JP4120682B2 - 空気調和装置および熱源ユニット - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る空気調和装置1を、図1に示す。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、複数台(図1では2台)の熱源ユニットとしての室外ユニット2,102と、それに並列に接続された複数台の利用ユニットとしての室内ユニット4と、室外ユニット2,102と室内ユニット4とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2,102と、室内ユニット4と、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とが接続されることによって構成されている。
室内ユニット4は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット4は、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して室外ユニット2,102に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室外ユニット2,102は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して室内ユニット4に接続され、室内ユニット4とともに冷媒回路10を構成している。
制御部50は、図2に示すように、各種センサ29〜36、44〜46、63の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21、22、38、41、62などを制御することができるよう、各種機器及び弁に接続されている。
次に、本実施形態に係る空気調和装置1の動作について説明する。
まず、冷房運転について、図1を用いて説明する。
次に、暖房運転について説明する。
本実施形態に係る空気調和装置1では、冷房時に余剰冷媒が発生した場合、その余剰冷媒をバイパス冷媒回路61,161を介してアキュムレータ24,124に溜める制御を行う。以下、図3を参照して、冷房運転時の余剰冷媒制御について説明する。なお、各ステップの主体は、制御部50である。
本実施形態に係る空気調和装置1では、冷房時に余剰冷媒が発生した場合、その余剰冷媒をバイパス冷媒回路61,161を介してアキュムレータ24,124に溜める制御を行う。以下、図4を参照して、暖房運転時の余剰冷媒制御について説明する。なお、各ステップの主体は、制御部50である。
本実施形態に係る空気調和装置1では、上述のように、冷房時や暖房時の余剰冷媒制御においてアキュムレータ24,124に余剰冷媒を溜めるアキュムレータ冷媒溜め制御を実施しているときに、吐出SHが所定値SH1を下回ったり、バイパス弁62の開度が全開になったりすると、アキュムレータ24,124における余剰冷媒調整が限界に至り、その室外ユニットにおいて余剰冷媒が過剰に存在すると判断して、図5に示す室外ローテーション制御に移行する。この室外ローテーション制御は、上述のアキュムレータ冷媒溜め制御の動作を他の室外ユニットへ移すローテーション、および、停止している室外ユニットを起動させて余剰冷媒調整が限界に至った室外ユニットを停止させるローテーションの両方を含むものである。上述のステップS18やステップS28の室外ローテーション制御について、以下、図5を参照しながら説明する。なお、各ステップの主体は、制御部50である。
(1)
空気調和装置1の制御部50は、図3または図4に示すように、まずアキュムレータ冷媒溜め制御を行わせ、そのアキュムレータ冷媒溜め制御中に冷媒量が過剰であると判断したとき(ステップS15またはステップS25)に、停止中の室外ユニットを起動させたり他の運転中の室外ユニットにおいてアキュムレータ冷媒溜め制御を行わせたりする室外ローテーション制御へと移行させる。このように、まずはアキュムレータ冷媒溜め制御を実行し、余剰冷媒が生じた室外ユニット自身において余剰冷媒の調整を行うため、他の室外ユニットに影響を与える回数が最小限に抑えられている。
