JP2013083390A - 空気調和機の室外機及びこの室外機を備えた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく大容量の冷媒貯留容器を設置することができ、その上冷凍サイクル効率が低下することのない室外機及びこの室外機を備えた空気調和機を提供する。
【解決手段】圧縮機６、四方弁７などが設置された機械室４、送風機１１が設置された送風機室５、機械室４の背面側から送風機室の背面側及び側面にかけて設けられた室外熱交換器１０、余剰冷媒を貯留する容器、及び液冷媒ポート１５とガス冷媒ポート１６からなる室内機接続ポート１４が機械室４の側面に設けられて複数台の室内機４０ａ〜４０ｎが接続される室外機１であって、余剰冷媒を貯留する容器を、高圧冷媒貯留容器３０と低圧冷媒貯留容器３１とによって構成し、これら高圧冷媒貯留容器３０と低圧冷媒貯留容器３１のいずれか一方を断熱材３４で覆って送風機室５内に設置し、他方を機械室４内に設置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室外機及びこの室外機を備えた空気調和機に係り、より詳しくは、１台の室外機に複数の室内機が接続されるマルチタイプの空気調和機の室外機に関するものである。

空気調和機においては、冷房時には室外機に設けた室外熱交換器が凝縮器として機能し、室内機に設けた室内熱交換器が蒸発器として機能するように、切換弁によって冷媒回路内における冷媒の循環方向が切り換えられる。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、切換弁により冷媒回路が切り換えられる。

このような空気調和機の室外機には、戸外の温度条件や室内の設定温度による様々な運転条件に合わせて、必要量の冷媒が封入されている。
１台の室外機に複数台の室内機が接続されたマルチタイプの空気調和機においては、室外機に、これに接続されたすべての室内機が同時に運転される場合に必要な冷媒が封入されているが、例えば、１台の室内機だけが運転されるような場合（運転条件の変化）や、戸外の気温の変化などによって、多量の余剰冷媒が生じた場合は、冷媒回路に設けた余剰冷媒を貯留する容器（以下、冷媒貯留容器という）に一時的に貯留するようになっている。

図６は従来の空気調和機の冷媒回路図、図７は一部を省略した図６の冷媒回路を備えた室外機の斜視図、図８は図７の正面図及びＢ−Ｂ断面図である。
図において、室外機１を構成する室外機本体２は、仕切り板３により機械室４と送風機室５とに区画されており、機械室４には圧縮機６、圧縮機６の吐出側に設けられた四方弁７、膨張弁８、電気品９及び冷媒貯留容器３０ａなどが設置されている。そして、四方弁７は、ガス冷媒配管１３により後述の室外熱交換器１０に接続され、またガス冷媒配管１３ａにより冷媒貯留容器３０ａを介して圧縮機６の吸入側に接続されている。

１０は機械室４の背面側から送風機室５の背面及び側面にかけて設置されたＬ字状の室外熱交換器、１１は送風機室５内に設置され、モータ（図示せず）に駆動されて室外熱交換器１０に外気を送る送風機である。

１４は液冷媒ポート１５とガス冷媒ポート１６とからなり、機械室４の側面に設けられた室内機接続ポートである。そして、液冷媒ポート１５は液冷媒配管１２により、液冷媒貯留容器３０ａ及び膨張弁８を介して室外熱交換器１０に接続されており、ガス冷媒ポート１６はガス冷媒配管１３ｂにより四方弁７に接続されている。

液冷媒ポート１５において、１７ａ〜１７ｎは、後述の各室に設置された室内機４０ａ〜４０ｎに対応して設けられた液冷媒配管で、それぞれ膨張弁１８ａ〜１８ｎが設けられている。また、ガス冷媒ポート１６において、１９ａ〜１９ｎは各室に設置された室内機４０ａ〜４０ｎに対応して設けられたガス冷媒配管である。

４０ａ〜４０ｎは、それぞれＡ室、Ｂ室…Ｎ室に設けられた室内熱交換器を有する室内機で、液冷媒配管４１ａ〜４１ｎ及びガス冷媒配管４２ａ〜４２ｎにより、液冷媒ポート１５の液冷媒配管１７ａ〜１７ｎ、ガス冷媒ポート１６のガス冷媒配管１９ａ〜１９ｎにそれぞれ接続されている。

