JPH05280819A - 多室冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システムに適正な冷媒搬送能力をもつ冷媒搬
送装置を備え、かつ各室外ユニットへの冷媒分流を最適
化し、システムの運転の安定性と効率を向上させる。 【構成】 第２補助熱交換器９と直列に配設された室外
側流量弁１４、室外ユニットａの外部に設けた冷媒搬送
装置１１、冷房時の第２補助熱交換器９の入口冷媒温度
を検出する第１温度検出器１５、出口冷媒温度を検出す
る第２温度検出器１６、第１温度検出器１５と第２温度
検出器１６の値から温度差を算出する温度差演算手段１
７、温度差演算手段１７で算出した値に応じて室外側流
量弁１４の開度を制御する室外側流量弁制御手段１８と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源側冷媒サイクルと
利用側冷媒サイクルに分離した多室冷暖房装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒
サイクルに分離した多室冷暖房装置の冷媒サイクルは、
特開昭６２−２３８９５２号公報に示されており、図５
のように構成されていた。

【０００３】図５において、１は圧縮機、２は熱源側四
方弁、３は熱源側熱交換器、４は冷房用減圧装置、５は
暖房用減圧装置、６は暖房時に冷房用減圧装置４を閉止
する逆止弁、７は冷房時に暖房用減圧装置５を閉止する
逆止弁、８は第１補助熱交換器であり、これらを環状に
連接し、熱源側冷媒サイクルを形成している。９は第２
補助熱交換器で、第１補助熱交換器８と熱交換するよう
に一体に形成されている。

【０００４】１０は冷媒量調整タンクで、冷房時と暖房
時の冷媒量を調整している。１１は冷媒搬送装置であ
る。上記熱源側冷媒サイクルの構成要素と冷媒量調整タ
ンク１０と冷媒搬送装置１１は室外側ユニットａ１，ａ
２に収納されている。１２ａ，１２ｂは利用側熱交換器
で、それぞれ室内ユニットｂ１，ｂ２に収納され、多液
側接続配管ｃ１、少液側接続配管ｃ２と少液側枝管ｄ
１，ｄ２及び多液側枝管ｅ１，ｅ２で熱源側ユニットａ
と接続されている。

【０００５】１３は利用側四方弁で、室内ユニットｂ
１，ｂ２への冷媒の流れ方向を冷暖房でかえている。

【０００６】第２補助熱交換器９、冷媒量調整タンク１
０、冷媒搬送装置１１、利用側熱交換器１２ａ，１２
ｂ、利用側四方弁１３、多液側接続配管ｃ１、少液側接
続配管ｃ２、少液側枝管ｄ１，ｄ２、多液側枝管ｅ１，
ｅ２とを環状に連接し利用側冷媒サイクルを形成してい
る。

【０００７】以上のように構成された冷暖房装置につい
てその動作を説明する。冷房運転時は図中実線矢印の冷
媒サイクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧縮機１
からの高温高圧ガスは熱源側四方弁２を通り、熱源側熱
交換器３で放熱して凝縮液化し、逆止弁６を通って冷房
用膨張弁４で減圧され、第１補助熱交換器８で蒸発して
熱源側四方弁２を通り、圧縮機１へ循環する。

【０００８】この時利用側冷媒サイクルの第２補助熱交
換器９と第１補助熱交換器８が熱交換し、利用側冷媒サ
イクルのガス冷媒が冷却されて液化し、冷媒量調整タン
ク１０、利用側四方弁１３を通って冷媒搬送装置１１に
送られ、この冷媒搬送装置１１によって利用側四方弁１
３、多液側接続配管ｃ１を通って利用側熱交換器１２
ａ，１２ｂへ送られて冷房して吸熱蒸発し、ガス化して
少液側接続配管ｃ２を通って第２補助熱交換器９に循環
することになる。

