(57)【要約】【課題】冷媒分流コントローラの設置の自由度及びサービス性を向上させるとともに、コストの削減を図る。【解決手段】冷媒分流ユニット３０は、複数の室内機２０毎にそれぞれ接続され、室外機１０と室内機２０とを繋ぐ配管４３及び配管４３上に配置された電子膨張弁４４を筐体４１内に収容した複数の中継ユニット４０と、複数の中継ユニット４０とは別体で設けられており、複数の中継ユニット４０の電子膨張弁４４の開度を制御する１つの分流コントローラ５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機と複数の室内機との間に設置され、前記室外機から冷媒を複数の室内機毎に分岐させる冷媒分流ユニットにおいて、
前記室外機から流出する冷媒を前記複数の室内機に分岐する分岐配管と、
前記分岐配管に接続された配管と、前記配管上に配置された電子膨張弁とを筐体に収容した複数の中継ユニットと、
前記複数の中継ユニットとは別体で設けられており、前記複数の中継ユニットの前記電子膨張弁の開度を制御する１つの分流コントローラと
を備えたことを特徴とする冷媒分流ユニット。
【請求項２】
前記中継ユニットは、前記分岐配管に接続されたガス側配管及び液側配管を前記筐体に収容したものであることを特徴とする請求項１に記載の冷媒分流ユニット。
【請求項３】
前記中継ユニットは、前記分岐配管に接続された液側配管のみを前記筐体に収容し、ガス側配管は前記筐体の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒分流ユニット。
【請求項４】
前記液側配管を流れる冷媒の温度を検知する液側温度センサと、
前記ガス側配管を流れる冷媒の温度を検知するガス側温度センサと
をさらに有し、
前記分流コントローラは、前記液側温度センサ及び前記ガス側温度センサにより検知された温度を取得するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷媒分流ユニット。
【請求項５】
前記液側温度センサは、前記筐体内に収容されており、
前記ガス側温度センサは、前記筐体の外側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の冷媒分流ユニット。
【請求項６】
前記分流コントローラは、室外に設置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷媒分流ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷媒分流ユニットを備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外機と複数の室内機とを接続する冷媒分流ユニット及びこれを用いた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から１つの室外機と複数の室内機とが接続されるマルチタイプ（多室形）の空気調和機と、１台の室内機と１台の室外機とが接続されるタイプの空気調和機とを共用して使用することが行われている。（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、複数の室内機毎に電子膨張弁及び温度センサを内蔵した冷媒分流ユニットが開示されている。この冷媒分流ユニットにおいて、低温となる際に配管に結露が発生するのを防止するため、配管は断熱材で覆われた構造を有している。
【０００３】
また、冷媒分流ユニットは、上述した電子膨張弁及び温度センサを制御する分流コントローラが設けられる（例えば特許文献２参照）。特許文献２には、膨張弁の開度制御を行うとともに室内機と室外機との間で通信を行うための分流コントローラが複数の膨張弁毎に設けられている冷媒分流ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３００３８０号公報
