JP7406124B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

空気調和装置に関する。

特許文献１（特開２０２０－０５１７００）に示されているように、冷房運転時に冷房の対象空間の熱負荷が低くなると、冷房能力が過剰となるため冷房運転を停止し、その後、熱負荷が高くなると冷房運転を再開する技術がある。

特許文献１のように冷房運転を停止すると、その後、冷房運転を再開する際に、冷房運転の開始に伴う制御等が必要となるため、運転効率が低下する、という課題がある。

第１観点の空気調和装置は、対象空間の冷房を行う。空気調和装置は、室内熱交換器と、複数の室外熱交換器と、圧縮機と、切換機構と、制御部と、を備える。室内熱交換器は、複数の室内ユニットそれぞれが有する。複数の室外熱交換器は、第１室外熱交換器、及び第２室外熱交換器を含む。圧縮機は、冷媒を圧縮する。切換機構は、冷媒の流路を切り換える。制御部は、圧縮機、及び切換機構を制御する。切換機構は、第１状態と、第２状態と、を切り換える。第１状態は、冷媒が、圧縮機、第１室外熱交換器、室内熱交換器の順に、及び、圧縮機、第２室外熱交換器、室内熱交換器の順に、流れる。第２状態は、冷媒が、圧縮機、第１室外熱交換器、室内熱交換器の順に、及び、圧縮機、第１室外熱交換器、第２室外熱交換器の順に、流れる。制御部は、第１制御を行う。第１制御は、すべての室内ユニットが冷房運転を行っている場合に、対象空間の熱負荷が低いことを示す第１条件が満たされた時、切換機構によって冷媒の流路を第１状態から第２状態に切り換えることにより、室内ユニットに向かう冷媒の流量を減少させる。

第１観点の空気調和装置は、冷房の対象空間の熱負荷が低くなった場合に、切換機構によって冷媒の流路を第１状態から第２状態に切り換えることにより、室内ユニットに向かう冷媒の流量を減少させる。その結果、空気調和装置は、適切な冷房能力によって冷房運転を継続し、運転効率の低下を防ぐことができる。

第２観点の空気調和装置は、第１観点の空気調和装置であって、第１条件は、圧縮機の回転周波数が第１所定値以下である、という条件を含む。

第２観点の空気調和装置は、このような構成により、冷房の対象空間の熱負荷が低いことを、より正確に把握することができる。

第３観点の空気調和装置は、第１観点又は第２観点のいずれかの空気調和装置であって、第１流路と、流量調整機構と、をさらに備える。第１流路は、第２室外熱交換器と、室内熱交換器と第１室外熱交換器との間の冷媒配管と、を接続する。流量調整機構は、第１流路を流れる冷媒の流量を調整する。制御部は、第１制御を行っている間、圧縮機の回転周波数が第２所定値以下となるように、圧縮機を制御する。さらに、制御部は、第１制御を行っている間、第１流路に分流する前の冷媒の流量に対する、第１流路を通り第２室外熱交換器に向かう冷媒の流量比が第３所定値以下となるように、流量調整機構を制御する。

第３観点の空気調和装置は、第１制御を行っている間、圧縮機の回転周波数、及び第１流路を通り第２室外熱交換器に向かう冷媒の流量比を制御する。その結果、空気調和装置は、より適切な冷房能力によって、冷房運転を継続することができる。

第４観点の空気調和装置は、第３観点の空気調和装置であって、制御部は、第１制御を行っている間に、対象空間の熱負荷が高まった場合、圧縮機の回転周波数が第２所定値以下である状態のまま、第１流路を通り第２室外熱交換器に向かう冷媒の流量を減少させるように、圧縮機、及び流量調整機構を制御する。

第４観点の空気調和装置は、このような構成により、消費電力を抑えて、室内ユニットの冷房能力を高めることができる。

第５観点の空気調和装置は、第３観点又は第４観点のいずれかの空気調和装置であって、制御部は、第１制御を行っている間に、流量比が第３所定値を超えた場合、圧縮機を停止する。

第５観点の空気調和装置は、このような構成により、室内ユニットに向かう冷媒の流量が極端に少なくなる状態を防ぐことができる。

空気調和装置の冷媒回路を示す図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 第１制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。

（１）全体構成
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、対象空間の冷房を行う。本実施形態では、空気調和装置１は、いわゆるビル用マルチ式空気調和システムである。図１は、空気調和装置１の冷媒回路５０を示す図である。図１に示すように、空気調和装置１は、主として、室内ユニット２０ａ，２０ｂと、室外ユニット３０と、を有する。室内ユニット２０ａ，２０ｂと、室外ユニット３０とは、液冷媒連絡配管５１及びガス冷媒連絡配管５２を介して接続されることで、冷媒回路５０を構成している。室内ユニット２０ａ，２０ｂと、室外ユニット３０とは、通信線８０によって、通信可能に接続されている。

