JP3680266B2

JP3680266B2 - Heat pump equipment

Info

Publication number: JP3680266B2
Application number: JP2000345627A
Authority: JP
Inventors: 順一下田; 弘宗松岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: JP2002147878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルを行うヒートポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開平１０−３００２９２号公報に開示されているように、１つの室外機に複数の室内機が接続された、いわゆるマルチ型の空調機が知られている。この空調機では、室外機に室外回路が収納され、室内機に室内回路が収納される。室外機の室外回路には、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、レシーバ等が設けられる。室内機の室内回路には、室内熱交換器と室内膨張弁とが設けられる。空調機の冷媒回路は、室外回路に対して複数の室内回路を並列に接続して構成される。
【０００３】
上記空調機は、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。また、この空調機は、冷媒回路における冷媒の循環方向を反転させて、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【０００４】
冷房運転時には、室内熱交換器が蒸発器となる冷却動作を行う。冷房運転時において、圧縮機から吐出された冷媒は、室外熱交換器で凝縮し、レシーバを通過して各室内回路へ分流される。その後、冷媒は各室内膨張弁で減圧されて室内熱交換器で蒸発し、室外回路へ戻って圧縮機に吸入される。
【０００５】
暖房運転時には、室内熱交換器が凝縮器となる加熱動作（ヒートポンプ動作）を行う。暖房運転時において、圧縮機から吐出された冷媒は、各室内回路へ分配されて室内熱交換器で凝縮する。凝縮した冷媒は、室内膨張弁で減圧された後に室外回路へ送られ、レシーバを通過して室外膨張弁で更に減圧される。その後、冷媒は、室外熱交換器で蒸発し、圧縮機に吸入される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記マルチ型の空調機を建物に設置した状態で、各室内機の間に高低差ができる場合がある。例えば、建物の屋上に室外機を設置し、建物の１階と２階にそれぞれ室内機を設置するような場合である。この場合、屋上の室外機に収納された室外回路と、各階の室内機に収納された室内回路との間で、冷媒が相変化しつつ循環する。
【０００７】
しかしながら、各室内機の間の高低差が大きくなると、上記空調機の暖房運転時において、上方の室内機にばかり冷媒が流れ、下方の室内機には冷媒が流れなくなって充分な暖房ができなくなるという問題が生じる。このため、従来の空調機では、各室内機の間の高低差についての制約が大きく、建物に設置する際の配置の自由度が小さいという問題があった。
【０００８】
この問題点について、室外機の下方に第１室内機を設置し、第１室内機（12）の更に下方に第２室内機を設置した場合を例に、図４を参照しながら説明する。ここでは、第２室内機（13）と第１室内機（12）の高低差をＨ₁とし、第１室内機（12）と室外機（11）の高低差をＨ₂として説明を行う（図２参照）。
【０００９】
図４は、上記空調機の冷媒回路で行われる冷凍サイクルを模式的に示したモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。暖房運転時において、第１室内機（12）の室内熱交換器で凝縮した冷媒は、第１室内機（12）の室内膨張弁で減圧されて、その圧力がΔＰ_i1だけ降下する。一方、第２室内機（13）の室内熱交換器で凝縮した冷媒は、第２室内機（13）の室内膨張弁で減圧されて、その圧力がΔＰ_i2だけ降下する。第２室内機（13）で凝縮した冷媒は、室外機（11）に向かって流れ、第１室内機（12）の高さに達する時点では、両室内機の高低差Ｈ₁に相当する液ヘッド差Δｈ₁だけ圧力降下している。その後、両室内機からの冷媒が合流し、第１室内機（12）と室外機（11）の高低差Ｈ₂に相当する液ヘッド差Δｈ₂だけ圧力降下してレシーバへ流入する。レシーバから出た冷媒は、室外膨張弁で減圧されてその圧力がΔＰ_oだけ降下し、室外熱交換器で蒸発して圧縮機に吸入される。
【００１０】
仮に、両室内機（12,13）の高低差Ｈ₁を大きくしたとすると、高低差Ｈ₁に相当する液ヘッド差Δｈ₁も増加する。この場合には、第２室内機（13）の室内膨張弁を開き、その膨張弁の前後における差圧ΔＰ_i2を小さくして、第２室内機（13）への冷媒流量を確保する。ところが、第２室内機（13）の室内膨張弁を全開しても、その前後における差圧ΔＰ_i2をゼロにすることはできない。従って、両室内機（12,13）の高低差Ｈ₁が過大となると、第２室内機（13）の室内膨張弁の開度を調節しても冷媒流量を確保できなくなり、第２室内機（13）への冷媒流量が低下してしまう。このため、従来は、このような事態が生じないように、室内機の高低差Ｈ₁について厳格な制限を設けていた。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の利用側回路を有するヒートポンプ装置において、これを設置する際の制約を緩和して設置自由度を高めることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明が講じた解決手段は、圧縮機（41,42）、熱源側熱交換器（22）、熱源側膨張機構（24）、及びレシーバ（23）を有する熱源側回路（20）に対して利用側熱交換器（61,66）及び利用側膨張機構（62,67）を有する複数の利用側回路（60,65）が並列に接続される冷媒回路（15）を備え、上記冷媒回路（15）で冷媒が循環する冷凍サイクルにおいて利用側熱交換器（61,66）で凝縮した冷媒をレシーバ（23）へ流入させる加熱動作を少なくとも行うヒートポンプ装置を対象としている。そして、上記レシーバ（23）のガス冷媒を圧縮機（41,42）の吸入側へ導くための連通路（35）と、上記連通路（35）におけるガス冷媒の流れを断続するための開閉機構（36）と、加熱動作時に上記連通路（35）でガス冷媒を流通させるために開閉機構（36）を操作する制御手段（90）とを備え、上記熱源側回路（20）は、該熱源側回路（20）よりも下方に配置された各利用側回路（60,65）と連絡配管（16,17）を介して接続され、上記複数の利用側回路（60,65）のうち少なくとも１つは、他の利用側回路（60）と異なる高さに配置され、上記複数の利用側回路（ 60,65 ）のそれぞれには、利用側膨張機構として膨張弁（ 62,67 ）が設けられており、上記制御手段（ 90 ）は、最も低い位置に設けられた利用側回路（ 65 ）の膨張弁（ 67 ）が全開となっている状態で上記開閉機構（ 36 ）を開くように構成されるものである。
【００１３】
−作用−
上記解決手段では、ヒートポンプ装置の冷媒回路（15）において、熱源側回路（20）に複数の利用側回路（60,65）が並列接続される。熱源側回路（20）には、圧縮機（41,42）、熱源側熱交換器（22）、熱源側膨張機構（24）、及びレシーバ（23）が設けられる。各利用側回路（60,65）には、利用側熱交換器（61,66）及び利用側膨張機構（62,67）がそれぞれ設けられる。
【００１４】
上記ヒートポンプ装置は、加熱動作を行う。加熱動作時には、冷媒回路（15）において冷媒が相変化しつつ循環し、冷凍サイクルが行われる。加熱動作時において、圧縮機（41,42）から吐出された冷媒は、利用側熱交換器（61,66）へ送られ、対象物に放熱して凝縮する。この放熱によって、対象物が加熱される。利用側熱交換器（61,66）で凝縮した冷媒は、利用側膨張機構（62,67）を通って熱源側回路（20）のレシーバ（23）へ流入する。その後、冷媒は、熱源側膨張機構（24）を通り、熱源側熱交換器（22）で吸熱して蒸発した後に圧縮機（41,42）へ吸入される。冷媒回路（15）では、以上のように冷媒が循環する。
【００１５】
上記ヒートポンプ装置には、連通路（35）と開閉機構（36）とが設けられる。この開閉機構（36）は、連通路（35）におけるガス冷媒の流れを許容したり遮断したりするためのものである。開閉機構（36）を開くと、連通路（35）においてガス冷媒が流通可能となり、レシーバ（23）のガス冷媒が圧縮機（41,42）の吸入側へ送られる。つまり、圧縮機（41,42）がレシーバ（23）からガス冷媒を吸引することとなり、レシーバ（23）の圧力が低下する。一方、開閉機構（36）を閉じると、連通路（35）におけるガス冷媒の流通が阻止される。
【００１６】
また、上記ヒートポンプ装置には、制御手段（90）が設けられる。制御手段（90）は、加熱動作時に開閉機構（36）を操作し、連通路（35）を通じてレシーバ（23）のガス冷媒を圧縮機（41,42）へ送るようにする。この制御手段（90）は、例えば加熱動作中にはレシーバ（23）のガス冷媒が常に圧縮機（41,42）へ送られるように開閉機構（36）を操作するものであってもよいし、加熱動作中に所定の条件が満たされた場合にだけレシーバ（23）のガス冷媒が圧縮機（41,42）へ送られるように開閉機構（36）を操作するものであってもよい。
【００１７】
また、上記解決手段では、熱源側回路（20）と各利用側回路（60,65）が連絡配管（16,17）によって接続される。つまり、熱源側回路（20）、利用側回路（60,65）、及び連絡配管（16,17）によって、閉回路である冷媒回路（15）が形成される。
【００１８】
