專利名稱：空調裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空調裝置，特別是涉及一種利用液態(tài)和氣態(tài)的比重差和設置在液態(tài)管上的泵的排出力使可在氣液二態(tài)間變化的流體在熱源側單元和全部或半數設置在熱源側單元下方的多個用戶側單元之間循環(huán)，在各用戶側單元至少可進行制冷的空調裝置。
圖13示出的就是這樣一種空調裝置，這種空調裝置公開于特開平7-151359號上，圖1中，1是能夠供給冷水或熱水的室外熱交換器(以下稱為熱源側單元)，4是位于熱源側單元下方分級設置的用戶側單元的熱交換器，8是流量調節(jié)閥，10是電動泵，11-14是開關閥，用液態(tài)管6和氣態(tài)管7將它們如圖所示那樣連接起來形成閉合回路3，封入閉合回路的制冷劑在熱源側單元和用戶側單元4之間循環(huán)，由用戶側單元4進行制冷/供暖。S14是設置在熱源側單元1的側面上的液位傳感器，供暖運行時，控制電動泵10，以便在熱源側單元1內保留一定量的液態(tài)制冷劑。
即，上述構成的空調裝置中，當設置了用戶側單元4的室內空氣溫度較高時，在電動泵10處于停止狀態(tài)下，則關閉開關閥11.12，打開開關閥13.14，與此同時，流量調節(jié)閥8也打開，向熱源側單元1供給冷水，對封入閉合回路3內的制冷劑進行冷卻而使其冷凝，則由熱源側單元1冷凝的液態(tài)制冷劑靠自重1沿液態(tài)管6向下流動，通過開關閥13.14及流量調節(jié)閥8流入熱交換器5內。
流入熱交換器5的液態(tài)制冷劑經熱交換器的管壁從室內空氣吸取熱量進行制冷，同時，制冷劑自身蒸發(fā)而流入氣態(tài)管7內，回流到因制冷劑冷凝而成低壓狀態(tài)的熱源側單元1內，形成所謂的自然循環(huán)，在整個一年中電力消耗量最大的夏季不需要驅動電動泵10的電力，從而顯示出的優(yōu)點是能夠減少運行成本。
另外，關閉開關閥11.14，打開開關閥12.13，流量閥8也打開，起動電動泵10，由熱源側單元1的冷卻作用對封入閉合回路3的制冷劑進行冷卻而使其冷凝時，由熱源側單元1冷凝的液態(tài)制冷劑靠自重和電動泵10的排出力而沿液態(tài)管6向下流動，通過流量調節(jié)閥8流入熱交換器5內，完成制冷作用的制冷劑強制循環(huán)。
這樣，起動電動泵10進行制冷時，緊靠熱源側單元1下方的/而設置在最上層的用戶側單元4的熱交換器5能夠得到最充分的制冷劑量。
另一方面，當設置有用戶側單元4的室內空氣溫度較低時，在關閉開關閥12.13，打開開關閥11.14，與此同時，流量調節(jié)閥8也打開，電動泵10處于起動的狀態(tài)下，向熱源側單元1供給熱水，對封入閉合回路3內的制冷劑進行加熱而使其蒸發(fā)時，則由熱源側單元1蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑經氣態(tài)管7流入熱交換器5內。
流入熱交換器5內的制冷劑蒸汽經熱交換器的管壁向室內空氣放熱進行供暖作用，制冷劑自身冷凝而流入液態(tài)管6內，通過開關閥14.11經電動泵10回流到熱源側單元1內，構成一個制冷劑的循環(huán)，可連續(xù)地使用戶側單元4進行供暖操作。
在特開平7-151359號公報中所揭示的上述構成的空調裝置中，在停止電動泵，使制冷劑自然循環(huán)而進行制冷時，能夠減少電力消耗量為高峰期的夏季的電力消耗，抑制了成本升高，但是，因為向與熱源側單元的上下高度差較小的最上層的用戶側單元供給充足的制冷劑量是很困難的，所以出現制冷不足的現象。
另一方面，如果起動電動泵，雖然能夠向最上層的用戶側單元提供足量的制冷劑，確保必要的制冷，但必須消耗驅動電動泵的電力。而且，此時的電動泵具有能把在供暖時由用戶側單元冷凝的制冷劑輸送到設置在上方的熱源側單元的能力，因此電力消耗更高。
因此，有必要提供一種能夠充分發(fā)揮其制冷作用，又能抑制年間耗電量最大的盛夏的電力消耗量的空調裝置。
另外，當閉合回路內的制冷劑的壓力在制冷運行中急劇減少時，因在液態(tài)管內會產生沸騰和氣泡現象，導致制冷劑不能順利循環(huán)，出現空調不能正常運行的問題。另外，在制冷運行時，存在的問題是制冷劑以液態(tài)大量地存儲在熱源側單元內，造成向用戶側單元循環(huán)的量不足，這些均是本發(fā)明所要解決的問題。
為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供的第一結構的空調裝置具有使可在液態(tài)和氣態(tài)間作相變的液體冷凝并向外供給的熱源側單元和全部或大部分設置在上述熱源側單元下方的多個用戶側單元，用配管將上述熱源側單元和用戶側單元連接起來，使由上述熱源側單元供給的液體利用其液態(tài)和氣態(tài)的比重差在上述熱源側單元和用戶側單元之間循環(huán)，在主要供上述的液態(tài)液體流動的液態(tài)管上設置液體泵，利用該液體泵的排出力使上述液體循環(huán)，使各用戶側單元進行制冷運行，其特征在于還具有控制裝置，為了使預定的物理量達到規(guī)定的狀態(tài)，而控制上述液體的運轉。
根據第一結構的空調裝置，第二空調裝置的特征在于檢測出與用戶側單元的空調負荷有關的物理量來控制液體泵的轉數。