そして、制御部50は、吐出SHが所定値SH1を下回ったりバイパス弁62,162の開度が全開になったりして、アキュムレータ24,124による余剰冷媒の調整が限界に至ったと判断したときに、すなわち、室外ユニットで冷媒量が過剰になったと判断したときに、停止中の室外ユニットを起動させたり他の運転中の室外ユニットにおいてアキュムレータ冷媒溜め制御を行わせたりする室外ローテーション制御へと移行させる(ステップS15,ステップS25)。この室外ローテーション制御によれば、停止状態の他の熱源ユニットを起動させることで、あるいは、他の熱源ユニットでアキュムレータ冷媒溜め制御を行わせることで、ステップS15やステップS25の条件を満たし余剰冷媒が過剰に生じている室外ユニットから、冷媒を他の室外ユニットへ移動させることができる。このため、本実施形態に係る空気調和装置1の構成を採れば、比較的アキュムレータ24,124の容量を小さく設計しても、過剰な余剰冷媒が室外ユニット2,102に滞留して円滑な運転が阻害されてしまうことが防止できる。
空気調和装置1では、余剰の液冷媒をアキュムレータ24,124に導く回路として、過冷却器25の冷却源としての回路であるバイパス冷媒回路61,161を利用している。すなわち、室外熱交換器23から室内膨張弁41に送られる冷媒を冷却するための回路と、余剰冷媒をアキュムレータ24に移動させるための回路とを、1つのバイパス冷媒回路(第1の室外ユニット2ではバイパス冷媒回路61,第2の室外ユニット102ではバイパス冷媒回路161)で兼用させている。これにより、室外ユニット2,102のコストダウンが図られている。
停止状態の室外ユニットを起動させるほうが、運転状態の他の室外ユニットにおいてアキュムレータ冷媒溜め制御を行わせるよりも、余剰冷媒の過剰となった室外ユニットから冷媒を他の室外ユニットへ移動させる効果が高いため、空気調和装置1の制御部50は、他の室外ユニットで停止状態のものがあれば、それを起動させることを優先している(ステップS42およびステップS46、ステップS48およびステップS51)。これにより、過剰な余剰冷媒が存在する状態で室外ユニットの運転が継続されることが、早く解消されるようになっている。
一度アキュムレータ冷媒溜め制御を行った室外ユニットは、その制御終了時にアキュムレータ24,124に比較的多くの液冷媒を溜めている状態となっており、その後に冷媒の移動があったとしても、アキュムレータ24,124に冷媒が多く溜まっている可能性が高い。このため、空気調和装置1の制御部50は、室外ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断した場合(ステップS15,ステップS25)に、アキュムレータ冷媒溜め制御を実施したという履歴を示すフラグFが立っていない(フラグF=0の)室外ユニットがあれば、その室外ユニットを優先させて起動させたり(ステップS41およびステップS51)、その室外ユニットを優先させてアキュムレータ冷媒溜め制御を行わせたり(ステップS41およびステップS49)している。これにより、過剰な余剰冷媒が存在する状態で室外ユニットの運転が継続されることが、早く解消されるようになっている。
(A)
上記実施形態では、過冷却器25の冷却源としての回路であるバイパス冷媒回路61,161を利用して余剰の液冷媒をアキュムレータ24,124に移動させているが、余剰の液冷媒をアキュムレータ24,124に導く別の専用回路を設けてもよい。
上記実施形態において、室外ローテーション制御のステップS47の動作Aを行うようなことが繰り返されるということは、空気調和装置1の冷媒回路10に過剰に冷媒を充填してしまっている恐れが強いため、そのような場合に冷媒過充填を知らせるアラームを発してもよい。例えば、所定時間内に所定回数の動作Aが実施された場合に、注意を喚起する表示をリモコンなどに出力してもよい。
4 室内ユニット
6 液冷媒連絡配管
7 ガス冷媒連絡配管
10 冷媒回路
21,121 圧縮機
23,123 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
24,124 アキュムレータ
25,125 過冷却器
41,141 室内膨張弁(利用側膨張機構)
42,142 室内熱交換器(利用側熱交換器)
50 制御部
61,161 バイパス冷媒回路
62,162 バイパス弁(バイパス流量調節弁)
Claims (13)
- それぞれ、圧縮機(21,121)と熱源側熱交換器(23,123)とアキュムレータ(24,124)とを有し、第1熱源ユニット(2)を少なくとも含む複数の熱源ユニット(2,102)と、
利用側膨張機構(41)と利用側熱交換器(42)とを有する利用ユニット(4)と、
