JPH0545013A - 多室冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サ
イクルとが熱交換する多室冷暖房装置において、冷房運
転時に室内機の総運転能力が室外機の定格能力より大き
い場合に、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の過昇を防止
できるだけでなく、第二熱交換器バイパス使用時の冷房
能力の低下を最小限度に抑え、かつ常に安定した室内機
吹き出し温度を供給できる。 【構成】 冷房運転時、圧力検知手段２１で熱源側冷媒
サイクル１９の高圧圧力が予め設定された所定値を越え
たことを検知すると、開度補正演算手段２２により第二
補助熱交換器バイパス流量弁１７の開度補正量の演算が
なされ、流量弁操作手段２３により前記第二補助熱交換
器バイパス流量弁１７の前記開度補正量に基づく開度調
節を前記高圧圧力が所定値になるまで繰り返す制御装置
２４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の室内機の空調を
１つの室外機で制御する多室冷暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビル等の大きな建築物においては
各室に室内機を設け、その複数の室内機の空調を室外機
１機で制御する個別分散空調が主流となっており、その
従来例技術としては特開昭６２−２７１０４０号公報が
よく知られている。

【０００３】図２は、上記従来例の多室冷暖房装置を示
すブロック構成図で、ａは室外機、ｂ，ｃは室内機を示
し、１は冷媒圧縮機（以下、単に圧縮機という）、２は
四方弁、３は熱源側熱交換器、４は冷房用膨張弁、５は
暖房用膨張弁、６は冷房時に冷房用膨張弁４を閉成する
逆止弁である。また７は冷房時に暖房用膨張弁５を閉成
する逆止弁、８は第１補助熱交換器で、これらは環状に
連接されて熱源側冷媒サイクルを形成している。

【０００４】また、９は第１補助熱交換器８と一体に構
成された熱交換するための第２補助熱交換器、１０は暖
房時と冷房時の冷媒量を調整する冷媒量調整タンク、１
１は冷媒搬送装置であり暖房時と冷房時とで冷媒の通過
方向が反対になる可逆性を有する。

【０００５】また、１２ａ，１２ｂは利用側熱交換器で
室内機ｂ，ｃに収容されており、接続配管ｄ，ｄ′，
ｅ，ｅ′により第２補助熱交換器９、冷媒量調整タンク
１０、冷媒搬送装置１１と環状に連接されており利用側
冷媒サイクルを形成している。

【０００６】以上のように従来の多室冷暖房装置は構成
されており、以下、説明するように動作する。なお、図
３において実線矢印で冷房サイクル、また、破線矢印で
暖房サイクルの各冷媒の流れを示している。

【０００７】まず、冷房運転時、熱源側冷凍サイクルで
は実線矢印で示すように圧縮機１で圧縮された高温高圧
ガスは逆止弁６を通って冷房用膨張弁４により減圧さ
れ、第１補助熱交換器８により吸熱、発熱して四方弁２
を経て圧縮機１を還流する。

【０００８】このとき、利用側冷媒サイクルの第２補助
熱交換器９と、第１補助熱交換器８との間で熱交換が行
われ、利用側冷媒サイクル内の冷媒ガスは冷却されて液
化し、冷媒量調整タンク１０を経て冷媒搬送装置１１に
送られ、液化した冷媒は接続配管ｄ，ｅを経て利用側熱
交換器１２ａ，１２ｂに送られ室内を冷房する。この
時、冷媒ガスは吸熱してガス化し、接続配管ｄ′，ｅ′
を経て第２補助熱交換器９に還流する。

【０００９】一方、暖房運転では冷媒の流れは破線矢印
で示す冷媒サイクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは圧
縮機１によって圧縮された高温高圧の冷媒ガスは四方弁
２を経て第１補助熱交換器８において放熱、凝縮し、逆
止弁７を経て暖房用膨張弁５により減圧され、熱源側熱
交換器３で吸熱蒸発して四方弁２を経て圧縮機１に還流
する。

【００１０】このとき、利用側冷媒サイクル第２補助熱
交換器９と、第１補助熱交換器８との間で熱交換が行な
われ、利用側冷媒サイクル内の液化した冷媒は過熱され
てガス化し、接続配管ｄ′，ｅ′を経て利用側熱交換器
１２ａ，１２ｂに送られる。ここで室内に放熱し暖房し
たガス化した冷媒は液化され、接続配管ｄ，ｅを経て冷
媒搬送装置１１に送られ、冷媒量タンク１０を経て第２
補助熱交換器９に還流する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、室外機ａの定格能力よりも、室内機ｂ，
ｃの各運転能力を総合した能力の方が大きい場合、例え
ば１４．５kwの定格能力の室外機ａに総合して１４．５
kwを超える複数の室内機ｂ，ｃを接続して冷房運転する
と、利用側冷媒サイクルから熱源側冷媒サイクルへの熱
の移動量が、熱源側熱交換器における放熱量より大きく
なるため、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力が上昇し、冷
房運転が停止したり、圧縮機が損傷するような障害を発
生する欠点があった。

