JPH09264628A - マルチ型空気調和システム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各室内ユニット５が上下方向に離れて設置さ
れる状況であっても、多量の冷媒を要することなく、各
室内ユニット５に対する常に適正な冷媒配分が可能で、
これにより各室内ユニット５から常に同等の空調性能が
得られて信頼性の向上が図れるマルチ型空気調和システ
ム装置を提供する。 【解決手段】 圧縮機ユニット１Ａ，１Ｂに接続の吐出
側高圧ガス配管２ａおよび吸込側低圧ガス配管２ｂに、
各熱交ユニット４および各室内ユニット５のそれぞれ一
端側を接続し、各熱交ユニット４および各室内ユニット
５のそれぞれ他端側をビルディングの各階ごとに液配管
６で相互接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、室外ユニットお
よび複数台の室内ユニットを有するマルチ型空気調和シ
ステム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルチ型空気調和機は、圧縮機、室外熱
交換器、室外送風機などを収納した室外ユニットと、室
内熱交換器や室内送風機を収納した複数台の室内ユニッ
トとからなる。

【０００３】このマルチ型空気調和機をビルディングに
設置する場合、室外ユニットを屋上に設置し、各階の室
内スペースに室内ユニットを設置し、室外ユニットと各
室内ユニットをガス冷媒用のガス配管および液冷媒用の
液配管により接続する。ガス配管および液配管は、屋上
から各階にかけて、上下方向に敷設される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液配管が上下方向に敷
設されると、階によって、液冷媒が流れ易い室内ユニッ
トとそうでない室内ユニットが存在し、各室内ユニット
に対する冷媒配分がうまくいかないことがある。

【０００５】たとえば、ある階の室内ユニットには適正
量の冷媒がすぐに流れ、別の階の室内ユニットには適正
量の冷媒が流れるまでに長い時間がかかることがある。
対策として、液配管を液冷媒で満たすことが考えられる
が、そうすると多量の冷媒が必要になってしまう。

【０００６】この発明は上記の事情を考慮したもので、
第１の発明のマルチ型空気調和システム装置は、各室内
ユニットが上下方向に離れて設置される状況であって
も、多量の冷媒を要することなく、各室内ユニットに対
する常に適正な冷媒配分が可能で、これにより各室内ユ
ニットから常に同等の空調性能が得られて信頼性の向上
が図れることを目的とする。

【０００７】第２、第３、および第４の発明のマルチ型
空気調和システム装置は、第１の発明の目的に加え、各
室内ユニットで冷房と暖房の同時運転を実行できること
を目的とする。

【０００８】第５の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明の目的に加え、各室内ユニットの冷暖
同時運転に際しての熱エネルギの有効活用を可能として
省エネルギ効果が得られることを目的とする。

【０００９】第６の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明の目的に加え、非使用の室内ユニット
を屋外への排熱用に有効利用することができ、これによ
り安定した空調能力が得られることを目的とする。

【００１０】第７の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明の目的に加え、各階で冷媒漏れが生じ
た場合は直ちにそれを察知してそれ以上の冷媒漏れを回
避できることを目的とする。

【００１１】第８の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１の発明の目的に加え、省エネルギ運転が可能
なことを目的とする。第９ないし第１１の発明のマルチ
型空気調和システム装置は、第１の発明の目的に加え、
圧縮機における冷凍機油の不足を解消して圧縮機の寿命
向上が図れることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明のマルチ型空
気調和システム装置は、圧縮機を収納した一台あるいは
複数台の圧縮機ユニットと、排熱あるいは吸熱を目的と
する室外熱交換器を収納した複数台の熱交ユニットと、
室内スペースを空調するための室内熱交換器を収納した
複数台の室内ユニットとを備え、圧縮機ユニットは建屋
の屋上あるいは各階等に設置し、室内ユニットおよび熱
交ユニットは建屋の各階ごとに室内ユニット合計容量と
熱交ユニット合計容量が釣り合うように組合せて設置
し、圧縮機ユニットの吐出側高圧ガス配管および吸込側
低圧ガス配管に各熱交ユニットおよび各室内ユニットの
それぞれ一端側を接続し、各熱交ユニットおよび各室内
ユニットのそれぞれ他端側を各階ごとに液配管で相互接
続し、冷凍サイクルを構成している。

【００１３】第２の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１の発明において、圧縮機ユニットの吐出側高
圧ガス配管および吸込側低圧ガス配管に流路切換手段を
介して各熱交ユニットおよび各室内ユニットのそれぞれ
一端側を接続し、各熱交ユニットおよび各室内ユニット
のそれぞれ他端側を各階ごとに液配管で相互接続し、こ
れら液配管に冷媒流通制御用の弁を設け、上記流路切換
手段により各室内ユニットを冷房または暖房の任意の運
転モードに設定して冷暖同時運転を行なう構成を設け
た。

【００１４】第３の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、流路切換手段は、各熱交ユ
ニットおよび各室内ユニットに対応して設けた分岐ユニ
ットであり、各熱交ユニットおよび各室内ユニットのそ
れぞれ一端側を圧縮機ユニットの吐出側高圧ガス配管お
よび吸込側低圧ガス配管のいずれかに選択的に連通させ
る。

【００１５】第４の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各熱交ユニットは冷／暖運
転モードおよび熱交換容量が可変であり、この冷／暖運
転モードおよび熱交換容量を各室内ユニットの冷／暖運
転モード比率に応じて制御する制御手段を設けた。

【００１６】第６の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、各熱
交ユニットを屋外の空間に連通する構成とした。第７の
発明のマルチ型空気調和システム装置は、第３の発明に
おいて、各熱交ユニットの吹出空気を屋外および室内の
いずれか一方に選択的に導くダクトを設け、このダクト
による吹出空気の導き先を各室内ユニットの冷／暖運転
モードに応じて切換えるとともに、各熱交ユニットの室
外熱交換器を各室内ユニットの冷／暖運転モード比率に
応じて凝縮器および蒸発器のいずれか一方にて作用させ
る制御手段を設けた。