前記複数の熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続して1つの主冷媒回路(10)を形成させる液冷媒連絡配管(6)およびガス冷媒連絡配管(7)と、
運転状態にある前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある他の前記熱源ユニットを起動させる他ユニット起動制御を行わせる制御部(50)と、
を備えた空気調和装置。 - 第1熱源ユニット(2)を少なくとも含む複数の熱源ユニット(2,102)と、
利用側膨張機構(41)と利用側熱交換器(42)とを有する利用ユニット(4)と、
前記複数の熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続して1つの主冷媒回路(10)を形成させる液冷媒連絡配管(6)およびガス冷媒連絡配管(7)と、
制御部(50)と、
を備え、
前記熱源ユニットは、
圧縮機(21,121)と、
熱源側熱交換器(23,123)と、
前記圧縮機の吸入側に配置されるアキュムレータ(24,124)と、
冷媒の流量を調節するバイパス流量調節弁(62,162)を有し、前記熱源側熱交換器(23,123)と前記液冷媒連絡配管(6)との間の冷媒を前記アキュムレータ(24,124)へと導くバイパス冷媒回路(61,161)と、
を有しており、
前記制御部は、前記熱源ユニットにおいて、前記バイパス冷媒回路によって前記熱源側熱交換器と前記液冷媒連絡配管との間の冷媒を前記アキュムレータへと導くことで前記アキュムレータに冷媒を溜める冷媒溜め制御、を行わせることができ、
前記制御部は、運転状態にある前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある他の前記熱源ユニットを起動させる他ユニット起動制御、あるいは、前記第1熱源ユニット以外の運転状態にある前記熱源ユニットにおける前記冷媒溜め制御を行わせ、
前記制御部は、前記第1熱源ユニットにおいて所定の冷媒溜め条件になったときに、まず前記第1熱源ユニットにおいて前記冷媒溜め制御を行わせ、その冷媒溜め制御中に前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、前記他ユニット起動制御、あるいは、前記第1熱源ユニット以外の運転状態にある前記熱源ユニットにおける前記冷媒溜め制御、を行わせる、
空気調和装置。 - 第1熱源ユニット(2)を少なくとも含む複数の熱源ユニット(2,102)と、
利用側膨張機構(41)と利用側熱交換器(42)とを有する利用ユニット(4)と、
前記複数の熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続して1つの主冷媒回路(10)を形成させる液冷媒連絡配管(6)およびガス冷媒連絡配管(7)と、
制御部(50)と、
を備え、
前記熱源ユニットは、
圧縮機(21,121)と、
熱源側熱交換器(23,123)と、
前記圧縮機の吸入側に配置されるアキュムレータ(24,124)と、
冷媒の流量を調節するバイパス流量調節弁(62,162)を有し、前記熱源側熱交換器(23,123)と前記液冷媒連絡配管(6)との間の冷媒を前記アキュムレータ(24,124)へと導くバイパス冷媒回路(61,161)と、
を有しており、
前記制御部は、前記熱源ユニットにおいて、前記バイパス冷媒回路によって前記熱源側熱交換器と前記液冷媒連絡配管との間の冷媒を前記アキュムレータへと導くことで前記アキュムレータに冷媒を溜める冷媒溜め制御、を行わせることができ、
前記制御部は、運転状態にある前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある他の前記熱源ユニットを起動させる他ユニット起動制御、あるいは、前記第1熱源ユニット以外の運転状態にある前記熱源ユニットにおける前記冷媒溜め制御を行わせ、
前記制御部は、運転状態にある前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある前記熱源ユニットが存在する場合には、前記第1熱源ユニット以外の運転状態にある前記熱源ユニットにおける前記冷媒溜め制御ではなく、前記他ユニット起動制御を行わせる、
空気調和装置。 - 第1熱源ユニット(2)を少なくとも含む複数の熱源ユニット(2,102)と、
利用側膨張機構(41)と利用側熱交換器(42)とを有する利用ユニット(4)と、
