JPS5914701B2 - 多室形空気調和機の冷凍回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１台の室外ユニットに複数台の室内ユニットを
接続したいわゆる多室形空気調和機に関するもので、静
しゆくな暖房運転を行なえるようにすることをその目的
のひとつとするものである。

従来の多室形空気調和機にあって、圧縮機が運転されて
いる状態である室内ユニットが暖房運転されている時、
他の室内ユニットを追加して暖房運転する場合、この追
加暖房運転された室内五ニットの室内側熱交換器への冷
媒の流れを制御するガス側電磁弁と源側電磁弁を同時に
開放していた。

しかしこの追加暖房運転された室内ユニットの室内側熱
交換器は暖房運転される以前に、ガス側電磁弁と源側電
磁弁が閉止されていたことにより冷媒の流れを停止させ
られていた上、低圧となっている回路に連通されていた
ので圧力は圧縮機の吸入圧力とほぼ同じ低圧状態となっ
ていた。

このため、ガス側電磁弁と源側電磁弁を同時に開放する
と低圧の室内側熱交換器に高圧ガスが高速で流れ込むこ
とになり、この流れ込んだ冷媒により大きい衝撃音を発
生させたりガス側電磁弁のパイロット弁部を急激に移動
させることによりカチツという弁当り音を発生させたり
する。

これら衝撃音や弁当り音は室内ユニットで拡大され、室
内ユニットの据付けられている床や壁からも大きい騒音
や振動を発生させるという大きい問題を有している。

捷だこれら欠点は同一状態において源側電磁弁のみを開
放した場合でも同様に生ずる。

本発明は上記の如き欠点を除去するもので、以下にその
一実施例について図面をもとに説明する。

第１図は本発明による多室形空気調和機の一実施例の冷
凍サイクル図で、室外ユニット１は、圧縮機２．吐出マ
フラー３．四方弁４．熱源側熱交換器５．源側主管６．
液側主管６を分岐点１３で分岐してできた源側支管７
ａ ＊ ７ ｂ ｓ ７ ｃ −この源側支管７ａ、７
ｂ、７ｃと同数だけあるガス側支管８ａ＊８ｂ＊８ｃｍ
これらガス側支管８ ａ ｓ８ｂ、８ｃを集合してで
きたガス側主管９．アキュムレータ１０．源側主管６中
に設けた暖房用絞９機構１１とこの暖房用絞り機構１１
と並列でかつ暖房運転時の冷媒の流れを阻止側となるよ
うに設けた逆止弁１２．源側主管６の暖房用絞り機構１
１と源側支管７ａ、ｙｂ、７ｃの分岐部１３との間に設
けた受液器１４．各源側支管７ａ、７ｂ＊７ｃ中に双方
向性の絞り機構２２ａ、２２ｂ。

２２ｃと直列に設けた双方向流通性の電磁弁１５ａ、１
５ｂ、１５ｃ、各電磁弁１５ａ、１５ｂ。

１５ｃと暖房用絞り機構１１の間の各源側支管７ａ、７
ｂ、７ｃまたは源側主管６と各室内ユニット３０ａ、３
０ｂ、３０ｃの利用側熱交換器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ
と各ガス側電磁弁２１ａ。

２１ｂ、２１ｃの間のガス側支管８ａ、８ｂ、８ｃ間を
それぞれ結ぶバイパス管２３ａ 、２３ｂ。

２３ｃ、このバイパス管２３ａ、２３ｂ、２３ｃ中に設
けられた可逆流通式熱電形可変抵抗弁２５ａ、２５ｂ、
２５ｃ、暖房運転時の低圧回路２０側への冷媒流れを許
す方向に設けた逆止弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃと絞り１
８ａ、１８ｂ。

