JPH07332817A - ヒートポンプ式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房時室外機の室外熱交換器をデフロストす
るとき、このデフロスト運転による室内機での能力低下
を少なくし、暖房運転継続しながらコールドドラフト少
なくデフロスト運転を可能にする。 【構成】 室外機１の室外熱交換器３がフロストすると
き、デフロスト運転許可台数を、能力低下のない範囲で
制限し、この室外機１のデフロスト運転の終了後に、他
の室外機１のデフロスト運転を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヒートポンプ式冷凍装
置、詳しくは圧縮機と室外熱交換器とを備えた多数の室
外機と、室内熱交換器と室内ファンとを備えた一つの室
内機とから成るヒートポンプ式冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機と室外熱交換器とを備えた
多数の室外機を、室内熱交換器を備えた一つの室内機に
接続し、前記室外機の運転台数制御で室内機の能力を調
節するようにした冷凍装置は、例えば特開昭６１−１７
８５８４号公報に示されているように知られている。

【０００３】また一方、暖房運転時、室外熱交換器がフ
ロストしたとき、この室外熱交換器に吐出ガス冷媒を流
してデフロストすることも例えば特開平５−２６５３１
号公報に示されているように知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】所が、暖房運転時、吐
出ガス冷媒を室外熱交換器に流してデフロストする場
合、室内熱交換器には液冷媒が流れて蒸発作用をするこ
とから、暖房運転が中断されることになり、デフロスト
時室内ファンを停止しても室内温度が低下することにな
る。

【０００５】また、一つの室内機に多数の室外機を接続
した冷凍装置において、前記室外機の室外熱交換器がフ
ロストして吐出ガス冷媒によりデフロストする場合、多
数の室外機におけるデフロスト条件は、各室外機におい
て多少差異があるとしても、１台の室外機においてデフ
ロスト条件に入ってデフロスト運転が行われる場合に
は、他の室外機も続いてデフロスト条件に入ってデフロ
スト運転が行われることになり、暖房運転に対するデフ
ロスト運転の運転割合が高くなって暖房能力が不足し、
室内温度が低下することになる。

【０００６】本発明の目的は、暖房時、室外機の室外熱
交換器をデフロストするとき、デフロスト運転による室
内機での能力低下を少なくし、暖房運転を継続しなが
ら、室内温度低下少なく、デフロスト運転ができるよう
にする点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、圧縮機２及び室外熱交換器
３を備えた多数の室外機１と、多数の室内熱交換器７と
室内ファン８及び吹出側室９とを備えた一つの室内機１
０とから成り、前記室外機１と室内熱交換器７との間
に、それぞれ独立した冷媒循環系統を形成して、これら
各冷媒循環系統ごとに、前記室外熱交換器３のデフロス
ト運転を可能とする一方、前記室外熱交換器３のデフロ
スト運転許可台数を制限し、デフロスト運転を許可され
た室外機１以外の室外機１におけるデフロスト運転を禁
止して、デフロスト運転している室外機１でのデフロス
ト運転終了後、デフロスト条件にある他の室外機１のデ
フロスト運転を許可するデフロスト運転制御手段３０を
設けたのである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、デフロスト
運転を許可する室外機１の台数を設定する台数設定器３
１を設けたのであり、また、請求項３記載の発明は、前
記室外機１のデフロスト運転時、室内ファン８を継続運
転させるようにしたのである。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、前記室内フ
ァン８を、多数の室内熱交換器７に対応して複数設け、
室外機１のデフロスト運転時、デフロスト運転している
室外機１の冷媒循環系における室内熱交換器７に対応す
る室内ファン８を停止するようにしたのである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、前記室外熱交換器３
のデフロスト運転許可台数を制限し、許可された室外機
１以外のデフロスト運転を禁止できるから、デフロスト
運転許可台数を所定台数に設定することにより、室内機
１０の能力低下を抑え、コールドドラフト少なくデフロ
スト運転ができるのである。

