JPH05141803A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、配管構成を簡素化して、部品数およ
び製造コストの低減を図るとともに、適性スーパヒート
量を大きくとることができ、液バック状態でもスーパヒ
ート制御を確実に行うことができ、冷凍サイクルの制御
性向上を得られる空気調和機を提供する。 【構成】室内熱交換器５，６から出てガス側電子制御弁
７ｂ，８ｂで絞られ圧力低下した冷媒の温度を、温度セ
ンサ１５，１６が検知する。液側集合管Ｗから液バイパ
ス管２０にバイパスし、キャピラリチューブ２１により
飽和温度となってガス側集合管Ｇに導かれる冷媒の温度
を飽和温度センサ２２が検知する。この冷媒飽和温度と
上記ガス側電子制御弁で圧力低下した後の冷媒検知温度
との差を室内熱交換器での冷媒過熱度として検出し、そ
の検出冷媒過熱度が一定値となるように液側電子制御弁
７ａ，８ａの開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室外ユニットおよび複
数の室内ユニットからなるマルチタイプの空気調和機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、いわゆる多室マルチエアコンと呼
ばれる、空気調和機が多用される傾向にある。これは、
図５に示すような冷凍サイクル回路を構成する。

【０００３】すなわち、図中１は運転周波数可変形の圧
縮機であり、この圧縮機１のガス吐出側には、四方弁２
および室外熱交換器３が順次接続されるとともに、上記
室外熱交換器３には液側集合管Ｗが接続され、上記四方
弁２の別のポートには、ガス側集合管Ｇが接続される。

【０００４】これら液側集合管Ｗとガス側集合管Ｇとの
間に、並列回路Ｓが接続されている。ガス側集合管Ｇは
上記四方弁２およびアキュームレータ４を介して圧縮機
１の吸込口に接続される。

【０００５】上記並列回路Ｓは、ここでは２台の室内熱
交換器５，６が並列的に接続されていて、それぞれ異な
る被空調室に配設される室内ユニットＢ₁ ，Ｂ₂ 内に収
容される。液側集合管Ｗは、液側分岐管Ｗ₁ ，Ｗ₂ に分
岐され、上記各室内熱交換器５，６に接続される。これ
ら液側分岐管Ｗ₁ ，Ｗ₂ には、減圧装置としての液側電
子制御弁（パルスモータバルブ）７ａ，８ａが設けられ
る。

【０００６】ガス側集合管Ｇは、ガス側分岐管Ｇ₁ ，Ｇ
₂ に分岐され、上記各室内熱交換器５，６に接続され
る。これらガス側分岐管Ｇ₁ ，Ｇ₂ には、流量調整弁と
してのガス側電子制御弁（パルスモータバルブ）７ｂ，
８ｂが接続される。

【０００７】各室内熱交換器５，６と液側電子制御弁７
ａ，８ａとの間の液側分岐管Ｗ₁ ，Ｗ₂ にそれぞれの液
バイパス管９，１０の一端部が接続され、かつ各室内熱
交換器５，６とガス側電子制御弁７ｂ，８ｂとの間のガ
ス側分岐管Ｇ₁ ，Ｇ₂ に、それぞれの液バイパス管９，
１０の他端部が接続される。これら液バイパス管９，１
０には、それぞれ飽和温度検知用のキャピラリチューブ
１１，１２が設けられる。

【０００８】さらに、液バイパス管９，１０のキャピラ
リチューブ１１，１２とガス側分岐管Ｇ₁ ，Ｇ₂ に対す
る接続部との間に、各室内熱交換器５，６の冷房時の低
圧圧力に相当する飽和温度を検知する飽和温度センサ１
３，１４が取着される。

【０００９】上記ガス側分岐管Ｇ₁ ，Ｇ₂ の、室内熱交
換器５，６とガス側電子制御弁７ｂ，８ｂとの間で、液
バイパス管９，１０の接続部よりも室内熱交換器５，６
側に、室内熱交換器５，６の出口冷媒温度を検知する温
度センサ１５，１６が取着される。上記室内ユニットＢ
₁ ，Ｂ₂ に収容される室内熱交換器５，６を除く、全て
の冷凍サイクル構成部品は、室外ユニットＡ内に収容さ
れる。