この冷媒回路（15）において、複数の利用側回路（60,65）は、その何れもが熱源側回路（20）よりも下方に配置される。また、複数の利用側回路（60,65）のうちには、設置される高さの異なるものが混在している。具体例を示すと、利用側回路が３つの場合、建物の１階から３階の各階に１つずつ利用側回路が設置される状態や、建物の２階に２つの利用側回路が設置されて１階に利用側回路が１つだけ設置される状態となっている。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱動作時にレシーバ（23）からガス冷媒を引き抜くことで、レシーバ（23）の圧力を低下させることができる。つまり、加熱動作時において、熱源側回路（20）の流入側と利用側回路（60,65）の流出側との間の圧力差を充分に稼ぐことができ、利用側熱交換器（61,66）で凝縮した冷媒を確実にレシーバ（23）へ送ることができる。
【００２０】
このため、複数の利用側回路（60,65）が異なる高さに設置されて利用側回路（60,65）の間に高低差がある場合であっても、全ての利用側熱交換器（61,66）で凝縮した冷媒を確実にレシーバ（23）へ流すことが可能となり、全ての利用側回路（60,65）において充分な冷媒流量を確保できる。従って、本発明によれば、ヒートポンプ装置を設置する際における利用側回路（60,65）の間の高低差に関する制約を緩和することができ、ヒートポンプ装置の設置自由度を高めることができる。
【００２１】
更に、本発明によれば、次のような効果も得られる。この効果について説明する。
【００２２】
上記レシーバ（23）の内部では液冷媒とガス冷媒が共存している。このレシーバ（23）からガス冷媒を吸い出してレシーバ（23）の圧力を下げると、レシーバ（23）に貯留された液冷媒の一部が蒸発して残りの液冷媒から蒸発熱を奪う。このため、レシーバ（23）に貯留された液冷媒の比エンタルピが低下する。つまり、レシーバ（23）から蒸発器である熱源側熱交換器（22）へ送られる液冷媒のエンタルピが低下する。従って、その分だけ熱源側熱交換器（22）の出入口におけるエンタルピ差を稼ぐことができ、熱源側熱交換器（22）における冷媒の吸熱量を確保しつつ、熱源側熱交換器（22）での冷媒蒸発圧力を高めることができる。この結果、利用側熱交換器（61,66）における冷媒の放熱量を維持しつつ圧縮機（41,42）での圧縮比を小さくでき、圧縮機（41,42）の駆動に要する動力を削減してヒートポンプ装置のＣＯＰ（成績係数）を向上させることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
《前提技術》
先ず、前提技術について、図面を参照しながら説明する。この前提技術は、ヒートポンプ装置を構成する空調機（10）である。この空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００２５】
図１に示すように、上記空調機（10）は、１台の室外機（11）と２台の室内機（12,13）とを備え、いわゆるマルチ型に構成されている。また、上記空調機（10）は、冷媒回路（15）とコントローラ（90）とを備えている。尚、本実施形態では室内機（12,13）を２台としたが、これは一例であり、室外機（11）の能力や用途に応じて室内機（12,13）の台数を適宜定めればよい。
【００２６】
上記冷媒回路（15）は、１つの室外回路（20）と、２つの室内回路（60,65）と、液側連絡管（16）と、ガス側連絡管（17）とにより構成されている。室外回路（20）には、液側連絡管（16）及びガス側連絡管（17）を介して、２つの室内回路（60,65）が並列に接続されている。液側連絡管（16）及びガス側連絡管（17）は、連絡配管を構成している。
【００２７】
上記室外回路（20）は、室外機（11）に収納されている。この室外回路（20）は、熱源側回路を構成している。室外回路（20）には、圧縮機ユニット（40）、四路切換弁（21）、室外熱交換器（22）、室外膨張弁（24）、レシーバ（23）、液側閉鎖弁（25）、及びガス側閉鎖弁（26）が設けられている。
【００２８】
上記圧縮機ユニット（40）は、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）を並列に接続したものである。これら圧縮機（41,42）は、何れも密閉型のスクロール圧縮機である。つまり、これら圧縮機（41,42）は、圧縮機構と該圧縮機構を駆動する電動機とを、円筒状のハウジングに収納して構成されている。尚、圧縮機構及び電動機は、図示を省略する。第１圧縮機（41）は、電動機が常に一定回転数で駆動される一定容量のものである。第２圧縮機（42）は、電動機の回転数が段階的に又は連続的に変更される容量可変のものである。そして、上記圧縮機ユニット（40）は、第１圧縮機（41）の発停や第２圧縮機（42）の容量変更によって、ユニット全体の容量が可変となっている。
【００２９】
上記圧縮機ユニット（40）は、吸入管（43）及び吐出管（44）を備えている。吸入管（43）は、その入口端が四路切換弁（21）の第１のポートに接続され、その出口端が２つに分岐されて各圧縮機（41,42）の吸入側に接続されている。吐出管（44）は、その入口端が２つに分岐されて各圧縮機（41,42）の吐出側に接続され、その出口端が四路切換弁（21）の第２のポートに接続されている。また、第１圧縮機（41）に接続する吐出管（44）の分岐管には、吐出側逆止弁（45）が設けられている。この吐出側逆止弁（45）は、第１圧縮機（41）から流出する方向への冷媒の流通のみを許容する。
【００３０】
また、上記圧縮機ユニット（40）は、油分離器（51）、油戻し管（52）、及び均油管（54）を備えている。油分離器（51）は、吐出管（44）の途中に設けられている。この油分離器（51）は、圧縮機（41,42）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。油戻し管（52）は、その一端が油分離器（51）に接続され、その他端が吸入管（43）に接続されている。この油戻し管（52）は、油分離器（51）で分離された冷凍機油を、圧縮機（41,42）の吸入側へ戻すためのものであって、油戻し電磁弁（53）を備えている。均油管（54）は、その一端が第１圧縮機（41）に接続され、その他端が吸入管（43）における第２圧縮機（42）の吸入側近傍に接続されている。この均油管（54）は、各圧縮機（41,42）のハウジング内に貯留される冷凍機油の量を平均化するためのものであって、均油電磁弁（55）を備えている。
【００３１】
上記四路切換弁（21）は、その第３のポートがガス側閉鎖弁（26）と配管接続され、その第４のポートが室外熱交換器（22）の上端部と配管接続されている。四路切換弁（21）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。この四路切換弁（21）の切換動作によって、冷媒回路（15）における冷媒の循環方向が反転する。
【００３２】
上記レシーバ（23）は、円筒状の容器であって、冷媒を貯留するためのものである。このレシーバ（23）は、流入管（30）及び流出管（33）を介して、室外熱交換器（22）と液側閉鎖弁（25）とに接続されている。
【００３３】
流入管（30）は、その入口端側が２つの分岐管（30a,30b）に分岐され、その出口端がレシーバ（23）の上端部に接続されている。流入管（30）の第１分岐管（30a）は、室外熱交換器（22）の下端部に接続されている。この第１分岐管（30a）には、第１流入逆止弁（31）が設けられている。第１流入逆止弁（31）は、室外熱交換器（22）からレシーバ（23）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。流入管（30）の第２分岐管（30b）は、液側閉鎖弁（25）に接続されている。この第２分岐管（30b）には、第２流入逆止弁（32）が設けられている。第２流入逆止弁（32）は、液側閉鎖弁（25）からレシーバ（23）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。
【００３４】
流出管（33）は、その入口端がレシーバ（23）の下端部に接続され、その出口端側が２つの分岐管（33a,33b）に分岐されている。流出管（33）の第１分岐管（33a）は、室外熱交換器（22）の下端部に接続されている。この第１分岐管（33a）には、上記室外膨張弁（24）が設けられている。この室外膨張弁（24）は、熱源側膨張機構を構成している。流出管（33）の第２分岐管（33b）は、液側閉鎖弁（25）に接続されている。この第２分岐管（33b）には、流出逆止弁（34）が設けられている。流出逆止弁（34）は、レシーバ（23）から液側閉鎖弁（25）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。
【００３５】
上記室外熱交換器（22）は、熱源側熱交換器を構成している。室外熱交換器（22）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。この室外熱交換器（22）では、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室外空気とが熱交換を行う。
【００３６】
上記室外回路（20）には、更にガス抜き管（35）と均圧管（37）とが設けられている。
【００３７】
上記ガス抜き管（35）は、その一端がレシーバ（23）の上端部に接続され、その他端が吸入管（43）に接続されている。このガス抜き管（35）は、レシーバ（23）のガス冷媒を各圧縮機（41,42）の吸入側へ導入するための連通路を構成している。また、ガス抜き管（35）には、ガス抜き電磁弁（36）が設けられている。このガス抜き電磁弁（36）は、ガス抜き管（35）におけるガス冷媒の流れを断続するための開閉機構を構成している。
【００３８】
上記均圧管（37）は、その一端がガス抜き管（35）におけるガス抜き電磁弁（36）とレシーバ（23）の間に接続され、その他端が吐出管（44）に接続されている。また、均圧管（37）には、その一端から他端に向かう冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁（38）が設けられている。この均圧管（37）は、空調機（10）の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバ（23）の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がすことでレシーバ（23）の破裂を防止するためのものである。従って、空調機（10）の運転中において、均圧管（37）を冷媒が流れることは無い。
