図面 (/)

技術 空気調和機

出願人 三菱電機株式会社
発明者 梁池悟齊藤信森本修
出願日 2009年9月1日 (11年3ヶ月経過) 出願番号 2009-201408
公開日 2011年3月17日 (9年9ヶ月経過) 公開番号 2011-052883
状態 特許登録済
技術分野 気液分離装置、除霜装置、制御または安全装置
主要キーワード 蒸発エンタルピー 居室者 インジェクション圧力 空気調和空間 検知圧力 低圧気液二相冷媒 流路切替装置 流量調整装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年3月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (16)

課題

除霜運転中も室内機暖房運転を行うことができ、室内機が設けられた空気調和空間(室内等)の快適性の低下を抑制することが可能な他室型空気調和機を得る。

解決手段

並列配置された複数の室外熱交換器(3a,3b)を備えた熱源機Aと、複数の室内機(13a,13b,13c)とを有し、冷暖同時運転可能な空気調和機である。除霜運転を行う際、一方の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3a)を行い、他方の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3b)を蒸発器として用いる。このとき、所定の室内機(例えば室内機13a)を暖房運転させ、残りの室内機の運転を停止する。

概要

背景

ヒートポンプユニットを用いた空気調和装置において、複数の室内機を備えた多室型の空気調和機が知られている。また、多室型の空気調和装置の中には、各室内機毎冷房運転又は暖房運転が選択可能な、いわゆる冷暖房同時運転可能な空気調和機も提案されている。

ところで、ヒートポンプユニットを用いた空気調和機は、低外気温時に暖房運転を行うと、暖房能力が低下してしまうという問題点があった。そこで、冷暖房同時運転可能な多室型の空気調和機において、低外気温時における暖房能力の低下の抑制を図ったものとして、複数の室外熱交換器と複数の室内熱交換器を備え、室外熱交換器入口から圧縮機の吸入側冷媒バイパスするものが提案されている(例えば特許文献1参照)。

また、ヒートポンプユニットを用いた空気調和機は、低外気温時に暖房運転を行うと、蒸発器として機能する室外熱交換器のフィン表面が付着する。このため、室外熱交換器の風路圧力損失が増大して次第に伝熱性能が低下するので、定期的に除霜運転が必要である。そこで、除霜運転中も暖房運転を可能とした空気調和機として、並列接続された複数台の室外熱交換器と一台の室内熱交換器を備え、各室外熱交換器毎に除霜運転を行うというものが提案されている(例えば特許文献2参照)。

概要

除霜運転中も室内機の暖房運転を行うことができ、室内機が設けられた空気調和空間(室内等)の快適性の低下を抑制することが可能な他室型空気調和機を得る。並列配置された複数の室外熱交換器(3a,3b)を備えた熱源機Aと、複数の室内機(13a,13b,13c)とを有し、冷暖同時運転可能な空気調和機である。除霜運転を行う際、一方の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3a)を行い、他方の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3b)を蒸発器として用いる。このとき、所定の室内機(例えば室内機13a)を暖房運転させ、残りの室内機の運転を停止する。

目的

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、除霜運転中も室内機の暖房運転を行うことができ、室内機が設けられた空気調和空間(室内等)の快適性の低下を抑制することが可能な多室型空気調和機を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

圧縮機及び並列配置された複数の室外熱交換器を少なくとも備えた熱源機と、室内熱交換器を少なくとも備えた複数の室内機と、を有し、前記室内機のそれぞれにおいて冷房運転又は暖房運転が選択可能な空気調和機であって、前記室外熱交換器のそれぞれにおいて、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒流路を、前記室外熱交換器から前記圧縮機の吸入側へ流れる流路、又は前記圧縮機の吐出側から前記室外熱交換器へ流れる流路に切り替え流路変更装置を備え、除霜運転を行う際、複数の前記室外熱交換器のうちの一部は、前記流路変更装置が前記圧縮機の吐出側から前記室外熱交換器へ流れる流路となって、除霜が行われ、複数の前記室外熱交換器のうちの他の一部は、前記流路変更装置が前記室外熱交換器から前記圧縮機の吸入側へ流れる流路となって、蒸発器として用いられ、複数の前記室内機のうち、所定の前記室内機を暖房運転させることを特徴とする空気調和機。

請求項2

前記室外熱交換器のそれぞれには絞り装置が接続され、蒸発器として用いられる前記室外熱交換器を流れる冷媒過熱度が第1の所定範囲となるように、前記絞り装置の開度を調整することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。

請求項3

前記室外熱交換器のそれぞれには絞り装置が接続され、複数の前記室内機のうち、少なくとも1つが冷房運転を行う場合、冷房運転を行う前記室内機の室内熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が第2の所定範囲となるように、前記絞り装置の開度を調整することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。

請求項4

複数の前記室内機のうち、少なくとも1つが冷房運転を行う場合、冷房運転を行う前記室内機の室内熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が第2の所定範囲となるように、前記絞り装置の開度を調整することを特徴とする請求項2に記載の空気調和機。

請求項5

前記室外熱交換器と前記室内機とを接続する配管に設けられた気液分離器と、該気液分離器と前記圧縮機の吸入側とを接続し、前記気液分離器で分離されたガス冷媒が流れるガスバイパス配管と、該ガスバイパス配管に設けられ、該ガスバイパス配管を流れるガス冷媒の流量を調整する第1の流量調整装置と、を備え、前記ガスバイパス配管を流れるガス冷媒の流量を調整することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の空気調和機。

請求項6

前記室外熱交換器と前記室内機との間と、前記圧縮機の圧縮部と、を接続するインジェクション回路と、該インジェクション回路に設けられ、該インジェクション回路に流れる冷媒の流量を調整する第2の流量調整装置と、を備え、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度が第3の所定範囲となるように、又は前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力が第4の所定範囲となるように、前記インジェクション回路を流れる冷媒の流量を調整することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の空気調和機。

請求項7

前記室内機のうちの少なくとも1つは、外気を加熱して室内に供給する構成の室内機であり、除霜運転を行う際、外気を加熱して室内に供給する構成の前記室内機を暖房運転させることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の空気調和機。

請求項8

除霜運転を行う際、設定温度室内温度との差が所定値以上となっている前記室内機を暖房運転させることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の空気調和機。

請求項9

除霜運転を行う際、除霜運転中も運転するように設定されている前記室内機を暖房運転させることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の空気調和機。

請求項10

人の存否を検出する人体検出手段を備え、除霜運転を行う際、人の存在する室内に設けられた室内機を暖房運転させることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の空気調和機。

技術分野

0001

本発明は、複数台室内機を備え、各室内機毎冷房運転又は暖房運転が選択可能な多室型の空気調和機に関し、特に室内機が暖房運転する際の快適性の向上を図った空気調和機に関する。

背景技術

0002

ヒートポンプユニットを用いた空気調和装置において、複数の室内機を備えた多室型の空気調和機が知られている。また、多室型の空気調和装置の中には、各室内機毎に冷房運転又は暖房運転が選択可能な、いわゆる冷暖房同時運転可能な空気調和機も提案されている。

0003

ところで、ヒートポンプユニットを用いた空気調和機は、低外気温時に暖房運転を行うと、暖房能力が低下してしまうという問題点があった。そこで、冷暖房同時運転可能な多室型の空気調和機において、低外気温時における暖房能力の低下の抑制を図ったものとして、複数の室外熱交換器と複数の室内熱交換器を備え、室外熱交換器入口から圧縮機の吸入側冷媒バイパスするものが提案されている(例えば特許文献1参照)。

0004

また、ヒートポンプユニットを用いた空気調和機は、低外気温時に暖房運転を行うと、蒸発器として機能する室外熱交換器のフィン表面が付着する。このため、室外熱交換器の風路圧力損失が増大して次第に伝熱性能が低下するので、定期的に除霜運転が必要である。そこで、除霜運転中も暖房運転を可能とした空気調和機として、並列接続された複数台の室外熱交換器と一台の室内熱交換器を備え、各室外熱交換器毎に除霜運転を行うというものが提案されている(例えば特許文献2参照)。

先行技術

0005

特開平5−172434号公報(段落0021、図1
特開平9−318206号公報(要約、図1

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来の多室型空気調和機(例えば特許文献1参照)は、以下のような課題があった。
上述のように、ヒートポンプユニットを用いた空気調和機は、低外気温時に暖房運転を行うと、蒸発器として機能する室外熱交換器のフィン表面に霜が付着する。このため、定期的に除霜運転が必要となる。しかしながら、従来の多室型空気調和機は、除霜運転時、圧縮機から吐出された高温高圧ガス冷媒を全ての室外熱交換器に流入させる。したがって、除霜運転中、室内機が暖房運転を行うことができないという課題があった。

0007

仮に、従来の多室型空気調和機(例えば特許文献1参照)に特許文献2に記載の除霜運転方法を用いることにより、除霜運転中も室内機の暖房運転が可能となる。しかしながら、このように構成された多室型の空気調和装置は、除霜運転中における各室内機運転状態と除霜運転をしていないときの各室内機の運転状態とを区別していない。また、除霜運転中、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、除霜が行われる室外熱交換器に流入する。このため、冷媒の高圧が低下し、暖房能力が低下する。したがって、除霜運転中に室内機を暖房運転させると、この室内機が設けられた空気調和空間(室内等)の快適性が低下してしまうという課題があった。

