JP2828728B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は熱源側ユニットと複数台の利用側ユニットと
から構成され、複数室の全てを同時に冷房又は暖房し、
且つ同時に任意の或る室を冷房し他室を暖房する多室型
の空気調和装置に関する。

（ロ）従来の技術 圧縮機の熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニット
と、利用側熱交換器と冷媒減圧器とを有する８台の利用
側ユニットとを高圧ガス管と低圧ガス管と液管とからな
るユニット間配管で接続する一方、熱源側熱交換器と利
用側熱交換器とを個々に凝縮器あるいは蒸発器として切
換え作動させるための切換弁を備え、複数室の全てを同
時に冷房又は暖房し、且つ同時に任意の或る室を冷房し
他室を暖房する多室型の空気調和装置が特開平１−1278
66号公報で提示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記公報で提示の装置では熱源側ユニットとユニット
間配管を介して８台の利用側ユニットが順次熱源側ユニ
ットより遠ざかるように接続されている為、ユニット間
配管の圧力損失が順次大きくなり、特にユニット間配管
の先端に位置する利用側ユニットは圧力損失が最も大き
くなり、運転効率が最も低い不具合さを有していた。

本発明はかかる点に鑑み、ユニット間配管の圧力損失
を減少させて複数台の利用側ユニットの運転効率を高め
るようにした空気調和装置を提供することを目的とした
ものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の空気調和装置は、夫々環状に設置された高圧
ガス管、低圧ガス管及び液管より構成される主配管と、
吐出管が前記高圧ガス管に接続されると共に吸込管が前
記低圧ガス管に接続される圧縮機を有する機械ユニット
と、一端が前記液管に接続されると共に他端が切換弁を
介して前記高圧ガス管と前記低圧ガス管とに分岐接続さ
れる熱源側熱交換器を有する熱源側ユニットと、一端が
減圧弁を介して前記液管に接続されると共に他端が切換
弁を介して前記高圧ガス管と前記低圧ガス管に分岐接続
される利用側熱交換器を有する複数台の利用側ユニット
とを備える。

また、本発明の空気調和装置は、夫々環状に設置され
た高圧ガス管、低圧ガス管及び液管より構成される主配
管と、吐出管が前記高圧ガス管に接続されると共に吸込
管が前記低圧ガス管に接続される圧縮機と一端が前記液
管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記高圧ガ
ス管と前記低圧ガス管とに分岐接続される熱源側熱交換
器とを有する熱源側ユニットと、一端が減圧弁を介して
前記液管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記
高圧ガス管と前記低圧ガス管に分岐接続される利用側熱
交換器を有する複数台の利用側ユニットとを備える。

（ホ）作 用 冷房時は圧縮機より冷媒が熱源側熱交換器、各利用側
熱交換器を順次経て圧縮機に戻るサイクルが形成され、
蒸発器として作用する各利用側ユニットの熱交換器で室
内が冷房される。

又、暖房時は圧縮機より冷媒が利用側熱交換器、熱源
側熱交換器を順次経て圧縮機に戻るサイクルが形成さ
れ、凝縮器として作用する各利用側ユニットの熱交換器
で室内が暖房される。かかる冷暖房運転時、一部の利用
側ユニットが運転を停止している時は環状の主配管を流
れる冷媒循環量は少なくなっており、冷房運転されてい
る利用側ユニットから圧縮機に戻る低圧ガス冷媒及び暖
房運転されている利用側ユニットへ圧縮機から送り出さ
れる高圧ガス冷媒は夫々二方に分かれて環状の主配管を
流れる為、冷媒圧力損失が減少し、運転効率が高くな
る。

