JP2023030410A - 空気調和システム - Google Patents

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Shinya Matsuoka
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Abstract

【課題】室内機へ供給する冷媒を弁ユニットの制御弁で制御する場合に、空気調和機について所望の性能を確保する。【解決手段】空気調和システム10は、冷凍サイクルを行う冷媒回路RC1、室外機40、及び室外機40に対して並列に接続される複数の室内機30を含む空気調和システムであり、室内機30と室外機40とを接続する液管25L及びガス管25Gを含む冷媒配管25と、冷媒配管25の途中に設けられる弁ユニット50である遮断弁ユニット51と、遮断弁ユニット51に設けられ、液管25Lを流れる冷媒の圧力を調整する圧力制御弁PVである第1電動弁52と、を備え、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1が20m以下である。【選択図】図1A

Description

本開示は、空気調和システムに関する。
特許文献1には、室外機(熱源ユニット)、室内機(利用ユニット)、及び弁ユニット(冷媒流路切換ユニット)を備えた空気調和システムが開示されている。前記空気調和システムでは、室外機、室内機、及び弁ユニットにおいて、それぞれ制御弁を設けている。特許文献1には、さらに、室内機の制御弁を省略し、室外機又は弁ユニットの電動弁で室内機へ供給する冷媒を制御する構成とした空気調和システムが開示されている(段落0190参照)。
国際公開第2019/064566号
前記空気調和システムにおいて、弁ユニットの配置は設置現場ごとに異なっており、室内機から弁ユニットの電動弁までの距離も設置現場ごとに異なっている。室内機へ供給する冷媒を弁ユニットの電動弁で制御する場合、室内機から電動弁までの距離は、空気調和機の性能に影響を及ぼす。このため、室内機へ供給する冷媒を弁ユニットの電動弁で制御する場合、弁ユニットの配置によっては、空気調和機について所望の性能を確保できない場合がある。
本開示は、室内機へ供給する冷媒を弁ユニットの電動弁で制御する場合に、空気調和機について所望の性能を確保することを目的とする。
(1)本開示の空気調和システムは、冷凍サイクルを行う冷媒回路、室外機、及び前記室外機に対して並列に接続される複数の室内機を含む空気調和システムであって、前記室内機と前記室外機とを接続する液側配管及びガス側配管を含む冷媒配管と、前記冷媒配管の途中に設けられる弁ユニットと、前記弁ユニットに設けられ、前記液側配管を流れる冷媒の圧力を調整する圧力制御弁と、を備え、前記室内機から前記弁ユニットまでの距離が20m以下である。
室内機へ供給する冷媒を弁ユニットの電動弁で制御する場合に、室内機から弁ユニットまでの距離に応じて電動弁の制御特性が変化する。本構成の空気調和システムによれば、室内機から弁ユニットまでの距離を20m以下に制限することによって、電動弁の制御特性の変化を、空気調和機の所望の性能が確保できる許容範囲内に抑えることができる。これにより、空気調和機について所望の性能を確保することができる。
(2)本開示の空気調和システムは、前記弁ユニットが、前記複数の室内機への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニットであり、前記圧力制御弁が、前記冷媒流路切換ユニットが有する液側電動弁であると好ましい。
この場合、冷媒流路切換ユニットの液側電動弁を、室内機へ供給する冷媒の圧力を制御する圧力制御弁として用いることができる。これにより、圧力制御弁を別途設ける必要がなくなり、空気調和システムのコスト増大を抑制することができる。
(3)本開示の空気調和システムは、前記弁ユニットが、前記複数の室内機への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニットであり、前記圧力制御弁が、前記冷媒流路切換ユニットが有する液側電動弁と直列に接続されていると好ましい。
この場合、冷媒流路切換ユニットの液側電動弁とは別に当該冷媒流路切換ユニットに設けた圧力制御弁で、室内機に供給する冷媒の圧力を制御することができる。これにより、空気調和機について所望の性能を確保することができる。
(4)本開示の空気調和システムは、前記室内機は、当該室内機の動作を制御する第1制御部をさらに備えるとともに、前記弁ユニットは、当該弁ユニットの動作を制御する第2制御部をさらに備えており、前記圧力制御弁は、前記第1制御部から前記第2制御部に送られる情報に基づいて制御されると好ましい。
この場合、室内機が検知した室内の情報に基づいて、圧力制御弁を制御することができる。
(5)本開示の空気調和システムは、前記弁ユニットが、前記室内機のケーシングに直接固定されていると好ましい。
この場合、室内機から弁ユニットまでの距離を一定化することができる。これにより、室内機から弁ユニットまでの距離を、確実に20m以下とすることができる。
(6)本開示の空気調和システムは、前記圧力制御弁が、前記液側配管の冷媒の流れを遮断可能な遮断弁であると好ましい。
この場合、遮断弁ユニットの液側遮断弁を、圧力制御弁として用いることで、圧力制御弁を別途設ける必要がなくなり、空気調和システムのコスト増大を抑制することができる。
本開示の第1実施形態に係る空気調和システムの概略的な構成図。 本開示の第2実施形態に係る空気調和システムの概略的な構成図。 本開示の第3実施形態に係る空気調和システムの概略的な構成図。 本開示の第1実施形態に係る空気調和システムの変形例を示す概略的な構成図。 本開示の第2実施形態に係る空気調和システムの変形例を示す概略的な構成図。 本開示の第1実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図。 本開示の第1実施形態に係る空気調和システムのブロック図。 本開示の第2実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図。 本開示の第2実施形態に係る空気調和システムのブロック図。 本開示の第3実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図。 本開示の第3実施形態に係る空気調和システムのブロック図。 本開示の第4実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図。 本開示の第4実施形態に係る空気調和システムのブロック図。
(空気調和システムの概要)
図1Aは、本開示の第1の実施形態に係る空気調和システムの概略的な構成図である。図1Bは、本開示の第2の実施形態に係る空気調和システムの概略的な構成図である。図1Cは、本開示の第3の実施形態に係る空気調和システムの概略的な構成図である。図1A、図1B、及び図1Cは、本開示の空気調和システム10の概略的な構成を示している。なお、以下の説明では、第1実施形態に係る空気調和システム10(図1A参照)を第1空気調和システム11と称し、第2実施形態に係る空気調和システム10(図1B参照)を第2空気調和システム12と称し、第3実施形態に係る空気調和システム10(図1C参照)を第3空気調和システム13と称する。以下の説明において、単に「空気調和システム10」と記載する場合は、第1~第3の各空気調和システム11~13で共通する構成について説明している。なお、以下の説明でいう「第1仕様」とは、複数の室内機を有する空気調和機において、全ての室内機を冷房運転又は暖房運転のいずれか一方に切り換えて運転する仕様(いわゆる冷暖切換仕様)であり、「第2仕様」とは、複数の室内機を有する空気調和機において、室内機ごとに冷房運転又は暖房運転を個別に選択して運転可能な仕様(いわゆる冷暖フリー仕様)である。
