JP2006170498A - Refrigerant natural circulation type heating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸発器と、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暖房を行う冷媒自然循環式暖房システムに関する。 The present invention relates to natural refrigerant circulation in which heating is performed by flowing a refrigerant that changes in phase between gas and liquid by natural circulation between an evaporator and a use-side heat exchanger provided in a plurality of indoor units. The present invention relates to a heating system.
上述のような冷媒自然循環式暖房システムでは、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、暖房運転を停止している間に冷媒ガス配管内に冷媒液が発生して溜まり、その溜まった冷媒液により冷媒の自然循環が損なわれ、冷媒液が冷媒ガス配管内から抜けるのに時間を要するためである。 In the refrigerant natural circulation heating system as described above, there is a problem that it takes time until the temperature-controlled air at a predetermined temperature is actually blown when the indoor unit is started. This is because the refrigerant liquid is generated and accumulated in the refrigerant gas pipe while the heating operation is stopped, and the natural refrigerant circulation is impaired by the accumulated refrigerant liquid, and the refrigerant liquid escapes from the refrigerant gas pipe. This is because it takes time.
そこで、冷媒を自然循環させて冷房を行う場合に、冷媒の自然循環を行わせようと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、次のようなものが知られている。
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、暖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)。
Therefore, when the refrigerant is naturally circulated for cooling, conventionally, the following is known as a method for removing the refrigerant gas mixed in the refrigerant liquid pipe in order to cause the refrigerant to circulate naturally. ing.
A pressure sensor that measures the pressure in the refrigerant liquid pipe is provided near the entrance to the indoor unit (indoor unit) located at the lowest position, and the pressure in the refrigerant liquid pipe is monitored while the heating operation is stopped. The expansion valve is opened when the measured pressure becomes lower than a predetermined pressure, and the refrigerant gas generated in the refrigerant liquid pipe is extracted (see Patent Document 1).
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)。
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暖房運転を行わず、暖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。 However, in the case of the former conventional example as described above, the heating operation is performed only for a short time in a part of the plurality of indoor units, such as in the intermediate period or winter period, and the heating operation is stopped. Even in such a case, when the refrigerant gas accumulates, the expansion valve to the indoor unit located at the lowest position is opened. Thus, when the frequency of opening and closing the expansion valve is high, there is a drawback that even if a specific expansion valve is used, the expansion valve is likely to be damaged at an early stage, and maintenance and inspection are troublesome and expensive, resulting in a reduction in economic efficiency. In addition, even when the expansion valve is opened and closed, if an activation failure occurs in the indoor unit to be activated, it is immediately judged as an activation failure and maintenance is required, and there is a disadvantage that the economy is similarly reduced. It was.
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。
上述従来例は、いずれも冷媒を自然循環させて冷房を行う場合のものであり、冷媒を自然循環させて暖房を行う場合について起動時に冷媒の自然循環への移行を速やかに行わせようとするものについては、従来無かった。
In the latter conventional example, the solenoid valves of all of the plurality of indoor units are opened and closed, and there is a disadvantage that the economy is further reduced as compared with the former conventional example.
The above-described conventional examples are cases where cooling is performed by natural circulation of the refrigerant, and in the case where heating is performed by natural circulation of the refrigerant, an attempt is made to promptly shift the refrigerant to natural circulation at the time of startup. There has never been a thing in the past.
