JP2021196134A - 空気調和システム - Google Patents

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Abstract

【課題】室外ユニットから室内ユニットに至るまでの配管長を長くすることができる空気調和システムを提供する。【解決手段】空気調和システム1は、室外ユニット110と、複数の室内ユニット120と、室外ユニット110と複数の室内ユニット120との間の冷媒の流路を切り換える複数の冷媒流路切換装置130A〜130Dと、を備える。室外ユニット110から、最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Dに接続された室内ユニット120までの外部配管(11〜13,161〜163,151〜153,141〜143)の長さの総和である配管長L1〜L3に、冷媒流路切換装置130A〜130Dに接続された室内ユニット120の容量の総和に応じて定められた第1値Ka〜Kd等を加算した値が所定の上限値Lu以下となるように、前記配管長が設定されている。【選択図】図5

Description

本開示は、空気調和システムに関する。
室外ユニットと複数の室内ユニットとを有する空気調和機において、各室内ユニットで冷房運転と暖房運転とを個別に切り換えて行うために、室外ユニットと複数の室内ユニットとの間の冷媒の流路を切り換える冷媒流路切換装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2015−114049号公報
室外ユニットから冷媒流路切換装置を介して室内ユニットに至るまでの配管長は、その配管長に所定の第1値を加算した値が所定の上限値以内となるように設定される。前記第1値は、冷媒流路切換装置における冷媒配管の圧力損失を考慮して定められたものであり、その圧力損失が最大である場合に合わせて比較的長い一定値に定められている。しかし、室内ユニットの容量によっては冷媒配管の圧力損失が小さくなり、前記第1値を一定値よりも小さくできる場合がある。そのような場合でも前記一定値の第1値を用いて前記配管長を設定すると、前記配管長が必要以上に短く制限されてしまう。
本開示は、室外ユニットから室内ユニットに至るまでの配管長を長くすることができる空気調和システムを提供することを目的とする。
(1)本開示の空気調和システムは、
室外ユニットと、複数の室内ユニットと、前記室外ユニットと複数の前記室内ユニットとの間の冷媒の流路を切り換える少なくとも1つの冷媒流路切換装置と、を備える、空気調和システムであって、
前記室外ユニットから前記冷媒流路切換装置を介して前記室内ユニットに至るまでの外部配管の長さの総和である配管長に、前記冷媒流路切換装置に接続された前記室内ユニットの能力の総和に応じて定められた第1値を少なくとも加算した値が所定の上限値以下となるように、前記配管長が設定されている。
このように構成された空気調和システムでは、室外ユニットから室内ユニットに至るまでの外部配管の長さの総和である配管長は、上限値から、室内ユニットの能力に応じて定められた第1値を減算することによって求めることができる。これにより、室内ユニットの能力の総和が小さくなるほど第1値を小さくすることで、その第1値が小さくなった分だけ、室外ユニットから室内ユニットに至るまでの配管長を長くすることができる。
(2)前記空気調和システムは、直列に接続された複数の前記冷媒流路切換装置を備え、
前記各冷媒流路切換装置に対応する前記第1値は、当該冷媒流路切換装置、及びその下流側に位置する前記冷媒流路切換装置にそれぞれ接続された前記室内ユニットの能力の総和に応じて定められ、
前記配管長は、前記室外ユニットから、最も下流側に位置する前記冷媒流路切換装置に接続された前記室内ユニットまでの外部配管の長さの総和である最大配管長であり、
前記上限値は、前記最大配管長の上限長さであり、
前記最大配管長に、少なくとも前記複数の冷媒流路切換装置にそれぞれ対応する前記第1値を加算した値が前記上限長さ以下となるように、前記最大配管長が設定されているのが好ましい。
このような構成によって、各冷媒流路切換装置に対応する第1値を、当該冷媒流路切換装置及び下流側に位置する冷媒流路切換装置にそれぞれ接続された室内ユニットの能力の総和が小さくなるほど小さくすることができる。これにより、各第1値が小さくなった分だけ、室外ユニットから最も下流側に位置する冷媒流路切換装置に接続された室内ユニットまでの外部配管の長さの総和である最大配管長を長くすることができる。
(3)前記室外ユニットから前記室内ユニットに至るまでの間に配置される分岐配管を考慮した補正長を、前記配管長にさらに加算した値が前記上限値以下となるように、前記配管長が設定されているのが好ましい。
このような構成によって、室外ユニットから室内ユニットに至るまでの前記配管長を設定する際に分岐配管を考慮するので、前記配管長を適切な値に設定することができる。
(4)前記空気調和システムは、直列に接続された複数の前記冷媒流路切換装置を備え、
前記外部配管は、隣り合う前記冷媒流路切換装置同士を接続する接続配管を有し、
前記接続配管の配管径は、当該接続配管よりも下流側に位置する前記冷媒流路切換装置に接続された前記室内ユニットの能力の総和に応じて設定されている。
このような構成によって、接続配管の配管径を適切な値に設定することができる。その結果、前記配管径が太すぎることに起因して油戻し運転時に油を戻すことができなくなったり、前記配管径が細すぎることに起因して圧力損失が大きくなったりするのを抑制することができる。
本開示の一実施形態に係る空気調和システムの構成図である。 空気調和システムの冷媒回路図である。 冷媒流路切換装置の斜視図である。 空気調和システムにおける冷媒流路切換装置の接続例を示す配管系統図である。 空気調和システムの配管長を説明する配管系統図である。 複数の室内ユニットの能力の総和に対応する第1値を例示したテーブルである。 空気調和システムにおける冷媒流路切換装置の他の接続例を示す配管系統図である。
以下、添付図面を参照しつつ、本開示の空気調和システムを詳細に説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、本開示の一実施形態に係る空気調和システムの構成図である。
