(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジン駆動による圧縮機を各々備えた複数台の室外ユニットを、室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につなぎ、空調負荷に応じてこれら複数台の室外ユニットの運転台数を制御する空気調和装置において、
前記各室外ユニットの起動回数を積算する手段と、
前記各室外ユニットの累積運転時間を積算する手段と、
運転台数を増加させる場合に、積算した累積運転時間の少ない室外ユニットを優先して起動させる手段と、
前記各室外ユニットの前記累積運転時間が等しい場合に、積算された起動回数の少ない室外ユニットを優先して起動させる手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記各室外ユニットの容量が異なる場合であって、運転台数を増加させる時に前記各室外ユニットの前記累積運転時間が等しい場合に、前記起動回数に優先して、容量の小さい室外ユニットを起動させる手段を備えた、ことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
ガスエンジン駆動による圧縮機を各々備えた複数台の室外ユニットを、室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につなぎ、空調負荷に応じてこれら複数台の室外ユニットの運転台数を制御する空気調和装置において、
前記各室外ユニットの起動回数を積算する手段と、
前記各室外ユニットの累積運転時間を積算する手段と、
運転台数を減少させる場合に、積算した累積運転時間の多い室外ユニットを停止させ、次いで、容量の小さい室外ユニットを停止させ、その後に、起動回数の少ない室外ユニットを停止させる手段を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
冷媒圧力、冷媒温度、機器回転速度等から室外ユニットの不調を判断する手段を備え、不調の室外ユニットが存在した場合であって、運転台数を減少させる場合、累積運転時間の多い室外ユニットに優先して、不調の室外ユニットを停止させる手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数台の室外ユニットを備えた空気調和装置に係り、夫々の室外ユニットの運転制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数台の室外ユニットを室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につなぎ、空調負荷に応じてこれら複数台の室外ユニットの運転台数を制御する空気調和装置が知られている。この種のものは、特定の室外ユニットが、常に運転されることを防止するために、例えば、予め各室外ユニットに運転の為の優先順位を設定し、この設定した順に、且つ前回運転された室外ユニットが除外されて、室外ユニットが運転されている。
【０００３】
或いは、各室外ユニットの累積運転時間のみに着目して、この累積運転時間が平準化するように、各室外ユニットが運転されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、ガスエンジン等の内燃機関を用いて圧縮機を駆動する空気調和装置の場合、以下の問題が生じる。
【０００５】
一般に、エンジンを始動させるスタータの寿命は、エンジンの起動回数によって左右される。このため、特定の室外ユニットにおいて、頻繁に起動を繰り返すと、この室外ユニットのスタータは、他の機器のスタータのメンテナンスよりも速くメンテナンスを行わなければならず、メンテナンスの時期を統一することができず、結果として、メンテナンス費用がかかるという問題がある。
【０００６】
また、駆動源にガスエンジンを用いた場合、駆動源に電動機を用いた場合と比較して、制御パラメータが多く、運転も不安定であるため、夫々の室外ユニットは不調を起こしやすく、不調を起こした場合、早急に運転を停止させる必要がある。このため、ガスエンジンを用いた空気調和装置において、運転効率を上げるためには、より細かな制御が要求され、従来の起動停止制御だけでは不十分であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する問題点を解消し、夫々の室外ユニットのメンテナンス回数が平均化し、より細かな起動停止制御が行え、運転効率の最適化が図れる空気調和装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ガスエンジン駆動による圧縮機を各々備えた複数台の室外ユニットを、室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につなぎ、空調負荷に応じてこれら複数台の室外ユニットの運転台数を制御する空気調和装置において、前記各室外ユニットの起動回数を積算する手段と、前記各室外ユニットの累積運転時間を積算する手段と、運転台数を増加させる場合に、積算した累積運転時間の少ない室外ユニットを優先して起動させる手段と、前記各室外ユニットの前記累積運転時間が等しい場合に、積算された起動回数の少ない室外ユニットを優先して起動させる手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明では、各室外ユニットの累積運転時間及び起動回数を積算し、累積運転時間の少ない室外ユニットを優先して起動させ、且つ、起動回数の少ない室外ユニットを優先して起動させるので、特定の室外ユニットの累積運転時間と起動回数とが多くなることがない。