JPH08334274A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非共沸混合冷媒を用いた空気調和機におい
て、暖房運転時室外熱交換器の冷媒の入り口付近での着
霜を防止することが可能な空気調和機を提供すること。 【構成】 暖房運転時には、室外膨張弁２６を通過した
冷媒は、第１逆止弁の作用により熱交換部２３に流入
し、そこで、室外熱交換器２５通過直後の冷媒と熱交換
し、一方、冷房運転時には、室外熱交換器２５通過直後
を通過した冷媒は、第２逆止弁２８の作用により、熱交
換部２３へは導かれることなく、直接、室外膨張弁に導
入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒に非共沸混合体を
用いた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来の空気調和機の一例とし
て、複数の室内ユニットを備えたヒ−トポンプ式空気調
和機の構成を示す。従来の空気調和機において、暖房運
転時には、圧縮機２で圧縮された高温高圧のガス冷媒
は、四方弁３を介して、ガス管１２を通じ、各室内ユニ
ット７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに分配され、各室内熱交換
器９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄで室内ファン１０ａ、１０
ｂ、１０ｃ、１０ｄによって送風された室内気と熱交換
し凝縮され、高温高圧の液冷媒となり、室内膨張弁８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄおよび室外膨張弁５で減圧され、
室外熱交換器４で室外ファン６によって送風された外気
と熱交換し蒸発して低温低圧のガス冷媒となり、四方弁
３を介して圧縮機２へ還流する。

【０００３】また、冷房運転時には、圧縮機２で圧縮さ
れた高温高圧のガス冷媒は、四方弁３を介して、室外熱
交換器４に送り込まれ、ここで室外ファン６によって送
風された外気と熱交換し凝縮して高圧の液冷媒となり、
室外膨張弁５を介して、液管１１を通じ、各室内ユニッ
ト７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに分配され、各室内膨張弁８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ減圧された後、各室内熱交換器９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄで室内ファン１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄによって送風された室内気と熱交換し蒸発
して、低温低圧のガス冷媒となり、ガス管１２を通じ、
四方弁３を介して、圧縮機２へ還流する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、オゾ
ン層破壊の問題によるフロン規制の方向から、この種の
空気調和機においては、その冷媒に、従来からの冷媒Ｈ
ＣＦＣ２２に代えて、オゾン層を破壊しないＨＦＣ単一
冷媒を混合した非共沸混合体が使用され始めている。

【０００５】しかし、非共沸混合冷媒は、よく知られて
いるように、その凝縮過程では等圧下で流れ方向に沿っ
て温度低下がおこり、蒸発過程では逆に温度上昇がおこ
るといった性質を有しており、そのため、上記従来の空
気調和機に使用した場合には、暖房運転時に、蒸発過程
における必要冷媒温度の設定等の関係から、従来からの
冷媒を使用した場合と比較して、室外熱交換器入口付近
で温度低下が起こり安くなるので、その箇所で着霜が生
じ、除霜運転を頻繁に行わなければならないといった問
題が生じている。

【０００６】さらに、非共沸混合冷媒は、その構成冷媒
の各沸点が相違するので、凝縮（または蒸発）過程にお
いて、単一組成の冷媒等と比較して、物質移動を伴うた
めに熱伝達率が若干低下し、そのため、従来の空気調和
機に使用した場合には、その成績係数を維持するため
に、熱交換器を大きくしなければならないといった問題
点も生じている。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、冷媒に非共
沸混合体を用いたとしても、暖房運転時に、室外熱交換
器の冷媒入り口付近での着霜を効果的に防止することが
できる空気調和機を提供することを第１の目的とする。
本発明の第２の目的は、冷媒に非共沸混合体を用いたと
しても、熱交換器を大きくすることなく、成績係数を維
持または向上することができる空気調和機を提供するこ
とをにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１記載の空気調和機は、圧縮機、四方
弁、室外熱交換器、室外ファン、室外膨張弁を有する室
外ユニットと、室内膨張弁、室内熱交換器、室内ファン
を有する一つまたは複数の室内ユニットから成り、暖房
運転時には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が、前記四方
弁を介して前記室内ユニットに送出され、送出された冷
媒は、前記室内熱交換器で前記室内ファンによって送風
された室内気と熱交換した後、前記室内膨張弁および前
記室外膨張弁を介して前記室外熱交換器に入り、前記室
外熱交換器で前記室外ファンによって送風された外気と
熱交換した後、前記四方弁を介して前記圧縮機に還流す
るように冷媒回路を構成し、冷房運転時には、前記四方
弁の切り換えにより、冷媒が、前記冷媒回路を、前記暖
房運転時とは逆方向に流れるように構成し、冷媒に非共
沸混合体を用いた空気調和機において、前記室外膨張弁
と前記室外熱交換器の間の冷媒と前記室外熱交換器と前
記四方弁の間の冷媒とを熱交換させる熱交換部と、暖房
運転時には前記室外膨張弁通過直後の冷媒と前記室外熱
交換器通過直後の冷媒とを前記熱交換部へ導き、冷房運
転時には前記四方弁通過直後の冷媒と前記室外熱交換器
通過直後の冷媒の内少なくとも一方の冷媒を前記熱交換
部へ導くことなく直接前記室外熱交換器または前記室外
膨張弁へ導入するよう冷媒の流路を切り換える流路切り
換え手段とを有したことを特徴とする。

