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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfach-Klimaanlage und insbesondere eine Mehrfach-Klimaanlage
und ein Verfahren für
deren Betrieb, die geeignet sind, gleichzeitig einen Kühl- und einen
Heizungsbetrieb auszuführen.
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Bei
der Klimaanlage handelt es sich generell um eine Vorrichtung zum
Kühlen
oder Beheizen von Räumen,
wie beispielsweise Wohnräume,
Büros,
Restaurants und dergleichen. Unlängst
ist eine Mehrfach-Klimaanlage (siehe beispielsweise EP-0575063-A)
entwickelt worden, die in der Lage ist, einen in mehrere Räume unterteilten
Innenraum effektiv zu kühlen
oder zu heizen.
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Die
Mehrfach-Klimaanlage besteht aus einer Außeneinheit und mehreren Inneneinheiten,
die jeweils mit der Außeneinheit
verbunden sind und in jedem Raum installiert sind. Die Mehrfach-Klimaanlage arbeitet
entweder im Heizmodus oder im Kühlmodus und
erwärmt
oder kühlt
dadurch die Raumluft.
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Die
herkömmliche
Mehrfach-Klimaanlage hat insofern einen Nachteil, als sie – wenn einige Räume unter
den geteilten Räumen
beheizt werden müssen,
während
andere Räume
gekühlt
werden müssen – nicht
der Anforderung des oben erwähnten Mehrfachbetriebes
gerecht werden kann, weil alle Inneneinheiten entweder im Heizmodus
oder im Kühlmodus
arbeiten.
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Zum
Beispiel kann es in Gebäuden
j e nach der Raumlage und der Tageszeit zu einem Temperaturunterschied
kommen. Das heißt,
die nördlichen Räume eines
Gebäudes
müssen
beheizt werden, während
die südlichen
Räume aufgrund
der Sonneneinstrahlung gekühlt
werden müssen.
Die herkömmlichen
Klimaanlagen sind allerdings bei der Erfüllung dieser Anforderungen
beschränkt.
Wenn es in einem Gebäude
eine Computerzentrale gibt, so muss darüber hinaus das Gebäude nicht
nur im Winter, sondern auch im Sommer ständig gekühlt werden, um das Problem
der Wärmeentwicklung
im Zusammenhang mit der Computerausrüstung zu lösen. Die herkömmliche
Klimaanlage ist allerdings noch nicht in der Lage, solchen Anforderungen
einer selektiven Klimatisierung gerecht zu werden.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen, muss die Mehrfach-Klimaanlage gleichzeitig die Luft jedes
einzelnen Raumes individuell konditionieren. Das heißt, es ist
notwendig, die Luft einiger Räume
im Heizmodus zu erwärmen
und gleichzeitig die Luft anderer Räume im Kühlmodus zu kühlen. Dementsprechend ist
es erforderlich, eine Mehrfach-Klimaanlage
zu entwickeln, die in der Lage ist, selektiv und gleichzeitig zu
kühlen
und zu heizen, und die so aufgebaut ist, dass sie sich wirtschaftlich
installieren lässt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
betrifft die vorliegende Erfindung eine Mehrfach-Klimaanlage und
ein Verfahren für
deren Betrieb, womit eines oder mehrere der Probleme, die sich aus
den Beschränkungen
und Nachteilen des Standes der Technik ergeben, im Wesentlichen
beseitigt werden können.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Mehrfach-Klimaanlage, die in der Lage ist, gleichzeitig einen Kühl- und
einen Heizbetrieb auszuführen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Mehrfach-Klimaanlage, bei der eine eine Außeneinheit und einen Verteiler
miteinander verbindende Leitung vereinfacht ist und dadurch die
Leitungsstruktur des Verteilers vereinfacht ist, um den Wirkungsgrad
der Klimaanlage zu verbessern.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Mehrfach-Klimaanlage und eines Verfahrens für deren
Betrieb, wobei die Anzahl der Verteiler in Abhängigkeit von der Anzahl, der
Lage, der Entfernung der Räume
und dergleichen geändert
wird, um so die Installation der jeweiligen Inneneinheiten einfach
zu gestalten, und die mehreren Verteiler ohne separate Mittel angeschlossen werden.
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung sind zum Teil in der
folgenden Beschreibung dargelegt und ergeben sich zum Teil für den Durchschnittsfachmann
aus dem Studium des Folgenden oder lassen sich aus der praktischen Durchführung der
Erfindung erfahren. Die Aufgaben und sonstigen Vorteile der Erfindung
werden dank des Aufbaus realisiert und erlangt, der konkret in der schriftlichen
Beschreibung und in den Ansprüchen sowie
in den angehängten
Zeichnungen hervorgehoben wird.
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Zum
Erreichen dieser Aufgaben und sonstigen Vorteile, und gemäß dem Zweck
der Erfindung, wie sie im vorliegenden Text verkörpert und allgemein beschrieben
ist, wird eine Mehrfach-Klimaanlage bereitgestellt, die Folgendes
enthält:
eine Außeneinheit,
die an einem Standort im Freien installiert ist und in der ein Kompressor
und ein Außenwärmetauscher
angeordnet sind; mehrere Inneneinheiten, die jeweils in Innenräumen installiert
sind, wobei in jeder der Inneneinheiten ein elektronisches Expansionsventil
und einen Innenwärmetauscher
angeordnet sind; einen Verteiler, der zwischen der Außeneinheit und
den mehreren Inneneinheiten angeordnet ist, zum selektiven Leiten
eines Kältemittels,
das von der Außeneinheit
den mehreren Inneneinheiten entsprechend einem Betriebszustand zugeführt wird;
ein Vierwegventil, das auf einer Auslassseite des Kompressors angeordnet
ist, zum selektiven Umschalten einer Strömungsrichtung des Kältemittels,
das durch den Außenwärmetauscher
fließt;
eine erste Verbindungsleitung, die von einer Leitung abzweigt, die eine
absorbierende Seite des Kompressors mit dem Vierwegventil verbindet,
zum Verbinden des Verteilers zum Leiten des Kältemittels; eine zweite Verbindungsleitung,
die von einer Leitung abzweigt, die die Auslassseite des Kompressors
mit dem Vierwegventil verbindet, zum Verbinden des Verteilers zum
Leiten des Kältemittels;
eine dritte Verbindungsleitung zum Verbinden des Außenwärmetauschers
mit dem Verteiler zum Leiten des Kältemittels; und eine Vorrichtung
zum selektiven Ausdehnen, die an der dritten Verbindungsleitung
angeordnet ist und eine elektronische Ausdehnungs-Erwärmungseinheit
zum selektiven Ausdehnen des Kältemittels
enthält.
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Das
Vierwegventil umfasst hier drei Auslässe, die mit dem Auslass/dem
absorbierenden Einlass des Kompressors bzw. dem Außenwärmetauscher verbunden
sind, und einen Auslass, der geschlossen ist. Des Weiteren schaltet
das Vierwegventil selektiv zwischen einem ersten Verbindungszustand,
in dem der Auslass des Kompressors mit dem Außenwärmetauscher verbunden ist und
der absorbierende Einlass des Kompressors mit dem geschlossenen
Auslass des Vierwegventils verbunden ist, und einem zweiten Verbindungszustand,
in dem der Auslass des Kompressors mit dem geschlossenen Einlass des
Vierwegventils verbunden ist und der absorbierende Einlass des Kompressors
mit dem Außlenwärmetauscher
verbunden ist, um.
