JP2997504B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気調和機に係り、特に、冷房運転と暖房運
転が同時に混在している場合の、除霜運転時における空
調場の快適性向上に関する。
〔従来の技術〕
空気調和機の従来の除霜方式には、暖房運転から冷房
運転に切替えて除霜を行う逆サイクル除霜方式がある。
この除霜方式は、冷凍サイクルを冷房運転の状態にして
除霜を行うため、室内ユニツトの送風機を運転すると、
室内側へ冷風が吹き出される。この冷風吹き出しをなる
べく減少させるために、室内ユニツトの送風機を停止さ
せたり、特開昭55−72768号公報に記載されているよう
に、複数の室外熱交換器を並列に配設し、除霜運転時に
は、室外熱交換器を交互に凝縮器、あるいは、蒸発器と
して作用させ、室内熱交換器には冷媒を流通させずに除
霜を行う等の対策がとられている。
また、除霜運転を行いながら室内を暖房する方法とし
て、特開昭55−17068号公報に記載されているように、
複数個の室外熱交換器、及び、熱交換用フアンモータを
並置し、除霜運転時は一方の熱交換器を凝縮器、他方の
熱交換器を蒸発器として作用させて、順次、除霜を行
い、凝縮作用を行つている側のフアンモータの運転を停
止させ、蒸発作用を行つている側のフアンモータの運転
速度を通常速度より高くして除霜時間の短縮と室内の暖
房能力の確保を図つている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、暖房運転時における複数個の室外熱
交換器の作用、及び、複数台の室内ユニツトを接続した
マルチ形空気調和機において、冷房運転と暖房運転が同
時に混在している時の除霜運転方法について考慮されて
おらず、以下の問題があつた。すなわち、暖房運転時
は、全ての室外熱交換器が蒸発器として作用するため、
複数個の室外熱交換器に着霜が生じる。このため、交互
に除霜を行う場合でも最初の熱交換器の除霜が終了する
までは、蒸発器の吸熱作用が小さいため暖房能力は低く
なる。
また、蒸発作用を行つている側のフアンモータの運転
速度を通常速度により高くするため、騒音が大となり快
適性が損なわれる。
また、複数台の室内ユニツトを接続したマルチ形空気
調和機で、冷房運転と暖房運転が同時に混在している時
の除霜運転時に、冷房運転を行つている室内ユニツトの
制御方法については、検討がなされていない。
本発明の目的は、複数台の室内ユニツトの運転状態が
冷房運転と暖房運転が同時に混在している時の除霜運転
時に、冷房運転を行つている室内ユニツトの運転を継続
できる空気調和機を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明は、除霜運転する場
合、複数台に分割された室外熱交換器は、各々仕切板に
よって仕切られ、ファンは各々のモータに連結されてい
るので、各々の室外熱交換器は互いに熱交換作用を起こ
すことがない。よって、一方を凝縮器とし他方を蒸発器
として使用しても、除霜時間が短縮され、かつ冷房運転
を行っていた室内ユニットの能力低下を抑えて冷房運転
を継続することができる。よって室内の快適性を維持す
ることができる。
本発明のように構成された空気調和機は、複数台の室
内ユニツトの運転状態が冷房運転と暖房運転が同時に混
在している時の除霜運転時に、冷房運転を行つている室
内ユニツトの運転を継続するようにしたため、常時、冷
房運転を行うことができ、空調場の快適性を維持するこ
とができる。また、冷房運転を行つている室内熱交換器
は、蒸発器として作用するため、室内側からの吸熱作用
により圧縮機への液の戻り量の低減による圧縮機の信頼
性向上、及び、除霜熱源の確保による除霜時間の短縮を
図ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の空気調和機の一実施例を添付図面を参
照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示したサイクル系統図
である。図において、圧縮機1,並列に配設された四方弁
2a,2b,複数台の室内熱交換器9a〜9d,各室内熱交換器に
配設された流量調整弁4a〜4d,受液器5,並列に配設され
た膨張弁6a,6d,各膨張弁に直列配置された室外熱交換器
7a,7bを図示のように配管接続され、サイクルが構成さ
れている。室内熱交換器9a〜9dには、各々モータ9a〜9d
を連結したフアン10a〜10dが取付けられ、また、二台の
