JPH02106668A - 空気調和装置 - 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］ この発明は室外機１台に対して複数台の室内機を接続す
る多室形の空気調和装置に関するもので、特に、各室内
機毎に冷暖房を選択的に、または、同時に行なうことが
できる空気調和装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の空気調和装置として、例えば、実開昭４
７−２２５５８号公報に掲載されたものがある。

第６図は上記公報に掲載された従来の空気調和装置の冷
媒系を中心とする全体構成図でおる。

図において、（１）は空気調和装置の室外機で、（２）
は圧縮機、（３）は四方弁、（４）は室外熱交換器、（
５）は逆上弁、（６）は膨張弁、（７）は受液器、（８
）はアキュムレータで、これらは前記室外Ｍ’ｉ　（１
）を構成する。また、（９ａ）〜（９Ｃ）は前記室外機
（１）に接続された各々室内機で、（１０）は室内熱交
換器、（１１）は逆止弁、（１２）は膨張弁で、これら
は前記室内ＩＮ（９ａ）〜（９Ｃ）を構成する。そして
、（１３）及び（１４）は室内機（９ａ）〜（９Ｃ）と
室外機（１）とを接続する第１及び第２の接続配管であ
る。

上記のように構成された従来の空気調和装置は次のよう
に動作する。

まず、暖房運転状態において、圧縮機（２）から吐出さ
れた高温高圧冷媒ガスは第１の接続配管（１３）から各
室内１１ａ　（９ａ）〜（９Ｇ）に流入し、室内熱交換
器（１０）で室内空気と熱交換（暖房）されて凝縮液化
する。各室内１Ｈ９ａ）〜（９Ｃ）で液化された冷媒液
は、逆止弁（１１）を通って第２の接続配管（１４）で
合流し、さらに、受液器（７）を通って膨張弁（６）に
流入し、ここで低温の一気液二相状態まで減圧され、室
外熱交換器（４）に流入する。室外熱交換器（４）に流
入した冷媒は外気と熱交換されることによって蒸発し、
ガス状態となって再び圧縮機（２）に吸入される循環サ
イクルを形成する。

一方、冷房運転状態においては、暖房運転と反対の循環
サイクルとなる。即ち、圧縮機（２）で高温高圧ガスと
なった冷媒は、室外熱交換器（４）で外気によって熱交
換（冷却）され、凝縮液化して、受液器（７）を通り接
続配管（１４）から各室内機（９ａ）〜（９Ｃ）に流入
する。そして、各室内機（９ａ）〜（９Ｃ）に流入した
冷媒液は、膨張弁（１２）によって低温の気液二相状態
まで減圧され、室内熱交換器（１０）で室内空気と熱交
換（冷房）されてガス状態となり、接続配管（１３）で
合流して再び圧縮機（２）に吸入される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の多室形の空気調和装置は、上記のようにに構成さ
れているので、全ての室内１（９ａ）〜（９Ｃ）が暖房
運転または冷房運転を行なう必要があるから、冷房が必
要な場所で暖房が行なわれたり、暖房が必要な場所で冷
房が行なわれる可能性があった。

特に、この種の多室形の空気調和装置を大規模なビルに
据付けた場合、インテリア部とペリメータ部、または一
般事務至とコンピュータルーム等のＯＡ化された部屋で
は、空調負荷が著しく異なるために、このような事態が
予測される。また、テナン］−ビル等のような場合では
、借用者が変わるたびに熱負荷が変わることから、予め
、冷房ゾーン、暖房ゾーン等にゾーニング分けすること
は不可能でおる。また、これに対応するために冷房室内
機と暖房室内機の２台を同−至に設置することは設備費
が高価となり実用的ではなかった。

そこで、この発明は１台の室外機に複数台の室内機を接
続しても、各室内機が設置された空間の冷暖房要求に対
応して、各室内機毎に冷暖房運転を選択的にまたは同時
にできる空気調和装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる空気調和装置は、１台の室外機と複数
台の室内機とを接続する第１の接続配管または第２の接
続配管の途中に気液分離装置を設け、この第１の接続配
管または第２の接続配管に複数台の室内機の個々の一方
を切替え可能に接続し、他の一方を第３の接続配管で流
量制御装置を介して第１の接続配管または第２の接続配
管のいずれかに設けた気液分離装置に接続し、この気液
分離装置と気液分離装置が設けてない第１の接続配管ま
たは第２の接続配管とを開閉装置及び流量制御装置を介
してバイパス配管で接続し、このバイパス配管に第３の
接続配管の気液分離装置と流量制御装置との間で熱交換
を行なう熱交換部を設けたものである。

