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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine multifunktionelle Klimaanlage
bzw. eine Klimaanlage des Mehrfachtyps.
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Hintergrund
der verwandten Technik
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Bei
einer Klimaanlage handelt es sich generell um eine Vorrichtung zum
Kühlen
oder Beheizen eines Raumes, wie beispielsweise eines Wohnraumes,
eines Restaurants oder eines Büros.
Seit einiger Zeit wird unablässig
an der Entwicklung von Klimaanlagen des Mehrfachtyps gearbeitet
(siehe zum Beispiel EP-0421459-A), um einen Raum, der in mehrere
Räume unterteilt
ist, effektiver zu kühlen oder
zu beheizen.
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Die
Klimaanlage des Mehrfachtyps ist mit einer Außeneinheit und mehreren Inneneinheiten
versehen, die jeweils in einem Raum installiert sind und mit der
einen Außeneinheit
verbunden sind. Die Klimaanlage des Mehrfachtyps arbeitet entweder
im Kühl-
oder im Heizmodus, um einen Raum zu kühlen oder zu beheizen.
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Jedoch
kann die Klimaanlage des Mehrfachtyps bei mehreren Räumen in
einem Fall, wo einige Räume
beheizt werden müssen,
während
andere Räume
gekühlt
werden müssen,
diese Anforderung nicht richtig erfüllen, da die Klimaanlage des
Mehrfachtyps gleichmäßig im Kühlmodus
oder im Heizmodus arbeitet.
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Beispielsweise
gibt es in einem Gebäude Räume mit
einem Temperaturunterschied in Abhängigkeit von der Lage der Räume oder
von der Tageszeit. Das heißt,
während
in einem nordseitigen Teil gelegene Räume des Gebäudes beheizt werden müssen, müssen Räume in einem
südseitigen
Teil des Gebäudes
gekühlt
werden, was zu einer Situation führt,
an der zum Stand der Technik gehörende Klimaanlagen
des Mehrfachtyps, die nur in einem einzigen Modus arbeiten, scheitern
müssen.
Wenn des Weiteren ein Gebäude
mit einem Computerraum versehen ist, der nicht nur im Sommer gekühlt werden
muss, sondern auch im Winter, um das Problem der Wärmeentwicklung
im Zusammenhang mit der Computerausrüstung zu lösen, versagt eine Klimaanlage
des Mehrfachtyps nach dem Stand der Technik ebenfalls.
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Schlussendlich
machen die oben beschriebenen Anforderungen eine Klimaanlage des
Mehrfachtyps erforderlich, die in der Lage ist, die Räume gleichzeitig
und individuell zu klimatisieren. Das heißt, es muss eine Klimaanlage
des Mehrfachtyps entwickelt werden, die gleichzeitig kühlen und
heizen kann, so dass die Inneneinheit in einem Raum, der beheizt
werden muss, im Heizmodus betrieben wird, während gleichzeitig die Inneneinheit
in einem Raum, der gekühlt
werden muss, im Kühlmodus
betrieben wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
betrifft die vorliegende Erfindung eine Klimaanlage des Mehrfachtyps,
mit der eines oder mehrere der Probleme, die sich aus den Beschränkungen
und Nachteilen des Standes der Technik ergeben, im Wesentlichen
beseitigt werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Klimaanlage des Mehrfachtyps, die gleichzeitig heizen und kühlen kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Klimaanlage des Mehrfachtyps mit mehreren Verteilern, wobei
sich die Inneneinheiten auf einfache Weise installieren lassen,
die Leitungen, welche die Verteiler mit den Inneneinheiten verbinden,
kürzer
gestaltet werden können
und die Leitungsverbindung zwischen den Verteilern und den Inneneinheiten
vereinfacht wird, so dass die Inneneinheiten eine einfache Leitungsverlegung
aufweisen und ein verbessertes äußeres Erscheinungsbild
geboten wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Klimaanlage des Mehrfachtyps, wobei die Verteiler so ausgelegt
sind, dass Kältemittel
von einem zum anderen strömen kann,
um den Wirkungsgrad der Klimatisierung zu verbessern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind 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 zum vorliegenden Text
sowie in den Zeichnungen herausgestellt ist.
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Zum
Erreichen dieser Aufgaben und sonstigen Vorteile, und gemäß dem Zweck
der vorliegenden Erfindung, wie sie im vorliegenden Text verkörpert und
allgemein beschrieben ist, enthält
die Klimaanlage des Mehrfachtyps Folgendes: eine Außeneinheit,
die an einer Außenseite
eines Raumes installiert ist und Folgendes enthält: einen Kompressor und einen
Außenwärmetauscher,
wobei Außenleitungen
an den Kompressor und den Außenwärmetauscher
angeschlossen sind, um Durchflusswege zu bilden, sowie mehrere Außenventile,
die in den Außenleitungen
montiert sind und dem Steuern des Durchflusses von Kältemittel
dienen, mehrere Inneneinheiten, die jeweils in Räumen installiert sind, wobei
jede einen Innenwärmetauscher
und ein elektronisches Expansionsventil enthält, und mehrere Verteiler,
von denen jeder Folgendes enthält:
einen Gas-Flüssigkeit-Scheider
zum Trennen von Kältemittel,
das von der Außeneinheit
heranströmt,
in ein Gaskältemittel und
ein Flüssigkältemittel,
sowie Verteilerleitungen zum Leiten des Gas- oder Flüssigkältemittels,
das in dem Gas-Flüssigkeit-Scheider getrennt
wurde, zu den Inneneinheiten und zum Leiten des Kältemittels, das
durch die Inneneinheit geströmt
ist, zurück
zur Außeneinheit.
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Die
Außenleitungen
enthalten Folgendes: eine Leitung, die einen Auslass des Kompressors und
einen Einlass des Gas-Flüssigkeit-Scheiders miteinander
verbindet, so dass ein Durchgang für einen Kältemittelfluss von dem Kompressor
zu dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
entsteht, und eine Leitung, die eine Verteilerleitung und den Einlass
des Kompressors miteinander verbindet, so dass ein Durchgang für einen
Kältemittelfluss
von dem Verteiler zu dem Kompressor entsteht.
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Die
Außenventile
enthalten Folgendes: ein erstes Vierwegventil, das auf einer Auslassseite
des Kompressors montiert ist, um die Außenleitungen je nach den Betriebsbedingungen
selektiv strömungsmäßig miteinander
zu verbinden, um einen Durchflussweg des Kältemittels zu dem bzw. von
dem Kompressor herzustellen, und ein zweites Vierwegventil, das
auf einer Gas-Flüssigkeit-Scheider-Seite montiert
ist und entsprechend dem ersten Vierwegventil arbeitet, um die Außenleitungen
je nach den Betriebsbedingungen selektiv strömungsmäßig miteinander zu verbinden,
um einen Durchflussweg des Kältemittels
zu dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
oder von der Verteilerleitung herzustellen.
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Die
Außenleitung,
die zwischen dem zweiten Vierwegventil und dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
angeschlossen ist, ist ein Hochdruckabschnitt, durch den ausschließlich unter
Hochdruck stehendes Kältemittel
strömt,
und die Außenleitung,
die zwischen der Verteilerleitung und dem zweiten Vierwegventil angeschlossen
ist, ist ein Niederdruckabschnitt, durch den ausschließlich unter
Niederdruck stehendes Kältemittel
strömt.
