JPH076714B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は空気調和機に関するものであり、特に除霜運
転への切換機能を有する空気調和機に係る。

（従来の技術） 例えばセパレート形空気調和機において、暖房運転時に
蒸発器として作用する室外熱交換器に付着する霜を除く
除霜の方式としては、冷媒循環方向を、室内熱交換器側
から室外熱交換器への暖房時の循環方向からそれとは逆
の方向に切換えて行う、いわゆる逆サイクルデフロスト
方式と、暖房時に圧縮機から室内熱交換器へと供給され
る吐出ガス冷媒を、除霜時には分流してその一方を直接
室外熱交換器に供給する、いわゆる正サイクルデフロス
ト方式とがある。この正サイクルデフロスト方式は、室
内の温度低下の度合を小さくでき、また冷媒循環方向の
切換え、すなわち四路切換弁の切換えの必要がないので
騒音が少ない等の利点があり、このため比較的多用され
ている。例えばその従来例としては、特開昭59−210269
号公報記載の装置を挙げることができ、その装置につい
て第３図に基づいて説明すると、図において51は圧縮機
であって、この圧縮機51から吐出される冷媒は、第１ガ
ス管52、凝縮器53、液管54、蒸発器55を順次経由して、
第２ガス管56から上記圧縮機51の吸込側へ返流される回
路内を循環し得るようになされている。なお57は上記液
管54に介設されている膨張弁、58はアキュムレータであ
る。

そして上記の装置においては、第１ガス管52と液管54と
の間に、電磁開閉弁59の介設されたバイパス管60がさら
に接続されており、上記電磁開閉弁59を開弁して、圧縮
機51から吐出されるガス冷媒を上記バイパス管60を通し
て直接的に蒸発器55内に導入することによって、この蒸
発器55の除霜が行われる。

ところで近年においては、圧縮機や室外熱交換器等を内
蔵する一台の室外ユニットに、それぞれ室内熱交換器を
内蔵する複数の室内ユニットを互いに並列に接続し、多
室に渡る同時空調運転を可能にしたマルチタイプの空気
調和機も実用化されているが、このような装置において
も、上記のような正サイクルデフロスト方式による除霜
機能を有する装置においては、各室内熱交換器と室外熱
交換器、圧縮機を接続して構成した冷媒循環回路とは別
に、上記のような開閉弁の介設されたバイパス配管をさ
らに設け、このバイパス配管を通して圧縮機からの吐出
ガス冷媒を室外熱交換器に直接的に供給して除霜を行う
ようになされている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、正サイクルデフロスト方式による除霜運
転を行うためには、従来、除霜運転時にのみ冷媒が流通
するバイパス配管を別途設ける必要があり、さらにこの
バイパス配管に介設される電磁開閉弁を開閉制御するた
めには、駆動リレー等の電気制御機器等も必要となるた
めに、構造が複雑になると共に、設計工数、組立工数等
も増加することによって製作費も高くなるという問題が
ある。

この発明は上記従来に問題点に鑑みなされたものであっ
て、その目的は、特に前記した一台の室外ユニットに複
数の室内ユニットを接続するようなマルチタイプの空気
調和機において、より簡素な構成で前記した正サイクル
デフロスト方式による除霜を可能とする空気調和機を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の空気調和機は、圧縮機１の吐出側に第
１ガス管６を接続すると共に、上記圧縮機１の吸込側に
第２ガス管７、蒸発器として機能する室外熱交換器８、
液管９を順次接続し、また上記第１ガス管６の先端から
分岐した複数の第１ガス管13、14と、上記液管９の先端
から分子すると共にそれぞれ電動膨張弁17、18の介設さ
れた複数の液支管11、12との間に、それぞれ凝縮器とし
て機能する室内熱交換器15、16を接続して冷媒循環回路
を構成し、上記各室内熱交換器15、16側の空調負荷に応
じて上記各電動膨張弁17、18の開度制御を行いながら上
記圧縮機１から吐出される冷媒を上記室内熱交換器15、
16側から上記室外熱交換器８へと回流させて運転を制御
する運転制御手段30を有して成る空気調和器であって、
さらに、少なくとも一つの特定の室内熱交換器15に付設
された室内ファン21を停止すると共に、この特定の室内
熱交換器15に接続された上記電動膨張弁17を全開側に開
度制御する一方、上記特定の室内熱交換器15以外の室内
熱交換器16に接続された上記電動膨張弁18を小開度側に
開度制御すると共に、上記室外熱交換器８に付設された
室外ファン19を停止して、上記圧縮機１から吐出される
冷媒を上記室内熱交換器15側から室外熱交換器８へと回
流させる除霜運転制御手段31を有している。

