JPH0311664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は空気調和機に係り、特に、能力可変の
第１コンプレツサと能力一定の第２コンプレツサ
とで１つの室内側熱交換器を共用することによ
り、それぞれ単独の冷凍サイクルを形成する空気
調和機の改良に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

従来、この種の空気調和機は第４図に示すよう
に構成され、１台の室内ユニツト１に、第１室外
ユニツト２と第２室外ユニツト３との２台の室外
ユニツトを冷媒配管４により接続し、２つの冷凍
サイクルをそれぞれ単独に形成している。

第１室外ユニツト２は運転回転速度を無段階に
変速し得る能力可変の第１コンプレツサ５を有す
る。この第１コンプレツサ５は例えば図示しない
周波数変換装置から出力される運転周波数により
その能力を可変させるコンプレツサからなる。第
１コンプレツサ５は冷媒配管４Ａにより、四方弁
６Ａ、室外側熱交換器７Ａ、膨張弁８Ａと逆止弁
９Ａとキヤピラリチユーブ１０Ａとガスバランス
用の二方弁１１Ａとをブリツジ状に接続したブリ
ツジ回路１２Ａ、室内ユニツト１内の室内側熱交
換器１３を順次、かつ環状に接続して冷媒を循環
させる第１冷凍サイクルＡを形成している。

一方、第２室外ユニツト３は一定の回転速度で
運転される能力一定の第２コンプレツサ１４を有
する。この第２コンプレツサ１４は上記第１冷凍
サイクルＡとほぼ同様に冷媒配管４Ｂにより、四
方弁６Ｂ、室外側熱交換器７Ｂ、膨張弁８Ｂと逆
止弁９Ｂとキヤピラリチユーブ１０Ｂとガスバラ
ンス用の二方弁１１Ｂとをブリツジ状に接続した
ブリツジ回路１２Ｂ、室内ユニツト１内の室内側
熱交換器１３を順次、かつ環状に接続して第２冷
凍サイクルＢを形成している。これら第１、第２
冷凍サイクルＡ，Ｂは各四方弁６Ａ，６Ｂを切換
えることにより室内を冷暖房し、冷房運転時には
冷媒が第４図中実線矢印方向に循環し、暖房運転
時の冷媒は第４図中実線矢印方向に循環する。

また、この空気調和機の運転制御方法は第５図
のフローチヤートに示すように行なわれていた。

すなわち、まず、室内ユニツト１に設置された
図示しない室内センサにより室内温度TAを検出
させ、この室温検出温度TAを設定室内温度TS
と比較して両者の温度差△Ｔ（△Ｔ＝TA−TS）
を算出し、この温度差△Ｔに応じて図示しない周
波数変換装置にて適宜の運転周波数に変換し、第
１コンプレツサ５の能力を適宜制御していた。し
かし、この両温度TA，TSの温度差△Ｔ、すな
わちTA−TSが所定の誤差限界値TBよりも小さ
くなつた場合、すなわち、△Ｔ＞TBの条件が不
成立の場合は、図示しない第２コンプレツサ制御
装置により第２コンプレツサ１４をOFF制御す
る。この第２コンプレツサ１４の運転停止後は第
１コンプレツサ５の単独運転となり、引き続きこ
の第１コンプレツサ５は温度差△Ｔ（△Ｔ＝TA
−TS）に応じた運転周波数により制御される。
そして、温度差△Ｔが誤差限界値TBより拡大し
て、△Ｔ＞TBの条件が成立したときに、第２コ
ンプレツサ１４が図示しない第２コンプレツサ制
御装置によりON制御され、再び第１コプレツサ
５との同時運転に制御される。

しかしながら、このような従来の空気調和機で
は、特に冷房運転時に第２コンプレツサ１４の運
転が停止されて、第１コンプレツサ５のみの単独
運転に移行すると、室内側熱交換器１３では第２
冷凍サイクルＢを循環する冷媒の蒸発作用が行な
われずに、第１冷凍サイクルＡの冷媒のみの蒸発
が行なわれる。したがつて、第１、第２両コンプ
レツサ５，１４の同時運転時に比較して室内側熱
交換器１３における蒸発圧力（蒸発温度）が上昇
し、同時にこの昇圧したガス状の冷媒を吸込む第
１コンプレツサ５の吸込圧力が上昇する。このた
めに、第１コンプレツサ５は高負荷運転となつ
て、この第１コンプレツサ５を過熱する過熱サイ
クルを形成する。このような過負荷運転は第１コ
ンプレツサ５の運転周波数が低い場合に顕著であ
り、吸込圧力が第１コンプレツサ５の許容限界を
超えるので、第１コンプレツサ５の健全性を害す
る恐れがあつた。

