JPH03286972A - エンジン駆動式空気調和機 - Google Patents

エンジン駆動式空気調和機

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JPH03286972A
JPH03286972A JP2085880A JP8588090A JPH03286972A JP H03286972 A JPH03286972 A JP H03286972A JP 2085880 A JP2085880 A JP 2085880A JP 8588090 A JP8588090 A JP 8588090A JP H03286972 A JPH03286972 A JP H03286972A
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compressor
refrigerant
heat exchangers
indoor heat
engine
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Takeshi Masui
武 桝井
Seiji Hayakawa
誠治 早川
Masahiko Iida
雅彦 飯田
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、エンジン駆動式空気調和機に関するものであ
る。
(従来の技術) 本発明に関する従来技術としては、例えばアイシン精機
株式会社89年1月発行の「7.5馬力ガスヒートポン
プエアコン技術資料」に開示されたものがある。
この従来のエンジン駆動式空気調和機(以下GHPと略
記する)100を第12図に基づいて説明すると、エン
ジン(例えばガスを燃料とする)101はコンプレッサ
102を駆動する。
コンプレッサ102により冷媒配管103内を循環され
る冷媒は、GHPの冷房運転時には次のように流れる。
即ち、コンプレッサ102を吐出された高温高圧のガス
状冷媒は、オイルセパレータ104を通り、四方切換弁
105を介して室外熱交換器106に到達する。ここで
、ファン107等の働きにより外気へと放熱して冷媒が
凝縮するので、室外熱交換器106を出た冷媒は高温高
圧の液状冷媒となる。この後、冷房用一方向弁lO8を
介してレシーバ109を通り、冷房用フィルタ・ドライ
ヤ110を介して冷房用膨張弁111へと到達する。
この冷房用膨張弁111において、高温高圧の液状冷媒
は、膨張することで低温低圧の気液混合状冷媒となる。
この後、分岐管112により、冷媒は室内熱交換器11
3・114へと夫々到達し、ここでファン115・11
6等の作用により、冷媒は夫々蒸発し低温低圧のガス状
冷媒となる。
この後、分岐管117により、冷媒は一体となり四方切
換弁105及びストレーナ11Bを介してアキュムレー
タ119を通り、コンプレッサ102へと回収される。
尚、120はサイトグラス、121は暖房用−方向弁、
122は暖房用フィルタ・ドライヤ、123は暖房用膨
張弁を夫々示す。
また、室内熱交換器113・114を包設する図示しな
い2つの室内機は、リモコン124により運転指令を受
信し、これを電子制御装置125へと伝達し、電子制御
装置125はエンジン101、コンプレッサ102及び
四方切換弁105等の作動を夫々制御する。
(発明が解決しようとする課題) 上述のGHPにおいて、単一の室外熱交換器106に対
して、複数(ここでは2台)の室内熱交換器113・1
14が接続されている。
従って、室外熱交換器106の能力は2台の室内熱交換
器113・114と対応できるように設計されており、
この従来のGHPでは2台の室内熱交換器113・11
4は同時運転・同時停止しかできない。
しかし、複数の室内機を別々の部屋に設置して夫々独立
的に運転しようとすると、室内熱交換器113・114
のいずれか一方が停止している時には、停止側室内熱交
換器が目詰まりしている状態と同じになり、室外熱交換
器の能力が余ってしまい、余分なエネルギを消耗してし
まうので、複数の室内熱交換器を独立運転できないとい
う不具合を有している。
