JP2008170063A - マルチ型空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチ型空気調和機において、製造原価を低減し据付面積を小さくすることができると共に、低圧ガス接続配管から圧縮機へ戻る低圧ガス冷媒の管路の圧力損失を低減して性能を向上すること。
【解決手段】マルチ型空気調和機１００は、複数台の室内機４０、複数台の室外機１０、液接続配管３５、高圧ガス接続配管３６、低圧ガス接続配管３７を備えている。複数台の室外機１０のうち少なくとも１台の室外機は、四方弁１３を１個及び室外熱交換器１４をそれぞれ１個のみ備え、低圧ガス阻止弁３３と圧縮機吸入配管とを繋ぐ配管を備え、四方弁１４と高圧ガス阻止弁３２との間に冷媒の流れを遮断する弁機構３８を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチ型空気調和機に係り、特に複数台の室内機に複数台の室外機が接続されて冷暖同時運転可能なマルチ型空気調和機に好適なものである。

従来のマルチ型空気調和機としては、特開平６−２５７８７５号公報（特許文献１）に記載された冷凍装置がある。この冷凍装置は、複数台の熱源ユニット、複数台の利用ユニット、メイン液ライン、メイン高圧ガスライン、メイン低圧ガスライン、及び、配管ユニットを備えている。

熱源ユニットは、圧縮機と、一端が圧縮機の吐出側と吸込側とに切換可能に接続され且つ他端に液ラインが接続された熱源側熱交換器と、液ラインに設けられた熱源側膨脹機構とを有している。そして、圧縮機から吐出方向に冷媒流通を許容する高圧通路と圧縮機の吸込方向に冷媒流通を許容する低圧通路とに分岐されたガスラインの基端が圧縮機の吐出側と吸込側とに切換可能に接続されている。

メイン液ライン、メイン高圧ガスライン及びメイン低圧ガスラインは、各熱源ユニットが並列に接続されるように各液ライン、各高圧通路及び各低圧通路が接続されている。

利用ユニットは、メイン液ラインに一端が接続された利用側熱交換器と、利用側熱交換器とメイン液ラインとの間に設けられた利用側膨脹機構とを有している。そして、利用側熱交換器の他端がメイン高圧ガスライン及びメイン低圧ガスラインに切換可能に接続されている。

配管ユニットは、熱源ユニットからメイン高圧ガスラインに向う冷媒流通を許容する逆止弁と、メイン低圧ガスラインから熱源ユニットに向う冷媒流通を許容する逆止弁とが備えられている。

特開平６−２５７８７５号公報

上記特許文献１の冷凍装置では、複数台の熱源ユニットと利用ユニットへの接続配管との間に２つの逆止弁を有する配管ユニットを設置することにより、冷暖同時運転を実現している。しかし、配管ユニット分の製造原価がかかり、製品据付面積も広く取る必要がある。また、冷房運転時に、低圧ガス管から室外機へ戻る低圧ガス冷媒は、逆止弁、ガス阻止弁、四方弁を経由して圧縮機吸入配管へ入るため、管路の圧力損失が増え、吸入圧力低下に伴う性能低下が避けられない。

本発明の目的は、製造原価を低減し据付面積を小さくすることができると共に、低圧ガス接続配管から圧縮機へ戻る低圧ガス冷媒の管路の圧力損失を低減して性能を向上できるマルチ型空気調和機を得ることにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、室内熱交換器及び室内膨張弁を有する複数台の室内機と、圧縮機、冷房運転側と暖房運転側とに切替え可能な四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、液阻止弁、高圧ガス阻止弁及び低圧ガス阻止弁を有する複数台の室外機と、前記室内機と前記室外機との間に配置されて液冷媒を流すと共に、前記各室内機及び前記各室外機の液阻止弁にそれぞれ分岐して接続される液接続配管と、前記室内機と前記室外機との間に配置されて高圧ガス冷媒を流すと共に、前記各室内機の他側及び前記各室外機の高圧ガス阻止弁にそれぞれ分岐して接続される高圧ガス接続配管と、前記室内機と前記室外機との間に配置されて低圧ガス冷媒を流すと共に、前記各室内機の他側及び前記各室外機の低圧ガス阻止弁にそれぞれ分岐して接続される低圧ガス接続配管と、を備え、前記複数台の室外機のうち少なくとも１台の室外機は、前記四方弁を１個及び前記室外熱交換器をそれぞれ１個のみ備え、前記低圧ガス阻止弁と圧縮機吸入配管とを繋ぐ配管を備え、前記四方弁と高圧ガス阻止弁との間に冷媒の流れを遮断する弁機構を備えた構成にしたことにある。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）冷房負荷が大きく前記室外熱交換器を凝縮器として使用する場合に、前記四方弁を冷房運転側に切替えて前記圧縮機の吐出側を前記室外熱交換器側に繋ぐと共に前記圧縮機の吸込み側を前記高圧ガス阻止弁側に繋なぎ、暖房負荷が大きく室外熱交換器を蒸発器として使用する場合或いは冷房負荷が大きく蒸発器として使用せず低圧側に引く場合に、前記四方弁を暖房運転側に切替えて前記圧縮機の吐出側を前記高圧ガス阻止弁側に繋ぐと共に前記圧縮機の吸込み側を前記室外熱交換器側に繋ぐこと。
（２）前記弁機構は、前記四方弁から前記高圧ガス阻止弁への冷媒への流れを許容し、前記高圧ガス阻止弁から前記四方弁への冷媒への流れを遮断するように構成されていること。
（３）前記複数台の室外機は、全て、前記四方弁を１個及び前記室外熱交換器をそれぞれ１個のみ備え、前記低圧ガス阻止弁と圧縮機吸入配管とを繋ぐ配管を備え、前記四方弁と高圧ガス阻止弁との間に冷媒の流れを遮断する弁機構を備えていること。
（４）前記弁機構を電磁弁で構成し、前記圧縮機の吐出冷媒を前記室内機の暖房に使用する場合に前記電磁弁を開くこと。
（５）前記弁機構を電磁弁で構成し、前記複数台の室内機全てが冷房運転機または停止機で且つ前記高圧ガス接続配管を低圧ガス冷媒流路として使用する場合、圧縮機運転中の前記室外機の弁機構を開いて前記高圧ガス接続配管より前記圧縮機の吸入側へ低圧ガス冷媒を取り入れること。
（６）前記室外機の暖房運転機と停止機が混在する場合、前記停止機の室外膨張弁と室外ファンとを駆動させ、前記停止機の室外熱交換器を蒸発器として使用すること。
（７）前記複数台の室外機が暖房運転機の場合、前記各室外機の室外熱交換器の除霜を交互に実施すること。

