JP3568380B2 - 空調装置の運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調装置に関するものであり、特に詳しくは室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間で、気体と液体との二相に相変化可能な冷媒を循環させ、各室内機において少なくとも冷房運転を可能に構成した装置の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として、例えば図４に示した構成の空調装置が、例えば特開平７−１５１３５９号公報に開示されている。図中１は冷水または温水が供給できる室外熱交換器（以下、室外機）、４は室外機１より下層の階に設置された室内機、５は室内機の熱交換器、８は冷媒の流量を調整する弁、２７は電動ポンプ、２８〜３１は開閉弁であり、これらを液相管６と気相管７とで図のように配管接続して閉回路３を形成し、閉回路３に封入した冷媒が室外機１と室内機４との間で循環して、室内機４において冷／暖房が行えるようになっている。なお、３２は室外機１の側面に設置された液レベルセンサであり、暖房運転時に室外機１に溜った冷媒液が一定となるように電動ポンプ２７を制御する。
【０００３】
すなわち、上記構成の空調装置においては、室内機４が設置されている室内空気の温度が高いときに、電動ポンプ２７を停止した状態で、開閉弁２８・２９を閉じて開閉弁３０・３１を開けると共に、流量調整弁８も開け、室外機１において発生させる冷熱によって閉回路３に封入した冷媒を冷却して凝縮させると、室外機１で凝縮した冷媒液は液相管６を自重で流下し、開閉弁３０・３１および流量調整弁８を介して熱交換器５に流入する。
【０００４】
そして、熱交換器５に流入した冷媒液は、熱交換器の管壁を介して室内空気から熱を奪って冷房作用を行うと共に、冷媒自身は蒸発して気相管７に流入し、冷媒が凝縮して低圧となっている室外機１に還流すると云った自然循環が起こるので、電力消費量が年間を通じて最大となる夏期に電動ポンプ２７を駆動する電力が不要であり、ランニングコストが削減できると云った利点がある。
【０００５】
また、開閉弁２８・３１を閉じて開閉弁２９・３０を開けると共に、流量調整弁８も開け、電動ポンプ２７を起動して、室外機１において発生させる冷熱によって閉回路３に封入した冷媒を冷却して凝縮させると、室外機１で凝縮した冷媒液は自重と電動ポンプ２７の吐出力とで液相管６を流下し、流量調整弁８を通って熱交換器５に入り、冷房作用を行う冷媒の循環が強制的に行われる。
【０００６】
このように、電動ポンプ２７を起動して冷房を行う場合は、室外機１の直ぐ下に当たる上層階に設置した熱交換器５にも十分な量の冷媒液が供給できると云った利点がある。
【０００７】
一方、室内機４が設置されている室内空気の温度が低いときに、開閉弁２９・３０を閉じて開閉弁２８・３１を開けると共に、流量調整弁８も開け、電動ポンプ２７を起動した状態で、室外機１において発生させる温熱によって閉回路３に封入した冷媒を加熱して蒸発させると、室外機１で蒸発した冷媒蒸気は気相管７を介して熱交換器５に流入する。
【０００８】
そして、熱交換器５に流入した冷媒蒸気は、熱交換器の管壁を介して室内空気に放熱して暖房作用を行うと共に、冷媒自身は凝縮して液相管６に流入し、開閉弁３１・２８を介して電動ポンプ２７により室外機１に還流すると云った循環が起こり、室内機４における暖房運転が継続されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−１５１３５９号公報に開示された上記構成の空調装置においては、冷房運転の起動時には閉回路の室外機部分では圧力が急激に低下するため、閉回路内の冷媒が一斉に沸騰して泡立つ。このため、冷媒の本来のスムースな循環が望めないので、室内機では冷媒の継続した蒸発による冷房作用が速やかには起こり難いと云った問題点があり、この点の解決が課題となっていた。
【００１０】
【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、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる暖房用ポンプを備えた液相管と、主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、室外機で吸熱して蒸発した冷媒を室内機に搬送して放熱・凝縮させ、この凝縮した冷媒をレシーバタンクに溜めた後、前記暖房用ポンプの吐出力によって室外機に戻し、各室内機において冷媒の凝縮熱を用いて暖房可能に構成すると共に、前記暖房用ポンプの吐出側と前記レシーバタンクとを、冷房運転時に開弁し、暖房運転時に閉弁する開閉弁を備えたバイパス経路によって連結し、室外機で放熱して凝縮した冷媒をこのバイパス経路を経由して、主に液相と気相との比重差を利用して室内機に搬送し、室内機で吸熱・蒸発させて室外機に戻し、各室内機において冷媒の蒸発熱を用いて冷房可能に構成した装置において、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後暖房用ポンプの運転停止と、前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第１の構成の空調装置の運転方法と、
【００１１】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作を行うようにした第２の構成の空調装置の運転方法と、
【００１２】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設けると共に、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設け、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１および第２の開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記第２の開閉弁と前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第３の構成の空調装置の運転方法と、
【００１３】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設け、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設けると共に、暖房用ポンプの吐出側を前記冷房用補助ポンプと前記第１の開閉弁との間にも連結し、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１の開閉弁の開弁操作と、前記第２の開閉弁の閉弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第４の構成の空調装置の運転方法と、
【００１４】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設け、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設けると共に、暖房用ポンプの吐出側を前記冷房用補助ポンプと前記第１の開閉弁との間にも連結し、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１および第２の開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記第２の開閉弁と前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第５の構成の空調装置の運転方法と、
【００１５】
前記第３〜第５の空調装置の運転方法において、冷房運転の開始時に、暖房用ポンプの起動を行わず、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作のみを行い、その後前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作を行うようにした第６の構成の空調装置の運転方法と、
を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図においても前記図５において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１７】
