DE69520701T2 - Klimaanlage für mehrere Räume und Steuerverfahren hierfür - Google Patents

Klimaanlage für mehrere Räume und Steuerverfahren hierfür

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für mehrere Räume mit mehreren Außenbaueinheiten, die jeweils einen Kompressor, einen Außenwärmetauscher etc. aufweisen, mehreren Innenbaueinheiten, die jeweils einen Innenwärmetauscher aufweisen, und eine Baueinheitenverbindungsleitung zum Verbinden der mehreren Außenbaueinheiten und der mehreren Innenbaueinheiten, die mittels eines individuellen Steuerungsvorganges für jeden einzelnen Raum alle Räume gleichzeitig kühlen oder erwärmen kann oder gleichzeitig einige Räume kühlen und andere Räume erwärmen kann.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Es ist eine Klimaanlage für mehrere Räume bekannt, bei der mehrere Außenbaueinheiten, die jeweils einen Kompressor, einen Außenwärmetauscher etc. aufweisen, mit mehreren Innenbaueinheiten, die jeweils einen Innenwärmetauscher aufweisen, durch eine Baueinheitenverbindungsleitung verbunden sind, die ein Hochdruckgasrohr, ein Niederdruckgasrohr und ein Flüssigkeitsrohr aufweist, um die Räume gleichzeitig zu kühlen oder zu erwärmen (wie in der US-PS 4,878,357 offenbart).
  • Bei dieser Art von Klimaanlage für mehrere Räume ist die Anzahl der Außenbaueinheiten, welche betrieben werden, in Übereinstimmung mit einer Innenbelastung eingestellt. Andererseits werden in einem herkömmlichen Klimaanlagenbetriebsmodus, wenn von einer Steuerung ein Stopsignal an eine Außenbaueinheit ausgegeben wird, ein Kompressor, ein Außenwärmetauscher, ein Außengebläse und ein Kühlmittelwegumschaltventil, die in der Außenbaueinheit eingebaut sind, gleichzeitig für jede Außenbaueinheit gestoppt. Wenn dieser Betriebsmodus bei einer Klimaanlage für mehrere Räume angewandt wird, ist es nicht notwendigerweise bei der Klimaanlage für mehrere Räume vorzuziehen, daß alle Ausrüstungen in den Außenbaueinheiten gleichzeitig gestoppt werden, und in einigen Fällen ist es mehr vorzuziehen, anstatt des gleichzeitigen Steuerungs-(Stop-)Vorganges jede der Ausrüstungen individuell zu steuern.
  • Im einzelnen wurde bislang angenommen, daß das Antreiben eines Kompressors und der Betrieb eines Außenwärmetauschers gleichzeitig zu steuern sind. Daher war es bislang unmöglich, eine solche Forderung zu erfüllen, daß nur die Last (Kapazität) des Außenwärmetauschers während einer Betriebszeit der Klimaanlage für mehrere Räume zu erhöhen ist, um die Antriebseffizienz (Ausgabe/Eingabe) der Klimaanlage selbst zu erhöhen, und eine derartige Steuerungsvorrichtung, die diese Anforderung erfüllt, ist nicht vorgeschlagen worden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klimaanlage für mehrere Räume zu schaffen, die jede der Ausrüstungen, die in mehrere Außenbaueinheiten eingebaut sind, individuell steuern kann.
  • Um diese Aufgabe zu erfüllen, hat die Klimaanlage für mehrere Räume die Merkmale gemäß Patentanspruch 1.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Klimaanlage sind in den Patentansprüchen 2 und 3 gezeigt.
  • Weiterhin werden diese Aufgaben durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 4 gelöst.
  • Vorteilhafte Merkmale bezüglich des Gasmangeldetektionssensors sind im Patentanspruch 5 gegeben.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Fig. 1 zeigt ein Kühlkreislauf-Blockschaltbild für eine Klimaanlage für mehrere Räume gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 2 zeigt ein Kühlkreislauf-Blockschaltbild für die Klimaanlage für mehrere Räume bei einem Kühl- und Heizvorgang.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben.
  • Fig. 1 ist ein Kühlkreislauf-Blockschaltbild für eine Klimaanlage für mehrere Räume gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Fig. 1 bezeichnen die Bezugsziffern 1a und 1b Außenbaueinheiten. Jede Außenbaueinheit 1a (1b) ist mit einem Kompressor 2a (2b), einem Außenwärmetauscher 3a (3b), einem Außengebläse 31a (31b) und einem Akkumulator 4a (4b) versehen. Die Bezugsziffern 5a, 5b und 5c repräsentieren Innenbaueinheiten, und jede Innenbaueinheit 5a (5b, 5c) ist mit einem Innenwärmetauscher 6a (6b, 6c) versehen. Die Außenbaueinheiten 1a und 1b sind mit den Innenbaueinheiten 5a, 5b und 5c über eine Baueinheitenverbindungsleitung 11 verbunden.
