JP2503668B2

JP2503668B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2503668B2
Application number: JP1186652A
Authority: JP
Inventors: 節中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPH0351671A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、熱源機１台に対して複数台の室内機を接
続する多室型ヒートポンプ式空気調和装置に関するもの
で、特に各室内機毎に冷暖房を選択的に、かつ１方の室
内機では、冷房、他方の室内機では暖房が同時に行うこ
とができる空気調和装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、熱源機１台に対して複数台の室内機をガラス管
と液管の２本の配管で接続し、冷暖房運転をするヒート
ポンプ式空気調和装置は一般的であり、各室内機は全て
暖房、または全て冷房を行なうように形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の多室型ヒートポンプ式空気調和装置は以上のよ
うに構成されているので、全ての室内機が、暖房または
冷房にしか運転しないため、冷房が必要な場所で暖房が
行われたり、逆に暖房が必要な場所で冷房が行われる様
な問題があつた。

特に、大規模なビルに据え付けた場合、インテリア部
とペリメーター部、または一般事務室と、コンピュータ
ールーム等のOA化された部屋では空調の負荷が著しく異
なるため、特に問題となつている。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、熱源機１台に対して複数台の室内機を接続
し、各室内機毎に冷暖房を選択的に、かつ１方の室内機
では冷房、他方の室内機では暖房が同時に行うことがで
きる様にして、大規模なビルに据え付けた場合、インテ
リア部とペリメーター部、または一般事務室と、コンピ
ュータールーム等のOA化された部屋で空調の負荷が著し
く異なつても、それぞれに対応できる多室型ヒートポン
プ式空気調和装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、圧縮機、切換弁、熱源機側熱交換器等よ
りなる１台の熱源機と、室内側熱交換器、第１の流量制
御装置等からなる複数台の室内機とを、第１、第２の接
続配管を介して接続したものにおいて、上記複数台の室
内機の室内側熱交換器の一方を上記第１の接続配管、ま
たは、第２の接続配管に切換可能に接続する弁装置を備
えた第１の分岐部と、上記複数台の室内機の室内側熱交
換器の他方に第１の流量制御装置を介して接続され、か
つ上記第２の接続配管に接続してなる第２の分岐部と上
記第２の接続配管に設けられ、上記第１の分岐部と上記
第２の分岐部とを連通させる第２の流量制御装置と、一
端が上記第２の分岐部を構成する配管に接続され、他端
が第３の流量制御装置を介して低圧側となる上記第１或
は第２の接続配管に連通するバイパス配管と、上記第３
の流量制御装置下流側のバイパス配管と、上記第２の分
岐部を構成する配管のうち、各室内機側の第２の接続配
管の合流部または第２の接続配管との間で熱交換を行う
熱交換部とを設けたことを特徴とするものである。

〔作用〕

この発明において、冷暖房同時運転における暖房主体
の場合は、高圧ガス冷媒を第１の接続配管、第１の分岐
部から暖房しようとしている各室内機に導入して暖房を
行い、その後、冷媒は第２の分岐部から一部は冷房しよ
うとしている室内機に流入して冷房を行い第１の分岐部
から第２の接続配管に流入する。一方、残りの冷媒は第
２の流量制御装置を通つて冷房室内機を通つた冷媒と合
流して第２の接続配管に流入し、熱源機に戻る。更に冷
媒の一部を上記第２の分岐部から、バイパス配管を介し
て流通させ、熱交換部で熱交換を行ない、第２の分岐部
から冷房しようとしている室内機へ流入する冷媒を冷却
してサブクールを充分につける。

また、冷房主体の場合は、高圧ガスを熱源機で任意量
熱交換し二相状態として第２の接続配管からガス状の冷
媒を第１の分岐部を介して暖房しようとする室内機に導
入して暖房を行い第２の分岐部に流入する。一方、液状
の残りの冷媒は第２の流量制御装置を通つて第２の分岐
部で暖房しようとする室内機を通つた冷媒と合流して冷
房しようとする各室内機に流入して冷房を行い、その後
に第１の分岐部から第１の接続配管を通つて熱源機に導
かれ再び圧縮機に戻る。更に、冷媒の一部を第２の分岐
部から、バイパス配管を介して第１の接続配管へ流入さ
せる過程で、熱交換部で熱交換を行い、上記第２の分岐
部の冷媒を冷却しサブクールを充分につけ冷房しようと
している室内機へ流入させる。