【００１０】しかして、冷房運転時には四方弁２を切換
えて、図中実線矢印方向に冷媒を導く。それぞれの室内
熱交換器５，６で冷媒が蒸発して被空調室から蒸発潜熱
を奪い、冷房作用をなす。

【００１１】この冷房運転時に、各液側電子制御弁７
ａ，８ａは冷凍サイクルのスーパーヒート量に応じて冷
凍サイクルの絞り量を制御する。すなわち、各飽和温度
センサ１３，１４の検知温度（冷媒飽和温度）と、室内
熱交換器５，６出口側の温度センサ１５，１６の検知温
度との差を、それぞれの室内熱交換器５，６での冷媒過
熱度として検出し、その検出冷媒過熱度が一定値となる
よう液側電子制御弁７ａ，８ａの開度を制御する。

【００１２】一方、圧縮機１の能力（インバータ回路の
出力周波数）を各室内ユニットＢ₁，Ｂ₂ における要求
能力（設定室内温度と室内温度センサとの検知温度との
差に対応）に応じて制御する。同時に、各室内ユニット
Ｂ₁ ，Ｂ₂ に対応するガス側電子制御弁７ｂ，８ｂの開
度を、その室内ユニットＢ₁ ，Ｂ₂ の要求能力にしたが
って制御する。

【００１３】暖房運転時には、四方弁２を切換えて、図
中破線矢印方向に冷媒を導く。それぞれの室内熱交換器
５，６で冷媒が凝縮して被空調室に凝縮熱を放出し、暖
房作用をなす。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の、こ
の種の空気調和機においては、室内ユニットＢ₁ ，Ｂ₂
および室内熱交換器５，６と同数の液バイパス管９，１
０と、飽和温度検出用のキャピラリチューブ１１，１２
と、飽和温度センサ１３，１４が必要である。そのた
め、配管構成が複雑であって、かつ部品数が多くなり、
製造コストが高くなる不具合がある。

【００１５】さらに、スーパヒート量を検知するための
温度センサ１５，１６をガス側電子制御弁７ｂ，８ｂの
上流側に備えていて、流量調整の絞り以前の位置で検知
するようになっているため、適性スーパヒート量が小さ
い。このことは、モリエル線図から説明できる。

【００１６】図２（Ａ）は、基本のモリエル線図を示
す。ここで、ガス側電子制御弁７ｂの絞り量を他のガス
側電子制御弁８ｂのそれより大きく取った場合、蒸発作
用の時点で蒸発器５側が上段側に、かつ蒸発器６側が下
段側になる。

【００１７】各蒸発器５，６で蒸発した冷媒が、ここか
ら導出されると、図６に拡大して示すように、冷媒は気
液混合線から出てガスの状態になったところで、それぞ
れの出口側に設けられる流量調整用のガス側電子制御弁
７ｂ，８ｂで絞られて圧力低下する。

【００１８】上記温度センサ１５，１６は、室内熱交換
器５，６のほとんど出口における位置Ｐ₂ ，Ｐ₃ で冷媒
温度を検知する。これは、それぞれガス側電子制御弁７
ｂ，８ｂの絞りによる圧力低下の開始直前位置である。

【００１９】したがって、飽和温度センサ１３，１４の
飽和検出位置Ｐ₁ ，Ｐ₁ と出口温度検出位置Ｐ₂ ，Ｐ₃
との小さな差の範囲でしか、適正なスーパヒート量を制
御できない。実際には、適正スーパヒート量は、約３de
g 程度でしかない。

【００２０】そしてまた、種々な条件が揃った場合、圧
縮機１へ液バックが生じることがある。このような状態
では、液バック量がどのように多くても、温度センサ１
５，１６と飽和温度センサ１３，１４の検出値との差が
０以下にならないので、液バック側について０〜３deg
の小さなスーパヒート量の範囲内で制御をしなければな
らず、冷媒の制御性が悪いという欠点がある。

