JPH09324959A

JPH09324959A - 多室冷暖房装置

Info

Publication number: JPH09324959A
Application number: JP14408096A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Nakagawa; 信博中川; Hiroshi Kitayama; 浩北山; Masaharu Kamei; 正治亀井
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】多室冷暖房装置に非共沸混合冷媒を使用した
場合の暖房運転において、凝縮圧力一定制御を行ったと
きの、暖房能力の低下を防止する。【解決手段】第１流量弁１４、レシーバタンク１５、
第２流量弁１６を連接したバイパス回路１７と、吸入圧
力、温度を検出する吸入圧力温度検出手段２１と、検出
結果を基に吸入過熱度を演算する吸入過熱度演算手段２
２と、演算結果を基に第１流量弁１４と第２流量弁１６
の開度を演算する流量弁開度演算手段２３と、この開度
を基に第１流量弁１４と第２流量弁１６を駆動させる流
量弁駆動手段２４とを備えることにより、非共沸混合冷
媒を使用した場合の暖房運転において、凝縮圧力一定制
御を行っても暖房能力が低下せず、所望の能力を確保で
きる。また、細かな吸入過熱度制御が可能となり、サイ
クル安定性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非共沸混合冷媒を
用いた多室冷暖房装置において、暖房運転時の冷媒量調
整制御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６−１３７６
９１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７において、１は圧縮機、２は四方
弁、３はアキュムレータ、４は室外側熱交換器、５は室
外側膨張弁、６は室外ファンであり、これらで室外機７
を形成している。

【０００４】８ａ，８ｂは室内側熱交換器、９ａ，９ｂ
は室内側膨張弁、１０ａ，１０ｂは室内ファンであり、
これらで室内機１１ａ，１１ｂを形成している。

【０００５】そして、室外機７と室内機１１ａ，１１ｂ
は液管１２とガス管１３によって環状に連接されてい
る。

【０００６】以上の様に構成された多室冷暖房装置の動
作について説明する。まず、冷房運転時は、圧縮機１で
圧縮された高温高圧ガスは四方弁２を介して室外側熱交
換器４に送られ、室外ファン６により室外空気に放熱し
て凝縮液化し、室外側膨張弁５を通って室内機１１ａ，
１１ｂに送られる。

【０００７】そして、冷媒は室内側膨張弁９ａ，９ｂで
減圧され、低温低圧の２相冷媒となって室内側熱交換器
８ａ，８ｂに送られ、室内ファン１０ａ，１０ｂにより
室内空気の熱を吸熱冷房して蒸発ガス化し、四方弁２と
アキュムレータ３を介して、圧縮機１に戻る。

【０００８】このとき、室内側膨張弁９ａ，９ｂの開度
は、一般的に室内側熱交換器８ａ，８ｂの出口過熱度を
制御するため、アキュムレータ３内の冷媒は、空調負荷
の変動に関係なく過熱ガス状態となり、余剰冷媒は溜ま
らない。

【０００９】次に、暖房運転時は、圧縮機１で圧縮され
た高温高圧ガスは四方弁２を介して室内側熱交換器８
ａ，８ｂに送られ、室内ファン１０ａ，１０ｂにより室
内空気を放熱暖房して凝縮液化し、室内側膨張弁９ａ，
９ｂで適正循環量制御され、室外機７に送られる。

【００１０】そして、冷媒は室外側膨張弁５で減圧され
て低温低圧の２相状態になって室外側熱交換器４に送ら
れ、室外ファン６により室外空気の熱を吸熱して蒸発す
る。そして、四方弁２とアキュムレータ３を介して、圧
縮機１に戻る。

【００１１】

【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、暖房運転時にＨＣＦＣ２２代替冷媒とし
て非共沸混合冷媒を使用した場合、室内空調負荷が大き
い運転状態（例えば、全室内機が運転しており、停止機
がない状態）では、停止機に冷媒が溜まり込まない分、
アキュムレータ３に余剰冷媒が液として溜まり込み、ア
キュムレータ３内部では、低沸点冷媒が蒸発ガス化す
る。

