(57)【要約】【課題】室内ユニット毎の空調負荷に適応した冷媒状態の冷媒を前記室内ユニット毎へ流通し、冷媒循環不足を解消させて、前記室内ユニット毎の前記空調負荷に応じた空調運転を可能とさせた空気調和装置を提供することにある。【解決手段】室外熱交換器１２を最後まで通った冷媒が流通する分岐主管２１ａ〜２１ｃへ、室外熱交換器１２の途中でバイパスされた冷媒が流通するバイパス管１５を接続し、前記分岐主管２１ａ〜２１ｃおよび、前記バイパス管１５の途中に室外電動弁などを設けて、それぞれの冷媒配管を流通した冷媒を室内ユニット毎に制御して混合させ、流通させることにより、各室内ユニットを流通する冷媒の冷媒状態を個別に制御することが可能となり、各室内ユニットの運転モードや空調負荷に応じた運転を行なわせることが可能となる。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の室外ユニットに対して、複数台の室内ユニットをユニット間配管で並列につないで、混在して冷房並びに除湿運転を行なえる様にした空気調和装置において、
前記室外ユニットに内蔵された室外熱交換器の少なくとも一部をバイパスするバイパス管を設け、全ての、または、いずれかの前記室内ユニットを除湿運転させる際に前記室外熱交換器の出口より流出した冷媒と前記バイパス管を流通して来た冷媒とを合流させ、この除湿運転させる室内ユニットヘ流通させたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記室外熱交換器へ設けた前記バイパス管を前記室内ユニットへ接続される前記ユニット間配管毎に設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
一方の室内ユニットは冷房運転を、他方の室内ユニットは除湿運転を夫々同時に行なわせる様にしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項４】
１台の室外ユニットに対して、１台の室内ユニットをユニット間配管でつないで、冷房、または、除湿運転を行なう空気調和装置において、
前記室外ユニットに内蔵された室外熱交換器の少なくとも一部をバイパスするバイパス管を設け、前記室内ユニットを除湿運転させる際に前記室外熱交換器の出口より流出した冷媒と前記バイパス管を流通して来た冷媒とを合流させ、この除湿運転させる室内ユニットヘ流通させたことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
１台の室外ユニットへ１台、または、複数台の室内ユニットを接続して運転する空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、１台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを備えた空気調和装置では、前記室外ユニットより延ばした１系統のユニット間配管へ前記複数台の室内ユニットを並列に接続する構成と、前記室外ユニットより、各室内ユニット毎に複数系統のユニット間配管を分岐して延ばして接続する構成とのいずれかの構成となっていた。
【０００３】
そして、後者の前記室外ユニットから複数系統のユニット間配管を室内ユニット毎に延ばして接続する構成では、前記室外ユニット内で、１系統の冷媒配管を前記ユニット間配管毎に分岐して、室外電動弁を設け、この開度を調節して、前記各室内ユニットへ流通させる冷媒の循環量と、前記室外ユニット内に設けた圧縮機の能力とを制御して、前記室内ユニット毎の空調負荷に対応させて運転させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、１つの室外熱交換器を用い、熱交換させた冷媒の循環量を各ユニット間配管毎に設けた前記室外電動弁で調節する制御では、冷房運転を行なっている室内ユニットと、除湿運転を行なっている室内ユニットとが混在した場合、前記室外熱交換器が１つであることから、それぞれの室内ユニットへ循環させる冷媒の循環量は、前記それぞれのユニット間配管に設けた室外電動弁で制御できるものの、循環させる冷媒の凝縮度までは、室外熱交換器へ送風を行なう室外送風機の速調を行なっても、各室内ユニット毎に調整することが出来ないため、前記除湿運転を優先させると、冷房運転を行なっている室内ユニットへ流入させる冷媒の過冷却液を確保出来ず、冷房能力が不足となってしまい、前記冷房運転を優先させると、除湿運転を行っている室内ユニットへ流入させる冷媒の飽和蒸気を確保することが出来ず、過熱能力が不足してしまっていた。
