JP7086285B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、屋外の室外機と屋内の室内機とが冷媒配管で接続されて冷媒回路を構成した空気調和装置に関する。

従来、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置では、室外機が屋外に配置され、室内機が屋内に配置されている。このような空気調和装置の冷媒回路を循環する冷媒は、暖房時に、室内機の熱交換器に供給される空気に放熱して、空気を加熱し、加熱された空気が空調対象空間に送り込まれて暖房運転が行われる。また、空気調和装置の冷媒回路を循環する冷媒は、冷房時に、室内機の熱交換器に供給される空気から吸熱して、空気を冷却し、冷却された空気が空調対象空間に送り込まれて冷房運転が行われる（たとえば、特許文献１参照）。

このような空気調和装置では、機器を選定する際に建物の負荷と機器の負荷とが等しくなるように設計される。なお、負荷の計算は、地域によって暖房又は冷房の空気調和能力を異ならせる。

特開２００７－１０２８８号公報

従来の空気調和装置が建物に設置されるときには、各フロアの室内空間負荷と室内機負荷とが等しくなるように機器が選定される。しかし、空気調和装置の設置後に当初設計されていた室内空間負荷と室内機負荷とが等しくならない場合が生じる。双方の負荷が等しくならない理由は、建物に出入りする人あるいは各フロアの間仕切りなどの変動負荷によるものである。室内空間負荷が室内機負荷よりも大きくなった場合には、室内機による室内空間を暖房又は冷却する空気調和能力が足りず、空気調和能力の増強が必要になる。空気調和能力の増強が必要となった場合には、大幅な工事が必要になり、建物内に既に設置済みの空気調和装置を停止させなければならず、追加作業が複雑になる課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、建物内に既に設置済みの空気調和装置を停止せずに新たな室内機が容易に追加できる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、屋外の室外機と屋内の室内機とが冷媒配管で接続されて冷媒回路を構成した空気調和装置であって、前記室外機と前記室内機とを繋ぐ前記冷媒配管には、当該空気調和装置の設置後に新たな前記室内機を追加するように増設される流入側と流出側との１対の前記冷媒配管を接続可能な１対以上のバルブキットが設けられ、１対以上の前記バルブキットのそれぞれは、増設される前記冷媒配管を接続する先端部を水平方向よりも上向きに設置されているものである。

本発明に係る空気調和装置によれば、室外機と室内機とを繋ぐ屋内側の冷媒配管には、空気調和装置の設置後に新たな室内機を追加するように増設される流入側と流出側との１対の冷媒配管を接続可能な１対以上のバルブキットが設けられている。１対以上のバルブキットのそれぞれは、増設される冷媒配管を接続する先端部を水平方向よりも上向きに設置されている。これにより、新たな室内機は、建物内に既に設置済みの空気調和装置を停止せずにバルブキットを用いて容易に追加できる。したがって、建物内に既に設置済みの空気調和装置を停止せずに新たな室内機が容易に追加できる。

実施の形態１に係る空気調和装置を示す冷媒回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の設置状態を示す説明図である。 実施の形態１に係るバルブキットを示す平面図である。 実施の形態１に係るバルブキットを図３のＡ－Ａ断面にて示す説明図である。 実施の形態１に係るバルブキットを図４の矢視Ｂから見て示す上視図である。 実施の形態１に係るバルブキット及び増設する冷媒配管を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態が説明されている。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面では、視認性に鑑みて適宜ハッチングが省略されている。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す冷媒回路図である。図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の設置状態を示す説明図である。図１及び図２に示すように、空気調和装置１００は、冷媒を循環させる冷媒回路１を有する。空気調和装置１００は、各室内機５０を運転モードとして冷房モード又は暖房モードに自由に選択できる。

空気調和装置１００は、熱源機である室外機１０と、複数の室内機５０と、を備える。室外機１０と複数の室内機５０とは、冷媒配管４で接続された冷媒回路１を構成している。室外機１０は、圧縮機１１、逆流防止装置１２、四方弁１３及び熱源側熱交換器１４を備える。複数の室内機５０のそれぞれは、利用側熱交換器５１及び絞り装置５３を備える。

