DE69005250T2

DE69005250T2 - Klimagerät.

Info

Publication number: DE69005250T2
Application number: DE69005250T
Authority: DE
Inventors: Tomohiko Kasai; Nakamura Takashi; Hidekazu Tani
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-10-06
Also published as: DE69005250D1; EP0421459B1; JPH03125868A; AU6375990A; EP0421459A2; JPH0754217B2; AU627365B2; EP0421459A3; ES2050327T3; US5063752A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Klimagerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (EP 0 316 685 B1).
In diesem und einem weiteren bekannten Klimagerät (GB-A- 2213248) ist eine einzige Wärmequellenvorrichtung mit einer Anzahl von Innen-Einheiten über zwei Leitungen, d.h. einer Gasleitung und eine Flüssigkeitsleitung, verbunden, und Kühlen und Heizen eines Raumes ist wahlweise in jedem der Räume möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Klimagerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, wobei die jeweiligen Innen-Einheiten wahlweise eine Raumkühlung oder eine Raumbeheizung ausführen können, um in einer oder mehreren der Innen-Einheiten eine Raumkühlung und in den übrigen Innen-Einheiten gleichzeitig auf einfache Weise und mit hohem Wirkungsgrad, insbesondere im Kühlungsbetrieb, eine Raumbeheizung auszuführen. Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst.
Selbst wenn innen oder weiter außen gelegene Zonen oder normale Büroräume und automatisierte Büroräume wie Computerräume hinsichtlich der Klimatisierungslast im Fall des Einbaus des Gerätes eines großen Gebäudes völlig verschieden sind, kann das Klimagerät der vorliegenden Erfindung die Erfordernisse erfüllen, die Räume zu kühlen und zu beheizen, wobei die jeweiligen Innen-Einheiten individuell in diesen untergebracht sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die erste Hauptleitung, die einen größeren Durchmesser als die zweite Hauptleitung aufweist, stets an die Niederdruckseite des Kompressors angeschlossen sein, wodurch die Leistungsfähigkeit verbessert wird. Insbesondere in dem Fall, wenn eine Raumbeheizung hauptsächlich unter gleichzeitiger Raumkühlung und Raumbeheizung durchgeführt wird, kann die erste Hauptleitung, die den größeren Durchmesser aufweist, an der Niederdruckseite verwendet werden, um den Unterschied zwischen dem Verdampfungsdruck des Außenwärmetauschers und des (der) Innenwärmetauscher(s) der Innen-Einheit(en) zur Raumkühlung zu verringern. Als Ergebnis kann der Verdampfungsdruck im (in den) Innenwärmetauscher(n) verringert werden, um einen Mangel an Kühlleistung zu verhindern. Zusätzlich kann der Verdampfungsdruck im Außenwärmetauscher angehoben werden, um zu verhindern, daß der Wärmetauscher einfriert und die Leistung absinkt.
In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm des gesamten Aufbaus einer ersten Ausführungsform des Klimageräts nach der vorliegenden Erfindung, welches auf der Grundlage des Kühlsystems des Geräts dargestellt ist;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, welches die Betriebszustände der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt, wobei Einzelbetrieb zur Raumkühlung und Einzelbetrieb zur Raumbeheizung durchgeführt wird;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, welches den Betriebszustand der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt, wobei hauptsächlich Raumbeheizung unter gleichzeitigem Raumkühlungsund Raumbeheizungsbetrieb durchgeführt wird (Heizleistung ist größer als Kühlleistung);
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, welches den Betriebszustand der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt, wobei hauptsächlich Raumkühlung unter gleichzeitigem Raumkühlungs- und Raumbeheizungsbetrieb durchgeführt wird (Kühlleistung ist größer als Heizleistung); und
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, welches den gesamten Aufbau einer anderen Ausführungsform zeigt1 die auf der Grundlage des Kühlsystems des Geräts dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen erläutert sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen werden für den Fall erläutert, daß eine einzige Wärmequellenvorrichtung mit drei Innen- Einheiten verbunden ist. Die folgende Erläuterung bezieht sich auch auf den Fall, daß eine einzige Wärmequellenvorrichtung mit zwei oder mehr Innen-Einheiten verbunden ist.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen A die Wärmequellenvorrichtung. Bezugszeichen B, C und D bezeichnen die Innen-Einheiten, die parallel miteinander verbunden sind, wie weiter unten beschrieben, und den gleichen Aufbau haben.
