JPH03260563A - 空気調和装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は複数室を冷暖房する多室型の空気調和装置に関
する。

（ロ）従来の技術 大きなビル等を冷暖房する空気調和装置として、例えば
実公昭５２−７０８２号公報で提示されているように圧
縮機と熱源側熱交換器と利用側熱交換器とが一体に内蔵
され各階に設置される一体型空気調和装置や、圧縮機と
熱源側熱交換器を内蔵した熱源側ユニットをビルの屋上
に、且つ利用側熱交換器を内蔵した利用側ユニットを各
階の部屋に設置した分離型空気調和装置がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記公報で提示の一体型空気調和装置では、ビルの各階
より空気調和装置の一部が露出するため見栄えが悪いと
共に、各空気調和装置の全てに圧縮機の騒音が漏出しな
いように防音手段を施こさなければならなかった。

又、上述の分離型空気調和装置では、熱源側ユニットが
圧縮機と熱源側熱交換器とを有している為、小型化でき
ず、設置占有面積を広く必要とする不具合さかあった。

この為、圧縮機を熱源側ユニットから取り出して別の機
械ユニットに内蔵することにより熱源側ユニットを小型
化にしてこのユニットの設置占有面積を小さくすること
を試みたが、小型化に限度があり、満足し得るものでは
なかった。

本発明はかかる課題に鑑み、熱源側ユニットの小型化と
排熱回収による運転効率の向上とを図った多室型の空気
調和装置を提供することを目的としたものである。

（ニ）！Ｉｌｉを解決するための手段 本発明は、圧縮機を有する機械ユニットと、主熱源側熱
交換器を有する主熱源側ユニットと、補助熱源側熱交換
器を有する補助熱源側ユニットと、利用側熱交換器を有
する複数台の利用側ユニットとをユニット間配管で接続
する一方、前記補助熱源側熱交換器を室内空気が室外へ
排出される排気路中に設けるようにしたものである。

（＊）作用 全室を同時に冷房する場合は、主熱源側熱交換器と補助
熱源側熱交換器とが凝縮器として、各利用側熱交換器が
蒸発器として作用させることにより、圧縮機から吐出さ
れた冷媒は主熱源側熱交換器と補助熱源側熱交換器とに
並流して凝縮液化した後、各利用側ユニットに分配され
、然る後、各利用側熱交換器で蒸発気化した後、圧縮機
に吸入される。このように蒸発器として作用する各利用
側熱交換器で全室が冷房されると共に、冷房運転により
温度が低下した室内の汚れた空気が室外へ排出される際
、凝縮器として作用している補助熱源側熱交換器で熱回
収される。

又、全室を同時に暖房する場合は、主熱源側熱交換器と
補助熱源側熱交換器とが蒸発器として、各利用側熱交換
器が凝縮器として作用させることにより、圧縮機から吐
出された冷媒は各利用側熱交換器に分配されここで夫々
凝縮液化した後、主熱源側熱交換器と補助熱源側熱交換
器へ並流して蒸発気化した後、圧縮機に吸入される。こ
のように凝縮器として作用する各利用側熱交換器で全室
が暖房されると共に、暖房により温度が上昇した室内の
汚れた空気が室外へ排出される際、蒸発器として作用し
ている補助熱源側熱交換器で熱回収される。

（へ）実施例 本発明の第一実施例を第１図に基づいて説明すると、（
１）は運転周波数が変わる能力可変型圧縮機（２）と気
液分離器（３〉とを有する機械ユニット、（４〉は熱交
換容量が異なる主熱源側熱交換器〈５ａ）（５ｂ〉と送
風機（６）とを有する主熱源側ユニット、（７〉は室内
空気が室外へ排出される排気路〈８〉中に位置する補助
熱源側熱交換器（９）と排気用送風機（１０）及び吸気
用送風機（１１）とを有する補助熱源側ユニット、（１
２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）は利用側熱交換器（１３ａ
）（１３ｂ＞（１３ｅ）と送風機（１４ａ）（１４ｂ）
＜　１４ｃ）とを有する利用側ユニットである。