以下、例えば、室内ユニット２０ａ，２０ｂ等について、これらを区別しない場合は、室内ユニット２０等と記載することがある。

（２）詳細構成
（２－１）室内ユニット
室内ユニット２０は、空気調和装置１が設置される建物の室内等の対象空間に設置される。室内ユニット２０は、例えば、天井埋込型のユニットや、天井吊下型のユニットや、床置型のユニット等である。図１に示すように、室内ユニット２０ａ，２０ｂは、主として、室内熱交換器２１ａ，２１ｂと、室内制御部２９ａ，２９ｂと、を備える。また、室内ユニット２０ａ，２０ｂは、室内ファン２２ａ，２２ｂと、室内膨張弁２３ａ，２３ｂと、室内温度センサ６１ａ，６１ｂと、ガス側温度センサ６２ａ，６２ｂと、を有する。また、室内ユニット２０ａ，２０ｂは、室内熱交換器２１ａ，２１ｂの液側端と液冷媒連絡配管５１とを接続する液冷媒配管５３ａ，５３ｂと、室内熱交換器２１ａ，２１ｂのガス側端とガス冷媒連絡配管５２とを接続するガス冷媒配管５３ｃ，５３ｄとを有する。

（２－１－１）室内熱交換器
室内熱交換器２１は、構造を限定するものではないが、例えば、伝熱管（図示省略）と多数のフィン（図示省略）とにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器２１は、室内熱交換器２１を流れる冷媒と、対象空間の空気と、の間で熱交換を行う。

室内熱交換器２１は、冷房運転の際には蒸発器として機能する。

（２－１－２）室内ファン
室内ファン２２は、室内ユニット２０内に対象空間の空気を吸入して室内熱交換器２１に供給し、室内熱交換器２１において冷媒と熱交換した空気を、対象空間へと供給する。室内ファン２２は、例えば、ターボファンやシロッコファン等の遠心ファンである。室内ファン２２ａ，２２ｂは、室内ファンモータ２２ｍａ，２２ｍｂによって駆動される。室内ファンモータ２２ｍの回転周波数は、インバータにより制御可能である。

（２－１－３）室内膨張弁
室内膨張弁２３ａ，２３ｂは、液冷媒配管５３ａ，５３ｂを流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。室内膨張弁２３ａ，２３ｂは、液冷媒配管５３ａ，５３ｂに設けられる。本実施形態では、室内膨張弁２３は、開度調節が可能な電子膨張弁である。

（２－１－４）センサ
室内温度センサ６１は、対象空間の空気の温度（室温）を測定する。室内温度センサ６１は、室内ユニット２０の空気の吸入口付近に設けられている。

ガス側温度センサ６２ａ，６２ｂは、ガス冷媒配管５３ｃ，５３ｄを流れる冷媒の温度を計測する。ガス側温度センサ６２ａ，６２ｂは、ガス冷媒配管５３ｃ，５３ｄに設けられている。

室内温度センサ６１及びガス側温度センサ６２は、例えば、サーミスタである。

（２－１－５）室内制御部
室内制御部２９は、室内ユニット２０を構成する各部の動作を制御する。

室内制御部２９は、室内膨張弁２３、及び室内ファンモータ２２ｍを含む、室内ユニット２０が有する各種機器と電気的に接続されている。また、室内制御部２９は、室内温度センサ６１、及びガス側温度センサ６２を含む、室内ユニット２０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

室内制御部２９は、制御演算装置及び記憶装置を有する。制御演算装置は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体である。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに従って所定の演算処理を行うことで、室内ユニット２０を構成する各部の動作を制御する。また、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。また、室内制御部２９は、タイマーを有する。

室内制御部２９は、操作用リモコン（図示省略）から送信される各種信号を、受信可能に構成されている。各種信号には、例えば、運転の開始及び停止を指示する信号や、各種設定に関する信号が含まれる。各種設定に関する信号には、例えば、設定温度や設定湿度に関する信号が含まれる。また、室内制御部２９は、通信線８０を介して、室外ユニット３０の室外制御部３９との間で制御信号、計測信号、各種設定に関する信号等のやりとりを行う。

