JPH0526531A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 除霜運転の時間を短縮することができる空気
調和機を提供すること。 【構成】 除霜運転時に各室内熱交換器１２，２２と四
方弁２との間のそれぞれガス側管に設けた流量調整弁１
３，２３をそれぞれ全閉あるいは微小開度とし室外熱交
換器３と各室内熱交換器１２，２２との間のそれぞれ液
側管に設けた電子膨脹弁１１，２１をそれぞれ全開ある
いは設定開度とし、圧縮機１の吐出冷媒の一部を室外熱
交換器３に流すようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、室外ユニットおよび
複数の室内ユニットからなるマルチタイプの空気調和機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、室外ユニットおよび複数の室内
ユニットからなるマルチタイプの空気調和機では、各室
内ユニットの要求能力の総和に応じて圧縮機の能力を制
御する。

【０００３】さらに、各室内ユニットにつながる液管に
それぞれ流量調整弁および膨張弁を設け、各流量調整弁
の開度を対応する室内ユニットの要求能力に応じて個別
に制御する。また、冷房運転時は、各膨張弁の自らの温
度感知に基づく開度調節により、各室内ユニットでの冷
媒過熱度を一定に制御する。また、暖房運転時に外気温
度が低いと室外熱交換器に霜か着きやすいので、定期的
あるいは必要に応じて除霜運転を実行する。

【０００４】例えば、図１に示すような冷凍サイクルを
有するタイプの空気調和機において、除霜運転は室内熱
交換器３３の検知温度（＝蒸発器温度）が設定値以下に
なると二方弁６を開放し、圧縮機１から吐出される高温
冷媒の一部を室外熱交換器３に注入することにより行わ
れていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その除霜運転
時には流量調整弁１３，２３が全開とされ、電子膨脹弁
１１，２１は所定開度とされていたため、冷媒が室内熱
交換器１２，２２に流れてしまい、除霜能力不足により
除霜時間が長くなるという問題点があった。本発明は上
記の点に鑑みてなされたもので、その目的は除霜運転の
時間を短縮することができる空気調和機を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は圧縮機，四方
弁，室外熱交換器を有する室外ユニット、およびそれぞ
れが室内熱交換器を有する複数の室内ユニットからなる
空気調和機において、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，
各室内熱交換器の並列回路を接続したヒートポンプ式冷
凍サイクルと、室外熱交換器と各室内熱交換器との間の
それぞれ液側管に設けた電子膨張弁と、各室内熱交換器
と四方弁との間のそれぞれガス側管に設けた流量調整弁
と、圧縮機から吐出される冷媒を四方弁，各各流量調整
弁、各室内熱交換器，各電子膨張弁，室外熱交換器に通
して流し暖房運転を実行する手段と、この暖房運転時、
各流量調整弁の開度を各室内ユニットの要求能力の総和
に応じて制御する手段と、暖房運転時に前記圧縮機の吐
出冷媒の一部を前記室外熱交換器に流して除霜運転を実
行する手段と、この除霜運転時に流量調整弁をそれぞれ
全閉あるいは微小開度とし電子膨脹弁をそれぞれ全開あ
るいは設定開度とする手段とを具備したことを特徴とす
る空気調和機である。

【０００７】

【作用】除霜運転時に、各室内熱交換器と四方弁との間
のそれぞれガス管の相互間に連通して設けた流量調整弁
を全閉あるいは微小開度とし、室外熱交換器と各室内熱
交換器との間のそれぞれ液管に設けた電子膨張弁を全開
あるいは設定開度とし、圧縮機から吐出される高温冷媒
を室外熱交換器に流すようにしている。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１において、Ａは室外ユニット、Ｂ
1 ，Ｂ2 は室内ユニットで、これらユニット上に次の冷
凍サイクルを構成している。

【０００９】圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して室外
熱交換器３を接続し、その室外熱交換器３に液側主管Ｗ
を接続する。この液側主管Ｗは液側支管Ｗ1 ，Ｗ2 に分
岐しており、その液側支管Ｗ1 ，Ｗ2 を室内熱交換器１
２，２２に接続する。そして、液側支管Ｗ1 ，Ｗ2 に減
圧手段であるところの電子膨張弁（パルスモータバル
ブ；ＰＭＶ）１１，２１を設ける。

