JPH0621728B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は単一の室外ユニットに対して複数の室内ユニッ
トを有する空気調和機に係り、特に各室内ユニットの接
続を改良すると共に、各室内ユニットの冷暖房能力を同
等にできる空気調和機に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、多数の室を有するビルディング等においては各室
内にそれぞれ室内ユニットを設けて、これら室内ユニッ
トを単一の室外ユニットで冷凍サイクルを駆動させるよ
うにしたマルチ形空気調和機が採用されるに至ってい
る。

この種マルチ形空気調和機は単一の室外ユニットに対し
て複数の室内ユニットを備えて冷凍サイクルを形成する
もので、例えば、第２図に示す如き構成が採用されてい
る。

図示するように、室外側には冷媒を圧縮する圧縮機１
と、冷暖房時冷媒の流れを切換える四方弁２と、室外熱
交換器３と、暖房時の冷媒を減圧するキャピラリチュー
ブ４から主に構成された室外ユニット５が設けられてい
る。

キャピラリチューブ４にはこれと並列して逆止弁６が設
けられている。この逆止弁６は図示例の破線矢印で示す
暖房時の冷媒を通過させないようになっている。

このように形成された室外ユニット５に対して室内側に
は複数の室内ユニット７a ，７b が設けられている。こ
れら室内ユニット７a ，７b は室外ユニット５にパック
ドバルブ８，９を介して並列に接続されている。

各室内ユニット５，６はそれぞれ室内熱交換器１０，１
１と、キャピラリチューブ１２，１３とから主に構成さ
れている。具体的にはキャピラリチューブ１２，１３に
はこれに並列に接続されて逆止弁１４，１５がそれぞれ
設けられている。これら逆止弁１４，１５は冷媒を一方
向にのみ流すように構成されており、図示例の実線矢印
で示す冷房時の冷媒を通過させないようになっている。

このように形成された冷凍サイクルは暖房時圧縮機１か
ら吐出される圧縮冷媒を、パックドバルブ８を介して各
室内ユニット７a ，７b 側に分岐して通過させるように
なっている。また、冷房時は四方弁２を切換えることに
より、暖房時とは反対に冷媒を室外熱交換機３、パック
ドバルブ９を介して各室内ユニット７a ，７b 側に分岐
させて循環させるようになっている。

ところで、冷媒中には圧縮機１の摺動部等を潤滑するた
めの潤滑油が含有されており、この潤滑油は冷媒と共に
冷凍サイクル内に循環される。

ところが、従来は室内ユニット７a ，７b が並列に接続
されているために、これら室内ユニット７a ，７b と室
外ユニット５とを接続する配管数を多く必要としてい
た。そのため、冷媒の流量抵抗が大きくなり、潤滑油を
滞留させ易すく圧縮機１等に充分な給油ができないとい
う問題があった。また、配管数を多くするとその据付け
作業が煩雑になると共に、コストアップになっていた。

更に、各室内ユニット７a ，７b を並列に接続した場合
には、前述した通り冷媒を分岐させるため、室内ユニッ
ト７a ，７b 相互間において、その距離及び高さを制限
されることになり、これらの設置が困難になる問題があ
った。また室内ユニット７a ，７b を冷媒の流れに沿っ
て直列に接続することも考えられるが、単に室外ユニッ
ト５に対して室内ユニット７a ，７b を直列接続したの
では、これらの室内ユニット間に能力アンバランスが生
じ、快適性が損われてしまうことになる。

［発明の目的］ 本発明は上述した従来の空気調和機における問題点を有
効に解決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、各室内ユニット相互の冷暖房能力を均
一化して快適性を保ち、冷媒中に含有される潤滑油の円
滑な循環を可能にすると共に、コストダウンを達成でき
る空気調和機を提供することにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために、本発明は単一の室外ユニッ
トに対して複数の室内ユニットを直列に接続すると共
に、上記単一の室外ユニットからの冷媒を各室内ユニッ
トに循環させて冷凍サイクルを形成する空気調和機にお
いて、上記各室内ユニットの熱交換器の容量を冷媒の流
え方向に沿って上流側から下流側に順次大きくすると共
に、上記冷凍サイクルに冷暖房時共に熱交換器の容量の
小さい順に冷媒を流す方向切換弁を設けたものであり、
各室内ユニット相互間の冷暖房能力を同等レベルにして
快適性を損なわないようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。

第１図は本発明の空気調和機に採用される冷凍サイクル
の基本的構成を示したものである。

図示するように、室外側には単一の室外ユニット１６が
形成される。この室外ユニット１６は主に、冷媒を高温
高圧ガスに圧縮する圧縮機１と、冷媒を吸放熱する室外
熱交換器３と、冷暖房時冷媒の流れを切換える冷暖房時
切換用四方弁２と、冷暖房時共に冷媒の流れを常時一方
向に切換える方向切換弁としての四方弁１７と、減圧装
置としてのキャピラリチューブ１８とを順次接続して形
成される。

一方、室内側には上記単一の室外ユニット１６に対して
複数の室内ユニットが設けられる。本実施例では２台の
第１，第２の室内ユニット１９，２０で構成される。第
１，第２室内ユニット１９，２０はパックドバルブ８，
９を介して室外ユニット１６に接続される。

また、第１，第２室内ユニット１９，２０は主に冷媒を
吸放熱する第１，第２室内熱交換器２１，２２からな
り、上記室外ユニット１６からの冷媒の流れに沿って直
列に接続される。

具体的には第１，第２室内ユニット１９，２０間相互の
冷暖房能力を同等にするために第１，第２室内熱交換器
２１，２２の熱交換器容量例えば長面積を上流側を小さ
くし、下流側を大きくするように構成する。図示例にあ
っては、上流側に位置される第１室内熱交換器２１が下
流側となる第２室内熱交換器２２よりも小さくなるよう
に構成されている。