室外熱交換器7a,7bには、各々モータ13a,13bを連結した
フアン14a,14bが取付けられている。また、受液器5の
出口側配管からバイパス管が接続され、液バイパス用の
膨張弁11を介して圧縮機1の吸入側配管に接続されてい
る。また、圧縮機1の吐出側配管からバイパス管が接続
され、ガスバイパス用の開閉弁12を介して受液器5の出
口側配管に接続されている。また、二個の四方弁2a,2b
の室内熱交換器側へ接続されている配管には、それぞ
れ、逆止弁8a,8bが室内熱交換器側へ流れるように配設
されている。二台の室外熱交換器は、互いに熱交換作用
を起こさないように、例えば、第2図に示すような構造
となつている。第2図は、第一及び第二の実施例に適用
される室外ユニツトの一例の断面図である。二台の室外
熱交換器7a,7bには、各々仕切板15a,15bが取付けられ、
上,下に設置された固定台16a,16bに固定される。一方
の固定台16aは箱体に取付けられたモータ固定用のステ
ーに、他方の固定台16bは箱体に取付けられる。各々の
熱交換器7a,7bの上方には、モータ13a,13bに連結された
フアン14a,14bが、モータ固定用ステーに仕切られて取
付けられている。このため、各々の室外熱交換器7a,7b
に流入する空気は、仕切板15a,15b,固定台16a,16b,モー
タ固定用のステーにより仕切られているため、矢印のよ
うに流れる。この構造により、二台の室外熱交換器は互
いに熱交換作用を起こすことがない。
次に、多室形空気調和機の暖房運転と冷房運転が同時
に混在している時の作用について説明する。ここでは説
明の便宜上、冷房能力に比べて暖房能力が非常に多い場
合(四台中、一台だけ冷房運転)について説明する。一
方の四方弁2aを破線表示に、他方の四方弁2bを実線表示
のように切替えることにより、冷媒は室内熱交換器側へ
と流れる。ここで、第四の室内ユニツトが冷房運転を行
つている場合、第一から第三の室内熱交換器3a〜3cは、
凝縮器として作用し循環空気に放熱し、室内を暖房す
る。冷媒は、熱交換により冷却され凝縮し高圧の液冷媒
となり、受液器5及び第四の室内熱交換器3dに配設され
た流量調整弁4d側に分流される。流量調整弁4d側に分流
された冷媒は、流量調整弁4dで減圧され、低圧の液冷媒
が第四の室内熱交換器4dに流入し、第四の室内熱交換器
4dが蒸発器として作用し、熱交換器を流通する外気の熱
で蒸発し、低圧のガス冷媒が圧縮機1の吸入側に流れ込
む。一方、受液器5側へ分流された液冷媒は、二個の膨
張弁6a,6bで減圧され各々の室外熱交換器7a,7bに流入
し、各々の室外熱交換器7a,7bが蒸発器として作用し、
低圧のガス冷媒となり、各々の四方弁2a,2bを経て圧縮
機1に戻る。
蒸発器として作用している熱交換器に流入する空気の
温度が低く湿度が高い場合、熱交換器の表面に着霜が生
じ、熱交換性能が低下し圧縮機吸入圧力が低下する。こ
の結果、圧縮機吐出圧力が低下し、暖房能力の低下から
室内の快適性が損なわれる。このため、霜を溶かすため
の除霜運転が必要となる。除霜運転は、一方の四方弁2a
を実線表示に、他方の四方弁2bを破線表示のように切替
えて、着霜している二台の室外熱交換器7a,7bを凝縮器
として作用させ除霜を行う。また、熱交換器に流入する
熱量を霜を溶かすのに有効に利用するため、各々の室外
熱交換器7a,7bに取付けられているモータ13a,13bを連結
したフアン14a,14bは停止させる。各々の室外熱交換器7
a,7bで凝縮した液冷媒は、受液器5−第一から第四の室
内熱交換器3a〜3dへ流入する。ここで、第四の室内ユニ
ツトの運転状態は冷房運転であるため、熱交換器に取付
けられているモータ9dを連結したフアン10dを運転する
ことにより、第四の室内熱交換器3dが蒸発器として作用
して冷媒運転を継続することができる。また、他の室内
ユニツトの運転状態は暖房運転であるため、各々のモー
タ9a〜9cを連結した各々のフアン10a〜10cを停止させ、
室内への冷風吹き出しを防止する。
このように第一の発明は、除霜運転時も冷房運転を継
続できるため、冷房運転を行つている室内の快適性を維
持することができる。また、冷房運転を行つている室内
熱交換器により液冷媒を蒸発させるため、圧縮機への液
戻り量が低減し、圧縮機の信頼性を向上させることがで
きる。
次に、第二の発明について説明する。冷房能力に比べ
暖房能力が多少多い場合(本実施例では、室内ユニツト
四台中、二台が冷房運転)は、二個の四方弁2a,2bを実
線表示のように切替えて、一方の室外熱交換器7aを凝縮
