JPH10267431A - マルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 並列に接続された複数台の固定容量型圧縮機
１、２と、四方切換弁３と、室外熱交換器４と、アキュ
ムレータ18と、固定容量型圧縮機１、２から吐出された
ホットガスをアキュムレータ18の入口側に導く容量制御
用ホットガスバイパス回路27を具備するマルチ形ヒート
ポンプ式空気調和機の室外ユニットにおいて、暖房運転
時、圧縮機１、２の容量を低減したとき、圧縮機１、２
に吸入されるガス冷媒の圧力、即ち、吸入圧力が上昇し
て圧縮機１、２の駆動動力が増大するのを防止する。 【解決手段】 固定容量型圧縮機１、２に吸入されるガ
ス冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサー30と、室外熱
交換器４に接続される液冷媒ライン32に設けられた流量
調整弁33と、吸入圧力センサー30の検出値により流量調
整弁33を制御して吸入圧力をコントロールするコントロ
ーラ34を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数台の固定容量型
圧縮機を具備するマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の
室外ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマルチ形ヒートポンプ式空気調和
機の１例が図６に示されている。複数台（図には２台の
みが示されている）の室外ユニットＡ、Ｂにはそれぞれ
複数台（図には２台）の固定容量型圧縮機１、２、四方
切換弁３、室外熱交換器４、アキュムレータ18等が搭載
されている。複数台( 図には２台のみが示されている）
の室内ユニットＰ、Ｑにはそれぞれ室内熱交換器５等が
搭載されている。

【０００３】そして、これら複数台の室外ユニットＡ、
Ｂ及び複数台の室内ユニットＰ、Ｑはそれぞれ接続ガス
管７及び接続液管８に対して並列に接続されている。

【０００４】しかして、この空気調和機の冷房運転時、
各室外ユニットＡ、Ｂの圧縮機１、２から吐出された高
温・高圧のガス冷媒は、実線矢印で示すように、逆止弁
９、10、四方切換弁３を経て室外熱交換器４に入りここ
で外気と熱交換することによって凝縮液化する。

【０００５】この液冷媒は逆止弁11、レシーバ12、液側
操作弁13を経て接続液管８に入りここで合流した後、液
側操作弁14を経て各室内ユニットＰ、Ｑに流入する。そ
して、その冷房用膨張弁15を流過する過程で断熱膨張し
た後、室内熱交換器５に入り、ここで室内空気を冷却す
ることによって蒸発気化する。

【０００６】このガス冷媒はガス側操作弁16を経て接続
ガス管７に入りここで合流した後、ガス側操作弁17を経
て各室外ユニットＡ、Ｂに流入し、四方切換弁３、アキ
ュムレータ18を経た後分岐して圧縮機１、２に吸い込ま
れる。

【０００７】空気調和機の暖房運転時には、四方切換弁
３が上記と逆に切り換えられるので、圧縮機１、２から
吐出された冷媒は、破線矢印で示すように、逆止弁９、
10、四方切換弁３、ガス側操作弁17、接続ガス管７、ガ
ス側操作弁16を経て各室内ユニットＰ、Ｑの室内熱交換
器５に入り、ここで室内空気に放熱することによって凝
縮液化する。

【０００８】この液冷媒は逆止弁６、液側操作弁14、接
続液管８、液側操作弁13を経て各室外ユニットＡ、Ｂに
入り、そのレシーバ12を経て暖房用膨張弁19を流過する
過程で断熱膨張した後、室外熱交換器４に入りここで外
気から吸熱することによって蒸発気化する。次いで、こ
のガス冷媒は四方切換弁３、アキュムレータ18を経て圧
縮機１、２に吸い込まれる。

【０００９】室内ユニットＰ、Ｑの運転台数の減少等に
よって空調負荷が低下した場合には、容量制御用ホット
ガスバイパス回路27に介装されたバイパス弁28が開とさ
れ、圧縮機１、２から吐出されたホットガスの一部が容
量制御用ホットガスバイパス回路27、バイパス弁28、固
定絞り29を経てアキュムレータ18の入口側に流入し、こ
れによって圧縮機１、２の容量が低下する。

