JP2536229B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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
ができる空気調整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と、上記配管分岐部と上記室内
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、一端が上記第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
上記第１の接続配管へ接続されたバイパス配管と、上記
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、上記熱源機と上
記室内機間に介在する第１の接続配管を低圧に、上記第
２の接続配管を高圧にする熱源機内に設けられた接続配
管切換装置と、上記配管分岐部と上記第２の分岐部とを
接続する配管部に設けられ、上記配管分岐部から上記第
２の分岐部に流入する冷媒の過冷却度を検出する過冷却
度検出手段と、上記過冷却度検出手段による検出過冷却
度を予め設定した過冷却度になるように上記第３の流量
制御装置の開度を制御する制御手段とを備えたことによ
り空気調和装置を構成したものである。

また、第３の流量制御装置と第１の接続配管との間の
バイパス配管と、上記第２の分岐部における室内機側の
第２の接続配管から上記配管分岐部に至る配管との間で
熱交換を行なう熱交換部を設けたものである。

〔作 用〕

以上のように構成された空気調和装置においては、冷
房運転を行なう場合、熱源機側熱交換器から送出され、
第２の接続配管、配管分岐部を経由して第２の分岐部に
流入する冷媒の過冷却度を検出し、検出された過冷却度
に基づき第３の流量制御装置の開度を制御する。この開
度制御により冷凍サイクルの熱源機にもどる冷媒流量が
制御され、冷媒流量と熱源機側熱交換器容量との関係で
第２の分岐部に流入する冷媒の過冷却度を予め設定され
た過冷却度範囲に制御することができる。即ち、第３の
流量制御装置の開度制御で冷凍サイクルの冷媒流量が増
／減し、熱源機側熱交換器容量に対して、冷凍サイクル
の冷媒流量が増／減すると熱源側熱交換器出口の冷媒の
乾き度、即ち第２の接続配管内の高圧２相冷媒の乾き度
が増／減し、第２の接続配管内の高圧２相冷媒の乾き度
が増／減すると、第２の分岐部に流入する冷媒の過冷却
度が減／増する。

よって第３の流量制御装置の開度制御で第２の分岐部
に流入する冷媒の過冷却度を制御することができる。

これにより、室内機及び第２の分岐部に流入する冷媒
の過冷却度を確保して液冷媒の分配性を向上させる。

上記過冷却度の制御において、検出された過冷却度が
設定した過冷却度以上の場合は、設定した過冷却度にな
るように第３の流量制御装置の開度を増加させるが、第
１の流量制御装置の開度も増加できるので、冷凍サイク
ルの流量制御による冷媒流量が少ないことがなくなり、
冷房能力不足の状態になることを防止する。検出された
過冷却度が設定された過冷却度以下の場合は設定した過
冷却度になるように第３の流量制御装置の開度を減少さ
せることで熱源機に戻る冷媒流量を減少し、冷凍サイク
ルの流量制御による流量が多いために冷媒の乾き度が増
加して室内機及び第２の分岐部に流入するガス冷媒量が
過多の状態になることを防止し、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の過冷却度が不
足して冷媒の分配性が低下するような状態になることを
防止する。

また、熱交換部を設けたことにより、外気温度の上
昇、設置先の据付け条件（例えば、熱源機が地上に、室
内機が地上３階に設置）等で熱源機側熱交換器に流れる
冷媒流量が多すぎて乾き度大で、過冷却がとれない場合
でも、第３の流量制御装置を通る冷媒と熱交換部で熱交
換し、冷却され、過冷却をつけられるので、第２の分岐
部に流入する冷媒の過冷却度を設定範囲内に制御するこ
とができると共に上記のように室内機への冷媒供給量が
不足しないように制御する。

