(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-19
(45)【発行日】2024-09-30
(54)【発明の名称】空気調和装置
(51)【国際特許分類】
F25B 1/00 20060101AFI20240920BHJP
F25B 43/02 20060101ALI20240920BHJP
F24F 11/86 20180101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
F25B1/00 361D
F25B1/00 361L
F25B1/00 371B
F25B1/00 387B
F25B1/00 387K
F25B43/02 A
F24F11/86
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019199529
(22)【出願日】2019-11-01
(65)【公開番号】P2021071266
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-09-28
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】関根 卓
(72)【発明者】
【氏名】重田 明広
【審査官】寺川 ゆりか
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２３１５４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２３０１１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１１３０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０５６６７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－１５９５７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２５Ｂ １／００
Ｆ２５Ｂ ４３／０２
Ｆ２４Ｆ １１／８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の圧縮機を備えた室外ユニットと、室外ユニットから送られる冷媒と水とを熱交換する冷媒水熱交換器と、を備えた空気調和装置において、
複数の前記圧縮機の駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、
前記圧縮機の高圧側冷媒温度および低圧側冷媒温度を取得し、高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度に基づいて、前記圧縮機の特性線を選定し、
この特性線に基づいて、必要な能力をｎ台の前記圧縮機で実現するための前記圧縮機の駆動周波数を計算し、計算された前記圧縮機の駆動周波数に基づいてＣＯＰを計算し、
ＣＯＰの計算が終了したら、前記圧縮機の台数を１台減らしてｎ＝ｎ－１とし、前記圧縮機の台数ｎが所定台数より小さくなったら、計算したＣＯＰが最大となる圧縮機の台数を決定し、この決定された前記圧縮機の台数による駆動制御を行い、
ｎ台の前記圧縮機の駆動周波数は、それぞれずらして設定されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項2】
前記室外ユニットは、前記圧縮機に冷媒を戻す冷媒配管を、複数の前記圧縮機に分岐する分岐配管を備えるとともに、オイルセパレータを備え、
前記オイルセパレータのオイルを戻すオイル配管は、起動優先順位が最も高い前記圧縮機の前記分岐配管に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気調和装置に係り、特に、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することを可能とした空気調和装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、室外ユニットと、室内ユニットとを備え、室外ユニットの圧縮機から送られる冷媒を室内ユニットに送ることにより、空調を行う空気調和装置が知られている。
このような空気調和装置においては、例えば、オイルセパレータ１６から導出したオイル戻し管２３を、能力可変型圧縮機１４の吸込管２１ａに接続するとともに、能力可変型圧縮機１４からの潤滑油のオーバーフロー管２８を、能力一定型圧縮機１５の吸込管２１ｂに接続することにより、圧縮機１４，１５に潤滑油を円滑に戻すようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このような空気調和装置においては、例えば、オイルセパレータ１６から導出したオイル戻し管２３を、能力可変型圧縮機１４の吸込管２１ａに接続するとともに、能力可変型圧縮機１４からの潤滑油のオーバーフロー管２８を、能力一定型圧縮機１５の吸込管２１ｂに接続することにより、圧縮機１４，１５に潤滑油を円滑に戻すようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平０９－１１３０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記従来の技術においては、複数の圧縮機に対してオイルセパレータからオイルを戻すようにしており、各圧縮機からオーバーフローしたオイルは、他方の圧縮機に戻すようにしている。
そのため、圧縮機の運転負荷によりオイルバランスがくずれるおそれがある。
また、近年、いわゆるチラーと呼ばれる冷媒と水とを熱交換して、熱交換した水を用いて空調を行う空気調和装置が用いられている。この場合に、複数の圧縮機を用いて空調制御を行う場合に、いかに効率のよい空調制御を行うかが極めて重要となる。
