JP2022528256A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

本実施例の空気調和装置は、冷媒が循環する室外機と；水が循環する室内機と；前記室外機と前記室内機とを接続し、前記冷媒と水との間に熱交換を行う熱交換装置と；前記室外機と前記熱交換装置とを接続する第１室外機接続管～第３室外機接続管とを含み、前記熱交換装置は、第１熱交換器及び第２熱交換器と、前記第１室外機接続管から分岐する第１分岐管及び第２分岐管と、前記第１分岐管及び第２分岐管にそれぞれ備えられる第１弁と、前記第２室外機接続管から分岐する第３分岐管及び第４分岐管と、前記第３分岐管及び第４分岐管にそれぞれ備えられる第２弁と、前記第３室外機接続管から分岐する第１冷媒配管及び第２冷媒配管と、前記第１冷媒配管に備えられる第１膨張弁と、前記第２冷媒配管に備えられる第２膨張弁とを含み、空気調和装置の冷房運転時に、前記第１熱交換器が使用され、第２熱交換器が使用されない場合、前記第１弁は閉じられ、前記第３分岐管に備えられる第２弁は開かれ、前記第４分岐管に備えられる第２弁は閉じられ、前記第１膨張弁は開かれ、前記第２膨張弁は閉じられる。
【選択図】図２

Description

本明細書は、空気調和装置に関する。

本発明において、空気調和装置〔ＡＩＲ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ；エアーコンディショニング（装置）；エアコンディショナー（装置）；エアコン（装置）；空気調整装置)〕は、所定空間の空気を用途、目的に応じて最適の状態に維持するための機器である。一般に、前記空気調和装置は、圧縮機、凝縮機、膨張装置及び蒸発器を含み、冷媒の圧縮、凝縮、膨張及び蒸発過程を行う冷凍サイクルが駆動されて、前記所定空間を冷房又は暖房することができる。

前記所定空間は、前記空気調和装置が使用される場所に応じて、多様に提案され得る。一例として、前記空気調和装置は家庭や事務室で使用されてもよい。

空気調和装置が冷房運転を行う場合、室外機に備えられる室外熱交換器が凝縮機の機能を行い、室内機に備えられる室内熱交換器が蒸発器の機能を行う。反面、空気調和装置が暖房運転を行う場合、前記室内熱交換器が凝縮機の機能を行い、前記室外熱交換器が蒸発器の機能を行う。

最近は、環境規制政策によって、空気調和装置に使用される冷媒の種類を制限し、冷媒の使用量を減らす傾向にある。

冷媒の使用量を減らすために、冷媒と所定の流体との間に熱交換を行って冷房又は暖房を行う技術が提案されている。一例として、前記所定の流体には水が含まれてもよい。

冷媒と水の熱交換を介して冷房又は暖房を行うシステムと関連して、以下のような先行文献が開示される。

１．登録番号：日本特許公報第５２７９９１９号

２．発明の名称：空気調和装置

前記の先行文献は、室外機と、熱媒体変換機と、室内機とを含む。

前記熱媒体変換機は、熱交換器と、熱交換器の上流側に位置する絞り装置と、前記熱交換器の下流側に位置する冷媒流路切替装置とを含む。

前記冷媒流路切替装置は、冷房運転時に低温状態の冷媒が流動する冷媒配管に接続されている。

このような先行文献によれば、冷房運転時に、複数の熱交換器のうち一部の熱交換器を使用する場合、未使用の熱交換器の上流に位置する絞り装置で冷媒の漏洩が防止される場合、冷媒が冷媒配管に沿って流動することが可能となり、熱交換器での冷媒の流動が発生するようになる。この場合、熱交換器において水が流動する流路で水が凍ってしまう問題が発生する。

本実施例（本発明の一態様）は、冷房運転時に、多数の熱交換器のうち一部の熱交換器を使用する際、未使用の熱交換器に冷媒が漏洩しても、熱交換器の水流路上で水が凍ることを防止できる空気調和装置を提供する。

本実施例（本発明の一態様）は、未使用の熱交換器に冷媒が漏洩する場合、漏洩した冷媒を未使用の熱交換器から回収することができる空気調和装置を提供する。

本発明の一態様に係る空気調和装置は、冷媒が循環する室外機と；水が循環する室内機と；前記室外機と前記室内機とを接続し、前記冷媒と水との間に熱交換を行う熱交換装置と；前記室外機と前記熱交換装置とを接続する第１室外機接続管乃至（～）第３室外機接続管とを含む（備える；構成する）ことができる。