空気調和システム100は、ビルや工場等に設置されて空調対象空間の空気調和を実現する。空気調和システム100は、空気調和機101と、冷媒流路切換装置130とを備えている。空気調和機101は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことで空調対象空間を冷暖房する。
空気調和機101は、熱源側ユニットとしての室外ユニット110と利用側ユニットとしての室内ユニット120とを有している。空気調和機101は、1台の室外ユニット110に対して複数台の室内ユニット120が冷媒流路切換装置130を介して接続されている。空気調和機101は、冷媒流路切換装置130によって室内ユニット120毎に冷房運転及び暖房運転を自由に選択して行うことができる。
[室外ユニットの構成]
図2は、空気調和システムの冷媒回路図である。
室外ユニット110は、例えば建物の屋上やベランダ等の屋外や、地下に設置される。
室外ユニット110は、ガス側第1閉鎖弁21、ガス側第2閉鎖弁22、液側閉鎖弁23、アキュームレータ24、圧縮機25、第1流路切換弁26、第2流路切換弁27、第3流路切換弁28、室外熱交換器30、室外ファン33、第1室外膨張弁34、及び第2室外膨張弁35を備えている。室外熱交換器30は、第1熱交換部31と、第2熱交換部32とを含んでいる。室外ユニット110は、液連絡管11、吸入ガス連絡管12及び高低圧ガス連絡管13を介して、冷媒流路切換装置130に接続されている。
[室内ユニットの構成]
室内ユニット120は、天井埋込み型、天井吊下げ型、床置き型、又は壁掛け型である。本実施形態の空気調和システム100は、例えば4台の室内ユニット120を備えている。室内ユニット120は、室内膨張弁51と、室内熱交換器52と、室内ファン53と、液管LPと、ガス管GPと、を備えている。
[冷媒流路切換装置の構成]
冷媒流路切換装置130は、室外ユニット110と複数の室内ユニット120との間に設けられている。冷媒流路切換装置130は、室外ユニット110と複数の室内ユニット120との間の冷媒の流路を切り換える。
図3は、冷媒流路切換装置の斜視図である。図2及び図3に示すように、冷媒流路切換装置130は、ケーシング131と、制御ボックス132と、複数のヘッダ管(冷媒配管)55,56,57と、複数の切換ユニット70とを備えている。複数のヘッダ管55,56,57は、第1ヘッダ管55と、第2ヘッダ管56と、第3ヘッダ管57とを含む。
本実施形態の冷媒流路切換装置130は、4個の切換ユニット70を備えている。各切換ユニット70には、それぞれ1台の室内ユニット120が接続される。したがって、本実施形態の冷媒流路切換装置130には、4台の室内ユニット120を接続することができる。ただし、冷媒流路切換装置130は、4個の切換ユニット70に限らず、2個若しくは3個、又は5個以上の切換ユニット70を備えていてもよい。
複数の切換ユニット70は、それぞれ第1弁EV1と、第2弁EV2と、第1冷媒管P1と、第3冷媒管P3と、第4冷媒管P4と、利用側ガス配管61と、利用側液配管62と、を備えている。各切換ユニット70は、第1弁EV1及び第2弁EV2の開度をそれぞれ調整することで、冷媒の流れを切り替えるようになっている。
切換ユニット70は、第1ヘッダ管55から分岐する複数の第1分岐管71と、第2ヘッダ管56から分岐する複数の第2分岐管72と、第3ヘッダ管57から分岐する複数の第3分岐管73とを備えている。第1分岐管71は、第1冷媒管P1と、第3冷媒管P3と、利用側ガス配管61とによって構成されている。第2分岐管72は、第4冷媒管P4と、利用側ガス配管61とによって構成されている。第3分岐管73は、利用側液配管62によって構成されている。
[空気調和システムの運転]
以下、空気調和システム100によって、稼働している室内ユニット120のすべてが冷房を行う場合(以下、「全冷房運転」ともいう)、稼働している室内ユニット120のすべてが暖房を行う場合(以下、「全暖房運転」ともいう)、及び、稼働している室内ユニット120の一部が冷房、他が暖房を行う場合(以下、「冷暖房混合運転」ともいう)について、図2を参照して説明する。
(全冷房運転)
全冷房運転では、切換ユニット70の第1弁EV1は、全開とされる。第2弁EV2は、全開とされる。停止中の室内ユニット120においては、全冷房運転、全暖房運転、及び冷暖房混合運転のいずれを行う場合においても、この室内ユニット120に対応する第1弁EV1は最小開度とされ、第2弁EV2は全閉とされる。
圧縮機25が駆動すると、圧縮機25により圧縮された高圧のガス冷媒は、第1流路切換弁26及び第3流路切換弁28等を経て、室外熱交換器30に流入し、凝縮する。室外熱交換器30において凝縮された冷媒は、第1、第2室外膨張弁34,35、液側閉鎖弁23等を通過して液連絡管11に流入する。
液連絡管11に流入した冷媒は、冷媒流路切換装置130の第3ヘッダ管57を流れ、各切換ユニット70の利用側液配管62を経て室内ユニット120に流入する。室内ユニット120に流入した冷媒は、室内膨張弁51により減圧された後に室内熱交換器52において蒸発する。
室内ユニット120において、室内熱交換器52で蒸発した冷媒は、ガス管GPから利用側ガス配管61に流入し、主に第2弁EV2を通過して第2ヘッダ管56に流入する。
第2ヘッダ管56に流入した冷媒は、吸入ガス連絡管12を経て、室外ユニット110に流入し、圧縮機25へ吸入される。
利用側ガス配管61に流入した冷媒は第1弁EV1も通過し、第1ヘッダ管55に流入する。第1ヘッダ管55に流入した冷媒(低圧ガス冷媒)は、高低圧ガス連絡管13を通り、第2流路切換弁27及びアキュームレータ24を経て圧縮機25に吸入される。
(全暖房運転について)
全暖房運転では、切換ユニット70の第1弁EV1は、全開とされる。第2弁EV2は、全閉とされる。圧縮機25が駆動すると、圧縮機25により圧縮された高圧のガス冷媒は、第2流路切換弁27等を経て、高低圧ガス連絡管13に流入する。高低圧ガス連絡管13に流入した冷媒は、冷媒流路切換装置130の第1ヘッダ管55、切換ユニット70の第1冷媒管P1を経て第1弁EV1を通過し、利用側ガス配管61から室内ユニット120のガス管GPに流入する。