  • Die Baueinheitenverbindungsleitung 11 hat ein Hochdruckgasrohr 12, ein Niederdruckgasrohr 13 und ein Flüssigkeitsrohr 14, und die jeweiligen Innenbaueinheiten 5a, 5b und 5c, die jeweiligen Außenbaueinheiten 1a und 1b und die Baueinheitenverbindungsleitung 11 bilden einen Kühlzyklus. Das Hochdruckgasrohr 12 ist mit den Kompressoren 2a und 2b mittels Kühlmittelausgabeleitungen 7a bzw. 7b verbunden, mit dem Außenwärmetauscher 3a und 3b über Umschaltventile 9a bzw. 9b verbunden und ferner mit dem Innenwärmetauscher 6a, 6b und 6c über Umschaltventile 15a, 15b bzw. 15c verbunden, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist.
  • Das Niederdruckgasrohr 13 ist mit dem Akkumulator 4a und 4b über die Kühlmittelansaugleitungen 8a bzw. 8b verbunden, mit dem Außenwärmetauscher 3a und 3b über Umschaltventile 10a bzw. 10b verbunden und ferner mit dem Innenwärmetauscher 6a, 6b und 6c über Umschaltventile 16a, 16b und 16c verbunden. Das Flüssigkeitsrohr 14 ist mit dem Außenwärmetauscher 3a und 3b über Hilfskühlmitteldruckminderer 18a und 18b, wie beispielsweise elektrischen Expansionsventilen oder dergleichen, verbunden und ist mit den Innenwärmetauschern 6a, 6b und 6c über Kühlmitteldruckminderer 17a, 17b und 17c von elektrischen Ausdehnungsventilen oder dergleichen verbunden.
  • Der Ventilöffnungsgrad der Hilfskühlmitteldruckminderer 18a und 18b ist eingestellt, wenn jeder der Außenwärmetauscher 3a und 3b als ein Verdampfer wirkt, und ist auf einen im wesentlichen ganz offenen Wert gesetzt, wenn jeder der Außenwärmetauscher 3a und 3b als ein Kondensor wirkt.
  • Andererseits ist der Ventilöffnungsgrad der Kühlmitteldruckminderer 17a, 17b und 17c auf einen im wesentlichen ganz offenen Wert gesetzt, wenn jeder der Innenwärmetauscher 6a, 6b und 6c als ein Verdampfer wirkt, und ist eingestellt, wenn jeder der Innenwärmetauscher als ein Kondensor wirkt.
  • Jede Außenbaueinheit 1a (1b) ist mit einer Steuerung (im folgenden als "Außensteuerung") zum Steuern des Kompressors 2a (2b), des Außenwärmetauschers 3a (3b), den Umschaltventilen 9a und 10a (9b, 10b), den Hilfskühlmitteldruckminderern 18a (18b), den Außengebläsen 31a (31b) etc. versehen, die in die Außenbaueinheit 1a (1b) eingebaut sind.
  • Andererseits ist jede Innenbaueinheit 5a (5b, 5c) mit einer Steuerung (im nachfolgenden als "Innensteuerung" bezeichnet) 101a (101b, 101c) zum Steuern der Innenwärmetauscher 6a (6b, 6c), der Umschaltventile 15a und 15a (15b und 16b, 15c und 16c) und des Kühlmitteldruckminderers 17a (17b, 17c) versehen. Jede Innensteuerung 101a (101b, 101c) ist so gestaltet, daß sie von einem Sensor (nicht dargestellt) zum Detektieren einer Klimaanlagenlast in einem Raum ein Signal empfängt und das Signal an eine allgemeine Steuerung 200 ausgibt. Diese Außen- und Innensteuerungen 100a, 100b, 101a, 101b und 101c sind mit der allgemeinen Steuerung 200 zur gemeinsamen Steuerung dieser Steuerungen verbunden. Die allgemeine Steuerung 200 empfängt ein Anforderungslastsignal (Klimaanlagenlastsignal), welches von jeder der Innensteuerungen 101a, 101b und 101c übertragen worden ist, und gibt ein Antriebssteuersignal an die Außensteuerungen 100a und 100b in Übereinstimmung mit dem empfangenen Signal.
