JPH01306781A - 多室式空気調和機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、空気を熱源とする多室式空気調和機において
、各室ごとに冷房運転、暖房運転を同時に行うための冷
凍サイクル制御を備えたヒートポンプ式空気調和機に関
する。

従来の技術 従来の複数の室内機を有する多室式空気調和機は、第２
図に示すように、室外機１内に設置された、圧縮機２．
四方弁３．室外側熱交換器４．及び、室外側膨張弁５と
、並列に設置された室内機６内の室内側膨張弁７．及び
、室内側熱交換器８を並列接続した上、環状に順次接続
し、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されている。圧
縮機２は容量可変で、供給電力の周波数を変えることに
よりその容量を変えることができる。また、四方弁３に
よって冷房運転、暖房運転が切り替えられ、冷房運転時
は図中の実線矢印の方向に冷媒が流れて冷房サイクルが
形成され、暖房運転時には図中の破線方向に冷媒が流れ
て暖房サイクルが形成される。また、室外側熱交換器４
．及び、室内側熱交換器８には、近接してそれぞれ、室
外側送風機９、及び室内側送風機１０が設置されている
。

このような多室式空気調和機において、複数の、例えば
、３台の室内機６ａ＋　６ｂ＋　６ｃはそれぞれ個別に
運転が可能であり、室内機６ａのみ運転の場合は、他の
室内機６　ｂ　＋　６　ｃは室内側膨張弁７ｂ、Ｔｃを
全開にすると共に、室内側送風機１０ｂ、１０ｃも停止
している。この時、圧縮機２はインバータ等で能力制御
を行い、室内機の運転台数に応じた能力で運転すること
が可能である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述の従来例では、室内機６の運転モー
ドについては３室とも同じモードに設定されてしまい、
たとえば、冬期のような低外気温時においても２室は暖
房運転を行い、１室は冷房運転を行いたいという、暖房
と冷房の同時運転のニーズに対応できないという欠点を
有していた。

そこで、本発明は、外気温と室内機の冷房、及び、暖房
の運転容量に応じて能力を可変できる室外側熱交換器を
設け、複数の室内機番々に二方弁及び膨張弁を２個づつ
、かつ、ヘッダーを設置し、室外側膨張弁とヘッダーと
の間に二方弁を介したバイパス回路を形成することによ
り暖房と冷房の同時運転を実現することを目的とするも
のである。

３題を解決するための手段 上記課題を解決する本発明゛の技術的手段は、容量可変
圧縮機、四方弁、外気温と室内機の冷房、及び、暖房の
運転容量に応じて能力を可変できる室外側熱交換器、室
外側送風機、室外側膨張弁とからなる室外機と、室内側
第１二方弁、室内側熱交換器、室内側送風機、室内側第
２二方弁、室内側第１膨張弁、及び室内側第２膨張弁か
らなる室内機を複数台並列に接続して回路を形成する冷
凍サイクルを備え、室外機と各々の室内機は室内側第１
二方弁と室内側第２二方弁とにより連結されており、室
内側第１二方弁と室内側熱交換器との間と室内側第２二
方弁と室内側熱交換器との間を、室内側第１ｖｊ張弁、
ヘッダー、及び室内側第２膨張弁で結ぶ回路を形成し、
かつ、室外側膨張弁とヘッダーとの間に二方弁を介した
バイパス回路を形成したものである。

作　　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

まず、各室内機の冷房、及び、暖房運転の容量の比較を
行い、室外機の運転モードを決定する。

すなわち、（室内機の総冷房容量）≧（室内機の総暖房
容量）の場合室外機は冷房運転モードに、（室内機の総
冷房容量）〈（室内機の総暖房容量）の場合室外機は暖
房運転モードに設定する。そして、室外機のそれぞれの
運転モードの場合について以下説明していく。

