JP2000055483A - 空気調和装置およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱源側ユニットと利用側ユニットとの間の配管
が長い場合、冷房運転時と暖房運転時の双方に適量の冷
媒を充填することができない。 【解決手段】アキュムレータ４と、圧縮機１と、熱源側
ユニット内熱交換器３と、熱源側ユニット内膨張弁１０
ｂと、熱源側ユニット内膨張弁開度制御装置１６ｂとを
有する熱源側ユニット７を空調空間１０２外に設置し、
利用側ユニット内熱交換器１２ｂと、空調空間１０２内
の温度を検出する空調空間温度検知器１９ｂと、目標温
度が設定される空調空間目標温度設定器２０ｂとを有す
る利用側ユニット９ｂを空調空間１０２内に設置し、熱
源側ユニット７と利用側ユニット９ｂとの間を流れる冷
媒の量を調整するための膨張弁ユニット内膨張弁１１
と、その膨張弁１１の開度を調整する膨張弁ユニット内
膨張弁開度制御装置１７とを有する膨張弁ユニット８を
利用側ユニット９ｂ近傍に設置し、接続配管内の冷媒状
態を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば部屋を冷房
または暖房する空気調和装置およびその空気調和装置の
施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機、熱源側ユニット内熱交換
器および熱源側ユニット内膨張弁等からなる熱源側ユニ
ットと、利用側ユニット内熱交換器等からなる利用側ユ
ニットと、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続す
る接続配管とから構成され、空調空間の冷暖房等の空気
調和を行うための空気調和装置がある。熱源側ユニット
内熱交換器は、冷房時には熱を放出し、暖房時には熱を
吸収するものであって、利用側ユニット内熱交換器は、
冷房時には熱を吸収し、暖房時には熱を放出するもので
ある。そのような空気調和装置には、その空気調和装置
の能力に応じて適正とされる一定量の冷媒が予め充填さ
れており、充填された冷媒量に応じて熱源側ユニットと
利用側ユニットとを接続するガス側配管および液側配管
の長さの最大長が定められている。

【０００３】このような従来の空気調和装置の例を図４
に示す。図４は、従来の空気調和装置として、１台の熱
源側ユニット７に２台の利用側ユニット９ａおよび９ｂ
が接続され、同時に空調空間１０１、１０２の２室の空
気調和を行う多室型空気調和装置の構成を示している。

【０００４】図４では、熱源側ユニット７と利用側ユニ
ット９ａとを接続する接続配管は比較的短いが、利用側
ユニット９ｂの設置場所等の関係から、熱源側ユニット
７と利用側ユニット９ｂとを接続する接続配管は相当長
くなっているものとする。

【０００５】熱源側ユニット７は、図４に示すように、
圧縮機１、冷房運転時と暖房運転時とで異なる冷媒の流
路を切替えるための四方弁２、熱源側ユニット内熱交換
器３、アキュムレータ４、熱源側ユニット内送風ファン
５、分岐配管６ａおよび６ｂ、熱源側ユニット内膨張弁
１０ａおよび１０ｂ、熱源側ユニット内膨張弁開度制御
装置１６ａおよび１６ｂを備えている。

【０００６】利用側ユニット９ａおよび９ｂはいずれも
同様な構成であって、ここでは代表して利用側ユニット
９ａの説明を行うと、利用側ユニット９ａは、利用側ユ
ニット内熱交換器１２ａ、利用側ユニット内送風ファン
１３ａ、利用側ユニット内膨張弁開度演算器１８ａ、空
調空間の温度を検出する空調空間温度検知器１９ａ、空
調空間１０１の目標温度を設定する空調空間目標温度設
定器２０ａを備えている。

【０００７】図４において、実線は接続配管を示してお
り、点線は本多室型空気調和装置における信号線を示
し、点線の矢印は信号の流れを示す。ただし、四方弁２
内の実線は暖房時の冷媒の流れを示し、破線は冷房時の
冷媒の流れを示すものとする。

【０００８】さて、空調空間１０１を冷房するさいの利
用側ユニット９ａの運転に対しては、冷媒は、圧縮機
１、四方弁２、熱源側ユニット内熱交換器３（凝縮
器）、分岐配管６ｂ、熱源側ユニット内膨張弁１０ａ、
利用側ユニット内熱交換器１２ａ（蒸発器）、分岐配管
６ａ、四方弁２、アキュムレータ４、圧縮機１の順でそ
れぞれ接続配管を介して流れる。

【０００９】このとき、熱源側ユニット７と利用側ユニ
ット９ａとを接続する接続配管における冷媒の状態は、
熱源側ユニット内膨張弁１０ａから利用側ユニット内熱
交換器１２ａの入口までは低圧の液冷媒とガス冷媒が混
在した二相混合状態であって、利用側ユニット内熱交換
器１２ａの出口から圧縮機１入口までは低圧ガスの状態
である。

【００１０】それに対して、空調空間１０１を暖房する
さいの利用側ユニット９ａの運転に対しては、冷媒は、
圧縮機１、四方弁２、分岐配管６ａ、利用側ユニット内
熱交換器１２ａ（凝縮器）、熱源側ユニット内膨張弁１
０ａ、分岐配管６ｂ、熱源側ユニット内熱交換器３（蒸
発器）、四方弁２、アキュムレータ４、圧縮機１の順で
それぞれ接続配管を介して流れる。

【００１１】このとき、熱源側ユニット７と利用側ユニ
ット９ａとを接続する接続配管における冷媒の状態は、
圧縮機１出口から利用側ユニット内熱交換器１２ａの入
口までは高圧ガスの状態であって、利用側ユニット内熱
交換器１２ａ出口から熱源側ユニット内膨張弁１０ａま
では高圧液の状態である。