〔考案の目的〕

本考案は上述した事情を考慮してなされたもの
で、第１コンプレツサ単独で冷媒運転時に、この
第１コンプレツサの過負荷運転を未然に防止し
て、第１コンプレツサの健全性の向上を図る空気
調和機を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

上述した目的を達成するために本考案は、能力
可変の第１コンプレツサと能力一定の第２コンプ
レツサとで室内側熱交換器を共用して各冷凍サイ
クルをそれぞれ独立して形成する空気調和機にお
いて、上記第１コンプレツサを含む冷凍サイクル
の冷房運転時における室外側熱交換器の下流側を
この第１コンプレツサの吸込側に連通させるパイ
パス路と、このパイパス路の途中に介在された膨
張機構および開閉弁と、上記第２コンプレツサの
運転停止時に上記開閉弁を開弁させる制御装置と
を設けたことを特徴とする空気調和機。

〔考案の実施例〕

以下、本考案に係る空気調和機の一実施例につ
いて第１図ないし第３図を参照して説明する。

第１図は本考案に係る空気調和機の一実施例の
要部を示す冷凍サイクル図であり、第１室外ユニ
ツト２０は冷媒配管２１により図示しない室内ユ
ニツトに接続されて第１冷凍サイクルａを形成し
ている。すなわち、第１室外ユニツト２０は例え
ば図示しない周波数変換装置から出力される運転
周波数によりその能力を可変させる第１コンプレ
ツサ２２を有し、第１コンプレツサ２２は冷媒配
管２１により、四方弁２３、室外側熱交換器２
４、ブリツジ回路２５、図示しない室内ユニツト
の室内側熱交換器を順次、かつ環状に接続して第
１冷凍サイクルａを形成している。また、上記室
内側熱交換器は図示しない第２の室外ユニツトの
冷凍サイクル構成機器に接続されて第２冷凍サイ
クルを構成している。すなわち、１台の図示しな
い室内側熱交換器を２つの冷凍サイクルで共用し
ている。

上記ブリツジ回路２５は逆止弁２６とキヤピラ
リチユーブ２７とガスバランス用の二方弁２８と
膨張弁２９等をブリツジ状に接続して、冷、暖房
運転時の冷媒の流れ方向等を適宜制御するもので
あり、冷房と暖房運転の切換制御は四方弁２３の
切換により行なわれる。第１図中実線矢印は冷房
運転時の冷媒の循環方向を示し、同破線矢印は暖
房運転時の冷媒の循環方向を示す。

ブリツジ回路２５と室外側熱交換器２４とを接
続する冷媒配管２１ａの途中と、四方弁２３と第
１コンプレツサ２２の吸込側とを接続する冷媒配
管２１ｂの途中とはバイパス管３０により接続さ
れている。このバイパス管３０の途中には常閉の
バイパス二方弁３１とバイパスキヤピラリチユー
ブ３２とがそれぞれ介装されている。したがつ
て、冷房運転時にバイパス二方弁３１が開くと、
室外側熱交換器２４からブリツジ回路２５へ向け
て流れる液状冷媒の一部がこのバイパス管３０を
通して第１コンプレツサ２２の吸込側へ吸込まれ
る。冷媒がこのバイパス管３０内を流れる際はバ
イパスキヤピラリチユーブ３２にて減圧されて液
化されるので、第１コンプレツサ２２の吸込側に
は液冷媒が吸入される。