ガス管GPに流入した冷媒は、室内ユニット120の室内熱交換器52に流入して凝縮する。凝縮した冷媒は、室内膨張弁51を通過して液管LPを流れ、切換ユニット70の利用側液配管62を経て、第3ヘッダ管57に流入する。
第3ヘッダ管57に流入した冷媒は、液連絡管11を流れ室外ユニット110に流入し、第1、第2室外膨張弁34,35において減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器30を通過する際に蒸発し、第1流路切換弁26及び第3流路切換弁28等を経て、圧縮機25に吸入される。
(冷暖混合運転について)
稼働している室内ユニット120うち、冷房運転を行う室内ユニット120(以下、「冷房側室内ユニット120」ともいう)に対応する切換ユニット70(以下、「冷房側切換ユニット70」ともいう)において、第1弁EV1は、最小開度とされる。第2弁EV2は、全開とされる。
稼働している室内ユニット120うち、暖房運転を行う室内ユニット120(以下、「暖房側室内ユニット120」ともいう)に対応する切換ユニット70(以下、「暖房側切換ユニット70」ともいう)において、第1弁EV1は、全開とされる。第2弁EV2は、全閉とされる。
圧縮機25が駆動すると、圧縮機25により圧縮された高圧のガス冷媒の一部は、第2流路切換弁27等を経て、高低圧ガス連絡管13に流入する。圧縮機25により圧縮された高圧のガス冷媒の他の一部は、第3流路切換弁28を経て室外熱交換器30の第1熱交換部31において凝縮され、第1室外膨張弁34を経て液連絡管11に流入する。第1熱交換部31において凝縮された冷媒は、第2室外膨張弁35を経て第2熱交換部32において蒸発し、第1流路切換弁26を経て圧縮機25に吸入される。
高低圧ガス連絡管13に流入した冷媒は、冷媒流路切換装置130の第1ヘッダ管55に流入し、暖房側切換ユニット70の第1冷媒管P1、第1弁EV1、利用側ガス配管61を流れて、ガス管GPに流入する。
ガス管GPに流入した冷媒は、暖房側室内ユニット120の室内熱交換器52において凝縮する。凝縮した冷媒は、液管LPから暖房側切換ユニット70の利用側液配管62を経て第3ヘッダ管57に流入する。
室外ユニット110から液連絡管11に流入した冷媒も第3ヘッダ管57に流入する。第3ヘッダ管57に流入した冷媒は、冷房側切換ユニット70の利用側液配管62、液管LPを経て冷房側室内ユニット120に流入する。
冷房側室内ユニット120に流入した冷媒は、室内膨張弁51において減圧され、室内熱交換器52において蒸発し、室内を冷房する。
蒸発した冷媒は、ガス管GPを流れて、冷房側切換ユニット70の利用側ガス配管61に流入し、第2弁EV2を経て第4冷媒管P4及び第2ヘッダ管56に流入し、吸入ガス連絡管12を流れて圧縮機25に吸入される。
[冷媒流路切換装置の接続例]
図4は、空気調和システムにおける冷媒流路切換装置の接続例を示す配管系統図である。
本実施形態の空気調和システム100は、第1冷媒流路切換装置群G1と、第2冷媒流路切換装置群G2とを備えている。第1冷媒流路切換装置群G1及び第2冷媒流路切換装置群G2は、それぞれ複数(図4では4つずつ)の冷媒流路切換装置130を備えている。
第1冷媒流路切換装置群G1は、直列に接続された冷媒流路切換装置130A、冷媒流路切換装置130B、冷媒流路切換装置130C、冷媒流路切換装置130Dを備えている。隣接する冷媒流路切換装置130A及び130B,130B及び130C,130C及び130Dのそれぞれにおける、第1ヘッダ管55同士、第2ヘッダ管56同士、及び第3ヘッダ管57同士は、それぞれ第1接続配管(外部配管)141,142,143を介して互いに接続されている。
最上流に配置された冷媒流路切換装置130Aの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各一端には、それぞれ第1現地配管(外部配管)151,152,153の一端が接続されている。第1現地配管151,152,153の他端は、それぞれ第1分岐配管(外部配管)161,162,163を介して、室外ユニット110から延びる外部配管である高低圧ガス連絡管13、吸入ガス連絡管12、及び液連絡管11に接続されている。これにより、冷媒流路切換装置130A〜130Dは、室外ユニット110に対して直列に接続されている。
最下流に配置された冷媒流路切換装置130Dの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各他端には、閉塞配管171,172,173が接続されて閉塞されている。
第2冷媒流路切換装置群G2は、例えば、直列に接続された冷媒流路切換装置130E、冷媒流路切換装置130F、冷媒流路切換装置130Gと、冷媒流路切換装置130Eの下流で分岐されて冷媒流路切換装置130Fと並列に接続された冷媒流路切換装置130Hと、を備えている。
一方向に隣接する冷媒流路切換装置130E及び130F,130F及び130Gのそれぞれにおける、第1ヘッダ管55同士、第2ヘッダ管56同士、及び第3ヘッダ管57同士は、それぞれ第2接続配管(外部配管)144,145,146を介して互いに接続されている。
並び方向の一端部に配置された冷媒流路切換装置130Eの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各一端には、それぞれ第2現地配管(外部配管)154,155,156の一端が接続されている。第2現地配管154,155,156の他端は、それぞれ第1分岐配管161,162,163を介して、室外ユニット110から延びる高低圧ガス連絡管13、吸入ガス連絡管12、及び液連絡管11に接続されている。これにより、冷媒流路切換装置130E〜130Gは、室外ユニット110に対して直列に接続されている。
並び方向とは別に配置された冷媒流路切換装置130Hの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各他端には、それぞれ第3現地配管(外部配管)157,158,159の一端が接続されている。第3現地配管157,158,159の他端は、冷媒流路切換装置130Eと冷媒流路切換装置130Fとの間における第2現地配管154,155,156の長手方向中央部に設けられた第2分岐配管(外部配管)164,165,166に接続されている。これにより、冷媒流路切換装置130E,130Hは、室外ユニット110に対して直列に接続されている。