［作用］ この発明の空気調和装置においては、暖房主体の冷暖房
同時運転の場合は、高圧ガス冷媒を第２の接続配管から
暖房運転状態にある各室内機に導入して暖房を行なう。

暖房を行なった冷媒は第３の接続配管から一部は冷房運
転状態にある室内機に流入して熱交換（冷房）して第１
の接続配管に流入する。一方、他の冷媒は第３の接続配
管の流量制御装置を通って第１の接続配管に流入し、冷
房運転状態に必る室内はを通った冷媒と合流して室外機
に戻る。

冷房主体の冷暖房同時運転の場合は、高圧ガスを室外熱
交換器で任意量熱交換し二相状態にして第１の接続配管
から気液分離装置に流入する。そして、この気液分離装
置で気体と液体とに分離し、気体状の冷媒ガスを暖房運
転状態におる室内機に導入して暖房を行ない第３の接続
配管に流入する。

また、他の液体状の液冷媒はバイパス配管と第３の接続
配管とに流れ、バイパス配管に流入した冷媒は電磁弁及
び毛細管を通り、第３の接続配管に流入した冷媒と熱交
換部で熱交換後に、第２の接続配管に流入する。一方、
第３の接続配管に流入した冷媒は第２の流量制御装置を
経て、暖房運転状態におる室内機からの冷媒と合流して
冷房運転状態にある各室内機に流入する。冷房運転状態
にある室内機に流入した冷媒は熱交換（冷房）を行ない
熱交換後に第２の接続配管を通って室外機側に導びかれ
て再び圧縮機に戻る。

暖房運転のみの場合、冷媒は室外機より第２の接続配管
を通り各室内機に導入される。そして、熱交換（暖房）
して第３の接続配管を通り市外）幾に戻る。

また、冷房運転のみの場合は第１の接続配管、第３の接
続配管を経て各室内機に導入されて熱交換（冷房）され
る。そして、この熱交換した冷媒は第２の接続配管によ
り室外機に戻る。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例の空気調和装置の冷媒系を
中心とする全体構成図である。また、第２図乃至第４図
は第１図の実施例における冷１デ房運転時の動作状態を
示したもので、第２図は冷房または暖房のみの運転動作
状態を示す冷媒循環図、第３図及び第４図は各々冷暖房
同時運転の動作を示すもので、第３図は暖房主体（暖房
運転容量が冷房運転容量より大きい場合）の、第４図は
冷房主体（冷房運転容量が暖房運転容量より大きい場合
〉の運転動作状態を示す冷媒循環図でおる。そして、第
５図はこの発明の他の実施例の空気調和装置の冷媒系を
中心とする全体構成図である。図中、従来例と同−符号
及び同一記号は従来例と同一または相当部分を示すもの
であるので、ここではＬｉする説明を省略する。

なお、この実施例についても、従来例と同様に、苗鉢別
１台に室内機３台を接続した場合について説明するか、
４台以上の室内機を接続する場合も基本的に同様でおる
。また、空気調和装置の室外は（１）は、圧縮機（２）
、四方弁（３）、市外熱交換器（４）、逆止弁（５）、
膨張弁（６）、受液器（７）、及びアキュムレータ（８
）等で構成されているが、図では説明の都合上、逆止弁
（５）、膨張弁（６）及び受液器（７）の記載を省略す
る。

図において、（１９）は第１の接続配管（１３）の途中
に設けた気液分離器であり、冷媒を気体と液体とに分離
する気液分離装置としての■能を有する。（２０）は室
内熱交換器（１０）の一方を第１の接続配管（１３）と
第２の接続配管（１４）とに切替可能に接続する三方切
替弁、（２１）は室内熱交換器（１０）の他の一方に接
続された第１の流量制御装置である第１の電気式膨張弁
でおる。この三方切替弁（２０＞　、室内熱交換器（１
０）、及び第１の電気式膨張弁（２１）で各室内機（９
ａ）〜（９Ｃ）が構成されている。また、（２２）は各
室内機（９ａ）〜（９Ｃ）の第１の電気式膨張弁（２１
）側と第１の接続配管（１３）の気液分離器（１９）の
下部とを接続する第３の接続配管、（２３〉は第３の接
続配管（２２）に設けた第２の流量制御装置である電気
式膨張弁である。（２４）は開閉装置として機能する電
磁弁、（２５）は流量制御装置として機能する毛細管、
（２６）は第３の接続配管（２２）の気液分離器（１９
）と第２の電気式膨張弁（２３）との間で熱交換を行な
う熱交換部、（２７）は気液分離器（１９）の高さ方向
のほぼ中央部から分岐し第２の接続配管（１４）に接続
するバイパス配管である。このバイパス配管（２７）の
途中に上記の電磁弁（２４）と毛細管（２５）と熱交換
部（２６〉か設けである。

