JPH01314864A - 住棟用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセンターヒートポンプユニットと端末ヒートポ
ンプユニットとを備えた住棟用空調装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、この種の住棟用空調装置として第２図（ａ）（ｂ
）に示すものが知られている（実願昭６２−４８１２６
号）。即ち、１０はセンターヒートポンプユニット（以
下、センターユニットという）、２０ａ〜２０ｅは複数
の端末ヒートポンプユニット（以下、端末ユニットとい
う）、３０は熱媒体例えば水の水循環路である。

センターユニット１０は、四方弁１１の第１の冷媒流通
口１１ａが圧縮機１２の吐出側に、第２の冷媒流通口１
１ｂがアキュムレータ１３を介して圧縮機１２の吸込側
に、第３の冷媒流通口１１Ｃが空気熱交換器１４の一端
に、第４の冷媒流通口ｌｉｄが水熱交換器１５の一端に
それぞれ連結し、また、各熱交換器１４．１５の他端間
に膨張弁１６を設けたものである。

端末ユニット２０ａ〜２０ｅは四方弁２１の第１の冷媒
流通口２１ａが圧縮機２２の吐出側に、第２の冷媒流通
口２１ｂがアキュムレータ２３を一介して圧縮機２２の
吸込側に、第３の冷媒流通口２１ｃが水交換器２４の一
端に、第４の冷媒流通口２１ｄが空気熱交換器２５の一
端に、また、各熱交換器２４．２５の他端間に膨張弁２
６を設けたものである。

水循環路３０は、センターユニット１０の水熱交換器１
５の出口１５ａと各端末ユニット２０ａ〜２０ｅの水熱
交換器２４の入口２４ａとを循環ポンプ３１を介して連
結し、また、水熱交換器１５の入口１５ｂと水熱交換器
２４の出口２４ｂとを流量調整弁３２を介して連結して
いる。

この住棟用空調装置において、冷房運転を行なうときは
、各圧縮機１２．２２の冷媒は第２図（ｂ）中実線矢印
で示すように循環し、センターユニット１０の水熱交換
器１５内の水は冷却され、各端末ユニット２０の水熱交
換器２４内の水は加熱される。また、暖房運転を行なう
ときは該６圧縮機１２．２２の冷媒は第２図（ｂ）中−
点鎖線矢印で示すように循環し、水熱交換器１５内の水
は加熱され、水熱交換器２４内の水熱交換器は冷却され
る。またこの空調運転において、該各水熱交換器１５．
２４内の水は第２図（ｂ）中破線矢印で示すように水循
環路３０により相互に循環することから、各水熱交換器
１５．２４において効率良く熱交換される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来の住棟用空調装置では、端末ユ
ニット２０ａ〜２０ｅを多数有し、この各端末ユニット
２０ａ〜２０ｅを同時に冷房運転成いは暖房運転を行な
うときは、センターユニット１０の大型の圧縮機１２に
大きな突入電流が通電され、圧縮８１！１２の運転始動
時に過大な負荷が電力系統に加わり、その電圧降下のた
め圧縮機１２の起動に不都合が生じたり、或いは、電力
系統のフリッカ−（電圧の変動）を発生させたり、さら
には電力系統の安定度が低下し、特に小電力容量のコジ
ェネレーション（内燃機関により発電機を駆動し電力を
得るもの）にあっては、圧縮機１２が安定した発停のく
り返しや所定の出力を出すことができないという問題点
を有していた。

