(57)【要約】  空気調和装置は、それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有する複数の熱源機と、熱源機に配管により接続され、熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、熱源機の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、熱源機及び利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、判定手段によって非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、を有する。
2020234994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有する複数の熱源機と、
前記熱源機に配管により接続され、前記熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、
前記熱源機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記熱源機及び前記利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された場合、複数の前記熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、を有する
空気調和装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記熱源機が動作した時間を計測する計時手段を更に有し、
前記判定手段は、
前記計時手段によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合又は第２の時間閾値を超えた場合、前記非通常運転であると判定する
請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器に流れる冷媒の温度を検出する熱源側温度検出部を更に備え、
前記判定手段は、
前記熱源側温度検出部によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定する
請求項１又は２記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記アキュムレータに流入する冷媒の温度を検出する吸入温度検出部と、
前記アキュムレータに流入する冷媒の圧力を検出する吸入圧力検出部と、を更に備え、
前記判定手段は、
前記吸入温度検出部によって検出された温度と、前記吸入圧力検出部によって検出された圧力とに基づいて算出された蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出部と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出部と、を更に備え、
前記判定手段は、
前記吐出温度検出部によって検出された温度と、前記吐出圧力検出部によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記均液手段は、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された前記熱源機の前記流量調整弁を調整する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
複数の前記熱源機は、
前記圧縮機の吐出側から前記アキュムレータに冷媒をバイパスするバイパス配管と、
前記バイパス配管に流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整弁と、を備え、
前記均液手段は、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された前記熱源機の前記バイパス調整弁を調整する
請求項１〜６のいずれか１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、複数の熱源機と利用側負荷とが接続された空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置を大容量化することを目的として、共通のガス管及び共通の液管とを用いて、複数の熱源機と利用側負荷とが接続される技術が知られている。特許文献１には、複数の熱源機と複数の利用側負荷とが、共通のガス管及び共通の液管とを用いて接続された冷凍空気調和装置が開示されている。特許文献１は、圧縮機の回転数、ファンの回転数又は熱源機に設けられた流量調整弁の開度等を調整して、冷媒の循環量を制御している。これにより、特許文献１は、各熱源機に設けられた気液分離器の機能を有するアキュムレータ同士を均液管で接続せずに、暖房運転時の均液処理及び余剰冷媒処理を行っている。また、特許文献２及び特許文献３には、圧縮機から吐出された冷媒の過熱度等に基づいて、熱源機に設けられた流量調整弁の開度を制御して、暖房運転時の均液処理及び余剰冷媒処理を行う空気調和装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２０１０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５２６４号公報
【特許文献３】特開２００８−２４９２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に開示された空気調和装置は、暖房運転又は冷房運転を行う通常運転のとき、均液処理及び余剰冷媒処理を行うものである。ここで、空気調和装置の起動時、暖房運転から除霜運転に切り替わるとき又は除霜運転から暖房運転に戻るとき等の過渡的な非通常運転の場合について説明する。例えば、暖房運転時に蒸発器として作用する熱源側熱交換器に着霜した場合、熱源側熱交換器の蒸発性能が低下して、熱源機に余剰冷媒が溜まる。暖房運転から、流路切替装置を切り替えて除霜運転が行われる機種は、除霜後、除霜された熱源側熱交換器及び液配管に溜まった液状の冷媒が圧縮機の吸入側に戻るため、圧縮機に吸入される液量が急激に増加する。また、負荷変動が激しく、熱源機が起動及び停止を繰り返す場合、流量調整弁を制御して均液しようとしても、均液制御が作動する前に熱源機が停止し、圧縮機に吸入される液量が増加する。このように、非通常運転では、冷媒の流量調整ができず、熱源機間での均液処理及び余剰冷媒処理が困難であり、圧縮機への液バックが発生するおそれがある。そこで、非通常運転でも、圧縮機への液バックを抑制する空気調和装置が求められている。【０００５】
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、非通常運転でも、圧縮機への液バックを抑制する空気調和装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る空気調和装置は、それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有する複数の熱源機と、熱源機に配管により接続され、熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、熱源機の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、熱源機及び利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、判定手段によって非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。これにより、非通常運転でも、複数の熱源機に液状の冷媒が偏ることを抑制することができる。従って、非通常運転でも、圧縮機への液バックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係る空気調和装置の制御部を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転時の冷媒の流れを示す回路図である。
【図４】実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転時の冷媒の流れを示す回路図である。
【図５】実施の形態１に係る空気調和装置の除霜運転時の冷媒の流れを示す回路図である。
【図６】実施の形態１に係る空気調和装置の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２に係る空気調和装置の制御部を示すブロック図である。
【図８】実施の形態２に係る空気調和装置の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係る空気調和装置の制御部を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る空気調和装置の制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態に係る空気調和装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語に限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す回路図である。図１に示すように、空気調和装置１００は、例えば２台の熱源機１と２台の利用側負荷５０とを備えており、２台の熱源機１と２台の利用側負荷５０とは、それぞれ冷媒配管２０によって接続されている。