室内制御部２９と、室外制御部３９とは、協働して制御部７０として機能する。制御部７０の機能については後述する。

（２－２）室外ユニット
室外ユニット３０は、空気調和装置１が設置される建物の屋上等に設置される。図１に示すように、室外ユニット３０は、主として、圧縮機３１と、三路切換弁３２ｂ（切換機構）と、第１室外熱交換器３３ａと、第２室外熱交換器３３ｂと、第２室外膨張弁３４ｂ（流量調整機構）と、室外制御部３９と、第２液冷媒管５４ｉ（第１流路）と、を備える。また、室外ユニット３０は、四路切換弁３２ａと、第１室外膨張弁３４ａと、アキュムレータ３５と、室外ファン３６と、液側閉鎖弁３７と、ガス側閉鎖弁３８と、吸入圧力センサ６３と、を有する。また、室外ユニット３０は、吸入管５４ａと、吐出管５４ｂと、第１ガス冷媒管５４ｃと、第２ガス冷媒管５４ｄと、第３ガス冷媒管５４ｅと、第４ガス冷媒管５４ｆと、第５ガス冷媒管５４ｇと、第１液冷媒管５４ｈと、を有する。

図１に示すように、吸入管５４ａは、三路切換弁３２ｂと圧縮機３１の吸入側とを接続する。吸入管５４ａには、アキュムレータ３５が設けられる。吐出管５４ｂは、圧縮機３１の吐出側と四路切換弁３２ａとを接続する。第１ガス冷媒管５４ｃは、四路切換弁３２ａと第１室外熱交換器３３ａのガス側とを接続する。第２ガス冷媒管５４ｄは、三路切換弁３２ｂと第１ガス冷媒管５４ｃとを接続する。第３ガス冷媒管５４ｅは、三路切換弁３２ｂと第２室外熱交換器３３ｂのガス側とを接続する。第４ガス冷媒管５４ｆは、四路切換弁３２ａとガス冷媒連絡配管５２とを接続する。第４ガス冷媒管５４ｆとガス冷媒連絡配管５２との接続部には、ガス側閉鎖弁３８が設けられている。第５ガス冷媒管５４ｇは、四路切換弁３２ａと吸入管５４ａとを接続する。第１液冷媒管５４ｈは、第１室外熱交換器３３ａの液側と液冷媒連絡配管５１とを接続する。第１液冷媒管５４ｈには、第１室外膨張弁３４ａが設けられている。第１液冷媒管５４ｈと液冷媒連絡配管５１との接続部には、液側閉鎖弁３７が設けられている。第２液冷媒管５４ｉは、第２室外熱交換器３３ｂの液側と第１液冷媒管５４ｈとを接続する。第２液冷媒管５４ｉには、第２室外膨張弁３４ｂが設けられている。

（２－２－１）圧縮機
図１に示すように、圧縮機３１は、吸入管５４ａから冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、圧縮機構（図示せず）で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管５４ｂへと吐出する機器である。

圧縮機３１は、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。圧縮機３１の圧縮機構は、圧縮機モータ３１ｍによって駆動される。圧縮機モータ３１ｍの回転周波数は、インバータにより制御可能である。

（２－２－２）四路切換弁
四路切換弁３２ａは、冷媒の流路を切り換える機構である。図１の四路切換弁３２ａ内の実線で示すように、冷房運転時において、四路切換弁３２ａは、吐出管５４ｂと第１ガス冷媒管５４ｃとを連通させ、第４ガス冷媒管５４ｆと第５ガス冷媒管５４ｇとを連通させる。

（２－２－３）三路切換弁
三路切換弁３２ｂは、冷房運転時において、冷媒の流路を第１状態と第２状態との間で切り換える機構である。

第１状態では、三路切換弁３２ｂは、図１の三路切換弁３２ｂ内の実線で示すように、第２ガス冷媒管５４ｄと第３ガス冷媒管５４ｅとを連通させる。このとき、圧縮機３１から吐出される冷媒は、図１の実線矢印で示すように、冷媒回路５０内を、第１室外熱交換器３３ａ、第１室外膨張弁３４ａ、室内膨張弁２３、室内熱交換器２１の順に、及び、第２室外熱交換器３３ｂ、第２室外膨張弁３４ｂ、第１室外膨張弁３４ａ、室内膨張弁２３、室内熱交換器２１の順に流れ、圧縮機３１へと戻る。このとき、第１室外熱交換器３３ａ及び第２室外熱交換器３３ｂは、凝縮器として機能し、室内熱交換器２１は、蒸発器として機能する。

第２状態では、三路切換弁３２ｂは、図１の三路切換弁３２ｂ内の破線で示すように、吸入管５４ａと第３ガス冷媒管５４ｅとを連通させる。このとき、圧縮機３１から吐出される冷媒は、図１の破線矢印で示すように、冷媒回路５０内を、第１室外熱交換器３３ａ、第１室外膨張弁３４ａ、室内膨張弁２３、室内熱交換器２１の順に、及び、第１室外熱交換器３３ａ、第２室外膨張弁３４ｂ、第２室外熱交換器３３ｂの順に流れ、圧縮機３１へと戻る。このとき、第１室外熱交換器３３ａは凝縮器として機能し、第２室外熱交換器３３ｂ及び室内熱交換器２１は蒸発器として機能する。

