JP2002013784A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチ式の空気調和システムにおいて、室外
機の能力が前記室外機に接続されたすべての室内機の合
計能力以下であっても支障なく運転可能な空気調和シス
テムを提供する。 【解決手段】 室外機１に対して並列に複数の室内機２
を組み合わせた空気調和システム５において、前記複数
の室内機２の合計空調能力を前記室外機１の最大空調能
力よりも大きく設定するとともに、前記各室内機２には
室内熱交換器１３とこの室内熱交換器１３に直列に接続
された電子膨張弁１４を設け、運転時には前記複数の室
内機２の中のいずれかの室内機を選択して、その選択し
た室内機以外の電子膨張弁を閉側に制御して運転する制
御装置２６を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和システムに
係り、特に、１台の室外機に対して複数の室内機を接続
可能ないわゆるマルチ式の空気調和システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、１台の室外機に対して複数の室
内機を接続するいわゆるマルチ式の空気調和システムが
多く用いられている。

【０００３】このようなマルチ式の空気調和システムに
おいては、１台の室外機に所定の数の室内機が冷媒配管
を介して並列に接続されている。

【０００４】室外機には例えば能力一定の圧縮機（以下
定速圧縮機という）および室外熱交換器等が備えられ、
室内機には電子膨張弁および室内熱交換器等が備えられ
ている。空気調和システムでは、前記定速圧縮機および
室外熱交換器並びに前記室内機の電子膨張弁および室内
熱交換器等が冷媒管を介して接続されている。

【０００５】前記従来の空気調和システムにおいて、冷
房運転するときには、定速圧縮機を駆動させることによ
り、この定速圧縮機で圧縮された高温高圧の冷媒が室外
熱交換器に送られ、この冷媒が室外熱交換器により熱交
換されて液化され、その後、各電子膨張弁により減圧さ
れて低温低圧の液冷媒となり各室内機に送られる。室内
機に流入した液冷媒は、室内機の室内熱交換器において
吸熱し、気化され、再び定速圧縮機に戻される。このよ
うな冷媒の循環により複数の室内機で冷房を行なうよう
になっている。

【０００６】マルチ式の空気調和システムにおいては、
１台の室外機で複数の室内機を同時に空調運転するの
で、室外機の能力とすべての室内機の合計能力とがほぼ
等しく設定されるものが一般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マルチ式の空
気調和システムにおいては、複数の室内機を同時に全能
力で空調運転する意図が無いような場合がある。例え
ば、部屋数が多く、全ての部屋を同時に空調することが
あり得ない場合である。

【０００８】このような場合であっても、室内機の合計
能力に相当する能力の室外機を用いて接続するとなる
と、余分な設備費用がかかるという問題があった。

【０００９】本発明は上述のような従来の問題点を解消
したものであり、マルチ式の空気調和システムにおい
て、室外機の能力が前記室外機に接続されたすべての室
内機の合計能力以下であっても支障なく運転可能な空気
調和システムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、室外
機に対して並列に複数の室内機を組み合わせた空気調和
システムにおいて、前記複数の室内機の合計空調能力を
前記室外機の最大空調能力よりも大きく設定するととも
に、前記各室内機には室内熱交換器とこの室内熱交換器
に直列に接続された電子膨張弁を設け、運転時には前記
複数の室内機の中のいずれかの室内機を選択して、その
選択した室内機以外の電子膨張弁を閉側に制御して運転
する制御装置を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の空気調
和システムにおいて、前記室外機の空調能力は前記室内
機１台の最大空調能力にほぼ等しいことを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の空気調和システムにおいて、前記制御装置は室内機の
電子膨張弁を制御することによって、前記複数の室内機
のいずれか１台を選択して運転することを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１または２記載
の空気調和システムにおいて、前記複数の室内機のいず
れか１台を選択して運転する制御装置には、いずれか１
台の室内機を選択する個別選択運転と複数の室内機を順
次切り替えるローテーション運転との制御モードがあ
り、これらの制御モードを選択する切替スイッチを備え
ていることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕以下、本発明の一
実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施形態における空気調
和システムを示す冷媒回路図である。図１において、１
は室外機を示し、２Ａ、２Ｂ、２Ｃはそれぞれ室内機を
示しており、室外機１のサービスバルブ３、３には冷媒
配管４を介して３台の室内機２Ａ、２Ｂ、２Ｃが並列に
つながれて空気調和システム５が構成されている。