更に、暖房運転のみの場合、冷媒は熱源機より第１の
接続配管、第１の分岐部を通り各室内機に導入され、暖
房して第２の分岐部から第２の接続配管を通り熱源機に
戻る。

そして、冷房運転のみの場合、冷媒は熱源機より第２
の接続配管、第２の分岐部を通り各室内機に導入され、
冷房して第１の分岐部から第１の接続配管を通り熱源機
に戻る。

更に冷媒の一部を第２の分岐部から、バイパス配管を
介して上記第１の接続配管へ流入させる過程で、熱交換
部で熱交換を行い、上記第２の分岐部の冷媒を冷却して
サブクールを充分につけ冷房しようとしている室内機へ
流入させる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の第一実施例の空気調和装置の冷媒
系を中心とする全体構成図である。また、第２図乃至第
４図は第１図の一実施例における冷暖房運転時の動作状
態を示したもので、第２図は冷房または暖房のみの運転
動作状態図、第３図及び第４図は冷暖房同時運転の動作
を示すもので、第３図は暖房主体（暖房運転容量が冷房
運転容量より大きい場合）を、第４図は冷房主体（冷房
運転容量が暖房運転容量より大きい場合）を示す運転動
作状態図である。そして、第５図はこの発明の他の実施
例の空気調和装置の冷媒系を中心とする全体構成図であ
る。

なお、この実施例では熱源機１台に室内機３台を接続
した場合について説明するが、２台以上の室内機を接続
した場合も同様である。

第１図において、（Ａ）は熱源機、（Ｂ）．（Ｃ）．
（Ｄ）は後述するように互いに並列接続された室内機で
それぞれ同じ構成となつている。（Ｅ）は後述するよう
に、第１の分岐部、第２の流量制御装置、第２の分岐
部、気液分離装置、熱交換部を内蔵した中継機。（１）
は圧縮機、（２）は熱源機の冷媒流通方向を切換える切
換弁であり、この実施例では４方弁を使用している。
（３）は熱源機側熱交換器、（４）はアキユムレータ
で、上記機器（１）〜（３）と接続され、熱源機（Ａ）
を構成する。（５）は３台の室内側熱交換器、（６）は
熱源機（Ａ）の４方弁（２）と第１の分岐部（10）とを
接続する第１の接続配管、（6b）．（6c）．（6d）はそ
れぞれ室内機（Ｂ）．（Ｃ）（Ｄ）の室内側熱交換器
（５）と第１の分岐部（10）とを接続し、第１の接続配
管（６）に対応する室内機側の第１の接続配管、（７）
は熱源機（Ａ）の熱源機側熱交換器（３）と第２の分岐
部（11）とを接続する第２の接続配管、（7b）．（7
c）．（7d）はそれぞれ室内機（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）
の室内側熱交換器（５）と中継機（Ｅ）を接続し第２の
接続配管（７）に対応する室内機側の第２の接続配管、
（８）は室内機側の第１の接続配管（6b）．（6c）．
（6d）と、第１の接続配管（６）または、第２の接続配
管（７）側に切替え可能に接続する弁装置であり、この
実施例では三方切換弁を使用している。（９）は室内側
熱交換器（５）に近接して接続され室内側熱交換器
（５）の出口側の冷房時はスーパーヒート量、暖房時は
サブクール量により制御される第１の流量制御装置で、
室内機側の第２の接続配管（7b）．（7c）．（7d）に接
続される。（10）は室内機側の第１の接続配管（6b）．
（6c）．（6d）と、第１の接続配管（６）または、第２
の接続配管（７）に切り替え可能に接続する三方切換弁
（８）よりなる第１の分岐部、（11）は室内機側の第２
の接続配管（7b）．（7c）．（7d）と第２の接続配管
（７）よりなる第２の分岐部、（12）は第２の接続配管
（７）の途中に設けらえた気液分離装置で、その気層部
は、三方切替弁（８）の第１口（8a）に接続され、その
液層部は第２の分岐部（11）に接続されている。（13）
は気液分離装置（12）と第２の分岐部（11）との間に接
続する開閉自在な第２の流量制御装置、（14）は第２の
分岐部（11）と上記第１の接続配管（６）及び上記第２
の接続配管（７）とを結ぶバイパス配管、（15）はバイ
パス配管（14）の途中に設けられた第３の流量制御装
置、（16）はバイパス配管（14）の第３の流量制御装置
の下流に設けられ、第２の分岐部（11）における各室内
機側の第２の接続配管（7b）．（7c）．（7d）の合流部
との間で熱交換を行う熱交換部、（17）はバイパス配管
の熱交換部（16）と上記第１の接続配管（６）との間に
設けられた第１の逆止弁、（18）はバイパス配管（14）
の熱交換部（16）と上記第２の接続配管（７）との間に
設けられ、第１の逆止弁（17）と並列関係の第２の逆止
弁であり、第１及び第２の逆止弁（17）（18）は共に熱
交換部（16）側から第１及び第２の接続配管（６）．
（７）側へのみ冷媒流通を許容する。

