(57)【要約】【課題】  膨張弁を備えていない静音性に優れた室内機を混在させて多様化を図ることができるとともに、必要冷媒量の変動を吸収でき、しかも過暖房等を防止して快適な空調ができるマルチタイプの空気調和機を提供することを目的とする。【解決手段】  マルチタイプ空気調和機１の室外機２から導出されるガス配管７および液配管８間に分岐ボックス４を接続し、それに第２室内機６Ａ，６Ｂが複数台接続可能とされた空気調和機において、分岐ボックス４は、ガス配管７および液配管８より各々分岐される複数組の分岐ガス配管および分岐液配管と、各分岐液配管に設けられる第２室内機６Ａ，６Ｂのための第２膨張弁４４Ａ，４４Ｂと、各分岐ガス配管に設けられる第１開閉弁４３Ａ，４３Ｂと、を備え、第２室内機６Ａ，６Ｂは、分岐ボックス４を介してその分岐ガス配管および分岐液配管間に接続される。【選択図】      図１
2008116085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の室外機に対して、第１室内熱交換器および第１膨張弁を備えた第１室内機が複数台接続されるマルチタイプ空気調和機の前記室外機から導出されるガス配管および液配管間に、少なくとも１台の分岐ボックスが接続され、該分岐ボックスに第２室内熱交換器を備えた第２室内機が複数台接続可能とされた空気調和機において、
前記分岐ボックスは、前記ガス配管および前記液配管より各々分岐される複数組の分岐ガス配管および分岐液配管と、
前記各分岐液配管に設けられる前記第２室内機のための第２膨張弁と、
前記各分岐ガス配管に設けられる第１開閉弁と、を備え、
前記第２室内機は、前記分岐ボックスを介してその前記分岐ガス配管および前記分岐液配管間に接続されることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記第２室内機が接続される前記分岐ガス配管および前記分岐液配管には、それぞれ前記第２膨張弁の開度をコントロールするための温度センサが設けられ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】
前記第２室内機は、冷房サーモオフ時に冷媒溜め込み良否を判定して前記第１開閉弁を閉、前記第２膨張弁を開とすることにより、余剰冷媒が溜め込み可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記分岐ガス配管には、前記第１開閉弁に対して並列に、流量調整手段を備えた並列回路が設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項５】
前記並列回路には、前記流量調整手段と直列に第２開閉弁が設けられることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記分岐ボックス内の前記液配管には、レシーバが設けられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項７】
前記分岐ボックス内の前記ガス配管および前記液配管間には、流量調整手段と前記ガス配管側から前記液配管側への冷媒流れのみを許容する逆止弁とを備えたバイパス回路が設けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台の室外機に対して、複数台の室内機が接続されるマルチタイプの空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１台の室外機に対して複数台の室内機が並列に接続されるマルチタイプ空気調和機は、冷媒配管長が比較的長くなる傾向にあり、しかも複数台の室内機が個別にオンオフされることが前提であることから、一般に各室内機に膨張弁が設けられ、個別に冷媒循環量が制御されるよう構成されている。このため、室外機と室内機間を接続する液配管の冷媒搬送は液相冷媒によって行われる。一方、１台の室外機に１台の室内機が接続される、所謂ペアタイプ空気調和機では、冷媒配管長が比較的短いこともあり、また、膨張弁で冷媒が気液二相流となる際に発生する冷媒流動音の室内への伝播を解消するため、膨張弁を室外機に設けている場合が多い。従って、通常は、ペアタイプ空気調和機の室内機をそのままマルチタイプ空気調和機の室外機に接続して使用することはできない。
【０００３】
このことは、同じ容量の室内機でありながら、マルチタイプ空気調和機用の室内機とペアタイプ空気調和機用の室内機とを別々に生産しなければならないことを意味し、生産管理が煩雑となり、生産効率を低下させる要因の１つとなっていた。
また、マルチタイプ空気調和機の室外機に、ペア機用室内機を混在させて接続し、ペア機用室内機が持っている静音性に優れているという特長を活かしたマルチタイプ空気調和機を提供するうえでのネックとなっていた。
【０００４】
そこで、マルチタイプ空気調和機において、その室外機から導出されるガス配管および液配管間に、分岐ボックス（分岐ユニット）を接続し、この分岐ボックスを介してマルチ機用室内機とは別にペア機用室内機を複数台接続可能としたマルチタイプ空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この分岐ボックスは、室外機から導出されるガス配管および液配管より各々分岐される複数組の分岐ガス配管および分岐液配管と、各分岐液配管に設けられるペア機用室内機のための膨張弁と、を備えた構成とされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、分岐ボックスに膨張弁が設けられており、分岐ボックスと室内機間の液配管は、気液二相冷媒による冷媒搬送となるため、分岐ボックスの設置位置によっては、サーモオフ等の容量変化時にシステム内の必要冷媒量が大きく変動することとなる。特に、マルチタイプ空気調和機では、室内機に対する冷媒配管長が長くなる傾向にあるため、必要冷媒量の変動が顕著に現れる。この必要冷媒量の変動を吸収するには、室外機に設けられるレシーバ容量を増大させることが考えられるが、レシーバが大型化することによる設置スペース上の問題やコスト上の問題が生じることとなり、好ましくなかった。また、暖房時にサーモオフしている室内機で冷媒が自然凝縮することとなるため、これによって過暖房が生じるおそれがあった。