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Der
Hochdruckabschnitt enthält
Hochdruckabzweigleitungen, die zu den Gas-Flüssigkeit-Scheidern abzweigen,
und der Niederdruckabschnitt enthält Niederdruckabzweigleitungen,
die zu den Verteilerleitungen der Verteiler abzweigen.
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Der
Hochdruckabschnitt weist vorzugsweise einen Leitungsdurchmesser
auf, der kleiner ist als der Niederdruckabschnitt, um ungleichmäßige Durchflussmengen
zu verhindern, die durch einen Unterschied des spezifischen Volumens
zwischen Hochdruckkältemittel
und Niederdruckkältemittel
verursacht wird.
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Die
Verteilerleitungen enthalten Folgendes: eine Flüssigkältemittelleitung zum Leiten
von Flüssigkältemittel,
das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern abgeschieden
wurde, eine Flüssigkältemittelabzweigleitung,
die von der Flüssigkältemittelleitung
zu den elektronischen Expansionsventilen in den Inneneinheiten abzweigt,
eine Gaskältemittelleitung
zum Leiten von Gaskältemittel,
das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern
abgeschieden wurde, eine Gaskältemittelabzweigleitung,
die von der Gaskältemittelleitung
zu den Innenwärmetauschern
in den Inneneinheiten abzweigt, und eine Heizmodus-Rücklaufabzweigleitung, die von
einem Vorderende der Flüssigkältemittelleitung
abzweigt, um Kältemittel,
das in ausgewählten
Inneneinheiten einem Wärmetausch unterzogen
wurde, je nach den Betriebsbedingungen zurückzuleiten, eine Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitung,
die von jeder der Gaskältemittelabzweigleitungen
abzweigt, um Kältemittel,
das in ausgewählten Inneneinheiten
einem Wärmetausch
unterzogen wurde, je nach den Betriebsbedingungen zurückzuleiten, und
eine Rücklaufleitung
zum Zusammenführen
der Heizmodus-Rücklaufabzweigleitung
und der Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitung zu einer
einzigen Leitung, die an die Inneneinheit-Leitungen angeschlossen
ist.
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Die
Gaskältemittelleitung
und die Flüssigkältemittelleitung
sind im Interesse einer effizienten Leitungsverlegung vorzugsweise
parallel zueinander angeordnet. Die Außenleitungen enthalten Folgendes:
eine Leitung, die einen Auslass des Kompressors und einen Einlass
des Gas-Flüssigkeit-Scheiders
miteinander verbindet, so dass ein Durchgang für einen Kältemittelfluss von dem Kompressor
zu dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
entsteht, und eine Leitung, welche die Rücklaufleitung und den Einlass
des Kompressors miteinander verbindet, so dass ein Durchgang für einen
Kältemittelfluss
von dem Verteiler zu dem Kompressor entsteht.
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Die
Außenventile
enthalten Folgendes: ein erstes Vierwegventil, das auf einer Auslassseite
des Kompressors montiert ist, um die Außenleitungen selektiv miteinander
zu verbinden, um einen Durchflussweg des Kältemittels zu dem bzw. von
dem Kompressor herzustellen, und ein zweites Vierwegventil, das
auf einer Gas-Flüssigkeit-Scheider-Seite montiert
ist und entsprechend dem ersten Vierwegventil arbeitet, um die Außenleitungen
selektiv miteinander zu verbinden, um einen Durchflussweg des Kältemittels
zu der bzw. von der Rücklaufleitung
herzustellen.
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Die
Außenleitung,
die zwischen dem zweiten Vierwegventil und dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
angeschlossen ist, ist ein Hochdruckabschnitt, durch den ausschließlich unter
Hochdruck stehendes Kältemittel
strömt,
und die Außenleitung,
die zwischen der Verteilerleitung und dem zweiten Vierwegventil angeschlossen
ist, ist ein Niederdruckabschnitt, durch den ausschließlich unter
Niederdruck stehendes Kältemittel
strömt.
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Der
Hochdruckabschnitt enthält
Hochdruckabzweigleitungen, die zu den Gas-Flüssigkeit-Scheidern abzweigen,
und der Niederdruckabschnitt enthält Niederdruckabzweigleitungen,
die zu den Rücklaufleitungen
der Verteiler abzweigen.
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Der
Hochdruckabschnitt weist einen Leitungsdurchmesser auf, der kleiner
ist als der Niederdruckabschnitt, um ungleichmäßige Durchflussmengen zu verhindern,
die durch einen Unterschied des spezifischen Volumens zwischen Hochdruckkältemittel
und Niederdruckkältemittel
verursacht wird.
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Der
Verteiler enthält
einen Ventilabschnitt zum Steuern des Kältemitteldurchflusses in den
Verteilerleitungen. Der Ventilabschnitt enthält Folgendes: ein erstes elektronisches
Expansionsventil, das zwischen dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
und der Heizmodus-Rücklaufabzweigleitung
montiert ist, um eine Öffnung
des Ventils je nach einem Betriebszustand zu steuern, ein zweites
elektronisches Expansionsventil, das in der Heizmodus-Rücklaufabzweigleitung
montiert ist, um eine Öffnung
des Ventils je nach einem Betriebszustand zu steuern, und mehrere
Steuerventile, die in den Gaskältemittelabzweigleitungen,
den Flüssigkältemittelab zweigleitungen
und der Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitung
montiert sind.
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In
diesem Fall ist das Steuerventil vorzugsweise ein Zweiwegventil,
das je nach Betriebszustand selektiv ein- oder ausgeschaltet wird.
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Die
Verteilerleitung enthält
des Weiteren einen Ausgleichsleitungsabschnitt, der zwischen den Verteilern
angeschlossen ist und einer gleichmäßigen Zufuhr von Kältemittel
zu den Verteilern dient. Der Ausgleichsleitungsabschnitt enthält Folgendes: eine
Gaskältemittelausgleichsleitung
für eine
gleichmäßige Zufuhr
von Gaskältemittel,
das in die Gas-Flüssigkeit-Scheider eingeleitet
wird, zu den Verteilern, und eine Flüssigkältemittelausgleichsleitung
für eine
gleichmäßige Zufuhr
von Flüssigkältemittel,
das in die Gas-Flüssigkeit-Scheider eingeleitet wird,
zu den Verteilern.
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Die
Gaskältemittelausgleichsleitung
ist mit der Gaskältemittelleitung
der Verteiler verbunden, und die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
ist mit der Flüssigkältemittelleitung
der Verteiler verbunden. Die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
weist einen Leitungsdurchmesser auf, der kleiner ist als die Gaskältemittelausgleichsleitung,
um ungleichmäßige Durchflussmengen
zu verhindern, die durch einen Unterschied des spezifischen Volumens
zwischen Hochdruckkältemittel
und Niederdruckkältemittel
verursacht wird.
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Es
versteht sich, dass sowohl die obige 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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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
begleitenden Zeichnungen, die einem besseren Verständnis der
Erfindung dienen sollen und in diese Anmeldung aufgenommen 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 veranschaulicht
ein System einer Klimaanlage des Mehrfachtyps gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 veranschaulicht
ein System, das wesentliche Teile einer Klimaanlage des Mehrfachtyps gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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3A veranschaulicht
ein System, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage des Mehrfachtyps
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Klimaanlage des Mehrfachtyps
ausschließlich
kühlt.
