JP3508264B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機等に使用され
る冷凍装置に係り、特に、複数の熱源側ユニットが冷媒
循環回路に対して並列に接続されて成る所謂熱源マルチ
型の冷凍装置において、除霜運転時における運転制御の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平６−２４９５２
７号公報に開示されているような室外マルチ型の空気調
和機では、複数台の室外ユニットがメインガスライン及
びメイン液ラインに対して並列に接続されている。ま
た、この種の空気調和機では、一般に個々の室外ユニッ
トに四路切換弁が設けられ、この四路切換弁の切換え動
作によって冷房運転状態と暖房運転状態とが切換えられ
るようになっている。また、暖房運転時において室外側
熱交換器に着霜が発生すると、四路切換弁を冷房運転側
に切換えて圧縮機の吐出冷媒を室外側熱交換器に流して
除霜するデフロスト運転を行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでの室
外マルチ型の空気調和機では、室外側熱交換器が複数台
あるために、各室外側熱交換器における着霜状態が異な
っている場合には、暖房運転からデフロスト運転への切
換え時期を適切に認識することが難く、これまでに、最
適なデフロスト運転への切換えを行うために室外側熱交
換器の着霜量を正確に検出することは行われていなかっ
た。

【０００４】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、複数台の熱源側ユニットを備えた冷凍装置
に対し、最適なデフロスト運転への切換え動作を得るこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、各熱源側ユニットの熱交換器の着霜状
態を個々に検知し、これらを統括的に判断してデフロス
ト運転の開始時間を変更するようにした。

【０００６】具体的に、請求項１記載の発明は、図１に
示すように、利用側ユニット(3A,3B,3C)と複数の熱源側
ユニット(2A,2B,2C)とを備え、各熱源側ユニット(2A,2
B,2C)は、圧縮機構(21)及び熱源側熱交換器(23)が利用
側ユニット(3A,3B,3C)との間で冷媒の循環が可能に接続
されていると共に、上記熱源側ユニット(2A,2B,2C)と利
用側ユニット(3A,3B,3C)との間で冷媒循環方向を可逆と
して冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切換える
四路切換弁(22)を備えた冷凍装置を前提としている。そ
して、暖房運転サイクル時、上記各熱源側熱交換器(23,
23, …) 夫々を流れる冷媒温度に基いて着霜状態を検出
して着霜信号を送信する着霜状態検出手段(82)と、該着
霜状態検出手段(82)からの着霜信号を受信可能であっ
て、全ての熱源側熱交換器(23,23, …) が着霜している
ときには、該着霜信号受信時から、四路切換弁(22)を冷
房運転サイクル側に切換えるデフロスト運転の開始まで
の時間を所定時間に設定する一方、一部の熱源側熱交換
器(23,23, …) のみが着霜しているときには、該着霜信
号受信時からデフロスト運転の開始までの時間を上記所
定時間よりも長く設定するデフロスト開始時間変更手段
(81)とを備えさせた構成としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の冷凍装置において、着霜状態検出手段(82)を、前回の
デフロスト運転時間が長い程、着霜状態の検出温度を高
く設定するような構成としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、上記請求項１また
は２記載の冷凍装置において、デフロスト開始時間変更
手段(81)を、暖房能力のダウン率が低い程、着霜状態の
検出温度を高く設定するような構成としている。

【０００９】

【作用】上記の構成により、本発明では以下に述べるよ
うな作用が得られる。請求項１記載の発明では、暖房運
転時、少なくとも１つの熱源側熱交換器(23)に着霜が発
生すると、着霜状態検出手段(82)からデフロスト開始時
間変更手段(81)に着霜信号が送信される。そして、この
デフロスト開始時間変更手段(81)は、着霜信号が、一部
の熱源側熱交換器(23)のみが着霜したものであるときに
は、全ての熱源側熱交換器(23,32, …) が着霜したもの
であるときよりも着霜信号受信時からデフロスト運転の
開始までの時間を長く設定する。つまり、全ての熱源側
熱交換器(23,23, …) に着霜が発生した場合には迅速に
除霜を行わせ、一部の熱源側熱交換器(23)のみに着霜が
発生した場合にはデフロスト運転の開始を遅延させて暖
房運転を所定時間だけ継続して行わせる。

【００１０】請求項２及び３記載の発明では、着霜状態
検出手段(82)による着霜状態の検出温度を、前回のデフ
ロスト運転時間や暖房能力のダウン率に応じて変更させ
ているので、デフロスト運転への切換え時期をより適切
に得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】−全体構成− 図２〜図４に示すように、本実施例における冷凍装置と
しての空気調和装置（10）は、３台の室外ユニット（2
A，2B，2C）と３台の室内ユニット（3A，3B，3C）がメ
イン液ライン（4L）及びメインガスライン（4G）に対し
てそれぞれ並列に接続されて構成されている。

【００１３】各室外ユニット（2A，2B，2C）は、圧縮機
構（21）と、四路切換弁（22）と、室外ファン（23-F）
が近接配置された熱源側熱交換器である室外熱交換器
（23）と、熱源側膨張機構である室外電動膨張弁（24）
とを備えて熱源側ユニットを構成している。上記室外熱
交換器（23）におけるガス側である一端には冷媒配管
（25）が、液側である他端には分岐液ライン（5L-A，5L
-B，5L-C）がそれぞれ接続されている。

