JP4553761B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外ユニットと複数台の室内ユニットを有し、複数台の室内ユニットを同時に冷房運転もしくは暖房運転可能とし、または、これらの暖房運転と冷房運転を混在して実施可能とする空気調和装置に関する。

一般に、室外ユニットと複数台の室内ユニットとを、液管及びガス管からなる２本のユニット間配管を介して接続し、これら複数台の室内ユニットを冷房運転もしくは暖房運転する、液管、ガス管接続式（以下、２本配管という）の空気調和装置が知られている。また近年、室外ユニットと複数台の室内ユニットとを、吸込管（低圧ガス管）、ガス管（高圧ガス管）及び液管からなる３本のユニット間配管を介して接続し、これら複数台の室内ユニットを同時に冷房運転もしくは暖房運転する、または、これらの暖房運転と冷房運転を混在して実施する、吸込管、ガス管及び液管（以下、３本配管という）の空気調和装置が提案されている（特許文献１参照）。
この種の３本配管の空気調和装置では、圧縮機及び室外熱交換器を有し、この室外熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管及び冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続され、ガス管が冷媒吐出管に接続され、吸込管が冷媒吸込管に接続され、液管が室外熱交換器の他端に接続され、室内ユニットの一端に、ガス管もしくは吸込管のいずれか一方が選択的に接続され、他端に液管が接続されて構成されている。
特許２８０４５２７号公報

しかしながら、従来の構成では、３本配管の空気調和装置に用いる室外ユニットと、２本配管の空気調和装置に用いる室外ユニットとでは、冷媒回路の構成が異なるため、それぞれ別々に設計及び生産する必要がある。このため、設計、開発にかかる時間が長くなるとともに、各構成に使用する部品点数が増えることにより、生産コストが増えるといった問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決し、２本配管及び３本配管のシステムを単一の構成を有する室外ユニットで共用できる空気調和装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機及び室外熱交換器を有する室外ユニットを備え、室外熱交換器の一端が、第１の流路切換弁を介して、圧縮機の冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続され、冷媒吸込管に接続された吸込管部と、冷媒吸込管または冷媒吐出管に第２の流路切換弁を介して選択的に接続されるガス管部と、室外熱交換器の他端に接続された液管部とを有し、ガス管部、吸込管部および液管部の３本に室内ユニットが接続された場合には、第１の流路切換弁および第２の流路切換弁を切り換えて、複数の室内ユニットを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転と暖房運転とを混在して実施可能とし、ガス管部および液管部の２本に室内ユニットが接続された場合には、第１の流路切換弁および第２の流路切換弁の切換により、複数の室内ユニットを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能としたことを特徴とする。

また、本発明は、圧縮機及び室外熱交換器を有する室外ユニットを備え、室外熱交換器の一端が、第１の流路切換弁を介して、圧縮機の冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続され、冷媒吸込管に接続された吸込管部と、冷媒吸込管または前記冷媒吐出管に第２の流路切換弁を介して選択的に接続されるガス管部と、室外熱交換器の他端に接続された液管部とを有し、ガス管部と吸込管部とのいずれか一方に室内ユニットの室内熱交換器の一端が選択的に接続され、かつ他端が液管部に接続されて、少なくとも一つの室内ユニットが暖房運転される場合には、第２の流路切換弁が、冷媒吐出管をガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、室外熱交換器の一端を、冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続するように切り換えられ、全室内ユニットが冷房運転される場合には、第２の流路切換弁が、冷媒吸込管をガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、室外熱交換器の一端を冷媒吐出管に接続するように切り換えられ、ガス管部に室内ユニットの室内熱交換器の一端が接続され、かつ他端が液管部に接続されて、室内ユニットが暖房運転される場合には、第２の流路切換弁が、冷媒吐出管をガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、室外熱交換器の一端を冷媒吸込管に接続するように切り換えられ、室内ユニットが冷房運転される場合には、第２の流路切換弁が、冷媒吸込管をガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、室外熱交換器の一端を冷媒吐出管に接続するように切り換えられることを特徴とする。

