JP2018146171A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、稼働が特定の空調機に偏ることを防止し、機器の性能低下や故障を予防することができる空調システムを提供することにある。
【解決手段】空調システムでは、天井裏空間ＣＳの空調負荷が小さくなり、複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄのいずれかを停止させる際に、圧縮機の総運転時間の比較において劣化が他の空調機よりも進んでいる空調機を優先的に停止させることによって、空調機間の劣化進行度の平準化を図ることができる。また、天井裏空間ＣＳの空調負荷が増加し、停止している複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄのいずれかを運転させる際に、圧縮機の総運転時間の比較において劣化が他の空調機よりも進んでいない空調機を優先的に運転させることによって、空調機間の劣化進行度の平準化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調システムに関する。

近年、同一の空調対象空間を複数の空調機で空調する、多種多様な空調システムが普及するようになった。例えば、特許文献１（特開２００１−１７３９９１号公報）の図４に開示されている冷房システムは、排熱空気排出口を天井裏に位置させ、冷気吹出口を室内に位置させた複数の空調機によって、室内を低温領域、天井裏を高温領域となるように形成するシステムである。

一般に、上記のようなシステムでは、空調機ごとに稼働時間が異なるので、全ての空調機が同様の経年変化をたどることは極めて稀である。それゆえ、特定の空調機が他の空調機よりも早く寿命を迎えることが起こり得る。

しかしながら、ユーザー側としては、稼働が特定の空調機に偏ることを避けて、システム寿命を長く維持したいという要望がある。

本発明の課題は、稼働が特定の空調機に偏ることを防止し、機器の性能低下や故障を予防することができる空調システムを提供することにある。

本発明の第１観点に係る空調システムは、共通空間に対して設けられる複数の空調ユニットによって共通空間の温度調節を行う空調システムであって、複数の空調ユニットを制御する制御装置を備えている。制御装置は、記憶部と決定部とを有している。記憶部は、劣化監視対象部品、および空調ユニットそれぞれの劣化監視対象部品について予め決定された劣化に関係するパラメータを記憶する。劣化監視対象部品とは、空調ユニットの構成部品の中から劣化を監視すべきものとして予め選定された部品である。決定部は、空調ユニット間で、パラメータ又はそのパラメータを用いて算出した値に基づく比較を行って、複数の空調ユニットの中から停止あるいは運転させる空調ユニットを決定する。

この空調システムでは、共通空間の空調負荷が小さくなり、複数の空調ユニットのいずれかを停止させる際に、パラメータ等の比較において劣化が他の空調ユニットよりも進んでいる空調ユニットを優先的に停止させることによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

また、共通空間の空調負荷が増加し、停止している複数の空調ユニットのいずれかを運転させる際に、パラメータ等の比較において劣化が他の空調ユニットよりも進んでいない空調ユニットを優先的に運転させることによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

本発明の第２観点に係る空調システムは、第１観点に係る空調システムであって、空調ユニットが圧縮機、凝縮器、減圧機構および蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用しており、パラメータには圧縮機の累積運転時間が含まれる。

この空調システムでは、圧縮機の累積運転時間が長くなればなるほど耐久性の劣化が進行するので、圧縮機の累積運転時間が長いものを優先的に停止させ、或いは優先的に運転を抑制することによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

本発明の第３観点に係る空調システムは、第２観点に係る空調システムであって、圧縮機の累積運転時間は、圧縮機の運転周波数に応じて重み付けされている。

この空調システムでは、圧縮機の実際の累積運転時間が同じてあっても、高い運転周波数で長く運転されたものと、低い運転周波数で長く運転されたものとでは、耐久性の劣化は前者の方が進行しているので、運転周波数で重み付けされた累積運転時間で劣化比較を行うことによって、現実とかけ離れた劣化評価となることを回避する。

本発明の第４観点に係る空調システムは、第１観点に係る空調システムであって、空調ユニットが圧縮機、凝縮器、減圧機構および蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用しており、パラメータには圧縮機の発停回数が含まれる。

この空調システムでは、実際の累積運転時間が短い圧縮機であっても、発停を頻繁に繰り返している圧縮機は、発停回数の少ない圧縮機に比べて、耐久性の劣化が進行しているので、発停回数で劣化比較を行うことによって、現実とかけ離れた劣化評価となることを回避する。

本発明の第５観点に係る空調システムは、第１観点に係る空調システムであって、空調ユニットが圧縮機、凝縮器、減圧機構および蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用しており、パラメータには凝縮器又は蒸発器に送風するファンのファンモータの累積運転時間が含まれる。

この空調システムでは、ファンモータの累積運転時間が長くなればなるほど耐久性の劣化が進行するので、ファンモータの累積運転時間が長いものを優先的に停止させ、或いは優先的に運転を抑制することによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

本発明の第６観点に係る空調システムは、第１観点に係る空調システムであって、空調ユニットが共通空間の空気を導入する空気導入口に、空気中の塵埃を除去するフィルタを有しており、パラメータにはフィルタを通過する累計風量が含まれる。

この空調システムでは、フィルタを通過する累計風量が大きければ大きいほど、フィルタの目詰まりは進行しており、当該累計風量が大きいものから優先的にメンテナンスを行うことによって、ファン、圧縮機への負荷を軽減し、耐久性の劣化を抑制する。