【００１４】上記ガス側の冷媒配管（25）は、四路切換
弁（22）によって圧縮機構（21）の吐出側と吸込側とに
切換可能に接続される一方、分岐液ライン（5L-A，5L-
B，5L-C）は、上記室外電動膨張弁（24）が設けられて
室外熱交換器（23）とメイン液ライン（4L）とに接続さ
れている。そして、上記各分岐液ライン（5L-A，5L-B，
5L-C）とメイン液ライン（4L）との接続部には、レシー
バ（11）が設けられ、該レシーバ（11）によって各分岐
液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）とメイン液ライン（4L）
とが接続されている。

【００１５】上記圧縮機構（21）には、分岐ガスライン
（5G-A，5G-B，5G-C）が冷媒配管（25）及び四路切換弁
（22）を介して接続され、該分岐ガスライン（5G-A，5G
-B，5G-C）は、四路切換弁（22）によって圧縮機構（2
1）の吸込側と吐出側とに切換可能に接続されると共
に、メインガスライン（4G）に接続されている。そし
て、上記圧縮機構（21）の吸込側と四路切換弁（22）と
の間の冷媒配管（25）にはアキュムレータ（26）が設け
られている。

【００１６】上記３台の室外ユニット（2A，2B，2C）の
うち第１室外ユニット（2A）が親機に、第２室外ユニッ
ト（2B）及び第３室外ユニット（2C）が子機に構成さ
れ、該第１室外ユニット（2A）が第２室外ユニット（2
B）及び第３室外ユニット（2C）に先行して駆動するよ
うに構成され、第１室外ユニット（2A）と第２室外ユニ
ット（2B）及び第３室外ユニット（2C）とは主として圧
縮機構（21）の構成が異なっている。

【００１７】つまり、第１室外ユニット（2A）の圧縮機
構（21）は、インバータ制御されて多数段階に容量制御
される可変容量型の上流側圧縮機（COMP-1）と、運転及
び停止の２種類に制御される定容量型の下流側圧縮機
（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に構成さ
れている。一方、第２室外ユニット（2B）及び第３室外
ユニット（2C）の圧縮機構（21）は、上流側圧縮機（CO
MP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）とが何れも運転及び停
止の２種類に制御される定容量型の圧縮機で構成され、
該上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）と
が並列に接続された所謂ツイン型に構成されている。そ
して、何れの室外ユニット（2A，2B，2C）においても上
流側圧縮機（COMP-1）が下流側圧縮機（COMP-2）に先行
して駆動するように構成されている。

【００１８】一方、各室内ユニット（3A，3B，3C）は、
室内ファン（31-F）が近接配置された利用側熱交換器で
ある室内熱交換器（31）と、利用側膨張機構である室内
電動膨張弁（32）とを備えて利用側ユニットを構成して
いる。そして、該室内熱交換器（31）は、室内液配管
（3L）及び室内ガス配管（3G）を介してメイン液ライン
（4L）及びメインガスライン（4G）に接続され、該室内
液配管（3L）に室内電動膨張弁（32）が設けられてい
る。

【００１９】−配管ユニットの構成− 上記空気調和装置（10）は、接続回路部である配管ユニ
ット（12）が設けられており、該配管ユニット（12）
は、各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐液ライン（5L
-A，5L-B，5L-C）及び分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G
-C）とメイン液ライン（4L）及びメインガスライン（4
G）とを接続している。

【００２０】具体的に、分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L
-C）は、各室外ユニット（2A，2B，2C）より外部に延び
る分岐液管（5LAa，5LBa，5LCa）と、該分岐液管（5LA
a，5LBa，5LCa）の外端に連続する分岐液通路（5LAb，5
LBb，5LCb）とを備えている。

【００２１】上記分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）
は、室外ユニット（2A，2B，2C）より外部に延びる分岐
ガス管（5GAa，5GBa，5GCa）と、該分岐ガス管（5GAa，
5GBa，5GCa）の外端に連続する分岐ガス通路（5GAb，5G
Bb，5GCb）とを備えている。

【００２２】上記メイン液ライン（4L）は、室内ユニッ
ト（3A，3B，3C）の室内液配管（3L）に接続されるメイ
ン液管（4L-a）と、該メイン液管（4L-a）の一端に連続
し且つ上記各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐液通路
（5LAb，5LBb，5LCb）がレシーバ（11）を介して連通す
るメイン液通路（4L-b）とより構成されている。

【００２３】上記メインガスライン（4G）は、室内ユニ
ット（3A，3B，3C）の室内ガス配管（3G）に接続される
メインガス管（4G-a）と、該メインガス管（4G-a）の一
端に連続し且つ各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐ガ
ス通路（5GAb，5GBb，5GCb）が連続するメインガス通路
（4G-b）とより構成されている。

【００２４】そして、上記配管ユニット（12）は、各室
外ユニット（2A，2B，2C）側の分岐液ライン（5L-A，5L
-B，5L-C）の分岐液通路（5LAb，5LBb，5LCb）及び分岐
ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）の分岐ガス通路（5GA
b，5GBb，5GCb）と、メイン液ライン（4L）のメイン液
通路（4L-b）及びメインガスライン（4G）のメインガス
通路（4G-b）と、レシーバ（11）とが一体に形成されて
ユニット化されている。

