CN1149357C - 空调装置 - Google Patents

Abstract

一种空调装置，用户侧单元进行的冷暖操作与设置用户侧单元的层次无关而且可减少电力消耗。空调装置具有热源侧单元1和用户侧单元4，用液相管6和气态管7将两者连接形成闭合回路3，制冷运转时，热源侧单元1冷凝的R-134A液体被送到用户侧单元4，供暖运转时，由用户侧单元4冷凝的R-134A液体被至热源侧单元1，由设置在液态管6上的冷暖供用的电动泵10确定液体输送量，通过改变泵的极数或电力频率来控制电动泵10的转数以达到控制液体流量。

Description

空调装置

技术领域

本发明涉及一种空调装置，特别是涉及一种利用液态和气态的比重差和设置在液态管上的泵的排出力使可在气液二态间变化的流体在热源侧单元和全部或半数设置在热源侧单元下方的多个用户侧单元之间循环，在各用户侧单元至少可进行制冷的空调装置。

背景技术

图13示出的就是这样一种空调装置，这种空调装置公开于特开平7-151359号上，图13中，1是能够供给冷水或热水的室外热交换器(以下称为热源侧单元)，4是位于热源侧单元下方分级设置的用户侧单元的热交换器，8是流量调节阀，10是电动泵，11-14是开关阀，用液态管6和气态管7将它们如图所示那样连接起来形成闭合回路3，封入闭合回路的制冷剂在热源侧单元和用户侧单元4之间循环，由用户侧单元4进行制冷/供暖。S14是设置在热源侧单元1的侧面上的液位传感器，供暖运行时，控制电动泵10，以便在热源侧单元1内保留一定量的液态制冷剂。

即，上述构成的空调装置中，当设置了用户侧单元4的室内空气温度较高时，在电动泵10处于停止状态下，则关闭开关阀11.12，打开开关阀13.14，与此同时，流量调节阀8也打开，向热源侧单元1供给冷水，对封入闭合回路3内的制冷剂进行冷却而使其冷凝，则由热源侧单元1冷凝的液态制冷剂靠自重1沿液态管6向下流动，通过开关阀13.14及流量调节阀8流入热交换器5内。

流入热交换器5的液态制冷剂经热交换器的管壁从室内空气吸取热量进行制冷，同时，制冷剂自身蒸发而流入气态管7内，回流到因制冷剂冷凝而成低压状态的热源侧单元1内，形成所谓的自然循环，在整个一年中电力消耗量最大的夏季不需要驱动电动泵10的电力，从而显示出的优点是能够减少运行成本。

另外，关闭开关阀11.14，打开开关阀12.13，流量阀8也打开，起动电动泵10，由热源侧单元1的冷却作用对封入闭合回路3的制冷剂进行冷却而使其冷凝时，由热源侧单元1冷凝的液态制冷剂靠自重和电动泵10的排出力而沿液态管6向下流动，通过流量调节阀8流入热交换器5内，完成制冷作用的制冷剂强制循环。

这样，起动电动泵10进行制冷时，紧靠热源侧单元1下方的/而设置在最上层的用户侧单元4的热交换器5能够得到最充分的制冷剂量。

另一方面，当设置有用户侧单元4的室内空气温度较低时，在关闭开关阀12.13，打开开关阀11.14，与此同时，流量调节阀8也打开，电动泵10处于起动的状态下，向热源侧单元1供给热水，对封入闭合回路3内的制冷剂进行加热而使其蒸发时，则由热源侧单元1蒸发的气态制冷剂经气态管7流入热交换器5内。

流入热变换器5内的制冷剂蒸汽经热交换器的管壁向室内空气放热进行供暖作用，制冷剂自身冷凝而流入液态管6内，通过开关阀14.11经电动泵10回流到热源侧单元1内，构成一个制冷剂的循环，可连续地使用户侧单元4进行供暖操作。

在特开平7-151359号公报中所揭示的上述构成的空调装置中，在停止电动泵，使制冷剂自然循环而进行制冷时，能够减少电力消耗量为高峰期的夏季的电力消耗，抑制了成本升高，但是，因为向与热源侧单元的上下高度差较小的最上层的用户侧单元供给充足的制冷剂量是很困难的，所以出现制冷不足的现象。

另一方面，如果起动电动泵，虽然能够向最上层的用户侧单元提供足量的制冷剂，确保必要的制冷，但必须消耗驱动电动泵的电力。而且，此时的电动泵具有能把在供暖时由用户侧单元冷凝的制冷剂输送到设置在上方的热源侧单元的能力，因此电力消耗更高。