（２－２－４）室外熱交換器
第１室外熱交換器３３ａ及び第２室外熱交換器３３ｂでは、第１室外熱交換器３３ａ及び第２室外熱交換器３３ｂを流れる冷媒と、室外の空気と、の間で熱交換が行われる。第１室外熱交換器３３ａ及び第２室外熱交換器３３ｂは、構造を限定するものではないが、例えば、伝熱管（図示せず）と多数のフィン（図示せず）とにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。

（２－２－５）室外膨張弁
第１室外膨張弁３４ａは、第１液冷媒管５４ｈを流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。第２室外膨張弁３４ｂは、第２液冷媒管５４ｉを流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。本実施形態では、第１室外膨張弁３４ａ及び第２室外膨張弁３４ｂは、開度調節が可能な電子膨張弁である。

（２－２－６）アキュムレータ
アキュムレータ３５は、流入する冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分ける気液分離機能を有する容器である。アキュムレータ３５に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が圧縮機３１へと流入する。

（２－２－７）室外ファン
室外ファン３６は、室外ユニット３０内に室外の空気を吸入して第１室外熱交換器３３ａ及び第２室外熱交換器３３ｂに供給し、第１室外熱交換器３３ａ及び第２室外熱交換器３３ｂにおいて冷媒と熱交換した室外の空気を、室外ユニット３０の外に排出するファンである。室外ファン３６は、例えばプロペラファン等の軸流ファンである。室外ファン３６は、室外ファンモータ３６ｍによって駆動される。室外ファンモータ３６ｍの回転周波数は、インバータにより制御可能である。

（２－２－８）センサ
吸入圧力センサ６３は、吸入圧力を計測するセンサである。吸入圧力センサ６３は、吸入管５４ａに設けられている。吸入圧力は、冷凍サイクルの低圧の値である。

（２－２－９）液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁
図１に示すように、液側閉鎖弁３７は、第１液冷媒管５４ｈと液冷媒連絡配管５１との接続部に設けられた弁である。ガス側閉鎖弁３８は、第４ガス冷媒管５４ｆとガス冷媒連絡配管５２との接続部に設けられた弁である。液側閉鎖弁３７及びガス側閉鎖弁３８は、例えば、手動で操作される弁である。

（２－２－１０）室外制御部
室外制御部３９は、室外ユニット３０を構成する各部の動作を制御する。

室外制御部３９は、圧縮機モータ３１ｍ、四路切換弁３２ａ、三路切換弁３２ｂ、第１室外膨張弁３４ａ、第２室外膨張弁３４ｂ、及び室外ファンモータ３６ｍを含む、室外ユニット３０が有する各種機器に電気的に接続されている。また、室外制御部３９は、吸入圧力センサ６３を含む、室外ユニット３０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

室外制御部３９は、制御演算装置及び記憶装置を有する。制御演算装置は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体である。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに従って所定の演算処理を行うことで、室外ユニット３０を構成する各部の動作を制御する。また、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。また、室外制御部３９は、タイマーを有する。

室外制御部３９は、通信線８０を介して、室内ユニット２０の室内制御部２９との間で制御信号、計測信号、各種設定に関する信号等のやりとりを行う。

室外制御部３９と、室内制御部２９とは、協働して制御部７０として機能する。制御部７０の機能については後述する。

（２－３）制御部
制御部７０は、室内制御部２９と室外制御部３９とが、通信線８０を介して通信可能に接続されることによって構成されている。言い換えると、室内制御部２９と室外制御部３９との協働が、空気調和装置１の動作を制御する制御部７０として機能する。

図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。図２に示すように、制御部７０は、室内温度センサ６１、ガス側温度センサ６２、及び吸入圧力センサ６３と通信可能に接続されている。制御部７０は、各種センサの送信する計測信号を受信する。また、制御部７０は、室内膨張弁２３、室内ファンモータ２２ｍ、圧縮機モータ３１ｍ、四路切換弁３２ａ、三路切換弁３２ｂ、第１室外膨張弁３４ａ、第２室外膨張弁３４ｂ、及び室外ファンモータ３６ｍと電気的に接続されている。制御部７０は、操作用リモコンから送信される制御信号に応じて、各種センサの計測信号に基づき、室内膨張弁２３、室内ファンモータ２２ｍ、圧縮機モータ３１ｍ、四路切換弁３２ａ、三路切換弁３２ｂ、第１室外膨張弁３４ａ、第２室外膨張弁３４ｂ、及び室外ファンモータ３６ｍを含む、空気調和装置１の各種機器の動作を制御する。

