JPH0367964A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は複数シリンダ圧ＩＢＭのシリンダへの冷媒吸
入路を開閉制御することによって容量制御を行なう空気
調和装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来の空気調和装置を示す冷媒回路図である。

図において、（１）は同じ容量の第１シリンダ（１ａ）
と第２シリンダ（１ｈ）を備え、１２個のモータ（２）
により駆動され、ガス冷媒を圧縮する高圧シェル型２シ
リンダロータリ圧縮機からなる複数シリンダ圧縮機であ
り、上記モータ（２）は上記第１シリンダ（１ａ）と第
２シリンダ（Ｉｂ）から吐出された冷媒ガスによって冷
却される。（３）は冷媒回路を切換える四方切換弁、（
４）は室外側熱交換器（４ａ）と送風機（５１および逆
止弁［７１が並列に接続された膨張機ｊ旧６）を備えた
室外側熱交換装置、（１２）は第１の室内側熱交換器（
１２ａ）と送風機（１３）および逆止弁（９）が並列に
接続された膨張機構（８）を備えた第１の室内側熱交換
装置、（１５）は第２の室内側熱交換器（１５ａ）と送
風機（１４）および逆止弁（１１）が並列に接続された
膨張機構００）を備えた第２の室内側熱交換装置、（１
６）はアキュムレータで、上記（１）〜（１６）は冷媒
配管で接続され冷凍サイクルを構成している。

（＋７）　（１８）は第１および第２の室内側熱交換装
置（１２）　（＋５）の冷房運転時の入口側に接続され
た電磁開閉弁で、この電磁開閉弁（１７）　（１８）の
開閉により上記第］および第２の室内側熱交換装置（１
２＞　＜１５）の作動を制御する。（１９）は上記アキ
ュムレータ（１６）の出口側と上記複数シリンダ圧縮機
（１）の入力側とを接続する冷媒配管からなる冷媒吸入
路で、この冷媒吸入路（１つ）は第１のシリンダに通じ
る冷媒吸入路（１９ａ）と、開閉弁（２０）を介し第２
のシリンダ（１ｂ）に通じる冷媒吸入路（２＋）　（２
２）とにわかれている。＜２３１　（２４）は直列に接
続された電磁開閉弁であり、」−記電磁開閉弁（２３）
は冷媒配管（２５）により複数シリンダ圧１１ｉｉ　機
（１１の第２シリンダ（１ｂ）の冷媒吸入路（２１）に
接続され、上記電磁開閉弁（２４）は冷媒配管（２６）
により複数シリンダ圧１１１ｉ１１ｆｉ　［１，１の吐
出側に接続されている。上記電磁開閉弁（２３）と電磁
開閉弁（２４）との直列接続点は冷媒配管（２７）によ
り、上記電磁開閉弁（２０〉に接続されている。

第５図　第６図は」１記開閉弁（２０）の縦断面図であ
る。図において、（２０ｂ）は開閉弁本体＜２０ａ）の
側面に形成され、冷媒吸入路（２１）を接続する第１の
結合孔、（２０ｃ）は開閉弁本体（２０ａ）の」二端部
に形成され冷媒吸入路（２２）を接続する第２の結合孔
、（２０ｄ）は開閉弁本体（２０ａ）の下端部に形成さ
れ、冷媒配管（２７）を接続する第３の結合孔であり、
これら第１の結合孔（２０ｂ）〜第３の結合孔＜２０ｄ
）は連通孔（２０ｅ）により連通している。（２Ｏｆ）
は上記連通孔（２０ｅ）内を摺動し上記第１の結合孔（
２０ｈ）と第２の結合孔（２０ｃ）との連通を開閉する
と共に第１と第２の結合孔（２０ｂ）　（２０ｃ）と第
３の結合孔（２０ｄ）との連通を閉塞するスライダであ
る。開閉弁（２０）は以−にのように構成されており、
例えば、仄縮機（１）が運転時、第４図における電磁開
閉弁（２４）か閉、電（３） 磁開閉弁（２３）が開とすると、冷媒配管（２７〉と冷
媒吸入路（２１）とは上記電磁開閉弁（２３）を介し導
通し、第２のシリンダ（１ｂ）の作動により、冷媒配管
（２７Ｌ冷媒吸入ｉ￥８（２＋）内の圧力は冷媒吸入路
（２２）内の圧力より低くなり、冷媒の流れによってス
ライダ（２Ｏｆ）は第６図のように押し下けられて、第
１と第２の結合孔（２０ｂ）　（２０ｃ）は導通し冷媒
は第１及び第２のシリンダ（Ｉａ）　（ｌｂ）に供給さ
れ、複数シリンダ圧縮機（１）番１１００％の容量てフ
ル運転となる。また複数シリ〉・ダ圧縮機（↑］が運転
時、電磁開閉弁（２４）が開、電磁開閉弁（２３）が閉
とすると、冷媒配管（２７）の圧力が吐出圧力と同しと
なり冷媒吸入路（２２）における圧力より高くなり、ス
ライダ（２Ｏｆ）は第５図に示されるように押し」二げ
られて、第２のシリンダ（Ｉ　ｂ　）への冷媒の流れは
閉止され、複数シリンダ圧縮機（１）は第１のシリンダ
（１ａ）へのみ冷媒が供給され、５０％の容量による体
筒運転となる。