１８ｃとをそれぞれ直列接続してでき前記電磁弁１５ａ
、１５ｂ、１５ｃと各室内ユニット３０ａ。

３０ｂ、３０ｃとの接続口１６ａ、１６ｂ、１６ｃの間
の源側支管７ａ＊７ｂ、γＣと暖房運転時の低圧回路２
０とを結ぶバイパス管１９ａ、１９ｂ。

１９ｃ、ガス側支管８ａ、８ｂ、８ｃ中にそれぞれ設け
た双方向流通性の電磁弁２１ ａ、２１ ｂ。

２１ｃよりなる。

なお、室外ユニット１は、熱源側熱交換器５に送風する
送風機を備えている。

また室内ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃはそれぞれ利
用側熱交換器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び各利用側熱交
換器３１ａ、３１ｂ、３１ｃにて熱交換した空気を室内
に送９込む室内送風機とからなる。

次に前記可逆式熱電形可変抵抗弁２５の構造について第
２図を参考に説明する。

可逆式熱電形可変抵抗弁２５は弁部分４９と弁駆動部分
５０とからなる。

弁部分４９は弁棒５１と弁体５２とからなる。

弁棒５１は弁座部５２を設けかつ流体が流出入する流出
入ポー）５４．５５を有し、各ポー）５４．５５にはそ
れぞれ冷媒管５６．５７が接続されている。

弁体５２は連結された二つの上下部材５８．５９からな
り、これら両部材５８．５９中にポート５４側と弁、駆
動部分５０内とを連通させる通路６０．６１を形成して
いる。

両通路６０゜６１間には冷媒が通路６０から通路６１へ
向って流れるのを阻止する逆止弁６２が設けられている
。

なお、弁体５２は弁棒５１に形成した孔６３内に上下に
摺動自在に設けられている。

一方、弁駆動部分５０は、上ケーシング５４と下ケーシ
ング５５と弁棒５１とにより密閉された空間６６を形成
している。

この空間６６内には二つのバイメタル６７．６８が収納
されており１両バイメタル６７．６８はその両端にてス
ペーサ６９．７０を介して並設されている。

そして１両バイメタル６７．６８の中央部に孔７１．７
２を穿設し、上ケーシング６４の内面中央部に固着させ
た支持ピン７３を上バイメタル６７の孔７１に上方から
挿入し、また弁体５２の上端に形成したピン部分７４を
、下バイメタル６７の孔７２に下方から挿入することに
より５両バイメタル６７．６８は空間６６内に支持され
る。

なお弁体５２は座金７５を介して、スプリングＴ６によ
り常に上方向に付勢されている。

７７は上バイメタル６７を強制加熱する電気ヒータであ
り、上バイメタル６７に巻装されている。

７８．γ９は前記電気ヒータ７７の両端に接続される端
子であり、上ケーシング６４を貫通して設けられている
。

この上バイメタル６７は電気ヒータ７７により強制加熱
されろことにより、その両端が上方（図中矢印Ａ方向）
に移動するよう変形するものである。

したがって電気ヒータ７１に通電すると、上バイメタル
６７が変形し、スプリングγ６にて弁体５２を上方に押
し上げ、弁座５３と弁体５２の下端との間を開放させる
。

すなわち、弁を開放する。この場合の弁の開度は、電気
ヒータ７７への通電電力量により調整されろ。

すなわち、大電力を通せば、上バイメタル６７は大きく
変形湾曲し、弁の開度が太き（なる。

逆に電気ヒータ７７への電力が小さい場合には、上バイ
メタル６７の変形量は少なく、弁の開度は小さい。

なお、下バイメタル６８は、孔６６と弁体５２との摺動
面から空間６６内に流入した冷媒および周囲の空気回度
による温度影響を受は変形するもので、負荷状態補償用
のバイメタルである。

また、この可逆式熱電形膨張弁２５は正逆流通式の可変
抵抗弁であり、冷媒はポート５４から流入し、弁体５２
と弁座５３との間に形成される絞り部を通ってポート５
５から流出するよ５流れることはもちろんのこと、この
逆に、ポート５５から流入し、弁体５２と弁座５３との
間に形成される絞９部を通ってポート５４より流出する
よう流れることもできる。

なお、ポート５５側が高圧となり、ポート５４側が低圧
になった場合には、冷媒の一部は、弁体５２と孔５３と
の摺動面から空間６６内に流入するが、この流入した冷
媒は１通路６０，６１および逆止弁６２を通ってポート
５４へと流れ空間６６内に溜ることはない。

