JP2001330332A - 空気調和機の冷媒回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内機における容量が小さい場合に容
量制御を行うことが可能であり、かつインジェクション
回路等の高価な構成を付加することなく、吐出管温度の
上昇を防止する空気調和機の冷媒回路を提供する。 【解決手段】 室外機１００内に配置されるアキュム
レータ１０５、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外
熱交換器１０３とを含む室外機側冷媒回路と、室内機２
００内に配置される室内熱交換器２０１とを液管側配管
とガス管側配管とによって接続する空気調和機の冷媒回
路であって、液管側配管１３１とガス管側配管１３２と
をバイパスするバイパス回路１５１を設け、このバイパ
ス回路１５１上に補助熱交換器１３３と液管電動弁１２
８を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の冷媒
回路、特に、室外機内に配置されるアキュムレータ、圧
縮機、四路切換弁、室外熱交換器とを含む室外機側冷媒
回路と、室内機内に配置される室内熱交換器とを液管側
配管とガス管側配管とによって接続する空気調和機の冷
媒回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の冷媒回路は、室外機内に配
置されるアキュムレータ、圧縮機、四路切換弁、室外熱
交換器と、室内機内に配置される室内熱交換器とが冷媒
配管によって接続されており、冷媒の循環経路を構成す
る。このような空気調和機の冷媒回路において、冷房時
には室外熱交換器が凝縮器として機能し、室内熱交換器
が蒸発器として機能するように、四路切換弁により冷媒
循環方向を制御する。また、暖房時には室外熱交換器が
蒸発器として機能し、室内熱交換器が凝縮器として機能
するように、四路切換弁により冷媒循環方向を制御す
る。

【０００３】１つの室外機に対して複数の室内機を接続
するようなマルチ型空気調和機の場合、接続されている
室内機のうち１台のみを運転するような場合や運転中の
室内機が小容量である場合には、高圧部における暖房時
の圧力上昇、室内熱交換器における冷房時の凍結などが
問題となる。高圧部における圧力上昇を抑えるために、
圧縮機の吐出管とアキュムレータの吸入側との間に吐出
バイパス回路を設けることが考えられる。この吐出バイ
パス回路は、容量制御用の電磁弁およびキャピラリによ
って構成することが可能である。この場合、運転中の室
内機の容量が小さいときには、圧縮機から吐出される冷
媒の一部を電磁弁およびキャピラリを介してアキュムレ
ータ側に戻すことにより、容量制御を行うことが可能と
なる。

【０００４】このような容量制御用の電磁弁を用いて容
量制御を行った場合、冷房運転時には圧縮機からの高温
冷媒がアキュムレータに流れ込むこととなり、圧縮機内
の冷媒温度の上昇を招くこととなる。圧縮機の異常な温
度上昇を防止するためには、室外熱交換器と液閉鎖弁と
の間の液管側配管部から、圧縮機側に液冷媒を戻すよう
にしたインジェクション回路を設けることが考えられ
る。このインジェクション回路は、電磁弁やキャピラリ
などで構成することができる。この場合には、圧縮機の
吐出管側に設けられる吐出管サーミスタにより吐出管内
部の冷媒温度を検出し、所定温度以上になった場合に電
磁弁を開くことにより、液管側配管部から液冷媒を圧縮
機側に戻して圧縮機温度の上昇を防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、吐出
管バイパス回路により容量制御を行う場合には、圧縮機
内の冷媒温度の上昇を防止する対策を講じる必要があ
り、たとえば前述のような電磁弁を有するインジェクシ
ョン回路を構成する必要がある。このようなインジェク
ション回路を構成する電磁弁は高価な部品であり、コス
トダウンを図ることが困難となる。

【０００６】本願発明は、室内機における容量が小さい
場合に容量制御を行うことが可能であり、かつインジェ
クション回路等の高価な構成を付加することなく、吐出
管温度の上昇を防止する空気調和機の冷媒回路を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気調和機
の冷媒回路は、室外機内に配置されるアキュムレータ、
圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器とを含む室外機側冷
媒回路と、室内機内に配置される室内熱交換器とを液管
側配管とガス管側配管とによって接続する空気調和機の
冷媒回路であって、液管側配管とガス管側配管とをバイ
パスするバイパス回路を設け、バイパス回路上に補助熱
交換手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】ここで、室外機内に配置され、室外機側冷
媒回路と室内熱交換器との間に設けられる液管閉鎖弁お
よびガス管閉鎖弁とをさらに備え、バイパス回路は、四
路切換弁とガス管閉鎖弁との間のガス管側配管と、室外
熱交換器と液管閉鎖弁との間の液管側配管との間に設け
られ、補助熱交換手段は、バイパス回路に設けられる補
助熱交換器と、補助熱交換器から液管配管部に接続する
液管側接続管に設けられる冷媒開閉手段とを備える構成
とすることができる。

【０００９】また、冷媒開閉手段は冷媒を減圧すること
と冷媒流れを遮断することが可能な機能部品で構成で
き、電磁弁とキャピラリと逆止弁とを組み合わせた構成
または、電動弁で構成することができる。さらに、補助
熱交換器は室外熱交換器の下部に設けられる構成とする
ことができる。室外熱交換器が液管側に位置してサブク
ール熱交換器を備える場合、補助熱交換器とサブクール
熱交換器とを隣接して配置することが可能であり、補助
熱交換器をサブクール熱交換器の風上側に配置すること
が好ましい。

【００１０】また、室外機側冷媒回路と室内熱交換器と
の間の液管側配管に減圧回路を備える構成とすることが
でき、この減圧回路は、接続される複数の室内機に対応
して設けられる冷媒分配用電動弁で構成できる。さら
に、減圧回路を、室外機側冷媒回路と室内熱交換器との
間に配置される冷媒分岐ユニット内に設けることができ
る。