（１５）は機械ユニット（１〉と主熱源側ユニット（４
）とを接続したガス管（１５ａ）と液管（１５ｂ）とか
らなる２本のユニット間配管で、ガス管（１５ａ）は切
換弁（１６ａ）（１６ｂ）を介して圧縮機（２〉の冷媒
吐出管〈１７〉に接続されている。

（１８〉は機械ユニット（１）と補助熱源側ユニット（
７）と利用側ユニット（１２ａ　）　（１２ｂ　）　（
１２ｃ　）とを接続した高圧ガス管（１８ａ）と低圧ガ
ス管（１８ｂ）と液管（１８Ｃ〉とからなる３本のユニ
ット間配管で、補助熱源側熱交換器（９〉と各利用側熱
交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３Ｃ）とには夫々切換
弁（１９ａ）（１９ｂ）　、　（２０ａ）（２１ｇ）　
、　（２０ｂ）（２１ｂ）　、　（２０ｃ）（２１ｃ）
を介して接続すると共に液管（１８ｃ）には電動式膨張
弁等の冷媒減圧器（２２）　（２３ａ）（２３ｂ）（２
３ｃ）を介して接続している。

（２４ａ）（２４ｂ）及び（２５ａ）（２５ｂ）は主熱
源側熱交換器（５ａ）（５ｂ）と直列接続された電動式
膨張弁等の冷媒減圧器及び切換弁、（２６〉は補助熱源
側熱交換器（９）の通風量を調節するためのダンパー、
（２７）は主熱源側ユニット＜４）が据付けられた建物
（２８〉の屋上、（２９ａ）（２９ｂ）（２９ｃ）は室
、（３０〉は天井空間である。

次に運転動作を説明する。全室を同時に冷房する場合は
、機械ユニット（１）と補助熱源側ユニット（７〉の一
方の切換弁（１６ａ）（１９ａ）を開き他方の切換弁（
１６ｂ）（１９ｂ）を閉じると共に主熱源側ユニット（
４）の切換弁（２４ａ）（ｚａｂ）を開き、且つ利用側
ユニット（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）の一方の切換
弁（２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ）と閉じると共に他方
の切換弁（２１ａ）（２１ｂ）（２１ｃ）を開くことに
より、圧縮機（２）から吐出された冷媒の一部が吐出管
（１７）、切換弁（１６ａ）、ガス管（１５ａ）、切換
弁（２４ａ）（２４ｂ）を順次経て主熱源側熱交換器（
５ａ）（５ｂ）へと流れると共に残りの吐出冷媒が高圧
ガス管（１８ａ）、切換弁（１９ａ）を経て補助熱源側
熱交換器〈９）に流れ、この主熱源側熱交換器（５ａ）
（５ｂ）と補助熱源側熱交換器（９〉とで凝縮液化され
る。そして主熱源側熱交換器（５ａ）（５ｂ）を出た液
冷媒は冷媒減圧器（２５ａ）（２５ｂ）で−段膨張され
た後にユニット間配管（１５〉の液管（１５ｂ）を経て
ユニット間配管（１８〉の液管（１８ｃ）へ流れると共
に、補助熱源側熱交換器（９〉を出た液冷媒は冷媒減圧
器（２２〉で−段膨張された後にユニッ間配管（１８）
の液管（１８ｃ）へ流れ、この両液冷媒は合流した後、
各利用側ユニット＜　１２ａ　）　＜１２ｂ　）　（１
２ｅ　）の冷媒減圧器（２３ａ）（２３ｂ）（２３ｃ）
に分配され、ココテ二段膨張すれる。然る後、各利用側
熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３Ｃ）で蒸発気化し
た後、夫々切換弁（２１ａ）（２１ｂ）（２１Ｃ）、低
圧ガス管（１８ｂ）、気液分離器（３）を経て圧縮機（
２）に吸入される。このように蒸発器として作用する利
用側熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ）で夫々の
室（２９ａ）（２９ｂ）（２９ｃ）が同時に冷房される
一方、室＜　２９ａ　＞には室外から新鮮な外気が吸気
口（３１〉から送風機（１１〉で導入されると共に冷房
運転により温度が低下した室（２９ａ）内の汚れた空気
が送風機（１０）で排気口（３２〉から室外へ排出され
ており、この排出される際に、低温空気から凝縮器とし
て作用している補助熱源側熱交換器（９）で排熱が回収
される為、冷房運転の効率が向上する。