（作用） 上記の空気調和機においては、除霜運転制御手段31によ
る除霜運転時には、圧縮機１から吐出されて各室内熱交
換器15、16に供給されるガス冷媒は、特定の室内熱交換
器15を通過する際には、この室内熱交換器15に付設され
ている室内ファン21が停止されているために凝縮を生じ
ず、さらに全開側に開度制御されている電動膨張弁17に
おいては減圧作用も与えられることなく、直接的に液管
９を経て室外熱交換器８へと供給される。一方、上記特
定の室内熱交換器15以外の室内熱交換器（以下、他方の
室内熱交換器と言う）16に供給された圧縮機１からの吐
出ガス冷媒は、この室内熱交換器16側の電動膨張弁18が
小開度側に開度制御されているために、この室内熱交換
器16内で凝縮して液状態となって溜まっていくこととな
る。つまり上記除霜運転時以外の、運転制御手段30にる
定常運転時において、各室内熱交換器15、16、及び室外
熱交換器８の液管９側の配線径路内を液相状態で流通し
ていた冷媒量は、上記除霜運転時には余剰量として上記
他方の室内熱交換器16内に貯溜されていくこととなるの
である。これにより上記特定の室内熱交換器15と室外熱
交換器８との液管９側の配管径路内もガス状態での冷媒
流通が可能となり、したがって圧縮機１からの吐出ガス
冷媒が、上記特定の室内熱交換器15を経由して液管９か
らガス状態のままで直接的に室外熱交換器８に供給され
ることとなり、従来の正サイクルデフロスト方式と略同
等の作用で室外熱交換器８に付着した霜の除霜が行われ
ることとなる。このように各室内熱交換器15、16と室外
熱交換器８、圧縮機１を接続して構成した冷媒循環回路
以外には、例えば従来の開閉弁を介設したバイパス配管
の追設等を必要とせずに除霜運転を行うことができ、構
成を簡素なものにすることが可能となる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図には、１台の室外ユニットＸに、Ａ室及びＢ室に
それぞれ配置された２台の室内ユニットＡ、Ｂを接続し
た構成の、いわゆるマルチエアコンの例を示している。
図において、１は圧縮機であって、この圧縮機１の吐出
配管２と吸込配管３とは、それぞれ四路切換弁４に接続
されており、上記吸込配管３にはアキュームレータ５が
介設されている。上記四路切換弁４には第１ガス管６と
第２ガス管７とが接続されており、この第２ガス管７に
は、室外熱交換器８が接続されている。この室外熱交換
器８は、暖房運転時には蒸発器として、また冷房運転時
には凝縮器としてそれぞれ機能するものである。また上
記室外熱交換器８にはさらに液管９が接続されると共
に、この液管９の先端から互いに分岐した二本の液支管
11、12と、上記第１ガス管６の先端から互いに分岐した
二本の第１ガス支管13、14との間に、上記各室内ユニッ
トＡ、Ｂ内にそれぞれ配置されている室内熱交換器15、
16が互いに並列に接続されている。これらの各室内熱交
換器15、16は、暖房運転時には凝縮器として、また冷房
運転時には蒸発器としてそれぞれ機能するものである。
上記各液支管11、12にはそれぞれ電動膨張弁17、18が介
設されている。なお同図中、19は上記室外換器８に付設
されている室外ファン、また21、22はそれぞれ上記各室
内熱交換器15、16に付設されている室内ファンである。
さらに上記室外ユニットＸ内には、冷房及び暖房時の運
転を制御する冷暖運転制御部（運転制御手段）30と、除
霜運転の制御を行う除霜運転制御部（除霜運転制御手
段）31とを有する室外制御装置32が配置されており、ま
た各室内ユニットＡ、Ｂには、利用者のスイッチ操作に
応じて、冷房又は暖房の運転要求信号等を上記室外制御
装置に発する室内制御装置（図示せず）がそれぞれ設け
られている。