く室外機：冷房運転モードの場合〉 室外側膨張弁：所定の開度、暖房モードの室内機の室内
側第１二方弁：開、室内側第２二方弁：閉、室内側第１
１１１張弁：全開、室内側第１膨張弁：全開とし、冷房
モードの室内機の室内側第１二方弁：閉、室内側第２二
方弁：開、室内側第１膨張弁：所定、室内側第２膨張弁
：全閉とし、さらに、バイパス回路の二方弁：閉とする
。この時、室外側熱交換器から送られる高温高圧の冷媒
は暖房モードの室内機の室内側第１二方弁を通り、室内
側熱交換器に流入し、室内へ放熱する（暖房運転）。

その後、室内側第２膨張弁を坤り、ヘッダーを介して、
冷房モードの室内機の室内側第１膨張弁で減圧されて液
あるいは二相状態となった冷媒は、室内側熱交換器で室
内から吸熱した（冷房運転）後、室内側第２二方弁を介
して室外機へ戻る。この場合、室内機の冷房に必要な凝
縮能力から暖房運転を行っている室内機の凝縮能力を差
し引いた分の凝縮能力を室外側熱交換器でまかなえば良
いことになる。従って、全室内機が冷房モードである場
合より室外側熱交換器の能力は小さくて済むため、特に
、低外気温時、室外側熱交換器における放熱能力を小さ
く抑えることによって、圧縮機吐出圧力の極端な低下を
抑えることができ、圧縮機の信頼性が向上する。

但し、室内機が全室：冷房モードの場合は、バイパス回
路の二方弁二開として、高温高圧冷媒なヘッダーへ送り
、室内機の室内側第１Ｉ）１張弁で減圧されて液あるい
は二相状態となった冷媒は、室内側熱交換器で室内から
吸熱した（冷房運転）後、。

室内側第２二方弁を介して室外機へ戻る。

く室外機：暖房運転モードの場合〉 室外側膨張弁：所定の開度、暖房モードの室内機の室内
側第１二方弁：閉、室内側第２二方弁：開、室内側第１
１１！Ｉ張弁：所定、室内側第２膨張弁：全閉とし、冷
房モードの室内機の室内側第１二方弁：開、室内側第２
二方弁：閉、室内側第１膨張弁：全閉、室内側第２吻張
弁：所定とし、さらに、バイパス回路の二方弁：閉とす
る。この時、室外側熱交換器から送られる高温高圧の冷
媒は暖房モードの室内機の室内側第２二方弁を通り、室
内側熱交換器に流入し、室内へ放熱する（暖房運転）。

その後、室内側第１膨張弁を通り、ヘッダーを介して、
冷房モードの室内機の室内側第２膨張弁で減圧されて液
あるいは二相状態となった冷媒は、室内側熱交換器で室
内から吸熱した（冷房運転）後、室内側第１二方弁を介
して室外機へ戻る。

以上のように、室外機に外気温と室内機の冷房、及び、
暖房の運転容量に応じて能力を可変できる室外側熱交換
器を、そして、複数の室内機にヘッダーを設置し、室内
機番々に２個づつ設置した二方弁及び膨張弁、及び、室
外側膨張弁とヘッダーとの間のバイパス回路に設置した
二方弁を上記のように制御することにより年間を通じて
暖房と冷房の同時運転を実現することが可能になる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明を行
うが、従来と同一構成については同一符号を付し、その
詳細な説明を省略する。

