JPH0755280A - 空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 室外熱交換器に寝込んでいる冷媒、すなわち
使用していない室外熱交換器に留まっている冷媒を、確
実に追い出してシステム内にガス欠が発生するのを防ぐ
ことができる、空調システムを提供する。 【構成】 圧縮機２に並列につながる複数の室外熱交換
器３ａ，３ｂを備えた空調システムにおいて、これらの
室外熱交換器には、ポンプダウン運転時に閉じられる弁
９ａ，９ｂとのポンプダウン運転時に上記圧縮機の吸込
管と連通する手段１０ａ，１０ｂとを備えた空調システ
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機に並列につなが
る複数の室外熱交換器を備えた空調システムの改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータルーム用の冷房機と居住室
用の冷暖房機とを備えた空調システムは、外気温度が０
°Ｃを下回るような場合にも、このコンピュータルーム
の冷房運転を要求される。すなわち、空調システムは冷
暖混在運転を要求される。たとえば、２つの室を冷房
し、１つの室を暖房する場合や、あるいはコンピュータ
（ＯＡ機器）設置してある室の中央部分を冷房し、室の
周囲部分を暖房する場合である。

【０００３】図７に示す従来の空調システムでは、外気
温度が−５°Ｃ以下で冷房主体の冷暖混在運転を行う
と、室外熱交換器１００の弁１０１を開けて、弁１０２
を閉じて、室外熱交換器１００は凝縮器となる。この時
には、未使用の室外熱交換器１０３の弁１０４と弁１０
５と、そしてメカ弁１０６を閉めて、室外熱交換器１０
３内へは冷媒が入り込まないようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの弁１
０４と弁１０５を閉めても、弁１０４と弁１０５には必
ず冷媒の漏れがあり、冷媒が漏れて室外熱交換器１０３
内に入ってしまう。このために、空調システムを長時間
冷房主体の冷暖混在運転を行うと、冷媒が未使用の熱交
換器１０３に寝込むかあるいは留まってしまい、空調シ
ステム全体が冷媒のガス欠状態となる。

【０００５】このように、空調システム全体が冷媒のガ
ス欠状態となった場合には、従来では弁１０４とメカ弁
１０６を開けて室外ファン１０７を停止して、圧縮機か
らの吐き出しガスを未使用の熱交換器１０３に入れて、
寝込んだ冷媒を液管１０８側に追い出していた。

【０００６】ところが、室外ファン１０７を停止するの
で、室外ファン１０７による冷却ができず、圧縮機から
の吐き出しガスの圧力が上昇しすぎる場合がある。ま
た、逆にビル風等の強風が熱交換器１０３に当たると、
過熱した吐き出しガスが凝縮してしまい、かえって空調
システム全体のガス欠が進んでしまうことがある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、室外熱交換器に寝込んでいる冷媒、すな
わち使用していない室外熱交換器に留まっている冷媒
を、確実に追い出して空調システム内にガス欠が発生す
るのを防ぐことができる、空調システムを提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、圧縮
機に並列につながる複数の室外熱交換器を備えた空調シ
ステムにおいて、これらの室外熱交換器には、ポンプダ
ウン運転時に閉じられる弁とこのポンプダウン運転時に
上記圧縮機の吸込管と連通する手段と、を備えた空調シ
ステムである。

【０００９】

【作用】室外熱交換器内に留まっている冷媒を、圧縮機
の吸込管吸込経路を通じて、室外熱交換器の外に追い出
すことにより冷媒を回収する。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を、図面に基
づいて詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の空調システムの好ましい
実施例を示している。

【００１２】室外ユニット１は、圧縮機２と、室外熱交
換器３ａ，３ｂと、気液分離器４とを有する。一方、複
数の室内ユニット５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ室内熱
交換器６ａ，６ｂ，６ｃを有する。

【００１３】２つの室外熱交換器３ａ，３ｂは、圧縮機
２の冷媒吐出管７と冷媒吸込管８に対して、切換弁９
ａ，９ｂと１０ａ，１０ｂを介して、分岐して接続され
ている。

【００１４】一方、ユニット間配管１１は、高圧ガス管
１２と、低圧ガス管１３と、液管１４から構成されてい
る。このユニット間配管１１は、室外ユニット１と室内
ユニット５ａ，５ｂ，５ｃとを接続している。

【００１５】高圧ガス管１２は、冷媒吐出管７から分岐
されているとともに、低圧ガス管１３は、冷媒吸込管８
から分岐されている。高圧ガス管１２は、室内ユニット
５ａ，５ｂ，５ｃの室内熱交換器６ａ，６ｂ，６ｃに対
して、切換弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して接続され
ている。低圧ガス管１３は、室内ユニット５ａ，５ｂ，
５ｃの室内熱交換器６ａ，６ｂ，６ｃに対して、切換弁
１６ａ，１６ｂ，１６ｃを介して接続されている。

