JP2001255035A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方の室内機が冷媒循環回路を用いた暖房運
転を行っている場合、他方の室内機が冷房運転を開始で
きるマルチタイプの空気調和機を提供する。 【解決手段】 室内機１Ａ、１Ｂが複数の熱交換器６
Ｆ、６Ｗ、１１Ｆ、１１Ｗを有し、一方の熱交換器６
Ｆ、１１Ｆに、四方弁１３を用いたヒートポンプ式の冷
媒循環回路を接続し、他方の熱交換器６Ｗ、１１Ｗに、
温水を循環させる温水循環回路を接続した空気調和機１
０において、一方の室内機１Ａが冷媒循環回路を用いた
暖房運転を行っている場合であって、他方の室内機１Ｂ
が冷媒循環回路を用いた冷房運転を開始する時、一方の
室内機１Ａの暖房運転を停止し、その四方弁１３を冷房
運転位置に切り換えて、他方の室内機１Ｂに冷媒循環回
路を用いた冷房運転を実施させ、一方の室内機１Ａに冷
媒循環回路を用いない暖房運転を実施させる制御手段１
８を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の室内機のそれ
ぞれが複数の室内熱交換器を有し、一方の室内熱交換器
に、冷媒の流路を切り換える四方弁を用いたヒートポン
プ式の冷媒循環回路を接続し、他方の室内熱交換器に、
加熱器で加熱された温水を循環させる温水循環回路を接
続した空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷媒圧縮機、室外熱交換器、電
動膨張弁、冷媒用室内熱交換器等から構成される冷媒循
環回路と、加熱器、温水熱交換器、流量可変弁、温水用
室内熱交換器等から構成される温水循環回路とを備え、
これらにより冷房、暖房を可能にした温水式空気調和機
は知られている。

【０００３】この温水式空気調和機の中には、複数台の
室内機を有した、いわゆるマルチタイプの温水式空気調
和機がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このマルチタイプの温
水式空気調和機において、冷媒循環回路と温水循環回路
とを用いて暖房を行い、冷媒循環回路を用いて冷房を行
う機種が開発された場合、次のような問題が発生する。

【０００５】すなわち、最初に１台の室内機が冷媒循環
回路を用いた暖房運転を行っている場合、他方の室内機
が冷房運転を開始するとき、最初の１台の室内機と他方
の室内機とで、冷媒の流れる方向の異なる、暖房運転と
冷房運転とが混在し、いずれの運転も行うことができな
くなる。

【０００６】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、一方の室内機が冷媒循環回路を用いた
暖房運転を行っている場合、他方の室内機が冷房運転を
開始できるマルチタイプの空気調和機を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数の室内機のそれぞれが複数
の室内熱交換器を有し、一方の室内熱交換器に、冷媒の
流路を切り換える四方弁を用いたヒートポンプ式の冷媒
循環回路を接続し、他方の室内熱交換器に、加熱器で加
熱された温水を循環させる温水循環回路を接続した空気
調和機において、一方の室内機が冷媒循環回路を用いた
暖房運転を行っている場合であって、他方の室内機が冷
媒循環回路を用いた冷房運転を開始する時、一方の室内
機の暖房運転を停止し、その四方弁を冷房運転位置に切
り換えて、他方の室内機に冷媒循環回路を用いた冷房運
転を実施させ、一方の室内機に冷媒循環回路を用いない
暖房運転を実施させる制御手段を備えたことを特徴とす
る。

【０００８】請求項２の発明は、複数の室内機のそれぞ
れが複数の室内熱交換器を有し、一方の室内熱交換器
に、冷媒の流路を切り換える四方弁を用いたヒートポン
プ式の冷媒循環回路を接続し、他方の室内熱交換器に、
加熱器で加熱された温水を循環させる温水循環回路を接
続した空気調和機において、一方の室内機が冷媒循環回
路を用いた暖房運転を行っている場合であって、他方の
室内機が冷媒循環回路および温水循環回路を用いたドラ
イ運転を開始する時、一方の室内機の暖房運転を停止
し、その四方弁を冷房運転位置に切り換えて、他方の室
内機に冷媒循環回路および温水循環回路を用いたドライ
運転を実施させ、一方の室内機に冷媒循環回路を用いな
い暖房運転を実施させる制御手段を備えたことを特徴と
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１は分離型マルチタイプの空気
調和機を示す説明図である。

