JPH02126054A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JPH02126054A
JPH02126054A JP28019488A JP28019488A JPH02126054A JP H02126054 A JPH02126054 A JP H02126054A JP 28019488 A JP28019488 A JP 28019488A JP 28019488 A JP28019488 A JP 28019488A JP H02126054 A JPH02126054 A JP H02126054A
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compressor
units
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Nobuhiro Kusumoto
伸廣 楠本
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は空気調和装置の改良に関し、特にセパレート型
での室外機と室内機との間の渡り配管長の短縮対策に関
する。
(従来の技術) 一般に、セパレート型の空気調和装置においては、室外
機の内部に圧縮機と室外熱交換器を備えると共に、室内
機の内部に室内熱交換器を備え、また室外機及び室内機
の一方に膨張機構を備えて、これら圧縮機、室外熱交換
器、膨張機構、室内熱交換器を閉回路に形成して冷凍サ
イクルを形成している。而して、室外機では、圧縮機の
設備容量が決定されると、この容量に対応する能力の室
外熱交換器が選定される。その場合、圧縮機の設備容量
が大容量の場合には、例えば特開昭63−34451号
公報に開示されるように、小容量の圧縮機を複数台を備
え、その合計容量で所期容量を確保している。
ところで、例えば高層ビル等の各室内を冷房又は暖房空
調する場合の如く、室外機と室内機とを複数台づつ配置
し、−台の室外機と一台の室内機とを二本の冷媒配管(
液管とガス管)で連通接続して冷凍サイクルを形成し、
この冷凍サイクルを複数系統設けることが一般に行われ
る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来のものでは、冷凍サイクルを複
数系統有するため、室外機と室内機との間の渡り配管が
二本に止まらず、2本×(系統数)だけ要して、合計渡
り配管長が長くなる。特に、高層ビル等で室外機を屋上
に配置する場合等では、合計渡り配管長が極めて長く、
高コスト化を招くと共に渡り配管の付設作業が類4ツし
い欠点があった。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、室外機と室内機間の渡り配管を共用するように冷
凍サイクルを形成することにより、渡り配管本数を減ら
して合計渡り配管長を短縮することにある。
(課居を解決するための手段) 上記の目的を達成するため、本発明では、室外機及び室
内機を各々複数金膜ける場合にも、複数の冷凍サイクル
を独立させず、室外機の液管を互いに共用した状態の単
一の冷凍サイクルを形成すると共に、上記の共通液管を
渡り配管として使用することとする。
つまり、本発明の具体的な構成は、図面に示すように、
圧縮機(1)及び、該圧縮機<1)の容量に対応する能
力の室外熱交換器(2)を有する室外機(X) 、 (
Y)・・・を複数台備えると共に、該各室外機(X)、
(Y)・・・に対応し、室内熱交換器(10)を有する
複数台の室内機(AI)、(A2)・・・、(81)、
 (B2)・・・を備えた空気調和装置を前提とする。
そして、上記各室外機(X) 、 (Y)・・・に対し
、室外熱交換器(2)に接続する液管(Beを共通液管
(16)に接続し、該共通液管(1B)及び、各室外機