従来の空気調和装置は上記のように構成されていたため
、例えば冷房運転時、及びデフロス１ル運転時、複数シ
リンダ圧縮機（１）より吐出された高温高圧の冷媒は四
方切換弁（３）をへて、室外側熱交換器（４）に送られ
、送風１８　Ｆ５１より送られる空気と熱交換しここで
液化される。次に、この液化された冷媒、即ち液冷媒は
逆止弁（７）を通って電磁開閉弁（＋７）　（＋８＞を
へて膨張機構＋８＋　００）て減圧され室内側熱交換器
（１２）　（＋５）で送風ｉ　（１３）　（＋４．）よ
り送られる空気と熱交換し再び気化される。気化された
冷媒は四方切換弁（３１，アキュムレータ（１６）を通
ったのら、一方は冷媒吸入路（１９）　（１９ａ）をへ
て第１のシリンダ（１ａ）へ、もう一方はフル運転時即
ち電磁開閉弁（２３＞　（＋７）　（１，８）は開、電
磁開閉弁（２４）は閏においては冷媒吸入路（１９）　
（２２）　、開閉弁（２０）　、冷媒吸入路（２１）を
へて第２のシリンダ（１ｂ）へと吸入される。

体筒運転時即ち電磁開閉弁（１７）　（１８）の何れが
一方が開、他方が閉、電磁開閉弁（２７＋）が開、電磁
開閉弁（２３）が閉においては、開閉弁（２０）のスラ
イダ（２Ｏｆ）によって冷媒吸入路（２２）から冷媒吸
入路（２１）への回路は閉止されているので、冷媒は第
２のシリンダ（１ｂ）へは供給されず、第１のシリンダ
（Ｉａ）へのみ供給される。このようにして冷凍サイク
ルを形成する。

また、暖房運転時には、冷媒回路は四方切換弁（３）に
より点線方向に切換えられ冷媒は点線矢印で示される方
向に流れる。即ち複数シリンダ圧縮機（１）より吐出さ
れた高温高圧の冷媒は四方切換弁（３）をへて室内側熱
交換器（＋２）、　（＋５）に送られ、送風機（１３）
　（＋４）より送られる空気と熱交換しここで液化され
る。次に、この液化された冷媒、即ち液冷媒はフル運転
時においては逆止弁＋９ＨＩ＋）を通って電磁開閉弁（
＋７）　（＋８）をへて膨張機構（６）で減圧される。

減圧された冷媒は室外側交換器（４ａ）で送風機（５）
より送られる空気と熱交換し再ひ気化される。

気化された冷媒は四方切換弁Ｆ３１　、アキュムレータ
（１６）を通ったのち、一方は冷媒吸入ｌｉ！８（１９
）　（１９ａ）をへて第１のシリンダ（１ａ）へ、もう
一方は冷媒吸入路＜１９）　（２２）　、開閉弁（２０
）、冷媒吸入路（２１）をへて第２のシリンダ゛（１ｂ
）へと吸入される。体筒運転時は、開閉弁（２０）のス
ライダ＜２０ｆｌによって冷媒吸入路（２２）から冷媒
吸入路（２１）への回路は閉止されているので、冷媒は
第２のシリンダ（１ｂ）へは供給されず、第１のシリン
ダ（１ａ）へのみ供給される。

