(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの室内ユニット(30)を備え、該室内ユニット(30)に複数の室外ユニット(20a,20b) が接続された空気調和装置であって、
各室外ユニット(20a,20b) は、該各室外ユニット(20a,20b) が備えている室外熱交換器(23a,23b) の除霜信号を各室外ユニット(20a,20b) 間で互いに送受信する除霜制御手段(51a,51b) を備え、
各除霜制御手段(51a,51b) は、その室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行する前に他の室外ユニット(20b,20a) の除霜制御手段(51b,51a) から除霜信号を受信すると除霜を保留するように構成されている空気調和装置。
【請求項２】
各除霜制御手段(51a,51b) は、他系統の除霜制御手段(51b,51a) から除霜信号を受信した後、該他系統の除霜が終了すると、その除霜制御手段(51a,51b) が設けられている室外ユニット(20a,20b) の室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行する請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
各除霜制御手段(51a,51b) は、除霜信号を発信した後、所定時間待機した後に除霜を実行する一方、該所定時間内に他系統の除霜制御手段(51b,51a) からの除霜信号を受信すると除霜を保留するように構成されている請求項１または２記載の空気調和装置。
【請求項４】
各室外熱交換器(23a,23b) を除霜する優先順位が設定され、
各除霜制御手段(51a,51b) は、所定時間の待機中に優先順位が上位の室外熱交換器(23a) の除霜信号を受信したときに除霜を保留する一方、優先順位が下位の室外熱交換器(23b) の除霜信号を受信したときには除霜を実行するように構成されている請求項３記載の空気調和装置。
【請求項５】
各室外ユニット(20a,20b) の除霜制御手段(51a,51b) は、サーモオフ運転中に他系統の除霜制御手段(51b,51a) からの除霜信号を受信すると、その室外ユニット(20a,20b) の設けられているサーモオフ運転中の回路系統をサーモオン運転に切り換えるように構成されている請求項１ないし４の何れか１記載の空気調和装置。
【請求項６】
室内ユニット(30)は、室内熱交換器(31)と、該室内熱交換器(31)に送風する室内ファン(Fr)とを備え、
上記室内熱交換器(31)は、複数の室外熱交換器(23a,23b) に個別に接続された複数の室内熱交換部(31a,31b) を備えると共に、複数の室内熱交換部(31a,31b) が上記室内ファン(Fr)を共用するように構成されている請求項１ないし５の何れか１記載の空気調和装置。
【請求項７】
それぞれ室内ファン(Fr)を備えた複数の室内ユニット(30)が一つの部屋に設けられると共に、除霜制御手段(51a,51b) は、少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統で室内ファン(Fr)を起動して室外熱交換器(23a,23b) を除霜する際に、他の少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統では室外熱交換器(23a,23b) の除霜を保留して暖房運転を行うように構成されている請求項１ないし６の何れか１記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、少なくとも一つの室内ユニットに複数の室外ユニットが接続されたタイプの空気調和装置のデフロスト運転時における除霜制御技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平７−３３２８１５号公報に記載されているように、室内ユニットと室外ユニットとが接続されて構成された空気調和装置が提案されている。そして、この種の空気調和装置には、一つの室内ユニット内に備えられた室内熱交換器に対し、複数の室外ユニットのそれぞれに備えられた室外熱交換器が接続されて、複数の冷媒回路が構成されているものがある（以下、この構成を室外マルチ方式という）。この室外マルチ方式の空気調和装置において、室内熱交換器は、例えば、各冷媒回路用の室内熱交換部が一体に構成され、一つの室内ファンで室内への送風を行うように構成されている。
【０００３】
そして、各冷媒回路は、主要機器として、圧縮機と上記室外熱交換器と膨張弁とが、上記室内熱交換器の各室内熱交換部と冷媒配管で接続されて、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。
【０００４】
以上のように構成された空気調和装置において暖房運転を行う場合、暖房負荷に合わせて、各室外ユニットの圧縮機の少なくとも一つを駆動する。そして、その圧縮機が設けられた冷媒回路系統において、圧縮機による圧縮行程、室内熱交換器による凝縮行程、膨張弁による膨張行程、そして室外熱交換器による蒸発行程からなる冷凍サイクルを繰り返し、室内熱交換器での冷媒の凝縮の際に室内空気を加熱して、室内に温風を吹き出す。
【０００５】
一方、暖房運転を継続して室外熱交換器に着霜すると、室外熱交換器の除霜をするためにデフロスト運転が行われる。デフロスト運転は、例えば冷媒の循環方向を逆サイクルにして圧縮機の吐出ガスを室外熱交換器に供給する逆サイクル方式で行われる。