第三結構的空調裝置的特征在于檢測出與熱源側單元的冷卻熱量有關的物理量來控制液體泵的轉數。
根據第二結構的空調裝置，第四空調裝置的特征在于上述控制裝置通過改變上述液體泵的驅動用電機的極數，供給該驅動用電機的電力的頻率，電壓或電流中的至少一個來控制上述液體泵的轉數。
根據第三結構的空調裝置，第五結構的空調裝置的特征在于上述控制裝置通過改變上述液體泵的驅動用電機的極數，供給該驅動用電機的電力的頻率，電壓或電流中的至少一個來控制上述液體泵的轉數。
第六空調裝置具有使可在液態(tài)和氣態(tài)間作相變的液體冷凝并向外供給的熱源側單元和全部或大部分設置在上述熱源側單元下方的多個用戶側單元，用配管將上述熱源側單元和用戶側單元連接起來，使由上述熱源側單元供給的液體利用其液態(tài)和氣態(tài)的比重差在上述熱源側單元和用戶側單元之間循環(huán)，在主要供上述液態(tài)液體流動的液態(tài)管上設置第一液體泵，利用該第一液體泵的排出力使上述液體循環(huán)，向各用戶側單元供給包含液相狀態(tài)的流體，由該各用戶側單元蒸發(fā)這些流體，使各用戶側單元進行制冷運行，其特征在于還具有使上述液態(tài)管中的流體返回上述熱源側單元的配管和設置在配管上的第二液體泵以及在制冷時打開，在供暖時關閉，且被設置在第一液體泵的排出側和上述液態(tài)管之間的開關閥，借助于第二液體泵運轉而產生的負壓使由上述熱源側單元蒸發(fā)并提供的氣態(tài)狀流體在各用戶側單元和熱源側單元之間循環(huán)，由各用戶側單元使包含氣相狀態(tài)的流體冷凝，而各用戶側單元可進行供暖運轉，此外，設置有根據在上述熱源側單元和上述用戶側單元之間循環(huán)的流的狀態(tài)來控制上述熱源側單元運轉的控制裝置。
根據第六空調裝置，第七結構的空調裝置的特征在于上述控制裝置根據由上述熱源側單元冷凝供給的流體的壓力來控制上述熱源側單元的運轉能力，而且，當該流體的溫度在規(guī)定值以下時，使上述熱源側單元停止運轉。
第八結構的空調裝置的特征在于在第一液體泵的吸入側設置積蓄由上述熱源側單元冷凝并供給的流體的儲箱和檢測上述熱源側單元內具有的流體量的檢測裝置，上述控制裝置當儲箱內的流體液位低于規(guī)定值以下時停止第一液體泵的運轉，而當上述檢測裝置檢測出的熱源側單元內的液體量在規(guī)定值以上時，停止上述熱源側單元的運轉。
第九結構的空調裝置的特征在于在第二液體泵的吸入側設置積蓄上述液態(tài)管內流體的儲箱和檢測上述熱源側單元內具有的流體量的檢測裝置，上述控制裝置當儲箱內的流體液位低于規(guī)定值以下或上述檢測裝置檢測出的熱源側單元內的液體量高于第一規(guī)定值以上時停止第二液體泵的運轉，而當上述檢測裝置檢測出的熱源側單元內的液體量在比第一規(guī)定值低的第二規(guī)定值以下時，停止上述熱源側單元的運轉。
根據上述第八結構的空調裝置，第十結構的空調裝置的特征在于第一液體泵的排出側和儲箱的上部通過減壓閥連接，該減壓閥在規(guī)定壓力以上時打開。
圖1是第一裝置構成的說明圖。
圖2是圖3是根據空調負荷變換向電動泵供給電力的頻率時的說明圖。
圖4是根據投入的熱量變換向電動泵供給電力的頻率時的說明圖。
圖5是示出構成第二裝置結構的說明圖。
圖6示出構成第三裝置結構的說明圖。
圖7是電動泵的控制說明圖。
圖8是防止過冷卻時的說明圖。
圖9是防止R-134A循環(huán)量不足時的控制說明圖。
圖10是供暖用泵的控制流程圖。
圖11是防止R-134A以液體流入氣態(tài)管時的控制流程圖。
圖12是防止用戶側單元空燒時的控制流程圖。
圖13是現有技術的說明圖。
下面，參照


本發(fā)明的實施例。為了便于理解，在這些圖(也包括圖13)對已說明的部分和具有相同功能的部分給以相同的符號。
圖1是第一結構的空調裝置的說明圖，圖中1是由能夠發(fā)揮所期望的冷卻或加熱作用的如由吸收式制冷機構成的熱源側單元，通過被設置在建筑物的屋頂上的機械室內的以管狀配置在如蒸發(fā)器內部的熱交換器2與封入閉合回路3內的可在氣體和液體二相間變化的流體，例如即使在低溫下壓力下降也容易蒸發(fā)的制冷劑R-134A進行熱交換，使制冷劑產生相變。
吸收式制冷機能夠使用美國專利5224352號等公開的一種通過流過與蒸發(fā)器熱交換器2內部的流體進行熱交換而能將其冷卻或加熱的吸收式制冷機。
熱源側單元1的熱交換器2和設置在建筑物各房間內的用戶側單元4的熱交換器5如圖1所示那樣將液態(tài)管6.氣態(tài)管7.流量調節(jié)閥8.儲箱9.電動泵10.開關閥11-14用配管連接起來，形成閉合回路3。
15是改變供給電動泵10的電力頻率的頻率變換器，16是向熱交換器5吹送室內空氣并使這些空氣在室內循環(huán)的送風機，S1和S2是用于檢測R-134A溫度且設置在熱交換器5的R-134A的出入口的溫度傳感器，空調負荷越大，入口側的溫度傳感器S1和出口側的溫度傳感器S2測出的溫度差大，空調負荷越小，上述溫度差變小。
另外，S3是用于檢測儲存在液箱9內的R-134A的液位的液位傳感器，S4是檢測為了使R-134A冷凝而向熱源側單元供給的熱量多少的熱量傳感器。
