JPH079319B2 - マルチ型空気調和機 - Google Patents

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１台の室外機に複数台の室内機を冷媒管により
接続するヒートポンプ式のマルチ型空気調和機に係り、
特に、複数台の室内機毎に冷暖房運転を適宜組み合せて
同時に行なうことができるように改良したマルチ型空気
調和機に関する。

（従来の技術） 従来、この種のマルチ型空気調和機の冷凍サイクルは第
６図に示すように構成され、コンプレッサ１、四方弁
２、室外側熱交換器３、第１の絞り装置3a、第２の絞り
装置4a,4b,4cと室内側熱交換器5a,5b,5cと二方弁6a,6b,
6cとの各直列回路を並列に接続する室内側熱交換器回路
７を、この順に順次かつ環状に冷媒配管８により接続
し、冷媒を循環させる閉じた冷凍サイクルを構成し、四
方弁２を適宜切換えることにより室内を冷暖房すること
ができるようになっている。

すなわち、四方弁２の切換操作により冷媒が冷凍サイク
ルを図中実線矢印方向に循環すると冷房運転され、その
逆に図中破線矢印方向に冷媒が冷凍サイクルを循環した
ときに暖房運転される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のマルチ型空気調和機で
は複数台の室内側熱交換器5a〜5c内を流れる冷媒の流れ
方向が冷暖房時で常に同一であり、複数台の室内側熱交
換器5a〜5cにより冷房運転と暖房運転とを適宜組み合せ
て同時に行なうことができず、その場合には各室毎に空
気調和機をそれぞれ配設して、各々独立して運転せねば
ならず、イニシャルコストとランニングコストとが嵩む
という問題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたもので、そ
の目的は簡単な構成により冷房運転と暖房運転とを室内
側熱交換器毎に同時に行なうことができる低コストのマ
ルチ型空気調和機を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は１台の室外機に接続された複数の室内機につい
て、冷房と暖房運転とを適宜組み合せて行なえるように
したものである。

すなわち本発明は、コンプレッサに四方弁を介して接続
される室外側熱交換器の一端に第１の絞り装置を接続
し、この第１の絞り装置に、第２の絞り装置と室内側熱
交換器と二方弁との直列回路の複数を並列に接続する室
内側熱交換器回路を接続するマルチ型空気調和機におい
て、上記室外側熱交換器を四方弁に接続する冷媒配管の
途中に、複数股に分岐する連絡管の主管部を接続すると
共に、この連絡管の各枝管端部を、上記各室内側熱交換
器と各二方弁との間にて上記各直列回路の途中にそれぞ
れ接続し、各枝管には開閉弁をそれぞれ介装する一方、
前記複数台の室内側熱交換器のうち、少なくとも１台ず
つについて、冷暖房同時運転を行なう時には、冷房負荷
と暖房負荷とを比較して負荷の大きい方のモードで運転
するように前記四方弁を切換操作すると共に、これら冷
暖房負荷の差により上記コンプレッサを運転するように
制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

（作用） 全ての開閉弁を閉じる一方、全ての二方弁を開けること
により従来例と同様に複数台の室内側熱交換器内を流れ
る冷媒の流れ方向を全て同一方向に向け、全ての室内側
熱交換器について冷房もしくは暖房運転のいずれか一方
を同時に行なうことができる。

ここで、仮に所要の開閉弁のみを開放すると、この開放
した開閉弁により開通する室内側熱交換器回路の所要の
室内側熱交換器には、他の室内側熱交換器の冷媒流れ方
向と逆方向に冷媒が逆流し、他の室内側熱交換器が例え
ば蒸発器として冷房運転等を行なっている場合には、所
要の室内側熱交換器は放熱器として暖房運転等を行な
う。

すなわち、本発明によれば、複数台の室内側熱交換器毎
に冷房運転と暖房運転とを適宜組み合せて同時に行なう
ことができる。

したがって、本発明によれば、複数台の室内側熱交換器
を複数の室にそれぞれ配設して冷暖房運転を適宜組み合
せて同時に行なうことができるので、複数の室に複数の
空気調和機をそれぞれ配設して各々独立して冷暖房運転
する場合に比して、コスト低減を図ることができる。

