JP2976905B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に関
し、特に、暖房運転時における高圧冷媒圧力の制御対策
に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置には、特開平２
−２５４２６０号公報に開示されているように、圧縮機
と四路切換弁と室外熱交換器と室外電動膨張弁とを備え
た室外ユニットに対して、室内電動膨張弁と室内熱交換
器とを備えた複数台の室内ユニットが接続され、冷房運
転と暖房運転とに可逆運転可能なマルチ型のものがあ
る。

【０００３】この空気調和装置の暖房運転時において、
室内ユニットの運転台数が少ない場合、凝縮能力と蒸発
能力とのバランスが極端に崩れ、圧縮機の吐出側の高圧
冷媒圧力が過上昇する場合がある。特に、室内ユニット
の運転容量を小さくすると、高圧冷媒圧力の過上昇が顕
著になる。

【０００４】そこで、上記室外ユニットには、圧縮機の
吐出側と室外電動膨張弁の室内側とに接続された補助コ
ンデンサが設けられ、高圧冷媒圧力が過上昇した高圧制
御時に該補助コンデンサを凝縮動作させ、高圧冷媒圧力
の低下を図るようにしている。

【０００５】また、他の空気調和装置としては、特開平
２−２５４２６０号公報に開示されているように、高圧
冷媒圧力が所定の高圧になると、室外電動膨張弁を絞っ
て高圧制御を実行するものがある。この高圧制御は、室
外電動膨張弁の開度を小さくし、冷媒循環量を低下さ
せ、この結果、室外熱交換器の蒸発能力を低下させ、圧
縮機の吸込側の低圧冷媒圧力を低下させて高圧冷媒圧力
を低下させるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た空気調和装置において、補助コンデンサで高圧冷媒圧
力を制御する場合、熱量の一部を外部に捨てることにな
る。特に、室内ユニットの運転台数が低下して室内容量
が低下すると、外部に捨てる熱量が多くなり、ＣＯＰ
（成績係数）が低下するという問題があった。

【０００７】また、上記補助コンデンサの大きさを最低
の室内容量に基づき定めると、中間の室内容量の場合、
吹出空気温度がハンチングするという問題があった。つ
まり、補助コンデンサの容量を大きくすると、外気温度
が低い場合、凝縮機能が必要以上に発揮され、逆に外気
温度が高い場合、凝縮機能が発揮されないという問題が
あった。

【０００８】一方、室外電動膨張弁を絞る方法では、液
ラインの液冷媒圧力が上昇し、各室内ユニットの間で冷
媒が偏流し、能力がでない室内ユニットが生ずるという
問題があった。特に、各室内ユニットに高低差がある場
合、液冷媒圧力が上昇すると、室内熱交換器の入口側の
ガス冷媒圧力と出口側の液冷媒圧力がほぼ等しくなる。
この結果、室外ユニットより低い位置に配置された室内
ユニットでは冷媒が循環しない場合が生じ、暖房能力が
発揮されないという問題があった。

【０００９】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、補助コンデンサから外部に捨てる熱量を少なくする
と共に、各室内ユニットで暖房能力が確実に発揮される
ようにすることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

−発明の概要− 本発明は、熱源ユニット（1A）と複数台の利用ユニット
（1B）とが接続された主冷媒回路（18）を備えている。
熱源ユニット（1A）の熱源側膨張弁（EV-1）及び利用ユ
ニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）は負荷に対応した
通常開度に制御される一方、温調運転を行っていない休
止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）は微小
開度に制御される。暖房運転時に圧縮機（1a，1b）の吐
出側の高圧冷媒圧力が過上昇すると、熱源側膨張弁（EV
-1）を絞り、休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁
（EV-2）を全閉にし、休止側利用ユニット（1B）に液冷
媒を溜め込む。

【００１１】−解決手段− 具体的に、図１に示すように、請求項１に係る発明が講
じた手段は、先ず、圧縮機（1a，1b）、熱源側熱交換器
（14）及び開度調整自在な熱源側膨張弁（EV-1）を備え
た熱源ユニット（1A）と、開度調整自在な利用側膨張弁
（EV-2）及び利用側熱交換器（30）とを備えた複数台の
利用ユニット（1B）とが接続された主冷媒回路（18）が
設けられている。上記熱源側膨張弁（EV-1）及び利用側
膨張弁（EV-2）を負荷に対応した通常開度に制御すると
共に、温調運転を行っていない休止側利用ユニット（1
B）の利用側膨張弁（EV-2）を微小開度に制御する膨張
弁制御手段（41）が設けられている。加えて、暖房運転
時に圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒圧力が過上昇
すると、休止側利用ユニット（1B）に液冷媒を溜め込む
ように上記膨張弁制御手段（41）に代って熱源側膨張弁
（EV-1）及び利用側膨張弁（EV-2）を開度制御する高圧
制御手段（42）が設けられている。

【００１２】請求項２記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１記載の発明において、高圧制御手段（42）は第
１減圧手段（4a）と第２減圧手段（4b）と移行手段（4
c）とを備えた構成としている。該第１減圧手段（4a）
は、高圧冷媒圧力が上昇して所定の第１圧力状態になる
と、熱源側膨張弁（EV-1）を通常開度より小さい微小開
度に制御すると共に、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧
冷媒温度が第１設定温度以下であると休止側利用ユニッ
ト（1B）の利用側膨張弁（EV-2）を全閉に制御し、且つ
高圧冷媒温度が第１設定温度より高い第２設定温度にな
ると休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）
を予め設定された微小開度に制御する。上記第２減圧手
段（4b）は、高圧冷媒圧力が第１圧力状態より低下した
所定の第２圧力状態になると、熱源側膨張弁（EV-1）を
通常開度に制御すると共に、圧縮機（1a，1b）の吐出側
の高圧冷媒温度が第１設定温度以下であると休止側利用
ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）を全閉に制御
し、且つ高圧冷媒温度が第１設定温度より高い第２設定
温度になると休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁
（EV-2）を予め設定された微小開度に制御する。上記移
行手段（4c）は、高圧冷媒圧力が第２圧力状態より低下
した第３圧力状態になると、第２減圧手段（4b）より膨
張弁制御手段（41）の制御に戻す。