【００１６】さらに、液管１４は、室外熱交換器３ａ，
３ｂの電動式膨張弁等の補助冷媒減圧器１８ａ，１８ｂ
と、室内熱交換器６ａ，６ｂ，６ｃの電動式膨張弁等の
冷媒減圧器１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、の間に接続され
ている。

【００１７】図２は、冷媒回収制御時、冷房運転時、暖
房運転時における各切換弁９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ
と、減圧弁１７ａ，１７ｂの開閉状態を示している。

【００１８】図２を参照して、冷房主体の冷暖混合運転
について説明する。

【００１９】一例として、室内ユニット５ａ，５ｂを冷
房運転し、室内ユニット５ｃを暖房運転する。しかも、
室外熱交換器３ａは使用するが、室外熱交換器３ｂは使
用せず休止する。

【００２０】冷房時であるので、室外ユニット１側にお
いては、室外熱交換器３ａは凝縮器として作用する。図
２に示すように、室外熱交換器３ａは使用するので、室
外熱交換器３ｂの切換弁９ａを開き、切換弁１０ａを閉
じる。一方、室外熱交換器３ｂは使用しないので、室外
熱交換器３ｂの切換弁９ｂを閉じ、切換弁１０ｂも閉じ
る。減圧弁１７ａ，１７ｂは開閉度を制御する。この場
合に、切換弁９ａは冷媒の吐出弁として、そして切換弁
１０ａは吸込弁として働く。また、メカ弁１８ｂは閉
じ、メカ弁１８ａの開閉度は制御する。

【００２１】一方、冷房をするための室内ユニット５
ａ，５ｂでは、切換弁１６ａ，１６ｂを開き、切換弁１
５ａ，１５ｂを閉じる。また、暖房をするための室内ユ
ニット５ｃでは、切換弁１６ｃを閉じ、切換弁１５ｃを
開く。

【００２２】圧縮機２から吐き出された高圧の冷媒の一
部が、吐出管７と高圧ガス管１２と切換弁９ａを経て、
一方の室外熱交換器３ａのみに流れる。圧縮機２から吐
き出された高圧の残りの冷媒は、高圧ガス管１２を経
て、暖房をする室内ユニット５ｃの切換弁１５ｃと室内
熱交換器６ｃを流れる。したがって、冷媒は室外熱交換
器３ａと室内熱交換器６ｃで凝縮液化される。

【００２３】凝縮液化された冷媒は、液管１４を経て冷
媒減圧器１７ａ，１７ｂで減圧された後、室内熱交換器
６ａ，６ｂで蒸発気化される。

【００２４】そして、この蒸発気化した冷媒は、切換弁
１６ａ，１６ｂを経て低圧ガス管１３に合流し、吸込管
８と気液分離器４を経て、圧縮機２に吸入される。

【００２５】このように、室内熱交換器６ｃで暖房運転
を行い、室内熱交換器６ａ，６ｂで冷房運転を行って、
冷房主体の冷暖房混合運転を行う。

【００２６】ところが、このように冷房主体の冷暖房混
合運転を行っている際に、休止している室外熱交換器３
ｂの切換弁９ｂ，１０ｂが閉じているのであるが、冷媒
が漏れて室外熱交換器３ｂ内に寝込む（留まる）ことに
なる。

【００２７】このように、室外熱交換器３ｂ内に冷媒が
留まると、図１の空調システム内の冷媒の量が減り、ガ
ス欠状態になる。

【００２８】そこで、この空調システム内のガス欠状態
を解消するために、次に述べるようにして、室外熱交換
器３ｂ内の冷媒を室外熱交換器３ｂ内から回収する。

【００２９】この冷媒回収制御運転は、図２に示すよう
にして行う。すなわち、切換弁９ａ，９ｂを閉じて、切
換弁１０ａ，１０ｂを開き、そして切換弁１８ａ，１８
ｂを閉じる。また、冷房運転を行っている室内機の減圧
弁、１７ａ，１７ｂを全閉とする。

【００３０】この状態で圧縮機２を作動すると、圧縮機
２の吸い込み側の低圧ガス管１３は負圧になるので、切
換弁１０ａ，１０ｂを通じて、室外熱交換器３ｂ内の冷
媒が室外熱交換器３ｂから圧縮機２側に回収される。こ
れにより、空調システムにおける冷媒のガス欠を、確実
に解消することができる。