上記装置においては、冷暖運転制御部30によって、室内
ユニットＡ、Ｂ側からの運転要求に応じた冷房、或いは
暖房運転が次のように行われる。すなわち室内側から冷
房運転の要求がある場合には、四路切換弁４を図中実線
で示す切換位置に位置させ、また室外ファン19、及び室
内ファン21、22をそれぞれ起動して、圧縮機１を運転す
る。これにより圧縮機１から吐出される冷媒は、第１図
に実線で示すように循環し、室外熱交換器８で凝縮する
一方、各室内熱交換器15、16で蒸発して冷房運転が行わ
れる。この場合、蒸発冷媒の過熱度を所定の値に維持す
るように各電動膨張弁17、18の開度制御を行うことによ
って、室内側の空調負荷に見合う冷媒循環量の調整がな
された冷房運転が行われる。なお各室内ユニットＡ、Ｂ
のいずれかで運転要求のない一室運転時には、運転停止
側の室内ファンの停止と電動膨張弁の閉弁操作とが行わ
れる。

一方、室内側から暖房運転の要求がある場合には、四路
切換弁４が図中破線で示す切換位置に切換えられ、圧縮
機１からの吐出冷媒を、第１図に破線で示すように、各
室内熱交換器15、16で凝縮され、室外熱交換器８で蒸発
させる方向に回流される運転が上記冷暖運転制御部30に
よって行われる。なおこのとき各室内ユニットＡ、Ｂの
いずれかで運転要求のない場合には、その室内ユニット
にて空調負荷がないものとして、その運転停止側の室内
ファンは停止されると共に、電動膨張弁は小開度状態に
維持される。この電動膨張弁を通してわずかな冷媒の流
通が可能な状態に保持することによって、停止側の室内
熱交換器における高圧圧力の上昇を防止するようになさ
れているのである。

そして上記の暖房運転時に室外熱交換器８に着霜し、こ
の着霜量が多くなって、例えば上記室外熱交換器８の検
出温度が予め設定されている除霜開始温度以下となった
ことが検出された場合には、上記冷暖運転制御部30によ
る暖房運転の制御から、除霜運転制御部31による次のよ
うな除霜運転に切換わるようになされている。

まず四路切換弁４は前記暖房運転側の切換位置状態を継
続する。そして室外ファン19を停止すると共に、室内ユ
ニットＡ、Ｂのいずれか一方の室内ファンを停止する。
つまりそれまでの暖房運転が一室のみの単独運転であっ
た場合には、そのときの運転停止側の室内ファンの停止
状態を維持し、またそれまでの暖房運転が二室同時運転
であった場合には、予め定められている側の室内ユニッ
トにおける室内ファンを停止する。いま、こうして室内
ファンの停止した側を室内ユニットＡとして説明する
と、さらにこの室内ユニットＡに接続されている液支管
11における電動膨張弁17をそれまでの空間負荷に見合っ
た制御開度状態から、或いは暖房の停止状態であった場
合には、前記のような小開度状態からそれぞれ全開状態
に開く開度制御が行われる。一方、室内ファン22の駆動
を継続している室内ユニットＢ側の液支管12における電
動膨張弁18はそれまでの空調負荷に見合った制御開度か
ら小開度に絞る開度制御を行う。このような制御が行わ
れることによって、圧縮機１から吐出され第１ガス管６
から各第１ガス支管13、14に分流するガス冷媒はＡ室側
の室内熱交換器15内においては、室内ファン21が停止状
態にあるために、室内大気との熱交換が殆どなされず、
したがって暖房運転時のような凝縮を生ずることなくガ
ス状態で液支管11へと流通していくこととなる。さらに
この液支管11に介設されている電動膨張弁17が全開状態
にあるために、上記ガス状態の冷媒は減圧作用も受ける
ことなく、そのまま室外熱交換器８へと流入するのであ
る。このようにＡ室側の室内熱交換器15を経由するもの
の、圧縮機１からの吐出ガス冷媒が直接的に室外熱交換
器８に供給される冷媒の循環がなされることによって、
従来の、いわゆる正サイクルデフロストと同様に、圧縮
機１の圧縮仕事量が室外熱交換器８に転送され、これに
より室外熱交換器８の除霜が行われることとなる。