因此，有必要提供一种能够充分发挥其制冷作用，又能抑制年间耗电量最大的盛夏的电力消耗量的空调装置。

另外，当闭合回路内的制冷剂的压力在制冷运行中急剧减少时，因在液态管内会产生沸腾和气泡现象，导致制冷剂不能顺利循环，出现空调不能正常运行的问题。另外，在制冷运行时，存在的问题是制冷剂以液态大量地存储在热源侧单元内，造成向用户侧单元循环的量不足，这些均是本发明所要解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供的第一结构的空调装置具有使可在液态和气态间作相交的液体冷凝并向外供给的热源侧单元和全部或大部分设置在上述热源侧单元下方的多个用户侧单元，用配管将上述热源侧单元和用户侧单元连接起来，使由上述热源侧单元供给的液体利用其液态和气态的比重差在上述热源侧单元和用户侧单元之间循环，在主要供上述的液态液体流动的液态管上设置液体泵，利用该液体泵的排出力使上述液体循环，使各用户侧单元进行制冷运行，其特征在于还具有控制装置，为了使预定的物理量达到规定的状态，而控制上述液体的运转。

根据第一结构的空调装置，第二空调装置的特征在于检测出与用户侧单元的空调负荷有关的物理量来控制液体泵的转数。

第三结构的空调装置的特征在于检测出与热源侧单元的冷却热量有关的物理量来控制液体泵的转数。

根据第二结构的空调装置，第四空调装置的特征在于上述控制装置通过改变上述液体泵的驱动用电机的极数，供给该驱动用电机的电力的频率，电压或电流中的至少一个来控制上述液体泵的转数。

根据第三结构的空调装置，第五结构的空调装置的特征在于上述控制装置通过改变上述液体泵的驱动用电机的极数，供给该驱动用电机的电力的频率，电压或电流中的至少一个来控制上述液体泵的转数。

第六空调装置具有使可在液态和气态间作相变的液体冷凝并向外供给的热源侧单元和全部或大部分设置在上述热源侧单元下方的多个用户侧单元，用配管将上述热源侧单元和用户侧单元连接起来，使由上述热源侧单元供给的液体利用其液态和气态的比重差在上述热源侧单元和用户侧单元之间循环，在主要供上述液态液体流动的液态管上设置第一液体泵，利用该第一液体泵的排出力使上述液体循环，向各用户侧单元供给包含液相状态的流体，由该各用户侧单元蒸发这些流体使各用户侧单元进行制冷运行，其特征在于还具有使上述液态管中的流体返回上述热源侧单元的配管和设置在配管上的第二液体泵以及在制冷时打开，在供暖时关闭，且被设置在第一液体泵的排出侧和上述液态管之间的开关阀，借助于第二液体泵运转而产生的负压使由上述热源侧单元蒸发并提供的气态状流体在各用户侧单元和热源侧单元之间循环，由各用户侧单元使包含气相状态的流体冷凝，而各用户侧单元可进行供暖运转，此外，设置有根据在上述热源侧单元和上述用户侧单元之间循环的流的状态来控制上述热源侧单元运转的控制装置。

根据第六空调装置，第七结构的空调装置的特征在于上述控制装置根据由上述热源侧单元冷凝供给的流体的压力来控制上述热源侧单元的运转能力，而且，当该流体的温度在规定值以下时，使上述热源侧单元停止运转。

第八结构的空调装置的特征在于在第一液体泵的吸入侧设置积蓄由上述热源侧单元冷凝并供给的流体的储箱和检测上述热源侧单元内具有的流体量的检测装置，上述控制装置当储箱内的流体液位低于规定值以下时停止第一液体泵的运转，而当上述检测装置检测出的热源侧单元内的液体量在规定值以上时，停止上述热源侧单元的运转。

第九结构的空调装置的特征在于在第二液体泵的吸入侧设置积蓄上述液态管内流体的储箱和检测上述热源侧单元内具有的流体量的检测装置，上述控制装置当储箱内的流体液位低于规定值以下或上述检测装置检测出的热源侧单元内的液体量高于第一规定值以上时停止第二液体泵的运转，而当上述检测装置检测出的热源侧单元内的液体量在比第一规定值低的第二规定值以下时，停止上述热源侧单元的运转。

根据上述第八结构的空调装置，第十结构的空调装置的特征在于第一液体泵的排出侧和储箱的上部通过减压阀连接，该减压阀在规定压力以上时打开。

附图说明

图1是第一装置构成的说明图。

图2是根据液面高低变换向电动泵供给电力的频率时的说明图。

图3是根据空调负荷变换向电动泵供给电力的频率时的说明图。

图4是根据投入的热量变换向电动泵供给电力的频率时的说明图。

图5是示出构成第二装置结构的说明图。

图6示出构成第三装置结构的说明图。

图7是电动泵的控制说明图。

图8是防止过冷却时的说明图。

图9是防止R-134A循环量不足时的控制说明图。

图10是供暖用泵的控制流程图。

图11是防止R-134A以液体流入气态管时的控制流程图。

图12是防止用户侧单元空烧时的控制流程图。

图13是现有技术的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。为了便于理解，在这些图(也包括图13)对已说明的部分和具有相同功能的部分给以相同的符号。