バイパス二方弁３１は第２図で示す第２コンプ
レツサ３３が運転を停止した時に、開弁する常閉
の電磁弁等で構成されており、この第２コンプレ
ツサ３３は図示省略した第２冷凍サイクルに組み
込まれる、能力が一定のコンプレツサである。第
２コンプレツサ３３は第２図に示すように、電磁
接触器３４のａ接点３４ａを介して３相の給電線
（R.S.T）に接続され、この電磁接触器３４の励
磁コイルは第２コンプレツサ制御装置３５を介し
て図示しない電源に接続されている。また、この
電源には電磁接触器３４のｂ接点３４ｂを介し
て、バイパス二方弁３１の励磁コイル３１Ａに接
続されている。上記第２コンプレツサ制御装置３
５は図示しない室温センサにより検出された室温
検出温度TAに応じて第２コンプレツサ３３の運
転をON−OFF制御するものである。すなわち、
第２コンプレツサ制御装置３３は、第３図に示す
ように図示しない室温センサにより検出された室
温検出温度TAと室温設定温度TSとを入力して、
これら両温度TA，TSの温度差△Ｔが、予め設
定されている誤差限界値TBよりも小さくなつた
時、すなわち、△Ｔ＞TBの条件が不成立になつ
た時、運転停止信号を電磁接触器３４へ出力し
て、第２コンプレツサ３３の運転を停止させるも
のである。また、温度差△Ｔが拡大して、△Ｔ＞
TBの条件が成立したときに、運転信号を電磁接
触器３４へ出力して、第２コンプレツサ３３を再
び運転させるようになつている。

次に本実施例の作用を第３図で示すフローチヤ
ートを参照して説明する。

まず、四方弁２３等の切換操作により、能力可
変の第１コンプレツサ２２と能力一定の第２コン
プレツサ３３が共に冷房運転されている場合は、
第１、第２両コンプレツサ２２，３３から吐出さ
れた各冷媒は第１、第２各冷凍サイクルを例えば
第１図中実線矢印に示す方向にそれぞれ循環し
て、１台の室内側熱交換器（図示省略）を共用す
る。この室内側熱交換器内にそれぞれ流入された
各冷凍サイクルの液状冷媒は蒸発して、周囲の熱
を吸熱して冷却し、室内フアン（図示省略）の駆
動により室内を冷房する。この室内の温度は図示
しない室温センサにより検出され、この室温検出
温度TAは第２コンプレツサ制御装置３５に入力
される。第２コンプレツサ制御装置３５は、第３
図に示すように既に入力している室温設定温度
TSと室温検出温度TAとを比較して両者の温度
差△Ｔ（△Ｔ＝TA−TS）を算出する。この温度
差△Ｔが予め設定されている誤差限界値TBより
も小さい時、すなわち、△Ｔ＞TBの条件が不成
立の時は、第２図で示す第２コンプレツサ制御装
置３５から運転停止信号が電磁接触器３４へ出力
され、この電磁接触器３４の励磁コイルが励磁さ
れる。これにより、電磁接触器３４のａ接点３４
ａとｂ接点３４ｂとが共に開放する。ａ接点３４
ａの開放により第２コンプレツサ３３への給電回
路が開路となり、３相交流電力の給電が遮断され
て、第２コンプレツサ３３の運転が停止する。ま
た、ｂ接点３４ｂの開放により、常閉のバイパス
二方弁３１の励磁コイル３１Ａへの給電が遮断さ
れ、開弁する。したがつて、第２コンプレツサ３
３の運転停止とほぼ同時に常閉のバイパス二方弁
３１が開弁する。これにより、能力可変の第１コ
ンプレツサ２２の単独冷房運転時には、第１図で
示す室外側熱交換器２４からブリツジ回路２５へ
向けて冷媒配管２１ａ内を流れる冷媒の一部が、
開弁したバイパス二方弁３１に案内されてバイパ
ス管３０へ分流し、バイパスキヤピラリチユーブ
３２にて減圧されて液化してから、第１コンプレ
ツサ２２の吸込側の冷媒配管２１ｂへ流出する。
すなわち、第１コンプレツサ２２より吐出された
ガス状の冷媒の一部を室内側熱交換器（図示せ
ず）は迂回させて、液化してから第１コンプレツ
サ２２の吸込側へ戻すようにした。したがつて、
この第１コンプレツサ２２の吸込圧力の上昇を防
止できると共に、液冷媒の蒸発潜熱により第１コ
ンプレツサ２２を冷却することができる。

このように、バイパス二方弁３１を開弁させて
おいて、第１コンプレツサ２２の単独冷房運転時
においても、第３図で示すように、室温検出温度
TAと室温設定温度TSとの温度差△Ｔは常に算
出されており、この温度差△Ｔが誤差限界値TB
よりも大きくなつたとき、すなわち、△Ｔ＞TB
の条件が成立したときは、第２コンプレツサ制御
装置３５が運転信号を電磁接触器３４へ出力す
る。これにより、電磁接触器３４のａ接点３４ａ
とｂ接点３４ｂとが共に閉成し、第２コンプレツ
サ３３に３相交流電力が給電されて、再び運転を
開始し、第１コンプレツサ２２との同時運転に復
帰する。これとほぼ同時に、閉成したｂ接点３４
ｂを介してバイパス二方弁３１の励磁コイル３１
Ａが励磁されて、このバイパス二方弁３１は閉弁
する。したがつて、バイパス管３０を介して液冷
媒の一部が第１コンプレツサ２２の吸込側へ戻さ
れのは阻止される。これ以後の作用は第３図に示
すように繰り返される。

