DE60307929T2 - Mehreinheitenklimaanlage und Verfahren zur Steuerung derselben - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehreinheitenklimaanlage und ein Verfahren zur Steuerung derselben.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Im Allgemeinen ist die Klimaanlage eine Vorrichtung zum Kühlen oder Heizen von Räumen, wie etwa Wohnräume, Restaurants und Geschäftsräume. Es hat für die effiziente Kühlung und Heizung eines Ortes, der in mehrere Räume unterteilt ist, bisher unaufhörliche Entwicklungen im Bereich der Mehreinheitenklimaanlagen (siehe zum Beispiel EP-0448345-A). Die Mehreinheitenklimaanlage ist im Allgemeinen mit einer Außeneinheit und mehreren Innenraumeinheiten ausgerüstet, die alle mit der Außeneinheit verbunden und in einem Raum zum Kühlen oder Heizen des Raums eingerichtet sind, während sie entweder in einem Kühlungs- oder Heizungsmodus arbeiten.
  • Da die Mehreinheitenklimaanlage nur in einem der beiden Modi (Kühlung oder Heizung) einheitlich betrieben werden kann, auch wenn einige der Räume innerhalb des unterteilten Ortes eine Heizung erfordern und der Rest der Räume eine Kühlung benötigt, sind der Mehreinheitenklimaanlage jedoch dahingehend Grenzen gesetzt, dass sie diesen Anforderungen nicht sachgemäß gerecht werden kann.
  • Zum Beispiel gibt es auch in einem Gebäude Räume, die abhängig vom Standort oder von der Tageszeit einen Temperaturunterschied aufweisen, sodass, während ein auf der Nordseite des Gebäudes gelegener Raum eine Heizung erfordert, ein Raum auf der Südseite aufgrund des Sonnenlichts eine Kühlung benötigt, was von einer Mehreinheitenklimaanlage des Stands der Technik, die nur in einem einzigen Modus betrieben werden kann, nicht bewältigt werden kann.
  • Auch wenn ferner ein mit einem Computerraum ausgestattetes Gebäude nicht nur im Sommer, sondern auch im Winter eine Kühlung benötigt, um das Problem der Wärmebelastung durch die Computerausrüstung zu lösen, kann eine Mehreinheitenklimaanlage des Stands der Technik eine derartige Anforderung nicht sachgemäß bewältigen.
  • Zum Abschluss kann man sagen, dass die Anforderung die Entwicklung einer Mehreinheitenklimaanlage und eines Verfahrens zur Steuerung derselben erforderlich macht, die Räume individuell klimatisieren kann, d.h. dass eine Innenraumeinheit, die in einem Raum eingerichtet ist, welcher eine Heizung erfordert, in einem Heizungsmodus betreibbar ist und gleichzeitig die Innenraumeinheit, die in einem Raum eingerichtet ist, der eine Kühlung erfordert, in einem Kühlungsmodus betreibbar ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung an eine Mehreinheitenklimaanlage und ein Verfahren zur Steuerung derselben gerichtet, die im Wesentlichen eines oder mehrere der Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen des Stands der Technik ausschließen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehreinheitenklimaanlage und ein Verfahren zur Steuerung derselben bereitzustellen, die einen Kühlungsbetrieb und einen Heizbetrieb zur gleichen Zeit ausführen kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehreinheitenklimaanlage und ein Verfahren zur Steuerung derselben bereitzustellen, bei der ein Rohrleitungssystem, das einen Verteiler und Innenraumeinheiten verbindet, vereinfacht ist, um die Verlegung der Rohrleitungen bei der Einrichtung der Innenraumeinheiten zu erleichtern und das äußere Erscheinungsbild zu verbessern.
  • Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehreinheitenklimaanlage und ein Verfahren zur Steuerung derselben bereitzustellen, bei der ein Mischungsverhältnis von Kühlmittel, das in einen Gas-Flüssig-Separator eingeleitet ist, für verschiedene Betriebsbedingungen optimiert ist, um die Klimatisierungseffizienz der Mehreinheitenklimaanlage zu verbessern.
  • Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden dem Durchschnittsfachmann teilweise durch Prüfung des Folgenden offensichtlich oder können aus dem praktischen Gebrauch der Erfindung erfahren werden. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur verwirklicht und erreicht, die in den Ansprüchen hiervon dargelegt sind.
  • Um diese Aufgaben und andere Vorteile gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wie hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben, enthält die Mehreinheitenklimaanlage eine Außeneinheit mit einem Akkumulator, mehrere Kompressoren und Außenwärmetauscher, die mit einem Außenrohrleitungssystem verbunden sind, mehrere Außengebläse zum jeweiligen Kühlen der Außenwärmetauscher, ein Vierwegeventil und mehrere Steuerventile, die an dem Außenrohrleitungssystem zum Steuern von Kühlmittelfluss angebracht sind, mehrere Innenraumeinheiten, die jeweils in Räumen eingerichtet sind und jede einen Innenwärmeraumtauscher und ein elektronisches Expansionsventil aufweisen, einen Verteiler, der einen Gas-Flüssig-Separator zum Trennen von Kühlmittel, das von der Außeneinheit empfangen wird, in Gaskühlmittel und Flüssigkühlmittel, oder zum Mischen von Kühlmittel, das von den Innenraumeinheiten empfangen wird, enthält, und ein Verteilungsrohrleitungssystem zum Führen des Kühlmittels von der Außeneinheit zu den Innenraumeinheiten und des Kühlmittels von den Innenraumeinheiten wieder zur Außeneinheit, und Steuermittel zum Steuern der Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse zum Steuern eines Gas-/Flüssig-Kühlmittelmischungsverhältnisses, das durch die Außenwärmetauscher in den Gas-Flüssig-Separator eingeführt wird.
  • Der Außenwärmetauscher enthält einen ersten Außenwärmetauscher zum Abgeben von Flüssigkühlmittel, das für eine Betriebsbedingung geeignet ist, und einen zweiten Außenwärmetauscher zum Abgeben von Zweiphasenkühlmittel, das für die Betriebsbedingung geeignet ist.
  • Das Außengebläse enthält ein erstes Außengebläse zum Kondensieren von Kühlmittel an dem ersten Außenwärmetauscher und ein zweites Außengebläse zum Kondensieren von Kühlmittel an dem zweiten Außenwärmetauscher.
  • Das Steuermittel enthält einen Temperatursensor zum Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das von den Außenwärmetauschern in den Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor gemessenen wird, und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses an dem Außenrohrleitungssystem, und zum Steuern von Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse, sodass erfasste Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie jeweils für Betriebsbedingungen geeignet sind. Das Kühlmittel ist R407C-Mischkühlmittel, dessen Kühlmittelmischungsverhältnis gemäß einer Temperaturänderung genau bekannt sein kann.