【００１２】なお、空調空間１０２を冷房または暖房す
るさいの利用側ユニット９ｂの運転に対しても、上述し
た利用側ユニット９ａの冷房または暖房運転における冷
媒の流れと同様の経路で冷媒が流れる。

【００１３】次に図５に、従来の技術における利用側ユ
ニット９ａ、９ｂ内の熱交換器１２ａおよび１２ｂを流
れる冷媒を減圧膨張させる膨張弁１０ａ、１０ｂへの制
御信号の流れのブロック線図を示す。また図６に、図５
の膨張弁１０ａ、１０ｂの開度を決定するさいのフロー
チャートを示す。以下、図６における処理手順を図５の
信号の流れと共に説明する。

【００１４】制御運転開始後、まず、手順６１で空調空
間番号をｉ＝１０１に初期化し、手順６２で、空調空間
温度検知器１９ａは空調空間番号ｉ、すなわち空調空間
１０１の室温を検知し、そして手順６３で、利用側ユニ
ット内膨張弁開度演算器１８ａは、空調空間温度検知器
１９ａによって検知された空調空間１０１の室温と、空
調空間目標温度設定器２０ａに設定されている目標温度
とから、空調空間１０１の室温を目標温度に実質上一致
させるための、利用側ユニット９ａと接続している熱源
側ユニット内膨張弁１０ａの開度を算出する。その後手
順６４で、熱源側ユニット内膨張弁開度制御装置１６ａ
は、手順６３で算出された値に基づいて熱源側ユニット
内膨張弁１０ａの開度を操作する。

【００１５】次に手順６５で、次に制御を行う利用側ユ
ニットがあるかどうかを判断し、次の利用側ユニットが
存在する場合は、手順６６で空調空間番号ｉを１だけ増
やして手順６２に戻る。本例では空調空間番号をｉ＝１
０２として、手順６２に戻り、空調空間１０２に対して
手順６５までを同様に繰り返す。他方、手順６５におい
て次の利用側ユニットが存在しない場合は、制御運転を
完了する。

【００１６】このようにして、存在するすべての空調空
間に対して手順６２から６４までの処理を行う。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例の熱源側ユニット７と利用側ユニット９ａを接続す
る接続配管が短い場合には、冷房運転時と暖房運転時の
最適冷媒充填量の差は小さいが、熱源側ユニット７と利
用側ユニット９ｂを接続する接続配管のように接続配管
長が比較的長くなるに従い、冷房運転時と暖房運転時の
最適冷媒量の差は大きくなる。これは、接続配管長が長
くなると、暖房運転時における利用側ユニット内熱交換
器と熱源側ユニット内膨張弁とを接続する接続配管にホ
ールドされる冷媒が主として液冷媒となり、冷房運転時
における熱源側ユニット内膨張弁と利用側ユニット内熱
交換器とを接続する接続配管にホールドされる冷媒が二
相冷媒となる場合と比べて極端に増加してしまうためで
ある。

【００１８】このような接続配管が長い場合の、冷房運
転時と暖房運転時との最適冷媒量の差が大きいというこ
とに対しての対策としては、暖房運転時の最適冷媒量に
あわせて冷媒を充填する方法があるもの、その場合、逆
に冷房運転時には冷媒は過充填となるという問題点があ
る。

【００１９】つまり、熱源側ユニットと利用側ユニット
を接続する接続配管が長い場合には、冷房運転にあわせ
た冷媒量を充填し、暖房運転において冷媒不足となる
か、暖房運転にあわせた冷媒量を充填し、冷房運転にお
いて冷媒過多となるかのいづれかとなり、必ずしも効率
の良い条件で運転できないという問題があった。

【００２０】さらにいうと従来は、必ずしも冷房運転お
よび暖房運転の双方で最適な量の冷媒を充填できるわけ
ではなかった。

【００２１】なお、設計段階から、冷媒量調整機構とし
てレシーバー等を備えた長配管対応の空気調和装置を開
発する方法もあるが、機種が増えるために開発コストが
上昇することに加え、利用側ユニットの接続形態が多様
となる場合も考えられる。したがって、そのような長配
管対応した空気調和装置の場合でも、必ずしも冷房運転
および暖房運転共に適切な冷媒量で効率よく運転するこ
とができない等の問題があった。

【００２２】本発明は、上述したように、従来の空気調
和装置では、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続
する接続配管が長い場合、適量の冷媒を充填することが
できなかったという課題を考慮して、熱源側ユニットと
利用側ユニットとを接続する接続配管が長い場合であっ
ても、適量の冷媒を充填することができる空気調和装置
を提供することを目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に対応）は、熱源側ユニットと、利用側ユニットと、前
記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとの間を流れる
所定の冷媒の流路に設置される膨張弁ユニットと、前記
熱源側ユニット、前記膨張弁ユニットおよび前記利用側
ユニットとを接続し、前記冷媒を流す接続配管とを備
え、前記熱源側ユニットは、前記冷媒を圧縮する圧縮機
と、熱を放出または吸収して前記冷媒を凝縮または気化
する熱源側熱交換器と、前記熱源側ユニットと前記利用
側ユニットとの間を流れる前記冷媒の量を調整するため
の熱源側膨張弁と、前記熱源側膨張弁の開度を調整する
熱源側膨張弁開度制御装置とを有し、前記利用側ユニッ
トは、熱を放出または吸収して前記熱源側ユニットから
の前記冷媒を凝縮または気化する利用側熱交換器と、前
記利用側ユニットが設置される空間の温度を検出する温
度検知器と、所定の目標温度が設定される目標温度設定
器とを有し、前記膨張弁ユニットは、前記熱源側ユニッ
トと前記利用側ユニットとの間を流れる前記冷媒の量を
調整するための膨張弁ユニット内膨張弁と、前記膨張弁
ユニット内膨張弁の開度を調整する膨張弁ユニット内膨
張弁開度制御装置とを有し、前記熱源側ユニット、前記
利用側ユニットおよび前記接続配管の長さから算出され
る冷媒運転時と暖房運転時との最適冷媒量に規定量以上
の差が生じる場合に、前記膨張弁ユニットは設置され、
かつ、前記熱源側膨張弁開度制御装置および／または前
記膨張弁ユニット内膨張弁開度制御装置は、前記温度検
知器によって検知された温度と前記目標温度設定器に設
定されている目標温度との差に基づいて、前記熱源側膨
張弁および／または前記膨張弁ユニット内膨張弁の開度
を調整することを特徴とする空気調和装置である。