そのため、圧縮機の運転負荷によりオイルバランスがくずれるおそれがある。
また、近年、いわゆるチラーと呼ばれる冷媒と水とを熱交換して、熱交換した水を用いて空調を行う空気調和装置が用いられている。この場合に、複数の圧縮機を用いて空調制御を行う場合に、いかに効率のよい空調制御を行うかが極めて重要となる。
【0005】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、チラーによる空調を行う場合に、冷暖房の高に応じてＣＯＰの高い効率のよい空調を行うことができ、しかも、オイルバランスを良好に保つことのできる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するため、本発明は、複数の圧縮機を備えた室外ユニットと、室外ユニットから送られる冷媒と水とを熱交換する冷媒水熱交換器と、を備えた空気調和装置において、複数の前記圧縮機の駆動制御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記圧縮機の高圧側冷媒温度および低圧側冷媒温度を取得し、高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度に基づいて、前記圧縮機の特性線を選定し、この特性線に基づいて、必要な能力をｎ台の前記圧縮機で実現するための前記圧縮機の駆動周波数を計算し、計算された前記圧縮機の駆動周波数に基づいてＣＯＰを計算し、ＣＯＰの計算が終了したら、前記圧縮機の台数を１台減らしてｎ＝ｎ－１とし、前記圧縮機の台数ｎが所定台数より小さくなったら、計算したＣＯＰが最大となる圧縮機の台数を決定し、この決定された前記圧縮機の台数による駆動制御を行い、ｎ台の前記圧縮機の駆動周波数は、それぞれずらして設定されていることを特徴とする。
これにより、冷暖房負荷に応じて、計算された駆動周期数によるＣＯＰを計算し、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数を決定し、この決定された圧縮機の台数による駆動制御を行うようにしているので、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を行うことができる。
これにより、冷暖房負荷に応じて、計算された駆動周期数によるＣＯＰを計算し、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数を決定し、この決定された圧縮機の台数による駆動制御を行うようにしているので、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を行うことができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた効率のよい空調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明に係る空気調和装置の室外ユニットの実施の形態を示す概略構成図
【図2】本実施の形態の圧縮機１のオイル配管の接続構成を示す概略構成図
【図3】本実施の形態の制御構成を示すブロック図
【図4】高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度に基づく圧縮機の特性線の例を示すグラフ
【図5】圧縮機の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図
【図6】圧縮機の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフ
【図7】圧縮機の運転に必要な運転周波数が１２０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図
【図8】圧縮機の運転に必要な運転周波数が１２０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフ
【図9】圧縮機の運転に必要な運転周波数が１５０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図
【図10】圧縮機の運転に必要な運転周波数が１５０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフ
【図11】本実施の形態の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0009】
第１の発明は、複数の圧縮機を備えた室外ユニットと、室外ユニットから送られる冷媒と水とを熱交換する冷媒水熱交換器と、を備えた空気調和装置において、複数の前記圧縮機の駆動制御を行う制御部を備え、前記制御部は、冷暖房負荷に応じて、ｎ台の前記圧縮機による駆動周波数を計算し、この計算された駆動周期数によるＣＯＰを計算し、ＣＯＰが最大となる前記圧縮機の台数を決定し、この決定された前記圧縮機の台数による駆動制御を行う。
これにより、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を行うことができる。
これにより、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を行うことができる。
【0010】
第２の発明は、前記制御部は、前記圧縮機の高圧側冷媒温度および低圧側冷媒温度を取得し、高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度に基づいて、圧縮機の特性線を選定し、この特性線に基づいて、前記圧縮機の駆動周波数によるＣＯＰを計算する。
これにより、特性線により、圧縮機の特性に応じてＣＯＰを計算することができる。
これにより、特性線により、圧縮機の特性に応じてＣＯＰを計算することができる。
【0011】