逆にポート５４側がポート５５側より高圧になった場合
には、逆止弁５２が閉じ、空間６６内に冷媒が流入する
ことはほとんどない。

伺この可逆式熱電形可変抵抗弁はその名の如（、電気ヒ
ーター７７に電圧を印加しない時は冷媒がポート５４又
は５５のいづれから流入しようとしてもその流れを阻止
可能であるし、電気ヒーター７７に電圧印加時はポート
５４又は５５のいずれからの冷媒の流れも許容できる。

第３図は本発明による多室形空気調和機の電気回路の一
実施例で、電磁弁１５ａのコイル５ＶＬａと電磁弁２１
ａのコイル５ＶＧａとリレー接点４６ａとを直列接続し
た回路と電磁開閉器ＭＲａとは、それぞれ室内ユニッ）
３０ａの運転スイッチ４０ａを介して電源４５に並列接
続され、同様に電磁弁１５ｂのコイル５ＶＬｂと電磁弁
２１ｂのコイル５ＶＧｂとリレー接点４６ｂとを直列接
続した回路と電磁開閉器ＭＲｂとはそれぞれ室内ユニツ
）３０ｂの運転スイッチ４０ｂを介して電源４５に並列
接続され、さらに同様に電磁弁１５ｃノコイル５ｖＬＣ
と電磁弁２１ｃのコイル５ｖｏｃとリレー接点４６ｃと
を直列接続した回路と電磁開閉器ＭＲとはそれぞれ室内
ユニッ）３０ｃの運転スイッチ４０ｃとを介して電源４
５に並列接続されている。

また圧縮機２のモータＭＣは電磁開閉器ＭＲａ、ＭＲｂ
、ＭＲ，の常開接点ＭＲａ８゜ＭＲｂ８１ＭＲｃ８ を
並列接続した回路と直列に結ばれて電源４５に接続され
、さらに並列接続された可逆流通式熱電形可変抵抗弁２
５ａ、２５ｂ。

２５ｃのヒータ一部Ｖａ、Ｖｏ、Ｖｂとそれぞれ直列に
接続されたリレー接点４３ａ、４３ｂ。

４３ｃと四方弁４のコイル４１とから成る回路は冷暖切
換スイッチ４２の暖房側接点４８を介してそれぞれ電源
４５に並列接続され、さらにマイクロコンピュータ−等
よりなり運転スイッチ４０ａ。

４０ｂ、４０ｃのＯＮ、ＯＦＦ等を検知することにより
リレー接点４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４６ａ。

４６ｂ、４６ｃ等を制御する制御装置４４は電源４５に
接続されている。

ここで上記構成において本発明による多室形空気調和機
の暖房運転時の動作を説明する。

今、冷暖切換スイッチ４２が暖房側接点４８側にたおさ
れている状態で室内ユニッ）３０ａの運転スイッチ４０
ａが投入されたとすると、マイクロコンピュータ−等よ
り成る制御装置４４は、室内ユニッ）３０ａが停止して
いた圧縮機２のモーターＭＣを回転させるための初めて
の信号を出したことを検出することにより電磁弁２１ａ
のコイル５ｖＬａと電磁開閉器ＭＲａと制御装置４４の
働らきにより閉じられたリレー接点４６ａを介し電磁弁
１５ａのコイル５ＶＧａ とに電圧を印加し。

電磁弁１５ａ、２１ ａを同時に開放し電磁開閉器ＭＲ
ａの常開接点ＭＲａ８を閉じて圧縮機２のモーターＭＣ
を回転させろ。

この時、先にも述べた様に制御装置４４は室内ユニッ）
３０ａが停止していた圧縮機２のモータＭＣを回転させ
るための初めての制御信号を出したことを検出している
ので。

リレー接点４３ａ、４３ｂ、４３ｃの常開接点を開いた
ままにしておくこととなり、可逆流通式熱電形可変抵抗
弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃのヒータ一部ｖａ、■６．■
ｏには通電されない。