【００２４】第２の本発明（請求項２に対応）は、第１
の本発明の空気調和装置の前記熱源側膨張弁の開度が、
所定の一定開度であることを特徴とする空気調和装置で
ある。

【００２５】第３の本発明（請求項３に対応）は、第２
の本発明の空気調和装置の前記熱源側膨張弁の所定の一
定開度が、全開であることを特徴とする空気調和装置で
ある。

【００２６】つまり、空調空間に設置される利用側ユニ
ットによって熱源側ユニットとの接続配管長さが異な
り、熱源側ユニットと利用側ユニットを接続する接続配
管が規定長さよりも長い場合には、接続配管の利用側ユ
ニット近傍に膨張弁ユニットを接続した接続形態とす
る。そして、膨張弁ユニットを接続していない利用側ユ
ニットに対する膨張弁制御は熱源側ユニット内の膨張弁
のみで行い、膨張弁ユニットを接続している利用側ユニ
ットに対する膨張弁制御は膨張弁ユニット内の膨張弁の
みで行い、熱源側ユニット内膨張弁の開度は全開で固定
する。このようにすることで、冷房運転時には接続配管
の液管部を長くする一方、暖房運転時には接続配管の液
管部を短くすることで冷房運転時の冷媒過多および暖房
運転時の冷媒不足を解消し、運転状態によらず、常に適
正冷媒量で効率の良い運転を行うことを可能とする。

【００２７】第４の本発明（請求項４に対応）は、熱源
側ユニットと、利用側ユニットと、前記熱源側ユニット
および前記利用側ユニットとを接続し、所定の冷媒を流
す接続配管とを備え、前記熱源側ユニットは、前記冷媒
を圧縮する圧縮機と、熱を放出または吸収して前記冷媒
を凝縮または気化する熱源側熱交換器と、前記圧縮機お
よび前記熱源側熱交換器を保持する熱源側ハウジングと
を有し、前記利用側ユニットは、熱を放出または吸収し
て前記熱源側ユニットからの前記冷媒を凝縮または気化
する利用側熱交換器と、前記利用側ユニットが設置され
る空間の温度を検出する温度検知器と、所定の目標温度
が設定される目標温度設定器と、前記利用側熱交換器、
前記温度検知器および前記目標温度設定器を保持する利
用側ハウジングとを有し、前記熱源側ハウジング外部か
つ前記利用側ハウジング外部の前記接続配管に、前記熱
源側ユニットと前記利用側ユニットとの間を流れる前記
冷媒の量を調整するための膨張弁と、前記温度検知器に
よって検知された温度と前記目標温度設定器に設定され
ている目標温度との差に基づいて、前記膨張弁の開度を
調整する膨張弁開度制御装置とが設置されていることを
特徴とする空気調和装置である。

【００２８】第５の本発明（請求項５に対応）は、所定
の冷媒を圧縮する圧縮機と、熱を放出または吸収して前
記冷媒を凝縮または気化する熱源側熱交換器と、前記冷
媒の流量を調整するための熱源側膨張弁と、前記熱源側
膨張弁の開度を調整する熱源側膨張弁開度制御装置とを
有する熱源側ユニットと、熱を放出または吸収して前記
熱源側ユニットからの前記冷媒を凝縮または気化する利
用側熱交換器と、温度を検出する温度検知器と、所定の
目標温度が設定される目標温度設定器とを有する利用側
ユニットとを、前記冷媒を流す接続配管を用いて接続す
るさい、前記接続配管の長さがはじめに充填されている
前記冷媒の量から規定された長さよりも短い場合、前記
熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを直接前記接続
配管を用いて接続し、前記熱源側ユニット、前記利用側
ユニットおよび前記接続配管の長さから算出される冷媒
運転時と暖房運転時との最適冷媒量に規定量以上の差が
生じる場合、前記熱源側ユニットと前記利用側ユニット
との間に、前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットと
の間を流れる前記冷媒の量を調整するための膨張弁ユニ
ット内膨張弁と、前記膨張弁ユニット内膨張弁の開度を
調整する膨張弁ユニット内膨張弁開度制御装置とを有す
る膨張弁ユニットを配置して、前記膨張弁ユニットを介
し、前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを前記
接続配管を用いて接続し、前記熱源側膨張弁開度制御装
置および／または前記膨張弁ユニット内膨張弁開度制御
装置に、前記温度検知器によって検知された温度と前記
目標温度設定器に設定されている目標温度との差に基づ
いて、前記熱源側膨張弁および／または前記膨張弁ユニ
ット内膨張弁の開度を調整させることを特徴とする空気
調和装置施工方法である。