前記複数の熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続して1つの主冷媒回路(10)を形成させる液冷媒連絡配管(6)およびガス冷媒連絡配管(7)と、
制御部(50)と、
を備え、
前記熱源ユニットは、
圧縮機(21,121)と、
熱源側熱交換器(23,123)と、
前記圧縮機の吸入側に配置されるアキュムレータ(24,124)と、
冷媒の流量を調節するバイパス流量調節弁(62,162)を有し、前記熱源側熱交換器(23,123)と前記液冷媒連絡配管(6)との間の冷媒を前記アキュムレータ(24,124)へと導くバイパス冷媒回路(61,161)と、
を有しており、
前記制御部は、前記熱源ユニットにおいて、前記バイパス冷媒回路によって前記熱源側熱交換器と前記液冷媒連絡配管との間の冷媒を前記アキュムレータへと導くことで前記アキュムレータに冷媒を溜める冷媒溜め制御、を行わせることができ、
前記制御部は、運転状態にある前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある他の前記熱源ユニットを起動させる他ユニット起動制御、あるいは、前記第1熱源ユニット以外の運転状態にある前記熱源ユニットにおける前記冷媒溜め制御を行わせ、
前記制御部は、前記冷媒溜め制御を行わせた前記熱源ユニットに冷媒溜め処理済みフラグを立てておき、運転状態にある前記第1熱源ユニットにおいて冷媒量が過剰であると判断したときに、前記冷媒溜め処理済みフラグが立っていない前記熱源ユニットにおいて前記他ユニット起動制御あるいは前記冷媒溜め制御を行わせる、
空気調和装置。 - 前記熱源ユニット(2,102)は、過冷却器(25,125)をさらに有し、
前記過冷却器(25,125)は、前記バイパス流量調節弁(62,162)から前記アキュムレータ(24,124)へと流れる冷媒により、前記熱源側熱交換器(23,123)から前記液冷媒連絡配管(6)を介して前記利用ユニット(4)に送られる冷媒を冷却する、
請求項2から4のいずれかに記載の空気調和装置。 - 前記制御部(50)は、前記圧縮機(21,121)の吐出側におけるガス冷媒の過熱度が所定値を下回ったときに、前記第1熱源ユニット(2,102)において冷媒量が過剰であると判断する、
請求項1から5のいずれかに記載の空気調和装置。 - 前記制御部(50)は、前記バイパス流量調節弁(62,162)が全開となったときに、あるいは、前記圧縮機(21,121)の吐出側におけるガス冷媒の過熱度が所定値を下回ったときに、前記熱源ユニット(2,102)において冷媒量が過剰であると判断する、
請求項2から5のいずれかに記載の空気調和装置。 - 冷房運転時の前記所定の冷媒溜め条件は、少なくとも、前記熱源側熱交換器(23,123)の出口の冷媒過冷却度が所定値よりも高いという第1条件および/または前記圧縮機(21,121)の吐出側の冷媒高圧圧力が所定値よりも高いという第2条件を含む、
請求項2に記載の空気調和装置。 - 前記熱源ユニット(2,102)は、前記熱源側熱交換器(23,123)と前記液冷媒連絡配管(6)との間に配置される膨張弁(38,138)を含む熱源側膨張機構をさらに有し、
暖房運転時の前記所定の冷媒溜め条件は、少なくとも、前記熱源側膨張機構の膨張弁(38,138)が全開であるという第3条件を含む、
請求項2に記載の空気調和装置。 - 他の熱源ユニット(102)および利用ユニット(4)と接続されて1つの主冷媒回路(10)を形成し、空調対象空間の空気と前記利用ユニット(4)の利用側熱交換器(42)との間で熱交換を行わせる、空気調和装置(1)の熱源ユニット(2)であって、
圧縮機(21)と、
熱源側熱交換器(23)と、
アキュムレータ(24)と、
冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある前記他の熱源ユニット(102)を起動させる他ユニット起動制御を行わせる制御部(50)と、
を備えた熱源ユニット(2)。 - 他の熱源ユニット(102)および利用ユニット(4)と接続されて1つの主冷媒回路(10)を形成し、空調対象空間の空気と前記利用ユニット(4)の利用側熱交換器(42)との間で熱交換を行わせる、空気調和装置(1)の熱源ユニット(2)であって、
前記熱源ユニット(2)および前記他の熱源ユニット(102)は、それぞれ、
圧縮機(21)と、
熱源側熱交換器(23)と、
前記圧縮機の吸入側に配置されるアキュムレータ(24)と、
