JP3055163B2 - 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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、室内ユニットおよび複数の室内ユニット
からなるマルチタイプの空気調和機に関する。
(従来の技術) 室外ユニットおよび複数の室内ユニットからなるマル
チタイプの空気調和機は、室外ユニットと各室内ユニッ
トとの間に分岐ユニットを有する。
この分岐ユニットは、板金のケース内に、液側配管、
ガス側配管、ヘッダ、電動式流量調整弁(パルスモータ
バルブ)、膨張弁などを内蔵している。
また、分岐ユニットでは、冷房運転時、低圧側となる
ガス側配管の表面温度が低下し、そこに結露が生じる。
この結露はドレン水となって垂れ落ち、ケース内に溜ま
り込む。
このため、分岐ユニットのケースにドレン管を取付
け、溜まり込むドレン水を外に排出する必要がある。
しかしながら、ドレン管の取付けは、据付け工事を繁
雑にするとともに、設備費の高騰を招くという問題があ
る。
そこで、分岐ユニットの内部を断熱材料で完全に埋め
尽くし、結露を未然に防止することが考えられる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、分岐ユニットの内部を断熱材料で完全
に埋め尽くしてしまうと、メンテナンス性が悪くなると
いう新たな問題がある。
この発明は上記の事情を考慮したもので、メンテナン
ス性の悪化を招くことなく、分岐ユニットでのドレン水
の溜まり込みを解消することができ、これによりドレン
管を不要にして据付工事の簡略化および設備費の低減が
可能な空気調和機を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明の空気調和機は、圧縮機および室外熱交換器
を有する室外ユニットと、この室外ユニットに分岐ユニ
ットを介して接続され、それぞれが室内熱交換器を有す
る複数の室内ユニットを備え、前記圧縮機、室外熱交換
器、各室内熱交換器を接続して冷凍サイクルを構成した
ものであって、上記分岐ユニットが、上面が開放されそ
の上面を天板で塞ぐように略箱状に形成されたケース
と、このケースの上面近傍の内部に配設され複数の冷媒
制御弁を接続してなる液側分岐配管と、ケースの内部底
面近傍に配設され、その周りに断熱材を設けてなるガス
側分岐配管と、ケース底面の外側に設けられ冷房運転時
にケース内の空気を暖めるヒータとからなる。
(作用) この発明の空気調和機では、分岐ユニット内の空気が
暖まり、分岐ユニット内の相対湿度が下がる。相対湿度
が下がると、配管の表面に生じる結露の量が少なくな
る。また、断熱材の断熱作用によって配管の表面温度が
上がり、結露の量がさらに少なくなる。なお、生じる結
露は、空気が暖まっていることにより、迅速に蒸発して
なくなる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。
第1図において、Aは室外ユニットで、この室外ユニ
ットAに分岐ユニットBを接続し、その分岐ユニットB
に複数台の室内ユニットC1,C2,C3を接続している。そし
て、これらユニットにおいて次の冷凍サイクルを構成し
ている。
まず、室外ユニットAはインバータ駆動タイプの能力
可変圧縮機1および商用電源駆動タイプ(定能力タイ
プ)の圧縮機2を備えている。
これら圧縮機1,2の吐出口に逆止弁3,4および四方弁5
を介して室外熱交換器6を接続する。
室外熱交換器6に、暖房用膨張弁7と冷房サイクル形
成用逆止弁8の並列回路、リキッドタンク9、電動式流
量調整弁(パルスモータバルブ;以下、PMVと略称す
る)11,21,31、冷房用膨張弁12,22,32と暖房サイクル形
成用逆止弁13,23,33の並列回路を介し、室内熱交換器1
4,24,34をそれぞれ接続する。そして、室内熱交換器14,
24,34を上記四方弁5およびアキュームレータ10を介し
