JP2015158319A - 空気調和機の冷媒流路切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
冷媒配管アセンブリ部を部分的に交換でき、コストの低減を図りながら、交換作業の負荷低減を図る冷媒流路切替装置を提供する。
【解決手段】
ケーシング（３１）は、冷媒配管（７ａ、７ｂ）が配置される冷媒配管部室（３１ａ）と、該冷媒配管部室（３１ａ）に配置された冷媒配管（７ａ、７ｂ）と冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）とを接続する配管接続部及び冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）が配置される冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）と、電気部品室（３１ｄ）と、で構成される。また冷媒配管部室（３１ａ）は、仕切り板（３１ｂ）にて冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）と仕切られており、かつ、内部に発泡材（３２ａ）が充填され、冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）は個別のケーシングに入れられており、それぞれのケーシングの内部には発泡材（３２ｂ）が充填される。
【選択図】 図１

Description

本発明は室外機と接続される複数の室内機とを備えた空気調和機について、特に室内機への冷媒流路の流れを切替える冷媒流路切替装置に関する。

近年、ビル空調用の空気調和装置として１台の室外機に対し複数台の室内機を接続したマルチ式空気調和機があるが、各居室の様々な空気条件や熱負荷の変動に対応するため、且つ省エネのために室内機の一部は冷房運転が実施され、残りの室内機は暖房運転を実施出来る冷暖同時運転が可能なマルチ式の空気調和機が提案されている。

このような冷暖同時運転が可能なマルチ式空気調和装置では運転モードに応じて室内機への冷媒の流れを切替えるために、室外機と室内機間の冷媒回路に冷媒流路切替装置が配設されている。

冷媒流路切替装置は冷媒配管と、冷媒配管上に設けられた複数の電磁弁等の制御弁を備えており、これらが箱形のケーシング内に配設されている。運転時制御弁の切替制御により室内機で蒸発した冷媒が流れ込み室外機の圧縮機へ流出する冷房状態と、室外機の圧縮機から吐出した冷媒が室内機へ向かって流出する暖房状態とが切替わる様に構成されている。

この冷媒流路切替装置について、特許文献１（特開２０１０−２８６１２９）には、複数の冷媒配管アセンブリと配管接続部を一つのケーシング中に纏めて配置し保冷や脈動抑制のために一括で発泡材を充填し、外部からヒーター等で加熱して発泡、固化させる構造が開示されている。

特開２０１０−２８６１２９号公報

上記特許文献１において、冷媒流路切替装置の内部は発泡材が充填、固化されており、制御弁のコイルは交換可能かもしれないが、複数の冷媒配管アセンブリを個別に交換する事は不可能である。

このため一部の冷媒配管アセンブリが故障すると冷媒流路切替装置を一括で製品交換しなければならず、コストの増大につながるとともに、一括での製品交換によりその作業負荷が大きかった。そこで、本発明は何らかの不具合で冷媒配管アセンブリ部に故障が生じた場合において、冷媒配管アセンブリ部を部分的に交換でき、コストの低減を図りながら、交換作業の負荷低減を図る冷媒流路切替装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、熱源側熱交換器（１２）と複数の利用側熱交換器（２１）とを有する冷媒回路に設けられる空気調和機の冷媒流路切替装置（３０）であって、ケーシング（３１）と、該ケーシング（３１）内に配設され、それぞれが冷媒配管（７ａ、７ｂ、７ｃ）からの冷媒流れを制御する制御弁（３３ａ、３３ｂ）を備えた複数の冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）とを備える。

そして、前記ケーシング（３１）は、前記冷媒配管（７ａ、７ｂ）が配置される冷媒配管部室（３１ａ）と、該冷媒配管部室（３１ａ）に配置された冷媒配管（７ａ、７ｂ）と前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）とを接続する配管接続部及び前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）が配置される冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）と、電気部品室（３１ｄ）と、で構成される。

さらに前記冷媒配管部室（３１ａ）は、仕切り板（３１ｂ）にて前記冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）と仕切られており、かつ、内部に発泡材（３２ａ）が充填され、前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）は個別のケーシングに入れられており、それぞれのケーシングの内部には発泡材（３２ｂ）が充填される。

本発明によれば、何らかの不具合で冷媒配管アセンブリ部に故障が生じた場合において、冷媒配管アセンブリ部を部分的に交換でき、コストの低減を図りながら、交換作業の負荷低減を図る冷媒流路切替装置を提供することができる。