制御部７０は、操作用リモコンから、室内ユニット２０に冷房運転を行わせる旨の指示を受けると、冷房運転を実行する。また、制御部７０は、すべての室内ユニット（本実施形態では、室内ユニット２０ａ，２０ｂ）が冷房運転を行っている場合に、対象空間の熱負荷が低いことを示す第１条件が満たされた時、第１制御を行う。以下、第１制御を伴わない冷房運転を「通常の冷房運転」と記載することがある。

（２－３－１）冷房運転
制御部７０は、操作用リモコンから、室内ユニット２０に冷房運転を行わせる旨の指示を受けると、四路切換弁３２ａ内が、図１の実線で示された状態になるように四路切換弁３２ａを制御する。また、制御部７０は、三路切換弁３２ｂ内が、図１の実線で示された状態になるように三路切換弁３２ｂを制御する。このとき、冷媒の流路は、第１状態となる。

また、制御部７０は、第１室外膨張弁３４ａ及び第２室外膨張弁３４ｂを全開状態にし、室内熱交換器２１のガス側出口における冷媒の過熱度が所定の目標過熱度になるように、室内膨張弁２３を開度調節する。室内熱交換器２１のガス側出口における冷媒の過熱度は、例えば、ガス側温度センサ６２の計測値から、吸入圧力センサ６３の計測値（吸入圧力）から換算される蒸発温度を、差し引くことで算出される。

また、制御部７０は、吸入圧力センサ６３の計測値から換算される蒸発温度が所定の目標蒸発温度に近づくように、圧縮機３１の運転容量を制御する。圧縮機３１の運転容量の制御は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数を制御することにより行われる。

以上のように各種機器の動作が制御されることで、冷房運転時には冷媒回路５０を以下のように冷媒が流れる。

圧縮機３１が起動されると、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が圧縮機３１に吸入され、圧縮機３１で圧縮されて冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒となる。

高圧のガス冷媒は、四路切換弁３２ａを経由して、第１ガス冷媒管５４ｃを流れ、第１室外熱交換器３３ａに送られる。第１室外熱交換器３３ａに送られた高圧のガス冷媒は、室外ファン３６によって供給される室外の空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。第１室外熱交換器３３ａを通過した高圧の液冷媒は、第１液冷媒管５４ｈを流れ、第１室外膨張弁３４ａを通過し、室内ユニット２０に送られる。

一方、第１ガス冷媒管５４ｃを流れる高圧のガス冷媒の一部は、第２ガス冷媒管５４ｄに分流する。第２ガス冷媒管５４ｄに分流した高圧のガス冷媒は、三路切換弁３２ｂを経由し、第３ガス冷媒管５４ｅを流れ、第２室外熱交換器３３ｂに送られる。第２室外熱交換器３３ｂに送られた高圧のガス冷媒は、室外ファン３６によって供給される室外の空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。第２室外熱交換器３３ｂを通過した高圧の液冷媒は、第２液冷媒管５４ｉを流れ、第２室外膨張弁３４ｂを通過する。第２室外膨張弁３４ｂを通過した高圧の液冷媒は、第１液冷媒管５４ｈを流れる冷媒と合流し、第１室外膨張弁３４ａを通過して、室内ユニット２０に送られる。

室内ユニット２０に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁２３において圧縮機３１の吸入圧力近くまで減圧され、気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器２１に送られる。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２１において、室内ファン２２により室内熱交換器２１へと供給される対象空間の空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管５２を経由して室外ユニット３０に送られ、四路切換弁３２ａを経由してアキュムレータ３５に流入する。アキュムレータ３５に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機３１に吸入される。一方、室内熱交換器２１に供給された空気の温度は、室内熱交換器２１を流れる冷媒と熱交換することで低下し、室内熱交換器２１で冷却された空気が、対象空間に吹き出す。

（２－３－２）第１制御
制御部７０は、室内ユニット２０ａ，２０ｂが冷房運転を行っている場合に、対象空間の熱負荷が低いことを示す第１条件が満たされた時、第１制御を行う。本実施形態では、第１条件は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第１所定値以下である、という条件である。言い換えると、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第１所定値以下である場合、吸入圧力センサ６３の計測値から換算される蒸発温度が所定の目標蒸発温度に十分近づいたため、対象空間の熱負荷は低いと判断する。第１所定値は、例えば、３０回転／秒である。