そこで、本発明では単一の室外熱交換器に対して、複数
の室内熱交換器を設置し、各室内熱交換器を夫々独立に
運転できるようにすることを、その技術的的課題とする
。
[発明の構FIi、] (課題を解決するための手段) 前述した本発明の技術的課題を解決するために講した本
発明の第1の技術的手段は、エンジンにより駆動される
コンプレッサと、コンプレッサと冷媒配管を介して接続
される複数の室内熱交換器と、冷媒配管上に配設される
複数の膨張弁と、冷媒配管上に配設される単一の室外熱
交換器と、冷媒配管のコンプレッサ吐出側とコンプレッ
サ吸入側とを接続するバイパス管路と、バイパス管路上
に配設されたバイパス弁とを有し、バイパス弁は、複数
の室内熱交換器の内の作動台数が所定台数よりも少ない
ときにはその作動開始後所定時間を経過すると開くと共
に、複数の室内熱交換器のうちの作動台数が所定台数よ
りも多いときには閉しるようにしたことである。
また、前述した本発明の技術的課題を解決するために講
じた本発明の第2の技術的手段は、エンジンにより駆動
されるコンプレッサと、該コンプレッサと冷媒配管を介
して接続される複数の室内熱交換器と、冷媒配管上に配
設される複数の膨張弁と、冷媒配管上に配設される単一
の室外熱交換器と、冷媒配管のコンプレッサ吐出側とコ
ンプレッサ吸入側とを接続するバイパス管路と、該バイ
パス管路上に配設されたバイパス弁と、冷媒配管のコン
プレッサ吐出側に配設された温度センサとを有し、バイ
パス弁は、複数の室内熱交換器のうちの作動台数が所定
台数よりも少ないときには、温度センサの検出温度が所
定温度よりも高くなると開くと共に、複数の室内熱交換
器のうちの作動台数が所定台数よりも少なくても、温度
センサの検出温度が所定温度よりも低いときと、複数の
室内熱交換器のうちの作動台数が所定台数よりも多いと
きには閉じるようにしたことである。
(作用) 上述した本発明の第1又は第2の技術的手段によれば、
複数の室内熱交換器のうちのいずれかが停止しでいても
、バイパス弁を開くことで室外熱交換器に供給される冷
媒量が低減されるので、室外熱交換器の能力を余らせる
ことなく、複数の室内熱交換器を夫々独立運転させるこ
とができる。
(実施例) 以下、本発明の技術的手段を具体化した実施例について
添付図面に基づいて説明する。
本発明第1実施例を示す第1図及び第2図において、エ
ンジン駆動式空気調和機(以下GHPと略記する)10
のエンジン(例えばガスを燃料とする)11はコンプレ
ッサ12を駆動する。
コンプレッサ12により冷媒配管13内を循環される冷
媒は、GHPの冷房運転時には次のように流れる。即ち
、コンプレッサ12を吐出された高温高圧のガス状冷媒
は、オイルセパレータ14を通り、四方切換弁15を介
して室外熱交換器16に到達する。ここで、ファン17
等の働きにより外気へと放熱して冷媒が凝縮するので、
室外熱交換器16を出た冷媒は高温高圧の液状冷媒とな
る。この後、冷房用一方向弁18を介してレシーバ19
を通り、分岐管20により冷媒が2分され、冷房用フィ
ルタ21.22・冷房用一方向弁2324・分流弁25
.26を介して冷房用膨張弁27.28へと到達する。
この冷房用膨張弁27.28において、高温高圧の液状
冷媒は、膨張されることで低温低圧の気液混合状冷媒と
なる。この後、冷媒は室内熱交換器29.30へと夫々
到達し、ここでファン31.32等の作用により、冷媒
は室内の熱を受けて夫々蒸発するので低温低圧のガス状
冷媒となる。
この後、分岐管33により、冷媒は一体となり四方切換
弁15及びストレーナ34を介してアキュムレータ35
を通り、コンプレッサ12へと回収される。
一方、GHPIOの暖房運転時には、コンプレッサ12
を吐出された高温高圧のガス状冷媒は、オイルセパレー
タ14を通り、四方切換弁上5を介した後分岐管33に
より冷媒が2分され、室内熱交換器29.30へと夫々
到達し、ここでファン31,32等の作用により、冷媒
は室内へ放熱して冷媒が凝縮するので、室内熱交換器2
9,30を出た冷媒は高温高圧の液状冷媒となる。この
後、暖房用フィルタ36.37・暖房用一方向弁38.
