(57)【要約】【課題】アキュムレータを設けていないマルチ組合せ機を備えたＧＨＰにおいて、低外気温時に停止中の室外機ユニット側で発生する液冷媒の溜まり込みを防止すること。【解決手段】２台の室外機ユニット５，５を連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているガスヒートポンプ式空気調和装置１において、室外機ユニット５の少なくとも１台が運転されている冷房運転時に、所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニット５が存在し、該休止ユニットの吸入管温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、休止ユニットの機械室温度センサ検出温度が吸入圧力飽和温度に所定値を加えた比較温度より低い状態が所定時間以上継続した場合に、室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御を実施する。【選択図】図１
2007107859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記室外機ユニットの少なくとも１台が運転されている冷房運転時に、
所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニットが存在し、該休止ユニットの吸入管温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、前記休止ユニットの機械室温度センサ検出温度が前記吸入圧力飽和温度に所定値を加えた比較温度より低い状態が所定時間以上継続した場合に、前記室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されることを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
【請求項２】
複数の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記室外機ユニットの少なくとも１台が運転されている暖房運転時に、
所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニットが存在し、該休止ユニットの外気温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、前記休止ユニットの室外熱交換器液管部温度センサの検出温度と前記吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態が所定時間以上継続した場合に、前記室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されることを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
【請求項３】
前記室外機ユニットの運転時間を比較し、運転時間差が所定値より大きくなった場合に前記室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されることを特徴とする請求項１または２に記載のガスヒートポンプ式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の室外機ユニットを組み合わせて使用するマルチ組合せ室外機を備えたガスヒートポンプ式空気調和装置に係り、特に、アキュムレータが設けられていない室外機ユニットを組み合わせたマルチ組合せ室外機に好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、絞り機構などの要素を備えた冷媒回路を用い、都市ガス等を燃料として駆動するガスエンジンにより圧縮機を駆動して室内の冷房及び暖房などの空調運転を行うガスヒートポンプ式空気調和装置（以下、「ＧＨＰ」と呼ぶ）が知られている。このＧＨＰにおける室内の冷暖房は、冷媒が、室内熱交換器において室内の空気（以下「室内気」という。）と交換した熱を室外熱交換器に運び、室外熱交換器において外気と熱交換することにより行われている。
このようなＧＨＰにおいては、複数の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えたものがあり、たとえば空調負荷等の条件に応じて１台の室外機ユニットを単独で運転する場合もある。
【０００３】
また、一室外ユニットが能力可変型圧縮機と能力一定型圧縮機を搭載し、他の各室外ユニットが複数の能力一定型圧縮機を搭載するマルチ型空気調和装置において、室外ユニットで少なくとも１台の能力一定型圧縮機が運転する時間を室外ユニット運転時間として、負荷が増加するとき運転積算時間の少ない室外ユニットから順に能力一定型圧縮機の１台を運転し、さらなる負荷の増加に応じて上記と同じ室外ユニット順に残りの能力一定型圧縮機を運転し、かつ各室内ユニットの能力一定型圧縮機を運転積算時間の少ない順に運転に入るようローテーションするようにして、各室外ユニットの運転時間及び各能力一定型圧縮機の運転時間を均一にすることが提案されている。（たとえば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−４１５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、マルチ組合せ室外機を備えたＧＨＰにおいては、運転条件に応じて室外機ユニットを１台で単独運転すると、下記のような問題が発生する。