(X) 、 (Y)・・・の圧縮機(1)に接続する各
ガス管(6g)・・・を、各々上記各室内機(A1)、
(Bl)・・・側に延ばして渡り配管とする。更に、上
記各室内機(At)、(Bl)・・・の室内熱交換器(
10)を、上記共通液管(16)及び、対応する室外機
(X) 、 (Y)・・・から延びるガス管(6g)・
・・に接続して冷凍サイクル(30)を形成する構成と
している。
その場合、各室外機の液管を共通液管に接続する構成か
ら、更にガス管を共通ガス管に接続すれば、各室外機同
志が冷凍サイクル中で並列に接続されて、空調能力を互
いに補償し占えるので、各室外機の設備容量の低減化を
図ることができる。
このことから、請求項(21に係る発明では、更に、各
室外機(X) 、 (Y)・・・において、内部の圧縮
機(1)に接続する低圧側ガス管(6b)を各々共通低
圧側ガス管(15)で接続する構成としている。
更に、上記請求項(2に係る発明において、各室外機の
内部で室外熱交換器に対する冷媒の流通方向を正逆両方
向に切換可能にすれば、室外熱交換器を蒸発器及び凝縮
器として機能させることができ、室外機単位で(各室外
機に対応する一台又は複数台の室内機をグループとして
該グループ単位で)室内の冷房運転と暖房運転とを適宜
切換えることができる。このことから、請求項(3)に
係る発明では、更に、各室外機(X) 、 (Y)・・
・の内部に、室外熱交換器(2)の機能を蒸発機能と凝
縮機能とに選択的に切換えるよう冷媒の流通方向を切換
える四路切換弁(5)を設ける構成としている。
(作用) 以上の構成により、本出願に係る発明では、例えば冷房
運転時には、各圧縮機(1)・・・から吐出された冷媒
は各室外熱交換器(凝縮器)(2)・・・に流通して液
化した後、共通液管(lB)で合流して各室内ユニット
(At) 、 (Bl)・・・側に流通する。する。そ
してその後は、各室内ユニット(Al)、(Bl)・・
・近傍で分流して各室内熱交換器(蒸発器)(1’0)
・・・に流通しガス化して各々対応するガス管(6g)
・・・を流通して対応する室外ユニット(X) 、 (
Y)・・・内に流れ込んで、再び圧縮機(1)・・・に
戻ることを繰返すことにより、各室内の冷房空調が行わ
れる。
その場合、共通液管(1B)が複数台の室外機(X)。
(Y)・・・と複数台の室内機(A)、(B)・・・と
の間の渡り配管となるので、各室外機(X) 、 (Y
)・・・からはガス管(6g)のみを渡り配管として延
ばせば良く、渡り液管は省略できる。従って、室外機(
X) 、 (Y)・・・と室内機(AI) 、 (Bl
)・・・との間の渡り配管本数は(1本生室外機の設置
台数)となるので、従来の場合(2本×冷凍サイクル数
)に比べて、渡り配管長さを効果的に短縮することがで
きる。
特に、請求項(2)に係る発明では、各室外機(X)。
(Y)・・・が単一の冷凍サイクル(30)中で上記共
通液管(16)及び共通低圧側ガス管(15)に対して
並列に接続されているので、例えば室外機(X)の圧縮
機(1)の設備容量を越える空調能力が要求された場合
にも、他の室外機(Y)の圧縮機(1)の運転を開始ず
れば、その吐出冷媒は室外機(X)の圧縮機(1)の吐
出冷媒と合流して運転中の室内機(A) 、 (B)・
・・に供給されるので、その空調能力でもって運転中の
室内機(A)、(B)・・・での空調負荷を補償するこ
とができる。よって、各室外機(X) 、 (Y)・・
・の圧縮機(1)・・・の設備容量は、各室内の最大負
荷に見合った大容量のものを選定する必要がない。つま
り、各室内の最大負荷時に時間のズレがあることから、
全室外機(X)、(Y)・・・に備える圧縮機(1)・
・・の合計容量を、室内全体が実際に取る最大負荷に見
合った設備容量のものに選定すれば足りる。従って、圧
縮機(1)・・・及び室外熱交換器(2)を可及的小容