【００２１】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、配管構成を簡素化し
て、部品数および製造コストの低減を図るとともに、適
性スーパヒート量を大きくとることができ、かつ液バッ
ク状態でもスーパヒート制御を確実に行うことができ、
冷凍サイクルの制御性向上を得られる空気調和機を提供
するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユニ
ット、およびそれぞれが室内熱交換器を有する複数の室
内ユニットからなる空気調和機において、上記圧縮機、
四方弁、室外熱交換器、各室内熱交換器の並列回路を接
続した冷凍サイクルを備え、上記室外熱交換器と各室内
熱交換器との間のそれぞれ液側分岐管に液側電子制御弁
を設け、上記各室内熱交換器と四方弁との間のそれぞれ
ガス側分岐管にガス側電子制御弁を設け、これらガス側
電子制御弁と上記四方弁との間のガス側分岐管に室内熱
交換器から出てガス側電子制御弁で絞られ圧力低下した
冷媒の温度を検知する手段を設け、上記室外熱交換器と
液側分岐管を結ぶ液ラインの液側集合管および四方弁と
ガス側分岐管を結ぶガスラインのガス側集合管とを液バ
イパス管でバイパスし、この液バイパス管に飽和温度検
出用のキャピラリチューブを設け、液バイパス管を導か
れる冷媒の飽和温度を検出する手段を具備したことを特
徴とする空気調和機である。

【００２３】

【作用】冷房運転時、圧縮機から吐出された冷媒は、室
外熱交換器を介して液側電子制御弁で絞られた後、室内
熱交換器で蒸発し、ガス側電子制御弁で流量調整され、
圧力低下した状態で冷媒温度を検知される。また、液バ
イパス管を導かれた冷媒は、飽和温度検出用のキャピラ
リチューブで減圧されてガスライン側の集合管にバイパ
スされる。

【００２４】したがって、ガス側電子制御弁を出た冷媒
の温度検出値と、飽和温度を検出した検出値との差が、
適度なスーパヒート量になるように、液側電子制御弁の
開度を調整すれば、各室内熱交換器の出口側の冷媒を最
適な状態に保てる。

【００２５】そして、冷媒をガス側電子制御弁で絞り圧
力低下した後、スーパヒート量を検知することになるの
で、適性スーパヒート量が大きくなり、液バックしてい
ても温度検知手段の検出値が変化して、ガス側電子制御
弁について広い範囲で制御できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面にもとづい
て説明する。図１は、いわゆる多室マルチエアコンと呼
ばれる空気調和機の冷凍サイクル回路を示す。

【００２７】後述するバイパス管２０およびガス側分岐
管Ｇ₁ ，Ｇ₂ に取着される冷媒温度検知手段である温度
センサ１５，１６の取付け位置を除いて、圧縮機１、四
方弁２、室外熱交換器３、室内熱交換器５，６、液側電
子制御弁７ａ，８ａとガス側電子制御弁７ｂ，８ｂを備
えた並列回路Ｓおよびアキュームレータ４は、先に図５
で説明した従来のものと同一でよいので、同番号を付し
て新たな説明は省略する。

【００２８】上記液バイパス管２０は、その一端部が液
側集合管Ｗに接続され、他端部がガス側集合管Ｇに接続
されてなる。ここには飽和温度検出用のキャピラリチュ
ーブ２１が設けられ、さらに、飽和温度センサ２２が取
着される。

【００２９】また、ガス側分岐管Ｇ₁ ，Ｇ₂ に取着され
る温度センサ１５，１６は、冷房運転時におけるガス側
電子制御弁７ｂ，８ｂの後流側である、ガス側電子制御
弁７ｂ，８ｂとガス側集合管Ｇの合流部との間に位置設
定される。