また、暖房運転時にサーモオフしている室内機において、冷媒が自然凝縮する場合や送風運転により冷媒が凝縮する可能性がある。暖房運転を成立させるには、これらの凝縮冷媒をシステムとして回収する必要があるため、暖房室内機に冷媒を流すこととなり、これが過暖房の原因となることがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、膨張弁を備えていない静音性に優れた室内機を混在させて多様化を図ることができるとともに、必要冷媒量の変動を吸収でき、しかも過暖房等を防止して快適な空調ができるマルチタイプの空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和機は、１台の室外機に対して、第１室内熱交換器および第１膨張弁を備えた第１室内機が複数台接続されるマルチタイプ空気調和機の前記室外機から導出されるガス配管および液配管間に、少なくとも１台の分岐ボックスが接続され、該分岐ボックスに第２室内熱交換器を備えた第２室内機が複数台接続可能とされた空気調和機において、前記分岐ボックスは、前記ガス配管および前記液配管より各々分岐される複数組の分岐ガス配管および分岐液配管と、前記各分岐液配管に設けられる前記第２室内機のための第２膨張弁と、前記各分岐ガス配管に設けられる第１開閉弁と、を備え、前記第２室内機は、前記分岐ボックスを介してその前記分岐ガス配管および前記分岐液配管間に接続されることを特徴とする。
【０００９】
マルチタイプ空気調和機は、複数台の室内機を個別運転することを前提とした空気調和機であるため、一般に各室内機に膨張弁を設けている。このため、室外機と室内機間を接続する液配管の冷媒搬送は液相冷媒によって行われている。一方、所謂ペアタイプ空気調和機では、冷媒流動音の室内への放射を解消するため、膨張弁を室外機に設けている場合が多く、通常は、ペアタイプ空気調和機の室内機をそのままマルチタイプ空気調和機の室外機に接続して使用することはできない。そこで、マルチタイプ空気調和機の室外機から導出されるガス配管および液配管間に、分岐ボックスを接続し、この分岐ボックスに所謂ペアタイプ空気調和機の室内機が複数台接続可能とされている。
本発明では、分岐ボックスを、ガス配管および液配管より各々分岐される複数組の分岐ガス配管および分岐液配管と、各分岐液配管に設けられる第２室内機のための第２膨張弁と、各分岐ガス配管に設けられる第１開閉弁と、を備えた構成とし、第２室内機を分岐ボックスの分岐ガス配管および分岐液配管間に接続しているので、膨張弁を備えていない第２室内機を、マルチタイプ空気調和機の室外機に第１室内機と混在させて接続することができる。従って、マルチタイプ空気調和機の室外機に、所謂ペアタイプ空気調和機の第２室内機を混在させて接続することが可能となり、第２室内機を共用し、その生産性を向上させることができる。また、第２室内機は、膨張弁を内蔵していないため、膨張弁による冷媒流動音の発生がなく、静音性に優れた第２室内機を組み合わせた多様なマルチタイプ空気調和機を提供することができる。また、分岐ボックスに第２室内機のための第２膨張弁を設けているため、分岐ボックスと第２室内機との間の液配管は、気液二相冷媒による冷媒搬送となり、分岐ボックスの設置位置によっては、システム内の必要冷媒量が大きく変動する。しかし、各分岐ガス配管および分岐液配管に設けられている第１開閉弁および第２膨張弁を適宜制御することにより、サーモオフしている第２室内機およびその冷媒配管を液溜めとして利用することができる。これによって、必要冷媒量の変動を容易に吸収することができ、室外機に設けられるレシーバ容量を増大させることなく、適性に運転を行わせることができる。また、暖房時にサーモオフ室内機の分岐ガス配管に設けられている第１開閉弁を閉じることにより、サーモオフ室内機への冷媒流入を遮断できるため、過暖房を防止して快適な空調を実現することができる。
【００１０】
さらに、本発明の空気調和機は、上記の空気調和機において、前記第２室内機が接続される前記分岐ガス配管および前記分岐液配管には、それぞれ前記第２膨張弁の開度をコントロールするための温度センサが設けられることを特徴とする。
【００１１】
第２室内機は、膨張弁を内蔵していないため、一般に膨張弁の開度をコントロールする機能を有していない。本発明によれば、第２室内機が接続される分岐ガス配管および分岐液配管に、それぞれ第２膨張弁の開度をコントロールするための温度センサが設けられているので、この温度センサの検出値に基づいて、冷房時には第２室内熱交換器出口の過熱度制御、暖房時には第２室内熱交換器出口の過冷却度制御を行うことにより、第２室内機を個別に運転することができる。
【００１２】
さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記第２室内機は、冷房サーモオフ時に冷媒溜め込み良否を判定して前記第１開閉弁を閉、前記第２膨張弁を開とすることにより、余剰冷媒が溜め込み可能とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第２室内機は、冷房サーモオフ時に冷媒溜め込み良否を判定して第１開閉弁を閉、第２膨張弁を開とすることにより、余剰冷媒が溜め込み可能とされているので、運転中にサーモオフ等により容量が変化し、サーモオフ中の第２室内機に液冷媒を溜め込む際、露点温度等を把握して冷媒溜め込み良否を判定したうえで、余剰の液冷媒を溜め込むことができる。従って、液冷媒の溜め込みによる結露の発生を予防し、結露水が室内に滴下するのを防止することができる。
【００１４】
さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記分岐ガス配管には、前記第１開閉弁に対して並列に、流量調整手段を備えた並列回路が設けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、分岐ガス配管に、第１開閉弁に対して並列に、流量調整手段を備えた並列回路が設けられるので、第２室内機およびその冷媒配管を液溜めとして利用する際にも、流量調整手段を介して適宜量の冷媒を流すことができる。従って、第２室内機およびその冷媒配管に溜め込まれる液冷媒中に潤滑油が溶け込んだまま滞留するのを防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明の空気調和機は、上記の空気調和機において、前記並列回路には、前記流量調整手段と直列に第２開閉弁が設けられることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、流量調整手段と直列に第２開閉弁が設けられる。この回路は、第２室内熱交換器（蒸発器）と圧縮機入口側との間に設けられることとなるため、或る圧力以下に蒸発圧力が低下しないように冷媒の流れを絞る機能を有する。よって、任意の第２室内機について、第１開閉弁を閉、第２開閉弁を開として第２室内熱交換器での冷媒蒸発圧力をコントロール（蒸発圧力調整弁（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ（以下「ＥＰＲ」という。）としての機能）することによって、低外気温時においても、頻繁なサーモオフを回避しながら第２室内熱交換器の凍結を防止して、当該第２室内機を連続運転することができる。従って、コンピュータルーム等のように年間を通して冷却が必要な場所にも使用可能となり、用途を拡大することができる。
