JP2557577B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B2500/31—Low ambient temperatures
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
外熱交換器を有する空気調和機に関する。
する空気調和機の従来例は、例えば特開平2−8206
6号公報のように室外熱交換器毎に圧縮機の吸入側又は
吐出側に連通できるように開閉弁を備え、室外ユニット
の運転容量等に応じて、室外熱交換器のうちの幾つかを
使用し、他の室外熱交換器は不使用にするという具合
に、室外熱交換器全体の容量を変えられる様になってい
る。
運転の場合、室外ユニットの複数の室外熱交換器のうち
の幾つかを圧縮機の吐出側と連通させて凝縮器として使
い、他の室外熱交換器はその一端を圧縮機の吸入側と連
通させ他端を閉じて該室外熱交換器に冷媒を流さないよ
うにすることによって、該室外熱交換器は不使用とし、
以て室外熱交換器全体の容量を調整できる。
さないようにした室外熱交換器に液冷媒が溜まり、その
結果、使用中の(すなわち冷媒が流れている)室外熱交
換器を含む冷凍サイクルに冷媒不足が起こって冷房運転
ができなくなるという事態が生じ得る。
の冷媒不足の事態の発生を防止して冷房運転できる手段
を講じた空気調和機を提供することにある。本発明の他
の目的は、上記手段を講じた空気調和機において、外気
低温の場合でも、室内熱交換器の着霜を防止し冷房運転
が連続してできるようにすることにある。
室外ユニットに複数の室外熱交換器を有しており、その
うちの或る室外熱交換器を凝縮器として使用すると同時
に、他の室外熱交換器はその1端を閉じると共にその他
端を圧縮機の吸入側に連通させることによって不使用と
した状態での冷房運転または冷房負荷が暖房負荷より大
きい冷房・暖房同時運転の場合に、圧縮機の吸入圧力と
外気温度とを検知して、圧縮機吸入冷媒の飽和温度が外
気温度より低くなるように圧縮機の吸入圧力を、圧縮機
の回転速度の調節または圧縮機の吸入配管に設けた吸入
圧力調整弁の開度調節により、制御する様になってい
る。
蒸発圧力を上げるために低圧ガス配管に抵抗体を設け
る。また、この抵抗体は可変抵抗体とし、その上流側に
設けた低圧ガス圧力検出器の検出信号に基づき該可変抵
抗体を制御することにより、室内熱交換器の着霜をより
確実に防止する構成としてもよい。
時に他の室外熱交換器をその1端を閉じると共に他端を
圧縮機吸入側と連通させて不使用の室外熱交換器とした
状態にて本発明の空気調和機が冷房運転または冷房負荷
が暖房負荷よりも大である様な冷房・暖房同時運転をし
ている場合、圧縮機吸入圧力と外気温度とを検知し、検
出した圧縮機吸入圧力から圧縮機吸入冷媒の飽和温度を
求め、それと検出した外気温度とを比較し、飽和温度の
方が高いときは、飽和温度が外気温度より低くなるよう
に、圧縮機の回転数を上げることによって、または、吸
入圧力調整弁の開度を絞ることによって、圧縮機の吸入
圧力を下げる。これによって、圧縮機の吸入冷媒の飽和
温度は外気温度より低くなるので、圧縮機吸入側と連通
している不使用中の室外熱交換器に液冷媒が溜まること
がなく、運転中の冷凍サイクルが冷媒不足により冷房運
転ができなくなる事態は起こらない。
とによって、抵抗体前後で圧力差を生じ、冷房している
室内機の室内熱交換器内の圧力が高く維持でき、室内熱
交換器内の冷媒の飽和温度を上げることができるので、
室内熱交換器に霜が付着しにくくなり、霜取りのための
室内機停止動作がなくなり、連続運転ができる。さら
に、上記抵抗体を可変にしてこれを制御することによっ
て、過剰な圧力損失を防止し、着霜防止の他に効率の良
い運転ができる。
説明する。図1において室外ユニット1内には2つの室