【００１０】室内熱交換器１２，２２にガス側支管Ｇ1
，Ｇ2 を接続し、そのガス側支管Ｇ1 ，Ｇ2 に電動式
流量調整弁（パルスモータバルブ；ＰＭＶ）１３，２３
を設ける。ガス側支管Ｇ1 ，Ｇ2 はガス側主管Ｇに集結
しており、そのガス側主管Ｇを上記四方弁２およびアキ
ュ―ムレ―タ４を介して圧縮機１の吸込口に接続する。

【００１１】液側主管Ｗにバイパス５の一端を接続し、
そのバイパス５の他端を圧縮機１の吐出口と四方弁２と
の間の管に接続する。そして、バイパス５に二方弁６を
設ける。このバイパス５および二方弁６は、室外熱交換
器３に対する除霜用である。

【００１２】液側主管Ｗから分岐した直後の液側支管Ｗ
1 にバイパス１４の一端を接続し、そのバイパス１４の
他端を室内熱交換器１２と流量調整弁１３との間のガス
側支管Ｇ1 に接続する。そして、バイパス１４にキャピ
ラリチューブ１５を設ける。

【００１３】液側主管Ｗから分岐した直後の液側支管Ｗ
2 にバイパス２４の一端を接続し、そのバイパス２４の
他端を室内熱交換器２２と流量調整弁２３との間のガス
側支管Ｇ2 に接続する。そして、バイパス２４にキャピ
ラリチューブ２５を設ける。室外熱交換器３の近傍に室
外ファン７を設け、室内熱交換器１２，２２のそれぞれ
近傍に室内ファン１６，２６を設ける。圧縮機１の吐出
口と四方弁２との間の高圧側配管に圧縮機１の吐出冷媒
の温度を検知する冷媒温度センサ３１を取付ける。アキ
ュ―ムレ―タ４と圧縮機１の吸込口との間の低圧側配管
に圧縮機１の吸入冷媒の温度を検知する冷媒温度センサ
３２を取付ける。室外熱交換器３に熱交換器温度センサ
３３を取付ける。液側主管Ｗに室内熱交換器３に流入す
る冷媒温度を検知する冷媒温度センサ３４を取付ける。
バイパス１４の他端側に室内ユニットＢ1 の冷房時の低
圧圧力に相当する冷媒飽和温度を検知する冷媒温度セン
サ３５を取付ける。バイパス２４の他端側に室内ユニッ
トＢ2 の冷房時の低圧圧力に相当する冷媒飽和温度を検
知する冷媒温度センサ３６を取付ける。ガス側配管Ｇ1
において、バイパス１４の接続部よりも室内熱交換器１
２側に、室内熱交換器１２の出口温度を検知する冷媒温
度センサ３７を取り付ける。ガス側配管Ｇ2 において、
バイパス２４の接続部よりも室内熱交換器２２側に、室
内熱交換器２２の出口温度を検知する冷媒温度センサ３
８を取り付ける。制御回路を図２に示す。圧縮機１の吐
出口と四方弁２との間の高圧側配管に、吐出冷媒圧力を
検知する冷媒圧力センサ３９を取付ける。４０は商用交
流電源で、その電源４０に室外ユニットＡの室外制御部
５０を接続する。室外制御部５０は、マイクロコンピュ
ータおよびその周辺回路からなり、室外ユニットＡの全
般にわたる制御を行なうものである。

【００１４】この室外制御部５０に、電子膨張弁１１、
流量調整弁１３、電子膨張弁２１、流量調整弁２３、二
方弁６、四方弁２、室外ファンモータ７Ｍ、冷媒温度セ
ンサ３１，３２，３４，３５，３６，３７，３８、熱交
換器温度センサ３３、冷媒圧力センサ３９、およびイン
バータ回路５１を接続する。

【００１５】インバータ回路５１は、商用交流電源４０
の電圧を整流し、それを室外制御部５０の指令に応じた
所定周波数（およびレベル）の電圧に変換し、出力する
ものである。この出力を圧縮機モータ１Ｍへ駆動電力と
して供給する。室内ユニットＢ1 は室内制御部６０を備
える。室内制御部６０は、マイクロコンピュータおよび
その周辺回路からなり、室内ユニットＢ1 のそれぞれ全
般にわたる制御を行なうものである。この室内制御部６
０に、室内温度センサ６１、リモコン式の運転操作部
（以下、リモコンと略称する）６２、および室内ファン
モータ１６Ｍを接続する。室内ユニットＢ2 は室内制御
部６０を備える。室内制御部６０は、マイクロコンピュ
ータおよびその周辺回路からなり、室内ユニットＢ2 の
それぞれ全般にわたる制御を行なうものである。この室
内制御部６０に、室内温度センサ６１、リモコン６２、
および室内ファンモータ２６Ｍを接続する。そして、室
内制御部６０，６０をそれぞれ電源ラインＡＣＬおよび
シリアル信号ラインＳＬにて室外制御部５０に接続す
る。室内制御部６０，６０は、次の機能手段を備える。 （１）リモコン６２の操作による運転モード指令や設定
室内温度データを電源電圧同期のシリアル信号にて室外
制御部５０に送る手段。