図1A、図1B、及び図1Cに示す空気調和システム10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10は、室内機30及び室外機40を含む空気調和機20を備えている。空気調和機20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。
図1Aに示す第1空気調和システム11は、第1仕様の空気調和機20である第1空気調和機21を備えている。第1空気調和機21は、室内機30及び室外機40を備えている。以下の説明では、第1空気調和機21が有する室外機40を第1室外機41と称する。
図1Bに示す第2空気調和システム12及び図1Cに示す第3空気調和システム13は、第2仕様の空気調和機20を備えている。以下の説明では、第2空気調和システム12が有する空気調和機20を第2空気調和機22と称し、第3空気調和システム13が有する空気調和機20を第3空気調和機23と称する。
第2空気調和機22は、室内機30及び室外機40を備えている。以下の説明では、第2空気調和機22が有する室外機40を第2室外機42と称する。なお、第3空気調和機23(図2B参照)が有する室外機40も第2室外機42である。言い換えると、第2空気調和機22及び第3空気調和機23は、共通の第2室外機42を備えている。
図1A、図1B、及び図1Cに示すように、第1空気調和機21、第2空気調和機22、及び第3空気調和機23は、共通の室内機30を備えている。
空気調和機20は、冷媒配管25を備えている。第1空気調和機21が有する冷媒配管25は、液管(液側配管)25L及びガス管(ガス側配管)25Gを含んでいる。第2空気調和機22及び第3空気調和機23が有する冷媒配管25は、液管25L、高低圧ガス管(ガス側配管)25G1、及び吸入ガス管(ガス側配管)25G2を含んでいる。
空気調和機20(第1空気調和機21、第2空気調和機22、及び第3空気調和機23)は、さらに弁ユニット50を備えている。第1空気調和機21が有する弁ユニット50は、遮断弁ユニット51である。第2空気調和機22が有する弁ユニット50は、冷媒流路切換ユニット55である。第3空気調和機23が有する弁ユニット50は、遮断弁ユニット51及び冷媒流路切換ユニット55である。
(第1空気調和システムについて)
図3は、本開示の第1実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図である。図4は、本開示の第1実施形態に係る空気調和システムのブロック図である。図1A、図3及び図4に示すように、第1空気調和システム11は、第1空気調和機21を備えている。第1空気調和機21は、第1室外機41に対して複数台の室内機30が並列に接続されたマルチタイプの空気調和機である。図3に示す例では、1台の第1室外機41に2台以上の室内機30が接続されている。ただし、第1室外機41及び室内機30の台数は限定されない。第1空気調和機21は、冷房運転及び暖房運転を切り換えて、対象空間の空調を行うことができる。
第1空気調和機21は、室内機30と室外機40と弁ユニット50(遮断弁ユニット51)を備えている。第1空気調和機21は、冷媒として可燃性を有する冷媒(例えば、微燃焼性を有するR32)を使用するため、室内機30へ供給する冷媒を遮断する遮断弁ユニット51を設けている。
第1空気調和機21は、冷媒回路RC1を有している。冷媒回路RC1は、第1室外機41と室内機30との間で冷媒を循環させる。冷媒回路RC1は、圧縮機81、四路切換弁82、室外熱交換器83、室外膨張弁84、液閉鎖弁85、室内熱交換器31、ガス閉鎖弁86、及びこれらを接続する冷媒配管25(液管25L及びガス管25G)を備えている。
(室内機について)
室内機30は、室内熱交換器31を備えている。室内熱交換器31は、冷媒回路RC1を構成する。室内熱交換器31は、クロスフィンチューブ式又はマイクロチャネル式の熱交換器とされ、室内の空気と熱交換するために用いられる。
室内機30は、室内ファン32及び室内温度センサ33を備えている。室内ファン32は、室内の空気を室内機30の内部に取り込み、取り込んだ空気と室内熱交換器31との間で熱交換を行わせた後、当該空気を室内に吹き出すように構成されている。室内ファン32は、インバータ制御によって運転回転数を調整可能なモータを備えている。室内温度センサ33は、室内の温度を検出する。
以上に説明した通り、本開示の室内機30は、当該室内機30の内部に電動弁(室内膨張弁)を有していない。本開示の空気調和システム10では、内部に電動弁(室内膨張弁)を有していない室内機30を使用することにより、室外機40の仕様に関わらず、共通の室内機30を使用することを可能にしている。
(第1室外機について)
図3に示すように、第1室外機41は、圧縮機81、四路切換弁82、室外熱交換器83、室外膨張弁84、液閉鎖弁85、ガス閉鎖弁86等を備えている。
圧縮機81は、低圧のガス状冷媒を吸引し高圧のガス状冷媒を吐出する。圧縮機81は、インバータ制御によって運転回転数を調整可能なモータを備えている。圧縮機81は、モータがインバータ制御されることによって容量(能力)を変更可能な可変容量型(能力可変型)である。ただし、圧縮機81は一定容量型であってもよい。
四路切換弁82は、冷媒配管における冷媒の流れを反転させ、圧縮機81から吐出される冷媒を室外熱交換器83と室内熱交換器31との一方に切り換えて供給する。これにより、第1空気調和機21は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる。
室外熱交換器83は、例えばクロスフィンチューブ式又はマイクロチャネル式の熱交換器であり、空気を熱源として冷媒と熱交換するために用いられる。室外膨張弁84は、冷媒の流量及び圧力を調節することが可能な電動弁により構成されている。第1空気調和機21では、室外膨張弁84の開度を制御して、室内熱交換器31に供給する冷媒の圧力を調節する。
液閉鎖弁85は、手動の開閉弁である。ガス閉鎖弁86も手動の開閉弁である。液閉鎖弁85及びガス閉鎖弁86は、閉じることによって液管25L及びガス管25Gにおける冷媒の流れを遮蔽し、開くことによって、液管25L及びガス管25Gにおける冷媒の流れを許容する。
第1室外機41は、さらに室外ファン87を備えている。室外ファン87は、インバータ制御によって運転回転数を調整可能なモータを備えている。室外ファン87は、屋外の空気を第1室外機41の内部に取り込み、取り込んだ空気と室外熱交換器83との間で熱交換を行わせた後、当該空気を第1室外機41の外部に吹き出すように構成されている。なお、第1室外機41は、図示しない複数の冷媒圧力センサ、複数の冷媒温度センサ、及び外気温度センサをさらに備えている。
(遮断弁ユニットについて)
図3及び図4に示すように、遮断弁ユニット51は、第1電動弁52及び第2電動弁53を備えている。第1電動弁52及び第2電動弁53は電動弁である。第1電動弁52は、液管25Lに設けられており、当該第1電動弁52の開度を調整することによって、液管25Lを流れる液状冷媒の圧力を調整することができる。第1電動弁52は、その弁開度を全閉とすることによって、液管25Lにおける液状冷媒の流れを遮断することができる。第2電動弁53は、ガス管25Gに設けられており、当該第2電動弁53の弁開度を全閉とすることによって、ガス管25Gにおけるガス状冷媒の流れを遮断することができる。言い換えると、遮断弁ユニット51は、室内機30への冷媒の流れを「開」又は「閉」に切り換える弁ユニット50である。
(制御部について)
空気調和システム10は、当該空気調和システム10の動作を制御する制御部60を備えている。制御部60は、室外機40に配置された室外制御部(第1制御部)61と、室内機30に配置された室内制御部(第2制御部)62とを含んでいる。
