JP2828743B2 - 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 圧縮機と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複数台の利
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昭61−11
0833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から各利用
側ユニットに至るユニット間配管を全て高圧ガス管と低
圧ガス管と液管とからなる３本の配管で構成しているた
め、ユニット間配管に多くの配管を必要とし、配管コス
トが高くつくと共に配管工事が煩雑となる不具合さを有
していた。

本発明はかかる課題に鑑み、ユニット間配管を２本に
し、且つ、冷暖房同時運転時の運転効率の向上を図った
多室型の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 本発明は圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側ユ
ニット、もしくは熱源側熱交換器を有する熱源側ユニッ
トより分離した圧縮機内蔵の機械ユニットと、複数台の
利用側ユニットとをユニット間配管で接続した空気調和
装置において、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とを分
岐して、この一方の分岐吐出管と分岐吸込管とを第１の
切換弁を介して熱源側熱交換器の一端に接続すると共
に、他方の分岐吐出管と熱源側熱交換器の他端とを第２
の切換弁を介してユニット間配管の高圧管に、且つ他方
の分岐吸込管と熱源側熱交換器の他端とを第３の切換弁
を介してユニット間配管の低圧管に夫々接続し、この高
圧管と低圧管とを第４の切換弁を介して各利用側熱交換
器の一端を接続すると共に各利用側熱交換器の他端同士
を夫々第１の冷媒調整弁を介して接続し、この第１の各
冷媒調整弁を高圧管と低圧管とに第２の冷媒調整弁を介
して接続するようにしたものである。

（ホ）作 用 全室を同時に冷房する場合は、第１〜第４の切換弁を
冷房状態に設定すると共に第２の一方の冷媒調整弁を全
開にすることにより、圧縮機から吐出された冷媒は吐出
管より第１の切換弁を経て熱源側熱交換器に流れてここ
で凝縮液化した後、第２の切換弁と高圧管と全開状態の
第２の冷媒調整弁を順次経て各利用側ユニットの第１の
冷媒調整弁に分配されこの第１の各冷媒調整弁で減圧さ
れる。然る後、各利用側熱交換器で蒸発気化した後、第
４の切換弁と低圧管と第３の切換弁とを順次経て圧縮機
に吸入される。このように蒸発器として作用する各利用
側熱交換器で全室が冷房される。

又、全室を同時に暖房する場合は、第１〜第４の切換
弁を暖房状態に設定することにより、圧縮機から吐出さ
れた冷媒は吐出管より第２の切換弁と高圧管と第４の切
換弁とを順次経て各利用側熱交換器に分配されここで夫
々凝縮液化した後、全開状態の第１の各冷媒調整弁を経
て合流され、然る後、第２の冷媒調整弁で減圧された
後、低圧管と第３の切換弁を順次経て熱源側熱交換器へ
流れて蒸発気化した後、冷媒吸込管を経て圧縮機に吸入
される。このように凝縮器として作用する各利用側熱交
換器で全室が暖房される。

又、同時に任意の例えば４室を冷房し１室を暖房する
場合は、第１〜３の切換弁と冷房する利用側ユニットの
第４の切換弁とを冷房状態に設定すると共に暖房する利
用側ユニットの第４の切換弁を暖房状態に設定し、且つ
第２の一方の冷媒調整弁を所定の弁開度に設定すると、
圧縮機から吐出された冷媒が第１の切換弁を経て熱源側
熱交換器に流れここで冷媒の大半部が凝縮され、然る
後、第２の切換弁と高圧管を経た後、暖房する利用側ユ
ニットの第４の切換弁と第２の一方の冷媒調整弁とに分
配され、第２の切換弁から利用側熱交換器へ流れた冷媒
はこの利用側熱交換器で更に凝縮液化される。そしてこ
の利用側熱交換器で凝縮液化された冷媒は全開状態の第
１の冷媒調整弁を経た後、第２の一方の冷媒調整弁を経
た冷媒と分流し、然る後、各利用側ユニットの第１の冷
媒調整弁に分配されここで夫々減圧された後、各利用側
熱交換器で蒸発気化し、然る後、低圧管と第３の切換弁
と冷媒吸込管とを順次経て圧縮機に吸入される。このよ
うに凝縮器として作用する利用側熱交換器で１室が暖房
され、蒸発器として作用する他の利用側熱交換器で４室
が冷房される。かかる冷暖房同時運転時、第２の一方の
冷媒調整弁の弁開度を調整して高圧管からの凝縮冷媒の
大半をこの冷媒調整弁を経て冷房する各利用側ユニット
へ直接流入させて暖房する利用側ユニットの熱交換器を
バイパスさせることにより冷媒圧力損失が増えることは
なく、しかも、暖房する利用側ユニットの熱交換器へは
この熱交換器の容量に見合った適正な冷媒量が流れる
為、効率の良い冷暖房運転が行なわれている。