在該熱源側單元1上設置熱源側控制裝置17，在上設置用戶側控制裝置18。用戶側控制裝置18內裝有信號變換器(圖中未示出)，該信號變換器能夠將流量調節(jié)閥8的開度及溫度傳感器S1.S2檢測出的溫度信號變換成通信信號，而且，能夠將從外部接受到的通信信號變換成所要的控制信號，利用通信線將熱源側控制裝置17和用戶側控制裝置18連接起來，用戶側控制裝置18接受熱源側控制裝置17輸出的控制信號，從而控制流量調節(jié)閥8的開度。
另外，對應于各用戶側單元4設置了完成制冷/供暖的起動/停止，送風的強弱選擇，溫度設定的遙控器20，該遙控器20可與用戶側控制裝置18進行通信，熱源側控制裝置17通過圖中未示出的信號線與液位傳感器S3.熱量傳感器S4.頻率變換器15連接，這樣各機器之間能夠傳輸信號。
上述構成的空調裝置中，例如當室溫較高時，如果由熱源側單元1的熱交換器1冷卻閉合回路3的R-134A，且在關閉開關閥11.14，打開開關閥12.13的狀態(tài)下使電動泵10運轉，經熱交換器2的管壁冷卻而冷凝的R-134A流向下游側的液態(tài)管6，由停留在液態(tài)管6內的R-134A的重量和電動泵10的排出力向用戶側單元4的熱交換器5供給R-134A，這樣，能夠分別向熱交換器5供給足夠的R-134A。
對于各熱交換器5，由于由送風機16強制供給高溫室內空氣，因此R-134A從室內空氣吸取熱量而蒸發(fā)，進行制冷，之后，R-134A被冷卻而冷凝液化，通過氣態(tài)管返回低壓的熱源側單元1的熱交換器2內。
在上述制冷運行中，本發(fā)明的空調裝置的熱源側控制裝置17控制電動泵10的轉數，以便于將如液位傳感器S3輸出的儲箱9內的R-134A的液位高度維持規(guī)定的狀態(tài)。
即，熱源側控制裝置17是這樣來控制電動泵10的轉數的，由頻率變換器15如圖2所示那樣地在液位傳感器S3檢測并輸出的R-134A的液位高度L(將上下2位置0-100等分，并用百分率表示)低時，使供給電動泵10的電力的頻率數N降低，而在液位高度L為高時增加供給電動泵10的電力的頻率數N。
本發(fā)明的空調裝置中，在R-134A的液體和氣體的比重再加上電動泵10所能提供的運送力，來運送R-134A的液體，因此即使用戶側單元4的局部設置在與熱源側單元1相同的地板上或比熱源側單元4更高的位置處，也能夠確實地實現R-134A的制冷循環(huán)，而且由于控制了電動泵10的頻率而控制了其轉數，因此能夠減少電力的消耗量。
另外，在液位傳感器S3檢測并輸出的R-134A的液位高度L低于規(guī)定的高度時，使電動泵10的全部電極發(fā)揮作用，以降低電動泵10的轉數，在液位高度L高于規(guī)定的高度時，切換配線使電動泵10的部分電極失去功能以增加電動泵10的轉數，以上述電極變換控制手段，也能夠進行轉數控制。改變電壓及電流值，同樣也能控制電動泵10的轉數。
此外，根據基于溫度傳感器S1.S2輸出的溫度信號求出的空調負荷或熱量傳感器S4輸出的投入熱源側單元1的熱量信息也可控制電動泵10的轉數。
即，根據從全用戶側單元4的溫度傳感器S1.S2檢測并輸出的R-134A的溫度信息運算出的全空調負荷W(比百分比表示)，熱源側控制裝置17借助頻率變換器15如圖3所示那樣地改變供給電動泵10的電力頻率的方式來控制電動泵10的轉數，或者與前述液位L的情況一樣變換電動泵10的極數，也可以控制轉數。
或者，根據熱量傳感器S4檢測并輸出的投入熱源側單元1的熱量(以百分率表示燃料開度等，參照后述的附圖6)，熱源側控制裝置17借助頻率變換器15如圖4那樣改變供給電動泵10的電力的頻率N的方式來控制電動泵10的轉數，或者與前述液位L的情況一樣，通過變換電動泵10的極數來控制轉數。
即使根據上述的任何一種方法來控制電動泵10的轉數，都能可靠地使進行制冷的R-134A循環(huán)，而且能夠抑制電力消耗。
再者，為了能夠檢測吹向熱交換器5的室內空氣的溫度變化而設置溫度傳感器S1.S2，或者代替溫度傳感器S1.S2，設置能夠檢測熱交換器5的出入口處的R-134A的壓力差的壓力傳感器，也能夠將其信號作為空調負荷輸出給熱源側控制裝置17。
根據涉及空調負荷的信息，例如流量調節(jié)閥8的開度總和等，也可以控制電動泵10的轉數。
此時，對于設置在上層的用戶側單元4的熱交換器5和設置在下層的用戶側單元4的熱交換器5，即使流量調節(jié)閥8的開度相同，因為流入設置在下層的用戶側單元4的熱交換器5的R-134A的量多，R-134A流入設置在上層的用戶側單元4的熱交換器5內困難，所以最好求出設置用戶側單元4的樓層的閥開度的修正總和，例如來決定供給電動泵10的電力的頻率N。
即，即使溫度傳感器S1.S2檢測出的溫度信息相同，由于利用向流量調節(jié)閥8輸出相同的控制信號來控制其開度，因此如果設置樓層不同，就不能供給與制冷負荷對應的適量R-134A，應該將因設置用戶側單元4樓層而異的控制信號，即設置用戶側單元4樓層越高，流量調節(jié)閥8的開度越大的控制流程存儲在熱源側控制裝置17內，例如用戶側單元4設置為10層的空調裝置的情況，若把設置在最低層的用戶側單元4的修正系數設定為1，以后每增加一層在此系數基礎上再加0.1，作為該層的修正系數，根據溫度傳感器S1.S2檢測的溫度信息，首先求出無修正時的流量調節(jié)閥8的開度，再將該開度乘以所要的修正系數，求出實際向用戶側單元4輸出的流量調節(jié)閥8的開度，也就是將把用戶側單元4的流量調節(jié)閥8的開度調整至這樣求出的開度的控制信號輸出到用戶側控制裝置18的控制流程存儲在熱源側控制裝置17內，根據該控制流程控制用戶側單元4各自的流量調節(jié)閥8的開度。