【００１８】
さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記分岐ボックス内の前記液配管には、レシーバが設けられることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、分岐ボックス内の液配管に、レシーバが設けられるので、前述の第２室内機を利用した液溜めとの併用によって、あるいは該レシーバ単独の液溜め機能によって、システム内の必要冷媒量が大きく変動しても、それを確実に吸収し、安定した運転を行わせることができる。
【００２０】
さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記分岐ボックス内の前記ガス配管および前記液配管間には、流量調整手段と前記ガス配管側から前記液配管側への冷媒流れのみを許容する逆止弁とを備えたバイパス回路が設けられることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、分岐ボックス内のガス配管および液配管間には、流量調整手段とガス配管側から液配管側への冷媒流れのみを許容する逆止弁とを備えたバイパス回路が設けられるので、暖房サーモオフにより第１開閉弁が閉とされても、該バイパス回路を介して冷媒をガス配管側から液配管側へとバイパスさせることができる。従って、ガス配管内にて凝縮した冷媒および潤滑油が滞留するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、膨張弁を備えていない第２室内機を、マルチタイプ空気調和機の室外機に第１室内機と混在させて接続することができるため、マルチタイプ空気調和機の室外機に対して、所謂ペアタイプ空気調和機の第２室内機を混在させて接続することが可能となる。従って、第２室内機を共用し、その生産性を向上させることができる。また、第２室内機は、膨張弁を内蔵していないため、膨張弁による冷媒流動音の発生がなく、静音性に優れた第２室内機を組み合わせた多様なマルチタイプ空気調和機を提供することができる。さらに、各分岐ガス配管および分岐液配管に設けられている第１開閉弁および第２膨張弁を適宜制御することにより、サーモオフしている第２室内機およびその冷媒配管を液溜めとして利用することができる。これによって、必要冷媒量の変動を容易に吸収することができるため、室外機に設けられるレシーバ容量を増大させることなく、適性に運転を行わせることができる。また、暖房時にサーモオフ室内機の第１開閉弁を閉じて冷媒流入を遮断することにより、過暖房を防止して快適な空調を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図１１を用いて説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかるマルチタイプ空気調和機１の冷媒回路図が示され、図２には、その分岐ボックスの拡大構成図が示されている。
本実施形態に係る空気調和機１は、１台の室外機２と、この室外機２に対し並列に接続される複数台の室内機３Ａ，３Ｂと、この室内機３Ａ，３Ｂと並列に接続される分岐ボックス４と、該分岐ボックス４に互いに並列に接続される複数台の室内機６Ａ，６Ｂと、から構成される。
【００２４】
室外機２は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機２１と、冷媒の循環方向を切換える四方切換え弁２２と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器２３と、室外電子膨張弁２４と、液冷媒を貯留するレシーバ２５と、を少なくとも備え、これらが公知の如く冷媒配管２６により接続され、室外機２側の冷媒回路２７を構成している。この室外機２からは、室内機３Ａ，３Ｂおよび分岐ボックス４が接続されるガス配管７および液配管８が導出される。
【００２５】
室内機３Ａ，３Ｂは、各々室内空気と熱交換される室内熱交換器３１と、室内電子膨張弁３２と、を備えており、各空調ゾーンあるいは各室にそれぞれ配設される。この室内機３Ａ，３Ｂは、マルチタイプ空気調和機の室内機（以下「マルチ機用室内機」という）として構成されるもので、個別に冷媒循環量を制御するための室内電子膨張弁３２を内蔵している。これらマルチ機用室内機３Ａ，３Ｂは、室内側ガス配管３３および室内側液配管３４を介して室外機２から導出されているガス配管７および液配管８に互いに並列に接続される。
【００２６】
分岐ボックス４は、ガス配管７および液配管８より各々分岐される複数組の分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂおよび分岐液配管４２Ａ，４２Ｂと、分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂに設けられる第１電磁弁（ＳＶ１）（第１開閉弁）４３Ａ，４３Ｂと、分岐液配管４２Ａ，４２Ｂに設けられる室内機６Ａ，６Ｂ用の電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂと、直列に接続される流量調整用キャピラリチューブ４５Ａ，４５Ｂおよび第２電磁弁（ＳＶ２）（第２開閉弁）４６Ａ，４６Ｂを備え、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂに対し並列に接続される並列回路４７Ａ，４７Ｂと、液配管７に設けられる太い管により構成されているレシーバ４８と、上記ガス配管６および液配管７間に接続され、流量調整用キャピラリチューブ４９およびガス配管６側から液配管７側への冷媒流れのみを許容する逆止弁５０を備えたバイパス回路５１と、分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂおよび分岐液配管４２Ａ，４２Ｂに、それぞれ設けられた温度センサ５２Ａ，５２Ｂおよび５３Ａ，５３Ｂと、から構成され、上記ガス配管７および液配管８に対して室内機３Ａ，３Ｂと並列に接続される。