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暖房運転を行う場合に、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。
The present invention has been made in view of the above points, and the inventions according to
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凝縮液化して温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、冷媒を蒸発気化する蒸発器とを冷媒液配管と冷媒ガス配管とを介して接続し、前記蒸発器を前記利用側熱交換器よりも下方に配置し、前記蒸発器と前記利用側熱交換器との間に、自然循環により前記蒸発器で蒸発気化した冷媒ガス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凝縮液化した冷媒液を前記蒸発器に移送するに足るヘッド差を備え、前記利用側熱交換器に供給する冷媒ガス量を調整する開閉弁を設けた冷媒自然循環式暖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暖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暖房運転移行信号を出力する比較手段と、
暖房運転の起動後に前記比較手段からの定常暖房運転移行信号に応答して前記開閉弁の開度を定常暖房運転状態で必要な開度に切り換える開度制御手段と、
暖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暖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暖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開閉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、暖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暖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、冷房をも行う室内ユニットの場合には、冷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、暖房運転停止状態の室内ユニットということもある)。
In order to achieve the above-described object, the invention according to
A plurality of indoor units including a use side heat exchanger that condenses and liquefies a refrigerant that changes phase into a gas and a liquid to dissipate heat are provided, and the use side heat exchanger and an evaporator that evaporates and evaporates the refrigerant. The refrigerant liquid pipe and the refrigerant gas pipe are connected to each other, the evaporator is disposed below the use side heat exchanger, and the natural circulation between the evaporator and the use side heat exchanger allows the The refrigerant gas evaporated by the evaporator is transferred to the use side heat exchanger, and the use side heat is provided with a head difference sufficient to transfer the refrigerant liquid condensed and liquefied by the use side heat exchanger to the evaporator. In the refrigerant natural circulation heating system provided with an on-off valve for adjusting the amount of refrigerant gas supplied to the exchanger,
A supply air temperature sensor for measuring a supply air temperature of the temperature-controlled air blown out from the use side heat exchanger;
A return air temperature sensor for measuring the return air temperature of the temperature-controlled air returned to the use side heat exchanger;
A temperature difference calculating means for calculating a difference between the return air temperature measured by the return air temperature sensor and the supply air temperature measured by the supply air temperature sensor;
Comparison means for outputting a steady heating operation transition signal when the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means becomes a steady transition temperature difference that can be determined to be a state capable of transition to the steady heating operation state;
An opening degree control means for switching the opening degree of the on-off valve to a required opening degree in a steady heating operation state in response to a steady heating operation transition signal from the comparison means after activation of the heating operation;
Even if a set time elapses after the start of heating operation, a start impossible signal is output when the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means does not become a steady transition temperature difference that can be determined to be a state capable of shifting to the steady heating operation state. A non-startable discrimination means to
In response to the start disable signal from the start disable determination means, the indoor unit selected by selecting a high priority indoor unit among the indoor units excluding the indoor unit scheduled to start and the indoor unit in the heating operation state. And a support indoor unit selection means for outputting a start support signal to the unit and opening an opening / closing valve of the corresponding indoor unit.
Here, the “indoor unit scheduled to start” refers to an indoor unit that is about to start the heating operation. In addition, the “indoor unit excluding the indoor unit scheduled to start and the indoor unit in the heating operation state” is not limited to the indoor unit that has stopped the operation, but the indoor unit that is operating in the ventilation mode, and In the case of an indoor unit that also performs cooling, the indoor unit that is operating in the cooling mode is also included (hereinafter, the same and may be referred to as an indoor unit in a heating operation stopped state).
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、定常暖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%(0.25)以上である。25%未満では、冷媒液の抜けが不十分になるからである。 The steady-state transition temperature difference varies depending on the mounting position of the temperature sensor and whether the responsiveness is good or bad, but when the temperature difference (for example, 10 ° C.) in the steady heating operation state is T, 25% ( 0.25) or more. This is because if it is less than 25%, the refrigerant liquid is insufficiently removed.
(作用・効果)
請求項1に係る発明の冷媒自然循環式暖房システムの構成によれば、暖房運転を起動し、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暖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暖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、暖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開閉弁を開き、冷媒ガス配管内の冷媒液を冷媒液配管側に抜く冷媒ガス配管の径を実質的に拡大し、冷媒液が抜けやすいようにする。
(Action / Effect)
According to the configuration of the refrigerant natural circulation heating system according to the first aspect of the present invention, the heating operation is started, and the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means can shift to the steady heating operation state even if the set time has elapsed. It is determined that it is impossible to start when the steady transition temperature difference that can be determined as the state is not reached, and the indoor unit excluding the indoor unit scheduled to start and the indoor unit in the heating operation state, that is, among the indoor units in the heating operation stopped state The opening / closing valve of the indoor unit having a higher priority is opened, the diameter of the refrigerant gas pipe that draws the refrigerant liquid in the refrigerant gas pipe to the refrigerant liquid pipe side is substantially enlarged, and the refrigerant liquid is easily removed.
したがって、暖房運転を起動したときにのみ暖房運転停止状態の室内ユニットの開閉弁を開くから、中間期や夏期などのように、暖房運転の頻度が少ないときに、開閉弁の開閉を必要最小限にして暖房運転を起動できる。そのうえ、暖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暖房運転を行う場合に、開閉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、定常暖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。
Therefore, since the opening / closing valve of the indoor unit in the heating operation stop state is opened only when the heating operation is started, the opening / closing of the opening / closing valve is minimized when the frequency of the heating operation is low, such as in the intermediate period or summer season. And heating operation can be started. In addition, since the activation is promoted by using the indoor unit in the heating operation stop state, when the heating operation is performed by starting a part of the plurality of indoor units, the opening / closing frequency of the on-off valve is reduced as much as possible. Starts well without degrading performance.