39・分流弁25.26・暖房用一方向弁40.41を
通り、分岐管20により冷媒は一体となり、レシーバ1
9を通り、暖房用フィルタドライヤ42を介して暖房用
膨張弁43に到達する。
この暖房用膨張弁43において、高温高圧の液状冷媒は
膨張されることで低温低圧の気液混合状冷媒となる。こ
の後、冷媒は室外熱交換器16へと到達し、ここでファ
ン17等の作用により、冷媒は外気の熱を受けて蒸発す
るので低温低圧のガス状冷媒となる。
この後、四方切換弁15及びストレーナ34を介してア
キュムレータ35を通り、コンプレッサ12へと回収さ
れる。
また、膨張弁27.28は夫々冷媒配管上に配設された
感温筒44.45により、それらの開度を制御されるも
のである。
更に、暖房用一方向弁38.39の夫々の吐出側は、キ
ャピラリチューブ46.47によっても分岐管20と接
続されている。
以上に挙げた分岐管20、冷房用フィルタ21゜22、
冷房用一方向弁23,24、分流弁25゜26、冷房用
膨張弁27,28、分岐管33、暖房用フィルタ36,
37、暖房用一方向弁3839、暖房用一方向弁40,
41、感温筒44゜45及びキャピラリチューブ46.
47によりマルチユニット48が構成されている。
ここで、マルチユニット48の接続部48a。
48b、48c、48c[,48e、48fは、夫々冷
媒配管13の接続部13a、13b、13c。
13d、13e、13fと接続されている。
また、室内熱交換器29.30とファン31゜32等に
より夫々室内機49.50が構成され、この室内機49
.50には夫々室内機コントローラ51□ 52が配設
され、リモートコントローラ53.54により各室内機
の運転制御が可能となっている。
さて、冷媒配管13上のコンプレッサ12吐出側13x
(但し、本実施例ではオイルセパレータ14を通過した
後)とコンプレッサ12吸入側13y(但し、本実施例
ではアキュムレータ35を通過する前)とを接続するバ
イパス通路55が、冷媒配管13に接続されている。こ
のバイパス通路55上には、フィルタ56・キャピラリ
チューブ57・バイパス弁58・バッファタンク59が
配設されている。
また、冷媒配管13上の接続部13eとレシーバ19と
の間と、バイパス通路55上のキャピラリチューブ57
とバイパス弁58との間とは接続配管60により接続さ
れており、この接続配管60上には、フィルタ61・膨
張弁62が配設されている。
また、オイルセパレータ14には、オイルセパレータ■
4からコンプレッサ12へとオイルを戻すオイル戻し管
63が、冷媒配管13のコンプレッサ12吸入側13y
に接続されている。
また、コンプレッサ12には、図示しないコンプレッサ
クラッチが配設され、エンジン11の駆動力が断続可能
となっている。
また、第3図に示すように、室外機コントローラ64は
、室内機コントローラ51.52と夫々接続されている
。
ここで、室内機コントローラ51.52には夫々図示し
ない温度センサが配設され、室内機コントローラ51.
