充填するときは、その充填量が旧冷媒を使用していたときより少なくなる場合がある。これは、ＩＥＣ６０３３５−２−４０やＩＳＯ５１４９といった規格で、不燃性冷媒に比べて可燃性冷媒や微燃性冷媒の許容される充填量（以降、最大充填量と記載）が少なくなるためである。この最大充填量は、例えば、ＩＳＯ５１４９では、換気扇やガス漏れセンサを設置する等の部屋における冷媒濃度の管理に対する手当を行っていれば、部屋の大きさに関わらず許容される充填量として定められているものが該当し、不燃性冷媒では冷媒の種類によらず１５０ｋｇであるのに対し、可燃性冷媒や微燃性冷媒では各冷媒の発火下限濃度に応じた量とされ、一例としてＲ３２冷媒では約６０ｋｇとされている。
【００５１】
このため、空気調和装置１が旧室外機と２０台の旧室内機で構成されて旧冷媒を用いていたときは、各室内機において各室内機の最大能力が要求されても、各室内機で要求された最大能力を合算した能力が発揮できる冷媒充填量とされていたものをリプレイスにより可燃性冷媒あるいは微燃性冷媒に置き換えると、規制充填量まで充填しても旧冷媒と比べて充填量が少なくなって各室内機で最大能力を発揮できない恐れがある。例えば、全ての旧室内機で最大能力が要求された場合の合計要求能力を１００としたときに、この合計要求能力より最大充填量と規制充填量の差分の冷媒充填量の分だけ低い合計要求能力（以降、閾要求能力と記載。例えば、８０）しか発揮できない。
【００５２】
そこで、上記のように不燃性冷媒から可燃性冷媒に置き換えた空気調和装置１において、室内機５ａ〜５ｔの合計要求能力が閾要求能力を超えたときは、各室内機の最大能力の合算値と閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止させることで、運転している室内機で最大能力に発揮させることが考えられる。例えば、本実施形態の空気調和装置１において、閾要求能力が各室内機の最大能力の合算値の８０％とされている場合に、全ての室内機５ａ〜５ｔで最大能力が要求されたときは、２０台の室内機５ａ〜５ｔのうちいずれか４台の室内機を停止させればよい。
【００５３】
しかし、上述したように４台の室内機を停止させるときに、常に室内機５ａ〜５ｔのうちの特定の４台の室内機を停止すると、停止室内機が受け持つ空調空間つまりは部屋３００における停止室内機の下方の室内温度が上昇あるいは低下して設定温度との温度差が運転している室内機が受け持つ空調空間と比べて大きくなる、つまり、停止室内機が受け持つ空調空間の空調環境が悪化するので、当該空調空間に存在する使用者に不快感を与える恐れがあった。
【００５４】
そこで、本実施形態の空気調和装置１では、各室内機５ａ〜５ｔの合計要求能力が閾要求能力を超えた場合は、室内機５ａ〜５ｔのうち閾要求能力に対応する台数である１６台の室内機を運転し残る４台の室内機を停止する。そして、停止する４台の室内機を定期的に変更する停止室内機ローテーション制御を行う。
【００５５】
具体的には、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、各室内機５ａ〜５ｔから取り込んだ要求能力の合計が閾要求能力を超えた場合、まず、Ｅグループの室内機５ｑ〜５ｔを所定時間（例えば、２０分間）停止する。所定時間が経過すれば、ＣＰＵ２１０は、Ｅグループの室内機５ｑ〜５ｔを起動するとともにＤグループの室内機５ｍ〜５ｐを所定時間停止する。以降、Ｃグループ、Ｂグループ、Ａグループの順に各グループの室内機を所定時間ずつ停止し、Ａグループの室内機５ａ〜５ｄを所定時間停止した後は再びＥグループの室内機５ｑ〜５ｔを所定時間する。尚、上記所定時間は、予め試験等を行って定められたものであり、この時間室内機が停止しても当該室内機が受け持つ空調空間の空調環境が極端に悪化（例えば、設定温度と室内温度の温度差が６℃以上となる）しないことが確認できている時間である。
【００５６】
ここで、停止させる列をＥ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａの順としている理由は次の通りである。図２に示すように、Ａグループの室内機５ａ〜５ｄは大きな空調負荷となる窓３１０の近傍に設置されているため、これら室内機５ａ〜５ｄを停止した際に室内機５ａ〜５ｄが受け持つ空調空間における室内温度の上昇あるいは低下の速度は、他の列を構成する室内機が受け持つ空調空間と比べて速くなる。そして、室内温度の上昇あるいは低下の速度は、窓３１０から離れるほど遅くなり、窓３１０から一番遠い場所に配置されるＥグループの室内機５ｑ〜５ｔが受け持つ空調空間における室内温度の上昇あるいは低下の速度は、他の列を構成する室内機が受け持つ空調空間と比べて遅くなる。
