JP3984250B2

JP3984250B2 - 多室型空気調和機

Info

Publication number: JP3984250B2
Application number: JP2004280125A
Authority: JP
Inventors: 道美日下; 孝金子; 圭夏鄭; 宇顯金; 文洙朴; 明燮宋
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: DE602005004976D1; KR101176632B1; EP1643196A1; DE602005004976T2; EP1643196B1; JP2006090683A; KR20060028629A

Description

本発明は、冷暖房同時運転可能な多室型空気調和機に関するものである。

この種の多室型空気調和機として、例えば、特許文献１に、室外機と、複数の室内機を備え、それら室外機及び複数の室内機を高圧ガス、低圧ガス管及び中間圧液管の３配管にて接続して、冷暖房同時運転可能な冷凍サイクルを実現する多室型空気調和機が提案されている。
すなわち、特許文献１に記載された多室空気調和機は、図１０に示すように、室外機１、複数の室内機１０、及びそれら室外機１と室内機１０との間に介装される冷暖房切換ユニット１３を備える。室外機１は圧縮機２、四方弁３、室外膨張弁４及び室外熱交換器５等によって構成される。室外機１には第１、第２、第３の配管７，８，９がそれぞれ接続されている。

一方、室内機１０（１０ａ、１０ｂ）は、複数（図では２つ）設けられ、それら室内機１０（１０ａ、１０ｂ）は、室内熱交換器１１及び膨張弁１２等によって構成されている。また、室内機１０（１０ａ、１０ｂ）は、間に冷暖房切換ユニット１３及び前記第１、第２、第３の配管７，８，９を介して室外機１と接続されている。

このように構成された空気調和装置においては、前記複数の室内機１０のうちの一方で冷房運転を行うとともに、残りの室内機１０で暖房運転を行う、いわゆる冷暖房同時運転が可能である。例えば、図中矢印は、冷暖房同時運転で、かつ全体システムとして暖房負荷の方が大きい場合の冷媒の流れを示している。
この場合の運転を説明すると、圧縮機２から吐出した冷媒は、高圧ガスの状態で第２の配管８に至り、そこから冷暖房切換ユニット１３の開状態の弁１３ａを経て、一方の室内機１０ａに至る。ここで、室内熱交換器１１により室内の空気と熱交換されて室内を加温する。その際、冷媒は凝縮されて中間圧の液状態となり、第３の配管９に流れる。この中間圧の液状態の冷媒の一部は、第３の配管９から分岐した分岐管９ａを介して他方の室内機１０ｂに至る。ここでは、室外膨張弁１２により減圧された後、室内熱交換器１１において蒸発し室内を冷房する。その後、室内熱交換器１１を経た冷媒は、低圧ガスの状態となって冷暖房切換ユニット１３の開状態の弁１３ｂを経て第１の配管７を介して室外機１に至る。
一方、前記第３の配管９を流れる中間圧の液状の冷媒の残りは、この室外機１において、室外膨張弁４により減圧されて室外熱交換器５を通過する際に熱交換され、そこからさらに４方弁３を経て、記他方の室内機１０ｂから第１の配管７に流入する前記低圧ガスの冷媒と合流して、圧縮機２の吸入口に至る。

そして、前記多室空気調和機では、第３の配管９内の液冷媒の圧力を検知する液管圧力検知手段２５、及びこの液管圧力検知手段２５の検知値を入力として室外膨張弁４の弁開度を目標値に制御する室外膨張弁制御手段２６を備え、第３の配管９を流れる液冷媒の圧力が上昇した場合に室外膨張弁４を開き、逆に液冷媒の圧力が低下した場合には室外膨張弁４を絞るように制御することにより、第３の配管９内の液冷媒の圧力を所定範囲内に維持し、これにより、第３の配管９を流れる中間圧液冷媒の室外機側と他方の室内機側との分流量を適正に保つ制御を行っている。
特許第３３５６４８５号公報（図１）

ところで、前記公報に記載された技術では、次に示すような課題があった。
第３の配管９内を流れる液冷媒の圧力を検知する液管圧力検知手段２６として、圧力センサーや温度センサーなどのセンサが必要になる。
室外膨張弁４が暖房回路を形成するように設定されたとき、室外膨張弁４の弁開度は、その下流側にある室外熱交換器５を通過する気液二相冷媒のうち液冷媒を全て気化させるように制御されるのが通例であるが、室外膨張弁４の弁開度が、他の要素である液管圧力検知手段２５の検出値に基づき制御されるため、室外熱交換器５の過熱度制御が困難となり、その結果、性能・信頼性が低下する。

