JPS6011787B2 - ヒ−トポンプ式多室冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多室の冷暖房に使用するヒートポンプ式冷暖房
装置に関し、使用する部屋数に左右されることなくへ安
定した冷暖房能力を発揮できるようにするものである。

一般にこの種従来例の多室冷暖房装置は多室使用時の能
力に必要な冷媒量に設定している。しかし、使用しない
室が生じると、その休止中の室内ユニット側の管賂に冷
媒が徐々に溜り込み、運転中の室内ユニット側の管賂に
冷嬢の不足が起り運転不能になるケースが起る。そこで
、この問題を解決するため、休止中の室内ユニット側の
管路に溜り込む冷媒を、運転中の室内ユニット側の管賂
へ送り込んでいる。しかし、このために必要以上の袷煤
が運転中の室内ユニット側の管路に流れることになり好
ましくないとともに次のような種々の欠点も残されてい
た。

すなわち、第２図において１は室外ユニット、２，３は
室内ユニットで、この両者は各々一対のガス管４，５、
液管６，７により接続されている。

そして、二室の暖房運転時に室外ユニット１の圧縮機８
より吐出された冷煤ガスは四方弁９よりガス管１０を通
り、分岐管１１より複数路に分岐される。そして、ガス
側可逆流通電磁弁（または逆止弁内蔵電磁弁）（以下ガ
ス電磁弁という）１２，１３を通り、ガス管４，５より
室内ユニット２，３へ導かれる。そして、各室内側熱交
換器１３，１４にて放熱凝縮され室が暖房される。そし
て冷煤液は冷房時に使用される室内側膨張弁１５，１６
を側路し、これに並設した逆止弁１７，ｉ８を通り液管
６，７より再び室外ユニット１へ戻る。すなわち、袷煤
液は液側可逆流通電磁弁（または逆止弁内蔵電磁弁）（
以下液電磁弁という）１９，２０を通り分岐管２１で合
流し、そして液管２２、受液器２３を通り、暖房用膨張
弁２４にて減圧膨張しながら、室外側熱交換器２５にて
吸熱蒸発する。そして、冷媒は四方弁９を経てアキュム
レータ２６より再び圧縮機８へ吸引されるのである。２
７および２８は暖房過負荷運転時夕における高圧制御弁
と管路、２９は冷房時に暖房用膨張弁２４を冷擬が側路
するべく設けた逆止弁である。

続いて、一室暖房運転するにはガス電磁弁１３「液電磁
弁２０を閉じると、室内ユニット３側の管路が閉じられ
、室内ユニット２のみが運転される。

しかし、この場合に休止中の室内ユニット３の配管内に
は冷媒が残溜し、またガス電磁弁亀３、液電磁弁２８か
らの漏れにより配管内へ冷嬢が侵入する。このため、室
内ユニット２の管路を循環する袷媒が不足し運転に支障
をきたすことになる。しかしながら、逆止弁３Ｑ、キヤ
ピラリチューブ３１からなる直列管路３２を、液管７と
暖房用膨張弁２４の暖房時に低圧となる側に接続してい
る。したがって、休止中の室内ユニット３は直列管路３
２を介して室外ユニット１の吸入側に接続できて低圧に
保持できるから、上述した磯溜および侵入する玲嬢を室
内ユニット２側の管賂に送られ、一室暖房運転の支障は
避けられる。しかし、室内ユニット２側の管路には必要
以上の袷煤が循環しト好ましくないのである。そして「
前記と同じく逆止弁３３、キヤピラリチューブ３４から
なる直列管路３５は室内ユニット２脚に接続したもので
、室内ユニット２が休止した時に、前記と同じように作
用するものである。また、袷嬢の流量制御には暖房用膨
張弁２へ室内側膨張弁１５，１６を使用しているから、
これら膨張弁の製作時の設定バラッキ、経年変化、目語
りにより、その作動に安定性がなかった。

その結果、多室冷暖房時に各室用の室内ユニット能力に
不均衡を生じ易く、これは多室冷暖房装置においては大
きな問題であった。さらに室外ユニット１は圧縮機轟、
四方弁９「室外熱交換器２５、アキュムレー夕２６等の
通常機器以外に、室内ユニット２， ３の数によって変
化するガス電磁弁１２，１３、液電磁弁１９，２０直列
管路３２，３５等が必要になるので、室外ユニットの共
通使用のできない不便なものであった。