最も下流側に配置された冷媒流路切換装置130G及び冷媒流路切換装置130Hのそれぞれにおける、第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各他端には、閉塞配管171,172,173が接続されて閉塞されている。
[配管長の設定]
(第1冷媒流路切換装置群)
図5は、空気調和システムの配管長を説明する配管系統図である。配管長とは、室外ユニット110から冷媒流路切換装置130を介して室内ユニット120に至るまでの外部配管の長さの総和である。図4及び図5に示すように、第1冷媒流路切換装置群G1の直列に接続された冷媒流路切換装置130A〜130Dにおいて、室外ユニット110から高低圧ガス連絡管13を介して各冷媒流路切換装置130A〜130Dに接続された室内ユニット120に至るまでの配管長のうちの最大配管長L1は、室外ユニット110から高低圧ガス連絡管13を介して最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Dに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長である。最大配管長L1は、以下の式(1)により算出することができる。
L1=L11+L12+(L13×3) ・・・(1)
L11は、高低圧ガス連絡管13の長さである。L12は、第1現地配管151の長さである。L13は、第1接続配管141の長さである。
直列に接続された冷媒流路切換装置130A〜130Dにおいて、室外ユニット110から吸入ガス連絡管12を介して各冷媒流路切換装置130A〜130Dに接続された室内ユニット120に至るまでの配管長のうちの最大配管長L2は、室外ユニット110から吸入ガス連絡管12を介して最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Dに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長である。最大配管長L2は、以下の式(2)により算出することができる。
L2=L21+L22+(L23×3) ・・・(2)
L21は、吸入ガス連絡管12の長さである。L22は、第1現地配管152の長さである。L23は、第1接続配管142の長さである。
直列に接続された冷媒流路切換装置130A〜130Dにおいて、室外ユニット110から液連絡管11を介して各冷媒流路切換装置130A〜130Dに接続された室内ユニット120に至るまでの配管長のうちの最大配管長L3は、室外ユニット110から液連絡管11を介して最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Dに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長である。最大配管長L3は、以下の式(3)により算出することができる。
L3=L31+L32+(L33×3) ・・・(3)
L31は、液連絡管11の長さである。L32は、第1現地配管153の長さである。L33は、第1接続配管143の長さである。
各最大配管長L1,L2,L3は、所定の上限値以下となるように設定されている。その際、各最大配管長L1,L2,L3は、室外ユニット110から冷媒流路切換装置130Dに接続された各室内ユニット120までの間に配置された、第1分岐配管161,162,163、及び冷媒流路切換装置130A〜130Dの各ヘッダ配管55,56,57等を考慮して、それぞれ以下の式(4),(5),(6)を満たすように設定されている。
L1+J11+Ka+Kb+Kc+Kd+Md≦Lu ・・・(4)
L2+J12+Ka+Kb+Kc+Kd+Md≦Lu ・・・(5)
L3+J13+Ka+Kb+Kc+Kd+Md≦Lu ・・・(6)
J11,J12,J13は、それぞれ室外ユニット110から冷媒流路切換装置130Dに至るまでの間に配置された第1分岐配管161,162,163を考慮して定められた補正長である。本実施形態におけるJ11,J12,J13は、例えば、第1分岐配管161,162,163それぞれの圧力損失を考慮して一定値(例えば0.5m)に定められている。
Luは、規格等で定められた値であり、直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130において、室外ユニット110から最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130に接続された室内ユニット120までの最大配管長の上限長さ(上限値)である。例えば、Luは120mとされている。
Kaは、冷媒流路切換装置130Aにおける、第1ヘッダ管55の長さ、第2ヘッダ管56の長さ、及び第3ヘッダ管57の長さとして、それぞれ用いられる共通の値である。Kaは、これらのヘッダ管55〜57の圧力損失を考慮して定められている。具体的には、Kaは、冷媒流路切換装置130A、及びその下流側に位置する冷媒流路切換装置130B,130C,130Dにそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて定められた第1値としている。
Kbは、冷媒流路切換装置130Bにおける、第1ヘッダ管55の長さ、第2ヘッダ管56の長さ、及び第3ヘッダ管57の長さとして、それぞれ用いられる共通の値である。Kbは、これらのヘッダ管55〜57の圧力損失を考慮して定められている。具体的には、Kbは、冷媒流路切換装置130B、及びその下流側に位置する冷媒流路切換装置130C,130Dにそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて定められた第1値としている。