図２に示すように、室外機１０は、建物の屋外２００に配置されている。複数の室内機５０は、建物の屋内２０１に配置されている。室外機１０は、複数の室内機５０よりも上方向Ｕの建物の屋上である屋外２００に配置されている。しかし、室外機１０の配置は、これに限られない。室外機１０は、複数の室内機５０よりも下側の建物の屋外２００に配置されても良い。

空気調和装置１００が建物に設置されるときには、図２に示す各フロアの室内空間負荷と室内機負荷とが等しくなるように機器が選定される。しかし、空気調和装置１００の設置後に当初設計されていた室内空間負荷と室内機負荷とが等しくならない場合が生じる。双方の負荷が等しくならない理由は、建物に出入りする人あるいは各フロアの間仕切りなどの変動負荷によるものである。室内空間負荷が室内機負荷よりも大きくなった場合には、複数の室内機５０による室内空間を暖房又は冷却する空気調和能力が足りなくなる。空気調和能力が足りなくなると、室内空間の快適性が劣悪になる問題に発展する。そこで、以下のような１対以上のバルブキット６０ａ及び６０ｂが空気調和装置１００に設けられている。

＜バルブキット６０ａ及び６０ｂの構成＞
図３は、実施の形態１に係るバルブキット６０ａ又は６０ｂを示す平面図である。図４は、実施の形態１に係るバルブキット６０ａ又は６０ｂを図３のＡ－Ａ断面にて示す説明図である。図５は、実施の形態１に係るバルブキット６０ａ又は６０ｂを図４の矢視Ｂから見て示す上視図である。図６は、実施の形態１に係るバルブキット６０ａ又は６０ｂ及び増設する冷媒配管４ａ又は４ｂを示す斜視図である。

図２、図３、図４、図５及び図６に示すように、室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ屋内側の冷媒配管４には、空気調和装置１００の設置後に新たな室内機５０ｃを追加するように増設される流入側と流出側との１対の冷媒配管４ａ及び４ｂを接続可能な１対以上のバルブキット６０ａ及び６０ｂが設けられている。図２では、１対のバルブキット６０ａ及び６０ｂは、各フロアに対して１組ずつ設けられている。

図２に示すように、室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ屋内側の冷媒配管４の途中には、１対以上のバルブキット６０ａ又は６０ｂそれぞれに繋がる冷媒配管４ａ又は４ｂを分岐させた分岐ジョイント７０が設けられている。分岐ジョイント７０から繋がる分岐した冷媒配管４ｃは、鉛直上向きに伸びている。これにより、室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ冷媒配管４からバルブキット６０ａ又は６０ｂの先端部６１までは、鉛直上向きである。分岐ジョイント７０の手前の室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ屋内側の冷媒配管４の管径は、新たな室内機５０ｃの数だけ空気調和能力を増強可能なように増設前の空気調和能力の場合の冷媒配管の管径よりも大きくしておく。

なお、分岐ジョイント７０が無く、バルブキット６０ａ及び６０ｂに繋がる冷媒配管が室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ屋内側の冷媒配管４の途中から分岐した冷媒配管を設置状態に合わせて用いても良い。

図２、図３、図４、図５及び図６に示すように、バルブキット６０ａ又は６０ｂは、分岐ジョイント７０から繋がった鉛直上向きに伸びた冷媒配管４ａ又は４ｂの上方の延長線上に鉛直上向きに真っ直ぐ伸びている。すなわち、バルブキット６０ａ又は６０ｂは、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂを接続する先端部６１から操作弁６２の下流側までの全部を鉛直上向きに配置されている。なお、バルブキット６０ａ又は６０ｂは、水平方向よりも上向きであれば良い。また、室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ冷媒配管４からバルブキット６０ａ又は６０ｂの先端部６１までは、水平方向よりも上向きであれば良い。バルブキット６０ａ又は６０ｂの外周径は、冷媒配管４ａ又は４ｂの外周径よりも大径である。バルブキット６０ａ又は６０ｂは、管状部材である。バルブキット６０ａ又は６０ｂ内の流路は、冷媒配管４ａ又は４ｂの流路よりも狭い。

図３、図４、図５及び図６に示すように、バルブキット６０ａ又は６０ｂは、内部に流通する冷媒の流れを開閉自在な操作弁６２と、操作弁６２よりも上方向Ｕの先端部６１側に設けられて外部から内部の流路に開口したポート６３と、を有する。