【００１１】
空気調和装置１００は、２台の利用側負荷５０のいずれもが冷房運転を行う全冷房運転モードと、２台の熱源機１のいずれもが暖房運転を行う全暖房運転モードとが選択されるものである。なお、熱源機１は、２台である場合について例示しているが、３台以上でもよく複数であればよい。また、利用側負荷５０は、２台である場合について例示しているが、１台でもよいし３台以上でもよい。ここで、熱源機１のうち、一方を主熱源機１０１と呼称し、他方を従熱源機２０１と呼称する。
【００１２】
（主熱源機１０１、従熱源機２０１）
主熱源機１０１は、空調対象空間とは別の例えば屋外に設置されるものである。主熱源機１０１は、主圧縮機１０２、主流路切替装置１０３、主熱源側熱交換器１０４、主熱源側送風機１０８、主流量調整弁１０６及び主アキュムレータ１０５を有している。また、主熱源機１０１は、主バイパス配管１０７、主バイパス調整弁１１７、主吸入温度検出部１１４、主吸入圧力検出部１１３、主吐出温度検出部１１６、主吐出圧力検出部１１５、主熱源側温度検出部１１８及び主制御装置４０を有している。従熱源機２０１は、空調対象空間とは別の例えば屋外に設置されるものである。従熱源機２０１は、従圧縮機２０２、従流路切替装置２０３、従熱源側熱交換器２０４、従熱源側送風機２０８、従流量調整弁２０６及び従アキュムレータ２０５を有している。また、従熱源機２０１は、従バイパス配管２０７、従バイパス調整弁２１７、従吸入温度検出部２１４、従吸入圧力検出部２１３、従吐出温度検出部２１６、従吐出圧力検出部２１５、従熱源側温度検出部２１８及び従制御装置１４０を有している。
【００１３】
（利用側負荷５０）
２台の利用側負荷５０は、それぞれ利用側膨張部５２、利用側熱交換器５１及び利用側送風機５３を有している。ここで、主圧縮機１０２、主流路切替装置１０３、主熱源側熱交換器１０４、主流量調整弁１０６、利用側膨張部５２、利用側熱交換器５１及び主アキュムレータ１０５が配管により接続されて主冷媒回路１０９が構成されている。また、従圧縮機２０２、従流路切替装置２０３、従熱源側熱交換器２０４、従流量調整弁２０６、利用側膨張部５２、利用側熱交換器５１及び従アキュムレータ２０５が配管により接続されて従冷媒回路２０９が構成されている。
【００１４】
本実施の形態１では、圧縮機２のうち、一方を主圧縮機１０２と呼称し、他方を従圧縮機２０２と呼称する。また、流路切替装置３のうち、一方を主流路切替装置１０３と呼称し、他方を従流路切替装置２０３と呼称する。熱源側熱交換器４のうち、一方を主熱源側熱交換器１０４と呼称し、他方を従熱源側熱交換器２０４と呼称する。送風機８のうち、一方を主熱源側送風機１０８と呼称し、他方を従熱源側送風機２０８と呼称する。流量調整弁６のうち、一方を主流量調整弁１０６と呼称し、他方を従流量調整弁２０６と呼称する。アキュムレータ５のうち、一方を主アキュムレータ１０５と呼称し、他方を従アキュムレータ２０５と呼称する。
【００１５】
バイパス配管７のうち、一方を主バイパス配管１０７と呼称し、他方を従バイパス配管２０７と呼称する。バイパス調整弁１７のうち、一方を主バイパス調整弁１１７と呼称し、他方を従バイパス調整弁２１７と呼称する。吸入温度検出部１４のうち、一方を主吸入温度検出部１１４と呼称し、他方を従吸入温度検出部２１４と呼称する。吸入圧力検出部１３のうち、一方を主吸入圧力検出部１１３と呼称し、他方を従吸入圧力検出部２１３と呼称する。吐出温度検出部１６のうち、一方を主吐出温度検出部１１６と呼称し、他方を従吐出温度検出部２１６と呼称する。吐出圧力検出部１５のうち、一方を主吐出圧力検出部１１５と呼称し、他方を従吐出圧力検出部２１５と呼称する。熱源側温度検出部１８のうち、一方を主熱源側温度検出部１１８と呼称し、他方を従熱源側温度検出部２１８と呼称する。
【００１６】
（主圧縮機１０２、主流路切替装置１０３）
主圧縮機１０２は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。主圧縮機１０２は、例えば容量を制御することができるインバータ圧縮機である。なお、それぞれ同容量又は異容量の主圧縮機１０２が２台以上設けられてもよい。主流路切替装置１０３は、主冷媒回路１０９において冷媒が流れる方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。主流路切替装置１０３は、圧縮機２から吐出された冷媒が主熱源側熱交換器１０４に流れる（図１の実線）か利用側熱交換器５１に流れる（図１の破線）かを切り替えるものであり、これにより、冷房運転及び暖房運転のいずれもが行われる。
【００１７】
（主熱源側熱交換器１０４、主熱源側送風機１０８）
主熱源側熱交換器１０４は、主流路切替装置１０３と主流量調整弁１０６との間の冷媒配管２０に設けられており、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器である。主熱源側熱交換器１０４は、冷房運転時には凝縮器として作用し、暖房運転時には蒸発器として作用する。主熱源側送風機１０８は、主熱源側熱交換器１０４の近傍に設けられ、主熱源側熱交換器１０４に流れる室外空気の風路を形成するファンである。
【００１８】
（主流量調整弁１０６、主アキュムレータ１０５）
主流量調整弁１０６は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。主流量調整弁１０６は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。主アキュムレータ１０５は、主圧縮機１０２の吸入側の冷媒配管２０に設けられており、ガス状態の冷媒のみが主圧縮機１０２に流入するように、主圧縮機１０２に吸入される冷媒のうち液状態の冷媒を貯留するものである。
【００１９】
（主バイパス配管１０７、主バイパス調整弁１１７）
主バイパス配管１０７は、主圧縮機１０２の吐出側と主アキュムレータ１０５の吸入側とを接続し、主圧縮機１０２の吐出側から主アキュムレータ１０５に冷媒をバイパスする。主バイパス調整弁１１７は、主バイパス配管１０７に設けられ、主バイパス配管１０７に流れる冷媒の流量を調整する。主バイパス調整弁１１７は、例えば開閉弁である。
【００２０】
（主吸入温度検出部１１４、主吸入圧力検出部１１３）
主吸入温度検出部１１４は、主アキュムレータ１０５の吸入側と主流路切替装置１０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、主アキュムレータ１０５に流入する冷媒の温度を検出する。主吸入圧力検出部１１３は、主アキュムレータ１０５と主流路切替装置１０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、主アキュムレータ１０５に吸入される低温且つ低圧状態の冷媒の圧力を検出するものである。
【００２１】
（主吐出温度検出部１１６、主吐出圧力検出部１１５）
主吐出温度検出部１１６は、主圧縮機１０２の吐出側と主流路切替装置１０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、主圧縮機１０２から吐出される冷媒の温度を検出する。主吐出圧力検出部１１５は、主圧縮機１０２と主流路切替装置１０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、主圧縮機１０２から吐出される冷媒の圧力を検出するものである。
【００２２】
（主熱源側温度検出部１１８）
主熱源側温度検出部１１８は、主熱源側熱交換器１０４の近傍に設けられ、主熱源側熱交換器１０４に流れる冷媒の温度を検出する。
【００２３】
（主制御装置４０）
主制御装置４０は、主冷媒回路１０９の制御を行うものであり、例えばマイコン及びドライバからなる。主制御装置４０は、各センサの検出結果に基づいて、主圧縮機１０２の周波数、主熱源側送風機１０８の回転数、主流路切替装置１０３の切り替え及び主流量調整弁１０６の開度等を制御する。各センサとは、例えば主吸入温度検出部１１４、主吸入圧力検出部１１３、主吐出温度検出部１１６、主吐出圧力検出部１１５、主熱源側温度検出部１１８である。また、主制御装置４０は、リモートコントローラ（図示せず）からの指示に基づいて、主圧縮機１０２の周波数、主熱源側送風機１０８の回転数、主流路切替装置１０３の切り替え及び主流量調整弁１０６の開度等を制御する。これにより、主冷媒回路１０９において、全冷房運転モード又は全暖房運転モードが実施される。
【００２４】
（従圧縮機２０２、従流路切替装置２０３）
従圧縮機２０２は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。従圧縮機２０２は、例えば容量を制御することができるインバータ圧縮機である。なお、それぞれ同容量又は異容量の従圧縮機２０２が２台以上設けられてもよい。従流路切替装置２０３は、従冷媒回路２０９において冷媒が流れる方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。従流路切替装置２０３は、圧縮機２から吐出された冷媒が従熱源側熱交換器２０４に流れる（図１の実線）か利用側熱交換器５１に流れる（図１の破線）かを切り替えるものであり、これにより、冷房運転及び暖房運転のいずれもが行われる。