逆に全室を同時に暖房する場合は、機械ユニット（１）
と補助熱源側ユニット（７〉の一方の切換弁（１６ａ）
（１９ａ）を閉じ他方の切換弁（１６ｂ）（１９ｂ）を
開くと共に主熱源側ユニット（４）の切換弁（２４ａ）
（２４ｂ）を開き、且つ利用側ユニット（１２ａ　）　
（１２ｂ　）　（１２ｃ　）の−方の切換弁（２０ａ）
（２０ｂ）（２０ｃ）を開くと共に他方の切換弁（２１
ａ）（２１ｂ＞（２１ｃ＞を閉じることにより、圧縮機
（２〉から吐出された冷媒が吐出管（１７）、高圧ガス
管（１８ａ）を順次経て切換弁（２０ａ）（２０ｂ）（
２０ｃ）、利用側熱交換器＜１３ａ）（１３ｂ）（１３
ｃ）”’と分配され、ここで夫々凝縮液化した後、各冷
媒減圧器（２３ａ）（２３ｂ）（２３ｅ）で−段膨張さ
れて液管（１８ｃ）で合流され、然る後、この液冷媒の
一部が冷媒減圧器（２２）で二段膨張された後に補助熱
源側熱交換器（９）へ流れると共に残りの液冷媒が液管
（１５ｂ）を経て冷媒減圧器（２５ａ）（２５ｂ）で二
段膨張された後に主熱源側熱交換器（５ａ）（５ｂ）−
１流れ、夫々の熱源側熱交換器（５ｇ）（５ｂ）（９）
で蒸発気化される。然る後、主熱源側熱交換器（５ａ）
　（５ｂ）を出た低圧ガス冷媒はガス管（１５ａ）、切
換弁（１６ｂ）を経て気液分離器（３）へ補助熱源側熱
交換器（９）を出た低圧ガス冷媒は切換弁（１９ｂ）を
経て気液分離器（３〉へと夫々流れた後、圧縮機（２）
に吸入される。このように凝縮器として作用する利用側
熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ）で夫々の室（
２９ａ　）　（２９ｂ　）　（２９ｃ　）が同時に暖房
される一方、室（２９ａ）には室外から新鮮な外気が吸
気口（３１）から送風機り１１〉で導入されると共に暖
房運転により温度が上昇した室（２９ａ）内の汚れた空
気が送風機（１０）で排気口（３２）から室外へ排出さ
れており、この排出される際に、高温空気から蒸発器と
して作用している補助熱源側熱交換器〈９）で排熱が回
収される為、暖房運転の効率が向上すると共に、補助熱
源側熱交換器（９〉が着霜しにくい為、暖房能力が安定
している。

かかる全室冷房運転時又は全室暖房運転時において、利
用側熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ）の合計熱
交換容量よりも主熱源側熱交換器（５ａ）（５ｂ）及び
補助熱源側熱交換器（９）の合計熱交換容量が上回った
場合には切換弁（２４ａ）（２４ｂ）の一方を閉じて主
熱源側熱交換器（５ａ）（５ｂ）の一方のみを凝縮器又
は蒸発器として作用させたり、送風機（６）の風量を変
えたり、あるいは切換弁（２４ａ）（２４ｂ）の両方を
閉じて主熱源側熱交換器＜５ａ）（５ｂ）の作用を停止
させたりして利用側熱交換容量と熱源側熱交換容量とを
バランスさせるようにしているが、それでもバランスし
ない場合にはダンパー（２６）を鎖線の如く回動して補
助熱源側熱交換器（９〉の通風量を減少させることによ
りこの熱交換器（９）の熱交換容量を小さくしている。