量のものに選定できて、室外機(X) 、 (Y)・・
・の設備容量の低減化を図ることができる。
さらに、請求項(3)に係る発明では、室外機(X)。
(Y)・・・に備える四路切換弁(5)により室外熱交
換器(2)を蒸発器として機能させた場合には、冷媒の
流通方向の逆転により該室外機(X) 、 (Y)・・
・に対応する一台又は複数台の室内熱交換器(10)が
凝縮器として機能して、室内の暖房運転が行われる。
一方、逆に、室外機(X) 、 (Y)・・・の四路切
換弁(5)により室外熱交換器(2)を凝縮器として機
能させた場合には、該室外機(X) 、 (Y)・・・
に対応する室内機の室内熱交換器(10)が蒸発器とし
て機能して、室内の冷房運転が行われる。その場合、冷
房用の冷媒と暖房用の冷媒とは共に共通液管(16)及
び共通低圧側ガス管(15)を流通し合流するが、共通
液管(16)で液冷媒同志、共用低圧側ガス管(15)
ではガス冷媒同志であるので、各運転に支障はない。
よって、一部の室外機(X)で室外熱交換器(2)を凝
縮器として機能させ、同時に他の室外機(X)で室外熱
交換器(2)を蒸発器として機能させれば、室外機単位
で(対応する一台又は複数台の室内機をグループとして
該グループ単位で)室内の冷房運転と暖房運転との同時
運転を行い得る。
(発明の効果) 以上説明したように、本出願に係る発明の空気調和装置
によれば、複数台の室外機同志及び室内機同志を各々共
通液管に対して並列に接続した状態の単一の冷凍サイク
ルを形成すると共に、この共通液管を複数台の室外機と
室内機間の共通渡り配管としてので、渡り配管本数を(
1本生室外機の設置台数)に低減できて合計渡り配管長
さを効果的に短縮でき、低コスト化及び渡り配管の付設
作業の能率化を図ることかできる。
特に、請求項(2)に係る発明では、複数台の室外機を
冷凍サイクルにおいて共通液管および共通低圧側ガス管
に対して並列に接続したので、室外機相互間で空調能力
を互いに補償し合うことができ、圧縮機の設備容量及び
室外熱交換器の能力を、全室内としての最大負荷に見合
った設備容量及び能力のものに選定して、各冷凍サイク
ル毎にその最大負荷に応じた大設倫容量及び大能力のも
のを選定する必要がなく、室外機の設備容量の低減化を
図ることができる。
更に、請求項(3)に係る発明では、各室外機毎に、室
外熱交換器の機能を蒸発器及び蒸発器とに選択的に切換
可能としたので、室外機単位で室内機の冷房運転と暖房
運転とを適宜切換することができ、一部室内の冷房運転
、他室の暖房運転の冷暖同時運転が可能になる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
図面は本発明に係る空気調和装置の冷媒配管系統を示す
。同図において、(X) 、 (Y)・・・は例えば高
層ビル等の屋上に配置される複数台(図では置台のみを
図示)の室外ユニット(室外機)、(At)、 (A2
)・・・、 (Bl)、(82)・・・・・・は各々室
内に配置される複数台(図では問合のみを図示)の室内
ユニット(室内機)である。上記各室外ユニット(X)
(Y)は、内部に圧縮機(1)と、室外熱交換器(2)
と、室外側電子膨張弁(3)と、アキュムレータ(4)
とを備えると共に、四路切換弁(5)とを備える。
而して、上記各機器(1)〜(5)は冷媒配管(6a)
〜(6h)で冷媒の流通可能に接続されている。
上記四路切換弁(5)は、室外熱交換器(2)の機能を
蒸発機能と凝縮機能とに選択的に切換えるものである。
つまり、凝縮機能を発揮させる場合には、図中破線の如
く切換わって室外熱交換器(2)に接続した冷媒配管(
6d)を圧縮機(1)の吐出管(6a)に接続すること
により、圧縮機(1)からの吐出ガス冷媒を室外熱交換
器(2)に流して凝縮させる。
一方、蒸発機能を発揮させる場合には、図中実線の如く
切換わって上記室外熱交換器(2)に接続した冷媒配管