冷媒の流量を調節するバイパス流量調節弁(62,162)を有し、前記熱源側熱交換器(23,123)の前記利用ユニット(4)側の冷媒を前記アキュムレータ(24,124)へと導くバイパス冷媒回路(61,161)と、
前記バイパス冷媒回路によって前記熱源側熱交換器の前記利用ユニット側の冷媒を前記アキュムレータへと導くことで前記アキュムレータに冷媒を溜める冷媒溜め制御、を行わせることができる制御部(50)と、
を備え、
前記熱源ユニット(2)の制御部は、冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある前記他の熱源ユニット(102)を起動させる他ユニット起動制御、あるいは、運転状態にある前記他の熱源ユニットにおいて前記冷媒溜め制御を実行させる他ユニット冷媒溜め制御、を行わせ、
前記熱源ユニット(2)の制御部は、所定の冷媒溜め条件になったときに、まず前記熱源ユニット(2)において前記冷媒溜め制御を実行させる自ユニット冷媒溜め制御を行わせ、その自ユニット冷媒溜め制御中に冷媒量が過剰であると判断したときに、前記他ユニット起動制御、あるいは、前記他ユニット冷媒溜め制御、を行わせる、
熱源ユニット(2)。 - 他の熱源ユニット(102)および利用ユニット(4)と接続されて1つの主冷媒回路(10)を形成し、空調対象空間の空気と前記利用ユニット(4)の利用側熱交換器(42)との間で熱交換を行わせる、空気調和装置(1)の熱源ユニット(2)であって、
前記熱源ユニット(2)および前記他の熱源ユニット(102)は、それぞれ、
圧縮機(21)と、
熱源側熱交換器(23)と、
前記圧縮機の吸入側に配置されるアキュムレータ(24)と、
冷媒の流量を調節するバイパス流量調節弁(62,162)を有し、前記熱源側熱交換器(23,123)の前記利用ユニット(4)側の冷媒を前記アキュムレータ(24,124)へと導くバイパス冷媒回路(61,161)と、
前記バイパス冷媒回路によって前記熱源側熱交換器の前記利用ユニット側の冷媒を前記アキュムレータへと導くことで前記アキュムレータに冷媒を溜める冷媒溜め制御、を行わせることができる制御部(50)と、
を備え、
前記熱源ユニット(2)の制御部は、冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある前記他の熱源ユニット(102)を起動させる他ユニット起動制御、あるいは、運転状態にある前記他の熱源ユニットにおいて前記冷媒溜め制御を実行させる他ユニット冷媒溜め制御、を行わせ、
前記熱源ユニット(2)の制御部は、冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある前記他の熱源ユニットが存在する場合には、前記他ユニット冷媒溜め制御ではなく、前記他ユニット起動制御を行わせる、
熱源ユニット(2)。 - 他の熱源ユニット(102)および利用ユニット(4)と接続されて1つの主冷媒回路(10)を形成し、空調対象空間の空気と前記利用ユニット(4)の利用側熱交換器(42)との間で熱交換を行わせる、空気調和装置(1)の熱源ユニット(2)であって、
前記熱源ユニット(2)および前記他の熱源ユニット(102)は、それぞれ、
圧縮機(21)と、
熱源側熱交換器(23)と、
前記圧縮機の吸入側に配置されるアキュムレータ(24)と、
冷媒の流量を調節するバイパス流量調節弁(62,162)を有し、前記熱源側熱交換器(23,123)の前記利用ユニット(4)側の冷媒を前記アキュムレータ(24,124)へと導くバイパス冷媒回路(61,161)と、
前記バイパス冷媒回路によって前記熱源側熱交換器の前記利用ユニット側の冷媒を前記アキュムレータへと導くことで前記アキュムレータに冷媒を溜める冷媒溜め制御、を行わせることができる制御部(50)と、
を備え、
前記熱源ユニット(2)の制御部は、冷媒量が過剰であると判断したときに、停止状態にある前記他の熱源ユニット(102)を起動させる他ユニット起動制御、あるいは、運転状態にある前記他の熱源ユニットにおいて前記冷媒溜め制御を実行させる他ユニット冷媒溜め制御、を行わせ、
前記熱源ユニット(2)の制御部は、前記他ユニット冷媒溜め制御を行わせた前記他の熱源ユニットに冷媒溜め処理済みフラグを立てておき、冷媒量が過剰であると判断したときに、前記冷媒溜め処理済みフラグが立っていない前記他の熱源ユニットにおいて前記他ユニット起動制御あるいは前記他ユニット冷媒溜め制御を行わせる、
熱源ユニット(2)。
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