【００１２】従って、圧縮機１が吸入するガス冷媒、つ
まり循環冷媒は低沸点冷媒の組成比率が高くなり、同一
圧力下でも封入組成時より凝縮温度が低くなる。

【００１３】このため、凝縮圧力一定制御を行うと、暖
房能力が低下するという課題を有していた。

【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、非共
沸混合冷媒を使用した場合の暖房運転において、サイク
ル内に余剰冷媒が生じた場合でも、循環冷媒の組成変化
を防止して、凝縮圧力一定制御を行っても暖房能力が低
下せず、所望の能力を確保できる多室冷暖房装置を提供
することを目的としている。

【００１５】

【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、第１流量弁、レシーバタ
ンク、第２流量弁を連接してバイパス回路を構成し、こ
のバイパス回路の一方を室外側膨張弁と複数の室内機と
の間に連通し、他の一方を圧縮機の吸入口と四方弁との
間に連通し、圧縮機の吸入圧力と吸入温度を検出する吸
入圧力温度検出手段と、この検出結果を基に吸入冷媒の
過熱度を演算する吸入過熱度演算手段と、この演算結果
を基に第１流量弁と第２流量弁の開度を演算する流量弁
開度演算手段と、演算した開度を基に第１流量弁と第２
流量弁を駆動させる流量弁駆動手段とを備えた構成とな
っている。

【００１６】このことにより、非共沸混合冷媒を使用し
た場合の暖房運転において、凝縮圧力一定制御を行って
も暖房能力が低下せず、所望の能力を確保できる。

【００１７】また、細かな吸入過熱度制御が可能とな
り、サイクル安定性を向上できる。また、第１流量弁、
レシーバタンク、第２流量弁を連接してバイパス回路を
構成し、このバイパス回路の一方を室外側膨張弁と複数
の室内機との間に連通し、他の一方を圧縮機の吸入口と
四方弁との間に連通し、圧縮機の吐出圧力と吐出温度を
検出する吐出圧力温度検出手段と、この検出結果を基に
吐出冷媒の過熱度を演算する吐出過熱度演算手段と、こ
の演算結果を基に第１流量弁と第２流量弁の開度を演算
する流量弁開度演算手段と、演算した開度を基に第１流
量弁と第２流量弁を駆動させる流量弁駆動手段とを備え
た構成となっている。

【００１８】このことにより、非共沸混合冷媒を使用し
た場合の暖房運転において、凝縮圧力一定制御を行って
も暖房能力が低下せず、所望の能力を確保できる。

【００１９】また、細かな吐出過熱度制御が可能とな
り、サイクル安定性を向上できる。さらに、サイクル内
必要冷媒量の制御安定性を向上できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、
第１流量弁、レシーバタンク、第２流量弁から成る室外
機と、室内側熱交換器、室内側膨張弁から成る複数の室
内機とを環状に接続して冷媒回路を構成し、第１流量
弁、レシーバタンク、第２流量弁を連接してバイパス回
路を構成し、バイパス回路の一方を室外側膨張弁と複数
の室内機との間に連通し、他の一方を圧縮機の吸入口と
四方弁との間に連通し、圧縮機の吸入圧力と吸入温度を
検出する吸入圧力温度検出手段と、吸入圧力温度検出手
段の検出結果を基に吸入冷媒の過熱度を演算する吸入過
熱度演算手段と、吸入過熱度演算手段の演算結果を基に
第１流量弁と第２流量弁の開度を演算する流量弁開度演
算手段と、流量弁開度演算手段の演算結果を基に第１流
量弁と第２流量弁を駆動させる流量弁駆動手段とを備え
た構成であり、吸入圧力温度検出手段で圧縮機吸入冷媒
の圧力と温度を検出し、これを基に吸入過熱度演算手段
で圧縮機吸入冷媒の過熱度を演算する。