また、本発明によれば、複数台の室内側熱交換器のう
ち、少なくとも１台ずつについて、冷房と暖房運転を同
時に行なう場合は、制御手段により、これら冷暖房の負
荷差によりコンプレッサを運転させるので、各室毎に空
気調和機を配設してそれぞれ個別に空調運転を行なう従
来の場合に比して、運転負荷を軽減し、ランニングコス
トの低減を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図〜第５図に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の冷凍サイクルを示してお
り、図において、インバータ駆動のコンプレッサ11、四
方弁12、室外側熱交換器13、第１の絞り装置14、室内側
熱交換器回路15をこの順に冷媒配管16により順次かつ環
状に接続して冷媒を循環させる閉じた冷凍サイクルを構
成している。

上記室内側熱交換器回路15は第１の絞り装置14と四方弁
12とを結ぶ低圧側の冷媒配管16の一部を例えば３股に分
岐する分岐管16a,16b,16cに構成し、これら分岐管16a〜
16cには、第１、第２、第３の室内側熱交換器17a,17b,1
7cをそれぞれ介在すると共に、各室内側熱交換器17a〜1
7cと第１の絞り装置14との間にて第２の絞り装置18a,18
b,18cをそれぞれ介在し、しかも、各室内側熱交換器17a
〜17cと四方弁12との間にて二方弁19a,19b,19cをそれぞ
れ介在させている。

そして、四方弁12と室外側熱交換器13とを結ぶ高圧側の
冷媒配管16の途中には例えば３股に分岐する連絡管20の
主管21の端部を接続し、この連絡管20の３股の各枝管22
a,22b,22cの各端を、室内側熱交換器回路15における各
室内側熱交換器17a〜17cと各二方弁19a〜19cとを結ぶ各
分岐管16a〜16cの途中に接続し、各枝管22a〜22cには開
閉弁23a,23b,23cをそれぞれ介装している。

開閉弁23a〜23cは、その開弁時に、図中破線矢印で示す
一方向のみに冷媒を通すものであり、二方弁19a〜19cは
開弁時に二方向に冷媒を通すものである。

これら開閉弁23a〜23cと、二方弁19a〜19cと、第２の絞
り装置18a〜18cの各弁開度はマルチコントローラ24の遠
隔操作により適宜制御されるようになっており、マルチ
コントローラ24はインバータ駆動のコンプレッサ11の能
力を遠隔操作により適宜制御し得るように構成されてい
る。

次に本実施例の作用を説明する。

まず、第１、第２、第３の室内側熱交換器17a〜17cの全
台を同時に冷房または暖房運転する場合について述べ
る。

この場合はマルチコントローラ24の遠隔操作により各第
２の絞り装置18a〜18cの開度を適宜設定すると共に、全
二方弁19a〜19cを開放する一方、全開放弁23a〜23cを閉
じる。

この後、四方弁12の適宜切換操作により第１図中実線矢
印方向に冷媒を循環させると、全台の室内側熱交換器17
a〜17cが蒸発器として作用し、冷房運転が行なわれる。

すなわち、コンプレッサ11より吐出された高温高圧のガ
ス冷媒を四方弁12により案内されて室外側熱交換器13に
て放熱して液化し、さらに、第１の絞り装置14でまず減
圧されてから室内側熱交換回路15の各分岐管16a〜16cへ
それぞれ分流し、各第２の絞り装置18a〜18cにより再び
減圧され、この後、各室内側熱交換器17a〜17cにて蒸発
し、液冷媒の蒸発潜熱により周囲の熱を吸熱して冷却
し、開弁中の各二方弁19a〜19cに案内されて再び合流し
てから四方弁12を経てコンプレッサ11に戻る。

また、第１図中破線矢印方向に冷媒を循環させるように
四方弁12を切換操作すると、第１、第２、第３の室内側
熱交換器17a〜17cの全台が放熱器として作用し、暖房運
転を切換る。

次に、複数台の室内側熱交換器17a〜17cについて冷房運
転と暖房運転とを適宜組み合せて同時に行なう場合につ
いて述べる。

例えば第１、第２の室内側熱交換器17a,17bについて冷
房運転を行ない、第３の室内側熱交換器17cについて暖
房運転を行なう場合には、マルチコントローラ24の遠隔
操作により室外側熱交換器13内の冷媒の流れ方向が第１
図中実線矢印方向に向くように四方弁12の切換操作が行
なわれると共に、第１、第２の室内側熱交換器17a,17b
にそれぞれ連絡する各二方弁19a,19bが開放され、開閉
弁23a,23bが閉じられる一方、第３の室内側熱交換器17c
に連通する二方弁19cが閉じて、その開閉弁23cが開放さ
れる。

