JPH08261517A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JPH08261517A
JPH08261517A JP7473396A JP7473396A JPH08261517A JP H08261517 A JPH08261517 A JP H08261517A JP 7473396 A JP7473396 A JP 7473396A JP 7473396 A JP7473396 A JP 7473396A JP H08261517 A JPH08261517 A JP H08261517A
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JP
Japan
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heat source
heat
water
pipe
cooling
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JP7473396A
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Kunimori Sekigami
邦衛 関上
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内の負荷に適した熱回収型のビル用の空気
調和装置を提供することを目的としたものである。 【解決手段】 ビル14の屋上35に熱源水を生成する
熱源機27を配置し、このビルの各階には前記熱源機2
7と水配管50でつながれる熱源側ユニット7a7b並
びにこの熱源側ユニットから延びた冷媒配管20とつな
がれる複数台の利用側ユニット1a,1b,1c,1d
とからなる冷凍機21a,21bを配置し、この熱源側
ユニット7a,7bには圧縮機8a,8bと熱源水にて
冷媒を熱交換させる水熱交換器9a,9bとを内蔵さ
せ、これら両機器につながれ且つ熱源側ユニットから延
びる冷媒配管20を、高圧ガス管17と低圧ガス管18
と液管19とから構成するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高層ビルの各階を
冷暖房する空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高層ビル等を冷暖房する空気調和装置と
して、例えば実公昭52−7082号公報で提示されて
いるように圧縮機と熱源側熱交換器と利用側熱交換器と
が一体に内蔵され各階に設置される一体型空気調和装置
や、圧縮機と熱源側熱交換器を内蔵した熱源側ユニット
をビルの屋上に、且つ利用側熱交換器を内蔵した利用側
ユニットを各階の部屋に設置した分離型空気調和装置が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記公報で提示の一体
型空気調和装置では、ビルの各階より空気調和装置の一
部が露出するため見栄えが悪いと共に、各空気調和装置
の全てに圧縮機の騒音が漏出しないように防音手段を施
こさなければならなかった。又、上述の分離型空気調和
装置では、熱源側ユニットと利用側ユニットとの高低差
やこの両ユニット間の配管長により冷房能力が充分発揮
されないと共に冷房時に利用側ユニットから熱源側ユニ
ットへのオイル戻りが悪く、圧縮機が破損する虞れがあ
った。
【0004】本発明はかかる課題を解決すると共に、高
層ビルの各階(フロア)において、一方を冷房、他方を
暖房というように室内の負荷に適した熱回収型のビル用
の空気調和装置を提供することを目的としたものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、ビルの屋上に熱源水を生成する熱源機を
配置し、このビルの各階には前記熱源機と水配管でつな
がれる熱源側ユニット並びにこの熱源側ユニットから延
びた冷媒配管とつながれる複数台の利用側ユニットとか
らなる冷凍機を配置し、この熱源側ユニットには圧縮機
と熱源水にて冷媒を熱交換させる水熱交換器とを内蔵さ
せ、これら両機器につながれ且つ熱源側ユニットから延
びる冷媒配管を、高圧ガス管と低圧ガス管と液管とから
構成するようにしたものである。
【0006】このように構成したので、一つの熱源側ユ
ニットに接続された利用側ユニット間すなわちこれらユ
ニットで構成される冷凍機内で冷暖房同時運転を行う場
合は、冷媒を介して排熱回収が行われる。一方、異なる