图1是第一结构的空调装置的说明图，图中1是由能够发挥所期望的冷却或加热作用的如由吸收式制冷机构成的热源侧单元，通过被设置在建筑物的屋顶上的机械室内的以管状配置在如蒸发器内部的热交换器2与封入闭合回路3内的可在气体和液体二相间变化的流体，例如即使在低温下压力下降也容易蒸发的制冷剂R-134A进行热交换，使制冷剂产生相变。

吸收式制冷机能够使用美国专利5224352号等公开的一种通过流过与蒸发器热交换器2内部的流体进行热交换而能将其冷却或加热的吸收式制冷机。

热源侧单元1的热交换器2和设置在建筑物各房间内的用户侧单元4的热交换器5如图1所示那样将液态管6.气态管7.流量调节阀8.储箱9.电动泵10.开关阀11-14用配管连接起来，形成闭合回路3。

15是改变供给电动泵10的电力频率的频率变换器，16是向热交换器5吹送室内空气并使这些空气在室内循环的送风机，S1和S2是用于检测R-134A温度且设置在热交换器5的R-134A的出入口的温度传感器，空调负荷越大，入口侧的温度传感器S1和出口侧的温度传感器S2测出的温度差大，空调负荷越小，上述温度差变小。

另外，S3是用于检测储存在液箱9内的R-134A的液位的液位传感器，S4是检测为了使R-134A冷凝而向热源侧单元供给的热量多少的热量传感器。

在该热源侧单元1上设置热源侧控制装置17，在上设置用户侧控制装置18。用户侧控制装置18内装有信号变换器(图中未示出)，该信号变换器能够将流量调节阀8的开度及温度传感器S1.S2检测出的温度信号变换成通信信号，而且，能够将从外部接受到的通信信号变换成所要的控制信号，利用通信线将热源侧控制装置17和用户侧控制装置18连接起来，用户侧控制装置18接受热源侧控制装置17输出的控制信号，从而控制流量调节阀8的开度。

另外，对应于各用户侧单元4设置了完成制冷/供暖的起动/停止，送风的强弱选择，温度设定的遥控器20，该遥控器20可与用户侧控制装置18进行通信热源侧控制装置17通过图中未示出的信号线与液位传感器S3.热量传感器S4.频率变换器15连接，这样各机器之间能够传输信号。

上述构成的空调装置中，例如当室温较高时，如果由热源侧单元1的热交换器1冷却闭合回路3的R-134A，且在关闭开关阀11.14，打开开关阀12.13的状态下使电动泵10运转，经热交换器2的管壁冷却而冷凝的R-134A流向下游侧的液态管6，由停留在液态管6内的R-134A的重量和电动泵10的排出力向用户侧单元4的热交换器5供给R-134A，这样，能够分别向热交换器5供给足够的R-134A。

对于各热交换器5，由于由送风机16强制供给高温室内空气，因此R-134A从室内空气吸取热量而蒸发，进行制冷之后，R-134A被冷却而冷凝液化，通过气态管返回低压的热源侧单元1的热交换器2内。

在上述制冷运行中，本发明的空调装置的热源侧控制装置17控制电动泵10的转数，以便于将如液位传感器S3输出的储箱9内的R-134A的液位高度维持规定的状态。

即，热源侧控制装置17是这样来控制电动泵10的转数的，由频率变换器15如图2所示那样地在液位传感器S3检测并输出的R-134A的液位高度L(将上下2位置0-100等分，并用百分率表示)低时，使供给电动泵10的电力的频率数N降低，而在液位高度L为高时增加供给电动泵10的电力的频率数N。

本发明的空调装置中，在R-134A的液体和气体的比重再加上电动泵10所能提供的运送力，来运送R-134A的液体，因此即使用户侧单元4的局部设置在与热源侧单元1相同的地板上或比热源侧单元4更高的位置处，也能够确实地实现R-134A的制冷循环，而且由于控制了电动泵10的频率而控制了其转数，因此能够减少电力的消耗量。

另外，在液位传感器S3检测并输出的R-134A的液位高度L低于规定的高度时，使电动泵10的全部电极发挥作用，以降低电动泵10的转数，在液位高度L高于规定的高度时，切换配线使电动泵10的部分电极失去功能以增加电动泵10的转数，以上述电极变换控制手段，也能够进行转数控制。改变电压及电流值，同样也能控制电动泵10的转数。

此外，根据基于温度传感器S1.S2输出的温度信号求出的空调负荷或热量传感器S4输出的投入热源侧单元1的热量信息也可控制电动泵10的转数。

即，根据从全用户侧单元4的温度传感器S1.S2检测并输出的R-134A的温度信息运算出的全空调负荷W(比百分比表示)，热源侧控制装置17借助频率变换器15如图3所示那样地改变供给电动泵10的电力频率的方式来控制电动泵10的转数，或者与前述液位L的情况一样变换电动泵10的极数，也可以控制转数。

或者，根据热量传感器S4检测并输出的投入热源侧单元1的热量(以百分率表示燃料开度等，参照后述的附图6)，热源侧控制装置17借助频率变换器15如图4那样改变供给电动泵10的电力的频率N的方式来控制电动泵10的转数，或者与前述液位L的情况一样，通过变换电动泵10的极数来控制转数。

