JP2522361B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、室外機１台に対して複数台の室内機を接
続する多室形の空気調和装置に関するもので、特に、各
室内機毎に冷暖房を選択的に、または、同時に行なうこ
とができる空気調和装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の空気調和装置として、例えば、特願昭
63−139917号に掲載されたものがある。第２図は従来の
空気調和装置の冷媒系を中心とする全体構成図である。

図において、１は空気調和装置の室外機、２は冷媒を
圧縮する圧縮機、３は冷媒の循環方向を切換える四方
弁、４は室外熱交換器、５は室外熱交換器４に熱交換用
の空気を送風する送風機である。9a〜9cは前記室外機１
に接続された各々の室内機、10は室内熱交換器、13及び
14は室内機9a〜9cと室外機１とを接続する第１の接続配
管及び第２の接続配管、20は各室内機9a〜9cの室内熱交
換器10の一方を第１の接続配管13と第２の接続配管14と
を切替可能に接続する三方切替弁、21は各室内機9a〜9c
の室内熱交換器10の他の一方に接続された第１の流量制
御装置である第１の電気式膨張弁、22は各室内機9a〜9c
の第１の電気式膨張弁21側と第１の接続配管13とを接続
する第３の接続配管、23は第３の接続配管22の途中に設
けられた第２の流量制御装置である電気式膨張弁であ
る。

従来の多室形の空気調和装置は上記のように構成され
ており、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４等からな
る１台の室外機１と、室内熱交換器10、三方切替弁20、
第１の流量制御装置である電気式膨張弁21等からなる複
数台の室内機9a〜9cとの間を第１の接続配管13及び第２
の接続配管14を介して並列接続されている。

次に、この空気調和装置の動作について、図を用いて
説明する。

第３図から第５図は第２図の空気調和装置の冷暖房運
転時の動作状態を示す冷媒循環図である。第３図は第２
図の空気調和装置の冷房または暖房のみの運転動作状態
を示す冷媒循環図、第４図は第２図の空気調和装置の暖
房主体（暖房運転容量が冷房運転容量より大きい場合）
の運転動作状態を示す冷媒循環図、第５図は第２図の空
気調和装置の冷房主体（冷房運転容量が暖房運転容量よ
り大きい場合）の運転動作状態を示す冷媒循環図であ
る。

まず、第３図を用いて暖房運転のみの場合について説
明する。

圧縮機２より吐出された高温高圧冷媒ガスは、第２の
接続配管14により室外から室内側に導かれ、各室内機9a
〜9cの各々の三方切替弁20を介して室内熱交換器10に流
入し、熱交換（暖房）されて凝縮液化される。そして、
この液状態となった冷媒は、第１の電気式膨張弁21を通
り、第３の接続配管22に流入して合流し、更に、第２の
電気式膨張弁23を通り、ここで第１の電気式膨張弁21ま
たは第２の電気式膨張弁23のどちらか一方で低圧の気液
二相状態まで減圧される。そして、低圧まで減圧された
冷媒は第１の接続配管13を経て、室外機１の室外熱交換
器４に流入し、そこで熱交換してガス状態となって再び
圧縮機２に吸入される。このような冷媒の循環サイクル
を構成して、暖房運転が行なわれる。

同じく第３図を用いて冷房運転のみの場合について説
明する。

圧縮機２より吐出された高温高圧冷媒ガスは、室外熱
交換器４で熱交換して凝縮液化された後、第１の接続配
管13、第３の接続配管22の順に通り、各室内機9a〜9cに
流入する。そして、各室内機9a〜9cに流入した冷媒は、
第１の電気式膨張弁21により低圧まで減圧されて室内熱
交換器10に流入し、室内空気と熱交換（冷房）して蒸発
しガス化される。そして、このガス状態となった冷媒は
三方切替弁20を介して、第２の接続配管14を経て再び圧
縮機１に吸入される。このような冷媒の循環サイクルを
構成して、冷房運転が行なわれる。

次に、暖房主体の冷暖房同時運転について第４図を用
いて説明する。

まず、圧縮機２より吐出された冷媒は、例えば、第２
の接続配管14より暖房運転状態にある各室内機9b,9cに
三方切替弁20を介して流入し、室内熱交換器10で熱交換
（暖房）されて凝縮液化する。そして、この凝縮液化し
た冷媒はほぼ全開状態の第１の電気式膨張弁21を通り第
３の接続配管22に流入する。また、この冷媒の一部は冷
房運転状態にある室内機9aに入り、第１の膨張弁21によ
って減圧された後に、室内熱交換器10に入って熱交換
（冷房）し、蒸発してガス状態となって三方切替弁20を
介して第１の接続配管13に流入する。一方、他の冷媒液
は第２の電気式膨張弁23で低圧まで減圧された後に、第
３の接続配管22から第１の接続配管13に流入し、冷房運
転状態にある室内機9aからの冷媒と合流して室外熱交換
器４で熱交換し、そこで冷媒は蒸発してガス状態となっ
て再び圧縮機１に戻る。このような冷媒の循環サイクル
を形成して暖房主体の冷暖房同時運転が行なわれる。