52の各々には、 ■使用者が設定する運転/停止信号 ■使用者が設定する設定温度信号 ■温度センサの検知する室温サーモ信号が入力され、 ■分流弁25.26の開閉信号 が出力できるようになっている。
また、室内機コントローラ51.52の夫々は、室外機
コントローラ64に対して、上記の■乃至■の信号を伝
達し、室外機コントローラ64から室内機コントローラ
51.52の夫々には、■コンプレ“フサクラッチ0N
1OFF信号[相]温調運転/停止信号 が出力される。
ここで、前述の■信号は上記[相]信号を受けて出力す
るものである。
更に、室外機コントローラ64は前述の■乃至■の信号
を受けて、 ■ファン17の0N1OFF信号 ■コンプレッサクラッチON10 F F信号■バイパ
ス弁58のON/○FFN/ 側出力される。
取出力構成を有するGHPIOの作動について以下に説
明する。
GHP 10は、第4図に示すメインフローチャートに
よりその運転を制御される。ここで、ステップP1にお
いて、GHP 10の主電源が投入されると、まずステ
ップP2にて初期設定が行われる。ここでは、室内機コ
ントローラ51.52及び室外機コントローラ64内の
図示しないメモリーがクリヤされたり、図示しないタイ
マーの初期設定が行われる。
次に、ステップP3において、ウォッチ・ドッグ・タイ
マーが出力されて、室外機コントローラ64のマイクロ
コンピュータの暴走を検知するようになっている。
次に、ステップP4において、アナログ人力処理が行わ
れ、図示しない温度センサ等の人力信号;6<A−Di
eされて、マイクロコンピュータにて処理できるように
される。
次に、ステップP5において、GHPloの異常の有無
を検知する。
次に、ステップP6において、室内機コントローラ51
.52との信号通信を行う。
次に、ステップP7において、室内機コントローラ51
.52から送信された前述の■乃至■の信号に基づいて
、PID計算を行う。このPID計算によって、温調運
転/停止の判別を行う。
次に、ステップP8において、GHP 10の実質的な
運転制御を行う。
この後、ステップP3へと戻り、以上のフローを繰り返
す。
さて、ステップP8では、第5図に基づくサブフローチ
ャートを実行する。
即ち、ステップP9から運転制御サブフローチャートが
スタートし、ステップPIOにおいて、制御モードSを
判断する。この制御モードSは図示しない他のサブフロ
ーチャートにて決定されるものであり、いま、GHPの
運転を行いたいので、ステップP12における制御モー
ドS=1のエンジン始動サブフローチャート、及びステ
ップPI3における制御モードS=2のエンジン暖機サ
ブフローチャートを完了した後に、ステップP14にお
ける制御モードS=3のエンジン運転サブフローチャー
トを実行する。
このとき、室内機コントーラ51.52のいずれかから
は、 ■使用者が設定する運転/停止信号 が室外機コントローラ64に入力されている。しかし、
室内温度センサの検知する温度が使用者の設定する設定
温度信号に近づいてきたり、超過したりする、即ち温調
停止状態になるとエンジン11は運転を継続するが、コ
ンプレッサクラッチをOFFとすることで、冷媒配管1
3中の冷媒流を停止し、実質的な空気調和を停止する。
この後、再度室内の空気調和が必要になると、コンプレ
ッサクラッチを接続して冷媒を流す。このコンプレッサ
クラッチの接続を制御するサブフローチャートが、第6
図に示すものであり、これに基づいて説明すると、ステ
ップP15からクラッチ接続サブフローチャートが開始
される。
まず、ステップP16において、クラッチ接続禁止タイ
マーがUPしているか否かを判定する。
即ち、一端コンプレッサクラッチがOFFとされて、短
時間のうちに再度ONにされると、コンプレッサ12に
対して過負荷がかかり、コンプレッサ12の耐久性を低
下させる。従って、クラッチ接続禁止タイマーがUPし
ていなければ、ステップP17からステップP3内のメ
インフローチャートへとリターンする。
この後、ある時間が経過して、ステップP16において
クラッチ接続禁止タイマーがUPL、ていれば、ステッ
プP1Bへと進み、クラッチ接続のためのエンジン11
の回転数を設定する。即ち、エンジン11の回転数が低
いままクラッチ(例えば電磁クラッチ)を接続すると、
その接続ショックによりエンジン11が停止してしまう
虞れがある。そこで、クラッチを接続してもエンジン1
1が停止しない回転数までエンジン11の回転数をあげ
る。