冷凍機間で冷暖同時運転を行う場合は、熱源水を介して
排熱回収が行われる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1に基づいて説明すると、1
a,1bは夫々利用側熱交換器2a,2bと送風機3
a,3bと電動膨張弁等の主減圧弁4a,4bと切換弁
5a,6a,5b,6bとを内蔵した複数台の利用側ユ
ニット、7aは運転周波数が可変される能力可変型圧縮
機8aと水冷式の水熱交換器9aと気液分離器10aと
電動膨張弁等の補助減圧弁11と切換弁12,13とを
内蔵した熱源側ユニットで、熱源側ユニット7aと利用
側ユニット1a,1bとを建物(ビル)14の例えば2
階の部屋15a,15bの天井空間16内に設置して図
示の如く高圧ガス管17と低圧ガス管18と液管19と
からなる3本のユニット間冷媒配管20で接続すること
によりヒートポンプ式冷凍機21aが構成されている。
【0008】又、建物14の例えば1階の部屋15c,
15dの天井空間22内には運転周波数が可変される能
力可変型圧縮機8bと四方弁23と水熱交換器9bと気
液分離器10bとを内蔵した別の熱源側ユニット7b
と、利用側熱交換器2c,2dと送風機3c,3dと電
動膨張弁等の減圧弁4c,4dとを夫々内蔵した別の利
用側ユニット1c,1dとを設置して図示の如くガス管
24と液管25とからなる2本のユニット間冷媒配管2
6で接続することにより別のヒートポンプ式冷凍機21
bが構成されている。
【0009】27は運転周波数が可変される能力可変型
圧縮機28と空冷式の熱源側熱交換器29と水冷式の利
用側熱交換器30と四方弁31と気液分離器32と電動
膨張弁等の減圧弁33と送風機34とを内蔵した熱源機
で、建物14の屋上35に設置して、利用側熱交換器3
0と水熱交換器9a,9bとを図示の如く循環ポンプ3
6と温調三方弁37を介して水配管50で接続すること
により循環水回路38が形成されている。
【0010】39,40は部屋15a,15b,15
c,15dの仕切壁、41a,41b,41c,41d
は1階及び2階の部屋15a,15b,15c,15d
の天井板42,43に設けられ、部屋15a,15b,
15c,15d内の室内空気を利用側ユニット1a,1
b,1c,1dに導入し利用側熱交換器2a,2b,2
c,2dで冷房時に冷却され暖房時に加熱された空気を
部屋15a,15b,15c,15d内へ導出するため
の開口である。
【0011】本発明の空気調和装置は以上の如く構成さ
れており、部屋15a,15bを冷房する場合は、切換
弁12,5a,5bを開くと共に切換弁13,6a,6
bを閉じ、且つ補助減圧弁11を開放状態にすることに
より、能力可変型圧縮機8aから吐出された冷媒は吐出
管44−切換弁12−熱源側熱交換器9a−補助減圧弁
11−液管19−主減圧弁4a,4b−利用側熱交換器
2a,2b−切換弁5a,5b−低圧ガス管18−吸込
管45−気液分離器10a−圧縮機8aと循環し、水熱
交換器9aが凝縮器として、利用側熱交換器2a,2b
が蒸発器として夫々作用して部屋15a,15bが冷房
される。
【0012】一方、部屋15c,15dを冷房する場合
は、四方弁23を実線状態に設定することにより、能力
可変型圧縮機8bから吐出された冷媒は四方弁23−熱
源側熱交換器9b−液管25−減圧弁4c,4d−利用
側熱交換器2c,2d−ガス管24−四方弁23−気液
分離器10b−圧縮機8bと循環し、水熱交換器9bが
凝縮器として、利用側熱交換器2c,2dが蒸発器とし
て夫々作用して部屋15c,15dが冷房される。
【0013】このようにヒートポンプ式冷凍機21a,
21bが何れも冷房運転している時は熱源機27は四方
弁31が実線状態に設定されて冷却運転しており、能力
可変型圧縮機28から吐出された冷媒は四方弁31−熱
源側熱交換器29−減圧弁33−利用側熱交換器30−
四方弁31−気液分離器32−圧縮機28と循環し、熱
源側熱交換器29が凝縮器として、利用側熱交換器30
が蒸発器として夫々作用することにより、利用側熱交換
器30で冷却された循環水(熱源水)が循環ポンプ36
により水熱交換器9a,9bに流れてこれら水熱交換器
9a,9bが冷却されている。即ち、各利用側ユニット
1a,1b,1c,1dは外気から熱源機27で汲みと
った冷房熱源が各熱源側ユニット7a,7bに循環水回
路38を介して供給されることにより冷房運転されてお
り、ヒートポンプ式冷凍機21a,21bのユニット間