如將設置在最低層的用戶側單元4的修正系數作為1，而每增加一層，則將1+0.1的數值作為該層的修正系數，以所要的修正系數除實際檢測出的流量調節(jié)閥8的開度，并以這樣求出的全修正開度為基礎，把決定向電動泵10供給電力的頻率N的這種控制程序存儲在熱源側控制裝置17內，熱源側控制裝置17根據該程序來控制電動泵10的轉數。
在只使用除最上層之外的用戶側單元4進行制冷運轉的情況下，即使不起動電動泵10，只關閉開關閥11，12而打開13，14，由于留在液態(tài)管6內的R-134A的液體重量能向用戶側單元4的熱交換器5供給足量的R-134A，因此可停止電動泵10的運轉，實現更經濟的運行。
當室內溫度低時，在關閉開關閥12.13打開開關閥11.14，的狀態(tài)下，由熱源側單元1的熱交換器2加熱閉合回路3的R-134A并使其蒸發(fā)，蒸發(fā)后的R-134A經氣態(tài)管7流向用戶側單元4，由各用戶側單元4的熱交換器5向送風機16供給的低溫室內空氣放熱對室內供暖，使供暖時冷凝。液化的R-134A返回熱源側單元1的供暖運轉時的電動泵10的轉數也與上述制冷運轉時一樣以頻率變換或極數變換來控制。
以由溫度傳感器S1.S2檢測出的溫度信息算出的全空調負荷W，液位傳感器S3檢測出的R-134A的液位L和熱量傳感器S4檢測出的投入熱源側單元1的熱量Q為基礎，電動泵10的頻率變換控制或極數變換控制與制冷時能夠完全相同地進行，但在按照流量調節(jié)閥8的開度為基礎時，由于修正方向相反，所以必須注意。
即，因為設置在下層的熱交換器5和儲箱9的上下高度差小，因此由熱交換器5冷凝的R-134A的液體難以向儲箱排出。另外，由于設置在下層的熱交換器5和熱源側單元1的熱交換器2蒸發(fā)的R-134A在低壓下作用，因此由在下層的熱交換器5冷凝的R-134A的液體難以排出。因此如果供暖負荷相同，設置在下層的熱交換器5必須以增大流量調節(jié)閥8開度的方式進行供暖運行。
即，即使溫度傳感器S1.S2檢測出的溫度信息相同，應該將因設置用戶側單元4樓層而異的控制信號，即設置用戶側單元4樓層越低，流量調節(jié)閥8的開度越大的控制流程存儲在熱源側控制裝置17內，例如用戶側單元4設置為10層的空調裝置的情況，若把設置在最高層的用戶側單元4的修正系數設定為1，以后每低一層在此系數基礎上再加0.05作為該層的修正系數，根據溫度傳感器S1.S2檢測的溫度信息，首先求出無修正時的流量調節(jié)閥8的開度，再將該這樣求出的開度乘以所要的修正系數，求出實際向用戶側單元4輸出的流量調節(jié)閥8的開度，然后把利用側單元4的流量調節(jié)閥8的開度調整至這樣求出的開度的控制信號輸出到利用側控制裝置18的控制流程存儲在熱源側控制裝置17內，根據該控制流程，由熱源側控制裝置17控制利用側單元4各自的流量調整閥8的開度。
因此，此時如在最高層上設置的用戶側單元4的修正系數設定為1，每下一層在1上加0.05，并將此值作為該層的修正系數，用所需的修正系數除實際檢測出的流量調節(jié)閥8的開度，從而求出其修正系數，并根據這樣求出的全修正系數，決定供給電動泵10的電力的頻率，以便控制電動泵10的轉數。
圖5是示出第二裝置構成的說明圖，由具有上述功能的吸收式制冷機構成的熱源側單元1的熱交換器2設置在建筑物如其屋頂上的機械室內，用戶側單元4的熱交換器5設置在建筑物的各房間內，兩熱交換器4，5如圖所示地由液態(tài)管6.氣態(tài)管7，流量調節(jié)閥8及配管連接形成閉合回路3。
21，22，23分別是設置在液態(tài)管6的共通管6A上的儲箱，制冷運轉時起動的作為制冷用輔助泵的小型電動泵和制冷運轉時打開，供暖運轉時關閉的冷暖切換閥(開關閥)，6B是為了旁路冷暖切換閥23而與液態(tài)管的共通管連接的旁路管，24和25是設置在該旁路管6B上的儲箱和供暖運轉時起動的大型電動泵，6C是為了旁路儲箱21和電動泵22而與液態(tài)管的共通管6A連接的旁路管，26是設置在該旁路管6C上的在制冷運轉時關閉供暖運轉時打開的切換閥(開關閉)。
另外，在儲箱21上設置液位傳感器S3，液位傳感器S3能夠檢測滯溜在儲箱21內R-134A的液位。與上述圖1示出的空調裝置一樣，設置了熱源側控制裝置17.用戶側控制裝置18.遙控器20等。
在上述構成的空調裝置中，例如當室內溫度高時，一方面由熱源側單元1的熱交換器2冷卻閉合回路3內的R-134A，一方面在關閉冷暖切換閥26打開冷暖切換閥23的狀態(tài)下使電動泵22運轉而使電動泵25停止，則經熱交換器2管壁冷卻而冷凝的R-134A流向下游側的液態(tài)管6，由液態(tài)管6內的R-134A的重力和電動泵22的排出力供給用戶側單元4的熱交換器5，因此能夠向熱交換器5分別提供足夠的R-134A。
由于由送風機16將高溫室內空氣強制供給各熱交換器5，因此R-134A從室內空氣吸收熱量而蒸發(fā)，進行制冷作用，之后，R-134A通過氣態(tài)管7返回到因制冷劑被冷卻并冷凝液化而低壓狀態(tài)的熱源側單元1的熱交換器2內。