【００２７】
室内機６Ａ，６Ｂは、各々室内空気と熱交換される室内熱交換器６１を備えており、各空調ゾーンあるいは各室にそれぞれ配設される。この室内機６Ａ，６Ｂは、ペアタイプ空気調和機の室内機（以下「ペア機用室内機」という）として構成されるもので、膨張弁が内蔵されていない。これらペア機用室内機６Ａ，６Ｂは、室内側ガス配管６２および室内側液配管６３を介して分岐ボックス４の分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂおよび分岐液配管４２Ａ，４２Ｂ間に互いに並列に接続される。
なお、分岐ボックス４は、室外機２から離れた適宜の位置であって、分岐ボックス４に接続される複数台のペア機用室内機６Ａ，６Ｂにとって配管上都合のよい、適宜の位置に配設される。
【００２８】
次ぎに、上記した空気調和機１の運転状態について、図３ないし図６に示す冷媒流れ図と、図７ないし図１１に示すフローチャート図を参照して説明する。なお、ここでは、分岐ボックス４およびペア機用室内機６Ａ，６Ｂの運転状態を主に説明のこととする。
［起動時］
図７に示されるように、停止状態では、圧縮機２１は停止されており、電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂは開（開度未定）、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂは閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂは開とされている。この状態でリモコンスイッチ等がオンされて運転が開始されると（Ｓ１）、運転モードが冷房または暖房かが判断される（Ｓ２）。冷房モードの場合、前回の運転で余剰冷媒がレシーバ２５またはペア機用室内機６Ａ，６Ｂの何れに溜め込まれていたかが不明のため、起動時における液バックの防止を目的として、室内機全台を対象に液バック防止抑制制御を行う。この液バック防止抑制制御は、圧縮機２１を起動後、一定時間（例えば、２分）、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂを閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂを開、室内電子膨張弁３２および電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂを固定開度（設定開度）として実行される。一定時間（２分）経過後に、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂは閉（開としてもよい）とされ、室内電子膨張弁３２および電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂはそれぞれ通常制御に移行されて、通常の冷房運転が行われる（Ｓ３）。
【００２９】
なお、上記通常制御では、室内電子膨張弁３２は、マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂに内蔵されている図示省略の室内コントローラにより、室内熱交換器３１の出口過熱度が設定値となるようＰＩ制御される。一方、膨張弁を持たないペア機用室内機６Ａ，６Ｂへの冷媒循環量は、分岐ボックス４に設けられている電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂが、分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂおよび分岐液配管４２Ａ，４２Ｂに設けられている温度センサ５２Ａ，５２Ｂおよび５３Ａ，５３Ｂの検出値に基づいて、室内熱交換器６１の出口過熱度が設定値となるようＰＩ制御されることによりコントロールされる。
【００３０】
また、暖房モードの場合は、ガス配管７側から高圧の冷媒ガスが押し込まれる流れとなるため、液バックの心配はなく、システムの信頼性は確保される。従って、圧縮機２１の起動後（例えば、２分）に、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂは閉（開としてよい）とされ、室内電子膨張弁３２および電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂはそれぞれ通常制御に移行されて、通常の暖房運転が行われる（Ｓ４）。
なお、この場合の通常制御は、室内熱交換器３１および６１の出口過冷却度が、冷房時の場合と同様に、ＰＩ制御されることによってコントロールされる。
［冷房サイクル運転］
図３に、冷房サイクル運転時の冷媒流れが示されている。圧縮機２１で圧縮された冷媒は、実線矢印で示すように、四方切換え弁２２により室外熱交換器２３に導かれ、外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、いったんレシーバ２５に貯留された後、液配管８を経て室外機２から導出され、各マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂおよび分岐ボックス４に分流される。室内側液配管３４を介してマルチ機用室内機３Ａ，３Ｂに導入された冷媒は、室内電子膨張弁３２で断熱膨張された後、室内熱交換器３１に流入して室内空気と熱交換され、室内空気を冷却することによって蒸発ガス化し、室内側ガス配管３３を経てガス配管７に至る。
【００３１】