【００１７】第６の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各室内ユニットのうち少な
くとも一つの室内ユニットの吹出空気を屋外および室内
のいずれか一方に選択的に導くダクトを設け、上記少な
くとも一つの室内ユニットの使用時は上記ダクトによる
吹出空気の導き先を室内側に設定し、上記少なくとも一
つの室内ユニットの非使用時は上記ダクトによる吹出空
気の導き先を屋外側に設定して同室内ユニットを他の室
内ユニットの冷／暖運転モード比率に応じた所定の冷／
暖運転モードにて強制運転する制御手段を設けた。

【００１８】第７の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各階に冷媒漏れ検出器を設
け、これら冷媒漏れ検出器のいずれかが冷媒漏れを検出
したとき、対応する階の各熱交ユニットおよび各室内ユ
ニットに接続されている吐出側高圧ガス配管および液配
管の冷媒流通を遮断し且つ吸込側低圧ガス配管の冷媒流
通は許容した状態で圧縮機の運転を続け、圧縮機ユニッ
トへの冷媒の回収を行なう制御手段を設けた。

【００１９】第８の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１の発明において、圧縮機ユニットは複数台あ
り、これら圧縮機ユニットはインバータ駆動の能力可変
型圧縮機および商用電源駆動の能力固定型圧縮機のいず
れかを備え、能力可変型圧縮機をその運転効率がもっと
も高くなる運転周波数域に入るように、しかも各圧縮機
の運転台数が最少となるように、各熱交ユニットの運転
台数を制御する制御手段を設けた。

【００２０】第９の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１の発明において、圧縮機ユニットは複数台あ
り、これら圧縮機ユニットにおける各圧縮機の吐出側配
管に冷凍機油を分離するための油分離器を設け、これら
油分離器で分離される冷凍機油を各圧縮機の吸込側配管
に戻すための油戻し管を設け、これら油戻し管に油戻し
制御用の弁を設け、各圧縮機内に冷凍機油の量を検知す
るための油量センサを設け、これら油量センサの検知結
果に応じて上記各弁を制御する制御手段を設けた。

【００２１】第１０の発明のマルチ型空気調和システム
装置は、第９の発明において、制御手段は、各油量セン
サの検知結果から各圧縮機内の冷凍機油変化量を求め、
その冷凍機油変化量と各油量センサが検知する冷凍機油
の絶対量とに基づき、各弁の開度設定を制御する。

【００２２】第１１の発明のマルチ型空気調和システム
装置は、第９または第１０の発明において、各弁に対す
る制御が所定時間続いたにもかかわらず各油量センサの
検知結果が設定量に満たないとき、各室内ユニットの全
ての冷／暖運転モードを所定時間だけ冷房モードまたは
暖房モードに限定して冷暖同時運転を解除する制御手段
を設けた。

【００２３】

【発明の実施の形態】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に示すように、ビルデ
ィングの屋上などに複数台たとえば２台の圧縮機ユニッ
ト１Ａ，１Ｂを設け、これら圧縮機ユニット１Ａ，１Ｂ
からそれぞれ吐出側高圧ガス配管２ａおよび吸込側低圧
ガス配管２ｂを導出し、それをビルディングの各階へと
上下方向に敷設する。

【００２４】ビルディングの各階では、吐出側高圧ガス
配管２ａおよび吸込側低圧ガス配管２ｂを天井面あるい
は床面に沿って配設し、その両配管２ａ，２ｂに分岐ユ
ニット３を介して複数台の熱交ユニット４および複数台
の室内ユニット５のそれぞれ一端側を接続する。

【００２５】そして、各熱交ユニット４および各室内ユ
ニット５のそれぞれ他端側を各階ごとに液配管６で相互
接続する。これら液配管６は、各階の天井面あるいは床
面に沿って配設されることになり、上下方向には敷設さ
れない。

【００２６】これら配管接続により、各室内ユニット５
で冷房と暖房の同時運転が可能な冷凍サイクルを構成し
ている。冷凍サイクルの具体的な構成を図２に示す。

【００２７】圧縮機ユニット１Ａはインバータ駆動の能
力可変型圧縮機１１を収納しており、その圧縮機１１の
吐出口に油分離器１２を介してパックドバルブ１３を配
管接続する。圧縮機１１の吸込口にアキュームレータ１
４を介してもう一つのパックドバルブ１３を配管接続す
る。

【００２８】油分離器１２から圧縮機１１の吸込側配管
にかけて、油戻し管１２ａを接続する。油分離器１２
は、圧縮機１１から吐出される冷媒に含まれる冷凍機油
を分離する。油戻し管１２ａは、油分離器１２で分離さ
れた冷凍機油を圧縮機１１の吸込側配管に戻す働きをす
る。

【００２９】圧縮機１の一方のパックドバルブ１３に、
上記吐出側高圧ガス配管２ａを介して、各分岐ユニット
３における電磁式の開閉弁３１の一端を接続する。圧縮
機１の他方のパックドバルブ１３に、上記吸込側低圧ガ
ス配管２ｂを介して、各分岐ユニット３における電磁式
の開閉弁３２の一端を接続する。

【００３０】各分岐ユニット３のうち、各熱交ユニット
４に対応する分岐ユニット３の開閉弁３１，３２の他端
を、各熱交ユニット４における室外熱交換器４１の一端
に接続する。

【００３１】各分岐ユニット３のうち、各室内ユニット
５に対応する分岐ユニット３の開閉弁３１，３２の他端
を、各室内ユニット５における室内熱交換器５１の一端
に接続する。

【００３２】そして、各室外熱交換器４１の他端を冷媒
流通制御用の弁たとえば電磁式の流量調整弁４２を介し
て上記液配管６に接続するとともに、各室内熱交換器５
１の他端を同じく冷媒流通制御用の弁たとえば電磁式の
流量調整弁５２を介して液配管６に接続する。

