JP2006090683A - 多室型空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 室外機32と、複数の室内機33と、各室内機への冷媒の流れ方向を切り換える冷暖房切換ユニット34とを備える。 室外機と冷暖房切換ユニットを、高圧ガス管36、低圧ガス管37及び液管38にて接続するとともに、冷暖房切換ユニットと室内機を、ガス管及び液管にて接続することによって冷暖房同時運転可能な冷凍サイクルを実現する多室型空気調和機である。冷暖房同時運転を行う時に、圧縮機41から高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、暖房運転側の室内機から室外熱交換器と冷房運転側の室内機へ液管分岐部38aを介してそれぞれ分岐される液管のうち室外熱交換器側の液管にバイパスする。
【選択図】 図2
Description
すなわち、特許文献1に記載された多室空気調和機は、図10に示すように、室外機1、複数の室内機10、及びそれら室外機1と室内機10との間に介装される冷暖房切換ユニット13を備える。室外機1は圧縮機2、四方弁3、室外膨張弁4及び室外熱交換器5等によって構成される。室外機1には第1、第2、第3の配管7,8,9がそれぞれ接続されている。
この場合の運転を説明すると、圧縮機2から吐出した冷媒は、高圧ガスの状態で第2の配管8に至り、そこから冷暖房切換ユニット13の開状態の弁13aを経て、一方の室内機10aに至る。ここで、室内熱交換器11により室内の空気と熱交換されて室内を加温する。その際、冷媒は凝縮されて中間圧の液状態となり、第3の配管9に流れる。この中間圧の液状態の冷媒の一部は、第3の配管9から分岐した分岐管9aを介して他方の室内機10bに至る。ここでは、室外膨張弁12により減圧された後、室内熱交換器11において蒸発し室内を冷房する。その後、室内熱交換器11を経た冷媒は、低圧ガスの状態となって冷暖房切換ユニット13の開状態の弁13bを経て第1の配管7を介して室外機1に至る。
一方、前記第3の配管9を流れる中間圧の液状の冷媒の残りは、この室外機1において、室外膨張弁4により減圧されて室外熱交換器5を通過する際に熱交換され、そこからさらに4方弁3を経て、記他方の室内機10bから第1の配管7に流入する前記低圧ガスの冷媒と合流して、圧縮機2の吸入口に至る。
第3の配管9内を流れる液冷媒の圧力を検知する液管圧力検知手段26として、圧力センサーや温度センサーなどのセンサが必要になる。
室外膨張弁4が暖房回路を形成するように設定されたとき、室外膨張弁4の弁開度は、その下流側にある室外熱交換器5を通過する気液二相冷媒のうち液冷媒を全て気化させるように制御されるのが通例であるが、室外膨張弁4の弁開度が、他の要素である液管圧力検知手段25の検出値に基づき制御されるため、室外熱交換器5の過熱度制御が困難となり、その結果、性能・信頼性が低下する。
これにより、暖房運転側の室内機から室外機熱交換器側へ液冷媒が流れるとき、該液冷媒の流れを基準としたレシーバタンクより上流側に高圧ガスを流し込むこととなり、その結果、室外機熱交換器側へ流れる液冷媒にとっては、レシーバタンクへ流れる手前で高圧ガスに触れることとなる。このため、液冷媒の一部は、レシーバタンクに至る前に高圧ガスによって冷房運転側の室内機に押し戻されることとなり、結果的に、レシーバタンクを有する場合でも、レシーバタンクに液冷媒が溜まって、システムを循環する冷媒量が不足するといった事態を招くのを防止できる。
これにより、高圧ガスの流れが、暖房運転側の室内機から室外機熱交換器側へ流れようとする液冷媒を、逆方向、つまり冷房運転側の室内機に押し戻すよう積極的に作用する。このため、高圧ガスのバイパス量が少ない場合でも、暖房運転側の室内機から冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒量をより多く確保できる。
これにより、流量調整部材を介して、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を適宜値となるよう設定することができ、ひいては、暖房運転側の室内機から冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒流量を適宜値になるよう設定することができ、効率良く運転することができる。
これにより、当該多室型空気調和機の運転状況に応じて、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を変化させることができ、より効率良く運転することができる。
これにより、複数の室内機の冷暖房運転比率に応じてバイパス管内を流れる高圧ガスの流量を制御することができ、高圧ガスのバイパス量をそのとき必要とされる量に調整することができ、より好適な空気調和制御が可能となり、更に、効率良く運転することができる。
また、四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時、つまり、暖房主体の冷暖房同時運転を行う時には、暖房能力は冷房能力に比べて定格能力に対して余裕がある。このため、この状態においては、暖房側の室内機はオン・オフを繰り返す断続運転になりがちとなり、圧縮機の運転ロス、快適性の悪化を生じるおそれがある。ところが、本発明に係る多室型空気調和機によれば、圧縮機から高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器側の液管にバイパスしており、言い換えると、暖房能力の一部を落としながら、高圧ガスの一部を液冷媒流量制御用として利用するため、暖房能力と冷房能力をバランスさせることができ、この結果、圧縮機をより効率的に運転させることができるとともに、快適性を向上させることができる。
<第1の実施形態>
図1〜図4は本発明の第1の実施形態を説明するための図である。
図1は、本発明の実施形態に係る多室型空気調和機の構成を説明する回路図である。