【００２５】
（従熱源側熱交換器２０４、従熱源側送風機２０８）
従熱源側熱交換器２０４は、従流路切替装置２０３と従流量調整弁２０６との間の冷媒配管２０に設けられており、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器である。従熱源側熱交換器２０４は、冷房運転時には凝縮器として作用し、暖房運転時には蒸発器として作用する。従熱源側送風機２０８は、従熱源側熱交換器２０４の近傍に設けられ、従熱源側熱交換器２０４に流れる室外空気の風路を形成するファンである。
【００２６】
（従流量調整弁２０６、従アキュムレータ２０５）
従流量調整弁２０６は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。従流量調整弁２０６は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。従アキュムレータ２０５は、従圧縮機２０２の吸入側の冷媒配管２０に設けられており、ガス状態の冷媒のみが従圧縮機２０２に流入するように、従圧縮機２０２に吸入される冷媒のうち液状態の冷媒を貯留するものである。
【００２７】
（従バイパス配管２０７、従バイパス調整弁２１７）
従バイパス配管２０７は、従圧縮機２０２の吐出側と従アキュムレータ２０５の吸入側とを接続し、従圧縮機２０２の吐出側から従アキュムレータ２０５に冷媒をバイパスする。従バイパス調整弁２１７は、従バイパス配管２０７に設けられ、従バイパス配管２０７に流れる冷媒の流量を調整する。従バイパス調整弁２１７は、例えば開閉弁である。
【００２８】
（従吸入温度検出部２１４、従吸入圧力検出部２１３）
従吸入温度検出部２１４は、従アキュムレータ２０５の吸入側と従流路切替装置２０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、従アキュムレータ２０５に流入する冷媒の温度を検出する。従吸入圧力検出部２１３は、従アキュムレータ２０５と従流路切替装置２０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、従アキュムレータ２０５に吸入される低温且つ低圧状態の冷媒の圧力を検出するものである。
【００２９】
（従吐出温度検出部２１６、従吐出圧力検出部２１５）
従吐出温度検出部２１６は、従圧縮機２０２の吐出側と従流路切替装置２０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、従圧縮機２０２から吐出される冷媒の温度を検出する。従吐出圧力検出部２１５は、従圧縮機２０２と従流路切替装置２０３とを接続する冷媒配管２０に設けられており、従圧縮機２０２から吐出される冷媒の圧力を検出するものである。
【００３０】
（従熱源側温度検出部２１８）
従熱源側温度検出部２１８は、従熱源側熱交換器２０４の近傍に設けられ、従熱源側熱交換器２０４に流れる冷媒の温度を検出する。
【００３１】
（従制御装置１４０）
従制御装置１４０は、従冷媒回路２０９の制御を行うものであり、例えばマイコン及びドライバからなる。従制御装置１４０は、各センサの検出結果に基づいて、従圧縮機２０２の周波数、従熱源側送風機２０８の回転数、従流路切替装置２０３の切り替え及び従流量調整弁２０６の開度等を制御する。各センサとは、例えば従吸入温度検出部２１４、従吸入圧力検出部２１３、従吐出温度検出部２１６、従吐出圧力検出部２１５、従熱源側温度検出部２１８である。また、従制御装置１４０は、リモートコントローラ（図示せず）からの指示に基づいて、従圧縮機２０２の周波数、従熱源側送風機２０８の回転数、従流路切替装置２０３の切り替え及び従流量調整弁２０６の開度等を制御する。これにより、従冷媒回路２０９において、全冷房運転モード又は全暖房運転モードが実施される。
【００３２】
（利用側膨張部５２）
利用側膨張部５２は、主流量調整弁１０６及び従流量調整弁２０６と利用側熱交換器５１との間の冷媒配管２０に接続されており、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。利用側膨張部５２は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。
【００３３】
（利用側熱交換器５１、利用側送風機５３）
利用側熱交換器５１は、利用側膨張部５２と主流路切替装置１０３及び従流路切替装置２０３との間の冷媒配管２０に接続されており、利用側熱媒体の一例である室内空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器である。利用側熱交換器５１は、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房運転時には凝縮器として作用する。利用側送風機５３は、利用側熱交換器５１の近傍に設けられ、利用側熱交換器５１に流れる室内空気の風路を形成するファンである。このように、本実施の形態１では、利用側熱交換器５１が、室内熱交換器として使用されている。
【００３４】
（液側合流部１１、ガス側合流部１２）
冷房運転において、主流量調整弁１０６から流出する液状態の冷媒と、従流量調整弁２０６から流出する液状態の冷媒とは、利用側膨張部５２に至るまでの間に液側合流部１１で合流する。また、暖房運転において、主流路切替装置１０３から流出するガス状態の冷媒と、従流路切替装置２０３から流出するガス状態の冷媒とは、利用側熱交換器５１に至るまでの間にガス側合流部１２で合流する。
【００３５】
（制御部３０）
図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御部３０を示すブロック図である。上記の主制御装置４０及び従制御装置１４０から、制御部３０が構成されている。制御部３０は、前述の如く、全ての利用側負荷５０が冷房運転を行う全冷房運転モードと、全ての利用側負荷５０が暖房運転を行う全暖房運転モードとを有する。また、制御部３０は、暖房運転時に熱源側熱交換器４に着霜した場合、熱源側熱交換器４を除霜する除霜運転を行う除霜運転モードも有する。なお、制御部３０は、主熱源機１０１、従熱源機２０１及び利用側負荷５０のいずれに設けられてもよいし、主熱源機１０１、従熱源機２０１及び利用側負荷５０以外の場所に設けられてもよい。図２に示すように、制御部３０は、計時手段３１と、判定手段３２と、均液手段３３とを有している。なお、計時手段３１、判定手段３２及び均液手段３３は、いずれもアルゴリズムからなる。
【００３６】
（計時手段３１）
計時手段３１は、主熱源機１０１又は従熱源機２０１が動作した時間を計測するものである。本実施の形態１では、制御部３０がソフトウエアである場合について例示しているが、これに限らず、計時手段３１がハードウエアで構成されてもよい。
【００３７】
（判定手段３２）
判定手段３２は、主熱源機１０１、従熱源機２０１及び利用側負荷５０が暖房運転又は冷房運転する通常運転かを判定するものである。ここで、通常運転及び非通常運転について説明する。通常運転は、前述の如く、主熱源機１０１、従熱源機２０１及び利用側負荷５０が暖房運転又は冷房運転する状態を示す。非通常運転は、通常運転以外において、冷媒の挙動によって生じる主熱源機１０１及び従熱源機２０１の冷媒の過不足が発生する可能性がある状態を示す。非通常運転は、熱源機１及び利用側負荷５０が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す運転を示し、例えば起動時、除霜運転前の暖房運転、除霜運転後の暖房運転、及び、起動と停止とを繰り返す発停状態等を示す。
【００３８】
暖房運転時において、主熱源機１０１又は従熱源機２０１から吐出される冷媒の量に対し、液側合流部１１又はガス側合流部１２から主熱源機１０１又は従熱源機２０１に戻る冷媒の量に不均衡が発生する場合がある。この場合、主熱源機１０１又は従熱源機２０１の一方で冷媒が不足し、他方で冷媒が過剰となる。暖房運転時に利用側熱交換器５１から流出し、主熱源機１０１及び従熱源機２０１に戻る冷媒は、液側合流部１１で主熱源機１０１及び従熱源機２０１に分配される。このとき、主圧縮機１０２の吐出冷媒量と従圧縮機２０２の吐出冷媒量とのそれぞれに適した割合で分配されることが好ましい。しかし、冷媒の適切量は、冷媒配管２０内の圧力損失に起因する。即ち、冷媒の適切量は、主圧縮機１０２及び従圧縮機２０２の冷媒流量と管路径及び管路長等に依存する。
【００３９】
例えば、図１において、液側合流部１１から主熱源側熱交換器１０４までの冷媒配管２０の管路径が、液側合流部１１から従熱交換器までの管路径よりも太い場合について説明する。この場合、主熱源機１０１及び従熱源機２０１に同じ量の冷媒が流れると、主熱源機１０１側の圧力損失の方が小さい。このため、主熱源機１０１側に流れる冷媒流量が、従熱源機２０１側に流れる冷媒流量よりも多くなる。これにより、主熱源側熱交換器１０４に流れる気液二相状態の冷媒流量が多くなり、主熱源側熱交換器１０４において蒸発しきれずに残る液状態の冷媒が増加するおそれがある。
【００４０】
また、圧力損失が小さい主熱源側熱交換器１０４では、液側合流部１１に対して圧力の低下が少ないため、蒸発器として作用する主熱源側熱交換器１０４の蒸発温度が高くなる。蒸発温度が高い場合、冷媒と、冷媒と熱交換される媒体である空気又は水との温度差が小さくなり、主熱源側熱交換器１０４の蒸発能力も低下する。これにより、気液二相状態の冷媒が蒸発する量も減少し、主熱源側熱交換器１０４から流出する冷媒の乾き度が小さくなり易い。ここで、冷媒と熱交換される媒体は、空冷式の場合は空気であり、水冷式の場合は水等である。
