JPH03211373A - 多室形空気調和機 - 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】 仁産業上の利用分野 本発明は、−台の室外機と複数台の室内機とから構成さ
れ、冷暖房が同時に可能な多室形空気調和機に関するも
のである。

０、従来の技術 第６図は従来の多室形空気調和機の一例の冷媒回路図で
ある。室外機２３は過密のヒートポンプ形空気調和機の
冷媒回路から構成され、複数の室内機２４（図例は３台
）に接続される液管２９およびガス管３０力督夜管分岐
回路３１および力′ス管分岐回路２５で室内機２４の数
だけ分岐されており、冷房運転または暖房運転は四方弁
２６の切替位置により決定される。すなわち、冷房運転
時には実線で示す冷媒の流れとなり、圧！＠機２７から
吐出された高温高圧の力゛ス冷媒は室内熱交換器２日で
凝縮し、液管分岐回路３１を介して各室内機２４へ供給
される。さらに室内機紋り装置３２で減圧され室内熱交
換器３３内で蒸発することにより冷房効果が得られる。

暖房運転時は四方弁２６を礒線が示す方向に切換えるこ
とにより、冷媒回路の流れを逆転させて可能となる。こ
のような回路構成における多室形空気調和機の運転モー
ドは、冷房運転モードおよび暖房運転モードに限られ、
各室内機はそれぞれの運転モードにおいて運転または停
止の選択のみ可能となる。

ハ８発明が解決しようとする課頚 上記従来の多室形空気調和機は、冷房と暖房とを異なる
部屋で同時に運転することはできないため、中間間にお
いて日照の違いやＯＡ機器の発熱等による異なる負筋に
は対応できない。

また、コンピュータルームや配電室等の年間冷房の必要
な部屋と冷暖房の行なわれる居室とは、別系統の空気調
和機が必要となる。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、冷房運
転と暖房運転とを同時に選択し得る多室形空気調和機を
得ようとするものである。

二課題を解決するための手段 本発明は上記の如き観点に鐵みてなされたもので、能力
可変形圧縮機、室外熱交換器、吐出側三方弁および吸入
側三方弁等からなる室外機と、室外熱交換器用電子膨張
弁および冷媒分岐回路等からなり室内に設置される分流
制御装置との間に高圧配管および低圧配管を設けると共
に、室内熱交換器および絞り装置等からなる複数の室内
機と、前記分流制御装置との間にそれぞれ液管およびガ
ス管を設けた空気調和機において、前記分流制御装置の
冷媒分岐回路を、高圧配管を三方に分岐させ、一方を吐
出ガスの流入を遮断する二方弁、液管ヘッダおよび各室
内機毎に設けた二方弁を順次介してン復管に接続し、他
方および低圧配管を各室内機毎に設けた副三方弁を介し
てガス管に接続するように構成した多室形空気調和機を
提供しようとするものである。

ネ１作用 高圧配管を２ｇれる冷媒は、吐出側三方弁の切換位置に
より、室外熱交換器を凝縮機として用いる時は液または
高圧二相冷媒に、室外熱交換器をバイパスする時は高温
高圧ガス冷媒となる。

吸入側三方弁は、低圧配管から戻る冷媒が低圧ガス冷媒
の時は直接圧縮機吸入配管に、低圧二相冷媒の時は室外
熱交換器を蒸発器として用いるよう制御される。各室内
機毎に設けた副三方弁は、室内機が冷房運転を行なう時
はガス管と低圧配管とを接続するように、暖房運転を行
なう時はガス管と高圧配管とを接続するように制御され
る。

室内機が冷房および暖房を同時に行なう時、圧縮機から
吐出された高温高圧ガス冷媒は吐出側三方弁、高圧配管
、副三方弁を介して暖房中の室内機に導かれ、この室内
熱交換器で凝縮することにより暖房効果を得る。さらに
凝縮した）夜冷媒は液管、各室内機毎に設けられた二方
弁、液管ヘッダ等を介して冷房中の室内機に導かれ、絞
り装置で減圧され、室内熱交換器で蒸発することにより
冷房効果を得る。蒸発した低圧ガス冷媒はガス管、副三
方弁、低圧配管、吸入側三方弁を順次介して圧縮機に吸
入される。以上の冷媒回路を構成することにより、冷房
および暖房を同時に行なうことを可能にしている。

暖房負荷が小さい時は、吐出側三方弁の切り換えにより
室外熱交換器を凝縮器として用い、高圧配管は高圧二相
冷媒となる。さらに冷房のみの時は、全ての冷媒を室外
熱交換器で凝縮させ、高圧配管は液冷媒となり吐出ガス
の流入を遮断する二方弁、液管ヘッダおよび各室内機毎
に設けた二方弁、液管を順次介して室内機に導かれる。