【０００６】
このデフロスト運転を行う場合、室内ファンを停止させて、全系統の冷媒回路で同時に冷媒の流れを逆サイクルに設定することも可能であるが、クリーンルームなどでの空気調和装置の使用を考えた場合には、室内ファンは除霜中も運転した方がよい。
【０００７】
この場合、室内ファンを運転しながら全ての冷媒回路で冷媒を逆サイクル方向に循環させると冷房運転状態となって室内に冷風が吹き出されることになる。そこで、このようなコールドドラフトの発生を回避するため、いわゆる室外マルチ方式の空気調和装置では、このような場合には、ある冷媒回路を逆サイクルデフロストの冷媒流れ方向に設定し、他の冷媒回路では暖房サイクルでの運転を継続するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
室外マルチ方式の空気調和装置において、以上述べたように室内ファンを停止せずに各冷媒回路を交互にデフロスト運転に切り換える制御を行うためには、常にどの室外熱交換器を除霜すべきかを判断する必要がある。
【０００９】
そのためには、複雑なリレー回路が必要となったり、各室外熱交換器の運転情報（暖房運転中かデフロスト運転中かなどの情報）を一箇所でまとめて管理して制御することが必要となったりすることから、コストが高くなる原因となっていた。具体的に、後者の場合は、室内ユニットや特定の室外ユニットやリモートコントローラなどのうち、一箇所に専用の制御装置を設けて上記情報を集中管理し、同時に着霜している室外熱交換器が複数ある場合には優先的に除霜すべき室外熱交換器を種々の条件（多くのセンサデータや運転状態など）から決定して、デフロスト運転の信号を発する必要があるので、構成と制御が複雑になり、コストが高くなっていた。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、いわゆる室外マルチ方式の空気調和装置において、各室外ユニットで同時にデフロスト運転を行わないようにするための複雑な電気回路や制御を不要として、コスト低減を図ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各室外ユニット(20a,20b) 毎に除霜を制御する手段(51a,51b) を設け、この除霜制御手段(51a,51b) 同士で除霜信号を授受することによって、各室外熱交換器(23a,23b) を同時には除霜しないようにしたものである。
【００１２】
具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、少なくとも一つの室内ユニット(30)を備え、該室内ユニット(30)に複数の室外ユニット(20a,20b) が接続された空気調和装置を前提としている。そして、各室外ユニット(20a,20b) に、該各室外ユニット(20a,20b) が備えている室外熱交換器(23a,23b) の除霜信号を各室外ユニット(20a,20b) 間で互いに送受信する除霜制御手段(51a,51b) を設け、各除霜制御手段(51a,51b) を、その室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行する前に他の室外ユニット(20b,20a) の除霜制御手段(51b,51a) から除霜信号を受信すると除霜を保留するように構成したものである。
【００１３】
また、本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、各除霜制御手段(51a,51b) を、他系統の除霜制御手段(51b,51a) から除霜信号を受信した後、該他系統の除霜が終了すると、その除霜制御手段(51a,51b) が設けられている室外ユニット(20a,20b) の室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行するように構成したものである。なお、他系統の除霜が終了したかどうかは、除霜時間に合わせたタイマを設定して検知するようにしたり、除霜信号の入力がなくなったことから検知したりするとよい。
【００１４】
また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１または第２の解決手段において、各除霜制御手段(51a,51b) を、除霜信号を発信した後、所定時間待機した後に除霜を実行する一方、該所定時間内に他系統の除霜制御手段(51b,51a) からの除霜信号を受信すると除霜を保留するように構成したものである。
【００１５】
さらに、本発明が講じた第４の解決手段は、上記第３の解決手段において、各室外熱交換器(23a,23b) を除霜する優先順位を設定して、各除霜制御手段(51a,51b) を、所定時間の待機中に優先順位が上位の室外熱交換器(23a) の除霜信号を受信したときに除霜を保留する一方、優先順位が下位の室外熱交換器(23b) の除霜信号を受信したときには除霜を実行するように構成したものである。なお、上記優先順位は、自動で設定するようにしてもよいし、手動で設定するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明が講じた第５の解決手段は、上記第１ないし第４の何れか１の解決手段において、各室外ユニット(20a,20b) の除霜制御手段(51a,51b) を、サーモオフ運転中に他系統の除霜制御手段(51b,51a) からの除霜信号を受信すると、その室外ユニット(20a,20b) の設けられているサーモオフ運転中の回路系統をサーモオン運転に切り換えるように構成したものである。
