特開 2024-147923 空気調和システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024147923

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】空気調和システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/37 20180101AFI20241009BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20241009BHJP

   F24F 11/70 20180101ALI20241009BHJP

   F24F 120/10 20180101ALN20241009BHJP

【ＦＩ】

F24F11/37

F24F11/64

F24F11/70

F24F120:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023060670

(22)【出願日】2023-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】范 芸青

(72)【発明者】

【氏名】堀江 勇人

(72)【発明者】

【氏名】赤木 智

【テーマコード（参考）】

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L260AB03

3L260BA02

3L260BA74

3L260CA03

3L260CA12

3L260EA07

3L260FA16

(57)【要約】

【課題】全ての室内ユニットが同時にサーモオフになることを回避し、空調運転中に圧縮機が停止することが無いようにするとともに、過剰な空調能力が発揮されることで室温が設定温度から大きく外れることがない空気調和システムを得る。
【解決手段】複数の室内ユニット２の各々を、室内温度が設定温度になるように、空調能力を発揮するサーモオンと空調能力を発揮しないサーモオフとを切り替えて空調運転を行うように制御し、複数の室内ユニット２の全てがサーモオフとなる条件を満たした場合に、予め定められた終了条件を満たすまで、所定の条件で順位付けされた室内ユニット順位表に基づいて選択された室内ユニット２を強制的にサーモオンさせる制御装置４を備えた。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機を備えた室外ユニットと、
前記室外ユニットに接続される複数の室内ユニットと、
前記複数の室内ユニットの各々を、制御対象である室内温度と制御目標値である設定温度との温度差に基づいて、空調能力を発揮するサーモオンと空調能力を発揮しないサーモオフとを切り替えて空調運転を行うように制御し、
前記複数の室内ユニットの全てがサーモオフとなる条件を満たした場合に、予め定められた終了条件を満たすまで、所定の条件で順位付けされた室内ユニットの順位に基づいて選択された室内ユニットを強制的にサーモオンさせる制御装置と、
を備えた空気調和システム。

【請求項2】

前記予め定められた終了条件は、前記強制的にサーモオンさせた室内ユニットではない室内ユニットのいずれかがサーモオンとなることである、
請求項１に記載の空気調和システム。

【請求項3】

前記予め定められた終了条件は、前記強制的にサーモオンさせた室内ユニットがサーモオンを継続している時間が所定時間を超えることである、
請求項１に記載の空気調和システム。

【請求項4】

前記予め定められた終了条件は、前記強制的にサーモオンさせた室内ユニットが設けられた空調エリアの室内温度が、予め決められた温度制御範囲を外れることである、
請求項１に記載の空気調和システム。

【請求項5】

前記室内ユニットの順位は、前記複数の室内ユニット各々について、当該室内ユニット以外の室内ユニットが全てサーモオフであり、当該室内ユニットだけがサーモオンとなっている運転時間の積算値が小さい順に順位付けされている、
請求項１に記載の空気調和システム。

【請求項6】

前記室内ユニットの順位は、前記複数の室内ユニット各々について、サーモオフからサーモオンに切り替える室内温度条件と、現在の室内温度との差が小さい順に順位付けされている、
請求項１に記載の空気調和システム。

【請求項7】

前記複数の室内ユニットは、各々が設けられた空調エリアに在室者がいるかどうかを検知する人感センサを備え、
前記室内ユニットの順位は、前記人感センサによって検知される在室者がいない場合に、当該空調エリアに設けられた室内ユニットを最上位に順位付けする、
請求項５～６のいずれか１項に記載の空気調和システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、室外ユニットに複数台の室内ユニットが接続される空気調和システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、室外ユニットに複数の室内ユニットが並列に接続され、室内ユニットの各々が、担当する空調エリアの空気温度調整を行う空気調和システムが知られている。このような空気調和システムは、室内ユニット各々の空調能力を独立に調整することが難しいため、担当する空調エリアの空調負荷に合わせて、室内ユニット各々が運転と停止とを周期的に繰り返す運転を行う。

【0003】

具体的には、例えば複数の室内ユニットが冷房要求を受けて冷房運転を行っている際に、特定の室内ユニットの室内空気温度が制御目標値である設定温度より所定温度（例えば１℃）だけ下回ると、その室内ユニットは冷房運転を停止する。この動作は、サーモオフと称される。すると、その室内ユニットが担当する空調エリアは、発生している空調負荷によって徐々に空気温度を上昇させ、やがて設定温度を上回る。そして、その室内ユニットの吸込み空気温度が設定温度よりも所定温度（例えば１℃）だけ高くなると、その室内ユニットは再び冷房運転を開始する。この動作は、サーモオンと称される。このような空調動作により、室内空気温度（以降、室温）は、設定温度＋１℃から設定温度－１℃の間に調整される。全ての室内ユニットは、それぞれ独立にこのような空調動作を実施している。