【００２５】更に、上記配管ユニット（12）には、第１
ガス開閉弁（VR-1）と第２ガス開閉弁（VR-2）とが一体
にユニット化されている。該第１ガス開閉弁（VR-1）
は、第２室外ユニット（2B）側の分岐ガス通路（5GBb）
に設けられて該分岐ガス通路（5GBb）を開閉する開閉機
構を構成する一方、第２ガス開閉弁（VR-2）は、第３室
外ユニット（2C）側の分岐ガス通路（5GCb）に設けられ
て該分岐ガス通路（5GCb）を開閉する開閉機構を構成し
ている。

【００２６】上記第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス
開閉弁（VR-2）は、外部均圧型可逆弁で構成されてパイ
ロット回路（50）が接続されている。該パイロット回路
（50）は、２つの逆止弁（CV，CV）を有し、且つ第１室
外ユニット（2A）側の分岐ガス通路（5GAb）と、後述す
る第１室外ユニット（2A）側の第１均油補助通路（77-
A）とに接続されて高圧冷媒を導く高圧回路（51）を備
えると共に、２つの逆止弁（CV，CV）を有し、且つ第１
室外ユニット（2A）側の分岐ガス通路（5GAb）と、後述
する第１室外ユニット（2A）側の第１均圧補助通路（77
-A）とに接続されて低圧状態を保持する低圧回路（52）
とを備えている。

【００２７】そして、上記パイロット回路（50）は、切
換弁（50-S）によって高圧回路（51）と低圧回路（52）
とを第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス開閉弁（VR-
2）に切換え接続し、暖房運転時における第２室外ユニ
ット（2B）の停止時に第１ガス開閉弁（VR-1）を全閉に
なるように制御し、また、暖房運転時における第３室外
ユニット（2C）の停止時に第２ガス開閉弁（VR-2）を全
閉になるように制御している。

【００２８】尚、上記第２室外ユニット（2B）及び第３
室外ユニット（2C）の室外電動膨張弁（24，24）は、配
管ユニット（12）に設けられていないが、上記第１ガス
開閉弁（VR-1）及び第２開閉弁に対応して、各分岐液ラ
イン（5L-A，5L-B，5L-C）を開閉する開閉機構を兼用し
ており、冷房運転時及び暖房運転時における第２室外ユ
ニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の停止時に全
閉になるように構成されている。

【００２９】−均圧ラインの構成− 上記各室外ユニット（2A，2B，2C）の間には均圧ライン
（60）が接続されており、該均圧ライン（60）は、各室
外ユニット（2A，2B，2C）における室外熱交換器（23）
のガス側冷媒配管（25，25，25）に接続され、各室外ユ
ニット（2A，2B，2C）の間で双方向の冷媒流通を許容す
るように構成されている。

【００３０】上記均圧ライン（60）は、各室外ユニット
（2A，2B，2C）より外側に延びる均圧管（61-A，61-B，
61-C）の外端に均圧通路（62）が連続して構成されてい
る。そして、上記均圧通路（62）は、配管ユニット（1
2）に形成され、第１室外ユニット（2A）側から第２室
外ユニット（2B）側と第３室外ユニット（2C）側とに分
岐した分岐管部に第１均圧弁（SVB1）及び第２均圧弁
（SVB2）が設けられている。

【００３１】該第１均圧弁（SVB1）は、第２室外ユニッ
ト（2B）の冷房運転の停止時に全閉となって第２室外ユ
ニット（2B）への冷媒流通を阻止し、第２均圧弁（SVB
2）は、第３室外ユニット（2C）の冷房運転の停止時に
全閉となって第３室外ユニット（2C）への冷媒流通を阻
止するように構成されている。

【００３２】−補助冷媒回路の構成− 上記各室外ユニット（2A，2B，2C）には、圧縮機構（2
1）に潤滑油を戻す油戻し機構（70）が設けられてお
り、該油戻し機構（70）は、油分離器（71）と第１油戻
し管（72）と第２油戻し管（73）と均油バイパス管（7
4）とを備えている。

【００３３】一方、上記冷媒配管（25）の一部である下
流側圧縮機（COMP-2）の吸込管（25-S）は、上流側圧縮
機（COMP-1）の吸込管（25-S）より圧力損失が大きく設
定され、両圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間に均油管（7
5）が接続されている。この結果、高圧側となる上流側
圧縮機（COMP-1）より低圧側となる下流側圧縮機（COMP
-2）に潤滑油が供給される。

【００３４】上記油分離器（71）は、冷媒配管（25）の
一部である上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（CO
MP-2）との吐出管（25-D，25-D）の合流部に配設され、
各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（25-D，25-D）に
は逆止弁（CV-1，CV-2）が設けられている。更に、上流
側圧縮機（COMP-1）の上部と吐出管（25-D）の逆止弁
（CV-1）より下流側との間、及び下流側圧縮機（COMP-
2）の上部と吐出管（25-D）の逆止弁（CV-2）より上流
側との間にはそれぞれ油排出管（76，76）が接続されて
いる。そして、該各油排出管（76，76）は、例えば、ス
クロール型圧縮機の上部に溜る潤滑油を吐出管（25-D，
25-D）に排出するように構成されている。また、上記上
流側圧縮機（COMP-1）の逆止弁（CV-1）は、冷媒循環量
が小さい場合、潤滑油が排出されるように管路抵抗を付
加している。

