JPH0571772A - 多室冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房運転時に室内ユニット出口の冷媒を気液
２相液状態とすることにより、冷媒循環不良を防止し、
システムの封入冷媒量を減少させ、高揚程性能を向上す
る。 【構成】 直列に連接された利用側熱交換器１２及び第
１流量弁１４に並列に配設された第２流量弁１５と、圧
力検出器１６、温度検出器１７の検出値を入力し、第２
流量弁１５の開度を制御する制御装置２３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源側冷媒サイクルと
利用側冷媒サイクルに分離した多室冷暖房装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒
サイクルに分離した多室冷暖房装置の冷媒サイクルは、
特開昭６２−２３８９５２号公報に示されており、図４
のように構成されていた。

【０００３】図４において、１は圧縮機、２は熱源側四
方弁、３は熱源側熱交換器、４は冷房用減圧装置、５は
暖房用減圧装置、６は暖房時に冷房用減圧装置４を閉止
する逆止弁、７は冷房時に暖房用減圧装置５を閉止する
逆止弁、８は第１補助熱交換器であり、これらを環状に
連接し、熱源側冷媒サイクルを形成している。９は第２
補助熱交換器で、第１補助熱交換器８と熱交換するよう
に一体に形成されている。

【０００４】１０は冷媒量調整タンクで、冷房時と暖房
時の冷媒量を調整している。１１は冷媒搬送装置であ
る。上記熱源側冷媒サイクルの構成要素と冷媒量調整タ
ンク１０と冷媒搬送装置１１は熱源側ユニットａに収納
されている。１２ａ，１２ｂは利用側熱交換器で、それ
ぞれ室内ユニットｂ１，ｂ２に収納され、多液側接続配
管ｃ、少液側接続配管ｃ２と少液側枝管ｄ１，ｄ２及び
多液側枝管ｅ１，ｅ２で熱源側ユニットａと接続されて
いる。

【０００５】１３は利用側四方弁で、室内ユニットｂ
１，ｂ２への冷媒の流れ方向を冷暖房でかえている。１
４ａ，１４ｂは流量弁で、利用側熱交換器１２ａ，１２
ｂへの冷媒流量を調整している。

【０００６】第２補助熱交換器９、冷媒量調整タンク１
０、冷媒搬送装置１１、流量弁１４ａ，１４ｂ利用側熱
交換器１２ａ，１２ｂ利用側四方弁１３、多液側接続配
管ｃ１、少液側接続配管ｃ２、少液側枝管ｄ１，ｄ２多
液側枝管ｅ１，ｅ２とを環状に連接し利用側冷媒サイク
ルを形成している。

【０００７】以上のように構成された冷暖房装置につい
てその動作を説明する。冷房運転時は図中実線矢印の冷
媒サイクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧縮機１
からの高温高圧ガスは四方弁２を通り、熱源側熱交換器
３で放熱して凝縮液化し、逆止弁６を通って冷房用膨張
弁４で減圧され、第１補助熱交換器８で蒸発して熱源側
四方弁２を通り、圧縮機１へ循環する。

【０００８】この時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が熱交換し、利用側冷媒サ
イクルのガス冷媒が冷却されて液化し、冷媒量調整タン
ク１０、利用側四方弁１３を通って冷媒搬送装置１１に
送られ、この冷媒搬送装置１１によって利用側四方弁１
３、多液側接続配管ｃ１を通って利用側熱交換器１２
ａ，１２ｂへ送られて冷房して吸熱蒸発し、ガス化して
少液側接続配管ｃ２を通って第２補助熱交換器９に循環
することになる。

【０００９】一方、暖房運転時においては、図中破線矢
印の冷媒サイクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧
縮機１からの高温高圧冷媒は、熱源側四方弁２から第１
補助熱交換器８に送られ、放熱して凝縮液化し、逆止弁
７から暖房用減圧装置５で減圧し、熱源側熱交換器３で
吸熱蒸発し、熱源側四方弁２を通って圧縮機１へ循環す
る。