【０００９】また、上記第１の目的を達成するため、請
求項２記載の空気調和機は、請求項１記載の空気調和機
に対して、流路切り換え手段は、室外熱交換器と室外膨
張弁との間に、冷媒が、前記室外熱交換器から前記室外
膨張弁の方向へは流れ、それとは逆の方向にはほとんど
または全く流れないように設けられた第１逆止弁と、前
記第１逆止弁の入口側および出口側と熱交換部とを接続
する配管路に、冷媒の流れる方向が、前記第１逆止弁と
は逆向きに規制されるように設けられた第２逆止弁と、
からなることを特徴としている。

【００１０】また、上記第２の目的を達成するため、請
求項３記載の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交
換器、室外ファン、室外膨張弁を有する室外ユニット
と、室内膨張弁、室内熱交換器、室内ファンを有する一
つまたは複数の室内ユニットから成り、暖房運転時に
は、前記圧縮機で圧縮された冷媒が、前記四方弁を介し
て前記室内ユニットに送出され、送出された冷媒は、前
記室内熱交換器で前記室内ファンによって送風された室
内気と熱交換した後、前記室内膨張弁および前記室外膨
張弁を介して前記室外熱交換器に入り、前記室外熱交換
器で前記室外ファンによって送風された外気と熱交換し
た後、前記四方弁を介して前記圧縮機に還流するように
冷媒回路を構成し、冷房運転時には、前記四方弁の切り
換えにより、冷媒が、前記冷媒回路を、前記暖房運転時
とは逆方向に流れるように構成し、冷媒に非共沸混合体
を用いた空気調和機において、前記室外熱交換器は、冷
媒が第１の配管口から入ると、当該熱交換器内での冷媒
の流れが、前記室外ファンによる空気の流れに対し、向
流となり、第２の配管口から入ると、当該熱交換器内で
の冷媒の流れが、前記室外ファンによる空気の流れに対
し、並流となる熱交換器であり、前記室外膨張弁と前記
室外熱交換器を接続する配管途中と前記四方弁と前記室
外熱交換器を接続する配管途中とに、冷房運転時におい
ても暖房運転時においても、前記室外熱交換器内での冷
媒の流れが、前記室外ファンによる空気の流れに対し向
流となるようにする冷媒整流手段を備えたことを特徴と
する。

【００１１】また、上記第２の目的を達成するため、請
求項４記載の空気調和機は、請求項３記載の空気調和機
に対して、冷媒整流手段は、第１〜４の四つの逆止弁か
らなるブリッジ回路であり、前記第１逆止弁は、室外膨
張弁と室外熱交換器の第２の配管口との間に設けられ、
暖房運転時に、冷媒が当該室外膨張弁から当該室外熱交
換器の方向へはほとんどまたは全く流れないようにする
逆止弁であり、前記第２逆止弁は、室外熱交換器の第１
の配管口と四方弁との間に設けられ、暖房運転時に、冷
媒が当該四方弁から当該室外熱交換器の方向へはほとん
どまたは全く流れないようにする逆止弁であり、前記第
３逆止弁は、室外熱交換器の第２の配管口と四方弁との
間に設けられ、冷房運転時に、冷媒が当該四方弁から当
該室外熱交換器の方向へはほとんどまたは全く流れない
ようにする逆止弁であり、前記第４逆止弁は、室外熱交
換器の第１の配管口と室外膨張弁との間に設けられ、冷
房運転時に、冷媒が当該室外熱交換器から当該室外膨張
弁の方向へはほとんどまたは全く流れないようにする逆
止弁であることを特徴としている。

【００１２】また、上記第１及び第２の目的を達成する
ため、請求項５記載の空気調和機は、請求項４記載の空
気調和機に対して、ブリッジ回路に、室外膨張弁から第
１の配管口へ至る途中の冷媒である室外熱交換器通過前
冷媒と第２の配管口から四方弁へ至る途中の冷媒である
室外熱交換器通過後冷媒とを熱交換させる熱交換部を備
えたことを特徴としている。

【００１３】また、上記第１及び第２の目的を達成する
ため、請求項６記載の空気調和機は、請求項５記載の空
気調和機に対して、室外熱交換器通過前冷媒と室外熱交
換器通過後冷媒の内、少なくとも一方の冷媒が、熱交換
部を通過しないようにバイパス管路を設けてバイパス回
路部を構成し、前記バイパス回路部の前記バイパス管路
に開閉弁を備えたことを特徴としている。

【００１４】また、上記第１及び第２の目的を達成する
ため、請求項７記載の空気調和機は、請求項６記載の空
気調和機に対して、室外熱交換器の第１の配管口におけ
る冷媒温度を検出する温度センサ−と、室外熱交換器の
第２の配管口における冷媒温度を検出する温度センサ−
と、前記両温度センサ−が検出する温度の差を算出し、
算出結果に基づいて、開閉弁の開閉をおこなう制御器と
を備えたことを特徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１記載の空気調和機の構成によれば、暖
房運転時には、室外膨張弁と室外熱交換器の間の冷媒と
室外熱交換器と四方弁の間の冷媒とは、熱交換部で熱交
換し、冷房運転時には、四方弁通過直後の冷媒と室外熱
交換器通過直後の冷媒の内、少なくとも一方の冷媒が熱
交換部には導かれないので、両冷媒間での熱交換は行わ
れない。