室外制御部61は、室外機40の動作を制御する装置であり、例えば、CPU等のプロセッサ、RAM、ROM等のメモリを備えたマイクロコンピュータにより構成される。室外制御部61は、LSI、ASIC、FPGA等を用いてハードウェアとして実現されるものであってもよい。室外制御部61は、メモリにインストールされたプログラムをプロセッサが実行することによって、所定の機能を発揮する。以下の説明では、第1室外機41に設けられた室外制御部61を第1室外制御部61Aと称する。第1室外機41に設けられた各センサの検出値は、第1室外制御部61Aに入力される。第1室外制御部61Aは、各センサの検出値等に基づいて、室外膨張弁84、圧縮機81、室外ファン87等の動作を制御する。
室内制御部62は、室内機30の動作を制御する装置であり、例えば、CPU等のプロセッサ、RAM、ROM等のメモリを備えたマイクロコンピュータにより構成される。室内制御部62は、LSI、ASIC、FPGA等を用いてハードウェアとして実現されるものであってもよい。室内制御部62は、メモリにインストールされたプログラムをプロセッサが実行することによって、所定の機能を発揮する。室内機30に設けられた各センサの検出値は、室内制御部62に入力される。室内制御部62は、各センサの検出値等に基づいて、室内機30の動作を制御する。室内制御部62は、ユーザが室内機30の運転・停止、及び設定温度の変更等を行うリモコン36が接続されている。
(第2空気調和システムの制御部について)
第2空気調和システム12は、遮断弁ユニット51に備えられた遮断弁制御部63を更に有している。第2空気調和システム12において、制御部60は、第1室外制御部61Aと、室内制御部62と、遮断弁制御部63とを含んでいる。第1室外制御部61A、室内制御部62、及び遮断弁制御部63は、伝送線を介して相互に通信可能に接続されている。
(遮断弁制御部について)
遮断弁制御部63は、遮断弁ユニット51の動作を制御する装置であり、例えば、CPU等のプロセッサ、RAM、ROM等のメモリを備えたマイクロコンピュータにより構成される。遮断弁制御部63は、LSI、ASIC、FPGA等を用いてハードウェアとして実現されるものであってもよい。遮断弁制御部63は、メモリにインストールされたプログラムをプロセッサが実行することによって、所定の機能を発揮する。遮断弁制御部63は、室内機30及び第1室外機41が有する各センサ(図示省略)の検出値等に基づいて、第1電動弁52及び第2電動弁53の動作を制御する。なお、第2空気調和システム12において、遮断弁制御部63は省略してもよい。この場合、第1電動弁52及び第2電動弁53の動作は、第1室外制御部61A及び/又は室内制御部62によって制御する。
第1空気調和システム11では、システム運転中に室内機30に設けた冷媒センサ(図示省略)が冷媒を検知した場合、制御部60が、第1電動弁52及び第2電動弁53を全閉とする。これにより、室内機30への冷媒の供給を遮断する。
第1空気調和システム11において、第1電動弁52は、遮断弁としての役割を有するとともに、室内機30に供給する冷媒の圧力を制御するための圧力制御弁としての役割を有している。以下の説明では、室外機40から室内機30に供給する冷媒の圧力を制御するための制御弁を圧力制御弁PVと称する。言い換えると、第1空気調和システム11における第1電動弁52は、圧力制御弁PVである。
第1空気調和システム11では、第1電動弁52を、圧力制御弁PVとして使用する。遮断弁制御部63は、室内機30及び第1室外機41が有する各センサ(図示省略)の検出値等に基づいて、第1電動弁52の開度を調整し、室内機30へ供給する冷媒の圧力を制御する。第1空気調和システム11では、室内機30へ供給する冷媒の圧力を調整する制御弁として遮断弁ユニット51(弁ユニット50)の第1電動弁52を使用することで、内部に電動弁(室内膨張弁)を有していない室内機30を使用することが可能になっている。なお、本実施形態では、室内機30へ供給する冷媒の圧力調整用の制御弁の制御主体が、制御部60のうちの遮断弁制御部63である場合を例示しているが、これに限定されず、第1室外制御部61Aや室内制御部62等であってもよい。
第1空気調和システム11では、圧力制御弁PVである第1電動弁52が、室内制御部62から遮断弁制御部63に送られる情報に基づいて制御される構成としてもよい。このような構成では、室内機30が検知した室内の情報に基づいて、第1電動弁52(圧力制御弁PV)を制御することができる。
上記構成の第1空気調和機21が冷房運転を行う場合に、四路切換弁82が図3において実線で示す状態に保持される。圧縮機81から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、四路切換弁82を経て室外熱交換器83に流入し、室外ファン87の作動により室外空気と熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、全開状態の室外膨張弁84を通過するとともに、第1電動弁52で減圧されて各室内機30に流入する。室内機30において、冷媒は、室内熱交換器31で室内空気と熱交換して蒸発する。冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、室内ファン32によって室内に吹き出され、当該室内を冷房する。室内熱交換器31で蒸発した冷媒は、ガス管25Gを通って第1室外機41に戻り、四路切換弁82を経て圧縮機81に吸い込まれる。
第1空気調和機21が暖房運転を行う場合、四路切換弁82が図3において破線で示す状態に保持される。圧縮機81から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、四路切換弁82を通過して各室内機30の室内熱交換器31に流入する。室内熱交換器31において、冷媒は室内空気と熱交換して凝縮・液化する。冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、室内ファン32によって室内に吹き出され、当該室内を暖房する。室内熱交換器31において液化した冷媒は、全開とされた第1電動弁52及び液管25Lを通って第1室外機41に戻り、室外膨張弁84で所定の低圧に減圧され、さらに室外熱交換器83で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器83で蒸発して気化した冷媒は、四路切換弁82を経て圧縮機81に吸い込まれる。
第1空気調和システム11では、第1電動弁52は、液管25Lの冷媒の流れを遮断可能である。言い換えると、第1空気調和システム11では、圧力制御弁PVが、液管25Lの冷媒の流れを遮断可能な第1電動弁52である。この場合、冷媒遮断用の第1電動弁52を圧力制御弁PVとして用いることで、室内機30に供給する冷媒の圧力を調整するための制御弁(圧力制御弁PV)を別途設ける必要がなくなり、制御弁の個数を抑制することができる。これにより、第1空気調和システム11のコスト増大を抑制することができる。
(室内機から弁ユニットまでの距離について)
遮断弁ユニット51が有する第1電動弁52を、圧力制御弁PVとして使用する場合、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1(図1A参照)が、第1空気調和機21の性能を左右する。言い換えると、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1に応じて、第1電動弁52の制御特性が変化する。室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1が大きすぎる場合、第1空気調和機21について所望の性能を確保することができなくなる。第1空気調和システム11は、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1が20m以下である。この構成では、第1電動弁52の制御特性の変化を、第1空気調和機21の所望の性能が確保できる許容範囲内に抑えることができ、これにより、第1空気調和機21について、所望の性能を確保することができる。
