JP3152614B2

JP3152614B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP3152614B2
Application number: JP06201896A
Authority: JP
Inventors: 亮下谷; 孝夫椎名
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: JPH09229450A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮能力を可変で
きる空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数台の室外ユニットに複数台
の室内ユニットをつなぐとともに、圧縮機、凝縮器、減
圧装置、及び蒸発器を順次つないで冷媒回路を構成した
空気調和機は知られている。この種のものでは、負荷に
応じて上述した圧縮機の能力を変動させるようにしてい
る。この従来技術においては、圧縮機の能力を変動させ
るために、電力の周波数を変化させてその能力を変える
いわゆるインバータ圧縮機が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術において、インバータ圧縮機を用いる場合
には、価格が高価であるとともに、電力の周波数成分が
空気調和機の周辺にあるコンピュータ等にノイズを与え
たり、コンデンサ（電気部品）をパンクさせたりして、
悪影響を与えるという問題がある。

【０００４】これに対して、インバータ圧縮機を用いず
に定格圧縮機から吐出された冷媒の一部を吸入側に戻す
冷媒戻し機構のみを用いて、定格圧縮機で多段階の制御
をおこなうことが考えられるが、この場合には滑らかな
制御ができないため、ハンチングの原因になるとともに
制御範囲も極めて狭い範囲に限られるという問題があ
る。このようなハンチングが生じると室温変動が大きく
なり、快適な空調状態を得ることができないという問題
がある。

【０００５】このような現象は、複数台の室外ユニット
を有するいわゆる大容量の空気調和機において、とりわ
け大きな問題になる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、複数台の室外ユ
ニットに複数台の室内ユニットをつないだ大容量の空気
調和機において、インバータ圧縮機を用いずに、圧縮能
力を可変にした空気調和機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、親ユニットと子ユニットと
からなる複数台の室外ユニットに複数台の室内ユニット
をつなぎ、親ユニットには第一の定格圧縮機と、この第
一の定格圧縮機の能力の略半分の能力を有した第二の定
格圧縮機と、この第二の定格圧縮機の能力と略等しい能
力を有した圧縮機であって、冷媒が圧縮されるシリンダ
に制御ポートを有し、この制御ポートに高圧がかかる
と、内部パワーコントロール機構が作動して、この圧縮
機が能力フルパワーで運転される一方、上記制御ポート
に低圧がかかると、同じく内部パワーコントロール機構
が作動して、この圧縮機が能力ハーフパワーで運転され
るパワーコントロール機構を有する圧縮機とを設け、子
ユニットには第三の定格圧縮機を設け、第一、第二、第
三の定格圧縮機及びパワーコントロール機構を有する圧
縮機の運転を組み合わせて段階的な能力制御を可能にし
たことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、パワーコントロール機構を有する圧縮機か
ら吐出された冷媒の一部を吸込み側に戻す冷媒戻し機構
を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【００１０】これらの発明によれば、定格圧縮機のみで
圧縮能力を可変にするが、圧縮能力を可変にする場合、
パワーコントロール機構により圧縮機の容器内の圧縮途
中の冷媒の一部をこの圧縮機の容器へ戻すほか、冷媒戻
し機構により圧縮機から吐出される冷媒の一部を吸込み
側に戻すなどして行う。このように、パワーコントロー
ル機構と冷媒戻し機構との２つの機構を組み合わせて圧
縮能力を制御することにより、定格圧縮機のみを用いて
も、きめ細かい制御が広範囲にできるのでハンチングを
防止することができ、インバータ圧縮機と同様な制御が
可能となる。しかも、供給する電力の周波数が変化する
インバータ圧縮機を用いるものでないから、周辺機器に
悪影響を与えることが少ない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による空気調和機の
室外ユニットの一実施の形態を、添付図面を参照して説
明する。

【００１２】図１において、１は２０馬力（以下、「ｐ
ｓ」という。）の室外ユニット（以下、単に「親ユニッ
ト」という。）を示し、３は１０ｐｓの室外ユニット
（以下、単に「子ユニット」という。）を示す。これら
の親、子ユニット１，３は、冷媒管５０を通じて室内ユ
ニット５１につながれる。