【０００９】一方、暖房運転時においては、図中破線矢
印の冷媒サイクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧
縮機１からの高温高圧冷媒は、熱源側四方弁２から第１
補助熱交換器８に送られ、放熱して凝縮液化し、逆止弁
７から暖房用減圧装置５で減圧し、熱源側熱交換器３で
吸熱蒸発し、熱源側四方弁２を通って圧縮機１へ循環す
る。

【００１０】この時利用側冷媒サイクルの第２補助熱交
換器９と第１補助熱交換器８が熱交換し、利用側冷媒サ
イクル内の液冷媒が加熱されてガス化し、少液側接続配
管ｃ２及び少液側枝管ｄ１，ｄ２を通って利用側熱交換
器１２ａ，１２ｂへ送られ、暖房して放熱液化し、多液
側枝管ｅ１，ｅ２及び多液側接続配管ｃ１、利用側四方
弁１３を通って冷媒搬送装置１１へ送られ、冷媒量調整
タンク１０から第２補助熱交換器９へ循環する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、各室外ユニットａ１，ａ２毎に冷媒搬
送装置１１を設けている為、システム全体の冷媒搬送能
力は室外ユニットａ１，ａ２の台数に応じて決まってし
まうので、システム全体の冷媒搬送能力に比べて室外ユ
ニットａ１，ａ２と室内ユニットｂ１，ｂ２の接続配管
ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２，ｅ１，ｅ２が長くなったり、
室内ユニットｂ１，ｂ２の台数が多くなれば冷媒搬送装
置１１の能力不足となり、各室内ユニットｂ１，ｂ２の
能力低下や能力制御が不安定になる。

【００１２】さらに、各室外ユニットａ１，ａ２がそれ
ぞれ異なる能力で運転している場合にはそれぞれの室外
ユニットａ１，ａ２への冷媒の適正な分流が困難とな
り、システムの効率が大きく低下したり、保護装置が作
動して運転が停止する恐れを有していた。

【００１３】本発明は上記課題に鑑み、室外ユニットと
室内ユニットの配管長さが長くなったり、各室外ユニッ
トがそれぞれ異なる能力で運転した場合でも、室外ユニ
ットと室内ユニットの配管の長さに応じた冷媒搬送能力
を持つ冷媒搬送装置を設け、かつ各室外ユニットへの冷
媒分流を最適化して、常に効率の高い安定した運転を行
う事ができる多室冷暖房装置を提供することを目的とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の多室冷暖房装置は、第２補助熱交換器と直
列に配設された室外側流量弁とを有する室外ユニット
と、複数の室内ユニット、複数の第２補助熱交換器、前
記室外側流量弁及び冷媒搬送装置を環状に連接してなる
利用側冷媒サイクルと、冷房時の前記第２補助熱交換器
の入口冷媒温度を検出する第１温度検出器と、冷房時の
前記第２補助熱交換器の出口冷媒温度を検出する第２温
度検出器と、前記第１温度検出器の検出値から前記第２
温度検出器の検出値を減算し、前記第２補助熱交換器の
入口と出口の温度差を算出する温度差演算手段と、前記
温度差演算手段で算出した値が所定値より大きいとき、
前記室外側流量弁を所定量開け、前記温度差が所定値よ
り小さいとき前記室外側流量弁を所定量閉じる室外側流
量弁制御手段を備えた制御装置とを備えているのであ
る。

【００１５】また、他の本発明の多室冷暖房装置は、複
数の室外ユニットの、それぞれの温度差演算手段で算出
された値を平均し、平均温度差を算出する平均温度差演
算手段と、前記平均温度差演算手段で算出した値が、所
定値より大きいとき各室外側流量弁を所定量開け、前記
平均温度差演算手段で算出した値が所定値より小さいと
き、前記温度差演算手段で算出した値と前記平均温度差
演算手段で算出した値を比較し、前記温度差演算手段で
算出した値が、前記平均温度差演算手段で算出した値よ
り大きい前記室外ユニットの室外側流量弁を所定量開
け、前記温度差演算手段で算出した値が、前記平均温度
差演算手段で算出した値より小さい前記室外ユニットの
室外側流量弁を所定量閉じる室外側流量弁制御手段とか
らなる制御装置を備えているのである。

