JPH0545017A - 多室冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サ
イクルとが熱交換する多室冷暖房装置において、適正な
冷媒循環を行い、システムの高揚程性能を向上させると
ともに、液管内の密度を小さくし、封入冷媒量を減少す
ることを目的としている。 【構成】 利用側熱交換器と直列に連接され、利用側熱
交換器への冷媒の流量を調整する第１流量弁と、直列に
連接された利用側熱交換器及び第１流量弁に並列に配設
された第２流量弁と、暖房時の室内ユニット出口の冷媒
温度を検出する第１温度検出装置と、暖房時の第２流量
弁出口の冷媒温度を検出する第２温度検出装置と、第１
及び第２温度検出装置で検出した冷媒温度により第２流
量弁を制御する制御装置とを備える。

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４
のように構成されていた。

【０００３】図４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は熱源側ユニットａ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Ｃ、少液側接続配管Ｃ’と少液側枝管ｄ１，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。１
４ａ，１４ｂは流量弁で、利用側熱交換器１２ａ，１２
ｂへの冷媒流量を調整している。

【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、流量弁１４ａ，１４ｂ、利用側
熱交換器１２ａ，１２ｂ、利用側四方弁１３、多液側接
続配管Ｃ、少液側接続配管Ｃ’、少液側枝管ｄ１，ｄ
２、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Ｃを通って利用側熱交換器１２ａ，
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Ｃ’を通って第２補助熱交換器９に循環する
ことになる。

【０００９】この時利用側サイクルの室内ユニットｂ
１、ｂ２では、例えば室内温度を監視しながら、流量弁
１４ａ、１４ｂをそれぞれ調整することで、冷媒の流量
を調整している。すなわち、室内温度が低くなれば流量
弁の開度を小さくして冷媒が流れにくくなるように調整
し、、逆に室内温度が低下しない場合は流量弁の開度を
大きくして冷媒が多く流れるように調整している。

【００１０】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。

【００１１】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Ｃ’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、流量
弁１４ａ，１４ｂを通り、多液側枝管ｅ１，ｅ２及び多
液側接続配管Ｃ、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。

【００１２】この時利用側サイクルの室内ユニットｂ
１、ｂ２では、例えば室内温度を監視しながら、流量弁
１４ａ、１４ｂをそれぞれ調整することで、冷媒の流量
を調整している。すなわち、室内温度が高くなれば流量
弁の開度を小さくして冷媒が流れにくくなるように調整
し、逆に室内温度が低い場合は流量弁の開度を大きくし
て冷媒が多く流れるように調整している。

【００１３】

【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、暖房運転時の室内温度の調整のために、
冷媒流量を減少させる能力制御の方向に調整する場合
は、利用側熱交換器の凝縮能力が大きくなるので、冷媒
の状態は過冷却状態、すなわち完全な液状態となって室
内ユニットを出て行くことになる。

【００１４】このため、多液側枝管や多液側接続配管内
にも過冷却液状態の冷媒で満たされることになり、適正
な冷媒循環を行うためには、封入する冷媒量が非常に多
く必要となる。

【００１５】又、冷媒搬送装置と最下部の室内ユニット
との高低差がある値以上になると、多液側枝管や多液側
接続配管内の過冷却液状態の冷媒の重量による抵抗のた
めに、適正な冷媒循環が妨げられ、システムの運転が不
能になるという課題を有していた。

【００１６】本発明は上記課題に鑑み、システムの高揚
程性能を向上し、封入冷媒量を減少させることを目的と
している。

【００１７】

【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、利用側熱交換器と直列
に連接され前記利用側熱交換器へ流れる冷媒の流量を調
整する第１流量弁と、直列に連接された前記利用側熱交
換器及び第１流量弁と並列に配設された第２流量弁とを
室内ユニットに有するとともに、暖房時の前記室内ユニ
ット出口の冷媒温度を検出する第１温度検出装置と、暖
房時の前記第２流量弁出口の冷媒温度を検出する第２温
度検出装置と、前記第１及び第２温度検出装置で検出し
た冷媒温度により前記第２流量弁を制御する制御装置と
を備えているのである。

【００１８】

【作用】本発明の多室冷暖房装置は、上記した構成によ
って暖房運転時に利用側熱交換器に並列に配設された第
２流量弁を制御し、利用側熱交換器で凝縮液化し、過冷
却状態となった液冷媒に、少液側接続配管内のガス冷媒
を適量混入することとなる。

【００１９】

【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１の冷媒サイクル図、図２のフローチャー
ト、図３のグラフを参照しながら説明する。

