JP4739883B2

JP4739883B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP4739883B2
Application number: JP2005275502A
Authority: JP
Inventors: 勝雄鈴木; 貞治斉藤; 一博嶋岡; 由実草間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007085648A

Description

本発明は、コンプレッサ、室外側熱交換器および四方弁を具備する室外ユニットに、室内ユニットが複数接続可能なマルチ型の空気調和装置に関する。

従来、この種の空気調和装置では、室外ユニットに、室内ユニットを接続するためのサービスバルブが複数設けられている。この複数のサービスバルブは、四方弁からの冷媒配管に接続された筒状のヘッダに接続されている。そして、従来のヘッダは横置きであるため、室外ユニットの横幅が大きくなる。そこで、室外ユニットの横幅を小さくするために、たとえば、特許文献１などに記載のように、ヘッダを縦置きにしたものがある。

この特許文献１の空気調和装置におけるヘッダへの冷媒配管の接続構造を図３（ｃ）を用いて説明する。ヘッダ０１の頂部には四方弁からの冷媒配管０２が接続されている。また、サービスバルブ０４からの冷媒配管０３は、３本がヘッダ０１の側面に接続され、１本がヘッダ０１の底部に接続されている。
特開平９−１８９４３６号公報

ところで、この様に、ヘッダ０１の上下両端部に冷媒配管０２，０３が接続されていると、図３（ｃ）の図示でも分かるように、ヘッダ０１を配置するスペースの上下の高さが大きくなる。

そこで、ヘッダ０１を配置するスペースの高さが小さくなるように、図３（ｂ）に図示の如く、全てのサービスバルブ０４からの冷媒配管０３を、ヘッダ０１の側面に接続することを検討した。しかしながら、図３（ｂ）のような構造にすると、ヘッダ０１の底部にオイルが溜まり、オイルが円滑に流れないことが分かった。
なお、ヘッダ０１は、冷媒配管０２，０３の接続機能だけではなく、消音機能も有している。したがって、消音能力を保持するため、図３（ｃ）のヘッダ０１は、図３（ｂ）のヘッダ０１と同じ長さが必要である。

解決しようとする問題点は、四方弁とサービスバルブとの間に設けられるヘッダの設置スペースを小さくするとともに、オイルが円滑に流れるようにすることである。

本発明の空気調和装置は、コンプレッサ（４）、室外側熱交換器（２）および四方弁（６）を具備する室外ユニット（１）に、室内ユニット（１８ａ〜１８ｄ）が複数接続可能なマルチ型の空気調和装置である。そして、室外ユニットには室内ユニットを接続するためのサービスバルブ（１７ａ〜１７ｄ）が複数設けられ、四方弁とサービスバルブとの間の冷媒回路中に、この冷媒回路の冷媒配管（３１，３２）よりも太い筒状のヘッダ（１６）が縦置きに設けられ、四方弁からの冷媒配管はヘッダの底部に接続され、各サービスバルブからヘッダに接続される全ての冷媒配管は各々上下方向に間隔を有してヘッダの側面に接続されている。

また、ヘッダに接続された複数のサービスバルブは、大きさが少なくとも２種類以上あって異なっており、大きな暖冷房の能力を有する室内ユニットを接続すべく、最上部側に接続されたサービスバルブは最大であり、最下部側に接続されたサービスバルブよりも大きい。

本発明によれば、縦置きに置かれたヘッダの底部に、四方弁からの冷媒配管が接続され、かつ、各サービスバルブからヘッダに接続される全ての冷媒配管は各々上下方向に間隔を有してヘッダの側面に接続されている。したがって、ヘッダの設置スペースの高さを低くするとともに、オイルを円滑に流すことができる。

また、ヘッダに接続された複数のサービスバルブは、大きさが少なくとも２種類以上あって異なっており、最上部側に接続されたサービスバルブは最大であり、最下部側に接続されたサービスバルブよりも大きい。ところで、四方弁からの冷媒は、ヘッダの底から噴き上がっており、ヘッダの頂部付近である最上部側付近の冷媒圧力が高くなっている。そして、この冷媒圧力の高くなった場所に、最大のサービスバルブが接続されるため、このサービスバルブに接続される大きな暖冷房の能力を有する室内ユニットの能力を遺憾なく発揮させることができる。

四方弁とサービスバルブとの間に設けられるヘッダの設置スペースを小さくするとともに、オイルが円滑に流れるようにするという目的を、四方弁からの冷媒配管はヘッダの底部に接続し、かつ、各サービスバルブからの冷媒配管は各々上下方向に間隔を有してヘッダの側面に接続することで実現した。

