JP2525927B2

JP2525927B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2525927B2
Application number: JP2107910A
Authority: JP
Inventors: 秀一谷; 節中村; 智彦河西; 茂生 ▲高▼田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH046367A

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、かつ一方の室
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すべて暖
房、またはすべて冷房を行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、すべての室内機が冷房または
暖房にしか運転しないため、冷房が必要な場所で暖房行
われたり、逆に暖房が必要な場所で冷房が行われるよう
な問題があった。

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、特に問題となっている。

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、かつ一方の室内
機では冷房、他方の室内機では暖房が同時に行うことが
できるようにして、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
著しく異なっても、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〕

この発明の請求項１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、それ
ぞれ室内側熱交換器を有す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上記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の接続配管に切り換え可能に
接続する第１の分岐部と、上記複数台の室内機の上記室
内側熱交換器の他方に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の接続配管か
ら分岐して上記第１の分岐部に到る配管を分岐する配管
分岐部に設けた気液分離装置と、この気液分離装置と上
記室内側熱交換器の他方とを接続する管路途中に設けら
れ、冷媒の流量を制御する流量制御装置と、上記気液分
離装置内の液冷媒の液量を検知する液量検知手段と、液
量検知手段により検知された検出値に基づき、上記第２
の分岐部と第１の接続配管とを結ぶバイパス配管に設け
られた第３の流量制御装置の開度を制御する液量制御手
段と、上記第１の分岐部、第２の分岐部、気液分離装
置、第３の流量制御装置、液量検知手段及び液量制御手
段を内蔵した中継機と、第１及び第２の接続配管間に設
けられ、流れる冷媒の方向を切換えることにより運転時
は常に、熱源機と室内機間に介在する第１の接続配管を
低圧に、第２の接続配管を高圧にする上記熱源機内に設
置した接続配管切換装置とを備えたものである。

また、請求項２の空気調和装置は、液量検知手段が、
過熱度算出手段と過冷却度算出手段より構成されたもの
である。

また、請求項３の空気調和装置は、請求項１記載のも
のにおいて、一端が第２の分岐部に接続され、他端が第
３の流量制御装置を介して低圧となる接続配管に接続さ
れたバイパス配管と、第３の流量制御装置下流側バイパ
ス配管を流れる冷媒と気液分離装置から第２の分岐部に
送出される冷媒とを熱交換させる熱交換部とを備えたも
のである。

〔作用〕

この発明の請求項１の空気調和装置は、冷房運転、暖
房運転及び冷房主体運転、暖房主体運転の冷暖同時運転
が可能であるとともに、液量検知手段により液面を検知
し、液量制御手段により液面が高すぎないように制御す
るので、暖房する室内機へ液状冷媒の混入が減少し、暖
房能力の低下が防止できる。また、液面が低すぎないよ
う制御するので、冷房する室内機へガス状冷媒の混入が
減少し、即ち、冷房の過冷却度の不足がなくなり、冷媒
の分配性が向上する。しかも、上記液量制御を中継機内
に設けた液量検知手段及び液量制御手段で行うので、制
御信号を送る伝送線の設置等が簡単になり、制御が容易
になる。また、冷暖同時運転時に、運転モードが変化し
ても、常に低圧の冷媒は第１の接続配管を通り、高圧の
冷媒は第２の接続配管を通るので、圧力変動が少なく、
安定した運転が可能となる。

この発明の請求項２の空気調和装置は、液量検知手段
を過熱度算出手段と過冷却度算出手段より構成したこと
により、気液分離装置内の液量の上限を過熱度算出手段
で検知し、下限を過冷却度算出手段で検知する。

この発明の請求項３の空気調和装置は、熱交換部によ
り冷媒に過冷却を充分与えることができる。

〔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、第３
図、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図は冷房又は暖房のみの
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（暖房運転しよう
としている室内機の合計容量が冷房運転しようとしてい
る室内機の合計容量より大きい場合）を、第４図は冷房
主体（冷房運転しようとしている室内機の合計容量が暖
房運転しようとしている室内機の合計容量より大きい場
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
した場合でも同様である。