本発明の実施例における冷媒配管系統図を示す。

以下、１を用いて本発明の冷媒流路切替装置の実施の形態を詳細に説明する。
［空気調和機のシステム構成］
図１は本発明の一実施の形態に係る冷媒流路切替装置を含む冷暖同時運転が可能な空気調和装置の冷媒回路を示すものである。この空気調和装置は主にビル用空調として配設され、ビル内の各部屋の要求によって個別空調を行うことが出来る冷暖同時運転が可能なマルチ式空気調和装置である。

この冷媒流路切替装置は天井裏等のスペースに配設される場合が多いが、冷媒配管等の表面に結露が生じ、水滴が冷媒流路切替装置のケーシングから落下するのを防止し、且つ冷媒の脈動等により冷媒配管の振動を抑制するため、冷媒配管や制御弁等の周囲を発泡ウレタン等の断熱材で覆っている。この断熱材は冷媒流路切替装置のケーシングの壁面に予め形成された注入口より液状の発泡材を当該ケーシング内に充填し、外部からヒーター等で加熱して当該発泡材を発泡、固化させて形成する。

空気調和装置は１台の室外ユニット１０と４台の室内ユニット３６ａ〜３６ｄ及び冷媒流路切替装置３０とを備えている。これらは冷媒配管で接続され冷媒回路を構成し、この冷媒回路中を冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。
室外ユニット１０は熱源側のユニットを構成しており、圧縮機１１、室外熱交換器１２室外膨張弁１３、電磁弁１４ａ、１４ｂを備えている。また室外ユニット１０は冷媒配管である主管１ａ、第１分岐管１ｂ、及び第２分岐管１ｃを有している。主管１の一端は、室外ユニット１０外に接続された液配管４に接続され他端は室外膨張弁１３及び室外熱交換器１２を介して前述第１分岐管１ｂ及び第２分岐管１ｃの一端に接続される。この第１分岐管１ｂの他端は、室外ユニット１０外に配設された低圧ガス配管２に接続され、第２分岐管１ｃの他端は、室外ユニット１０外に配設された高圧ガス配管３に接続される。
圧縮機１１は外部より取り入れた低圧のガス状冷媒に仕事（機械的エネルギー）を加え、気体（冷媒）のもつ力学的エネルギー（圧力、速度）を増加させ、それを最終的に圧力に変換して高圧のガス冷媒を得る機械である。圧縮機の吐出管１ｄは第２分岐管１ｃの途中に接続され、吸入管１ｅは第１分岐管１ｂの途中に接続されている。吸入管１ｅには蒸発器としての熱交換器で蒸発しきれなかった冷媒液を分離させる為のアキュームレータ１５が配設されている。

室外熱交換器１２は主管１ａの途中に配設されている。この室外熱交換器１２の近傍にはモータ１６により回転駆動される室外ファン１７が配設されており、この室外ファン１７によって取り込まれる外気と室外熱交換器１２内を流れる冷媒とが熱交換されるよう構成されている
室外膨張弁１３は冷媒を減圧して低温にする作用をする減圧装置であり、液配管４側の主管１ａに配置されている。当該空気調和装置は電子式膨張弁を採用している。電磁弁１４ａ、１４ｂは冷媒の流れを許容または遮断する制御弁として使用される。

各室内ユニット３６ａ〜３６ｄは、熱源利用側のユニットを構成しており、熱源利用側熱交換器である室内熱交換器２１及び室内膨張弁２２を備えている。室内熱交換器２１と室内膨張弁２２は冷媒配管によって接続される。各室内ユニット３６ａ〜３６ｄは第１中間配管５及び第２中間配管６で冷媒流路切替装置３０内に配設された冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄに接続される。
各室内ユニット３６ａ〜３６ｄの室内膨張弁２２は第２中間配管６及び冷媒配管アセンブリの第２主管７ｃを介して液配管４に接続されており、当該室内機膨張弁２２は電子膨張弁を採用している。

室内熱交換器２１の近傍には、モータにより回転駆動されるファン（それぞれ図示せず）が配設されており、この室内ファンにより取り込まれる空気と室内熱交換器２１を流れる冷媒とが熱交換するように構成されている。この熱交換された空気が室内に吹き出されることで、室内ユニットが配設された部屋の冷房運転または暖房運転が行われる。

