空調システム
【課題】除霜運転時の室温低下を極力抑制可能な空調システムを提供する。
【解決手段】室外機１０と室内機９とを有し、室外機１０と室内機９との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統１と、複数の冷媒系統１の複数の室内機９が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータ３１とを備えた。
【解決手段】室外機１０と室内機９とを有し、室外機１０と室内機９との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統１と、複数の冷媒系統１の複数の室内機９が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータ３１とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調システムにおいては、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張手段、室内熱交換器からなる冷凍サイクルで構成され、その冷凍サイクル内に冷媒が充填されている。暖房時は、圧縮機で圧縮された冷媒が、高温高圧のガス冷媒となり、室内熱交換器に送り込まれる。室内熱交換器に流れ込んだ冷媒は、空気に熱を放出することで液化する。一方空気は冷媒から熱をもらい、室内が暖められる。
【０００３】
液化した冷媒は、膨張手段で減圧されて気液二相状態となり、室外熱交換器にて周囲空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機へ戻る。
【０００４】
このとき、室外熱交換器周囲の空気温度が低く蒸発温度が０℃より低くなる場合は、室外熱交換器フィン表面に霜が発生する。霜が発生すると、風量低下及び熱抵抗の増大により暖房能力が低下するため、定期的に霜を取り除く除霜運転が必要となってくる。除霜運転には、冷媒の流れる向きを逆にして除霜を行うリバース除霜がある。
【０００５】
リバース除霜は、冷媒の流れを逆にすることで、室内熱交換器を蒸発器、室外熱交換器を凝縮器として室外熱交換器の霜を溶かすものである。このとき、室内に冷気が吹き出されないように室内機用送風機を停止するため、暖房能力は０となり、除霜運転中は室温が低下することになる。
【０００６】
そこで、冷媒循環系統（以下、冷媒系統）を複数個備え、暖房時に室外機の熱交換器を除霜する際、除霜運転を許可する室外機台数を制限するようにした技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術では、除霜運転が許可された室外機以外の室外機で暖房運転を継続することで、暖房能力低下を抑え、また、室内におけるコールドドラフトを少なくしている。
【０００７】
また、冷媒系統を複数個備え、各冷媒系統の着霜状態に応じて自動的に除霜運転を実施する冷凍システムにおいて、その全ての冷媒循環系統で同時に除霜運転を行うと、冷凍能力が大きく低下することから、除霜運転を１つの冷媒循環系統ずつ順番に行い、冷凍能力の大幅低下を抑制する技術もある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３３２８１７号公報（第３頁）
【特許文献２】特開昭６１−１１６２３４号公報（第６頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１や特許文献２のように除霜運転を冷媒系統毎に行った場合においても、除霜運転に入った冷媒系統の空調エリアは温調されないため、室温低下は免れなかった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、除霜運転時の室温低下を極力抑制可能な空調システム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】
【００１１】
本発明に係る空調システムは、室外機と室内機とを有し、室外機と室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統と、複数の冷媒系統の複数の室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、除霜運転時の室温低下を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る空調システムが適用された部屋の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】図１の各冷媒系統における冷媒回路図である。
【図３】図２の冷媒系統における時間と暖房能力との関係を示す図である。
【図４】図３の暖房能力の場合の室温変化を示した図である。
【図５】除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける動作説明図（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける動作説明図（その２）である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける追加制御１のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける追加制御２のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る空調システムの他の構成例の説明図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る空調システムの構成が適用された部屋の室内平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の室内側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１、２の空調システムの他の構成例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る空調システムが適用された部屋の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。図１（ｂ）の矢印は送風方向を示している。
空調システムは、複数（ここでは２個）の冷媒系統１（１−１、１−２）と、室内の空気を撹拌する１又は複数（ここでは２台）のサーキュレータ３１とを備えている。各冷媒系統１のそれぞれは、室外機１０と１又は複数（ここでは３台）の室内機９とを有し、室外機１０と室内機９との間で後述の冷媒回路を形成している。各冷媒系統１の各室内機９は部屋の天井に設置され、サーキュレータ３１と共に室内の空調を行う。
【００１５】
サーキュレータ３１は、図１（ｂ）に示すように室内側面方向から見て冷媒系統１−１の室内機９と冷媒系統１−２の室内機９の間の天井部分に設置され、天井付近の空気を吸い込んでほぼ水平に吹き出すことで部屋の空気を送風する。サーキュレータ３１は、送風方向を１８０度切り替え可能に構成され、冷媒系統１−１の空調エリア（冷媒系統１−１の室内機９の設置エリア）と冷媒系統１−２の空調エリア（冷媒系統１−２の室内機９の設置エリア）の二方向に送風可能となっている。冷媒系統１の室外機１０、室内機９及びサーキュレータ３１は伝送線４２により集中コントローラ４１に接続され、集中コントローラ４１により制御される。
【００１６】
集中コントローラ４１は、各冷媒系統１のそれぞれの除霜運転の要否を判断する機能と、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転を実施することがないように、除霜要と判断した冷媒系統１の除霜運転の開始タイミングを所定のアルゴリズムに基づいて制御する機能を備えており、全ての冷媒系統１のそれぞれについて、暖房運転と除霜運転の相互切り替え制御を行う。
【００１７】
除霜運転の開始タイミングを決定するための所定のアルゴリズムは、特に限定するものではなく、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転を実施することがないようなアルゴリズムであればよい。例えば、除霜要と判断した冷媒系統１の中から１系統ずつ順番に除霜運転を行う等であり、本例のように冷媒系統１が２系統の場合は、一方の除霜運転を終了してから他方の除霜運転を実施するように各冷媒系統それぞれの除霜運転開始タイミングを決定すればよい。なお、除霜運転を同時に実施可能な許可系統数は１系統に限られず、任意に設定可能であり、例えば冷媒系統１が全４系統の場合、許可系統を２系統として、２系統で同時に除霜運転を行うようにしてもよい。また、除霜運転開始の順番等についても特に限定するものではない。