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っている。（Ｅ）は後述するよう
に、第１の分岐部、第２の流量調整装置、第２の分岐
部、気液分離装置、第１及び第２の熱交換部を内蔵した
中継機である。（１）は圧縮機、（２）は熱源機の冷媒
流通方向を切り換える四方切換弁、（３）は熱源機側熱
交換器、（４）はアキュムレータで、上記機器（１）〜
（３）と接続され熱源機（Ａ）を構成する。（５）はそ
れぞれ室内機（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の室内側熱交換
器、（６）は四方切換弁（２）と中継機（Ｅ）を接続す
る太い第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）と中継機（Ｅ）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
側熱交換器（３）と中継機（Ｅ）を接続する上記第１の
接続配管（６）より細い第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）、（6
c）、（6d）と、第１の接続配管（６）または、第２の
接続配管（７）側に切り換え可能に接続する三方切換
弁、（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過熱度、暖房
時は過冷却度により制御される第１の流量調整装置で、
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）に切り換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、その合流部より
なる第２の分岐部、（12）は第２の接続配管（７）の途
中に設けられた気液分離装置で、その気相部は、三方切
換弁（８）のそれぞれの第１口（8a）に接続され、その
液相部は第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の流量調整装置、（14）は第２の
分岐部（11）と上記第１の接続配管（６）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の流量調整装置、（16b）、（16c），（16d）
はバイパス配管（14）の第３の流量調整装置（15）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）との間でそれ
ぞれ熱交換を行う第３の熱交換部、（16a）はバイパス
配管（14）の第３の流量調整装置（15）の下流及び第３
の熱交換部（16b）、（16c）、（16d）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
を行う第２の熱交換部、（19）はバイパス配管（14）の
第３の流量調整装置（15）の下流及び第２の熱交換部
（16a）の下流に設けられた気液分離装置（12）と第２
の流量制御装置（13）とを接続する配管との間で熱交換
を行う第１の熱交換部、（17）は第２の分岐部（11）と
第１の接続配管（６）との間に接続する開閉自在な第４
の流量制御装置、（32）は熱源側熱交換器（３）と第２
の接続配管（７）との間に設けられた第３の逆止弁であ
り、熱源側熱交換器（３）から第２の接続配管（７）へ
のみ冷媒流通を許容する。（33）は熱源機（Ａ）の四方
切換弁（２）と第１の接続配管（６）との間に設けられ
た第４の逆止弁であり、第１の接続配管（６）から四方
切換弁（２）へのみ冷媒流通を許容する。（34）は熱源
機（Ａ）の四方切換弁（２）と第２の接続配管（７）と
の間に設けられた第５の逆止弁であり、四方切換弁
（２）から第２の接続配管（７）へのみ冷媒流通を許容
する。（35）は熱源側熱交換器（３）と第１の接続配管
（６）との間に設けられた第６の逆止弁であり、第１の
接続配管（６）から熱源側熱交換器（３）へのみ冷媒流
通を許容する。上記第３の逆止弁（32）から第６の逆止
弁（35）で切換弁（40）を構成する。

（41）は一端を気液分離装置（12）に他端を第１の接
続配管（６）に接続した液抜き配管、（42）は液抜き配
管（41）の気液分離装置（12）と第１の接続配管（６）
との間に設けた第５の流量制御装置、（43）は液抜き配
管（41）の第５の流量制御装置（42）の下流に設けら
れ、気液分離装置（12）と第１の分岐部（10）を接続す
る配管との間で熱交換を行う第４の熱交換部である。

（23）は第２の流量制御装置（13）と第１の熱交換部
（19）を接続する配管に取り付けた第１の温度検出器、
（25）は上記第１の温度検出器（23）と同じ配管に取り
付けた第１の圧力検出器、（26）は第２の分岐部（11）
に取り付けた第２の圧力検出器、（52）は第１の接続配
管（６）と第１の分岐部（10）を接続する配管に取り付
けた第３の圧力検出器、（51）は液抜き配管（41）側の
第４の熱交換部（43）の出口側に取り付けた第２の温度
検出器、（53）はバイパス配管（14）側の第１の熱交換
部（19）の出口側に取り付けた第３の温度検出器であ
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、第２図に実線矢印で示すように圧縮器
（１）より吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方切換弁
（２）を通り、熱源機側熱交換器（３）で熱交換して凝
縮された後、第３の逆止弁（32）、第２の接続配管
（７）、気液分離装置（12）、第２の流量調整装置（1
3）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）に流入した冷媒は、各室内側
熱交換器（５）の出口の過熱度により制御される第１の
流量調整装置（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、このガス状態となった冷媒
は、室内機側の第１の接続配管（6b）、（6c）、（6d）
の三方切換弁（８）、第１の分岐部（10）を通り、第１
の接続配管（６）、第４の逆止弁（33）、四方切換弁
（２）、アキュムレータ（４）を経て、圧縮機（１）に
吸入される循環サイクルを構成し、冷房運転を行う。こ
のとき、三方切換弁（８）はそれぞれの第１口（8a）は
閉路、第２口（8b）及び第３口（8c）は開路されてい
る。

