JPH05187729A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的小さな設置スペースでも冷暖房能力を
大きく向上させることができるとともに、従来の室外機
もそのまま使用することができ、経済化を図ることがで
きる空気調和装置を提供する。 【構成】 室内熱交換器１４、室内送風機１５を有する
室内機１３と、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機３、室外
熱交換器６、室外送風機７、膨張弁５、四方弁４を有
し、前記室内機１３に連結されるメイン室外機１と、少
なくとも補助室外熱交換器１１、補助室外送風機１２を
有し、メイン室外機１に連結され、メイン室外機１を補
助する少なくとも１台の補助熱交室外機１０とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内機と室外機とから
構成され、空気と媒体との間で熱交換を行う冷凍サイク
ルを備えたヒートポンプ式の空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置における冷凍サイクルで
は、熱源として大気を利用するヒートポンプ式のものが
一般的であり、このヒートポンプ式の空気調和装置は暖
房時には冷媒が室外機で大気の熱を吸収し、室内機で熱
放出し、冷房時には冷媒が室内機で大気の熱を吸収し、
室外機で大気に熱を放出している。

【０００３】このような空気調和装置は、冷凍サイクル
的に見ると、近年増加している圧縮機の動作周波数を変
化させるインバータ回路を用いた機種では、室外機には
該インバータ回路、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、絞
り機構、冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れの方向を変
更する四方弁、室外熱交換器、室外送風機を主要構成部
として搭載され、室内機には室内熱交換器および室内送
風機が主要構成部として搭載されている。

【０００４】このような空気調和装置の性能は、圧縮機
を除けば、室内機および室外機が有する熱交換器の性能
によって大きく左右される。一般的には、冷暖房能力を
向上させようとする場合には、空気と冷媒との熱交換量
を大きくする必要があるので、室内機および室外機とも
に熱交換器の容量を大きくし、またそれぞれの送風機の
風量も大きくする必要がある。そして、１台の室外機と
多数の室内機とからなる多室対応の所謂マルチエアコン
を除けば、通常室内機と室外機との組合せ台数は１：１
である。従って、能力の大きな空気調和装置を設置する
必要がある場合には、室内機および室外機ともに大きな
能力のものを設ける必要がある。

【０００５】このような室内機と室外機が１：１である
ヒートポンプ式の空気調和装置は、最近の地価高騰に伴
うマンション等の集合住宅の増加によって省スペース性
が要求されてきている。特に、室内機においては熱交換
器に細径パイプを使用することによりコンパクト化が図
られ、壁掛けタイプのように細長く、厚さが薄いものが
主流になりつつある。また、室外機においても、ベラン
ダ等に置く場合の省スペース性の要求から除々にではあ
るが、据え付け面積の縮小化が図られているが、室内機
ほどにはコンパクト化は図られていない。これは、室外
機の場合には暖房時の霜付きの問題があり、室内機のよ
うにフィンにスリットを入れたり、３段以上の多段にす
る等により熱交換性能を向上させることが困難であるこ
とも起因しいている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の室外機
は大きな能力を必要とする程、設置スペースも大きなも
のを必要とし、限られたスペースの場合には、限られた
能力の室外機しか設置することができず、これに伴って
室内機の冷暖房能力も限られるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、比較的小さな設置スペースで
も冷暖房能力を大きく向上させることができるととも
に、従来の室外機もそのまま使用することができ、経済
化を図ることができる空気調和装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気調和装置は、室内熱交換器および室内
送風機を有する室内機と、圧縮機、室外熱交換器、室外
送風機および膨張弁を有し、前記室内機に連結される主
室外機と、少なくとも補助室外熱交換器および補助室外
送風機を有し、前記主室外機に連結され、前記主室外機
を補助する少なくとも１台の補助室外機とを有すること
を要旨とする。

【０００９】また、本発明の空気調和装置は、室内熱交
換器および室内送風機を有する室内機と、圧縮機、室外
熱交換器、室外送風機および膨張弁を有し、前記室内機
に１本の配管を介して連結される主室外機と、補助室外
熱交換器、補助室外送風機および膨張弁を有し、前記主
室外機および室内機にそれぞれ１本の配管を介して連結
され、前記主室外機を補助する少なくとも１台の補助室
外機とを有することを要旨とする。

【００１０】

【作用】本発明の空気調和装置では、主室外機に補助室
外機を連結して、全体の冷暖房能力を大幅に増大すると
ともに、また主室外機と室内機だけによっても冷暖房運
転が可能となっている。