【００１８】
また、除霜運転の要否判断方法についても特に限定するものではなく、例えば、各室外熱交換器４のそれぞれに設けた着霜検知装置からの検知結果に基づいて判断してもよいし、暖房運転開始からの所定時間の経過を除霜要と判断するようにしてもよい。
【００１９】
図２は、図１の各冷媒系統における冷媒回路図である。
冷媒系統１は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張弁５及び室内熱交換器６が順次配管で接続されて構成された冷媒回路を備えている。冷媒系統１は更に、室外熱交換器用送風機７及び室内熱交換器用送風機８を備えている。そして、室外機１０に、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４及び室外熱交換器用送風機７が設置され、室内機９に、膨張弁５、室内熱交換器６及び室内熱交換器用送風機８が設置されている。
【００２０】
このように構成された冷媒系統１では、四方弁３の切り換えにより暖房運転及び除霜運転、更には冷房運転が可能となっている。
【００２１】
次に、実施の形態１に係る空調システムの冷媒系統１の動作について説明する。ここでは、室外熱交換器４に着霜が生じる暖房運転について説明する。暖房運転時は、四方弁３が図２の実線で示される状態に切り替えられる。
【００２２】
（暖房運転）
冷媒系統１において、暖房時は、圧縮機２で圧縮された冷媒は高温高圧のガス冷媒となり、四方弁３を通り室内熱交換器６に送り込まれる。室内熱交換器６に流入した冷媒は、室内熱交換器用送風機８で搬送される室内空気と熱交換し、放熱することにより液化する。液化した冷媒は膨張弁５で減圧されて気液二相状態となり、室外熱交換器４に流入する。室外熱交換器４に流入した冷媒は、室外熱交換器用送風機７で搬送される室外空気と熱交換し、吸熱することによりガス化し、圧縮機２へ戻される。以上のようにして冷媒が冷媒回路を循環することにより暖房運転を行う。
【００２３】
図３は、図２の冷媒系統における時間と暖房能力との関係を示す図である。図４は、図３の暖房能力の場合の室温変化を示した図である。
図２に示した冷媒系統１において、室外熱交換器４での冷媒の蒸発温度が０℃以下の場合、空気中に存在している水分が室外熱交換器４に付着し、霜となって堆積する。その堆積量は時間とともに増加する。その結果、室外熱交換器４の一部であるフィンに付着した霜による熱抵抗及び通風抵抗増加により、図３に示すように時間とともに暖房能力が低下する。そのため、室外熱交換器４に付着した霜を溶かすための除霜運転を繰り返し行う。また、除霜運転の直前は暖房能力が低下して室内機９からの吹出温度が低下するため、図４に示すように室温も低下する。
【００２４】
（除霜運転）
図５は、除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。
除霜運転では、図５に示すように四方弁３を実線で示される状態に切り替え、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を四方弁３を介して室外熱交換器４に流し、室外熱交換器４を凝縮器として作用させることで室外熱交換器４の除霜を行っている。
【００２５】
除霜運転中は、室内熱交換器６に低温低圧の冷媒が流れ、室内熱交換器６が蒸発器として作用するため、室内熱交換器用送風機８からの空気が室内熱交換器６を通過すると、室内側に冷たい空気が吹き出してしまう。このため、除霜運転中は室内熱交換器用送風機８を停止する。よって、除霜運転中の暖房能力は図３に示すように０となる。
【００２６】
つまり、除霜運転中は暖房能力が不足することになる。このため、室温は図４に示すように次第に低下し、除霜運転終了時には設定温度から数℃低下した状態となり、居住者は寒いと感じてしまう。室温の低下幅は、外気負荷や建物、除霜運転時間等によって異なるが、例えば２℃等である。
【００２７】
集中コントローラ４１は、除霜運転後に暖房運転に復帰させる制御を行うが、暖房運転に復帰する際には、室温を早く設定温度に戻そうとして圧縮機２の周波数を高くする。このため、室外熱交換器４の蒸発温度が低下し、着霜速度が増加する。その結果、再び霜が付着してフィン間が霜で閉塞されるまでの時間が短くなり、頻繁に除霜運転が必要となり、効率が低下してしまう。よって、除霜運転中の室温低下を抑制することで、暖房復帰時の蒸発温度の低下を抑制でき、着霜速度を低減して快適性及び省エネ性を向上することが可能となる。
【００２８】
そこで、本実施の形態１では、図１に示したように一つの部屋の温調を行うための冷媒系統を複数設けると共に更にサーキュレータ３１を設け、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの暖気をサーキュレータ３１で除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かって送風することにより、除霜運転中の室温低下の抑制を図るようにしている。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
集中コントローラ４１は、上述したように暖房運転中の各冷媒系統１のそれぞれについて除霜運転の要否をチェックしており、ここでは、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中で冷媒系統１−１のみが除霜要の状態となり、冷媒系統１−１の除霜運転を許可した場合を想定する。本実施の形態１における空調システムは、除霜運転を許可した後の動作に特徴があり、以下、その特徴的な動作について図６を参照して説明する。
【００３０】
集中コントローラ４１は、図７に示すように冷媒系統１−１の除霜運転を開始する（Ｓ１）。すなわち、冷媒系統１−１の運転を暖房運転から除霜運転に切り替える。このとき、冷媒系統１−２では暖房運転を継続する。そして、冷媒系統１−１の除霜運転への切り替えと同時に、サーキュレータ３１の風向きを、図７の矢印で示すように除霜運転を許可した冷媒系統１−１の空調エリア側に決定し、その決定した風向きとなるようにサーキュレータ３１を駆動する（Ｓ２）。
【００３１】
除霜運転を開始した冷媒系統１−１では室内熱交換器用送風機８が停止され、自己の空調エリア内の温度が低下する。このため、サーキュレータ３１を駆動して、暖房運転中の冷媒系統１−２の空調エリアの空気を冷媒系統１−１の空調エリアに向かって空気を送風することで、温度低下を抑制することができる。
【００３２】
ここでは、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中に冷媒系統１−１のみが除霜要となり、冷媒系統１−１が除霜運転を開始する場合について説明したが、逆に、冷媒系統１−２のみが除霜要となり冷媒系統１−２が除霜運転を開始する場合は、図８に示すように冷媒系統１−１は暖房運転を継続し、サーキュレータ３１の送風方向を冷媒系統１−２側にし、冷媒系統１−１の空調エリアの暖気を冷媒系統１−２の空調エリアに送風することになる。
【００３３】
そして、除霜運転終了と判定すると（Ｓ３）、サーキュレータ３１を停止する（Ｓ４）と共に、除霜運転中の冷媒系統１−１の運転を暖房運転に復帰させる（Ｓ５）。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向けて暖房運転中の空調エリアの空気をサーキュレータ３１により搬送するようにしたので、室内の温度低下、特に除霜運転中の空調エリアの温度低下を抑制することが可能となり、快適性及び省エネ性を向上することができる。
【００３５】
また、上記動作により除霜運転終了時の室温が設定温度と同じか又は近い状態となるため、暖房復帰時に圧縮機２の周波数を高くする必要がなく、その結果、蒸発温度の低下が生じないため、暖房復帰時から蒸発温度を高い状態で運転することが可能となる。したがって、着霜速度を抑制することができて除霜運転の間隔を延ばすことができ、除霜回数を低減できて快適性向上及び省エネ向上効果を得ることができる。
【００３６】
また、一般的に暖気は部屋の上方に移動するため、サーキュレータ３１を天井に設置して天井付近の暖気を送風するようにしたので、効率的な送風が可能である。
【００３７】
なお、本実施の形態１では、２個の冷媒系統で同一空間の空調を行う場合を例に説明したが、それ以上の冷媒系統数としてもよい。この場合も同様の制御を行うことで同様の効果を得ることができる。すなわち、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの空気を、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かってサーキュレータ３１により送風するようにすればよい。