即使根据上述的任何一种方法来控制电动泵10的转数，都能可靠地使进行制冷的R-134A循环，而且能够抑制电力消耗。

再者，为了能够检测吹向热交换器5的室内空气的温度变化而设置温度传感器S1.S2，或者代替温度传感器S1.S2，设置能够检测热交换器5的出入口处的R-134A的压力差的压力传感器，也能够将其信号作为空调负荷输出给热源侧控制装置17。

根据涉及空调负荷的信息，例如流量调节阀8的开度总和等，也可以控制电动泵10的转数。

此时，对于设置在上层的用户侧单元4的热交换器5和设置在下层的用户侧单元4的热交换器5，即使流量调节阀8的开度相同，因为流入设置在下层的用户侧单元4的热交换器5的R-134A的量多，R-134A流入设置在上层的用户侧单元4的热交换器5内困难，所以最好求出设置用户侧单元4的楼层的阀开度的修正总和，例如来决定供给电动泵10的电力的频率N。

即，即使温度传感器S1.S2检测出的温度信息相同，由于利用向流量调节阀8输出相同的控制信号来控制其开度，因此如果设置楼层不同，就不能供给与制冷负荷对应的适量R-134A，应该将因设置用户侧单元4楼层而异的控制信号，即设置用户侧单元4楼层越高，流量调节阀8的开度越大的控制流程存储在热源侧控制装置17内，例如用户侧单元4设置为10层的空调装置的情况，若把设置在最低层的用户侧单元4的修正系数设定为1，以后每增加一层在此系数基础上再加0.1，作为该层的修正系数，根据温度传感器S1.S2检测的温度信息，首先求出无修正时的流量调节阀8的开度，再将该开度乘以所要的修正系数，求出实际向用户侧单元4输出的流量调节阀8的开度，也就是将把用户侧单元4的流量调节阀8的开度调整至这样求出的开度的控制信号输出到用户侧控制装置18的控制流程存储在热源侧控制装置17内，根据该控制流程控制用户侧单元4各自的流量调节阀8的开度。

如将设置在最低层的用户侧单元4的修正系数作为1，而每增加一层，则将1+0.1的数值作为该层的修正系数，以所要的修正系数除实际检测出的流量调节阀8的开度，并以这样求出的全修正开度为基础，把决定向电动泵10供给电力的频率N的这种控制程序存储在热源侧控制装置17内，热源侧控制装置17根据该程序来控制电动泵10的转数。

在只使用除最上层之外的用户侧单元4进行制冷运转的情况下，即使不起动电动泵10，只关闭开关阀11，12而打开13，14，由于留在液态管6内的R-134A的液体重量能向用户侧单元4的热交换器5供给足量的R-134A，因此可停止电动泵10的运转，实现更经济的运行。

当室内温度低时，在关闭开关阀12.13打开开关阀11.14，的状态下，由热源侧单元1的热交换器2加热闭合回路3的R-134A并使其蒸发，蒸发后的R-134A经气态管7流向用户侧单元4，由各用户侧单元4的热交换器5向送风机16供给的低温室内空气放热对室内供暖使供暖时冷凝。液化的R-134A返回热源侧单元1的供暖运转时的电动泵10的转数也与上述制冷运转时一样以频率变换或极数变换来控制。

以由温度传感器S1.S2检测出的温度信息算出的全空调负荷W，液位传感器S3检测出的R-134A的液位L和热量传感器S4检测出的投入热源侧单元1的热量Q为基础，电动泵10的频率变换控制或极数变换控制与制冷时能够完全相同地进行，但在按照流量调节阀8的开度为基础时，由于修正方向相反，所以必须注意。

即，因为设置在下层的热交换器5和储箱9的上下高度差小，因此由热交换器5冷凝的R-134A的液体难以向储箱排出。另外，由于设置在下层的热交换器5和热源侧单元1的热交换器2蒸发的R-134A在低压下作用，因此由在下层的热交换器5冷凝的R-134A的液体难以排出。因此如果供暖负荷相同，设置在下层的热交换器5必须以增大流量调节阀8开度的方式进行供暖运行。

即，即使温度传感器S1.S2检测出的温度信息相同，应该将因设置用户侧单元4楼层而异的控制信号，即设置用户侧单元4楼层越低，流量调节阀8的开度越大的控制流程存储在热源侧控制装置17内，例如用户侧单元4设置为10层的空调装置的情况，若把设置在最高层的用户侧单元4的修正系数设定为1，以后每低一层在此系数基础上再加0.05作为该层的修正系数，根据温度传感器S1.S2检测的温度信息，首先求出无修正时的流量调节阀8的开度，再将该这样求出的开度乘以所要的修正系数，求出实际向用户侧单元4输出的流量调节阀8的开度，然后把利用侧单元4的流量调节阀8的开度调整至这样求出的开度的控制信号输出到利用侧控制装置18的控制流程存储在热源侧控制装置17内，根据该控制流程，由热源侧控制装置17控制利用侧单元4各自的流量调整阀8的开度。

