JPWO2006003860A1 - マルチ形空気調和装置 - Google Patents

Abstract

低外気温時でも高圧を維持できるようにしたマルチ形空気調和装置は、室外制御装置を備えた室外ユニットと、室内制御装置を備えた複数の室内ユニットと、前記複数台の室内ユニットの運転を切り換える切り換えユニットと、前記切り換えユニットを介して前記室外ユニットと前記複数の室内ユニットを接続し、液管と、吐出ガス管と、吸込ガス管とからなる主配管を有し、全ての室内ユニットが冷房を行う全冷房運転と、全ての室内ユニットが暖房を行う全暖房運転と、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転を行う冷暖房同時運転を行うよう切り換え可能であり、室外ユニットは、冷房運転のときに凝縮器となり、暖房運転のときに蒸発器となる第１の室外熱交換器と、冷暖房同時運転時に凝縮器となる第２の室外熱交換器とからなる室外熱交換器とを備え、第２の室外熱交換器を第１の室外熱交換器の空気流通方向の上流側に設けている。

Description

本発明は、複数台の室内ユニットを有するマルチ形空気調和装置に関し、特に各室内ユニットにおいて冷房と暖房の同時運転を可能とするマルチ形空気調和装置に関する。

オフィスビル等においては、日射の影響などで場所により室温差の大きい建物や、１年を通して冷房が必要なコンピュータルームがあるため、冷媒配管１系統の中の室内ユニット各々で冷房と暖房が自由に選択できるマルチ形空気調和装置が望ましい。

このようなマルチ形空気調和装置においては、全ての室内ユニットが冷房を行う全冷房運転と、全ての室内ユニットが暖房を行う全暖房運転と、冷暖房同時運転が可能である。さらに、この冷暖房同時運転には、室内側が要求する冷房要求能力と暖房要求能力の能力差に応じて、冷房能力が大きい冷房主体運転と、暖房能力が大きい暖房主体運転がある。

このように冷暖房同時運転可能なマルチ形空気調和装置においては、様々な運転条件に対応する必要があるため、室外ユニット内に複数の室外熱交換器を備え、運転条件に応じて利用する熱交換器の台数や容量を切換えるよう構成したものが知られている。

例えば、特開平５−３３２６３７号公報には、熱交換容量の異なる大小の室外熱交換器を備え、冷暖房同時運転時に室外熱交換器を凝縮器として作用させるときは、常に小容量の室外熱交換器へ冷媒を流すマルチ形空気調和装置が記載されている。また、室外ユニットにおいて、大容量の室外熱交換器の上に小容量の室外熱交換器を積み重ねて配置し、室外ファンを室外ユニット内部の上方で小容量の室外熱交換器に近接した位置に配置している。

しかしながら、上記の構成場合、凝縮器として作用する小容量の室外熱交換器が室外ファンの近傍に位置しているため、小容量の室外熱交換器を通過する空気流量が多くなり、熱交換量（放熱量）が増大して凝縮圧力が低下する。

そのため、外気温が低い場合は、暖房運転を行う室内ユニットの室内熱交換器において十分な凝縮圧力を維持することができなくなり暖房能力が低下し、部屋が暖まりにくいという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、冷暖房同時運転時、外気温が低い場合でも、暖房能力の低下を防ぐことができるマルチ形空気調和装置を提供することを目的としている。

上記の問題を解決するために提供される本発明によるマルチ形空気調和装置は、室外制御装置を備えた室外ユニットと、室内制御装置を備えた複数の室内ユニットと、複数台の室内ユニットの運転を切り換える切り換えユニットと、前記切り換えユニットを介して室外ユニットと複数の室内ユニットを接続する、液管と、吐出ガス管と、吸込ガス管とからなる主配管を有し、前記全ての室内ユニットが冷房を行う全冷房運転と、全ての室内ユニットが暖房を行う全暖房運転と、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転を行う冷暖房同時運転を行うようにしたマルチ形空気調和装置であって、前記室外ユニットは、冷房運転のときに凝縮器となり、暖房運転のときに蒸発器となる第１の室外熱交換器と、冷暖房同時運転時に凝縮器となる第２の室外熱交換器とからなる室外熱交換器とを備え、第２の室外熱交換器を前記第１の室外熱交換器の空気流通方向の上流側に設けたことを特徴とする。