(第1空気調和システムの変形例)
図2Aは、本開示の第1の実施形態に係る空気調和システムの変形例の概略的な構成図である。図2Aに示すように、第1空気調和機21では、遮断弁ユニット51のケーシング51aを、室内機30のケーシング30aに直付けしてもよい。この場合、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1(図1A参照)は「0」となる。このような構成とした第1空気調和システム11では、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1が確実に20m以下となる。これにより、現場での施工状況に関わらず、第1空気調和機21について、所望の性能を確実に確保することができる。
(第2空気調和システムについて)
図5は、本開示の第2実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図である。図6は、本開示の第2実施形態に係る空気調和システムのブロック図である。図1B、図5及び図6に示すように、第2空気調和システム12は、第2空気調和機22を備えている。
第2空気調和機22は、室内機30、第2室外機42、及び弁ユニット50を有している。第2空気調和機22は、冷媒回路RC2を有している。冷媒回路RC2は、第2室外機42と室内機30との間で冷媒を循環させる。冷媒回路RC2は、後で説明する熱源側冷媒回路RC2A、利用側冷媒回路RC2B、及び中間冷媒回路RC2Cを含んでいる。第2空気調和機22は、1台の第2室外機42に対して2台以上の室内機30が接続されている。
第2空気調和機22が有する弁ユニット50は、冷媒流路切換ユニット55である。第2空気調和機22は、1台の第2室外機42に対して2台以上の室内機30が接続されている。各室内機30は、冷媒流路切換ユニット55を介して第2室外機42に接続されている。第2空気調和機22は、冷媒流路切換ユニット55によって室内機30毎に冷房運転及び暖房運転を自由に選択して、対象空間の空調を行うことができる。
(第2室外機の構成)
図5に示すように、第2室外機42内には、各種の機器が配設され、これらの機器が冷媒配管を介して接続されることで、熱源側冷媒回路RC2Aが構成されている。熱源側冷媒回路RC2Aは、冷媒配管25(液管25L、高低圧ガス管25G1及び吸入ガス管25G2)を介して、冷媒流路切換ユニット55内の中間冷媒回路RC2Cに接続されている。
熱源側冷媒回路RC2Aは、液側閉鎖弁101、ガス側第1閉鎖弁102、ガス側第2閉鎖弁103、アキュムレータ104、圧縮機105、第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、第3流路切換弁108、室外熱交換器109、第1室外膨張弁110、及び第2室外膨張弁111を備えている。熱源側冷媒回路RC2Aは、これらの機器が複数の冷媒配管を介して接続されることにより構成されている。第2室外機42内には、さらに室外ファン112や図示しない室外制御部61(図6参照)等が配設されている。
液側閉鎖弁101、ガス側第1閉鎖弁102、及びガス側第2閉鎖弁103は、冷媒の充填やポンプダウン等の際に開閉される手動の弁である。液側閉鎖弁101の一端は、液管25Lに接続されている。液側閉鎖弁101の他端は、第1室外膨張弁110及び第2室外膨張弁111まで延びる冷媒配管に接続されている。ガス側第1閉鎖弁102の一端は、高低圧ガス管25G1に接続されている。ガス側第1閉鎖弁102の他端は、第2流路切換弁107まで延びる冷媒配管に接続されている。ガス側第2閉鎖弁103の一端は、吸入ガス管25G2に接続されている。ガス側第2閉鎖弁103の他端は、アキュムレータ104まで延びる冷媒配管に接続されている。
アキュムレータ104は、圧縮機105に吸入される低圧冷媒を一時的に貯留し、ガス冷媒と液冷媒とを分離するための容器である。
圧縮機105は、圧縮機用モータを内蔵する密閉式の構造を有しており、例えばスクロール方式やロータリ方式などの容積式の圧縮機である。圧縮機105は、吸入配管105bから吸入した低圧冷媒を圧縮した後、吐出配管105aから吐出する。圧縮機105の内部には、冷凍機油が収容されている。この冷凍機油は、冷媒とともに冷媒回路内を循環することがある。本実施形態の第2室外機42は、1台の圧縮機105を備えているが、並列に接続された2台以上の圧縮機105を備えていてもよい。
第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108は、四路切換弁である。第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108は、第3空気調和機23の運転状況に応じて冷媒の流れを切り換える。第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108の一の冷媒流入口には、吐出配管105a又は吐出配管105aから延びる分岐管が接続されている。第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108の一の冷媒流入口には、ガス側第2閉鎖弁103とアキュムレータ104とを接続する冷媒配管105cから延びる分岐管が接続されている。第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108は、運転時において、一の冷媒流路における冷媒の流れが遮断されるように構成されており、事実上、三方弁として機能している。
室外熱交換器109は、クロスフィン型式やマイクロチャネル型式の熱交換器である。室外熱交換器109は、第1熱交換部109aと、第2熱交換部109bとを含んでいる。第1熱交換部109aは室外熱交換器109の上部に設けられており、第2熱交換部109bは第1熱交換部109aよりも下部に設けられている。
第1熱交換部109aのガス側端は、第3流路切換弁108まで延びる冷媒配管に接続されている。第1熱交換部109aの液側端は、第1室外膨張弁110まで延びる冷媒配管に接続されている。
第2熱交換部109bのガス側端は、第1流路切換弁106まで延びる冷媒配管に接続されている。第2熱交換部109bの液側端は、第2室外膨張弁111まで延びる冷媒配管に接続されている。
第1熱交換部109a及び第2熱交換部109bを通過する冷媒は、室外ファン112が生成する空気流と熱交換する。室外ファン112は、例えばプロペラファンであり、室外ファン用モータ(図示省略)により駆動される。室外ファン112は、第2室外機42内に流入し室外熱交換器109を通過して第2室外機42外へ流出する空気流を生成する。
第1室外膨張弁110及び第2室外膨張弁111は、例えば開度調整が可能な電動弁である。第1室外膨張弁110の一端は、第1熱交換部109aから延びる冷媒配管に接続されている。第1室外膨張弁110の他端は、液側閉鎖弁101まで延びる冷媒配管に接続されている。
第2室外膨張弁111の一端は、第2熱交換部109bから延びる冷媒配管に接続されている。第2室外膨張弁111の他端は、液側閉鎖弁101まで延びる冷媒配管に接続されている。第1室外膨張弁110及び第2室外膨張弁111は、運転状況に応じて開度が調整され、内部を通過する冷媒をその開度に応じて減圧する。