【００１７】
また、本発明が講じた第６の解決手段は、上記第１ないし第５の何れか１の解決手段において、室内ユニット(30)に、室内熱交換器(31)と、該室内熱交換器(31)に送風する室内ファン(Fr)とを設け、上記室内熱交換器(31)が、複数の室外熱交換器(23a,23b) に個別に接続された複数の室内熱交換部(31a,31b) を備えた構成とすると共に、複数の室内熱交換部(31a,31b) が上記室内ファン(Fr)を共用するように構成したものである。この場合、複数の室内熱交換部(31a,31b) は、室内ファン(Fr)を共用する限り、一体としても別体としてもよい。
【００１８】
また、本発明が講じた第７の解決手段は、上記第１ないし第６の何れか１の解決手段において、それぞれ室内ファン(Fr)を備えた複数の室内ユニット(30)を一つの部屋に設けると共に、除霜制御手段(51a,51b) を、少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統で室内ファン(Fr)を起動して室外熱交換器(23a,23b) を除霜する際に、他の少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統では室外熱交換器(23a,23b) の除霜を保留して暖房運転を行うように構成したものである。
【００１９】
−作用−
上記第１の解決手段では、ある室外ユニット(20a) （便宜的に第１室外ユニットという）で除霜を行う条件が成立した場合には、その第１室外ユニット(20a) の除霜制御手段(51a) から、他の室外ユニット(20b) （ここでは室外ユニットを２台と想定して、便宜的に第２室外ユニットという）の除霜制御手段(51b) へ除霜信号が発信される。このとき、第２室外ユニット(20b) において除霜条件が成立した場合でも、第１室外ユニット(20a) の除霜制御手段(51a) からの信号を受信するのが該第２室外ユニット(20b) での除霜の実行前であれば、第２室外ユニット(20b) では除霜が保留される。つまり、第１室外ユニット(20a) でのみ除霜が実行される。
【００２０】
また、上記第２の解決手段では、例えば第２室外ユニット(20b) の除霜制御手段(51b) が第１室外ユニット(20a) の除霜制御手段(51a) から除霜信号を受信して、第２室外ユニット(20b) の室外熱交換器(23b) の除霜を保留した後に、第１室外ユニット(20a) での除霜終了を検知すると、第２室外ユニット(20b) において室外熱交換器(23b) の除霜が実行される。
【００２１】
また、上記第３の解決手段では、各除霜制御手段(51a,51b) は、除霜信号を発信してすぐに除霜を実行するのではなく、その発信から所定の時間を経過した後に除霜を実行する。そして、例えば第２室外ユニット(20b) の除霜制御手段(51b) が除霜信号を発信してからその所定時間内に第１室外ユニット(20a) の除霜制御手段(51a) からの除霜信号を受信すると、第２室外ユニット(20b) において除霜を保留することができる。
【００２２】
特に、上記第４の解決手段では、各室外熱交換器(23a,23b) を除霜する優先順位が設定されているので、例えば第１室外熱交換器(23a) の方が第２室外熱交換器(23b) よりも上位の優先順位に設定されている場合、第２室外熱交換器(23b) の除霜制御手段(51b) が除霜信号を発信して所定時間の待機中に、第１室外熱交換器(23a) の除霜制御手段(51a) からの除霜信号を受信すると、第２室外熱交換器(23b) での除霜が保留される（例えば、第１室外熱交換器(23a) での除霜の終了まで）。逆に、第１室外熱交換器(23a) の除霜制御手段(51a) が除霜信号を発信して所定時間の待機中に第２室外熱交換器(23b) の除霜制御手段(51b) からの除霜信号を受信しても、優先順位の関係で、第１室外熱交換器(23a) の除霜を保留することはなく、除霜を実行することになる。
【００２３】
なお、この場合、仮に室外熱交換器が３台以上あって第１室外熱交換器(23a) よりも優先順位が上位の室外熱交換器があり、その室外熱交換器の除霜信号が入力された場合には、第１室外熱交換器(23a) の除霜は保留される。また、室外熱交換器が３台以上の場合で、優先順位が最も下位（または３位以下）のものの除霜信号が発信されてから所定時間内に、それよりも上位の複数の室外熱交換器の除霜信号が発信された場合には、その複数の室外熱交換器すべてで除霜が終了してから、最も下位（または３位以下）の室外熱交換器が除霜される。
【００２４】
また、上記第５の解決手段では、ある室外ユニット(20a,20b) の回路系統でサーモオフ運転中に、その室外ユニット(20a,20b) の除霜制御手段(51a,51b) が他の室外ユニット(20b,20a) の除霜信号を受けると、その系統がサーモオフ運転からサーモオン運転に切り換えられる。つまり、ある室外ユニット(20a,20b) が除霜を実行するときには、必ず他の室外ユニット(20b,20a) の系統では暖房運転が行われる。
【００２５】
また、上記第６の解決手段では、例えばクリーンルームなどに設けられる空気調和装置において、各室内熱交換部(31a,31b) が共用する室内ファン(Fr)を回して少なくとも一つの回路系統で暖房運転を行いながら、他の少なくとも一つの回路系統でデフロスト運転を行える。