また、室外膨張弁４の室外熱交換器５とは逆側にレシーバタンクが配置される場合、室外膨張弁４を絞り過ぎると、該室外膨張弁によって冷媒がせき止められてレシーバタンクに液冷媒が溜まり、結果として、システムを循環する冷媒量が不足し、吸入圧力の低下や吐出温度の上昇に伴い圧縮機の円滑な作動に支障を来し、システムの信頼性低下を来したり、システム全体としての能力が発揮できなくなるといった課題があった。

この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、液管内を流れる液冷媒の圧力を検知するためのセンサー等が不要となり、運転の信頼性が損なわれることがなく、しかも、レシーバタンクを有する場合でもシステムを循環する冷媒量不足が生じることがない多室型空気調和機を提供することを目的としている。

前記課題を解決するために、本発明の多室型空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁を有する室外機と、室内膨張弁、室内熱交換器を有する複数の室内機と、前記各室内機への冷媒の流れ方向を切り換える冷暖房切換ユニットとを備え、前記室外機と前記冷暖房切換ユニットを、高圧ガス管、低圧ガス管及び液管にて接続するとともに、前記冷暖房切換ユニットと前記室内機を、ガス管及び液管にて接続することによって冷暖房同時運転可能な冷凍サイクルを実現する多室型空気調和機であって、前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、暖房運転側の室内機から室外熱交換器と冷房運転側の室内機へ液管分岐部を介してそれぞれ分岐される前記液管のうち室外熱交換器側の液管にバイパスすることを特徴とする。

そして、この発明の多室型空気調和機によれば、四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、圧縮機から高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、暖房運転側の室内機から室外熱交換器と冷房運転側の室内機へ液管分岐部を介してそれぞれ分岐される液管のうち室外熱交換器側の液管にバイパスするため、高圧ガスが流れ込む室外熱交換器側の液管内の圧力が上昇し、室外熱交換器側の液管内へ流れ込む液冷媒の流量が減少する。その分、暖房運転側の室内機から冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒の流量が増し、結果的に、従来技術で説明したような冷媒管内の圧力を検出する圧力センサーを用いることなく、冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒量を確保することができる。

また、本発明は、前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、前記液管分岐部と該液管分岐部より室外熱交換器側に設けられるレシーバタンクとの間の液管にバイパスすることが好ましい。
これにより、暖房運転側の室内機から室外機熱交換器側へ液冷媒が流れるとき、該液冷媒の流れを基準としたレシーバタンクより上流側に高圧ガスを流し込むこととなり、その結果、室外機熱交換器側へ流れる液冷媒にとっては、レシーバタンクへ流れる手前で高圧ガスに触れることとなる。このため、液冷媒の一部は、レシーバタンクに至る前に高圧ガスによって冷房運転側の室内機に押し戻されることとなり、結果的に、レシーバタンクを有する場合でも、レシーバタンクに液冷媒が溜まって、システムを循環する冷媒量が不足するといった事態を招くのを防止できる。

また、本発明は、前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の前記液管へバイパスする際に、該液管内を流れる冷媒の流れに対向させてバイパスすることが好ましい。
これにより、高圧ガスの流れが、暖房運転側の室内機から室外機熱交換器側へ流れようとする液冷媒を、逆方向、つまり冷房運転側の室内機に押し戻すよう積極的に作用する。このため、高圧ガスのバイパス量が少ない場合でも、暖房運転側の室内機から冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒量をより多く確保できる。

また、前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器側の前記液管へバイパスするバイパス管に、流量調整部材を介装することが好ましい。
これにより、流量調整部材を介して、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を適宜値となるよう設定することができ、ひいては、暖房運転側の室内機から冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒流量を適宜値になるよう設定することができ、効率良く運転することができる。

また、前記流量調整部材が、前記バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を可変する可変型であることが好ましい。
これにより、当該多室型空気調和機の運転状況に応じて、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を変化させることができ、より効率良く運転することができる。

また、前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の前記液管へバイパスする際に、前記複数の室内機の冷暖房運転比率に応じて、前記可変型の流量調整部材で、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を制御することが好ましい。
これにより、複数の室内機の冷暖房運転比率に応じてバイパス管内を流れる高圧ガスの流量を制御することができ、高圧ガスのバイパス量をそのとき必要とされる量に調整することができ、より好適な空気調和制御が可能となり、更に、効率良く運転することができる。