【００３９】
上記室内回路（60,65）は、各室内機（12,13）に１つずつ設けられている。具体的には、第１室内回路（60）が第１室内機（12）に収納され、第２室内回路（65）が第２室内機（13）に収納されている。
【００４０】
第１室内回路（60）は、第１室内熱交換器（61）と第１室内膨張弁（62）とを直列に接続したものであり、利用側回路を構成している。第１室内膨張弁（62）は、第１室内熱交換器（61）の下端部に配管接続され、利用側膨張機構を構成している。第２室内回路（65）は、第２室内熱交換器（66）と第２室内膨張弁（67）とを直列に接続したものであり、利用側回路を構成している。第２室内膨張弁（67）は、第２室内熱交換器（66）の下端部に配管接続され、利用側膨張機構を構成している。
【００４１】
第１及び第２室内熱交換器（61,66）は、利用側熱交換器を構成している。各室内熱交換器（61,66）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。各室内熱交換器（61,66）では、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室内空気とが熱交換を行う。
【００４２】
上記液側連絡管（16）は、その一端が液側閉鎖弁（25）に接続されている。この液側連絡管（16）は、他端側で２つに分岐されており、その一方が第１室内回路（60）における第１室内膨張弁（62）側の端部に接続され、他方が第２室内回路（65）における第２室内膨張弁（67）側の端部に接続されている。上記ガス側連絡管（17）は、その一端がガス側閉鎖弁（26）に接続されている。このガス側連絡管（17）は、他端側で２つに分岐されており、その一方が第１室内回路（60）における第１室内熱交換器（61）側の端部に接続され、他方が第２室内回路（65）における第２室内熱交換器（66）側の端部に接続されている。
【００４３】
上記室外機（11）には、室外ファン（70）が設けられている。この室外ファン（70）は、室外熱交換器（22）へ室外空気を送るためのものである。一方、第１，第２室内機（12,13）には、それぞれ室内ファン（80）が設けられている。この室内ファン（80）は、室内熱交換器（61,66）へ室内空気を送るためのものである。
【００４４】
上記空調機（10）には、温度や圧力のセンサ等が設けられている。具体的に、室外機（11）には、室外空気の温度を検出するための外気温センサ（71）が設けられている。室外熱交換器（22）には、その伝熱管温度を検出するための室外熱交換器温度センサ（72）が設けられている。吸入管（43）には、圧縮機（41,42）の吸入冷媒温度を検出するための吸入管温度センサ（73）と、圧縮機（41,42）の吸入冷媒圧力を検出するための低圧圧力センサ（74）とが設けられている。吐出管（44）には、圧縮機（41,42）の吐出冷媒温度を検出するための吐出管温度センサ（75）と、圧縮機（41,42）の吐出冷媒圧力を検出するための高圧圧力センサ（76）と、高圧圧力スイッチ（77）とが設けられている。各室内機（12,13）には、室内空気の温度を検出するための内気温センサ（81）が１つずつ設けられている。各室内熱交換器（61,66）には、その伝熱管温度を検出するための室内熱交換器温度センサ（82）が１つずつ設けられている。各室内回路（60,65）における室内熱交換器（61,66）の上端近傍には、室内回路（60,65）を流れるガス冷媒温度を検出するためのガス側温度センサ（83）が１つずつ設けられている。
【００４５】
上記コントローラ（90）は、上記のセンサ類からの信号やリモコン等からの指令信号を受けて空調機（10）の運転制御を行うものである。具体的に、コントローラ（90）は、室外膨張弁（24）及び室内膨張弁（62,67）の開度調節や、四路切換弁（21）の切換、更にはガス抜き電磁弁（36）、油戻し電磁弁（53）、及び均油電磁弁（55）の開閉操作を行う。つまり、コントローラ（90）は、開閉機構であるガス抜き電磁弁（36）を操作する制御手段を構成している。また、コントローラ（90）は、圧縮機ユニット（40）の容量制御も行う。
【００４６】
上記空調機（10）は、建物に設置されている。室外機（11）は建物の屋上に配置され、２台の室外機（11）は建物の異なる階に配置されている。具体的には、図２に示すように、室外機（11）よりも高さＨ₂だけ下方に第１室内機（12）が配置され、第１室内機（12）よりも高さＨ₁だけ下方に第２室内機（13）が配置されている。
【００４７】
−運転動作−
上記空調機（10）の運転時には、冷媒回路（15）において冷媒が相変化しつつ循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。また、空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００４８】
〈冷房運転〉
冷房運転時には、室内熱交換器（61,66）が蒸発器となる冷却動作が行われる。この冷房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に実線で示す状態となる。室外膨張弁（24）は全閉とされ、第１，第２室内膨張弁（62,67）はそれぞれ所定の開度に調節される。ガス抜き電磁弁（36）は閉鎖状態に保持され、油戻し電磁弁（53）及び均油電磁弁（55）は適宜開閉される。これら弁の操作は、コントローラ（90）により行われる。
【００４９】
圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）を運転すると、これら圧縮機（41,42）で圧縮された冷媒が吐出管（44）へ吐出される。この冷媒は、四路切換弁（21）を通って室外熱交換器（22）へ流入する。室外熱交換器（22）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、流入管（30）の第１分岐管（30a）へ流入し、第１流入逆止弁（31）を通過してレシーバ（23）へ流入する。その後、冷媒は、レシーバ（23）から流出管（33）へ流入し、流出逆止弁（34）を通過して液側連絡管（16）へ流入する。
【００５０】
液側連絡管（16）へ流入した冷媒は、二手に分流されて、一方が第１室内回路（60）へ流入し、他方が第２室内回路（65）へ流入する。各室内回路（60,65）では、流入した冷媒が室内膨張弁（62,67）で減圧された後に室内熱交換器（61,66）へ流入する。室内熱交換器（61,66）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内熱交換器（61,66）では、室内空気が冷却される。
【００５１】
各室内熱交換器（61,66）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡管（17）へ流入し、合流した後に室外回路（20）へ流入する。その後、冷媒は、四路切換弁（21）を通過し、吸入管（43）を通って圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）に吸入される。これら圧縮機（41,42）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（15）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００５２】
〈暖房運転〉
暖房運転時には、室内熱交換器（61,66）が凝縮器となる加熱動作が行われる。この暖房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に破線で示す状態となる。室外膨張弁（24）、及び第１，第２室内膨張弁（62,67）は、それぞれ所定の開度に調節される。油戻し電磁弁（53）及び均油電磁弁（55）は、適宜開閉される。ガス抜き電磁弁（36）は、加熱動作が行われている間は常に開放状態に保持される。これら弁の操作は、コントローラ（90）により行われる。
【００５３】
ここでは、加熱動作時の動作について、図３を参照しながら説明する。この図３は、加熱動作時に冷媒回路（15）で行われる冷凍サイクルを模式的に示したモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。
【００５４】
圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）を運転すると、これら圧縮機（41,42）が点Ａの状態の冷媒を吸入して圧縮する。これら圧縮機（41,42）からは、圧縮された冷媒が吐出管（44）へ吐出される。吐出管（44）を流れる点Ｂの状態の冷媒は、四路切換弁（21）を通過してガス側連絡管（17）へ流入し、各室内回路（60,65）へ分配される。
【００５５】
第１室内機（12）の第１室内回路（60）へ流入した冷媒は、第１室内熱交換器（61）で室内空気に放熱して凝縮し、点Ｂの状態から点Ｃの状態へ変化する。この第１室内熱交換器（61）では、冷媒の放熱により室内空気が加熱される。第１室内熱交換器（61）で凝縮した冷媒は、第１室内膨張弁（62）で減圧されて点Ｅの状態となる。つまり、第１室内膨張弁（62）の前後には、ΔＰ_i1の圧力差がある。
【００５６】
第１室内回路（60）から流出した冷媒は、液側連絡管（16）を通って室外回路（20）へ流入する。ここで、第１室内機（12）と室外機（11）の間にはＨ₂の高低差がある（図２参照）。従って、第１室内回路（60）から出た点Ｅの状態の冷媒は、室外回路（20）へ至るまでに高低差Ｈ₂に相当するヘッド差Δｈ₂だけ圧力が降下し、点Ｆの状態となる。
【００５７】
第２室内機（13）の第２室内回路（65）へ流入した冷媒は、第２室内熱交換器（66）で室内空気に放熱して凝縮し、点Ｂの状態から点Ｃの状態へ変化する。この第２室内熱交換器（66）では、冷媒の放熱により室内空気が加熱される。第２室内熱交換器（66）で凝縮した冷媒は、第２室内膨張弁（67）で減圧されて点Ｄの状態となる。つまり、第２室内膨張弁（67）の前後には、ΔＰ_i2の圧力差がある。