【００１６】（２）室内温度センサ６１の検知温度とリ
モコン６２の設定室内温度との差（つまり空調負荷）を
検出し、それを要求能力として、かつ周波数指令コード
Ｓに置き換え、電源電圧同期のシリアル信号にて室外制
御部５０に送る手段。室外制御部５０は、次の機能手段
を備える。

【００１７】（１）室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 からの冷房
運転モード指令に基づき、圧縮機１から吐出される冷媒
を四方弁２、室外熱交換器３、電子膨張弁１１，２１、
室内熱交換器１２，２２、流量調整弁１３，２３、四方
弁２、アキュ―ムレ―タ４に通して流し、冷房運転を実
行する手段。 （２）この冷房運転時、圧縮機１の能力（＝インバ−タ
回路５１の出力周波数Ｆ）を室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 の
要求能力の総和に応じて制御する手段。 （３）冷房運転時、流量調整弁１３，２３の開度を室内
ユニットＢ1 ，Ｂ2 の要求能力に従ってそれぞれ制御す
る手段。

【００１８】（４）冷房運転時、室内熱交換器１２，１
３での冷媒過熱度（＝冷媒温度センサ３６，３６の検知
温度と冷媒温度センサ３７，３８の検知温度との差）を
求める手段。 （５）これら検出冷媒過熱度がそれぞれ一定値となるよ
うに電子膨脹弁１１，２１の開度を一定に制御する手
段。

【００１９】（６）冷房運転時、停止中（室内温度制御
に基づく中断を含む）の室内ユニットに対応する液側の
電子膨脹弁を全閉し、ガス側の流量調整弁を所定の開度
（例えば２５０パルス相当）まで開く手段。なお、この
手段の目的は、冷媒の回収及び冷凍・露付きの防止であ
る。

【００２０】（７）室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 からの暖房
運転モード指令に基づき、圧縮機１から吐出される冷媒
を四方弁２、流量調整弁１３，２３、室内熱交換器１
２，２２、電子膨張弁１１，２１、室外熱交換器３、四
方弁２、アキュ―ムレ―タ４に通して流し、暖房運転を
実行する手段。 （８）この暖房運転時、圧縮機１の能力（＝インバ−タ
回路５１の出力周波数Ｆ）を室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 の
要求能力の総和に応じて制御する手段。 （９）暖房運転時、流量調整弁１３，２３の開度を室内
ユニットＢ1 ，Ｂ2 の要求能力に従ってそれぞれ制御す
る手段。 （１０）暖房運転時、室外熱交換器３での冷媒過熱度
（＝冷媒温度センサ３４の検知温度と冷媒温度センサ３
２の検知温度との差）を求める手段。 （１１）この検出冷媒過熱度がそれぞれ一定値となるよ
うに電子膨脹弁１１，２１の開度を同時に同量ずつ制御
する手段。

【００２１】（１２）暖房運転時、圧力センサ３９の検
知圧力Ｐd が設定値Ｐds以上になると、停止中の室内ユ
ニットに対応する液側の電子膨張弁およびガス側の流量
調整弁の開度をそれぞれ所定開度に開く手段。なお、こ
の手段の目的は、室内熱交換器の総合容量を増して凝縮
温度を下げ、高圧側圧力の上昇を押さえることである。

【００２２】（１３）暖房運転時、熱交換器温度センサ
３３の検知温度（＝蒸発器温度）が設定値以下になると
に二方弁６を開き、流量調整弁１３，２３を全閉（ある
いは微小開度）とし、電子膨脹弁１１，２１を全開（あ
るいは設定開度）として、高温冷媒を室外熱交換器３に
流し除霜運転を実行する手段。つぎに、作用を説明す
る。まず、室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 のそれぞれリモコン
６２で冷房運転モードおよび所望の室内温度が設定さ
れ、かつ運転開始操作がなされたとする。

