(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の室外機と複数台の室内機とを同一冷媒系統に接続して単位グループを構成し、当該単位グループを複数系統備えた空気調和装置において、
各単位グループにおいては、運転順位に従い各室外機の運転時間を異ならせるとともに、
各単位グループ内の運転順位が最も高い室外機同士の運転時間を等しくさせるように、各単位グループにおいて運転順位が最も高い室外機の運転率を可変して運転時間を調整する調整手段を備え、
各単位グループ内の運転順位が最も高い室外機同士を同時にメンテナンス可能に構成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置において、
各単位グループにおいては、運転順位が最も高い室外機と２番目に高い室外機との少なくとも２つの室外機の運転時間差が予め設定した時間差となるように規定されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の空気調和装置において、各室外機の圧縮機がエンジン駆動式であり、各室外機の発停回数が等しくなるように、各室外機の運転を制御することを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の室外機と室内機とを備え、これらを同一冷媒系統に接続した空気調和装置（単位グループ）およびこの単位グループを複数系統備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ダブルマルチシステムと呼ばれ、１つの冷媒系統に２〜３台の室外機が接続され、複数台の室外機と複数台の室内機とを１つの冷媒系統の配管で施工できることで施工コストの低減を目的の１つとしたシステムが知られている。この種のものにおいて、ビル内の空調設備等の大規模な物件に対しては、このダブルマルチシステムが複数系統備えられ、例えば、ダブルマルチシステムを１０冷媒系統設置する場合がある。
【０００３】
従来、ダブルマルチシステムでは、電動モーターを圧縮機の駆動源にするものが主流であったが、ガスエンジンを圧縮機の駆動源にするものが開発され、市場に投入されている。このガスエンジンを圧縮機の駆動源にするダブルマルチシステム（以下、ダブルマルチＧＨＰという。）では、エンジンオイル交換等の定期的なメンテナンスが必要とされる。
【０００４】
従来のダブルマルチシステムでは、１つの冷媒系統内の室外機の運転時間を同じになるように運転時間を調整する制御（以下、自動交互運転制御という。）が実施されている。ダブルマルチＧＨＰでも同様な制御が実施されており、ダブルマルチＧＨＰが自動交互運転制御を実施する目的は、１つの冷媒系統内の室外機を一度にメンテナンスすることで、サービスマン等がメンテナンスに伺う出張工数の削減を図ることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動交互運転制御は、１つの冷媒系統など設置されたダブルマルチＧＨＰが少ない場合においては、サービスマンがメンテナンスに伺う回数を削減するために有効な方法であるが、大規模物件の場合には、各冷媒系統毎に運転時間が異なるのでメンテナンスに伺う回数を削減することができないという問題がある。また、従来の構成では、室外機のメンテナンスを実施するときには、全ての室外機を同時に行っていたので、このメンテナンス時には空気調和装置を運転できないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、空気調和装置を停止させることなく、室外機のメンテンスを実施でき、メンテナンス回数を削減することができる空気調和装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数台の室外機と複数台の室内機とを同一冷媒系統に接続して単位グループを構成し、当該単位グループを複数系統備えた空気調和装置において、各単位グループにおいては、運転順位に従い各室外機の運転時間を異ならせるとともに、各単位グループ内の運転順位が最も高い室外機同士の運転時間を等しくさせるように、各単位グループにおいて運転順位が最も高い室外機の運転率を可変して運転時間を調整する調整手段を備え、各単位グループ内の運転順位が最も高い室外機同士を同時にメンテナンス可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１のものにおいて、各単位グループにおいては、運転順位が最も高い室外機と２番目に高い室外機との少なくとも２つの室外機の運転時間差が予め設定した時間差となるように規定されていることを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、室外機の運転時間に差が生じるため、運転時間の長くなったものから順次メンテナンスを実行することができる。
【００１１】