本発明の第７観点に係る空調システムは、第１観点から第６観点のいずれか１つに係る空調システムであって、制御装置がパラメータの数値を初期化するリセット機能を有する。

この空調システムでは、複数の空調ユニットのうちのいずれかの空調ユニットの機器、例えば、圧縮機が交換されているにも拘らず、交換前の圧縮機の累積運転時間に交換後の圧縮機の運転時間を加算していくことは、誤った劣化評価となるので、リセット機能によってそのような事態を回避する。

本発明の第１観点に係る空調システムでは、共通空間の空調負荷が小さくなり、複数の空調ユニットのいずれかを停止させる際に、パラメータ等の比較において劣化が他の空調ユニットよりも進んでいる空調ユニットを優先的に停止させることによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。また、共通空間の空調負荷が増加し、停止している複数の空調ユニットのいずれかを運転させる際に、パラメータ等の比較において劣化が他の空調ユニットよりも進んでいない空調ユニットを優先的に運転させることによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

本発明の第２観点に係る空調システムでは、圧縮機の累積運転時間が長くなればなるほど耐久性の劣化が進行するので、圧縮機の累積運転時間が長いものを優先的に停止させ、或いは優先的に運転を抑制することによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

本発明の第３観点に係る空調システムでは、圧縮機の実際の累積運転時間が同じてあっても、高い運転周波数で長く運転されたものと、低い運転周波数で長く運転されたものとでは、耐久性の劣化は前者の方が進行しているので、運転周波数で重み付けされた累積運転時間で劣化比較を行うことによって、現実とかけ離れた劣化評価となることを回避する。

本発明の第４観点に係る空調システムでは、実際の累積運転時間が短い圧縮機であっても、発停を頻繁に繰り返している圧縮機は、発停回数の少ない圧縮機に比べて、耐久性の劣化が進行しているので、発停回数で劣化比較を行うことによって、現実とかけ離れた劣化評価となることを回避する。

本発明の第５観点に係る空調システムでは、ファンモータの累積運転時間が長くなればなるほど耐久性の劣化が進行するので、ファンモータの累積運転時間が長いものを優先的に停止させ、或いは優先的に運転を抑制することによって、空調ユニット間の劣化進行度の平準化を図る。

本発明の第６観点に係る空調システムでは、フィルタを通過する累計風量が大きければ大きいほど、フィルタの目詰まりは進行しており、当該累計風量が大きいものから優先的にメンテナンスを行うことによって、ファン、圧縮機への負荷を軽減し、耐久性の劣化を抑制する。

本発明の第７観点に係る空調システムでは、複数の空調ユニットのうちのいずれかの空調ユニットの機器、例えば、圧縮機が交換されているにも拘らず、交換前の圧縮機の累積運転時間に交換後の圧縮機の運転時間を加算していくことは、誤った劣化評価となるので、リセット機能によってそのような事態を回避する。

空調システムを構成する複数の空調機が据え付けられている建屋の斜視図。 空調システムの構成を示すブロック図。 空調機の構成図 空調機の制御系を示すブロック図。 劣化監視対象部品のパラメータとして、圧縮機の総運転時間を設定した場合の比較評価表。 劣化監視対象部品のパラメータとして、運転周波数に応じて重み付けされた圧縮機の総運転時間を設定した場合の比較評価表。 圧縮機の総運転時間に基づく運転／停止対象空調機の決定制御の制御フローチャート（ステップＳ１〜ステップＳ１０）。 圧縮機の総運転時間に基づく運転／停止対象空調機の決定制御の制御フローチャート（ステップＳ１１〜ステップＳ１７）。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空調システムの概要
図１は、空調システムを構成する複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄが据え付けられている建屋の斜視図である。

図１において、複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄそれぞれは、天井に設置される利用側ユニットである室内ユニットと、天井裏に配置される熱源側ユニットとが一体化された空調機である。このような一体型空調機の具体的構造については、例えば、公開特許公報の特開平９−３２４９２８等に開示されているので、ここでは具体的構造の説明は省略する。

複数の室内ユニット２１Ａ〜２１Ｄは、建屋の天井に設置され、各室内ユニットに対応する熱源側ユニット１１Ａ〜１１Ｄは天井裏空間ＣＳに配置されている。

なお、室内ユニット２１Ａ〜２１Ｄをまとめて指す場合は「室内ユニット２１」と表現し、熱源側ユニット１１Ａ〜１１Ｄをまとめて指す場合は「熱源側ユニット１１」と表現する。

この空調システムでは、空調対象空間である部屋Ｒｏの天井に、空調機１０Ａ〜１０Ｄの室内ユニット２１Ａ〜２１Ｄが配置されている。そして、空調機１０Ａ〜１０Ｄの熱源側ユニット１１Ａ〜１１Ｄは、部屋Ｒｏの天井裏空間ＣＳに配置されている。

また、天井裏空間ＣＳの換気を行うため、共通排気ファン９１が側壁に設けられている。共通排気ファン９１は、図１において、平面視で右側壁および左側壁に一台ずつ据え付けられている。説明の便宜上、右側の共通排気ファン９１を右ファン９１Ａ、左側の共通排気ファン９１を左ファン９１Ｂという。