（ヘ）実施例 本発明の一実施例を第１図、第２図に基づいて説明す
ると、（1a）（1b）はインバータ装置により運転周波数
が変わる能力可変型圧縮機（2a）（2b）を内蔵した機械
ユニット、（3a）（3b）は熱源側熱交換器（4a）（4b）
と切換弁（5a）（5b），（6a）（6b）と電動膨張弁等の
減圧弁（7a）（7b）とを内蔵した熱源側ユニット、（8
a）〜（8n）は利用側熱交換器（9a）〜（9n）と電動膨
張弁等の減圧弁（10a）〜（10n）とを内蔵した利用側ユ
ニット、（11a）〜（11n）は切換弁（12a）〜（12n），
（13a）〜（13n）を内蔵した分岐ユニット、（14）は環
状に設置された高圧ガス管（15）と低圧ガス管（16）と
液管（17）とからなる主配管（18）と、この主配管に機
械ユニット（1a）（1b）と熱源側ユニット（3a）（3b）
と利用側ユニット（8a）〜（8n）と分岐ユニット（11
a）〜（11n）とを接続する分岐配管（19）とで構成され
たユニット間配管である。

かかる一実施例において、一方の熱源側ユニット（3
a）は熱源側熱交換器（4a）がファン（20）で外気と熱
交換される空冷タイプであって建物（21）の屋上に設置
されており、他方の熱源側ユニット（3b）は熱源側熱交
換器（4b）が水配管（40）を流れる冷却水と熱交換され
る水冷タイプであって建物（21）のパイプシャフト内に
設置されている。又、機械ユニット（1a）（1b）と利用
側ユニット（8a）〜（8n）と分岐ユニット（11a）〜（1
1n）及びユニット間配管（14）は建物の天井内に設置さ
れ、利用側ユニット（8a）〜（8g）で建物の東側にある
各室が、且つ利用側ユニット（8h）〜（8n）で建物の西
側にある各室が夫々冷暖房されるようになっている。

本発明の空気調和装置は以上の如く構成されており、
全ての利用側ユニット（8a）〜（8n）で建物（21）内の
全室を冷房する場合は、熱源側ユニット（3a）（3b）の
切換弁（5a）（5b）を開いて切換弁（6a）（6b）を閉
じ、分岐ユニット（11a）〜（11n）の切換弁（12a）〜
（12n）を開いて切換弁（13a）〜（13n）を閉じると共
に圧縮機（2a）（2b）を運転すると、圧縮機（2a）（2
b）の吐出管（22a）（22b）から吐出された夫々の冷媒
は環状の主配管（18）のうちの高圧ガス管（15）と分岐
配管（19）を順次経て熱源側ユニット（3a）（3b）に分
配され夫々切換弁（5a）（5b）−熱源側熱交換器（4a）
（4b）−減圧弁（7a）（7b）−分岐配管（19）を経て主
配管（18）のうちの液管（17）を流れた後、この液管
（17）から利用側ユニット（8a）〜（8n）の利用側熱交
換器（9a）〜（9n）へ分岐配管（19）、減圧弁（10a）
〜（10n）を経て流入し、然る後、切換弁（13a）〜（13
n）−主配管（18）のうちの低圧ガス管（16）を経て機
械ユニット（1a）（1b）に分配されて圧縮機（2a）（2
b）に吸入される冷房サイクルが形成され、熱源側熱交
換機（4a）（4b）が凝縮器として、利用側熱交換器（9
a）〜（9n）が蒸発器として夫々作用して建物（21）内
の全室が冷房される。

逆に、全ての利用側ユニット（8a）〜（8n）で建物
（21）内の全室を暖房する場合は、熱源側ユニット（3
a）（3b）の切換弁（5a）（5b）を閉じて切換弁（6a）
（6b）を開き、分岐ユニット（11a）〜（11n）の切換弁
（12a）〜（12n）を閉じて切換弁（13a）〜（13n）を開
くと共に圧縮機（2a）（2b）を運転すると、圧縮機（2
a）（2b）の吐出管（22a）（22b）から吐出された夫々
の冷媒は環状の主配管（18）のうちの高圧ガス管（15）
と分岐配管（19）を順次経て利用側ユニット（8a）〜
（8n）の利用側熱交換器（9a）〜（9n）へ分岐配管（1
9）、切換弁（12a）〜（12n）を経て流入した後、減圧
弁（10a）〜（10n）を経て主配管（18）のうちの液管
（17）を流れた後、この液管（17）から熱源側ユニット
（3a）（3b）の熱源側熱交換器（4a）（4b）へ分岐配管
（19）、減圧弁（7a）（7b）を流入し、然る後、切換弁
（6a）（6b）−主配管（18）のうちの低圧ガス管（16）
を経て機械ユニット（1a）（1b）に分配されて圧縮機
（2a）（2b）に吸入される暖房サイクルが形成され、熱
源側熱交換器（4a）（4b）が蒸発器として、利用側熱交
換器（9a）〜（9n）が凝縮器として夫々作用して建物
（21）内の全室が暖房される。