（１）低外気温時に冷房運転を実施する場合には、停止している室外機ユニットの吸入配管に液冷媒が凝縮して溜まり込むため、次に起動する際には過剰な液バックとなる。
（２）低外気温時に暖房運転を実施する場合には、停止している室外機ユニットの室外熱交換器（空気熱交）内に液冷媒が凝縮して溜まり込むため、次に起動する際には過剰な液バックとなる。また、室外熱交換器に液冷媒が凝縮すると、運転中の冷媒回路を循環する冷媒量が不足するガスロー運転となり、空調能力の低下が懸念される。
【０００５】
（３）複数ある室外機ユニット毎の運転時間に差が生じて不均一となる。ＧＨＰの場合、圧縮機の駆動源としてガスエンジンを使用しているため、このガスエンジンが所定の運転時間（たとえば、１００００時間程度）を経過する毎にメンテナンスが必要となる。
しかし、運転時間が不均一であれば、メンテナンスの実施時期が室外機ユニット毎に異なるため、ＧＨＰのメンテナンス回数が増して運転停止時間を増加させる。また、最初のメンテナンス時期に合わせて全数のメンテナンスを同時に実施する場合は、ＧＨＰの運転停止時間は減少するものの、所定の運転時間に到達する前にメンテナンスを実施する室外機ユニットが生じることとなる。
上記（１）（２）より、マルチ組合せ室外機を備えたＧＨＰにおいては、低外気温時に停止中の室外機ユニット側で発生する液冷媒の溜まり込みを防止することが望まれる。また、上記（３）より、マルチ組合せ室外機を備えたＧＨＰにおいては、室外機ユニット毎の運転時間を均一化し、所定の運転時間経過後に必要となるメンテナンス時期を揃えることが望まれる。
【０００６】
アキュムレータを備えた空気調和装置の場合には、たとえ吸入配管や空気熱交に溜まりこんだとしてもアキュムレータが大きなバッファとなるので液バックに対する余裕度が高い。しかし、アキュムレータが有る場合には吸入圧損が大きく、一度冷媒が溜まり込むとなかなかぬけないなど問題も多く、本機種ではアキュムレータレスにより、それらの問題を解決した。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アキュムレータを設けていないマルチ組合せ機を備えたＧＨＰにおいて、低外気温時に停止中の室外機ユニット側で発生する液冷媒の溜まり込みを防止するとともに、室外機ユニット毎の運転時間を均一化して所定の運転時間経過後に必要となるメンテナンス時期を揃えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明は、複数の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記室外機ユニットの少なくとも１台が運転されている冷房運転時に、所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニットが存在し、該休止ユニットの吸入管温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、前記休止ユニットの機械室温度センサ検出温度が前記吸入圧力飽和温度に所定値を加えた比較温度より低い状態が所定時間以上継続した場合に、前記室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されることを特徴とするものである。
【０００８】
このようなガスヒートポンプ式空気調和装置によれば、室外機ユニットの少なくとも１台が運転されている冷房運転時に、所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニットが存在し、休止ユニットの吸入管温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、休止ユニットの機械室温度センサ検出温度が吸入圧力飽和温度に所定値を加えた比較温度より低い状態が所定時間以上継続した場合に、室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されるので、低外気温時に冷房運転を実施する場合、運転を停止している室外機ユニット（休止ユニット）の吸入配管に液冷媒が凝縮して溜まり込むことを防止できる。
【０００９】
本発明は、複数の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記室外機ユニットの少なくとも１台が運転されている暖房運転時に、所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニットが存在し、該休止ユニットの外気温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、前記休止ユニットの室外熱交換器液管部温度センサの検出温度と前記吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態が所定時間以上継続した場合に、前記室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されることを特徴とするものである。
【００１０】
