JPH01203854A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はヒートポンプ式冷凍サイクルの構成を改良し
た空気調和機の改良に関する。

（従来の技術） 一般に、空気調和機として複数の室内ユニットを備えた
マルチ式の構成のものが知られている。

第５図はこの種のマルチ式空気調和機のヒートポンプ式
冷凍サイクルを示すもので、Ａは室外ユニット、Ｂは分
岐ユニット、Ｃ，Ｄ、Ｅは室内ユニットである。室外ユ
ニットＡは２台の能力可変圧縮機１．２を備え、その圧
縮機１．２を逆止弁３゜４をそれぞれ介して並列に接続
している。そして、圧縮機１，２、四方弁５、室外熱交
換器６、暖房用膨張弁７と冷房サイクル形成用逆止弁８
との並列体、リキッドタンク９、電動式流量調整弁１１
゜２１．３１、冷房用膨張弁１２，２２．３２と暖房サ
イクル形成用逆止弁１３，２３．３３との並列体、室内
熱交換器１４，２４，３４、ガス側開閉弁（電磁開閉弁
）１５．２５．３５、アキュームレータ１０などを順次
連通し、ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成している。

なお、冷房用膨張弁１２，２２．３２はそれぞれ感温筒
１２ａ。

２２ａ、３２ａを有しており、これらの感温筒１２　ａ
、　　２２　ａ、　　３２　ａを室内熱交換器１４゜２
４．３４のガス側冷媒配管にそれぞれ取付けている。

また、室内熱交換器１４，２４．３４は冷凍サイクル内
で並列に接続させている。そして、冷房運転時には第５
図中に実線矢印で示す方向に冷媒を流して室外熱交換器
６を凝縮器、室内熱交換器１４．２４．　３４を蒸発器
としてそれぞれ機能させる冷房サイクルを形成し、暖房
運転時には同図中に点線矢印で示す方向に冷媒を流して
室内熱交換器１４．２４．３４を凝縮器、室外熱交換器
６を蒸発器としてそれぞれ機能させる暖房サイクルを形
成するようにしている。

さらに、この種のものにあっては各室内ユニッ）Ｃ，Ｄ
、Ｈの要求能力を満足するように圧縮機１．２の運転台
数および能力を制御するとともに、流量調整弁１１，２
１．３１の開度をそれぞれ制御して各室内熱交換器１４
，２４．３４への冷媒流量を調整している。そして、冷
房用膨張弁１２゜２２．３２によって冷媒流量の変化に
かかわらず、各室内熱交換器１４，２４．３４における
冷媒過熱度を一定に維持し、安定かつ効率の良い運転を
行なうようにしている。したがって、例えば各室内ユニ
ットＣ，Ｄ、Ｈの要求能力が設定能力より小さい場合に
は１台の圧縮機１の能力の増減によってこの要求能力に
応じ、この要求能力が設定能力より増大した場合には圧
縮機１とともに圧縮機２を同時に駆動するようにしてい
る。また、このように２台の圧縮機１，２を同時に駆動
している状態で各室内ユニットＣ，Ｄ、Ｅからの要求能
力が小さくなると圧縮機２の能力が徐々に低減し、さら
には圧縮ｔｌ！２の運転が停止トして１台の圧縮機ｌの
みの運転となる。

ところで、上記従来構成のものにあっては例えば運転中
の各室内ユニットＣ，Ｄ、Ｅの空気負荷が高い場合のよ
うに冷媒のスーパーヒートが大きい場合には圧縮機１，
２からの冷媒吐出温度が通常運転時の冷媒吐出温度より
も極端に上昇するおそれがあるので、圧縮機１．２の内
部で冷媒の劣化が急速に進み、潤滑油の炭化や各圧縮機
１．２内のピストン、コンロッド等の摺動部位の焼付き
等が発生し易い問題があった。さらに、圧縮機１゜２の
冷媒吸込み温度が高い場合には圧縮機１．２のモータの
巻線温度が上昇し、絶縁的に圧縮機１゜２の使用規格範
囲を越えるおそれがあった。