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3B veranschaulicht
ein System, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage des Mehrfachtyps
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Klimaanlage des Mehrfachtyps
ausschließlich
heizt.
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4A veranschaulicht
ein System, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage des Mehrfachtyps
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Klimaanlage des Mehrfachtyps überwiegend
kühlt.
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4B veranschaulicht
ein System, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage des Mehrfachtyps
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Klimaanlage des Mehrfachtyps überwiegend
heizt.
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5A veranschaulicht
ein System, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage des Mehrfachtyps
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Klimaanlage des Mehrfachtyps
kühlt oder überwiegend
kühlt.
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5B veranschaulicht
ein System, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage des Mehrfachtyps
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Klimaanlage des Mehrfachtyps
heizt oder überwiegend
heizt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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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. Bei der Beschreibung
der vorliegenden Erfindung erhalten gleiche Teile die gleichen Bezeichnungen
und Bezugssymbole, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
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Bei
der Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass eine Klimaanlage
des Mehrfachtyps zwei Verteiler und vier Inneneinheiten enthält. Natürlich können die
Anzahl der Verteiler und der Inneneinheiten je nach der Betriebsumgebung
und den Betriebsbedingungen variieren.
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Wenden
wir uns 1 zu. Die Klimaanlage des Mehrfachtyps
der vorliegenden Erfindung enthält eine
Außeneinheit
A, Verteiler B1 und B2 sowie Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4.
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Die
Außeneinheit
A enthält
einen Kompressor 1 und einen Außenwärmetauscher 2, die
beide außerhalb
eines Raumes installiert sind. Der Kompressor 1 und der
Außenwärmetauscher 2 sind über Außeneinheit-Leitungen
miteinander verbunden. In den Außeneinheit-Leitungen sind mehrere
Ventile 4a und 4b zum Steuern des Kältemittelflusses
angeordnet.
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Die
Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 in den Räumen enthalten Innenwärmetauscher 62a, 62b, 162a bzw. 162b und
elektronische Expansionsventile 61a, 61b, 161a bzw. 161b.
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Die
Verteiler B1 und B2 enthalten Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 zum
Trennen von Kältemittel,
das von der Außeneinheit
A heranströmt,
in Gaskältemittel
und Flüssigkältemittel
sowie Verteilerleitungen zum Leiten von Gaskältemittel und Flüssigkältemittel.
Die Verteilerleitungen leiten das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 getrennt
wurde, zu den Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 und das Kältemittel,
das durch die Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 geströmt ist,
zu der Außeneinheit
A.
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Die
Außeneinheit
A, die Verteiler B1 und B2 und die Inneneinheiten C1, C2, C3 und
C4 werden eingehender beschrieben.
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Die
Außeneinheit
A enthält
eine Leitung, die einen Auslass des Kompressors 1 und Einlässe der Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 miteinander verbindet,
um einen Durchflussweg des Kältemittels von
dem Kompressor 1 zu den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 herzustellen,
und eine Leitung, die eine Leitung der Verteiler B1 und B2 und den
Einlass des Kompressors 1 miteinander verbindet, um einen
Durchflussweg des Kältemittels
von den Verteilern B1 und B2 zu dem Kompressor 1 herzustellen.
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In
der Inneneinheit gibt es ein erstes Vierwegventil 4a und
ein zweites Vierwegventil 4b zum Steuern des Kältemittelflusses.
Das erste Vierwegventil 4a verbindet die Außeneinheit-Leitungen
selektiv auf einer Auslassseite des Kompressors 1 miteinander,
um Durchflusswege des Kältemittels
zu dem bzw. von dem Kompressor 1 herzustellen. Das zweite Vierwegventil 4b wird
entsprechend dem ersten Vierwegventil 4a betrieben, um
die Außeneinheit-Verbindungsleitungen
selektiv auf einer Seite der Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 miteinander
zu verbinden, um Durchflusswege des Kältemittels zu den bzw. von
den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 herzustellen.
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Genauer
gesagt, sind das erste Vierwegventil 4a und das zweite
Vierwegventil 4b mit vier Leitungen in der Inneneinheit
verbunden. Das heißt,
das erste Vierwegventil 4a ist mit Leitungen verbunden, die
jeweils den Auslass des Kompressors und das erste Vierwegventil 4a,
das erste Vierwegventil 4a und den Außenwärmetauscher 2, das
erste Vierwegventil 4a und den Einlass des Kompressors 1 und
das erste Vierwegventil 4a und das zweite Vierwegventil 4b miteinander
verbinden.
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Das
zweite Vierwegventil 4b ist mit vier Leitungen verbunden,
die jeweils den Außenwärmetauscher 2 und
das zweite Vierwegventil 4b, das zweite Vierwegventil 4b und
den Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100,
eine Verteilerleitung und das zweite Vierwegventil 4b und
das zweite Vierwegventil 4b und das erste Vierwegventil 4a miteinander
verbinden.
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Das
erste und das zweite Vierwegventil 4a bzw. 4b,
die mit Leitungen verbunden sind, verbinden somit jeweilige Leitungen
selektiv je nach den Betriebsbedingungen, um Durchflusswege des
Kältemittels
herzustellen.
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Wenn
beispielsweise die Klimaanlage des Mehrfachtyps in einem Kühlmodus
betrieben wird, so strömt
das Kältemittel
von dem Kompressor 1 zu den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 durch
Leitungen, die den Auslass des Kompressors 1 und das erste
Vierwegventil 4a, das erste Vierwegventil 4a und
den Außenwärmetauscher 2,
den Außenwärmetauscher 2 und
das zweite Vierwegventil 4b und das zweite Vierwegventil 4b und
den Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 miteinander
verbinden. Das Kältemittel
von der Verteilerleitung zu dem Kompressor 1 strömt durch
Leitungen, die die Verteilerleitung und das zweite Vierwegventil 4b,
das zweite Vierwegventil 4b und das erste Vierwegventil 4a und
das erste Vierwegventil 4a und den Einlass des Kompressors 1 miteinander
verbinden.
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Wenn
die Klimaanlage des Mehrfachtyps in einem Heizmodus betrieben wird,
so wird der Durchflussweg des Kältemittels
geändert.
Die Änderung des
Durchflussweges des Kältemittels
wird später noch
näher beschrieben.
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Es
ist bevorzugt, dass eine Leitung der Außeneinheit, die das zweite
Vierwegventil 4b und den Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 miteinander verbindet,
als ein Hochdruckabschnitt HP bezeichnet wird, in dem ausschließlich unter
Hochdruck stehendes Kältemittel
durch Steuern des ersten und des zweiten Vierwegventils 4a bzw. 4b fließt. Es ist
des Weiteren bevorzugt, dass eine Leitung der Außeneinheit, die das zweite
Vierwegventil 4b und die Verteiler miteinander verbindet,
als ein Niederdruckabschnitt LP bezeichnet wird, in dem ausschließlich unter
Niederdruck stehendes Kältemittel
fließt.
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Der
Hochdruckabschnitt HP enthält
Hochdruckabzweigleitungen 7, die zu den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abzweigen,
und der Niederdruckabschnitt LP enthält Niederdruckabzweigleitungen 8,
die zu den Verteilerleitungen abzweigen.