第３の発明は、前記室外ユニットは、前記圧縮機に冷媒を戻す冷媒配管を、複数の前記圧縮機に分岐する分岐配管を備えるとともに、オイルセパレータを備え、前記オイルセパレータのオイルを戻すオイル配管は、起動優先順位が最も高い前記圧縮機の前記分岐配管に接続されている。
これにより、起動優先順位が高い圧縮機に対して効率よくオイルを供給することができる。
これにより、起動優先順位が高い圧縮機に対して効率よくオイルを供給することができる。
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットを示す概略構成図である。
図１に示すように、空気調和装置は、室外ユニット１０を備えている。室外ユニット１０は、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃを備えている。なお、以下の説明において、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃを区別する必要がない場合には、圧縮機１１として説明する。
これら各圧縮機１１は、それぞれ駆動周波数を可変してインバータ駆動される能力可変型の圧縮機１１とされている。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットを示す概略構成図である。
図１に示すように、空気調和装置は、室外ユニット１０を備えている。室外ユニット１０は、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃを備えている。なお、以下の説明において、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃを区別する必要がない場合には、圧縮機１１として説明する。
これら各圧縮機１１は、それぞれ駆動周波数を可変してインバータ駆動される能力可変型の圧縮機１１とされている。
【0013】
なお、本実施の形態においては、３台の圧縮機１１を備えた場合の例について説明するが、これに限定されるものではなく、２台の圧縮機１１あるいは４台以上の圧縮機１１を備えるようにしてもよい。
第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの吐出側には、それぞれ逆止弁１２が配置されており、第１圧縮機１１ａの吐出側の第１冷媒配管２１および第２圧縮機１１ｂの吐出側の第２冷媒配管２２は、三方継手１３を介して１つの冷媒配管２０に合流されている。
また、この冷媒配管２０は、三方継手１３を介して第３圧縮機１１ｃの吐出側の第３冷媒配管２３と合流されている。
第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの吐出側には、それぞれ逆止弁１２が配置されており、第１圧縮機１１ａの吐出側の第１冷媒配管２１および第２圧縮機１１ｂの吐出側の第２冷媒配管２２は、三方継手１３を介して１つの冷媒配管２０に合流されている。
また、この冷媒配管２０は、三方継手１３を介して第３圧縮機１１ｃの吐出側の第３冷媒配管２３と合流されている。
【0014】
合流した冷媒配管２０には、オイルセパレータ１４が接続されており、オイルセパレータ１４には、四方弁１５を介して室外熱交換器１６が接続されている。
室外熱交換器１６の近傍には、室外熱交換器１６を流れる冷媒と外気とを熱交換させるための室外ファン１７が設けられている。
室外熱交換器１６には、膨張弁１８を介してレシーバタンク１９が接続されている。
室外熱交換器１６の近傍には、室外熱交換器１６を流れる冷媒と外気とを熱交換させるための室外ファン１７が設けられている。
室外熱交換器１６には、膨張弁１８を介してレシーバタンク１９が接続されている。
【0015】
レシーバタンク１９には、水冷媒熱交換器４０が接続されており、水冷媒熱交換器４０の冷媒配管２０は、四方弁１５に接続されている。
四方弁１５に接続された冷媒配管２０は、三方継手１３を介して分岐され、一方の第１分岐配管２５は、第１圧縮機１１ａの吸込側に接続されている。
他方の第２分岐配管２６は、三方継手１３を介してさらに分岐され、一方の第３分岐配管２７は、第２圧縮機１１ｂの吸込側に接続されている。他方の第４分岐配管２８は、第３圧縮機１１ｃの吸込側に接続されている。
四方弁１５に接続された冷媒配管２０は、三方継手１３を介して分岐され、一方の第１分岐配管２５は、第１圧縮機１１ａの吸込側に接続されている。
他方の第２分岐配管２６は、三方継手１３を介してさらに分岐され、一方の第３分岐配管２７は、第２圧縮機１１ｂの吸込側に接続されている。他方の第４分岐配管２８は、第３圧縮機１１ｃの吸込側に接続されている。
【0016】
また、オイルセパレータ１４の底部には、オイル配管３０が接続されており、オイル配管３０は、三方継手１３により分岐された第１分岐配管２５の中途部に接続されている。
また、第１圧縮機１１ａの制御ポート３１には、第１オイル戻し配管３２の一端部が接続されており、第１オイル戻し配管３２の他端部は、第２分岐配管２６の中途部に接続されている。
さらに、第２圧縮機１１ｂの制御ポート３３には、第２オイル戻し配管３４の一端部が接続されており、第２オイル戻し配管３４の他端部は、第３分岐配管２７の中途部に接続されている。
また、第１圧縮機１１ａの制御ポート３１には、第１オイル戻し配管３２の一端部が接続されており、第１オイル戻し配管３２の他端部は、第２分岐配管２６の中途部に接続されている。
さらに、第２圧縮機１１ｂの制御ポート３３には、第２オイル戻し配管３４の一端部が接続されており、第２オイル戻し配管３４の他端部は、第３分岐配管２７の中途部に接続されている。
【0017】
水冷媒熱交換器４０には、水配管４１が接続されており、水冷媒熱交換器４０により、冷媒配管２０により送られる冷媒と水配管４１により送られる水とを熱交換するように構成されている。
水配管４１の中途部には、ポンプ４２が設けられており、このポンプ４２の駆動により、水配管４１に水を循環させるように構成されている。