In addition, based on the temperature difference between the supply air temperature and the return air temperature of the temperature-controlled air blown from the use side heat exchanger, whether or not the refrigerant starts natural circulation and can be shifted to the steady heating operation state. Therefore, an inexpensive temperature sensor can be used, and the economy can be improved in this respect.
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、
請求項1に記載の冷媒自然循環式暖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。
In order to achieve the above-described object, the invention according to
In the refrigerant natural circulation heating system according to
An abnormality determination that outputs an abnormality signal when the activation disable signal is received from the activation disable determination means even after the activation support signal is output to all of the corresponding indoor units from the support indoor unit selection means and the support operation is completed. A means is provided.
(作用・効果)
請求項2に係る発明の冷媒自然循環式暖房システムの構成によれば、暖房運転停止状態の全ての室内ユニットの開閉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、冷媒の洩れや開閉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。
(Action / Effect)
According to the configuration of the refrigerant natural circulation heating system according to the second aspect of the present invention, when the opening / closing valves of all the indoor units in the heating operation stop state are opened, it is determined that there is an abnormality, and this is output as an abnormality signal. Can inform you.
Therefore, abnormalities in the refrigerant circulation system such as refrigerant leakage and malfunction of the on-off valve can be found at an early stage, and troubles can be prevented.
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暖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、高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。
In order to achieve the above-described object, the invention according to
In the refrigerant natural circulation heating system according to claim 1 or 2,
Install indoor units at different heights in the vertical direction,
The support indoor unit selection means is configured to be set so that the higher the indoor unit located at a higher position, the higher the priority.
(作用・効果)
請求項3に係る発明の冷媒自然循環式暖房システムの構成によれば、暖房運転停止状態にある室内ユニットのうち、高位置にある室内ユニット、すなわち、蒸発器からの冷媒ガス配管の長さが長い室内ユニットの開閉弁を優先的に開く。
したがって、冷媒ガス配管の長さが長くて溜まる冷媒液量が多い部分の冷媒ガス配管から冷媒液を抜いて蒸発器に回収していくことができるから、冷媒液の抜けが早くなり、起動不良を有効に解消できる。
(Action / Effect)
According to the configuration of the refrigerant natural circulation heating system of the invention according to
Therefore, it is possible to remove the refrigerant liquid from the refrigerant gas pipe where the refrigerant gas pipe is long and collect a large amount of refrigerant liquid and collect it in the evaporator. Can be resolved effectively.
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暖房システムにおいて、
鉛直方向の冷媒ガス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ガス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。
In order to achieve the above-described object, the invention according to claim 4
In the refrigerant natural circulation heating system according to any one of
An indoor unit is installed in a state where the distance is different in the horizontal direction in the refrigerant gas pipe in the vertical direction,
The support indoor unit selection means is configured to be set so that the priority is higher in the indoor unit located farther from the vertical refrigerant gas pipe.
(作用・効果)
請求項4に係る発明の冷媒自然循環式暖房システムの構成によれば、暖房運転停止状態にある室内ユニットのうち、鉛直方向の冷媒ガス配管から遠い位置にある室内ユニット、すなわち、鉛直方向の冷媒ガス配管からの冷媒ガス配管の長さが長い室内ユニットの開閉弁を優先的に開く。
したがって、冷媒ガス配管の長さが長くて溜まる冷媒液量が多い部分の冷媒ガス配管から冷媒液を抜いて蒸発器に回収していくことができるから、冷媒液の抜けが早くなり、起動不良を有効に解消できる。
(Action / Effect)
According to the configuration of the refrigerant natural circulation heating system of the invention according to claim 4, among the indoor units in the heating operation stopped state, the indoor unit located far from the vertical refrigerant gas pipe, that is, the vertical refrigerant. Open and close the open / close valve of the indoor unit with a long refrigerant gas pipe from the gas pipe.
Therefore, it is possible to remove the refrigerant liquid from the refrigerant gas pipe where the refrigerant gas pipe is long and collect a large amount of refrigerant liquid and collect it in the evaporator. Can be resolved effectively.