【００３５】上記第１油戻し管（72）は、キャピラリチ
ューブ（CP）を備えて油分離器（71）と第１圧縮機（CO
MP-1）の吸込管（25-S）とに接続され、油分離器（71）
に溜った潤滑油を常時第１圧縮機（COMP-1）に戻すよう
に構成されている。また、上記第２油戻し管（73）は、
油戻し弁（SVP2）を備えて油分離器（71）と第２圧縮機
（COMP-2）の吸込管（25-S）とに接続され、上記油戻し
弁（SVP2）は、所定時間毎に開口して油分離器（71）に
溜った潤滑油を圧縮機構（21）の吸込側に戻すように構
成されている。

【００３６】上記均油バイパス管（74）は、均油弁（SV
O1）を備え、一端が第２油戻し管（73）の油戻し弁（SV
P2）より上流側に、他端が均圧ライン（60）の均圧管
（61-A，61-B，61-C）にそれぞれ接続されている。そし
て、該均油バイパス管（74）と共に均油運転を実行する
ために、上記均圧ライン（60）の均圧通路（62）には、
第１均圧補助通路（77-A）と第２均油補助通路（77-B）
と第３均圧補助通路（77-C）とが接続され、該各均圧補
助通路（77-A，77-B，77-C）は配管ユニット（12）に組
込まれている。

【００３７】上記第１均圧補助通路（77-A）は、一端が
均圧通路（62）の第１室外ユニット（2A）側に、他端が
第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の
分岐ガス通路（5GBb，5GCb）の合流部に接続され、第１
均油補助弁（SVY1）と逆止弁（CV）とを備えている。

【００３８】上記第２均圧補助通路（77-B）は、一端が
均圧通路（62）の第２室外ユニット（2B）側に、他端が
第１室外ユニット（2A）の分岐ガス通路（5GAb）に接続
され、第２均油補助弁（SVY2）と逆止弁（CV）とを備え
ている。

【００３９】上記第３均圧補助通路（77-C）は、一端が
均圧通路（62）の第３室外ユニット（2C）側に、他端が
第１室外ユニット（2A）の分岐ガス通路（5GAb）に接続
され、第３均油補助弁（SVY3）と逆止弁（CV）とを備え
ている。

【００４０】そして、上記均油弁（SVO1，SVO1，SVO1）
と第１〜第３均油補助弁（SVY1，SVY2，SVY3）とは、２
〜３時間に一回の均油運転（２〜３分）を実行する際、
又は、油戻し運転の終了後や暖房運転時のデフロスト運
転後などの上記均油運転の実行の際に開閉するように構
成されている。

【００４１】尚、上記第２室外ユニット（2B）の分岐ガ
ス通路（5GBb）と第２均圧補助通路（77-B）との間、及
び第３室外ユニット（2C）の分岐ガス通路（5GCb）と第
３均圧補助通路（77-C）との間には、キャピラリチュー
ブ（CP）を有し、暖房運転時に第１ガス開閉弁（VR-1）
及び第２ガス開閉弁（VR-2）より漏れる冷媒を逃がす補
助冷媒通路（12-s，12-s）が接続されている。

【００４２】また、上記各室外ユニット（2A，2B，2C）
の分岐液管（5LAa，5LBa，5LCa）には、リキッドインジ
ェクション管（2j）が接続され、該リキッドインジェク
ション管（2j）は、２つに分岐されると共に、インジェ
クション弁（SVT1，SVT2）とキャピラリチューブ（CP，
CP）とを介して上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機
（COMP-2）とに接続されている。上記リキッドインジェ
クション弁（SVT1，SVT2）は、各圧縮機（COMP-1，COMP
-2）の吐出ガス冷媒温度の過上昇時に開口して吐出ガス
冷媒温度を低下させるように構成されている。

【００４３】上記各室外ユニット（2A，2B，2C）におけ
る圧縮機構（21）の吐出側と吸込側との間にはホットガ
スバイパス管（2h）が接続され、該ホットガスバイパス
管（2h）は、ホットガス弁（SVP1）を備え、四路切換弁
（22）の上流側とアキュムレータ（26）の上流側とに接
続されている。上記ホットガス弁（SVP1）は、主として
起動時等において圧縮機構（21）の吐出側と吸込側とを
均圧するように構成されている。

【００４４】上記第２室外ユニット（2B）及び第３室外
ユニット（2C）には、圧縮機構（21）の吸込側と吐出側
との間には補助バイパス管（2b）が接続され、該補助バ
イパス管（2b）は、圧縮機構（21）の吸込側から吐出側
へのみ冷媒流通を許容する逆止弁（CV）を備え、四路切
換弁（22）の上流側とアキュムレータ（26）の上流側と
に接続されている。上記補助バイパス管（2b）は、暖房
運転中において、第２室外ユニット（2B）及び第３室外
ユニット（2C）が停止した際、分岐ガスライン（5G-B，
5G-C）の冷媒が圧縮機構（21）をバイパスして第１室外
ユニット（2A）に吸引されるように構成されている。