【００１１】即ち、制限した所定台数の室外機１をデフ
ロスト運転する場合、他の室外機１はデフロスト条件に
入ってもデフロスト運転が禁止されているから、暖房運
転を継続しているデフロスト禁止の室外機１に対応する
室内熱交換器７から吹出される温風と、デフロスト運転
中の室外機１に対応する室内熱交換器７から吹出される
冷風とが吹出側室９でミキシングされて吹出されること
になり、従って、コールドドラフトを少なくでき居住者
に不快感を与えるのを解消できながら、暖房運転を継続
させ得るのである。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、前記設定
器３１を設けたから、ユーザの要求や、室外機設置状況
などの条件に応じて、冷凍装置を据え付ける現場におい
てデフロスト運転許可台数を設定でき、従って、許可台
数を多くして装置全体のデフロスト運転時間を短かくし
たり、室内機１０での温度低下を少なく、コールドドラ
フトが生じないようにしたりする選択が可能となる。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、デフロス
ト運転時室内ファン８を停止させることなく運転継続さ
せるようにしたから、暖房運転を継続しながら行うデフ
ロスト時間を短縮できるのである。

【００１４】また、請求項４記載の発明では、室内ファ
ン８を、複数の室内ファン８に対応して設けてデフロス
ト運転している室外機１に対応する室内ファン８を停止
するようにしたから温度低下をより少なくできて、コー
ルドドラフトを有効に防止できるのである。

【００１５】

【実施例】図１に示したヒートポンプ式冷凍装置は、圧
縮機２と、室外熱交換器３と膨張機構４及び四路切換弁
５とを備えた６台の室外機１と、これら室外機１に対応
した６基の室内熱交換器７と室内ファン８とをケーシン
グ６に内装し、このケーシング６内に吹出側室９を設け
た一台の室内機１０とから成り、前記各室外機１と室内
熱交換器７との間に、ガス側連絡管１１及び液側連絡管
１２を介してそれぞれ独立した冷媒循環系統を形成し、
前記室外機１の運転台数制御により前記室内機１０の能
力調節を可能にすると共に、前記各室外機１の四路切換
弁５を切換えることにより、その室外機１と室内熱交換
器７との冷媒循環系統を逆サイクルとし、暖房時室外熱
交換器３のデフロスト運転が、前記各冷媒循環系統ごと
に行えるようにしたものである。

【００１６】更に詳記すると、前記各室外機１には、室
外熱交換器３の蒸発温度と外気温度との温度差を基にデ
フロスト条件を判定し、デフロスト指令を指示するディ
アイサー２３を設ける共に、前記室外機１における室外
熱交換器３のデフロスト運転許可台数を制限し、デフロ
スト運転を許可された室外機以外の室外機の室外熱交換
器３がデフロスト条件に入ってもデフロスト運転を禁止
して、デフロスト運転している室外機１でのデフロスト
運転終了後、デフロスト条件にある他の室外機１のデフ
ロスト運転を許可するデフロスト運転制御手段３０を設
けたのである。

【００１７】また、図１の実施例では、前記デフロスト
運転許可台数を設定する設定器３１を設けており、ま
た、前記室内ファン８を１基として、デフロスト運転中
でもその運転を継続するようにしている。

【００１８】また、前記台数設定器３１による許可台数
の設定は、前記室外機１及び室内機１０の設置状況及び
ユーザー要求などの条件に応じ、据付現場でのコールド
ドラフト発生状況をみて装置ごとに設定するもので、通
常は室外機の全使用台数の３０％程度にあたる台数とす
るのであるが、装置のデフロスト運転時間を短縮するこ
とを主眼とする場合には、許可台数を多目に設定するの
であり、コールドドラフトを少なくすることを主眼とす
る場合には許可台数を少なめに設定するのである。

【００１９】また、許可台数のデフロスト運転は、フロ
スト検知順位に従ってもよいが、後記する順次始動制御
の順位に従って、デフロスト条件に入った室外機１から
順次デフロストを行うのである。

【００２０】尚、図１に示した実施例では、前記室内機
１０には吸込温度を検出する吸込サーモ１３を設けると
共に、図２に示したように、次の制御機能をもつ各制御
手段を備えたコンピュータから成るコントロ−ラ１４を
設けている。

