(57)【要約】【課題】マルチ空気調和機において、各室の特性に合わせて暖房と冷房とを同時に行なうことができるようにすること。【解決手段】マルチ空気調和機が、室外熱交換機と、室外熱交換機の吐出側に連結されて室外熱交換機から流入した冷媒を各々気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器を有する室外機と、室内熱交換機と電気膨張弁とを有し複数の室内の各々に設けられる室内機と、室外機から流入した気相冷媒は暖房を行う室内機の室内熱交換機へ流動させ、室外機から流入した液相冷媒は暖房を行う室内機の電気膨張弁へ流動させる分配器と、各構成要素を連結し冷媒の経路を制御する複数の逆止弁とソレノイド弁が設けられた冷媒配管とを具備し、各室毎に暖房と冷房を個別的に行う場合には、暖房を行う室内機を経由して液化された冷媒を、冷房を行う室内機の電気膨張弁へ再び流動させた後に室外機に流動させるようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換機と、前記室外熱交換機の吐出側に連結されて前記室外熱交換機から流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して各々吐き出す気液分離器が備えられた室外機と、
室内熱交換機と電気膨張弁が各々備えられ複数の室内の各々に設けられる室内機と、
前記室外機と前記室内機との間に連結され、室外機から流入した気相冷媒は暖房を行う室内機の室内熱交換機へ流動させ、室外機から流入した液相冷媒は暖房を行う室内機の電気膨張弁へ流動させ、室内機を経由した冷媒を更に室外機に流動させるものの、各室毎に暖房と冷房を個別的に行う場合には、前記暖房を行う室内機を経由しつつ液化された冷媒を前記冷房を行う室内機の電気膨張弁へ再び流動させた後、前記室外機へ流動させる分配器と、
前記各構成要素を連結し、冷媒の流路を制御する複数の逆止弁とソレノイド弁が設けられた冷媒配管とを具備するマルチ空気調和機。
【請求項２】
前記室外熱交換機を経て前記気液分離器に流入する冷媒の気液混合比が、各々運転条件に沿って適切に調節されるように、前記室外ファンの回転数を制御する制御手段を具備する請求項１に記載のマルチ空気調和機。
【請求項３】
前記制御手段は、配管に設けられて前記室外熱交換機から吐き出された冷媒の温度を測定する温度センサーと、
前記温度センサーにより測定した冷媒温度と既に設定した冷媒温度とを比較して配管内の冷媒混合比を検出し、検出された混合比が各運転条件において必要とする予め設定された混合比に等しくなるように、前記室外ファンの回転数を制御するマイクロコンピュータとを具備する請求項２に記載のマルチ空気調和機。
【請求項４】
前記室外機は、圧縮機、室外ファン、室外熱交換機、室外機電気膨張弁、気液分離器、アキュームレータ、および、前記各構成要素を連結し、複数の逆止弁とソレノイド弁が設けられた室外機配管を具備する請求項１に記載のマルチ空気調和機。
【請求項５】
前記室外機配管は、
前記圧縮機と前記室外熱交換機とを連結する吐出管と、
前記室外熱交換機と前記気液分離器とを連結する補助管と、
前記補助管の一方から分岐した後、更に補助管に合流する並列管と、
前記気液分離器の上部と前記分配器とを連結する気相冷媒管と、
前記気液分離器の下部と前記分配器とを連結する液相冷媒管と、
前記分配器と前記圧縮機とを連結する吸入管と、
前記吐出管と前記気相冷媒管とを連結する第１バイパス管と、
前記第１バイパス管と前記室外熱交換機との間の位置の吐出管と前記吸入管を連結する第２バイパス管とを具備する請求項４に記載のマルチ空気調和機。
【請求項６】
前記第１バイパス管と前記第２バイパス管との間に前記吐出管に第１ソレノイド弁が設けられている請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項７】
前記第１ソレノイド弁は、全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において開放し、全室を冷房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において閉鎖するように制御されることを特徴とする請求項６に記載のマルチ空気調和機。
【請求項８】
前記第１バイパス管に第２ソレノイド弁が設けられている請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項９】
前記第２ソレノイド弁は、全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し少数室を冷房する運転において開放するように制御されることを特徴とする請求項８に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１０】
前記第２バイパス管に第３ソレノイド弁が設けられている請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１１】
前記第３ソレノイド弁は全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において開放するように制御されることを特徴とする請求項１０に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１２】
前記並列管が分岐する位置と、合流する位置との間の補助管に、気液分離器から室外熱交換機への冷媒の流動を防止する第１逆止弁が設けられている請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１３】
前記室外機の電気膨張弁は、前記並列管に設けられることを特徴とする請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１４】