一方、室内ユニットＢ側の第１ガス支管14に分流される
圧縮機１からの吐出ガス冷媒は、室内ユニットＢにおけ
る室内ファン22の駆動が継続されているために、室内熱
交換器16において凝縮する。しかしながらこの室内熱交
換器16に接続されている液支管12の電動膨張弁18は小開
度状態になされているために、上記室内熱交換器16にお
いて凝縮した液冷媒は殆どが上記室内熱交換器16内に貯
め込まれることとなる。つまり、Ａ室側の室内熱交換器
15及び室外熱交換器８の液管９側の配管径路内をガス冷
媒を流通させる前記正サイクルデフロスト時において
は、その冷媒循環量に対して、暖房運転時に上記液管９
側の配管径路内を流通していた液冷媒量に略相当する量
が過剰となるために、この過剰冷媒量をＢ室側の室内熱
交換器16内に溜めることとし、これにより、例えば容量
の大きなアキュームレータを別途設けたりすることな
く、室内熱交換器15から室外熱交換器８に至る液支管1
1、液管９をガス配管とした上記正サイクルデフロスト
を可能としているのである。

上記Ｂ室側の室内熱交換器16内への液溜めを行っている
間、例えば液溜め量の増加、すなわち冷媒循環量の低下
による吐出出力の変化を検出しており、これが、後述す
る除霜完了信号が発せられる前に所定値以下となったと
きには、上記室内ユニットＢ側の室内ファン22も停止す
る。これにより室内熱交換器16における凝縮を抑えら
れ、したがってＡ室側の室内熱交換器15を経由する正サ
イクルデフロストに必要な冷媒循環量が確保されて、室
外熱交換器８の除霜が進行する。そして除霜が完了し
て、例えば室外熱交換器８の検出温度が予め定めている
除霜完了温度を越えた信号が除霜運転制御部31に入力さ
れると、次に前記冷暖運転制御部30による運転制御に切
換えられ、暖房運転が再開される。

以上の説明のように上記実施例においては、除霜運転時
に余剰となる冷媒量を、複数の室内ユニットＡ、Ｂの一
方に貯め込むと共に、上記各室内ユニットＡ、Ｂの他方
を経由させて圧縮機１からの吐出ガス冷媒を室外熱交換
器８に直接的に供給する除霜運転がなされ、従来のバイ
パス配管のような除霜運転のためだけに必要な配管は不
要であり、したがって構成を簡素にすることができ、こ
の結果、例えば装置の小形化や製作費の低減等を図るこ
とができる。また上記実施例においては、余剰の冷媒を
室内ユニットに貯留しているので、除霜終了後に暖房運
転を再開する場合に、例えば圧縮機１の吸込配管３に容
量の大きなアキュームレータを別途介設して、このアキ
ュームレータに余剰冷媒を貯める構成等に比べて、暖房
運転に必要な冷媒循環量及び循環状態への復帰はより短
時間でなされることとなり、暖房運転再開時の速暖性も
向上される。

なお上記実施例はこの発明を限定するものではなく、こ
の発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば上記
は二室空調可能なマルチタイプの空気調和機について説
明したが、三室以上の空気調和機や室内ユニットと給湯
加熱ユニット等を並列に接続したその他のマルチタイプ
の空気調和機においてこの発明の適用が可能である。