0008

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、除霜運転中も室内機の暖房運転を行うことができ、室内機が設けられた空気調和空間(室内等)の快適性の低下を抑制することが可能な多室型空気調和機を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明に係る空気調和機は、圧縮機及び並列配置された複数の室外熱交換器を少なくとも備えた熱源機と、室内熱交換器を少なくとも備えた複数の室内機とを有し、室内機のそれぞれにおいて冷房運転又は暖房運転が選択可能な空気調和機であって、室外熱交換器のそれぞれにおいて、室外熱交換器と圧縮機との間の冷媒流路を、室外熱交換器から圧縮機の吸入側へ流れる流路、又は圧縮機の吐出側から室外熱交換器へ流れる流路に切り替え流路変更装置を備え、除霜運転を行う際、複数の室外熱交換器のうちの一部は、流路変更装置が圧縮機の吐出側から室外熱交換器へ流れる流路となって、除霜が行われ、複数の室外熱交換器のうちの他の一部は、流路変更装置が室外熱交換器から圧縮機の吸入側へ流れる流路となって、蒸発器として用いられ、複数の室内機のうち、所定の室内機を暖房運転させるものである。

発明の効果

0010

本発明においては、流路変更装置が設けられているので、一部の室外熱交換器の除霜を行い、他の一部の室外熱交換器を蒸発器として用いることができる。このため、除霜運転中においても、室内機は暖房運転を継続することができる。また、除霜運転中、優先度の高い(所定の)室内機の暖房運転を継続させ、優先度の低い室内機の暖房運転を停止する。このため、除霜運転中であっても(つまり暖房能力が低下した状態であっても)、優先度の高い室内機が設けられた空気調和空間の快適性の低下を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施の形態に係る空気調和機の一例を示す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の全冷房運転モードを表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の冷房主体運転モードを表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の通常時における全暖房運転モードを表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の、インジェクションを行う際の絞り装置5a及び絞り装置5b、開閉弁23、流量調整装置24の設定方法制御方法)を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る空気調和機のインジェクション時における全暖房運転モードを表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の、インジェクションを行った全暖房運転時の冷媒の状態変化を示すp−h線図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の通常時における暖房主体運転モードを表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機のガスバイパス時における暖房主体運転モードを表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の、ガスバイパスを行う際の絞り装置5a及び絞り装置5bの設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の、ガスバイパスを行う際の開閉弁26の設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の、ガスバイパスを行った暖房主体運転時の冷媒の状態変化を示すp−h線図である。
実施の形態に係る空気調和機の暖房除霜混在運転を表す冷媒回路図である。
本発明の実施の形態に係る空気調和機における暖房除霜混在運転時の各要素の設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る空気調和機の暖房除霜混在運転時の冷媒の状態変化を示すp−h線図である。

実施例

0012

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の一例を示す冷媒回路図である。本実施の形態に係る空気調和機100は、各室内機毎に冷房運転又は暖房運転が選択可能な多室型の空気調和機である。この空気調和機100は、熱源機A、分流コントローラーB、及び複数の室内機を有する室内機群Cが配管接続されて構成されている。
なお、本実施の形態では、3つの室内機(室内機13a、室内機13b、室内機13c)が設けられているが、室内機の数は2つ以上であれば任意である。また、熱源機A、分流コントローラーB、及び室内機群Cの接続方法については後述する。

0013

熱源機Aは、圧縮機1、流路切替装置2、室外熱交換器3a、室外熱交換器3b、室外送風機4a、室外送風機4b、絞り装置5a、絞り装置5b、流路切替装置6、低圧連絡配管20、高圧連絡配管21、流路切替装置22a、ガスバイパス配管23a、開閉弁23、流路切替装置22b、インジェクション配管24a、流量調整装置24、気液分離器25、ガスバイパス配管26a、及び開閉弁26等を備えている。
なお、本実施の形態では、2つの室外熱交換器(室外熱交換器3a、室外熱交換器3b)が設けられているが、室外熱交換器の数は2つ以上であれば任意である。

0014

圧縮機1の吐出側には、例えば四方弁である流路切替装置2が接続されている。この流路切替装置2は、圧縮機1の流入側及び流路切替装置6とも接続されている。つまり、流路切替装置2は、圧縮機1から吐出された冷媒が流路切替装置6へ流入する流路と、流路切替装置6から流出した冷媒が圧縮機1へ吸入される流路とを切り替える。
なお、流路切替装置2は、四方弁に限らず、例えば二方弁を組み合わせて構成してもよい。

0015

流路切替装置6は、接続配管8及び接続配管9を介して、分流コントローラーBと接続されている。より詳しくは、流路切替装置6は、逆止弁7a、逆止弁7b、逆止弁7c及び逆止弁7dを備えている。逆止弁7aは流路切替装置2と接続配管9とを接続する配管に設けられており、冷媒が流路切替装置2の方向にのみ流れるようになっている。逆止弁7bは、逆止弁7aの流出側と逆止弁7dの流出側を接続する配管に設けられており、冷媒が逆止弁7dの流出側のみに流れるようになっている。逆止弁7cは、逆止弁7aの流入側と逆止弁7dの流入側を接続する配管に設けられており、冷媒が逆止弁7dの流入側のみに流れるようになっている。逆止弁7dは後述する気液分離器25と接続配管8とを接続する配管に設けられており、冷媒が接続配管8(分流コントローラーB)の方向にのみ流れるようになっている。このような流路切替装置6を室外ユニットに設けることによって、圧縮機1から吐出された冷媒は常に接続配管8を通って分流コントローラーBに流入し、分流コントローラーBから流出する冷媒は常に接続配管9を通ることとなる。

0016

流路切替装置22aは、例えば四方弁であり、室外熱交換器3aと接続されている。また、流路切替装置22aは、高圧連絡配管21を介して圧縮機1の吐出側に接続されており、低圧連絡配管20を介して圧縮機1の吸入側に接続されている。つまり、流路切替装置22aは、室外熱交換器3aから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路と、又は圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3aへ冷媒が流れる流路とを切り替える。
流路切替装置22bは、例えば四方弁であり、室外熱交換器3bと接続されている。また、流路切替装置22bは、高圧連絡配管21を介して圧縮機1の吐出側に接続されており、低圧連絡配管20を介して圧縮機1の吸入側に接続されている。つまり、流路切替装置22bは、室外熱交換器3bから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路と、又は圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3bへ冷媒が流れる流路とを切り替える。
なお、流路切替装置22a及び流路切替装置22bは、四方弁に限らず、例えば二方弁を組み合わせて構成してもよい。

0017

室外熱交換器3aは、例えばフィンチューブ型熱交換器であり、他方(流路切替装置22a接続側の反対側)が気液分離器25と接続されている。室外熱交換器3aと気液分離器25との間には、絞り装置5aが設けられている。また、室外熱交換器3aの近傍には、室外熱交換器3aに外気を送る室外送風機4aが設けられている。
室外熱交換器3bは、例えばフィンチューブ型熱交換器であり、他方(流路切替装置22b接続側の反対側)が気液分離器25と接続されている。室外熱交換器3bと気液分離器25との間には、絞り装置5bが設けられている。また、室外熱交換器3bの近傍には、室外熱交換器3bに外気を送る室外送風機4bが設けられている。

0018

気液分離器25は、上述のように、室外熱交換器3a、室外熱交換器3b及び流路切替装置6と接続されている。また、気液分離器25は、ガスバイパス配管26aによって、圧縮機1の吸入側と接続されている。ガスバイパス配管26aには、開閉弁26が設けられている。ここで、開閉弁26が、本発明の第1の流量調整装置に相当する。なお、第1の流量調整装置は、開閉弁26に限らず、ガスバイパス配管26aを流れるガス冷媒の流量を弁開度等によって調整できるものであればよい。

0019

気液分離器25と開閉弁26との間のガスバイパス配管26aには、ガスバイパス配管23aの一方の端部が接続されている。このガスバイパス配管23aには、開閉弁23が設けられている。なお、開閉弁23は、ガスバイパス配管23aを流れるガス冷媒の流量を弁開度等によって調整できる流量調整装置でもよい。
また、ガスバイパス配管23aの他方は、インジェクション配管24aに接続されている。このインジェクション配管24aは、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bと気液分離器25との間と、圧縮機1の圧縮部とを接続している。また、インジェクション配管24aには、流量調整装置24が設けられている。

0020

ここで、インジェクション配管24a、気液分離器25及びガスバイパス配管23aが、本発明のインジェクション回路に相当する。また、開閉弁23及び流量調整装置24が、本発明の第2の流量調整装置に相当する。なお、本実施の形態では、気液二相冷媒を圧縮機1の圧縮部にインジェクション(供給)している。このため、気液分離器25及びガスバイパス配管23aによりインジェクション回路を構成している。これに限らず、例えば気液分離器25が設けられていない場合等(インジェクション配管24aに気液二相冷媒が流れる構成の場合)、インジェクション配管24aのみでインジェクション配管を構成してもよい。このとき、流量調整装置24が本発明の第2の流量調整装置に相当することとなる。

0021

また、熱源機Aには、各部の温度を検知する手段として、ガス管温度検知手段31a、液管温度検知手段32a、ガス管温度検知手段31b、液管温度検知手段32b及び吐出温度検知手段33が設けられている。また、各部の圧力を検出する手段として、吐出圧力検知手段34、吸入圧力検知手段35及び中間圧力検知手段36、外気温度検知手段38が設けられている。