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Die
Vorrichtung zum selektiven Ausdehnen umfasst Folgendes: ein Rückschlagventil
zum Durchlassen des Kältemittels,
das aus dem Außenwärmetauscher
herausströmt,
und Sperren des Kältemittels,
das in den Außlenwärmetauscher
hineinströmt; eine
Parallelleitung, die von einem Vorderende bzw. einem Hinterende
des Rückschlagventils
abzweigt und parallel zu dem Rückschlagventil
verläuft;
und ein erstes elektronisches Expansionsventil, das in der Parallelleitung
angeordnet ist.
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Das
Kältemittel,
das durch die erste Verbindungsleitung strömt, wird in einem Zustand eines
geringen Drucks und in einer Dampfphase gehalten; das Kältemittel,
das durch die zweite Verbindungsleitung strömt, wird in einem Zustand eines
hohen Drucks und in einer Dampfphase gehalten; und das Kältemittel,
das durch die dritte Verbindungsleitung strömt, wird in einem Zustand eines
hohen Drucks und in einer flüssigen
Phase gehalten.
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Der
Kompressor umfasst mehrere Kompressoren, die parallel miteinander
verbunden sind, zum Durchführen
eines Verdichtungsbetriebs. Der absorbierende Einlass des Kompressors
umfasst des Weiteren einen Akkumulator.
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Der
Verteiler umfasst: einen Führungsleitungsabschnitt
zum Leiten des aus der Außeneinheit heranströmenden Kältemittels
zu den jeweiligen Inneneinheiten über die zweite Verbindungsleitung oder
die dritte Verbindungsleitung und zum Leiten des Kältemittels,
das in den jeweiligen Inneneinheiten einem Wärmetausch unterzogen wurde,
zu der Außeneinheit über die
erste Verbindungsleitung oder die dritte Verbindungsleitung; und
einen Ventilabschnitt zum Steuern eines Flusses des Kältemittels
in dem Führungsleitungsabschnitt
dergestalt, dass das Kältemittel
selektiv entsprechend dem Betriebszustand in die jeweilige Inneneinheit
eingeleitet wird.
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Der
Führungsleitungsabschnitt
umfasst: eine erste Dampfleitung, die mit der ersten Verbindungsleitung
verbunden ist, zum Leiten des Kältemittels
im Zustand geringen Drucks und in der Dampfphase; erste Dampfteilerleitungen,
die von der ersten Dampfleitung abzweigen und mit den jeweiligen
Inneneinheiten verbunden sind; eine zweite Dampfleitung, die mit
der zweiten Verbindungsleitung verbunden ist, zum Leiten des Kältemittels
im Zustand hohen Drucks und in der Dampfphase; zweite Dampfteilerleitungen,
die von der zweiten Dampfleitung abzweigen und mit den jeweiligen
Inneneinheiten verbunden sind; eine Umgehungsleitung, die die zweite Verbindungsleitung
mit der ersten Dampfleitung verbindet; eine Flüssigkeitsleitung, die mit der
dritten Verbindungsleitung verbunden ist, zum Leiten des Kältemittels
im Zustand hohen Drucks in der flüssigen Phase; und Flüssigkeitsteilerleitungen,
die von der Flüssigkeitsleitung
abzweigen und mit den jeweiligen Inneneinheiten verbunden sind.
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Der
Ventilabschnitt umfasst: ein zweites elektronisches Expansionsventil
zum Verhindern, dass das Kältemittel,
das in die Umgehungsleitung eingespeist wird, verflüssigt wird;
und ein Zweiwegventil, das in jeder der ersten Dampfteilerleitungen und
den zweiten Dampfteilerleitungen angeordnet ist und das entsprechend
dem Betriebszustand an- oder abgeschaltet
wird.
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Das
elektronische Expansionsventil, das in jeder der Inneneinheiten
angeordnet ist, ist in der Flüssigkeitsteilerleitung
angeordnet.
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Der
Verteiler umfasst vorzugsweise mehrere Verteiler, die für eine einfache
Installation jeder der Inneneinheiten vorgesehen sind. In diesem
Fall ist die erste Dampfleitung eines jeden der Verteiler mit der
ersten Verbindungsleitung der Außeneinheit verbunden, die zweite
Dampfleitung eines jeden der Verteiler ist mit der zweiten Verbindungsleitung
der Außeneinheit
verbunden, und die Flüssigkeitsleitung
eines jeden der Verteiler ist mit der dritten Verbindungsleitung
verbunden.
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In
dem Fall, dass alle Inneneinheiten im Kühlmodus arbeiten, oder in dem
Fall, dass die Mehrzahl der Inneneinheiten im Kühlmodus arbeitet, während der
Rest im Heizmodus arbeitet, wird das Vierwegventil so geschaltet,
dass es den Auslass des Kompressors mit dem Außenwärmetauscher verbindet und den
Einlass des Kompressors mit dem geschlossenen Einlass des Vierwegventils
verbindet.
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In
dem Fall, dass alle Inneneinheiten im Kühlmodus arbeiten, wird das
erste elektronische Expansionsventil geschlossen, und das zweite
elektronische Expansionsventil wird betätigt; die elektronischen Expansionsventile,
die mit allen Inneneinheiten verbunden sind, werden betätigt; die
Zweiwegventile, die in den ersten Dampfteilerleitungen angeordnet
sind, werden alle geschlossen; und die Zweiwegventile, die in der
zweiten Dampfteilerleitung angeordnet sind, werden alle geschlossen.
Des weiteren werden in dem Fall, dass die Mehrzahl der Inneneinheiten
im Kühlmodus
arbeitet, während
der Rest im Heizmodus arbeitet, das erste und das zweite elektronische
Expansionsventil geschlossen; in dem Fall, dass die Inneneinheiten
im Kühlmodus
arbeiten, werden die elektronischen Expansionsventile, die mit den
Innenwärmetauschern
verbunden sind, betätigt; die
Zweiwegventile, die in den ersten Dampfteilerleitungen angeordnet
sind, werden geöffnet;
und die Zweiwegventile, die in den zweiten Dampfteilerleitungen
angeordnet sind, werden geschlossen; und in dem Fall, dass die Inneneinheiten
im Heizmodus arbeiten, werden die elektronischen Expansionsventile, die
mit den Innenwärmetauschern
verbunden sind, geöffnet;
und die Zweiwegventile, die in den ersten Dampfteilerleitungen angeordnet
sind, werden geschlossen; und die Zweiwegventile, die in den zweiten
Dampfteilerleitungen angeordnet sind, werden geöffnet.