このように構成されたこの発明の実施例について説明
する。

まず、第２図を用いて冷房運転のみの場合について説
明する。

すなわち、同図に実線矢印で示すように圧縮機（１）
より吐出された高温高圧冷媒ガスは４方弁（２）を通
り、熱源機側熱交換器（３）で熱交換して凝縮液化され
た後、第２の接続配管（７）、気液分離装置（12）、第
２の流量制御装置（13）の順に通り、更に第２の分岐部
（11）、室内機側の第２の接続配管（7b）．（7c）．
（7d）を通り、各室内機（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）に流入
する。そして、各室内機（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）に流入
した冷媒は、各室内側熱交換器（５）出口のスーパーヒ
ート量により制御される第１の流量制御装置（９）によ
り低圧まで減圧されて室内側熱交換器（５）で、室内空
気と熱交換して蒸発しガス化され室内を冷房する。そし
て、このガス状態となつた冷媒は、室内機側の第１の接
続配管（6b）．（6c）．（6d）、三方切替弁（８）、第
１の分岐部（10）、第１の接続配管（６）、熱源機の４
方弁（２）、アキユムレータ（４）を経て圧縮機（１）
に吸入される循環サイクルを構成し、冷房運転をおこな
う。この時、三方切替弁（８）の第１口（8a）は閉路、
第２口（8b）及び第３口（8c）は開路されている。

また、このサイクルの時、第２の流量制御装置（13）
を通過した冷媒の一部がバイパス配管（14）へ入り第３
の流量制御装置（15）で低圧まで減圧されて熱交換部
（16）で第２の分岐部（11）の各室内機側の第２の接続
配管（7b）．（7c）．（7d）の合流部との間で熱交換を
行い蒸発した冷媒は、第１の逆止弁（17）を通り、第１
の接続配管（６）へ入り熱源機の４万弁（２）、アキユ
ムレータ（４）を経て圧縮機（１）に吸入される。この
時第１の接続配管（６）が低圧、第２の接続配管（７）
が高圧のため必然的に第１の逆止弁（17）側に流通す
る。一方、熱交換部（16）で熱交換し冷却されサブクー
ルを充分につけられた上記第２の分岐部（11）の冷媒は
冷房しようとしている室内機（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）へ
流入する。