在上述制冷運轉中，本發(fā)明的空調裝置的熱源側控制裝置17根據如液位傳感器S3輸出的儲箱21中的R-134A的液位來控制電動泵22的轉數。
即，根據液位傳感器S3檢測輸出的R-134A的液位L(將上下兩個位置間的高度作100等分，以百分比表示)，熱源側控制裝置17利用頻率變換器15與如前圖2一樣變換供給電動泵22的電力的頻率，從而達到控制電動泵22的轉數。
而且，在圖5示出結構的空調裝置中，由于也由R-134A的液體與氣體的比重差及電動泵22的輸送力來輸送，因此，即使部分用戶側單元4設置在與熱源側單元1相同高度或比熱源側單元1更高的位置上，仍能確實可靠地使R-134A進行制冷循環(huán)，而且由于以控制頻率的方式控制電動泵22的轉數，能夠抑制電力的消耗量。
此時，也可以根據依照溫度傳感器S1S2輸出的溫度求出的空調負荷或熱量傳感器S4輸出的投入熱源側單元1的熱量來控制電動泵22的轉數。
即，也可以根據從全用戶側單元4的溫度傳感器S1S2檢測并輸出的R-134A的溫度算得到的全空調負荷W(百分比表示)，熱源側控制裝置17利用頻率變換器15與如前圖3那樣地變換供給電動泵22的電力的頻率，從而達到控制電動泵22的轉數。
另外，根據熱量傳感器S4檢測并輸出的投入熱源側單元1的熱量Q(以百分比表示燃料閥的開度等)，熱源側控制裝置17也能夠利用頻率變換器15如前述圖4那樣來變換供給電動泵22的電力的頻率N，以達到控制其轉數。
無論用上述的何種方式來控制電動泵22的轉數，都能使進行制冷運轉的R-134A可靠循環(huán)，而且能夠抑制電力消耗。
圖5示出的空調裝置的溫度傳感器S1S2也與圖1示出的空調裝置一樣，用于檢測吹向熱交換器5的室內空氣的溫度變化，或者用壓力傳感器來代替溫度傳感器S1S2，壓力傳感器用于檢測熱交換器5的出入口處的R-134A的壓力差，壓力傳感器檢測出的壓力信號作為空調負荷輸出給熱源側控制裝置17。
也可以根據有關空調負荷的信息，例如流量調節(jié)閥8的開度總和等，與圖1所示的空調裝置的電動泵10的情況一樣，考慮運行的用戶側單元4的設置樓層來控制電動泵22的轉數。
在上述構成的空調裝置中，如果室內溫度低時，一邊由熱源側單元1的熱交換器2對R-134A加熱，一邊打開冷暖切換閥26關閉冷暖切換閥23使電動泵22停止而使電動泵25運轉，則通過熱交換器2的管壁加熱而蒸發(fā)的R-134A經氣態(tài)管7供給各用戶側單元的熱交換器5。
由于由送風機16將低溫空氣強制供給各熱交換器5，R-134A向室內空氣放熱而其自身冷凝，對室內進行供暖，之后，冷凝而液化的R-134A通過流量調節(jié)閥8流入下方的儲箱24內，由電動泵25使其返回熱源側單元1的熱交換器2內，從而完成所謂的供暖運行的循環(huán)。
冷暖切換閥26作為常閉閥用所作用的壓力超過規(guī)定壓力時打開的所謂減壓閥，當電動泵22輸送的R-134A的壓力在規(guī)定值以上時，自動地打開讓R-134A返回儲箱21內。因為裝置的結構簡單，所以可以將儲箱21.電動泵22.冷暖切換閥23.26等容納在熱源側單元1的內部。
圖6是示出第三裝置結構的說明圖，由具有上述功能的吸收式制冷機構成的熱源側單元1的熱交換器2設置在建筑物如其屋頂上的機械室內，用戶側單元4的熱交換器5設置在建筑物的各房間內，兩熱交換器4，5如圖所示地由液態(tài)管6.氣態(tài)管7，流量調節(jié)閥8及配管連接形成閉合回路3。
在該空調裝置的液態(tài)管6上串聯地設置有為了儲存借助熱源側單元1的熱交換器2放熱而冷凝并流出的液體R-134A的儲箱21，為了將存儲在該儲箱內的R-134A輸送到用戶側單元4內/且在制冷運轉時起動的小型電動泵22和冷暖切換閥23，與上述路經并行且相互串聯設置為了存儲借助用戶側單元4的熱交換器5進行供暖而冷凝且流出的液體R-134A的儲箱24，使存儲在該儲箱內的R-134A流回熱源側單元1的在供暖運轉時起動的大型電動泵25及分別在儲箱21和24的上下二個位置檢測液位的傳感器S5S6，S7S8。
另外，將液位檢測管27設置在熱源側單元1的熱交換器2的出入口之間并與其出入口連通，在該液位檢測管27的上下二個地方也設置傳感器S9S10。
28是設置在與燃燒器29連接的燃料管上的燃料調節(jié)閥，燃燒器29用于加熱圖中未示出的吸收液使制冷劑蒸汽蒸發(fā)分離，S11是用于檢測從熱交換器2流向液態(tài)管6的R-134A的壓力的壓力傳感器，S12和S13是設置在熱交換器2的出入口處，用于檢測在閉合回路3內循環(huán)的R-134A的溫度的溫度傳感器。