【００１６】請求項２記載の空気調和機の構成によれ
ば、暖房運転時には、第１逆止弁によって、室外膨張弁
通過直後の冷媒は、熱交換部へ流入し、そこで室外熱交
換器通過直後の冷媒と熱交換し、冷房運転時には、室外
熱交換器通過直後の冷媒は、第２逆止弁によって熱交換
部には導かれず、直接室外膨張弁へ導入される。請求項
３記載の空気調和機の構成によれば、暖房運転時におい
ても冷房運転時においても、室外熱交換器内での冷媒の
流れが、室外ファンによる空気の流れに対し、向流とな
る。

【００１７】請求項４記載の空気調和機の構成によれ
ば、暖房運転時においては、ブリッジ回路の第１、２逆
止弁によって、冷房運転時にはブリッジ回路の第３、４
逆止弁によって、室外熱交換器内での冷媒の流れが、室
外ファンによる空気の流れに対し、向流となるよう、第
１および第２の配管口への冷媒の流れが整流される。請
求項５記載の空気調和機の構成によれば、暖房運転時に
おいて、室外交換器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷
媒とが、ブリッジ回路に備えた熱交換部で熱交換され
る。

【００１８】請求項６記載の空気調和機の構成によれ
ば、暖房運転時において、バイパス管路の開閉弁を開放
すると、室外交換器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷
媒の内、少なくとも一方の冷媒は、ブリッジ回路に備え
た熱交換部を通過せず、開放弁を閉塞すると、室外交換
器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷媒とはブリッジ回
路に備えた熱交換部で熱交換する。

【００１９】請求項７記載の空気調和機の構成によれ
ば、第１の配管口における冷媒温度と第２の配管口にお
ける冷媒温度との差からバイパス管路の開閉弁の開閉が
行われ、暖房運転時において、開閉弁が開放されると、
室外交換器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷媒の内、
少なくとも一方の冷媒は、ブリッジ回路に備えた熱交換
部を通過せず、開放弁が閉塞されると、室外交換器通過
前冷媒と室外熱交換器通過後冷媒とはブリッジ回路に備
えた熱交換部で熱交換する。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。 （第１実施例）図１は、本発明の第１実施例に係る空気
調和機の全体構成図である。図に示すように、本空気調
和機は、大別して、室外ユニット２０と４台の室内ユニ
ット３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄからなる室内ユニ
ット群３０と両者を接続する液管４１、ガス管４２とか
ら構成されており、冷媒には非共沸混合冷媒が使用され
る。

【００２１】室外ユニット２０は、図１に示すように、
圧縮機２１、四方弁２２、熱交換部２３、室外ファン２
４、室外熱交換器２５、室外膨張弁２６、第１逆止弁２
７、第２逆止弁２８とから構成されている。圧縮機２１
は、インバ−タ−制御される電動機（図示せず）により
駆動される。

【００２２】四方弁２２は、冷媒ガスの流路変更によ
り、冷・暖房の切り換えを行う弁である。室外熱交換器
２５は、室外ファン２４によって送風された外気と冷媒
との熱交換を行い、暖房時には、冷媒はこの中で蒸発し
外気の熱を奪い（吸熱）、冷房時には、高温高圧のガス
冷媒は、ここで外気で冷やされ（外気に放熱し）液体の
冷媒となる。

【００２３】室外膨張弁２６は、暖房時には、その弁を
適宜適量開閉することにより、室内ユニット２７ａ〜ｄ
から液管３１を介して送られてきた液冷媒の圧力を下げ
る弁である。熱交換部２３は、暖房時に、室外膨張弁２
６を通過直後の冷媒（室外膨張弁２６を通過し、室外熱
交換器２５に入る前の冷媒）と室外熱交換２５を通過直
後の冷媒（室外熱交換器２５を通過し、四方弁２２に入
る前の冷媒）とが熱交換するところであり、例えば、図
２に示すような、二重管式熱交換器２３１で構成され
る。図に示すように、二重管式熱交換器２３１は、室外
熱交換器２５と四方弁２２との間の配管２３２にそれよ
りも大きな径の管２３３を被嵌したものであり、管２３
３には、第１逆止弁２７と室外膨張弁２６との間から分
岐した配管２３４と室外熱交換器２５と第１逆止弁との
間から分岐した配管２３５とが接続されている。ここ
で、管２３２を流れる冷媒と管２３３を流れる冷媒との
熱交換がおこなわれる。

【００２４】第１逆止弁２７は、室外熱交換器２５と室
外膨張弁２６との間に設けられており、当該弁によっ
て、冷媒は室外熱交換器２５から室外膨張弁２６への方
向へは流れ、それとは逆の方向にはほとんどまたは全く
流れない。第２逆止弁２８は、前記配管２３５に設けら
れており、当該弁によって、冷媒は熱交換部から前記分
岐部への方向にへは流れ、それとは逆の方向にはほとん
どまたは全く流れない。なお、第２逆止弁は、前記配管
２３４に設けてもよい。その場合は、第２逆止弁は、冷
媒が熱交換部２３へ向かう方向へは流れ、それとは逆の
方向にはほとんどまたは全く流れないように設ける。