（発明が解決しようとする課題） 従来構成のものにあっては圧縮機１，２からの冷媒吐出
温度の極端な上昇を防止することができないので、圧縮
機１．２の内部で冷媒の劣化が急速に進み、潤滑油の炭
化や各圧縮機１．２内のピストン、コンロッド等の摺動
部位の焼付き等が発生し易い問題があるとともに、圧縮
機１，２の冷媒吸込み温度の上昇にともない圧縮機１，
２のモータの巻線温度が上昇し、絶縁的に圧縮機１゜２
の使用規格範囲を越える等の不具合があった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、圧縮機
からの冷媒吐出温度の極端な上昇や冷媒吸込み温度の上
昇等を防止することができ、最適なサイクル温度で安定
運転させることができる空気調和機を提供することを目
的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は段数の室内ユニットを備えたヒートポンプ式
の空気調和機において、ヒートポンプ式冷凍サイクル内
の圧縮機の冷媒吸込み温度を検出する吸込み温度センサ
および圧縮機の冷媒吐出温度を検出する吐出温度センサ
を設けるとともに、各温度センサからの検出温度が設定
温度を越えた場合に圧縮機の運転を一時停止させ、冷凍
サイクルの暖房運転時には圧縮機の運転停止後、一時的
に冷房運転させたのち暖房運転を再開させる暖房運転用
の制御手段を設けたものである。

（作用） 冷凍サイクル駆動中、圧縮機の冷媒吸込み温度および冷
媒吐出温度のうちの何れかが設定温度に達した場合に圧
縮機の運転を一時停止させ、冷凍サイクルの暖房運転時
には圧縮機の運転停止後、一時的に冷房運転させること
により、暖房運転時に段数台の室内ユニット中の停止Ｉ
−ユニットの室内熱交換器内に溜まる冷媒を回収し、冷
凍サイクル内の冷媒循環量の低下を防止して圧縮機から
の冷媒吐出温度の極端な上昇や冷媒吸込み温度の上昇等
を防止し、最適なサイクル温度で安定運転させるように
したものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照し
て説明する。なお、第１図乃至第４図中で第５図と同一
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

第１図中で、４１ａは一方の圧縮機１の冷媒吸込み側聞
管、４１ｂはこの圧縮機１の冷媒吐出側配管、４２ａは
他方の圧縮機２の吸込み側聞管、４２ｂはこの圧縮機２
の冷媒吐出側配管である。

この場合、肉圧縮機１，２の冷媒吸込み側聞管４１ａ、
４２ａは共通の冷媒吸込み管４３ａに連結させていると
ともに、肉圧縮機１．２の冷媒吐出側配管４１ｂ、４２
ｂも同様に共通の冷媒吐出管４３ｂに連結させており、
冷媒吸込み側聞管４１ａ、４２ａおよび冷媒吸込み管４
３ａによって肉圧縮機１，２の冷媒吸込み通路４４ａ１
冷媒吐出側配管４１ｂ、４２ｂおよび冷媒吐出管４３ｂ
によって肉圧縮機１．２の冷媒吐出通路４４ｂをそれぞ
れ形成させている。

さらに、肉圧縮機１．２の冷媒吐出側配管４１ｂ、４２
ｂにはオイルセパレータ４５．４６をそれぞれ介設させ
ている。これらのオイルセパレータ４５．４６にはオイ
ル戻し管４７．４８の一端を連結させており、これらの
オイル戻し管４７．４８の他端は肉圧縮機１，２の冷媒
吸込み側聞管４１ａ、４２ａにそれぞれ連結させている
。