【００１２】本発明は上述従来の課題を解決した多室冷
暖房装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱源側冷媒サ
イクルと、利用側冷媒サイクル間の冷媒の熱量移動を、
一体的に構成した第１補助熱交換器と第２補助熱交換器
との間で行なわせ、かつ、上記利用側冷媒サイクルに含
まれる第２補助熱交換器に第２補助熱交換器バイパス流
量弁を有する冷媒のバイパス回路を設けて、冷房運転時
に、圧力検知手段で前記熱源側冷媒サイクルの高圧圧力
が所定値を越えたことを検知したときに、開度補正量演
算手段にて前記圧力検知手段により検知した高圧圧力を
所定値に制御するための第２補助熱交換器バイパス流量
弁開度補正量を演算し、流量弁操作手段により前記開度
補正量演算手段から演算された熱交換器バイパス流量弁
開度補正量に基づく弁開度調節を行う制御装置を備えた
ものである。

【００１４】

【作用】本発明によれば、室外機の定格運転能力より
も、室内機の運転総能力が大きい多室冷暖房装置に実施
して、冷房時、熱源側冷房サイクルの高圧圧力が予め設
定した所定値を超えると、制御装置により、第２補助熱
交換器バイパス流量弁の開度を制御し、高圧圧力を所定
値に制御する事で、常に正常な運転が可能になるだけで
なく、第２補助熱交換器バイパス使用時の冷房能力の低
下も必要最小限度に抑え、かつ常に安定した室内機吹出
温度をも、供給可能となり、快適性の面でも向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面を用いて説明する。

【００１６】図１は本発明の多室冷暖房装置の一実施例
のブロック構成図である。これは定格能力１４．５kwの
室外機ｆに対して、運転能力が各１１．６kwの室内機
ｇ，ｈを接続し、この室内機の総合運転能力が室外機の
定格能力より大きい場合を示している。

【００１７】図において、１３は能力制御可能な可変能
力圧縮機であり、室内機ｇ，ｈの運転能力に応じてイン
バータ１４により運転周波数を変化させる。１５は第２
補助熱交換器バイパス回路であり、第２補助熱交換器９
の上流側と下流側をバイパスパイプで連結している。１
６は可変能力圧縮機１３の吐出側の配管に設けた吐出圧
力を検出するための高圧圧力センサ、１７は第２の補助
熱交換器バイパス回路１５に設けた第２補助熱交換器バ
イパス流量弁であり、以下、バイパス流量弁と呼ぶこと
にする。

【００１８】１８は積層型熱交換器であり第１補助熱交
換器８と第２補助熱交換器９とを一体に形成とした構成
となっている。１９は熱源側冷媒サイクル、２０は利用
側冷媒サイクルである。

【００１９】２４は、冷房運動時、圧力検知手段２１で
熱源側冷媒サイクル１９の高圧圧力を検知し、前記高圧
圧力が予め設定された所定値を越えた時、開度補正演算
手段２２により前記高圧圧力を所定値に制御するために
バイパス流量弁１７の開度補正量の演算がなされ、流量
弁操作手段２３によりバイパス流量弁１７の前記開度補
正量に基づく開度調節を前記高圧圧力が所定値になるま
で繰り返す制御装置である。

【００２０】尚、従来例と同一部分には、同一符号を示
してある。以上のように構成された本実施例の多室冷暖
房装置について以下その動作を説明する。

【００２１】まず、室内機ｇ，ｈの運転総能力は１１．
６kw×２であり、室外機ｆの定格能力１４．５kwより大
きい。そのため冷房運転時（冷媒の流れは実線矢印）
は、可変能力圧縮機１３の運転周波数をインバータ１４
によって、例えば通常、６０Hzの運転を７０Hzの運転と
高くする。

【００２２】積層型熱交換器１８では、可変能力圧縮機
１３により圧縮された高温、高圧ガスが、四方弁２から
流入し熱源側熱交換器３で凝縮され、高圧の液冷媒にな
り逆止弁６をとって冷房用膨張弁４により減圧され、積
層型熱交換器１８で利用側冷媒サイクル２０と熱交換さ
れて蒸発し低圧ガスになり、前記可変能力圧縮機１３に
還流する。