【００１０】図１において、２台の室内機１Ａ、１Ｂ
が、１台の室外機２に接続され、冷媒管３によりつなが
れている。また、これら室内機１Ａ、１Ｂが熱源機４に
接続され、温水管５によりつながれている。これらはマ
ルチタイプの空気調和機１０を構成している。

【００１１】図２は図１に示す空気調和機の冷媒および
温水循環回路図である。室内機１Ａには、室内熱交換器
６が収納されており、この室内熱交換器６は、冷媒（フ
ロン）の流れる冷媒管３を組み込んだ冷媒側室内熱交換
器６Ｆ（以下、単に熱交換器６Ｆという）と、温水の流
れる温水管５を組み込んだ温水側室内熱交換器６Ｗ（以
下、単に熱交換器６Ｗという）とにより構成されてお
り、熱交換器６Ｆは熱交換器６Ｗよりも風上に配置され
ている。熱交換器６Ｗには流量可変弁７Ａが連結され、
弁開度を調節することにより熱交換器６Ｗに流れ込む温
水の流量を調節することができる。８Ａは送風機であ
り、室内機１Ａの吸込口（図示せず）より空気を吸い込
み、室内熱交換器６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９Ａが設けられ室
温を検出している。

【００１２】室内機１Ｂにも、室内機１Ａと同様に、冷
媒側室内熱交換器１１Ｆ（以下、単に熱交換器１１Ｆと
いう）と温水側室内熱交換器１１Ｗ（以下、単に熱交換
器１１Ｗという）とからなる室内熱交換器１１が収納さ
れ、流量可変弁７Ｂが連結されている。吸込口には室温
センサ９Ｂが設けられている。

【００１３】室外機２には、冷媒圧縮機１２、四方弁１
３、（冷媒用）室外熱交換器１４、電動膨張弁１５Ａ、
１５Ｂ、アキュームレータ１６などの部品が収納され、
これらは冷媒管３により、熱交換器６Ｆ、１１Ｆにつな
がれ、室外機２と室内機１Ａとの間、および室外機２と
室内機１Ｂとの間でそれぞれ冷媒循環回路（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。

【００１４】１８は制御装置（制御手段）であり、冷媒
圧縮機１２、流量可変弁７Ａ、７Ｂに接続され、室温セ
ンサ９Ａ、９Ｂ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。この温度比較手
段に基づいて、冷媒圧縮機１２の回転数を制御して冷房
能力を、流量可変弁７Ａ、７Ｂの弁開度を制御して暖房
能力を制御している。

【００１５】冷媒圧縮機１２は、駆動源に誘導電動機を
用い、冷媒圧縮機１２へ供給する交流電力の周波数を、
インバータ装置を用いて変えることにより、回転数を変
えることができる。

【００１６】なお、２１はマフラであり、このマフラ２
１は冷媒循環回路内を循環する冷媒の冷媒音を減らすた
めのものである。

【００１７】熱源機４には加熱器２２（たとえばガスバ
ーナ）、温水熱交換器２３、ポンプ２４、プレッシャー
タンク２５などが収納され、これらは室内機１Ａに収納
された熱交換器６Ｗ、流量可変弁７Ａと共に、温水管５
で環状につながれて、室内機１Ａとの間で温水循環回路
を構成している。

【００１８】同様に、室内機１Ｂに収納された熱交換器
１１Ｗ、流量可変弁７Ｂと共に、温水管５で環状につな
がれて、室内機１Ａとの間で温水循環回路を構成してい
る。

【００１９】これによれば、加熱器２２による加熱量お
よび流量可変弁７Ａ、７Ｂによる温水循環量を変えるこ
とにより、熱交換器６Ｗ、１１Ｗでの放熱量を制御する
ことができる。

【００２０】２７はリザーブタンクであり、温水循環回
路中の余剰温水を蓄え、リザーブタンク２７からあふれ
た分はドレンとして排水される。

【００２１】２８は加圧注水弁、２９は加圧注水装置で
あり、温水循環回路に温水（水）を注水するためのもの
である。

【００２２】なお、加熱器２２の加熱量（燃焼量）は熱
交換器６Ｗおよび１１Ｗに流れる温水の温度が所定値
（例えば８０℃、６０℃など使用者が選択して決められ
る一定の温度）になるように自動制御される。

【００２３】以上の構成において、冷媒循環回路内を、
冷媒が冷媒管３内を実線矢印方向に循環しているときは
冷媒圧縮機１２から吐出された冷媒が四方弁１３、室外
熱交換器１４を通り電動膨張弁１５Ａにより減圧される
ことにより、冷媒が冷媒熱交換器６Ｆで蒸発して回りの
空気を冷やすので、室内機１Ａの被調和室内は冷房され
る。