【００１１】また、室外機側冷媒回路内のバイパス回路
の液管側合流部と液管閉鎖弁との間に減圧回路を備える
構成とすることが可能である。この場合、減圧回路は、
接続される複数の室内機に対応して設けられる冷媒分配
用電動弁とすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】〔発明の概要構成〕本発明の目的
を達成するために各観点から考察される実施形態を以下
に示す。 〈第１実施形態：バイパス回路に減圧回路および補助熱
交換器を設ける〉図１に示すように、室外機１００に、
分岐ユニット３００を介して複数の室内機２００Ａ，２
００Ｂ・・・を接続する場合について考える。

【００１３】室外機１００は、圧縮機１０１、四路切換
弁１０２、室外熱交換器１０３、アキュムレータ１０５
などを備えている。圧縮機１０１の吐出側には、吐出管
温度を検出するための吐出管サーミスタ１０９が設けら
れている。また、この室外機１００には、外気温度を検
出するための外気サーミスタ１１１と、室外熱交換器１
０３の温度を検出するための室外熱交サーミスタ１１２
とが設けられている。また、外気を吸入して、吸入した
外気と室外熱交換器１０３内部に流れる冷媒との間で熱
交換を行うためのファン１０６と、ファン１０６を回転
駆動するためのファンモータ１０４とが設けられてい
る。

【００１４】室外機１００から室内機側に導出される冷
媒配管は、室外熱交換器１０３から導出される液管接続
ポート１１４と、四路切換弁１０２を介して導出される
ガス管接続ポート１１５とを備えており、各接続ポート
内方に設けられる液管閉鎖弁１１６およびガス管閉鎖弁
１１７を備えている。この室外機１００において、室外
熱交換器１０３と液管閉鎖弁１１６との間に位置する冷
媒配管を液管側配管部１３１とし、四路切換弁１０２と
ガス管閉鎖弁１１７との間に位置する冷媒配管をガス管
側配管部１３２とすると、この液管側配管部１３１とガ
ス管側配管部１３２をバイパスするバイパス回路１５１
を備えている。バイパス回路１５１には、液管側配管部
１３１から電磁弁１５２とキャピラリ１５３とで構成さ
れる減圧回路、補助熱交換器１３３および逆止弁１５４
とが設けられている。

【００１５】室外機１００の液管接続ポート１１４とガ
ス管接続ポート１１５には、分岐ユニット３００が接続
されている。分岐ユニット３００は、室外機１００の液
管接続ポート１１４に接続される室外側液管接続ポート
３０１と、室外機１００のガス管接続ポート１１５に接
続される室外側ガス管接続ポート３０３とを備えてい
る。分岐ユニット３００は、室外側液管接続ポート３０
１の内部で分岐する液管側分岐路を備えており、その先
端は、接続される室内機数の室内側液管接続ポート３０
２を構成している。また、室外側ガス管接続ポート３０
３の内部で分岐するガス管側分岐路を備えており、その
先端は、接続される室内機数の室内側ガス管接続ポート
３０４を構成している。ここでは、接続される室内機を
３台とし、室内側液管接続ポート３０２Ａ，３０２Ｂ，
３０２Ｃおよび室内側ガス管接続ポート３０４Ａ，３０
４Ｂ，３０４Ｃが設けられるものとする。

【００１６】分岐ユニット３００内の室外側液管接続ポ
ート３０１から各室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３０
２Ｃに至る分岐路中には、内部を通過する冷媒圧力を減
圧するための電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃと、内部を通過
する冷媒温度を検出するための液管サーミスタ３０６Ａ
〜３０６Ｃがそれぞれ設けられている。また、分岐ユニ
ット３００中の室外側ガス管接続ポート３０３から各室
内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃに至る分岐路
中には、内部を通過する冷媒温度を検出するガス管サー
ミスタ３０７Ａ〜３０７Ｃがそれぞれ設けられている。

【００１７】分岐ユニット３００には、複数の室内機２
００が接続される。ここでは、分岐ユニット３００に接
続可能な室内機数は３台であり、分岐ユニット３００に
は室内機２００Ａ〜２００Ｃが接続されるものとする。
各室内機２００Ａ〜２００Ｃは、それぞれマルチ機用室
内機、ペア機用室内機のいずれも使用可能であり、ここ
ではペア機用室内機を用いる場合について説明する。

【００１８】室内機２００Ａは、室内熱交換器２０１を
備えており、この室内熱交換器２０１に接続される冷媒
配管は、液管接続ポート２０４およびガス管接続ポート
２０５を介して室外機側に導出される。また、この室内
機２００Ａには、室内温度を検出するための室温サーミ
スタ２０２と、室内熱交換器２０１の温度を検出するた
めの室内熱交サーミスタ２０３とを備えている。

【００１９】なお、分岐ユニット３００に接続される室
内機として、マルチ機用室内機を用いる場合には、液管
側配管部に内部を流れる冷媒の温度を検出するための液
管サーミスタが設けられている場合があり、この場合に
は、分岐ユニット３００内の液管サーミスタを省略する
ことも可能である。この実施形態では、暖房時には、電
磁弁１５２、キャピラリ１５３で構成される減圧回路を
開くことによって、補助熱交換器１３３を凝縮器として
機能させ、高圧となるガス管側配管部１３２の圧力上昇
を防止することができる。また、冷房時には、電磁弁１
５２、キャピラリ１５３で構成される減圧回路を開くこ
とによって、補助熱交換器１３３を蒸発器として機能さ
せ、低圧となるガス管側配管部１３２に温度低下を防止
して室内熱交換器２０１の凍結を防止することができ
る。また、圧縮機１０１の吐出管温度を低下させるため
のインジェクション回路を必要としないため、コストダ
ウンを図ることが可能となる。