このようなガスヒートポンプ式空気調和装置によれば、室外機ユニットの少なくとも１台が運転されている暖房運転時に、所定時間以上継続して休止状態の室外機ユニットが存在し、休止ユニットの外気温度センサ検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態を所定時間以上継続するとともに、休止ユニットの室外熱交換器液管部温度センサの検出温度と吸入圧力飽和温度との温度差が所定値より小さい状態が所定時間以上継続した場合に、室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されるので、低外気温時に暖房運転を実施する場合、運転を停止している室外機ユニット（休止ユニット）の室外熱交換器内に液冷媒が凝縮して溜まり込むことを防止できる。
【００１１】
上記の発明において、前記室外機ユニットの運転時間を比較し、運転時間差が所定値より大きくなった場合に前記室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されることが好ましく、これにより、複数ある室外機ユニット毎の運転時間を略均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述した本発明によれば、低外気温時に冷房運転及び暖房運転を実施する場合、制御条件が満たされると室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されるので、運転停止中となる室外機ユニット（休止ユニット）の吸入配管や室外熱交換器内に液冷媒が凝縮して溜まり込むことを防止できる。このため、休止ユニットを起動する際に溜まり込んだ液冷媒が過剰な液バックを引き起こすことを防止でき、さらに、暖房運転時においては、室外熱交換器に液冷媒が凝縮して溜まり込むことがないので、ガスロー運転による空調能力の低下を防止することもできる。このような効果は、特に、アキュムレータのない室外機ユニットを組み合わせて使用するマルチ組合せ機を備えたガスヒートポンプ式空気調和装置において顕著となる。
【００１３】
また、複数の室外機ユニット間で運転時間差が所定値以上に大きくなった場合には、室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されるため、複数ある室外機ユニット毎の運転時間を略均一にすることができ、室外機ユニットのメンテナンス時期を揃えることが可能になる。
従って、本発明のガスヒートポンプ式空気調和装置は、低外気温時に停止中の室外機ユニット側で発生する液冷媒の溜まり込みを防止するとともに、室外機ユニット毎の運転時間を均一化して所定の運転時間経過後に必要となるメンテナンス時期を揃えるという顕著な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る空気調和装置の一実施形態として、マルチ組合せ室外機を備えたガスヒートポンプ式空気調和装置（ＧＨＰ）の構成例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るＧＨＰの全体構成を示す回路図である。
ＧＨＰ（空気調和装置）１は、空調対象の室内に配置される１または複数の室内機ユニット３と、室外に配置されるとともにアキュムレータのない複数の室外機ユニット５と、室内機ユニット３及び室外機ユニット５との間で冷媒を循環させる冷媒回路７から概略構成されている。図示のＧＨＰ１は、２台の室外機ユニット５，５を連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えており、このマルチ組合せ室外機は、互いの冷媒出口配管及び冷媒戻り配管どうしを合流させた主冷媒配管７ａを介して各室内機ユニット３と連結されている。
なお、主冷媒配管７ａは、冷媒が状態変化を繰り返して循環する冷媒回路７の一部を構成する配管である。
【００１５】
各室内機ユニット３には、室内熱交換器（吸熱器、放熱器）９と、冷房運転時に高圧の冷媒を減圧・膨張させる室内側電子膨張弁（絞り部）１１と、室内側電子膨張弁１１の前後に配置された異物を除去するストレーナ１３と、冷媒の温度を検出する温度センサ１５とが設けられている。
室内熱交換器９は、冷房運転時には室内の空気（室内気）から熱を奪い、低温低圧の液冷媒を蒸発させるエバポレータとして機能し、暖房運転時には室内気に熱を放出し、高温高圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサとして機能するものである。
【００１６】
室外機ユニット５は、たとえば図２に示すように、その内部において二つの大きな構成部分に分割される。また、室外機ユニット５は、図中に一点鎖線で示す機械室内に設置され、機械室内部の温度を検出する機械室温度センサ７１と、機械室外部の外気温度を検出する外気温度センサ７３とを備えている。
第１の構成部分は、後述する圧縮機や室外熱交換器などの機器を中心として室内機ユニット３とともに冷媒回路を構成する部分であり、以後「冷媒回路部」と呼ぶ。また、第２の構成部分は圧縮機駆動用のガスエンジンを中心として、これに付随する機器を備えた部分であり、以後「ガスエンジン部」と呼ぶ。
【００１７】
冷媒回路部には、圧縮機１７、オイルセパレータ１９、四方弁（切替部）２１、室外熱交換器（吸熱器、放熱器）２３、室外ファン２４、室外側膨張弁（絞り部）２５、レシーバ２７、過冷却コイル（冷却用熱交換器）２９、水熱交換器３１、逆止弁３３、運転制御に伴い選択的に開閉動作がなされる電磁弁３５、室内側に通じる主冷媒配管７ａ等の現地接続配管と室外側とを連結する操作弁３６、ストレーナ１３などが備えられており、それぞれが冷媒回路７により接続されている。