【００２９】つまり、各膨張弁の制御において、膨張弁
ユニットを介して接続された利用側ユニットに対応する
熱源側ユニット内膨張弁は運転状態によらず全開で固定
し、熱源側ユニットに直接接続された利用側ユニットに
対応する膨張弁と、熱源側ユニットに膨張弁ユニットを
介して接続された利用側ユニットとに対応する膨張弁ユ
ニット内膨張弁のいずれも、全く同様の制御アルゴリズ
ムで制御を行うことで、利用側ユニットの接続形態毎の
制御アルゴリズムを個々に開発する必要が無くなり、開
発段階における工数や時間を大幅に節約する事が可能と
なる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００３１】本発明の実施の形態の空気調和装置の構成
を、その動作とともに述べる。

【００３２】図１に、本発明の実施の形態の空気調和装
置の構成を示す。図１は、本発明の実施の形態の空気調
和装置として、同時に空調空間１０１、１０２の２室の
空気調和を行う多室型空気調和装置の構成を示してい
る。なお、多室型空気調和装置の熱源側ユニット７は空
調空間１０１、１０２外に、利用側ユニット９ａは空調
空間１０１内に、また、利用側ユニット９ｂは空調空間
１０２内に設置されているものとする。さらに、膨張弁
ユニット８は、熱源側ユニット７と利用側ユニット９ｂ
との間を流れる冷媒の流路の、利用側ユニット９ｂの近
傍に設置されているものとする。そして、熱源側ユニッ
ト７と利用側ユニット９ａとは、両者の間を流れる冷媒
を流すための接続配管によって接続されており、同様
に、熱源側ユニット７、利用側ユニット９ｂおよび膨張
弁ユニット８は、それぞれの間を流れる冷媒を流すため
の接続配管によって接続されているものとする。つま
り、利用側ユニット９ａは直接熱源側ユニット７に接続
されており、また、利用側ユニット９ｂは膨張弁ユニッ
ト８を介して熱源側ユニット７に接続されているという
ことである。さらにいうと、１台の熱源側ユニット７に
合計２台の利用側ユニットが接続されているということ
である。

【００３３】なお、熱源側ユニット７と利用側ユニット
９ａとを接続する接続配管は、冷房運転時と暖房運転時
の両方に対して、熱源側ユニット７のアキュムレータ４
に最適量の冷媒をあらかじめ充填することが可能なくら
いに短いものとする。他方、熱源側ユニット７と利用側
ユニット９ｂとを直接接続した場合の接続配管は、利用
側ユニット９ｂの設置場所等の関係から、冷房運転時と
暖房運転時の両方に対して、アキュムレータ４等によっ
て冷媒量の調整を行っても、冷房運転および暖房運転の
双方で、冷媒量を最適にすることが困難なくらい長いも
のになるものとする。そこで、熱源側ユニット７と利用
側ユニット９ｂとの間に膨張弁ユニット８を設けた。

【００３４】熱源側ユニット７は、図１に示すように、
冷媒を圧縮する圧縮機１と、冷房運転時と暖房運転時と
で異なる冷媒の流路を切替えるための四方弁２と、熱を
放出または吸収して冷媒を凝縮または気化する熱源側ユ
ニット内熱交換器３と、冷媒を貯留するアキュムレータ
４と、熱源側ユニット内送風ファン５と、分岐配管６ａ
および６ｂと、冷媒の流量を調整するための熱源側ユニ
ット内膨張弁１０ａおよび１０ｂと、熱源側ユニット内
膨張弁１０ａまたは１０ｂの開度を調整する熱源側ユニ
ット内膨張弁開度制御装置１６ａおよび１６ｂとを備え
ている。

【００３５】また、利用側ユニット９ａおよび９ｂはい
ずれも同様な構成であって、ここでは代表して利用側ユ
ニット９ａの説明を行うと、利用側ユニット９ａは、熱
を放出または吸収して冷媒を凝縮または気化する利用側
ユニット内熱交換器１２ａと、利用側ユニット内送風フ
ァン１３ａと、利用側ユニット内膨張弁開度演算器１８
ａと、空調空間１０１の温度を検出する空調空間温度検
知器１９ａと、空調空間１０１の所定の目標温度が設定
される空調空間目標温度設定器２０ａとを備えている。

【００３６】さらに、膨張弁ユニット８は、熱源側ユニ
ット７と利用側ユニット９ｂとの間を流れる冷媒の量を
調整するための膨張弁ユニット内膨張弁１１と、膨張弁
ユニット内膨張弁１１の開度を調整する膨張弁ユニット
内膨張弁開度制御装置１７と、膨張弁ユニット接続判定
器２１とを備えている。

【００３７】なお、図１において、実線は接続配管を示
しており、点線は本多室型空気調和装置における信号線
を示し、点線の矢印は信号の流れを示す。ただし、四方
弁２内の実線は暖房時の冷媒の流れを示し、破線は冷房
時の冷媒の流れを示すものとする。

【００３８】さて、空調空間１０１を冷房するさいの利
用側ユニット９ａの運転に対しては、冷媒は、圧縮機
１、四方弁２、熱源側ユニット内熱交換器３（凝縮
器）、分岐配管６ｂ、熱源側ユニット内膨張弁１０ａ、
利用側ユニット内熱交換器１２ａ（蒸発器）、分岐配管
６ａ、四方弁２、アキュムレータ４、圧縮機１の順でそ
れぞれ接続配管を介して流れる。