（ヘ） 実施例 本発明の第１の実施例を第１図に基づいて説明する
と、（１）は運転周波数が変わる能力可変型圧縮機
（２）と異容量の熱源側熱交換器（3a）（3b）と気液分
離器（４）とを有する熱源側ユニット、（5a）（5b）
（5c）（5d）（5e）は利用側熱交換器（6a）（6b）（6
c）（6d）（6e）を有する利用側ユニットで、圧縮機
（２）の冷媒吐出管（７）と冷媒吸込管（８）とを分岐
して、この一方の分岐吐出管（7a）と分岐吸込管（8a）
とを第１の切換弁（9a）（10a），（9b）（10b）を介し
て熱源側熱交換器（3a）（3b）の一端に接続すると共
に、他方の分岐吐出管（7b）と熱源側熱交換器（3a）
（3b）の他端とを第２の切換弁（11a）（12a）を介して
ユニット間配管（13）の高圧管（13a）に、且つ他方の
分岐吸込管（8b）と熱源側熱交換器（3a）（3b）の他端
とを第３の切換弁（11b）（12b）を介してユニット間配
管（３）の低圧管（13b）に夫々接続し、この高圧管（1
3a）と低圧管（13b）とに第４の切換弁（14a）（15
a），（14b）（15b），（14c）（15c），（14d）（15
d），（14e）（15e）を介して各利用側熱交換器（6a）
（6b）（6c）（6d）（6e）の一端を接続すると共に各利
用側熱交換器の他端同士を夫々電気式の第１の冷媒調整
弁（16a）（16b）（16c）（16d）（16e）を介して接続
し、この第１の各冷媒調整弁を高圧管（13a）と低圧管
（13b）とに夫々電気式の第２の冷媒調整弁（17a）（17
b）を介して接続している。

（18）は第４の切換弁（14a）（15a）〜（14e）（15
e）と、第２の冷媒調整弁（17a）（17b）と、ユニット
間配管（13）と接続された高圧管（13a）及び低圧管（1
3b）と、液管（19）とを内蔵した分岐ユニット、（20）
は一端が第１の開閉弁（21a）と毛細管（22）とを介し
て冷媒吐出管（７）に接続され、且つ他端が第２の開閉
弁（21b）を介して液ガス管（23）に接続された冷媒調
整容器、（24a）（24b）は熱源側熱交換器（3a）（3b）
の他端に設けた第３の開閉弁である。

次に運転動作を説明する。全室を同時に冷房する場合
は、一方の第１〜第４の切換弁（9a）（9b）（11b）（1
2a）（15a）（15b）（15c）（15d）（15e）を開くと共
に他方の第１〜第４の切換弁（10a）（10b）（11a）（1
2b）（14a）（14b）（14c）（14d）（14e）を閉じ、且
つ、第２の一方の冷媒調整弁（17a）を全開に、他方の
冷媒調整弁（17b）を全閉にすることにより、圧縮機
（２）から吐出された冷媒は吐出管（７）、第１の切換
弁（9a）（9b）、熱源側熱交換器（3a）（3b）と順次流
れてここで凝縮液化した後、液ガス管（23）、第２の切
換弁（12a）、高圧管（13a）、第２の冷媒調整弁（17
a）、液管（19）を経て各利用側ユニット（5a）（5b）
（5c）（5d）（5e）の第１の冷媒調整弁（16a）（16b）
（16c）（16d）（16e）に分配され、ここで減圧され
る。然る後、各利用側熱交換器（6a）（6b）（6c）（6
d）（6e）で蒸発気化した後、第４の切換弁（15a）（15
b）（15c）（15d）（15e）、低圧管（13b）、第３の切
換弁（11b）、吸込管（８）、気液分離器（４）を順次
経て圧縮機（２）に吸入される。このように蒸発器とし
て作用する各利用側熱交換器（6a）（6b）（6c）（6d）
（6e）で全室が同時に冷房される。