【００２０】〈第２実施形態：バイパス回路に電動弁お
よび補助熱交換器を設ける〉図２に示すように、第１実
施形態における電磁弁１５２、キャピラリ１５３、逆止
弁１５４の代わりに液管電動弁１２８を設けることが考
えられる。液管電動弁１２８は、補助熱交換器１３３の
液管側配管部１３１側に設けられ、配管内を流れる冷媒
を減圧する機能と、冷媒流れを遮断する機能とを備えて
いる。

【００２１】第１実施形態における電磁弁１５２とキャ
ピラリ１５３で構成される減圧回路に代えて、液管電動
弁１２８を用いることによって、バイパス回路１５１を
通過する冷媒流量を調整することが可能となり、暖房時
における高圧部の圧力制御性を向上し、高負荷条件など
における吐出管温度上昇時の吐出管温度制御も可能とな
る。また、冷房時における低圧部の温度低下に対する制
御性も向上させることができる。

【００２２】〈第３実施形態：補助熱交換器を室外熱交
換器の下部に設ける〉図３に示すように、補助熱交換器
１３３を室外熱交換器１０３内に設け、かつ、室外熱交
換器１０３の最下部に配置することが考えられる。外気
温度が低い場合の暖房運転時において、除霜運転後の凝
縮水が室外機１００の底フレームに再氷結して室外熱交
換器１０３にまで発達し、運転性能の低下を招くおそれ
がある。この第３実施形態のように、補助熱交換器１３
３を室外熱交換器１０３の最下部に配置することによっ
て、低外気温度の暖房運転時において補助熱交換器１３
３内を流れる冷媒によって、凝縮水の再氷結を防止する
ことができ、室外熱交換器１０３の性能低下を防止する
ことが可能となる。

【００２３】〈第４実施形態：補助熱交換器をサブクー
ル熱交換器と隣接して配置する〉室外熱交換器の液管側
に位置してサブクール熱交換器が配置される場合が想定
される。このサブクール熱交換器は、冷房時において室
外熱交換器出口からの冷媒を過冷却状態とするためのも
のである。第４実施形態における補助熱交換器を室外熱
交換器内に配置し、かつサブクール熱交換器と隣接配置
する場合について図４に基づいて考察する。

【００２４】室外熱交換器１０３の下部に位置してサブ
クール熱交換器１３４を配置し、さらにその下部であっ
て室外熱交換器１０３の最下層に位置して補助熱交換器
１３３を配置する。このような構成では、補助熱交換器
１３３の蒸発能力により、隣接配置されたサブクール熱
交換器１３４による冷却能力を増加させることができ、
室外熱交換器１０３出口の冷媒の過冷却度を大きくする
ことができる。

【００２５】〈第５実施形態：補助熱交換器をサブクー
ル熱交換器の風上に配置する〉第４実施形態において、
補助熱交換器の冷却管をサブクール熱交換器の冷却管の
風上側に配置することについて考察する。室外熱交換器
１０３は、たとえば、図６に示すように、一方の端部で
折り返された複数の冷却管１７１と、冷却管１７１を挿
通するための挿通孔が形成された金属製の板状部材でな
る複数の放熱フィン１７２とを備えている。各冷却管１
７１の両端にはディストリビュータ１７３，１７４が設
けられており、蒸発器として機能する場合には一方が冷
媒入口となり、凝縮器として機能する場合には他方が冷
媒入口として機能する。

【００２６】このような室外熱交換器１０３のうち、下
端部分だけを拡大した側面図を図５に示す。ここで、室
外熱交換器１０３の側面には、冷却管１７１の両端部を
支持する管板１７５が設けられている。この管板１７５
は放熱フィン１７２とほぼ同一の形状で構成されてお
り、冷却管１７１が挿通される挿通孔１７６が形成され
ている。各挿通孔１７６には、ディストリビュータ１７
３，１７４間に配置される冷却管１７１が挿通される。

【００２７】室外熱交換器１０３のディストリビュータ
１７４が四路切換弁１０２側に接続され、ディストリビ
ュータ１７３がサブクール熱交換器１３４側に接続され
るとする。サブクール熱交換器１３４は、一方の端部が
ディストリビュータ１７３に接続され、他方の端部が液
閉鎖弁１１６側に接続されるＳＣ冷却管１７７を備え
る。また、補助熱交換器１３３は、一方の端部がガス管
側電動弁１２９に接続され、他方の端部がガス管側配管
部１３２に接続される補助冷却管１７８を備えることと
なる。

【００２８】ここで、ファン１０６による風の方向を図
５の矢印Ａ（図５右から左方向）とすると、ＳＣ冷却管
１７７を風下側（図５左側）、補助冷却管１７８を風上
側（図５右側）となるように配置する。このような構成
とすることにより、ＳＣ冷却管１７７、放熱フィン１７
２、補助冷却管１７８の熱伝導による熱交換だけでな
く、ファン１０６によって生じた空気流中に放熱した熱
量を利用することができ、サブクール熱交換器１３４の
効率を高め、室外熱交換器１０３下部における再氷結を
防止することができる。

【００２９】〔好適な実施例〕前述の第１実施形態〜第
５実施形態を適宜組み合わせることによって、大きな効
果を得ることが期待されるものであって、これら実施形
態を組み合わせた好適な実施例について以下に説明す
る。本発明の好適な実施例を図７に示す。

【００３０】室外機１００は、圧縮機１０１、四路切換
弁１０２、室外熱交換器１０３、アキュムレータ１０５
などを備える室外機側冷媒回路を備えている。圧縮機１
０１の吐出側には、吐出圧力の異常上昇を検出するため
の吐出側圧力保護スイッチ１０８が設けられ、圧縮機１
０１の吸入側には、吸入圧力を検出するための吸入側圧
力センサ１１０が設けられている。