【００３９】それに対して、空調空間１０２を冷房する
さいの利用側ユニット９ｂの運転に対しては、冷媒は、
圧縮機１、四方弁２、熱源側ユニット内熱交換器３（凝
縮器）、分岐配管６ｂ、熱源側ユニット内膨張弁１０
ｂ、膨張弁ユニット内膨張弁１１、利用側ユニット内熱
交換器１２ｂ（蒸発器）、分岐配管６ａ、四方弁２、ア
キュムレータ４、圧縮機１の順でそれぞれ接続配管を介
して流れる。

【００４０】また、空調空間１０１を暖房するさいの利
用側ユニット９ａの運転に対しては、冷媒は、圧縮機
１、四方弁２、分岐配管６ａ、利用側ユニット内熱交換
器１２ａ（凝縮器）、熱源側ユニット内膨張弁１０ａ、
分岐配管６ｂ、熱源側ユニット内熱交換器３（蒸発
器）、四方弁２、アキュムレータ４、圧縮機１の順でそ
れぞれ接続配管を介して流れる。

【００４１】さらに、空調空間１０２を暖房するさいの
利用側ユニット９ｂの運転に対しては、冷媒は、圧縮機
１、四方弁２、分岐配管６ａ、利用側ユニット内熱交換
器１２ｂ（凝縮器）、膨張弁ユニット内膨張弁１１、熱
源側ユニット内膨張弁１０ｂ、分岐配管６ｂ、熱源側ユ
ニット内熱交換器３（蒸発器）、四方弁２、アキュムレ
ータ４、圧縮機１の順でそれぞれ接続配管を介して流れ
る。

【００４２】このとき、冷房運転における熱源側ユニッ
ト７と利用側ユニット９ａとを接続する接続配管内の冷
媒の状態は、熱源側ユニット内熱交換器３の出口から熱
源側ユニット内膨張弁１０ａまでは高圧の液の状態もし
くは高圧の液冷媒とガス冷媒が混在した二相混合状態で
あって、熱源側ユニット内膨張弁１０ａから利用側ユニ
ット内熱交換器１２ａ入口までは低圧の液冷媒とガス冷
媒が混在した二相混合状態であり、利用側ユニット内熱
交換器１２ａ出口から圧縮機１入口までは低圧のガスの
状態である。

【００４３】それに対して、冷房運転における熱源側ユ
ニット７と利用側ユニット９ｂとを接続する接続配管内
の冷媒の状態は、熱源側ユニット内熱交換器３の出口か
ら膨張弁ユニット内膨張弁１１までは高圧の液の状態も
しくは高圧の液冷媒とガス冷媒が混在した二相混合状態
であって、膨張弁ユニット内膨張弁１１から利用側ユニ
ット内熱交換器１２ｂ入口までは低圧の液冷媒とガス冷
媒が混在した二相混合状態であり、利用側ユニット内熱
交換器１２ｂ出口から圧縮機１入口までは低圧のガスの
状態である。

【００４４】他方、暖房運転における熱源側ユニット７
と利用側ユニット９ａとを接続する接続配管内の冷媒の
状態は、圧縮機１出口から利用側ユニット内熱交換器１
２ａの入口までは高圧のガスの状態であって、利用側ユ
ニット内熱交換器１２ａ出口から利用側ユニット内膨張
弁１０ａまでは高圧の液の状態もしくは高圧の液冷媒と
ガス冷媒が混在した二相混合状態であり、利用側ユニッ
ト内膨張弁１０ａから熱源側ユニット内熱交換器３まで
は低圧の液冷媒とガス冷媒が混在した二相混合状態であ
る。

【００４５】それに対して、暖房運転における熱源側ユ
ニット７と利用側ユニット９ｂとを接続する接続配管内
の冷媒の状態は、圧縮機１出口から利用側ユニット内熱
交換器１２ｂの入口までは高圧のガスの状態であって、
利用側ユニット内熱交換器１２ｂ出口から膨張弁ユニッ
ト内膨張弁１１までは高圧の液の状態もしくは高圧の液
冷媒とガス冷媒が混在した二相混合状態であり、膨張弁
ユニット内膨張弁１１から熱源側ユニット内熱交換器３
までは低圧の液冷媒とガス冷媒が混在した二相混合状態
である。

【００４６】そのような冷媒の流量の制御は以下のよう
にして行う。すなわち、膨張弁ユニット８を接続せずに
熱源側ユニット７に直結した利用側ユニット９ａを流れ
る冷媒量の制御は、熱源側ユニット内膨張弁１０ａで行
い、それに対し、膨張弁ユニット８を介して熱源側ユニ
ット７に接続した利用側ユニット９ｂを流れる冷媒量の
制御は、膨張弁ユニット内膨張弁１１のみで行い、熱源
側ユニット内膨張弁１０ｂは運転状態に関わらず全開で
固定とする。

【００４７】次に図２に、本発明の実施の形態における
利用側ユニット９ａ、９ｂ内の熱交換器１２ａおよび１
２ｂを流れる冷媒を減圧膨張させる膨張弁１０ａ、１０
ｂおよび１１の開度を決定するさいの制御信号の流れの
ブロック線図を示す。また図３に、その開度を決定する
さいのフローチャートを示す。以下、図３における処理
手順を図２の信号の流れと共に説明する。

【００４８】まず、手順３１で空調空間番号ｉを１０１
に初期化し、手順３２で空調空間温度検知器１９ａは空
調空間番号ｉ、すなわち空調空間１０１の室温を検知
し、手順３３で、利用側ユニット内膨張弁開度演算器１
８ａは、空調空間温度検知器１９ａによって検知された
空調空間１０１の室温と、空調空間目標温度設定器２０
ａに設定されている目標温度とから、空調空間１０１の
室温を目標温度に実質上一致させるための、利用側ユニ
ット９ａに対応した制御対象となる膨張弁１０ａの開度
を算出する。