前記室外機電気膨張弁は、全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において機能するように制御されることを特徴とする請求項１３に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１５】
前記気液分離器と前記第１バイパス管との間の位置の気相冷媒管には、前記第１バイパス管のから前記気液分離器への冷媒の流動を防止する第２逆止弁が設けられている請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１６】
前記アキュームレータは、前記吸入管に設けられることを特徴とする請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１７】
前記分配器は、
前記気相冷媒管または液相冷媒管を介して流入した気相または液相冷媒を室内機へ案内し、室内機を経由した冷媒を更に前記室外機へ案内する分配器配管と、
各運転条件によって各室の室内機へ選択的に気相または液相の冷媒を流入させ、室内機を経由した冷媒を室外機へ再案内するように、前記分配器配管内の冷媒の流れを制御する弁部とを具備する請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項１８】
前記分配器の配管は、
前記気相冷媒管に連結される気相冷媒連結管と、
前記気相冷媒管から分岐し、各室の室内機の室内熱交換機にそれぞれ連結される気相冷媒分岐管と、
前記液相冷媒管に連結される液相冷媒連結管と、
前記液相冷媒管から分岐し、各室の室内機の電気膨張弁にそれぞれ連結される液相冷媒分岐管、
前記各気相冷媒分岐管から分岐する連結分岐管と、
前記各連結分岐管を一つに集合し前記吸入管に連結される集合管とを具備する請求項１７記載のマルチ空気調和機。
【請求項１９】
前記弁部は、前記各気相冷媒分岐管、前記各液相冷媒分岐管、前記各連結分岐管の各々に設けられて制御される複数のソレノイド弁を具備する請求項１８記載のマルチ空気調和機。
【請求項２０】
前記分配器の弁部は、暖房を行う室内機側の冷媒連結管に設けられたソレノイド弁、および、冷房を行う室内機側の気相冷媒分岐管に設けられたソレノイド弁のみを閉鎖するように制御される請求項１９記載のマルチ空気調和機。
【請求項２１】
前記暖房を行う室内機の電気膨張弁が全開となる請求項１に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２２】
前記冷房を行う室内機の電気膨張弁は、冷媒が膨張するように制御される請求項１に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２３】
前記逆止弁とソレノイド弁は、全室を冷房する運転および全室を暖房する運転、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転条件毎に、冷媒の流れが異なるように制御される請求項５に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２４】
前記全室を冷房する運転において、前記逆止弁およびソレノイド弁は、前記圧縮機から吐き出された冷媒の全量が、室外熱交換機、気液分離器、分配器、電気膨張弁、室内熱交換機、分配器を順次に経由した後に圧縮機に流入するように制御される請求項２３に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２５】
前記全室を暖房する運転において、前記逆止弁およびソレノイド弁は、前記圧縮機から吐き出された冷媒の全量が、第１バイパス管、分配器、室内熱交換機、電気膨張弁、分配器、気液分離器、室外機電気膨張弁、室外熱交換機を順次に経由した後に第２バイパス管を通じて圧縮機に流入するように制御される請求項２３に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２６】
前記多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において、前記逆止弁および前記ソレノイド弁は、圧縮機から吐き出された冷媒が室外熱交換機と気液分離器に流入した後、液相冷媒は分配器、冷房室の電気膨張弁、冷房室の室内熱交換機、分配器を順次に経由した後に前記圧縮機に流入し、気相冷媒は分配器、暖房室の室内熱交換機、暖房室の電気膨張弁を経由した後に前記分配器の内で前記液相冷媒と合流し、冷房室の電気膨張弁、冷房室の室内熱交換機、前記分配器を経て前記圧縮機に流入するように制御されることを特徴とする請求項２３に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２７】
前記多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において、前記逆止弁および前記ソレノイド弁は、圧縮機から吐き出された冷媒の全量が第１バイパス管を通じて分配器に流入し、暖房室の室内熱交換機、暖房室の電気膨張弁を経由して分配器に再流入した後、冷媒の一部が冷房室の電気膨張弁と冷房室の室内熱交換機および分配器を経て圧縮機に流入し、冷媒の残りの部分が気液分離器、室外機電気膨張弁、室外熱交換機を経由した後、第２バイパス管を通じて圧縮機に流入するように制御されることを特徴とする請求項２３に記載のマルチ空気調和機。
【請求項２８】
室外熱交換機から吐出される気液混合冷媒の温度を測定する段階と、
前記測定された冷媒温度と予め設定された冷媒温度とを比較して冷媒の気液混合比を検出する段階と、
前記検出された気液混合比は、該当運転条件に必要な予め設定された混合比に一致するように室外ファンの回転数を変化させる段階とを含むマルチ空気調和機の室外ファンの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチ空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気調和機は、住居空間、レストランまたは事務室などの室内空間を冷房または暖房するための装置である。
