特開 2024-76528 空気調和装置

(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】P2024076528

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/74 20180101AFI20240530BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20240530BHJP

   F24F 140/00 20180101ALN20240530BHJP

【ＦＩ】

F24F11/74

F24F11/64

F24F140:00

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188095

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田渕 健資

(72)【発明者】

【氏名】柴田 凌

(72)【発明者】

【氏名】下谷 亮

【テーマコード（参考）】

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L260AB03

3L260AB04

3L260CB01

3L260EA07

3L260FA16

3L260FB13

3L260FB16

(57)【要約】

【課題】複数の室外熱交換器の使用台数の頻繁な増減に伴う騒音の発生や信頼性の低下および快適性の劣化を抑制できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】本発明の一形態に係る空気調和装置は、複数の室外熱交換器と、前記複数の室外熱交換器に送風する室外ファンとを有する室外機と、前記室外機に冷媒配管で接続される少なくとも１つの室内機と、前記室外ファンの回転数を制御する制御装置とを備える。前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を増加するときは、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように前記室外ファンの回転数を決定し、前記室外熱交換器の使用台数を減少するときは、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、複数の室外熱交換器と、前記複数の室外熱交換器ごとに設けられ各室外熱交換器の一方の冷媒出入口の接続を前記圧縮機の冷媒吐出口または冷媒吸入口へと切り替える複数の流路切替弁と、前記複数の室外熱交換器に送風する室外ファンとを有する室外機と、前記室外機に冷媒配管で接続される少なくとも１つの室内機と、前記室外ファンの回転数を制御する制御装置と、を備えた空気調和装置であって、
前記制御装置は、
必要とされる空調能力により前記室外熱交換器の使用台数を増加するかどうかを判定し、前記室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したときは、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように前記室外ファンの回転数を決定し、
必要とされる空調能力により前記室外熱交換器の使用台数を減少するかどうかを判定し、前記室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項2】

請求項１に記載の空気調和装置であって、
前記台数増加前の室外熱交換器における熱交換量の最大値を第１熱交換量とし、前記台数増加後の室外熱交換器における熱交換量の最小値を第２熱交換量としたとき、前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したときは、前記第１熱交換量が前記第２熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項3】

請求項１に記載の空気調和装置であって、
前記台数減少後の室外熱交換器における熱交換量の最大値を第１熱交換量とし、前記台数減少前の室外熱交換器における熱交換量の最小値を第２熱交換量としたとき、前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、前記第１熱交換量が前記第２熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の空気調和装置であって、
前記第１熱交換量で前記第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率としたとき、前記制御装置は、前記熱交換量変化率が所定の第１閾値以下となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項5】

請求項４に記載の空気調和装置であって、
前記制御装置は、前記熱交換量変化率が前記第１閾値よりも小さい値である所定の第２閾値以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項6】

請求項１～３のいずれか１つに記載の空気調和装置であって、
前記制御装置は、前記熱交換量として、前記各室外熱交換器の体積と、前記室外ファンによる送風量と、前記送風量に対する前記各室外熱交換器に流れる空気量の比率とに基づいて定められる評価指標を用いる
空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和装置に関し、さらに詳しくは、複数の室外熱交換器を有する室外機を備えた空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の室外熱交換器を有する室外機を備えた空気調和装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の空気調和装置は、室内機から要求される空調能力に応じて、使用する室外熱交換器の台数および室外ファンの回転数を切り替えるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１１１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、室内機からの要求能力の増加や外気温度の変化による空調負荷の増加に伴って室外熱交換器の使用台数を増加させるとき、その台数増加により室外熱交換器の凝縮能力あるいは蒸発能力が、必要とされる能力を大きく超えてしまう場合がある。一方、室内機からの要求能力の減少や外気温度の変化による空調負荷の減少に伴って室外熱交換器の使用台数を減少させるとき、その台数減少により室外熱交換器の凝縮能力あるいは蒸発能力が、必要とされる能力を大きく下回ってしまう場合がある。このように室外熱交換器の使用台数を増減させる際に能力の過大あるいは過小が発生すると、空気調和装置は、能力が過大の場合は室外熱交換器の使用台数を減少させ、能力が過少の場合は室外熱交換器の使用台数を増加させるため、室外熱交換器の使用台数が頻繁に増減を繰り返すおそれがある。

【0005】

複数の室外熱交換器を有する場合、室外熱交換器毎に当該室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替える流路切替弁が設けられる。上記のように空気調和装置の運転中に室内機からの要求能力の変化や外気温度の変化による空調負荷の変化によって室外熱交換器の使用台数が頻繁に増減を繰り返す場合、室外熱交換器の使用台数の増減に応じて流路切替弁が切り替えられるためその動作音が頻発して騒音となり、また、当該流路切替弁の頻繁な切り替え動作に起因して劣化が早まるといった問題となる。さらに、室外熱交換器の能力変化が頻繁に繰り返されることにより、空調空間の温度が安定せずに快適性が劣化するという問題がある。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、複数の室外熱交換器の使用台数の頻繁な増減に伴う騒音の発生や信頼性の低下および快適性の劣化を抑制できる空気調和装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一形態に係る空気調和装置は、圧縮機と、複数の室外熱交換器と、前記複数の室外熱交換器ごとに設けられ各室外熱交換器の一方の冷媒出入口の接続を前記圧縮機の冷媒吐出口または冷媒吸入口へと切り替える複数の流路切替弁と、前記複数の室外熱交換器に送風する室外ファンとを有する室外機と、前記室外機に冷媒配管で接続される少なくとも１つの室内機と、前記室外ファンの回転数を制御する制御装置と、を備えた空気調和装置であって、
前記制御装置は、
必要とされる空調能力により前記室外熱交換器の使用台数を増加するかどうかを判定し、前記室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したときは、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように前記室外ファンの回転数を決定し、
必要とされる空調能力により前記室外熱交換器の使用台数を減少するかどうかを判定し、前記室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する。

【0008】

前記台数増加前の室外熱交換器における熱交換量の最大値を第１熱交換量とし、前記台数増加後の室外熱交換器における熱交換量の最小値を第２熱交換量としたとき、前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したときは、前記第１熱交換量が前記第２熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定してもよい。

【0009】

前記台数減少後の室外熱交換器における熱交換量の最大値を第１熱交換量とし、前記台数減少前の室外熱交換器における熱交換量の最小値を第２熱交換量としたとき、前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、前記第１熱交換量が前記第２熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定してもよい。

【0010】

前記第１熱交換量で前記第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率としたとき、前記制御装置は、前記熱交換量変化率が所定の第１閾値以下となるように前記室外ファンの回転数を決定してもよい。

【0011】

前記制御装置は、前記熱交換量変化率が前記第１閾値よりも小さい値である所定の第２閾値以上となるように前記室外ファンの回転数を決定してもよい。

【0012】

前記制御装置は、前記熱交換量として、前記各室外熱交換器の体積と、前記室外ファンによる送風量と、前記送風量に対する前記各室外熱交換器に流れる空気量の比率とに基づいて定められる評価指標を用いてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、複数の室外熱交換器の使用台数の頻繁な増減に伴う騒音の発生や信頼性の低下および快適性の劣化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。

【図2】上記空気調和装置における制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】冷房主体運転を行っている室外熱交換器の使用台数と、使用台数の増加前後における室外熱交換器の熱交換量（凝縮能力）および当該室外熱交換器における冷媒の凝縮温度との関係を示す図である。

【図4】上記空気調和装置において室外熱交換器の使用台数と室外ファンの回転数の制御範囲との関係を示す模式図である。

【図5】上記制御装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】上記空気調和装置の一作用を説明する図であって、冷房主体運転を行っている室外熱交換器の使用台数と、使用台数の増加前後における室外熱交換器の熱交換量（凝縮能力）および当該室外熱交換器における冷媒の凝縮温度との関係を示している。

【図7】上記空気和調和装置において凝縮器として機能する室外熱交換器の第１熱交換量と第２熱交換量との関係を示す図である。

【図8】上記空気調和装置の一作用を説明する図であって、暖房主体運転を行っている室外熱交換器の使用台数と、使用台数の増加前後における室外熱交換器の熱交換量（蒸発能力）および当該室外熱交換器における冷媒の蒸発温度との関係を示している。

【図9】上記空気和調和装置において蒸発器として機能する室外熱交換器の第１熱交換量と第２熱交換量との関係を示す図である。

【図10】本発明の他の実施形態を示す空気調和装置の冷媒回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0016】

図１は本発明の一実施形態に係る空気調和装置１０の一構成例を示す冷媒回路図である。空気調和装置１０は、複数の室内機を備え、冷房もしくは暖房のいずれか一方を各室内機で選択的に行う（冷暖フリー方式）。本実施形態では、１台の室外機２ａに３台の室内機８ａ、８ｂ、８ｃが並列に接続された空気調和装置を例に挙げて説明する。

【0017】

［空気調和装置］
まず図１を参照して、空気調和装置１０の構成と動作例について説明する。

【0018】

図１に示すように、空気調和装置１０は、室外機２ａと、３台の室内機８ａ、８ｂ、８ｃと、３台の分流ユニット６ａ、６ｂ、６ｃとを備えている。これら室外機２ａ、室内機８ａ～８ｃおよび分流ユニット６ａ～６ｃが、高圧ガス管３０と、低圧ガス管３１と、液管３２とで相互に接続されることによって、空気調和装置１０の冷媒回路が構成される。

【0019】

この空気調和装置１０では、室外機２ａや分流ユニット６ａ～６ｃに備えられた各種弁類の開閉状態に応じて、暖房運転（全ての室内機が暖房運転）、暖房主体運転（暖房運転を行っている室内機で要求される能力の合計値が冷房運転を行っている室内機で要求される能力の合計値を上回る場合）、冷房運転（全ての室内機が冷房運転）、冷房主体運転（冷房運転を行っている室内機で要求される能力の合計値が暖房運転を行っている室内機で要求される能力の合計値を上回る場合）といった各種運転が可能である。

【0020】

（室外機）
室外機２ａは、圧縮機２１と、第１四方弁２２および第２四方弁２３と、第１室外熱交換器２４と、第２室外熱交換器２５と、室外ファン２６と、アキュムレータ２７と、第１室外熱交換器２４に接続された第１室外膨張弁４０と、第２室外熱交換器２５に接続された第２室外膨張弁４１と、を備えている。