かかる本発明のマルチ型空気調和機によれば、製造原価を低減し据付面積を小さくすることができると共に、低圧ガス接続配管から圧縮機へ戻る低圧ガス冷媒の管路の圧力損失を低減して性能を向上できる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。なお、本発明は、それぞれの実施形態を適宜に組み合わせることにより、さらに効果的なものとすることを含む。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のマルチ型空気調和機を図１を用いて説明する。図１は本実施形態のマルチ型空気調和機１００の冷凍サイクル系統図（電磁弁使用例：暖房＋冷房）である。

マルチ型空気調和機１００は、２台の室外機１０ａ、１０ｂと、４台の室内機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと、これらを制御する制御装置とを備えて構成されている。このマルチ型空気調和機は、冷暖同時運転可能であり、室内運転状態が暖房運転、冷房運転、停止が同時に混在できるものである。ここで、室外機１０の接続台数は２台より多くても良く、室内機４０の接続台数も４台より多くても少なくても良い。なお、符号１０ａ〜１０ｂや４０ａ〜４０ｄなどに付けたアルファベットの添え字は、各部品を総称的に表わす場合などに省略して用いることがある。

室外機１０は、標準的な冷暖房用空調機の室外機と同様に、それぞれに室外熱交換器１４と四方弁１３とを１個のみ備えて形成されている。

四方弁１３は制御装置により冷房運転側と暖房運転側とに切替え可能である。四方弁１３の冷房運転側とは、図１の室外機１０ａの四方弁１３ａの実線（室外機１０ｂの四方弁１３ｂの破線）に示すように、圧縮機１１の吐出側が室外熱交換器１４側へ繋がり、圧縮機１１の吸込み側が高圧ガス阻止弁３２側と繋がる状態である。例えば、室外機１０は、冷房負荷が大きく室外熱交換器１４を凝縮器として使用する場合に、四方弁１３が冷房運転側となり、室外冷房運転状態とされる。また、四方弁１３の暖房運転側とは、図１の室外機１０ａの四方弁１３ａの破線（室外機１０ｂの四方弁１３ｂの実線）に示すように、圧縮機１１の吐出側が高圧ガス阻止弁３２側ヘ繋がり、圧縮機１１の吸込み側が室外熱交換器１４側へ繋がる状態である。例えば、室外機１０は、暖房負荷が大きく室外熱交換器１４を蒸発器として使用する場合、或いは冷房負荷が大きく蒸発器として使用せず低圧側に引く場合に、四方弁１３が暖房運転側となり、室外暖房運転状態とされる。

標準的な冷暖房用空調機の室外機には無い部品として、低圧ガス阻止弁３３、低圧ガス室外機内配管３４及び逆止弁３８が本実施形態の室外機１０に設けられている。低圧ガス阻止弁３３及び低圧ガス室外機内配管３４は、低圧ガス接続配管３７と圧縮機吸入配管とを繋ぐものである。逆止弁３８は、四方弁１３と高圧ガス阻止弁３２（高圧ガス接続配管３６）との間の配管に設置され、四方弁１３から高圧ガス接続配管３６方向へ冷媒を流し、その逆方向の流れを阻止する弁である。なお、圧縮機吸入配管は四方弁１３と圧縮機１１の吸込み側とを接続する配管である。

まず、室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが室外冷房運転の冷房主体運転、室内機４０ａが冷房運転、室内機４０ｂが暖房運転、室内機４０ｃ、４０ｄが停止の状態である第１の空調運転における冷媒の流れを説明する。