【００１１】また、本発明の空気調和装置では、主室外
機、室内機および補助室外機の間を全体で３本の配管で
連結するとともに、主室外機に補助室外機を連結して、
全体の冷暖房能力を大幅に増大している。

【００１２】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係わる空気調
和装置の全体構成図である。同図に示すヒートポンプ式
の空気調和装置は、室外に設置されるメイン室外機１
と、室内に設置され、前記メイン室外機１に配管３１，
３２を介して連結されている室内機１３と、室外に設置
され、前記メイン室外機１に配管３３，３４を介して直
列に連結されている補助熱交室外機１０とから構成され
ている。

【００１４】メイン室外機１は、インバータ２、圧縮機
３、四方弁４、膨張弁５、室外熱交６、室外送風機７、
室内機接続用パックドバルブ８ａ，８ｂ、補助熱交室外
機接続用パックドバルブ９ａ，９ｂ等の主要部品から構
成され、補助熱交室外機１０は、補助熱交換器１１、補
助送風機１２等より構成される。また、室内機１３は、
室内熱交換器１４、室内送風機１５等より構成される。

【００１５】図１に示す冷凍サイクルにおいて、暖房時
には、実線の矢印で示すように、メイン室外機１におけ
る圧縮器３より吐出された高温、高圧の気化冷媒は、四
方弁４を通過した後、室内機接続用パックドバルブ８ａ
を経由して、室内機１３に導かれ、室内熱交換器１４を
流れる間に室内送風機１５による室内空気と熱交換する
ことで、室内に熱を放出し、凝縮する。凝縮し、液化し
た冷媒は、室内機接続用パックドバルブ８ｂを経由し
て、膨張弁５で絞られ、減圧された後、補助熱交室外機
接続用パックドバルブ９ａを経由して、補助熱交室外機
１０の補助熱交換器１１に入り、補助送風機１２による
室外空気と熱交換することで、蒸発過程で室外空気の熱
を奪う。さらに、蒸発途中の二相冷媒は、補助熱交室外
機接続用パックドバルブ９ｂを経由して、メイン室外機
１の室外熱交６に入り、室外送風機７による室外空気と
熱交換し、蒸発過程を完了する。加熱された低圧の気化
冷媒は、再び圧縮機３に入り高温、高圧の気化冷媒とな
って吐出され、暖房時の１サイクルが終了する。

【００１６】一方、冷房時には、点線の矢印で示すよう
に、メイン室外機１における圧縮器３から吐出された高
温高圧の冷媒は、四方弁４を通過した後、室外熱交換器
６に導かれ、室外送風機７による室外空気により、冷却
されて一部凝縮する。さらに、この二相冷媒は、補助熱
交室外機接続用パックドバルブ９ｂを経由して、補助熱
交室外機１０の補助熱交換器１１に入り、補助送風機１
２により、冷却され、高圧の液となって凝縮過程が完了
する。高圧の液となった冷媒は、補助熱交室外機接続用
パックドバルブ９ａを経由して、メイン室外機１の膨張
弁５で絞られ、減圧される。そして、室内機接続用パッ
クドバルブ８ｂを経由して、室内機１３に導かれ、室内
熱交換器１４で室内送風機１５による室内空気と熱交換
することで、蒸発過程で、室内空気の熱を奪い、冷房を
行う。低圧の気化された冷媒は、室内機接続用パックド
バルブ８ａを経由して、メイン室外機１の圧縮器３に入
り、再び高温、高圧の気化冷媒となって吐出され、冷房
時の１サイクルが終了する。

【００１７】次に、冷媒回収時の運転を説明する。冷媒
回収は、メイン室外機１の室外熱交換器６で行い、最初
に上述した冷房運転を行う。冷房運転の状態で、メイン
室外機１の補助熱交室外機接続用パックドバルブ９ｂを
フロントシートで全閉する。その後、同じメイン室外機
１の室内機接続用パックドバルブ８ａを中間シートで半
閉し、しばらくその状態で運転を続ける。この際、メイ
ン室外機１の室内送風機７は運転状態である。室内熱交
換器６に凝縮液が貯まったと思われる一定時間後、室内
機接続用パックドバルブ８ａをフロントシートで全閉す
る。その直後、補助熱交室外機接続用パックドバルブ９
ａ及び室内機接続用パックドバルブ８ｂをフロントシー
トで全閉し、冷房運転を停止し、冷媒回収を完了する。