また、室外機ユニット５には、温度センサや圧力センサなどの出力に基づき、少なくとも室内側電子膨張弁１１、室外側膨張弁２５を制御する制御部３７が配置されている。
【００１８】
圧縮機１７は、後述するガスエンジン５３により駆動され、室内熱交換器９または室外熱交換器２３、水熱交換器３１のいずれかから吸入される低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する。
圧縮機１７の吐出側には、吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３９と圧力を検出する吐出圧力センサ４１とが配置され、吸入側には、吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ４３と圧力を検出する吸入圧力センサ４５とが配置されている。
なお、本実施形態においては、２台の圧縮機１７を用いる実施形態に適用して説明している。
【００１９】
オイルセパレータ１９は、圧縮機１７と四方弁２１との間に配置され、圧縮機１７から吐出された冷媒中に含まれる圧縮機１７の潤滑油を分離して、圧縮機１７に戻すために設けられている。具体的には、各圧縮機１７から吐出された冷媒が導入される２本の略円筒形状のオイル分離部と、その下方に配置されたオイル貯留部とから構成されている。オイル貯留部には、分離された潤滑油の温度を制御するヒータ４７が配置されている。また、オイルセパレータ１９のオイル貯留部と圧縮機１７との間には、分離された潤滑油を圧縮機１７に供給する供給回路が配置されている。
【００２０】
四方弁２１は、オイルセパレータ１９の下流側に配置されて冷媒の流れを切り替える流路切替弁であり、冷媒が流入・流出する４つのポートＤ，Ｃ，Ｓ，Ｅが設けられている。ポートＤは圧縮機１７の吐出側と接続され、ポートＣは室外熱交換器２３と、ポートＳは圧縮機１７の吸入側と、ポートＥは室内熱交換器９と接続されている。
【００２１】
室外熱交換器２３は、冷房運転時に外気に熱を放出して高温高圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサとして機能し、暖房運転時に外気から熱を奪い低温低圧の冷媒を蒸発させるエバポレータとして機能する。この室外熱交換器２３は、外気を熱交換器部分に送風する室外ファン２４を備えている。また、室外熱交換器２３には、気相及び液相の冷媒温度を検出するため２箇所に温度センサ１５が配置されている。
なお、本実施形態においては、２台の室外熱交換器２３を用いる実施形態に適用して説明している。
【００２２】
レシーバ２７は、室外熱交換器２３または室内熱交換器９から流出した冷媒に含まれるガス冷媒をトラップし、液冷媒のみを室内熱交換器９または室外熱交換器２３に供給するものである。
室外熱交換器２３とレシーバ２７との間には室外側膨張弁２５と逆止弁３３とが並列に配置され、室外側膨張弁２５及び逆止弁３３の上流側、下流側にストレーナ１３が配置されている。逆止弁３３は、室外熱交換器２３からレシーバ２７に向けて冷媒を流すように配置されている。
【００２３】
過冷却コイル２９は、レシーバ２７と室内機ユニット３とを接続する冷媒回路に配置されている。過冷却コイル２９には、レシーバ２７と過冷却コイル２９との間を流れる冷媒の一部を分流させて過冷却コイル２９に導く冷媒配管が設けられ、この冷媒配管にはストレーナ１３及び冷媒の圧力を減圧・膨張させる過冷却用膨張弁（冷却用絞り部）４９が配置されている。過冷却コイル２９を通過した一部の冷媒は、四方弁２１と圧縮機１７とを接続する冷媒回路に導かれる。
過冷却コイル２９は、冷房運転時に、室内機ユニット３に必要な温度に冷却された冷媒を送るために設けられている。すなわち、過冷却用膨張弁４９により形成された低温の冷媒により室内機ユニット３に送られる冷媒をより冷却して（過冷却度を高めて）いる。そのため、室内機ユニット３の配置位置が室外機ユニット５から離れ、主冷媒配管７ａでの配管圧損が大きい場合でも、室内機ユニット３の膨張弁入口の冷媒状態を液相で保持でき、適正な冷房能力を得ることが出来る。また、冷媒流動音の発生なども抑制することが出来る。
【００２４】
水熱交換器３１は、室外熱交換器２３とレシーバ２７とを接続する冷媒回路から分岐して四方弁２１と圧縮機１７とを接続する冷媒回路に合流する冷媒配管に配置され、冷媒の流入側にはストレーナ１３及び冷媒の圧力を減圧・膨張させる水熱交換器用膨張弁（加熱用絞り部）５１が配置されている。また、水熱交換器３１には、後述するガスエンジン５３のエンジン冷却水が循環するように配置されている。
水熱交換器３１は、後述するエンジン冷却水の熱を冷媒に回収させるために設けられている。すなわち、暖房運転時において、冷媒は室外熱交換器２３における熱交換のみに頼るのではなく、ガスエンジン５３のエンジン冷却水からも排熱を回収することとなり、暖房運転の効率をより高めることができる。また、冷房運転時においても、低外気で室内機の運転負荷が小さい場合、エバポレータとして活用することで適正な高低圧を維持することができる。
【００２５】
一方、ガスエンジン部には、ガスエンジン５３を中心として、冷却水系５５及び燃料吸入系５７のほか、燃焼ガスの排気系やエンジンオイル系（いずれも図示せず）が設けられている。
ガスエンジン５３は、冷媒回路内に設置されている圧縮機１７をシャフトまたはベルトなどを介して駆動している。