また、分岐ボックス４に分流された冷媒は、分岐ボックス４内で更に複数組の分岐液配管４２Ａ，４２Ｂに分岐された後、電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂに至り、ここで断熱膨張され、気液二相冷媒とされて室内側液配管６３内をペア機用室内機６Ａ，６Ｂへと搬送される。ペア機用室内機６Ａ，６Ｂに導入された冷媒は、室内熱交換器６１に流入して室内空気と熱交換され、室内空気を冷却することによって蒸発ガス化し、室内側ガス配管６２を経て分岐ボックス４の分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂに至り、更に第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂを通過してガス配管７に至る。ガス配管７でマルチ機用室内機３Ａ，３Ｂからの冷媒と合流して室外機２に戻り、四方切換え弁２２を経て圧縮機２１に吸入され、再び圧縮されるサイクルを繰り返すことにより、冷房運転が行われる。
【００３２】
［冷房サーモＯＮ／ＯＦＦ運転］
冷房運転中、マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂおよびペア機用室内機６Ａ，６Ｂは、図３に示すように、サーモＯＮまたはサーモＯＦＦの何れかの状態にある。サーモＯＮ状態にあるマルチ機用室内機３Ａは、室内電子膨張弁３２が上記の通りＰＩ制御されており、断熱膨張された冷媒が室内熱交換器３１に供給され、冷房運転に供される。一方、サーモＯＦＦ状態にあるマルチ機用室内機３Ｂは、室内電子膨張弁３２が全閉とされ、室内熱交換器３１への冷媒供給は停止される。
【００３３】
また、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂでは、サーモＯＮ／ＯＦＦによって、分岐ボックス４内の第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂ、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂおよび電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂは、図８に示されているように、以下の状態とされる。
（１）サーモＯＮ室内機（図３のペア機用室内機６Ａ参照）
第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａは閉とされ、電子膨張弁４４ＡはＰＩ制御される。これによって、室内熱交換器６１に電子膨張弁４４Ａで断熱膨張された冷媒が供給され、冷房運転に供される。
（２）サーモＯＦＦ室内機（冷媒溜め込み無し）
第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａは閉とされ、電子膨張弁４４Ａは全閉とされる。これにより、室内熱交換器６１への冷媒供給は停止され、サーモＯＦＦとなる。
（３）サーモＯＦＦ室内機（冷媒溜め込み有り）（図３のペア機用室内機６Ｂ参照）
第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａは閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａは開（閉でもよい）とされ、電子膨張弁４４Ａは全開とされる。これにより、室内熱交換器６１、室内側ガス配管６２および室内側液配管６３に余剰の液冷媒が供給されて溜め込まれるとともに、サーモＯＦＦとなる。
【００３４】
ここで、サーモＯＦＦしていたペア機用室内機６ＢがサーモＯＮする場合の動作について、図８を参照して説明する。
サーモＯＮ指令が出ると（Ｓ１１）、ペア機用室内機６Ｂに液冷媒が溜め込まれているか否かが判断される（Ｓ１２）。この場合、システムとしては、室内熱交換器６１に液冷媒が溜め込まれているか否かの判別はできている。液冷媒が溜め込まれている場合は、当該ペア機用室内機６Ｂに対して液バック防止抑制制御が行われる。この液バック防止抑制制御は、サーモＯＮ指令後、一定時間（例えば、２分）、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂを閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂを開、電子膨張弁４４Ｂを固定開度（設定開度）として実行される。一定時間（２分）経過後に、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂは閉（開でもよい）とされ、電子膨張弁４４Ｂは通常制御（室内熱交換器６１の出口過熱度ＰＩ制御）に移行されて、通常の冷房運転が行われる（Ｓ１３）。
一方、液冷媒が溜め込まれていない場合には、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂは閉（開でもよい）とされ、電子膨張弁４４Ｂは通常制御（室内熱交換器６１の出口過熱度ＰＩ制御）とされて、そのまま通常の冷房運転が行われる（Ｓ１４）。
【００３５】
［冷房時の冷媒溜め込み判定］
上記したサーモＯＦＦ室内機（図３のペア機用室内機６Ｂ参照）への余剰液冷媒の溜め込み動作について、図９を参照して説明する。
冷媒の溜め込みが必要となるのは、運転中に容量変化、すなわち室内機の運転台数が変化したときであり（Ｓ２１）、例えば、停止機の起動、サーモＯＮ室内機のサーモＯＦＦあるいはサーモＯＮ室内機のリモコンＯＦＦ等である。この場合、まず、余剰冷媒の発生有無が判定される（Ｓ２２）。余剰冷媒発生有無の判定は、冷房の場合、例えば、室外熱交換器（ここではコンデンサ）２３の出口過冷却度が１０Ｄｅｇ以上で、高圧圧力が３．５ＭＰａＧ以上のとき、レシーバ２５の容量をオーバーしていると判断し、余剰冷媒有りと判定するようにしている。それ以外では、余剰冷媒無と判定する。
【００３６】
余剰冷媒有りと判定された場合、引き続いて室内機溜め込み良否が判定（結露リスクの判定）される（Ｓ２３）。この室内機溜め込み良否の判定は、冷房の場合、通常室内機に設けられている湿度センサおよび吸い込み温度センサの検出値より室内の露点温度を把握するとともに、運転状態より液冷媒温度をチェックし、両者を比較して、液冷媒温度＜露点温度の場合は、結露発生有りと判定し、液冷媒温度＞露点温度の場合は、結露発生無と判定する。結露発生有りと判定された場合は、余剰冷媒の室内機溜め込みは不可とし、液冷媒を分岐液配管４２Ａおよびレシーバ４８内の保持にとどめ（Ｓ２４）、余剰冷媒発生有無の判定（Ｓ２２）に戻る。
【００３７】