第１の空調運転における室外機１０ａの状態は、圧縮機１１ａは運転、室外膨張弁１５ａは閉、室外ファン２６ａは停止、四方弁１３ａは暖房運転側、室外膨張弁１５ａが閉、室外ファン２６ａが停止の状態である。

この状態で、圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、圧縮機吐出側逆止弁１２ａ、四方弁１３ａを通り高圧ガス阻止弁３２ａ側へと流れる。ここで四方弁１３ａと高圧ガス阻止弁３２ａとの間には逆止弁３８ａがあるが、冷媒が四方弁１３ａから高圧阻止弁３２ａに流れる方向であるため逆止弁３８ａが開き、高圧ガス冷媒は逆止弁３８ａを通り高圧ガス阻止弁３２ａ、高圧ガス接続配管３６へ送られる。

この高圧ガス接続配管３６へ送られた高圧ガス冷媒は、高圧側開閉機構５２ｂが開いているため、冷暖切替ユニット５０ｂへ送られ、高圧側開閉機構５２ｂを通して暖房運転室内機４０ｂへ送られ、その室内熱交換器４１ｂで凝縮して室内機４０ｂによる室内の暖房を行い、高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、開路した室内膨張弁４２ｂを通り、液接続配管３５へ送られる。

なお、室外膨張弁１５ａが閉、室外ファン２６ａが停止の状態であるため、室外熱交換器１４ａは、蒸発器としては機能せず、四方弁１３ａを通して低圧に引かれているだけである。

一方、第１の空調運転における室外機１０ｂの状態は、圧縮機１１ｂは運転、室外膨張弁１５ｂは開、室外ファン２６ｂは運転、四方弁１３ｂは冷房運転側の状態である。

この状態で、圧縮機１１ｂで圧縮された高圧ガス冷媒は、圧縮機吐出側逆止弁１２ｂ、四方弁１３ｂを通り室外熱交換器１４ｂ側へと流れ、室外熱交換器１４ｂで凝縮して高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、室外膨張弁１５ｂ、レシーバ２５ｂ、液阻止弁３１ｂを通り、液接続配管３５へ送られる。なお、圧縮機吸入配管と高圧ガス阻止弁３２ｂ（高圧ガス接続配管３６）は四方弁１３ｂを介して繋がって見えるが、四方弁１３ｂと高圧ガス阻止弁３２ｂの間に逆止弁３８ｂがあるため、高圧ガス接続配管３６内の高圧ガス冷媒は、圧縮機吸入配管に入ることなく、圧縮機１１ｂや低圧ガス室外機内配管３４ｂに入らないようになっている。逆止弁３８は、四方弁１３から高圧ガス阻止弁３２への冷媒への流れを許容し、高圧ガス阻止弁３２から四方弁１３への冷媒への流れを遮断する弁機構を構成する。

上述した室内機４０ｂから液接続配管３５へ送られた高圧液冷媒と上述した室外機１０ｂから液接続配管３５へ送られた高圧液冷媒とは、合流して冷房運転室内機４０ａへ送られる。この室内機４０ａに送られた液冷媒は、室内膨張弁４２ａにより絞られ、室内熱交換器４１ａで蒸発して室内機４０ａによる室内の冷房を行って低圧ガス冷媒となり、冷暖切替ユニット５０ａの開路された高圧側開閉機構５１ａを通して低圧ガス接続配管３７へと送られる。

そして、この低圧ガス接続配管３７へ送られた低圧ガス冷媒の一部は、運転中の室外機１０ａに送られ、残りは運転中の室外機１０ｂに送られる。室外機１０ａに送られた低圧ガス冷媒は、低圧ガス阻止弁３３ａ、低圧ガス室外機内配管３４ａを通って圧縮機１１ａに戻され、圧縮機１１ａにて圧縮されて再度循環される。一方、室外機１０ｂに送られた残りの低圧ガス冷媒は、低圧ガス阻止弁３３ｂ、低圧ガス室外機内配管３４ｂを通って圧縮機１１ｂに戻され、圧縮機１１ｂにて圧縮されて再度循環される。

なお、阻止弁３１〜３３は、マルチ型空気調和機として据え付けるまで閉路されて室外機１０の冷凍サイクル中の冷媒を保持し、据え付け後に常時開路されるように使用され、液接続配管３５、高圧ガス接続配管３６、低圧ガス接続配管３７との接続部を構成する。

次に、室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが停止の暖房主体運転、室内機４０ａが冷房運転、室内機４０ｂが暖房運転、室内機４０ｃ、４０ｄが停止の状態である第２の空調運転における冷媒の流れを説明する。