【００２６】
また、上記第７の解決手段では、クリーンルームなどに設けられる複数の室内ユニット(30)を備えた空気調和装置において、少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統で室内ファン(Fr)を起動してデフロスト運転を行いながら、他の少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統で暖房運転を行える。
【００２７】
【発明の効果】
従って、上記第１の解決手段によれば、デフロスト運転時に各冷媒回路(12,12) が同時に逆サイクルの冷媒流れ方向にはならず、ある回路では必ず暖房サイクルでの冷媒の循環動作を行えるので、室内でのコールドドラフトの発生を抑えられる。
【００２８】
また、装置全体を統括する制御手段(50)に除霜制御機能を持たせる場合には、すべての室外熱交換器(23a,23b) の除霜条件を常に判断しながらどの室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行するかを決定しなければならないことから、構成や制御が複雑になるのに対して、本実施形態では、各室外ユニット(20a,20b) に除霜制御手段(51a,51b) を設けて、互いの信号の送受信だけで各室外熱交換器(23a,23b) の除霜の実行または保留を制御するようにしているので、構成も制御も簡単にすることができ、コスト低減が可能となる。
【００２９】
さらに、装置全体を統括する制御手段(50)に除霜制御機能を持たせると、その制御手段(50)に故障が発生した場合には、各室外熱交換器(23a,23b) の除霜を切り換えながら運転を行うことができなくなってしまうが、上記構成では各室外ユニット(20a,20b) に除霜制御手段(51a,51b) を設けているので、例えば一つの除霜制御手段(51a,51b) が故障したとしても他の除霜制御手段(51b,51a) が機能していれば、すべての回路系統でデフロスト運転が不可能となることはない。
【００３０】
また、上記第２の解決手段では、除霜を保留している室外ユニット(20b) において、他の室外ユニット(20a) での除霜が終了すると、その除霜保留中の室外ユニット(20b) で除霜が実行されるので、着霜状態で長時間放置されることがなくなる。
【００３１】
また、上記第３の解決手段によれば、除霜制御手段(51a,51b) が除霜信号を発信してから所定時間待機し、その間に他の室外ユニット(20b,20a) からの除霜信号を受信しない場合のみ除霜を実行するので、例えば２台の室外ユニット(20a,20b) においてほぼ同時に除霜信号が発信された場合に、両方で同時に除霜が実行されるのを防止できる。
【００３２】
特に、上記第４の解決手段では、各室外熱交換器(23a,23b) の除霜を行う場合の優先順位を設定しているので、ほぼ同時に除霜信号が発信された場合でも、一方のみを除霜し、他方では暖房運転を継続する動作を確実に行える。なお、この場合には、暖房運転を継続することになる回路の室外熱交換器(23b,23a) も着霜している状態であるが、デフロスト運転自体は数分から１０分程度の時間で終了するものであり、しかもその後にデフロスト運転を行うことができるので、暖房能力の低下が問題になることは実用的には殆どない。
【００３３】
さらに、上記第５の解決手段では、ある室外ユニット(20a) の回路系統がサーモオフ中に他の室外ユニット(20b) の回路系統がデフロスト運転に入ると、サーモオフになっている回路系統がサーモオンに切り換えられるため、空気調和装置全体として冷房運転のみを行う状態となるのを回避でき、確実にコールドドラフトの発生を防止できる。
【００３４】
また、上記第６及び第７の解決手段によれば、例えばクリーンルームなどに設けられる空気調和装置のように除霜中でも送風を継続するのが望ましい場合に、ある回路系統においてデフロスト運転しながら他の回路系統では暖房運転を行えるので、室内温度が低下するのを確実に抑えられ、上記第１から第５の解決手段の制御に適した装置とすることができる。
【００３５】
【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詳細に説明する。
【００３６】
図１に全体の概略構成を示すように、本実施形態の空気調和装置(10)は、二台の室外ユニット(20a,20b) が一台の室内ユニット(30)に接続されたいわゆるセパレートタイプで室外マルチ方式の空気調和装置(10)であり、クリーンルームで使用されるものとしている。
【００３７】
そして、室内ユニット(30)は、図２に示すように室内熱交換器(31)を備え、単一の利用ユニットを構成している。該室内熱交換器(31)は、各室外ユニット(20)に対応した室内熱交換部(31a,31b) が一体に構成されている。この室内ユニット(30)は、室内熱交換器(31)の全体をカバーする１台の室内ファン(Fr)を室内熱交換器(31)の近傍に備え、この１台の室内ファン(Fr)により室内への送風を行う。
【００３８】
室内熱交換器(31)は、暖房運転時に凝縮器として機能し、冷房運転時に蒸発器として機能する利用側熱交換器である。具体的に、室内熱交換器(31)はフィンコイル形の熱交換器であり、コイルの一部が第１室外ユニット(20a) に接続されて第１室内熱交換部(31a) が構成される一方、コイルの他の一部が第２室外ユニット(20b) に接続されて第２室内熱交換部(31b) が構成されている。