【0004】

このような空気調和システムにおいて、全ての室内ユニットが同時にサーモオフになると、室外ユニットが圧縮機を停止させる。また、全ての室内ユニットがサーモオフであって圧縮機が停止した状態において、複数の室内ユニットのうちの１台がサーモオンになると、室外ユニットは再び圧縮機を起動させる。

【0005】

上記のような圧縮機の停止および起動（以降、圧縮機発停）が頻繁に発生すると、冷媒回路内の冷媒量分布および冷媒圧力分布を安定させることができないため、空調能力が十分に発揮されず、運転効率が低下するという問題が発生する。

【0006】

このような問題を回避するため、複数の室内ユニットのうち、１台のみがサーモオンである場合、その１台がサーモオフ条件を満たしてもサーモオフとしないようにすることで圧縮機の運転を継続させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６０３３４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、先行技術文献に記載の技術では、強制的にサーモオンを継続する時間に制限時間が設定されているので、圧縮機を停止せざるを得ない状況が発生する。また、過剰な空調能力によって室温が設定温度を大きく外れてしまうことを防止するために圧縮機が停止してしまう状況が発生する。

【0009】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、全ての室内ユニットが同時にサーモオフになることを回避し、空調運転中に圧縮機が停止することが無いようにするとともに、過剰な空調能力が発揮されることで室温が設定温度から大きく外れることがない空気調和システムを得るものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するため、この発明に係る空気調和システムは、圧縮機を備えた室外ユニットと、前記室外ユニットに接続される複数の室内ユニットと、前記複数の室内ユニットの各々を、制御対象である室内温度と制御目標値である設定温度との温度差に基づいて、空調能力を発揮するサーモオンと空調能力を発揮しないサーモオフとを切り替えて空調運転を行うように制御し、前記複数の室内ユニットの全てがサーモオフとなる条件を満たした場合に、予め定められた終了条件を満たすまで、所定の条件で順位付けされた室内ユニットの順位に基づいて選択された室内ユニットを強制的にサーモオンさせる制御装置と、を備えた。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る空気調和システムは、複数の室内ユニットの全てがサーモオフとなる条件を満たした場合に、所定の条件で順位付けされた室内ユニットを強制的にサーモオンとすることで、圧縮機を停止させることなく空調運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１に係る空気調和システムの全体構成図である。

【図2】実施の形態１に係る空気調和システムの制御信号の流れを示すブロック図である。

【図3】室内ユニットのサーモ制御状態および圧縮機の運転停止状態を示すタイムチャートの一例である。

【図4】室内ユニットのサーモ制御状態および圧縮機の運転停止状態を示すタイムチャートの別の一例である。

【図5】実施の形態１におけるサーモ制御動作を示すフローチャートである。

【図6】実施の形態１のサーモ制御における強制運転モードのフローチャートの一例である。

【図7】実施の形態１の強制運転モードにおける強制サーモオンに設定する室内ユニット順位表である。

【図8】実施の形態１におけるサーモ制御動作の一例を示すタイムチャートである。

【図9】実施の形態１における強制運転モードの第１の変形例のフローチャートである。

【図10】実施の形態１における強制運転モードの第２の変形例のフローチャートである。

【図11】実施の形態１における室内ユニット順位表の第１の変形例を示す表である。

【図12】実施の形態１における室内ユニット順位表の第２の変形例を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本開示の実施の形態に係る空気調和システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここで説明する実施の形態により、この発明が限定されるものではない。

【0014】

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る空気調和システム１００の全体構成図である。図１に示すように、空気調和システム１００は、室外ユニット１と、４台の室内ユニット２ａ～２ｄが接続配管である液管５、ガス管６によって接続されて１つの冷媒回路を形成している。この冷媒回路には、ＨＦＣ冷媒であるＲ３２冷媒が封入されている。

【0015】

室外ユニット１は、圧縮機１１、四方切替弁１２、室外熱交換器１３、室外ファン１４を備えている。室外ファン１４は、例えば軸流型の送風機であり、室外熱交換器１３を流通する冷媒と室外空気との熱交換量を調整する働きを有している。圧縮機１１は、吸入側に低圧センサ１５、吐出側に高圧センサ１６を備えており、冷媒回路内に形成される凝縮圧力および蒸発圧力を検知できるようになっている。