第２の空調運転における室外機１０ａの状態は、圧縮機１１ａは運転、室外膨張弁１５ａは開、室外ファン２６ａは運転、四方弁１３ａは暖房運転側の状態である。

この状態で、圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、圧縮機吐出側逆止弁１２ａ、四方弁１３ａを通り高圧ガス阻止弁３２ａ側へと流れる。ここで四方弁１３ａと高圧ガス阻止弁３２ａとの間には逆止弁３８ａがあるが、冷媒が四方弁１３ａから高圧阻止弁３２ａに流れる方向であるため逆止弁３８ａが開き、高圧ガス冷媒は逆止弁３８ａを通り高圧ガス阻止弁３２ａ、高圧ガス接続配管３６へ送られる。

高圧ガス接続配管３６へ送られた高圧ガス冷媒は、冷暖切替ユニット５０ｂの開路している高圧側開閉機構５２ｂを通して暖房運転室内機４０ｂへ送られ、その室内熱交換器４１ｂで凝縮して室内機４０ｂのある室内を暖房し、高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、室内膨張弁４２ｂを通り、液接続配管３５へ送られる。この高圧液冷媒の一部は冷房運転室内機４０ａへ送られ、残りは運転中の室外機１０ａに送られる。

室内機４０ａに送られた高圧液冷媒は、室内膨張弁４２ａにより絞られ、室内熱交換器４１ａで蒸発し、室内機４０ａによる室内の冷房を行って低圧ガス冷媒となり、冷暖切替ユニット５０ａの開路された高圧側開閉機構５１ａを通して低圧ガス接続配管３７へと送られる。そして、運転中の室外機１０ａに送られ、低圧ガス阻止弁３３ａ、低圧ガス室外機内配管３４ａを通って圧縮機１１ａに戻され、圧縮機１１ａにて圧縮されて再度冷凍サイクルに循環される。

一方、室外機１０ａに送られた高圧液冷媒は、液阻止弁３１ａ、レシーバ２５ａを通り、室外膨張弁１５ａにて絞られ、室外熱交換器１４ａにて蒸発して外気と熱交換し、低圧ガス冷媒となって四方弁１３ａを通り、圧縮機１１ａに戻され、圧縮機１１ａにて圧縮されて再度冷凍サイクルに循環される。

第２の空調運転における室外機１０ｂの状態は、圧縮機１１ｂが停止、室外膨張弁１５ｂが閉、室外ファン２６ａが停止の状態である。なお、四方弁１３ｂは暖房運転側でも冷房運転側でもよい。ここで、高圧ガス接続配管３６は高圧であるが、四方弁１３ｂと高圧ガス阻止弁３２ｂとの間には逆止弁３８ｂがあるため、四方弁１３ｂが冷房運転側であっても、高圧ガス冷媒は四方弁以降の圧縮機１１ｂや室外熱交換器１４ｂに溜まりこむことはない。

次に、室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが室外暖房運転の暖房・暖房主体運転の場合の第３の空調運転について説明する。

この第３の空調運転では、圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ａ、逆止弁３８ａにより高圧ガス接続配管３６へ送られる。同様に圧縮機１１ｂで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ｂ、逆止弁３８ｂにより高圧ガス接続配管３６へ送られる。室内機１０の室内熱交換器４１で凝縮した高圧液冷媒は、室外機１０ａ、１０ｂに分配され、それぞれの室外熱交換器１４ａ、１４ｂにて蒸発し、圧縮機１１ａ、１１ｂで圧縮され再循環する。

次に、室外機１０ａが室外冷房運転、室外機１０ｂが停止の冷房運転の場合の第４の空調運転、または、室外機１０ａが室外冷房運転、室外機１０ｂが室外冷房運転、の冷房運転の場合の第５の空調運転について説明する。

この第４及び第５の空調運転では、四方弁１３ａと高圧ガス阻止弁３２ａとの間に逆止弁３８ａがあり、四方弁１３ｂと高圧ガス阻止弁３２ｂとの間には逆止弁３８ｂがあるため、高圧ガス接続配管３６から高圧ガス冷媒が圧縮機１１ａ、１１ｂへ流入することが無く、所定の空調運転が可能である。但し、低圧ガス接続配管３７からの低圧ガス冷媒は、低圧ガス阻止弁３３ａ、低圧ガス室外機内配管３４ａを通り、圧縮機１１ａにて圧縮され再度循環する。また、第５の空調運転における室外機１０ｂが室外冷房運転の場合、低圧ガス冷媒は室外機１０ａ以外に室外機１０ｂにも分配され、室外機１０ｂに送られた低圧ガス冷媒は、低圧ガス阻止弁３３ｂ、低圧ガス室外機内配管３４ｂを通り、圧縮機１１ｂにて圧縮され再度循環する。