【０００５】
さらに、除湿運転を行っている室内ユニットへは、上記飽和蒸気を含んだ冷媒が循環するため、冷媒循環不足ぎみの運転を行うこととなってしまっていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、各室内ユニット毎の空調負荷に適応した冷媒状態の冷媒を前記各室内ユニット毎へ流通し、冷媒循環不足を解消させて、前記各室内ユニット毎の前記空調負荷に応じた空調運転を可能とさせた空気調和装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、１台の室外ユニットに対して、複数台の室内ユニットをユニット間配管で並列につないで、混在して冷房並びに除湿運転を行なえる様にした空気調和装置において、前記室外ユニットに内蔵された室外熱交換器の少なくとも一部をバイパスするバイパス管を設け、全ての、または、いずれかの前記室内ユニットを除湿運転させる際に前記室外熱交換器の出口より流出した冷媒と前記バイパス管を流通して来た冷媒とを合流させ、この除湿運転させる室内ユニットヘ流通させたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記室外熱交換器へ設けた前記バイパス管を前記室内ユニットへ接続される前記ユニット間配管毎に設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、一方の室内ユニットは冷房運転を、他方の室内ユニットは除湿運転を夫々同時に行なわせる様にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、１台の室外ユニットに対して、１台の室内ユニットをユニット間配管でつないで、冷房、または、除湿運転を行なう空気調和装置において、前記室外ユニットに内蔵された室外熱交換器の少なくとも一部をバイパスするバイパス管を設け、前記室内ユニットを除湿運転させる際に前記室外熱交換器の出口より流出した冷媒と前記バイパス管を流通して来た冷媒とを合流させ、この除湿運転させる室内ユニットヘ流通させたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１２】
まず、図１は、本発明による除湿運転と、冷房運転との同時運転を可能とした、複数系統のユニット間配管を接続した１台の室外ユニットと、これらのユニット間配管のそれぞれに接続された室内ユニットとで構成される空気調和装置について示した冷媒回路図である。
【００１３】
まず、室外ユニット１には、圧縮機１０と、四方弁１１と、室外熱交換器１２と、室外電動弁１３と、室外流量調整弁１４ａ〜１４ｃと、バイパス管１５と、室外電磁弁１６ａ〜１６ｃと、キャピラリチューブ１７ａ〜１７ｃと、アキュームレータ１８とが、冷媒配管で接続され、室外熱交換器１２へ外気を送風する室外送風機１９とともに内蔵されている。
【００１４】
室外熱交換器１２の出口より延びた主管２０は、前記室外電動弁１３を経由して、各室内ユニット毎へ分岐され、室外流量調整弁１４ａ〜１４ｃを経由して、分岐主管２１ａ〜２１ｃへと接続されている。
【００１５】
また、バイパス管１５は、室外熱交換器１２の途中より分岐し、室外熱交換器１２の後半をバイパスする様に設けられ、前記各室内ユニット毎へ分岐され、キャピラリチューブ１７ａ〜１７ｃ、および、室外電磁弁１６ａ〜１６ｃを経由して、前記分岐主管２１ａ〜２１ｃへと接続されている。
【００１６】
そして、サービスバルブ２２ａ〜２２ｃを経由して、一方のユニット間配管（液管）３ａ〜３ｃへ接続され、他方のユニット間配管（ガス管）４ａ〜４ｃは、サービスバルブ２３ａ〜２３ｃを経由して、四方弁１１より延びる冷媒配管へ接続されている。
【００１７】
次に、室内ユニット２ａ〜２ｃについて説明すると、室内ユニット２ａは、室内熱交換器２４ａ、および、２５ａの２つの室内熱交換器を有し、この２つの室内熱交換器２４ａと、２５ａとの間には、電磁弁２６ａが設けられて、冷媒配管で接続され、これら室内熱交換器２４ａ、および、２５ａへ室内空気を送風する室内送風機２７ａとともに内蔵されている。