本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、センターヒー
トポンプユニットの圧縮機の起動による電力系統への一
時的な過負荷を加えることなく、例えばコジェネレーシ
ョンの如き小容量の電力系統であっても、その電力系統
の安定度を維持し、もって安定した空調運転を行なうこ
とができる住棟用空調装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、センターヒートポン
プユニットと複数の端末ヒートポンプユニットとを備え
、該センターヒートポンプユニットの熱媒体熱交換器と
該各端末ヒートポンプユニットの熱媒体熱交換器との間
で熱媒体を循環させる熱媒体循環路を有する住棟用空調
装置において、前記センターヒートポンプユニットの圧
縮機を複数台設けるとともに、前記熱媒体循環路の熱媒
体の温度を検知する温度センサと、該温度センサの検知
温度に適応した数の前記各圧縮機を選択する選択回路と
、該選択回路にて選択された該６圧縮機を順次所定時間
間隔で起動させるタイマ回路とを設けたことを特徴とす
る。

また、第２の発明はセンターヒートポンプユニットと複
数の端末ヒートポンプユニットとを備え、該センターヒ
ートポンプユニットの熱媒体熱交換器と該各端末ヒート
ポンプユニットの熱媒体熱交換器との間で熱媒体を循環
させる熱媒体循環路を有する住棟用空調装置において、
前記センターヒートポンプユニットを複数の室外ヒート
ポンプユニットで構成するとともに、前記熱媒体循環路
の熱媒体の温度を検知する温度センサと、該温度センサ
の検知温度に適応した数の前記各室外ヒートポンプユニ
ットの圧縮機を選択する選択回路と、該選択回路にて選
択された該各室外ヒートポンプユニットを順次所定時間
間隔で起動させるタイマ回路とを設けたことを特徴とす
る。

（作　用）　　　゛ 第１の発明によれば、温度センサは熱媒体循環回路の熱
媒体の温度を検知し、選択回路はこの温度センサの検知
温度に適応する数の圧縮機を１個のセンターヒートポン
プユニットの各圧縮機から選択する。この選択された各
圧縮機はタイマ回路により順次所定時間間隔で起動する
。

また、第２の発明によれば、温度センサの検知温度に適
応する数の室外ヒートポンプユニットを選択し、この選
択された室外ヒートポンプユニットをタイマ回路により
順次所定時間間隔で起動させる。

（実施例） 第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）　（ｆ
）　（ｇ）は本発明に係る住棟用空調装置の第１の実施
例を示すもので、従来例と同一構成部分は同一符号をも
って表わす。

即ち、１０′はセンターユニット、２０ａ配２０ｅは端
末ユニット、１１．２１は四方弁、ｌｌａ〜ｌｉｄ、２
１ａ　〜２１ｄは四方弁１１．２１の第１乃至第４の冷
媒流通口、１２ａ〜１２ｅ。

２２は圧縮機、１３．２３はアキュムレータ、１４．２
５は空気熱交換器、１５．２４は水熱交換器、１６．２
６は膨張弁で、従来例と同様に各ユニット１０−．２０
ａ〜２０ｅは各機器１１〜１６．２１〜２６によりヒー
トポンプサイクルを構成している。

このセンターユニット１０′はその圧縮機１２ａ〜１２
ｅをそれぞれ端末ユニット２０ａ〜２０ｅの圧縮機２２
と同程度の容量に設定しており、第１図（ｂ）に示すよ
うにそれぞれ四方弁１１の第１の冷媒流通口１１ａとア
キュムレータ１３との間に並列に接続されている。

３０は水循環路で、従来例と同様にセンターユニット１
０′の水熱交換器１５は各端末ユニット２０ａ〜２０ｅ
の水熱交換器２４に循環ポンプ３１と流量制御弁３２を
介して並列に連結している。また、水循環路３０の流量
制御弁３２と水熱交換器１５の入口１５ｂとの間に、水
循環路３０内の循環水の温度を検知する温度センサ３３
を設けている。

第１図（ｅ）は圧縮機１２８〜１２ｅの駆動制御回路を
示すブロック図である。図中、４０はマイクロコンピュ
ータで、温度センサ３３の検知温度に対応する各圧縮機
１２ａ〜１２ｅを選択する選択回路４１と、温度センサ
３３の検知温度に対応する各圧縮機１２ａ〜１２ｅを記
憶するＲＯＭ４２と、選択された各圧縮機１２ａ〜１２
ｅを順次所定時間間隔で起動或は停止するタイマ回路４
３とを有しており、第１図（ｄ）に示すように各圧縮機
１２ａ〜１２ｅを駆動制御するものである。