【００４９】次に手順３４で、仮に、利用側ユニット９
ａに膨張弁ユニットが接続されている場合、その膨張弁
ユニット接続判定器によって、空調空間１０１に対する
利用側ユニット９ａに膨張弁ユニットが接続されている
か否かが判断される。ところで、利用側ユニット９ａに
は膨張弁ユニットが接続されていないので手順３５に進
み、その手順３５で熱源側ユニット内膨張弁開度制御装
置１６ａは、熱源側ユニット内膨張弁１０ａの開度を、
膨張弁開度演算器１８ａによって算出された開度に設定
する。

【００５０】次に手順３８で、次の制御を行う利用側ユ
ニットがあるかどうかを判断し、次の利用側ユニットが
存在する場合は、手順３９で空調空間番号ｉを１だけ増
やして手順３２に戻る。本例では空調空間番号ｉを１０
２として、手順３２に戻り、空調空間温度検知器１９ｂ
は空調空間１０２の室温を検知する。そして手順３３
で、利用側ユニット内膨張弁開度演算器１８ｂは、空調
空間温度検知器１９ｂによって検知された空調空間１０
２の室温と、空調空間目標温度設定器２０ｂに設定され
ている目標温度とから、空調空間１０２の室温を目標温
度に実質上一致させるための、利用側ユニット９ｂに対
応した制御対象となる膨張弁ユニット内膨張弁１１およ
び熱源側ユニット内膨張弁１０ｂの開度を算出する。た
だし、本例では、利用側ユニット内膨張弁開度演算器１
８ｂは、熱源側ユニット内膨張弁１０ｂの開度が全開の
場合の膨張弁ユニット内膨張弁１１の開度を算出する。

【００５１】次に手順３４で、膨張弁ユニット８の膨張
弁ユニット接続判定器２１によって、空調空間１０２に
対する利用側ユニット９ｂに膨張弁ユニット８が接続さ
れているか否かが判断される。ところで、利用側ユニッ
ト９ｂには膨張弁ユニット８が接続されているので手順
３６に進み、その手順３６で、熱源側ユニット内膨張弁
開度制御装置１６ａは、熱源側ユニット内膨張弁１０ｂ
の開度を全開に設定し、さらに、手順３７で、膨張弁ユ
ニット内膨張弁開度制御装置１７は、膨張弁ユニット内
膨張弁１１の開度を、膨張弁開度演算器１８ｂによって
算出された開度に設定する。

【００５２】なお、手順３８で、次の制御を行う利用側
ユニットが存在しないと判断された場合、すなわち、存
在するすべての利用側ユニットに対して上記の処理が行
われた場合、一連の制御は完了する。

【００５３】この膨張弁の制御の流れは、本空気調和装
置の運転モードが冷房運転と暖房運転では、制御目標値
が異なるものの、同様にして行われる。

【００５４】以上説明したように、熱源側ユニット７と
利用側ユニット９ｂとを直接接続した場合の接続配管の
長さが規定長さ以上に長いので、熱源側ユニット７と利
用側ユニット９ｂとの間に膨張弁ユニット８を設置し
た。このとき、暖房運転時の液配管部は、膨張弁ユニッ
ト８と熱源側ユニット７とを接続する接続配管である。
それに対して、仮に熱源側ユニット７と利用側ユニット
９ｂとを直接接続する場合の暖房運転時の液配管部は、
熱源側ユニット７と利用側ユニット９ｂとを接続する接
続配管になる。したがって、暖房運転時の液配管部は、
膨張弁ユニット８を設置した場合の方が設置しない場合
に比べて短くなる。そして、本実施の形態では、熱源側
ユニット７の膨張弁１０ｂを全開とし、膨張弁ユニット
８の膨張弁１１のみで、熱源側ユニット７、利用側ユニ
ット９ｂおよび膨張弁ユニット８の間を流れる冷媒の量
を制御することによって、膨張弁ユニット８を設置した
場合の方が設置しない場合より暖房運転時に最適とされ
る冷媒使用量を少なくすることができる。ここまでは、
暖房運転時について述べてきたが、冷房運転時について
述べると、冷房運転時の液配管部は、暖房時とは逆に、
膨張弁ユニット８を設置した場合の方が設置しない場合
に比べて長くなる。この場合は、膨張弁ユニット８を設
置した場合の方が設置しない場合より冷媒使用量を多く
することができる。したがって、冷房運転時と暖房運転
時の最適冷媒量の格差を小さくしてレシーバー等の冷媒
量調整機構を備えることなしに冷房運転時と暖房運転時
の双方で最適の冷媒量で運転することができる。

【００５５】また、熱源側ユニット７と利用側ユニット
９ａとを接続する接続配管のように、熱源側ユニットと
利用側ユニットを接続する接続配管の長さが規定長さよ
りも短いときには膨張弁ユニットを接続しないことで、
同一の利用側ユニットおよび熱源側ユニットで接続配管
長さが短い場合から長いときまでの設置を可能とするの
で、少ない機種展開で多様な接続形態に対応を可能とす
るメリットがある。

【００５６】また、膨張弁ユニットを接続した場合は、
膨張弁ユニット内膨張弁のみで減圧膨張を行い、熱源側
ユニット内膨張弁の開度は全開で固定することで、膨張
弁ユニットを接続していない利用側ユニットに対する熱
源側ユニット内膨張弁の制御と同様のアルゴリズムで制
御を行うことで、利用側ユニットの接続形態毎に制御ア
ルゴリズムを個々に開発する必要が無くなり、開発段階
における工数や時間を大幅に節約する事が可能となる。