【００１６】

【作用】本発明の多室冷暖房装置は上記した構成で、室
外ユニットと室内ユニットの配管の長さに応じた冷媒搬
送能力を持つ冷媒搬送装置を設けることができ、複数の
室外ユニットの各第２補助熱交換器の入口と出口の冷媒
の温度差を常に所定値に保つように、各室外ユニットの
室外側流量弁を制御することにより、各室外ユニットへ
の冷媒の分流を常に適正化することができる。

【００１７】また、複数の室外ユニットの各第２補助熱
交換器の入口と出口の冷媒の温度差が所定値より小さい
値となった場合は、各第２補助熱交換器の温度差を、シ
ステム全体の第２補助熱交換器の温度差の平均値と等し
くなるように室外側流量弁の開度を制御することによ
り、システム全体としては平均値以下の温度差の室外ユ
ニットの室外側流量弁の開度を小とした分、平均値以上
の温度差の室外ユニットの室外側流量弁の開度を大とす
るので、冷媒の分流を常に適正化でき、かつ、室外側流
量弁の開度の総和を常に一定に以上に保つことができ、
冷媒搬送装置の過負荷運転を防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例の多室冷暖房装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１９】図１は、本発明の実施例における多室冷暖
房装置の冷媒サイクルを示すものである。

【００２０】図１において、１４は第２補助熱交換器９
と直列に配設された室外側流量弁、１１は室外ユニット
ａ１，ａ２の外部に設けた冷媒搬送装置、１５は冷房時
の第２補助熱交換器９の入口冷媒温度を検出する第１温
度検出器、１６は冷房時の第２補助熱交換器９の出口冷
媒温度を検出する第２温度検出器である。

【００２１】１７は第１温度検出器１５の検出値から第
２温度検出器１６の検出値を減算し、第２補助熱交換器
９の入口と出口の温度差を算出する温度差演算手段、１
８は温度差演算手段１７で算出した値が所定値より大き
いとき、室外側流量弁１４を所定量開け、温度差演算手
段１７で算出した値が所定値より小さいとき室外側流量
弁１４を所定量閉じる室外側流量弁制御手段であり、こ
れら温度差演算手段１７、室外側流量弁制御手段１８は
制御装置１９内に構成されている。

【００２２】その他の構成は従来例と同一であり、ここ
では同一符号を用いて示し、その説明を省略する。

【００２３】また、この冷媒サイクルの動作についても
従来例と同一であり詳細は省略するが、従来例と異なる
冷媒搬送装置１１、室外側流量弁１４、第１温度検出器
１５、第２温度検出器１６及び制御装置１９について以
下に説明を行う。

【００２４】冷媒搬送装置１１は、室外ユニットａ１，
ａ２の外部に設けられているので、システム構築時に、
室外ユニットａ１，ａ２と室内ユニットｂ１，ｂ２の配
管の長さに応じた冷媒搬送能力を持つ冷媒搬送装置１１
を設置することができる。

【００２５】次に、各室外ユニットａ１，ａ２への冷媒
分流について以下に説明する。冷房運転時は、ガス化し
て少液側接続配管ｃ２を通って第２補助熱交換器９の入
口に戻ってきた冷媒の温度を第１温度検出器１５で検出
し、第２補助熱交換器９が第１補助熱交換器８と熱交換
することにより冷却された第２補助熱交換器９の出口の
冷媒の温度を、第２温度検出器１６で検出する。

【００２６】一方、暖房運転時は、冷媒量調整タンク１
０から第２補助熱交換器９の入口へ送られた冷媒の温度
を、第２温度検出器１６で検出し、第２補助熱交換器９
が第１補助熱交換器８と熱交換することにより過熱され
た冷媒の温度を、第１温度検出器１５で検出する。