また、本発明の好適な実施例においては、室外ユニットは上方向に吹出す室外送風機を備えるとともに、室外送風機は第１の室外熱交換器の上方に配置され、第２の室外熱交換器は前記第１の室外熱交換器の下方に設ける事が望ましい。
また、第２の室外熱交換器の容量は第１の室外熱交換器の容量に対して１５％−３０％であることが望ましい。

このような特徴を備えた本発明のマルチ形空気調和装置によれば、外気温度が低いときでも凝縮圧力を維持し、暖房能力の低下を防ぐことができ、複数個の室内ユニットを全暖房運転、全冷房運転、冷暖房同時運転、を制御されたモードで行いうるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る、マルチ形空気調和装置の冷凍サイクル系統図である。 本発明の実施の形態に係る、室外ユニットの外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る、室外ユニットの断面概略図である。 本発明の発明の実施の形態に係る、室外熱交換器の概略図である。 本発明の発明の実施の形態に係る、マルチ形空気調和装置の制御系統図である。

以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

尚、以下の実施例の記載において上下、左右等方向を示す用語は添付図面参照上での用語、または通常の据付状態における方向として記載している。
本発明に係るマルチ形空気調和装置は、室外ユニット１と、複数の室内ユニット２とが、各室内ユニット２の運転を冷房または暖房に切換えるための切換ユニット４を介して液管３ａ、吹出ガス管３ｂおよび吸込ガス管３ｃからなる主配管３で接続されて構成される。

本実施形態では、夫々の場所に配置される４台の室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、これらに対応する４台の切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが接続されている。

室外ユニット１には、２台の能力可変形圧縮機５ａ、５ｂと、油分離器７と、四方弁８と、第１の室外熱交換器９ａと、第２の室外熱交換器９ｂと、第１の室外膨張弁１０ａと、第２の室外膨張弁１０ｂと冷媒量調整タンク１２と、気液分離器１４と、室外送風機１５と、室外電気部品箱２１等が収納される。

室外電気部品箱２１には、室外制御装置Ａおよび室外送風機１５、圧縮機５ａ、５ｂをそれぞれ駆動するためのインバータ装置等が収納されている。

上記各室内ユニット２には、それぞれ室内熱交換器１６と、室内膨張弁１７と、室内送風機１８および室内制御装置Ｂが収容されている。

上記各切換ユニット４には、それぞれ液管３ａと室内熱交換器１６の液側とを接続する液管接続管４１と、吐出ガス管３ｂと吸込ガス管３ｃとを択一的に室内熱交換器１６のガス側と接続するガス側接続管４２と、電磁弁４３ａ、４３ｂおよび切換ユニット制御装置Ｃが収容されている。

室外制御装置Ａには、圧縮機５ａ、５ｂおよび室外送風機１５を駆動するためのインバータ、四方弁８、第１の室外膨張弁１０ａ、第２の室外膨張弁１０ｂ、電磁弁１１と接続されている。室内制御装置Ｂには、室内膨張弁１７および室内送風機１８が接続されている。

切換ユニット制御装置Ｃには、電磁弁４３ａおよび電磁弁４３ｂが接続されている。

また、室外ユニット１および各室内ユニット２に設けられた温度センサ、圧力センサ等の各種センサ（図示しない）からの入力と、各室内ユニット２に接続されたリモートコントローラＲＣからの入力をもとに室外制御装置Ａが上記各種弁の開閉や開度を決定し、各室内制御装置Ｂおよび各切換ユニット制御装置Ｃを介して上記各種弁が制御される。

