(57)【要約】【課題】マルチタイプ室外機に冷媒中継ユニットを介して通常の室内機を接続する場合、室内機と中継ユニット間距離が大きくなると、延長配管の圧力損失により蒸発器過熱度を正確に把握できなくなり、能力不足や熱交換器の乾きによる露飛び等が発生する問題がある。【解決手段】室内機と室外機を接続する延長配管に、各室内機台数分の電子膨張弁を液配管側に設けるとともに、蒸発温度とガス側乾き度を検出する手段を、冷媒中継ユニット内または外に設け、その過熱度検知手段により電子膨張弁開度を調整し、室内機出口合流部の過熱度を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器を有した室内機と少なくとも圧縮機および室外熱交換器を有した室外機とを延長配管を介して冷媒を循環させる空気調和機の冷媒中継ユニットにおいて、前記延長配管の液側配管に設けて冷媒を減圧する減圧装置と前記室内熱交換器の冷媒過熱度を検知する過熱度検知手段を備えたことを特徴とする空気調和機の冷媒中継ユニット。
【請求項２】
前記減圧装置と過熱度検知手段が、同一の筐体に収納されたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の冷媒中継ユニット。
【請求項３】
前記過熱度検知手段はガス側配管に設けられた第１配管温度センサおよび液側配管とガス側配管を減圧機構を介して接続するバイパス回路に設けられた第２配管温度センサからなることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の冷媒中継ユニット。
【請求項４】
前記過熱度検知手段は前記減圧手段を収納した筐体から分離して配設されたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の冷媒中継ユニット。
【請求項５】
前記過熱度検知手段は直接室内機熱交換器の過熱度を検出できる部分に設けられたことを特徴とする請求項４記載の空気調和機の冷媒中継ユニット。
【請求項６】
前記減圧手段を収納した筐体に、前記室外機に設けた室外機制御装置および前記室内機に設けた室内機制御装置と相互に運転情報を伝送できる中継ユニット制御装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空気調和機の冷媒中継ユニット。
【請求項７】
前記中継ユニット制御装置は前記過熱度検知手段により検知された過熱度により前記減圧装置を制御することを特徴とする請求項６記載の空気調和機の冷媒中継ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の室内機と室外機を接続する冷媒配管に設けられ、１台の室外機から１台または複数の室内機へ冷媒を流通させる空気調和機の冷媒中継ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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の空気調和機における室内機には、熱交換器と冷媒循環量の調整や遮断を行う電動膨張弁と、熱交換器の過熱度または過冷却度を検知するために熱交換器前後に配管温度センサが取り付けられ、この検知温度情報により電動膨張弁の開度制御を行っている。そして、このような室内機を用いれば、室外機側にて接続された室内機毎に必要な冷媒を分流させるための冷媒分流機構（ヘッダーなど）を用いずに、室内機と室外機を接続する延長配管内の任意の位置で冷媒を分配するとよい。
【０００３】
一方、１つの室外機に１つの室内機が接続される１：１タイプの空気調和機における室内機には、室内機毎に冷媒循環量の調整や冷媒の遮断をする必要がないため、室内機側に電動膨張弁をもっていない。そのため、室内機側に設けた配管温度センサの使用数や設置位置もマルチタイプの室内機と一般的には異なっている。そのため、１：１タイプの室内機をマルチタイプの室外機に接続する場合は、電動膨張弁とその開度制御を行うための配管温度センサを室内機の外部に設ける必要があり、室内機と室外機の間にこれらを内蔵した中継ユニットを設けていた。
【０００４】
従来の中継ユニットは室外機及び室内機から液管とガス管が接続され、さらに室外機側の液管と室内機側の液管とは気液熱交換ユニットを介して接続され、また冷房時の減圧および暖房時の冷媒分配のための電動膨張弁が設けられている。さらに、この冷媒中継ユニットの室内機側のガス管には冷媒温度を検出するガス管サーミスタが設けられている。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４１６９７号公報（第３頁〜第４頁、図１、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷媒中継ユニットによる冷媒回路構成では、室内機（室内熱交換器）と中継ユニット内に設けられた電動膨張弁との距離が設置条件によって大きく異なるとき、例えばその距離が大きくなったり小さくなったりした場合、室内機と中継ユニット間の延長配管による配管流路圧損により、冷媒の状態が変化して温度センサによる検出温度が大きく影響を受けるため、マルチタイプ室内機用の冷房入口側にて検出していた冷媒の蒸発温度の検出精度も配管長さによって変化する。