因此，此时如在最高层上设置的用户侧单元4的修正系数设定为1，每下一层在1上加0.05，并将此值作为该层的修正系数，用所需的修正系数除实际检测出的流量调节阀8的开度，从而求出其修正系数，并根据这样求出的全修正系数，决定供给电动泵10的电力的频率，以便控制电动泵10的转数。

图5是示出第二装置构成的说明图，由具有上述功能的吸收式制冷机构成的热源侧单元1的热交换器2设置在建筑物如其屋顶上的机械室内，用户侧单元4的热交换器5设置在建筑物的各房间内，两热交换器4，5如图所示地由液态管6.气态管7，流量调节阀8及配管连接形成闭合回路3。

21，22，23分别是设置在液态管6的共通管6A上的储箱，制冷运转时起动的作为制冷用辅助泵的小型电动泵和制冷运转时打开，供暖运转时关闭的冷暖切换阀(开关阀)，6B是为了旁路冷暖切换阀23而与液态管的共通管连接的旁路管，24和25是设置在该旁路管6B上的储箱和供暖运转时起动的大型电动泵，6C是为了旁路储箱21和电动泵22而与液态管的共通管6A连接的旁路管，26是设置在该旁路管6C上的在制冷运转时关闭供暖运转时打开的切换阀(开关闭)。

另外，在储箱21上设置液位传感器S3，液位传感器S3能够检测滞溜在储箱21内R-134A的液位。与上述图1示出的空调装置一样，设置了热源侧控制装置17.用户侧控制装置18.遥控器20等。

在上述构成的空调装置中，例如当室内温度高时，一方面由热源侧单元1的热交换器2冷却闭合回路3内的R-134A，一方面在关闭冷暖切换阀26打开冷暖切换阀23的状态下使电动泵22运转而使电动泵25停止，则经热交换器2管壁冷却而冷凝的R-134A流向下游侧的液态管6，由液态管6内的R-134A的重力和电动泵22的排出力供给用户侧单元4的热交换器5，因此能够向热交换器5分别提供足够的R-134A。

由于由送风机16将高温室内空气强制供给各热交换器5，因此R-134A从室内空气吸收热量而蒸发，进行制冷作用，之后，R-134A通过气态管7返回到因制冷剂被冷却并冷凝液化而低压状态的热源侧单元1的热交换器2内。

在上述制冷运转中，本发明的空调装置的热源侧控制装置17根据如液位传感器S3输出的储箱21中的R-134A的液位来控制电动泵22的转数。

即，根据液位传感器S3检测输出的R-134A的液位L(将上下两个位置间的高度作100等分，以百分比表示)，热源侧控制装置17利用频率变换器15与如前图2一样变换供给电动泵22的电力的频率从而达到控制电动泵22的转数。

而且，在图5示出结构的空调装置中，由于也由R-134A的液体与气体的比重差及电动泵22的输送力来输送，因此，即使部分用户侧单元4设置在与热源侧单元1相同高度或比热源侧单元1更高的位置上，仍能确实可靠地使R-134A进行制冷循环，而且由于以控制频率的方式控制电动泵22的转数，能够抑制电力的消耗量。

此时，也可以根据依照温度传感器S1S2输出的温度求出的空调负荷或热量传感器S4输出的投入热源侧单元1的热量来控制电动泵22的转数。

即，也可以根据从全用户侧单元4的温度传感器S1S2检测并输出的R-134A的温度算得到的全空调负荷w(百分比表示)，热源侧控制装置17利用频率变换器15与如前图3那样地变换供给电动泵22的电力的频率，从而达到控制电动泵22的转数。

另外，根据热量传感器S4检测并输出的投入热源侧单元1的热量Q(以百分比表示燃料阀的开度等)，热源侧控制装置17也能够利用频率变换器15如前述图4那样来变换供给电动泵22的电力的频率N，以达到控制其转数。

无论用上述的何种方式来控制电动泵22的转数，都能使进行制冷运转的R-134A可靠循环，而且能够抑制电力消耗。

图5示出的空调装置的温度传感器S1S2也与图1示出的空调装置一样，用于检测吹向热交换器5的室内空气的温度变化，或者用压力传感器来代替温度传感器S1S2，压力传感器用于检测热交换器5的出入口处的R-134A的压力差，压力传感器检测出的压力信号作为空调负荷输出给热源侧控制装置17。

也可以根据有关空调负荷的信息，例如流量调节阀8的开度总和等，与图1所示的空调装置的电动泵10的情况一样，考虑运行的用户侧单元4的设置楼层来控制电动泵22的转数。

在上述构成的空调装置中，如果室内温度低时，一边由热源侧单元1的热交换器2对R-134A加热，一边打开冷暖切换阀26关闭冷暖切换阀23使电动泵22停止而使电动泵25运转，则通过热交换器2的管壁加热而蒸发的R-134A经气态管7供给各用户侧单元的热交换器5。