図１は、本発明の方法によって制御する空調装置の一構成例を示したものであり、１は冷熱または温熱を選択的に発生させることができる、例えば吸収式冷凍機などからなる室外機であり、建物の例えば屋上にある機械室などに設置され、例えば蒸発器の内部に配管した熱交換器２を介して、閉回路３に封入した液体と気体との二相に相変化が可能な冷媒、例えば低温度でも圧力が低下すると容易に蒸発し得る、Ｒ−１３４ａと熱の授受を行う。
【００１８】
なお、蒸発器に配管した熱交換器２から冷熱を供給したり、温熱を供給することができる吸収式冷凍機としては、例えば特開平７−３１８１８９号公報などに開示されたものが使用できる。
【００１９】
５は、建物の各部屋に設置した室内機４の熱交換器であり、室外機１の熱交換器２とは、図のように液相管６・気相管７および流量調整弁８によって配管・接続されて、前記閉回路３を形成している。
【００２０】
そして、液相管６には、室内機４の熱交換器５で暖房作用を行って凝縮し、流れ出た液体のＲ−１３４ａを溜めるためのレシーバタンク９と、このタンクに溜ったＲ−１３４ａを室外機１に戻すための電動ポンプ１０とを備えた下方経路と、この下方経路と並列な開閉弁１１を備えたバイパス経路となる上方経路とを設けて、室外機１の熱交換器２と室内機４の熱交換器５とが、下方経路・上方経路の何れか一方、または両方を介して連通できるように構成してある。
【００２１】
また、１２は室内空気を熱交換器５に吹き付けて室内に還流させるための送風機、１３は図示しない吸収液を加熱して冷媒蒸気を蒸発分離するためのバーナ１４に接続した燃料管に設けた燃料調整弁、１５は閉回路３を循環しているＲ−１３４ａの流速を検出するための流速センサ、１６〜１９は閉回路３を循環しているＲ−１３４ａの温度を検出するための温度センサであり、温度センサ１６と１７は熱交換器２の出入口部に、温度センサ１８と１９は熱交換器５の出口部に、それぞれ設けられている。
【００２２】
また、室外機１と室内機４には、相互に通信可能な室外制御装置２０と室内制御装置２１とを設けてある。そして、室外制御装置２０は、電動ポンプ１０の運転と開閉弁１１の開閉を制御すると共に、冷房運転中は温度センサ１７が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器２で冷却作用を受けて凝縮し、液相管６に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば７℃になるように、燃料調整弁１３の開度を調節する機能を備え、暖房運転中は温度センサ１６が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器２で加熱作用を受けて蒸発し、気相管６に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば５５℃になるように、燃料調整弁１３の開度を調節する機能を備えており、室内制御装置２１は、冷房運転中は温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器５を介して冷房作用を行って蒸発し、温度上昇して気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば１２℃になるように流量調整弁８の開度を調節する機能を備え、暖房運転中は温度センサ１８が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器５を介して暖房作用を行って凝縮し、温度低下して液相管６に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば５０℃になるように流量調整弁８の開度を調節する機能を備えている。
【００２３】
また、室内制御装置２１と通信可能で、冷暖房の指定、運転の開始と停止、送風の強弱選択、温度設定などが行えるリモコン２２を各室内機４に対応して設置してある。
【００２４】
そして、室外機１においては、冷房モードでの運転中に燃料調整弁１３の開度を大きくし、バーナ１４に供給する燃料を増やして火力を増加すると、図示しない吸収液から蒸発分離する冷媒の量が増加する。この増加した冷媒蒸気が、図示しない凝縮器で放熱して凝縮し、液体となって熱交換器２の周囲に供給され、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａから熱を奪って蒸発するので、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを冷却する機能が強化され、流量が同じであればその温度低下幅が拡大する。逆に、燃料調整弁１３の開度を小さくしてバーナ１４の火力を減じると、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを冷却する機能が弱まり、その温度低下幅は縮小する。一方、暖房モードでの運転中に燃料調整弁１３の開度を大きくし、バーナ１４に供給する燃料を増やして火力を増加すると、図示しない吸収液から蒸発分離する冷媒の量が増加する。この増加した冷媒蒸気と、加熱されて冷媒を蒸発分離した吸収液とが、熱交換器２の周囲に供給され、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａに放熱するので、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを加熱する機能が強化され、流量が同じであればその温度上昇幅が拡大する。逆に、燃料調整弁１３の開度を小さくしてバーナ１４の火力を減じると、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを加熱する機能が弱まり、その温度上昇幅は縮小する。
【００２５】
一方、室内機４においては、流量調整弁８の開度が同じであれば、空調負荷が大きいほど温度センサ１８と１９が検出するＲ−１３４ａの温度差は拡大し、空調負荷が小さいほど前記温度差は縮小する。
【００２６】
次に、閉回路３に封入したＲ−１３４ａの循環サイクルを説明すると、冷房運転は室外制御装置２０が出力する制御信号に基づいて、開閉弁１１が開弁し、電動ポンプ１０の運転を停止した状態で行われる。そして、室外機１では前記のようにして冷熱が発生しており、この冷熱によってＲ−１３４ａが熱交換器２の管壁を介して冷却され、凝縮して液相管６に吐出し、開閉弁１１・流量調整弁８を介して室内機４に所定温度、例えば７℃で供給される。
【００２７】
また、各室内機４においては、送風機１２によって温度の高い室内空気が熱交換器５に強制的に供給されているので、室外機１から７℃で供給された液体のＲ−１３４ａは室内空気から熱を奪って蒸発し、冷房作用を行なう。
【００２８】
そして、気体となったＲ−１３４ａは、冷却されて凝縮・液化し、低圧になっている室外機１の熱交換器２に気相管７を通って流入すると云った循環が自然に起こる。
【００２９】
このＲ−１３４ａの循環において、ある室内機４における冷房負荷が増加（または減少）し、その室内機４の温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度が上昇（または低下）すると、その温度上昇（または温度低下）が解消するように、その室内制御装置２１からの制御信号を受けて該当する流量調整弁８の開度が増加（または減少）し、冷房負荷が増加した室内機４の熱交換器５に流入するＲ−１３４ａの量が増加（または減少）するので、その温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度上昇（または低下）はその内解消する。
【００３０】
そして、冷房負荷の変動に起因する、温度が変化したＲ−１３４ａが室外機１に流入したり、室外機１に流入するＲ−１３４ａの流量が変化して、温度センサ１７が検出するＲ−１３４ａの温度に変化が生じると、その変化を解消するように、燃料調整弁１３の開度を室外制御装置２０により制御する。
【００３１】
しかし、前記したように液相管６の温度が高いときなどの冷房運転の開始時においては、液相管６にある液体のＲ−１３４ａが一斉に蒸発して泡立ち、各室内機４への液体のＲ−１３４ａの循環供給に支障を来すことがあるため、開閉弁１１を開弁した状態で室外機１を起動するだけでなく、リモコン２２によって冷房運転が指示されていない全部、または一部の室内機４の送風機１２を停止させた状態で、その室内機４の流量調整弁８を強制的に開弁、例えば全開とし、且つ、電動ポンプ１０を起動して冷房運転を開始する。