次に、ステップP19においてコンプレッサクラッチを
接続する。
次に、ステップP20において、クラッチ接続から10
ms e c経過した後に、四方切換弁15をONにす
る。ここで、四方切換弁15がONになった状態とは、
冷媒の流れが暖房状態用に切り換わった状態であり、従
って、冷房運転する際にはここで四方切換弁15をON
にしない。
次に、ステップP21において、バイパス弁(BFV)
5Bの接続禁止タイマーがUPしているか否かを判定す
る。ここで、バイパス弁58を開閉する条件は後述する
。そして、バイパス弁58接続禁止タイマーがUPして
いなければ、ステツブP17からステップP3内のメイ
ンフローチャートへとリターンする。
この後、ある時間が経過して、ステップP21において
バイパス弁58接続禁止タイマーがUPしていれば、ス
テップP22へと進み、バイパス弁58をオン(即ち接
続であり、開状態である)とする。
さて、バイパス弁58の開閉条件について、以下に説明
する。
いま、複数の室内機49.50のうち2合とも運転され
ていれば、単一の室外熱交換器16と2台の室内熱交換
器29.30の能力は釣り合っており何ら問題は生じな
い。
しかし、複数の室内機49.50は別々の部屋に設置可
能なため、そのうちの1台だけ(例えば室内機50とす
る)が運転されているとすると、室外熱交換器16の能
力オーバーとなり、室内機50の室内熱交換器30だけ
では冷媒を完全にガスかできず、コンプレッサ12に低
温低圧の液状冷媒が流れ込んでしまう。ここで、コンプ
レッサ12において液状冷媒を圧縮すると、その耐久性
を低下させる原因となってしまうので、コンプレッサ1
2の吐出する余分な冷媒をバイパスさせて各熱交換器へ
は供給しないようにするのがよい。
そこで、本発明ではバイパス通路55を設けることで、
余分な冷媒をバイパスさせている。
ここで、バイパス通!55にはバイパス弁58が配設さ
れており、その開閉は第7図に示すタイムチャートによ
り行われる。
即ち、リモコン53により運転信号が入力されると同時
に、室内機49の温度調整(温調)運転が始まる。この
とき、前述の方法によりエンジン11は始動され暖機が
終了すると、コンプレッサクラッチがONとなり、同時
に分流弁25がONとなる。従って、冷媒配管内を冷媒
が流れ、分流弁26はOFFのままなので、室内熱交換
器29のみに冷媒が流れる。従って、室内機49の配設
された室内のみが空気浦和(冷暖房)されることになる
。
この後、一定時間りが経過すると、バイパス弁58が開
くので、室内機の1台運転に余分な冷媒はバイパス通路
55を介してコンプレッサ12へと直ちに還流する。
ここで、一定時間りを経過した後にバイパス弁58を開
くのは次の理由による。
即ち、コンプレッサ12の始動直後には、吐出冷媒の温
度が十分に上がっておらず、コンプレッサ12の吐出冷
媒は気液混合状態となっている。
この気液混合状態の冷媒を、バイパス通路55により直
ちにコンプレッサ12へと還流させるのは前述の理由に
より好ましくないため、一定時間tが経過させることで
コンプレッサ12の吐出冷媒が完全なガス状になること
を待つものである。
また、この後、室内機コントローラ52に対してリモコ
ン53により運転信号が入力されると同時に、室内機3
0の温度調整(温調)運転が始まる。すると、冷媒をバ
イパスする必要が無くなるため、バイパス弁58が閉じ
る。
以上により本発明第1実施例のエンジン駆動式空気調和
機10では、室外熱交換器16の能力を余らせることな
く、複数の室内熱交換器29.30を夫々独立運転させ
ることができる。
次に、本発明第2実施例のエンジン駆動式空気調和機2
00について説明する。
尚、第2実施例と第1実施例との差異は、バイス弁58
の開閉タイミングをタイマtで行うか、冷媒配管のコン
プレッサ12吐出側13xに配設される温度センサ20
1から出力される信号に基づいて行うかの違いのみであ
るため、第2実施例において第1実施例と同一の部分に
ついては同一の番号符号を付すことにより説明を省略す
る。
第8図において、冷媒配管13のコンプレッサ12吐出
側13xには温度センサ201が配設されて、コンプレ
ッサ201の吐出する冷媒温度を検知している。
また、第9図において、室外機コントローラ64には、
第1実施例のものに加えて、 ■コンプレッサ吐出部サーモスイッチの信号が入力され
る。
ここで、図示しない吐出温サーモスイッチとは温度セン
サ201の検知する温度に応じて0N1OFFするもの
である。