このような空気調和機では、近時、複数の室に区画された室内空間をより効率的に冷暖房するためのマルチ空気調和機の開発が行われている。そして、マルチ空気調和機は、一般に、一台の室外機に複数の室内機が連結され、各室に複数の室内機の各々を設置する形態をとり、冷房または暖房の何れかの運転モードで動作しながら室内を冷暖房する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、複数の室の一の室を暖房し、他の室を冷房することが必要な場合でも、冷房モードまたは暖房モードで一律に運転されるため、こうした要求に適切に対応することができない。
【０００４】
例えば、ビルでは、各室の位置や時間に応じて温度差が発生することがあり、ビルの北側の室内では暖房が必要となり、南側の室内では冷房が必要となる場合、一つのモードで運転されている従来のマルチ空気調和機では、こうした要求に適切に対応できないという限界がある。
【０００５】
また、ビルに電算室が備えられている場合には、夏だけでなく、冬にも電算設備の発熱負荷の問題を解決するために冷房が必要となり、このような要求に機器が適切に対応することができない。
【０００６】
このため、機器動作中において同時に各室を個別的に空気調和できるマルチ空気調和機、つまり、暖房を要する室内に設置された室内機が暖房モードで運転すると同時に、冷房を要する他の室内に設置された室内機が冷房モードで運転可能な冷暖房同時型のマルチ空気調和機の開発が要求されている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、各室の要求に合わせて暖房と冷房とを同時に行なうことのできるマルチ空気調和機を提供することである。
本発明の他の目的は、分配器の重さを低減して容易に設置できるようにすることにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、全室を冷房する運転と、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転とで気液分離器に流入する冷媒の気液混合比を最適化して、空気調和効率を向上させられるマルチ空気調和機の室外ファン運転制御方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によるマルチ空気調和機は、室外熱交換機と、前記室外熱交換機の吐出側に連結されて前記室外熱交換機から流入した冷媒を各々気相冷媒と液相冷媒とに分離して各々吐き出す気液分離器が備えられた室外機と、室内熱交換機と電気膨張弁が各々備えられ複数の室内の各々に設けられる室内機と、前記室外機と前記室内機との間に連結され、室外機から流入した気相冷媒は暖房を行う室内機の室内熱交換機へ流動させ、室外機から流入した液相冷媒は暖房を行う室内機の電気膨張弁へ流動させ、室内機を経由した冷媒を更に室外機に流動させるものの各室毎に暖房と冷房を個別的に行う場合には、前記暖房を行う室内機を経由しつつ液化された冷媒を前記冷房を行う室内機の電気膨張弁へ再び流動させた後前記室外機に流動させる分配器と、前記各構成要素などを連結し、冷媒の流路を制御する複数の逆止弁とソレノイド弁が設けられた冷媒配管とを具備する。
【００１０】
前記室外熱交換機を経て前記気液分離器に流入する冷媒の気液混合比が、各々運転条件に沿って適切に調節されるように前記室外ファンの回転数を制御する制御手段を具備することが望ましい。
【００１１】
前記制御手段は、配管に設けられて前記室外熱交換機から吐き出された冷媒の温度を測定する温度センサー、前記温度センサーにより測定した冷媒温度と既に設定した冷媒温度を比較して配管内の冷媒混合比を検出し、検出された混合比が各運転条件において必要とする予め設定された混合比に等しくなるように前記室外ファンの回転数を制御するマイクロコンピュータを具備することが望ましい。
【００１２】
前記室外機は、圧縮機、室外ファンおよび室外熱交換機、室外機電気膨張弁、気液分離器、アキュームレータ、および、前記各構成要素を連結し、複数の逆止弁とソレノイド弁が設けられた室外機配管を具備することが望ましい。
【００１３】
前記室外機配管は、前記圧縮機と前記室外熱交換機を連結する吐出管と、前記室外熱交換機と前記気液分離器を連結する補助管と、前記補助管の一方から分岐した後更に合流する並列管と、前記気液分離器の上部と前記分配器とを連結する気相冷媒管と、前記気液分離器の下部と前記分配器とを連結する液相冷媒管と、前記分配器と前記圧縮機とを連結する吸入管と、前記吐出管と前記気相冷媒管を連結する第１バイパス管と、前記第１バイパス管と前記室外熱交換機との間の位置の吐出管と前記吸入管とを連結する第２バイパス管とを具備することが望ましい。
【００１４】
前記吐出管において前記第１バイパス管と前記第２バイパス管との間に第１ソレノイド弁を設けることが望ましく、前記第１ソレノイド弁は全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において開放し、全室を冷房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において閉鎖するように制御されることが望ましい。
【００１５】
前記第１バイパス管に第２ソレノイド弁を設けることが望ましく、前記第２ソレノイド弁は、全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し少数室を冷房する運転において開放するように制御されることが望ましい。
【００１６】
前記第２バイパス管に第３ソレノイド弁を設けることが望ましく、前記第３ソレノイド弁は、全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において開放するように制御されることが望ましい。
【００１７】