次に室外ユニット１の構造について説明する。

上記室外ユニット１は、上下方向の略中間部に水平仕切り板２２が設けられ、この水平仕切り板２２によって室外ユニット１内部は上下に区画される。

水平仕切り板２２の上部区画を熱交換室２３とし、下部区画を機械室２４とする。

熱交換室２３と機械室２４の外周は複数枚の側面パネル２５により囲まれて外周壁が形成され、熱交換室２３の上面は円筒状の吹出口２８を有する天板２６によって閉じられる。機械室２４の底部には底板２７が備えられ、この底板２７上に、上記圧縮機５ａ、５ｂ、気液分離器１４、電磁弁１１およびこれらを接続する冷媒配管、室外電気部品箱２１等が配置される。

上記熱交換室２３には、熱交換室２３の側面部に面して上記第１の室外熱交換器９ａおよび第２の室外熱交換器９ｂが配置され、第２の室外熱交換器９ｂは、第１の室外熱交換器９ａの空気流通方向上流側の下方に設けられている。

これらの室外熱交換器の近傍に第１室外膨張弁１０ａおよび第２室外膨張弁１０ｂが配置される。熱交換室２３の最上部中央には室外送風機１５が配置される。

上記側面パネル２５には第１の室外熱交換器９ａおよび第２の室外熱交換器９ｂに対向して複数の孔部からなる室外空気吸込口２９が設けられる。

上記室外送風機１５の作動により、室外空気が第１の室外熱交換器９ａおよび第２の室外熱交換器９ｂを流通し、熱交換室２３に導かれたあと、上記吹出口２８から外部へ排出される通風路が形成されるようになっている。

上記第１の室外熱交換器９ａおよび第２の室外熱交換器９ｂは、所定の間隙を有して配置された縦長矩形薄板からなる多数の熱交換フィン３０と、これらフィン３０の板厚方向に貫通する複数本の熱交換パイプ３１と、これら熱交換パイプ３１の端部を順次連結して冷媒流路を形成する複数のＵ字パイプ３２とで構成されている。

熱交換パイプ３１は、フィン３０の長手方向に複数段に亘って設けられるとともにフィン３０の空気流通方向に複数列に亘って設けられる。ここでは、熱交換パイプ３１は、たとえば上記フィン３０の長手方向に３０段、空気流通方向上流側から空気流通方向に３列の熱交換パイプ列Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を形成するように設けられる。

第１の室外熱交換器９ａと第２の室外熱交換器９ｂは、熱交換フィン３０を共通し、後述する冷媒流路がそれぞれ独立して形成される。

第１の室外熱交換器９ａの冷媒流路は、第１の室外熱交換器９ａを凝縮器として利用するときは、第１の室外熱交換器９ａのガス側に設けられたガス側分流管３３により複数の流路に分流され、液側に設けられた液側分流管３４で合流される。第１の室外熱交換器９ａを蒸発器として利用するときは、液側分流管３４で複数の流路に分流され、ガス側分流管３３で合流される。

上記第２の室外熱交換器９ｂの冷媒流路は、第１室外熱交換器９ａの空気流通方向上流側に位置する上記熱交換パイプ列Ｌ１の下方から１２段の熱交換パイプ３１を用いて形成され、第１の室外熱交換器８ａの冷媒流路とは独立した１つまたは複数の冷媒流路が形成される。

そして、上記第２の室外熱交換器９ｂの容量は、第１の室外熱交換器９ａの容量に対して１５％〜３０％に設定している。第１の室外熱交換器９ａの容量に対する第２の室外熱交換器９ｂの容量が３０％より大きいと低外気温時の凝縮圧力が低下して暖房能力が低下する。一方、１５％より小さいと、高外気温時において凝縮圧力が設計圧力を超えて運転ができなくなる恐れがある。

次に本マルチ形空気調和装置の冷凍サイクルについて図１を用いて説明する。

室外ユニット１側では、上記圧縮機５ａ、５ｂの吐出口５１ａ、５１ｂは吐出管６の一端に接続される。吐出管６の他端側は油分離器７を介して吐出管６ａ、６ｂ、６ｃの３つに分岐される。吐出管６ａは四方弁８を介して第１の室外熱交換器９ａのガス側に接続され、吐出管６ｂは第２の室外熱交換器９ｂのガス側に接続され、吐出管６ｃは電磁弁１１を介して吐出ガス管３ｂの一端に接続される。

