JPH10132332A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相変化可能な流体を、液体と気体との主に比
重差を利用して室外機と室内機との間で循環させ、各室
内機で冷房可能に構成した空調装置において、何れの階
に設置した室内機でも快適な冷房が行えるようにする。 【解決手段】 室外機１より低く設置する室内機４に
は、熱交換器５と、流量調整弁８と、送風機９と、温度
センサ１０・１１と、流量調整弁８の現開度及び温度セ
ンサ１０・１１が検出した情報を通信信号に変換できる
と共に、外部から受信した通信信号を所要の制御信号に
変換できる信号変換器（図示せず）を内蔵し、通信線１
４により室外制御装置１２とを接続した室内制御装置１
３とを設け、室外制御装置１２が出力する制御信号を室
内制御装置１３が受けて流量調整弁８の開度が制御され
るように構成し、温度センサ１０・１１が検出した情報
が同じであっても、上の階に設置されている室内機４ほ
ど流量調整弁８の開度を大きくするように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空調装置に関するも
のであり、特に詳しくは室外機と、これより下方に設置
した複数の室内機との間で、相変化可能な流体を主に比
重差を利用して循環させ、各室内機において冷房可能に
構成した装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、相変化可能な流体、すなわち
潜熱を出し入れすることによって液体と気体との間で状
態が変化する流体の搬送動力を必要としない空調装置と
して、例えば図３に示されるような装置があるが、この
装置は凝縮器として機能する室外機１を建物の高所位置
に設置し、この室外機１と、これより低い位置にある被
空調室に設置の室内機４の熱交換器５との間を液体搬送
管６と気体搬送管７とで連結し、室外機１で放熱・凝縮
した液体をその自重によって室内機４の熱交換器５に液
体搬送管６を介して供給する一方、室内機４の熱交換器
５で温度の高い室内空気と熱交換して吸熱・蒸発した気
体を、流体が凝縮して低圧となっている室外機１に気体
搬送管７を介して還流させることで循環を可能とするも
のであから、電動ポンプなどの搬送動力が不要となり、
ランニングコストが抑制できると云った利点がある。な
お、８は流量調整弁である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の空調
装置にあっては、低い階に設置された室内機の熱交換器
には、室外機で放熱して凝縮し液体搬送管に溜った流体
の全重量が圧力として作用するため流体が供給され易い
が、高い階に設置された室内機の熱交換器には、この部
分より上の液体搬送管に溜った流体の重量のみが圧力と
して作用するので、高い階に設置された室内機の熱交換
器ほど流体は供給され難く、冷房作用が不足する傾向に
ある。

【０００４】このため、高い階に設置する室内機の流量
調整弁の容量を、低い階に設置する室内機の流量調整弁
の容量より大きくし、高い階に設置する室内機の流量調
整弁に流体が供給され易くすることも可能であるが、こ
のような対策では各種容量の室内機を準備する必要があ
り、現場管理が煩雑になると共に、コストの上昇を招く
ので、同一容量の室内機を用いた場合にも、相変化する
流体の自然循環を基本とした空調装置において、最適な
流体循環を行い得る装置を提供する必要があり、この点
の解決が課題となっていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するため、室外機と、これより下方に設置し
た複数の室内機との間で、相変化可能な流体を液相と気
相との主に比重差を利用して循環させ、各室内機におい
て冷房可能に構成した装置において、室内機毎に設置さ
れて該室内機に供給する前記流体の量を調整する弁の設
定開度を、冷房負荷に関連した温度などの物理量を室内
機に設置されて検出する負荷検出手段が出力する信号
に、室内機の設置高さを考慮して決定し、室内機に制御
信号を出力する制御手段を室外機に設けるようにした第
１の構成の空調装置と、

【０００６】上層階に設置された室内機の弁ほど、制御
手段が設定開度を大きく決定するようにした第２の構成
の空調装置と、を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１・図２を参照して説明する。なお、理解を容易
にするため、これらの図においても前記図３において説
明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号
を付した。

【０００８】図１は、本発明になる空調装置の一構成例
を示したものであり、１は冷熱を発生させることができ
る、例えば吸収式冷凍機などからなる室外機であり、建
物の例えば屋上にある機械室などに設置され、例えば蒸
発器の内部に配管した熱交換器２を介して、閉回路３に
封入した相変化が可能な流体、例えば低温度でも圧力が
低下すると容易に蒸発し得る、Ｒ−１３４ａと熱の授受
を行う。

【０００９】５は、建物の各部屋に設置した室内機４の
熱交換器であり、室外機１と複数の室内機４の熱交換器
５とは、図のように液体供給管６・気体還流管７及び流
量調整弁８によって配管・接続されて、前記閉回路３を
形成している。