【００２１】(1) 吸込サーモ１３による検出値ＴＨと温
度設定器１５で設定する設定温度ＴＳとの温度差をもと
に室外機１の運転要求台数を設定し、図７に示したよう
に所定のディファレンシャルを置いて、６段階のステッ
プ制御をする能力制御手段１６、 (2) 運転スイッチＳＷのオンにより室内ファン８をオン
し、この室内ファン８がオンして５秒後に、前記室外機
１のうち、番地０のNo. １室外機１を運転し、その後同
様に要求台数に応じて番地５のNo. ６室外機１まで順次
運転する順次始動制御手段１７ (3) 前記吸込サーモ１３による検出値ＴＨと設定値ＴＳ
との温度差、つまり負荷に応じて要求される室外機１の
運転台数に基づいて増減する室外機１を、要求台数の変
更ごとに一定のローテーションで設定するローテーショ
ン制御手段１８ (4) 前記室外機１ごとに、これら室外機１の非定常運転
を検出する非定常運転検出手段１９ (5) 台数制御による低能力運転時において、前記検出手
段１９が出力するとき、停止中の室外機１を運転させ
て、非定常運転の室外機１をバックアップするバックア
ップ手段２０ (6) バックアップさせる室外機１を、停止中の室外機１
の中から停止時間の長い室外機１を選択して運転指令を
出力するバックアップ選択手段２１ 尚、このバックアップ選択手段２１は、前記ローテーシ
ョン制御手段１８を備える場合、このローテーション制
御手段１８で設定するローテーションに基づいてバック
アップする室外機１が選択されることになることから、
殊更に装備させる必要はない。

【００２２】何故なら、非定常運転が検出されたとき、
その室外機１を運転停止していると見做すことにより、
要求台数に対し運転台数をその分増加させる共に、増加
させる室外機１を、前記ローテーション制御手段１８に
よるローテーションを基に選択できることになるからで
ある。

【００２３】また、以上各手段１６〜２１及び３０は、
前記コントロ−ラ１４に内蔵する機能を基に構成するの
であり、また、前記非定常運転検出手段１９により検出
する非定常運転は、 (1) 室外機１の圧縮機２又は室外熱交換器３に付設する
室外ファン２２が故障により停止する異常運転 (2) 室外機１の室外熱交換器３がフロストしてディアイ
サー２３からの指示でデフロスト運転を行うデフロスト
運転 (3) 冷房時、前記各室内熱交換器７が凍結するのを防止
するため、この室内熱交換器７に対応する室外機１の運
転を停止し、オフサイクルで凍結防止する凍結防止運転 であって、前記異常運転は、室外機１の停止をもとに検
出し、デフロスト運転はディアイサー２３からの指示を
もとに検出し、更に、凍結防止運転は、前記各室内熱交
換器７に接続される熱交サーモ２４からの凍結条件感知
をもとに検出するのである。

【００２４】また、前記コントロ−ラ１４と室内機１０
に設ける室内制御盤及び各室外機１に設ける制御盤と
は、伝送線でそれぞれ接続されており、この伝送異常に
よる室外機１の運転異常は伝送異常運転として非定常運
転に含ませることもできる。

【００２５】次に以上のように構成する冷凍装置の作用
を説明する。運転スイッチＳＷをオンすると、室内ファ
ン８が駆動されると共に、前記温度設定器１５で設定す
る設定温度ＴＳと、前記吸込サーモ１３により検出する
検出温度ＴＨとのもとに運転要求台数が決定され、前記
室内ファン８の駆動後、５秒経過した後、前記要求台数
に基づいて番地０のNo. １室外機１から番地５のNo.６
室外機１にわたり、５秒置きに順次始動される。

【００２６】そして、この運転中、負荷が変動し、前記
検出温度ＴＨと設定値ＴＳとの温度差が変化すると、図
５のように室外機１の運転台数が増減され、室内機１０
の能力が調節されるのである。

【００２７】この能力調節のための室外機１の増加時
は、順次始動制御に従って、順次運転され、また、減少
時は、図５のように、先に運転された室外機１、つまり
運転時間の長い室外機１から停止されるのであり、ま
た、全停の場合、次回の始動は、全停になるとき最後に
運転された番地の室外機１に対し次位の番地の室外機１
から行われる。従って、このローテーション運転により
室外機１の運転時間は均一化され、その耐久性を向上で
きるのである。