【0016】

室内ユニット２ａ～２ｄは、それぞれ一端が液管５に接続され、他端がガス管６に接続されている。室内ユニット２（２ａ～２ｄ）は、内部に膨張弁２１（２１ａ～２１ｄ）、室内熱交換器２２（２２ａ～２２ｄ）、室内ファン２３（２３ａ～２３ｄ）を備えている。また、室内ユニット２（２ａ～２ｄ）は、温度検知手段として、室温センサ２４（２４ａ～２４ｄ）、ガス側冷媒温度センサ２５（２５ａ～２５ｄ）、液側冷媒温度センサ２６（２６ａ～２６ｄ）を備えている。

【0017】

また、室内ユニット２（２ａ～２ｄ）は、それぞれリモコン３（３ａ～３ｄ）を備えている。リモコン３ａ～３ｄは、それぞれ対応する室内ユニット２ａ～２ｄの運転、停止、設定温度などのユーザ要求を受け付けられるようになっている。さらに、リモコン３は、対応する室内ユニット２の膨張弁２１の開度情報、室内ファン２３の風量情報、および室温センサ２４，ガス側冷媒温度センサ２５，液側冷媒温度センサ２６で検知された温度情報を逐次取得している。

【0018】

制御装置４は、通信線７によって室外ユニット１およびリモコン３ａ～３ｄから空気調和システム１００の現在の運転情報を取得し、室外ユニット１および室内ユニット２ａ～２ｄに制御指示を行う。図２は、空気調和システム１００の制御信号の流れを示すブロック図である。

【0019】

図２に示すように、制御装置４は、高圧センサ１６から凝縮圧力、低圧センサ１５から蒸発圧力を取得する。また、制御装置４は、室内ユニット２に備えられた室温センサ２４、ガス側冷媒温度センサ２５、および液側冷媒温度センサ２６で検知される温度情報を取得する。また、制御装置４は、リモコン３から対応する室内ユニット２の設定温度、運転しているか停止しているか、などの運転情報を取得する。

【0020】

制御装置４は、室内ユニット２から取得した現在の運転状態に基づいて、制御信号を生成する。制御装置４は、圧縮機１１および室外ファン１４に対しては回転数の指示を行う。また、制御装置４は、四方切替弁１２に対して、冷房運転あるいは暖房運転のいずれかに冷媒回路を設定するよう指示を行う。また、制御装置４は、室内ユニット２に対して、室内ファン２２の回転数、膨張弁２１に開度を指示する。

【0021】

＜冷房運転動作＞
続いて、空気調和システム１００の冷房運転動作について説明する。リモコン３ａ～３ｄから空気調和システム１０に冷房運転要求がなされると、制御装置４は、四方切替弁１２を冷房運転状態にセットし、圧縮機１１および室外ファン１４の運転を開始する。また、室内ユニット２ａ～２ｄは、リモコン３ａ～３ｄから得られる設定温度と室温センサ２４ａ～２４ｄから取得する室温とを比較し、室温が設定温度より高い室内ユニット２の運転を開始する。運転を開始する室内ユニット２は、膨張弁２１を起動開度にするとともに、室内ファン２３を起動する。

【0022】

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁１２を経由して室外熱交換器１３に流入する。このガス冷媒は、室外熱交換器１３で外気に放熱して凝縮し、高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、室外ユニット１を流出し、液管５を通って運転中の室内ユニット２に流入する。

【0023】

室内ユニット２では、流入した高圧液冷媒が膨張弁２１によって減圧され、低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、室内熱交換器２２で室内ファン２３から送られた室内空気と熱交換を行い、蒸発して低圧ガス冷媒となる。一方、この低圧二相冷媒と熱交換を行い、冷却された室内空気は室内ファン２３によって再び室内に送風される。また、膨張弁２１は、ガス側冷媒温度センサ２５で検知される冷媒の温度が、低圧センサ１５で検知された冷媒圧力の飽和温度より２～５Ｋ程度高くなるように開度が調整されている。すなわち、膨張弁２１は冷房運転時に過熱度一定制御を行う。

【0024】

室内ユニット２から流出する低圧ガス冷媒は、ガス管６を通って室外ユニット１に流入し、四方切替弁１２を経由して再び圧縮機１１に吸入される。この一連の冷凍サイクル動作によって、室内が冷却され、室内温度を設定温度に近づけることができる。