  • Das Außenrohrleitungssystem enthält eine erste Rohrleitung, die zwischen Auslassöffnungen der Kompressoren und dem Vierwegeventil angeschlossen ist, eine zweite Rohrleitung, die sich vor dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher in zwei Rohrleitungen verzweigt und zwischen dem Vierwegeventil und dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher parallel angeschlossen ist, eine dritte Rohrleitung, die vor dem Gas-Flüssig-Separator angesetzt ist und zwischen dem Gas-Flüssig-Separator und dem Außenwärmetauscher parallel angeschlossen ist, eine vierte Rohrleitung, die zwischen dem Verteilungsrohrleitungssystem und dem Vierwegeventil angeschlossen ist, eine fünfte Rohrleitung, die zwischen dem Vierwegeventil und dem Akkumulator angeschlossen ist, und eine sechste Rohrleitung, die zwischen dem Akkumulator und einer Einlassöffnung des Kompressors angeschlossen ist.
  • Die Außenwärmetauscher enthalten einen ersten Außenwärmetauscher zum Abgeben von Flüssigkühlmittel, das für eine Betriebsbedingung geeignet ist, und einen zweiten Außenwärmetauscher zum Abgeben von Zweiphasenkühlmittel, das für die Betriebsbedingung geeignet ist. Die Außengebläse enthalten ein erstes Außengebläse zum Kondensieren von Kühlmittel an dem ersten Außenwärmetauscher und ein zweites Außengebläse zum Kondensieren von Kühlmittel an dem zweiten Außenwärmetauscher.
  • Das Steuermittel enthält einen Temperatursensor, der an einem Teil vorgesehen ist, an das die dritte Rohrleitung angesetzt ist, zum Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher in den Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor gemessen wird, und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses an dem Außenrohrleitungssystem, und zum Steuern einer Drehgeschwindigkeit der Außengebläse, sodass erfasste Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie jeweils für Betriebsbedingungen geeignet sind.
  • Das Steuerventil enthält ein erstes und zweites Rückschlagventil, die auf Seiten des ersten und zweiten Außenwärmetauschers an der dritten Rohrleitung vorgesehen sind, zum Steuern eines Kühlmittelflusses von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher zum Gas-Flüssig-Separator und ein erstes und zweites elektronisches Expansionsventil, die parallel zum ersten und zweiten Rückschlagventil vorgesehen sind, zum Ausdehnen von Kühlmittel, das von dem Gas-Flüssig-Separator zum ersten und zweiten Außenwärmetauscher fließt.
  • Das Verteilungsrohrleitungssystem enthält eine Flüssigkühlmittelrohrleitung, die zum Führen von Flüssigkühlmittel zu/von dem Gas-Flüssig-Separator an den Gas-Flüssig-Separator angeschlossen ist, Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen, die von der Flüssigkühlmittelrohrleitung abzweigen und jeweils an die Innenwärmeraumtauscher angeschlossen sind, eine Gaskühlmittelrohrleitung, die zum Führen von Gaskühlmittel zu/von dem Gas-Flüssig-Separator an den Gas-Flüssig-Separator angeschlossen ist, Gaskühlmittelzweigrohrleitungen, die von der Gaskühlmittelrohrleitung abzweigen und jeweils an die Innenwärmeraumtauscher angeschlossen sind, und zwischenliegende Zweigrohrleitungen, die jeweils von den Gaskühlmittelrohrleitungen abzweigen und an das Außenrohrleitungssystem angeschlossen sind.
  • Die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen sind zur Rohrlegearbeitseffizienz parallel zueinander angeordnet. Der Außenwärmetauscher enthält einen ersten Außenwärmetauscher zum Abgeben von Flüssigkühlmittel, das für eine Betriebsbedingung geeignet ist, und einen zweiten Außenwärmetauscher zum Abgeben von Zweiphasenkühlmittel, das für die Betriebsbedingung geeignet ist. Die Außengebläse enthalten ein erstes Außengebläse zum Kondensieren von Kühlmittel an dem ersten Außenwärmetauscher und ein zweites Außengebläse zum Kondensieren von Kühlmittel an dem zweiten Außenwärmetauscher.
  • Das Außenrohrleitungssystem enthält eine erste Rohrleitung, die zwischen Auslassöffnungen des Kompressors und dem Vierwegeventil angeschlossen ist, eine zweite Rohrleitung, die sich vor dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher in zwei Rohrleitungen verzweigt und zwischen dem Vierwegeventil und dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher parallel angeschlossen ist, eine dritte Rohrleitung, die vor dem Gas-Flüssig-Separator angesetzt ist und zwischen dem Gas-Flüssig-Separator und dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher parallel angeschlossen ist, eine vierte Rohrleitung, die zwischen den zwischenliegenden Zweigrohrleitungen und dem Vierwegeventil angeschlossen ist, eine fünfte Rohrleitung, die zwischen dem Vierwegeventil und dem Akkumulator angeschlossen ist, und eine sechste Rohrleitung, die zwischen dem Akkumulator und der Einlassöffnung des Kompressors angeschlossen ist.
  • Das Steuermittel enthält einen Temperatursensor, der an einem Teil vorgesehen ist, an das die dritte Rohrleitung angesetzt ist, zum Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher in den Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor gemessen wird, und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses an dem Außeneinheitrohrleitungssystem, und zum Steuern einer Drehgeschwindigkeit des zweiten Außengebläses, sodass erfasste Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelmischungsverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie jeweils für die Betriebsbedingungen geeignet sind.
  • Das Steuerventil enthält ein erstes und zweites Rückschlagventil, die auf Seiten des ersten und zweiten Außenwärmetauschers an der dritten Rohrleitung vorgesehen sind, zum Steuern eines Kühlmittelflusses von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher zum Gas-Flüssig-Separator, und ein erstes und zweites elektronisches Expansionsventil, die parallel zu dem ersten und zweiten Rückschlagventil vorgesehen sind, zum Ausdehnen von Kühlmittel, das von dem Gas-Flüssig-Separator zum ersten und zweiten Außenwärmetauscher fließt.
  • Der Verteiler enthält eine Ventileinheit zum Steuern von Kühlmittelfluss in dem Verteilungsrohrleitungssystem. Die Ventileinheit enthält Zweiwegeventile, die an den Gaskühlmittelzweigrohrleitungen, den Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen und zwischenliegenden Zweigrohrleitungen zum selektiven Ein-/Ausschalten abhängig von Betriebsbedingungen vorgesehen sind.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Mehreinheitenklimaanlage bereitgestellt, folgende Schritte enthaltend: Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das durch ein Außenrohrleitungssystem von mehreren Außenwärmetauschern in einen Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, mit einem Temperatursensor, Vergleichen einer gemessenen Kühlmitteltemperatur mit einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses, das durch das Außenrohrleitungssystem fließt, und Steuern von Drehgeschwindigkeiten von mehreren Außengebläsen zum Kühlen der Außenwärmetauscher, sodass das erfasste Mischungsverhältnis gleich einem Mischungsverhältnis wird, das derart eingestellt ist, dass es für eine Betriebsbedingung geeignet ist.