【００２５】室内ユニット群３０は、図１に示すよう
に、４台の室内ユニット３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１
ｄから構成されている。各室内ユニットは何れも同様な
構成なので、ここでは、室内ユニット３１ａを代表にと
り説明を行う。室内ユニット３１ａは、図１に示すよう
に、室内ファン３２ａと室内熱交換器３３ａと室内膨張
弁３４ａとから構成されている。

【００２６】室内熱交換器３３ａは、室内ファン３２ａ
によって送風された室内空気と冷媒との熱交換を行う装
置であり、暖房時には、凝縮器の役割をし、圧縮機２１
によって高温高圧になったガス冷媒は、ここで室内空気
で冷やされ（室内空気に放熱し）液体の冷媒となり、冷
房時には、蒸発器の役割をし、冷媒はこの中で蒸発し室
内空気の熱を奪い（吸熱）室内空気を冷たくする。

【００２７】室内膨張弁３４ａは、暖房時には、圧縮機
２１から送出される冷媒ガスの受給量を調節し、かつ室
内熱交換器３３ａ通過後の液冷媒の圧力を下げて室外ユ
ニット２０に送出するものであり、冷房時には、室外ユ
ニット２０から液管４２を介して送られてきた液冷媒の
圧力を下げ、かつその流量を調節して室内熱交換器３３
ａ（蒸発器）へ送出するものである。

【００２８】以下、上記構成からなる本空気調和機の動
作について、暖房運転時と冷房運転時とに分けて説明す
る。まず、暖房運転時には圧縮機２１で圧縮された冷媒
は、四方弁２２を介して、ガス管４２により各室内ユニ
ットの室内熱交換器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに
送り込まれ、ここで室内ファン３２ａ、３２ｂ、３２
ｃ、３２ｄで送られた室内空気と熱交換して凝縮し、液
冷媒となる。液体となった冷媒は、室内膨張弁３４ａ、
３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで減圧され、さらに室外膨張弁
２６で減圧される。

【００２９】室外膨張弁２６を出た冷媒は、第１逆止弁
２７の作用により、熱交換部２３を経由した後、第２逆
止弁２８を通って、室外熱交換器２５に流れ込む。冷媒
は、室外熱交換器２５で、室外ファン２４で送られた外
気と熱交換し、蒸発してガス冷媒となり、熱交換部２３
を通過して後、四方弁２２を介して、圧縮機２１に入
る。以上で、暖房運転時の１サイクルが完了する。

【００３０】ここで、図３に示すモリエル線図を用い、
暖房運転時の１サイクルにおける冷媒の変化を、熱交換
部２３での様子を中心に説明する。図３において、圧縮
機２１の吐出ガス冷媒（点Ｚ）は、各室内熱交換器３３
ａ〜３３ｄで凝縮液化して液冷媒（点Ａ）となり、各室
内膨張弁３４ａ〜３４ｄおよび室外膨張弁２６で減圧さ
れ二相冷媒（点Ｂ）となり、熱交換部２３を通過後室外
熱交換器２５で蒸発してガス冷媒となり再び熱交換部２
３を通過した後四方弁２２を介して圧縮機２１に還流す
る。ここで、非共沸混合冷媒の特性により、モリエル線
図上の気液二相領域において、等温線（ａ、ｂ、ｃ、
…）は等圧線（図示せず）に対し右下がりに傾きを持っ
た形となるので、冷媒は室外熱交換器２５を通過する間
に温度上昇を伴う、つまり、冷媒の室外熱交換器２５の
入口温度よりも出口温度の方が高くなるわけである。し
たがって、室外熱交換器２５に入る前の冷媒は、熱交換
器２５の出口の冷媒と熱交換部２３で熱交換することに
より、温度（エンタルピ）が上昇する（点Ｂ→点
Ｂ’）。

【００３１】したがって、本空気調和機によれば、非共
沸混合冷媒を用いた場合、暖房運転時に最も低くなる室
外熱交換器入口での冷媒温度を上昇させることができる
ので、その箇所での着霜が生じにくくなり、よって、暖
房能力と成績係数が向上し、また、除霜運転の回数が減
少するので、暖房運転を継続することが容易となる。一
方、室外熱交換器２５を出た冷媒（点Ｃ）は、熱交換部
２３で冷却されてエンタルピが減少するが（点Ｃ→点
Ｃ’）、熱交換部２３での熱量の授受は略同量であるた
め、熱交換部２３の存在如何にかかわらず、圧縮機２１
に還流する際の冷媒の状態は点Ｃ’と変わらない。した
がって、室外熱交換器２５での蒸発過程で得る、冷媒の
潜熱が減少するようなことはなく、上記した効果が得ら
れるものである。

【００３２】次に、冷房運転時には、圧縮機２１で圧縮
された冷媒は、四方弁２２を介して、熱交換部２３を通
過し、室外熱交換器２５に送りこまれ、ここで室外ファ
ン２４で送られた外気と熱交換して凝縮し、液冷媒とな
る。室外熱交換器２５を出た冷媒は、第２逆止弁の作用
により、熱交換部２３にはほとんど流れず、第１逆止弁
を通って、室外膨張弁２６を通過する。