【0025】

＜暖房運転動作＞
リモコン３ａ～３ｄに暖房運転要求がなされると、制御装置４は、四方切替弁１２を暖房運転状態にセットし、圧縮機１１および室外ファン１４の運転を開始する。また、室内ユニット２ａ～２ｄは、リモコン３ａ～３ｄから得られる設定温度と室温センサ２４ａ～２４ｄから取得する室温とを比較し、室温が設定温度より低い室内ユニット２の運転を開始する。運転を開始する室内ユニット２は、膨張弁２１を起動開度にするとともに、室内ファン２３を起動する。

【0026】

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁１２を経由して室外ユニット１を流出し、ガス管６を通って室内ユニット２に流入する。この高温のガス冷媒は、室内熱交換器２２で室内空気に放熱して凝縮し、高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、膨張弁２１によって減圧された後、低圧二相冷媒となって室内ユニット２を流出する。このとき、膨張弁２１は、液側冷媒温度センサ２６で検知される高圧液冷媒の温度を、高圧センサ１６で検知される圧力の飽和温度より１０Ｋ程度低くなるように開度が制御される。すなわち、過冷却度一定制御を行う。また、室内熱交換器２２で冷媒と熱交換した室内空気は、高温空気となって室内に吹き出される。

【0027】

室内ユニット２を流出した低圧二相冷媒は、液管５を通って室外ユニット１に流入し、室外熱交換器１３に送られる。室外熱交換器１３に流入した低圧二相冷媒は、室外ファン１４から送風される外気から吸熱して蒸発し、低圧ガス冷媒となって再び圧縮機１１に吸入される。この一連の冷凍サイクル動作によって、室内が加熱され、室内温度を設定温度に近づけることができる。

【0028】

＜空調能力制御＞
上述した空気調和システム１００の冷房運転および暖房運転において、圧縮機１１の運転容量、すなわち圧縮機１１を駆動するモータの回転数は、室内熱交換器２２を流通する冷媒の圧力が所定値になるように制御されている。

【0029】

具体的には、制御装置４は、冷房運転においては低圧センサ１５で検知される冷媒圧力の飽和温度が５℃となるように、暖房運転においては高圧センサ１６で検知される冷媒圧力の飽和温度が４５℃となるように圧縮機１１を駆動するモータの回転数を制御する。

【0030】

この圧縮機１１の運転容量制御と、上述した膨張弁２１の冷房運転時の過熱度一定制御あるいは暖房運転時の過冷却度一定制御により、室内ユニット２は、所定の空調能力を発揮するようになっている。

【0031】

室内ユニット２が運転中に発揮する所定の空調能力は、当該室内ユニット２が設置される空調エリアに発生するであろう最大の空調負荷よりも大きいものとなっている。よって、室内ユニット２が冷房運転中は室内温度が低下し、室内ユニット２が運転を停止すると冷房負荷によって室内温度が上昇する。また、室内ユニット２が暖房運転中は室内温度が上昇し、室内ユニット２が運転を停止すると暖房負荷によって室内温度が低下する。

【0032】

上述のような室内温度挙動から、例えば室内ユニット２が設定温度２６℃で冷房運転中に、室温センサ２４で検知される室内温度が２５℃以下となったらサーモオフとなり、サーモオフ中に室内温度が２７℃以上となったらサーモオンとする。このサーモオンオフ動作によって、室内温度は２５℃～２７℃の間に制御することができる。

【0033】

また、設定温度２０℃での暖房運転の場合には、室内温度が２１℃以上でサーモオフ、室内温度が１９℃以下となったらサーモオンとする制御動作により、室温温度は１９℃～２１℃の間に制御することができる。冷房運転中の室内温度≦設定温度－１℃、および暖房運転中の室内温度≧設定温度＋１℃をサーモオフ条件、冷房サーモオフ中の室内温度≧設定温度＋１℃、および暖房サーモオフ中の室内温度≦設定温度－１℃をサーモオン条件と称する。本実施の形態１における設定温度プラスマイナス１℃の室温制御幅は、これに限定されるものではなく、プラスマイナス０．５℃としてもよいし、プラスマイナス０．２℃としてもよい。

