JP3268967B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP3268967B2 JP29482695A JP29482695A JP3268967B2 JP 3268967 B2 JP3268967 B2 JP 3268967B2 JP 29482695 A JP29482695 A JP 29482695A JP 29482695 A JP29482695 A JP 29482695A JP 3268967 B2 JP3268967 B2 JP 3268967B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、能力可変型の室外
ユニットと能力一定型の室外ユニットとを並列に配置し
てなるマルチ形の空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、複数個の室内ユニット(室内熱
交換器)を並列に配置するとともに、各室内熱交換器に
つながれるガス管、液管に対して、複数個の室外ユニッ
ト(圧縮機)を並列に配置してなるビル用のマルチ形空
気調和装置は知られている(例えば、特開平2−856
56号公報)。この種のマルチ形空気調和装置は、装置
の大容量システム化が図れるという利点がある。
【0003】この種の従来のものでは、冷房又は暖房負
荷の一時的な低下に伴って、一方の室外ユニットの圧縮
機を停止させる場合がある。このように圧縮機を停止さ
せると、停止中の室外ユニットのレシーバタンクや、室
外熱交換器や、アキュームレータ等に冷媒が溜り込み、
これによって、室外ユニット間での冷媒量にアンバラン
スが生じ、他方の運転中の圧縮機に冷媒の量が不足し、
いわゆるガス欠状態になるという問題がある。
【0004】これを解消するために、各室外ユニットに
つながる分岐ガス管、分岐液管に弁を設け、いずれかの
室外ユニットが停止した場合には、該当する弁を閉じ
て、当該室外ユニットへの冷媒の寝込みを防止するよう
したものが提案されている(例えば、特開平4−324
069号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空調システ
ムのコストダウンを図る上では、分岐ガス管、分岐液管
には上述の弁を設けないことが望ましい。しかしなが
ら、上記の分岐液管に設けた弁を省略した場合には、停
止中の室外ユニットのレシーバタンクに液冷媒が寝込む
という問題がある。また、最近のビル空調では、特定の
部屋について冬季でも冷房が行なわれるようになってい
る。このような場合に、分岐ガス管に設けた弁を省略す
ると、低外気冷房を行なった場合に、停止中の室外ユニ
ットの室外熱交換器側が低圧になって四方弁に漏れが生
じ、この四方弁を通じて、室外熱交換器に冷媒が寝込む
という問題がある。
【0006】そこで、本発明の目的は、前述した従来の
技術が有する問題点を解消し、停止中の室外ユニットに
冷媒が寝込まないように、しかも弁を省略してコストダ
ウンが図れるよう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】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、並列に接続され、電動式膨張弁を有し
能力可変型の室外ユニットと電動式膨張弁を有した
力一定型の室外ユニットと、複数の室内ユニットとをガ
ス管と液管とでつなぎ、空調負荷に応じて前記室外ユニ
ットを個別運転するようにした空気調和機において、室
外ユニットにつながるガス管と液管のうち、能力可変型
の室外ユニットを除く、能力一定型の室外ユニットにつ
ながるガス管には開閉弁を設け、能力一定型の室外ユニ
ットを除く、能力可変型の室外ユニットには電動式膨張
弁と直列にレシーバタンクを設けたことを特徴とするも
のである。
【0008】本発明によれば、空調負荷に応じて運転、
停止される能力一定型室内ユニットに分岐するガス管に
のみ開閉弁を設け、停止中はこれを閉めることにより、
停止中の室外ユニットへの冷媒の回り込みを遮断でき
る。他方、能力一定型室外ユニットに分岐する液管に
は、従来のように弁を設けず、また、レシーバタンクも
組み込まないので、部品点数を削減できるとともに、レ
シーバタンクがない結果、滞留する冷媒量はシステム全
体とすれば少ない量であり、運転中の室外ユニットにお
いて冷媒不足が生じることはない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1及び図2を参照して説明する。図1において、1は能
力可変型の室外ユニット(以下、単に「能力可変ユニッ
ト」という。)を示し、2a、2bは能力一定型の室外
ユニット(以下、単に「能力一定ユニット」という。)