【0021】

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の吐出側は、第１四方弁２２のポートａと第２四方弁２３のポートｅとに吐出配管２８で接続され、閉鎖弁４４に吐出配管２８および室外機高圧ガス管３３で接続されている。吐出配管２８は圧縮機２１の吐出側と接続点Ａとの間を接続する冷媒配管であり、室外機高圧ガス管３３は接続点Ａと閉鎖弁４４との間を接続する冷媒配管である。また、圧縮機２１の吸入側は、アキュムレータ２７の流出側に吸入配管４２で接続されており、アキュムレータ２７の流入側は、室外機低圧ガス管３４で閉鎖弁４５に接続されている。

【0022】

第１四方弁２２および第２四方弁２３は、複数の室外熱交換器（第１室外熱交換器２４、第２室外熱交換器２５）ごとに設けられた複数の流路切替弁に相当する。第１四方弁２２および第２四方弁２３は、冷媒回路における冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、第１四方弁２２は、第１室外熱交換器２４の一方の冷媒出入口の接続を圧縮機２１の冷媒吐出口または冷媒吸入口へと切り替え、第２四方弁２３は、第２室外熱交換器２５の一方の冷媒出入口の接続を圧縮機２１の冷媒吐出口または冷媒吸入口へと切り替える。

【0023】

第１四方弁２２は、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。第１四方弁２２では、ポートａに接続された冷媒配管が接続点Ａで吐出配管２８および室外機高圧ガス管３３に接続されている。また、ポートｂと第１室外熱交換器２４の一端（一方の冷媒出入口）とが冷媒配管で接続され、ポートｃに接続された冷媒配管が接続点Ｄで室外機低圧ガス管３４に接続され、ポートｄは閉止されている。

【0024】

第２四方弁２３は、ｅ、ｆ、ｇ、ｈの４つのポートを備えている。第２四方弁２３では、ポートｅに接続された冷媒配管が接続点Ａで吐出配管２８および室外機高圧ガス管３３に接続された冷媒配管と接続されている。またポートｆと第２室外熱交換器２５の一端（一方の冷媒出入口）とが冷媒配管で接続され、ポートｇに接続された冷媒配管が接続点Ｃで第１三方弁２２のポートｃに接続された冷媒配管と接続され、ポートｈは閉止されている。

【0025】

第１室外熱交換器２４の一端（一方の冷媒出入口）は上述したように冷媒配管を介して第１四方弁２２のポートｂに接続され、他端（他方の冷媒出入口）は冷媒配管を介して第１室外膨張弁４０の一方のポートに接続されている。第１室外膨張弁４０の他方のポートは、閉鎖弁４６と室外機液管３５で接続されている。また、第２室外熱交換器２５の一端（一方の冷媒出入口）は上述したように冷媒配管を介して第２四方弁２３のポートｆに接続され、他端（他方の冷媒出入口）は冷媒配管を介して第２室外膨張弁４１の一方のポートに接続されている。第２室外膨張弁４１の他方のポートは、室外機液管３５における接続点Ｂに冷媒配管で接続されている。

【0026】

アキュムレータ２７は、流入側が室外機低圧ガス管３４に接続され、流出側が圧縮機２１の吸入側と吸入配管４２で接続されている。アキュムレータ２７は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。室外ファン２６は、図示しないファンモータによって回転することで、室外機２ａ内に外気を取り込み、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５において冷媒と外気とを熱交換させた後、熱交換した外気を室外機２ａ外部に放出する。

【0027】

以上説明した構成の他に、室外機２ａには各種のセンサが設けられている。図１に示すように吐出配管２８には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ５０と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ５３とが設けられている。また、室外機低圧ガス管３４における接続点Ｄとアキュムレータ２７の流入側との間には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ５１と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ５４とが設けられている。

【0028】

第１室外熱交換器２４には、第１室外熱交換器２４内を流れる冷媒の温度を検出する第１熱交温度センサ５６が設けられている。また、第２室外熱交換器２５には、第２室外熱交換器２５内を流れる冷媒の温度を検出する第２熱交温度センサ５７が設けられている。さらには、室外機２ａ内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ５８が備えられている。

【0029】

（室内機）
３台の室内機８ａ～８ｃは、室内熱交換器８１と、室内膨張弁８２と、室内ファン８３と、を備えている。なお、室内機８ａ～８ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機８ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機８ｂ、８ｃについては説明を省略する。

【0030】

室内熱交換器８１は、一端（一方の冷媒出入口）が室内膨張弁８２の一方のポートに冷媒配管で接続され、他端（他方の冷媒出入口）が後述する分流ユニット６ａに冷媒配管８７で接続されている。室内熱交換器８１は、室内機８ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機８ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。

【0031】

室内膨張弁８２は、一方のポートが上述したように室内熱交換器８１に接続され、他方のポートが液管３２に接続されている。室内膨張弁８２は、室内熱交換器８１が蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器８１が凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。

【0032】

室内ファン８３は、図示しないファンモータによって回転することで、室内機８ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器８１において冷媒と室内空気とを熱交換させた後、熱交換した空気を室内へ供給する。
以上説明した構成の他に、室内機８ａには各種のセンサが設けられている。室内熱交換器８１の室内膨張弁８２側の冷媒配管には冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ８４が、また、室内熱交換器８１の分流ユニット６ａ側の冷媒配管には冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ８５が、それぞれ備えられている。また、室内機８ａの図示しない室内空気の吸込口付近には、室内機８ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室温センサ８６が備えられている。

【0033】

（分流ユニット）
空気調和装置１０には、３台の室内機８ａ～８ｃに対応する３台の分流ユニット６ａ～６ｃが備えられている。分流ユニット６ａ～６ｃは、第１電磁弁６１ａ～６１ｃと、第２電磁弁６２ａ～６２ｃと、第１分流管６３ａ～６３ｃと、第２分流管６４ａ～６４ｃとを備えている。なお、分流ユニット６ａ～６ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、分流ユニット６ａの構成についてのみ説明を行い、その他の分流ユニット６ｂ、６ｃについては説明を省略する。

【0034】

第１分流管６３ａの一端は高圧ガス管３０に接続されており、第２分流管６４ａの一端は低圧ガス管３１に接続されている。また、第１分流管６３ａの他端と第２分流管６４ａの他端とが相互に接続され、この接続部と室内熱交換器８１とが冷媒配管８７で接続されている。第１分流管６３ａには第１電磁弁６１ａが、また、第２分流管６４ａには第２電磁弁６２ａが、それぞれ設けられており、第１電磁弁６１ａおよび第２電磁弁６２ａをそれぞれ開閉することによって、分流ユニット６ａに対応する室内機８ａの室内熱交換器８１が圧縮機２１の吐出側（高圧ガス管３０側）または吸入側（低圧ガス管３１側）に接続されるよう、冷媒回路における冷媒の流路を切り替えることができる。

【0035】

以上説明した接続によって、空気調和装置１０の冷媒回路が構成され、冷媒回路に冷媒を流すことによって冷凍サイクルが成立する。

【0036】

（制御装置）
室外機２ａには、制御装置９０が備えられている。図２は、制御装置９０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置９０は、ＣＰＵ９１、記憶部９２、通信部９３、センサ入力部９４、回転数検出部９５を有する。

【0037】

記憶部９２は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、室外機２ａの制御プログラムや制御パラメータ、各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２６等の制御状態等を記憶している。

【0038】

通信部９３は、室内機８ａ～８ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部９４は、室外機２ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ９１に出力する。回転数検出部９５は、圧縮機２１のモータの回転数を検出してＣＰＵ９１に出力する。回転数検出部９５は、モータの駆動軸に取り付けられたエンコーダ等でモータの回転数を直接検出するように構成されてもよいし、モータに供給される駆動電流からモータの回転数を検出するように構成されてもよい。

【0039】

ＣＰＵ９１は、記憶部９２に格納されたプログラムを実行することで、圧縮機２１を含む室外機２ａの各装置を制御する制御部である。プログラムは、例えば予め制御装置９０にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムのインストールや更新が実行されてもよい。

【0040】

ＣＰＵ９１は、上述した室外機２ａの各センサでの検出結果を、センサ入力部９４を介して取り込む。また、ＣＰＵ９１は、室内機８ａ～８ｃから送信される制御信号を、通信部９３を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ９１は、前述したように圧縮機２１のモータの回転数を回転数検出部９５から取り込む。ＣＰＵ９１は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２６の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ９１は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、第１四方弁２２、第２四方弁２３、第１膨張弁４０、第２膨張弁４１等の切り替え制御を行う。

【0041】

なお、分流ユニット６ａ～６ｃにおける第１電磁弁６１ａ～６１ｃおよび第２電磁弁６２ａ～６２ｃの開閉制御は、分流ユニット６ａ～６ｃに対応する室内機８ａ～８ｃの図示しない制御装置が行っている。

【0042】

［空気調和装置の基本的な運転動作］
次に、空気調和装置１０の基本的な運転動作について説明する。なお、運転動作の説明においては、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５をともに使用するものとしている。

【0043】

（全暖房運転）
図１に示すように、全ての室内機８ａ～８ｃが暖房運転を行う場合、室外機２ａの第１四方弁２２をポートｂとポートｃとが連通する（図１において実線で示す）よう切り替えることで第１室外熱交換器２４を蒸発器として機能させ、第２四方弁２３をポートｆとポートｇとが連通する（図１において実線で示す）よう切り替えることで第２室外熱交換器２５を蒸発器として機能させる。

【0044】

室内機８ａ～８ｃでは、各々に対応する分流ユニット６ａ～６ｃの第１電磁弁６１ａ～６１ｃを開いて第１分流管６３ａ～６３ｃを冷媒が流れるようにするとともに、第２電磁弁６２ａ～６２ｃを閉じて第２分流管６４ａ～６４ｃを遮断する。これにより、室内機８ａ～８ｃの室内熱交換器８１は全て凝縮器として機能する。

【0045】

室外機２ａの圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出配管２８および室外機高圧ガス管３３を流れ、閉鎖弁４４を介して高圧ガス管３０に流入する。高圧ガス管３０に流入した高圧の冷媒は、分流ユニット６ａ～６ｃに分かれて流入する。分流ユニット６ａ～６ｃに流入した高圧の冷媒は、開となっている第１電磁弁６１ａ～６１ｃが備えられた第１分流管６３ａ～６３ｃを流れて分流ユニット６ａ～６ｃから流出し、冷媒配管８７を介して分流ユニット６ａ～６ｃに対応する室内機８ａ～８ｃに流入する。

【0046】

各室内機８ａ～８ｃに流入した高圧の冷媒は、室内熱交換器８１に流入して室内空気と熱交換を行って凝縮する。これにより、室内空気が暖められ、室内機８ａ～８ｃが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器８１から流出した高圧の冷媒は、室内膨張弁８２を通過して減圧される。室内膨張弁８２の開度は、室内熱交換器８１の冷媒出口における冷媒の過冷却度に応じて決定される。冷媒の過冷却度は、例えば、室外機２ａの高圧センサ５０で検出した圧力から算出した高圧飽和温度（室内熱交換器８１内の凝縮温度に相当）から、冷媒温度センサ８４で検出した室内熱交換器８１の冷媒出口における冷媒温度を引くことで求められる。