【００３３】電動膨張弁４２の開度調節により、室外熱
交換器４１への冷媒流量を制御することができる。この
制御により、熱交ユニット４の熱交換容量が可変となっ
ている。

【００３４】流量調整弁５２の開度調節により、室内熱
交換器５１への冷媒流量を制御することができる。この
制御により、室内ユニット５の空調能力が可変である。
各分岐ユニット３の開閉弁３１，３２は、各室外熱交換
器４１および各室内熱交換器５１のそれぞれ一端を吐出
側高圧ガス配管２ａおよび吸込側低圧ガス配管２ｂのい
ずれかに選択的に連通させる流路切換手段として機能す
る。この流路切換の機能により、各熱交ユニット４の冷
／暖運転モードおよび各室内ユニット５の冷／暖運転モ
ードをそれぞれ個別に設定して冷暖同時運転を行なうこ
とができる。

【００３５】なお、圧縮機ユニット１Ａにおいて、圧縮
機１１の吐出口からパックドバルブ１３にかけての吐出
側配管に、高圧スイッチ１５、吐出圧力センサ１６、吐
出温度センサ１７を取付ける。圧縮機１１の吸込口から
もう一つのパックドバルブ１３にかけての吸込側配管
に、吸込圧力センサ１８および吸込温度センサ１９を取
付ける。

【００３６】圧縮機ユニット１Ｂも基本的には圧縮機ユ
ニット１Ａと同じ配管構成であるが、圧縮機１１として
商用電源駆動の能力固定型圧縮機を用いる点のみ異な
る。各室内ユニット５において、室内熱交換器５１の一
端側のガス配管に圧力センサ５３および熱交換器温度セ
ンサ５４を取付け、室内熱交換器５１の他端側の液配管
に熱交換器温度センサ５５を取付ける。さらに、室内熱
交換器５１を通る風路に、室内温度センサ５６を設け
る。

【００３７】ところで、各熱交ユニット４は、各階の非
室内スペース（非居住スペース）のたとえば天井面に設
置するようにしており、図３に示すダクト構成を付属し
て備える。

【００３８】図３において、７１は室内スペース（居住
スペース）の天井面である。この天井面７１の裏側に熱
交ユニット４の筐体を設置する。熱交ユニット４の筐体
は、空気吸込口４ａおよび空気吹出口４ｂを有する。

【００３９】ビルディングの外壁７２に通気口７２ａ，
７２ｂを形成し、通気口７２ａと上記空気吸込口４ａと
の間にダクト７３を接続する。このダクト７３により、
熱交ユニット４の空気吸込口４ａを屋外の空間に連通し
ている。

【００４０】外壁７２の通気口７２ｂと上記空気吹出口
４ｂとの間にダクト７４を接続する。このダクト７４に
より、熱交ユニット４の空気吹出口４ｂを屋外の空間に
連通している。

【００４１】ダクト７４は、中途部が天井面７１側の吹
出口７５に接続されており、通気口７２ｂに通じる風路
７４ａ、および吹出口７５に通じる風路７４ｂを備え
る。吹出口７５は、天井面７１を貫通して室内スペース
に臨んでいる。

【００４２】ダクト７４内にダンパ７６を開閉自在に設
ける。ダンパ７６は、風路７４ａ，７４ｂの一方を閉塞
して他方を開放するもので、熱交ユニット４の吹出空気
を屋外および室内スペースのいずれか一方に選択的に導
く働きをする。図３に示すダンパ７６の位置は、ノーマ
ルポジションであり、熱交ユニット４の吹出空気が屋外
の空間に導かれる。

【００４３】また、各室内ユニット５は、各階の室内ス
ペース（居住スペース）のたとえば天井面に設置するよ
うにしている。これら室内ユニット５のうち、少なくと
も一つの室内ユニット５が、図４に示すダクト構成を付
属して備える。

【００４４】すなわち、天井面７１の裏側に室内ユニッ
ト５の筐体を設置する。室内ユニット５の筐体は空気吸
込口５ａおよび空気吹出口５ｂを有する。天井面７１に
通気口７１ａを形成し、その通気口７１ａに上記空気吸
込口５ａが対応するよう、室内ユニット５の筐体を設置
する。

【００４５】ビルディングの外壁７２に通気口７２ｃを
形成し、その通気口７２ｃと上記空気吹出口５ｂとの間
にダクト７７を接続する。ダクト７７は、中途部が天井
面７１側の吹出口７８に接続されており、通気口７２ｃ
に通じる風路７７ａ、および吹出口７８に通じる風路７
７ｂを備える。吹出口７８は、天井面７１を貫通して室
内スペースに臨んでいる。

【００４６】ダクト７７内にダンパ７９を開閉自在に設
ける。ダンパ７９は、風路７７ａ，７７ｂの一方を閉塞
して他方を開放するもので、室内ユニット５の吹出空気
を屋外および室内スペースのいずれか一方に選択的に導
く働きをする。図４に示すダンパ７９の位置は、ノーマ
ルポジションであり、室内ユニット５の吹出空気（空調
空気）が室内スペースに導かれる。

【００４７】制御回路を図５に示す。圧縮機ユニット１
Ａに室外制御部１０を設ける。この室外制御部１０に、
圧縮機ユニット１Ａの高圧スイッチ１５、吐出圧力セン
サ１６、吸込圧力センサ１８、吐出温度センサ１７、吸
込温度センサ１９、およびインバータ回路１０１を接続
する。

【００４８】インバータ回路１０１は、商用交流電源１
００の電圧を整流し、それを室外制御部１０からの指令
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。この出力はモータ駆動電力として圧縮機モー
タ１１Ｍに供給される。

【００４９】さらに、室外制御部１０に、圧縮機ユニッ
ト１Ｂの高圧スイッチ１５、吐出圧力センサ１６、吸込
圧力センサ１８、吐出温度センサ１７、吸込温度センサ
１９、およびスイッチ回路１０２を接続する。

【００５０】スイッチ回路１０２は、交流電源１００か
ら圧縮機モータ１１Ｍへの通電路に挿接してあり、モー
タ１１Ｍに対する電源電圧の供給を室外制御部１０から
の指令に応じて制御する。

