JP3740634B2

JP3740634B2 - 空調装置の運転方法

Info

Publication number: JP3740634B2
Application number: JP35051498A
Authority: JP
Inventors: 雅士泉; 朗畑山; 伸浩出射; 和也広瀬; 和哉今井
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: JP2000179986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調技術に関するものであり、特に詳しくは室外機と室内機との間で相変化可能な熱操作流体を循環させて室内機において冷暖房可能に構成した空調の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の技術として、建物の屋上などに室外機として設置した吸収式冷凍機で発生させる冷熱または温熱によって相変化した熱操作流体が、冷暖房何れの運転においても各階に分散して配置した室内機に自然に循環供給されるように構成したビルの空調システムが、例えば特開平７−３１８１８９号公報に提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の空調システムにおいては、例えば室外機の吸収式冷凍機で発生させた温熱によって蒸発した熱操作流体を室内機に循環供給して暖房運転を行う際に、吸収式冷凍機の熱源発生部に還流する量が充分でないときには、熱源発生部で発生する熱量を充分に熱操作流体に伝達することができないため、室内機が要求している熱量の供給ができないばかりか、蒸発した熱操作流体の過熱度が大きくなり過ぎたり、室外機である吸収式冷凍機の熱源発生部の温度が異常高を示して停止すると云った問題点があり、この解決が課題となっていた。
【０００４】
【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、室外機の熱源発生部で発生する熱によって凝縮または蒸発した熱操作流体を室内機に循環供給し、室内機で熱操作流体の潜熱を利用して冷暖房を行う空調装置において、室外機の熱源発生部で温熱を発生させ、その温熱により加熱されて蒸発した熱操作流体を室内機に循環供給して行う暖房運転時に、室外機における液状熱操作流体の量を検出し、量が不足したときには室外機の熱源発生部で冷熱を発生させて室外機で熱操作流体を凝縮し、熱操作流体の凝縮によって圧力低下した室外機に圧力勾配を利用して熱操作流体を所定量以上回収し、その後に室外機の熱源発生部で温熱を発生させて暖房運転に移行するようにした第１の構成の運転方法と、
【０００５】
前記第１の構成の運転方法において、室外機が全室内機もしくは過半数の室内機より上方に設置され、室外機の熱源発生部で発生する冷熱により凝縮した熱操作流体が主に熱操作流体の液体と気体との比重差を利用して室内機に循環供給されて冷房が行われるようにした第２の構成の運転方法と、
を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。空調装置は、例えばビルの屋上などに設置される室外機１、各階に分散して設置される複数の室内機２、地下室などの最も低い部分に設置される暖房用ポンプユニット３、これらを接続して相変化が可能な熱操作流体、例えば冷媒のＲ−１３４ａを循環させるための配管群４、システムコントローラ５などから構成される。
【０００７】
配管群４は気体のＲ−１３４ａが流れるガス管６と、主に液体のＲ−１３４ａが下降する液下降管７と、主に液体のＲ−１３４ａが上昇する液上昇管８と、主に液体のＲ−１３４ａが水平方向に流れる液水平管９とからなる。
【０００８】
ガス管６、液下降管７、液上昇管８の一端は何れも室外機１に連結され、ガス管６の他端は室内機２に連結され、液下降管７の他端は暖房用ポンプユニット３のレシーバタンク１０に連結され、液上昇管８の他端は暖房用ポンプユニット３のポンプ１１の吐出側に連結され、液水平管９の一端は液下降管７に連結され、他端は室内機２に連結されている。
【０００９】