さらにまた、内外の熱交換器１３，１４，２５に複数の
冷煤流路を設ける際に、ディストリピュ−夕を設けても
、冷嬢の分配に不均衡を生じ易く、熱交換器全体を充分
に活用できない問題点も有していた。

第３図は従来の他実施例を示すもので、この構造におい
ても種々の問題点を有する。

すなわち、４０‘ま室外ユニット、４１，４２は室内ユ
ニットで「 この両者は各々一対の袷媒管にて接続され
ている。そして、一室暖房運転時に圧縮機４３から吐出
された袷煤は配管４４、四方電磁弁４５、配管４６の順
に通り分岐管４７に至る。そして、蟹磁弁４８が閉じら
れて室内ユニット４２は休止中であるから、関成してい
る電磁弁４９を通り室内熱交換器５０音こ入り放熱凝縮
し、室が暖房される。一方、凝縮した高圧の冷煤液は逆
止弁５１を通ってもさらに電磁弁５２、分岐管５３から
室外ユニット４８に入り「キヤピラリチユーブ５４によ
り減圧されて室外熱交換器５５により外気から吸熱して
蒸発する。そして、この室外熱交換器５覇より流出した
冷煤ガスは配管６６、四方電磁弁亀５、配管５すを通り
圧縮機４３に吸入される。このように一室暖房運転時に
は電磁弁４８，５覇が閉じて休止している室内ユニット
４２側の管路に冷煤が残溜または徐々に侵入することに
より、運転中の室内ユニット４１側を循環する冷蝶量に
不足が起り、運転に支障をきたすことになる。しかし、
関成している電磁弁５９により休止中の室内ユニット４
２の室内熱交換器６０が圧縮機４３の吸入側に接続され
ている。したがって、室内ユニット塁２側の電磁弁４８
から電磁弁５８までの冷媒管路は圧縮機母３の吸入側に
蓮通し低圧になるので、冷煤が圧縮機４３に流入し、休
止中の室内ユニット４２側の袷煤管路への冷媒溜りはな
くなる。よって、運転中の室内ユニット４１は冷煤不足
による支障はなくなる。しかし、二室暖簾運転時より袷
煤量が多くなるので、逆に安定した暖房の運転ができな
くなる。すなわち、室内負荷（室内ユニットの運転台数
）が変化した場合、各室内負荷に相当した最簿冷煤充填
量にて運転が不可能になり、良好なバランス状態におけ
る運転ができない。なお、６１は前記の電磁弁５９と同
じ働きをする電磁弁で、室内ユニット４１側のものであ
る。本発明は上記した従来例の欠点を解決するもので「
以下にその一実施例を第１図にしたがい説明する。

本発明の多室冷暖房装置は室外ユニット６２、複数の室
内ユニット６３，６４、そして、前記の両者を接続する
冷媒酌管分岐器６５とからなる。室外ユニット６２は圧
縮機６６、室外熱交換器６７、四方弁６８、アキュムレ
ータ６９、暖房用キャピラリチューブ７０およびこれに
並設した逆止弁７１とからなり、これらを図のように接
続して構成する。そして、室外熱交換器６７には配管に
よる圧力損失の減少と熱交換器の有効利用をはかるよう
に設けた複数の冷嬢流路（図示せず）にそれぞれ対応し
てキャピラリチュープ７２を並列に設け、冷媒の均等分
配により熱交換器を有効に働らかせている。さらに室外
ユニット６２はアキユムレー夕６９と四方弁６８に接続
した常時低圧の低圧接続口７３、、圧縮機６６の吐出側
に通じる吐出口７４、そして室外熱交換器６７の吸入Ｚ
側に通じる流入口７５が設けてある。室内ユニット６３
，６４は通常のキャピラリチューブ方式で、室内熱交換
器７６，７７、これの一端部より導出した室内冷嬢ガス
管７８，７９、同じく池端部より導出したキャピラリチ
ューブ８０，８１、そしてこれの先に接続した室内液管
８２，８３とより構成される。続いて冷煤配管分岐器６
５について説明すると、８４，８５はパイロット式の三
方電磁弁で、室外ユニット６２の吐出口７４に接続され
る冷媒ガス管８６に分岐管８７を介して接続し、他方は
冷煤ガス管８８，８９を介して室内ユニット６３，６４
の接続管９０，９１へそれぞれ接続される。

