JPH02157568A - 空気調和装置の冷媒滞溜抑制装置 - Google Patents

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、複数台の室内機を有し、各室内機別に暖房運
転可能としたマルチ形式の空気調和装置において、所定
の室内機の暖房運転中に他の停止中の室内機に滞溜する
冷媒を制限、抑制するようにした空気調和装置の冷媒滞
溜抑制装置の改良に関する。

（従来の技術） 本出願人は、この種の空気調和装置の冷媒滞溜抑制装置
として、先に特開昭６２−２５８９６８号公報に開示さ
れるように、マルチ形式の空気調和装置において、停止
中の室内機に内蔵する凝縮器の入口側冷媒（過熱ガス冷
媒）及び出口側冷媒（過冷却液冷媒）間の温度差を検出
し、この温度差が大仏の状況では、該停止中の凝縮器の
冷媒出口側通路の通路面積を電動弁で拡大することによ
り、通過する冷媒量を増やして上記温度差を縮小する一
方、温度差が小値の状況では通路面積を縮小して通過す
る冷媒量を減らして上記温度差を拡げることを繰返して
、その温度差を設定値に保持し、よって停止中の凝縮器
に対する冷媒流量を自然放熱による凝縮量に見合うだけ
の冷媒量に制限して、その冷媒滞溜量を一定値に保持、
抑制するようにしたものを提案している。

（発明が解決しようとする課ＪＸＪ） しかるに、上記提案のものでは、停止中の凝縮器入口側
の冷媒の状態が過熱ガス冷媒である通常時であることが
前提である。このため、凝縮器入口側の冷媒の状態が過
冷却液冷媒となった特殊な場合、例えばサーモＯｆ”Ｐ
（室温が適温に収束した暖房運転の停止時）の時点で既
にこの停止した凝縮器の全体に（冷媒入口側まで）液冷
媒が滞溜している場合、又は暖房運転中での急激な温度
変化等こ起因して液冷媒が滞溜し過ぎた場合には、凝縮
器の出入口間の冷媒が共に過冷却冷媒となり、両者の冷
媒温度差は小さくなる。その結果、冷媒出口側通路の通
路面積は縮小制御されて、冷媒は滞溜し続けることにな
る。

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、凝縮器人口側の冷媒状態が過熱ガス冷媒の場合で
も過冷却液冷媒の場合でも、共に停止中の凝縮器に滞溜
した液冷媒を必要に応じて適宜回収することにある。

（課題を解決するための手段） その目的を達成するため、本出願の請求項（１）に係る
発明では、停止中の凝縮器人口側の冷媒の過熱度を検出
し、この過熱度が設定値以下の場合には停止中の凝縮器
内への液冷媒の滞溜時と判断することにより、停止中の
凝縮器の入口側が過熱ガス冷媒である通常時の場合は勿
論のこと、冷媒の過冷却状態となった特殊な場合でも確
実に滞溜冷媒を回収することにある。

その場合、停止中の凝縮器入口側における冷媒の過熱度
の変化時には、その凝縮器出口側の冷媒の過冷却度も変
化し、上記過熱度の減少時には過冷却度は逆に増大変化
して、両者は対応するから、本出願の請求項（２）に係
る発明では、上記過熱度の検出に代えて停止中の凝縮器
出口側の冷媒の過冷却度を検出して、請求項（１）に係
る発明と同様の目的を達成することにある。

つまり、請求項（１）に係る発明の具体的な構成は、単
一の室外機（Ａ）と複数台の室内機（Ｂ）〜（Ｆ）とで
冷媒循環系統（１４）を形成し、各室内機（１３）〜（
Ｆ）別に暖房運転可能とした空気調和装置に対する冷媒
滞溜抑制装置を前提とする。そして、上記各室内機（Ｂ
）〜（１？）に内蔵する凝縮器（１０）の冷媒出口側に
各々配置され、対応する室内機の停止要求時に閉じてそ
の内蔵する凝縮器（１０）に対する冷媒の流通を阻止す
る制御弁（１１）と、上記各凝縮器（１０）の冷媒入口
側の過熱度を検出する過熱度検出手段（４０）と、該過
熱度検出手段（４０）の出力を受け、停止中の凝縮器（
１０）の冷媒人口側の過熱度の設定値に対する大小関係
に応じて（設定値以下のとき）、該停止中の凝縮器（１
０）の冷媒出口側の通路を開いて滞溜した冷媒を冷ＩＡ
！循環系統（１４）に戻す冷媒戻し手段（４１）とを設
ける構成としている。

