(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房運転時に、高所に設置された室外機の熱交換器から複数の室内機の熱交換器に冷媒ガスを循環させ、すべての室内機よりも低位置に冷媒液を受ける液溜め槽を設けると共に、液溜め槽から室外機に至る冷媒液管にポンプを介装した冷媒循環式空調システムにおいて、液溜め槽に液面スイッチを設け、室外機の熱交換器内の冷媒の液面が所定の範囲内に維持されるように該液面スイッチの出力で上記ポンプを制御すると共に、室内機の低負荷時にはポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設け、該ポンプ運転禁止時間を室外機の燃焼時よりも燃焼停止時の方が長くなるように設定する制御装置を備えて成ることを特徴とする冷媒循環式空調システム。
【請求項２】
暖房運転時に、高所に設置された室外機の熱交換器から複数の室内機の熱交換器に冷媒ガスを循環させ、すべての室内機よりも低位置に冷媒液を受ける液溜め槽を設けると共に、液溜め槽から室外機に至る冷媒液管にポンプを介装した冷媒循環式空調システムにおいて、液溜め槽に液面スイッチを設け、室外機の熱交換器内の冷媒の液面が所定の範囲内に維持されるように該液面スイッチの出力でポンプを制御すると共に、室内機の低負荷時にはポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設け、このポンプ運転禁止時間を室内負荷率が５０％以上の時よりも室内負荷率が５０％未満の時の方が長くなるように設定する制御装置を備えて成ることを特徴とする冷媒循環式空調システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の室内機の低負荷時において、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機の燃焼時と、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機の燃焼停止時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機の燃焼時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機の燃焼停止時とにそれぞれ応じて、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設定することを特徴とする冷媒循環式空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒を循環させて暖房運転を行う冷媒循環式空調システムに関し、詳しくは室内機の低負荷時に室外機保有の冷媒量を適切に保つことができるようにする冷媒循環式空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図３に示すように、建物の上部位置に室外機１の熱交換器２を設置し、上記室外機１の熱交換器２と建物内の各部屋に設置した室内機３の熱交換器との間を冷媒の搬送管５で連結して冷媒が循環する閉回路を構成し、冷房運転時には室外機１の熱交換器２内の冷媒液を複数の室内機３に重力の作用と気化した冷媒ガスの圧力により自然循環させることにより各部屋を冷房し、暖房運転時には室外機１の熱交換器２で気化した冷媒ガスを、そのガスの圧力と液化した冷媒液を室外機１に戻すための建物の下部位置に設けたポンプ６により室内機３に循環させることにより各部屋を暖房するようにした冷媒循環式空調システムがある。
【０００３】
このシステムにあっては、暖房運転時には冷暖切替弁７が閉となり、室外機１の燃焼により気化した冷媒ガスは、冷媒ガス管５ｂを通って各部屋の室内機３の熱交換器にそれぞれ供給され、室内空気との熱交換により冷やされて液化し、この冷媒液は自重により建物下部にある液溜め槽１８からポンプ６の吸い込み側に流れ込み、ポンプ６の駆動により室外機１の熱交換器２に戻されるようになっている。また、室外機１の熱交換器２と並列に設けたバイパス配管３０に液面スイッチ１９を設け、室外機１の熱交換器２内の冷媒液が上限位置になると液面スイッチ１９によってポンプ６を停止し、冷媒液が下限位置になるとポンプ６を起動するようしており、これにより室外機１の熱交換器２内の液面を所定範囲内に維持するようにしている。図３中の８は室内機３の熱交換器への冷媒の供給を制御する膨張弁、３１は冷媒液の逆流防止用の逆止弁である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、室外機１の燃焼により冷媒液が蒸発する際に、実際にはある範囲で気液混合状態となり、この状態を経て液から蒸気へ変化するものであるが、室外機１の熱交換器２内の冷媒液が上限位置になると液面スイッチ１９によってポンプ６を停止し、冷媒液が下限位置になるとポンプ６を起動するようにした従来システムにあっては、高負荷時の冷媒流量は適切となるが、低負荷時の冷媒流量は過剰となる。つまり、室内機３の低負荷時には、冷媒の全量が室外機１で気化せず、このためポンプ６が起動したときに過剰な冷媒液が室外機１に供給されてしまい、冷媒ガスに混ざって冷媒液が冷媒ガス管５ｂに送り出されて冷媒ガス管５ｂに冷媒液が溜まる可能性がある。この場合、溜まった冷媒液が冷媒ガスの流れを阻害するうえに、この冷媒ガス管の冷媒液は無効冷媒であるため、液溜め槽１８内の冷媒量が不足して動作不良が発生するという問題がある。そのために従来では液溜め槽１８内の必要冷媒量を増やす必要があった。
【０００５】