【００３３】室外膨張弁２６を出た冷媒は、液管４１に
より、各室内ユニットに分配され、各室内膨張弁３４
ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで減圧され、各室内熱交換
器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに流れこむ。冷媒
は、各室内熱交換器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ
で、各室内ファン３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄで送
られた室内空気と熱交換し、蒸発して高温のガス冷媒と
なり、ガス管４２を通り、四方弁２２を介して、圧縮機
２１に入る。以上で、冷房運転時の１サイクルが完了す
る。

【００３４】以上説明したように、冷房運転時には、第
２逆止弁２８の作用により、室外熱交換器通過後の冷媒
はほとんど熱交換部２３を通過しないので、室外熱交換
器２５通過後の液冷媒が室外熱交換器２５通過前の高温
のガス冷媒と熱交換することがない。したがって、冷媒
はその潜熱を減少させることなく各室内ユニットに配分
されるので、熱交換部を設けてあっても、冷房能力は低
下することはない。 （第２実施例）第２実施例では、室外熱交換器におい
て、冷媒の流れる向きが、冷房時・暖房時を問わず、室
外ファンの空気流に対し、常に向流となるように、ま
た、暖房時に、室外熱交換器の手前で、その状態に応
じ、冷媒の熱交換部への通過・非通過を選択制御するこ
とができるよう工夫されている。

【００３５】そのため、第２実施例は、図４にその全体
構成を示すように、第１実施例に対して、さらにブリッ
ジ回路部５０と熱交換部流路変更部６０とを備えてい
る。その他の構成は、第１実施例と同様なので、図面等
においては同符号を付し、その説明については省略す
る。ブリッジ回路部５０は、室外膨張弁２６の暖房時冷
媒出口となる側の配管（点１０１）と室外熱交換器２５
の室外ファン２４による送風の風下側となる配管（点１
０２）と風上側となる配管（点１０３）と四方弁からの
配管（点１０４）との間に設けられており、点１０１と
点１０２を接続する配管５１、点１０２と点１０４を接
続する配管５２、点１０４と点１０３を接続する配管５
３、点１０３と点１０１を接続する配管５４で構成さ
れ、各配管途中には、逆止弁が一つずつ設けられてい
る。配管５１に設けた逆止弁５５は、冷媒を点１０１か
ら点１０２の方向には流しこれとは逆の方向にはほとん
どまたは全く流さないように、配管５２に設けた逆止弁
５６は、冷媒を点１０４から点１０２の方向には流しこ
れとは逆の方向にはほとんどまたは全く流さないよう
に、配管５３に設けた逆止弁５７は、冷媒を点１０３か
ら点１０４の方向には流し、これとは逆の方向にはほと
んどまたは全く流さないように、配管５４に設けた逆止
弁５８は、冷媒を点１０３から点１０１の方向には流し
これとは逆の方向にはほとんどまたは全く流さないよう
にするためのものである。また、配管５１の点１０１と
逆止弁５５の間と配管５３の点１０３と逆止弁５７の間
とにおいて、両配管を流れる冷媒が熱交換することがで
きるような、第１実施例と同様の熱交換部２３が設けら
れている。

【００３６】熱交換部流路変更部６０は、二つの温度セ
ンサ−６１、６２と制御器６３と開閉弁６４とから構成
されている。温度センサ−６１は、室外熱交換器２５の
入口冷媒温度を検出するものであり、室外熱交換器２５
入口付近の配管に設けられている。温度センサ−６２
は、室外熱交換器２５の出口冷媒温度を検出するもので
あり、室外熱交換器２５出口付近の配管に設けられてい
る。制御器６３は、二つの温度センサ−６１、６２が検
出する温度の差を検知して、その差の値と予め設定して
おいた値とを比較し、比較結果によって、開閉弁６４の
開閉をおこなう装置である。開閉弁６４は、配管５１途
中、熱交換部２３をバイパスする形で設けられた配管６
５に備えられ、点１０１から点１０２へ向かう冷媒の熱
交換部２３への通過・非通過を変更するのに使用され
る。

【００３７】なお、本実施例において、室外ファン２４
による室外熱交換器２５中の空気の流れは、矢印Ｆの向
きになるようにしている。以下、上記構成からなる本空
気調和機の動作について、暖房運転時と冷房運転時とに
分けて説明する。なお、第１実施例と同様な動作の説明
については、省略するか、または、簡単にするにとどめ
る。

【００３８】まず、暖房運転時には圧縮機２１で圧縮さ
れた冷媒は、四方弁２２を介して、ガス管４２により各
室内ユニットの室内熱交換器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、
３３ｄに送り込まれ、ここで室内ファン３２ａ、３２
ｂ、３２ｃ、３２ｄで送られた室内空気と熱交換して凝
縮し、液冷媒となる。液体となった冷媒は、室内膨張弁
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで減圧され、さらに室
外膨張弁２６で減圧される。

