JP5901107B2 - Multi-type air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、一台の室外機ユニットに対し、複数台の室内機を有したマルチ型空気調和機に関するものである。 The present invention relates to a multi-type air conditioner having a plurality of indoor units for one outdoor unit.
一台の室外機ユニットに対し、複数台の室内機ユニットが並列に接続されたマルチ型空気調和システムが知られている。この空気調和システムは、高圧ガス管、低圧ガス管および液管を室外機ユニットと室内機ユニットとの間に配設し、室外熱交換器および各室内熱交換器のガス管側をそれぞれ高圧ガス管と低圧ガス管とに選択的に連通するよう切換え可能にしている。この空気調和システムの運転時、室内機ユニットに低圧ガス管を接続すると冷房運転を行い、室内機ユニットに高圧ガス管を接続すると暖房運転を行う。ここで、低圧ガス管と高圧ガス管との切換えは、分流コントローラと称される切換弁により行われていた(例えば、特許文献1、2参照。)。
そして、このような構成により、複数台の室内機ユニットを、冷房運転するものと暖房するものとを同時に混在させることを可能としていた。
There is known a multi-type air conditioning system in which a plurality of indoor unit units are connected in parallel to a single outdoor unit. In this air conditioning system, a high-pressure gas pipe, a low-pressure gas pipe, and a liquid pipe are arranged between an outdoor unit and an indoor unit, and the high-pressure gas is connected to the outdoor heat exchanger and the gas pipe side of each indoor heat exchanger, respectively. It is possible to switch between the pipe and the low-pressure gas pipe so as to selectively communicate with each other. During operation of this air conditioning system, cooling operation is performed when a low-pressure gas pipe is connected to the indoor unit, and heating operation is performed when a high-pressure gas pipe is connected to the indoor unit. Here, switching between the low pressure gas pipe and the high pressure gas pipe has been performed by a switching valve called a diversion controller (see, for example,
With such a configuration, it is possible to mix a plurality of indoor unit units simultaneously with those for cooling operation and those for heating.
従来は、このように複数台の室内機ユニットを備えるマルチ型空気調和システムにおいて、冷房運転する室内機ユニットと暖房運転する室内機ユニットとが混在するのは、春季、秋季の限られた期間であった。しかし、近年、コンピュータのサーバ装置を収容したサーバ室等、内部に大きな熱量を発揮する機器類を収容する空間において、通年において冷房運転を行うことがある。そのような場合、マルチ型空気調和システムにおいては、通常の執務空間等に設置される大部分の室内機ユニットにおいては、季節に応じて暖房を行ったり冷房を行ったりする一方で、常に冷房運転を行う室内機ユニットが一部に存在することとなっていた。 Conventionally, in such a multi-type air conditioning system including a plurality of indoor unit units, indoor unit units for cooling operation and indoor unit units for heating operation are mixed in a limited period in spring and autumn. there were. However, in recent years, a cooling operation may be performed throughout the year in a space that accommodates devices that exhibit a large amount of heat inside, such as a server room that houses a server device of a computer. In such a case, in a multi-type air conditioning system, in most indoor unit units installed in a normal office space, etc., while performing heating or cooling according to the season, always cooling operation There were some indoor unit units to perform.
上記のように、通年において冷房運転を行う室内機ユニットが存在するマルチ型空気調和システムにおいては、特に冬期においては、通常の執務空間等に設置される大部分の室内機ユニットにおいては暖房を行い、一部の室内機ユニットのみで冷房運転を行う。このように、全体としては暖房を主体として運転を行う時には,室外機ユニットを蒸発器として使用する。その結果,暖房を行っている室内機ユニットは凝縮器として機能し、熱交換した後の高圧液冷媒もしくは気液二相冷媒が搬送される。
すると、室内機ユニットから送出される冷媒は、冷房を行っている室内機ユニットの熱交換器よりも、より大きな温度差(エンタルピ)が得られる室外機ユニットの熱交換器へと流れる。その結果、冷房を行っている室内機ユニットの熱交換器において、相対的に冷媒量が少なくなるという問題が生じる。また、他の室内機ユニットが暖房運転を行っている場合、他の室内機も冷房運転を行っている場合に比較し、冷媒の過冷却量が小さいので、冷房運転を行っている室内機ユニットにおいては、相対的に能力が低下する。
As described above, in a multi-type air conditioning system in which there are indoor unit units that perform cooling operation throughout the year, heating is performed in most indoor unit units installed in normal office spaces, especially in winter. Cooling operation is performed only with some indoor unit units. As described above, when the operation is performed mainly by heating, the outdoor unit is used as an evaporator. As a result, the indoor unit that performs heating functions as a condenser, and the high-pressure liquid refrigerant or the gas-liquid two-phase refrigerant after heat exchange is conveyed.
Then, the refrigerant sent out from the indoor unit flows into the heat exchanger of the outdoor unit where a larger temperature difference (enthalpy) can be obtained than the heat exchanger of the indoor unit performing cooling. As a result, there arises a problem that the amount of refrigerant is relatively reduced in the heat exchanger of the indoor unit performing cooling. Also, when the other indoor unit is performing the heating operation, the amount of supercooling of the refrigerant is smaller than when the other indoor unit is also performing the cooling operation. In, the ability is relatively reduced.
また,室外機ユニットと、冷房運転を行っている室内機ユニットは、いずれも蒸発器として機能していながら、室外機ユニットの吸込温度と室内機ユニットの吸込温度が異なり、システム中に異なる蒸発温度が存在することとなる。しかし、システム全体の蒸発温度は、最も低い蒸発温度に合わせて安定する。これにより、室内機ユニットの吸込温度が氷点下以下となると、熱交換器が氷結してしまう。その結果、冷房運転を中断して解氷運転を行い、その後、冷房運転に復帰することから、発停運転を繰り返すことになり、冷房運転を行っている室内ユニットにおける冷房能力が低下するという問題が生じる。 In addition, the outdoor unit and the indoor unit that is performing the cooling operation function as an evaporator, but the suction temperature of the outdoor unit differs from the suction temperature of the indoor unit. Will exist. However, the evaporation temperature of the entire system is stable to the lowest evaporation temperature. Thereby, when the suction temperature of the indoor unit becomes below the freezing point, the heat exchanger freezes. As a result, the cooling operation is interrupted, the ice-freezing operation is performed, and then the cooling operation is resumed. Therefore, the start / stop operation is repeated, and the cooling capacity of the indoor unit that is performing the cooling operation is reduced. Occurs.
このような問題に対し、特許文献1に記載の技術においては、冷房運転中の室内機ユニットにおいて冷房能力を確保するために、冷房運転中の室内機ユニットにおける膨張弁を意図的に開いたり、圧縮機の回転数を増大させることで、冷媒の循環量を増大させて、冷房能力を稼ごうとしている。
しかし、このような手法は、あくまでも制御(ソフトウェア)により実現しているもので、マルチ型空気調和システムを構成する室内機ユニットの全体台数、常時冷房運転を行う室内機ユニットの台数等に応じて、室内機ユニットの膨張弁開度や圧縮機の回転数を最適に設定しなければならない。このため、個々の空気調和システムごとに独自に室内機ユニットの膨張弁開度や圧縮機の回転数を設定しなければならず、その作業に手間がかかり、製品コスト上昇に繋がる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、複数の室内機ユニットを備えた空気調和システムにおいて、常時冷房運転を行う室内機ユニットが存在する場合においても、容易かつ安価に十分な冷房能力を確保することのできるマルチ型空気調和システムを提供することを目的とする。
For such a problem, in the technique described in
However, such a method is realized by control (software) to the last, depending on the total number of indoor unit units constituting the multi-type air conditioning system, the number of indoor unit units that perform constant cooling operation, and the like. The expansion valve opening of the indoor unit and the rotation speed of the compressor must be set optimally. For this reason, the expansion valve opening degree of the indoor unit and the rotation speed of the compressor have to be set for each individual air conditioning system, which takes time and increases the product cost.
The present invention has been made on the basis of such a technical problem. In an air conditioning system including a plurality of indoor unit units, the present invention is easy and inexpensive even when there are indoor unit units that perform cooling operation at all times. An object of the present invention is to provide a multi-type air conditioning system capable of ensuring sufficient cooling capacity.