【００３１】ここで、図３のガス欠の判定フローを参照
して、ガス欠の判定方法例を説明する。

【００３２】図３において、リモコン等により、室内冷
媒モードを選択する（ステップＡ）と、運転中でありサ
ーモオン状態で外気温度を計測している状態で（ステッ
プＢ）、室内ユニット減圧弁（メカ弁ともいう）１７
ａ，１７ｂの駆動パルス数が、図４に示すパルス数以上
の時（ステップＣ）に、室内熱交換器出入口の温度差
（例えば室内熱交換器６ｃの温度Ｅ３（出口）と室内熱
交換器６ａの温度Ｅ１（入口）５°Ｃ以上であり（ステ
ップＤ）、その温度差の状態が連続して３分間続くと、
図示しない制御装置のマイクロコンピュータは、空調シ
ステムにおける冷媒がガス欠であると判断する。

【００３３】図示しない制御装置のマイクロコンピュー
タが、ガス欠と判断したときには、室外熱交換器３ｂを
制御するためのマイクロコンピュータに対して、ガス欠
である信号を送り、冷媒回収の制御を行うようになって
いる。

【００３４】制御装置のマイクロコンピュータが冷媒回
収制御を行い、冷媒回収が終了し通常運転に戻ると、室
内熱交換器のメカ弁パルスはリセットされ、初期パルス
（図４の値よりも１００程度少ない値）になるので、冷
媒回収後にすぐに再び室内熱交換器からガス欠信号を送
ることはない。

【００３５】以上説明したように、本実施例では、切換
器９ｂを閉じて切換器１０ｂを開けることにより休止し
ている室外熱交換器３ｂ内に留まっている冷媒を、空調
システムにもれなく回収することができる。

【００３６】言い換えれば、休止している室外熱交換器
３ｂ内に留まっている冷媒を、いわゆるポンプダウン状
態にして冷媒を回収する。このポンプダウン状態にして
冷媒を回収する制御の際には、室外ファンを運転する。

【００３７】このポンプダウンをする時間は、圧縮機２
の能力（周波数）、室外熱交換器３ｂのサーミスタ温
度、圧力センサ（スイッチ）、外気温度等のパラメータ
に関して可変なものとし、圧縮機２の保護機能が働かな
いようにする。

【００３８】なお、この冷媒の回収は、空調システムが
ガス欠になった場合のみならず、空調システムの起動時
と、そして運転中にも定期的に行うのが好ましい。

【００３９】また、減圧弁１８ａ，１８ｂ冷房室内機の
１７ａ，１７ｂは上述したように、全閉するだけでな
く、たとえばかなり絞るようにしてもよい。いずれにし
ても、圧縮機を運転して、低圧を外気に対する飽和圧力
よりも低くする。

【００４０】次に、本発明の空調システムの好ましい別
の実施例を説明する。

【００４１】図５に示す空調システムは、室外ユニット
１１０と、室内ユニット１６０，１６２と、制御装置２
０を有している。

【００４２】室外ユニット１１０は、室外熱交換器１１
４，１１６と、冷媒を加熱するための化石燃料方式のボ
イラーユニット１１８などを有している。

【００４３】室外熱交換器１１４と１１６は、四方弁１
２２に接続されている。この四方弁１２２は、暖房時に
はオンになり、冷房時にはオフになる。そして、この四
方弁１２２は、逆止弁１２４を介して圧縮機１２６に接
続されているとともに、四方弁１２２は、逆止弁１２８
を介して圧縮機１３０に接続されている。

【００４４】これらの圧縮機１２６，１３０には、オイ
ル供給部１３２が設けられている。これらの圧縮機１２
６，１３０は、共にアキュムレータ１３４に接続されて
いる。このアキュムレータ１３４は、冷媒の加熱源とし
てのボイラーユニット１１８に接続されている。

【００４５】このボイラーユニット１１８は、メカ弁Ｍ
Ｖ３を介してレシーバタンク１４０と、メカ弁ＭＶ１，
ＭＶ２に接続されている。これらのメカ弁ＭＶ１，ＭＶ
２は、それぞれ熱交換器１１４，１１６の他方端に接続
されている。

【００４６】一方、上記四方弁１２２は、ライン１９２
を介して、アキュムレータ１３４とボイラーユニット１
１８に接続されているとともに、ライン１９０を介して
サービスバルブ１５０に接続されている。また、レシー
バタンク１４０は、もう１つのサービスバルブ１５２に
接続されている。

【００４７】次に、室内ユニット１６０，１６２につい
て説明する。

【００４８】この室内ユニット１６０は、室内熱交換器
１６４とメカ弁ＭＶ４を有している。また、室内ユニッ
ト１６２は、室内熱交換器１６８とメカ弁ＭＶ５を有し
ている。室内ユニット１６０，１６２の一方端側と他方
端側は、それぞれサービスバルブ１５０，１５２に接続
されている。