Bezugszeichen E bezeichnet eine Anschlußvorrichtung, die eine erste Verzweigung 10, einen zweiten Stromregler 13, eine zweite Verzweigung 11, einen Gas-Flüssigkeits-Separator 12, Wärmetausch-Teile 19, 16a, 16b, 16c und 16d und ein zweites Reversierventil 36 aufweist.
Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Kompressor. Bezugszeichen 2 bezeichnet ein erstes 4-Wege-Reversierventil, welches die Strömungsrichtung eines Kühlmittels in der Wärmequellenvorrichtung umschalten kann. Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Außenwärmetauscher, der auf der Seite der Wärmequellenvorrichtung installiert ist. Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Akkumulator, der mit dem Kompressor 1, dem Reversierventil 2 und dem Außenwärmetauscher 3 verbunden ist, um die Wärmequellenvorrichtung A zu bilden. Bezugszeichen 5 bezeichnet drei Innenwärmetauscher. Bezugszeichen 6 bezeichnet eine erste Hauptleitung, die einen großen Durchmesser aufweist und das erste 4- Wege-Reversierventil 2 der Wärmequellenvorrichtung A mit der Anschlußvorrichtung E verbindet. Bezugszeichen 6b, 6c und 6d bezeichnen erste Zweigleitungen, die die Anschlußvorrichtung E mit den Innenwärmetauschern 5 der jeweiligen Innen-Einheiten B, C und D verbinden und der ersten Hauptleitung 6 entsprechen. Bezugszeichen 7 bezeichnet eine zweite Hauptleitung, die einen kleineren Durchmesser als die erste Hauptleitung aufweist und die Anschlußvorrichtung E mit den Außenwärmetauschern 3 der Wärmequellenvorrichtung A verbindet. Bezugszeichen 7b, 7c und 7d bezeichnen zweite Zweigleitungen, die die Anschlußvorrichtung E mit den Innenwärmetauschern 5 der jeweiligen Innen-Einheiten B, C und D verbinden und der zweiten Hauptleitung 7 entsprechen. Bezugszeichen 8 bezeichnet 3-Wege- Schaltventile, die wahlweise die ersten Zweigleitungen 6b, 6c und 6d entweder mit der ersten Hauptleitung 6 oder der zweiten Hauptleitung 7 verbinden können. Bezugszeichen 9 bezeichnet erste Stromregler, die mit den jeweiligen Innenwärmetauschern 5 eng benachbart zu diesen verbunden sind, wobei sie auf der Basis des Ausmaßes der Überwärmung bei Raumkühlung und der Unterkühlung bei Raumbeheizung an den Auslaßseiten der jeweiligen Innenwärmetauscher gesteuert werden und mit den zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d verbunden sind. Bezugszeichen 10 bezeichnet die erste Verzweigung, welche die 3-Wege-Schaltventile 8 einschließt, die wahlweise die ersten Zweigleitungen 6b, 6c und 6d entweder mit der ersten Hauptleitung 6 oder der zweiten Hauptleitung 7 verbinden können. Bezugszeichen 11 bezeichnet die zweite Verzweigung, welche die zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d und die zweite Hauptleitung 7 einschließt. Bezugszeichen 12 bezeichnet den Gas-Flüssigkeits- Separator, der in der zweiten Hauptleitung 7 angeordnet ist und eine Gasschichtungszone, die mit ersten Öffnungen 8a der entsprechenden Schaltventile 8 verbunden ist, und eine Flüssigkeitsschichtungszone, die mit der zweiten Verzweigung 11 verbunden ist, aufweist.
Bezugszeichen 13 bezeichnet den zweiten Stromregler, der zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator 12 und der zweiten Verzweigung 11 angeschlossen ist und wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann. Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Bypaß- Leitung, die die zweite Verzweigung 11 mit der ersten Hauptleitung 6 und der zweiten Hauptleitung 7 verbindet. Bezugszeichen 15 bezeichnet einen dritten Stromregler, der in der Bypaß-Leitung 14 angeordnet ist. Bezugszeichen 16b, 16c und 16d bezeichnen die dritten Wärmetausch-Teile, die in der Bypaß- Leitung 14 unterhalb des dritten Stromreglers 15 angeordnet sind und einen Wärmetausch mit den jeweiligen zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d in der zweiten Verzweigung 11 ausführen. Bezugszeichen 16a bezeichnet einen zweiten Wärmetausch- Teil, der in der Bypaß-Leitung 14 unterhalb des dritten Stromreglers 15 angeordnet ist und der einen Wärmetausch mit dem Bereich ausführt, in dem die zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d in die zweite Verzweigung eintreten. Bezugszeichen 19 bezeichnet den ersten Wärmetausch-Teil, der in der Bypaß-Leitung 14 unterhalb des dritten Stromreglers und des zweiten Wärmetausch-Teils 16a angeordnet ist und einen Wärmetausch mit der Leitung bewirkt, die zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator 12 und dem zweiten Stromregler 13 angeschlossen ist. Bezugszeichen 17 bezeichnet ein erstes