【００３１】また、圧縮機１０１の吐出側には冷媒中に
含まれる潤滑油を分離してアキュムレータ１０５側に返
すためのオイルセパレータ１０７が設けられている。こ
のオイルセパレータ１０７には、圧縮機１０１の吐出側
の温度を検出するための吐出管サーミスタ１０９が取り
付けられている。オイルセパレータ１０７の油戻し管１
９７には、油戻し管１９７から分岐してアキュムレータ
１０５の入口側に接続される吐出バイパス回路１９４が
設けられている。この吐出バイパス回路１９４には、ア
キュムレータ１０５内部に導入される熱交配管部１９６
と容量制御用の吐出−吸入電動弁（ＥＶＰ）１４２が設
けられている。また、オイルセパレータ１０７の油戻し
管１９７には、キャピラリ１４１が設けられており、こ
のキャピラリ１４１の他端側はアキュムレータ１０５の
吸入側に接続されている。

【００３２】また、室外機１００には外気温度を検出す
るための外気サーミスタ１１１と、室外熱交換器１０３
の温度を検出するための室外熱交サーミスタ１１２とを
備えている。また、外気を吸入して、吸入した外気と室
外熱交換器１０３内部に流れる冷媒との間で熱交換を行
うためのファン１０６と、ファン１０６を回転駆動する
ためのファンモータ１０４とが設けられている。

【００３３】室外機１００から室内機側に導出される冷
媒配管は、室外熱交換器１０３から導出される液管接続
ポート１１４と、四路切換弁１０２を介して導出される
ガス管接続ポート１１５とを備えており、各接続ポート
内方に設けられる液管閉鎖弁１１６およびガス管閉鎖弁
１１７を備えている。この室外機１００には、冷房運転
時に凝縮器として機能する室外熱交換器１０３からの余
剰冷媒液を一時的に蓄えるレシーバ１２１が設けられて
いる。レシーバ１２１は液管側接続管１２２とガス管側
接続管１２３とを備えており、液管側接続管１２２は室
外熱交換器１０３と液管閉鎖弁１１６との間の液管側配
管部１３１に接続され、ガス管側接続管１２３は四路切
換弁１０２とガス管閉鎖弁１１７との間のガス管側配管
部１３２に接続されている。

【００３４】レシーバ１２１の液管側接続管１２２に
は、減圧機能と冷媒遮断機能とを有する液管電動弁（Ｅ
ＶＬ）１２８が設けられ、ガス管側接続管１２３にはガ
ス管電動弁（ＥＶＧ）１２９が設けられている。ガス管
電動弁１２９と、ガス管側配管部１３２への接続部との
間には、補助熱交換器１３３が設けられている。この補
助熱交換器１３３は、図５に示すように、室外熱交換器
１０３の最下部に補助冷却管１７８を配置することで構
成される。室外熱交換器１０３の液管側出口にはサブク
ール熱交換器１３４が配置されている。このサブクール
熱交換器１３４は、図５に示すように、補助熱交換器１
３３の補助冷却管１７８の風上側に位置してＳＣ冷却管
１７７を配置することによって、補助熱交換器１３３と
隣接して配置された構成とすることができる。

【００３５】四路切換弁１０２とガス閉鎖弁１１７との
間のガス管側配管部１３２に向けて、レシーバ１２１か
らガス状の冷媒を回収するためのガス抜きキャピラリ１
３０が設けられる。室外機１００の液管接続ポート１１
４とガス管接続ポート１１５には、複数の分岐ユニット
３００Ａ，３００Ｂ・・が接続されている。各分岐ユニ
ット３００Ａ，３００Ｂ・・はそれぞれ同様の構成であ
るため、分岐ユニット３００Ａについて説明を行い、他
のものについての説明を省略する。

【００３６】分岐ユニット３００Ａは、室外機１００の
液管接続ポート１１４に接続される室外側液管接続ポー
ト３０１と、室外機１００のガス管接続ポート１１５に
接続される室外側ガス管接続ポート３０３とを備えてい
る。分岐ユニット３００Ａは、室外側液管接続ポート３
０１の内部で分岐する液管側分岐路を備えており、その
先端は、接続される室内機数の室内側液管接続ポート３
０２を構成している。また、室外側ガス管接続ポート３
０３の内部で分岐するガス管側分岐路を備えており、そ
の先端は、接続される室内機数の室内側ガス管接続ポー
ト３０４を構成している。ここでは、接続される室内機
を３台とし、室内側液管接続ポート３０２Ａ，３０２
Ｂ，３０２Ｃおよび室内側ガス管接続ポート３０４Ａ，
３０４Ｂ，３０４Ｃが設けられるものとする。また、
室外側液管接続ポート３０１と室外側ガス管接続ポート
３０３との間には、圧力調整用の電動弁３０８が設けら
れている。

【００３７】分岐ユニット３００Ａ内の室外側液管接続
ポート３０１から各室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３
０２Ｃに至る分岐路中には、内部を通過する冷媒圧力を
減圧するための電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃと、内部を通
過する冷媒温度を検出するための液管サーミスタ３０６
Ａ〜３０６Ｃがそれぞれ設けられている。また、分岐ユ
ニット３００Ａ中の室外側ガス管接続ポート３０３から
各室内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃに至る分
岐路中には、内部を通過する冷媒温度を検出するガス管
サーミスタ３０７Ａ〜３０７Ｃがそれぞれ設けられてい
る。

【００３８】各分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・に
は、それぞれ複数の室内機２００が接続される。図示し
たものは、各分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・・に
接続可能な室内機数は３台であり、分岐ユニット３００
Ａには室内機２００Ａ〜２００Ｃが接続され、分岐ユニ
ット３００Ｂには室内機２００Ｄ〜２００Ｆが接続され
るものとする。各室内機２００Ａ〜２００Ｆは、それぞ
れマルチ機用室内機、ペア機用室内機のいずれも使用可
能であり、ここでは室内機２００Ａとしてペア機用室内
機を用いる場合について説明する。