これにより運転範囲の拡大化を図ることができる。更
に室外側熱交換器から送出され、第２の接続配管を流れ
る冷媒を高圧二相状態としても第２の分岐部に流入する
冷媒は、熱交換部の作用により設定された過冷却度範囲
内に制御することができるため、冷房運転時、第２の接
続配管を流れる冷媒が高圧２相状態でも、第１、第２、
第３の熱交換部で過冷却度を確保した液冷媒となるの
で、各室内機への冷媒の分配性は向上することができ
る。よって冷房運転時、第２の接続配管を高圧液で満た
すほどに、冷媒を系内に封入する必要はない。

〔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の流量制御装置、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）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）と接続された熱源機（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）と中継器（Ｅ）を接続す
る太い第１の接続配管で、一端を熱源機側の四方切換弁
（２）と接続し、他端を第１の分岐部内の三方切換弁
（８）と接続している。（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）と中継器（Ｅ）を接続する上記第１の
接続配管より細い第２の接続配管で、一端を熱源機側熱
交換器（３）と接続し、他端を第２の分岐部（11）内
で、後述の室内機側の第２の接続配管（7b），（7c），
（7d）の合流部と接続している。（7b）、（7c）、（7
d）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、冷房時は
室内側熱交換器（５）の出口側の加熱度、暖房時は過冷
却度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）、（6
c）、（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）か
ら分岐して第１の分岐部（10）に到る配管の配管分岐部
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の流量制御装置、（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の流量制御装置、（16b）、（16c）、（16d）は
バイパス配管（14）の第３の流量制御装置（15）の下流
に設けられ、バイパス配管（14）と第２の分岐部（11）
における室内機側の第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の流量制御装置（1
5）の下流及び第３の熱交換部（16b）、（16c）、（16
d）の下流に設けられ、バイパス配管（14）と第２の分
岐部（11）における各室内機側の第２の接続配管（7
b）、（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
量制御装置（15）の下流及び第２の熱交換部（16a）の
下流に設けられ、バイパス配管（14）と、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、熱源機側熱交換器（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）は熱源機側熱交換器（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）から熱源機側熱交換器
（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）で接続配管切換装置（4
0）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の圧力検出器であり、この第１の圧力検出器
と上記第１の温度検出器とにより過冷却度検出手段が構
成される。（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（11）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の流量制御装置（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、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（７）を高圧液冷媒で満たす
ほど封入されていない場合、熱源機側熱交換器（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）、（16
d）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）へ流入した冷媒は、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４の流量
制御装置（17）を通り、ここで第１の流量制御装置
（９）又は第４の流量制御装置（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）、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の流量制御装置（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の流量制御装置（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５の流量
制御装置（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
機側熱交換器（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。ことの
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。

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。

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、また、第３の熱交換
部（16b），（16c），（16d）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）と
の間で熱交換を行ない蒸発した冷媒は、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
２及び第３の熱交換部（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（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の流量制御装置（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、また、第３の熱交換
部（16b），（16c），（16d）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）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）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（４）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、第４の熱交換部（43）にて、気液分離装置（1
2）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。

そこで、第２の温度検出器（51）及び第３の圧力検出
器（52）により、第４の熱交換部（43）により熱交換さ
れた冷媒が低圧の過熱ガスかまたは二相状態か検知し、
気液分離装置（12）の液面が液抜き配管（41）の下にあ
るか、上にあるか判別できる。

従って、たとえば、液面の位置判定が液抜き配管（4
1）より下で、かつ、第２の流量制御装置（13）入口の
過冷却度が所定値以上であれば、気液分離装置（12）か
ら液冷媒が第２の流量制御装置（13）へと供給され、ま
た、気液分離装置（12）から第１の分岐部（10）へガス
冷媒が供給され、気液分離装置（12）にて適正に気液分
離されていることがわかる。

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２図におい
て空気調和装置に封入されている冷媒が、冷房運転時第
２の接続配管（７）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の熱交換部（19）、第２の熱交
換部（16a）及び第３の熱交換部（16b）、（16c）、（1
6d）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、
液化され冷却され十分に過冷却されて冷房しようとして
いる室内機（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）へ流入する。