Rückschlagventil, das zwischen dem ersten Wärmetausch-Teil 19 der Bypaß-Leitung 14 und der ersten Hauptleitung 6 angeordnet ist. Bezugszeichen 18 bezeichnet ein zweites Rückschlagventil, das zwischen dem ersten Wärmetausch-Teil 19 der Bypaß-Leitung 14 und der zweiten Hauptleitung 7 angeordnet und parallel zum ersten Rückschlagventil 17 ist. Das erste Rückschlagventil 17 und das zweite Rückschlagventil 18 lassen das Kühlmittel nur vom ersten Wärmetausch-Teil 19 zur ersten und zweiten Hauptleitung 6 und 7 strömen. Bezugszeichen 32 bezeichnet ein drittes Rückschlagventil, das zwischen dem Außenwärmetauscher 3 und der zweiten Hauptleitung 7 angeordnet ist und das Kühlmittel nur vom Außenwärmetauscher 3 zur zweiten Hauptleitung 7 strömen läßt. Bezugszeichen 33 bezeichnet ein viertes Rückschlagventil, das zwischen dem 4-Wege-Reversierventil 2 der Wärmequellenvorrichtung A und der ersten Hauptleitung 6 angeordnet ist und das Kühlmittel nur von der ersten Hauptleitung 6 zum Reversierventil 2 strömen läßt. Bezugszeichen 34 bezeichnet ein fünftes Rückschlagventil, das zwischen dem Reversierventil 2 und der zweiten Hauptleitung 7 angeordnet ist und das Kühlmittel nur vom Reversierventil 2 zur zweiten Hauptleitung 7 strömen läßt. Bezugszeichen 35 bezeichnet ein sechstes Rückschlagventil, das zwischen dem Außenwärmetauscher 3 und der ersten Hauptleitung 6 angeordnet ist und das Kühlmittel nur von der ersten Hauptleitung 6 zum Außenwärmetauscher 3 strömen läßt. Diese Rückschlagventile 32 bis 35 bilden eine Umschaltventilanordnung 40. Bezugszeichen 36 bezeichnet das zweite Reversierventil 36, welches vier Anschlüsse 36a, 36b, 36c und 36d aufweist und in der Anschlußvorrichtung E zwischen der ersten Hauptleitung 6 und der zweiten Hauptleitung 7 angeordnet ist, die zwischen der Wärmequellenvorrichtung A und der Anschlußvorrichtung E angeschlossen sind. Der erste Anschluß 36a ist mit der zweiten Hauptleitung 7 verbunden, der zweite Anschluß 36b ist mit dem Gas-Flüssigkeits-Separator 12 verbunden, der dritte Anschluß 36c ist mit der ersten Hauptleitung 6 verbunden, und der vierte Anschluß 36d ist mit den zweiten Anschlüssen 8b der 3-Wege- Umschaltventile 8 verbunden.
Nachfolgend wird die Betriebsweise der wie beschrieben aufgebauten, ersten Ausführungsform erläutert.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Fall erläutert, daß ein Raum lediglich gekühlt wird.
In diesem Fall ist der Kühlmittelstrom mit ausgezogenen Pfeilen angegeben. Das vom Kompressor 1 abgegebene Kühlmittelgas geht als Gas mit hoher Temperatur und unter hohem Druck durch das 4-Wege-Reversierventil 2 und wird unter Wärmetausch im Außenwärmetauscher 3 kondensiert, um verflüssigt zu werden. Dann geht das verflüssigte Kühlmittel durch das dritte Rückschlagventil 32, die zweite Hauptleitung 7 und den ersten Anschluß 36a und den zweiten Anschluß 36b des Reversierventils 36 in der Anschlußvorrichtung E. Zusätzlich geht das Kühlmittel durch den Gas-Flüssigkeits-Separator 12 und den zweiten Stromregler 13 in dieser Reihenfolge. Das Kühlmittel geht weiterhin durch die zweite Verzweigung 11 und die zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d und tritt in die Innen-Einheiten B, C und D ein. Das Kühlmittel, welches in die Innen-Einheiten B, C und D eingetreten ist, wird von den ersten Druckreglern 9, die auf der Grundlage des Ausmaßes an Übererwärmung am Auslaß eines jeden Innenwärmetauschers 5 gesteuert werden, auf einen niedrigen Druck entspannt. In den Innenwärmetauschern 5 trägt das auf diese Weise entspannte Kühlmittel Wärme aus, wobei ein Austausch mit der Luft in den Räumen stattfindet, die mit den Innenwärmetauschern versehen sind, wobei das Kühlmittel verdampft wird und gasförmig wird und die Räume gekühlt werden. Das auf diese Weise gasförmig gewordene Kühlmittel geht durch die ersten Zweigleitungen 6b, 6c und 6d, die 3-Wege-Umschaltventile 8, die erste Verzweigung 10 und den vierten Anschluß 36d und den dritten Anschluß 36c des Reversierventils 36 in der Anschlußvorrichtung E. Dann wird das Kühlmittel durch die erste Hauptleitung 6, das vierte Rückschlagventil 33, das erste 4-Wege-Reversierventil 2 in der Wärmequellenvorrichtung und den Akkumulator 4 in den Kompressor eingeleitet. Auf diese Weise wird ein geschlossener Kreislauf gebildet, um eine Raumkühlung auszuführen. Bei dieser Betriebsweise sind die ersten Anschlüsse 8a der 3-Wege-Umschaltventile 8 geschlossen und die zweiten Anschlüsse 8b und die dritten Anschlüsse 8c geöffnet. Das 4-Wege-Reversierventil 36 in der Anschlußvorrichtung E läßt das Kühlmittel vom ersten Anschluß 36a zum zweiten Anschluß 36b und vom vierten Anschluß 36d zum dritten Anschluß 36c strömen. Zu dieser Zeit ist der Druck in der ersten Hauptleitung 6 gering und in der zweiten Hauptleitung 7 hoch, wodurch notwendigerweise das dritte Rückschlagventil 32 und das vierte Rückschlagventil 33 durchströmt werden.