冷媒配管20,26の長さが短い為、冷房能力が充分発
揮されると共に利用側熱交換器2a,2b,2c,2d
から圧縮機8a,8bへ夫々オイルが速やかに回収され
る。
【0014】又、部屋15a,15bを暖房する場合
は、切換弁12,5a,5bを閉じると共に切換弁1
3,6a,6bを開き、且つ補助減圧弁11を開放状態
にすることにより、能力可変型圧縮機8aから吐出され
た冷媒は吐出管44−切換弁6a,6b−利用側熱交換
器2a,2b−主減圧弁4a,4b−液管19−補助減
圧弁11−熱源側熱交換器9a−切換弁13−吸込管4
5−気液分離器10a−圧縮機8aと循環し、水熱交換
器9aが蒸発器として、利用側熱交換器2a,2bが凝
縮器として夫々作用して部屋15a,15bが暖房され
る。
【0015】一方、部屋15c,15dを暖房する場合
は、四方弁23を破線状態に設定することにより、能力
可変型圧縮機8bから吐出された冷媒は四方弁23−ガ
ス管24−利用側熱交換器2c,2d−減圧弁4c,4
d−液管25−水熱交換器9b−四方弁23−気液分離
器10b−圧縮機8bと循環し、水熱交換器9bが蒸発
器として、利用側熱交換器2c,2dが凝縮器として夫
々作用して部屋15c,15dが暖房される。
【0016】このようにヒートポンプ式冷凍機21a,
21bが何も暖房運転している時は熱源機27は四方弁
31が破線状態に切換わって加熱運転しており、能力可
変型圧縮機28から吐出された冷媒は四方弁31−利用
側熱交換器30−減圧弁33−熱源側熱交換器29−四
方弁31−気液分離器32−圧縮機28と循環し、熱源
側熱交換器29が蒸発器として、利用側熱交換器30が
凝縮器として夫々作用することにより、利用側熱交換器
30で加熱された循環水(熱源水)が循環ポンプ36に
より水熱交換器9a,9bに流れてこれら水熱交換器9
a,9bが加熱されている。即ち、各利用側ユニット1
a,1b,1c,1dは外気から熱源機27で汲みとっ
た暖房熱源が各熱源側ユニット7a,7bに循環水回路
38を介して供給されることにより暖房運転されてお
り、ヒートポンプ式冷凍機21a,21bのユニット間
冷媒配管20,26の長さが短い為、暖房能力が充分発
揮されると共に利用側熱交換器2a,2b,2c,2d
から圧縮機8a,8bへ夫々オイルが速やかに回収され
る。
【0017】又、一方のヒートポンプ式冷凍機21aが
例えば10馬力の冷房能力で、且つ他方のヒートポンプ
式冷凍機21bが例えば6馬力の暖房能力で同時に冷暖
房運転されている時は冷房能力が4馬力上回っており熱
源機27は冷却運転されている。かかる運転時、冷房負
荷の変動に応じて一方のヒートポンプ式冷凍機21aの
能力可変型圧縮機8aが6馬力から10馬力の間で能力
が可変される範囲内では冷房能力が暖房能力を上回って
いるため熱源機27は冷却運転を続行しており、熱源機
27が冷房負荷等の変動により頻繁に冷却運転から加熱
運転に切り換わることはない。併せて、冷房能力と暖房
能力との差が小さくなるに従って熱源機27の能力可変
型圧縮機28は能力が減少され、効率の良い運転が行わ
れると共に、循環水(熱源水)温度をセンサ46で検出
して温調三方弁37の開度が制御されることによりバイ
パス路47を流れる流量が調節される。
【0018】そして、冷房能力が更に低下し、冷房運転
しているヒートポンプ式冷凍機21aの水熱交換器9a
による放熱量と暖房運転しているヒートポンプ式冷凍機
21bの水熱交換器9bによる吸熱量とがバランスする
と互いの熱の授受により熱源がまかなわれる為、熱源機
27が運転を停止すると共に温調三方弁37が切り換わ
ってバイパス路47を全て流れるようになる。
【0019】逆に暖房能力が冷房能力を上回わると熱源
機27が冷却運転から加熱運転に切り換わることは言う
迄もない。すなわち、一方のヒートポンプ式冷凍機21
aもしくは熱源側ユニット7aが冷房(暖房)運転を、
他方のヒートポンプ式冷凍機21bもしくは熱源側ユニ
ット7bが暖房(冷房)運転をというように、ヒートポ
ンプ式冷凍機間もしくは熱源側ユニットで冷暖同時運転
を行う場合は、冷房(暖房)負荷と暖房(冷房)負荷の
差分の能力で、熱源機27を運転させれば事足りる。結
果として、循環水(熱源水)を介して排熱回収が行われ
ている。
【0020】又、ヒートポンプ式冷凍機21aで一方の
部屋15aを冷房し、他方の部屋15bを暖房する場合
は、切換弁12,5a,6bを開くと共に切換弁13,
6a,5bを閉じることにより、能力可変型圧縮機8a
から吐出された冷媒の一部が吐出管44より分岐して切