【００１３】請求項３記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１記載の発明において、主冷媒回路（18）には、
主冷媒回路（18）の液冷媒を圧縮機（1a，1b）に供給す
るインジェクション通路（LJ）が設けられた構成として
いる。更に、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒温度
が所定温度に上昇すると、上記インジェクション通路
（LJ）を連通制御するインジェクション制御手段（43）
が設けられている。

【００１４】請求項４記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１記載の発明において、主冷媒回路（18）には、
補助コンデンサ（22）を備えたバイパス通路（21）が熱
源側熱交換器（14）及び熱源側膨張弁（EV-1）と並列に
設けられた構成としている。更に、圧縮機（1a，1b）の
吐出側の高圧冷媒圧力が所定圧力に上昇すると、上記補
助コンデンサ（22）を凝縮動作させるバイパス制御手段
（44）が設けられている。

【００１５】−作用− 上記の発明特定事項により、本発明では、所定台数の利
用ユニット（1B）が暖房運転を行い、凝縮能力が十分に
確保されている状態においては、膨張弁制御手段（41）
が熱源側膨張弁（EV-1）及び利用側膨張弁（EV-2）を通
常制御し、停止状態や送風状態の休止側利用ユニット
（1B）の利用側膨張弁（EV-2）は微小開度に制御され
る。

【００１６】一方、暖房運転を行う利用ユニット（1B）
の台数が少なくなって凝縮能力が十分に確保されなくな
ると、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒圧力が上昇
し、主冷媒回路（18）の液ラインの液冷媒圧力も上昇す
る。

【００１７】この高圧冷媒圧力が過上昇すると、高圧制
御手段（42）が熱源側膨張弁（EV-1）及び利用側膨張弁
（EV-2）を制御し、休止側利用ユニット（1B）に液冷媒
を溜め込む。具体的に、請求項２記載の発明では、高圧
冷媒圧力が所定の第１圧力状態になると、第１減圧手段
（4a）が熱源側膨張弁（EV-1）及び利用側膨張弁（EV-
2）を制御し、熱源側膨張弁（EV-1）の開度を絞る一
方、利用側膨張弁（EV-2）は、原則的に全閉状態に制御
される。

【００１８】その際、請求項４記載の発明では、バイパ
ス制御手段（44）は、バイパス通路（21）を連通状態に
し、補助コンデンサ（22）で冷媒の一部を凝縮させる。

【００１９】上記熱源側膨張弁（EV-1）を絞ると、高圧
冷媒圧力は低下し、この高圧冷媒圧力の低下に伴って低
圧冷媒圧力も低下する。この高圧冷媒圧力が低下し、第
２圧力状態になると、第２減圧手段（4b）が熱源側膨張
弁（EV-1）を通常開度に制御するので、高圧冷媒圧力が
再び上昇し、この高圧冷媒圧力の上昇に伴って低圧冷媒
圧力も上昇する。そして、高圧冷媒圧力が再び上昇する
と、熱源側膨張弁（EV-1）を絞り、この熱源側膨張弁
（EV-1）の開閉動作が繰り返され、この結果、高圧冷媒
圧力及び低圧冷媒圧力がハンチングする。

【００２０】この動作を繰り返すと、主冷媒回路（18）
の液冷媒は、休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁
（EV-2）が原則的に全閉状態であるので、この休止側利
用ユニット（1B）に溜り込むことになり、主冷媒回路
（18）は冷媒不足の状態になるので、高圧冷媒圧力の上
昇が抑制され、低圧冷媒圧力の上昇も抑制される。

【００２１】一方、請求項３記載の発明では、インジェ
クション制御手段（43）は、例えば、高圧冷媒温度が所
定温度に上昇すると、インジェクション通路（LJ）を連
通状態にし、液冷媒を圧縮機（1a，1b）に供給する。し
かしながら、主冷媒回路（18）が冷媒不足の状態になる
と、インジェクション通路（LJ）のインジェクション機
能が作用しなくなり、高圧冷媒温度を低下させることが
できなくなる。したがって、上記高圧冷媒温度が上昇
し、第１減圧手段（4a）又は第２減圧手段（4b）が休止
側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）を微小開
度に開口し、液冷媒を液ラインに供給する。この結果、
液冷媒がインジェクション通路（LJ）から圧縮機（1a，
1b）に供給され、高圧冷媒温度が急激に低下し、所定温
度になると、利用側膨張弁（EV-2）を閉じて全閉状態に
戻す。

【００２２】ところが、上記利用側膨張弁（EV-2）の微
小開口によって高圧冷媒圧力が再び上昇することにな
り、上述の動作が繰り返され、この繰り返しによって高
圧冷媒圧力の過上昇が抑制される。

【００２３】その後、暖房運転する利用ユニット（1B）
が増加し、高圧冷媒圧力が低下した場合、移行手段（4
c）が膨張弁制御手段（41）の制御に戻し、熱源側膨張
弁（EV-1）及び利用側膨張弁（EV-2）を通常制御に戻
す。