逆に全室を同時に暖房する場合は、一方の第１〜第４
の切換弁（10a）（10b）（11a）（12b）（14a）（14b）
（14c）（14d）（14e）を開くと共に他方の第１〜第４
の切換弁（9a）（9b）（11b）（12a）（15a）（15b）
（15c）（15d）（15e）を閉じ、且つ、第１の冷媒調整
弁（16a）〜（16e）を全開に、第２の一方の冷媒調整弁
（17a）を全開にすることにより、圧縮器（２）から吐
出された冷媒は吐出管（７）、第２の切換弁（11a）、
高圧管（13a）を経て第４の切換弁（14a）（14b）（14
c）（14d）（14e）、利用側熱交換器（6a）（6b）（6
c）（6d）（6e）へと分配され、ここで夫々凝縮液化し
た後、全開状態の第１の各冷媒調整弁（16a）（16b）
（16c）（16d）（16e）を経て液管（19）合流され、然
る後、第２の冷媒調整弁（17b）で減圧された後、低圧
管（13b）、第３の切換弁（12b）を経て熱源側熱交換器
（3a）（3b）に流れてここで蒸発気化した後、第１の切
換弁（10a）（10b）、吸込管（８）、気液分離器（４）
を順次経て圧縮機（２）に吸込される。このように凝縮
器として作用する各利用側熱交換器（6a）（6b）（6c）
（6d）（6e）で全室が同時に暖房される。

かかる全室冷房及び全室暖房運転時において、第２の
冷媒調整弁（17a）（17b）が熱源側ユニット（１）と最
も離れた最後尾に設けられている為、冷房運転時には冷
媒調整弁（17a）により分岐ユニット（18）内の低圧管
（13b）に、暖房運転時には冷媒調整弁（17b）により分
岐ユニット（18）内の高圧管（13a）に夫々冷媒が溜ま
り込むことはない。

又、同時に任意の例えば４室を冷房し１室を暖房する
場合は、第１の切換弁（9a）と第２の切換弁（12a）と
第３の切換弁（11b）と第４の切換弁（14e）（15a）（1
5b）（15c）（15d）とを開くと共に、第１の切換弁（9
b）（10a）（10b）と第１の切換弁（11a）と第３の切換
弁（12b）と第４の切換弁（14a）（14b）（14c）（14
d）（15e）と第３の開閉弁（24b）とを閉じると共に、
第２の一方の冷媒調整弁（17a）を所定の弁開度に設定
し、他方の冷媒調整弁（17b）を全閉にすることによ
り、圧縮機（２）から吐出された冷媒が第１の切換弁
（9a）を経て一方の熱源側熱交換器（3a）のみに流れこ
こで冷媒の大半部が凝縮され、然る後、第２の切換弁
（12a）と高圧管（13a）を経た後、残りの冷媒を暖房す
る利用側ユニット（5e）の第４の切換弁（14e）と第２
の冷媒調整弁（17a）とに分配され、第２の切換弁（14
e）から利用側熱交換器（6e）へ流れた冷媒はこの利用
側熱交換器（6e）で更に凝縮液化される。そして、この
熱交換器（6e）で凝縮液化された冷媒は全開状態の第１
の冷媒調整弁（16e）を経た後、液管（19）で第２の冷
媒調整弁（17a）を経た冷媒と合流し、然る後、各利用
側ユニット（5a）（5b）（5c）（5d）の第１の冷媒調整
弁（16a）（16b）（16c）（16d）に分配され、ここで夫
々減圧された後、夫々の利用側熱交換器（6a）（6b）
（6c）（6d）で蒸発気化され、然る後、低圧管（13
b）、第３の切換弁（11b）、吸込管（８）、気液分離器
（４）を順次経て圧縮機（２）に吸入される。このよう
に凝縮器として作用する利用側熱交換器（6e）で１室が
暖房され、蒸発器として作用する他の利用側熱交換器
（6a）（6b）（6c）（6d）で４室が冷房される。

かかる冷暖房同時運転時、仮に第２の冷媒調整弁（17
a）を全閉して高圧管（13a）からの凝縮液冷媒の全量を
暖房する利用側ユニット（6e）を経て液管（19）に導入
させ冷房する各利用側ユニット（5a）（5b）（5c）（5
d）の流入させることもできるが、この場合、凝縮液冷
媒の全量が利用側ユニット（6e）を経由するため、ここ
で凝縮液冷媒の全量について冷媒圧力損失が生じると共
に暖房する利用側ユニット（6e）に過大量の冷媒を供給
することになる。本発明では上述のとおり第２の冷媒調
整弁（17a）の弁開度を調整して高圧管（13a）からの凝
縮液冷媒の大半を冷媒調整弁（17a）を経て冷房する各
利用側ユニット（5a）（5b）（5c）（5d）へ直接流入さ
せて上記冷媒圧力損失の発生量を低下させると共に暖房
する利用側ユニット（5e）の利用側熱交換器（6e）にこ
の熱交換器の容量に見合った適正な冷媒量を流す為、効
率の良い冷暖房運転が行われる。しかも、第３の開閉弁
（24b）を閉じているため、使用していない熱源側熱交
換器（3b）に冷媒が溜まり込むことはない。