器、他方の室外熱交換器7bを蒸発器として作用させる。
一方の四方弁2bを流通したガス冷媒は、二台の室内熱交
換器3a,3bに導かれ、熱交換器が凝縮器として作用して
循環空気に放熱し、室内を暖房する。熱交換器で凝縮さ
れた高圧の液冷媒は、他の二台の室内熱交換器3c,3d側
と受液器5側に分流される。室内熱交換器側へ導かれた
液冷媒は、第一の発明の実施例と同様の作用をなし、室
内を冷房する。また、受液器側へ流入した液冷媒は、一
方の膨張弁6bにより減圧され、一方の室外熱交換器7bが
蒸発器として作用し、熱交換器を流通する外気の熱で蒸
発し、低圧のガス冷媒が圧縮機1に戻る。
ここで、第一の発明の実施例と同様に、蒸発器として
作用している熱交換器に流通する空気の温度が低く、湿
度が高い場合は着霜が生じるため、霜を溶かすための除
霜運転が必要となる。除霜運転は、二個の四方弁を破線
表示のように切替えて、着霜していない室外熱交換器7a
を蒸発器、着霜している室外熱交換器7bを凝縮器として
作用させ除霜を行う。この時、一方の四方弁2aを流通す
る高温高圧のガス冷媒は、逆止弁8aを通り室内熱交換器
側へ流入し、暖房運転状態となつている室内ユニツトに
取付けられているモータ9a,9bに連結したフアン10a,10b
を運転することにより、室内の暖房を継続することがで
きる。一方、冷房運転状態となつている室内ユニツト
は、第一の発明の実施例と同様の作用をなし、室内の冷
房を継続することができる。そして、現在蒸発器として
作用している室外熱交換器7aに着霜が生じた場合、二個
の四方弁2a,2bを切替えて二台の室外熱交換器の作用を
入れ替えて、運転方法を継続することにより、常に、室
内の暖房運転及び冷房運転を継続する。
以上のように第二の発明は、除霜運転時でも一方の室
外熱交換器を蒸発器として作用させ吐出ガス冷媒を室内
熱交換器へと導くため、室内ユニツトの冷房運転、及
び、暖房運転を継続できるため、全ての空調場の快適性
を常に維持することができる。
〔発明の効果〕
本発明の空気調和機は、冷房運転を行つている室内ユ
ニツトが除霜運転時でも冷房運転を継続するため、冷房
運転を行つている空調場の快適性を、常に、維持するこ
とができる。また、冷房運転を行つている室内ユニツト
の熱交換器は蒸発器として作用しているため、圧縮機の
液戻り量を低減でき、軸受等のかじりを防止し圧縮機の
信頼性向上を図ることができる。さらに、室内側からの
吸熱作用により、除霜熱量を確保し除霜時間の短縮を図
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の多室形空気調和機の系統
図、第2図は多室形空気調和機に用いられる室外ユニツ
トの縦断面図である。 1……圧縮機、3a〜3d……室内熱交換器、6a,6b……膨
張弁、7a,7b……室外熱交換器、9a〜9b……室内フアン
用モータ、10a〜10d……室内フアン、13a,13b……室外
フアン用モータ、14a,14b……室外フアン、15a,15b……
仕切板、16a,16b……固定台。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 戸草 健治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所清水工場内 (56)参考文献 特開 平1−247967(JP,A) 特開 平2−171568(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 F25B 29/00 F25B 47/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、室外熱交換器、膨張機構を有する
    室外ユニットと、室内熱交換器を有する複数台の室内ユ
    ニットが接続され、前記室内ユニットは冷房運転と暖房
    運転とが混在して運転される空気調和機において、 前記室外ユニットは複数台に分割された前記室外熱交換
    器と、各々の前記室外熱交換器を仕切るように取りつけ
    られた仕切板と、各々の前記室外熱交換器の上方のモー
    タに連結されたファンとを備え、 除霜運転する場合、複数台の前記室外熱交換器うち一方
    を凝縮器として他方を蒸発器として作用させ、前記圧縮
    機からの吐出ガスを室内熱交換器へ導くことを特徴とす
    る空気調和機。
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