即ち、図示しない電源スィッチをオンとなし、空調運転
を行なうとき、温度偏差即ち温度センサ３３の検知温度
と設定温度（略２５℃〜３０℃であり、実施例では２６
℃を設定温度としている。）との差の絶対値部１度（以
下、差温という）ΔＴが例えば「８℃≦ΔＴ」のとき（
空調負荷が大きいとき）は、圧縮機１２ａ〜１２ｅが１
５秒間隔で順次駆動する。これと同様に、「６℃≦ΔＴ
＜８℃」のときは各圧縮機１２ｂ〜１２ｅが、「４℃≦
ΔＴ＜６℃」のときは各圧縮機１２ｃ〜１２ｅが、「２
℃≦ΔＴ＜４℃」のときは各圧縮機１２ｄ、１２ｅがそ
れぞれ１５秒間隔で順次駆動する。

また、「１℃≦ΔＴ＜２℃」のときは圧縮機１２ｅが駆
動し、「ΔＴ＜１℃」のとき（空調負荷が小さいとき）
は各圧縮機１２ａ〜１２ｅのいずれも駆動しない。

他方、各圧縮機１２ａ〜１２ｅの駆動時に、水循環路３
０内の水温が変化し「ΔＴ＜１℃」となったときは各圧
縮機１２ｅ〜１２ａを、「１℃≦ΔＴ＜２℃」のときは
各圧縮機１２ｄ〜１２ｇを、「２℃≦ΔＴ＜４℃」のと
きは各圧縮機１２ｃ〜１２ａを、「４℃≦ΔＴ＜６℃」
のときは各圧縮機１２ｂ、１２ａを停止する。また、「
６℃≦ΔＴ＜８℃」のときは圧縮機１２ａを停止し「８
℃≦ΔＴ」のときは各圧縮機１２ａ〜１２ｅの駆動を継
続する。

本実施例よれば、冷房運転を行なうときは各圧縮機１２
ａ〜１２ｅ、２２の冷媒は第１図（ｂ）中実線矢印で示
すように従来例と同様に流通し、水熱交換器１５では循
環水を冷却し、水熱交換器２４では循環水を加熱する。

また、暖房運転を行なうときは、各圧縮機１２ａ〜１２
ｅ、２２の冷媒は第１図（ｂ）中−点鎖線矢印で示すよ
うに循環し、水熱交換器１５では循環水を加熱し、水熱
交換器２４では循環水を冷却する。

かかる空調運転において、水熱交換器２４の高温または
低温の循環水は従来例と同様に第１図（ｂ）中破線矢印
で示すように、水熱交換器１５に循環し、所定温度に加
熱又は冷却され、再度、水熱交換器２４内に循環する。

これにより、端末ユニッ）２０ａ〜２０ｅの水熱交換器
２４にて冷媒と水の熱交換が有効に行なわれ、空気熱交
換器２５から温風或いは冷風が吹出される。

また、夏期における冷房運転においては多数の各端末ユ
ニット２０ａ〜２０ｅが駆動され、水熱交換器２４から
の放熱量が多くなることから、水循環路３０の循環水温
度が高くなる傾向にある。

ここで、例えば運転始動時の差温ΔＴが８℃以上となっ
ているときは、第１図（ｅ）に示すように５台の各圧縮
機１２ａ〜１２ｅが順次１５秒間隔で始動する。その後
循環水の温度に対応してサーモ運転が行なわれるが、こ
の運転時においても各圧縮機１２ａ〜１２ｅの再起動は
タイマ回路４３により１５秒間隔で行なわれる。