水配管４１は、図示しないが、所定の室内ユニットに接続され、室内ユニットにより、室内の空調を行うように構成されている。
水配管４１の中途部には、ポンプ４２が設けられており、このポンプ４２の駆動により、水配管４１に水を循環させるように構成されている。
水配管４１は、図示しないが、所定の室内ユニットに接続され、室内ユニットにより、室内の空調を行うように構成されている。
【0018】
図２は、圧縮機１１のオイル配管３０の接続構成を示す概略構成図である。
図２に示すように、四方弁１５に接続される冷媒配管２０は、三方継手１３の下方に接続されており、第１圧縮機１１ａと第２圧縮機１１ｂに接続される第１分岐配管２５と第２分岐配管２６とは、三方継手１３に対して上方に接続されている。
オイル配管３０は、第１分岐配管２５の中途部、すなわち、三方継手１３より上方に接続さている。これにより、オイルセパレータ１４からのオイルは、オイル配管３０を介して第１分岐配管２５に戻される。
図２に示すように、四方弁１５に接続される冷媒配管２０は、三方継手１３の下方に接続されており、第１圧縮機１１ａと第２圧縮機１１ｂに接続される第１分岐配管２５と第２分岐配管２６とは、三方継手１３に対して上方に接続されている。
オイル配管３０は、第１分岐配管２５の中途部、すなわち、三方継手１３より上方に接続さている。これにより、オイルセパレータ１４からのオイルは、オイル配管３０を介して第１分岐配管２５に戻される。
【0019】
本実施の形態においては、何らかの理由により、第１圧縮機１１ａが停止した場合、第１圧縮機１１ａの内部のオイルは、重力により、第１分岐配管２５を介して三方継手１３の下方に落下する。この落下したオイルは、第２圧縮機１１ｂの駆動により、第２圧縮機１１ｂの吸込冷媒とともに、第２圧縮機１１ｂに戻されることになる。
【0020】
また、各圧縮機１１の冷媒の吸込側および吐出側には、低圧側冷媒温度センサ５０および高圧側冷媒温度センサ５１がそれぞれ設けられている。
なお、本実施の形態においては、冷媒の吸込温度および吐出温度をを検出するようにしているが、例えば、冷媒の吸込圧力および吐出圧力を検出するようにしてもよい。
なお、本実施の形態においては、冷媒の吸込温度および吐出温度をを検出するようにしているが、例えば、冷媒の吸込圧力および吐出圧力を検出するようにしてもよい。
【0021】
次に、本実施の形態の制御構成について説明する。
図３は本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図３に示すように、空気調和装置は、制御部６０を備えている。制御部６０は、例えば、ＣＰＵからなり、記憶部６１を備えている。
制御部６０は、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの駆動制御を行う。制御部６０は、低圧側冷媒温度センサ５０および高圧側冷媒温度センサ５１の検出値に基づいて、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの駆動周波数を制御するように構成されている。
本実施の形態においては、第１圧縮機１１ａは、起動優先順位が最も高い圧縮機１１とされている。すなわち、第１圧縮機１１ａは、他の第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃより、駆動周波数が常に最も高く駆動される圧縮機１１として設定されている。
図３は本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図３に示すように、空気調和装置は、制御部６０を備えている。制御部６０は、例えば、ＣＰＵからなり、記憶部６１を備えている。
制御部６０は、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの駆動制御を行う。制御部６０は、低圧側冷媒温度センサ５０および高圧側冷媒温度センサ５１の検出値に基づいて、第１圧縮機１１ａ、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの駆動周波数を制御するように構成されている。
本実施の形態においては、第１圧縮機１１ａは、起動優先順位が最も高い圧縮機１１とされている。すなわち、第１圧縮機１１ａは、他の第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃより、駆動周波数が常に最も高く駆動される圧縮機１１として設定されている。
【0022】
次に、圧縮機１１の駆動周波数の制御について説明する。
図４は、高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づく圧縮機１１の特性線の例を示すグラフである。
高圧側の冷媒温度と、低圧側の冷媒温度に基づいて、例えば、図４に示すように、圧縮機１１の特性線をあらかじめ作成し、これをデータテーブルとして記憶部６１に格納しておく。なお、図４中縦軸はＣＯＰ、横軸は圧縮機１１の駆動周波数を示している。特性線は、高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度との差に基づいて決定されるものである。
図４においては、高圧側冷媒温度Ｔｃ／低圧側冷媒温度Ｔｃが、上から、４０／１４、４０／８、４５／１１、５０／５の場合の特性線を示している。
図４は、高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づく圧縮機１１の特性線の例を示すグラフである。
高圧側の冷媒温度と、低圧側の冷媒温度に基づいて、例えば、図４に示すように、圧縮機１１の特性線をあらかじめ作成し、これをデータテーブルとして記憶部６１に格納しておく。なお、図４中縦軸はＣＯＰ、横軸は圧縮機１１の駆動周波数を示している。特性線は、高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度との差に基づいて決定されるものである。