また、請求項（２）に係る発明では、上記請求項（２）
に係る発明の過熱度検出手段（４０）に代えて、各凝縮
器（１０）の冷媒出口′側の過冷却度を検出する過冷却
度検出手段（４２）を設ける構成としている。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）及び（２に係る発明で
は、暖房運転時、各室内機（１３）〜（Ｐ）では、例え
ばサーモＯＦＦ時には、対応する制御弁（１１）が閉じ
てその凝縮器（１０）の冷媒出口側の通路が閉じられる
。このため、冷媒は該凝縮器（１０）に流れ込むものの
冷媒出口側からは流れ出ず、該凝縮器（１ｏ）内に溜り
込み易くなる。

今、停止中の凝縮器（１０）への冷媒滞溜量が増大する
と、該凝縮器（１０）の冷媒入口側の過熱度が小値にな
ると共に、該停止中の凝縮器（１ｏ〉出口側の冷媒の過
冷却度が大仏になって、上記過熱度が設定値以下にまで
低下し、または過冷却度が設定値以上に増大すると、こ
の状況では停止中の凝縮器（１０）入口側の冷媒が過熱
ガス冷媒である通常時又は過冷却液冷媒である特殊時で
あるので、冷媒戻し手段（４１）が作動して、上記停止
中の凝縮器（１０）の冷媒出口側の通路が開かれる。そ
の結果、該停止中の凝縮器（１０）に冷媒が流通して、
内部に滞溜した冷媒がこの流通冷媒と共に冷媒循環系統
（１４）に戻され、回収されることになる。この際、冷
媒の流通により停止中の凝縮器（１０）に対する冷媒循
環量が増大して、該凝縮器（１０）に至るまでの冷媒の
熱損失が減少するので、凝縮器（１０）入口側の過熱度
は大仏に戻ると共に出口側の過冷却度も小値に戻って、
はぼ通常値にまで復帰する。

（発明の効果） 以上説明したように、本出願の請求項（１）及び（２に
係る発明によれば、マルチ形式の空気調和装置において
、一部の室内機の暖房運転中に、残る停止中の室内機の
凝縮器に滞溜する液冷媒量が増大して、該凝縮器人口側
の冷媒過熱度及び出口側の冷媒の過冷却度が変化し、過
熱度が設定値以下に、または過冷却度が設定値以上にな
ると、該停止中の凝縮器出口側の通路を開いて冷媒を流
通させたので、停止中の凝縮器入口側の冷媒が過熱ガス
冷媒である通常時又は過冷却液冷媒である特殊時に拘ら
ず、上記滞溜した液冷媒を冷媒循環系統に戻し２回収し
て、滞溜液冷媒ｍの低減の確実化を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図において、（Ａ）は単一の室外ユニット（室外機
）、（Ｂ）〜（Ｐ）は同一内部構成の複数台（５台）の
室内ユニット（室内機）であって、上記室外ユニット（
Ａ）の内部には、互いに並列に接続された第１の圧縮機
（１）及び第２の圧縮機（２）と、四路切換弁（３）と
、室外送風ファン（４ａ）を有する室外熱交換器（４）
と、膨張弁（５〉とが備えられ、該各機器（１）〜（５
）は各々冷媒配管（６）・・・で冷媒の流通可能に接続
されている。また、上記各室内ユニット（Ｂ）〜（Ｐ）
は、各々、室内送風ファン（１０ａ）を有する室内熱交
換器（１０）と、膨張弁（制御弁）（１１）とを備え、
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。上記膨張弁（１１
）は、その弁開度が電気的に増減調整できる空調能力調
整用の室内電動膨張弁で構成されている。

そして、上記５台の室内ユニット（Ｂ）〜（Ｐ）は、各
々冷媒配管（１３）・・・で互いに並列に接続されて上
記室外ユニット（Ａ）に冷媒の循環可能に接続されて冷
媒循環系統（１４）が形成されていて、冷房運転時には
、四路切換弁（３）を図中破線の如く切換えて冷媒を図
中破線矢印の如く循環させることにより、各室内熱交換
器（１０）・・・で室内から吸熱した熱量を室外熱交換
器（４）で外気に放熱することを繰返して各室内を冷房
する一方、暖房運転時には、四路切換弁（３）を図中実
線の如く切換えて冷媒を図中実線矢印の如く循環させる
ことにより、熱量の授受を上記とは逆にして、室内を暖
房するようにしている。而して、各室内電動膨張弁（制
御弁）（１１）は、暖房運転時の冷媒出口側に配置され
ていて、該各電動膨張弁（１１）の閉制御により、各室
内ユニット（１３）〜（Ｆ）を個別に冷房運転及び暖房
運転可能としている。