そして、本実施例において暖房運転を行なう場
合は、第１、第２各冷凍サイクルを冷媒が、冷房
運転とは逆方向（第１図では破線矢印方向）に循
環して、各冷凍サイクルが共用する室内側熱交換
器では冷媒の放熱作用が行なわれる。したがつ
て、第２コンプレツサ３３が運転を停止して、第
１コンプレツサ２２から吐出された冷媒が単独で
室内側熱交換器で放熱を行なつても、第１コンプ
レツサ２２の吸込圧力の上昇や過熱等の問題が発
生することがない。また、第２コンプレツサ３３
の運転停止時には暖房運転の場合でもバイパス二
方弁３１は開弁するが、バイパス管３０の両端部
が暖房運転時には低圧同士となるので、バイパス
管３０には冷媒が流れることがなく、冷媒のバイ
パスは生じない。

なお、上述実施例ではバイパス管３０の冷媒入
口側を、室内側熱交換器２４とブリツジ回路２５
とを接続する冷媒配管２１ａの途中に接続した
が、本考案はこれに限定されるものではなく、例
えば冷房運転時における冷房循環方向のブリツジ
回路２５の下流側にバイパス管３０の冷媒入口側
を接続するように構成してもよい。但し、この場
合には、冷房運転中に第２コンプレツサの運転を
停止した時にのみ、バイパス二方弁を開弁させ、
暖房運転時には開弁させないように構成する。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は、能力可変の第１
コンプレツサと能力一定の第２コンプレツサとで
室内側熱交換器を共用して各冷凍サイクルをそれ
ぞれ独立して形成する空気調和機において、各冷
凍サイクルの冷房運転時中に、第２コンプレツサ
の運転が停止した時に、室外側熱交換器へ流入さ
れる液冷媒の一部をこの室外側熱交換器は迂回さ
せて第１コンプレツサの吸込側へ吸込ませるよう
にした。したがつて本考案によれば、第１コンプ
レツサへの冷媒の吸込圧力の上昇を未然に、かつ
確実に防止することができると共に、この第１コ
ンプレツサを液冷媒の蒸発潜熱により冷却して、
その過熱を未然に防止し、過負荷運転を未然に防
止することができる効果を奏する。特に、第１コ
ンプレツサを低い運転周波数で運転する場合にそ
の効果が顕著になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る空気調和機の一実施例の
要部の冷凍サイクル図、第２図は第１図で示す一
実施例の概略シーケンス図、第３図は第１図で示
す一実施例の作用を説明するための概略運転制御
フローチヤート、第４図は能力可変のコンプレツ
サと能力一定のコンプレツサとを併有する従来の
空気調和機の冷凍サイクル図、第５図は、第４図
で示す従来例の概略運転制御フローチヤートであ
る。 ２０……室外ユニツト、２１……冷媒配管、２
２……第１コンプレツサ、２３……四方弁、２４
……室外側熱交換器、２５……ブリツジ回路、２
６……逆止弁、２７……キヤピラリチユーブ、２
８……二方弁、２９……膨張弁、３０……バイパ
ス管、３１……バイパス二方弁、３２……バイパ
スキヤピラリチユーブ、３３……第２コンプレツ
サ、３４……電磁接触器、３４ａ……ａ接点、３
４ｂ……ｂ接点、３５……第２コンプレツサ制御
装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 能力可変の第１コンプレツサと能力一定の第２
   コンプレツサとで室内側熱交換器を共用して各冷
   凍サイクルをそれぞれ独立して形成する空気調和
   機において、上記第１コンプレツサを含む冷凍サ
   イクルの冷房運転時における室外側熱交換器の下
   流側をこの第１コンプレツサの吸込側に連通させ
   るバイパス路と、このパイパス路の途中に介在さ
   れた膨張機構および開閉弁と、上記第２コンプレ
   ツサの運転停止時に上記開閉弁を開弁させる制御
   装置とを設けたことを特徴とする空気調和機。