JP2522360B2 - 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３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。

つぎに、この空気調和装置の動作について図により説
明をする。第４図から第６図は第３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４
図は第３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５図は第３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６図は第
３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４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。

つぎに、同じく第４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、冷房運転が行なわれる。

つぎに、暖房主体の冷暖房同時運転について第５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の電気式膨張弁
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２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６図に示
すように圧縮機２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
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。

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、外気温の低い冬期の暖房主体の冷暖房同時運
転においては、室外機１の室外熱交換器４での冷房の蒸
発温度も低くなっていた。このため、冷房運転状態にあ
る室内機の室内熱交換器10の蒸発温度も低下し、この室
内熱交換器10の表面に結氷や着霜等が生じていた。この
結果、室内熱交換器10を通過する熱交換用の空気量が減
少し、冷房能力が充分に発揮されていなかった。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
での室内熱交換器10の表面に生ずる結氷や着霜等を抑制
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、冬期の暖房主体の冷暖房
同時運転においても、冷房運転状態にある室内機の室内
熱交換器の表面に結氷や着霜等が生ずることがなく、冷
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、
室外熱交換器等を有する１台の室外機と、各々流量制御
装置を接続した室内熱交換器を有する複数台の室内機
と、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一方を第１の接続配管または
第２の接続配管に切替可能に接続し、他の一方を第３の
接続配管で流量制御装置を介して前記第１の接続配管ま
たは第２の接続配管のいずれか一方に接続し、前記第１
の接続配管または前記第１の接続配管と各室内機の室内
熱交換器とを接続する各配管、或いは前記第２の接続配
管または前記第２の接続配管と各室内機の室内熱交換器
とを接続する各配管のいずれかに蒸発圧力調整装置を設
けたものである。

［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
複数台の室内機とを接続する第１の接続配管及び第２の
接続配管に複数台の室内機の個々の一方を切替え可能に
接続し、他の一方を第１の接続配管で流量制御装置を介
して第１の接続配管または第２の接続配管のどちらか一
方に接続したものであるから、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。

また、第１の接続配管または第１の接続配管と各室内
機の室内熱交換器とを接続する各配管、或いは第２の接
続配管または前記第２の接続配管と各室内機の室内熱交
換器とを接続する各配管のいずれかに蒸発圧力調整装置
を設けたものであるから、暖房主体の冷暖房同時運転に
おける冷房運転状態にある室内機の室内熱交換器を循環
する冷媒の蒸発圧力を高くして、この室内熱交換器の表
面に結氷や着霜が発生するのを抑制できる。

さらに、冷媒は蒸発圧力調整装置で減圧された後、室
外熱交換器に導かれ、低い蒸発温度でガス化されて圧縮
機に流入する。したがって、室外熱交換器での冷媒の蒸
発温度に応じて蒸発圧力調整装置の開閉度合を適宜調整
することにより、この蒸発圧力調整装置の前後で適当な
圧力差をつけることができ、常に、暖房主体の冷暖房同
時運転における冷房運転状態にある室内機の室内熱交換
器での冷媒の蒸発圧力を、この室内熱交換器の表面に結
氷や着霜が発生しない程度の高さ以上に維持できる。

［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、11は室外機１と室内機9a〜9cとを接続す
る第１の接続配管13と各室内機9a〜9cの室内熱交換器10
とを接続する各配管に設けた蒸発圧力調整弁であり、冷
媒の蒸発圧力調整装置としての機能を果すものである。

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、蒸発圧力調整弁11の開放度合を調節することによ
り、室内熱交換器10を循環する冷媒の蒸発圧力を適当に
調整できる。

以下、こ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、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、冷房主体の冷暖房同時運転の場合には、蒸発圧力調
整弁11は全開状態で運転される。したがって、この場合
の各運転動作は従来例の第４図及び第６図の説明で示し
た動作と同一なので、ここでは説明を省略する。そこ
で、ここでは暖房主体の冷暖房同時運転について説明す
る。

暖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
通り、蒸発圧力調整弁11で減圧されてから第１の接続配
管13に流入する。なお、この冷房運転状態にある室内熱
交換器10を循環する冷媒の蒸発圧力は蒸発圧力調整弁11
の作用により適当に調整されている。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、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２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。

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、第１の接続配管13と各室内機9a〜9cの室内熱交
換器10とを接続する各配管に蒸発圧力調整弁11を設けた
ことにより、暖房主体の冷暖房同時運転における冷房運
転状態にある室内機の室内熱交換器10を循環する冷媒の
蒸発圧力を任意の高さに設定することができる。したが
って、特に、冬期の暖房主体の冷暖房同時運転において
も、室内機9a〜9cの室内熱交換器10の表面に結氷や着霜
が発生するのを抑制できる。この結果、従来のように室
内熱交換器10の表面に結氷や着霜が発生することにより
室内熱交換器10を通過する熱交換用の空気量が減少する
こともないので、冷房能力が充分に発揮され、運転効率
が向上する。