こうして四方弁４のコイル４１に通電されているため圧
縮機２から吐出された冷媒ガスは四方弁４を通りガス側
主管９．ガス側支管８ａｓ電磁弁２１ａを通って室内ユ
ニツ）３０ａの室内側熱交換器３１ａに至って放熱し液
化し、さらに接続口１６ａ、電磁弁１５ａ、液態支管７
ａ、絞り装置２２ａ１分岐点１３．受液器１４を通って
暖房用絞９機構１１て減圧され、暖房運転時の低圧回路
２０を通って熱源側熱交換器５で蒸発し再び四方弁４を
通過してアキュムレータ１０を経て圧縮機２に戻るとい
う冷凍サイクルを形成し、室内ユニツ）３０ａは暖房運
転を行なう。

なお、この場合、室外送風機及び室内ユニッ）３０ａ内
の室内送風機が作動していることは当然である。

またこの室内ユニット３０ａの暖房運転時に、他の室内
ユニッ）３０ｂ。

３０ｃは運転スイッチ４０ｂ、４０ｃ 接点を開放し
ているため暖房運転は行なわれず、電磁弁１５ｂ、２１
ｂ、１５ｃ、２１ｃのコイル５ＶＬｂ。

５ｖＧｂｊＳＶＬｏ、５Ｖｏｏには通電されていないか
ら電磁弁１５ａ、２１ｂ、１５ｃ、２１ｃはその通路を
閉止している。

従って電磁弁２１ｂおよび電磁弁１５ｂにより閉塞され
室内側熱交換器３１ｂを含む冷凍回路３２ｂおよび電磁
弁２１ｃおよび電磁弁１５ｃにより閉塞され室内側熱交
換器３１ｃを含む冷凍回路３２ｃは冷媒が流れない状態
にある。

しかし実際には電磁弁２１ａ、２１ｂ。２１ｃ、１５ａ
、１５ｂ、１５ｃ等は完全に冷媒の流通を停止できず若
干の洩れがあるので、停止中の室内ユニツ）３０ｂ、３
０ｃの室内側熱交換器３１ｂ、３１ｃ内に徐々に冷媒が
溜り込んでいくことになる。

ところが室内側熱交換器３１ｂ。３１ｃに冷媒かた（さ
ん溜り込んでいくと運転中の室内ユニット３０ａの室内
側熱交換器３１ａを流れる冷媒量が減少するため暖房能
力の低下を来たしたり、圧縮機２の横規をまねいたりす
るという問題が生ずる。

そこで一端を暖房運転時の低圧回路２０に接続したバイ
パス管１９ｂ、１９ｃにより室内側熱交換器３１ｃ、３
ｉｂ内に溜り込んだ冷媒を抜き出すようにしている。

従って停止中の室内ユニツ）３０ｂ、３０ｃの室内側熱
交換器３１ｂ、３１ｃ内の冷媒圧力は暖房運転時の低圧
回路２０と同じ低圧状態となっている。

こうした状況下において、他の室内ユニット３０ｂを追
加運転する場合、従来の制御方法では電磁弁２１ｂと１
５ｂを同時に開放していたため低圧の室内側熱交換器３
Ｉｂ中に圧力差により高圧の冷媒ガスが高速で流れ込む
ため大きい冷媒衝撃音や振動、激しい電磁弁２１ｂの弁
当り音等が発生していた。

そこで本発明の場合は第４図の弁動作タイミングチャー
トに示す通り、室内ユニット３０ｂの運転スイッチ４０
ｂを投入すると、マイクロコンピュータ等よす成る制御
装置４４は、運転スイッチ４０ａがすでに投入されてい
ることから運転スイッチ４０ｂが圧縮機２のモーターＭ
Ｃの運転中に投入されたことを検出し、リレー接点４９
ｂの接点を開いたままにしさらにリレー接点４３ｂの常
開接点を閉じて可逆流通式熱電形可変抵抗弁２５ｂのヒ
ータ一部■ｂに電圧をかけると高圧の液が流れている液
側支管２２ａや液側主管６と今迄停止していたため低圧
となっていた冷凍回路３２ｂはバイパス管２３ｂにより
連通され、液冷媒が侵入することにより冷凍回路３２ｂ
の圧力は徐々に上昇していく。