【００５１】室外制御部１０に信号線６０を接続する。
この信号線６０に各熱交ユニットの熱交ユニット制御部
４０を接続し、その熱交ユニット制御部４０に上記流量
調整弁４２、対応分岐ユニット３の開閉弁３１，３２、
および上記ダンパ７６のモータ７６Ｍを接続する。

【００５２】信号線６０に、各室内ユニット５の室内制
御部５０を接続する。室内制御部５０に、上記流量調整
弁５２、圧力センサ５３、熱交換器温度センサ５４，５
５、室内温度センサ５６、対応分岐ユニット３の開閉弁
３１，３２、リモートコントロール式の運転操作器（以
下、リモコンと略称する）５７、および冷媒漏れ検出器
５８を接続する。

【００５３】リモコン５７は、冷／暖運転モードや設定
室内温度など各種運転条件を入力するためのもので、室
内の、利用者がすぐに操作できる位置に取付けられる。
冷媒漏れ検出器５８は、配管や室内熱交換器５１からの
冷媒漏れを検出するもので、たとえば室内ユニット５の
筐体に取付ける。

【００５４】各室内ユニット５のうち、上記ダクト構成
が付属される室内ユニット５の室内制御部５０には、さ
らに上記ダンパ７９のモータ７９Ｍを接続する。交流電
源１００は圧縮機ユニット１Ａ，１Ｂに専用であり、各
熱交ユニット４および各室内ユニット５については別電
源（図示していない）となっている。

【００５５】室外制御部１０、各熱交ユニット制御部４
０、および各室内制御部５０は、信号線６０を通して相
互にデータを転送しながら、当該空気調和システム装置
の全般にわたる制御を行なうもので、主要な制御機能と
して次の［１］ないし［６］を備える。

【００５６】［１］各リモコン５７の操作に応じて各分
岐ユニット３の開閉弁３１，３２を開閉し、これにより
各室内ユニット５を冷房または暖房の任意の運転モード
に設定して冷暖同時運転を行なう制御手段。

【００５７】［２］各熱交ユニット４の冷／暖運転モー
ド（対応する分岐ユニット３の開閉弁３１，３２の開閉
により定まる）および熱交換容量（流量調整弁４２の開
度に応じて定まる）を各室内ユニット５の冷／暖運転モ
ード比率に応じて制御する制御手段。

【００５８】［３］圧縮機ユニット１Ａにおける能力可
変型圧縮機１１をその運転効率がもっとも高くなる運転
周波数域に入るように、しかもその能力可変型圧縮機１
１と圧縮機ユニット１Ｂにおける能力固定型圧縮機１１
の運転台数が最少となるように、各熱交ユニット４の運
転台数を制御する制御手段。

【００５９】［４］各熱交ユニット４に付属のダクト７
４による吹出空気の導き先（ダンパ７６の回動位置によ
り定まる）を各室内ユニット５の冷／暖運転モードに応
じて切換えるとともに、各熱交ユニット４の室外熱交換
器４１を各室内ユニット５の冷／暖運転モード比率に応
じて凝縮器および蒸発器のいずれか一方にて作用させる
制御手段。

【００６０】［５］各室内ユニット５の少なくとも一つ
に付属のダクト７７による吹出空気の導き先（ダンパ７
９の回動位置により定まる）を、その少なくとも一つの
室内ユニット５の使用時は室内側に設定し、非使用時は
屋外側に設定するとともに、同室内ユニット５を他の室
内ユニットの冷／暖運転モード比率に応じた所定の冷／
暖運転モードにて強制運転する制御手段。

【００６１】［６］冷媒漏れ検出器５８のいずれかが冷
媒漏れを検出したとき、対応する階の各熱交ユニット４
および各室内ユニット５に接続されている吐出側高圧ガ
ス配管２ａおよび液配管６の冷媒流通を遮断し、且つ吸
込側低圧ガス配管２ｂの冷媒流通は許容した状態で圧縮
機１１の運転を続け、圧縮機ユニット１Ａ（および圧縮
機ユニット１Ｂ）への冷媒の回収を行なう制御手段。

【００６２】つぎに、上記の構成の作用を説明する。 （１）任意の室内ユニット５のリモコン５７で冷房モー
ドおよび所望の室内温度Ｔｓを設定し、かつ運転開始操
作を行なう。すると、冷房モード指令が室内ユニット５
から圧縮機ユニット１Ａに送られる。さらに、室内温度
センサ５６の検知温度Ｔａと上記設定室内温度Ｔｓとの
差が求められ、その温度差が空調負荷として圧縮機ユニ
ット１Ａに知らされる。

【００６３】各室内ユニット５は、冷房モードの場合、
室内熱交換器５１を蒸発器として作用させるべく、対応
する分岐ユニット３の開閉弁３１を閉じて開閉弁３２を
開く。開閉弁３２が開くと、室内熱交換器５１の一端と
吸込側低圧ガス配管２ｂとがその開閉弁３２を通して導
通する。

【００６４】リモコン５７で暖房モードを設定した場合
には、各室内ユニット５は、室内熱交換器５１を凝縮器
として作用させるべく、対応する分岐ユニット３の開閉
弁３１を開いて開閉弁３２を閉じる。開閉弁３１が開く
と、室内熱交換器５１の他端と吐出側高圧ガス配管２ａ
とがその開閉弁３１を通して導通する。

【００６５】また、各室内ユニット５は、自身の空調負
荷が大きいほど、電動膨張弁５２の開度を大きく設定す
る。圧縮機ユニット１Ａは、各室内ユニット５で設定さ
れる冷房モードの台数と暖房モードの台数とを比較し、
その冷／暖運転モード比率に応じて各熱交ユニット４の
冷／暖運転モードを設定する。