【００２３】利用側冷媒サイクル２０では冷媒搬送装置
１１から送り出された冷媒が、接続配管ｄ，ｅを経て利
用側熱交換器１２ａ，１２ｂにおいて室内を冷房し、接
続配管ｄ′，ｅ′を通って積層型熱交換器１８で熱源側
冷媒サイクル１９と熱交換して冷却液化され、冷媒量調
整タンク１０を経て冷媒搬送装置１１に戻る。このと
き、室内機ｇ，ｈの運転総能力が、室外機ｆの定格能力
より前記のように大きいので、積層型熱交換器１８にお
いて利用側冷媒サイクル２０から熱源側冷媒サイクル１
９へ移動する移動熱量が前記、熱源側熱交換器３での放
熱量より大きくなり、熱源側冷媒サイクル１９の高圧圧
力が上昇する。

【００２４】この時、制御装置２４は、バイパス流量弁
１７の開度調節をする事によって、圧力検知手段２１で
検知された高圧圧力を所定値に制御する。

【００２５】ここで、図２のフローチャートを用いて１
例として所定値＝ケージ圧２．３ＭＰａとして、制御装
置２４の動作をさらに詳しく説明をする。

【００２６】ＳＴＥＰ１は、熱源側冷媒サイクル１９の
高圧圧力を検知するものであり、圧力検知手段２１で行
い、ＳＴＥＰ２へ移行する。

【００２７】ＳＴＥＰ２は、ＳＴＥＰ１で検知された高
圧圧力が予め設定された所定値（ゲージ圧２．３ＭＰ
ａ）を超えていないかどうかを判定するルーチンであ
り、超えていなければそのまま通常の運転を行う。ＳＴ
ＥＰ１で検知された高圧圧力が所定値（ゲージ圧２．３
ＭＰａ）を超えていれば、ＳＴＥＰ３に移行する。

【００２８】ＳＴＥＰ３は、ＳＴＥＰ１で検知された高
圧圧力と所定値との差圧からバイパス流量弁１７の開度
補正量を演算するルーチンである。仮に検知された高圧
圧力がゲージ圧２．６ＭＰａであり、差圧ゲージ圧０．
１ＭＰａごとに、１００STEP開成する演算であるとすれ
ば、開度補正量は３００STEPの開成となり、ＳＴＥＰ４
へ移行する。

【００２９】ＳＴＥＰ４は、ＳＴＥＰ３で演算されたバ
イパス流量弁１７の開度補正量に基づいて、流量弁操作
手段２３にて、バイパス流量弁１７の開度調節（３００
STEPの開成）を行い、ＳＴＥＰ１に再び移行する。

【００３０】ＳＴＥＰ１で検知された高圧圧力が予め設
定された所定値（ゲージ圧２．３ＭＰａ）になるまで、
ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ４のルーチンを繰り返す。

【００３１】この事によって、第２補助熱交換器９に入
る冷媒流量が制限され熱源側冷媒サイクル１９の高圧圧
力の過昇を防止でき、常に正常な運転が可能になる。さ
らに第２熱交換器バイパス回路１５使用時の冷房能力の
低下を最小限に抑え、かつ常に安定した室内機吹き出し
温度を供給でき快適性の面でも向上する。

【００３２】つぎに、暖房運転（冷媒の流れは破線矢
印）にすると室内機ｇ，ｈの運転総能力が室外機ｆの定
格能力より大きくなるので、可変能力圧縮機１３の運転
周波数をインバータ１４により、例えば通常、６０Hz運
転しているものを７０Hzの運転とする。

【００３３】熱源側冷媒サイクル１９では破線矢印のよ
うに、可変能力圧縮機１３により圧縮された高温高圧ガ
スが、四方弁２を経て積層型熱交換器２０で前記利用側
冷媒サイクル２２と熱交換として凝縮し、高圧の液状の
冷媒になり、逆止弁７を経て暖房用膨張弁５により減圧
され、熱源側熱交換器３で蒸発し低温ガスとなって可変
能力圧縮機１３に戻る。このとき冷媒は、暖房時、バイ
パス流量弁１７を全閉とするので第２補助熱交換器バイ
パス回路１５には流入出来ない。

【００３４】利用側冷媒サイクル２０では破線矢印のよ
うに、冷媒搬送装置１１からの冷媒が冷媒量調整タンク
１０を経て積層型熱交換器１８において熱源側冷媒サイ
クル１９と熱交換し吸熱、ガス化され、接続配管ｄ′，
ｅ′を通って利用側熱交換器１２ａ，１２ｂにより、室
内を暖房して放熱、液化し接続配管ｄ，ｅを通って冷媒
搬送装置１１に還流する。