また、圧縮機１のケース底部には第２図に示すように均
油管４９の一端を連結させている。この均油管４９の他
端は他方の圧縮機２のケース底部に連結させている。

さらに、冷凍サイクルの冷媒吐出管４３ｂには圧力セン
サ５３を取付けるとともに、圧縮機１゜２の冷媒吸込み
側聞管４１ａ、４２ａには冷媒吸込み温度を検出する吸
込み温度センサ５４．５５、圧縮機１．２の冷媒吐出側
配管４１ｂ、４２ｂには冷媒吐出温度Ｔを検出する吐出
温度センサ５６゜５７をそれぞれ取付けている。

また、第３図は空気調和機本体の制御回路を示すもので
ある。この第３図中で、６０は室外ユニットＡに装着さ
せた室外制御部である。この室外制御部６０はマイクロ
コンピュータおよびその周辺回路などからなり、外部に
圧力センサ５３、吸込み温度センサ５４，５５、吐出温
度センサ５６゜５７およびインバータ回路６１．６２を
接続している。この場合、インバータ回路６１．６２は
交流電源６３の電圧を整流し、それを室外制御部６０の
指令に応じたスイッチングによって所定周波数の交流電
圧に変換し、圧縮機モータＬＭ。

２Ｍにそれぞれ駆動電力として供給するものである。

また、７０は分岐ユニットＢに装着させたマルチ制御部
である。このマルチ制御部７０はマイクロコンピュータ
およびその周辺回路などからなり、外部に接続させた流
量調整弁１１，２１．３１および開閉弁１５，２５．３
５をそれぞれ駆動制御するものである。

さらに、８０．９０，１００は室内ユニットＣ１Ｄ、Ｈ
にそれぞれ装着させた室内制御部である。

これらの室内制御部８０，９０．１００はマイクロコン
ピュータおよびその周辺回路などからなり、外部に運転
操作部位８１，９１，１０１および室内温度センサ８２
，９２，１０２をそれぞれ接続している。そして、各室
内制御部８０，９０゜１００は周波数設定信号ｆ１．ｆ
２．ｆ３を各室内ユニットＣ，Ｄ、Ｈの要求能力として
マルチ制御部７０に転送するようになっている。また、
マルチ制御部７０は転送されてくる周波数設定信号ｆ１
．ｆ２．ｆ３にもとづいて各室内ユニットＣ１Ｄ、Ｈの
要求能力の総和を求め、それに対応する周波数設定信号
ｆｏを室外制御部６０に転送するようになっている。

次に、上記構成の作用について説明する。例えば、全て
の室内ユニットＣ，Ｄ、Ｅが暖房運転を行なっている場
合には室内ユニットＣの室内制御部８０は室内温度セン
サ８２の検出温度と運転操作部８１で設定された設定温
度との差を演算し、その温度差に対応する周波数設定信
号ｆ１を要求暖房能力としてマルチ制御部７０に転送す
る。同様に、室内ユニットＤ、Ｈの室内制御部９０゜１
００も周波数設定信号ｆ２．ｆ３を要求暖房能力として
マルチ制御部７０に転送する。

さらに、マルチ制御部７０では転送されてくる周波数設
定信号ｆｌ、ｆ２．ｆ３にもとづいて各室内ユニットＣ
，Ｄ、Ｈの要求暖房能力の総和を求め、この総和に対応
する周波数設定信号ｆ。を室外制御部６０に転送する。

この室外制御部６０では転送されてくる周波数設定信号
ｆ、に応じて圧縮機１．２の運転台数および運転周波数
（インバータ回路６１．６２の出力周波数）Ｆを制御す
る。この場合、室外制御部６０では要求暖房能力の総和
が設定暖房能力よりも小さい場合には１台の圧縮機１の
みを駆動し、要求暖房能力の総和が設定暖房能力よりも
大きくなると２台の圧縮機１゜２を同時に駆動するよう
にしている。