次に、第２図を用いて暖房運転のみの場合について説
明する。すなわち、同図に点線矢印で示すように圧縮機
（１）より吐出された高温高圧冷媒ガスは、４方弁
（２）を通り、第１の接続配管（６）、第１の分岐部
（10）、三方切替弁（８），室内機側の第１の接続配管
（6b）．（6c）．（6d）、の順に通り、各室内機
（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）に流入し、室内空気と熱交換し
て凝縮液化し、室内を暖房する。そして、この液状態と
なつた冷媒は、各室内側熱交換器（５）出口のサブクー
ル量により制御される第１の流量制御装置（９）を通
り、室内機側の第２の接続配管（7b）．（7c）．（7d）
から第２の分岐部（11）に流入して合流し、更に第２の
流量制御装置（13）を通り、ここで第１の流量制御装置
（９）又は第２の流量制御装置（13）のどちらか一方で
低圧の二相状態まで減圧される。そして、低圧まで減圧
された冷媒は、気液分離装置（12）、第２の接続配管
（７）を経て熱源機（Ａ）の熱源機側熱交換器（３）に
流入し熱交換して蒸発しガス状態となつた冷媒は、熱源
機の４方弁（２）、アキユムレータ（４）を経て圧縮機
（１）に吸入される循環サイクルを構成し、暖房運転を
おこなう。この時、三方切替弁（８）は、上述した冷房
運転のみの場合と同様に開閉されている。

冷暖房同時運転における暖房主体の場合について第３
図を用いて説明する。

すなわち、同図に点線矢印で示すように圧縮機（１）
より吐出された高温高圧冷媒ガスは、第１の接続配管
（６）を通して中継機（Ｅ）へ送られ、そして第１の分
岐部（10）、三方切替弁（８）、室内機側の第１の接続
配管（6b）．（6c）の順に通り、暖房しようとする各室
内機（Ｂ）．（Ｃ）に流入し、室内側熱交換器（５）で
室内空気と熱交換して凝縮液化され室内を暖房する。そ
して、この凝縮液化した冷媒は、各室内側熱交換器
（Ｂ）．（Ｃ）出口のサブクール量により制御されほぼ
全開状態の第１の流量制御装置（９）を通り少し減圧さ
れて第２の分岐部（11）に流入する。そして、この冷媒
の一部は、室内側の第２の接続配管（7d）を通り冷房し
ようとする室内機（Ｄ）に入り、室内側熱交換器（Ｄ）
出口のスーパーヒート量により制御される第１の流量制
御装置（９）に入り減圧された後に室内側熱交換器
（５）に入つて熱交換して蒸発しガス状態となつて室内
を冷房し、三方切替弁（８）を介して気液分離装置（1
2）に流入する。

一方、他の冷媒は第２の分岐部（11）、第２の接続配
管の開閉自在な高圧、低圧値によつて制御される第２の
流量制御装置（13）を通つて気液分離装置（12）に流入
し、冷房しようとする室内機（Ｄ）を通つた冷媒と合流
して第２の接続配管（７）に流入し、熱源機（Ａ）の熱
源機側熱交換器（３）に流入し熱交換して蒸発しガス状
態となる。そして、その冷媒は、熱源機の４万弁
（２）、アキユムレータ（４）を経て圧縮機（１）に吸
入される循環サイクルを構成し、暖房主体運転をおこな
う。この時、室内機（Ｂ）．（Ｃ）に接続された三方切
替弁（８）の第１口（8a）は閉路、第２口（8b）及び第
３口（8c）は開路されており、室内機（Ｄ）の第２口
（8b）は閉路、第１口（8a）、第３口（8c）は開路され
ている。

また、このサイクルの時、一部の液冷媒は各室内機側
の第２の接続配管（7b）．（7c）．（7d）の合流部か
ら、バイパス配管（14）へ入り、第３の流量制御装置
（15）で低圧まで減圧されて熱交換器（16）で、熱交換
を行い蒸発した冷媒は、第２の逆止弁（18）を通り、第
２の接続配管（７）へ入り、熱源機（Ａ）の熱源機側熱
交換器（３）に流入し熱交換して蒸発しガス状態とな
る。そして、その冷媒は熱源機の４方弁（２）、アキユ
ムレータ（４）を経て圧縮機（１）に吸入される。この
時、第１の接続配管（６）が高圧、第２の接続配管
（７）が低圧のため必然的に第２の逆止弁（18）側を流
通する。一方、熱交換部（16）で熱交換し冷却されサブ
クールを充分につけられた上記第２の分岐部（11）の冷
媒は冷房しようとしている室内機（Ｄ）へ流入する。