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In
dem Fall, dass alle Inneneinheiten im Heizmodus arbeiten, oder in
dem Fall, dass die Mehrzahl der Inneneinheiten im Heizmodus arbeitet,
während
der Rest im Kühlmodus
arbeitet, werden die Vierwegventile so geschaltet, dass sie den
Auslass des Kompressors mit dem geschlossenen Einlass des Vierwegventils
verbinden und den Einlass des Kompressors mit dem Außenwärmetauscher
verbinden.
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Hier
wird in dem Fall, dass alle Inneneinheiten im Heizmodus arbeiten,
das erste elektronische Expansionsventil betätigt; das zweite elektronische Expansionsventil
wird geschlossen; die elektronischen Expansionsventile, die mit
allen Inneneinheiten verbunden sind, werden geöffnet; die Zweiwegventile,
die in der ersten Dampfteilerleitung angeordnet sind, werden alle
geschlossen; und die Zweiwegventile, die in der zweiten Dampfteilerleitung
angeordnet sind, werden alle geöffnet.
Des Weiteren wird in dem Fall, dass die Mehrzahl der Inneneinheiten
im Heizmodus arbeitet, während
der Rest im Kühlmodus
arbeitet, das erste elektronische Expansionsventil betätigt, und
das zweite elektronische Expansionsventil wird geschlossen. In dem
Fall, dass die Inneneinheiten im Heizmodus arbeiten, werden die
elektronischen Expansionsventile, die mit den Innenwärmetauschern
verbunden sind, geöffnet;
die Zweiwegventile, die in den ersten Dampfteilerleitungen angeordnet
sind, werden geschlossen; und die Zweiwegventile, die in den zweiten
Dampfteilerleitungen angeordnet sind, werden geöffnet; und in dem Fall, dass
die Inneneinheiten im Kühlmodus
arbeiten, werden die elektronischen Expansionsventile, die mit den
Innenwärmetauschern
verbunden sind, betätigt; die
Zweiwegventile, die in den ersten Dampfteilerleitungen angeordnet
sind, werden geöffnet;
und die Zweiwegventile, die in den zweiten Dampfteilerleitungen
angeordnet sind, werden geschlossen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Betriebsverfahren für eine Mehrfach-Klimaanlage
bereitgestellt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: in dem
Fall, dass alle Inneneinheiten in einem Kühlmodus arbeiten, oder in dem Fall,
dass eine Mehrzahl der Inneneinheiten im Kühlmodus arbeitet, während der
Rest in einem Heizmodus arbeitet, Umschalten eines Vierwegventils
dergestalt, dass ein Kältemittel,
das aus einem Kompressor abgelassen wird, durch einen Außenwärmetauscher
strömt;
und Schließen
eines ersten elektronischen Expansionsventils, das in einer Vorrichtung zum
selektiven Ausdehnen angeordnet ist, um das Kältemittel, das in dem Außenwärmetauscher
kondensiert ist, zu einem Verteiler zu leiten, und in dem Fall,
dass alle Inneneinheiten im Heizmodus arbeiten, oder in dem Fall,
dass die Mehrzahl der Inneneinheiten im Heizmodus arbeitet, während der
Rest im Kühlmodus
arbeitet, Umschalten des Vierwegventils dergestalt, dass das Kältemittel,
das aus dem Kompressor abgelassen wird, in den Verteiler hineinströmt; und
Betätigen
des ersten elektronischen Expansionsventils, das in der Vorrichtung
zum selektiven Andehnen angeordnet ist, um das Kältemittel, das aus dem Verteiler
kommend in dem Außenwärmetauscher
eingeleitet wird, auszudehnen.
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Es
versteht sich, dass sowohl die obige allgemeine Beschreibung als
auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
beispielhaft und veranschaulichend sind und der weiterführenden
Erläuterung
der Erfindung in der beanspruchten Form dienen.
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Die
begleitenden Zeichnungen, die in den vorliegenden Text aufgenommen
sind, um das Verständnis
der Erfindung zu vertiefen, und die in dieser Anmeldung enthalten
sind und einen Bestandteil von ihr bilden, veranschaulichen eine
oder mehrere Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen ist Folgendes zu
sehen:
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1 ist
eine Aufbauansicht einer Mehrfach-Klimaanlage gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2A ist
eine Ansicht, die einen Betriebszustand von 1 veranschaulicht,
wenn alle Inneneinheiten in einem Kühlmodus arbeiten.
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2B ist
eine Ansicht, die einen Betriebszustand von 1 veranschaulicht,
wenn eine Mehrzahl von Inneneinheiten in einem Kühlmodus arbeitet, während der
Rest der Inneneinheiten in einem Heizmodus arbeitet.
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3A ist
eine Ansicht, die einen Betriebszustand von 1 veranschaulicht,
wenn alle Inneneinheiten in einem Heizmodus arbeiten.
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3B ist
eine Ansicht, die einen Betriebszustand von 1 veranschaulicht,
wenn eine Mehrzahl von Inneneinheiten in einem Heizmodus arbeitet,
während
der Rest der Inneneinheiten in einem Kühlmodus arbeitet.
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4A ist
eine schematische Ansicht, in der das Vierwegventil so geschaltet
ist, dass alle oder eine Mehrzahl der Inneneinheiten in einem Kühlmodus
arbeiten.
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4B ist
eine schematische Ansicht, in der das Vierwegventil so geschaltet
ist, dass alle oder eine Mehrzahl der Inneneinheiten in einem Heizmodus
arbeiten.
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5 ist
eine schematische Ansicht einer Mehrfach-Klimaanlage, die mit zwei Verteilern
ausgerüstet
ist.
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Es
wird nun näher
auf die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung eingegangen, von denen Beispiele in den
begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden
in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszahlen verwendet, um ähnliche
oder gleiche Teile zu bezeichnen.
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1 ist
eine Aufbauansicht veranschaulichender Strukturelemente einer Mehrfach-Klimaanlage
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Es
ist anzumerken, dass im vorliegenden Text aus Gründen einer vereinfachten Beschreibung eine
Bezugszahl 22 für 22a, 22b und 22c steht,
eine Bezugszahl 24 für 24a, 24b und 24c steht,
eine Bezugszahl 25 für 25a, 25b und 25c steht,
eine Bezugszahl 31 für 31a, 31b und 31c steht,
eine Bezugszahl 61 für 61a, 61b und 61c steht,
und eine Bezugszahl 62 für 62a, 62b und 62c steht.
Es versteht sich jedoch, dass die Zahlen der Bezugszahlen je nach
den Zahlen der Inneneinheiten (C) geändert werden kann.
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Die
Mehrfach-Klimaanlage enthält
eine Außeneinheit
(A), einen Verteiler (B) und mehrere Inneneinheiten (C1, C2 und
C3).
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Im
Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen
für die
Außeneinheit
(A), den Verteiler (B) und die mehreren Inneneinheiten (C) entsprechend
der angegebenen Reihenfolge beschrieben.
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Da
die Leitungen der Außeneinheit
(A) auf eine einfache Bauart ausgelegt sind, werden Leitungsverluste
verringert, und der Wirkungsgrad der Einheiten wird verbessert.