【００３９】
なお、図では第１室内熱交換部(31a) と第２室内熱交換部(31b) とが分離したように表しているが、実際の室内熱交換器(31)は、両室内熱交換部(31a,31b) の各コイルが複数のパスを有しており、各パスを例えば交互に配置することにより構成される。
【００４０】
各室外ユニット(20a,20b) は互いに同一構成であり、それぞれ、図３に示すように、主要機器として、圧縮機(21)と四路切換弁(22)と室外熱交換器(23a,23b) と補助熱交換器(24)と膨張回路(40)とにより熱源ユニットを構成している。
【００４１】
そして、各室外ユニット(20a,20b) の圧縮機(21)と四路切換弁(22)と室外熱交換器(23a,23b) と補助熱交換器(24)と膨張回路(40)とが、それに対応する室内熱交換器(31)の室内熱交換部(31a,31b) と冷媒配管(11)によって接続されて、冷媒が循環して熱移動を行う蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路(12)が二系統に構成されている。各冷媒回路(12)は、上記室外熱交換器(23a,23b) 及び補助熱交換器(24)と室内熱交換器(31)との間が、膨張回路(40)などを含む液ライン(1L)と、圧縮機(21)などを含むガスライン(1G)とに構成されている。
【００４２】
上記圧縮機(21)は、例えば、インバータにより運転周波数（運転容量）が可変に調節されるスクロールタイプに構成されている。この圧縮機(21)の吐出側には、圧縮機(21)の運転音を低減するための消音器(25)が接続されている。消音器(25)は、圧縮機(21)から四路切換弁(22)へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁の機能を備えている。
【００４３】
上記四路切換弁(22)は、暖房運転時に図３の実線に示すように切り換わり、冷房運転時に図３の破線に示すように切り換わって、冷媒回路(12)内での冷媒の循環方向を反転させる。そして、上記室外熱交換器(23a,23b) 及び補助熱交換器(24)は、暖房運転時に蒸発器として機能し、冷房運転時に凝縮器として機能する熱源側熱交換器であり、その近傍には室外ファン(Fo)が設けられている。なお、より具体的にいうと、補助熱交換器(24)は冷房運転時に過冷却熱交換器として機能する。
【００４４】
上記膨張回路(40)は、冷媒を減圧するように構成されている。この膨張回路(40)は、ブリッジ回路で構成された方向制御回路(41)と、この方向制御回路(41)に接続された一方向通路(42)とを備えている。方向制御回路(41)は、暖房運転時と冷房運転時のいずれの場合も、そのときに凝縮器として機能している熱交換器(31),(23a,23b,24) からの液冷媒を一方向通路(42)に案内するように構成されている。
【００４５】
一方向通路(42)には、上流側に位置して冷媒を貯溜しながら液冷媒を流出させるレシーバ(43)と、その下流側に位置する開度調整自在な電子膨張弁（膨張機構）(EV)とが直列に配置されている。また、レシーバ(43)と電子膨張弁(EV)との間には、冷媒中の塵埃を除去するフィルタ(26)が配置されている。
【００４６】
上記方向制御回路(41)は、具体的には、第１流入路(44)と第１流出路(45)と第２流入路(46)と第２流出路(47)とがブリッジ状に接続されて構成されている。各流入路(44,46) 及び各流出路(45,47) には、それぞれ逆止弁(CV,CV,…)が設けられている。
【００４７】
上記第１流入路(44)は、室外熱交換器(23a,23b) が接続される第１接続点(P1)から、一方向通路(42)の上流端が接続される第２接続点(P2)に向う冷媒流れを形成している。また、上記第１流出路(45)は、一方向通路(42)の下流端が接続される第３接続点(P3)から、室内熱交換器(31)が接続される第４接続点(P4)に向う冷媒流れを形成している。
【００４８】
上記第２流入路(46)は、第４接続点(P4)から第２接続点(P2)に向う冷媒流れを形成している。また、上記第２流出路(47)は、第３接続点(P3)から第１接続点(P1)に向う冷媒流れを形成している。
【００４９】
上記一方向通路(42)は、レシーバ(43)と電子膨張弁(EV)との間（さらに具体的にはフィルタ(26)と電子膨張弁(EV)との間）の液管（高圧液ライン）が、圧縮機(21)の吐出配管に、圧縮機(21)の停止時における液封を防止する液封防止通路(27)を介して接続されている。この液封防止通路(27)は、上記液配管側から吐出配管側への冷媒の流通を許容する一方向通路であり、その経路内に逆止弁(CV)を備えている。
【００５０】
上記レシーバ(43)の上部と、常時低圧液ラインとなる一方向通路(42)における電子膨張弁(EV)より下流側との間にはバイパス通路(49)が接続されている。該バイパス通路(49)には電磁弁(SV)が設けられていて、レシーバ(43)内のガス冷媒を抜くことができるように構成されている。
【００５１】
一方、上記圧縮機(21)の吐出管には、該圧縮機(21)の吐出管温度を検出する吐出管温度センサ(Td)が配置されている。また、室外ユニット(20)の空気吸込口には、室外空気温度を検出する外気温センサ(Ta)が配置され、室外熱交換器(23a,23b) には、暖房運転時には蒸発温度となり、冷房運転時には凝縮温度となる外熱交温度を検出する外熱交温度センサ(Tc)が配置されている。さらに、上記室内ユニット(30)の空気吸込口には、室内空気温度を検出する室温センサ(Tr)が配置され、室内熱交換器(31)には、暖房運転時には凝縮温度となり、冷房運転時には蒸発温度となる内熱交温度を検出する内熱交温度センサ(Te)が配置されている。