外熱交換器12,13がある。室外熱交換器12の一端
は圧縮機11の吐出側に接続され、他端は液配管18に
接続されている。室外熱交換器13の一端は分岐され、
一方は開閉弁15を介して圧縮機11の吐出側に、もう
一方は開閉弁16を介して圧縮機11の吸入側に接続さ
れている。室外熱交換器13の他端は開閉弁17を介し
て液配管18に接続されている。圧縮機11の吸入側に
は、さらに、低圧ガス配管19が接続されている。室外
熱交換器12,13で室外空気と熱交換するために室外
ファン14が室外ユニット1内に取りつけられている。
室内ユニット2,3はそれぞれ室内熱交換器21,3
1,膨張弁23,33,および室内ファン22,32で
構成され、室内熱交換器21,31の一端はそれぞれ低
圧ガス配管19に接続され、他端は膨張弁23,33を
介して液配管18に接続されている。また、圧縮機11
の吸入圧力が圧力センサ102で検出され、さらに、室
外ユニット1の設置されている場所の外気温度が温度セ
ンサ103で検出され、それぞれ周波数制御装置101
に入力されている。周波数制御装置101は圧縮機11
のモーター回転数を設定し、その信号を圧縮機11へ送
る。
は外気温度が比較的高く、2台の室内ユニット2,3が
それぞれ冷房運転される場合であり、開閉弁15,17
をそれぞれ開き、開閉弁16を閉じてある。圧縮機11
から吐出された高圧高温の冷媒ガスは室外熱交換器1
2,13でそれぞれ室外空気と熱交換され、冷媒は凝縮
して液冷媒となって液配管18に入り、室内ユニット
2,3に送られる。室内ユニット2,3では、液冷媒が
膨張弁23,33でそれぞれ膨張し、室内熱交換器2
1,31でそれぞれ室内空気と熱交換され、冷媒は蒸発
し、室内は冷房される。蒸発した低圧冷媒は低圧ガス配
管19に入り、室外ユニット1へ送られ、圧縮機11に
吸入される。温度センサ103は外気温度を、また圧力
センサ102は圧縮機吸入圧力を検知し、その信号を周
波数制御装置101へ送る。上記のように室外熱交換器
12,13が両方ともそれぞれ凝縮器として使われると
きは、特に外気温度によって圧縮機吸入圧力を変化させ
る必要はない。
し、室内ユニット2のみ冷房運転とし、室内ユニット3
は停止している場合の例を示す。開閉弁15,17をそ
れぞれ閉じ、開閉弁16を開き、室外熱交換器13を圧
縮機11の吸入側と連通させてある。これによって、凝
縮器としては室外熱交換器12だけを用い、他方の室外
熱交換器13は不使用とする。これは外気温度が低い場
合には、室外熱交換器の凝縮能力が増すので、2つの室
外熱交換器を凝縮器として使うと、圧縮機吐出圧力が低
下しすぎて、冷房が良好に行えなくなるためである。ま
た、不使用の室外熱交換器13を開閉弁16を介して低
圧側と連通させておくのは、もし開閉弁15を開き開閉
弁16を閉じておくと、開閉弁15を通って不使用の室
外熱交換器13に入った高圧ガス冷媒が該熱交換器13
中で凝縮してそこに液冷媒として溜り、また、もし開閉
弁15,16の両者を閉じておいたとしても開閉弁15
からの冷媒漏れにより同様に不使用の室外熱交換器13
に液冷媒が溜り、その結果、運転中の冷凍サイクルの方
で冷媒不足となる事態を招くからである。本発明では、
開閉弁15を閉じ、開閉弁16を開いておいて不使用の
室外熱交換器13を低圧側(圧縮機の吸入側)と連通さ
せておき且つ後述の圧縮機吸入圧力の制御を行うことに
より、不使用の室外熱交換器13に液冷媒が溜ることを
防止するのである。
から吐出された冷媒は室外熱交換器12で凝縮し液冷媒
となって、液配管18へ入り、室内ユニット2へ送られ
る。室内ユニット2の膨張弁23で液冷媒は膨張し、室
内熱交換器21で蒸発して、低圧ガス配管19を通っ
て、圧縮機11に吸入される。なお、本例では、室内ユ
ニット3は停止させているので、その膨張弁33は全閉
にしてあり、これに冷媒は流れない。