換弁12を経て熱源側熱交換器9aに流れると共に残り
の吐出冷媒が高圧ガス管17−切換弁6bを経て利用側
熱交換器2bに流れ、この利用側熱交換器2bと熱源側
熱交換器9aとで凝縮液化される。そして、これら熱交
換器で凝縮液化された冷媒は補助減圧弁11、主減圧弁
4bを経て液管19で合流した後、主減圧弁4aで減圧
され、利用側熱交換器2aで蒸発気化した後、切換弁5
a、低圧ガス管18、吸込管45、気液分離器10aを
経て圧縮機8aに吸入される。このように蒸発器として
作用する一方の利用側熱交換器2aで部屋15aが冷房
され、凝縮器として作用する他方の利用側熱交換器2b
で部屋15bが暖房される。かかる冷暖房同時運転時に
おいて、補助減圧弁11を閉じ気味にし、主減圧弁4b
を開き気味にすることにより利用側熱交換器2bが主凝
縮器として、熱源側熱交換器9aが補助凝縮器として作
用し、この一方の利用側熱交換器2b及び蒸発器として
作用する他方の利用側熱交換器2aで熱回収されるた
め、能力可変型圧縮機8aは低能力運転となり運転効率
が向上する。併せて、水熱交換器9aによる放熱量が減
少するため、他方のヒートポンプ式冷凍機21bが冷房
運転している時は熱源機27の能力可変型圧縮機38が
低能力運転となり冷却運転効率が向上する。
【0021】更に、一方の部屋15aの冷房負荷と他方
の部屋15bの暖房負荷が釣り合うと、切換弁5a,6
bを開放(他の切換弁は閉鎖)し、2つの減圧弁4a,
4bの開度を調整する。これによって、能力可変圧縮機
8aから吐出された冷媒は、全て切換弁6bを介して利
用側熱交換器2bに流れ、ここで、凝縮液化した後減圧
弁4b,4aを介して利用側熱交換器2aに流れ、ここ
で蒸発ガス化される。この作用で一方の部屋15aが冷
房、他方の部屋15bが暖房される。従って、水熱交換
器9aは作用させずに事足りるので、利用側ユニット同
志で冷媒を介して排熱回収が行われる。
【0022】上記熱源機27は、いわゆる熱源水を水熱
交換器へ送り込むものであれば、冷凍サイクルによるも
のでなくとも良く、例えば温水を生成するためのボイラ
や冷水を生成するためのクーリングタワーであっても良
いことは言うまでもない。更に熱源側ユニット7a,7
bの設置場所は各階の機械スペースであっても良い。冷
凍機についても、冷暖同時運転が可能な冷凍機21aと
冷暖どちらか一方の運転のみ可能な冷凍機21bとの組
み合わせに限らず、どちらか一方の種類の冷凍機のみの
組み合わせでも良い。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、ビルの各
階に設置される冷凍機とビルの屋上に設置される熱源機
とは水配管でつながれ、冷凍機を構成する熱源側ユニッ
トと利用側ユニットとは高圧ガス管と低圧ガス管と液管
とでつなぐようにしたので、冷凍機間(冷凍機単位)で
冷暖同時運転を行う場合は熱源水を介して排熱回収が行
われ、一方冷凍機内で冷暖同時運転を行う場合は冷媒を
介して排熱回収が行われる。このようにいずれの冷暖同
時運転時も熱回収を行うことができ、無駄のない運転が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
1a,1b,1c,1d 利用側ユニット 7a,7b 熱源側ユニット 8a,8b 圧縮機 9a,9b 水熱交換器 14 ビル 17 高圧ガス管 18 低圧ガス管 19 液管 20 冷媒配管 21a,21b 冷凍機 27 熱源機 50 水配管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビルの屋上に熱源水を生成する熱源機を
    配置し、このビルの各階には前記熱源機と水配管でつな
    がれる熱源側ユニット並びにこの熱源側ユニットから延
    びた冷媒配管とつながれる複数台の利用側ユニットとか
    らなる冷凍機を配置した空気調和装置において、前記熱
    源側ユニットには圧縮機と前記熱源水にて冷媒を熱交換
    させる水熱交換器とを内蔵させ、これら両機器につなが
    れ且つ前記熱源側ユニットから延びる冷媒配管を、高圧
    ガス管と低圧ガス管と液管とから構成したことを特徴と
    する空気調和装置。
JP7473396A 1996-03-28 1996-03-28 空気調和装置 Pending JPH08261517A (ja)

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