【００４１】
このため、主圧縮機１０２に戻る冷媒量よりも、蒸発せずに残った液状態の冷媒量が上回ると、主アキュムレータ１０５内の余剰冷媒量が増加する。主熱源機１０１及び従熱源機２０１が、それぞれ運転出力が相違する主圧縮機１０２及び従圧縮機２０２と、主熱源側熱交換器１０４及び従熱源側熱交換器２０４とを有するとする。この場合、液側合流部１１から主熱源側熱交換器１０４までの管路径と、液側合流部１１から従熱源側熱交換器２０４までの管路径とが異なる。
【００４２】
暖房運転時、熱源側熱交換器４に着霜して、除霜運転が行われると、蒸発器となる利用側熱交換器５１の蒸発性能が低下し、流入する液状態の冷媒が蒸発し難くなる。また、除霜運転後に暖房運転が再開されると、流路切替装置３が切り替わる。このとき、除霜のために凝縮器となっていた熱源側熱交換器４に溜まった液状態の冷媒及び冷媒配管２０に溜まった液状態の冷媒が、アキュムレータ５を介して圧縮機２の吸入側に一斉に戻る。なお、冷房運転時、液状態の冷媒が配管に滞留し、利用側熱交換器５１において吸熱されるため、大多数がガス状態の冷媒に変化する。このため、主アキュムレータ１０５及び従アキュムレータ２０５には、余剰冷媒があまり発生しない。
【００４３】
判定手段３２は、通常運転であるか、上記のような非通常運転であるかを判定する。判定手段３２は、計時手段３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合又は第２の時間閾値を超えた場合、非通常運転であると判定する。ここで、第１の時間閾値は、任意の値に設定されるものであり、適宜変更される。制御部３０は、計時手段３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、熱源機１が起動直後であると判断する。第２の時間閾値は、暖房運転時に熱源側熱交換器４に霜が付着し、除霜運転が必要である蓋然性が高い時間として設定されるものであり、適宜変更される。制御部３０は、計時手段３１によって計測された時間が第２の時間閾値を超えた場合、熱源側熱交換器４を除霜する必要があると判断する。
【００４４】
判定手段３２は、熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、非通常運転であると判定する。温度閾値は、熱源側熱交換器４に霜が付着して、除霜が必要である蓋然性が高いほど低い温度として設定されるものであり、適宜変更される。制御部３０は、熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、熱源側熱交換器４を除霜する必要があると判断する。
【００４５】
判定手段３２は、吸入温度検出部１４によって検出された温度と、吸入圧力検出部１３によって検出された圧力とに基づいて算出された蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合、非通常運転であると判定する。蒸発過熱度は、吸入温度検出部１４によって検出された温度から、吸入圧力検出部１３によって検出された圧力から算出された蒸発温度を減算したものである。蒸発過熱度閾値は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器４に、冷媒が過剰に流れて過熱され難くなることを図るための蒸発過熱度として設定されるものであり、適宜変更される。制御部３０は、蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合、熱源側熱交換器４に、冷媒が過剰に流れていると判断する。
【００４６】
（均液手段３３）
均液手段３３は、判定手段３２によって非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。均液手段３３は、判定手段３２によって非通常運転であると判定されたいずれかの熱源機１の流量調整弁６を調整する。具体的には、均液手段３３は、計時手段３１によって計測された時間が第２の時間閾値を超えた場合、流量調整弁６の開度を低下させる。また、均液手段３３は、熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、流量調整弁６の開度を低下させる。
【００４７】
また、均液手段３３は、吸入温度検出部１４によって検出された温度と、吸入圧力検出部１３によって検出された圧力とに基づいて算出された蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合、流量調整弁６の開度を低下させる。流量調整弁６の開度が低下することにより、着霜によって蒸発能力が低下した側の熱源側熱交換器４に冷媒が流れ難くなり、着霜していない側の熱源側熱交換器４に冷媒が流れ易くなる。従って、空気調和装置１００の空調能力が低下せずに済む。
【００４８】
（運転モード）
次に、空気調和装置１００の運転モードについて説明する。前述の如く、空気調和装置１００は、運転モードとして、全冷房運転モード、全暖房運転モード及び除霜運転モードを有している。全冷房運転として、主熱源機１０１において、主圧縮機１０２、主流路切替装置１０３、主熱源側熱交換器１０４、主流量調整弁１０６の順に冷媒が流れる。次に、それぞれの利用側負荷５０において、それぞれの利用側膨張部５２、それぞれの利用側熱交換器５１の順に冷媒が流れる。それぞれの利用側熱交換器５１において室内空気が冷媒と熱交換されて、各利用側負荷５０が冷却される。
【００４９】
その後、主熱源機１０１又は従熱源機２０１に分配され、主熱源機１０１では、主流路切替装置１０３、主アキュムレータ１０５の順に冷媒が流れる。また、従熱源機２０１において、従圧縮機２０２、従流路切替装置２０３、従熱源側熱交換器２０４、従流量調整弁２０６の順に冷媒が流れる。次に、それぞれの利用側負荷５０において、それぞれの利用側膨張部５２、それぞれの利用側熱交換器５１の順に冷媒が流れる。それぞれの利用側熱交換器５１において室内空気が冷媒と熱交換されて、各室内が冷却される。そして、主熱源機１０１又は従熱源機２０１に分配され、従熱源機２０１において、従流路切替装置２０３、従アキュムレータ２０５の順に冷媒が流れる。
【００５０】
全暖房運転として、主熱源機１０１において、主圧縮機１０２、主流路切替装置１０３の順に冷媒が流れる。次に、それぞれの利用側負荷５０において、それぞれの利用側熱交換器５１、それぞれの利用側膨張部５２の順に冷媒が流れる。それぞれの利用側熱交換器５１において室内空気が冷媒と熱交換されて、各利用側負荷５０が加熱される。その後、主熱源機１０１又は従熱源機２０１に分配され、主熱源機１０１において、主流量調整弁１０６、主熱源側熱交換器１０４、主流路切替装置１０３、主アキュムレータ１０５の順に冷媒が流れる。
【００５１】
また、従熱源機２０１において、従圧縮機２０２、従流路切替装置２０３の順に冷媒が流れる。次に、それぞれの利用側負荷５０において、それぞれの利用側熱交換器５１、それぞれの利用側膨張部５２の順に冷媒が流れる。それぞれの利用側熱交換器５１において室内空気が冷媒と熱交換されて、各利用側負荷５０が加熱される。その後、主熱源機１０１又は従熱源機２０１に分配され、従熱源機２０１において、従流量調整弁２０６、従熱源側熱交換器２０４、従流路切替装置２０３、従アキュムレータ２０５の順に冷媒が流れる。
【００５２】
除霜運転として、主熱源機１０１において、主圧縮機１０２、主流路切替装置１０３、主熱源側熱交換器１０４、主流量調整弁１０６の順に冷媒が流れる。主圧縮機１０２から吐出された高温の冷媒が主熱源側熱交換器１０４に流れることにより、主熱源側熱交換器１０４に付着した霜を除去する。次に、それぞれの利用側負荷５０において、それぞれの利用側膨張部５２、それぞれの利用側熱交換器５１の順に冷媒が流れる。
【００５３】
その後、主熱源機１０１又は従熱源機２０１に分配され、主熱源機１０１において、主流路切替装置１０３、主アキュムレータ１０５の順に冷媒が流れる。また、従熱源機２０１において、従圧縮機２０２、従流路切替装置２０３、従熱源側熱交換器２０４、従流量調整弁２０６の順に冷媒が流れる。従圧縮機２０２から吐出された高温の冷媒が従熱源側熱交換器２０４に流れることにより、従熱源側熱交換器２０４に付着した霜を除去する。次に、それぞれの利用側負荷５０において、それぞれの利用側膨張部５２、それぞれの利用側熱交換器５１の順に冷媒が流れる。その後、主熱源機１０１又は従熱源機２０１に分配され、従熱源機２０１において、従流路切替装置２０３、従アキュムレータ２０５の順に冷媒が流れる。
【００５４】
（全冷房運転）
図３は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の全冷房運転時の冷媒の流れを示す回路図である。次に、空気調和装置１００の各運転モードの動作について説明する。先ず、全冷房運転について説明する。全冷房運転では、主熱源機１０１において、主流路切替装置１０３によって、主圧縮機１０２の吐出側と主熱源側熱交換器１０４とが接続されている。図３の実線矢印で示すように、全冷房運転において、主圧縮機１０２に吸入された冷媒は、主圧縮機１０２によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。主圧縮機１０２から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、主流路切替装置１０３を通過して、凝縮器として作用する主熱源側熱交換器１０４に流入する。冷媒は、主熱源側熱交換器１０４において、主熱源側送風機１０８によって送風された室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。凝縮された液状態の冷媒は、主流量調整弁１０６を通過して、液側合流部１１に至る。
