(57)【要約】【課題】  複数個の室内ユニットの一部を起動して冷房運転を行う場合に、電子膨張弁の開閉頻度を極力少なくして、経済性を低下せずに良好に起動する。【解決手段】  冷房運転の起動後に、利用側熱交換器に対する給気温度と還気温度との温度差を温度差算出手段１６で算出し、その温度差が起動後設定時間経過しても、定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能と判断し、起動不能判別手段１９により起動不能信号を出力し、支援室内ユニット選出手段２０により、冷房運転停止状態の室内ユニットを選出して起動支援信号を出力し、該当する室内ユニットの電子膨張弁７を開く。すなわち、冷房運転停止状態の室内ユニットを利用し、冷媒ガスを冷媒液配管内から早期に抜き、起動を行って冷房運転に移行する。【選択図】        図３
2006170497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と液体とに相変化する冷媒を蒸発気化して冷熱を放熱する利用側熱交換器を備えた室内ユニットを複数個設け、前記利用側熱交換器と、冷媒を凝縮液化する凝縮器とを冷媒液配管と冷媒ガス配管とを介して接続し、前記凝縮器を前記利用側熱交換器よりも上方に配置し、前記凝縮器と前記利用側熱交換器との間に、自然循環により前記凝縮器で凝縮液化した冷媒液を前記利用側熱交換器に移送するとともに、前記利用側熱交換器で蒸発気化した冷媒ガスを前記凝縮器に移送するに足るヘッド差を備え、前記冷媒液配管に、前記利用側熱交換器に供給する冷媒液量を調整する電子膨張弁を設けた冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
前記利用側熱交換器から吹き出される温調空気の給気温度を測定する給気温度センサと、
前記利用側熱交換器に戻される温調空気の還気温度を測定する還気温度センサと、
前記還気温度センサで測定される還気温度と前記給気温度センサで測定される給気温度との差を算出する温度差算出手段と、
前記温度差算出手段で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差になったときに定常冷房運転移行信号を出力する比較手段と、
冷房運転の起動後に前記比較手段からの定常冷房運転移行信号に応答して前記電子膨張弁の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換える開度制御手段と、
冷房運転の起動後設定時間経過しても前記温度差算出手段で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能信号を出力する起動不能判別手段と、
前記起動不能判別手段からの起動不能信号に応答して、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットを選出して選出された室内ユニットに起動支援信号を出力し該当する室内ユニットの電子膨張弁を開く支援室内ユニット選出手段と、
を備えたことを特徴とする冷媒自然循環式冷房システム。
【請求項２】
気体と液体とに相変化する冷媒を蒸発気化して冷熱を放熱する利用側熱交換器を備えた室内ユニットを複数個設け、前記利用側熱交換器と、冷媒を凝縮液化する凝縮器とを冷媒液配管と冷媒ガス配管とを介して接続し、前記凝縮器を前記利用側熱交換器よりも上方に配置し、前記凝縮器と前記利用側熱交換器との間に、自然循環により前記凝縮器で凝縮液化した冷媒液を前記利用側熱交換器に移送するとともに、前記利用側熱交換器で蒸発気化した冷媒ガスを前記凝縮器に移送するに足るヘッド差を備え、前記冷媒液配管に、前記利用側熱交換器に供給する冷媒液量を調整する電子膨張弁を設けた冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
前記電子膨張弁の上流側で冷媒液配管内の入口側圧力を測定する入口側圧力センサと、
前記利用側熱交換器より下流側で冷媒ガス配管内の出口側圧力を測定する出口側圧力センサと、
前記入口側圧力センサで測定される入口側圧力と前記出口側圧力センサで測定される出口側圧力との差を算出する圧力差算出手段と、
前記圧力差算出手段で算出された圧力差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行圧力差になったときに定常冷房運転移行信号を出力する比較手段と、
冷房運転の起動後に前記比較手段からの定常冷房運転移行信号に応答して前記電子膨張弁の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換える開度制御手段と、
冷房運転の起動後設定時間経過しても前記圧力差算出手段で算出された圧力差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行圧力差にならなかったときに起動不能信号を出力する起動不能判別手段と、