Dementsprechend sind unter den jeweiligen Leitungen der Außeneinheit
(A) die Leitungen 3a, 3b und 3c, die
mit dem Verteiler (B) verbunden sind, vorzugsweise dafür ausgelegt,
dass unabhängig
von einem Betriebszustand ein bestimmter Druck und eine bestimmte
Phase des Kältemittels durch
sie hindurchströmt.
Das soll Ungleichmäßigkeiten
der Strömung
zwischen einem Kältemittel
mit einem geringen Druck und einem hohen spezifischen Volumen und
einem Kältemittel
mit einem hohen Druck und einem geringen spezifischen Volumen verhindern
und den Durchmesser der Leitungen auf einer festen gleichbleibenden
Größe halten.
Des Weiteren wird der Leitungsaufbau des Verteilers (B) vereinfacht,
weil der Leitungsaufbau des Verteilers (B) nicht entsprechend dem
Betriebszustand verändert
zu werden braucht.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält die Außeneinheit (A) einen Kompressor 1,
einen Außenwärmetauscher 2,
drei Verbindungsleitungen 3a, 3b und 3c,
ein Vierwegventil 6 und eine Vorrichtung 7 zum
selektiven Ausdehnen.
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Das
Vierwegventil 6 dient dem Ändern der Strömungsrichtung
des Kältemittels,
das durch den Außenwärmetauscher 2 strömt. Die
drei Verbindungsleitungen 3a, 3b und 3c verbinden
die Außeneinheit
(A) und den Verteiler (B) miteinander.
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Die
erste Verbindungsleitung 3a zweigt hier von einer Leitung
ab, die eine Einlassseite des Kompressors 1 mit dem Vierwegventil
verbindet, und ist mit dem Verteiler (B) verbunden. Die zweite Verbindungsleitung 3b zweigt
von einer Leitung ab, die eine Auslassseite des Kompressors 1 mit
dem Vierwegventil 6 verbindet, und ist mit dem Verteiler
(B) verbunden. Die dritte Verbindungsleitung 3c verbindet den
Außenwärmetauscher 2 mit
dem Verteiler (B).
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Wenn
der Betriebszustand geändert
wird, so wird das Vierwegventil 6 so umgeschaltet, dass
die Strömungsrichtung
des Kältemittels
geändert
wird, das durch den Außenwärmetauscher 2 fließt. Wenn das
Vierwegventil 6 umgeschaltet wird, so wird die Strömungsrichtung
des Kältemittels
nicht in dem ersten und dem zweiten Verbindungsrohr 3a bzw. 3b geändert, sondern
im dritten Verbindungsrohr 3c.
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4A und 4B sind
schematische Ansichten, die den Vorgang zeigen, wenn das Vierwegventil 6 umgeschaltet
wird.
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Bleiben
wir bei den 4A und 4B. Das Vierwegventil
hat vier Auslässe,
nämlich 6a, 6b, 6c und 6d.
Ein Auslass in dem Vierwegventil steht mit einem Auslass in strömungsmäßiger Verbindung,
so dass insgesamt zwei Strömungsdurchlässe gebildet werden.
Im Inneren des Vierwegventils befindet sich ein Vorsteuerventil 16.
Das Vorsteuerventil 16 wird mittels elektrischer Kraft,
die durch ein Schaltsignal erzeugt wird, nach links oder rechts
bewegt, um die Verbindungszustände
der jeweiligen Auslässe 6a, 6b, 6c und 6d umzuschalten.
Das Vierwegventil 6 dient dem selektiven Ändern der
Strömungsrichtung eines
Kältemittels,
das durch Leitungen fließt,
die an das Vierwegventil 6 angeschlossen sind.
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Wie
in 1 gezeigt, ist der einzelne Auslass 6c des
Vierwegventils 6 geschlossen, und die übrigen Auslässe 6a, 6b und 6d sind
jeweils mit dem Auslass und Einlass des Kompressors 1 und
dem Außenwärmetauscher 2 verbunden.
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Die 2A bis 3B veranschaulichen
die Betriebszustände
einer Mehrfach-Klimaanlage entsprechend der Betriebsbedingung.
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Wenden
wir uns 2A zu. Das Vierwegventil 6 befindet
sich in einem Zustand, der den Auslass des Kompressors 1 mit
dem Außenwärmetauscher 2 verbindet
und den Einlass des Kompressors 1 mit dem geschlossenen
Einlass 6c verbindet. Wenden wir uns 3A zu.
Hier befindet sich das Vierwegventil 6 in einem Zustand,
der den Auslass des Kompressors 1 mit dem geschlossenen
Einlass 6c und den Einlass des Kompressors 1 mit
dem Außenwärmetauscher 2 verbindet.
Oder anders ausgedrückt:
Das Vierwegventil 6 wird zwischen zwei Verbindungszuständen der
Leitungen umgeschaltet.
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Die
Vorrichtung 7 zum selektiven Ausdehnen ist in der dritten
Verbindungsleitung 3c angeordnet, um das Kältemittel
entsprechend der Betriebsbedingung selektiv auszudehnen. Die Vorrichtung 7 zum selektiven
Ausdehnen enthält
ein Rückschlagventil 7a,
eine Parallelleitung 7b und ein erstes elektronisches Expansionsventil 7c.
Das Rückschlagventil 7a lässt Kältemittel
selektiv entsprechend der Strömungsrichtung
passieren. Oder anders ausgedrückt: Das
Rückschlagventil 7a lässt das
Kältemittel,
das aus dem Außenwärmetauscher 2 herausströmt, passieren
und sperrt das Kältemittel,
das in den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet
wird. Die Parallelleitung 7b zweigt von einem Vorderende
bzw. einem Hinterende des Rückschlagventils 7a ab
und ist parallel zu dem Rückschlagventil 7a angeordnet.
In der Parallelleitung 7b ist das erste elektronische Expansionsventil 7c angeordnet,
um das Kältemittel
selektiv je nach der Betriebsbedingung auszudehnen. Das in der vorliegenden
Erfindung verwendete elektronische Expansionsventil lässt sich
selektiv in die Zustände "Betrieb", "geschlossen" und "offen" steuern. Im Betriebszustand
dehnt das elektronische Expansionsventil das Kältemittel aus, das durch das
elektronische Expansionsventil hindurchströmt.
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Das
erste elektronische Expansionsventil 7c ist deshalb separat
in der Parallelleitung 7b angeordnet, um einen Druckverlust
in der dritten Verbindungsleitung 3c zu verhindern, durch
die ein großer Teil
des Kältemittels
fließt.
Oder anders ausgedrückt: Obgleich
das erste elektronische Expansionsventil 7c geöffnet ist,
ist – weil
der Durchmesser der Leitung zu klein ist, als dass ein großer Teil
des Kältemittels dort
hindurchfließen
könnte – die separate
Parallelleitung 7b vorhanden, um das erste elektronische
Expansionsventil 7c in ihr anzuordnen. Dementsprechend,
wenn der Druckverlust nicht so groß ist, wenn das elektronische
Expansionsventil, braucht nur ein einziges elektronisches Expansionsventil
in der dritten Verbindungsleitung 3c angeordnet zu werden, ohne
die separate Parallelleitung 7b einbauen zu müssen.