熱源側單元1上設置的熱源側控制裝置17具有以下功能在制冷運轉中，為了使得壓力傳感器S11檢測出的R-134A的壓力，即在熱交換器2內接受冷卻作用而冷凝流向液態(tài)管的R-134A的壓力成為例如R-134A在7℃冷凝時的平衡壓力約7.5Pa，能夠調節(jié)燃料閥28的開度，和當溫度傳感器S13檢測出的R-134A的溫度低于規(guī)定溫度，即在熱交換器2內接受冷卻作用而冷凝流向液態(tài)管6的R-134A的溫度低于如5℃以下時，能夠關閉燃料調節(jié)閥28，而在供暖運轉中，為使溫度傳感器S12檢測出的R-134A的溫度即熱交換器2內接受加熱作用而蒸發(fā)并流向氣態(tài)管6的R-134A的溫度成為規(guī)定溫度如為55℃而可調節(jié)燃料閥28的開度；用戶側單元4上設置的用戶側控制裝置18具有以下功能在制冷運轉中，為使溫度傳感器S2檢測出的R-134A的溫度，即通過熱交換器5進行制冷作用而蒸發(fā)的溫度上升且流向氣態(tài)管7的R-134A的溫度達到規(guī)定溫度如12℃，調節(jié)流量調節(jié)閥8的開度，在供暖運轉中，為使溫度傳感器S1檢測出的R-134A的溫度即通過熱交換器5進行供暖作用而冷凝溫度下降并流向液態(tài)管6的R-134A的溫度成為規(guī)定溫度如50℃，調節(jié)流量調節(jié)閥8的開度。
對于熱源側單元1，在制冷模式的運行過程中，要增大燃料調節(jié)閥28的開度，增加供給燃燒器29的燃料量而增大火力時，由圖中未示出的吸收液蒸發(fā)分離的制冷劑量會增加。所增加的制冷劑蒸汽在圖中未示出的冷凝中放熱而冷凝成為液體，并供給熱交換器2的周圍，從在熱交換器2內流動的R-134A吸收熱量并蒸發(fā)，因此，強化了冷卻流過熱交換器2內的R-134A的功能，如果流量相同，其溫度將大幅下降。相反，減小燃料調節(jié)閥28的開度，降低燃燒器29的火力時，從而減弱了對流過熱交換器2內的R-134A的冷卻功能，縮小了其溫度的下降量。
另一方面，在供暖模式的運行過程中，要增大燃料調節(jié)閥28的開度，增加供給燃燒器29的燃料量而增大火力時，由圖中未示出的吸收液蒸發(fā)分離的制冷劑量會增加。所增加的制冷劑蒸汽和被加熱的蒸發(fā)分離制冷劑的吸收液供給熱交換器2的周圍，向流過熱交換器2內的R-134A放熱，因此，強化了加熱流過熱交換器2內的R-134A的功能，如果流量相同，其溫度將大幅上升。相反，減小燃料調節(jié)閥28的開度，降低燃燒器29的火力時，從而減弱了對流過熱交換器2內的R-134A的加熱功能，縮小了其溫度的上升量。
對于用戶側單元4，如果流量調節(jié)閥8開度相同，空調負荷越大，溫度傳感器S1S2，出的R-134A的溫度差擴大，空調負荷越小時上述溫度差縮小。
下面，說明封入閉合回路3內的R-134A的循環(huán)。制冷運轉時，根據熱源側控制裝置17輸出的控制信號，在冷暖切換閥26打開，電動泵25停止運轉的狀態(tài)下，打開冷暖切換閥23，使電動泵22起動。經熱源側單元1的熱交換器2的管壁而將閉合回路3內的R-134A冷卻使其冷凝，以7.5PA，7℃流向液態(tài)管，存儲在儲箱21內，靠其自重和電動泵22的輸送力供給各用戶側單元。
由熱源側控制裝置17按如圖7所示的方式控制電動泵22的運轉。即，在儲箱214上部設置的液位傳感器S6檢測出R-134A時，使電動泵22運轉，設置在下部側上的液位傳感器S5沒檢測到R-134A時，使電動泵22停止運轉，在液位傳感器S5檢測出R-134A，而液位傳感器S6沒有檢測出R-134A時，若電動泵22正在運轉則繼續(xù)保持運轉，若停著，則繼續(xù)保持其停止狀態(tài)。
由于送風機16將高溫室內空氣強制供給各用戶側單元4的熱交換器5，因此從熱源側單元7供給的7℃液體R-134A從室內空氣吸取熱量而蒸發(fā)，進行制冷。
氣態(tài)R-134A被冷卻而冷凝液化，通過氣態(tài)管流入低壓熱源側單元1的熱交換器2內。
在制冷劑R-134A循環(huán)過程中，當某些用戶側單元4的制冷負荷增加(或減少)，其用戶側單元4的溫度傳感器S2檢測出R-134A的溫度上升(或下降)時，為了消除溫度上升(或下降)，就從用戶側控制裝置18向流量調節(jié)閥8輸出控制信號，以增加(或減少)流量調節(jié)閥8的開度，從而增加流入負荷增加的用戶側單元4的熱交換器5的R-134A的量，這樣就消除了溫度傳感器S2檢測出的R-134A的溫度上升(或下降)的問題。
由制冷負荷的變動引起的用戶側單元4內的R-134A的壓力和溫度變化迅速對熱源側單元1內的壓力傳感器S11檢測的R-134A的壓力造成影響。也就是說，溫度傳感器S13檢測R-134A的溫度變化雖然在用戶側單元4內溫度發(fā)生變化的R-134A實際要流入熱源側單元1內最初對其造成影響(與R-134A的循環(huán)速度相比，可不計導熱率)，然而用戶側單元4內的R-134A的壓力變化會更迅速傳給熱源側單元。
根據壓力傳感器S11檢測的敏感度高的R-134A的壓力來控制燃料調節(jié)閥28的開度。具體地說，當壓力傳感器S11檢測出R-134A的壓力發(fā)生變化時，為了消除該壓力變化，由熱源側控制裝置17控制燃料調節(jié)閥28的開度以便使控制流量。而且，閉合回路3內的壓力銳減，液態(tài)管6內的液體R-134A沸騰或產生氣泡，對R-134A的循環(huán)不會造成影響。
燃料調節(jié)閥28也可由溫度傳感器S13的輸出來控制。即，熱源側控制裝置17與溫度傳感器S13通過信號線連接，例如圖8所示，溫度傳感器S13檢測的R-134A的溫度即由熱交換器2冷卻而冷凝的R-134A的溫度高于規(guī)定溫度例如高于5℃時，發(fā)出指示燃料調節(jié)閥28關閉的信號使其停止燃燒。