本発明は、上記従来例に鑑みてなされたもので、室内機の低負荷時において室外機への過剰な冷媒供給をなくして、動作不良の発生防止及び必要冷媒量の増加防止を図ることができる冷媒循環式空調システムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、暖房運転時に、高所に設置された室外機１の熱交換器から複数の室内機３の熱交換器に冷媒ガスを循環させ、すべての室内機３よりも低位置に冷媒液を受ける液溜め槽１８を設けると共に、液溜め槽１８から室外機１に至る冷媒液管５ａにポンプ６を介装した冷媒循環式空調システムにおいて、液溜め槽１８に液面スイッチ１９を設け、室外機１の熱交換器内の冷媒の液面が所定の範囲内に維持されるように該液面スイッチ１９の出力で上記ポンプ６を制御すると共に、室内機３の低負荷時にはポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設け、該ポンプ運転禁止時間を室外機１の燃焼時よりも燃焼停止時の方が長くなるように設定するための制御装置を備えて成ることを特徴としており、このように構成することで、室内機３の低負荷に冷媒の全量が室外機１で気化されていない場合でも、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を長く設定することにより、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まるのを防止することができる。従って、ポンプ運転禁止時間経過後にポンプ６を起動させることによって、室外機１への過剰な冷媒供給を防止できるので、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まって冷媒ガスの流れを阻害したり、或いは無効冷媒が発生したするのを防止することができる。
【０００７】
また、本発明は、暖房運転時に、高所に設置された室外機１の熱交換器から複数の室内機３の熱交換器に冷媒ガスを循環させ、すべての室内機３よりも低位置に冷媒液を受ける液溜め槽１８を設けると共に、液溜め槽１８から室外機１に至る冷媒液管５ａにポンプ６を介装した冷媒循環式空調システムにおいて、液溜め槽１８に液面スイッチ１９を設け、室外機１の熱交換器内の冷媒の液面が所定の範囲内に維持されるように該液面スイッチ１９の出力でポンプ６を制御すると共に、室内機３の低負荷時にはポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設け、該ポンプ運転禁止時間を室内負荷率が５０％以上の時よりも室内負荷率が５０％未満の時の方が長くなるように設定する制御装置を備えて成ることを特徴としており、このように構成することで、室内負荷率が５０％未満のとき（低負荷時）に冷媒の全量が室外機１で気化されていない場合には、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間が長く設定されるので、室外機１への過剰な冷媒供給をなくすことができ、従って、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まることがなく、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まって冷媒ガスの流れを阻害したり、無効冷媒が発生したりするのを防止できる。
【０００８】
さらに上記室内機３の低負荷時において、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機の燃焼時と、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機の燃焼停止時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機の燃焼時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機の燃焼停止時とにそれぞれ応じて、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設定することを特徴としており、このように構成することで、ポンプ６の制御をよりきめ細かに行うことができ、室外機への過剰な冷媒供給を確実に防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を説明する。
図１は本実施形態の冷媒循環式空調システムの一例を示している。建物の屋上にある機械室には室外機１である吸収式冷凍機、蒸発器などの熱交換器２が設置されており、冷房運転時には冷水等により、暖房運転時には温水等によって内部の蒸発コイル２ａを通過する冷媒が冷却又は加熱されるようになっており、冬期には暖房装置として、夏季には冷房装置として使用するものである。
【００１０】
建物内の各部屋にはファンコイルユニットなどの室内機３がそれぞれ設置されている。各室内機３は、凝縮コイルなどの熱交換器４と、ファン１４と、熱交換器４への冷媒の供給を遮断する比例制御が可能な膨張弁８とを備えている。
建物内の各部屋にはファンコイルユニットなどの室内機３がそれぞれ設置されている。各室内機３は、凝縮コイルなどの熱交換器４と、ファン１４と、熱交換器４への冷媒の供給を遮断する比例制御が可能な膨張弁８とを備えている。
【００１１】