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Durch
Steuern des Vierwegventils 6 und der Vorrichtung 6 zum
selektiven Ausdehnen wird das Kältemittel,
das durch die jeweiligen Verbindungsleitungen 3a, 3b und 3c strömt, unabhängig von
der Betriebsbedingung auf einem konstanten Druck und in einem gleichbleibenden
Zustand gehalten. Oder anders ausgedrückt: Das Kältemittel, das durch die erste
Verbindungsleitung 3a strömt, wird in einem Zustand eines
geringen Drucks und in einer Dampfphase gehalten; das Kältemittel,
das durch die zweite Verbindungsleitung 3b strömt, wird
in einem Zustand eines hohen Drucks und in einer Dampfphase gehalten;
und das Kältemittel,
das durch die dritte Verbindungsleitung 3c strömt, wird
in einem Zustand eines hohen Drucks und in einer flüssigen Phase
gehalten.
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Die
erfindungsgemäße Mehrfach-Klimaanlage
ist dafür
konfiguriert, die mehreren Inneneinheiten (C) zu kühlen oder
zu beheizen. Zu diesem Zweck wird der Kältemittel-Auslassstrom aus dem Kompressor 1 verstärkt. Dementsprechend
werden, wenn es schwierig ist, einen brauchbaren Verdichtungsbetrieb mittels
eines einzigen Kompressors zu bewerkstelligen, mehrere Kompressoren
vorzugsweise parallel miteinander verbunden, um das Kältemittel,
das aus den jeweiligen Kompressoren ausströmt, zu sammeln und auszulassen,
wodurch ein effektiver Verdichtungsbetrieb ermöglicht wird. Es ist außerdem wünschenswert,
dass um den Einlass des Kompressors 1 herum ein Akkumulator 9 zum
Puffern des absorbierten Kältemittels
und zum Trennen des absorbierten Kältemittels in Dampf und Flüssigkeit
angeordnet wird.
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Als
nächstes
wird ein Aufbau des Verteilers (B) näher beschrieben.
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Der
Verteiler (B) leitet das von der Außeneinheit (A) heranströmende Kältemittel
zu den jeweiligen Inneneinheiten (C). Weil der Druck und die Phase
des Kältemittels,
das durch die jeweiligen Verbindungsleitungen 3a, 3b und 3c,
die die Außeneinheit (A)
und den Verteiler (B) miteinander verbinden, strömt, immer auf dem gleichen
Niveau gehalten werden, ist es wünschenswert,
dass die Rohre des Verteilers (B) ebenfalls so ausgelegt sind, dass
Kältemittel,
das den gleichen Druck und die gleiche Phase hat wie das in den
Verbindungsleitungen 3a, 3b und 3c, hindurchströmt.
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Wie
in 1 gezeigt, besteht der Verteiler (B) aus dem Führungsleitungsabschnitt 20 und
dem Ventilabschnitt 30. Der Führungsleitungsabschnitt 20 leitet
das von der Außeneinheit
(A) heranströmende Kältemittel
zu den jeweiligen Inneneinheiten (C) und leitet umgekehrt das Kältemittel,
das in den Inneneinheiten (C) einem Wärmetausch unterzogen wurde, zu
der Außeneinheit
(A). Der Ventilabschnitt 30 steuert einen Fluss des Kältemittels
in dem Führungsleitungsabschnitt 20 so,
dass das Kältemittel
je nach der Betriebsbedingung selektiv in die mehreren Inneneinheiten
(C) strömt.
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Der
Führungsleitungsabschnitt 20 enthält hier
eine erste Dampfleitung 26, erste Dampfteilerleitungen 25,
eine zweite Dampfleitung 23, zweite Dampfteilerleitungen 24,
eine Umgehungsleitung 27a und Flüssigkeitsteilerleitungen 22.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die erste Dampfleitung 26 mit
der ersten Verbindungsleitung 3a verbunden, um das Kältemittel
im Zustand eines geringen Drucks und in der Dampfphase zu leiten.
Die ersten Dampfteilerleitungen 25 zweigen von der ersten Dampfleitung 26 ab
und münden
in die jeweiligen Inneneinheiten (C). Die zweite Dampfleitung 23 ist
mit der zweiten Verbindungsleitung 3b verbunden, um das
Kältemittel
im Zustand eines hohen Drucks und in der Dampfphase zu leiten. Die
zweiten Dampfteilerleitungen 24 zweigen von der zweiten
Dampfleitung 23 ab und münden in die jeweiligen Inneneinheiten
(C). Die Umgehungsleitung 27a verbindet die zweite Verbindungsleitung 3b mit
der ersten Dampfleitung 26. Die Flüssigkeitsleitung 21 ist
mit der dritten Verbindungsleitung 3c verbunden, um das
Kältemittel
im Zustand eines hohen Drucks und in der Flüssigphase zu leiten. Und die
Flüssigkeitsteilerleitungen 22 zweigen
von der Flüssigkeitsleitung 21 ab und
münden
in die jeweiligen Inneneinheiten (C).
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Der
Ventilabschnitt 30 ist so konfiguriert, dass er ein zweites
elektronisches Expansionsventil 27b und Zweiwegventile 31 und 32 enthält.
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Wie
in 1 gezeigt, ist das zweite elektronische Expansionsventil 27b in
der Umgehungsleitung 27a angeordnet und dient dazu, das
Kältemittel, das
in der zweiten Verbindungsleitung 3b verbleibt, unter Steuerung
des Öffnungsgrades
der Umgehungsleitung 27a zu einem Kältemittel im Zustand eines
hohen Drucks und in der Dampfphase auszudehnen. Bei einer Betriebsbedingung
des Kühlens
aller Inneneinheiten (C) verhindert das zweite elektronische Expansionsventil 27b,
dass das in der zweiten Verbindungsleitung 3b verbleibende
Kältemittel
im Zustand eines hohen Drucks und in der Dampfphase verflüssigt wird.
Wenn das verflüssigte
Kältemittel
sofort in den Kompressor 1 hinein absorbiert wird, so kann
der Kompressor beschädigt
werden. Zu diesem Zweck wird, um den reibungslosen Betrieb des Kompressors 1 zu
garantieren, das zweite elektronische Expansionsventil 27b eingebaut.
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Die
zweiten Zweiwegventile 31 und 32 sind in der ersten
Dampfteilerleitung 25 bzw. den zweiten Dampfteilerleitungen 24 angeordnet
und werden je nach der Betriebsbedingung in die Ein- und Aus-Stellung
gesteuert.
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Es
ist wünschenswert,
dass der Verteiler (B) mehrere Verteiler für eine einfache Installation
der Inneneinheiten enthält.
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Wie
in 5 gezeigt, ist, wenn der Verteiler (B) aus zwei
Verteilern (B1 und B2) besteht, die erste Verbindungsleitung 3a verzweigt
und mit der ersten Dampfleitung 26 des zweiten Verteilers
(B2) verbunden; die zweite Verbindungsleitung 3b ist verzeigt und
mit der zweiten Dampfleitung 25 des zweiten Verteilers
(B2) verbunden; und die dritte Verbindungsleitung 3c ist
verzeigt und mit der Flüssigkeitsleitung 21 des
zweiten Verteilers (B2) verbunden.