高圧配管を高圧二相冷媒とするか、液冷媒とするかは室
外送風機の風量により制御される。

冷房負荷が小さい時は液冷媒の一部を、暖房のみの時は
全ての液冷媒を分流制御装置内の室外熱交換器用電子膨
張弁で減圧して低圧配管を低圧二相冷媒とし、吸入側三
方弁の切り換えにより室外熱交換器を蒸発器として用い
る。

へ、実施例 本発明の実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明する
と、能力可変形圧縮機１、室外熱交換器２、アキュムレ
ータ１８、吐出ガスの圧縮機吸入配管への流入を遮断す
る二方弁１９、風量可変形送風機２０、吐出側三方弁３
および吸入側三方弁４等からなる室外機５と、室外熱交
換器用電子膨張弁６、液管ヘッダ７、吐出ガスの液管ヘ
ッダへの流人を遮断する二方弁８、各室内機毎に設けら
れた二方弁９ａ、９ｂ、９ｃおよび副三方弁１０ａ、１
０ｂ、１０ｃからなる分流制御装置１１との間に高圧配
管１２および低圧配管１３を設けると共に、室内熱交換
器１４ａ、　　１４　ｂ、１４　ｃおよび絞り装置１５
ａ。

１５ｂ、１５ｃ等からなる３台の室内機Ａ、Ｂ。

Ｃと、分流制御装置１１との間にそれぞれ）枝管１６ａ
、１６ｂ、ｉ６ｃおよびガス管１７ａ。

１７ｂ、１７ｃを設けている。逆止弁２１は吐出側三方
弁３の切換位置により高圧配ｖ１２へ吐出される高温高
圧ガスン令媒の室外熱交換器２への流入を遮断している
。逆止弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃは室内機Ａ、Ｂ、Ｃが
暖房中に絞り装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃをバイパスさ
せている。

次に、上記構成の作用について説明する。なお、次の衷
は各運転モードにおける室内機の）令暖房負荷、高圧配
ｆ１２における冷、媒の状態、低圧配管１３における冷
媒の状態および室外熱交換器２の機能の変イヒ状態をそ
れぞれ示す。

第１図は運転モード１、すなわち冷房運転のみの時の冷
媒の流れを矢印で示しており、室内機Ａ、Ｂ、Ｃが全て
冷房運転を行なっている。

圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、吐出側三
方弁３の切換位置により室外熱交換器２に導かれて凝縮
して液冷媒となり、さらに高圧配管１２、二方弁８、液
管ヘッダ７、各室内機毎に設けられた二方弁９ａ、９ｂ
、９ｃおよび液管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを順次介して
室内機Ａ、Ｂ、Ｃに導かれてから絞り装置１５ａ。

１５ｂ、１５ｃで減圧され、室内熱交換器１４ａ、１４
ｂ、１４ｃで蒸発して冷房効果を得る。

蒸発し・た低圧ガス冷媒はガス管１７ａ、１７ｂ。

１７ｃ、副三方弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、低圧配管１
３、吸入側三方弁４、アキュムレータ１日を順次介して
圧縮機１に吸入される。

第２図は運転モード２、すなわち冷房運転および暖房運
転が同時に行なわれ、暖房負荷が小さい時の冷媒の流れ
を矢印で示しており、室内機Ａが暖房運転、室内機Ｂ、
Ｃ力９令房運転を行なっている。圧縮機１から吐出され
た高温高圧ガス冷媒は、吐出側三方弁３の切換位置によ
り室外熱交換器２に導かれて一部が凝縮して高圧二相冷
媒となる。この際、暖房を行なっている室内機の吹き出
し・空気温度を高く保つため、室外送風機２０の風量を
調節して凝縮圧力を制御している。高圧二相冷媒は、高
圧配管１２、副三方弁１０ａ、ガス管１７ａを順次介し
・て室内機へ〇熱交換器１４ａで凝縮し・て液冷媒とな
り暖房効果を得ると共に逆止弁２２ａ、？？Ｚ管１６ａ
、二方弁９ａ、液管ヘッダ７、二方弁９ｂ９Ｃ５）後管
１６ｂ、１６ｃを順次介して室内機Ｂ、Ｃに導かれてか
ら絞り装置１５ｂ、１５ｃで減圧され、室内熱交換器１
４ｂ、１４ｃで蒸発して低圧ガス冷媒となり冷房効果を
得る。低圧ガス冷媒は、ガス管１７ｂ、１７ｃ、副三方
弁１０ｂ、１０ｃ、低圧配管１３、吸入側三方弁４、ア
キュムレータ１日を順次介して圧縮機１に吸入される。