図４においては、高圧側冷媒温度Ｔｃ／低圧側冷媒温度Ｔｃが、上から、４０／１４、４０／８、４５／１１、５０／５の場合の特性線を示している。
【0023】
圧縮機１１の運転が開始された場合に、制御部６０は、低圧側冷媒温度センサ５０および高圧側冷媒温度センサ５１により、すべての圧縮機１１の吐出側の冷媒温度と吸込側の冷媒温度を取得し、これに基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。特性線の選定処理は、駆動される圧縮機１１のすべてに対して行われる。
【0024】
そして、制御部６０は、冷暖房運転に必要な能力を圧縮機１１ｎ台で実現するための圧縮機１１の駆動周波数を設定し、圧縮機１１を設定された駆動周波数で運転した場合のＣＯＰを計算する。
続いて、制御部６０は、圧縮機１１の数を１台減らして同様の処理を繰り返して行う。
そして、制御部６０は、ＣＯＰが最大となる圧縮機１１台数および駆動周波数を決定し、圧縮機１１の駆動制御を行う。
続いて、制御部６０は、圧縮機１１の数を１台減らして同様の処理を繰り返して行う。
そして、制御部６０は、ＣＯＰが最大となる圧縮機１１台数および駆動周波数を決定し、圧縮機１１の駆動制御を行う。
【0025】
この圧縮機１１の駆動周波数の制御をより具体的に説明する。
図５は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図である。図６は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフである。
図５および図６に示すように、例えば、冷暖房負荷に基づいて圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合の例である。なお、本実施の形態においては、最大運転周波数が１２０Ｈｚ程度の圧縮機１１を用いた場合の例で説明する。
制御部６０は、圧縮機１１の高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。
そして、必要な駆動周波数である９０Ｈｚを、３台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が３５Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が３０Ｈｚ、第３圧縮機１１ｃの駆動周波数が２５Ｈｚに設定される。
図５は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図である。図６は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフである。
図５および図６に示すように、例えば、冷暖房負荷に基づいて圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が９０Ｈｚとした場合の例である。なお、本実施の形態においては、最大運転周波数が１２０Ｈｚ程度の圧縮機１１を用いた場合の例で説明する。
制御部６０は、圧縮機１１の高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。
そして、必要な駆動周波数である９０Ｈｚを、３台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が３５Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が３０Ｈｚ、第３圧縮機１１ｃの駆動周波数が２５Ｈｚに設定される。
【0026】
本実施の形態においては、第１圧縮機１１ａの駆動周波数を常に最も高い値に設定する条件であるため、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が最も高く、第２圧縮機１１ｂおよび第３圧縮機１１ｃの駆動周波数は、例えば、５Ｈｚずつずらして設定している。なお、各圧縮機１１の駆動周波数の差は、５Ｈｚに限定されるものではなく、任意に設定することができるものである。
これは、すべての圧縮機１１の駆動周波数を同一にすると、共振が発生するおそれがあるためである。また、オイルバランスを示している。考慮し、駆動周波数に差を設けるようにしている。
これは、すべての圧縮機１１の駆動周波数を同一にすると、共振が発生するおそれがあるためである。また、オイルバランスを示している。考慮し、駆動周波数に差を設けるようにしている。
【0027】
続いて、制御部６０は、設定した駆動周波数に基づいて、３台の圧縮機１１によるＣＯＰをそれぞれ計算する。
同様に、制御部６０は、圧縮機１１の台数を減らして、必要な駆動周波数である９０Ｈｚを、２台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が４８Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が４２Ｈｚに設定される。
そして、制御部６０は、２台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
同様に、制御部６０は、圧縮機１１の台数を減らして、必要な駆動周波数である９０Ｈｚを、２台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が４８Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が４２Ｈｚに設定される。
そして、制御部６０は、２台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
【0028】
同様に、制御部６０は、圧縮機１１の台数を減らして、必要な駆動周波数である９０Ｈｚを、１台の圧縮機１１に割り当てると、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が９０Ｈｚに設定される。