前記熱交換装置は、多数の熱交換器を含むことができ、冷房運転時に、多数の熱交換器のうち一部のみが使用されてもよい。

冷房運転時に、多数の熱交換器のうち未使用の熱交換器の入口側に位置する膨張弁から冷媒の漏洩が発生しても、未使用の熱交換器で冷媒の流動が発生しないように、未使用の熱交換器の出口側に位置する弁は閉じられた状態が維持されてもよい。

一例として、前記熱交換装置は、第１熱交換器及び第２熱交換器と、前記第１室外機接続管から分岐する第１分岐管及び第２分岐管と、前記第１分岐管及び第２分岐管にそれぞれ備えられる第１弁と、前記第２室外機接続管から分岐する第３分岐管及び第４分岐管と、前記第３分岐管及び第４分岐管にそれぞれ備えられる第２弁と、前記第３室外機接続管から分岐する第１冷媒配管及び第２冷媒配管と、前記第１冷媒配管に備えられる第１膨張弁と、前記第２冷媒配管に備えられる第２膨張弁とを含むことができる。

空気調和装置の冷房運転時に、前記第１熱交換器が使用され、第２熱交換器が使用されない場合、前記第１弁は閉じられ、前記第３分岐管に備えられる第２弁は開かれ、前記第４分岐管に備えられる第２弁は閉じられ、前記第１膨張弁は開かれ、前記第２膨張弁は閉じられてもよい。

前記熱交換装置は、前記第１分岐管及び前記第３分岐管が接続される第１共通気管と、前記第３分岐管と前記第１共通気管とを接続する第１バイパス配管と、前記第１バイパス配管に備えられる第１バイパス弁と、前記第２分岐管及び前記第４分岐管が接続される第２共通気管と、前記第４分岐管と前記第２共通気管とを接続する第２バイパス配管と、前記第２バイパス配管に備えられる第２バイパス弁とをさらに含むことができる。

前記第１共通気管は前記第１熱交換器に接続され、前記第２共通気管は前記第２熱交換器に接続され、前記第１冷媒配管は前記第１熱交換器に接続され、前記第２冷媒配管は前記第２熱交換器に接続されてもよい。

前記各バイパス弁は、冷媒の流量の調節が可能な弁であってもよい。

空気調和装置の冷房運転の開始時に、前記第１及び第２バイパス弁は閉じられた状態が維持されてもよい。

前記各熱交換器は、冷媒が流動する冷媒流路と、前記冷媒流路上の冷媒と熱交換されるために水が流動する水流路とを含み、前記水流路を流動した水が前記室内機に流動することができる。

前記第２熱交換器の冷媒流路の温度を感知する温度センサをさらに含むことができる。

前記温度センサで感知された温度が基準温度以下になると、前記第２熱交換器の水流路に水を供給するためのポンプが作動することができる。

前記ポンプは、一定時間動作した後に停止するか、または間欠的にオン／オフされてもよい。

前記第２熱交換器の冷媒流路に冷媒が溜まったことが感知されると、前記第１バイパス弁が閉じられた状態で、前記第２バイパス弁は開かれてもよい。

前記第２バイパス弁は、間欠的に多数回動作することができる。

前記第２熱交換器を使用しない時点から一定の時間間隔で前記第２バイパス弁が動作することができる。

空気調和装置の冷房運転時に、前記第１熱交換器及び第２熱交換器が使用されると、前記第１弁は閉じられ、前記第２弁は開かれ、前記第１膨張弁及び第２膨張弁は開かれ、前記各バイパス弁は閉じられてもよい。

空気調和装置の暖房運転時に、前記第１分岐管及び第２分岐管にそれぞれ備えられる第１弁は開かれ、前記第３分岐管及び第４分岐管にそれぞれ備えられる第２弁は閉じられ、前記第１膨張弁及び第２膨張弁は開かれ、前記各バイパス弁は閉じられてもよい。

他の態様に係る空気調和装置は、冷媒が循環する室外機と；水が循環する多数の室内機と；前記室外機と前記多数の室内機とを接続し、前記冷媒と水との間に熱交換を行う熱交換装置とを含み、前記熱交換装置は、それぞれが冷媒流路及び水流路を含む多数の熱交換器と、冷房運転時に、前記多数の熱交換器のそれぞれに流入する冷媒を膨張させる多数の膨張弁と、前記多数の熱交換器のうち一部の熱交換器が使用され、他の一部の熱交換器が使用されないとき、未使用の熱交換器に溜まった冷媒を前記室外機に回収するための冷媒回収手段とを含むことができる。

前記熱交換装置は、高圧状態の冷媒が流動する高圧配管と、前記高圧配管に備えられる第１弁と、低圧状態の冷媒が流動する低圧配管と、前記低圧配管に備えられる第２弁とを含み、前記冷媒回収手段は、前記低圧配管と接続され、冷媒が前記低圧配管の第２弁を迂回して流動するためのバイパス配管と、前記バイパス配管に備えられるバイパス弁とを含むことができる。