【００２１】この結果を基に流量弁開度演算手段で、吸
入過熱度に応じた第１流量弁と第２流量弁の開度を演算
する。

【００２２】吸入過熱度が小さい場合には、流量弁駆動
手段で第１流量弁を吸入過熱度に応じた開度に制御し、
レシーバタンクに余剰冷媒を溜めて、サイクル内の冷媒
量を調整する作用を有する。

【００２３】また、吸入過熱度が大きい場合には、流量
弁駆動手段で第２流量弁を吸入過熱度に応じた開度に制
御し、レシーバタンクから冷媒を取り出して、サイクル
内の冷媒量を調整する作用を有する。

【００２４】請求項２に記載の発明は、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、第１流量弁、レシ
ーバタンク、第２流量弁から成る室外機と、室内側熱交
換器、室内側膨張弁から成る複数の室内機とを環状に接
続して冷媒回路を構成し、第１流量弁、レシーバタン
ク、第２流量弁を連接してバイパス回路を構成し、バイ
パス回路の一方を室外側膨張弁と複数の室内機との間に
連通し、他の一方を圧縮機の吸入口と四方弁との間に連
通し、圧縮機の吐出圧力と吐出温度を検出する吐出圧力
温度検出手段と、吐出圧力温度検出手段の検出結果を基
に吐出冷媒の過熱度を演算する吐出過熱度演算手段と、
吐出過熱度演算手段の演算結果を基に第１流量弁と第２
流量弁の開度を演算する流量弁開度演算手段と、流量弁
開度演算手段の演算結果を基に第１流量弁と第２流量弁
を駆動させる流量弁駆動手段とを備えた構成であり、吐
出圧力温度検出手段で圧縮機吐出冷媒の圧力と温度を検
出し、これを基に吐出過熱度演算手段で圧縮機吐出冷媒
の過熱度を演算する。

【００２５】この結果を基に流量弁開度演算手段で、吐
出過熱度に応じた第１流量弁と第２流量弁の開度を演算
する。

【００２６】吐出過熱度が小さい場合には、流量弁駆動
手段で第１流量弁を吐出過熱度に応じた開度に制御し、
レシーバタンクに余剰冷媒を溜めて、サイクル内の冷媒
量を調整する作用を有する。

【００２７】また、吐出過熱度が大きい場合には、流量
弁駆動手段で第２流量弁を吐出過熱度に応じた開度に制
御し、レシーバタンクから冷媒を取り出して、サイクル
内の冷媒量を調整する作用を有する。

【００２８】また、吐出過熱度を制御項目にすることに
より、サイクル内必要冷媒量の制御安定性を向上させる
作用を有する。

【００２９】（実施の形態１）図１は第１の実施の形態
における多室冷暖房装置の冷媒サイクル図である。図２
は同実施の形態における暖房運転時の動作フローチャー
トである。図３は同実施の形態における吸入過熱度と流
量弁開度の関係図である。

【００３０】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。図１において、１４
は第１流量弁であり、電動式流量弁を使用している。１
５はレシーバタンクである。１６は第２流量弁であり、
電動式流量弁を使用している。

【００３１】１７はバイパス回路であり、第１流量弁１
４、レシーバタンク１５、第２流量弁１６を直列に連接
し、液管１２の室外側膨張弁５近傍と圧縮機１の吸入管
とを連通している。

【００３２】１８は吸入圧力センサーであり、圧縮機１
の吸入管に取り付けられている。１９は吸入温度センサ
ーであり、圧縮機１の吸入管に取り付けられている。２
０は室外機である。