Zusätzlich tritt in dieser Betriebsweise das durch den zweiten Stromregler 13 gegangene Kühlmittel teilweise in die Bypaß- Leitung 14 ein, wobei der eingetretene Teil des Kühlmittels durch den dritten Stromregler 15 auf einen niedrigen Druck entspannt wird. Das auf diese Weise entspannte Kühlmittel trägt im Austausch mit den zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d an den dritten Wärmetausch-Teilen 16b, 16c und 16d, mit dem angeschlossenen Abschnitt der zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d am zweiten Wärmetausch-Teil 16b in der zweiten Verzweigung 11 und mit dem in den Stromregler 13 eintretenden Kühlmittel am ersten Wärmetausch-Teil 19 Wärme aus. Das Kühlmittel wird aufgrund dieses Wärmetauschs verdampft und geht durch das erste Rückschlagventil 17, das 4-Wege-Reversierventil 36, die erste Hauptleitung 6 und das vierte Rückschlagventil 33. Dann wird das Kühlmittel durch das erste 4-Wege-Reversierventil 2 und den Akkumulator 4 in den Kompressor 1 eingeleitet.
Zu dieser Zeit ist der Druck in der ersten Hauptleitung 6 gering und in der zweiten Hauptleitung 7 hoch, wodurch notwendigerweise das erste Rückschlagventil 17 durchströmt wird. Andererseits ist das Kühlmittel, welches am ersten Wärmetausch- Teil 19, am zweiten Wärmetausch-Teil 16a und an den dritten Wärmetausch-Teilen 16b, 16c und 16d einem Wärmetausch unterworfen war, abgekühlt worden, so daß es eine ausreichend tiefe Temperatur aufweist, und tritt in die Innen-Einheiten B, C und D ein, die eine Raumkühlung bewirken sollen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Fall beschrieben, daß lediglich Raumbeheizung ausgeführt wird. In diesem Fall ist der Kühlmittelstrom mit gestrichelten Pfeilen angegeben.
Das vom Kompressor 1 als Gas mit hoher Temperatur und unter hohem Druck abgegebene Kühlmittel geht durch das 4-Wege-Reversierventil 2, das fünfte Rückschlagventil 34, die zweite Hauptleitung 7 und den ersten Anschluß 36a und den vierten Anschluß 36d des Reversierventils 36 in der Anschlußvorrichtung E. Dann geht das Kühlmittel durch die erste Verzweigung 10, die 3-Wege-Umschaltventile 8 und die ersten Zweigleitungen 6b, 6c und 6d in dieser Reihenfolge. Danach tritt das Kühlmittel in die jeweiligen Innen-Einheiten B, C und D ein, wobei das Kühlmittel im Austausch mit der Luft in den mit den Innen- Einheiten versehenen Räumen Wärme austrägt. Das Kühlmittel wird aufgrund dieses Wärmetauschs kondensiert, um verflüssigt zu werden, wodurch die Räume beheizt werden. Das auf diese Weise verflüssigte Kühlmittel geht durch die ersten Stromregler 9, die auf die Grundlage des Ausmaßes der Unterkühlung an den Ausgängen der jeweiligen Innenwärmetauscher 5 gesteuert werden. Dann tritt das Kühlmittel durch die zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d in die zweite Verzweigung 11 ein und vereinigt sich. Dann geht das vereinigte Kühlmittel durch den zweiten Stromregler 13. Das Kühlmittel wird entweder durch die ersten Stromregler 9 oder den zweiten Stromregler 13 entspannt, damit es einen zweiphasigen Zustand geringen Drucks annimmt. Das auf diese Weise entspannte Kühlmittel geht durch den Gas-Flüssigkeits-Separator 12, den zweiten Anschluß 36b und den dritten Anschluß 36c des Reversierventils 36 und durch die erste Hauptleitung 6. Dann tritt das Kühlmittel durch das sechste Rückschlagventil 35 der Wärmequellenvorrichtung A in den Außenwärmetauscher 3 ein und trägt ausgetauschte Wärme aus, um verdampft zu werden und gasförmig zu werden. Das auf diese Weise gasförmig gewordene Kühlmittel wird durch das erste 4-Wege-Reversierventil 2 der Wärmequellenvorrichtung und den Akkumulator 4 in den Kompressor 1 eingeleitet. Auf diese Weise wird ein geschlossener Kreislauf gebildet, um eine Raumbeheizung auszuführen. In dieser Betriebsweise sind die Öffnungs- und Schließzustände der Öffnungen der Umschaltventile 8 die gleichen wie in dem Fall, wenn nur Raumkühlung ausgeführt wird. In dieser Betriebsweise läßt das 4-Wege-Reversierventil 36 das Kühlmittel vom ersten Anschluß 36a zum vierten Anschluß 36d und vom zweiten Anschluß 36d zum dritten Anschluß 36c strömen. In der ersten Rohrleitung 6 herrscht niedriger Druck und in der zweiten Rohrleitung 7 hoher Druck, was notwendigerweise dazu führt, daß das fünfte Rückschlagventil 34 und das sechste Rückschlagventil 35 durchströmt werden.