【0034】

図３は、室内ユニット２のサーモ制御状態および圧縮機１１の運転停止状態を示すタイムチャートの一例である。時刻Ｔ０で室内ユニット２ａ～２ｄが一斉に空調運転を開始した後、時刻Ｔ１で４台の室内ユニット２が同時にサーモオフとなり、圧縮機１１が停止している。また、時刻Ｔ２で室内ユニット２ａがサーモオンとなって圧縮機１１がオンとなるが、時刻Ｔ３で再びオフとなる状況を示している。室内ユニット運転時間に占めるサーモオン時間の比率である室内ユニット稼働率は、室内ユニット２ａ～２ｄ全てで５０％程度であるが、圧縮機１１が頻繁にオフとなる一例である。これは、室内ユニット同士でサーモオンオフの位相がほぼ一致しているために発生する現象であり、望ましくない動作状態である。

【0035】

図４は、室内ユニット２のサーモ制御状態および圧縮機１１の運転停止状態を示すタイムチャートの別の一例である。図４においては、時刻Ｔ０で室内ユニット２ｄがサーモオンとなって圧縮機１１が運転を開始した後、室内ユニット２ａ～２ｄの室内ユニット稼働率はいずれも３０％程度であるが、圧縮機１１は停止することなく運転を継続している。このように、図４においては、室内ユニット同士のサーモオンオフの位相が食い違っているために、圧縮機１１を停止させることなく室内ユニット２ａ～２ｄそれぞれの室内温度を室温制御幅内に制御されている。この動作状態は、圧縮機１１が停止することなく空調運転が継続されるという好ましいものである。

【0036】

本実施の形態の空気調和システム１００は、上述の図４に示した好ましい動作状態を作り出すためのサーモ制御を行う。具体的には、少なくとも１台の室内ユニット２を常にサーモオンとすることで、圧縮機１１を停止させずに空調運転を行う。本実施の形態のサーモ制御について以下に説明する。

【0037】

図５は、実施の形態１におけるサーモ制御動作を示すフローチャートである。空気調和システム１００が空調運転を開始すると、制御装置４は、室内ユニット２ａ～２ｄから運転状態を取得して、サーモ制御を開始する。

【0038】

まず、制御装置４は、ステップＳ１１において、室内ユニット２ａ～２ｄそれぞれがサーモオン状態であるかを判定する。サーモオンでない状態、すなわちサーモオフとなっている室内ユニットは、ステップＳ１２に移行し、現在の運転情報に基づいて、サーモオン条件を満たしているかを判定する。ステップＳ１２でサーモオン条件を満たしていると判定されると、ステップＳ１３移行し、窓外室内ユニットをサーモオンに切り替える。ステップＳ１２でサーモオン条件を満たしていないと判定されると、次のサーモ制御まで現在の運転状態であるサーモオフを維持する。

【0039】

ステップＳ１１でサーモオンと判定された室内ユニットは、ステップＳ１４に移行し、現在の運転情報に基づいてサーモオフ条件を満たしているかを判定する。サーモオフ条件を満たしていない室内ユニットは、サーモオン状態を維持して次のサーモ制御を待つ。一方、サーモオフ条件を満たした室内ユニットは、ステップＳ１５に移行し、当該室内ユニット以外の全ての室内ユニットがサーモオフであるかどうかを確認する。

【0040】

ステップＳ１５において、当該室内ユニットの他にサーモオンの室内ユニットが存在する場合には、ステップ１６に移行し、当該室内ユニットをサーモオフする。また、当該室内ユニットだけがサーモオンであり、他の全ての室内ユニットがサーモオフの場合にはステップＳ１７の強制運転モードに移行する。

【0041】

図６は、実施の形態１のサーモ制御における強制運転モードのフローチャートの一例である。図７は、実施の形態１の強制運転モードにおける強制サーモオンに設定する室内ユニット順位表である。以下に、図６、図７を参照して強制運転モードの制御動作について説明する。

【0042】

図６に示すように、強制運転モードが開始されると、制御装置４は、ステップＳ２１において、図７に示す室内ユニット順位表の最上位の室内ユニットをサーモオンにする。室内ユニット順位表は、当該室内ユニットのみがサーモオンであった状態の積算時間ｔ１が小さい順に並べられている。室外ユニット１が運転を開始し、室内ユニット２ａ～２ｄが一斉に運転を開始するタイミングでは全ての室内ユニット２の時間ｔ１はゼロであるが、室内ユニット２の各々がサーモオンとサーモオフを繰り返す状況で時間ｔ１は変化する。この時間ｔ１の値に応じて時々刻々室内ユニット２の順位が入れ替わるようになっている。