【００５５】
一方、従熱源機２０１において、従流路切替装置２０３によって、従圧縮機２０２の吐出側と従熱源側熱交換器２０４とが接続されている。図３の実線矢印で示すように、全冷房運転において、従圧縮機２０２に吸入された冷媒は、従圧縮機２０２によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。従圧縮機２０２から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、従流路切替装置２０３を通過して、凝縮器として作用する従熱源側熱交換器２０４に流入する。冷媒は、従熱源側熱交換器２０４において、従熱源側送風機２０８によって送風された室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。凝縮された液状態の冷媒は、従流量調整弁２０６を通過して、液側合流部１１に至る。
【００５６】
主流量調整弁１０６を通過した冷媒及び従流量調整弁２０６を通過した冷媒が液側合流部１１において合流した後、各利用側負荷５０に流入する。各利用側負荷５０において冷媒は、それぞれの利用側膨張部５２に流入し、それぞれの利用側膨張部５２において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用するそれぞれの利用側熱交換器５１に流入し、それぞれの利用側熱交換器５１において、利用側送風機５３によって送風された室内空気と熱交換されて蒸発してガス化する。このとき、室内空気が冷やされ、各室内において冷房が実施される。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、ガス側合流部１２に至り、ガス側合流部１２において、主熱源機１０１と従熱源機２０１とに分配される。
【００５７】
主熱源機１０１に分配された冷媒は、主流路切替装置１０３を通過して、主アキュムレータ１０５に流入する。主アキュムレータ１０５に流入した冷媒のうち、液状態の冷媒が主アキュムレータ１０５に貯留され、ガス状態の冷媒が主圧縮機１０２に吸入される。一方、従熱源機２０１に分配された冷媒は、従流路切替装置２０３を通過して、従アキュムレータ２０５に流入する。従アキュムレータ２０５に流入した冷媒のうち、液状態の冷媒が従アキュムレータ２０５に貯留され、ガス状態の冷媒が従圧縮機２０２に吸入される。
【００５８】
（全暖房運転）
図４は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の全暖房運転時の冷媒の流れを示す回路図である。次に、全暖房運転について説明する。全暖房運転では、主熱源機１０１において、主流路切替装置１０３によって、主圧縮機１０２の吐出側と利用側熱交換器５１とが接続されている。図４の実線矢印で示すように、全暖房運転において、主圧縮機１０２に吸入された冷媒は、主圧縮機１０２によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。主圧縮機１０２から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、主流路切替装置１０３を通過して、ガス側合流部１２に至る。一方、従熱源機２０１において、従流路切替装置２０３によって、従圧縮機２０２の吐出側と利用側熱交換器５１とが接続されている。図４の実線矢印で示すように、全暖房運転において、従圧縮機２０２に吸入された冷媒は、従圧縮機２０２によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。従圧縮機２０２から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、従流路切替装置２０３を通過して、ガス側合流部１２に至る。
【００５９】
主流路切替装置１０３を通過した冷媒及び従流路切替装置２０３を通過した冷媒がガス側合流部１２において合流した後、各利用側負荷５０に流入する。各利用側負荷５０において冷媒は、凝縮器として作用するそれぞれの利用側熱交換器５１に流入し、それぞれの利用側熱交換器５１において、利用側送風機５３によって送風された室内空気と熱交換されて凝縮して液化する。このとき、室内空気が暖められ、各室内において暖房が実施される。凝縮された液状態の冷媒は、それぞれの利用側膨張部５２において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒は、液側合流部１１に至り、液側合流部１１において、主熱源機１０１と従熱源機２０１とに分配される。
【００６０】
主熱源機１０１に分配された冷媒は、主流量調整弁１０６を通過して、蒸発器として作用する主熱源側熱交換器１０４に流入し、主熱源側熱交換器１０４において、主熱源側送風機１０８によって送風された室外空気と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、主流路切替装置１０３を通過して、主アキュムレータ１０５に流入する。主アキュムレータ１０５に流入した冷媒のうち、液状態の冷媒が主アキュムレータ１０５に貯留され、ガス状態の冷媒が主圧縮機１０２に吸入される。一方、従熱源機２０１に分配された冷媒は、従流量調整弁２０６を通過して、蒸発器として作用する従熱源側熱交換器２０４に流入し、従熱源側熱交換器２０４において、従熱源側送風機２０８によって送風された室外空気と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、従流路切替装置２０３を通過して、従アキュムレータ２０５に流入する。従アキュムレータ２０５に流入した冷媒のうち、液状態の冷媒が従アキュムレータ２０５に貯留され、ガス状態の冷媒が従圧縮機２０２に吸入される。
【００６１】
（除霜運転）
図５は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の除霜運転時の冷媒の流れを示す回路図である。次に、除霜運転について説明する。除霜運転では、主熱源機１０１において、主流路切替装置１０３によって、主圧縮機１０２の吐出側と主熱源側熱交換器１０４とが接続されている。図５の実線矢印で示すように、除霜運転において、主圧縮機１０２に吸入された冷媒は、主圧縮機１０２によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。主圧縮機１０２から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、主流路切替装置１０３を通過して、凝縮器として作用する主熱源側熱交換器１０４に流入する。冷媒は、主熱源側熱交換器１０４において、主熱源側送風機１０８によって送風された室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。主圧縮機１０２から吐出された高温の冷媒が主熱源側熱交換器１０４に流れることにより、主熱源側熱交換器１０４に付着した霜を除去する。凝縮された液状態の冷媒は、主流量調整弁１０６を通過して、液側合流部１１に至る。
【００６２】
一方、従熱源機２０１において、従流路切替装置２０３によって、従圧縮機２０２の吐出側と従熱源側熱交換器２０４とが接続されている。図５の実線矢印で示すように、除霜運転において、従圧縮機２０２に吸入された冷媒は、従圧縮機２０２によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。従圧縮機２０２から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、従流路切替装置２０３を通過して、凝縮器として作用する従熱源側熱交換器２０４に流入する。冷媒は、従熱源側熱交換器２０４において、従熱源側送風機２０８によって送風された室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。従圧縮機２０２から吐出された高温の冷媒が従熱源側熱交換器２０４に流れることにより、従熱源側熱交換器２０４に付着した霜を除去する。凝縮された液状態の冷媒は、従流量調整弁２０６を通過して、液側合流部１１に至る。
【００６３】
主流量調整弁１０６を通過した冷媒及び従流量調整弁２０６を通過した冷媒が液側合流部１１において合流した後、各利用側負荷５０に流入する。各利用側負荷５０において冷媒は、それぞれの利用側膨張部５２に流入し、それぞれの利用側膨張部５２において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用するそれぞれの利用側熱交換器５１に流入し、それぞれの利用側熱交換器５１において、利用側送風機５３によって送風された室内空気と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、ガス側合流部１２に至り、ガス側合流部１２において、主熱源機１０１と従熱源機２０１とに分配される。