【００５７】なお、上述した実施の形態では、熱源側ユ
ニット７の膨張弁１０ｂを全開にするとしたが、膨張弁
１０ｂを、全開に対して例えば９０％の開度に一定して
固定してもかまわない。

【００５８】また、上述した実施の形態では、膨張弁ユ
ニット８を利用側ユニット９ｂの近傍に設置し、熱源側
ユニット７の膨張弁１０ｂを全開にし、かつ膨張弁ユニ
ット８の膨張弁１１の開度調整のみで、熱源側ユニット
７、膨張弁ユニット８および利用側ユニット９ｂを流れ
る冷媒の量を調整するとした。しかしながら、膨張弁ユ
ニット８の設置位置、熱源側ユニット７の膨張弁１０ｂ
の開度、および膨張弁ユニット８の膨張弁１１の開度
は、冷媒および暖房の各運転モードで、充填冷媒が熱源
側ユニット７、利用側ユニット９ｂ、膨張弁ユニット８
および接続配管における各状態から算出される最高冷媒
量の近傍となるように接続配管内の冷媒状態を調整する
ことができるようにしさえすれば、上述した実施の形態
に限定されるものではない。つまり、例えば、膨張弁ユ
ニット８の膨張弁１１の開度調整のみで冷媒の流量を調
整するのではなく、熱源側ユニット７の膨張弁１０ｂと
膨張弁ユニット８の膨張弁１１の両方の開度調整によっ
て、冷媒の流量を調整してもよいということである。

【００５９】また、上述した実施の形態では、膨張弁ユ
ニット８を設ける構成を示したが、図７に示すように、
熱源側ユニット７に膨張弁１０ｂおよび膨張弁開度制御
装置１６ｂを設けず、熱源側ユニット７のハウジング外
部であり、かつ利用側ユニット９ｂのハウジング外部
の、熱源側ユニット７と利用側ユニット９ｂとの接続配
管のいずれかの位置に、膨張弁２２と、その膨張弁２２
の開度を調整する膨張弁開度制御装置２３とを設けても
よい。なぜなら、図１に示した上述の実施の形態では、
熱源側ユニット７の膨張弁１０ｂが常に全開であるの
で、膨張弁２２および膨張弁開度制御装置２３を、それ
ぞれ上述した実施の形態の膨張弁ユニット８の膨張弁１
１と膨張弁開度制御装置１７の代替とすることができる
からである。

【００６０】また、上述した実施の形態では、熱源側ユ
ニットに直接接続する利用側ユニットを１台と、熱源側
ユニットに接続する膨張弁ユニットを１台とし、膨張弁
ユニット接続する利用側ユニットを１台としたが、これ
らの接続台数は単なる一例であり、熱源側ユニットにつ
ながる利用側ユニットの数および膨張弁ユニットの数等
はこれらに限るものではない。

【００６１】また、多室型空気調和装置に従来より採用
されている接続配管中で冷媒の流れを複数に分岐し、複
数の利用側ユニットを接続する分岐ユニットを本発明に
おける膨張弁ユニットとして代用し、本発明に示す制御
を行っても構わない。

【００６２】また、上記多室型空気調和装置の膨張弁制
御における制御量として室温を取り上げたが、これは単
なる一例であり、利用側ユニットが熱源側ユニットと直
接接続される場合と、利用側ユニットが膨張弁ユニット
を介して熱源側ユニットと接続される場合で、同様の膨
張弁制御を行うのであれば、制御量は室温に限らない。

【００６３】さらに、本空気調和装置に使用する冷媒
は、ＨＣＦＣ系、ＨＦＣ系、ＨＣ系の各冷媒の単一組成
体、またはそれら単一組成体を主体とする冷媒、もしく
は共沸混合体や非共沸混合体のいずれの種類のものであ
ってもかまわない。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接
続する接続配管が長い場合であっても、適量の冷媒を充
填することができる空気調和装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の空気調和装置の概略構成
図である。

【図２】本発明の実施の形態の空気調和装置の膨張弁制
御におけるブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態の空気調和装置の膨張弁制
御におけるフローチャート図である。