第１図は本発明の一実施例のヒートポンプ式空気調和機
の冷凍サイクル図である。この実施例のヒートポンプ式
空気調和機は、容量可変圧縮機２゜四方弁３．室外側熱
交換器４．室外側送風機９゜室外側膨張弁５とからなる
室外機１と、室内側第１二方弁ｖ　１　＋室内側熱交換
器８．室内側送風機１０、室内側第２二方弁Ｖ２．室内
側第１膨張弁ＥＶＩ、及び室内側第２Ｂ張弁ＥＶ２から
なる３台の室内機６を並列に連通して主回路を形成する
冷凍サイクルを備えている。室外機１と各々の室内機６
　ａ　、６　ｂ　＋　６　ｃは室内側第１二方弁Ｖｌａ
、Ｖｌｂ、Ｖｌｃと室内側第２二方弁Ｖ２ａ、Ｖ２　ｂ
　）　Ｖ　２　ｃとにより連結されており、室内側第に
方ｐＰＶ１ａ〜Ｖｌｃと室内側熱交換器８ａ〜８ｃとの
間と室内側第２二方弁Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃと室内側熱交換器
８ａ〜８Ｃとの間を、室内側第１膨張弁ＩＥ　Ｖ　１　
ａ　”　Ｅ　Ｖ　１　ｃ　＋各室内機に対して共通のヘ
ッダー２０．及び室内側第２膨張弁ＥＶ２ａ　−ＩＥ　
Ｖ　２　ｃで結ぶ回路を形成し、かつ、室外側膨張弁５
とヘッダー２０との間に二方弁Ｂ■を介したバイパス回
路を形成している。又、室外側熱交換器４は３つの冷媒
バスからなり、そのうち２つの冷媒バスの四方弁３側の
入口側に冷媒バス用二方弁ＰＶＩ、ＰＶ２を設置してい
る。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。

まず、各室内機のコントローラで設定された運転モード
より冷房、及び、暖房運転の容量の比較を行い、室外機
の運転モードを決定する。すなわち、（室内機の総冷房
容量）≧（室内機の総暖房容量）の場合室外機は冷房運
転モードに、（室内機の総冷房容量）＜（室内機の総暖
房容ｆｉｌ）の場合室外機は暖房運転モードに設定する
。そして、室外機の運転モードにより室外側膨張弁５．
室内側第１二方弁Ｖｉａ〜Ｖｌｃ、室内側第２二方弁ｖ
２ａ〜■２ｃ、室内側第１゛膨張弁ＥＶ１ａ−ＥＶｌｃ
、室内側第２膨張弁ＩＥＶ２ａ−ＥＶ２ｃ。

及び、二方弁口■の開閉あるいは開度な制御することに
より、以下のような運転を行う。

く室外機：冷房運転モードの場合〉 たとえば、室内機６ａ：暖房モード、室内機６ｂｔ６ｃ
：冷房モードの場合について説明する。

室外［側２１張弁５：所定の開度、暖房モードの室内機
６ａの室内側第１二方弁Ｖｌａ：開、室内側第２二方弁
Ｖ２ａ：閉、室内側第１Ｐａ張弁ＥＶＩａ：全閉、室内
側第２膨張弁ＥＶ２ａ：全開とし、冷房モードの室内機
６ｂ、６ｃの室内側第１二方弁Ｖ　１　ｂ　＊　Ｖ　１
　ｃ　：閉、室内側第２二方弁Ｖ２ｂ。

Ｖ２ｃ：開、室内側第１膨張弁ＥＶ１ｂ、ＩＥＶＩＣ：
所定、室内側第２２！張弁Ｅ　Ｖ　２　ｂ　ｔ　ＩＩＶ
　２　ｃ　：全閉、バイパス回路の二方弁Ｂ■：閉とし
、更に、通常の外気温の場合、室外側熱交換器４の冷媒
バス用二方弁ＰＶＩ、ＰＶ２：開とする。

この時、室外側熱交換器４から送られる高温高圧の冷媒
は暖房モードの室内機６ａの室内側第１二方弁Ｖｌａｔ
！：通り、室内側熱交換器８ａに流入し、室内へ放熱す
る（暖房運転）。その後、室内側第２膨張弁Ｖ２　ａ′
ｒ！：通り、ヘッダー２０を介して、冷房モードの室内
機６ｂ＋６ｃの室内側第１膨張弁Ｖ　１　ｂ　＋　Ｖ　
１　ｃで減圧されて液あるいは二相状態となった冷媒は
、室内側熱交換器８ｂ、８Ｃで室内から吸熱した（冷房
運転）後、室内側第２二方弁Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃを介して室
外機１内の四方弁３へ戻る。