この発明の多室型空気調和機よれば、四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、圧縮機から高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器側の液管にバイパスするため、この室外熱交換器側の液管内の圧力が上昇し、この液管内へ液冷媒が流れにくくなるから、暖房運転側の室内機から冷房運転側の室内機側へ液冷媒を優先的に流すことができ、結果的に、従来技術で説明したような冷媒管内の圧力を検出する圧力センサーを用いることなく、冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒量を確保することができる。
また、四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時、つまり、暖房主体の冷暖房同時運転を行う時には、暖房能力は冷房能力に比べて定格能力に対して余裕がある。このため、この状態においては、暖房側の室内機はオン・オフを繰り返す断続運転になりがちとなり、圧縮機の運転ロス、快適性の悪化を生じるおそれがある。ところが、本発明に係る多室型空気調和機によれば、圧縮機から高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器側の液管にバイパスしており、言い換えると、暖房能力の一部を落としながら、高圧ガスの一部を液冷媒流量制御用として利用するため、暖房能力と冷房能力をバランスさせることができ、この結果、圧縮機をより効率的に運転させることができるとともに、快適性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の各形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１〜図４は本発明の第１の実施形態を説明するための図である。
図１は、本発明の実施形態に係る多室型空気調和機の構成を説明する回路図である。
図に示すように、この多室型空気調和機３１は、室外機３２と、複数（ここでは５個）の室内機３３と、それら複数の室内機３３への冷媒の流れ方向を、個々に切り換える冷暖房切換ユニット３４を複数（ここでは２個）備える。また、室外機３２と冷暖房切換ユニット３４は、第１の配管３６、第２の配管３７及び第３の配管３８の３配管にて接続され、また、冷暖房切換ユニットと室内機は、第１、第２の配管３６，３７が合流あるいは分岐する配管と前記第３の配管３８にて接続されている。
ここで、第１の配管３６、第２の配管３７、第３の配管３８は、この多室型空気調和機３１が冷暖同時運転でかつ前記室外側四方弁４２が暖房回路を形成するよう設定されるときに、順に、高圧ガス管、低圧ガス管、中間圧液管として機能するものであり、以下、それら配管３６，３７，３８をそれぞれ高圧ガス管、低圧ガス管、液管と呼ぶ場合がある。

室外機３２は、圧縮機４１、四方弁４２、室外熱交換器４３、室外膨張弁４４、レシーバタンク４５、及びアキュムレータ４６を備える。四方弁４２は４つのポートを有していて、それらのうち第１のポート４２ａは圧縮機４１の吐出側にオイルセパレータ４７を介して接続され、第２のポート４２ｂは前記室外熱交換器４３、室外膨張弁４４、及びレシーバタンク４５を介して液管３８に接続され、第３のポート４２ｃは圧縮機４１の吸入口につながる低圧ガス管３７に接続され、さらに、第４のポート４２ｄは逆止弁５８を介して高圧ガス管３６に接続されている。

ここで、本実施形態における室外熱交換器４３は、複数（図では２器）に分割された熱交換器が互いに並列に接続された構成とされている。ただし、このように分割される必要はなく、単一の熱交換器であっても良い。また、この室外機３２の前記室外膨張弁４４としては、電子膨張弁等の開度調整可能なものが用いられ、室外熱交換器４３と前記レシーバタンク４５との間には、電磁弁等からなる開閉弁４８ａと逆止弁４８ｂとが、互いに直列に、かつ室外膨張弁４４とは並列に接続されており、室外機３２が冷房回路を形成されて運転するとき等には室外熱交換器４３から出た液冷媒がこれら開閉弁４８ａおよび逆止弁４８ｂを経て室外膨張弁４４をバイパス可能、また、暖房運転時あるいは冷暖房同時運転でかつ冷房主体運転時には、このバイパスが閉止されて冷媒が室外膨張弁４４を通過可能とされている。さらに、四方弁４２と室外熱交換器４３とを接続する配管には分岐部４９が設けられ、この分岐部４９から伸びて高圧ガス管３６に接続されるバイパス管５０には、電磁弁等からなる開閉弁５０ａと逆止弁５０ｂが介装される。
一方、室内機３３は、室内膨張弁５１、室内熱交換器５２を備える。