【００１０】空調負荷が更に低下すると、圧縮機１、２
のいずれか一方が停止し、次いで、バイパス弁28が開と
なり、次いで、室外ユニットＡ、Ｂのいずれか一方が停
止する。空調負荷が増大する場合は上記と逆の順序で操
作されることによって圧縮機の容量が次第に増大する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のマルチ形ヒ
ートポンプ式空気調和機においては、その暖房運転時、
バイパス弁28を開き又は圧縮機１或いは２を停止するこ
とによってその容量を低減すると、室外熱交換器４の能
力が過大となって蒸発圧力が上昇する。この結果、圧縮
機１、２に吸入されるガス冷媒の圧力、即ち、吸入圧力
が上昇し、圧縮機１、２の駆動動力が増大することによ
って空気調和機の成績係数（ＣＯＰ）が悪化するという
問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、第１の発明の要旨
とするところは、並列に接続された複数台の固定容量型
圧縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、アキュムレ
ータと、上記固定容量型圧縮機から吐出されたホットガ
スを上記アキュムレータの入口側に導く容量制御用ホッ
トガスバイパス回路を具備するマルチ形ヒートポンプ式
空気調和機の室外ユニットにおいて、上記固定容量型圧
縮機に吸入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入圧力セ
ンサーと、上記室外熱交換器に接続される液冷媒ライン
に設けられた流量調整弁と、上記吸入圧力センサーの検
出値により上記流量調整弁を制御して吸入圧力をコント
ロールするコントローラとを設けたことを特徴とするマ
ルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットにあ
る。

【００１３】第２の発明の要旨とするところは、並列に
接続された複数台の固定容量型圧縮機と、四方切換弁
と、室外熱交換器と、アキュムレータと、上記固定容量
型圧縮機から吐出されたホットガスを上記アキュムレー
タの入口側に導く容量制御用ホットガスバイパス回路を
具備するマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニ
ットにおいて、上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス
冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサーと、上記アキュ
ムレータの入口側吸入ラインに設けられ、直列接続され
た固定絞りと電磁開閉弁との複数並列回路と、上記吸入
圧力センサーの検出値により上記電磁開閉弁を開閉して
吸入圧力をコントロールするコントローラとを設けたこ
とを特徴とするマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室
外ユニットにある。

【００１４】第３の発明の要旨とするところは、並列に
接続された複数台の固定容量型圧縮機と、四方切換弁
と、室外熱交換器と、アキュムレータと、上記固定容量
型圧縮機から吐出されたホットガスを上記アキュムレー
タの入口側に導く容量制御用ホットガスバイパス回路を
具備するマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニ
ットにおいて、上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス
冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサーと、上記吸入圧
力センサーの検出値により上記室外熱交換器用フアンを
オン・オフ又はその回転数を制御して吸入圧力をコント
ロールするコントローラとを設けたことを特徴とするマ
ルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットにあ
る。

【００１５】第４の発明の要旨とするところは、並列に
接続された複数台の固定容量型圧縮機と、四方切換弁
と、室外熱交換器と、アキュムレータと、上記固定容量
型圧縮機から吐出されたホットガスを上記アキュムレー
タの入口側に導く容量制御用ホットガスバイパス回路を
具備するマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニ
ットにおいて、上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス
冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサーと、上記固定容
量型圧縮機の吐出側と上記室外熱交換器に接続される液
冷媒ラインに介装された絞り機構の反室外熱交換器側と
を接続する制御弁付きホットガスバイパス回路と、上記
吸入圧力センサーの検出値により上記制御弁を制御して
吸入圧力をコントロールするコントローラとを設けたこ
とを特徴とするマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室
外ユニットにある。

【００１６】第５の発明の要旨とするところは、並列に
接続された複数台の固定容量型圧縮機と、四方切換弁
と、室外熱交換器と、アキュムレータと、上記固定容量
型圧縮機から吐出されたホットガスを上記アキュムレー
タの入口側に導く容量制御用ホットガスバイパス回路を
具備するマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニ
ットにおいて、上記室外熱交換器を複数に分割して並列
に接続してなる分割室外熱交換器に接続される液冷媒ラ
インのそれぞれに介装された電磁開閉弁と、上記固定容
量型圧縮機に吸入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入
圧力センサーと、この吸入圧力センサーの検出値により
上記電磁開閉弁をオン・オフ制御して吸入圧力をコント
ロールするコントローラとを設けたことを特徴とするマ
ルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットにあ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態が図１に
示されている。圧縮機１、２に吸入されるガス冷媒の圧
力を検出する吸入圧力センサー30がアキュムレータ18の
出口から各圧縮機１、２に分岐するまでの共通吸入ライ
ン31に取り付けられている。また、室外熱交換器４に接
続される液冷媒ライン32には流量調整弁33が介装されて
いる。