又、１室を冷房し４室を暖房する場合は、第１の切換
弁（10a）（10b）と第２の切換弁（11a）と第３の切換
弁（12b）と第４の切換弁（14b）（14c）（14d）（14
e）（15a）を開くと共に、第１の切換弁（9a）（9b）と
２の切換弁（12a）と第３の切換弁（11b）と第４の切換
弁（14a）（15b）（15c）（15d）（15e）を閉じると共
に第２の冷媒調整弁（17a）（17b）を全閉にすることに
より、圧縮器（２）から吐出された冷媒は吐出管
（７）、第２の切換弁（11a）、高圧管（13a）を経て第
４の切換弁（14b）（14c）（14d）（14e）、利用側熱交
換器（6b）（6c）（6d）（6e）へと分配され、ここで夫
々凝縮液化した後、全開状態の第１の冷媒調整弁（16
b）（16c）（16d）（16e）を経て液管（19）で合流さ
れ、然る後、この液冷媒が第１の冷媒調整弁（16a）を
経て利用側熱交換器（6a）へ流れここで冷媒の一部が蒸
発気化した後、第４の切換弁（15a）、低圧管（13b）、
第３の切換弁（12b）を経て熱源側熱交換器（3a）（3
b）に流れてここで冷媒の残りが蒸発気化し、然る後、
第１の切換弁（10a）（10b）、吸込管（８）、気液分離
器（４）を順次経て圧縮器（２）に吸入される。このよ
うに凝縮器として作用する各利用側熱交換器（6b）（6
c）（6d）（6e）で４室が暖房され、蒸発器として作用
する他の利用側熱交換器（6a）で１室が冷房される。

このように、各利用側ユニット（5a）〜（5e）は第１
〜第４の切換弁の開閉と第1,第２の冷媒調整弁の弁開度
を調節することにより任意に冷暖房運転することが可能
であり、しかも同時冷暖房運転時に蒸発器及び凝縮器と
して作用する夫々の利用側熱交換器（6a）（6b）（6c）
（6d）（6e）で熱回収が行なわれ、運転効率を向上させ
ることができる。

かかる冷房運転、暖房運転、並びに冷暖房同時運転時
において、利用側ユニット（5a）〜（5e）の運転台数が
減った場合には開閉弁（21b）を開いて液ガス管（23）
から冷媒調整容器（20）内に冷媒を導入して貯溜し、逆
に運転台数が増えた場合には開閉弁（21a）を開いて圧
縮機（２）から吐出された高圧ガス冷媒の一部を冷媒調
整容器（20）に導いてこのガス冷媒で冷媒調整容器（2
0）内に貯溜されている冷媒を液ガス管（23）へ押し出
すことにより運転台数に見合った適正な冷媒循環量に調
節される。

第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、上記第
１の実施例と異なるのは第１〜第４の切換弁を夫々三方
切換弁（25a）（25b），（26a）（26b），（27a）（27
b）（27c）（27d）（27e）とした点であり、第１の実施
例と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

第３図は本発明の第３の実施例を示すもので、第１の
実施例と異なるのは圧縮機（２）と熱源側熱交換器（3
a）（3b）とを別々の機械ユニット（1a）と熱源側ユニ
ット（1b）に内蔵すると共に、熱源側熱交換器（3a）
（3b）を直列に接続し、且つ、バイパス路（28）を設け
て一方の熱交換器（3b）を冷暖房負荷に応じて働かせる
為の補助切換弁（29a）（19b）を用いた点であり、第１
の実施例と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

第４図は本発明の第４の実施例を示すもので、第３の
実施例と異なるのは第１〜第４の切換弁及び補助切換弁
を夫々三方切換弁（25a）（26a）（26b）（27a）（27
b）（27c）（27d）（27e）（29）とした点であり、第１
の実施例と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

尚、上記各実施例において、熱源側熱交換器（3a）
（3b）は第１図，第２図に示すように並列接続しても、
第３図，第４図に示すように直列接続しても良く、又、
外気と空冷ファンで熱交換する空冷タイプ、あるいは循
環水と熱交換する水冷タイプであっても良い。