【００２０】図１は、本発明の一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、１５ａ、１５ｂ
はそれぞれ直列に連接された利用側熱交換器１２ａ、１
２ｂ及び第１流量弁１４ａ、１４ｂと並列にそれぞれ配
設された第２流量弁で、１６ａ、１６ｂは第２流量弁１
５ａ、１５ｂと第１流量弁１４ａ、１４ｂの合流部分
と、多液側枝管ｅ１、ｅ２との間にそれぞれ配置され、
室内ユニットｂ１、ｂ２のそれぞれの出口温度を検出す
る第１温度検出装置である。

【００２１】１７ａ、１７ｂは、第２流量弁１５ａ、１
５ｂと、第２流量弁１５ａ、１５ｂと第１流量弁１４
ａ、１４ｂ合流部分との間で冷媒温度を検出する第２温
度検出装置で、１８ａ、１８ｂは第１及び第２温度検出
装置１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂで検出した冷媒温
度により、第２流量弁１５ａ、１５ｂの開度を調整する
制御装置である。

【００２２】第２流量弁は、前記制御装置１８ａ、１８
ｂから発生するパルスにより、リニアに開度を調整で
き、正のパルスを発生すれば開き、負のパルスを発生す
れば閉じる特性を持っており、少液側枝管ｄ１、ｄ２の
飽和ガス冷媒を多液側枝管ｅ１、ｅ２に少量づつバイパ
スするように常時微開状態となっている。

【００２３】その他の構成は従来例と同じであり、ここ
では同一符号を用いて示し、その説明を省略する。

【００２４】また、この冷媒サイクルの動作についても
前記従来例と同一であり詳細な説明は省略するが、従来
例と異なる第２流量弁１５ａ、１５ｂ及び制御装置１８
ａ、１８ｂの説明を以下に行う。

【００２５】図２において、ステップ１では第１温度検
出装置１６ａ、１６ｂで検出した室内ユニットｂ１、ｂ
２のそれぞれの出口冷媒温度Ｔ１ａ、Ｔ１ｂと、第２温
度検出装置１７ａ、１７ｂで検出した第２流量弁１５
ａ、１５ｂのそれぞれの出口冷媒温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂか
ら、温度差Ｔｔａ、Ｔｔｂ（Ｔｔａ＝Ｔ１ａ−Ｔ２ａ、
Ｔｔｂ＝Ｔ１ｂ−Ｔ２ｂ）を演算する。

【００２６】今、室内ユニットｂ２が設置された部屋の
暖房負荷が少なくなり、室内温度が上昇しているものと
すると、能力制御を行うために、第１流量弁１４ｂの開
度は小さくなり、利用側熱交換器１２ｂへ流れる冷媒流
量は減少するので、利用側熱交換器１２ｂ流れる冷媒は
十分熱交換し、過冷却状態となって、例えば第１温度検
出装置１６ｂで検出する室内ユニットｂ２の出口冷媒温
度Ｔ１ｂは３０℃であるとする。

【００２７】一方、第２流量弁１５ｂは常時微開状態を
保っているために、少液側枝管ｄ２の飽和ガス冷媒が熱
交換されずに多液側枝管ｅ２にバイパスするため、第２
流量弁１５ｂの出口の冷媒は、飽和ガス状態であり、例
えば第２温度検出装置１７ｂで検出する第２流量弁１５
ｂの出口冷媒温度Ｔ２ｂは４０℃となっている。

【００２８】一方、室内ユニットｂ１の設置された部屋
では、暖房負荷に変化が無く、このため、第１温度検出
装置１６ａで検出する室内ユニットｂ１の出口冷媒温度
Ｔ１ａと、第２温度検出装置１７ａで検出する第２流量
弁１５ａの出口冷媒温度Ｔ２ａは共に４０℃となってい
るものとする。

【００２９】制御装置１８ａのステップ１では、第１及
び第２の温度検出装置１６ａ、１７ａで検出する冷媒温
度の差Ｔｔａは０Ｋで、制御装置１８ｂのステップ１で
は、第１及び第２の温度検出装置１６ｂ、１７ｂで検出
する冷媒温度の差Ｔｔｂは１０Ｋとなる。

【００３０】次にステップ２では、目標所定値Ｔｏ（例
えば、−１Ｋ）と前期演算結果の温度差Ｔｔａ、Ｔｔｂ
との差△Ｔａ、△Ｔｂ（△Ｔａ＝Ｔｏ−Ｔｔａ、△Ｔｂ
＝Ｔｏ−Ｔｔｂ）を演算する。

【００３１】今、Ｔｔａ＝０Ｋ、Ｔｔｂ＝１０Ｋである
ので、△Ｔａ＝（−１）−０、△Ｔｂ＝（−１）−１
０、すなわち△Ｔａ＝−１Ｋ、△Ｔｂ＝−１１Ｋとな
る。

【００３２】ステップ３では、以上の演算結果△Ｔａ、
△Ｔｂに基づいて、図３のグラフに示すステップ２での
演算結果△Ｔａ、△Ｔｂと、決定するパルス数Ｐ１、Ｐ
２の関係から、第２流量弁１５ａ、１５ｂを操作するパ
ルス数を決定する。