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Die
jeweiligen Verbindungsleitungen 3a, 3b und 3c,
durch die Kältemittel
mit konstantem Druck und gleichbleibender Phase strömt, sind
mit den Leitungen 21, 23 bzw. 26 des
ersten und des zweiten Verteilers (B1 und B2) verbunden, durch die
Kältemittel
mit dem gleichen Druck und der gleichen Phase strömt. Dementsprechend
ist ein separates Drucksteuermittel zwischen der Außeneinheit
(A) und den mehreren Verteilern (B1, B2) nicht erforderlich, so dass
der Preis pro Produkt verringert werden kann.
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Jede
der Inneneinheiten (C), die mit dem Verteiler (B) verbunden sind,
weist die folgenden Elemente auf. Wie in 1 gezeigt,
ist jede Inneneinheit (C) so konfiguriert, dass sie einen Innenwärmetauscher 62,
ein elektronisches Expansionsventil 61 und ein (nicht gezeigtes)
Innenraumgebläse
enthält.
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Der
Innenwärmetauscher 62 ist
zwischen der ersten Dampfteilerleitung 25 und der Flüssigkeitsteilerleitung 22 angeordnet.
Das in der Inneneinheit angeordnete elektronische Expansionsventil 61 ist
in der Flüssigkeitsteilerleitung
angeordnet und wird so gesteuert, dass es je nach der Betriebsbedingung
geöffnet
oder geschlossen wird. Das Innenraumgebläse dient dem Ablüften des
Innenwärmetauschers 62.
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In
der Außeneinheit
(A), dem Verteiler (B) und den Inneneinheiten (C), die wie oben
beschrieben aufgebaut sind, strömt
das Kältemittel
in Abstimmung auf die Betriebsbedingung der Klimaanlage durch entsprechendes
Steuern des Vierwegventils 6, der Vorrichtung 7 zum
selektiven Ausdehnen, des Ventilabschnitts 30 und des elektronischen
Expansionsventils 61, die in dem Innenwärmetauscher 62 angeordnet
sind.
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Zuerst
schaltet die erfindungsgemäße Mehrfach-Klimaanlage
das Vierwegventil um, um die Strömungsrichtung
des Kältemittels
entsprechend der Betriebsbedingung zu steuern.
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Oder
anders ausgedrückt:
In dem Fall, dass alle Inneneinheiten (C1, C2 und C3) im Kühlmodus arbeiten
oder die Mehrzahl der Inneneinheiten (C1, C2 und C3) im Kühlmodus
arbeitet, während
der Rest der Inneneinheiten (C1, C2 und C3) im Heizmodus arbeitet,
wird das Vierwegventil 6 so geschaltet, dass es den Auslass
des Kompressors 1 mit dem Außenwärmetauscher 2 verbindet
und den Einlass des Kompressors 1 mit dem geschlossenen
Einlass 6c verbindet.
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In
dem anderen Fall, dass alle Inneneinheiten (C1, C2 und C3) im Heizmodus
arbeiten oder die Mehrzahl der Inneneinheiten (C1, C2 und C3) im Heizmodus
arbeitet, während
der Rest der Inneneinheiten (C1, C2 und C3) im Kühlmodus arbeitet, wird das
Vierwegventil 6 so geschaltet, dass es den Auslass des
Kompressors 1 mit dem geschlossenen Einlass 6c verbindet
und den Einlass des Kompressors 1 mit dem Außenwärmetauscher 2 verbindet.
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Im
Weiteren erfolgt eine Beschreibung eines Aufbaus und des Betriebes
dieses Aufbaus in Abhängigkeit
von einem Betriebszustand eines ganzen Systems einer Mehrfach-Klimaanlage gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf die 2A bis 3B.
Dabei wird im Interesse einer einfacheren Beschreibung angenommen,
dass die Inneneinheit (C) aus drei Inneneinheiten (C1, C2 und C3)
besteht.
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Als
erstes wird ein Fall beschrieben, wobei alle Inneneinheiten (C)
in einem Kühlmodus
arbeiten.
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Wie
in 2A gezeigt, wird der größte Teil eines Kältemittels
im Zustand hohen Drucks und in der Dampfphase, das den Kompressor 1 verlässt, durch
einen Umschaltvorgang des Vierwegventils 6 in den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet,
um dort zu kondensieren. Das kondensierte Kältemittel strömt durch
das Rückschlagventil 7a der
Vorrichtung 7 zum selektiven Ausdehnen und wird in eine
Dampfleitung 21 des Verteilers (B) über die dritte Verbindungsleitung 3c eingeleitet.
Dabei ist das erste elektronische Expansionsventil 7c,
das in der Vorrichtung 7 zum selektiven Ausdehnen angeordnet
ist, geschlossen. Dann, nachdem das eingeleitete Kältemittel
in jede der Flüssigkeitsteilerleitungen 22 abgezweigt
wurde, strömt
das abgezweigte Kältemittel
durch das elektronische Innen-Expansionsventil 61,
um ausgedehnt zu werden, und strömt
außerdem
durch jeden der Innenwärmetauscher 62,
um verdampft zu werden, wodurch die jeweiligen Räume gekühlt werden. Da das Zweiwegventil 31 der
zweiten Dampfteilerleitung 24 geschlossen ist, strömt das verdampfte
Kältemittel durch
jede erste Dampfteilerleitung 25 und wird in die erste
Dampfleitung 26 eingeleitet.
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Der
Rest des Kältemittels,
das den Kompressor 1 verlässt, strömt hingegen entlang der zweiten Verbindungsleitung 3b,
die von einer Leitung zum Verbinden des Auslasses des Kompressors 1 und des
Vierwegventils 6 abzweigt. Die zweite Verbindungsleitung 3b ist
mit der zweiten Dampfleitung 23 und der zweiten Dampfteilerleitung 25 verbunden. Weil
aber das Zweiwegventil 32, das sich in der zweiten Dampfteilerleitung 25 befindet,
geschlossen ist, wird das Kältemittel
in die Umgehungsleitung 27a eingeleitet. Die Umgehungsleitung 27a ist
mit dem zweiten elektronischen Expansionsventil 27b versehen,
um ein Verflüssigen
des Kältemittels
zu verhindern. Das Kältemittel
im Zustand geringen Drucks und in der Dampfphase wird aufgrund einer
Betätigung
des zweiten elektronischen Expansionsventils 27b ausgedehnt
und wird in die erste Dampfleitung 26 eingeleitet. Das
heißt,
das Kältemittel,
das durch die Umgehungsleitung 27a strömt, wird mit dem Kältemittel
vermischt, das durch den Innenwärmetauscher 62 in
der ersten Dampfleitung 26 strömt, und strömt durch die erste Verbindungsleitung 3a zu
der Außeneinheit
(A). Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil des Kältemittels in das Vierwegventil 6a eingeleitet, das
einen geschlossenen Auslass hat, aber es strömt nicht mehr.
