JPH06147702A - 多室冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は除霜運転時も暖房運転を継続し、暖
房能力の低下を小さく抑えて快適性を保持できる多室冷
暖房装置を提供することを目的とする。 【構成】 圧縮機１、暖房用第１補助熱交換器２０、こ
の能力を制御する第１制御弁２１、冷房用第１補助熱交
換器２３、この能力を制御する第２制御弁２２、減圧装
置２４と熱源側熱交換器２５と三方弁２６を連接し、減
圧装置２４は第１制御弁２１と第２制御弁２２の間に連
通するとともに、三方弁２６の片方を冷房用第１補助熱
交換器２３と圧縮機１の間に連通した蒸発回路２７と、
三方弁２６の他方を圧縮機１と暖房用第１補助熱交換器
２０の間に連通した凝縮回路２８とを連接してなる熱源
側冷媒サイクルと、熱源側熱交換器２５の着霜を検出す
る着霜検出手段１１と、除霜するかどうかを判定する除
霜判定手段３９と、この信号に基づいてアクチュエータ
を駆動するアクチュエータ駆動手段４０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源側冷媒サイクルと
利用側冷媒サイクルに分離された多室冷暖房装置に係わ
り、詳しくはその冷媒サイクルの除霜に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては特開平１−２７５３
１４号公報で知られるような多室冷暖房装置がある。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来の技術につ
いて説明する。図３において、１は圧縮機、２は四方
弁、３は第３補助熱交換器，３ａは第３補助熱交換器３
への冷媒流量を制御する補助制御弁、４は熱源側熱交換
器、４ａは熱源側熱交換器４への冷媒流量を制御する主
制御弁、５は減圧装置、６は第１補助熱交換器でこれら
を環状に連接し、熱源側冷媒サイクルを形成している。

【０００４】７は第２補助熱交換器で第１補助熱交換器
６と熱交換するように一体に形成されている。８は第１
冷媒搬送装置で冷房時と暖房時で冷媒の流出方向が反対
となる可逆特性を持っている。

【０００５】９は第３補助熱交換器３と一体に形成され
熱交換する第４補助熱交換器、１０は第２冷媒搬送装置
で冷房時と暖房時で冷媒の流出方向が反対となる可逆特
性を持っている。

【０００６】１１は着霜検出手段であり、サーミスタを
使用している。これらは室外ユニット１２に収納されて
いる。

【０００７】１３ａ，１３ｂは第１利用側熱交換器でそ
れぞれ室内ユニット１４ａ，１４ｂに設けられ、第１配
管１５ａ，１５ｂで室外ユニット１２と接続されてい
る。１６ａ，１６ｂは第１利用側熱交換器１３ａ，１３
ｂそれぞれへの冷媒流量を制御する第１流量弁である。

【０００８】１７ａ，１７ｂは第２利用側熱交換器でそ
れぞれ室内ユニット１４ａ，１４ｂに設けけられ、第２
配管１８ａ，１８ｂで室外ユニット１２と接続されてい
る。１９ａ，１９ｂは第２利用側熱交換器１７ａ，１７
ｂそれぞれへの冷媒流量を制御する第２流量弁である。

【０００９】第２補助熱交換器７、第１冷媒搬送装置
８、第１流量弁１６ａ，１６ｂ、第１利用側熱交換器１
３ａ，１３ｂおよび第１配管１５ａ，１５ｂを環状に連
接し、第１利用側冷媒サイクルを形成している。

【００１０】また、第４補助熱交換器９、第２冷媒搬送
装置１０、第２流量弁１９ａ，１９ｂ、第２利用側熱交
換器１７ａ，１７ｂおよび第２配管１８ａ，１８ｂを環
状に連接し第２利用側冷媒サイクルを形成している。