【００１８】
そして、前記ユニット間配管３ａは、室内熱交換器２４ａへ接続され、前記ユニット間配管４ａは、室内熱交換器２５ａへと接続されている。
【００１９】
なお、この電磁弁２６ａは、開状態では、冷媒をスムーズに流通させることができ、閉状態では、前記冷媒の流通を遮断せず、前記冷媒の減圧を行う流路抵抗器の役割を果たす機能を持った電磁弁である。
【００２０】
室内ユニット２ｂ、および、２ｃについては、室内ユニット２ａと同様であるため説明は省略する。
【００２１】
そして、この空気調和装置を循環する冷媒の流れについて説明すると、例えば、室内ユニット２ａが冷房運転を行なった場合であると、室外ユニット１内では、室外電動弁１３が、室内ユニット２ａ内の室内熱交換器２４ａ、および、２５ａの冷媒状態と、他の室内ユニット２ｂ、および、２ｃの運転状態により、その開度を調節され、室外流量調整弁１４ａは、中間の開度となっており、室外電磁弁１６ａは閉とされ、室内ユニット２ａ内では、室内電磁弁２６ａが開とされている。
【００２２】
図２の実線矢印で示す様に、圧縮機１０で圧縮されて吐出された冷媒は、室外熱交換器１２で室外送風機１９からの送風により放熱して凝縮し、主管２０を流通し、室外電動弁１３を経由して、室内ユニット２ａへ分岐され、室外流量調整弁１４ａを経由して、分岐主管２１ａを流通する。
【００２３】
この分岐主管２１ａでは、上記室外電磁弁１６が閉となっているため、主管２０を流通して来た冷媒のみが流通し、ユニット間配管３ａを流通して、室内ユニット２ａの室内熱交換器２４ａへ流入し、室内電磁弁２６ａを経由して、室内熱交換器２５ａへ流入する。
【００２４】
ここで、上記の様に室内ユニット２ａに流入した冷媒は、室外熱交換器１２を最後まで流通し、過冷却された冷媒で、室外電動弁１４ａで減圧されており、また、室内電磁弁２６ａは開とされているため、室内熱交換器２４ａおよび、２５ａの双方の室内熱交換器とも蒸発器として機能し、室内送風機２７ａからの送風を受けて、室内空気より吸熱して蒸発する。
【００２５】
そして、ユニット間配管４ａを流通して、室外ユニット１へ戻り、四方弁１１を経由して、アキュームレータ１８を経由し、圧縮機１０へ吸入され、再度、圧縮されて吐出される順序を繰り返す。
【００２６】
この様にして、室内ユニット２ａが設置された部屋の室内空気は、室内熱交換器２４ａおよび、２５ａでの前記冷媒の蒸発により冷却されて、冷房運転が行なわれる。
【００２７】
また、例えば、室内ユニット２ｂが除湿運転を行なった場合であると、室外ユニット１内では、室外電動弁１３が、室内ユニット２ｂ内の室内熱交換器２４ｂ、および、２５ｂの冷媒状態と、他の室内ユニット２ａおよび、２ｃの運転状態により、その開度を調節され、室外流量調整弁１４ｂも、室内ユニット２ｂ内の室内熱交換器２４ｂおよび、２５ｂの冷媒状態により、全開に近い開度付近で、その開度は調節され、室外電磁弁１６ｂは開とされ、室内ユニット２ｂ内では、室内電磁弁２６ｂが閉とされ、図３の実線矢印で示す様に、圧縮機１０で圧縮されて吐出された冷媒は、四方弁１１を経由して、室外熱交換器１２へ流入し、室外送風機１９からの送風を受けて放熱して凝縮されるが、この凝縮途中で、前記冷媒の一部は、バイパス管１５へと流出し、キャピラリチューブ１７ｂおよび、室外電磁弁１６ｂを流通し、残りの冷媒は、室外熱交換器１２を最後まで流通して、室外送風機１９からの送風を受け、放熱して凝縮し、主管２０を流通し、室外電動弁１３を経由して分岐され、室外流量調整弁１４ｂを経由して、分岐主管２１ｂを流通する。
【００２８】
この分岐主管２１ｂでは、上記室外熱交換器１２の途中で分岐し、バイパス管１５を流通して、キャピラリチューブ１７ｂ、および、室外電磁弁１６を経由して来た飽和蒸気を含む前記冷媒が、前記室外熱交換器１２を最後まで流通し、主管２０を流通して来た前記残りの冷媒と混合されて、ユニット間配管３ｂを流通して、室内ユニット２ｂの室内熱交換器２４ｂへと流入し、室内電磁弁２６ｂを経由して、室内熱交換器２５ｂへ流入する。
【００２９】
ここで、室内ユニット２ｂへ循環させる冷媒を、バイパス管１５を流通し、飽和蒸気を含んだ冷媒と、室外熱交換器１２を最後まで流通した冷媒と混合させた冷媒とする理由は、バイパス管１５を流通した飽和蒸気を含んだ冷媒のみを循環させたのでは、前記冷媒に含まれる過冷却された液冷媒の量が少ないため、室内ユニット２ｂでの冷媒循環不足が生じてしまうため、これを回避するものである。