更に、冬期における暖房運転においては多数の各端末ユ
ニット２０ａ〜２０ｅが駆動され、水熱交換器２４の吸
熱量が多くなるから、水循環路３０の循環水温度が低く
なる傾向にある。ここで、例えば運転始動時に差温ΔＴ
が８℃以下となっているときは第１図（ｆ）に示すよう
に、５台の各圧縮機１２ａ〜１２ｅが順次１５秒間隔で
始動するとともに、その後のサーモ運転においてもその
発停は１５秒間隔で行なわれる。

更にまた、春期成いは秋期といった中間期にあっては、
各端末ユニット２０ａ、〜２０ｅにおいて冷房運転と暖
房運転とが混在する状態となっているので、循環水の温
度が２６℃前後に保たれる傾向にある。ここで、例えば
運転始動時の差温ΔＴが「２℃≦ΔＴ＜４℃」のときは
第１図（ｇ）に示すように２台の圧縮機１２ｄ、１２ｅ
が１５秒間隔で順次始動し、その後のサーモ運転に時に
差温ΔＴが「ΔＴ＜１℃」となったときは各圧縮機１２
ａ〜１２ｅのいずれもが停止することなる。

このように、本実施例に係る住棟用空調装置においては
、空調運転の始動は勿論のことサーモ運転時においても
各圧縮機１２ａ〜１２ｅが１５秒間隔で再起動すること
から、従来の如く一台の圧縮機１２に過大な負荷が加わ
ることがなく、安定した空調運転を行なうことができる
。

第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施例を示すもの
で、センターユニットは小容量の圧縮機１２′を有する
室外ヒートポンプユニット（以下、室外ユニットという
）１０ａ〜１０ｅを５台設けＣＯる。水循環路３０′は
各室外ユニット１０ａ〜１０ｅの水熱交換器１５の出口
１５ａと各端末ユニット２０ａ〜２０ｅの水熱交換器２
４の入口２４ａとを循環ポンプ３１を介してそれぞれ並
列に連結し、また、水熱交換器１５の入口１５ｂと水熱
交換器２４の出口２４ｂとを流量調整弁３２を介してそ
れぞれ並列に連結している。また、各室外ユニット１０
ａ〜１０ｅを屋外に設置し、他方各端末ユニット２０ａ
〜２０ｅを屋内に設置している。また、各端末ユニット
２０ａ〜２０ｅの換気ダクト５０の先端側の経路中に各
室外ユニット１０ａ〜１０ｅの空気熱交換器１４を配置
したものである。

この実施例によれば、従来例と同様に冷房運転ときは第
３図（ａ）中実線矢印のように、暖房運転のときは−点
鎖線矢印に示すようにそれぞれ冷媒が流れ、また、水循
環路３０′の循環水は破線の矢印のように流れる。従っ
て、冷房運転を行なうときは各端末ユニット２０ａ〜　
２０ｅの空気熱交換器２５から吹出された低温の空気は
第３図（ａ）　（ｂ）の白抜き矢印に示すように換気ダ
クト５０を介して各室外ユニット１０ａ〜１０ｅの空気
熱交換器１４に吹出されるし、また、暖房運転のときは
高温の空気が空気熱交換器１４に吹出される。

これにより、空気熱交換器１４における放熱作用或いは
吸熱作用が効率良く行なわれ、各室外ユニッ）１０ａ〜
１０ｅの運転効率が向上する。

また、前記第１の実施例と同様に、温度センサ３３の検
知温度に対応して各室外ユニット１０ａ〜１０ｅの圧縮
機１２′を選択し、更に選択された圧縮機１２′をそれ
ぞれ所定時間間隔で台数制御をすることができる。尚、
その他の構成、効果は前記第１の実施例と同様である。

第４図は本発明の第３の実施例を示すもので、第２の実
施例と同様の構成を有する各室外二ニット１０ａ〜１０
ｅ及び端末ユニット２０ａ〜２０ｅを屋内に設置してい
る。この場合は屋外に連通ずる外気取入れダクト６０を
設け、該各外気取入れダクト６０の経路中に各室外ユニ
ット１０ａ〜１０ｅの図示しない空気熱交換器を設置す
ることとなる。尚、その他の構成、効果は前記第２の実
施例と同様である。