冷暖房同時運転における冷房主体の場合について第４
図を用いて説明する。すなわち、同図に実線矢印で示す
ように圧縮機（１）より吐出された高温高圧冷媒ガス
は、熱源側機熱交換器（３）で任意量を熱交換して二相
の高温高圧状態となり、第２の接続配管（７）により、
中継機（Ｆ）の気液分離装置（12）へ送られる。そし
て、ここで、ガス状冷媒と液状冷媒に分離され、分離さ
れたガス状冷媒を第１の分岐部（10）、三方切替弁
（８）、室内機側の第１の接続配管（6d）の順に通り、
暖房しようとする室内機（Ｄ）に流入し、室内側熱交換
器（Ｄ）で室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖
房する。更に、室内側熱交換器（Ｄ）出口のサブクール
量により制御されほぼ全開状態の第１の流量制御装置
（９）を通り少し減圧されて第２の分岐部（11）に流入
する。一方、残りの液状冷媒は第２の分岐部（11）、第
２の接続配管の開閉自在な高圧、低圧値によつて制御さ
れる第２の流量制御装置（13）を通つて第２の分岐部
（11）に流入し、暖房しようとする室内機（Ｄ）を通つ
た冷媒と合流する。そして、第２の分岐部（11）、室内
機側の第２の接続配管（7b）．（7c）の順に通り、各室
内機（Ｂ）．（Ｃ）に流入する。そして、各室内機
（Ｂ）．（Ｃ）に流入した冷媒は、室内側熱交換器
（Ｂ）．（Ｃ）出口のスーパーヒート量により制御され
る第１の流量制御装置（９）により低圧まで減圧され
て、室内空気と熱交換して蒸発しガス化され室内を冷房
する。更に、このガス状態となつた冷媒は、室内機側の
第１の接続配管（6b）．（6c）三方切替弁（８）、第１
の分岐部（10）、第１の接続配管（６）、熱源機の４方
弁（２）、アキユムレータ（４）を経て圧縮機（１）に
吸入される循環サイクルを構成し、冷房主体運転をおこ
なう。この時、室内機（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）に接続さ
れた三方切替弁（８）の第１口（8a）〜第３口（8c）は
暖房主体運転と同様に開閉されている。

また、このサイクルの時、一部の液冷媒は各室内機側
の第２の接続配管合流部から、バイパス配管（14）へ入
り、第３の流量制御装置（15）で低圧まで減圧されて熱
交換器（16）で、熱交換を行い蒸発した冷媒は、第１の
逆止弁（17）を通り、第１の接続配管（６）へ入り熱源
機の４万弁（２）、アキユムレータ（４）を経て圧縮機
（１）に吸入される。この時、第１の接続配管（６）は
低圧、第２の接続配管（７）は高圧のため必然的に第１
の逆止弁（17）側を流通する。一方、熱交換部（16）で
熱交換し冷却されサブクールを充分につけられた上記第
２の分岐部（11）の冷媒は冷房しようとしている室内機
（Ｂ）．（Ｃ）へ流入する。

なお、上記実施例では三方切替弁（８）を設けて室内
機側の第１の接続配管（6b）．（6c）．（6d）と、第１
の接続配管（６）または、第２の接続配管（７）に切り
替え可能に接続しているが、第５図に示すように２つの
電磁弁（30）．（31）等の開閉弁を設けて上述したよう
に切り替え可能に接続しても同様な作用効果を奏す。