  • Es versteht sich, dass sowohl die vorhergehende Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und einer weiteren Erklärung der beanspruchten Erfindung dienen sollen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beiliegenden Zeichnungen, die einem besseren Verständnis der Erfindung dienen sollen und in diese Anmeldung aufgenommen sind und ein Teil davon bilden, stellen (eine) Ausführungsform(en) der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung des Prinzips der Erfindung.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm einer Mehreinheitenklimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2A ein Diagramm, das einen Betriebszustand der Mehreinheitenklimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn alle Räume gekühlt werden;
  • 2B ein Diagramm, das einen Betriebszustand der Mehreinheitenklimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn alle Räume geheizt werden;
  • 3A ein Diagramm, das einen Betriebszustand der Mehreinheitenklimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn hauptsächlich ein Kühlungsmodus genutzt ist; und
  • 3B ein Diagramm, das einen Betriebszustand der Mehreinheitenklimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn hauptsächlich ein Heizungsmodus genutzt ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Es wird nun im Detail auf die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von der Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Bei der Beschreibung der Ausführungsformen ist gleichen Teilen derselbe Name und dasselbe Bezugszeichen zugeordnet, und eine wiederholende Beschreibung wird vermieden.
  • Unter Bezugnahme auf 1 enthält die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung eine Außeneinheit 'A', einen Verteiler 'B', und Innenraumeinheiten 'C'.
  • Die Außeneinheit 'A' beinhaltet mehrere Kompressoren 1, mehrere Außenwärmetauscher 2 und einen Akkumulator 8, außen eingerichtet. Die Kompressoren 1, die Außenwärmetauscher 2 und der Akkumulator 8 sind an ein Außenrohrleitungssystem angeschlossen, das die Strömungskanäle des Kühlmittels bildet. Die Außenwärmetauscher 2 weisen mehrere Außengebläse 5 zum Kühlen des Kühlmittels in den Außenwärmetauschern 2 auf.
  • Es gibt im Außenrohrleitungssystem ein Vierwegeventil 4 und mehrere Steuerventile 6 und 7 zur Steuerung des Kühlmittelflusses.
  • Eine Innenraumeinheit 'C' ist in einem Raum eingerichtet, und die Innenraumeinheit beinhaltet einen Innenwärmeraumtauscher 62a, 62b oder 62c und ein elektronisches Expansionsventil 61a, 61b oder 61c.
  • Der Verteiler 'B' beinhaltet einen Gas-Flüssig-Separator 10 zum Trennen von Kühlmittel, das von der Außeneinheit 'A' empfangen wird, in Gaskühlmittel und Flüssigkühlmittel oder zum Mischen von Kühlmittel, das von den Innenraumeinheiten 'C' empfangen wird, und ein Verteilungsrohrleitungssystem zum Führen des Kühlmittels von der Außeneinheit 'A' hin zu den Innenraumeinheiten 'C' und des Kühlmittels wieder von den Innenraumeinheiten 'C' zurück zu den Außeneinheiten 'A'.
  • Indessen ist es vorzuziehen, dass ein Kühlmittelmischungsverhältnis optimiert wird, wenn das Kühlmittel durch die Außenwärmetauscher 2 in den Gas-Flüssig-Separator 10 gemäß einer Betriebsbedingung eingeleitet wird, um eine Klimatisierungseffizienz zu verbessern. Dazu beinhaltet die Mehreinheitenklimaanlage Steuermittel zum Steuern von Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse, sodass das Gas-/Flüssig-Kühlmittelmischungsverhältnis, welches in den Gas-Flüssig-Separator 10 durch die Außenwärmetauscher 2 eingeleitet wird, derart gesteuert wird, dass es für verschiedene Betriebsbedingungen geeignet ist.
  • Es werden nun verschiedene Elemente der Mehreinheitenklimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Die Außenwärmetauscher 2 beinhalten einen ersten und einen zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b. Der erste Außenwärmetauscher 2a wandelt das Kühlmittel des Kompressors 1 in Flüssigkühlmittel um und gibt es gemäß einer Betriebsbedingung in den Gas-Flüssig-Separator 10 ab. Der zweite Außenwärmetauscher 2b wandelt das Kühlmittel des Kompressors 1 in Kühlmittel mit einem Zustand um, der für die Betriebsbedingung geeignet ist, und gibt es in den Gas-Flüssig-Separator 10 ab.
  • Die Außengebläse 5 beinhalten ein erstes und ein zweites Außengebläse 5a und 5b. Das erste und zweite Außengebläse 5a und 5b ist so ausgelegt, dass das erste Außengebläse 5a Kühlmittel vom ersten Außenwärmetauscher 2a kondensiert und das zweite Außengebläse 5b Kühlmittel vom zweiten Außenwärmetauscher 2b kondensiert.
  • Indessen beinhaltet das Steuermittel einen Temperatursensor 9 und einen Mikrocomputer (nicht gezeigt). Der Temperatursensor misst die Temperatur von Kühlmittel, das vom ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet wird. Der Mikrocomputer vergleicht die Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor 9 gemessen wird, mit einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur, um das Kühlmittelmischungsverhältnis in der Außeneinheit zu erfassen. Der Mikrocomputer steuert auch Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse 5, sodass die erfassten Kühlmittelmischungsverhältnisse jeweils gleich den Kühlmittelverhältnissen sind, die für verschiedene Betriebsbedingungen geeignet voreingestellt sind. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Mikrocomputer zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des zweiten Außengebläses 5b ausgelegt ist. Es ist außerdem vorzuziehen, dass das Gas-/Flüssig-Mischungsverhältnis des Kühlmittels genau bekannt sein kann, vorzugsweise R407C.
  • Das Außenrohrleitungssystem beinhaltet einen Kühlmittelweg von der Auslassöffnung des Kompressors 1 zum Gas-Flüssig-Separator 10 oder dem Verteilungsrohrleitungssystem und einen Kühlmittelweg vom Verteilungsrohrleitungssystem oder dem Gas-Flüssig-Separator 10 zur Einlassöffnung des Kompressors 1. Die Wege werden durch das Vierwegeventil 4 gesteuert. Das heißt, dass das Außenrohrleitungssystem durch das Vierwegeventil 4 auf einer Auslassöffnungsseite des Kompressors 1 in Verbindung miteinander steht, um den Kühlmittelweg von Kompressor 1 zu bestimmen, was detaillierter beschrieben wird.
  • Das Außenrohrleitungssystem beinhaltet sechs Rohrleitungen. Eine erste Rohrleitung 31 verbindet die Ausgänge des Kompressors 1 und das Vierwegeventil 4 miteinander. Eine zweite Rohrleitung 32 ist verzweigt in zwei Rohrleitungen vor dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b an das Vierwegeventil 4 und außerdem an den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b angeschlossen. Deshalb verbindet die zweite Rohrleitung 32 den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b parallel miteinander.
  • Eine dritte Rohrleitung 33, die jeweils an den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b angeschlossen ist, ist vor dem Gas-Flüssig-Separator 10 angesetzt und an den Gas-Flüssig-Separator 10 angeschlossen, um den ersten und zweiten Außenwärmetauscher und 2b und den Gas-Flüssig-Separator 10 parallel miteinander zu verbinden. Der Temperatursensor 9 des Steuermittels ist an einem Verbindungspunkt der dritten Rohrleitung 33 bereitgestellt. Eine vierte Rohrleitung 34 verbindet das Verteilungsrohrleitungssystem und das Vierwegeventil 4, und eine fünfte Rohrleitung 35 verbindet das Vierwegeventil 4 und den Akkumulator 8. Schließlich verbindet eine sechste Rohrleitung 36 den Akkumulator 8 und die Einlassöffnung des Kompressors 1.