［冷媒流路切替装置の構成］
冷媒流路切替装置はケーシング３１に収められており、ケーシング３１は冷媒配管部室３１ａ、冷媒配管アセンブリ配設室３１ｃ、電気部品室３１ｄで構成されている。ここで、冷媒配管部室３１ａには冷媒配管７ａ、７ｂ、７ｃが配置される。また、冷媒配管アセンブリ配設室３１ｃには、冷媒配管部室３１ａに配置された冷媒配管７ａ、７ｂと冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄとを接続する配管接続部と、冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄとが配置される。そして冷媒配管部室３１ａは仕切り板３１ｂにて冷媒配管アセンブリ配設室３１ｃと仕切られており、かつ、その内部に発泡材３２ａが充填されている。

冷媒配管アセンブリ配設室３１ｃには、複数の冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄが配設され、これらの冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄは個別のケーシングに入れられている。そして、それぞれのケーシングの内部には発泡材３２ｂが充填されている。なお、冷媒配管部室３１ａから出る配管接続部と冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄを冷媒接続配管７ｅと７ｆ付きのフレアナット８ａ〜８ｄで接続する。冷媒接続配管７ｅ、７ｆ及び７ｃは配管断熱３５で保冷される。
本実施例においては、冷媒配管アセンブリ配設室３１ｃの内部には発泡材が充填されておらず、このような冷媒配管アセンブリ配設室３１ｃに冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄが個別に配設されているため、個々に交換が可能となるものである。数量は目的によって増減可能である。このように、冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）の個数は必要に応じて増減して構成されるため、製作時注文に応じて冷媒配管アセンブリ３４ａ〜３４ｄの構成員数を増減して製作することができる。

本発明は、空気調和装置におけるケーシング内に配置された冷媒配管と複数の冷媒流路切替部で構成される冷媒流路切替装置につき冷媒配管アセンブリ（冷媒流路切替部）の部品交換を可能とする。

１ａ 主管
１ｂ 第一分岐管
１ｃ 第二分岐管
１ｄ 吐出管
１ｅ 吸入管
2 低圧ガス配管
3 高圧ガス配管
4 液配管
5 第一中間配管
6 第２中間配管
８ａ フレアナット
８ｂ フレアナット
８ｃ フレアナット
８ｄ フレアナット
９ａ フレアナット
９ｂ フレアナット
10 室外ユニット
11 圧縮機
12 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
13 室外膨張弁
１４ａ 電磁弁
１４ｂ 電磁弁
15 アキュームレータ
１７ 室外ファン
20 室内ユニット
21 室内熱交換器（利用側熱交換器）
22 室内膨張弁
30 冷媒流路切替装置
31 ケーシング
３１ａ 冷媒配管部室
３１ｂ 仕切り板
３１ｃ 冷媒配管アセンブリ配設室
３１ｄ 電気部品室
３２ａ 冷媒配管部室発泡材
３２ｂ 冷媒配管アセンブリ発泡材
３４ａ 冷媒配管アセンブリ
３４ｂ 冷媒配管アセンブリ
３４ｃ 冷媒配管アセンブリ
３４ｄ 冷媒配管アセンブリ
３５ 配管断熱材

Claims (3)

1. 熱源側熱交換器（１２）と複数の利用側熱交換器（２１）とを有する冷媒回路に設けられる空気調和機の冷媒流路切替装置（３０）であって、
   ケーシング（３１）と、
   該ケーシング（３１）内に配設され、それぞれが冷媒配管（７ａ、７ｂ、７ｃ）からの冷媒流れを制御する制御弁（３３ａ、３３ｂ）を備えた複数の冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）と、
   前記ケーシング（３１）は、前記冷媒配管（７ａ、７ｂ）が配置される冷媒配管部室（３１ａ）と、該冷媒配管部室（３１ａ）に配置された冷媒配管（７ａ、７ｂ）と前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）とを接続する配管接続部及び前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）が配置される冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）と、電気部品室（３１ｄ）と、で構成されるとともに、
   前記冷媒配管部室（３１ａ）は、仕切り板（３１ｂ）にて前記冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）と仕切られており、かつ、内部に発泡材（３２ａ）が充填され、
   前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）は個別のケーシングに入れられており、それぞれのケーシングの内部には発泡材（３２ｂ）が充填されることを特徴とする空気調和機の冷媒流路切替装置。
2. 請求項１に記載の空気調和機の冷媒流路切替装置において、
   前記冷媒配管アセンブリ配設室（３１ｃ）の内部には発泡材が充填されておらず、個別に発泡された冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）が個別に交換可能に構成されることを特徴とする空気調和機の冷媒流路切替装置。
3. 請求項１又は２に記載の空気調和機の冷媒流路切替装置において、
   前記冷媒配管アセンブリ（３４ａ〜３４ｄ）の個数は必要に応じて増減して構成されることを特徴とする空気調和機の冷媒流路切替装置。