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３の逆止弁（32）、第
４の逆止弁（33）へ冷媒は流通する。

また、このサイクルの時、第２の流量調整装置（13）
を通過した冷媒の一部がバイパス配管（14）へ入り、第
３の流量調整装置（15）で低圧まで減圧されて、第３の
熱交換部（16b）、（16c）、（16d）で各室内機側の第
２の接続配管（7b）、（7c）、（7d）との間で、第２の
熱交換部（16a）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、更に第１の熱交換部（19）で第２の流量制御装置
（13）に流入する冷媒との間で熱交換を行い蒸発した冷
媒は、第１の接続配管（６）へ入り、第４の逆止弁（3
3）、四方切換弁（２）、アキュムレータ（４）を経て
圧縮機（１）に吸入される。一方、第１及び第２及び第
３の熱交換部（19）、（16a）、（16b）、（16c）、（1
6d）で熱交換し、冷却され過冷却度を十分につけられた
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。

また、冷房運転において空気調和装置に封入されてい
る冷媒が、第２の接続配管を高圧液冷媒で満たすほど封
入されていない場合、熱源側熱交換器（３）にて凝縮さ
れた高圧２相冷媒は、第２の接続配管（７）、気液分離
装置（12）を経た後に、第１及び第２及び第３の熱交換
部（19）、（16a）、（16b）、（16C）、（16d）にて、
第３の流量制御装置（15）にて低圧まで減圧されたバイ
パス側を流れる冷媒と熱交換することにより、液化して
さらに冷却され過冷却度を十分につけられて冷房しよう
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、第２図に破線矢印で示すように圧縮
機（１）より吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方切換
弁（２）を通り、第５の逆止弁（34）、第２の接続配管
（７）、気液分離装置（12）を通り、第１の分岐部（1
0）、三方切換弁（８）、室内機側の第１の接続配管（6
b）、（6c）、（6d）を通り、各室内機（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）に流入した冷媒は、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
なった冷媒は、各室内側熱交換器（５）の出口の過冷却
度により制御される第１の流量調整装置（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４の流量
調整装置（17）を通り、ここで第１の流量調整装置
（９）又は第４の流量調整装置（17）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、第１の接続配管（６）を経て、第６の逆
止弁（35）、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った冷媒は、四方切換弁（２）、
アキュムレータ（４）を経て圧縮機（１）に吸入される
循環サイクルを構成し、暖房運転を行う。このとき、三
方切換弁（８）はそれぞれの第２口（8b）は閉路、第１
口（8a）及び第３口（8c）は開路されている。

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５の逆止弁（34）、第
６の逆止弁（35）へ冷媒は流通する。

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。ここでは室内機（Ｂ）、（Ｃ）の
２台が暖房、室内機（Ｄ）１台が冷房しようとしている
場合について説明する。

すなわち、第３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の冷媒ガスは四方切換弁
（２）、第５の逆止弁（34）、第２の接続配管（７）を
通り、中継機（Ｅ）へ送られ、気液分離装置（12）を通
り、そして第１の分岐部（10）、室内機（Ｂ）、（Ｃ）
に接続された三方切換弁（８）、室内機側の第１の接続
配管（6b）、（6c）の順に通り、暖房しようとしている
室内機（Ｂ）、（Ｃ）に流入した冷媒は、室内側熱交換
器（５）で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、この液状態となった冷媒は、室内側熱
交換器（５）の出口の過冷却度により制御され、ほぼ全
開状態の第１の流量調整装置（９）を通り少し減圧され
て高圧と低圧の中間の圧力（中間圧）になり、室内機側
の第２の接続配管（7b）、（7c）から第２の分岐部（1
1）に流入する。そして、室内機側の第２の接続配管（7
d）を通り冷房しようとしている室内機（Ｄ）に入り、
室内側熱交換器（５）の出口の過熱度により制御される
第１の流量調整装置（９）により減圧された後に室内側
熱交換器（５）に入り熱交換して蒸発しガス状態となっ
て室内を冷房し、室内機（Ｄ）に接続された三方切換弁
（８）を介して第１の接続配管（６）に流入する。