それにより実際の蒸発器過熱度を正確に把握できなくなり、冷房能力不足や熱交換器の乾きによる露飛び等が発生する問題がある。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、室内機と室外機を接続する延長配管の長さに係わらず室内機の負荷に応じた必要な冷媒流量を確保できる空気調和機の冷媒中継ユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和機の冷媒中継ユニットは、室内熱交換器を有した室内機と少なくとも圧縮機および室外熱交換器を有した室外機とを延長配管を介して冷媒を循環させる空気調和機の冷媒中継ユニットにおいて、前記延長配管の液側配管に設けて冷媒を減圧する減圧装置と前記室内熱交換器の冷媒過熱度を検知する過熱度検知手段を備えたものである。
【０００９】
また、本発明の空気調和機の冷媒中継ユニットは、過熱度検知手段がガス側配管に設けられた第１配管温度センサおよび液側配管とガス側配管を減圧機構を介して接続するバイパス回路に設けられた第２配管温度センサからなるものである。
【００１０】
また、本発明の空気調和機の冷媒中継ユニットは、減圧手段を収納した筐体に、室外機に設けた室外機制御装置および室内機に設けた室内機制御装置と相互に運転情報を伝送できる中継ユニット制御装置を備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１の空気調和機の冷媒中継ユニットについて、図１から図７を用いて説明する。
図１は本実施の形態に係わる空気調和機のシステムを示す冷媒回路図である。図において、この空気調和機は１台の室外機１０と、１台もしくは複数台の室内機３０と、室内機の台数に対応した冷媒中継ユニット２０から構成されている。
この室外機１０には、冷凍サイクルを構成する主要部品の圧縮機、アキュムレータ、室外側熱交換器や、室外空気と冷媒との間で熱交換させるために外気を熱交換器へ送風するファンが搭載されている。また、空気調和機のシステム全体をコントロールするための室外機制御装置１１も搭載しており、空調負荷に応じた圧縮機運転周波数や冷媒の絞り量を調整するための電動膨張弁の開度制御を行う。
【００１２】
電動膨張弁の開度制御は、図４に示すように冷房時は各室内側熱交換器の出口側冷媒過熱度を所定の目標値になるように調整する開度指令を行う。例えば、蒸発側熱交換器に設けた蒸発温度検知センサと蒸発器出口側に接続した配管に設けられたガス管温度検知センサの検出温度の差をその室内機の過熱度（ＳＨ）とする。過熱度ＳＨは室内機側の空調負荷と冷媒流量により変化するので、測定検知された過熱度が予め決められた目標過熱度ＳＨｍ（例えば３ｄｅｇ）になっているかどうか判断し、検出した過熱度が目標過熱度になっていない場合には、ΔＳＨ（＝ＳＨ−ＳＨｍ）に応じて予め決められた膨張弁開度分だけの開度Ｌｊに補正量ΔＬｊを加算する。なお、この演算は室外機の制御装置にて実施するので、各温度センサ（温度検出手段）により検出される温度情報を通信により室外機の制御装置が入手し、冷凍サイクルの冷媒状態を示すそれらの温度情報をもとに膨張弁指令開度を演算し、その演算結果を室外機制御装置から中継ユニット制御装置へ返信し、電動膨張弁に開度を指令する。図５にΔＳＨに応じた電動膨張弁開度補正量ΔＬｊを示す。
また、室内機は、図２に示す１：１タイプ用室内機３０のように冷凍サイクルを構成する室内側熱交換器１および室内空気を送風するファン（図示せず）を搭載した、一般的なものでよく、図３に示すマルチタイプ用室内機４０のように冷媒の過熱度制御等に対応した温度検出手段である液管温度検知センサ４とガス管温度検知センサ５や絞り装置（電動膨張弁）６を搭載している必要はない。
【００１３】
次に冷媒中継ユニット２０について説明する。冷媒中継ユニット２０は、電動膨張弁２４と第１、第２配管温度センサ２３、２２から構成されており、冷房運転時に配管温度センサ２２は蒸発温度を検知し、配管温度センサ２３は冷媒乾き度を検知するものである。電動膨張弁２４は、室外機と室内機を接続する配管のうち液ライン側に設けられている。図１に示すように、電動膨張弁２４と第１、第２配管温度センサ２３、２２の全てが同一の筐体つまり１つの箱体に収納される構成となっている。また、冷媒中継ユニット２０内の液ライン側には電動膨張弁２４が、ガスライン側には第１配管温度センサである乾き度検知用配管温度センサ２３が設けられるとともに、液ライン側に設けられた電動膨張弁２４の冷房入口側とガスライン側に設けられた乾き度検知用配管温度センサ２３の冷房出口側（室外機側）との間に毛細管などの減圧機構を介した蒸発温度検出バイパス回路２５を設け、そのガスライン側出口部に第２配管温度センサである蒸発温度検知用配管温度センサ２２を搭載している。