【００１１】以上のように構成された多室冷暖房装置に
ついて、その動作を説明する。室内ユニット１４ａ，１
４ｂの両方が冷房運転の場合、熱源側冷媒サイクルで
は、補助制御弁３ａが閉成し、圧縮機１からの高温高圧
ガス冷媒は四方弁２を通り熱源側熱交換器４で放熱して
凝縮液化し、減圧装置５で減圧され第１補助熱交換器６
で蒸発して四方弁２を通り圧縮機１へ循環する。

【００１２】この時、第１利用側冷媒サイクルの第２補
助熱交換器７と第１補助熱交換器６が熱交換し、第１利
用側冷媒サイクル内のガス冷媒は冷却されて液化し、第
１冷媒搬送装置８に送られる。この第１冷媒搬送装置８
から吐出された液冷媒は第１配管１５ａを通って第１流
量弁１６ａ，１６ｂへ流通し適性に流量制御されて第１
利用側熱交換器１３ａ，１３ｂへ送られて吸熱し、蒸発
ガス化して第１配管１５ｂを通って第２補助熱交換器７
に循環する。

【００１３】この時、例えば室内ユニット１４ａを暖房
運転にする場合、補助制御弁３ａが開成して第１流量弁
１６ａが閉成し、第２利用側冷媒サイクルが運転され
る。つまり、第２冷媒搬送装置１０から送られた第２利
用側冷媒サイクルの冷媒は、第４補助熱交換器９へ送ら
れ、第３補助熱交換器３で加熱ガス化され、第２配管１
８ｂを通って第２利用側熱交換器１７ａへ送られ第２流
量弁１９ａで流量制御されながら暖房して凝縮液化し、
第２配管１８ａを通って第２冷媒搬送装置１０へ循環す
る。

【００１４】この時、熱源側冷媒サイクルでは主制御弁
４ａの開度調整で熱源側熱交換器４の凝縮量を制御する
ことにより、第３補助熱交換器３と第４補助熱交換器９
との熱交換量を制御している。

【００１５】一方、室内ユニット１４ａ，１４ｂの両方
が暖房運転の場合、熱源側冷媒サイクルでは、補助制御
弁３ａが閉成し、圧縮機１からの高温高圧ガス冷媒は四
方弁２から第１補助熱交換器６に送られ、放熱して凝縮
液化する。そして減圧装置５で減圧され、熱源側熱交換
器４で吸熱蒸発し、四方弁２を通って圧縮機１へ循環す
る。

【００１６】この時、第１利用側冷媒サイクルの第２補
助熱交換器７と第１補助熱交換器６が熱交換し、第１利
用側冷媒サイクル内の液冷媒が加熱されてガス化し、第
１配管１５ｂを通って第１利用側熱交換器１３ａ，１３
ｂへ送られ、第１流量弁１６ａ，１６ｂで適正に流量制
御されながら暖房して凝縮液化し、第１配管１５ａを通
って第１冷媒搬送装置８へ送られ、第２補助熱交換器７
へ循環する。

【００１７】この時、例えば室内ユニット１４ａを冷房
運転する場合、補助制御弁３ａが開成して第１流量弁１
６ａが閉成し、第２利用側冷媒サイクルが運転される。
つまり、第４補助熱交換器９で第３補助熱交換器３に放
熱して液化した冷媒は第２冷媒搬送装置１０により第２
配管１８ａから第２流量弁１９ａに送られ、適正に流量
制御されて第２利用側熱交換器１７ａで冷房して蒸発ガ
ス化し、第２配管１８ｂを通って第４補助熱交換器９へ
循環する。

【００１８】この時、熱源側冷媒サイクルでは主制御弁
４ａの開度調整で熱源側熱交換器４の蒸発量を制御する
ことにより、第３補助熱交換器３と第４補助熱交換器９
との熱交換量を制御している。