【００２６】
冷却水系５５は、水ポンプ５９、リザーバタンク６１、ラジエータ６３等を備え、これらを配管にて接続して構成される回路（図中の破線で表示）を循環するエンジン冷却水（冷却媒体）によって、ガスエンジン５３を冷却する系である。
水ポンプ５９は、ガスエンジン５３の冷却水を循環させるために配置され、リザーバタンク６１は、この回路を循環する冷却水の余剰分を一時貯蔵するため、あるいは、回路を循環する冷却水が不足する場合に冷却水を供給するために配置されている。ラジエータ６３は、エンジン冷却水がガスエンジン５３から奪った排熱を放出するため、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。
【００２７】
また、冷却水系５５には、上述した構成のほかに、排気ガス熱交換器６５が設けられている。排気ガス熱交換器６５は、ガスエンジン５３から排出される排気ガスの熱を、エンジン冷却水に回収するためのものである。また、冷却水系５５には、前述した水熱交換器３１が配置され、冷媒回路部及び冷却水系５５の両系にまたがるように配置されている。
そのため、エンジン冷却水はガスエンジン５３から熱を奪うだけではなく、排気ガスからも熱を回収し、かつ、その回収した熱を、水熱交換器３１を介して冷媒に与える構成になっている。
なお、冷却水系５５におけるエンジン冷却水の流量制御は、２つの流量制御弁６７Ａ，６７Ｂによりおこなわれている。
【００２８】
燃料吸入系５７は、ガスエンジン５３に液化天然ガス（ＬＮＧ）などの都市ガスをガス燃料として供給するための系であり、ガス燃料の供給量を調節する燃料ガス弁６９が備えられている。燃料吸入系５７からガスエンジン５３に供給された燃料ガスは、ガスエンジン５３の吸気孔（図示せず）から吸入された空気と混合された後、ガスエンジン５３の燃焼室に供給されている。
【００２９】
次に、上記構成からなるＧＨＰ１について、室内を冷暖房するそれぞれの運転時の作用について説明する。
最初に、図１及び図２に基づいて暖房運転時について説明する。なお、各弁類の開閉状態は黒塗りで図示した弁類が閉であり、冷媒及びエンジン冷却水の流れ方向が矢印で示されている。なお、図１においては、暖房運転時の冷媒流れ方向を実線矢印で示し、後述する冷房運転時の冷媒流れ方向を破線矢印で示す。
【００３０】
暖房運転が選択されると、冷媒回路部の四方弁２１が切り替えられて、ポートＤ／Ｅ間及びポートＣ／Ｓ間が連通され、圧縮機１７の吐出側と室内熱交換器９とが接続される。また、室外側膨張弁２５及び水熱交換器用膨張弁５１、過冷却用膨張弁４９が制御部３７により制御される。室内側電子膨張弁１１は、室内機に設置した制御部により制御される。
【００３１】
まず、圧縮機１７から吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ１９に流入してガス冷媒中に含まれる潤滑油が分離される。潤滑油が分離されたガス冷媒は、四方弁２１のポートＤからポートＥへ流れて室内熱交換器９に流入する。このガス冷媒は、室内熱交換器９において室内気に熱を放出して凝縮・液化される。室内気はガス冷媒から熱を吸収して暖められる。液化した冷媒は、室内側電子膨張弁１１、過冷却コイル２９を通過してレシーバ２７に流入する。レシーバ２７において冷媒は気液分離され、液冷媒のみがレシーバ２７から流出する。
レシーバ２７から流出した液冷媒の一部は、室外側膨張弁２５を通って室外熱交換器２３に流入する。残りの冷媒は、水熱交換器用膨張弁５１を通って水熱交換器３１に流入する。
【００３２】
室外熱交換器２３に流入する冷媒は、室外側膨張弁２５を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒となる。室外熱交換器２３において、低温低圧の液冷媒は外気などから熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
水熱交換器３１に流入する冷媒は、水熱交換器用膨張弁５１を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となる。水熱交換器３１では、低温低圧の液冷媒がエンジン冷却水から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
【００３３】
室外熱交換器２３において蒸発したガス冷媒は、四方弁２１のポートＣからポートＳを経て圧縮機１７の吸入口に流入する。一方、水熱交換器３１において蒸発したガス冷媒も同様に、四方弁２１のポートＳと圧縮機１７の吸入口との間を接続する冷媒配管に流入する。
こうして圧縮機１７に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１７により圧縮され高温高圧のガス冷媒となり、再びオイルセパレータ１９に向けて吐出される。以降、同様の過程が繰り返される。
【００３４】
続いて、図１及び図３に基づいて、冷房運転時について説明する。
冷房運転が選択されると、四方弁２１のポートＤ／Ｃ間及びポートＥ／Ｓ間が連通するため、圧縮機１７の吐出側と室外熱交換器２３とが接続される。
また、過冷却用膨張弁４９、水熱交換器用膨張弁５１が制御部３７により制御され、室外側膨張弁２５が全開にされる。室内側電子膨張弁１１は、室内機に設置した制御部により制御される。
【００３５】