0022

例えば温度センサー等のガス管温度検知手段31aは、室外熱交換器3aと流路切替装置22aとの間に設けられており、室外熱交換器3aと流路切替装置22aとの間を流れる冷媒の温度(又はこの冷媒が流れる配管の温度)を検知する。
例えば温度センサー等の液管温度検知手段32aは、室外熱交換器3aと絞り装置5aとの間に設けられており、室外熱交換器3aと絞り装置5aとの間を流れる冷媒の温度(又はこの冷媒が流れる配管の温度)を検知する。
例えば温度センサー等のガス管温度検知手段31bは、室外熱交換器3bと流路切替装置22bとの間に設けられており、室外熱交換器3bと流路切替装置22bとの間を流れる冷媒の温度(又はこの冷媒が流れる配管の温度)を検知する。
例えば温度センサー等の液管温度検知手段32bは、室外熱交換器3bと絞り装置5bとの間に設けられており、室外熱交換器3bと絞り装置5bとの間を流れる冷媒の温度(又はこの冷媒が流れる配管の温度)を検知する。
例えば温度センサー等の吐出温度検知手段33は、圧縮機1の吐出側に設けられており、圧縮機1が吐出した冷媒の温度(又はこの冷媒が流れる配管の温度)を検知する。

0023

なお、本実施の形態では、温度センサー等によって配管温度を測定し、配管温度に基づいて冷媒の温度を検知している。これに限らず、熱電対等を用いて、冷媒の温度を直接検知してもよい。

0024

例えば圧力センサー等の吐出圧力検知手段34は、圧縮機1の吐出側に設けられており、圧縮機1が吐出した冷媒の圧力を検知する。
例えば圧力センサー等の吸入圧力検知手段35は、圧縮機1の吸入側に設けられており、圧縮機1が吸入する冷媒の圧力を検知する。
例えば圧力センサー等の中間圧力検知手段36は、気液分離器25の近傍(本実施の形態では、気液分離器25と流路切替装置6との間)に設けられており、気液分離器25近傍を流れる冷媒の圧力を検知する。

0025

分流コントローラーBは、各室内機の冷暖房切替える機能を備えており、気液分離器10、冷暖房切替弁11a、冷暖房切替弁11b、冷暖房切替弁11c、絞り装置18、絞り装置19及び分岐部17を備えている。

0026

冷暖房切替弁11aは、開閉弁12a及び開閉弁12bを備えている。開閉弁12aの一方の接続口は、接続配管9と接続されている。開閉弁12aの他方の接続口は、室内熱交換器14aと接続されている。また、開閉弁12bの一方の接続口は、気液分離器10と接続されている。開閉弁12bの他方の接続口は、室内熱交換器14a(より詳しくは、室内熱交換器14aと開閉弁12aとの間)に接続されている。
冷暖房切替弁11bは、開閉弁12c及び開閉弁12dを備えている。開閉弁12cの一方の接続口は、接続配管9と接続されている。開閉弁12cの他方の接続口は、室内熱交換器14bと接続されている。また、開閉弁12dの一方の接続口は、気液分離器10と接続されている。開閉弁12dの他方の接続口は、室内熱交換器14b(より詳しくは、室内熱交換器14bと開閉弁12cとの間)に接続されている。
冷暖房切替弁11cは、開閉弁12e及び開閉弁12fを備えている。開閉弁12eの一方の接続口は、接続配管9と接続されている。開閉弁12eの他方の接続口は、室内熱交換器14cと接続されている。また、開閉弁12fの一方の接続口は、気液分離器10と接続されている。開閉弁12fの他方の接続口は、室内熱交換器14c(より詳しくは、室内熱交換器14cと開閉弁12eとの間)に接続されている。

0027

気液分離器10は、上述のように、冷暖房切替弁11aの開閉弁12b、冷暖房切替弁11bの開閉弁12d、冷暖房切替弁11cの開閉弁12f、及び接続配管8と接続されている。また、気液分離器10は、分岐部17と接続されている。気液分離器10と分岐部17との間には、絞り装置19が設けられている。この絞り装置19と分岐部17との間は、接続配管9に配管接続されている。この配管には、絞り装置18が設けられている。
分岐部17は室内機の数に対応する配管が設けられており、各配管は、室内熱交換器14a、室内熱交換器14b及び室内熱交換器14cのそれぞれに接続されている。

0028

なお、分流コントローラーBの各構成要素は、熱源機Aや後述の室内機群Cに設けられてもよい。

0029

室内機群Cは、室内機13a、室内機13b及び室内機13cを備えている。
室内機13aは、室内熱交換器14a、室内送風機15a及び絞り装置16aを有している。例えばフィンチューブ型熱交換器である室内熱交換器14aは、一方の接続口が分流コントローラーBの冷暖房切替弁11aと接続されている。また、室内熱交換器14aの他方の接続口は、分流コントローラーBの分岐部17と接続されている。室内熱交換器14aと分岐部17との間には、絞り装置16aが設けられている。また、室内熱交換器14aの近傍には室内送風機15aが設けられており、室内熱交換器14aに室内空気を送る。

0030

室内機13bは、室内熱交換器14b、室内送風機15b及び絞り装置16bを有している。例えばフィンチューブ型熱交換器である室内熱交換器14bは、一方の接続口が分流コントローラーBの冷暖房切替弁11bと接続されている。また、室内熱交換器14bの他方の接続口は、分流コントローラーBの分岐部17と接続されている。室内熱交換器14bと分岐部17との間には、絞り装置16bが設けられている。また、室内熱交換器14bの近傍には室内送風機15bが設けられており、室内熱交換器14bに室内空気を送る。

0031

室内機13cは、室内熱交換器14c、室内送風機15c及び絞り装置16cを有している。例えばフィンチューブ型熱交換器である室内熱交換器14cは、一方の接続口が分流コントローラーBの冷暖房切替弁11cと接続されている。また、室内熱交換器14cの他方の接続口は、分流コントローラーBの分岐部17と接続されている。室内熱交換器14cと分岐部17との間には、絞り装置16cが設けられている。また、室内熱交換器14cの近傍には室内送風機15cが設けられており、室内熱交換器14cに室内空気を送る。

0032

また、空気調和機100には、例えば熱源機Aに、制御装置37が設けられている。制御装置37は、各ユニット(熱源機A、分流コントローラーB及び室内機群C)に設けられた、流路切替装置の流路、絞り装置の開度、流量調整装置の開度、開閉弁の開閉、圧縮機1の回転周波数送風機回転数等を制御する。

0033

運転動作
次に、本実施の形態における空気調和機100の運転動作について説明する。空気調和機100の運転動作には、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モードの4つのモードがある。
全冷房運転モードとは、室内機は冷房のみが可能な運転モードである。全暖房運転モードとは、室内機は暖房のみが可能な運転モードである。冷房主体運転モードは、室内機毎に冷房運転と暖房運転を選択できる運転モードであり、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きいときに使用するモードである。暖房主体運転モードは、室内ユニット30n毎に冷房運転と暖房運転を選択できる運転モードであり、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きいときに使用するモードである。

0034

(全冷房運転モード)
まず、全冷房運転モードについて説明する。
図2は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の全冷房運転モードを表す冷媒回路図である。なお、図2を含めて以下の図では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。また、冷媒の流れない開閉弁や逆止弁等を黒塗りで示している。

0035

室内機13a、室内機13b及び室内機13cの全てが冷房運転を行う場合、流路切替装置2は、流路切替装置6から流出した冷媒が圧縮機1へ吸入される流路に切り替わる。流路切替装置22aは、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3aへ冷媒が流れる流路に切り替わる。流路切替装置22bは、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3bへ冷媒が流れる流路に切り替わる。つまり、室内熱交換器14a、室内熱交換器14b及び室内熱交換器14cは、蒸発器として機能する。また、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bは、凝縮器として機能する。

0036

また、絞り装置5a及び絞り装置5bは所定の開度(例えば全開)とする。流量調整装置24は閉じた状態とする。開閉弁23は閉じた状態とする。開閉弁26は閉じた状態とする。開閉弁12a、開閉弁12c及び開閉弁12eは開いた状態とする。開閉弁12b、開閉弁12d及び開閉弁12fは閉じた状態とする。絞り装置18は閉じた状態とする。絞り装置19は、絞り装置19前後の差圧所定値となるよう、開度が設定される。絞り装置16a、絞り装置16b及び絞り装置16cは、各絞り装置前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。

0037

圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2を通って、流路切替装置22a及び流路切替装置22bに流入する。そして、流路切替装置22aを流出した高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器3aに流入し、流路切替装置22bを流出した高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器3bに流入する。室外熱交換器3aに流入した高温高圧のガス冷媒は、凝縮して(外気に放熱して)高圧の液冷媒となる。同様に、室外熱交換器3bに流入した高温高圧のガス冷媒は、凝縮して(外気に放熱して)高圧の液冷媒となる。室外熱交換器3aを流出して絞り装置5aを通った高圧の液冷媒と、室外熱交換器3bを流出して絞り装置5bを通った高圧の液冷媒とは、合流して気液分離器25に流入する。そして、気液分離器25から流出した高圧の液冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7d及び接続配管8を通って、気液分離器10へと流入する。

0038

気液分離器10から流出した冷媒は、絞り装置19で所定の圧力に調整された後、各室内機の絞り装置(絞り装置16a、絞り装置16b、絞り装置16c)で減圧され、低圧の気液二相状態各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)に流入する。各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)に流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発することで室内の冷房を行い(室内空気から吸熱し)、低圧のガス冷媒となる。各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)から流出した低圧のガス冷媒は、開閉弁12a、開閉弁12c及び開閉弁12eを通って接続配管9に流入する。この冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7a及び流路切替装置2を通って、圧縮機1に吸入される。

