JP2001099469A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房運転時に室内機で蒸発しきれなかった液
体の熱操作流体がガス管に入り込んだときには、熱操作
流体が不足しないようにガス管に入り込んだ液体の熱操
作流体を速やかに蒸発させて室外機に戻すようにする。 【解決手段】 ビルの屋上などに設置してＲ−１３４ａ
などの冷媒を放熱凝縮させる室外機１０と、各階に設置
して室外機１０から循環供給される冷媒により冷房を行
う室内機２０とを備えた装置において、室外機１０の冷
媒不足が例えばフロートセンサ１４により検出され、運
転中の全てまたは所定の比率以上の室内機２０で温度セ
ンサ２４が検出する冷媒の温度Ｔ１が上昇し、温度セン
サ１５が検出する冷媒の温度Ｔ２との温度差（Ｔ１−Ｔ
２）が所定の温度差以上になったときに、運転中の室内
機２０では膨張弁２３を閉じると共に送風機２１を通常
運転し、停止中の室内機２０では膨張弁２３を閉じると
共に送風機２１を所定時間だけ弱運転する制御器５０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、冷房運転可能な空
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
機で発生させる冷熱を利用して冷却凝縮させた液体の熱
操作流体を室内機に循環供給して冷房を行う空調装置が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記空調装置において
は、室外機で放熱凝縮した熱操作流体を室内機に循環供
給して室内空気を冷却する冷房運転時に、液体の熱操作
流体が室内機からガス管に入り込むと、室外機に戻され
て冷却凝縮する量が不足し、室内機で安定した冷房が行
えないと云った問題点があった。

【０００４】すなわち、室外機で放熱凝縮する熱操作流
体が不足すると、室内機に供給されて室内空気と熱交換
して蒸発する液体の熱操作流体の量が不足し、室内に吹
き出す空気が所定の温度まで低下しないので、室内機の
膨張弁は開度が大きくなる。

【０００５】そして、室外機では放熱して凝縮した液体
の熱操作流体が次第に増え、この液体の熱操作流体が、
膨張弁が大きく開いている室内機に供給されると、熱交
換器に多量の熱操作流体が一度に供給されるため、室内
に吹き出す空気は今度は低下し過ぎる、と云った上下に
激しい温度の振れが起こる。

【０００６】また、液体の熱操作流体がガス管に入り込
んだ状態で室内機がそのまま停止すると、その室内機か
ら室外機に戻る熱操作流体は極めて少なくなるので、室
外機と室内機との間で循環する熱操作流体の量は益々少
なくなると云った問題点もあり、ガス管に入り込んだ液
体の熱操作流体を速やかに蒸発させて室外機に戻し、そ
こで放熱凝縮させる必要があり、これが解決すべき課題
となっていた。

【０００７】

【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放熱凝縮した液体の熱操作流
体を室内機に送り、室内機で室内空気と熱交換して室内
空気を冷却すると共に、室内機で室内空気と熱交換して
吸熱蒸発した気体の熱操作流体を室外機に戻す冷房運転
可能な空調装置において、凝縮して室外機に溜まってい
る液体の熱操作流体の量を検出する液量検出手段と、こ
の液量検出手段が熱操作流体の不足を検出したときに、
室内機に流入した液体の熱操作流体の温度Ｔ１と、室外
機から凝縮して吐出した液体の熱操作流体の温度Ｔ２と
の温度差（Ｔ１−Ｔ２）が所定温度以上あるか否かを判
定する制御手段と、を有するようにした第１の構成の空
調装置と、

【０００８】前記第１の構成の空調装置において、液量
検出手段が熱操作流体の不足を検出し、温度差（Ｔ１−
Ｔ２）が所定温度以上あるときに、運転中の室内機にお
いてはその膨張弁を閉弁して送風機の通常制御を行い、
停止中の室内機においてはその膨張弁を閉弁して送風機
の弱運転を行う機能を制御手段が備えるようにした第２
の構成の空調装置と、

【０００９】前記第１または第２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３の
構成の空調装置と、を提供するものである。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】なお、レシーバタンク１２にはフロートセ
ンサ１４が設けられ、内部に溜まっている液体のＲ−１
３４ａの量が検出できるようになっている。また、液降
下管４２には温度センサ１５が設けられて、熱操作部１
１で放熱凝縮して液降下管４２に流れ出た液体のＲ−１
３４ａの温度も検出できるようになっている。