Als dritter Fall wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Fall beschrieben, daß hauptsächlich eine Raumbeheizung bei gleichzeitiger Raumkühlung und Raumbeheizung durchgeführt wird. In Fig. 3 bezeichnen die gestrichelten Pfeile die Strömung des Kühlmittels.
Das Kühlmittel, das als Gas mit hoher Temperatur und unter hohem Druck vom Kompressor 1 abgegeben wird, geht durch das 4- Wege-Reversierventil 2 und gelangt dann zur Anschlußvorrichtung E durch das fünfte Rückschlagventil 34 und die zweite Hauptleitung 7. Das Kühlmittel strömt durch den ersten Anschluß 36a und den vierten Anschluß 36d des Reversierventils 36 der Anschlußvorrichtung E. Zusätzlich geht das Kühlmittel durch die erste Verzweigung 10, die 3-Wege-Umschaltventile 8 und die ersten Zweigleitungen 6b und 6c in dieser Reihenfolge und tritt in die Innen-Einheiten B und C ein, die die Raumbeheizung bewirken sollen. In den Innenwärmetauschern 5 der jeweiligen Innen-Einheiten B und C tauscht das Kühlmittel mit der Luft in den mit den Innen-Einheiten B und C ausgestatteten Räumen Wärme aus, um kondensiert und verflüssigt zu werden, wodurch die Räume beheizt werden. Das auf diese Weise kondensierte und verflüssigte Kühlmittel geht durch die ersten Stromregler 9 der Innen-Einheiten B und C, wobei die ersten Regler 9 der Innen-Einheiten B und C unter der Steuerung auf der Grundlage des Ausmaßes der Unterkühlung an den Ausgängen der entsprechenden Innenwärmetauscher 5 nahezu vollständig geöffnet sind. Das Kühlmittel wird durch diese ersten Stromregler 9 leicht entspannt und strömt in die zweite Verzweigung 11. Danach geht das Kühlmittel teilweise durch die zweite Zweigleitung 7d der Innen-Einheit D, die eine Raumkühlung bewirken soll, und tritt in die Innen-Einheit D ein. Das Kühlmittel strömt in den ersten Stromregler 9 der Innen-Einheit D, wobei der erste Stromregler 9 auf der Grundlage des Ausmaßes der Übererwärmung am Ausgang des entsprechenden Innen-Wärmetauschers 5 gesteuert wird. Danach wird das Kühlmittel durch diesen ersten Stromregler 9 entspannt, tritt in den Innenwärmetauscher 5 ein und führt einen Wärmetausch aus, um verdampft zu werden und gasförmig zu werden, wodurch der diesen Innen- Wärmetauscher 5 aufweisende Raum gekühlt wird. Dann tritt das Kühlmittel durch das 3-Wege-Umschaltventil 8, welches mit der Innen-Einheit D verbunden ist, in den Gas-Flüssigkeits-Separator 12 ein.
Andererseits geht das übrige Kühlmittel durch den zweiten Stromregler 13, der wahlweise in Abhängigkeit vom Druckunterschied in der zweiten Hauptleitung 7 und der zweiten Verzweigung 11 geöffnet und geschlossen wird. Dann tritt das Kühlmittel in den Gas-Flüssigkeits-Separator 12 ein und vereinigt sich dort mit dem Kühlmittel, welches durch die Innen-Einheit D gegangen ist, die eine Raumkühlung bewirken soll. Danach strömt das auf diese Weise vereinigte Kühlmittel vom zweiten Anschluß 36b zum dritten Anschluß 36c des Reversierventils 36 in der Anschlußvorrichtung E, geht durch die erste Hauptleitung 6 und das sechste Rückschlagventil 5 der Wärmequellenvorrichtung A und tritt in den Außenwärmetauscher 3 ein, wo das Kühlmittel einen Wärmetausch ausführt, um verdampft zu werden und gasförmig zu werden. Das auf diese Weise gasförmig gewordene Kühlmittel wird durch das Wärmequellenvorrichtungs-Reversierventil 2 und den Akkumulator 4 in den Kompressor 1 eingeleitet. Auf diese Weise wird ein geschlossener Kreislauf gebildet, um bei hauptsächlicher Raumbeheizung gleichzeitig einen Raumkühlungs- und Raumbeheizungsbetrieb zu haben.
Zu dieser Zeit wird der Unterschied zwischen dem Verdampfungsdruck im Innenwärmetauscher 5 der Innen-Einheit D zur Raumkühlung und dem des Außenwärmetauschers 3 geringer, weil zur ersten Hauptleitung 6 mit größerem Durchmesser umgeschaltet wird. Die ersten Anschlüsse 8a der 3-Wege-Umschaltventile 8, welche mit den Innen-Einheiten B und C zur Raumbeheizung verbunden sind, sind geschlossen, und die zweiten Anschlüsse 8b und dritten Anschlüsse 8c sind geöffnet. Der zweite Anschluß 8b des 3-Wege-Umschaltventils 8, welches mit der Innen-Einheit D zur Raumkühlung verbunden ist, ist geschlossen, und der erste Anschluß 8a und der dritte Anschluß 8c geöffnet.