【００１６】室外機１には定速圧縮機６、四方弁７、室
外熱交換器８、アキュームレータ１２等が収納されてい
る。各室内機２（室内機２Ａ、２Ｂ、２Ｃの総称）には
室内熱交換器１３（室内熱交換器１３Ａ、１３Ｂ、１３
Ｃの総称）、電子膨張弁１４（電子膨張弁１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃの総称）等が収納されている。これらは冷媒
管４、１５によりつながれて冷凍サイクル（冷媒が実線
矢印の方向に循環して冷房運転を行い、点線矢印の方向
に循環して暖房運転を行う）を構成している。

【００１７】３台の室内機２Ａ、２Ｂ、２Ｃはそれぞれ
ほぼ同じ能力を有し、室外機１は室内機２の１台の最大
空調能力にほぼ等しい能力を有し、前記室外機１の１台
と室内機２Ａ、２Ｂ、２Ｃの１台とを組み合わせて運転
した場合に最適な空調能力を発揮する。

【００１８】各室内機２にはそれぞれ室内熱交換器１
３、室内送風機１６（室内送風機１６Ａ、１６Ｂ、１６
Ｃの総称）およびリモコン１７（リモコン１７Ａ、１７
Ｂ、１７Ｃの総称）等が設けられており、室内送風機１
６によって室内機２の吸込口（図示せず）から室内空気
を吸い込み、この吸い込んだ空気を室内熱交換器１３で
加熱または冷却した後、室内に吹き出している。吸込口
には室温センサ（図示せず）が備えられ室温を検出して
いる。

【００１９】リモコン１７Ａには空気調和システム５の
運転制御に必要なスイッチ類が配置された操作部２１Ａ
と、設定温度および制御内容等を表示する表示部２２Ａ
とが配設されており、操作部２１Ａには空気調和システ
ム５の運転をオンオフするための運転／停止スイッチ２
３Ａ、冷房・暖房等を切り替えるための冷暖房切替スイ
ッチ２４Ａ、個別運転とローテーション運転（複数の室
内機を順次切り替えて運転）とを切り替えるためのモー
ド切替スイッチ２５Ａ等が配置されている。リモコン１
７Ｂ、１７Ｃにもリモコン１７Ａと同様にそれぞれ操作
部２１Ｂ、２１Ｃ、表示部２２Ｂ、２２Ｃ、運転／停止
スイッチ２３Ｂ、２３Ｃ、冷暖房切替スイッチ２４Ｂ、
２４Ｃ、モード切替スイッチ２５Ｂ、２５Ｃが配置され
ている。

【００２０】また、室外機１には制御装置２６が設けら
れ、この制御装置２６は定速圧縮機６、室内送風機１
６、電子膨張弁１４、リモコン１７、室内センサ（図示
せず）等に接続されるとともに、室温センサにより検出
された室温と設定温度との差を比較する温度比較手段を
備えている。いずれかのリモコン１７のスイッチが操作
されることによって、温度比較手段に基づいて、制御装
置２６が定速圧縮機６の運転停止及び電子膨張弁１４の
弁開度を制御して冷房能力及び暖房能力を制御してい
る。

【００２１】さらに、制御装置２６は前記複数の室内機
２のいずれか１台を選択して運転する制御機構を備えて
おり、それぞれのリモコン１７から異なる内容の指令が
出された場合には、後押し優先にして後から操作された
設定内容により空気調和システム５が制御され選択され
た室内機２のいずれかが運転される。

【００２２】２７はマフラであり、このマフラ２７は冷
凍サイクル内を循環する冷媒の冷媒音を減らすためのも
のである。また、２８はストレーナであり、冷凍サイク
ル中の異物をろ過するためのものである。

【００２３】次に個別運転について説明する。

【００２４】図２は室内機２Ａが個別運転された場合の
各電子膨張弁１４の弁開度を示したグラフである。

【００２５】室内機２Ａのリモコン１７Ａのモード切替
スイッチ２５Ａが個別運転モードに設定され、室内機２
Ａの個別運転のモードで運転が開始されると、図２に示
すように、電子膨張弁１４Ａが開放され、電子膨張弁１
４Ｂ、１４Ｃが閉鎖されるように設定され、室内機２Ａ
のみの空調運転が行われる。