冷房運転時に、未使用の熱交換器に対応する低圧配管の第２弁は閉じられた状態が維持されてもよい。

前記未使用の熱交換器に溜まった冷媒を前記室外機に回収するために、前記第２弁が閉じられた状態で、前記バイパス弁が開かれてもよい。

前記バイパス弁は、間欠的に多数回動作することができる。

前記他の一部の熱交換器を使用しない時点から一定の時間間隔で前記バイパス弁が動作することができる。

一つ以上の実施例に対する具体的な内容は、以下に添付される図面及び詳細な説明に開示される。他の特徴は、明細書、図面及び請求項から明確に導出されるだろう。

本実施例によれば、多数の熱交換器のうち一部の熱交換器を使用する際、未使用の熱交換器に冷媒が漏洩しても、未使用の熱交換器で冷媒が流動しないので、未使用の熱交換器の水流路上で水が凍ることを防止することができる。

また、未使用の熱交換器に冷媒が漏洩する場合、漏洩した冷媒を未使用の熱交換器から室外機に回収できるので、冷媒不足現象を防止することができる。

本実施例において、未使用の熱交換器に溜まった冷媒を室外機に回収するための配管及び弁を総称して冷媒回収手段と命名することができる。一例として、前記冷媒回収手段は、バイパス配管とバイパス弁を含むことができる。

本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示す概略図である。 本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示すサイクル線図である。 本発明の一実施例に係る空気調和装置の暖房運転時の熱交換装置での冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。 本発明の一実施例に係る空気調和装置の冷房運転時の熱交換装置での冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。 本発明の一実施例に係る空気調和装置の冷房運転時、多数の熱交換器のうち一部のみが使用される場合の冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。 未使用の熱交換器から冷媒が回収される様子を示すサイクル線図である。

以下、本発明の一部の実施例を例示的な図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するにあたって、かかる公知の構成又は機能についての具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨げると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

また、本発明の実施例の構成要素を説明するにあたって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番又は順序などが限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結又は接続されてもよいが、各構成要素の間に更に他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」されてもよいと理解されるべきである。

図１は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示す概略図であり、図２は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示すサイクル線図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係る空気調和装置１は、室外機１０と、室内機５０と、前記室外機１０及び前記室内機５０に接続される熱交換装置１００とを含むことができる。

前記室外機１０と前記熱交換装置１００は、第１流体によって流動的に接続され得る。一例として、前記第１流体は冷媒を含むことができる。

前記冷媒は、前記熱交換装置１００に備えられる熱交換器の冷媒流路及び前記室外機１０を流動することができる。

前記室外機１０は、圧縮機１１及び室外熱交換器１５を含むことができる。

前記室外熱交換器１５の一側には室外ファン１６が備えられて外気を室外熱交換器１５側に吹き込み、前記室外ファン１６の駆動によって、外気と室外熱交換器１５の冷媒との間に熱交換が行われ得る。前記室外機１０はメイン膨張弁１８（ＥＥＶ）をさらに含むことができる。

前記空気調和装置１は、前記室外機１０と前記熱交換装置１００を接続する接続配管２０，２５，２７をさらに含むことができる。

前記接続配管２０，２５，２７は、高圧の気相冷媒が流動する気管（高圧気管）として第１室外機接続管２０と、低圧の気相冷媒が流動する気管（低圧気管）として第２室外機接続管２５と、液冷媒が流動する液管として第３室外機接続管２７とを含むことができる。

すなわち、前記室外機１０と前記熱交換装置１００は“３配管接続構造”を有し、冷媒は、３つの接続管２０，２５，２７によって前記室外機１０と前記熱交換装置１００を循環することができる。

前記熱交換装置１００と室内機５０は、第２流体によって流動的に接続され得る。一例として、前記第２流体は水を含むことができる。

前記水は、前記熱交換装置１００に備えられる熱交換器の水流路及び前記室外機１０を流動することができる。

前記熱交換装置１００は、多数の熱交換器１４０，１４１を含むことができる。前記熱交換器は、一例として、板状の熱交換器を含むことができる。

前記室内機５０は、多数の室内機６０，７０を含むことができる。本実施例において、前記多数の室内機６０，７０の個数には制限がないことを明らかにしておき、図１では、一例として、２つの室内機６０，７０が熱交換装置１００に接続されたものとして図示される。