【００３０】しかして、冷房運転時に、圧縮機１で圧縮
され吐出された冷媒は、四方弁２と室外熱交換器３を通
り、それぞれ液側分岐管Ｗ₁ ，Ｗ₂ に分流して、液側電
子制御弁７ａ，８ａで絞られる。そして、室内熱交換器
５，６で蒸発し、ガス側電子制御弁７ｂ，８ｂで流量調
整されてから、温度センサ１５，１６の検知部位に到達
する。

【００３１】一方、液側集合管Ｗから液バイパス管２０
に導かれた液冷媒は、飽和温度検出用のキャピラリチュ
ーブ２１で減圧されてから、ガス側集合管Ｇを導かれる
冷媒と合流する。ここに取着される飽和温度センサ２２
は、低圧圧力に相当する飽和温度を検知することにな
る。

【００３２】したがって、上記室内熱交換器５，６を介
してガス側電子制御弁７ｂ，８ｂを導出した冷媒温度を
検出する温度センサ１５，１６の検出値と、飽和温度セ
ンサ２２の検出値との差が冷媒過熱度として得られ、こ
の値が適性値になるように液側電子制御弁７ａ，８ａの
開度を調節し、各室内熱交換器５，６出口の冷媒を最適
な状態に保持できることとなる。このとき、室内ユニッ
トＢ₁，Ｂ₂ からの能力要求が同じであれば、ガス側電
子制御弁７ｂ，８ｂの開度を同一開度（全開）に調整す
る。

【００３３】すなわち、図２（Ｂ）に示すモリエル線図
のように変る。ガス側電子制御弁７ｂ，８ｂの絞り量を
同一開度（全開）にするので、互いの室内熱交換器５，
６における圧力がともに同一となり、各線が重なって、
単一の冷凍サイクルと同様となる。

【００３４】どちらかのガス側電子制御弁７ｂもしくは
８ｂを絞っている場合は、絞っている側のスーパヒート
量が若干大きくなるように、対応する液側電子制御弁７
ａもしくは８ａの開度を制御する。

【００３５】たとえば、図３のモリエル線図一部に示す
ように、一方のガス側電子制御弁７ｂを他方のガス側電
子制御弁８ｂより絞っている場合、この制御弁７ｂの絞
りによる圧力低下に対応するように、液側電子制御弁７
ａの開度を制御する。

【００３６】そしてさらに同図で示すように、各ガス側
電子制御弁７ｂ，８ｂの後流側に温度センサ１５，１６
を備え、各電子制御弁７ｂ，８ｂで絞られて圧力低下し
た後に冷媒温度を検知するようにしたので、適性スーパ
ヒート量範囲が大になる。

【００３７】すなわち、温度センサ１５，１６の検出位
置Ｐ₃ ，Ｐ₄ は、ガス側電子制御弁７ｂ，８ｂで絞られ
圧力低下した後であり、先に説明した飽和温度センサ２
２の検出値との差の適性スーパヒート量になる。

【００３８】絞り量が大きく、圧力降下が大きいガス側
電子制御弁７ｂ側では、室内熱交換器５側における適性
スーパヒート量が約８deg となる。絞り量が小さく、圧
力低下が弁の圧損程度の極くわずかのガス側電子制御弁
８ｂ側においてさえ、室内熱交換器６における適性スー
パヒート量が約５deg となる。

【００３９】いずれにしても、従来のような室内熱交換
器５，６を出た直後で、ガス側電子制御弁７ｂ，８ｂに
よる圧力低下がある前の状態で検出するよりも、大きな
適性スーパヒート値が得られる。

【００４０】種々の条件が揃うと、液バック状態にな
る。図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、たとえば一方の
室内熱交換器５側が液バック状態になって、気液混合線
の内側で圧力低下をなし、他方の室内熱交換器６側は、
先に説明したのと同様の通常運転をなす場合である。