【００３３】ステップ２での演算結果△Ｔとパルスの数
Ｐとの関係が、１次の関係となっているのは、ステップ
２での演算結果の絶対値が大きいほどステップ３で決定
するパルス数も多くなることを示しており、今、△Ｔａ
＝−１Ｋ、△Ｔｂ＝−１１Ｋであるので、図３から第２
流量弁１５ａの操作パルス数Ｐは０パルスとなり、第２
流量弁１５ｂの操作パルス数Ｐは、５０パルスとなる。

【００３４】ステップ４では、ステップ３で決定したパ
ルス数だけ第２流量弁１５ａ、１５ｂを操作する。

【００３５】以上のように本実施例によれば、暖房運転
時に室内ユニットｂ１、ｂ２が能力制御を行い、冷媒流
量を減少させる方向に第１流量弁１４ａ、１４ｂを調整
する場合は、利用側熱交換器１２ａ、１２ｂの凝縮能力
は減少した冷媒流量に対しては大きくなり、冷媒の状態
は過冷却状態、すなわち完全な液状態となって室内ユニ
ットを出て行く場合でも、第１温度検出装置１６ａ、１
６ｂと第２温度検出装置１７ａ、１７ｂで検出した冷媒
温度の関係から、制御装置１８ａ、１８ｂが第２流量弁
１５ａ、１５ｂを操作し、室内ユニットｂ１、ｂ２の多
液側枝管ｅ１、ｅ２に少液側枝管ｄ１、ｄ２の飽和ガス
を適量混入するため、多液側接続配管Ｃ内の液冷媒の重
量による抵抗が少なくなり、冷媒搬送装置１１と室内ユ
ニットｂ１、ｂ２との高低差が大きくなっても、適正な
冷媒循環を実現できることとなる。

【００３６】また、多液側枝管ｅ１、ｅ２や多液側接続
配管Ｃ内の過冷却状態の液冷媒に、ガス冷媒を混入する
ことで、多液側枝管ｅ１、ｅ２や多液側接続配管Ｃ内の
冷媒密度を小さくできるので、封入ガス量を減少するこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明の多室冷暖房装置
は、利用側熱交換器と直列に連接され前記利用側熱交換
器へ流れる冷媒の流量を調整する第１流量弁と、直列に
連接された前記利用側熱交換器及び第１流量弁と並列に
配設された第２流量弁とを室内ユニットに有し、暖房時
の前記室内ユニット出口の冷媒温度を検出する第１温度
検出装置と、暖房時の前記第２流量弁出口の冷媒温度を
検出する第２温度検出装置と、前記第１及び第２温度検
出装置で検出した冷媒温度により前記第２流量弁を制御
する制御装置とを備えており、多液側枝管に少液側枝管
の飽和ガスを適量混入するため、多液側接続配管内の液
冷媒の重量による抵抗が少なくなり、冷媒搬送装置と室
内ユニットとの高低差が大きくなっても、適正な冷媒循
環を実現できることとなる。

【００３８】また、多液側枝管や多液側接続配管内の過
冷却状態の液冷媒に、ガス冷媒を混入することで、多液
側枝管や多液側接続配管内の冷媒密度を小さくできるの
で、封入ガス量を減少することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における多室冷暖房装置の冷
凍サイクル図

【図２】本発明の一実施例の制御装置の動作を説明する
フローチャート

【図３】本実施例の図２のフローチャートの温度差と操
作パルス量の関係を示すグラフ

【図４】従来の多室冷暖房装置の冷凍サイクル図

【符号の説明】

１２ａ，１２ｂ 利用側熱交換器 １４ａ，１４ｂ 第１流量弁 １５ａ，１５ｂ 第２流量弁 １６ａ，１６ｂ 第１温度検出装置 １７ａ，１７ｂ 第２温度検出装置 １８ａ，１８ｂ 制御装置 ｂ１，ｂ２ 室内ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸本 一彦 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内

Claims (1)

【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る冷媒搬送装置とを有する室
   外ユニットと、利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器
   と直列に連接され利用側熱交換器へ流れる冷媒の流量を
   調整する第１流量弁と、直列に連接された前記利用側熱
   交換器及び第１流量弁と並列に配設された第２流量弁と
   を有する複数台の並列接続された室内ユニットと、前記
   室内ユニット、前記第２補助熱交換器及び、前記冷媒搬
   送装置を環状に連接してなる利用側冷媒サイクルと、暖
   房時の前記室内ユニット出口の冷媒温度を検出する第１
   温度検出装置と、暖房時の前記第２流量弁出口の冷媒温
   度を検出する第２温度検出装置と、前記第１及び第２温
   度検出装置で検出した冷媒温度により前記第２流量弁を
   制御する制御装置とを備えた多室冷暖房装置。