【００１０】この時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が熱交換し、利用側冷媒サ
イクル内の液冷媒が加熱されてガス化し、少液側接続配
管ｃ２及び少液側枝管ｄ１，ｄ２を通って利用側熱交換
器１２ａ，１２ｂへ送られ、暖房して放熱液化し、流量
弁１４ａ，１４ｂで流量調整されて、多液側枝管ｅ１，
ｅ２及び多液側接続配管ｃ１、利用側四方弁１３を通っ
て冷媒搬送装置１１へ送られ、冷媒量調整タンク１０か
ら第２補助熱交換器９へ循環する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、暖房時に室内ユニットｂの暖房負荷が
大きいときには、利用側熱交換器１２で放熱した冷媒
は、室内ユニットｂの出口では完全な液冷媒になり、多
液側接続配管ｃ１及び多液側枝管ｅに液冷媒が溜まり込
み、システムの他の部分の冷媒が不足し、冷媒搬送装置
１１内の冷媒がガス状態になり、冷媒循環不良が生じる
ことにより、システムの運転が不能になる。このとき、
冷媒循環不良が生じないように冷媒を追加すると、冷媒
封入量が非常に多くなるといった課題を有していた。

【００１２】また、多液側接続配管ｃ１及び、多液側枝
管ｅに液冷媒が溜まり込むことにより、配管の揚程部に
冷媒の液柱ができ、この液柱の静圧による抵抗が冷媒搬
送装置１１の入口と出口の圧力差を増加させて冷媒循環
不良が生じ、システムの運転が不能になるという課題を
有していた。

【００１３】本発明は上記課題に鑑み、室内ユニットの
出口冷媒を２相状態に制御することにより、システムの
封入冷媒量を低減し、冷媒搬送装置の負荷を減少し、シ
ステムの高揚程性能を向上することを目的としている。

【００１４】また、他の本発明は、室内ユニットの出口
冷媒を２相状態とする制御の精度を、さらに向上するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の多室冷暖房装置は、複数台の並列接続され
た室内ユニットに、利用側熱交換器に直列に連接された
第１流量弁と、直列に連接された利用側熱交換器及び前
記第１流量弁と並列に配設され、入力されるパルス数に
よって連続的に弁の開閉度を調整する第２流量弁と、暖
房時の前記室内ユニットの出口冷媒圧力を検出する圧力
検出器と、暖房時の前記室内ユニットの出口冷媒温度を
検出する温度検出器とを有している。

【００１６】そのうえ、冷房ないし暖房を検知する冷暖
モード検知手段と、前記の圧力検出器の検出値から冷媒
の飽和温度を算出する飽和温度演算手段と、前記飽和温
度演算手段で算出した値から、前記温度検出器の検出値
を減算し、第１冷媒過冷却度を算出する過冷却度演算手
段と、前記冷暖モード検知手段で暖房と検知されたと
き、前記過冷却度演算手段で算出した前記過冷却度が所
定値より大きいとき、前記第２流量弁を所定量開けるパ
ルス数を設定し、前記過冷却度が所定値より小さいとき
前記第２流量弁を所定量閉じるパルス数を設定するパル
ス数設定手段と、前記冷暖検知モードで暖房と検知した
ときに、前記パルス数設定手段で設定されたパルス数
を、前記第２流量弁に出力するパルス出力手段を備えた
制御装置とを備えているのである。

【００１７】また、他の本発明の多室冷暖房装置は冷媒
圧力の検出位置を、暖房時の第１流量弁の出口としてい
るのである。

【００１８】

【作用】本発明の多室冷暖房装置は上記した構成で、暖
房時に、制御装置は、圧力検出器と温度検出器の検出値
から冷媒の過冷却度を算出し、第２流量弁の開度を、室
内ユニットの出口冷媒の過冷却度が気液２相状態となる
所定値に制御することができる為、室内ユニットの出口
冷媒が２相状態となることにより、液冷媒が多液側接続
配管及び多液側枝管に溜まり込まなくなる。

【００１９】また、本発明の多室冷暖房装置は上記した
構成で、冷媒圧力の検出位置を、暖房時の第１流量弁の
出口とすることで、第２流量弁を通ってバイパスされた
ガス冷媒による配管圧力損失の影響を受けなくなる。従
って、圧力検出器の検出値より算出される過冷却度の値
が大きくできる為、室内ユニットの出口の冷媒が２相状
態となる過冷却度の値が大きくなり、制御できる範囲が
広がるので、制御の精度がさらに向上する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例の多室冷暖房装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例における多室冷
暖房装置の冷媒サイクルを示すものである。