【００４１】室内熱交換器５側では、液バック状態のま
までガス側電子制御弁７ｂで絞られ、圧力が低下してか
らガス側集合管Ｇに合流する。しかるに上記温度センサ
１５は、ガス側電子制御弁７ｂで絞られ、気液混合範囲
からガス状態に変化したところＰ₅ で検出することにな
るから、飽和温度の検出値Ｐ₁ との差のスーパヒート量
が取れる。

【００４２】他方の室内熱交換器６側においては、液バ
ックをしない前提なので、先に説明した通りの適性スー
パヒート量になる。結局、液バックしていても、各温度
センサ１５，１６の検出値が大きく変化する。

【００４３】逆に、室内熱交換器６側で液バックが生じ
ても、温度センサ１６の位置をガス側電子制御弁８ｂの
後流側に設定したから、スーパヒート量が取れることは
同様である。

【００４４】したがって、ガス側電子制御弁７ｂ，８ｂ
によって、０〜８deg の広い範囲でのスーパヒート量を
取ることができ、液バック状態であってもスーパヒート
制御を行うことが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、室内熱交
換器から出てガス側電子制御弁で絞られ圧力低下した冷
媒の温度を検知する手段と、液側集合管ガス側集合管と
をバイパスし飽和温度検出用のキャピラリチューブを有
する液バイパス管と、この液バイパス管を導かれる冷媒
の飽和温度を検出する手段とを具備したから、配管構成
が簡素化して、部品数および製造コストの低減を図れ
る。そしてまた、適性スーパヒート量を大きくとること
ができ、たとえ液バック状態になってもスーパヒート制
御を確実に行うことができ、冷凍サイクルの制御性向上
を得られる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。

【図２】（Ａ）は、ガス側電子制御弁７ｂ，８ｂの絞り
量を異ならせた状態でのモリエル線図。（Ｂ）は、ガス
側電子制御弁７ｂ，８ｂの絞り量を同一にした状態での
モリエル線図。

【図３】図２（Ａ）の、モリエル線図の一部を拡大した
図。

【図４】（Ａ）は、一方の室内熱交換器が液バック状態
になった場合のモリエル線図一部を拡大した図。（Ｂ）
は、さらにその一部を拡大した図。

【図５】本発明の従来例を示す、空気調和機の冷凍サイ
クル構成図。

【図６】そのモリエル線図一部を拡大した図。

【符号の説明】

１…圧縮機、３…室外熱交換器、Ａ…室外ユニット、
５，６…室内熱交換器、Ｂ₁ ，Ｂ₂ …室内ユニット、Ｓ
…並列回路、Ｗ₁ ，Ｗ₂ …液側分岐管、７ａ，８ａ…液
側電子制御弁、Ｇ₁ ，Ｇ₂ …ガス側分岐管、７ｂ，８ｂ
…ガス側電子制御弁、１５，１６…温度センサ、Ｗ…液
側集合管、Ｇ…ガス側集合管、２０…液バイパス管、２
１…キャピラリチューブ、２２…飽和温度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユニッ
   ト、およびそれぞれが室内熱交換器を有する複数の室内
   ユニットからなる空気調和機において、上記圧縮機、四
   方弁、室外熱交換器、各室内熱交換器の並列回路を接続
   した冷凍サイクルと、上記室外熱交換器と各室内熱交換
   器との間のそれぞれ液側分岐管に設けられた液側電子制
   御弁と、上記各室内熱交換器と四方弁との間のそれぞれ
   ガス側分岐管に設けられたガス側電子制御弁と、これら
   ガス側電子制御弁と上記四方弁との間のガス側分岐管に
   設けられ室内熱交換器から出てガス側電子制御弁で絞ら
   れ圧力低下した冷媒の温度を検知する手段と、上記室外
   熱交換器と液側分岐管を結ぶ液ラインの液側集合管およ
   び四方弁とガス側分岐管を結ぶガスラインのガス側集合
   管とをバイパスする液バイパス管と、この液バイパス管
   に設けられる飽和温度検出用のキャピラリチューブと、
   液バイパス管を導かれる冷媒の飽和温度を検出する手段
   とを具備したことを特徴とする空気調和機。