【００３８】
また、実施の形態１の空調システムにおいては更に、図９及び図１０に示す制御を行っても良い。
【００３９】
図９は、本発明の実施の形態１の空調システムにおける追加制御１のフローチャートである。
集中コントローラ４１は、除霜運転を開始した冷媒系統１が有るかどうかをチェックし（Ｓ１１）、有る場合、暖房運転中の冷媒系統１の暖房能力を一時的に増加させる（Ｓ１２）。暖房能力を増加させる運転とは、具体的には例えば、圧縮機周波数又は室内風量を増加させたり、室内の設定温度を予め決められた値ΔＴ（例えば１℃等）だけ加算する補正をしたりすることで実施できる。この制御により、更に室温低下を抑制することが可能となる。
【００４０】
図１０は、本発明の実施の形態１の空調システムにおける追加制御２のフローチャートである。
本例では室外機１台と室内機３台で冷媒系統１を構成しているが、例えば図１において各冷媒系統１それぞれの右端の室内機９をそれぞれ別の冷媒系統１として計４系統とし、除霜運転の許可系統を例えば２系統とした場合を想定する。この場合において、例えば２系統で除霜終了タイミングが一致することがある。この場合、除霜終了タイミングが一致した２つの冷媒系統１を同時に暖房運転に復帰させると、次回の除霜開始タイミングも略同じタイミングとなる。複数の冷媒系統１で除霜運転期間が重なることは、快適性や省エネ性の向上の観点から避けることが望ましい。また、除霜終了タイミングが一致する２つの冷媒系統１が、サーキュレータ３１の送風方向に互いの空調エリアが対向する冷媒系統の場合、その２つの冷媒系統１の次の除霜運転時にサーキュレータ３１を駆動しても、その２つの冷媒系統１に暖気を送風することができなくなる。
【００４１】
そこで、複数の冷媒系統１で除霜運転期間が重なるのを避けるため、図１０の制御を行う。すなわち、集中コントローラ４１は、複数の冷媒系統１で除霜運転終了タイミングが一致するかどうかをチェックし（Ｓ２１）、一致する場合、その一致する各冷媒系統１のそれぞれの次回除霜運転期間が互いに重ならないように暖房復帰タイミングを割り振る（Ｓ２２）。そして、割り振った暖房復帰タイミングにしたがって各冷媒系統１を順次暖房運転に復帰させる（Ｓ２３）。この制御により、複数の冷媒系統１で除霜運転期間が互いに重なることがなく、快適性や省エネ性の低下を抑制でき、また、サーキュレータ３１を利用した室温低下の抑制が可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、サーキュレータ３１からの風の吹き出し方向を切り替えることで、１台のサーキュレータ３１で２方向に風を流す構成を示したが、図１１に示すように１方向（図１１（ｂ）の矢印方向）のみに風を流すサーキュレータ３１ａ、３１ｂを備えた構成としてもよい。図１１の例では、サーキュレータ３１ａは、冷媒系統１−２の空調エリアに向けた送風が可能であり、サーキュレータ３１ｂは、冷媒系統１−１の空調エリアに向けた送風が可能である。よって、サーキュレータ３１ａを冷媒系統１−２と対応づけると共に、サーキュレータ３１ｂを冷媒系統１−１と対応づけておき、除霜運転が許可された場合、許可された冷媒系統１に対応するサーキュレータ３１を駆動するようにする。すなわち冷媒系統１−１の除霜運転が許可された場合、サーキュレータ３１ｂを駆動し、冷媒系統１−２の除霜運転が許可された場合、サーキュレータ３１ａを駆動する。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の構成に更に、ヒータ等の加熱装置３２をサーキュレータ３１に設けた構成としたものである。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００４４】
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る空調システムの構成が適用された部屋の室内平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の室内側面図である。
実施の形態１との違いは、各サーキュレータ３１のそれぞれに加熱装置３２を設けた点である。各加熱装置３２は伝送線４２により集中コントローラ４１に接続され、集中コントローラ４１によりＯＮＯＦＦ制御されるようになっている。実施の形態２の空調システムにおける冷媒系統１の冷媒回路や、部屋内における各冷媒系統１の配置やサーキュレータ３１の配置構成は図１及び図２に示した実施の形態１と同様であり、実施の形態１とはその制御方法が異なる。実施の形態１では、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転が実施されることのないようにしていたが、実施の形態２では、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転を実施することを許可するようにしており、この場合、加熱装置３２を駆動することで室内の温度低下を抑制するようにしている。
【００４５】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
集中コントローラ４１は、暖房運転中の各冷媒系統１のそれぞれについて除霜運転の要否を判断しており、ここでは、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中で、冷媒系統１−１のみが除霜要の状態となり、冷媒系統１−１の除霜運転を許可した場合を想定する。本実施の形態２における空調システムは、除霜運転を許可した後の動作に特徴があり、以下、その特徴的な動作について図１３を参照して説明する。
【００４６】
集中コントローラ４１は、冷媒系統１−１の除霜運転を開始する（Ｓ３１）。このとき、冷媒系統１−２では暖房運転を継続する。そして、現在の許可冷媒系統が全系統か否かをチェックする（Ｓ３２）。ここでは全系統ではないため、サーキュレータ３１の風向きを、除霜運転を許可した許可冷媒系統である冷媒系統１−１の空調エリア側に決定し、その決定した風向きとなるようにサーキュレータ３１を駆動する（Ｓ３３）。そして更に、加熱装置３２を駆動する（Ｓ３４）。
【００４７】
そして、除霜運転中の冷媒系統１−１の除霜運転が終了すると（Ｓ３５）、サーキュレータ３１の送風を停止する（Ｓ３６）と共に加熱装置３２を停止し（Ｓ３７）、冷媒系統１−１を暖房運転に復帰させる（Ｓ３８）。
【００４８】
なお、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中で、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方で除霜要と判断した場合、集中コントローラ４１は両方の除霜運転を許可し、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方で除霜運転を開始する（Ｓ３１）。これと同時に、ステップＳ３２で許可冷媒系統が全系統であると判断し、サーキュレータ３１を駆動する（Ｓ３６）と共に、加熱装置３２を駆動する（Ｓ３７）。このとき、サーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替える設定でサーキュレータ３１を駆動する。このように、全系統が除霜運転を行う場合には、サーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替え、加熱装置３２で暖められた空気を部屋全体に行き渡らせるようにすることで、全系統が除霜運転に入って暖房能力が０となっても、部屋全体を暖房でき、室温低下を抑制することが可能となる。
【００４９】
以上説明したように本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、除霜運転の開始と同時にサーキュレータ３１及び加熱装置３２を駆動し、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの空気を加熱装置３２で加熱し、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かってサーキュレータ３１により送風するようにしたので、除霜運転中の空調エリアの室温低下を抑制することが可能となり、快適性及び省エネ性の向上になる。
【００５０】
また、全ての冷媒系統１が除霜運転に入る場合、冷媒系統１による暖房能力は０となるがサーキュレータ３１及び加熱装置３２を駆動するため、暖房能力を確保でき、室温低下を抑制することが可能となる。また、全ての冷媒系統１が除霜運転に入る場合、サーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替えるようにしたので、部屋全体を暖房でき、室温低下の抑制効果を更に高めることができる。なお、ここでは除霜運転に入る系統数が全系統である場合にサーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替える制御を行うとしたが、必ずしも全系統に限られたものではなく、例えば全４系統のうち３系統が除霜運転に入る場合に行うようにしてもよい。