また、上記第１の圧縮機（１）にはインバータ（１５）
が接続されていて、該インバータ（１５）の３０％から
１００％まで１０％刻みの周波数設定信号の出力により
、第１の圧縮機（１）の運転周波数を８段階に高低調整
して、その容量を複数段階（停止時を含んで９段階）に
増減調整するようにしている。

また、第２の圧縮機（２）は、パイロット電磁弁（１７
）の開閉に応じて容量がフルロード（１００９６）と、
５０２６のアンロード状態との二段階に調整されるもの
である。

また、第２図において、（２０）は四路切換弁（３）前
後の冷媒配管（Ｇ）　、　（０）　（吐出管と吸入管）
を接続する均圧ホットガスバイパス回路であって、該バ
イパス回路（２０）には、冷房運転状態での低負荷時及
び室外熱交換器（４）の除霜運転時等に開作動するホッ
トガス電磁弁（２１）が介設されている。

さらに、（２２）は暖房運転時に吐出管となる冷媒配管
（６）に接続された暖房過負荷時バイパス回路であって
、該バイパス回路（２２）には、補助コンデンサ（２３
）及び、冷媒の高圧時に開く高圧制御弁（２４）が介設
されており、暖房過負荷時に圧縮機（１）。

（２）からの冷媒を該バイパス回路（２２）を介して各
室内熱交換器（１０）・・・をバイパスして、各室内熱
交換器（１０）・・・下流側の冷媒配管（６）にバイパ
スするようにしている。

加えて、（２５）は上記暖房過負荷時バイパス回路（２
２）の補助コンデンサ（２３）下流側を、四路切換弁（
３）下流側の冷媒配管（６）（吸入管）に接続するリキ
ッドインジェクションバイパス回路であって、該リキッ
ドインジェクションバイパス回路（２５）には圧縮機（
１）　、　（２）の作動に連動して開閉するインジェク
ション用電磁弁（２６）と、膨張弁（２７）とが介設さ
れている。

また、（３０）はレシーバ、（３１）はアキュムレータ
、（３２）は過冷却コイル、（３３）は油分離器であっ
て、該油分離器（３３）で分離された潤滑油は浦通路（
３４）を介して両正縮機（１）　、　（２）に戻される
。

さらに、各室内ユニット（［３）〜（Ｆ）において、（
Ｔｌ１１）は対応する室内の空気の温度（吸込空気温度
）を検出する室温センサ、（Ｔ１１２）及び（ＴｉＩ３
）は各々暖房運転時に凝縮器（及び冷房運転時に蒸発器
）として作用する室内熱交換器（１０）・・・前後の冷
媒温度を検出する温度センサである。また、室外ユニッ
ト（Ａ）において、（ＴｉＩ４）は第１及び第２圧縮機
（１）　、　（２）の冷媒吐出温度を検出する温度セン
サ、（ＴｉＩ５）は暖房運転時に室外熱交換器（４）で
の冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度センサ、（ＴｉＩ
４）は第１及び第２圧縮機（１）　、　（２）への吸入
ガス温度を検出する吸入ガス温度センサである。また、
（Ｐｌ）は暖房運転時には吐出ガス圧力を、冷房運転時
には吸入ガス圧力を各々検出する圧力センサ、（ＩＩＰ
ｓ）は圧縮機保護用の高圧圧力開閉器である。

次に、上記各室内ユニット（１３）〜（Ｐ）の各電動膨
張弁（１１）の暖房運転時における作動制御を第３図の
制御フローに基いて説明する。

先ず、対応する室内ユニット（Ｂ）〜（Ｆ）のサーモＯ
ＦＦ時（運転の停止要求時）にスタートして、ステップ
Ｓ１で室内熱交換器（凝縮器）（１０）の冷媒入口温度
Ｔ１を温度センサ（Ｔ１１３）の出力に基いて読込むと
共に、圧力センサ（ＰＩ）で検出する吐出ガス圧力に基
いて冷媒の凝縮圧力相当飽和温度ＴＣを算出し、その後
、ステップＳ２でこの両ｌＨ度に基いて凝縮器（１０）
の入口での冷媒の過熱度５Ｈ（−７１−Ｔｃ）を算出す
る。

しかる後、ステップＳ３でこの過熱度ＳＨを冷媒の滞溜
し易い状況の設定値α（例えば５℃）と比較し、ＳＨ＞
αの通常時には、ステップＳ４で電動膨張弁（１１）の
開度を零値又は微小開度に制御して、対応する凝縮器（
１０）の冷媒出口側の通路を閉じ、よって対応する室内
ユニット（Ｂ）〜（Ｆ）に対する冷媒の流通を阻止して
、ステップＳ１に戻る。