【００２２】図１において、１５ａ，１５ｂは、それぞ
れ直列に連接された利用側熱交換器１２ａ，１２ｂ及び
第１流量弁１４ａ，１４ｂと並列にそれぞれ配設された
第２流量弁である。１６ａ，１６ｂは、それぞれ室内ユ
ニットｂ１，ｂ２の暖房時の出口冷媒の圧力検出器であ
り、１７ａ，１７ｂはそれぞれ室内ユニットｂ１，ｂ２
の暖房時の出口冷媒の温度検出器である。

【００２３】１８ａ，１８ｂはそれぞれ、冷房ないし暖
房を検知する冷暖モード検知手段であり、１９ａ，１９
ｂはそれぞれ、圧力検出器１６ａ，１６ｂの検出値から
冷媒の飽和温度をそれぞれ算出する飽和温度演算手段で
あり、２０ａ，２０ｂはそれぞれ、飽和温度演算手段１
９ａ、１９ｂで算出した値から、それぞれ温度検出器１
７ａ，１７ｂの検出値を減算し、第１冷媒過冷却度を算
出する過冷却度演算手段である。

【００２４】２１ａ，２１ｂはそれぞれ、冷暖モード検
知手段１８ａ，１８ｂで暖房と検知されたとき、過冷却
度演算手段２０ａ，２０ｂでそれぞれ算出した過冷却度
が、所定値より大きいとき第２流量弁１５ａ，１５ｂを
それぞれ所定量開けるパルス数を設定し、それぞれ過冷
却度が所定値より小さいときそれぞれ第２流量弁１５
ａ，１５ｂを所定量閉じるパルス数を設定するパルス数
設定手段である。

【００２５】２２ａ，２２ｂはそれぞれ冷暖検知モード
１８ａ，１８ｂで暖房と検知したときに、それぞれパル
ス数設定手段２１ａ，２１ｂで設定されたパルス数を、
それぞれ第２流量弁１５ａ，１５ｂに出力するパルス出
力手段である。冷暖モード検知手段１８ａ，１８ｂ、飽
和温度演算手段１９ａ、１９ｂ、過冷却度演算手段２０
ａ，２０ｂ、パルス数設定手段２１ａ，２１ｂ、パルス
出力手段２２ａ，２２ｂは制御装置２３ａ，２３ｂ内に
それぞれ構成されている。

【００２６】第２流量弁１５ａ，１５ｂの開度は、圧力
検出器１６ａ，１６ｂと温度検出器１７ａ，１７ｂのそ
れぞれの検出値を、制御装置２３ａ，２３ｂにそれぞれ
入力し演算することによりそれぞれ出力されるパルス数
により制御される。

【００２７】図２は、制御装置２３の動作を示すフロー
チャートである。その他の構成は従来例と同一であり、
ここでは同一符号を用いて示し、その説明を省略する。

【００２８】また、この冷媒サイクルの動作についても
前記従来例と同一であり詳細は省略するが、従来例と異
なる第２流量弁１５と圧力検出器１６及び制御装置２３
について以下に説明をおこなう。

【００２９】図２において、ＳＴＥＰ１では利用側冷媒
サイクルが暖房運転であるかどうかを判断し、暖房運転
であればＳＴＥＰ２に進み、暖房運転でなければＳＴＥ
Ｐ１に戻る。

【００３０】ＳＴＥＰ２では、圧力検出器１６の検出値
から冷媒の飽和温度を算出する。ＳＴＥＰ３では、ＳＴ
ＥＰ２で算出した飽和温度から温度検出器１７の検出値
を減算し第１冷媒過冷却度を算出する。

【００３１】ＳＴＥＰ４では、ＳＴＥＰ３で算出した過
冷却度が、室内ユニットｂの出口冷媒が気液２相状態と
なる所定値より大きいとき、第２流量弁１５を所定量開
けるパルス数を設定し、過冷却度が所定値より小さいと
き第２流量弁１６を所定量閉じるパルス数を設定する。

【００３２】ＳＴＥＰ５では、ＳＴＥＰ４で設定したパ
ルス数を第２流量弁１５へ出力する。

【００３３】以上の動作により、暖房時に室内ユニット
ｂの出口冷媒が液状態のとき、制御装置２３は、室内ユ
ニット出口の圧力検出器１６と、温度検出器１７の検出
値により算出した過冷却度が、室内ユニットｂの出口冷
媒が気液２相状態となる所定の過冷却度より大きいと判
断し、室内ユニット出口の冷媒が気液２相状態となるよ
うに第２流量弁１５を所定量開ける。