まず、圧縮機１７から吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ１９により潤滑油が分離され、四方弁２１を通過して室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３において、ガス冷媒は熱を放出して凝縮・液化して液冷媒となる。室外熱交換器２３から流出した液冷媒は、逆止弁３３を通過してレシーバ２７に流入し、気液分離されて液冷媒のみがレシーバ２７から流出する。
レシーバ２７から流出した液冷媒の一部は、過冷却コイル２９及び室内側電子膨張弁１１を通って室内熱交換器９に流入する。残りの冷媒は、過冷却用膨張弁４９を通って過冷却コイル２９に流入する。なお、冷房負荷が非常に小さい時は、室外熱交換器２３から流出した液冷媒の一部が水熱交換器用膨張弁５１を経て水熱交換器３１を通過し、低温低圧の液冷媒がエンジン冷却水から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となることで吸熱量を確保し、適正な運転点を維持する。
【００３６】
室内熱交換器９に流入する冷媒は、過冷却コイル２９を通過する過程で、後述する過冷却用膨張弁４９を通過した低温低圧の液冷媒に熱を奪われる。その後、室内側電子膨張弁１１を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒となる。室内熱交換器９において、低温低圧の液冷媒は、室内気から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
過冷却コイル２９に流入する冷媒は、過冷却用膨張弁４９を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒となる。この液冷媒は、過冷却コイル２９において上述した室内熱交換器９に流入する液冷媒から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
【００３７】
室内熱交換器９において蒸発したガス冷媒は、四方弁２１のポートＥからポートＳを経て圧縮機１７の吸入口に流入する。一方、過冷却コイル２９において蒸発したガス冷媒も同様に、四方弁２１のポートＳと圧縮機１７の吸入口との間を接続する冷媒配管に流入する。
こうして圧縮機１７に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１７により圧縮された高温高圧のガス冷媒となり、再びオイルセパレータ１９に向けて吐出され、以降は同様の過程が繰り返される。
【００３８】
さて、上述した構成のＧＨＰ１において、２台の室外機ユニット５，５を連結して使用するマルチ組合せ室外機の運転は、以下に説明するような制御を実施する。
最初に、複数ある室外機ユニット５の少なくとも１台が運転されている冷房運転時に実施され、室外機ユニット５，５の運転及び休止を入れ替えるローテーション制御について説明する。
【００３９】
このローテーション制御は、以下に説明する第１から第４の条件が全て満たされた場合に制御部３７が実施する。
第１の条件は、ＧＨＰ１が冷房運転を実施していることである。すなわち、室外熱交換器２３がコンデンサ（放熱器）として機能する場合である。
第２の条件は、所定時間ｔｓ（たとえば５分程度）以上継続して休止状態の室外機ユニット５が存在することである。
【００４０】
第３の条件は、休止状態にある室外機ユニット（以下、「休止ユニット」と呼ぶ）５の吸入管温度センサ検出温度Ｔｓと吸入圧力飽和温度ＳＳＴとの温度差ΔＴ１（ΔＴ１＝Ｔｓ−ＳＳＴ）が、所定値Ｔｘ（たとえば２℃程度）より小さい（ΔＴ１＜Ｔｘ）状態を所定時間ｔａ（たとえば５分程度）以上継続した場合である。
この場合の吸入管温度センサ検出温度Ｔｓは、圧縮機１７の吸入配管に設置された吸入温度センサ４３が検出した温度であり、冷媒回路７における吸入配管（低圧部）の冷媒温度となる。
吸入圧力飽和温度ＳＳＴは、上述した吸入管温度センサ検出温度Ｔｓと同様に、圧縮機１７の吸入配管に設置された吸入圧力センサ（低圧センサ）４５で検出した冷媒圧力、すなわち冷媒回路７の低圧から換算して算出される飽和温度換算値である。
【００４１】
第４の条件は、休止ユニット５の機械室温度センサ検出温度Ｔｍが、上述した吸入圧力飽和温度ＳＳＴに所定値α（たとえば５℃程度）を加えた比較温度Ｔαより低い状態（ＳＳＴ＜Ｔα）が所定時間ｔｂ（たとえば５分程度）以上継続した場合である。
なお、機械室温度センサ検出温度Ｔｍは、機械室温度センサ７１が検出した機械室内部の温度である。
【００４２】
すなわち、第１から第４の条件を全て満たす場合には、休止ユニット５の圧縮機１７に冷媒を吸入する吸入配管が、冷媒の吸入圧力飽和温度ＳＳＴに近い温度環境にあるなど凝縮した液冷媒を溜め込みやすい、あるいは液冷媒が溜まり込みはじめた運転状況にあると判断できるので、制御部３７が上述したローテーション制御を実施する。
このローテーション制御により、液冷媒が溜まり込む前か、あるいは溜まり込みはじめた状態にある休止ユニット５の運転が開始されるので、吸入配管に液冷媒が溜まり込む現象を未然に防止することができる。この結果、ローテーション制御による休止ユニット５の起動時や、次に休止ユニット５を起動する際には、吸入配管に溜まり込んでいる液冷媒量が全くないか少量となるので、圧縮機１７に多量の液冷媒を吸入するという過剰の液バック現象を防止することができる。
【００４３】
次に、複数ある室外機ユニット５の少なくとも１台が運転されている暖房運転時に実施され、室外機ユニット５，５の運転及び休止を入れ替えるローテーション制御について説明する。
