JP2001082826A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房開始時に液体の熱操作流体がガス管に流
入しないようにする。 【解決手段】 ビルの屋上などに設置して冷媒のＲ−１
３４ａを加熱蒸発させる室外機１０と、室外機１０で蒸
発したＲ−１３４ａによって室内空気を加熱し暖房作用
を行う室内機２０と、室内機２０で放熱凝縮し、レシー
バタンク３１に溜まったＲ−１３４ａを室外機１０に戻
す最下部のポンプ３２と、暖房運転の開始時に室外機１
０の熱操作部１１で蒸発してガス管４１に流れ出し、温
度センサ１８Ａが計測するＲ−１３４ａの温度が十分に
高い所定の温度に到達したのを確認してポンプ３２の運
転開始を許可する制御器５０と、を設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房運転可能な空
調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】室外機に吸収冷凍機を使用し、この室外
機で発生させる温熱を利用して加熱蒸発させた気体の熱
操作流体を室内機に循環供給して暖房を行う空調装置が
ある。

【０００３】上記空調装置においては、室外機で加熱し
た熱操作流体を室内機に循環供給して室内空気を暖める
暖房運転の開始時に、室内機で放熱して凝縮した液体の
熱操作流体を装置の起動と同時に室外機に戻すと、熱操
作流体を加熱する室外機の能力が不足し、蒸発した熱操
作流体が流れるべきガス管に蒸発しきれない液体の熱操
作流体が流入して、熱操作流体の循環に支障をきたすこ
とがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、暖房運転
を開始する際に液体の熱操作流体がガス管に流入しない
ようにする必要があり、これが解決すべき課題となって
いた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するため、室外機と室内機との間に形成され
た循環路を介して室外機で吸熱蒸発した気体の熱操作流
体を室内機に送り、室内機で室内空気と熱交換して室内
空気を加熱すると共に、室内機で室内空気と熱交換して
放熱凝縮した液体の熱操作流体を室外機に戻す暖房運転
可能な空調装置において、室内機で室内空気と熱交換し
て放熱凝縮した液体の熱操作流体を室外機に戻す前記循
環路の最下部に設置されたポンプと、室外機による熱操
作流体に対する加熱状態が所定の状態になるのを待って
前記ポンプの起動を許可する制御手段とを有するように
した第１の構成の空調装置と、

【０００６】前記第１の構成の空調装置において、室外
機に吸収冷凍機を使用するようにした第２の構成の空調
装置と、を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
に基づいて説明する。図１に示した冷暖房可能な空調装
置は、例えばビルの屋上などに設置される室外機１０
と、各階に分散して設置される複数の室内機２０と、地
下室などの最も低い部分に設置され、暖房時に運転され
る揚液ポンプユニット３０と、これらを接続して循環時
に相変化が可能な熱操作流体、例えば冷媒のＲ−１３４
ａを循環させるための配管群４０と、これらの機器を制
御する制御器５０とから構成されている。

【０００８】図中、実線矢印は暖房運転時における冷媒
の流れの方向を示し、破線矢印は冷房運転時における冷
媒の流れの方向を示し、それぞれ太線によって冷媒液の
流れ方向を示し、細線によって冷媒蒸気の流れ方向を示
している。

【０００９】室外機１０は、配管群４０を通って室内機
２０から戻ってきた冷媒のＲ−１３４ａを加熱して蒸発
させたり、冷却して凝縮させたりするための熱操作部１
１、レシーバタンク１２、ポンプ１３などを備えて構成
されている。

【００１０】そして、熱操作部１１は例えば特開平７−
３１８１８９号公報などに開示された吸収冷凍機の下胴
からなるものであり、図示しないガスバーナなどで生成
する熱を利用して駆動され、図示しない蒸発器に設けた
伝熱管の管壁などを介して冷媒のＲ−１３４ａを加熱蒸
発させた気体のＲ−１３４ａをガス管４１に供給した
り、放熱凝縮させた液体のＲ−１３４ａをレシーバタン
ク１２、ポンプ１３が介在する液降下管４２に供給する
ことが、適宜選択できるようになっている。