【0047】

各室内機８ａ～８ｃから流出した中間圧の冷媒は液管３２に流入し、閉鎖弁４６を介して室外機２ａに流入する。室外機２ａに流入した中間圧の冷媒は、室外機液管３５を流れ、接続点Ｂで分流して第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を通過して減圧されて低圧の冷媒となる。

【0048】

第１室外膨張弁４０の開度は、第１室外熱交換器２４の冷媒出口における冷媒の過熱度に応じて決定される。また、第２室外膨張弁４１の開度は、第２室外熱交換器２５の冷媒出口における冷媒の過熱度に応じて決定される。冷媒の過熱度は、例えば、第１熱交温度センサ５６や第２熱交温度センサ５７で検出した第１室外熱交換器２４や第２室外熱交換器２５内の冷媒温度から、室外機２ａの低圧センサ５１で検出した圧力から算出した低圧飽和温度（第１室外熱交換器２４内や第２室外熱交換器２５内の蒸発温度に相当）を引くことで求められる。

【0049】

第１室外膨張弁４０や第２室外膨張弁４１で減圧された低圧の冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入して外気と熱交換を行って蒸発する。そして、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５から流出した低圧の冷媒は、第１四方弁２２および第２四方弁２３を介して接続点Ｃで合流し、接続点Ｄ、アキュムレータ２７を介して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0050】

（全冷房運転）
次に、全ての室内機８ａ～８ｃが冷房運転を行う場合について説明する。全ての室内機８ａ～８ｃが冷房運転を行う場合、室外機２ａの第１四方弁２２をポートａとポートｂとが連通する（図１において破線で示す）よう切り替えることで第１室外熱交換器２４を凝縮器として機能させ、第２四方弁２３をポートｅとポートｆとが連通する（図１において破線で示す）よう切り替えることで第２室外熱交換器２５を凝縮器として機能させる。

【0051】

室内機８ａ～８ｃでは、各々に対応する分流ユニット６ａ～６ｃの第１電磁弁６１ａ～６１ｃを閉じて第１分流管６３ａ～６３ｃを遮断するとともに、第２電磁弁６２ａ～６２ｃを開いて第２分流管６４ａ～６４ｃを冷媒が流れるようにする。これにより、室内機８ａ～８ｃの室内熱交換器８１は全て蒸発器として機能する。

【0052】

室外機２ａの圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、第１四方弁２２および第２四方弁２３側と高圧ガス管３０側へ分流する。第１四方弁２２および第２四方弁２３側を流れる冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入し、外気と熱交換を行って凝縮する。高圧ガス管３０側へ流れる冷媒は、各分流ユニット６ａ～６ｃの第１電磁弁６１ａ～６１ｃが閉じられているため、室内機８ａ～８ｃへ流入することなく、室外機高圧ガス管３３と高圧ガス管３０の中で滞留する。

【0053】

室外機２ａの第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５で凝縮した冷媒は、制御装置９０により全開状態とされた第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を通過し、閉鎖弁４６を介して液管３２に流入する。液管３２に流入した中間圧の冷媒は、各室内機８ａ～８ｃへ分かれて流入する。

【0054】

各室内機８ａ～８ｃへ流入した中間圧の冷媒は、室内膨張弁８２で減圧されて低圧の冷媒となり室内熱交換器８１に流入する。室内熱交換器８１に流入した低圧の冷媒は、室内空気と熱交換を行って蒸発し、これにより室内機８ａ～８ｃが設置された室内の冷房が行われる。ここで、室内膨張弁８２は、冷媒温度センサ８４、８５で検出した冷媒温度から、蒸発器である室内熱交換器８１の出口での冷媒過熱度を求め、これに応じて開度を決定している。

【0055】

室内熱交換器８１から流出した低圧の冷媒は冷媒配管８７を介して分流ユニット６ａ～６ｅに流入し、開となっている第２電磁弁６２ａ～６２ｃが備えられた第２分流管６４ａ～６４ｂを流れて低圧ガス管３１に流入する。そして、各分流ユニット６ａ～６ｃから低圧ガス管３１に流入し低圧ガス管３１内で合流した低圧の冷媒は、室外機２ａに流入する。室外機２ａに流入した低圧の冷媒は、室外機低圧ガス管３４を通過し、アキュムレータ２７を介して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0056】

次に、室内機８ａ～８ｃで冷房運転と暖房運転とが混在する暖房主体運転および冷房主体運転（以下、冷暖混在運転ともいう）について説明する。
室内機８ａ～８ｃで冷房運転と暖房運転とが混在する場合、冷房運転を行っている室内機が要求する冷房能力の合計値と暖房運転を行っている室内機が要求する暖房能力の合計値の比較結果に応じて、冷媒回路の状態が決定される。本実施形態では一例として、室内機８ａ、８ｂが暖房運転／室内機８ｃが冷房運転を行っており、暖房運転を行っている２台の室内機８ａ、８ｂで要求される暖房能力が冷房運転を行っている１台の室内機８ｃで要求される冷房能力よりも大きい場合に、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５をそれぞれ蒸発器として機能させる暖房主体運転を行う。また、室内機８ａ、８ｂが冷房運転／室内機８ｃが暖房運転を行い、冷房運転を行っている２台の室内機８ａ、８ｂで要求される冷房能力が暖房運転を行っている１台の室内機８ｃで要求される暖房能力よりも大きい場合に、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５をそれぞれ凝縮器として機能させる冷房主体運転を行う。

【0057】

（暖房主体運転）
暖房主体運転では、室外機２ａにおいて、第１四方弁２２はポートｂとポートｃとが連通する（図１において実線で示す）ように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｆとポートｇとが連通する（図１において実線で示す）ように切り替えられる。これにより、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５はいずれも蒸発器として機能する。

【0058】

また、暖房運転を行う２台の室内機８ａ、８ｂに対応する２台の分流ユニット６ａ、６ｂの第１電磁弁６１ａ、６１ｂは開いて第１分流管６３ａ、６３ｂを連通させるとともに、第２電磁弁６２ａ、６２ｂは閉じて第２分流管６４ａ、６４ｂを遮断する。これにより、２台の室内機８ａ、８ｂの室内熱交換器８１は凝縮器となる。一方、冷房運転を行う室内機８ｃに対応する分流ユニット６ｃの第１電磁弁６１ｃは閉じて第１分流管６３ｃを遮断するとともに、第２電磁弁６２ｃは開いて第２分流管６４ｃを連通させる。これにより、室内機８ｃの室内熱交換器８１は蒸発器となる。

【0059】

室外機２ａの圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、高圧ガス管３０を流れて分流ユニット６ａ、６ｂに分かれて流入する。分流ユニット６ａ、６ｂに流入した高圧の冷媒は、開となっている第１電磁弁６１ａ、６１ｂが備えられた第１分流管６３ａ、６３ｂを流れて分流ユニット６ａ、６ｂから流出し、冷媒配管８７を介して対応する室内機８ａ、８ｂに流入する。

【0060】

室内機８ａ、８ｂに流入した高圧の冷媒は、室内熱交換器８１に流入して室内空気と熱交換を行って凝縮し、これにより室内機８ａ、８ｂが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器８１で凝縮した高圧の冷媒は、室内膨張弁８２を通過して減圧されて中間圧の冷媒となる。ここで、室内膨張弁８２は、室内機８ａ、８ｂの制御部が、冷媒温度センサ８４で検出した冷媒温度および室外機２ａから得た高圧飽和温度から、凝縮器である室内熱交換器８１での冷媒過冷却度を求め、これに応じて開度が決定される。

【0061】

室内機８ａ、８ｂから流出した中間圧の冷媒は、液管３２に流入する。そして、液管３２内で合流した中間圧の冷媒は、一部が室外機２ａに流入し、残りは液管３２を流れて室内機８ｃに流入する。

【0062】

室外機２ａに流入した中間圧の冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の過熱度に応じた開度とされた第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を通過する際に減圧して低圧の冷媒となり、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入する。第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入した低圧の冷媒は、外気と熱交換を行って蒸発する。そして、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５から流出した低圧の冷媒は、第１四方弁２２および第２四方弁２３を通過した後アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0063】

一方、室内機８ｃに流入した中間圧の冷媒は、室内膨張弁８２で減圧されて低圧の冷媒となり室内熱交換器８１に流入する。室内熱交換器８１に流入した低圧の冷媒は、室内空気と熱交換を行って蒸発し、これにより室内機８ｃが設置された室内の冷房が行われる。ここで、室内機８ｃの室内膨張弁８２は、冷媒温度センサ８４、８５で検出した冷媒温度から、蒸発器である室内熱交換器８１での冷媒過熱度を求め、これに応じて開度が決定される。

【0064】

室内熱交換器８ｃから流出した低圧の冷媒は冷媒配管８７を介して分流ユニット６ｃに流入し、開となっている第２電磁弁６２ｃが備えられた第２分流管６４ｃを流れて低圧ガス管３１に流入する。低圧ガス管３１に流入した低圧の冷媒は、分岐管７１、低圧ガス分管３１ａ、３１ｂを通して室外機２ａに流入し、アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0065】

（冷房主体運転）
冷房主体運転では、室外機２ａにおいて、第１四方弁２２はポートａとポートｂとが連通する（図１において破線で示す）ように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｅとポートｆとが連通する（図１において破線で示す）ように切り替えられる。これにより、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５はいずれも凝縮器として機能する。

【0066】

また、冷房運転を行う２台の室内機８ａ、８ｂに対応する２台の分流ユニット６ａ、６ｂの第１電磁弁６１ａ、６１ｂは閉じて第１分流管６３ａ、６３ｂを遮断するとともに、第２電磁弁６２ａ、６２ｂは開いて第２分流管６４ａ、６４ｂを連通させる。これにより、２台の室内機８ａ、８ｂの室内熱交換器８１は蒸発器となる。一方、暖房運転を行う室内機８ｃに対応する分流ユニット６ｃの電磁弁６１ｃは開いて第１分流管６３ｃを連通させるとともに、第２電磁弁６２ｃは閉じて第２分流管６４ｃを遮断する。これにより、室内機８ｃの室内熱交換器８１は凝縮器となる。