由于由送风机16将低温空气强制供给各热交换器5，R-134A向室内空气放热而其自身冷凝，对室内进行供暖，之后，冷凝而液化的R-134A通过流量调节阀8流入下方的储箱24内，由电动泵25使其返回热源侧单元1的热交换器2内，从而完成所谓的供暖运行的循环。

冷暖切换阀26作为常闭阀用所作用的压力超过规定压力时打开的所谓减压阀，当电动泵22输送的R-134A的压力在规定值以上时，自动地打开让R-134A返回储箱21内。因为装置的结构简单，所以可以将储箱21.电动泵22.冷暖切换阀23.26等容纳在热源侧单元1的内部。

图6是示出第三装置结构的说明图，由具有上述功能的吸收式制冷机构成的热源侧单元1的热交换器2设置在建筑物如其屋顶上的机械室内，用户侧单元4的热交换器5设置在建筑物的各房间内，两热交换器4，5如图所示地由液态管6.气态管7，流量调节阀8及配管连接形成闭合回路3。

在该空调装置的液态管6上串联地设置有为了储存借助热源侧单元1的热交换器2放热而冷凝并流出的液体R-134A的储箱21，为了将存储在该储箱内的R-134A输送到用户侧单元4内/且在制冷运转时起动的小型电动泵22和冷暖切换阀23，与上述路经并行且相互串联设置为了存储借助用户侧单元4的热交换器5进行供暖而冷凝且流出的液体R-134A的储箱24，使存储在该储箱内的R-134A流回热源侧单元1的在供暖运转时起动的大型电动泵25及分别在储箱21和24的上下二个位置检测液位的传感器S5S6，S7S8。

另外，将液位检测管27设置在热源侧单元1的热交换器2的出入口之间并与其出入口连通，在该液位检测管27的，上下二个地方也设置传感器S9S10。

28是设置在与燃烧器29连接的燃料管上的燃料调节阀，燃烧器29用于加热图中未示出的吸收液使制冷剂蒸汽蒸发分离，S11是用于检测从热交换器2流向液态管6的R-134A的压力的压力传感器，S12和S13是设置在热交换器2的出入口处，用于检测在闭合回路3内循环的R-134A的温度的温度传感器。

热源侧单元1上设置的热源侧控制装置17具有以下功能：在制冷运转中，为了使得压力传感器S11检测出的R-134A的压力，即在热交换器2内接受冷却作用而冷凝流向液态管的R-134A的压力成为例如R-134A在7℃冷凝时的平衡压力约7.5Pa，能够调节燃料阀28的开度，和当温度传感器S13检测出的R-134A的温度低于规定温度，即在热交换器2内接受冷却作用而冷凝流向液态管6的R-134A的温度低于如5℃以下时，能够关闭燃料调节阀28，而在供暖运转中，为使温度传感器S12检测出的R-134A的温度即热交换器2内接受加热作用而蒸发并流向气态管6的R-134A的温度成为规定温度如为55℃而可调节燃料阀28的开度；用户侧单元4上设置的用户侧控制装置18具有以下功能：在制冷运转中，为使温度传感器S2检测出的R-134A的温度，即通过热交换器5进行制冷作用而蒸发的温度上升且流向气态管7的R-134A的温度达到规定温度如12℃，调节流量调节阀8的开度，在供暖运转中，为使温度传感器S1检测出的R-134A的温度即通过热交换器5进行供暖作用而冷凝温度下降并流向液态管6的R-134A的温度成为规定温度如50℃，调节流量调节阀8的开度。

对于热源侧单元1，在制冷模式的运行过程中，要增大燃料调节阀28的开度，增加供给燃烧器29的燃料量而增大火力时，由图中未示出的吸收液蒸发分离的制冷剂量会增加。所增加的制冷剂蒸汽在图中未示出的冷凝中放热而冷凝成为液体，并供给热交换器2的周围，从在热交换器2内流动的R-134A吸收热量并蒸发，因此，强化了冷却流过热交换器2内的R-134A的功能，如果流量相同，其温度将大幅下降。相反，减小燃料调节阀28的开度，降低燃烧器29的火力时，从而减弱了对流过热交换器2内的R-134A的冷却功能，缩小了其温度的下降量。

另一方面，在供暖模式的运行过程中，要增大燃料调节阀28的开度，增加供给燃烧器29的燃料量而增大火力时，由图中未示出的吸收液蒸发分离的制冷剂量会增加。所增加的制冷剂蒸汽和被加热的蒸发分离制冷剂的吸收液供给热交换器2的周围，向流过热交换器2内的R-134A放热，因此，强化了加热流过热交换器2内的R-134A的功能，如果流量相同，其温度将大幅上升。相反，减小燃料调节阀28的开度，降低燃烧器29的火力时，从而减弱了对流过热交换器2内的R-134A的加热功能，缩小了其温度的上升量。