室外機１は、配管群４を通って戻ってきた冷媒のＲ−１３４ａを加熱して蒸発させたり、冷却して凝縮させたりすることができるものである。この室外機１は、例えば特開平７−３１８１８９号公報などに開示された吸収式冷凍機を備えて、ガスバーナなどで生成する熱を利用して運転され、図示しない蒸発器に設けた伝熱管などの管壁を介して冷媒のＲ−１３４ａを冷却し、凝縮した液体のＲ−１３４ａを液下降管７に供給したり、加熱蒸発させた気体のＲ−１３４ａをガス管６に供給することが選択して行えるようになっている。
【００１０】
室外機１には室外機コントローラ１２が設けられて、システムコントローラ５と制御信号の送受信が行えるようになっている。
【００１１】
図示しない伝熱管・膨張弁・送風機などを備えて構成される室内機２には、室内機コントローラ１３が設けられて、これもシステムコントローラ５と制御信号の送受信が行えるようになっている。
【００１２】
１４はレシーバタンク１０に設けられてレシーバタンク１０内に溜まった液体のＲ−１３４ａの液面を検出する液面センサ、１５と１６はガス管６に設けられて気体のＲ−１３４ａの温度と圧力を検出する温度センサと圧力センサである。
【００１３】
システムコントローラ５は、図示しないパネル面に設けたボタンスイッチなどによって冷暖房運転の指示が行えるように構成されている。そして、例えば冷房運転が指示されると、室外機１で冷却する冷媒のＲ−１３４ａが所定の低温度、例えば７℃の液体となって液下降管７に流れ出るようにするための所要の制御プログラムをシステムコントローラ５は備えている。
【００１４】
室外機１で冷却され、凝縮して液下降管７に流れ出た液体のＲ−１３４ａは、その自重（詳細には液体と気体との比重差）により液下降管７と液水平管９とを介して各階に分散設置された室内機２に供給される。
【００１５】
室内機２に供給される温度の低い液体のＲ−１３４ａは、図示しない膨張弁を介して流入し、図示しない送風機によって供給される温度の高い室内空気から熱を奪って蒸発し冷房作用を行う。この冷房作用によって蒸発した気体のＲ−１３４ａは、Ｒ−１３４ａが凝縮して圧力が低くなっている室外機１にガス管６を介して戻る。これにより、冷媒の自重による自然循環の冷房運転が継続される。
【００１６】
また、システムコントローラ５は、暖房運転が指示されたときには室外機１で加熱する冷媒のＲ−１３４ａが所定の高温度、例えば５５℃の気体となってガス管６に流れ出るようにするためと、ポンプ１１を起動させるための所要の制御プログラムも備えている。
【００１７】
そして、室外機１で加熱され、凝縮してガス管６に流れ出た気体のＲ−１３４ａは室内機２に供給される。
【００１８】
室内機２においては、温度の低い室内空気に気体のＲ−１３４ａが放熱して凝縮液化し、この凝縮時に暖房作用を行ない、さらに、凝縮した液体のＲ−１３４ａがレシーバタンク１０に流れ込み、ポンプ１１によって室外機１に還流すると云った冷媒のＲ−１３４ａの循環が起こって、暖房運転が継続される。
【００１９】
室内機２からレシーバタンク１０への液体のＲ−１３４ａの流れ込みは、Ｒ−１３４ａの自重による自然落下である。このため、暖房の起動時などで室内機２側の温度がレシーバタンク１０側より低いときには、逆の圧力勾配が生じて液体のＲ−１３４ａが流れなくなる。
【００２０】
そして、液体のＲ−１３４ａは室内機２とガス管６とに溜まり、レシーバタンク１０から室外機１に送られる液体のＲ−１３４ａが不足して、吸収式冷凍機などで発生させた熱量を冷媒のＲ−１３４ａに伝達するのに必要な伝熱面積が確保できなくなり、室内機２が必要とする量の搬送ができなくなったり、冷媒のＲ−１３４ａが著しく過熱されて運転を継続することができなくなる恐れがある。
【００２１】
レシーバタンク１０で液体のＲ−１３４ａが不足していることは、液面センサ１４によって直接検出できる。一方、室外機１における液体のＲ−１３４ａの不足は、温度センサ１５が検出する気体のＲ−１３４ａの温度と、圧力センサ１６が検出する気体のＲ−１３４ａの圧力に対応する飽和温度との差（過熱度）から検出することができる。
【００２２】
このため、システムコントローラ５は空調装置が運転不能に陥ることがないように、液面センサ１４、温度センサ１５、圧力センサ１６が検出して出力する計測データに基づいて、レシーバタンク１０と室外機１における液体のＲ−１３４ａの不足が所定時間、例えば５分を超えたときには、室内機コントローラ１３には運転停止信号を出力し、室外機コントローラ１２には冷房運転開始信号を出力するようにも構成されている。