第１の室外熱交換器９ａの液側は、第１の室外膨張弁１０ａおよび冷媒量調整タンク１２を介して液管３ａの一端に接続される。

第２の室外熱交換器９ｂの液側は、第２の室外膨張弁１０ｂを介して第１の室外膨張弁１０ａと冷媒量調整タンク１２との間に合流するように接続される。

一方、上記圧縮機５ａ、５ｂの吸込口５２ａ、５２ｂは、気液分離器１４を介して吸込管１３の一端に接続される。吸込管１３の他端は、吸込管１３ａ、１３ｂの２つに分岐され、吸込管１３ａは四方弁８に接続され、吸込管１３ｂは吸込ガス管３ｃの一端に接続される。

上記四方弁８は、上記吐出管６と第１の室外熱交換器９ａが連通する状態（ＯＦＦ）を実線で表し、上記吸込管１３と第１の室外熱交換器９ａが連通する状態（ＯＮ）を破線で表している。

室内ユニット側では、液管３ａ、吐出ガス管３ｂおよび吸込ガス管３ｃはそれぞれ複数に分岐され、各切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを介して各室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと接続される。

上述したように切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの各液管接続管４１は液管３ａと各室内熱交換器１６の液側とを接続し、各ガス側接続管４２は吐出ガス管３ｂと吸込ガス管３ｃとを択一的に室内熱交換器１６のガス側と接続する。

このガス側接続管４２はその一端が、各室内熱交換器１６のガス側と接続され、他端はガス側接続管４２ａ、４２ｂに分岐し、ガス側接続管４２ａは電磁弁４３ａを介して吐出ガス管３ｂの一端に接続され、ガス側接続管４２ｂは電磁弁４３ｂを介して吸込ガス管３ｃの一端に接続される。

電磁弁４３ａを開け、電磁弁４３ｂを閉じると吐出ガス管３ｂと室内熱交換器１６のガス側が連通し、電磁弁４３ａを閉じ、電磁弁４３ｂを開けると吸込ガス管３ｃと室内熱交換器１６のガス側が連通するようになっている。

本発明のマルチ形空気調和装置は上記の構成を有し、夫々の場所に設けられた各室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの要求能力に応じて以下に説明する運転が行われる。

（全室暖房運転）
室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの全てが暖房を行うとき、本マルチ形空気調和装置は全暖房運転を行う。この運転では、第１室外熱交換器９ａを蒸発器として利用し、各室内熱交換器１６を凝縮器として利用する。

室内ユニット１では、吐出管６ｃの電磁弁１１が開かれ、圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方から吐出した高圧ガス状態の冷媒が吐出管６、６ｃを介して吐出ガス管３ｂに供給される。

その時、四方弁８がＯＮされ第１の室外熱交換器９ａのガス側と吸込管１３ａとが連通される。第１の室外熱交換器９ａを蒸発器として利用するため第１の室外膨張弁１０ａが所定開度開かれ、第２の室外熱交換器９ｂは利用しないため第２の室外膨張弁１０ｂは全閉される。

各切換ユニット４の電磁弁４３ａが開かれ、電磁弁４３ｂが閉じられる。これにより、吐出ガス管３ｂと各室内熱交換器１６のガス側が連通する。吐出ガス管３ｂを流れる高圧ガス冷媒は、ガス側接続管４２ａ、電磁弁４３ａ、ガス側接続管４２を介して各室内熱交換器１６のガス側に流入する。

室内ユニット２では、各室内交換機１６を凝縮器として利用し、流量調整のために各室内膨張弁１７がそれぞれ所定開度で開かれる。

各室内熱交換器１６に流入した高圧ガス冷媒は、室内送風機１８により室内ユニット内へ導かれた室内空気と熱交換して凝縮した後、各室内熱交換器１６の液側から流出する。冷媒と熱交換された室内空気は温風となって室内送風機１８により室内ユニット２の外に送風される。