【特許文献２】特開平９−１２６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、複数台分の膨張弁を１つの筐体に収める場合、分流コントローラの寸法が大きくなってしまい、天井裏などに設置する際のスペースが必要となる。さらに、複数の室内機への流路が集中して設置されることになるため、配管の取り回しが遠回りしてしまう。その結果、冷媒分流ユニットの設置場所が制限されてしまい、設置の自由度が制限されてしまう。また、例えば膨張弁が１つだけ故障した際に、分流コントローラに接続されている全ての系統を停止しなくてはならず、サービス性が低下する可能性がある。また、特許文献２のように複数の制御装置が設けられている場合、基板の枚数の増加によるコストが増加してしまうとともに、各基板間の通信をうまく実施する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、設置の自由度及びサービス性の向上を図りながら、コスト低減を図ることができる冷媒分流ユニット及びこれを用いた空気調和機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】
【０００７】
本発明の冷媒分流ユニットは、室外機と複数の室内機との間に設置され、室外機から冷媒を複数の室内機毎に分岐させる冷媒分流ユニットにおいて、室外機から流出する冷媒を複数の室内機に分岐する分岐配管と、分岐配管に接続された配管と、配管上に配置された電子膨張弁とを筐体に収容した複数の中継ユニットと、複数の中継ユニットとは別体で設けられており、複数の中継ユニットの電子膨張弁の開度を制御する１つの分流コントローラとを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の冷媒分流ユニットによれば、複数の室内機毎に対応して複数の中継ユニットが設けられていることにより、個々の中継ユニットのサイズを小さくすることができるため、天井裏のスペースが小さいときの設置性改善及び配管取り回しの自由度向上を図ることができる。また、各中継ユニットを制御する際に１つの分流コントローラを用いて行うため、低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の冷媒分流ユニットを用いた空気調和機の実施形態１を示す冷媒回路図である。
【図２】図１の中継ユニットの一例を示す分解斜視図である。
【図３】図１の分流コントローラの一例を示すブロック図である。
【図４】従来の冷媒分流ユニットを有する空気調和機を示す冷媒回路図である。
【図５】図４の従来の冷媒分流ユニットの一例を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の冷媒分流ユニットにおける中継ユニットの実施形態２を示す冷媒回路図である。
【図７】図１の中継ユニットの別の一例を示す分解斜視図である。
【図８】図１の中継ユニットの別の一例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態１．
以下、図面を参照しながら本発明の冷媒分流ユニット及びこれを用いた空気調和機の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態１による冷媒分流ユニットを用いた空気調和機を示す冷媒回路図である。なお、図１において、冷房運転を行う空気調和機について例示しているが、これに限らず、圧縮機１１から室内機２０側へ冷媒が流れるような暖房運転を行うものであってもよいし、圧縮機１１の吐出側に四方弁等からなる流路切替器が配置されており、冷房運転及び暖房運転の切替が可能な空気調和機であってもよい。
【００１１】
空気調和機１は、室外機１０、複数台の室内機２０、冷媒分流ユニット３０を備えている。そして、室外機１０から流出した冷媒は、冷媒分流ユニット３０により複数の室外機１０に分岐し、複数の室内機２０にそれぞれ流入する。室内機２０から流出した冷媒は再び冷媒分流ユニット３０を介して室外機１０に戻るようになっている。
【００１２】
室外機１０は、圧縮機１１、熱源側熱交換器１２、アキュムレータ１３、室外コントローラ１４を備えている。圧縮機１１は、冷媒を吸入及び圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものであって、吐出側が熱源側熱交換器１２に接続されており、吸入側がアキュムレータ１３に接続されている。熱源側熱交換器１２は、冷媒と空気（外気）との間で熱交換を行うものであって、例えば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えた構造を有している。熱源側熱交換器１２に送風を行う室外送風機が配置されており、送風機の駆動により冷媒が空気と熱交換を行うようになっている。また、熱源側熱交換器１２は、冷媒分流ユニット３０に接続されている。