圧縮機105、室外ファン112、第1室外膨張弁110、第2室外膨張弁111、第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108は、室外制御部61(図6参照)により動作制御される。なお、以下の説明では、第2室外機42が有する室外制御部61を第2室外制御部61Bと称する。
(室内機)
第2空気調和機22は、第1空気調和機21と同じ室内機30を有する。第2空気調和機22における室内機30の詳細な説明については割愛する。室内機30内には、利用側冷媒回路RC2Bが設けられている。利用側冷媒回路RC2Bは、室内熱交換器31が液管25L及びガス管25Gによって接続されることで構成されている。
(冷媒流路切換ユニット)
図5及び図6に示すように、第2空気調和機22は、冷媒流路切換ユニット55を有している。冷媒流路切換ユニット55は、第2室外機42と複数の室内機30との間に設けられている。冷媒流路切換ユニット55は、ケーシング56を有している。冷媒流路切換ユニット55は、第2室外機42及び各室内機30へ流入する冷媒の流れを切り換える。冷媒流路切換ユニット55は、室内機30への冷媒の流れを、室内機30ごとに切り換える弁ユニット50である。図5に示すように、ケーシング56内には、複数のヘッダ管155,156,157,158と複数の切換ユニット57とが収容されている。
(ヘッダ管)
図5に示すように、複数のヘッダ管155,156,157,158は、第1ヘッダ管155と、第2ヘッダ管156と、第3ヘッダ管157と、第4ヘッダ管158とを含む。第1ヘッダ管155は、液管25Lに接続される。第2ヘッダ管156は、高低圧ガス管25G1に接続される。第3ヘッダ管157は、吸入ガス管25G2に接続される。
(切換ユニット)
冷媒流路切換ユニット55は、複数の切換ユニット57を備えている。各切換ユニット57は、冷媒流路切換ユニット55の中間冷媒回路RC2Cを形成する。各切換ユニット57には、それぞれ1台の室内機30が接続される。ただし、冷媒流路切換ユニット55のすべての切換ユニット57に室内機30が接続される必要はなく、室内機30が接続されていない切換ユニット57が冷媒流路切換ユニット55に存在していてもよい。
(中間冷媒回路について)
複数の切換ユニット57は、すべて同一の構造であり、各切換ユニット57の中間冷媒回路RC2Cは、それぞれ複数の弁EV1,EV2,EV3,EV4と、複数の冷媒配管と、を備えている。
切換ユニット57において、複数の弁EV1,EV2,EV3,EV4は、第1弁EV1と、第2弁EV2と、第3弁EV3と、第4弁EV4とを含む。これらの弁EV1,EV2,EV3,EV4は、開度を調整可能な電動弁により構成されている。第2弁EV2、第3弁EV3、及び第4弁EV4は、全閉状態、全開状態、及び開度調整状態のいずれかを取るように流路切換制御部64(図6参照)によって動作制御される。第1弁EV1は、最小開度状態、全開状態、全閉状態、及び開度調整状態のいずれかの状態を取るように流路切換制御部64(図6参照)によって動作制御される。
切換ユニット57は、第2ヘッダ管156と、第1弁EV1とを接続する第1冷媒管P1を備えている。第1冷媒管P1の途中には、フィルタF1が設けられている。切換ユニット57は、第2冷媒管P2を備えている。第2冷媒管P2の一端は、第1弁EV1に接続されている。切換ユニット57は、利用側ガス配管161を備えている。利用側ガス配管161の一端は、室内機30のガス管25Gに接続されている。利用側ガス配管161の他端は、第2弁EV2に接続されている。第2冷媒管P2の他端は、利用側ガス配管161に接続されている。利用側ガス配管161には、フィルタF2が設けられている。
切換ユニット57は、第3冷媒管P3を備えている。第3冷媒管P3の一端は、第2弁EV2に接続されている。第3冷媒管P3の他端は、第3ヘッダ管157に接続されている。第3冷媒管P3の途中には、フィルタF3が設けられている。
切換ユニット57は、利用側液配管162を備えている。利用側液配管162の一端は、室内機30の液管25Lに接続されている。利用側液配管162の他端は、過冷却熱交換器159に接続されている。利用側液配管162の途中には、第4弁EV4が設けられている。過冷却熱交換器159の内部には、第1伝熱管159aと、第2伝熱管159bとが設けられている。過冷却熱交換器159は、第1伝熱管159aを流れる冷媒と第2伝熱管159bを流れる冷媒との間で熱交換を行う。利用側液配管162の他端は、第1伝熱管159aの一端に接続されている。
切換ユニット57は、第4冷媒管P4を備えている。第4冷媒管P4の一端は、第1伝熱管159aの他端に接続されている。第4冷媒管P4の他端は、第1ヘッダ管155に接続されている。
切換ユニット57は、第4冷媒管P4の途中から分岐する第5冷媒管P5を備えている。第5冷媒管P5の一端は、第3弁EV3の一端に接続されている。第5冷媒管P5の途中には、フィルタF4が設けられている。
切換ユニット57は、第6冷媒管P6及び第7冷媒管P7を備えている。第6冷媒管P6の一端は、第3弁EV3に接続されている。第6冷媒管P6の他端は、過冷却熱交換器159の第2伝熱管159bの一端に接続されている。第7冷媒管P7の一端は、過冷却熱交換器159の第2伝熱管159bに接続されている。第7冷媒管P7の他端は、第4ヘッダ管158に接続されている。第4ヘッダ管158は、接続管163を介して、第3ヘッダ管157に接続されている。
第4ヘッダ管158には、第1ヘッダ管155から第4冷媒管P4、第5冷媒管P5、第3弁EV3、第6冷媒管P6、過冷却熱交換器159、及び第7冷媒管P7を経て冷媒が流入する。さらに第4ヘッダ管158に流入した冷媒は、接続管163を通って第3ヘッダ管157に流入する。
(第2空気調和システムの制御部について)
第2空気調和システム12における制御部60は、第2室外制御部61B、室内制御部62、及び冷媒流路切換ユニット55が有する流路切換制御部64を含んでいる。第2室外制御部61B、室内制御部62、及び流路切換制御部64は、伝送線を介して相互に通信可能に接続されている。
第2室外制御部61Bは、第2室外機42の動作を制御する装置である。第2室外機42に設けられた各センサの検出値は、第2室外制御部61Bに入力される。第2室外制御部61Bは、各センサの検出値等に基づいて、圧縮機105、室外ファン112、第1室外膨張弁110、第2室外膨張弁111、第1流路切換弁106、第2流路切換弁107、及び第3流路切換弁108等の動作を制御する。
流路切換制御部64は、冷媒流路切換ユニット55の動作を制御する装置であり、例えば、CPU等のプロセッサ、RAM、ROM等のメモリを備えたマイクロコンピュータにより構成される。流路切換制御部64は、LSI、ASIC、FPGA等を用いてハードウェアとして実現されるものであってもよい。流路切換制御部64は、メモリにインストールされたプログラムをプロセッサが実行することによって、所定の機能を発揮する。流路切換制御部64は、第2室外機42及び室内機30が有する各センサの検出値等に基づいて、第1弁EV1、第2弁EV2、第3弁EV3、及び第4弁EV4の動作を制御する。
第2空気調和システム12では、第4弁EV4を、圧力制御弁PVとして使用する。流路切換制御部64は、室内機30及び第2室外機42が有する各センサ(図示省略)の検出値等に基づいて、第4弁EV4の開度を調整し、室内機30へ供給する冷媒の圧力を制御する。第2空気調和システム12では、室内機30へ供給する冷媒の圧力を調整する制御弁として冷媒流路切換ユニット55(弁ユニット50)の第4弁EV4を使用することで、内部に電動弁(室内膨張弁)を有していない室内機30を使用することが可能になっている。なお、本実施形態では、室内機30へ供給する冷媒の圧力調整用の制御弁の制御主体が、制御部60のうちの流路切換制御部64である場合を例示しているが、これに限定されず、第2室外制御部61Bや室内制御部62等であってもよい。