前記並列管が分岐する位置と、合流する位置との間の補助管には、気液分離器から室外熱交換機への冷媒の流動を防止する第１逆止弁を設けることが望ましい。
【００１８】
前記室外機の電気膨張弁は前記並列管に設けることが望ましく、前記室外機電気膨張弁は全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において機能するように制御されることが望ましい。
【００１９】
前記気液分離器と前記第１バイパス管との間の位置の気相冷媒管には、前記第１バイパス管のから前記気液分離器への冷媒の流動を防止する第２逆止弁を設けることが望ましい。
【００２０】
前記アキュームレータは前記吸入管に設けることが望ましく、前記分配器は、前記気相冷媒管または液相冷媒管を介して流入した気相または液相の冷媒を室内機へ案内し、室内機を経由した冷媒を更に前記室外機へ案内する分配器配管と、各運転条件によって各室の室内機へ選択的に気相または液相の冷媒を流入させ、室内機を経由した冷媒を室外機へ再案内するように前記分配器配管内の冷媒の流れを制御する弁部とを具備することが望ましい。
【００２１】
前記分配器の配管は、前記気相冷媒管に連結される気相冷媒連結管と、前記気相冷媒管から分岐し、各室の室内機の室内熱交換機にそれぞれ連結される気相冷媒分岐管と、前記液相冷媒管に連結される液相冷媒連結管と、前記液相冷媒管から分岐し、各室の室内機の電気膨張弁にそれぞれ連結される液相冷媒分岐管と、前記各気相冷媒分岐管から分岐する連結分岐管と、前記各連結分岐管を一つに集合し前記吸入管に連結される集合管とを具備することが望ましい。
【００２２】
前記弁部は、前記各気相冷媒分岐管、前記各液相冷媒分岐管、前記各連結分岐管にそれぞれ設けられて制御される複数のソレノイド弁を具備することが望ましい。
【００２３】
前記分配器の弁部は、暖房を行う室内機側の冷媒連結管に設けられたソレノイド弁と、冷房を行う室内機側の気相冷媒分岐管に設けられたソレノイド弁でのみ閉鎖するように制御されることが望ましい。
【００２４】
前記暖房を行う室内機の電気膨張弁は全開することが望ましく、前記冷房を行う室内機の電気膨張弁は冷媒が膨張するように制御することが望ましい。
【００２５】
前記逆止弁とソレノイド弁は全室を冷房する運転と、全室を暖房する運転、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転と、多数室を暖房し且つ少数室を冷房運転条件別にそれぞれ異なるように冷媒の流れを制御することが望ましい。
【００２６】
前記全室を冷房する運転において、前記逆止弁およびソレノイド弁は前記圧縮機から吐き出された全量が室外熱交換機、気液分離器、分配器、電気膨張弁、室内熱交換機、分配器を順次に経由した後、圧縮機に流入するように制御されることが望ましい。
【００２７】
前記全室を暖房する運転において、前記逆止弁およびソレノイド弁は前記圧縮機から吐き出された冷媒の全量が第１バイパス管、分配器、室内熱交換機、電気膨張弁、分配器、気液分離器、室外機電気膨張弁、室外熱交換機を順次に経由した後、第２バイパス管を通じて圧縮機に流入するように制御されることが望ましい。
【００２８】
前記多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において、前記逆止弁および前記ソレノイド弁は圧縮機から吐き出された冷媒が室外熱交換機と気液分離器に流入した後、液相冷媒は分配器、冷房室の電気膨張弁、冷房室の室内熱交換機、分配器を順次に経由した後に前記圧縮機に流入しるように制御し、気相冷媒は分配器、暖房室の室内熱交換機、暖房室の電気膨張弁を経由した後に前記分配器の内で前記液相冷媒と合流して冷房室の電気膨張弁、冷房室の室内熱交換機、前記分配器を経て前記圧縮機に流入するように制御されることが望ましい。
【００２９】
前記多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において、前記逆止弁および前記ソレノイド弁は圧縮機から吐き出された冷媒の全量が第１バイパス管を通じて分配器に流入し、暖房室の室内熱交換機、暖房室の電気膨張弁を経由して分配器に再流入した後、冷媒の一部は冷房すべき室の電気膨張弁と冷房室の室内熱交換機および分配器を経て圧縮機に流入し、冷媒の残りの部分は気液分離器、室外機電気膨張弁、室外熱交換機を経由した後、第２バイパス管を通じて圧縮機に流入するように制御されることが望ましい。
【００３０】
また、本発明の他の実施形態において、マルチ空気調和機の室外ファンの運転制御方法は、室外熱交換機から吐出される気液混合冷媒の温度を測定する段階と、前記測定された冷媒温度と予め設定された冷媒温度とを比較して冷媒の気液混合比を検出する段階と、前記検出された気液混合比は、該当運転条件に必要な予め設定された混合比に一致するように室外ファンの回転数を変化させる段階とを含むことを特徴が望ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の一形態による空気調和機は、図１に示すように、室外機Ａ、分配器Ｂおよび複数の室内機Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を含み、全室を冷房する運転、全室を暖房する運転、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転、多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転など各種運転条件に従って、各室内機Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が設置された各室の内部の空間を独立的にそれぞれ冷暖房するように構成されており、その一実施形態の詳細な構成を図１に基づいて説明する。
【００３２】