単位グループを複数系統備えた空気調和装置においては、各単位グループ内で室外機の運転時間に差が生じ、しかも単位グループ内での運転順位が等しいすべての単位グループの室外機同志の運転時間が等しくされるため、各単位グループの運転時間の多い室外機を同時にメンテナンスすることができ、メンテナンスに伺う回数を削減することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、各室外機の圧縮機がエンジン駆動式であり、各室外機の発停回数が等しくなるように構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、２台の室外機１と、２台の室内機３とを一冷媒系統に接続して構成した空気調和装置を例示している。
【００１５】
１ａ，１ｂは室外機を示し、３ａ，３ｂは室内機を示している。室外機１ａは、アキュームレータ１０ａと、ガスエンジン駆動による圧縮機１１ａと、オイルセパレータ１２ａと、四方弁１３ａと、室外熱交換器１４ａと、室外電動式膨脹弁１５ａとで構成されている。なお、１７ａは室外熱交換器１４ａのファンを示している。室外機１ｂについては、以下の構成を含めて、室外機１ａと同じであるので、説明を省略する。
【００１６】
また、室内機３ａは、室内熱交換器３４ａと、室内電動式膨脹弁３５ａ（以下「室内メカ弁３５ａ」という。）とで構成されている。なお、室内機３ｂについては、以下の構成を含めて、室内機３ａと同じであるので、説明を省略する。この室内機３ａ，３ｂからは、ガス管５及び液管７からなるユニット間配管が延び出し、このユニット間配管には、室外機１ａ，１ｂが並列に接続されている。１０５ａ，１０５ｂは、本冷媒系統から、室外機１ａ，１ｂを切り離し自在に構成されたメンテナンス用の開閉弁である。
【００１７】
オイルセパレータ１２ａは、圧縮機１１ａから吐出される冷媒中の潤滑油を分離するものであり、ここで分離された潤滑油は常時オイル戻し管２１ａと強制オイル戻し管２２ａとを通じて圧縮機１１ａに戻される。常時オイル戻し管２１ａにはキャピラリーチューブ２４ａが設けられ、このキャピラリーチューブ２４ａによって圧縮機１１ａに戻されるオイルに流路抵抗がかけられる。この常時オイル戻し管２１ａはオイルセパレータ１２ａの中程につながれ、これがつながれた位置よりもオイルセパレータ１２ａ内のオイルの油面が上回る限りにおいて、この常時オイル戻し管２１ａを通じてオイルが常時圧縮機１１ａの吸込管に戻される。強制オイル戻し管２２ａには開閉弁２３ａ，２５ａが設けられる。
【００１８】
この強制オイル戻し管２２ａは、オイルセパレータ１２ａの底部につながれ、開閉弁２３ａ，２５ａを開くことによってオイルセパレータ１２ａ内のオイルが強制的に圧縮機１１ａの吸込管に戻される。
【００１９】
室外機１ａ，１ｂの強制オイル戻し管２２ａ，２２ｂどうしは、バランス管５１によりつながれる。このバランス管５１は、第３の補助管５３ａを通じて、オイルセパレータ１２ａとチェッキ弁１８ａとの間につながれ、第３の補助管５３ａには第３の開閉弁５５ａが設けられる。
【００２０】
第３の開閉弁５５ａが開き、四方弁１３ａが図示の位置に切り替わると、バランス管５１は室外熱交換器１４ａに連通する。
【００２１】
本実施形態では、圧縮機１１ａ，１１ｂがそれぞれガスエンジン１００ａ，１００ｂで駆動される。この圧縮機１１ａ，１１ｂの本体からは、軸１０１ａ，１０１ｂが導出され、この軸１０１ａ，１０１ｂに図示を省略したプーリが連結され、プーリＶベルト１０２ａ，１０２ｂを介してガスエンジン１００ａ，１００ｂの出力軸が連結されている。
【００２２】
冷房運転時には、圧縮機１１ａ，１１ｂからの冷媒が、図１に実線矢印で示すように、オイルセパレータ１２ａ，１２ｂ、四方弁１３ａ，１３ｂ、室外熱交換器１４ａ，１４ｂ、室外電動式膨脹弁１５ａ，１５ｂを経て液管７に流出し、それぞれの室内機３ａ，３ｂに入り、室内電動式膨脹弁３５ａ，３５ｂ、室内熱交換器３４ａ，３４ｂの順に流れてガス管５に流出し、四方弁１３ａ，１３ｂ、アキュームレータ１０ａ，１０ｂを経て圧縮機１１ａ，１１ｂに戻される。
【００２３】
暖房運転時には、圧縮機１１ａ，１１ｂからの冷媒が、図１に点線矢印で示すように、オイルセパレータ１２ａ，１２ｂ、四方弁１３ａ，１３ｂを経てガス管５に流出し、室内機３ａ，３ｂに入り、室内熱交換器３４ａ，３４ｂ、室内電動式膨脹弁３５ａ，３５ｂの順に流れて液管７に流出し、室外電動式膨脹弁１５ａ，１５ｂ、室外熱交換器１４ａ，１４ｂ、四方弁１３ａ，１３ｂ、並びにアキュームレータ１０ａ，１０ｂを経て圧縮機１１ａ，１１ｂに戻される。
【００２４】
図２は、本実施形態による空調システムを示している。
【００２５】
この空調システムは、上記室外機１を３台とし、上記室内機３を４台とした空気調和装置を、一つの単位グループとして、これらを例えば同一ビル内に１０系統備えた空調システムである。
【００２６】
本実施形態では、各単位グループにおける室外機２０１〜２０９および室内機３０１〜３０９をコントローラ（調整手段）２００が一括制御する。
【００２７】
▲１▼第１制御例
単位グループ内で、各室外機２０１〜２０９に運転順位を付けておく。例えば、運転順位の高い順に１号機（室外機２０１ａ〜２０９ａ）、２号機（室外機２０１ｂ〜２０９ｂ）、３号機（室外機２０１ｃ〜２０９ｃ）とする。そして、運転順位に従い、各室外機の運転時間を異ならせる。
【００２８】
ついで、単位グループ内での運転順位が等しいすべての単位グループの室外機同志の運転時間を等しくさせる。
【００２９】