このローテーション制御は、以下に説明する第１から第４の条件が全て満たされた場合に制御部３７が実施する。
【００４４】
第１の条件は、ＧＨＰ１が暖房運転を実施していることである。すなわち、室外熱交換器２３がエバポレータ（吸熱器）として機能する場合である。
第２の条件は、所定時間ｔｓ（たとえば５分程度）以上継続して休止状態の室外機ユニット５が存在することである。この場合の所定時間ｔｓは、上述した冷房運転時と同じにしたが、特に限定されるものではない。
【００４５】
第３の条件は、休止状態にある室外機ユニット（以下、「休止ユニット」と呼ぶ）５の外気温度センサ検出温度Ｔｏと上述した吸入圧力飽和温度ＳＳＴとの温度差ΔＴ２（ΔＴ２＝Ｔｏ−ＳＳＴ）が所定値Ｔｙ（たとえば２℃程度）より小さい（ΔＴ２＜Ｔｙ）状態を所定時間ｔｃ（たとえば５分程度）以上継続した場合である。
この場合の外気温度センサ検出温度Ｔｏは、休止ユニット５の機械室外部に設置された外気温度センサ７３が検出した温度であり、休止ユニット５が設置されている場所の外気温度を計測した値である。
吸入圧力飽和温度ＳＳＴは、上述した吸入管温度センサ検出温度Ｔｓと同様に、圧縮機１７の吸入配管に設置された吸入圧力センサ４５で検出した冷媒圧力、すなわち冷媒回路７の低圧から換算して算出される飽和温度換算値である。
【００４６】
第４の条件は、休止ユニット５の室外熱交換器液管部温度センサが検出した検出温度、すなわち室外熱交換器２３に設けた２箇所の温度センサ１５のうち液相側となる温度センサ（室外熱交換器液管部温度センサ）が検出した検出温度Ｔｉと、上述した吸入圧力飽和温度ＳＳＴとの温度差ΔＴ３（ΔＴ３＝Ｔｉ−ＳＳＴ）が所定値Ｔｚ（たとえば２℃程度）より小さい（ΔＴ３＜Ｔｚ）状態が所定時間ｔｄ（たとえば５分程度）以上継続した場合である。この場合、室外熱交換器２３の液相側となる温度センサ１５は、室外側膨張弁２５から液冷媒を導入する冷媒入口側に配設されたものとなる。
なお、図示の室外機ユニット５は、２組の室外熱交換器２３，２３を備えているので、それぞれの液相側に設けた温度センサ１５が検出した検出温度の平均値を室外熱交換器液管部温度センサが検出した検出温度Ｔｉとすればよい。
【００４７】
すなわち、第１から第４の条件を全て満たす場合には、休止ユニット５の室外熱交換器２３が、冷媒の吸入圧力飽和温度ＳＳＴに近い温度環境にあるなど凝縮した液冷媒を溜め込みやすい、あるいは液冷媒が溜まり込みはじめた運転状況にあると判断できるので、制御部３７が上述したローテーション制御を実施する。
このローテーション制御により、液冷媒が溜まり込む前か、あるいは溜まり込みはじめた状態にある休止ユニット５の運転が開始されるので、室外熱交換器２３に液冷媒が溜まり込む現象を未然に防止することができる。この結果、ローテーション制御による休止ユニット５の起動時や、次に休止ユニット５を起動する際には、室外熱交換器２３に溜まり込んでいる液冷媒量が全くないか少量となるので、圧縮機１７に多量の液冷媒を吸入するという過剰の液バック現象を防止するとともに、冷媒不足により空調性能が低下するガスロー運転を防止することもできる。
【００４８】
また、上述したＧＨＰ１においては、２台設置した室外機ユニット５，５の運転時間を比較し、運転時間差が所定値より大きくなった場合に室外機ユニットの運転及び休止を入れ替えるローテーション制御を実施し、各室外機ユニット５，５の運転時間を略均一にする。このローテーション制御は、上述したローテーション制御と同様に、制御部３７により実施される。
以下、運転時間の均一化を目的とするローテーション制御について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００４９】
最初に、ステップＳ１でスタートすると、次のステップＳ２では室外機ユニット５が１台運転か否かを判断する。
この結果、室外機ユニット５が１台運転である「ＹＥＳ」の場合には、次のステップＳ３に進み、室外機ユニット５の運転時間を確認する。ここで確認した運転ユニットの運転時間をｔ１とし、休止ユニットの運転時間をｔ２とする。なお、この運転時間ｔ１，ｔ２は、たとえば制御部３７内に設けた図示省略の手段により、積算及び記憶されている。
一方、ステップＳ２の判断が「ＮＯ」の場合には、２台の室外機ユニット５，５が運転されているため、ステップＳ１０に進んで以下の制御は終了する。
【００５０】
ステップＳ３で運転時間ｔ１，ｔ２を確認した後には、次のステップＳ４に進んで運転時間差Δｔを算出する。すなわち、運転ユニットの運転時間ｔ１から休止ユニットの運転時間ｔ２を引いた運転時間差Δｔ（Δｔ＝ｔ１−ｔ２）が所定時間Ｈ（たとえば５００時間程度）より大きい「ＹＥＳ」の場合（Δｔ＞Ｈ）には、運転時間差Δｔが大きいためローテーションの必要があると判断し、次のステップＳ５に進んで室外機ユニット５のローテーション制御を実施する。ステップＳ５のローテーション制御では、運転ユニットを停止するとともに、休止ユニットの運転を開始する。
【００５１】
こうしてローテーション制御を実施した後には、次のステップＳ６に進んで再度運転ユニットの運転時間ｔ１と休止ユニットの運転時間ｔ２との運転時間差Δｔを算出するが、この場合の運転ユニット及び休止ユニットはステップＳ５のローテーション制御により入れ替わっている。こうして算出した運転時間差Δｔは、所定時間ｈ（たとえば１２８時間程度）と比較される。この結果、運転時間差Δｔが所定時間ｈより小さい「ＹＥＳ」の場合（Δｔ＜ｈ）には、運転時間差Δｔが小さいためローテーションをする必要はないと判断し、上述したステップＳ２に進んで室外機ユニット５の１台運転を継続する。