【００２４】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、暖房運転
時に高圧冷媒圧力が過上昇すると、熱源側膨張弁（EV-
1）及び利用側膨張弁（EV-2）を制御し、休止側利用ユ
ニット（1B）に液冷媒を溜め込むようにしたために、主
冷媒回路（18）を冷媒不足の状態になり、この結果、冷
媒循環量が低下し、高圧冷媒圧力を低下させることがで
きる。

【００２５】特に、請求項２記載の発明によれば、暖房
運転時に高圧冷媒圧力が過上昇すると、熱源側膨張弁
（EV-1）を絞ると同時に、停止利用ユニット（1B）及び
サーモオフ利用ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）
を全閉にするようにしたために、停止利用ユニット（1
B）などに液冷媒を溜め込むことができ、主冷媒回路（1
8）を冷媒不足の状態にすることができる。この結果、
冷媒循環量が低下し、高圧冷媒圧力を低下させることが
でき、高圧冷媒圧力の異常処理などを回避することがで
き、快適な暖房運転を継続させることができる。

【００２６】また、上記熱源側膨張弁（EV-1）を通常開
度と微小開度とに開閉して制御するので、過渡的な高圧
冷媒圧力の過上昇に対して該高圧冷媒圧力を迅速に低下
させることができると同時に、停止利用ユニット（1B）
などの液冷媒の溜り込みによる高圧冷媒圧力の低下を確
実に図ることができる。

【００２７】また、補助コンデンサ（22）の容量を小さ
くすることができ、又は、補助コンデンサ（22）を削除
することができるので、外部に捨てる熱量を少なくする
ことができ、ＣＯＰの向上を図ることができる。特に、
補助コンデンサ（22）を省略することができるので、シ
ステム構成の簡略化を図ることができ、よりＣＯＰの向
上を図ることができると共に、コストダウンを図ること
ができる。

【００２８】また、主冷媒回路（18）の液ラインの液圧
を低くすることができるので、各利用ユニット（1B）の
偏流を防止することができる。特に、熱源ユニット（1
A）より低い位置に配置された利用ユニット（1B）の入
口側のガス冷媒圧力と出口側の液冷媒圧力との差を所定
圧力に確保することができ、該利用ユニット（1B）の暖
房能力を確実に発揮させることができる。

【００２９】また、圧縮機（1a，1b）をインバータ制御
しなくとも利用ユニット（1B）の変化に対応することが
でき、制御の簡素化を図ることができる。

【００３０】また、請求項３記載の発明によれば、イン
ジェクション通路（LJ）によって過上昇した高圧冷媒温
度を低下させることができるので、高圧冷媒温度の異常
処理などを回避することができ、快適な暖房運転を継続
させることができる。

【００３１】また、請求項４記載の発明によれば、補助
コンデンサ（22）を有するバイパス通路（21）を設ける
ことによって、より高圧冷媒圧力の過上昇を確実に抑制
することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００３３】図２及び図３に示すように、本実施形態の
空気調和装置は、１台の熱源ユニットである室外ユニッ
ト（1A）に複数の利用ユニットである室内ユニット（1
B）が接続された冷凍装置としてのマルチ型空気調和装
置を構成し、室外ユニット（1A）と複数の室内ユニット
（1B）とは液側及びガス側の連絡配管（LL，LG）を介し
て接続されている。尚、図２は、室外ユニット（1A）の
冷媒配管系統を示す一方、上記各室内ユニット（1B）は
同一の構成であるので、図３は、１台の室内ユニット
（1B）の冷媒配管系統を示している。

【００３４】上記室外ユニット（1A）は、圧縮機構（1
0）と油分離器（2a，2b）と四路切換弁（13）と熱源側
熱交換器である室外熱交換器（14）と熱源側膨張弁であ
る室外電動膨張弁（EV-1）とレシーバ（15）とアキュム
レータ（16）とを主要機器として備えている。これら各
機器（10〜16，EV-1）は、冷媒配管（RP）によって接続
されて冷媒が流通する主冷媒回路（18）の室外側を構成
している。

【００３５】上記圧縮機構（10）は、第１圧縮機（1a）
と第２圧縮機（1b）とが互いに並列に接続されて構成さ
れている。該第１圧縮機（1a）は、駆動と停止の制御の
みが行われ、第２圧縮機（1b）は、吐出側と吸入側とが
キャピラリチューブ（CP）及び電磁弁（SV-1）を備えた
アンロード回路（11）によって接続され、この電磁弁
（SV-1）の開閉動作によって容量が変化する。

【００３６】上記各圧縮機（1a，1b）の吸入側には、キ
ャピラリチューブ（CP，CP）を備えた油回収管（12a, 1
2b）により油分離器（2a，2b）が接続されると共に、各
圧縮機（1a，1b）は、均油管（1c）によって接続されて
いる。

【００３７】上記四路切換弁（13）は、冷房運転時には
図中実線の如く切り換わり、暖房運転時には図中破線の
如く切り換わって冷媒循環動作を切り換える。上記室外
熱交換器（14）は、２台の室外ファン（Fo，Fo）が付設
され、冷媒と外気とを熱交換し、冷房運転時には凝縮器
として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。
更に、上記室外電動膨張弁（EV-1）は、冷房運転時には
冷媒流量を調節し、暖房運転時には冷媒の減圧作用を行
う。