このように、１台の室外機１に複数台の室内機４０ａ〜４０ｎが接続されたマルチタイプの空気調和機においては、冷媒貯留容器３０ａは室外機１の機械室４内に設置され、膨張弁８を介して室外熱交換器１０と液冷媒ポート１５との間に接続されている（従来技術１）。
また、このような冷媒貯留容器（レシーバ）を、送風機室内において縦方向に並べて配設した２台のファンの間に傾斜して設置したものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２２３１９号公報（第３−４頁、図２）

従来技術１の１台の室外機１に複数台の室内機４０ａ〜４０ｎが接続されるマルチタイプの空気調和機においては、運転条件の相違による余剰冷媒が多いため、冷媒貯留容器３０ａの容量が大きくなり、このため機械室４に広いスペースが必要になるので、結果的に室外機１そのものが大型になってしまうという問題点があった。

また、特許文献１の冷凍サイクル装置によれば、機械室の広スペース化は回避できるが、熱交換された冷媒が貯蓄されたレシーバが送風機室のファンの間に設置されて外気と接触しているので、レシーバ内の熱交換された冷媒がさらに熱交換されて熱ロスが生じるため、冷凍サイクルの効率が低下するという問題点があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、大型化することなく大容量の冷媒貯留容器を設置することができ、その上熱ロスによる冷凍サイクルの効率が低下することのない室外機及びこの室外機を備えた空気調和機を提供することを目的とするものである。

本発明は、圧縮機、四方弁などが設置された機械室、送風機が設置された送風機室、前記機械室の背面側から送風機室の背面側及び側面にかけて設けられた室外熱交換器、余剰冷媒を貯留する容器、及び液冷媒ポートとガス冷媒ポートからなる室内機接続ポートが前記機械室の側面に設けられて複数台の室内機が接続される室外機であって、
前記余剰冷媒を貯留する容器を、高圧冷媒貯留容器と低圧冷媒貯留容器とによって構成し、これら高圧冷媒貯留容器と低圧冷媒貯留容器のいずれか一方を断熱材で覆って前記送風機室内に設置し、他方を前記機械室内に設置したものである。

また、本発明に係る空気調和機は、上記の室外機に、室内機接続ポートを介して複数台の室内機を接続したものである。

本発明によれば、余剰冷媒を貯留する容器を、高圧冷媒貯留容器と低圧冷媒貯留容器とによって構成し、いずれか一方を断熱材で覆って送風機室内に設置し、他方を機械室内に設置するようにしたので、室外機を大型化することなく大容量の冷媒貯留容器を得ることができる。
また、高圧冷媒貯留容器又は低圧冷媒貯留容器のいずれか一方を断熱材で覆って送風機室内に設置したので熱ロスがなく、冷凍サイクルの効率が低下することのない冷媒貯留容器を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係る室外機の冷媒回路図である。 図１の冷媒回路を備えた室外機の斜視図である。 図２の正面図及びそのＡ−Ａ断面図である。 図２の分解斜視図である。 高圧冷媒貯留容器が収容された断熱箱体の断面図である。 従来の空気調和機の冷媒回路図である。 図６の冷媒回路を備えた室外機の一部を省略した斜視図である。 図７の正面図及びそのＢ−Ｂ断面図である。

図１は本発明の一実施の形態に係る室外機の冷媒回路図、図２は図１の冷媒回路を備えた室外機の斜視図、図３は図２の正面図及びそのＡ−Ａ断面図、図４は図２の分解斜視図、図５は高圧冷媒貯留容器が収容された断熱箱体の断面図である。なお、図６〜図８の従来技術と同一又は同じ機能の部分には同じ符号を付してある。

本実施の形態は、余剰冷媒を貯留する容器を高圧冷媒貯留容器３０と、低圧冷媒貯留容器３１とによって構成したものである。そして、例えば高圧冷媒貯留容器３０を断熱箱体３２内に収容して送風機室５内に設置し、冷媒配管１２により膨張弁８を介して室外熱交換器１０と、液冷媒ポート１５との間に接続すると共に、低圧冷媒貯留容器３１を機械室４内に設置して、ガス冷媒配管１３ａにより圧縮機６と四方弁７との間に接続したものである。