0039

(冷房主体運転モード)
次に、冷房主体運転モードについて説明する。
図3は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の冷房主体運転モードを表す冷媒回路図である。

0040

室内機13a及び室内機13bが冷房運転を行い、室内機13cが暖房運転を行う場合、流路切替装置2は、流路切替装置6から流出した冷媒が圧縮機1へ吸入される流路に切り替わる。流路切替装置22aは、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3aへ冷媒が流れる流路に切り替わる。流路切替装置22bは、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3bへ冷媒が流れる流路に切り替わる。つまり、室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bは、蒸発器として機能する。また、室内熱交換器14c、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bは、凝縮器として機能する。

0041

また、絞り装置5a及び絞り装置5bは所定の開度(例えば全開)とする。流量調整装置24は閉じた状態とする。開閉弁23は閉じた状態とする。開閉弁26は閉じた状態とする。冷房運転する室内機13a及び室内機13bと接続された冷暖房切替弁11a及び冷暖房切替弁11bは、開閉弁12a及び開閉弁12cを開いた状態とし、開閉弁12b及び開閉弁12dを閉じた状態とする。暖房運転する室内機13cと接続された冷暖房切替弁11cは、開閉弁12fを開いた状態とし、開閉弁12eを閉じた状態とする。絞り装置18は閉じた状態とする。絞り装置19は、絞り装置19前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。絞り装置16a、絞り装置16b及び絞り装置16cは、各絞り装置前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。

0042

圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2を通って、流路切替装置22a及び流路切替装置22bに流入する。そして、流路切替装置22aを流出した高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器3aに流入し、流路切替装置22bを流出した高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器3bに流入する。室外熱交換器3aに流入した高温高圧のガス冷媒は、一部凝縮して(外気に放熱して)高圧の気液二相冷媒となる。同様に、室外熱交換器3bに流入した高温高圧のガス冷媒は、一部凝縮して(外気に放熱して)高圧の気液二相冷媒となる。室外熱交換器3aを流出して絞り装置5aを通った高圧の気液二相冷媒と、室外熱交換器3bを流出して絞り装置5bを通った高圧の気液二相冷媒とは、合流して気液分離器25に流入する。そして、気液分離器25から流出した高圧の気液二相冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7d及び接続配管8を通って、気液分離器10へと流入する。

0043

気液分離器10に流入した高圧の気液二相冷媒は、高温高圧のガス冷媒と高圧の液冷媒とに分離される。
気液分離器10を流出した高圧の液冷媒は、絞り装置19、絞り装置16a及び絞り装置16bで減圧され、低圧の気液二相状態で室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bに流入する。室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bに流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発することで室内の冷房を行い(室内空気から吸熱し)、低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bから流出した低圧のガス冷媒は、開閉弁12a及び開閉弁12cを通って接続配管9に流入する。この冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7a及び流路切替装置2を通って、圧縮機1に吸入される。

0044

一方、気液分離器10を流出した高温高圧のガス冷媒は、開閉弁12fを通って、室内熱交換器14cに流入する。室内熱交換器14cに流入した冷媒は、凝縮することで室内の暖房を行い(室内空気に放熱し)、高圧の液状冷媒となる。このとき、室内熱交換器14cを流れる冷媒は、絞り装置16cで所定の過冷却度に調整される。室内熱交換器14cを流出した高圧の液状冷媒は、絞り装置16cを通って、分岐部17に流入する。そして、この冷媒は、気液分離器10から流出した高圧の液冷媒と合流し、室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bに流入する。

0045

冷房主体運転を行う際、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bでの放熱量が大きいと、室内の暖房を行うのに十分な熱量を持ったガス冷媒が暖房運転中の室内機(例えば室内機13c)へ流入しない場合がある。このような場合、室外送風機4a及び室外送風機4bの風量を減少させて、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの放熱量を抑えてもよい。また、圧縮機1から吐出した高温高圧のガス冷媒が一方の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3a)へ流入しないように、一方の絞り装置(例えば絞り装置5a)を閉止してもよい。このとき、閉止された絞り装置(例えば絞り装置5a)と接続された流路切替装置(例えば流路切替装置22a)の流路を、圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路に切り替えてもよい。

0046

(全暖房運転モード)
次に、全暖房運転モードについて説明する。
図4は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の通常時における全暖房運転モードを表す冷媒回路図である。

0047

室内機13a、室内機13b及び室内機13cの全てが暖房運転を行う場合、流路切替装置2は、圧縮機1から吐出された冷媒が流路切替装置6へ流入する流路に切り替わる。流路切替装置22aは、室外熱交換器3aから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路に切り替わる。流路切替装置22bは、室外熱交換器3bから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路に切り替わる。つまり、室内熱交換器14a、室内熱交換器14b及び室内熱交換器14cは、凝縮器として機能する。また、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bは、蒸発器として機能する。

0048

また、絞り装置5a及び絞り装置5bは所定の開度(例えば全開)とする。開閉弁26は閉じた状態とする。開閉弁12a、開閉弁12c及び開閉弁12eは閉じた状態とする。開閉弁12b、開閉弁12d及び開閉弁12fは開いた状態とする。絞り装置18は、絞り装置18前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。絞り装置19は閉じた状態とする。絞り装置16a、絞り装置16b及び絞り装置16cは、各絞り装置前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。
また、通常(インジェクションを行わない場合)、流量調整装置24及び開閉弁23は閉じた状態とする。インジェクションを行う場合、流量調整装置24は、圧縮機1の吐出温度や吐出圧力が過度に低下しない開度に設定する。このとき、開閉弁23を開いた状態に設定する。

0049

インジェクションを行わない場合、空気調和機100の冷媒流れは、次のようになる。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2、流路切替装置6の逆止弁7d及び接続配管8を通って、気液分離器10に流入する。気液分離器10から流出した高温高圧のガス冷媒は、開閉弁12b、開閉弁12d及び開閉弁12fを通って、各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)に流入する。各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)に流入した冷媒は、凝縮することで各室内の暖房を行い(室内空気に放熱し)、高圧の液状冷媒となる。このとき、各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)を流れる冷媒は、各室内熱交換器に接続された絞り装置(絞り装置16a、絞り装置16b、絞り装置16c)で所定の過冷却度に調整される。

0050

各室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)から流出した高圧の液冷媒は、分岐部17で合流して、絞り装置18に流入する。絞り装置18に流入した高圧の液冷媒は、絞り装置18前後の差圧が所定値となるよう減圧され、低圧の気液二相状態となって接続配管9に流入する。そして、この冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7c、気液分離器25、絞り装置5a及び絞り装置5bを通って、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへ流入する。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへ流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発して(外気から吸熱して)、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bを流出した低圧のガス冷媒は、流路切替装置22a、流路切替装置22b及び低圧連絡配管20を通って、圧縮機1に吸入される。

0051

全暖房運転でインジェクションを行う場合について説明する。低外気温時に暖房運転を行う場合は暖房能力を得にくいことから、圧縮機1の運転周波数を上昇させる。圧縮機1の運転周波数を上昇させると、圧縮機1が吐出する冷媒の温度(以後、吐出温度ともいう)も上昇してしまい、圧縮機1に焼き付きなどが生じてしまうことがある。そこで、本実施の形態では、圧縮機1の圧縮部の中間部に気液二相冷媒をインジェクションすることで、吐出温度が過度に上昇することを抑えている。

0052

図5は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の、インジェクションを行う際の絞り装置5a及び絞り装置5b、開閉弁23、流量調整装置24の設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。

0053

テップ1で全暖房運転と判断されると、吐出温度検知手段33で、圧縮機1から吐出される冷媒の温度(吐出温度)を検知する(ステップ2)。

0054

ステップ3では、吐出温度が所定値a以下であるかを判断する。吐出温度が所定値aよりも大きい場合は、ステップ2に戻る。吐出温度が所定値a以下の場合は、ステップ4へ進む。

0055

ステップ4では、中間圧力検知手段36で、気液分離器10近傍を流れる冷媒の圧力(以後、中間圧力ともいう)を検知する。また、吸入圧力検知手段35で、圧縮機1が吸入する冷媒の圧力(以後、吸入圧力ともいう)を検知する。

0056

ステップ5では、吸入圧力からインジェクション圧力(圧縮機1の圧縮部の中間部の圧力)を演算する。中間圧力がインジェクション圧力より低いと、気液分離器25から圧縮機1の圧縮部の中間部へ冷媒をインジェクションできないためである。
なお、インジェクション圧力は、「圧縮機1の吸入圧力」と、「圧縮機1の圧縮部における冷媒吸入時の圧縮室体積と圧縮機1の圧縮部における中間部の圧縮室体積との比」とから求まる。

0057

ステップ6では、中間圧力がインジェクション圧力以上であるかの判定を行う。中間圧力がインジェクション圧力以上であればステップ8に進む。中間圧力がインジェクション圧力より小さければ、絞り装置5a及び絞り装置5bの開度を減少して(ステップ7)、ステップ4へ戻る。

0058

ステップ8では、圧縮機1の圧縮部の中間部へ冷媒をインジェクションするため、開閉弁23を開き、流量調整装置24を初期開度に設定する。

0059

ステップ9では、圧縮機1の吐出温度を検知する。

0060

ステップ10では、ステップ9で検知した吐出温度が所定値a以下であるかを判断する。吐出温度が所定値a以下であれば、ステップ12に進む。吐出温度が所定値aよりも大きければ、流量調整装置24の開度を増加させ(ステップ11)、ステップ11に戻る。圧縮機1の吐出温度を下げるために、冷媒のインジェクション量を増加させる必要があるからである。