【００２６】そして、冷房運転のときには冷媒が冷媒管
４、１５内を、図１の実線矢印方向に循環し、定速圧縮
機６から吐出された冷媒が四方弁７、室外熱交換器８を
通り電子膨張弁１４Ａにより減圧されることにより、冷
媒が室内熱交換器１３Ａで蒸発して回りの空気を冷や
し、この空気を室内送風機１６Ａで吹き出すことにより
被調和室内が冷房される。暖房運転のときには冷媒が冷
媒管４、１５内を、図１の点線矢印方向に循環し、定速
圧縮機６から吐出された冷媒が四方弁７を通って室内熱
交換器１３Ａで放熱して回りの空気を暖め、この空気を
室内送風機１６Ａで吹き出すことにより被調和室内が暖
房される。

【００２７】なお、空調運転時、実際に停止状態にある
室内機２Ｂおよび室内機２Ｃの電子膨張弁１４Ｂ、１４
Ｃを完全に閉鎖すると、空気調和システム５内の冷媒の
一部が滞って不足するので、少し開くことによって冷媒
の滞留を防いでいる（以下に記載する電子膨張弁１４の
閉鎖も同様な意味である）。

【００２８】また、リモコン１７Ｂまたは１７Ｃによっ
て個別運転モードが選択されたときも、全く同様にし
て、室内機２Ｂまたは２Ｃの中の１台のみの運転が行わ
れ、他の室内機の運転は実質的に停止される。

【００２９】次に、ローテーション運転について説明す
る。

【００３０】図３はローテーション運転した場合の各電
子膨張弁１４の弁開度を示したグラフである。

【００３１】室内機２のリモコン１７のモード切替スイ
ッチ２５のいずれかが操作され、ローテーション運転の
モードで運転が開始されると、図３に示すように、制御
装置２６は始めに電子膨張弁１４Ａを開放し、電子膨張
弁１４Ｂ、１４Ｃを実質的に閉鎖するようにして、複数
の室内機２のいずれか１台を順次選択して運転するよう
な設定をする。

【００３２】そして、冷房運転のときには冷媒が定速圧
縮機６、四方弁７、室外熱交換器８を通り電子膨張弁１
４Ａにより減圧されることにより、冷媒が室内熱交換器
１３Ａで蒸発して回りの空気を冷やし、この空気を室内
送風機１６Ａで吹き出すことにより被調和室内が冷房さ
れる。暖房運転のときには冷媒が冷媒管４、１５内を図
１の点線矢印方向に循環して被調和室内が暖房される。
この選択運転の状態で室内機２Ａは所定時間（例えば５
分間）空調運転される。

【００３３】次に電子膨張弁１４Ａを閉鎖し、電子膨張
弁１４Ｂを開放し、電子膨張弁１４Ｃを閉鎖したままに
し、室内送風機１６Ｂを作動させて室内機２Ｂを所定時
間空調運転する。

【００３４】次に電子膨張弁１４Ａを閉鎖したままに
し、電子膨張弁１４Ｂを閉鎖し、電子膨張弁１４Ｃを開
放して室内送風機１６Ｃを作動させて室内機２Ｃを所定
時間空調運転する。

【００３５】このように、電子膨張弁１４Ａ、１４Ｂ、
１４Ｃの弁開度を所定時間の間隔で順次開放し、開放と
閉鎖とを繰り返し切り替え、それぞれの電子膨張弁１４
Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの開放時期に合わせて室内送風機１
６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを作動させることにより、３台の
室内機２Ａ、２Ｂ、２Ｃを順番に空調運転することがで
き、空調負荷が小さいときローテーション運転をするこ
とにより、すべての被調和室内を同時に空調できるとい
う効果を奏する。

【００３６】本実施形態において、３台の室内機２Ａ、
２Ｂ、２Ｃのうち１台を選んで運転させる個別運転や、
すべての被調和室内を順次切り換えて運転するローテー
ション運転をすることができ、例えば、昼間に居間だけ
を空調したい場合や夜間に寝室だけを空調運転したい場
合など、１室だけ空調したい場合には個別運転を行い、
また、例えば、季節の中間期や夜間等空調負荷の小さい
ときにすべての部屋を空調したい場合にはローテーショ
ン運転するという制御モードの選択運転ができる。

