(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機と室内機との間に形成された循環路を介して室外機で放熱凝縮した液体の熱操作流体を室内機に送り、室内機で室内空気と熱交換して室内空気を冷却すると共に、室内機で室内空気と熱交換して吸熱蒸発した気体の熱操作流体を室外機に戻す冷房運転可能な空調装置において、室外機で放熱して凝縮した液体の熱操作流体が流入するレシーバタンクと、このレシーバタンク内の液体の熱操作流体の量に基づいて運転され、レシーバタンク内の液体の熱操作流体を室内機に搬送する、レシーバタンクの下流側に設置されたポンプと、このポンプの運転停止が所定時間に達したとき、またはレシーバタンクに溜められた液体の熱操作流体の不足が所定時間に達したときに、室内機の膨張弁を室内機の運転状況とは無関係に強制的に所定の開度にする制御手段とを有することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
制御手段が、室内機に流入して室内空気と熱交換している熱操作流体の熱交換前後の温度差が所定値以内であるときに限って、ポンプの運転停止が所定時間に達すると室内機の膨張弁を室内機の運転状況とは無関係に強制的に所定の開度にすることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
室外機に吸収冷凍機が使用されたことを特徴とする請求項１または２記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷房運転可能な空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
室外機に吸収冷凍機を使用し、この室外機で発生させる冷熱を利用して冷却凝縮させた液体の熱操作流体を室内機に循環供給して冷房を行う空調装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記空調装置においては、室外機で凝縮した熱操作流体を室内機に循環供給して室内空気を冷却する冷房運転時に、蒸発していない液体の熱操作流体が室内機からガス管に入り込み、室外機に戻されて冷却凝縮する量が不足することがあったので、ガス管に未蒸発の液体の熱操作流体が室内機から入り込んだ時には、ガス管に入り込んだ液体の熱操作流体を速やかに蒸発させて室外機に戻す必要があり、これが解決すべき課題となっていた。
【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、室外機と室内機との間に形成された循環路を介して室外機で放熱凝縮した液体の熱操作流体を室内機に送り、室内機で室内空気と熱交換して室内空気を冷却すると共に、室内機で室内空気と熱交換して吸熱蒸発した気体の熱操作流体を室外機に戻す冷房運転可能な空調装置において、室外機で放熱して凝縮した液体の熱操作流体が流入するレシーバタンクと、このレシーバタンク内の液体の熱操作流体の量に基づいて運転され、レシーバタンク内の液体の熱操作流体を室内機に搬送する、レシーバタンクの下流側に設置されたポンプと、このポンプの運転停止が所定時間に達したとき、またはレシーバタンクに溜められた液体の熱操作流体の不足が所定時間に達したときに、室内機の膨張弁を室内機の運転状況とは無関係に強制的に所定の開度にする制御手段とを有するようにした第１の構成の空調装置と、
【０００５】
前記第１の構成の空調装置において、制御手段が、室内機に流入する熱操作流体と室内機から流出する熱操作流体の温度差が所定値以内であるときに限って、ポンプの運転停止が所定時間に達すると室内機の膨張弁を室内機の運転状況とは無関係に強制的に所定の開度にするようにした第２の構成の空調装置と、
【０００６】
前記第１または第２の構成の空調装置において、室外機に吸収冷凍機を使用するようにした第３の構成の空調装置と、
を提供するものである。
【０００７】
【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。図１に示した冷暖房可能な空調装置は、例えばビルの屋上などに設置される室外機１０と、各階に分散して設置される複数の室内機２０と、地下室などの最も低い部分に設置され、暖房時に運転される揚液ポンプユニット３０と、これらを接続して循環時に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４０と、これらの機器を制御する制御器５０とから構成されている。
【０００８】
図中、実線矢印は暖房運転時における冷媒の流れの方向を示し、破線矢印は冷房運転時における冷媒の流れの方向を示し、それぞれ太線によって冷媒液の流れ方向を示し、細線によって冷媒蒸気の流れ方向を示している。
【０００９】
室外機１０は、配管群４０を通って室内機２０から戻ってきた冷媒の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ための熱操作部１１、レシーバタンク１２、ポンプ１３などを備えて構成されている。
【００１０】
そして、熱操作部１１は例えば特開平７−３１８１８９号公報などに開示された吸収冷凍機の下胴からなるものであり、図示しないガスバーナなどで生成する熱を利用して駆動され、図示しない蒸発器に設けた伝熱管の管壁などを介して冷媒のＲ−１３４ａを加熱蒸発させた気体のＲ−１３４ａをガス管４１に供給したり、放熱凝縮させた液体のＲ−１３４ａをレシーバタンク１２、ポンプ１３が介在する液降下管４２に供給することが、適宜選択できるようになっている。