0061

ステップ12では、吐出温度が所定値b以上であるかを判断する。吐出温度が所定値b以上であれば、ステップ9に戻る。吐出温度が所定値bより小さければ、冷媒のインジェクション量を減少させるために流量調整装置24の開度を減少させ(ステップ13)、ステップ14に進む。
つまり、吐出温度が所定値b以上で所定値a以下となるように、流量調整装置24の開度を調整している。ここで、所定値b以上で所定値a以下となる範囲が、本発明の第3の所定範囲に相当する。なお、流量調整装置24の開度は、圧縮機1が吐出する冷媒の圧力に基づいて調整されてもよい。つまり、圧縮機1が吐出する冷媒の圧力が所定範囲(本発明の第4の所定範囲に相当)となるように、流量調整装置24の開度を調整してもよい。

0062

ステップ14では、流量調整装置24の開度が下限値に達しているかの判定を行う。流量調整装置24の開度が下限値であれば、開閉弁23を閉じて(ステップ15)、ステップ2へ戻る。流量調整装置24の開度が下限値に達していない場合は、ステップ9へ戻る。

0063

全暖房運転において、インジェクションを行う場合の冷媒の流れを図6に示す。
図6は、本発明の実施の形態に係る空気調和機のインジェクション時における全暖房運転モードを表す冷媒回路図である。基本的な冷媒の流れは、通常の全暖房運転と同様である。しかしながら、インジェクションを行う場合、気液分離器25で分離されたガス冷媒は、ガスバイパス配管26a及びガスバイパス配管23a(開閉弁23)を介して、圧縮機1へインジェクションされる。また、気液分離器25を通過した液冷媒の一部は、インジェクション配管24a(流量調整装置24)を介して、圧縮機1へインジェクションされる。この点が、通常の全暖房運転と異なる。

0064

続いて、インジェクションを行った全暖房運転における冷媒の状態変化を、図7に示したp−h線図に従って説明する。

0065

圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒(点a)は、室内熱交換器14a、室内熱交換器14b及び室内熱交換器14cで凝縮し、高温の液冷媒(点b)となる。そして、絞り装置16a、絞り装置16b及び絞り装置16cで減圧され、中間圧力Pmの気液二相冷媒(点c)となる。この中間圧力Pmの気液二相冷媒は、絞り装置18、接続配管9、及び流路切替装置6の逆止弁7cを通って、気液分離器25に流入する。気液分離器25に流入した中間圧力Pmの気液二相冷媒は、ガス冷媒(点d)と液冷媒(点e)に分離される。

0066

気液分離器25を通過した液冷媒(点e)の一部は、インジェクション配管24a(流量調整装置24)を通過し、圧縮機1の圧縮部の中間部(点i)へと吸入される。気液分離器25を通過した液冷媒(点e)の残りの一部は、絞り装置5a及び絞り装置5bでさらに減圧され、低圧の気液二相冷媒(点f)となる。この低圧の気液二相冷媒は、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bで蒸発して低圧のガス冷媒(点g)となり、圧縮機1へ吸入される。
一方、気液分離器25で分離されたガス冷媒(点d)は、ガスバイパス配管26a及びガスバイパス配管23a(開閉弁23)を通り、圧縮機1の圧縮部の中間部(点i)へ吸入される。

0067

なお、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bが蒸発器として機能する場合、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへの冷媒分配の不均一が起こり、一方の熱交換器の性能を十分に発揮できないことがある。

0068

この場合には、室外熱交換器3aから流出した冷媒の過熱度(以後、出口過熱度ともいう)と室外熱交換器3bの出口過熱度との差が所定の範囲(本発明の第1の所定範囲に相当)内となるように、絞り装置5a及び絞り装置5bの絞り開度を調整するとよい。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの性能を十分に発揮させることができ、空気調和機の効率を上昇させることができる。なお、本実施の形態では、室外熱交換器3aの出口過熱度を、吸入圧力検知手段35の検知圧力から換算される冷媒の飽和温度と、ガス管温度検知手段31aの検知温度との差として求めている。また、室外熱交換器3bの出口過熱度を、吸入圧力検知手段35の検知圧力から換算される冷媒の飽和温度と、ガス管温度検知手段31bの検知温度との差として求めている。

0069

(暖房主体運転モード)
次に、暖房主体運転モードについて説明する。
図8は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の通常時における暖房主体運転モードを表す冷媒回路図である。

0070

室内機13a及び室内機13bが暖房運転を行い、室内機13cが冷房運転を行う場合、流路切替装置2は、圧縮機1から吐出された冷媒が流路切替装置6へ流入する流路に切り替わる。流路切替装置22aは、室外熱交換器3aから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路に切り替わる。流路切替装置22bは、室外熱交換器3bから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路に切り替わる。つまり、室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bは、凝縮器として機能する。また、室内熱交換器14c、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bは、蒸発器として機能する。

0071

また、絞り装置5a及び絞り装置5bは所定の開度(例えば全開)とする。暖房運転する室内機13a及び室内機13bと接続された冷暖房切替弁11a及び冷暖房切替弁11bは、開閉弁12a及び開閉弁12cを閉じた状態とし、開閉弁12b及び開閉弁12dを開いた状態とする。冷房運転する室内機13cと接続された冷暖房切替弁11cは、開閉弁12fを閉じた状態とし、開閉弁12eを開いた状態とする。絞り装置18は、絞り装置18前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。絞り装置19は閉じた状態とする。絞り装置16a、絞り装置16b及び絞り装置16cは、各絞り装置前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。
また、通常(インジェクションを行わない場合)、流量調整装置24、開閉弁23及び開閉弁26は閉じた状態とする。インジェクションを行う場合、流量調整装置24は、圧縮機1の吐出温度や吐出圧力が過度に低下しない開度に設定する。このとき、開閉弁26を開いた状態に設定する。また、ガス冷媒をバイパスする場合、開閉弁26を開いた状態に設定する。

0072

インジェクション及びガス冷媒のバイパスを行わない場合、空気調和機100の冷媒流れは、次のようになる。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2、流路切替装置6の逆止弁7d及び接続配管8を通って、気液分離器10に流入する。気液分離器10から流出した高温高圧のガス冷媒は、開閉弁12b及び開閉弁12dを通って、室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bに流入する。室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bに流入した冷媒は、凝縮することで各室内の暖房を行い(室内空気に放熱し)、高圧の液状冷媒となる。このとき、室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bを流れる冷媒は、各室内熱交換器に接続された絞り装置(絞り装置16a及び絞り装置16b)で所定の過冷却度に調整される。

0073

室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bから流出した高圧の液冷媒は、分岐部17に流入して合流する。分岐部17に流入した高圧の液冷媒は、冷房運転の室内熱交換器14cへ流入する冷媒と、絞り装置18へ流入する冷媒とに分かれる。
室内熱交換器14cへ流入した高圧の液冷媒は、絞り装置16cで所定値に減圧され、低圧気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器14cに流入する。室内熱交換器14cに流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発することで室内の冷房を行い(室内空気から吸熱し)、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、絞り装置18で所定値に減圧された冷媒と合流し、低圧気液二相冷媒の冷媒となって接続配管9へ流入する。

0074

接続配管9へ流入した低圧気液二相状態の冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7c、気液分離器25、絞り装置5a及び絞り装置5bを通って、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへ流入する。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへ流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発して(外気から吸熱して)、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bを流出した低圧のガス冷媒は、流路切替装置22a、流路切替装置22b及び低圧連絡配管20を通って、圧縮機1に吸入される。

0075

なお、暖房主体運転におけるインジェクション方法は、全暖房運転におけるインジェクション方法と同様である。

0076

上述のように、暖房主体運転では、冷房運転に用いられる室内熱交換器14cと室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bとが蒸発器として機能する。このとき、室内熱交換器14cと室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bとは、気液分離器25、絞り装置5a及び絞り装置5b等を介して、直列に接続されている。このため、低外気温時に暖房主体運転を行う場合、外気から採熱するために室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bを流れる冷媒の蒸発温度が低下するので、直列に接続された室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度も低下する。室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度過度に低下すると、室内機13cが凍結してしまう場合もある。

0077

空気調和機の室外機は通常、凍結しても問題ない構造となっているが、室内機は凍結すると破壊する危険性がある。このため、室内機が凍結することは、空気調和機の信頼性を著しく損なうことになる。

0078

熱源機Aを流れる冷媒の蒸発温度が0℃を下回る場合にも、室内機13cの凍結を防止するためには、室内熱交換器14cの蒸発温度を少なくとも0℃以上に保つ必要がある。

0079

そこで、冷房運転に用いられる室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度を室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bより高く保つために、絞り装置5a及び絞り装置5bの開度調整を行うことが有効である。

0080

冷媒の流れは、次のようになる。室内熱交換器14cから流出した冷媒は、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへと向かって流れる。このとき、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの上流側に絞り装置5a及び絞り装置5bが接続されているので、室内熱交換器14cから流出した冷媒は、絞り装置5a及び絞り装置5bで減圧されて、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへと流入する。これにより、室内熱交換器14cの蒸発温度は、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bよりも高くできる。なお、絞り装置5a及び絞り装置5bの制御方法は、図10で後述する。