  • Wenn von den Innensteuerungen 101a, 101b und 101c das Anforderungslastsignal zugeführt worden ist, steuert die allgemeine Steuerung 200 die Außensteuerungen 100a und 100b, um die Kompressoren 2a und 2b, die Außengebläse 31a und 31b und die jeweiligen Umschaltventile des Kühlmittelweges gleichzeitig oder einzeln anzutreiben.
  • Als nächstes wird ein Antriebsvorgang der Klimaanlage für mehrere Räume, wie vorstehend beschrieben, beschrieben.
  • Wenn alle Räume gleichzeitig gekühlt werden, sind die Umschaltventile 9a und 9b der Außenwärmetauscher 3a und 3b geöffnet, während die anderen Umschaltventile 10a und 10b geschlossen sind. Zusätzlich sind die Umschaltventile 15a, 15b und 15c der Innenwärmetauscher 6a, 6b und 6c geschlossen, während die anderen Umschaltventile 16a, 16b und 16c geöffnet sind.
  • Der Ventilöffnungsgrad der Hilfskühlmitteldruckminderer 18a und 18b ist auf einen im wesentlichen ganz offenen Wert gesetzt. Der Öffnungsgrad jedes Kühlmitteldruckminderers 17a, 17b, 17c ist gemäß der Kühllast jeder Innenbaueinheit 5a, 5b, 5c eingestellt.
  • Durch diesen Vorgang fließt das Hochdruckgaskühlmittel, welches von den Kompressoren 2a, 2b ausgegeben wird, durch die Ausgangsleitungen 7a, 7b, das Hochdruckgasrohr 12, die Umschaltventile 19a, 19b und den Außenwärmetauscher 3a, 3b in dieser Reihenfolge, um kondensiert und verflüssigt zu werden. Das verflüssigte Hochdruckkühlmittel fließt durch die Hilfskühlmitteldruckminderer 18a, 18b, die im wesentlichen einen ganz offenen Ventilöffnungsgrad haben, und das Flüssigkeitsrohr 14 und wird auf die Kühlmitteldruckminderer 17a, 17b, 17c der jeweiligen Innenbaueinheiten 5a, 5b, 5c verteilt. Das verteilte Kühlmittel hat einen verminderten Druck und ist in den Kühlmitteldruckminderern in ein Niederdruckkühlmittel geändert worden. Das verflüssigte Niederdruckkühlmittel wird in den jeweiligen Innenwärmetauschern 6a, 6b, 6c verdampft und fließt durch die Umschaltventile 16a, 16b, 16c, das Niederdruckgasrohr 13, die Ansaugleitungen 8a, 8b und die Flüssiggasseparatoren 4a, 4b in der genannten Reihenfolge in die Kompressoren 2a, 2b.
  • Bei dieser Anordnung dient jeder Innenwärmetauscher 6a, 6b, 6c als ein Verdampfer, und damit werden alle Räume gleichzeitig gekühlt.
  • Im Gegensatz hierzu sind für den Fall, daß alle Räume gleichzeitig geheizt werden, die Umschaltventile 9a, 9b der Außenwärmetauscher 3a, 3b geschlossen und die anderen Umschaltventile 10a, 10b derselben geöffnet. Zusätzlich sind die Umschaltventile 15a, 15b, 15c der Innenwärmetauscher 6a, 6b, 6c geöffnet und die anderen Umschaltventile 16a, 16b, 16c derselben geschlossen. Der Öffnungsgrad jedes der Hilfskühlmitteldruckminderer 18a, 18b ist in Übereinstimmung mit der Treiblast der Außenbaueinheiten 1a, 1b eingestellt und der Öffnungsgrad jedes der Kühlmitteldruckminderer 17a, 17b, 17c ist im wesentlichen auf den vollständig offenen Zustandswert gesetzt.
  • Durch diesen Vorgang fließt das Hochdruckgaskühlmittel, welches von den Kompressoren 2a, 2b ausgegeben wird, durch die Ausgangsleitungen 7a, 7b und das Hochdruckgasrohr 12 in der genannten Reihenfolge und wird auf die Umschaltventile 15a, 15b, 15c und die Innenwärmetauscher 6a, 6b, 6c so verteilt, daß das Kühlmittel kondensiert und verflüssigt wird. Danach wird der Druck des verflüssigten Hochdruckkühlmittels durch jeden der Kühlmitteldruckminderer 17a, 17b, 17c vermindert und sammelt sich in dem Flüssigkeitsrohr 14. Danach wird das sich gesammelt verflüssigte Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 3a, 3b verdampft und fließt durch die Umschaltventile 10a, 10b, die Ansaugrohre 8a, 8b und die Flüssiggasseparatoren 4a, 4b in der genannten Reihenfolge in die Kompressoren 2a, 2b.