Kcは、冷媒流路切換装置130Cにおける、第1ヘッダ管55の長さ、第2ヘッダ管56の長さ、及び第3ヘッダ管57の長さとして、それぞれ用いられる共通の値である。Kcは、これらのヘッダ管55〜57の圧力損失を考慮して定められている。具体的には、Kcは、冷媒流路切換装置130C、及びその下流側に位置する冷媒流路切換装置130Dにそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて定められた第1値としている。
Kdは、冷媒流路切換装置130Dにおける、第1ヘッダ管55の長さ、第2ヘッダ管56の長さ、及び第3ヘッダ管57の長さとして、それぞれ用いられる共通の値である。Kdは、これらのヘッダ管55〜57の圧力損失を考慮して定められている。具体的には、Kdは、冷媒流路切換装置130Dに接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて定められた第1値としている。
Mdは、冷媒流路切換装置130Dにおける、第1分岐管71の長さ、第2分岐管72の長さ、及び第3分岐管73の長さとして、それぞれ用いる共通の値である。Mdは、これらの分岐管71〜73の圧力損失を考慮して一定値(例えば4.3m)に定められた第2値としている。
図6は、複数の室内ユニットの能力の総和に対応する第1値を例示したテーブルである。図6では、室内ユニット120の能力として、室内ユニット120の容量を用いており、室内ユニット120の容量(能力)の総和が小さくなるほど、第1値は小さい値を示している。第1値Ka,Kb,Kc,Kdは、図6のテーブルに基づいて定められる。なお、室内ユニット120の能力としては、室内ユニット120の容量以外に、室内ユニット120の消費電力等を用いてもよい。
本実施形態において、第1冷媒流路切換装置群G1の直列に接続された冷媒流路切換装置130A〜130Dでは、下流側に位置する冷媒流路切換装置ほど、自装置及びその下流側に位置する冷媒流路切換装置にそれぞれ接続された室内ユニット120の容量の総和が小さくなっている。したがって、冷媒流路切換装置130A〜130Dにそれぞれ対応する第1値Ka,Kb,Kc,Kdは、その順に徐々に小さい値に定められる。
例えば、冷媒流路切換装置130A〜130Cにそれぞれ接続された各室内ユニット120の容量を3.5kwとし、冷媒流路切換装置130Dに接続された各室内ユニット120の容量を7.0kwとした場合、冷媒流路切換装置130A〜130Dにそれぞれ対応する第1値Ka,Kb,Kc,Kdは、以下のように定められる。
冷媒流路切換装置130Aに対応する第1値Kaは、冷媒流路切換装置130A〜130Dに接続された合計16個の室内ユニット120の容量の総和に応じた値に定められる。その容量の総和である70.0kw(=3.5×12+7.0×4)は、図6のテーブルでは「67.4以上85.0未満」に該当するため、第1値Kaは4.3mに定められる。
冷媒流路切換装置130Bに対応する第1値Kbは、冷媒流路切換装置130B〜130Dに接続された合計12個の室内ユニット120の容量の総和に応じた値に定められる。その容量の総和である56.0kw(=3.5×8+7.0×4)は、図6のテーブルでは「47.5以上67.4未満」に該当するため、第1値Kbは2.2mに定められる。
冷媒流路切換装置130Cに対応する第1値Kcは、冷媒流路切換装置130C〜130Dに接続された合計8個の室内ユニット120の容量の総和に応じた値に定められる。その容量の総和である42.0kw(=3.5×4+7.0×4)は、図6のテーブルでは「32.5以上47.5未満」に該当するため、第1値Kcは1.6mに定められる。
冷媒流路切換装置130Dに対応する第1値Kdは、冷媒流路切換装置130Dに接続された合計4個の室内ユニット120の容量の総和に応じた値に定められる。その容量の総和である28.0kw(=7.0×4)は、図6のテーブルでは「21.0以上32.5未満」に該当するため、第1値Kdは0.7mに定められる。
(第2冷媒流路切換装置群)
図4及び図5に示すように、第2冷媒流路切換装置群G2の直列に接続された冷媒流路切換装置130E〜130Gにおいて、室外ユニット110から、高低圧ガス連絡管13,吸入ガス連絡管12,液連絡管11をそれぞれ介して、最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Gに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長である最大配管長L4,L5,L6は、上記最大配管長L1,L2,L3と同様の計算式を用いて設定されている。
第2冷媒流路切換装置群G2の直列に接続された冷媒流路切換装置130E,130Hにおいて、室外ユニット110から、高低圧ガス連絡管13,吸入ガス連絡管12,液連絡管11をそれぞれ介して、最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Hに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長である最大配管長L7,L8,L9も、上記配管長L1,L2,L3と同様の計算式を用いて設定されている。
ただし、最大配管長L4〜L9を設定する際には、冷媒流路切換装置130Eの各ヘッダ管55,56,57の長さとして用いられる第1値Keは、冷媒流路切換装置130E、及びその下流側に位置する全ての冷媒流路切換装置130F,130G,130Hにそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて定められる。
[接続配管の配管径の設定]
(第1冷媒流路切換装置群)
図4及び図5に示すように、第1冷媒流路切換装置群G1において、冷媒流路切換装置130A〜130Dを直列に接続する第1接続配管141,142,143の各配管径は、当該第1接続配管141,142,143よりも下流側に位置する冷媒流路切換装置130にそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて設定されている。
具体的には、隣接する冷媒流路切換装置130A,130B同士を接続する第1接続配管141,142,143の各配管径d11,d12,d13は、当該第1接続配管141,142,143よりも下流側に位置する冷媒流路切換装置130B,130C,130Dにそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて設定されている。