Das 4-Wege-Reversierventil 36 in der Anschlußvorrichtung E läßt das Kühlmittel vom ersten Anschluß 36a zum vierten Anschluß 36d und vom zweiten Anschluß 36b zum dritten Anschluß 36c strömen. In dieser Betriebsart herrscht in der ersten Hauptleitung 6 geringer Druck und in der zweiten Hauptleitung 7 hoher Druck, was notwendigerweise dazu führt, daß das fünfte Rückschlagventil 34 und das sechste Rückschlagventil 35 durchströmt werden. Bei diesem Kreislauf geht das verflüssigte Kühlmittel vom Anschlußabschnitt der zweiten Verzweigung 11, wo sich die zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d miteinander vereinigen, teilweise in die Bypaß-Leitung 14. Das Kühlmittel, das in die Bypaß-Leitung 14 gegangen ist, wird vom dritten Stromregler 15 auf niedrigen Druck entspannt. Das auf diese Weise entspannte Kühlmittel führt mit dem Kühlmittel in den zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d an den dritten Wärmetausch-Teilen 16b, 16c und 16d, mit dem Kühlmittel im Anschlußbereich der zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d in der zweiten Verzweigung 11 am zweiten Wärmetausch-Teil 16a und mit dem vom zweiten Stromregler 13 kommenden Kühlmittel am ersten Wärmetausch-Teil 19 einen Wärmetausch aus. Das Kühlmittel wird durch diesen Wärmetausch verdampft, geht durch das zweite Rückschlagventil 18 und tritt durch das 4-Wege-Reversierventil 36 der Anschlußvorrichtung B in die erste Hauptleitung 6 ein. Danach strömt das Kühlmittel in das sechste Rückschlagventil 35 und dann in den Außenwärmetauscher 3, wo es einen Wärmetausch ausführt und verdampft wird und gasförmig wird. Das auf diese Weise gasförmig gewordene Kühlmittel wird durch das erste 4-Wege-Reversierventil 2 und den Akkumulator 4 in den Kompressor 1 eingeleitet.
In dieser Betriebsweise herrscht in der ersten Hauptleitung 6 ein geringer und in der zweiten Hauptleitung 7 ein hoher Druck, was notwendigerweise dazu führt, daß das zweite Rückschlagventil 18 durchströmt wird. Andererseits strömt das Kühlmittel in der zweiten Verzweigung 11, welches einen Wärmetausch vollzogen hat und sich am zweiten Wärmetausch-Teil 16a und den dritten Wärmetausch-Teilen 16b, 16c und 16d abgekühlt hat, um eine ausreichend niedrige Temperatur zu erhalten, in die Innen-Einheit D, die den mit der Innen-Einheit D ausgestatteten Raum kühlen soll.
Als vierter Fall wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Fall beschrieben, daß hauptsächlich eine Raumkühlung bei gleichzeitiger Raumkühlung und Raumbeheizung erfolgt.
In Fig. 4 bezeichnen ausgezogene Pfeile die Strömung des Kühlmittels. Das Kühlmittel, das als Gas mit hoher Temperatur und unter hohem Druck vom Kompressor 1 abgegeben wird, führt im Außenwärmetauscher 3 einen Wärmetausch in einem beliebigen Ausmaß aus, um einen zweiphasigen Zustand mit hoher Temperatur unter hohem Druck anzunehmen. Dann geht das Kühlmittel durch das dritte Rückschlagventil 32, die zweite Hauptleitung 7 und den ersten Anschluß 36a und den zweiten Anschluß 36b des Reversierventils 36 in der Anschlußvorrichtung E und wird zum Gas-Flüssigkeits-Separator 12 geleitet. Das Kühlmittel wird dort in ein gasförmiges und ein flüssiges Kühlmittel getrennt, und das auf diese Weise abgetrennte, gasförmige Kühlmittel strömt durch die erste Verzweigung 10, das 3-Wege-Umschaltventil 8 und die erste Zweigleitung 6d, die mit der Innen-Einheit D verbunden sind, in dieser Reihenfolge hindurch, wobei die Innen-Einheit D den mit der Innen-Einheit D ausgestatteten Raum beheizen soll. Das Kühlmittel strömt durch die Innen-Einheit D und führt mit der Luft in dem Raum, in dem der Innen- Wärmetauscher 5 der beheizenden Innen-Einheit D angebracht ist, einen Wärmetausch aus, um kondensiert und verflüssigt zu werden, wodurch der Raum beheizt wird. Zusätzlich geht das Kühlmittel durch den ersten Stromregler 9, der mit der den Raum beheizenden Innen-Einheit D verbunden ist, wobei dieser erste Stromregler 9 unter der Steuerung auf der Grundlage des Ausmaßes der Unterkühlung am Auslaß des Innen-Wärmetauschers 5 der beheizenden Innen-Einheit D nahezu vollständig geöffnet ist. Das Kühlmittel wird durch diesen ersten Stromregler 9 leicht entspannt und strömt in die zweite Verzweigung 11. Andererseits tritt das flüssige Kühlmittel durch den zweiten Stromregler 13, der wahlweise in Abhängigkeit vom Druckunterschied in der zweiten Hauptleitung 7 und der Verzweigung 11 geöffnet und geschlossen werden kann, in die zweite Verzweigung 11 ein. Dann strömt das Kühlmittel dort mit dem Kühlmittel, das durch die beheizende Innen-Einheit D gegangen ist, zusammen. Das auf diese Weise vereinigte Kühlmittel geht durch die zweite Verzweigung 11 und dann durch die zweiten Zweigleitungen 7b und 7c, und tritt in