【００５１】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に図９の制御により、除霜運転を開始した冷媒系統１が有るかどうかをチェックし、有る場合、暖房運転中の冷媒系統１の暖房能力を一時的に増加させるようにしてもよい。暖房能力を増加させる運転は、例えば圧縮機２周波数又は室内風量を増加させたり、室内の設定温度を予め決められた値ΔＴ（例えば１℃等）だけ加算する補正をしたりすることで実施できる。この制御により、更に室温低下を抑制することが可能となる。
【００５２】
なお、ここでは、２個の冷媒系統１で同一空間の空調を行う場合を例に説明したが、それ以上の冷媒系統１で同一空間の空調を行うようにしてもよい。この場合も同様の制御を行う。すなわち、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの空気を加熱装置３２で加熱し、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かってサーキュレータ３１により送風するようにすればよい。
【００５３】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に複数の冷媒系統１で除霜終了タイミングが一致する場合、図１０の制御により、暖房復帰タイミングをずらして複数の冷媒系統１において除霜運転期間が互いに重ならないようにしてもよい。この場合、快適性や省エネ性の低下を抑制でき、また、サーキュレータ３１を利用した室温低下の抑制が可能となる。
【００５４】
また、図１１に示すようにサーキュレータ３１を配置し、更に各サーキュレータ３１のそれぞれに加熱装置３２を設けた場合も同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
なお、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの暖気を更に加熱装置３２で加熱して除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かって送風することに限られず、加熱装置３２で加熱された暖気を、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かって送風するようにしてもよい。この場合も同様に、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアの温度低下を抑制することが可能である。
【００５６】
また、暖房起動時など、設定温度と室内温度の差が予め設定した所定値より大きい場合に、加熱装置３２とサーキュレータ３１を動作させることにより、暖房能力を増加させ、設定温度に到達する時間を短縮するといった使い方も可能である。
【００５７】
また、実施の形態１、２において、図１４に示すように、サーキュレータ３１からの吹出し温度を検出する吹出温度検出装置３３を設け、吹出温度が予め決められた温度よりも低い場合は、サーキュレータ３１の送風を停止するようにしても良い。このようにすることで、温度の低い空気を送風することを防止することができ、快適性低下を抑制することが可能となる。
【００５８】
また、実施の形態１、２において、サーキュレータ３１の駆動で室温低下を抑制する制御については、除霜開始後だけでなく、除霜開始前で暖房能力が低下してきた段階にも適用可能である。
【００５９】
また、実施の形態１、２において、複数の系統のうちの何れかが除霜運転に入ると、サーキュレータ３１を駆動するようにしたが、サーキュレータ３１の駆動タイミングはこれに限られたものではない。例えば、全系統が暖房運転中から常に、室内空気の撹拌を目的としてサーキュレータ３１を駆動させておいてもよい。なおこの場合の送風方向は、例えば一定時間毎に送風方向を切り替える等して室内全体に空気が送風されるようにする。そして、何れかが除霜運転に入ると、その除霜運転に入った冷媒系統１の空調エリアに送風方向を固定するように切り替える。
【符号の説明】
【００６０】
１（１−１，１−２） 冷媒系統、２ 圧縮機、３ 四方弁、４ 室外熱交換器、５ 膨張弁、６ 室内熱交換器、７ 室外熱交換器用送風機、８ 室内熱交換器用送風機、９ 室内機、１０ 室外機、３１（３１ａ，３１ｂ） サーキュレータ、３２ 加熱装置、３３ 吹出温度検出装置、４１ 集中コントローラ、４２ 伝送線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調システムにおいては、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張手段、室内熱交換器からなる冷凍サイクルで構成され、その冷凍サイクル内に冷媒が充填されている。暖房時は、圧縮機で圧縮された冷媒が、高温高圧のガス冷媒となり、室内熱交換器に送り込まれる。室内熱交換器に流れ込んだ冷媒は、空気に熱を放出することで液化する。一方空気は冷媒から熱をもらい、室内が暖められる。
【０００３】
液化した冷媒は、膨張手段で減圧されて気液二相状態となり、室外熱交換器にて周囲空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機へ戻る。
【０００４】
このとき、室外熱交換器周囲の空気温度が低く蒸発温度が０℃より低くなる場合は、室外熱交換器フィン表面に霜が発生する。霜が発生すると、風量低下及び熱抵抗の増大により暖房能力が低下するため、定期的に霜を取り除く除霜運転が必要となってくる。除霜運転には、冷媒の流れる向きを逆にして除霜を行うリバース除霜がある。
【０００５】
リバース除霜は、冷媒の流れを逆にすることで、室内熱交換器を蒸発器、室外熱交換器を凝縮器として室外熱交換器の霜を溶かすものである。このとき、室内に冷気が吹き出されないように室内機用送風機を停止するため、暖房能力は０となり、除霜運転中は室温が低下することになる。
【０００６】
そこで、冷媒循環系統（以下、冷媒系統）を複数個備え、暖房時に室外機の熱交換器を除霜する際、除霜運転を許可する室外機台数を制限するようにした技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術では、除霜運転が許可された室外機以外の室外機で暖房運転を継続することで、暖房能力低下を抑え、また、室内におけるコールドドラフトを少なくしている。
【０００７】
また、冷媒系統を複数個備え、各冷媒系統の着霜状態に応じて自動的に除霜運転を実施する冷凍システムにおいて、その全ての冷媒循環系統で同時に除霜運転を行うと、冷凍能力が大きく低下することから、除霜運転を１つの冷媒循環系統ずつ順番に行い、冷凍能力の大幅低下を抑制する技術もある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３３２８１７号公報（第３頁）
【特許文献２】特開昭６１−１１６２３４号公報（第６頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１や特許文献２のように除霜運転を冷媒系統毎に行った場合においても、除霜運転に入った冷媒系統の空調エリアは温調されないため、室温低下は免れなかった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、除霜運転時の室温低下を極力抑制可能な空調システム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】
【００１１】
本発明に係る空調システムは、室外機と室内機とを有し、室外機と室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統と、複数の冷媒系統の複数の室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、除霜運転時の室温低下を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る空調システムが適用された部屋の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】図１の各冷媒系統における冷媒回路図である。
【図３】図２の冷媒系統における時間と暖房能力との関係を示す図である。
【図４】図３の暖房能力の場合の室温変化を示した図である。