吸入冷媒の飽和温度より低いときには、後述の制御をし
なければ、不使用中の室外熱交換器13内で冷媒が凝縮
し、それに伴って、開いている開閉弁16を通って圧縮
機吸入側のガス冷媒の一部が該室外熱交換器13内に引
き込まれて、それが該熱交換器13内で更に凝縮すると
いう具合に、該不使用中の室外熱交換器13内に液冷媒
が次第に溜まって行き、その結果、運転中の冷凍サイク
ル中で冷媒不足が起きるという事態を招く。そこで、本
発明においては、圧力センサ102で圧縮機吸入圧力
を、また温度センサ103で外気温度を検知し、それら
の信号を周波数制御装置101へ送る。周波数制御装置
101では圧縮機の吸入圧力から圧縮機吸入冷媒の飽和
温度を求め、吸入冷媒の飽和温度が外気温度以下かどう
かを判定し、圧縮機吸入冷媒の飽和温度が外気温度より
高いときは、圧縮機11の回転数を上げる信号を出力
し、圧縮機11の回転数を上げることによって圧縮機1
1の吸入圧力を下げ、これにより、圧縮機吸入冷媒の飽
和温度を外気温度よりも下げる様に制御する。この様な
制御により、不使用の室外熱交換器13内に液冷媒が溜
まることを防止できる。なお、上記では室内ユニット3
を停止させている場合について述べたが、室内ユニット
2と3の両方を冷房運転する場合であっても外気温度が
低くてそのために室外熱交換器の熱交換能力が上ってい
るときは、1つの室外熱交換器のみを使用して両室内ユ
ニットを冷房運転することができる。このときにも、不
使用の室外熱交換器に液冷媒が溜まる事態が前記と同様
の作用で防止されることに変りはない。
る。二分割されて実質的に二つの室外熱交換器より構成
されている室外熱交換器12′の配管系が二つに分かれ
ていることにより室外熱交換器12′の熱交換能力が可
変にできるようになっている。すなわち、圧縮機11の
吐出側の配管は分岐され、一方はそのまま室外熱交換器
12′の内の1つの室外熱交換器を通って液配管18に
連通されており、他方は開閉弁15を介して室外熱交換
器12′の内の他の室外熱交換器に接続され、さらに、
室外熱交換器12′の内の該他の室外熱交換器の出口側
は開閉弁17を介して液配管18に接続されている。ま
た、室外熱交換器12′の出口と開閉弁17との間には
圧縮機吸入側に連通する配管が開閉弁16を介して接続
されている。室外熱交換器12′の能力を最大にしたい
ときは開閉弁15,17を開き、開閉弁16を閉じる。
室外熱交換器12′の能力を減少させたいときは開閉弁
15,17を閉じ、開閉弁16を開くことによって室外
熱交換器12′内を通る冷媒流量が減り、能力が減少す
る。他の構成は図1と同様である。また、動作は、図
2,図3と同様なので説明を省略する。
明する。本実施例は、図1において圧縮機11の回転数
制御により圧縮機11の吸入圧力を制御する代りに、室
外ユニット1内の低圧ガス配管19に吸入圧力調整弁1
20を設け、この吸入圧力調整弁120で圧縮機11の
吸入圧力を制御するものである。吸入圧力調整弁120
は吸入圧力制御装置121で制御される。吸入圧力制御
装置121は外気温度と圧縮機吸入圧力とを温度センサ
103および圧力センサ102で夫々検出し、圧縮機吸
入冷媒の飽和温度を求め、吸入冷媒の飽和温度が外気温
度以下かどうかを判定し、飽和温度が外気温度より高い
ときは、吸入圧力調整弁120の冷媒流路の開度を小さ
くして圧縮機11の吸入圧力を下げることによって圧縮
機吸入冷媒の飽和温度を外気温度よりも下げる。これに
より、二つの室外熱交換器12,13のうちの不使用中
のものに液冷媒が溜まる事態を防止できる。他の構成お
よび動作は図1および図2,図3と同様なので省略す
る。
は冷房専用空調機に関するものであるが、次に冷房・暖
房両用の空調機に関する本発明の実施例を図6により説
明する。室外ユニット1内には圧縮機11および二つの