そして、制御部６０は、１台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
これら、圧縮機１１が３台の場合、２台の場合、１台の場合で計算したＣＯＰの結果を図６に示す。
これによれば、２台の圧縮機１１で駆動する際のＣＯＰが最大となることがわかる。
そのため、制御部６０は、２台の圧縮機１１による駆動制御を選択する。
そして、制御部６０は、１台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
これら、圧縮機１１が３台の場合、２台の場合、１台の場合で計算したＣＯＰの結果を図６に示す。
これによれば、２台の圧縮機１１で駆動する際のＣＯＰが最大となることがわかる。
そのため、制御部６０は、２台の圧縮機１１による駆動制御を選択する。
【0029】
図７は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１２０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図である。図８は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１２０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフである。
図７および図８に示すように、冷暖房負荷に基づいて圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１２０Ｈｚとした場合は、制御部６０は、圧縮機１１の高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。
そして、必要な駆動周波数である１２０Ｈｚを、３台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が４５Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が４０Ｈｚ、第３圧縮機１１ｃの駆動周波数が３５Ｈｚに設定される。
続いて、制御部６０は、設定した駆動周波数に基づいて、３台の圧縮機１１によるＣＯＰをそれぞれ計算する。
図７および図８に示すように、冷暖房負荷に基づいて圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１２０Ｈｚとした場合は、制御部６０は、圧縮機１１の高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。
そして、必要な駆動周波数である１２０Ｈｚを、３台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が４５Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が４０Ｈｚ、第３圧縮機１１ｃの駆動周波数が３５Ｈｚに設定される。
続いて、制御部６０は、設定した駆動周波数に基づいて、３台の圧縮機１１によるＣＯＰをそれぞれ計算する。
【0030】
同様に、制御部６０は、圧縮機１１の台数を減らして、必要な駆動周波数である１２０Ｈｚを、２台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が６３Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が５７Ｈｚに設定される。
そして、制御部６０は、２台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
そして、制御部６０は、２台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
【0031】
同様に、制御部６０は、圧縮機１１の台数を減らして、必要な駆動周波数である１２０Ｈｚを、１台の圧縮機１１に割り当てると、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が１２０Ｈｚに設定される。
そして、制御部６０は、１台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
これら、圧縮機１１が３台の場合、２台の場合、１台の場合で計算したＣＯＰの結果を図８に示す。
これによれば、３台の圧縮機１１で駆動する際のＣＯＰが最大となることがわかる。
そのため、制御部６０は、３台の圧縮機１１による駆動制御を選択する。
そして、制御部６０は、１台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
これら、圧縮機１１が３台の場合、２台の場合、１台の場合で計算したＣＯＰの結果を図８に示す。
これによれば、３台の圧縮機１１で駆動する際のＣＯＰが最大となることがわかる。
そのため、制御部６０は、３台の圧縮機１１による駆動制御を選択する。
【0032】
図９は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１５０Ｈｚとした場合の駆動周波数の割り当て例を示す図である。図１０は、圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１５０Ｈｚとした場合のＣＯＰの算出結果を示すグラフである。
図９および図１０に示すように、例えば、冷暖房負荷に基づいて圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１５０Ｈｚとした場合は、制御部６０は、圧縮機１１の高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。