冷凍サイクルの流量制御による流量が少ないと、即ち
第３の流量制御装置（15）、及び室内機（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）の第１の流量制御装置（９）の流量制御
による流量が少ない場合、熱源機にもどる冷媒の過熱度
が増加し、冷凍サイクルとして空気調和装置に封入され
ている冷媒が高圧側に分布する割合が増加するため、第
２の接続配管（７）内の高圧２相冷媒の乾き度が低下
（液相が増加）し、第２の接続配管（７）の第１の熱交
換部（19）に流入する冷媒の乾き度が低下し、結果とし
て第１の熱交換部（19）出口の過冷却度は増加するが、
冷房しようとしている室内機（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）へ
流入する冷媒流量が少ないので冷房能力不足になる。

そこで、第１の流量制御装置（９）の開度を増加させ
るとともに、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、第１の熱交換部（19）に流入する冷媒の乾き度を増
加させ、冷房しようとしている室内機（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）へ流入する適正な量の冷媒を確保し、かつ増加し
たバスパス流により第１の熱交換部（19）での充分な熱
交換により、過冷却度を確保できる。

一方、冷凍サイクルの流量制御による流量が多いと、
第１の熱交換部（19）に流入する冷媒の乾き度が増加
し、結果として第１の熱交換部（19）の出口過冷却度は
減少し、第１及び第２及び第３の熱交換部（19），（16
a），（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），（Ｄ）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。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
流量制御による流量を減少させることにより、熱源機
（Ａ）にもどる冷媒流量を減少させ、第１の熱交換部
（19）に流入する冷媒の乾き度を低下させることで第１
の熱交換部（19）出口で過冷却度を確保し、冷房しよう
としている室内機（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）への流入する
冷媒の充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）を第１の
過冷却度算出手段（27）にて算出し、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（64）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の過冷却度SC1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
（81）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（82）では、第１の過冷却度SC1があらか
じめ第１の設定値より大きく設定した第２の設定値以下
かを判定し、以下の場合はステップ（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）の開度を増加させる。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〕 この発明の請求項１の空気調和機は、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、上記複数台の室内機の室内側熱交換器の
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と、上
記配管分岐部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、一端が上記第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上記第１の接続配管へ接続され
たバイパス配管と、上記第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ることにより運転時は
常に、上記熱源機と上記室内機間に介在する第１の接続
配管を低圧に、上記第２の接続配管を高圧にする上記熱
源機内に設けられた接続配管切換装置と、上記配管分岐
部と上記第２の分岐部とを接続する配管部に設けられ、
上記配管分岐部から上記第２の分岐部に流入する冷媒の
過冷却度を検出する過冷却度検出手段と、上記第２の分
岐部に流入する冷媒状態を予め設定した過冷却度になる
ように上記第３の流量制御装置の開度を制御する制御手
段とを備えたものである。

従って、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なうことができ、
しかも液冷媒は冷房用室内機へ分配される前に液冷媒の
過冷却度を充分にとることができるので液冷媒の分配性
が向上する。

すなわち、冷房しようとしているすべての室内機に供
給する冷媒の過冷却度を確保できるので、各室内機への
冷媒の分配性は向上し、冷媒流量は適正に分配できる。

さらに、この発明の請求項２の空気調和装置は、上記
第３の流量制御装置と上記第１の接続配管との間のバイ
パス配管と、上記第２の分岐部における室内機側の第２
の接続配管から上記配管分岐部に至る配管との間で熱交
換を行なう熱交換部を設けたことにより、上記請求項１
の効果の他に、更に次のような効果を奏する。

例えば外気温度が高い場合、熱源機側熱交換器に流れ
る冷媒流量が多くて許容過冷却度以下の場合でも、熱交
換部で所要の過冷却域まで冷媒を冷却して第２の分岐部
に供給するので、冷媒の分配性が向上すると共に冷房し
ようとしているすべての室内機の能力が確保され、運転
範囲を拡大することができる。