９２，９３は可逆流通型の電磁弁で、液管９４，９５を
介して室内ユニット６３，６４の接続液管９６，９７へ
接続され、他方は室外ユニット６２の流入口７５に接続
される液管９８に分岐液管９９を介して薮綾される。

１００は冷暖房一室運転転時のみに開くバイパス電磁弁
１０１と、これの両端にそれぞれ接続したキャピラリチ
ューフ１０２７１０３とからなる液バイパス管路で、冷
房運転時に高圧液の通る液管９８にキャピラリチューブ
１０２を接続し、同じく低圧ガス冷嫌の通る冷煤ガス管
８６にキャピラリチューブ１０３を接続している。

したがって、冷房一室運転にした際、室内ユニット６３
，６４のキヤピラリチユーブ８０，８１が冷房二室運転
時に適正能力を発揮できるように設定しているため全体
として管賂の絞り過ぎとなり、圧縮機６６の吐出温度が
上昇する。

しかし、この時にはバイパス電磁弁１０１が開いている
ので液バイパス管路１０川ま高圧冷煤液を、低圧の冷煤
ガス管８６側へ分流３せ、上記した圧縮機６６の吐出溢
度の上昇を防止するのである。１０４は暖房一室運転時
の第１のバイパス管路で、冷煤ガス管８６に接続した逆
止弁１０５、これに直列接続したバイパス電磁弁１０１
、同じくこれに一端を接続し、池端を液管９８に接続し
たキャピラリチュープ１０２からなり、袷媒ガスの一部
を液管９８側に分流させる。

１０６は暖房一室運転時の第２のバイパス管路で、暖房
一室運転時のみに開くバイパス電磁弁１０７と、これに
直列接続したキャピラリチューブ１０８と、これに直列
嬢続した逆止弁１０９とからなり、バイパス電磁弁１０
７を液管９８に、逆止弁１０９を室外ユニット６２の低
圧接続口７３に接続している低圧冷媒管１１０に接続し
ている。

１１１は暖房一室運転時の圧力調整管路で、一端を冷媒
ガス管８６に接続し、暖房一室運転時において、一定の
高圧圧力を境にして自動開閉する圧力制御弁１１２と、
これに一端をそれぞれ接続し、他端はそれぞれ袷媒ガス
管８８，８９に接続した逆止弁１１３，１１４とからな
る。

そして、圧力調整管路１１１は休止中の室内ユニット６
３、あるいは６４のいずれか一方に冷嬢ガスの一部を貯
溜し、暖房一室運転時に上昇する冷煤ガスの高圧を制御
するものである。１１５は圧力調整管路１１１にて休止
中の室内ユニット６３、あるいは６４に貯溜した冷蝶の
流出量を制御するキャピラリチューブで、低圧冷媒管１
１０に一端を接続し、他端は分岐して三方電磁弁８４，
８５に接続している。

上記一実施例において、二室の暖房運転について説明す
ると、圧縮機６６より吐出された冷嬢ガスは四方弁６８
より冷媒ガス管８６を通り分岐管８７より複数に分岐さ
れる。

そして、図示実線で示す三方電磁弁８４，８５を通り冷
煤ガス管８８，８９より接続管９０，９１を経て室内ュ
ニッタト６３，６４へ導かれる。そして、室内熱交換器
７６，７７にて放熱凝縮され、二室が暖房される。さら
に、冷煤液はキャピラリチューブ８０，８１を通り、接
続液管９６，９７を経て液管９４，９５に入り、そして
電磁弁９２，９３を通り０分岐液管９９で合流する。さ
らに、合流した袷煤液は液管９８より室外ユニット６２
に入りｔ暖房用キヤピラリチユーブ７０、キヤピラリチ
ユーフ７２を経て室外熱交換器６７に入り吸熱蒸発する
。そして玲媒は四方弁６８、アキュムレータ６９を通り
再び圧縮機６６へ吸引されるのである。続いて電磁弁９
３を閉じ、三方電磁弁８５を点線の如く切替えて室内ユ
ニット６４を王の冷媒循環路から隔絶し、室内ユニット
６３のみの暖房一室運転について説明すると「圧縮機６
６より吐出された冷媒ガスは四方弁６８より冷媒ガス管
８６を通り分岐管８７に入る。そして、一方の電磁弁８
４のみを通り、室内熱交換器７６に入り放熱凝縮し、一
室のみ暖房される。一方、凝縮した冷煤液は関成してい
る一方の電磁弁９２を通り、分岐液管９９、液管９８、
暖房用キヤピラリチューブ７０を経て室外熱交換器６７
に入り吸熟議発する。そして、袷煤は四方弁６８、アキ
ュムレータ６９を通り再び圧縮機６６へ吸引される。上
述した暖房一室運転において、第１および第２のバイパ
ス管路１０４，１０６、そして圧力調整管路１１１の作
用効果について詳述する。