  • Bei dieser Anordnung dient jeder der Innenwärmetauscher als ein Kondensor und damit werden alle Räume gleichzeitig geheizt.
  • Für den Fall, daß gleichzeitig irgendwelche zwei Räume gekühlt und ein Raum geheizt werden, ist das eine Umschaltventil 9a des Außenwärmetauschers 3a geöffnet und das andere Umschaltventil 10a des Außenwärmetauschers 3a und das Umschaltventil 9b und 10b des Außenwärmetauschers 3b geschlossen. Zusätzlich sind die Umschaltventile 15a, 15c der Innenbaueinheiten 5a, 5c für den Kühlvorgang geschlossen und die anderen Umschaltventile 16a, 16c derselben geöffnet. Zusätzlich ist das Umschaltventil 15b der Innenbaueinheit 5b für den Heizvorgang geöffnet und das andere Umschaltventil 16b geschlossen.
  • Durch diesen Vorgang fließt ein Teil des Kühlmittels, welches von den Kompressoren 2a, 2b ausgegeben wird, durch das Ausgangsrohr 7a und das Umschaltventil 9a in der genannten Reihenfolge in den Außenwärmetauscher 3a. Das restliche Kühlmittel fließt durch das Hochdruckgasrohr 12 in das Umschaltventil 15b der Innenbaueinheit 5b für den Heizvorgang und den Innenwärmetauscher 6b und den Außenwärmetauscher 6a, so daß das Kühlmittel kondensiert und verflüssigt wird. Das Kühlmittel, welches in den Wärmetauschern 6b und 3a kondensiert und verflüssigt worden ist, fließt durch das Flüssigrohr 14 und sein Druck wird dann in den Kühlmitteldruckminderern 17a, 17c der Innenbaueinheiten 5a und 5c vermindert. Danach wird das Kühlmittel in jedem der Innenwärmetauscher 6a und 6c verdampft, fließt durch jedes der Umschaltventile 16a, 16c und vereinigt sich dann in dem Niederdruckgasrohr 13. Danach fließt das vereinigte Kühlmittel durch die Ansaugleitungen 8a, 8b und die Flüssiggasseparatoren 4a, 4b in den Kompressor 2.
  • Durch diesen Vorgang dient der Innenwärmetauscher 6b als ein Kondensor, so daß der eine Raum geheizt wird. Andererseits dienen die anderen Innenwärmetauscher 6a, 6c als Verdampfer, so daß die anderen zwei Räume gekühlt werden.
  • Für den Vorgang des Kühlens eines Raumes, während zwei andere Räume geheizt werden, kann dieser Vorgang durchgeführt werden, indem der Hilfskühlmitteldruckminderer 18a betätigt wird.
  • Für den Fall beispielsweise, bei dem der Kühlvorgang durch die Innenbaueinheit 5b durchgeführt wird, während der Heizvorgang durch die Innenbaueinheiten 5a und 5c durchgeführt wird, wird das Umschaltventil 10a des Außenwärmetauschers 3a geöffnet und es werden die Umschaltventile 9a, 9b und 9c geschlossen. Zusätzlich wird das Umschaltventil 15b der Innenbaueinheit 5b für den Kühlvorgang geschlossen und dessen anderes Umschaltventil 16b wird geöffnet. Zusätzlich werden die Umschaltventile 15a, 15c der Innenbaueinheiten 5a, 5c für den Heizvorgang geöffnet und die anderen Schaltventile 16a, 16c derselben werden geschlossen.
  • Durch diesen Vorgang fließt das Kühlmittel, welches von den Kompressoren 2a, 2b ausgegeben worden ist, durch die Ausgangsleitungen 7a, 7b und das Hochdruckgasrohr 12 in der genannten Reihenfolge und wird auf die Umschaltventile 15a, 15c verteilt. Jedes verteilte Kühlmittel wird in jedem der Innenwärmetauscher 6a, 6c kondensiert und verflüssigt. Das verflüssigte Kühlmittel wird durch die Kühlmitteldruckminderer 17a, 17b unterkühlt und fließt in das Flüssigkeitsrohr 14. Ein Teil des verflüssigten Kühlmittels im Flüssigkeitsrohr wird im Kühlmitteldruckminderer 17b in seinem Druck vermindert und dann in dem Innenwärmetauscher 6b verdampft. Der Druck des restlichen, verflüssigten Kühlmittels wird in dem Hilfskühlmitteldruckminderer 18a vermindert und dann in dem Außenwärmetauscher 3a verdampft, fließt danach durch die Ansaugleitungen 8a, 8b und die Gasflüssigkeitsseparatoren 4a, 4b in der genannten Reihenfolge in den Kompressor 2.