隣接する冷媒流路切換装置130B,130C同士を接続する第1接続配管141,142,143の各配管径d14,d15,d16は、当該第1接続配管141,142,143よりも下流側に位置する冷媒流路切換装置130C,130Dにそれぞれ接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて設定されている。
隣接する冷媒流路切換装置130C,130D同士を接続する第1接続配管141,142,143の各配管径d17,d18,d19は、当該第1接続配管141,142,143よりも下流側に位置する冷媒流路切換装置130Dに接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて設定されている。
本実施形態では、配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19をそれぞれ定める際に、室内ユニット120の能力として、例えば室内ユニット120の容量が用いられる。配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19は、室内ユニット120の容量(能力)の総和が小さくなるほど、小さい値に定められる。なお、室内ユニット120の能力としては、室内ユニット120の容量以外に、室内ユニット120の消費電力等を用いてもよい。
直列に接続された冷媒流路切換装置130A〜130Dでは、下流側に位置する冷媒流路切換装置ほど、自装置及びその下流側に位置する冷媒流路切換装置にそれぞれ接続された室内ユニット120の容量の総和が小さくなる。したがって、配管径d11〜d13よりも配管径d14〜d16のほうが小さい値に定められ、配管径d14〜d16よりも配管径d17〜d19のほうが小さい値に定められる。
(第2冷媒流路切換装置群)
第2冷媒流路切換装置群G2において、冷媒流路切換装置130E〜130Gを直列に接続する第2接続配管144,145,146の各配管径d21〜d23,d24〜d26は、上記配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19と同様の方法により設定されている。
[実施形態の作用効果]
本実施形態の空気調和システム1によれば、直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130A〜130Dに対応する最大配管長L1〜L3は、上記の式(4)〜(6)により、上限長さLu値から、第1値Ka〜Kd等を減算することによって求めることができる。第1値Ka,Kb,Kc,Kdは、対応する冷媒流路切換装置130A,130B,130C,130D、及びその下流側に位置する冷媒流路切換装置130B〜130D,130C〜130D,130Dにそれぞれ接続される室内ユニット120の容量の総和に応じて定められる。したがって、第1値Ka,Kb,Kc,Kdは、より適切な配管長として定められるので、第1値を固定値として下流に接続される室内ユニットの容量が最大でも許容できる値に設定する場合と比較して、最大配管長L1〜L3を長くすることができる。
直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130E〜130Gに対応する最大配管長L4〜L6、及び直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130E,130Hに対応する最大配管長L7〜L9についても、最大配管長L1〜L3と同様に、長くすることができる。
直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130A〜130Dに対応する最大配管長L1〜L3は、上記の式(4)〜(6)に示すように、第1分岐配管161〜163の圧力損失を考慮した補正長J11〜J13を、最大配管長L1〜L3にさらに加算した値が上限長さLu以下となるように設定される。これにより、最大配管長L1〜L3を適切な値に設定することができる。
直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130E〜130Gに対応する最大配管長L4〜L6、及び直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130E,130Hに対応する最大配管長L7〜L9についても、最大配管長L1〜L3と同様に、適切な値に設定することができる。
直列に接続された複数の冷媒流路切換装置130A〜130Dにおいて、隣接する冷媒流路切換装置130同士を接続する第1接続配管141〜143の各配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19は、当該第1接続配管141〜143よりも下流側に位置する冷媒流路切換装置130にそれぞれ接続された室内ユニット120の能力の総和に応じて設定される。これにより、第1接続配管141〜143の各配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19を適切な値に設定することができる。その結果、配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19が太すぎることに起因して油戻し運転時に油を戻すことができなくなったり、配管径d11〜d13,d14〜d16,d17〜d19が細すぎることに起因して圧力損失が大きくなったりするのを抑制することができる。
第2接続配管144〜146の各配管径d21〜d23,d24〜d26についても、第1接続配管141〜143の各配管径d11〜d13等と同様に、油戻し運転時に油を戻すことができなくなったり、圧力損失が大きくなったりするのを抑制することができる。
[冷媒流路切換装置の他の接続例]
図7は、空気調和システムにおける冷媒流路切換装置の他の接続例を示す配管系統図である。
図7では、空気調和システム100は、室外ユニット110に接続された1つの冷媒流路切換装置130(以下、冷媒流路切換装置130Iという)を備えている。