バルブキット６０ａ又は６０ｂの上下方向の途中の外周部には、バルブキット６０ａ又は６０ｂに対して水平方向に線対称に突出して固定部材を用いて固定される１対の取付孔６４が形成されている。

操作弁６２は、バルブキット６０ａ又は６０ｂ内に弁体６２ａを有する。操作弁６２は、弁体６２ａを外部から回動自在に操作させて弁体６２ａ内の流路を開閉させる操作部６２ｂを有する。作業者が器具を操作部６２ｂに差し込んで回動させると、開状態と、閉状態と、に選択される。開状態では、弁体６２ａ内の流路が弁体６２ａ内の流路を挟んで上下方向両側のバルブキット６０ａ又は６０ｂ内の流路に繋がる。閉状態では、弁体６２ａ内の流路が上下方向に対して水平方向に向きを変えて弁体６２ａ内の流路を挟んで上下方向両側のバルブキット６０ａ又は６０ｂ内の流路に繋がらない。

ポート６３は、外部とバルブキット６０ａ又は６０ｂ内の上方向Ｕの流路とに貫通している。ポート６３は、増設する流入側及び流出側の冷媒配管４ａ及び４ｂと新たな室内機５０ｃとによって構成された冷媒流路を増設時に真空引きするために用いる。

バルブキット６０ａ又は６０ｂの上方向Ｕの先端部６１の先端には、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂの下方向Ｄの端部に形成された拡径テーパー形状フレア４１に接合可能なドーム状フレア６１ａが形成されている。

バルブキット６０ａ又は６０ｂの先端部６１の外周部には、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂに設けられたフレアナット４２に螺合するねじ部６１ｂが形成されている。ねじ部６１ｂは、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂに設けられたフレアナット４２に螺合するようにドーム状フレア６１ａの形状をした先端部６１の先端の下側に形成されている。なお、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂには、フレアナット４２以外のナットが設けられても良い。

＜作用＞
新たな室内機５０ｃを増設する際には、１対のバルブキット６０ａ及び６０ｂの二次側に増設する流入側及び流出側の冷媒配管４ａ及び４ｂと新たな室内機５０ｃとが既存の冷媒配管４に１対のバルブキット６０ａ及び６０ｂを介して接続される。そして、増設する流入側及び流出側の冷媒配管４ａ及び４ｂと新たな室内機５０ｃとによって構成された冷媒流路だけがポート６３を用いて真空引きされる。その後に、操作弁６２が開かれ、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００の冷媒配管４内を流通する冷媒が新たな室内機５０ｃに充填される。このような工事のみ行えば容易に新たな室内機５０ｃが追加でき、既設の空気調和装置１００の運転を止めることなく空気調和能力が増強できる。

仮にバルブキット６０ａ及び６０ｂが無く空気調和能力の増強が必要となった場合には、新たな室内機５０ｃを追加するために空気調和装置１００の運転が一時停止され、空気調和装置１００内のすべての冷媒を回収しなければならなくなり、増設作業が複雑になる。

バルブキット６０ａ又は６０ｂの設置向きは、分岐ジョイント７０の手前の室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ冷媒配管４に対して鉛直上向きである。これにより、空気調和装置１００の運転中に冷媒配管４を流通する冷凍機油がバルブキット６０ａ又は６０ｂ内にて重力を受けて下降してバルブキット６０ａ又は６０ｂ内に滞留しなくなる。

ところで、空気調和能力を増強するためには、既設の室外機１０の増強も不可欠である。そのため、空気調和装置１００を設置する際に予め能力に尤度を持って設計された室外機１０が選定されている。つまり、室外機１０は、空気調和能力を設置時の複数の室内機５０の数に必要な空気調和能力よりも増設される室内機５０ｃの数だけ予め増強しておく。たとえば、冷房定格能力２８ｋＷの空気調和装置１００を設置する際には、室外機１０が２０～３０％の尤度を持って設計されると良い。室外機１０に入力される電気配線の配線径は、空気調和能力の増強分に耐えられるように増設前の空気調和能力の場合の配線径よりも大きくしておく。