前記多数の室内機６０，７０は、第１室内機６０、及び第２室内機７０を含むことができる。

前記空気調和装置１は、前記熱交換装置１００と前記室内機５０とを接続する配管３０，３５をさらに含むことができる。

前記配管３０，３５は、前記熱交換装置１００と各室内機６０，７０とを接続する第１室内機接続管３０及び第２室内機接続管３５を含むことができる。

水は、前記室内機接続管３０，３５を介して前記熱交換装置１００と前記室内機５０を循環することができる。

勿論、前記室内機の台数が増加すると、前記熱交換装置１００と室内機を接続する配管の個数は増加するはずである。

このような構成によれば、前記室外機１０及び前記熱交換装置１００を循環する冷媒と、前記熱交換装置１００及び前記室内機５０を循環する水とは、前記熱交換装置１００に備えられる熱交換器１４０，１４１を介して熱交換される。

熱交換を通じて冷却又は加熱された水は、前記室内機５０に備えられる室内熱交換器６１，７１と熱交換することで、室内空間の冷房又は暖房を行うことができる。

前記多数の熱交換器１４０，１４１は、前記多数の室内機６０，７０の個数と同じ数で備えられてもよい。または、１つの熱交換器に２つ以上の室内機が接続されることも可能である。

以下では、前記熱交換装置１００について詳細に説明する。

前記熱交換装置１００は、各室内機６０，７０と流動的に接続される第１熱交換器１４０及び第２熱交換器１４１を含むことができる。

前記第１熱交換器１４０及び第２熱交換器１４１は、同じ構造で形成されてもよい。

前記各熱交換器１４０，１４１は、一例として、板状の熱交換器を含むことができ、水流路と冷媒流路が交互に積層されてもよい。

前記各熱交換器１４０，１４１は、冷媒流路１４０ａ，１４１ａと水流路１４０ｂ，１４１ｂを含むことができる。

前記冷媒流路１４０ａ，１４１ａは前記室外機１０と流動的に接続され、前記室外機１０から排出された冷媒が前記冷媒流路１４０ａ，１４１ａに流入し、前記冷媒流路１４０ａ，１４１ａを通過した冷媒が前記室外機１０に流入することができる。

各水流路１４０ｂ，１４１ｂは各室内機６０，７０と接続され、各室内機６０，７０から排出された水が前記水流路１４０ｂ，１４１ｂに流入し、前記水流路１４０ｂを通過した水が前記各室内機６０，７０に流入することができる。

前記熱交換装置１００は、前記第１室外機接続管２０から分岐する第１分岐管１０１及び第２分岐管１０２を含むことができる。

前記第１分岐管１０１及び第２分岐管１０２には、一例として、高圧状態の冷媒が流動することができる。したがって、前記第１分岐管１０１及び第２分岐管１０２を高圧配管と命名することができる。

前記第１分岐管１０１及び第２分岐管１０２には第１弁１０３，１０４が備えられ得る。ただし、前記第１室外機接続管２０から分岐する分岐管の個数には制限がないことを明らかにしておく。

前記熱交換装置１００は、前記第２室外機接続管２５から分岐する第３分岐管１０５及び第４分岐管１０６を含むことができる。

前記第３分岐管１０５及び第４分岐管１０６は、一例として、低圧状態の冷媒が流動することができる。したがって、前記第３分岐管１０５及び第４分岐管１０６を、一例として低圧配管ということができる。

前記第３分岐管１０５及び第４分岐管１０６には第２弁１０７，１０８が備えられ得る。ただし、前記第２室外機接続管２５から分岐する分岐管の個数には制限がないことを明らかにしておく。

前記熱交換装置１００は、前記第１分岐管１０１及び前記第３分岐管１０５が接続される第１共通気管１１１と、前記第２分岐管１０２及び前記第４分岐管１０６が接続される第２共通気管１１２とを含むことができる。

前記第１共通気管１１１は、前記第１熱交換器１４０の冷媒流路１４０ａの一端と接続され得る。

前記各熱交換器１４０，１４１の前記冷媒流路１４０ａ，１４１ａの他端には冷媒配管１２１，１２２が接続され得る。

前記第１熱交換器１４０に第１冷媒配管１２１が接続され、前記第２熱交換器１４１に第２冷媒配管１２２が接続され得る。

前記第１冷媒配管１２１には第１膨張弁１２３が備えられ、前記第２冷媒配管１２２には第２膨張弁１２４が備えられ得る。

前記第１冷媒配管１２１及び第２冷媒配管１２２は、前記第３室外機接続管２７に接続され得る。

前記各膨張弁１２３，１２４は、一例として、電子膨張弁（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｖａｌｖｅ、ＥＥＶ）を含むことができる。