かかる目的のもとになされた本発明は、室外機ユニットと、室外機ユニットに対して複数台が並列に接続された室内機ユニットと、を備えたマルチ型空気調和システムに関するものである。室外機ユニットは、圧縮機と、外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、を備えるとともに、圧縮機の吐出側に接続されて高圧のガス状態の冷媒を送給する高圧ガス管と、圧縮機の吸入側に接続されて高圧ガス管よりも低圧のガス状態の冷媒を送給する低圧ガス管と、液状態の冷媒を送給する液管とが導出されている。複数の室内機ユニットは、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器を備え、少なくとも一台の室内機ユニットが冷房専用とされ、液管から供給された冷媒を熱交換する室内熱交換器における蒸発圧力を調整する蒸発圧力調整機構を備え、複数の室内機ユニットの残部は、高圧ガス管、低圧ガス管、液管における冷媒の流れ方向を切り換えることで、冷房運転と暖房運転とを選択的に切り換える冷暖房運転切換機構を備える。
ここで、蒸発圧力調整機構は、冷房運転のみを行う室内機ユニットに装備する。蒸発圧力調整機構は、室内熱交換器と室外機ユニットとの間において低圧ガス管を複数の分岐管に分岐するとともに、開閉可能なバルブを分岐管にそれぞれ設け、これらのバルブの開閉を調整することで、室内熱交換器における冷媒の蒸発圧力を調整する。
このように、蒸発圧力調整機構で室内熱交換器における蒸発圧力を調整することによって、外気温が低く、他の室内機ユニットで暖房運転を行い、室外機ユニットが蒸発器として機能している場合においても、蒸発圧力調整機構を備えて冷房運転を行っている室内機ユニットにおいては、吸込温度が氷点下以下となるのを防ぎ、室内熱交換器が氷結するのを防ぐことができる。
また、このような構成では、冷房運転のみを行う室内機ユニットには蒸発圧力調整機構を備え、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う室内機ユニットには冷暖房運転切換機構を備えればよい。
上記したマルチ型空気調和システムの一形態において、少なくとも一台の室内機ユニットは、冷暖房運転切換機構に、冷房運転時において、液管から室内熱交換器に供給される冷媒を、室内熱交換器を経た冷媒と熱交換することで過冷却する過冷却熱交換器を備えている。この過冷却熱交換器を備えた室内機ユニットは、室内熱交換器を通る冷媒の流量を調整する膨張弁と、暖房運転時においては、室内熱交換器の入口側と出口側の冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、膨張弁の開度を調整し、冷房運転時においては、過冷却熱交換器の出口側と入口側の冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、膨張弁の開度を調整する制御部と、を備える。このように、少なくとも一台の室内機ユニットに過冷却熱交換器を備え、冷房運転時に、過冷却熱交換器により、液管内の冷媒を過冷却状態とすることで、エンタルピの低い液冷媒を室内機ユニットに送り込むことができる。
The present invention based on such an object relates to a multi-type air conditioning system including an outdoor unit and an indoor unit in which a plurality of outdoor units are connected in parallel to the outdoor unit. The outdoor unit includes a compressor and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the outside air and the refrigerant, and is connected to the discharge side of the compressor to supply a high-pressure gas refrigerant. A gas pipe, a low pressure gas pipe that is connected to the suction side of the compressor and feeds a refrigerant in a gas state at a pressure lower than that of the high pressure gas pipe, and a liquid pipe that feeds a liquid state refrigerant are led out. The plurality of indoor unit units includes an indoor heat exchanger that exchanges heat between the indoor air and the refrigerant, and at least one indoor unit is dedicated to cooling, and heat exchange is performed on the refrigerant supplied from the liquid pipe. An evaporating pressure adjusting mechanism for adjusting the evaporating pressure in the indoor heat exchanger that performs cooling operation by switching the flow direction of the refrigerant in the high-pressure gas pipe, the low-pressure gas pipe, and the liquid pipe. A cooling / heating operation switching mechanism for selectively switching between heating operation is provided .
Here, the evaporating pressure adjusting mechanism is installed in the indoor unit that performs only the cooling operation. The evaporating pressure adjusting mechanism branches the low-pressure gas pipe into a plurality of branch pipes between the indoor heat exchanger and the outdoor unit, and provides openable and closable valves on the branch pipes to adjust the opening and closing of these valves. Thus, the evaporation pressure of the refrigerant in the indoor heat exchanger is adjusted.
In this way, by adjusting the evaporation pressure in the indoor heat exchanger with the evaporation pressure adjusting mechanism, the outside air temperature is low, heating operation is performed in another indoor unit, and the outdoor unit functions as an evaporator However, in an indoor unit that is provided with an evaporation pressure adjusting mechanism and is performing a cooling operation, the suction temperature can be prevented from becoming below freezing point, and the indoor heat exchanger can be prevented from freezing.
In such a configuration, the indoor unit that performs only the cooling operation may be provided with an evaporation pressure adjusting mechanism, and the indoor unit that performs switching between the cooling operation and the heating operation may be provided with a cooling / heating operation switching mechanism.
In one form of the above-described multi-type air conditioning system, at least one indoor unit is configured to supply the cooling / heating operation switching mechanism with the refrigerant supplied from the liquid pipe to the indoor heat exchanger during the cooling operation. The supercooling heat exchanger which supercools by exchanging heat with the refrigerant | coolant which passed through is provided. The indoor unit provided with this supercooling heat exchanger includes an expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger, and the temperature of the refrigerant on the inlet side and outlet side of the indoor heat exchanger during heating operation. The opening of the expansion valve is adjusted so that the difference becomes a predetermined specified value. During cooling operation, the temperature difference between the refrigerant on the outlet side and the inlet side of the supercooling heat exchanger is determined in advance. And a controller that adjusts the opening of the expansion valve. As described above, at least one indoor unit is provided with a supercooling heat exchanger, and the refrigerant in the liquid pipe is brought into a supercooled state by the supercooling heat exchanger during the cooling operation, so that the liquid refrigerant having a low enthalpy is obtained. Can be sent to the indoor unit.
ここで、冷暖房運転切換機構は、高圧ガス管の主管から分岐される高圧ガス分岐管に接続される第1ポートと、室内熱交換器側に接続される第2ポートと、低圧ガス管の主管から分岐された低圧ガス分岐管に接続される第3ポートと、低圧ガス分岐管に合流する低圧バイパス管に接続される第4ポートと、が形成された四方弁と、四方弁の上流側の高圧ガス分岐管上に設けられる第1開閉弁と、第1開閉弁より高圧ガス分岐管の上流側に一端が接続され、かつ第1開閉弁より高圧ガス分岐管の下流側に他端が接続されて、第1開閉弁を迂回する高圧バイパス管と、高圧バイパス管の下流側と四方弁の第1ポートとの間の高圧ガス分岐管に一端が接続され、低圧バイパス管が接続される位置よりも下流側の低圧ガス分岐管に他端が接続される高低圧バイパス管と、高低圧バイパス管上に設けられる第2開閉弁と、を備えることができる。 Here, the air conditioning operation switching mechanism includes a first port connected to the high pressure gas branch pipe branched from the main pipe of the high pressure gas pipe, a second port connected to the indoor heat exchanger side, and a main pipe of the low pressure gas pipe. A four-way valve formed with a third port connected to the low-pressure gas branch pipe branched from the first low-pressure gas branch pipe and a fourth port connected to the low-pressure bypass pipe joining the low-pressure gas branch pipe; A first on-off valve provided on the high-pressure gas branch pipe, one end connected to the upstream side of the high-pressure gas branch pipe from the first on-off valve, and the other end connected to the downstream side of the high-pressure gas branch pipe from the first on-off valve A position where one end is connected to the high-pressure bypass pipe bypassing the first on-off valve, the high-pressure gas branch pipe between the downstream side of the high-pressure bypass pipe and the first port of the four-way valve, and the low-pressure bypass pipe is connected The other end is connected to the low-pressure gas branch pipe on the downstream side. May comprise a pressure bypass pipe, and a second on-off valve provided on the high-low pressure bypass pipe, a.
また、上記したマルチ型空気調和システムの他の形態において、少なくとも一台の室内機ユニットは、冷暖房運転切換機構に、冷房運転時において、室内熱交換器を経て低圧ガス管に送り込まれる冷媒を、高圧ガス管から送り込まれる冷媒と熱交換することで過熱する過熱熱交換器を備える。 Further, in another form of the multi-type air conditioning system described above, at least one indoor unit unit has a refrigerant sent to the low-pressure gas pipe via the indoor heat exchanger in the cooling / heating operation switching mechanism during the cooling operation. An overheat heat exchanger that is heated by exchanging heat with the refrigerant fed from the high-pressure gas pipe is provided .