【0067】

室外機２ａの圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、第１四方弁２２および第２四方弁２３側と高圧ガス管３０側へ分流する。第１四方弁２２および第２四方弁２３を通過した高圧の冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入し外気と熱交換を行って凝縮する。第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５で凝縮した冷媒は、制御装置９０により圧縮機２１の吐出圧力と液圧との差に応じた開度とされた第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を通過して中間圧の冷媒となり、液管３２を流れて室内機８ａ、８ｂへ分かれて流入する。

【0068】

室内機８ａ、８ｂへ流入した中間圧の冷媒は、室内膨張弁８２で減圧され低圧の冷媒となって室内熱交換器８１に流入する。室内熱交換器８１に流入した低圧の冷媒は、室内空気と熱交換を行って蒸発し、これにより室内機８ａ、８ｂが設置された室内の冷房が行われる。ここで、室内膨張弁８２は、冷媒温度センサ８４、８５で検出した冷媒温度から、蒸発器である室内熱交換器８１での冷媒過熱度を求め、これに応じて開度が決定される。

【0069】

室内機８ａ、８ｂの室内熱交換器８１から流出した低圧の冷媒は冷媒配管８７を介して分流ユニット６ａ、６ｂに流入し、開となっている第２電磁弁６２ａ、６２ｂが備えられた第２分流管６４ａ、６４ｂを流れて低圧ガス管３１に流入する。そして、各分流ユニット６ａ、６ｂから低圧ガス管３１に流入した低圧の冷媒は、低圧ガス管３１内で合流後、室外機２ａに流入し、アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0070】

一方、高圧ガス管３０を流れて分流ユニット６ｃに流入した高圧の冷媒は、開となっている電磁弁６１ｃが備えられた第１分流管６３ｃを流れて室内機８ｃに流入する。分流ユニット６ｃから冷媒配管８７を介して室内機８ｃに流入した高圧の冷媒は、室内熱交換器８１に流入して室内空気と熱交換を行って凝縮し、これにより室内機８ｃが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器８１から流出した高圧の冷媒は、室内膨張弁８２を通過して減圧され中間圧の冷媒となる。ここで、室内機８ｃの室内膨張弁８２は、冷媒温度センサ８４で検出した冷媒温度および室外機２ａ、２ｂから得た高圧飽和温度から、凝縮器である室内熱交換器８１での冷媒過冷却度を求め、これに応じて開度が決定される。

【0071】

そして、室内機８ｃから流出し液管３２に流出した中間圧の冷媒は、室外機２ａへ流入する。室外機２ａに流入した中間圧の冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の過熱度に応じた開度とされた第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を通過する際に減圧して低圧の冷媒となり、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入する。第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入した低圧冷媒は、外気と熱交換を行って蒸発する。そして、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５から流出した低圧の冷媒は、第１四方弁２２および第２四方弁２３を通過した後アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0072】

なお、全暖房運転および暖房主体運転では、室内機が要求する暖房能力が小さければ、室外熱交換器の使用台数は１台でよい。室外熱交換器の使用台数が１台の場合には、室外機２ａにおいて、第１四方弁２２はポートｂとポートｃとが連通する（図１において実線で示す）ように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｅとポートｆとが連通する（図１において破線で示す）ように切り替えられるとともに、第２室外膨張弁４１が全閉とされる。これにより、第１室外熱交換器２４のみが蒸発器として使用され、第２室外熱交換器２５の使用が停止される。室外熱交換器の使用台数は、後述するように、暖房運転を行う室内機からの要求能力の増減や外気温度の変化による空調負荷の増減に応じて切り替えられる。

【0073】

同様に、全冷房運転および冷房主体運転では、室内機が要求する冷房能力が小さければ、室外熱交換器の使用台数は１台でよい。室外熱交換器の使用台数が１台の場合には、室外機２ａにおいて、第１四方弁２２はポートａとポートｂとが連通する（図１において破線で示す）ように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｆとポートｇとが連通する（図１において実線で示す）ように切り替えられるとともに、第１室外膨張弁４０が全閉とされる。これにより、第１室外熱交換器２４のみが凝縮器として使用され、第２室外熱交換器２５の使用が停止される。室外熱交換器の使用台数は、後述するように、冷房運転を行う室内機からの要求能力の増減や外気温度の変化による空調負荷の増減に応じて切り替えられる。

【0074】

（熱交換器の使用台数の切り替え時の課題）
複数の室外熱交換器を備えた空気調和装置は、室内機からの要求能力が増加し、あるいは外気温度の変化により空調負荷が増加したときは室外熱交換器の使用台数を増加させ、室内機からの要求能力が減少し、あるいは外気温度の変化により空調負荷が減少したときは室外熱交換器の使用台数を減少させる。例えば、冷房運転時においては、冷房運転を行う室内機の台数の増減等に応じて、凝縮器として機能する室外熱交換器の使用台数が増減し、暖房運転時においては、暖房運転を行う室内機の台数の増減等に応じて、蒸発器として機能する室外熱交換器の使用台数が増減する。また、冷房主体運転時あるいは暖房主体運転時においては、冷房運転を行う室内機の台数と暖房運転を室内機の台数双方の増減に応じて、凝縮器あるいは蒸発器として機能する室外熱交換器の使用台数が増減する。

【0075】

ここで、室外熱交換器の使用台数を増加させるとき、その台数増加により室外熱交換器の凝縮能力あるいは蒸発能力が、必要とされる能力を大きく超えてしまう場合がある。また、室外熱交換器の使用台数を減少させるとき、その台数減少により室外熱交換器の凝縮能力あるいは蒸発能力が、必要とされる能力を大きく下回ってしまう場合がある。このように室外熱交換器の使用台数を増減させる際に能力の過大あるいは過小が発生すると、空気調和装置は、能力が過大の場合は室外熱交換器の使用台数を減少させ、能力が過少の場合は室外熱交換器の使用台数を増加させるため、室外熱交換器の使用台数が頻繁に増減を繰り返すおそれがある。

【0076】

例えば図１を参照して説明すると、空気調和装置１０が１台の室外熱交換器を使用して冷房運転を行っているときは、使用する室外熱交換器（第１室外熱交換器２４）の流路切替弁（第１四方弁２２）は当該第１室外熱交換器２４の入口を圧縮機２１の冷媒吐出側に接続（ポートａとポートｂとが連通）するように切り替えられ、使用しない室外熱交換器（第２室外熱交換器２５）の流路切替弁（第２四方弁２３）は当該第２室外熱交換器の出口を圧縮機２１の冷媒吸入側に接続（ポートｆとポートｇとが連通）するように切り替えられる。このため、室外熱交換器の使用台数が頻繁に増減を繰り返すと、使用する／しないを切り替える室外熱交換器側の流路切替弁（今回の例では、第２室外熱交換器２５の第２四方弁２３）が頻繁に切り替えられるため、流路切替弁の動作に伴う騒音の発生や流路切替弁の劣化が早まって信頼性の低下を招くおそれがある。

【0077】

室外熱交換器が凝縮器として機能する場合、室外熱交換器の使用台数の増減に伴って室外熱交換器の凝縮能力が増減し、室外熱交換器の凝縮能力の増減に伴って凝縮温度が変動する。より具体的には、凝縮能力が増えると凝縮温度は低下し、凝縮能力が減ると凝縮温度は上昇する。例えば、空気調和装置が冷房主体運転を行っているときに、暖房運転を行う室内機の室内熱交換器は凝縮器として機能するため、室外熱交換器の使用台数の増減が繰り返されることによって室外熱交換器の凝縮能力の増減が繰り返されると、当該室内機の室内熱交換器における凝縮温度が変動することで当該室内機の暖房能力の低下および上昇が繰り返されるので、安定した暖房運転を継続できない。

【0078】

一方、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合、室外熱交換器の使用台数の増減に伴なって室外熱交換器の蒸発能力が増減し、室外熱交換器の蒸発能力の増減に伴って蒸発温度が変動する。より具体的には、蒸発能力が増えると蒸発温度は上昇し、蒸発能力が減ると蒸発温度は低下する。例えば、空気調和装置が暖房主体運転を行っているときに、冷房運転を行う室内機の室内熱交換器は蒸発器として機能するため、室外熱交換器の使用台数の増減が繰り返されることによって室外熱交換器の蒸発能力の増減が繰り返されると、当該室内機の室内熱交換器における蒸発温度が変動することで当該室内機の冷房能力の低下および上昇が繰り返されるので、安定した冷房運転を継続できない。

【0079】

一例として図３に、冷房主体運転を行っている室外熱交換器の使用台数と、使用台数の増加前後における室外熱交換器の熱交換量（凝縮能力）および当該室外熱交換器における冷媒の凝縮温度との関係を示す。（Ａ）は、室外熱交換器の使用台数を１台から２台に増加させたときの模式図である。使用される室外熱交換器は、図中網掛けて示している。（Ｂ）は、室外熱交換器の使用台数とその熱交換量との関係の一例を示す図である。そして（Ｃ）は、室外熱交換器の使用台数を１台から２台に増加させたときの室外熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度の変化の一例を示す図である。

【0080】

室外熱交換器の熱交換量は、一般的に、室外熱交換器における冷媒流量と、各室外熱交換器の体積と、室外ファンによる送風量（室外ファンの台数と回転数との積）と、上記送風量に対する各室外熱交換器に流れる空気量の比率とに基づいて求めることができる。

【0081】

ここで、各室外熱交換器に流れる空気量の比率は、２台の室外熱交換器に対する室外ファンの数や配置レイアウトによって異なる。本実施形態では図３（Ａ）に示すように１台の室外ファン２６に対して２台の室外熱交換器２４，２５がそれぞれ風上側または風下側に配置されており、当該室外ファン２６から送出される風量が各室外熱交換器２４，２５に所定の割合で分配される。この例では、風上側に位置する第１室外熱交換器２４と風下側に位置する第２室外熱交換器２５との間の風量比は、３：１（０．７５：０．２５）とされる。なお、各室外熱交換器に対応するように室外ファンが２台設置される場合には、上記風量比は１：１（０．５：０．５）である。図３（Ｂ）に示すように室外熱交換器の熱交換量は、室外ファンの回転数が高くなるほど増加する。

【0082】

このように室外熱交換器の熱交換量は、主として室外熱交換器の使用台数と室外ファンの風量に応じて増減する。以下の説明では、これら室外熱交換器の使用台数と室外ファンの回転数との積を、熱交換量の大きさを評価するための台数・回転数積算値［台・ｒｐｍ］ともいう。

【0083】

室外ファンの回転数は、室外熱交換器を凝縮器として機能させるときと蒸発器として機能させるときとで異なっていてもよく、また、室外熱交換器の使用台数によって異なる値に設定されてもよい。室外ファンの回転数は固定値である場合に限られず、任意の回転数の範囲で可変に制御されてもよい。