【００４５】また、上記配管ユニット（12）におけるレ
シーバ（11）とパイロット回路（50）の低圧回路（52）
との間にはガス抜き通路（12-g）が接続されている。該
ガス抜き通路（12-g）は、ガス抜き弁（SVTG）を備えて
配管ユニット（12）に組込まれ、該ガス抜き弁（SVTG）
は、冷房運転時の高圧保護及び暖房運転時の低圧保護の
ために開口するように構成されている。

【００４６】−センサ類の構成− 上記各室外ユニット（2A，2B，2C）及び各室内ユニット
（3A，3B，3C）には、各種のセンサが設けられている。
該各室外ユニット（2A，2B，2C）には、室外空気温度を
検出する外気温センサ(Th-1)が室外熱交換器(23)の近傍
に、室外熱交換器(23)の液冷媒温度を検出する室外液温
センサ(Th-2)が分岐液ライン(5L-A,5L-B,5L-C)の分流管
に、圧縮機構(21)の吐出ガス冷媒温度を検出する吐出ガ
ス温センサ(Th31,Th32) が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）
の吐出管（25-D，25-D）に、圧縮機構(21)の吸入ガス冷
媒温度検出する吸入ガス温センサ(Th-4)が圧縮機構(21)
の吸込側冷媒配管(25)に、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）
の内部の潤滑油の温度を検出する油温センサ（Th51，Th
52）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の下部に、室外熱交
換器（23）のガス冷媒温度を検出する室外ガス温センサ
（Th-6）がガス側の冷媒配管(25)にそれぞれ設けられて
いる。

【００４７】更に、第１室外ユニット（2A）には、圧縮
機構（21）の吐出冷媒圧力を検出する高圧圧力センサ
（SP-H）が圧縮機構（21）の吐出側冷媒配管（25）に、
圧縮機構（21）の吸込冷媒圧力を検出する低圧圧力セン
サ（SP-L）が圧縮機構（21）の吸込側冷媒配管（25）に
それぞれ設けられると共に、各圧縮機（COMP-1，COMP-
2）の吐出冷媒圧力が所定高圧になると作動する高圧保
護開閉器（H-PS，H-PS）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）
の吐出管（25-D，25-D）に設けられている。

【００４８】また、第２室外ユニット（2B）及び第３室
外ユニット（2C）は、均圧ライン（60）を設けているこ
とから、第１室外ユニット（2A）のように高圧圧力セン
サ（SP-H）及び低圧圧力センサ（SP-L）が設けられてお
らず、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出冷媒圧力が所
定高圧になると作動する高圧保護開閉器（H-PS，H-PS）
が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（25-D，25-D）
に、圧縮機構（21）の吐出冷媒圧力が高圧保護開閉器
（H-PS，H-PS）より低圧の所定高圧になると作動する高
圧制御用開閉器（HPSC）が圧縮機構（21）の吐出側冷媒
配管（25）に、圧縮機構（21）の吸込冷媒圧力が所定低
圧になると作動する低圧保護開閉器（L-PS）が圧縮機構
（21）の吸込側冷媒配管（25）にそれぞれ設けられてい
る。

【００４９】一方、各室内ユニット（3A，3B，3C）に
は、室内空気温度を検出する室温センサ（Th-7）が室内
ファン(31-F)の近傍に、室内熱交換器(31)の液冷媒温度
を検出する室内液温センサ(Th-8)が室内液配管(3L)に、
室内熱交換器（31）のガス冷媒温度を検出する室内ガス
温センサ（Th-9）が室内ガス配管（3G）にそれぞれ設け
られている。

【００５０】−制御の構成− 上記空気調和装置（10）は、コントローラ（80）を備え
ており、該コントローラ（80）は、各センサ（Th-1〜SP
-L）及び開閉器（H-PS〜L-PS）の検出信号が入力され、
各センサ（Th-1〜SP-L）等の検出信号に基づいて各電動
膨張弁（24〜32）の開度及び圧縮機構（21）の容量等を
制御している。また、このコントローラ(80)は、着霜状
態検出手段(82)及びデフロスト開始時間変更手段(81)を
備えている。着霜状態検出手段(82)は、暖房運転サイク
ル時、室外液温センサ(Th-2)により検出される液冷媒温
度と外気温センサ(Th-1)により検出される室外空気温度
とに基いて各室外熱交換器(23,23, …) 夫々の着霜状態
を検出して着霜信号を送信するようになっている。デフ
ロスト開始時間変更手段(81)は、全ての室外熱交換器(2
3,23, …) に着霜が生じているときには、該着霜信号受
信時から、四路切換弁(22)を冷房運転サイクル側に切換
えるデフロスト運転の開始までの時間を所定時間（本例
では５分）に設定する一方、一部の室外熱交換器(23)の
みに着霜が生じているときには、該着霜信号受信時から
デフロスト運転の開始までの時間を上記所定時間よりも
長く（本例では１５分）設定するようになっている。