このため、例えば、各室外ユニットの運転時間の平準化が行われ、駆動源であるエンジンのスタータの寿命が平均化され、メンテナンスの時期が統一され、メンテナンスの費用が抑えられる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各室外ユニットの容量が異なる場合であって、運転台数を増加させる時に前記各室外ユニットの前記累積運転時間が等しい場合に、前記起動回数に優先して、容量の小さい室外ユニットを起動させる手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明では、容量の小さい室外ユニットを優先して起動させるので、例えば、空調負荷が極端に小さいときに、必要以上に大きい容量の室外ユニットが起動されることがなく、必要最小限の容量で運転が行われ、運転効率がよくなる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、ガスエンジン駆動による圧縮機を各々備えた複数台の室外ユニットを、室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につなぎ、空調負荷に応じてこれら複数台の室外ユニットの運転台数を制御する空気調和装置において、前記各室外ユニットの起動回数を積算する手段と、前記各室外ユニットの累積運転時間を積算する手段と、運転台数を減少させる場合、積算した累積運転時間の多い室外ユニットを停止させ、次いで、容量の小さい室外ユニットを停止させ、その後に、起動回数の少ない室外ユニットを停止させる手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明では、累積運転時間の多い室外ユニットを停止させるので、室外ユニットの運転時間の平準化が行われる。この累積運転時間の多い室外ユニットに次いで、容量の小さい室外ユニットを停止させるので、再び空調負荷が増加して室外ユニットの運転台数を増加させる場合に、容量の小さいユニットから優先的に起動させることができる。
さらに、その後に、起動回数の少ない室外ユニットを停止させるので、運転台数を減少後、空調負荷が増加し、新たに室外ユニットを起動する場合、起動回数の多い室外ユニットが起動することなく、起動回数の少ない室外ユニットが起動する。このため、特定の室外ユニットの起動回数が多くなることがない。従って、装置の駆動源にスタータ始動によるエンジン等を用いる場合、スタータの寿命が平均化され、メンテナンスの時期が統一され、メンテナンスの費用が抑えられる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、冷媒圧力、冷媒温度、機器回転速度等から室外ユニットの不調を判断する手段を備え、不調の室外ユニットが存在した場合であって、運転台数を減少させる場合、累積運転時間の多い室外ユニットに優先して、不調の室外ユニットを停止させる手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明では、運転台数を減少させる場合、不調の室外ユニットを優先して停止させるので、このため、例えば、他の室外ユニットと比べて、冷媒の圧力や温度が異常に低くなったり、高くなったりした不調の室外ユニットが存在した場合、この不調の室外ユニットからユニット間配管を通じて他の室外ユニットに当該冷媒が流出入することが無くなる。それゆえ、ある室外ユニットの不調が、装置全体に反映されることがなく、最適な運転が維持される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００２３】
図１において、１ａ，１ｂは室外ユニットを示し、３ａ，３ｂは室内ユニットを示している。室外ユニット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。室外ユニット１ｂについては、以下の構成を含めて、室外ユニット１ａと同じであるので、説明を省略する。
【００２４】
また、室内ユニット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、室内ユニット３ｂについては、以下の構成を含めて、室内ユニット３ａと同じであるので、説明を省略する。この室内ユニット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、室外ユニット１ａ，１ｂが並列に接続されている。
【００２５】
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。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。
【００２６】
室外ユニット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。
【００２７】
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。
【００２８】
上記構成の空気調和装置において、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。
【００２９】
上記構成において、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、それぞれの室内ユニット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、さらに四方弁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。
【００３０】
また、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、それぞれの室内ユニット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、さらに室外電動式膨脹弁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。
【００３１】
この実施の形態では、いずれか特定の室外ユニット１ａ、１ｂが、常に連続して運転されることがないように、室外ユニット１ａ、１ｂの起動停止の順番が制御される。このローテーション制御は、室外ユニット１ａ、１ｂを統括的にコントロールする集中制御装置１６が司る。
【００３２】
この集中制御装置１６は、図２に示すように、中央処理装置１０７を備え、この中央処理装置１０７には、各室外ユニット１ａ、１ｂの累積運転時間を積算するためのタイマ１０９と、各室外ユニット１ａ、１ｂの起動回数を積算するためのカウンタ１１１と、各室外ユニット１ａ、１ｂの定格容量を記憶するメモリ１１３とが接続されている。なお、室外ユニット１ａの定格容量は、７．４６ｋＷ（１０ＨＰ）であり、室外ユニット１ｂの定格容量は、１４．９２ｋＷ（２０ＨＰ）である。
【００３３】
室外ユニット１ａ、１ｂの起動の順番は、まず、タイマ１０９で積算された累積運転時間が少ないものが優先して起動される。累積運転時間が等しい場合は、メモリ１１３に記憶された定格容量が小さいものが優先して起動される。定格容量が等しい場合は、カウンタ１１１でカウントとされた起動回数の少ないものが優先して起動される。