このように構成されたこの発明の実施例の空気調和装置
の動作について説明する。

まず、第２図を用いて暖房運転のみの場合について説明
する。

圧縮ａ（２）より吐出された高温高圧冷媒ガスは、第２
の接続配管（１４）により室外から室内側に導かれ、各
室内■（９ａ）〜（９Ｃ）の各々の三方切替弁（２０）
を介して室内熱交換器（１０）に流入し、熱交換（暖房
）した後に凝縮液化される。そして、この液状態となっ
た冷媒は、第１の電気式膨張弁（２１）を通り、第３の
接続配管（２２）に流入し合流して第２の流量制御装置
でおる電気式膨張弁（２３）により低圧まで減圧される
。そして、低圧まで減圧された冷媒は気液分離器（１９
）を介して第１の接続配管（１３）を経て、室外機（１
）の室外熱交換器（４）に流入し、そこで熱交換してガ
ス状態となって再び圧縮機（２）に吸入される。このよ
うにして、循環ザイクルを構成し、暖房運転を行なう。

つぎに、同じく第２図を用いて冷房運転のみの場合につ
いて説明する。

圧縮機（２）より吐出された高温高圧冷媒ガスは、室外
熱交換器（４）で熱交換され凝縮液化された後、第１の
接続配管（１３）から気液分離器（１９〉を介して、第
３の接続配管（２２）に流れ、全開状態の第２の電気式
膨張弁（２３）を経て各室内機（９ａ）〜（９Ｇ）に流
入する。各室内ＩＮ（９ａ）〜（９Ｃ）に流入した冷媒
は第１の電気式膨張弁（２１）により低圧まで減圧され
室内熱交換器（１０）に流入し、室内空気と熱交換（冷
房）して蒸発しガス化される。そして、このガス状態と
なった冷媒は三方切替弁（２０）を介して、第２の接続
配管（１４）を経て再び圧縮機（１）に吸入される循環
ザイクルを構成し、冷房運転を行なう。

つぎに、暖房主体の冷暖房同時運転について第３図を用
いて説明する。

まず、圧縮機（２〉より吐出された冷媒は、第２の接続
配管（１４）から暖房運転状態にある各室内機（９ｂ）
、（９ｃ）に三方切替弁（２０）を介して流入し、室内
熱交換器（１０）で熱交換（＠房）し、冷媒を凝縮液化
する。そして、この凝縮液化した冷媒は第１の電気式膨
張弁（２１）で若干過冷却状態となるように通過流量が
制御され、第３の接続配管（２２）に流入する。この冷
媒の一部は冷房運転状態にある室内機（９ａ）に入り、
第１の膨張弁（２１）によって減圧された後に、室内熱
交換器（１０）に入って熱交換〈冷房〉され、蒸発して
ガス状態となって三方切替弁（２０）を介して第１の接
続配管（１３）に流入する。

一方、他の冷媒液は第２の電気式膨張弁（２３）で低圧
まで減圧された後に、第３の接続配管（２２）から気液
分離器（１９）に流入する。ここで、冷房運転状態にあ
る室内１！（９ａ）からの冷媒と合流して第１の接続配
管（１３）を経て室外熱交換器（４）に流入し、熱交換
され蒸発してガス状態となって再び圧縮機（１）に戻る
循環サイクルを形成して暖房主体運転を行なう。なあ、
第２の電気式膨張弁（２３）の通過流量は室外熱交換器
（４）の出口冷媒のの過熱度を検知して所定の過熱度と
なるように制御される。

また、冷房主体の冷暖房同時運転の場合、第４図に示す
ように圧縮機（１）より吐出された冷媒は室外熱交換器
（４）に流入し、任意の量だけ熱交換され気液二相の高
温高圧状態となり、第１の接続配管（１３）の気液分離
器（１９）に流入する。そして、ここで気体と液体に分
離された後、室内側に送られる。気液分離器（１９）で
分離された気体状の冷媒ガスは暖房運転状態におる室内
ＩＮ（９ａ）に三方切替弁（２０）を介して導入ざれ、
室内熱交換器（１０）で熱交換（暖房）して凝縮液化さ
れ、第１の電気式膨張弁（２１）より第３の接続配管（
２２）に流入する。