請求項1に係る発明の冷媒自然循環式暖房システムの構成によれば、暖房運転を起動し、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暖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暖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、暖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開閉弁を開き、冷媒ガス配管内の冷媒液を冷媒液配管側に抜く冷媒ガス配管の径を実質的に拡大し、冷媒液が抜けやすいようにする。 According to the configuration of the refrigerant natural circulation heating system according to the first aspect of the present invention, the heating operation is started, and the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means can shift to the steady heating operation state even if the set time has elapsed. It is determined that it is impossible to start when the steady transition temperature difference that can be determined as the state is not reached, and the indoor unit excluding the indoor unit scheduled to start and the indoor unit in the heating operation state, that is, among the indoor units in the heating operation stopped state The opening / closing valve of the indoor unit having a higher priority is opened, the diameter of the refrigerant gas pipe that draws the refrigerant liquid in the refrigerant gas pipe to the refrigerant liquid pipe side is substantially enlarged, and the refrigerant liquid is easily removed.
したがって、暖房運転を起動したときにのみ暖房運転停止状態の室内ユニットの開閉弁を開くから、中間期や夏期などのように、暖房運転の頻度が少ないときに、開閉弁の開閉を必要最小限にして暖房運転を起動できる。そのうえ、暖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暖房運転を行う場合に、開閉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、定常暖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。
Therefore, since the opening / closing valve of the indoor unit in the heating operation stop state is opened only when the heating operation is started, the opening / closing of the opening / closing valve is minimized when the frequency of the heating operation is low, such as in the intermediate period or summer season. And heating operation can be started. In addition, since the activation is promoted by using the indoor unit in the heating operation stop state, when the heating operation is performed by starting a part of the plurality of indoor units, the opening / closing frequency of the on-off valve is reduced as much as possible. Starts well without degrading performance.
In addition, based on the temperature difference between the supply air temperature and the return air temperature of the temperature-controlled air blown from the use side heat exchanger, whether or not the refrigerant starts natural circulation and can be shifted to the steady heating operation state. Therefore, an inexpensive temperature sensor can be used, and the economy can be improved in this respect.
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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係る冷媒自然循環式暖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、暖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凝縮液化して温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。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a refrigerant natural circulation heating system according to an embodiment of the present invention, and a plurality of
The
最上階の室内ユニット1よりも下方の位置に冷媒を蒸発気化する蒸発器4が設けられ、その蒸発器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。
蒸発器4と利用側熱交換器2との間に、蒸発器4で蒸発気化した冷媒ガスを、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で凝縮液化した冷媒液を蒸発器4に移送するに足るヘッド差が備えられている。
An evaporator 4 for evaporating and evaporating the refrigerant is provided at a position below the
Between the evaporator 4 and the use
冷媒ガス配管6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に供給する冷媒ガス量を調整する電磁操作型の開閉弁7が設けられている。
開閉弁7として、定常暖房運転状態で必要な最大開度〔室内ユニット1の空調(暖房)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。
An electromagnetically operated on-off valve 7 that adjusts the amount of refrigerant gas supplied to the usage-
As the on-off valve 7, a valve having an opening that can be opened at least 1.5 times the maximum opening required in the steady heating operation state (specified according to the air conditioning (heating) capacity of the indoor unit 1) is selected. Yes.
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。
In the
また、冷媒液配管5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への入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。
In addition, a first
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に開閉弁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からの暖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。
Each
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。
As shown in the block diagram of the control system of FIG. 3, the
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暖房運転移行信号をそれぞれ出力するようになっている。
The temperature difference calculating means 16 calculates the difference between the return air temperature measured by the return
The comparison means 17 compares the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means 16 with the set value (0.3T). When the calculated temperature difference is not equal to or greater than the set value, an unstart signal is output, and the calculated temperature difference is A steady heating operation transition signal is output when the set value is exceeded.