このように、少なくとも一台の室内機ユニットに過熱熱交換器を備え、室内熱交換器において凝縮した高温・高圧の液冷媒を過熱することで、低圧ガス管側に積極的に流すことができる。このとき、冷媒中に液相が残存していても、過冷却熱交換器における熱交換により、液冷媒の未蒸発分を蒸発させることができる。
さらに、過熱熱交換器が圧力損失となり、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度が上昇するため、室内熱交換器が氷結しにくくなる。
In this way, at least one indoor unit is equipped with a superheat exchanger, and the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant condensed in the indoor heat exchanger can be superheated, so that it can be actively flown to the low-pressure gas pipe side. . At this time, even if the liquid phase remains in the refrigerant, the unevaporated portion of the liquid refrigerant can be evaporated by heat exchange in the supercooling heat exchanger.
Furthermore, since the superheat heat exchanger becomes a pressure loss and the evaporation temperature of the refrigerant in the indoor heat exchanger rises, the indoor heat exchanger becomes difficult to freeze.
なおここで、過熱熱交換器を備えた室内機ユニットは、室内熱交換器を通る冷媒の流量を調整する膨張弁と、暖房運転時においては、室内熱交換器の入口側と出口側の冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、膨張弁の開度を調整し、冷房運転時においては、過熱熱交換器の出口側と入口側の冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、膨張弁の開度を調整する制御部と、を備えることができる。 Incidentally, where an indoor unit equipped with an over-heat heat exchanger, an expansion valve for adjusting the flow rate of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger, in the heating operation, the indoor heat exchanger inlet and outlet sides of the to be a specified value which temperature difference is a predetermined refrigerant, by adjusting the opening degree of the expansion valve, at the time of cooling operation, the temperature difference between the refrigerant outlet side and the inlet side of the over-heat exchanger is predetermined And a control unit that adjusts the opening of the expansion valve so as to have a specified value.
本発明によれば、蒸発圧力調整機構で室内熱交換器における蒸発圧力を調整することによって、室内熱交換器が氷結するのを防ぐことができる。その結果、冷房運転を中断して解氷運転を行う必要も無く、冷房運転を連続的に行うことが可能となり、常時冷房運転を行う室内機ユニットにおける冷房能力を高めることができる。
また、冷房運転のみを行う室内機ユニットには蒸発圧力調整機構を備え、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う室内機ユニットには冷暖房運転切換機構を備えるというハードウェアの構成により上記効果が得られるため、個々の空気調和システムに応じてソフトウェアを設定する必要が無く、設置も容易で、コストを抑えることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that an indoor heat exchanger freezes by adjusting the evaporation pressure in an indoor heat exchanger with an evaporation pressure adjustment mechanism. As a result, it is not necessary to interrupt the cooling operation and perform the ice-breaking operation, so that the cooling operation can be performed continuously, and the cooling capacity of the indoor unit that always performs the cooling operation can be increased.
In addition, the above effect can be obtained by the hardware configuration in which the indoor unit that performs only the cooling operation is provided with an evaporation pressure adjusting mechanism, and the indoor unit that is switched between the cooling operation and the heating operation is provided with a cooling / heating switching mechanism. Therefore, there is no need to set software according to each air conditioning system, installation is easy, and costs can be reduced.
また、本発明によれば、少なくとも一台の室内機ユニットに過冷却熱交換器を備えることで、冷房運転時に、過冷却熱交換器により液管内の冷媒を過冷却状態とし、エンタルピの低い液冷媒を室内機ユニットに送り込むことができる。これにより、室内機ユニットにおいては、冷媒循環量を確保しつつ、十分な冷房能力を発揮することができる。また、これにより、液管を通って室外機ユニットの圧縮機に液冷媒が戻ってしまうのを防ぐことができ、圧縮機の故障を防ぎ、システム信頼性を高めることができる。 Further, according to the present invention, by providing the supercooling heat exchanger in at least one indoor unit, the refrigerant in the liquid pipe is supercooled by the supercooling heat exchanger during the cooling operation, and the liquid with low enthalpy The refrigerant can be sent to the indoor unit. Thereby, in an indoor unit, sufficient cooling capacity can be exhibited, ensuring the amount of refrigerant circulation. This can also prevent the liquid refrigerant from returning to the compressor of the outdoor unit through the liquid pipe, prevent the compressor from being broken, and improve the system reliability.
さらに、本発明によれば、少なくとも一台の室内機ユニットに過熱熱交換器を備えることで、低圧側ガス管側に積極的に流すことができる。このとき、冷媒中に液相が残存していても、過熱熱交換器における熱交換により、液冷媒の未蒸発分を蒸発させることができる。これにより、室内熱交換器から低圧ガス管に流れる冷媒量を増大させることができ、また冷媒量を増大させても液冷媒の未蒸発分を確実に蒸発させることができるため、圧縮機が壊れるのを防止することができる。これにより、室内機ユニットにおいては、冷媒循環量を確保しつつ、十分な冷房能力を発揮することができる。
さらに、過熱熱交換器が圧力損失となり、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度が上昇するため、室内熱交換器が氷結しにくくなる。その結果、冷房運転を中断して解氷運転を行う必要も無く、冷房運転を連続的に行うことが可能となり、常時冷房運転を行う室内機ユニットにおける冷房能力を高めることができる。
Furthermore, according to the present invention, it is possible to positively flow to the low-pressure side gas pipe side by providing the superheat exchanger in at least one indoor unit. At this time, even if the liquid phase remains in the refrigerant, the unevaporated portion of the liquid refrigerant can be evaporated by heat exchange in the superheat heat exchanger. As a result, the amount of refrigerant flowing from the indoor heat exchanger to the low-pressure gas pipe can be increased, and even if the amount of refrigerant is increased, the unevaporated portion of the liquid refrigerant can be reliably evaporated, so the compressor is broken. Can be prevented. Thereby, in an indoor unit, sufficient cooling capacity can be exhibited, ensuring the amount of refrigerant circulation.