次に、本発明における空気調和装置の一実施例について、図１ないし図３を用いて説明する。図１は本発明における空気調和装置の室外ユニットの内部の斜視図である。図２は空気調和装置の冷凍サイクルの概略の回路図である。図３は冷媒配管のヘッダへの接続構造を示す図で、（ａ）が実施例の図、（ｂ）が検討例の図、（ｃ）が従来例の図である。

図１および図２において、空気調和装置の室外ユニット１内には、平面図示略Ｌ字状の室外側熱交換器２、この室外側熱交換器２を空冷する送風機３が設けられている。そして、室外側熱交換器２は、コンプレッサ４などの機器とともに冷媒配管で接続されて、図２に図示する冷凍サイクルを構成している。コンプレッサ４の吐出側には、マフラー５を介して四方弁６が接続されている。この四方弁６は４個のポートを有しており、第１のポートには前述のコンプレッサ４の吐出側が、第２のポートには室外側熱交換器２が、第３のポートにはアキュムレータ１１，１２を介してコンプレッサ４の吸込側が、また、第４のポートには円筒状のヘッダ１６が接続されている。そして、冷媒流れ切換手段である四方弁６を切り換えることにより、冷凍サイクルの冷媒の流れが、実線の矢印で示す暖房モードと、破線の矢印で示す冷房モードとに変更される。

ヘッダ１６には、複数のサービスバルブ１７ａ〜１７ｄが接続されている。このサービスバルブ１７ａ〜１７ｄに各々、室内ユニット１８ａ〜１８ｄの室内側熱交換器（図示しない）の一端が冷媒配管で接続される。また、室内ユニット１８ａ〜１８ｄの室内側熱交換器の他端は冷媒配管で、室外ユニット１の別のサービスバルブ１９ａ〜１９ｄに接続される。このサービスバルブ１９ａ〜１９ｄは、膨張手段である電動膨張弁２１およびキャピラリーチューブ２２を介して室外側熱交換器２に接続されている。キャピラリーチューブ２２は一対並列に設けられている。さらに、コンプレッサ４の吐出側と四方弁６との間の冷媒回路はその中間部が、サービスバルブ１９ａ〜１９ｄとキャピラリーチューブ２２との間の冷媒回路と、除霜用電動開閉弁２３を介して接続されている。

この様に構成されている空気調和装置で、コンプレッサ４が稼働すると、コンプレッサ４は気体状の冷媒を圧縮し、高温高圧となった冷媒を冷媒流路切換手段である四方弁６に、マフラー５を介して吐出する。そして、図２の実線の矢印で冷媒の流れを示す暖房時には、四方弁６は、コンプレッサ４からの冷媒をヘッダ１６に流す。冷媒は、このヘッダ１６からサービスバルブ１７ａ〜１７ｄを介して各室内ユニット１８ａ〜１８ｄの室内側熱交換器に流れ、室内の空気と熱交換を行う。すなわち、室内の空気を温めるとともに、冷媒の温度は低下する。そして、この室内側熱交換器から出た冷媒は、サービスバルブ１９ａ〜１９ｄを介して電動膨張弁２１およびキャピラリーチューブ２２を流れて膨張し、さらに温度が低下する。ついで、冷媒は室外側熱交換器２を通って、外気と熱交換を行った後に、四方弁６およびアキュムレータ１１，１２を介してコンプレッサ４に戻っている。この様にして、室内ユニット１８ａ〜１８ｄの室内側熱交換器には、温かい冷媒（所謂、ホットガス）が流れる。

また、暖房運転における除霜運転時には、除霜用電動開閉弁２３が開き、コンプレッサ４からのホットガスの一部が、室外側熱交換器２に流れる。そして、室外側熱交換器２の温度を上昇させて、除霜が行われる。

一方、図２の破線の矢印で冷媒の流れを示す冷房時には、四方弁６は、コンプレッサ４からの冷媒を室外側熱交換器２に流す。そして、冷媒は、室外側熱交換器２において空冷される。この室外側熱交換器２から出た冷媒は、キャピラリーチューブ２２および電動膨張弁２１を通って、膨張し温度が低下する。この低温の冷媒は、サービスバルブ１９ａ〜１９ｄを介して各室内ユニット１８ａ〜１８ｄの室内側熱交換器に流れ、室内の空気と熱交換を行う。すなわち、室内の空気を低下させるとともに、冷媒の温度は上昇する。そして、室内側熱交換器から流れ出た冷媒は、サービスバルブ１７ａ〜１７ｄおよびヘッダ１６を介して四方弁６に流れる。そして、この四方弁６からアキュムレータ１１，１２を介してコンプレッサ４に戻っている。この様にして、室内ユニット１８ａ〜１８ｄの室内側熱交換器には、冷たい冷媒が流れる。