以上説明した通り、本実施形態によれば、逆止弁３８により、暖房運転中の室外機の場合は四方弁１３から高圧ガス接続配管３６へ高圧ガス冷媒が送られ、冷房運転中、あるいは停止中の室外機の場合は、高圧ガス接続配管３６の高圧ガス冷媒が室外機内の圧縮機１１や室外熱交換器１４へ入り込むことを防ぐことができる。また、低圧ガス接続配管３７から圧縮機１１へ戻る低圧ガス冷媒の管路が低圧ガス阻止弁３３から圧縮機吸入配管に直接繋ぐ低圧ガス室外機内配管３４で構成されているので、四方弁における圧力損失を生ずる従来例と比較して圧力損失を低減することができ、その分だけ性能を向上することができる。そして、逆止弁３８及び低圧ガス室外機内配管３４が室外機１０に内蔵されているので、配管ユニットを備えた従来例に比較して製造原価を低減し据付面積を小さくすることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のマルチ型空気調和機について図２を用いて説明する。図２は本発明の第２実施形態のマルチ型空気調和機の冷凍サイクル系統図（電磁弁使用例：暖房＋冷房）である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、第１実施形態における四方弁１３と高圧阻止弁３２の間の逆止弁３８を電磁弁３９に替えたものである。この電磁弁３９は、逆止弁３８と同等の機能を有するように制御装置に制御される。即ち、室外暖房運転中の室外機１０の場合は、電磁弁３９を開き、四方弁１３から高圧ガス接続配管３６へ冷媒を送るように制御される。室外冷房運転中、或いは停止中の室外機１０の場合は、電磁弁３９を閉じ、高圧ガス接続配管３６の冷媒が室外機内の圧縮機１１や室外熱交換器１４へ冷媒が入り込むことを防ぐように制御される。

まず、室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが室外冷房運転の冷房主体運転の場合について説明する。室外機１０ａについて、圧縮機１１ａは運転、室外膨張弁１５ａは閉、室外ファン２６ａは停止、四方弁１３ａは暖房運転側であり、四方弁１３ａと高圧ガス阻止弁３２ａの間には電磁弁３９ａがある。圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ａを通り電磁弁３９ａに到達する。冷媒を高圧阻止弁３２ａに流すため、電磁弁３９ａは開とされる。室外機１０ｂについて、圧縮機１１ｂは運転、室外膨張弁１５ｂは開、室外ファン２６ｂは運転、四方弁１３ｂは冷房運転側であり、四方弁１３ｂと高圧ガス阻止弁３２ｂの間には電磁弁３９ｂがある。この電磁弁３９ｂが開くと、高圧ガス冷媒が四方弁１３ｂを通して冷房運転している圧縮機１１ｂの吸入側に入り込み、圧縮機１１ｂがオーバーロードするため、電磁弁３９ｂは閉とされる。

次に、室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが停止の暖房・暖房主体運転の場合について説明する。室外機１０ａについて、冷媒を高圧阻止弁３２ａに流すため、電磁弁３９ａは開とされる。室外機１０ｂについて、高圧ガス冷媒が室外機１０ｂに流れ込むのを防ぐため、電磁弁３９ｂは閉とされる。

次に、室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが室外暖房運転、の暖房運転の場合について説明する。室外機１０ａ、室外機１０ｂともに、冷媒を高圧阻止弁３２ａ、３２ｂに流すため、電磁弁３９ａ、３９ｂは開とされる。

次に、室外機１０ａが室外冷房運転、室外機１０ｂが停止の冷房運転の場合、または、室外機１０ａが室外冷房運転、室外機１０ｂが室外冷房運転、の冷房運転の場合について説明する。高圧ガス接続配管３６内の冷媒が室外機１０ａ、１０ｂに流れ込むのを防ぐため、電磁弁３９ａ、３９ｂは閉とされる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態のマルチ型空気調和機について図３を用いて説明する。図３は本発明の第３実施形態のマルチ型空気調和機の冷凍サイクル系統図（電磁弁使用例：全室冷房）である。この第３実施形態は、次に述べる点で第２実施形態と相違するものであり、その他の点については第２実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第３実施形態では、第２実施形態と同様に四方弁１３と高圧ガス阻止弁３２の間の逆止弁を電磁弁３９に替えたものであるが、室外冷房運転の場合に限り、電磁弁３９を開とし、冷暖切替ユニットの高圧側開閉機構５１を開とすることにより、低圧ガス接続配管３７と高圧ガス接続配管３６のそれぞれに低圧ガスを分配し接続配管圧損を低減し性能向上する例である。

室外機１０ａ、１０ｂともに室外冷房運転の冷房運転、室内機４０ａ、４０ｂが冷房運転、室内機４０ｃ、４０ｄが停止時の冷媒の流れを説明する。

室外機１０ａについて、圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ａを通り、室外熱交換器１４ａで凝縮し高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、室外膨張弁１５ａ、レシーバ２５ａ、液阻止弁３１ａを通り、液接続配管３５へ送られる。室外機１０ｂでも同様に高圧液冷媒が液接続配管３５へ送られる。