このようにして冷凍サイクルを形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の空気調和装置においては、体筒によ
る容量制御運転時、複数シリンダ圧縮機の所定シリンダ
（体筒）の冷媒吸入路は閉塞され冷媒は供給されないの
で、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が大幅に減少し、複
数シリンダ圧縮機のモータの冷却効果が著しく低下し、
複数シリンダ圧縮機のモータの過熱をまねき、それによ
って複数シリンダ圧縮機の寿命を著しく縮めるという問
題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためなされたもの
で、複数シリンダ圧縮機のモータの過熱をまねくことな
く、がっ空気調和能力を減少させることなく容量制御運
転ができる空気調和装置を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和装置においては、複数シリンダ
圧縮機の吐出冷媒の一部を上記複数シリ（７） （８） ンダ圧縮機の入力側にバイパスするバイパス回路と、こ
のバイパス回路を開閉する第１の開閉弁と、第１と第２
の熱交換器間を接続する冷媒配管からなる液管と上記複
数シリンダ圧縮機のシリンダへの冷媒吸入路とを熱交換
させる熱交換部と、上記熱交換部の反圧縮機側の上記冷
媒吸入路部と上記液管部とを接続する液冷媒注入回路と
、この液冷媒注入回路を開閉する第２の開閉弁と、上記
複数シリンダ圧縮機の吐出冷媒温度を検出する温度検出
器と、上記温度検出器の検出温度に応じて上記第１と第
２の開閉弁を開閉制御する開閉弁制御装置とを設けたも
のである。

〔作　　用〕

上記のように構成された空気調和装置の複数シリンダ圧
縮機の吐出冷媒温度は温度検出器で検出され、この検出
温度とあらかじめ設定された過昇防止温度とが開閉弁制
御装置において比較され高い場合は、第１と第２の開閉
弁は開がれる。第１の開閉弁の開により吐出冷媒は複数
シリンダ圧縮機の入力側にバイパスされ複数シリンダ圧
縮機の吐出冷媒圧力は低下する。これに伴い複数シリン
ダ圧縮機の吐出冷媒温度は低下し、かつ吸入圧力の低下
は防止される。一方第２の開閉弁の開により液冷媒注入
回路を通して液管部から複数シリンダ圧縮機の冷媒吸入
路に液冷媒が注入されこの液冷媒は低圧低温の液冷媒と
なり、上記第１の開閉弁の開による吐出冷媒温度の低下
との協同により複数シリンダ圧縮機のモータは冷却され
、その過熱は防止される。また冷媒吸入路を通った液冷
媒は液冷媒吸入路と液管との熱交換により液管での液冷
媒の過冷却度は増大し、膨張機構を流れる冷媒流量の増
大および上記第１の開閉弁の開による吸入圧力の低下の
防止との協同により冷暖房能力の低下は防止される。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和装置の冷媒回
路図である。第１図において（１）〜（２７）は上記従
来の空気調和装置と同一または相当部分を示すのでその
説明を省略する。（２８）は複数シリンダ圧縮機（１）
の吐出側とアキュムレータ（１６）の入力側に接続され
たバイパス回路であり、上記複数シリンダ圧縮機の吐出
冷媒の一部を上記アキュムレータ（１６）の入力側にバ
イパスする。（２９）は上記バイパス回路（２８）を開
閉する第１の開閉弁、（３０）は室外側熱交換装置（４
）と第１と第２の室内側熱交換装置（１２）　＜１５）
間を接続する冷媒配管からなる液管、（３１）は上記液
管（３０）内を流れる液冷媒と冷媒吸入路（１つ）内を
流れる冷媒とを熱交換させる熱交換部で、この熱交換部
（３１）は液管（３０）の一部を冷媒吸入管（１９）に
例えば接触または近接して設けること等により形成され
ている。（３２）は上記液管（３０）と、上記冷媒吸入
Ｒ（１９）における上記熱交換部（３１）の反圧縮機側
の上記冷媒吸入路部とを接続する液冷媒注入回路、（３
３）は］−記液液冷媒注入回路３２）を開閉する第２の
電磁開閉弁、（３４）は吐出冷媒温度を検出する温度検
出器であり、複数シリンダ圧ｗ４機（１）の吐出側の冷
媒配管に取付けられている。（３５）は過昇防止判定回
路であり、その動作は第３図に示される通り、」１記温
度検出器（３４）で検出された検出温度Ｔｄがあらかじ
め設定された過昇防止温度Ｔａより高い場合は過昇防止
作動信号を出力し、過昇防止作動信号を出力した後は検
出温度Ｔｄか、あらかじめ過昇防止温度Ｔａより低く設
定された過昇防止解除温度Ｔｂより低くなった時、過昇
防止解除信号を出力する。（３６）は過昇防止判定回路
（３５）の出力信号か過昇防止信号の場合は上記第１お
よび第２の電磁開閉弁を開き、過昇防止解除信号の場合
は上記第１と第２の電磁開閉弁を閉しるよう制御する制
御回路、（３７）は上記過昇防止判定回路（３５）と上
記制御回路（３６）とからなる開閉弁１ｉ１Ｊ御装置で
ある。

