JP2018009708A

JP2018009708A - 冷媒切替集合ユニット

Info

Publication number: JP2018009708A
Application number: JP2016136577A
Authority: JP
Inventors: 一紀福田; Kazunori Fukuda; 内藤　宏治; Koji Naito; 宏治内藤; 一浩土橋; Kazuhiro Dobashi
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-11
Also published as: JP6456880B2; CN109328289A; EP3483525A4; US20190137154A1; EP3483525A1; US10557654B2; WO2018012045A1; EP3483525B1; CN109328289B

Abstract

【課題】高さ寸法を抑えた冷媒切替集合ユニットを提供する。【解決手段】室内ユニット１と室外ユニット２の間に配置される冷媒切替集合ユニット３であって、複数の高圧弁１１と、複数の低圧弁１２と、高圧ヘッダ１４と、低圧ヘッダ１７と、高圧弁１１と高圧ヘッダ１４とを接続する高圧ガス管１５と、低圧弁１２と低圧ヘッダ１７とを接続する低圧ガス管１８と、を備え、複数の高圧弁１１は、垂直方向と直交する第１方向に並べて配置され、複数の低圧弁１２は、前記第１方向に並べて配置され、高圧弁１１、高圧ヘッダ１４および高圧ガス管１５に対して、垂直方向および第１方向と直交する第２方向の一方側に、低圧弁１２、低圧ヘッダ１７および低圧ガス管１８が配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、冷媒切替集合ユニットに関する。

従来、空調システムの室外ユニット及び室内ユニットの間に配設されて冷媒の流れを切り換える冷媒切替集合ユニットがある。冷媒切替集合ユニットには、切換弁が配設されるとともに高圧弁と低圧弁とをつなぐ第一ガス管と、第一ガス管と室内ユニットをつなぐ第二ガス管が設けられている。このような冷媒切換ユニットにおいては、天井裏に配置されることや、内部に発泡充填を行うため、高さ方向を抑えコンパクトにする必要がある。

このような課題を解決するため、例えば、特許文献１（特開２０１５-１１４０４９号公報）には、冷媒回路を形成する熱源ユニットと利用ユニットとの間に配設されて冷媒の流れを切り換える冷媒流路切換ユニットであって、前記熱源ユニットから延びる吸入ガス連絡管に接続される第１冷媒配管と、前記熱源ユニットから延びる高低圧ガス連絡管に接続される第２冷媒配管と、前記利用ユニットへ延びるガス管に接続される第３冷媒配管と、前記第１冷媒配管、前記第２冷媒配管及び前記第３冷媒配管に接続され、前記第１冷媒配管と、前記第２冷媒配管と、前記第３冷媒配管と、を連結する連結部と、前記第１冷媒配管に配設される第１切換弁と、前記第２冷媒配管に配設される第２切換弁と、を備え、前記第２切換弁は、前記第１切換弁よりも高い位置に配設され、前記第３冷媒配管は、最も高さが低い位置において最下部を有し、前記最下部において前記連結部と接続される、冷媒流路切換ユニットが開示されている（請求項１参照）。

特開２０１５−１１４０４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷媒流路切換ユニットでは、高圧弁に接続する配管の一方は垂直に設けられており、高圧弁および該配管の下を他の配管が通ると、冷媒流路切換ユニットの高さ方向の寸法が大きくなってしまうという課題がある。

そこで、本発明は、高さ寸法を抑えた冷媒切替集合ユニットを提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明に係る冷媒切替集合ユニットは、室内ユニットと室外ユニットの間に配置される冷媒切替集合ユニットであって、複数の高圧弁と、複数の低圧弁と、高圧ヘッダと、低圧ヘッダと、前記高圧弁と前記高圧ヘッダとを接続する高圧ガス管と、前記低圧弁と前記低圧ヘッダとを接続する低圧ガス管と、を備え、複数の前記高圧弁は、垂直方向と直交する第１方向に並べて配置され、複数の前記低圧弁は、前記第１方向に並べて配置され、前記高圧弁、前記高圧ヘッダおよび前記高圧ガス管に対して、前記垂直方向および前記第１方向と直交する第２方向の一方側に、前記低圧弁、前記低圧ヘッダおよび前記低圧ガス管が配置されることを特徴とする。

本発明によれば、高さ寸法を抑えた冷媒切替集合ユニットを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニットを備える空調システムの全体構成図である。図２は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニットの冷媒回路図である。図３は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニットの上面図である。図４は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニットの右側面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

≪空調システムＳ≫
本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３を用いる空調システムＳについて、図１および図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３を備える空調システムＳの全体構成図である。図２は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３の冷媒回路図である。