【００１１】
なお、液降下管４２の熱操作部１１とレシーバタンク１２とを連結している部分と、ポンプ１３の吐出側には、開閉弁１４、１５が設けられ、さらにレシーバタンク１２の上部とガス管４１とは、途中に開閉弁１６を備えた均圧管１７を介して連結されている。
【００１２】
また、レシーバタンク１２には液面センサ１２Ａ、１２Ｂが上下二箇所に設けられ、タンクに溜まっている液体のＲ−１３４ａの液面が液面センサ１２Ａの取り付け位置より低いのか、液面センサ１２Ｂの取り付け位置より高いのか、液面センサ１２Ａと１２Ｂとの間に位置しているのかが検出できるようになっている。
【００１３】
さらに、ガス管４１の熱操作部１１側には温度センサ１８Ａと圧力センサ１８Ｂとが設けられて、熱操作部１１で吸熱蒸発してガス管４１に流れ出た気体のＲ−１３４ａの温度と圧力とが検出できるようになっている。また、液降下管４２の熱操作部１１側には温度センサ１９が設けられて、熱操作部１１で放熱凝縮して液降下管４２に流れ出た液体のＲ−１３４ａの温度が検出できるようにもなっている。
【００１４】
室内機２０は、冷媒のＲ−１３４ａが図示しない送風機によって送られる室内空気と熱交換するための熱交換器２１と、膨張弁２２などを備えて構成され、熱交換器２１の膨張弁２２が設けられた側が液降下管４２に連結されている液水平管４３に連結され、その反対側がガス管４１に連結されている。
【００１５】
また、熱交換器２１の出入口に臨んだ部位と、熱交換器２１の略中間部には温度センサ２３、２４、２５が設けられて、管内を流れている冷媒のＲ−１３４ａの温度が検出できるようになっている。
【００１６】
揚液ポンプユニット３０は、レシーバタンク３１と、その下流側に設けられたポンプ３２とから構成され、液降下管４２と液上昇管４４の下端部に図示したよう接続されている。すなわち、液降下管４２の下端部がレシーバタンク３１を介してポンプ３２の吸込み側に連結され、上端部が熱操作部１１に連結されている液上昇管４４の下端部がポンプ３２の吐出側に連結されている。
【００１７】
なお、レシーバタンク３１には液面センサ３１Ａ、３１Ｂが上下二箇所に設けられ、タンクに溜まっている液体のＲ−１３４ａの液面が液面センサ３１Ａの取り付け位置より低いのか、液面センサ３１Ｂの取り付け位置より高いのか、液面センサ３１Ａと３１Ｂとの間に位置しているのかが検出できるようになっている。
【００１８】
制御器５０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り冷暖房運転の切換指示など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１０の熱操作部１１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４２に流れ出るようにするための所要の制御プログラムを制御器５０は備えている。
【００１９】
すなわち、冷房運転が指示されたときには開閉弁１４、１５、１６は開弁され、熱操作部１１における冷媒のＲ−１３４ａに対する冷却は、温度センサ１９が計測する冷媒のＲ−１３４ａの温度が所定の７℃になるように制御される。
【００２０】
そして、熱操作部１１で所定の温度に冷却され、凝縮して液下降管４２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）によりレシーバタンク１２に流れ込み、上側に設置された液面センサ１２Ｂが液体のＲ−１３４ａを検出するとポンプ１３の運転を開始して液体のＲ−１３４ａを液下降管４２と液水平管４３とを介して各階に分散設置された室内機２０に供給し、下側に設置された液面センサ１２Ａが液体のＲ−１３４ａを検出しなくなるとポンプ１３の運転を停止するように制御される。
【００２１】
各室内機２０の膨張弁２２の開度は、例えば温度センサ２３と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差が第１の所定の温度差、例えば７℃となるように制御器５０によって制御されており、このように制御される膨張弁２２を通って熱交換器２１に流入した液体のＲ−１３４ａが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。
【００２２】
そして、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１０にガス管４１を介して戻される。
【００２３】
この冷房運転時に、膨張弁２２が前記のように開度調整されて冷房運転されている室内機２０の熱交換器２１で、何らかの要因で蒸発しきれなかった液体のＲ−１３４ａがガス管４１に入り込むと、室外機１０の熱操作部１１に戻される気体のＲ−１３４ａの量が不足してポンプ１３の運転が長時間停止するようになる。
【００２４】
熱交換器２１で蒸発しきれなかった液体のＲ−１３４ａがガス管４１に入り込んだ室内機２０においては、温度センサ２３と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差が少なくなる。
【００２５】
このため、冷房運転時に温度センサ２３と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差が第２の所定の温度差、例えば３℃以下になると共に、ポンプ１３の運転停止時間が所定時間、例えば５分間を超えると、制御器５０は例えば温度センサ２３と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差が所定の３℃以下になっている室内機２０の膨張弁２２の開度を、現在の開度の例えば５０％（初期開度）に絞る。