【００１４】室内機２０は、送風機２１と、この送風機
２１によって送られる室内空気と冷媒のＲ−１３４ａが
熱交換するための伝熱管などからなる熱交換器２２、膨
張弁２３、管内を流れる液体のＲ−１３４ａの温度を検
出する温度センサ２４を備えて構成され、熱交換器２２
の膨張弁２３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４
１に連結されている。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】すなわち、冷房運転が指示されたときの熱
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１５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温
度が所定の７℃になるように制御される。

【００１８】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、フロートセンサ１
４によって所要の量の液体のＲ−１３４aがレシーバタ
ンク１２に溜まっていることが確認されたときだけポン
プ１３が起動して、レシーバタンク１２に溜まっている
７℃の液体のＲ−１３４ａを室内機２０に供給するよう
に制御器５０により制御される。

【００１９】なお、各室内機２０の膨張弁２３の開度
は、熱交換器２２で送風機２１によって送られる室内空
気から熱を奪って蒸発し、ガス管４１に流れ出した気体
のＲ−１３４ａが所定の温度、例えば１２℃となるよう
に制御される。

【００２０】そして、室内機２０で冷房作用を果たして
蒸発し、ガス管４１に流れ出た気体のＲ−１３４ａは、
Ｒ−１３４ａが凝縮して圧力が低くなっている室外機１
０の熱操作部１１にガス管４１を介して戻される。

【００２１】膨張弁２３が前記のように開度調整されて
冷房運転されている室内機２０の熱交換器２２で、何ら
かの要因で蒸発しきれなかった液体のＲ−１３４ａがガ
ス管４１に入り込むと、室外機１０の熱操作部１１に戻
される気体のＲ−１３４ａの量が不足し、レシーバタン
ク１２に溜まる液体のＲ−１３４ａの量も少なくなるの
で、ポンプ１３の運転が度々または長時間連続して停止
するようになる。

【００２２】ポンプ１３の運転停止が続き、室内機２０
への液体のＲ−１３４ａの供給が滞ると、温度センサ２
４が検出する液体のＲ−１３４ａの温度Ｔ１が上昇し、
温度センサ１５が検出がする液体のＲ−１３４ａの温度
Ｔ２との温度差（Ｔ１−Ｔ２）が拡大する。

【００２３】このため、冷房運転時の室外機１０におけ
る冷媒のＲ−１３４ａの不足が、例えばフロートセンサ
１４によって検出され、且つ、冷房運転中の全ての室内
機２０、または所定の比率、例えば運転中の室内機２０
の５０％以上で温度センサ２４が検出する液体のＲ−１
３４ａの温度Ｔ１が上昇し、温度センサ１５が検出する
冷媒のＲ−１３４ａの温度Ｔ２との温度差（Ｔ１−Ｔ
２）が所定の温度差、例えば８℃以上になったときに
は、室内機２０で蒸発しなかった液体のＲ−１３４ａが
ガス管４１に入り込み、これが原因で室外機１０に戻さ
れている気体のＲ−１３４ａが不足していると判定し、
制御器５０は運転中の室内機２０においてはその膨張弁
２３を閉じると共に、その送風機２１を通常運転、すな
わちそれまでと同じ状態で運転する。

【００２４】また、制御器５０は、停止中の室内機２０
においてはその膨張弁２３を閉じると共に、その送風機
２１を回収終了まで運転する。

【００２５】上記のように運転中に膨張弁２３が閉じら
れ、送風機２１が通常運転される室内機２０において
は、熱交換器２２で冷媒のＲ−１３４ａが室内空気から
吸熱して蒸発し、ガス管４１の熱交換器２２側圧力が高
くなるので、ガス管４１内の液体のＲ−１３４ａは圧力
差で速やかに蒸発し室外機１０に戻される。

【００２６】また、停止中に膨張弁２３が閉じられ、送
風機２１が弱運転される室内機２０においても、運転中
であった室内機２０と同様にガス管４１内に溜まってい
た液体のＲ−１３４ａを蒸発させて室外機１０に戻す作
用効果がある。しかも、送風機２１を弱運転するので、
室内機２０が設置されている部屋に人がいても、多量の
冷風が室内機２０から吹き出ることがないので、驚いた
りすることもない。