Furthermore, since the superheat heat exchanger becomes a pressure loss and the evaporation temperature of the refrigerant in the indoor heat exchanger rises, the indoor heat exchanger becomes difficult to freeze. As a result, it is not necessary to interrupt the cooling operation and perform the ice-breaking operation, so that the cooling operation can be performed continuously, and the cooling capacity of the indoor unit that always performs the cooling operation can be increased.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
[第一の実施形態]
図1は、本実施の形態におけるマルチ型空気調和システムの全体構成を説明するための図である。
図1に示すように、マルチ型空気調和システム200は、一つの室外機ユニット1と、複数の室内機ユニット3、3、…と、これらを接続する高圧ガス管(主管)5、低圧ガス管(主管)7、および液管9を備えている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of a multi-type air conditioning system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a multi-type
室外機ユニット1は、圧縮機10、室外膨張弁(膨張弁)11a,11b、室外熱交換器12a,12b、室外四方弁14a,14b、アキュムレータ20、レシーバ23、過冷却器25を主に備えている。
The
室外熱交換器12a,12bは、室外空気と冷媒とを熱交換するものであり、通過する冷媒の状態に応じて、凝縮器または蒸発器として動作する。各室外熱交換器12a,12bとレシーバ23との間の液管9との間であって、各室外熱交換器12a,12bの近傍には、それぞれ、室外膨張弁(膨張弁)11a,11bが設けられている。室外膨張弁11a,11bとしては、電子膨張弁が用いられる。
The
室外膨張弁11a,11bのレシーバ23側に接続された配管は、液管9の合流点9aにて合流するようになっている。
各室外熱交換器12a,12bには、それぞれ、液管9側に設けられた液管側温度センサ30a,30bと、室外四方弁14a,14b側に設けられた四方弁側温度センサ32a,32bが設けられている。
また、室外熱交換器12a,12bの近傍には、室外温度すなわち外気温度を測定する室外温度センサ34が設けられている。
The pipes connected to the
In each of the
Further, an
圧縮機10としては、例えばスクロールコンプレッサを用いるのが好ましい。この圧縮機10は、圧縮機10で圧縮された冷媒は、高圧ガス冷媒となり、高圧ガス管5へと吐出される。高圧ガス管5には、吐出冷媒の圧力を測定するための高圧圧力センサPSHが設けられている。また、各圧縮機10の吐出管には、吐出管温度を測定する吐出管温度センサ36が設けられている。
For example, a scroll compressor is preferably used as the
室外機ユニット1内に位置する高圧ガス管5は、分岐点5a,5bにおいて分岐し、それぞれの分岐管6a,6bが高圧ガス管用ポート14−1において室外四方弁14a,14bに接続されている。室外四方弁14a,14bは、それぞれ、室外熱交換器12a,12bに接続される室外熱交換器側ポート14−2と、低圧ガス管7の分岐点7dにおいて分岐する室外側低圧ガス分岐管15a,15bに接続される低圧ガス管側ポート14−3と、ストレーナ17a,17bおよびキャピラリチューブ18a,18bを介して室外側低圧ガス分岐管15a,15bに接続されるバイパス管側ポート14−4とを備えている。
The high-
室外熱交換器12a,12bは、室外四方弁14a,14bに接続される側の反対側に、液管9が接続されている。この室外機ユニット1内の液管9に、液冷媒を貯留するレシーバ23と、冷房運転時に液管9を流れる冷媒に過冷却を与える過冷却器25とが設けられている。過冷却器25は、液管9を流れる液冷媒の一部を取り出し、膨張弁25aによって膨張気化させて冷却した冷媒によって、液管9を流れる液冷媒に過冷却を与えるようになっている。過冷却に用いられて気化したガス冷媒は、アキュムレータ20に返送される。
In the
室内機ユニット3は、複数設けられている。
各室内機ユニット3は、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器40を備えている。室内熱交換器40には、その前後の温度を測定するための温度センサ33,35が設けられている。室内熱交換器40の近傍には、室内温度を測定するための室内温度センサ37が設けられている。室内熱交換器40と液管9とを接続する液冷媒用分岐管44には、室内膨張弁42が設けられている。
A plurality of
Each
これら複数の室内機ユニット3、3、…のうち、サーバ室等に設置され、冷房運転のみを行う室内機ユニット3Cには、低圧ガス管7のみに接続されたガス管圧力コントロールキット(蒸発圧力調整機構)100が設けられている。
また、複数の室内機ユニット3、3、…において、冷房運転のみを行う室内機ユニット3C以外の室内機ユニット3には、室外機ユニット1との間に、高圧ガス管5および低圧ガス管7の切り換えを行う分流コントローラ(冷暖房運転切換機構)46が設けられている。
Among the plurality of
In the plurality of
図2に示すように、分流コントローラ46は、室内四方弁48を備えている。室内四方弁48は、高圧ガス管5の主管から分岐された高圧ガス分岐管5cに接続される高圧ガス管用ポート48−1(第1ポート)と、室内熱交換器40側に接続される室内熱交換器側ポート48−2(第2ポート)と、低圧ガス管7の主管から分岐された室内側低圧ガス分岐管7cに接続される低圧ガス管用ポート48−3(第3ポート)と、室内側低圧ガス分岐管7cの中途位置49に合流する低圧バイパス管50に接続される低圧バイパス管用ポート48−4(第4ポート)とを有している。
As shown in FIG. 2, the
室内四方弁48は、冷房運転時には、高圧ガス管用ポート48−1と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通させ、且つ、室内熱交換器側ポート48−2と低圧ガス管用ポート48−3とを連通する。また、室内四方弁48は、暖房運転時には、高圧ガス管用ポート48−1と室内熱交換器側ポート48−2とを連通させ、且つ、低圧ガス管用ポート48−3と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通する。
The indoor four-
室内四方弁48の上流側の高圧ガス分岐管5cには、高圧ガス分岐管用開閉弁(第1開閉弁)52が設けられている。この高圧ガス分岐管用開閉弁52を迂回するように高圧ガス分岐管用バイパス管(高圧バイパス管)54が形成されており、この高圧ガス分岐管用バイパス管54には第1キャピラリチューブ55が設けられている。高圧ガス分岐管用バイパス管54は、高圧ガス分岐管用開閉弁52より高圧ガス分岐管5cの上流側に一端が接続され、かつ高圧ガス分岐管用開閉弁52より高圧ガス分岐管5cの下流側に他端が接続されて、高圧ガス分岐管用開閉弁52を迂回している。
The high-pressure
室内四方弁48の下流側の低圧バイパス管50には、第2キャピラリチューブ57が設けられている。
A
高圧ガス分岐管用バイパス管54の上流側の高圧ガス分岐管5cと低圧バイパス管50の下流側(中途位置49の下流側)の室内側低圧ガス分岐管7cとの間には、第1高低圧バイパス管58が設けられている。第1高低圧バイパス管58には、高圧ガス分岐管5c側から室内側低圧ガス分岐管7c側に向かって、第1高低圧バイパス開閉弁60と第3キャピラリチューブ62とが順に設けられている。
Between the high-pressure
高圧ガス分岐管用バイパス管54の下流側と室内四方弁48の高圧ガス管用ポート48−1との間で一端が高圧ガス分岐管5cに接続され、低圧バイパス管50の下流側(中途位置49の下流側)の室内側低圧ガス分岐管7cに他端が接続される第2高低圧バイパス管(高低圧バイパス管)63が設けられている。第2高低圧バイパス管63には、高圧ガス分岐管5c側から室内側低圧ガス分岐管7c側に向かって、第2高低圧バイパス開閉弁(第2開閉弁)64と第4キャピラリチューブ65とが順に設けられている。
One end is connected to the high-pressure
また、図3(a)に示すように、ガス管圧力コントロールキット100は、室内機ユニット3cと室外機ユニット1との間の室内側低圧ガス分岐管7cに設けられている。
室内側低圧ガス分岐管7cは、ガス管圧力コントロールキット100の部分において複数の分岐管102a、102b、102cに分岐している。そして、ガス管圧力コントロールキット100は、複数、本実施形態では3個、の電磁弁(バルブ)101a、101b、101cを備えている。
3A, the gas pipe
The indoor-side low-pressure
空気調和システム200は、図4に示すように、室外機ユニット1を制御する室外制御装置CL1と、室内機ユニット3を制御する室内制御装置CL2とを備えている。本実施形態では、室内制御装置CL2は、各室内機ユニット3に対して1台ずつ設けられている。室外制御装置CL1と室内制御装置CL2とは互いに通信が行われるようになっている。なお、室外熱交換器12a,12b、室外四方弁14a,14bについては、図4では一つのみを示している。
As shown in FIG. 4, the
室外制御装置CL1は、制御部70と入力部72とを備えている。
制御部70は、入力部72から得られるデータに基づいて、各制御値を演算する。この制御値を、室外膨張弁11a、室外ファンF1、室外四方弁14a、圧縮機10等の各制御機器に向けて送る。制御部70の各演算結果は、室内制御装置CL2の入力部82へと送られる。