前記電子膨張弁は、開度調節を通じて、前記膨張弁を通過する冷媒の圧力を降下させることができる。一例として、前記膨張弁が完全に開放されると（ｆｕｌｌ－ｏｐｅｎ状態）、冷媒は減圧なしで通過することができ、前記膨張弁の開度が小さくなると、冷媒は減圧が行われ得る。前記冷媒の減圧される程度は、前記開度が小さくなるほど大きくなる。

前記熱交換装置１００は、前記第３分岐管１０５と前記第１共通気管１１１とを接続する第１バイパス配管１１３をさらに含むことができる。

前記第１バイパス配管１１３は、冷媒が前記第３分岐管１０５の第２弁１０７を迂回するようにする。前記第１バイパス配管１１３には第１調節弁１１４が備えられ得る。

前記熱交換装置１００は、前記第４分岐管１０６と前記第２共通気管１１２とを接続する第２バイパス配管１１５をさらに含むことができる。

前記第２バイパス配管１１５は、冷媒が前記第４分岐管１０６の第２弁１０８を迂回するようにする。前記第２バイパス配管１１５には第２調節弁１１６が備えられ得る。

前記第１及び第２調節弁１１４，１１６は、冷媒の流量の調節が可能な弁である。すなわち、前記調節弁１１４，１１６は、開度調節が可能な電子膨張弁であり得る。

一方、前記各室内機接続管３０，３５は、熱交換器流入管３１，３６と、熱交換器流出管３２，３７とを含むことができる。

前記各熱交換器流入管３１，３６にはポンプ１５１，１５２が備えられ得る。

前記各熱交換器流入管３１，３６及び熱交換器流出管３２，３７は各室内熱交換器６１，７１と接続され得る。

前記熱交換器流入管３１，３６は、前記室内熱交換器６１，７１を基準として室内機流入管の役割を果たし、前記熱交換器流出管３２，３７は、前記室内熱交換器６１，７１を基準として室内機流出管の役割を果たす。

図３は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の暖房運転時の熱交換装置での冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。

図３を参照すると、前記空気調和装置１が暖房運転されると（多数の室内機が暖房運転されると）、室外機１０の圧縮機１１で圧縮された高圧の気相冷媒は、第１室外機接続管２０を流動した後に前記第１分岐管１０１及び第２分岐管１０２に分岐され得る。

前記空気調和装置１の暖房運転時に、前記第１及び第２分岐管１０１，１０２の第１弁１０３，１０４は開かれ、前記第３及び第４分岐管１０５，１０６の第２弁１０７，１０８は閉じられる。また、前記第１及び第２バイパス弁１１４，１１６は閉じられる。

前記第１分岐管１０１に分岐された冷媒は、前記第１共通気管１１１に沿って流動した後に、前記第１熱交換器１４０の冷媒流路１４０ａに流動する。

前記第２分岐管１０２に分岐された冷媒は、前記第２共通気管１１２に沿って流動した後に、前記第２熱交換器１４１の冷媒流路１４１ａに流動する。

本実施例において、前記空気調和装置１の暖房運転時に、前記熱交換器１４０，１４１は凝縮機として作用することができる。

前記空気調和装置１の暖房運転時に、前記第１膨張弁１２３及び第２膨張弁１２４は開かれる。

前記各熱交換器１４０，１４１の冷媒流路１４０ａ，１４１ａを通過した冷媒は、前記各膨張弁１２３，１２４を通過した後に前記第３室外機接続管２７に流動する。

前記第３室外機接続管２７に排出された冷媒は、室外機１０に流入し、前記圧縮機１１に吸入され得る。前記圧縮機１１で圧縮された高圧の冷媒は、再び前記第１室外機接続管２０を介して前記熱交換装置１００に流動する。

一方、前記各熱交換器１４０，１４１の水流路１４０ｂ，１４１ｂを流動する水は、冷媒との熱交換によって加熱され、加熱された水は、前記各室内熱交換器６１，７１に供給されて暖房を行うことができる。

図４は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の冷房運転時の熱交換装置での冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。

図４を参照すると、前記空気調和装置１が冷房運転されると（多数の室内機が冷房運転されると）、室外機１０の室外熱交換器１５で凝縮された高圧の液冷媒は、第３室外機接続管２７を流動した後に前記第１冷媒配管１２１及び第２冷媒配管１２２に分配され得る。

前記第１及び第２冷媒配管１２１，１２２に備えられる膨張弁１２３，１２４が所定の開度に開かれるので、冷媒は、前記膨張弁１２３，１２４を通過しながら低圧の冷媒に減圧され得る。

減圧された冷媒は、前記熱交換器１４０，１４１の冷媒流路１４０ａ，１４１ａに沿って流動しながら水との熱交換を通じて蒸発し得る。すなわち、前記空気調和装置１の冷房運転時に、前記熱交換器１４０，１４１は蒸発器として作用することができる。