冷媒流路切換装置130Iの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各一端には、それぞれ第4現地配管(外部配管)181,182,183の一端が接続されている。第4現地配管181,182,183の他端は、それぞれ室外ユニット110から延びる高低圧ガス連絡管13、吸入ガス連絡管12、及び液連絡管11に直接接続されている。冷媒流路切換装置130Iの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各他端には、閉塞配管171,172,173が接続されて閉塞されている。
室外ユニット110から、高低圧ガス連絡管13を介して、冷媒流路切換装置130Iに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長L110は、以下の式(7)により算出することができる。
L110=L11+L111 ・・・(7)
L11は、高低圧ガス連絡管13の長さである。L111は、第4現地配管181の長さである。
室外ユニット110から、吸入ガス連絡管12を介して、冷媒流路切換装置130Iに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長L120は、以下の式(8)により算出することができる。
L120=L21+L121 ・・・(8)
L21は、吸入ガス連絡管12の長さである。L121は、第4現地配管182の長さである。
室外ユニット110から、液連絡管11を介して、冷媒流路切換装置130Iに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長L130は、以下の式(9)により算出することができる。
L130=L31+L131 ・・・(9)
L31は、液連絡管11の長さである。L131は、第4現地配管183の長さである。
各配管長L110,L120,L130は、上限長さLu以下となるように設定されている。その際、各配管長L110,L120,L130は、冷媒流路切換装置130Iの各ヘッダ配管55,56,57等を考慮して、それぞれ以下の式(10),(11),(12)を満たすように設定されている。
L110+Ki+Mi≦Lu ・・・(10)
L120+Ki+Mi≦Lu ・・・(11)
L130+Ki+Mi≦Lu ・・・(12)
Kiは、冷媒流路切換装置130Iにおける、第1ヘッダ管55の長さ、第2ヘッダ管56の長さ、及び第3ヘッダ管57の長さとして、それぞれ用いられる共通の値である。Kiは、これらのヘッダ管55〜57の圧力損失を考慮して定められている。具体的には、Kiは、冷媒流路切換装置130Iに接続された複数の室内ユニット120の能力の総和に応じて定められた第1値としている。
Miは、冷媒流路切換装置130Iにおける、第1分岐管71の長さ、第2分岐管72の長さ、及び第3分岐管73の長さとして、それぞれ用いる共通の値である。Miは、これらの分岐管71〜73の圧力損失を考慮して一定値(例えば4.3m)に定められた第2値としている。
第1値Kiは、図6のテーブルに基づいて定められる。例えば、冷媒流路切換装置130Iに接続された各室内ユニット120の容量を3.5kwとした場合、第1値Kiは、合計4個の室内ユニット120の容量の総和に応じた値に定められる。その容量の総和である14.0kw(=3.5×4)は、図6のテーブルでは「21.0未満」に該当するため、第1値Kiは0.4mに定められる。
図7の空気調和システム1によれば、冷媒流路切換装置130Iに対応する配管長L110,L120,L130は、上記の式(10)〜(12)により、上限長さLu値から、第1値Ki等を減算することによって求めることができる。これにより、冷媒流路切換装置130Iに接続される室内ユニット120の容量の総和が小さくなるほど、第1値Kiを小さくすることができる。したがって、第1値Kiが小さくなった分だけ配管長L110,L120,L130を長くすることができる。
[その他の変形例]
本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、図4の空気調和システム100は、2つの冷媒流路切換装置群G1,G2を備えているが、3つ以上の冷媒流路切換装置群を備えていてもよい。
図4及び図5の配管系統では、第1値、第2値、及び分岐配管161〜166の補正長を最大配管長に加算した値が上限値以下となるように最大配管長を設定しているが、少なくとも第1値を最大配管長に加算した値が上限値以下となるように最大配管長を設定すればよい。同様に、図7の配管系統では、第1値、及び第2値を配管長に加算した値が上限値以下となるように配管長を設定しているが、少なくとも第1値を配管長に加算した値が上限値以下となるように配管長を設定すればよい。
図4及び図5の配管系統では、冷媒流路切換装置130の冷媒配管(ヘッダ管55〜57)に対応する第1値は、当該冷媒流路切換装置130よりも下流側に位置する全ての冷媒流路切換装置130に接続される室内ユニット120の能力の総和に応じて定められるが、前記下流側に位置する一部の冷媒流路切換装置130に接続される室内ユニット120の能力の総和に応じて定められてもよい。
1 空気調和システム
11 液連絡管(外部配管)
12 吸入ガス連絡管(外部配管)
13 高低圧ガス連絡管(外部配管)
110 室外ユニット
120 室内ユニット
130 冷媒流路切換装置
141〜143 第1接続配管(外部配管、接続配管)
144〜146 第2接続配管(外部配管、接続配管)
151〜153 第1現地配管(外部配管)
154〜156 第2現地配管(外部配管)
157〜159 第3現地配管(外部配管)
161〜163 第1分岐配管(外部配管、分岐配管)
164〜166 第2分岐配管(外部配管、分岐配管)
181〜183 第4現地配管(外部配管)
d11〜d19,d21〜d26 配管径
J11〜J13,J21〜J23 補正長
Ka〜Ki,Ke’ 第1値
L1〜L9 最大配管長
L110,L120,L130 配管長
Lu 上限長さ(上限値)