【００３５】上記、暖房運転時には、熱源側冷媒サイク
ル１９から利用側冷媒サイクル２０への放熱量が大きい
ので、熱源側冷媒サイクル１９の高圧圧力、または低圧
圧力が上昇することはない。

【００３６】以上、説明したように、本実施例は、室外
機ｆの定格運転能力よりも、室内機９ｈの運転総能力が
大きい冷房運転では、熱源側サイクル１９の高圧圧力が
設定した所定値を超えると、ＳＴＥＰ３により第２補助
熱交換器バイパス流量弁１７の開度補正量演算し、ＳＴ
ＥＰ４でバイパス流量弁１７の開度を調節し、高圧圧力
を所定値に制御する事で常に正常な運転が可能になるだ
けでなく、冷房能力の低下を必要最小限度に抑える事が
でき、常に安定した室内機吹出温度も供給可能となり快
適性の面でも向上するものである。

【００３７】また、本発明は室内器の運転能力に応じ
て、インバータ１４によって可変能力圧縮機１３の運転
周波数を制御、対応させるので、きめ細かい冷房能力が
制御できる。さらに、第１補助熱交換器と第２補助熱交
換器とを積層型熱交換器１８に形成したから、熱交換器
がコンパクト化されコストが低減される。

【００３８】

【発明の効果】以上、実施例からも明らかなように、本
発明は、冷房運転時に室内機の総運転能力が室外機の定
格能力より大きい場合に、圧力検知手段により、熱源側
冷媒サイクルの高圧圧力が予め設定された所定値を越え
たことを検知すると、開度補正演算手段により第２補助
熱交換器バイパス流量弁の開度補正量の演算がなされ、
流量弁操作手段により、前記第２補助熱交換器バイパス
流量弁の前記開度補正量に基づく開度調節を前記高圧圧
力が所定値になるまなで繰り返す制御装置を備えたこと
を特徴としているため、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力
の過昇を防止でき常に、正常な運転が可能になるだけで
なく、第２熱交換器バイパス回路使用時の冷房能力の低
下を最小限度に抑え、かつ常に安定した室内機吹き出し
温度を供給でき快適性の面でも向上するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多室冷暖房装置の一実施例のブロック
構成図

【図２】同実施例の多室冷暖房装値における制御装置の
フローチャート

【図３】従来の多室冷暖房装置の一例を示すブロック構
成図

【符号の説明】

２ 四方弁 ３ 熱源側熱交換器 ４ 冷房用膨張弁 ５ 暖房用膨張弁 ６ 逆止弁 ７ 逆止弁 ８ 第１補助熱交換器 ９ 第２補助熱交換器 １０ 冷媒量調整タンク １１ 冷媒搬送装置 １２ａ，１２ｂ 利用側熱交換器 １３ 可変能力圧縮機 １４ インバータ １５ 第２補助熱交換器バイパス回路 １６ 高圧圧力センサー １７ 第２補助熱交換器バイパス流量弁 １８ 積層型熱交換器 １９ 熱源側サイクル ２０ 利用側サイクル ２１ 圧力検知手段 ２２ 開度補正演算手段 ２３ 流量弁操作手段 ２４ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔵地 正夫 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁及
   び第１補助熱交換器とを環状に連接してなる熱源側冷媒
   サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体に形成した第
   ２補助熱交換器、冷媒搬送装置、及び複数の利用側熱交
   換器とを環状に連接してなる利用側冷媒サイクルとから
   なり、前記第２補助熱交換器の冷媒の通過をバイパスさ
   せ第２補助熱交換器バイパス流量弁を有する第２補助熱
   交換器バイパス回路を設け、前記第２補助熱交換器バイ
   パス回路に前記熱源側サイクルの高圧圧力を検知する圧
   力検知手段と、前記圧力検知手段により検知した高圧圧
   力を所定圧力に制御するための第２補助熱交換器パイパ
   ス流量弁開度補正量を演算する開度補正量演算手段と、
   前記開度補正量演算手段によって演算された流量弁開度
   補正量に操作する流量弁操作手段とを備えた制御装置と
   から成り、前記制御装置は、冷房運転時に、前記圧力検
   知手段で前記熱源側冷媒サイクルの高圧圧力が所定値を
   越えたことを検知したときに、前記開度補正量演算手段
   にて前記圧力検知手段により検知した高圧圧力を所定値
   に制御するための第２補助熱交換器バイパス流量弁開度
   補正量を演算し、流量弁操作手段により前記開度補正量
   演算手段から演算された前記第２補助熱交換器バイパス
   流量弁開度補正量に基づく開度調節を特徴とする多室冷
   暖房装置。