天井裏空間ＣＳでは、外気を左ファン９１Ｂによって取り込み、内部空気を右ファン９１Ａによって排出すれば、図１において、左から右への空気の流れが生じる。また、外気を右ファン９１Ａによって取り込み、内部空気を左ファン９１Ｂによって排出すれば、図１において、右から左への空気の流れが生じる。

なお、朝夕の日差しの影響を考慮して、時間帯に応じて、空気流れの方向が切り替えられてもよい。

本実施形態では、全ての熱源側ユニット１１Ａ〜１１Ｄの空気の吹出方向を、図１おいて、左から右への方向に統一しており、天井裏空間の換気方向も熱源側ユニットの吹出方向に合わせて、図１において、左から右への空気の流れが生じるように構成されている。

図１の天井裏空間ＣＳでは、熱源側ユニット１１Ａから視て、空気の流れの上流側に熱源側ユニット１１Ｂが配置されている。そして、熱源側ユニット１１Ａから視て、空気の流れ方向と交差する方向に熱源側ユニット１１Ｃが配置されている。また、熱源側ユニット１１Ｃから視て、空気の流れの上流側に熱源側ユニット１１Ｄが配置されている。

図２は、空調システムの制御系の構成を示すブロック図である。図２において、空調システムでは、集中制御部４０が通信ネットワーク６を介して、複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄそれぞれに搭載された通信制御部５０（図４参照）との間で通信を行うことができる。

通信ネットワーク６は、インターネット、イントラネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ・Ｐｒｉｖａｔｅ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の情報通信技術を利用した通信回線により構成されている。

集中制御部４０は、遠隔制御により空調機１０Ａ〜１０Ｄに各種の運転を行わせることができる。

以下、空調機１０Ａ〜１０Ｄ、及び集中制御部４０について詳細を説明する。なお、空調機１０Ａ〜１０Ｄをまとめて指す場合は、「空調機１０」と表現する。

（２）空調機１０の構成
図３は、空調機１０の構成図である。図３において、空調機１０は、冷房運転および暖房運転が可能な冷凍装置であり、熱源側ユニット１１と、室内ユニット２１と、熱源側ユニット１１と室内ユニット２１とを接続するための液冷媒連絡配管２、及びガス冷媒連絡配管３とを備えている。空調機１０の冷媒回路ＲＣには、例えば、単一冷媒であるＲ３２が封入されている。

（２−１）熱源側ユニット１１の構成
図３において、熱源側ユニット１１は、主に、圧縮機１２、四方切換弁１５、熱源側熱交換器１３、及び膨張弁１４を有している。さらに、熱源側ユニット１１は熱源側ファン１６も有している。

（２−１−１）圧縮機１２
圧縮機１２は、低圧の冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１２では、スクロール式、ロータリ式等の圧縮機構が圧縮機モータ１２ａによって駆動される。圧縮機モータ１２ａの運転周波数は、インバータ装置によって変更される。

（２−１−２）熱源側熱交換器１３
熱源側熱交換器１３は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。熱源側熱交換器１３の近傍には、熱源側ファン１６が設置される。熱源側熱交換器１３では、熱源側ファン１６が搬送する空気と冷媒とが熱交換する。

（２−１−３）膨張弁１４
膨張弁１４は、開度可変の電子膨張弁である。膨張弁１４は、冷房運転時の冷媒回路ＲＣにおける冷媒の流れ方向において熱源側熱交換器１３の下流側に配置されている。

冷房運転時、膨張弁１４の開度は、室内熱交換器３２に流入する冷媒を室内熱交換器３２において蒸発させることが可能な圧力（すなわち、蒸発圧力）まで減圧するように調節される。また、暖房運転時は、膨張弁１４の開度は、熱源側熱交換器１３に流入する冷媒を熱源側熱交換器１３において蒸発させることが可能な圧力まで減圧するように調節される。

（２−１−４）四方切換弁１５
四方切換弁１５は、第１から第４までのポートＰ１〜Ｐ４を有している。四方切換弁１５では、第１ポートＰ１が圧縮機１２の吐出側に接続され、第２ポートＰ２が圧縮機１２の吸入側に接続され、第３ポートＰ３が熱源側熱交換器１３のガス側端部に接続され、第４ポートＰ４がガス側閉鎖弁５に接続されている。

四方切換弁１５は、第１状態（図１の実線で示す状態）と第２状態（図１の破線で示す状態）とに切り換わる。第１状態の四方切換弁１５では、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とが連通し且つ第２ポートＰ２と第４ポートＰ４とが連通する。第２状態の四方切換弁１５では、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４とが連通し且つ第２ポートＰ２と第３ポートＰ３とが連通する。

（２−１−５）熱源側ファン１６
熱源側ファン１６は、プロペラファン１６ａと、プロペラファン１６ａを駆動するファンモータ１６ｂとで構成されている。ファンモータ１６ｂは、インバータ装置によって、その回転数が可変である。

（２−１−６）熱源側制御部４１ａ
図３に示すように、熱源側ユニット１１には熱源側制御部４１ａが搭載されている。また、図４は、空調機１０の制御部４１を示すブロック図である。図４において、熱源側制御部４１ａは、マイコン４１ａａ、メモリ４１ａｂを内蔵している。マイコン４１ａａは、各種の演算を行い、制御対象機器への指令を行う。メモリ４１ａｂは、各種データを格納する。