【0084】

一例として、凝縮器として機能する室外熱交換器の使用台数が１台のときの室外ファンの回転数の制御範囲が０～５００ｒｐｍｍであり、使用台数が２台のときの室外ファンの回転数の制御範囲が５００ｒｐｍ～室外ファン回転数の最大値である場合について説明する。

【0085】

図３（Ｃ）は、凝縮器として機能する室外熱交換器における冷媒の凝縮温度の時間変化の一例を示す説明図であって、圧縮機の回転数が一定に維持された状態で、時刻Ｔ１において室外熱交換器の使用台数が１台から２台に切り替えられたときの様子を示している。同図において、制御上限は、制御装置９０が室外熱交換器の使用台数を増加させる必要があるか否かを判断する上で基準とする温度である。制御上限は、凝縮温度が保護制御開始温度に到達して圧縮機が停止される保護制御とならないように、保護制御開始温度より所定温度低い温度に設定されている。また、制御下限は、制御装置９０が室外熱交換器の使用台数を減少させる必要があるか否かを判断する上で基準とする温度である。制御装置９０は、第１熱交温度センサ５６や第２熱交温度センサ５７で検出される冷媒の温度が制御下限と制御上限との間の温度となるように室外ファン２３の回転数を制御する。

【0086】

室外熱交換器１台では凝縮能力が不足して凝縮温度を制御上限以下に維持できなくなったとき、制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数を１台から２台に増加させる（図３（Ｃ）の時刻Ｔ１）。このとき図３（Ｂ）に示すように、増加直前の室外熱交換器の熱交換量が室外熱交換器１台のときの熱交換量の最大値をＨＥ１ｍａｘとし、増加直後の室外熱交換器の熱交換量が室外熱交換器２台のときの熱交換量の最小値をＨＥ２ｍｉｎとした場合、増加直前における室外熱交換器の熱交換量ＨＥ１ｍａｘの台数・回転数積算値は５００［台・ｒｐｍ］（１台×５００ｒｐｍ）であるのに対して、増加直後における室外熱交換器の熱交換量ＨＥ２ｍｉｎの台数・回転数積算値は１０００［台・ｒｐｍ］（２台×５００ｒｐｍ）である。したがって、図３（Ｂ）に示すように室外熱交換器の熱交換量が使用台数の増加直後に急激に上昇してしまい、必要とされる凝縮能力を大きく超えてしまう。

【0087】

使用台数の増加直後における室外熱交換器の熱交換量（凝縮能力）が、必要とされる凝縮能力よりも過大であると、使用台数の増加前後で室外ファンの回転数が同じであれば、室外熱交換器における冷媒の凝縮温度が急激に低下しやすい。例えば図３（Ｃ）に示すように、室外熱交換器の使用台数を１台から２台に増加させたとき、台数増加後の室外熱交換器の熱交換量が過大であると、室外熱交換器における冷媒の凝縮温度が制御上限（例えば５４．５℃）から制御下限（例えば４２℃）以下に急激に低下する場合がある。凝縮温度が制御下限以下である状態が所定時間継続すると、冷媒の凝縮温度を上げるために室外熱交換器の使用台数を再び１台に切り替える必要が生じる。一方、室外熱交換器の使用台数が１台ではもともと熱交換量が過小であったため、使用台数を１台に切り替えた後もすぐに凝縮温度が安定上限に達し、再び使用台数を２台に切り替える必要が生じることになる。

【0088】

このように、室外熱交換器の使用台数の増加により室外熱交換器の凝縮能力が必要とされる能力を大きく超えてしまう場合には、室外熱交換器の使用台数の増減が頻繁に繰り返されることがある。この場合、室外熱交換器の使用台数の増減に応じて四方弁が切り換えられるためその動作音が頻発して騒音となり、また、当該四方弁の頻繁な動作に起因して劣化が早まるといった問題となる。さらに、室外熱交換器の能力変化が頻繁に繰り返されることにより、空調空間の温度が安定せずに快適性が劣化するという問題がある。例えば冷房主体運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器の凝縮能力が変化すれば、暖房機の空調制御に影響が及ぶ。

【0089】

このような問題は、室外熱交換器の使用台数を増加させるときだけでなく、室外熱交換器の使用台数を減少させるときにも同様に発生し得る。つまり、室外熱交換器の使用台数が２台から１台に減少すると、室外熱交換器の凝縮能力が大幅に低下するため冷媒の凝縮温度が大幅に上昇し、それが安定上限を超える場合がある。この場合、室外熱交換器の使用台数を再び増加させると、室外熱交換器の使用台数が２台では熱交換量が過大であったため、使用台数を２台に切り替えた後も凝縮温度が安定下限に達し、再び使用台数を１台に切り替える必要が生じることなる。
なお上述の問題は、冷房主体運転を行っているときだけでなく、暖房主体運転を行っている場合にも同様に発生し得る。

【0090】

そこで本実施形態の空気調和装置１０は、室外ファン２６の回転数を最適化することで、複数の室外熱交換器の使用台数の頻繁な増減に伴う騒音の発生や信頼性の低下および快適性の劣化を抑制する。以下、室外ファン２６の駆動を制御する制御装置９０の詳細について説明する。

【0091】

［本実施形態の制御装置の詳細］
図４は、室外熱交換器（第１室外熱交換器２４、第２室外熱交換器２５）の使用台数と室外ファン２６の回転数の制御範囲との関係を示す模式図である。

【0092】

なお図４において中央の太線Ｃより右側には、凝縮器として機能する室外熱交換器の台数切り替え時における室外ファン２６の回転数の制御範囲を示しており、太線Ｃより左側には、蒸発器として機能する室外熱交換器の使用台数と室外ファン２６の回転数の制御範囲との関係を示している。ここでは圧縮機２１の回転数は一定であるとして以下説明する。

【0093】

室外熱交換器が凝縮器として機能する場合、凝縮温度が図３（Ｃ）に示す制御上限と制御下限との間に収まるように室外ファン２６の回転数が上記制御範囲で制御される。図４に示す例では、室外熱交換器の使用台数の増加時における室外ファン２６の回転数の制御範囲は、室外熱交換器１台のときが０～７２０ｒｐｍであり、室外熱交換器２台のときが３６０ｒｐｍ～最大回転数（ｍａｘ）である。また、当該室外熱交換器の使用台数の減少時における室外ファン２６の回転数の制御範囲は、室外熱交換器２台のときが３００ｒｐｍ～最大回転数（ｍａｘ）であり、室外熱交換器１台のときが０～６００ｒｐｍである。つまり、室外ファン２６の回転数が上限値に達しても凝縮能力の不足が原因で凝縮温度を制御上限以下にできない場合に、凝縮能力を上げるために室外熱交換器の使用台数を１台から２台に増加させるとき、増加直前の室外ファン２６の回転数は７２０ｒｐｍ、増加直後の室外ファン２６の回転数は３６０ｒｐｍにそれぞれ設定される。また、室外ファン２６の回転数が下限値に達しても凝縮温度が制御上限と制御下限との間に収まらないため室外熱交換器の使用台数を２台から１台に減少させるとき、減少直前の室外ファン２６の回転数は３００ｒｐｍ、減少直後の室外ファン２６の回転数は６００ｒｐｍにそれぞれ設定される。

【0094】

一方、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合についても同様に、図４に示す例では、室外熱交換器の使用台数の増加時における室外ファン２６の回転数の制御範囲は、室外熱交換器１台のときが３００～６８０ｒｐｍであり、室外熱交換器２台のときが３４０ｒｐｍ～最大回転数（ｍａｘ）である。また、当該室外熱交換器の使用台数の減少時における室外ファン２６の回転数の制御範囲は、室外熱交換器２台のときが３００ｒｐｍ～最大回転数（ｍａｘ）であり、室外熱交換器１台のときが３００～６００ｒｐｍである。つまり、使用台数が１台から２台への増加直前の室外ファン２６の回転数は６８０ｒｐｍ、増加直後の室外ファン２６の回転数は３４０ｒｐｍにそれぞれ設定され、使用台数を２台から１台への減少直前の室外ファン２６の回転数は３００ｒｐｍ、減少直後の室外ファン２６の回転数は６００ｒｐｍにそれぞれ設定される。

【0095】

室外熱交換器の使用台数を増減させる前後における室外ファン２６の回転数は、台数変更前の回転数を台数変更後の回転数の２倍としたが、これに限られず、後述するように台数変更前の回転数を台数変更後の回転数の２倍未満であってもよい。なお、室外熱交換器を蒸発器として機能させる場合に室外ファン２６の制御回転数の下限値を０ｒｐｍとしないのは、室外熱交換器において冷媒が蒸発しきらずに液相状態で圧縮機２１に吸入されること（液バック）を防止するためである。

【0096】

図５は、本実施形態の空気調和装置１０において、制御装置９０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、室外熱交換器が凝縮器として機能する場合を例に挙げて説明する。

【0097】

（室外熱交換器が凝縮器として機能する場合）
空気調和装置１０の運転が開始すると、制御装置９０は、通信部９３を介して各室内機８ａ～８ｃの運転情報を取得する（ステップ１０１）。室内機８ａ～８ｃの情報としては、室内機８ａ～８ｃの空調状態に関する情報であって、例えば室内機８ａ～８ｃの「冷房」「暖房」などの運転モード、室内機８ａ～８ｃから要求される冷房能力や暖房能力などの空調能力が挙げられる。室外熱交換器（第１室外熱交換器２４、第２室外熱交換器２５）が凝縮器として機能する空気調和装置１０の運転モードとしては、全冷房運転または冷房主体運転が挙げられる。

【0098】

続いて制御装置９０は、ステップ１０１で取得した室内機８ａ～８ｃの運転情報に基づいて、室外熱交換器の使用台数を決定する（ステップ１０２）。本実施形態では室内機８ａ～８ｃから要求される空調能力が１台の室外熱交換器の熱交換量（凝縮能力）で賄える場合は第１室外熱交換器２４のみを使用し、１台の室外熱交換器熱交換量（凝縮能力）では賄えない場合は第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の両方を使用する。

【0099】

室外熱交換器の使用台数が１台のときは、第１四方弁２２はポートａとポートｂとが連通するように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｆとポートｇとが連通するように切り替えられる（第２室外膨張弁４１は全閉）。これにより、第１室外熱交換器２４のみが凝縮器として機能し、第２室外熱交換器２５は使用停止の状態とされる。室外ファン２６の回転数は、第１室外熱交換器２４における冷媒の凝縮温度が、図３（Ｃ）に示す制御下限と制御上限との間の温度となるように制御される。