前記第１の高圧ガス管３６、低圧ガス管３７、および液管３８は冷暖房切換ユニット３４に接続される前において分岐されている。分岐された液管３８は、それぞれ互いに並列に介装された開閉弁５３及び膨張弁５４を介してさらに分岐されて、室内機３３の室内膨張弁５１に接続されている。また、高圧ガス管３６および低圧ガス管３７の分岐された配管は、さらに各室内機３３に対応するように分岐され、それら分岐された高圧ガス管および低圧ガス管は、冷暖房切換ユニット３４における切換弁としての開閉弁５５，５６を通過した後、互いに合流して室内機３３の前記室内熱交換器５２に接続される。また、分岐された高圧ガス管３６および低圧ガス管３７は、開閉弁５５，５６よりも室外機３２側の冷暖房切換ユニット３４内において、開閉弁５７およびキャピラリチューブ５８を介して互いに接続されている。なお、これらの開閉弁５３，５７は全閉可能な減圧機構であればよく、例えば全閉可能な電子膨張弁（電動膨張弁）などであってもよい。

また、液管３８の分岐部３８ａよりも室外機３２側に位置する液管３８と高圧ガス管３６との間にはバイパス管６０が設けられ、バイパス管６０には開閉弁６１と流量調整部材６２が直列に介装されている。流量調整部材６２としては、管路に流路抵抗を与えるものであればよく、例えばキャピラリチューブ、あるいは流路抵抗を変えることによってバイパス管６０内を流れる高圧ガスの流量を可変する電動膨張弁等の可変型の弁が用いられる。

次に、前記構成の多室型空気調和機３１の作用について説明する。
前記多室型空気調和機３１によって冷暖房同時運転を行う場合であって、かつ、図１に示すように複数の室内機３３のうち２つが冷房運転されるとともに、残りの室内機３３のうち２つが暖房運転され、しかも冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい、いわゆる暖房主体運転の場合には、四方弁４２の第１のポート４２ａと第４のポート４２ｄとが接続されるとともに、第２のポート４２ｂと第３のポート４２ｃとが接続される。

前記暖房主体運転時には、前記バイパス管５０の開閉弁５０ａが閉じられる。また、冷暖房切換ユニット３４では、暖房運転される室内機３３において、高圧ガス管３６側の開閉弁５５が開かれるとともに低圧ガス管３７側の開閉弁５６が閉じられ、逆に冷房運転される室内機３３において、高圧ガス管３６側の開閉弁５５が閉じられるとともに低圧ガス管３７側の開閉弁５６が開かれる。

この暖房主体運転時において圧縮機４１から吐出した冷媒は、図２に矢印で示すように四方弁４２の第１、第４のポート４２ａ，４２ｄを経て逆止弁５８を介し高圧ガス管３６に供給され、さらに冷暖房切換ユニット３４の開閉弁５５から暖房運転する室内機３３の室内熱交換器５２に供給されて凝縮することにより室内を暖房し、膨張弁５４を介し液管３８に送られる。ここで、この液管３８に送られた冷媒の一部は、分岐部３８ａから冷房側の室内機３３に供給され、室内膨張弁５１を通過した後、室内熱交換器５２において蒸発することにより室内の冷房に使用され、次いでこの室内熱交換器５２に接続された低圧ガス管３７を通り、室外機３２のアキュムレータ４６を経て圧縮機４２の吸入側に循環させられる。また、液管３８に送られ分岐部３８ａから分岐された残りの液冷媒も室外機３２側に戻され、レシーバタンク４５、室外膨張弁４４を経て室外熱交換器４３により蒸発し、さらに四方弁４２の第２、第３のポート４２ｂ，４２ｃを経て低圧ガス管３７からアキュムレータ４６を介し圧縮機４１に循環させられる。

一方、冷暖房同時運転を行う場合であって、かつ、しかも暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい、いわゆる冷房主体運転の場合には、室外機３２側ではこのように四方弁４２の第１、第２のポート４２ａ，４２ｂ同士と第３、第４のポート４２ｃ，４２ｄ同士がそれぞれ接続されるとともに、前記バイパス管５０の開閉弁５０ａが開かれ、また室内機３３側では冷暖切換ユニット３４において、冷房運転される室内機３３の高圧ガス管３６側の開閉弁５５が閉じられるとともに低圧ガス管３３側の開閉弁５６が開かれ、逆に暖房運転される室内機３３の高圧ガス管３６側の開閉弁５５が開かれるとともに低圧ガス管３７側の開閉弁５６が閉じられる。

