JPH0926187A - 冷媒循環式空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全てのファンコイルユニットの熱交換器への
冷媒の入口側と出口側の温度差を一定に保つことによっ
て冷房時、暖房時の如何に拘わらず各階のファンコイル
ユニットへの冷媒の供給バランスを良くする。 【解決手段】 ファンコイルユニット２の熱交換器への
冷媒の入口側及び出口側の温度を測定し、その温度差に
よって熱交換器への冷媒の供給を制御する膨張弁２１の
開度を調節するコントローラー９を各部屋のファンコイ
ルユニット２毎に設け、全ファンコイルユニット２の前
記温度差が設定された一定の温度差となるように膨張弁
２１を開閉制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の搬送管を共
用して多層階の建物の冷暖房を行う冷媒循環式空調シス
テムにおいて、階違いにあるファンコイルユニットの熱
交換器への冷媒の供給バランスを保つことができる冷媒
循環式空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図３の如く、建物の上部位置
に室外機の熱交換器を設置し、同熱交換器と建物内の各
部屋に設置のファンコイルユニットとの間を冷媒の搬送
管で連結して冷媒が循環する閉回路を構成し、冷房時に
は室外機の熱交換器内の冷媒液を複数のファンコイルユ
ニットに重力の作用と気化した冷媒ガスの圧力により自
然循環させることにより各部屋を冷房し、暖房時には室
外機の熱交換器で気化した冷媒ガスを、そのガスの圧力
と液化した冷媒液を熱交換器に戻すための建物の下部位
置に設けたポンプによってファンコイルユニットに循環
させることにより各部屋を暖房するようにした冷媒循環
式空調システムがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このシステムにあって
は、冷媒の搬送管を冷房、暖房用に共用することができ
るため、配管数を削減でき、配管工事のための費用も削
減できて従来システムに比べてイニシャルコストを大幅
に軽減できるだけでなく、冷房運転時には冷媒の搬送動
力を必要としないため、冷房運転時のランニングコスト
を大幅に軽減することができる利点を有する反面、吸収
式冷凍機等の熱交換器を建物の最上部に設置し、冷媒液
のポテンシャルエネルギーとガス圧によって冷媒を循環
させるようにしたものであるから、ファンコイルユニッ
トの設置場所に大きな高低差がある場合、冷房時には冷
媒液の圧力が最も高い最下階のファンコイルユニットに
供給される冷媒液の供給量が最も多く、上層階に行くに
従ってその供給量は少なくなり、三、四階ある多層階の
建物にあっては最下階のファンコイルユニットと最上階
のファンコイルユニットとでは冷媒液の供給量が極端に
異なって冷媒の供給バランスが悪く、逆に、暖房時には
冷媒ガスの圧力が最も高い最上階のファンコイルユニッ
トに供給される冷媒ガスの供給量が最も多く、下層階に
行くに従ってその供給量は少なくなり、同じく最上階の
ファンコイルユニットと最下階のファンコイルユニット
とでは冷媒の供給バランスが悪いという問題点があっ
た。

【０００４】そこで、各階のファンコイルユニットへの
冷媒の供給バランスを良くするようにするため、膨張弁
のサイズを各階毎に変える方法が考えられたが、冷房時
に適するように膨張弁のサイズを選定すれば、暖房時に
は膨張弁のサイズを変えないときよりも冷媒の供給バラ
ンスが悪くなり、逆に、暖房時に適するように膨張弁の
サイズを選定すれば、冷房時には膨張弁のサイズを変え
ないときよりも冷媒の供給バランスが悪くなるという問
題点が生じ、三階以上の建物では実施が困難であった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、全てのファンコイルユニット
の熱交換器への冷媒の入口側と出口側の温度差を一定に
保つことによって冷房時、暖房時の如何に拘わらず各階
のファンコイルユニットへの冷媒の供給バランスを良く
するようにすることができる冷媒循環式空調システムを
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る冷媒循環式
空調システムは、建物の上部位置に室外機の熱交換器を
設置し、同熱交換器と建物内の各部屋に設置のファンコ
イルユニットとの間を冷媒の搬送管で連結して冷媒が循
環する閉回路を構成し、冷房時には室外機の熱交換器内
の冷媒液を複数のファンコイルユニットに重力の作用と
気化した冷媒ガスの圧力により自然循環させることによ
り各部屋を冷房し、暖房時には室外機の熱交換器で気化
した冷媒ガスを、そのガスの圧力と液化した冷媒液を室
外機の熱交換器に戻すための建物の下部位置に設けたポ
ンプによりファンコイルユニットに循環させることによ
り各部屋を暖房するようにした冷媒循環式空調システム
において、ファンコイルユニットの熱交換器への冷媒の
入口側及び出口側の温度を測定し、その温度差によって
ファンコイルユニットの熱交換器への冷媒の供給を制御
する膨張弁の開度を調節するコントローラーを各部屋の
ファンコイルユニット毎に設け、全ファンコイルユニッ
トの前記温度差が設定された一定の温度差となるように
膨張弁を開閉制御するようにすることにより各ファンコ
イルユニットの熱交換器への冷媒の供給バランスを良好
ならしめるようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の作用】各階全てのファンコイルユニットのコン
トローラーが熱交換器への冷媒の入口側と出口側の温度
差を一定に保つように膨張弁を開閉制御することにより
各階における冷媒の圧力差を修正して各階のファンコイ
ルユニットへの冷媒の供給バランスを良くする。