【００１１】なお、液降下管４２の熱操作部１１とレシ
ーバタンク１２とを連結している部分と、ポンプ１３の
吐出側には、開閉弁１４、１５が設けられ、さらにレシ
ーバタンク１２の上部とガス管４１とは、途中に開閉弁
１６を備えた均圧管１７を介して連結されている。

【００１２】また、レシーバタンク１２には液面センサ
１２Ａ、１２Ｂが上下二箇所に設けられ、タンクに溜ま
っている液体のＲ−１３４ａの液面が液面センサ１２Ａ
の取り付け位置より低いのか、液面センサ１２Ｂの取り
付け位置より高いのか、液面センサ１２Ａと１２Ｂとの
間に位置しているのかが検出できるようになっている。

【００１３】さらに、ガス管４１の熱操作部１１側には
温度センサ１８Ａと圧力センサ１８Ｂとが設けられて、
熱操作部１１で吸熱蒸発してガス管４１に流れ出た気体
のＲ−１３４ａの温度と圧力とが検出できるようになっ
ている。また、液降下管４２の熱操作部１１側には温度
センサ１９が設けられて、熱操作部１１で放熱凝縮して
液降下管４２に流れ出た液体のＲ−１３４ａの温度が検
出できるようにもなっている。

【００１４】室内機２０は、冷媒のＲ−１３４ａが図示
しない送風機によって送られる室内空気と熱交換するた
めの熱交換器２１と、膨張弁２２などを備えて構成さ
れ、熱交換器２１の膨張弁２２が設けられた側が液降下
管４２に連結されている液水平管４３に連結され、その
反対側がガス管４１に連結されている。

【００１５】また、熱交換器２１の出入口に臨んだ部位
と、熱交換器２１の略中間部には温度センサ２３、２
４、２５が設けられて、管内を流れている冷媒のＲ−１
３４ａの温度が検出できるようになっている。

【００１６】揚液ポンプユニット３０は、レシーバタン
ク３１と、その下流側に設けられたポンプ３２とから構
成され、液降下管４２と液上昇管４４の下端部に図示し
たよう接続されている。すなわち、液降下管４２の下端
部がレシーバタンク３１を介してポンプ３２の吸込み側
に連結され、上端部が熱操作部１１に連結されている液
上昇管４４の下端部がポンプ３２の吐出側に連結されて
いる。

【００１７】なお、レシーバタンク３１には液面センサ
３１Ａ、３１Ｂが上下二箇所に設けられ、タンクに溜ま
っている液体のＲ−１３４ａの液面が液面センサ３１Ａ
の取り付け位置より低いのか、液面センサ３１Ｂの取り
付け位置より高いのか、液面センサ３１Ａと３１Ｂとの
間に位置しているのかが検出できるようになっている。

【００１８】制御器５０は、図示しないパネル面に設け
たボタンスイッチなどにより冷暖房運転の切換指示など
が行えるように構成されている。そして、例えば冷房運
転が指示されると、室外機１０の熱操作部１１で冷却す
る冷媒のＲ−１３４ａが所定の低温度、例えば７℃の液
体となって液下降管４２に流れ出るようにするための所
要の制御プログラムを制御器５０は備えている。

【００１９】すなわち、冷房運転が指示されたときには
開閉弁１４、１５、１６は開弁され、熱操作部１１にお
ける冷媒のＲ−１３４ａに対する冷却は、温度センサ１
９が計測する冷媒のＲ−１３４ａの温度が所定の７℃に
なるように制御される。

【００２０】そして、熱操作部１１で所定の温度に冷却
され、凝縮して液下降管４２に流れ出た液体のＲ−１３
４ａは、その自重（詳細には液体と気体との比重差）に
よりレシーバタンク１２に流れ込み、上側に設置された
液面センサ１２Ｂが液体のＲ−１３４ａを検出するとポ
ンプ１３の運転を開始して液体のＲ−１３４ａを液下降
管４２と液水平管４３とを介して各階に分散設置された
室内機２０に供給し、下側に設置された液面センサ１２
Ａが液体のＲ−１３４ａを検出しなくなるとポンプ１３
の運転を停止するように制御される。