【００１９】以上のような動作において暖房負荷が冷房
能力より大き場合（暖房主体運転）には、熱源側熱交換
器４が蒸発器の働きをし、低外気温度で着霜することが
ある。 この時、着霜検出手段のサーミスタ１１で着霜
を検出すると、四方弁２を切り換えて熱源側熱交換器４
を凝縮器として除霜運転を行う。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、除霜運転開始時には、四方弁２を切り換
えて熱源側冷媒サイクルの冷媒の流れを逆転させるとと
もに、第１冷媒搬送装置８と第２冷媒搬送装置１０の搬
送方向を逆転させて、第１利用側冷媒サイクルを冷房運
転、第２利用側冷媒サイクルを暖房運転させなければな
らない。

【００２１】また、除霜運転終了時には、再び四方弁２
を切り換えて熱源側冷媒サイクルの冷媒の流れを逆転さ
せるとともに、第１冷媒搬送装置８と第２冷媒搬送装置
１０の搬送方向も逆転させて、第１利用側冷媒サイクル
を暖房運転、第２利用側冷媒サイクルを冷房運転に戻さ
なければならない。

【００２２】従って、除霜運転開始時と終了時に、暖房
運転サイクルを第２利用側冷媒サイクルと第１利用側冷
媒サイクルに切り換えなければならないため、暖房能力
が著しく低下し、快適性を損なうという課題を有してい
た。

【００２３】本発明は上記課題を解決するもので、除霜
運転開始時と終了時に冷媒サイクルを切り換えることな
く、除霜運転時の暖房能力の低下を小さく抑えて、快適
性を保持できる多室冷暖房装置を提供することを目的と
する。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の多室冷暖房装置は圧縮機、暖房用第１補助熱
交換器、この暖房用第１補助熱交換器の能力を制御する
第１制御弁、冷房用第１補助熱交換器、この冷房用第１
補助熱交換器の能力を制御する第２制御弁、減圧装置と
熱源側熱交換器と三方弁を連接し、減圧装置は第１制御
弁と第２制御弁の間に連通するとともに、三方弁の片方
を冷房用第１補助熱交換器と圧縮機の間に連通した蒸発
回路と、三方弁の他方を圧縮機と暖房用第１補助熱交換
器の間に連通した凝縮回路とを連接してなる熱源側冷媒
サイクルと、熱源側熱交換器の着霜を検出する着霜検出
手段と、この出力信号に基づいて除霜するか判定する除
霜判定手段と、この出力信号に基づいてアクチュエータ
を駆動するアクチュエータ駆動手段を備えた構成となっ
ている。

【００２５】

【作用】本発明は上記のような構成により、暖房主体運
転時に着霜検出手段であるサーミスタで熱源側熱交換器
の着霜を検出して、除霜判定手段で除霜運転開始を判定
すると、アクチュエータ駆動手段で三方弁を切り換えて
熱源側熱交換器を凝縮器として除霜運転を行う。そし
て、除霜判定手段で除霜終了を判定すると、三方弁を切
り換えて暖房主体運転に戻る。

【００２６】このことにより、暖房運転から除霜運転を
通して暖房用第１補助熱交換器を常に凝縮器として動作
させ、除霜時の暖房能力低下を小さく抑える。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２を用い
て説明する。図１は本実施例における多室冷暖房装置の
冷媒サイクル図であり、図２はその除霜運転時の動作フ
ローチャートである。尚、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。

【００２８】図１において、２０は暖房用第１補助熱交
換器である。２１は第１制御弁であり、電動膨張弁を使
用している。２２は第２制御弁であり、電動膨張弁を使
用している。２３は冷房用第１補助熱交換器である。２
４は減圧装置であり、電動膨張弁を使用している。２５
は熱源側熱交換器である。２６は三方弁である。２７は
蒸発回路、２８は凝縮回路であり、これらは三方弁２６
により切り換えられる。 圧縮機１、暖房用第１補助熱
交換器２０、第１制御弁２１、第２制御弁２２、冷房用
第１補助熱交換器２３、減圧装置２４、熱源側熱交換器
２５、三方弁２６、蒸発回路２７、凝縮回路２８を連接
して熱源側冷媒サイクルを形成している。

