(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調用冷媒回路が、コンプレッサー、冷暖房切換バルブ、室外熱交換器、膨張弁、複数の室内熱交換器、アキュムレータを有する空調装置において、
前記コンプレッサーと前記冷暖房切換バルブを連結する配管の途中から分岐し、前記室外熱交換器を通り、前記複数の室内熱交換器を通らずに前記アキュムレータに帰還するバイパス回路を設け、該バイパス回路の途中に設けたバイパスバルブを、前記室内熱交換器の運転台数の減少に応じて開き、前記バイパス回路を通る冷媒は前記室外熱交換器で外部に熱を放出して熱交換されることを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空調装置、特に詳述すれば、室内熱交換器を複数個有する、マルチ冷暖房空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内を快適な温度に保つための空調装置として、室内熱交換器を複数個有するマルチ冷暖房空調装置が提案されている。これについて、図２に基づいて、動作を説明する。
【０００３】
まず冷房サイクル時コンプレッサー１からの高温高圧ガスを四方弁２を介して室外熱交換器３に送り、ここで冷媒を凝縮させて高温高圧の気液二相とさせ、さらに、過冷却熱交換器４で完全に液相とさせ、次いで、膨張弁５にて低温低圧の液相とする。冷媒はその後第１分岐管６により複数個の室内熱交換器７，７’に送りこまれる。室内熱交換器では液相冷媒が気化し、気化熱として室内の熱を奪い、室内を冷却する。その後冷媒は、第２分岐管８で合流し、四方弁２を介してアキュムレータ９に入る。そして、アキュムレータ９内の気相部分がコンプレッサー１に帰還する。
【０００４】
一方暖房サイクル時には、冷房サイクルの逆サイクルを、即ち、コンプレッサー１からの高温高圧のガスは四方弁２を介して第２分岐管８に流れ、ここで複数の室内熱交換器７，７’に分流する。ここで冷媒は凝縮して液化し、室内に熱を吐き出して室内暖房を行う。その後高温高圧の気液二相となった冷媒は第１分岐管６で合流し、過冷却熱交換器４で完全な液相となる。次いで、膨張弁５によって低温低圧の液となる。低温低圧の液冷媒は室外熱交換器３に入りここで液冷媒が気化される。その後冷媒は四方弁２を介してアキュムレータ９に入り、アキュムレータ９内の気相部分がコンプレッサー１に帰還する。
【０００５】
上記のような、室内熱交換器を複数個有するマルチ冷暖房空調装置では、室内熱交換器を１つだけ使用する場合や、複数個同時に使用する場合があり、その場合に応じてコンプレッサーからの冷媒の吐出量を制御する必要がある。この場合において、従来ではコンプレッサー１と四方弁２とを連結する配管の途中に第３分岐管１０を設け、バイパスバルブ１２を介して直接アキュムレータ９に冷媒を送り込むバイパス配管１１を配設し、必要に応じてバイパスバルブ１２を開閉して室内熱交換器に送り込む冷媒の量を調節している。しかし、バイパス配管１１からアキュムレータ９に送りこまれてくる冷媒は高温高圧のガスであり、エンタルピーが非常に高い。アキュムレータ内の冷媒のエンタルピーが高いと、コンプレッサーへの冷媒吸入温度も上昇し、コンプレッサーの負荷が増大する。さらに、バイパス配管内に気体のみを流してアミュムレータに送る構成であると、管内の流体の体積流量が非常に大きくなり、管出口において異音を発生する。そのため、過冷却熱交換器４と膨張弁５とを連結する配管の途中に第４分岐管１３を設け、液抜きバルブ１４を介して前記バイパス配管１１に連結させる構成としている。これにより、必要に応じてバルブ１４を開くことにより、液冷媒をバイパス配管１１に送り込んで気液二相とし、アキュムレータ９に入る冷媒のエンタルピーを低下させ、かつ、管内を流れる流体の体積流量を減少させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のマルチ冷暖房空調装置では、バルブ１２、１４を同時に制御しなければならず、制御が複雑なものとなり、またコスト的にも不利である。
【０００７】
さらに、上記構成とした場合においてもバイパス配管で発生する異音の防止は完全ではない。これは、物理的に気体と液体を衝突させているために気液の混合が充分でなく、気体のみの部分が局所的に存在するため、その部分が管出口において異音を発生する源となるものと考えられる。故に、本発明は、上記不具合を解消することのできる冷暖房空調装置を提供することを、技術的課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために請求項１記載の発明において講じた技術的手段は、空調用冷媒回路が、コンプレッサー、冷暖房切換バルブ、室外熱交換器、膨張弁、複数の室内熱交換器、アキュムレータを有する空調装置において、前記コンプレッサーと前記冷暖房切換バルブを連結する配管の途中から分岐し、前記室外熱交換器を通り、前記複数の室内熱交換器を通らずに前記アキュムレータに帰還するバイパス回路を設け、該バイパス回路の途中に設けたバイパスバルブを、前記室内熱交換器の運転台数の減少に応じて開き、前記バイパス回路を通る冷媒は前記室外熱交換器で外部に熱を放出して熱交換されることである。
【０００９】
【作用】