【００１３】
アキュムレータ１３は、圧縮機１１の吸入側に接続されており、圧縮機１１に気相の冷媒を供給するために気液分離を行い、液体を溜めるものである。室外コントローラ１４は、空気調和機１のシステム全体をコントロールするものであって、例えば空調負荷に応じて圧縮機１１の運転周波数を設定するとともに、冷媒分流ユニット３０の動作の設定等を行うものである。
【００１４】
複数の室内機２０は、それぞれ利用側熱交換器２１及び室内コントローラ２２を備えている。利用側熱交換器２１は、室外機１０から冷媒分流ユニット３０を介して流れる冷媒と空気（外気）との間で熱交換を行うものであって、例えば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えた構造を有している。また、利用側熱交換器２１に送風を行う室内送風機が配置されており、室内送風機の駆動により冷媒が空気と熱交換を行うようになっている。そして、利用側熱交換器２１における熱交換により室内空間の冷房及び暖房が行われることになる。室内コントローラ２２は、室内機２０の動作を制御するものであって、例えば室内空間の設定温度の設定及び上述した室内送風機の制御等を行うものである。
【００１５】
冷媒分流ユニット３０は、室外機１０から流出した冷媒を各室内機２０へ分配するものであって、ガス側分岐配管３１、液側分岐配管３２、複数の中継ユニット４０及び分流コントローラ５０を備えている。ガス側分岐配管３１及び液側分岐配管３２は、それぞれ室外機１０から流出する冷媒を複数の中継ユニット４０（複数の室内機２０）に分岐するとともに、複数の中継ユニット４０（複数の室内機２０）から流入する冷媒を合流させて室外機１０側へ流出させるものである。
【００１６】
図２は、図１の冷媒分流ユニット３０における中継ユニット４０の一例を示す分解斜視図である。図１及び図２の複数の中継ユニット４０は、複数の室内機２０の台数に対応して設けられるものであって、それぞれ筐体４１、ガス側配管４２、液側配管４３、電子膨張弁４４を備えている。なお、複数の中継ユニット４０はそれぞれ同一の構成を有している。図２に示すように、筐体４１には、ガス側配管４２、液側配管４３及び電子膨張弁４４が収容されており、ガス側配管４２及び液側配管４３は、外周が予め成型された断熱材４７により覆われた状態で筐体４１内に収容されている。図１の電子膨張弁４４は、液側配管４３上に取り付けられており、冷媒を減圧して膨張させる膨張弁としての機能をするものである。電子膨張弁４４の開度を調整することにより、冷媒回路を流れる冷媒の温度（圧力）を制御することができる。
【００１７】
さらに、中継ユニット４０は、ガス側温度センサ４５及び液側温度センサ４６を有している。ガス側温度センサ４５はガス側配管４２に取り付けられており、ガス側配管４２を流れる冷媒の温度を検知するものである。一方、液側温度センサ４６は液側配管４３に取り付けられており、液側配管４３を流れる冷媒の温度を検知するものである。
【００１８】
分流コントローラ５０は、例えば制御箱に収容された基板上にＩＣを実装したものからなっており、複数の中継ユニット４０の動作を制御するものである。言い換えれば、複数の中継ユニット４０における電子膨張弁４４、液側温度センサ４６及びガス側温度センサ４５は、１つの分流コントローラ５０に接続されている。そして、分流コントローラ５０は、複数の中継ユニット４０内に収容された電子膨張弁４４を制御する。
【００１９】
図３は図１の分流コントローラ５０の一例を示すブロック図である。図１及び図３に示すように、分流コントローラ５０は、室外コントローラ１４及び複数の室内コントローラ２２にデータ伝送可能に接続されている。なお、室外コントローラ１４と複数の室内コントローラ２２とは、分流コントローラ５０を介して接続されている場合について例示しているが、直接データ伝送可能に接続されていてもよい。
【００２０】
ここで、分流コントローラ５０には、室外コントローラ１４が接続される通信ポート５１Ａとともに、複数の室内機２０が接続されることを想定し、複数の室内コントローラ２２が接続される通信ポート５１Ｂ、５１Ｃと、複数の中継ユニット４０が接続される複数の通信ポート５１Ｄ、５１Ｅを有している。なお、通信ポート５１Ｄ、５１Ｅは、複数の電子膨張弁４４、複数のガス側温度センサ４５及び複数の液側温度センサ４６毎に通信ポートが設けられていてもよい。各通信ポート５１Ａ〜５１Ｅは、各機器の接続位置を識別しやすいようにコネクタの色もしくは形状等が異なるものになっている。さらに、分流コントローラ５０は、試運転時に各中継ユニット４０の電子膨張弁４４の開度を開いた際、液側温度センサ４６において検知される温度の変化を検出し、自動的に通信ポート５１Ａ〜５１Ｅと接続されている機器との整合性を取る機能を有していてもよい。