【００１３】「親ユニット」１について説明すると、こ
の親ユニット１は三台の圧縮機、すなわち１０ｐｓの第
一の定格圧縮機（スクロール）１５と、５ｐｓの第二の
定格圧縮機（ロータリー）１７と、パワーコントロール
機構を備えた圧縮機（以下、「Ｐ／Ｃ圧縮機」とい
う。）１９とを有している。この「Ｐ／Ｃ圧縮機」１９
について若干説明すると、このＰ／Ｃ圧縮機１９は冷媒
が圧縮されるシリンダ（図示せず）に制御ポート１９ａ
を有しており、高圧弁１９ｂが開いて制御ポート１９ａ
に高圧がかかると（低圧弁１９ｃは閉）、内部パワーコ
ントロール機構（図示せず）が作動して、このＰ／Ｃ圧
縮機１９は５ｐｓのフルパワーで運転される。一方、低
圧弁１９ｃが開いて制御ポート１９ａに低圧がかかると
（高圧弁１９ｂは閉）、同じく内部パワーコントロール
機構（図示せず）が作動して、このＰ／Ｃ圧縮機１９
は、２．５ｐｓのハーフパワーで運転される。

【００１４】更に、「親ユニット」１は、三台の圧縮機
１５，１７，１９のほかに、アキュームレータ２３、オ
イルセパレータ２５、四方弁２７、二つの熱交換器２
９，３１、減圧装置３０，３２、レシーバタンク３３等
を有する。なお、符号３４はオイルラインであり、バラ
ンス管３６につながる。

【００１５】オイルセパレータ２５を通過した冷媒は、
通常四方弁２７に向かうが、圧縮能力を制御するため
に、外部セーブ弁２６が設けられる。この外部セーブ弁
２６があけられると、圧縮された冷媒の一部（＝１ｐｓ
分）が、四方弁２７を通じて、アキュムレータ２３（＝
圧縮機の吸込み側）に戻される。

【００１６】「子ユニット」３は、図１に示すように、
アキュムレータ５２、第三の定格圧縮機５３、四方弁５
４、熱交換器５５、減圧装置５６、並びに、レシーバタ
ンク５７等を有する。第三の定格圧縮機５３は１０ｐｓ
である。なお、このように構成された親ユニット１と子
ユニット３には、上述したように、冷媒管５０を介し
て、室内ユニット５１がつながる。そして、この室内ユ
ニット５１には、減圧装置５８、及び熱交換器５９が内
蔵される。

【００１７】この実施の形態によれば、親ユニット１に
おける三台の圧縮機１５，１７，１９の合計馬力は２０
ｐｓであるので、親ユニット１における二つの熱交換器
２９，３１の容量もまた１０ｐｓづつの合計２０ｐｓで
ある。

【００１８】合計２０ｐｓは従来のものに比べて大形で
ある。二つの熱交換器２９，３１は、図３に示すよう
に、全体が略コ字形（従来のものとほぼ同じ）に成形さ
れており、二つの熱交換器２９，３１は、親ユニット１
の本体１０内に夫々の開口２９ａ、３１ａを対向させる
ように配置される。

【００１９】二つの熱交換器２９，３１は左右対象であ
り、全く別々に成形され、親ユニット１の本体１０の両
隅部１０ａ，１０ａにぴったりと収容される。そして、
二つの熱交換器２９，３１で囲まれた空間１００内に
は、上述した冷媒回路を構成するための三台の圧縮機１
５，１７，１９、アキュームレータ２３、オイルセパレ
ータ２５、並びに四方弁２７等が収容される。この親ユ
ニット１の本体１０の側面周囲には、本体前面の中央部
を除いて、全て熱交換用の空気を取り込むための吸込口
３５が形成される。なお、これらの吸込口３５から取り
込まれる空気は、二つの熱交換器２９，３１で熱交換さ
れた後、天井面に設けられる排出ファン３７を通じて排
出される。

【００２０】親ユニット１の本体前面の中央には、図２
に示すように、サービスパネル３９、及び冷媒管の配管
接続部４１が臨んでいる。この配管接続部４１は、ガス
管、液管の各サービスバルブ等で構成される。

【００２１】配管接続部４１では、液管のサービスバル
ブ（細管）４１ａが、ガス管のサービスバルブ（太管）
４１ｂよりも上位になるように縦一列に配置される。各
サービスバルブ４１ａ，４１ｂが縦一列に配置されるこ
とにより、横一列に配置されるもの（従来）に比べて、
親ユニット１の幅方向の寸法を小さくすることができ
る。ガス管のサービスバルブ（太管）４１ｂを下位に配
置したのは、四方弁２７から引き出されるガス管をつな
ぎ易くするためである。この四方弁２７のガス管のつな
ぎ部は下向き（図示せず）であるので、この四方弁２７
のつなぎ部から引き出したガス管を、上位に引き回すの
は困難であり、従って下位に引き回すのであれば、接続
は容易になるからである。