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Der
Hochdruckabschnitt HP weist vorzugsweise einen Leitungsdurchmesser
auf, der kleiner ist als der Niederdruckabschnitt LP, um eine ungleichmäßige Durchflussmenge
des Kältemittels
zu verhindern, die durch einen Unterschied des spezifischen Volumens
zwischen dem Hochdruckkältemittel
und dem Niederdruckkältemittel
verursacht wird. Das heißt,
weil das Hochdruckkältemittel
ein kleineres spezifisches Volumen hat als das Niederdruckkältemittel,
hat das Hochdruckkältemittel
bei gleichem Leitungsdurchmesser eine höhere Strömungsrate als das Niederdruckkältemittel.
Wenn also der Leitungsdurchmesser des Hochdruckabschnitts HP kleiner ausgelegt
wird als der Durchmesser des Niederdruckabschnitts LP, um die Durchflussmengen
des Kältemittels
in dem jeweiligen Abschnitt aneinander anzugleichen, so wird der
Klimatisierungswirkungsgrad der Klimaanlage verbessert.
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Als
nächstes
sind, was die Verteiler B1 und B2 anbelangt, die Verteiler B1 und
B2 zwischen der Außeneinheit
A und den mehreren Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 angeordnet.
Es sind vorzugsweise wenigstens zwei Verteiler B1 und B2 vorhanden, um
ein einfaches Leiten des Kältemittels
zu den mehreren Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 entsprechend den
Betriebsbedingungen zu ermöglichen
und um eine gewisse Freiheit bei der Installation entsprechend den
Installationspositionen der Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 zu
haben. Die Verteiler B1 und B2 enthalten also die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 und
die Verteilerleitungen.
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Zu
den Verteilerleitungen gehören
die Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123,
die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b, die Gaskältemittelleitungen 21 und 121,
die Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b,
die Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126, die
Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 25b, 125a und 125b und
die Rücklaufleitungen 27 und 127.
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Die
Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 leiten
Flüssigkältemittel,
das in dem Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 abgetrennt
wurde, und die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b zweigen
von den Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 ab
und sind mit den elektronischen Expansionsventilen 61a, 61b, 161a und 161b in
den Inneneinheiten und den Inneneinheitwärmetauschern 62a, 62b, 162a und 162b verbunden.
Die Gaskältemittelleitungen 21 und 121 leiten
Gaskältemittel,
das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennt
wurde, und die Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b zweigen von
den Gaskältemittelleitungen 21 und 121 ab
und sind mit den Innenwärmetauschern 62a, 62b, 162a und 162b verbunden.
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Die
Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126 zweigen
von vorderen Seiten (Abschnitten, bevor das Kältemittel die Flüssigkältemittelabzweigleitungen
erreicht) der Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 ab,
um Kältemittel,
das in ausgewählten
Inneneinheiten einem Wärmetausch
unterzogen wurde, je nach den Betriebsbedingungen zurückzuleiten.
Die Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 25b, 125a und 125b zweigen
von den Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b ab, um
Kältemittel,
das in ausgewählten
Inneneinheiten einem Wärmetausch
unterzogen wurde, je nach den Betriebsbedingungen zurückzuleiten.
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Die
Rücklaufleitungen 27 und 127 führen die Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 25b, 125a und 125b und
die Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126 zu
einer einzigen zusammen und sind mit den Außeneinheit-Leitungen verbunden. Die
Rücklaufleitungen 27 und 127 sind
mit den Niederdruckabzweigleitungen 8 verbunden.
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Die
Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b und
die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b verlaufen vorzugsweise
parallel zueinander, um sie in einem einzelnen (nicht gezeigten)
Leitungskanal zu verlegen, wodurch die Effizienz und das Erscheinungsbild verbessert
werden. Wenn darüber
hinaus die Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b und
die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b gleich
zu Beginn während
der Herstellung gemeinsam in einem Leitungskanal untergebracht werden,
so wird die Effizienz der Leitungsverlegung noch weiter verbessert.
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Die
Verteiler B1 und B2 enthalten des Weiteren einen Ventilabschnitt
zum Steuern des Kältemittelflusses
entlang den Verteilerleitungen zum Leiten des Kältemittels ausschließlich zu
ausgewählten
Inneneinheiten entsprechend den Betriebsbedingungen.
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Genauer
gesagt, enthält
der Ventilabschnitt erste und zweite Expansionsventile 31, 131, 32 und 132 und
mehrere Steuerventile 33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b, 133a, 133b, 134a, 134b, 135a und 135b.
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Die
ersten elektronischen Expansionsventile 31 und 131 sind
zwischen den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 und
den Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126 angeordnet,
um ein Öffnen
entsprechend den Betriebsbedingungen zu regeln. Die zweiten elektronischen
Expansionsventile 32 und 132 sind in den Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126 angeordnet,
um ein Öffnen
entsprechend den Betriebsbedingungen zu regeln.
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Die
Steuerventile 33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b, 133a, 133b, 134a, 134b, 135a und 135b sind
in den Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b,
den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b und
den Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 25b, 125a und 125b angeordnet.
Bei den Steuerventilen 33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b, 133a, 133b, 134a, 134b, 135a und 135b handelt
es sich vorzugsweise um Zweiwegventile, die jeweils wahlweise ein-
und ausgeschaltet werden können.
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Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 25b, 125a und 125b zweigen
von den Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b zwischen den
Innenwärmetauschern 62a, 62b, 162a bzw. 162b und
den Steuerventilen 33a, 33b, 133a und 133b ab.
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Zu
den Verteilerleitungen können
des weiteren Ausgleichsleitungen E gehören, die die Verteiler B1 und
B2 verbinden, um eine gleichmäßige Kältemittelzufuhr
zu den Verteilern B1 und B2 zu ermöglichen, weil es wahrscheinlich
ist, das bei Vorhandensein mehrerer Verteiler die Kältemittelzufuhr
nicht gleichmäßig ist.
Darum sind die Ausgleichsleitungen E vorhanden, um eine gleichmäßige Kältemittelzufuhr
zu den Verteilern B1 und B2 zu ermöglichen, um ein Akkumulieren
des Kältemittels
in einem der Verteiler B1 oder B2 zu verhindern und den Wirkungsgrad
der Klimatisierung zu verbessern.
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Die
Ausgleichsleitungen E enthalten vorzugsweise eine Gaskältemittelausgleichsleitung
EG und eine Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL. Die Gaskältemittelausgleichsleitung
EG leitet das Gaskältemittel
von den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 in
gleichen Teilen zu den Verteilern B1 und B2, und die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL leitet das Flüssigkältemittel
von den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 zu
den Verteilern B1 und B2. Die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL verbinden die Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123, und
die Gaskältemittelausgleichsleitung
EG verbindet die Gaskältemittelleitungen 21 und 121.
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Die
Flüssigkältemittelabzweigleitung
EL für den
Durchfluss von Hochdruckflüssigkältemittel
hat einen Durchmesser, der kleiner ist als die Gaskältemittelausgleichsleitung
EG, um ein Ungleichgewicht des Kältemittelflusses
infolge eines Unterschieds beim spezifischen Volumen des Hochdruckkältemittels
und des Niederdruckkältemittels
zu verhindern.
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Schließlich sind,
was die Inneneinheiten C1, C2, C3 und C4 anbelangt, die Innenwärmetauscher 62a, 62b, 162a bzw. 162b mit
den Verteilerleitungen verbunden. Die Innenwärmetauscher 62a, 62b, 162a bzw. 162b sind
mit den Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b und
den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b in den
Verteilerleitungen verbunden, und die elektronischen Expansionsventile 61a, 61b, 161a und 161b sind
in den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b angeordnet.