【００５２】
上記圧縮機(21)の吐出管には、高圧冷媒圧力を検出して、該高圧冷媒圧力の過上昇によりオンとなって高圧保護信号を出力する高圧保護圧力スイッチ(HS1) と、上記高圧冷媒圧力を検出して、該高圧冷媒圧力が所定値になるとオンとなって高圧制御信号を出力する高圧制御圧力スイッチ(HS2) とが配置されている。また、圧縮機(21)の吸込管には、低圧冷媒圧力を検出して、該低圧冷媒圧力の過低下によりオンとなって低圧保護信号を出力する低圧保護圧力スイッチ(LS)が配置されている。なお、圧縮機(21)の吸込管には、フィルタ(28)も設けられている。
【００５３】
そして、上記各温度センサ(Td,Ta,Tc,Tr,Te)、高圧保護圧力スイッチ(HS1) 、高圧制御圧力スイッチ(HS2) 、及び低圧保護圧力スイッチ(LS)の出力信号は、空気調和装置のほぼ全体を統括する制御手段であるメインコントローラ(50)（図１参照）に入力され、該メインコントローラ(50)が、入力信号に基づいて空調運転を制御するように構成されている。
【００５４】
このメインコントローラ(50)は、各機器を制御して冷房運転と暖房運転を行うように構成されている。具体的に、このメインコントローラ(50)は、例えば、駆動すべき室外ユニット(20a,20b) の選定を空調負荷に合わせて行うと共に、圧縮機(21)のインバータの運転周波数を所定数の周波数ステップＮに区分して、室内温度が設定温度になるように周波数ステップＮを制御する。また、このメインコントローラ(50)は、外熱交温度センサ(Tc)及び内熱交温度センサ(Te)が検出する凝縮温度や蒸発温度から最適な冷凍効果を与える吐出管温度の最適値を算出し、該吐出管温度がその最適値になるように弁開度を設定して電子膨張弁(EV)の開度を制御する。
【００５５】
このような制御をすることで、各冷媒回路(12)内での冷媒の循環時に、予め定められたモリエル線図上での動作が保証されることとなり、冷凍サイクルの動作が安定する。なお、本実施形態の冷媒回路(12)は、圧縮機(21)の吸入側にアキュムレータを用いない回路としている。このため、本実施形態では、圧縮機(21)への吸入冷媒の過熱度が充分に大きくなるような制御を行ったり、レシーバ(43)からの液冷媒の流出量を調節する構造にしたりすることで、圧縮機(21)への液バックが生じないようにしている。
【００５６】
一方、各室外ユニット(20a,20b) は、各室外ユニット(20a,20b) が備えている室外熱交換器(23a,23b) が暖房運転中に着霜したときに、その室外熱交換器(23a,23b) の除霜をするためにデフロスト運転を行うデフロストコントローラ(51a,51b) を、メインコントローラとは別の独立した制御手段（除霜制御手段）として備えている。
【００５７】
このデフロストコントローラ(51a,51b) は、外気温センサ(Ta)により検出される室外空気温度と、外熱交温度センサ(Tc)により検出される外熱交温度とが所定の関係になるかどうかを判別することで、除霜の要否を暖房中にほぼ常時判断している。具体的に、デフロストコントローラ(51a,51b) は、上記各温度が以下の式を満たす関係になっているかどうかを判断している。
Tc≦０（°Ｃ）            ・・・(１)
Tc≦0.4×Ta−10（°Ｃ）   ・・・(２)
そして、上記(１)式と(２)式を同時に満たしたときに除霜条件が満たされたと判断する。なお、上記(１)式と(２)式において、Tcが外熱交温度、Taが外気温度を表すものとしている。
【００５８】
デフロストコントローラ(51a,51b) は、そのデフロストコントローラ(51a,51b) が設けられている室外ユニット(20a,20b) の室外熱交換器(23a,23b) を除霜すべき条件が満たされると、除霜信号を他の室外ユニット(20b,20a) のデフロストコントローラ(51b,51a) に送信する。つまり、各デフロストコントローラ(51a,51b) は、除霜信号を互いに送受信するように構成されている。
【００５９】
そして、デフロストコントローラ(51a,51b) は、その室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行する前に他の室外ユニット(20b,20a) のデフロストコントローラ(51b,51a) から除霜信号を受信すると除霜を保留するように構成されている。
【００６０】
より具体的には、各デフロストコントローラ(51a,51b) は、除霜信号を発信した後、所定時間待機して、その所定時間内に他のデフロストコントローラ(51b,51a) からの除霜信号を受信すると、一定の条件が満たされている場合には除霜を保留するように構成されている。
【００６１】
その一定の条件について具体的に説明すると、各室外熱交換器(23a,23b) は、除霜の優先順位が予め設定されており、各デフロストコントローラ(51a,51b) は、所定時間の待機中に優先順位が上位の室外熱交換器の除霜信号を受信したときに除霜を保留する一方、優先順位が下位の室外熱交換器の除霜信号を受信したときには除霜を実行するように構成されている。
【００６２】