第2空気調和システム12では、圧力制御弁PVである第4弁EV4が、室内制御部62から流路切換制御部64に送られる情報に基づいて制御される構成としてもよい。このような構成では、室内機30が検知した室内の情報に基づいて、第4弁EV4(圧力制御弁PV)を制御することができる。
(第2空気調和システムの運転動作について)
以下、第2空気調和システム12によって、稼働している室内機30のすべてが冷房を行う場合(以下、「全冷房運転」ともいう)、稼働している室内機30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、稼働している室内機30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、説明する。
(全冷房運転)
全冷房運転では、制御部60によって、以下のように各弁が調整される。切換ユニット57の第1弁EV1は全閉とされ、第2弁EV2は全開とされ、第3弁EV3及び第4弁EV4は開度調整され、第1及び第2室外膨張弁110,111は全開とされる。第2室外機42の第1流路切換弁106は、圧縮機105の吐出配管105aと第2熱交換部109bのガス側端とを接続するように切り換えられる。第2流路切換弁107は、吐出配管105aと高低圧ガス管25G1とを接続するように切り換えられる。第3流路切換弁108は、吐出配管105aと第1熱交換部109aのガス側端とを接続するように切り換えられる。
圧縮機105が駆動すると、圧縮機105により圧縮された高圧のガス冷媒は、吐出配管105a、第1流路切換弁106及び第3流路切換弁108等を経て、室外熱交換器109に流入し、凝縮する。室外熱交換器109において凝縮した冷媒は、第1及び第2室外膨張弁110,111、液側閉鎖弁101等を通過して液管25Lに流入する。
液管25Lに流入した冷媒は、冷媒流路切換ユニット55の第1ヘッダ管155を流れ、各切換ユニット57の第4冷媒管P4へ流入する。第4冷媒管P4へ流入した冷媒は、過冷却熱交換器159の第1伝熱管159aに流入し、さらに利用側液配管162上の第4弁EV4で減圧されて室内機30に流入する。
第4冷媒管P4へ流入した冷媒は、第5冷媒管P5にも分岐して流れ、第3弁EV3の開度に応じて減圧され、過冷却熱交換器159の第2伝熱管159bに流入する。この過冷却熱交換器159において、第1伝熱管159aを流れる冷媒と第2伝熱管159bを流れる冷媒との間で熱交換され、第1伝熱管159aを流れる冷媒が過冷却されて室内機30に流入する。
過冷却熱交換器159の第2伝熱管159bを流れる冷媒は、第7冷媒管P7から第4ヘッダ管158に流入し、接続管163を経て第3ヘッダ管157に流入する。室内機30に流入した冷媒は、室内熱交換器31において蒸発する。
室内機30において、室内熱交換器31で蒸発した冷媒は、ガス管25Gから利用側ガス配管161に流入し、主に第2弁EV2を通過して第3ヘッダ管157に流入する。第3ヘッダ管157に流入した冷媒は、吸入ガス管25G2及びガス側第2閉鎖弁103を経て、アキュムレータ104に流入し、圧縮機105へ吸入される。
(全暖房運転について)
全暖房運転では、制御部60によって、以下のように各弁が調整される。切換ユニット57の第1弁EV1は全開とされ、第2弁EV2は全閉とされ、第3弁EV3は全閉とされ、第4弁EV4は全開とされ、第1及び第2室外膨張弁110,111は開度調整される。第2室外機42の第1流路切換弁106は、冷媒配管105cと第2熱交換部109bのガス側端とを接続するように切り換えられる。第2流路切換弁107は、吐出配管105aと高低圧ガス管25G1とを接続するように切り換えられる。第3流路切換弁108は、冷媒配管105cと第1熱交換部109aのガス側端とを接続するように切り換えられる。
圧縮機105が駆動すると、圧縮機105により圧縮された高圧のガス冷媒は、吐出配管105a及び第2流路切換弁107等を経て、高低圧ガス管25G1に流入する。高低圧ガス管25G1に流入した冷媒は、冷媒流路切換ユニット55の第2ヘッダ管156、切換ユニット57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161から室内機30のガス管25Gに流入する。
ガス管25Gに流入した冷媒は、室内機30の室内熱交換器31に流入して凝縮する。凝縮した冷媒は、液管25Lを流れて、第4弁EV4を通って切換ユニット57の利用側液配管162に流入する。利用側液配管162に流入した冷媒は、過冷却熱交換器159、第4冷媒管P4を経て、第1ヘッダ管155に流入する。
第1ヘッダ管155に流入した冷媒は、液管25Lを流れ第2室外機42に流入し、第1及び第2室外膨張弁110,111において減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器109を通過する際に蒸発し、第1流路切換弁106及び第3流路切換弁108等を経て、アキュムレータ104に流入し、圧縮機105に吸入される。
(冷暖混合運転)
冷暖混合運転では、制御部60によって、以下のように各弁が調整される。稼働している室内機30のうち、冷房運転を行う室内機30(以下、「冷房側室内機30」ともいう)に対応する切換ユニット57(以下、「冷房側切換ユニット57」ともいう)において、第1弁EV1は最小開度とされ、第2弁EV2は全開とされ、第3弁EV3及び第4弁EV4は開度調整される。第2室外機42の第1流路切換弁106は、冷媒配管105cと第2熱交換部109bのガス側端とを接続するように切り換えられる。第2流路切換弁107は、吐出配管105aと高低圧ガス管25G1とを接続するように切り換えられる。第3流路切換弁108は、吐出配管105aと第1熱交換部109aのガス側端とを接続するように切り換えられる。
稼働している室内機30のうち、暖房運転を行う室内機30(以下、「暖房側室内機30」ともいう)に対応する切換ユニット57(以下、「暖房側切換ユニット57」ともいう)において、第1弁EV1は全開とされ、第2弁EV2は全閉とされ、第3弁EV3は全閉とされ、第4弁EV4は全開とされる。
圧縮機105が駆動すると、圧縮機105により圧縮された高圧のガス冷媒の一部は、吐出配管105a及び第2流路切換弁107を経て、高低圧ガス管25G1に流入する。圧縮機105により圧縮された高圧のガス冷媒の他の一部は、吐出配管105a及び第3流路切換弁108を経て第1熱交換部109aにおいて凝縮され、第1室外膨張弁110を経て一部が液管25Lに流入し、残りが第2室外膨張弁111に流入する。第1熱交換部109aにおいて凝縮された冷媒は、第2室外膨張弁111を経て第2熱交換部109bにおいて蒸発し、第1流路切換弁106を経て圧縮機105に吸入される。
高低圧ガス管25G1に流入した冷媒は、冷媒流路切換ユニット55の第2ヘッダ管156に流入し、暖房側切換ユニット57の第1冷媒管P1、第1弁EV1、利用側ガス配管161を流れて、ガス管25Gに流入する。
ガス管25Gに流入した冷媒は、暖房側室内機30の室内熱交換器31において凝縮する。凝縮した冷媒は、液管25Lから全開とされた第4弁EV4を通って暖房側切換ユニット57の利用側液配管162に流入し、過冷却熱交換器159、第4冷媒管P4を流れて第1ヘッダ管155に流入する。
第2室外機42から液管25Lに流入した冷媒も第1ヘッダ管155に流入する。第1ヘッダ管155に流入した冷媒は、冷房側切換ユニット57の第4冷媒管P4、過冷却熱交換器159、及び利用側液配管162を通り、開度調整された第4弁EV4で減圧されたのちに液管25Lを経て冷房側室内機30に流入する。このとき過冷却熱交換器159を通過した冷媒は、第4冷媒管P4から分岐して第5冷媒管P5を流れ第3弁EV3で減圧された冷媒によって過冷却される。