【００５２】
しかし、ステップＳ６において、運転時間差Δｔが所定時間ｈ以上に大きい「ＮＯ」の場合（Δｔ≧ｈ）には、ステップＳ７に進んでローテーション禁止制御を実施した後、上述したステップＳ２に進んで室外機ユニット５の１台運転を継続する。なお、ステップＳ７のローテーション禁止制御は、Ｈ時間の運転時間差がついてローテーションした後、Ｈ時間の差が解消されるまで同一のユニットで連続運転されることになり、エンジン／コンプにとってもそれらは望ましくないため、差がｈ時間以下になった時点でローテーションを認める制御である。
【００５３】
また、上述したステップＳ４において、運転時間差Δｔが所定時間Ｈ以下に小さくなる「ＮＯ」の場合（Δｔ≦Ｈ）には、運転時間差Δｔを均一化するためのローテーションは不要と判断し、次のステップＳ８に進む。このステップＳ８では、室外機ユニット５のローテーション条件を判断する。すなわち、上述した冷房運転時及び暖房運転時においてローテーション制御を実施する第１から第４の条件を満たすか否かの判断を実施する。
この結果、条件を満たす「ＹＥＳ」の場合には、次のステップＳ９に進んで室外機ユニット５のローテーション制御を実施した後、上述したステップＳ２に戻る。
一方、ステップＳ８の判断が条件を満たさない「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ２に直接戻ることとなる。
このように、室外機ユニット５が１台運転の間は、上述したステップＳ２からステップＳ９の制御を繰り返し、２台の室外機ユニット５，５の運転時間差を略均一化する。
【００５４】
以上説明したように、本発明のＧＨＰ１によれば、低外気温時に冷房運転及び暖房運転を実施する場合に、室外機ユニット５の運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されるので、休止ユニット（運転停止中となる室外機ユニット５）の吸入配管や室外熱交換器２３内に液冷媒が凝縮して溜まり込むことを防止できる。このため、休止ユニットを起動する際に溜まり込んだ液冷媒が過剰な液バックを引き起こすことを防止でき、さらに、暖房運転時においては、室外熱交換器２３に多量の液冷媒が凝縮して溜まり込むことがないので、ガスロー運転による空調能力の低下を防止することもできる。このような効果は、特に、アキュムレータのない室外機ユニット５を組み合わせて使用するマルチ組合せ機を備えたＧＨＰ１で顕著となる。
【００５５】
また、２台の室外機ユニット５，５間で運転時間差Δｔが所定値以上に大きくなった場合には、室外機ユニット５の運転及び休止を入れ替えるローテーション制御が実施されるため、両室外機ユニット５の運転時間を略均一にすることができる。このため、ガスエンジン５３を備えているため、所定の運転時間毎に必要となる室外機ユニット５のメンテナンス時期を揃えることが可能になる。
このように、本発明のＧＨＰ１によれば、低外気温時に停止中の室外機ユニット５側で発生する液冷媒の溜まり込みを防止するとともに、室外機ユニット５毎の運転時間を均一化して所定の運転時間経過後に必要となるメンテナンス時期を揃えることができる。
【００５６】
ところで、上述した実施形態においては、室外機ユニット５を２台組み合わせて使用するマルチ組合せ室外機としたが、３台あるいはそれ以上の複数台を組み合わせたマルチ組合せ室外機に適用可能なことはいうまでもない。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一例として、ガスヒートポンプ式空気調和装置（ＧＨＰ）の全体構成及び冷暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図２】図１のガスヒートポンプ式空気調和装置における室外機ユニットの構成例及び暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図３】図１のガスヒートポンプ式空気調和装置における室外機ユニットの構成例及び冷房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図４】運転時間差が所定値以上に大きくなった場合に実施する室外機ユニットのローテーション制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１  ガスヒートポンプ式空気調和装置（空気調和装置）
９  室内熱交換器（吸熱器、放熱器）
１１  室内側電子膨張弁（絞り部）
１５  温度センサ
１７  圧縮機
２１  四方弁（切替部）
２３  室外熱交換器（吸熱器、放熱器）
２４  室外ファン
２５  室外側膨張弁（絞り部）
２９  過冷却コイル（冷却用熱交換器）
３１  水熱交換器（加熱用熱交換器）
３７  制御部
４３  吸入温度センサ
４５  吸入圧力センサ
４９  過冷却用膨張弁（冷却用絞り部）
５１  水熱交換器用膨張弁（加熱用絞り部）
７１  機械室温度センサ
７３  外気温度センサ
【図１】
2007107859.tif 000003
【図２】
2007107859.tif 000004
【図３】
2007107859.tif 000005
【図４】
2007107859.tif 000006