【００２１】各室内機２０の膨張弁２２の開度は、例え
ば温度センサ２３と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａ
の温度差が所定の温度差、例えば７℃となるように制御
器５０によって制御されており、このように制御される
膨張弁２２を通って熱交換器２１に流入した液体のＲ−
１３４ａが図示しない送風機によって供給される温度の
高い室内空気から熱を奪って蒸発し冷房作用を行う。

【００２２】そして、この冷房作用によって蒸発した気
体のＲ−１３４ａは、Ｒ−１３４ａが凝縮して圧力が低
くなっている室外機１０にガス管４１を介して戻され
る。

【００２３】また、制御器５０は、暖房運転が指示され
たときには室外機１０の熱操作部１１で加熱する冷媒の
Ｒ−１３４ａが所定の高温度、例えば５０℃の気体とな
ってガス管４１に流れ出るようにするためと、揚液ポン
プユニット３０のポンプ３２を起動してレシーバタンク
３１に溜まっている液体のＲ−１３４ａを室外機１０に
戻すための所要の制御プログラムも備えている。

【００２４】すなわち、暖房運転が指示されたときには
開閉弁１４、１５、１６は閉弁され、熱操作部１１にお
ける冷媒のＲ−１３４ａに対する加熱は、温度センサ１
８Ａが計測するＲ−１３４ａの温度が所定の５０℃にな
るように制御される。

【００２５】そして、室外機１０の熱操作部１１で加熱
され、蒸発してガス管４１に流れ出た気体のＲ−１３４
ａは各室内機２０に供給される。

【００２６】各室内機２０においては、図示しない送風
機によって供給される温度の低い室内空気に気体のＲ−
１３４ａが熱交換器２１の図示しない伝熱管壁を介して
放熱凝縮し、主にＲ−１３４ａの凝縮熱によって暖房作
用を行なう。

【００２７】そして、この暖房作用によって凝縮した液
体のＲ−１３４ａは、揚液ポンプユニット３０のレシー
バタンク３１に流れ込み、ポンプ３２によって室外機１
０に還流すると云った冷媒のＲ−１３４ａの循環が起こ
って、暖房運転が継続される。

【００２８】なお、揚液ポンプユニット３０のポンプ３
２は、上側に設置された液面センサ３１Ｂが液体のＲ−
１３４ａを検出すると運転を開始し、下側に設置された
液面センサ３１Ａが液体のＲ−１３４ａを検出しなくな
ると運転を停止するように、制御器５０により制御され
る。

【００２９】また、制御器５０は、暖房運転の開始時に
おいては室外機１０の熱操作部１１で加熱されてガス管
４１に流れ出た気体のＲ−１３４ａの温度、すなわち温
度センサ１８Ａが計測する温度が十分に高い所定の温
度、例えば５０℃に到達したのち、揚液ポンプユニット
３０のポンプ３２の運転開始を許可するようにしてあ
る。

【００３０】すなわち、制御器５０は室外機１０の熱操
作部１１が液体のＲ−１３４ａを十分に加熱する能力を
発揮するようになったのを、熱操作部１１からガス管４
１に流れ出た気体のＲ−１３４ａの温度を温度センサ１
８Ａによって確認したのち、揚液ポンプユニット３０の
ポンプ３２の運転開始を許可し、レシーバタンク３１に
溜まっている液体のＲ−１３４ａの量を液面センサ３１
Ａ、３１Ｂによって検出してポンプ３２の運転を開始す
るので、ポンプ３２によって室外機１０の熱操作部１１
に送られた液体のＲ−１３４ａは全て蒸発し、ガス管４
１に液体のＲ−１３４ａが流入してＲ−１３４ａの循環
を妨げると云った不都合は生じない。