【００３８】上記主冷媒回路（18）には、インジェクシ
ョン通路（LJ）及びバイパス通路（21）が設けられてい
る。該インジェクション通路（LJ）は、冷暖房運転時に
各圧縮機（1a，1b）に液冷媒を供給して該圧縮機（1a，
1b）の吐出冷媒を冷却する。該インジェクション通路
（LJ）は、一端が室外電動膨張弁（EV-1）とレシーバ
（15）との間に接続され、他端が各圧縮機（1a，1b）に
分岐接続され、この分岐部には、キャピラリチューブ
（CP，CP）と電磁弁（SV-2，SV-2）とが設けられてい
る。

【００３９】上記バイパス通路（21）は、暖房過負荷制
御用の通路であり、一端は、油分離器（2a，2b）と四路
切換弁（13）との間に接続され、他端は、室外電動膨張
弁（EV-1）とレシーバ（15）との間に接続されている。
該バイパス路（21）は、補助コンデンサ（22）と電磁弁
（SV-3）とキャピラリチューブ（CP）とが順次直列に接
続されて成り、四路切換弁（13）及び室外熱交換器（1
4）に対して並列に接続されている。このバイパス通路
（21）は、吐出ガスの一部をバイパスさせ、吐出ガスの
一部を補助コンデンサ（22）で凝縮させている。

【００４０】尚、上記主冷媒回路（18）は、圧縮機（1
a，1b）の停止時などに圧縮機構（10）の吐出側と吸込
側とを連通する均圧ラインは備えられていない。

【００４１】一方、上記室内ユニット（1B）は、冷房運
転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器となる利用側熱
交換器である室内熱交換器（30）及び室内ファン（Fr）
を備え、且つ該室内熱交換器（30）の液管側には、暖房
運転時に冷媒流量を調節し、冷房運転時に冷媒の減圧作
用を行う利用側膨張弁である室内電動膨張弁（EV-2）が
設けられている。

【００４２】また、この空気調和装置には各種のセンサ
類が配置されている。（Th-1）は室内温度を検出する室
温センサ、（Th-2）及び（Th-3）はそれぞれ室内熱交換
器（30）の液側及びガス側配管における冷媒の温度を検
出する室内液温センサ及び室内ガス温センサ、（Th-4）
は各圧縮機（1a，1b）の吐出管温度を検出する吐出管セ
ンサ、（Th-5）は暖房運転時に室外熱交換器（14）の冷
媒温度から着霜状態を検出するデフロストセンサ、（Th
-6）は圧縮機（1a，1b）の吸入管温度を検出する吸入管
センサ、（Th-7）は室外熱交換器（14）の空気吸込口に
配置されて室外空気温度を検出する外気温センサであ
る。

【００４３】（SP-H）は圧縮機（1a，1b）の吐出管に配
設され、主冷媒回路（18）の高圧冷媒圧力を検出する高
圧センサ、（SP-L）は圧縮機（1a，1b）の吸入ラインに
配設され、低圧冷媒圧力を検出する低圧センサである。
また、（HP-S）は圧縮機（1a，1b）の保護用の高圧圧力
開閉器である。

【００４４】上記高圧センサ（SP-H）と吐出管センサ
（Th-4）とは、圧縮機（1a，1b）の吐出側の冷媒状態を
検出する状態検出手段（SS）を構成している。

【００４５】上記室温センサ（Th-1）等のセンサ類は、
コントロールユニット（40）に信号線で接続され、該コ
ントロールユニット（40）は各センサ類の信号を受けて
各電動弁（EV-1，EV-2）の開閉制御や圧縮機（1a，1b）
の容量制御などを行う。

【００４６】上記コントロールユニット（40）には、本
発明の特徴として、膨張弁制御手段（41）と高圧制御手
段（42）とが設けられると共に、インジェクション制御
手段（43）とバイパス制御手段（44）とが設けられてい
る。

【００４７】該膨張弁制御手段（41）は、暖房運転時及
び冷房運転時においては、室外電動膨張弁（EV-1）及び
室内電動膨張弁（EV-2）を負荷に対応した通常開度に制
御する。具体的に、例えば、上記膨張弁制御手段（41）
は、暖房運転時において、室外熱交換器（14）の出口側
冷媒温度の過熱度が所定温度になるように室外電動膨張
弁（EV-1）の開度を制御し、室内熱交換器（30）の出口
側冷媒温度の過冷却度が所定温度になるように室内電動
膨張弁（EV-2）の開度を制御する一方、冷房運転時にお
いて、室内熱交換器（30）の出口側冷媒温度の過熱度が
所定温度になるように室内電動膨張弁（EV-2）の開度を
制御し、室外熱交換器（14）の出口側冷媒温度の過冷却
度が所定温度になるように室外電動膨張弁（EV-1）の開
度を制御する。

【００４８】更に、上記膨張弁制御手段（41）は、室内
ユニット（1B）が運転停止状態又は送風運転状態の何れ
かの休止側室内ユニット（1B）になると、該休止側室内
ユニット（1B）の室内電動膨張弁（EV-2）を微小開度に
制御する。つまり、該膨張弁制御手段（41）は、室内ユ
ニット（1B）が運転を停止した停止室内ユニット（1B）
になった場合及び、室内ユニット（1B）がサーモオフし
たサーモオフ室内ユニット（1B）になった場合、この室
内ユニット（1B）に液冷媒が溜り込まないように室内電
動膨張弁（EV-2）を微小に開口する。例えば、上記室内
電動膨張弁（EV-2）が全開した場合を２０００pls.とす
ると、停止室内ユニット（1B）及びサーモオフ室内ユニ
ット（1B）の室内電動膨張弁（EV-2）の開度は２２４pl
s.になる。