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Als
zweites erfolgt eine Beschreibung für einen Fall, in dem eine Mehrzahl
(C1, C2) der Inneneinheiten (C) im Kühlmodus arbeitet und der Rest
der Inneneinheiten (C1, C2 und C3) in einem Heizmodus arbeitet.
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Wie
in 2B gezeigt, wird ein Teil eines Kältemittels
im Zustand hohen Drucks und in der Dampfphase, das den Kompressor 1 verlässt, in
die zweite Dampfleitung 23 des Verteilers (B) über die zweite
Verbindungsleitung 4 eingeleitet. Der Rest dieses Kältemittels
hingegen wird mittels eines Umschaltvorgangs des Vierwegventils 6 in
den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet
und kondensiert. Das kondensierte Kältemittel strömt durch
das Rückschlagventil 7a und
wird in die Flüssigkeitsleitung 21 des
Verteilers (B) über
die dritte Verbindungsleitung 3c eingeleitet. Dabei befindet
sich das erste elektronische Expansionsventil 7c, das in
der Vorrichtung 7 zum selektiven Ausdehnen angeordnet ist,
in einem geschlossenen Zustand.
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Dann,
nachdem das eingeleitete Kältemittel in
die erste und die zweite Flüssigkeitsteilerleitung 22a bzw. 22b abgezweigt
wurde, die mit den Inneneinheiten (C1, C2) verbunden sind, die im
Kühlmodus arbeiten
müssen,
strömt
das abgezweigte Kältemittel durch
die elektronischen Innen-Expansionsventile 61a und 61b,
um ausgedehnt zu werden, und strömt durch
jeden Innenwärmetauscher 62a und 62b,
um verdampft zu werden, wodurch die Räume gekühlt werden.
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Nachdem
nun das Kältemittel,
das in die zweite Dampfleitung 23 eingeleitet wurde, in
die zweite Dampfteilerleitung 24c eingeleitet worden ist, die
mit der Inneneinheit (C3) verbunden ist, die im Heizmodus arbeiten
muss, strömt
das eingeleitete Kältemittel
durch den Innenwärmetauscher 62c,
um kondensiert zu werden, so dass die Räume im Heizmodus arbeiten.
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Als
nächstes
strömt
das kondensierte Kältemittel
durch das geöffnete
elektronische Expansionsventil 61c und eine Flüssigkeitsleitung 22c,
um in die Flüssigkeitsleitung 21 eingeleitet
zu werden. Infolge dessen wird das im Kompressor 1 abgetrennte
Kältemittel
in der Flüssigkeitsleitung 21 kombiniert
und wird in jede der Flüssigkeitsleitungen 22a und 22b abgezweigt,
die mit der Inneneinheit (C) verbunden sind, die im Kühlmodus
arbeiten muss, um in jedem der Außenwärmetauscher 62a und 62b verdampft
zu werden, so dass die Inneneinheit (C) im Kühlmodus arbeitet.
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Weil
das verdampfte Kältemittel
durch die Zweiwegventile 31a und 31b der zweiten
Dampfteilerleitung 24 gesperrt wird, strömt es als
nächstes durch
die ersten Dampfteilerleitungen 25a und 25b, um
in die erste Dampfleitung 26 eingeleitet zu werden, und
strömt
durch die erste Verteilerleitung 3a, um in dem Kompressor 1 absorbiert
zu werden.
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Als
drittes folgt eine Beschreibung für den Fall, in dem alle Inneneinheiten
(C) im Heizmodus arbeiten.
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Wie
in 3A gezeigt, strömt das Kältemittel im Zustand hohen
Drucks und in der Dampfphase, das den Kompressor 1 verlässt, durch
den Umschaltvorgang des Vierwegventils 6 durch die zweite
Verbindungsleitung 3b, nicht über den Außenwärmetauscher 2, um
im Zustand hohen Drucks und in der Dampfphase in die zweite Dampfleitung 23 des
Verteilers (B) eingeleitet zu werden. Nachdem das eingeleitete Kältemittel
in die zweite Dampfteilerleitung 24 abgezweigt wurde, strömt es durch
jeden Innenwärmetauscher 62,
um kondensiert zu werden, so dass die Räume im Heizmodus arbeiten.
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Danach
strömt
das kondensierte Kältemittel durch
das geöffnete
elektronische Expansionsventil 61 und wird durch jede der
Flüssigkeitsteilerleitungen 22 hindurch
in die Flüssigkeitsleitung 21 hinein
gesammelt. Als nächstes
strömt
das gesammelte Kältemittel
durch die dritte Verbindungsleitung 3, und dann strömt das Kältemittel
infolge des Schließens
des Rückschlagventils 7a durch
das erste elektronische Expansionsventil 7c, um ausgedehnt
zu werden, und strömt
durch den Außenwärmetauscher 22,
um verdampft zu werden. Dabei wird das erste elektronische Expansionsventil 7c,
das in der Vorrichtung 7 zum selektiven Ausdehnen angeordnet
ist, betätigt. Das verdampfte
Kältemittel
wird durch den Umschaltvorgang des Vierwegventils 6 in
dem Kompressor 1 absorbiert.
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Als
viertes folgt eine Beschreibung für einen Fall, in dem die Mehrzahl
(C1, C2) der Inneneinheiten (C) im Heizmodus arbeitet, während der
Rest (C3) der Inneneinheiten (C) im Kühlmodus arbeitet.
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Wie
in 3B gezeigt, strömt das Kältemittel im Zustand hohen
Drucks und in der Dampfphase, das den Kompressor 1 verlässt, durch
den Umschaltvorgang des Vierwegventils 6 durch die zweite
Verbindungsleitung 3b, um in die zweite Dampfleitung 23 des
Verteilers (B) eingeleitet zu werden.
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Das
eingeleitete Kältemittel
wird in jede der zweiten Dampfteilerleitungen 24a und 24b abgezweigt,
die mit den Inneneinheiten 62a und 62b verbunden
sind, die im Heizmodus arbeiten müssen, und strömt durch
jeden der Innenwärmetauscher 62a und 62b,
um kondensiert zu werden, so dass die Räume im Heizmodus arbeiten.
Das kondensierte Kältemittel
strömt
durch die geöffneten
elektronischen Expansionsventile 61a und 61b und
strömt durch
die Flüssigkeitsteilerleitungen 22a und 22b, um
in die Flüssigkeitsleitung 21 hineingeleitet
zu werden.
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Zu
diesem Zeitpunkt strömt
das meiste des kondensierten Kältemittels
durch die Flüssigkeitsleitung 21 und
wird in die dritte Verteilerleitung 3c eingeleitet, und
infolge des Schließens
des Rückschlagventils 7a strömt das eingeleitete
Kältemittel
durch das erste elektronische Expansionsventil 7c, um ausgedehnt
zu werden. Dabei wird das erste elektronische Expansionsventil 7c,
das in der Vorrichtung 7 zum selektiven Ausdehnen angeordnet
ist, betätigt. Danach
strömt
das expandierte Kältemittel
durch den Außenwärmetauscher 2 und
wird durch den Umschaltvorgang des Vierwegventils 6 in
den Kompressor 1 eingeleitet.