この場合、第１の流路切換弁は、単一の四方弁によって構成されており、この四方弁の４つのポートのうち、第１ポートにガス管部が接続され、第２ポートに冷媒吐出管が接続され、第３ポートに冷媒吸込管が接続され、第４ポートが閉塞される構成としてもよい。また、第２の流路切換弁は、単一の四方弁によって構成されており、この四方弁の４つのポートのうち、第１ポートに室外熱交換器の一端が接続され、第２ポートに冷媒吐出管が接続され、第３ポートに冷媒吸込管が接続され、第４ポートが閉塞される構成としてもよい。

この場合において、第１の流路切換弁は、単一の四方弁によって構成されており、この四方弁の４つのポートのうち、第１ポートにガス管が接続され、第２ポートに冷媒吐出管が接続され、第３ポートに冷媒吸込管が接続され、第４ポートが閉塞される構成としても良い。また第２の流路切換弁は、単一の四方弁によって構成されており、この四方弁の４つのポートのうち、第１ポートに室外熱交換器の一端が接続され、第２ポートに冷媒吐出管が接続され、第３ポートに冷媒吸込管が接続され、第４ポートが閉塞される構成としても良い。

本発明によれば、室外熱交換器の一端を圧縮機の冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続する第１の流路切換弁と、ガス管部を圧縮機の冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続する第２の流路切換弁とを備え、これら第１及び第２の流路切換弁を切り換えることにより、２本配管及び３本配管のシステムに単一の構成を有する室外ユニットを共用できる。従って、設計、開発期間の短縮化及び部品転数の削減を可能とし、ひいては生産コストの低減を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本発明に係る空気調和装置の室外ユニットの回路構成を示す図である。室外ユニット２には、図１に示すように、各種サービスバルブが設けられており、これらのサービスバルブにユニット間配管を介して後述する室内ユニットと接続されている。具体的には、ユニット間配管は、吸込管６、ガス管７及び液管８から構成され、吸込管６は吸込管サービスバルブ５１に接続され、ガス管７はガス管サービスバルブ５２に接続され、液管８は液管サービスバルブ５３に接続されている。

室外ユニット２Ａは、能力可変型の圧縮機（ＤＣインバータ圧縮機）２０Ａと、能力一定型の圧縮機（ＡＣ圧縮機）２０Ｂと、室外熱交換器２１と、室外膨張弁２２等を備えて概略構成されている。以下、各圧縮機２０Ａ、２０Ｂを特に区別する必要がない場合は、圧縮機２０と表記する。これら圧縮機２０Ａ及び圧縮機２０Ｂの各吸込口には、冷媒吐出管３０が共通に接続され、この冷媒吐出管３０はアキュムレータ２４を介して第１冷媒吸込分岐管３０Ａ（吸込管部）と第２冷媒吸込分岐管３０Ｂとに分岐する。第１冷媒吸込分岐管３０Ａは、逆止弁５４を介して吸込管サービスバルブ５１に接続される。この逆止弁５４は、冷媒吸込管３０を流れる冷媒が吸込管サービスバルブ５１を通じて流出するのを防止するために設けられている。なお、本構成では逆止弁５４を設けているが、これに限らず開閉弁を設ける構成であっても良い。

また、圧縮機２０Ａ及び圧縮機２０Ｂの各吐出口には、冷媒吐出管３１が接続され、この冷媒吐出管３１は、オイルセパレータ２５を介して第１冷媒吐出分岐管３１Ａと第２冷媒吐出分岐管３１Ｂとに分岐される。この第１冷媒吐出分岐管３１Ａには、開閉弁４０を介して、第１四方弁（第１の流路切換弁）４１が接続され、第２冷媒吐出分岐管３１Ｂには第２四方弁（第２の流路切換弁）４２が接続されている。