【００５８】
第２室内回路（65）から流出した冷媒は、液側連絡管（16）を室外回路（20）に向かって流れる。ここで、第２室内機（13）と第１室内機（12）の間にはＨ₁の高低差がある（図２参照）。このため、第２室内回路（65）から出た点Ｄの状態の冷媒は、第１室内機（12）と同じ高さに至るまでに高低差Ｈ₁に対応するヘッド差Δｈ₁だけ圧力が降下し、点Ｅの状態となる。また、上述のように、第１室内機（12）と室外機（11）の間にはＨ₂の高低差がある。従って、第２室内回路（65）から出て圧力降下した点Ｅの状態の冷媒は、室外回路（20）へ至るまでに高低差Ｈ₂に対応するヘッド差Δｈ₂だけ更に圧力が降下し、点Ｆの状態となる。
【００５９】
各室内回路（60,65）から室外回路（20）へ流入した点Ｆの状態の冷媒は、流入管（30）の第２分岐管（30b）を流れ、第２流入逆止弁（32）を通過してレシーバ（23）へ流入する。レシーバ（23）へ流入する冷媒は気液二相状態であり、この冷媒のうち液冷媒がレシーバ（23）の下部に溜まり、ガス冷媒がレシーバ（23）の上部に溜まる。つまり、レシーバ（23）では、点Ｆの状態の冷媒が、点Ｇの状態の液冷媒と点Ｈの状態のガス冷媒とに分離される。
【００６０】
レシーバ（23）に貯留する点Ｇの状態の液冷媒は、流出管（33）を通って室外膨張弁（24）へと流れる。室外膨張弁（24）では、冷媒が減圧されて点Ｉの状態となる。点Ｉの状態の冷媒は、室外熱交換器（22）へ送られ、室外空気から吸熱して蒸発する。この蒸発した冷媒は、四路切換弁（21）を通過して吸入管（43）へ流入する。一方、レシーバ（23）に貯留する点Ｈの状態のガス冷媒は、ガス抜き管（35）へ流入する。ガス抜き管（35）を流れる冷媒は、ガス抜き電磁弁（36）を通過する際に減圧され、その後に吸入管（43）へ流入する。吸入管（43）では、室外熱交換器（22）からのガス冷媒とガス抜き管（35）からのガス冷媒とが合流し、点Ａの状態となる。そして、この点Ａの状態のガス冷媒が圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）に吸入される。
【００６１】
《本発明の実施形態》
上記前提技術では、コントローラ（90）が暖房運転時にガス抜き電磁弁（36）を操作し、加熱動作中にガス抜き電磁弁（36）を常に開放状態に保持するようにしているが、本実施形態では、これに代えて、加熱動作中であっても所定の条件が満たされた場合にだけガス抜き電磁弁（36）を開くようにしている。
【００６２】
具体的には、暖房運転時の加熱動作中に第２室内膨張弁（67）が全開となった場合に、ガス抜き電磁弁（36）を開いてレシーバ（23）を減圧するようにしている。つまり、第２室内膨張弁（67）が全開となると、第２室内回路（65）の流出側と室外回路（20）との間の差圧をそれ以上稼ぐことができなくなる。このため、上方に配置される第１室内回路（60）での冷媒流量が増加し、下方に配置される第２室内回路（65）での冷媒流量が減少してしまう。そこで、このような場合にガス抜き電磁弁（36）を開いてレシーバ（23）を減圧し、第２室内回路（65）の流出側と室外回路（20）との間の差圧を稼いで第２室内回路（65）での冷媒流量を確保する。
【００６３】
−実施形態の効果−
本実施形態では、暖房運転時における加熱動作中に、コントローラ（90）がガス抜き電磁弁（36）を開く。従って、レシーバ（23）のガス冷媒を圧縮機（41,42）に吸引させることができ、レシーバ（23）の圧力を低下させることができる。これによって、加熱動作時における液側連絡管（16）の両端間の圧力差を充分に稼ぐことができ、第１，第２室内熱交換器（61,66）で凝縮した冷媒を確実にレシーバ（23）へ送り返すことが可能となる。
【００６４】
このため、本実施形態のように２つの室内機（12,13）の間に高低差がある場合において、下方の第２室内機（13）に設けられる第２室内熱交換器（66）で凝縮した冷媒をも確実にレシーバ（23）へ戻すことができ、第１，第２室内熱交換器（61,66）の何れにおいても必要な冷媒流量を確保できる。この結果、本実施形態によれば、マルチ型の空調機（10）を設置する際の各室内機（12,13）間の高低差に関する制約を緩和でき、上記空調機（10）の設置自由度を高めることができる。
【００６５】
更に、本実施形態によれば、次のような効果も得られる。この効果について説明する。
【００６６】
上記レシーバ（23）の内部では液冷媒とガス冷媒が共存している。このレシーバ（23）からガス冷媒を吸い出してレシーバ（23）の圧力を下げると、レシーバ（23）に貯留された液冷媒の一部が蒸発して残りの液冷媒から蒸発熱を奪うため、液冷媒の比エンタルピが低下する。つまり、レシーバ（23）から蒸発器である室外熱交換器（22）へ送られる液冷媒のエンタルピが低下する。従って、その分だけ室外熱交換器（22）の出入口におけるエンタルピ差を稼ぐことができ、室外熱交換器（22）における冷媒の吸熱量を確保しつつ、室外熱交換器（22）での冷媒蒸発圧力を高めることができる。この結果、室内熱交換器（61,66）における冷媒の放熱量を減らすことなく圧縮機（41,42）での圧縮比を小さくでき、圧縮機（41,42）の消費電力を削減して空調機（10）のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】前提技術に係る空調機における冷媒回路の配管系統図である。
【図２】前提技術に係る空調機における室外機と室内機の配置を示す概略構成図である。
【図３】前提技術に係る空調機における加熱動作時の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【図４】従来技術に係る空調機における加熱動作時の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【符号の説明】
（15）冷媒回路
（16）液側連絡管（連絡配管）
（17）ガス側連絡管（連絡配管）
（20）室外回路（熱源側回路）
（22）室外熱交換器（熱源側熱交換器）
（23）レシーバ
（24）室外膨張弁（熱源側膨張機構）
（35）ガス抜き管（連通路）
（36）ガス抜き電磁弁（開閉機構）
（41）第１圧縮機
（42）第２圧縮機
（60）第１室内回路（利用側回路）
（61）第１室内熱交換器（利用側熱交換器）
（62）第１室内膨張弁（利用側膨張機構）
（65）第２室内回路（利用側回路）
（66）第２室内熱交換器（利用側熱交換器）
（67）第２室内膨張弁（利用側膨張機構）
（90）コントローラ（制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a heat pump device that performs a refrigeration cycle.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-300292, a so-called multi-type air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to one outdoor unit is known. In this air conditioner, an outdoor circuit is stored in the outdoor unit, and an indoor circuit is stored in the indoor unit. In the outdoor circuit of the outdoor unit, a compressor, an outdoor heat exchanger, an outdoor expansion valve, a receiver, and the like are provided. The indoor circuit of the indoor unit is provided with an indoor heat exchanger and an indoor expansion valve. The refrigerant circuit of an air conditioner is configured by connecting a plurality of indoor circuits in parallel to an outdoor circuit.
[0003]
  The air conditioner performs a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit. Further, this air conditioner performs switching between the cooling operation and the heating operation by reversing the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit.
[0004]
  During the cooling operation, a cooling operation is performed in which the indoor heat exchanger serves as an evaporator. During the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor is condensed by the outdoor heat exchanger, passes through the receiver, and is divided into each indoor circuit. Thereafter, the refrigerant is decompressed by each indoor expansion valve, evaporated by the indoor heat exchanger, returns to the outdoor circuit, and is sucked into the compressor.