（２−１−７）各種センサ
図１に示すように、熱源側ユニット１１には、吸込空気温度センサ６１及び熱交換器温度センサ６３が搭載されている。

吸込空気温度センサ６１は、熱源側ユニット１１の空気の吸込口側で、熱源側ユニット１１内に流入する空気の温度を検出する。

吸込空気温度センサ６１は、適切な空調運転を行うため、熱源側ユニット１１の周囲の雰囲気温度を検出しており、検出値は冷凍サイクルに必要な演算に用いられる他、天井裏空間ＣＳの温度分布の測定にも使用される。

熱交換器温度センサ６３は、熱源側熱交換器１３に設けられた温度センサであり、適切な空調運転を行うため、冷媒の飽和温度を検出しており、検出値は冷凍サイクルに必要な演算に用いられる。また、熱交換器温度センサ６３は、熱源側ユニット１１の熱源側から排出される空気の温度を測定する排気温度センサとしても機能する。

本実施形態において、吸込空気温度センサ６１及び熱交換器温度センサ６３は、サーミスタからなる。

（２−２）室内ユニット２１の構成
室内ユニット２１は、室内熱交換器３２と、室内ファン２７とを有している。また、室内ユニット２１には、リモートコントロールユニット（以下、「リモコン４２」という。）が付帯されている。ユーザーは、リモコン４２を介して、空調機１０の各種運転モード等を設定することができる。

（２−２−１）室内熱交換器３２
室内熱交換器３２は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。室内熱交換器３２の近傍には、室内ファン２７が設置される。

室内熱交換器３２は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する。

（２−２−２）室内ファン２７
室内ファン２７は、クロスフローファンである。室内ファン２７は、ファン２７ａと、ファン２７ａを回転させるためのファンモータ２７ｂとを有している。

室内ファン２７の稼動によって、室内ユニット２１は内部に室内空気を吸入し、室内熱交換器３２において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する。また、室内ファン２７は、室内熱交換器３２に供給する空気の風量を所定風量範囲において変更することができる。

（２−２−３）室内側制御部４１ｂ
図１に示すように、室内ユニット２１には、室内側制御部４１ｂが搭載されている。また、図４に示すように、室内側制御部４１ｂは、マイコン４１ｂａ及びメモリ４１ｂｂを内蔵している。

マイコン４１ｂａは、各種の演算を行う。また、メモリ４１ｂｂは、各種データを格納する。

また、室内側制御部４１ｂは、室内ユニット２１を個別に操作するためのリモコン４２との間で制御信号等の通信を行い、さらに、熱源側ユニット１１との間で伝送線を介して制御信号等の通信を行う。

（２−２−４）各種センサ
室内ユニット２１には、室内温度センサ６５が設けられている。室内温度センサ６５は、室内ユニット２１の室内空気の吸込口側に設けられている。室内温度センサ６５は、室内ユニット２１内に流入する室内空気の温度を検出する。本実施形態において、室内温度センサ６５は、サーミスタからなる。

（２−３）集中制御部４０
集中制御部４０は、各空調機１０Ａ〜１０Ｄの制御部４１を介して、圧縮機１２の運転周波数、四方切換弁１５の切換動作、膨張弁１４の開度、および熱源側ファン１６、室内ファン２７の回転を遠隔制御することができる。そのため、集中制御部４０は、外部との通信制御も行うことができる。

図２において、集中制御部４０は、通信ネットワーク６を介して各空調機１０Ａ〜１０Ｄを制御する。各空調機１０Ａ〜１０Ｄの各室内ユニット２１には、集中制御部４０との間で信号の送受信が行えるように通信制御部５０（図４参照）が搭載されている。

また、集中制御部４０は、記憶部４０１と、判定部４０３と、決定部４０５と、通信部４０７と、指令部４０９とを有している。

（２−３−１）記憶部４０１
記憶部４０１は、集中制御部４０の各部間のデータ、及び集中制御部４０と各空調機１０Ａ〜１０Ｄとの間で通信された運転情報を記憶する。

また、記憶部４０１は、劣化監視対象部品を記憶している。劣化監視対象部品とは、空調機１０の構成部品の中から劣化を監視すべきものとして予め選定された部品であり、例えば、圧縮機１２、熱源側ファン１６のファンモータ１６ｂおよび室内ファン２７のファンモータ２７ｂが該当する。

さらに、記憶部４０１は、劣化監視対象部品について予め決定された劣化に関係するパラメータも記憶している。例えば、例えば、圧縮機１２、熱源側ファン１６のファンモータ１６ｂおよび室内ファン２７のファンモータ２７ｂについては、それぞれの「運転時間」がパラメータとなる。

（２−３−２）判定部４０３
判定部４０３は、上記運転情報に基づいて各空調機１０Ａ〜１０Ｄの運転状態が予め設定される運転条件を充足しているか否かを判定する。

また、判定部４０３は、上記パラメータに基づき、各空調機１０Ａ〜１０Ｄの劣化監視対象部品の劣化の程度を相対評価する。例えば、各空調機１０Ａ〜１０Ｄ間で圧縮機１２の運転時間を比較したとき、最も長い方から順に空調機１０Ｄ、空調機１０Ｂ、空調機１０Ｃ、空調機１０Ａであった場合、劣化が進んでいる順位は、空調機１０Ｄ、空調機１０Ｂ、空調機１０Ｃ、空調機１０Ａと評価される。

