JPS6054574B2 - 空気調和機の冷凍サイクル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和機の冷凍サイクルに関するもので、そ
の目的とするところは、圧縮機の停止時に利用側熱交換
器等から冷媒流通音を発生させないことにある。

従来の空気調和機において、高圧側と低圧側を電磁弁を
有するバイパス管で連絡し、圧縮機の停止時にバイパス
管中の電磁弁を開いて高圧側と低圧側の圧力差を短時間
のうちに縮小させ、圧縮機の再起動を容易にするものが
あるが、この種の空気調和機は電磁弁を開いた時、短時
間のうちに多量の冷媒がバイパス管および電磁弁を通過
するため大騒音や振動が発生するという欠点があつた。

さらにこの騒音や振動が冷媒流通を許容している利用側
熱交換器に伝播するため、使用者に不快感を与えるとい
う大きな欠点があつた。また、従来の空気調和機にあつ
て、圧縮機の停止時に前述の如きバイパス管を使用せず
、絞り装置や利用側熱交換器自身を使用して高圧側と低
圧側の圧力差を小さくするものがあるが、この種の空気
調和機は、圧力差が小さくなるのに長い時間を必要とす
るため、圧縮機の再起動をすぐ行えなかつたり、圧縮機
が再起動可能な圧力差になる以前に再起動させようとす
ると圧縮機を損傷させたり、また圧力華が完全にｏにな
る迄の間、絞り装置や利用側熱交換器を冷媒が流れ続け
るため、この圧力平衡に要する長時間の間、絞り装置や
利用側熱交換器から冷媒流通音が発生し、使用者に不快
感を与えるという大きな欠点があつた。

本発明は上記の如き欠点を除去するもので、以下にその
実施例をもとに本発明の説明をする。

第１図は、本発明による空気調和機の冷凍サイクルの一
実施例で、この冷凍サイクルは、圧縮機１、吐出マフラ
２、熱源側熱交換器３、絞り装置４、利用側熱交換器５
、熱源側熱交換器３と絞りｊ装置４との間の高圧液ライ
ン６と利用側熱交換器５ど圧縮機１との間の低圧ガスラ
イン７とを結ぶバイパス管８と、このバイパス管８中に
設けられ通電時に通路を閉止する形式の電磁弁９と、低
圧ガスライン７とバイパス管８との合流部１０と利；用
側熱交換器５との間の低圧ガスライン７中に、合流部１
０側を流れの阻止側とした逆止弁１１とから構成されて
いる。上記構成において動作を説明する。