对于用户侧单元4，如果流量调节阀8开度相同，空调负荷越大，温度传感器S1S2，出的R-134A的温度差扩大，空调负荷越小时上述温度差缩小。

下面，说明封入闭合回路3内的R-134A的循环。制冷运转时，根据热源侧控制装置17输出的控制信号，在冷暖切换阀26打开，电动泵25停止运转的状态下，打开冷暖切换阀23，使电动泵22起动。经热源侧单元1的热交换器2的管壁而将闭合回路3内的R-134A冷却使其冷凝，以7.5PA，7℃流向液态管，存储在储箱21内，靠其自重和电动泵22的输送力供给各用户侧单元。

由热源侧控制装置17按如图7所示的方式控制电动泵22的运转。即，在储箱214上部设置的液位传感器S6检测出R-134A时，使电动泵22运转，设置在下部侧上的液位传感器S5没检测到R-134A时，使电动泵22停止运转，在液位传感器S5检测出R-134A，而液位传感器S6没有检测出R-134A时，若电动泵22正在运转则继续保持运转，若停着，则继续保持其停止状态。

由于送风机16将高温室内空气强制供给各用户侧单元4的热交换器5，因此从热源侧单元7供给的7℃液体R-134A从室内空气吸取热量而蒸发，进行制冷。

气态R-134A被冷却而冷凝液化，通过气态管流入低压热源侧单元1的热交换器2内。

在制冷剂R-134A循环过程中，当某些用户侧单元4的制冷负荷增加(或减少)，其用户侧单元4的温度传感器S2检测出R-134A的温度上升(或下降)时，为了消除温度上升(或下降)，就从用户侧控制装置18向流量调节阀8输出控制信号，以增加(或减少)流量调节阀8的开度，从而增加流入负荷增加的用户侧单元4的热交换器5的R-134A的量，这样就消除了温度传感器S2检测出的R-134A的温度上升(或下降)的问题。

由制冷负荷的变动引起的用户侧单元4内的R-134A的压力和温度变化迅速对热源侧单元1内的压力传感器S11检测的R-134A的压力造成影响。也就是说，温度传感器S13检测R-134A的温度变化虽然在用户侧单元4内温度发生变化的R-134A实际要流入热源侧单元1内最初对其造成影响(与R-134A的循环速度相比，可不计导热率)，然而用户侧单元4内的R-134A的压力变化会更迅速传给热源侧单元。

根据压力传感器S11检测的敏感度高的R-134A的压力来控制燃料调节阀28的开度。具体地说，当压力传感器S11检测出R-134A的压力发生变化时，为了消除该压力变化，由热源侧控制装置17控制燃料调节阀28的开度以便使控制流量。而且，闭合回路3内的压力锐减。液态管6内的液体R-134A沸腾或产生气泡，对R-134A的循环不会造成影响。

燃料调节阀28也可由温度传感器S13的输出来控制。即，热源侧控制装置17与温度传感器S13通过信号线连接，例如图8所示，温度传感器S13检测的R-134A的温度即由热交换器2冷却而冷凝的R-134A的温度高于规定温度例如高于5℃时，发出指示燃料调节阀28关闭的信号使其停止燃烧。

关闭燃料调节阀28停止燃烧器29的加热时，向热交换器2周围供给的液态制冷剂的量剧减，制冷作用急减。等待规定时间，如等待3分钟，再由温度传感器S13检测R-134A的温度，这种过程反复进行。

通过执行上述控制过程，既能够根据比温度敏感度更高的压力来控制燃料调节阀28的开度即R-134A的冷却作用的大小，还能够避免构成热源侧单元1的吸收式制冷机的制冷剂(水)的过冷却现象而造成的结冰事故。

此外，也可以根据由热交换器2冷凝的R-134A的液位来控制燃料调节阀28。即，热源侧控制装置17与设置在液位检测管27的下部侧上的液位传感器S9连接，如图9所示那样，在液位传感器S9检测不到R-134A时，指示燃烧器29继续燃烧，而当液位传感器S9检测到R-134A时，指示燃料调节阀28关闭，停止燃烧，即停止冷却作用。

若燃料调节阀28关闭停止燃烧器29加热，则如上所述，供给热交换器2周围的液态制冷剂的量急剧减少，R-134A的温度上升。因此，局部压力上升，这样，位于热交换器2内的R-134A易于排出到液态管6内。等待规定时间如3分钟，再由液位传感器S9检测R-134A的液位，并反复进行这样的检测。

通过执行上述控制，R-134A的液体大部分留在热源侧单元1内，从而避免了在用户侧单元内循环的R-134A不足的问题。

下面，说明在关闭冷暖切换阀23，停止电动泵22的运转状态下，打开冷暖切换阀26，起动电动泵25进行供暖运转时的R-134A的循环和此时的控制。

由热源侧单元1产生上述加热作用，由该加热作用通过热交换器2的管壁加热R-134A，R-134A被蒸发而排出到气态管7内，以规定温度如55℃供给到用户侧单元4的各热交换器5内。