第２図は上記過昇防止判定回路（３５）、制御回路（３
６）からなる開閉弁制御装置（３７）のフローチャート
である。先ずステップ（３８）にて過昇防止作動信号を
出力しているかを判定し、出力していない場合はステッ
プ（３９）に、出力している場合はステップ（４２）に
進む。ステップ（３９）では検出温度Ｔｄが過昇防止温
度Ｔａより大きいかを判定し、大きい場合はステップ（
４０）て過昇防止作動信号を出力し、ステップ（４１）
で第１の電磁開閉弁（２９）及び第２の電（１１） （１２〉 磁開閉弁（３３）を開にしてステップ（３８）にもどる
。

ステップク３９）の判定結果か大きくない場合はステッ
プ（３８）にもどる。一方ステップ（４２）では検出温
度Ｔｄが過昇防止解除温度Ｔｂより小さいかを判定し、
小さい場合はステップ（４３）で過昇防止解除信号を出
力し、ステップ（４４）て第１の電磁開閉弁（２つ）及
び第２の電磁開閉弁（３３）を閉にしてステップ（３８
）にもどる。ステップ（４２）の判定結果が小さくない
場合はステップ（３８）にもどる。

上記のように構成された空気調和装置においては、複数
シリンダ圧縮機（１）の吐出冷媒温度が高い場合、温度
検出器（３４）が吐出冷媒温度を検出温度Ｔｄとして検
出し、過昇防止判定口１ｉ’ａ（３５）、制御回路（３
６）によって上述の第２図のフローチャートに基づき第
１の電磁開閉弁（２９）及び第２の電磁開閉弁（３３）
が開となる。

第２の電磁開閉弁（３３）が開となることで、冷房運転
時は室外側熱交換器（４ａ）にて、暖房運転時は室内側
熱交換器（１２ａ）　（１５ａ）にて、凝縮した高圧の
液冷媒は液管（３０）から液冷媒注入回路（３２）、第
２の電磁開閉弁（３３）をへて冷媒吸入路（１つ）へ注
入され低圧低温の液冷媒となり、この液冷媒は熱交換部
（３１）を通して複数シリンダ圧１　ｆｉ　（１１に供
給される。このように複数シリンダ圧縮機（１）の吐出
冷媒温度があらかじめ設定した過昇防止温度Ｔａより高
くなった場合は複数シリンダ圧ｍ機（１）に液冷媒が注
入され、複数シリンダ圧縮機（１）のモーフ（２）の過
熱は防止される。

さらに、液管（３０）から液冷媒吸入路（１９）に供給
された液冷媒が低圧低温の液冷媒として冷媒吸入路（１
９）から熱交換部（３１）を通ることによって、液管（
３０）から熱交換部（３１）を通る高圧の液冷媒を冷却
し過冷却度を増大させる。これによって冷媒運転時は膨
張機構Ｆ８）　ＱＯＩ　、暖房運転時は膨張機構（６）
を流れる冷媒流量が過冷却度の増大によって増加し、液
冷媒注入回路（３２）に冷媒を流すことによって膨張機
構＋８］　（１０）又は膨張機ｍ　（６１を流れる冷媒
流量が減少するを防き、冷房能力又は暖房能力か減少す
るのを防止することがてきる。また第２の電磁開閉弁（
３３）を開にすることで冷房運転時には室内側熱交換器
（１２ａ）　（１５ａ）、暖房運転時には室外側熱交換
器（４ａ）へ供給される冷媒が減少して吸入圧力か低下
し室内側熱交換器（１２ａ）　（１５ａ）、室外側熱交
換器（４ａ）が凍結するのを防１１；することかできる
。