室外熱交換器12,13があり、それぞれの室外熱交換
器12,13の一端にはそれぞれ四方弁104,10
5,他端にはそれぞれ流量調整弁107,108の一端
が接続されている。流量調整弁107,108の他端は
液配管18に接続されている。四方弁104,105
は、圧縮機11の吐出側とそれぞれの室外熱交換器1
2,13又は高圧ガス配管109とを、また他方、圧縮
機11の吸入側と高圧ガス配管109又はそれぞれの室
外熱交換器12,13とを連通するように接続されてい
る。四方弁105と高圧ガス配管109との間には四方
弁105から高圧ガス配管109へだけ冷媒が流れる一
方向弁106が取りつけられている。また、室外熱交換
器12,13が室外空気と熱交換するように室外ファン
14が取りつけられている。3台の室内ユニット2,
3,4はそれぞれ室内熱交換器21,31,41,室内
ファン22,32,42および膨張弁23,33,43
で構成されている。それぞれの室内熱交換器21,3
1,41の一端には膨張弁23,33,43の一端が接
続され、膨張弁23,33,43の他端は液配管18に
つながっている。室内熱交換器21,31,41の他端
は分岐され、一方は開閉弁24,34,44を介して低
圧ガス配管19に接続され、他方は開閉弁25,35,
45を介して高圧ガス配管109に接続されている。低
圧ガス配管19は圧縮機11の吸入側に接続されてい
る。圧力センサ102で検出された圧縮機11の吸入圧
力および温度センサ103で検出された外気温度を入力
される周波数制御装置101は、圧縮機11のモータ回
転数を制御する信号を出力する様になっている。
する。図7は外気温度が比較的高く、室内ユニット2,
3,4がそれぞれ冷房運転される場合であり、四方弁1
04,105は圧縮機11の吐出側と室外熱交換器1
2,13とが連通するような状態になっている。開閉弁
24,34,44は開になっており、開閉弁25,3
5,45は閉になっている。圧縮機11から吐出された
冷媒は四方弁104,105を通って室外熱交換器1
2,13に入り、室外空気と熱交換されて凝縮して液冷
媒となり、流量調整弁107,108を通って液配管1
8に入り、室内ユニット2,3,4へ送られる。室内ユ
ニット2,3,4では液冷媒が膨張弁23,33,43
で膨張して室内熱交換器21,31,41へ入り、室内
空気と熱交換されて蒸発し、開閉弁24,34,44を
通って低圧ガス配管19に入り、室内ユニット1へ送ら
れ、圧縮機11に吸入される。
しており、四方弁104は室外熱交換器12と圧縮機1
1の吸入側とが連通するような状態になっており、流量
調整弁107は全閉となっている。四方弁105は室外
熱交換器13と圧縮機11の吐出側とが連通するような
状態になっている。また、室内ユニット4は停止してお
り、膨張弁43は全閉となっている。他は図7の場合と
同様である。圧縮機11から吐出された冷媒は四方弁1
05を通って室外熱交換器13に入り室外空気と熱交換
されて凝縮して液冷媒となり、流量調整弁108を通っ
て液配管18に入る。液配管18の液冷媒は室内ユニッ
ト2,3へ入り、膨張弁23,33で膨張し、室内熱交
換器21,31で室内空気と熱交換されて蒸発し、開閉
弁24,34を通って低圧ガス配管19に入り、圧縮機
11に吸入される。圧力センサ102で圧縮機吸入圧力
を、また温度センサ103で室外温度を検出し、それら
の検出信号は周波数制御装置101へ入力される。周波
数制御装置101は図3と同様に圧縮機吸入冷媒の飽和
温度と外気温度を比較し、外気温度の方が低いときは、
圧縮機吸入圧力を下げるように圧縮機11の回転数を上
げる信号を出力し、これにより、圧縮機吸入冷媒の飽和
温度を外気温度よりも下げる。
ット4の開閉弁44を閉じ、開閉弁45を開き、膨張弁
43を全開にして室内ユニット4のみを暖房運転とし、