最上流に配置された冷媒流路切換装置130Aの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各上流端には、それぞれ第1現地配管(外部配管)151,152,153の一端が接続されている。第1現地配管151,152,153の他端は、それぞれ第1分岐配管(外部配管)161,162,163を介して、室外ユニット110から延びる外部配管である高低圧ガス連絡管13、吸入ガス連絡管12、及び液連絡管11に接続されている。これにより、冷媒流路切換装置130A〜130Dは、室外ユニット110に対して直列に接続されている。
最下流に配置された冷媒流路切換装置130Dの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各下流端には、閉塞配管171,172,173が接続されて閉塞されている。
並び方向の一端部に配置された冷媒流路切換装置130Eの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各上流端には、それぞれ第2現地配管(外部配管)154,155,156の一端が接続されている。第2現地配管154,155,156の他端は、それぞれ第1分岐配管161,162,163を介して、室外ユニット110から延びる高低圧ガス連絡管13、吸入ガス連絡管12、及び液連絡管11に接続されている。これにより、冷媒流路切換装置130E〜130Gは、室外ユニット110に対して直列に接続されている。
並び方向とは別に配置された冷媒流路切換装置130Hの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各上流端には、それぞれ第3現地配管(外部配管)157,158,159の一端が接続されている。第3現地配管157,158,159の他端は、冷媒流路切換装置130Eと冷媒流路切換装置130Fとの間における第2現地配管154,155,156の長手方向中央部に設けられた第2分岐配管(外部配管)164,165,166に接続されている。これにより、冷媒流路切換装置130E,130Hは、室外ユニット110に対して直列に接続されている。
最も下流側に配置された冷媒流路切換装置130G及び冷媒流路切換装置130Hのそれぞれにおける、第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各下流端には、閉塞配管171,172,173が接続されて閉塞されている。
第2冷媒流路切換装置群G2の直列に接続された冷媒流路切換装置130E,130Hにおいて、室外ユニット110から、高低圧ガス連絡管13,吸入ガス連絡管12,液連絡管11をそれぞれ介して、最も下流側に位置する冷媒流路切換装置130Hに接続された各室内ユニット120に至るまでの配管長である最大配管長L7,L8,L9も、上記最大配管長L1,L2,L3と同様の計算式を用いて設定されている。
冷媒流路切換装置130Iの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各上流端には、それぞれ第4現地配管(外部配管)181,182,183の一端が接続されている。第4現地配管181,182,183の他端は、それぞれ室外ユニット110から延びる高低圧ガス連絡管13、吸入ガス連絡管12、及び液連絡管11に直接接続されている。冷媒流路切換装置130Iの第1ヘッダ管55、第2ヘッダ管56、及び第3ヘッダ管57の各下流端には、閉塞配管171,172,173が接続されて閉塞されている。

Claims (4)

  1. 室外ユニット(110)と、複数の室内ユニット(120)と、前記室外ユニット(110)と複数の前記室内ユニット(120)との間の冷媒の流路を切り換える少なくとも1つの冷媒流路切換装置(130)と、を備える、空気調和システムであって、
    前記室外ユニット(110)から前記冷媒流路切換装置(130)を介して前記室内ユニット(120)に至るまでの外部配管(11〜13,141〜146,151〜159,161〜166,181〜183)の長さの総和である配管長に、前記冷媒流路切換装置(130)に接続された前記室内ユニット(120)の能力の総和に応じて定められた第1値を少なくとも加算した値が所定の上限値以下となるように、前記配管長が設定されている、空気調和システム。
  2. 直列に接続された複数の前記冷媒流路切換装置(130)を備え、
    前記各冷媒流路切換装置(130)に対応する前記第1値は、当該冷媒流路切換装置(130)、及びその下流側に位置する前記冷媒流路切換装置(130)にそれぞれ接続された前記室内ユニット(120)の能力の総和に応じて定められ、
    前記配管長は、前記室外ユニット(110)から、最も下流側に位置する前記冷媒流路切換装置(130)に接続された前記室内ユニット(120)までの外部配管(11〜13,141〜146,151〜159,161〜166)の長さの総和である最大配管長であり、
    前記上限値は、前記最大配管長の上限長さであり、
    前記最大配管長に、少なくとも前記複数の冷媒流路切換装置(130)にそれぞれ対応する前記第1値を加算した値が前記上限長さ以下となるように、前記最大配管長が設定されている、請求項1に記載の空気調和システム。
  3. 前記室外ユニット(110)から前記室内ユニット(120)に至るまでの間に配置される分岐配管(161〜166)を考慮した補正長を、前記配管長にさらに加算した値が前記上限値以下となるように、前記配管長が設定されている、請求項1又は請求項2に記載の空気調和システム。
  4. 直列に接続された複数の前記冷媒流路切換装置(130)を備え、
    前記外部配管(11〜13,141〜146,151〜159,161〜166,181〜183)は、隣り合う前記冷媒流路切換装置(130)同士を接続する接続配管(141〜146)を有し、
    前記接続配管(141〜146)の配管径は、当該接続配管(141〜146)よりも下流側に位置する前記冷媒流路切換装置(130)に接続された前記室内ユニット(120)の能力の総和に応じて設定されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の空気調和システム。
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