但し、室内機６ａ〜６ｃが全室：冷房モードの場合は、
バイパス回路の二方弁Ｂ■二開として、高温高圧冷媒を
ヘッダー２０へ送り、室内機６ａ〜６Ｃの室内側第１ｒ
ｆＪｊ張弁Ｖｉａ〜Ｖ１＊で減圧さ熱交換器８ａ〜８ｃ
で室内から吸熱した（冷房運転）後、室内側第２二方弁
Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃを介して室外機１内の四方弁３へ戻る。

この場合、室内機６ｂ、６ｃの冷房に必要な凝縮能力か
ら暖房運転を行フている室内機６ａの凝ｍ能力を差し引
いた分の凝縮能力を室外側熱交換器４でまかなえば良い
ことに°なる。従って、全室内機が冷房モードである場
合より室外側熱交換器４の能力は小さくて済むため、特
に、低外気温時には、室外側熱交換器４の冷媒バス用二
方弁ＰＶ１、ＰＶ２のいづれか、あるいは、両方を閉と
することによって室外側熱交換器４における放熱に寄与
する面積を小さく抑え、圧縮機吐出圧力の極端な低下を
抑えることができ、圧縮機の信頼性が向上する。

く室外機：暖房運転モードの場合〉 たとえば、室内機６ａ：冷房モード、室内機６ｂ、６ｃ
：暖房モードの場合について説明する。

室外側膨張弁５：所定の開度、暖房モードの室内機Ｏｂ
、６ｃの室内側第１二方弁Ｖｌｂ、ＶｌＣ：閉、室内側
第２二方弁Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ　：開。

室内側第１１１！ｌ張弁ＥＶ１ｂ、ＥＶｌｃ　：所定、
室内側第２膨張弁ＥＶ２ｂ、ＨＶ２ｃ　：全閉とし、冷
房モードの室内機６ａの室内側第１二方弁■１ａ：開、
室内側第２二方弁Ｖ２ａ：閉、室内側第１１１１張弁Ｅ
Ｖ１ａ：全閉、室内側第２膨張弁ＥＶ２ａ：所定とし、
さらに、バイパス回路の二方弁Ｂ■：閉とする。この時
、室外側熱交換器４から送られる高温高圧の冷媒は暖房
モードの室内機６ｂ、（３ｃの室内側第２二方弁Ｖ　２
　ｂ　＊　Ｖ　２　ｃを通り、室内側熱交換器８ｂ＋８
ｃに流入し、室内へ放熱する（暖房運転）。その後、室
内側第１膨張弁Ｖｌｂ、Ｖｉａを通り、ヘッダー２０を
介して、冷房モードの室内機６ａの室内側第２膨張弁Ｅ
Ｖ２ａで減圧されて液あるいは二相状態となった冷媒は
、室内側熱交換器８ａで室内から吸熱した（冷房運転）
後、室内側第１ゴ方弁Ｖｉａを介して室外機１内の室外
側膨張弁５へ戻る。

この場合、室内機６ｂ、６ｃの暖房に必要な蒸発能力か
ら冷房運転を行っている室内機６ａの蒸発能力を差し引
いた分の蒸発能力を室外側熱交換器４でまかなえば良い
ことになる。従って、全室内機が暖房モードである場合
より室外側熱交換器４の能力は小さくて済むため、特に
、外気温が高。

い時には、室外側熱交換器４の冷媒バス用二方弁ＰＶＩ
、ＰＶ２のいづれか、あるいは、両方を閉とすることに
よって室外側熱交換器４における吸熱能力を小さく抑え
て蒸発温度を下げて、圧縮機吐出圧力の極端な上昇を抑
えることができ、圧縮機の信頼性が向上する。