また、冷房主体の冷暖房同時運転の場合、第５図に示
すように圧縮機１より吐出された冷媒は室外熱交換器４
に流入し、送風機５の送風量に応じて任意の量だけ熱交
換して気液二相の高温高圧状態となり、第１の接続配管
13により室内側に送られる。そして、例えば、この冷媒
の一部を暖房運転状態にある室内機9aに三方切替弁20を
介して室内熱交換器10に導入し、熱交換（暖房）させて
凝縮液化し、第１の電気式膨張弁21より第３の接続配管
22に流入させる。一方、他の冷媒は第３の接続配管22の
全開状態の第２の電気式膨張弁23を通り暖房運転状態に
ある室内機9aからの冷媒と合流する。そして、この冷媒
液は第３の接続配管22から冷房運転状態にある各室内機
9b,9cに第１の電気式膨張弁21によって低圧状態まで減
圧後室内熱交換器10に流入し、熱交換（冷房されて蒸発
する。そして、ガスとなった冷媒は三方切替弁20を介し
て第２の接続配管14に流入し再び圧縮機２に戻る。この
ような冷媒の循環サイクルを形成して冷房主体の冷暖房
同時運転が行なわれる。

なお、上記の説明では１台の室外機１に３台の室内機
9a,9b,9cを接続した装置について述べたが、通常、この
種の空気調和装置では１台の室外機につき２台以上の複
数台の室内機を接続して多室形の空気調和装置を構成し
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の多室形の空気調和機では、複数に
並列に接続された室内機9a,9b,9cを同時に、または選択
的に冷房運転或いは暖房運転することができた。したが
って、冷房または暖房のみの単一運転だけでなく、暖房
主体或いは冷房主体の冷暖房同時運転を任意に選択でき
た。

しかし、冷房主体の冷暖房同時運転においては、送風
機５の回転数の制御が困難であり、例えば、外風が強い
場合等には室外熱交換器４での冷媒の凝縮量が増大する
傾向にあった。このため、暖房運転状態にある室内機の
室内熱交換器10での冷媒の凝縮する割合が減少し、暖房
能力が不足していた。したがって、この種の空気調和装
置では上記のような運転状態での室外熱交換器４での冷
媒の凝縮量と暖房運転状態にある室内機の室内熱交換器
10での冷媒の凝縮量の割合を適正に調整できるようにす
る必要があった。

そこで、この発明は各室内機毎に冷暖房を選択的にま
たは同時に運転でき、しかも、冷房主体の冷暖房同時運
転においても、暖房運転状態にある室内機の室内熱交換
器での冷媒の凝縮量を適正に確保でき、暖房能力を充分
に発揮できる空気調和装置の提供を課題とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる空気調和装置は、圧縮機、切換弁、
室外熱交換器等からなる１台の室外機と、それぞれ室内
熱交換器を有する複数台の室内機とを備え、前記室外機
と室内機間を第１の接続配管及び第２の接続配管を介し
て並列接続してなる空気調和装置において、上記複数台
の室内機の熱交換器の一方を第１の接続配管と第２の接
続配管に切替可能に接続すると共に、前記熱交換器の他
方を第３の接続配管及び流量制御装置を介して前記第１
の接続配管に接続する分岐部と、前記室外熱交換器の近
傍に並列に配置され、前記室外熱交換器の熱交換量を調
整する熱交換量調整手段とを具備するものである。

［作用］ この発明の空気調和装置においては、１台の室外機と
複数の室内機間を第１の接続配管及び第２の接続配管を
介して並列接続し、前記複数台の室内機の熱交換器の一
方を第１の接続配管と第２の接続配管に切替可能に接続
し、複数に並列に接続された室内機が同時に冷房運転と
暖房運転とを選択的に行なう。また、熱交換量調整手段
によって熱交換量を調整することにより、冷房主体の冷
暖同時運転において室外側熱交換器から送出される冷媒
が気液混合状態となって暖房運転状態にある室内機の室
内熱交換器に送られる。そして、このガス冷媒は暖房運
転状態にある室内機の室内熱交換器で凝縮する。さら
に、熱交換量調整手段により熱交換量を調整することに
より、冷房主体の冷暖房同時運転における暖房運転状態
にある室内機の室内熱交換器へのガス冷媒の供給量を適
宜調整でき、常に、最適量のガス冷媒の供給を維持でき
る。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の第一実施例の空気調和装置の冷媒
系を中心とする全体構成図である。図中、従来例と同一
符号及び同一記号は従来例と同一または相当する構成部
分であり、ここでは重複する説明を省略する。