第１四方弁４１は、第１ポートＡ〜第４ポートＤの４つの接続ポートを備えており、本実施形態では、上記第１冷媒吐出分岐管３１Ａは、第１四方弁４１の第２ポートＢに接続されている。また、第１の四方弁４１の第１ポートＡは、冷媒配管４４を介して室外熱交換器２１の一端に接続され、第３ポートＣには、上記第２冷媒吸込分岐管３０Ｂから分岐された第４冷媒吸込分岐管３０Ｄが接続されている。なお、第４ポートＨは封止栓により閉塞されている。

従って、第１四方弁４１は、室外熱交換器２１から見て、この室外熱交換器２１の一端につながる冷媒配管４４を、圧縮機２０の冷媒吐出管３１につながる第２冷媒吐出分岐管３１Ｂ、又は圧縮機２０の冷媒吸込管３０につながる第４冷媒吸込分岐管３０Ｄのいずれか一方に選択的に切り換える切換弁として機能する。

第２四方弁４２は、第１ポートＥ〜第４ポートＨの４つの接続ポートを備えており、本実施形態では、第２冷媒吐出分岐管３１Ｂは、第２四方弁４２の第２ポートＦに接続されている。また、第２四方弁４２の第１ポートＥには、中継管４３（ガス管部）が接続され、この中継管４３はガス管サービスバルブ５２を介してガス管７に接続され、第３ポートＧには、上記第２冷媒吸込分岐管３０Ｂから分岐された第３冷媒吸込分岐管３０Ｃが接続されている。なお、第４ポートＨは封止栓により閉塞されている。

従って、上記第１四方弁４１は、ガス管７から見て、このガス管７につながる中継管４３を圧縮機２０の冷媒吐出管３１につながる第１冷媒吐出分岐管３１Ａ、又は圧縮機２０の冷媒吸込管３０につながる第３冷媒吸込分岐管３０Ｃのいずれか一方に選択的に切り換える切換弁として機能する。

また、開閉弁４０は、室外熱交換器２１を凝縮器（高圧状態）から蒸発器（低圧状態）に移行させる場合、即ち、システム的には冷房主体の運転から暖房主体の運転に切り換える場合に、室外熱交換器２１内の高圧のガス冷媒が、冷媒吸込管３０に一気に流入する際に生じる振動や音を抑制するために開閉制御されるものであり、切り換え時に遮断弁として機能する。また、第１四方弁４１の第１ポートＡと第３ポートＣとは、比較的小口径の開閉弁４７を備えた接続管４８で接続されている。この開閉弁４７は、上記切り換えを行う場合に、当該開閉弁４７を開いて、高圧状態にある第１四方弁４１の第１ポートＡと、低圧状態にある第３ポートＣとを連通し、圧力バランスを図るものである。

室外熱交換器２１は、２系統に分岐されて設けられた水冷式の熱交換器であり、この室外熱交換器２１には、それぞれ冷却水循環管路２２が設けられている。この冷却水循環管路２２は、図示を省略したが、ボイラ装置もしくは冷却塔（クーリングタワー）に接続されている。

一方、室外熱交換器２１の他端には、室外熱交換器２１に供給する冷媒流量を調整するための室外膨張弁２６、レシーバタンク２３及び補助冷却回路２８が順次接続され、液管サービスバルブ５３を介して液管８と配管接続される。レシーバタンク２３は、室外ユニット２Ａと室内ユニット３Ａ、３Ｂ（図２参照）との間の液冷媒を蓄えて各ユニット間の冷媒需給の調整を図るものである。

補助冷却回路２８は、レシーバタンク２３と液管８とを接続する冷媒配管３３（液管部）を流れる液冷媒を補助冷却するものであり、より具体的には、レシーバタンク２３と液管８との間の液冷媒が通る配管３３の一部と、この配管３３から分岐して膨張弁２９を通過した冷媒が通る分岐管３４の一部とを２重管で構成した、いわゆる２重管式熱交換器が適用される。この分岐管３４は、補助冷却回路２８に接続された冷媒配管３５を介して圧縮機２０の冷媒吸込管３０とつながり、この分岐管３４、３５を通過した冷媒は圧縮機２０の吸込口に戻される。