【００２４】逆に、冷媒循環回路内を、冷媒が冷媒管５
内を点線矢印方向に循環しているときは冷媒圧縮機１２
から吐出された冷媒が四方弁１３を通って熱交換器６Ｆ
で放熱して回りの空気を暖めるので、被調和室内は暖房
される。

【００２５】また、温水循環回路内を、加熱器２２によ
って加熱された温水が、流量可変弁７Ａを通り、温水管
５内を循環している時は、熱交換器６Ｗで空気を加熱す
るので、室内機１Ａの被調和室内は暖房される。

【００２６】また、冷媒循環回路内を冷媒を実線矢印方
向に循環させ、温水循環回路内を温水を循環させて、室
内熱交換器で冷媒と温水とが同時に熱交換すると、風上
に位置する熱交換器６Ｆにより一度冷却され、減湿され
た後の空気が、再び風下に位置する熱交換器６Ｗにより
加熱されるので、被調和室内は除湿（ドライ運転）され
る。

【００２７】本実施形態では、上記制御装置１８が、暖
房能力の制御や、冷房能力の制御を司るほかに、下記の
制御を司る。

【００２８】すなわち、一方の室内機１Ａが冷媒循環回
路を用いた暖房運転を行っている場合であって、他方の
室内機１Ｂが冷媒循環回路を用いた冷房運転を開始する
時、一方の室内機１Ａの暖房運転を停止し、その四方弁
１３を冷房運転位置に切り換えて、他方の室内機１Ｂに
冷媒循環回路を用いた冷房運転を実施させ、一方の室内
機１Ａに冷媒循環回路を用いない暖房運転を実施させ
る。

【００２９】次に、暖房運転時の動作について、説明す
る。

【００３０】暖房運転は、冷媒循環回路を用いた暖房
と、冷媒循環回路および温水循環回路を用いた暖房とを
設定温度と室温との差に応じて使い分けており、設定温
度と室温との差が大きいときには冷媒循環回路と温水循
環回路を用いたヒートポンプ連動暖房、設定温度と室温
との差が小さいときには冷媒循環回路のみを用いた単独
ヒートポンプ暖房を行っている。

【００３１】このときの動作を図３の動作フローチャー
トに基づいて説明する。一方の室内機、例えば、室内機
１Ａに暖房運転を開始するよう指令すると、制御装置１
８は他の室内機１Ｂで冷房またはドライ運転が行われて
いるかどうか（四方弁が冷房位置で運転されているかど
うか）を調べる（ステップＳ１）。冷房またはドライ運
転されていないと判断すると、次にステップＳ２に移行
して、室温と設定温度との差を調べる。所定温度以上と
判断すると、室内機１Ａは冷媒循環回路と温水循環回路
を用いたヒートポンプ連動暖房で運転を開始する（ステ
ップＳ３）。

【００３２】ステップＳ２において、室温と設定温度と
の差が所定温度未満と判断すると、室内機１Ａは冷媒循
環回路を用いた単独ヒートポンプ暖房で運転を開始する
（ステップＳ５）。

【００３３】また、ステップＳ１において、室内機１Ｂ
が冷房またはドライ運転を行っていると判断すると、室
内機１Ａは温水循環回路のみを用いた温水による暖房で
運転を開始する（ステップＳ４）。

【００３４】このように、冷媒循環回路および温水循環
回路を用いた暖房、冷媒循環回路を用いた暖房、温水循
環回路を用いた暖房とが使い分けられて運転されてい
る。

【００３５】本実施形態では、一方の室内機が冷媒循環
回路を用いた暖房運転を行っている場合であって、他方
の室内機が冷媒循環回路を用いた冷房運転を開始する
時、以下の処理動作が行われる。

【００３６】図４は、その時の処理動作の一例を示すフ
ローチャートである。

【００３７】一方の室内機、例えば室内機１Ａが冷媒循
環回路を用いた暖房を行っている場合（ステップＳ１
１）、他方の室内機、例えば、室内機１Ｂが冷房運転を
開始する（ステップＳ１２）とき、制御装置１８は圧縮
機１２を停止（ステップＳ１３）し、電動膨張弁１５Ａ
を閉止（ステップＳ１４）する。次に、四方弁１３を暖
房の位置から冷房の位置に切り替える（ステップＳ１
５）。