【００３３】２１は吸入圧力温度検出手段であり、吸入
圧力センサー１８で吸入圧力を検出し、吸入温度センサ
ー１９で吸入温度を検出する。

【００３４】２２は吸入過熱度演算手段であり、検出し
た吸入圧力と吸入温度を基に吸入過熱度を演算する。

【００３５】２３は流量弁開度演算手段であり、吸入過
熱度に応じた第１流量弁１４と第２流量弁１６の開度を
演算する。

【００３６】２４は流量弁駆動手段であり、流量弁開度
演算手段２３で演算した開度に、第１流量弁１４と第２
流量弁１６の開度を制御する。

【００３７】２５は制御装置であり、吸入圧力温度検出
手段２１、吸入過熱度演算手段２２、流量弁開度演算手
段２３、流量弁駆動手段２４から構成されている。

【００３８】以上のように構成された多室冷暖房装置
に、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖房運転時につい
て、図２を参照しながらその動作を説明する。

【００３９】図２において、Ｓｔｅｐ１は吸入圧力温度
検出手段２１であり、吸入圧力センサー１８で吸入圧力
Ｐｓを、吸入温度センサー１９で吸入温度Ｔｓを検出
し、Ｓｔｅｐ２へ移行する。

【００４０】Ｓｔｅｐ２は吸入過熱度演算手段２２であ
り、ＰｓとＴｓを基に次式より吸入過熱度ＳＨｓを演算
して、Ｓｔｅｐ３へ移行する。

【００４１】ＳＨｓ＝ｆ（Ｐｓ，Ｔｓ）Ｓｔｅｐ３は流量弁開度演算手段２３であり、図３に示
す吸入過熱度と流量弁開度の関係に従って、第１流量弁
１４の開度Ｘ１と第２流量弁１６の開度Ｘ２を演算す
る。

【００４２】図３において、ＳＨｓ＜５Ｋの場合には、サイクル内に余剰冷媒が生じていると判定
して、第１流量弁１４の開度Ｘ１を吸入過熱度に応じた
開度とし、第２流量弁１６の開度Ｘ２を０パルスとし
て、Ｓｔｅｐ４へ移行する。

【００４３】図３において、５Ｋ≦ＳＨｓ≦１０Ｋの場合には、サイクル内の冷媒量が適正であると判定し
て、第１流量弁１４の開度Ｘ１と第２流量弁１６の開度
Ｘ２の両方を０パルスとして、Ｓｔｅｐ４へ移行する。

【００４４】図３において、ＳＨｓ＞１０Ｋの場合には、サイクル内の冷媒量が不足していると判定
して、第１流量弁１４の開度Ｘ１を０パルスとし、第２
流量弁１６の開度Ｘ２を吸入過熱度に応じた開度とし
て、Ｓｔｅｐ４へ移行する。

【００４５】Ｓｔｅｐ４は流量弁駆動手段２４であり、
第１流量弁１４の開度をＸ１に、第２流量弁１６の開度
をＸ２に制御し、レシーバタンク１５に冷媒を流入させ
たり、レシーバタンク１５から冷媒を流出させたりし
て、Ｓｔｅｐ１へ戻る。

【００４６】この第１の実施の形態によれば、非共沸混
合冷媒を使用した場合の暖房運転において、サイクル内
に生じた余剰冷媒をレシーバタンク１５に溜めて冷媒量
を調整する。

【００４７】レシーバタンク１５は第１流量弁１４と第
２流量弁１６で閉塞されているため、循環冷媒の組成変
化を防止でき、凝縮圧力一定制御を行っても暖房能力が
低下せず、所望の能力を確保できる。

【００４８】また、吸入過熱度に応じて第１流量弁１４
と第２流量弁１６の開度を制御するので、細かな吸入過
熱度制御が可能となり、サイクル安定性を向上できる。

【００４９】（実施の形態２）図４は第２の実施の形態
における多室冷暖房装置の冷媒サイクル図である。図５
は同実施の形態における暖房運転時の動作フローチャー
トである。図６は同実施の形態における吐出過熱度と流
量弁開度の関係図である。