【００４９】図５と図６を参照して、本実施例における
冷房主体の冷暖混合運転について説明する。

【００５０】図６には、冷房運転時、空気熱源暖房時、
ボイラ熱源暖房時、そして冷媒回収制御時における、各
メカ弁ＭＶ１ないしＭＶ５と、四方弁、そして二方弁の
開閉状態を示している。

【００５１】空気熱源（室外熱交換器１１４，１１６）
による暖房時には、冷媒は矢印Ｘ方向に移動し、メカ弁
ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ４，ＭＶ５の開閉を制御するとと
もに、二方弁１１４ｂ，１１６ｂを開き、メカ弁ＭＶ３
を全閉する。四方弁２２はオンである。

【００５２】空気熱源に着霜してボイラ熱源（ボイラー
ユニット１１８）により暖房する時には、メカ弁ＭＶ
１，ＭＶ２を全閉し、メカ弁ＭＶ４，ＭＶ５の開閉を制
御するとともに、二方弁１１４ｂ，１１６ｂを閉じて、
メカ弁ＭＶ３の開閉を制御する。四方弁２２はオンであ
る。

【００５３】また、冷房をする時には、冷媒は矢印Ｘと
反対方向に移動し、メカ弁ＭＶ１，ＭＶ２を全開し、Ｍ
Ｖ４，ＭＶ５の開閉を制御するとともに、二方弁１１４
ｂ，１１６ｂを開き、メカ弁ＭＶ３を全閉する。四方弁
１２２はオフである。

【００５４】ボイラユニット１１８を使用し暖房をする
際に、二方弁１１４ｂ，１１６ｂを閉めて室外熱交換器
１１４，１１６の作動を休止すると、冷媒の一部が二方
弁１１４ｂ，１１６ｂから漏れてこの室外熱交換器１１
４，１１６内に溜まり、図５の空調システムにおいて冷
媒のガス欠が生じる。

【００５５】この場合には、図６に示すように、四方弁
１２２をオン状態（暖房状態）のままにする。そして、
図５の圧縮機１３４を運転すると、メカ弁ＭＶ１からＭ
Ｖ５は閉じていて、圧縮機１３４の吸い込み側であるラ
イン１９２側が負圧となる。これにより、室外熱交換器
１１４，１１６内に溜まった冷媒が室外熱交換器１１
４，１１６から圧縮機１３４側に吸い込まれて回収さ
れ、空調システムにおける冷媒のガス欠が解消される。

【００５６】以上説明したように、本実施例では、メカ
弁ＭＶ１，ＭＶ２を閉じて圧縮機１３４の吐出系路であ
るライン１９０側を閉じることにより、吸込系路である
ライン１９２を負圧にし、二方弁１１４ｂ，１１６ｂを
開けることにより負圧にした吸込系路であるライン１９
２に対して休止している室外熱交換器１１４，１１６を
連通することで、休止している室外熱交換器１１４ｂ，
１１６ｂ内に留まっている冷媒を確実に回収することが
できる。

【００５７】要するに、この実施例では、室外熱交換器
の低圧側の圧力を下げることにより、使用していない室
外熱交換器内に溜まった冷媒を回収するので、外気温度
が低くても確実に冷媒を回収することができる。また、
従来のようにビル風等の影響を受けない。

【００５８】また、水冷式の図１に示す３つの系路を有
する吸い込み管に寝込んだ冷媒の回収にも対応すること
ができる。また、本発明は、冷媒ヒートポンプにも適用
できる等、種々の変更が可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、室
外熱交換器に寝込んでいる冷媒、すなわち使用していな
い室外熱交換器に留まっている冷媒を、確実に回収して
システム内にガス欠が発生するのを防ぐことができる。
これにより、空調システムを冷暖混在運転をする場合で
あっても、回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調システムの好ましい実施例を示す
冷媒回路の図。

【図２】図１の実施例における各運転状態を示す図。

【図３】図１におけるガス欠判定の例を示すフロー図。

【図４】ガス欠判定パルスの例を示す図。

【図５】本発明の空調システムの好ましい別の実施例を
示す冷媒回路の図。

【図６】図５の実施例における各運転状態を示す図。

【図７】従来の空調システムにおける冷媒の寝込みを説
明するための図。

【符号の説明】

１ 室外ユニット ２ 圧縮機 ３ａ，３ｂ 室外熱交換器 ６ａ，６ｂ，６ｃ 室内熱交換器 ９ａ，９ｂ， 切換弁 １０ａ，１０ｂ 切換弁 １２ 高圧ガス管（吐出系路） １３ 低圧ガス管（吸込系路）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機に並列につながる複数の室外熱交
   換器を備えた空調システムにおいて、これらの室外熱交
   換器には、ポンプダウン運転時に閉じられる弁とこのポ
   ンプダウン運転時に上記圧縮機の吸込管と連通する手段
   とを備えたことを特徴とする空調システム。