従って、圧縮機４１から吐出した冷媒は、四方弁４２の第１、第２のポート４２ａ，４２ｂを経て室外熱交換器４３により凝縮して液化し、液冷媒として膨張弁４４、レシーバタンク４５を介し液管３８から冷房運転する室内機３３側に供給され、室内膨張弁５１で減圧されて室内熱交換器５２で蒸発することにより室内を冷房し、さらに低圧ガスとして冷暖房切換ユニット３４の開閉弁５６を介し低圧ガス管３７からアキュムレータ４６を経て圧縮機４１の吸入側に循環させられる。また、圧縮機４１から吐出して四方弁４２を経た冷媒の一部は、開閉弁５０ａが開かれたバイパス管５０に分岐して高圧ガス管３６から冷暖房切換ユニット３４の開閉弁５５を介し暖房運転する室内機３３に供給され、その室内熱交換器５２で凝縮することにより室内を暖房し、さらに、凝縮されて液化した冷媒が膨張弁５４を介し液管３８に供給されて、前記室外熱交換器４３を経て液管３８に流れ込む前記液状の冷媒と合流して、冷房運転する室内機３３に供給された後、低圧ガス管３７から圧縮機４１に循環させられる。

なお、複数の室内機３３間において冷房運転するものと暖房運転するものとが同等運転容量であるときなど、冷・暖房の負荷がバランスした運転を行う場合には、例えば室外気温が低い場合は、室外機３２側では四方弁４２の第１〜第４のポート４２ａ〜４２ｄの接続は暖房主体運転時と同じとしておいて、バイパス管５０の開閉弁５０ａを閉じておき、室内機３３側ではその冷・暖房運転に合わせて前記冷・暖房主体運転時と同様に開閉弁５５，５６をそれぞれ開閉する。この場合、圧縮機４１から吐出した冷媒は、四方弁４２の第１、第４のポート４２ａ，４２ｄを経て高圧ガス管３６、冷暖房切換ユニット３４を介し、まず暖房運転を行う室内機３３に供給されて凝縮することにより室内の暖房に使用され、次いで冷暖房切換ユニット３４において液管３８を介し冷房運転を行う室内機３３に供給されて蒸発することにより室内の冷房に使用されてから、低圧ガス管３７、アキュムレータ４６を介して圧縮機４１の吸入側に循環させられる。従って、この場合には、四方弁４２の第２のポート４２ｂからバイパス管５０および室外熱交換器４３、室外膨張弁４４、レシーバタンク４５を介して冷暖房切換ユニット３４までの液管３８部分と、第３のポート４２ｃから低圧ガス管３７までの間とには、ほとんど冷媒は流れない。また、逆に室外気温が高い場合は冷房主体運転時と同様の接続としておいてバランス運転を行うこともできる。そして、このように室外気温に応じて冷・暖いずれかの主体運転時と同様の接続としておけば、室外気温が高い場合に冷房負荷が増えたり、逆に室外気温が低い場合に暖房負荷が増えた場合でも、四方弁４２を切り換えることなく速やかに冷房主体運転または暖房主体運転に移行することができる。

また、室内機３３を暖房運転のみさせる場合は、四方弁４２を暖房主体運転時と同じとし、また、バイパス管５０の開閉弁５０ａを閉じておき、冷暖房切換ユニット３４の開閉弁５５を開、開閉弁５６を閉とする。
逆に、すべての室内機３３を冷房運転のみさせる場合は、室外機３２側では四方弁４２のポート４２ａ〜４２ｄの接続を冷房主体運転時と同じとするとともにバイパス管５０の開閉弁５０ａを閉、開閉弁４８ａを開とし、室内機３３側では冷暖房切換ユニット３４の開閉弁５５を閉、開閉弁５６を開とする。

以上のように、前記構成の多室型空気調和機によれば、四方弁４２が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、圧縮機４１から高圧ガス管３６を介して吐出される高圧ガスの一部を、暖房運転側の室内機３３から室外熱交換器４３と冷房運転側の室内機３３へ分岐部３８ａを介してそれぞれ分岐される液管３８のうち室外熱交換器側の液管３８にバイパス管６０を介してバイパスするため、高圧ガスが流れ込む室外熱交換器４３側の液管３８内の圧力が上昇し、室外熱交換器側の液管３８内へ流れ込む液冷媒の流量が減少する。その分、暖房運転側の室内機３３から分岐部３８ａを介して冷房運転側の室内機３３側へ流れる液冷媒の流量が増し、結果的に、従来技術で説明したような冷媒管内の圧力を検出する圧力センサーを用いることなく、冷房運転側の室内機３３側へ流れる液冷媒量を必要量確保することができる。

また、この種多室型空気調和機において、一般的には、四方弁４２が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時、つまり、暖房主体の冷暖房同時運転を行う時には、暖房能力は冷房能力に比べて定格能力に対して余裕がある。このため、この状態においては、暖房側の室内機はオン・オフを繰り返す断続運転になりがちとなり、圧縮機の運転ロス、快適性の悪化を生じるおそれがある。ところが、前記構成の多室型空気調和機によれば、圧縮機４４から高圧ガス管３６を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器４３側の液管３８にバイパスしており、言い換えると、暖房能力の一部を落としながら、高圧ガスの一部を液冷媒流量制御用として利用するため、暖房能力と冷房能力をバランスさせることができ、この結果、圧縮機４４をより効率的に運転させることができるとともに、暖房運転時の温度制御による暖房側室内機３３のオンオフの繰り返しを低減できるため、快適性を向上させることができる。