又、同時に任意の例えば−室（２９ｃ）を暖房し二基（
２９ａ）（２９ｂ）を冷房する場合は、機械ユニット（
１）と補助熱源側ユニット（７〉の一方の切換弁（１６
ａ）（１９ａ）を開き他方の切換弁（１６ｂ）（１９ｂ
）を閉じると共に主熱源側ユニット（４）の切換弁（２
４ａ）（２４ｂ）を開き、且つ利用側ユニット（１２ａ
）（１２ｂ）の一方の切換弁（２０ａ）（２０ｂ）を閉
じて他方の切換弁（２１ａ）（２１ｂ〉を開くと共に共
に利用側ユニット（１２ｃ　）の一方の切換弁（２０ｃ
）を開いて他方の切換弁（２１ｃ）を閉じることにより
、圧縮機（２）から吐出された冷媒の一部が吐出管（１
７）、切換弁（１６ａ）、ガス管（１５ａ）、切換弁（
２４ａ）（２４ｂ）を順次路て主熱源側熱交換器（５ａ
）（５ｂ＞へと流れると共に、残りの吐出冷媒の一部が
高圧ガス管（１８ａ）、切換弁（１９ａ）を経て補助熱
源側熱交換器（９〉に、且つ残りの吐出冷媒が高圧ガス
管（１８ａ）、切換弁（２０ｃ）を経て利用側熱交換器
〈１３ｃ＞に夫々流れ、この主熱源側熱交換器（５ａ）
（５ｂ）と補助熱源側熱交換器（９〉と利用側熱交換器
（１３ｃ）とで凝縮液化される。そして主熱源側熱交換
器（５ａ）（５ｂ）を出た液冷媒は冷媒減圧器（２５ａ
）（２５ｂ）で−段膨張された後にユニット間配管（１
５〉の液管（１５ｂ）を経てユニット間配管（１８）の
液管（１８ｃ）へ流れると共に、補助熱源側熱交換器（
９〉を出た液冷媒は冷媒減圧器（２２〉で−段膨張され
た後に、且つ利用側熱交換器（１３ｃ）を出た液冷媒は
冷媒減圧器（２３Ｃ）で−段膨張された後に夫々ユニ７
１間配管（１８）の液管（１８ｃ）へ流れ、この両液冷
媒は合流した後、各利用側ユニッ）−（１２ａ）（１２
ｂ）の冷媒減圧器（２３ａ）（２３ｂ）に分配され、こ
こで二段膨張される。然る後、各利用側熱交換器（１３
ｇ＞（１３ｂ＞で蒸発気化した後、夫々切換弁（２１ａ
）（２１ｂ）、低圧ガス管（１８ｂ）、気液分離器（３
〉を経て圧縮機（２）に吸入される。このように蒸発器
として作用する利用側熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）で
夫々の室（ｚ９ａ）（ｚ９ｂ）が同時に冷房されると共
に凝縮器として作用する利用側熱交換器（１３ｃ）で室
（２９ｃ）が暖房される一方、室（２９ａ）には室外か
ら新鮮な外気が吸気口（３１）から送風機（１１）で導
入されると共に冷房運転により温度が低下した室（２９
ａ）内の汚れた空気が送風機（１０）で排気口（３２〉
から室外へ排出されており、この排出される際に、低温
空気から凝縮器として作用している補助熱源側熱交換器
（９）で排熱が回収される為、運転の効率が向上する。

しかも、かかる冷暖房同時運転時においては凝縮器とし
て作用する利用側熱交換器（１３ｃ）と蒸発器として作
用する利用側熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）とがシリー
ズ接続されるため、熱回収による効率の良い運転が行な
える。