この高圧液冷媒は、室内機４０ａ、４０ｂへ送られ、室内膨張弁４２ａ、４２ｂで絞られ、室内熱交換器４１ａ、４１ｂで蒸発し、低圧ガス冷媒となり、冷暖切替ユニット５０ａ、５０ｂへ送られる。通常、冷房運転時には、冷暖切替ユニット５０ａ、５０ｂ内の低圧側開閉機構５１ａ、５１ｂは開、高圧側開閉機構５２ａ、５２ｂは閉とされるが、ここでは高圧側開閉機構５２ａ、５２ｂも開とされる。この開閉機構として電磁弁と逆止弁を並列に使用しても良いく、これにより電磁弁を開けなくても並列に使用した逆止弁の機能により、高圧ガス接続配管３６内の圧力が低下した場合は冷媒が流れ出すことが可能である。冷暖切替ユニット５０ａ、５０ｂへ送られた低圧ガス冷媒は、低圧側開閉機構５１ａ、５１ｂ、高圧側開閉機構５２ａ、５２ｂが共に開路することにより、低圧ガス接続配管３７と高圧ガス接続配管３６へ分かれて送られ、ガス接続配管圧損低減が可能となる。

低圧ガス接続配管３７へ送られた低圧ガス冷媒は、それぞれの室外機１０ａ、１０ｂの低圧ガス阻止弁３３ａ、３３ｂ、低圧ガス室外機内配管３４ａ、３４ｂを通り、圧縮機１１ａ、１１ｂへ送られ再循環する。また、高圧ガス接続配管３６へ送られた低圧ガス冷媒は、それぞれの室外機１０ａ、１０ｂの高圧ガス阻止弁３２ａ、３２ｂ、電磁弁３９ａ、３９ｂ、四方弁１３ａ、１３ｂを通り、圧縮機１１ａ、１１ｂへ送られ再循環する。ここで、電磁弁３９ａ、３９ｂの冷媒の流れる方向は、室外暖房運転時と逆であり、双方向電磁弁を使用しても良い。また、室外暖房運転時は逆止弁で流れるようにし、冷房運転時は電磁弁の開閉で流れるように逆止弁と電磁弁を並列に配しても良く、この場合の電磁弁は１方向電磁弁でもよい。

室外機１０ａが室外冷房運転、室外機１０ｂが停止の場合も、室外機１０ａについては同様に冷媒が循環する。室外機１０ｂについては、圧縮機１１ｂが停止しているため、冷媒が流れることはなく、電磁弁３９ｂは開でも閉でもよい。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態のマルチ型空気調和機について図４を用いて説明する。図４は本発明の第４実施形態のマルチ型空気調和機の冷凍サイクル系統図（停止室外機の熱交換器の使用例）である。この第４実施形態は、次に述べる点で第２及び第３実施形態と相違するものであり、その他の点については第２及び第３実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第４実施形態では、第２及び第３実施形態と同様に四方弁１３と高圧ガス阻止弁３２との間の逆止弁を電磁弁に替えたものであるが、複数台接続室外機１０の室外暖房運転と停止が混在する場合に、停止室外機１０ｂの室外膨張弁１５ｂと室外ファン２６ｂを制御することにより、室外熱交換器１４ｂを蒸発器として活用し、蒸発器面積を増大させ、性能を向上させる例である。

室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが停止の暖房運転、室内機４０ａ、４０ｂが暖房運転、室内機４０ｃ、４０ｄが停止時の冷媒の流れを説明する。

室外機１０ａについて、圧縮機１１ａは運転、室外膨張弁１５ａは開、室外ファン２６ａは運転、四方弁１３ａは暖房運転側、電磁弁３９ａは開である。圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ａ、電磁弁３９ａ、高圧ガス阻止弁３２ａ、高圧ガス接続配管３６を通り、室内機４０ａ、４０ｂへ送られる。ここで、停止室外機１０ｂの電磁弁３９ｂは閉であるため、高圧ガス冷媒は室外機１０ｂへは入らない。室内機４０ａ、４０ｂでそれぞれ凝縮した高圧液冷媒は、冷暖切替ユニット５０ａ、５０ｂを通り、液接続配管３５へ送られる。ここで、停止室外機１０ｂの室外熱交換器１４ｂも蒸発器として使用するため、高圧液冷媒の一部は室外機１０ａ、残りは室外機１０ｂへ送られる。

まず、室外機１０ａに送られた高圧液冷媒は、液阻止弁３１ａ、レシーバ２５ａを通り、室外膨張弁１５ａにて絞られ室外熱交換器１４ａにて蒸発し、外気と熱交換し低圧ガス冷媒となり、四方弁１３ａを通り圧縮機１１ａにて再び圧縮され冷凍サイクルに循環する。

一方、室外機１０ｂに送られた残りの高圧液冷媒は、液阻止弁３１ｂ、レシーバ２５ｂを通り、室外膨張弁１５ｂにて絞られ室外熱交換器１４ｂにて蒸発し、室外ファン２６ｂが駆動することにより外気と熱交換し低圧ガス冷媒となり、四方弁１３ｂを通り、圧縮機１１ｂの吸入側へ到達する。ここで、圧縮機１１ｂは停止しているため、低圧ガス冷媒は、低圧ガス室外機内配管３４ｂ、低圧ガス阻止弁３３ｂ、低圧ガス接続配管３７へ送られる。そして、運転中の室外機１０ａの低圧ガス阻止弁３３ａ、低圧ガス室外機内配管３４ａを通り、圧縮機１１ａにて再び圧縮され冷凍サイクルに循環する。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態のマルチ型空気調和機について図５を用いて説明する。図５は本発明の第５実施形態のマルチ型空気調和機の冷凍サイクル系統図（室外熱交換器の個別除霜の例）である。この第５実施形態は、次に述べる点で第２実施形態と相違するものであり、その他の点については第２実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第５実施形態では、複数台の室外機１０の室外熱交換器１４が着霜して蒸発性能が下がった場合、室外機１０全部を一斉に逆サイクル除霜するのではなく、室外機１０を個別に除霜する例である。室外機１０のうち何れかが室外暖房運転を継続するため、室内機４０の暖房運転を止めることが無く、温風停止による不快感も出ない例である。