(8d)を冷媒配管(6C)を経てアキュムレータ(4
)に接続することにより、圧縮機(1)からの吐出冷媒
を後述の室内熱交換器(凝縮器)(10)に流した後、
室外熱交換器(2)に流して蒸発器として機能させ、そ
の後、アキュムレータ(4)を経て圧縮機(1)に戻す
ように冷媒の流通方向を正逆両方向に切換えるように構
成している。
上記圧縮機(1)の設備容量と室外熱交換器(2)の能
力とは対応し、圧縮機(1)の設備容量が大鏡なほど室
外熱交換器(2)は能力の大きいものが選定される。
また、上記一方の室外ユニット(X)は主機であり、他
方の室外ユニット(Y)は従機であって、主室外ユニッ
ト(X)の内部には、主従共通のレシーバ(7)が備え
られている。
一方、複数台の室内ユニット(At)、(A2)・・・
は主室外ユニット(X)に対応し、複数台の室内ユニッ
ト(Bl)、(B2)・・・は従室外ユニット(Y)に
対応している。そして、各室内ユニット(AI)、(A
2)・・・、(B1) 、 (B2)・・・の内部には
、各々、室内熱交換器(10)と、室内側電子膨張弁(
11)とが備えられ、該各機器(10)、 (11)は
冷媒配管(12)・・・で冷媒の流通可能に接続されて
いる。
而して、上記各室外ユニット(X)、(Y)・・・間に
は、図中横方向に配置した。各室外ユニット(X) 、
 (Y)・・・で共用する共通低圧側ガス管(15)、
共通液管(1B)、及び均油管(17)よりなる3本の
冷媒配管が設けられている。上記共通低圧側ガス管(1
5)には、各室外ユニット(X) 、 (Y)・・・の
冷媒配管(6h)及びアキュムレータ(4)を介して圧
縮機(1)吸入側に接続される低圧側ガス管(6b)が
接続されている。
さらに、共通液管(1B)には、各室外ユニット(X)
(Y)・・・の冷媒配管(6r)及び室外側型T膨張弁
(3)を介して室外熱交換器(2)に接続する液管(6
e)が接続されていると共に、主室外ユニット(X)内
では共通液管(16)の途中に共通lノシーバ(7)が
介設される。加えて、均油管(17)は各室外ユニット
(X)、(Y)・・・内の冷媒配管(19)・・・を介
して各圧縮機(1)・・・の底部に連通している。
而して、主室外ユニット(X)からは、上記共通液管(
1B)、及び四路切換弁(5)を介して圧縮機(1)の
吐出側又は吸入側に接続されるガス管(6g)が対応す
る室内ユニッl−(AI) 、 (A2)・・・に向け
て延びて室内ユニット(AI) 、 (A2)・・・へ
の渡り配管を構成′する。また、従室外ユニット(Y)
・・・がらは、ガス管(6g)が対応する室内ユニット
(Bl) 、(B2)・・・に向けて延びて室内ユニッ
ト(Bl)、(B2)・・・への渡り配管を構成してい
る。
上記共通液管(16)には、各室内ユニット(Al)、
(A2)・・・、(Bl) 、 (B2)・・・の室内
側電子膨張弁(ti)に接続した冷媒配管(12)が連
通接続されている。また、各ガス管(6g)には、自己
の室外ユニット(X)。
(Y)・・・に対応する室内ユニット(AI)、(A2
)・・・、(B1) 、 (B2)・・・の室内熱交換
器(■0)に接続する冷媒配管(12)に接続されてい
る。
以上の冷媒配管の接続により、圧縮機(1)、室外熱交
換器(2)、室内外の電子膨張弁(3) 、 (11)
、及び室内熱交換器(10)を閉回路に接続した単一の
冷凍サイクル(30)を形成している。また、各室外ユ
ニッ) (X) 、 (Y)・・・の各圧縮機(1)・
・・の低圧側ガス管(6b)・・・を内部冷媒配管(B
h)・・・を介して共通低圧側ガス管(15)に接続す
ることで全室外ユニット(X) 、 (Y)・・・を上
記冷凍サイクル(30)中で並列に接続している。
したがって、上記実施例においては、例えば室内ユニッ
ト<AI) 、 (A2)が作動する室内の冷房運転時