【0100】

一方、室外熱交換器の使用台数が２台のときは、第１四方弁２２はポートａとポートｂとが連通するように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｅとポートｆとが連通するように切り替えられる。これにより、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５のいずれもが凝縮器として機能する。室外ファン２６の回転数は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５における冷媒の凝縮温度が、図３（Ｃ）に示す制御下限と制御上限との間の温度となるように制御される。

【0101】

制御装置９０は、例えば室内機が要求する空調能力の変動により、室外熱交換器の使用台数の変更が必要か否かを判定する（ステップ１０３）。制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数の変更は不要と判定した場合（ステップ１０３においてＮｏ）、引き続き現在の室外熱交換器の台数で運転を継続する。一方、制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数の変更が必要と判定した場合（ステップ１０３においてＹｅｓ）、必要とされる空調能力により室外熱交換器の使用台数を増加させるかどうかを判定する（ステップ１０４）。

【0102】

上述のように、室外ファン２６の回転数は、凝縮温度が図３（Ｃ）に示す制御上限と制御下限との間に収まるように、室外熱交換器の使用台数毎に定められた制御範囲で制御される。例えば室外熱交換器の使用台数が１台のとき、第１室外熱交換器２４における冷媒の凝縮温度が制御上限と制御下限との間に収まっている場合は、室外熱交換器の使用台数を増加させずに現状の使用台数（１台）で運転を継続する。これに対して、室外ファン２６の回転数が上限値（７２０ｒｐｍ）でも冷媒の凝縮温度の上昇を制御上限以下に抑えられない場合は室外熱交換器の使用台数を増加させる（凝縮能力を向上させる）必要があると判定される（ステップ１０４においてＹｅｓ）。

【0103】

一方、室外熱交換器の使用台数が２台のとき、第１、第２室外熱交換器２４，２５における冷媒の凝縮温度が制御上限と制御下限との間に収まっている場合は、室外熱交換器の使用台数を減少させずに現状の使用台数（２台）で運転を継続する。これに対して、室外ファン２６の回転数が下限値（３００ｒｐｍ）でも冷媒の凝縮温度の低下を制御下限以上に抑えられない場合は室外熱交換器の使用台数を減少させる（凝縮能力を低下させる）必要があると判定される（ステップ１０４においてＮｏ）。

【0104】

室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したとき（ステップ１０４においてＹｅｓ）、制御装置９０は、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が、台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように室外ファン２６の回転数を決定する（ステップ１０５ａ）。これにより、台数増加直後において室外熱交換器での冷媒の凝縮温度の急激な低下が抑えられる。

【0105】

図６は、室外ファン２６の回転数を図４に示す制御範囲とすることによって得られる空気調和装置１０の一作用を説明する図であって、室外熱交換器の使用台数と、使用台数の増加前後における室外熱交換器の熱交換量（凝縮能力）および当該室外熱交換器における冷媒の凝縮温度との関係を示している。（Ａ）は、室外熱交換器の使用台数とその熱交換量との関係の一例を示す図である。室外熱交換器の熱交換量は、室外ファン２６の回転数が高くなるほど増加する。そして（Ｂ）は、室外熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度の変化の一例を示す図であり、この例では時刻Ｔ１で室外熱交換器の使用台数が１台から２台に変更される。

【0106】

ステップ１０５ａにおいて、制御装置９０は、図６（Ａ）に示すように、台数増加前の室外熱交換器における熱交換量の最大値（ＨＥ１ｍａｘ）を第１熱交換量とし、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量の最小値（ＨＥ２ｍｉｎ）を第２熱交換量としたとき、第１熱交換量が第２熱交換量以上（ＨＥ１ｍａｘ≧ＨＥ２ｍｉｎ）となるように室外ファン２６の回転数を決定する。図６（Ａ）において、破線は、第１熱交換量が第２熱交換量と同一（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ）である場合を示し、二点鎖線は、第１熱交換量が第２熱交換量よりも大きい（ＨＥ１ｍａｘ＞ＨＥ２ｍｉｎ）場合を示している。

【0107】

図６（Ｂ）に示すように、第１熱交換量が第２熱交換量と同一（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ）である場合は、室外熱交換器の台数の増加前後で凝縮温度を変化させることなく一定に維持できる。また、第１熱交換量が第２熱交換量より大きい（ＨＥ１ｍａｘ＞ＨＥ２ｍｉｎ）場合は、室外熱交換器における冷媒の凝縮温度は図６（Ｂ）に二点鎖線で示すように一時的に上昇した後、元の凝縮温度に収束する。このように、ＨＥ１ｍａｘ≧ＨＥ２ｍｉｎの関係を満たす熱交換量が得られるように室外ファン２６の回転数を制御することで、図３（Ｃ）に示したような凝縮能力の過多に起因する室外熱交換器における冷媒の凝縮温度の急激な低下を阻止できる。

【0108】

室外熱交換器の使用台数とその熱交換量との関係については、図７に示すように、第１熱交換量（ＨＥ１ｍａｘ）と第２熱交換量（ＨＥ２ｍｉｎ）との差分をＡ、第１熱交換量の大きさ（室外熱交換器の使用台数が１台のときの熱交換量の総変化量）をＢとしたとき、第２熱交換量は、（Ｂ－Ａ）と表される。そして、第１熱交換量で第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率（（Ｂ－Ａ）／Ｂ）としたとき、制御装置９０は、熱交換量変化率が所定の第１閾値以下となるように室外ファン２６の回転数を決定する。

【0109】

第１閾値が１より大きい場合、第２熱交換量が第１熱交換量よりも大きくなり（ＨＥ１ｍａｘ＜ＨＥ２ｍｉｎ）、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示したように室外熱交換器の熱交換量が使用台数の増加直後に急激に上昇してしまい、必要とされる凝縮能力を大きく超えて凝縮温度の急激な低下を招くおそれがある。したがって、第１閾値は１以下であることが好ましい。また、第１閾値は１（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ）であることがより好ましく、この場合は室外熱交換器の使用台数の増減の前後で熱交換量の変動がないため、発揮される空調能力に変動がなく安定する。

【0110】

また制御装置９０は、熱交換量変化率（（Ｂ－Ａ）／Ｂ）が第１閾値よりも小さい値である所定の第２閾値以上となるように室外ファン２６の回転数を決定する。第１閾値が１未満の場合、第２熱交換量は第１熱交換量よりも小さくなるため（図６（Ａ）の二点鎖線）、台数増加直後の室外熱交換器における冷媒の凝縮温度は、台数増加前に比べて上昇する（図６（Ｂ）の二点鎖線）。このときの凝縮温度の上昇幅は、第１熱交換量と第２熱交換量との差分Ａが大きくなるほど大きくなり、凝縮温度が図３（Ｃ）や図６（Ｂ）に示す所定の高圧保護制御開始温度に達すると、圧縮機２１の保護のために圧縮機２１が停止されて空気調和装置１０の運転が停止される。このため第２閾値は、凝縮温度が高圧保護制御開始温度（例えば５７．６℃）以下に抑えられる任意の値に設定され、例えば０．５以上であることが好ましい。

【0111】

また、本実施形態では、凝縮器として機能する室外熱交換器を増加させる場合、使用台数が１台のときの室外ファン２６の回転数の上限値は７２０ｒｐｍであり、使用台数が２台のときの室外ファン２６の回転数の下限値は３６０ｒｐｍである（図４参照）。したがって、使用台数が１台のときの熱交換量の台数・回転数積算値は７２０［台・ｒｐｍ］（１台×７２０ｒｐｍ）であり、使用台数が２台のときの熱交換量の台数・回転数積算値も７２０［台・ｐｍ］（２台×３６０ｒｐｍ）であるため、室外熱交換器の使用台数を１台から２台に増やしても、第１熱交換量と第２熱交換量を同じ値（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ、熱交換量変化率：（Ｂ－Ａ）／Ｂ＝１）にすることができる。

【0112】

なお、第１熱交換量（ＨＥ１ｍａｘ）および第２熱交換量（ＨＥ２ｍｉｎ）、図４に示す室外ファン２６の回転数、第２閾値の各々は、試験などによってあらかじめ測定された値が用いられる。これらの測定値は制御装置９０の記憶部９２に格納され、室外熱交換器の使用台数の変更の際に参照される。

【0113】

また、制御装置９０は、室外熱交換器の熱交換量を上述した試験によって求める方法の他に、各室外熱交換器（第１室外熱交換器２４、第２室外熱交換器２５）の体積と、室外ファン２６による送風量と、上記送風量に対する各室外熱交換器に流れる空気量の比率とに基づいて定められる評価指標を用いてもよい。この場合も室外熱交換器の体積と上記空気量の比率に関する情報をあらかじめ記憶部９２に格納しておけば、室外熱交換器の使用台数と室外ファン２６の回転数から室外熱交換器の熱交換量を推定できるので、この推定値から熱交換量変化率（（Ｂ－Ａ）／Ｂ）を算出し、その値が１（第１閾値）以下となるように室外ファン２６の回転数を決定するようにしてもよい。

【0114】

さらに室外熱交換器の使用台数の増加は、室外熱交換器の熱交換量がその最大値（ＨＥ１ｍａｘ）に達する前に行われてもよい。この場合、上述のように推定された熱交換量に基づいて熱交換量変化率（（Ｂ'－Ａ）／Ｂ'（Ｂ'は台数増加直前の熱交換量））を算出し、その変化率が例えば０．５以上１以下となるように台数増加前後の室外ファン２６の回転数をそれぞれ制御してもよい。

【0115】

また、室外ファン２６の回転数がちょうど１／２倍（室外熱交換器の台数増加時）となるファン回転数を選択できる第１熱交換量Ｂを選ぶことで熱交換量比率を１にすることができるため、このような回転数が選択できる場合は第１熱交換量がその最大値（ＨＥ１ｍａｘ）に達する前に室外熱交換器の使用台数を増加させてもよい。また、予め定められたステップでしか室外ファン２６の回転数を選択することができない場合は、熱交換量比率が最も１に近い値となるステップ（回転数）で室外熱交換器の使用台数を増加させてもよい。

【0116】

以上のようにステップ１０５ａにおいて室外ファン２６の回転数を決定した後、制御装置９０は、第２四方弁２３をポートｅとポートｆとが連通するように切り替えるとともに（ステップ１０６）、第２室外膨張弁４１の開度を第１室外熱膨張弁４０と同じ開度に調整する。さらに制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数が２台のときの回転数下限値（３６０ｒｐｍ）に室外ファン２６の回転数を調整する（ステップ１０７）。これにより、室外熱交換器の使用台数が２台に変更される。その後、制御装置９０は、凝縮温度が制御上限と制御下限の間の温度となるように室外ファン２６の回転数を３６０ｒｐｍ～最大値の間で制御する（ステップ１０８）。