【００３２】
この起動操作によって、レシーバタンク９および電動ポンプ１０の付近に溜っている液体のＲ−１３４ａと、室外機１の熱交換器２で冷却されて凝縮した液体のＲ−１３４ａとは、混合されながら循環して室内機４の熱交換器５に供給されるので、液相管６において液体のＲ−１３４ａが一斉に沸騰することが回避できる。特に、室外機１の起動時に全ての室内機４で冷房運転の指示がなく、したがって本来は全ての室内機４が流量調整弁８を閉弁して待機するような場合にも、本制御により室外機１を起動する際には全部または一部の室内機４の流量調整弁８が開弁するので、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡はこの開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００３３】
このため、冷房運転が指示された室内機４への液体のＲ−１３４ａの循環供給が阻害されることがない。そして、冷房運転が行われる室内機４においては、熱交換器５に供給された液体のＲ−１３４ａが、送風機１２が供給する温度の高い室内空気と熱交換してこれを冷却し、Ｒ−１３４ａ自身は昇温蒸発して気相管７に吐出する。そして、液相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、例えば図２に示したようにこの温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、電動ポンプ１０の運転停止と、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁し、冷房運転開始時の制御を終了するので、冷房運転の立ち上げ時間が短縮できる。
【００３４】
なお、液相管６で発生したＲ−１３４ａの気泡は管内を上昇するので、冷房運転の開始時に全開する流量調整弁８は、リモコン２２によって冷房運転が指示されていない室内機４の内の、例えば最上層階に設置された室内機４の流量調整弁８のみを開弁するようにしても、液相管６で発生したＲ−１３４ａの気泡は気相管７に速やかに排出される。したがって、上層階に設置された室内機４の流量調整弁８のみを開弁するように制御しても良い。
【００３５】
また、電動ポンプ１０の運転停止と、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁する操作は、温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度低下勾配が所定値以下になるのを待って行うようにしても良いし、温度センサ１９による温度検出に代えて、熱交換器５で熱交換して冷却された室内空気の温度を検出するように設置した温度センサの出力に基づいて制御するようにしても良い。また、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの圧力に基づいて制御することもできる。
【００３６】
さらに、液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生すると、液体のＲ−１３４ａの量（体積）は見掛け上増加するので、熱交換器２におけるＲ−１３４ａの液面は上昇する、逆に気泡が消滅すると熱交換器２におけるＲ−１３４ａの液面は下降するので、液相管６でＲ−１３４ａの気泡が消滅したことを、例えば適宜の液面センサによって熱交換器２におけるＲ−１３４ａの液面低下を確認したから、電動ポンプ１０の運転停止と起動時に開弁した流量調整弁８を閉弁するようにしても良い。
【００３７】
なお、開閉弁１１を閉弁し、電動ポンプ１０を起動した状態で行う暖房運転時におけるＲ−１３４ａの循環サイクルを説明すると、室外機１では前記のようにして温熱が発生しており、この温熱によってＲ−１３４ａが熱交換器２の管壁を介して加熱され、蒸発して気相管７に吐出し、室内機４の各熱交換器５に所定温度、例えば５５℃で供給される。
【００３８】
各室内機４においては、送風機１２によって温度の低い室内空気が熱交換器５に強制的に供給されているので、室外機１から５５℃で供給された気体のＲ−１３４ａは室内空気に放熱して凝縮し、暖房作用を行なう。
【００３９】
そして、凝縮して液体となったＲ−１３４ａは、レシーバタンク９に溜り、電動ポンプ１０によって室外機１の熱交換器２に液相管６を通って送られる。
【００４０】
このＲ−１３４ａの循環において、ある室内機４における暖房負荷が増加（または減少）し、その室内機４の温度センサ１８が検出するＲ−１３４ａの温度が低下（または上昇）すると、その温度低下（または温度上昇）が解消するように、その室内制御装置２１からの制御信号を受けて該当する流量調整弁８の開度が増加（または減少）し、暖房負荷が増加した室内機４の熱交換器５に流入するＲ−１３４ａの量が増加（または減少）するので、その温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度低下（または上昇）はその内解消する。
【００４１】
そして、暖房負荷の変動に起因する、温度が変化したＲ−１３４ａが室外機１に流入したり、室外機１に流入するＲ−１３４ａの流量が変化して、温度センサ１７が検出するＲ−１３４ａの温度に変化が生じると、その変化を解消するように、燃料調整弁１３の開度を室外制御装置２０により制御する。
【００４２】
なお、空調装置としては、図１に破線で示したように、レシーバタンク２３と冷房用補助ポンプとしての電動ポンプ２４とを液相管６に設置した構成であっても良い。このようの構成の空調装置では、冷房運転ではＲ−１３４ａの液体と気体の比重差に加えて電動ポンプ２４による搬送力が作用するので、室内機４の一部を室外機１より高いフロアや同じフロアに設置することができる。
【００４３】
そして、電動ポンプ２４を備えた空調装置の冷房運転は、開閉弁１１および冷房運転が指示されていない全部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁した状態で、室外機１と電動ポンプ１０と電動ポンプ２４とを起動して開始する。
【００４４】
この起動操作によっても、レシーバタンク９および電動ポンプ１０の付近に溜っている液体のＲ−１３４ａと、室外機１の熱交換器２で冷却されて凝縮した液体のＲ−１３４ａとは混合されながら循環するので、液相管６において液体のＲ−１３４ａが一斉に沸騰することが回避でき、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡は開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００４５】
そして、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、この温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、電動ポンプ１０の運転停止と、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁して、冷房運転開始時の制御を終了する。
【００４６】
なお、レシーバタンク９と電動ポンプ１０と開閉弁１１を取り外し、レシーバタンク２３と冷房用補助ポンプの電動ポンプ２４とを設けて冷房運転のみが行えるように構成した空調装置においては、運転指示がない全部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁した状態で、室外機１と電動ポンプ２４とを起動する。
【００４７】
この起動操作により、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡は開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００４８】
そして、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、この温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁して、冷房運転開始時の制御を終了する。
【００４９】