  • Am Ende ist das Vierwegeventil 4 jeweils mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Rohrleitung 31, 32, 34 und 35 verbunden. Das Vierwegeventil 4 verbindet die Rohrleitungen selektiv abhängig von Betriebsbedingungen und bestimmt einen Kühlmittelweg.
  • Als Beispiel unter Bezugnahme auf 2A oder 3A verbindet das Vierwegeventil 4, wenn sich die Mehreinheitenklimaanlage im Kühlungsmodus befindet, die erste Rohrleitung 31 und die vierte Rohrleitung 34, um das Kühlmittel von dem Kompressor 1 in die Außenwärmetauscher 2a und 2b einzuleiten.
  • Unter Bezugnahme auf 2B oder 3B verbindet das Vierwegeventil 4, wenn sich die Mehreinheitenklimaanlage in einem Heizmodus befindet, die erste Rohrleitung 31 und die vierte Rohrleitung 34, um das Kühlmittel von dem Kompressor 1 in das Verteilungsrohrleitungssystem einzuleiten.
  • Der Kühlungsmodus bezieht sich auf den Fall, wenn die Mehreinheitenklimaanlage die Räume nur kühlt oder sie hauptsächlich zum Kühlen betrieben ist, und der Heizungsmodus bezieht sich auf den Fall, wenn die Mehreinheitenklimaanlage die Räume nur heizt oder sie hauptsächlich zum Heizen betrieben ist.
  • Eine Änderung des Kühlmittelflusswegs mit den Betriebsbedingungen wird durch die später folgende Beschreibung des Betriebs der Mehreinheitenklimaanlage unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
  • Indessen beinhalten die Steuerventile 6 und 7 ein erstes und zweites Rückschlagventil 6a und 6b, die an der dritten Rohrleitung 33 bereitgestellt sind, und ein erstes und zweites Expansionsventil 7a und 7b. Das erste und zweite Rückschlagventil 6a und 6b ist am ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b zum Steuern des Kühlmittelflusses vom ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b zum Gas-Flüssig-Separator 10 vorgesehen.
  • Im Detail bedeutet das, dass das erste und zweite Rückschlagventil 6a und 6b das vom ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b eingeleitete Kühlmittel nur in den Gas-Glüssig-Separator 10 einleitet. Das erste und zweite elektronische Expansionsventil 7a und 7b, das parallel zum ersten und zweiten Rückschlagventil 6a und 6b angebracht ist, verursacht eine Ausdehnung des Kühlmittels, welches vom Gas-Flüssig-Separator 10 nur in den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b eingeleitet wird. Am Ende wird das Kühlmittel, welches vom ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet wird, dazu veranlasst, durch das erste und zweite Rückschlagventil 6a und 6b zu fließen, und das Kühlmittel, welches vom Gas-Flüssig-Separator 10 in den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b eingeleitet wird, wird dazu veranlasst, durch das erste und zweite elektronische Expansionsventil 7a und 7b zu fließen.
  • Der Verteiler 'B' ist zwischen der Außeneinheit 'A' und mehreren Innenraumeinheiten C1, C2 und C3 bereitgestellt. Wie beschrieben beinhaltet der Verteiler 'B' den Gas-Flüssig-Separator 10 und das Verteilungsrohrleitungssystem.
  • Das Verteilungsrohrleitungssystem beinhaltet eine Flüssigkühlmittelrohrleitung 23, Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c, eine Gaskühlmittelrohrleitung 21, Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c, und zwischenliegende Zweigrohrleitungen 25a, 25b und 25c.
  • Die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 ist mit dem Gas-Flüssig-Separator 10 verbunden und führt Flüssigkühlmittel zum/vom Gas-Flüssig-Separator 10. Die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b, 24c, die von der Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 abzweigen, sind jeweils mit den Innenwärmeraumtauschern 62a, 62b und 62c verbunden. Die Gaskühlmittelrohrleitung 21, die an den Gas-Flüssig-Separator 10 angeschlossen ist, führt Gaskühlmittel zum/vom Gas-Flüssig-Separator 10. Die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c zweigen von der Gaskühlmittelrohrleitung 21 ab und sind jeweils mit den Innenwärmeraumtauschern 62a, 62b und 62c verbunden. Die zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a, 25b und 25c zweigen jeweils von den Gaskühlmittelrohrleitungen 22a, 22b und 22c ab und sind mit der vierten Rohrleitung 34 verbunden. Die zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a, 25b und 25c führen die Kühlmittelwärme, die an den Innenraumeinheiten ausgetauscht wird, zum Außenrohrleitungssystem oder das eingeleitete Kühlmittel vom Außenrohrleitungssystem zu den Innenwärmeraumtauschern 62a, 62b und 62c, abhängig von einer Betriebsbedingung.
  • Es ist vorzuziehen, dass die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c parallel angeordnet sind, damit die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c in einem Kanal (nicht abgebildet) verlegt werden können, wodurch die Anzahl der Rohrstränge reduziert ist, um die Arbeitseffizienz und das äußere Erscheinungsbild zu verbessern. Darüber hinaus verbessert das Verlegen der Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c und der Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c von Anfang an in einem Kanal, um die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c als eine Rohrleitung herzustellen, die Rohrlegearbeitseffizienz noch weiter.
  • Indessen beinhaltet der Verteiler 'B' eine Ventileinheit zum Steuern des Kühlmittelflusses in das Verteilungsrohrleitungssystem. Die Ventileinheit veranlasst das Kühlmittel zur Einleitung in die Innenraumeinheiten, die abhängig von einer Betriebsbedingung aus den mehreren Innenraumeinheiten ausgewählt sind.
  • Im Detail bedeutet das, dass die Ventileinheit mehrere Ventile 30a, 30b, 30c, 40a, 40b, 40c, 50a, 50b und 50c beinhaltet, die an den Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c, den Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c und den zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a, 25b und 25c angebracht sind. Es ist vorzuziehen, dass die Ventile Zweiwegeventile sind, damit diese abhängig von einer Betriebsbedingung selektiv ein- und ausgeschaltet werden können.
  • Schließlich sind die Innenwärmeraumtauscher 62a, 62b und 62c an das Verteilungsrohrleitungssystem angeschlossen. Insbesondere die Innenwärmeraumtauscher 62a, 62b und 62c sind jeweils an die Gaskühlmittelzweigrohrleitung 22a, 22b und 22c und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c angeschlossen.
  • Die Beschreibung der Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung basiert bis hierher auf einer Annahme, dass zwei Außenwärmetauscher und drei Innenwärmeraumtauscher vorhanden sind. Die Anzahl der Außenwärmetauscher und der Innenwärmeraumtauscher kann jedoch je nach Betriebsumfeld und Betriebsbedingungen veränderlich sein, und damit kann auch das System und die Anzahl der Ventileinheit veränderlich sein.
  • Unter Bezugnahme auf 2A bis 3B wird der Betrieb der Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung und der Kühlmittelfluss gemäß dem Betrieb beschrieben.