關閉燃料調節(jié)閥28停止燃燒器29的加熱時，向熱交換器2周圍供給的液態(tài)制冷劑的量劇減，制冷作用急減。等待規(guī)定時間，如等待3分鐘，再由溫度傳感器S13檢測R-134A的溫度，這種過程反復進行。
通過執(zhí)行上述控制過程，既能夠根據比溫度敏感度更高的壓力來控制燃料調節(jié)閥28的開度即R-134A的冷卻作用的大小，還能夠避免構成熱源側單元1的吸收式制冷機的制冷劑(水)的過冷卻現象而造成的結冰事故。
此外，也可以根據由熱交換器2冷凝的R-134A的液位來控制燃料調節(jié)閥28。即，熱源側控制裝置17與設置在液位檢測管27的下部側上的液位傳感器S9連接，如圖9所示那樣，在液位傳感器S9檢測不到R-134A時，指示燃燒器29繼續(xù)燃燒，而當液位傳感器S9檢測到R-134A時，指示燃料調節(jié)閥28關閉，停止燃燒，即停止冷卻作用。
若燃料調節(jié)閥28關閉停止燃燒器29加熱，則如上所述，供給熱交換器2周圍的液態(tài)制冷劑的量急劇減少，R-134A的溫度上升。因此，局部壓力上升，這樣，位于熱交換器2內的R-134A易于排出到液態(tài)管6內。等待規(guī)定時間如3分鐘，再由液位傳感器S9檢測R-134A的液位，并反復進行這樣的檢測。
通過執(zhí)行上述控制，R-134A的液體大部分留在熱源側單元1內，從而避免了在用戶側單元內循環(huán)的R-134A不足的問題。
下面，說明在關閉冷暖切換閥23，停止電動泵22的運轉狀態(tài)下，打開冷暖切換閥26，起動電動泵25進行供暖運轉時的R-134A的循環(huán)和此時的控制。
由熱源側單元1產生上述加熱作用，由該加熱作用通過熱交換器2的管壁加熱R-134A，R-134A被蒸發(fā)而排出到氣態(tài)管7內，以規(guī)定溫度如55℃供給到用戶側單元4的各熱交換器5內。
由送風機16向各用戶側單元4的各熱交換器5強制供給低溫室內空氣，因此由熱源側單元1供給的55℃的R-134A向室內空氣放熱并冷凝進行供暖作用。
冷凝成液體的R-134A溜在儲箱24內，并由電動泵25通過液態(tài)管6輸送到熱源側單元1的熱交換器2內。
此時，電動泵25按圖10所示方式受熱源側控制裝置17的控制。即，儲箱24上部設置的液位傳感器S8檢測到R-134A時，使電動泵25運轉，設置在下部的液位傳感器S7沒檢測到R-134A時，使電動泵25停止運轉，而當液位傳感器S7檢測到R-1134A，液位傳感器S8沒檢測到R-134A時，若電動泵25在運轉中則繼續(xù)運轉，若在停止中，則繼續(xù)停止。
此外，也可以根據熱交換器2加熱而蒸發(fā)的R-134A的液位來控制電動泵25。即，熱源側控制裝置17也與設置在液位檢測管27上部的液位傳感器S10連接，例如，如圖11所示那樣，在液位傳感器S10沒檢測到R-134A時，指示電動泵25繼續(xù)運轉，而在液位傳感器S10檢測R-134A時，指示電動泵25停止運轉。
通過這樣控制電動泵25，就能夠避免液體R-134A流入氣態(tài)管。等待規(guī)定時間如3分鐘，由液位傳感器S10檢測R-134A，并反復進行這樣的檢測。
在上述R-134A循環(huán)中，當某個用戶側單元4的供暖負荷增加(或減少)，該用戶側單元4的溫度傳感器S1檢測出的R-134A的溫度下降(或上升)時，為了消除該溫度下降，由用戶側控制裝置18向對應的流量調節(jié)閥8輸出控制信號使其開度增加(或減少)，增加(或減少)R-134A流入供暖負荷增加的用戶側單元4的熱交換器5內，這樣，能夠消除溫度傳感器S2檢測的R-134A的溫度下降。
因供暖負荷變化引起的溫度變化的R-134A流入熱源側單元1內，流入熱源側單元1的R-134A的流量變化，溫度傳感器S12檢測的R-134A的溫度產生變化時，為了消除其變化，由熱源側控制裝置17控制燃料調節(jié)閥28的開度。
另外，也可以根據液位傳感器S9的輸出來控制燃料調節(jié)閥28。即，由熱源側控制裝置17按如圖12所示方式控制燃料調節(jié)閥28，當液位傳感器S29檢測到R-134A時，指示燃燒器29繼續(xù)燃燒，而當液位傳感器S9沒有檢測到R-134A時，指示關閉燃料調節(jié)閥29，停止燃燒器29燃燒。
通過上述控制，避免了液體R-134A不足時燃燒器29的加熱即所謂的空燒現象。等待規(guī)定時間如3分鐘，再由液位傳感器S9檢測R-134A，并反復進行這樣的檢測。
本發(fā)明并不限于上述實施例，在不脫離權利要求保護的范圍內記載的發(fā)明構思下，可對本發(fā)明的實施例作相應變化。
除了R-134A以外還可以用R-407C，R404A，R-410R等作為封入閉合回路3內的可相變的液體。
如上所述，在權利要求1-5的空調裝置中，可以確保設置用戶側單元的各層足夠的制冷能力。而且，由于能夠對液體泵的轉動進行控制，因此在整個一年間耗電量為最大的盛夏的電力消耗有效地減少。
即使在權利要求6-10的空調裝置中，使制冷運轉時起動的第一液體泵小型化，既能確保足夠的冷暖能力，又能有效地減少一年間耗電量最大的盛夏時的電力消耗量。
在權利要求7的空調裝置中，能夠防止液態(tài)制冷劑在液態(tài)管內沸騰，或產生氣泡導致制冷劑循環(huán)障礙，為了抑制制冷運轉時的電力消耗，即使用吸收式制冷機構成熱源側單元，也能夠確實避免制冷劑結冰這樣的事故。