【００３７】また、本実施形態では１台の室外機１の空
調能力と各室内機２の空調能力とをほぼ等しくし、かつ
室外機１にそれぞれの室内機２を並列に接続し、室外機
１の運転時には１台の室内機のみを運転させるので、上
記実施形態のように室内機２を３台に限る必要はなく、
室内機を２台とか４台以上接続して使用することも可能
である。また、室内機の種類も室内機の空調能力が合っ
ていれば良く、壁掛形、床置形等を室内機として組合わ
せ使用することも可能である。

【００３８】なお、本発明は前記実施例のものに限定さ
れるものではなく、必要に応じて種々変更することが可
能である。

【００３９】本実施形態では１台の室外機１に３台の室
内機２Ａ、２Ｂ、２Ｃを接続し、ローテーション運転す
るときには３つの電子膨張弁１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを
順次切り替えて空調運転しているが、３台の室内機２
Ａ、２Ｂ、２Ｃの内の２台の室内機、例えば２Ａ、２Ｂ
の電子膨張弁１４Ａと１４Ｂとを交互に切り替えて２台
の室内機２Ａ、２Ｂをローテーション運転させるような
ローテーション運転であっても良い。同様に、電子膨張
弁１４Ａと１４Ｃとを交互に切り替えたり、各室内機２
の運転時間を違えて電子膨張弁１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ
を切り替えるローテーション運転をする制御も可能であ
る。このようにすれば、制御装置２６が複数の室内機２
の中のいずれか１台のみを選択運転しつつ、空調負荷に
適合させた室内機の運転も可能にするものである。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る空気調
和システムは、複数の室内機のうち１台を選んで運転さ
せる個別運転や、夜間や中間期等の空調負荷の小さい場
合にすべての被調和室内を順次切り換えて同時に空調運
転できるローテーション運転をすることができる。

【００４１】また、本発明に係る空気調和システムは、
室外機に並列に複数の室内機を組み合わせて冷凍サイク
ルが構築できるので、従来のマルチ式の空気調和システ
ムに比べ、小さい能力の圧縮機と室外熱交換器を用いた
室外機となり、空気調和システムの設備費用の削減と設
備の単純化を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における空気調和システム
を示す冷媒回路図である。

【図２】本発明の一実施形態における個別運転時の電子
膨張弁の開閉状態を示すグラフである。

【図３】本発明の一実施形態におけるローテーション運
転時の電子膨張弁の開閉状態を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 室外機 ２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 室内機 ３ サービスバルブ ４ 冷媒配管 ５ 空気調和システム ６ 定速圧縮機 ７ 四方弁 ８ 室外熱交換器 １２ アキュームレータ １３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 室内熱交換器 １４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ 電子膨張弁 １５ 冷媒管 １６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 室内送風機 １７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ リモコン ２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ 操作部 ２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 表示部 ２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ 運転／停止スイッチ ２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ 冷暖房切替スイッチ ２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ モード切替スイッチ
（切替スイッチ） ２６ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長澤 侯夫 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 (72)発明者 栗原 規昭 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 (72)発明者 奥中 敏則 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 (72)発明者 西山 哲雄 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 (72)発明者 加藤 忠 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA08 CC02 CC19 DD01 DD07 DD08 EE09 3L092 GA08 HA12 JA01 JA03 JA14 KA13 KA17 LA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外機に対して並列に複数の室内機を組
   み合わせた空気調和システムにおいて、 前記複数の室内機の合計空調能力を前記室外機の最大空
   調能力よりも大きく設定するとともに、前記各室内機に
   は室内熱交換器とこの室内熱交換器に直列に接続された
   電子膨張弁を設け、運転時には前記複数の室内機の中の
   いずれかの室内機を選択して、その選択した室内機以外
   の電子膨張弁を閉側に制御して運転する制御装置を備え
   たことを特徴とする空気調和システム。
2. 【請求項２】 前記室外機の空調能力は前記室内機１台
   の最大空調能力にほぼ等しいことを特徴とする請求項１
   記載の空気調和システム。
3. 【請求項３】 前記制御装置は室内機の電子膨張弁を制
   御することによって、前記複数の室内機のいずれか１台
   を選択して運転することを特徴とする請求項１または２
   記載の空気調和システム。
4. 【請求項４】 前記複数の室内機のいずれか１台を選択
   して運転する制御装置には、いずれか１台の室内機を選
   択する個別選択運転と複数の室内機を順次切り替えるロ
   ーテーション運転との制御モードがあり、これらの制御
   モードを選択する切替スイッチを備えていることを特徴
   とする請求項１または２記載の空気調和システム。