  • Vor Beginn der Beschreibung wird angenommen, dass die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung zwei Außenwärmetauscher und drei Innenraumeinheiten C1, C2 und C3 aufweist. Es wird außerdem angenommen, dass zwei Innenraumeinheiten C2 und C3 die Räume kühlen und eine Innenraumeinheit C1 die Räume in einem hauptsächlichen Kühlmodus kühlt, bei dem die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung hauptsächlich zum Kühlen in Betrieb ist. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass zwei Innenraumeinheiten C2 und C3 die Räume heizen und eine Innenraumeinheit C1 die Räume in einem hauptsächlichen Heizungsmodus heizt, bei dem die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung hauptsächlich zum Heizen in Betrieb ist.
  • Wenn die Mehreinheitenklimaanlage die Räume nur kühlt oder heizt, kühlen oder heizen natürlich alle Innenraumeinheiten die Räume.
  • Unter Bezugnahme auf 2A, wenn die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung die Räume nur kühlt, fließt das Gaskühlmittel vom Kompressor 1 durch die erste Rohrleitung 31. Anschließend wird das Kühlmittel durch das Vierwegeventil 4 dazu veranlasst, in den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b über die zweite Rohrleitung 32 eingeleitet zu werden. In diesem Fall wird das in den ersten Außenwärmetauscher 2a eingeleitete Kühlmittel durch Luft unterkühlt, die aus dem ersten Außengebläse 5a bläst. Das in den zweiten Außenwärmetauscher 2b eingeleitete Kühlmittel wird durch Luft unterkühlt, die aus dem zweiten Außengebläse 5b bläst, angetrieben durch die Steuerung des Steuermittels. Wie zuvor beschrieben, enthält das Steuermittel den Temperatursensor 9 und den Mikrocomputer.
  • Anschließend fließt das unterkühlte Kühlmittel durch die dritte Rohrleitung 33 und wird über das erste und zweite Rückschlagventil 6a und 6b in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet. In diesem Fall ist das erste und zweite elektronische Expansionsventil 7a und 7b geschlossen, welches parallel zum ersten und zweiten Rückschlagventil 6a und 6b angebracht ist.
  • Anschließend wird das Flüssigkühlmittel in die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 eingeleitet und verzweigt sich in die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c. Das verzweigte Kühlmittel dehnt sich aus, wenn das Kühlmittel durch die elektronischen Expansionsventile 61a, 61b und 61c strömt. Danach kühlt das Kühlmittel die Räume, wenn das Kühlmittel durch die Innenwärmeraumtauscher 62a, 62b und 62c strömt.
  • Gaskühlmittel verflüchtigt sich beim Durchströmen des Kühlmittels durch die Innenwärmeraumtauscher 62a, 62b und 62c und wird über die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c in die zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a, 25b und 25c eingeleitet. In diesem Fall sind die Zweiwegeventile 30a, 30b und 30c der Gaskühlmittelzweigrohrleitung geschlossen. Anschließend wird das Kühlmittel durch das Vierwegeventil 4 über die vierte Rohrleitung 34 in die fünfte Rohrleitung 35 eingeleitet. Anschließend wird das Kühlmittel durch den Akkumulator 8 über die sechste Rohrleitung 36 in den Kompressor 1 abgezogen.
  • Unter Bezugnahme auf 2B, wenn die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung die Räume nur kühlt, fließt das Gaskühlmittel von Kompressor 1 durch die erste Rohrleitung 31. Anschließend wird das Kühlmittel durch das Vierwegeventil 4 über die vierte Rohrleitung 34 in die zwischenliegende Zweigrohrleitungen 25a, 25b und 25c eingeleitet. Anders als in dem Fall, in dem das Kühlmittel die Räume kühlt, strömt das Gaskühlmittel nicht durch die Außenwärmetauscher 2.
  • Anschließend heizt das Gaskühlmittel die Räume, wenn das Gaskühlmittel in die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen 22a, 22b und 22c eingeleitet wird, strömt vorbei, und kondensiert durch die Innenwärmeraumtauscher 62a, 62b und 62c. Das Kühlmittel wird durch die elektronischen Expansionsventile 61a, 61b und 61c, die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a, 24b und 24c und die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet. Das Kühlmittel fließt vom Gas-Flüssig-Separator 10 in das erste und zweite elektronische Expansionsventil 7a und 7b, dehnt sich aus und wird in den ersten und zweiten Wärmetauscher 2a und 2b eingeleitet. Anschließend wird das Kühlmittel über das Vierwegeventil 4 und den Akkumulator 8 in den Kompressor 1 abgezogen.
  • Unter Bezugnahme auf 3A, wenn die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung hauptsächlich im Kühlmodus betrieben wird, fließt das Gaskühlmittel vom Kompressor 1 durch die erste Rohrleitung 31. Anschließend wird das Kühlmittel durch das Vierwegeventil 4 über die zweite Rohrleitung 32 in den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b eingeleitet. In diesem Fall wird das in den ersten Außenwärmetauscher 2a eingeleitete Kühlmittel durch Luft unterkühlt, die aus dem ersten Außengebläse 5a bläst. Anschließend wird das in den zweiten Außenwärmetauscher 2b eingeleitete Kühlmittel durch die vom zweiten Außengebläse 5b erzeugte Luft zu einem Zweiphasenkühlmittel, das ein für eine Betriebsbedingung erforderliches Kühlmittelmischungsverhältnis aufweist. Wie zuvor beschrieben, wird eine Drehgeschwindigkeit des zweiten Außengebläses 5b durch das Steuermittel bestimmt, das den Temperatursensor 9 und den Mikrocomputer aufweist.
  • Anschließend fließt das Kühlmittel durch die dritte Rohrleitung 33 und wird über das erste und zweite Rückschlagventil 6a und 6b in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet. In diesem Fall ist das elektronische Expansionsventil 7a und 7b geschlossen, welches parallel zum ersten und zweiten Rückschlagventil 6a und 6b angebracht ist.
  • Indessen wird das Kühlmittelmischungsverhältnis des in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleiteten Kühlmittels derart gesteuert, dass es gleich dem Kühlmittelmischungsverhältnis ist, das durch das Steuermittel voreingestellt ist. Das Kühlmittelmischungsverhältnis wird derart festgelegt, dass es für die zwei Innenraumeinheiten C2 und C3 zum Kühlen geeignet ist, bei denen Flüssigkühlmittel erforderlich ist, und für die Innenraumeinheit C1 zum Heizen, bei der Gaskühlmittel erforderlich ist. Das Kühlmittelmischungsverhältnis wird außerdem in Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels bestimmt, welches in die zwei Innenraumeinheiten C2 und C3 zur Kühlung eingeleitet wird, durch die eine Innenraumeinheit C1 zum Heizen. Daher ist das Kühlmittelmischungsverhältnis ein experimenteller Wert, der durch ein Experiment bestimmt wird, das unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt wird.
  • Das in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitete Hochdruck-Zweiphasenkühlmittel wird in Flüssigkühlmittel und Gaskühlmittel getrennt. Anschließend wird das Flüssigkühlmittel in die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 eingeleitet und verzweigt sich in die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24b und 24c. Danach dehnt sich das Flüssigkühlmittel aus, wenn das Kühlmittel durch die elektronischen Expansionsventile 61b und 61c der Innenraumeinheiten C2 und C3 strömt, verflüchtigt sich und kühlt die Räume, wenn das Kühlmittel durch die Innenwärmeraumtauscher 62b und 62c strömt.