【図４】従来の空気調和装置の概略構成図である。

【図５】従来の空気調和装置の膨張弁制御におけるブロ
ック図である。

【図６】従来の空気調和装置の膨張弁制御におけるフロ
ーチャート図である。

【図７】図１とは別の、本発明の実施の形態の空気調和
装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ ：圧縮機 ２ ：四方弁 ３ ：熱源側ユニット内熱交換器 ４ ：アキュムレータ ５ ：熱源側ユニット内送風ファン ６ａ、６ｂ ：分岐配管 ７ ：熱源側ユニット ８ ：膨張弁ユニット ９ａ、９ｂ ：利用側ユニット １０ａ、１０ｂ ：熱源側ユニット内膨張弁 １１ ：膨張弁ユニット内膨張弁 １２ａ、１２ｂ ：利用側ユニット内熱交換器 １３ａ、１３ｂ ：利用側ユニット内送風ファン １６ａ、１６ｂ ：熱源側ユニット内膨張弁開度制御装
置 １７ ：膨張弁ユニット内膨張弁開度制御装
置 １８ａ、１８ｂ ：利用側ユニット内膨張弁開度演算器 １９ａ、１９ｂ ：空調空間温度検知器 ２０ａ、２０ｂ ：空調空間目標温度設定器 ２１ ：膨張弁ユニット接続判定器 ２２ 膨張弁 ２３ 膨張弁開度制御装置 １０１、１０２ ：空調空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾関 正高 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 勝見 佳正 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA08 CC02 EE09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱源側ユニットと、利用側ユニットと、前
   記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとの間を流れる
   所定の冷媒の流路に設置される膨張弁ユニットと、前記
   熱源側ユニット、前記膨張弁ユニットおよび前記利用側
   ユニットとを接続し、前記冷媒を流す接続配管とを備
   え、 前記熱源側ユニットは、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
   熱を放出または吸収して前記冷媒を凝縮または気化する
   熱源側熱交換器と、前記熱源側ユニットと前記利用側ユ
   ニットとの間を流れる前記冷媒の量を調整するための熱
   源側膨張弁と、前記熱源側膨張弁の開度を調整する熱源
   側膨張弁開度制御装置とを有し、 前記利用側ユニットは、熱を放出または吸収して前記熱
   源側ユニットからの前記冷媒を凝縮または気化する利用
   側熱交換器と、前記利用側ユニットが設置される空間の
   温度を検出する温度検知器と、所定の目標温度が設定さ
   れる目標温度設定器とを有し、 前記膨張弁ユニットは、前記熱源側ユニットと前記利用
   側ユニットとの間を流れる前記冷媒の量を調整するため
   の膨張弁ユニット内膨張弁と、前記膨張弁ユニット内膨
   張弁の開度を調整する膨張弁ユニット内膨張弁開度制御
   装置とを有し、 前記熱源側ユニット、前記利用側ユニットおよび前記接
   続配管の長さから算出される冷媒運転時と暖房運転時と
   の最適冷媒量に規定量以上の差が生じる場合に、 前記膨張弁ユニットは設置され、かつ、 前記熱源側膨張弁開度制御装置および／または前記膨張
   弁ユニット内膨張弁開度制御装置は、前記温度検知器に
   よって検知された温度と前記目標温度設定器に設定され
   ている目標温度との差に基づいて、前記熱源側膨張弁お
   よび／または前記膨張弁ユニット内膨張弁の開度を調整
   することを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】前記熱源側膨張弁の開度は、所定の一定開
   度であることを特徴とする請求項１記載の空気調和装
   置。
3. 【請求項３】前記所定の一定開度は、全開であることを
   特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
4. 【請求項４】熱源側ユニットと、利用側ユニットと、前
   記熱源側ユニットおよび前記利用側ユニットとを接続
   し、所定の冷媒を流す接続配管とを備え、 前記熱源側ユニットは、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
   熱を放出または吸収して前記冷媒を凝縮または気化する
   熱源側熱交換器と、前記圧縮機および前記熱源側熱交換
   器を保持する熱源側ハウジングとを有し、 前記利用側ユニットは、熱を放出または吸収して前記熱
   源側ユニットからの前記冷媒を凝縮または気化する利用
   側熱交換器と、前記利用側ユニットが設置される空間の
   温度を検出する温度検知器と、所定の目標温度が設定さ
   れる目標温度設定器と、前記利用側熱交換器、前記温度
   検知器および前記目標温度設定器を保持する利用側ハウ
   ジングとを有し、 前記熱源側ハウジング外部かつ前記利用側ハウジング外
   部の前記接続配管に、前記熱源側ユニットと前記利用側
   ユニットとの間を流れる前記冷媒の量を調整するための
   膨張弁と、前記温度検知器によって検知された温度と前
   記目標温度設定器に設定されている目標温度との差に基
   づいて、前記膨張弁の開度を調整する膨張弁開度制御装
   置とが設置されていることを特徴とする空気調和装置。
5. 【請求項５】所定の冷媒を圧縮する圧縮機と、熱を放出
   または吸収して前記冷媒を凝縮または気化する熱源側熱
   交換器と、前記冷媒の流量を調整するための熱源側膨張
   弁と、前記熱源側膨張弁の開度を調整する熱源側膨張弁
   開度制御装置とを有する熱源側ユニットと、 熱を放出または吸収して前記熱源側ユニットからの前記
   冷媒を凝縮または気化する利用側熱交換器と、温度を検
   出する温度検知器と、所定の目標温度が設定される目標
   温度設定器とを有する利用側ユニットとを、 前記冷媒を流す接続配管を用いて接続するさい、 前記接続配管の長さがはじめに充填されている前記冷媒
   の量から規定された長さよりも短い場合、前記熱源側ユ
   ニットと前記利用側ユニットとを直接前記接続配管を用
   いて接続し、 前記熱源側ユニット、前記利用側ユニットおよび前記接
   続配管の長さから算出される冷媒運転時と暖房運転時と
   の最適冷媒量に規定量以上の差が生じる場合、前記熱源
   側ユニットと前記利用側ユニットとの間に、前記熱源側
   ユニットと前記利用側ユニットとの間を流れる前記冷媒
   の量を調整するための膨張弁ユニット内膨張弁と、前記
   膨張弁ユニット内膨張弁の開度を調整する膨張弁ユニッ
   ト内膨張弁開度制御装置とを有する膨張弁ユニットを配
   置して、前記膨張弁ユニットを介し、前記熱源側ユニッ
   トと前記利用側ユニットとを前記接続配管を用いて接続
   し、 前記熱源側膨張弁開度制御装置および／または前記膨張
   弁ユニット内膨張弁開度制御装置に、前記温度検知器に
   よって検知された温度と前記目標温度設定器に設定され
   ている目標温度との差に基づいて、前記熱源側膨張弁お
   よび／または前記膨張弁ユニット内膨張弁の開度を調整
   させることを特徴とする空気調和装置施工方法。