結露発生無と判定された場合は、サーモＯＦＦしているペア機用室内機６Ｂへの余剰冷媒の溜め込みが開始される（Ｓ２５）。この余剰冷媒の室内機溜め込みは、図３に示すように、ペア機用室内機６Ｂの第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂを閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂを開、電子膨張弁４４Ｂを全開として実行される。この処理が実行されると、通常制御が継続される（Ｓ２６）。なお、上記おいて、余剰冷媒無と判定された場合も通常制御が継続される（Ｓ２６）。
以上により、余剰冷媒の有無を判定するとともに、室内機溜め込み良否の判定を行い、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂに余剰の冷媒を溜め込み、それをレシーバとして機能させる場合における結露の発生を予防し、室内に結露水が滴下するのを防止するようにしている。
【００３８】
［低外気温冷房時の蒸発圧力コントロール判定］
低外気温時に冷房運転を継続すると、室内熱交換器（エバポレータ）の蒸発温度が低下しフロストするおそれがある。このような場合、一般にフロスト防止センサが作動し、サーモＯＦＦする。本実施形態では、図１０に示すように、蒸発圧力コントロール判定を行うことによって、低外気温時でも冷房運転を継続できるようにしている。この蒸発圧力コントロール判定は、冷房運転中に個々の室内機毎に行われる（Ｓ３１）。
まず、個々のペア機用室内機６Ａ，６Ｂの連続運転時間が、例えば２０分以上か否かが判定される（Ｓ３２）。ここで、連続運転時間が２０分以上であれば、そのまま運転を継続し（Ｓ３３）、連続運転時間が２０分未満であれば、次にＯＮ／ＯＦＦ回数を判定する（Ｓ３４）。例えば、１時間にＯＮ／ＯＦＦ回数が４回未満の場合は、通常のサーモＯＮ／ＯＦＦと判断し、そのまま運転を継続する（Ｓ３３）。一方、ＯＮ／ＯＦＦ回数が４回以上の場合は、蒸発圧力コントロールが実行される（Ｓ３５）。
【００３９】
蒸発圧力コントロール（ＥＰＲ機能）は、分岐ボックス４に設けられている第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂを閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂを開とすることにより行われる。図４に、蒸発圧力コントロールが行われる低外気温冷房サイクル運転時の冷媒流れ図が示されている。ここでは、ペア機用室内機６ＢがサーモＯＮの状態で蒸発圧力コントロールが実行されており、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂが閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂが開とされ、電子膨張弁４４ＢがＰＩ制御される。これにより、ペア機用室内機６Ｂの室内熱交換器６１で蒸発される冷媒は、流量調整用キャピラリチューブ４５Ｂを介して流れることとなり、蒸発圧力が上昇され、蒸発温度が高くなる。このため、室内熱交換器６１のフロストは防止され、ペア機用室内機６Ｂは運転が継続されることとなる。
なお、ペア機用室内機６Ａは、サーモＯＦＦで、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａが開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａが閉（開でもよい）、電子膨張弁４４Ａが全閉とされ、液冷媒溜め込み無しとされた状態が示されている。
【００４０】
［暖房サイクル運転］
図５に、暖房サイクル運転時の冷媒流れが示されている。圧縮機２１で圧縮された冷媒は、実線矢印で示すように、四方切換え弁２２によりガス配管７側に導かれ、ガス配管７を経て各マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂおよび分岐ボックス４に分流される。室内側ガス配管３３を経てマルチ機用室内機３Ａ，３Ｂに導入された冷媒は、室内熱交換器３１で放熱して室内空気を加熱し、暖房に供される。室内熱交換器３１で放熱して凝縮液化された冷媒は、ＰＩ制御される室内電子膨張弁３２により過冷却度が制御され、室内側液配管３４を経て液配管８に至る。一方、分岐ボックス４側に分流された冷媒は、分岐ボックス４で複数組の分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂに分岐された後、第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂを通過してペア機用室内機６Ａ，６Ｂの室内熱交換器６１に導入される。室内熱交換器６１に導入された冷媒は、ここで放熱して室内空気を加熱し、暖房に供される。室内熱交換器６１で凝縮液化された冷媒は、ＰＩ制御される電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂにより過冷却度が制御され、分岐液配管４２Ａ，４２Ｂを介して液配管８に至る。
【００４１】
上記により液配管８で合流された冷媒は、液配管８を介して室外機２に戻り、レシーバ２５を経て室外側膨張弁２４に至る。室外側膨張弁２４で断熱膨張された冷媒は、室外熱交換器２３に導入され、外気から吸熱することにより蒸発ガス化される。この低圧のガス冷媒は、四方切換え弁２２を経て圧縮機２１に吸入され、再び圧縮されるサイクルを繰り返すことにより、暖房運転が行われる。
なお、暖房サイクル運転時に、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂがサーモオフされた場合、分岐ボックス４に至るガス配管７内に、そこで凝縮した冷媒および潤滑油が溜まり込んで滞留しないよう、流量調整用キャピラリチューブ４９および逆止弁５０を備えたバイパス回路５１を介して液配管８側にバイパスされる。
【００４２】
［暖房サーモＯＮ／ＯＦＦ運転］
暖房運転中、マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂおよびペア機用室内機６Ａ，６Ｂは、図５および図６に示すように、サーモＯＮまたはサーモＯＦＦの何れかの状態にある。サーモＯＮ状態にあるマルチ機用室内機３Ａには、高温高圧の冷媒ガスが室内熱交換器３１に供給され、その放熱により暖房運転が行われる。そして、室内電子膨張弁３２が上記の通りＰＩ制御され、凝縮液化される冷媒の過冷却度をコントロールする。一方、サーモＯＦＦ状態にあるマルチ機用室内機３Ｂは、室内電子膨張弁３２が微開とされており、室内熱交換器３１内で自然凝縮した冷媒が溜まり込まないようにされる。