【００１４】
これらの第１、第２配管温度センサ２３，２２により検出された検出温度は冷媒中継ユニット２０に搭載した中継ユニット制御装置２１から室外機の制御装置１１に送信され、室外機の制御装置１１にて適性な膨張弁開度を算出し、算出結果の膨張弁開度指令値を中継ユニット制御装置２１に返信して、電動膨張弁２４に弁開度を指令する。このように、中継ユニット制御装置２１は室外機制御装置１１および室内機制御装置３１と相互に伝送線を介してデータ送信を行う構成となっている。そして、冷媒中継ユニットを上述のように構成することにより、室内機と室外機の間を接続する冷媒延長配管の配管長さに係わらず、運転している室内機の空調負荷に応じた電動膨張弁の開度制御を行ない、適正な冷媒運転制御が可能となり快適性が向上するとともに、露飛び等の発生を抑制して信頼性の高い空調システムを得ることができる。
【００１５】
なお、冷媒中継ユニット２０に内設された乾き度検知用配管温度センサ２３および蒸発温度検知用配管温度センサ２２により検出された温度データ情報を、室外機側へ送信することなく中継ユニット制御装置２１自体にて膨張弁開度を演算し、電動膨張弁２４に弁開度指令してもよい。
【００１６】
また、図６に示すように、本発明の冷媒中継ユニット２０と１：１用室内機３０の組合せと、マルチ用室内機４０とが混在して室外機１０に接続されたシステムにおいても、１：１用室内機３０の空調負荷に応じて膨張弁制御を行なえ適性な空調運転ができるので、被空調状況に応じて空調システムの選択範囲が広くなる効果がある。
【００１７】
また、図７に示すように、図１に示した蒸発温度検出バイパス回路２５において、蒸発温度検知用配管温度センサ２２より出口側配管部分を二重管熱交換器２８として高圧側冷媒、例えば冷媒中継ユニットの液ライン側に設けた膨張弁の冷房入口側と、蒸発温度検知用バイパス回路２５の減圧機構を流通して蒸発温度検知用配管温度センサ２２を通過後の冷媒とを熱交換させることにより、蒸発温度検出バイパス回路２５を流れる冷媒を加熱してガス化させることで、蒸発温度の検出特性を損なうことなく冷媒のバイパス量を少なくすることが可能である。これにより、冷媒バイパスによる空調能力ロスを低減できる効果がある。
【００１８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２による空気調和機の冷媒中継ユニットについて説明する。
図８は本発明の実施の形態２に係る空気調和機のシステムの冷媒回路図であり、図１と同一または相当部分は同一符号を付け、その説明は省略する。図において、冷媒中継ユニット２０内には液ライン側配管に設けた電動膨張弁２４、ガスライン側配管に設けた乾き度検知用配管温度センサ２３、および検知した温度データや運転指令等の情報を処理して伝送する中継ユニット制御装置２１が搭載されている。そして、室外機１０においての図１との差違は、室外熱交換器から冷媒中継ユニットへ接続する配管と冷媒中継ユニットから室外機の圧縮機側に接続された配管との間を接続して冷媒をバイパスさせる減圧機構を介したバイパス回路に設けられた蒸発温度検知用配管温度センサ１２を備えた点である。
【００１９】
上述のように実施の形態１で冷媒中継ユニット２０に内設していた蒸発温度検知用配管温度センサ１２を室外機１０側に搭載させ、検知した蒸発温度のデータを室外機制御装置１１から中継ユニット制御装置２１へ送信する構成とすることにより、冷媒中継ユニット２０の外部から蒸発温度を入手する手段を設けても良く、同様に室内機毎の空調負荷に対応した冷媒流量の調整が可能となる。さらに、図１の構成に比べて、冷媒中継ユニット内部に蒸発温度検出バイパス回路が不要となるため、冷媒中継ユニットの構成が簡単となり組み立て性の改善が図れる。
【００２０】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３による空気調和機の冷媒中継ユニットについて説明する。
図９は本発明の実施の形態３に係る空気調和機のシステムの冷媒回路図であり、図１と同一または相当部分は同一符号を付け、その説明は省略する。図において、冷媒中継ユニット２０は液ライン側配管に設けられた電子膨張弁２４と液ライン側配管のみ、もしくはガスライン側配管をも含むように収納した筐体から構成されている。
【００２１】
また、蒸発温度検知用配管温度センサ２２は上記電動膨張弁２４を収納する筐体から分離した蒸発温度検知センサ収納ボックス２６内に収納し、室内機の冷房入口部配管などの蒸発温度が検出できる位置に取り付け、一方乾き度検知用配管温度センサ２３も分離してガス管温度検知センサ収納ボックス２７内に収納し、室外機の冷房出口部配管などの冷媒乾き度が検知できる位置に取り付けて、各センサから信号を送信する伝送線を中継ユニット制御装置２１まで伸ばして接続することにより冷媒中継ユニット２０側で温度検知の処理できるように構成する。