また、熱交換部出口の過冷却度を予め設定された設定
範囲に確保するように制御するので、第２の接続配管を
流れる冷媒の状態は、冷房運転時でも高圧２相状態でよ
いことから、空気調和装置としての封入冷媒量を減少さ
せることができ、停止中の冷媒の寝込みによる圧縮機の
信頼性低下を防止できる。

【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。 いにおいて、（Ａ）は熱源機、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）
は室内機、（Ｅ）は中継機、（１）は圧縮機、（２）は
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）、（9
c）、（9d）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、（12）は気液分離装置、
（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、（16a）、（16b）、（16
c）、（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、（27）は
第１の過冷却度算出手段、（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）は接続配管切換
装置である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機１、切換弁２、熱源機側熱交換器３
   等よりなる１台の熱源機Ａとそれぞれ室内機側熱交換器
   ５を有する複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄとを、 第１、第２の接続配管６、７を介して接続したものにお
   いて、 上記複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５の
   一方を上記第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第１の分岐部10と、 上記複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５の
   他方に接続され、かつ上記第２の接続配管７に接続して
   なる第２の分岐部11と、 上記第２の接続配管７から分岐して上記第１の分岐部10
   に至る配管を分岐する配管分岐部12と、 上記配管分岐部12と上記室内機側熱交換器５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、 一端が上記第２の分岐部11に接続され、他端が第３の流
   量制御装置15を介して上記第１の接続配管６へ接続され
   たバイパス配管14と、 上記第１及び第２の接続配管６、７間に設けられ、流れ
   る冷媒の方向を切換ることにより運転時は常に、上記熱
   源機Ａと上記室内機Ｂ、Ｃ、Ｄ間に介在する第１の接続
   配管６を低圧に、上記第２の接続配管７を高圧にする上
   記熱源機Ａ内に設けられた接続配管切換装置40と、 上記配管分岐部12と上記第２の分岐部11とを接続する配
   管部に設けられ、上記配管分岐部12から上記第２の分岐
   部11に流入する冷媒の過冷却度を検出する過冷却度検出
   手段と、 上記過冷却度検出手段による検出過冷却度を予め設定し
   た過冷却度になるように上記第３の流量制御装置15の開
   度を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】圧縮機１、切換弁２、熱源機側熱交換器３
   等よりなる１台の熱源機Ａとそれぞれ室内機側熱交換器
   ５を有する複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄとを、 第１、第２の接続配管６、７を介して接続したものにお
   いて、 上記複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５の
   一方を上記第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第１の分岐部10と、 上記複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５の
   他方に接続され、かつ上記第２の接続配管７に接続して
   なる第２の分岐部11と、 上記第２の接続配管７から分岐して上記第１の分岐部10
   に至る配管を分岐する配管分岐部12と、 上記配管分岐部12と上記室内機側熱交換器５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、 一端が上記第２の分岐部11に接続され、他端が第３の流
   量制御装置15を介して上記第１の接続配管６へ接続され
   たバイパス配管14と、 上記第３の流量制御装置15と上記第１の接続配管６との
   間の上記バイパス配管14と、上記第２の分岐部11におけ
   る室内機側の第２の接続配管7b、7c、7dから上記配管分
   岐部12に至る配管との間で熱交換を行なう熱交換部16
   a、16b、16c、16d、19と、 上記第１及び第２の接続配管６、７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、上記
   熱源機Ａと上記室内機Ｂ、Ｃ、Ｄ間に介在する第１の接
   続配管６を低圧に、上記第２の接続配管７を高圧にする
   上記熱源機Ａ内に設けられた接続配管切換装置40と、 上記熱交換部16a、16b、16c、16d、19の内の第１の熱交
   換部19の出口の冷媒の過冷却度を検出する過冷却度検出
   手段と、 上記過冷却度検出手段による検出過冷却度を予め設定し
   た過冷却度になるように上記第３の流量制御装置15の開
   度を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和装置。