【００１８】更に、セット設置時のエアパージ方法を説
明する。まず、メイン室外機１と補助熱交室外機１０を
接続渡り配管で接続する。補助熱交室外機接続用パック
ドバルブ９ａに接続した渡り配管を少し開いた状態で、
補助熱交室外機接続用パックドバルブ９ｂを中間シート
で半開する。一定時間経過後、前記渡り配管を全閉し、
補助熱交室外機１０のエアパージを終了する。次に、室
内機１３のエアパージを行う。メイン室外機１と室内機
１３を接続渡り配管で接続する。室内機接続用パックド
バルブ８ｂに接続した渡り配管を少し開いた状態で、室
内機接続用パックドバルブ８ａを中間シートで半開す
る。一定時間経過後、前記渡り配管を全閉し、室内機１
３のエアパージを終了する。

【００１９】図２は、図１に示す空気調和装置を構成す
るメイン室外機１、室内機１３および補助熱交室外機１
０のうち、補助熱交室外機１０を除去し、メイン室外機
１との室内機１３のみとを連結することにより、従来の
室外機と室内機が１：１のシングルエアコンを構成した
ものである。

【００２０】また、図２に示すようにメイン室外機１と
室内機１３とで構成されているシングルエアコンが既に
設置されていた場合に、その冷暖房能力を増大したい場
合には、このような構成の上に前記補助熱交室外機１０
を追加し、図１に示すように連結することにより、既に
設置されているエアコンを無駄にすることなく、冷暖房
能力を増大するように構成することもできる。

【００２１】このような冷凍サイクルにおいては、以下
に示すようなメリットが多い。まず、補助熱交室外機１
０を設けることにより、冷暖房能力をメイン室外機１が
持っている能力よりはるかに大きく拡大できる。この場
合室内機１３は、メイン室外機１と補助熱交室外機１０
を合わせた能力のものを使用する。また、従来のメイン
室外機の配管接続を若干改良するだけでそのまま使える
ので、量産コストメリットが大きい。実際、補助熱交室
外機１０を使わずに能力をメイン室外機に合わせる場合
は、図２に示すような接続配管をして、冷凍サイクル的
には従来の室内外機１：１シングルエアコンとなんら変
わらない。更に、補助熱交室外機１０の設置スペースは
小さく、上方に置く、或いは、壁に吊る設置方法の場合
には従来の大能力用室外機に比べて、省スペース効果が
大きい。また、従来の室外機が例えば、パイプスペース
のような限られたスペースにある場合、そのスペースを
殺すことなく、有効に活用できる。

【００２２】図３は、本発明の他の実施例に係わる空気
調和装置の全体構成図である。この空気調和装置は、図
１に示す実施例においてメイン室外機１の室外熱交換器
６と補助熱交室外機１０の補助熱交換器１１とを並列に
連結した点が異なるものである。すなわち、メイン室外
機１の室外熱交換器６と補助熱交室外機１０の補助熱交
換器１１は、メイン室外機１の四方弁４と膨張弁５に対
して並列に連結され、暖房時には蒸発器として作用し、
冷房時には凝縮器として作用するようになっている。な
お、補助熱交室外機１０はパックドバルブ１６ａ，１６
ｂを介して配管３４，３３に連結されている。

【００２３】このように補助熱交室外機１０がメイン室
外機１に対して並列に連結された空気調和装置の動作は
図１に示す空気調和装置の動作と同じであり、図３にお
いて実線で示す矢印が暖房運転時のものであり、点線の
矢印が冷房運転時のものである。

【００２４】図４は、図２と同様に、補助熱交室外機１
０を除去し、メイン室外機１と室内機１３のみとを連結
し、室外機と室内機が１：１のシングルエアコンも可能
であることを示しているものである。

【００２５】図３において、冷媒回収は、主に補助熱交
換器１１で行う。方法としては、冷房運転で補助熱交室
外機１０のパックドバルブ１６ａ，１６ｂを閉め、補助
熱交換器１１に冷媒を貯留する。この場合、メイン室外
機１の室外送風機７は停止させた方が良い。その後、暖
房運転後、補助熱交室外機接続用パックドバルブ９ｂを
閉め、冷房運転で補助熱交室外機接続用パックドバルブ
９ａを閉め、順次、室内機接続用パックドバルブ８ｂ、
室内機接続用パックドバルブ８ａを閉め、冷媒回収を終
了する。メイン室外機１の１台運転のみで、補助熱交室
外機１０がない時は、図４で示すように補助熱交室外機
接続用パックドバルブ９ａと９ｂを短絡させればよい。