入力部72には、室外熱交換器12aに設けられた液管側温度センサ30a、四方弁側温度センサ32a、室外熱交換器12aの近傍に設けられた室外温度センサ34、圧縮機10の吐出管に設けられた吐出管温度センサ36、高圧圧力センサPSH、アキュムレータ20の上流側に設けられた低圧圧力センサPSLおよび吸入管温度センサ38の各出力値が入力される。
The outdoor control device CL1 includes a
The
The
室内制御装置CL2は、制御部80と入力部82とを備えている。
制御部80は、入力部82から得られるデータに基づいて、各制御値を演算する。この制御値を、室内膨張弁42、室内ファンF2、分流コントローラ46の室内四方弁48、ガス管圧力コントロールキット100の電磁弁101a、101b、101c等の制御対象機器に送る。制御部80の各演算結果は、室外制御装置CL1の入力部72へと送られる。
入力部82には、室内熱交換器40に設けられた各温度センサ33,35、室内温度センサ37の各出力値が入力される。
The indoor control device CL2 includes a
The
The output values of the
室外制御装置CL1、室内制御装置CL2は、演算処理装置としてのCPU、主記憶装置としてのRAM等、および、空気調和システム200の運転を行なうためのプログラムが記録された記録媒体を少なくとも含んでいる。室外制御装置CL1、室内制御装置CL2は、各々のCPUが上記記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、空気調和システム200を目的に沿って運転させる。
The outdoor control device CL1 and the indoor control device CL2 include at least a CPU as an arithmetic processing device, a RAM as a main storage device, and a recording medium on which a program for operating the
このような空気調和システム200においては、分流コントローラ46を備えた室内機ユニット3は、季節に応じて冷房運転と暖房運転を切換えて行えるようになっている。
図2(b)は、冷房運転時(外気温が高い時:高外気、外気温が低い時:低外気)、暖房運転時における、室内四方弁48、高圧ガス分岐管用開閉弁52、第1高低圧バイパス開閉弁60、第2高低圧バイパス開閉弁64の開閉状態の設定例を示す図である。
この図2(b)に示すように、冷房運転時においては、高外気、低外気に限らず、第1高低圧バイパス開閉弁60、室内四方弁48、第2高低圧バイパス開閉弁64、高圧ガス分岐管用開閉弁52が全て閉とされている。
また、暖房運転時においては、第1高低圧バイパス開閉弁60、室内四方弁48、第2高低圧バイパス開閉弁64、高圧ガス分岐管用開閉弁52のうち、室内四方弁48、高圧ガス分岐管用開閉弁52のみが開とされ、第1高低圧バイパス開閉弁60、第2高低圧バイパス開閉弁64、は閉とされている。
In such an
FIG. 2B illustrates the indoor four-
As shown in FIG. 2B, during the cooling operation, the first high / low pressure bypass on / off
During heating operation, among the first high / low pressure bypass opening / closing
室外機ユニット1から室内機ユニット3の室外熱交換器12a、12bへと流れ込んだ高圧ガス冷媒は、外気と熱交換して放熱し、凝縮液化される。この場合、室外膨張弁11a,11bはいずれも全開とされおり、凝縮液化した高圧液冷媒はここを通った後に、レシーバ23を通過し、過冷却器25で過冷却された後、液管9を通って室内機ユニット3へと導かれる。なお、室外機ユニット1と室内機ユニット3とを接続する液管9は、その長さが長い場合には、過冷却器25をつけて液管9内での液冷媒の蒸発を避けることが望ましい。
The high-pressure gas refrigerant that has flowed from the
冷房運転されている室内機ユニット3に流れ込んだ高圧液冷媒は、以下のように流れる。
図5(a)において太線で示すように、高圧液冷媒は、室内機ユニット3に接続された液冷媒用分岐管44に分岐した後、室内機ユニット3の室内膨張弁42で絞られて膨張させられる。その後、液冷媒は室内熱交換器40で蒸発して、室内空気から熱を奪い冷却する。蒸発気化した低圧ガス冷媒は、分流コントローラ46の室内四方弁48へと流れ込む。室内四方弁48は、高圧ガス管用ポート48−1と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通させ、且つ、室内熱交換器側ポート48−2と低圧ガス管用ポート48−3とを連通させている。したがって、室内熱交換器40からの低圧ガス冷媒は、室内四方弁48を通り、室内側低圧ガス分岐管7cへと流れ込んだ後、主管である低圧ガス管7を通って室外機ユニット1へと導かれる。
The high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the
As indicated by a thick line in FIG. 5A, the high-pressure liquid refrigerant branches into the liquid
冷房運転されている室内機ユニット3の分流コントローラ46内では、高圧ガス冷媒が次のように流れる。高圧ガス管5から各室内機ユニット3に分岐した高圧ガス分岐管5cを通って流れ込んだ高圧ガス冷媒は、高圧ガス分岐管用開閉弁52が閉とされているので、高圧ガス分岐管用バイパス管54を通り、第1キャピラリチューブ55で減圧される。減圧されたガス冷媒は、室内四方弁48を通り、低圧バイパス管50へと流れ込み、第2キャピラリチューブ57で絞られて流量調整された後、中途位置49において室内側低圧ガス分岐管7cに合流する。
一方、分流コントローラ46の第1高低圧バイパス開閉弁60は閉とされているので、第1高低圧バイパス管58には高圧ガス冷媒が流れない。
In the
On the other hand, since the first high / low pressure bypass on / off
低圧ガス管7を通って室外機ユニット1に流れ込んだ低圧ガス冷媒は、アキュムレータ20で気液分離後、圧縮機10aへと戻される。
The low-pressure gas refrigerant flowing into the
また、図5(b)に示すように、暖房運転を行う室内機ユニット3の分流コントローラ46は、次のように動作する。分流コントローラ46の室内四方弁48は、高圧ガス管用ポート48−1と室内熱交換器側ポート48−2とを連通させ、且つ、低圧ガス管用ポート48−3と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通させている。したがって、高圧ガス管5から供給される高圧ガス冷媒は、室内四方弁48を通って、室内熱交換器40へと導かれ、この室内熱交換器40で凝縮・液化することによって室内空気に熱を与えて暖房を行う。室内熱交換器40で液化した高圧液冷媒は、液冷媒用分岐管44を通って、主管である液管9へと合流する。
Moreover, as shown in FIG.5 (b), the
なお、ここで、暖房運転を行う室内機ユニット3においては、分流コントローラ46の第1高低圧バイパス開閉弁60を閉じておくことで、逆止弁として機能させ、冷媒の逆流を防止する。
Here, in the
一方、ガス管圧力コントロールキット100を備え、常時冷房運転される室内機ユニット3cにおいては、以下に示すような制御が行われる。図3(b)は、その制御に用いられる圧力コントロールキット100の3個の電磁弁101a、101b、101cの開閉パターンの例を示す。ここでは、冷房運転のパターン1では、3個の電磁弁101a、101b、101cを開とし、パターン2では2個の電磁弁101a、101bを開とし、パターン3では1個の電磁弁101aのみを開とする。
すなわち、図6に示すように、室内機ユニット3cの運転をスタートした後(ステップS101)、室内機ユニット3cに備えられた温度センサ33における検出温度が規定温度(例えば図6の例では3℃)を上回っているか否かを判定し(ステップS102)、規定温度以上である場合には、冷房運転をパターン1(図3(b)参照)とし、3個の電磁弁101a、101b、101cを開く(ステップS103)。
一方、ステップS102において、検出温度が規定温度を上回っていないときには、冷房運転をパターン2(図3(b)参照)とし、2個の電磁弁101a、101bを開き、残る電磁弁101cを閉じる(ステップS104)。
On the other hand, the following control is performed in the
That is, as shown in FIG. 6, after the operation of the
On the other hand, when the detected temperature does not exceed the specified temperature in step S102, the cooling operation is set to pattern 2 (see FIG. 3B), the two
そして、所定の設定タイマー時間(例えば120秒)が経過して運転状態が安定した後、室内機ユニット3cに備えられた温度センサ33における検出温度が規定温度(例えば図6の例では3℃)を上回っているか否かを判定し(ステップS105)、規定温度以上である場合には、冷房運転をパターン2(図3(b)参照)とし、2個の電磁弁101a、101bを開き、残る電磁弁101cを閉じたままの状態を維持する(ステップS106)。一方、ステップS105において、検出温度が規定温度を上回っていないときには、冷房運転をパターン3(図3(b)参照)とし、1個の電磁弁101aのみを開き、他の電磁弁101b、101cを閉じる(ステップS107)。
このような一連の処理を、所定のサンプリング時間(例えば120秒)ごとに繰り返して行う。
Then, after a predetermined set timer time (for example, 120 seconds) has passed and the operation state has been stabilized, the temperature detected by the
Such a series of processing is repeated every predetermined sampling time (for example, 120 seconds).
