(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、冷房運転時に、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ブースタタンクと、このブースタタンク内の液体の熱操作流体を室内機へ供給するポンプと、室外機で気体の熱操作流体を放熱して凝縮し室外機から流れ出た液体の熱操作流体の温度を検出する温度センサと、室外機に戻して放熱凝縮させるための気体の熱操作流体の圧力を検出する圧力センサと、温度センサ及び圧力センサの検出に基づきポンプの運転を制御する制御器を備え、冷房運転の開始時において、制御器は、温度センサの検出温度並びに圧力センサが検出した圧力から換算した飽和温度によって、室外機が気体の熱操作流体を放熱して凝縮させ得る低温度になったことを確認したときポンプの運転開始を許可し、且つブースタタンクに溜まっている液体の量が液面センサによって検出されたときポンプの運転を開始することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
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、暖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】
室外機を熱容量の大きい吸収冷凍機で構成している上記空調装置においては、起動しても冷熱を短時間で発生することができないため、起動と同時に室外機から室内機に熱操作流体を送ったのでは十分に冷却・凝縮した熱操作流体を室内機に供給することができず、また、実測温度のみの制御では制御性が悪く十分な冷房能力が発揮できるようになるまでの時間が長くなる。また、ポンプがキャビテーションを起こし易いと云った問題点もあった。
【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、冷房運転時に、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ブースタタンクと、このブースタタンク内の液体の熱操作流体を室内機へ供給するポンプと、室外機で気体の熱操作流体を放熱して凝縮し室外機から流れ出た液体の熱操作流体の温度を検出する温度センサと、室外機に戻して放熱凝縮させるための気体の熱操作流体の圧力を検出する圧力センサと、温度センサ及び圧力センサの検出に基づきポンプの運転を制御する制御器を備え、冷房運転の開始時において、制御器は、温度センサの検出温度並びに圧力センサが検出した圧力から換算した飽和温度によって、室外機が気体の熱操作流体を放熱して凝縮させ得る低温度になったことを確認したときポンプの運転開始を許可し、且つブースタタンクに溜まっている液体の量が液面センサによって検出されたときポンプの運転を開始するようにした第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、室外機に吸収冷凍機を使用するようにした第２の構成の空調装置と、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。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−４０４Ａ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。
【０００７】
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。
【０００８】
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−４０４Ａ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、ブースタタンク１２、ポンプ１３などを備えて構成されている。
【０００９】
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−４０４Ａを加熱蒸発させた気体のＲ−４０４Ａをガス管４１に供給したり、放熱凝縮させた液体のＲ−４０４Ａをブースタタンク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。
【００１０】
なお、液降下管４２の熱操作部１１とブースタタンク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、さらにブースタタンク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。
【００１１】
また、ブースタタンク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−４０４Ａ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。
【００１２】
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−４０４Ａの温度と圧力とを検出し、気体のＲ−４０４Ａの実測温度と、圧力から換算した飽和温度とが得られ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−４０４Ａの温度も検出できるようになっている。
【００１３】
室内機２０は、冷媒のＲ−４０４Ａ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。
【００１４】
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−４０４Ａの温度が検出できるようになっている。
【００１５】
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。
【００１６】
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−４０４Ａ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。
【００１７】
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−４０４Ａが所定の温度の液体となって液下降管４２に流れ出るようにするためと、ポンプ１３を運転して室内機２０にブースタタンク１２に溜まった液体のＲ−４０４Ａを供給するための所要の制御プログラムを備えている。
【００１８】
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−４０４Ａに対する冷却は、温度センサ１９が検出する冷媒のＲ−４０４Ａの温度と、圧力センサ１８Ｂが計測した圧力から換算した飽和温度とが所定値になるように制御される。
【００１９】
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−４０４Ａはブースタタンク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−４０４Ａを検出するとポンプ１３の運転を開始して液体のＲ−４０４Ａ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−４０４Ａ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。
【００２０】
各室内機２０の膨張弁２２の開度は、例えば温度センサ２５が検出する冷媒のＲ−４０４Ａの温度が所定の温度、例えば１２℃となるように制御器５０によって制御されており、このように開度が制御される膨張弁２２を通って熱交換器２１に流入した液体のＲ−４０４Ａ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。
【００２１】
そして、この冷房作用によって蒸発した気体のＲ−４０４Ａは、Ｒ−４０４Ａ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。
【００２２】
また、制御器５０は、冷房運転の開始時においては室外機１０の熱操作部１１が冷媒のＲ−４０４Ａを冷却して凝縮させ得る低温度になったことを、熱操作部１１から液降下管４２に流れ出た液体のＲ−４０４Ａの温度、すなわち温度センサ１９が検出する温度が所定の温度、並びに室外機１０の熱操作部１１に戻して放熱凝縮させるための気体のＲ−４０４Ａの圧力、すなわち圧力センサ１８Ｂが検出した圧力から換算した飽和温度が所定の温度に到達したことで確認し、ポンプ１３の運転開始を許可するようにしてある。
【００２３】
すなわち、制御器５０は室外機１０の熱操作部１１が気体のＲ−４０４Ａを冷却して凝縮させる能力を十分に発揮するようになったのを、温度センサ１９が検出する冷媒のＲ−４０４Ａの温度によって確認し、同時に圧力センサ１８Ｂが検出する冷媒のＲ−４０４Ａの圧力から換算した飽和温度によって確認したのち、ポンプ１３の運転開始を許可し、ブースタタンク１２に溜まっている液体のＲ−４０４Ａの量を液面センサ１２Ａ、１２Ｂによって検出してポンプ１３の運転を開始するので、液降下管４２を介して室内機２０に供給される液体のＲ−４０４Ａは全て所定の低温度になっており、したがってポンプ１３はキャビテーションを起こすことがないし、液体のＲ−４０４Ａは図示しない送風機によって供給される室内空気と熱交換器２１を介して熱交換する際に所要の冷却能力を発揮する。
【００２４】
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−４０４Ａが所定の高温度、例えば５５℃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−４０４Ａ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。
【００２５】
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−４０４Ａに対する加熱は、温度センサ１８Ａが検出するＲ−４０４Ａの温度が所定の５５℃になるように制御される。
【００２６】
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−４０４Ａは各室内機２０に供給される。
【００２７】
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−４０４Ａ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−４０４Ａの凝縮熱によって暖房作用を行なう。
【００２８】
そして、この暖房作用によって凝縮した液体のＲ−４０４Ａ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−４０４Ａの循環が起こって、暖房運転が継続される。
【００２９】
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−４０４Ａ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−４０４Ａを検出しなくなると運転を停止するように制御される。
【００３０】
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。
【００３１】
例えば、制御器５０は、室外機１０を制御する室外機制御器と、室内機２０を制御する室内機制御器と、室外機制御器と室内機制御器と通信して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。
【００３２】
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−４０４Ａの他にもＲ−４０７ｃ、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−４１０ｃなどの他の相変化可能なものであっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、室内機に循環供給する熱操作流体の温度を室外機で速やかに確認できるので、冷房運転の立ち上げ時間を短縮させることが可能になった。また、室外機から室内機に熱操作流体を搬送するポンプがキャビテーションを起こすこともない。
【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  ブースタタンク
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、１Ｂ  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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