【００３９】室外膨張弁２６を出た冷媒は、既述した各
逆止弁の作用により、点１０１から点１０２方向にのみ
流れる。この時、点１０１を通過した冷媒は、開閉弁６
４が閉の場合は熱交換部２３を通過し、開閉弁６４が開
の場合はほとんど熱交換部２３を通過することなく点１
０２に達する。なお、開閉弁６４の開閉動作について
は、後述する。

【００４０】点１０２を通過した冷媒は、室外熱交換器
２５に入り、点線で示す配管内を矢印の方向に流れ、こ
の間に室外ファン２４で送られた外気と熱交換し、蒸発
してガス冷媒となり点１０３に達する。点１０３を通過
した冷媒は、点１０１と点１０２間を流れる冷媒との圧
力差から、点１０１に向かうことなく、そのほとんど
は、熱交換部２３を通過して、点１０４から四方弁２２
を介して圧縮機２１に還流し、暖房運転時の１サイクル
が完了する。

【００４１】次に、冷房運転時には、圧縮機２１で圧縮
された冷媒は、四方弁２２を介して点１０４に達する。
点１０４に達した冷媒は、既述した各逆止弁の作用によ
り、点１０２を経由して、室外熱交換器２５に入り、点
線で示す蛇行した配管内を矢印の方向に流れ、この間に
室外ファン２４で送られた外気と熱交換し、凝縮して液
冷媒となり点１０３に達する。点１０３に達した冷媒
は、点１０４と点１０２間を流れる冷媒との圧力差か
ら、点１０４に向かうことなく、そのほとんどは、点１
０１を経由して室外膨張弁２６に流れ込む。室外膨張弁
２６を出た冷媒は、液管４１を介して各室内ユニットに
分配される。これ以降、冷媒が圧縮機２１に還流するま
での動作は、第１実施例と同様なので、その説明につい
ては省略する。

【００４２】ここまで説明してきたように、暖房時、冷
房時共に、室外交換器２５内を流れる冷媒は蛇行しなが
らも、全体として見たときには、矢印Ｒの方向に向かっ
ており、この向きは、室外ファン２４によって室外熱交
換器２５を通過する外気の向き矢印Ｆとは対向する関係
となっている。ここで、暖房時には、室外熱交換器２５
において、非共沸混合冷媒の特性から、冷媒は入り口温
度よりも出口温度の方が高くなり、室外ファン２４によ
る外気は室外熱交換器２５通過前の温度よりも通過後の
温度のほうが低くなる。一方、冷房時には、室外熱交換
器２５において、冷媒はその入口のガス状態の温度より
も出口の液状態の温度の方が低くなり、室外ファン２４
による外気は室外熱交換器２５通過前の温度よりも通過
後の温度のほうが低くなる。つまり、室外ファン２４に
よる外気の流れは、冷房時、暖房時共に、冷媒の温度変
化に対して対向流となるので、室外熱交換器２５での熱
交換効率が向上し、成績係数が高くなる。

【００４３】次に、熱交換部流路変更部６０の動作につ
いて説明する。暖房運転時に、制御器６３は、温度セン
サ−６１が検出する室外熱交換器入口冷媒温度と温度セ
ンサ−６２が検出する室外熱交換器出口冷媒温度との差
を算出し、その算出結果が設定温度（例えば０ｄｅ
ｇ．）以上であれば、開閉弁６４を開放し、設定温度以
下であれば、開閉弁６４を閉塞する。開閉弁６４が開放
された状態では、点１０１を通過した冷媒は、熱交換部
２３に迂回することなく、開閉弁６４を通過して、点１
０２に向かい、開閉弁６４が閉塞された状態では、点１
０１を通過した冷媒は、熱交換部２３を迂回し、点１０
２に向かう。

【００４４】こうすることによって、例えば、圧縮機２
１の高周波数運転により冷媒の循環量が多くなった場合
などには、室外熱交換器２５内で冷媒の圧力損失が生
じ、室外熱交換器２５の出口冷媒温度の方が入口冷媒温
度よりも低くなるが、そういった場合に、熱交換部２３
で熱交換させると、室外熱交換器２５の入口冷媒温度が
より低下し、かえって、着霜が起こり安くなることを防
止することができる。

【００４５】また、室外熱交換器２５の出口冷媒温度の
方が入口冷媒温度よりも高くなった場合には、開閉弁６
４は閉塞されるので、冷媒は、室外熱交換器２５に入る
前に熱交換部２３を通過することになり、第１実施例と
同様な効果が得られる。なお、上記第１実施例、第２実
施例共、室内ユニットの台数を４台としたが、これに限
るものではない。

【００４６】また、熱交換部２３を、二重管式熱交換器
で構成したが、これに限定されるものではなく、他の形
式の熱交換器で構成してもよい。つまり、２つの冷媒
が、熱交換できる熱交換器であればその種類は問わな
い。

【００４７】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明に係る空気調
和機によれば、暖房運転時には、室外膨張弁通過直後の
冷媒と室外熱交換器通過直後の冷媒とが、熱交換部で熱
交換するので、非共沸混合冷媒の温度が最も低くなる室
外熱交換器入り口付近での着霜が生じにくくなり、よっ
て、暖房能力と成績係数が向上し、また、除霜運転の回
数が減少するので暖房運転継続率も向上し、一方、冷房
運転時には、四方弁通過直後の冷媒と室外熱交換器通過
直後の冷媒の内、少なくとも一方の冷媒が熱交換部には
導かれないので、室外熱交換器通過直後の液冷媒が、四
方弁通過直後の高温のガス冷媒と熱交換されることは無
く、よって、冷媒は、その潜熱を減少させることなく各
室内ユニットに配分されるので、冷房能力が低下するこ
とはない。