【００３９】室内機２００Ａは、室内熱交換器２０１を
備えており、この室内熱交換器２０１に接続される冷媒
配管は、液管接続ポート２０４およびガス管接続ポート
２０５を介して室外機側に導出される。また、この室内
機２００Ａには、室内温度を検出するための室温サーミ
スタ２０２と、室内熱交換器２０１の温度を検出するた
めの室内熱交サーミスタ２０３とを備えている。

【００４０】なお、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂに
接続される室内機として、マルチ機用室内機を用いる場
合には、液管側配管部に内部を流れる冷媒の温度を検出
するための液管サーミスタが設けられている場合があ
り、この場合には、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ内
の液管サーミスタを省略することも可能である。〔冷媒
回路の制御方式〕前述した冷媒回路において、吐出−吸
入バイパス電動弁１４２は、室内機側の冷媒容量が少な
い場合（運転台数が少ない場合や運転している室内機の
室内熱交換器の容量が小さい場合など）に開度を大きく
して、暖房運転時には吐出圧力が上昇することを防止
し、冷房運転時には低圧側配管が凍結することを防止す
る。

【００４１】また、液管電動弁１２８は、暖房運転時に
は、ガス管電動弁１２９が開いている状態でレシーバ１
２１に余剰冷媒がある場合に開閉制御されることでシス
テム全体の制御を行い、冷房運転時には、余剰冷媒の有
無を判別して室外機ＳＣ制御における余剰冷媒の制御を
行う。さらに、ガス管電動弁１２９は、暖房運転時に
は、余剰冷媒処理が必要な場合に所定開度で開くことに
よってレシーバ１２１内に余剰冷媒を貯め、冷房運転時
には、液管電動弁１２８が開いている状態でレシーバ１
２１内に余剰冷媒がある場合に、開閉制御されることで
システム全体の制御を行う。

【００４２】〈暖房運転時の制御〉暖房運転時における
動作例を図８に示す。図８において、ステップＳ１では
冷媒回路上に余剰冷媒が無く、かつ容量制御を行う必要
がない状態であるか否かを判別する。冷媒回路上に余剰
冷媒が無く、かつ容量制御を行う必要がないと判断した
場合にはステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、
吐出−吸入バイパス電動弁１４２を全閉状態、液管電動
弁１２８を全開状態、ガス管電動弁１２９を全閉状態と
する。

【００４３】このような冷媒回路上に余剰冷媒がなく、
容量制御の必要もない状態は、図９に示すように、接続
された室内機２００Ａ〜２００Ｆが全て運転中である場
合が考えられる。この場合、室外熱交換器１０３は蒸発
器として機能しており、各室内機の室内熱交換器２０１
が凝縮器として機能している。分岐ユニット３００Ａ，
３００Ｂ内にある電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ，３０５Ｄ
〜３０５Ｆは、それぞれ各室内機の設定に応じた開度で
制御され、各室内熱交換器２０１への冷媒分配を行うよ
うに構成されている。圧力調整用の電動弁３０５はここ
では全閉状態となっている。

【００４４】したがって、分岐ユニット３００Ａ，３０
０Ｂ内に配置されている電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ，３
０５Ｄ〜３０５Ｆにより、各室内熱交換器２０１への冷
媒分配が適切に行われる。また、回路上に余剰冷媒が発
生しないため、レシーバ１２１は機能していない状態と
なっており、吐出−吸入バイパス電動弁１４２、液管電
動弁１２８、ガス管電動弁１２９は、いずれも制御に用
いられない。

【００４５】ステップＳ３では、冷媒回路上に余剰冷媒
が有り、かつ容量制御を行う必要がない状態であるか否
かを判別する。冷媒回路上に余剰冷媒が有り、かつ容量
制御を行う必要がない状態であると判断した場合には、
ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、吐出−吸
入バイパス電動弁１４２を全閉状態、ガス管電動弁１２
９を固定開度とし、液管電動弁１２８を目標吐出管温度
に対応して制御する。

【００４６】たとえば、図１０に示すように、分岐ユニ
ット３００Ａに接続されている室内機２００Ａ〜２００
Ｃのみ運転を行っているような場合、室外機１００の能
力による余剰冷媒が発生することが考えられる。この場
合、ガス管電動弁１２９を固定開度で開くことによって
補助熱交換器１３３で凝縮された冷媒をレシーバ１２１
に導入して溜めることができる。ガス管電動弁１２９を
通過する冷媒は補助熱交換器１３３で凝縮されているた
めに、その温度は一般的な電動弁の耐熱温度を超えるこ
とがなく、ガス管電動弁１２９として安価なものを選択
することが可能となる。また、液管電動弁１２８の開度
を目標吐出管温度に対応して制御することにより、レシ
ーバ１２１内の余剰冷媒を調整して吸入過熱度制御する
ことでシステム全体の制御とすることができる。

【００４７】ステップＳ５では、冷媒回路上に余剰冷媒
が有り、かつ容量制御を行う必要がある状態であるか否
かを判別する。たとえば、冷媒回路上に余剰冷媒が存在
し、かつ圧縮機１０１の運転周波数が下限周波数になっ
てもピークカット制御が垂下ゾーンであるような場合に
は、余剰冷媒がありかつ容量制御を行う必要があると判
断してステップＳ６に移行する。

【００４８】ステップＳ６では、吐出−吸入バイパス電
動弁１４２を全閉状態のままで、ピークカット制御にお
ける無変化域で安定するようにガス管電動弁１２９の開
度制御を行う。また、液管電動弁１２８の開度を目標吐
出管温度に対応して制御する。たとえば、図１１に示す
ように、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂに接続されて
いる室内機２００のうち、室内機２００Ｃのみ運転され
ており、かつこの室内機２００Ｃが大容量の室内機であ
るような場合に、このような運転状態となる可能性があ
る。