（発明の効果） 以上説明したように、第１の発明によれば、温度センサ
の検知温度に適応する数の圧縮機を１個のセンターヒー
トポンプユニットの各圧縮機から選択し、この選択され
た各圧縮機をタイマ回路により順次所定時間間隔で起動
させるから、従来の如く一台の圧縮機に過大な負荷が加
わることがなく、電気系統の安定度が向上し、安定した
空調運転を行なうことができるという利点を有する。

また、第２の発明によれば、温度センサの検知温度に適
応する数の各室外ヒートポンプユニットを選択し、この
選択された各室外ヒートポンプユニットをタイマ回路に
より順次所定時間間隔て起動する。従って、第１の発明
と同様に安定した空調運転を行なうことができいるとい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の第１の実施例を示すも
ので、第１図（ａ）は住棟用空調装置の概略構成図、第
１図（ｂ）は住棟用空調装置の詳細図、第１図（ｅ）は
各圧縮機の駆動制御回路を示すブロック図、第１図（ｄ
）はマイクロコンピュータの駆動制御を示すフローチャ
ート、第１図（ｅ）は夏期における各圧縮機の駆動状態
の一例を示すグラフ、第１図（ｒ）は冬期における各圧
縮機の駆動状態の一例を示すグラフ、第１図（ｇ）は中
間期における各圧縮機の駆動状態の一例を示すグラフ、
第２図（ａ）（ｂ）は従来例を示すもので、第２図（ａ
）は住棟用空調装置の概略構成図、第２図（ｂ）は住棟
用空調装置の詳細図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第
２の実施例を示すもので、第３図（ａ）は住棟用空調装
置の概略構成図、第３図（ｂ）は住棟用空調装置の詳細
図、第４図は本発明の第３の実施例に係る住棟用空調装
置の概略構成図である。 図中、１０−．１０ａ〜１０ｅ・・・室外ヒートポンプ
ユニット、１２”、１２ａ〜１２ｅ・・・圧縮機、１５
．２４・・・水熱交換器、２０ａ〜２０ｅ・・・端末ヒ
ートポンプユニット、３０．３０−・・・水循環路、３
３・・・温度センサ、４１・・・選択回路、４３・・・
タイマ回路。 特許出願人　　サンデン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）センターヒートポンプユニットと複数の端末ヒー
   トポンプユニットとを備え、該センターヒートポンプユ
   ニットの熱媒体熱交換器と該各端末ヒートポンプユニッ
   トの熱媒体熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体
   循環路を有する住棟用空調装置において、 前記センターヒートポンプユニットの圧縮機を複数台設
   けるとともに、 前記熱媒体循環路の熱媒体の温度を検知する温度センサ
   と、該温度センサの検知温度に適応した数の前記各圧縮
   機を選択する選択回路と、該選択回路にて選択された該
   各圧縮機を順次所定時間間隔で起動させるタイマ回路と
   を設けた ことを特徴とする住棟用空調装置。
2. （２）センターヒートポンプユニットと複数の端末ヒー
   トポンプユニットとを備え、該センターヒートポンプユ
   ニットの熱媒体熱交換器と該各端末ヒートポンプユニッ
   トの熱媒体熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体
   循環路を有する住棟用空調装置において、 前記センターヒートポンプユニットを複数の室外ヒート
   ポンプユニットで構成するとともに、前記熱媒体循環路
   の熱媒体の温度を検知する温度センサと、該温度センサ
   の検知温度に適応した数の前記各室外ヒートポンプユニ
   ットを選択する選択回路と、該選択回路にて選択された
   該各室外ヒートポンプユニットを順次所定時間間隔で起
   動させるタイマ回路とを設けた ことを特徴とする住棟用空調装置。