なお、この実施例についても、従来例と同様に、室外
機１台に室内機３台を接続した場合について説明する
が、２台以上の室内機を接続する場合も基本的に同様で
ある。

図において、30は室外機１の室外熱交換器４の両出入
口間を短絡状に接続するバイパス配管、31はこのバイパ
ス配管30の途中に設けた流量調整弁である。この流量調
整弁31はバイパス配管30内を流れる冷媒の流量を調整す
る流量調整装置としての機能を果す。

この実施例の空気調和装置は上記のように構成されて
おり、流量調整弁31の開閉度合を調節することにより、
バイパス配管30を流れる冷媒と室外熱交換器４を循環す
る冷媒の流量を各々適当に調整できる。

次に、この実施例の空気調和装置の運転動作について
説明する。

この多室形の空気調和装置では、冷房または暖房のみ
の運転と冷暖房同時運転が冷媒の循環経路を切換えるこ
とにより任意に選択できる従来例の空気調和装置と同様
の機能を有する。そして、冷房または暖房のみの運転
と、暖房主体の冷暖房同時運転の場合には、流量調整弁
31は全閉状態で運転される。したがって、この場合の各
運転動作は従来例の第３図及び第４図の説明で示した動
作と同一であるから、ここではその説明を省略する。

まず、冷房主体の冷暖房同時運転について説明する。

冷房主体の冷暖房同時運転においては、第１図に示す
ように、圧縮機２より吐出された高温高圧のガス状の冷
媒の一部が流量調整弁31の開度に応じてバイパス配管30
に流入する。そして、このバイパス配管30を経由して室
外熱交換器４の出口に直接導かれる。一方、残りの冷媒
は室外熱交換器４を流れ、外気と熱交換して凝縮液化さ
れ、バイパス配管30からの冷媒ガスと気液混合状態とな
って第１の接続配管13を経て室内機9a〜9c側に送られ
る。そして、例えば、この冷媒の一部を暖房運転状態に
ある室内機9aに三方切替弁20を介して室内熱交換器10に
導入し、熱交換（暖房）させて凝縮液化し、第１の電気
式膨張弁21より第３の接続配管22に流入させる。一方、
他の冷媒液は第３の接続配管22の第２の電気式膨張弁23
（全開状態）を通り暖房運転状態にある室内機9aからの
冷媒と合流する。そして、この冷媒液は第３の接続配管
22から冷房運転状態にある各室内機9b,9cに第１の電気
式膨張弁21によって低圧状態まで減圧後室内熱交換器10
に流入し、熱交換（冷房）されて蒸発する。そして、ガ
スとなった冷媒は三方切替弁20を介して第２の接続配管
14に流入し、再び圧縮機２に戻る。このような冷媒の循
環サイクルを形成して冷房主体の冷暖房同時運転が行な
われる。

上記の冷媒循環サイクルにおいては、バイパス配管30
を通る冷媒ガスの流量は流量調整弁31の開度によって制
御される。したがって、暖房運転状態にある室内機9aの
室内熱交換器10には所定量のガス冷媒が送られる。例え
ば、室内機9aで要求される暖房能力が大きいときは流量
調整弁31の開度を小さくし、一方、室内機9aで要求され
る暖房能力が小さいときは流量調整弁31の開度を大きく
することにより、暖房運転状態にある室内機9aの室内熱
交換器10に送られるガス冷媒の割合を適宜調整できる。

上記のように、この実施例の空気調和装置では、複数
に並列に接続された室内機9a〜9cが同時に冷房運転と暖
房運転とに選択的に行なうことができる。したがって、
利用範囲が拡大する。

また、室外機１の室外熱交換器４の両出入口間を流量
調整弁31を備えたバイパス配管30で接続したことによ
り、冷房主体の冷暖房同時運転において、圧縮機２から
吐出した高温の冷媒ガスの一部はバイパス配管30を経由
して室外熱交換器４の出口に直接導かれて、室外熱交換
器４を通過し凝縮された冷媒液と気液混合状態となって
暖房運転状態にある室内機9aの室内熱交換器10に送られ
る。そして、このガス冷媒は暖房運転状態にある室内機
9aの室内熱交換器10で凝縮する。したがって、暖房運転
状態にある室内機9aの室内熱交換器10での冷媒の凝縮量
を一定量以上とすることができるので、暖房能力が充分
に発揮され、運転効率が向上する。