【００４９】尚、このサーモオフとは、室内温度が設定
温度範囲内にあって室内ユニット（1B）が暖房等の温調
運転を休止して送風運転を行っている状態をいい、サー
モオンとは、室内温度が設定温度範囲外にあって室内ユ
ニット（1B）が暖房等の温調運転を行っている状態をい
う。

【００５０】上記高圧制御手段（42）は、表１に示すよ
うに、暖房運転時に、高圧センサ（SP-H）が検出する圧
縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒圧力（以下、単に高
圧圧力という）が上昇して所定圧力になると、停止室内
ユニット（1B）及びサーモオフ室内ユニット（1B）に液
冷媒を溜め込むように上記膨張弁制御手段（41）に代っ
て室外電動膨張弁（EV-1）及び室内電動膨張弁（EV-2）
を開度制御する。つまり、上記高圧制御手段（42）は、
主冷媒回路（18）の全体を冷媒不足状態（いわゆるガス
欠状態）にして高圧圧力を低下させるものであって、第
１減圧手段（4a）と第２減圧手段（4b）と移行手段（4
c）とを備えている。

【００５１】上記インジェクション制御手段（43）は、
吐出管センサ（Th-4）が検出する圧縮機（1a，1b）の吐
出側の高圧冷媒温度（以下、単に吐出管温度という）が
所定温度に上昇すると、上記インジェクション通路（L
J）の電磁弁（SV-2，SV-2）を開口し、レシーバ（15）
の液冷媒を圧縮機（1a，1b）に供給して吐出ガス冷媒を
冷却する。具体的に、該インジェクション制御手段（4
3）は、吐出管温度が１００℃以上に上昇すると電磁弁
（SV-2，SV-2）を開口してインジェクション通路（LJ）
をＯＮ状態にし、吐出管温度が９０℃以下に低下すると
電磁弁（SV-2，SV-2）を閉鎖してインジェクション通路
（LJ）をＯＦＦ状態にする。

【００５２】上記バイパス制御手段（44）は、表１に示
すように、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧圧力が所定
圧力に上昇すると、補助コンデンサ（22）を凝縮動作さ
せる。具体的に、該バイパス制御手段（44）は、高圧圧
力が２２．５kg／cm² に上昇すると電磁弁（SV-3）を開
口してバイパス通路（21）をＯＮ状態にし、高圧圧力が
１５kg／cm² に低下すると電磁弁（SV-3）を閉鎖してバ
イパス通路（21）をＯＦＦ状態にする。

【００５３】一方、上記高圧制御手段（42）の第１減圧
手段（4a）は、表１のステップ１に示すように、高圧圧
力が上昇して所定の第１圧力状態になると、室外電動膨
張弁（EV-1）を通常開度より小さい微小開度に制御する
と共に、吐出管温度が第１設定温度以下であると室内電
動膨張弁（EV-2）を全閉に制御し、且つ吐出管温度が第
１設定温度より高い第２設定温度になると室内電動膨張
弁（EV-2）を予め設定された微小開度に制御する。

【００５４】具体的に、該第１減圧手段（4a）は、室外
電動膨張弁（EV-1）が全開した場合を２０００pls.とす
ると、高圧圧力が２２．５kg／cm² に上昇した場合、室
外電動膨張弁（EV-1）の開度を２００pls.に制御する。
同時に、該第１減圧手段（4a）は、停止室内ユニット
（1B）及びサーモオフ室内ユニット（1B）の室内電動膨
張弁（EV-2）を原則的に０pls.の全閉状態に制御し、吐
出管温度が１２５℃以上に上昇すると、停止室内ユニッ
ト（1B）及びサーモオフ室内ユニット（1B）の室内電動
膨張弁（EV-2）の開度を１９２pls.の微小開度に制御
し、吐出管温度が１１５℃以下に低下すると該室内電動
膨張弁（EV-2）の開度を０pls.の全閉状態に戻す制御を
行う。

【００５５】上記高圧制御手段（42）の第２減圧手段
（4b）は、表１のステップ２に示すように、高圧圧力が
第１圧力状態より低下した所定の第２圧力状態になる
と、室外電動膨張弁（EV-1）を通常開度に制御すると共
に、吐出管温度が第１設定温度以下であると室内電動膨
張弁（EV-2）を全閉に制御し、且つ吐出管温度が第１設
定温度より高い第２設定温度になると室内電動膨張弁
（EV-2）を予め設定された微小開度に制御する。

【００５６】具体的に、該第２減圧手段（4b）は、高圧
圧力が２２．５kg／cm² から１８kg／cm² 以下に低下し
た場合、又は、高圧圧力が２２．５kg／cm² より低下し
た状態が１０秒継続した場合、室外電動膨張弁（EV-1）
を通常開度に制御し、上述した過熱度制御を行う。同時
に、該第２減圧手段（4b）は、停止室内ユニット（1B）
及びサーモオフ室内ユニット（1B）の室内電動膨張弁
（EV-2）を第１減圧手段（4a）と同様に制御する。

【００５７】上記高圧制御手段（42）の移行手段（4c）
は、表１のステップ３に示すように、高圧圧力が第２圧
力状態より低下した第３圧力状態になると、第２減圧手
段（4b）より膨張弁制御手段（41）の制御に戻す。具体
的に、該移行手段（4c）は、高圧圧力が１５kg／cm² 以
下に低下した場合、室外電動膨張弁（EV-1）を通常の過
熱度制御に戻すと同時に、運転室内ユニット（1B）であ
るサーモオン室内ユニット（1B）の室内電動膨張弁（EV
-2）を過冷却制御し、停止室内ユニット（1B）とサーモ
オフ室内ユニット（1B）の室内電動膨張弁（EV-2）を２
２４pls.に制御する。

