JP2012013278A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】室外ユニット3から延びるユニット間配管4に室内ユニット2A,2Bを並列に接続し、これら室内ユニット2A,2Bを同時に運転、または、運転停止とする空気調和装置1において、ユニット間配管4のガス管5、液管6には、各室内ユニット2A,2Bの室内熱交換器20A,20Bの冷媒出口側及び冷媒入口側にそれぞれ、当該室内熱交換器20A,20Bへの冷媒の流通を止める第1開閉弁42〜第4開閉弁45を設けるとともに、ガス管5には、第1開閉弁42及び第2開閉弁43と室外ユニット3との間に、室外アキュムレータ35とは別のアキュムレータ46を配設した。
【選択図】図1
Description
ところで、近年、室外ユニットが屋上や地下室等に設置される傾向にあり、室外ユニットと室内ユニットとの距離が離れるため、ユニット間配管等の冷媒配管長を長くする長配管設計が望まれている。更に、各室内ユニットを個別に運転制御したいという要望もある。この場合、長配管設計に伴い室外ユニットに充填される冷媒量が増大するため、一の室内ユニットを停止した際に、従来のアキュムレータだけでは余剰冷媒を受液できない事態が想定される。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、一の室内ユニットが停止した場合に、余剰冷媒を確実に保有できる空気調和装置を提供することにある。
図1は本発明の実施の形態に係る空気調和装置1の冷媒回路図である。この図に示すように、空気調和装置1は複数台(本実施形態では2台)の室内ユニット2A、2Bと、1台の室外ユニット3とを備え、これら室内ユニット2A、2Bと、室外ユニット3とがユニット間配管4により接続されている。
このユニット間配管4は、ガス管5と液管6とから構成され、上記室内ユニット2A、2Bの各々はガス管5及び液管6が分岐したガス分岐管5A,5B及び液分岐管6A,6Bに互いに並列に接続されるとともに、上記室外ユニット3はユニット間配管4に接続される。
本実施形態にかかる室内ユニット2A,2Bは、室内膨張弁を備えておらず、室外ユニット3が運転を開始すると、これに伴い室内ユニット2A,2Bが同時に空調動作を開始し、室外ユニット3が運転停止すると、これに伴い室内ユニット2A,2Bが同時に空調動作を停止する。
一般に、8馬力の空気調和装置においては、室外ユニット内の冷媒量は6.3Kgであるのに対し、ユニット間配管が100mの場合、その配管内の冷媒封入量は11Kgとなる。また、10馬力の空気調和装置においては、室外ユニット内の冷媒量は8.3Kgであるのに対し、ユニット間配管が100mの場合、その配管内の冷媒封入量は16Kgとなる。このようにユニット間配管の長さが長くなると、当該ユニット間配管内の冷媒封入量は次第に増加し、配管内の冷媒封入量の方が室外ユニット内の冷媒量よりも多くなる。
一方の室内ユニットが故障等により停止した場合には、当該室内ユニットに冷媒が流れなくなるため、冷媒回路を循環する冷媒循環量が著しく低下する。このため、多量の余剰冷媒が発生し、この余剰の液冷媒が室外アキュムレータ35の容積を超えて圧縮機30へ返送される事態が想定される。
また、一方のガス分岐管5Aにおける第1開閉弁42の一端側と、他方のガス分岐管5Bにおける第2開閉弁43の他端側との間にはバイパス管47が設けられ、このバイパス管47には内圧が所定圧以上に上昇した際に開放される安全弁48が設けられている。同様に、一方の液分岐管6Aにおける第3開閉弁44の一端側と、他方の液分岐管6Bにおける第4開閉弁45の他端側との間にはバイパス管49が設けられ、このバイパス管49には内圧が所定圧以上に上昇した際に開放される安全弁50が設けられている。これら安全弁48,50を設けることにより、室内ユニット2A,2Bの内部に冷媒が液封されることが防止される。
アキュムレータ46は、室外アキュムレータ35と同様に、余剰の液冷媒を貯留するためのものであり、本実施形態では、室外アキュムレータ35よりも大きな容量に設定されている。