各室内熱交換器１６の液側から流出した高圧液冷媒は、各室内膨張弁１７と、各液管接続管４１を介して液管３ａに流入する。

液管３ａに流入した高圧液冷媒は、室外ユニット１へ戻り、冷媒量調整タンク１２を介した後、第１の室外膨張弁１０ａにより減圧されて液側分流管３４に流入する。液側分流管３４で複数の冷媒流路に分流された冷媒は第１の室外熱交換器９ａの液側から第１の室外熱交換器９ａに流入する。

第１の室外熱交換器９ａに流入した冷媒は、室外送風機１５により熱交換室２３内へ導かれた室外空気と熱交換して低圧ガス冷媒となり第１の室外熱交換器９ａから流出する。冷媒と熱交換された室外空気は冷やされて室外送風機１５により吹出口２８から吹出される。

第１の室外熱交換器９ａから流出した低圧ガス冷媒は、ガス側分流管３３で合流した後、四方弁８を介して吸込管１３ａに流入した後、吸込管１３、気液分離器１４を介して圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方へ吸い込まれる。

（全室冷房運転）
室内ユニット２の全てが冷房を行うとき、本マルチ形空気調和装置は全冷房運転を行う。この運転では、第１室外熱交換器９ａを凝縮器として利用し、各室内熱交換器１６を蒸発器として利用する。

室外ユニット１では、吐出管６ｃの電磁弁１１が閉じられ、四方弁８がＯＦＦされる。

圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方から吐出した高圧ガス状態の冷媒が吐出管６、６ａ、四方弁８を介してガス側分流管３３に流入する。ガス側分流管３３で複数の冷媒流路に分流された冷媒は第１の室外熱交換器９ａのガス側から第１の室外熱交換器９ａに流入し、室外送風機１５により熱交換室２３内へ導かれた室外空気と熱交換されることにより凝縮して高圧液冷媒となって第１の室外熱交換器９ａから流出する。冷媒と熱交換された室外空気は暖められて室外送風機１５により吹出口２８から吹出される。

第１の室外熱交換器９ａから流出した高圧液冷媒は、液側分流管３４で合流した後、第１の室外膨張弁１０ａ、冷媒量調整タンク１２を介して液管３ｂへ流入する。

第１の室外熱交換器９ａを凝縮器として利用するため第１の室外膨張弁１０ａが所定開度開かれ、第２の室外熱交換器９ｂは利用しないため第２の室外膨張弁１０ｂは全閉される。

四方弁８がＯＦＦとなり、電磁弁１１が閉じられるので吐出ガス管３ｂは遮断されて冷媒は流れない。

各切換ユニット４の電磁弁４３ａが閉じられ、電磁弁４３ｂが開かれる。これにより、吸込ガス管３ｃと各室内熱交換器１６のガス側が連通する。液管３ａを流れる高圧液冷媒は、液管接続管４１を介して各室内熱交換器１６の液側に流入する。

各室内ユニット２では、各室内交換機１６を蒸発器として利用し、冷媒を減圧するために各室内膨張弁１７がそれぞれ所定開度で開かれる。

各室内膨張弁１７を介して各室内熱交換器１６に流入した高圧液冷媒は、室内送風機１８により室内ユニット内へ導かれた室内空気と熱交換して蒸発した後、各室内熱交換器１６のガス側から流出する。冷媒と熱交換された室内空気は冷風となって室内送風機１８により室内ユニット２の外へ送風される。

各室内熱交換器１６のガス側から流出した低圧ガス冷媒は、ガス側接続管４２、電磁弁４３ｂ、ガス側接続管４２ｂを介して吸込ガス管３ｃに流入する。

吸込ガス管３ｃに流入した低圧ガス冷媒は、室外ユニット１へ戻り、吸込管１３ｂ、１３、気液分離器１４を介して圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方へ吸い込まれる。

（冷暖房同時運転・暖房主体）
室内側が要求する暖房要求能力の合計が冷房要求能力の合計よりも大きいとき、本マルチ形空気調和装置は、暖房主体の冷暖房同時運転を行う。例えば、室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃが暖房、室内ユニット２ｄが冷房とすると、第１の室外熱交換器９ａと冷房を行う室内ユニットの室内熱交換器１６を蒸発器として利用し、暖房を行う室内ユニットの各室内熱交換器１６を凝縮器として利用する。