【００５８】

【表１】

【００５９】−空調運転動作− 次に、上記空気調和装置の運転動作について説明する。

【００６０】冷房運転時は、四路切換弁（13）を図２実
線側に切り換えて主冷媒回路（18）を冷房サイクルにす
る。室外ユニット（1A）の電動膨張弁（EV-1）は全開状
態にし、室内電動膨張弁（EV-2）は室内熱交換器（30）
の出口側の冷媒過熱度を一定にするよう制御される。ま
た、バイパス通路（21）の電磁弁（SV-3）は常時開放さ
れている。

【００６１】この状態で、圧縮機構（10）で圧縮された
冷媒は、室外熱交換器（14）及び補助コンデンサ（22）
で凝縮し、その後、液側連絡配管（LL）を経て室内ユニ
ット（1B）に流れる。各室内ユニット（1B）では、液冷
媒が室内電動膨張弁（EV-2）で減圧され、室内熱交換器
（30）で蒸発した後、ガス側連絡配管（LG）を経て室外
ユニット（1A）に戻り、圧縮機構（10）がガス冷媒を吸
入する。この冷媒循環を繰り返し、液冷媒が室内熱交換
器（30）において室内空気と熱交換して蒸発し、室内空
気を冷却する。

【００６２】一方、暖房運転時には、四路切換弁（13）
を図２破線側に切り換えて主冷媒回路（18）を暖房サイ
クルにする。室内電動膨張弁（EV-2）は全開状態にし、
室外電動膨張弁（EV-1）は室外熱交換器（14）の出口側
の冷媒過熱度を一定にするよう制御される。

【００６３】この状態で、圧縮機構（10）で圧縮された
冷媒は、ガス側連絡配管（LG）を経て室内ユニット（1
B）に流れ、室内熱交換器（30）で凝縮し、その後、液
側連絡配管（LL）を経て室外ユニット（1A）に戻る。こ
の室外ユニット（1A）において、液冷媒は、室外電動膨
張弁（EV-1）で減圧し、室外熱交換器（14）で蒸発した
後、圧縮機構（10）がガス冷媒を吸入する。この冷媒循
環を繰り返し、ガス冷媒が室内熱交換器（30）において
室内空気と熱交換して凝縮し、室内空気を加熱する。

【００６４】次に、本発明の特徴とする高圧制御の動作
を図５の状態遷移図及び図６の状態変化図に基づいて説
明する。

【００６５】先ず、上述した暖房運転時において、図４
の主冷媒回路（18）の概略図に示すように、３台の室内
ユニット（1B）のうち、第１の室内ユニット（1B）が暖
房の温調運転を行ってサーモオン室内ユニット（1B）と
なり、第２の室内ユニット（1B）が送風運転のサーモオ
フ状態となってサーモオフ室内ユニット（1B）となり、
第３の室内ユニット（1B）が運転を停止して停止室内ユ
ニット（1B）となる場合がある。この場合、凝縮能力と
蒸発能力とのバランスが崩れ、圧縮機（1a，1b）の吐出
側の高圧圧力が異常に上昇する。

【００６６】そこで、図６に示すように、圧縮機（1a，
1b）を起動すると、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧圧
力が上昇すると共に、圧縮機（1a，1b）の吸込側の低圧
圧力が低下する。吐出管温度も上昇すると共に、室内電
動膨張弁（EV-2）とレシーバ（15）の間の液ラインの液
冷媒圧力（以下、単に液圧という）も上昇する。この状
態においては、図５のステップ３の状態にあり、膨張弁
制御手段（41）が室外電動膨張弁（EV-1）及び室内電動
膨張弁（EV-2）を制御し、室外電動膨張弁（EV-1）は過
熱度制御される一方、サーモオン室内ユニット（1B）の
室内電動膨張弁（EV-2）は過冷却制御され、更に、サー
モオフ室内ユニット（1B）及び停止室内ユニット（1B）
の室内電動膨張弁（EV-2）は２２４pls.の微小開度に制
御される。

【００６７】その後、上記高圧圧力が上昇し、所定の圧
力状態になると、図５のステップ１の状態に移り、高圧
制御手段（42）の第１減圧手段（4a）が室外電動膨張弁
（EV-1）及び室内電動膨張弁（EV-2）を制御する。つま
り、図６のＡ点に示すように、高圧圧力が２２．５kg／
cm² に上昇すると、室外電動膨張弁（EV-1）の開度を絞
り２００pls.に制御する。同時に、室内電動膨張弁（EV
-2）は、０pls.の全閉状態に制御される。その際、バイ
パス制御手段（44）は、電磁弁（SV-3）を開口してバイ
パス通路（21）をＯＮ状態にし、補助コンデンサ（22）
で冷媒の一部を凝縮させる。この凝縮した液冷媒は室外
電動膨張弁（EV-1）を介して室外熱交換器（14）に流れ
る。

【００６８】上記室外電動膨張弁（EV-1）を絞ると、図
６のＢに示すように、高圧圧力は低下し、この高圧圧力
の低下に伴って低圧圧力も低下する。この高圧圧力が低
下し、例えば、１８kg／cm² に低下すると、図５のステ
ップ２に移り、第２減圧手段（4b）が室外電動膨張弁
（EV-1）を通常の過熱度制御を行うので、図６のＣに示
すように、高圧圧力が再び上昇し、この高圧圧力の上昇
に伴って低圧圧力も上昇する。そして、高圧圧力が２
２．５kg／cm² に再び上昇すると、図５のステップ１に
戻り、室外電動膨張弁（EV-1）の開度が２００pls.に制
御される。この室外電動膨張弁（EV-1）の開閉動作が繰
り返され、この結果、高圧圧力及び低圧圧力は、図６に
示すようにハンチングする。