die jeweiligen Innen-Einheiten B und C ein. Das Kühlmittel, das in die Innen-Einheiten B und C gegangen ist, wird durch die ersten Stromregler 9 der Innen- Einheiten B und C auf einen geringen Druck entspannt, wobei diese ersten Stromregler 9 auf der Grundlage des Ausmaßes der Übererwärmung an den Ausgängen der entsprechenden Innenwärmetauscher 5 gesteuert werden. Dann strömt das Kühlmittel in die Innenwärmetauscher 5 und führt einen Wärmetausch mit der Luft in den diese Innen-Einheiten B und C aufweisenden Räumen aus, um verdampft zu werden und gasförmig zu werden, wodurch diese Räume gekühlt werden. Weiterhin geht das auf diese Weise verflüssigte Kühlmittel durch die ersten Zweigleitungen 6b und 6c, die 3-Wege-Umschaltventile 8, die erste Verzweigung 10 und den vierten Anschluß 36d und den dritten Anschluß 36c des Reversierventils 36 in der Anschlußvorrichtung E. Dann wird das Kühlmittel durch die erste Hauptleitung 6, das vierte Rückschlagventil 33, das erste 4-Wege-Reversierventil 2 in der Wärmequellenvorrichtung A und den Akkumulator 4 in den Kompressor 1 eingeleitet. Auf diese Weise wird ein geschlossener Kreislauf gebildet, um die gleichzeitige Raumkühlung und Raumbeheizung auszuführen, wobei hauptsächlich eine Raumkühlung erfolgt. In dieser Betriebsart sind die ersten bis dritten Anschlüsse 8a bis 8c der 3-Wege-Umschaltventile 8, die mit den Innen-Einheiten B, C und D verbunden sind, geöffnet und geschlossen, wie beim gleichzeitigem Raumkühlungs- und Raumbeheizungsbetrieb, wenn hauptsächlich Raumbeheizung erfolgt.
In diesem Kreislauf tritt das flüssige Kühlmittel teilweise vom Anschlußabschnitt der zweiten Verzweigung 11, wo sich die zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d miteinander vereinigen, in die Bypaß-Leitung 14 ein. Das flüssige Kühlmittel, das in die Bypaß-Leitung 14 eingetreten ist, wird vom dritten Stromregler 15 auf einen niedrigen Druck entspannt. Das auf diese Weise entspannte Kühlmittel führt mit dem Kühlmittel in den zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d an den dritten Wärmetausch-Teilen 16b, 16c und 16d, mit dem Kühlmittel im Anschlußabschnitt der zweiten Zweigleitungen 7b, 7c und 7d in der zweiten Verzweigung 11 am zweiten Wärmetausch-Teil 16a und mit dem in den zweiten Stromregler 13 strömenden Kühlmittel am ersten Wärmetausch-Teil 19 einen Wärmetausch aus. Das Kühlmittel wird durch diesen Wärmetausch verdampft und tritt durch das erste Rückschlagventil 17 und das Reversierventil 36 in der Anschlußvorrichtung E in die erste Hauptleitung 6 ein. Das in die erste Hauptleitung 6 eingetretene Kühlmittel wird durch das vierte Rückschlagventil 33, das erste 4-Wege-Reversierventil 2 in der Wärmequellenvorrichtung A und den Akkumulator 4 in den Kompressor 1 eingeleitet.
Andererseits strömt das Kühlmittel in der zweiten Verzweigung 11, das einen Wärmetausch ausgeführt hat und sich am ersten Wärmetausch-Teil 19, dem zweiten Wärmetausch-Teil 16a und den dritten Wärmetausch-Teilen 16b, 16c und 16d abgekühlt hat, um eine genügend geringe Temperatur zu erreichen, in die Innen- Einheiten B und C, die eine Raumkühlung bewirken sollen.
Obwohl die 3-Wege-Umschaltventile 8 in der ersten Ausführungsform so angeordnet werden können, daß sie wahlweise die ersten Zweigleitungen 6b, 6c und 6d entweder mit der ersten Hauptleitung 6 oder mit der zweiten Hauptleitung 7 verbinden können, können paarweise Ein-Aus-Ventile wie die Solenoidventile 30 und 31 anstelle der 3-Wege-Umschaltventile vorgesehen werden, wie es in einer anderen Ausführungsform in Fig. 5 gezeigt ist, um die selektive Umschaltung zu bewirken, was ähnliche Vorteile bietet. Weiterhin können, obwohl in der ersten Ausführungsform das Umschalten zwischen der Raumkühlungs- und Raumbeheizungsbetriebsart durch das Reversierventil 36 in der Anschlußvorrichtung E vorgenommen wird, die 3-Wege-Umschaltventile 8 in der ersten Verzweigung 10 für eine solche Umschaltung verwendet werden. Das bedeutet, daß die zweiten Anschlüsse 8b und die dritten Anschlüsse 8c der 3-Wege-Umschaltventile 8 geöffnet sind, wenn die Inneneinheiten eine Raumkühlung ausführen, und daß die ersten Anschlüsse 8a geschlossen sind, um eine Verbindung mit der ersten Hauptleitung 6 herzustellen. Wenn die Innen-Einheiten den Raum beheizen, sind die ersten Anschlüsse 8a und die dritten Anschlüsse 8c der 3-Wege-Umschaltventile 8 geöf fnet, und die zweiten Anschlüsse 8b sind geschlossen, um eine Verbindung mit der zweiten Hauptleitung 7 herzustellen. In dieser Weise wird eine ähnliche Wirkung erzielt.