【0043】

制御装置４は、ステップＳ２１で室内ユニット順位表の最上位をサーモオンした後、ステップＳ２２に移行し、１台だけサーモオンであり、サーモオフ条件を満たしていた室内ユニット２をサーモオフする。このとき、サーモオンとなっているのは、ステップＳ２１で強制的にサーモオンとした室内ユニット２である。

【0044】

続いて制御装置４は、ステップＳ２３において、現在サーモオフしている室内ユニット２のいずれかがサーモオン条件を満たすまでこのサーモ制御状態を維持する。その後、ステップＳ２３でサーモオン条件を満たした室内ユニット２が現れたとき、ステップ２４に移行し、当該室内ユニット２をサーモオンする。続いて制御装置４は、ステップＳ２５において、ステップＳ２１で強制的にサーモオンとした室内ユニット２をサーモオフして強制運転モードを終了する。すなわち、強制運転モードの終了条件は、ステップＳ２３でいずれかの室内ユニット２がサーモオン条件を満たすことである。

【0045】

図５に示すサーモ制御および図６に示す強制運転モードにより、複数の室内ユニット２の全てが同時にサーモオフとなることがなく、空調運転中に圧縮機１１が停止することがない。この一連の制御動作の一例を図８に示す。

【0046】

図８は、本実施の形態におけるサーモ制御動作の一例を示すタイムチャートである。図８に示すように、本実施の形態における空気調和システム１００は、室内ユニット２ａ～２ｄまで４台の室内ユニットが１台の室外ユニット１に接続されている。

【0047】

図８において、時刻Ｔ０で室内ユニット２ａ～２ｄが空調運転要求を受けて運転を開始する。例えば冷房運転の場合、運転を開始した後、それぞれの室内ユニット２が設置された空調エリアの室内温度は徐々に低下し、サーモオフ条件を満たした室内ユニット２から順次サーモオフとなる。図８においては、まず室内ユニット２ｃ、その後に室内ユニット２ａ、その後に時刻Ｔ１１で室内ユニット２ｂがサーモオフとなっている。時刻Ｔ１１の後は、室内ユニット２ｄのみがサーモオンとなっているため、室内ユニット２ｄがサーモオフ条件を満たす時刻Ｔ１２まで室内ユニット２ｄの時間ｔ１が積算される。

【0048】

時刻Ｔ１２では、室内ユニット２ｄのサーモ制御により強制運転モードへと移行する。強制運転モードでは、室内ユニット順位表の最上位である室内ユニット２ａが強制的にサーモオンとなり、その後室内ユニット２ｄがサーモオフとなる。

【0049】

室内ユニット２ａが強制的にサーモオンされた後、室内ユニット２ｃがサーモオン条件を満たすＴ１３まで室内ユニット２ａの時間ｔ１が積算される。時刻Ｔ１３では、室内ユニット２ｃがサーモオンとなり、室内ユニット２ａをサーモオフとして強制運転モードが終了する。

【0050】

時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１６までの制御動作は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１３における制御動作と同じである。時刻Ｔ１４において、室内ユニット２ｄがサーモオフとなった後、時刻Ｔ１５まで室内ユニット２ａのみがサーモオンとなっており、室内ユニット２ａの時間ｔ１が積算される。

【0051】

時刻Ｔ１５で室内ユニット２ａがサーモオフ条件を満たすと、強制運転モードに移行し、室内ユニット順位表の最上位である室内ユニット２ｂが強制的にサーモオンとなる。室内ユニット２ａはサーモオフされ、室内ユニット２ｂの時間ｔ１が時刻Ｔ１６まで積算される。時刻Ｔ１６で室内ユニット２ｃがサーモオン条件を満たすと、室内ユニット２ｂがサーモオフされて強制運転モードを終了する。

【0052】

強制運転モードになると、室内温度がサーモオフ条件を超えてしまう可能性があるため、強制運転モードは、室内環境を快適に維持するためには避けるべき状況である。すなわち、強制運転モードに移行する状況が発生しにくくすることが重要である。

【0053】

この一連のサーモ制御では、まず時刻Ｔ１２での強制運転モード開始によって、室内ユニット２ｄと室内ユニット２ａのサーモオンオフの位相が反転する。続いて、時刻Ｔ１３での強制運転モード終了によって、室内ユニット２ａと室内ユニット２ｃのサーモオンオフの位相が反転する。

【0054】

また、時刻Ｔ１５での強制運転モード開始によって、室内ユニット２ａと室内ユニット２ｂのサーモオンオフの位相が反転する。続いて、時刻Ｔ１６での強制運転モード終了によって、室内ユニットこの強制運転モードによって、室内ユニット２ｂと室内ユニット２ｃのサーモオンオフの位相が反転する。