次に、ヘッダ１６への冷媒配管の接続構造について説明する。
図２および図３（ａ）において、四方弁６からの冷媒配管３１は、ヘッダ１６の底部に接続される。一方、サービスバルブ１７ａ〜１７ｄからの冷媒配管３２は、上下方向に間隔を有して、ヘッダ１６の側面に接続される。ヘッダ１６は円筒形をしているとともに、その軸が上下方向に向くように縦置きで配置される。また、ヘッダ１６の径は、接続される冷媒配管３１，３２の径よりも大きく、コンプレッサ４の脈動に起因する冷媒音を抑制することができる。

前述のように、サービスバルブ１７ａ〜１７ｄは、上下に複数設けられているが、その大きさ（流量制御能力）には２種類あり、サービスバルブ１７ａは他のサービスバルブ１７ｂ〜１７ｄよりも大きくなっている。そして、この大きなサービスバルブ１７ａが、冷媒配管３２を介してヘッダ１６の一番上の接続位置に接続されるとともに、他の室内ユニット１８ｂ〜１８ｄよりも暖冷房の能力の大きな室内ユニット１８ａが接続される。

このように、図３（ａ）に図示の如く、ヘッダ１６に接続される全てのサービスバルブ１７ａ〜１７ｄからの冷媒配管３２が、ヘッダ１６の側面に取り付けられているため、図３（ｃ）の従来例に比して、ヘッダ１６の設置スペースの高さを低くすることができる。また、図３（ｂ）の検討例とは異なり、四方弁６からの冷媒配管３１は、ヘッダ１６の底部に接続されているので、オイルはヘッダ１６の底に溜まることなく円滑に流れることができる。

また、暖房時には、四方弁６の冷媒配管３１からの冷媒が、ヘッダ１６の底から噴き上がり、ヘッダ１６の頂部付近の冷媒圧力が高くなる。そして、この冷媒圧力の高くなった場所に、大きなサービスバルブ１７ａが接続されるため、このサービスバルブ１７ａに接続される大きな暖冷房の能力を有する室内ユニット１８ａの能力を遺憾なく発揮させることができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）サービスバルブ１７ａ〜１７ｄや室内ユニット１８ａ〜１８ｄの個数は、少なくとも２以上あればよく、適宜変更可能である。
（２）実施例においては、サービスバルブ１７ａ〜１７ｄは２種類の大きさであるが、サービスバルブ１７ａ〜１７ｄの大きさは、少なくとも２種類以上あれば良い。また、その場合にも、一番上側のサービスバルブ１７ａには、一番大きなものが採用される。

ヘッダを縦置きにするとともに、室内ユニットが接続されるサービスバルブからの冷媒配管はヘッダの側面に接続し、かつ、四方弁からの冷媒配管はヘッダの底部に接続しているので、ヘッダの設置スペースを極力小さくすることができる。それにともなって、室外ユニット全体もコンパクトにすることができる。したがって、室外ユニットに室内ユニットが複数接続可能なマルチ型の空気調和装置に適用することが最適である。

図１は本発明における空気調和装置の室外ユニットの内部の斜視図である。図２は空気調和装置の冷凍サイクルの概略の回路図である。図３は冷媒配管のヘッダへの接続構造を示す図で、（ａ）が実施例の図、（ｂ）が検討例の図、（ｃ）が従来例の図である。

１室外ユニット
２室外側熱交換器
４コンプレッサ
６四方弁
１６ヘッダ
１７ａ〜１７ｄサービスバルブ
１８ａ〜１８ｄ室内ユニット
３１冷媒配管
３２冷媒配管

Claims

コンプレッサ、室外側熱交換器および四方弁を具備する室外ユニットに、室内ユニットが複数接続可能なマルチ型の空気調和装置において、
前記室外ユニットには、室内ユニットを接続するためのサービスバルブが複数設けられ、
前記四方弁とサービスバルブとの間の冷媒回路中に、この冷媒回路の冷媒配管よりも太い筒状のヘッダが縦置きに設けられ、
前記四方弁からの冷媒配管は、前記ヘッダの底部に接続され、
前記各サービスバルブからヘッダに接続される全ての冷媒配管は各々、上下方向に間隔を有して、ヘッダの側面に接続されており、
前記ヘッダに接続された複数のサービスバルブは、大きさが少なくとも２種類以上あって異なっており、
大きな暖冷房の能力を有する室内ユニットを接続すべく、最上部側に接続されたサービスバルブは最大であり、最下部側に接続されたサービスバルブよりも大きいことを特徴とする空気調和装置。