また第１の電磁開閉弁（２つ）が開となることで、複数
シリンダ圧縮機（１）の吐出冷媒か複数シリンダ圧縮機
（１）の吸入側にバイパスされ、複数シリンダ圧縮機（
１）の吐出圧力は低下し、吸入圧力が上昇するので、複
数シリンダ圧縮機（１）の冷媒循環量は増加し、冷暖房
能力の低下は防止されると共に、上記吸入圧力の上昇に
より蒸発圧力の低下は防止され蒸発器となる熱交換器の
凍結は防止され、かつ」１記吐出圧力の低下により、複
数シリンダ圧縮機の吐出冷媒温度は低下し複数シリンダ
圧縮機のモータの過熱は防止される。

以上のように冷暖房能力を低下及びモータを過熱させる
ことなく空気調和運転かなされる。

なお、上記実施例ては、圧縮後の冷媒で、圧縮機のモー
タを冷却する高圧シェル型２シリンダロータリ圧縮機を
用いた空気調和装置について述へたが、圧縮前の冷媒で
圧縮機のモータを冷却する低圧シェル型２シリンダロー
タリ圧縮機であっても良く、またシリンダが２つ以上の
圧縮機であっても良い。

〔発明の効果〕

本発明は複数シリンダ圧縮機の吐出冷媒の一部を上記複
数シリンダ圧縮機の入力側にバイパスするバイパス回路
と、このバイパス回路を開閉する第１の開閉弁と、一方
が凝縮器となり他方か蒸発器となる第１と第２の熱交換
器間を接続する冷媒配管からなる液管と上記複数シリン
ダ圧縮機の冷媒吸入回路とを熱交換する熱交換部と、上
記液管と上記熱交換部の反圧縮ｉ側の上記冷媒吸入路部
とを接続する液冷媒注入回路と、この液冷媒注入回路を
開閉する第２の開閉弁とを設け、」二液複数シリンダ圧
縮機の吐出冷媒温度に応して上記第１と第２の開閉弁を
開閉制御し、この制御による」二液バイパス回路から複
数シリンダ圧縮機の入力側への吐出冷媒のバイパスと、
冷媒注入回路からの冷媒吸入路への液冷媒注入との協同
で複数シリン（１５） 夕圧縮機のモータの冷却を行なうと共に、上記バイパス
回路からの複数シリンダ圧縮機の入力側への吐出冷媒の
バイパスおよび液管と冷媒吸入路との熱交換との協同に
よる冷暖房能力の低下を防止しているので、効果的なモ
ータの冷却及び冷暖房能力低下の防止がなされ体筒によ
る容量制御運転を冷暖房能力減少およびモータの過熱な
く行なえ、空気調和装置の信頼性か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す空気調和装置の冷媒
回路図、第２図は第１図に示される開閉弁制御装置の動
作を示すフローチャー１〜、第３図は第１図に示されろ
過昇防止判定回路の動作説明図、第４図は従来の空気調
和装置の冷媒回路図、第５図および第６図は第４図に示
される開閉弁の詳細構造を示す縦断面図である。 図において、（２８）はバイパス回路、（２つ）は第１
の電磁開閉弁、（３１）は熱交換部、（３２）は液冷媒
注入回路、（３３）は第２の電磁開閉弁、（３４）は温
度検出器、（３７）は開閉弁制御装置である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示ず。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のシリンダを有する複数シリンダ圧縮機と、四方切
   換弁と、第１の熱交換器と、熱膨張機構と、第２の熱交
   換器とを順次冷媒配管で接続してなる冷凍サイクルを備
   え、上記複数シリンダ圧縮機の所定のシリンダへの冷媒
   吸入路を開閉制御することにより容量制御を行なうよう
   にしたものにおいて、上記複数シリンダ圧縮機の吐出冷
   媒の一部を上記複数シリンダ圧縮機の入力側にバイパス
   するバイパス回路と、このバイパス回路を開閉する開閉
   弁と、上記第１と第２の熱交換器間を接続する上記冷媒
   配管からなる液管と上記複数シリンダ圧縮機の冷媒吸入
   路とを熱交換させる熱交換部と、上記熱交換部の反圧縮
   機側の上記冷媒吸入路部と上記液管部とを接続する液冷
   媒注入回路と、この液冷媒注入回路を開閉する第２の開
   閉弁と、上記複数シリンダ圧縮機の吐出冷媒温度を検出
   する温度検出器と、上記温度検出器の検出温度に応じて
   上記第１と第２の開閉弁を開閉制御する開閉弁制御装置
   とを設けたことを特徴とする空気調和装置。