このように、常時冷房運転される室内機ユニット3cにおいては、複数の電磁弁101a、101b、101cを備えたガス管圧力コントロールキット100を備え、冷媒の吸込温度に応じて電磁弁101a、101b、101cの開閉を制御することで、室内熱交換器40を経て低圧ガス管7を通って室外機ユニット1へと導かれる冷媒の圧力損失を調節することができる。すると、室内熱交換器40における冷媒の蒸発圧力を調節することができる。これにより、外気温が低く、他の室内機ユニット3で暖房運転を行い、室外機ユニット1が蒸発器として機能している場合においても、冷房運転を行っている室内機ユニット3cにおいては、吸込温度が氷点下以下となるのを防ぎ、室内熱交換器40が氷結するのを防ぐことができる。その結果、冷房運転を中断して解氷運転を行う必要も無く、冷房運転を連続的に行うことが可能となり、常時冷房運転を行う室内機ユニット3cにおける冷房能力を高めることができる。
Thus, the
また、このようなガス管圧力コントロールキット100は、分流コントローラ46とは別体のものであり、常時冷房運転する室内機ユニット3cにはこのガス管圧力コントロールキット100を装備し、他の室内機ユニット3cには分流コントローラ46を設ければ良い。分流コントローラ46にガス管圧力コントロールキット100の機能を備えさせることも可能ではあるが、その場合、室内機ユニット3の台数に応じてコストが高くなってしまうが、必要に応じてガス管圧力コントロールキット100を備えるか、分流コントローラ46を備えるかを選択すれば良いので、低コストで上記効果を得ることができる。
さらに、ソフトウェアによる制御ではなく、冷房専用であるか、冷房暖房兼用であるかによって、ガス管圧力コントロールキット100または分流コントローラ46を備えるというハードウェアによる使い分けであるため、個々の空気調和システムに応じてソフトウェアを設定する必要が無く、設置も容易で、この点においてもコストを抑えることができる。
Further, such a gas pipe
Furthermore, since it is used by hardware such as the gas pipe
なお、上記実施形態において、ガス管圧力コントロールキット100は、3個の電磁弁101a、101b、101cを備える構成としたが、3個に限らず、2個、あるいは4個以上の電磁弁を備えるようにしても良い。
In the above embodiment, the gas pipe
[第二の実施形態]
次に、本発明にかかるマルチ型空気調和システムの第二の実施形態について説明する。ここで、本実施形態においては、全ての室内機ユニットに、上記第一の実施形態で示した分流コントローラ46、ガス管圧力コントロールキット100に代えて、以下に示す分流コントローラ(冷暖房運転切換機構)120を備える点が上記第一の実施形態とは異なる。そして、室外機ユニット1、室内機ユニット3については、上記第一の実施形態と共通の構成であるため、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明を行い、共通する構成についてはその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the multi-type air conditioning system according to the present invention will be described. Here, in this embodiment, instead of the
図7に示すように、本実施形態において、全ての室内機ユニット3に備える分流コントローラ120は、室内四方弁48を備えている。室内四方弁48は、高圧ガス管5の主管から分岐された高圧ガス分岐管5cに接続される高圧ガス管用ポート48−1と、室内熱交換器40側に接続される室内熱交換器側ポート48−2と、低圧ガス管7の主管から分岐された室内側低圧ガス分岐管7cに接続される低圧ガス管用ポート48−3と、室内側低圧ガス分岐管7cの中途位置49に合流する低圧バイパス管50に接続される低圧バイパス管用ポート48−4とを有している。
As shown in FIG. 7, in this embodiment, the
このような分流コントローラ120において、冷房運転時、暖房運転時における、室内四方弁48、高圧ガス分岐管用開閉弁52、第1高低圧バイパス開閉弁60、第2高低圧バイパス開閉弁64の開閉状態の設定例は、図2(b)に示したのと同様である。
In such a
図8(a)に示すように、室内四方弁48は、冷房運転時には、高圧ガス管用ポート48−1と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通させ、且つ、室内熱交換器側ポート48−2と低圧ガス管用ポート48−3とを連通する。また、図8(b)に示すように、室内四方弁48は、暖房運転時には、高圧ガス管用ポート48−1と室内熱交換器側ポート48−2とを連通させ、且つ、低圧ガス管用ポート48−3と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通する。
As shown in FIG. 8 (a), the indoor four-
室内四方弁48の上流側の高圧ガス分岐管5cには、高圧ガス分岐管用開閉弁(第1開閉弁)52が設けられている。この高圧ガス分岐管用開閉弁52を迂回するように高圧ガス分岐管用バイパス管(高圧バイパス管)54が形成されており、この高圧ガス分岐管用バイパス管54には第1キャピラリチューブ55が設けられている。高圧ガス分岐管用バイパス管54は、高圧ガス分岐管用開閉弁52より高圧ガス分岐管5cの上流側に一端が接続され、かつ高圧ガス分岐管用開閉弁52より高圧ガス分岐管5cの下流側に他端が接続されて、高圧ガス分岐管用開閉弁52を迂回している。
The high-pressure
室内四方弁48の下流側の低圧バイパス管50には、第2キャピラリチューブ57が設けられている。
A
高圧ガス分岐管用バイパス管54の上流側の高圧ガス分岐管5cと低圧バイパス管50の下流側(中途位置49の下流側)の室内側低圧ガス分岐管7cとの間には、第1高低圧バイパス管58が設けられている。第1高低圧バイパス管58には、高圧ガス分岐管5c側から室内側低圧ガス分岐管7c側に向かって、第1高低圧バイパス開閉弁60と第3キャピラリチューブ62とが順に設けられている。
Between the high-pressure
高圧ガス分岐管用バイパス管54の下流側と室内四方弁48の高圧ガス管用ポート48−1との間で一端が高圧ガス分岐管5cに接続され、低圧バイパス管50の下流側(中途位置49の下流側)の室内側低圧ガス分岐管7cに他端が接続される第2高低圧バイパス管(高低圧バイパス管)63が設けられている。第2高低圧バイパス管63には、高圧ガス分岐管5c側から室内側低圧ガス分岐管7c側に向かって、第2高低圧バイパス開閉弁(第2開閉弁)64と第4キャピラリチューブ65とが順に設けられている。
One end is connected to the high-pressure
そして、室内側低圧ガス分岐管7cと、液管9との間には、過冷却熱交換器121が備えられている。過冷却熱交換器121は、異なる径の2本の銅製の配管を組み合わせた一般的な二重管式熱交換器や、プレート式熱交換器を用いることができる。
このような分流コントローラ120においては、過冷却熱交換器121は、冷房時において、液管9において冷媒を過冷却状態とするために設けられている。
また、分流コントローラ120には、室内側低圧ガス分岐管7cにおいて過冷却熱交換器121の出口側に温度センサ123が設けられている。
A supercooling
In such a
Further, the
室内制御装置CL2は、暖房運転時においては、上記第一の実施形態で示したのと同様にして分流コントローラ120を制御している。このとき、室内機ユニット3の室内膨張弁42は、その開度が、温度センサ33,35の温度差に基づいて制御されている。
すなわち、暖房時における室内熱交換器40の入口側の温度センサ35の検出温度と、出口側の温度センサ33の検出温度との差である室内熱交換器40の出口における加熱度SH(熱交換器出口SH=(温度センサ35の検出温度)―(温度センサ33の検出温度))が、予め定められた規定の温度となるよう、室内膨張弁42の開度が制御される。
The indoor control device CL2 controls the
That is, the heating degree SH (heat exchange at the outlet of the
一方、冷房時においては、過冷却熱交換器121の出口側の温度センサ123における検出温度と、室内熱交換器40の入口側の温度センサ33または出口側の温度センサ35における検出温度の差から求められる、分流コントローラ120の出口におけるSH(分流コントローラ出口SH=(温度センサ123の検出温度)―(温度センサ33または温度センサ35の検出温度の低い方))が、予め定められた規定の温度となるよう、室内膨張弁42の開度が制御される。
On the other hand, during cooling, from the difference between the temperature detected by the
図9は、このような暖房運転時と冷房運転時において、室内膨張弁42の開度調整制御を切換えるための制御フローを示すものであり、運転開始後、室内機ユニット3が冷房運転であるか暖房運転であるかを判定した後(ステップS201)、暖房運転である場合には、熱交換器出口SHにより室内膨張弁42の開度調整制御を行い(ステップS202)、冷房運転である場合には、分流コントローラ出口SHによる室内膨張弁42の開度調整制御を行う(ステップS203)。
FIG. 9 shows a control flow for switching the opening adjustment control of the
このようにして、分流コントローラ120においては、冷房運転時に、過冷却熱交換器121により、液管9内の冷媒を過冷却状態とすることで、エンタルピの低い液冷媒を室内機ユニット3に送り込むことができる。
これにより、室内機ユニット3においては、冷媒循環量を確保しつつ、十分な冷房能力を発揮することができる。
また、これにより、液管9を通って圧縮機10に液冷媒が戻ってしまうのを防ぐことができ、圧縮機10の故障を防ぎ、システム信頼性を高めることができる。
In this way, in the
Thereby, in the
Moreover, it can prevent that a liquid refrigerant returns to the
[第三の実施形態]
次に、本発明にかかるマルチ型空気調和システムの第三の実施形態について説明する。ここで、本実施形態においては、全ての室内機ユニットに、上記第一の実施形態で示した分流コントローラ46、ガス管圧力コントロールキット100に代えて、以下に示す分流コントローラ(冷暖房運転切換機構)130を備える点が上記第一の実施形態とは異なる。そして、室外機ユニット1、室内機ユニット3については、上記第一の実施形態と共通の構成であるため、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明を行い、共通する構成についてはその説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the multi-type air conditioning system according to the present invention will be described. Here, in this embodiment, instead of the
図10に示すように、本実施形態において、全ての室内機ユニット3に備える分流コントローラ130は、室内四方弁48を備えている。室内四方弁48は、高圧ガス管5の主管から分岐された高圧ガス分岐管5cに接続される高圧ガス管用ポート48−1と、室内熱交換器40側に接続される室内熱交換器側ポート48−2と、低圧ガス管7の主管から分岐された室内側低圧ガス分岐管7cに接続される低圧ガス管用ポート48−3と、室内側低圧ガス分岐管7cの中途位置49に合流する低圧バイパス管50に接続される低圧バイパス管用ポート48−4とを有している。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the
このような分流コントローラ120において、冷房運転時、暖房運転時における、室内四方弁48、高圧ガス分岐管用開閉弁52、第1高低圧バイパス開閉弁60、第2高低圧バイパス開閉弁64の開閉状態の設定例は、図2(b)に示したのと同様である。
In such a