前記空気調和装置１が冷房運転される間には、前記第１及び第２分岐管１０１，１０２の第１弁１０３，１０４は閉じられ、前記第３及び第４分岐管１０５，１０６の第２弁１０７，１０８は開かれる。また、前記バイパス弁１１４，１１６は閉じられる。

したがって、前記各熱交換器１４０，１４１の冷媒流路１４０ａ，１４１ａを通過した冷媒は前記各共通気管１１１，１１２に流動する。

前記各共通気管１１１，１１２に流動した冷媒は、前記第３及び第４分岐管１０５，１０６を流動した後に前記第２室外機接続管２５に流動するようになる。

前記第２室外機接続管２５に排出された冷媒は、室外機１０に流入し、前記圧縮機１１に吸入され得る。前記圧縮機１１で圧縮された高圧の冷媒は、室外熱交換器１５で凝縮し、凝縮した液冷媒は、再び第３室外機接続管２７に沿って流動することができる。

一方、水の流動は、図３で説明したものと同一であるので、詳細な説明は省略する。

図５は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の冷房運転時、多数の熱交換器のうち一部のみが使用される場合の冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。図６は、未使用の熱交換器から冷媒が回収される様子を示すサイクル線図である。

まず、図５を参照すると、冷房運転される室内機の台数が少ないか、または室内機の冷房負荷が小さい場合には、多数の熱交換器のうち一部のみが蒸発器として使用され得る。

図５では、第１熱交換器１４０が使用され、第２熱交換器１４１が使用されない場合が示される。以下の説明は、第２熱交換器１４１が使用され、第１熱交換器１４０が使用されない場合にも同様に適用することができる。

前記空気調和装置１が冷房運転されると、室外機１０の室外熱交換器１５で凝縮した高圧の液冷媒は、第３室外機接続管２７を流動した後に前記第１冷媒配管１２１及び第２冷媒配管１２２に分配され得る。

このとき、使用される第１熱交換器１４０に対応する第１膨張弁１２３は開かれ、未使用の第２熱交換器１４１に対応する第２膨張弁１２４は閉じられる。

また、使用される第１熱交換器１４０に対応する第３分岐管１０５の弁１０７は開かれ、未使用の第４熱交換器１４１に対応する第４分岐管１０６の弁１０８は閉じられる。

また、空気調和装置１が冷房運転の開始時には、前記バイパス弁１１４，１１６は閉じられた状態である。

すると、前記第１冷媒配管１２１で冷媒の流動が可能であるので、冷媒が前記第１膨張弁１２３を通過しながら膨張した後に前記第１熱交換器１４０を流動する。前記第１熱交換器１４０を流動した冷媒は前記第１共通気管１１１に流動する。

前記第１共通気管１１１に流動した冷媒は、前記第３分岐管１０５を流動した後に前記第２室外機接続管２５に流動するようになる。

前記第２室外機接続管２５に排出された冷媒は、室外機１０に流入し、前記圧縮機１１に吸入され得る。前記圧縮機１１で圧縮された高圧の冷媒は、室外熱交換器１５で凝縮し、凝縮した液冷媒は、再び第３室外機接続管２７に沿って流動することができる。

一方、前記第４分岐管１０６の弁１０８が閉じられており、前記第２膨張弁１２４が閉じられているので、前記第２熱交換器１４１で冷媒は流動しない。

したがって、前記第２熱交換器１４１内で水流路１４１ｂに水が存在しても、冷媒によって前記水流路１４１ｂの水が凍って前記第２熱交換器１４１が破損することを防止することができる。

前記第２熱交換器１４１が使用されないので、前記第２熱交換器１４１の水流路１４０ｂに水が流動しない。

一方、前記第２熱交換器１４１を使用しないので前記第２膨張弁１２４を閉じても、前記第２膨張弁１２４から微量の冷媒が漏洩することがある。

冷媒が漏洩するということは、冷媒が前記第２膨張弁１２４を通過することを意味する。

もし、前記第２膨張弁１２４から冷媒が漏洩した場合、漏洩した冷媒は、前記第２熱交換器１４１の冷媒流路１４１ａに溜まるようになる。

前記第２膨張弁１２４から冷媒が漏洩した場合に、前記第２膨張弁１２４の開度が非常に小さいので、微量の冷媒が前記第２膨張弁１２４を通過する場合、冷媒の温度下降幅が大きい。

このように、冷媒の温度下降幅が大きい状態で、冷媒が前記第２熱交換器１４１の内部で停滞している場合よりも、冷媒が第２熱交換器１４１内で流動する場合が、水流路１４１ｂに存在する水が凍ってしまう可能性が高い。