第３図は運転モード３、すなわち冷房運転および暖房運
転が同時に行なわれ、冷房負荷と暖房負荷との差が小さ
い時の冷媒の流れを矢印で示しており、室内機Ａが冷房
運転、室内機Ｃが暖房運転を行なっており、室内機Ｂは
停止している。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷
媒は、吐出側三方弁３の切換位置により高圧配管に導か
れ、さらに、副三方弁１０ｃ、ガス管１７ｃを介して室
内機Ｃの熱交換器１４ｃで凝縮して液冷媒となり暖房効
果を得ると共に逆止弁２２ｃ、液管１６ｃ、二方弁９ｃ
、液管ヘッダ７、二方弁９ａ、）後管１６ａを順次介し
て室内機Ａに導かれてから紋り装置１５ａで減圧され、
室内熱交換器１４ａで蒸発して低圧ガス冷媒となり冷房
効果を得る。低圧ガス冷媒は、ガス管１７ａ、副三方弁
１０ａ、低圧配管１３、吸入側三方弁４、アキュムレー
タ１８を順次介して圧縮機１に吸入される。

以上の第１図乃至第３図が示す運転モード１乃至運転モ
ード３において、室外熱交換器用電子膨張弁６は通常閉
止しているが、吸入力゛ス冷ａの加熱度が過大となった
時、液冷媒の一部を低圧配管にバイパスさせ、圧縮機吐
出ガス温度の上昇を防いでいる。

第４図は運転モード４、すなわち冷房運転および暖房運
転が同時に行なわれ、冷房負荷が小さい時の冷媒の流れ
を矢印で示しており、室内機Ｃが冷房運転、室内機Ａ、
Ｂが暖房運転を行なっている。圧縮機１から吐出された
高温高圧ガス冷媒は、吐出側三方弁３の切換位置により
高圧配管に導かれてから副三方弁１０ａ、１０ｂ、ガス
管１７ａ、１７ｂを介して室内機Ａ。

Ｂの熱交換器１４ａ、１４ｂで凝縮して液冷媒となり暖
房効果を得ると共に、逆止弁２２ａ。

２２ｂ、？（７管１６ａ、１６ｂ、二方弁９ａ、９ｂを
順次介して液管ヘッダ７に導かれる。液冷媒は、二方弁
９ｃ、液管１６ｃを介して室内機Ｃの絞り装置１５ｃ″
′ｃ減圧され、熱交換器１４Ｃで蒸発して低圧ガス冷媒
となり冷房効果を得る。液冷媒の一部は、室外熱交換器
用電子膨張弁６で減圧されて低圧二相冷媒となり、ガス
管１７ｃ、副三方弁１０ｃを介して戻ってくる低圧ガス
冷媒と混合し、低圧配管１３、吸入側三方弁４を介して
室外熱交換器２に導かれて蒸発し、二方弁１９、アキュ
ムレータ１日を介して圧縮機１に吸入される。

第５図は運転モート５、すなわち暖房運転のみの時の冷
媒の流れを矢印で示しており、室内機Ａ、Ｂ、Ｃが全て
暖房運転を行なっている。

圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、吐出側三
方弁３の切換位置により高圧配管１２に導かれてから副
三方弁１０ａ、１０ｂ、１０Ｃ、ガス管１７ａ、１７ｂ
、１７ｃを介して室内ＩＡ、Ｂ、Ｃに導かれてから熱交
換器１４ａ。

１４ｂ、１４ｃＴ：凝縮して液冷媒となり暖房効果を得
る。さらに逆止弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃＳ液管１６ａ
、１６ｂ、１６ｃ、二方弁９ａ。

９ｂ、９ｃおよび液管ヘッダ７を順次介して室外熱交換
器用電子膨張弁６で減圧されて低圧二相冷媒となり、低
圧配管１３、吸入側三方弁４を介して室外熱交換器で蒸
発し、さらに二方弁１９、アキュムレータ１日を介して
圧縮機１に吸入される。

以上、実施例の構成および動作を説明したが、室内機Ａ
、Ｂ、Ｃが同一の能力とは限らないため、各運転モード
の選択および圧縮機１の運転容量は次のような関係に決
定されている。ただし、Ｒ１およびＲ２は実験的に求め
られる定数を表わす。