一方、ＳＨ≦αの冷媒滞溜し易い状況では、滞溜した冷
媒を回収すべく、ステップＳ５で冷媒回収の終了条件（
後述）を判別し、当初はその非成立時であるので、ステ
ップＳ６で電動膨張弁（１１）の開度を設定開度（例え
ば半開値）に開制御し、対応する凝縮器（１０）の冷媒
出口側通路を開いて該凝縮器（１０）に冷媒を流通させ
、滞溜した冷媒を冷媒循環系統（１４）に回収する。

その後は、再びステップＳ２で凝縮器（１０）の冷媒入
口ｌＨ度Ｔ１を読込むと共に冷媒の凝縮圧力相当飽和温
度Ｔｃを算出して、ステップＳ８で凝縮器（１０）の入
口での冷媒の過熱度５Ｈ（Ｔ＋　−Ｔｅ）を算出し、そ
の後、ステップＳ５で冷媒の回収の終了条件を、凝縮器
（１０）入口側での冷媒の過熱度ＳＨと冷媒回収後（電
動膨張弁（１１）の半開制御後）の経過時間とで判別し
、ＳＨ〉α＋β（βはディファレンシャル値で例えば５
℃）の場合、又は設定時間（例えば５分）経過すると、
滞溜冷媒の回収が終了したと判断して、ステップＳ４に
戻って電動膨張弁（１１）の開度を零値又は微小開度に
設定して通常の状況に戻して、ステップＳｔに戻ること
を繰返す。

よって、上記第３図の制御フローにおいて、ステップＳ
１及びＳ２により、室内熱交換器（凝縮器）（１０）の
冷媒入口側の過熱度ＳＲを検出するようにした過熱度検
出手段（４０）をもが成している。また、ステップＳ３
及びＳ６により、停止中（サーモ０ＦＦ）の凝縮器（１
０）の冷媒入口側の過熱度ＳＨが設定値α以下のとき、
該停止中の凝縮器（１０）の冷媒出口側の通路を、対応
する電動膨張弁（１１）の開制御により開いて、該停止
中の凝縮器（１０）に冷媒を流通させ、この冷媒と共に
該停止中の凝縮器（１０）内に滞溜した冷媒を冷媒循環
系統〈Ｉ４）に戻すようにした冷媒戻し手段（４１）を
構成している。

したがって、上記実施例においては、暖房運転時、所定
の室内ユニット（例えば（Ｂ））がサーモ〇ＦＦにより
運転を停止する（室内送風ファン（ｌｏａ）は低回転で
運転を続行する）場合には、対応する電動膨張弁（１１
）が閉作動し、凝縮器（１０）の冷媒出口側の通路が閉
じられて該凝縮器（１０）に対する冷媒の流通が停止す
る。

その状態で、第５図に示す如く、凝縮器（１０）の入口
側の冷媒が過熱ガスであり、出口側の冷媒が過冷却液で
ある場合には、第４図に示すモリエル線図上、人口温度
Ｔ】は冷媒の吐出ガス温度Ｔ。

から冷媒配管での熱損失分子りだけ低い過熱ガス温度値
にあり、出口温度Ｔ２は凝縮圧力相当飽和温度Ｔｃより
過冷却度８０分だけ低い過冷却液温度値にある。

今、停止中の凝縮器（１０）に滞溜する液冷媒量が増大
すると、入口温度Ｔ１が低下して凝縮器（１０）入口側
の過熱度ＳＨが減少し飽和蒸気線に近付くに従って冷媒
の流体密度が大仏になり液冷媒として凝縮器（１０）内
に滞溜し易（なる。しかし、入口での過熱度ＳＨがＳＨ
≦αとなるとく飽和蒸気線に一致した時点で５Ｈ−０、
第６図の如く凝縮器く１０）の冷媒人口まで滞溜する場
合には過冷却状態となり、図中の温度値Ｔ＋’（Ｔ＋　
°く０）に低下する）、凝縮器（１０）の入口の冷媒状
態が過熱ガスか過冷却液かに拘らず、電動膨張弁（１１
）が開制御されて該停止中の凝縮器（Ｉ０）に冷媒が流
通し、これと共に内部に滞溜した液冷媒が冷媒循環系統
（１４）に戻し回収される。この場合、冷媒の循環量の
増大に伴い単位量当りの冷媒配管での熱損失分子りが減
少して、凝縮器（１０）入口の冷媒７３度Ｔ１は上昇し
、入口の冷媒の過熱度ＳＨは大仏となり、ＳＨ〉α＋β
となった時点で、電動膨張弁（１１）が閉じて滞溜冷媒
の戻し回収が停止する。