他は図8と同じにしたものである。よって、図9におい
ては冷房と暖房が同時運転となり、空調機全体として冷
房負荷>暖房負荷となっている。圧縮機11から吐出さ
れた冷媒は四方弁104,105に分れ、四方弁104
へ流れた冷媒は高圧ガス配管109を流れて室内ユニッ
ト4へ入り、室内熱交換器41で室内空気と熱交換され
て凝縮して液冷媒となる。このとき、室内ユニット4の
在る室内を暖房する。他方、四方弁105へ流れた圧縮
機吐出冷媒は室外熱交換器13で凝縮して液冷媒とな
り、流量調整弁108を通って液配管18を流れ、前述
の室内ユニット4からの液冷媒と合流して、室内ユニッ
ト2,3へ入る。室内ユニット2,3では該液冷媒は図
7の場合と同様に膨張、蒸発して低圧ガス配管19を通
って圧縮機11へ吸入される。このようにして、或る室
内ユニット(本例では4)は暖房、他の室内ユニット
(本例では2,3)は冷房、という具合に冷暖房が同時
に行なわれる。周波数制御装置101による外気温度と
圧縮機吸入冷媒の飽和温度との相対的関係の制御は前述
の場合と同様である。
により説明する。図10は図1の低圧ガス配管19に、
開閉弁110と抵抗体111との並列回路を付加したも
のである。本実施例の動作を図11,図12により説明
する。図11は図2と同様の運転の場合であり、このと
きは開閉弁110を開いている。図12は図3と同様の
運転の場合であり、このときは開閉弁110を閉じて、
抵抗体111へ低圧冷媒を流し、抵抗体111前後の圧
力損失を大きくしている。これによって室内熱交換器2
1,31の蒸発圧力が上昇するので、該室内熱交換器の
着霜を防止できる。周波数制御装置101は圧力センサ
102と温度センサ103の信号を受けて圧縮機11の
吸入冷媒の飽和温度が外気温度より低くなるように圧縮
機11の回転数を変える信号を出す。これにより、室外
熱交換器12,13のうちの不使用のものに液冷媒が溜
まるのを防ぐ。
説明する。本実施例では図10における開閉弁110お
よび抵抗体111の代りに流量抵抗が可変な圧力調整弁
122を設けてある。前記圧力調整弁122は圧力調整
器123で制御され、圧力調整器123は圧力調整弁1
22の上流側の圧力を圧力センサ122で検出し、この
圧力が室内熱交換器21,31の着霜限界圧力以上にな
るように圧力調整弁122を調整する。これによって、
室内熱交換器21,31の蒸発圧力は着霜限界圧力以上
となり、室内熱交換器の着霜は常に防止でき、しかも、
低圧ガス配管に過剰な圧力損失を生ぜしめない。
室外熱交換器を含む空気調和機による冷房運転、もしく
は冷房負荷が暖房負荷よりも大である冷房・暖房同時運
転において、上記の複数の室外熱交換器のうちの幾つか
を凝縮器として使い、他の室外熱交換器はその1端を閉
じ他端を圧縮器の吸入側と連通させて不使用の室外熱交
換器とする場合に、圧縮器の吸入冷媒の飽和温度、ひい
ては該不使用の室外熱交換器内の冷媒の飽和温度を外気
温度より低くできるので、該不使用の室外熱交換器内に
液冷媒が溜まって運転中の冷凍サイクルに冷媒不足を生
じて冷房運転ができなくなるといった事態を招くことが
ない。
によって、圧縮器吸入冷媒の飽和温度を外気温度より下
げるように圧縮器吸入圧力を下げても、冷房運転してい
る室内ユニットの室内熱交換器内の圧力は抵抗体の圧力
損失分だけ上昇し、これにより、室内熱交換器に着霜し
にくくなり、除霜のための停止が不要になる。
けることによって、蒸発圧力を常に室内熱交換器の着霜
が起こらない圧力に調整することができ、しかも低圧ガ
ス配管に過剰な圧力損失を生ぜしめるともなく、効率の
良い運転ができる。
図、
ル構成図、
図、
図。
室内ユニット,11…圧縮機,
12,12′13…室外熱交換器,15,16,17,
24,25,34,35,44,45,110,…開閉
弁 104,105…四方弁, 23,33,4