まず空気調和機の運転時においては、圧縮機１から吐出
された冷媒ガスは、吐出マフラ２を通り、熱源側熱交換
器３で液化し高圧液ライン６を経て絞り装置４で減圧さ
れ利用側熱交換器５で蒸発し、逆止弁１１、低圧ガスラ
イン７を通つて再び圧縮機１へ戻る。ここでバイパス管
８中の電磁弁９は通電されているので通路が閉じている
ため、冷媒を流さない。今このようにして運転されてい
る空気調和機の圧縮機１が、温度調節器の働らきまたは
空気調和機自身を停止させたことにより停止すると、そ
れと同時またはやや遅れて電磁弁９への通電が停止され
電磁弁９の通路が開放されるため、バイパス管８を冷媒
が流れ、高圧側の圧力と低圧側の圧力は短時間のうちに
平衡する。この時絞り装置４の抵抗値は、バイパス管８
及び電磁弁９よりはるかに大きいため、高圧側の冷媒は
絞り装置４を通り低圧側の利用側熱交換器４へほとんど
流れ込むことはない。むしろバイパス管８を通過した冷
媒により低圧ガスライン７の圧力は、利用側熱交換器５
より高くなるため、冷媒の流れは通常の運転時とは逆に
低圧ガスライン７から利用側熱交換器５へ向う。ここで
逆止弁１１は低圧ガスライン７から利用側熱交換器５へ
の冷媒流を阻止するため、低圧ガスライン７から利用側
熱交換器５へ冷媒が流通することにより発生する冷媒流
通音と、この冷媒の流通にのつて来るバイパス管８およ
び電磁弁９で発生する大騒音や振動が利用側熱交換器５
へ侵入することを防ぐことが出来る。また前述の如く、
絞り装置４の抵抗値はバイパス管８や電磁弁９よりはる
かに大きいため、高圧液ライン６の冷媒は大部分がバイ
パス管８と電磁弁９を通．り絞り装置４を通過しないた
め、絞り装置４を通過する時の冷媒音と、バイパス管８
および電磁弁９で発生する大騒音や振動を利用側熱交換
器５に侵入させることがないので、圧縮機１の停止時バ
イパス管８て圧力平衡を行ない圧縮機１の再起動！を短
時間のうちに可能にすると同時にこの間絞り装置４や利
用側熱交換器５から大騒音や振動を発生させないという
大きな効果を有している。また第２図は本発明による空
気調和機の冷凍サイクルの他の実施例で、室外ユニット
１０１は、・２極用モータＣ２と４極用モータＣ４を有
する極数変換型圧縮機１０２、吐出マフラ１０３、熱源
側熱交換器１０牡受液器１０５、液側主管１０６、液側
主管１０６を複数に分岐してできた液側支管１０７ａ，
１０７ｂ，１０７ｃ１この液側支管１０７ａ，１０７ｂ
，１０７ｃ中にそれぞれ設けられ通電時に通路を開放す
る形式の電磁弁１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ１液側支
管１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの室内ユニット１２０
ａ，１２ｂ，１２ｃとの接続部に設けた封鎖接続口１０
９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ１ガス側主管１１３を分岐し
てできたガス側支管１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ１こ
のガス側支管１１１ａ，１１１ｂ，ｑ１１ｃの室内ユニ
ヴト１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃとの接続部に設けた
接続口１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ、ガス側主管１１
３中に設けた封鎖弁１１２、アキュムレータ１１４、通
電時に通路を閉止する形式の電磁弁１１６を配設した液
側主管１０６とガス側主管１１３とを結ぶバイパス管１
１５、ガス側主管１１３とバイパス管１１５との合流部
１１７と封鎖弁１１２との間に合流点１１７側を流れの
阻止側とした逆止弁１１８とからなつている。また室内
ユニット１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、それぞれ利
用側熱交換器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ１絞り装置
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃとから構成されている。
この１台の室外ユニット１０１に複数台の室内ユニット
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを接続したものは、多室
形空気調和機と呼ばれ任意の台数の室内ユニットを単独
又は同時に運転することが可能な空気調和機である。以
下にその動作を説明する。実際の運転動作の前に極数変
換型圧縮機１０２の説明を行なう。現在一般に用いられ
ている圧縮機は２極モータを有するものでその回転数は
６０サイクル時すベリがないとすると毎分３６００であ
る。ところがこの極数変換形圧縮機１０２は２極用モー
タと４極用モータをもつているので６０サイクル時すベ
リがないとすると回転数は２極用モータ運転時毎分３６
００回転、４極用モータ運転時毎分１８００回転となり
、４極用モータ運転時は２極用モータ運転時の半分のピ
ストン押しのけ量となる。従つてこの極数変換形圧縮機
１０２は２極用モータ運転時の能力を２とすると４極用
モータ運転時の能力は１となり、１つの圧縮機で２段階
の能力をもつことができる。このことは空調負荷の大き
い時は２極用モータ運転で大能力を出し、空調負荷の小
さい時は４極用モータ運転で小能力を出して負荷に見合
つた運転を可能とする。また、例えば多室形空気調和機
の室内ユニット１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのうち１
室を運転している時は４極用モータ運転をし、２，３室
を運転している時は２極用モータ運転とすることにより
空調負荷に見合つた能力を得ることが出来る。ここで動
作の説明にはいる。

令室内ユニット１２０ａ，１２０ｂが運転され、極数変
換形圧縮機１０２が４極用モータに通電され動いている
とする。この時極数変換型圧縮機１０２から吐出された
冷媒ガスは吐出マフラ１０３を経て熱源側熱交換器１０
４に液化し、受液器１０５、液側主管１０６、液側支管
１０７ａ，１０７ｂ中の通電され通路の開いている電磁
弁１０８ａ，１０８ｂ１封鎖接続口１０９ａ，１０９ｂ
１室内ユニット１２０ａ，１２０ｂの絞り装置１２２ａ
，１２２ｂを経て利用側熱交換器１２１ａ，１２１ｂに
て蒸発してガス化し、接続口１１１ａ，１１０ｂ１ガス
側支管１１１ａ，１１１ｂ１ガス側主管１１３中に配設
された封鎖弁１１２、逆止弁１１８、アキュムレータ１
１４を通つて再ひ極数変換形圧縮機１０２へ戻る。なお
極数変換形圧縮機１０２の運転中はバイパス管１１５中
の電磁弁１１６は通電されているため通路が閉止してい
るので冷媒を流さない。また室内ユニット１２０ｃは運
転されていないため電磁弁１０８ｃは通電されておらず
、室内ユニット１２０ｃを冷媒は流れない。今こうした
運転状態において、室内ユニット１２０ａと１２０ｂの
設置された空間の温度が上昇したため、室内ユニット１
２０ａ，１２０ｂはさらに大きい能力を要求されるに至
り、４極用モータ運転よりも能力の大きい２極用モータ
運転に切換える必要が生じた。