一方、他の冷媒は第２の分岐部（11）を通り、第２の
接続配管（７）の高圧と第２の分岐部（11）の中間圧の
差を一定にするように制御される開閉自在な第４の流量
調整装置（17）を通って、冷房しようとしている室内機
（Ｄ）を通った冷媒と合流して太い第１の接続配管
（６）に流入し、第６の逆止弁（35）、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
の冷媒は、四方切換弁（２）、アキュムレータ（４）を
経て圧縮機（１）に吸入される循環サイクルを構成し、
暖房主体運転を行う。このとき、冷房しようとしている
室内機（Ｄ）の室内側熱交換器（５）の蒸発圧力と熱源
側熱交換器（３）の蒸発圧力の圧力差が、太い第１の接
続配管（６）に切り換えるために小さくなる。このと
き、室内機（Ｂ）、（Ｃ）に接続された三方切換弁
（８）はそれぞれの第２口（8b）は閉路、第１口（8a）
及び第３口（8c）は開路されている。また室内機（Ｄ）
に接続された三方切換弁（８）は第２口（8b）及び第３
口（8c）は開路、第１口（8a）は閉路されている。

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第２の熱交換部（16a）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、更に第１の熱交換部
（19）で第２の流量制御装置（13）へ流入する冷媒との
間で熱交換を行い蒸発した冷媒は、第１の接続配管
（６）へ入り、第６の逆止弁（35）を経て、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、この冷媒は四方切換弁（２）、アキュムレ
ータ（４）を経て圧縮機（１）に吸入される。一方、第
１及び第２及び第３の熱交換部（19）、（16a）、（16
b）、（16c）、（16d）で熱交換し冷却され過冷却度を
十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。ここでは、室内機（Ｂ）、（Ｃ）
の２台が冷房、室内機（Ｄ）１台が暖房しようとしてい
る場合について説明する。すなわち、第４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の冷
媒ガスは四方切換弁（２）を通り、熱源機側熱交換器
（３）で任意量熱交換して２相の高温高圧ガスとなり、
第３の逆止弁（32）、第２の接続配管（７）より、中継
機（Ｅ）の気液分離装置（12）へ送られる。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）、三方切換弁（８）、室内機側の
第１の接続配管（6d）の順に通り、暖房しようとしてい
る室内機（Ｄ）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し、室内を暖房する。更に、
室内側熱交換器（５）の出口の過冷却度により制御され
ほぼ全開状態の第１の流量調整装置（９）を通り少し減
圧されて、高圧と低圧の中間の圧力（中間圧）となり、
第２の分岐部（11）に流入する。一方、残りの液状冷媒
は高圧と中間圧の差を一定にするように制御される第２
の流量制御装置（13）を通って第２の分岐部（11）に流
入し、暖房しようとしている室内機（Ｄ）を通った冷媒
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）を通り、各室内機
（Ｂ）、（Ｃ）に流入する。そして、この冷媒は、室内
機（Ｂ）、（Ｃ）の室内側熱交換器（５）の出口の過熱
度により制御される第１の流量調整装置（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
のガス状態となった冷媒は、室内機側の第１の接続配管
（6b）、（6c）、室内機（Ｂ）、（Ｃ）に接続された三
方切換弁（８）、第１の分岐部（10）、第１の接続配管
（６）、第４の逆止弁（33）、四方切換弁（２）、アキ
ュムレータ（４）を経て圧縮機（１）に吸入される循環
サイクルを構成し、冷房主体運転を行う。このとき、室
内機（Ｂ）、（Ｃ）に接続された三方切換弁（８）はそ
れぞれの第１口（8a）は閉路、第２口（8b）及び第３口
（8c）は開路されている。また室内機（Ｄ）に接続され
た三方切換弁（８）は第１口（8a）及び第３口（8c）は
開路、第２口（8b）は閉路されている。

このとき、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３の逆止弁（32）、
第４の逆止弁（33）へ冷媒は流通する。

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の流量調整装置（15）
で低圧まで減圧されて第２の熱交換部（16a）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、更に第１の熱交換部
（19）で第２の流量制御装置へ流入する冷媒との間で熱
交換を行い蒸発した冷媒は、第１の接線配管（６）へ入
り、第４の逆止弁（33）、四方切換弁（２）、アキュム
レータ（４）を経て圧縮機（１）に吸入される。一方、
第１及び第２及び第３の熱交換部（19）、（16a）、（1
6b）、（16c）、（16d）で熱交換し冷却され過冷却度を
十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。