前記起動不能判別手段からの起動不能信号に応答して、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットを選出して選出された室内ユニットに起動支援信号を出力し該当する室内ユニットの電子膨張弁を開く支援室内ユニット選出手段と、
を備えたことを特徴とする冷媒自然循環式冷房システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
前記支援室内ユニット選出手段から該当する室内ユニットの全てに起動支援信号を出力して支援動作を完了した後にも前記起動不能判別手段からの起動不能信号を受けたときに異常信号を出力する異常判別手段を備えたものである冷媒自然循環式冷房システム。
【請求項４】
請求項１、２、３のいずれかに記載の冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
上下方向に高さの異なる位置に室内ユニットが設けられ、
支援室内ユニット選出手段が、低位置にある室内ユニットほど優先順位が高くなるように設定してある冷媒自然循環式冷房システム。
【請求項５】
請求項１、２、３、４のいずれかに記載の冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
鉛直方向の冷媒液配管に水平方向に距離が異なる状態で室内ユニットが設けられ、
支援室内ユニット選出手段が、前記鉛直方向の冷媒液配管から遠い位置にある室内ユニットほど優先順位が高くなるように設定してある冷媒自然循環式冷房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮器と、複数個の室内ユニットに備えられている利用側熱交換器との間で、気体と液体とに相変化する冷媒を自然循環により流動させて冷房を行う冷媒自然循環式冷房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のような冷媒自然循環式冷房システムでは、室内ユニットを起動しようとしたときに、実際に所定温度の温調空気が吹き出されるまでに時間がかかる問題があった。これは、冷房運転を停止している間に冷媒液配管内に冷媒ガスが発生して溜まり、その溜まった冷媒ガスにより冷媒の自然循環が損なわれ、冷媒ガスが冷媒液配管内から抜けるのに時間を要するためである。
【０００３】
そこで、上述のような問題を解消するために冷媒液配管内に混入した冷媒ガスを抜くものとして、従来、次のようなものがあった。
最も下方に位置する室内機（室内ユニット）への入口付近において、冷媒液配管内の圧力を測定する圧力センサを設け、冷房運転が停止されている間中、冷媒液配管内の圧力をモニタリングし、その測定圧力が所定圧力よりも低くなったときに膨張弁を開き、冷媒液配管内に発生した冷媒ガスを抜くように構成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、室内空調機（室内ユニット）の熱交換器に冷媒を供給する供給管内の圧力と帰還管内の圧力との圧力差を求め、その圧力差が一定値以下になったときに、熱交換器への冷媒の供給量を制御する電磁弁を開放し、供給管内に溜まった冷媒ガスを帰還管に排出するように構成されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２９２０２５号公報
【特許文献２】特開平７−１５１３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような前者の従来例の場合、中間期や冬期などのように、複数個の室内ユニットのうちの一部のもので短時間しか冷房運転を行わず、冷房運転を停止していることが多いような場合にも、冷媒ガスが溜まると最も下方に位置する室内機（室内ユニット）への膨張弁を開くことになる。このように膨張弁の開閉頻度が高くなると、特定の膨張弁といえども、その膨張弁が早期に損傷しやすくなるとともに、保守点検に手間と費用がかかり経済性が低下する欠点があった。また、この膨張弁の開閉によっても、起動しようとした室内ユニットにおいて起動不良を生じた場合には、即座に起動不良と判断されて保守が必要になり、同様に経済性が低下する欠点があった。
【０００６】
また、後者の従来例の場合、複数個の室内ユニットすべての電磁弁を開閉するものであり、前者の従来例の場合に比べて、経済性がより一層低下する欠点があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、請求項１および２に係る発明は、複数個の室内ユニットの一部を起動して冷房運転を行う場合に、電子膨張弁の開閉頻度を極力少なくして、経済性を低下せずに良好に起動できるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、冷媒循環系統の異常などを早期に見出してトラブル発生を未然に防止できるようにすることを目的とし、請求項４および５に係る発明は、起動不良を有効に解消できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