尚、かかる運転時においても、上述した全室冷房及び全
室暖房運転時と同様に、主熱源側熱交換器（５ａ）（５
ｂ）と補助熱源側熱交換器（９〉と利用側熱交換器（１
３ｃ）との合計凝縮容量が、利用側熱交換器（１３ａ）
（１３ｂ）の合計蒸発容量とバランスするように、主熱
源側熱交換器（５ａ）　（５ｂ）の作用を停止させたり
、ダンパー（２６）を回動して補助熱源側熱交換器（９
〉の熱交換容量を小さくしている。

上述したように、全室冷房運転時と全室暖房運転時、及
び冷暖房同時運転時の何れの場合においても補助熱源側
熱交換器（９〉は主熱源側熱交換器＜５ａ）（５ｂ）が
凝縮器として作用する時は凝縮器として、逆に蒸発器と
して作用する時は蒸発器として夫々同じ作用をするよう
に連動させているので、主熱源側ユニット（４〉は補助
熱源側熱交換器（９〉が除かれた分だけ主熱源側熱交換
器（５ａ）（５ｂ）が小さくなり、例えば、圧縮機（２
〉が１０馬力、補助熱源側熱交換器（９〉が２馬力とす
ると、主熱源側ユニット（４）は本来１０馬力の大きさ
を必要とするところを２馬力小さい８馬力の大きさとな
り、小型化が図れる。併せて、２馬力小さくなった分だ
けユニット間配管（１５〉の管径を小さくでき、工事費
が割安となる。しかも、圧縮機（２〉が１０馬力、主熱
源側熱交換器（５ａ）（５ｂ）が８馬力といった具合に
馬力が異なっているが、機械ユニット（１〉と主熱源側
ユニット（４）とに分離しているため、両ユニットを選
定することにより容易に対応することが可能である。

第２図は本発明の第二実施例を示すもので、上述した第
一実施例と異なる点は、補助熱源側ユニット（７）を機
械ユニット（１〉と主熱源側ユニット（４〉とを接続す
るユニット間配管（１５）から分岐接続することにより
、切換弁（１９ａ）（１９ｂ）を不要とした点であり、
全室冷房運転、全室暖房運転、冷暖房同時運転は上述し
た第一実施例と同様である為、同一符号を付して動作説
明は省略する。

第３図は本発明の第三実施例を示すもので、上述した第
二実施例と異なる点は、機械ユニット（１ａ）と利用側
ユニット（１２ａ）＜　１２ｂ）（１２ｃ）とを液管（
１８Ｃ〉とガス管（１８ｄ）とからなる２本のユニット
間配管（１８〉で接続すると共に切換弁（１６ａ）（１
６ｂ）、（２０ａ）（２１ａ）、（２０ｂ）（２１ｂ）
、（２０ｃ）（２１ｃ）の代わりに四方弁（３３）を用
い、且つ主熱源側ユニット（４ａ）には単一の主熱源側
熱交換器（５Ｃ〉と冷媒減圧器（２５ｃ）とを設けるよ
うにした点であり、第二実施例と同一のものは同一符号
を付して詳細な説明は省略する。全室冷房運転時には、
四方弁（３３）を実線状態に設定することにより、圧縮
機〈２）から吐出された冷媒は吐出管（１７）、四方弁
（３３）、ユニット間配管（１５〉のガス管（１５ａ）
を経て主熱源側熱交換器（５Ｃ〉と補助熱源側熱交換器
（９〉とに分配され、この内熱交換器（５ｃ）（９）で
凝縮液化された後、夫々冷媒減圧器（２５ｃ）（２２）
で−段膨張される。然る後、液管（１５ｂ）で合流され
、ユニット間配管（１８〉の液管（１８ｃ）から各利用
側ユニット（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）の冷媒減圧
器（２３ａ）（２３ｂ）（２３ｃ）に分配されて二段膨
張され、利用側熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ
）で蒸発気化された後、ガス管（１８ｄ）、四方弁り３
３〉、気液分離器（３〉を経て圧縮機（２〉に吸入され
、各室＜２９ａ）（２９ｂ）（２９ｃ）が冷房される。