本装置は熱交換器の容量、そしてキャピラリチューブの
絞り度を、暖房二室運転時において適正なように設定さ
れている。したがって、このような暖房一室運転になる
と、凝縮器の作用をする室内熱交換器７６，７７の容量
が相対的に減少する。その結果「運転時に冷嬢ガスの高
圧圧力が過度に上昇し運転に支障を生じることになる。
しかしながら、この袷煤ガスは第１バイパス管路１０４
により液管９８に一部が導出される。

すなわち、逆止弁１０５、暖房一室運転の時のみ開いた
バイパス電磁弁１０１、キャピラリチューブ１０２を経
て液管９８側に冷嬢ガスが制御されて流れ高圧が低下す
る。また一方においては、この冷媒ガスの過度の高圧圧
力を検知して圧力調整管路１１１が作動し、冷煤を休止
中の室内ユニット６４の管路に狩溜する。

すなわち、圧力制御弁１１２は冷煤ガスの過度の高圧圧
力の時のみ自動的に開くので、一部の袷煤ガスが逆止弁
翼 １４を通り袷媒ガス管８９ｔ接続ガス管９１、室内
熱交換器７７等に溜み込み圧力低下が生じる。この時、
冷煤ガス管８８の方が、圧力調整管路１１１内の冷煤液
圧より高いから「逆止弁１１３を通り冷煤ガス管８８側
に流れることはない。このようにして、休止中の室内ユ
ニット６４の管路に冷煤ガスを貯溜して過度の高圧圧力
を低下させるのである。

しかし、貯溜する冷媒量が不必要に多くなってくると、
逆に運転中の室内ユニット６３側の冷嬢循環路の冷煤ガ
ス不足により、運転に支障を生じる恐れがある。しかし
ながら、休止中の室内ユニット６４の管路にある三方電
磁弁８５に点線で示す如く通じているキャピラリチュー
ブ１１５が、低圧伶煤管１１０を介して圧縮機６６の吸
入側へ蓮通されている。したがって、貯溜する冷嫌が、
充分に絞り込んだ設定にあるキャピラリチューブ１１５
により適度に制御されて圧０縞機６６へ戻るので、過度
の冷煤溜りは防止され運転の支障はなくなる。このよう
にして、暖房一室運転時の余剰冷煤を、圧力調整管路１
１竃により休止中の室内ユニット６４の管路に液冷煤と
して貯溜し、高圧圧力夕の低下を図るのである。

また、このようになると液冷嬢の相対的減少による高圧
圧力の低下と同時に逆に、、圧縮機６６の吸入側の低圧
圧力も影響を受けて低下し、蒸発器として作用する室外
熱交換器６７に着霜を生じ０たり、圧縮機６６の吸入側
が過熱しＬ吐出側の温度も上昇する。

しかし液袷蝶は暖房−室運転時のみ開いたバイパス電磁
弁１０７、キャピラリチューブ１０８、逆止弁貴０９を
通り低圧袷煤管１１８１こ一部夕が流入して圧縮機６６
に吸引される。

また、第１バイパス管路１０４により冷煤ガスの一部が
液管９８側に流入し、室外熱交換器６７を経て圧縮機６
６の吸入側へ吸引される。したがって、低圧圧力の上昇
により〜上記した着霧が防止でき、また０た吐出温度の
低下も得られるのである。なお、一般にキャピラリチュ
ーブ方式の場合、ホットガスバィパス方式のみで、冷凍
サイクル制御を図る場合は極端に成績係数（袋贋の入力
と能力の比）が低下すると同時に過負荷運転時の袷孫タ
サィクルに安定性が欠けることは明白である。