  • Bei dieser Anordnung dient jeder der Innenwärmetauscher 6a, 6c als ein Kondensor, so daß die zwei Räume geheizt werden. Andererseits dient der andere Innenwärmetauscher 6b als ein Verdampfer, so daß der restliche eine Raum gekühlt wird.
  • Für den Fall, daß die Außenwärmetauscher 3a und 3b, die jeweils als Verdampfer dienen, vereist sind, wird ein Enteisungsvorgang durchgeführt.
  • In diesem Fall ist das Umschaltventil 9a geöffnet und das andere Umschaltventil 10a ist geschlossen, um einen Teil des ausgegebenen Hochtemperaturkühlmittels von der Ausgangsleitung 7 in den Außenwärmetauscher 3a zu leiten und den Außenwärmetauscher 3a zu enteisen. Danach wird das Umschaltventil 9a geschlossen und das andere Umschaltventil 10a wird geöffnet, so daß der Außenwärmetauscher 3a wiederum als Verdampfer dient. Zusätzlich wird das Umschaltventil 9b geöffnet und das andere Umschaltventil 10b geschlossen, um einen Teil des ausgegebenen Hochdruckkühlmittels von der Ausgangsleitung 7 in den anderen Außenwärmetauscher 3b zu leiten und den Außenwärmetauscher 3b zu enteisen.
  • Durch diesen Vorgang kann der Heizvorgang für alle Räume kontinuierlich durchgeführt werden, während abwechselnd die Außenwärmetauscher 3a und 3b enteist werden.
  • Als nächstes werden die Merkmale der beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • Gemäß der Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, kann, wenn der Wärmetauscher einer der Außenbaueinheiten mehrerer Außenbaueinheiten enteist werden muß, der Enteisungsvorgang durchgeführt werden, ohne daß das Treiben des Außenwärmetauschers der anderen Außenbaueinheiten gestoppt wird.
  • Für den Fall, daß irgendeine der Außenbaueinheiten infolge der Verminderung der Innenlast bei dem Kühlvorgang gestoppt werden muß, wurde bislang beim Stand der Technik angenommen, daß die Außensteuerung 100a den Betrieb aller Ausrüstungen (beispielsweise eines Kompressors, eines Außenwärmetauschers etc.) der Außenbaueinheit 1a an der Außenbaueinheitenbasis stoppen muß, wenn von der allgemeinen Steuerung 200 ein Stopsignal an die Außenbaueinheit 1a ausgegeben wird. In diesem Fall kann der Außenwärmetauscher 3a der Außenbaueinheit 1a, der bei dem Kühlvorgang gestoppt wird, nicht wirksam verwendet werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, führt gemäß der Erfindung die Außensteuerung 100a die folgende Steuerung für die Außenbaueinheit 1a durch, wenn von den Innensteuerungen 101a, 101b, 101c über die allgemeine Steuerung 200 infolge der Verminderung der Kühllast oder dergleichen das Stopsignal ausgegeben worden ist. Das heißt, das Treiben des Kompressors 2a wird gestoppt, aber das Umschaltventil 9a und der Kühlmitteldruckminderer 18a sind geöffnet, um das Außengebläse 31a anzutreiben.
  • Durch diesen Vorgang wird die Gesamtkapazität (Leistung) des Wärmetauschers durch das Maß entsprechend der Leistung des Außenwärmetauschers 3a erhöht, und damit kann der Druck des Hochdruckkühlmittels auf einen kleinen Wert verringert werden. Daher kann die Systemeffizienz verbessert werden.
  • Beispielsweise wird angenommen, daß der Druck des Hochdruckkühlmittels ungefähr 18 kg/cm² beträgt, wenn der Kompressor 2b 7,355 kW (10 PS) und der Außenwärmetauscher 3b 7,355 kW (10 PS) hat, und ferner wird angenommen, daß der Außenwärmetauscher 3a (7,355 kW) betrieben wird und die Gesamtleistung der Außenwärmetauscher 3a, 3b auf 14,71 kW (20 PS) gesetzt worden ist, so daß der Druck des Hochdruckkühlmittels auf ungefähr 13 kg/cm² vermindert werden kann. Demgemäß kann die Systemeffizienz durch das Maß entsprechend des verminderten Wertes verbessert werden.
  • In diesem Fall ist die Leistung des Außenwärmetauschers 3a eingestellt, indem die Geschwindigkeit des Außengebläses 31a oder der Öffnungsgrad des Kühlmitteldruckminderers 18a eingestellt wird.
  • Falls der Druck des Hochdruckkühlmittels während des vorstehenden Steuerungsvorganges exzessiv reduziert wird, kann in der Innenbaueinheit und/oder dem Kühlmittelzyklus ein Gasmangelzustand auftreten, weil das Kühlmittel in dem Leitungsweg bleibt.