【００６６】たとえば、冷房モードの台数が暖房モード
の台数よりも多ければ、各熱交ユニット４に冷房モード
指令が送られる。冷房モード指令を受けた室内ユニット
４は、室外熱交換器４１を凝縮器として作用させるべ
く、対応する分岐ユニット３の開閉弁３１を開いて開閉
弁３２を閉じる。開閉弁３１が開くことにより、室内熱
交換器４１の一端と吐出側高圧ガス配管２ａとがその開
閉弁３１を通して導通する。

【００６７】暖房モードの台数が冷房モードの台数より
も多い場合は、各熱交ユニット４に暖房モード指令が送
られる。暖房モード指令を受けた室内ユニット４は、室
外熱交換器４１を蒸発器として作用させるべく、対応す
る分岐ユニット３の開閉弁３１を閉じて開閉弁３２を開
く。開閉弁３２が開くことにより、室内熱交換器４１の
一端と吸込側低圧ガス配管２ｂとがその開閉弁３２を通
して導通する。

【００６８】さらに、圧縮機ユニット１Ａは、各室内ユ
ニット５から知らされる空調負荷の合計に基づき、各圧
縮機１１の運転台数と運転周波数、各熱交ユニット４の
運転台数、および各熱交ユニット４の熱交換容量を設定
する。

【００６９】すなわち、空調負荷の合計が大きいほど、
各圧縮機ユニット１Ａ，１Ｂにおける圧縮機１１の運転
台数を多くしたり、運転周波数を高めたり、各熱交ユニ
ット４の運転台数を多くする。

【００７０】ただし、この場合、室内外の空気温度条件
によって冷媒の圧力・温度が変動することに対処し、ま
た省エネルギ運転を目的として、圧縮機ユニットＡ，Ｂ
のぞれぞれ吐出圧力センサ１６、吐出温度センサ１７、
吸込圧力センサ１８、および吸込温度センサ１９を監視
しながら、圧縮機ユニット１Ａにおける能力可変型圧縮
機１１をその運転効率がもっとも高くなる運転周波数域
に入るように、しかもその能力可変型圧縮機１１と圧縮
機ユニット１Ｂにおける能力固定型圧縮機１１の運転台
数が最少となるように、各熱交ユニット４の運転台数を
制御する。

【００７１】また、各室内ユニット５では、冷房モード
時、圧力センサ５３の検知冷媒圧力と室内熱交換器出口
側に位置する熱交換器温度センサ５４の検知冷媒温度と
から室内熱交換器５１における冷媒の過熱度を検出し、
その過熱度が目標値一定となるよう、電動膨張弁４２の
開度を制御する。

【００７２】さらに、各室内ユニット５では、暖房モー
ド時、圧力センサ５３の検知冷媒圧力と室内熱交換器出
口側に位置する熱交換器温度センサ５５の検知冷媒温度
とから室内熱交換器５１における冷媒の過冷却度を検出
し、その過冷却度が目標値一定となるよう、電動膨張弁
４２の開度を制御する。

【００７３】一方、運転開始操作に従い、圧縮機１１が
起動される。圧縮機１１から吐出される冷媒は、吐出側
高圧ガス配管２ａに流れる。冷房モード指令の数が暖房
モード指令の数より多くて、各熱交ユニット４が冷房モ
ードに設定される場合は、吐出側高圧ガス配管２ａの冷
媒の多くが図２に実線矢印で示すように各熱交ユニット
４に流れ、吐出側高圧ガス配管２ａの残りの冷媒が破線
矢印で示すように暖房モードの室内ユニット５に流れ
る。

【００７４】各熱交ユニット４を経た冷媒（液冷媒）
は、液配管６を通って冷房モードの室内ユニット５に流
れる。暖房モードの室内ユニット５を経た冷媒（液冷
媒）は、液配管６の流れ（冷房モードの室内ユニット５
に向かう流れ）に合流する。そして、冷房モードの室内
ユニット５を経た冷媒は、吸込側低圧ガス配管２ｂを通
して圧縮機１１に吸込まれる。

【００７５】暖房モード指令の数が冷房モード指令の数
より多くて、各熱交ユニット４が暖房モードに設定され
る場合は、吐出側高圧ガス配管２ａの冷媒が破線矢印の
ように暖房モードの室内ユニット５に流れる。暖房モー
ドの室内ユニット５を経た冷媒（液冷媒）は、液配管６
に流れ、そこから各室内ユニット４と冷房モードの室内
ユニット５とに分流する。

【００７６】各室内ユニット４および冷房モードの室内
ユニット５を経た冷媒（ガス冷媒）は、吸込側低圧ガス
配管２ｂを介して圧縮機１１に吸込まれる。このよう
に、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転を実行でき
ることにより、たとえばコンピュータ等の発熱機器が設
置された室内スペースを冷房しながら、住人のいる別の
室内スペースを暖房することができる。

【００７７】とくに、上下方向に敷設する配管はガス配
管２ａ，２ｂのみであり、液配管６は各階ごとに敷設す
る構成としたので、従来のように液冷媒が流れ易い室内
ユニットとそうでない室内ユニットが存在する不具合は
なく、各室内ユニット５に対し常に適正な冷媒配分を行
なうことができる。

【００７８】したがって、階の違いにかかわらず、各室
内ユニット５から常に同等の空調性能を得ることがで
き、信頼性の向上が図れる。しかも、従来のように液配
管を冷媒で満たす対策が不要であり、多量の冷媒を要し
ないため、コストの低減および省資源化が図れる。

【００７９】各熱交ユニット４をダクト７３，７４を介
して屋外の空間に連通しているので、各熱交ユニット４
の排熱または吸熱を外気を通して効率よく行なうことが
できる。

【００８０】（２）各室内ユニット５の冷／暖運転モー
ド比率として冷房モードが多い場合、熱交ユニット４は
冷房モードに設定され、熱交ユニット４内の室外熱交換
器４１が凝縮器として機能している。

【００８１】冷房モードの熱交ユニット４が設置されて
いる天井面の下の室内スペースが、暖房モードで運転し
ている室内ユニット５の空調対象であれば、ダクト７４
内のダンパ７６の切換により、熱交ユニット４から吹出
される温風が室内スペースに導かれる。