以上のように、室外機に外気温と室内機の冷房、及び、
暖房の運転容量に応じて能力を可変できる室外側熱交換
器を、そして、室内機にヘッダーを設置し、室内機番々
に２個づつ設置した二方弁及び膨張弁、及び、室外側膨
張弁とヘッダーとの間のバイパス回路に設置した二方弁
を上記のように制御することにより年間を通じて暖房と
冷房の同時運転を実現することが可能になる。

尚、上記実施例では、ヘッダー２０は各室内機（３ａ、
６ｂ、６ｃに共通の同一口径の仕様とじたが、各室内機
６ａ、６ｂ、６ｃそれぞれに専用のヘッダーを設置し、
それらヘッダー間を異なる口径の配管にて接続しても同
様の効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明は、容量可変圧縮機、四方弁、外気
温と室内機の冷房、及び、暖房の運転容量に応じて能力
を可変できる室外側熱交換器、室外側送風機、室外側膨
張弁とからなる室外機と。

室内側第１二方弁、室内側熱交換器、室内側送風機、室
内側第２二方弁、室内側第１膨張弁、及び室内側第２膨
張弁からなる室内機を複数台並列に接続して回路を形成
する冷凍サイクルを備え、室外機と各々の室内機は室内
側第１二方弁と室内側第２二方弁とにより連結されてお
り、室内側第１二方弁と室内側熱交換器との間と室内側
第２二方弁５と室内側熱交換器との間を、室内側第１膨
張弁。

各室内機に対して共通のヘッダー、及び室内側第２膨張
弁で結ぶ回路を形成し、かつ、室外側膨張弁とヘッダー
との間に二方弁を介したバイパス回路を形成することに
より、多室式空気調和機において、年間を通じて各室ご
°とに冷房連転、暖房運転の同時運転を実現することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるヒートポンプ式空気調
和機の冷凍システム図、第２図は従来例を示すヒートポ
ンプ式空気調和機の冷凍システム図である。 １・・・室外機、２・・・容量可変圧縮機、３・・・四
方弁、４・・・室外側熱交換器、５・・・室外側膨張弁
、６ａ〜６ｃ・・・室内機、８ａ〜８Ｃ・・・室内側熱
交換器、９・・・室外側送風機、１０ａ〜１０ｃ・・・
室内側送風機、Ｖｉａ〜Ｖｌｃ・・・室内側第１二方弁
、Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃ・・・室内側第２二方弁、ＥＶｌａ−
ＥＶＩＣ・・・室内側第１膨張弁、Ｅ　Ｖ　２　ａ　−
Ｅ　Ｖ　２Ｃ・・・室内側第２膨張弁、２０・・・ヘッ
ダー、ＢＶ・・・二方弁、ＰＶｌ、ＰＶ２・・・冷媒バ
ス用二方弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容量可変圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外側送風
   機、室外側膨張弁とからなる室外機と、室内側第１二方
   弁、室内側熱交換器、室内側送風機、室内側第２二方弁
   、室内側第１膨張弁、及び室内側第２膨張弁からなる室
   内機を複数台並列に接続して回路を形成する冷凍サイク
   ルを備え、前記室外側熱交換器は外気温と室内機の冷房
   、及び、暖房の運転容量に応じて能力を可変でき、その
   室外機と各々の室内機は室内側第１二方弁と室内側第２
   二方弁とにより連結されており、室内側第１二方弁と室
   内側熱交換器との間と室内側第２二方弁と室内側熱交換
   器との間を、室内側第１膨張弁、ヘッダー、及び室内側
   第２膨張弁で結ぶ回路を形成し、かつ、室外側膨張弁と
   ヘッダーとの間に二方弁を介したバイパス回路を形成し
   たことを特徴とする多室式空気調和機。