【００２８】また、以上の運転で暖房しているとき、前
記室外機１の室外熱交換器３がデフロスト条件に入る
と、そのフロスト検知順位に従って、予め設定するデフ
ロスト運転許可台数の室外機１がデフロスト運転に移
り、それ以外の室外機１は、デフロスト条件に入ってい
ても、そのデフロスト運転を禁止するのである。

【００２９】そして、デフロスト運転をしている室外機
１でのデフロスト運転が終了すると、次のデフロスト条
件に入った室外機１のうち、その許可台数の室外機１
を、順位に従ってデフロスト運転を行うのである。

【００３０】このデフロスト運転の制御を図３に示した
フローチャートに従って説明すると、予め許可台数Ｘを
例えば２台に設定すると共に、デフロスト運転台数をＭ
とし、室外機１の判別カウントＮをＯとしてスタートし
（ステップ１）、番地０のNo.１室外機から順次判断す
るのである。

【００３１】そして、ステップ２でＮ番地の室外機１が
デフロスト運転をしていないかどうかが判断され（ステ
ップ２）、ＹＥＳの場合、つまりデフロスト運転をして
いないときには、次に、デフロスト条件に入ったかどう
か、つまりデフロスト運転の要求がないかどうかが判断
される（ステップ３）。

【００３２】この判断でＹＥＳの場合、つまりデフロス
ト条件に入っている場合には、次にデフロスト運転台数
Ｍが許可台数Ｘより少ないかどうかが判断され（ステッ
プ４）、ＹＥＳの場合このＮ番地の室外機１がデフロス
ト運転される（ステップ５）。そして、判断する室外機
１の番地をインクリメントし（ステップ６）、判別回数
が使用する室外機１の台数以上となったかどうかが判断
され（ステップ７）、ＮＯの場合ステップ２に戻され
る。

【００３３】また、ステップ２の判断でＮＯの場合、つ
まりデフロスト運転している場合及びステップ３におい
てＮＯの場合、つまりデフロスト要求がない場合、並び
にステップ４においてＮＯの場合、つまりデフロスト運
転台数Ｍが許可台数Ｘ以上の場合には、何れもステップ
５をパスしてステップ６に入り、判別する室外機１の番
地がインクリメントされる。

【００３４】また、デフロス運転が許可された室外機１
のデフロスト運転が終了すると、デフロスト条件に入っ
てデフロスト運転が禁止されている室外機１が順位始動
制御の順位に従って、そのデフロスト運転を許可されて
デフロスト運転が行われるのであって、以上の判断の繰
り返しにより許可台数Ｘのみの室外機１がデフロスト運
転され、禁止された室外機１及びデフロスト条件にない
室外機１により暖房運転が継続される。

【００３５】このように、デフロスト条件に入っても許
可台数Ｘの室外機１のみがデフロスト運転するのである
から、暖房運転を継続できるし、また、デフロスト運転
中の室外機１に対応する室内熱交換器７には液冷媒が流
れ蒸発作用することになるが、この室内熱交換器７の蒸
発作用で冷却される空気は、前記吹出側室９で暖房運転
をしている室内熱交換器７からの温風とミキシングされ
て吹出されることになるから、温度低下は抑制でき、コ
ールドドラフトを少なくできるのである。

【００３６】尚、以上説明した実施例は前記室内ファン
８を１基としてデフロスト運転時その運転を継続させて
いるが、前記室内熱交換器７ごとに設け、デフロスト運
転している室外機１と冷媒循環路を形成する室内熱交換
器７の室内ファン８を停止するようにしてもよい。

【００３７】斯くすることで、デフロスト時間は長くな
るけれども前記室内熱交換器７からの冷風吹出しを少な
くでき、コールドドラフトをより少なくできる。

【００３８】また、図１の実施例では前記室内熱交換器
７の吹出側で室内ファン８の吸込側に吹出側室９を設け
たが、図１に点線で示したように前記室内ファン８の吹
出側にプレナム室９０を設けてもよい。また、以上のよ
うに室内ファン８の吹出側を直接室内に開口させてもよ
いが、ダクトを接続して、このダクトを介して室内に開
口するようにしてもよい。