【図５】除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける動作説明図（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける動作説明図（その２）である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける追加制御１のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける追加制御２のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る空調システムの他の構成例の説明図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る空調システムの構成が適用された部屋の室内平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の室内側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１、２の空調システムの他の構成例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る空調システムが適用された部屋の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。図１（ｂ）の矢印は送風方向を示している。
空調システムは、複数（ここでは２個）の冷媒系統１（１−１、１−２）と、室内の空気を撹拌する１又は複数（ここでは２台）のサーキュレータ３１とを備えている。各冷媒系統１のそれぞれは、室外機１０と１又は複数（ここでは３台）の室内機９とを有し、室外機１０と室内機９との間で後述の冷媒回路を形成している。各冷媒系統１の各室内機９は部屋の天井に設置され、サーキュレータ３１と共に室内の空調を行う。
【００１５】
サーキュレータ３１は、図１（ｂ）に示すように室内側面方向から見て冷媒系統１−１の室内機９と冷媒系統１−２の室内機９の間の天井部分に設置され、天井付近の空気を吸い込んでほぼ水平に吹き出すことで部屋の空気を送風する。サーキュレータ３１は、送風方向を１８０度切り替え可能に構成され、冷媒系統１−１の空調エリア（冷媒系統１−１の室内機９の設置エリア）と冷媒系統１−２の空調エリア（冷媒系統１−２の室内機９の設置エリア）の二方向に送風可能となっている。冷媒系統１の室外機１０、室内機９及びサーキュレータ３１は伝送線４２により集中コントローラ４１に接続され、集中コントローラ４１により制御される。
【００１６】
集中コントローラ４１は、各冷媒系統１のそれぞれの除霜運転の要否を判断する機能と、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転を実施することがないように、除霜要と判断した冷媒系統１の除霜運転の開始タイミングを所定のアルゴリズムに基づいて制御する機能を備えており、全ての冷媒系統１のそれぞれについて、暖房運転と除霜運転の相互切り替え制御を行う。
【００１７】
除霜運転の開始タイミングを決定するための所定のアルゴリズムは、特に限定するものではなく、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転を実施することがないようなアルゴリズムであればよい。例えば、除霜要と判断した冷媒系統１の中から１系統ずつ順番に除霜運転を行う等であり、本例のように冷媒系統１が２系統の場合は、一方の除霜運転を終了してから他方の除霜運転を実施するように各冷媒系統それぞれの除霜運転開始タイミングを決定すればよい。なお、除霜運転を同時に実施可能な許可系統数は１系統に限られず、任意に設定可能であり、例えば冷媒系統１が全４系統の場合、許可系統を２系統として、２系統で同時に除霜運転を行うようにしてもよい。また、除霜運転開始の順番等についても特に限定するものではない。
【００１８】
また、除霜運転の要否判断方法についても特に限定するものではなく、例えば、各室外熱交換器４のそれぞれに設けた着霜検知装置からの検知結果に基づいて判断してもよいし、暖房運転開始からの所定時間の経過を除霜要と判断するようにしてもよい。
【００１９】
図２は、図１の各冷媒系統における冷媒回路図である。
冷媒系統１は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張弁５及び室内熱交換器６が順次配管で接続されて構成された冷媒回路を備えている。冷媒系統１は更に、室外熱交換器用送風機７及び室内熱交換器用送風機８を備えている。そして、室外機１０に、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４及び室外熱交換器用送風機７が設置され、室内機９に、膨張弁５、室内熱交換器６及び室内熱交換器用送風機８が設置されている。
【００２０】
このように構成された冷媒系統１では、四方弁３の切り換えにより暖房運転及び除霜運転、更には冷房運転が可能となっている。
【００２１】
次に、実施の形態１に係る空調システムの冷媒系統１の動作について説明する。ここでは、室外熱交換器４に着霜が生じる暖房運転について説明する。暖房運転時は、四方弁３が図２の実線で示される状態に切り替えられる。
【００２２】
（暖房運転）
冷媒系統１において、暖房時は、圧縮機２で圧縮された冷媒は高温高圧のガス冷媒となり、四方弁３を通り室内熱交換器６に送り込まれる。室内熱交換器６に流入した冷媒は、室内熱交換器用送風機８で搬送される室内空気と熱交換し、放熱することにより液化する。液化した冷媒は膨張弁５で減圧されて気液二相状態となり、室外熱交換器４に流入する。室外熱交換器４に流入した冷媒は、室外熱交換器用送風機７で搬送される室外空気と熱交換し、吸熱することによりガス化し、圧縮機２へ戻される。以上のようにして冷媒が冷媒回路を循環することにより暖房運転を行う。
【００２３】
図３は、図２の冷媒系統における時間と暖房能力との関係を示す図である。図４は、図３の暖房能力の場合の室温変化を示した図である。
図２に示した冷媒系統１において、室外熱交換器４での冷媒の蒸発温度が０℃以下の場合、空気中に存在している水分が室外熱交換器４に付着し、霜となって堆積する。その堆積量は時間とともに増加する。その結果、室外熱交換器４の一部であるフィンに付着した霜による熱抵抗及び通風抵抗増加により、図３に示すように時間とともに暖房能力が低下する。そのため、室外熱交換器４に付着した霜を溶かすための除霜運転を繰り返し行う。また、除霜運転の直前は暖房能力が低下して室内機９からの吹出温度が低下するため、図４に示すように室温も低下する。
【００２４】
（除霜運転）
図５は、除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。
除霜運転では、図５に示すように四方弁３を実線で示される状態に切り替え、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を四方弁３を介して室外熱交換器４に流し、室外熱交換器４を凝縮器として作用させることで室外熱交換器４の除霜を行っている。
【００２５】
除霜運転中は、室内熱交換器６に低温低圧の冷媒が流れ、室内熱交換器６が蒸発器として作用するため、室内熱交換器用送風機８からの空気が室内熱交換器６を通過すると、室内側に冷たい空気が吹き出してしまう。このため、除霜運転中は室内熱交換器用送風機８を停止する。よって、除霜運転中の暖房能力は図３に示すように０となる。
【００２６】
つまり、除霜運転中は暖房能力が不足することになる。このため、室温は図４に示すように次第に低下し、除霜運転終了時には設定温度から数℃低下した状態となり、居住者は寒いと感じてしまう。室温の低下幅は、外気負荷や建物、除霜運転時間等によって異なるが、例えば２℃等である。
【００２７】
集中コントローラ４１は、除霜運転後に暖房運転に復帰させる制御を行うが、暖房運転に復帰する際には、室温を早く設定温度に戻そうとして圧縮機２の周波数を高くする。このため、室外熱交換器４の蒸発温度が低下し、着霜速度が増加する。その結果、再び霜が付着してフィン間が霜で閉塞されるまでの時間が短くなり、頻繁に除霜運転が必要となり、効率が低下してしまう。よって、除霜運転中の室温低下を抑制することで、暖房復帰時の蒸発温度の低下を抑制でき、着霜速度を低減して快適性及び省エネ性を向上することが可能となる。
【００２８】