【００３８】次に、ステップＳ１６に移行して、制御装
置１８は室内機１Ａが温水循環回路を用いた暖房を行っ
ているかどうかを調べる。温水循環回路を用いていると
判断すると、流量可変弁７Ａを継続して開放（ステップ
Ｓ１７）し、電動膨張弁１５Ｂを開放（ステップＳ１
８）し、圧縮機１２の運転を開始（ステップＳ１９）す
る。ステップＳ２０に移行して、室内機１Ｂの冷房運転
が開始される。

【００３９】ステップＳ１６において、室内機１Ａが温
水循環回路を用いた暖房を行っていない場合には、加熱
器２２が運転を開始（ステップＳ２１）し、流量可変弁
７Ａが開放（ステップＳ２２）され、室内機１Ａが温水
循環回路のみの暖房運転を開始（ステップＳ２３）す
る。その後、ステップＳ１８に移行して電動膨張弁１５
Ｂを開放、圧縮機１２の運転開始し、室内機１Ｂの冷房
運転を開始する。

【００４０】図５は一方の室内機が冷媒循環回路を用い
た暖房運転中、他方の室内機がドライ運転を開始すると
きの処理動作の一例を示すフローチャートである。

【００４１】一方の室内機、例えば室内機１Ａが冷媒循
環回路を用いた暖房を行っている場合（ステップＳ３
１）、他方の室内機、例えば、室内機１Ｂがドライ運転
を開始する（ステップＳ３２）とき、制御装置１８は圧
縮機１２を停止し、電動膨張弁１５Ａを閉止し、四方弁
１３を暖房の位置から冷房の位置に切り替える（ステッ
プＳ３３〜Ｓ３５）。

【００４２】次に、ステップＳ３６に移行して、制御装
置１８は室内機１Ａが温水循環回路を用いた暖房を行っ
ているかどうかを調べる。温水循環回路を用いていると
判断すると、流量可変弁７Ａを継続して開放し、流量可
変弁７Ｂを開放（ステップＳ３７）し、電動膨張弁１５
Ａ、１５Ｂを開放（ステップＳ３８）し、圧縮機１２の
運転を開始（ステップＳ３９）する。ステップＳ４０に
移行して、室内機１Ｂの冷房運転が開始される。

【００４３】ステップＳ３６において、室内機１Ａが温
水循環回路を用いた暖房を行っていない場合には、加熱
器２２が運転を開始（ステップＳ４１）し、流量可変弁
７Ａ、７Ｂが開放（ステップＳ４２）され、室内機１Ａ
が温水循環回路のみを用いた暖房運転を開始（ステップ
Ｓ４３）する。その後、ステップＳ３８に移行して電動
膨張弁１５Ａ、１５Ｂを開放、圧縮機１２の運転開始
し、室内機１Ｂの冷房運転を開始する。

【００４４】このように、一方の室内機１Ａが冷媒循環
回路を用いた暖房運転を行っている場合であって、他方
の室内機１Ｂが冷房またはドライ運転を開始する時、一
方の室内機１Ａの暖房運転を停止し、その四方弁１３を
冷房運転位置に切り換えて、他方の室内機１Ｂに冷房ま
たはドライ運転を実施させ、一方の室内機１Ａに冷媒循
環回路を用いない暖房運転（温水循環回路を用いた暖房
運転）を実施させることにより、一方の室内機１Ａが暖
房運転中であっても、他方の室内機１Ｂに通常どおり冷
房またはドライ運転を実施させることができる。

【００４５】すなわち、暖房運転は、室内機１台だけの
暖房（他方の室内機は停止か送風運転）、または、室内
機２台ともの暖房に際しては、通常通り、冷媒循環回路
を用いて行われ、１台の室内機が暖房、もう１台の室内
機が冷房またはドライ運転を行う際には、温水循環回路
のみを用いた暖房を行うものである。

【００４６】また、一方の室内機１Ａが冷房またはドラ
イ運転を行っている場合であって、他方の室内機１Ｂが
暖房運転を開始する時、他方の室内機１Ｂは冷媒循環回
路を用いない暖房運転（温水循環回路のみを用いた暖房
運転）を実施させることにより、一方の室内機１Ａが冷
房またはドライ運転中であっても、他方の室内機１Ｂに
通常どおり暖房運転を実施させることができる。

【００４７】本実施形態では、図４のステップＳ１３〜
Ｓ１５、或いは図５のステップＳ３３〜Ｓ３５の機能を
果たす制御装置１８を備えたので、マルチタイプの空気
調和機でありながら、冷房またはドライ運転と暖房運転
とを、同時に行うことができる。