【００３０】
そして、上記の様に室内ユニット２ｂに流入した冷媒は、室外熱交換器１２を最後まで流通し、過冷却された冷媒と、室外熱交換器１２の途中からバイパス管１５を流通し飽和蒸気を含んだ冷媒とが混合されており、室外電動弁１４ｂでは、あまり減圧されておらず、室内電磁弁２６ｂは閉とされ、流通する冷媒圧力を減圧するため、室内電磁弁２６ｂの上流にある室内熱交換器２４ｂは、凝縮器としての機能となり、室内電磁弁２６ｂの下流にある室内熱交換器２５ｂは、蒸発器としての機能となり、室内ユニット２ｂへ流入した冷媒は、室内送風機２７ｂの送風を受けて、室内熱交換器２４ｂで室内空気へ放熱して凝縮し、室内熱交換器２５ｂでは室内空気より吸熱して蒸発する。
【００３１】
そして、ユニット間配管４ｂを流通して、室外ユニット１へ戻り、四方弁１１を経由して、アキュームレータ１８を経由し、圧縮機１０へ吸入され、再度、圧縮されて吐出される順序を繰り返す。
【００３２】
この様にして、室内ユニット２ｂが設置された部屋の室内空気は、室内熱交換器２５ｂでの前記冷媒の蒸発により、吸熱されて、一旦、冷却されると共に、含まれた湿気は結露して、前記室内空気より分離され、そして、室内熱交換器２４ｂでの前記冷媒の凝縮により加温されて、前記室内空気の温度を低下させず、湿度のみを低下させるいわゆる再熱ドライ運転となる。
【００３３】
また、バイパス管１５を経由させて、飽和蒸気の冷媒を室内ユニット２ｂへ流通させられることから、室外熱交換器１２へ送風している室外送風機１９の風速を抑えて、最後まで流通する冷媒に飽和蒸気を残留させる必要が無いため、室外送風機１９の速調を簡素化することも可能である。
【００３４】
なお、この再熱ドライ運転を行う室内ユニット２ｂへ流通させる冷媒を、バイパス管１５を流通して来た飽和蒸気を含む冷媒と、室外熱交換器１２を最後まで流通して過冷却された冷媒とを混合させて流通させているが、この理由は、飽和蒸気を含む冷媒のみでは、気体成分が多く成り、必然的に循環する冷媒の循環量が減少してしまい、室内熱交換器２４ｂでの凝縮能力や、室内熱交換器２５ｂでの蒸発能力が低下してしまうため、これを防止するためである。
【００３５】
そして、上記冷房運転を行なう室内ユニット２ａと、上記再熱ドライ運転を行なう室内ユニット２ｂとが混在した場合、室外電動弁１３は、ほぼ全開の状態とされて、室外流量調整弁１４ａは、中間の開度とされ、室外流量調整弁１４ｂは、室内ユニット２ｂ内の室内熱交換器２４ｂ、および、２５ｂの冷媒状態により、全開に近い開度付近で、その開度を調節され、室外電磁弁１６ａは閉とされ、室外電磁弁１６ｂは開とされており、室内ユニット２ａでは、室内電磁弁２６ａが開とされ、室内ユニット２ｂでは、室内電磁弁２６ｂが閉とされている。
【００３６】
そして、図４に示す様に、室外ユニット１では、圧縮機１０より吐出された冷媒が、四方弁１１を経由して、室外熱交換器１２へ流入し、前記冷媒の一部は、バイパス管１５へ分岐され、残りの冷媒は、この室外熱交換器１２を最後まで流通して、主管２０を流通し、室外電動弁１３を経由して、各室内ユニットへ分岐されて室外流量調整弁１４ａ、および、１４ｂを経由し、それぞれ分岐主管２１ａおよび、２１ｂを流通する。
【００３７】
ここで、分岐主管２１ａでは、上記室外流量調整弁１４ａを経由して来た冷媒のみが流通し、分岐主管２１ｂでは、上記室外流量調整弁１４ｂを経由して来た冷媒と、バイパス管１５を流通し、キャピラリチューブ１７ｂおよび、室外電磁弁１６ｂを経由して来た冷媒とが混合されて流通し、それぞれサービスバルブ２２ａ、および、２２ｂを経由して、ユニット間配管３ａ、および、３ｂを流通し、室内ユニット２ａ、および、２ｂへ流入する。
【００３８】
そして、室内ユニット２ａでは、上記の様に室内電磁弁２６ａが開とされ、流入する冷媒も上記室外熱交換器１２を最後まで流通して過冷却された冷媒のみが流入しているため、室内熱交換器２４ａ、および、室内熱交換器２５ａの双方が、蒸発器として機能し、室内送風機２７ａからの送風を受けて、前記冷媒が蒸発し、冷房運転となる。
【００３９】