また、室外機１０の圧縮機周波数又は室外送風機には、基本馬力に応じて上限値が設けられている。しかし、空気調和能力を増強した場合には、この上限値が変更され、室内空間負荷に見合った空気調和能力が発揮できる。これらの上限値の変更は、たとえば室外機１０のスイッチ設定あるいは複数の室内機５０及び新たな室内機５０ｃの合計容量から増強の有無を判断して自動で変化させると良い。

＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、空気調和装置１００は、屋外２００の室外機１０と屋内２０１の複数の室内機５０とが冷媒配管４で接続されて冷媒回路１を構成している。室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ冷媒配管４には、空気調和装置１００の設置後に新たな室内機５０ｃを追加するように増設される流入側と流出側との１対の冷媒配管４ａ及び４ｂを接続可能な１対以上のバルブキット６０ａ及び６０ｂが設けられている。１対以上のバルブキット６０ａ又は６０ｂのそれぞれは、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂを接続する先端部６１を水平方向よりも上向きに設置されている。

この構成によれば、新たな室内機５０ｃは、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００を停止せずにバルブキット６０ａ又は６０ｂを用いて容易に追加できる。このとき、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００の冷媒配管４内を流通する冷媒に混合された冷媒よりも比重の大きい冷凍機油は、上向きのバルブキット６０ａ又は６０ｂから下降してバルブキット６０ａ又は６０ｂ内に滞留せず、バルブキット６０ａ又は６０ｂ内を汚さない。そのため、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂをバルブキット６０ａ又は６０ｂに接続した時には、冷凍機油がバルブキット６０ａ又は６０ｂ内から新たな室内機５０ｃに流入せず、新たな室内機５０ｃが流入する冷凍機油によって故障しない。これにより、新たな室内機５０ｃの増設時には、作業者の増設作業が容易になる。したがって、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００を停止せずに新たな室内機５０ｃが容易に追加できる。

実施の形態１によれば、１対以上のバルブキット６０ａ又は６０ｂのそれぞれの先端部６１は、鉛直上向きである。

この構成によれば、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００の冷媒配管４内を流通する冷媒に混合された冷媒よりも比重の大きい冷凍機油は、重力を受けて鉛直上向きのバルブキット６０ａ又は６０ｂからまっすぐ下降してバルブキット６０ａ又は６０ｂ内に滞留せず、バルブキット６０ａ又は６０ｂ内を汚さない。

実施の形態１によれば、室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ冷媒配管４から先端部６１までは、水平方向よりも上向きである。

この構成によれば、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００の冷媒配管４内を流通する冷媒に混合された冷媒よりも比重の大きい冷凍機油は、重力を受けて上向きのバルブキット６０ａ又は６０ｂ及びバルブキット６０ａ又は６０ｂの下方向Ｄの冷媒配管４ｃから下降してバルブキット６０ａ又は６０ｂ内に滞留せず、バルブキット６０ａ又は６０ｂ内を汚さない。

実施の形態１によれば、室外機１０は、空気調和能力を設置時の複数の室内機５０の数に必要な空気調和能力よりも増設される新たな室内機５０ｃの数だけ予め増強しておく。

この構成によれば、新たに室内機５０ｃが追加されても、室外機１０が支障なく空気調和能力を発揮できる。

実施の形態１によれば、１対以上のバルブキット６０ａ又は６０ｂのそれぞれは、内部に流通する冷媒の流れを開閉自在な操作弁６２を有する。１対以上のバルブキット６０ａ又は６０ｂのそれぞれは、操作弁６２よりも上方向Ｕの先端部６１側に設けられて外部から内部に開口したポート６３を有する。

この構成によれば、新たな室内機５０ｃの増設時には、まず、増設する流入側及び流出側の冷媒配管４ａ及び４ｂと新たな室内機５０ｃとが設置される。そして、ポート６３を用いて増設する流入側及び流出側の冷媒配管４ａ及び４ｂと新たな室内機５０ｃとによって構成される冷媒流路だけが真空引きされる。その後に、操作弁６２が開かれ、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００の冷媒配管４内を流通する冷媒が新たな室内機５０ｃに充填される。そのため、建物内に既に設置済みの空気調和装置１００の運転を止めることなく新たな室内機５０ｃが追加できる。