また、オイルセパレータ２５には、このオイルセパレータ２５に溜められたオイル量が所定量以上の場合に、余剰のオイル量を圧縮機２０の冷媒吸込管に戻すための冷媒戻し管４５と、当該オイルセパレータ２５と他の室外ユニット２Ｂ（図２参照）のオイルセパレータ２５とを接続するためのオイルバランス管４６とが接続される。このオイルバランス管４６は、オイル管４７を介して他の室外ユニット２Ｂのオイルセパレータ２５と接続され、このオイルバランス管４６及びオイル管４７を介して、各室外ユニット２Ａ、２Ｂのオイルセパレータ２５間をオイルが行き来し、各オイルセパレータ２５に貯留されるオイル量のバランスが確保される。

また、室外ユニット２Ａは、室外熱交換器２１の出入口温度を検出する温度センサ、圧縮機２０の吸込圧力を検出する圧力センサ及び圧縮機２０の吐出圧力を検出する圧力センサ等の各種センサ、複数の逆止弁、各種センサの検出結果を入力して室外ユニット２Ａ全体を制御する室外制御装置等を備える。なお、室外ユニット２Ｂは、室外ユニット２Ａと同一の構成であるため、同一の部分には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。ここで、各室外ユニット２Ａ、２Ｂのいずれか１つが親機として機能し、親機の室外制御装置は、図示を省略したリモートコントローラを介して入力したユーザ指示に基づいて、他の室外制御装置や室内制御装置と通信し、この空気調和装置１全体の運転制御を行う。

次に、この室外ユニットを適用した空気調和装置について説明する。例えば、図２に示す空気調和装置２００は、上述した複数台（２台）の室外ユニット２Ａ、２Ｂをガス管７及び液管８からなる２本のユニット間配管を介して、複数台（３台）の室内ユニット３Ａ〜３Ｃに接続し、これら複数台の室内ユニット３Ａ〜３Ｃを冷房運転もしくは暖房運転する（２本配管）ものである。このように２本配管のシステムにおいては、２本のユニット間配管で接続されるため、室外ユニット２Ａ、２Ｂの吸込管サービスバルブ５１は閉塞され、この吸込管サービスバルブ５１には吸込管が接続されない構成となる。本構成において、室外ユニット２Ａ、２Ｂは、上述した室外ユニット２と同一の構成であるため、同一の部分に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。

室内ユニット３Ａは、室内熱交換器１０と室内膨張弁１１とを備えて構成され、この室内熱交換器１０の一端は、室内膨張弁１１を設けた液分岐管１８を介して液管８に接続される。また、室内熱交換器１０の他端は、ガス分岐管１２を介してガス管７に接続されている。また、室内ユニット３Ａには、室内熱交換器１０の出入口温度や室温を検出する温度センサ、室内熱交換器１０内の冷媒圧力を検出する圧力センサ等が配置される他、これら各センサの検出結果を入力してこの室内ユニット３Ａの制御を行う室内制御装置（図示せず）を備えている。なお、室内ユニット３Ｂ、３Ｃは、室内ユニット３Ａと同一の構成であるため、同一の部分に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。

次に、２本配管の空気調和装置２００の動作を説明する。
室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃを冷房運転する場合、図２に示すように、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が開くとともに第１四方弁４１及び第２四方弁４２が実線位置に切換制御される。この場合、圧縮機２０から吐出された冷媒は、オイルセパレータ２５、開閉弁４０、第１四方弁４１を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで放熱・凝縮して液冷媒となり、レシーバタンク２３及び補助冷却回路２８を経て液管８に供給される。この液管に供給された液冷媒は、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのそれぞれの室内膨張弁１１で減圧された後、各室内熱交換器１０で吸熱・蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、ガス管７にて合流し、室外ユニット２Ａ、２Ｂに戻され、第２四方弁４２、冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。