【００３４】
上記圧縮機の駆動にはガスエンジン１００ａ、１００ｂが用いられている。このガスエンジン１００ａ、１００ｂは、スタータ（図示せず）始動によるため、発停の回数が増加すると、スタータの寿命が短くなり、頻繁にメンテナンスしなければならない。
【００３５】
この実施形態では、累積運転時間の少ない室外ユニット１を優先して起動させ、且つ、起動回数の少ない室外ユニット１を優先して起動させるので、特定の室外ユニット１の累積運転時間と起動回数とが多くなることがない。
【００３６】
従って、各室外ユニット１の運転時間の平準化が行われ、各圧縮機１１ａ、１１ｂのスタータの寿命が平均化され、メンテナンスの時期が統一され、メンテナンスの費用が抑えられる。
【００３７】
また、起動回数に優先して、容量の小さい室外ユニット１を起動させるので、空調負荷が極端に小さいときに、必要以上に大きい容量の室外ユニット１が起動されることがない。従って、必要最小限の容量で運転が行われ、運転効率がよくなる。例えば、当初の空調負荷が４ｋＷで運転が開始された時は、７．４６ｋＷの定格容量の室外ユニット１ａのみを起動させればよく、その後、空調負荷が増加し、空調負荷が７．４６ｋＷを越えた時点で、１４．９２ｋＷの定格容量の室外ユニット１ｂを起動させればよい。
【００３８】
つぎに、室外ユニット１ａ、１ｂの停止の順番について説明する。
【００３９】
この実施の形態では、停止の順序において、運転不調の室外ユニット１が存在した場合、その室外ユニット１の運転が優先的に停止される。この運転不調を検出するため、図２に示す中央処理装置１０７には、制御線１１５ａ〜１１５ｎを介して、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ１１７ａ、１１７ｂと、高温側の冷媒温度を検出する温度センサ１１９ａ、１１９ｂと、室外熱交換器ファンの回転を検出する回転速度センサ１２１ａ、１２１ｂとが接続されている。そして、中央処理装置１０７、圧力センサ１１７ａ、１１７ｂでの検出圧力が異常に低かったり高かったりした場合、温度センサ１１９ａ、１１９ｂでの検出温度が異常に低かったり高かったりした場合、或いは回転速度センサ１２１ａ、１２１ｂの回転数が異常に低かったり高かったりした場合、該当する室外ユニット１の運転状態が不調であると判断する。
【００４０】
この実施形態では、運転台数を減少させる場合、起動回数に優先して、不調の室外ユニット１を停止させるので、この不調の室外ユニット１からユニット間配管を通じて他の室外ユニット１に当該冷媒が流出入することが無くなる。それゆえ、ある室外ユニットの不調が、装置全体に反映されるようなことがなく、最適な運転状態が維持される。
【００４１】
ローテーション運転の停止の順序においては、運転不調の室外ユニット１を停止させた後、累積運転時間の多い室外ユニット１を停止させ、ついで容量の小さい室外ユニット１を停止させ、最後に、起動回数の少ない室外ユニット１を停止させる制御が行われる。
【００４２】
この実施形態にあっても、運転不調の室外ユニットを除いた場合、累積運転時間の多い室外ユニットを優先的に停止させるので、室外ユニット１の運転時間の平準化が行われる。
【００４３】
この累積運転時間の次に、容量を判断し、その容量の小さい室外ユニット１を停止させる。このようにしておけば、再び、空調負荷が増加し、室外ユニットの運転台数を増加させる場合、容量の小さい室外ユニット１から優先的に起動させることができる。
【００４４】
以上、一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ないことは明らかである。
【００４５】
例えば、上記実施例では、２台の室外ユニット１ａ、１ｂの定格容量は、夫々、７．４６ｋＷ（１０ＨＰ）、１４．９２ｋＷ（２０ＨＰ）であったが、これに限定されるものではなく、定格容量が、５．９６ｋＷ（８ＨＰ）、９．６９ｋＷ（１３ＨＰ）、１１．９２ｋＷ（１６ＨＰ）等の５種類のものを用意しておき、任意の３台の室外ユニット１の容量の組み合わせであっても良い。
【００４６】
又、前記集中制御装置１６には、各室外ユニット１ａ、１ｂの累積運転時間を積算するタイマ１０９等の各種のタイマ１０９を内蔵させたが、これらタイマ１０９は夫々の室外ユニット１ａ、１ｂに内蔵させておき、これらタイマ１０９からのデータのみを集中制御装置１６が取り込むようにしてもよい。このようにすると、例えば、運転不調の室外ユニット１があった場合の停止の順序において、この室外ユニット１の基板（図示せず）を介してその情報が中央処理装置１０７に送られ、この情報に基づいて、中央処理装置１０７は運転不調の室外ユニット１を優先して停止させることができる。
【００４７】
【発明の効果】
室外ユニットの起動停止の順序を、累積運転時間を主条件として決定し、さらに、起動回数や定格容量及び運転状況を加味することにより、累積運転時間の平準化を図り、また、装置の駆動源にスタータ始動によるエンジン等を用いた場合、各室外ユニットのスタータの寿命を平均化し、メンテナンスの時期を統一することができ、特定の室外ユニットを頻繁にメンテナンスする必要が無くなり、メンテナンスの費用を抑えることができる。
【００４８】
空調負荷に応じて、定格容量の小さい室外ユニットから起動されるので、極端に低い空調負荷であっても、最適な運転効率が維持される。
【００４９】
室外ユニットの運転を停止させる場合に、運転不調の室外ユニットがある時、優先して運転を停止させるので、当該室外ユニットからユニット間配管を介して圧力や温度が異常な冷媒が、他の室外ユニットに流入することが無い。それゆえ、ある室外ユニットの不調が、装置全体に反映されることがなく、最適な運転状態が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の一例を示す冷凍回路図である。
【図２】集中制御装置を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  室外ユニット
３ａ、３ｂ  室内ユニット
１６  集中制御装置
１００ａ，１００ｂ  ガスエンジン
１０７  中央処理装置
１０９  タイマ
１１１  カウンタ
１１３  メモリ
【図１】
0003732984.tif 000002
【図２】
0003732984.tif 000003