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Die
Beschreibung bis zu dieser Stelle gründet sich auf die Annahme,
dass die Anzahl der Inneneinheiten vier ist. Es können jedoch,
wie in 2 gezeigt, vier Verteiler jedem der Verteiler
B1 und B2 zugeordnet sein, so dass insgesamt acht Inneneinheiten
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 und C8 in der Klimaanlage des Mehrfachtyps
enthalten sind.
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Der
Betrieb und der Kältemittelfluss
der Klimaanlage des Mehrfachtyps der vorliegenden Erfindung wird
anhand der 3A–5B beschrieben. Es
wird angenommen, dass sich drei Inneneinheiten in einem Kühlmodus
befinden und dass sich eine Inneneinheit in einem Heizmodus befindet,
wenn die Klimaanlage der vorliegenden Erfindung in einem Kühl- Hauptmodus arbeitet,
wobei sie die Räume überwiegend
kühlt.
Andererseits wird angenommen, dass sich drei Inneneinheiten in einem
Heizmodus befinden und dass sich eine Inneneinheit in einem Kühlmodus
befindet, wenn die Klimaanlage der vorliegenden Erfindung in einem
Heiz-Hauptmodus arbeitet, wobei sie die Räume überwiegend heizt.
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Es
wird des Weiteren angenommen, dass die Inneneinheiten C1 und C2,
die mit dem Verteiler B1 verbunden sind, in einem Heizmodus, und
dass die Inneneinheiten C3 und C4, die mit dem Verteiler B2 verbunden
sind, im einem Kühlmodus
in einem gruppierten Betrieb der Klimaanlage des Mehrfachtyps arbeiten.
Während
des Gruppenbetriebes befinden sich die Inneneinheiten, die mit einem
Verteiler verbunden sind, im selben Modus. Wenn die Klimaanlage
des Mehrfachtyps nur kühlt
oder heizt, so kühlen
natürlich
alle Inneneinheiten ausschließlich – bzw. heizen
alle Inneneinheiten ausschließlich – die Räume.
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Wenn
die Klimaanlage des Mehrfachtyps der vorliegenden Erfindung die
Räume ausschließlich kühlt, wie
in Fig. gezeigt, so wird das Gaskältemittel vom Kompressor 1 durch
das erste Vierwegventil 4a in den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet
und darin kondensiert.
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Dann
wird das im Außenwärmetauscher 2 kondensierte
Kältemittel
durch das zweite Vierwegventil 4b in den Hochdruckabschnitt
HP eingeleitet. Das in den Hochdruckabschnitt HP eingeleitete Kältemittel
wird entlang den Hochdruckabzweigleitungen 7 in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitet.
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Das
in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitete
Hochdruckflüssigkältemittel
wird in die Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 eingeleitet,
strömt
durch die ersten elektronischen Expansionsventile 31 und 131,
die vollständig
geöffnet
sind, und wird zu den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b abgezweigt.
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Ein
Teil des Kältemittels,
das nach dem Abzweigen übrig
bleibt, strömt
entlang der Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EG, die mit den Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 verbunden
ist, vor und zurück,
wodurch das Kältemittel
gleichmäßig zu dem ersten
und dem zweiten Verteiler B1 bzw. B2 verteilt wird.
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Danach
dehnt sich das Flüssigkältemittel durch
die elektronischen Expansionsventile 61a, 61b, 161a bzw. 161b aus
und verdampft durch die Innenwärmetauscher 62a, 62b, 162a bzw. 162b und kühlt die
Räume.
In diesem Fall verwandelt sich das Flüssigkältemittel in Gaskältemittel,
wenn das Kältemittel
durch die Innenwärmetauscher 24a, 24b, 124a und 124b strömt.
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Das
Gaskältemittel,
das durch die Inneneinheiten 24a, 24b, 124a und 124b geströmt ist,
strömt entlang
den Gaskältemittelabzweigleitungen 22 und 122.
Dann wird, weil sich die Steuerventile 33a, 133a in
der geschlossenen Stellung befinden, das Kältemittel über die Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 25b, 125a und 125b in
die Rücklaufleitungen 27 und 127 eingeleitet.
Das in die Rücklaufleitungen 27 und 127 eingeleitete
Kältemittel
wird über
das zweite Vierwegventil 4b und das erste Vierwegventil 4a in
den Kompressor 1 gesaugt.
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Wenden
wir uns 3B zu. Wenn die Klimaanlage
des Mehrfachtyps der vorliegenden Erfindung die Räume ausschließlich beheizt,
so wird das Gaskältemittel
vom Kompressor 1 über
das erste Vierwegventil 4b zu dem zweiten Vierwegventil 4b geleitet.
Dann strömt
das Gaskältemittel über das
zweite Vierwegventil 4b durch den Hochdruckabschnitt HP und
wird über
die Hochdruckabzweigleitungen 7 in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitet. Somit
wird, anders als beim Kühlen,
das Gaskältemittel
vom Kompressor 1 in das zweite Vierwegventil 4b in
einem Hochdruckzustand eingeleitet, ohne durch den Außenwärmetauscher 2 zu
strömen.
Es ist klar, dass der Kältemittelströmungsweg
zur Außeneinheit ein
anderer ist, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Vierwegventils 4a bzw. 4b ein
anderer ist.
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Das
in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitete
Hochdruck-Gaskältemittel
strömt
in die Gaskältemittelleitungen 21 und 121 und
wird in die Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b, 122a und 122b abgezweigt.
In diesem Fall fließt
ein Teil des Kältemittels,
das nach dem Abzweigen übrig bleibt,
entlang der Gaskältemittelausgleichsleitung EG,
die mit der Gaskältemittelausgleichsleitung
EG verbunden ist, vor und zurück,
wodurch das Kältemittel
zu gleichen Teilen zu dem ersten und dem zweiten Verteiler B1 bzw.
B2 verteilt wird.
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Danach
wird das Gaskältemittel
kondensiert und erwärmt
die Räume,
wenn das Gaskältemittel durch
die Innenwärmetauscher 62 und 162 strömt. Das
Gaskältemittel
wird in ein Flüssigkältemittel
verwandelt, wenn das Gaskältemittel
durch die Innenwärmetauscher 62a, 62b, 162a bzw. 162b strömt.
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Das
durch die Innenwärmetauscher 24a, 24b, 124a und 124b geleitete
Gaskältemittel
fließt der
Reihe nach durch die elektronischen Expansionsventile 61a, 61b, 161a und 161b in
den Inneneinheiten, die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b und
die Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123.
Dann wird das Kältemittel
in die Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126 eingeleitet,
wenn die ersten elektronischen Expansionsventile 31 und 132 in
einer geschlossenen Stellung sind, und wird durch die zweiten elektronischen Expansionsventile 32 und 132 ausgedehnt.
Das ausgedehnte Kältemittel
strömt
durch die Rücklaufleitungen 27 und 127 und
die Niederdruckabzweigleitung 8 zu dem zweiten Vierwegventil 4b.
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Dann
wird das in das zweite Vierwegventil 4b eingeleitete Kältemittel
verdampft, wenn das Kältemittel
durch den Außenwärmetauscher 2 strömt, und in
das erste Vierwegventil 4a eingeleitet. Dann wird das Kältemittel über das
erste Vierwegventil 4a in den Kompressor 1 gesaugt.