冷房側室内機30に流入した冷媒は、室内熱交換器31において蒸発し、室内を冷房する。蒸発した冷媒は、ガス管25Gを流れて、冷房側切換ユニット57の利用側ガス配管161に流入し、第2弁EV2を経て第3冷媒管P3及び第3ヘッダ管157に流入し、吸入ガス管25G2を流れてアキュムレータ104に流入し、圧縮機105に吸入される。
(室内機から弁ユニットまでの距離について)
冷媒流路切換ユニット55が有する第4弁EV4を、圧力制御弁PVとして使用する場合、室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2(図1B参照)が、第2空気調和機22の性能を左右する。言い換えると、室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2に応じて、第2空気調和機22の制御特性が変化する。室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2が大きくすぎる場合、第2空気調和機22について所望の性能を確保することができなくなる。第2空気調和システム12は、室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2が20m以下である。これにより、第2空気調和機22について、所望の性能を確保することができる。
(第2空気調和システムの変形例)
図2Bは、本開示の第2の実施形態に係る空気調和システムの変形例の概略的な構成図である。図2Bに示すように、第2空気調和機22では、冷媒流路切換ユニット55を、室内機30に直付けしてもよい。具体的には、切換ユニット57のケーシング57aを、室内機30のケーシング30aに直付けしてもよい。この場合、室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2(図1B参照)は「0」となる。このような構成とした第2空気調和システム12では、室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2が確実に20m以下となる。現場での施工状況に関わらず、これにより、第2空気調和機22について、所望の性能を確実に確保することができる。
(第3空気調和システムについて)
図7は、本開示の第3実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図である。図8は、本開示の第3実施形態に係る空気調和システムのブロック図である。図1C、図7及び図8に示すように、第3空気調和システム13は、第3空気調和機23を備えている。第3空気調和機23は、室内機30と第2室外機42と複数の弁ユニット50(遮断弁ユニット51及び冷媒流路切換ユニット55)とを備えている。第3空気調和機23は、冷媒として可燃性を有する冷媒(例えば、微燃焼性を有するR32)を使用するため、室内機30へ供給する冷媒を遮断する遮断弁ユニット51が設けられている。第3空気調和機23は、遮断弁ユニット51を備えている点で、第2空気調和機22と異なっている。言い換えると、第3空気調和機23は、遮断弁ユニット51以外の構成については、第2空気調和機22と共通している。図7及び図8に示す第3空気調和機23において、第2空気調和機22と構成が共通している部分については同じ符号を付しており、その共通する部分の説明は、特に説明する場合を除き省略する。
(第3空気調和システムの制御部について)
第3空気調和システム13において、制御部60は、第2室外制御部61Bと、室内制御部62と、遮断弁制御部63と、流路切換制御部64とを含んでいる。第2室外制御部61B、室内制御部62、遮断弁制御部63、及び流路切換制御部64は、伝送線を介して相互に通信可能に接続されている。
第3空気調和システム13は、システム運転中に室内機30に設けた冷媒センサ(図示省略)が冷媒を検知した場合、第1電動弁52及び第2電動弁53を閉として、室内機30への冷媒の供給を遮断する。
第3空気調和システム13では、第4弁EV4を、圧力制御弁PVとして使用する。本実施形態では、流路切換制御部64が、室内機30及び第1室外機41が有する各センサ(図示省略)の検出値等に基づいて、第4弁EV4の開度を調整し、室内機30へ供給する冷媒の圧力を制御する。
第2空気調和システム12では、第1電動弁52を、圧力制御弁PVとして使用してもよい。この場合、遮断弁制御部63が、室内機30及び第1室外機41が有する各センサ(図示省略)の検出値等に基づいて、第1電動弁52の開度を調整し、室内機30へ供給する冷媒の圧力を制御する。第4空気調和システム14では、室内機30へ供給する冷媒の圧力を調整する制御弁として冷媒流路切換ユニット55の第4弁EV4、又は遮断弁ユニット51の第1電動弁52を使用することで、内部に電動弁(室内膨張弁)を有していない室内機30を使用することが可能になっている。
(室内機から弁ユニットまでの距離について)
第3空気調和システム13では、遮断弁ユニット51の第1電動弁52、又は冷媒流路切換ユニット55の第4弁EV4、の何れか一方を圧力制御弁PVとして使用することができる。第3空気調和システム13は、第1電動弁52を圧力制御弁PVとして使用する場合、室内機30から遮断弁ユニット51までの距離L1(図1C参照)が、20m以下であり、第4弁EV4を圧力制御弁PVとして使用する場合、室内機30から冷媒流路切換ユニット55までの距離L2(図1C参照)が、20m以下である。これにより、第3空気調和機23について、所望の性能を確保することができる。
(第4空気調和システムについて)
図9は、本開示の第4実施形態に係る空気調和システムの冷媒回路図である。図10は、本開示の第4実施形態に係る空気調和システムのブロック図である。図9及び図10に示すように、第4空気調和システム14は、第4空気調和機24を備えている。第4空気調和機24は、室内機30と第2室外機42と複数の冷媒流路切換ユニット58を備えている。冷媒流路切換ユニット58は、第5弁EV5を備えた切換ユニット59を備えている。冷媒流路切換ユニット58は、第5弁EV5を備えている点で、前述した冷媒流路切換ユニット55と異なっている。言い換えると、第4空気調和機24は、冷媒流路切換ユニット58以外の構成については、第2空気調和機22と共通している。図9及び図10に示す第4空気調和機24において、第2空気調和機22と構成が共通している部分については同じ符号を付しており、その共通する部分の説明は、特に説明する場合を除き省略する。
第4空気調和システム14では、弁ユニット50が、複数の室内機30への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニット55であり、利用側液配管162において、圧力制御弁PVである第5弁が、冷媒流路切換ユニット55が有する液側電動弁である第4弁EV4と直列に接続されている。
(第4空気調和システムの制御部について)
第4空気調和システム14において、制御部60は、第2室外制御部61Bと、室内制御部62と、流路切換制御部64とを含んでいる。第2室外制御部61B、室内制御部62、及び流路切換制御部64は、伝送線を介して相互に通信可能に接続されている。第4空気調和システム14では、第4弁EV4とは別に冷媒流路切換ユニット55に設けた第5弁EV5を圧力制御弁PVとして使用する。
流路切換制御部64は、室内機30及び第2室外機42が有する各センサ(図示省略)の検出値等に基づいて、第5弁EV5の開度を調整し、室内機30へ供給する冷媒の圧力を制御する。第4空気調和システム14では、室内機30へ供給する冷媒の圧力を調整する制御弁として冷媒流路切換ユニット55(弁ユニット50)の第5弁EV5を使用することで、内部に電動弁(室内膨張弁)を有していない室内機30を使用することが可能になっている。