本案は第１および第２のバイパス管路１０４， ｌ０６
圧力調整管路１１１とキャピラリチューブ１１５を適切
に組合せて各々運転制御することにより、キャピラリチ
ュ−ブ方式のヒートポンプ多室冷暖房装置においても安
定した−室（または少数室）暖房運転サイクルを構成す
ることが可能になる。また、本案実施例においては第１
および第２のバイパス管路、圧力調整管路を併用するの
であるが、室外ユニットの容量比、接続台数によっては
前記３個の管路を、例えば第１のバイパス管路１０４と
圧力調整管路１１１のみ、あるいは圧力調整管路１１１
と第２のバイパス管路１０６のみを絹合せて使用するこ
ともできる。また、三方電磁弁８４，８５は必ずしも三
方弁ではなく、各々別個の開閉弁として運動させても同
じ働きをする。

さらに、、圧力制御弁１１２は１個でなく、逆止弁１１
３，ご翼４にそれぞれ独立して設けてもよいことはもち
ろんである。そして、圧力制御弁１１・２は暖房−室運
転の過圧時でＺなく、常時作動するようにしても同様効
果が得られるものである。このように本発明は暖房負荷
の減少時に、室内熱交換器の容量が相対的に減少するた
め圧縮機の高圧圧力が過度に上昇しても、圧力調整管路
によＺり余剰袷媒ガスを休止中の室内ユニット側の閉管
格に液冷煤として貯溜せしめ、一方ではこの液冷煤を圧
縮機の吸入側に接続した低圧冷媒管へキャピラリチュー
ブ等の絞り器により制御して戻しているから〜休止中の
室内ユニット側の管勝に適正２な液袷煤を貯溜して圧縮
機の過度の高圧圧力を低下させることができる。

したがって、室内ユニットを所定数から減らした暖房負
荷減少時にあっても安定した運転を行なうことができる
。また、暖房負荷減少時に開くバイパス管路を、高圧液
冷嬢を低圧冷媒管へ分流させるように高圧液冷媒の流れ
る液管と低圧袷煤管の間に接続し、一方では冷暖房負荷
減少時に開くバイパス管路を、高氏冷煤ガスの流れる冷
媒ガス管と液管の間に接続しているから、暖房運転時に
冷嬢ガスの一部を室外熱交換器へ送り、そして液冷媒の
一部を圧縮機の吸入側へ送ることができる。

したがって、圧力調整管路により休止中の室内ユニット
側の閉管路に適正な袷煤量を貯溜し、暖房負荷減少時に
おける圧縮機の過度の高圧圧力の低下を図れるが、逆に
生じる液冷媒の相対的減少による圧縮機の低圧圧力の低
下で室外熱交換器に起る肴霧を防止でき、そして、圧縮
機の吐出温度の上昇を低下させることもできる。図面の
簡単な説賜 第１図は本発明ヒートポンプ式多室冷暖房装置の一実施
例を示す管路図、第２図、第３図はそれぞれ従来例を示
す管路図である。

６２・…”室外ユニット、６３，６４・・・…室内ユニ
ット、８４，８５……三方電磁弁などの開閉弁、８６…
…冷媒ガス管、８７・・・・・・分岐管、９２７ ９３
……電磁弁などの開閉弁〜 ９８……液管、９９・・・
…分岐管、１００，１０４…・・・液および第１のバイ
パス管路〜・貴０６・…・・第２のバイパス管路「 １
１０・・・・・・低圧冷媒管、１１１・…・・圧力調整
管路。

第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 屋外ユニツトと、複数の室内ユニツトと、上記両者
   を接続して冷媒循環路を形成する冷媒ガス管および液管
   とで構成し、上記室内ユニツト数に応じて冷媒ガス管お
   よび液管より分岐し、この各分岐管に設けた開閉弁と、
   冷媒ガス管側に設けた前記各開閉弁に並列接続した圧力
   調整管路と、休止中の室内ユニツト側の閉成管路に一端
   を接続し、他端を圧縮機の吸入側に通じる低圧冷媒管に
   接続したキヤピラリチユーブ等のような絞り器とを備え
   たヒートポンプ式多室冷暖房装置。