（２−３−３）決定部４０５
決定部４０５は、複数の空調機の中から停止あるいは運転させる空調機を決定する際に、その時点におけるパラメータに基づく劣化評価の結果に基づいて決定する。例えば、判定部４０３が圧縮機１２の運転時間をパラメータとして、空調機１０Ｄが最も劣化し、空調機１０Ａが最も劣化していないと評価している場合において、任意の空調機を停止させるときは空調機Ａを優先的に停止させる。

同様に、判定部４０３が圧縮機１２の運転時間をパラメータとして、空調機１０Ｄが最も劣化し、空調機１０Ａが最も劣化していないと評価している場合において、任意の空調機を運転させるときは空調機Ａを優先的に運転させる。

（２−３−４）通信部４０７
通信部４０７は、通信ネットワーク６に対するインタフェースであり、指令部４０９の命令に従って通信ネットワーク６に信号を送信し、或いは通信ネットワーク６から信号を受信し、その旨を表す信号を指令部４０９に送る。

（２−３−５）指令部４０９
指令部４０９は、通信部４０７を制御して各空調機１０Ａ〜１０Ｄから送信された運転情報を受信し、且つその運転情報に基づき集中制御部４０の各部の動作を制御する。

（３）空調機１０の動作
空調機１０では、四方切換弁１５によって、冷媒の循環サイクルを冷房運転時の循環サイクルおよび暖房運転時の循環サイクルのいずれか一方に切り換えることが可能である。

（３−１）冷房運転
冷房運転では、図３に示す四方切換弁１５が実線で示す状態となり、圧縮機１２、室内ファン２７、熱源側ファン１６が運転状態となる。これにより、冷媒回路ＲＣでは、熱源側熱交換器１３が凝縮器となり、室内熱交換器３２が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

具体的には、圧縮機１２で圧縮された高圧冷媒は、熱源側熱交換器１３を流れ、空気と熱交換する。熱源側熱交換器１３では、高圧冷媒が空気へ放熱して凝縮する。熱源側熱交換器１３で凝縮した冷媒は、室内熱交換器３２へ送られる途中において、膨張弁１４で減圧され、その後、室内熱交換器３２を流れる。

室内ユニット２１では、室内ファン２７によって吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器３２を通過し、その際に冷媒と熱交換する。室内熱交換器３２では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、その際に空気が冷却される。室内熱交換器３２で冷却された空気は、室内空間へ供給される。また、室内熱交換器３２で蒸発した冷媒は、圧縮機１２に吸入され再び圧縮される。

（３−２）暖房運転
暖房運転では、図１に示す四方切換弁１５が破線で示す状態となり、圧縮機１２、室内ファン２７、熱源側ファン１６が運転状態となる。これにより、冷媒回路ＲＣでは、室内熱交換器３２が凝縮器となり、熱源側熱交換器１３が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

具体的には、圧縮機１２で圧縮された高圧冷媒は、室内熱交換器３２を流れる。室内ユニット２１では、室内ファン２７よって吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器３２を通過し、その際に冷媒と熱交換する。室内熱交換器３２では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮し、その際に空気が加熱される。室内熱交換器３２で加熱された空気は、室内空間へ供給される。また、室内熱交換器３２で凝縮した冷媒は、膨張弁１４で減圧された後、熱源側熱交換器１３を流れる。熱源側熱交換器１３では、冷媒が空気から吸熱して蒸発する。熱源側熱交換器１３で蒸発した冷媒は、圧縮機１２に吸入され再び圧縮される。

（４）運転／停止対象空調機の決定制御
この空調システムでは、集中制御部４０が、空調機間で、劣化監視対象部品のパラメータ又はパラメータを用いて算出した値に基づく比較を行って、複数の空調機の中から停止あるいは運転させる空調ユニットを決定する。

図５Ａは、劣化監視対象部品のパラメータとして、圧縮機１２の総運転時間を設定した場合の比較評価表である。図５において、説明の便宜上、４台の空調機１０Ａ〜１０Ｄそれぞれを空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃ、空調機Ｄと称している。

また、図５Ａでは、左欄に運転周波数帯が上下に記載され、上段から下段に向かって運転周波数の値は大きくなるように記載されている。そして、その右側に空調機ごとに圧縮機１２の運転周波数帯別の累積運転時間が記載されている。

また、図５Ａの最下段は、空調機ごとに圧縮機１２の運転周波数帯別の累積運転時間を合計した総運転時間が記載されている。例えば、空調機Ａについて、圧縮機１２の運転周波数ｆｃｏｍ１、ｆｃｏｍ２、ｆｃｏｍ３、ｆｃｏｍ４・・・、ｆｃｏｍｎそれぞれの累積運転時間がｈｃａ１、ｈｃａ２、ｈｃａ３、ｈｃａ４・・・、ｈｃａｎであるとき、総運転時間はΣｈｃａｉ（但し、ｉ＝ｎ）となる。空調機Ｂ、空調機Ｃ及び空調機Ｄについても、同様である。集中制御部４０は、図５Ａに示すような表を記憶して、逐次更新している。