室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃを暖房運転する場合、図２に示すように、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が閉じるとともに第１四方弁４１及び第２四方弁４２が破線位置に切換制御される。この場合、圧縮機２０が吐出したガス冷媒は、オイルセパレータ２５、第２四方弁４２を介してガス管７を流れて各室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに供給される。そして、このガス冷媒は、各室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの室内熱交換器１０で放熱・凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は、室内膨張弁１１を介して液管８に供給されて合流し、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒配管３３及びレシーバタンク２３を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで吸熱・蒸発して低温低圧のガス冷媒となり、第１四方弁４１、冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。

本構成のように、複数の室外ユニット２Ａ、２Ｂが接続されている場合には、当該室外ユニットが運転されているか否かに関わらず、開閉弁４０の開閉、第１四方弁４１及び第２四方弁４２の切り換えは同一の状態に制御されている。これにより、運転している室外ユニットから停止している室外ユニットへ冷媒が流れ込んだり、停止している室外ユニットから冷媒が回収されることが防止され、システムを循環する冷媒量を適切な量に維持することができる。

図３は、上述した複数台（２台）の室外ユニット２Ａ、２Ｂと複数台（３台）の室内ユニット３Ａ〜３Ｃとを、吸込管６、ガス管７及び液管８からなる３本のユニット間配管を介して接続し、これら複数台の室内ユニット３Ａ〜３Ｃを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転と暖房運転とを混在して実施可能とする（３本配管）空気調和装置３００の構成図である。このように３本配管のシステムにおいては、上記した２本配管の構成に加えて、室外ユニット２Ａ、２Ｂの吸込管サービスバルブ５１に吸込管６が接続されている。

この場合、室内ユニット３Ａにはガス分岐管１２を介して電磁弁キット１９が接続される。この電磁弁キット１９は、第１開閉弁１３を有する第１分岐管１２Ａと、第２開閉弁１４を有する第２分岐管１２Ｂとを備え、第１分岐管１２Ａはガス管７に接続され、第２分岐管１２Ｂは吸込管６に接続される。

次に、３本配管の空気調和装置３００の動作を説明する。
すべての室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃを同時に冷房運転する場合、図３に示すように、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が開くと共に第１四方弁４１及び第２四方弁４２が実線位置に切換制御される。また、各室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃでは第１開閉弁１３が閉じ、第２開閉弁１４が開くように制御される。この場合、圧縮機２０の吐出冷媒は、オイルセパレータ２５、開閉弁４０、第１四方弁４１を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで放熱・凝縮して液冷媒となり、レシーバタンク２３及び補助冷却回路２８を経て液管８に供給される。この液管８に供給された液冷媒は、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃそれぞれの室内膨張弁１１で減圧された後、各室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、第２開閉弁１４、第２分岐管１２Ｂを介して吸込管６に供給されて合流する。この吸込管６に供給されたガス冷媒は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これによって、全ての室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃで同時に冷房運転が可能になる。

すべての室内ユニット３Ａ、３Ｂを同時に暖房運転する場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が閉じると共に第１四方弁４１及び第２四方弁４２が破線位置に切換制御され、各室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃでは第１開閉弁１３が開き、第２開閉弁１４が閉じる。この場合、圧縮機２０が吐出した高温高圧のガス冷媒が、オイルセパレータ２５、第２四方弁４２を介してガス管７に供給される。そして、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのそれぞれにおいて、ガス冷媒が各第１分岐管１２Ａを経て、各室内熱交換器１０に供給され、ここで、放熱・凝縮して液冷媒となった後、室内膨張弁１１、液分岐管１８を介して液管８に供給されて合流する。この液管８に供給された液冷媒は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒配管３３及びレシーバタンク２３を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで、吸熱・蒸発し、ここで低温低圧のガス冷媒となり、第１四方弁４１、冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これによって、全ての室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃで同時に暖房運転が可能になる。

また、暖房運転と冷房運転とを混在して、例えば、室内ユニット３Ａ及び３Ｃを冷房運転し、室内ユニット３Ｂを暖房運転（冷房主体運転）する場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が開かれると共に第１四方弁４１が実線位置に、第２四方弁４２が破線位置に切換制御される。また、冷房運転される各室内ユニット３Ａ、３Ｃでは、第１開閉弁１３が閉じるとともに第２開閉弁１４が開き、暖房運転される室内ユニット３Ｂでは、第１開閉弁１３が開くとともに第２開閉弁１４が閉じる。