図１に示すように、空調システムＳは、複数の室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）と、室外ユニット２と、冷媒切替集合ユニット３と、室外ユニット２と冷媒切替集合ユニット３とを接続する高圧ガス管４と、室外ユニット２と冷媒切替集合ユニット３とを接続する低圧ガス管５と、冷媒切替集合ユニット３と各室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）とを接続するガス管６（６Ａ〜６Ｄ）と、各室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）と室外ユニット２とを接続する液管７と、を備えている。

図２に示すように、冷媒切替集合ユニット３には、高圧ガス管４と各ガス管６（６Ａ〜６Ｄ）とを接続する冷媒流路の途中に膨張弁である高圧弁１１（１１Ａ〜１１Ｄ）がそれぞれ設けられており、低圧ガス管５と各ガス管６（６Ａ〜６Ｄ）とを接続する冷媒流路の途中に膨張弁である低圧弁１２（１２Ａ〜１２Ｄ）がそれぞれ設けられている。

このような構成により、空調システムＳは、冷媒切替集合ユニット３の各高圧弁１１（１１Ａ〜１１Ｄ）および各低圧弁１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の開閉および弁開度を制御することにより、各室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）の冷房運転と暖房運転を独立して運転することができる冷暖同時運転が可能な空調システムである。即ち、冷媒切替集合ユニット３は、各室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）の冷房運転と暖房運転を切り替える冷暖切替集合ユニットとして機能するものである。なお、図１に示すように、冷媒切替集合ユニット３には、高圧ガス管４、低圧ガス管５、ガス管６（６Ａ〜６Ｄ）が接続され、液管７は冷媒切替集合ユニット３を経由せずに各室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）と室外ユニット２とを直接接続するようになっている。

＜冷媒切替集合ユニット３＞
次に、冷媒切替集合ユニット３をについて、図３および図４を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３の上面図である。図４は、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３の右側面図である。なお、図３および図４においては、手前側の筺体３０の壁面や発泡断熱材３３を透過して図示している。また、図３および図４において、垂直方向（鉛直方向）を上下とし（図４参照）、上下方向と直交する方向を前後とし（図３，４参照）、上下方向および前後方向と直交する方向を左右とする（図３参照）ものとする。

冷媒切替集合ユニット３の筺体３０は、電装室３１と、断熱室３２と、に区画されている。電装室３１には、高圧弁１１および低圧弁１２を制御するための電装回路（図示せず）が配置されている。

冷媒切替集合ユニット３は、高圧弁１１Ａ〜１１Ｄと、低圧弁１２Ａ〜１２Ｄと、高圧ガス管１３と、高圧ヘッダ１４と、高圧ガス管１５Ａ〜１５Ｄと、低圧ガス管１６と、低圧ヘッダ１７と、低圧ガス管１８Ａ〜１８Ｄと、分岐管１９Ａ〜１９Ｄと、接続ガス管２０Ａ〜２０Ｄと、室内側ガス管２１Ａ〜２１Ｄと、ストレーナ２２，２３，２４Ａ〜２４Ｄと、を備えている。

また、高圧弁１１Ａ〜１１Ｄ、低圧弁１２Ａ〜１２Ｄ、高圧ヘッダ１４、高圧ガス管１５Ａ〜１５Ｄ、低圧ヘッダ１７、低圧ガス管１８Ａ〜１８Ｄ（図４に低圧ガス管１８Ａのみ例示する。）、分岐管１９Ａ〜１９Ｄ（図４に分岐管１９Ａのみ例示する。）、接続ガス管２０Ａ〜２０Ｄは、断熱室３２の内部に配置されている。また、高圧ガス管１３、低圧ガス管１６、室内側ガス管２１Ａ〜２１Ｄは、筺体３０の壁面を貫通して、断熱室３２の内部と外部とにわたって配置されている。また、断熱室３２の内部は、発泡断熱材３３が充填されている。なお、断熱室３２の上部は発泡断熱材３３が充填されていない空洞部３４となっている。

高圧弁１１および低圧弁１２は、同じ構造の弁を用いており、電装室３１の電装回路（図示せず）を介して、開閉および弁開度が制御可能な電子膨張弁である。図３に示すように、高圧弁１１および低圧弁１２は、水平方向（後方向）から接続する一方のポートと、垂直方向（下方向）から接続する他方のポートと、を有している。また、高圧弁１１および低圧弁１２の下部（弁部）は発泡断熱材３３で覆われており、上部（弁部の弁体を駆動する電磁コイル部）は発泡断熱材３３から露出して空洞部３４に位置している。

また、図３に示すように、高圧弁１１Ａ〜１１Ｄは、左右方向（垂直方向と直交する第１方向）に並べて配置されている。また、低圧弁１２Ａ〜１２Ｄも左右方向（第１方向）に並べて配置されている。