【００５１】−空調運転の動作− 次に、上記空気調和装置（10）における空調運転の制御
動作について説明する。

【００５２】先ず、冷房運転時においては、四路切換弁
（22）が図３及び図４の実線に切換り、各室外ユニット
（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）から吐出した高圧ガス
冷媒は、室外熱交換器（23）で凝縮して液冷媒となり、
この液冷媒は、配管ユニット（12）のメイン液通路（4L
-b）で合流する。その後、上記液冷媒は、室内電動膨張
弁（32）で減圧された後、室内熱交換器（31）で蒸発し
て低圧ガス冷媒となり、このガス冷媒は、配管ユニット
（12）で各分岐ガス通路（5GAb，5GBb，5GCb）に分流
し、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）に
戻り、この循環動作を繰返すことになる。

【００５３】一方、暖房運転時においては、上記四路切
換弁（22）が図３及び図４の破線に切換り、各室外ユニ
ット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）から吐出した高圧
ガス冷媒は、配管ユニット（12）に流れ、該配管ユニッ
ト（12）のメインガス通路（4G-b）で合流した後、室内
ユニット（3A，3B，3C）に流れる。そして、このガス冷
媒は、室内熱交換器（31）で凝縮して液冷媒となり、こ
の液冷媒は、配管ユニット（12）のメイン液通路（4L-
b）から各室外ユニット（2A，2B，2C）側の分岐液通路
（5LAb，5LBb，5LCb）に分流される。その後、この液冷
媒は、室外電動膨張弁（24）で減圧された後、室外熱交
換器（23）で蒸発して低圧ガス冷媒となり、各室外ユニ
ット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）に戻り、この循環
動作を繰返すことになる。

【００５４】上記冷房運転時及び暖房運転時において、
コントローラ（80）が各室内電動膨張弁（32，32，32）
及び各室外電動膨張弁（24，24，24）の開度を制御する
と共に、室内負荷に対応して各室外ユニット（2A，2B，
2C）における圧縮機構（21）の容量を制御する。具体的
に、上記コントローラ（80）は、第１室外ユニット（2
A）の上流側圧縮機（COMP-1）をインバータ制御により
負荷に対応してほぼリニアに容量制御すると共に、第１
室外ユニット（2A）の下流側圧縮機（COMP-2）と第２室
外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の各圧縮
機（COMP-1，COMP-2）とを運転及び停止制御している。
そして、上記室内ユニット（3A，3B，3C）の負荷が低下
すると、第３室外ユニット（2C）及び第２室外ユニット
（2B）の順に運転を停止し、逆に、室内ユニット（3A，
3B，3C）の負荷が上昇すると、第２室外ユニット（2B）
及び第３室外ユニット（2C）の順に運転を開始すること
になる。

【００５５】また、冷房運転時及び暖房運転時の何れに
おいても、各室外ユニット（2A，2B，2C）が運転してい
る状態では、第１均圧弁（SVB1）及び第２均圧弁（SVB
2）が開口し、冷房運転時では、高圧ガス冷媒が各室外
熱交換器（23，23，23）をほぼ均等に流れ、暖房運転時
では、低圧ガス冷媒が各室外熱交換器（23，23，23）を
ほぼ均等に流れることになる。

【００５６】つまり、冷房運転時において、例えば、第
３室外ユニット（2C）の運転容量が冷房負荷に対して大
きくなると、圧縮機構（21）から吐出した冷媒の一部が
均圧ライン（60）を通って第１室外ユニット（2A）及び
第２室外ユニット（2B）における室外熱交換器（23，2
3）に流れることになる。逆に、暖房運転時において、
例えば、第３室外ユニット（2C）の運転容量が暖房負荷
に対して大きくなると、第１室外ユニット（2A）及び第
２室外ユニット（2B）の圧縮機構（21）に吸込まれる冷
媒の一部が均圧ライン（60）を通って第３室外ユニット
（2C）の圧縮機構（21）に吸込まれることになる。

【００５７】−各種弁の開閉動作− 上記第３室外ユニット（2C）の冷房運転の停止時には、
室外電動膨張弁（24）及び第２均圧弁（SVB2）を閉鎖
し、停止中の第３室外ユニット（2C）に液冷媒が溜り込
まないようにし、同様に、第２室外ユニット（2B）の冷
房運転も停止すると、室外電動膨張弁（24）及び第１均
圧弁（SVB1）を閉鎖し、停止中の第２室外ユニット（2
B）に液冷媒が溜り込まないようにすると共に、第１室
外ユニット（2A）等と各室内ユニット（3A，3B，3C）と
の間の冷媒量の不足を防止する。尚、第３室外ユニット
（2C）及び第２室外ユニット（2B）の冷房運転の停止時
には、分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）が低圧状態
であるので、第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス開閉
弁（VR-2）は開口している。