【００２１】
この分流コントローラ５０は、ガス側温度センサ４５及び液側温度センサ４６により検知された温度を室外コントローラ１４に送信する。また、室内コントローラ２２は、室内温度及び設定温度を室外コントローラ１４に送信する。室外コントローラ１４は、ガス側温度センサ４５及び液側温度センサ４６により検知された温度の差分を過熱度として算出し、算出した過熱度が目標過熱度になるように電子膨張弁４４の開度を算出する。そして、室外コントローラ１４は、算出した複数の中継ユニット４０毎の電子膨張弁４４の開度を分流コントローラ５０に送信する。分流コントローラ５０は、室外コントローラ１４から送信された複数の中継ユニット４０毎の電子膨張弁４４の開度に基づいて、複数の電子膨張弁４４を制御する。なお、室外コントローラ１４側が電子膨張弁４４の開度を算出する場合について例示しているが、分流コントローラ５０自体が上記過熱度から開度を算出して電子膨張弁４４の開度の制御を行うようにしてもよい。
【００２２】
次に、図１から図３を参照して空気調和機１の動作例について説明する。なお、以下に空気調和機１が冷房運転を行う場合について例示する。まず、冷媒が圧縮機１１により圧縮され高温高圧のガスとなり、熱源側熱交換器１２に送られる。熱源側熱交換器１２において冷媒は外気との熱交換により冷却（凝縮）され高圧液冷媒となる。この液冷媒は、冷媒分流ユニット３０の液側分岐配管３２において、複数の中継ユニット４０毎に分岐される。そして、分岐された液冷媒は、各中継ユニット４０の電子膨張弁４４で低圧二相の冷媒となり、室内機２０の利用側熱交換器２１で室内空気との間で熱交換され低圧ガスになる。この際、室内空気の冷却が行われる。その後、低圧ガスの冷媒は中継ユニット４０のガス側配管４２を通り、ガス側分岐配管３１で合流する。その後、合流した冷媒はアキュムレータ１３に戻り、圧縮機１１へ吸入される。
【００２３】
この際、複数のガス側温度センサ４５及び複数の液側温度センサ４６により検知された温度情報が分流コントローラ５０を介して室外コントローラ１４に送信される。室外コントローラ１４において、室内コントローラ２２から送信される室内温度及び設定温度等に基づき、適正な電子膨張弁４４の開度が算出される。そして、この弁開度が室外ユニットから分流コントローラ５０に送信され、分流コントローラ５０により複数の電子膨張弁４４の開度が制御される。この際、１つの分流コントローラ５０から複数の中継ユニット４０に対し、それぞれ弁開度の指令が送信されることになる。
【００２４】
このように、複数の室内機２０毎にそれぞれ別体からなる複数の中継ユニット４０を設けるとともに、複数の中継ユニット４０の制御を１つの分流コントローラ５０が行うことにより、天井裏のスペースが小さいときの設置性改善及び配管取り回しの自由度向上を図ることができる。さらに、各中継ユニット４０を制御する際に１つの分流コントローラ５０を用いて行うため、低コスト化を実現することができる。
【００２５】
すなわち、従来においては、分岐配管であるガス側配管及び液側配管が筐体に一体的に収容された構造を有している。具体的には、図４は従来の冷媒分流ユニットを用いて空気調和機の一例を示す冷媒回路図、図５は図４の従来の冷媒分流ユニットの一例を示す分解斜視図である。なお、図４の従来の空気調和機において図１の空気調和機１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図４及び図５に示すように、従来の冷媒分流ユニット７０において、各室内機に対応した複数のガス側配管７２、液側配管７３が筐体７１内に一体的に収容されている。このため、筐体７１自体のサイズが大きくなり、筐体７１が収容可能なスペースが必要になるため設置の自由度が制限される。
【００２６】