【００２３】この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１か
ら吐出される冷媒を図１の実線矢印のように四方弁２、
室外熱交換器３、電子膨張弁１１，２１、室内熱交換器
１２，２２、流量調整弁１３，２３、四方弁２、アキュ
―ムレ―タ４に通して流し、室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 の
冷房運転を開始する。

【００２４】そして、圧縮機１の能力（＝インバータ回
路５１の出力周波数Ｆ）を室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 のそ
れぞれ要求能力（設定室内温度と室内温度センサ６１の
検知温度との差に対応）の総和に応じて制御する。同時
に、流量調整弁１３の開度を室内ユニットＢ1 の要求能
力に従って制御し、かつ流量調整弁２３の開度を室内ユ
ニットＢ2 の要求能力に従って制御する。

【００２５】さらに、冷媒温度センサ３５の検知温度
（＝冷媒飽和温度）と冷媒温度センサ３７の検知温度と
の差を室内熱交換器１２での冷媒過熱度として検出し、
その検出冷媒過熱度が一定値となるよう電子膨張弁１１
の開度を制御する。同時に、冷媒温度センサ３６の検知
温度（＝冷媒飽和温度）と冷媒温度センサ３８の検知温
度との差を室内熱交換器２２での冷媒過熱度として検出
し、その検出冷媒過熱度が一定値となるよう電子膨張弁
２１の開度を制御する。これにより、冷凍サイクルの安
定運転を確保する。

【００２６】次に、室内ユニットＢ1 のリモコン６２で
冷房運転モードおよび所望の室内温度が設定され、かつ
運転開始操作がなされたとする。なお、室内ユニットＢ
2 については運転停止とする。

【００２７】この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１か
ら吐出される冷媒を図１の実線矢印のように四方弁２、
室外熱交換器３、電子膨張弁１１、室内熱交換器１２、
流量調整弁１３、四方弁２、アキュ―ムレ―タ４に通し
て流し、室内ユニットＢ1 の冷房単独運転を開始する。

【００２８】そして、圧縮機１の能力（＝インバータ回
路５１の出力周波数Ｆ）を室内ユニットＢ1 の要求能力
（設定室内温度と室内温度センサ６１の検知温度との差
に対応）に応じて制御する。同時に、運転室内ユニット
Ｂ1 に対応する流量調整弁１３の開度をその室内ユニッ
トＢ1 の要求能力に従って制御する。

【００２９】さらに、冷媒温度センサ３５の検知温度
（＝冷媒飽和温度）と冷媒温度センサ３７の検知温度と
の差を室内熱交換器１２での冷媒過熱度として検出し、
その検出冷媒過熱度が一定値となるよう電子膨張弁１１
の開度を制御する。これにより、冷凍サイクルの安定運
転を確保する。

【００３０】また、停止室内ユニットＢ2 に対応する電
子膨張弁２１を全閉し、流量調整弁２３を所定の開度
（２５０パルス相当）まで開く。この開きにより、室内
熱交換器２２内の冷媒を回収するとともに、室内熱交換
器２２の凍結および露付きを防止する。一方、室内ユニ
ットＢ1 ，Ｂ2 のそれぞれリモコン６２で暖房運転モー
ドおよび所望の室内温度が設定され、かつ運転開始操作
がなされたとする。

【００３１】この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１か
ら吐出される冷媒を図１の破線矢印のように四方弁２、
流量調整弁１３，２３、室内熱交換器１２，２２、電子
膨張弁１１，２１、室外熱交換器３、四方弁２、アキュ
―ムレ―タ４に通して流し、室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 の
暖房運転を開始する。

【００３２】そして、圧縮機１の能力（＝インバータ回
路５１の出力周波数Ｆ）を室内ユニットＢ1 ，Ｂ2 の要
求能力の総和に応じて制御する。同時に、流量調整弁１
３の開度を室内ユニットＢ1 の要求能力の総和に従って
制御し、かつ流量調整弁２３の開度を室内ユニットＢ2
の要求能力の総和に従って制御する。

【００３３】さらに、室外熱交換器３での冷媒過熱度
（＝冷媒温度センサ３４の検知温度と冷媒温度センサ３
２の検知温度との差）を検出し、その検出冷媒過熱度が
一定値となるよう電子膨張弁１１，２１の開度を同時に
同量ずつ制御する。これにより、冷凍サイクルの安定運
転を確保する。

【００３４】次に、室内ユニットＢ1 のリモコン６２で
暖房運転モードおよび所望の室内温度が設定され、かつ
運転開始操作がなされたとする。なお、室内ユニットＢ
2 については運転停止とする。