【００８２】各室内ユニット５の冷／暖運転モード比率
として暖房モードが多い場合には、熱交ユニット４は暖
房モードに設定され、熱交ユニット４内の室外熱交換器
４１が蒸発器として機能している。

【００８３】暖房モードの熱交ユニット４が設置されて
いる天井面の下の室内スペースが、冷房モードで運転し
ている室内ユニット５の空調対象であれば、ダクト７４
内のダンパ７６の切換により、熱交ユニット４から吹出
される冷風が室内スペースに導かれる。

【００８４】こうして、本来は屋外の空間に排出される
温風または冷風を室内スペースに導いて、熱エネルギの
有効活用を図ることにより、省エネルギ効果が得られ
る。 （３）各室内ユニット５のうち、ダクト７７が付属され
た室内ユニット５の使用時（運転時）は、ダクト７７内
のダンパ７９がノーマルポジションに設定され、吹出空
気（空調空気）の導き先が室内側に設定される。これ
は、通常の運転である。

【００８５】ダクト７７が付属された室内ユニット５の
非使用時（非運転時）は、ダクト７７内のダンパ７９が
切換えられ、ダクト７７による吹出空気の導き先が屋外
側に設定される。そして、ダクト７７が付属された非使
用の室内ユニット５が、他の室内ユニット５の冷／暖運
転モード比率に応じた所定の冷／暖運転モードにて強制
運転される。

【００８６】たとえば、他の室内ユニット５の冷／暖運
転モード比率として冷房モードが多い場合には、ダクト
７７が付属された非使用の室内ユニット５が暖房モード
にて強制運転される。つまり、ダクト７７が付属された
室内ユニット５の室内熱交換器５１が、各熱交ユニット
４の室外熱交換器４１と同じく、凝縮器として作用す
る。

【００８７】他の室内ユニット５の冷／暖運転モード比
率として暖房モードが多い場合には、ダクト７７が付属
された非使用の室内ユニット５が冷房モードにて強制運
転される。つまり、ダクト７７が付属された室内ユニッ
ト５の室内熱交換器５１が、各熱交ユニット４の室外熱
交換器４１と同じく、蒸発器として作用する。

【００８８】使用状態の室内ユニット５によって室内空
気から奪われる熱は、各熱交ユニット４と、ダクト７７
を備えた室内ユニット５とにより、確実に屋外に排出さ
れることになる。

【００８９】したがって、常に安定した空調能力が得ら
れる。 （４）各室内ユニット５あるいは各室内ユニット５に接
続の配管のどこかで冷媒漏れが生じると、漏れた冷媒
（液冷媒）が各冷媒漏れ検出器５８のいずれかにより検
出される。

【００９０】この場合、冷媒漏れが検出された階におい
て、各分岐ユニット３の全ての開閉弁３１が閉じられ
る。全ての開閉弁３１が閉じられるこれにより、各熱交
ユニット４および各室内ユニット５に接続されている吐
出側高圧ガス配管２ａおよび液配管６の冷媒流通が遮断
される。この遮断により、冷媒漏れ箇所に対する冷媒の
供給が止まる。

【００９１】そして、各分岐ユニット３の開閉弁３２の
うち開状態にあった開閉弁３２は開いたまま、つまり吸
込側低圧ガス配管２ｂの冷媒流通は許容したまま、圧縮
機１１の運転が一定時間続けられる。これにより、各分
岐ユニット３、各熱交ユニット４、各室内ユニット５に
存する冷媒が、圧縮機ユニット１Ａ（および１Ｂ）へ回
収される。

【００９２】このように、冷媒漏れが生じた場合は、冷
媒漏れ箇所に対する冷媒の供給を止めるとともに、冷媒
の回収を行なうことにより、それ以上の冷媒漏れを回避
して被害を最小限に抑えることができる。

【００９３】（５）変形例 図６に示すように、油分離器１２から吸込側配管にかけ
ての油戻し管１２に油戻し制御用の弁としてたとえば流
量調整弁８１を設ける。さらに、圧縮機１１内に、冷凍
機油の量を検知するための油量センサ８２を設ける。

【００９４】この流量調整弁８１および油量センサ８２
は、圧縮機ユニット１Ａの能力可変型圧縮機１１に対し
てだけでなく、圧縮機ユニット１Ｂの能力固定型圧縮機
１１に対しても同様に設ける。図６では、圧縮機ユニッ
ト１Ａ内の構成のみ示し、圧縮機ユニット１Ｂ内の構成
については省略している。

【００９５】そして、各油量センサ８２の検知結果に応
じて各流量調整弁８１の開度を制御する。すなわち、各
油量センサ８２の検知量が設定量以上の場合は各流量調
整弁８１の開度を標準値に設定するが、いずれかの油量
センサ８２の検知量が設定量以下になると、対応する流
量調整弁８１の開度を標準値より大きい側へ増大し、冷
凍機油の戻し量を多くする。とくに、油量センサ８２の
検知量が少ないほど、流量調整弁８１の開度を大きく設
定する。

【００９６】各圧縮機１１の冷凍機油が共に設定量以下
となった場合は、各圧縮機１１に予め定められている優
先順位に従い、流量調整弁８１の開度を順次に増大す
る。こうして各流量調整弁８１の開度を制御することに
より、各圧縮機１１における冷凍機油の不足を解消する
ことができ、各圧縮機１１の寿命向上が図れる。

【００９７】流量調整弁８１の開度増大が所定時間続い
たにもかかわらず油量センサ８１の検知量が設定量に回
復しない場合は、各室内ユニット５の全ての冷／暖運転
モードを所定時間だけ冷房モードまたは暖房モードに限
定して冷暖同時運転を解除する。

【００９８】各室内ユニット５の全てを冷房モードまた
は暖房モードに限定して運転することにより、冷凍サイ
クル中に流出している冷凍機油を強制的に各圧縮機１１
に回収することができる。