【００３９】このように前記プレナム室９０、特にダク
トを用いる場合、デフロスト運転時の冷温風ミキシング
をより万遍なく行える点で有利となる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、前記室外熱交
換器３のデフロスト運転許可台数を制限し、許可された
室外機１以外のデフロスト運転を禁止できるから、デフ
ロスト運転許可台数を所定台数に設定することにより、
室内機１０の能力低下を抑え、コールドドラフト少なく
デフロスト運転ができるのである。

【００４１】即ち、制限した所定台数の室外機１をデフ
ロスト運転する場合、他の室外機１はデフロスト条件に
入ってもデフロスト運転が禁止されているから、暖房運
転を継続し、この室外機１に対応する室内熱交換器７か
ら吹出される温風と、デフロスト運転中の室外機１に対
応する室内熱交換器７から吹出される冷風とが吹出側室
９でミキシングされて吹出されることになり、従って、
コールドドラフトを少なくでき居住者に不快感を与える
のを解消できながら、暖房運転を継続させ得るのであ
る。

【００４２】また、請求項２記載の発明では、前記設定
器３１を設けたから、ユーザの要求や、室外機設置状況
などの条件に応じて、冷凍装置を据え付ける現場におい
てデフロスト運転許可台数を設定でき、従って、許可台
数を多くして装置全体のデフロスト運転時間を短かくし
たり、室内機１０での温度低下を少なく、コールドドラ
フトが生じないようにしたりする選択が可能となる。

【００４３】また、請求項３記載の発明では、デフロス
ト運転時室内ファン８を停止させることなく運転継続さ
せるようにしたから、暖房運転を継続しながらデフロス
ト時間を短縮できるのである。

【００４４】また、請求項４記載の発明では、室内ファ
ン８を、複数の室内ファン８に対応して設けてデフロス
ト運転している室外機１に対応する室内ファン８を停止
するようにしたから温度低下をより少なくできて、コー
ルドドラフトを有効に防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置の一実施例を示す配管系統図。

【図２】 運転制御のブロック図。

【図３】 デフロスト運転制御のフローチャート図。

【図４】 室内機の能力調節を示す説明図。

【図５】 ローテーション運転の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 室外機 ２ 圧縮機 ３ 室外熱交換器 ７ 室内熱
交換器 ８ 室内ファン １０ 室内機 ３０ デフロスト運転制御手段 ３１ 台数設定器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（２）及び室外熱交換器（３）を
   備えた多数の室外機（１）と、多数の室内熱交換器
   （７）と室内ファン（８）及び吹出側室（９）とを備え
   た一つの室内機（１０）とから成り、前記室外機（１）
   と室内熱交換器（７）との間に、それぞれ独立した冷媒
   循環系統を形成して、これら各冷媒循環系統ごとに、前
   記室外熱交換器（３）のデフロスト運転を可能とする一
   方、 前記室外熱交換器（３）のデフロスト運転許可台数を制
   限し、デフロスト運転を許可された室外機（１）以外の
   室外機（１）におけるデフロスト運転を禁止して、デフ
   ロスト運転している室外機（１）でのデフロスト運転終
   了後、デフロスト条件にある他の室外機（１）のデフロ
   スト運転を許可するデフロスト運転制御手段（３０）を
   備えていることを特徴とするヒートポンプ式冷凍装置。
2. 【請求項２】 デフロスト運転制御手段（３０）は、デ
   フロスト運転を許可する室外機（１）の台数を設定する
   台数設定器（３１）を備えている請求項１記載のヒート
   ポンプ式冷凍装置。
3. 【請求項３】 室外機（１）のデフロスト運転時、室内
   ファン（８）を継続運転させている請求項１又は２記載
   のヒートポンプ式冷凍装置。
4. 【請求項４】 室内ファン（８）を、多数の室内熱交換
   器（７）に対応して複数設け、室外機（１）のデフロス
   ト運転時、デフロスト運転している室外機（１）の冷媒
   循環系における室内熱交換器（７）に対応する室内ファ
   ン（８）を停止するようにしている請求項１又は２記載
   のヒートポンプ式冷凍装置。