Claims

1. Klimagerät mit einer einzigen Wärmequellenvorrichtung (A) einschließlich eines Kompressors (1), einem Reversier-Ventil (2), einem Außen-Wärmetauscher (3) und einem Akkumulator (4);

mit mehreren Innen-Einheiten (B,C,D) einschließlich Innen-Wärmetauschern (5) und ersten Stromreglern (9), einer ersten Hauptleitung (6) und einer zweiten Hauptleitung (7) zum Verbinden der Wärmequellenvorrichtung (A) und der Innen-Einheiten (B,C,D);

einer ersten Zweigung (10), über welche das eine Ende des Innen-Wärmetauschers (5) jeder Innen-Einheit (B,C, D) entweder mit der ersten Hauptleitung (6) oder der zweiten Hauptleitung (7) verbunden werden kann;

einer zweiten Verzweigung (11), welche mit dem anderen Ende des Innen-Wärmetauschers (5) jeder Innen-Einheit (B,C,D) über die ersten Stromregler (9) verbunden ist;

einer Anschlußvorrichtung (E), welche die erste Verzweigung (10) und die zweite Verzweigung (11) umfaßt und zwischen der Wärmequellenvorrichtung (A) und den Innen-Einheiten (B,C,D) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Hauptleitung einen größeren Durchmesser als die zweite Hauptleitung aufweist;

daß die zweite Verzweigung (11) auch mit der zweiten Hauptleitung (7) über einen zweiten Stromregler (13) verbunden ist;

daß die erste Verzweigung (10) und die zweite Verzweigung (11) miteinander über den zweiten Stromregler (13) verbunden sind;

daß die Anschlußvorrichtung (E) den zweiten stromregler (13) enthält; und

daß eine Schaltventilanordnung (40) zwischen der ersten Hauptleitung (6) und der zweiten Hauptleitung (7) in der Wärmequellenvorrichtung (A) angeordnet ist, die wahlweise die Seite der ersten Hauptleitung (6) auf niedrigeren Druck die Seite der zweiten Hauptleitung (7) auf höheren Druck umschalten kann, derart, daß die erste Hauptleitung (6), die größeren Durchmesser aufweist, stets auf der Niederdruckseite des Kompressors genutzt werden kann.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventilanordnung in der Wärmequellenvorrichtung eine Kombination von Rückschlagventilen (32-35) aufweist.

3. Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtungen (E) ein Ventil (36) zwischen der ersten Hauptleitung (6) und der zweiten Hauptleitung (7) aufweist, daß wahlweise die erste Hauptleitung (6) mit der ersten Verzweigung (10) und die zweite Hauptleitung (7) mit der zweiten Verzweigung (11) verbinden kann, und umgekehrt.

4. Klimagerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (36) in der Anschlußvorrichtung ein 4-Wege-Reversierventil ist.

5. Klimagerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erster Stromregler (9) ausgehend von der Überhitzungswärmemenge auf Kühlen hin und der Unterkühlungswärmemenge beim Heizen am Auslaß des entsprechenden Innenwärmetauschers gesteuert wird.

6. Klimagerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hauptleitung (7) einen Gas-Flüssigkeits-Separator (12) aufweist, welcher mit der ersten Verzweigung (10) verbundene Gasschichtungszone und eine mit der zweiten Verzweigung (11) verbundene Flüssigkeitsschichtungszone aufweist.

7. Klimagerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzweigung (11) und die erste und die zweite Hauptleitung (6,7) miteinander über eine Bypass-Leitung (14) verbunden sind.

8. Klimagerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (14) einen dritten Stromregler (15) enthält.

9 Klimagerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (14) einen ersten Wärmetausch-Teil (19) aufweist, der stromabwärts von dem dritten Stromregler (15) zum Durchführen von Wärmeaustausch mit einem Verbindungsrohr zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator (12) und dem zweiten Stromregler (13) gelegen ist.

10. Klimagerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (14) einen zweiten Wärmetausch-Teil (16a) aufweist, der stromaufwärts von dem ersten Wärmetausch-Teil (19) und stromabwärts von dem dritten Stromregler (15) angeordnet ist, und daß die Innen-Einheiten (B,C,D) Zweigleitungen (7b,7c,7d) autweisen. die jeweils mit der zweiten Verzweigung (11) verbunden sind, wobei der zweite Wärmetausch-Teil (16a) einen Wärmeaustausch am Verbindungsabschnitt durchführt, an dem die Zweigleitungen in die zweite Verzweigung (11) eingezweigt sind.

11. Klimagerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (14) dritte Wärmetausch-Teile (16b,16c,16d) enthält, die stromaufwärts von dem zweiten Wärmetausch-Teil (16a) und stromabwärts von dem dritten Stromregler (15) angeordnet sind, wobei die dritten Wärmetausch-Teile Wärmeaustausch mit den Zweigleitungen (7b,7c,7d) durchführen.