【００９９】また、各油量センサ８１の検知量から各圧
縮機１１内の冷凍機油変化量を求め、その冷凍機油変化
量と各油量センサ８１が検知する冷凍機油の絶対量とに
基づき、各流量調整弁８１の開度を制御するようにして
もよい。また、各流量調整弁８１に代えて開閉弁を採用
し、開閉弁の開閉を繰り返すことによって冷凍機油の戻
し量を調節するようにしてもよい。

【０１００】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、第
１の発明のマルチ型空気調和システム装置は、圧縮機ユ
ニットを建屋の屋上あるいは各階等に設置し、室内ユニ
ットおよび熱交ユニットは建屋の各階ごとに室内ユニッ
ト合計容量と熱交ユニット合計容量が釣り合うように組
合せて設置するとともに、圧縮機ユニットの吐出側高圧
ガス配管および吸込側低圧ガス配管に各熱交ユニットお
よび各室内ユニットのそれぞれ一端側を接続し、各熱交
ユニットおよび各室内ユニットのそれぞれ他端側を各階
ごとに液配管で相互接続する構成としたので、各室内ユ
ニットが上下方向に離れて設置される状況であっても、
各室内ユニットに対する常に適正な冷媒配分が可能で、
これにより各室内ユニットから常に同等の空調性能が得
られて信頼性の向上が図れる。

【０１０１】第２の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１の発明において、圧縮機ユニットの吐出側高
圧ガス配管および吸込側低圧ガス配管に流路切換手段を
介して各熱交ユニットおよび各室内ユニットのそれぞれ
一端側を接続し、各熱交ユニットおよび各室内ユニット
のそれぞれ他端側を各階ごとに液配管で相互接続し、こ
れら液配管に冷媒流通制御用の弁を設け、上記流路切換
手段により各室内ユニットを冷房または暖房の任意の運
転モードに設定して冷暖同時運転を行なう構成を設けた
ので、さらに、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転
を実行することができる。

【０１０２】第３の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、流路切換手段が各熱交ユニ
ットおよび各室内ユニットに対応して設けた分岐ユニッ
トであり、各熱交ユニットおよび各室内ユニットのそれ
ぞれ一端側を圧縮機ユニットの吐出側高圧ガス配管およ
び吸込側低圧ガス配管のいずれかに選択的に連通させる
構成であって、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転
を確実に実行することができる。

【０１０３】第４の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各熱交ユニットの冷／暖運
転モードおよび熱交換容量を可変とし、この冷／暖運転
モードおよび熱交換容量を各室内ユニットの冷／暖運転
モード比率に応じて制御する構成としたので、各室内ユ
ニットで冷房と暖房の同時運転を確実に実行することが
できる。

【０１０４】第５の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各熱交ユニットの吹出空気
を屋外および室内のいずれか一方に選択的に導くダクト
を設け、このダクトによる吹出空気の導き先を各室内ユ
ニットの冷／暖運転モードに応じて切換えるとともに、
各熱交ユニットの室外熱交換器を各室内ユニットの冷／
暖運転モード比率に応じて凝縮器および蒸発器のいずれ
か一方にて作用させる構成としたので、各室内ユニット
の冷暖同時運転に際しての熱エネルギの有効活用を可能
として省エネルギ効果が得られる。

【０１０５】第６の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各室内ユニットのうち少な
くとも一つの室内ユニットの吹出空気を屋外および室内
のいずれか一方に選択的に導くダクトを設け、上記少な
くとも一つの室内ユニットの使用時は上記ダクトによる
吹出空気の導き先を室内側に設定し、上記少なくとも一
つの室内ユニットの非使用時は上記ダクトによる吹出空
気の導き先を屋外側に設定して同室内ユニットを他の室
内ユニットの冷／暖運転モード比率に応じた所定の冷／
暖運転モードにて強制運転する構成としたので、非使用
の室内ユニットを屋外への排熱用に有効利用することが
でき、これにより安定した空調能力が得られる。

【０１０６】第７の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第２の発明において、各階に冷媒漏れ検出器を設
け、これら冷媒漏れ検出器のいずれかが冷媒漏れを検出
したとき、対応する階の各熱交ユニットおよび各室内ユ
ニットに接続されている吐出側高圧ガス配管および液配
管の冷媒流通を遮断し且つ吸込側低圧ガス配管の冷媒流
通は許容した状態で圧縮機の運転を続け、圧縮機ユニッ
トへの冷媒の回収を行なう構成としたので、各階で冷媒
漏れが生じた場合は直ちにそれを察知してそれ以上の冷
媒漏れを回避できる。

【０１０７】第８の発明のマルチ型空気調和システム装
置は、第１の発明において、圧縮機ユニットを複数台と
し、これら圧縮機ユニットにインバータ駆動の能力可変
型圧縮機および商用電源駆動の能力固定型圧縮機のいず
れかを設け、能力可変型圧縮機をその運転効率がもっと
も高くなる運転周波数域に入るように、しかも各圧縮機
の運転台数が最少となるように、各熱交ユニットの運転
台数を制御する構成としたので、省エネルギ運転が可能
である。

【０１０８】第９ないし第１１の発明のマルチ型空気調
和システム装置は、第１の発明において、圧縮機ユニッ
トを複数台とし、これら圧縮機ユニットにおける各圧縮
機の吐出側配管に冷凍機油を分離するための油分離器を
設け、これら油分離器で分離される冷凍機油を各圧縮機
の吸込側配管に戻すための油戻し管を設け、これら油戻
し管に油戻し制御用の弁を設け、各圧縮機内に冷凍機油
の量を検知するための油量センサを設け、これら油量セ
ンサの検知結果に応じて上記各弁を制御する構成とした
ので、圧縮機における冷凍機油の不足を解消して圧縮機
の寿命向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の全体の外観斜視図。