【００３５】この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１か
ら吐出される冷媒を図１の破線矢印のように四方弁２、
流量調整弁１３、室内熱交換器１２、電子膨張弁１１、
室外熱交換器３、四方弁２、アキュ―ムレ―タ４に通し
て流し、室内ユニットＢ1 の暖房単独運転を開始する。

【００３６】そして、圧縮機１の能力（＝インバータ回
路５１の出力周波数Ｆ）を室内ユニットＢ1 の要求能力
に応じて制御する。同時に、運転室内ユニットＢ1 に対
応する流量調整弁１３の開度をその室内ユニットＢ1 の
要求能力に従って制御する。

【００３７】さらに、室外熱交換器３での冷媒過熱度
（＝冷媒温度センサ３４の検知温度と冷媒温度センサ３
２の検知温度との差）を検出し、その検出冷媒過熱度が
一定値となるよう電子膨張弁１１の開度を制御する。こ
れにより、冷凍サイクルの安定運転を確保する。

【００３８】また、圧力センサ３９の検知圧力Ｐd が設
定値Ｐds以上になると、停止室内ユニットＢ2 に対応す
る電子膨張弁２１および流量調整弁２３の開度をそれぞ
れ所定開度に開く。電子膨張弁２１および流量調整弁２
３が所定開度に開くと、室内熱交換器２２に冷媒が流入
し、高圧側圧力が低減する。

【００３９】ところで、前述した暖房運転モ−ドが実行
されているとき、熱交換器温度センサ３３の検知温度
（＝蒸発器温度）が設定値以下になると、図３に示すよ
うに二方弁６を開き、流量調整弁１３，２３を全閉（あ
るいは微小開度）とし、電子膨脹弁１１，２１を全開
（あるいは設定開度）として、高温冷媒を室外熱交換器
３に流し除霜運転を実行する。

【００４０】このように除霜運転時に流量調整弁１３，
２３を全閉（あるいは微小開度）としたので、冷媒は室
内熱交換器１２，２２にはほとんど流れなくなり、バイ
パス５を介して室外熱交換器３に流れ込む冷媒の流量が
増加する。

【００４１】また、電子膨脹弁１１，２１を全開（ある
いは設定開度）としたので、除霜運転開始前の暖房運転
中に室内熱交換器１２，２２に滞留していた冷媒を室外
熱交換器３側に回収することができ、室外熱交換器３に
流入する冷媒の量をさらに増加させることができる。

【００４２】このように、除霜運転時に室内熱交換器１
２，２２に冷媒を滞留させずに室外熱交換器３に流れる
冷媒の量を増加させることができるので、除霜時間を短
縮することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、除
霜運転の時間を短縮することができる空気調和機を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の冷凍サイクルの構成を示
す図。

【図２】同実施例の制御回路の構成を示すブロック図。

【図３】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
トである。

【符号の説明】

Ａ…室外ユニット、Ｂ1 ，Ｂ2 …室内ユニット、１…圧
縮機、３…室外熱交換器、１１，１２…電子膨張弁、１
２，２２…室内熱交換器、１３，２３…流量調整弁、５
０…室外制御部、５１…インバータ回路、６０…室内制
御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 圧縮機，四方弁，室外熱交換器を有する
   室外ユニット、およびそれぞれが室内熱交換器を有する
   複数の室内ユニットからなる空気調和機において、前記
   圧縮機，四方弁，室外熱交換器，各室内熱交換器の並列
   回路を接続したヒートポンプ式冷凍サイクルと、前記室
   外熱交換器と各室内熱交換器との間のそれぞれ液側管に
   設けた電子膨張弁と、前記各室内熱交換器と四方弁との
   間のそれぞれガス側管に設けた流量調整弁と、前記圧縮
   機から吐出される冷媒を四方弁，各各流量調整弁、各室
   内熱交換器，各電子膨張弁，室外熱交換器に通して流し
   暖房運転を実行する手段と、この暖房運転時、前記各流
   量調整弁の開度を各室内ユニットの要求能力の総和に応
   じて制御する手段と、暖房運転時に前記圧縮機の吐出冷
   媒の一部を前記室外熱交換器に流して除霜運転を実行す
   る手段と、この除霜運転時に前記流量調整弁をそれぞれ
   全閉あるいは微小開度とし前記電子膨脹弁をそれぞれ全
   開あるいは設定開度とする手段とを具備したことを特徴
   とする空気調和機。