[0005]
  During the heating operation, a heating operation (heat pump operation) is performed in which the indoor heat exchanger becomes a condenser. During the heating operation, the refrigerant discharged from the compressor is distributed to each indoor circuit and condensed in the indoor heat exchanger. The condensed refrigerant is decompressed by the indoor expansion valve, then sent to the outdoor circuit, passes through the receiver, and further decompressed by the outdoor expansion valve. Thereafter, the refrigerant evaporates in the outdoor heat exchanger and is sucked into the compressor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  There may be a difference in height between the indoor units with the multi-type air conditioner installed in a building. For example, an outdoor unit is installed on the roof of a building, and indoor units are installed on the first and second floors of the building. In this case, the refrigerant circulates while changing phase between the outdoor circuit stored in the outdoor unit on the roof and the indoor circuit stored in the indoor unit on each floor.
[0007]
  However, if the height difference between the indoor units becomes large, the refrigerant flows only in the upper indoor unit and the refrigerant does not flow in the lower indoor unit during the heating operation of the air conditioner, so that sufficient heating cannot be performed. The problem arises. For this reason, in the conventional air conditioner, the restriction | limiting about the height difference between each indoor unit was large, and there existed a problem that the freedom degree of the arrangement | positioning at the time of installing in a building was small.
[0008]
  This problem will be described with reference to FIG. 4, taking as an example the case where the first indoor unit is installed below the outdoor unit and the second indoor unit is installed further below the first indoor unit (12). Here, the difference in height between the second indoor unit (13) and the first indoor unit (12) is H₁And the height difference between the first indoor unit (12) and the outdoor unit (11) is H₂Will be described (see FIG. 2).
[0009]
  FIG. 4 is a Mollier diagram (pressure-enthalpy diagram) schematically showing a refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit of the air conditioner. During the heating operation, the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger of the first indoor unit (12) is decompressed by the indoor expansion valve of the first indoor unit (12), and the pressure is ΔP._i1Just descend. On the other hand, the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger of the second indoor unit (13) is decompressed by the indoor expansion valve of the second indoor unit (13), and the pressure is ΔP._i2Just descend. The refrigerant condensed in the second indoor unit (13) flows toward the outdoor unit (11) and reaches the height of the first indoor unit (12).₁Liquid head difference Δh corresponding to₁There is only a pressure drop. Then, the refrigerant from both indoor units merges, and the height difference H between the first indoor unit (12) and the outdoor unit (11)₂Liquid head difference Δh corresponding to₂Just drop in pressure and flow into the receiver. The refrigerant discharged from the receiver is depressurized by the outdoor expansion valve, and the pressure is ΔP_oAnd then evaporates in the outdoor heat exchanger and is sucked into the compressor.
[0010]
  Temporarily, height difference H of both indoor units (12,13)₁If the height is increased, the height difference H₁Liquid head difference Δh corresponding to₁Will also increase. In this case, the indoor expansion valve of the second indoor unit (13) is opened, and the differential pressure ΔP before and after the expansion valve._i2To ensure the refrigerant flow rate to the second indoor unit (13). However, even if the indoor expansion valve of the second indoor unit (13) is fully opened, the differential pressure ΔP before and after the indoor expansion valve is fully opened._i2Cannot be zero. Therefore, the height difference H of both indoor units (12, 13)₁If it becomes excessive, the refrigerant flow rate cannot be secured even if the opening degree of the indoor expansion valve of the second indoor unit (13) is adjusted, and the refrigerant flow rate to the second indoor unit (13) decreases. For this reason, conventionally, the height difference H of the indoor unit is set so that such a situation does not occur.₁There were strict restrictions on.
[0011]
  The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to relieve restrictions when installing the heat pump device having a plurality of usage-side circuits and increase the degree of freedom of installation. It is in.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The solution taken by the present invention is to the heat source side circuit (20) having the compressor (41, 42), the heat source side heat exchanger (22), the heat source side expansion mechanism (24), and the receiver (23). The refrigerant circuit (15) includes a refrigerant circuit (15) to which a plurality of utilization side circuits (60, 65) having a utilization side heat exchanger (61, 66) and a utilization side expansion mechanism (62, 67) are connected in parallel. In the refrigeration cycle in which the refrigerant circulates in 15), the heat pump device that performs at least a heating operation for flowing the refrigerant condensed in the use side heat exchanger (61, 66) into the receiver (23) is targeted. A communication path (35) for guiding the gas refrigerant of the receiver (23) to the suction side of the compressor (41, 42), and an opening / closing mechanism for intermittently flowing the gas refrigerant in the communication path (35) (36) and control means (90) for operating the opening / closing mechanism (36) to circulate the gas refrigerant in the communication passage (35) during the heating operation.Prepared aboveThe heat source side circuit (20) is connected to each use side circuit (60, 65) disposed below the heat source side circuit (20) via a communication pipe (16, 17).the aboveAt least one of the plurality of usage circuits (60, 65) is arranged at a different height from the other usage circuits (60)., A plurality of use side circuits ( 60,65 ) Each have an expansion valve ( 62,67 ) And the control means ( 90 ) Is the lowest-side user circuit ( 65 ) Expansion valve ( 67 ) Is fully open, 36 Configured to open)Is.
[0013]
      -Action-
  In the above solution, in the refrigerant circuit (15) of the heat pump device, the plurality of usage side circuits (60, 65) are connected in parallel to the heat source side circuit (20). The heat source side circuit (20) includes a compressor (41, 42), a heat source side heat exchanger (22), a heat source side expansion mechanism (24), and a receiver (23). Each use side circuit (60, 65) is provided with a use side heat exchanger (61, 66) and a use side expansion mechanism (62, 67).
[0014]
  The heat pump device performs a heating operation. During the heating operation, the refrigerant circulates while changing phase in the refrigerant circuit (15), and a refrigeration cycle is performed. During the heating operation, the refrigerant discharged from the compressor (41, 42) is sent to the use side heat exchanger (61, 66), and dissipates heat to the object to be condensed. The object is heated by this heat radiation. The refrigerant condensed in the use side heat exchanger (61, 66) flows into the receiver (23) of the heat source side circuit (20) through the use side expansion mechanism (62, 67). Thereafter, the refrigerant passes through the heat source side expansion mechanism (24), absorbs heat in the heat source side heat exchanger (22), evaporates, and then is sucked into the compressor (41, 42). In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates as described above.
[0015]
  The heat pump device is provided with a communication path (35) and an opening / closing mechanism (36). The opening / closing mechanism (36) is for allowing or blocking the flow of the gas refrigerant in the communication path (35). When the opening / closing mechanism (36) is opened, the gas refrigerant can flow in the communication path (35), and the gas refrigerant in the receiver (23) is sent to the suction side of the compressor (41, 42). That is, the compressor (41, 42) sucks the gas refrigerant from the receiver (23), and the pressure of the receiver (23) decreases. On the other hand, when the open / close mechanism (36) is closed, the flow of the gas refrigerant in the communication path (35) is blocked.
[0016]
  The heat pump device is provided with a control means (90). The control means (90) operates the opening / closing mechanism (36) during the heating operation to send the gas refrigerant in the receiver (23) to the compressor (41, 42) through the communication path (35). This control means (90) may operate the opening / closing mechanism (36) so that the gas refrigerant of the receiver (23) is always sent to the compressor (41, 42) during the heating operation, for example. The opening / closing mechanism (36) may be operated so that the gas refrigerant in the receiver (23) is sent to the compressor (41, 42) only when a predetermined condition is satisfied during the heating operation.
[0017]
  Also,In the above solution, the heat source side circuit (20) and each use side circuit (60, 65) are connected by the connecting pipe (16, 17). That is, the refrigerant circuit (15) that is a closed circuit is formed by the heat source side circuit (20), the use side circuit (60, 65), and the connection pipe (16, 17).
[0018]
  In the refrigerant circuit (15), the plurality of use side circuits (60, 65) are all disposed below the heat source side circuit (20). In addition, among the plurality of use side circuits (60, 65), installed circuits having different heights are mixed. For example, if there are three usage-side circuits, one usage-side circuit is installed on each floor from the first floor to the third floor of the building, or two usage-side circuits are installed on the second floor of the building. Only one user circuit is installed on the first floor.
[0019]
【The invention's effect】
  According to the present invention, the pressure of the receiver (23) can be reduced by extracting the gas refrigerant from the receiver (23) during the heating operation. That is, during the heating operation, the pressure difference between the inflow side of the heat source side circuit (20) and the outflow side of the usage side circuit (60, 65) can be sufficiently obtained, and the usage side heat exchanger (61, The refrigerant condensed in 66) can be reliably sent to the receiver (23).
[0020]
  For this reason, even when a plurality of usage-side circuits (60, 65) are installed at different heights and there is a height difference between the usage-side circuits (60, 65), all usage-side heat exchangers ( The refrigerant condensed in 61, 66) can be surely flowed to the receiver (23), and a sufficient refrigerant flow rate can be secured in all the use side circuits (60, 65). Therefore, according to this invention, the restrictions regarding the height difference between the utilization side circuits (60, 65) when installing the heat pump device can be relaxed, and the degree of freedom of installation of the heat pump device can be increased.