において、空調負荷が小さい場合には、主室外ユニット
(X)の圧縮機(1)のみが運転されると共に、その内
部の四路切換弁(5)が図中破線の如く切換られる。こ
のことにより、冷媒は順次、図中破線矢印で示す如く圧
縮機(1)−室外熱交換器(凝縮器)(2)→室外側倒
電子膨張弁(3)−レシーバ(7)−共通液管(16)
−室内側電子膨張弁(11)−室内熱交換器(蒸発器)
(10)−ガス管(6g)−アキュムレータ(4)−圧
縮機(1)と循環して、室内の冷房空調が行われる。以
上、主室外ユニット(x)の単独運転の場合について説
明したが、従室外ユニット(Y)単独運転の場合、又は
両室外ユニット(X)、(Y)の双方の運転時にも冷媒
の流通は同様であり、その説明を省略する。
その場合、複数台の室外ユニット(X) 、 (Y)・
・・と複数台の室内ユニット(At)、(A2)・・・
、(Bl)、(B2)・・・との渡り配管は、共通液管
(16)が共用されて、渡りガス管(6g)のみが各室
外ユニット(X) 、 (Y)・・・から−本づつ延び
る構成である。従って、渡り配管本数は、(1本土室外
ユニッl−(X) 、 (Y)・・・の設置台数)とな
り、従来の如く(2X冷凍サイクル数)と比べて効果的
に低減することができ、例えば室外ユニットの設置台数
が6台の場合には7本(従来では12本)に低減できる
。よって、合計渡り配管長さを有効に短縮できると共に
、渡り配管の付設作業を有効に簡易化できる。
また、上記の如く一台の室外ユニット(X)のみの運転
時において、その圧縮機(1)に対し設備容量以上の冷
房運転が要求された場合には、従室外ユニット(Y)の
四路切換弁(5)が図中破線の如く切換えられると共に
、その従室外ユニット(Y)内の圧縮機(1)の運転が
開始される。このため、該圧縮機(1)から吐出された
冷媒は、図中破線矢印で示す如く室外熱交換器(凝縮器
)(2)および左外側側電子膨張弁(3)を経て共通液
管(16)に流出し、共通レシーバ(7)前位で上記主
室外ユニット(X)の圧縮機(1)からの吐出冷媒と合
流して、作動中の室内ユニット(At) 、 (A2)
の室内熱交換器(蒸発器)(10)に流通し冷房能力を
補償すると共に、該室内熱交換器(蒸発器)(10)・
・・流通後は、室外ユニット(X)のガス管(6g)を
流れてその内部の四路切換弁(5)を経た後に共通低圧
側ガス管(15)に分流して自己の従室外ユニット(Y
)内に入り、その後、その内部の冷媒配管(6h)及び
アキュムレータ(4)を経て圧縮機(1)に戻ることを
繰返す。
よって、各室外ユニット(X)、(Y)・・・内蔵の各
圧縮機(1)・・・でもって全室内ユニット(Al) 
、 (A2)・・・(Bl) 、 (B2)・・・の冷
房能力を補償できるので、各室外ユニット(X) 、 
(Y)・・・の圧縮機(1)・・・の設備容量は、対応
する室内ユニット(Al)、(A2)・・・、(Bl)
、(B2)・・・が取る最大負荷に応じた設備容量のも
のを選定する必要は無く、全圧縮機(1)・・・の合計
設備容量を、室内全体としての最大負荷に対応する容量
値に選定すれば良い。従って、各圧縮機(1)の設備容
量及び室外熱交換器(2)の能力を可及的に低減でき、
室外ユニット(X) 、 (Y)・・・の設備容量の低
減化を図ることができる。
また、上記の如く主室外ユニット(X)において室外熱
交換器(2)を凝縮器と機能させた場合(室内ユニット
(AI) 、 (A2)・・・の冷房運転時)において
、従室外ユニット(Y)の四路切換弁(5)を実線位置
に切換えて内部の室外熱交換器(2)を蒸発器として機
能させたときには、該従室外ユニット(Y)の圧縮機(
1)から吐出された冷媒は、図中実線矢印で示す如(循
環する。つまり、先ず室内ユニット(Bl)、(B2)
・・・の室内熱交換器(凝縮器)(10)に流通して液
化し、その後、共通液管(16)を経て内部の室外熱交