また、気液分離装置（12）にて分離されたガス状冷媒
と液状冷媒の境界面である液面が、気液分離装置（12）
の液抜き配管（41）より下にある場合は、ガス状冷媒が
液抜き配管（41）に流入し第５の流量制御装置（42）に
て低圧まで減圧される。第５の流量制御装置（42）の入
口がガス状態のため、第５の流量制御装置（42）を流れ
る冷媒は少ない。このため、液抜き配管（41）を流れる
冷媒は、液面検知用の第４の熱交換部（43）にて、気液
分離装置（12）から第１の分岐部（10）に流入する高圧
ガス状冷媒と熱交換して低圧の過熱ガスになって、第１
の接続配管（６）に流入する。

逆に気液分離装置（12）にて分離されたガス状冷媒と
液状冷媒の境界面である液面が、気液分離装置（12）の
液抜き配管（41）より上にある場合は、液状冷媒が液抜
き配管（41）に流入し第５の流量制御装置（42）にて低
圧まで減圧される。第５の流量制御装置（42）の入口が
液状態のため、第５の流量制御装置（42）を流れる冷媒
は、上記入り口がガス状状態の場合と比べ多い。このた
め、液抜き配管（41）を流れる冷媒は、第４の熱交換部
（43）にて、気液分離装置（12）から第１の分岐部（1
0）に流入する高圧ガス状冷媒と熱交換しても、低圧の
過熱ガスにならず、２相状態で、第１の接続配管（６）
に流入する。

なお、上記実施例では三方切換弁（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
換え可能に接続しているが、第５図に示すように２つの
電磁開閉弁（30）、（31）等の開閉弁を設けて上述した
ように切り換え可能に接続しても同様な作用効果が得ら
れる。

次に上記第１実施例の冷房主体運転における、第３の
流量制御装置（15）の制御について説明する。第４図に
おいて冷凍サイクルの流量制御による熱源機に戻る流量
が熱源機側熱交換器（３）の処理能力より少ないと、気
液分離装置（12）に流入する冷媒の乾き度が低下し、ガ
ス状冷媒が不足し、気液分離装置（12）内のガス状冷媒
と液状冷媒の境界面である液面が上昇し、気液分離装置
（12）から液状冷媒がガス状冷媒に混入して第１の分岐
部（10）、室内機側の第１の接続配管（6d）を経て、暖
房しようとしている室内機（Ｄ）へ流入することによ
り、室内機（Ｄ）の室内側熱交換器（5d）の出口での過
冷却度が増大し暖房能力不足となる。また、気液分離装
置（12）の液面が上昇することにより、液抜き配管（4
1）へ液状冷媒が流入し、第５の流量制御装置（42）の
入り口が液状態となるため、第５の流量制御装置（42）
を流れる流量が増加し、第４の熱交換部（43）で熱交換
されても、過熱ガス状態にならず、２相状態のまま、第
１の接続配管（６）に流入し、第２の温度検出器（51）
での検出温度と第３の圧力検出器（52）での検出圧力か
ら求めた過熱度は、小さくなる。そこで第３の流量制御
装置（15）の開度を増加させることで冷凍サイクルの流
量制御による流量を増加させ、気液分離装置（12）に流
入する冷媒の乾き度を増加させ、適性な量のガス状冷媒
を確保し暖房しようとしている室内機（ｄ）の暖房能力
を確保できる。