  • Der Öffnungsgrad des Kühlmitteldruckminderers 17a ist auf einen leicht offenen Wert gesetzt, wenn die Differenz zwischen einem Detektionswert eines eingangsseitigen Temperatursensors (Gasmangelsensor) 80a des Wärmetauschers 6a in der Innenbaueinheit 5a und ein Detektionswert eines außenseitigen Temperatursensors (Gasmangelsensor) 81a bei dem Kühlvorgang einen bestimmten Wert überschreitet. In diesem Fall entspricht der "Gasmangelzustand" einem Zustand, bei dem der Öffnungsgrad, wie vorstehend beschrieben, den vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn eine Wahrscheinlichkeit besteht, daß der Gasmangelzustand auftritt, wird der vorstehende Steuerungsvorgang nicht durchgeführt.
  • Wenn eine Außentemperatur beim Kühlvorgang extrem niedrig ist, wird der Druck des Hochdruckkühlmittels kaum steigen und damit kann der Gasmangelzustand in den Innenbaueinheiten leicht auftreten. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Einzelsteuerung der Außenwärmetauscher zum Reduzieren der Anzahl der anzutreibenden Außenwärmetauscher (zum Senken der Wärmeaustauschleistung) der Druck des Hochdruckkühlmittels erhöht, um das Kühlmittel, welches sich in der Kühlmittelleitung gesammelt hat, nach außen zu pressen, so daß der Gasmangelzustand behoben werden kann. Wenn der Gasmangelzustand selbst durch den vorstehend beschriebenen Vorgang nicht vermieden werden kann, wird der Antrieb der Außenbaueinheit gestoppt.
  • Wenn das Stopsignal der Außenbaueinheit 1a von den Innensteuerungen 101a, 101b, 101c über die allgemeine Steuerung 200 beim Heizvorgang ausgegeben wird, führt die Außensteuerung 100a den folgenden Steuerungsvorgang durch. Das heißt, sie stoppt das Antreiben des Kompressors 1a, steuert jedoch das Umschaltventil 9b und den Kühlmitteldruckminderer 18a, so daß diese offen sind, um das Außengebläse 31a anzutreiben.
  • Durch diesen Vorgang wird die Gesamtleistung (Kapazität) des Wärmetauschers durch das Maß entsprechend der Leistung des Außenwärmetauschers 3a erhöht, so daß die Verdampfungstemperatur in dem Außenwärmetauscher 3a, 3b erhöht werden kann und die Systemeffizienz verbessert werden kann.
  • Als nächstes wird der Kühl- und Heizvorgang beschrieben, bei dem der Kühlvorgang durch eine Innenbaueinheit durchgeführt wird, während der Heizvorgang durch die andere Innenbaueinheit durchgeführt wird.
  • Bezugnehmend auf Fig. 2 wird angenommen, daß der Innenwärmetauscher 6a (8,826 kW) den Heizvorgang durchführt und der Innenwärmetauscher 6b (3,678 kW) und 6c (1,471 kW) den Kühlvorgang durchführen. In diesem Fall sind 8,826 kW (12 PS) für das Treiben der Kompressoren 2a, 2b erforderlich. Beispielsweise wird der Kompressor 2a bei 7,355 kW (10 PS) angetrieben und der Kompressor 2b wird bei 1,471 kW (2 PS) angetrieben. Bei dieser Anordnung, wie vorstehend beschrieben, kann jedoch der Wärmetauschvorgang der Außenbaueinheiten insgesamt mit der Antriebsleistung entsprechend 3,678 kW (5 PS) ( = 12 - (5+2)) durchgeführt werden, und zwar wegen des Versatzes der Kühl- und Heizvorgänge der Außenwärmetauscher 3a, 3b.
  • In diesem Fall werden beide Kompressoren 2a, 2b getrieben, aber es ist nur ein Außenwärmetauscher (nur der Außenwärmetauscher 3a) im Betrieb.
  • Im einzelnen sind die Umschaltventile 9b, 10b, 18b vollständig geschlossen, so daß kein Kühlmittel in den anderen Außenwärmetauscher 3b fließt, und das Außengebläse 31b ist gestoppt. Bei diesem Antriebsmodus kann die Leistung (Kapazität) der Kompressoren vorab auf einen geeigneten Wert gesetzt werden, der einer Last entspricht, während die Leistung (Kapazität) des Außenwärmetauschers für den Fall, daß der Kühl- und Heizvorgang über ein Jahr erforderlich ist, auf einen kleinen Wert gesetzt ist.