例えば、目標を第１単位グループの室外機２０１ａとすれば、別の第２単位グループの室外機２０２ａの運転時間が、上記室外機２０１ａの運転時間よりも短い場合、第２単位グループ内において、室外機２０２ａの運転率を上げて、この室外機２０２ａと室外機２０１ａとの運転時間を等しくさせる。
【００３０】
また、別の第３単位グループの室外機２０３ａの運転時間が、上記室外機２０１ａの運転時間よりも長い場合、その別の第３単位グループ内において、上記室外機２０３ａの運転率を下げて、この室外機２０３ａと上記目標の室外機２０１ａとの運転時間を等しくさせる。
【００３１】
この操作を、すべての単位グループに亘って実行することにより、系統を跨いだ運転時間管理を実行する。
【００３２】
これによれば、系統を跨いだすべての１号機（室外機２０１ａ〜２０９ａ）、２号機（室外機２０１ｂ〜２０９ｂ）、３号機（室外機２０１ｃ〜２０９ｃ）の順にあらかじめ規定されたメンテナンス時間に到達するため、３回に分けて、これらのメンテナンスを実行すればよいため、本システムの設置されたビルに伺うメンテナンスの回数を低減できる。
【００３３】
なお、メンテナンスに際しては、本空調システムを停止させることなく、それを運転したまま、図１において説明したように、該当する開閉弁１０５ａ，１０５ｂを閉じ、その室外機を切り離しておこなう。
【００３４】
▲２▼第２制御例
単位グループ内で、各室外機２０１〜２０９に運転順位を付けておく。例えば、運転順位の高い順に１号機（室外機２０１ａ〜２０９ａ）、２号機（室外機２０１ｂ〜２０９ｂ）、３号機（室外機２０１ｃ〜２０９ｃ）とする。そして、単位グループ内で、各室外機の運転時間の差をあらかじめ規定する。
【００３５】
例えば、第１単位グループ内で、室外機２０１ａと室外機２０１ｂの運転時間差をあらかじめ２０００時間に設定する。
【００３６】
この場合、２０００時間に到達するまでは、室外機２０１ａが優先的に運転されることになり、別の室外機２０１ｂと室外機２０１ｃとが交互に運転制御されることになる。具体的には、室外機２０１ｂの運転順位が、室外機２０１ｃの運転順位よりも高いため、室外機２０１ｂの運転時間が、室外機２０１ｃの運転時間よりも長くなるように制御され、また、室外機２０１ａと室外機２０１ｂの運転時間差が２０００時間になるように制御される。
【００３７】
これによれば、室外機２０１ａのメンテナンスが終了した場合、２０００時間経過後、室外機２０１ｂのメンテナンスがおこなわれる。
【００３８】
▲３▼第３制御例
上記第２制御例において、単位グループ内での運転順位が等しいすべての単位グループの室外機同志の運転時間を等しくさせる。
【００３９】
例えば、目標を第１単位グループの室外機２０１ａとすれば、別の第２単位グループの室外機２０２ａの運転時間が、上記室外機２０１ａの運転時間よりも短い場合、第２単位グループ内において、室外機２０２ａの運転率を上げて、この室外機２０２ａと室外機２０１ａとの運転時間を等しくさせる。
【００４０】
また、別の第３単位グループの室外機２０３ａの運転時間が、上記室外機２０１ａの運転時間よりも長い場合、その別の第３単位グループ内において、上記室外機２０３ａの運転率を下げて、この室外機２０３ａと上記目標の室外機２０１ａとの運転時間を等しくさせる。
【００４１】
この操作を、すべての単位グループに亘って実行することにより、系統を跨いだ運転時間管理を実行する。
【００４２】
これによれば、系統を跨いだすべての１号機（室外機２０１ａ〜２０９ａ）のメンテナンスが終了した後、２０００時間経過した場合、２号機（室外機２０１ｂ〜２０９ｂ）のメンテナンスがおこなわれる。
【００４３】
上記メンテナンスの時間等は、いずれも一例であって、これに限定されるものでないことはいうまでもない。
【００４４】
この実施形態では、図１に示すように、圧縮機１１ａをガスエンジン１００ａで駆動している。従って、消耗機械部品として、エンジンの起動に使用するスタータモータを有する。このスタータモータが故障した場合、本空気調和装置の運転が不可能になる。
【００４５】
▲４▼第４制御例
エンジン駆動式の場合、運転時間が短くても、エンジン発停回数が多い場合がある。例えば、室内負荷が小さい場合、発停を頻繁に繰り返す。
【００４６】
本実施形態では、上記１冷媒系統内において、例えば、室外機２０１ａ〜２０１ｃの発停回数を積算し、この発停回数がすべての室外機２０１ａ〜２０１ｃで等しくなるように制御がおこなわれる。この制御はコントローラ２００が司る。
【００４７】
こうすることにより、エンジンの起動に使用するスタータモータの寿命が均等化され、その消耗が防止される。
【００４８】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明では、空調システムを全停止することなく、時期をずらして、室外機のメンテナンスを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の一実施形態を示す回路図である。
【図２】１０系統を有した空気調和装置の回路図である。
【符号の説明】
１  室外機
３  室内機
２００  コントローラ（調整手段）
【図１】
0003933372.tif 000002
【図２】
0003933372.tif 000003