また、図３に示すように、高圧弁１１Ａと低圧弁１２Ａとは、前後方向（垂直方向および第１方向と直交する第２方向）に並べて配置されている。また、図４に示すように、高圧弁１１Ａと低圧弁１２Ａとは、高圧弁１１Ａと低圧弁１２Ａの高さ（上端の高さ位置）が等しくなるように配置されている。高圧弁１１Ｂと低圧弁１２Ｂ、高圧弁１１Ｃと低圧弁１２Ｃ、および、高圧弁１１Ｄと低圧弁１２Ｄについても同様である。

高圧ガス管１３は、一端側に高圧ガス管４と接続する接続金具を有し、他端側は高圧ヘッダ１４と接続する。高圧ヘッダ１４は、高圧弁１１が配列されている方向（左右方向、第１方向）と同じ方向に伸びて設けられている。

高圧ガス管１５Ａは、前後方向に伸びており、高圧ヘッダ１４と高圧弁１１Ａの一方のポートとを接続する。同様に、高圧ガス管１５Ｂ〜１５Ｄは、前後方向に伸びており、高圧ヘッダ１４と高圧弁１１Ｂ〜１１Ｄの一方のポートとを接続する。

低圧ガス管１６は、一端側に低圧ガス管５と接続する接続金具を有し、他端側は低圧ヘッダ１７と接続する。低圧ヘッダ１７は、低圧弁１２が配列されている方向（左右方向、第１方向）と同じ方向に伸びて設けられている。

低圧ガス管１８Ａは、上下方向に伸びており、低圧ヘッダ１７と低圧弁１２Ａの他方のポートとを接続する。同様に、低圧ガス管１８Ｂ〜１８Ｄ（図示せず）は、上下方向に伸びており、低圧ヘッダ１７と低圧弁１２Ｂ〜１２Ｄの他方のポートとを接続する。

高圧弁１１Ａの他方のポートには、分岐管１９Ａが接続され、接続ガス管２０Ａおよび室内側ガス管２１Ａが接続されている。同様に、高圧弁１１Ｂ〜１１Ｄの他方のポートには、分岐管１９Ｂ〜１９Ｄ（図示せず）が接続され、接続ガス管２０Ｂ〜２０Ｄおよび室内側ガス管２１Ｂ〜２１Ｄが接続されている。

接続ガス管２０Ａは、中心線が角丸のクランク形状を有し、一端側が分岐管１９Ａを介して高圧弁１１Ａの他方のポートと接続され、他端側が低圧弁１２Ａの一方のポートと接続されている。同様に、接続ガス管２０Ｂ〜２０Ｄは、一端側が分岐管１９Ｂ〜１９Ｄ（図示せず）を介して高圧弁１１Ｂ〜１１Ｄの他方のポートと接続され、他端側が低圧弁１２Ｂ〜１２Ｄの一方のポートと接続されている。

室内側ガス管２１Ａは、一端側にガス管６Ａと接続する接続金具を有し、他端側は分岐管１９Ａと接続されている。同様に、室内側ガス管２１Ｂ〜２１Ｄは、一端側にガス管６Ｂ〜６Ｄと接続する接続金具を有し、他端側は分岐管１９Ｂ〜１９Ｄ（図示せず）と接続されている。

高圧ガス管１３には、ストレーナ２２が設けられている。また、低圧ガス管１６には、ストレーナ２３が設けられている。また、室内側ガス管２１Ａ〜２１Ｄには、ストレーナ２４Ａ〜２４Ｄがそれぞれ設けられている。

なお、ストレーナ２２，２３は断熱室３２の内部に配置され、ストレーナ２４Ａ〜２４Ｄは断熱室３２の内部と外部にわたって配置されるものとして図示しているが、これに限定されるものではない。ストレーナ２２，２３，２４Ａ〜２４Ｄは、断熱室３２の内部に配置されていてもよく、断熱室３２の外部に配置されていてもよく、断熱室３２の内部と外部にわたって配置されていてもよい。

ここで、図４に示すように、高圧ガス管１３、高圧ヘッダ１４、高圧ガス管１５Ａ〜１５Ｄ、高圧弁１１Ａ〜１１Ｄのアセンブリに対して、低圧ガス管１６、低圧ヘッダ１７、低圧ガス管１８Ａ〜１８Ｄ、低圧弁１２Ａ〜１２Ｄのアセンブリは、前後方向（第２方向）にみて、前方向側（第２方向の一方側）に配置されている。