【００２９】２９は暖房用第２補助熱交換器であり、暖
房用第１補助熱交換器２０と熱交換するように一体に形
成された積層熱交換器を使用している。３０は暖房用冷
媒搬送装置であり、冷媒ポンプを使用している。３１は
冷房用第２補助熱交換器であり、冷房用第１補助熱交換
器２３と熱交換するように一体に形成された積層熱交換
器を使用している。３２は冷房用冷媒搬送装置であり、
冷媒ポンプを使用している。

【００３０】熱源側冷媒サイクル、暖房用第２補助熱交
換器２９、暖房用冷媒搬送装置３０、冷房用第２補助熱
交換器３１、冷房用冷媒搬送装置３２は熱源ユニット３
３に収納されている。

【００３１】３４ａ，３４ｂは暖房用利用側熱交換器で
ある。３５ａ，３５ｂは暖房用能力制御弁であり、電動
膨張弁を使用しており、暖房用利用側熱交換器３４ａ，
３４ｂにそれぞれ直列に接続されている。

【００３２】暖房用第２補助熱交換器２９、暖房用冷媒
搬送装置３０、暖房用利用側熱交換器３４ａ，３４ｂ、
暖房用能力制御弁３５ａ，３５ｂを環状に連接して暖房
用利用側冷媒サイクルを形成している。

【００３３】３６ａ，３６ｂは冷房用利用側熱交換器で
ある。３７ａ，３７ｂは冷房用能力制御弁であり、電動
膨張弁を使用しており、冷房用利用側熱交換器３６ａ，
３６ｂにそれぞれ直列に接続されている。

【００３４】冷房用第２補助熱交換器３１、冷房用冷媒
搬送装置３２、冷房用能力制御弁３７ａ，３７ｂ、冷房
用利用側熱交換器３６ａ，３６ｂを環状に連接して冷房
用利用側冷媒サイクルを形成している。

【００３５】３８ａ，３８ｂは室内ユニットであり、暖
房用利用側熱交換器３４ａ，３４ｂ、暖房用能力制御弁
３５ａ，３５ｂ、冷房用利用側熱交換器３６ａ，３６
ｂ、冷房用能力制御弁３７ａ，３７ｂをそれぞれ収納し
ている。

【００３６】３９は除霜判定手段であり、着霜検出手段
のサーミスタ１１で検出した温度を基に、除霜運転する
か否かを判定する。４０はアクチュエータ駆動手段であ
り、除霜判定手段３９の結果に基づいて第２制御弁２
２、減圧装置２４、三方弁２６、冷房用冷媒搬送装置３
２を駆動させる。

【００３７】以上のように構成された多室冷暖房装置に
ついて、ここでは特に問題となる暖房主体運転時の除霜
運転に限って、その動作を説明する。

【００３８】室内ユニット３８ａが暖房運転、室内ユニ
ット３８ｂが冷房運転であり、暖房負荷が冷房負荷より
大きい暖房主体運転時には、三方弁２６と蒸発回路２７
を連通させる。圧縮機１からの高温高圧ガス冷媒は暖房
用第１補助熱交換器２０に送られ、放熱して凝縮液化し
た後、第２制御弁２２と減圧装置２４で減圧され、冷房
用第１補助熱交換器２３と熱源側熱交換器２５で蒸発ガ
ス化して圧縮機１へ循環する。

【００３９】この時、暖房用第２補助熱交換器２９と暖
房用第１補助熱交換器２０が熱交換し、暖房用利用側冷
媒サイクル内の液冷媒が加熱されてガス化し、暖房用利
用側熱交換器３４ａへ送られ、暖房用能力制御弁３５ａ
で適正に流量制御されながら暖房して凝縮液化し、暖房
用冷媒搬送装置３０へ送られ、暖房用第２補助熱交換器
２９へ循環する。