【００４８】また、請求項２記載の発明に係る空気調和
機によれば、暖房運転時には、第１逆止弁によって、室
外膨張弁通過直後の冷媒は、熱交換部へ流入し、そこで
室外熱交換器通過直後の冷媒と熱交換し、冷房運転時に
は、室外熱交換器通過直後の冷媒は、第２逆止弁によっ
て熱交換部には導かれず、直接室外膨張弁へ導入される
ので、請求項１記載の空気調和機の効果と同じものが得
られる。

【００４９】また、請求項３記載の発明に係る空気調和
機によれば、暖房運転時においても冷房運転時において
も、室外熱交換器内での冷媒の流れが、室外ファンによ
る空気の流れに対し、向流となるので、室外熱交換器で
の熱交換効率が向上し、成績係数が高くなり、よって、
冷媒に非共沸混合体を用いているにもかかわらず、室外
熱交換器を大きくする必要がなくなる。

【００５０】また、請求項４記載の発明に係る空気調和
機によれば、暖房運転時においては、ブリッジ回路の第
１、２逆止弁によって、冷房運転時にはブリッジ回路の
第３、４逆止弁によって、室外熱交換器内での冷媒の流
れが、室外ファンによる空気の流れに対し、向流となる
よう、第１および第２の配管口への冷媒の流れが整流さ
れるので、請求項３記載の空気調和機の効果と同じもの
が得られる。

【００５１】また、請求項５記載の発明に係る空気調和
機によれば、暖房運転時において、室外交換器通過前冷
媒と室外熱交換器通過後冷媒とが、ブリッジ回路に備え
た熱交換部で熱交換されるので、請求項４記載の空気調
和機の効果に加えて、暖房運転時に非共沸混合冷媒の温
度が最も低くなる室外熱交換器入り口付近での着霜が生
じにくくなり、よって、暖房能力と成績係数が向上し、
また、除霜運転の回数が減少するので、暖房運転を継続
することが容易となるといった効果も得られる。

【００５２】また、請求項６記載の発明に係る空気調和
機によれば、暖房運転時において、バイパス管路の開閉
弁を開放すると、室外交換器通過前冷媒と室外熱交換器
通過後冷媒の内、少なくとも一方の冷媒は、ブリッジ回
路に備えた熱交換部を通過せず、開放弁を閉塞すると、
室外交換器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷媒とはブ
リッジ回路に備えた熱交換部で熱交換されるので、請求
項５記載の空気調和機の効果に加えて、室外熱交換器内
での冷媒の圧力損失等により、室外熱交換器通過後冷媒
の温度が室外交換器通過前冷媒の温度よりも低くなった
場合に、両冷媒を熱交換部で熱交換させると、室外交換
器通過前冷媒の温度がより低下し、かえって、着霜が起
こり安くなることを防止できると言った効果が得られ
る。

【００５３】また、請求項７記載の発明に係る空気調和
機によれば、第１の配管口における冷媒温度と第２の配
管口における冷媒温度との差からバイパス管路の開閉弁
の開閉が行われ、暖房運転時において、開閉弁が開放さ
れると、室外交換器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷
媒の内、少なくとも一方の冷媒は、ブリッジ回路に備え
た熱交換部を通過せず、開放弁が閉塞されると、室外交
換器通過前冷媒と室外熱交換器通過後冷媒とはブリッジ
回路に備えた熱交換部で熱交換されるので、請求項６記
載の空気調和機の効果に加えて、開放弁の開閉が自動的
に行われるといった効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る空気調和機の概略構
成を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る空気調和機における
熱交換部の概略構成を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る空気調和機の冷凍サ
イクルを説明するためのモリエル線図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る空気調和機の概略構
成を示す図である。