そして、この空調システムでは、集中制御部４０が、空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃおよび空調機Ｄ間で、圧縮機１２の総運転時間の比較を行って、複数の空調機の中から停止あるいは運転させる空調ユニットを決定する。

図６は、圧縮機１２の総運転時間に基づく運転／停止対象空調機の決定制御の制御フローチャート（ステップＳ１〜ステップＳ１０）である。以下、図６を参照しながら温度分布画像について説明する。

（ステップＳ１）
先ず、集中制御部４０は、ステップＳ１において、部屋Ｒｏの設定温度Ｔｓと実際の温度である室内温度Ｔｒと差の絶対値│Ｔｓ−Ｔｒ│がα以下であるか否かを判定し、│Ｔｓ−Ｔｒ│がα以下であると判定した場合はステップＳ２へ進み、そうでない場合はこの判定を継続する。

（ステップＳ２）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ２において、記憶部４０１を介して空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃおよび空調機Ｄそれぞれの圧縮機１２の総運転時間データを取得する。取得したデータは、判定部４０３へ送られる。

（ステップＳ３）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ３において、判定部４０３を介して空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃおよび空調機Ｄそれぞれの圧縮機１２の総運転時間を比較し、総運転時間が最長の空調機を選定する。

（ステップＳ４）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ４において、判定部４０３で選定した空調機を停止させる。例えば、判定部４０３が図５Ａの比較評価表に基づき総運転時間の比較を行った結果、空調機Ｄの圧縮機１２の総運転時間Σｈｃｄｉが最長であった場合には、決定部４０５は他の空調機と空調機Ｄとの圧縮機１２の劣化度合の格差を縮めるため、空調機Ｄの停止を決定し、実行する。

（ステップＳ５）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ５において、部屋Ｒｏの設定温度Ｔｓと室内温度Ｔｒと差の絶対値│Ｔｓ−Ｔｒ│がβ以上であるか否かを判定し、│Ｔｓ−Ｔｒ│がβ以上であると判定した場合はステップＳ６へ進み、そうでない場合はこの判定を継続する。

（ステップＳ６）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ６において、停止中の空調機の数Ｎが２以上であるか否かを判定し、Ｎ≧２のときはステップＳ７へ進み、Ｎ≧２でないときはステップＳ１１へ進む。

（ステップＳ７）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ７において、停止中の空調機を特定し記憶部４０１を介してそれらの総運転時間データを取得する。例えば、空調機Ａおよび空調機Ｄが停止している場合、記憶部４０１を介して空調機Ａおよび空調機Ｄの総運転時間データを取得する。取得したデータは、判定部４０３へ送られる。

（ステップＳ８）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ８において、判定部４０３を介して空調機Ａおよび空調機Ｄの総運転時間を対比し、総運転時間が短い空調機を選定する。ここでは、空調機Ａと空調機Ｄとが停止しているので、例えば、空調機Ａの総運転時間Σｈｃａｉが空調機Ｄの総運転時間Σｈｃｄｉよりも短いときは、空調機Ａが選定される。

（ステップＳ９）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ９において、判定部４０３で選定した空調機を起動させる。集中制御部４０の決定部４０５は、空調機Ｄと空調機Ａとの圧縮機１２の耐久劣化の格差を縮めるため、空調機Ｄを起動させずに、空調機Ａを起動させることを決定し、それを実行する。

（ステップＳ１０）
そして、集中制御部４０は、ステップＳ１０において、全空調機に対する停止指令の有無を判定し、停止指令が有った場合は空調システムの停止と判断し、制御を終了する。一方、集中制御部４０は、全空調機に対する停止指令が無い場合はステップＳ１に戻って、制御を継続する。

（ステップＳ１１）
図７は、圧縮機１２の総運転時間に基づく運転／停止対象空調機の決定制御の制御フローチャート（ステップＳ１１〜ステップＳ１７）である。

図７において、集中制御部４０が、先のステップＳ６においてＮ≧２でないと判断してこのステップＳ１１へ進んだ場合、停止中の空調機の数Ｎが１台であるか否かを判定し、Ｎ＝１と判定したときはステップＳ１２に進み、Ｎ＝１でないと判定したときはステップＳ１５へ進む。

（ステップＳ１２）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ１２において、停止中の空調機を起動させる。ここでは、停止させていた空調機Ｄを再び起動させ、運転させる。

（ステップＳ１３）
次に、集中制御部４０が、ステップＳ１３において、停止中の空調機を起動させてから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過したと判定したときはステップＳ１４へ進み、所定時間が経過していないと判定したときはこの判定を継続する。

（ステップＳ１４）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ１４において、部屋Ｒｏの設定温度Ｔｓと室内温度Ｔｒと差の絶対値│Ｔｓ−Ｔｒ│がβ以上であるか否かを判定し、│Ｔｓ−Ｔｒ│がβ以上であると判定した場合はステップＳ１５へ進み、そうでない場合はこの判定を継続する。ここでは、空調負荷に対して空調能力が不足しているか否かを判断している。