【００４９】この場合に、ガス管電動弁１２９を開くこ
とによって補助熱交換器１３３の凝縮能力を高め、ピー
クカット制御の無変化域で安定するようにガス管電動弁
１２９の開度制御を行う。このことにより、補助熱交換
器１３３を介して凝縮された冷媒をレシーバ１２１に導
入し、余剰冷媒をレシーバ１２１内に溜めるとともに、
高圧側の冷媒容量を安定させて、圧縮機１０１の周波数
制御をピークカット制御の無変化域で安定させる。ま
た、ガス管電動弁１２９が開いているため、システム全
体の制御（吸入過熱度制御）は、液管電動弁１２８の開
度を目標吐出管温度に対応した制御とすることによりレ
シーバ１２１内の余剰冷媒を調整することで行われる。

【００５０】ステップＳ７では、ガス管電動弁１２９が
全開であってもなおピークカット制御の垂下ゾーンであ
るか否かを判別する。圧縮機１０１の運転周波数が下限
周波数になってもピークカット制御が垂下ゾーンである
場合であって、ガス管電動弁１２９が全開であってもな
おピークカット制御の垂下ゾーンである場合にはステッ
プＳ８に移行する。

【００５１】ステップＳ８では、圧縮機１０１の周波数
制御がピークカット制御の無変化域で安定するように、
吐出−吸入バイパス電動弁１４２の開度を制御する。こ
のとき、ガス管電動弁１２９は全開状態であり、液管電
動弁１２８は目標吐出管温度に対応して開度制御を行
う。たとえば、図１２に示すように、分岐ユニット３０
０Ａ，３００Ｂに接続されている室内機２００のうち、
室内機２００Ｃのみ運転されており、かつこの室内機２
００Ｃの容量が小さい場合に、ガス管電動弁１２９を全
開にしているにもかかわらず、ピークカット制御の垂下
ゾーンであるような運転状況となる可能性がでてくる。
この場合に、吐出−吸入バイパス電動弁１４２を制御す
ることにより容量制御を行い、圧縮機１０１の周波数制
御をピークカット制御の無変化域で安定させる。また、
ガス管電動弁１２９が開いているため、システム全体の
制御（吸入過熱度制御）は、液管電動弁１２８の開度を
目標吐出管温度に対応した制御とすることによりレシー
バ１２１内の余剰冷媒を調整することで行われる。

【００５２】〈冷房運転時の制御〉冷房運転時における
動作例を図１３に示す。図１３において、ステップＳ１
１では冷媒回路上に余剰冷媒があり、かつ容量制御が不
要の状態であるか否かを判別する。冷媒回路上に余剰冷
媒がなく、容量制御を行う必要がないと判断した場合に
はステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、吐
出−吸入バイパス電動弁１４２を全閉状態、ガス管電動
弁１２９を全開状態とし、サブクール熱交換器１３４に
よるＳＣ制御を行うために液管電動弁１２８を全閉状態
とする。

【００５３】このような冷媒回路上に余剰冷媒がなく、
容量制御の必要もない状態は、図１４に示すように、接
続された室内機２００Ａ〜２００Ｆが全て運転中である
場合が考えられる。この場合、室外熱交換器１０３は凝
縮器として機能しており、各室内機の室内熱交換器２０
１が蒸発器として機能している。分岐ユニット３００
Ａ，３００Ｂ内にある電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ，３０
５Ｄ〜３０５Ｆは、それぞれ各室内機の設定に応じた開
度で制御され、各室内熱交換器２０１への冷媒分配を行
うように構成されている。圧力調整用の電動弁３０５は
ここでは全閉状態となっている。

【００５４】したがって、分岐ユニット３００Ａ，３０
０Ｂ内に配置されている電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ，３
０５Ｄ〜３０５Ｆにより、各室内熱交換器２０１への冷
媒分配を適切に行うことができる。また、回路上に余剰
冷媒が発生しないため、レシーバ１２１は機能していな
い状態となっており、吐出−吸入バイパス電動弁１４
２、液管電動弁１２８、ガス管電動弁１２９は、いずれ
も制御に用いられない。

【００５５】ステップＳ１３では、冷媒回路上に余剰冷
媒があり、かつ容量制御を行う必要がない状態であるか
否かを判別する。余剰冷媒がありかつ容量制御を行う必
要がないと判断した場合には、ステップＳ１４に移行す
る。ステップＳ１４では、吐出−吸入バイパス電動弁１
４２を全閉状態とした上で、サブクール熱交換器１３４
によるＳＣ制御が可能な程度に液管電動弁１２８を開く
（全開とはしない）。また、圧縮機１０１の吐出管温度
が目標温度となるように、ガス管電動弁１２９の開度を
制御して、システム全体の制御（吸入過熱度制御）を行
う。

【００５６】たとえば、図１５に示すように、分岐ユニ
ット３００Ａに接続されている室内機２００Ａ〜２００
Ｃのみ運転を行っているような場合、室外機１００の能
力による余剰冷媒が発生することが考えられる。この場
合、液管電動弁１２８を開くことによって液冷媒をレシ
ーバ１２１に導入して溜めることができる。また、ガス
管電動弁１２９の開度を目標吐出管温度に対応して制御
することにより、レシーバ１２１内の余剰冷媒を調整し
て吸入過熱度制御することでシステム全体の制御とする
ことができる。

【００５７】図１６に示すように、接続されている室内
機２００のうち分岐ユニット３００Ａに接続される室内
機２００Ｃのみが運転状態であり、かつこの室内機２０
０Ｃが大容量である場合に同様の運転状態となることが
考えられる。この場合にも、図１５の場合と同様の制御
を行うことで、適切な余剰冷媒処理およびシステム制御
を行うことが可能となる。