ここで、設定値(0.3T)としては、定常暖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、定常暖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%以上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、冷媒液が抜けて冷媒ガスが利用側熱交換器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。
Here, as a set value (0.3T), the steady transition temperature difference which can be judged as the state which can transfer to a steady heating operation state is set. More specifically, a value of 30% (0.3T) is set for the temperature difference T (usually about 10 ° C.) in the steady heating operation state. As this setting value, a value of 25% or more may be set. This is because the temperature difference after the operation is a result indicating that the refrigerant liquid has come out and the refrigerant gas has started to flow and be supplied to the use-
開度制御手段18では、運転スイッチ14からの暖房運転起動信号に応答して開閉弁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からの定常暖房運転移行信号に応答して開閉弁7の開度を定常暖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。
In the opening degree control means 18, the opening degree of the on-off valve 7 is opened to a possible opening degree in response to the heating operation start signal from the
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、暖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暖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。
In the start
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からの暖房運転起動信号に基づいて起動予定の室内ユニット1と暖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の開閉弁7を開き可能開度まで開くようになっている。
In the support indoor unit selection means 20, in response to the start disable signal from the start disable determination means 19, the
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、高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、鉛直方向の冷媒ガス配管6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、鉛直方向の冷媒ガス配管6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と暖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、高位置でかつ鉛直方向の冷媒ガス配管6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、鉛直方向の冷媒ガス配管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、高位置に有る室内ユニット1を優先する。
In the priority order setting table 21, the
When there are a plurality of
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。
The
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。
Next, the control operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, it is determined whether the
If the operation signal is output, it will transfer to step S2 and operation control, such as driving the
次いで、運転モードが暖房モードかどうかを判断する(S3)。
暖房モードで無ければ、冷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。暖房モードであれば、開閉弁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。
Next, it is determined whether the operation mode is the heating mode (S3).
If it is not in the heating mode, it shifts to another operation mode such as a cooling mode or a ventilation mode. If it is in the heating mode, the opening degree of the on-off valve 7 is opened to a possible opening degree, and then the process proceeds to step S4, where it is determined whether the temperature difference ΔT is equal to or greater than the set temperature difference, that is, whether it is activated.
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、開閉弁7の開度を定常暖房運転状態で必要な開度に切り換える。 If it is determined in step S4 that the temperature difference ΔT is not greater than or equal to the set temperature difference, that is, it has not been started, the process proceeds to step S5 to determine whether the set time has elapsed, and within the set time, the temperature difference When ΔT is equal to or greater than the set temperature difference, that is, when it is determined that it has started, the routine proceeds to step S6, where steady control is performed, and the opening of the on-off valve 7 is switched to the required opening in the steady heating operation state.
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の開閉弁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、開閉弁7の開度を定常暖房運転状態で必要な開度に切り換える。
When it is determined in step S5 that the set time has elapsed, that is, when it is determined that the activation is impossible, an activation impossible signal is output, and the process proceeds to step S7 to perform activation control. That is, the activation support indoor unit selection means 20 selects the
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の開閉弁7を開き可能開度まで開く。
In step S9, when it is determined that the set time has elapsed, that is, when it is determined that the activation is impossible, an activation impossible signal is output, and the process proceeds to step S10 where all the
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。
If it is determined by the abnormality determination means 22 that all the
以上の構成により、暖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、暖房運転停止状態の室内ユニット1を利用して冷媒液を冷媒ガス配管6内から早期に抜き、起動を行って暖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。
With the above configuration, when the heating operation cannot be started even after the set time has elapsed, the refrigerant liquid is quickly discharged from the refrigerant gas pipe 6 using the
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、定常暖房運転状態での開閉弁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、開閉弁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、開閉弁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、開閉弁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暖房運転を行うようになっている。
Although not shown, the
In other words, the refrigerant temperature difference between the refrigerant temperature measured by the second
開閉弁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、定常暖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。 As the on-off valve 7, a valve whose opening-refrigerant flow rate characteristics are close to linear is used. As a result, the refrigerant gas in the refrigerant liquid pipe 5 can be quickly removed when the one having a sufficient margin such that the required maximum opening degree is three times or more in the steady heating operation state can be quickly extracted. It can be done more effectively.
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、開閉弁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、定常暖房運転状態で冷媒ガスを制御する上での開閉弁の必要な最大開度にかかわらず、起動時には、選定した開閉弁自体の最大開度を開き可能開度として、冷媒液を抵抗少なく流動させ、一層迅速に冷媒液を抜くことができる。
Further, at the time of a start-up test after the
As a result, regardless of the required maximum opening of the on / off valve for controlling the refrigerant gas in the steady heating operation state, at the time of startup, the maximum opening of the selected on / off valve itself is set as an openable opening, and the refrigerant liquid is It can be made to flow with little resistance and the refrigerant liquid can be extracted more rapidly.
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、選定した開閉弁自体の最大開度が大きくても、開き可能開度を定常暖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開閉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。
Further, for example, when it is necessary to suppress the generation of a large flow noise such as surreal due to a large amount of refrigerant flowing in the piping, such as in a hotel, the selected on-off valve itself Even if the maximum opening is large, the openable opening is set to an opening close to 1.5 times the maximum opening required in steady heating operation, and the time is minimized as much as possible while taking into account the loudness of the flow noise. Thus, it is possible to quickly degas by setting the openable opening.