図３に示した空調装置は、前記図１に破線で示したレシーバタンク２３と電動ポンプ２４とを備えると共に、電動ポンプ１０の吐出側を開閉弁２５を介してレシーバタンク２３の流入側に連結したものであり、冷房は開閉弁１１を開弁、開閉弁２５を閉弁し、電動ポンプ２４を起動、電動ポンプ１０を停止して行われ、暖房は開閉弁１１を閉弁、開閉弁２５を開弁し、電動ポンプ２４を停止、電動ポンプ１０を起動して行われるので、冷房運転においても暖房運転においても、閉回路３内のＲ−１３４ａは前記図１の構成の空調装置と同じように循環する。
【００５０】
なお、この構成の空調装置は、暖房運転時に電動ポンプ１０が室外機１に向けて搬送する液体のＲ−１３４ａが電動ポンプ２４を経由しないので、図１に示した構成の空調装置に比べて搬送抵抗が小さいと云った利点がある。
【００５１】
そして、この構成の空調装置においては、冷房運転の開始にあたっては、開閉弁１１・２５の両方を開弁すると共に、冷房運転が指示されていない全部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁して、電動ポンプ１０と電動ポンプ２４の両方を起動する。このため、レシーバタンク９および電動ポンプ１０の付近に溜っている液体のＲ−１３４ａと、室外機１の熱交換器２で冷却されて凝縮した液体のＲ−１３４ａとは混合されながら循環するので、液相管６において液体のＲ−１３４ａが一斉に沸騰することが回避でき、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡は開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００５２】
そして、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、例えば図４に示したようにこの温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８と開閉弁２５とを閉弁すると共に、電動ポンプ１０の運転を停止して、冷房運転開始時の制御を終了する。
【００５３】
なお、冷房運転が指示されてない室内機４の流量調整弁８と開閉弁２５を閉弁するタイミングと、電動ポンプ１０の運転を停止するタイミングは、前記図１の空調装置と同様、種々の方法で決定できる。
【００５４】
また、図３に基づいて説明した運転方法は、図３に破線で示したように電動ポンプ１０の吐出側を二手に分岐し、一方は開閉弁２５を介してレシーバタンク２３の吸入側に連結し、他方は電動ポンプ２４と開閉弁１１の間に連結するように構成した空調装置の制御としても、同様に有効である。
【００５５】
また、電動ポンプ１０の吐出側を、電動ポンプ２４と開閉弁１１との間にも連結するようにしたこの構成の空調装置では、開閉弁２５を閉弁すると装置の構成が前記図１の空調装置と同じになるので、前記図１の空調装置の場合と同じように、すなわち開閉弁２５を閉弁し、開閉弁１１と冷房運転が指示されていない前部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁して、室外機１と電動ポンプ１０のみの起動を行う、あるいは電動ポンプ２４も起動し、その後冷房運転が指示されていない室内機４の流量調整弁８の閉弁操作と、電動ポンプ１０の運転停止とを行うことで、前記したように液相管６における気泡の発生を抑え、且つ、発生した気泡が速やかに排出して、冷房運転の立ち上げ時間の短縮が可能となる。
【００５６】
なお、電動ポンプ１０の吐出側を、電動ポンプ２４と開閉弁１１との間にも連結する場合は、電動ポンプ１０が吐出するＲ−１３４ａを開閉弁１１にスムースに流入させるため、破線で示したように案内することが好ましい。
【００５７】
このように液相管６を配管することによって、電動ポンプ１０が吐出するＲ−１３４ａが開閉弁１１にスムースに流入するだけでなく、室外機１の熱交換器２で凝縮して液相管６に吐出したＲ−１３４ａには、電動ポンプ１０が開閉弁１１に向けて搬送しているＲ−１３４ａによる吸引力が作用するので、電動ポンプ２４を小さな力で運転してもＲ−１３４ａを開閉弁１１の側に送ることができるし、電動ポンプ２４を起動しなくても開閉弁１１の側に送ることができる。
【００５８】
なお、図１における電動ポンプ１０の吐出側配管も、冷房運転の開始時は図３の破線で示したように開閉弁１１に向いて接続し、暖房運転時は室外機１側に向いて接続するように、適宜の弁機構などを利用して連結することが好ましい。
【００５９】
さらに、閉回路３に封入する相変化可能な冷媒としては、Ｒ−１３４ａの他にも、温度と圧力の制御によって容易に相変化するＲ−４０７ｃ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４１０ｃなどであっても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、冷房運転を開始する際に液相管で発生し易い気泡の発生が抑制でき、且つ、発生した気泡の排出が速やかに行えるので、冷房運転の立ち上げ時間が大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって運転する空調装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示した空調装置の制御の説明図である。
【図３】本発明の方法によって運転する空調装置の他の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示した空調装置の制御の説明図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ 室外機
２ 熱交換器
３ 閉回路
４ 室内機
５ 熱交換器
６ 液相管
７ 気相管
８ 流量調整弁
９ レシーバタンク
１０ 電動ポンプ
１１ 開閉弁
１２ 送風機
１３ 燃料調整弁
１４ バーナ
１５ 流速センサ
１６〜１９ 温度センサ
２０ 室外制御装置
２１ 室内制御装置
２２ リモコン
２３ レシーバタンク
２４ 電動ポンプ
２５ 開閉弁
【発明の属する技術分野】
本発明は空調装置に関するものであり、特に詳しくは室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間で、気体と液体との二相に相変化可能な冷媒を循環させ、各室内機において少なくとも冷房運転を可能に構成した装置の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として、例えば図４に示した構成の空調装置が、例えば特開平７−１５１３５９号公報に開示されている。図中１は冷水または温水が供給できる室外熱交換器（以下、室外機）、４は室外機１より下層の階に設置された室内機、５は室内機の熱交換器、８は冷媒の流量を調整する弁、２７は電動ポンプ、２８〜３１は開閉弁であり、これらを液相管６と気相管７とで図のように配管接続して閉回路３を形成し、閉回路３に封入した冷媒が室外機１と室内機４との間で循環して、室内機４において冷／暖房が行えるようになっている。なお、３２は室外機１の側面に設置された液レベルセンサであり、暖房運転時に室外機１に溜った冷媒液が一定となるように電動ポンプ２７を制御する。
【０００３】
すなわち、上記構成の空調装置においては、室内機４が設置されている室内空気の温度が高いときに、電動ポンプ２７を停止した状態で、開閉弁２８・２９を閉じて開閉弁３０・３１を開けると共に、流量調整弁８も開け、室外機１において発生させる冷熱によって閉回路３に封入した冷媒を冷却して凝縮させると、室外機１で凝縮した冷媒液は液相管６を自重で流下し、開閉弁３０・３１および流量調整弁８を介して熱交換器５に流入する。
【０００４】
そして、熱交換器５に流入した冷媒液は、熱交換器の管壁を介して室内空気から熱を奪って冷房作用を行うと共に、冷媒自身は蒸発して気相管７に流入し、冷媒が凝縮して低圧となっている室外機１に還流すると云った自然循環が起こるので、電力消費量が年間を通じて最大となる夏期に電動ポンプ２７を駆動する電力が不要であり、ランニングコストが削減できると云った利点がある。
【０００５】
また、開閉弁２８・３１を閉じて開閉弁２９・３０を開けると共に、流量調整弁８も開け、電動ポンプ２７を起動して、室外機１において発生させる冷熱によって閉回路３に封入した冷媒を冷却して凝縮させると、室外機１で凝縮した冷媒液は自重と電動ポンプ２７の吐出力とで液相管６を流下し、流量調整弁８を通って熱交換器５に入り、冷房作用を行う冷媒の循環が強制的に行われる。
【０００６】