この場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂの圧縮機２０から吐出された冷媒の一部が、第２四方弁４２、ガス管７を介して、暖房する室内ユニット３Ｂに供給され、この室内ユニット３Ｂの室内熱交換器１０で放熱・凝縮して液冷媒となった後、室内膨張弁１１、液分岐管１８を介して液管８に供給される。

一方、圧縮機２０から吐出された冷媒の残りは、開閉弁４０、第１四方弁４１を介して室外熱交換器２１に流れ、ここで放熱・凝縮して液冷媒となり、レシーバタンク２３及び補助冷却回路２８を経て液管８に供給される。ここで、室内ユニット３Ｂの室内熱交換器１０で凝縮された液冷媒と合流し、冷房する室内ユニット３Ａ、３Ｃの液分岐管１８を経て、各室内膨張弁１１で減圧された後、室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、第２開閉弁１４、第２分岐管１２Ｂを介して吸込管６に供給される。この吸込管６に供給されたガス冷媒は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これにより、室内ユニット３Ａ、３Ｃの冷房運転、室内ユニット３Ｂの暖房運転の混在運転が可能となる。

室内ユニット３Ａ及び３Ｃを暖房運転し、室内ユニット３Ｂを冷房運転（暖房主体運転）する場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が閉じるとともに第１四方弁４１及び第２四方弁４２が破線位置に切換制御される。また、暖房運転される各室内ユニット３Ａ、３Ｃでは、第１開閉弁１３が開くとともに第２開閉弁１４が閉じ、冷房運転される室内ユニット３Ｂでは、第１開閉弁１３が閉じるとともに第２開閉弁１４が開く。

この場合、圧縮機２０が吐出した高温高圧のガス冷媒が、オイルセパレータ２５、第１四方弁４１を介してガス管７に供給され、暖房する室内ユニット３Ａ、３Ｃの室内熱交換器１０に供給され、ここで、放熱・凝縮して液冷媒となった後、室内膨張弁１１、液分岐管１８を介して液管８に供給される。この液管８に供給された液冷媒の一部は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒配管３３及びレシーバタンク２３を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで、吸熱・蒸発し、ここで低温低圧のガス冷媒となり、第１四方弁４１、冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０に戻される。

一方、液管８に供給された液冷媒の残りは、冷房する室内ユニット３Ｂの室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となった後、第２開閉弁１４を介して吸込管６に供給される。そして、この吸込管６に供給された冷媒は、室外熱交換器２１を経た上記ガス冷媒と合流し、吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これにより、室内ユニット３Ａ、３Ｃの暖房運転、室内ユニット３Ｂの冷房運転の混在運転が可能となる。

本実施形態によれば、室外ユニット２は、ガス管７を圧縮機２０の冷媒吐出管３１または冷媒吸込管３０のいずれか一方に選択的に連通させる第１四方弁４１と、室外熱交換器２１の一端を圧縮機２０の冷媒吐出管３１または冷媒吸込管３０のいずれか一方に選択的に連通させる第２四方弁４２とを備えたため、この室外ユニット２に３本のユニット間配管、すなわち吸込管６、ガス管７及び液管８を介して複数台の室内ユニット３Ａ〜３Ｃを接続した場合には、これら複数台の室内ユニット３Ａ〜３Ｃを同時に冷房運転もしくは暖房運転する、または、これらの暖房運転と冷房運転を混在して実施することができる。また、この室外機２に２本のユニット間配管、すなわちガス管７及び液管８を介して複数台の室内ユニット３Ａ〜３Ｃを接続した場合には、これら複数台の室内ユニット３Ａ〜３Ｃを冷房運転もしくは暖房運転することができる。従って、上記した２本配管の空気調和装置２００及び３本配管の空気調和装置３００を単一の室外ユニット２で共用できるため、設計、開発期間の短縮化及び部品転数の削減を可能とし、ひいては生産コストの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、特に、２つの四方弁４１、４２を用いる構成としているため、複数の開閉弁を並列に設ける必要がなく、弁の個数を削減できると共に、その制御を簡素化することができる。