室外機１０ａが室外暖房運転、室外機１０ｂが除霜に相当する室外冷房運転、室内機４０ａ、４０ｂが暖房運転、室内機４０ｃ、４０ｄが停止時の冷媒の流れを説明する。

室外機１０ａについて、圧縮機１１ａは運転、室外膨張弁１５ａは開、室外ファン２６ａは運転、四方弁１３ａは暖房運転側、電磁弁３９ａは開である。圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ａ、電磁弁３９ａ、高圧ガス阻止弁３２ａ、高圧ガス接続配管３６を通り、室内機４０ａ、４０ｂで暖房に使われた後、凝縮した高圧液冷媒として冷暖切替ユニット５０ａ、５０ｂを通り液接続配管３５へ送られる。これは室外機１０ｂが除霜中であっても継続される。

室外機１０ｂについて、圧縮機１１ａは運転、室外膨張弁１５ｂは開、室外ファン２６ｂは停止、四方弁１３ｂは冷房運転側、電磁弁３９ｂは閉である。圧縮機１１ｂで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ｂを通り、室外熱交換器１４ｂの熱交換器表面に付着した霜を溶かす熱源として使われ、凝縮し高圧液冷媒となり、室外膨張弁１５ｂ、レシーバ２５ｂを通り液接続配管３５へ送られる。

冷暖切替ユニット５０ａ、５０ｂ及び室外機１０ｂより送られた高圧液冷媒は、室外暖房運転中の室外機１０ａに送られ、レシーバ２５ａ、室外膨張弁１５ａを通り、室外熱交換器１４ａで室外空気と熱交換して低圧ガス冷媒となり、一部は圧縮機１１ａで圧縮され再循環する。残りの低圧ガス冷媒は、低圧ガス室外機内配管３４ａ、低圧ガス阻止弁３３ａ、低圧ガス接続配管３７、低圧ガス阻止弁３３ｂ、低圧ガス室外機内配管３４ｂを通り、圧縮機１１ｂで圧縮され再循環する。

室外機側は室外暖房運転と室外冷房運転が混在しているだけで冷暖同時運転と変わらないが、室内機側は冷房運転室内機が存在しないため、冷暖同時運転と異なり、低圧ガス接続配管３７を介した室内機から室外冷房運転機への低圧ガス冷媒の供給はない。しかし、低圧ガス接続配管３７を介して複数台の室外機圧縮機吸入配管３４ａ、３４ｂが連結されるため、室外暖房運転機の低圧ガス冷媒が、運転している圧縮機１１ａ、１１ｂに分配される。このため、吸入圧力が低下し高圧力比運転することはなく、圧縮機１１ａ、１１ｂは適正な範囲内で運転可能である。
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態のマルチ型空気調和機について図６を用いて説明する。図６は本発明の第６実施形態のマルチ型空気調和機の冷凍サイクル系統図（冷暖同時マルチ専用室外機との組合せ例）である。この第６実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第６実施形態では、１台が通常の冷暖同時専用室外機１０ａ、１台が本発明の室外機１０ｂを組み合わせた例である。この冷暖同時専用室外機１０ａは、四方弁１３ａ、１６ａ、室外機熱交換器１４ａ、１７ａ、室外膨張弁１５ａ、１８ａ、室外ファン２６ａ、２７ａを複数台備えている。この第６実施形態では、室内の冷暖負荷の差が小さい場合に対応するために、１台だけは冷暖同時専用室外機を使い、室外熱交換器を分割してできた小さい熱交換器を使用して対応するようにしており、これにより省電力化を図ることができる。この場合、通常の冷暖同時専用室外機１０ａを親機とし、室外機全体の蒸発能力、凝縮能力が不足する場合に、本発明の室外機１０ｂを動かすようにしても良い。