かかる冷暖房運転時において、例えば建物（21）の東
側の各室を冷房し、建物（21）の西側の各室を暖房する
場合は、切換弁（12a）〜（12n），（13a）〜（13n）を
上述の如く開閉することにより、利用側熱交換器（9a）
〜（9g）が蒸発器として、利用側熱交換器（9h）〜（9
n）が凝縮器として作用することにより冷暖房運転が同
時に行なわれ、利用側熱交換器（9a）〜（9g）と利用側
熱交換器（9h）〜（9n）との間で熱回収されることによ
って運転効率が向上する。

又、上述した全室の冷暖房運転以外は、例えば午前中
は建物（21）の東側の各室のみが冷房又は暖房され、午
後は建物（21）の西側の各室のみが冷房又は暖房される
場合がある。例えば、機械ユニット（1a）と熱源側ユニ
ット（3a）と利用側ユニット（8a）〜（8g）が運転され
て、建物（21）の東側の各室のみが蒸発器として作用す
る利用側熱交換器（9a）〜（9g）で冷房され他の利用側
ユニット（8h）〜（8n）が運転を停止している時は、全
室運転時よりも冷房循環量が減ると共に利用側熱交換器
（9a）〜（9g）から切換弁（13a）〜（13g）を経て環状
の低圧ガス管（16）に流入した低圧ガス冷媒は東側の低
圧ガス管（16e）と運転停止ユニット（8h）〜（8n）側
の西側の低圧ガス管（16w）とに二方に分かれて圧縮機
（2a）へ戻る為、東側の低圧ガス管（16e）の管路断面
積に西側の低圧ガス管（16w）の管路断面積が加わった
分だけ冷媒流路面積が増えて冷媒圧力損失が減少し、冷
房運転効率が向上する。

又、機械ユニット（1a）と熱源側ユニット（3a）と利
用側ユニット（8h）〜（8n）が運転されて、建物（21）
の西側の各室のみが凝縮器として作用する利用側熱交換
器（9h）〜（9n）で暖房され他の利用側ユニット（8a）
〜（8g）が運転を停止している時は、全室運転時よりも
冷媒循環量が減ると共に圧縮機（2a）から吐出された高
圧ガス冷媒は西側の高圧ガス管（15w）と運転停止ユニ
ット（8a）〜（8g）側の東側の高圧ガス管（15e）とに
二方に分かれて利用側ユニット（8h）〜（8n）へ流れる
為、西側の高圧ガス管（15w）の管路断面積に東側の高
圧ガス管（15e）の管路断面積が加わった分だけ冷媒流
路面積が増えて冷媒圧力損失が減少し、暖房運転効率が
向上する。

このように建物（21）の東側のみ又は西側のみの各室
を冷房又は暖房運転している時、冷房負荷又は暖房負荷
が増えた場合は他の機械ユニット（1b）と熱源側ユニッ
ト（3b）を補助的に運転して冷暖房負荷に見合った運転
能力に高めるようにしている。

かかる運転時及び上述した全室の冷暖房運転時におい
て、両圧縮機（2a）（2b）内の潤滑油が設定量よりも下
がると焼き付いてしまう為、夫々の圧縮機（2a）（2b）
には潤滑油が設定量以下になると運転周波数を上げるよ
うにインバータ装置に指令する油面制御器（23a）（23
b）が設けられており、例えば圧縮機（2b）の潤滑油が
設定量以下になった場合は油面制御器（23b）からの指
令により圧縮機（2b）の運転周波数が上がる為圧縮機
（2b）に吸込まれる冷媒と潤滑油の量が増えて圧縮機
（2b）内の潤滑油が設定量以上になるように維持され
る。