また、第10図のステップP15からクラッチ接続サブ
フローチャートが、第1実施例と同様に開始されるが、
第6図のものと異なる部分のみ説明すると、ステップP
23において、温度センサ201の検知する温度りがT
″CCCC以下プP17へと進みリターンし、温度りが
T”C以上ならば、ステップP22へと進み、バイパス
弁58をオン(即ち接続であり、開状態である)とする
。
また、このことは第11図に示すタイミングチャートか
らも明らかである。
ここで、温度センサ201の検知する温度りがT’C以
上になるとバイパス弁58を開くのは、吐出冷媒の温度
がT’C以上にならば、その冷媒は確実にガス状になっ
ていると判断できるからである。
従って、本発明第2実施例のエンジン駆動式空気調和機
200においても、室外熱交換器16の能力を余らせる
ことなく、複数の室内熱交換器29.30を夫々独立運
転させることができる。
〔発明の効果〕
以上に示した様に本発明では、複数の室内熱交換器のう
ちのいずれかが停止していても、バイパス弁を開くこと
で室外熱交換器に供給される冷媒量が低減されるので、
室外熱交換器の能力を余らせることなく、複数の室内熱
交換器を夫々独立運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明第1実施例のエンジン駆動式空気調和
機10の構成図を示す。第2図は、第1図における要部
拡大構成図を示す。第3図は、第1図における制御ブロ
ック図を示す。第4図は、エンジン駆動式空気調和機1
0のメインフローチャートを示す。第5図は、第4図に
おける運転制御サブフローチャートを示す。第6図は、
エンジン駆動式空気調和機10のクラッチ接続サブフロ
ーチャートを示す。第7図は、エンジン駆動式空気調和
機10のタイムチャートを示す。第8図は、本発明第2
実施例のエンジン駆動式空気調和機2OOの構成図を示
す。第9図は、第8図における制御ブロック図を示す。 第10図は、エンジン駆動式空気調和機200のクラッ
チ接続サブフローチャートを示す。第11図は、エンジ
ン駆動式空気調和機200のタイムチャートを示す。第
12図は、従来技術のエンジン駆動式空気調和機100
を示す。 11・・・エンジン、 12・・・コンプレッサ、 13・・・冷媒配管、 16・・・室外熱交換器、 27.28.43・・・膨張弁、 29.30・・・室内熱交換器、 55・・・バイパス管路、 58・・・バイパス弁、 201・・・温度センサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンにより駆動されるコンプレッサと、該コ
    ンプレッサと冷媒配管を介して接続される複数の室内熱
    交換器と、前記冷媒配管上に配設される複数の膨張弁と
    、前記冷媒配管上に配設される単一の室外熱交換器と、 前記冷媒配管のコンプレッサ吐出側とコンプレッサ吸入
    側とを接続するバイパス管路と、該バイパス管路上に配
    設されたバイパス弁とを有し、該バイパス弁は、前記複
    数の室内熱交換器の内の作動台数が所定台数よりも少な
    いときにはその作動開始後所定時間を経過すると開くと
    共に、前記複数の室内熱交換器のうちの作動台数が所定
    台数よりも多いときには閉じることを特徴とするエンジ
    ン駆動式空気調和機。
  2. (2)エンジンにより駆動されるコンプレッサと、該コ
    ンプレッサと冷媒配管を介して接続される複数の室内熱
    交換器と、前記冷媒配管上に配設される複数の膨張弁と
    、前記冷媒配管上に配設される単一の室外熱交換器と、 前記冷媒配管のコンプレッサ吐出側とコンプレッサ吸入
    側とを接続するバイパス管路と、該バイパス管路上に配
    設されたバイパス弁と、 前記冷媒配管のコンプレッサ吐出側に配設された温度セ
    ンサとを有し、 該バイパス弁は、前記複数の室内熱交換器のうちの作動
    台数が所定台数よりも少ないときには、前記温度センサ
    の検出温度が所定温度よりも高くなると開くと共に、 前記複数の室内熱交換器のうちの作動台数が所定台数よ
    りも少なくても、前記温度センサの検出温度が所定温度
    よりも低いときと、 前記複数の室内熱交換器のうちの作動台数が所定台数よ
    りも多いときには閉じることを特徴とするエンジン駆動
    式空気調和機。
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