【００５８】一方、第３室外ユニット（2C）の暖房運転
の停止時には、室外電動膨張弁（24）及び第２ガス開閉
弁（VR-2）を閉鎖し、停止中の第３室外ユニット（2C）
に液冷媒が溜り込まないようにし、同様に、第２室外ユ
ニット（2B）の暖房運転も停止すると、室外電動膨張弁
（24）及び第１ガス開閉弁（VR-1）を閉鎖し、停止中の
第２室外ユニット（2B）に液冷媒が溜り込まないように
すると共に、第１室外ユニット（2A）等と各室内ユニッ
ト（3A，3B，3C）との間の冷媒量の不足を防止する。
尚、第３室外ユニット（2C）及び第２室外ユニット（2
B）の暖房運転停止時には、均圧ライン（60）が第１室
外ユニット（2A）等の低圧側に連通するので、第２均圧
弁（SVB2）及び第１均圧弁（SVB1）は開口している。

【００５９】更に、第３室外ユニット（2C）及び第２室
外ユニット（2B）の暖房運転の停止直後において、例え
ば、第３室外ユニット（2C）が停止した際、該第３室外
ユニット（2C）の室外電動膨張弁（24）と第２ガス開閉
弁（VR-2）とを所定時間開口状態とし、具体的に、１〜
２分の間開口状態にする。この結果、第１室外ユニット
（2A）等から高圧ガス冷媒が第３室外ユニット（2C）の
分岐ガスライン（5G-C）及び補助バイパス管（2b）を経
由して分岐液ライン（5L-C）に流れ、該停止中の第３室
外ユニット（2C）における液冷媒をメイン液ライン（4
L）に放出して冷媒量不足を防止している。

【００６０】また、上記冷房運転及び暖房運転時におい
て、各均油弁（SVO1，SVO1，SVO1）と各均油補助弁（SV
Y1，SVY2，SVY3）は共に閉鎖される一方、油分離器（7
1）に溜った潤滑油は常時第１油戻し管（72）から圧縮
機構（21）に戻ると共に、所定時間毎に油戻し弁（SVP
2）を開口し、油分離器（71）に溜った潤滑油を第２油
戻し管（73）から圧縮機構（21）に戻している。

【００６１】更に、冷房運転時及び暖房運転時の何れに
おいても、上記各均油弁（SVO1，SVO1，SVO1）と各均油
補助弁（SVY1，SVY2，SVY3）を適宜開閉制御して均油運
転が行われ、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構
（21）における潤滑油量が等しくなるようにしている。

【００６２】次に、本発明の特徴とする動作として、暖
房運転時に各室外熱交換器(23,23,23)の着霜状態を検出
して運転状態をデフロスト運転に切換える動作について
説明する。本例では、以下に示すデフロスト条件が成立
した際に、四路切換弁(22)を切換えてデフロスト運転が
開始される。このデフロスト条件は、以下の(1) 〜(4)
の要件が共に成立することである。

【００６３】(1) 運転モードが通常暖房モード (2) 起動処理運転の終了または油戻し運転終了後２０分
以上が経過 (3) 前回のデフロスト運転終了から圧縮機の運転時間が
積算して３０分以上経過 (4) 運転している系統の室外液温センサの検出温度（以
下Ｔb ）が何れもデフロト開始温度（以下Ｔdef ）以下
である状態が５分継続、若しくは運転している系統のＴ
b の何れかがＴdef 以下である状態が１５分継続 尚、要件(2) 起動処理運転とは、暖房運転起動時に圧縮
機の容量を制限したり室外電動膨張弁の開度を小さく設
定する等の運転状態をいう。

【００６４】また、要件(4) の時間設定に関し、運転し
ている系統のＴb が何れもＴdef 以下である状態が５分
継続したときに条件成立とした理由は、この時間によっ
て確実に着霜が発生していることを認識するためであ
る。一方、運転している系統のＴb の何れかがＴdef 以
下である状態が１５分継続したときに条件成立とした理
由は、この状態では他系統の室外熱交換器(23)は着霜し
ていないので、これらによって暖房運転を継続して行わ
せるために上記の時間よりも長く設定し、且つこの場合
に長時間に亘ってデフロスト運転を行わなかった場合に
は、次回デフロスト運転での除霜に長時間を要する虞れ
があるので、その時間を１５分間に区切っている。

【００６５】また、上記Ｔdef の設定について説明する
と、このＴdef は以下の式により算出される。 Ｔdef ＝Ｃ×Ｔa −１０＋Ｘ （Ｔa:外気温度，−６℃≦Ｔdef ≦−２３℃，Ｃ：比例
定数） Ｘ＝Ａ＋Ｂ （−６≦Ｘ≦２） 尚、Ａは、手動によるデフロスト切換え設定により決ま
る固有値であって以下の表１に基いて設定される。

【表１】 つまり、この切換え設定をＬＯＮＧとした場合にはＴde
f が低く設定され、ＳＨＯＲＴに設定された場合にはＴ
def が高く設定されることによりデフロスト運転の開始
条件が変更されるようになっている。

【００６６】更に、Ｂは、デフロスト運転の終了時点で
次回デフロスト判定のＴdef を決定するために算出され
るものであり、以下の表２に基いて設定される。

【表２】 Ｔm1：前回のデフロスト開始から終了までの時間 Ｔcmax：前々回のデフロスト終了から前回のデフロスト
開始までの間の最高Ｔc （室内液温センサ(Th-8)によって検出される室内熱交換
器(31)の液冷媒温度） Ｔcmin：前回のデフロスト条件成立時のＴc つまり、前回のデフロスト開始から終了までの時間が長
い程、また、仮想能力ダウン率が低いほどＴdef を夫々
高く設定してデフロスト運転の開始条件を変更するよう
になっている。即ち、前回のデフロスト開始から終了ま
での時間が長い場合には、環境条件が着霜し易い状態で
あることからＴdef を比較的高く設定して除霜を迅速に
行わせ、また、仮想能力ダウン率が低い場合には暖房能
力が高く維持されていることから着霜が発生し易い状態
であるので、この場合にもＴdefを比較的高く設定して
除霜を迅速に行わせるようにしている。