一方、暖房運転時には、室外制御装置100は、圧縮機30から吐出された高温・高圧のガス冷媒が室内ユニット2A、2Bの各々に向かって流れるように、室外ユニット3の四方弁31を暖房運転時の位置(破線位置)に切り換える。これにより、冷房運転時とは逆に、室外ユニット3の室外熱交換器32が蒸発器として機能するとともに、室内ユニット2A,2Bの室内熱交換器20A,20Bが凝縮器として機能し、室内の暖房が行われる。
まず、分岐ユニット制御装置41は、操作部22A,22Bを介して、一方の室内ユニット(例えば、室内ユニット2A)の運転停止が指示されたか否かを判別する(ステップS1)。この判別において、室内ユニット2Aの運転停止が指示されていなければ(ステップS1;No)処理を終了し、室内ユニット2Aの運転停止が指示されている場合には(ステップS1;Yes)、分岐ユニット制御装置41は、室内ユニット2Aが冷房(ドライ)運転中であるか否かを判別する(ステップS2)。具体的には、分岐ユニット制御装置41は室外制御装置100と通信し、この室外制御装置100が四方弁31をどちらの位置に切り換えているかを判別すれば良い。
これによれば、第1開閉弁42を閉じることにより、室内ユニット2Aへの冷媒の流通を禁止することができるため、この室内ユニット2Aのみを個別に運転停止することができる。更に、室内熱交換器20Aに流入される液冷媒は、室内ファン21Aの停止により、当該室内熱交換器20Aにて蒸発が抑制されるため、この室内熱交換器20A内に液冷媒として貯留される。このため、室内ユニット2Aの運転停止により生じる余剰冷媒が室内ユニット2Aの室内熱交換器20A内に貯留されることにより、この余剰冷媒が圧縮機30に返送されることを防止できる。また、室内ユニット2Aの室内熱交換器20A内に液冷媒を貯留しても余剰となる冷媒は、室内ユニット2Bの室内熱交換器20Bで蒸発しきれず、液冷媒のまま室外ユニット3へ向かうこととなるが、ガス管5にはアキュムレータ46が設けられていることにより、このアキュムレータ46及び室外アキュムレータ35にて当該液冷媒を貯留することにより、圧縮機30への液バックを防止することができる。
暖房運転時には、室内熱交換器20Aは凝縮器として機能するため、この室内熱交換器20Aにはガス冷媒が流入する。ガス冷媒は液冷媒よりも単位重量当たりの体積が大きいため、ガス冷媒のままでは余剰冷媒を十分に室内熱交換器20Aに貯留することができない。このため、第3開閉弁44を閉じた状態で、室内ファン21Aを最大風速で所定時間運転することにより、室内熱交換器20Aに流入するガス冷媒を早急に凝縮することができ、この室内熱交換器20A内に液冷媒を貯留することができる。
また、本実施形態の冷媒回路では、暖房運転時において、アキュムレータ46は室内熱交換器20Aの上流側に位置するため、このアキュムレータ46に液冷媒を貯留することはできない。一般に、日本国での空調負荷は、「暖房運転時(ΔT)>冷房運転時(ΔT)(ΔT:設定温度と室内温度との差温)」であるので、単位時間当たりの冷媒循環量も、「暖房運転時>冷房運転時」となる。このため、暖房運転時に生じる余剰冷媒は冷房運転時よりも少量となることにより、室内熱交換器20Aにて十分に余剰冷媒を貯留することができる。
このため、暖房運転時においても、室内ユニット2Aの運転停止により生じる余剰冷媒が室内ユニット2Aの室内熱交換器20A内に貯留されることにより、この余剰冷媒が圧縮機30に返送されることを防止できる。
まず、分岐ユニット制御装置41は、操作部22A,22Bを介して、室内ユニット2Aの運転開始が指示されたか否かを判別する(ステップS11)。この判別において、室内ユニット2Aの運転開始が指示されていなければ(ステップS11;No)処理を終了し、室内ユニット2Aの運転開始が指示されている場合には(ステップS11;Yes)、分岐ユニット制御装置41は、室内ユニット2Aが停止直前に冷房(ドライ)運転されていたか否かを判別する(ステップS12)。
そして、この間欠運転を所定時間(例えば10分)実行すると、室内熱交換器20A内に貯留された冷媒は、ほぼ流出されたと考えられるため、第1開閉弁42を開放して(ステップS15)通常の冷房(ドライ)運転を行い、処理を終了する。
一方、上記判別において、室内ユニット2Aが冷房(ドライ)運転されていない、すなわち暖房運転されていた場合(ステップS12;No)には、分岐ユニット制御装置41は、室内制御装置に室内ユニット2Aの室内ファン21Aの運転を指示する(ステップS16)とともに、室内ユニット2Aの室内熱交換器20Aの冷媒出口側に位置する第3開閉弁44を開放して(ステップS17)、処理を終了する。