そして、再び冷媒が滞溜し、過熱度ＳＨ＜αになると、
上記と同様の動作を繰返して、滞溜冷媒の戻し１回収が
行われ、長期的には滞溜冷媒量が所定の一定量に少なく
制限ないし抑制されることになる。

また、上記サーモＯＩ’Ｐ時く暖房運転の不必要時）で
は、停止中の室内ユニット（例えばＢ）の室内送風ファ
ン（ｌｏａ）は低回転で運転を続行すると共に、膨張弁
（１１）の半開作動により冷媒が流通し暖房能力が発揮
されるが、この冷媒の流通は滞溜冷媒の戻し１回収時に
限られているので、膨張弁（１１）の開度を常時設定開
度に開制御しておく場合に比べて、不必要な暖房能力の
発揮を少なく止めることができる。

以上、停止中の凝縮器（１０）の人口側の過熱度ＳＨが
ＳＨ≦αの状況で滞溜冷媒を戻し回収する場合を説明し
たが、過熱度ＳＨ≦αの状況では停止中の凝縮器（１０
）出口側の冷媒の過冷却度ＳＣか設定値γ以上（ＳＣ≧
γ）となるので、この過冷却度ＳＣの検出手段（４２）
を、凝縮器（１，０）出口側の温度センサ（ＴＨ２）で
検出される温度信号と圧力センサ（Ｐｉ）の出力に基い
て算出される凝縮圧力相当飽和温度Ｔｃとに基いて検出
するようもＸ１成して、滞溜冷媒を回収してもよい。

尚、以上の説明では、凝縮器（ｉｏ）の入口側の過熱度
ＳＨ，及び凝縮器（１０）出口側の過冷却度の検出に際
して、凝縮圧力相当飽和温度Ｔｃの算出用として四路切
換弁（３）下流側で吐出圧力を検出する圧力センサ（Ｐ
ｌ）を設けたが、この圧力センサ（Ｐｌ）に代えて、圧
縮機（１）　、　（２）の吐出ガス温度を検出する温度
センサを設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のも＋１１成を示すブロック図である。 第２図ないし第６図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体構成を示す冷媒配管系統図、第３図は暖房運転時で
の電動膨張弁の開度制御示すフロチャート図、第４図は
モリエル線図、第５図及び第６図は各々停止中の凝縮器
に滞溜する冷媒の様子の説明図である。 （＾）・・・室外ユニット（室外機）　、（Ｂ）〜（Ｆ
）・・・室内ユニット（室内機）　、（１１）・・・室
内電動膨張弁（（制御弁）、（１４〉・・・冷媒循環系
統、（Ｔ１１２）　、　（ＴＨ３）・・・温度センサ、
（Ｐｌ）・・・圧力センサ、（４０）・・・過熱度検出
手段、（４１）・・・冷媒戻し手段、（４２）・・・過
冷却度検出手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　単一の室外機（Ａ）と複数台の室内機（Ｂ）〜
   （Ｆ）とで冷媒循環系統（１４）を形成し、各室内機（
   Ｂ）〜（Ｆ）別に暖房運転可能とした空気調和装置の冷
   媒滞溜抑制装置であって、上記各室内機（Ｂ）〜（Ｆ）
   に内蔵する凝縮器（１０）の冷媒出口側に各々配置され
   、対応する室内機の停止要求時に閉じてその内蔵する凝
   縮器（１０）に対する冷媒の流通を阻止する制御弁（１
   １）と、上記各凝縮器（１０）の冷媒入口側の過熱度を
   検出する過熱度検出手段（４０）と、該過熱度検出手段
   （４０）の出力を受け、停止中の凝縮器（１０）の冷媒
   入口側の過熱度の設定値に対する大小関係に応じて停止
   中の凝縮器（１０）の冷媒出口側の通路を開いて滞溜し
   た冷媒を冷媒循環系統（１４）に戻す冷媒戻し手段（４
   １）とを備えたことを特徴とする空気調和装置の冷媒滞
   溜抑制装置。
2. （２）　請求項（１）記載の空気調和装置の冷媒滞溜抑
   制装置において、過熱度検出手段（４０）に代えて、各
   凝縮器（１０）の冷媒出口側の過冷却度を検出する過冷
   却度検出手段（４２）を備えたことを特徴とする空気調
   和装置の冷媒滞溜抑制装置。