ここでバイパス管２３ｂを通って冷凍回路３２ｂに流れ
込む冷媒は液状であるため流入スピードは遅（衝撃音等
は発生しない。

また可逆流通式可変抵抗弁２５ｂのコイルＶｂへの通電
と同時に、追加運転された室内ユニット３０ｂ用の液態
の電磁弁１５ｂのコイル５ＶＬｂにも通電するので、源
側主管６中の高圧の液冷媒も冷凍回路３２ｂを通って室
内側熱交換器３１ｂへ流れ込むことになるため、室内側
熱交換器３１ｂ内の圧力を比較的速く上昇させることが
出来ろ。

従って衝撃音を発生させずに室内側熱交換器３ｉｂ内の
圧力を上昇させることができる。

しかも、また熱電式可変抵抗弁２３ｂは通電される以前
は、弁座部５２と弁座５３が接触しているため、冷媒を
流さぬ全閉状態となっているが１通電と同時に電気ヒー
ター７７で上バイメタル６７を徐々に加熱し、弁座部５
２を徐々に開いてい（ので冷凍回路３２ｂ内への冷媒侵
入は初めは少な（徐々に行なわれていくので、極めて静
しゆ（に室内側熱交換器３２ｂ内の圧力を上昇させるこ
とができる。

こうして冷凍回路３２ｂ 、３２ｃ内の圧力がある程度
上昇し、電磁弁２１ｂを開放した時室内側熱交換器３１
ｂに流入する冷媒圧力とガス側支管８ｂ内の圧力との圧
力差が小さくなったと思われる時点で制御装置４４によ
りリレー接点４３ｂの接点を開き、リレー４６ｂの常閉
接点を閉じると室内ユニツ）３０ｂに冷媒を供給する冷
凍回路３２ｂ中の電磁弁２１ｂのコイル５ｖＧｂに通電
され電磁弁２１の通路が開放されるので。

電磁弁２１ｂを通って流入する冷媒は小さな圧力差の冷
凍回路３２ｂ内にはいるので衝撃音も振動も発生しない
。

又電磁弁２１ｂの弁も急激な弁当りをしないので弁をい
ためることがない。

また可逆流通式熱電形可変抵抗弁２５ａ、２５ｂ。

２５ｃは非通電時はその弁部を閉じている。

従ってガス側支管８ａ、８ｂ、８ｃ側の圧力が液側主管
６側の圧力より高くても冷媒の流通を阻止してお（こと
ができる。

従って可逆流通式熱電形可変抵抗弁２５ａ、２５ｂ、２
５ｃを冷媒が流れてしまい、運転中の室内ユニットの能
力が低下したりすることがない。

又本実施例では、バイパス管２３ａ、２３ｂ。

２３ｃ中の熱電式可変抵抗弁２５ａ、２５ｂ。

２５ｃの３個を設けているが、コストを安（するため１
箇とし、バイパス管２３ａ、２３ｂ、２３ｃを１本にま
とめた共通部局に取りつけるよ５にしてもよい。

さらに本実施例では例えば室内ユニツ）３０’ａ運転中
に室内ユニツ）３０ｂとの停止室内ユニットを運転する
ときには可逆流通式熱電形可変抵抗弁２５ｂに一定の電
圧をかけているが必要に応じて印加電圧を制御して弁座
部５２と弁座５３部の開度な制御することにより、室内
側熱交換器３１ｂへ侵入する冷媒の音をさらに小さくす
ることが出来ることは言５までもない。

さらに第３図の電気回路において、運転スイッチ４０ａ
、４０ｂ、４０ｃと直列に温度調節器が設けられ、他室
内のユニットが運転され圧縮運転中に、運転スイッチが
投入され温度調節器が復起する場合に同様の制御を行な
えば、まった（同様の効果が得られることはいうまでも
ないことである。