【００６７】以上説明したように、本例によれば、暖房
運転からデフロスト運転への切換え動作として、Ｔb が
何れもＴdef 以下である状態が５分継続継続した場合
や、Ｔb の何れかがＴdef 以下である状態が１５分継続
した場合に、デフロスト運転を開始させることにより、
上述したような室外マルチ型の空気調和機に対して、暖
房運転からデフロスト運転への切換え時期を適切に認識
することができる。このため、各室外熱交換器(23,23,2
3)での着霜状態に偏りがある場合に、暖房運転とデフロ
スト運転とが頻繁に繰り返されたり、一部の室外熱交換
器(23)に過着霜が発生するようなことがなくなり、空調
機の暖房能力を高く維持できて、室内の空気調和が良好
に行える。

【００６８】尚、上述したデフロスト運転開始時間は、
本例に限らず任意に設定可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記載
の発明によれば、熱源側マルチ型の冷凍装置に対し、各
熱源側熱交換器夫々の着霜状態を検出して着霜信号を送
信する着霜状態検出手段と、全ての熱源側熱交換器が着
霜しているときには、着霜信号受信時からデフロスト運
転の開始までの時間を所定時間に設定する一方、一部の
熱源側熱交換器のみが着霜しているときには、着霜信号
受信時からデフロスト運転の開始までの時間を上記所定
時間よりも長く設定するデフロスト開始時間変更手段と
を備えさせたために、暖房運転からデフロスト運転への
切換え時期を適切に認識することができる。このため、
各熱源側熱交換器での着霜状態に偏りがある場合に、暖
房運転とデフロスト運転とが頻繁に繰り返されたり、一
部の熱源側熱交換器に過着霜が発生するようなことがな
くなり、冷凍装置の暖房能力を高く維持できる。

【００７０】請求項２及び３記載の発明によれば、着霜
状態検出手段による着霜状態の検出温度を、前回のデフ
ロスト運転時間や暖房能力のダウン率に応じて変更させ
たために、デフロスト運転への切換え時期をより適切に
得ることができ、冷凍装置の暖房能力をよりいっそう向
上することができる。

【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】実施例に係る冷凍装置のシステム図である。

【図３】第１室外ユニットの配管系統図である。

【図４】第２及び第３室外ユニットの配管系統図であ
る。

【符号の説明】

(2A,2B,2C) 室外ユニット（熱源側ユニット） (21) 圧縮機構 (22) 四路切換弁 (23) 室外熱交換器（熱源側熱交換器） (3A,3B,3C) 室内ユニット（利用側ユニット） (81) デフロスト開始時間変更手段 (82) 着霜状態検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 晶弘 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社 堺製作所 金岡工場内 (56)参考文献 特開 平６−313653（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−93561（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−202345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−100550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−16140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77538（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 47/02 570 F24F 11/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 利用側ユニット(3A,3B,3C)と複数の熱源
   側ユニット(2A,2B,2C)とを備え、各熱源側ユニット(2A,
   2B,2C)は、圧縮機構(21)及び熱源側熱交換器(23)が利用
   側ユニット(3A,3B,3C)との間で冷媒の循環が可能に接続
   されていると共に、 上記熱源側ユニット(2A,2B,2C)と利用側ユニット(3A,3
   B,3C)との間で冷媒循環方向を可逆として冷房運転サイ
   クルと暖房運転サイクルとを切換える四路切換弁(22)を
   備えた冷凍装置において、 暖房運転サイクル時、上記各熱源側熱交換器(23,23,
   …) 夫々を流れる冷媒温度に基いて着霜状態を検出して
   着霜信号を送信する着霜状態検出手段(82)と、 該着霜状態検出手段(82)からの着霜信号を受信可能であ
   って、全ての熱源側熱交換器(23,23, …) が着霜してい
   るときには、該着霜信号受信時から、四路切換弁(22)を
   冷房運転サイクル側に切換えるデフロスト運転の開始ま
   での時間を所定時間に設定する一方、一部の熱源側熱交
   換器(23,23, …) のみが着霜しているときには、該着霜
   信号受信時からデフロスト運転の開始までの時間を上記
   所定時間よりも長く設定するデフロスト開始時間変更手
   段(81)とが備えられていることを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 着霜状態検出手段(82)は、前回のデフロ
   スト運転時間が長い程、着霜状態の検出温度を高く設定
   するようになっていることを特徴とする請求項１記載の
   冷凍装置。
3. 【請求項３】 着霜状態検出手段(82)は、暖房能力のダ
   ウン率が低い程、着霜状態の検出温度を高く設定するよ
   うになっていることを特徴とする請求項１または２記載
   の冷凍装置。