【００２７】温度差演算手段１７は、第１温度検出器１
５の検出値から第２温度検出器１６の検出値を減算し
（ｓｔｅｐ１）、室外側流量弁制御手段１８は、温度差
演算手段１７で算出した値が所定値より大きいとき、室
外側流量弁１４を所定量開け、所定値より小さいとき室
外側流量弁１４を所定量閉じる（ｓｔｅｐ２）。

【００２８】従って、各第２補助熱交換器９の熱交換量
が常に一定となるように各室外側流量弁１４で冷媒循環
量が制御されるので、室外ユニットａへの冷媒分流は常
に適正となる。

【００２９】以上のように本実施例によれば、室外ユニ
ットａと室内ユニットｂ１，ｂ２の配管の長さに応じた
冷媒搬送能力を持つ冷媒搬送装置１１を設置することが
できるので、長配管や高揚程のシステムを構築すること
ができる。

【００３０】また、複数の室外ユニットａ１，ａ２のそ
れぞれの第２補助熱交換器９の入口冷媒温度と出口冷媒
温度の温度差を常に所定値に保つように、各室外ユニッ
トａ１，ａ２の室外側流量弁１４を制御することによ
り、各室外ユニットａ１，ａ２への冷媒の分流を常に適
正化することができるので、システムの運転を常に安定
させる事ができ、運転効率も向上する。

【００３１】次に、本発明による多室冷暖房装置の第２
の実施例について、図面を参照しながら説明するが、第
１の実施例と同一構成の部分は同一符号を付し、その詳
細な説明は省略する。

【００３２】図３は、本発明の第２の実施例における多
室冷暖房装置の冷媒サイクル図を示すものである。

【００３３】図３において、２０は、室外ユニットａ
１，ａ２のそれぞれの第２補助熱交換器９の温度差から
平均温度差を算出する平均温度差演算手段、２１は、平
均温度差演算手段２０を納めているシステム制御装置で
あり、１８は、平均温度差演算手段２０で算出した値
と、分流が適正となる所定値と、温度差演算手段１７で
算出した値とから室外側流量弁１４を制御する室外側流
量弁制御手段である。

【００３４】以上の構成により行われる冷媒分流の制御
について、以下に説明する。図４は、室外側流量弁１４
の制御の流れを表したフローチャートである。

【００３５】ＳＴＥＰ１では、平均温度差演算手段２０
で算出した平均温度差の値を室外ユニットａ１，ａ２で
それぞれ取り込み、ＳＴＥＰ２へ進む。

【００３６】ＳＴＥＰ２では、平均温度差演算手段２０
で算出した平均温度差の値と冷媒分流が適正となる所定
値を比較し、平均温度差が所定値より小さい場合はＳＴ
ＥＰ３へ進み、所定値より大きい場合は、室外側流量弁
１４を所定値開ける。この場合、室外ユニットａ１、ａ
２のそれぞれの室外側流量弁１４はそれぞれ所定値開け
られるので、平均温度差の値は小さくなり、所定値にな
るように制御される。

【００３７】ＳＴＥＰ３では、平均温度差演算手段２０
で算出した平均温度差の値が温度差演算手段１７で算出
した値よりも大きい室外ユニットは室外側流量弁１４を
所定値閉じ、温度差演算手段１７で算出した値よりも小
さい室外ユニットは室外側流量弁１４を所定値開ける。

【００３８】よって、室外ユニットａ１の第２補助熱交
換器９の温度差がシステム全体の温度差の平均値以下と
なっている場合は、室外ユニットａ１の室外側流量弁１
４の開度を小とするが、その時の室外ユニットａ２の第
２補助熱交換器９の温度差は平均値以上になっており、
室外側流量弁１４を開度を大とするので、冷媒の分流を
常に適正化でき、かつ、システム全体としての室外側流
量弁１４の開度の総和は常に一定に以上に保たれる。ま
た、室外ユニットａ１の第２補助熱交換器９の温度差が
システム全体の第２補助熱交換器９の温度差の平均値以
上のときも同様である。