このように、電動ポンプ２７を起動して冷房を行う場合は、室外機１の直ぐ下に当たる上層階に設置した熱交換器５にも十分な量の冷媒液が供給できると云った利点がある。
【０００７】
一方、室内機４が設置されている室内空気の温度が低いときに、開閉弁２９・３０を閉じて開閉弁２８・３１を開けると共に、流量調整弁８も開け、電動ポンプ２７を起動した状態で、室外機１において発生させる温熱によって閉回路３に封入した冷媒を加熱して蒸発させると、室外機１で蒸発した冷媒蒸気は気相管７を介して熱交換器５に流入する。
【０００８】
そして、熱交換器５に流入した冷媒蒸気は、熱交換器の管壁を介して室内空気に放熱して暖房作用を行うと共に、冷媒自身は凝縮して液相管６に流入し、開閉弁３１・２８を介して電動ポンプ２７により室外機１に還流すると云った循環が起こり、室内機４における暖房運転が継続されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−１５１３５９号公報に開示された上記構成の空調装置においては、冷房運転の起動時には閉回路の室外機部分では圧力が急激に低下するため、閉回路内の冷媒が一斉に沸騰して泡立つ。このため、冷媒の本来のスムースな循環が望めないので、室内機では冷媒の継続した蒸発による冷房作用が速やかには起こり難いと云った問題点があり、この点の解決が課題となっていた。
【００１０】
【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、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる暖房用ポンプを備えた液相管と、主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、室外機で吸熱して蒸発した冷媒を室内機に搬送して放熱・凝縮させ、この凝縮した冷媒をレシーバタンクに溜めた後、前記暖房用ポンプの吐出力によって室外機に戻し、各室内機において冷媒の凝縮熱を用いて暖房可能に構成すると共に、前記暖房用ポンプの吐出側と前記レシーバタンクとを、冷房運転時に開弁し、暖房運転時に閉弁する開閉弁を備えたバイパス経路によって連結し、室外機で放熱して凝縮した冷媒をこのバイパス経路を経由して、主に液相と気相との比重差を利用して室内機に搬送し、室内機で吸熱・蒸発させて室外機に戻し、各室内機において冷媒の蒸発熱を用いて冷房可能に構成した装置において、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後暖房用ポンプの運転停止と、前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第１の構成の空調装置の運転方法と、
【００１１】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作を行うようにした第２の構成の空調装置の運転方法と、
【００１２】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設けると共に、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設け、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１および第２の開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記第２の開閉弁と前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第３の構成の空調装置の運転方法と、
【００１３】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設け、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設けると共に、暖房用ポンプの吐出側を前記冷房用補助ポンプと前記第１の開閉弁との間にも連結し、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１の開閉弁の開弁操作と、前記第２の開閉弁の閉弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第４の構成の空調装置の運転方法と、
【００１４】
室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設け、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設けると共に、暖房用ポンプの吐出側を前記冷房用補助ポンプと前記第１の開閉弁との間にも連結し、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１および第２の開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記第２の開閉弁と前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うようにした第５の構成の空調装置の運転方法と、
【００１５】
前記第３〜第５の空調装置の運転方法において、冷房運転の開始時に、暖房用ポンプの起動を行わず、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作のみを行い、その後前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作を行うようにした第６の構成の空調装置の運転方法と、
を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図においても前記図５において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１７】
図１は、本発明の方法によって制御する空調装置の一構成例を示したものであり、１は冷熱または温熱を選択的に発生させることができる、例えば吸収式冷凍機などからなる室外機であり、建物の例えば屋上にある機械室などに設置され、例えば蒸発器の内部に配管した熱交換器２を介して、閉回路３に封入した液体と気体との二相に相変化が可能な冷媒、例えば低温度でも圧力が低下すると容易に蒸発し得る、Ｒ−１３４ａと熱の授受を行う。
【００１８】
なお、蒸発器に配管した熱交換器２から冷熱を供給したり、温熱を供給することができる吸収式冷凍機としては、例えば特開平７−３１８１８９号公報などに開示されたものが使用できる。
【００１９】
５は、建物の各部屋に設置した室内機４の熱交換器であり、室外機１の熱交換器２とは、図のように液相管６・気相管７および流量調整弁８によって配管・接続されて、前記閉回路３を形成している。
【００２０】
そして、液相管６には、室内機４の熱交換器５で暖房作用を行って凝縮し、流れ出た液体のＲ−１３４ａを溜めるためのレシーバタンク９と、このタンクに溜ったＲ−１３４ａを室外機１に戻すための電動ポンプ１０とを備えた下方経路と、この下方経路と並列な開閉弁１１を備えたバイパス経路となる上方経路とを設けて、室外機１の熱交換器２と室内機４の熱交換器５とが、下方経路・上方経路の何れか一方、または両方を介して連通できるように構成してある。
【００２１】
また、１２は室内空気を熱交換器５に吹き付けて室内に還流させるための送風機、１３は図示しない吸収液を加熱して冷媒蒸気を蒸発分離するためのバーナ１４に接続した燃料管に設けた燃料調整弁、１５は閉回路３を循環しているＲ−１３４ａの流速を検出するための流速センサ、１６〜１９は閉回路３を循環しているＲ−１３４ａの温度を検出するための温度センサであり、温度センサ１６と１７は熱交換器２の出入口部に、温度センサ１８と１９は熱交換器５の出口部に、それぞれ設けられている。
【００２２】