  • Kurz gesagt, können gemäß der Erfindung verschiedene Betriebsarten zur Verbesserung der Effizienz durchgeführt werden, indem die allgemeine Steuerung für einzelne Steuerung der Kompressoren mehrerer Außenbaueinheiten, der Außengebläse und der Kühlmittelwegumschaltventile verwendet wird.
  • Weiterhin kann gemäß der Erfindung, wenn ein Wärmetauscher für Wasserheizen oder ein Wärmetauscher, der mit einem Boiler ausgerüstet ist, an das System dieser Ausführungsformen angeschlossen ist, die Systemeffizienz erhöht werden und es kann der Stromverbrauch vermindert werden, indem der Wärmetauscher für das Wasserheizen zu einem Spitzenzeitpunkt des Stromverbrauchs geschaltet wird oder der Wärmetauscher, der mit einem Boiler als einer Hilfsausrüstung für den Winter ausgerüstet ist, eingeschaltet wird.
  • Diese Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform begrenzt und es können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne daß vom Hauptgedanken dieser Erfindung abgewichen wird.
  • Beispielsweise sind bei der vorstehenden Ausführungsform der Kompressor, der Wärmetauscher etc. für jede Außenbaueinheit (an einer Außenbaueinheitenbasis) vorgesehen. Über die Grenzen der Außenbaueinheitenbasis hinausgehend kann jedoch eine Kompressorgruppe zum gemeinsamen Steuern des Antriebs der Kompressoren der jeweiligen Außenbaueinheiten und eine Wärmetauschergruppe zum gemeinsamen Steuern des Antreibens der Wärmetauscher der jeweiligen Außenbaueinheiten über die Außenbaueinheiten für die Klimaanlage gesetzt sein. Um eine derartige Gruppensteuerung durchzuführen, wird ein Signal zum sukzessiven Steuern des Antreibens der jeweiligen Außenbaueinheiten in Übereinstimmung mit der Kühl- oder Heizlast jedes Raumes an der allgemeinen Steuerung und den Außensteuerungen ausgegeben. In diesem Fall werden der Außenwärmetauscher, jedes Umschaltventil, das Außengebläse und der Druckminderer jeder Außenbaueinheit sukzessive in Übereinstimmung mit dem Zustand des Kühlmittelzyklus gesteuert.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann bei der vorliegenden Erfindung das Kühlmittel durch den Außenwärmetauscher der Außenbaueinheit fließen, die gestoppt ist, obwohl der Antrieb des Kompressors der Außenbaueinheit gestoppt ist, da die Klimaanlage für mehrere Räume mit der allgemeinen Steuerung zur individuellen Steuerung des Kompressors, des Außengebläses und des Kühlmittelwegumschaltventils jeder der Anzahl von Außenbaueinheiten versehen ist, selbst wenn der Antrieb einer Außenbaueinheit infolge der Verminderung der Innenlast bei dem Kühl- oder Heizvorgang gestoppt ist. Daher kann der Außenwärmetauscher der Außenbaueinheit, die gestoppt wird, wirksam verwendet werden, so daß die Systemeffizienz erhöht werden kann.
  • Wenn in einer Innenbaueinheit während des Antreibens der Innenbaueinheit Kühlmittelmangel auftritt, kann ferner das Antreiben der Außenbaueinheit, die gestoppt werden soll, perfekt gestoppt werden, so daß infolge des Gasmangels kein Problem auftritt.
  • Darüber hinaus ist während des Kühl- und Heizmischbetriebes verhindert, daß das Kühlmittel durch den Außenwärmetauscher gewisser Außenbaueinheiten fließt, so daß die Klimaanlage mit hoher Effizienz betrieben werden kann.

Claims (5)

1. Klimaanlage für mehrere Räume, bei der jede individuelle Innenbaueinheit (5a-c) unabhängig und wahlweise für einen individuellen Raum einen Raumkühlvorgang oder einen Raumheizvorgang durchführt, und die aufweist:
mehrere Außenbaueinheiten (1a, 1b) die jeweils einen Kompressor (2a, 2b) ein Außengebläse (31a, 31b), einen Außenwärmetauscher (3a, 3b) und ein Kühlmittelweg-Umschaltventil (9, 10) aufweisen; mehrere Innenbaueinheiten (5a-c) die jeweils einen Innenwärmetauscher (6a-c) aufweisen; und eine Baueinheiten-Verbindungsleitung (11) mit einem Hochdruckgasrohr (12), einem Niederdruckgasrohr (13) und einem Flüssigkeitsrohr (14), mittels welcher die Anzahl von Außenbaueinheiten (1a, 1b) mit den Innenbaueinheiten (5a-c) verbunden sind, um dadurch einen Kühlmittelumlauf zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (100a, 100b) zum individuellen Steuern des Kompressors (2a, 2b), des Außengebläses (31a, 31b) des Außenwärmetauschers (3a, 3b) und des Kühlmittelwegumschaltventils (9, 10) vorgesehen ist, und daß, wenn die Steuerung mit einem Signal zum Stoppen einer gewissen Außenbaueinheit (1a, 1b) in Übereinstimmung mit einer Innenlast gespeist wird, die Steuerung (100a, 100b) das Antreiben des Kompressors (2a, 2b) der zugehörigen Außenbaueinheit stoppt, das Außengebläse (31a, 31b) der zugehörigen Außenbaueinheit jedoch antreibt und das Kühlmittelwegumschaltventil (9, 10) der Außenbaueinheit so schaltet, daß Kühlmittel in den Außenwärmetauscher der zugehörigen Außenbaueinheit fließen kann.