【００４０】また、冷房用第２補助熱交換器３１と冷房
用第１補助熱交換器２３が熱交換し、冷房用利用側冷媒
サイクル内のガス冷媒は冷却されて液化し、冷房用冷媒
搬送装置３２に送られる。この冷房用冷媒搬送装置３２
から吐出された液冷媒は冷房用能力制御弁３７ｂへ流通
して適正に流量制御され、冷房用利用側熱交換器３６ｂ
へ送られて吸熱し、蒸発ガス化して冷房用第２補助熱交
換器３１に循環する。

【００４１】次に除霜運転時の動作について図２を参照
にしながら説明する。ｓｔｅｐ１は着霜検出手段のサー
ミスタ１１であり、熱源側熱交換器２５が蒸発器の働き
をしているときの入口配管温度Ｔを定期的（例えば１分
毎）に検出する。

【００４２】ｓｔｅｐ２は除霜判定手段３９の中の除霜
開始判定ルーチンであり、サーミスタ１１の検出温度Ｔ
がー１０℃より高ければ、除霜運転する必要がないと判
定してｓｔｅｐ３へ移行する。ｓｔｅｐ３はアクチュエ
ータ駆動手段４０であり、三方弁２６を蒸発回路２７に
連通させ、減圧装置２４、第２制御弁２２、冷房用冷媒
搬送装置３２を暖房主体運転時の通常制御させる。

【００４３】ｓｔｅｐ２でサーミスタ１１の検出温度Ｔ
がー１０℃以下であれば、除霜運転する必要があると判
定してｓｔｅｐ４へ移行する。ｓｔｅｐ４はアクチュエ
ータ駆動手段４０であり、三方弁２６を凝縮回路２８に
連通させ、減圧装置２４と第２制御弁２２を全開にし、
冷房用冷媒搬送装置３２を駆動させる。

【００４４】このことにより、圧縮機１からの高温高圧
ガス冷媒は暖房用第１補助熱交換器２０と熱源側熱交換
器２５に送られ、暖房用第１補助熱交換器２０では暖房
用利用側冷媒サイクル内の冷媒に放熱して凝縮液化し、
熱源側熱交換器２５では霜を解かして凝縮液化する。そ
の後、第１制御弁２１、減圧装置２４、第２制御弁２２
を通って冷房用第１補助熱交換器２３で冷房用利用側冷
媒サイクル内の冷媒から吸熱して蒸発ガス化し、圧縮機
１に循環する。

【００４５】つまり、冷房用利用側冷媒サイクル内のガ
ス冷媒から熱を奪い、暖房運転を継続しながら熱源側熱
交換器２５の除霜運転を行う。

【００４６】ｓｔｅｐ５は着霜検出手段のサーミスタ１
１であり、除霜運転中の熱源側熱交換器２５の入口配管
温度Ｔを定期的（例えば１分毎）に検出する。

【００４７】ｓｔｅｐ６は除霜判定手段３９の中の除霜
終了判定ルーチンであり、サーミスタ１１の検出温度Ｔ
が１０℃以下であれば、除霜が終了していないと判定し
てｓｔｅｐ４に戻る。検出温度Ｔが１０℃より高くなる
と、除霜が終了したと判定してｓｔｅｐ１に戻る。

【００４８】上記実施例によれば、除霜運転時に、アク
チュエータ駆動手段４０で三方弁２６を凝縮回路２８に
連通させることにより、熱源側熱交換器２５に高温高圧
のガス冷媒を流して除霜運転しながら、暖房用第１補助
熱交換器２０にも高温高圧のガス冷媒を流して暖房運転
を継続できる。