図９および図１０に示すように、例えば、冷暖房負荷に基づいて圧縮機１１の運転に必要な運転周波数が１５０Ｈｚとした場合は、制御部６０は、圧縮機１１の高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する。
【0033】
そして、必要な駆動周波数である１５０Ｈｚを、３台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が５５Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が５０Ｈｚ、第３圧縮機１１ｃの駆動周波数が４５Ｈｚに設定される。
続いて、制御部６０は、設定した駆動周波数に基づいて、３台の圧縮機１１によるＣＯＰをそれぞれ計算する。
続いて、制御部６０は、設定した駆動周波数に基づいて、３台の圧縮機１１によるＣＯＰをそれぞれ計算する。
【0034】
同様に、制御部６０は、圧縮機１１の台数を減らして、必要な駆動周波数である１５０Ｈｚを、２台の圧縮機１１に割り当てると、例えば、第１圧縮機１１ａの駆動周波数が７８Ｈｚ、第２圧縮機１１ｂの駆動周波数が７２Ｈｚに設定される。
そして、制御部６０は、２台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
そして、制御部６０は、２台の圧縮機１１によるＣＯＰを計算する。
【0035】
なお、本実施の形態の圧縮機１１は、最大運転周波数が１２０Ｈｚ程度の圧縮機１１であるため、必要な駆動周波数である１５０Ｈｚを、１台の圧縮機１１に割り当てることはできない。
図１０に示すように、この場合には、３台の圧縮機１１で駆動する際のＣＯＰが最大となることがわかる。
そのため、制御部６０は、３台の圧縮機１１による駆動制御を選択する。
図１０に示すように、この場合には、３台の圧縮機１１で駆動する際のＣＯＰが最大となることがわかる。
そのため、制御部６０は、３台の圧縮機１１による駆動制御を選択する。
【0036】
次に、本実施の形態の動作について、フローチャートを参照して説明する。
図１１は、本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
まず、制御部６０は、搭載している圧縮機１１の台数を認識し（ＳＴ１）、低圧側冷媒温度センサ５０および高圧側冷媒温度センサ５１により、圧縮機１１の低圧側冷媒温度と、高圧側冷媒温度とを取得する（ＳＴ２）。
続いて、制御部６０は、高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する（ＳＴ３）。
そして、制御部６０は、必要な能力を圧縮機１１ｎ台で実現するための圧縮機１１の駆動周波数を計算し（ＳＴ４）、制御部６０は、計算された圧縮機１１の駆動周波数に基づいて、ＣＯＰを計算する（ＳＴ５）。
図１１は、本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
まず、制御部６０は、搭載している圧縮機１１の台数を認識し（ＳＴ１）、低圧側冷媒温度センサ５０および高圧側冷媒温度センサ５１により、圧縮機１１の低圧側冷媒温度と、高圧側冷媒温度とを取得する（ＳＴ２）。
続いて、制御部６０は、高圧側の冷媒温度と低圧側の冷媒温度に基づいて、データテーブルに格納された圧縮機１１の特性線を選定する（ＳＴ３）。
そして、制御部６０は、必要な能力を圧縮機１１ｎ台で実現するための圧縮機１１の駆動周波数を計算し（ＳＴ４）、制御部６０は、計算された圧縮機１１の駆動周波数に基づいて、ＣＯＰを計算する（ＳＴ５）。
【0037】
ＣＯＰの計算が終了したら、制御部６０は、圧縮機１１の台数を１台減らしてｎ＝ｎ－１とし（ＳＴ６）、圧縮機１１の台数ｎが、所定台数になるか否かを判断する（ＳＴ７）。
そして、圧縮機１１の台数ｎが所定台数より大きい場合は（ＳＴ７：ＹＥＳ）、必要な能力を圧縮機１１ｎ－１台で行う場合の計算を同様に行う。
そして、圧縮機１１の台数ｎが所定台数より小さくなったら（ＳＴ７：ＮＯ）、制御部６０は、計算したＣＯＰが最大となる圧縮機１１の台数を選択する（ＳＴ８）。
制御部６０は、選択された圧縮機１１の台数により、運転を行うように制御する。
そして、圧縮機１１の台数ｎが所定台数より大きい場合は（ＳＴ７：ＹＥＳ）、必要な能力を圧縮機１１ｎ－１台で行う場合の計算を同様に行う。
そして、圧縮機１１の台数ｎが所定台数より小さくなったら（ＳＴ７：ＮＯ）、制御部６０は、計算したＣＯＰが最大となる圧縮機１１の台数を選択する（ＳＴ８）。
制御部６０は、選択された圧縮機１１の台数により、運転を行うように制御する。
【0038】
圧縮機１１が所定の駆動周波数で駆動されると、冷房運転を行う場合は、圧縮機１１により圧縮された冷媒が、オイルセパレータ１４、四方弁１５を介して室外熱交換器１６に送られ、室外熱交換器１６で外気と熱交換した後、水冷媒熱交換器４０に送られる。
そして、水冷媒熱交換器４０に送られた冷媒は、水配管４１を流れる水と熱交換した後、再び圧縮機１１に戻される。
水冷媒熱交換器４０により冷媒と熱交換されて冷却された水は、ポンプ４２の駆動により、所定の室内ユニットに送られ、室内の冷房が行われる。
そして、水冷媒熱交換器４０に送られた冷媒は、水配管４１を流れる水と熱交換した後、再び圧縮機１１に戻される。
水冷媒熱交換器４０により冷媒と熱交換されて冷却された水は、ポンプ４２の駆動により、所定の室内ユニットに送られ、室内の冷房が行われる。
【0039】
一方、暖房運転を行う場合は、圧縮機１１により圧縮された冷媒は、オイルセパレータ１４、四方弁１５を介して水冷媒熱交換器４０に送られ、水配管４１を流れる水と熱交換した後、室外熱交換器１６を介して圧縮機１１に戻される。
水冷媒熱交換器４０により冷媒と熱交換されて加熱された水は、ポンプ４２の駆動により、所定の室内ユニットに送られ、室内の暖房が行われる。
水冷媒熱交換器４０により冷媒と熱交換されて加熱された水は、ポンプ４２の駆動により、所定の室内ユニットに送られ、室内の暖房が行われる。