気体と液体とに相変化する冷媒を蒸発気化して冷熱を放熱する利用側熱交換器を備えた室内ユニットを複数個設け、前記利用側熱交換器と、冷媒を凝縮液化する凝縮器とを冷媒液配管と冷媒ガス配管とを介して接続し、前記凝縮器を前記利用側熱交換器よりも上方に配置し、前記凝縮器と前記利用側熱交換器との間に、自然循環により前記凝縮器で凝縮液化した冷媒液を前記利用側熱交換器に移送するとともに、前記利用側熱交換器で蒸発気化した冷媒ガスを前記凝縮器に移送するに足るヘッド差を備え、前記冷媒液配管に、前記利用側熱交換器に供給する冷媒液量を調整する電子膨張弁を設けた冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
前記利用側熱交換器から吹き出される温調空気の給気温度を測定する給気温度センサと、
前記利用側熱交換器に戻される温調空気の還気温度を測定する還気温度センサと、
前記還気温度センサで測定される還気温度と前記給気温度センサで測定される給気温度との差を算出する温度差算出手段と、
前記温度差算出手段で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差になったときに定常冷房運転移行信号を出力する比較手段と、
冷房運転の起動後に前記比較手段からの定常冷房運転移行信号に応答して前記電子膨張弁の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換える開度制御手段と、
冷房運転の起動後設定時間経過しても前記温度差算出手段で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能信号を出力する起動不能判別手段と、
前記起動不能判別手段からの起動不能信号に応答して、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットを選出し、その選出された室内ユニットに起動支援信号を出力し該当する室内ユニットの電子膨張弁を開く支援室内ユニット選出手段とを備えて構成する。
ここで、「起動予定の室内ユニット」とは、冷房運転を起動しようとした室内ユニットのことをいう。また、「起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニット」とは、運転を停止している室内ユニットに限らず、換気モードで運転している状態の室内ユニット、ならびに、暖房をも行う室内ユニットの場合には、暖房モードで運転している状態の室内ユニットをも含む（以下、同じであり、冷房運転停止状態の室内ユニットということもある）。
【０００９】
定常移行温度差としては、温度センサの取付位置や応答性の良し悪しなどによってバラツキがあるが、定常冷房運転状態での温度差（例えば、１０℃）をＴとしたときに、その２５〜５０％（０．２５〜０．５Ｔ）である。２５％未満では、冷媒ガスの抜けが不十分になり、５０％を越えると、定常冷房運転状態に移行する前に、冷媒液が冷媒ガス配管内に流れ込む、いわゆる液バックを生じやすくなるからである。
【００１０】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の冷媒自然循環式冷房システムの構成によれば、冷房運転を起動し、設定時間経過しても温度差算出手段で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能と判断し、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニット、すなわち、冷房運転停止状態の室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットの電子膨張弁を開き、冷媒液配管内の冷媒ガスを冷媒ガス配管側に抜く冷媒液配管の径を実質的に拡大し、冷媒ガスが抜けやすいようにする。
【００１１】
したがって、冷房運転を起動したときにのみ冷房運転停止状態の室内ユニットの電子膨張弁を開くから、中間期や冬期などのように、冷房運転の頻度が少ないにもかかわらず、頻繁に電子膨張弁を開閉する従来の場合に比べ、電子膨張弁の開閉を必要最小限にして冷房運転を起動できる。そのうえ、冷房運転停止状態の室内ユニットを利用して起動を促進するから、複数個の室内ユニットの一部を起動して冷房運転を行う場合に、電子膨張弁の開閉頻度を極力少なくして、経済性を低下せずに良好に起動できる。
しかも、冷媒が自然循環を開始し、定常冷房運転状態に移行可能であるかどうかを、利用側熱交換器から吹き出される温調空気の給気温度と還気温度との温度差に基づいて判断するから、安価な温度センサを用いることができ、この点でも経済性を向上できる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