【００２２】サービスパネル３９をあけると、図３に示
すように、そこには圧縮機１５，１７，１９が露出す
る。上述した空気調和機では、Ｐ／Ｃ圧縮機１９が、図
４からも明らかなように、ほかの圧縮機１５，１７に比
べて最も優先的に長時間に亘って運転される。したがっ
て、ほかの圧縮機１５，１７に比べた場合には、通常、
Ｐ／Ｃ圧縮機１９が頻繁にメンテナンスされるのが一般
的である。そこで、このメンテナンス性を考慮して、親
ユニット１の本体前面の最も手前に、Ｐ／Ｃ圧縮機１９
が露出するように、手前側からＰ／Ｃ圧縮機１９、圧縮
機１７、圧縮機１５の順で配置される。また、親ユニッ
ト１の本体１０内では、図３に示すように、熱交換器２
９，３１につながる分流器４５は、本体裏面側に配置さ
れる。このように本体裏面側に分流器４５を配置するこ
とにより、分流器４５を本体前面側に配置する場合に比
べ、本体前面側の開口スペースＳを広くすることができ
る。この実施の形態によれば、サービスパネル３９をあ
けた場合に、圧縮機等の露出度が高いので、メンテナン
ス性を向上させることができる。

【００２３】空気調和機本体１０と壁面４７間にはサー
ビス・メンテナンス用の通路４６が必要になる。この通
路４６の存在により、本体手前側の吸込口３５近傍には
十分な吸込スペースが確保される。

【００２４】次に、圧縮機の能力制御について説明す
る。

【００２５】この実施の形態によれば、図４を参照し
て、要求馬力が０ｐｓ〜２０ｐｓ間において、圧縮能力
は１７段階に亘って制御される。

【００２６】例えば、要求馬力が１．５ｐｓである場
合、Ｐ／Ｃ圧縮機１９は運転し、それ以外の圧縮機１
５，１７は全停止し、低圧弁１９ｃは開いて、高圧弁１
９ｂは閉じる。そして、外部セーブ弁２６は開く。これ
によれば、パワーコントロール機構が動作するので、Ｐ
／Ｃ圧縮機１９は２．５ｐｓ（ハーフパワー）で運転
し、それと同時に、冷媒戻し機構が動作するので、１ｐ
ｓ分の冷媒戻しが行なわれるので、総計＝１．５ｐｓの
能力になる。

【００２７】要求馬力が２．５ｐｓである場合には、図
示のようにＰ／Ｃ圧縮機１９がハーフパワーで運転し、
それ以外は全停止である。

【００２８】要求馬力が４ｐｓである場合には、Ｐ／Ｃ
圧縮機１９は運転し、それ以外の圧縮機１５，１７は全
停止し、高圧弁１９ｂは開いて、低圧弁１９ｃは閉じ
る。そして、外部セーブ弁２６は開く。これによれば、
Ｐ／Ｃ圧縮機１９は５ｐｓ（フルパワー）で運転し、そ
れと同時に、冷媒戻し機構が動作するので、１ｐｓ分の
冷媒戻しが行なわれるので、総計＝４ｐｓの能力にな
る。

【００２９】このようにして、要求馬力が１０ｐｓまで
は、図４に示すように、Ｐ／Ｃ圧縮機１９と５ｐｓの定
格圧縮機（ロータリー）１７とが交互に運転し、更に、
必要に応じて外部セーブ弁２６が開閉して段階的な能力
制御が行なわれる。

【００３０】要求馬力が１１．５馬力以上に到達する
と、１０ｐｓの定格圧縮機（スクロール）１５が運転を
開始して、２０ｐｓに達するまでの間は、この定格圧縮
機（スクロール）１５は運転しっ放しの状態になる。

【００３１】要求馬力が１１．５馬力である場合には、
１０ｐｓの定格圧縮機（スクロール）１５が運転するほ
かに、Ｐ／Ｃ圧縮機１９が運転し、低圧弁１９ｃは開い
て、高圧弁１９ｂは閉じる。そして、外部セーブ弁２６
は開く。これによれば、定格圧縮機（スクロール）１５
が１０ｐｓで運転するほかに、パワーコントロール機構
が動作するので、Ｐ／Ｃ圧縮機１９は２．５ｐｓ（ハー
フパワー）で運転し、それと同時に、冷媒戻し機構が動
作するので、１ｐｓ分の冷媒戻しが行なわれるので、総
計＝１１．５ｐｓの能力になる。

【００３２】このように要求馬力が１０ｐｓ以上になっ
てから２０ｐｓに達するまでは、図４に示すように、定
格圧縮機（スクロール）１５は運転しっ放しの状態にな
り、更に、Ｐ／Ｃ圧縮機１９と５ｐｓの定格圧縮機（ロ
ータリー）１７とが交互に運転し、更にまた、必要に応
じて外部セーブ弁２６が開閉して、いわゆる段階的な能
力制御が行なわれる。