【００３９】以上のように本実施例によれば、室外ユニ
ットａ１，ａ２の各第２補助熱交換器９の入口と出口の
冷媒の温度差の平均値が所定値より大きい値となった場
合は各第２補助熱交換器９の冷媒の温度差を所定値にな
るように、それぞれの室外側流量弁１４の開度を大きく
し、室外ユニットａ１，ａ２の各第２補助熱交換器９の
入口と出口の冷媒の温度差の平均値が所定値より小さい
値となった場合は、各第２補助熱交換器９の温度差を、
システム全体の第２補助熱交換器９の温度差の平均値と
等しくなるように室外側流量弁１４の開度を制御するこ
とにより、冷媒の分流を常に適正化でき、かつ、システ
ム全体の室外側流量弁の開度の総和は常に一定以上の開
度に保たれるので、冷媒分流を常に適正化でき、さら
に、冷媒搬送装置の過負荷運転による摩耗、及び破損を
防止し、寿命を延長することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の多室冷暖房装置
は、第２補助熱交換器と直列に配設された室外側流量弁
とを有する室外ユニットと、複数の室内ユニット、複数
の第２補助熱交換器、前記室外側流量弁及び冷媒搬送装
置を環状に連接してなる利用側冷媒サイクルと、冷房時
の前記第２補助熱交換器の入口冷媒温度を検出する第１
温度検出器と、冷房時の前記第２補助熱交換器の出口冷
媒温度を検出する第２温度検出器と、前記第１温度検出
器の検出値から前記第２温度検出器の検出値を減算し、
前記第２補助熱交換器の入口と出口の温度差を算出する
温度差演算手段と、前記温度差演算手段で算出した値が
所定値より大きいとき、前記室外側流量弁を所定量開
け、前記温度差が所定値より小さいとき前記室外側流量
弁を所定量閉じる室外側流量弁制御手段を備えた制御装
置とから構成されていることを特徴としているため、室
外ユニットと室内ユニットの配管の長さに応じた冷媒搬
送能力を持つ冷媒搬送装置設けることができ、複数の室
外ユニットのそれぞれの第２補助熱交換器の入口冷媒温
度と出口冷媒温度の温度差を常に所定値に保つように、
各室外ユニットの室外側流量弁を制御することにより、
各室外ユニットへの冷媒の分流を適正化することができ
るので、システムの運転を常に安定させ、運転効率を向
上させる効果がある。

【００４１】また、本発明は複数の室外ユニットの、そ
れぞれの温度差演算手段で算出された値を平均し、平均
温度差を算出する平均温度差演算手段と、前記平均温度
差演算手段で算出した値が、所定値より大きいときは各
室外側流量弁を所定量開け、前記平均温度差演算手段で
算出した値が所定値より小さいとき、前記温度差演算手
段で算出した値と前記平均温度差演算手段で算出した値
を比較し、前記温度差演算手段で算出した値が、前記平
均温度差演算手段で算出した値より大きい前記室外ユニ
ットの前記室外側流量弁を所定量開け、前記温度差演算
手段で算出した値が、前記平均温度差演算手段で算出し
た値より小さい前記室外ユニットの前記室外側流量弁を
所定量閉じる室外側流量弁制御手段とからなる制御装置
を備えることにより、複数の室外ユニットの各第２補助
熱交換器の入口と出口の冷媒の温度差が所定値より小さ
い値となった場合は、各第２補助熱交換器の温度差を、
システム全体の第２補助熱交換器の温度差の平均値と等
しくなるように室外側流量弁の開度を制御することによ
り、システム全体としては平均値以下の温度差の室外ユ
ニットの室外側流量弁の開度を小とした分、平均値以上
の温度差の室外ユニットの室外側流量弁の開度を大とす
るので、冷媒の分流を常に適正化でき、かつ、室外側流
量弁の開度の総和を常に一定に以上に保つことができ、
冷媒搬送装置の過負荷運転を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における多室冷暖房装置
の冷凍サイクル図