【００６９】この図５のステップ１及びステップ２にお
いて、停止室内ユニット（1B）及びサーモオフ室内ユニ
ット（1B）の室内電動膨張弁（EV-2）は、原則的に０pl
s.の全閉状態に制御されている。

【００７０】上記図５のステップ１及びステップ２の動
作を繰り返すと、主冷媒回路（18）の液冷媒は、停止室
内ユニット（1B）及びサーモオフ室内ユニット（1B）の
室内電動膨張弁（EV-2）が０pls.の全閉状態であるの
で、このサーモオフ室内ユニット（1B）及び停止室内ユ
ニット（1B）に溜りこむことになり、主冷媒回路（18）
は冷媒不足の状態になるので、図６のＤに示すように、
高圧圧力の上昇が抑制され、低圧圧力の上昇も抑制され
る。したがって、図５のステップ２の状態が維持され
る。

【００７１】この冷媒不足の状態において、液圧は、停
止室内ユニット（1B）などに溜り込んだ液冷媒の圧力低
下に引き摺られて低下し、吐出管温度は、室外熱交換器
（14）の冷媒過熱度が大きくなって上昇する。

【００７２】一方、図５のステップ１及びステップ２の
制御動作中において、インジェクション制御手段（43）
は、例えば、吐出管温度が１００℃以上に上昇すると電
磁弁（SV-2，SV-2）を開口してインジェクション通路
（LJ）をＯＮ状態にし、吐出管温度が９０℃以下に低下
すると電磁弁（SV-2，SV-2）を閉鎖してインジェクショ
ン通路（LJ）をＯＦＦ状態にしている。

【００７３】しかしながら、上述したように、主冷媒回
路（18）は冷媒不足の状態になると、レシーバ（15）の
液冷媒が不足するので、インジェクション通路（LJ）の
インジェクション機能が作用しなくなり、吐出管温度を
低下させることができなくなる。

【００７４】したがって、上記吐出管温度が上昇し、例
えば、１２５℃以上になると、図５のステップ２におい
て、図６のＥ点に示すように、停止室内ユニット（1B）
及びサーモオフ室内ユニット（1B）の室内電動膨張弁
（EV-2）を１９２pls.の微小開度に制御し、液冷媒をレ
シーバ（15）に供給する。この結果、液冷媒がインジェ
クション通路（LJ）から圧縮機（1a，1b）に供給され、
吐出管温度が急激に低下し、１１５℃以下になると、室
内電動膨張弁（EV-2）を閉じて０pls.の全閉状態に戻
す。

【００７５】ところが、上記室内電動膨張弁（EV-2）の
１９２pls.の微小開口によって高圧圧力が再び上昇する
ことになり、上述した図５のステップ１に戻り、ステッ
プ１及びステップ２の動作が繰り返されることになる。
つまり、図６のＡ点からＥ点までの動作が、例えば、１
時間程度のスパンでもって繰り返される。この繰り返し
によって高圧圧力の過上昇が抑制される。

【００７６】その後、暖房の温調運転されるサーモオン
室内ユニット（1B）が増加し、高圧圧力が上昇しなくな
り、高圧圧力が１５kg／cm² 以下に低下した場合、移行
手段（4c）が膨張弁制御手段（41）の制御に戻し、図５
のステップ３に移り、室外電動膨張弁（EV-1）を通常の
過熱度制御に戻すと同時に、運転室内ユニット（1B）の
室内電動膨張弁（EV-2）を過冷却制御し、停止室内ユニ
ット（1B）とサーモオフ室内ユニット（1B）の室内電動
膨張弁（EV-2）を２２４pls.に制御する。その際、バイ
パス制御手段（44）は、電磁弁（SV-3）を閉鎖してバイ
パス通路（21）をＯＦＦ状態にする。

【００７７】−実施形態の効果− 以上のように、本実施形態によれば、暖房運転時に高圧
圧力が過上昇すると、室外電動膨張弁（EV-1）を絞ると
同時に、停止室内ユニット（1B）及びサーモオフ室内ユ
ニット（1B）の室内電動膨張弁（EV-2）を全閉にするよ
うにしたために、停止室内ユニット（1B）などに液冷媒
を溜め込むことができ、主冷媒回路（18）を冷媒不足の
状態にすることができる。この結果、冷媒循環量が低下
し、高圧圧力を低下させることができ、高圧圧力の異常
処理などを回避することができ、快適な暖房運転を継続
させることができる。

【００７８】特に、上記室外電動膨張弁（EV-1）を通常
開度と微小開度とに開閉制御するので、過渡的な高圧圧
力の過上昇に対して該高圧圧力を迅速に低下させること
ができると同時に、停止室内ユニット（1B）などの液冷
媒の溜り込みによる高圧圧力の低下を確実に図ることが
できる。

【００７９】また、補助コンデンサ（22）の容量を小さ
くすることができるので、外部に捨てる熱量を少なくす
ることができ、ＣＯＰの向上を図ることができる。

【００８０】また、主冷媒回路（18）の液ラインの液圧
を低くすることができるので、各室内ユニット（1B）の
偏流を防止することができる。特に、室外ユニット（1
A）より低い位置に配置された室内ユニット（1B）の入
口側のガス冷媒圧力と出口側の液冷媒圧力との差を所定
圧力に確保することができ、該室内ユニット（1B）の暖
房能力を確実に発揮させることができる。