【００２７】そして、室外機１０に戻される気体のＲ−
１３４ａが増加すると、室外機１０の熱操作部１１で冷
却され、レシーバタンク１２に溜まる液体のＲ−１３４
ａの量が増加するので、制御器５０はフロートセンサ１
４により所定の量のＲ−１３４ａがレシーバタンク１２
に溜まったことが確認されるのを待って、ポンプ１３の
運転と、室内機２０の送風機２１と膨張弁２３を通常の
冷房運転の状態に戻す。

【００２８】したがって、前記のように膨張弁２３の開
度を制御して冷房を行っている室内機２０などの熱交換
器２２で、何らかの要因で蒸発しきれなかった液体のＲ
−１３４ａがガス管４１に入り込み、室外機１０の熱操
作部１１に戻される気体のＲ−１３４ａの量が不足して
きても、従来のように室内機２０の熱交換器２２で熱交
換して吹き出す室内空気の温度が上下に大きく触れた
り、冷媒不足でそのまま運転停止に至ると云った不都合
は生じない。

【００２９】また、この空調装置の制御器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５
５℃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。

【００３０】すなわち、暖房運転が指示されたときに
は、熱操作部１１における冷媒のＲ−１３４ａに対する
加熱は、ガス管４１に設けられた図示しない温度センサ
が検出するＲ−１３４ａの温度が所定の５５℃になるよ
うに制御される。

【００３１】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。

【００３２】各室内機２０においては、送風機３１によ
って供給される温度の低い室内空気に気体のＲ−１３４
ａが熱交換器２２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。

【００３３】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に溜まり、ポンプ３２により室外機１０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。

【００３４】なお、ポンプ３２の運転は、レシーバタン
ク３１に溜まっている液体のＲ−１３４ａの量に基づい
て制御器５０により制御される。

【００３５】ところで、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。

【００３６】例えば、制御器５０は、室外機１０におけ
る冷媒のＲ１３４ａの不足を、フロートセンサ１４によ
って検出するのではなく、ポンプ１３が運転停止状態に
あることを確認して、室内機２０の送風機２１と膨張弁
２３の前記強制制御を行うように構成することもでき
る。

【００３７】また、制御器５０は、管理室などに設置さ
れて冷暖房の切換制御などを指示するためのシステム制
御器と、このシステム制御器と接続されて、室外機１０
を制御する室外機１０に設置された室外機制御器と、室
内機２０を制御する室内機２０に設置された室内機制御
器とからなるように構成することもできる。

【００３８】また、揚液ポンプユニット３０を設置せ
ず、冷房運転専用の空調装置とすることもできる。

【００３９】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。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
房運転中に何らかの要因で室内機で蒸発しきれなかった
液体の熱操作流体が室内機から室外機に至るガス管に入
り込み、蒸発して室外機に戻される気体の熱操作流体の
量が不足し始めると、ガス管に入り込んだ液体の熱操作
流体が速やかに蒸発して室外機に戻されるので、室内機
から室内に吹き出す空気の温度が上下に大きく触れた
り、冷媒不足でそのまま運転停止に至ると云った不都合
を生じることがない。

【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 １３ ポンプ １４ フロートセンサ １５ 温度センサ ２０ 室内機 ２１ 送風機 ２２ 熱交換器 ２３ 膨張弁 ２４ 温度センサ ３０ 揚液ポンプユニット ３１ レシーバタンク 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 雅士 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 中山 暁 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼本 博 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA02 CC04 DD01 EE05 EE09 3L093 AA02 DD06 EE07 GG02 HH06 JJ01 JJ08 KK01 LL01

Claims (3)

【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放熱凝縮した液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
   冷却すると共に、室内機で室内空気と熱交換して吸熱蒸
   発した気体の熱操作流体を室外機に戻す冷房運転可能な
   空調装置において、凝縮して室外機に溜まっている液体
   の熱操作流体の量を検出する液量検出手段と、この液量
   検出手段が熱操作流体の不足を検出したときに、室内機
   に流入した液体の熱操作流体の温度Ｔ１と、室外機から
   凝縮して吐出した液体の熱操作流体の温度Ｔ２との温度
   差（Ｔ１−Ｔ２）が所定温度以上あるか否かを判定する
   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】 液量検出手段が熱操作流体の不足を検出
   し、温度差（Ｔ１−Ｔ２）が所定温度以上あるときに、
   運転中の室内機においてはその膨張弁を閉弁して送風機
   の通常制御を行い、停止中の室内機においてはその膨張
   弁を閉弁して送風機の弱運転を行う機能を制御手段が備
   えたことを特徴とする請求項１記載の空調装置。
3. 【請求項３】 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または２記載の空調装置。