【０００８】

【実施例】本発明システムの実施例を図面について具体
的に説明する。図１は、本発明システムの概略構成図
で、１は、建物の屋上にある機械室内に設置された室外
機たる吸収式冷凍機、蒸発器等の熱交換器で、冷房時に
は冷水等により、暖房時には温水等によって内部の熱交
換コイルを通過する冷媒が冷却または加熱される。２
は、各部屋に設置されたファンコイルユニットで、部屋
の大きさによってファンコイルユニットの容量も変わ
り、後述する膨張弁のサイズも変わるが、本実施例では
説明を簡単にするため全てのファンコイルユニットは同
一容量のものとする。２１は、各部屋のファンコイルユ
ニットの運転停止時自動的に閉鎖して上記ファンコイル
ユニット２の熱交換器（図示せず）への冷媒の供給を遮
断する比例制御が可能な電子膨張弁、３は、暖房時には
室外機の熱交換器１で加熱されて気化した冷媒ガスを各
ファンコイルユニット２に供給し、冷房時には各ファン
コイルユニット２の熱交換器を通過して気化した冷媒ガ
スを熱交換器１に戻すための冷媒ガス搬送管、４は、暖
房時にはファンコイルユニット２の熱交換器を通過して
液化した冷媒液を熱交換器１に戻し、冷房時には熱交換
器１で冷却されて液化した冷媒を熱交換器１から各部屋
のファンコイルユニット２の熱交換器に供給する冷媒液
搬送管、５は、暖房時各部屋のファンコイルユニット２
の熱交換器を通過して液化した冷媒液を熱交換器１に戻
すためのポンプ、６は、冷房時と暖房時に交互に開閉し
て冷媒の流れを制御するバルブである。７は、各部屋の
ファンコイルユニット２の熱交換器の冷媒ガス側の温度
を常時測定する温度センサー、８は、同熱交換器の冷媒
液側の温度を常時測定する温度センサー、９は、冷、暖
房運転の切替え毎に機能が切替えられ、冷房時と暖房時
に両温度センサー７、８が測定した温度の差Δｔを監視
し、その温度差が設定された一定の温度差となるように
ファンコイルユニット２の膨張弁２１を開閉制御するコ
ントローラーである。

【０００９】システムを冷房運転とし、各部屋のファン
コイルユニット２の運転を開始すると、運転開始当初は
各部屋の熱負荷が大きいため、その熱負荷を速やかに解
消すべくコントローラー９はファンコイルユニット２の
膨張弁２１に信号を送って弁体を最大開度にして冷媒液
を熱交換器に供給する。このときの冷媒液の入口側と出
口側の温度差Δｔは非常に大きい。

【００１０】熱負荷が小さくなり、冷媒液の入口側と出
口側の温度差Δｔが小さくなってそのΔｔの値が或る設
定された値例えば５℃になると、コントローラー９はこ
の温度差を保つように膨張弁２１の弁体を開閉制御して
熱交換器への冷媒液の供給量を調節する。この制御は運
転している全てのファンコイルユニット２で行われるた
め、各階において冷媒液の圧力差があっても全ファンコ
イルユニット２での冷媒液の供給量は略均一化され、各
階のファンコイルユニット２への冷媒の供給バランスが
良好となる。

【００１１】システムを暖房運転とし、各部屋のファン
コイルユニット２の運転を開始すると、運転開始当初は
各部屋の熱負荷が大きいため、その熱負荷を速やかに解
消すべくコントローラー９はファンコイルユニット２の
膨張弁２１に信号を送って弁体の最大開度にして冷媒ガ
スを熱交換器に供給する。このときの冷媒ガスの入口側
と出口側の温度差Δｔは非常に大きい。