本実施形態では、第１室外ユニット(20a) の室外熱交換器(23a) （第１室外熱交換器という）の優先順位を、第２室外ユニット(20b) の室外熱交換器(23b) （第２室外熱交換器という）よりも上位であるものとする。
【００６３】
なお、各デフロストコントローラ(51a,51b) は、他のデフロストコントローラ(51b,51a) から除霜信号を受信した後、所定時間の経過やその除霜信号の入力終了などから除霜終了を検知すると、対応する室外ユニット(20a,20b) 内の室外熱交換器(23a,23b) の除霜を実行するように構成されている。
【００６４】
また、各室外ユニット(20a,20b) のデフロストコントローラ(51a,51b) は、その室外ユニット(20a,20b) の冷媒回路系統においてサーモオフ運転（冷媒を循環させず、送風のみ行う休止運転）中に他のデフロストコントローラ(51b,51a) からの除霜信号を受信すると、該室外ユニット(20a,20b) の回路系統をサーモオン運転に切り換えて暖房サイクルで冷媒を循環させ、室内でのコールドドラフトの発生を防止するように構成されている。
【００６５】
−運転動作−
次に、この空気調和装置(10)の具体的な運転動作について説明する。なお、以下の説明において、第１室外ユニット(20a) 側の冷媒回路系統を第１系統、第２室外ユニット(20b) 側の冷媒回路系統を第２系統という。
【００６６】
まず、暖房運転サイクル時には、圧縮機(21)から吐出されたガス冷媒は、室内熱交換器(31)で凝縮して液化し、この液冷媒が第２流入路(46)を通ってレシーバ(43)に一旦貯溜される。そして、液冷媒がレシーバ(43)から流出し、電子膨張弁(EV)で減圧した後、第２流出路(47)を経て補助熱交換器(24)及び室外熱交換器(23a,23b) で蒸発して圧縮機(21)に戻る。その際、余剰の冷媒がレシーバ(43)に貯留しながら、冷媒の循環動作が行われる。
【００６７】
この暖房運転は、２台の室外ユニット(20a,20b) の両方を使用する場合と、何れか１台の室外ユニット（例えば第１室外ユニット(20a) ）のみを使用し、他の一台の室外ユニット（例えば第２室外ユニット(20b) ）側はサーモオフ状態とすることが可能である。
【００６８】
また、冷房運転サイクル時には、圧縮機(21)から吐出されたガス冷媒は、室外熱交換器(23a,23b) 及び補助熱交換器(24)で凝縮して液化し、この液冷媒が第１流入路(44)を通ってレシーバ(43)に一旦貯溜される。そして、液冷媒がレシーバ(43)から流出し、電子膨張弁(EV)で減圧した後、第１流出路(45)を経て室内熱交換器(31)で蒸発して圧縮機(21)に戻る。
【００６９】
なお、冷房運転サイクル時と暖房運転サイクル時のいずれの場合も、通常は電磁弁(SV)が閉じられていて、レシーバ(43)からガス冷媒が流出しないように設定されている。
【００７０】
暖房と冷房の各運転時に、メインコントローラ(50)は、運転すべき室外ユニット(20a,20b) を空調負荷に合わせて選定すると共に、周波数ステップＮを適正値に設定して圧縮機(21)の容量を制御する。また、外熱交温度センサ(Tc)及び内熱交温度センサ(Te)が検出する凝縮温度や蒸発温度から最適な冷凍効果を与える吐出管温度の最適値を算出して、該吐出管温度がその最適値になるように弁開度を設定する。そして、この弁開度が得られるようなパルス信号を電子膨張弁(25)に送信して該電子膨張弁(EV)の開度を制御し、室内負荷に対応した空調運転を行う。
【００７１】
なお、本実施形態において、例えば運転停止時に電子膨張弁(EV)と電磁弁(SV)とを閉鎖した状態で、周囲温度の上昇などによりレシーバ(43)内の液冷媒が膨張しても、この冷媒は一方向通路(42)から液封防止通路(27)を流れて熱交換器(23a,23b,31) 側へ逃げていくこととなり、液封が防止される。
【００７２】
一方、暖房運転中に室外熱交換器(31a,31b) に着霜すると、逆サイクル方式によるデフロスト運転が図４のフローチャートに従って実行される。このフローチャートにおいて、まずステップST１では、各デフロストコントローラ(51a,51b) が、対応する室外熱交換器(20a,20b) の除霜条件を判別する。そして、上述した(１)式と(２)式から除霜が必要であると判断するまでは、常にこのステップST１で除霜条件を判別するようにしている。
【００７３】
ステップST１での判別の結果、例えば第１系統において、第１室外熱交換器(23a) の除霜が必要であると判断されると、ステップST２において、他の室外熱交換器（つまり、第２室外熱交換器）(23b) の除霜信号がオンになっているかどうかを判断する。他系統の除霜信号がオフの場合はステップST３に進む一方、オンの場合はオフになるまでステップST２の条件の判別を継続するため、その間は除霜を保留することになる。
【００７４】
ステップST３に進んだときには、他系統（第２系統）で除霜が行われていない状態であるため、第１系統でデフロスト運転を行っても両系統で除霜が同時に行われることはない。したがって、この場合、室内ユニット(20)側の除霜準備が完了するまで待機するためのタイマ（除霜制御手段(51a,51b) に内蔵）をスタートしてから、ステップST４で、他系統（第２系統）の除霜信号がオフであることを再度確認し、しかもタイマが３０秒以上経過していることを確認した後、ステップST５へ進む。
【００７５】
ステップST５では、他系統（第２系統）がサーモオフ運転中であるかどうかを判別し、サーモオフ運転中にはステップST６でその他系統（第２系統）をサーモオン運転に切り換えてから、ステップST７で、除霜が必要と判断された第１系統の室外熱交換器(23a) の除霜を開始する。