さらに、流量調整弁31でバイパス配管30を経由する冷
媒量を調整することにより、冷房主体の冷暖房同時運転
における暖房運転状態にある室内機9aの室内熱交換器10
に送られるガス冷媒の量を適宜調整できる。したがっ
て、常に、この暖房運転状態にある室内機9aの室内熱交
換器10に最適量のガス冷媒の供給を維持できるので、安
定した暖房運転を維持できる。

なお、室内機9aで要求される暖房能力の大小は、例え
ば、設定温度と吸込み空気温度との差で分るが、この他
の方法でも可能である。したがって、これ等の各種方法
により得た情報を流量調整弁31の開度調整用の信号とし
て利用すれば、冷房主体の冷暖房同時運転における暖房
運転状態にある室内機の室内熱交換器10へのガス冷媒の
供給量を自動で調整することもできる。

ところで、上記の各実施例では室内機の冷媒の流量制
御装置として電気式膨張弁21を用いた装置について説明
したが、温度式の自動膨脹弁や或いは毛細管等であって
も流量制御が可能なものであればよい。また、上記各実
施例では三方切替弁20を設けて第１の接続配管13と第２
の接続配管14とを切替可能に接続しているが、電磁弁等
の開閉弁を設けて切替可能に接続してもよい。さらに、
冷媒配管中にアキュムレータ、レシーバ等の機器を有す
る空気調和装置であっても、冷暖房の基本的運転動作自
体が同じであれば利用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の空気調和装置は、１
台の室外機と複数の室内機間を第１の接続配管及び第２
の接続配管を介して並列接続し、前記複数台の室内機の
熱交換器の一方を第１の接続配管と第２の接続配管に切
替可能に接続し、複数に並列に接続された室内機が同時
に冷房運転と暖房運転とを選択的に行なうことができる
ので、利用範囲が拡大する。

また、熱交換量調整手段によって熱交換量を調整する
ことにより、冷房主体の冷暖房同時運転において室外側
熱交換器から送出される冷媒が気液混合状態となって暖
房運転状態にある室内機の室内熱交換器に送られる。こ
のため、冷媒は暖房運転状態にある室内機の室内熱交換
器での冷媒の凝縮量を一定量以上とすることができるの
で、暖房能力が充分に発揮され、運転効率が向上する。

さらに、熱交換量調整手段により熱交換量を調整する
ことにより、冷房主体の冷暖房同時運転における暖房運
転状態にある室内機の室内熱交換器へのガス冷媒の供給
量を適宜調整でき、常に、最適量のガス冷媒の供給を維
持できるので、安定した暖房運転を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である空気調和装置の冷媒
系を中心とする全体構成図、第２図は従来の空気調和装
置の冷媒系を中心とする全体構成図、第３図は第２図の
空気調和装置の冷房または暖房のみの運転動作状態を示
す冷媒循環図、第４図は第２図の空気調和装置の暖房主
体の運転動作状態を示す冷媒循環図、第５図は第２図の
空気調和装置の冷房主体の運転動作状態を示す冷媒循環
図である。 図において、 1:室外機、2:圧縮機 3:四方弁、4:室外熱交換器 5:送風機、9a〜9c:室内機 10:室内熱交換器、13:第１の接続配管 14:第２の接続配管、20:三方切替弁 21:第１の流量制御装置である電気式膨張弁 22:第３の接続配管 23:第２の流量制御装置である電気式膨張弁 30:バイパス配管、31:流量調整弁 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、切換弁、室外熱交換器等からなる
   １台の室外機と、それぞれ室内熱交換器を有する複数台
   の室内機とを備え、前記室外機と室内機間を第１の接続
   配管及び第２の接続配管を介して並列接続してなる空気
   調和装置において、 上記複数台の室内機の熱交換器の一方を第１の接続配管
   と第２の接続配管に切替可能に接続すると共に、前記熱
   交換器の他方を第３の接続配管及び流量制御装置を介し
   て前記第１の接続配管に接続する分岐部と、前記室外熱
   交換器の近傍に並列に配置され、前記室外熱交換器の熱
   交換量を調整する熱交換量調整手段とを具備することを
   特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】前記熱交換量調整手段は、室外熱交換器の
   入口出口間を流量調整弁を備えたバイパス配管で接続し
   てなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装
   置。