一方、図１及び図２に示すように、それぞれ別の筐体４１からなる中継ユニット４０が複数の室内機２０毎に設けられていることにより、個々の中継ユニット４０のサイズを小さくすることができるため、設置場所の自由度を向上させることができる。さらに、複数の中継ユニット４０毎に中継ユニット制御装置を設けずに、１つの分流コントローラ５０で複数の中継ユニット４０を制御することにより、基板枚数の増加によるコストの増加を防止することができる。特に、分流コントローラ５０が複数の中継ユニット４０とは別体として配置されていることにより、分流コントローラ５０をユーザーが操作しやすい場所に中継ユニット４０から離して設置することができる。このため、メンテナンスについても容易に実施することが可能となる。特に、分流コントローラ５０が屋外に設置されていれば、作業者が屋内に入らずに基板点検等を実施することができる。
【００２７】
実施形態２．
図６は本発明の冷媒分流ユニットにおける中継ユニットの実施形態２を示す冷媒回路図であり、図６を参照して中継ユニット１４０について説明する。なお、図６の中継ユニット１４０において図１及び図３の中継ユニット４０と同一の構成を有する部位には、同一の符号を付してその説明を省略する。図６の中継ユニット１４０が図１及び図３の中継ユニット４０と異なる点は、液側配管４３のみ筐体４１に収容されているとともに、ガス側温度センサ４５が筐体４１の外側に設けられている点である。
【００２８】
図６の中継ユニット１４０において、液側配管４３及び液側温度センサ４６は、中継ユニット１４０内に配置されており、液側配管４３は断熱材で被覆されている。一方、ガス側配管４２及びガス側温度センサ４５は、中継ユニット４０の外側に配置されている。なお、ガス側配管４２が筐体４１の外側に配置されている場合について例示しているが、ガス側配管４２は筐体４１内に収容されており、ガス側温度センサ４５が筐体４１の外側に配置されるようにしてもよい。
【００２９】
このように、筐体４１内において、液側配管４３が筐体４１内に収容され断熱材４７で覆われており、ガス側配管４２及びガス側温度センサ４５が筐体４１の外側に設けられていることにより、中継ユニット４０のサイズをさらに小型化でき、設置の自由度を高めることができる。この場合であっても、実施形態１と同様、冷媒分流ユニット３０の設置の自由度を向上させることができるとともに、コストの増加を防止することができる。
【００３０】
以上、上記実施形態１、２によれば、複数の中継ユニット４０と分流コントローラ５０とが分離していることにより、天井裏のスペースが小さい場合の設置性を改善することができるとともに、配管の取り回しの自由度を向上させることができる。また、１つの分流コントローラ５０が複数の中継ユニット４０を制御することにより、基板枚数の増加によるコストの増加を防止することができる。さらに、分流コントローラ５０を例えば屋外等のアクセスしやすい場所に設置した場合、メンテナンスについても容易に実施することができる。
【００３１】
本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されない。例えば図１において、各室内機２０は同一の構成を有する場合について例示しているが、例えば利用側熱交換器２１の容量が異なる等の異なる種類の室内機２０が接続されていてもよい。さらに、図１の空気調和機１において、１台の室外機１０が冷媒分流ユニット３０に接続されている場合について例示しているが、複数台の室外機１０が接続されていてもよい。
【００３２】
また、図２において、液側配管４３の下側に断熱材４７が設けられている場合について例示しているが、図７に示すように、液側配管４３の上側及び下側の双方に断熱材４７を設けるようにしてもよい。さらに、図８に示すように、ガス側配管４２及び液側配管４３が断熱材に囲われた状態でそれぞれ別の筐体に収容されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  空気調和機、１０  室外機、１１  圧縮機、１２  熱源側熱交換器、１３  アキュムレータ、１４  室外コントローラ、２０  室内機、２１  利用側熱交換器、２２  室内コントローラ、３０、７０  冷媒分流ユニット、３１  ガス側分岐配管、３２  液側分岐配管、４０、１４０  中継ユニット、４１、７１  筐体、４２、７２  ガス側配管、４３、７３  液側配管、４４  電子膨張弁、４５  ガス側温度センサ、４６  液側温度センサ、４７  断熱材、５０  分流コントローラ、５１Ａ−５１Ｅ  通信ポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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