この潤滑油制御は例えば圧縮機（2b）が運転を停止し
ている時に圧縮機（2b）内の潤滑油が設定量以下になっ
た場合でも行なわれ、このようになった場合には圧縮機
（2b）が運転を開始してこの圧縮機（2b）に冷媒と潤滑
油とを吸込ませて圧縮機（2b）内の潤滑油が設定量以上
になるようにし圧縮機（2b）が冷暖房運転開始時に焼き
付くのを防止する。

尚、上述した一実施例では建物（21）の東側と西側の
室に利用側ユニット（8a）〜（8n）を設置したが、更に
建物（21）の北側と南側の室に利用側ユニットを設置す
る場合には環状の主配管（18）に利用側ユニットと機械
ユニットと熱源側ユニットとを増設して分岐配管（19）
で接続すれば良く、又、全ての利用側ユニットを同時に
運転することがない場合には機械ユニットと熱源側ユニ
ットとを増設する必要はない。

第３図は本発明の他実施例を示すもので、上述した一
実施例と異なる点は、圧縮機（2a）と熱源側熱交換器
（4a）とを熱源側ユニット（31a）に、又、圧縮機（2
b）と熱源側熱交換器（4b）とを熱源側ユニット（31b）
に夫々一体に内蔵した点であり、全室冷房運転、全室暖
房運転、冷暖房同時運転は上述した一実施例と同様であ
る為、同一符号を付して動作説明は省略する。

（ト）発明の効果 本発明によれば、一部の利用側ユニットが運転を停止
している時は、冷房運転されている利用側ユニットから
圧縮機に戻る低圧ガス冷媒及び暖房運転されている利用
側ユニットへ圧縮機から送り出される高圧ガス冷媒は、
夫々環状の低圧ガス管及び高圧ガス管に二方に分かれて
流れるので、冷媒圧力損失が減少し、運転効率を高くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和装置の説明
図、第２図は同装置の冷媒回路図、第３図は本発明の他
実施例を示す空気調和装置の冷媒回路図である。 （1a）（1b）……機械ユニット、（2a）（2b）……圧縮
機、（3a）（3b），（31a）（31b）……熱源側ユニッ
ト、（4a）（4b）……熱源側熱交換器、（8a）〜（8n）
……利用側ユニット、（9a）〜（9n）……利用側熱交換
器、（14）……ユニット配管、（18）……主配管、（1
9）……分岐配管。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】夫々環状に設置された高圧ガス管、低圧ガ
   ス管及び液管より構成される主配管と、吐出管が前記高
   圧ガス管に接続されると共に吸込管が前記低圧ガス管に
   接続される圧縮機を有する機械ユニットと、一端が前記
   液管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記高圧
   ガス管と前記低圧ガス管とに分岐接続される熱源側熱交
   換器を有する熱源側ユニットと、一端が減圧弁を介して
   前記液管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記
   高圧ガス管と前記低圧ガス管に分岐接続される利用側熱
   交換器を有する複数台の利用側ユニットとを備える空気
   調和装置。
2. 【請求項２】夫々環状に設置された高圧ガス管、低圧ガ
   ス管及び液管より構成される主配管と、吐出管が前記高
   圧ガス管に接続されると共に吸込管が前記低圧ガス管に
   接続される圧縮機と一端が前記液管に接続されると共に
   他端が切換弁を介して前記高圧ガス管と前記低圧ガス管
   とに分岐接続される熱源側熱交換器とを有する熱源側ユ
   ニットと、一端が減圧弁を介して前記液管に接続される
   と共に他端が切換弁を介して前記高圧ガス管と前記低圧
   ガス管に分岐接続される利用側熱交換器を有する複数台
   の利用側ユニットとを備える空気調和装置。