3…膨張弁,21,31,41…室内熱交換器, 1
8…液配管 19…低圧ガス配管, 111…抵抗
体,102,124……圧力センサ, 103…温
度センサ,101…周波数制御装置, 12
0…吸入圧力調整弁,122…圧力調整弁。
Claims (6)
- 【請求項1】 圧縮機と複数の並列配置された室外熱交
換器とを具えた1台の室外ユニットおよび該室外ユニッ
トに冷媒配管により接続された1台以上の室内ユニット
からなり、少くとも1台の室内ユニットの冷房運転であ
って、要求される容量に依って或る室外熱交換器を凝縮
器として使用すると同時に、他の室外熱交換器はその1
端を閉じると共にその他端を圧縮機の吸入側に連通させ
ることによって不使用とする様な運転、が可能な空気調
和機において、 圧縮機吸入側の冷媒飽和温度を判定する冷媒飽和温度判
定手段と、 室外熱交換器の置かれている所の外気温度を検出する温
度検出器と、 これら両検出器の検出信号に基づいて、前記の運転のと
き、圧縮機吸入側の冷媒の飽和温度を前記外気温度より
低くするように圧縮機吸入側の冷媒圧力を制御する制御
手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】 圧縮機と複数の並列配置された室外熱交
換器とを具えた1台の室外ユニットおよび該室外ユニッ
トに冷媒配管により接続された1台以上の室内ユニット
からなり、少くとも1台の室内ユニットの冷房運転、ま
たは、冷房負荷が暖房負荷より大である様な複数台の室
内ユニットの冷房・暖房同時運転であって、要求される
容量に依って或る室外熱交換器を凝縮器として使用する
と同時に、他の室外熱交換器はその1端を閉じると共に
その他端を圧縮機の吸入側に連通させることによって不
使用とする様な運転、が可能な空気調和機において、 圧縮機吸入側の冷媒飽和温度を判定する冷媒飽和温度判
定手段と、 室外熱交換器の置かれている所の外気温度を検出する温
度検出器と、 これら両検出機の検出信号に基づいて、前記の運転のと
き、圧縮機吸入側の冷媒の飽和温度を前記外気温度より
低くするように圧縮機吸入側の冷媒圧力を制御する制御
手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項3】 前記制御手段は圧縮機の回転数の調節に
よって前記の圧縮機吸入側の冷媒圧力の制御を行うこと
を特徴とする請求項1又は2の空気調和機。 - 【請求項4】 前記制御手段は圧縮機の吸入配管に設け
られた吸入圧力調整弁の調節によって前記の圧縮機吸入
側の冷媒圧力の制御を行うことを特徴とする請求項1又
は2の空気調和機。 - 【請求項5】 室外ユニットと室内ユニットとを接続す
る冷媒配管の1つとしての低圧ガス配管に流路抵抗を大
きくする抵抗体を設けた請求項1,2,3又は4の空気
調和機。 - 【請求項6】 室外ユニットと室内ユニットとを接続す
る冷媒配管の1つとしての低圧ガス配管に流路抵抗可変
の可変抵抗体および該可変抵抗体よりも低圧ガス上流側
の低圧ガス圧力の検出器を設けると共に、該低圧ガス圧
力の検出器の検出信号に基づき室内ユニットの室内熱交
換器内の冷媒蒸発圧力を室内ユニット着霜限界圧力より
高く保つ様に前記可変抵抗体を制御する制御手段を具え
た請求項1,2,3又は4の空気調和機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3153422A JP2557577B2 (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3153422A JP2557577B2 (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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