室外ユニット１では、吐出管６ｃの電磁弁１１が開かれ、圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方から吐出した高圧ガス状態の冷媒が吐出管６、６ｃを介して吐出ガス管３ｂに供給される。四方弁８がＯＮされて第１の室外熱交換器９ａのガス側と吸込管１３ａとが連通される。

第１の室外熱交換器９ａを蒸発器として利用するため第１の室外膨張弁１０ａが所定開度開かれ、第２の室外熱交換器９ｂは利用しないため第２の室外膨張弁１０ｂは全閉される。

切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃの電磁弁４３ａが開かれ、電磁弁４３ｂが閉じられる。切換ユニット４ｄでは、電磁弁４３ａが閉じられ、電磁弁４３ｂが開かれる。これにより、吐出ガス管３ｂと室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの各室内熱交換器１６のガス側が連通し、吸込ガス管３ｃと室内ユニット２ｄの室内熱交換器１６のガス側が連通する。

吐出ガス管３ｂを流れる高圧ガス冷媒は、切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃのガス側接続管４２ａ、電磁弁４３ａ、ガス側接続管４２ａを介して室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの室内熱交換器１６のガス側に流入する。

室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃでは、各室内交換機１６を凝縮器として利用し、流量を調整するように各室内膨張弁１７がそれぞれ所定開度で開かれる。

室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの各室内熱交換器１６に流入した高圧ガス冷媒は、室内送風機１８により室内ユニット内へ導かれた室内空気と熱交換して凝縮した後、各室内熱交換器１６の液側から流出する。

冷媒と熱交換された室内空気は温風となって室内送風機１８により室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの外へ送風される。室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの各室内熱交換器１６の液側から流出した高圧液冷媒は、各室内膨張弁１７と、切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃの液管接続管４１を介して液管３ａに流入する。液管３ａに流入した冷媒は、室外ユニット１に戻る冷媒と、冷房を行う室内ユニット２ｄに流入する冷媒とに分流される。

液管３ａから室外ユニット１に戻る冷媒は、冷媒量調整タンク１２を介した後、室外膨張弁１０ａにより減圧されて液側分流管３４に流入する。液側分流管３４で複数の冷媒流路に分流された冷媒は第１の室外熱交換器９ａの液側から第１の室外熱交換器９ａに流入する。

第１の室外熱交換器９ａに流入した冷媒は、室外送風機１５により熱交換室２３に導かれた室外空気と熱交換して低圧ガス冷媒となり第１の室外熱交換器９ａから流出する。冷媒と熱交換された室外空気は冷やされて室外送風機１５により吹出口２８から吹出される。第１の室外熱交換器９ａから流出した低圧ガス冷媒は、ガス側分流管３３で合流した後、四方弁８を介して吸込管１３ａに流入する。

一方、液管３ａにおいて冷房運転の室内ユニット２ｄへと分流した冷媒は、切換ユニット４ｄの液管接続管４１を介して室内熱交換器１６の液側に流入する。

室内ユニット２ｄでは、室内交換機１６を蒸発器として利用し、冷媒を減圧するために室内膨張弁１７が所定開度で開かれる。室内膨張弁１７を介して室内ユニット２ｄの室内熱交換器１６に流入した高圧液冷媒は、室内送風機１８により室内ユニット内へ導かれた室内空気と熱交換して蒸発した後、室内熱交換器１６のガス側から流出する。

冷媒と熱交換された室内空気は冷風となって室内送風機１８により室内ユニット２ｄの外へ送風される。室内ユニット２ｄの室内熱交換器１６のガス側から流出した低圧ガス冷媒は、切換ユニット４ｄのガス側接続管４２、電磁弁４３ｂ、ガス側接続管４２ｂを介して吸込ガス管３ｃに流入する。吸込ガス管３ｃに流入した冷媒は、室外ユニット１へ戻り、吸込管１３ｂに流入した後、上記暖房室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃから室外ユニット１に戻って吸込管１３ａに流入した冷媒と吸込管１３において合流し、気液分離器１４を介して圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方へ吸い込まれる。