[0021]
  Furthermore, according to the present invention, the following effects can also be obtained. This effect will be described.
[0022]
  Liquid refrigerant and gas refrigerant coexist in the receiver (23). When the gas refrigerant is sucked out from the receiver (23) and the pressure of the receiver (23) is lowered, a part of the liquid refrigerant stored in the receiver (23) evaporates and takes heat of evaporation from the remaining liquid refrigerant. For this reason, the specific enthalpy of the liquid refrigerant stored in the receiver (23) decreases. That is, the enthalpy of the liquid refrigerant sent from the receiver (23) to the heat source side heat exchanger (22) which is an evaporator is lowered. Therefore, the enthalpy difference at the inlet / outlet of the heat source side heat exchanger (22) can be earned by that amount, and the heat source side heat exchanger (22) is secured while securing the heat absorption amount of the refrigerant in the heat source side heat exchanger (22). The refrigerant evaporation pressure can be increased. As a result, the compression ratio in the compressor (41, 42) can be reduced while maintaining the heat radiation amount of the refrigerant in the use side heat exchanger (61, 66), and the power required for driving the compressor (41, 42) can be reduced. It becomes possible to reduce and improve the COP (coefficient of performance) of the heat pump device.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present inventionaboutThis will be described in detail.
[0024]
  《Prerequisite technology》
  First, the prerequisite technology will be described with reference to the drawings. This prerequisite technologyIs an air conditioner (10) constituting the heat pump device. The air conditioner (10) switches between a cooling operation and a heating operation.
[0025]
  As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) includes one outdoor unit (11) and two indoor units (12, 13), and is configured as a so-called multi-type. The air conditioner (10) includes a refrigerant circuit (15) and a controller (90). In this embodiment, the number of indoor units (12, 13) is two, but this is an example, and the number of indoor units (12, 13) is appropriately determined according to the capacity and usage of the outdoor unit (11). Just do it.
[0026]
  The refrigerant circuit (15) includes one outdoor circuit (20), two indoor circuits (60, 65), a liquid side communication pipe (16), and a gas side communication pipe (17). . Two indoor circuits (60, 65) are connected in parallel to the outdoor circuit (20) via the liquid side communication pipe (16) and the gas side communication pipe (17). The liquid side communication pipe (16) and the gas side communication pipe (17) constitute a communication pipe.
[0027]
  The outdoor circuit (20) is housed in the outdoor unit (11). The outdoor circuit (20) constitutes a heat source side circuit. The outdoor circuit (20) includes a compressor unit (40), a four-way selector valve (21), an outdoor heat exchanger (22), an outdoor expansion valve (24), a receiver (23), and a liquid side closing valve (25). And a gas side shut-off valve (26).
[0028]
  The compressor unit (40) is formed by connecting a first compressor (41) and a second compressor (42) in parallel. These compressors (41, 42) are all hermetic scroll compressors. That is, these compressors (41, 42) are configured by housing a compression mechanism and an electric motor that drives the compression mechanism in a cylindrical housing. The compression mechanism and the electric motor are not shown. The first compressor (41) is of a constant capacity in which the electric motor is always driven at a constant rotational speed. The second compressor (42) has a variable capacity in which the rotation speed of the electric motor is changed stepwise or continuously. And the said compressor unit (40) has the capacity | capacitance of the whole unit variable by the start / stop of a 1st compressor (41), or the capacity | capacitance change of a 2nd compressor (42).
[0029]
  The compressor unit (40) includes a suction pipe (43) and a discharge pipe (44). The inlet end of the suction pipe (43) is connected to the first port of the four-way selector valve (21), and the outlet end is branched into two to connect to the suction side of each compressor (41, 42). Has been. The discharge pipe (44) has its inlet end branched into two and connected to the discharge side of each compressor (41, 42), and its outlet end connected to the second port of the four-way switching valve (21) Has been. A discharge-side check valve (45) is provided in the branch pipe of the discharge pipe (44) connected to the first compressor (41). The discharge side check valve (45) only allows the refrigerant to flow in the direction of flowing out from the first compressor (41).
[0030]
  The compressor unit (40) includes an oil separator (51), an oil return pipe (52), and an oil equalizing pipe (54). The oil separator (51) is provided in the middle of the discharge pipe (44). The oil separator (51) is for separating the refrigeration oil from the refrigerant discharged from the compressor (41, 42). The oil return pipe (52) has one end connected to the oil separator (51) and the other end connected to the suction pipe (43). The oil return pipe (52) is for returning the refrigeration oil separated by the oil separator (51) to the suction side of the compressor (41, 42), and the oil return solenoid valve (53) I have. One end of the oil equalizing pipe (54) is connected to the first compressor (41), and the other end is connected to the vicinity of the suction side of the second compressor (42) in the suction pipe (43). The oil leveling pipe (54) is for averaging the amount of refrigerating machine oil stored in the housing of each compressor (41, 42), and includes an oil leveling solenoid valve (55).
[0031]
  The four-way switching valve (21) has a third port connected to the gas side shutoff valve (26) by piping, and a fourth port connected to the upper end of the outdoor heat exchanger (22). . The four-way switching valve (21) includes a state in which the first port and the third port communicate with each other and a state in which the second port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a solid line in FIG. 1), and the first port And the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other (state indicated by a broken line in FIG. 1). By the switching operation of the four-way switching valve (21), the refrigerant circulation direction in the refrigerant circuit (15) is reversed.
[0032]
  The receiver (23) is a cylindrical container for storing the refrigerant. The receiver (23) is connected to the outdoor heat exchanger (22) and the liquid side closing valve (25) via the inflow pipe (30) and the outflow pipe (33).
[0033]
  The inlet pipe (30) has its inlet end branched into two branch pipes (30a, 30b), and its outlet end connected to the upper end of the receiver (23). The first branch pipe (30a) of the inflow pipe (30) is connected to the lower end of the outdoor heat exchanger (22). The first branch pipe (30a) is provided with a first inflow check valve (31). The first inflow check valve (31) only allows the refrigerant to flow from the outdoor heat exchanger (22) to the receiver (23). The second branch pipe (30b) of the inflow pipe (30) is connected to the liquid side stop valve (25). The second branch pipe (30b) is provided with a second inflow check valve (32). The second inflow check valve (32) only allows the refrigerant to flow from the liquid side stop valve (25) to the receiver (23).
[0034]
  The outlet end of the outflow pipe (33) is connected to the lower end of the receiver (23), and the outlet end side is branched into two branch pipes (33a, 33b). The first branch pipe (33a) of the outflow pipe (33) is connected to the lower end of the outdoor heat exchanger (22). The first branch pipe (33a) is provided with the outdoor expansion valve (24). The outdoor expansion valve (24) constitutes a heat source side expansion mechanism. The second branch pipe (33b) of the outflow pipe (33) is connected to the liquid side stop valve (25). The second branch pipe (33b) is provided with an outflow check valve (34). The outflow check valve (34) only allows the refrigerant to flow from the receiver (23) to the liquid side closing valve (25).
[0035]
  The outdoor heat exchanger (22) constitutes a heat source side heat exchanger. The outdoor heat exchanger (22) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. In the outdoor heat exchanger (22), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the outdoor air exchange heat.
[0036]
  The outdoor circuit (20) is further provided with a gas vent pipe (35) and a pressure equalizing pipe (37).
[0037]
  The gas vent pipe (35) has one end connected to the upper end of the receiver (23) and the other end connected to the suction pipe (43). The gas vent pipe (35) constitutes a communication path for introducing the gas refrigerant of the receiver (23) to the suction side of the compressors (41, 42). The gas vent pipe (35) is provided with a gas vent solenoid valve (36). The degas solenoid valve (36) constitutes an opening / closing mechanism for intermittently flowing the gas refrigerant in the degas pipe (35).
[0038]
  One end of the pressure equalizing pipe (37) is connected between the gas vent solenoid valve (36) and the receiver (23) in the gas vent pipe (35), and the other end is connected to the discharge pipe (44). Further, the pressure equalizing pipe (37) is provided with a pressure equalizing check valve (38) that allows only the refrigerant to flow from one end to the other end. The pressure equalizing pipe (37) allows the receiver (23) to escape by allowing the gas refrigerant to escape when the outside air temperature rises abnormally while the air conditioner (10) is stopped and the pressure in the receiver (23) becomes too high. This is to prevent rupture. Therefore, the refrigerant does not flow through the pressure equalizing pipe (37) during the operation of the air conditioner (10).
[0039]
  One indoor circuit (60, 65) is provided for each indoor unit (12, 13). Specifically, the first indoor circuit (60) is stored in the first indoor unit (12), and the second indoor circuit (65) is stored in the second indoor unit (13).