【００７６】
一方、ステップST４の判別結果が「Ｎｏ」であった場合は、ステップST８に進んで、３０秒が経過する前に他系統（第２系統）の除霜信号がオンに変わっていて、かつ他系統（第２系統）の室外熱交換器(23b) の除霜の優先順位が下位であるかどうかを判別する。そして、他系統（第２系統）の除霜信号がオンになっていても、該他系統（第２系統）の優先順位が下位であれば、ステップST７で、第１系統の室外熱交換器(23a) の除霜を開始する。
【００７７】
逆に、ステップST８の判別結果が「Ｎｏ」である場合は、他系統の優先順位が上位である場合となる。この場合、以上の説明とは逆に、第２室外熱交換器(23b) で除霜条件が成立してステップST１からステップST８まで進んだことになる。この場合は、ステップST９へ進んで１２分間待機して他の室外熱交換器（つまり第１室外熱交換器(23a) ）のデフロスト運転が終了するのを待った後、ステップST７で第２室外熱交換器(23b) の除霜を開始する。
【００７８】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態によれば、デフロスト運転時に両方の冷媒回路(12,12) において同時に逆サイクルで冷媒が流れることはなく、一方の系統は必ず暖房サイクルでの冷媒の循環動作が行われるので、室内でのコールドドラフトの発生を防止できる。
【００７９】
また、装置(10)のほぼ全体を統括するメインコントローラ(50)に除霜制御機能を持たせる場合には、特に室外熱交換器の台数が多い場合には、すべての室外熱交換器(20a,20b) の種々の除霜条件を常に判断しながらどの室外熱交換器(20a,20b) の除霜を実行するかを決定しなければならないことから、構成や制御が複雑になってしまうのに対して、本実施形態では、各室外ユニット(20a,20b) にデフロストコントローラ(51a,51b) を設けて、互いの除霜信号の送受信により各室外熱交換器(23a,23b) の除霜の実行を制御するようにしているので、構成も制御も簡単にすることができる。
【００８０】
また、各室外熱交換器(23a,23b) の除霜を行う場合の優先順位を予め設定しているので、ほぼ同時に除霜信号が発信された場合でも、一方のみを除霜し、他方では暖房運転を継続することで、コールドドラフトを確実に防止できる。なお、この場合は、暖房運転を継続することになる冷媒回路(12)の室外熱交換器(23a,23b) にも着霜している状態であるが、デフロスト運転自体は約１０分程度の時間で終了するものであり、除霜を待機していた室外熱交換器もその後に充分にデフロスト運転を行うことができるので、暖房能力の低下が問題になることは実用的には殆どない。
【００８１】
さらに、一方の回路系統がサーモオフ中に他方の回路系統でデフロスト運転に入るときには、サーモオフ中の回路系統がサーモオンに切り換えられることからも、コールドドラフトの発生を確実に防止できる。
【００８２】
【発明のその他の実施の形態】
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８３】
例えば、上記実施形態では、１台の室内ユニット(30)に２台の室外ユニット(20a,20b) が接続された構成としているが、少なくとも１台の室内ユニットを備え、その室内ユニットに複数台の室外ユニットが接続された空気調和装置であれば、本発明を適用することは可能である。
【００８４】
また、それぞれが室内ファン(Fr)を備えた複数台の室内ユニット(30)を一つの部屋に設けると共に、少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統で室内ファン(Fr)を起動してデフロスト運転を行いながら、他の少なくとも一つの室内ユニット(30)の回路系統で除霜を保留して暖房運転を行うように構成することもできる。
【００８５】
このようにしても、クリーンルームなどに設けられる複数の室内ユニット(30)を備えた空気調和装置において、送風を継続しながらデフロスト運転と暖房運転とを同時に行うことができるので、室内温度が低下するのを確実に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の空気調和装置の室内ユニットを示す構成図である。
【図３】図１の空気調和装置の室外ユニットを示す構成図である。
【図４】デフロスト運転時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
(10)      空気調和装置
(12)      冷媒回路
(20a,20b) 室外ユニット
(21)      圧縮機
(22)      四路切換弁
(23a,23b) 室外熱交換器
(30)      室内ユニット
(31)      室内熱交換器
(50)      メインコントローラ
(51a,51b) デフロストコントローラ（除霜制御手段）
(EV)      膨張機構
(Ta)      外気温センサ
(Tc)      外熱交温度センサ
(Td)      吐出管温度センサ
(Te)      内熱交温度センサ
(Tr)      室温センサ
【図１】
0003785893.tif 000002
【図２】
0003785893.tif 000003
【図３】
0003785893.tif 000004
【図４】
0003785893.tif 000005