を示し、3a、3bは室内ユニットを示している。能力
可変ユニット1と2台の能力一定ユニット2a、2bと
は、分岐ガス管5a、5b、5c、分岐液管7a、7
b、7cを介して、室内ユニット3a、3bにつながる
ガス管5、液管7に並列に接続されている。
【0010】上記の能力可変ユニット1には、アキュー
ムレータ10と、インバータ周波数制御により回転数を
制御する内部高圧方式のロータリー形圧縮機11aと、
油分離器12と、四方弁13と、室外熱交換器14と、
電動式膨脹弁15とが収容されている。そして、四方弁
13の切り換えによって、冷房運転と、暖房運転とが切
り換えられるようになっている。さらには、電動式膨張
弁15と直列にレシーバタンク16が接続されている。
【0011】2台の能力一定ユニット2a、2bには、
ともにアキュームレータ10と、定格回転のスクロール
形圧縮機11bと、油分離器12と、四方弁13と、室
外熱交換器14と、電動式膨脹弁15とが収容されてい
る。そして、四方弁13の切り換えによって、冷房運転
と、暖房運転とが切り換えられるようになっている。こ
の能力一定ユニット2a、2bには、能力可変ユニット
1とは異なり、レシーバタンク16は組み込まれていな
い。
【0012】他方、室内ユニット3a、3bには、各々
室内熱交換器34と、電動式膨脹弁35とが収容されて
いる。これら能力可変ユニット1、能力一定ユニット2
a、2b、室内ユニット3a、3bは、ガス管5、及び
液管7を介して接続され、冷凍サイクルを構成してい
る。
【0013】能力一定ユニット2a、2bとガス管5、
及び液管7とをつなぐ分岐ガス管5b、5c、及び分岐
液管7b、7cのうちの、分岐ガス管5b、5cには、
開閉弁20a、20bが組込まれている。
【0014】一方、分岐液管7b、7cには、弁が設け
られていない。この弁の省略によりコストダウンが図ら
れている。分岐液管7b、7cは室外ユニット2a、2
bに直接接続されている。なお、能力可変ユニット1に
つながる分岐ガス管5a、分岐液管7aには、弁は設け
られていない。
【0015】次に、以上のように構成される空気調和機
の作用を説明する。暖房運転において、負荷に応じて室
外ユニットのいずれかを停止させるような場合には、能
力可変ユニット1を常に運転する一方で、例えば、能力
一定ユニット2bの運転を停止し、能力一定ユニット2
aのみを運転するというように、能力一定ユニット2
a、2bの側の運転を調整する。この時、電動式膨脹弁
15、及び電動式膨脹弁35,35は負荷に応じて開度
調整される。
【0016】これによれば、図1に示すように、冷媒は
矢印の方向に流れ、室外熱交換器14は蒸発器として作
用し、室内熱交換器34,34は凝縮器として作用し、
これにより、室内熱交換器34,34からは温風が送出
される。
【0017】この実施の形態によれば、運転する能力一
定ユニット2aに接続される分岐ガス管5bの開閉弁2
0aは開かれ、停止する能力一定ユニット2bに接続さ
れる分岐ガス管5cの開閉弁20bは閉じられる。この
開閉弁20bが閉じられるので、ガス冷媒が、停止ユニ
ットに流れ込むことはないが、分岐液管7cには弁が設
けられていないので、室内熱交換器34で液化した冷媒
の一部は、この分岐液管7cを通って、点線矢印で示す
ように停止中の能力一定ユニット2bに流れ込む。しか
しながら、能力一定ユニット2bには、レシーバタンク
が設けられていないので、電動式膨張弁15に至るまで
の冷媒管に冷媒が寝込んだとしても、その量は少量であ
る。この程度少量の冷媒が寝込んだとしても、運転中の
室外ユニットに冷媒不足が発生するようなことはない。
【0018】次に、冷房運転において説明すると、能力
可変ユニット1と能力一定ユニット2aとを運転し、能
力一定ユニット2bを停止した場合、冷媒は、図2中で
矢印の方向に流れる。この場合には、室外熱交換器14
は凝縮器として作用し、室内熱交換器34,34は蒸発
器として作用する。即ち、室内熱交換器34,34から
は冷風が送出され、冷房運転が行われる。
【0019】この冷房運転では、運転する能力一定ユニ
ット2aにつながる開閉弁20aは開かれ、停止する能
力一定ユニット2bにつながる開閉弁20bは閉じられ
る。この実施の形態によれば、開閉弁20bが閉じられ
るので、停止する能力一定ユニット2bにガス冷媒が流
入することはない。
【0020】分岐液管7cには弁が設けられていないの
で、室内熱交換器34で液化した冷媒の一部は、この分
岐液管7cを通って、点線矢印で示すように停止中の能
力一定ユニット2bに流れ込む。しかしながら、上述し
たように、能力一定ユニット2bには、レシーバタンク
が設けられていないので、電動式膨張弁15に至るまで
の冷媒管に冷媒が寝込んだとしても、その量はきわめて
少量である。したがって、この程度の少量の冷媒が寝込