0081

また、冷房運転に用いられる室内熱交換器14cの負荷が大きくなると、冷媒が室内熱交換器14cで大量に蒸発する。このため、接続配管9に流れ込む冷媒のクオリティ冷媒中に占めるガス冷媒の体制流量比)が高くなる。冷媒のクオリティが高くなるにつれて平均流速が上がるため、圧力損失が増加する。特に、絞り装置5a及び絞り装置5bは絞り機構となっているため、圧力損失が大きい。絞り装置5a及び絞り装置5bでの圧力損失が大きいと、室内熱交換器14cを流れる蒸発温度が過度に上昇してしまい、冷房能力不足となってしまう。

0082

このような場合には、気液分離器25からガス冷媒を圧縮機1の吸入側へバイパスすることにより、絞り装置5a及び絞り装置5bへ流入する冷媒のクオリティを下げることができる。また、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへ流入する冷媒のクオリティを下げることで、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの蒸発エンタルピー差を大きくできるため、暖房能力を増加させるのにも有効である。

0083

暖房主体運転において、圧縮機1の吸入側へガス冷媒のバイパスを行う場合の冷媒流れを図9に示す。
図9は、本発明の実施の形態に係る空気調和機のガスバイパス時における暖房主体運転モードを表す冷媒回路図である。
基本的な冷媒の流れは、通常の暖房主体運転と同様である。しかしながら、圧縮機1の吸入側へガス冷媒のバイパスを行う場合、気液分離器25で分離されたガス冷媒は、ガスバイパス配管26a(開閉弁26)を通過し、圧縮機1の吸入側へバイパスされる。この点が、通常の暖房主体運転と異なる。

0084

低外気温時に暖房主体運転を行う際の、絞り装置5a、絞り装置5b及び開閉弁26の設定方法(制御方法)は次のようになる。
図10は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の、ガスバイパスを行う際の絞り装置5a及び絞り装置5bの設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。また、図11は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の、ガスバイパスを行う際の開閉弁26の設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。

0085

まずは、図10を用いて、絞り装置5a及び絞り装置5bの設定方法について説明する。

0086

ステップ20で暖房主体運転と判断されると、ステップ21では、中間圧力検知手段36で中間圧力を検知する。また、ステップ22では、ステップ21で得られた中間圧力から、室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度を演算する。なお、中間圧力は冷房運転に用いられる室内熱交換器14cの蒸発温度とほぼ等価であるので、中間圧力から室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度を演算している。

0087

ステップ23では、ステップ22で演算した蒸発温度が、所定値c以上であるかを判断する。つまり、室内熱交換器14cを流れる蒸発温度が、室内機13cを凍結させない温度となっているかを判断する。蒸発温度が所定値c以上であれば、ステップ21に戻る。蒸発温度が所定値cよりも小さければ、室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度を高めるため、絞り装置5a及び絞り装置5bの開度を小さくする(ステップ24)。

0088

ステップ25では、再び中間圧力検知手段36で中間圧力を検知する。そして、ステップ26では、中間圧力から、室内熱交換器14cを流れる冷媒の蒸発温度を演算する。その後、ステップ27へ進む。

0089

ステップ27では、ステップ26で演算した蒸発温度が、所定値d以下であるかを判断する。つまり、室内熱交換器14cを流れる蒸発温度が、十分な冷房能力を発揮できる温度となっているかを判断する。蒸発温度が所定値d以下であれば、ステップ21に戻る。蒸発温度が所定値dよりも大きければ、冷房運転の室内熱交換器14cの蒸発温度を低くするため、絞り装置5a及び絞り装置5bの開度を大きくする(ステップ28)。そして、ステップ21に戻る。
つまり、蒸発温度が所定値c以上で所定値d以下となるように、絞り装置5a及び絞り装置5bの開度を調整している。ここで、所定値c以上で所定値d以下となる範囲が、本発明の第2の所定範囲に相当する。

0090

次に、図11を用いて、開閉弁26の設定方法について説明する。

0091

ステップ30で暖房主体運転であると判断されると、中間圧力検知手段36で中間圧力を検知し、吸入圧力検知手段35で吸入圧力を検知する(ステップ31)。

0092

ステップ32では、中間圧力と吸入圧力の差を演算し、その圧力差が所定値e以上であるかを判断する。中間圧力と吸入圧力との圧力差が所定値e以上の場合、絞り装置5a及び絞り装置5bに流入する冷媒のクオリティが高いと判断され、ステップ33へ進む。中間圧力と吸入圧力との圧力差が所定値eよりも小さい場合は、ステップ31へ戻る。

0093

ステップ33では、吐出温度検知手段33又は吐出圧力検知手段34で、圧縮機1の吐出温度又は圧縮機1が吐出する冷媒の圧力(以後、吐出圧力ともいう)を検知する。

0094

ステップ34では、圧縮機1の吐出温度が所定値f(所定温度)以上であるかを判断する。なお、ステップ34で、吐出圧力が所定値g(所定圧力)以上であるかを判断してもよい。
圧縮機1の吐出温度が所定値f以上(又は吐出圧力が所定値g以上)の場合、ステップ36で開閉弁26を開き、ステップ31に戻る。圧縮機1の吸入側に液冷媒が戻っていないと判断されるため、開閉弁26を開いても問題ないからである。圧縮機1の吐出温度が所定値fより小さい(又は吐出圧力が所定値gより小さい)場合、ステップ35で開閉弁26を閉じ、ステップ31に戻る。

0095

なお、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bが蒸発器として機能する場合、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへの冷媒分配の不均一が起こり、一方の熱交換器の性能を十分に発揮できないことがある。

0096

この場合には、室外熱交換器3aの出口過熱度と室外熱交換器3bの出口過熱度との差が所定の範囲内となるように、絞り装置5a及び絞り装置5bの絞り開度を調整するとよい。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの性能を十分に発揮させることができ、空気調和機の効率を上昇させることができる。なお、本実施の形態では、室外熱交換器3aの出口過熱度を、吸入圧力検知手段35の検知圧力から換算される冷媒の飽和温度と、ガス管温度検知手段31aの検知温度との差として求めている。また、室外熱交換器3bの出口過熱度を、吸入圧力検知手段35の検知圧力から換算される冷媒の飽和温度と、ガス管温度検知手段31bの検知温度との差として求めている。

0097

続いて、ガスバイパスを行った暖房主体運転における冷媒の状態変化を、図12に示したp−h線図に従って説明する。

0098

圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒(点j)は、暖房運転に用いられる室内熱交換器14a及び室内熱交換器14bで凝縮し、高温の液冷媒(点k)となる。
この高温の液冷媒の一部は、絞り装置18で減圧され、中間圧力Pmの気液二相冷媒(点l)となる。
この高温の液冷媒の他の一部は、絞り装置16cで減圧され、中間圧力Pmの気液二相冷媒となる。そして、絞り装置16cで減圧され、室内熱交換器14cで蒸発して中間圧力Pmの気液二相冷媒(点m)となる。
気液二相冷媒(点l)と気液二相冷媒(点m)とは、合流して、中間圧力Pmの気液二相冷媒(点n)となる。この中間圧力Pmの気液二相冷媒は、接続配管9、及び流路切替装置6の逆止弁7cを通って、気液分離器25に流入する。気液分離器25に流入した中間圧力Pmの気液二相冷媒は、ガス冷媒(点p)と液冷媒(点o)に分離される。

0099

気液分離器25を通過した液冷媒(点o)は、絞り装置5a及び絞り装置5bでさらに減圧され、低圧の気液二相冷媒(点q)となる。この低圧の気液二相冷媒は、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bで蒸発して低圧のガス冷媒となる。そして、この低圧のガス冷媒は、圧縮機1の吸入側で気液分離器25で分離されたガス冷媒(点p)と合流し(点r)、圧縮機1へ吸入される。
一方、気液分離器25で分離されたガス冷媒(点p)は、ガスバイパス配管26a(開閉弁26)を通り、圧縮機1の吸入側へ流入する。そしてこのガス冷媒は、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bで蒸発した低圧のガス冷媒と合流し(点r)、圧縮機1へ吸入される。

0100

なお、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bが蒸発器として機能する場合、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへの冷媒分配の不均一が起こり、一方の熱交換器の性能を十分に発揮できないことがある。

0101

この場合には、室外熱交換器3aの出口過熱度と室外熱交換器3bの出口過熱度との差が所定の範囲内となるように、絞り装置5a及び絞り装置5bの絞り開度を調整するとよい。室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの性能を十分に発揮させることができ、空気調和機の効率を上昇させることができる。なお、本実施の形態では、室外熱交換器3aの出口過熱度を、吸入圧力検知手段35の検知圧力から換算される冷媒の飽和温度と、ガス管温度検知手段31aの検知温度との差として求めている。また、室外熱交換器3bの出口過熱度を、吸入圧力検知手段35の検知圧力から換算される冷媒の飽和温度と、ガス管温度検知手段31bの検知温度との差として求めている。

0102

(除霜運転)
上述のように、ガスバイパスやインジェクションを行うことは、暖房能力を向上させる上で有効である。しかしながら、低外気時の全暖房運転や暖房優先運転では、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの蒸発温度が0℃を下回るため、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの表面に、空気中の水分が霜となって付着する。

0103

室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bに着霜すると、フィン間の風路が狭まったり、霜が熱抵抗となることで、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの伝熱性能が低下する。

0104

そこで、着霜が起こる場合、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bに付着した霜を定期的に取り除く必要がある。