【0117】

一方、２台の室外熱交換器を凝縮器として使用して全冷房運転または冷房主体運転を行っている場合において、例えば暖房運転を行う室内機の数が増加するなど、必要とされる空調能力により室外熱交換器の使用台数を減少する必要があると判定したとき（ステップ１０４においてＮｏ）、制御装置９０は、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように室外ファン２６の回転数を決定する（ステップ１０５ｂ）。

【0118】

ステップ１０５ｂにおいては、図７に示すように、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量の最大値（ＨＥ１ｍａｘ）を第１熱交換量とし、台数減少前の室外熱交換器における熱交換量の最小値（ＨＥ２ｍｉｎ）を第２熱交換量としたとき、制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、第１熱交換量が第２熱交換量以上（ＨＥ１ｍａｘ≧ＨＥ２ｍｉｎ）となるように室外ファン２６の回転数を決定する。これにより、台数減少時において室外熱交換器における冷媒の凝縮温度を一定に維持することができる。

【0119】

室外熱交換器の使用台数を減少させるときは、その使用台数を増加させるときと同様に、第１熱交換量で第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率（（Ｂ－Ａ）／Ｂ）としたとき、制御装置９０は、この熱交換量変化率が第２の閾値以上、第１閾値以下（本実施形態では０．５以上、１以下）となるように室外ファン２６の回転数を決定する。これにより、台数減少時において室外熱交換器における冷媒の凝縮温度の急激な低下を防ぎつつ、凝縮器として機能する室外熱交換器の高圧維持を図ることができる。

【0120】

本実施形態では、凝縮器として機能する室外熱交換器を減少させる場合、使用台数が２台のときの室外ファン２６の回転数の下限値は３００ｒｐｍであり、使用台数が１台のときの室外ファン２６の回転数の上限値は６００ｒｐｍである（図５参照）。したがって、使用台数が２台のときの熱交換量の台数・回転数積算値は６００［台・ｒｐｍ］（２台×３００ｒｐｍ）であり、使用台数が１台のときの熱交換量の台数・回転数積算値も６００［台・ｐｍ］（１台×６００ｒｐｍ）であるため、室外熱交換器の使用台数を２台から１台に切り替える際は、第１熱交換量と第２熱交換量を同じ値（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ、（Ｂ－Ａ）／Ｂ＝１）にすることができる。

【0121】

以上のようにステップ１０５ｂにおいて室外ファン２６の回転数を決定した後、制御装置９０は、第２四方弁２３をポートｆとポートｇとが連通するように切り替えるとともに、第２室外膨張弁４１を全閉にする（ステップ１０６）。さらに制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数が１台のときの回転数上限値（６００ｒｐｍ）に室外ファン２６の回転数を調整する（ステップ１０７）。これにより、室外熱交換器の使用台数が１台に変更される。その後、制御装置９０は、凝縮温度が制御上限と制御下限の間の温度となるように室外ファン２６の回転数を０ｒｐｍ～６００ｒｐｍの間で制御する（ステップ１０８）。以上の処理を繰り返し実行することで、空気調和装置１０は全冷房運転または冷房主体運転を継続する。

【0122】

（室外熱交換器が蒸発器として機能する場合）
続いて、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合について説明する。室外熱交換器（第１室外熱交換器２４、第２室外熱交換器２５）が蒸発器として機能する空気調和装置１０の運転モードとしては、全暖房運転または暖房主体運転が挙げられる。全暖房運転または暖房主体運転においても制御装置９０は図５に示したフローチャートに従って処理を実行する。以下、上述とは異なる部分を中心に説明する。

【0123】

室外熱交換器の使用台数が１台のときは、第１四方弁２２はポートｂとポートｃとが連通するように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｆとポートｇとが連通するように切り替えられる（第２室外膨張弁４１は全閉）。これにより、第１室外熱交換器２４のみが蒸発器として機能し、第２室外熱交換器２５は使用停止の状態とされる。室外ファン２６の回転数は、室外熱交換器における冷媒の蒸発温度が、制御下限と制御上限との間の温度となるように制御される。

【0124】

一方、室外熱交換器の使用台数が２台のときは、第１四方弁２２はポートｂとポートｃとが連通するように切り替えられ、第２四方弁２３はポートｆとポートｇとが連通するように切り替えられる。これにより、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５のいずれもが蒸発器として機能する。室外ファン２６の回転数は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５における冷媒の凝縮温度が、制御下限と制御上限との間の温度となるように制御される。

【0125】

制御装置９０は、例えば室内機が要求する空調能力の変動により、室外熱交換器の使用台数の変更が必要か否かを判定する（ステップ１０３）。制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数の変更が不要と判定した場合（ステップ１０３においてＮｏ）、引き続き室外熱交換器の台数で運転を継続する。一方、制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数の変更が必要と判定した場合（ステップ１０３においてＹｅｓ）、必要とされる空調能力により室外熱交換器の使用台数を増加させるかどうかを判定する（ステップ１０４）。

【0126】

室外ファン２６の回転数は、蒸発温度が制御上限と制御下限（後述する図８（Ｂ）参照）との間に収まるように、室外熱交換器の使用台数毎に定められた制御範囲で制御される。例えば室外熱交換器の使用台数が１台のとき、第１室外熱交換器２４における冷媒の蒸発温度が制御上限と制御下限との間に収まっている場合は、室外熱交換器の使用台数を増加させずに現状の使用台数（１台）で運転を継続する。これに対して、室外ファン２６の回転数が上限値（６８０ｒｐｍ）でも冷媒の蒸発温度の低下を制御下限以上に抑えられない場合は室外熱交換器の使用台数を増加させる（蒸発能力を向上させる）必要があると判定される（ステップ１０４においてＹｅｓ）。

【0127】

一方、室外熱交換器の使用台数が２台のとき、第１、第２室外熱交換器２４，２５における冷媒の蒸発温度が制御上限と制御下限との間に収まっている場合は、室外熱交換器の使用台数を減少させずに現状の使用台数（２台）で運転を継続する。これに対して、室外ファン２６の回転数が下限値（３００ｒｐｍ）でも冷媒の蒸発温度が制御上限以下に抑えられない場合は室外熱交換器の使用台数を減少させる（蒸発能力を低下させる）必要があると判定される（ステップ１０４においてＮｏ）。

【0128】

室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したとき（ステップ１０４においてＹｅｓ）、制御装置９０は、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が、台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように室外ファン２６の回転数を決定する（ステップ１０５ａ）。これにより、台数増加直後において室外熱交換器での冷媒の蒸発温度の急激な上昇が抑えられる。

【0129】

図８は、室外ファン２６の回転数を図４に示す制御範囲とすることによって得られる空気調和装置１０の一作用を説明する図であって、室外熱交換器の使用台数と、使用台数の増加前後における室外熱交換器の熱交換量（蒸発能力）および当該室外熱交換器における冷媒の蒸発温度との関係を示している。（Ａ）は、室外熱交換器の使用台数とその熱交換量との関係の一例を示す図である。室外熱交換器の熱交換量は、室外ファン２６の回転数が高くなるほど増加する。そして（Ｂ）は、室外熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度の変化の一例を示す図であり、この例では時刻Ｔ２で室外熱交換器の使用台数が１台から２台に変更される。

【0130】

ステップ１０５ａにおいて、制御装置９０は、図８（Ａ）に示すように、台数増加前の室外熱交換器における熱交換量の最大値（ＨＥ１ｍａｘ）を第１熱交換量とし、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量の最小値（ＨＥ２ｍｉｎ）を第２熱交換量としたとき、第１熱交換量が第２熱交換量以上（ＨＥ１ｍａｘ≧ＨＥ２ｍｉｎ）となるように室外ファン２６の回転数を決定する。図８（Ａ）において、破線は、第１熱交換量が第２熱交換量と同一（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ）である場合を示し、二点鎖線は、第１熱交換量が第２熱交換量よりも大きい（ＨＥ１ｍａｘ＞ＨＥ２ｍｉｎ）場合を示している。

【0131】

図８（Ｂ）に示すように、第１熱交換量が第２熱交換量と同一（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ）である場合は、室外熱交換器の台数の増加前後で蒸発温度を変化させることなく一定に維持できる。また、第１熱交換量が第２熱交換量と同一（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ）である場合は、室外熱交換器における冷媒の蒸発温度は一時的に低下した後、元の蒸発温度に収束する。このように、ＨＥ１ｍａｘ≧ＨＥ２ｍｉｎの関係を満たす熱交換量が得られるように室外ファン２６の回転数を制御することで、蒸発能力の過多に起因する室外熱交換器における冷媒の蒸発温度の急激な上昇を阻止できる。

【0132】

室外熱交換器の使用台数とその熱交換量との関係については、図９に示すように、第１熱交換量（ＨＥ１ｍａｘ）と第２熱交換量（ＨＥ２ｍｉｎ）との差分をＣ、第１熱交換量の大きさ（室外熱交換器の使用台数が１台のときの熱交換量の総変化量）をＤとしたとき、第２熱交換量は、（Ｄ－Ｃ）と表される。そして、第１熱交換量で第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率（（Ｄ－Ｃ）／Ｄ）としたとき、制御装置９０は、熱交換量変化率が所定の第１閾値以下となるように室外ファン２６の回転数を決定する。

【0133】

第１閾値が１より大きい場合、第２熱交換量が第１熱交換量よりも大きくなり（ＨＥ１ｍａｘ＜ＨＥ２ｍｉｎ）、室外熱交換器の熱交換量が使用台数の増加直後に急激に上昇してしまい、必要とされる蒸発能力を大きく超えて蒸発温度の急激な上昇を招くおそれがある。このため第１閾値は１以下であることが好ましく、第１閾値は１であることが最も好ましい。

【0134】

また制御装置９０は、熱交換量変化率（（Ｄ－Ｃ）／Ｄ）が第１閾値よりも小さい値である所定の第２閾値以上となるように室外ファン２６の回転数を決定する。第１閾値が１未満の場合、第２熱交換量は第１熱交換量よりも小さくなるため（図８（Ａ））、台数増加直後の室外熱交換器における冷媒の蒸発温度は、台数増加前に比べて低下する（図６（Ｂ））。このときの蒸発温度の低下幅は、第１熱交換量と第２熱交換量との差分Ｃが大きくなるほど大きくなり、蒸発温度が所定の低圧保護制御開始温度に達すると、蒸発器として機能する室外熱交換器の低圧保護の観点から、空気調和装置１０の運転が停止される。このため第２閾値は、蒸発温度が所定の低圧保護制御開始温度（例えば－３０℃）以下に抑えられる任意の値に設定され、例えば０．５以上であることが好ましい。