[0040]
  The 1st indoor circuit (60) connects the 1st indoor heat exchanger (61) and the 1st indoor expansion valve (62) in series, and constitutes the use side circuit. The first indoor expansion valve (62) is connected by piping to the lower end of the first indoor heat exchanger (61), and constitutes a use side expansion mechanism. The 2nd indoor circuit (65) connects the 2nd indoor heat exchanger (66) and the 2nd indoor expansion valve (67) in series, and constitutes the use side circuit. The second indoor expansion valve (67) is connected by piping to the lower end of the second indoor heat exchanger (66), and constitutes a use side expansion mechanism.
[0041]
  The first and second indoor heat exchangers (61, 66) constitute a use side heat exchanger. Each of the indoor heat exchangers (61, 66) is configured by a cross fin type fin-and-tube heat exchanger. In each indoor heat exchanger (61, 66), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the room air exchange heat.
[0042]
  One end of the liquid side communication pipe (16) is connected to the liquid side closing valve (25). The liquid side communication pipe (16) is branched into two on the other end side, one of which is connected to the end of the first indoor circuit (60) on the first indoor expansion valve (62) side, and the other Is connected to the end of the second indoor circuit (65) on the second indoor expansion valve (67) side. One end of the gas side communication pipe (17) is connected to the gas side closing valve (26). This gas side communication pipe (17) is branched into two on the other end side, one of which is connected to the end of the first indoor circuit (60) on the first indoor heat exchanger (61) side, The other is connected to the end of the second indoor circuit (65) on the second indoor heat exchanger (66) side.
[0043]
  The outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (70). The outdoor fan (70) is for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (22). On the other hand, each of the first and second indoor units (12, 13) is provided with an indoor fan (80). The indoor fan (80) is for sending indoor air to the indoor heat exchanger (61, 66).
[0044]
  The air conditioner (10) is provided with temperature and pressure sensors. Specifically, the outdoor unit (11) is provided with an outdoor air temperature sensor (71) for detecting the temperature of the outdoor air. The outdoor heat exchanger (22) is provided with an outdoor heat exchanger temperature sensor (72) for detecting the heat transfer tube temperature. The suction pipe (43) includes a suction pipe temperature sensor (73) for detecting the suction refrigerant temperature of the compressor (41, 42) and a low pressure for detecting the suction refrigerant pressure of the compressor (41, 42). And a pressure sensor (74). The discharge pipe (44) includes a discharge pipe temperature sensor (75) for detecting the discharge refrigerant temperature of the compressor (41, 42) and a high pressure for detecting the discharge refrigerant pressure of the compressor (41, 42). A pressure sensor (76) and a high pressure switch (77) are provided. Each indoor unit (12, 13) is provided with one internal air temperature sensor (81) for detecting the temperature of the indoor air. Each indoor heat exchanger (61, 66) is provided with one indoor heat exchanger temperature sensor (82) for detecting the heat transfer tube temperature. In the vicinity of the upper end of the indoor heat exchanger (61, 66) in each indoor circuit (60, 65), there is 1 gas side temperature sensor (83) for detecting the temperature of the gas refrigerant flowing through the indoor circuit (60, 65). It is provided one by one.
[0045]
  The controller (90) controls the operation of the air conditioner (10) in response to a signal from the sensors and a command signal from a remote controller or the like. Specifically, the controller (90) adjusts the opening degree of the outdoor expansion valve (24) and the indoor expansion valve (62, 67), switches the four-way switching valve (21), and further degassed electromagnetic valve (36). The oil return solenoid valve (53) and the oil leveling solenoid valve (55) are opened and closed. That is, the controller (90) constitutes a control means for operating the degassing electromagnetic valve (36) which is an opening / closing mechanism. The controller (90) also controls the capacity of the compressor unit (40).
[0046]
  The air conditioner (10) is installed in a building. The outdoor unit (11) is arranged on the roof of the building, and the two outdoor units (11) are arranged on different floors of the building. Specifically, as shown in FIG. 2, the height H is higher than the outdoor unit (11).₂The first indoor unit (12) is disposed only below and has a height H higher than that of the first indoor unit (12).₁The second indoor unit (13) is disposed only downward.
[0047]
      -Driving action-
  During the operation of the air conditioner (10), the refrigerant circulates while changing phase in the refrigerant circuit (15), and a vapor compression refrigeration cycle is performed. The air conditioner (10) switches between cooling operation and heating operation.
[0048]
    <Cooling operation>
  During the cooling operation, a cooling operation is performed in which the indoor heat exchanger (61, 66) serves as an evaporator. During this cooling operation, the four-way selector valve (21) is in the state indicated by the solid line in FIG. The outdoor expansion valve (24) is fully closed, and the first and second indoor expansion valves (62, 67) are each adjusted to a predetermined opening degree. The degas solenoid valve (36) is kept closed, and the oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are appropriately opened and closed. These valves are operated by the controller (90).
[0049]
  When the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) are operated, the refrigerant compressed by these compressors (41, 42) is discharged to the discharge pipe (44). This refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (22) through the four-way switching valve (21). In the outdoor heat exchanger (22), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (22) flows into the first branch pipe (30a) of the inflow pipe (30), passes through the first inflow check valve (31), and flows into the receiver (23). . Thereafter, the refrigerant flows from the receiver (23) into the outflow pipe (33), passes through the outflow check valve (34), and flows into the liquid side communication pipe (16).
[0050]
  The refrigerant that has flowed into the liquid side communication pipe (16) is split into two, one flows into the first indoor circuit (60), and the other flows into the second indoor circuit (65). In each indoor circuit (60, 65), the inflowing refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve (62, 67) and then flows into the indoor heat exchanger (61, 66). In the indoor heat exchanger (61, 66), the refrigerant absorbs heat from the room air and evaporates. That is, indoor air is cooled in the indoor heat exchanger (61, 66).
[0051]
  The refrigerant evaporated in each indoor heat exchanger (61, 66) flows into the gas side communication pipe (17), joins, and then flows into the outdoor circuit (20). Thereafter, the refrigerant passes through the four-way switching valve (21), and is sucked into the compressor (41, 42) of the compressor unit (40) through the suction pipe (43). These compressors (41, 42) compress the sucked refrigerant and discharge it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0052]
    <Heating operation>
  During the heating operation, a heating operation is performed in which the indoor heat exchanger (61, 66) serves as a condenser. During the heating operation, the four-way selector valve (21) is in a state indicated by a broken line in FIG. The outdoor expansion valve (24) and the first and second indoor expansion valves (62, 67) are each adjusted to a predetermined opening degree. The oil return solenoid valve (53) and the oil equalization solenoid valve (55) are appropriately opened and closed. The degas solenoid valve (36) is always kept open while the heating operation is performed. These valves are operated by the controller (90).
[0053]
  Here, the operation during the heating operation will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a Mollier diagram (pressure-enthalpy diagram) schematically showing a refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (15) during the heating operation.
[0054]
  When the compressor (41, 42) of the compressor unit (40) is operated, the compressor (41, 42) sucks and compresses the refrigerant in the state of point A. From these compressors (41, 42), the compressed refrigerant is discharged to the discharge pipe (44). The refrigerant in the state of point B flowing through the discharge pipe (44) passes through the four-way switching valve (21), flows into the gas side communication pipe (17), and is distributed to the indoor circuits (60, 65).
[0055]
  The refrigerant flowing into the first indoor circuit (60) of the first indoor unit (12) dissipates heat and condenses in the indoor air in the first indoor heat exchanger (61), and changes from the state of point B to the state of point C. Change. In the first indoor heat exchanger (61), the indoor air is heated by the heat radiation of the refrigerant. The refrigerant condensed in the first indoor heat exchanger (61) is depressurized by the first indoor expansion valve (62) to be in the state of point E. In other words, before and after the first indoor expansion valve (62), ΔP_i1There is a pressure difference.
[0056]
  The refrigerant flowing out of the first indoor circuit (60) flows into the outdoor circuit (20) through the liquid side connecting pipe (16). Here, there is H between the first indoor unit (12) and the outdoor unit (11).₂(See FIG. 2). Therefore, the refrigerant in the state of the point E that has come out of the first indoor circuit (60) has a height difference H of reaching the outdoor circuit (20).₂Head difference Δh equivalent to₂Only the pressure drops and the state of point F is reached.
[0057]
  The refrigerant flowing into the second indoor circuit (65) of the second indoor unit (13) dissipates heat and condenses in the indoor air in the second indoor heat exchanger (66), and changes from the state of point B to the state of point C. Change. In the second indoor heat exchanger (66), the indoor air is heated by the heat radiation of the refrigerant. The refrigerant condensed in the second indoor heat exchanger (66) is depressurized by the second indoor expansion valve (67) to be in the state of point D. In other words, before and after the second indoor expansion valve (67), ΔP_i2There is a pressure difference.