【００４３】
また、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂでは、サーモＯＮ／ＯＦＦによって、分岐ボックス４内の第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａ，４３Ｂ、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａ，４６Ｂおよび電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂは、図１１に示されているように、以下の状態とされる。
（１）サーモＯＮ室内機（図５および図６のペア機用室内機６Ａ参照）
第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ａは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ａは閉とされ、電子膨張弁４４ＡはＰＩ制御される。これによって、室内熱交換器６１に高温高圧の冷媒ガスが供給され、暖房に供される。
（２）サーモＯＦＦ室内機（冷媒溜め込み有り）（図５のペア機用室内機６Ｂ参照）
第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂは閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂは開とされ、電子膨張弁４４Ｂは微開とされる。これにより、室内熱交換器６１および室内側ガス配管６２に余剰の液冷媒が溜め込まれるとともに、サーモＯＦＦとなる。なお、この場合、電子膨張弁４４Ｂは微開とされて微量の冷媒を流し、潤滑油が滞留されないようにされる。
（３）サーモＯＦＦ室内機（冷媒溜め込み無し）（図６のペア機用室内機６Ｂ参照）
第１電磁弁（ＳＶ１）４３Ｂは閉、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂは閉とされ、電子膨張弁４４Ｂは微開とされる。これによって、室内熱交換器６１への冷媒供給は完全に遮断され、サーモＯＦＦとなる。
【００４４】
ここで、サーモＯＦＦしていたペア機用室内機６ＢがサーモＯＮする場合の動作について、図１１を参照して説明する。
暖房サイクル運転では、上記したように、ガス配管７から高圧の冷媒ガスが押し込まれる流れとなるため、液バックの心配はなく、システムの信頼性は確保される。従って、サーモＯＮ指令が出ると（Ｓ４１）、直ちに第１電磁弁（ＳＶ１），４３Ｂは開、第２電磁弁（ＳＶ２）４６Ｂは閉（開でもよい）とされる。また、電子膨張弁４４Ｂは通常のＰＩ制御に移行されて、そのまま通常の暖房運転が行われることとなる（Ｓ４２）。
【００４５】
しかして、本実施形態によると、以下の効果を奏する。
ガス配管７および液配管８より各々分岐される複数組の分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂおよび分岐液配管４２Ａ，４２Ｂと、各分岐液配管４２Ａ，４２Ｂに設けられるペア機用室内機６Ａ，６Ｂのための電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂと、各分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂに設けられる第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂと、を備えた分岐ボックス４を、マルチタイプ空気調和機１の室外機２から導出されるガス配管７および液配管８間に接続し、この分岐ボックス４にペア機用室内機６Ａ，６Ｂを接続するようにしている。これにより、膨張弁を内蔵していないペア機用室内機６Ａ，６Ｂをマルチタイプ空気調和機１の室外機２にマルチ機用室内機３Ａ，３Ｂと混在させて接続することが可能となる。従って、マルチタイプ空気調和機１の室外機２にペア機用室内機６Ａ，６Ｂを混在させて接続でき、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂを共用することにより、その生産性を向上させることができる。
【００４６】
また、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂは、膨張弁を内蔵していないため、膨張弁で冷媒が気液二相流とされる際の冷媒流動音が発生しない特長を有する。従って、この特長を活かした静音性を有するペア機用室内機６Ａ，６Ｂを組み合わせた多様なマルチタイプ空気調和機を提供することができる。
また、分岐ボックス４とペア機用室内機６Ａ，６Ｂ間の液配管６３は、冷房時、気液二相冷媒による冷媒搬送となり、分岐ボックス４の設置位置によっては、容量変化時にシステム内の必要冷媒量が大きく変動する。しかし、余剰冷媒の有無を判定し、第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂおよび電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂを適宜制御することにより、サーモオフしているペア機用室内機６Ａ，６Ｂを液溜めとして利用することができる。このため、必要冷媒量の変動を容易に吸収することができ、室外機２に設けられるレシーバ２５の容量を増大させることなく、適性に運転を行わせることができる。
【００４７】
また、分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂに第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂを設けているため、暖房サーモオフ時に、この第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂを閉とすることにより、室内熱交換器６１に冷媒が流入するのを遮断することができる。従って、過暖房が生じることのない快適な空調を実現することができる。