て圧縮機1,2の吸込側に接続する。
すなわち、ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成してお
り、冷房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒を流して冷
房サイクルを形成し、暖房運転時は四方弁5の切換によ
り図示破線矢印の方向に冷媒を流して暖房サイクルを形
成する。
冷房用膨張弁12,22,32はそれぞれ感温筒12a,22a,32a
を有しており、これら感温筒を室内熱交換器14,24,34と
連通のガス側分岐配管(以下、ガス側配管と略称する)
にそれぞれ取付ける。
圧縮機1の吐出口と逆止弁3との間の吐出側配管にオ
イルセパレータ41を設け、そのオイルセパレータ41から
圧縮機1の吸込側配管にかけてオイルバイパス42を設け
る。
圧縮機2の吐出口と逆止弁4との間の吐出側配管にオ
イルセパレータ43を設け、そのオイルセパレータ43から
圧縮機2の吸込側配管にかけてオイルバイパス44を設け
る。
ここで、分岐ユニットBのケースおよび内部配管の構
成を第2図に示す。
すなわち、分岐ユニットBの内部空間には上部に液側
ヘッダHwがあり、下部にガス側ヘッダHgがある。液側ヘ
ッダHwには3本の液側分岐配管(以下、液側配管と略称
する)を連通し、それぞれの液側配管に電動式流量調整
弁11,21,31、冷房用膨張弁12,22,32、逆止弁13,23,33な
どの冷媒制御弁を設けている。ガス側ヘッダHgには3本
のガス側配管を連通している。
液側ヘッダHwおよび3本の液側配管を両側から挟むよ
うに、断熱材81,81を設けている。
ガス側ヘッダHgおよび3本のガス側配管を上下から挟
むように、断熱材82,82を設けている。
断熱材81,81,82,82は、たとえば耐熱発砲ポリエチレ
ンである。
83はケースで、そのケース83の底板の裏側に防露ヒー
タ84および断熱板85を挟んで押え板86を取付けている。
防露ヒータ84は、面状の電気ヒータを内蔵したもの
で、ケース83の底板を通してユニット内の空気を全体的
に暖める手段として働く。
また、防露ヒータ84は、分岐ユニットB内の空気温度
を周囲温度より少なくとも3deg以上高めることのできる
容量を有している。なお、3degの温度上昇は、分岐ユニ
ットB内の相対湿度を10%〜15%低減させることができ
る。
ケース83の上面は開放しており、そこに天板87を設け
てケースを塞ぐ構成としている。
制御回路を第3図に示す。
室外ユニットAは、マイクロコンピュータおよびその
周辺回路からなる室外制御部50を備える。この室外制御
部50に、四方弁5、PMV46、温度センサ47,48,49、高圧
スイッチP、インバータ回路51、スイッチ回路52、およ
び上記防露ヒータ84を接続する。
インバータ回路51は、商用交流電源53の電圧を整流
し、それを室外制御部50の指令に応じた所定周波数(お
よびレベル)の交流電圧に変換し、駆動電力として圧縮
機モータ1Mに供給するものである。
スイッチ回路52は、たとえば電磁接触器を用いてお
り、商用交流電源53から圧縮機モータ2Mへの駆動電圧の
供給を室外制御部50の指令に応じて制御するものであ
る。
分岐ユニットBは、マイクロコンピュータおよびその
周辺回路からなる分岐制御部60を備える。この分岐制御
部60に、PMV11,21,31を接続する。
室内ユニットC1,C2,C3は、それぞれマイクロコンピュ
ータおよびその周辺回路からなる室内制御部70を備え
る。これら室内制御部70に、運転操作部71および室内温
度センサ72をそれぞれ接続する。
さらに、室外制御部50に分岐制御部60を信号線接続
し、その分岐制御部60に各室内制御部70を信号線接続す
る。
そして、各室内制御部70は、次の機能手段を備える。
運転操作部71で設定される運転条件を分岐制御部60へ
送る手段。
運転操作部71で設定される運転条件のうち設定室内温