これについて図３を参照しながら補足説明すると、図３は、冷暖房同時運転でかつ暖房主体運転を行う時に、高圧ガスの一部をバイパス管６０を介して室外熱交換器側の液管３８にバイパスさせたときとバイパスさせないときの、室内機３３の冷房能力と暖房能力を比較したものである。縦軸は冷暖房能力比を、横軸は運転中の室内機の冷暖房総能力に対する暖房側室内機の暖房比率をそれぞれとっている。この図から明らかなように、バイパスさせた場合にはバイパスさせない場合に比べ、暖房能力は若干低下するものの、冷房能力ははるかに向上することがわかる。つまり、圧縮機４４をより効率的に運転させていることがわかる。

また、前記構成の多室型空気調和機においては、高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の液管３８にバイパスさせるにあたり、液管３８の分岐部３８ａとこの分岐部より室外熱交換器側に設けられるレシーバタンク４５との間の中間圧液管にバイパスさせているから、分岐部３８ａを介して、暖房運転側の室内機３３から室外機熱交換器側へ液冷媒が流れるとき、この液冷媒の流れを基準とした、レシーバタンク４５より上流側に高圧ガスを流し込むこととなる。その結果、室外機熱交換器側へ流れる液冷媒にとっては、レシーバタンク４５へ流れる手前で、高圧ガスに触れて逆側、つまり分岐部３８ａ側へ押し戻されることとなり、結果的に、レシーバタンク４５を備える場合でも、レシーバタンク４５に液冷媒が溜まって、システムを循環する冷媒量が不足するといった事態を招くのを防止できる。

また、前記構成の多室型空気調和機においては、高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の液管３８にバイパスさせるにあたり、流量調整部材６２を介装したバイパス管６０によってバイパスさせているため、流量調整部材６２によって、バイパス管６０内を流れる高圧ガスの流量を適宜値となるよう設定することができる。つまり、流量調整部材６２によって、暖房運転側の室内機３３から冷房運転側の室内機３３側へ流れる液冷媒の流量を適宜値になるよう設定することができる。

なお、流量調整部材６２が、バイパス管６０内を流れる高圧ガスの流量を可変する可変型であれば、当該多室型空気調和機の運転状況に応じて、バイパス管６０内を流れる高圧ガスの流量を変化させることができ、暖房運転側の室内機３３から冷房運転側の室内機３３側へ流れる液冷媒の流量をより適切に制御することができる。

加えて、可変型の流量調整部材により高圧ガスの流量を可変させるにあたり、複数の室内機の冷暖房運転比率に応じて可変させるようにすれば、複数の室内機の冷暖房運転比率に応じて要求される高圧ガスのバイパス量を制御することができ、この結果、より好適な空気調和制御が可能となる。

また、高圧ガスの一部を室外熱交換器側の液管３８にバイパスさせるにあたり、図４（ａ）に示すように、例えば、バイパス管６０の液管３８への接続端を液管３８側に曲げて合流部分をＹ字状に形成することによって、該液管３８内を流れる冷媒の流れに対向させてバイパスするように構成すれば、高圧ガスの流れが、液管３８内を流れる液冷媒を逆方向、つまり、冷房運転側の室内機３３に押し戻すよう積極的に作用させることができる。また、図４（ｂ）に示すようにバイパス管６０の先端を液管３８内に侵入させるとともにその先端を液管３８内を流れる冷媒の流れに対向させるよう湾曲させる場合にも同様な効果が得られる。このため、バイパス管６０内を流れる高圧ガスのバイパス量が少ない場合でも、暖房運転側の室内機３３から冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒量をより多く確保することができる。
＜第２の実施形態＞

図５は本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
この第２の実施形態が第１の実施形態と異なるところは、液管３８と高圧ガス管３６との間に設けられたバイパス管６０に開閉弁６１のみを介装し、該バイパス管６０にキャピラリーチューブ等の流量調整部材を介装させていない点である。