換器(蒸発器)(2)に流通しガス化して圧縮機(1)
に戻り、室内ユニット(Bl) 、 (B2)・・・で
の暖房運転が行われる。その場合、冷房用の冷媒と暖房
Illの冷媒とは、冷凍サイクル(30)中で共通低圧
側ガス管(15)、及び共通液管(16)とで合流する
が、共にガス状態同志、液状聾同志であるので、各冷房
運転、暖房運転に支障は無い。よって、室内ユニット<
At)、(A2)の冷房運転下でも室内ユニット(Bl
)、(B2)・・・の暖房運転を行うことかでき、室内
ユニット(Al)、(A2)・・・及び室内ユニット(
B1)、 (B2)・・・毎に(室外ユニッl−(X)
 、 (Y)単位で)適宜冷房運転と暖房運転とを切換
選択することができる。
尚、冷凍サイクル(30)で各圧縮機(1)・・・が並
列に接続されている関係上、各圧縮機(1)内に溜まる
圧縮機潤滑用の油の油量が品用縮機(1)・・・間で不
均一になるのを防止すべく、均油運転を行う。
この均油運転は、例えば室外機を王台備えた場合には、
そのうち−台の圧縮機(1)をインバータで0〜70H
zに容量制御可能とすると共に、他の三台の圧縮機(1
)、(1)をアンロード機構で50%と100%とに二
段階に容量制御可能とするのを前提として、下記表に示
す3通りの運転モードと通常運転との間で、通常運転−
運転モード1−運転モード2−運転モード3−通常運転
を設定時間毎に繰返すものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示す冷媒配管系統図である。 (X)、(Y)−・・室外ユニット(室外機) 、(A
I)、(A2)・・・、(+31) 、 (B2)・・
・室内ユニット(室内機)、(1)・・・圧縮機、(2
)・・・室外熱交換器、(5)・・・四路切換弁、(6
b)・・・低圧側ガス管、(6e)・・・液管、(10
)・・・室内熱交換器、(15)・・・共通低圧側ガス
管、(16〉・・・共通液管、(30)・・・冷凍サイ
クル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧縮機(1)及び、該圧縮機(1)の容量に対応
    する能力の室外熱交換器(2)を有する室外機(X),
    (Y)・・・を複数台備えると共に、該各室外機(X)
    ,(Y)・・・に対応し、室内熱交換器(10)を有す
    る複数台の室内機(A1),(A2)・・・、(B1)
    ,(B2)・・・を備え、上記各室外機(X),(Y)
    ・・・は、室外熱交換器(2)に接続する液管(6e)
    が共通液管(16)に接続され、該共通液管(16)及
    び、各室外機(X),(Y)・・・の圧縮機(1)に接
    続する各ガス管(6g)・・・は、各々上記各室内機(
    A1),(B1)・・・側に延びていて、上記各室内機
    (A1),(B1)・・・の室内熱交換器(10)は上
    記共通液管(16)及び、対応する室外機(X),(Y
    )・・・から延びるガス管(6g)・・・に接続されて
    冷凍サイクル(30)が形成されていることを特徴とす
    る空気調和装置。
  2. (2)請求項(1)記載の空気調和装置において、各室
    外機(X),(Y)・・・は、内部の圧縮機(1)に接
    続する低圧側ガス管(6b)が各々共通低圧側ガス管(
    15)で接続されていることを特徴とする空気調和装置
  3. (3)請求項(2)記載の空気調和装置において、各室
    外機(X),(Y)・・・の内部には、室外熱交換器(
    2)の機能を蒸発機能と凝縮機能とに選択的に切換える
    よう冷媒の流通方向を切換える四路切換弁(5)が備え
    られていることを特徴とする空気調和装置。
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