一方、冷凍サイクルの流量制御による熱源機に戻る流
量が熱源機側熱交換器（３）の処理能力より多いと、気
液分離装置（12）に流入する冷媒の乾き度が増加し、ガ
ス状冷媒の流量が過多の状態になり、気液分離装置（1
2）内のガス状冷媒と液状冷媒の境界面である液面が低
下し、気液分離装置（12）からガス状冷媒が液状冷媒に
混入して第１の熱交換部（19）に流入するため、第１の
熱交換部（19）の出口、即ち第２の流量制御装置（13）
入り口での過冷却度が低下し、第１及び第２及び第３の
熱交換部（19）、（16a）、（16b）、（16c）、（16d）
で熱交換能力不足となり、第２の分岐部（11）から冷房
しようとしている室内機（Ｂ）、（Ｃ）へ流入する冷媒
の過冷却度が不足し、冷媒の分配性が低下する。また、
気液分離装置（12）の液面が低下することにより、液抜
き配管（41）へガス状冷媒が流入し、第５の流量制御装
置（42）の入り口がガス状態となるため、第５の流量制
御装置（42）を流れる流量が減少し、第４の熱交換部
（43）で熱交換されて、過熱ガス状態になって、第１の
接続配管（６）に流入し、第２の温度検出器（51）での
検出温度と第３の圧力検出器（52）での検出圧力から求
めた過熱度は、大きくなる。そこで第３の流量制御装置
（15）の開度を減少させることで冷凍サイクルの流量制
御による熱源機に戻る流量を減少させ、気液分離装置
（12）に流入する冷媒の乾き度を低下させ、気液分離装
置（12）内に適正な量のガス状冷媒を確保しすることで
第１の熱交換部（19）へのガス状冷媒の流入を防ぎ、冷
房しようとしている室内機（Ｂ）、（Ｃ）への流入する
冷媒の十分な過冷却度を確保し、冷媒の分配性を確保で
きる。

以下第６図、第７図、第８図を用いて説明する。

第６図は上記第１実施例の第３の流量制御装置（15）
の制御についての構成図である。第１の温度検出器（2
3）の検出温度と第１の圧力検出器（25）の検出圧力か
ら過冷却度（第１の過冷却度（SC1）とする）を気液分
離装置の冷媒の液量検知手段の一つである第１の過冷却
度算出手段（27）にて算出し、第２の温度検出器（51）
の検出温度と第３の圧力検出器（52）の検出圧力から第
４の熱交換部（43）の出口の過熱度（第１の過熱度（SH
1）とする）を気液分離装置の冷媒の液量検知手段の一
つである第１の過熱度算出手段（28）にて算出し、液量
制御手段である制御手段（29）にて第１の過冷却度から
第３の流量制御装置の開度の減少を決定し、第１の過熱
度から開度の増加を決定し制御する。

第７図は上記第１実施例の電気接続を示す回路図であ
る。（60）は制御装置（59）内のマイクロコンピュータ
であり、CPU（61）、メモリ（62）、入力回路（63）、
出力回路（64）を有している。（65）、（66）、（6
7）、（68）、（69）、（70）はそれぞれ第１及び第２
及び第３の温度検出器（23）、（51）、（53）、第１及
び第２及び第３の圧力検出器（25）、（26）、（52）と
直列な抵抗、（71）は第１及び第２及び第３の温度検出
器（23）、（51）、（53）、第１及び第２及び第３の圧
力検出器（25）、（26）、（52）の検出出力をディジタ
ル出力に変換するA/D変換器であり、その出力は入力回
路（63）に与えられる。第３の流量制御装置（15）の開
度を制御する制御トランジスタ（72）、（73）は抵抗
（74）、（75）を介して出力回路（74）に接続されてい
る。

第８図はマイクロコンピュータ（60）のメモリ（62）
に記憶された第３の流量制御装置（15）の開度制御プロ
グラムを示すフローチャートである。ステップ（80）に
て、第１の過熱度SH1があらかじめ設定した第１の設定
値以上かを判定し、以上の場合は、ステップ（82）へ、
そうでない場合はステップ（81）へ進む。ステップ（8
1）では第３の流量制御装置（15）の開度を増加させ
る。ステップ（82）では、第１の過冷却度SC1があらか
じめ設定した第２の設定値以上かを判定し、以上の場合
はステップ（84）へ、そうでない場合はステップ（83）
へ進む。ステップ（83）では第３の流量制御装置（15）
の開度を減少させる。ステップ（84）では第３の流量制
御装置（15）の開度を変化させない。

〔発明の効果〕

従って、冷暖同時運転が可能であるとともに、液量検
知手段により液面を検知し、液量制御手段により液面が
高すぎないように制御するので、暖房する室内機へ液状
冷媒の混入が減少し、暖房能力の低下が防止できる。ま
た、液面が低すぎないよう制御するので、冷房する室内
機へガス状冷媒の混入が減少し、即ち、冷媒の過冷却度
の不足がなくなり、冷媒の分配性が向上する。しかも、
上記液量制御を中継機内に設けた液量検知手段及び液量
制御手段で自己完結して行うので、新たに専用の制御信
号を送る伝送線の設置が不要となり、制御が容易とな
る。