【００６４】
主熱源機１０１に分配された冷媒は、主流路切替装置１０３を通過して、主アキュムレータ１０５に流入する。主アキュムレータ１０５に流入した冷媒のうち、液状態の冷媒が主アキュムレータ１０５に貯留され、ガス状態の冷媒が主圧縮機１０２に吸入される。一方、従熱源機２０１に分配された冷媒は、従流路切替装置２０３を通過して、従アキュムレータ２０５に流入する。従アキュムレータ２０５に流入した冷媒のうち、液状態の冷媒が従アキュムレータ２０５に貯留され、ガス状態の冷媒が従圧縮機２０２に吸入される。
【００６５】
図６は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御部３０の動作を示すフローチャートである。次に、空気調和装置１００の制御部３０の動作について説明する。図６に示すように、空気調和装置１００の暖房運転が開始されると、いずれかの熱源機１において、判定手段３２は、計時手段３１によって計測された時間が第２の時間閾値を超えたかを判定する（ステップＳＴ１）。
【００６６】
計時手段３１によって計測された時間が第２の時間閾値未満の場合（ステップＳＴ１のＮｏ）、制御部３０は、熱源側熱交換器４に霜があまり付着していないと判断し、ステップＳＴ１に戻る。一方、計時手段３１によって計測された時間が第２の時間閾値を超えた場合（ステップＳＴ１のＹｅｓ）、制御部３０は、熱源側熱交換器４を除霜する必要があると判断する。そして、判定手段３２は、更に、熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値を下回るかを判定する（ステップＳＴ２）。
【００６７】
熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値以上の場合（ステップＳＴ２のＮｏ）、制御部３０は、熱源側熱交換器４に霜があまり付着していないと判断し、ステップＳＴ１に戻る。一方、熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値を下回った場合（ステップＳＴ２のＹｅｓ）、制御部３０は、熱源側熱交換器４を除霜する必要があると判断する。このように、制御部３０は、除霜前判断として、二段階判定を行い、その結果に基づいて、非通常運転であると判断する。その後、均液手段３３は、判定手段３２によって非通常運転であると判定されたいずれかの熱源機１の流量調整弁６を調整する（ステップＳＴ３）。
【００６８】
流量調整弁６の開度が低下することにより、着霜によって蒸発能力が低下した側の熱源側熱交換器４に冷媒が流れ難くなり、着霜していない側の熱源側熱交換器４に冷媒が流れ易くなる。従って、空気調和装置１００の空調能力が低下せずに済む。そして、判定手段３２は、吸入温度検出部１４によって検出された温度と、吸入圧力検出部１３によって検出された圧力とに基づいて算出された蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回るかを判定する（ステップＳＴ４）。
【００６９】
蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合（ステップＳＴ４のＹｅｓ）、制御部３０は、熱源側熱交換器４に冷媒が過剰に流れていると判断し、ステップＳＴ３に戻る。そして、均液手段３３は、判定手段３２によって非通常運転であると判定されたいずれかの熱源機１の流量調整弁６の開度を低下させる。流量調整弁６の開度が低下することにより、着霜によって蒸発能力が低下した側の熱源側熱交換器４に冷媒が流れ難くなり、着霜していない側の熱源側熱交換器４に冷媒が流れ易くなる。一方、蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値以上の場合（ステップＳＴ４のＮｏ）、制御部３０は、熱源側熱交換器４に冷媒が過剰に流れていないと判断する。即ち、制御部３０は、主熱源機１０１に流れる液状態の冷媒と、従熱源機２０１に流れる液状態の冷媒とが均衡していると判断する。これにより、均液手段３３は、流量調整弁６の開度を維持する（ステップＳＴ５）。
【００７０】
本実施の形態１によれば、非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。これにより、非通常運転でも、複数の熱源機１に液状の冷媒が偏ることを抑制することができる。従って、非通常運転でも、圧縮機２への液バックを抑制することができる。
【００７１】
また、本実施の形態１の制御部３０は、除霜前判断として、二段階判定を行い、その結果に基づいて、非通常運転であるかを判断する。このため、制御部３０は、非通常運転であるか否かの判断をより正確に実施することができる。また、制御部３０は、一旦流量調整弁６の開度を低下させた後、更に、熱源側熱交換器４に冷媒が過剰に流れていないかを判断し、その結果に基づいて、非通常運転であるかを判断する。このように、制御部３０は、非通常運転であるかの判断を三段階に渡って行っている。このため、圧縮機２への液バックを更に抑制することができる。
【００７２】
過度の湿りによってアキュムレータ内に溜まった冷媒がオーバーフローすると、圧縮機に液バックが発生し、圧縮機の信頼性を損なう。また、従来のように、それぞれの熱源機において過熱度を合わせこもうとして、冷媒の流量を調整すると、室内機側の負荷変動に応じた冷媒流量の制御との対応がとれず、均液制御が追い付かなかったり、時間がかかったりする。これにより、１台の熱源機に全ての余剰冷媒が溜まってしまうことが起こるおそれがあるため、予め各熱源機に設けられたアキュムレータの容積を必要以上に大きくしておく必要がある。これに対し、本実施の形態１は、非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。従って、アキュムレータ５の容積を大きくしておく必要がない。
【００７３】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の制御部１３０を示すブロック図である。本実施の形態２は、判定手段１３２の機能及び均液手段１３３の機能が、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００７４】
（判定手段１３２）
判定手段１３２は、主熱源機１０１、従熱源機２０１及び利用側負荷５０が暖房運転又は冷房運転する通常運転かを判定するものである。図７に示すように、判定手段１３２は、計時手段１３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、非通常運転であると判定する。ここで、第１の時間閾値は、前述の如く、任意の値に設定されるものであり、適宜変更される。制御部１３０は、計時手段１３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、熱源機１が起動直後であると判断する。なお、判定手段１３２は、除霜運転が終了した直後である場合、非通常運転であると判定する。
【００７５】
判定手段１３２は、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、非通常運転であると判定する。吐出過熱度は、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力から算出された凝縮温度との差を求めたものである。吐出過熱度閾値は、圧縮機２の吸入側に、液状態の冷媒が流入して過熱され難くなることを図るための吐出過熱度として設定されるものであり、適宜変更される。吐出過熱度は、例えば２０℃である。制御部１３０は、吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、圧縮機２に、液状態の冷媒が流れていると判断する。
【００７６】
（均液手段１３３）
均液手段１３３は、判定手段１３２によって非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。均液手段１３３は、判定手段１３２によって非通常運転であると判定された熱源機１のバイパス調整弁１７を調整する。具体的には、均液手段１３３は、計時手段１３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、バイパス調整弁１７を開く。また、均液手段１３３は、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、バイパス調整弁１７を開く。
【００７７】
バイパス調整弁１７が開くことにより、圧縮機２から吐出された冷媒の一部は、バイパス配管７をとおってアキュムレータ５に流れる。圧縮機２から吐出された高温の冷媒がアキュムレータ５に流れることによって、アキュムレータ５に貯留する液状態の冷媒が蒸発してガス状態の冷媒となる。これにより、液状態の冷媒が圧縮機２に吸入されず、冷媒の吐出過熱度が高くなる。制御部１３０は、主熱源機１０１及び従熱源機２０１のいずれにおいても、上記動作を実行することにより、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。
【００７８】