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Wenden
wir uns 4A zu. Wenn die Klimaanlage
des Mehrfachtyps der vorliegenden Erfindung in einem Kühl-Hauptmodus arbeitet,
so wird das Gaskältemittel
vom Kompressor über
das erste Vierwegventil in den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet,
und ein Teil des Kältemittels
wird kondensiert. Darum wird aus dem Kältemittel, das durch den Außenwärmetauscher 2 geströmt ist,
ein Zweiphasen-Kältemittel,
in dem ein Gaskältemittel
und ein Flüssigkältemittel vermischt
sind.
-
Dann
wird das Zweiphasen-Kältemittel über die
Hochdruckabzweigleitung in dem Hochdruckabschnitt HP über das
zweite Vierwegventil 4b in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitet.
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Das
unter Hochdruck stehende Zweiphasen-Kältemittel wird durch die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 in
Flüssigkältemittel
und Gaskältemittel
getrennt. Das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennte
Flüssigkältemittel
wird in die Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 eingeleitet und
zu ausgewählten
Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b, 124a und 124b abgezweigt.
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Dann
wird das Flüssigkältemittel
durch die elektronischen Expansionsventile 61a, 161a und 161b ausgedehnt
und durch die Innenwärmetauscher 62a, 162a, 162b verdampft
und kühlt
die Räume.
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Andererseits
wird das Gaskältemittel,
das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennt
wurde, in die Gaskältemittelleitungen 21 und 121 in
den Verteilern B1 bzw. B2 eingeleitet. Das in die Gaskältemittelleitung 121 des
Verteilers B2 eingeleitete Gaskältemittel
wird über
die Gaskältemittelausgleichsleitung
EL in die Gaskältemittelleitung
des Verteilers B1 eingeleitet. Darum wird das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennte Gaskältemittel
vollständig
in die Gaskältemittelleitung 21 eingeleitet.
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Dann
wird das Gaskältemittel über die
Gaskältemittelleitung 21 in
ausgewählte
Gaskältemittelabzweigleitungen 22b eingeleitet
und beheizt Räume,
wenn das Kältemittel
durch die Innenwärmetauscher 62b strömt. Das
Kältemittel,
das durch die Innenwärmetauscher
geströmt
ist, strömt über das
geöffnete
elektronische Expansionsventil 61b der Inneneinheit C2
und die Flüssigkältemittelabzweigleitung 24b mit
den Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 zusammen.
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Schließlich, nachdem
das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennte
Gaskältemittel
die Räume
beheizt, kühlt
das Gaskältemittel auch
die Räume
zusammen mit dem Flüssigkältemittel,
das in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennt
wurde.
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Die
Flüssigkältemittelleitung 23 des
Verteilers B1 und die Flüssigkältemittelleitung 123 des
Verteilers B2 sind über
die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL miteinander verbunden. Die Gaskältemittelleitung 21 des
Verteilers B1 und die Gaskältemittelleitung 121 des
Verteilers B2 sind über
die Gaskältemittelausgleichsleitung
EG miteinander verbunden. Dementsprechend können das Gaskältemittel
und das Flüssigkältemittel
frei zwischen den Verteilern B1 und B2 fließen, wodurch ein Akkumulieren
des Kältemittels
in einem der Verteiler B1 und B2 verhindert wird.
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Das
Flüssigkältemittel
wird aufgrund eines Druckunterschieds nur in ausgewählte Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 124a und 124b eingeleitet.
Genauer gesagt, wird es so gesteuert, dass ein Druck des Kältemittels
von der Flüssigkältemittelabzweigleitung 24b höher ist
als ein Druck des Kältemittels,
das in die Flüssigkältemittelabzweigleitung 24a eingeleitet
wird. Darum wird das Flüssigkältemittel nur
in die ausgewählten
Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 124a und 124b eingeleitet.
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Dann
bewegt sich das Kältemittel,
das verdampft wurde, als es durch die Innenwärmetauscher 62a, 162a und 162b strömte, durch
die Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 122a und 122b,
bis das Kältemittel
an den Steuerventilen 33a, 133a und 133b blockiert
wird, wenn das Kältemittel
in die Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 25a, 125a und 125b eingeleitet
wird. Dann wird das Kältemittel über das
zweite Vierwegventil 4b und das erste Vierwegventil 4a in
den Kompressor 1 eingeleitet.
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Wenden
wir uns 4B zu. Wenn die Klimaanlage
des Mehrfachtyps der vorliegenden Erfindung in einem Kühl-Hauptmodus betrieben
wird, so wird das Gaskältemittel
vom Kompressor 1 in einem Hochdruckzustand über das
erste Vierwegventil 4a zu dem zweiten Vierwegventil 4b geleitet,
ohne den Außenwärmetauscher 2 zu
passieren.
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Dann
wird das zu dem zweiten Vierwegventil 4b geleitete Gaskältemittel über die
Hochdruckabzweigleitung 7 in dem Hochdruckabschnitt HP über das
zweite Vierwegventil 4b in das Gas-Flüssig-Kältemittel 10 und 100 eingeleitet.
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Das
in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitete
Hochdruck-Gaskältemittel
wird in die Gaskältemittelleitungen 21 und 121 eingeleitet
und zu ausgewählten Gaskältemittelabzweigleitungen 22a, 22b und 122a abgezweigt.
Dann wird das Kältemittel
kondensiert, wenn es durch die Innenwärmetauscher 62a, 62b und 162a strömt, um die
Räume zu
beheizen.
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Dann
wird das kondensierte Kältemittel über die
geöffneten
elektronischen Expansionsventile 61a, 61b und 161a in
den Inneneinheiten C1, C2 und C3 in die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b und 124a eingeleitet.
In diesem Fall wird ein Teil des Kältemittels in die Flüssigkältemittelleitungen 23 und 123 und
die Heizmodus-Rücklaufabzweigleitungen 26 und 126 eingeleitet,
dehnt sich in den zweiten elektronischen Ventilen 32 und 132 aus
und wird in die Rücklaufleitungen 27 und 127 und
die Niederdruckabzweigleitung 8 in dem Niederdruckabschnitt LP
eingeleitet.
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Gleichzeitig
wird ein verbliebener Teil des kondensierten Kältemittels in die ausgewählte Flüssigkältemittelabzweigleitung 124b eingeleitet,
dehnt sich durch die elektronischen Expansionsventile 161b der
Inneneinheit C4 aus und verdampft, wenn das Kältemittel durch den Inneneinheit-Wärmetauscher 162b strömt, um Räume zu kühlen, die
der Kühlung
bedürfen.
Das Kältemittel,
das durch den Wärmetauscher 162b geströmt ist,
bewegt sich durch die Gaskältemittelabzweigleitung 122b,
bis es durch das Steuerventil 133b blockiert wird, wenn
das Kältemittel über die
Rücklaufabzweigleitung 125b in die
Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitet wird. Danach wird
das Kältemittel über die
Rücklaufleitung 127 in
die Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitet.
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Die
Flüssigkältemittelleitung 23 des
Verteilers B1 und die Flüssigkältemittelleitung 123 des
Verteilers B2 sind über
die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL miteinander verbunden, und die Gaskältemittelleitung 21 des
Verteilers B1 und die Gaskältemittelleitung 121 des
Verteilers B2 sind über
die Gaskältemittelausgleichsleitung
EG miteinander verbunden. Dementsprechend können das Gaskältemittel und
das Flüssigkältemittel
frei zwischen den Verteilern B1 und B2 fließen, wodurch ein Akkumulieren des
Kältemittels
in einem der Verteiler B1 und B2 verhindert wird.