【００１０】なお、９は、室内空気を熱交換器５に吹き
付けて室内に還流させるための送風機、１０と１１はＲ
−１３４ａの温度を検出するために熱交換器５のＲ−１
３４ａの出入口に設けた温度センサであり、冷房負荷が
大きいほど入口側の温度センサ１０と出口側の温度セン
サ１１との温度差が大きくなり、冷房負荷が小さいほど
前記温度差は小さくなる。

【００１１】また、この室外機１には室外制御装置１２
を、室内機４には室内制御装置１３を設けてある。そし
て、室内制御装置１３には、流量調整弁８の現開度およ
び温度センサ１０・１１が検出した温度情報を通信信号
に変換可能であると共に、外部から受信した通信信号を
所要の制御信号に変換することのできる信号変換器（図
示せず）を内蔵して、室外制御装置１２と室内制御装置
１３とを通信線１４によって接続し、室外制御装置１２
が出力する制御信号を室内制御装置１３が受けて流量調
整弁８の開度が制御されるように構成してある。また、
室内制御装置１３と通信可能で、冷房の起動／停止、送
風の強弱選択、温度設定などが行えるリモコン１５を各
室内機４に対応して設置してある。

【００１２】先ず、閉回路３に封入したＲ−１３４ａの
循環サイクルを説明する。室外機１で発生した冷熱によ
ってＲ−１３４ａは熱交換器２の管壁を介して冷却され
るので、Ｒ−１３４ａは凝縮して下流側の液体供給管６
に溜り、室内機４の流量調整弁８を介して各熱交換器５
に供給される。

【００１３】一方、各熱交換器５においては、送風機９
によって温度の高い室内空気が強制的に供給されている
ので、Ｒ−１３４ａは室内空気から熱を奪って蒸発し、
冷房作用を行なう。

【００１４】そして、Ｒ−１３４ａが冷却されて凝縮・
液化し、低圧になっている室外機１の熱交換器２に気体
還流管７を通って還流すると云った循環が自然に起こ
る。

【００１５】しかし、発明の課題の項で説明したよう
に、流量調整弁８を通って熱交換器５に供給されるＲ−
１３４ａの量は、下の階に設置されている室内機４ほど
多く、上層階に設置されている室内機４ほど少なくなる
傾向にある。

【００１６】したがって、温度センサ１０・１１が検出
した温度情報が同じであるからと云って、流量調整弁８
に同じ制御信号を出力してその開度制御を行ったので
は、冷房負荷に応じた適量のＲ−１３４ａが供給できな
いので、室外制御装置１２には室内機４が設置されてい
る階によって異なった制御信号、すなわち上の階に設置
されている室内機４ほど流量調整弁８の開度を大きく開
ける所定の制御プログラム、例えば室内機４を１０の階
に分けて設置した空調装置の場合には、例えば一番低い
階に設置した室内機４の補正係数を１とし、１階上がる
毎に１に０．１を加えた数値をその階の補正係数とし、
温度センサ１０・１１が検出した温度情報に基づいて先
ず一般式により無補正時の流量調整弁８の開度を求め、
さらにこの開度に所要の補正係数を積算して室内機４に
実際に出力する流量調整弁８の開度を求め、このように
して求めた開度に室内機４の流量調整弁８の開度を調整
するように構成してある。

【００１７】このため、室外制御装置１２は、温度セン
サ１０・１１が検出した温度情報を通信回線１４を介し
て室内制御装置１３から受け取ると、それが何階に設置
された室内機４から送信された信号であるかを先ず確認
してその補正係数を求め、このようにして求めた補正係
数を考慮して流量調整弁８の開度を所定のプログラムに
より算出し、所要の制御信号を通信回線１４を介して該
当する室内制御装置１３に出力し、設置階に応じた開度
に流量調整弁８の開度を調整する。

【００１８】なお、本発明の空調装置は、図１に破線で
示したように、レシーバタンク１６と電動ポンプ１７と
を設置した構成とすることも可能である。

【００１９】このように構成すると、Ｒ−１３４ａの液
体と気体の比重差に加えて電動ポンプ１７による搬送力
が加算されるので、流量調整弁８の開度を決定する際の
補正係数が小さく出来るだけでなく、全体に容量の小さ
い流量調整弁８を用いて空調装置を構成することができ
る。また、室内機４の一部を室外機１と同じフロアに設
置することも可能になる。