説明の便宜のために、後述する符号２２は２２ａ、２２ｂ、２２ｃを、２４は２４ａ、２４ｂ、２４ｃを、２５は２５ａ、２５ｂ、２５ｃを、３１は３１ａ、３１ｂ、３１ｃを、６１は６１ａ、６１ｂ、６１ｃを、６２は６２ａ、６２ｂ、６２ｃを、ＣはＣ１、Ｃ２、Ｃ３を示す。そして、各室の個数が変化することにより、室内機Ｃの個数およびこれと連関した各構成要素の個数も共に変化することは当然であり、本明細書では説明の便宜のため三室を有する場合を一例として説明する。
【００３３】
まず、室外機Ａは圧縮機１、室外熱交換機２、室外ファン２ａ、気液分離器３、室外機電気膨張弁１３ａ、アキュームレータ１９、および、前記各構成要素を連結し複数の逆止弁やソレノイド弁などが設けられる冷媒配管を具備している。
【００３４】
図１を参照すると、圧縮機１と室外交換機２は吐出管４により連結される。そして、室外ファン２ａが、室外熱交換機２に向けて送風するように設けられている。圧縮機１の吸入側には吸入管８が連結され、吸入管８にはアキュームレータ１９が設けられている。
【００３５】
室外熱交換機２および気液分離器３は補助管５に連結される。並列管１３が、補助管５の一地点から分岐し再び補助管５の他の地点で合流するように設けられ、バイパス経路を形成している。並列管１３には、室外機電気膨張弁１３ａが設けられ、室外機電気膨張弁１３ａは全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転では閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転では機能するように制御される。
【００３６】
また、補助管５において並列管１３が分岐した位置と合流する位置との置には第１逆止弁５ａが設けられている。第１逆止弁５ａは、室外熱交換機２から気液分離器３への冷媒の流動を許容し、気液分離器３から室外熱交換機２への冷媒の流動は防止する。
【００３７】
気液分離器３の下方部分には液相冷媒管７が連結され、気液分離器３の上方部分には気相冷媒管６が連結される。液相冷媒管７および気相冷媒管６は、各々分配器Ｂ側の配管に連結される。
【００３８】
第１バイパス管１１が、気相冷媒管６の一地点および吐出管４の一地点の間に連結されている。第１バイパス管１１には第２ソレノイド弁１１ａが設けられており、第２ソレノイド弁１１ａは全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において開放するように制御される。第２逆止弁６ａが、気相冷媒管６において第１バイパス管１１が連結される位置と、気液分離器３との間に設けられている。第２逆止弁６ａは気液分離器３から分配器Ｂへ移動する冷媒の流動は許容し、第１バイパス管１１から気液分離器３へ移動する冷媒の流動は防止するように作動する。
【００３９】
また、第１バイパス管１１と室外熱交換機２との間の吐出管４の一地点と、吸入管８の一地点とが、第２バイパス管１２に連結される。その際、第２バイパス管１２は、アキュームレータ１９が圧縮機１と、第２バイパス管１２との間に位置するように配置、連結される。第２バイパス管１２には、第３ソレノイド弁１２ａが設けられ、第３ソレノイド弁１２ａは全室を冷房する運転および多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転において閉鎖し、全室を暖房する運転および多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転において開放するように制御される。第１バイパス管１１が連結される一地点と第２バイパス管１２が連結される一地点との間の吐出管４には第１ソレノイド弁４ａが設けられている。
【００４０】
図１を参照すると、分配器Ｂは、分配器配管２０と弁部３０とを含んでいる。分配器配管２０は、気相冷媒管６または液相冷媒管７を介して流入した気相または液相の冷媒を各室内機Ｃへ向けて案内し、室内機Ｃを経由した後に吐出された冷媒を更に室外機Ａに案内する。分配器配管２０は、気相冷媒連結管２１、気相冷媒分岐管２２、液相冷媒連結管２３、液相冷媒分岐管２４、連結分岐管２５、集合管２６を含んでおり、その詳しい互いの連結関係は次の通りである。
【００４１】
気相冷媒連結管２１は一端が室外機Ａの気相冷媒管６に連結され、液相冷媒連結管２３は一端が室外機Ａの液相冷媒管７に連結される。
図１を参照すると、気相冷媒分岐管２２は、気相冷媒管２１から分岐した複数の分岐管路を有し、各室の各室内機Ｃの室内熱交換機６２にそれぞれ連結され、液相冷媒分岐管２４は液相冷媒連結管２３から分岐した複数の分岐管路を有し、各室の室内機Ｃの電気膨張弁６１にそれぞれ連結されている。
【００４２】
連結分岐管２５は、図１に示すように、各気相冷媒分岐管２２から分岐し、集合管２６は各気相冷媒分岐管２２から分岐された連結分岐管２５を一つに集合して室外機Ａの吸入管８に連結する。
【００４３】
弁部３０は、全室を冷房する運転、全室を暖房する運転、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転、多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転など、各運転条件に従って各室の室内機Ｃに選択的に気相または液相の冷媒を流入させ、各室内機Ｃを経由した気相または液相の冷媒を室外機Ａへ再び流入させるように分配器配管２０内の冷媒の流れを制御する。
【００４４】
弁部３０は、図１に示すように、各気相冷媒分岐管２２、各液相冷媒分岐管２４、各連結分岐管２５の各々に配設された複数のソレノイド弁３１ａ、３１ｂ、３１ｃを含んでいる。複数のソレノイド弁３１は、暖房を行う室内機側の冷媒連結管に設けられたソレノイド弁、および、冷房を行う室内機側の気相冷媒分岐管に設けられたオン−オフ制御バルブのみが閉鎖されるように制御されるが、各運転条件に従う制御の詳細は後述する。
【００４５】
次に、室内機Ｃは各室にそれぞれ設置され、各々、室内熱交換機６２、電気膨張弁６１、そして、室内ファン（図示せず）を含んでいる。