しかし極数変換型圧縮機１０２は、モータと機械部分の
保護のため瞬時に４極用モータから２極用モータへ又逆
に２極用モータから４極用モータに切換えることができ
ない。モータと機械部分保護のためには高圧側圧力と低
圧側圧力が平衡してから極数変換形圧縮機１０２を再起
動させなければならない。この圧力平衡の間に極数変換
形圧縮機１０２の停止している時間、室内ユニット１２
０ａ，１２０ｂは空調していないことになり、能力増大
要求の出ているこの時に極数変換形圧縮機１０２を停止
しなけれはならないということは不都合である。しかし
極数変換形圧縮機１０２の保護のためこの時一旦、極数
変換形圧縮機１０２を停止し、この間すみやかに高圧側
の圧力と低圧側の圧力を平衡させ、短時間のうちに新た
に切換えた２極用モータで極数変換形圧縮機１０２を運
転出来るようにするため、バイパス管１１５中の電磁弁
１１６の通電を停止し電磁弁１１６の通路を開いてバイ
パス管１１５に冷媒が流れるようにする。こうして高圧
側の圧力と低圧側の圧力は短時間のうちに平衡し、直ち
に極数変換形圧縮機１０２の再起動が可能となるため室
内ユニット１２０ａ，１２０ｂの停止時間は極めて短時
間ですむ。この場合第１図の本発明による空気調和機の
冷凍サイクルー実施例の場合と同様に、絞り装置１２２
ａ，１２２ｂの抵抗値は、バイパス管１１５および電磁
弁１１６よりはるかに大きいため、高圧側の冷媒は絞り
装置１２２ａ，１２２ｂを通り低圧側の利用側熱交換器
１２１ａ，１２１ｂへほとんど流れ込むことはない。ま
たこの電磁弁１１６の通路の開放中室内ユニット１２０
ａ，１２０ｂへ冷媒を導く液側支管１０７ａ，１０７ｂ
中に設けられている電磁弁１０８ａ，１０８ｂの通路を
閉止すれは、絞り装置１２２ａ，１２２ｂ側から室内ユ
ニット１２０ａ，１２０ｂへ冷媒が流入することがない
ので、バイパス管１１５、電磁弁１１６で発生する大騒
音や振動が室内ユニット１２０ａ，１２０ｂへ伝播され
ることがない。一方バイパス管１１５を通過した冷媒に
よりガス側主管１１３の圧力は利用側熱交換器１２１ａ
，１２１ｂより高くなるため、冷媒の流れは通常の運転
時とは逆にガス主管１１３から利用側熱交換器１２１ａ
，１２１ｂへ向う。ここで逆止弁１１８はガス側主管１
１３の合流部１１７側の冷媒が利用側熱交換器１２１ａ
，１２１ｂへ流れるのを阻止するため、低圧ガスライン
１１３の合流部１１７側から利用側熱交換器１２１ａ，
１２１ｂへ冷媒が流通することにより発生する冷媒流通
音と、この冷媒流通にのつて来かつバイパス管１１５お
よび電磁弁１１６で発生する大騒音や振動が利用側熱交
換器１２１ａ，１２１ｂへ侵入することを防ぐことがで
き１る。上述の如く多室形空気調和機において極数変換
形圧縮機１０２の２極用モータと４極用モータとの運転
切換は、室内ユニットの設置されている各々の空間の負
荷変化や、使用者の意志による運転室数の切換え等に何
度となく発生する。

またこの極数切換時の停止に加え各室内ユニットの負荷
要求が満されたために極数変換形圧縮機１０２の運転が
不要となり、極数変換形圧縮機１０２を停止する場合も
ある。従つて一般の１台の空気調和機の運転の場合に較
らべ極数変換形圧縮機を用いた多室形空気調和機の場合
は極数変換形圧縮機の一旦停止する機会が多いため、こ
のような場合の騒音、振動対策として本発明は大きな効
果を発揮する。上述の例では逆止弁を用いたが、この逆
流防止の効果を発揮するものとしては電磁弁等の流量制
御装置等があることは言うまでもない。

今迄述べて来た如く、本発明による空気調和機の冷凍サ
イクルは、圧縮機の停止時にバイパス管により圧力平衡
を行ない圧縮機の早期の再起動を可能とすると同時に、
その圧力平衡時に室内ユニットから騒音や振動を発生さ
せないという大きな効果を有している。

さらにバイパス管を流れる冷媒は、高圧液冷媒から流れ
るため、流通抵抗が小さく、したがつて圧力平衡が短時
間となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の冷凍サ
イクルを示す冷媒回路図、第２図は本発明の他の実施例
における空気調和機の冷凍サイクルを示す冷媒回路図で
ある。 １・・・・・・圧縮機、３・・・・・・熱源側熱交換器
、５・・・利用側熱交換器、８・・・・・・バイパス管
、９・・・・・・バイパス弁、１１・・・・・・逆止弁
、１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ・・・・・・電磁弁、
１１４・・・・・・アキュムレータ、１１５・・・・・
・バイパス管、１１６・・・・・・バイパス弁、１１８
・・・・・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、利用側熱交換
   器を環状に連結して冷凍サイクルを構成し、前記熱源側
   熱交換器と絞り装置の間に形成される高圧液ラインと、
   前記利用側熱交換器と圧縮機の間に形成される低圧ガス
   ラインとをバイパス管により接続し、前記バイパス管に
   、前記圧縮機の停止時と同時あるいはほぼ同時にバイパ
   ス管を連通する電磁弁を設け、さらに前記低圧ガスライ
   ンにおけるバイパス管との合流部と前記利用側熱交換器
   の間に、利用側熱交換器から圧縮機への流れを順方向と
   する逆止弁を設けた空気調和機の冷凍サイクル。