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Das
kondensierte Kältemittel
wird aufgrund eines Druckunterschieds in keine einzige der Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b und 124a auf einer
Seite, die beheizt werden muss, eingeleitet, sondern in die Flüssigkältemittelabzweigleitung 124b auf
einer Seite, die gekühlt
werden muss. Das heißt, ein
Druck des Kältemittels
von den Inneneinheiten C1, C2 und C3, welche die Räume beheizen,
zu den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a, 24b und 124a ist
höher als
ein Druck des Kältemittels,
das über
die Flüssigkältemittelabzweigleitung 124b zu der
Inneneinheit fließt,
die den Raum kühlt.
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Andererseits
wird das Kältemittel,
das in die Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitet wurde, über das
zweite Vierwegventil 4b zu dem Außenwärmetauscher 2 geleitet.
Dann wird das Kältemittel
im Außenwärmetauscher
verdampft und über
das erste Vierwegventil 4a in den Kompressor 1 gesaugt.
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Abschließend wird
der Gruppenbetrieb der Klimaanlage des Mehrfachtyps der vorliegenden
Erfindung besprochen, und zwar zuerst ein Fall des Gruppenbetrieb
der Klimaanlage des Mehrfachtyps, wo das erste und das zweite Vierwegventil 4a bzw. 4b der
Außeneinheit
A genauso arbeiten wie in dem zuvor beschriebenen Kühl- oder
Kühl-Hauptmodus.
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Wenden
wir uns 5A zu. Das Gaskältemittel
vom Kompressor 1 wird über
das erste Vierwegventil 4a in den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet,
und ein Teil des Kältemittels
wird kondensiert, wodurch ein Zweiphasen-Kältemittel
entsteht. Dann wird das Zweiphasen-Kältemittel über die Hochdruckabzweigleitung 7 in
dem Hochdruckabschnitt HP durch das zweite Vierwegventil 4b in
die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitet.
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Das
unter Hochdruck stehende, in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitete Zweiphasen-Kältemittel
wird in Flüssigkältemittel
und Gaskältemittel
aufgetrennt. Als erstes wird das Flüssigkältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeit-Scheider 100 in
dem Verteiler B2 abgetrennt wurde, über das geöffnete elektronische Expansionsventil 31 in
die Flüssigkältemittelleitung 123 eingeleitet
und zu den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 124a und 124b abgezweigt.
Danach dehnt sich das abgezweigte Flüssigkältemittel durch die elektronischen
Expansionsventile 161a und 161b in den Inneneinheiten
aus und verdampft durch die Innenwärmetauscher 162a und 162b und
kühlt die
Räume.
Das Kältemittel,
das durch die Innenwärmetauscher 162a und 162b geströmt ist,
bewegt sich durch die Gaskältemittelabzweigleitungen 122a und 122b,
bis es durch die Steuerventile 133a und 133b blockiert
wird, wenn das Kältemittel
der Reihe nach durch die Rücklaufabzweigleitungen 125a und 125b und
die Rücklaufleitungen 127 in
die Niederdruckabzweigleitungen 8 eingeleitet wird.
-
Das
Flüssigkältemittel,
das in dem Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 in
dem Verteiler B1 abgetrennt wurde, wird in die Flüssigkältemittelleitung 23 eingeleitet,
dehnt sich durch das erste elektronische Expansionsventil 31 aus
und wird in die Heizmodus-Rücklaufabzweigleitung 26 eingeleitet.
Dann dehnt sich das Kältemittel
in dem zweiten elektronischen Expansionsventil 32 aus und
wird über
die Rücklaufleitung 27 in
die Niederdruckabzweigleitungen 8 eingeleitet.
-
Das
in den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 abgetrennte
Gaskältemittel
wird in die Gaskältemittelleitungen 21 und 121 eingeleitet.
In diesem Fall wird das in dem Gas- Flüssigkeit-Scheider 100 des
Verteilers B2 abgetrennte Flüssigkältemittel durch
die Steuerventile 133a und 133b blockiert, wenn
das Kältemittel über die
Gaskältemittelausgleichsleitung
EL zu der Gaskältemittelleitung 21 des Verteilers
B2 strömt,
und strömt
mit dem Gaskältemittel
zusammen, das durch den Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 des
Verteilers B1 abgetrennt wurde.
-
Danach
wird das Gaskältemittel
in ausgewählte
Gaskältemittelabzweigleitungen 22a und 22b eingeleitet
und strömt
durch die Innenwärmetauscher 62a und 62b,
um Räume
zu beheizen, die beheizt werden müssen. Das Kältemittel, das durch die Innenwärmetauscher 62a und 62b geströmt ist,
strömt der
Reihe nach durch die geöffneten
elektronischen Expansionsventile 61a und 61b der
Inneneinheiten C1 und C2, die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a und 24b und
die Flüssigkältemittelleitung 23.
In diesem Fall fließt
ein Teil des Kältemittels
durch die Heizmodus-Rücklaufabzweigleitung 26 zusammen mit
Flüssigkältemittel,
das in dem Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 des
Verteilers B1 abgetrennt wurde, dehnt sich durch das zweite elektronische
Expansionsventil 32 aus und wird über die Rücklaufleitung 27 in
die Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitet.
-
Der übrige Teil
des Kältemittels
wird über
die Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL in die Flüssigkältemittelleitung 123 des
Verteilers B2 eingeleitet und durch die Innenwärmetauscher 162a und 162b verdampft,
um die Räume
zu kühlen.
Danach wird das Kältemittel
der Reihe nach über
die Gaskältemittelabzweigleitungen 122a und 122b,
die Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 125a und 125b und die
Rücklaufleitung 127 in
die Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitet.
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Die
Flüssigkältemittelleitung 23 des
Verteilers B1 und die Flüssigkältemittelleitung 123 des
Verteilers B2 sind mit der Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL verbunden. Die Gaskältemittelleitung 21 des
Verteilers B1 und die Flüssigkältemittelleitung 121 des
Verteilers B2 sind mit der Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EG verbunden. Weil das Kältemittel
zwischen dem Verteiler B1 und dem Verteiler B2 vor und zurück fließt, wird
daher kein Kältemittel
in einem der Verteiler B1 und B2 angesammelt.
-
Somit
wird das Flüssigkältemittel
in die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 124a und 124b des Verteilers
B1 eingeleitet. Der Grund dafür
ist, dass das Flüssigkältemittel
von den Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a und 24b des
Verteilers B1 einen höheren
Druck hat als das Kältemittel,
das dorthin fließt.
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Das
in die Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitete Kältemittel
wird über
das zweite Vierwegventil 4b und das erste Vierwegventil 4a in
den Kompressor 1 gesaugt.
-
Als
nächstes
besprechen wir einen Fall des Gruppenbetriebes der Klimaanlage des
Mehrfachtyps, wo das erste und das zweite Vierwegventil 4a bzw. 4b der
Außeneinheit
A in der gleichen Weise arbeiten wie in dem oben beschriebenen Heiz- oder Haupt-Heizmodus.