各室内熱交換機６２は分配器Ｂの気相冷媒分岐管２２に連結され、電気膨張弁６１は分配器の各液相冷媒分岐管２４に連結される。そして、各室内熱交換機６２と各電気膨張弁６１は冷媒管によって相互に連結される。
前記各室内ファンは各室内熱交換機６２に送風するように設けられている。
【００４６】
一方、本発明によるマルチ空気調和機には、室外ファン２ａの回転数を制御する制御手段が更に含まれる。
前記制御手段は、温度センサー１４とマイクロコンピュータ（図示せず）とを含み、室外熱交換機２を経て気液分離器３に流入する冷媒の気液混合比が、各運転条件に従って適切に調節されるように、室外ファン２ａの回転数を可変制御する。
【００４７】
温度センサー１４は、図１に示すように、補助管５に設けられ、室外熱交換機２から吐出された後、補助管５内を流動する冷媒の温度を測定する。
マイクロコンピュータは、温度センサー１４により測定された冷媒温度と、予め設定された冷媒温度とを比較して、補助管５内を流動する冷媒の気液混合比を検出し、検出された気液混合比が各運転条件で必要な予め設定された気液混合比に一致するように室外ファン２ａの回転数を可変制御する。
【００４８】
上記のように構成された本発明によるマルチ空気調和機は、圧縮機１から吐出された気相冷媒が、各運転条件に従って第１バイパス管１１を介して分配器Ｂに直接流入するか、室外熱交換機２と気液分離器とを経由して気相と液相とに分離して分配器Ｂに流入した後、液相冷媒は冷房を行う室内機の電気膨張弁と室内熱交換機および分配器Ｂを経由した後圧縮機１に流入し、気相冷媒は暖房を行う室内機の室内熱交換機と電気膨張弁を経て分配器Ｂと気液分離器３および室外機電気膨張弁１３ａと室外熱交換機２とを経由した後、第２バイパス管１２を介して圧縮機１に流入するように作動するが、その詳細な作動過程を各運転条件毎に説明する。
【００４９】
説明の便宜のために、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転では、２台の室内機Ｃ１、Ｃ２は冷房を行い、他の一台の室内機Ｃ３は暖房を行うものと仮定する。また、多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転では２台の室内機Ｃ１、Ｃ２は暖房を行い、他の一台の室内機Ｃ３は冷房を行うものと仮定する。
【００５０】
図２は全室を冷房する運転における動作状態を示す動作図であって、全ての室内機が冷房機能を行う運転条件では、圧縮機１から吐出された冷媒の全量が室外熱交換機２、気液分離器３、分配器Ｂ、電気膨張弁６１、室内熱交換機６２、そして、分配器Ｂを順次に経由した後、圧縮機１に流入する循環経路が形成され、その詳細な内容は次の通りである。
【００５１】
図２を参照すると、圧縮機１から吐出された気相冷媒は、吐出管４を介して室外熱交換機２に流入する。この時、気相冷媒を室外熱交換機２へ案内するために、第１ソレノイド弁４ａは開放（ＯＮ）され、第１バイパス管１１の第２ソレノイド弁１１ａ、および、第２バイパス管１２の第３ソレノイド弁１２ａは閉鎖（ＯＦＦ）される。
【００５２】
室外熱交換機２に流入した冷媒は、前記制御手段により制御される室外ファン２ａにより送風された外気と熱交換しつつ過冷され、液体状態になり、補助管５を介して流動しながら第１逆止弁１５ａを通過した後、気液分離器３０に流入する。この時、室外熱交換機２は凝縮器として機能し、並列管１３に設けられた室外機電気膨張弁１３ａは全閉される。
【００５３】
気液分離器３に流入した高圧の液相冷媒は、液相冷媒管７と液相冷媒管連結管２３とを順次に経由した後、各液相冷媒分岐管２４へ分流される。液相冷媒分岐管２４に流入した液相冷媒は、液相冷媒分岐管２４のソレノイド弁を通過した後、各室内機Ｃに流入する。
【００５４】
室内機Ｃに流入した液相冷媒は、電気膨張弁６１で膨張し、室内熱交換機６２で気化しつつ室内の空気と熱交換を行い、該室内を冷房した後、気相冷媒分岐管２２に流入する。この時、室内熱交換機６２は蒸発器として作動する。
【００５５】
気相冷媒分岐管２２に流入した気相冷媒は、連結分岐管２５を介して集合管２６に流入する。この時、気相冷媒を連結分岐管２５へ案内するために、気相冷媒分岐管２２に設けられたソレノイド弁は閉鎖される。集合管２６に流入した気相冷媒は、吸入管８とアキュームレータ１９を経由して圧縮機１に流入する。
【００５６】
図３は、全室を暖房する運転における動作状態を示す動作図であって、全ての室内を暖房する運転条件では、圧縮機１から吐出された冷媒の全量が第１バイパス管１１、分配器Ｂ、室内熱交換機６２、電気膨張弁６１、分配器Ｂ、気液分離器３、室外機電気膨張弁１３ａ、室外熱交換機２を順次に経由した後、第２バイパス管１２を介して圧縮機１に流入する循環経路が形成され、その詳細な内容は次の通りである。
【００５７】
図３を参照すると、圧縮機１から吐出された気相冷媒は、吐出管４を介して移動し、第１ソレノイド弁４ａが閉鎖された状態であるので、第１バイパス管１１を介して気相冷媒管６に移動する。
気相冷媒管６に流入した気相冷媒は、第２逆止弁６ａによって気液分離器３への流動が制限されるので、分配器Ｂの気相冷媒連結管２１へ移動する。
【００５８】
気相冷媒連結管２１に流入した気相冷媒は各気相冷媒管２２に流入し、連結分岐管２５に設けられたソレノイド弁が閉鎖された状態であるので、該気相冷媒は各室内機Ｃの室内熱交換機６２に流入する。
【００５９】
室内熱交換機６２に流入した気相冷媒は、室内ファンにより送風される空気と熱交換しながら凝縮熱を放熱して室内を暖房し、この時、室内熱交換機６２は凝縮器として作動する。
【００６０】
室内熱交換機６２で過冷され、凝縮された液相冷媒は、完全に開放された電気膨張弁６１を経由した後、液相冷媒分岐管２４と液相冷媒連結管２３と液相冷媒管７とを介して室外機Ａの気液分離器３に流入する。
【００６１】
気液分離器３に流入した液相冷媒は、第１逆止弁５ａの流路閉鎖によって並列管１３に流入し、室外機電気膨張弁１３ａで膨張した後、室外熱交換機２で熱交換しながら気化する。この時、室外熱交換機２は蒸発器として作動する。