また、室外機１と室内機４には、相互に通信可能な室外制御装置２０と室内制御装置２１とを設けてある。そして、室外制御装置２０は、電動ポンプ１０の運転と開閉弁１１の開閉を制御すると共に、冷房運転中は温度センサ１７が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器２で冷却作用を受けて凝縮し、液相管６に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば７℃になるように、燃料調整弁１３の開度を調節する機能を備え、暖房運転中は温度センサ１６が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器２で加熱作用を受けて蒸発し、気相管６に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば５５℃になるように、燃料調整弁１３の開度を調節する機能を備えており、室内制御装置２１は、冷房運転中は温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器５を介して冷房作用を行って蒸発し、温度上昇して気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば１２℃になるように流量調整弁８の開度を調節する機能を備え、暖房運転中は温度センサ１８が検出するＲ−１３４ａの温度、すなわち熱交換器５を介して暖房作用を行って凝縮し、温度低下して液相管６に吐出するＲ−１３４ａの温度が所定温度、例えば５０℃になるように流量調整弁８の開度を調節する機能を備えている。
【００２３】
また、室内制御装置２１と通信可能で、冷暖房の指定、運転の開始と停止、送風の強弱選択、温度設定などが行えるリモコン２２を各室内機４に対応して設置してある。
【００２４】
そして、室外機１においては、冷房モードでの運転中に燃料調整弁１３の開度を大きくし、バーナ１４に供給する燃料を増やして火力を増加すると、図示しない吸収液から蒸発分離する冷媒の量が増加する。この増加した冷媒蒸気が、図示しない凝縮器で放熱して凝縮し、液体となって熱交換器２の周囲に供給され、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａから熱を奪って蒸発するので、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを冷却する機能が強化され、流量が同じであればその温度低下幅が拡大する。逆に、燃料調整弁１３の開度を小さくしてバーナ１４の火力を減じると、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを冷却する機能が弱まり、その温度低下幅は縮小する。一方、暖房モードでの運転中に燃料調整弁１３の開度を大きくし、バーナ１４に供給する燃料を増やして火力を増加すると、図示しない吸収液から蒸発分離する冷媒の量が増加する。この増加した冷媒蒸気と、加熱されて冷媒を蒸発分離した吸収液とが、熱交換器２の周囲に供給され、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａに放熱するので、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを加熱する機能が強化され、流量が同じであればその温度上昇幅が拡大する。逆に、燃料調整弁１３の開度を小さくしてバーナ１４の火力を減じると、熱交換器２内を流れるＲ−１３４ａを加熱する機能が弱まり、その温度上昇幅は縮小する。
【００２５】
一方、室内機４においては、流量調整弁８の開度が同じであれば、空調負荷が大きいほど温度センサ１８と１９が検出するＲ−１３４ａの温度差は拡大し、空調負荷が小さいほど前記温度差は縮小する。
【００２６】
次に、閉回路３に封入したＲ−１３４ａの循環サイクルを説明すると、冷房運転は室外制御装置２０が出力する制御信号に基づいて、開閉弁１１が開弁し、電動ポンプ１０の運転を停止した状態で行われる。そして、室外機１では前記のようにして冷熱が発生しており、この冷熱によってＲ−１３４ａが熱交換器２の管壁を介して冷却され、凝縮して液相管６に吐出し、開閉弁１１・流量調整弁８を介して室内機４に所定温度、例えば７℃で供給される。
【００２７】
また、各室内機４においては、送風機１２によって温度の高い室内空気が熱交換器５に強制的に供給されているので、室外機１から７℃で供給された液体のＲ−１３４ａは室内空気から熱を奪って蒸発し、冷房作用を行なう。
【００２８】
そして、気体となったＲ−１３４ａは、冷却されて凝縮・液化し、低圧になっている室外機１の熱交換器２に気相管７を通って流入すると云った循環が自然に起こる。
【００２９】
このＲ−１３４ａの循環において、ある室内機４における冷房負荷が増加（または減少）し、その室内機４の温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度が上昇（または低下）すると、その温度上昇（または温度低下）が解消するように、その室内制御装置２１からの制御信号を受けて該当する流量調整弁８の開度が増加（または減少）し、冷房負荷が増加した室内機４の熱交換器５に流入するＲ−１３４ａの量が増加（または減少）するので、その温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度上昇（または低下）はその内解消する。
【００３０】
そして、冷房負荷の変動に起因する、温度が変化したＲ−１３４ａが室外機１に流入したり、室外機１に流入するＲ−１３４ａの流量が変化して、温度センサ１７が検出するＲ−１３４ａの温度に変化が生じると、その変化を解消するように、燃料調整弁１３の開度を室外制御装置２０により制御する。
【００３１】
しかし、前記したように液相管６の温度が高いときなどの冷房運転の開始時においては、液相管６にある液体のＲ−１３４ａが一斉に蒸発して泡立ち、各室内機４への液体のＲ−１３４ａの循環供給に支障を来すことがあるため、開閉弁１１を開弁した状態で室外機１を起動するだけでなく、リモコン２２によって冷房運転が指示されていない全部、または一部の室内機４の送風機１２を停止させた状態で、その室内機４の流量調整弁８を強制的に開弁、例えば全開とし、且つ、電動ポンプ１０を起動して冷房運転を開始する。
【００３２】
この起動操作によって、レシーバタンク９および電動ポンプ１０の付近に溜っている液体のＲ−１３４ａと、室外機１の熱交換器２で冷却されて凝縮した液体のＲ−１３４ａとは、混合されながら循環して室内機４の熱交換器５に供給されるので、液相管６において液体のＲ−１３４ａが一斉に沸騰することが回避できる。特に、室外機１の起動時に全ての室内機４で冷房運転の指示がなく、したがって本来は全ての室内機４が流量調整弁８を閉弁して待機するような場合にも、本制御により室外機１を起動する際には全部または一部の室内機４の流量調整弁８が開弁するので、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡はこの開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００３３】
このため、冷房運転が指示された室内機４への液体のＲ−１３４ａの循環供給が阻害されることがない。そして、冷房運転が行われる室内機４においては、熱交換器５に供給された液体のＲ−１３４ａが、送風機１２が供給する温度の高い室内空気と熱交換してこれを冷却し、Ｒ−１３４ａ自身は昇温蒸発して気相管７に吐出する。そして、液相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、例えば図２に示したようにこの温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、電動ポンプ１０の運転停止と、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁し、冷房運転開始時の制御を終了するので、冷房運転の立ち上げ時間が短縮できる。
【００３４】
なお、液相管６で発生したＲ−１３４ａの気泡は管内を上昇するので、冷房運転の開始時に全開する流量調整弁８は、リモコン２２によって冷房運転が指示されていない室内機４の内の、例えば最上層階に設置された室内機４の流量調整弁８のみを開弁するようにしても、液相管６で発生したＲ−１３４ａの気泡は気相管７に速やかに排出される。したがって、上層階に設置された室内機４の流量調整弁８のみを開弁するように制御しても良い。
【００３５】
また、電動ポンプ１０の運転停止と、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁する操作は、温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度低下勾配が所定値以下になるのを待って行うようにしても良いし、温度センサ１９による温度検出に代えて、熱交換器５で熱交換して冷却された室内空気の温度を検出するように設置した温度センサの出力に基づいて制御するようにしても良い。また、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの圧力に基づいて制御することもできる。