また、ガス管5には、第1開閉弁42及び第2開閉弁43と室外ユニット3との間に、室外アキュムレータ35とは別のアキュムレータ46を配設したため、一の室内ユニットが停止した場合に、このアキュムレータ46にユニット間配管4中の余剰冷媒を貯留することができ、圧縮機30への液冷媒の返送を防止できる。
また、上記した実施形態では、暖房運転中に所定の室内ユニット2Aを停止する場合、室内ファン21Aを最大風速で所定時間(例えば1分)運転した後に、当該室内ファン21Aの運転停止を指示(ステップS7)する構成について説明したが、これに限るものではない。この所定時間の経過を待つのは、室内熱交換器20Aへの冷媒の寝込み(溜まり込み)を検知するためである。従って、室内熱交換器20Aの冷媒温度(冷媒中間温度E2、冷媒出口温度E1)に基づき、
|E1−E2|≦2deg (1)
及び/または
|minE1(もしくはminE2)−TA|≦2deg (2)
を検知して、数秒後に室内ファン21Aを停止する構成としても良い。
2A,2B 室内ユニット
3 室外ユニット
4 ユニット間配管
5 ガス管
5A,5B ガス分岐管
6 液管
6A,6B 液分岐管
20A,20B 室内熱交換器
21A,21B 室内ファン(送風ファン)
22A,22B 操作部
30 圧縮機
31 四方弁
32 室外熱交換器
33 室外膨張弁
35 室外アキュムレータ(第1アキュムレータ)
40 分岐ユニット
40A 筐体
41 分岐ユニット制御装置
42 第1開閉弁
43 第2開閉弁
44 第3開閉弁
45 第4開閉弁
46 アキュムレータ(第2アキュムレータ)
Claims (6)
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、第1アキュムレータおよび室外膨張弁を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットとを備え、前記室外ユニットから延びるユニット間配管に前記室内ユニットを複数並列に接続し、これら室内ユニットを同時に運転、または、運転停止とする空気調和装置において、
前記ユニット間配管のガス管、液管には、各室内ユニットの室内熱交換器の冷媒出口側及び冷媒入口側にそれぞれ、当該室内熱交換器への冷媒の流通を止める開閉弁を設けるとともに、前記ガス管には、前記開閉弁と前記室外ユニットとの間に、前記第1アキュムレータとは別の第2アキュムレータを配設したことを特徴とする空気調和装置。 - 前記開閉弁及び前記第2アキュムレータを単一の筐体内に収容したことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記複数の室内ユニットを暖房運転中に、所定の室内ユニットを停止する場合、この室内ユニットの室内熱交換器出口側に設けられた開閉弁を閉鎖するとともに、当該室内熱交換器に隣接する送風ファンを運転して当該室内熱交換器に流入するガス冷媒を凝縮させ、当該室内熱交換器内に余剰の液冷媒を貯留することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 前記複数の室内ユニットを冷房運転中に、所定の室内ユニットを停止する場合、この室内ユニットの室内熱交換器に隣接する送風ファンの運転を停止するとともに、当該室内熱交換器出口側に設けられた開閉弁を閉鎖し、当該室内熱交換器内に余剰の液冷媒を貯留することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記室内ユニットの冷房運転を再開する場合、前記圧縮機の吸込温度を監視して、この吸込温度が所定の基準温度よりも低下しないように、前記室内熱交換器出口側に設けられた開閉弁を間欠的に開放することを特徴とする請求項4に記載の空気調和装置。
- 前記ユニット間配管は、規定の配管長よりも延長した配管長に設定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の空気調和装置。
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