（ステップＳ１５）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ１５において、記憶部４０１を介して空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃおよび空調機Ｄそれぞれの圧縮機１２の総運転時間データを取得する。取得したデータは、判定部４０３へ送られる。ここでは、空調能力の不足分を補うため、圧縮機１２の運転周波数を増加させる空調機を選定するための準備をしている。

（ステップＳ１６）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ１６において、判定部４０３を介して空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃおよび空調機Ｄそれぞれの圧縮機１２の総運転時間を比較し、圧縮機１２の総運転時間が最短の空調機を選定する。ここでは、耐久性に余裕のある空調機を選定するために、圧縮機１２の総運転時間に基いて適切な空調機を選定する。

（ステップＳ１７）
次に、集中制御部４０は、ステップＳ１７において、判定部４０３で選定した空調機の運転周波数を増加させる。例えば、判定部４０３が図５Ａの比較評価表に基づき総運転時間の比較を行った結果、空調機Ｂの圧縮機１２の総運転時間Σｈｃｂｉが最短であった場合には、他の空調機に比べて空調機Ｂの圧縮機１２の耐久性には余裕があるので、決定部４０５は劣化度合の格差を縮めるため、空調機Ｂの運転周波数の増加を決定し、実行する。

以上のように、集中制御部４０は、空調機を停止させる場合には総運転時間が最長の空調機を優先的に停止させて、他の空調機との比較における圧縮機１２の劣化度合の格差を縮める。一方、集中制御部４０は、空調機を起動させる場合には総運転時間が最短の空調機を優先的に起動させて、他の空調機との比較における圧縮機１２の劣化度合の格差を縮める。

また、全空調機が運転されているにもかかわらず、室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｓに到達しない場合には、能力不足と判断して、耐久性に余裕があると推定される総運転時間が最短の空調機を優先的に起動させ、他の空調機との比較における圧縮機１２の劣化度合の格差を縮める。

（５）変形例
上記実施形態では、単純に圧縮機１２の総運転時間に基づいて運転／停止対象空調機の決定制御を行っている。しかし、圧縮機１２の実際の総運転時間が同じてあっても、高い運転周波数で長く運転されたものと、低い運転周波数で長く運転されたものとでは、耐久性の劣化は前者の方が進行していると推定されるので、運転周波数で重み付けされた総運転時間で劣化比較を行うこともできる。

図５Ｂは、劣化監視対象部品のパラメータとして、運転周波数に応じて重み付けされた圧縮機１２の総運転時間を設定した場合の比較評価表である。図５Ｂにおいて、説明の便宜上、４台の空調機１０Ａ〜１０Ｄそれぞれを空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃ、空調機Ｄと称している。

また、図５Ｂでは、左欄に運転周波数帯が上下に記載され、上段から下段に向かって運転周波数の値は大きくなるように記載されている。そして、その右隣に運転周波数に応じた重み付け係数が記載されている。さらに、その右側に空調機ごとに圧縮機１２の運転周波数帯別の累積運転時間が記載されている。

例えば、空調機Ａについて、圧縮機１２の運転周波数ｆｃｏｍ１、ｆｃｏｍ２、ｆｃｏｍ３、ｆｃｏｍ４・・・、ｆｃｏｍｎそれぞれの単純累積運転時間がｈｃａ１、ｈｃａ２、ｈｃａ３、ｈｃａ４・・・、ｈｃａｎであるとき、重み付けを考慮した累積運転時間はｈｃａ１×ｇ１、ｈｃａ２×ｇ２、ｈｃａ３×ｇ３、ｈｃａ４×ｇ４・・・、ｈｃａｎ×ｇｉとなる。

そして、図５Ｂの最下段は、空調機ごとに圧縮機１２の運転周波数帯別の累積運転時間を合計した総運転時間が記載されている。総運転時間はΣｈｃａｉ×ｇｉ（但し、ｉ＝ｎ）となる。空調機Ｂ、空調機Ｃ及び空調機Ｄについても、同様である。また、集中制御部４０は、図５Ｂに示すような表を記憶して、逐次更新している。

なお、集中制御部４０が、空調機Ａ、空調機Ｂ、空調機Ｃおよび空調機Ｄ間で、圧縮機１２の総運転時間の比較を行って、複数の空調機の中から停止あるいは運転させる空調ユニットを決定するフローは図６及び図７と同じであるので、詳細説明は省略する。

（６）特徴
（６−１）
空調システムでは、天井裏空間ＣＳの空調負荷が小さくなり、複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄのいずれかを停止させる際に、圧縮機１２の総運転時間の比較において劣化が他の空調機よりも進んでいる空調機を優先的に停止させることによって、空調機間の劣化進行度の平準化を図ることができる。

また、天井裏空間ＣＳの空調負荷が増加し、停止している複数の空調機１０のいずれかを運転させる際に、圧縮機１２の総運転時間の比較において劣化が他の空調機よりも進んでいない空調機を優先的に運転させることによって、空調機間の劣化進行度の平準化を図ることができる。

（６−２）
空調システムでは、圧縮機１２の実際の累積運転時間が同じてあっても、高い運転周波数で長く運転されたものと、低い運転周波数で長く運転されたものとでは、耐久性の劣化は前者の方が進行しているので、運転周波数で重み付けされた総運転時間で劣化比較を行うことによって、現実とかけ離れた劣化評価となることを回避する。