【図２】本発明の第１の実施例における室外側流量弁の
制御フローチャート

【図３】本発明の第２の実施例における多室冷暖房装置
の冷凍サイクル図

【図４】本発明の第２の実施例における室外側流量弁の
制御フローチャート

【図５】従来の多室冷暖房装置の冷凍サイクル図

【符号の説明】

３ 熱源側熱交換器 ８ 第１補助熱交換器 ９ 第２補助熱交換器 １１ 冷媒搬送装置 １２ａ，１２ｂ 利用側熱交換器 １４ 室外側流量弁 １５ 第１温度検出器 １６ 第２温度検出器 １７ 温度差演算手段 １８ 室外側流量弁制御手段 １９ 制御装置 ２０ 平均温度差演算手段 ２１ システム制御装置 ａ１，ａ２ 室外ユニット ｂ１，ｂ２ 室内ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、熱源側四方弁、熱源側熱交換
   器、減圧装置及び第１補助熱交換器を環状に連接してな
   る熱源側冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体
   に形成し熱交換する第２補助熱交換器と、前記第２補助
   熱交換器と直列に配設された室外側流量弁とを有する複
   数の室外ユニットと、利用側熱交換器を有する複数台の
   並列接続された室内ユニットと、複数の前記室内ユニッ
   ト、複数の前記第２補助熱交換器、前記室外側流量弁及
   び冷媒搬送装置を環状に連接してなる利用側冷媒サイク
   ルと、 冷房時の前記第２補助熱交換器の入口冷媒温度を検出す
   る第１温度検出器と、冷房時の前記第２補助熱交換器の
   出口冷媒温度を検出する第２温度検出器と、 前記第１温度検出器の検出値から前記第２温度検出器の
   検出値を減算し、前記第２補助熱交換器の入口と出口の
   温度差を算出する温度差演算手段と、前記温度差演算手
   段で算出した値が所定値より大きいとき、前記室外側流
   量弁を所定量開け、前記温度差が所定値より小さいとき
   前記室外側流量弁を所定量閉じる室外側流量弁制御手段
   を備えた制御装置とから構成されていることを特徴とす
   る多室冷暖房装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、熱源側四方弁、熱源側熱交換
   器、減圧装置及び第１補助熱交換器を環状に連接してな
   る熱源側冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体
   に形成し熱交換する第２補助熱交換器と、前記第２補助
   熱交換器と直列に配設された室外側流量弁とを有する複
   数の室外ユニットと、利用側熱交換器を有する複数台の
   並列接続された室内ユニットと、複数の前記室内ユニッ
   ト、複数の前記第２補助熱交換器、前記室外側流量弁及
   び冷媒搬送装置を環状に連接してなる利用側冷媒サイク
   ルと、 冷房時の前記第２補助熱交換器の入口冷媒温度を検出す
   る第１温度検出器と、冷房時の前記第２補助熱交換器の
   出口冷媒温度を検出する第２温度検出器と、 前記第１温度検出器の検出値から前記第２温度検出器の
   検出値を減算し、前記第２補助熱交換器の入口と出口の
   温度差を算出する温度差演算手段と、複数の室外ユニッ
   トの、それぞれの温度差演算手段で算出された値を平均
   し、平均温度差を算出する平均温度差演算手段と、前記
   平均温度差演算手段で算出した値が、所定値より大きい
   ときは各室外側流量弁を所定量開け、前記平均温度差演
   算手段で算出した値が所定値より小さいとき、前記温度
   差演算手段で算出した値と前記平均温度差演算手段で算
   出した値を比較し、前記温度差演算手段で算出した値
   が、前記平均温度差演算手段で算出した値より大きい前
   記室外ユニットの室外側流量弁を所定量開け、前記温度
   差演算手段で算出した値が、前記平均温度差演算手段で
   算出した値より小さい前記室外ユニットの室外側流量弁
   を所定量閉じる室外側流量弁制御手段を備えた制御装置
   とから構成されていることを特徴とする多室冷暖房装
   置。