即ち、上流側の第１室内熱交換器２１と下流側の第２室
内熱交換器２２との熱交換量がそれぞれ等しくなるよう
に次式の関係を満すように構成する。

G(i_A-IN−i_A-OUT)＝G(i_B-IN−i_B-OUT) 上式において、Ｇは冷媒循環量（kg／h ），i_A-INは室
内ユニット２０における冷媒の入口のエンタルピ（Ｋca
l／kg），i_A-OUTは室内ユニット２０における冷媒の出
口のエンタルピ（Ｋcal／kg），i_B-INは室内ユニット１
９におれう冷媒の入口のエンタルピ（Ｋcal／kg），i
_B-OUTは室内ユニット１９における冷媒の出口のエンタ
ルピ（Ｋcal／kg）である。

次に本発明の作用について述べる。

第１図の実線矢印で示すように、冷房時、圧縮機１から
四方弁２を経た高温高圧冷媒は、室外熱交換器３で室外
気と熱交換して放熱し、キャピラリチューブ１８で減圧
されて後、四方弁１７，パックドバルブ９を介して室内
側に流れる。室内側では第１，第２室内ユニット１９，
２０を順次直列に流れ、この際第１，第２室内熱交換器
２１，２２で室外気と熱交換し、吸熱することなる。

これら第１，第２室内ユニット１９，２０を順次流れた
冷媒はパックドバルブ８を介して四方弁１７，冷暖房切
換用四方弁２を経て圧縮機１に戻ることになる。

一方、暖房時は方向切換用の四方弁１７及び冷暖房切換
用四方弁２を共に切換えることにより行われる。これら
四方弁２，１７を共にに切換えることにより、図中破線
矢印で示すように圧縮機１から吐出される高温高圧の冷
媒は上記冷暖房切換用四方弁２、方向切換用の四方弁１
７及びパックドバルブ９を経た後、室内側に流れる。

室内側では上記冷房時と同じ方向に第１室内ユニット１
９，第２室内ユニット２０を順次直列に流れ、第１，第
２室内熱交換器２１，２２で室内気と熱交換して放熱す
ることになる。

特に、本発明にあっては第１室内熱交換器２１の表面積
を第２室内熱交換器２の表面積よりも小さくしているた
め、これらの熱交換量を同等にすることができる。

すなわち、第１，第２室内熱交換器２１，２２を直列に
配列した場合には例えば冷房時第１熱交換器２１に流入
する冷媒温度は第２室内熱交換器２２に流入する冷媒温
度よりも高く、第１室内熱交換器２１の単位面積当りの
放熱量が高くなり、また逆に第２室内熱交換器２２の単
位面積当りの放熱量が小さくなる。

従って、第１室内熱交換器２１の表面積を小さくし、第
２室内熱交換器２２の表面積を大きくすることにより、
両者の放熱量を同等にすることができる。同様に冷房時
にあっても両者の吸熱量を同等にすることができる。

従って、第１，第２室内ユニット２１，２２から吹き出
される冷気乃至暖気の吹き出し温度を同等にでき、室内
の快適性を高めることができる。

また、冷暖房時に方向切換用の四方弁１７を切換えるこ
とにより、室内ユニット１６から第１，第２室内ユニッ
ト１９，２０へ流れる冷媒を常に一定方向に流すことが
でき、第１，第２室内ユニット１９，２０の据付け制限
が緩和され、第１，第２室内熱交換器２１，２２の設計
を容易になし得る。

更に、第１，第２の室内ユニット１９，２０を直列に配
列したことにより冷媒の流量抵抗が減少し、これに含有
される潤滑油の流れが円滑になり圧縮器１等の給油不足
を防止できる。

また、第１，第２室内ユニット１９，２０と室外ユニッ
ト１６との接続配管数が減少し、その据付けが容易にな
ると共に、コストダウンを達成できる。

尚、上記実施例では室内ユニットを２台の第１，第２室
内ユニット１９，２０で構成したが、これに限られるも
のでなく、３台以上の室内ユニットで構成してもよいこ
とは勿論である。この場合には上流側から下流側に各室
内熱交換器の容量を順次大きくするように構成される。
また、冷媒の流れ方向を常時一方向に流すために、本実
施例では四方弁１７を採用したが、その他三方弁と二方
弁とを組み合わせて構成してもよい。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次の如き優れた効果を発揮
する。

(1) 室外ユニットに直列に接続される各室内ユニットの
熱交換器の容量を冷暖房時共に一方向に循環する冷媒の
流れ方向に沿って上流側から下流側に順次大きくしたの
で、各室内ユニット相互間の冷暖房能力を同等に設定で
き、快適性を保持できる。

(2) 方向切換弁により冷暖房時共に冷媒を一方向に流す
ので、室内熱交換器の設計が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気調和器に採用される冷冷凍サイク
ルの一実施例を示す図、第２図は従来空気調和機に採用
される冷凍サイクルを示す図である。 図中、１６は室内ユニット、１７は方向切換弁としての
四方弁、１９，２０は室内ユニット，２１，２２は室内
熱交換器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一の室外ユニットに対して複数の室内ユ
   ニットを直列に接続すると共に、上記単一の室外ユニッ
   トからの冷媒を各室内ユニットに循環させて冷凍サイク
   ルを形成する空気調和機において、上記各室内ユニット
   の熱交換器の容量を冷媒の流れ方向に沿って上流側から
   下流側に順次大きくすると共に、上記冷凍サイクルに冷
   暖房時共に熱交換器の容量の小さい順に冷媒を流す方向
   切換弁を設けたことを特徴とする空気調和機。