このため、四方弁12から流出した高温高圧のガス状冷媒
は室外側熱交換器13と連絡管20とにそれぞれ分流する。

まず、室外側熱交換器13へ分流した高温高圧のガス状冷
媒はここで放熱して液化し、さらに、この液冷媒は第１
の絞り装置14にて減圧されてから、第１、第２の室内側
熱交換器17a,17bにそれぞれ連通する各第２の絞り装置1
8a,18bへっ流入し、第３の室内側熱交換器17cに連通す
る第２の絞り装置18aへは流入しない。これは第２の絞
り装置18c側の圧力が、第３の室内側熱交換器17cに連通
して開放している開閉弁23c側の高圧に対して低圧とな
るためである。

したがって、第１、第２の室内側熱交換器17a,17bには
液冷媒が実線矢印方向に流れて蒸発し、液冷媒の蒸発潜
熱により冷却し、ガス冷媒として開放中の各二方弁19a,
19bに案内されて四方弁12を経てコンプレッサ11へ戻
る。

したがって、第１、第２の室内側熱交換器17a,17bは冷
房運転される。

一方、連絡管20へ分流した高温高圧のガス状冷媒は３股
の枝管22a〜22cの内で、開放中の開閉弁23cにのみ案内
されて、第３の室内側熱交換器17c内を第１図中破線矢
印方向に流れ、第３の室内側熱交換器17cにて放熱して
液化し、さらに、液冷媒として第２の絞り装置18cによ
り減圧されてから、他の第２の絞り装置18a,18b側へ合
流し、第１、第２の室内側熱交換器17a,17b内を第１図
中実線矢印方向に流れて蒸発する。

したがって、第３の室内側熱交換器17cのみが暖房運転
される。

また、上記の場合と同様に、第１、第２の室内側熱交換
器17a,17bに連通する二方弁19a,19bを開放して開閉弁23
a,23bを閉じる一方、第３の室内側熱交換器17cに連通す
る二方弁19cを閉じて開閉弁23cを開放した状態におい
て、四方弁12を切換操作して室外側熱交換器13内を流れ
る冷媒の流れ方向を第１図破線矢印方向に向ける場合に
は、上記の場合とは逆転して、第１、第２の室内側熱交
換器17a,17bが暖房運転され、第３の室内側熱交換器17c
が冷房運転される。

すなわち、本実施例によれば、各室内側熱交換器17a〜1
7c毎に冷房運転と暖房運転とを適宜組み合せて並行に運
転することができ、マルチ型空気調和機の利用度を高め
ることができる。

第２図は第１図で示す実施例をビル等の建屋30の空調用
に適用した一例を示しており、図において、建屋30の外
部に設置された第１、第２、第３の室外ユニット31には
第１図で示すコンプレッサ11や室外側熱交換器13を内蔵
し、この室外側熱交換器13には、例えば３台の室内ユニ
ット32a,32b,32c内にそれぞれ内蔵された室内側熱交換
器17a,17b,17c（第１図参照）に冷媒配管33によりそれ
ぞれ接続し、各室内ユニット32a〜32cを各室A,B,Cにそ
れぞれ配設している。

本実施例のマルチコントローラ24は第１図で示す実施例
と同様に構成されており、その制御作用の一例を第３図
に示す。

すなわち、マルチコントローラ24は第３図に示すよう
に、まず、各室内ユニット32a〜32cの運転モードと運転
負荷α，β，γとをそれぞれ読み出し、例えば第１、第
３の室内ユニット32a,32cの運転モードが暖房運転で、
その運転負荷がα，γであり、第２の室内ユニット32b
の運転モードが冷房運転で、その運転負荷がβであるこ
とを読み出す。

次に、マルチコントローラ24は各室内ユニット32a〜32c
の暖房負荷α、γと冷房負荷βとを比較し、α＋γ＞β
である場合には、第１図で示す冷凍サイクルの全体を暖
房運転するように四方弁12の切換操作を行なうと共に、
各二方弁19a〜19cと各開閉弁23a〜23cとを開閉制御し、
各第２の絞り装置18a〜18cの開度を設定し、冷暖房の負
荷差（α＋γ）−βに応じた周波数によりコンプレッサ
11をインバータ駆動する。