  • Indessen wird das getrennte Gaskühlmittel in die Gaskühlmittelrohrleitung 21 eingeleitet. Anschließend wird das Gaskühlmittel in die ausgewählte Gaskühlmittelzweigrohrleitung 22a eingeleitet und heizt den Raum, der eine Heizung erfordert, wenn das Kühlmittel durch den Innenwärmeraumtauscher 62a strömt. Anschließend strömt das Kühlmittel, nachdem es durch den Innenwärmeraumtauscher 62a geströmt ist, durch das geöffnete elektronische Expansionsventil 61a der Innenraumeinheit C1 und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24a, wird in die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 eingeleitet und vereinigt sich mit dem Flüssigkühlmittel.
  • Daher kühlt das im Gas-Flüssig-Separator 10 getrennte Gaskühlmittel auch die Räume, zusammen mit dem Flüssigkühlmittel, das im Gas-Flüssig-Separator 10 getrennt wird, nachdem das Gaskühlmittel die Räume geheizt hat.
  • Das Flüssigkühlmittel wird aufgrund eines Druckunterschieds beim Kühlmittel nur in die ausgewählte Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24b und 24c eingeleitet. Im Detail bedeutet das, dass ein Druck des Flüssigkühlmittels von der Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24a so gesteuert wird, dass er höher als ein Druck des Kühlmittels in der Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24a ist. Demzufolge wird das Flüssigkühlmittel nur in die ausgewählte Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24b und 24c eingeleitet.
  • Das Kühlmittel verflüchtigt sich, wenn das Kühlmittel durch die Innenwärmeraumtauscher 62b und 62c strömt, und wird durch die Gaskühlmittelzweigrohrleitung 22b und 22c in die zwischenliegende Zweigrohrleitung 25b und 25c eingeleitet. In diesem Fall sind die Zweiwegeventile 30b und 30c geschlossen. Danach fließt das Kühlmittel durch die vierte Rohrleitung 34 und wird durch das Vierwegeventil 4 in die fünfte Rohrleitung 35 eingeleitet. Anschließend wird das Kühlmittel durch die sechste Rohrleitung 36 und den Akkumulator 8 in den Kompressor 1 abgezogen.
  • Unter Bezugnahme auf 3B, wenn die Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung hauptsächlich im Heizungsmodus betrieben wird, fließt das Gaskühlmittel vom Kompressor 1 durch die erste Rohrleitung 31. Anschließend wird das Kühlmittel durch das Vierwegeventil 4a über die vierte Rohrleitung 34 in die ausgewählten zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a und 25b eingeleitet. Daher strömt das Gaskühlmittel von Kompressor 1 nicht durch die Außenwärmetauscher 2a und 2b. Das Kühlmittel wird in die ausgewählten zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a und 25b eingeleitet, wenn das Zweiwegeventil 40c geschlossen ist.
  • Das Hochdruck-Gaskühlmittel wird von den ausgewählten zwischenliegenden Zweigrohrleitungen 25a und 25b in die Gaskühlmittelzweigrohrleitung 22a und 22b eingeleitet. Anschließend strömt das Kühlmittel vorbei und kondensiert an den Innenwärmeraumtauschern 62a und 62b, um die Räume zu heizen. Anschließend fließt das Kühlmittel durch die geöffneten elektronischen Expansionsventile 61a und 61b der Innenraumeinheiten, die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a und 24b und die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23. In diesem Fall wird ein Teil des Flüssigkühlmittels durch die Flüssigkühlmittelrohrleitung 23 in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet. Zur gleichen Zeit wird ein Rest des Flüssigkühlmittels in die ausgewählte Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24c eingeleitet, strömt hindurch und dehnt sich am elektronischen Expansionsventil 61c des Innenwärmeraumtauschers 62c aus. Anschließend verflüchtigt sich das ausgedehnte Kühlmittel am Innenwärmeraumtauscher 62c, um den Raum zu kühlen, der eine Kühlung benötigt. Anschließend strömt das Kühlmittel nacheinander durch die Gaskühlmittelzweigrohrleitung 22c und die Gaskühlmittelrohrleitung 21 und wird in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet.
  • Das Flüssigkühlmittel wird aufgrund eines Druckunterschieds nur in die ausgewählte Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24c eingeleitet. Im Detail bedeutet das, dass ein Druck des Kühlmittels, das aus den Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen 24a und 24b fließt, so gesteuert wird, dass er höher als ein Druck des Kühlmittels ist, welches in die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24c eingeleitet wird. Deshalb wird das Flüssigkühlmittel nur in die ausgewählte Flüssigkühlmittelzweigrohrleitung 24c eingeleitet.
  • Das in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitete Gas-/Flüssigkühlmittel wird im Gas-Flüssig-Separator 10 gemischt, fließt durch die dritte Rohrleitung 33, strömt hindurch, und dehnt sich an den elektronischen Expansionsventilen 7a und 7b aus. Anschließend wird das Kühlmittel in den ersten und zweiten Außenwärmetauscher 2a und 2b eingeleitet, fließt durch die zweite Rohrleitung 32, und wird durch das Vierwegeventil 4 in die fünfte Rohrleitung 35 eingeleitet. Das Kühlmittel wird durch den Akkumulator 8 und die sechste Rohrleitung 36 in den Kompressor 1 gezogen.
  • Es wird nun ein Verfahren zur Steuerung einer Mehreinheitenklimaanlage der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf den Betrieb der Mehreinheitenklimaanlage beschrieben.
  • Mit dem Temperatursensor 9 wird die Temperatur des Kühlmittels gemessen, das über das Außenrohrleitungssystem von den mehreren Außenwärmetauschern 2 in den Gas-Flüssig-Separator 10 eingeleitet wird. Anschließend wird eine gemessene Kühlmitteltemperatur und eine voreingestellte Kühlmitteltemperatur miteinander verglichen, um das Kühlmittelmischungsverhältnis im Außenrohrleitungssystem zu erfassen. Wenn das ermittelte Mischungsverhältnis sich von einem Mischungsverhältnis unterscheidet, das für eine Betriebsbedingung geeignet voreingestellt ist, wird eine Drehgeschwindigkeit des Außengebläses 5 gesteuert. Das heißt, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkühlmittels des gemessenen Mischungsverhältnisses größer als die Strömungsgeschwindigkeit eines voreingestellten Mischungsverhältnisses ist, wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Gaskühlmittel durch Verringern der Drehgeschwindigkeit der Außengebläse 5 erhöht, die die Außenwärmetauscher 2 kühlen. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gaskühlmittel größer ist, wird die Drehgeschwindigkeit der Außengebläse 5 erhöht, um die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkühlmittels zu erhöhen. Diese Arbeitsgänge werden durch die Steuerung eines Mikrocomputers ausgeführt.
  • Wie bereits beschrieben, weisen die Mehreinheitenklimaanlage und das Verfahren zur Steuerung derselben die folgenden Vorteile auf.