在權利要求8的空調裝置中，液態(tài)制冷劑大部分留在熱源側單元內，因此能夠避免流向用戶側單元的制冷劑量不足。
在權利要求9的空調裝置中，能夠避免液態(tài)制冷劑以液態(tài)從作為蒸發(fā)器功能的熱源側單元流入氣態(tài)管內的事故，而且，避免的熱源側單元的空燒。
在權利要求10的空調裝置中，液態(tài)制冷劑以穩(wěn)定的狀態(tài)循環(huán)供給用戶側單元。
權利要求
1.一種空調裝置，該裝置具有使可在液態(tài)和氣態(tài)間作相變的液體冷凝并向外供給的熱源側單元和全部或大部分設置在上述熱源側單元下方的多個用戶側單元，用配管將上述熱源側單元和用戶側單元連接起來，使由上述熱源側單元供給的液體利用其液態(tài)和氣態(tài)的比重差在上述熱源側單元和用戶側單元之間循環(huán)，在主要供上述的液態(tài)流體流動的液態(tài)管上設置液體泵，利用該液體泵的排出力使上述液體循環(huán)，使各用戶側單元進行制冷運行，其特征在于還具有控制裝置，控制上述液體泵的運轉，以便使預定的物理量達到規(guī)定的狀態(tài)，
2.根據權利要求1所述的空調裝置，其特征在于上述控制裝置通過檢測出與用戶側單元的空調負荷有關的物理量來控制液體泵的轉數。
3.根據權利要求1所述的空調裝置，其特征在于上述控制裝置檢測出與熱源側單元的冷卻熱量有關的物理量來控制液體泵的轉數。
4.根據權利要求2所述的空調裝置，其特征在于上述控制裝置通過改變上述液體泵的驅動用電機的極數，供給該驅動用電機的電力的頻率，電壓或電流中的任何一個來控制上述液體泵的轉數。
5.根據權利要求3所述的空調裝置，其特征在于上述控制裝置通過改變上述液體泵的驅動用電機的極數，供給該驅動用電機的電力的頻率，電壓或電流中的任何一個來控制上述液體泵的轉數。
6.一種空調裝置，該裝置具有使可在液態(tài)和氣態(tài)間作相變的液體冷凝并向外供給的熱源側單元和全部或大部分設置在上述熱源側單元下方的多個用戶側單元，用配管將上述熱源側單元和用戶側單元連接起來，使由上述熱源側單元供給的液體利用其液態(tài)和氣態(tài)的比重差在上述熱源側單元和用戶側單元之間循環(huán)，在主要供上述液態(tài)液體流動的液態(tài)管上設置第一液體泵，利用該第一液體泵的排出力使上述流體循環(huán)，向各用戶側單元供給包含液相狀態(tài)的流體，由該各用戶側單元蒸發(fā)這些流體，使各用戶側單元進行制冷運行，其特征在于還具有使上述液態(tài)管中的流體返回上述熱源側單元的配管和設置在配管上的第二液體泵，以及在制冷時打開，在供暖時關閉且被設置在第一液體泵的排出側和上述液態(tài)管之間的開關閥，借助于第二液體泵運轉而產生的負壓使由上述熱源側單元蒸發(fā)并提供的氣態(tài)狀流體在各用戶側單元和熱源側單元之間循環(huán)，由各用戶側單元使包含氣相狀態(tài)的流體冷凝，而各用戶側單元可進行供暖運轉，此外，設置有根據在上述熱源側單元和上述用戶側單元之間循環(huán)的流體的狀態(tài)來控制上述熱源側單元運轉的控制裝置。
7.根據權利要求6所述的空調裝置，其特征在于上述控制裝置根據由上述熱源側單元冷凝供給的流體的壓力來控制上述熱源側單元的運轉能力，而且，當該流體的溫度在規(guī)定值以下時，使上述熱源側單元停止運轉。
8.根據權利要求6所述的空調裝置，其特征在于在第一液體泵的吸入側設置積蓄由上述熱源側單元冷凝并供給的流體的儲箱和檢測上述熱源側單元內具有的流體量的檢測裝置，上述控制裝置當儲箱內的流體液位低于規(guī)定值以下時停止第一液體泵的運轉，而當上述檢測裝置檢測出的熱源側單元內的液體量在規(guī)定值以上時，停止上述熱源側單元的運轉。
9.根據權利要求6所述的空調裝置，其特征在于在第二液體泵的吸入側設置積蓄上述液態(tài)管內流體的儲箱和檢測上述熱源側單元內具有的流體量的檢測裝置，上述控制裝置當儲箱內的流體液位低于規(guī)定值以下或上述檢測裝置檢測出的熱源側單元內的液體量高于第一規(guī)定值以上時停止第二液體泵的運轉，而當上述檢測裝置檢測出的熱源側單元內的液體量在比第一規(guī)定值低的第二規(guī)定值以下時，停止上述熱源側單元的運轉。
10.根據權利要求8所述的空調裝置，其特征在于第一液體泵的排出側和儲箱的上部通過減壓閥連接，該減壓閥在規(guī)定壓力以上時打開。
全文摘要
一種空調裝置,用戶側單元進行的冷暖操作與設置用戶側單元的層次無關而且可減少電力消耗?？照{裝置具有熱源側單元1和用戶側單元4,用液相管6和氣態(tài)管7將兩者連接形成閉合回路3,制冷運轉時,熱源側單元1冷凝的R－134A液體被送到用戶側單元4,供暖運轉時,由用戶側單元4冷凝的R－134A液體被至熱源側單元1,由設置在液態(tài)管6上的冷暖供用的電動泵10確定液體輸送量,通過改變泵的極數或電力頻率來控制電動泵10的轉數以達到控制液體流量。
文檔編號F24F3/06GK1193091SQ9712083
公開日1998年9月16日 申請日期1997年12月4日 優(yōu)先權日1996年12月4日
發(fā)明者有馬秀俊, 出射伸浩, 泉雅士, 畑山朗, 高田浩行 申請人:三洋電機株式會社