【００１８】吸入圧力センサー30の検出値がコントロー
ラ34に入力されると、このコントローラ34は流量調整弁
33に出力してこの開度を制御することにより吸入圧力を
コントロールする。他の構成は図６に示す従来のものと
同様であり、対応する部材には同じ符号を付してその説
明を省略する。

【００１９】しかして、暖房運転時、暖房負荷の低下に
応じてバイパス弁28を開とし又は圧縮機１或いは２を停
止すると、吸入圧力が上昇する。そこで、吸入圧力の上
昇に応じて流量調整弁33の開度を小さくすることによっ
て室外熱交換器４に流入する液冷媒の流量を低減する。

【００２０】すると、室外熱交換器４の吸熱量が低下
し、その蒸発圧力が低下することによって圧縮機１、２
に吸入されるガス冷媒の圧力、即ち、吸入圧力が低下
し、これに伴って圧縮機１、２の駆動動力が減少するの
で、空気調和機の成績係が向上する。なお、暖房用膨張
弁19を電子膨張弁とし、この電子膨張弁にコントローラ
34から出力することによってその開度を変更することも
できる。

【００２１】本発明の第２の実施形態が図２に示されて
いる。この第２の実施形態においては、圧縮機１及び２
に吸入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ
ー30が共通吸入ライン31に取り付けられている。

【００２２】そして、アキュムレータ18の入口側、即
ち、ホットガスバイパス回路27の出口とアキュムレータ
18の入口とを繋ぐ吸入ライン40には固定絞り42と電磁開
閉弁41とを直列に接続してなる回路43と、上記固定絞り
42より抵抗が大きい固定絞り44と電磁開閉弁45とを直列
に接続してなる回路46とが並列に介装されている。

【００２３】吸入圧力センサー30の検出値がコントロー
ラ47に入力されると、コントローラ47は電磁開閉弁41、
45に出力してこれを開閉することによって吸入圧力をコ
ントロールするようになっている。他の構成は図６に示
す従来のものと同様であり、対応する部材には同じ符号
を付してその説明を省略する。

【００２４】しかして、冷房運転時又は暖房運転時、吸
入圧力が所定値以下のときは電磁開閉弁41及び45の双方
が開となっているが、吸入圧力が上昇して所定値に達し
たとき先ず電磁開閉弁45が閉とされ、次いで、吸入圧力
が第２の設定値に上昇したとき電磁開閉弁41が閉とされ
ると同時に電磁開閉弁45が開とされる。

【００２５】この結果、吸入圧力の上昇に従って吸入ラ
イン40を流過するガス冷媒の圧力損失が次第に増大する
ので、圧縮機１、２に吸入されるガス冷媒の過熱度を上
昇させることなくその圧力の上昇を抑制することができ
る。

【００２６】なお、直列接続された固定絞り42、44と電
磁開閉弁41、45の複数並列回路43、46に代えて流量調整
弁、圧力制御弁を設け、吸入圧力の上昇に応じてこれら
流量調整弁、圧力制御弁の開度を制御することによって
ガス冷媒の流量又は圧力を低減することもできる。

【００２７】本発明の第３の実施形態が図３に示されて
いる。この第３の実施形態においては、圧縮機１、２に
吸入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサー
30が共通吸入ライン31に取り付けられている。

【００２８】この吸入圧力センサー30の検出値がコント
ローラ50に入力されると、コントローラ50は室外熱交換
器４に外気を送風する室外フアン51を駆動するモータ52
に出力してこれをオン・オフ又はその回転数を制御して
吸入圧力をコントロールするようになっている。他の構
成は図６に示す従来のものと同様であり、対応する部材
には同じ符号を付してその説明を省略する。

【００２９】しかして、暖房運転時、吸入圧力の上昇に
応じて室外フアン51の回転数を低減し又はこれを停止す
ることによって室外熱交換器４の吸熱量を低下させて蒸
発圧力を低下させることができるので吸入圧力の上昇を
抑制することができる。

【００３０】本発明の第４の実施形態が図４に示されて
いる。この第４の実施形態においては、圧縮機１、２に
吸入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサー
30が共通吸入ライン31に取り付けられている。そして、
圧縮機１、２の吐出側と暖房用膨張弁19の反室外熱交換
器側液冷媒ライン60とを接続するホットガスバイパス回
路61が設けられ、このホットガスバイパス回路61には制
御弁62と固定絞り63が介装されている。