また、室内ユニット２ｂでは、室内電磁弁２６ｂが閉とされ、流入する冷媒も上記室外熱交換器１２を最後まで流通して過冷却された冷媒と、バイパス管１５を流通して飽和蒸気を含む冷媒とが、混合されて流入するため、前記室内電磁弁２６ｂの上流側に設けられた室内熱交換器２４ｂでは、流入して来た冷媒の飽和蒸気分の凝縮が行なわれて放熱し、前記室内電磁弁２６ｂの下流側に設けられた室内熱交換器２５ｂでは、流入して来た冷媒が蒸発して吸熱を行なう。
【００４０】
これより、室内送風機２７ｂにより送風された室内空気は、室内熱交換器２５ｂで冷やされると共に除湿され、室内熱交換器２４ｂで過熱されるため、温度の変化は殆ど無く、除湿のみが行なわれる形となる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、本発明は、バイパス管１５から分岐主管２１ａ〜２１ｃへそれぞれ接続する際に、室外電磁弁１６ａ〜１６ｃ、および、キャピラリチューブ１７ａ〜１７ｃを経由させて接続する形で説明したが、この電磁弁、および、キャピラリチューブの組み合わせを電動弁に置き換えて、バイパス弁１５を流通する冷媒の冷媒量を制御して、分岐主管２１ａ〜２１ｃへ合流させることにより、前記各室内ユニット２ａ〜２ｃへ流通させる冷媒を、さらに各室内ユニット２ａ〜２ｃの空調負荷に合わせた凝縮度の冷媒とすることが可能となる。
【００４２】
さらに、室外熱交換器１２へ送風を行なっている室外送風機１９も、前記分岐主管２１ａ〜２１ｃと、前記バイパス管１５とに設けられたそれぞれの電動弁の開度で各室内ユニット２ａ〜２ｃへ流通させる冷媒の凝縮度が制御可能となるため、速調を行なう必要も無くなり、ただ単に、運転停止のみの簡単な制御とすることも可能である。
【００４３】
また、室内ユニットを室内ユニット２ａ〜２ｃの３台とし、室外ユニット１から分岐されて延びるユニット配管を３系統として説明したが、特にこれに限定されるもので無く、前記分岐主管２１および、バイパス管１５の分岐数を変更し、それぞれに冷媒の流量を調整する電動弁などを設けて、接続させることにより、２台以上の複数台の室内ユニットを接続する室外ユニットに対応することが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明より、室外熱交換器の途中にバイパス管を設けて、前記室外熱交換器を流通する冷媒の一部をバイパス可能とさせ、前記室外熱交換器を最後まで流通した冷媒と、前記室外熱交換器を途中でバイパスさせた冷媒とを混合させ、室内ユニットの空調運転に応じて、冷房運転をしている室内ユニットへは、前記室外熱交換器を最後まで流通した冷媒のみを流通させ、除湿運転をしている室内ユニットへは、前記室外熱交換器を最後まで流通した冷媒と、前記バイパス管を流通した冷媒とを混合させて流通させることにより、除湿運転をしている前記室内ユニットでの冷媒循環不足が解消し、それぞれの室内ユニッ毎の空調負荷に適した空調運転を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】室内ユニット２ａが冷房運転を行った場合の冷媒の流れを表した冷媒回路図である。
【図３】室内ユニット２ｂが除湿運転を行った場合の冷媒の流れを表した冷媒回路図である。
【図４】冷房運転を行なう室内ユニット２ａと除湿運転を行なう室内ユニット２ｂとが混在して運転を行った場合の冷媒の流れを表した冷媒回路図である。
【符号の説明】
１　室外ユニット
２ａ〜２ｃ　室内ユニット
３ａ〜３ｃ　ユニット間配管（液管）
４ａ〜４ｃ　ユニット間配管（ガス管）
１２　室外熱交換器
１３　室外電動弁
１４ａ〜１４ｃ　室外流量調整弁
１５　バイパス管
１６ａ〜１６ｃ　電磁弁
１７ａ〜１７ｃ　キャピラリチューブ（流路抵抗器）
２０　主管
２１ａ〜２１ｃ　分岐主管
２２ａ〜２２ｃ　サービスバルブ（液管）
２３ａ〜２３ｃ　サービスバルブ（ガス管）
２４ａ〜２４ｃ　室内熱交換器
２５ａ〜２５ｃ　室内熱交換器
２６ａ〜２６ｃ　室内電磁弁
【図１】
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【図２】
2004028528.tif 000004
【図３】
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【図４】
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