実施の形態１によれば、先端部６１の先端には、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂの端部に形成された拡径テーパー形状フレア４１に接合可能なドーム状フレア６１ａが形成されている。

この構成によれば、ドーム状フレア６１ａと拡径テーパー形状フレア４１とが接合することにより、新たな室内機５０ｃが追加できる。

実施の形態１によれば、先端部６１の外周部には、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂに設けられたフレアナット４２に螺合するねじ部６１ｂが形成されている。

この構成によれば、ねじ部６１ｂとフレアナット４２とが螺合することにより、新たな室内機５０ｃが追加できる。

実施の形態１によれば、ねじ部６１ｂは、増設される冷媒配管４ａ又は４ｂに設けられたフレアナット４２に螺合するようにドーム状フレア６１ａの形状をした先端部６１の先端の下側に形成されている。

この構成によれば、ねじ部６１ｂとフレアナット４２とが螺合することにより、ドーム状フレア６１ａと拡径テーパー形状フレア４１とを接合して接合箇所が密封されつつ新たな室内機５０ｃが追加できる。

実施の形態１によれば、室外機１０と複数の室内機５０とを繋ぐ冷媒配管４の途中には、１対以上のバルブキット６０ａ又は６０ｂのそれぞれに繋がる冷媒配管４ａ又は４ｂを分岐させた分岐ジョイント７０が設けられている。

この構成によれば、分岐ジョイント７０によってバルブキット６０ａ又は６０ｂに繋がる冷媒配管４ｃが冷媒回路１を構成した冷媒配管４から予め分岐できる。

１ 冷媒回路、４ 冷媒配管、４ａ 冷媒配管、４ｂ 冷媒配管、４ｃ 冷媒配管、１０ 室外機、１１ 圧縮機、１２ 逆流防止装置、１３ 四方弁、１４ 熱源側熱交換器、４１ 拡径テーパー形状フレア、４２ フレアナット、５０ 室内機、５０ｃ 新たな室内機、５１ 利用側熱交換器、５３ 絞り装置、６０ａ バルブキット、６０ｂ バルブキット、６１ 先端部、６１ａ ドーム状フレア、６１ｂ ねじ部、６２ 操作弁、６２ａ 弁体、６２ｂ 操作部、６３ ポート、６４ 取付孔、７０ 分岐ジョイント、１００ 空気調和装置、２００ 屋外、２０１ 屋内。

Claims (9)

1. 屋外の室外機と屋内の室内機とが冷媒配管で接続されて冷媒回路を構成した空気調和装置であって、
   前記室外機と前記室内機とを繋ぐ前記冷媒配管には、当該空気調和装置の設置後に新たな前記室内機を追加するように増設される流入側と流出側との１対の前記冷媒配管を接続可能な１対以上のバルブキットが設けられ、
   １対以上の前記バルブキットのそれぞれは、増設される前記冷媒配管を接続する先端部を水平方向よりも上向きに設置されている空気調和装置。
2. １対以上の前記バルブキットのそれぞれの前記先端部は、鉛直上向きである請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記室外機と前記室内機とを繋ぐ前記冷媒配管から前記先端部までは、水平方向よりも上向きである請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記室外機は、空気調和能力を設置時の前記室内機の数に必要な空気調和能力よりも増設される前記室内機の数だけ予め増強しておく請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
5. １対以上の前記バルブキットのそれぞれは、内部に流通する冷媒の流れを開閉自在な操作弁と、前記操作弁よりも前記先端部側に設けられて外部から内部に開口したポートと、を有する請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
6. 前記先端部の先端には、増設される前記冷媒配管の端部に形成された拡径テーパー形状フレアに接合可能なドーム状フレアが形成されている請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
7. 前記先端部の外周部には、増設される前記冷媒配管に設けられたナットに螺合するねじ部が形成されている請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
8. 前記ねじ部は、増設される前記冷媒配管に設けられたフレアナットに螺合するように前記ドーム状フレアの形状をした前記先端部の先端の下側に形成されている請求項６に従属する請求項７に記載の空気調和装置。
9. 前記室外機と前記室内機とを繋ぐ前記冷媒配管の途中には、１対以上の前記バルブキットのそれぞれに繋がる前記冷媒配管を分岐させた分岐ジョイントが設けられている請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の空気調和装置。

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