そこで、本実施の形態１では、図１に示したように一つの部屋の温調を行うための冷媒系統を複数設けると共に更にサーキュレータ３１を設け、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの暖気をサーキュレータ３１で除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かって送風することにより、除霜運転中の室温低下の抑制を図るようにしている。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
集中コントローラ４１は、上述したように暖房運転中の各冷媒系統１のそれぞれについて除霜運転の要否をチェックしており、ここでは、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中で冷媒系統１−１のみが除霜要の状態となり、冷媒系統１−１の除霜運転を許可した場合を想定する。本実施の形態１における空調システムは、除霜運転を許可した後の動作に特徴があり、以下、その特徴的な動作について図６を参照して説明する。
【００３０】
集中コントローラ４１は、図７に示すように冷媒系統１−１の除霜運転を開始する（Ｓ１）。すなわち、冷媒系統１−１の運転を暖房運転から除霜運転に切り替える。このとき、冷媒系統１−２では暖房運転を継続する。そして、冷媒系統１−１の除霜運転への切り替えと同時に、サーキュレータ３１の風向きを、図７の矢印で示すように除霜運転を許可した冷媒系統１−１の空調エリア側に決定し、その決定した風向きとなるようにサーキュレータ３１を駆動する（Ｓ２）。
【００３１】
除霜運転を開始した冷媒系統１−１では室内熱交換器用送風機８が停止され、自己の空調エリア内の温度が低下する。このため、サーキュレータ３１を駆動して、暖房運転中の冷媒系統１−２の空調エリアの空気を冷媒系統１−１の空調エリアに向かって空気を送風することで、温度低下を抑制することができる。
【００３２】
ここでは、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中に冷媒系統１−１のみが除霜要となり、冷媒系統１−１が除霜運転を開始する場合について説明したが、逆に、冷媒系統１−２のみが除霜要となり冷媒系統１−２が除霜運転を開始する場合は、図８に示すように冷媒系統１−１は暖房運転を継続し、サーキュレータ３１の送風方向を冷媒系統１−２側にし、冷媒系統１−１の空調エリアの暖気を冷媒系統１−２の空調エリアに送風することになる。
【００３３】
そして、除霜運転終了と判定すると（Ｓ３）、サーキュレータ３１を停止する（Ｓ４）と共に、除霜運転中の冷媒系統１−１の運転を暖房運転に復帰させる（Ｓ５）。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向けて暖房運転中の空調エリアの空気をサーキュレータ３１により搬送するようにしたので、室内の温度低下、特に除霜運転中の空調エリアの温度低下を抑制することが可能となり、快適性及び省エネ性を向上することができる。
【００３５】
また、上記動作により除霜運転終了時の室温が設定温度と同じか又は近い状態となるため、暖房復帰時に圧縮機２の周波数を高くする必要がなく、その結果、蒸発温度の低下が生じないため、暖房復帰時から蒸発温度を高い状態で運転することが可能となる。したがって、着霜速度を抑制することができて除霜運転の間隔を延ばすことができ、除霜回数を低減できて快適性向上及び省エネ向上効果を得ることができる。
【００３６】
また、一般的に暖気は部屋の上方に移動するため、サーキュレータ３１を天井に設置して天井付近の暖気を送風するようにしたので、効率的な送風が可能である。
【００３７】
なお、本実施の形態１では、２個の冷媒系統で同一空間の空調を行う場合を例に説明したが、それ以上の冷媒系統数としてもよい。この場合も同様の制御を行うことで同様の効果を得ることができる。すなわち、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの空気を、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かってサーキュレータ３１により送風するようにすればよい。
【００３８】
また、実施の形態１の空調システムにおいては更に、図９及び図１０に示す制御を行っても良い。
【００３９】
図９は、本発明の実施の形態１の空調システムにおける追加制御１のフローチャートである。
集中コントローラ４１は、除霜運転を開始した冷媒系統１が有るかどうかをチェックし（Ｓ１１）、有る場合、暖房運転中の冷媒系統１の暖房能力を一時的に増加させる（Ｓ１２）。暖房能力を増加させる運転とは、具体的には例えば、圧縮機周波数又は室内風量を増加させたり、室内の設定温度を予め決められた値ΔＴ（例えば１℃等）だけ加算する補正をしたりすることで実施できる。この制御により、更に室温低下を抑制することが可能となる。
【００４０】
図１０は、本発明の実施の形態１の空調システムにおける追加制御２のフローチャートである。
本例では室外機１台と室内機３台で冷媒系統１を構成しているが、例えば図１において各冷媒系統１それぞれの右端の室内機９をそれぞれ別の冷媒系統１として計４系統とし、除霜運転の許可系統を例えば２系統とした場合を想定する。この場合において、例えば２系統で除霜終了タイミングが一致することがある。この場合、除霜終了タイミングが一致した２つの冷媒系統１を同時に暖房運転に復帰させると、次回の除霜開始タイミングも略同じタイミングとなる。複数の冷媒系統１で除霜運転期間が重なることは、快適性や省エネ性の向上の観点から避けることが望ましい。また、除霜終了タイミングが一致する２つの冷媒系統１が、サーキュレータ３１の送風方向に互いの空調エリアが対向する冷媒系統の場合、その２つの冷媒系統１の次の除霜運転時にサーキュレータ３１を駆動しても、その２つの冷媒系統１に暖気を送風することができなくなる。
【００４１】
そこで、複数の冷媒系統１で除霜運転期間が重なるのを避けるため、図１０の制御を行う。すなわち、集中コントローラ４１は、複数の冷媒系統１で除霜運転終了タイミングが一致するかどうかをチェックし（Ｓ２１）、一致する場合、その一致する各冷媒系統１のそれぞれの次回除霜運転期間が互いに重ならないように暖房復帰タイミングを割り振る（Ｓ２２）。そして、割り振った暖房復帰タイミングにしたがって各冷媒系統１を順次暖房運転に復帰させる（Ｓ２３）。この制御により、複数の冷媒系統１で除霜運転期間が互いに重なることがなく、快適性や省エネ性の低下を抑制でき、また、サーキュレータ３１を利用した室温低下の抑制が可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、サーキュレータ３１からの風の吹き出し方向を切り替えることで、１台のサーキュレータ３１で２方向に風を流す構成を示したが、図１１に示すように１方向（図１１（ｂ）の矢印方向）のみに風を流すサーキュレータ３１ａ、３１ｂを備えた構成としてもよい。図１１の例では、サーキュレータ３１ａは、冷媒系統１−２の空調エリアに向けた送風が可能であり、サーキュレータ３１ｂは、冷媒系統１−１の空調エリアに向けた送風が可能である。よって、サーキュレータ３１ａを冷媒系統１−２と対応づけると共に、サーキュレータ３１ｂを冷媒系統１−１と対応づけておき、除霜運転が許可された場合、許可された冷媒系統１に対応するサーキュレータ３１を駆動するようにする。すなわち冷媒系統１−１の除霜運転が許可された場合、サーキュレータ３１ｂを駆動し、冷媒系統１−２の除霜運転が許可された場合、サーキュレータ３１ａを駆動する。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の構成に更に、ヒータ等の加熱装置３２をサーキュレータ３１に設けた構成としたものである。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００４４】
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る空調システムの構成が適用された部屋の室内平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の室内側面図である。
実施の形態１との違いは、各サーキュレータ３１のそれぞれに加熱装置３２を設けた点である。各加熱装置３２は伝送線４２により集中コントローラ４１に接続され、集中コントローラ４１によりＯＮＯＦＦ制御されるようになっている。実施の形態２の空調システムにおける冷媒系統１の冷媒回路や、部屋内における各冷媒系統１の配置やサーキュレータ３１の配置構成は図１及び図２に示した実施の形態１と同様であり、実施の形態１とはその制御方法が異なる。実施の形態１では、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転が実施されることのないようにしていたが、実施の形態２では、全ての冷媒系統１で一斉に除霜運転を実施することを許可するようにしており、この場合、加熱装置３２を駆動することで室内の温度低下を抑制するようにしている。