（冷暖房同時運転・冷房主体）
室内側が要求する冷房要求能力の合計が暖房要求能力の合計よりも大きいとき、本マルチ形空気調和装置は、冷房主体の冷暖房同時運転を行う。例えば、室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃが冷房、室内ユニット２ｄが暖房とすると、第２の室外熱交換器８ｂと暖房を行う室内ユニットの室内熱交換器１６を凝縮器として利用し、冷房を行う室内ユニットの各室内熱交換器１６を蒸発器として利用する。

室内ユニット１では、四方弁８がＯＮ、吐出管６ｃの電磁弁１１と第２の室外膨張弁１０ｂが開かれ、圧縮機５ａ、５ｂのどちらか一方または両方へから吐出した高圧ガス状態の冷媒が吐出管６、６ｂを介して第２の室外熱交換器９ｂのガス側に流入し、吐出管６、６ｃ、電磁弁１１を介してと吐出ガス管３ｂに流入する。

第２の室外熱交換器９ｂを凝縮器として利用するため第２の室外膨張弁１０ｂが所定開度で開かれ、第１の室外熱交換器９ａは利用しないため第１の室外膨張弁１０ａは閉じられる。第２の室外熱交換器９ｂに流入した高圧ガス冷媒は、室外送風機１５により熱交換室２３に導かれた室外空気と熱交換して凝縮し、高圧液状態で第２の室外熱交換器９ｂから流出する。

冷媒と熱交換された室外空気は暖められて室外送風機１５により吹出口２８から吹出される。第２の室外熱交換器９ｂを流出した高圧液冷媒は、第２の室外膨張弁１０ｂ、冷媒量調整タンク１２を介して液管３ｂへ流入する。

切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃの電磁弁４３ｂが開かれ、電磁弁４３ａが閉じられる。切換ユニット４ｄでは、電磁弁４３ｂが閉じられ、電磁弁４３ａが開かれる。これにより、吐出ガス管３ｂと室内ユニット２ｄの室内熱交換器１６のガス側が連通し、吸込ガス管３ｃと室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの各室内熱交換器１６のガス側が連通する。

吐出ガス管３ｂを流れる高圧ガス冷媒は、切換ユニット４ｄのガス側接続管４２ａ、電磁弁４３ａ、ガス側接続管４２ａを介して室内ユニット２ｄの室内熱交換器１６のガス側に流入する。

室内ユニット２ｄでは、室内熱交換機１６を凝縮器として利用し、流量を調整するように室内膨張弁１７が所定開度で開かれる。室内熱交換器１６に流入した高圧ガス冷媒は、室内送風機１８により室内ユニット２ｄ内へ導かれた室内空気と熱交換して凝縮した後、室内熱交換器１６の液側から流出する。

冷媒と熱交換された室内空気は温風となって室内送風機１８により室内ユニット２ｄの外へ送風される。

室内熱交換器１６の液側から流出した高圧液冷媒は、室内膨張弁１７と、切換ユニット４ｄの液管接続管４１を介して液管３ａに流入する。室外ユニット２ｄから液管３ａに流入した高圧液冷媒は、第２の室外熱交換器９ｂで凝縮された高圧液冷媒と合流する。合流した高圧液冷媒は、切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃの液管接続管４１を介して室内熱交換器１６の液側に流入する。

室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃでは、各室内交換機１６を蒸発器として利用し、冷媒を減圧するために各室内膨張弁１７がそれぞれ所定開度で開かれる。各室内膨張弁１７を介して各室内熱交換器１６に流入した高圧液冷媒は、室内送風機１８により室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ内へ導かれた室内空気と熱交換して蒸発した後、各室内熱交換器１６のガス側から流出する。

冷媒と熱交換された室内空気は冷風となって室内送風機１８により室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの外へ送風される。

室内ユニット２ａ、２ｂ、２ｃの各室内熱交換器１６のガス側から流出した低圧ガス冷媒は、切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃの各ガス側接続管４２、各電磁弁４３ｂ、ガス側接続管４２ｂを介して吸込ガス管３ｃに流入する。吸込ガス管３ｃに流入した低圧ガス冷媒は、室外ユニット１へ戻り、吸込管１３ｂ、１３、気液分離器１４を介して圧縮機５ａ、５ｂへ吸い込まれる。