このようにバイパス管６０に流量調整部材を介装させなくても、バイパス管６０にもともと介装させている開閉弁６１には流路抵抗があり、この開閉弁６１の流路抵抗を適宜利用することによって、バイパス管６０内を流れる高圧ガスの流量が適宜量となるように設定することができる。つまり、これによって、暖房主体の冷暖房同時運転を行うときに暖房運転側の室内機から室外熱交換器４３側へ流れ込む液冷媒の流量を適宜値に設定でき、もって、暖房運転側の室内機３３から液管３８を介して冷房運転側の室内機側へ流れる液冷媒の流量を適宜値になるよう設定することができる。
また、流量調整部材を介装させていない分、コストダウンが図れる効果も奏する。
＜第３の実施形態＞

図６は本発明の第３の実施形態を説明するための図である。
この第３の実施形態の特徴は、第２の実施形態と比べ、バイパス管６０の高圧ガス管３６側への接続部を、四方弁４２と該四方弁４２の圧縮機４１とは逆側に設けられた逆止弁５８との間に接続した点である。なお、バイパス管６０の液管３８への接続部を、レシーバタンク４５と分岐部３８ａとの間に設定した点は、第１の実施形態や第２の実施形態と同様である。

このような構成とすることによって、暖房主体の冷暖房同時運転を行うときに、暖房運転側の室内機３３から冷房運転側の室内機３３側へ流れる液冷媒の流量を適宜値になるよう設定できる他、冷房運転時において、バイパス管６０を、液冷媒バイパス用として利用することができる。

すなわち、冷房運転時には、圧縮機４１の冷媒吐出温度が所定値以上になろうとするときこれを押さえるため、凝縮器（この実施形態では冷房運転の場合、室外熱交換器４３が該当）を通過した後の液化した冷媒を圧縮機４１の吸入側にバイパスさせる手法が有効である。この第３の実施形態では、冷房運転時において開閉弁６１を開状態とすることにより、圧縮機４１によって圧縮された後、室外熱交換器４３を通過して液化した冷媒を、開閉弁６１を介してバイパス管６０に流入させ、そこからさらに四方弁４２およびアキュムレータ４６を介して圧縮機４１の吸入側に至らせることができる。これにより、圧縮機４１の冷媒吐出温度を適宜値まで下げることができる。
＜第４の実施形態＞

図７は本発明の第４の実施形態を説明するための図である。
この第４の実施形態が前記第３の実施形態と異なるところは、バイパス管６０に開閉弁６１に加えてキャピラリーチューブ等の流量調整部材６２を介装させた点である。

このように、バイパス管６０に流量調整部材６２を介装しているため、この流量調整部材６２で、バイパス管６０に流入する液冷媒の圧力を下げて該冷媒の温度を予め下げることができ、冷房運転時において、より効果的に、圧縮機４１の冷媒吐出温度を下げることができる。
＜第５の実施形態＞

図８は本発明の第５の実施形態を説明するための図である。
この第５の実施形態が前記第３の実施形態と異なるところは、バイパス管６０の両端部にそれぞれ電磁弁等の開閉弁７１ａ、７１ｂを介装し、それら両開閉弁７１ａ，７１ｂの間に位置する、バイパス管６０の中間部分を、高圧ガス管３６の逆止弁５８の下流側に接続管７２を介して接続するとともに、該接続管７２に、高圧ガス管３６からバイパス管６０側への流体が流れ込むのを許容するもののその逆の流れは阻止する逆止弁７３を介在させた点である。
なお、バイパス管６０の一端側を、液管３８のレシーバタンク４５と分岐部３８ａとの間に接続する点、並びに、バイパス管６０の他端側を、高圧ガス管３６の四方弁４２と逆止弁５８との間に接続する点は、前記第３の実施形態と同様である。

この第５の実施形態においても、冷房運転時において開閉弁７１ａ、７１ｂを開状態とすることにより、圧縮機４１によって圧縮された後、室外熱交換器４３を通過して液化した冷媒をバイパス管６０に流入させ、そこからさらに四方弁４２およびアキュムレータ４６を介して圧縮機４１の吸入側に至らせることができ、これにより、圧縮機４１の冷媒吐出温度を適宜下げることができる。

また、この種の空気調和装置では、冷房運転以外のモードから冷房運転モードに切り替わるときあるいは高圧ガス管３６につながる開閉弁からの漏れ等によって、冷房運転時において未使用ラインとなる高圧ガス管３６にガス状の冷媒が残留され、この残留された冷媒が高圧ガス管３６の管壁を介して周りの大気と熱交換されて液化し、液冷媒として該高圧ガス管３６内に止まることがある。この場合、未使用ラインに冷媒が不用意に貯まることとなり、その分、循環に必要な冷媒量が不足する問題が生じる。