本実施例のように、未使用の第２熱交換器１４１に対応する前記第４分岐管１０６の弁１０８を閉じると、前記第２熱交換器１４１の冷媒流路１４１ａ及び前記第２共通気管１１２で冷媒が流動しない。

一方、前記第２膨張弁１２４から冷媒が漏洩する場合、前記第２熱交換器１４１の冷媒流路１４１ａの温度が低くなる。したがって、温度センサ１４１ｃは、前記冷媒流路１４１ａの入口温度又は出口温度を感知することができる。

図６には、一例として、温度センサ１４１ｃが前記冷媒流路１４１ａの出口温度を感知することが示される。

前記温度センサ１４１ｃで感知された温度が基準温度に達すると、前記水流路１４１ｂで水が結氷することが防止されるように、水が前記水流路１４１ｂを流動するように第２ポンプ１５２を作動させることができる。

前記第２ポンプ１５２は、一定時間動作した後に停止するか、または間欠的にオン／オフを繰り返すことができる。

前記第２膨張弁１２４から漏洩した冷媒が前記第２熱交換器１４１で持続的に溜まる場合、使用される前記第１熱交換器１４０に流動する冷媒の量が減少するようになる。すなわち、冷媒不足により冷媒サイクルの性能が低下することがある。

したがって、未使用の熱交換器に溜まった冷媒を室外機１０に回収するために、未使用の熱交換器に対応するバイパス弁１１６が間欠的に開放され得る。

例えば、未使用の第２熱交換器１４１に対応する第２バイパス弁１１６が開放され得る。このとき、前記第２バイパス弁１１６の開度を調節することによって、室外機１０に回収される冷媒の量を調節することができる。

前記第２熱交換器１４１には異常状態の冷媒が漏洩することがあり、前記第２熱交換器１４１に冷媒が停滞する時間が増加すると、気相冷媒が液冷媒に凝縮してしまい、前記第２熱交換器１４１に溜まった冷媒は、ほとんどが液冷媒であり得る。

前記第２バイパス弁１１６の開度が大きくて回収される液冷媒の量が多い場合には、冷媒の回収時間は短縮できるが、急に回収される液冷媒によって圧縮機の低圧が高くなってしまい、サイクル性能が低下することがある。

したがって、本実施例では、図６のように、前記第２バイパス弁１１６の開度を調節して、少量の液冷媒が繰り返して多数回にわたって回収されるようにすることができる。

例えば、第２熱交換器１４１を使用しない時点から一定の時間間隔で前記第２バイパス弁１１６によって冷媒が回収されるようにすることができる。

または、室外機１０と熱交換装置１００を流動する冷媒の状態を判断し、冷媒の回収が必要であると判断される場合、前記第２バイパス弁１１６が作動してもよい。

前記第２バイパス弁１１６が作動すると、前記第２熱交換器１４１に溜まった冷媒が、前記第２共通気管１１２、前記第２バイパス配管１１５を通過して前記第２室外機接続管２５に流動するようになる。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で、多様な修正及び変形が可能であろう。より具体的に、構成要素の変更及び／又は配置の多様な修正及び変更が本発明の明細書、図面及び添付された請求項の範囲内で可能である。構成要素の変更及び／又は配置の多様な修正及び変更の他にも、選択的な用途も技術分野で通常の知識を有した者には自明である。

Claims (19)