【００８１】また、圧縮機（1a，1b）をインバータ制御
しなくとも室内ユニット（1B）の変化に対応することが
でき、制御の簡素化を図ることができる。

【００８２】また、インジェクション通路（LJ）によっ
て過上昇した吐出管温度を低下させることができるの
で、吐出管温度の異常処理などを回避することができ、
快適な暖房運転を継続させることができる。

【００８３】また、補助コンデンサ（22）を有するバイ
パス通路（21）を設けることによって、より高圧圧力の
過上昇を確実に抑制することができる。

【００８４】

【発明の他の実施の形態】本実施形態においては、補助
コンデンサ（22）を有するバイパス通路（21）を設けた
が、請求項１記載の発明では、必ずしも設ける必要はな
い。この場合、特に、補助コンデンサ（22）を省略する
ことができるので、システム構成の簡略化を図ることが
でき、よりＣＯＰの向上を図ることができると共に、コ
ストダウンを図ることができる。

【００８５】また、本発明は、冷暖房運転の可能な空気
調和装置に限られず、図４の概略図に示すように、暖房
専用機であってもよく、主冷媒回路（18）の冷媒系統の
構成は実施形態に限れるものではない。

【００８６】また、本発明は、２台の圧縮機（1a，1b）
を備えたものに限られず、１台の圧縮機を備えたもので
あってもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】室外ユニットの主冷媒回路を示す冷媒回路図で
ある。

【図３】室内ユニットの主冷媒回路を示す冷媒回路図で
ある。

【図４】暖房運転時を示す空気調和装置の概略構成図で
ある。

【図５】高圧制御を示す状態遷移図である。

【図６】高圧制御の冷媒状態を示す状態特性図である。

【符号の説明】

1A 室外ユニット（熱源ユニット） 1B 室内ユニット（利用ユニット） 10 圧縮機構 1a，ab 圧縮機 13 四路切換弁 14 室外熱交換器（熱源側熱交換器） 18 主冷媒回路 RP 冷媒配管 LJ インジェクション通路 21 バイパス通路 30 室内熱交換器（利用側熱交換器） EV-1 室外電動膨張弁（熱源側膨張弁） EV-2 室内電動膨張弁（利用側膨張弁） SP-H 高圧センサ Th-4 吐出管センサ 40 コントロールユニット 41 膨張弁制御手段 42 高圧制御手段 43 インジェクション制御手段 44 バイパス制御手段 4a 第１減圧手段 4b 第２減圧手段 4c 移行手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 11/02 102 F25B 13/00 104

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（1a，1b）、熱源側熱交換器（1
   4）及び開度調整自在な熱源側膨張弁（EV-1）を備えた
   熱源ユニット（1A）と、開度調整自在な利用側膨張弁
   （EV-2）及び利用側熱交換器（30）とを備えた複数台の
   利用ユニット（1B）とが接続された主冷媒回路（18）
   と、 上記熱源側膨張弁（EV-1）及び利用側膨張弁（EV-2）を
   負荷に対応した通常開度に制御すると共に、温調運転を
   行っていない休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁
   （EV-2）を微小開度に制御する膨張弁制御手段（41）
   と、 暖房運転時に圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒圧力
   が過上昇すると、休止側利用ユニット（1B）に液冷媒を
   溜め込むように上記膨張弁制御手段（41）に代って熱源
   側膨張弁（EV-1）及び利用側膨張弁（EV-2）を開度制御
   する高圧制御手段（42）とを備えていることを特徴とす
   る空気調和装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気調和装置において、 高圧制御手段（42）は、 高圧冷媒圧力が上昇して所定の第１圧力状態になると、
   熱源側膨張弁（EV-1）を通常開度より小さい微小開度に
   制御すると共に、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒
   温度が第１設定温度以下であると休止側利用ユニット
   （1B）の利用側膨張弁（EV-2）を全閉に制御し、且つ高
   圧冷媒温度が第１設定温度より高い第２設定温度になる
   と休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）を
   予め設定された微小開度に制御する第１減圧手段（4a）
   と、 高圧冷媒圧力が第１圧力状態より低下した所定の第２圧
   力状態になると、熱源側膨張弁（EV-1）を通常開度に制
   御すると共に、圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒温
   度が第１設定温度以下であると休止側利用ユニット（1
   B）の利用側膨張弁（EV-2）を全閉に制御し、且つ高圧
   冷媒温度が第１設定温度より高い第２設定温度になると
   休止側利用ユニット（1B）の利用側膨張弁（EV-2）を予
   め設定された微小開度に制御する第２減圧手段（4b）
   と、 高圧冷媒圧力が第２圧力状態より低下した第３圧力状態
   になると、第２減圧手段（4b）より膨張弁制御手段（4
   1）の制御に戻す移行手段（4c）とを備えていることを
   特徴とする空気調和装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の空気調和装置において、 主冷媒回路（18）には、主冷媒回路（18）の液冷媒を圧
   縮機（1a，1b）に供給するインジェクション通路（LJ）
   が設けられる一方、 圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒温度が所定温度に
   上昇すると、上記インジェクション通路（LJ）を連通制
   御するインジェクション制御手段（43）が設けられてい
   ることを特徴とする空気調和装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の空気調和装置において、 主冷媒回路（18）には、補助コンデンサ（22）を備えた
   バイパス通路（21）が熱源側熱交換器（14）及び熱源側
   膨張弁（EV-1）と並列に設けられる一方、 圧縮機（1a，1b）の吐出側の高圧冷媒圧力が所定圧力に
   上昇すると、補助コンデンサ（22）を凝縮動作させるバ
   イパス制御手段（44）が設けられていることを特徴とす
   る空気調和装置。