室外機１の熱交換器２と複数の室内機３の熱交換器４は、冷媒（Ｒ１３４ａ等）を搬送する搬送管５を介して連結されている。この搬送管５は、冷媒ガス管５ｂと、冷媒液管５ａとで構成されている。冷媒ガス管５ｂは、暖房運転時に室外機１の熱交換器２で加熱されて気化した冷媒ガスを各室内機３の熱交換器４に供給し、且つ、冷房運転時に各室内機３の熱交換器４を通過して気化した冷媒ガスを室外機１の熱交換器２に供給するためのものであり、また、冷媒液管５ａは、暖房運転時に各室内機３の熱交換器４を通過して液化した冷媒液を室外機１の熱交換器２に戻し、且つ冷房運転時に室外機１の熱交換器２で冷却されて液化した冷媒液を各部屋の室内機３の熱交換器４に供給するためのものである。なお、運転時における各部屋の温度調節は冷媒の供給量の調節によって行うことはできず、室内機３のファン１４による送風量の調節によって行われる。図中の７，３１は、冷房運転時に液溜め槽１８及びポンプ６を系から切り離して重力による自然循環を行わせるための電磁弁及び逆止弁である。
【００１２】
冷媒液管５ａの最下部には、暖房運転時に各部屋の室内機３の熱交換器４を通過して液化した冷媒液を室外機１の熱交換器２に戻すためのポンプ６が設けられている。このポンプ６の手前には膨張弁８から流下する凝縮した冷媒液を溜める液溜め槽１８が設けられており、液溜め槽１８に溜まった冷媒液はポンプ６の吸い込み側に供給されるようになっている。この液溜め槽１８には液面の上限と下限とを検知する液面スイッチ１９が設置されている。液面スイッチ１９からの信号は通信線３３を介してポンプ制御装置１２に送られる。ポンプ制御装置１２からのポンプ制御信号は通信線３４を介してポンプ６に送られ、ポンプ６のオンオフ制御によって、室外機１の熱交換器２内の冷媒液の量が所定範囲内に維持されるようになっている。図中の３５は設定時間ごとにスイッチング回路が一定時間閉路するタイマーであり、ポンプ６の停止から起動までの時間を計時する。
【００１３】
またポンプ制御装置１２には、室内機３の低負荷時においてポンプ停止後のポンプ運転禁止時間が設定されており、このポンプ運転禁止時間が経過するまではポンプ６は起動しない構造となっている。本実施形態では、ポンプ運転禁止時間は室外機１が燃焼している時よりも燃焼していない時の方が長くなるように設定されており、その一例を以下の表１、及び図２に示す。図２は、液面スイッチ１９のオン（冷媒液有り）及びオフ（冷媒液無し）と、室外機１の燃焼時及び燃焼停止時におけるポンプの制御状態を示している。
【００１４】
【表１】
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しかして、暖房運転時には、室外機１の熱交換器２から複数の室内機３へ冷媒ガスを循環させて、室内機３の熱交換器４で室内空気に熱を与えて凝縮させ、すべての室内機３よりも低位置に設けた液溜め槽１８で凝縮した冷媒液を受けると共に、この冷媒液をポンプ６により液溜め槽１８から室外機１へと圧送する。液溜め槽１８に設けた液面スイッチ１９の上限位置の検出出力はポンプ制御装置１２に送られてポンプ６が停止する。
【００１５】
このとき、室内機３の低負荷時において、室外機１の燃焼時にはポンプ停止から約１分、燃焼停止時にはポンプ停止から約５分のポンプ運転禁止時間がそれぞれ設定され、このポンプ運転禁止時間経過内ではポンプ６は強制的に停止した状態に保持される。
つまり、室外機１の燃焼停止時において、液溜め槽１８に設けた液面スイッチがＯＮ（液有り）になると、室外機１保有の冷媒量は所定量より少ないが、燃焼停止によって冷媒の全量が室外機１で気化されていないため、この状態でポンプ６を起動させると過剰な冷媒液が室外機に供給されてしまい、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まる可能性がある。そこで、本発明では、図２に示すように、ポンプ停止から５分間を経過するまではポンプ６をＯＦＦのまま保ち、５分経過後にポンプ６をオンにして室外機１に冷媒液が供給されるようにしてある。従って、室外機１に過剰な冷媒が供給されるのを防止できるので、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まるのを防止でき、冷媒液が冷媒ガスの流れを阻害したり、無効冷媒が発生したりするのを防止できるようになり、結果として冷媒循環式空調システムの動作不良の発生防止と必要冷媒量の増加防止とを図ることができるものとなる。
【００１６】
なお室外機１の燃焼停止時には、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を１分と短くしても、室外機１保有の冷媒量は適切なものとなる。つまり室外機１の燃焼時には冷媒のほぼ全量が室外機で気化されているため、図２に示すように、１分のポンプ運転禁止時間を経てポンプ６を起動しても、室外機１保有の冷媒量が適切に保たれ、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに漏れ出す可能性がないためである。
【００１７】
また、上記実施形態では、室外機１の燃焼時と燃焼停止時とによってポンプ運転禁止時間をそれぞれ設定したが、これに代えて、室内機３の低負荷時におけるポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を、室内負荷率が５０％以上のときに所定時間に設定し、室内負荷率が５０％未満のときに上記所定時間より長い時間に設定するようにしてもよいものである。このポンプ運転禁止時間の一例を以下の表２に示す。
【００１８】
【表２】
0003782548.tif 000003
上記表２のように、室内機３の負荷率が５０％未満（低負荷時）のときに、約５分のポンプ運転禁止時間を設けることで、室外機１に過剰な冷媒が供給されるのを防止でき、従って、前記実施形態と同様、冷媒液が冷媒ガス管５ｂに溜まって冷媒ガスの流れが阻害されたり、無効冷媒が発生したりするのを防止できるようになる。