（ト）発明の効果 本発明によれば、複数台の利用側ユニットと、熱源側
ユニットもしくは機械ユニットとを接続するユニット間
配管が高圧管と低圧管との２本の冷媒管でありながらも
複数台の利用側ユニットの同時冷房運転及び同時暖房運
転はもとより冷暖房同時運転を任意の利用側ユニットで
自由に選択して行なうことができ、且つ、冷暖房同時運
転時には凝縮器として作用する利用側熱交換器と、蒸発
器として利用する利用側熱交換器とがシリーズ接続され
るため熱回収による効率の良い運転を行なうことができ
る。

かかる冷暖房同時運転時、仮に第２の一方の冷媒調整
弁を全閉して高圧管からの凝縮液冷媒の全量を暖房する
利用側ユニットを経て液管に導入させ冷房する各利用側
ユニットへ流入させることもできるが、この場合、凝縮
液冷媒の全量が暖房する利用側ユニットを経由するた
め、ここで凝縮液冷媒の全量について冷媒圧力損失が生
じると共に暖房する利用側ユニットに過大量の冷媒を供
給することになる。本発明では第２の一方の冷媒調整弁
の弁開度を調整して高圧管からの凝縮液冷媒の大半をこ
の冷媒調整弁を経て冷房する各利用側ユニットへ直接流
入させて上記冷媒圧力損失の発生量を低下させると共に
暖房する利用側ユニットの利用側熱交換器にこの熱交換
器の容量に見合った適正な冷媒量が流れる為、効率の良
い冷暖房運転が行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す空気調和装置の冷
媒回路図、第２図は本発明の第２の実施例を示す空気調
和装置の冷媒回路図、第３図は本発明の第３の実施例を
示す空気調和装置の冷媒回路図、第４図は本発明の第４
の実施例を示す空気調和装置の冷媒回路図である。 （１）（1b）……熱源側ユニット、（1a）……機械ユニ
ット、（２）……圧縮機、（3a）（3b）……熱源側熱交
換器、（5a）（5b）（5c）（5d）（5e）……利用側ユニ
ット、（6a）（6b）（6c）（6d）（6e）……利用側熱交
換器、（７）……冷媒吐出管、（８）……冷媒吸込管、
（9a）（10a）（9b）（10b），（25a）（25b）……第１
の切換弁、（11a）（12a），（26a）……第２の切換
弁、（11b）（12b）（26b）……第３の切換弁、（13）
……ユニット間配管、（13a）……高圧管、（13b）……
低圧管、（14a）〜（14e），（15a）〜（15e），（27
a）〜（27e）……第４の切換弁、（16a）〜（16e）……
第１の冷媒調整弁、（17a）（17b）……第２の冷媒調整
弁。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側
   ユニットと、利用側熱交換器を有する複数台の利用側ユ
   ニットとをユニット間配管で接続した空気調和装置にお
   いて、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とを分岐して、
   この一方の分岐吐出管と分岐吸込管とを第１の切換弁を
   介して熱源側熱交換器の一端に接続すると共に、他方の
   分岐吐出管と熱源側熱交換器の他端とを第２の切換弁を
   介してユニット間配管の高圧管に、且つ他方の分岐吸込
   管と熱源側熱交換器の他端とを第３の切換弁を介してユ
   ニット間配管の低圧管に夫々接続し、この高圧管と低圧
   管とに第４の切換弁を介して各利用側熱交換器の一端を
   接続すると共に各利用側熱交換器の他端同士を夫々第１
   の冷媒調整弁を介して接続し、この第１の各冷媒調整弁
   を高圧管と低圧管とに第２の冷媒調整弁を介して接続し
   たことを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】圧縮機を有する機械ユニットと、熱源側熱
   交換器を有する熱源側ユニットと、利用側熱交換器を有
   する複数台の利用側ユニットとをユニット間配管で接続
   した空気調和装置において、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒
   吸込管とを分岐して、この一方の分岐吐出管と分岐吸込
   管とを第１の切換弁を介して熱源側熱交換器の一端に接
   続すると共に、他方の分岐吐出管と熱源側熱交換器の他
   端とを第２の切換弁を介してユニット間配管の高圧管
   に、且つ他方の分岐吸込管と熱源側熱交換器の他端とを
   第３の切換弁を介してユニット間配管の低圧管に夫々接
   続し、この高圧管と低圧管とに第４の切換弁を介して各
   利用側熱交換器の一端を接続すると共に各利用側熱交換
   器の他端同士を夫々第１の冷媒調整弁を介して接続し、
   この第１の各冷媒調整弁を高圧管と低圧管とに第２の冷
   媒調整弁を介して接続したことを特徴とする空気調和装
   置。