本発明の第１実施形態による冷凍サイクル系統図である。 本発明の第２実施形態による冷凍サイクル系統図である。 本発明の第３実施形態による冷凍サイクル系統図である。 本発明の第４実施形態による冷凍サイクル系統図である。 本発明の第５実施形態による冷凍サイクル系統図である。 本発明の第６実施形態による冷凍サイクル系統図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ…室外機、１１a、１１ｂ…圧縮機、１２a、１２ｂ…圧縮機吐出側逆止弁、１３ａ、１３ｂ…四方弁、１４ａ、１４ｂ…室外熱交換器、１５ａ、１５ｂ…室外膨張弁、１６ａ…四方弁、１７ａ…室外熱交換器、１８ａ…室外膨張弁、１９ａ、１９ｂ…逆止弁、２１ａ、２１ｂ…逆止弁、２２ａ、２２ｂ…逆止弁、２３ａ、２３ｂ…電磁弁、２４ａ、２４ｂ…逆止弁、２５ａ、２５ｂ…レシーバ、２６ａ、２６ｂ…室外ファン、３１ａ、３１ｂ…液阻止弁、３２ａ、３２ｂ…高圧ガス阻止弁、３３ａ、３３ｂ…低圧ガス阻止弁、３４ａ、３４ｂ…低圧ガス室外機内配管、３５…液接続配管、３６…高圧ガス接続配管、３７…低圧ガス接続配管、３８ａ、３８ｂ…逆止弁、３９ａ、３９ｂ…電磁弁、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…室内機、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ…室内熱交換器、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ…室内膨張弁、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ…冷暖切替ユニット、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ…低圧側開閉機構、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ…高圧側開閉機構、１００…マルチ型空気調和機。

Claims (8)

1. 室内熱交換器及び室内膨張弁を有する複数台の室内機と、
   圧縮機、冷房運転側と暖房運転側とに切替え可能な四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、液阻止弁、高圧ガス阻止弁及び低圧ガス阻止弁を有する複数台の室外機と、
   前記室内機と前記室外機との間に配置されて液冷媒を流すと共に、前記各室内機及び前記各室外機の液阻止弁にそれぞれ分岐して接続される液接続配管と、
   前記室内機と前記室外機との間に配置されて高圧ガス冷媒を流すと共に、前記各室内機の他側及び前記各室外機の高圧ガス阻止弁にそれぞれ分岐して接続される高圧ガス接続配管と、
   前記室内機と前記室外機との間に配置されて低圧ガス冷媒を流すと共に、前記各室内機の他側及び前記各室外機の低圧ガス阻止弁にそれぞれ分岐して接続される低圧ガス接続配管と、を備え、
   前記複数台の室外機のうち少なくとも１台の室外機は、前記四方弁を１個及び前記室外熱交換器をそれぞれ１個のみ備え、前記低圧ガス阻止弁と圧縮機吸入配管とを繋ぐ配管を備え、前記四方弁と高圧ガス阻止弁との間に冷媒の流れを遮断する弁機構を備えていること
   を特徴とするマルチ型空気調和機。
2. 請求項１のマルチ型空気調和機において、冷房負荷が大きく前記室外熱交換器を凝縮器として使用する場合に、前記四方弁を冷房運転側に切替えて前記圧縮機の吐出側を前記室外熱交換器側に繋ぐと共に前記圧縮機の吸込み側を前記高圧ガス阻止弁側に繋なぎ、暖房負荷が大きく室外熱交換器を蒸発器として使用する場合或いは冷房負荷が大きく蒸発器として使用せず低圧側に引く場合に、前記四方弁を暖房運転側に切替えて前記圧縮機の吐出側を前記高圧ガス阻止弁側に繋ぐと共に前記圧縮機の吸込み側を前記室外熱交換器側に繋ぐことを特徴とするマルチ型空気調和機。
3. 請求項１のマルチ型空気調和機において、前記弁機構は、前記四方弁から前記高圧ガス阻止弁への冷媒への流れを許容し、前記高圧ガス阻止弁から前記四方弁への冷媒への流れを遮断するように構成されていることを特徴とするマルチ型空気調和機。
4. 請求項１のマルチ型空気調和機において、前記複数台の室外機は、全て、前記四方弁を１個及び前記室外熱交換器をそれぞれ１個のみ備え、前記低圧ガス阻止弁と圧縮機吸入配管とを繋ぐ配管を備え、前記四方弁と高圧ガス阻止弁との間に冷媒の流れを遮断する弁機構を備えていることを特徴とするマルチ型空気調和機。
5. 請求項１のマルチ型空気調和機において、前記弁機構を電磁弁で構成し、前記圧縮機の吐出冷媒を前記室内機の暖房に使用する場合に前記電磁弁を開くことを特徴とするマルチ型空気調和機。
6. 請求項１のマルチ型空気調和機において、前記弁機構を電磁弁で構成し、前記複数台の室内機全てが冷房運転機または停止機で且つ前記高圧ガス接続配管を低圧ガス冷媒流路として使用する場合、圧縮機運転中の前記室外機の弁機構を開いて前記高圧ガス接続配管より前記圧縮機の吸入側へ低圧ガス冷媒を取り入れることを特徴とするマルチ型空気調和機。
7. 請求項１のマルチ型空気調和機において、前記室外機の暖房運転機と停止機が混在する場合、前記停止機の室外膨張弁と室外ファンとを駆動させ、前記停止機の室外熱交換器を蒸発器として使用することを特徴とするマルチ型空気調和機。
8. 請求項１のマルチ型空気調和機において、前記複数台の室外機が暖房運転機の場合、前記各室外機の室外熱交換器の除霜を交互に実施することを特徴とするマルチ型空気調和機。

Images