気体と液体とに相変化する冷媒を蒸発気化して冷熱を放熱する利用側熱交換器を備えた室内ユニットを複数個設け、前記利用側熱交換器と、冷媒を凝縮液化する凝縮器とを冷媒液配管と冷媒ガス配管とを介して接続し、前記凝縮器を前記利用側熱交換器よりも上方に配置し、前記凝縮器と前記利用側熱交換器との間に、自然循環により前記凝縮器で凝縮液化した冷媒液を前記利用側熱交換器に移送するとともに、前記利用側熱交換器で蒸発気化した冷媒ガスを前記凝縮器に移送するに足るヘッド差を備え、前記冷媒液配管に、前記利用側熱交換器に供給する冷媒液量を調整する電子膨張弁を設けた冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
前記電子膨張弁の上流側で冷媒液配管内の入口側圧力を測定する入口側圧力センサと、
前記利用側熱交換器より下流側で冷媒ガス配管内の出口側圧力を測定する出口側圧力センサと、
前記入口側圧力センサで測定される入口側圧力と前記出口側圧力センサで測定される出口側圧力との差を算出する圧力差算出手段と、
前記圧力差算出手段で算出された圧力差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行圧力差になったときに定常冷房運転移行信号を出力する比較手段と、
冷房運転の起動後に前記比較手段からの定常冷房運転移行信号に応答して前記電子膨張弁の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換える開度制御手段と、
冷房運転の起動後設定時間経過しても前記圧力差算出手段で算出された圧力差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行圧力差にならなかったときに起動不能信号を出力する起動不能判別手段と、
前記起動不能判別手段からの起動不能信号に応答して、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットを選出して選出された室内ユニットに起動支援信号を出力し該当する室内ユニットの電子膨張弁を開く支援室内ユニット選出手段とを備えて構成する。
【００１３】
定常移行圧力差としては、圧力センサの取付位置や応答性の良し悪しなどによってバラツキがあるが、定常冷房運転状態での圧力差をＰとしたときに、その２５〜５０％（０．２５〜０．５Ｐ）である。２５％未満では、冷媒ガスの抜けが不十分になり、５０％を越えると、定常冷房運転状態に移行する前に、冷媒液が冷媒ガス配管内に流れ込む、いわゆる液バックを生じやすくなるからである。
【００１４】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の冷媒自然循環式冷房システムの構成によれば、冷房運転を起動し、設定時間経過しても圧力差算出手段で算出された圧力差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能と判断し、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニット、すなわち、冷房運転停止状態の室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットの電子膨張弁を開き、冷媒液配管内の冷媒ガスを冷媒ガス配管側に抜く冷媒液配管の径を実質的に拡大し、冷媒ガスが抜けやすいようにする。
【００１５】
したがって、冷房運転を起動したときにのみ冷房運転停止状態の室内ユニットの電子膨張弁を開くから、中間期や冬期などのように、冷房運転の頻度が少ないにもかかわらず、頻繁に電子膨張弁を開閉する従来の場合に比べ、電子膨張弁の開閉を必要最小限にして冷房運転を起動できる。そのうえ、冷房運転停止状態の室内ユニットを利用して起動を促進するから、複数個の室内ユニットの一部を起動して冷房運転を行う場合に、電子膨張弁の開閉頻度を極力少なくして、経済性を低下せずに良好に起動できる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１または２に記載の冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
前記支援室内ユニット選出手段から該当する室内ユニットの全てに起動支援信号を出力して支援動作を完了した後にも前記起動不能判別手段からの起動不能信号を受けたときに異常信号を出力する異常判別手段を備えて構成する。
【００１７】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の冷媒自然循環式冷房システムの構成によれば、冷房運転停止状態の全ての室内ユニットの電子膨張弁を開いても起動できないときには異常と判断し、そのことを異常信号を出力して知らせることができる。
したがって、冷媒の洩れや電子膨張弁の作動不良といった冷媒循環系統の異常などを早期に見出すことができ、トラブル発生を未然に防止できる。
【００１８】
また、請求項４に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１、２、３のいずれかに記載の冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