【００５７】
冷房運転中に停止室内機ローテーション制御を行うとき、窓３１０の影響を受けるＡグループの室内機５ａ〜５ｄから停止させると、室内機５ａ〜５ｄが受け持つ空調空間における室内温度が短時間で大きく上昇あるいは低下し、当該空調空間の空調環境が悪化して使用者に多大な不快感を与える恐れがある。一方、Ｅグループから停止させ始めて順次Ａグループに向かう方に停止させる室内機を変えていくと、Ａグループの室内機５ａ〜５ｄが停止するまでに、部屋３００全体がある程度暖められているあるいは冷やされているため、Ａグループの室内機５ａ〜５ｄが停止したとき当該空調空間の空調環境がさほど悪化せずに使用者の不快感を低減できる。
【００５８】
尚、室内機５ａ〜５ｔの合計要求能力が閾要求能力を超えたときに、停止室内機を設けるのではなく全ての室内機５ａ〜５ｔを運転し、各室内機５ａ〜５ｔで発揮する能力を、閾要求能力を室内機５ａ〜５ｔの台数（本実施形態では２０台）で割った値つまり最大能力より低い能力に抑えることも考えられる。しかし、このように全ての室内機５ａ〜５ｔで発揮される能力を最大能力より低い能力に抑えると、最大能力を要求している使用者に不快感を与える恐れがある。
【００５９】
また、全ての室内機５ａ〜５ｔの室内熱交換器５１ａ〜５１ｔにガス冷媒と液冷媒が存在することとなるので、暖房運転時に室内熱交換器にガス冷媒のみが存在する停止室内機がある場合や、冷房運転時に室内熱交換器に冷媒が略存在しない停止室内機がある場合と比べて空気調和装置１全体の冷媒循環量が減少し、室内機５ａ〜５ｔで発揮される能力の合算値が停止室内機が存在する場合と比べて小さくなる恐れがある。
【００６０】
以上説明した理由により、室内機５ａ〜５ｔの合計要求能力が閾要求能力を超えたときは、全ての室内機５ａ〜５ｔを運転するより、各室内機の最大能力の合算値と閾要求能力の差分に相当する台数の室内機を停止させる方が、室内機５ａ〜５ｔで発揮される能力の合算値を大きくできる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１は、全ての室内機５ａ〜５ｔの合計要求能力が閾要求能力を超えたときに、閾要求能力に対応する台数の室内機を停止するとともに停止する室内機を所定時間毎に交代させる停止室内機ローテーション制御を行う。このため、冷媒回路１００に充填する冷媒が可燃性冷媒となって充填量が減少し、これに起因して空気調和装置１で発揮できる合計要求能力が低下しても、使用者の不快感を低減できる。
【００６２】
尚、以上説明した実施形態では、停止室内機ローテーション制御を行う際に、各グループを構成する室内機の停止時間を一律に所定時間としているが、窓３１０による空調負荷の影響を一倍大きく受けるＡグループの室内機５ａ〜５ｄの停止時間を５分、次に窓３１０に近いＢグループの室内機５ｅ〜５ｈの停止時間を１０分、というように、窓３１０による空調負荷の影響を一番大きく受けるＡグループの室内機５ａ〜５ｄの停止時間を一番短くし、窓３１０から離れていくにつれて順次停止時間を長くしてもよい。このように停止室内機ローテーション制御を行えば、窓３１０に近いＡグループの室内機５ａ〜５ｄが停止する時間を短くできるので、室内機５ａ〜５ｄが受け持つ空調空間の空調環境の悪化を最小限とでき、当該空調空間に存在する使用者の不快感をより低減できる。
【実施例２】
【００６３】
次に、本発明の空気調和装置の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態における空気調和装置では、室外機２および２０台の室内機５ａ〜５ｔの構成や液管８およびガス管９による相互の接続状態、部屋３００における２０台の室内機５ａ〜５ｔの配置については、図１と図２を用いて説明した第１の実施形態の空気調和装置１と同じであるため、詳細な説明を省略する。第１の実施形態と異なるのは、停止室内機ローテーション制御において、図２に示すＡグループ〜Ｅグループを構成する各室内機を順次所定時間ずつ停止させることに代えて、図３に示す停止室内機選択テーブル４００を用いて所定時間停止させる室内機を決定することである。
【００６４】
図３に示す停止室内機選択テーブル４００は、室外機２の室外機制御手段２００が保有する記憶部２２０に記憶されているものであり、室内機５ａ〜５ｔが冷房運転を行っているときの、使用者が定めた設定温度と、各吸込温度センサ６３ａ〜６３ｔで検出されて室外機２に送信された室内温度と、室内温度から設定温度を減じた温度差と、温度差に基づく順位が、室内機５ａ〜５ｔ毎に記憶されているものである。尚、停止室内機選択テーブル４００は、使用者によって室内機５ａ〜５ｔの設定温度が変更される度に、あるいは、定期的（例えば３０秒毎）に検出される室内温度を室外機２が受信する度に、その内容が更新される。また、図示は省略するが、図３に示すものとは別に室内機５ａ〜５ｔが暖房運転を行っているときの停止室内機選択テーブルも同様に記憶部２２０に記憶されている。