【００５８】ステップＳ１５では、冷媒回路上に余剰冷
媒があり、かつ容量制御を行う必要がある状態か否かを
判別する。余剰冷媒がありかつ容量制御を行う必要があ
ると判断した場合にはステップＳ１６に移行する。たと
えば、室内機の運転台数が少なく余剰冷媒がある状態
で、圧縮機１０１の運転周波数が下限周波数になっても
凍結防止制御が垂下ゾーンであるような場合には、容量
制御を行う必要があると判断してステップＳ１６に移行
する。

【００５９】ステップＳ１６では、圧縮機１０１の周波
数制御において凍結防止制御の無変化域で安定するよう
に、吐出−吸入バイパス電動弁１４２の開度制御を行
う。このとき、液管配管部１３１からの余剰冷媒処理を
行うために液管電動弁１２８の開度制御を行い（全開で
はない）、液冷媒をレシーバ１２１に溜める。また、液
管電動弁１２８が開いているため、ガス管電動弁１２９
の開度を目標吐出管温度に対応して制御することでレシ
ーバ１２１内の冷媒量を調整し、システム全体の制御を
行う。

【００６０】このような運転状態は、たとえば、図１７
に示すように、接続されている室内機２００のうち室内
機２００Ｃだけが運転状態であり、かつこの室内機２０
０Ｃが小容量であるような場合に起こり得る。運転中の
室内機の室内熱交換器２０１に対応する電動弁３０５Ｃ
は、室内温度設定などに応じた開度制御が行われ、他の
電動弁３０５Ａ，３０５Ｂおよび分岐ユニット３００Ｂ
内の電動弁３０５Ｄ〜３０５Ｆについては閉止状態とな
っている。この状態で、吐出−吸入バイパス電動弁１４
２の開度制御を行って圧縮機１０１の周波数制御を安定
させ、液管電動弁１２８の開度調整を行うことで余剰冷
媒処理を行い、さらにガス管電動弁１２９の開度調整を
行うことでシステム全体の制御を行うことができる。

【００６１】ステップＳ１７では、外気温度が所定温度
よりも低いか否かを判別する。外気温度が所定温度以下
である場合に、液管電動弁１２８を全閉状態にしている
と、圧縮機１０１の吸入側圧力よりレシーバ１２１内の
圧力が低くなり、レシーバ１２１内に溜まり込んだ液冷
媒が抜けないおそれがある。この場合には、冷媒回路内
の冷媒不足を生じるおそれがある。したがって、このよ
うな状態になると想定される所定温度よりも外気温度が
低いと判断した場合には、ステップＳ１８に移行する。

【００６２】ステップＳ１８では、液管電動弁１２８を
所定開度開くことによってレシーバ１２１内の圧力をガ
ス管配管部１３２内の圧力よりも高くし、レシーバ１２
１内の液冷媒を補助熱交換器１３３側に排出する。ま
た、液管電動弁１２８が開いているため、ガス管電動弁
１２９の開度を制御することによって、目標吐出管温度
制御を行い、システム全体の制御を行うことが可能とな
る。さらに、吐出−吸入バイパス電動弁１４２に開度を
凍結防止のための制御とすることにより、アキュムレー
タ１０５内の液冷媒を蒸発させて圧縮機１０１の吸入温
度を高めることができる。

【００６３】図１８に示すように、接続された室内機２
００のうち小容量の室内機２００Ｃのみが運転されてい
るようなときであっても、外気温度が低い場合には、余
剰冷媒が発生しないことがある。このような場合には、
液管電動弁１２８を全閉状態としてレシーバ１２１に液
冷媒が導入されないような構成とすることが考えられる
が、液管電動弁１２８を全閉状態としてしまうと、一旦
溜まった液冷媒を抜くことができなくなる。したがっ
て、液管電動弁１２８を所定開度で開き、ガス管電動弁
１２９の開度を制御することによって、補助熱交換器１
３３側に液冷媒を排出するとともに、システム全体の制
御を行うように構成できる。

【００６４】凍結防止制御については、吐出−吸入バイ
パス電動弁１４２の開度を制御することによって、アキ
ュムレータ１０５内の液冷媒を蒸発させて、圧縮機１０
１の周波数制御の無変化域での安定的な制御を行うよう
に構成する。 〔他の実施形態〕 （Ａ）ペア機用室外機とペア機用室内機とを接続する場
合には、分岐ユニット３００を省略することができる。
この場合には、図１９に示すように、室外機１００内の
液管配管部１３１とバイパス回路１５１との合流部と、
液管閉鎖弁１１６との間に減圧用の電動弁１８１を設け
るように構成できる。

【００６５】この場合にも、前述したような第１実施形
態〜第５実施形態のバイパス回路１５１の構成を適用す
ることが可能である。 （Ｂ）複数の室内機を接続することが可能に構成された
マルチ機用室外機では、図２０に示すように、接続され
る室内機に対応して液管接続ポート１１４Ａ〜１１４Ｃ
およびガス管接続ポート１１５Ａ〜１１５Ｃが設けられ
ている。液管接続ポート１１４Ａ〜１１４Ｃの室内機１
００内部側には、それぞれ液管閉鎖弁１１６Ａ〜１１６
Ｃおよび冷媒分配用および減圧用の電動弁１８１Ａ〜１
８１Ｃが設けられている。ガス管接続用ポート１１５Ａ
〜１１５Ｃの室外機１００内部側には、それぞれガス管
閉鎖弁１１７Ａ〜１１７Ｃが設けられている。