度と室内温度センサ72の検知温度との差を空調負荷とし
て求める手段。
求めた空調負荷に対応する要求能力を周波数設定信号
f1,f2,f3として分岐制御部60へ送る手段。
分岐制御部60は、次の機能手段を備える。
送られてくる運転条件を室外制御部50に転送する手
段。
送られてくる周波数設定信号f1,f2,f3から室内ユニッ
トC1,C2,C3の要求能力を求める手段。
求めた要求能力に従って対応するPMV11,21,31の開度
を制御する手段。
求めた要求能力の総和を周波数設定信号f0として室外
ユニットAに送る手段。
室外制御部50は、次の機能手段を備える。
送られてくる運転条件のうち運転モードに従って四方
弁5を制御する手段。
送られてくる周波数設定信号f0に応じて圧縮機1,2の
運転台数および圧縮機1の運転周波数F(=インバータ
回路51の出力周波数)を制御する手段。
冷房運転時(室内温度制御に基づく中断を含む)、防
露ヒータ84に通電する手段。
つぎに、上記の構成において作用を説明する。
いま、全ての室内ユニットで冷房運転を行なっている
ものとする。
このとき、室内ユニットC1の室内制御部70は、室内温
度センサ72の検知温度と運転操作部71で定められた設定
温度との差を演算し、その温度差に対応する周波数設定
信号f1を要求冷房能力として分岐制御部60に送る。
同じく、室内ユニットC2,C3の室内制御部70も、周波
数設定信号f2,f3を要求冷房能力として分岐制御部60に
送る。
分岐制御部60は、転送されてくる周波数設定信号に基
づいて各室内ユニットの要求冷房能力を求め、その総和
に対応する周波数設定信号f0を室外制御部50に転送す
る。
室外制御部50は、転送されてくる周波数設定信号f0
基づいて圧縮機1,2の運転台数および圧縮機1の運転周
波数Fを制御する。すなわち、要求冷房能力の総和が大
きくなるに従い圧縮機1の1台運転、圧縮機1,2の2台
運転へと移行する。
また、分岐制御部60は、室内ユニットC1,C2,C3の要求
冷房能力に応じてそれぞれ対応するPMV11,21,31の開度
を制御し、室内熱交換器14,24,34への冷媒流量を調節す
る。
この場合、冷房用膨張弁12,22,32は、自身を流れる冷
媒の温度と感温筒12a,22a,32aの感知温度との差が一定
となるように自動的に開度変化し、室内熱交換器14,24,
34の冷媒過熱度を一定に維持する働きをする。
なお、暖房運転では、冷媒の流れが逆になり、同様の
能力制御が行なわれる。
ところで、冷房運転時、分岐ユニットB内のガス側配
管が低圧側となり、そのガス側配管の表面温度が低下
し、そこに結露が生じようとする。
ただし、冷房運転時は、室外制御部50が防露ヒータ84
への通電を行ない、防露ヒータ84を発熱させる。
防露ヒータ84が発熱すると、分岐ユニットB内の空気
が全体的に暖まり、分岐ユニットB内の相対湿度が下が
る。
相対湿度が下がると、ガス側配管の表面に生じる結露
の量が少なくなる。
また、断熱材81,81,82,82の断熱作用によって配管の
表面温度が上がり、結露の量がさらに少なくなる。
なお、生じる結露は、空気が暖まっていることによ
り、迅速に蒸発してなくなる。また、結露がドレン水と
なってケース83に垂れ落ちたとしても、ケース83の底板
の温度が高いので、結露はすぐに蒸発してなくなる。
したがって、分岐ユニットBでのドレン水の溜まり込
みを解消することができ、分岐ユニットBにドレン管を
設ける必要がない。
ドレン管が不要になれば、据付け工事の簡略化が図れ
るとともに、設備費の低減が図れる。
また、分岐ユニットB内を断熱材料で完全に埋め尽く
すという結露防止対策も不要であり、メンテナンス性の
悪化を回避することができる。
さらに、液側分岐配管については、天板87で塞がれる
ケース83の上面近傍の内部に配設されるので、液側分岐
配管に接続されている冷媒制御弁等のメンテナンスを容
易に行うことができる。
また、ガス側分岐配管の周りの断熱材については、ヒ