んだとしても、上述したように、運転中の室外ユニット
に冷媒不足が発生するようなことはない。
【0021】分岐ガス管5b,5cの開閉弁20a,2
0bを省略できない理由としては、以下のような低外気
冷房運転における問題があげられる。図3、図4は四方
弁13をモデル化して示している。図3を参照すると、
四方弁13の本体130には、四つのポートa,b,
c,dがあけられ、本体130には、弁体131がスラ
イド自在に内蔵されている。冷房運転時には、弁体13
1が図示の位置にスライドし、二つのポートa,bを介
してガス管5とアキュームレータ10とがつながり、二
つのポートc,dを介して、室外熱交換器14と圧縮機
11とがつながる。通常の冷房運転時には、図3に示す
ように、二つのポートa,bを介して、ガス管5とアキ
ュームレータ10とがつながるので、仮に開閉弁20
a,20bが省略されたとしても、流入する冷媒は、ア
キュームレータ10に溜まる程度であり、寝込む量は少
量である。
【0022】しかしながら、外気が低い(5℃以下、例
えば0℃)場合には、停止している室外ユニットの内圧
1 は、冷媒の飽和圧力に等しくなり、例えば4Kg/
cm2 になり、これに対し、冷房運転中の蒸発圧力(ガ
ス管圧力)P2 は、一般的に4.2〜4.5Kg/cm
2 になるので、この状態ではP2 >P1 となり、図4に
示すように、弁体131が図示の位置に押し下げられ、
矢印で示すように、冷媒に漏れが生じる。この四方弁1
3を通じて漏れた冷媒はガス管5から室外熱交換器14
に向かうので、寝込む量は大量になる。この場合には、
停止する室外ユニットの室外熱交換器に冷媒が寝込みす
ぎるので、運転中のユニットではガス欠のおそれが生じ
る。
【0023】要するに、この実施の形態によれば、分岐
ガス管5b,5cには、開閉弁20a,20bが設けら
れるので、上述の低外気冷房運転時における問題を解消
することができる。一方、ほかの分岐液管7b,7cに
は、開閉弁が設けられないので、コストダウンを図るこ
とができる。また、分岐液管7b,7cから電動式膨張
弁15に至るまでの冷媒管には、レシーバタンクが設け
られないので、停止する能力一定ユニットに冷媒が流入
したとしても、その冷媒の寝込み量はきわめて少量にな
るので、上述したように、運転中の室外ユニットに冷媒
不足が発生するようなことはない、等の効果が得られ
る。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、各室外ユニットにつながる液管とガス管のう
ち、能力可変型の室外ユニットを除く、能力一定型の室
外ユニットにつながるガス管には開閉弁を設け、能力一
定型の室外ユニットを除く、能力可変型の室外ユニット
にはレシーバタンクを設けたので、能力一定形の室外ユ
ニットでみれば、その液管には、従来のように弁を設け
る必要はなく、また、レシーバタンクも組み込まないた
め、部品点数を削減できるとともに、レシーバタンクが
ない結果、滞留する冷媒量はシステム全体とすれば少な
い量であり、運転中の室外ユニットにおける冷媒不足を
防止することができる。また、低外気冷房運転にも、十
分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷凍装置の一実施例を示す系統図
である。
【図2】同実施例を示す系統図である。
【図3】四方弁をモデル化して示す図である。
【図4】四方弁をモデル化して示す図である。
【符号の説明】
1 能力可変型室外ユニット 2a、2b 能力一定型室外ユニット 3a,3b 室内ユニット 10,10 アキュームレータ 11,11 圧縮機 12,12 油分離器 14,14 室外熱交換器 16 レシーバタンク 20a、20b 開閉弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 13/00 F25B 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列に接続され、電動式膨張弁を有した
    能力可変型の室外ユニットと電動式膨張弁を有した能力
    一定型の室外ユニットと、複数の室内ユニットとをガス
    管と液管とでつなぎ、空調負荷に応じて前記室外ユニッ
    トを個別運転するようにした空気調和機において、 室外ユニットにつながるガス管と液管のうち、能力可変
    型の室外ユニットを除く、能力一定型の室外ユニットに
    つながるガス管には開閉弁を設け、能力一定型の室外ユ
    ニットを除く、能力可変型の室外ユニットには電動式膨
    張弁と直列にレシーバタンクを設けたことを特徴とする
    空気調和機。
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