冷房負荷　＝ 暖房負荷　＝ 運転モード１ Σ（冷房運転中の室内機の能力） Σ（暖房運転中の室内機の能力） （冷房負荷＞０）且（暖房負荷＝０） の場合 （冷房負荷／暖房負荷）〉Ｒ１の 場合 Ｒ１≧（冷房負荷／暖房負荷）≧ Ｒ２の場合 （冷房負荷／暖房負荷）〈Ｒ２の 場合 （冷房負荷＝０）且（暖房負荷〉０） の場合 運転モート２ 運転モード３ 運転モード４ 運転モード５ 圧縮機運転容量＝ＭＡＸ（冷房負荷、暖房負首）／室外
機の能力　（％） ト２発明の効果 本発明は上述のごとく構成されているので、従来の多室
形空気調和機の室内外連絡冷媒配管を簡素化できるとい
う利点を維持しながら、異なる部屋で）０房と暖房を同
時に運転できるため、各部屋の異なる負荷に対して最適
な空気調和が可能となり、さらに室内熱交換器の一方を
凝縮器とし・で、他方を蒸発器として用いる熱回収運転
により、大幅な省エネルキーになるという効果がある。

従来のヒートポンプ式空気調和機においては、四方弁を
切り換えて逆サイクル運転を行なうことにより運転モー
ドを切り換えているため、運転モード変更時に室内外連
絡配管中の冷媒が運転状態や圧縮機に与える影響が大き
い。例えは、デフロスト運転開始時にガス管中の高温高
圧ガス冷媒が圧縮機に戻り、吐出ガス温度過昇等の危険
があった。これに対し、本発明の冷媒回路は上述のこ“
とく構成されているため、室内外連絡配管中の冷媒の流
れは、室外から室内へは高圧配管を介し、室内から室外
へは低圧配管を介する一方向の治れとなっており、運転
モードがどのように変化し・でもこの流れ方向は変わら
ず、室内外連絡配管中の冷媒が運転状態や圧縮機に与え
る影響が最小限に抑えられている。この事は、室内機が
室温サーモスタットの働きにより発停する度に頻繁に運
転モート変更が起こり得る冷暖房が同時に可能な多室形
空気調和機においては特に重要であり、信頼性向上に大
きく寄与している。

第４図に示す運転モード４、すなわち冷房運転および暖
房運転が同時に行なわれ、冷房負荷が小さい時、冷房中
の室内熱交換器と室外熱交換器とが直列になるよう冷媒
回路が構成されており、これら両部交換器間の圧力損失
が存在するため、室内熱交換器の凍結を防止するための
蒸発圧力調整弁等を省略できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例の）０謀回路にお
ける各運転モートの冷媒の流れを示し・たもので、第６
図は従来の多室形空気調和機の一例の冷媒回路図である
。 １・・・能力可変形圧縮機、２・・・室外熱交換器、３
・・・吐出側三方弁、４・・・吸入側三方弁、５・・・
室外機、６・・・電子膨張弁、７・・・液管ヘッダ、８
，９．１９・・・二方弁、１０・・・副三方弁、１１・
・・分流制御装置、１２・・・高圧配管、１３・・−低
圧配管、１４・・・室内熱交換器、１５・・・紋り装置
、１６・・・？！管、１７・・・ガス管、１日・・・ア
キュムレータ、 ２０・・・風量可変形送風機、 ２１．２２・・・逆上弁、 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・室内機 手続補正Ｍ（方式） 平成　２年　４月２５日 持工午庁長官　吉田文毅　殴 １、事件の表示 特願平２−６９ｂ９号 ２、発明の名称 多室形空気調和機 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　東洋キャリア工業株式会社 ４、代　理　人 住所　　〒１００東京都千代田区丸の内２丁目４番１号
丸ノ内ピルヂンク　７５２区 ５、手続補正指令の日付　平成　２年　３月２９日（発
送臼　平成　２年　４月２４日） ６゜補正の対象　明細書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　能力可変形圧縮機、室外熱交換器、吐出側三方弁およ
   び吸入側三方弁等からなる室外機と、室外熱交換器用電
   子膨張弁および冷媒分岐回路等からなり室内に設置され
   る分流制御装置との間に高圧配管および低圧配管を設け
   ると共に、室内熱交換器および絞り装置等からなる複数
   の室内機と、前記分流制御装置との間にそれぞれ液管お
   よびガス管を設けた空気調和機において、前記分流制御
   装置の冷媒分岐回路を、高圧配管を二方に分岐させ、一
   方を吐出ガスの流入を遮断する二方弁、液管ヘッダおよ
   び各室内機毎に設けた二方弁を順次介して液管に接続し
   、他方および低圧配管を各室内機毎に設けた副三方弁を
   介してガス管に接続するように構成したことを特徴とす
   る多室形空気調和機。