【００３４】また、制御装置２３は、室内ユニットｂの
出口の圧力検出器１６と温度検出器１７の検出値により
算出した過冷却度が、室内ユニットｂの出口冷媒が気液
２相状態となる所定の過冷却度より小さいとき、第２流
量弁１５を所定量閉じる。従って、室内ユニットｂの出
口が常に気液２相状態となるよう制御できる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、室内ユニ
ットｂの出口冷媒を気液２相状態にできるので、暖房時
に多液側接続配管ｃ１及び多液側枝管中ｅ１，ｅ２に液
冷媒が溜まり込まなくなり、冷媒は気液２相状態で循環
する。従って、システムの他の部分の冷媒が不足し、前
記冷媒搬送装置内の冷媒がガス状態になり、冷媒循環不
良が発生してシステムの運転が不能になることが防止で
き、冷媒量を追加しなくても、安定した冷媒循環により
システムの運転が可能となる。

【００３６】また、多液側接続配管ｃ１及び多液側枝管
ｅ１，ｅ２中の揚程部に冷媒の液柱が生じないので、冷
媒搬送装置１１の入口と出口の圧力差が、液柱の静圧に
よる抵抗の為に増加することが防止でき、冷媒を搬送す
るときに生じる抵抗が小さくなるので、冷媒搬送装置１
１の寿命も長くでき、室外ユニットａと室内ユニットｂ
１，ｂ２の高低差をさらに大きくすることが可能とな
る。

【００３７】次に、本発明による多室冷暖房装置の第２
の実施例について、図面を参照しながら説明するが、第
１の実施例と同一構成の部分は同一符号を付し、その詳
細な説明は省略する。

【００３８】図３は、本発明の実施例における多室冷暖
房装置の冷媒サイクル図を示すものである。

【００３９】図３において、２４ａ，２４ｂは、それぞ
れ第１流量弁１４ａ，１４ｂの暖房時の出口冷媒の圧力
検出器であり、１９ａ，１９ｂはそれぞれ、圧力検出器
２４ａ，２４ｂの検出値から冷媒の飽和温度をそれぞれ
算出する飽和温度演算手段である。

【００４０】図２において、ＳＴＥＰ２では、圧力検出
器２４の検出値から冷媒の飽和温度を算出し、ＳＴＥＰ
３に進む。

【００４１】以上のように本実施例の多室冷暖房装置
は、冷媒圧力の検出位置を、暖房時の第１流量弁１４の
出口とすることで、圧力の検出値は、第２流量弁を通っ
てバイパスされたガス冷媒による配管圧力損失の影響を
受けなくなる。従って、圧力検出器２４の検出値より算
出される過冷却度の値が大きくできる為、室内ユニット
ｂの出口の冷媒が２相状態となる過冷却度の値が大きく
なり、制御できる範囲が広がるので、制御の精度がさら
に向上する。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の多室冷暖房装置
は、複数台の並列接続された室内ユニットに、利用側熱
交換器に直列に連接された第１流量弁と、直列に連接さ
れた利用側熱交換器及び前記第１流量弁と並列に配設さ
れ、入力されるパルス数によって連続的に弁の開閉度を
調整する第２流量弁と、暖房時の前記室内ユニットの出
口冷媒圧力を検出する圧力検出器と、暖房時の前記室内
ユニットの出口冷媒温度を検出する温度検出器とを有し
ている。

【００４３】また、冷暖モード検知手段で暖房と検知さ
れたとき、前記圧力検出器と前記温度検出器の検出値か
ら過冷却度演算手段で算出した過冷却度が所定値より大
きいとき、前記第２流量弁を所定量開けるパルス数を設
定し、前記過冷却度が所定値より小さいとき前記第２流
量弁を所定量閉じるパルス数を設定するパルス数設定手
段と、前記冷暖検知モードで暖房と検知したときに、前
記パルス数設定手段で設定されたパルス数を、前記第２
流量弁に出力するパルス出力手段を備えた制御装置とか
ら構成されていることを特徴としているのである。