図８は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の制御部１３０の動作を示すフローチャートである。次に、空気調和装置２００の制御部１３０の動作について説明する。図８に示すように、空気調和装置２００の暖房運転が開始されると、いずれかの熱源機１において、判定手段１３２は、計時手段１３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満であるかを判定する。また、判定手段１３２は、除霜運転が終了した直後であるかを判定する（ステップＳＴ１１）。
【００７９】
計時手段１３１によって計測された時間が第１の時間閾値以上の場合、制御部１３０は、熱源機１が起動直後でないと判断する。更に、除霜運転が終了した直後でない場合（ステップＳＴ１１のＮｏ）、ステップＳＴ１１に戻る。一方、計時手段１３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、制御部１３０は、熱源側熱交換器４を除霜する必要があると判断する。また、除霜運転が終了した直後である場合（ステップＳＴ１１のＹｅｓ）、ステップＳＴ１２に移行する。そして、判定手段１３２は、更に、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回るかを判定する（ステップＳＴ１２）。
【００８０】
吐出過熱度が吐出過熱度閾値以上の場合（ステップＳＴ１２のＮｏ）、制御部１３０は、圧縮機２に、液状態の冷媒が流れていないと判断し、ステップＳＴ１１に戻る。一方、吐出過熱度が吐出過熱度閾値未満の場合（ステップＳＴ１２のＹｅｓ）、制御部１３０は、圧縮機２に、液状態の冷媒が流れていると判断する。そして、均液手段１３３は、判定手段１３２によって非通常運転であると判定された熱源機１のバイパス調整弁１７を開く（ステップＳＴ１３）。バイパス調整弁１７が開くことにより、圧縮機２から吐出された冷媒の一部は、バイパス配管７をとおってアキュムレータ５に流れる。圧縮機２から吐出された高温の冷媒がアキュムレータ５に流れることによって、アキュムレータ５に貯留する液状態の冷媒が蒸発してガス状態の冷媒となる。これにより、液状態の冷媒が圧縮機２に吸入されず、冷媒の吐出過熱度が高くなる。
【００８１】
本実施の形態２によれば、非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。これにより、非通常運転でも、複数の熱源機１に液状の冷媒が偏ることを抑制することができる。従って、非通常運転でも、圧縮機２への液バックを抑制することができる。
【００８２】
また、本実施の形態２の制御部１３０は、運転状態が起動直後であるか、除霜運転の終了直後であるか、圧縮機２に液状態の冷媒が流れているかを判断し、その結果に基づいて、非通常運転であるかを判断する。このように、制御部１３０は、非通常運転であるかの判断を三段階に渡って行っている。このため、圧縮機２への液バックを更に抑制することができる。
【００８３】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る空気調和装置３００の制御部２３０を示すブロック図である。本実施の形態３は、判定手段２３２の機能及び均液手段２３３の機能が、実施の形態１及び２と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１及び２と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。
【００８４】
（判定手段２３２）
判定手段２３２は、主熱源機１０１、従熱源機２０１及び利用側負荷５０が暖房運転又は冷房運転する通常運転かを判定するものである。図９に示すように、判定手段２３２は、計時手段２３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、非通常運転であると判定する。ここで、第１の時間閾値は、前述の如く、任意の値に設定されるものであり、適宜変更される。制御部２３０は、計時手段２３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、熱源機１が起動直後であると判断する。なお、判定手段２３２は、除霜運転が終了した直後である場合、非通常運転であると判定する。
【００８５】
判定手段２３２は、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、非通常運転であると判定する。吐出過熱度は、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力から算出された凝縮温度との差を求めたものである。吐出過熱度閾値は、圧縮機２の吸入側に、液状態の冷媒が流入して過熱され難くなることを図るための吐出過熱度として設定されるものであり、適宜変更される。吐出過熱度は、例えば２０℃である。制御部２３０は、吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、圧縮機２に、液状態の冷媒が流れていると判断する。
【００８６】
（均液手段２３３）
均液手段２３３は、判定手段２３２によって非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。均液手段２３３は、判定手段２３２によって非通常運転であると判定されたいずれかの熱源機１の流量調整弁６を調整する。具体的には、均液手段２３３は、計時手段２３１によって計測された時間が第２の時間閾値を超えた場合、流量調整弁６の開度を低下させる。また、均液手段２３３は、熱源側温度検出部１８によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、流量調整弁６の開度を低下させる。
【００８７】
また、均液手段２３３は、吸入温度検出部１４によって検出された温度と、吸入圧力検出部１３によって検出された圧力とに基づいて算出された蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合、流量調整弁６の開度を低下させる。流量調整弁６の開度が低下することにより、液状態の冷媒が熱源機１に流入し難くなるため、圧縮機２にも流入し難い。このように、液状態の冷媒が圧縮機２に吸入されず、冷媒の吐出過熱度が高くなる。
【００８８】
図１０は、実施の形態３に係る空気調和装置３００の制御部２３０の動作を示すフローチャートである。次に、空気調和装置３００の制御部２３０の動作について説明する。図１０に示すように、空気調和装置３００の暖房運転が開始されると、いずれかの熱源機１において、判定手段２３２は、計時手段２３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満であるかを判定する。また、判定手段２３２は、除霜運転が終了した直後であるかを判定する（ステップＳＴ２１）。
【００８９】
計時手段２３１によって計測された時間が第１の時間閾値以上の場合、制御部２３０は、熱源機１が起動直後でないと判断する。更に、除霜運転が終了した直後でない場合（ステップＳＴ２１のＮｏ）、ステップＳＴ２１に戻る。一方、計時手段２３１によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合、制御部２３０は、熱源側熱交換器４を除霜する必要があると判断する。また、除霜運転が終了した直後である場合（ステップＳＴ２１のＹｅｓ）、ステップＳＴ２２に移行する。そして、判定手段２３２は、更に、吐出温度検出部１６によって検出された温度と、吐出圧力検出部１５によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回るかを判定する（ステップＳＴ２２）。
【００９０】
吐出過熱度が吐出過熱度閾値以上の場合（ステップＳＴ２２のＮｏ）、制御部２３０は、圧縮機２に、液状態の冷媒が流れていないと判断し、ステップＳＴ２１に戻る。一方、吐出過熱度が吐出過熱度閾値未満の場合（ステップＳＴ２２のＹｅｓ）、制御部２３０は、圧縮機２に、液状態の冷媒が流れていると判断する。その後、均液手段２３３は、判定手段２３２によって非通常運転であると判定されたいずれかの熱源機１の流量調整弁６を調整する（ステップＳＴ２３）。
【００９１】
流量調整弁６の開度が低下することにより、液状態の冷媒が熱源機１に流入し難くなるため、圧縮機２にも流入し難い。このように、液状態の冷媒が圧縮機２に吸入されず、冷媒の吐出過熱度が高くなる。
【００９２】
本実施の形態３によれば、非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機１に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する。これにより、非通常運転でも、複数の熱源機１に液状の冷媒が偏ることを抑制することができる。従って、非通常運転でも、圧縮機２への液バックを抑制することができる。
【００９３】