【００１９】
さらに、室内機３の低負荷時において、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機１の燃焼時と、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機１の燃焼停止時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機１の燃焼時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機１の燃焼停止時とにそれぞれ応じて、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設定するようにしてもよい。本実施形態では以下の表３の如く設定した。
【００２０】
【表３】
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上記表３のように、室内負荷率や室外機１の燃焼のオンオフに応じてポンプ運転禁止時間をきめ細かに制御することで、室外機１への過剰な冷媒供給を無くすことができ、冷媒循環式空調システムの動作不良をより確実に防止することができる。
【００２１】
なお、ポンプ運転禁止時間は前記各実施形態で述べた数値に必ずしも限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、暖房運転時に、高所に設置された室外機の熱交換器から複数の室内機の熱交換器に冷媒ガスを循環させ、すべての室内機よりも低位置に冷媒液を受ける液溜め槽を設けると共に、液溜め槽から室外機に至る冷媒液管にポンプを介装した冷媒循環式空調システムにおいて、液溜め槽に液面スイッチを設け、室外機の熱交換器内の冷媒の液面が所定の範囲内に維持されるように該液面スイッチの出力で上記ポンプを制御すると共に、室内機の低負荷時にはポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設け、該ポンプ運転禁止時間を室外機の燃焼時よりも燃焼停止時の方が長くなるように設定する制御装置を備えて成るから、室内機の低負荷時において、室外機の燃焼停止により冷媒の全量が室外機で気化されていない場合でも、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を長く設定することにより、冷媒液が冷媒ガス管に溜まるのを防止できる。従って、ポンプ運転禁止時間経過後にポンプを起動させることによって、室外機への過剰な冷媒供給をなくすことができ、冷媒液が冷媒ガスの流れを阻害したり、無効冷媒が発生したりするのを防止でき、この結果、冷媒循環式空調システムの動作不良の発生防止と必要冷媒量の増加防止とを図ることができるものである。
【００２３】
また請求項２記載の発明は、暖房運転時に、高所に設置された室外機の熱交換器から複数の室内機の熱交換器に冷媒ガスを循環させ、すべての室内機よりも低位置に冷媒液を受ける液溜め槽を設けると共に、液溜め槽から室外機に至る冷媒液管にポンプを介装した冷媒循環式空調システムにおいて、液溜め槽に液面スイッチを設け、室外機の熱交換器内の冷媒の液面が所定の範囲内に維持されるように該液面スイッチの出力で上記ポンプを制御すると共に、室内機の低負荷時にはポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設け、該ポンプ運転禁止時間を室内負荷率が５０％以上の時よりも室内負荷率が５０％未満の時の方が長くなるように設定する制御装置を備えているから、室内負荷率が５０％未満の時（低負荷時）にポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を長く設定することにより、室外機への過剰な冷媒供給を無くすことができ、従って、冷媒液が冷媒ガス管に溜まるのを防止できるので、冷媒液が冷媒ガスの流れを阻害したり、無効冷媒が発生したりするのを防止でき、この結果、冷媒循環式空調システムの動作不良の発生防止と必要冷媒量の増加防止とを図ることができるものである。
【００２４】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の室内機の低負荷時において、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機の燃焼時と、室内負荷率が５０％以上で且つ室外機の燃焼停止時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機の燃焼時と、室内負荷率が５０％未満で且つ室外機の燃焼停止時とにそれぞれ応じて、ポンプ停止後のポンプ運転禁止時間を設定するものであるから、室内負荷率や室外機の燃焼のオンオフに応じて、ポンプの制御をよりきめ細かに行うことができ、室外機への過剰な冷媒供給をなくすことができ、冷媒循環式空調システムの動作不良や無効冷媒の発生をより効果的に防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す冷媒循環式空調システムのブロック図である。
【図２】同上のポンプ制御を説明するタイムチャートである。
【図３】従来例の空調システムのブロック図である。
【符号の説明】
１  室外機
３  室内機
６  ポンプ
１８  液溜め槽
１９  液面スイッチ
【図１】
0003782548.tif 000005
【図２】
0003782548.tif 000006
【図３】
0003782548.tif 000007