【００２３】
システムコントローラ５からの冷房運転開始信号を受けて暖房運転から冷房運転に切り換わった室外機１では、冷媒のＲ−１３４ａが冷却されて凝縮し、圧力が低下するので、室内機２、液下降管７、液上昇管８などから液体のＲ−１３４ａが蒸発して室外機１に集まる。
【００２４】
そして、システムコントローラ５は圧力センサ１６が所定の低い圧力を検出したときに、室外機コントローラ１２には冷房運転を停止して暖房運転を開始するための信号を出力し、室内機コントローラ１３には暖房運転を開始するための制御信号を出力するようにも構成されている。
【００２５】
この暖房運転を一時中断して冷媒を室外機１に回収する操作によって、室外機１内で液体のＲ−１３４ａが長時間に渡って不足することがなくなるので、冷媒のＲ−１３４ａが過熱されたり、室外機１の加熱能力に余力があるにも拘らず室内機２が必要とする熱量に相当する気体のＲ−１３４ａを発生させることができなくて、必要な暖房が行えないと云った不都合が回避される。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２７】
例えば、室外機１に送り込まれる液体のＲ−１３４ａの量は、液面センサを室外機１の伝熱管などに直接取り付けて計測するようにすることもできる。
【００２８】
そして、この液面センサが所定のレベルより高い液面を検出したときに、暖房運転を中断して行っていた室外機１に冷媒を回収するための冷房運転を停止し、暖房運転に復帰する構成とすることもできる。
【００２９】
また、空調装置としては、冷房運転時に室外機１で冷却して凝縮した冷媒のＲ−１３４ａを強制的に室内機２に搬送する冷房用補助ポンプが液下降管７に設置されていても良い。
【００３０】
また、室外機１と室内機２との間で循環させる相変化可能な流体としては、Ｒ−１３４ａの他にも、Ｒ−４０７ｃ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４１０ｃなどであっても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、暖房運転時に室外機で加熱する冷媒が不足してくると、暖房運転を一時中断し、さらに室外機で冷却操作して冷媒液を積極的に室外機に回収するので、従来のように単に暖房運転を停止して室外機に冷媒液を回収する方法より遥かに短時間に冷媒液が回収でき、暖房運転を速やかに再開することができる。
【００３２】
また、室外機の加熱能力に余力があるにも拘らず室内機が必要とする熱量に相当する冷媒を蒸発させることができなくて、必要な暖房が行えないと云った不都合が回避されると共に、冷媒が過熱されて異常停止に至ることがないので、メーカなどから技術者を一々派遣する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１室外機
２室内機
３暖房用ユニット
４配管群
５システムコントローラ
６ガス管
７液下降管
８液上昇管
９液水平管
１０レシーバタンク
１１ポンプ
１２室外機コントローラ
１３室内機コントローラ
１４液面センサ
１５温度センサ
１６圧力センサ

Claims

室外機の熱源発生部で発生する熱によって凝縮または蒸発した熱操作流体を室内機に循環供給し、室内機で熱操作流体の潜熱を利用して冷暖房を行う空調装置において、室外機の熱源発生部で温熱を発生させ、その温熱により加熱されて蒸発した熱操作流体を室内機に循環供給して行う暖房運転時に、室外機における液状熱操作流体の量を検出し、量が不足したときには室外機の熱源発生部で冷熱を発生させて室外機で熱操作流体を凝縮し、熱操作流体の凝縮によって圧力低下した室外機に圧力勾配を利用して熱操作流体を所定量以上回収し、その後に室外機の熱源発生部で温熱を発生させて暖房運転に移行することを特徴とする空調装置の運転方法。
室外機が全室内機もしくは過半数の室内機より上方に設置され、室外機の熱源発生部で発生する冷熱により凝縮した熱操作流体が主に熱操作流体の液体と気体との比重差を利用して室内機に循環供給されて冷房が行われることを特徴とする請求項１記載の空調装置の運転方法。