【００４９】このことにより、除霜運転による暖房能力
の低下を小さく抑えることができ、快適性を保つことが
できる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明
は、圧縮機、暖房用第１補助熱交換器、暖房用第１補助
熱交換器の能力を制御する第１制御弁、冷房用第１補助
熱交換器、冷房用第１補助熱交換器の能力を制御する第
２制御弁、減圧装置と熱源側熱交換器と三方弁を連接
し、減圧装置は第１制御弁と第２制御弁の間に連通する
とともに、三方弁の片方を冷房用第１補助熱交換器と圧
縮機の間に連通した蒸発回路と、三方弁の他方を圧縮機
と暖房用第１補助熱交換器の間に連通した凝縮回路とを
連接してなる熱源側冷媒サイクルと、暖房用第１補助熱
交換器と一体に形成して熱交換する暖房用第２補助熱交
換器、複数の暖房用利用側熱交換器、暖房用冷媒搬送装
置を環状に連接してなる暖房用利用側冷媒サイクルと、
冷房用第１補助熱交換器と一体に形成して熱交換する冷
房用第２補助熱交換器、冷房用冷媒搬送装置、複数の冷
房用利用側熱交換器を環状に連接してなる冷房用利用側
冷媒サイクルと、熱源側熱交換器の着霜を検出する着霜
検出手段と、着霜検出手段の出力信号に基づいて除霜す
るか判定する除霜判定手段と、除霜判定手段の出力信号
に基づいてアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆
動手段を備えることにより、除霜運転中も暖房運転を継
続することができ、暖房能力の低下を小さく抑えて快適
性を保持できる多室冷暖房装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における多室冷暖房装置の冷
媒サイクル図

【図２】本発明の一実施例における多室冷暖房装置の除
霜運転時の動作フローチャート

【図３】従来の多室冷暖房装置の冷媒サイクル図

【符号の説明】

１ 圧縮機 １１ 着霜検出手段 ２０ 暖房用第１補助熱交換器 ２１ 第１制御弁 ２２ 第２制御弁 ２３ 冷房用第１補助熱交換器 ２４ 減圧装置 ２５ 熱源側熱交換器 ２６ 三方弁 ２７ 蒸発回路 ２８ 凝縮回路 ２９ 暖房用第２補助熱交換器 ３０ 暖房用冷媒搬送装置 ３１ 冷房用第２補助熱交換器 ３２ 冷房用冷媒搬送装置 ３４ａ，３４ｂ 暖房用利用側熱交換器 ３６ａ，３６ｂ 冷房用利用側熱交換器 ３９ 除霜判定手段 ４０ アクチュエータ駆動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、暖房用第１補助熱交換器、前記
   暖房用第１補助熱交換器の能力を制御する第１制御弁、
   冷房用第１補助熱交換器、前記冷房用第１補助熱交換器
   の能力を制御する第２制御弁、減圧装置と熱源側熱交換
   器と三方弁を連接し、前記減圧装置は前記第１制御弁と
   前記第２制御弁の間に連通するとともに、前記三方弁の
   片方を前記冷房用第１補助熱交換器と前記圧縮機の間に
   連通した蒸発回路と、前記三方弁の他方を前記圧縮機と
   前記暖房用第１補助熱交換器の間に連通した凝縮回路と
   を連接してなる熱源側冷媒サイクルと、前記暖房用第１
   補助熱交換器と一体に形成して熱交換する暖房用第２補
   助熱交換器、複数の暖房用利用側熱交換器、暖房用冷媒
   搬送装置を環状に連接してなる暖房用利用側冷媒サイク
   ルと、前記冷房用第１補助熱交換器と一体に形成して熱
   交換する冷房用第２補助熱交換器、冷房用冷媒搬送装
   置、複数の冷房用利用側熱交換器を環状に連接してなる
   冷房用利用側冷媒サイクルと、前記熱源側熱交換器の着
   霜を検出する着霜検出手段と、前記着霜検出手段の出力
   信号に基づいて除霜するか判定する除霜判定手段と、前
   記除霜判定手段の出力信号に基づいてアクチュエータを
   駆動するアクチュエータ駆動手段を備えた多室冷暖房装
   置。