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Wenden
wir uns 5B zu. Das Gaskältemittel
vom Kompressor 1 wird über
das erste Vierwegventil 4a in einem Hochdruckzustand zu
dem zweiten Vierwegventil 4b geleitet, ohne den Außenwärmetauscher 2 zu
passieren. Dann wird das Gaskältemittel über die
Hochdruckabzweigleitung 7 in dem Hochdruckabschnitt HP
durch das zweite Vierwegventil 4b in die Gas-Flüssigkeit-Scheider 10 und 100 eingeleitet.
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Dann
wird das Hochdruck-Gaskältemittel aus
den Gas-Flüssigkeit-Scheidern 10 und 100 in
die Gaskältemittelleitungen 21 und 121 eingeleitet.
In diesem Fall wird das Gaskältemittel,
das in dem Gas-Flüssigkeit- Scheider 100 des
Verteilers B2 abgetrennt wurde, durch die Steuerventile 133a und 133b blockiert,
so dass es über
die Gaskältemittelausgleichsleitung
EL in die Gaskältemittelleitung 21 des
Verteilers B1 eingeleitet wird und mit dem Gaskältemittel des Verteilers B1
zusammenströmt.
Dann wird das Kältemittel
zu den Gaskältemittelabzweigleitungen 22a und 22b abgezweigt
und strömt
durch die Innenwärmetauscher 62a und 62b,
um die Räume
zu heizen, während
das Kältemittel
kondensiert wird.
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Das
kondensierte Kältemittel
strömt
durch die geöffneten
elektronischen Expansionsventile 61a und 61b,
die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 24a und 24b und
die Flüssigkältemittelleitung 23.
In diesem Fall strömt
ein Teil des kondensierten Kältemittels
durch die Rücklaufabzweigleitung 26,
dehnt sich in dem zweiten elektronischen Expansionsventil 32 aus
und wird über
die Rücklaufleitungen 27 in
die Niederdruckabzweigleitungen 8 eingeleitet.
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Andererseits
wird der übrige
Teil des kondensierten Kältemittels über die
Flüssigkältemittelausgleichsleitung
EL in die Flüssigkältemittelabzweigleitungen 124a und 124b des
Verteilers B2 eingeleitet. Danach dehnt sich das Kältemittel
durch die elektronischen Expansionsventile 161a und 161b der
Inneneinheiten C3 und C4 aus.
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Das
ausgedehnte Kältemittel
wird durch die Innenwärmetauscher 161a und 162b verdampft,
um die Räume
zu kühlen,
die gekühlt
werden müssen. Dann
bewegt sich das Kältemittel
durch die Gaskältemittelabzweigleitungen 122a und 122b,
bis es durch die Steuerventile 133a und 133b blockiert
wird, wenn das Kältemittel über die
Kühlmodus-Rücklaufabzweigleitungen 125a und 125b und
die Rücklaufleitung 127 in
die Niederdruckabzweigleitung 8 eingeleitet wird.
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Dann
wird das Kältemittel über den
Niederdruckabschnitt LP durch das zweite Vierwegventil 4b in
den Außenwärmetauscher 2 eingeleitet.
Anschließend
wird das Kältemittel über das
erste Vierwegventil 4a in den Kompressor 1 gesaugt.
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Wie
beschrieben wurde, hat die Klimaanlage des Mehrfachtyps der vorliegenden
Erfindung die folgenden Vorteile.
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Die
Klimaanlage des Mehrfachtyps der vorliegenden Erfindung gestattet
einen optimalen Betrieb entsprechend den individuellen Raumbedingungen.
Das heißt,
ein Gebäude
mit mehreren Räumen, einschließlich eines
Raums, dessen Temperatur je nach seiner Lage in einem Gebäude oder
der Tageszeit schwankt, oder eines Computerraumes, der nicht nur
im Sommer, sondern auch im Winter gekühlt werden muss, kann dank
eines Haupt-Kühl-
oder Haupt-Heizmodusbetriebes oder eines Gruppenbetriebes je nach
Bedarf optimal klimatisiert werden.
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Zum
zweiten erhöht
die Bereitstellung von mindestens zwei Verteilern die Freiheit bei
der Installation der Inneneinheiten. Darum ist die Installation selbst
dann einfach, wenn die Entfernung zwischen den Inneneinheiten groß ist.
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Des
Weiteren verkürzt
die Bereitstellung von mindestens zwei Verteilern die Leitungslänge. Wenn viele
Leitungen von einem einzelnen Verteiler zu den Inneneinheiten verlegt
werden, so kann die Leitungskonstruktion nichts anderes als lang
sein, wenn die Inneneinheit weit von dem Verteiler entfernt liegt. Durch
die Bereitstellung eines separaten Verteilers jedoch, der es ermöglicht,
die Leitung vom Verteiler zur Inneneinheit zu verlegen, kann die
Leitungslänge verkürzt werden.
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Zum
dritten ermöglicht
die Bereitstellung der Flüssigkältemittelausgleichsleitung
und der Gaskältemittelausgleichsleitung
eine gleichmäßige Zufuhr des
Kältemittels
zu den Verteilern, wodurch ein Ansammeln eines bestimmten Zustands
des Kältemittels
in einem der Verteiler verhindert wird und der Wirkungsgrad der
Klimatisierung verbessert wird.
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Zum
vierten ermöglicht
das parallele Verlegen der Gaskältemittelabzweigleitungen
und der Flüssigkältemittelabzweigleitungen,
welche die Verteiler und die Inneneinheiten verbinden, eine einfache
Leitungskonstruktion und ein gutes äußeres Erscheinungsbild, da
eine Anzahl von Leitungen verringert werden kann, wenn ein einziger
Kanal verwendet wird.
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Zum
fünften
verringert der einfache Leitungsaufbau der Außeneinheit die Leitungsverluste, wodurch
der Wirkungsgrad der Klimaanlage verbessert wird und der Herstellungsprozess
vereinfacht wird, um die Produktionskosten zu senken.
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Zum
sechsten verhindert der kleinere Durchmesser des Hochdruckabschnitts
im Vergleich zum Niederdruckabschnitt von Vornherein ungleichmäßige Strömungsraten
zwischen Niederdruckkältemittel mit
großem
spezifischem Volumen und Hochdruckkältemittel mit kleinem spezifischem
Volumen.
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Zum
siebenten verringert die Verwendung von Zweiwegventilen anstelle
von Drei- oder Vierwegventilen in den Verteilern die Produktionskosten.
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Zusammengefasst
enthält
eine Klimaanlage des Mehrfachtyps mehrere Verteiler, von denen jeder einen
Gas-Flüssigkeit-Scheider zum Trennen
von Kältemittel,
das von der Außeneinheit
heranströmt,
in ein Gaskältemittel
und ein Flüssigkältemittel
enthält, sowie
Verteilerleitungen zum Leiten des Gas- oder Flüssigkältemittels, das in dem Gas-Flüssigkeit-Scheider
getrennt wurde, zu den Inneneinheiten und zum Leiten des Kältemittels,
das durch die Inneneinheit geströmt
ist, zurück
zur Außeneinheit,
und einen Ausgleichsleitungsabschnitt zum Verbinden der Verteiler
zum Erreichen einer gleichmäßigen Zufuhr
von Kältemittel,
wodurch die Inneneinheit auf einfache Weise installiert wird und
der Klimatisierungswirkungsgrad durch gleichmäßige Kältemittelzufuhr verbessert
wird.