上下方向に高さの異なる位置に室内ユニットを設け、
支援室内ユニット選出手段を、低位置にある室内ユニットほど優先順位が高くなるように設定して構成する。
【００１９】
（作用・効果）
請求項４に係る発明の冷媒自然循環式冷房システムの構成によれば、冷房運転停止状態にある室内ユニットのうち、低位置にある室内ユニット、すなわち、凝縮器からの冷媒液配管の長さが長い室内ユニットの電子膨張弁を優先的に開く。
したがって、冷媒液配管の長さが長くて溜まる冷媒ガス量が多い部分の冷媒液配管から冷媒ガスを抜くことができるから、冷媒ガスの抜けが早くなり、起動不良を有効に解消できる。
【００２０】
また、請求項５に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１、２、３、４のいずれかに記載の冷媒自然循環式冷房システムにおいて、
鉛直方向の冷媒液配管に水平方向に距離が異なる状態で室内ユニットを設け、
支援室内ユニット選出手段を、前記鉛直方向の冷媒液配管から遠い位置にある室内ユニットほど優先順位が高くなるように設定して構成する。
【００２１】
（作用・効果）
請求項５に係る発明の冷媒自然循環式冷房システムの構成によれば、冷房運転停止状態にある室内ユニットのうち、鉛直方向の冷媒液配管から遠い位置にある室内ユニット、すなわち、鉛直方向の冷媒液配管からの冷媒液配管の長さが長い室内ユニットの電子膨張弁を優先的に開く。
したがって、冷媒液配管の長さが長くて溜まる冷媒ガス量が多い部分の冷媒液配管から冷媒ガスを抜くことができるから、冷媒ガスの抜けが早くなり、起動不良を有効に解消できる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明の冷媒自然循環式冷房システムの構成によれば、冷房運転を起動し、設定時間経過しても温度差算出手段で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能と判断し、起動予定の室内ユニットと冷房運転状態の室内ユニットとを除いた室内ユニット、すなわち、冷房運転停止状態の室内ユニットのうちの優先順位の高い室内ユニットの電子膨張弁を開き、冷媒液配管内の冷媒ガスを冷媒ガス配管側に抜く冷媒液配管の径を実質的に拡大し、冷媒ガスが抜けやすいようにする。
【００２３】
したがって、冷房運転を起動したときにのみ冷房運転停止状態の室内ユニットの電子膨張弁を開くから、中間期や冬期などのように、冷房運転の頻度が少ないにもかかわらず、頻繁に電子膨張弁を開閉する従来の場合に比べ、電子膨張弁の開閉を必要最小限にして冷房運転を起動できる。そのうえ、冷房運転停止状態の室内ユニットを利用して起動を促進するから、複数個の室内ユニットの一部を起動して冷房運転を行う場合に、電子膨張弁の開閉頻度を極力少なくして、経済性を低下せずに良好に起動できる。
しかも、冷媒が自然循環を開始し、定常冷房運転状態に移行可能であるかどうかを、利用側熱交換器から吹き出される温調空気の給気温度と還気温度との温度差に基づいて判断するから、安価な温度センサを用いることができ、この点でも経済性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、この発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に係る冷媒自然循環式冷房システムを示す全体構成図であり、建物の各階それぞれに、冷房能力の異なる複数個の室内ユニット１が設置されている。
室内ユニット１は、気体と液体とに相変化する冷媒を蒸発気化して冷熱を放熱する利用側熱交換器２と、室内からの空気を吸い込んで利用側熱交換器２を通過させて吹き出す送風ファン３とを備えて構成されている。
【００２６】
最上階の室内ユニット１よりも上方の位置に冷媒を凝縮液化する凝縮器４が設けられ、その凝縮器４と利用側熱交換器２とが冷媒液配管５と冷媒ガス配管６とを介して接続されている。
凝縮器４と利用側熱交換器２との間に、凝縮器４で凝縮液化した冷媒液を、自然循環により利用側熱交換器２に移送するとともに、利用側熱交換器２で蒸発気化した冷媒ガスを凝縮器４に移送するに足るヘッド差が備えられている。
【００２７】
冷媒液配管５の、利用側熱交換器２それぞれに近い箇所に、利用側熱交換器２に供給する冷媒液量を調整する電子膨張弁７が設けられている。
電子膨張弁７として、定常冷房運転状態で必要な最大開度〔室内ユニット１の空調（冷房）能力に応じて特定される〕の１．５倍以上の開き可能開度を有するものが選定されている。
【００２８】
室内ユニット１において、図２の拡大図に示すように、利用側熱交換器２の温調空気の下流側に、利用側熱交換器２から吹き出される温調空気の給気温度を測定する給気温度センサ８が設けられ、送風ファン３の温調空気の上流側に、利用側熱交換器２に戻される温調空気の還気温度を測定する還気温度センサ９が設けられている。