また上記実施例の構成に、第２図に示すように、各第１
ガス支管13、14にそれぞれ電磁開閉弁41、42を介設し、
例えばＡ室側の室内熱交換器15内に所定量の液溜めが行
われたあとには、Ａ室側の室内ファン21の停止操作と共
に上記電磁開閉弁41を閉弁するように構成することも可
能であり、これにより上記電磁開閉弁41の閉弁操作後に
は圧縮機１からの吐出ガス冷媒が全量室外熱交換器８に
供給されることとなるので、室内側でのヒートロスが低
減され除霜移管の短縮が可能となる。

また上記実施例においては、一室単独運転時の除霜運転
では、それまでの運転室側の液溜めを行うこととして説
明したが、逆に停止室側に液溜めをするように構成する
ことも可能である。また二室同時運転時の除霜運転で
は、上記においては予め定めた側に液溜めをすることと
して説明したが、例えば除霜運転切換時において、室温
の低い側を液溜め側にすることや、利用者による室温希
望設定温度と検出室温との差の大きい側を液止め側とす
るように構成すること等も可能であり、液溜め側では除
霜運転開始後のしばらくは室内ファンの駆動、すなわち
温風の吹出しが継続されるので、室温の低下をより小さ
くした除霜運転が行われ、空調快適性をより向上するこ
とが可能となる。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機においては、除霜運
転を行う際の余剰の冷媒量を複数の室内熱交換器のいず
れかに貯め込むと共に他の室内熱交換器を経由させて圧
縮機からの吐出ガス冷媒を直接的に室外熱交換器に供給
することによる除霜運転が行われるので、除霜運転のた
めだけに必要な配管等が不要となり、このため構成を簡
素にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の一実施例における冷媒
回路図、第２図はこの発明の空気調和機の他の実施例に
おける冷媒回路図、第３図は従来の冷媒回路図である。 １……圧縮機、６……第１ガス管、７……第２ガス管、
８……室外熱交換器（蒸発器）、９……液管、11、12…
…液支管、13、14……第１ガス支管、15、16……室内熱
交換器（凝縮器）、17、18……電動膨張弁、19……室外
ファン、21……室内ファン、30……冷暖運転制御部（運
転制御手段）、31……除霜運転制御部（除霜運転制御手
段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）の吐出側に第１ガス管（６）
   を接続すると共に、上記圧縮機（１）の吸込側に第２ガ
   ス管（７）、蒸発器として機能する室外熱交換器
   （８）、液管（９）を順次接続し、また上記第１ガス管
   （６）の先端から分岐した複数の第１ガス支管（13）
   （14）と、上記液管（９）の先端から分岐すると共にそ
   れぞれ電動膨張弁（17）（18）の介設された複数の液支
   管（11）（12）との間に、それぞれ凝縮器として機能す
   る室内熱交換器（15）（16）を接続して冷媒循環回路を
   構成し、上記各室内熱交換器（15）（16）側の空調負荷
   に応じて上記各電動膨張弁（17）（18）の開度制御を行
   いながら上記圧縮機（１）から吐出される冷媒を上記室
   内熱交換器（15）（16）側から上記室外熱交換器（８）
   へと回流させて運転を制御する運転制御手段（30）を有
   して成る空気調和機であって、さらに、少なくとも一つ
   の特定の室内熱交換器（15）に付設された室内ファン
   （21）を停止すると共に、この特定の室内熱交換器（1
   5）に接続された上記電動膨張弁（17）を全開側に開度
   制御する一方、上記特定の室内熱交換器（15）以外の室
   内熱交換器（16）に接続された上記電動膨張弁（18）を
   小開度側に開度制御すると共に、上記室外熱交換器
   （８）に付設された室外ファン（19）を停止して、上記
   圧縮機（１）から吐出される冷媒を上記室内熱交換器
   （15）側から室外熱交換器（８）へと回流させる除霜運
   転制御手段（31）を有していることを特徴とする空気調
   和機。