【００３１】吸入圧力センサー30の検出値がコントロー
ラ64に入力されると、このコントローラ64は制御弁62に
出力してこれを開閉することによって吸入圧力をコント
ロールするようになっている。他の構成は図６に示す従
来のものと同様であり、対応する部材には同じ符号を付
してその説明を省略する。

【００３２】しかして、暖房運転時、吸入圧力が上昇し
て所定値に到達したときコントローラ64は制御弁62に出
力してこれを開とする。すると、圧縮機１、２から吐出
されたホットガスがホットガスバイパス回路61及びこれ
に介装された制御弁62及び固定絞り63を経て液冷媒ライ
ン60内を流過する液冷媒中に混入してこれをフラッシュ
蒸発させる。

【００３３】かくして、暖房用膨張弁19がチョークし、
室外熱交換器４における蒸発圧力を低下させるので、吸
入圧力の上昇を抑制することができる。

【００３４】本発明の第５の実施形態が図５に示されて
いる。この第５の実施形態においては、圧縮機１、２に
吸入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサー
30が共通吸入ライン31に取り付けられている。

【００３５】そして、室外熱交換器４が複数（図には２
個）に分割され、分割された室外熱交換器4aの能力は4b
のそれより大とされ、これら室外熱交換器4a、4bは冷媒
回路に並列に接続されている。そして、これら室外熱交
換器4a、4bに接続された液冷媒ライン73a 、73b にはそ
れぞれ暖房用膨張弁19a 、19b と逆止弁11a 、11b との
並列回路70a 、70b が介装され、これら並列回路70a 、
70b の液側にはそれぞれ電磁開閉弁71a 、71bが介装さ
れている。

【００３６】吸入圧力センサー30の検出値がコントロー
ラ72に入力されると、このコントローラ72は電磁開閉弁
71a 、71b に出力してこれを開閉するようになってい
る。他の構成は図６に示す従来のものと同様であり、対
応する部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

【００３７】しかして、暖房運転時、吸入圧力が上昇し
て第１の設定値に到達したときコントローラ72は電磁開
閉弁71b に出力してこれを閉とし、吸入圧力が更に上昇
して第２の設定値に到達したとき電磁開閉弁71b を開と
すると同時に電磁開閉弁71aを閉とする。かくして、吸
入圧力の上昇に応じて室外熱交換器4a、4bの吸熱量が減
少し蒸発圧力が低下するので吸入圧力の上昇を抑制でき
る。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の第１の発明においては、
暖房運転時、吸入圧力センサーの検出値が増大したと
き、流量調整弁の開度を小さくして室外熱交換器に流入
する液冷媒の量を低減してその吸熱量を抑制できる。こ
の結果、蒸発圧力の上昇を防止して圧縮機に吸入される
ガス冷媒の吸入圧力を抑制することができるので、圧縮
機の駆動動力の上昇を阻止して空気調和機の成績係数を
向上しうる。

【００３９】請求項２記載の第２の発明においては、吸
入圧力センサーの検出値が増大したとき、電磁開閉弁を
閉じることによって圧縮機に吸入されるガス冷媒の圧力
損失を増大させることができるので吸入圧力の上昇を阻
止しうる。

【００４０】請求項３記載の第３の発明においては、暖
房運転時、吸入圧力センサーの検出値が増大したとき、
室外熱交換器用フアンを停止又はその回転数を低下させ
その送風量を低減して室外熱交換器の吸熱量を低減する
ことができるので、吸入圧力の上昇を抑制できる。

【００４１】請求項４記載の第４の発明においては、暖
房運転時、吸入圧力センサーの検出値が増大したとき、
制御弁を開としてホットガスをホットガスバイパス回路
を経て絞り機構に流入させ、この絞り機構をチョークさ
せることにより室外熱交換器の吸熱量を低減できるので
吸入圧力の上昇を抑制できる。

【００４２】請求項５記載の第５の発明においては、暖
房運転時、吸入圧力センサーの検出値が増大したとき、
電磁開閉弁を閉として分割室外熱交換器の一部を休止さ
せその容量を低減することができるので吸入圧力の上昇
を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す室外ユニットの
系統図である。