したがって本実施例によれば、冷暖房の負荷差（α＋
γ）−βにより各室内ユニット32a〜32cの空調運転を行
なうことができるので、各室A,B,C毎に空気調和機を配
設してそれぞれ個別に空調運転を行なう従来の場合に比
して、運転負荷を軽減し、ランニングコストの低減を図
ることができる。

また、本実施例によれば、各室A,B,C毎に空気調和機を
配設する場合に比して、システムを簡素化することがで
き、イニシャルコストの低減を図ることができる。

第４図は本発明の他の実施例を示し、例えば第１図で示
す室内側熱交換器17aを空調用の室内ユニット40に組み
込み、同第２の室内側熱交換器17bを加熱器として給湯
器41に組み込み、同第３の室内側熱交換器17cを冷却器
として冷水器42に組み込み、同室外側熱交換器13を建屋
43外に設置される室外ユニット44に組み込んだものであ
り、本実施例のマルチコントローラ24の制御作用の一例
も第５図に示すように、上記実施例（第３図参照）とほ
ぼ同様である。

すなわち、マルチコントローラ24は第５図に示すように
室内ユニット40の冷房運転モードと、その運転負荷α
と、給湯器41および冷水器42の各運転負荷β，γとをそ
れぞれ読み込むと共に、冷房、冷却負荷α，γと加熱負
荷βとを比較し、（α＋γ）＜βである場合には、第１
図で示す冷凍サイクルの全体を暖房運転するように四方
弁12の切換操作をマルチコントローラ24により行なうと
共に、各二方弁19a〜19cと各開閉弁23a〜23cとを開閉制
御し、各第２の絞り装置18a〜18cの開度を設定し、冷暖
房の負荷差β−（α＋γ）に応じた周波数によりコンプ
レッサ11をインバータ駆動する。

したがって、本実施例によっても、冷暖房の負荷差β−
（α＋γ）により各室内側熱交換器17a〜17cを運転する
ことができるので、ランニングコストの低減を図ること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、複数台の室内側熱交換器
毎に冷暖房運転を適宜組み合せて並行して行なうことが
できるので、複数の室内側熱交換器を各室に配設するこ
とにより各室の冷暖房運転等を同時に行なうことがで
き、従来例に比してイニシャルコストの低減を図ること
ができると共に、冷暖房運転を組合せて行なう場合には
運転負荷も軽減されるので、ランニングコストの低減を
図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマルチ型空気調和機の一実施例の
全体構成を示す冷凍サイクル図、第２図は第１図で示す
実施例をビル用の空調装置に適用した場合の実施例の構
成図、第３図は第２図で示す実施例のマルチコントロー
ラの制御作用の一例を示す図、第４図は第１図で示す実
施例を給湯器や冷水器等を有するシステムに応用した場
合の実施例を示す構成図、第５図は第４図で示すマルチ
コントローラの制御作用の一例を示す図、第６図は従来
例の冷凍サイクル図である。 11……コンプレッサ、12……四方弁、１……室外側熱交
換器、14……第１の絞り装置、15……室内側熱交換器回
路、16……冷媒配管、17a……第１の室内側熱交換器、1
7b……第２の室内側熱交換器、17c……第３の室内側熱
交換器、18a,18b,18c……第２の絞り装置、19a,19b,19c
……二方弁、20……連絡管、21……主管、22a,22b,22c
……枝管、23a,23b,23c……開閉管、24……マルチコン
トローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンプレッサに四方弁を介して接続される
   室外側熱交換器の一端に第１の絞り装置を接続し、この
   第１の絞り装置に、第２の絞り装置と室内側熱交換器と
   二方弁との直列回路の複数を並列に接続する室内側熱交
   換器回路を接続するマルチ型空気調和機において、上記
   室外側熱交換器を四方弁に接続する冷媒配管の途中に、
   複数股に分岐する連絡管の主管部を接続すると共に、こ
   の連絡管の各枝管端部を、上記各室内側熱交換器と各二
   方弁との間にて上記各直列回路の途中にそれぞれ接続
   し、各枝管には開閉弁をそれぞれ介装する一方、前記複
   数台の室内側熱交換器のうち、少なくとも１台ずつにつ
   いて、冷暖房同時運転を行なう時には、冷房負荷と暖房
   負荷とを比較して負荷の大きい方のモードで運転するよ
   うに前記四方弁を切換操作すると共に、これら冷暖房負
   荷の差により上記コンプレッサを運転するように制御す
   る制御手段を設けたことを特徴とするマルチ型空気調和
   機。