図11(a)に示すように、室内四方弁48は、冷房運転時には、高圧ガス管用ポート48−1と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通させ、且つ、室内熱交換器側ポート48−2と低圧ガス管用ポート48−3とを連通する。また、図11(b)に示すように、室内四方弁48は、暖房運転時には、高圧ガス管用ポート48−1と室内熱交換器側ポート48−2とを連通させ、且つ、低圧ガス管用ポート48−3と低圧バイパス管用ポート48−4とを連通する。
As shown in FIG. 11A, the indoor four-
室内四方弁48の上流側の高圧ガス分岐管5cには、高圧ガス分岐管用開閉弁(第1開閉弁)52が設けられている。なお、分流コントローラ130においては、高圧ガス分岐管用バイパス管54、第1キャピラリチューブ55が設けられていない。
また、室内四方弁48の下流側の低圧バイパス管50には、第2キャピラリチューブ57が設けられている。
The high-pressure
A
高圧ガス分岐管用バイパス管54の上流側の高圧ガス分岐管5cと低圧バイパス管50の下流側(中途位置49の下流側)の室内側低圧ガス分岐管7cとの間には、第1高低圧バイパス管58が設けられている。第1高低圧バイパス管58には、高圧ガス分岐管5c側から室内側低圧ガス分岐管7c側に向かって、第1高低圧バイパス開閉弁60と第3キャピラリチューブ62とが順に設けられている。
Between the high-pressure
高圧ガス分岐管用バイパス管54の下流側と室内四方弁48の高圧ガス管用ポート48−1との間で一端が高圧ガス分岐管5cに接続され、低圧バイパス管50の下流側(中途位置49の下流側)の室内側低圧ガス分岐管7cに他端が接続される第2高低圧バイパス管(高低圧バイパス管)63が設けられている。第2高低圧バイパス管63には、高圧ガス分岐管5c側から室内側低圧ガス分岐管7c側に向かって、第2高低圧バイパス開閉弁(第2開閉弁)64と第4キャピラリチューブ65とが順に設けられている。
One end is connected to the high-pressure
そして、室内側低圧ガス分岐管7cの中途位置49と、第2高低圧バイパス管63との間に、過熱熱交換器131が備えられている。過熱熱交換器131は、異なる径の2本の銅製の配管を組み合わせた一般的な二重管式熱交換器や、プレート式熱交換器を用いることができる。
このような分流コントローラ130においては、過熱熱交換器131は、冷房時において、液管9において冷媒を過熱状態とするために設けられている。
また、分流コントローラ130には、室内側低圧ガス分岐管7cにおいて過熱熱交換器131の出口側に温度センサ133が設けられている。
An
In such a
Further, the
室内制御装置CL2は、暖房運転時においては、上記第一の実施形態で示したのと同様にして分流コントローラ130を制御している。このとき、室内機ユニット3の室内膨張弁42は、その開度が、温度センサ33,35の温度差に基づいて制御されている。
すなわち、暖房時における室内熱交換器40の入口側の温度センサ35の検出温度と、出口側の温度センサ33の検出温度との差である室内熱交換器40の出口における加熱度SH(熱交換器出口SH=(温度センサ35の検出温度)―(温度センサ33の検出温度))が、予め定められた規定の温度となるよう、室内膨張弁42の開度が制御される。
The indoor control device CL2 controls the
That is, the heating degree SH (heat exchange at the outlet of the
一方、冷房時においては、過熱熱交換器131の出口側の温度センサ133における検出温度と、室内熱交換器40の入口側の温度センサ33または出口側の温度センサ35における検出温度の差から求められる、分流コントローラ130の出口におけるSH(分流コントローラ出口SH=(温度センサ133の検出温度)―(温度センサ33または温度センサ35の検出温度の低い方))が、予め定められた規定の温度となるよう、室内膨張弁42の開度が制御される。
On the other hand, during cooling, it is obtained from the difference between the temperature detected by the
図9は、このような暖房運転時と冷房運転時において、室内膨張弁42の開度調整制御を切換えるための制御フローを示すものであり、運転開始後、室内機ユニット3が冷房運転であるか暖房運転であるかを判定した後(ステップS201)、暖房運転である場合には、熱交換器出口SHにより室内膨張弁42の開度調整制御を行い(ステップS202)、冷房運転である場合には、分流コントローラ出口SHによる室内膨張弁42の開度調整制御を行う(ステップS203)。
FIG. 9 shows a control flow for switching the opening adjustment control of the
このようにして、分流コントローラ130においては、冷房運転時に、過熱熱交換器131により、室内熱交換器40において凝縮した高温・高圧の液冷媒を過熱することで、低圧側ガス管側に積極的に流すことができる。このとき、冷媒中に液相が残存していても、過熱熱交換器131における熱交換により、液冷媒の未蒸発分を蒸発させることができる。これにより、室内熱交換器40から室内側低圧ガス分岐管7cに流れる冷媒量を増大させることができ、また冷媒量を増大させても液冷媒の未蒸発分を確実に蒸発させることができるため、圧縮機10が壊れるのを防止することができる。これにより、室内機ユニット3においては、冷媒循環量を確保しつつ、十分な冷房能力を発揮することができる。
In this way, in the
さらに、過熱熱交換器131が圧力損失となり、室内熱交換器40における冷媒の蒸発温度が上昇するため、室内熱交換器40が氷結しにくくなる。その結果、冷房運転を中断して解氷運転を行う必要も無く、冷房運転を連続的に行うことが可能となり、常時冷房運転を行う室内機ユニット3における冷房能力を高めることができる。
Furthermore, since the
なお、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は説明した実施形態に限るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更を加えることができる。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the described embodiments, and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1…室外機ユニット、3…室内機ユニット、5…高圧ガス管(主管)、5c…高圧ガス分岐管、7…低圧ガス管(主管)、7c…室内側低圧ガス分岐管、9…液管、10…圧縮機、20…アキュムレータ、23…レシーバ、25…過冷却器、33,35…温度センサ、40…室内熱交換器、42…室内膨張弁、44…液冷媒用分岐管、46…分流コントローラ(冷暖房運転切換機構)、48…室内四方弁、48−1…高圧ガス管用ポート(第1ポート)、48−2…室内熱交換器側ポート(第2ポート)、48−3…低圧ガス管用ポート(第3ポート)、48−4…低圧バイパス管用ポート(第4ポート)、49…中途位置、50…低圧バイパス管、52…高圧ガス分岐管用開閉弁(第1開閉弁)、54…高圧ガス分岐管用バイパス管(高圧バイパス管)、58…高低圧バイパス管、60…高低圧バイパス開閉弁、63…第2高低圧バイパス管(高低圧バイパス管)、64…高低圧バイパス開閉弁(第2開閉弁)、70、80…制御部、100…ガス管圧力コントロールキット(蒸発圧力調整機構)、101a、101b、101c…電磁弁(バルブ)、120…分流コントローラ(冷暖房運転切換機構)、102a、102b、102c…分岐管、121…過冷却熱交換器、130…分流コントローラ(冷暖房運転切換機構)、131…過熱熱交換器、200…マルチ型空気調和システム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記室外機ユニットは、圧縮機と、外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、を備えるとともに、前記圧縮機の吐出側に接続されて高圧のガス状態の冷媒を送給する高圧ガス管と、前記圧縮機の吸入側に接続されて前記高圧ガス管よりも低圧のガス状態の冷媒を送給する低圧ガス管と、液状態の冷媒を送給する液管とが導出され、
複数の前記室内機ユニットは、室内の空気と前記冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器を備え、
少なくとも一台の前記室内機ユニットが冷房専用とされ、前記液管から供給された前記冷媒を熱交換する前記室内熱交換器における蒸発圧力を調整する蒸発圧力調整機構を備え、
複数の前記室内機ユニットの残部は、前記高圧ガス管、前記低圧ガス管、前記液管における前記冷媒の流れ方向を切り換えることで、冷房運転と暖房運転とを選択的に切り換える冷暖房運転切換機構を備えるとともに、
前記蒸発圧力調整機構は、前記室内熱交換器と前記室外機ユニットとの間において前記低圧ガス管を複数の分岐管に分岐するとともに、開閉可能なバルブを前記分岐管のそれぞれに設け、これらの前記バルブの開閉を調整することで、前記室内熱交換器における前記冷媒の蒸発圧力を調整し、かつ、
少なくとも一台の前記室内機ユニットは、前記冷暖房運転切換機構に、冷房運転時において、前記液管から前記室内熱交換器に供給される前記冷媒を、前記室内熱交換器を経た前記冷媒と熱交換することで過冷却する過冷却熱交換器を備えており、
前記過冷却熱交換器を備えた前記室内機ユニットは、
前記室内熱交換器を通る前記冷媒の流量を調整する膨張弁と、
暖房運転時においては、前記室内熱交換器の入口側と出口側の前記冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、前記膨張弁の開度を調整し、冷房運転時においては、前記過冷却熱交換器の出口側と入口側の前記冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、前記膨張弁の開度を調整する制御部と、
を備えることを特徴とするマルチ型空気調和システム。 A multi-type air conditioning system comprising an outdoor unit and an indoor unit in which a plurality of units are connected in parallel to the outdoor unit,
The outdoor unit is provided with a compressor and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the outside air and the refrigerant, and is connected to a discharge side of the compressor to supply a refrigerant in a high-pressure gas state. A high-pressure gas pipe, a low-pressure gas pipe connected to the suction side of the compressor and supplying a refrigerant in a gas state lower than the high-pressure gas pipe, and a liquid pipe supplying a liquid refrigerant And
The plurality of indoor unit units include an indoor heat exchanger that performs heat exchange between indoor air and the refrigerant,
At least one of the indoor unit units is dedicated to cooling, and includes an evaporation pressure adjusting mechanism that adjusts an evaporation pressure in the indoor heat exchanger for exchanging heat of the refrigerant supplied from the liquid pipe.