0105

除霜を行う場合、通常は暖房の場合と冷媒の流れを逆転させ、圧縮機1から吐出された高温高圧の吐出ガスを室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bに流入させる。これにより、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bに付着した霜を融解して取り除く。

0106

しかしながら、除霜中に圧縮機1から吐出された高温高圧の吐出ガスを室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの双方に流入させると、室内の暖房を行うことができなくなる。また、このとき室内熱交換器(室内熱交換器14a、室内熱交換器14b、室内熱交換器14c)は蒸発器として機能するので、室内温度が低下し、居室者の快適性が損なわれる。特に、外気を加熱して室内に供給する構成の室内機が停止すると、冷たい外気が室内に直接流入するため、室内の温度低下が著しい。

0107

そこで、本実施の形態に係る空気調和機100は、一部の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3a)の除霜を行い、他の一部の室外熱交換器(例えば室外熱交換器3b)が蒸発器として機能するように、流路切替装置22a及び流路切替装置22bの流路を切り替える。具体的には、除霜を行う室外熱交換器(例えば室外熱交換器3a)に接続された流路切替装置(例えば流路切替装置22a)の流路を、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器へ冷媒が流れる流路とする。また、蒸発器として機能する室外熱交換器(例えば室外熱交換器3b)に接続された流路切替装置(例えば流路切替装置22b)の流路を、室外熱交換器から圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路とする。
このような除霜運転を行うことで、除霜中も常に室外熱交換器の一部が蒸発器として機能するため、除霜中も室内の暖房を継続できる。

0108

ここで、一部の室外熱交換器の除霜を行う(凝縮機として機能させる)と、室内機より低温となっている室外熱交換器に、圧縮機1から吐出された高温高圧の吐出ガスが流入するため、冷媒の高圧が低下する。このため、暖房能力が不足するとともに、室内機の吹出し温度が低下する。したがって、外気より高温であるが体温より低い温度の風が室内に吹き込むこととなり、居室者に冷風感を生じさせてしまう。

0109

そこで、本実施の形態に係る空気調和機100は、優先度の高い室内機の暖房運転を継続させ、その他の(例えば優先度の低い)室内機の暖房運転を停止させる。これにより、除霜運転によって空気調和機100の暖房能力が低下した場合でも、凝縮器として機能する室内熱交換器の台数が減少し、冷媒の高圧が過度に低下することを抑制できる。このため、優先度の高い室内機の暖房能力を確保でき、優先度の高い室内機が設けられた室内の快適性の低下を抑制することができる。
なお、以下では、外気を加熱して室内に供給する構成の室内機を優先度の高い室内機として説明する。外気を加熱して室内に供給する構成の室内機が停止すると、冷たい外気が室内に直接流入するため、室内の温度低下が著しいからである。

0110

図13は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の暖房除霜混在運転を表す冷媒回路図である。この図13は、インジェクションやガスバイパスを行っていない状態を示している。
また、図13は、室外熱交換器3aの除霜を行い、室外熱交換器3bが蒸発器として機能する場合を示している。また、室内機13aが外気を加熱して室内に供給する構成の室内機、室内機13b及び室内機13cが室内空気を加熱する構成の室内機とする。
なお、室外熱交換器3bの除霜を行い、室外熱交換器3aが蒸発器として機能する場合も、基本的な動作は同様である。
また、図13は、全暖房運転中に暖房除霜混在運転を行う場合を示している。なお、暖房主体運転中に暖房除霜混在運転を行う場合、分流コントローラーB及び冷房運転中の室内機の冷媒流れは、暖房除霜混在運転を行っていない暖房主体運転と同様である。

0111

全暖房運転中に暖房除霜混在運転を行う場合、流路切替装置2は、圧縮機1から吐出された冷媒が流路切替装置6へ流入する流路に切り替わる。流路切替装置22aは、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3aへ冷媒が流れる流路に切り替わる。流路切替装置22bは、室外熱交換器3bから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路に切り替わる。絞り装置5a及び絞り装置5bは所定の開度とする。

0112

外気を加熱して室内に供給する室内機13aに接続された冷暖房切替弁11aは、開閉弁12aを閉じた状態とし、開閉弁12bを開いた状態とする。室内機13aの絞り装置16aは、絞り装置16a前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。室内空気を加熱する室内機13bに接続された冷暖房切替弁11bは、室内熱交換器14bに冷媒を流通させないようにするため、開閉弁12c及び開閉弁12dを閉じた状態とする。また、室内機13bの絞り装置16bは、室内熱交換器14bに冷媒を流通させないようにするため、閉じる。室内空気を加熱する室内機13cに接続された冷暖房切替弁11cも、室内熱交換器14cに冷媒を流通させないようにするため、開閉弁12e及び開閉弁12fを閉じた状態とする。また、室内機13cの絞り装置16cも、室内熱交換器14cに冷媒を流通させないようにするため、閉じる。
なお、冷暖房切替弁の開閉弁又は室内機の絞り装置の一方を閉じて、室内熱交換器に冷媒を流通させないようにしてもよい。

0113

絞り装置18は、絞り装置18前後の差圧が所定値となるよう、開度が設定される。絞り装置19は閉じた状態とする。
また、通常(インジェクションを行わない場合)、流量調整装置24、開閉弁23及び開閉弁26は閉じた状態とする。インジェクションを行う場合、流量調整装置24は、圧縮機1の吐出温度や吐出圧力が過度に低下しない開度に設定する。このとき、開閉弁26を開いた状態に設定する。また、ガス冷媒をバイパスする場合、開閉弁26を開いた状態に設定する。

0114

圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、室内を暖房する冷媒流路と除霜を行う冷媒流路とに分岐される。

0115

まずは、室内を暖房する冷媒流路について説明する。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2、流路切替装置6の逆止弁7d及び接続配管8を通って、気液分離器10に流入する。気液分離器10から流出した高温高圧のガス冷媒は、開閉弁12bを通って、外気加熱型(外気を加熱して室内に供給する)室内機13aの室内熱交換器14aに流入する。室内熱交換器14aに流入した冷媒は、凝縮することで室内の暖房を行い(室内空気に放熱し)、高圧の液状冷媒となる。このとき、室内熱交換器14aを流れる冷媒は、絞り装置16aで所定の過冷却度に調整される。

0116

室内熱交換器14aから流出した高圧の液冷媒は、分岐部17を通って絞り装置18に流入する。絞り装置18に流入した高圧の液冷媒は、絞り装置18前後の差圧が所定値となるよう減圧され、低圧の気液二相状態となって接続配管9に流入する。そして、この冷媒は、流路切替装置6の逆止弁7c、気液分離器25及び絞り装置5bを通って、室外熱交換器3bへ流入する。室外熱交換器3bへ流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発して(外気から吸熱して)、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器3bを流出した低圧のガス冷媒は、流路切替装置22b及び低圧連絡配管20を通って、圧縮機1に吸入される。

0117

続いて、室外熱交換器3aの除霜を行う冷媒流路について説明する。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、高圧連絡配管21及び流路切替装置22aを通って、室外熱交換器3aへ流入する。室外熱交換器3aに流入した高温高圧のガス冷媒は、霜を融解することで除霜を行う。そして、絞り装置5aを通って、室内の暖房に用いられた冷媒と合流する。その後、絞り装置5bを通って、室外熱交換器3bへ流入する。室外熱交換器3bへ流入した低圧気液二相状態の冷媒は、蒸発して(外気から吸熱して)、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器3bを流出した低圧のガス冷媒は、流路切替装置22b及び低圧連絡配管20を通って、圧縮機1に吸入される。

0118

図14は、本発明の実施の形態に係る空気調和機における暖房除霜混在運転時の各要素の設定方法(制御方法)を示すフローチャートである。この図14は、インジェクション及びガスバイパスを行わない場合について示している。

0119

ステップ40で全暖房運転又は暖房主体運転と判断されると、吸入圧力検知手段35で圧縮機1の吸入圧力を検知し(ステップ41)、この吸入圧力を飽和温度に換算する。吸入圧力から換算した飽和温度は、蒸発器として機能する室外熱交換器の蒸発温度とほぼ等価の温度である。

0120

ステップ43では外気温度検知手段38で外気温度を検知し、吸入圧力から換算した飽和温度と外気温度との差を演算する(ステップ44)。

0121

空気調和機100の暖房運転は、外気から吸収した熱を冷媒が輸送し、室内の暖房を行う運転である。このとき、室外熱交換器に着霜が生じていない場合、蒸発温度と外気温度との差が略一定の値となる。室外熱交換器に着霜すると、熱交換器の伝熱性能が低下するため、蒸発温度が低下する。このため、蒸発温度と外気温度との差が大きくなる。そこで、ステップ45では、蒸発温度と外気温度との差に基づいて、室外熱交換器に着霜しているか否か(除霜運転が必要か否か)を判断している。

0122

具体的には、ステップ45では、吸入圧力から換算した飽和温度と外気温度の差が所定値h以上であるかを判断する。
飽和温度と外気温度の差が所定値h以上の場合、室外熱交換器の除霜が必要であると判断され、外気加熱型の室内機以外は停止される(ステップ46)。そして、ステップ47で流路切替装置22aを、圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒が室外熱交換器3aに流入するよう切り替えられる。その後、ステップ48へ進む。
一方、飽和温度と外気の差が所定値hよりも小さければ、除霜は必要ないと判断され、ステップ41へ戻る。

0123

ステップ48では、液管温度検知手段32aで、室外熱交換器3aから流出した冷媒の温度を検知する。液管温度検知手段(32a)で検知される温度は、除霜が行われている室外熱交換器3a内で凝縮して液となった冷媒の温度であり、室外熱交換器3aを流れる冷媒温度の中で一番低い温度である。