高圧冷媒貯留容器３０が収容される断熱箱体３２は、図４、図５に示すように、内壁が断熱材３４によって形成され、上面が開口された箱状の断熱下ケース３３ａと、下面が開口された箱状の断熱上ケース３３ｂとからなり、上下の断熱ケース３３ａ，３３ｂの間に液冷媒配管１２に接続された高圧冷媒貯留容器３０を収容して送風機室５の底板２０上に設置し、背面側に設けた固定板２１に固定して、前面及び上面を上蓋３５で覆ったものである。なお、上蓋３５は省略してもよい。

次に、上記のように構成した本実施の形態の作用（運転動作）を説明する。なお、以下の説明では、図６の複数の部屋Ａ室〜ｎ室のうち、Ａ室のみを冷暖房する場合について説明する。
先ず、冷房運転の場合は、四方弁７を、ガス冷媒配管１３により圧縮機６と室外熱交換器１０とを接続すると共に、ガス冷媒配管１３ａ，１３ｂによりガス冷媒ポート１６と低圧冷媒貯留容器３１とを接続するように切り換える。また、Ａ室の室内機４０ａに接続された液冷媒ポート１５の液冷媒配管１７ａに設けた膨張弁１８ａを開放し、他の膨張弁を閉止する。

上記のような状態において、圧縮機６を駆動すると、高温・高圧のガス冷媒が圧縮機６から吐出され、四方弁７、ガス冷媒配管１３を経て室外熱交換器１０に流入し、周囲の外気との熱交換により凝縮・液化され、高圧・低温の液冷媒となる。

室外熱交換器１０から流出した高圧・低温の液冷媒は、液冷媒配管１２に流入し、膨張弁８により減圧されて高圧冷媒貯留容器３０内に貯留される。そして、必要量の液冷媒が液冷媒ポート１５の液冷媒配管１７ａ、膨張弁１８ａ、液冷媒配管４１ａを経て室内機４０ａ（図６参照）に流入し、気液二相冷媒となって室内熱交換器により室内空気と熱交換され蒸発・気化してＡ室の冷房を行う。

室内熱交換器から流出したガス冷媒は、ガス冷媒配管４２ａ、ガス冷媒ポート１６のガス冷媒配管１９ａに流入し、ガス冷媒配管１３ｂ、四方弁７、ガス冷媒配管１３ａを経て低圧冷媒貯留容器３１に流入し、ガス冷媒配管１３ａにより圧縮機６に流入する。このとき、ガス冷媒に含まれた液は分離して低圧冷媒貯留容器３１内に貯留される。

暖房運転の場合は、四方弁７により圧縮機６とガス冷媒ポート１６とを接続すると共に、室外熱交換器１０と低圧冷媒貯留容器３１とを接続する。そして、圧縮機６を駆動すると、高圧・高温のガス冷媒が圧縮機６から吐出され、四方弁７からガス冷媒ポート１６のガス冷媒配管１９ａを経てガス冷媒配管４２ａから室内機４０ａの室内熱交換器へ流入し、周囲の室温度と熱交換して凝縮、液化し、Ａ室内の暖房を行う。

室内熱交換器から流出した冷媒は、液冷媒配管４１ａを経て液冷媒ポート１５の液冷媒配管１７ａから膨張弁１８ａに流入し、低圧二相状態又は液相状態となって液冷媒配管１２に流入し、高圧冷媒貯留容器３０、膨張弁８を経て室外熱交換器１０に流入する。そして、周囲の外気と熱交換して蒸発・気化し、ガス冷媒となってガス冷媒配管１３、四方弁７、ガス冷媒配管１３ａを経て低圧冷媒貯留容器３１に流入し、ガス冷媒配管１３ａを経て圧縮機６に吸入される。このとき、ガス冷媒に含まれる液は分離して低圧冷媒貯留容器３１内に貯留される。