制御部７０は、第１条件が満たされると、第１制御として、三路切換弁３２ｂによって冷媒の流路を第１状態から第２状態に切り換えることにより、室内ユニット２０に向かう冷媒の流量を減少させる。具体的には、制御部７０が、三路切換弁３２ｂによって冷媒の流路を第１状態から第２状態に切り換えると、第１ガス冷媒管５４ｃから第２ガス冷媒管５４ｄに分流していた高圧のガス冷媒は、分流されずに第１ガス冷媒管５４ｃを流れ、第１室外熱交換器３３ａに送られる。第１室外熱交換器３３ａに送られた高圧のガス冷媒は、室外ファン３６によって供給される室外の空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。第１室外熱交換器３３ａを通過した高圧の液冷媒は、第１液冷媒管５４ｈを流れ、第１室外膨張弁３４ａを通過し、室内ユニット２０に送られる。以降の高圧の液冷媒の流れは、前述した通常の冷房運転の場合と同様である。

一方、第１液冷媒管５４ｈを流れる高圧の液冷媒の一部は、第２液冷媒管５４ｉに分流する。言い換えると、室内ユニット２０に向かう冷媒の流量は、第１状態の場合と比較して減少する。第２液冷媒管５４ｉに分流した高圧の液冷媒は、第２室外膨張弁３４ｂにおいて圧縮機３１の吸入圧力近くまで減圧され、気液二相状態の冷媒となって第２室外熱交換器３３ｂに送られる。第２室外熱交換器３３ｂに送られた低圧の液冷媒は、室外ファン３６によって供給される室外の空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒となる。第２室外熱交換器３３ｂを通過した低圧のガス冷媒は、第３ガス冷媒管５４ｅを流れ、三路切換弁３２ｂを経由してアキュムレータ３５に流入する。アキュムレータ３５に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機３１に吸入される。

制御部７０は、第１制御を行っている間、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下となるように、圧縮機３１を制御する。本実施形態では、第２所定値は、第１所定値よりも小さい。第２所定値は、例えば、２０回転／秒である。さらに、制御部７０は、第１制御を行っている間、第１液冷媒管５４ｈから第２液冷媒管５４ｉに分流する前の冷媒の流量に対する、第２液冷媒管５４ｉを通り第２室外熱交換器３３ｂに向かう冷媒の流量比が第３所定値以下となるように、第２室外膨張弁３４ｂの開度を制御する。第３所定値は、例えば、７０％である。

制御部７０は、第１制御を行っている間に、対象空間の熱負荷がさらに低くなったことにより、冷媒の流量比が第３所定値を超えた場合、室内ユニット２０に送られる冷媒量が極端に少なくなるため、圧縮機３１を停止して、室内ユニット２０ａ，２０ｂの冷房運転を停止する。制御部７０は、圧縮機３１を停止した後に、対象空間の熱負荷が高まった場合、通常の冷房運転を開始する。この場合における、対象空間の熱負荷が高まったか否かの判定は、例えば、室内温度センサ６１による対象空間の室温が、設定温度を所定温度上回ったか否かによって判定する。所定温度は、例えば、２℃である。

一方、制御部７０は、第１制御を行っている間に、対象空間の熱負荷が高まった場合、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下である状態のまま、第２液冷媒管５４ｉを通り第２室外熱交換器３３ｂに向かう冷媒の流量を減少させるように、圧縮機３１、及び第２室外膨張弁３４ｂを制御する。言い換えれば、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下である状態のまま、室内ユニット２０に送る冷媒量を増加させる。制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下である状態のままでは、対象空間の熱負荷を低くできない場合、第１制御を停止し、通常の冷房運転を開始する。

（３）処理
第１制御に関する処理の一例を、図３のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１に示すように、制御部７０は、操作用リモコンからの指示等により、室内ユニット２０ａ，２０ｂに、通常の冷房運転を開始させる。このとき、冷媒の流路は、第１状態である。

ステップＳ１からステップＳ２に進むと、制御部７０は、所定時間Ｔ１待機する。所定時間Ｔ１は、例えば、５分である。

ステップＳ２からステップＳ３に進むと、制御部７０は、第１条件が満たされたか否かを判定する。第１条件が満たされた場合、ステップＳ４に進む。第１条件が満たされない場合、ステップＳ２に戻り、制御部７０は、再び所定時間Ｔ１待機する。言い換えると、制御部７０は、所定時間Ｔ１ごとに、第１条件が満たされたか否かを判定する。

ステップＳ３からステップＳ４に進むと、制御部７０は、第１制御を開始する。具体的には、制御部７０は、三路切換弁３２ｂによって冷媒の流路を第１状態から第２状態に切り換えることにより、室内ユニット２０に送る冷媒の流量を減少させる。また、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下となるように、圧縮機３１を制御する。また、制御部７０は、第１液冷媒管５４ｈから第２液冷媒管５４ｉに分流する前の冷媒の流量に対する、第２液冷媒管５４ｉを通り第２室外熱交換器３３ｂに向かう冷媒の流量比が第３所定値以下となるように、第２室外膨張弁３４ｂの開度を制御する。また、制御部７０は、対象空間の熱負荷が高まった場合、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下である状態のまま、第２液冷媒管５４ｉを通り第２室外熱交換器３３ｂに向かう冷媒の流量を減少させるように、圧縮機３１、及び第２室外膨張弁３４ｂを制御する。