【００６５】
ここで順位とは、温度差が小さい、つまり、設定温度と室内温度の差が小さいものに高い順位が付与されており、この温度差が大きくなるにつれて順位が低くされている。そして、本実施形態における停止室内機ローテーション制御を実行する際は、ＣＰＵ２１０はこの停止室内機選択テーブル４００を所定時間（例えば、２０分）毎に参照し、順位が一番高いものから順に所定台数の室内機を選んで当該室内機を停止させる。例えば、本実施形態の空気調和装置１において、閾要求能力が全ての室内機５ａ〜５ｔで最大能力が要求されたときの合計要求能力の８０％とされている場合に、全ての室内機５ａ〜５ｔで最大能力が要求されたときは、ＣＰＵ２１０は、停止室内機選択テーブル４００を所定時間毎に参照し、２０台の室内機５ａ〜５ｔのうち順位が一番高いものから順に４台の室内機を選んで当該室内機を停止させればよい。
【００６６】
具体的には、図３に示す停止室内機選択テーブル４００では、一番順位が高い（順位が１位）のは温度差が０℃となっている室内機５ｒ、５ｓ、および５ｔの３台であり、次に順位が高い（順位が２位）のは温度差が＋１℃となっている室内機５ｐである。ＣＰＵ２１０は、冷房運転を行っているときに全ての室内機５ａ〜５ｔの要求能力が閾要求能力を超えて停止室内機ローテーション制御を実行する際は、停止室内機選択テーブル４００を参照して一番順位が高い３台の室内機５ｒ、５ｓ、および５ｔと２番目に順位が高い室内機５ｐの計４台を所定時間停止させる。そして、所定時間が経過した後は、再び停止室内機選択テーブル４００を参照して、順位が高いものから４台の室内機を選択し当該各室内機を停止させる。
【００６７】
尚、上記所定時間は、第１の実施形態と同じく、予め試験等を行って定められたものであり、この時間室内機が停止しても当該室内機が受け持つ空調空間の空調環境が極端に悪化（例えば、設定温度と室内温度の温度差が６℃以上となる）しないことが確認できている時間である。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１は、全ての室内機５ａ〜５ｔの要求能力が閾要求能力を超えたときに、停止室内機選択テーブル４００を用いて選択した室内機を停止するとともに停止する室内機を所定時間毎に選択し直す停止室内機ローテーション制御を行う。これにより、冷媒回路１００に充填する冷媒が可燃性冷媒となって充填量が減少し、これに起因して空気調和装置１で発揮できる空調能力が低下しても、使用者の不快感を低減できる。
【００６９】
また、本実施形態の停止室内機ローテーション制御を行う際に停止する室内機は、停止室内機選択テーブル４００で順位が高い、つまり、室内温度と設定温度の温度差が小さいものを選択する。従って、当該室内機が停止している間に室内温度が上昇もしくは低下しても、設定温度と室内温度の温度差が、他の室内機を停止した場合と比べて小さくなるので、停止室内機が受け持つ空調空間に存在する使用者の不快感が少ない。
【００７０】
以上説明した各実施形態において、２０台の室内機５ａ〜５ｔが同じ最大能力を発揮でき、閾要求能力の室内機５ａ〜５ｔの最大能力の合算値に対する割合が停止室内機の台数の全室内機の台数に対する割合に置き換えられる、つまり、閾要求能力が室内機５ａ〜５ｔ最大能力の合算値の８０％であるときに、停止する室内機の台数も全台数（２０台）の８０％である４台とする場合について説明した。これに対し、能力が異なる複数種類の室内機で空気調和装置が構成される場合は、停止室内機の最大能力の合計が、閾要求能力と室内機５ａ〜５ｔ最大能力の合算値の差分となるように、異なる最大能力の室内機を複数台組み合わせて停止させる室内機を決定してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１  空気調和装置
２  室外機
５ａ〜５ｔ  室内機
８  液管
９  ガス管
１０  電気配線
６３ａ〜６３ｔ  吸込温度センサ
１００  冷媒回路
２００  室外機制御部
２１０  ＣＰＵ
２２０  記憶部
２３０  通信部
３００部屋
３１０  窓
３２０  出入口
４００  停止室内機選択テーブル
５００ａ〜５００ｔ  室内機制御部
５１０ａ〜５１０ｔ  ＣＰＵ
５３０ａ〜５３０ｔ  通信部
５４０ａ〜５４０ｔ  センサ入力部
【図１】
2018013307.tif 000003
【図２】
2018013307.tif 000004
【図３】
2018013307.tif 000005