【００２６】
膨張弁２２の開度が上記のように絞られた室内機２０においては、熱交換器２１を介して室内空気から吸熱する熱量は変わらないのに、供給される液体のＲ−１３４ａの量が減少するため、ガス管４１に入り込んでいた液体のＲ−１３４ａは速やかに蒸発して室外機１０の熱操作部１１に戻され、熱操作部１１で冷却されてレシーバタンク１２に溜まる液体のＲ−１３４ａの量が急増するので、正常な冷房運転に短時間で復帰することができる。
【００２７】
したがって、前記のように膨張弁２２の開度が制御されて冷房運転している室内機２０の熱交換器２１で、何らかの要因で蒸発しきれなかった液体のＲ−１３４ａがガス管４１に入り込み、室外機１０の熱操作部１１に戻される気体のＲ−１３４ａの量が不足してきても、そのまま冷媒不足で運転停止に至ることはない。
【００２８】
また、この空調装置の制御器５０は、暖房運転が指示されたときには室外機１０の熱操作部１１で加熱する冷媒のＲ−１３４ａが所定の高温度、例えば５０℃の気体となってガス管４１に流れ出るようにするためと、揚液ポンプユニット３０のポンプ３２を起動してレシーバタンク３１に溜まっている液体のＲ−１３４ａを室外機１０に戻すための所要の制御プログラムも備えている。
【００２９】
すなわち、暖房運転が指示されたときには開閉弁１４、１５、１６は閉弁され、熱操作部１１における冷媒のＲ−１３４ａに対する加熱は、温度センサ１８Ａが計測するＲ−１３４ａの温度が所定の５０℃になるように制御される。
【００３０】
そして、室外機１０の熱操作部１１で加熱され、蒸発してガス管４１に流れ出た気体のＲ−１３４ａは各室内機２０に供給される。
【００３１】
各室内機２０においては、図示しない送風機によって供給される温度の低い室内空気に気体のＲ−１３４ａが熱交換器２１の図示しない伝熱管壁を介して放熱凝縮し、主にＲ−１３４ａの凝縮熱によって暖房作用を行なう。
【００３２】
そして、この暖房作用によって凝縮した液体のＲ−１３４ａは、揚液ポンプユニット３０のレシーバタンク３１に流れ込み、ポンプ３２によって室外機１０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。
【００３３】
なお、制御器５０により揚液ポンプユニット３０のポンプ３２は、上側に設置された液面センサ３１Ｂが液体のＲ−１３４ａを検出すると運転を開始し、下側に設置された液面センサ３１Ａが液体のＲ−１３４ａを検出しなくなると運転を停止するように制御される。
【００３４】
ところで、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。
【００３５】
例えば、制御器５０は、ポンプ１３の運転停止時間に基づくのではなく、レシーバタンク１２に溜まっている冷媒のＲ−１３４ａの不足が継続している時間に基づいて、膨張弁２２の強制制御を行うように構成することもできる。
【００３６】
また、制御器５０は、温度センサ２３と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差に基づくのではなく、温度センサ２３と２４が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差、あるいは温度センサ２４と２５が検出する冷媒のＲ−１３４ａの温度差に基づいて、膨張弁２２の強制制御を行うように構成することもできる。
【００３７】
また、制御器５０は、室外機１０に設置されて室外機１０を制御する室外機制御器と、室内機２０に設置されて室内機２０を制御する室内機制御器と、管理室などに設置されて室外機制御器と室内機制御器と通信し、全体を制御するシステム制御器とからなるように構成することもできる。
【００３８】
また、揚液ポンプユニット３０を設置せず、冷房運転専用の空調装置とすることもできる。
【００３９】
また、室外機１０と室内機２０との間で循環させる流体としては、Ｒ−１３４ａの他にもＲ−４０７ｃ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４１０ｃなどの他の相変化可能なものであっても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、冷房運転中に何らかの要因で室内機で蒸発しきれなかった液体の熱操作流体が室内機から室外機に至るガス管に入り込み、蒸発して室外機に戻される気体の熱操作流体の量が不足し始めると、ガス管に入り込んだ液体の熱操作流体が速やかに蒸発して室外機に戻されるので、そのまま熱操作流体の不足が続いて運転停止に至ると云った不都合を生じることがない。
【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】
１０  室外機
１１  熱操作部
１２  レシーバタンク
１２Ａ、１２Ｂ  液面センサ
１３  ポンプ
１４、１５、１６  開閉弁
１７  均圧管
１８Ａ  温度センサ
１８Ｂ  圧力センサ
１９  温度センサ
２０  室内機
２１  熱交換器
２２  膨張弁
２２、２３、２４  温度センサ
３０  揚液ポンプユニット
３１  レシーバタンク
３１Ａ、３１Ｂ  液面センサ
３２  ポンプ
４０  配管群
４１  ガス管
４２  液降下管
４３  液水平管
４４  液上昇管
５０  制御器
【図１】
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