ところが、この第５の実施形態では、バイパス管６０の一端側（液管３８に接続される側）の開閉弁７１ｂを閉じる一方、バイパス管の他端側（高圧ガス管３６に接続される側）の開閉弁７１ａを開くことにより、図８中矢印で示すように、高圧ガス管３６中の液冷媒を、接続管７２並びに開閉弁７１ａが介在されたバイパス管６０の一部を通過させ、そこからさらに四方弁４２およびアキュムレータ４６を介して圧縮機４１の吸入側に至らせることができる。これにより、冷房運転時において未使用ラインとなる高圧ガス管３６中に溜まりがちな冷媒を回収することができ、もって、循環に必要な冷媒量を確保することができる。

＜第６の実施形態＞
図９は本発明の第６の実施形態を説明するための図である。
この第６の実施形態が前記第５の実施形態と異なるところは、バイパス管６０に開閉弁７１ａ、７１ｂに加えてキャピラリーチューブ等の流量調整部材６２を介装させた点である。

このように、バイパス管６０に流量調整部材６２を介装しているため、冷暖房同時運転でかつ暖房主体運転を行うときに、暖房運転側の室内機３３から冷房運転側の室内機３３側へ流れる液冷媒の流量を適宜制御できるのに加え、冷房運転を行うとき、流量調整部材６２で、バイパス管６０に流入する液冷媒の圧力を下げて該冷媒の温度を予め下げることができることから、効果的に冷房運転中の圧縮機４１の冷媒吐出温度を下げることができる。

本発明の第１の実施形態における多室型空気調和機の概略構成を示す図である。本発明の第１の実施形態における多室型空気調和機の冷暖房同時運転時でかつ暖房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。本発明の第１の実施形態における多室型空気調和機の作用を説明する図である。本発明の第１の実施形態における多室型空気調和機の変形例を示す部分拡大図である。本発明の第２の実施形態における多室型空気調和機の概略構成を示す図である。本発明の第３の実施形態における多室型空気調和機の概略構成を示す図である。本発明の第４の実施形態における多室型空気調和機の概略構成を示す図である。本発明の第５の実施形態における多室型空気調和機の概略構成を示す図である。本発明の第６の実施形態における多室型空気調和機の概略構成を示す図である。従来の空気調和装置を示す図である。

符号の説明

３２…室外機、３３…室内機、３４…冷暖房切換ユニット、３６…第１の配管（高圧ガス管）、３７…第２の配管（低圧ガス管）、３８…第３の配管（液管）、３８ａ…分岐部（液管分岐部）、４１…圧縮機、４２…四方弁、４３…室内熱交換器、４４…室外膨張弁、５１…室内膨張弁、５２…室内熱交換器、６０…バイパス管、６１…開閉弁、６２…流量調整部材、７１ａ、７１ｂ…開閉弁、７２…接続管、７３…逆止弁。

Claims

圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁を有する室外機と、
室内膨張弁、室内熱交換器を有する複数の室内機と、
前記各室内機への冷媒の流れ方向を切り換える冷暖房切換ユニットとを備え、
前記室外機と前記冷暖房切換ユニットを、高圧ガス管、低圧ガス管及び液管にて接続するとともに、前記冷暖房切換ユニットと前記室内機を、ガス管及び液管にて接続することによって冷暖房同時運転可能な冷凍サイクルを実現する多室型空気調和機であって、
前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、暖房運転側の室内機から室外熱交換器と冷房運転側の室内機へ液管分岐部を介してそれぞれ分岐される前記液管のうち室外熱交換器側の液管にバイパスし、
前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の前記液管へバイパスする際に、該液管内を流れる冷媒の流れに対向させてバイパスすることを特徴とする多室型空気調和機。
前記高圧ガスの一部は、前記液管分岐部と該液管分岐部より室外熱交換器側に設けられるレシーバタンクとの間の液管にバイパスされることを特徴とする多室型空気調和機。
前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を室外熱交換器側の前記液管へバイパスするバイパス管に、流量調整部材を介装したことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の多室型空気調和機。
前記流量調整部材が、前記バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を可変する可変型であることを特徴とする請求項３記載の多室型空気調和機。
前記四方弁が暖房回路を形成するように設定されて冷暖房同時運転を行う時に、前記圧縮機から前記高圧ガス管を介して吐出される高圧ガスの一部を、室外熱交換器側の前記液管へバイパスする際に、前記複数の室内機の冷暖房運転比率に応じて、前記可変型の流量調整部材で、バイパス管内を流れる高圧ガスの流量を制御することを特徴とする請求項４記載の多室型空気調和機。