【００２９】
また、冷媒液配管５の利用側熱交換器２への入口に近い箇所に冷媒温度を測定する第１の冷媒温度センサ１０が設けられ、一方、冷媒ガス配管６の利用側熱交換器２からの出口に近い箇所に冷媒温度を測定する第２の冷媒温度センサ１１が設けられている。
【００３０】
各室内ユニット１にコントローラ１２が備えられ、一方、集中管理室などにメインコントローラ１３が備えられている。各コントローラ１２がメインコントローラ１３に接続され、給気温度センサ８、還気温度センサ９、第１および第２の冷媒温度センサ１０，１１がコントローラ１２に接続されるとともに、コントローラ１２に電子膨張弁７、および、各室内ユニット１に対する運転スイッチ１４、ならびに、運転スイッチ１３からの冷房運転起動信号に応答して計時を開示し設定時間経過後に時間信号を出力してからリセットされるタイマ１５が接続されている。
【００３１】
コントローラ１２には、図３の制御系のブロック図に示すように、温度差算出手段１６と、比較手段１７と、開度制御手段１８と、起動不能判別手段１９とが備えられている。また、メインコントローラ１３には、支援室内ユニット選出手段２０と、優先順位設定テーブル２１と、異常判別手段２２とが備えられ、メインコントローラ１３に警報ランプ２３が接続されている。
【００３２】
温度差算出手段１６では、還気温度センサ９で測定される還気温度と給気温度センサ８で測定される給気温度との差を算出するようになっている。
比較手段１７では、温度差算出手段１６で算出された温度差と設定値（０．３Ｔ）とを比較し、算出温度差が設定値以上で無いときには未起動信号を、そして、算出温度差が設定値以上になったときに定常冷房運転移行信号をそれぞれ出力するようになっている。
【００３３】
ここで、設定値（０．３Ｔ）としては、定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差を設定する。詳述すれば、定常冷房運転状態での温度差Ｔ（通常、１０℃程度である）に対して３０％の値（０．３Ｔ）が設定される。この設定値としては、２５〜５０％の値を設定すれば良い。なぜならば、運転後に温度差が生じるというのは、冷媒ガスが抜けて冷媒液が利用側熱交換器２に流動供給され始めたことを示す結果であり、これに伴って、自然循環が円滑に行われる状態に移行すると判断できるからである。
【００３４】
開度制御手段１８では、運転スイッチ１４からの冷房運転起動信号に応答して電子膨張弁７の開度を開き可能開度まで開き、かつ、温度差算出手段１４からの定常冷房運転移行信号に応答して電子膨張弁７の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換えるようになっている。
【００３５】
起動不能判別手段１９では、タイマ１５からの時間信号を受けたときに温度差算出手段１６から未起動信号を受けているとき、すなわち、冷房運転の起動後設定時間経過しても温度差算出手段１６で算出された温度差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行温度差にならなかったときに起動不能信号を出力するようになっている。
【００３６】
支援室内ユニット選出手段２０では、起動不能判別手段１９からの起動不能信号に応答して、優先順位設定テーブル２１から、運転スイッチ１４からの冷房運転起動信号に基づいて起動予定の室内ユニット１と冷房運転状態の室内ユニット１とを除いた室内ユニット１のうちの優先順位の高い室内ユニット１を選出し、その選出された室内ユニット１に起動支援信号を出力し、該当する室内ユニット１の電子膨張弁７を開き可能開度まで開くようになっている。
【００３７】
優先順位設定テーブル２１では、上下方向に高さの異なる位置の室内ユニット１に対して、低位置にある室内ユニット１ほど優先順位が高くなるように予め設定され、かつ、鉛直方向の冷媒液配管５に水平方向に距離が異なる状態の室内ユニット１に対して、鉛直方向の冷媒液配管５から遠い位置にある室内ユニット１ほど優先順位が高くなるように予め設定されている。これにより、支援室内ユニット選出手段２０により、起動予定の室内ユニット１と冷房運転状態の室内ユニット１とを除いた室内ユニット１のうち、低位置でかつ鉛直方向の冷媒液配管５から遠い室内ユニット１を順に選出していくようになっている。上下方向に高さの異なる位置の室内ユニット１と、鉛直方向の冷媒液配管５から遠い位置にある室内ユニット１がそれぞれ複数個ある場合には、低位置に有る室内ユニット１を優先する。
【００３８】
異常判別手段２２では、支援室内ユニット選出手段２０から該当する室内ユニット１の全てに起動支援信号を出力して支援動作を完了した後にも起動不能判別手段１９からの起動不能信号を受けたときに異常信号を警報ランプ２３に出力し、警報ランプ２３を点滅して異常を報知するようになっている。
【００３９】
次に、上述制御動作につき、図４のフローチャートを用いて説明する。
先ず、運転スイッチ１４がＯＮされて運転信号が出力されているかどうかを判断する（Ｓ１）。