【００４５】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける制御フローチャートを示す図である。
集中コントローラ４１は、暖房運転中の各冷媒系統１のそれぞれについて除霜運転の要否を判断しており、ここでは、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中で、冷媒系統１−１のみが除霜要の状態となり、冷媒系統１−１の除霜運転を許可した場合を想定する。本実施の形態２における空調システムは、除霜運転を許可した後の動作に特徴があり、以下、その特徴的な動作について図１３を参照して説明する。
【００４６】
集中コントローラ４１は、冷媒系統１−１の除霜運転を開始する（Ｓ３１）。このとき、冷媒系統１−２では暖房運転を継続する。そして、現在の許可冷媒系統が全系統か否かをチェックする（Ｓ３２）。ここでは全系統ではないため、サーキュレータ３１の風向きを、除霜運転を許可した許可冷媒系統である冷媒系統１−１の空調エリア側に決定し、その決定した風向きとなるようにサーキュレータ３１を駆動する（Ｓ３３）。そして更に、加熱装置３２を駆動する（Ｓ３４）。
【００４７】
そして、除霜運転中の冷媒系統１−１の除霜運転が終了すると（Ｓ３５）、サーキュレータ３１の送風を停止する（Ｓ３６）と共に加熱装置３２を停止し（Ｓ３７）、冷媒系統１−１を暖房運転に復帰させる（Ｓ３８）。
【００４８】
なお、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方が暖房運転中で、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方で除霜要と判断した場合、集中コントローラ４１は両方の除霜運転を許可し、冷媒系統１−１及び冷媒系統１−２の両方で除霜運転を開始する（Ｓ３１）。これと同時に、ステップＳ３２で許可冷媒系統が全系統であると判断し、サーキュレータ３１を駆動する（Ｓ３６）と共に、加熱装置３２を駆動する（Ｓ３７）。このとき、サーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替える設定でサーキュレータ３１を駆動する。このように、全系統が除霜運転を行う場合には、サーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替え、加熱装置３２で暖められた空気を部屋全体に行き渡らせるようにすることで、全系統が除霜運転に入って暖房能力が０となっても、部屋全体を暖房でき、室温低下を抑制することが可能となる。
【００４９】
以上説明したように本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、除霜運転の開始と同時にサーキュレータ３１及び加熱装置３２を駆動し、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの空気を加熱装置３２で加熱し、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かってサーキュレータ３１により送風するようにしたので、除霜運転中の空調エリアの室温低下を抑制することが可能となり、快適性及び省エネ性の向上になる。
【００５０】
また、全ての冷媒系統１が除霜運転に入る場合、冷媒系統１による暖房能力は０となるがサーキュレータ３１及び加熱装置３２を駆動するため、暖房能力を確保でき、室温低下を抑制することが可能となる。また、全ての冷媒系統１が除霜運転に入る場合、サーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替えるようにしたので、部屋全体を暖房でき、室温低下の抑制効果を更に高めることができる。なお、ここでは除霜運転に入る系統数が全系統である場合にサーキュレータ３１の送風方向を一定時間毎に切り替える制御を行うとしたが、必ずしも全系統に限られたものではなく、例えば全４系統のうち３系統が除霜運転に入る場合に行うようにしてもよい。
【００５１】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に図９の制御により、除霜運転を開始した冷媒系統１が有るかどうかをチェックし、有る場合、暖房運転中の冷媒系統１の暖房能力を一時的に増加させるようにしてもよい。暖房能力を増加させる運転は、例えば圧縮機２周波数又は室内風量を増加させたり、室内の設定温度を予め決められた値ΔＴ（例えば１℃等）だけ加算する補正をしたりすることで実施できる。この制御により、更に室温低下を抑制することが可能となる。
【００５２】
なお、ここでは、２個の冷媒系統１で同一空間の空調を行う場合を例に説明したが、それ以上の冷媒系統１で同一空間の空調を行うようにしてもよい。この場合も同様の制御を行う。すなわち、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの空気を加熱装置３２で加熱し、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かってサーキュレータ３１により送風するようにすればよい。
【００５３】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に複数の冷媒系統１で除霜終了タイミングが一致する場合、図１０の制御により、暖房復帰タイミングをずらして複数の冷媒系統１において除霜運転期間が互いに重ならないようにしてもよい。この場合、快適性や省エネ性の低下を抑制でき、また、サーキュレータ３１を利用した室温低下の抑制が可能となる。
【００５４】
また、図１１に示すようにサーキュレータ３１を配置し、更に各サーキュレータ３１のそれぞれに加熱装置３２を設けた場合も同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
なお、暖房運転中の冷媒系統１の空調エリアの暖気を更に加熱装置３２で加熱して除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かって送風することに限られず、加熱装置３２で加熱された暖気を、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアに向かって送風するようにしてもよい。この場合も同様に、除霜運転中の冷媒系統１の空調エリアの温度低下を抑制することが可能である。
【００５６】
また、暖房起動時など、設定温度と室内温度の差が予め設定した所定値より大きい場合に、加熱装置３２とサーキュレータ３１を動作させることにより、暖房能力を増加させ、設定温度に到達する時間を短縮するといった使い方も可能である。
【００５７】
また、実施の形態１、２において、図１４に示すように、サーキュレータ３１からの吹出し温度を検出する吹出温度検出装置３３を設け、吹出温度が予め決められた温度よりも低い場合は、サーキュレータ３１の送風を停止するようにしても良い。このようにすることで、温度の低い空気を送風することを防止することができ、快適性低下を抑制することが可能となる。
【００５８】
また、実施の形態１、２において、サーキュレータ３１の駆動で室温低下を抑制する制御については、除霜開始後だけでなく、除霜開始前で暖房能力が低下してきた段階にも適用可能である。
【００５９】
また、実施の形態１、２において、複数の系統のうちの何れかが除霜運転に入ると、サーキュレータ３１を駆動するようにしたが、サーキュレータ３１の駆動タイミングはこれに限られたものではない。例えば、全系統が暖房運転中から常に、室内空気の撹拌を目的としてサーキュレータ３１を駆動させておいてもよい。なおこの場合の送風方向は、例えば一定時間毎に送風方向を切り替える等して室内全体に空気が送風されるようにする。そして、何れかが除霜運転に入ると、その除霜運転に入った冷媒系統１の空調エリアに送風方向を固定するように切り替える。
【符号の説明】
【００６０】
１（１−１，１−２） 冷媒系統、２ 圧縮機、３ 四方弁、４ 室外熱交換器、５ 膨張弁、６ 室内熱交換器、７ 室外熱交換器用送風機、８ 室内熱交換器用送風機、９ 室内機、１０ 室外機、３１（３１ａ，３１ｂ） サーキュレータ、３２ 加熱装置、３３ 吹出温度検出装置、４１ 集中コントローラ、４２ 伝送線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統と、
前記複数の冷媒系統の複数の前記室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータと
を備えたことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転可能な複数の冷媒系統と、
空気を加熱するための加熱装置と、
前記複数の冷媒系統の複数の前記室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、前記加熱装置で加熱された暖気を送風するサーキュレータと
を備えたことを特徴とする空調システム。
【請求項３】
前記サーキュレータにより暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を前記加熱装置で更に加熱して除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに送風することを特徴とする請求項２記載の空調システム。
【請求項４】
前記複数の冷媒系統は第一の冷媒系統と第二の冷媒系統からなり、前記サーキュレータは送風方向を１８０度変更可能に構成され、前記第一の冷媒系統の第一の空調エリアの空気を、前記第二の冷媒系統の第二の空調エリアへ送風する送風方向と、その逆の送風方向との２方向への送風が可能であり、
前記第一の冷媒系統が除霜運転中、前記第二の空調エリアの空気を前記第一の空調エリアに送風し、
前記第二の冷媒系統が除霜運転中、前記第一の空調エリアの空気を前記第二の空調エリアに送風することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記複数の冷媒系統の全てが除霜運転を行う場合、前記サーキュレータの空気の送風方向を一定時間毎に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の空調システム。
【請求項６】
前記複数の冷媒系統の中で除霜運転中の冷媒系統と暖房運転中の冷媒系統の両方が存在する運転状況のとき、暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項７】
暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、暖房運転を行っている冷媒系統の設定温度を高めに補正することを特徴とする請求項６記載の空調システム。
【請求項８】
前記暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、前記暖房運転を行っている冷媒系統の圧縮機周波数を一次的に増加させることを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
【請求項９】
前記暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、前記暖房運転を行っている冷媒系統の室内送風量を一次的に増加させることを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記サーキュレータからの吹出温度を検出する吹出温度検出装置を設け、前記吹出温度検出装置の検出値が予め決められた値よりも低い場合は、前記サーキュレータの送風を停止することを特徴とした請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
複数の冷媒系統のうちの２以上の冷媒系統の除霜運転終了タイミングが一致する場合、次回の除霜運転期間が互いに重ならないように、それぞれの暖房運転開始タイミングをずらすことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１２】
設定温度と室温の差が所定値より大きい場合、前記加熱装置を動作させ、前記加熱装置で加熱された暖気を前記サーキュレータにより室内に送風することを特徴とする請求項２記載の空調システム。
【請求項１３】
前記サーキュレータは部屋の天井に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１】
室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統と、
前記複数の冷媒系統の複数の前記室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータと
を備えたことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転可能な複数の冷媒系統と、
空気を加熱するための加熱装置と、
前記複数の冷媒系統の複数の前記室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、前記加熱装置で加熱された暖気を送風するサーキュレータと
を備えたことを特徴とする空調システム。
【請求項３】
前記サーキュレータにより暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を前記加熱装置で更に加熱して除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに送風することを特徴とする請求項２記載の空調システム。
【請求項４】
前記複数の冷媒系統は第一の冷媒系統と第二の冷媒系統からなり、前記サーキュレータは送風方向を１８０度変更可能に構成され、前記第一の冷媒系統の第一の空調エリアの空気を、前記第二の冷媒系統の第二の空調エリアへ送風する送風方向と、その逆の送風方向との２方向への送風が可能であり、
前記第一の冷媒系統が除霜運転中、前記第二の空調エリアの空気を前記第一の空調エリアに送風し、
前記第二の冷媒系統が除霜運転中、前記第一の空調エリアの空気を前記第二の空調エリアに送風することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記複数の冷媒系統の全てが除霜運転を行う場合、前記サーキュレータの空気の送風方向を一定時間毎に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の空調システム。
【請求項６】
前記複数の冷媒系統の中で除霜運転中の冷媒系統と暖房運転中の冷媒系統の両方が存在する運転状況のとき、暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項７】
暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、暖房運転を行っている冷媒系統の設定温度を高めに補正することを特徴とする請求項６記載の空調システム。
【請求項８】
前記暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、前記暖房運転を行っている冷媒系統の圧縮機周波数を一次的に増加させることを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
【請求項９】
前記暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、前記暖房運転を行っている冷媒系統の室内送風量を一次的に増加させることを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記サーキュレータからの吹出温度を検出する吹出温度検出装置を設け、前記吹出温度検出装置の検出値が予め決められた値よりも低い場合は、前記サーキュレータの送風を停止することを特徴とした請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
複数の冷媒系統のうちの２以上の冷媒系統の除霜運転終了タイミングが一致する場合、次回の除霜運転期間が互いに重ならないように、それぞれの暖房運転開始タイミングをずらすことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項１２】
設定温度と室温の差が所定値より大きい場合、前記加熱装置を動作させ、前記加熱装置で加熱された暖気を前記サーキュレータにより室内に送風することを特徴とする請求項２記載の空調システム。
【請求項１３】
前記サーキュレータは部屋の天井に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の空調システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１５２６２（Ｐ２０１３−１５２６２Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８３９９（Ｐ２０１１−１４８３９９）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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