上記のような冷房運転又は暖房運転を行うマルチタイプの空気調和機においては、室外機１内にマルチ運転に必要な冷媒が封入されているが、例えば、室内機４０ａ〜４０ｎのうち１台の室内機（例えば、４０ａ）のみが運転される場合は、多量の余剰冷媒が生じる。このような余剰冷媒は、通常高圧冷媒貯留容器３０に貯留され、また、戸外の温度条件の変化や設定温度の違いなどによって生じた余剰冷媒は、低圧冷媒貯留容器３１に貯留される。

本実施の形態においては、従来１台であった余剰冷媒を貯留する容器を高圧冷媒貯留容器３０と低圧冷媒貯留容器３１の２台で構成し、高圧冷媒貯留容器３０を断熱箱体３２内に収容して広いスペースの送風機室５内に設置し、低圧冷媒貯留容器３１を機械室４内に設置したので、大容量の高圧冷媒貯留容器３０を設けることができ、低圧冷媒貯留容器３１を大型にする必要がないので機械室４のスペースを拡大することがなく、したがって、室外機１が大型化することもない。

また、高圧冷媒貯留容器３０を断熱箱体３２内に収容して送風機室５内に設置したので、送風機１１の運転によって送風された外気（図４、図５に矢印で示す）から遮断されているため、熱ロスによってサイクル効率が低下することがなく、余剰冷媒を効率よく貯留することができる。

上記の説明では、断熱箱体３２に収容した高圧冷媒貯留容器３０を送風機室５に設置し、低圧冷媒貯留容器３１を機械室４に設置した場合を示したが、低圧冷媒貯留容器３１を断熱箱体３２に収容して送風機室５内に設置し、高圧冷媒貯留容器３０を機械室４内に設置してもよい。
また、高圧冷媒貯留容器又は低圧冷媒貯留容器を収容する断熱箱体は図示のものに限定するものではなく、送風機１１の運転によって送風された外気を遮断するものであればよい。

１ 室外機、２ 室外機本体、４ 機械室、５ 送風機室、６ 圧縮機、７ 四方弁、８，１８ａ〜１８ｎ 膨張弁、１０ 室外熱交換器、１１ 送風機、１２，１７ａ〜１７ｎ，４１ａ〜４１ｎ 液冷媒配管、１３，１３ａ，１３ｂ，１９ａ〜１９ｎ，４２ａ〜４２ｎ ガス冷媒配管、１４ 室内機接続ポート、１５ 液冷媒ポート、１６ ガス冷媒ポート、２０ 底板、２１ 固定板、２２ 前面パネル、３０ 高圧冷媒貯留容器、３１ 低圧冷媒貯留容器、３２ 断熱箱体、３３ａ 断熱下ケース、３３ｂ 断熱上ケース、３４ 断熱材、３５ 上蓋、４０ａ〜４０ｎ 室内機。

Claims (4)

1. 圧縮機、四方弁などが設置された機械室、送風機が設置された送風機室、前記機械室の背面側から送風機室の背面側及び側面にかけて設けられた室外熱交換器、余剰冷媒を貯留する容器、及び液冷媒ポートとガス冷媒ポートからなる室内機接続ポートが前記機械室の側面に設けられて複数台の室内機が接続される室外機であって、
   前記余剰冷媒を貯留する容器を、高圧冷媒貯留容器と低圧冷媒貯留容器とによって構成し、これら高圧冷媒貯留容器と低圧冷媒貯留容器のいずれか一方を断熱材で覆って前記送風機室内に設置し、他方を前記機械室内に設置したことを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記高圧冷媒貯留容器を断熱箱体内に収容して前記送風機室内に設置し、液冷媒配管により膨張弁を介して前記室外熱交換器に接続すると共に前記液冷媒ポートに接続し、
   前記低圧冷媒貯留容器を前記機械室内に設置してガス冷媒配管により前記四方弁と圧縮機とに接続したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記断熱箱体を、内壁が断熱材で形成された断熱下ケースと断熱上ケースとによって構成し、これら断熱下ケースと断熱上ケースとの間に高圧冷媒貯留容器又は低圧冷媒貯留容器を収容することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室外機。
4. 前記請求項１〜３のいずれかの室外機に、前記室内機接続ポートを介して複数台の室内機を接続したことを特徴とする空気調和機。

Images