また、空気調和機本体の運転（冷房、暖房および除霜運
転）中の冷凍サイクルの制御状態を第４図を参照して説
明する。空気調和機本体の運転中は吸込み温度センサ５
４．５５および吐出温度センサ５６．５７によって圧縮
機１．２の冷媒吸込み温度および冷媒吐出温度Ｔをそれ
ぞれ検出させている。そして、室外制御部６０では第４
図に示すように各温度センサ５４，５５．５６．５７か
らの検出温度のうちの何れかの検出温度Ｔが第１の設定
温度Ｔｌに達したことが検出された時点で圧縮機１．２
の運転を一時停止させる（１回目の圧縮機停止）。この
状態で、室外制御部６０では冷凍サイクルの運転状態を
判定する。

そして、冷房運転時には圧縮機１．２の運転停止後、第
１の設定時間０８時間以上経過するか、或いは各温度セ
ンサ５４，５５．５６．５７の検出温度Ｔが第２の設定
温度”ｒ２　（Ｔ、＞１２　）以下に低下した状態を検
出した時点で圧縮機１．２の運転を再起動させ、冷房運
転を再開させる。

また、暖房運転時には圧縮機１，２の運転停止後、第１
の設定時間０１時間が経過した時点で冷凍サイクルを一
時的に冷房運転させる。そして、この冷房運転時間を図
示しないタイマ回路によってカウントし、タイムカウン
トθが第２の設定時間θ２に達した時点で圧縮機１．２
の運転を停止させる。さらに、圧縮機１．２運転の再停
止後、第１の設定時間０１時間以上経過するか、或いは
各温度センサ５４，５５．５６．５７の検出温度Ｔが第
２の設定温度Ｔ２以下に低下した状態を検出した時点で
圧縮機１．２の運転を再起動させ、暖房運転を再開させ
る。

また、冷房運転または暖房運転の再開後、この再開運転
時間θを図示しないタイマ回路によってカウントし、タ
イムカウントθが第３の設定時間θ２に達する前に各温
度センサ５４．５５．５６゜５７からの検出温度Ｔが第
１の設定温度Ｔｌに達したことが検出されると、その時
点で圧縮機１゜２の運転を再度−時停止させる（２回目
の圧縮機停止）。

さらに、２回目の圧縮機１．２の運転停止後、第１の設
定時間０１時間以上経過するか、或いは各温度センサ５
４，５５．５６．５７の検出温度Ｔが第２の設定温度Ｔ
２　　（’ｒ、＞’ｒ２）以下に低下した状態を検出し
た時点下圧縮機１．２の運転を再起動させ、冷房運転ま
たは暖房運転を再開させる。

そして、この冷房運転または暖房運転の再開後、２回目
の圧縮機停止後と同様の動作を繰返し、タイムカウント
θが第３の設定時間θ２に達する前に各温度センサ５４
．５５．５６．５７からの検出温度Ｔが第１の設定温度
Ｔ１に達したことが検出されると、その時点で冷凍サイ
クルの異常運転と判断し、圧縮機１．２の運転を異常停
止させる（３回目の圧縮機停止）。さらに、この圧縮機
１゜２の異常停止時には同時に図示しない表示部等に吐
出温度の異常状態を表示する。

そこで、上記構成のものにあっては冷凍サイクル駆動中
、吸込み温度センサ５４，５５および吐出温度センサ５
６，５７によって圧縮機１．２の冷媒吸込み温度および
冷媒吐出温度をそれぞれ検出させ、各温度センサ５４，
５５．５６．５７からの検出温度のうちの何れかが設定
温度Ｔ、に達した場合に圧縮機１．２の運転を一時停止
させ、冷凍サイクルの暖房運転時には圧縮機１，２の運
転停止後、一時的に冷房運転させたので、例えば、暖房
運転時に複数台の室内ユニットＣ，Ｄ、Ｈのうちの何れ
かが運転停止状態で保持される場合のように運転停止中
の室内ユニットの室内熱交換器内に冷媒が溜まり、冷凍
サイクル内の冷媒循環量が低下した場合であっても、一
時的な冷房運転によって停止ユニットの室内熱交換器内
に溜まる冷媒を回収させることができる。そのため、冷
凍サイクル内の冷媒循環量の低下を防止することができ
るので、運転停止中の室内ユニットの室内熱交換器内に
冷媒の一部が溜まり、冷凍サイクル内の冷媒循環量が低
下することにより、ガス欠やガスリーク時と略同様に冷
凍サイクル内の冷媒温度が異常に上昇することを防止し
て圧縮機１．２からの冷媒吐出温度の極端な上昇や冷媒
吸込み温度の上昇等を防止することができ、最適なサイ
クル温度で安定運転させることができる。