ータの発熱に基づくケース内の空気の暖まりによる相対
湿度の低下が大きいことから、断熱材の形状の簡素化が
可能になるという利点がある。
なお、上記実施例では、防露ヒータ84への通電を冷房
運転中に続けて行なうようにしたが、たとえば第4図に
示すフロートスイッチ90を採用し、ケース83内に所定量
のドレン水が溜まったときのみ通電を行なう構成として
もよい。
すなわち、室外制御部50にフロートスイッチ90を接続
する。このフロートスイッチ90は、分岐ユニットBのケ
ース83内のドレン水量が所定以上になると作動するもの
である。そして、室外制御部50に、フロートスイッチ90
が作動したときに防露ヒータ84への通電を行なう手段を
設ける。
また、防露ヒータ84への通電の仕方として、タイマの
計時に基づく定期的な通電を行なうようにしてもよい。
さらに、防露ヒータ84をケース83の底板の裏側に設け
たが、分岐ユニットB内の空気を暖めることができれば
他の箇所に設けてもよい。また、分岐ユニットB内の空
気を暖めることができれば、防露ヒータ84に限らず、他
の操作を用いてもよい。
[発明の効果] 以上述べたように、この発明によれば、圧縮機および
室外熱交換器を有するユニットと、この室外ユニットに
分岐ユニットを介して接続され、それぞれが室内熱交換
器を有する複数の室内ユニットを備え、前記圧縮機、室
外熱交換器、各室内熱交換器を接続して冷凍サイクルを
構成したものであって、上記分岐ユニットが、上面が開
放されその上面を天板で塞ぐように略箱状に形成された
ケースと、このケースの上面近傍の内部に配設され複数
の冷媒制御弁を接続してなる液側分岐配管と、ケースの
内部底面近傍に配設され、その周りに断熱材を設けてな
るガス側分岐配管と、ケース底面の外面に設けられ冷房
運転時にケース内の空気を暖めるヒータとからなるの
で、メンテナンス性の悪化を招くことなく、分岐ユニッ
トでのドレン水の溜まり込みを解消することができ、こ
れによりドレン管を不要にして据付け工事の簡略化およ
び設備費の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の冷凍サイクルの構成を示
す図、第2図は同実施例の分岐ユニットのケースおよび
内部配管の構成を示す斜視図、第3図は同実施例の制御
回路の構成を示す図、第4図は同実施例の変形例におけ
る制御回路の構成を示す図である。 1……能力可変圧縮機、2……圧縮機、6……室外熱交
換器、11,21,31……PMV、14,24,34……室内熱交換器、5
0……室外制御部、60……分岐制御部、70……室内制御
部、81,81,82,82……断熱材、83……ケース、84……防
露ヒータ、A……室外ユニット、B……分岐ユニット、
C1,C2,C3……室内ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 5/02 510 F25B 13/00 104 F25B 41/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユ
    ニットと、この室外ユニットに分岐ユニットを介して接
    続され、それぞれが室内熱交換器を有する複数の室内ユ
    ニットを備え、前記圧縮機、室外熱交換器、各室内熱交
    換器を接続して冷凍サイクルを構成した空気調和機にお
    いて、 上記分岐ユニットは、上面が開放されその上面を天板で
    塞ぐように略箱状に形成されたケースと、このケースの
    上面近傍の内部に配設され複数の冷媒制御弁を接続して
    なる液側分岐配管と、ケースの内部底面近傍に配設さ
    れ、その周りに断熱材を設けてなるガス側分岐配管と、
    ケース底面の外面に設けられ冷房運転時にケース内の空
    気を暖めるヒータとからなることを特徴とする空気調和
    機。
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