Therefore, since it can be suitably started according to the air-conditioning place and can be used in various air-conditioning places with the same opening / closing valve, the degree of freedom in design is increased and the design can be easily performed. The effect that can be demonstrated.
上記実施例では、利用側熱交換器2に供給する冷媒ガス量を調整するのに、開閉弁7を配管径の小さい冷媒液配管5側に設け、開閉弁7を小型化できるようにしているが、利用側熱交換器2への供給側となる冷媒ガス配管6側に設けても良い。また、開閉弁7としては、電磁操作型の開閉弁に限らず、電子膨張弁を使用することもできる。
In the above embodiment, in order to adjust the amount of refrigerant gas supplied to the use
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。
The present invention is not limited to the case where a large number of
1…室内ユニット
2…利用側熱交換器
4…蒸発器
5…冷媒液配管
6…冷媒ガス配管
7…開閉弁
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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暖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暖房運転移行信号を出力する比較手段と、
暖房運転の起動後に前記比較手段からの定常暖房運転移行信号に応答して前記開閉弁の開度を定常暖房運転状態で必要な開度に切り換える開度制御手段と、
暖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暖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暖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開閉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暖房システム。 A plurality of indoor units including a use side heat exchanger that condenses and liquefies a refrigerant that changes phase into a gas and a liquid to dissipate heat are provided, and the use side heat exchanger and an evaporator that evaporates and evaporates the refrigerant. The refrigerant liquid pipe and the refrigerant gas pipe are connected to each other, the evaporator is disposed below the use side heat exchanger, and the natural circulation between the evaporator and the use side heat exchanger allows the The refrigerant gas evaporated by the evaporator is transferred to the use side heat exchanger, and the use side heat is provided with a head difference sufficient to transfer the refrigerant liquid condensed and liquefied by the use side heat exchanger to the evaporator. In the refrigerant natural circulation heating system provided with an on-off valve for adjusting the amount of refrigerant gas supplied to the exchanger,
A supply air temperature sensor for measuring a supply air temperature of the temperature-controlled air blown out from the use side heat exchanger;
A return air temperature sensor for measuring the return air temperature of the temperature-controlled air returned to the use side heat exchanger;
A temperature difference calculating means for calculating a difference between the return air temperature measured by the return air temperature sensor and the supply air temperature measured by the supply air temperature sensor;
Comparison means for outputting a steady heating operation transition signal when the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means becomes a steady transition temperature difference that can be determined to be a state capable of transition to the steady heating operation state;
An opening degree control means for switching the opening degree of the on-off valve to a required opening degree in a steady heating operation state in response to a steady heating operation transition signal from the comparison means after activation of the heating operation;
Even if a set time elapses after the start of heating operation, a start impossible signal is output when the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means does not become a steady transition temperature difference that can be determined to be a state capable of shifting to the steady heating operation state. A non-startable discrimination means to
In response to the start disable signal from the start disable determination means, the indoor unit selected by selecting a high priority indoor unit among the indoor units excluding the indoor unit scheduled to start and the indoor unit in the heating operation state. A support indoor unit selection means for outputting a start support signal to the unit and opening an opening / closing valve of the corresponding indoor unit;
A refrigerant natural circulation heating system comprising:
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暖房システム。 In the refrigerant natural circulation heating system according to claim 1,
An abnormality determination that outputs an abnormality signal when the activation disable signal is received from the activation disable determination means even after the activation support signal is output to all of the corresponding indoor units from the support indoor unit selection means and the support operation is completed. A refrigerant natural circulation heating system provided with means.
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、高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暖房システム。 In the refrigerant natural circulation heating system according to claim 1 or 2,
Indoor units are installed at different heights in the vertical direction,
The refrigerant natural circulation heating system in which the support indoor unit selection means is set so that the higher the indoor unit located at a higher position, the higher the priority.
鉛直方向の冷媒ガス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ガス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暖房システム。
In the refrigerant natural circulation heating system according to any one of claims 1, 2, and 3,
The indoor unit is provided in a state in which the distance in the horizontal direction is different in the refrigerant gas pipe in the vertical direction,
A refrigerant natural circulation heating system in which the support indoor unit selection means is set such that the priority is higher in an indoor unit located farther from the refrigerant gas pipe in the vertical direction.
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