図に示すように、この多室型空気調和機31は、室外機32と、複数(ここでは5個)の室内機33と、それら複数の室内機33への冷媒の流れ方向を、個々に切り換える冷暖房切換ユニット34を複数(ここでは2個)備える。また、室外機32と冷暖房切換ユニット34は、第1の配管36、第2の配管37及び第3の配管38の3配管にて接続され、また、冷暖房切換ユニットと室内機は、第1、第2の配管36,37が合流あるいは分岐する配管と前記第3の配管38にて接続されている。
ここで、第1の配管36、第2の配管37、第3の配管38は、この多室型空気調和機31が冷暖同時運転でかつ前記室外側四方弁42が暖房回路を形成するよう設定されるときに、順に、高圧ガス管、低圧ガス管、中間圧液管として機能するものであり、以下、それら配管36,37,38をそれぞれ高圧ガス管、低圧ガス管、液管と呼ぶ場合がある。
一方、室内機33は、室内膨張弁51、室内熱交換器52を備える。
前記多室型空気調和機31によって冷暖房同時運転を行う場合であって、かつ、図1に示すように複数の室内機33のうち2つが冷房運転されるとともに、残りの室内機33のうち2つが暖房運転され、しかも冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい、いわゆる暖房主体運転の場合には、四方弁42の第1のポート42aと第4のポート42dとが接続されるとともに、第2のポート42bと第3のポート42cとが接続される。
逆に、すべての室内機33を冷房運転のみさせる場合は、室外機32側では四方弁42のポート42a〜42dの接続を冷房主体運転時と同じとするとともにバイパス管50の開閉弁50aを閉、開閉弁48aを開とし、室内機33側では冷暖房切換ユニット34の開閉弁55を閉、開閉弁56を開とする。
<第2の実施形態>
この第2の実施形態が第1の実施形態と異なるところは、液管38と高圧ガス管36との間に設けられたバイパス管60に開閉弁61のみを介装し、該バイパス管60にキャピラリーチューブ等の流量調整部材を介装させていない点である。
また、流量調整部材を介装させていない分、コストダウンが図れる効果も奏する。
<第3の実施形態>
この第3の実施形態の特徴は、第2の実施形態と比べ、バイパス管60の高圧ガス管36側への接続部を、四方弁42と該四方弁42の圧縮機41とは逆側に設けられた逆止弁58との間に接続した点である。なお、バイパス管60の液管38への接続部を、レシーバタンク45と分岐部38aとの間に設定した点は、第1の実施形態や第2の実施形態と同様である。
<第4の実施形態>
この第4の実施形態が前記第3の実施形態と異なるところは、バイパス管60に開閉弁61に加えてキャピラリーチューブ等の流量調整部材62を介装させた点である。
<第5の実施形態>
この第5の実施形態が前記第3の実施形態と異なるところは、バイパス管60の両端部にそれぞれ電磁弁等の開閉弁71a、71bを介装し、それら両開閉弁71a,71bの間に位置する、バイパス管60の中間部分を、高圧ガス管36の逆止弁58の下流側に接続管72を介して接続するとともに、該接続管72に、高圧ガス管36からバイパス管60側への流体が流れ込むのを許容するもののその逆の流れは阻止する逆止弁73を介在させた点である。
なお、バイパス管60の一端側を、液管38のレシーバタンク45と分岐部38aとの間に接続する点、並びに、バイパス管60の他端側を、高圧ガス管36の四方弁42と逆止弁58との間に接続する点は、前記第3の実施形態と同様である。
図9は本発明の第6の実施形態を説明するための図である。
この第6の実施形態が前記第5の実施形態と異なるところは、バイパス管60に開閉弁71a、71bに加えてキャピラリーチューブ等の流量調整部材62を介装させた点である。
Claims (6)
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁を有する室外機と、
室内膨張弁、室内熱交換器を有する複数の室内機と、
前記各室内機への冷媒の流れ方向を切り換える冷暖房切換ユニットとを備え、
前記室外機と前記冷暖房切換ユニットを、高圧ガス管、低圧ガス管及び液管にて接続するとともに、前記冷暖房切換ユニットと前記室内機を、ガス管及び液管にて接続することによって冷暖房同時運転可能な冷凍サイクルを実現する多室型空気調和機であって、
前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、暖房運転側の室内機から室外熱交換器と冷房運転側の室内機へ液管分岐部を介してそれぞれ分岐される前記液管のうち室外熱交換器側の液管にバイパスすることを特徴とする多室型空気調和機。 - 前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、前記液管分岐部と該液管分岐部より室外熱交換器側に設けられるレシーバタンクとの間の液管にバイパスすることを特徴とする請求項1記載の多室型空気調和機。
- 前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の前記液管へバイパスする際に、該液管内を流れる冷媒の流れに対向させてバイパスすることを特徴とする請求項1または2記載の多室型空気調和機。
- 前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器側の前記液管へバイパスするバイパス管に、流量調整部材を介装したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の多室型空気調和機。
- 前記流量調整部材が、前記バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を可変する可変型であることを特徴とする請求項4記載の多室型空気調和機。
- 前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の前記液管へバイパスする際に、前記複数の室内機の冷暖房運転比率に応じて、前記可変型の流量調整部材で、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を制御することを特徴とする請求項5記載の多室型空気調和機。
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