さらに、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂが接続される分岐ガス配管４１Ａ，４１Ｂおよび分岐液配管４２Ａ，４２Ｂに、それぞれ電子膨張弁４４Ａ，４４Ｂの開度をコントロールするための温度センサ５２Ａ，５２Ｂおよび５３Ａ，５３Ｂを設けているため、その検出値に基づいて、冷房時は室内熱交換器６１の出口過熱度制御、暖房時は室内熱交換器６１の出口過冷却度制御を行うことができる。従って、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂを個別に運転することができる。
さらに、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂの室内熱交換器６１を液溜めとして利用する際、溜め込みの良否を判定し、結露発生の有無を判断するようにしているため、液溜めにより発生する可能性のある結露を確実に予防し、結露水が室内に滴下するのを防止することができる。
さらに、分岐ガス配管６２に、第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂと並列に流量調整用キャピラリチューブ４５Ａ，４５Ｂを備えた並列回路４７Ａ，４７Ｂを設けているため、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂを液溜めとしたときも、流量調整用キャピラリチューブ４５Ａ，４５Ｂを介して適宜量の冷媒を流すことができる。従って、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂに溜め込まれる冷媒中に潤滑油が溶け込んで滞留するのを防止することができる。
【００４８】
さらに、並列回路４７Ａ，４７Ｂに流量調整用キャピラリチューブ４５Ａ，４５Ｂと直列に第２電磁弁４６Ａ，４６Ｂを設けているため、任意のペア機用室内機６Ａ，６Ｂについて、第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂを閉、第２電磁弁４６Ａ，４６Ｂを開とすることによって、室内熱交換器６１での蒸発圧力をコントロール（ＥＰＲ機能）することができる。このため、低外気温時において、蒸発温度を高め、室内熱交換器６１のフロストを防止しながら、頻繁なサーモオフを回避して、当該ペア機用室内機６Ａ，６Ｂを連続して運転することができる。従って、コンピュータルーム等の冷却にも使用可能となり、使用範囲を拡大することができる。
【００４９】
さらに、分岐ボックス４内の液配管８に、レシーバ４８を設けているため、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂを用いた液溜めとの併用により、あるいは該レシーバ４８単独の液溜め機能によって、システム内の必要冷媒量が大きく変動しても、それを確実に吸収し、安定した運転を行わせることができる。
さらに、分岐ボックス４内のガス配管７および液配管８間に、流量調整キャピラリチューブ４９とガス配管７側から液配管８側への冷媒流れのみを許容する逆止弁５０とを備えたバイパス回路５１を設けているため、暖房サーモオフにより第１電磁弁４３Ａ，４３Ｂおよび第２電磁弁４６Ａ，４６Ｂが閉とされても、該バイパス回路５１を介して冷媒をガス配管７側から液配管８側へとバイパスさせることができる。従って、ガス配管７内にそこで凝縮した冷媒および潤滑油が滞留するのを防止することができる。
【００５０】
なお、上記の実施形態では、マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂを２台、分岐ボックス４を１台、ペア機用室内機６Ａ，６Ｂを２台接続した空気調和機１を例示したが、それぞれの接続台数については、これに制約されるものではなく、マルチ機用室内機３Ａ，３Ｂおよびペア機用室内機６Ａ，６Ｂを各々３台以上、分岐ボックス４を２台以上接続してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】図１に示す空気調和機の分岐ボックスの拡大構成図である。
【図３】図１に示す空気調和機の冷房サイクル運転時（冷媒溜め込み有り）の冷媒流れ説明図である。
【図４】図１に示す空気調和機の低外気温冷房サイクル運転時（冷媒溜め込み無し）の冷媒流れ説明図である。
【図５】図１に示す空気調和機の暖房サイクル運転時（冷媒溜め込み有り）の冷媒流れ説明図である。
【図６】図１に示す空気調和機の暖房サイクル運転時（冷媒溜め込み無し）の冷媒流れ説明図である。
【図７】図１に示す空気調和機の起動時の制御フローチャート図である。
【図８】図１に示す空気調和機の冷房サーモＯＮ／ＯＦＦ時の制御フローチャート図である。
【図９】図１に示す空気調和機の冷房冷媒溜め込み判定時の制御フローチャート図である。
【図１０】図１に示す空気調和機の冷房蒸発圧力コントロール時の制御フローチャート図である。
【図１１】図１に示す空気調和機の暖房サーモＯＮ／ＯＦＦ時の制御フローチャート図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  空気調和機
２  室外機
３Ａ，３Ｂ  マルチ機用室内機（第１室内機）
４  分岐ボックス
６Ａ，６Ｂ  ペア機用室内機（第２室内機）
７  ガス配管
８  液配管
３１  室内熱交換器（第１室内熱交換器）
３２  室内電子膨張弁（第１膨張弁）
４１Ａ，４１Ｂ  分岐ガス配管
４２Ａ，４２Ｂ  分岐液配管
４３Ａ，４３Ｂ  第１電磁弁（第１開閉弁）
４４Ａ，４４Ｂ  電子膨張弁（第２膨張弁）
４５Ａ，４５Ｂ  流量調整用キャピラリチューブ（流量調整手段）
４６Ａ，４６Ｂ  第２電磁弁（第２開閉弁）
４７Ａ，４７Ｂ  並列回路
４８  レシーバ
４９  流量調整用キャピラリチューブ（流量調整手段）
５０  逆止弁
５１  バイパス回路
５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ  温度センサ
６１  室内熱交換器（第２室内熱交換器）
【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】
2008116085.tif 000009
【図８】
2008116085.tif 000010
【図９】
2008116085.tif 000011
【図１０】
2008116085.tif 000012
【図１１】
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