又、全室暖房運転時には、四方弁＜３３）を破線状態に
設定することにより、圧縮機（２）から吐出された冷媒
は吐出管（１７）、四方弁り３３）、ガス管（１８ｄ）
を経て各利用側熱交換器（１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ
）に分配され、ここで凝縮液化した後、冷媒減圧器（２
３ａ）（２３ｂ）（２３ｃ）で−段膨張される。然る後
、液管（１８ｃ）、液管（１５ｂ）を経て分配された後
、冷媒減圧器（２２）（２５ｃ）で二段膨張され、補助
熱源側熱交換器（９）と主熱源側熱交換器（５Ｃ）とで
夫々蒸発気化した後、ガス管（１５ａ）、四方弁（３３
〉、気液分離器＜３〉を経て圧縮機（２）に吸入され、
各室（２９ａ）（２９ｂ）（２９Ｃ）が暖房される。

かかる冷房運転及び暖房運転の何れの場合においても、
上記第一、第二の実施例と同様に補助熱源側熱交換器〈
９〉は主熱源側熱交換器（５Ｃ）が凝縮器として作用す
る時は凝縮器として、逆に蒸発器として作用する時は蒸
発器として夫々同じ作用をするようになっているが、か
かる第三実施例では冷房運転と暖房運転とを同時に行な
えない点で第、第二の実施例と相違している。

尚、上記各実施例において、補助熱源側熱交換器〈９〉
を鎖線で示すように補助熱源側ユニット〈７）から取り
出して排気口（３２〉に臨む他の補助熱源側ユニット（
７ａ）に内蔵するようにすると、補助熱源側ユニット（
７）は補助熱源側熱交換器（９〉がない汎用の換気ユニ
ットを用いることが可能である。

（ト）発明の効果 本発明によれば、熱源側熱交換器を主熱源側熱交換器と
補助熱源側熱交換器とに分割して別々の熱源側ユニット
に内蔵し、補助熱源側熱交換器を室内空気の排気路中に
設けるようにしたので、主熱源側ユニットは補助熱源側
熱交換器が除かれた分だけ更に小型化できる為、屋外で
の設置占有面積を小さくすることができると共に、補助
熱源側熱交換器で排熱が回収される為、冷暖房運転の効
率を向上させることができる。

しかも、主熱源側熱交換器と圧縮機とを別々の主熱源側
ユニットと機械ユニットとに内蔵したので、主熱源側熱
交換器と圧縮機との能力のアンバランスは機械ユニット
よりも能力の小さい主熱源側ユニットを選定してユニッ
ト間配管で接続することにより容易に対応することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す空気調和装置の冷媒
回路図、第２図は本発明の第二実施例を示す空気調和装
置の冷媒回路図、第３図は本発明の第三実施例を示す空
気調和装置の冷媒回路図である。 （１）（ｌａ）・・・機械ユニット、　（２）・・・圧
縮機、（４）・・・主熱源側ユニット、　（５ａ）（５
ｂ）・−・主熱源側熱交換器、　（７）・・・補助熱源
側ユニット、　（８）・・・排気路、　（９〉・・・補
助熱源側熱交換器、　（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）
＝−利用側ユニット、　（１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ
）・・・利用側熱交換器、　（１５）（１８）・・・ユ
ニット間配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機を有する機械ユニットと、主熱源側熱交換
   器を有する主熱源側ユニットと、補助熱源側熱交換器を
   有する補助熱源側ユニットと、利用側熱交換器を有する
   複数台の利用側ユニットとをユニット間配管で接続する
   一方、前記補助熱源側熱交換器を室内空気が室外へ排出
   される排気路中に設けたことを特徴とする空気調和装置
   。