【００２２】
上述の図９に示す実施の形態３では、冷媒中継ユニットが電動膨張弁のみで構成され、すなわち液ライン側のみ冷媒中継ユニットに含まれる形態が可能となり、図１や図８に示すようなガスライン側配管を冷媒中継ユニットから除くことができるので、この冷媒中継ユニットを小型化にできるとともに、設置スペースの制約条件も小さくなって取り付け自由度が広がる効果がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の空気調和機の冷媒中継ユニットは、室内熱交換器を有した室内機と少なくとも圧縮機および室外熱交換器を有した室外機とを延長配管を介して冷媒を循環させる空気調和機の冷媒中継ユニットにおいて、前記延長配管の液側配管に設けて冷媒を減圧する減圧装置と前記室内熱交換器の冷媒過熱度を検知する過熱度検知手段を備えたので、１：１タイプ用室内機をマルチタイプ用室外機に接続可能とすることができ、室内機側の仕様の共通化が図れる。
【００２４】
また、本発明の空気調和機の冷媒中継ユニットは、過熱度検知手段がガス側配管に設けられた第１配管温度センサおよび液側配管とガス側配管を減圧機構を介して接続するバイパス回路に設けられた第２配管温度センサからなるので、室内機と冷媒中継ユニットの距離が大きくなっても確実に冷媒過熱度コントロールが可能となり、冷媒中継ユニットの設置自由度がアップする効果が得られる。
【００２５】
また、本発明の空気調和機の冷媒中継ユニットは、減圧手段を収納した筐体に、室外機に設けた室外機制御装置および室内機に設けた室内機制御装置と相互に運転情報を伝送できる中継ユニット制御装置を備えたので、１：１タイプ用室内機をマルチタイプ用室外機に接続可能とすることができ、室内機側の仕様の共通化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる空気調和機の冷媒中継ユニットを用いたシステムの冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わり１：１タイプ用室内機の冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わりマルチタイプ用室内機の冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わる過熱度制御を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わる過熱度制御の膨張弁開度補正量を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係わり空気調和機の冷媒中継ユニットを用いた他のシステムの冷媒回路図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係わり空気調和機の他の冷媒中継ユニットを用いたシステムの冷媒回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係わる空気調和機の冷媒中継ユニットを用いたシステムの冷媒回路図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係わる空気調和機の冷媒中継ユニットを用いたシステムの冷媒回路図である。
【符号の説明】
１  １：１タイプ用室内機熱交換器、  ２  室内機配管温度センサ、  ３  マルチタイプ用室内機熱交換器、  ４  液管温度検知センサ（蒸発温度検知用）、５  ガス管温度検知センサ、  ６  電動膨張弁、  １０  室外機、  １１  室外機制御装置、  １２  室外機蒸発温度検知センサ、  ２０  冷媒中継ユニット、  ２１  中継ユニット制御装置、  ２２  蒸発温度検知用配管温度センサ、  ２３  乾き度検知用配管温度センサ、  ２４  電動膨張弁、  ２５  蒸発温度検知用バイパス回路、  ２６  液管温度検知センサ収納ボックス、  ２７  ガス管温度検知センサ収納ボックス、  ２８  二重管熱交換器、  ３０  １：１タイプ室内機、  ３１  １：１タイプ室内機制御装置、  ４０  マルチタイプ室内機、４１  マルチタイプ室内機制御装置。
【図１】
2004257686.tif 000003
【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】
2004257686.tif 000008
【図７】
2004257686.tif 000009
【図８】
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【図９】
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