また、冷凍サイクル駆動中、従来のような圧縮機１，２
からの冷媒吐出温度の極端な上昇や冷媒吸込み温度の上
昇等を防止することができるので、冷媒の劣化を防止す
ることができ、潤滑油の炭化や各圧縮機１．２内のピス
トン、コンロッド等の摺動部位の焼付きや、圧縮機１．
２のモータの巻線温度の極端な上昇を防止することがで
きる。

さらに、冷凍サイクル駆動中、各温度センサ５４．５５
．５６．５７からの検出温度のうちの何れかが設定温度
Ｔ１に達し、圧縮機１．２の運転を一回目に一時停止さ
せたのち、冷房運転および暖房運転を再開させ、その後
、所定時間内に二回、各温度センサ５４．５５．５６．
５７からの検出温度のうちの何れかが設定温度Ｔｌに達
し、圧縮機１，２の運転停止を繰返した場合にガスリー
ク等の異常と判断し、圧縮機１，２の運転を異常停止さ
せるようにしているので、正常運転中に圧縮機１，２の
運転を異常停止させる等の誤動作を確実に防止すること
ができ、動作の確実性を高めることができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
ることは勿論である。

［発明の効果］ この発明によればヒートポンプ式冷凍サイクル内の圧縮
機の冷媒吸込み温度を検出する吸込み温度センサおよび
圧縮機の冷媒吐出温度を検出する吐出温度センサを設け
るとともに、各温度センサからの検出温度が設定温度を
越えた場合に圧縮機の運転を一時停止させ、冷凍サイク
ルの暖房運転時には圧縮機の運転停止後、一時的に冷房
運転させたのち暖房運転を再開させる暖房運転用の制御
手段を設けたので、圧縮機からの冷媒吐出温度の極端な
上昇や冷媒吸込み温度の上昇等を防止することができ、
最適なサイクル温度で安定運転させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第４図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は空気調和機内の冷凍サイクルを示す全体の概略
構成図、第２図は２台の圧縮機間の均油管の取付は状態
を示す概略構成図、第３図は冷凍サイクルの制御回路を
示す全体の概略構成図、第４図は冷凍サイクルの制御を
説明するためのフローチャート、第５図は従来の空気調
和機内の冷凍サイクルを示す全体の概略構成図である。 Ｃ，Ｄ、Ｅ・・・室内ユニット、１，２・・・圧縮機、
４４・・・冷媒吸込み通路、５４．５５・・・吸込み温
度センサ、５６．５７・・・吐出温度センサ、６０・・
・室外制御部。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の室内ユニットを備えたヒートポンプ式の空気調和
   機において、ヒートポンプ式冷凍サイクル内の圧縮機の
   冷媒吸込み温度を検出する吸込み温度センサおよび前記
   圧縮機の冷媒吐出温度を検出する吐出温度センサを設け
   るとともに、前記各温度センサからの検出温度が設定温
   度を越えた場合に前記圧縮機の運転を一時停止させ、前
   記冷凍サイクルの暖房運転時には前記圧縮機の運転停止
   後、一時的に冷房運転させたのち暖房運転を再開させる
   暖房運転用の制御手段を設けたことを特徴とする空気調
   和機。