由送风机16向各用户侧单元4的各热交换器5强制供给低温室内空气，因此由热源侧单元1供给的55℃的R-134A向室内空气放热并冷凝进行供暖作用。

冷凝成液体的R-134A溜在储箱24内，并由电动泵25通过液态管6输送到热源侧单元1的热交换器2内。

此时，电动泵25按图10所示方式受热源侧控制装置17的控制。即，储箱24上部设置的液位传感器S8检测到R-134A时，使电动泵25运转，设置在下部的液位传感器S7没检测到R-134A时，使电动泵25停止运转，而当液位传感器S7检测到R-1134A，液位传感器S8没检测到R-134A时，若电动泵25在运转中则继续运转，若在停止中，则继续停止。

此外，也可以根据热交换器2加热而蒸发的R-134A的液位来控制电动泵25。即，热源侧控制装置17也与设置在液位检测管27上部的液位传感器S10连接，例如，如图11所示那样，在液位传感器S10没检测到R-134A时，指示电动泵25继续运转，而在液位传感器S10检测R-134A时，指示电动泵25停止运转。

通过这样控制电动泵25，就能够避免液体R-134A流入气态管。等待规定时间如3分钟，由液位传感器S10检测R-134A，并反复进行这样的检测。

在上述R-134A循环中，当某个用户侧单元4的供暖负荷增加(或减少)，该用户侧单元4的温度传感器S1检测出的R-134A的温度下降(或上升)时，为了消除该温度下降，由用户侧控制装置18向对应的流量调节阀8输出控制信号使其开度增加(或减少)，增加(或减少)R-134A流入供暖负荷增加的用户侧单元4的热交换器5内，这样，能够消除温度传感器S2检测的R-134A的温度下降。

因供暖负荷变化引起的温度变化的R-134A流入热源侧单元1内，流入热源测单元1的R-134A的流量变化，温度传感器S12检测的R-134A的温度产生变化时，为了消除其变化，由热源侧控制装置17控制燃料调节阀28的开度。

另外，也可以根据液位传感器S9的输出来控制燃料调节阀28。即，由热源侧控制装置17按如图12所示方式控制燃料调节阀28，当液位传感器S29检测到R-134A时，指示燃烧器29继续燃烧，而当液位传感器S9没有检测到R-134A时，指示关闭燃料调节阀29，停止燃烧器29燃烧。

通过上述控制，避免了液体R-134A不足时燃烧器29的加热即所谓的空烧现象。等待规定时间如3分钟，再由液位传感器S9检测R-134A，并反复进行这样的检测。

本发明并不限于上述实施例，在不脱离权利要求保护的范围内记载的发明构思下，可对本发明的实施例作相应变化。

除了R-134A以外还可以用R-407C，R404A，R-410R等作为封入闭合回路3内的可相变的液体。

如上所述，在根据本发明一个方面的空调装置中，可以确保设置用户侧单元的各层足够的制冷能力。而且，由于能够对液体泵的转动进行控制，因此在整个一年间耗电量为最大的盛夏的电力消耗有效地减少。

即使在根据本发明另一个方面的空调装置中，使制冷运转时起动的第一液体泵小型化，既能确保足够的冷暖能力，又能有效地减少一年间耗电量最大的盛夏时的电力消耗量。

在根据本发明又一个方面的空调装置中，能够防止液态制冷剂在液态管内沸腾，或产生气泡导致制冷剂循环障碍，为了抑制制冷运转时的电力消耗，即使用吸收式制冷机构成热源侧单元也能够确实避免制冷剂结冰这样的事故。

在根据本发明再一个方面的空调装置中，液态制冷剂大部分留在热源侧单元内，因此能够避免流向用户侧单元的制冷剂量不足。

在根据本发明别的一个方面的空调装置中，能够避免液态制冷剂以液态从作为蒸发器功能的热源侧单元流入气态管内的事故，而且，避免的热源侧单元的空烧。

在根据本发明还有一个方面的空调装置中，液态制冷剂以稳定的状态循环供给用户侧单元。

Claims (2)

1.一种空调系统，其特征在于包括：使可在液态和气态间作相变的流体冷凝并向外供给的热源侧单元，多个用户侧单元，数量来说有多于半数的所述用户侧单元设置在上述热源侧单元下方，并用配管将所述用户侧单元同上述热源侧单元连接起来，使由上述热源侧单元供给的流体利用其液态和气态的比重差在上述热源侧单元和用户侧单元之间流过而构成液体循环，在沿上述配管的液态部分上设置液体泵，利用该液体泵的排出力迫使上述液态流体以增压方式循环，使上述用户侧单元进行制冷周围空气的运行，和用于控制上述液体泵的运转，以便使预定的物理量达到规定的状态的控制装置，其中，上述控制装置通过检测出与上述用户侧单元的空调负荷有关的物理量来控制上述液体泵的每单位时间的转数。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：在上述控制装置用于检测出与上述用户侧单元的空调负荷有关的物理量的情况下，上述控制装置通过改变用以驱动上述液体泵的电机的极数，供给该驱动用电机的交流电力的频率，和/或交流电力的电压或电流强度来控制上述液体泵的每单位时间的转数。

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