以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、２台の室外ユニットを並列に接続した構成としているが、これに限るものではないことは明らかである。また、室外ユニット２を３本配管の空気調和装置３００では、各室内ユニット３Ａ〜３Ｃにそれぞれ電磁弁キット１９を配置する構成としているが、室内ユニットの中で常時冷房運転されるもの（例えば、室内ユニット３Ａ）がある場合には、電磁弁キット１９を用いることなく、簡易的に冷房運転と暖房運転とを混在して実行する構成としても良い。

この構成では、図４に示すように、冷房運転専用機である室内ユニット３Ａは、室内熱交換器１０の一端が室内膨張弁１１を介して液管８に接続され、他端が吸込管６に接続される。一方、他の室内ユニット３Ｂ、３Ｃは、室内熱交換器１０の一端が室内膨張弁１１を介して液管８に接続され、他端がガス管７に接続される。

すべての室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃを同時に冷房運転する場合、図４に示すように、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が開くと共に第１四方弁４１及び第２四方弁４２が実線位置に切換制御される。この場合、圧縮機２０の吐出冷媒は、オイルセパレータ２５、開閉弁４０、第１四方弁４１を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで放熱・凝縮して液冷媒となり、レシーバタンク２３及び補助冷却回路２８を経て液管８に供給される。この液管に供給された液冷媒は、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃそれぞれの室内膨張弁１１で減圧された後、各室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。室内ユニット３Ａでは、ガス冷媒は、分岐管１２を介して吸込管６に供給される。一方、室内ユニット３Ｂ，３Ｃでは、ガス冷媒は、分岐管１２を介してガス管７に供給される。このガス管７に供給されたガス冷媒は、室外ユニット２Ａ、２Ｂに戻され、第２四方弁４２を介して冷媒吸込管３０に戻され、ここで、吸込管６を経由したガス冷媒と合流した後、圧縮機２０で再び圧縮される。

また、室内ユニット３Ａが冷房運転し、室内ユニット３Ｂ、３Ｃを暖房運転する場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、開閉弁４０が閉じるとともに第１四方弁４１及び第２四方弁４２が破線位置に切換制御される。この場合、圧縮機２０が吐出した高温高圧のガス冷媒が、オイルセパレータ２５、第２四方弁４２を介してガス管７に供給され、暖房する室内ユニット３Ｂ、３Ｃの室内熱交換器１０に供給され、ここで、放熱・凝縮して液冷媒となった後、室内膨張弁１１、液分岐管１８を介して液管８に供給される。この液管８に供給された液冷媒の一部は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒配管３３及びレシーバタンク２３を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで、吸熱・蒸発し、ここで低温低圧のガス冷媒となり、第１四方弁４１、冷媒吸込管３０を介して圧縮機２０に戻される。

一方、液管８に供給された液冷媒の残りは、冷房する室内ユニット３Ａの室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となった後、吸込管６に供給される。そして、この吸込管６に供給された冷媒は、室外熱交換器２１を経た上記ガス冷媒と合流し、吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。

本構成のように、室内ユニットの中で常時冷房運転されるものがある場合には、各室内ユニットを上述のように接続することにより、電磁弁キットを用いなくても、簡易的に冷房運転と暖房運転とを混在して実行することができる。本構成によれば、室内ユニット３Ａ〜３Ｃに電磁弁キット１９を設ける必要がないため、イニシャルコストが低減できるとともに、熱回収によるランニングコストの低減が図れる。また、冷房系統及び暖房系統を別個に設ける場合に比べて、液管を１本少なくすることができるため、イニシャルコストの低減が図れる。

本発明に係る空気調和装置の室外ユニットの冷媒回路の構成を示す図である。 室外ユニットを２本配管の空気調和装置に適用した場合の構成図である。 室外ユニットを３本配管の空気調和装置に適用した場合の構成図である。 室外ユニットを３本配管の空気調和装置の変形例を示す構成図である。