【００６２】
室外熱交換機２で過冷され凝縮された液相冷媒は、吐出管４を介して流動した後、第１ソレノイド弁３ａの閉鎖によって第２バイパス管１２に案内され、第２バイパス管１２と吸入管８およびアキュームレータ１９を経由した後、圧縮機１に流入する。
【００６３】
図４は、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転における動作状態を示す動作図であって、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転条件では、圧縮機１から吐出された冷媒の全量が、室外熱交換機２と気液分離器３とに流入した後、液相冷媒は分配器３、冷房室の電気膨張弁６１ａ、６１ｂ、冷房室の室内熱交換機６２ａ、６２ｂ、分配器Ｂを順次に経由した後、圧縮機１に流入する循環経路が形成され、気相冷媒は分配器Ｂ、暖房室の室内熱交換機６２ｃ、暖房室の電気膨張弁６１ｃを経由した後分配器Ｂ内で前記液相冷媒と合流して冷房室の電気膨張弁６１ａ、６１ｂ、冷房室の室内熱交換機６２ａ、６２ｂ、分配器Ｂを経て圧縮機１に流入する経路を有しており、その詳しい内容は次の通りである。
【００６４】
図４を参照すると、圧縮機１から吐出された気相冷媒は、吐出管４を介して室外熱交換機２に流入し、この時、気相冷媒の案内のために第１ソレノイド弁４ａは開放し、第１バイパス管１１の第２ソレノイド弁１１ａと第２バイパス管１２の第３ソレノイド弁１２ａは閉鎖される。
【００６５】
一方、室外熱交換機２に流入した気相冷媒は、室外ファン２ａにより送風される外気と熱交換して、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転に適合した気液混合比を有する。即ち、室外ファン２ａの分当たり回転数（ＲＰＭ）が高くて、多い流量の外気が室外熱交換機２に加えられると、冷媒の液相比率が高くなり、室外ファン２ａの分当たり回転数（ＲＰＭ）が低くて、少ない流量の外気が室外熱交換機２に加えられると、冷媒の気相比率が高くなるが、本発明では前記制御手段が室外ファン２ａの回転数を制御することで、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転に必要な最適の気液混合比を得ることが可能となる。
【００６６】
このように最適の気液混合比を得るための本発明による空気調和機の室外ファンの運転制御方法は次の通りである。
まず、室外熱交換機２から吐出される気液混合冷媒の温度を補助管５に設けられた温度センサー１４で測定する。
そして、温度センサー１４で測定された冷媒温度と、予め設定された冷媒温度とを比較して冷媒の気液混合比を検出する。
【００６７】
次に、前記検出された冷媒の気液混合比が該当運転条件、つまり、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転条件に必要な予め設定された混合比に一致するように室外ファン２ａの分当たり回転数（ＲＰＭ）を変化させる。
【００６８】
制御手段により上記のような方法で室外ファン２ａの回転数を変化させると、本発明のマルチ空気調和機では、全ての運転条件で冷媒の気液混合比を最適化することができ、これによって冷暖房効率も向上する。
【００６９】
上記のような方法で室外ファン２ａを制御する時、制御手段のマイクロコンピュータに予め設定された冷媒混合比は、液相の冷媒を要する２台の冷房側室内機Ｃ１、Ｃ２と、気相の冷媒を要する１台の暖房用室内機Ｃ３とに合わせて決定され、また、１台の暖房用室内機Ｃ３を経て２台の冷房側室内機Ｃ１、Ｃ２に流入する液相冷媒の流量によって決定されるなど、様々な負荷条件に従う実験によって決定される実験値である。
【００７０】
上記のような方法で行われる室外ファン２ａの制御は、全室を冷房する運転条件および、多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転条件にも適用される。
一方、室外熱交換機２で最適の気液混合比からなる２相の冷媒は、補助管５を介して気液分離器３に流入する。このように、冷媒を案内するために並列管１３の室外機電気膨張弁１３ａは全閉される。
【００７１】
気液分離器４０に流入した高圧の２相冷媒は、気液分離器３で液相および気相に分離され、分離された液相冷媒は液相冷媒管７に流入し、分離された気相冷媒は気相冷媒管６に流入する。
【００７２】
液相冷媒管７に流入した液相冷媒は、液相冷媒連結管２３、第１液相冷媒分岐管２４ａおよび第２液相冷媒分岐管２４ｂにそれぞれ分岐された後、第１電気膨張弁６１ａおよび第２電気膨張弁６１ｂを経つつ膨張し、第１室内交換機６２ａおよび第２室内熱交換機６２ｂを経由しつつ熱交換を行い、室内を冷房する。
【００７３】
第１室内熱交換機６２ａおよび第２室内熱交換機６２ｂで冷房を行いつつ気化した気相冷媒は、第１気相冷媒分岐管２２ａおよび第２気相冷媒分岐管２２ｂと、第１連結分岐管２５ａおよび第２連結分岐管２５ｂとを介して集合管２６に流入する。この時、気相冷媒を案内するために、第１気相冷媒分岐管２２ａおよび第２気相冷媒分岐管２２ｂのソレノイド弁３１ａ、３１ｂ、および、第３室内機Ｃ３の第３連結分岐管２５ｃに設けられたソレノイド弁は閉鎖される。集合管２６に流入した気相冷媒は吸入管８とアキュームレータ１９とを経由して圧縮機１に流入する。
【００７４】
一方、気液分離器４０から分離され気相冷媒管６に流入した気相冷媒は、気相冷媒連結管２１に流入し、冷房を行う室内機Ｃ１、Ｃ２の第１気相冷媒分岐管２２ａおよび第２気相冷媒分岐管２２ｂに設けられたソレノイド弁３１ａ、３１ｂが閉鎖されているので、全量が暖房を行う室内機Ｃ３の第３気相冷媒分岐管２２ｃに流入する。
【００７５】
第３気相冷媒分岐管２２ｃに流入した気相冷媒は、第３連結分岐管２５ｃに設けられたソレノイド弁が閉鎖されているので、第３室内熱交換機６２ｃに流入して凝縮しながら放熱して室内を暖房し、第３電気膨張弁６１ｃを経て第３液相冷媒分岐管２４ｃに流入した後、液相冷媒管７を流動する液相冷媒と合流する。このように合流した後には、冷房を行う室内機Ｃ１、Ｃ２に流入して冷房を行った後、圧縮機１に流入する。