2. Klimaanlage für mehrere Räume nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (100a, 100b) ein Signal zum sukzessiven Steuern des Antriebs der Kompressoren (2a, 2b) der entsprechenden Außenbaueinheiten (1a, 1b) in Übereinstimmung mit der Innenlast ausgibt, und der Außenwärmetauscher und das Kühlmittelwegumschaltventil (9, 10) jeder Außenbaueinheit in Übereinstimmung mit dem Zustand des Kühlmittelkreislaufes gesteuert werden.
3. Klimaanlage für mehrere Räume nach Anspruch 1, ferner mit einem Gasmangeldetektionssensor (80a, 80b) zum Detektieren des Mangels an Kühlmittel, welches in den Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist, wobei, wenn durch diesen Gasmangeldetektionssensor der Gasmangel detektiert wird, die Steuerung die Wärmeaustauschleistung einer Außenbaueinheit (1a, 1b), an welche das Stoppsignal ausgegeben worden ist, reduziert, und wenn der Gasmangelzustand durch Reduzieren der Wärmeaustauschleistung nicht behoben ist, die Steuerung das Antreiben der Außenbaueinheit vollständig stoppt.
4. Verfahren zum Antreiben einer Klimaanlage für mehrere Räume, die mehrere Außenbaueinheiten (1a, 1b) aufweist, jeweils mit einem Kompressor (2a, 2b), einem Außengebläse (31a, 31b), einem Außenwärmetauscher (3a, 3b) und einem Kühlmittelweg-Umschaltventil (9, 10) mehrere Innenbaueinheiten (5a-c), jeweils mit einem Innenwärmetauscher (6a, 6c), und einer die Baueinheiten verbindenden Leitung (11) mit einem Hochdruckgasrohr (12), einem Niederdruckgasrohr (13) und einem Flüssigkeitsrohr (14), über welche die Anzahl Außenbaueinheiten (1a, 1b) mit den Innenbaueinheiten (5a-c) verbunden sind, um dadurch einen Kühlmittelkreislauf zu bilden, und bei denen jede individuelle Innenbaueinheit (5a-c) unabhängig und wahlweise für einen individuellen Raum einen Raumkühlvorgang oder einen Raumheizvorgang durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn an eine der Außenbaueinheiten (1a, 1b) in Übereinstimmung mit einer Innenlast ein Stoppsignal ausgegeben ist, das Antreiben des Kompressors (2a, 2b) der zugehörigen Außenbaueinheit gestoppt wird, das Außengebläse (31a, 31b) der zugehörigen Außenbaueinheit jedoch angetrieben wird und das Kühlmittelwegumschaltventil (9, 10) der zugehörigen Außenbaueinheit so geschaltet wird, daß Kühlmittel in den Außenwärmetauscher (3a, 3b) der zugehörigen Außenbaueinheit fließen kann.
5. Antriebsverfahren für die Klimaanlage nach Anspruch 4, wobei ein Gasmangeldetektionssensor (80a, 81a) zum Detektieren eines Mangels an Kühlmittel der Innenbaueinheit (5a-c) im Betrieb in dem Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist und wobei in der Außenbaueinheit (1a, 1b), die mit dem Stoppsignal auf der Basis eines Signals von dem Gasmangeldetektionssensor (80a, 81a) gespeist wird, der Antrieb des Kompressors (2a, 2b) der Außenbaueinheit (1a, 1b) gestoppt wird und die Wärmetauschleistung des Außenwärmetauschers der Außenbaueinheit reduziert wird, und wenn der Gasmangelzustand durch das Reduzieren der Wärmetauschleistung nicht behoben ist, das Antreiben der Außenbaueinheit (1a, 1b) vollständig gestoppt wird.
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