【００４８】例えば、日当たりの良い比較的室温の高い
リビング等で冷房またはドライ運転を行い、比較的室温
の低い部屋や廊下、トイレ、ユーティリティ等で暖房運
転を行う場合には、本制御が有効であり、温度差のある
部屋同士にそれぞれ室内機を設置しても、異なるモード
（例えば冷房と暖房、またはドライと暖房）での空調を
することができる。

【００４９】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実
施形態では室内機を２台と室外機２と熱源機４とを組み
合わせたマルチタイプの空気調和機１０で説明している
が、室内機は３台以上の組み合わせであっても良く、ま
た、熱源機４は室外機２に内蔵された一体のものであっ
ても良い。また空気調和機は家庭用、業務用を問わな
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一方の室内機が冷媒循環回路を用いた暖房運転を行って
いる場合であって、他方の室内機が冷房またはドライ運
転を開始する時、冷媒循環回路の四方弁を冷房運転位置
に切り換えることにより、他方の室内機に冷房またはド
ライ運転を実施させることができ、また、暖房運転を行
っていた一方の室内機も冷媒循環回路を用いない、温水
循環回路を用いた暖房運転を行うことにより、暖房運転
を継続することができる。

【００５１】本発明の空気調和機は、マルチタイプであ
りながら、同時にモードの異なる運転を行うことがで
き、マルチタイプの空気調和機における設置適用範囲を
拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分離型マルチタイプの空気調和機を示す説明図
である。

【図２】図１に示す空気調和機の冷媒循環および温水循
環回路図である。

【図３】暖房運転の動作フローチャートである。

【図４】冷媒循環回路を用いた暖房運転中、別の室内機
が冷房運転を開始するときの一例を示す動作フローチャ
ートである。

【図５】冷媒循環回路を用いた暖房運転中、別の室内機
がドライ運転を開始するときの一例を示す動作フローチ
ャートである。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ 室内機 ２ 室外機 ３ 冷媒管 ４ 熱源機 ５ 温水管 ６ 室内熱交換器（室内機１Ａ） ６Ｆ 冷媒側室内熱交換器 ６Ｗ 温水側室内熱交換器 ７Ａ、７Ｂ 流量可変弁 ８Ａ、８Ｂ 送風機 ９Ａ、９Ｂ 室温センサ １０ 空気調和機 １１ 室内熱交換器（室内機１Ｂ） １１Ｆ 冷媒側室内熱交換器 １１Ｗ 温水側室内熱交換器 １２ 冷媒圧縮機 １３ 四方弁 １４ 室外熱交換器 １５ 電動膨張弁 １６ アキュームレータ １８ 制御装置（制御手段） ２２ 加熱器 ２４ ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健太郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松本 公一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA08 CC02 CC19 DD07 EE01 EE33 3L092 AA14 BA11 CA01 DA19 EA15 EA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の室内機のそれぞれが複数の室内熱
   交換器を有し、一方の室内熱交換器に、冷媒の流路を切
   り換える四方弁を用いたヒートポンプ式の冷媒循環回路
   を接続し、他方の室内熱交換器に、加熱器で加熱された
   温水を循環させる温水循環回路を接続した空気調和機に
   おいて、 一方の室内機が冷媒循環回路を用いた暖房運転を行って
   いる場合であって、他方の室内機が冷媒循環回路を用い
   た冷房運転を開始する時、一方の室内機の暖房運転を停
   止し、その四方弁を冷房運転位置に切り換えて、他方の
   室内機に冷媒循環回路を用いた冷房運転を実施させ、一
   方の室内機に冷媒循環回路を用いない暖房運転を実施さ
   せる制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 複数の室内機のそれぞれが複数の室内熱
   交換器を有し、一方の室内熱交換器に、冷媒の流路を切
   り換える四方弁を用いたヒートポンプ式の冷媒循環回路
   を接続し、他方の室内熱交換器に、加熱器で加熱された
   温水を循環させる温水循環回路を接続した空気調和機に
   おいて、 一方の室内機が冷媒循環回路を用いた暖房運転を行って
   いる場合であって、他方の室内機が冷媒循環回路および
   温水循環回路を用いたドライ運転を開始する時、一方の
   室内機の暖房運転を停止し、その四方弁を冷房運転位置
   に切り換えて、他方の室内機に冷媒循環回路および温水
   循環回路を用いたドライ運転を実施させ、一方の室内機
   に冷媒循環回路を用いない暖房運転を実施させる制御手
   段を備えたことを特徴とする空気調和機。