換言すれば、接続ガス管２０Ａ〜２０Ｄの後方向側（第２方向の他方側）に、高圧ガス管１３、高圧ヘッダ１４、高圧ガス管１５Ａ〜１５Ｄ、高圧弁１１Ａ〜１１Ｄのアセンブリが配置され、接続ガス管２０Ａ〜２０Ｄの前方向側（第２方向の一方側）に、低圧ガス管１６、低圧ヘッダ１７、低圧ガス管１８Ａ〜１８Ｄ、低圧弁１２Ａ〜１２Ｄのアセンブリが配置されている。

このような配置とすることにより、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３は、低圧ガス管１６および低圧ヘッダ１７が高圧弁１１の下を通らない構造とすることができる。その結果、下側への張り出しを抑制し、冷媒切替集合ユニット３の高さ寸法を抑えることができる。

加えて、高圧弁１１と低圧弁１２の高さ（上端の高さ位置）が等しくなるように配置されていることにより、上側への張り出しを抑制し、冷媒切替集合ユニット３の高さ寸法を抑えることができる。また、高圧弁１１と低圧弁１２の高さ（上端の高さ位置）が等しくなるように配置されていることにより、下部の弁部を発泡断熱材３３で覆うとともに、上部の電磁コイル部を発泡断熱材３３から露出して空洞部３４に配置することができるので、電装室３１の電装回路（図示せず）との接続が容易となる。

これにより、高さ寸法を抑え、よりコンパクト性の優れた冷媒切替集合ユニット３とすることができる。また、高さ寸法を抑えることにより、発泡断熱材３３が充填される断熱室３２の内部空間の容積も小さくなるので、発泡断熱材３３の充填が容易となる。

≪変形例≫
なお、本実施形態に係る冷媒切替集合ユニット３は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

空調システムＳは４基の室内ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）を備え、冷媒切替集合ユニット３は、高圧ヘッダ１４および低圧ヘッダ１７から分岐する冷媒回路（高圧弁１１、低圧弁１２、高圧ガス管１５、低圧ガス管１８、分岐管１９、接続ガス管２０、室内側ガス管２１、ストレーナ２４のアセンブリ）を４系統備えるものとして説明したが、これに限られるものではない。冷媒切替集合ユニット３は、高圧弁１１、低圧弁１２、高圧ガス管１５、低圧ガス管１８、分岐管１９、接続ガス管２０、室内側ガス管２１、ストレーナ２４のアセンブリを２系統以上備えていればよい。

Ｓ空調システム
１，１Ａ〜１Ｄ室内ユニット
２室外ユニット
３冷媒切替集合ユニット
４高圧ガス管
５低圧ガス管
６，６Ａ〜６Ｄガス管
７液管
１１，１１Ａ〜１１Ｄ高圧弁
１２，１２Ａ〜１２Ｄ低圧弁
１３高圧ガス管
１４高圧ヘッダ
１５Ａ〜１５Ｄ高圧ガス管
１６低圧ガス管
１７低圧ヘッダ
１８Ａ〜１８Ｄ低圧ガス管
１９Ａ〜１９Ｄ分岐管
２０Ａ〜２０Ｄ接続ガス管
２１Ａ〜２１Ｄ室内側ガス管
２２，２３，２４Ａ〜２４Ｄストレーナ
３０筺体
３１電装室
３２断熱室
３３発泡断熱材
３４空洞部

Claims

室内ユニットと室外ユニットの間に配置される冷媒切替集合ユニットであって、
複数の高圧弁と、複数の低圧弁と、高圧ヘッダと、低圧ヘッダと、前記高圧弁と前記高圧ヘッダとを接続する高圧ガス管と、前記低圧弁と前記低圧ヘッダとを接続する低圧ガス管と、を備え、
複数の前記高圧弁は、垂直方向と直交する第１方向に並べて配置され、
複数の前記低圧弁は、前記第１方向に並べて配置され、
前記高圧弁、前記高圧ヘッダおよび前記高圧ガス管に対して、前記垂直方向および前記第１方向と直交する第２方向の一方側に、前記低圧弁、前記低圧ヘッダおよび前記低圧ガス管が配置される
ことを特徴とする冷媒切替集合ユニット。
前記高圧弁と前記低圧弁とを接続する接続ガス管をさらに備え、
前記接続ガス管よりも前記第２方向の他方側に前記高圧弁、前記高圧ヘッダおよび前記高圧ガス管が配置され、
前記接続ガス管よりも前記第２方向の一方側に前記低圧弁、前記低圧ヘッダおよび前記低圧ガス管が配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷媒切替集合ユニット。
前記高圧弁と前記低圧弁の高さが同じ高さに配置される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒切替集合ユニット。
筐体の内部が発泡断熱材で発泡充填されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の冷媒切替集合ユニット。