The remainder of the plurality of indoor unit units includes a cooling / heating operation switching mechanism that selectively switches between a cooling operation and a heating operation by switching the flow direction of the refrigerant in the high-pressure gas pipe, the low-pressure gas pipe, and the liquid pipe. As well as
The evaporating pressure adjusting mechanism branches the low-pressure gas pipe into a plurality of branch pipes between the indoor heat exchanger and the outdoor unit, and provides an openable and closable valve in each of the branch pipes. By adjusting the opening and closing of the valve, the evaporation pressure of the refrigerant in the indoor heat exchanger is adjusted, and
At least one of the indoor unit units supplies the refrigerant supplied from the liquid pipe to the indoor heat exchanger during the cooling operation to the cooling / heating operation switching mechanism, and the refrigerant and heat that has passed through the indoor heat exchanger. It is equipped with a supercooling heat exchanger that supercools by replacing it,
The indoor unit with the supercooling heat exchanger is
An expansion valve for adjusting the flow rate of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger;
During the heating operation, the opening of the expansion valve is adjusted so that the temperature difference between the refrigerant on the inlet side and the outlet side of the indoor heat exchanger becomes a predetermined value, and during the cooling operation, A control unit that adjusts the opening of the expansion valve so that the temperature difference between the refrigerant on the outlet side and the inlet side of the supercooling heat exchanger becomes a predetermined specified value;
A multi-type air conditioning system comprising:
前記高圧ガス管の主管から分岐される高圧ガス分岐管に接続される第1ポートと、前記室内熱交換器側に接続される第2ポートと、前記低圧ガス管の主管から分岐された低圧ガス分岐管に接続される第3ポートと、前記低圧ガス分岐管に合流する低圧バイパス管に接続される第4ポートと、が形成された四方弁と、
前記四方弁の上流側の前記高圧ガス分岐管上に設けられる第1開閉弁と、
前記第1開閉弁より前記高圧ガス分岐管の上流側に一端が接続され、かつ前記第1開閉弁より前記高圧ガス分岐管の下流側に他端が接続されて、前記第1開閉弁を迂回する高圧バイパス管と、
前記高圧バイパス管の下流側と前記四方弁の前記第1ポートとの間の前記高圧ガス分岐管に一端が接続され、前記低圧バイパス管が接続される位置よりも下流側の前記低圧ガス分岐管に他端が接続される高低圧バイパス管と、
前記高低圧バイパス管上に設けられる第2開閉弁と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチ型空気調和システム。 The air-conditioning operation switching mechanism is
A first port connected to the high-pressure gas branch pipe branched from the main pipe of the high-pressure gas pipe; a second port connected to the indoor heat exchanger side; and a low-pressure gas branched from the main pipe of the low-pressure gas pipe A four-way valve formed with a third port connected to the branch pipe and a fourth port connected to the low-pressure bypass pipe joining the low-pressure gas branch pipe;
A first on-off valve provided on the high-pressure gas branch pipe upstream of the four-way valve;
One end is connected to the upstream side of the high-pressure gas branch pipe from the first on-off valve, and the other end is connected to the downstream side of the high-pressure gas branch pipe from the first on-off valve, bypassing the first on-off valve A high-pressure bypass pipe,
One end of the high-pressure gas branch pipe between the downstream side of the high-pressure bypass pipe and the first port of the four-way valve is connected, and the low-pressure gas branch pipe downstream from the position where the low-pressure bypass pipe is connected. A high and low pressure bypass pipe with the other end connected to
A second on-off valve provided on the high / low pressure bypass pipe;
The multi-type air conditioning system according to claim 1, comprising:
前記室外機ユニットは、圧縮機と、外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、を備えるとともに、前記圧縮機の吐出側に接続されて高圧のガス状態の冷媒を送給する高圧ガス管と、前記圧縮機の吸入側に接続されて前記高圧ガス管よりも低圧のガス状態の冷媒を送給する低圧ガス管と、液状態の冷媒を送給する液管とが導出され、
複数の前記室内機ユニットは、室内の空気と前記冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器を備え、
複数の前記室内機ユニットは、前記高圧ガス管、前記低圧ガス管、前記液管における前記冷媒の流れ方向を切り換えることで、冷房運転と暖房運転とを選択的に切り換える冷暖房運転切換機構を備え、
少なくとも一台の前記室内機ユニットは、前記冷暖房運転切換機構に、冷房運転時において、前記室内熱交換器を経て前記低圧ガス管に送り込まれる前記冷媒を、前記高圧ガス管から送り込まれる前記冷媒と熱交換することで過熱する過熱熱交換器を備えていることを特徴とするマルチ型空気調和システム。 A multi-type air conditioning system comprising an outdoor unit and an indoor unit in which a plurality of units are connected in parallel to the outdoor unit,
The outdoor unit is provided with a compressor and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the outside air and the refrigerant, and is connected to a discharge side of the compressor to supply a refrigerant in a high-pressure gas state. A high-pressure gas pipe, a low-pressure gas pipe connected to the suction side of the compressor and supplying a refrigerant in a gas state lower than the high-pressure gas pipe, and a liquid pipe supplying a liquid refrigerant And
The plurality of indoor unit units include an indoor heat exchanger that performs heat exchange between indoor air and the refrigerant,
The plurality of indoor unit units includes a cooling / heating operation switching mechanism that selectively switches between a cooling operation and a heating operation by switching a flow direction of the refrigerant in the high-pressure gas pipe, the low-pressure gas pipe, and the liquid pipe,
At least one of the indoor unit units includes the refrigerant that is sent to the low-pressure gas pipe through the indoor heat exchanger and the refrigerant that is sent from the high-pressure gas pipe to the air-conditioning operation switching mechanism during the cooling operation. A multi-type air conditioning system comprising an overheat heat exchanger that heats by heat exchange.
前記室内熱交換器を通る前記冷媒の流量を調整する膨張弁と、
暖房運転時においては、前記室内熱交換器の入口側と出口側の前記冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、前記膨張弁の開度を調整し、冷房運転時においては、前記過熱熱交換器の出口側と入口側の前記冷媒の温度差が予め定められた規定値となるよう、前記膨張弁の開度を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載のマルチ型空気調和システム。 The indoor unit provided with the superheat exchanger is,
An expansion valve for adjusting the flow rate of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger;
During the heating operation, the opening of the expansion valve is adjusted so that the temperature difference between the refrigerant on the inlet side and the outlet side of the indoor heat exchanger becomes a predetermined value, and during the cooling operation, A control unit that adjusts the opening of the expansion valve so that the temperature difference between the refrigerant on the outlet side and the inlet side of the superheat heat exchanger becomes a predetermined specified value;
The multi-type air conditioning system according to claim 3, comprising:
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