（７）その他
上記実施形態又は変形例では、劣化監視対象部品のパラメータとして、圧縮機１２の総運転時間、又は運転周波数に応じて重み付けされた圧縮機１２の総運転時間を設定したが、必ずしもそれらに限定されるものではない。

（７−１）
例えば、劣化監視対象部品のパラメータとして、圧縮機１２の発停回数が設定されてもよい。なぜなら、実際の総運転時間が短い圧縮機１２であっても、発停を頻繁に繰り返している圧縮機１２は、発停回数の少ない圧縮機１２に比べて、耐久性の劣化が進行していると推定されるからである。したがって、発停回数で劣化比較を行うことによって、現実とかけ離れた劣化評価となることを回避する。

（７−２）
また、劣化監視対象部品のパラメータとして、熱源側ファン１６のファンモータ１６ｂ、或いは室内ファン２７のファンモータ２７ｂが設定されてもよい。圧縮機１２と同様に、熱源側ファン１６のファンモータ１６ｂ、或いは室内ファン２７のファンモータ２７ｂの総運転時間が長くなればなるほど耐久性の劣化が進行するので、熱源側ファン１６のファンモータ１６ｂ、或いは室内ファン２７のファンモータ２７ｂの総運転時間が長いものを優先的に停止させ、或いは優先的に運転を抑制することによって、空調機間の劣化進行度の平準化を図ることができる。

（７−３）
また、劣化監視対象部品のパラメータとして、フィルタ（図示せず）を通過する累計風量が設定されてもよい。空調機１０Ａ〜１０Ｄは、部屋Ｒｏの空気を導入する空気導入口（図示せず）に、空気中の塵埃を除去するフィルタ（図示せず）を有しており、そのフィルタを通過する累計風量が大きければ大きいほど、フィルタの目詰まりは進行していると推定される。それゆえ、当該累計風量が大きいものから優先的にメンテナンスを行うことによって、圧縮機１２、熱源側ファン１６のファンモータ１６ｂ、或いは室内ファン２７のファンモータ２７ｂへの負荷を軽減し、耐久性の劣化を抑制することができる。なお、累計風量は室内ファン２７のファンモータ２７ｂから推定することもできる。

（７−４）
集中制御部４０に、パラメータの数値を初期化するリセット機能を付加してもよい。なぜなら、複数の空調機１０Ａ〜１０Ｄのうちのいずれかの空調機の機器、例えば、圧縮機１２が交換されているにも拘らず、交換前の圧縮機１２の累積運転時間に交換後の圧縮機の運転時間を加算していくことは、誤った劣化評価となるので、リセット機能によってそのような事態を回避することが望ましいからである。

１０ 空調機（空調ユニット）
１０Ａ〜１０Ｄ 空調機（空調ユニット）
１２ 圧縮機
１３ 熱源側熱交換器（凝縮器、蒸発器）
１４ 膨張弁（減圧機構）
１６ 熱源側ファン（ファン）
１６ｂ ファンモータ
２７ 室内ファン（ファン）
２７ａ ファンモータ
３２ 室内熱交換器（凝縮器、蒸発器）
４０ 集中制御部（制御装置）
４０１ 記憶部
４０５ 決定部

特開２００１−１７３９９１号公報

Claims (7)

1. 共通空間に対して設けられる複数の空調ユニットによって前記共通空間の温度調節を行う空調システムであって、
   複数の前記空調ユニットを制御する制御装置（４０）を備え、
   前記制御装置（４０）は、
   前記空調ユニットの構成部品の中から劣化を監視すべきものとして予め選定された部品である劣化監視対象部品、および前記空調ユニットそれぞれの前記劣化監視対象部品について予め決定された劣化に関係するパラメータを記憶する記憶部（４０１）と、
   前記空調ユニット間で、前記パラメータ又は前記パラメータを用いて算出した値に基づく比較を行って、複数の前記空調ユニットの中から停止あるいは運転させる前記空調ユニットを決定する決定部（４０５）と、
   を有する、
   空調システム。
2. 前記空調ユニットは、圧縮機（１２）、凝縮器、減圧機構および蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用しており、
   前記パラメータには、前記圧縮機（１２）の累積運転時間が含まれる、
   請求項１に記載の空調システム。
3. 前記圧縮機（１２）の累積運転時間は、前記圧縮機（１２）の運転周波数に応じて重み付けされる、
   請求項２に記載の空調システム。
4. 前記空調ユニットは、圧縮機（１２）、凝縮器、減圧機構および蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用しており、
   前記パラメータには、前記圧縮機（１２）の発停回数が含まれる、
   請求項１に記載の空調システム。
5. 前記空調ユニットは、圧縮機（１２）、凝縮器、減圧機構および蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用しており、
   前記パラメータには、前記凝縮器又は前記蒸発器に送風するファン（１６，２７）のファンモータの累積運転時間が含まれる、
   請求項１に記載の空調システム。
6. 前記空調ユニットは、前記共通空間の空気を導入する空気導入口に、空気中の塵埃を除去するフィルタを有しており、
   前記パラメータには、前記フィルタを通過する累計風量が含まれる、
   請求項１に記載の空調システム。
7. 前記制御装置（４０）は、前記パラメータの数値を初期化するリセット機能を有する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の空調システム。

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