【００４４】そのため、暖房時に、室内ユニットの出口
の圧力検出器と温度検出器の検出値により、室内ユニッ
トの出口冷媒を気液２相状態になるように、第２流量弁
の開度を制御できる。また、室内ユニットの出口冷媒を
気液２相状態にすることにより、多液側接続配管及び多
液側枝管中に液冷媒が溜まり込まなくなり、冷媒は気液
２相状態で循環する。

【００４５】従って、システムの他の部分の冷媒が不足
し、前記冷媒搬送装置内の冷媒がガス状態になり、冷媒
循環不良が発生してシステムの運転が不能になることが
防止でき、冷媒量の追加が不要になる。また、液柱の静
圧による抵抗が生じないので、室外ユニットと前記室内
ユニットとの高低差をより大きくできる効果がある。

【００４６】また、本発明は冷媒圧力の検出位置を、暖
房時の第１流量弁の出口とすることで、圧力の検出値
は、第２流量弁を通ってバイパスされたガス冷媒による
配管圧力損失の影響を受けなくなる。従って、圧力検出
器の検出値より算出される過冷却度の値が大きくできる
為、室内ユニットの出口の冷媒が２相状態となる過冷却
度の値が大きくなり、制御できる範囲が広がるので、制
御の精度をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における多室冷暖房装置
の冷凍サイクル図

【図２】本発明の第１の実施例及び第２の実施例の制御
装置の動作を説明するフローチャート

【図３】本発明の第２の実施例における多室冷暖房装置
の冷凍サイクル図

【図４】従来の多室冷暖房装置の冷凍サイクル図

【符号の説明】

３ 熱源側熱交換器 ８ 第１補助熱交換器 ９ 第２補助熱交換器 １１ 冷媒搬送装置 １２ａ，１２ｂ 利用側熱交換器 １４ａ，１４ｂ 第１流量弁 １５ａ，１５ｂ 第２流量弁 １６ａ，１６ｂ 圧力検出器 １７ａ，１７ｂ 温度検出器 １８ａ，１８ｂ 冷暖モード検出手段 １９ａ，１９ｂ 飽和温度演算手段 ２０ａ，２０ｂ 過冷却度演算手段 ２１ａ，２１ｂ パルス数設定手段 ２２ａ，２２ｂ パルス出力手段 ２３ａ，２３ｂ 制御装置 ａ 室外ユニット ｂ１，ｂ２ 室内ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、熱源側四方弁、熱源側熱交換
   器、減圧装置及び第１補助熱交換器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
   に形成し熱交換する第２補助熱交換器と、前記第２補助
   熱交換器と直列に配設される冷媒搬送装置とを有する室
   外ユニットと、利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器
   と直列に連接され、前記利用側熱交換器へ流れる冷媒の
   流量を調整する第１流量弁と、直列に連接された前記利
   用側熱交換器及び前記第１流量弁と並列に配設され、入
   力されるパルス数によって連続的に弁の開閉度を調整す
   る第２流量弁とを有する複数台の並列接続された室内ユ
   ニットと、前記室内ユニット、前記第２補助熱交換器及
   び前記冷媒搬送装置を環状に連接してなる利用側冷媒サ
   イクルと、 暖房時の前記室内ユニットの出口冷媒圧力を検出する圧
   力検出器と、暖房時の前記室内ユニットの出口冷媒温度
   を検出する温度検出器と、 冷房ないし暖房を検知する冷暖モード検知手段と、前記
   の圧力検出器の検出値から冷媒の飽和温度を算出する飽
   和温度演算手段と、前記飽和温度演算手段で算出した値
   から、前記温度検出器の検出値を減算し、過冷却度を算
   出する過冷却度演算手段と、前記冷暖モード検知手段で
   暖房と検知されたとき、前記過冷却度演算手段で算出し
   た過冷却度が所定値より大きいとき、前記第２流量弁を
   所定量開けるパルス数を設定し、前記過冷却度が所定値
   より小さいとき前記第２流量弁を所定量閉じるパルス数
   を設定するパルス数設定手段と、前記冷暖検知モードで
   暖房と検知したときに、前記パルス数設定手段で設定さ
   れたパルス数を、前記第２流量弁に出力するパルス出力
   手段を備えた制御装置とから構成されていることを特徴
   とする多室冷暖房装置。
2. 【請求項２】 冷媒圧力の検出位置を、暖房時の第１流
   量弁の出口としたことを特徴とする請求項１記載の多室
   冷暖房装置。