【００３１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸
脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００３２】例えば、制御器５０は室外機１０の熱操作
部１１が液体のＲ−１３４ａを十分に加熱する能力を発
揮するようになったのを、ガス管４１に流れ出た気体の
Ｒ−１３４ａの圧力を圧力センサ１８Ｂによって確認し
たのち、揚液ポンプユニット３０のポンプ３２の運転開
始を許可するように構成することもできる。

【００３３】また、制御器５０は室外機１０の熱操作部
１１が液体のＲ−１３４ａを十分に加熱する能力を発揮
するようになったのを、熱操作部１１が吸収冷凍機の下
胴からなるものであれば、その下胴内の温度または圧
力、あるいはその下胴に供給する吸収冷凍機の冷媒蒸気
と吸収液とを加熱生成している高温再生器の溶液温度、
または高温再生器の気相部の圧力などに基づいて確認
し、揚液ポンプユニット３０のポンプ３２の運転開始を
許可するように構成することもできる。

【００３４】また、ポンプ１３を設置せず、冷房運転時
には冷媒のＲ−１３４ａの液体と気体の比重差を利用し
て循環させるものであっても良いし、液降下管４２も設
けないで、暖房運転専用の空調装置とすることもでき
る。

【００３５】また、制御器５０は、温度センサ２３と２
５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差に基づくので
はなく、温度センサ２３と２４が検出する冷媒のＲ−１
３４ａの温度差、あるいは温度センサ２４と２５が検出
する冷媒のＲ−１３４ａの温度差に基づいて、膨張弁２
２を制御するように構成することもできる。

【００３６】また、制御器５０は、室外機１０に設置さ
れて室外機１０を制御する室外機制御器と、室内機２０
に設置されて室内機２０を制御する室内機制御器と、管
理室などに設置されて室外機制御器および室内機制御器
と通信し、全体を制御するシステム制御器とからなるよ
うに構成することもできる。

【００３７】また、室外機１０と室内機２０との間で循
環させる流体としては、Ｒ−１３４ａの他にもＲ−４０
７ｃ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４１０ｃなどの他の相変化可
能なものであっても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、室
外機の状態が室外機に供給される液体の熱操作流体の全
てを蒸発させることができるようになったのを確認し
て、室外機に液体の熱操作流体を供給することができる
ので、室外機で蒸発しきれない液体の熱操作流体が室外
機からガス管に流入して熱操作流体の循環を妨げること
がなくなり、暖房運転の起動特性が改善された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 室外機 １１ 熱操作部 １２ レシーバタンク １２Ａ、１２Ｂ 液面センサ １３ ポンプ １４、１５、１６ 開閉弁 １７ 均圧管 １８Ａ 温度センサ １８Ｂ 圧力センサ １９ 温度センサ ２０ 室内機 ２１ 熱交換器 ２２ 膨張弁 ２３、２４、２５ 温度センサ ３０ 揚液ポンプユニット ３１ レシーバタンク ３１Ａ、３１Ｂ 液面センサ ３２ ポンプ ４０ 配管群 ４１ ガス管 ４２ 液降下管 ４３ 液水平管 ４４ 液上昇管 ５０ 制御器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外機と室内機との間に形成された循環
   路を介して室外機で吸熱蒸発した気体の熱操作流体を室
   内機に送り、室内機で室内空気と熱交換して室内空気を
   加熱すると共に、室内機で室内空気と熱交換して放熱凝
   縮した液体の熱操作流体を室外機に戻す暖房運転可能な
   空調装置において、室内機で室内空気と熱交換して放熱
   凝縮した液体の熱操作流体を室外機に戻す前記循環路の
   最下部に設置されたポンプと、室外機による熱操作流体
   に対する加熱状態が所定の状態になるのを待って前記ポ
   ンプの起動を許可する制御手段とを有することを特徴と
   する空調装置。
2. 【請求項２】 室外機に吸収冷凍機が使用されたことを
   特徴とする請求項１記載の空調装置。