さらに、この蒸発圧力調整弁11を通過後、冷媒は蒸発
圧力調整装置で減圧されて室外熱交換器４に導かれ、低
い蒸発温度でガス化されて圧縮機２に流入する。したが
って、この室外熱交換器４での冷媒の蒸発温度の低下に
応じて蒸発圧力調整弁11の開度を減少すれば、蒸発圧力
調整弁11の前後で適当な圧力差をつけることができる。
そして、常に、暖房主体の冷暖房同時運転における冷房
運転状態にある室内機の室内熱交換器10を循環する冷媒
の蒸発圧力を、この室内熱交換器10の表面に結氷や着霜
が発生しない程度の高さに維持できる。この結果、室内
熱交換器10を通過する熱交換用の空気量を常に一定量以
上確保でき、安定した冷房運転を維持できる。

つぎに、この発明の空気調和装置の他の実施例につい
て説明をする。第２図はこの発明の他の実施例である空
気調和装置の冷媒系を中心とする全体構成図である。図
中、従来例及び上記実施例と同一符号及び同一記号は従
来例及び上記実施例とと同一または相当する構成部分を
示す。

この実施例では、蒸発圧力調整弁11を室外機１と室内
機9a〜9cとを接続する第１の接続配管13の途中に１個設
けてある。そして、この蒸発圧力調整弁11も上記実施例
の蒸発圧力調整弁11と同様に冷媒の蒸発圧力調整装置と
しての機能を果す。なお、この空気調和装置の冷暖房の
各運転動作自体は上記実施例と同一なのでここでは説明
を省略する。

したがって、この実施例の空気調和装置においても、
蒸発圧力調整弁11の開放度合を調節することにより、室
内熱交換器10を循環する冷媒の蒸発圧力を適当に調整で
きる。この結果、上記実施例と同一の効果を奏する。

しかも、蒸発圧力調整弁11が１個で済むので、冷媒配
管作業が簡素化でき、より安価な装置となる。

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、上記の各
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
台の室外機と複数台の室内機とを接続する第１の接続配
管及び第２の接続配管に複数台の室内機の個々の一方を
切替え可能に接続し、他の一方を第１の接続配管で流量
制御装置を介して第１の接続配管または第２の接続配管
のどちらか一方に接続したことにより、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、その利用範囲が拡大する。

また、第１の接続配管または第１の接続配管と各室内
機の室内熱交換器とを接続する各配管、或いは第２の接
続配管または前記第２の接続配管と各室内機の室内熱交
換器とを接続する各配管のいずれかに蒸発圧力調整装置
を設けたことにより、暖房主体の冷暖房同時運転におけ
る冷房運転状態にある室内機の室内熱交換器を循環する
冷媒の蒸発圧力を高くして、この室内熱交換器の表面に
結氷や着霜が発生するのを抑制できるので、室内熱交換
器を通過する熱交換用の空気量が減少することもなく、
冷房能力が充分に発揮でき、運転効率が向上する。

さらに、冷媒は蒸発圧力調整装置で減圧された後、室
外熱交換器に導かれ、低い蒸発温度でガス化されて圧縮
機に流入する。したがって、室外熱交換器での冷媒の蒸
発温度に応じて蒸発圧力調整装置の開放度合を適宜調整
することにより、この蒸発圧力調整装置の前後で適当な
圧力差をつけることができ、常に、暖房主体の冷暖房同
時運転における冷房運転状態にある室内機の室内熱交換
器での冷媒の蒸発圧力を、この室内熱交換器の表面に結
氷や着霜が発生しない程度の高さ以上に維持できるの
で、室内熱交換器を通過する熱交換用の空気量を常に一
定量以上確保でき、安定した冷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図はこの発明の他の実
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３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４図は第３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５図は
第３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６図は第３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、11:蒸発圧力調整弁 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 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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−302074（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−110859（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、切換弁、室外熱交換器等を有する
   １台の室外機と、各々流量制御装置を接続した室内熱交
   換器を有する複数台の室内機と、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一方を第１の接続配管または第２
   の接続配管に切替可能に接続し、他の一方を第３の接続
   配管で流量制御装置を介して前記第１の接続配管または
   第２の接続配管のいずれか一方に接続し、前記第１の接
   続配管または前記第１の接続配管と各室内機の室内熱交
   換器とを接続する各配管、或いは前記第２の接続配管ま
   たは前記第２の接続配管と各室内機の室内熱交換器とを
   接続する各配管のいずれかに蒸発圧力調整装置を設けた
   ことを特徴とする空気調和装置。