上述した各運転において、図３に示すように、室外送風機１５が上向き吹出しに配置されているので、熱交換室２３に導入される室外空気の流速は機械室２３の上部に比べて下部は小さくなる。これにより第１の室外熱交換器９ａは熱交換量が大きく、第２の室外熱交換器９ｂは熱交量が小さい傾向になる。

第２の室外熱交換器９ｂが、第１の室外熱交換器９ａの１列目の下部に設けられているので、第２の室外熱交換器９ｂを凝縮器として利用する冷房主体の冷暖房同時運転において、外気温度が低くい場合でも熱交換が促進されずに暖房運転の室内ユニットにおいて十分な凝縮温度を維持できるので暖房能力の低下を防ぐことができる。

更には、第２の室外熱交換器９ｂの容量を第１の室外熱交換器９ａの容量の１５％〜３０％に設定しているので、外気温度が低くい場合は凝縮圧力を維持することができ、外気温度が高い場合は凝縮圧力が設計圧力を超えることがなく、常に快適な空調を行うことができる。

また、第１の室外熱交換器９ａを蒸発器として利用する全暖房運転、暖房主体の冷暖房同時運転時には、長時間運転を続けると第１の室外熱交換器９ａの下部に霜が付着し、熱交換効率が低下する。そのため霜を取り除く除霜運転が行われるが、除霜運転により溶けた霜がフィン３０を伝って滴下し、室外熱交換器９ａの下方部分で溜まりやすく、再び第１の室外熱交換器９ａを蒸発器として利用する全暖房運転及び暖房主体の冷暖房同時運転が行われると溜まった下や水が凍結して室外熱交換器が破壊することもある。

第２の室外熱交換器９ｂは、吐出管６ｂから高圧ガス冷媒が流れ込み、上述したように凝縮器として利用されない場合、第２の室外膨張弁１０ｂが閉じられているので、高圧ガス冷媒が押し込まれた状態にあるので、この部分では霜の付着が抑制されるとともに除霜による上記不具合も抑制される。霜の付着が抑えられるので第１の室外熱交換器９ａの熱交換量が低下することがなく効率の良い運転が可能となる。

また、第１の室外熱交換器９ａと第２の室外熱交換器９ｂを共通のフィン３０で形成しているので、部品点数が少なくなり、コスト低減が可能であるともに筐体の省スペース化が可能である。

更には、全冷房運転または全暖房運転を行う標準タイプのマルチ形空気調和装置と室外ユニット１の熱交換室２３を共通化することも可能である。これによりさらにコストを抑えることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。

Claims (3)

1. 室外制御装置を備えた室外ユニットと、
   室内制御装置を備えた複数の室内ユニットと、
   前記複数台の室内ユニットの運転を切り換える切り換えユニットと、
   前記切り換えユニットを介して前記室外ユニットと前記複数の室内ユニットを接続する、液管と、吐出ガス管と、吸込ガス管とからなる主配管を有し、
   前記全ての室内ユニットが冷房を行う全冷房運転と、全ての室内ユニットが暖房を行う全暖房運転と、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転を行う冷暖房同時運転を行うようにしたマルチ形空気調和装置であって、
   前記室外ユニットは、冷房運転のときに凝縮器となり、暖房運転のときに蒸発器となる第１の室外熱交換器と、前記冷暖房同時運転時に凝縮器となる第２の室外熱交換器とからなる室外熱交換器とを備え、前記第２の室外熱交換器を前記第１の室外熱交換器の空気流通方向の上流側に設けたことを特徴とするマルチ形空気調和装置。
2. 前記室外ユニットは上方向に吹出す室外送風機を備えるとともに、前記室外送風機は前記第１の室外熱交換器の上方に配置され、前記第２の室外熱交換器は前記第１の室外熱交換器の下方に設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第２の室外熱交換器の容量は前記第１の室外熱交換器の容量に対して１５％−３０％であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

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