【図２】同実施例の冷凍サイクルの具体的な配管接続を
示す図。

【図３】同実施例の各熱交ユニットに付属のダクト構成
を断面して示す図。

【図４】同実施例の各室内ユニットの一部に付属のダク
ト構成を断面して示す図。

【図５】同実施例の制御回路のブロック図。

【図６】同実施例の変形例の要部の構成を示す図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…圧縮機ユニット、２ａ…吐出側高圧ガス配
管、２ｂ…吸込側低圧ガス配管、３…分岐ユニット、４
…熱交ユニット、５…室内ユニット、６…液配管、１１
…圧縮機、１２…油分離器、３１，３２…開閉弁、４１
…室外熱交換器、４２…流量調整弁、５１…室内熱交換
器、５２…流量調整弁、１０…室外制御部、４０…熱交
ユニット制御部、５０…室外制御部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機を収納した一台あるいは複数台の
   圧縮機ユニットと、排熱あるいは吸熱を目的とする室外
   熱交換器を収納した複数台の熱交ユニットと、室内スペ
   ースを空調するための室内熱交換器を収納した複数台の
   室内ユニットとを備え、圧縮機ユニットは建屋の屋上あ
   るいは各階等に設置し、室内ユニットおよび熱交ユニッ
   トは建屋の各階ごとに室内ユニット合計容量と熱交ユニ
   ット合計容量が釣り合うように組合せて設置し、圧縮機
   ユニットの吐出側高圧ガス配管および吸込側低圧ガス配
   管に各熱交ユニットおよび各室内ユニットのそれぞれ一
   端側を接続し、各熱交ユニットおよび各室内ユニットの
   それぞれ他端側を各階ごとに液配管で相互接続し、冷凍
   サイクルを構成した、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 圧縮機ユニットの吐出側高圧ガス配管および吸込側低圧
   ガス配管に流路切換手段を介して各熱交ユニットおよび
   各室内ユニットのそれぞれ一端側を接続し、各熱交ユニ
   ットおよび各室内ユニットのそれぞれ他端側を各階ごと
   に液配管で相互接続し、これら液配管に冷媒流通制御用
   の弁を設け、上記流路切換手段により各室内ユニットを
   冷房または暖房の任意の運転モードに設定して冷暖同時
   運転を行なう構成を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 流路切換手段は、各熱交ユニットおよび各室内ユニット
   に対応して設けた分岐ユニットであり、各熱交ユニット
   および各室内ユニットのそれぞれ一端側を圧縮機ユニッ
   トの吐出側高圧ガス配管および吸込側低圧ガス配管のい
   ずれかに選択的に連通させる、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 各熱交ユニットは、冷／暖運転モードおよび熱交換容量
   が可変であり、 これら熱交ユニットの冷／暖運転モードおよび熱交換容
   量を各室内ユニットの冷／暖運転モード比率に応じて制
   御する制御手段を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 各熱交ユニットの吹出空気を屋外および室内のいずれか
   一方に選択的に導くダクトを設け、 このダクトによる吹出空気の導き先を各室内ユニットの
   冷／暖運転モードに応じて切換えるとともに、各熱交ユ
   ニットの室外熱交換器を各室内ユニットの冷／暖運転モ
   ード比率に応じて凝縮器および蒸発器のいずれか一方に
   て作用させる制御手段を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 各室内ユニットのうち少なくとも一つの室内ユニットの
   吹出空気を屋外および室内のいずれか一方に選択的に導
   くダクトを設け、 上記少なくとも一つの室内ユニットの使用時は上記ダク
   トによる吹出空気の導き先を室内側に設定し、上記少な
   くとも一つの室内ユニットの非使用時は上記ダクトによ
   る吹出空気の導き先を屋外側に設定して同室内ユニット
   を他の室内ユニットの冷／暖運転モード比率に応じた所
   定の冷／暖運転モードにて強制運転する制御手段を設け
   た、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
7. 【請求項７】 請求項２に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 各階に冷媒漏れ検出器を設け、 これら冷媒漏れ検出器のいずれかが冷媒漏れを検出した
   とき、対応する階の各熱交ユニットおよび各室内ユニッ
   トに接続されている吐出側高圧ガス配管および液配管の
   冷媒流通を遮断し且つ吸込側低圧ガス配管の冷媒流通は
   許容した状態で圧縮機の運転を続け、圧縮機ユニットへ
   の冷媒の回収を行なう制御手段を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
8. 【請求項８】 請求項１に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 圧縮機ユニットは複数台あり、これら圧縮機ユニットは
   インバータ駆動の能力可変型圧縮機および商用電源駆動
   の能力固定型圧縮機のいずれかを備え、 能力可変型圧縮機をその運転効率がもっとも高くなる運
   転周波数域に入るように、しかも各圧縮機の運転台数が
   最少となるように、各熱交ユニットの運転台数を制御す
   る制御手段を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
9. 【請求項９】 請求項１に記載のマルチ型空気調和シス
   テム装置において、 圧縮機ユニットは複数台あり、これら圧縮機ユニットに
   おける各圧縮機の吐出側配管に冷凍機油を分離するため
   の油分離器を設け、 これら油分離器で分離される冷凍機油を各圧縮機の吸込
   側配管に戻すための油戻し管を設け、 これら油戻し管に油戻し制御用の弁を設け、 各圧縮機内に冷凍機油の量を検知するための油量センサ
   を設け、 これら油量センサの検知結果に応じて上記各弁を制御す
   る制御手段を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のマルチ型空気調和シ
    ステム装置において、 制御手段は、各油量センサの検知結果から各圧縮機内の
    冷凍機油変化量を求め、その冷凍機油変化量と各油量セ
    ンサが検知する冷凍機油の絶対量とに基づき、各弁の開
    度設定を制御する、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。
11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０に記載のマ
    ルチ型空気調和システム装置において、 各弁に対する制御が所定時間続いたにもかかわらず各油
    量センサの検知結果が設定量に満たないとき、各室内ユ
    ニットの全ての冷／暖運転モードを所定時間だけ冷房モ
    ードまたは暖房モードに限定して冷暖同時運転を解除す
    る制御手段を設けた、 ことを特徴とするマルチ型空気調和システム装置。