【００６６】このような各接続ポートにそれぞれ室内機
を接続する場合にも上述したような第１実施形態〜第５
実施形態のバイパス回路１５１の構成を適用することが
できる。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係る空気調和機の冷媒回路で
は、圧縮機温度を低減するためのインジェクション回路
を設けることなく、容量制御を行うことを可能とし、暖
房時における高圧部の圧力上昇および吐出管温度の上昇
を防止し、冷房時における低圧部における温度低下を防
止して室内熱交換器の凍結を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の概要構成図。

【図２】本発明の第２実施形態の概要構成図。

【図３】本発明の第３実施形態の概要構成図。

【図４】本発明の第４実施形態の概要構成図。

【図５】冷却管配置の説明図。

【図６】室外熱交換器の簡略説明図。

【図７】実施例の構成図。

【図８】暖房運転時の制御フローチャート。

【図９】暖房運転時の動作例を示す説明図。

【図１０】暖房運転時の動作例を示す説明図。

【図１１】暖房運転時の動作例を示す説明図。

【図１２】暖房運転時の動作例を示す説明図。

【図１３】冷房運転時の制御フローチャート。

【図１４】冷房運転時の動作例を示す説明図。

【図１５】冷房運転時の動作例を示す説明図。

【図１６】冷房運転時の動作例を示す説明図。

【図１７】冷房運転時の動作例を示す説明図。

【図１８】冷房運転時の動作例を示す説明図。

【図１９】他の実施形態の冷媒回路を示す説明図。

【図２０】他の実施形態の冷媒回路を示す説明図。

【符号の説明】

１００ 室外機 １０１ 圧縮機 １０２ 四路切換弁 １０３ 室外熱交換器 １０５ アキュムレータ １２１ レシーバ １２８ 液管電動弁 １２９ ガス管電動弁 １３０ ガス抜きキャピラリ １３１ 液管配管部 １３２ ガス管配管部 １３３ 補助熱交換器 １３４ サブクール熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L092 AA13 BA05 BA23 BA27 DA17 EA02 FA23 FA27 GA03 HA07 HA10 JA07 JA13 KA02 LA03 LA06

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室外機（１００）内に配置されるアキュム
   レータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１
   ０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒
   回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器
   （２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接
   続する空気調和機の冷媒回路であって、 前記液管側配管（１３１）とガス管側配管（１３２）と
   をバイパスするバイパス回路を設け、前記バイパス回路
   （１５１）上に補助熱交換手段を設けたことを特徴とす
   る空気調和機の冷媒回路。
2. 【請求項２】前記室外機（１００）内に配置され、前記
   室外機側冷媒回路と前記室内熱交換器（２０１）との間
   に設けられる液管閉鎖弁（１１６）およびガス管閉鎖弁
   （１１７）とをさらに備え、 前記バイパス回路（１５１）は、前記四路切換弁（１０
   ２）と前記ガス管閉鎖弁（１１７）との間のガス管側配
   管（１３２）と、前記室外熱交換器（１０３）と前記液
   管閉鎖弁（１１６）との間の液管側配管（１３１）との
   間に設けられ、前記補助熱交換手段は、前記バイパス回
   路（１５１）に設けられる補助熱交換器（１３３）と、
   前記補助熱交換器（１３３）から前記液管配管部（１３
   １）に接続する液管側接続管（１２２）に設けられる冷
   媒開閉手段とを備える、請求項１に記載の空気調和機の
   冷媒回路。
3. 【請求項３】前記冷媒開閉手段は冷媒を減圧することと
   冷媒流れを遮断することが可能な機能部品である、請求
   項２に記載の空気調和機の冷媒回路。
4. 【請求項４】前記冷媒開閉手段は、電磁弁（１５２）と
   キャピラリ（１５３）と逆止弁（１５４）とを組み合わ
   せた構成である、請求項３に記載の空気調和機の冷媒回
   路。
5. 【請求項５】前記冷媒開閉手段は、電動弁（１２８）で
   構成される、請求項３に記載の空気調和機の冷媒回路。
6. 【請求項６】前記補助熱交換器（１３３）は前記室外熱
   交換器（１０３）の下部に設けられる、請求項１〜５の
   いずれかに記載の空気調和機の冷媒回路。
7. 【請求項７】前記室外熱交換器（１０３）は液管側に位
   置してサブクール熱交換器（１３４）を備え、前記補助
   熱交換器（１３３）と前記サブクール熱交換器（１３
   ４）とが隣接して配置される、請求項６に記載の空気調
   和機の冷媒回路。
8. 【請求項８】前記補助熱交換器（１３３）は前記サブク
   ール熱交換器（１３４）の風上側に配置される、請求項
   ７に記載の空気調和機の冷媒回路。
9. 【請求項９】前記室外機側冷媒回路と前記室内熱交換器
   （２０１）との間の液管側配管に減圧回路（３０５）を
   備える、請求項１〜８のいずれかに記載の空気調和機の
   冷媒回路。
10. 【請求項１０】前記減圧回路（３０５）は、接続される
    複数の室内機（２００）に対応して設けられる冷媒分配
    用電動弁である、請求項９に記載の空気調和機の冷媒回
    路。
11. 【請求項１１】前記減圧回路（３０５）は、前記室外機
    側冷媒回路と前記室内熱交換器（２０１）との間に配置
    される冷媒分岐ユニット（３００）内に設けられてい
    る、請求項１０に記載の空気調和機の冷媒回路。
12. 【請求項１２】前記室外機側冷媒回路内のバイパス回路
    （１５１）の液管側合流部と前記液管閉鎖弁（１１６）
    との間に減圧回路を備える、請求項２〜８のいずれかに
    記載の空気調和機の冷媒回路。
13. 【請求項１３】前記減圧回路は、接続される複数の室内
    機に対応して設けられる冷媒分配用電動弁である、請求
    項１２に記載の空気調和機の冷媒回路。