1. 空気調和装置であって、
   冷媒が循環する室外機と、
   水が循環する室内機と、
   前記室外機と前記室内機とを接続し、前記冷媒と水との間に熱交換を行う熱交換装置と、
   前記室外機と前記熱交換装置とを接続する第１室外機接続管乃至第３室外機接続管と、を備えてなり、
   前記熱交換装置は、第１熱交換器及び第２熱交換器と、
   前記第１室外機接続管から分岐する第１分岐管及び第２分岐管と、
   前記第１分岐管及び前記第２分岐管にそれぞれ備えられる第１弁と、
   前記第２室外機接続管から分岐する第３分岐管及び第４分岐管と、
   前記第３分岐管及び前記第４分岐管にそれぞれ備えられる第２弁と、
   前記第３室外機接続管から分岐する第１冷媒配管及び第２冷媒配管と、
   前記第１冷媒配管に備えられる第１膨張弁と、
   前記第２冷媒配管に備えられる第２膨張弁と、を備え、
   空気調和装置の冷房運転時に、前記第１熱交換器が使用され、前記第２熱交換器が使用されない場合、
   前記第１弁は閉じられ、
   前記第３分岐管に備えられる第２弁は開かれ、前記第４分岐管に備えられる第２弁は閉じられ、
   前記第１膨張弁は開かれ、前記第２膨張弁は閉じられる、空気調和装置。
2. 前記熱交換装置は、
   前記第１分岐管及び前記第３分岐管が接続される第１共通気管と、
   前記第３分岐管と前記第１共通気管とを接続する第１バイパス配管と、
   前記第１バイパス配管に備えられる第１バイパス弁と、
   前記第２分岐管及び前記第４分岐管が接続される第２共通気管と、
   前記第４分岐管と前記第２共通気管とを接続する第２バイパス配管と、
   前記第２バイパス配管に備えられる第２バイパス弁と、を更に備える、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第１共通気管は前記第１熱交換器に接続され、
   前記第２共通気管は前記第２熱交換器に接続され、
   前記第１冷媒配管は前記第１熱交換器に接続され、
   前記第２冷媒配管は前記第２熱交換器に接続される、請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記各バイパス弁は、冷媒の流量の調節が可能な弁である、請求項２に記載の空気調和装置。
5. 空気調和装置の冷房運転の開始時に、前記第１バイパス弁及び前記第２バイパス弁は閉じられた状態が維持される、請求項２に記載の空気調和装置。
6. 前記各熱交換器は、
   冷媒が流動する冷媒流路と、
   前記冷媒流路上の冷媒と熱交換されるために水が流動する水流路と、を備え、
   前記水流路を流動した水が前記室内機に流動する、請求項２に記載の空気調和装置。
7. 前記第２熱交換器の冷媒流路の温度を感知する温度センサを更に備え、
   前記温度センサで感知された温度が基準温度以下になると、前記第２熱交換器の水流路に水を供給するためのポンプが作動する、請求項６に記載の空気調和装置。
8. 前記ポンプは、一定時間動作した後に停止するか、又は、間欠的にオン／オフされる、請求項７に記載の空気調和装置。
9. 前記第２熱交換器の冷媒流路に冷媒が溜まったことが感知されると、前記第１バイパス弁が閉じられた状態で、前記第２バイパス弁が開かれる、請求項２に記載の空気調和装置。
10. 前記第２バイパス弁は、間欠的に多数回動作する、請求項９に記載の空気調和装置。
11. 前記第２熱交換器を使用しない時点から一定の時間間隔で前記第２バイパス弁が動作する、請求項１０に記載の空気調和装置。
12. 空気調和装置の冷房運転時に、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器が使用されると、
    前記第１弁は閉じられ、
    前記第２弁は開かれ、
    前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁は開かれ、
    前記各バイパス弁は閉じられる、請求項２に記載の空気調和装置。
13. 空気調和装置の暖房運転時に、
    前記第１分岐管及び前記第２分岐管にそれぞれ備えられる第１弁は開かれ、
    前記第３分岐管及び前記第４分岐管にそれぞれ備えられる第２弁は閉じられ、
    前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁は開かれ、
    前記各バイパス弁は閉じられる、請求項２に記載の空気調和装置。
14. 空気調和装置であって、
    冷媒が循環する室外機と、
    水が循環する多数の室内機と、
    前記室外機と前記多数の室内機とを接続し、前記冷媒と水との間に熱交換を行う熱交換装置と、を備えてなり、
    前記熱交換装置は、それぞれが冷媒流路及び水流路を備える多数の熱交換器と、
    冷房運転時に、前記多数の熱交換器のそれぞれに流入する冷媒を膨張させる多数の膨張弁と、
    前記多数の熱交換器のうち一部の熱交換器が使用され、他の一部の熱交換器が使用されないとき、未使用の熱交換器に溜まった冷媒を前記室外機に回収するための冷媒回収手段と、を備える、空気調和装置。
15. 前記熱交換装置は、高圧状態の冷媒が流動する高圧配管と、
    前記高圧配管に備えられる第１弁と、
    低圧状態の冷媒が流動する低圧配管と、
    前記低圧配管に備えられる第２弁と、を備え、
    前記冷媒回収手段は、前記低圧配管と接続され、冷媒が前記低圧配管の第２弁を迂回して流動するためのバイパス配管と、
    前記バイパス配管に備えられるバイパス弁と、を備える、請求項１４に記載の空気調和装置。
16. 冷房運転時に、未使用の熱交換器に対応する低圧配管の第２弁は閉じられた状態が維持される、請求項１５に記載の空気調和装置。
17. 前記未使用の熱交換器に溜まった冷媒を前記室外機に回収するために、前記第２弁が閉じられた状態で、前記バイパス弁が開かれる、請求項１６に記載の空気調和装置。
18. 前記バイパス弁は、間欠的に多数回動作する、請求項１７に記載の空気調和装置。
19. 前記他の一部の熱交換器を使用しない時点から一定の時間間隔で前記バイパス弁が動作する、請求項１８に記載の空気調和装置。

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