【0055】

このように、実施の形態１のサーモ制御によれば、強制運転モードの開始および終了によって、異なる室内ユニット２の間で位相が反転する組み合わせが増えるので、全ての室内ユニット２が同時にサーモオフとなる可能性を小さくすることができる。

【0056】

室内ユニット２が全てサーモオフとなる条件を満たすことなく、強制運転モードに極力入らないようにするには、複数の室内ユニット２が同時にサーモオンとならず、１台ずつ順次サーモオンとなる制御状態とすることが最も好ましい。図７に示したように、室内ユニット順位表は、当該室内ユニット２だけがサーモオンであり、その他の室内ユニット２は全てサーモオフとなっている時間ｔ１が短い順に順位付けされている。

【0057】

強制運転モードによってサーモオンされた室内ユニット２は、強制運転モード継続中は時間ｔ１が積算されるので、室内ユニット順位表においてはどんどん下位に順位付けされ、次の強制運転モードでサーモオンされる可能性が小さくなる。言い換えると、次の強制運転モードでサーモオンされる室内ユニット２は、その前の強制運転モードとは異なる室内ユニット２が選択されることとなる。よって、このサーモ制御を継続することで、時間ｔ１が複数の室内ユニット２各々に均等に配分され、室内ユニット２が１台だけサーモオンとなっている時間を長くすることができる。

【0058】

ただし、強制運転モードでサーモオンとなった室内ユニット２の空調エリアでは、例えば冷房の場合、室温がサーモオフ条件を超えて低下し、室内環境を悪化させる可能性がある。そのため、強制運転モードにおいて、強制的にサーモオンした室内ユニット２が長い時間サーモオンとならないようにする制御を行ってもよい。

【0059】

図９は、強制運転モードの第１の変形例のフローチャートである。強制運転モードの第１の変形例においては、制御装置４はタイマーを備えている。図６に示した強制運転モードのフローチャートとの相違点は、ステップＳ３１およびステップＳ３２であり、それ以外の制御処理は図６に示したフローチャートと同じである。

【0060】

図９において、強制運転モードが開始されて室内ユニット順位表の最上位の室内ユニット２が強制的にサーモオンされると（ステップＳ２１）、制御装置４は、ステップＳ３１でタイマーのカウントを開始する。その後、ステップＳ２３でサーモオフ中の室内ユニット２がサーモオン条件を満たすまで強制サーモオンを継続するが、ステップＳ３２においてタイマーが所定時間、例えば１５分をオーバーするかどうかを判定する。

【0061】

ステップＳ３２でタイマーが所定時間をオーバーしたと判定すると、ステップＳ２１に戻り、新たに室内ユニット順位表の最上位の室内ユニット２をサーモオンにする。さらに、Ｓ２２でタイマーが所定時間を超えた室内ユニット２をサーモオフする。ここでサーモオフした室内ユニット２は強制運転モードでサーモオンされた室内ユニットであるので、この室内ユニットについては強制サーモオンを終了している。

【0062】

すなわち、強制運転モードにおいて、強制的にサーモオンとした室内ユニット２のサーモオン継続時間が所定時間を超えた場合は、強制的にサーモオンとしていた室内ユニット２を他の室内ユニット２に置き換えている。

【0063】

その後、再びステップＳ２３において、サーモオフ中の室内ユニットがサーモオン条件を満たすまで強制サーモオンを継続する。この制御動作により、強制サーモオンとなった室内ユニット２は、所定時間を超えて運転されることがないため、過剰な空調運転によって室内環境が極度に悪化することが無い。

【0064】

図１０は、強制運転モードの第２の変形例のフローチャートである。この強制運転モードの第２の変形例と、図６に示した強制運転モードのフローチャートとの相違点は、ステップＳ４１の処理であり、それ以外の制御処理は図６に示したフローチャートと同じである。

【0065】

図１０において、強制運転モードが開始されて室内ユニット順位表の最上位の室内ユニット２が強制的にサーモオンされると（ステップＳ２１）、ステップＳ２３でサーモオフ中の室内ユニット２がサーモオン条件を満たすまでサーモ判定を続ける。その際、ステップＳ４１において強制サーモオンとした室内ユニット２の室内温度が強制運転制御範囲を外れるかどうかを判定する。