運転信号が出力されていれば、ステップＳ２に移行して、送風ファン３を駆動するなどの運転制御を行う。運転信号が出力されていなければ、ステップＳ１に戻る。
【００４０】
次いで、運転モードが冷房モードかどうかを判断する（Ｓ３）。
冷房モードで無ければ、暖房モードや換気モードなどの他の運転モードに移行する。冷房モードであれば、電子膨張弁７の開度を開き可能開度まで開いてからステップＳ４に移行し、温度差ΔＴが設定温度差以上かどうか、すなわち、起動しているかどうかを判断する。
【００４１】
ステップＳ４において、温度差ΔＴが設定温度差以上で無い、すなわち、起動していないと判断したときには、ステップＳ５に移行して設定時間が経過しているかどうかを判断し、設定時間以内に温度差ΔＴが設定温度差以上になったとき、すなわち、起動したと判断したときには、ステップＳ６に移行して定常制御を行い、電子膨張弁７の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換える。
【００４２】
ステップＳ５において、設定時間が経過したと判断したとき、すなわち、起動不能と判断したときには起動不能信号を出力し、ステップＳ７に移行して起動制御を行う。すなわち、起動支援室内ユニット選出手段２０により、起動予定の室内ユニット１と冷房運転状態の室内ユニット１とを除いた室内ユニット１のうちの優先順位の高い室内ユニット１を選出し、その選出された室内ユニット１に起動支援信号を出力し、該当する室内ユニット１の電子膨張弁７を開き可能開度まで開く。その後、温度差ΔＴが設定温度差以上かどうか、すなわち、起動しているかどうかを判断し（Ｓ８）、設定時間以内に温度差ΔＴが設定温度差以上になったとき（Ｓ９）、すなわち、起動したと判断したときには、ステップＳ６に移行して定常制御を行い、電子膨張弁７の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換える。
【００４３】
ステップＳ９において、設定時間が経過したと判断したとき、すなわち、起動不能と判断したときには起動不能信号を出力し、ステップＳ１０に移行して、起動支援室内ユニット選出手段２０によって全ての室内ユニット１を選出したかどうかを判断し、全てで無ければ、起動制御（Ｓ７）に移行し、次に優先順位の高い室内ユニット１を選出し、その選出された室内ユニット１に起動支援信号を出力し、該当する室内ユニット１の電子膨張弁７を開き可能開度まで開く。
【００４４】
異常判別手段２２によって、全ての室内ユニット１を選出して起動制御を行っても起動不能であると判断したときには、ステップＳ１１に移行して警報ランプ２３を点滅し、冷媒の洩れなど、冷媒の自然循環系に異常があることを報知する。
【００４５】
以上の構成により、冷房運転の起動後設定時間が経過しても起動できないときに、冷房運転停止状態の室内ユニット１を利用して冷媒ガスを冷媒液配管５内から早期に抜き、起動を行って冷房運転に移行できるようになっている。また、全ての室内ユニット１を選出して起動制御を行っても起動不能である場合には、異常を報知して補修などを促すようになっている。
【００４６】
また、図示しないが、コントローラ１２では、第１および第２の冷媒温度センサ１０，１１で測定される冷媒温度に基づいて、定常冷房運転状態での電子膨張弁７の開度を制御するようになっている。
すなわち、第２の冷媒温度センサ１１で測定される冷媒温度と第１の冷媒温度センサ１０で測定される冷媒温度との冷媒温度差を算出し、その冷媒温度差が第１の設定値（例えば、４）以下のときには、電子膨張弁７の開度を設定量閉じ、冷媒温度差が第２の設定値（例えば、１０）以上のときには、電子膨張弁７の開度を設定量開き、そして、冷媒温度差が第１の設定値と第２の設定値と間であるときには、電子膨張弁７の開度をそのままの状態に維持し、常に設定温度の温調空気を吹き出すことができるように冷房運転を行うようになっている。
【００４７】
電子膨張弁７としては、開度―冷媒流量の特性がリニアに近いものを使用する。これにより、定常冷房運転状態で必要な最大開度が３倍以上といった十分余裕を有するものを選定した場合に、冷媒液配管５内の冷媒ガスを迅速に抜くことができ、本発明の制御をより効果的に行うことができる。
【００４８】
また、室内ユニット１の搬入後の起動テスト時などにおいて、例えば、電子膨張弁７の開度を２倍にし、前述温度差算出手段１４で設定温度差以上になるまでの時間を測定し、その時間が長ければ、開度を４倍に調整し、それでも長ければ、開度を８倍に調整するといったようにして、極力時間が短くなるように、開き可能開度を設定できる。
これにより、定常冷房運転状態で冷媒液を制御する上での電子膨張弁の必要な最大開度にかかわらず、起動時には、選定した電子膨張弁自体の最大開度を開き可能開度として、冷媒ガスを抵抗少なく流動させ、一層迅速にガス抜きを行うことができる。
【００４９】