0124

ステップ49では、ステップ48で得られた液管温度検知手段32aの検知温度(室外熱交換器3aから流出した冷媒の温度)が所定値i以上であるかを判断する。
液管温度検知手段32aの検知温度が所定値i以上であれば、室外熱交換器3aが十分に加熱されて霜が融解していると判断され、ステップ50へ進む。なお、実験では、液管温度検知手段32aの検知温度が8℃以上になれば、霜が融解していることが観察された。
液管温度検知手段32aの検知温度が所定値i以下であれば、霜が融解していないと判断され、ステップ48へ戻る。

0125

ステップ50では、続いて室外熱交換器3bの除霜を行うため、流路切替装置22a及び流路切替装置22bの流路を切り替える。具体的には、室外熱交換器3aを蒸発器として機能させるため、流路切替装置22aの流路を、室外熱交換器3aから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路へ切り替える。また、室外熱交換器3bの除霜を行うため、流路切替装置22bの流路を、圧縮機1の吐出側から室外熱交換器3bへ冷媒が流れる流路へと切り替える。

0126

ステップ51では、液管温度検知手段32bで、室外熱交換器3bから流出した冷媒の温度を検知する。
ステップ52では、ステップ51で得られた液管温度検知手段32bの検知温度が所定値i以上であるかを判断する。液管温度検知手段32bの検知温度が所定値i以上であれば、室外熱交換器3bの除霜が完了したと判断され、ステップ53へ進む。液管温度検知手段32bの検知温度が所定値i以下であれば、室外熱交換器3bの除霜が完了していないと判断され、ステップ51へ戻る。

0127

ステップ53では、室外熱交換器3bを蒸発器として機能させるため、流路切替装置22bの流路を、室外熱交換器3bから圧縮機1の吸入側へ冷媒が流れる流路へ切り替える。そして、暖房運転を停止させていた室内機13b及び室内機13cの暖房運転を再開する。

0128

続いて、暖房除霜混在運転における冷媒の状態変化を、図15に示したp−h線図に従って説明する。本発明に係る暖房除霜混在運転を行った場合のサイクル図13に示したp−h線図に従って説明する。

0129

圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒(点s)は、暖房運転用の冷媒(室内熱交換器14aに流入する冷媒)と、除霜用の冷媒(室外熱交換器3aに流入する冷媒)とに分けられる。
室内熱交換器14aに流入した冷媒は、室内熱交換器14aで凝縮し、高温の液冷媒(点t)となる。そして、絞り装置18で減圧され、中間圧力Pmの気液二相冷媒(点u)となって、接続配管9を通過する。
一方、室外熱交換器3aに流入した冷媒は、室外熱交換器3aで凝縮し、高温の液冷媒(点v)となる。そして、絞り装置5aで減圧され、中間圧力Pmの液冷媒(点w)となる。

0130

中間圧力Pmの気液二相冷媒(点u)と中間圧力Pmの液冷媒(点w)とは、合流して中間圧力Pmの気液二相冷媒(点x)となる。この中間圧力Pmの気液二相冷媒は、絞り装置5bに流入し、さらに減圧され、低圧の気液二相冷媒(点y)となる。この低圧の気液二相冷媒は、室外熱交換器3bで蒸発して低圧のガス冷媒(点z)となり、圧縮機1へ吸入される。

0131

暖房除霜混在運転中、除霜が行われている室外熱交換器(例えば室外熱交換器3a)に接続された絞り装置(例えば絞り装置5a)の開度設定によって、除霜が行われている室外熱交換器に流入する冷媒(圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒)に対する抵抗値が変化する。このため、除霜が行われている室外熱交換器の除霜時間を短時間で完了したい場合には、除霜が行われている室外熱交換器への高温高圧のガス冷媒の流入量を増加させるため、絞り装置の開度を大きく設定するとよい。また、室内機の暖房能力を大きくしたい場合には、除霜が行われている室外熱交換器への高温高圧のガス冷媒の流入量を減少させるため、絞り装置の開度を小さく設定するとよい。

0132

また、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの着霜量が片側の室外熱交換器に片寄らないように、室外送風機4a及び室外送風機4bの回転数を調整してもよい。

0133

また、暖房除霜混在運転中に、インジェクションやガスバイパスの制御を同時に行ってもよい。

0134

以上、このように構成された空気調和機100においては、暖房除霜混在運転中、外気加熱型の室内機の暖房運転を行い、その他の室内機の暖房運転を停止する。室内の温度低下が著しい外気加熱型の室内機の暖房運転を継続させることにより、居住者が冷風感を生じることを低減でき、居室者の快適性を向上できる。

0135

なお、本実施の形態では優先度の高い(暖房運転を継続させる)室内機として外気加熱型の室内機を示したが、優先度の高い(暖房運転を継続させる)室内機の選び方は任意である。
例えば、暖房除霜混在運転中、設定温度と室内温度の差が所定値以上となっている室内機の暖房運転を継続させてもよい。また、設定温度と室内温度の差が最も大きい室内機の暖房運転を継続させてもよい。居住者が冷風感を生じることを低減でき、居室者の快適性を向上できる。

0136

また、暖房除霜混在運転中、暖房除霜混在運転中も運転を行うよう設定された室内機の暖房運転を継続させてもよい。この室内機が設置された室内の居室者の快適性を向上できる。

0137

また、暖房除霜混在運転中、センサー等の人体検出手段により室内に居室者の有無を検知し、居室者がいる室内に設けられた室内機の暖房運転を継続させてもよい。居住者が冷風感を生じることを低減でき、居室者の快適性を向上できる。

0138

また、このように構成された空気調和機100においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合、室外熱交換器3aの出口過熱度と室外熱交換器3bの出口過熱度との差が所定の範囲内となるように、絞り装置5a及び絞り装置5bの絞り開度を調整する。このため、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bへの冷媒分配の不均一を抑制でき、室外熱交換器3a及び室外熱交換器3bの性能を十分に発揮させることができる。

0139

また、暖房主体運転において、冷房運転に用いられる室内熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が所定の範囲となるように、絞り装置5a及び絞り装置5bの開度を調整している。これにより、冷房運転をしている室内機の凍結を防止することができる。

0140

また、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合、ガス冷媒を圧縮機1の吸入側へバイパスすることにより、絞り装置5a及び絞り装置5bに流入する冷媒のクオリティを下げることができる。このため、絞り装置5a及び絞り装置5bでの圧損を低減でき、さらに室外熱交換器で蒸発する冷媒の蒸発エンタルピー差を拡大できる。したがって、全暖房運転時や暖房主体運転時における空気調和機100の能力や性能を拡大することができる。
特に、暖房主体運転時にガスバイパスを行うことにより、冷房運転の室内熱交換器の蒸発温度が過度に上昇することを防止でき、室内機が十分な冷房能力を発揮できる。

0141

また、気液二相状態の冷媒を圧縮機1の圧縮部の中間部にインジェクションすることで、圧縮機1から吐出される冷媒の温度が過度に上昇することを抑制できる。

0142

A熱源機、B分流コントローラー、C室内機群、1圧縮機、2流路切替装置、3a室外熱交換器、3b 室外熱交換器、4a室外送風機、4b 室外送風機、5a絞り装置、5b 絞り装置、6 流路切替装置、7a逆止弁、7b 逆止弁、7c 逆止弁、7d 逆止弁、8接続配管、9 接続配管、10気液分離器、11a冷暖房切替弁、11b 冷暖房切替弁、11c 冷暖房切替弁、12a開閉弁、12b 開閉弁、12c 開閉弁、12d 開閉弁、12e 開閉弁、12f 開閉弁、13a室内機、13b 室内機、13c 室内機、14a室内熱交換器、14b 室内熱交換器、14c 室内熱交換器、15a室内送風機、15b 室内送風機、15c 室内送風機、16a 絞り装置、16b 絞り装置、16c 絞り装置、17分岐部、18 絞り装置、19 絞り装置、20低圧連絡配管、21高圧連絡配管、22a 流路切替装置、22b 流路切替装置、23 開閉弁、23aガスバイパス配管、24流量調整装置、24aインジェクション配管、25 気液分離器、26 開閉弁、26a ガスバイパス配管、31aガス管温度検知手段、31b ガス管温度検知手段、32a液管温度検知手段、32b 液管温度検知手段、33吐出温度検知手段、34吐出圧力検知手段、35吸入圧力検知手段、36中間圧力検知手段、37制御装置、38外気温度検知手段、100空気調和機。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • アイシン精機株式会社の「 空気調和装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】 室外熱交換器への着霜を回避することができる空気調和装置を提供すること。【解決手段】 空気調和装置(1)が備える制御装置(40)は、暖房運転時に冷媒温度センサ(61,62)により検出された... 詳細

  • 富士電機株式会社の「 状態検知装置及び状態検知方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】設備に発生する冷媒漏れ量などの不可逆状態変化の累積量を安定して検知すること。【解決手段】コントローラ1は、設備に関する時系列の複数の運転データを取得する運転データ取得部と41と、設備外の時系列... 詳細

  • ダイキン工業株式会社の「 冷媒管理システム及びプログラム」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】冷媒使用機器に使用される冷媒の量を管理する冷媒管理システムを提供する。【解決手段】冷媒管理システムのコンピュータは、取得部と生成部を有し、取得部は第1情報、冷媒既充填量、冷媒使用量を取得し、生... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