一方、気液分離器（１９）で分離された液体状の液冷媒
はバイパス配管（２７）と第３の接続配管（２２）に流
入する。バイパス配管（２７）に流入した冷媒液は毛細
管（２５）により低圧まで減圧後に、第３の接続配管（
２２）と熱交換部（２６）で熱交換（第３の接続配管（
２２）の冷媒を冷却）してガス化され第２の接続配管（
１４）に流入する。また、第３の接続配管（２２）に流
入した冷媒液は熱交換部（２６）でバイパス配管（２７
）を流れる冷媒により冷却され、若干過冷却された状態
となって第２の電気式膨張弁（２３〉を経て暖房運転状
態にある室内機（９ａ）からの冷媒と合流して冷房運転
状態にある各室内機（９ｂ）、（９ｃ）に流入する。そ
して、冷房運転状態に必る各室内機（９ｂ）、（９ｃ）
に流入した冷媒は第１の電気式膨張弁（２１）によって
低圧まで減圧され、室内熱交換器（１０）で熱交換（冷
房）して熱弁する。このガス状態となった冷媒は三方切
替弁（２０）を介して第２の接続配管（１４）に流入し
、再び圧縮機（２）に戻る循環サイクルを形成して冷房
主体運転を行なう。

上記のように、この実施例の空気調和装置の冷房主体の
冷暖房同時運転においては、第３の接続配管（２２）を
流れる冷媒とバイパス配管（２７）を流れる冷媒との熱
交換により、気液分離器（１９〉で分離された第３の接
続配管（２２）を通る冷媒液を過冷却状態にしている。

したがって、気液分離器（１９）から各室内機（９ａ）
　〜（９ｃ）までの第３の接続配管（２２）の経路が長
くなり圧力損失等がおる場合でおっても、冷媒が気液二
相状態となることはない。このため、冷房運転状態にあ
る室内機（９ｂ）、（９ｃ）の第１の電気式膨張弁（２
１）の入口付近の冷媒状態を第３の接続配管（２２）の
長さ如何に拘らず、常に、液体状態とすることができる
。この結果、第１の電気式膨張弁（２１）の流量制御性
がよく、効率のよい冷暖房同時運転ができる。

また、バイパス配管（２７）には冷媒の気液状態に応じ
て流動抵抗が変化する流量制御装置として願能する毛細
管（２５）を設けているので、気液分離器（１９）の冷
媒液面が低下した場合にも、ガス状の冷媒がバイパス配
管（２７）内に大量に流れるということはない。したか
って、暖房運転状態にある室内Ｕ！（９ａ）には適量の
ガス冷媒の供給が維持され、暖房能力が大きく低下する
ことはない。

ざらに、バイパス配管（２７）により気液分離器（１９
〉内の冷媒の液面を一定の位置に維持でき、余剰冷媒を
アキュムレータ（８）に貯溜することかできるので、第
３の接続配管（２２）の途中にレシーバ等を設ける必要
性もない。

なあ、上記実施例では三方切替弁（２０）を設けて第１
の接続配管（１３）と第２の接続配管（１４）とを切替
可能に接続したが、第５図に示すように２つの電磁弁（
３０）、（３１）等の開閉弁をδ９けて切替可能に接続
してもよい。ざらに、上記実施例では室内機（９ａ）〜
（９Ｃ）に第１の流量制御装置でおる電気式膨張弁（２
１）を設けたものについて説明したが、第５図に示すよ
うに温度式膨張弁（１２）、毛細管（３２）、逆止弁（
１１）等により構成し、室内機が冷房の場合は温度式膨
張弁（１２）で低圧まで減圧するようにし、暖房の場合
は室内熱交換器（１０）から毛細管（３２）、逆止弁（
１１）を通り、第３の接続配管（２２）に冷媒が流入す
るようにしてもよい。そして、上記実施例では第３の接
続配管（２２）に第２の電気式膨張弁（２３）を設けた
が、これと同等の動作を行なうものであればよく、第５
図に示すように、例えば、電気式流量調整弁（３３）（
例えば、ボールバルブ）等の開閉弁であってもよい。こ
のほか、上記実施例ではバイパス配管（２７〉を気液分
離器（１９）の高さのほぼ中間部から分岐するものにつ
いて説明をしたか、第３の接続配管（２２）の接続位置
と第１の接続配管（１３）の開口部との間でおれば任意
に選定することができる。