【００２０】また、冷暖切替弁（開閉弁）１８・レシー
バタンク１９・暖房用電動ポンプ２０を図２に示したよ
うに配管接続し、室外機１で冷熱を発生しながら冷暖切
替弁１８を開弁したときには上記説明と同じＲ−１３４
ａの循環が起こって冷房運転が行え、室外機１で温熱を
発生しながら冷暖切替弁１８を閉弁し、暖房用電動ポン
プ２０を運転したときには、室外機１で発生した温熱に
よって閉回路３のＲ−１３４ａが熱交換器２の管壁を介
して加熱されて蒸発し、気体還流管７を介して各室内機
４の熱交換器５に供給され、各熱交換器５においては、
送風機９によって強制的に供給された温度の低い室内空
気にＲ−１３４ａが放熱して凝縮・液化し、この凝縮・
液化時に暖房作用を行ない、さらに、凝縮したＲ−１３
４ａの液体が流量調整弁８を通ってレシーバタンク１９
に入り、暖房用電動ポンプ２０の搬送力によって室外機
１の熱交換器２に還流するＲ−１３４ａ循環が可能に構
成して、冷／暖房が可能な空調装置とすることも可能で
ある。

【００２１】なお、蒸発器に配管した熱交換器２から冷
熱を供給したり、温熱を供給することができる吸収式冷
凍機としては、例えば特開平７−３１８１８９号公報な
どに開示されたものが使用できる。

【００２２】ところで、上記のように室外機１に、冷熱
と温熱が選択的に供給できる吸収冷温水機などを使用し
た空調装置においては、冷房運転時には前記したように
室内機４の設置階を考慮して流量調整弁８の開度を決定
・制御するが、暖房運転時には熱交換器２の管壁を介し
て加熱され、蒸発したＲ−１３４ａの気体が気体還流管
７を介して熱交換器５に流入するので、室内機４が設置
されている階の影響を殆ど受けることなく、何れもほぼ
同じように流入する。このため、暖房運転時における流
量調整弁８の開度は、室内機４の設置階を考慮すること
なく、温度センサ１０・１１が検出する温度情報に基づ
いてのみ決定・制御する。

【００２３】また、温度センサ１０・１１は、熱交換器
５に吹き付ける室内空気の温度変化が検出できるように
設置したり、温度センサ１０・１１に代えて、熱交換器
５の出入口部におけるＲ−１３４ａの圧力差が検出でき
る圧力センサを設置して、室外制御装置１２に空調負荷
として出力するように構成することもできる。

【００２４】また、閉回路３に封入する相変化可能な流
体としては、Ｒ−１３４ａの他にも、Ｒ−４０７ｃ、Ｒ
−４０４Ａ、Ｒ−４１０ｃなど、潜熱による熱移動が可
能なものであっても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の空
調装置は、室内機毎に設置されて該室内機に供給する前
記流体の量を調整する弁の設定開度を、冷房負荷に関連
した温度などの物理量を室内機に設置されて検出する負
荷検出手段が出力する信号に、室内機の設置高さを考慮
して決定し、室内機に制御信号を出力する制御手段を室
外機に設けたものであり、さらに第２の空調装置は、上
層階に設置された室内機の弁ほど、制御手段が設定開度
を大きく決定するように構成したので、冷房負荷が同じ
であっても上層階に設置の室内機ほど下層階に設置の室
内機に比べて流量制御弁の開度が大きく開かれ、これに
より自然循環を基本とし、上層階に設置の室内機ほど前
記流体が供給され難くて空調が効き難い空調装置におけ
る空調特性が改善される。

【００２６】また、実施形態で示したようにガスや油を
燃焼して冷熱や温熱を発生することができる吸収式冷温
水機を室外機として使用した空調装置においては、冷房
時の電力としては制御関係に消費される電力を除いて使
用されないので、発電量が年間を通して最大となる盛夏
時の電力ピークカットに効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の説明図である。

【図２】冷／暖房が可能に構成した実施形態の説明図で
ある。

【図３】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１ 室外機 ２ 熱交換器 ３ 閉回路 ４ 室内機 ５ 熱交換器 ６ 液体供給管 ７ 気体供給管 ８ 流量調整弁 ９ 送風機 １０・１１ 温度センサ １２ 室外制御装置 １３ 室内制御装置 １４ 通信線 １５ リモコン １６ レシーバタンク １７ 電動ポンプ １８ 冷暖切替弁１８ １９ レシーバタンク ２０ 暖房用電動ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外機と、これより下方に設置した複数
   の室内機との間で、相変化可能な流体を液相と気相との
   主に比重差を利用して循環させ、各室内機において冷房
   可能に構成した装置であって、室内機毎に設置されて該
   室内機に供給する前記流体の量を調整する弁の設定開度
   を、冷房負荷に関連した温度などの物理量を室内機に設
   置されて検出する負荷検出手段が出力する信号に、室内
   機の設置高さを考慮して決定し、室内機に制御信号を出
   力する制御手段を室外機に設けたことを特徴とする空調
   装置。
2. 【請求項２】 上層階に設置された室内機の弁ほど、制
   御手段が設定開度を大きく決定することを特徴とする請
   求項１記載の空調装置。