また、冷暖同時運転時に、運転モードが変化しても、
常に低圧の冷媒は第１の接続配管を通り、高圧の冷媒は
第２の接続配管を通るので、圧力変動が少なく、安定し
た運転が可能となる。

この発明の請求項２の空気調和装置は、液量検知手段
を過熱度算出手段と過冷却度算出手段より構成したこと
により、気液分離装置内の液量の上限を過熱度算出手段
で検知し、下限を過冷却度算出手段で検知し、液量を的
確に検知できる。

この発明の請求項３の空気調和装置は、請求項１また
は請求項２記載のものにおいて、一端が第２の分岐部に
接続され、他端が第３の流量制御装置を介して低圧とな
る接続配管に接続されたバイパス配管と、第３の流量制
御装置下流側バイパス配管を流れる冷媒と気液分離装置
から第２の分岐部に送出される冷媒とを熱交換させる熱
交換部とを備えたものである。

従って、冷暖同時運転が可能であるとともに、熱交換
部により冷媒に過冷却を充分与えることができるので、
冷房を行なう室内機への冷媒の分配性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１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
た一実施例の冷房又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（暖房しようと
している室内機の合計容量が冷房しようとしている室内
機の合計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（冷房しようと
している室内機の合計容量が暖房しようとしている室内
機の合計容量より大きい場合）の運転動作状態図、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、第６図は第１実施例の第３の流量
制御装置の制御についての構成図、第７図はその電気接
続を示す回路図、第８図はその動作を示すフローチャー
トである。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
四方切換弁、（３）は熱源機側熱交換器、（４）はアキ
ュムレータ、（5b）、（5c）、（5d）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の接続配管、（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、（8b）、（8c）、（8d）は三方切換弁、（9b）、
（9c）、（9d）は第１の流量調整装置、（10）は第１の
分岐部、（11）は第２の分岐部、（12）は気液分離装
置、（13）は第２の流量調整装置、（14）はバイパス配
管、（15）は第３の流量調整装置、（16a）、（16b）、
（16c）、（16d）は第２及び第３の熱交換部、（19）は
第１の熱交換部、（17）は第４の流量制御装置、（23）
は第１の温度検出器、（25）は第１の圧力検出器、（5
1）は第２の温度検出器、（52）は第３の圧力検出器、
（27）は第１の過冷却度算出手段、（28）は第１の過熱
度算出手段、（29）は制御手段、（32）は第３の逆止
弁、（33）は第４の逆止弁、（34）は第５の逆止弁、
（35）は第６の逆止弁、（40）は切換弁、（41）は液抜
き配管、（42）は第５の流量制御装置、（43）は第４の
熱交換部である。なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼田茂生和歌山県和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内 (56)参考文献特開平３−20574（ＪＰ，Ａ)

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、それぞれ室内側熱交換器を有する
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上記室内側
熱交換器の一方を上記第１の接続配管または、第２の接
続配管に切り換え可能に接続する第１の分岐部と、上記
複数台の室内機の上記室内側熱交換器の他方に接続され
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の接続配管から分岐して上記第１の分岐部
に到る配管を分岐する配管分岐部に設けた気液分離装置
と、この気液分離装置と上記室内側熱交換器の他方とを
接続する管路途中に設けられ、冷媒の流量を制御する流
量制御装置と、上記気液分離装置内の液冷媒の液量を検
知する液量検知手段と、液量検知手段により検知された
検出値に基づき、上記第２の分岐部と第１の接続配管と
を結ぶバイパス配管に設けられた第３の流量制御装置の
開度を制御する液量制御手段と、上記第１の分岐部、第
２の分岐部、気液分離装置、第３の流量制御装置、液量
検知手段及び液量制御手段を内蔵した中継機と、第１及
び第２の接続配管間に設けられ、流れる冷媒の方向を切
換えることにより運転時は常に、熱源機と室内機間に介
在する第１の接続配管を低圧に、第２の接続配管を高圧
にする、上記熱源機内に設置した接続配管切換装置とを
備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】液量検知手段が、過熱度算出手段と過冷却
度算出手段により構成されたことを特徴とする請求項１
記載の空気調和装置。
【請求項３】一端が第２の分岐部に接続され、他端が第
３の流量制御装置を介して低圧となる接続配管に接続さ
れたバイパス配管と、第３の流量制御装置下流側バイパ
ス配管を流れる冷媒と気液分離装置から第２の分岐部に
送出される冷媒とを熱交換させる熱交換部とを備えたこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和
装置。