【００５０】尚、第１の実施の形態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。

【００５１】図４において、２６は吐出圧力センサーで
あり、圧縮機１の吐出管に取り付けられている。２７は
吐出温度センサーであり、圧縮機１の吐出管に取り付け
られている。２８は室外機である。

【００５２】２９は吐出圧力温度検出手段であり、吐出
圧力センサー２６で吐出圧力を検出し、吐出温度センサ
ー２７で吐出温度を検出する。

【００５３】３０は吐出過熱度演算手段であり、検出し
た吐出圧力と吐出温度を基に吐出過熱度を演算する。

【００５４】３１は流量弁開度演算手段であり、吐出過
熱度に応じた第１流量弁１４と第２流量弁１６の開度を
演算する。

【００５５】３２は制御装置であり、吐出圧力温度検出
手段２９、吐出過熱度演算手段３０、流量弁開度演算手
段３１、流量弁駆動手段２４から構成されている。

【００５６】以上のように構成された多室冷暖房装置
に、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖房運転時につい
て、図５を参照しながらその動作を説明する。

【００５７】図５において、Ｓｔｅｐ１は吐出圧力温度
検出手段２９であり、吐出圧力センサー２６で吐出圧力
Ｐｄを、吐出温度センサー２７で吐出温度Ｔｄを検出
し、Ｓｔｅｐ２へ移行する。

【００５８】Ｓｔｅｐ２は吐出過熱度演算手段３０であ
り、ＰｄとＴｄを基に次式より吐出過熱度ＳＨｄを演算
して、Ｓｔｅｐ３へ移行する。

【００５９】ＳＨｄ＝ｆ（Ｐｄ，Ｔｄ）Ｓｔｅｐ３は流量弁開度演算手段３１であり、図６に示
す吐出過熱度と流量弁開度の関係に従って、第１流量弁
１４の開度Ｘ１と第２流量弁１６の開度Ｘ２を演算す
る。

【００６０】図６において、ＳＨｄ＜２０Ｋの場合には、サイクル内に余剰冷媒が生じていると判定
して、第１流量弁１４の開度Ｘ１を吐出過熱度に応じた
開度とし、第２流量弁１６の開度Ｘ２を０パルスとし
て、Ｓｔｅｐ４へ移行する。

【００６１】図６において、２０Ｋ≦ＳＨｄ≦４０Ｋの場合には、サイクル内の冷媒量が適正であると判定し
て、第１流量弁１４の開度Ｘ１と第２流量弁１６の開度
Ｘ２の両方を０パルスとして、Ｓｔｅｐ４へ移行する。

【００６２】図６において、ＳＨｄ＞４０Ｋの場合には、サイクル内の冷媒量が不足していると判定
して、第１流量弁１４の開度Ｘ１を０パルスとし、第２
流量弁１６の開度Ｘ２を吐出過熱度に応じた開度とし
て、Ｓｔｅｐ４へ移行する。

【００６３】Ｓｔｅｐ４は流量弁駆動手段２４であり、
第１流量弁１４の開度をＸ１に、第２流量弁１６の開度
をＸ２に制御し、レシーバタンク１５に冷媒を流入させ
たり、レシーバタンク１５から冷媒を流出させたりし
て、Ｓｔｅｐ１へ戻る。

【００６４】この第２の実施の形態によれば、非共沸混
合冷媒を使用した場合の暖房運転において、サイクル内
に生じた余剰冷媒をレシーバタンク１５に溜めて冷媒量
を調整する。

【００６５】レシーバタンク１５は第１流量弁１４と第
２流量弁１６で閉塞されているため、循環冷媒の組成変
化を防止でき、凝縮圧力一定制御を行っても暖房能力が
低下せず、所望の能力を確保できる。