  • Erstens ist ein optimaler Betrieb möglich, der für jeden Raum geeignet ist. Das heißt, sogar für den Fall, dass es in einem Gebäude mit mehreren Räumen einige Räume gibt, die aufgrund des Standorts oder der Tageszeit einen Temperaturunterschied aufweisen, oder für den Fall, dass ein Computerraum nicht nur im Sommer, sondern auch im Winter eine Kühlung erfordert, kann ein optimaler Betrieb durch Ausführen eines hauptsächlichen Kühlungs-/Heizmodusbetriebs ausgeführt werden.
  • Zweitens verbessert die Optimierung des für eine Betriebsbedingung geeignet in den Gas-Flüssig-Separator eingeleiteten Kühlmittels die Effizienz der Klimatisierung.
  • Drittens können die Gas-/Flüssigzweigrohrleitungen und Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen, die den Verteiler und die Innenraumeinheiten verbinden, parallel zueinander angeordnet sein. Daher ist die Rohrlegearbeit leicht und das äußere Erscheinungsbild wird durch die Verwendung eines Kanals verbessert, der es ermöglicht, eine Anzahl der Rohrstränge zu verringern.
  • Viertens ermöglicht die Anwendung preiswerter Zweiwegeventile anstelle von Drei- oder Vierwegeventilen in der Ventileinheit die Senkung von Produktionskosten.
  • Zusammenfassend ist eine Mehreinheitenklimaanlage und ein Verfahren zur Steuerung derselben vorgeschlagen, wobei die Mehreinheitenklimaanlage mehrere Außenwärmetauscher, mehrere Außengebläse zur Kühlung der Außenwärmetauscher und Steuermittel zum Steuern von Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse enthält, um ein Gas-/Flüssig- Kühlmittelmischungsverhältnis zu steuern, das über die Außenwärmetauscher in den Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, wodurch das Mischungsverhältnis des Kühlmittels optimiert wird, das für eine Betriebsbedingung geeignet in den Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, um die Effizienz der Klimatisierung zu verbessern. Das Steuermittel enthält einen Temperatursensor zum Messen einer Temperatur des Kühlmittels, das von den Außenwärmetauschern in den Gas-Flüssig-Separator eingeleitet wird, und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer mit dem Temperatursensor gemessenen Kühlmitteltemperatur und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur, um ein Kühlmittelmischungsverhältnis am Außeneinheitrohrleitungssystem zu erfassen, und zum Steuern von Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse, sodass die erfassten Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie für eine Betriebsbedingung geeignet sind.

Claims (20)

  1. Mehreinheitenklimaanlage, umfassend: eine Außeneinheit (A), enthaltend: einen Akkumulator (8), mehrere Kompressoren (1) und Außenwärmetauscher (2), die mit einem Außenrohrleitungssystem verbunden sind, mehrere Außengebläse (5) zum jeweiligen Kühlen der Außenwärmetauscher (2), ein Vierwegeventil (4) und mehrere Steuerventile (6, 7), die an dem Außenrohrleitungssystem zum Steuern von Kühlmittelfluss angebracht sind; mehrere Innenraumeinheiten (C), die jeweils in Räumen eingerichtet sind und jede einen Innenraumwärmetauscher (62a bis 62c) und ein elektronisches Expansionsventil (61a bis 61c) aufweisen; einen Verteiler (B), der einen Gas-Flüssig-Separator (10) zum Trennen von Kühlmittel, das von der Außeneinheit (A) empfangen wird, in Gaskühlmittel und Flüssigkühlmittel, oder zum Mischen von Kühlmittel, das von den Innenraumeinheiten (C) empfangen wird, enthält, und ein Verteilungsrohrleitungssystem zum Führen des Kühlmittels von der Außeneinheit (A) zu den Innenraumeinheiten (C) und des Kühlmittels von den Innenraumeinheiten (C) wieder zur Außeneinheit; und Steuermittel (9) zum Steuern von Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse (5) zum Steuern eines Gas-/Flüssig-Kühlmittelmischungsverhältnisses, das durch die Außenwärmetauscher (2) in den Gas-Flüssig-Separator (10) eingeführt wird.
  2. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 1, wobei der Außenwärmetauscher (2) folgendes enthält: einen ersten Außenwärmetauscher (2a) zum Abgeben von Flüssigkühlmittel, das für eine Betriebsbedingung geeignet ist; und einen zweiten Außenwärmetauscher (2b) zum Abgeben von Zweiphasenkühlmittel, das für die Betriebsbedingung geeignet ist.
  3. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Außengebläse folgendes enthält: ein erstes Außengebläse (5a) zum Kondensieren von Kühlmittel an dem ersten Außenwärmetauscher (2a); und ein zweites Außengebläse (5a) zum Kondensieren von Kühlmittel an dem zweiten Außenwärmetauscher (2b).
  4. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuermittel folgendes enthält: einen Temperatursensor (9) zum Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das von den Außenwärmetauschern (2) in den Gas-Flüssig-Separator (10) eingeleitet wird; und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor (9) gemessen wird, und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses an dem Außenrohrleitungssystem, und zum Steuern von Drehgeschwindigkeiten der Außengebläse (5), sodass erfasste Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelmischungsverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie jeweils für Betriebsbedingungen geeignet sind.
  5. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 4, wobei das Kühlmittel R407C-Mischkühlmittel ist, dessen Kühlmittelmischungsverhältnis gemäß einer Temperaturänderung genau bekannt sein kann.
  6. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Außenrohrleitungssystem folgendes enthält: eine erste Rohrleitung (31), die zwischen Auslassöffnungen der Kompressoren (1) und dem Vierwegeventil (4) angeschlossen ist, eine zweite Rohrleitung (32), die sich vor dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) in zwei Rohrleitungen verzweigt und zwischen dem Vierwegeventil (4) und dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) parallel angeschlossen ist, eine dritte Rohrleitung (33), die vor dem Gas-Flüssig-Separator (10) angesetzt ist und zwischen dem Gas-Flüssig-Separator (10) und den Außenwärmetauschern parallel angeschlossen ist, eine vierte Rohrleitung (34) die zwischen dem Verteilungsrohrleitungssystem und dem Vierwegeventil (4) angeschlossen ist, eine fünfte Rohrleitung (35), die zwischen dem Vierwegeventil (4) und dem Akkumulator (8) angeschlossen ist, und eine sechste Rohrleitung (36), die zwischen dem Akkumulator (8) und einer Einlassöffnung des Kompressors (1) angeschlossen ist.
  7. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 6, wobei die Außenwärmetauscher (2) folgendes enthalten: einen ersten Außenwärmetauscher (2a) zum Abgeben von Flüssigkühlmittel, das für eine Betriebsbedingung geeignet ist; und einen zweiten Außenwärmetauscher (2b) zum Abgeben von Zweiphasenkühlmittel, das für die Betriebsbedingung geeignet ist.
  8. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 7, wobei die Außengebläse (5) folgendes enthalten: ein erstes Außengebläse (5a) zum Kondensieren von Kühlmittel an dem ersten Außenwärmetauscher (2a); und ein zweites Außengebläse (5a) zum Kondensieren von Kühlmittel an dem zweiten Außenwärmetauscher (2b).
  9. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 8, wobei das Steuermittel folgendes enthält: einen Temperatursensor (9), der an einem Teil vorgesehen ist, an das die dritte Rohrleitung (33) angesetzt ist, zum Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) in den Gas-Flüssig-Separator (10) eingeleitet wird; und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor (9) gemessen wird, und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses an dem Außenrohrleitungssystem, und zum Steuern einer Drehgeschwindigkeit des zweiten Außengebläses (5b), sodass erfasste Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelmischungsverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie jeweils für Betriebsbedingungen geeignet sind.