【0040】
このとき、冷暖房運転を行う際に、オイルセパレータ１４から分離したオイルは、オイル配管３０を介して第１冷媒配管２１に流入する。第１冷媒配管２１に流入したオイルは、第１圧縮機１１ａに送られる。
すなわち、本実施の形態においては、第１圧縮機１１ａの起動優先順位を最も高く設定しているので、第１圧縮機１１ａの運転負荷が高く、オイル流出量が多くなっている。そのため、第１圧縮機１１ａに優先的にオイルを戻すことにより、第１圧縮機１１ａにおけるオイル不足を解消することが可能となる。
そして、第１圧縮機１１ａの余剰オイルは、オーバーフローして第１冷媒戻し配管を介して第２圧縮機１１ｂに送られる。
同様に、第２圧縮機１１ｂの余剰オイルは、第２冷媒戻し配管を介して第３圧縮機１１ｃに送られる。
すなわち、本実施の形態においては、第１圧縮機１１ａの起動優先順位を最も高く設定しているので、第１圧縮機１１ａの運転負荷が高く、オイル流出量が多くなっている。そのため、第１圧縮機１１ａに優先的にオイルを戻すことにより、第１圧縮機１１ａにおけるオイル不足を解消することが可能となる。
そして、第１圧縮機１１ａの余剰オイルは、オーバーフローして第１冷媒戻し配管を介して第２圧縮機１１ｂに送られる。
同様に、第２圧縮機１１ｂの余剰オイルは、第２冷媒戻し配管を介して第３圧縮機１１ｃに送られる。
【0041】
また、第１圧縮機１１ａが何らかの理由で停止した場合、オイル戻し配管から送られるオイルは、第１分岐配管２５を介して三方継手１３に落下する。
そのため、第２圧縮機１１ｂが駆動されている場合、第２圧縮機１１ｂが第２分岐配管２６から冷媒を吸い込む際に、三方継手１３に溜まったオイルも一緒に吸い込むことになり、第２圧縮機１１ｂにおけるオイル供給を行うことができる。
そのため、第２圧縮機１１ｂが駆動されている場合、第２圧縮機１１ｂが第２分岐配管２６から冷媒を吸い込む際に、三方継手１３に溜まったオイルも一緒に吸い込むことになり、第２圧縮機１１ｂにおけるオイル供給を行うことができる。
【0042】
以上述べたように、本実施の形態においては、複数の圧縮機１１の駆動制御を行う制御部６０を備え、制御部６０は、冷暖房負荷に応じて、ｎ台の圧縮機１１による駆動周波数を計算し、この計算された駆動周期数によるＣＯＰを計算し、ＣＯＰが最大となる圧縮機１１の台数を決定し、この決定された圧縮機１１の台数による駆動制御を行う。
これにより、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機１１の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を行うことができる。
これにより、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機１１の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を行うことができる。
【0043】
また、本実施の形態においては、制御部６０は、圧縮機１１の高圧側冷媒温度および低圧側冷媒温度を取得し、高圧側冷媒温度と低圧側冷媒温度に基づいて、圧縮機１１の特性線を選定し、この特性線に基づいて、圧縮機１１の駆動周波数によるＣＯＰを計算する。
これにより、特性線により、圧縮機１１の特性に応じてＣＯＰを計算することができる。
これにより、特性線により、圧縮機１１の特性に応じてＣＯＰを計算することができる。
【0044】
また、本実施の形態においては、室外ユニット１０は、圧縮機１１に冷媒を戻す冷媒配管２０を、複数の圧縮機１１に分岐する分岐配管を備えるとともに、オイルセパレータ１４を備え、オイルセパレータ１４のオイルを戻すオイル配管３０は、起動優先順位が最も高い圧縮機１１の分岐配管に接続されている。
これにより、起動優先順位が高い圧縮機１１に対して効率よくオイルを供給することができる。
これにより、起動優先順位が高い圧縮機１１に対して効率よくオイルを供給することができる。
【0045】
なお、本発明は、前記実施形態に記載のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更および応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0046】
以上のように、本発明に係る空気調和装置は、チラーによる冷暖房負荷に応じて、ＣＯＰが最大となる圧縮機の台数で制御することができ、ＣＯＰを高めた空調を効率よく行うことができる空気調和装置として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【0047】
１０ 室外ユニット
１１ 圧縮機
１１ａ 第１圧縮機
１１ｂ 第２圧縮機
１１ｃ 第３圧縮機
１３ 三方継手
１４ オイルセパレータ
１６ 室外熱交換器
２０ 冷媒配管
２１ 第１冷媒配管
２２ 第２冷媒配管
２３ 第３冷媒配管
２５ 第１分岐配管
２６ 第２分岐配管
２７ 第３分岐配管
２８ 第４分岐配管
３０ オイル配管
３２ 第１オイル戻し配管
３４ 第２オイル戻し配管
４０ 水冷媒熱交換器
４１ 水配管
４２ ポンプ
５０ 低圧側冷媒温度センサ
５１ 高圧側冷媒温度センサ
６０ 制御部
６１ 記憶部
１１ 圧縮機
１１ａ 第１圧縮機
１１ｂ 第２圧縮機
１１ｃ 第３圧縮機
１３ 三方継手
１４ オイルセパレータ
１６ 室外熱交換器
２０ 冷媒配管
２１ 第１冷媒配管
２２ 第２冷媒配管
２３ 第３冷媒配管
２５ 第１分岐配管
２６ 第２分岐配管
２７ 第３分岐配管
２８ 第４分岐配管
３０ オイル配管
３２ 第１オイル戻し配管
３４ 第２オイル戻し配管
４０ 水冷媒熱交換器
４１ 水配管
４２ ポンプ
５０ 低圧側冷媒温度センサ
５１ 高圧側冷媒温度センサ
６０ 制御部
６１ 記憶部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】