【００６６】また、吐出過熱度に応じて第１流量弁１４
と第２流量弁１６の開度を制御するので、細かな吐出過
熱度制御が可能となり、サイクル安定性を向上できる。

【００６７】さらに、吐出過熱度を制御項目にしている
ため、適正冷媒量時の過熱度範囲を大きくでき、サイク
ル内必要冷媒量の制御安定性を向上できる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非共沸混
合冷媒を使用した場合の暖房運転において、凝縮圧力一
定制御を行っても暖房能力が低下せず、所望の能力を確
保できるという有利な効果が得られる。

【００６９】また、細かな吸入及び、吐出過熱度制御が
可能となり、サイクル安定性が向上するという有利な効
果が得られる。

【００７０】さらに、吐出過熱度を制御項目にすること
により、サイクル内必要冷媒量の制御安定性が向上する
という有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における多室冷暖房
装置の冷媒サイクル図

【図２】同実施の形態における暖房運転時の動作フロー
チャート

【図３】同実施の形態における吸入過熱度と流量弁開度
の関係図

【図４】本発明の第２の実施の形態における多室冷暖房
装置の冷媒サイクル図

【図５】同実施の形態における暖房運転時の動作フロー
チャート

【図６】同実施の形態における吐出過熱度と流量弁開度
の関係図

【図７】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２四方弁４室外側熱交換器５室外側膨張弁８ａ，８ｂ室内側熱交換器９ａ，９ｂ室内側膨張弁１１ａ，１１ｂ室内機１４第１流量弁１５レシーバタンク１６第２流量弁１７バイパス回路２０，２８室外機２１吸入圧力温度検出手段２２吸入過熱度演算手段２３，３１流量弁開度演算手段２４流量弁駆動手段２９吐出圧力温度検出手段３０吐出過熱度演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外
側膨張弁、第１流量弁、レシーバタンク、第２流量弁か
ら成る室外機と、室内側熱交換器、室内側膨張弁から成
る複数の室内機とを環状に接続して冷媒回路を構成し、
前記第１流量弁、前記レシーバタンク、前記第２流量弁
を連接してバイパス回路を構成し、前記バイパス回路の
一方を前記室外側膨張弁と前記複数の室内機との間に連
通し、他の一方を前記圧縮機の吸入口と前記四方弁との
間に連通し、前記圧縮機の吸入圧力と吸入温度を検出す
る吸入圧力温度検出手段と、前記吸入圧力温度検出手段
の検出結果を基に吸入冷媒の過熱度を演算する吸入過熱
度演算手段と、前記吸入過熱度演算手段の演算結果を基
に前記第１流量弁と前記第２流量弁の開度を演算する流
量弁開度演算手段と、前記流量弁開度演算手段の演算結
果を基に前記第１流量弁と前記第２流量弁を駆動させる
流量弁駆動手段とを備え、冷媒として非共沸混合冷媒を
用いた多室冷暖房装置。
【請求項２】圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外
側膨張弁、第１流量弁、レシーバタンク、第２流量弁か
ら成る室外機と、室内側熱交換器、室内側膨張弁から成
る複数の室内機とを環状に接続して冷媒回路を構成し、
前記第１流量弁、前記レシーバタンク、前記第２流量弁
を連接してバイパス回路を構成し、前記バイパス回路の
一方を前記室外側膨張弁と前記複数の室内機との間に連
通し、他の一方を前記圧縮機の吸入口と前記四方弁との
間に連通し、前記圧縮機の吐出圧力と吐出温度を検出す
る吐出圧力温度検出手段と、前記吐出圧力温度検出手段
の検出結果を基に吐出冷媒の過熱度を演算する吐出過熱
度演算手段と、前記吐出過熱度演算手段の演算結果を基
に前記第１流量弁と前記第２流量弁の開度を演算する流
量弁開度演算手段と、前記流量弁開度演算手段の演算結
果を基に前記第１流量弁と前記第２流量弁を駆動させる
流量弁駆動手段とを備え、冷媒として非共沸混合冷媒を
用いた多室冷暖房装置。