【００２６】このような並列接続による補助熱交室外機
併設タイプのメリットは、基本的には図１で示した直列
タイプのメリットとほぼ同様である。ただ、冷凍サイク
ル的に見ると、直列タイプに比べて２個の室外機熱交の
圧力損失が小さくなるのが特徴である。

【００２７】図５は、本発明の更に他の実施例に係わる
空気調和装置の全体構成図である。同図に示す空気調和
装置は、上述した図１の実施例において補助熱交室外機
１０の代わりに、電子膨張弁１７を補助熱交換器１１お
よび補助送風機１２に加えて有する補助熱交室外機５０
を設けるとともに、メイン室外機１、室内機１３および
補助熱交室外機５０の間を図示のようなそれぞれ１本の
配管、全体で３本の配管３５，３６，３７で連結するよ
うにした点が異なるものであり、その他の構成は同じで
ある。

【００２８】このように構成された空気調和装置の動作
は図１に示す直列式の空気調和装置の動作と同じであ
り、図５において実線で示す矢印が暖房運転時のもので
あり、点線の矢印が冷房運転時のものである。また、こ
のように構成される空気調和装置のメリットも基本的に
は図１に示す直列式の空気調和装置のメリットとほぼ同
じであるが、直列式に比較して接続渡り配管が３本で足
りるというメリットがある。

【００２９】図６は、図２と同様に、補助熱交室外機１
０を除去し、メイン室外機１と室内機１３のみとを連結
し、室外機と室内機が１：１のシングルエアコンも可能
であることを示しているものであるが、この場合にはメ
イン室外機１の膨張弁５を使用することになる。

【００３０】上述したように、本発明の空気調和装置で
は、省スペース性、エクステリア性、冷暖房能力を大幅
に向上した冷凍サイクルを達成することができる。

【００３１】なお、図１および図２に示す実施例におい
て、膨張弁の代わりに電子膨張弁を使用した場合には、
室内機接続用パックドバルブ８ｂ及び補助熱交室外機接
続用パックドバルブ９ａを除去し、通常の配管接続を行
ってもよい。

【００３２】更に、上記各実施例においては、補助熱交
室外機は１台のみが示されているが、複数設けられてい
てもよいことは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主室外機に補助室外機を連結して、全体の冷暖房能力を
大幅に増大するとともに、また主室外機と室内機だけに
よっても冷暖房運転が可能である。従って、従来の室外
機の配管のみを若干改良するだけで、そのまま使用で
き、量産によるコストメリットが大きい。また、補助室
外機の設置スペースは小さく、例えば上方に置いたり、
壁に吊して設置することができ、従来の大能力用室外機
に比べて省スペース効果が大きいとともに、エクステリ
ア性も向上することができる。また、従来の室外機が例
えばパイプスペースのような限られたスペースにある場
合には、そのスペースを有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる空気調和装置の全体
構成図である。

【図２】図１に示す空気調和装置をメイン室外機と室内
機のみとで構成した図である。

【図３】本発明の他の実施例に係わる空気調和装置の全
体構成図である。

【図４】図３に示す空気調和装置をメイン室外機と室内
機のみとで構成した図である。

【図５】本発明の更に他の実施例に係わる空気調和装置
の全体構成図である。

【図６】図５に示す空気調和装置をメイン室外機と室内
機のみとで構成した図である。

【符号の説明】

１ メイン室外機 ２ インバータ ３ 圧縮機 ４ 四方弁 ５ 膨張弁 ６ 室外熱交換器 ７ 室外送風機 １０ 補助熱交室外機 １１ 補助熱交換器 １２ 補助送風機 １３ 室内機 １４ 室内熱交換器 １５ 室内送風機 ５０ 補助熱交室外機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内熱交換器および室内送風機を有する
   室内機と、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機および膨
   張弁を有し、前記室内機に連結される主室外機と、少な
   くとも補助室外熱交換器および補助室外送風機を有し、
   前記主室外機に連結され、前記主室外機を補助する少な
   くとも１台の補助室外機とを有することを特徴とする空
   気調和装置。
2. 【請求項２】 室内熱交換器および室内送風機を有する
   室内機と、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機および膨
   張弁を有し、前記室内機に１本の配管を介して連結され
   る主室外機と、補助室外熱交換器、補助室外送風機およ
   び膨張弁を有し、前記主室外機および室内機にそれぞれ
   １本の配管を介して連結され、前記主室外機を補助する
   少なくとも１台の補助室外機とを有することを特徴とす
   る空気調和装置。