また、本実施の形態３の制御部２３０は、運転状態が起動直後であるか、除霜運転の終了直後であるか、圧縮機２に液状態の冷媒が流れているかを判断し、その結果に基づいて、非通常運転であるかを判断する。このように、制御部２３０は、非通常運転であるかの判断を三段階に渡って行っている。このため、圧縮機２への液バックを更に抑制することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１  熱源機、２  圧縮機、３  流路切替装置、４  熱源側熱交換器、５  アキュムレータ、６  流量調整弁、７  バイパス配管、８  送風機、１１  液側合流部、１２  ガス側合流部、１３  吸入圧力検出部、１４  吸入温度検出部、１５  吐出圧力検出部、１６  吐出温度検出部、１７  バイパス調整弁、１８  熱源側温度検出部、２０  冷媒配管、３０  制御部、３１  計時手段、３２  判定手段、３３  均液手段、４０  主制御装置、５０  利用側負荷、５１  利用側熱交換器、５２  利用側膨張部、５３  利用側送風機、１００  空気調和装置、１０１  主熱源機、１０２  主圧縮機、１０３  主流路切替装置、１０４  主熱源側熱交換器、１０５  主アキュムレータ、１０６  主流量調整弁、１０７  主バイパス配管、１０８  主熱源側送風機、１０９  主冷媒回路、１１３  主吸入圧力検出部、１１４  主吸入温度検出部、１１５  主吐出圧力検出部、１１６  主吐出温度検出部、１１７  主バイパス調整弁、１１８  主熱源側温度検出部、１３０  制御部、１３１  計時手段、１３２  判定手段、１３３  均液手段、１４０  従制御装置、２００  空気調和装置、２０１  従熱源機、２０２  従圧縮機、２０３  従流路切替装置、２０４  従熱源側熱交換器、２０５  従アキュムレータ、２０６  従流量調整弁、２０７  従バイパス配管、２０８  従熱源側送風機、２０９  従冷媒回路、２１３  従吸入圧力検出部、２１４  従吸入温度検出部、２１５  従吐出圧力検出部、２１６  従吐出温度検出部、２１７  従バイパス調整弁、２１８  従熱源側温度検出部、２３０  制御部、２３１  計時手段、２３２  判定手段、２３３  均液手段、３００  空気調和装置。
【図１】
2020234994.tif 000003
【図２】
2020234994.tif 000004
【図３】
2020234994.tif 000005
【図４】
2020234994.tif 000006
【図５】
2020234994.tif 000007
【図６】
2020234994.tif 000008
【図７】
2020234994.tif 000009
【図８】
2020234994.tif 000010
【図９】
2020234994.tif 000011
【図１０】
2020234994.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月3日(2021.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る空気調和装置は、それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有する複数の熱源機と、熱源機に配管により接続され、熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、熱源機の動作を制御する制御部と、熱源側熱交換器に流れる冷媒の温度を検出する熱源側温度検出部と、を備え、制御部は、熱源機及び利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、判定手段によって非通常運転であると判定された場合、複数の熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、熱源機が動作した時間を計測する計時手段と、を有し、判定手段は、計時手段によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合又は第２の時間閾値を超え、熱源側温度検出部によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、非通常運転であると判定するものであり、均液手段は、判定手段によって非通常運転であると判定された熱源機の流量調整弁を調整する。
【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】
それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有する複数の熱源機と、
前記熱源機に配管により接続され、前記熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、
前記熱源機の動作を制御する制御部と、
前記熱源側熱交換器に流れる冷媒の温度を検出する熱源側温度検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記熱源機及び前記利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された場合、複数の前記熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、
前記熱源機が動作した時間を計測する計時手段と、を有し、
前記判定手段は、
前記計時手段によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合又は第２の時間閾値を超え、前記熱源側温度検出部によって検出された温度が温度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定するものであり、
前記均液手段は、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された前記熱源機の前記流量調整弁を調整する
空気調和装置。
【請求項２】
それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有し、前記圧縮機の吐出側から前記アキュムレータに冷媒をバイパスするバイパス配管と、前記バイパス配管に流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整弁と、を備える複数の熱源機と、
前記熱源機に配管により接続され、前記熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、
前記熱源機の動作を制御する制御部と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出部と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記熱源機及び前記利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された場合、複数の前記熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、
前記熱源機が動作した時間を計測する計時手段と、を有し、
前記判定手段は、
前記計時手段によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合又は第２の時間閾値を超え、前記吐出温度検出部によって検出された温度と、前記吐出圧力検出部によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定するものであり、
前記均液手段は、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された前記熱源機の前記バイパス調整弁を調整する
空気調和装置。
【請求項３】
それぞれ圧縮機、熱源側熱交換器、流量調整弁及びアキュムレータを有する複数の熱源機と、
前記熱源機に配管により接続され、前記熱源機から供給される冷媒と利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器を有する利用側負荷と、
前記熱源機の動作を制御する制御部と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出部と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記熱源機及び前記利用側負荷が暖房運転又は冷房運転する場合とは異なる挙動を示す非通常運転であることを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された場合、複数の前記熱源機に流れるそれぞれの液状態の冷媒を均等化する均液手段と、
前記熱源機が動作した時間を計測する計時手段と、を有し、
前記判定手段は、
前記計時手段によって計測された時間が第１の時間閾値未満の場合又は第２の時間閾値を超え、前記吐出温度検出部によって検出された温度と、前記吐出圧力検出部によって検出された圧力とに基づいて算出された吐出過熱度が吐出過熱度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定するものであり、
前記均液手段は、
前記判定手段によって前記非通常運転であると判定された前記熱源機の前記流量調整弁を調整する
空気調和装置。
【請求項４】
前記アキュムレータに流入する冷媒の温度を検出する吸入温度検出部と、
前記アキュムレータに流入する冷媒の圧力を検出する吸入圧力検出部と、を更に備え、
前記判定手段は、
前記吸入温度検出部によって検出された温度と、前記吸入圧力検出部によって検出された圧力とに基づいて算出された蒸発過熱度が蒸発過熱度閾値を下回った場合、前記非通常運転であると判定する
請求項１記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2020234994.tif 000013
2020234994.tif 000014
2020234994.tif 000015
2020234994.tif 000016