また、例えば、ホテルなどのように、多量の冷媒が配管内を流動することに起因して、シュルシュルといった大きい流動音が発生することを抑制する必要がある場合には、選定した電子膨張弁自体の最大開度が大きくても、開き可能開度を定常冷房運転状態で必要な最大開度の１．５倍に近い開度に設定し、流動音の大きさを考慮しながら、極力時間が短くなるように、開き可能開度を設定してガス抜きを迅速に行うことができる。
したがって、空調場所に応じて好適に起動でき、しかも、それ自体の最大開度が同じ電子膨張弁でもって様々な空調場所に使用できるから、設計上での自由度が高くなり、設計を容易に行えるという効果を発揮させることができる。
【実施例２】
【００５０】
図５は、本発明の実施例２に係る冷媒自然循環式冷房システムの室内ユニットの拡大図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、実施例１における給気温度センサ８と還気温度センサ９とに代えて、電子膨張弁７の上流側に冷媒液配管５内の入口側圧力を測定する入口側圧力センサ３１が設けられ、また、利用側熱交換器２より下流側に冷媒ガス配管６内の出口側圧力を測定する出口側圧力センサ３２が設けられ、入口側圧力センサ３１および出口側圧力センサ３２がコントローラ１２に接続されている。
【００５１】
また、図６の制御系のブロック図に示すように、温度差算出手段１６に代えて圧力差産出手段３３が設けられ、入口側圧力センサ３１で測定される入口側圧力と出口側圧力センサ３２で測定される出口側圧力との差を算出するようになっている。
比較手段１７では、圧力差算出手段３３で算出された圧力差と設定値（０．３Ｐ）とを比較し、算出圧力差が設定値以上で無いときには未起動信号を、そして、算出圧力差が設定値以上になったときに定常冷房運転移行信号を出力するようになっている。
比較手段１７では、温度差算出手段１６で算出された温度差定常冷房運転移行信号をそれぞれ出力するようになっている。
【００５２】
ここで、設定値（０．３Ｐ）としては、定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行圧力差を設定する。詳述すれば、定常冷房運転状態での圧力差Ｐに対して３０％の値（０．３Ｐ）が設定される。この設定値としては、２５〜５０％の値を設定すれば良い。なぜならば、運転後に圧力差が生じるというのは、冷媒ガスが抜けて冷媒液が利用側熱交換器２に流動供給され始めたことを示す結果であり、これに伴って、自然循環が円滑に行われる状態に移行すると判断できるからである。
【００５３】
開度制御手段１８では、冷房運転の起動後に比較手段１７からの定常冷房運転移行信号に応答して電子膨張弁７の開度を定常冷房運転状態で必要な開度に切り換えるようになっている。
起動不能判別手段１９では、冷房運転の起動後設定時間経過しても圧力差算出手段３３で算出された圧力差が定常冷房運転状態に移行可能な状態と判断できる定常移行圧力差にならなかったときに起動不能信号を出力するようになっている。
【００５４】
また、図７のフローチャートに示すように、起動が不能かどうかの判別を行うためのステップＳ４およびステップＳ８それぞれに代えて、圧力差ΔＰが設定圧力差以上かどうかの判断を行うようになっている。すなわち、圧力差ΔＰが設定圧力差以上で無い、すなわち、起動不能と判断したときには起動不能信号を出力して起動制御に移行し、一方、圧力差ΔＴが設定圧力差以上になったとき、すなわち、起動したと判断したときには、定常制御に移行するようになっている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５５】
本発明は、上述のように建物の複数階それぞれに多数の室内ユニット１を設ける場合に限らず、例えば、ひとつの階に複数個の室内ユニット１を設ける場合や、ひとつの室内ユニット１を設ける場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１に係る冷媒自然循環式冷房システムを示す全体構成図である。
【図２】室内ユニットの拡大図である。
【図３】制御系を示すブロック図である。
【図４】起動制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２に係る冷媒自然循環式冷房システムの室内ユニットの拡大図である。
【図６】制御系を示すブロック図である。
【図７】起動制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１…室内ユニット
２…利用側熱交換器
４…凝縮器
５…冷媒液配管
６…冷媒ガス配管
７…電子膨張弁
８…給気温度センサ
９…還気温度センサ
１６…温度差算出手段
１７…比較手段
１８…開度制御手段
１９…起動不能判別手段
２０…支援室内ユニット選出手段
２２…異常判別手段
３１…入口側圧力センサ
３２…出口側圧力センサ
３３…圧力差算出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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