ところで、上記の各実施例では室内機（９ａ〉〜（９Ｃ
）を三方切替弁（２０＞　、室内熱交換器（１０）、及
び第１の電気式膨張弁（２１）等により構成したものに
ついて説明したが、室内熱交換器（１０〉のみを室内機
（９ａ）　〜（９ｃ）とし、この室内ｔＰｉ（９ａ）〜
（９Ｇ）の空気条件により三方切替弁（２０）及び第１
の電気式膨張弁（２１）を制御してもよい。また、上記
実施例では室外熱交換器（４）及び室内熱交換器（１０
）を空気と冷媒とで熱交換するものについて述べたか、
どちらか一方が水と冷媒または画然交換器が水と冷媒と
で熱交換するもので必ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の空気調和装置は、１台
の室外機と複数台の室内機とを並列に接続する第１の接
続配管または第２の接続配管の途中に気液分離装置を設
け、室内熱交換器の一方を三方切替弁を介して第１の接
続配管と第２の接続配管とに切換可能に接続し、室内熱
交換器のもう一方を第３の接続配管で流量制御装置を介
して第１の接続配管または第２の接続配管のいずれか設
けた気液分離装置に接続し、この気液分離装置と気液分
離装置が設けてない第１の接続配管または第２の接続配
管とを開閉装置及び流量制御装置を介してバイパス配管
で接続し、このバイパス配管に第３の接続配管の気液分
離装置と流量制御装置との間で熱交換を行なう熱交換部
を設けたことにより、並列に接続された複数台の各室内
機の冷房運転と暖房運転とを同時にまたは選択的に行な
うことができ、しかも、冷媒の流量及び気液状態を適正
に制御できるので、各室内機が設置されている空間の冷
暖房要求に対応した冷暖房運転ができ、利用範囲が拡大
する。

また、冷房主体の冷暖房同時運転において、第３の接続
配管が長く圧力損失が大きい場合でも、この第３の接続
配管を流れる冷媒を液体状態の単相冷媒とすることがで
き、しかも、バイパス配管を大量のガス冷媒が流れるこ
ともないので、安定した効率のよい冷暖房運転ができる
。

ざらに、室内機間を接続する第３の接続配管の追加だけ
で、室内外機間を接続する長い接続配管も従来の２本で
良く設置工事性も良く、費用も安いというメリットがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一実施例の空気調和装置の冷媒系
を中心とする全体構成図、第２図は第１図の空気調和装
置の冷房または暖房のみの運転動作状態を示す冷媒循環
図、第３図は第１図の空気調和装置の暖房主体の運転動
作状態を示す冷媒循環図、第４図は第１図の空気調和装
置の冷房主体の運転動作状態を示す冷媒循環図、第５図
はこの発明の他の実施例の空気調和装置の冷媒系を中心
とする全体構成図、第６図は従来の空気調和装置の冷媒
系を中心とする全体構成図である。 図において、 １：室外機　　　　　　　２：圧縮機 ３：四方弁　　　　　　　４：室外熱交換器８：アキュ
ムレータ ９ａ〜９Ｃ：室内機　　１０：室内熱交換器１３：第１
の接続配管　１４：第２の接続配管１９：気液分離器 ２１：第１の流量制御装置である電気式膨張弁２２：第
３の接続配管 ２３：第２の流用制御装置でおる電気式膨張弁２６：熱
交換部　　　　２７：バイパス配管３３：電気式流量調
整弁 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　圧縮機、四方弁、室外熱交換器、アキュムレータ等か
   らなる１台の室外機と、室内熱交換器、流量制御装置等
   からなる複数台の室内機と、前記室外機と室内機間を第
   １の接続配管及び第２の接続配管を介して並列接続して
   なる空気調和装置において、 上記第１の接続配管または第２の接続配管の途中に気液
   分離装置を設け、上記複数台の室内機の一方を前記第１
   の接続配管または第２の接続配管と切替可能に接続し、
   他の一方を第３の接続配管で流量制御装置を介して前記
   第１の接続配管または第２の接続配管のいずれかに設け
   た気液分離装置に接続し、前記気液分離装置と前記気液
   分離装置か設けてない第１の接続配管または第２の接続
   配管とを開閉装置及び流量制御装置を介してバイパス配
   管で接続し、前記バイパス配管に第３の接続配管の気液
   分離装置と流量制御装置との間で熱交換を行なう熱交換
   部を設けたことを特徴とする空気調和装置。