  10. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Steuerventil (6, 7) folgendes enthält: ein erstes und ein zweites Rückschlagventil (6a, 6b), die auf Seiten des ersten und zweiten Außenwärmetauschers (2a, 2b) an der dritten Rohrleitung (33) vorgesehen sind, zum Steuern eines Kühlmittelflusses von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) zum Gas-Flüssig-Separator (10), und ein erstes und ein zweites elektronisches Expansionsventil (7a, 7b), die parallel zu dem ersten und zweiten Rückschlagventil (6a, 6b) vorgesehen sind, zum Ausdehnen von Kühlmittel, das von dem Gas-Flüssig-Separator (10) zum ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) fließt.
  11. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verteilungsrohrleitungssystem folgendes enthält: eine Flüssigkühlmittelrohrleitung (23), die zum Führen von Flüssigkühlmittel zu/von dem Gas-Flüssig-Separator (10) an den Gas-Flüssig-Separator (10) angeschlossen ist, Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen (24a bis 24c), die von der Flüssigkühlmittelrohrleitung (23) abzweigen und jeweils an die Innenraumwärmetauscher (62a bis 62c) angeschlossen sind, eine Gaskühlmittelrohrleitung (21), die zum Führen von Gaskühlmittel zu/von dem Gas-Flüssig-Separator (10) an den Gas-Flüssig-Separator (10) angeschlossen ist, Gaskühlmittelzweigrohrleitungen (22a bis 22c), die von der Gaskühlmittelrohrleitung (21) abzweigen und jeweils an die Innenraumwärmetauscher (62a bis 62c) angeschlossen sind, und zwischenliegende Zweigrohrleitungen (25a bis 25c), die jeweils von den Gaskühlmittelzweigrohrleitungen (22a bis 22c) abzweigen und an das Außenrohrleitungssystem angeschlossen sind.
  12. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 11, wobei die Gaskühlmittelzweigrohrleitungen (22a bis 22c) und die Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen (24a bis 24c) zur Rohrlegearbeitseffizienz parallel zueinander angeordnet sind.
  13. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Außenwärmetauscher (2) folgendes enthält: einen ersten Außenwärmetauscher (2a) zum Abgeben von Flüssigkühlmittel, das für eine Betriebsbedingung geeignet ist; und einen zweiten Außenwärmetauscher (2b) zum Abgeben von Zweiphasenkühlmittel, das für die Betriebsbedingung geeignet ist.
  14. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 13, wobei die Außengebläse (5) folgendes enthalten: ein erstes Außengebläse (5a) zum Kondensieren von Kühlmittel an dem ersten Außenwärmetauscher (2a); und ein zweites Außengebläse (5a) zum Kondensieren von Kühlmittel an dem zweiten Außenwärmetauscher (2b).
  15. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 14, wobei das Außenrohrleitungssystem folgendes enthält: eine erste Rohrleitung (31), die zwischen Auslassöffnungen der Kompressoren (1) und dem Vierwegeventil (4) angeschlossen ist, eine zweite Rohrleitung (32), die sich vor dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) in zwei Rohrleitungen verzweigt und zwischen dem Vierwegeventil (4) und dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) parallel angeschlossen ist, eine dritte Rohrleitung (33), die vor dem Gas-Flüssig-Separator (10) angesetzt ist und zwischen dem Gas-Flüssig-Separator (10) und dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) parallel angeschlossen ist, eine vierte Rohrleitung (34) die zwischen den zwischenliegenden Zweigrohrleitungen (25a bis 25c) und dem Vierwegeventil (4) angeschlossen ist, eine fünfte Rohrleitung (35), die zwischen dem Vierwegeventil (4) und dem Akkumulator (8) angeschlossen ist, und eine sechste Rohrleitung (36), die zwischen dem Akkumulator (8) und der Einlassöffnung des Kompressors (1) angeschlossen ist.
  16. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 15, wobei das Steuermittel folgendes enthält: einen Temperatursensor (9), der an einem Teil vorgesehen ist, an das die dritte Rohrleitung (33) angesetzt ist, zum Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) in den Gas-Flüssig-Separator (10) eingeleitet wird; und einen Mikrocomputer zum Vergleichen einer Kühlmitteltemperatur, die mit dem Temperatursensor (9) gemessen wird, und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses an dem Außenrohrleitungssystem, und zum Steuern einer Drehgeschwindigkeit des zweiten Außengebläses (5b), sodass erfasste Kühlmittelmischungsverhältnisse gleich Kühlmittelmischungsverhältnissen sind, die derart voreingestellt sind, dass sie jeweils für Betriebsbedingungen geeignet sind.
  17. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei das Steuerventil (6, 7) folgendes enthält: ein erstes und ein zweites Rückschlagventil (6a, 6b), die auf Seiten des ersten und zweiten Außenwärmetauschers (2a, 2b) an der dritten Rohrleitung (33) vorgesehen sind, zum Steuern eines Kühlmittelflusses von dem ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) zum Gas-Flüssig-Separator (10), und ein erstes und ein zweites elektronisches Expansionsventil (7a, 7b), die parallel zu dem ersten und zweiten Rückschlagventil (6a, 6b) vorgesehen sind, zum Ausdehnen von Kühlmittel, das von dem Gas-Flüssig-Separator (10) zum ersten und zweiten Außenwärmetauscher (2a, 2b) fließt.
  18. Mehreinheitenklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Verteiler (B) eine Ventileinheit zum Steuern von Kühlmittelfluss in dem Verteilungsrohrleitungssystem enthält.
  19. Mehreinheitenklimaanlage gemäß Anspruch 18, wobei die Ventileinheit Zweiwegeventile (30a bis 30c, 40a bis 40c, 50a bis 50c) enthält, die an den Gaskühlmittelzweigrohrleitungen (22a, 22b), den Flüssigkühlmittelzweigrohrleitungen (24a bis 24c) und zwischenliegenden Zweigrohrleitungen (25a bis 25c) zum selektiven Ein-/Ausschalten abhängig von Betriebsbedingungen vorgesehen sind.
  20. Verfahren zum Betreiben einer Mehreinheitenklimaanlage, folgende Schritte umfassend: Messen einer Temperatur von Kühlmittel, das durch ein Auißenrohrleitungssystem von mehreren Außenwärmetauschern (2) in einen Gas-Flüssig-Separator (10) eingeleitet wird, mit einem Temperatursensor (9); Vergleichen einer gemessenen Kühlmitteltemperatur und einer voreingestellten Kühlmitteltemperatur zum Erfassen eines Kühlmittelmischungsverhältnisses, das durch das Außenrohrleitungssystem fließt; und Steuern von Drehgeschwindigkeiten von mehreren Außengebläsen (5) zum Kühlen der Außenwärmetauscher (2), sodass das erfasste Kühlmittelmischungsverhältnis gleich einem Kühlmittelmischungsverhältnis wird, das derart eingestellt ist, dass es für eine Betriebsbedingung geeignet ist.
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