ステップＳ４からステップＳ５に進むと、制御部７０は、所定時間Ｔ２待機する。所定時間Ｔ２は、例えば、５分である。

ステップＳ５からステップＳ６に進むと、制御部７０は、対象空間の熱負荷が高まったことにより、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数を第２所定値より大きくする必要があるか否かを判定する。圧縮機モータ３１ｍの回転周波数を第２所定値より大きくする必要がある場合、ステップＳ１に戻り、制御部７０は、再び、室内ユニット２０ａ，２０ｂに、通常の冷房運転を行わせる。圧縮機モータ３１ｍの回転周波数を第２所定値より大きくする必要がない場合、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６からステップＳ７に進むと、制御部７０は、冷媒の流量比が第３所定値を超えたか否かを判定する。冷媒の流量比が第３所定値を超えた場合、ステップＳ８に進む。冷媒の流量比が第３所定値を超えていない場合、ステップＳ５に戻り、制御部７０は、再び所定時間Ｔ２待機し、第１制御を継続する。

ステップＳ７からステップＳ８に進むと、制御部７０は、圧縮機３１を停止する。

ステップＳ８からステップＳ９に進むと、制御部７０は、所定時間Ｔ３待機する。所定時間Ｔ３は、例えば、５分である。

ステップＳ９からステップＳ１０に進むと、制御部７０は、対象空間の室温が、設定温度を所定温度上回ったか否かを判定する。対象空間の室温が、設定温度を所定温度上回った場合、ステップＳ１に戻り、制御部７０は、再び、室内ユニット２０ａ，２０ｂに、通常の冷房運転を行わせる。対象空間の室温が、設定温度を所定温度上回っていない場合、ステップＳ９に戻り、制御部７０は、再び所定時間Ｔ３待機する。言い換えると、制御部７０は、所定時間Ｔ３ごとに、対象空間の室温が、設定温度を所定温度上回ったか否かを判定する。

制御部７０は、操作用リモコンからの指示等により、室内ユニット２０ａ又は室内ユニット２０ｂの冷房運転が停止されるまで、本処理を継続する。

（４）特徴
（４－１）
従来、冷房運転時に冷房の対象空間の熱負荷が低くなると、冷房能力が過剰となるため冷房運転を停止し、その後、熱負荷が高くなると冷房運転を再開する技術がある。

しかし、冷房運転を停止すると、その後、冷房運転を再開する際に、冷房運転の開始に伴う制御等が必要となるため、運転効率が低下する、という課題がある。

本実施形態の空気調和装置１は、冷房の対象空間の熱負荷が低くなった場合に、三路切換弁３２ｂによって冷媒の流路を第１状態から第２状態に切り換えることにより、室内ユニット２０に向かう冷媒の流量を減少させる。その結果、空気調和装置１は、適切な冷房能力によって冷房運転を継続し、運転効率の低下を防ぐことができる。

（４－２）
本実施形態の空気調和装置１では、第１条件は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第１所定値以下である、という条件を含む。その結果、空気調和装置１は、冷房の対象空間の熱負荷が低いことを、より正確に把握することができる。

（４－３）
本実施形態の空気調和装置１は、第１制御を行っている間、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、及び第２液冷媒管５４ｉを通り第２室外熱交換器３３ｂに向かう冷媒の流量比を制御する。その結果、空気調和装置１は、より適切な冷房能力によって、冷房運転を継続することができる。

（４－４）
本実施形態の空気調和装置１では、制御部７０は、第１制御を行っている間に、対象空間の熱負荷が高まった場合、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数が第２所定値以下である状態のまま、第２液冷媒管５４ｉを通り第２室外熱交換器３３ｂに向かう冷媒の流量を減少させるように、圧縮機モータ３１ｍ、及び第２室外膨張弁３４ｂを制御する。その結果、空気調和装置１は、消費電力を抑えて、室内ユニット２０の冷房能力を高めることができる。

（４－５）
本実施形態の空気調和装置１では、制御部７０は、第１制御を行っている間に、流量比が第３所定値を超えた場合、圧縮機３１を停止する。その結果、空気調和装置１は、室内ユニット２０に向かう冷媒の流量が極端に少なくなる状態を防ぐことができる。

（５）変形例
（５－１）変形例１Ａ
本実施形態では、空気調和装置１は、２つの室内ユニット２０ａ，２０ｂを有していた。しかし、空気調和装置１は、より多くの室内ユニット２０を有してもよい。