〔発明の効果〕

以上説明したとうり、この発明の空気調和装置は、圧
縮機、切換弁、熱源機側熱交換器等よりなる１台の熱源
機と、室内側熱交換器、第１の流量制御装置等からなる
複数台の室内機とを、第１、第２の接続配管を介して接
続したものにおいて、上記複数台の室内機の室内側熱交
換器の一方を上記第１の接続配管、または、第２の接続
配管に切換可能に接続する弁装置を備えた第１の分岐部
と、上記複数台の室内機の室内側熱交換器の他方に第１
の流量制御装置を介して接続され、かつ上記第２の接続
配管に接続してなる第２の分岐部と上記第２の接続配管
に設けられ、上記第１の分岐部と上記第２の分岐部とを
連通させる第２の流量制御装置と、一端が上記第２の分
岐部を構成する配管に接続され、他端が第３の流量制御
装置を介して低圧側となる上記第１或は第２の接続配管
に連通するバイパス配管と、上記第３の流量制御装置下
流側のバイパス配管と、上記第２の分岐部を構成する配
管のうち、各室内機側の第２の接続配管の合流部または
第２の接続配管との間で熱交換を行う熱交換部とを設け
た構成としたので、冷暖房を選択的に、かつ一方の室内
機では冷房、他方の室内機では暖房を同時に行うことが
でき、しかも、室内機で負荷変動があっても、流量制御
装置によってバイパス配管を流れる冷媒流量を制御でき
るので、常に、室内機へ分配されるそれぞれの接続配管
に応じて液冷媒のサブクールを充分に取ることができ、
冷房運転する各室内機に接続された第１の流量制御装置
のサブクールが確保でき、信頼性が向上する。

また、室内機と室外機を２本の配管で接続できるので
工事性に優れた空気調和装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一実施例の空気調和装置の冷媒系
を中心とする全体構成図である。第２図は第１図で示し
た一実施例の冷房または暖房のみの運転動作状態図、第
３図は第１図で示した一実施例の暖房主体（暖房運転容
量が冷房運転容量より大きい場合）の運転動作状態図、
第４図は第１図で示した一実施例の冷房主体（冷房運転
容量が暖房運転容量より大きい場合）を示す運転動作状
態図、第５図はこの発明の他の実施例の空気調和装置の
冷媒系を中心とする全体構成図である。図において、（Ａ）は熱源機、（Ｂ）．（Ｃ）．（Ｄ）
は室内機、（Ｅ）は中継機、（１）は圧縮機、（２）は
熱源機の切換弁、（３）は熱源機側熱交換器、（５）は
室内側熱交換器、（６）は第１の接続配管、（6b）．
（6c）．（6d）は室内機側の第１接続配管、（７）は第
２の接続配管、（7b）．（7c）．（7d）は室内機側の第
２の接続配管、（８）は弁装置、（９）は第１の流量制
御装置、（10）は第１の分岐部、（11）は第２の分岐
部、（13）は第２の流量制御装置、（14）はバイパス配
管、（15）は第３の流量制御装置、（16）は熱交換部、なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、切換弁、熱源機側熱交換器等より
なる１台の熱源機と、室内側熱交換器、第１の流量制御
装置等からなる複数台の室内機とを、第１、第２の接続
配管を介して接続したものにおいて、上記複数台の室内
機の室内側熱交換器の一方を上記第１の接続配管、また
は、第２の接続配管に切換可能に接続する弁装置を備え
た第１の分岐部と、上記複数台の室内機の室内側熱交換
器の他方に第１の流量制御装置を介して接続され、かつ
上記第２の接続配管に接続してなる第２の分岐部と上記
第２の接続配管に設けられ、上記第１の分岐部と上記第
２の分岐部とを連通させる第２の流量制御装置と、一端
が上記第２の分岐部を構成する配管に接続され、他端が
第３の流量制御装置を介して低圧側となる上記第１或は
第２の接続配管に連通するバイパス配管と、上記第３の
流量制御装置下流側のバイパス配管と、上記第２の分岐
部を構成する配管のうち、各室内機側の第２の接続配管
の合流部または第２の接続配管との間で熱交換を行う熱
交換部とを設けたことを特徴とする空気調和装置。