[0058]
  The refrigerant that has flowed out of the second indoor circuit (65) flows through the liquid side communication pipe (16) toward the outdoor circuit (20). Here, there is H between the second indoor unit (13) and the first indoor unit (12).₁(See FIG. 2). For this reason, the refrigerant in the state of point D coming out of the second indoor circuit (65) has a height difference H of reaching the same height as the first indoor unit (12).₁Head difference Δh corresponding to₁Only the pressure drops and the state of point E is reached. Further, as described above, there is an H between the first indoor unit (12) and the outdoor unit (11).₂There is a difference in height. Therefore, the refrigerant in the state of the point E that has come out of the second indoor circuit (65) and dropped in pressure has a height difference of H before reaching the outdoor circuit (20).₂Head difference Δh corresponding to₂As a result, the pressure further drops and the state of point F is obtained.
[0059]
  The refrigerant in the state of point F flowing into the outdoor circuit (20) from each indoor circuit (60, 65) flows through the second branch pipe (30b) of the inflow pipe (30), and the second inflow check valve (32). Flows into the receiver (23). The refrigerant flowing into the receiver (23) is in a gas-liquid two-phase state, and liquid refrigerant accumulates in the lower part of the receiver (23) and gas refrigerant accumulates in the upper part of the receiver (23). That is, in the receiver (23), the refrigerant in the state of point F is separated into the liquid refrigerant in the state of point G and the gas refrigerant in the state of point H.
[0060]
  The liquid refrigerant in the state of point G stored in the receiver (23) flows through the outflow pipe (33) to the outdoor expansion valve (24). In the outdoor expansion valve (24), the refrigerant is depressurized to a state of point I. The refrigerant in the state of point I is sent to the outdoor heat exchanger (22), absorbs heat from the outdoor air, and evaporates. The evaporated refrigerant passes through the four-way switching valve (21) and flows into the suction pipe (43). On the other hand, the gas refrigerant in the state of point H stored in the receiver (23) flows into the gas vent pipe (35). The refrigerant flowing through the gas vent pipe (35) is decompressed when passing through the gas vent solenoid valve (36), and then flows into the suction pipe (43). In the suction pipe (43), the gas refrigerant from the outdoor heat exchanger (22) and the gas refrigerant from the degassing pipe (35) are merged to be in the state of point A. The gas refrigerant in the state of point A is sucked into the compressor (41, 42) of the compressor unit (40).
[0061]
  << Embodiment of the Present Invention >>
  the abovePrerequisite technologyThen, the controller (90) operates the gas vent solenoid valve (36) during heating operation, and keeps the gas vent solenoid valve (36) open during the heating operation.In this embodiment,Instead, the degas solenoid valve (36) is opened only when a predetermined condition is satisfied even during the heating operation.Have.
[0062]
  Specifically, when the second indoor expansion valve (67) is fully opened during the heating operation during the heating operation, the degas solenoid valve (36) is opened to depressurize the receiver (23).Have. That is, when the second indoor expansion valve (67) is fully opened, it becomes impossible to earn any more differential pressure between the outflow side of the second indoor circuit (65) and the outdoor circuit (20). For this reason, the refrigerant | coolant flow rate in the 1st indoor circuit (60) arrange | positioned upwards increases, and the refrigerant | coolant flow rate in the 2nd indoor circuit (65) arrange | positioned below will reduce. Therefore, in such a case, the venting solenoid valve (36) is opened to depressurize the receiver (23), and a differential pressure between the outflow side of the second indoor circuit (65) and the outdoor circuit (20) is obtained. The refrigerant flow rate in the second indoor circuit (65) is secured.
[0063]
      -Effect of the embodiment-
  In the present embodiment, the controller (90) opens the degas solenoid valve (36) during the heating operation during the heating operation. Therefore, the gas refrigerant of the receiver (23) can be sucked into the compressor (41, 42), and the pressure of the receiver (23) can be reduced. As a result, the pressure difference between both ends of the liquid side communication pipe (16) during the heating operation can be sufficiently obtained, and the refrigerant condensed in the first and second indoor heat exchangers (61, 66) is reliably received by the receiver. It can be sent back to (23).
[0064]
  For this reason, when there is a height difference between the two indoor units (12, 13) as in this embodiment, the second indoor heat exchanger (66) provided in the second indoor unit (13) below is used. The condensed refrigerant can be reliably returned to the receiver (23), and the necessary refrigerant flow rate can be ensured in both the first and second indoor heat exchangers (61, 66). As a result, according to this embodiment, the restriction on the height difference between the indoor units (12, 13) when installing the multi-type air conditioner (10) can be relaxed, and the air conditioner (10) can be installed freely. The degree can be increased.
[0065]
  Furthermore, according to the present embodiment, the following effects can also be obtained. This effect will be described.
[0066]
  Liquid refrigerant and gas refrigerant coexist in the receiver (23). When the gas refrigerant is sucked out from the receiver (23) and the pressure of the receiver (23) is lowered, a part of the liquid refrigerant stored in the receiver (23) evaporates and takes heat of evaporation from the remaining liquid refrigerant. The specific enthalpy of the refrigerant decreases. That is, the enthalpy of the liquid refrigerant sent from the receiver (23) to the outdoor heat exchanger (22) that is the evaporator is reduced. Accordingly, the enthalpy difference at the entrance and exit of the outdoor heat exchanger (22) can be earned by that amount, and the refrigerant in the outdoor heat exchanger (22) can be secured while securing the heat absorption amount of the refrigerant in the outdoor heat exchanger (22). The evaporation pressure can be increased. As a result, the compression ratio in the compressor (41, 42) can be reduced without reducing the heat release amount of the refrigerant in the indoor heat exchanger (61, 66), and the power consumption of the compressor (41, 42) can be reduced. The COP (coefficient of performance) of the air conditioner (10) can be improved.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Prerequisite technologyIt is a piping system diagram of the refrigerant circuit in the air conditioner concerning.
[Figure 2]Prerequisite technologyIt is a schematic block diagram which shows arrangement | positioning of the outdoor unit and indoor unit in the air conditioner which concerns on.
[Fig. 3]Prerequisite technologyIt is a Mollier diagram which shows the refrigerating cycle at the time of the heating operation in the air conditioner which concerns.
FIG. 4 is a Mollier diagram showing a refrigeration cycle during a heating operation in an air conditioner according to the prior art.
[Explanation of symbols]
  (15) Refrigerant circuit
  (16) Liquid side communication pipe (communication piping)
  (17) Gas side communication pipe (communication piping)
  (20) Outdoor circuit (heat source side circuit)
  (22) Outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
  (23) Receiver
  (24) Outdoor expansion valve (heat source side expansion mechanism)
  (35) Gas vent pipe (communication passage)
  (36) Gas vent solenoid valve (open / close mechanism)
  (41) First compressor
  (42) Second compressor
  (60) First indoor circuit (use side circuit)
  (61) 1st indoor heat exchanger (use side heat exchanger)
  (62) First indoor expansion valve (use side expansion mechanism)
  (65) Second indoor circuit (use side circuit)
  (66) Second indoor heat exchanger (use side heat exchanger)
  (67) Second indoor expansion valve (use side expansion mechanism)
  (90) Controller (control means)

Claims

Use side heat exchanger (61,66) with respect to the heat source side circuit (20) having the compressor (41,42), the heat source side heat exchanger (22), the heat source side expansion mechanism (24), and the receiver (23). And a refrigerant circuit (15) to which a plurality of usage side circuits (60, 65) having usage side expansion mechanisms (62, 67) are connected in parallel,
A heat pump device that performs at least a heating operation of flowing the refrigerant condensed in the use side heat exchanger (61, 66) into the receiver (23) in the refrigeration cycle in which the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (15),
A communication path (35) for guiding the gas refrigerant of the receiver (23) to the suction side of the compressor (41, 42);
An opening / closing mechanism (36) for interrupting the flow of the gas refrigerant in the communication path (35);
Control means (90) for operating the opening / closing mechanism (36) to circulate the gas refrigerant in the communication path (35) during the heating operation ,
The heat source side circuit (20) is connected to each use side circuit (60, 65) disposed below the heat source side circuit (20) via a communication pipe (16, 17).
At least one of the plurality of usage circuits (60, 65) is arranged at a different height from the other usage circuits (60) ,
Each of the plurality of use side circuits ( 60, 65 ) is provided with an expansion valve ( 62, 67 ) as a use side expansion mechanism .
The control means ( 90 ) is a heat pump configured to open the opening / closing mechanism ( 36 ) in a state where the expansion valve ( 67 ) of the use side circuit ( 65 ) provided at the lowest position is fully opened . apparatus.