さらに可逆流通式焦電形可変抵抗弁２５ａ。２５ｂ、２
５ｃの開放時間はマイクロコンピュータにより種々の条
件を考慮に入れてその都度演算し決めさせてもよい。

即ち種々の条件とは例えば運転室内ユニット数、サーモ
スタット温度、サーモスタットＯＦＦ時間等の種々の要
因である。

又、圧力スイッチ等により可逆流式熱電形可変抵抗弁を
制御してもよい。

また不可逆流通式熱電形可変抵抗弁は双方向に冷媒を流
せることからこれを暖房運転時又は冷房運転時室内側熱
交換器のバイパス用として用い過負荷、低温、能力等の
制御や、ディアイス等に冷房サイクルにした場合のバイ
パス用や、圧縮機停止時の圧力バランス用として使用し
てもよ（かつ。

その可変抵抗の特徴を生かし各制御時最適の弁抵抗とす
ることができる。

上述の如（本発明による多室形空気調和機は。

圧縮機が動いていて少（とも１台の室内ユニットが暖房
運転中、他の室内ユニットを追加暖房運転又はサーモス
タット等で復起運転させるとき、暖房用絞り機構と源側
電磁弁の間の管路と、ガス側電磁弁と室内ユニットの間
の管路を結ぶバイパス管路中の可逆流通式焦電形可変抵
抗弁を開きかつ追加暖房運転室の源側電磁弁を開放して
休止していた室内ユニットの室内側熱交換器内の圧力を
上昇させた後ガス側電磁弁を開放するようにしているの
で、室内ユニットから冷媒衝撃音や振動が出ず静しゆく
暖房運転が出来、かつ機しいガス側電磁弁の弁当りも発
生せずガス側電磁弁の寿命を長（することが出来さらに
可逆流通式可変抵抗弁で他の電磁弁にはない徐々に弁開
度を太き（していけるという特徴により徐々に室内側熱
交換器内の圧力を上昇させることが出来るので極めて静
しゆくな暖房運転が出来また種々の制御に用いることが
出来ろ等の大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多室形空気調和機の−実施例の冷
凍サイクル図、第２図は同回路を構成する可逆流通式焦
電形可変抵抗弁の断面図、第３図は同多室形空気調和機
の一実施例の電気回路図。 第４図は電磁弁の動作タイミングチャート図である。 １・・・・・・室外ユニット、？ａ、７ｂ、７ｃ・・・
・・・源側支管、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ”＝電磁弁。 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ・・・・・・バイパス管（液抜
き管）、２１ａ＊２１ｂｔ２１ｃ・−−−−−電磁弁。 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ””絞り装置、２３ａ。 ２３ ｂ 、 ２３ ｃ・・・・”バイパス管、２５ａ
、２５ｂ。 ２５ｃ・・・・・・可逆流通式可変抵抗弁、３０ａ。 ３０ｂ、３０ｃ・・・・・・室内ユニット、４４・・・
・・・制御装置、４３．４６ａ、４６ｂ、４６ｃ・”＝
リレー接点、ＭＣ−・−・圧縮機のモータ、５ｖＬａ、
５ＶＬｂ。 ＳＶ ・・・・・・電磁弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃの
コｃ イル、５Ｖｏａ、５Ｖｏｂ、５Ｖｏｏ ・・・・・・電
磁弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃのコイル、Ｖａ、Ｖｂ。 ■ ・・・・・・可逆式熱電形紙抗弁のヒータ一部、５
２・・・・・・弁Ｌ５３・・・・・・弁座、６１・・・
・・・上バイメタル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１台の室外ユニットに複数台の室内ユニットを接続配
   管により接続した多室形空気調和機において、前記室外
   ユニットの源側主管を前記室内ユニットの数に分岐して
   できた源側支管中にそれぞれ源側電磁弁を設け、ガス側
   主管を前記室内ユニットの数に分岐してできたガス側支
   管中にそれぞれガス側電磁弁を設け、前記源側支管中の
   源側電磁弁と前記室外ユニットの熱源側熱交換器との間
   に絞り装置を設け、前記各源側支管中の各源側電磁弁と
   前記源側主管中の前記絞り装置との間の管路より、前記
   それぞれのガス側電磁弁とそれぞれの室内ユニットの利
   用側熱交換器の間のそれぞれのガス側支管へ連通するバ
   イパス管をそれぞれ設け、該バイパス管のそれぞれに可
   逆流通式熱電形可変抵抗弁を設けた多室形空気調和機の
   冷凍回路。