【図５】従来技術による空気調和機の概略構成を示す図
である。

【符号の説明】

２３ 熱交換部 ２７ 第１逆止弁 ２８ 第２逆止弁 ５０ ブリッジ回路部 ６０ 熱交換部流路変更部 ６１ 温度センサ− ６２ 温度センサ− ６３ 制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 安則 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外フ
   ァン、室外膨張弁を有する室外ユニットと、 室内膨張弁、室内熱交換器、室内ファンを有する一つま
   たは複数の室内ユニットから成り、 暖房運転時には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が、前記
   四方弁を介して前記室内ユニットに送出され、送出され
   た冷媒は、前記室内熱交換器で前記室内ファンによって
   送風された室内気と熱交換した後、前記室内膨張弁およ
   び前記室外膨張弁を介して前記室外熱交換器に入り、前
   記室外熱交換器で前記室外ファンによって送風された外
   気と熱交換した後、前記四方弁を介して前記圧縮機に還
   流するように冷媒回路を構成し、 冷房運転時には、前記四方弁の切り換えにより、冷媒
   が、前記冷媒回路を、前記暖房運転時とは逆方向に流れ
   るように構成し、 冷媒に非共沸混合体を用いた空気調和機において、 前記室外膨張弁と前記室外熱交換器の間の冷媒と前記室
   外熱交換器と前記四方弁の間の冷媒とを熱交換させる熱
   交換部と、 暖房運転時には前記室外膨張弁通過直後の冷媒と前記室
   外熱交換器通過直後の冷媒とを前記熱交換部へ導き、冷
   房運転時には前記四方弁通過直後の冷媒と前記室外熱交
   換器通過直後の冷媒の内少なくとも一方の冷媒を前記熱
   交換部へ導くことなく直接前記室外熱交換器または前記
   室外膨張弁へ導入するよう冷媒の流路を切り換える流路
   切り換え手段とを有したことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記流路切り換え手段は、 前記室外熱交換器と前記室外膨張弁との間に、冷媒が、
   前記室外熱交換器から前記室外膨張弁の方向へは流れ、
   それとは逆の方向にはほとんどまたは全く流れないよう
   に設けられた第１逆止弁と、 前記第１逆止弁の入口側および出口側と前記熱交換部と
   を接続する配管路に、冷媒の流れる方向が、前記第１逆
   止弁とは逆向きに規制されるように設けられた第２逆止
   弁と、 からなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外フ
   ァン、室外膨張弁を有する室外ユニットと、 室内膨張弁、室内熱交換器、室内ファンを有する一つま
   たは複数の室内ユニットから成り、 暖房運転時には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が、前記
   四方弁を介して前記室内ユニットに送出され、送出され
   た冷媒は、前記室内熱交換器で前記室内ファンによって
   送風された室内気と熱交換した後、前記室内膨張弁およ
   び前記室外膨張弁を介して前記室外熱交換器に入り、前
   記室外熱交換器で前記室外ファンによって送風された外
   気と熱交換した後、前記四方弁を介して前記圧縮機に還
   流するように冷媒回路を構成し、 冷房運転時には、前記四方弁の切り換えにより、冷媒
   が、前記冷媒回路を、前記暖房運転時とは逆方向に流れ
   るように構成し、 冷媒に非共沸混合体を用いた空気調和機において、 前記室外熱交換器は、冷媒が第１の配管口から入ると、
   当該熱交換器内での冷媒の流れが、前記室外ファンによ
   る空気の流れに対し、向流となり、第２の配管口から入
   ると、当該熱交換器内での冷媒の流れが、前記室外ファ
   ンによる空気の流れに対し、並流となる熱交換器であ
   り、 前記室外膨張弁と前記室外熱交換器を接続する配管途中
   と前記四方弁と前記室外熱交換器を接続する配管途中と
   に、冷房運転時においても暖房運転時においても、前記
   室外熱交換器内での冷媒の流れが、前記室外ファンによ
   る空気の流れに対し向流となるようにする冷媒整流手段
   を備えたことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】 前記冷媒整流手段は、第１〜４の四つの
   逆止弁からなるブリッジ回路であり、 前記第１逆止弁は、前記室外膨張弁と前記室外熱交換器
   の前記第２の配管口との間に設けられ、暖房運転時に、
   冷媒が当該室外膨張弁から当該室外熱交換器の方向へは
   ほとんどまたは全く流れないようにする逆止弁であり、
   前記第２逆止弁は、前記室外熱交換器の前記第１の配管
   口と前記四方弁との間に設けられ、暖房運転時に、冷媒
   が当該四方弁から当該室外熱交換器の方向へはほとんど
   または全く流れないようにする逆止弁であり、前記第３
   逆止弁は、前記室外熱交換器の前記第２の配管口と前記
   四方弁との間に設けられ、冷房運転時に、冷媒が当該四
   方弁から当該室外熱交換器の方向へはほとんどまたは全
   く流れないようにする逆止弁であり、前記第４逆止弁
   は、前記室外熱交換器の前記第１の配管口と前記室外膨
   張弁との間に設けられ、冷房運転時に、冷媒が当該室外
   熱交換器から当該室外膨張弁の方向へはほとんどまたは
   全く流れないようにする逆止弁であることを特徴とする
   請求項３記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記ブリッジ回路に、前記室外膨張弁か
   ら前記第１の配管口へ至る途中の冷媒である室外熱交換
   器通過前冷媒と前記第２の配管口から前記四方弁へ至る
   途中の冷媒である室外熱交換器通過後冷媒とを熱交換さ
   せる熱交換部を備えたことを特徴とする請求項４記載の
   空気調和機。
6. 【請求項６】 前記室外熱交換器通過前冷媒と前記室外
   熱交換器通過後冷媒の内、少なくとも一方の冷媒が、前
   記熱交換部を通過しないようにバイパス管路を設けてバ
   イパス回路部を構成し、 前記バイパス回路部の前記バイパス管路に開閉弁を備え
   たことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
7. 【請求項７】 前記室外熱交換器の前記第１の配管口に
   おける冷媒温度を検出する温度センサ−と、 前記室外熱交換器の前記第２の配管口における冷媒温度
   を検出する温度センサ−と、 前記両温度センサ−が検出する温度の差を算出し、算出
   結果に基づいて、前記開閉弁の開閉をおこなう制御器
   と、 を備えたことを特徴とする請求項６記載の空気調和機。