【００１２】熱負荷が小さくなり、冷媒ガスの入口側と
出口側の温度差Δｔが小さくなってそのΔｔの値が或る
設定された値例えば１０℃になると、コントローラー９
はこの温度差を保つように膨張弁２１の弁体を開閉制御
して熱交換器への冷媒ガスの供給量を調節する。この制
御は運転している全てのファンコイルユニット２で行わ
れるため、各階において冷媒ガスの圧力差があっても全
ファンコイルユニット２での冷媒ガスの供給量は略均一
化され、各階のファンコイルユニット２への冷媒の供給
バランスが良好となる。

【００１３】勿論、システムが冷房または暖房運転を開
始した当初は、各部屋が最大の熱負荷の状態にあり、全
ての膨張弁２１の弁体の開度は最大となっているので、
圧力の高い冷媒が供給されるファンコイルユニット２が
速く熱負荷に対応することができ、各階において熱負荷
に対する対応時間に差が生じるが、各部屋において最大
の熱負荷状態が解消されて上述の制御運転が開始される
と、全ファンコイルユニット２での冷媒の供給量は略均
一化され、熱負荷に対する対応時間に差が生じるような
ことがない。

【００１４】尚、上記制御運転中、各部屋の温度調節は
冷媒の供給量の調節によって行うことはできないので、
ファンコイルユニット２のファンによる送風量の調節に
よって行うものである。

【００１５】また、同じ階においては、部屋の大きさの
違いで一部の部屋のファンコイルユニット２の容量つま
り膨張弁２１のサイズが変わっても、これら同じ階のフ
ァンコイルユニット２同士では従来と同様に冷媒の入口
圧力が同じであるので冷媒の供給バランスは崩れること
がなく、上述の温度差の設定はファンコイルユニット２
の容量に応じて変える必要はない。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る冷媒循環式空調システムに
よれば、各階全てのファンコイルユニットの熱交換器へ
の冷媒の入口側と出口側の温度差を一定に保つように膨
張弁を開閉制御するようにしたものであるから、各階に
おける冷媒の圧力差があっても各ファンコイルユニット
への冷媒の供給量は均一化され、冷房時、暖房時の如何
に拘わらず各階のファンコイルユニットへの冷媒の供給
バランスを良好ならしめることができ、三階以上の多層
階の建物であっても冷媒循環式空調システムの利点を生
かして実施することができるようになったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明システムの概略説明図である。

【図２】各ファンコイルユニットとコントローラーの概
略説明図である。

【図３】従来システムの概略説明図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ ファンコイルユニット ２１ 膨張弁 ３ 冷媒ガス搬送管 ４ 冷媒液搬送管 ５ ポンプ ６ バルブ ７ 温度センサー ８ 温度センサー ９ コントローラー １０ 冷媒液戻し管

フロントページの続き (71)出願人 000003621 株式会社竹中工務店 大阪府大阪市中央区本町４丁目１番13号 (71)出願人 390003333 新晃工業株式会社 大阪府大阪市北区南森町１丁目４番５号 (72)発明者 小林 昇 大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦 斯株式会社内 (72)発明者 藤巻 誠一郎 東京都港区海岸１丁目５番20号東京瓦斯株 式会社内 (72)発明者 松原 光治 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社総合技術研究所内 (72)発明者 曽根 清春 東京都港区三田１丁目４番28号矢崎総業株 式会社内 (72)発明者 楠本 望 大阪市中央区本町４丁目１番13号株式会社 竹中工務店内 (72)発明者 吉田 康敏 大阪市北区南森町１丁目４番５号新晃工業 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の上部位置に室外機の熱交換器を設
   置し、同熱交換器と建物内の各部屋に設置のファンコイ
   ルユニットとの間を冷媒の搬送管で連結して冷媒が循環
   する閉回路を構成し、冷房時には室外機の熱交換器内の
   冷媒液を複数のファンコイルユニットに重力の作用と気
   化した冷媒ガスの圧力により自然循環させることにより
   各部屋を冷房し、暖房時には室外機の熱交換器で気化し
   た冷媒ガスを、そのガスの圧力と液化した冷媒液を室外
   機の熱交換器に戻すための建物の下部位置に設けたポン
   プによりファンコイルユニットに循環させることにより
   各部屋を暖房するようにした冷媒循環式空調システムに
   おいて、ファンコイルユニットの熱交換器への冷媒の入
   口側及び出口側の温度を測定し、その温度差によってフ
   ァンコイルユニットの熱交換器への冷媒の供給を制御す
   る膨張弁の開度を調節するコントローラーを各部屋のフ
   ァンコイルユニット毎に設け、全ファンコイルユニット
   の前記温度差が設定された一定の温度差となるように膨
   張弁を開閉制御するようにしたことを特徴とする冷媒循
   環式空調システム。