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Der
Rest des kondensierten Kältemittels
hingegen wird in die Flüssigkeitsteilerleitung 22c eingeleitet,
die mit den Inneneinheiten (C1, C2) verbunden ist, die im Heizmodus
arbeiten müssen,
und strömt durch
das elektronische Expansionsventil 61c, um ausgedehnt zu
werden. Danach strömt
das ausgedehnte Kältemittel
durch die Innenwärmetauscher 62c,
um verdampft zu werden, so dass die Räume im Kühlmodus arbeiten. Als nächstes strömt das verdampfte
Kältemittel
aufgrund des Schließens
des Zweiwegventils 31c der zweiten Dampfteilerleitung 24c durch
die erste Dampfteilerleitung 24c und wird in die erste
Dampfleitung 26 eingeleitet. Das eingeleitete Kältemittel
wird über
die erste Verbindungsleitung 3a in dem Kompressor 1 absorbiert.
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Wie
oben beschrieben, kann sich die Mehrfach-Klimaanlage gemäß der vorliegenden
Erfindung optimal an die Umgebungsverhältnisse jeweiliger Räume anpassen.
Das heißt,
die Mehrzahl der Inneneinheiten kann im Kühlmodus betrieben werden, während der
Rest im Heizmodus arbeiten kann, und es können ebenso alle Inneneinheiten
im Kühlmodus oder
im Heizmodus betrieben werden.
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Weil
die Anzahl der Verbindungsleitungen, aus denen der Leitungsaufbau
der Außeneinheit
besteht, auf drei vereinfacht ist und Kältemittel unabhängig von
einer Betriebsbedingung mit konstantem Druck und gleichbleibender
Phase durch jede Verbindungsleitung strömt, kann darüber hinaus
eine einfache Gestaltung des Leitungsdurchmessers erreicht werden.
Des Weiteren können
auch die Leitungen des Verteilers, die jeweils mit den Verbindungsleitungen
verbunden sind, so spezifiziert werden, dass durch sie Kältemittel
mit dem gleichen Druck und der gleichen Phase hindurchströmt wie das,
das durch jede Verbindungsleitung strömt, so dass verhindert werden
kann, dass der Leitungsdurchmesser des Verteilers zu groß gestaltet
wird und dass ein Kältemittelstrom
unregelmäßig eingeleitet
wird.
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Wie
oben angesprochen, bietet die Mehrfach-Klimaanlage der vorliegenden
Erfindung folgende Vorteile.
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Erstens
kann eine optimale Anpassung an die Umgebungsverhältnisse
der jeweiligen Räume erreicht
werden. Das heißt,
es können
alle Räume gekühlt werden,
oder es kann ein Teil der Räume gleichzeitig
gekühlt
werden. Des Weiteren können alle
Räume beheizt
werden, oder es kann ein Teil der Räume gleichzeitig gekühlt werden.
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Zweitens
kann, weil die Anzahl der Verbindungsleitungen zum Verbinden der
Außeneinheit
mit dem Verteiler auf drei vereinfach ist, die Konstruktion des
Verteilers vereinfacht werden, und der Herstellungsprozess kann
vereinfacht werden.
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Drittens
kann, weil Kältemittel
unabhängig von
der Betriebsbedingung mit konstantem Druck und gleichbleibender
Phase durch jede Verbindungsleitung strömt, die einfache Gestaltung
des Leitungsdurchmessers erreicht werden, und eine unregelmäßige Durchflussmenge
des Kältemittels
kann verhindert werden. Dementsprechend können die Leitungen des Verteilers
auch so spezifiziert werden, dass durch sie Kältemittel mit dem gleichen
Druck und der gleichen Phase hindurchströmt wie jenes, das durch die
Verbindungsleitung strömt.
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Viertens
kann, dank der Umgehungsleitung mit dem zweiten elektronischen Expansionsventil,
in dem Fall, dass alle Räume
im Kühlmodus
betrieben werden, verhindert werden, dass das Kältemittel im Zustand eines
hohen Drucks und in der Gasphase, das in der zweiten Verbindungsleitung
verbleibt, verflüssigt
wird, so dass verhindert wird, dass das in der Dampfphase befindliche
Kältemittel,
das in die erste Dampfleitung eingeleitet wird, unzureichend ist.
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Fünftens können mehrere
Verteiler bereitgestellt werden, und es ist eine einfachere Installation jeder
Inneneinheit möglich.
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Sechstens
können
die mehreren Verteiler so bereitgestellt werden, dass selbst dann,
wenn der Verteiler mit der Außeneinheit
verbunden ist, eine Vereinfachung des Aufbaus und ein niedriger
Produktpreis erreicht werden können,
weil keine zusätzliche
Drucksteuereinheit erforderlich ist.
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Siebentens
wird kein Vierwegventil, sondern ein preisgünstiges zweiwegventil zum Steuern
des Verteilers verwendet, so dass die Produktkosten gesenkt werden
können.
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Dem
Fachmann ist klar, dass verschiedene Modifikationen und Variationen
bei der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Es
ist daher beabsichtigt, dass die Modifikationen und Variationen
bei dieser Erfindung in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen,
sofern sie in den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche und ihrer Äquivalente
fallen.
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Alles
in allem stellt die Erfindung eine Mehrfach-Klimaanlage bereit, in der Heiz- und
Kühlbetrieb gleichzeitig
ausgeführt
werden, in der die Anzahl der Verbindungsleitungen, die die Außeneinheit
und den Verteiler miteinander verbinden, auf drei vereinfacht ist,
um unabhängig
von der Betriebsbedingung ein Kältemittel
mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Phase durch jede
Verbindungsleitung fließen
zu lassen. Die Klimaanlage enthält:
eine Außeneinheit,
die an einem Standort im Freien installiert ist und in der ein Kompressor
und ein Außenwärmetauscher
angeordnet sind; mehrere Inneneinheiten, die jeweils in Innenräumen installiert
sind, wobei in jeder der Inneneinheiten ein elektronisches Expansionsventil
und einen Innenwärmetauscher
angeordnet sind; einen Verteiler, der zwischen der Außeneinheit
und den mehreren Inneneinheiten angeordnet ist, zum selektiven Leiten
eines Kältemittels,
das von der Außeneinheit
den mehreren Inneneinheiten entsprechend einem Betriebszustand zugeführt wird;
ein Vierwegventil, das auf einer Auslassseite des Kompressors angeordnet
ist, zum selektiven Umschalten einer Strömungsrichtung des Kältemittels,
das durch den Außenwärmetauscher
fließt;
eine erste Verbindungsleitung, die von einer Leitung abzweigt, die eine
Einlassseite des Kompressors mit dem Vierwegventil verbindet, zum
Verbinden des Verteilers zum Leiten des Kältemittels; eine zweite Verbindungsleitung
zum Verbinden des Außenwärmetauschers
mit dem Verteiler zum Leiten des Kältemittels; und eine Vorrichtung
zum selektiven Ausdehnen, die an der dritten Verbindungsleitung
angeordnet ist und eine elektronische Ausdehnungs-Erwärmungseinheit
zum selektiven Ausdehnen des Kältemittels
enthält.