【００３６】
さらに、液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生すると、液体のＲ−１３４ａの量（体積）は見掛け上増加するので、熱交換器２におけるＲ−１３４ａの液面は上昇する、逆に気泡が消滅すると熱交換器２におけるＲ−１３４ａの液面は下降するので、液相管６でＲ−１３４ａの気泡が消滅したことを、例えば適宜の液面センサによって熱交換器２におけるＲ−１３４ａの液面低下を確認したから、電動ポンプ１０の運転停止と起動時に開弁した流量調整弁８を閉弁するようにしても良い。
【００３７】
なお、開閉弁１１を閉弁し、電動ポンプ１０を起動した状態で行う暖房運転時におけるＲ−１３４ａの循環サイクルを説明すると、室外機１では前記のようにして温熱が発生しており、この温熱によってＲ−１３４ａが熱交換器２の管壁を介して加熱され、蒸発して気相管７に吐出し、室内機４の各熱交換器５に所定温度、例えば５５℃で供給される。
【００３８】
各室内機４においては、送風機１２によって温度の低い室内空気が熱交換器５に強制的に供給されているので、室外機１から５５℃で供給された気体のＲ−１３４ａは室内空気に放熱して凝縮し、暖房作用を行なう。
【００３９】
そして、凝縮して液体となったＲ−１３４ａは、レシーバタンク９に溜り、電動ポンプ１０によって室外機１の熱交換器２に液相管６を通って送られる。
【００４０】
このＲ−１３４ａの循環において、ある室内機４における暖房負荷が増加（または減少）し、その室内機４の温度センサ１８が検出するＲ−１３４ａの温度が低下（または上昇）すると、その温度低下（または温度上昇）が解消するように、その室内制御装置２１からの制御信号を受けて該当する流量調整弁８の開度が増加（または減少）し、暖房負荷が増加した室内機４の熱交換器５に流入するＲ−１３４ａの量が増加（または減少）するので、その温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度低下（または上昇）はその内解消する。
【００４１】
そして、暖房負荷の変動に起因する、温度が変化したＲ−１３４ａが室外機１に流入したり、室外機１に流入するＲ−１３４ａの流量が変化して、温度センサ１７が検出するＲ−１３４ａの温度に変化が生じると、その変化を解消するように、燃料調整弁１３の開度を室外制御装置２０により制御する。
【００４２】
なお、空調装置としては、図１に破線で示したように、レシーバタンク２３と冷房用補助ポンプとしての電動ポンプ２４とを液相管６に設置した構成であっても良い。このようの構成の空調装置では、冷房運転ではＲ−１３４ａの液体と気体の比重差に加えて電動ポンプ２４による搬送力が作用するので、室内機４の一部を室外機１より高いフロアや同じフロアに設置することができる。
【００４３】
そして、電動ポンプ２４を備えた空調装置の冷房運転は、開閉弁１１および冷房運転が指示されていない全部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁した状態で、室外機１と電動ポンプ１０と電動ポンプ２４とを起動して開始する。
【００４４】
この起動操作によっても、レシーバタンク９および電動ポンプ１０の付近に溜っている液体のＲ−１３４ａと、室外機１の熱交換器２で冷却されて凝縮した液体のＲ−１３４ａとは混合されながら循環するので、液相管６において液体のＲ−１３４ａが一斉に沸騰することが回避でき、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡は開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００４５】
そして、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、この温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、電動ポンプ１０の運転停止と、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁して、冷房運転開始時の制御を終了する。
【００４６】
なお、レシーバタンク９と電動ポンプ１０と開閉弁１１を取り外し、レシーバタンク２３と冷房用補助ポンプの電動ポンプ２４とを設けて冷房運転のみが行えるように構成した空調装置においては、運転指示がない全部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁した状態で、室外機１と電動ポンプ２４とを起動する。
【００４７】
この起動操作により、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡は開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００４８】
そして、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、この温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８を閉弁して、冷房運転開始時の制御を終了する。
【００４９】
図３に示した空調装置は、前記図１に破線で示したレシーバタンク２３と電動ポンプ２４とを備えると共に、電動ポンプ１０の吐出側を開閉弁２５を介してレシーバタンク２３の流入側に連結したものであり、冷房は開閉弁１１を開弁、開閉弁２５を閉弁し、電動ポンプ２４を起動、電動ポンプ１０を停止して行われ、暖房は開閉弁１１を閉弁、開閉弁２５を開弁し、電動ポンプ２４を停止、電動ポンプ１０を起動して行われるので、冷房運転においても暖房運転においても、閉回路３内のＲ−１３４ａは前記図１の構成の空調装置と同じように循環する。
【００５０】
なお、この構成の空調装置は、暖房運転時に電動ポンプ１０が室外機１に向けて搬送する液体のＲ−１３４ａが電動ポンプ２４を経由しないので、図１に示した構成の空調装置に比べて搬送抵抗が小さいと云った利点がある。
【００５１】
そして、この構成の空調装置においては、冷房運転の開始にあたっては、開閉弁１１・２５の両方を開弁すると共に、冷房運転が指示されていない全部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁して、電動ポンプ１０と電動ポンプ２４の両方を起動する。このため、レシーバタンク９および電動ポンプ１０の付近に溜っている液体のＲ−１３４ａと、室外機１の熱交換器２で冷却されて凝縮した液体のＲ−１３４ａとは混合されながら循環するので、液相管６において液体のＲ−１３４ａが一斉に沸騰することが回避でき、起動時に圧力低下した液相管６で液体のＲ−１３４ａに気泡が発生しても、気泡は開弁した流量調整弁８を介して速やかに室内機４に流入し、気相管７に排出される。
【００５２】
そして、気相管７に吐出するＲ−１３４ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出するＲ−１３４ａの温度は次第に低下するので、例えば図４に示したようにこの温度が所定温度、例えば９℃以下になるのを待って、冷房運転の指示がない室内機４の流量調整弁８と開閉弁２５とを閉弁すると共に、電動ポンプ１０の運転を停止して、冷房運転開始時の制御を終了する。
【００５３】
なお、冷房運転が指示されてない室内機４の流量調整弁８と開閉弁２５を閉弁するタイミングと、電動ポンプ１０の運転を停止するタイミングは、前記図１の空調装置と同様、種々の方法で決定できる。
【００５４】
また、図３に基づいて説明した運転方法は、図３に破線で示したように電動ポンプ１０の吐出側を二手に分岐し、一方は開閉弁２５を介してレシーバタンク２３の吸入側に連結し、他方は電動ポンプ２４と開閉弁１１の間に連結するように構成した空調装置の制御としても、同様に有効である。
【００５５】