【0066】

この強制運転制御範囲は、予め決められた温度制御範囲であり、例えば冷房の場合は、設定温度－２℃以上とする。すなわち、強制的にサーモオンとした室内ユニット２がサーモオンを継続している間は、室内温度が設定温度－１℃を超えて低下し続けるが、設定温度－２℃を超えて低下した場合には、ステップＳ２１に戻る。

【0067】

ステップＳ２１で、改めて室内ユニット順位表の最上位から強制サーモオンにする室内ユニット２を選択し、現時点で強制サーモオンとしている室内ユニット２はステップＳ２２でサーモオフとする。この制御動作により、強制的にサーモオンとなった室内ユニット２の室内温度が強制運転制御範囲を外れることが無いので、室内環境が極度に悪化することが無い。

【0068】

本実施の形態における室内ユニット順位表は、図７に示したように、時間ｔ１が短い順に順位付けされたものを示した。これは、室内ユニット２各々の稼働率が小さい、すなわち空調負荷が小さい場合においても、室内ユニット１台だけがサーモオンである状態を均等に配分することで、室内ユニット２全台が同時にサーモオフ条件を満たす状況を減らすことを目的としたものである。

【0069】

一方、室内環境を極力悪化させないことを最優先にする室内ユニット２の順位付けも可能である。図１１は、実施の形態１における室内ユニット順位表の第１の変形例を示す表である。図１１に示す室内ユニット順位表は、室内ユニット２それぞれの室内温度とサーモオン条件との差であるΔＴ１が小さい順に順位付けされている。

【0070】

例えば冷房運転の場合、設定温度が２６℃、サーモオン条件が２７℃であるとき、室内ユニット２ａの室内温度が２６．８℃であればΔＴ１は０．２Ｋである。すなわち、この室内ユニット順位表は、まもなくサーモオンとなる程度に室内温度が高い順に順位付けされている。

【0071】

この室内ユニット順位表によれば、強制運転モードにおいて強制的にサーモオンにする室内ユニット２は、室内温度が十分高いために、強制運転モードが長く続いても室内温度がサーモオフ条件を超える可能性が低く、室内温度を快適な状態に維持することができる。

【0072】

また、室内ユニット順位表の順位付けの方法として、室内に在室者がいるかどうかを判定材料にしてもよい。図１２は、実施の形態１における室内ユニット順位表の第２の変形例を示す表である。

【0073】

この室内ユニット順位表を適用する場合、室内ユニット２は各々の空調エリアに在室者が何人いるかを検知できる人感センサを備えている。室内ユニット順位表は、時間ｔ１の変化に応じて室内ユニット２の順位を随時更新しているが、在室者が不在となった室内ユニット２は、時間ｔ１によらず最上位とするようになっている。

【0074】

この室内ユニット順位表によれば、強制運転モードで強制的にサーモオンとなる室内ユニット２が担当する空調エリアには在室者が不在であるので、室内温度がサーモオフ条件を超えてしまっても室内環境に対して不快を感じる人が存在しない。よって、在室者に不快を感じさせることなく、全ての室内ユニット２をサーモオフさせずに圧縮機１１を連続的に運転させることができる。

【0075】

以上のように、実施の形態１に係る空気調和システム１００は、複数の室内ユニット２が全てサーモオフとなる条件を満たした場合に、所定の条件で順位付けされた室内ユニット２を強制的にサーモオンとすることで、圧縮機を停止させることなく空調運転を行うことができる。

【0076】

また、異なる室内ユニット２の間で位相が反転する組み合わせが増えるように強制的にサーモオンにする室内ユニットを選択するので、全ての室内ユニット２が同時にサーモオフとなる可能性を小さくすることができる。これにより、室内ユニットを強制的にサーモオンとする機会が減り、室温が設定温度を大きく外れることがないように空調運転を行うことができる。

【0077】

また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0078】

１ 室外ユニット
２、２ａ～２ｄ 室内ユニット
３、３ａ～３ｄ リモコン
４ 制御装置
５ 液管
６ ガス管
７ 通信線
１１ 圧縮機
１２ 四方切替弁
１３ 室外熱交換器
１４ 室外ファン
１５ 低圧センサ
１６ 高圧センサ
２１、２１ａ～２１ｄ 膨張弁
２２、２２ａ～２２ｄ 室内熱交換器
２３、２３ａ～２３ｄ 室内ファン
２４、２４ａ～２４ｄ 室温センサ
２５、２５ａ～２５ｄ ガス側冷媒温度センサ
２６、２６ａ～２６ｄ 液側冷媒温度センサ
１００ 空気調和システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】