【００７６】
ここで、液相冷媒管７を介して液相冷媒連結管２３に流入した液相冷媒が第３室内機Ｃ３には流入せず、第１室内機Ｃ１および第２室内機Ｃ２にのみ流入する理由は冷媒の圧力差のためである。即ち、第３液相冷媒分岐管２４ｃから流出される冷媒の圧力が、液相冷媒連結管２３から第１液相冷媒分岐管２４ａと第２液相冷媒分岐管２４ｂへ流動する冷媒の圧力より大きいからである。
【００７７】
図５は、多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転における動作状態を示す動作図であって、多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転条件では、圧縮機１から吐出された冷媒の全量が第１バイパス管１１を介して分配器Ｂに流入し、暖房室の室内熱交換機６２ａ、６２ｂ、暖房室の電気膨張弁６１ａ、６１ｂを経由して分配器Ｂに再流入した後、冷媒の一部は冷房室の電気膨張弁６１ｃと、冷房室の室内熱交換機６２ｃおよび分配器Ｂを経て圧縮機１に流入し、冷媒の残りの部分は気液分離器３、室外機電気膨張弁１３ａ、室外熱交換機２を経由した後、第２バイパス管１２を介して圧縮機１に流入する循環経路が形成され、その詳細な内容は次の通りである。
【００７８】
図５を参照すると、圧縮機１から吐出された気相冷媒は、吐出管４を介して流動し、閉鎖された第１ソレノイド弁４ａによって第１バイパス管１１に案内された後、気相冷媒管６に流入する。
【００７９】
気相冷媒管６に流入した気相冷媒は、第２逆止弁６ａの流動制限によって分配器Ｂ即ち、気相冷媒連結管２１に流入し、第１気相冷媒分岐管２２ａと第２気相冷媒分岐管２２ｂを介して第１室内熱交換機６２ａと第２室内熱交換機６２ｂに流入し凝縮した後、第１電気膨張弁６１ａと第２電気膨張弁６１ｂを経由して、第１液相冷媒分岐管２４ａおよび第２液相冷媒分岐管２４ｂに流入する。この時、第１電気膨張弁６１ａおよび第２電気膨張弁６１ｂは全開される。
【００８０】
第１液相冷媒分岐管２４ａおよび第２液相冷媒分岐管２４ｂに流入した液相冷媒は、液相冷媒連結管２３を介して流動し、その一部は液相冷媒管７に、他の一部は第３液相冷媒分岐管２４ｃに分岐され流動する。
【００８１】
この時、液相冷媒管７へ分流されて流動する一部の液相冷媒は、気液分離器３に流入した後、第１逆止弁５ａの案内によって並列管１３に設けられた室外機電気膨張弁１３ａを経た後、室外熱交換機２を経て第２バイパス管１２と吸入管８を介して圧縮機１に流入する。
【００８２】
そして、第３液相冷媒分岐管２４ｃへ分流されて流動する残りの一部の液相冷媒は、第３電気膨張弁６１ｃを経つつ膨張した後、第３室内熱交換機６２ｃで熱交換しながら冷房を行う。冷房を行いつつ気化した気相冷媒は、第３気相冷媒分岐管２２ｃと第３連結分岐管２５ｃとを経由した後、第３気相冷媒分岐管２２ｃと第３連結分岐管２５ｃを経て集合管２６で合流した後、吸入管８を介して圧縮機１に流入する。
【００８３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によるマルチ空気調和機は以下の長所がある。第一に、各室の環境に応じて最適の対応が可能である。即ち、各室全体を暖房する全室冷房運転と、各室全室を冷房する全室冷房運転だけでなく、多数室を暖房し少数室を冷房する運転や、多数室を冷房し少数室を暖房する運転が可能となり、各室の環境に応じて各々対応することができる。
【００８４】
第二に、本発明によれば、高価の三方弁および四方弁に代えて、安価の単純なオン−オフバルブを用いて配管を構成するので、製品単価が低減する。
【００８５】
第三に、本発明によれば、気液分離器は分配器ではなく室外機に設けられるので、分配器の重さを減らすことができ、分配器の設置が非常に容易で、かつ設置後の安全性も確保される。と言うのは、一般的に室外機Ａは室外の側壁面や屋上の底面に設置されるが、分配器Ｂは室内の天井に設けられるので、室外機Ａに比べて分配器Ｂの設置が困難であるからであり、特に分配器Ｂの重さが重くなると、設置作業が困難であるだけではなく、分配器Ｂの支持のための補強が必要となり、最悪の場合、設置した後にその重さが耐えられなくて天井から落下する虞もあるからである。従って、本発明では気液分離器３を室外機Ａ内に配設するように設計した。
【００８６】
第四に、全室を冷房する運転と、多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転とで気液分離器に流入する冷媒の混合比を最適化することができ、空気調和の効率が向上する。
【００８７】
以上、本発明の好適な一実施形態に対して説明したが、本発明が、この実施形態に限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形または変更が可能であることは当業者の当然とするところである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるマルチ空気調和機を示す構成図である。
【図２】全室を冷房する運転の動作状態を示す動作図である。
【図３】全室を暖房する運転の動作状態を示す動作図である。
【図４】多数室を冷房し且つ少数室を暖房する運転の動作状態を示す動作図である。
【図５】多数室を暖房し且つ少数室を冷房する運転の動作状態を示す動作図である。
【符号の説明】
１…圧縮機
２…室外熱交換機
３…気液分離器
４…吐出管
５…補助管
６…気相冷媒管
７…液相冷媒管
２０…分配器配管
３０…弁部
Ａ…室外機
Ｂ…分配器
Ｃ…室内機
【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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