[実施形態の作用効果]
(1)本開示の空気調和システム10は、冷凍サイクルを行う冷媒回路RC1,RC2、室外機40、及び室外機40に対して並列に接続される複数の室内機30を含む空気調和システムである。空気調和システム10は、室内機30と室外機40とを接続する液管25L及びガス管25Gを含む冷媒配管25と、冷媒配管25の途中に設けられる弁ユニット50と、弁ユニット50に設けられ、液管25Lを流れる冷媒の圧力を調整する圧力制御弁PV(第1電動弁52又は第4弁EV4)と、を備え、室内機30から弁ユニット50までの距離が20m以下である。
室内機30へ供給する冷媒を弁ユニット50の電動弁(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)で制御する場合に、室内機30から弁ユニット50までの距離に応じて電動弁(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)の制御特性が変化する。本構成の空気調和システム10によれば、室内機30から弁ユニット50までの距離L1,L2を20m以下に制限することによって、電動弁(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)の制御特性の変化を、空気調和機20の所望の性能が確保できる許容範囲内に抑えることができる。これにより、空気調和機20について所望の性能を確保することができる。
(2)本開示の第2空気調和システム12及び第3空気調和システム13は、弁ユニット50が、複数の室内機30への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニット55であり、圧力制御弁PVが、冷媒流路切換ユニット55が有する液側電動弁である第4弁EV4である。
この場合、冷媒流路切換ユニット55の第4弁EV4を、室内機30へ供給する冷媒の圧力を制御する圧力制御弁PVとして用いることができる。これにより、圧力制御弁PVを別途設ける必要がなくなり、空気調和システム10のコスト増大を抑制することができる。
(3)本開示の第4空気調和システム14は、弁ユニット50が、複数の室内機30への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニット55であり、圧力制御弁PVである第5弁EV5が、冷媒流路切換ユニット55が有する液側電動弁である第4弁EV4と直列に接続されている。
この場合、冷媒流路切換ユニット55の液側電動弁である第4弁EV4とは別に当該冷媒流路切換ユニット55に設けた第5弁EV5で、室内機30に供給する冷媒の圧力を制御することができる。
(4)本開示の空気調和システム10において、室内機30は、当該室内機30の動作を制御する室内制御部62をさらに備えるとともに、弁ユニット50は、当該弁ユニット50の動作を制御する制御部(遮断弁制御部63、又は、流路切換制御部64)をさらに備えており、圧力制御弁PV(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)は、室内制御部62から制御部(遮断弁制御部63、又は、流路切換制御部64)に送られる情報に基づいて制御される。
この場合、室内機30が検知した室内の情報に基づいて、圧力制御弁PV(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)を制御することができる。
(5)本開示の空気調和システム10は、弁ユニット50(ケーシング51a,57a)が、室内機30のケーシング30aに直接固定されている。
この場合、室内機30から弁ユニット50までの距離を一定化することができる。これにより、室内機30から弁ユニット50までの距離L1,L2を、確実に20m以下とすることができる。
(6)本開示の第1空気調和システム11は、圧力制御弁PVが、液管25Lの冷媒の流れを遮断可能な遮断弁(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)である。
この場合、遮断弁(第1電動弁52、又は、第4弁EV4)を圧力制御弁PVとして用いることで、圧力制御弁PVを別途設ける必要がなくなり、第1空気調和システム11のコスト増大を抑制することができる。
なお、本開示は、以上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。
10 :空気調和システム
11 :第1空気調和システム
12 :第2空気調和システム
13 :第3空気調和システム
14 :第4空気調和システム
25L :液管(液側配管)
25G :ガス管(ガス側配管)
25G1 :高低圧ガス管(ガス側配管)
25G2 :吸入ガス管(ガス側配管)
30 :室内機
30a :ケーシング
40 :室外機
50 :弁ユニット
51 :遮断弁ユニット
51a :ケーシング
52 :第1電動弁(第2制御弁)
55 :冷媒流路切換ユニット
57a :ケーシング
60 :制御部
63 :遮断弁制御部(第2制御部)
64 :流路切換制御部(第2制御部)
62 :室内制御部(第1制御部)
84 :室外膨張弁(第1制御弁)
110 :第1室外膨張弁(第1制御弁)
111 :第2室外膨張弁(第1制御弁)
EV4 :第4弁(第2制御弁)
EV5 :第5弁(第2制御弁)
PV :圧力制御弁
RC1 :冷媒回路
RC2 :冷媒回路

Claims (6)

  1. 冷凍サイクルを行う冷媒回路(RC1,RC2)、室外機(40)、及び前記室外機(40)に対して並列に接続される複数の室内機(30)を含む空気調和システム(10)であって、
    前記室内機(30)と前記室外機(40)とを接続する液側配管(25L)及びガス側配管(25G,25G1,25G2)を含む冷媒配管(25)と、
    前記冷媒配管(25)の途中に設けられる弁ユニット(50)と、
    前記弁ユニット(50)に設けられ、前記液側配管(25L)を流れる冷媒の圧力を調整する圧力制御弁(PV)と、を備え、
    前記室内機(30)から前記弁ユニット(50)までの距離(L1,L2)が20m以下である、空気調和システム(10)。
  2. 前記弁ユニット(50)が、前記複数の室内機(30)への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニット(55)であり、
    前記圧力制御弁(PV)が、前記冷媒流路切換ユニット(55)が有する液側電動弁(EV4)である、請求項1に記載の空気調和システム(12,13)。
  3. 前記弁ユニット(50)が、前記複数の室内機(30)への冷媒の流れを個別に切り換える冷媒流路切換ユニット(55)であり、
    前記圧力制御弁(EV5)が、前記冷媒流路切換ユニット(55)が有する液側電動弁(EV4)と直列に接続されている、請求項1に記載の空気調和システム(14)。
  4. 前記室内機(30)は、当該室内機(30)の動作を制御する第1制御部(62)をさらに備えるとともに、
    前記弁ユニット(50)は、当該弁ユニット(50)の動作を制御する第2制御部(63,64)をさらに備えており、
    前記圧力制御弁(PV)は、前記第1制御部(62)から前記第2制御部(63,64)に送られる情報に基づいて制御される、請求項1~3に記載の空気調和システム(10)。
  5. 前記弁ユニット(50)が、前記室内機(30)のケーシング(30a)に直接固定されている、請求項1~4に記載の空気調和システム(10)。
  6. 前記圧力制御弁(PV)が、前記液側配管(25L)の冷媒の流れを遮断可能な遮断弁(52,EV4)である、請求項1~5に記載の空気調和システム(10)。
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