（５－２）変形例１Ｂ
本実施形態では、室外ユニット３０は、第１室外熱交換器３３ａ、及び第２室外熱交換器３３ｂという２つの室外熱交換器３３を備えていた。しかし、室外ユニット３０は、より多くの室外熱交換器３３を備えていてもよい。例えば、室外ユニット３０が３つの室外熱交換器３３を備える場合、通常の冷房運転においては、３つの室外熱交換器３３すべてが、本実施形態の第１室外熱交換器３３ａ、及び第２室外熱交換器３３ｂと同様に、凝縮器として機能するように、冷媒回路５０を構成する。また、第１制御時においては、１つの室外熱交換器３３が、本実施形態の第１室外熱交換器３３ａと同様に凝縮器として機能し、２つの室外熱交換器３３が、本実施形態の第２室外熱交換器３３ｂと同様に蒸発器として機能するように、冷媒回路５０を構成する。

その結果、空気調和装置１は、第１制御時に室内ユニット２０に向かう冷媒の流量を、より詳細に調節することができる。

（５－３）変形例１Ｃ
本実施形態では、空気調和装置１は、対象空間の熱負荷を、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数に基づいて判断した。しかし、空気調和装置１は、対象空間の熱負荷を、室内温度センサ６１による対象空間の室温と、設定温度との温度差に基づいて判断してもよい。例えば、空気調和装置１は、対象空間の室温が、設定温度を所定温度下回った時に、対象空間の熱負荷が低いと判断する。

（５－４）
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 空気調和装置
２０，２０ａ，２０ｂ 室内ユニット
２１，２１ａ，２１ｂ 室内熱交換器
３１ 圧縮機
３２ｂ 三路切換弁（切換機構）
３３ 室外熱交換器
３３ａ 第１室外熱交換器
３３ｂ 第２室外熱交換器
３４ｂ 第２室外膨張弁（流量調整機構）
５４ｉ 第２液冷媒管（第１流路）
７０ 制御部

特開２０２０－０５１７００

Claims (5)

1. 対象空間の冷房を行う空気調和装置（１）であって、
   複数の室内ユニット（２０，２０ａ，２０ｂ）それぞれが有する、室内熱交換器（２１，２１ａ，２１ｂ）と、
   第１室外熱交換器（３３ａ）、及び第２室外熱交換器（３３ｂ）を含む、複数の室外熱交換器（３３）と、
   冷媒を圧縮する、圧縮機（３１）と、
   冷媒の流路を切り換える、切換機構（３２ｂ）と、
   前記圧縮機、及び前記切換機構を制御する、制御部（７０）と、
   前記第２室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記第１室外熱交換器との間の冷媒配管と、を接続する、第１流路（５４ｉ）と、
   前記第１流路を流れる冷媒の流量を調整する、流量調整機構（３４ｂ）と、
   を備え、
   前記切換機構は、
   冷媒が、前記圧縮機、前記第１室外熱交換器、前記室内熱交換器の順に、及び、前記圧縮機、前記第２室外熱交換器、前記室内熱交換器の順に、流れる第１状態と、
   冷媒が、前記圧縮機、前記第１室外熱交換器、前記室内熱交換器の順に、及び、前記圧縮機、前記第１室外熱交換器、前記第２室外熱交換器の順に、流れる第２状態と、
   を切り換え、
   前記制御部は、すべての前記室内ユニットが冷房運転を行っている場合に、前記対象空間の熱負荷が低いことを示す第１条件が満たされた時、前記切換機構によって冷媒の流路を前記第１状態から前記第２状態に切り換えることにより、前記室内ユニットに向かう冷媒の流量を減少させる、第１制御を行い、
   前記制御部は、前記第１制御を行っている間、前記第１流路に分流する前の冷媒の流量に対する、前記第１流路を通り前記第２室外熱交換器に向かう冷媒の流量比が第３所定値以下となるように、前記流量調整機構を制御する、
   空気調和装置（１）。
2. 前記第１条件は、前記圧縮機の回転周波数が第１所定値以下である、という条件を含む、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
3. 前記制御部は、前記第１制御を行っている間、前記圧縮機の回転周波数が第２所定値以下となるように、前記圧縮機を制御する、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
4. 前記制御部は、前記第１制御を行っている間に、前記対象空間の熱負荷が高まった場合、前記圧縮機の回転周波数が前記第２所定値以下である状態のまま、前記第１流路を通り前記第２室外熱交換器に向かう冷媒の流量を減少させるように、前記圧縮機、及び前記流量調整機構を制御する、
   請求項３に記載の空気調和装置（１）。
5. 前記制御部は、前記第１制御を行っている間に、前記流量比が前記第３所定値を超えた場合、前記圧縮機を停止する、
   請求項３又は４に記載の空気調和装置（１）。

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