符号の説明

２、２Ａ、２Ｂ 室外ユニット
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 室内ユニット
６ 吸込管
７ ガス管
８ 液管
１０ 室内熱交換器
１１ 室内膨張弁
２０ 圧縮機
２１ 室外熱交換器
３０ 冷媒吸込管
３０Ａ 第１冷媒吐出分岐管（吸込管部）
３１ 冷媒吐出管
３３ 冷媒配管（液管部）
４０ 開閉弁
４１ 第１四方弁（第１流路切換弁）
４２ 第２四方弁（第２流路切換弁）
４３ 中継管（ガス管部）
２００ 空気調和装置
３００ 空気調和装置

Claims (4)

1. 圧縮機及び室外熱交換器を有する室外ユニットを備え、前記室外熱交換器の一端が、第１の流路切換弁を介して、前記圧縮機の冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続され、前記冷媒吸込管に接続された吸込管部と、前記冷媒吸込管または前記冷媒吐出管に第２の流路切換弁を介して選択的に接続されるガス管部と、前記室外熱交換器の他端に接続された液管部とを有し、
   前記ガス管部、前記吸込管部および前記液管部の３本に室内ユニットが接続された場合には、第１の流路切換弁および第２の流路切換弁を切り換えて、複数の前記室内ユニットを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転と暖房運転とを混在して実施可能とし、
   前記ガス管部および前記液管部の２本に室内ユニットが接続された場合には、第１の流路切換弁および第２の流路切換弁の切換により、複数の前記室内ユニットを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とした、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 圧縮機及び室外熱交換器を有する室外ユニットを備え、前記室外熱交換器の一端が、第１の流路切換弁を介して、前記圧縮機の冷媒吐出管もしくは冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続され、前記冷媒吸込管に接続された吸込管部と、前記冷媒吸込管または前記冷媒吐出管に、第２の流路切換弁を介して、選択的に接続されるガス管部と、前記室外熱交換器の他端に接続された液管部とを有し、
   前記ガス管部と前記吸込管部とのいずれか一方に室内ユニットの室内熱交換器の一端が選択的に接続され、かつ他端が前記液管部に接続されて、
   少なくとも一つの室内ユニットが暖房運転される場合には、第２の流路切換弁が、前記冷媒吐出管を前記ガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、前記室外熱交換器の一端を、前記冷媒吐出管もしくは前記冷媒吸込管のいずれか一方に選択的に接続するように切り換えられ、全室内ユニットが冷房運転される場合には、第２の流路切換弁が、前記冷媒吸込管を前記ガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、前記室外熱交換器の一端を前記冷媒吐出管に接続するように切り換えられ、
   前記ガス管部に室内ユニットの室内熱交換器の一端が接続され、かつ他端が前記液管部に接続されて、
   室内ユニットが暖房運転される場合には、第２の流路切換弁が、前記冷媒吐出管を前記ガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、前記室外熱交換器の一端を前記冷媒吸込管に接続するように切り換えられ、室内ユニットが冷房運転される場合には、第２の流路切換弁が、前記冷媒吸込管を前記ガス管部に接続するように切り換えられると共に、第１の流路切換弁が、前記室外熱交換器の一端を前記冷媒吐出管に接続するように切り換えられる、
   ことを特徴とする空気調和装置。
3. 前記第１の流路切換弁は、単一の四方弁によって構成されており、この四方弁の４つのポートのうち、第１ポートに前記ガス管部が接続され、第２ポートに前記冷媒吐出管が接続され、第３ポートに前記冷媒吸込管が接続され、第４ポートが閉塞されることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記第２の流路切換弁は、単一の四方弁によって構成されており、この四方弁の４つのポートのうち、第１ポートに前記室外熱交換器の一端が接続され、第２ポートに前記冷媒吐出管が接続され、第３ポートに前記冷媒吸込管が接続され、第４ポートが閉塞されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気調和装置。

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