上記第１の技術的手段によれば、マルチ冷暖房空調装置において、コンプレッサーと冷暖房切換バルブとを連結する配管の途中から分岐して、室内熱交換器を通らずにアキュムレータに帰還するバイパス回路を設け、バイパス回路の途中にバイパスバルブを設け、バイパス回路を通る冷媒を室外熱交換器により熱交換してからアキュムレータに戻す構成とした。バイパス回路を通る冷媒が室外熱交換器により熱交換されるため、冷媒は、高温高圧のガスから高温高圧の気液二相となり、アキュムレータに帰還する。気体よりも液体の方がエンタルピーが低いため、アキュムレータにはエンタルピーが比較的低い冷媒が帰還される。
【００１０】
【実施例】
図１に、２つの室内熱交換器を有する本発明の実施例を示すが、従来例と同一部分は同一の符号を付して、説明を省略する。
【００１１】
図１において、冷房サイクルを例にとり、本発明のマルチ冷暖房空調装置の動作について、説明する。
【００１２】
コンプレッサー１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に入る。ここで、高温高圧のガス冷媒は凝縮して液化し、気液二相となる。このとき冷媒の液化により、室外に熱が吐き出される。次いで冷媒は過冷却熱交換器４に入り、完全な液冷媒となり、さらに膨張弁５により高温高圧の液冷媒が低温低圧の液冷媒となる。低温低圧となった液冷媒は、第１分岐管６で分流され、それぞれ複数の室内熱交換器７，７’に入る。ここで、液冷媒が気化する。このとき冷媒の気化により、室内の熱を奪う。これにより室内冷房が行われる。冷媒はその後第２分岐管８で再び合流し、四方弁２を介してアキュムレータ９に入る。そして、アキュムレータ９内の気相部分がコンプレッサー１の給入口に帰還する。
【００１３】
上記した冷房サイクルにおいて、室内熱交換器を同時に複数個使用する場合は上記した動作を行えばよい。しかし、室内熱交換器７，７’の上部に設けられているバルブ１５または１６のどちらか一方を閉じて、室内熱交換器１台の単独運転を行おうとする場合には、１台の室内熱交換器に対してコンプレッサーが吐出する冷媒の量が多すぎる。そこで、本発明の実施例において、コンプレッサー１と四方弁２とを連結する配管の途中に第３分岐管１０を設け、第３分岐管１０からバルブ１２を介して室外熱交換器３に入り、さらに室内熱交換器３からアキュムレータ９に直接通じるバイパス配管１１を設けた。これらにより構成されるバイパス回路の動作について、次に説明する。
【００１４】
室内熱交換器７，７’の上部に設けられているバルブ１５，１６が両方とも開かれている場合は、バイパスバルブ１２は閉じており、コンプレッサー１から吐出する冷媒の全てが室内熱交換器７，７’の何れかに送りこまれる。
【００１５】
バルブ１５かバルブ１６のどちらか一方が閉じた場合、室内熱交換器１台のみの単独運転となる。この場合、バイパスバルブ１２は開かれる。すると高温高圧のガス冷媒は分流して一部バイパス配管１１を流れる。バイパス配管１１を流れる冷媒は室内熱交換器３に入り、気液二相流となって室内熱交換器を通らずにアキュムレータ９に戻される。実施例のような、室内熱交換器が２台のマルチ運転では、第３分岐管１０の分流割合を５０：５０になるようにすれば、室内熱交換器１台当たりに送りこまれる冷媒の量は、２台同時運転でも１台単独運転でも同じとなる。
【００１６】
バイパス配管１１からアキュムレータ９に戻される冷媒は室外熱交換器３により、外部に熱を放出して気液二相となっている。従って気体のみの場合よりもエンタエルピーが低いため、コンプレッサーへのガス吸入温度が増加することもなく、コンプレッサにかかる負荷を増大することもない。
【００１７】
本実施例においては、室内熱交換器が２台である場合のマルチ冷暖房空調装置について説明したが、バイパス配管をさらに分岐させて室外熱交換器に連結したり、またバイパス配管を複数個設けること、またはバイパス回路の分流割合を変更することで、３台以上の室内熱交換器を有するマルチ冷暖房空調装置にも適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、以下の如く効果を有する。
【００１９】
コンプレッサーと冷暖房切換バルブとを連結する配管の途中から分岐して、室内熱交換器を通らずにアキュムレータに帰還するバイパス回路を設け、バイパス回路の途中にバイパスバルブを設け、バイパス回路を通る冷媒を室外熱交換器により熱交換してからアキュムレータに戻す構成とした。これにより、室内熱交換器の運転台数に見合った冷媒量をそれぞれの室内熱交換器に供給することができる。
【００２０】
また従来のマルチ冷暖房空調装置においては、図２においてバルブ１２、１４を同時に制御しなければならず、制御的にも複雑であり、コスト的にも不利であるが、本発明においてはバルブ１２のみを制御すればよく、制御が簡単でかつ、コスト的にも有利である。
【００２１】
またバイパス回路内の冷媒を熱交換して気液二相としているため、熱交換部において、連続的に、かつ管内ほぼ均一に気体が液体へと相変化する。このため気体のみが局所的に存在する部分はなく、管出口での異音の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１    コンプレッサー
２    四方弁（冷暖房切換バルブ）
３    室外熱交換器
４    過冷却熱交換器
５    膨張弁
６    第１分岐管
７，７’    室内熱交換器
８    第２分岐管
９    アキュムレータ
１０  第３分岐管
１１  バイパス配管
１２  バイパスバルブ
１５，１６  バルブ
【図１】
0003791019.tif 000002
【図２】
0003791019.tif 000003