【図２】本発明の第２の実施形態を示す室外ユニットの
系統図である。

【図３】本発明の第３の実施形態を示す室外ユニットの
系統図である。

【図４】本発明の第４の実施形態を示す室外ユニットの
系統図である。

【図５】本発明の第５の実施形態を示す室外ユニットの
系統図である。

【図６】従来のマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の冷
媒回路図である。

【符号の説明】

１、２ 圧縮機 ３ 四方切換弁 ４ 室外熱交換器 18 アキュムレータ 27 ホットガスバイパス回路 28 バイパス弁 29 固定絞り 11 逆止弁 19 暖房用絞り機構 30 吸入圧力センサー 31 共通吸入ライン 32 液冷媒ライン 33 流量調整弁 34 コントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に接続された複数台の固定容量型圧
   縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、アキュムレー
   タと、上記固定容量型圧縮機から吐出されたホットガス
   を上記アキュムレータの入口側に導く容量制御用ホット
   ガスバイパス回路を具備するマルチ形ヒートポンプ式空
   気調和機の室外ユニットにおいて、 上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス冷媒の圧力を検
   出する吸入圧力センサーと、上記室外熱交換器に接続さ
   れる液冷媒ラインに設けられた流量調整弁と、上記吸入
   圧力センサーの検出値により上記流量調整弁を制御して
   吸入圧力をコントロールするコントローラとを設けたこ
   とを特徴とするマルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室
   外ユニット。
2. 【請求項２】 並列に接続された複数台の固定容量型圧
   縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、アキュムレー
   タと、上記固定容量型圧縮機から吐出されたホットガス
   を上記アキュムレータの入口側に導く容量制御用ホット
   ガスバイパス回路を具備するマルチ形ヒートポンプ式空
   気調和機の室外ユニットにおいて、 上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス冷媒の圧力を検
   出する吸入圧力センサーと、上記アキュムレータの入口
   側吸入ラインに設けられ、直列接続された固定絞りと電
   磁開閉弁との複数並列回路と、上記吸入圧力センサーの
   検出値により上記電磁開閉弁を開閉して吸入圧力をコン
   トロールするコントローラとを設けたことを特徴とする
   マルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニット。
3. 【請求項３】 並列に接続された複数台の固定容量型圧
   縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、アキュムレー
   タと、上記固定容量型圧縮機から吐出されたホットガス
   を上記アキュムレータの入口側に導く容量制御用ホット
   ガスバイパス回路を具備するマルチ形ヒートポンプ式空
   気調和機の室外ユニットにおいて、 上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス冷媒の圧力を検
   出する吸入圧力センサーと、上記吸入圧力センサーの検
   出値により上記室外熱交換器用フアンをオン・オフ又は
   その回転数を制御して吸入圧力をコントロールするコン
   トローラとを設けたことを特徴とするマルチ形ヒートポ
   ンプ式空気調和機の室外ユニット。
4. 【請求項４】 並列に接続された複数台の固定容量型圧
   縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、アキュムレー
   タと、上記固定容量型圧縮機から吐出されたホットガス
   を上記アキュムレータの入口側に導く容量制御用ホット
   ガスバイパス回路を具備するマルチ形ヒートポンプ式空
   気調和機の室外ユニットにおいて、 上記固定容量型圧縮機に吸入されるガス冷媒の圧力を検
   出する吸入圧力センサーと、上記固定容量型圧縮機の吐
   出側と上記室外熱交換器に接続される液冷媒ラインに介
   装された絞り機構の反室外熱交換器側とを接続する制御
   弁付きホットガスバイパス回路と、上記吸入圧力センサ
   ーの検出値により上記制御弁を制御して吸入圧力をコン
   トロールするコントローラとを設けたことを特徴とする
   マルチ形ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニット。
5. 【請求項５】 並列に接続された複数台の固定容量型圧
   縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、アキュムレー
   タと、上記固定容量型圧縮機から吐出されたホットガス
   を上記アキュムレータの入口側に導く容量制御用ホット
   ガスバイパス回路を具備するマルチ形ヒートポンプ式空
   気調和機の室外ユニットにおいて、 上記室外熱交換器を複数に分割して並列に接続してなる
   分割室外熱交換器に接続される液冷媒ラインのそれぞれ
   に介装された電磁開閉弁と、上記固定容量型圧縮機に吸
   入されるガス冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサー
   と、この吸入圧力センサーの検出値により上記電磁開閉
   弁をオン・オフ制御して吸入圧力をコントロールするコ
   ントローラとを設けたことを特徴とするマルチ形ヒート
   ポンプ式空気調和機の室外ユニット。