また、電動ポンプ１０の吐出側を、電動ポンプ２４と開閉弁１１との間にも連結するようにしたこの構成の空調装置では、開閉弁２５を閉弁すると装置の構成が前記図１の空調装置と同じになるので、前記図１の空調装置の場合と同じように、すなわち開閉弁２５を閉弁し、開閉弁１１と冷房運転が指示されていない前部または一部の室内機４の流量調整弁８を開弁して、室外機１と電動ポンプ１０のみの起動を行う、あるいは電動ポンプ２４も起動し、その後冷房運転が指示されていない室内機４の流量調整弁８の閉弁操作と、電動ポンプ１０の運転停止とを行うことで、前記したように液相管６における気泡の発生を抑え、且つ、発生した気泡が速やかに排出して、冷房運転の立ち上げ時間の短縮が可能となる。
【００５６】
なお、電動ポンプ１０の吐出側を、電動ポンプ２４と開閉弁１１との間にも連結する場合は、電動ポンプ１０が吐出するＲ−１３４ａを開閉弁１１にスムースに流入させるため、破線で示したように案内することが好ましい。
【００５７】
このように液相管６を配管することによって、電動ポンプ１０が吐出するＲ−１３４ａが開閉弁１１にスムースに流入するだけでなく、室外機１の熱交換器２で凝縮して液相管６に吐出したＲ−１３４ａには、電動ポンプ１０が開閉弁１１に向けて搬送しているＲ−１３４ａによる吸引力が作用するので、電動ポンプ２４を小さな力で運転してもＲ−１３４ａを開閉弁１１の側に送ることができるし、電動ポンプ２４を起動しなくても開閉弁１１の側に送ることができる。
【００５８】
なお、図１における電動ポンプ１０の吐出側配管も、冷房運転の開始時は図３の破線で示したように開閉弁１１に向いて接続し、暖房運転時は室外機１側に向いて接続するように、適宜の弁機構などを利用して連結することが好ましい。
【００５９】
さらに、閉回路３に封入する相変化可能な冷媒としては、Ｒ−１３４ａの他にも、温度と圧力の制御によって容易に相変化するＲ−４０７ｃ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４１０ｃなどであっても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、冷房運転を開始する際に液相管で発生し易い気泡の発生が抑制でき、且つ、発生した気泡の排出が速やかに行えるので、冷房運転の立ち上げ時間が大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって運転する空調装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示した空調装置の制御の説明図である。
【図３】本発明の方法によって運転する空調装置の他の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示した空調装置の制御の説明図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ 室外機
２ 熱交換器
３ 閉回路
４ 室内機
５ 熱交換器
６ 液相管
７ 気相管
８ 流量調整弁
９ レシーバタンク
１０ 電動ポンプ
１１ 開閉弁
１２ 送風機
１３ 燃料調整弁
１４ バーナ
１５ 流速センサ
１６〜１９ 温度センサ
２０ 室外制御装置
２１ 室内制御装置
２２ リモコン
２３ レシーバタンク
２４ 電動ポンプ
２５ 開閉弁
Claims (6)
- 室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる暖房用ポンプを備えた液相管と、主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、室外機で吸熱して蒸発した冷媒を室内機に搬送して放熱・凝縮させ、この凝縮した冷媒をレシーバタンクに溜めた後、前記暖房用ポンプの吐出力によって室外機に戻し、各室内機において冷媒の凝縮熱を用いて暖房可能に構成すると共に、前記暖房用ポンプの吐出側と前記レシーバタンクとを、冷房運転時に開弁し、暖房運転時に閉弁する開閉弁を備えたバイパス経路によって連結し、室外機で放熱して凝縮した冷媒をこのバイパス経路を経由して、主に液相と気相との比重差を利用して室内機に搬送し、室内機で吸熱・蒸発させて室外機に戻し、各室内機において冷媒の蒸発熱を用いて冷房可能に構成した装置において、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後暖房用ポンプの運転停止と、前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うことを特徴とする空調装置の運転方法。
- 室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作を行うことを特徴とする空調装置の運転方法。
- 室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設けると共に、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設け、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１および第２の開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記第２の開閉弁と前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うことを特徴とする空調装置の運転方法。
- 室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設け、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設けると共に、暖房用ポンプの吐出側を前記冷房用補助ポンプと前記第１の開閉弁との間にも連結し、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１の開閉弁の開弁操作と、前記第２の開閉弁の閉弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うことを特徴とする空調装置の運転方法。
- 室外機と、全数もしくは過半数が室外機より下方に設置された複数の室内機との間を、主に冷媒液が流れる液相管と主に冷媒蒸気が流れる気相管とで連結し、液相と気相との比重差を利用して循環可能に構成した空調装置の運転方法において、室外機で放熱して凝縮した冷媒を室内機に搬送する冷房用補助ポンプを上方の液相管の室外機側に設け、室内機で放熱して凝縮した冷媒を蓄えるレシーバタンクを下方の液相管の室内機側に設け、冷房用補助ポンプの吐出側と室内機との間の液相管に第１の開閉弁を設け、レシーバタンクに溜った冷媒を第２の開閉弁を介して室外機に戻す暖房用ポンプを設けると共に、暖房用ポンプの吐出側を前記冷房用補助ポンプと前記第１の開閉弁との間にも連結し、冷房運転開始時には、前記室外機の起動と、前記冷房用補助ポンプの起動と、前記暖房用ポンプの起動と、前記第１および第２の開閉弁の開弁操作と、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作とを行い、その後前記暖房用ポンプの運転停止と、前記第２の開閉弁と前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作とを行うことを特徴とする空調装置の運転方法。
- 冷房運転の開始時に、暖房用ポンプの起動を行わず、冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の開弁操作のみを行い、その後前記冷房運転が指示されていない室内機の冷媒流量調整弁の閉弁操作を行うことを特徴とする請求項３〜５何れかに記載の空調装置の運転方法。
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| CNB981258158A CN1154806C (zh) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | 空调系统 |
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| JP33601297A JP3568380B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 空調装置の運転方法 |
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| JPH11173627A (ja) | 1999-07-02 |
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