【0135】

一方、本実施形態では、蒸発器として機能する室外熱交換器を増加させる場合、使用台数が１台のときの室外ファン２６の回転数の上限値は６８０ｒｐｍであり、使用台数が２台のときの室外ファン２６の回転数の下限値は３４０ｒｐｍである（図５参照）。したがって、使用台数が１台のときの熱交換量の台数・回転数積算値は６８０［台・ｒｐｍ］（１台×６８０ｒｐｍ）であり、使用台数が２台のときの熱交換量の台数・回転数積算値は６８０［台・ｐｍ］（２台×３４０ｒｐｍ）であるため、室外熱交換器の使用台数を１台から２台に切り替える際は、第１熱交換量と第２熱交換量を同じ値（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ、（Ｄ－Ｃ）／Ｄ＝１）にすることができる。

【0136】

以上のようにステップ１０５ａにおいて室外ファン２６の回転数を決定した後、制御装置９０は、第２四方弁２３をポートｆとポートｇとが連通する状態を維持するとともに、第２室外膨張弁４１の開度を閉止状態から徐々に大きくする（ステップ１０６）。さらに制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数が２台のときの回転数下限値（３４０ｒｐｍ）に室外ファン２６の回転数を調整する（ステップ１０７）。これにより、室外熱交換器の使用台数が２台に変更される。その後、蒸発温度が制御上限と制御下限の間の温度となるように室外ファン２６の回転数を空調状態に応じて３４０ｒｐｍ～最大値の間で制御する（ステップ１０８）。

【0137】

一方、２台の室外熱交換器を蒸発器として使用して全暖房運転または暖房主体運転を行っている場合において、例えば冷房運転を行う室内機の数が減少するなど、必要とされる空調能力により室外熱交換器の使用台数を減少する必要があると判定したとき（ステップ１０４においてＮｏ）、制御装置９０は、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように室外ファン２６の回転数を決定する（ステップ１０５ｂ）。

【0138】

ステップ１０５ｂにおいては、図９に示すように、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量の最大値（ＨＥ１ｍａｘ）を第１熱交換量とし、台数減少前の室外熱交換器における熱交換量の最小値（ＨＥ２ｍｉｎ）を第２熱交換量としたとき、制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、第１熱交換量が第２熱交換量以上（ＨＥ１ｍａｘ≧ＨＥ２ｍｉｎ）となるように室外ファン２６の回転数を決定する。これにより、台数減少時において室外熱交換器における冷媒の蒸発温度を一定に維持することができる。

【0139】

室外熱交換器の使用台数を減少させるときは、その使用台数を増加させるときと同様に、第１熱交換量で第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率（（Ｄ－Ｃ）／Ｄ）としたとき、制御装置９０は、この熱交換量変化率が第２の閾値以上、第１閾値以下（本実施形態では０．５以上、１以下）となるように室外ファン２６の回転数を決定する。これにより、台数減少時において室外熱交換器における冷媒の蒸発温度の急激な低下を防ぎつつ、蒸発器として機能する室外熱交換器の低圧維持を図ることができる。

【0140】

本実施形態では、蒸発器として機能する室外熱交換器を減少させる場合、使用台数が２台のときの室外ファン２６の回転数の下限値は３００ｒｐｍであり、使用台数が１台のときの室外ファン２６の回転数の上限値は６００ｒｐｍである（図５参照）。したがって、使用台数が２台のときの熱交換量の台数・回転数積算値は６００［台・ｒｐｍ］（２台×３００ｒｐｍ）であり、使用台数が１台のときの熱交換量の台数・回転数積算値も６００［台・ｐｍ］（１台×６００ｒｐｍ）であるため、室外熱交換器の使用台数を２台から１台に切り替える際は、第１熱交換量と第２熱交換量を同じ値（ＨＥ１ｍａｘ＝ＨＥ２ｍｉｎ、（Ｄ－Ｃ）／Ｄ＝１）にすることができる。

【0141】

以上のようにステップ１０５ｂにおいて室外ファン２６の回転数を決定した後、制御装置９０は、第２四方弁２３をポートｅとポートｆとが連通する状態を維持するとともに、第２室外膨張弁４１を全閉にする（ステップ１０６）。さらに制御装置９０は、室外熱交換器の使用台数が１台のときの回転数上限値（６００ｒｐｍ）に室外ファン２６の回転数を調整する（ステップ１０７）。これにより、室外熱交換器の使用台数が１台に変更される。その後、制御装置９０は、蒸発温度が制御上限と制御下限の間の温度となるように室外ファン２６の回転数を空調状態に応じて３００ｒｐｍ～６００ｒｐｍの間で制御する（ステップ１０８）。以上の処理を繰り返し実行することで、空気調和装置１０は全暖房運転または暖房主体運転を継続する。

【0142】

以上のように本実施形態によれば、室外熱交換器の使用台数を増加するときは、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように室外ファンの回転数を決定し、室外熱交換器の使用台数を減少するときは、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように室外ファンの回転数を決定するようにしているため、室外熱交換器の使用台数の増減時における冷媒の凝縮温度あるいは蒸発温度の急激な変動を防ぐことができる。

【0143】

これにより、各室内機における暖房性能あるいは冷房性能の低下による居住者の快適性の劣化を防ぐことができる。また、室外熱交換器の使用台数の増減時における凝縮温度あるいは蒸発温度の急激な変動を防ぐことができるため、室外熱交換器の使用台数の頻繁な切り替え動作を阻止し、これにより流路切替弁の動作音の騒音化や劣化による信頼性の低下を防ぐことができる。

【0144】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

【0145】

例えば以上の実施形態では、１台の室外機２ａを備えた空気調和装置１０を例に挙げて説明したが、２台以上の室外機を備えた空気調和装置にも同様に適用可能である。

【0146】

図１０は、２台の室外機２ａ，２ｂと３台の室内機８ａ～８ｃとを備えた空気調和装置２０の冷媒回路図である。同図において室外機２ａ，２ｂはそれぞれ同一の構成を有し、各室外機２ａ，２ｂの室外機高圧ガス管３３は、閉止弁４４、高圧ガス分管３０ａ，３０ｂおよび分流ユニット７０を介して高圧ガス管に接続される。また、各室外機２ａ，２ｂの室外機低圧ガス管３４は、閉止弁４５、低圧ガス分管３１ａ，３１ｂおよび分流ユニット７１を介して低圧ガス管３１に接続される。そして、各室外機２ａ，２ｂの室外機液管３５は、閉止弁４６、液分管３２ａ，３２ｂおよび分流ユニット７２を介して液管３２に接続される。

【0147】

図１０に示す空気調和装置２０は、各室外機２ａ，２ｂが２台の室外熱交換器を有するため、合計４台の室外熱交換器を備える。空気調和装置２０は、室内機８ａ～８ｃからの要求能力の増減や外気温度の変化による空調負荷の増減などによって、室外熱交換器の使用台数が１台～４台の間で切り替えられる。この際、使用台数の増加時においては台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように室外ファン２６の回転数が決定され、使用台数の減少時においては台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように室外ファンの回転数が決定される。これにより上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0148】

また以上の実施形態では、冷暖混在運転が可能な冷暖フリー方式の空気調和装置を例に挙げて説明したが、これに限られず、全ての室内機において冷房もしくは暖房のいずれか一方を行う運転方式（冷暖切替方式）を採用する空気調和装置にも、本発明は適用可能である。

【0149】

さらに以上の実施形態では、室外熱交換器の使用台数を増減する際に切り替えられる流路切替弁として四方弁（第１四方弁２２、第２四方弁２３）が採用されたが、当該流路切替弁として三方弁が採用されてもよい。

【符号の説明】

【0150】

２ａ，２ｂ…室外機
８ａ，８ｂ，８ｃ…室内機
１０，２０…空気調和装置
２１…圧縮機
２２…第１四方弁
２３…第２四方弁
２４…第１室外熱交換器
２５…第２室外熱交換器
３０…高圧ガス管
３１…低圧ガス管
３２…液管
８１…室内熱交換器
９０…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、複数の室外熱交換器と、前記複数の室外熱交換器ごとに設けられ各室外熱交換器の一方の冷媒出入口の接続を前記圧縮機の冷媒吐出口または冷媒吸入口へと切り替える複数の流路切替弁と、前記複数の室外熱交換器に送風する室外ファンとを有する室外機と、前記室外機に冷媒配管で接続される少なくとも１つの室内機と、前記室外ファンの回転数を制御する制御装置と、を備えた空気調和装置であって、
前記制御装置は、
必要とされる空調能力により前記室外熱交換器の使用台数を増加するかどうかを判定し、前記室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したときは、台数増加後の室外熱交換器における熱交換量が台数増加前の室外熱交換器における熱交換量以下となるように前記室外ファンの回転数を決定し、台数増加後は前記決定した回転数に前記室外ファンの回転数を調整し、
必要とされる空調能力により前記室外熱交換器の使用台数を減少するかどうかを判定し、前記室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、台数減少後の室外熱交換器における熱交換量が台数減少前の室外熱交換器における熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定し、台数減少後は前記決定した回転数に前記室外ファンの回転数を調整する
空気調和装置。

【請求項2】

請求項１に記載の空気調和装置であって、
前記台数増加前の室外熱交換器における熱交換量の最大値を第１熱交換量とし、前記台数増加後の室外熱交換器における熱交換量の最小値を第２熱交換量としたとき、前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を増加すると判定したときは、前記第１熱交換量が前記第２熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項3】

請求項１に記載の空気調和装置であって、
前記台数減少後の室外熱交換器における熱交換量の最大値を第１熱交換量とし、前記台数減少前の室外熱交換器における熱交換量の最小値を第２熱交換量としたとき、前記制御装置は、前記室外熱交換器の使用台数を減少すると判定したときは、前記第１熱交換量が前記第２熱交換量以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の空気調和装置であって、
前記第１熱交換量で前記第２熱交換量を除した値を熱交換量変化率としたとき、前記制御装置は、前記熱交換量変化率が所定の第１閾値以下となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項5】

請求項４に記載の空気調和装置であって、
前記制御装置は、前記熱交換量変化率が前記第１閾値よりも小さい値である所定の第２閾値以上となるように前記室外ファンの回転数を決定する
空気調和装置。

【請求項6】

請求項１～３のいずれか１つに記載の空気調和装置であって、
前記制御装置は、前記熱交換量として、前記各室外熱交換器の体積と、前記室外ファンによる送風量と、前記送風量に対する前記各室外熱交換器に流れる空気量の比率とに基づいて定められる評価指標を用いる
空気調和装置。