【００３３】要するに、この実施の形態によれば、Ｐ／
Ｃ圧縮機１９と外部セーブ弁２６とを制御することによ
って、インバータ圧縮機を使用しなくとも定格圧縮機の
みで、要求される可変出力を得ることができる。

【００３４】従って、インバータ圧縮機によるノイズ等
の悪影響を防止することができ、しかも安価な装置を提
供することができる。

【００３５】図５は別の実施の形態を示している。

【００３６】この実施の形態では、親ユニット１には８
ｐｓの定格圧縮機（スクロール）１５と、４ｐｓの定格
圧縮機（ロータリー）１７と、４ｐｓのＰ／Ｃ圧縮機１
９とが収容される。ユニット全体としては１６ｐｓであ
る。

【００３７】このように構成した場合には、０ｐｓ〜１
６ｐｓまで１ｐｓづつの間隔を持って段階的な制御が行
なわれる。

【００３８】一例を挙げれば、要求馬力が５ｐｓである
場合には、Ｐ／Ｃ圧縮機１９と４ｐｓの定格圧縮機（ロ
ータリー）１７とが運転し、低圧弁１９ｃは開いて、高
圧弁１９ｂは閉じる。そして、外部セーブ弁２６は開
く。これによれば、定格圧縮機（ロータリー）１７は４
ｐｓで運転し、Ｐ／Ｃ圧縮機１９は２ｐｓ（ハーフパワ
ー）で運転し、それと同時に、冷媒戻し機構が動作する
ので、１ｐｓ分の冷媒戻しが行なわれるので、総計＝５
ｐｓの能力になる。

【００３９】要求馬力が１５馬力である場合には、８ｐ
ｓの定格圧縮機（スクロール）１５と４ｐｓの定格圧縮
機（ロータリー）１７とが運転するほかに、Ｐ／Ｃ圧縮
機１９が運転し、高圧弁１９ｂは開いて、低圧弁１９ｃ
は閉じる。そして、外部セーブ弁２６は開く。これによ
れば、定格圧縮機（スクロール）１５が８ｐｓで運転
し、定格圧縮機（ロータリー）１７が４ｐｓで運転する
ほかに、パワーコントロール機構が動作するので、Ｐ／
Ｃ圧縮機１９は２ｐｓ（ハーフパワー）で運転し、それ
と同時に、冷媒戻し機構が動作するので、１ｐｓ分の冷
媒戻しが行なわれるので、総計＝１５ｐｓの能力にな
る。

【００４０】

【発明の効果】この発明によれば、複数台の室外ユニッ
トに複数台の室内ユニットをつないだ比較的大容量の空
気調和機においてもインバータ圧縮機を用いることなく
圧縮能力を可変することができるので、インバータ圧縮
機によるノイズ等の悪影響を防止することができ、しか
も安価な装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の一実施の形態を示す
冷媒回路図である。

【図２】室外ユニット（親ユニット）の正面図である。

【図３】室外ユニット（親ユニット）の横断面図であ
る。

【図４】２０ｐｓの圧縮能力の段階的制御を示す図であ
る。

【図５】１６ｐｓの圧縮能力の段階的制御を示す図であ
る。

【符号の説明】

１室外（親）ユニット３室外（子）ユニット１５定格圧縮機（スクロール）１７定格圧縮機（ロータリー）１９圧縮機（「Ｐ／Ｃ圧縮機」）２３アキュームレータ２５オイルセパレータ２７四方弁２９，３１熱交換器３０，３２減圧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 F24F 11/02 102 F25B 1/00 361

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】親ユニットと子ユニットとからなる複数
台の室外ユニットに複数台の室内ユニットをつなぎ、親
ユニットには第一の定格圧縮機と、この第一の定格圧縮
機の能力の略半分の能力を有した第二の定格圧縮機と、
この第二の定格圧縮機の能力と略等しい能力を有した圧
縮機であって、冷媒が圧縮されるシリンダに制御ポート
を有し、この制御ポートに高圧がかかると、内部パワー
コントロール機構が作動して、この圧縮機が能力フルパ
ワーで運転される一方、上記制御ポートに低圧がかかる
と、同じく内部パワーコントロール機構が作動して、こ
の圧縮機が能力ハーフパワーで運転されるパワーコント
ロール機構を有する圧縮機とを設け、子ユニットには第
三の定格圧縮機を設け、第一、第二、第三の定格圧縮機
及びパワーコントロール機構を有する圧縮機の運転を組
み合わせて段階的な能力制御を可能にしたことを特徴と
する空気調和機。
【請求項２】上記パワーコントロール機構を有する圧
縮機から吐出された冷媒の一部を吸込み側に戻す冷媒戻
し機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調
和機。