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CN103842742A - 空调装置 - Google Patents

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CN103842742A
CN103842742A CN201280047206.9A CN201280047206A CN103842742A CN 103842742 A CN103842742 A CN 103842742A CN 201280047206 A CN201280047206 A CN 201280047206A CN 103842742 A CN103842742 A CN 103842742A
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鸠村杰
石村亮宗
若本慎一
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

本发明提供一种空调装置,其将压缩机(10)、第一制冷剂流路切换装置(11)、第一热交换器(12)、第一节流装置(16)和第二热交换器(15)由制冷剂配管连接而构成制冷循环,该空调装置具备:用于将制冷剂导入压缩机(10)的吸入侧的吸入注入配管(4c);以及设于吸入注入配管(4c)的第二节流装置(14b),在第一热交换器(12)中流过低压的制冷剂作为蒸发器动作且在第二热交换器(15)中流过高压的制冷剂作为冷凝器动作的制热运转时的从第二热交换器(15)到第一热交换器(12)的制冷剂的流路中具备生成比所述高压低且比所述低压高的中压的第三节流装置(14a),将第三节流装置(14a)的上游侧与第二节流装置(14b)的上游侧连接,在制热运转时将中压的制冷剂经由第二节流装置(14b)和吸入注入配管(4c)导入压缩机(10)的吸入侧。

Description

空调装置
技术领域
本发明涉及适合于例如楼房用多联空调等的空调装置。
背景技术
在空调装置中,提出有下述结构:像楼房用多联空调等那样,具备室外机、中继器以及室内机,将室外机和中继器由供制冷剂循环的制冷剂配管连接,将中继器和室内机由供热介质循环的热介质配管连接(例如,参照专利文献1)。在该专利文献1记载的技术中,室外机和室内机经由具有使制冷剂与热介质进行热交换的热介质间热交换器的中继器连接,因此可能会降低制冷剂的搬送动力和热介质的搬送能力。而且,在专利文献1记载的技术中,中继器具有多个热介质间热交换器和多个流路切换装置,因此能够实施制冷制热混合运转。
而且,为了通过使压缩机的排出温度降低来与制冷剂回路、运转状态等无关地使压缩机稳定地运转,提出有将流过高压的液体制冷剂的制冷剂配管与压缩机的中间压力部连接来对压缩机进行液体注入的制冷装置(例如,参照专利文献2)。
并且,提出有下述空调装置,所述空调装置所具有的制冷剂回路与设于室内侧的节流装置并联地连接单向阀,并且与设于室外侧的节流装置也并联地连接单向阀(例如,参照专利文献3)。在专利文献3记载的技术中,根据该制冷剂回路,即使因切换制冷运转和制热运转而改变了制冷剂的流动,也能够将高压的液体制冷剂供给到连接压缩机的吸入侧和储液器的配管,能够对压缩机进行注入。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:WO10/049998号公报(例如,参照图1)
专利文献2:日本特开2005-282972(例如,参照第3~4页和图1)
专利文献3:日本特开平2-110255(例如,参照第3~4页和图1)
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的技术中,因为原本就不是实施注入的结构,因此在以例如R32制冷剂等作为动作制冷剂的情况下的低外部气体温度的制热运转时,存在着压缩机的排出温度过高,制冷剂、冷冻机油劣化,使空调装置的动作稳定性降低的可能性。
在专利文献2记载的技术中,由于是向冷冻装置的压缩机注入高压的制冷剂的技术,因此存在着例如在从制冷运转向制热运转、制冷制热混合运转等切换等时,无法在变更制冷剂的流动时应对的课题。
在专利文献3记载的技术中,对于未与室外机侧的节流装置并联地连接单向阀的室内机,无法进行注入,相应地通用性变差。
本发明的目的在于解决上述课题中的至少一个课题,提供一种空调装置,能够与运转模式无关地降低压缩机的排出温度,提高动作稳定性。
用于解决课题的手段
本发明涉及的空调装置将在密闭容器内具有压缩室的压缩机、第一制冷剂流路切换装置、第一热交换器、第一节流装置和第二热交换器由制冷剂配管连接形成循环回路而构成制冷循环,所述空调装置具备:储液器,其设置于压缩机的吸入侧的流路,用于储存剩余制冷剂;吸入注入配管,其用于从外部将液体或二相状态的制冷剂导入压缩机与储液器之间的流路;以及第二节流装置,其设于吸入注入配管,所述空调装置能够进行制热运转,在所述制热运转中,至少在第一热交换器中流过低压的制冷剂来使其作为蒸发器动作且在第二热交换器的一部分或全部中流过高压的制冷剂来使其作为冷凝器动作,并且在制热运转时的从第二热交换器到第一热交换器的制冷剂的流路中具备在制热运转时生成比高压低且比低压高的中压的第三节流装置,制热运转时的第三节流装置的上游侧的流路与第二节流装置的上游侧的流路连接,在制热运转时将由第三节流装置生成的中压的制冷剂经由第二节流装置和吸入注入配管导入到压缩机的吸入侧。
发明效果
根据本发明涉及的空调装置,通过从吸入注入配管的吸入注入,能够与运转模式无关地抑制从压缩机排出的制冷剂温度变高,因此能够抑制制冷剂、冷冻机油的劣化,能够提高动作稳定性。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1和实施方式2涉及的空调装置的设置例的概要图。
图2是本发明的实施方式1涉及的空调装置的回路构成例。
图3是说明图2所示的空调装置的全制冷运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图4是图3和图13所示的全制冷运转时的p-h线图(压力-焓线图)。
图5是说明图2所示的空调装置的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图6是图5和图14所示的全制热运转时的p-h线图。
图7是说明图2所示的空调装置的制冷主体运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图8是图7和图15所示的制冷主体运转时的p-h线图。
图9是说明图2所示的空调装置的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图10是图9和图16所示的制热主体运转时的p-h线图。
图11是本发明的实施方式1和实施方式2涉及的的空调装置的节流装置的结构的概要图。
图12是本发明的实施方式2涉及的空调装置的回路构成例。
图13是说明图12所示的空调装置的全制冷运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图14是说明图12所示的空调装置的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图15是说明图12所示的空调装置的制冷主体运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
图16是说明图12所示的空调装置的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图。
具体实施方式
实施方式1
基于附图说明本发明的实施方式1。图1是示出本实施方式1涉及的空调装置的设置例的概要图。基于图1来说明空调装置的设置例。本空调装置利用使制冷剂和热介质循环的制冷循环(制冷剂循环回路A、热介质循环回路B),使各室内机可以自由地选择制冷模式或制热模式作为运转模式。另外,包括图1在内,下述附图中各构成部件的大小关系有时与实际的不相同。
在图1中,本实施方式1的空调装置具有作为热源机的一台室外机1、多台室内机2、和位于室外机1与室内机2之间的热介质转换机3。热介质转换机3进行制冷剂(热源侧制冷剂)和热介质的热交换。室外机1和热介质转换机3由导通制冷剂的制冷剂配管4连接。热介质转换机3和室内机2由导通热介质的配管(热介质配管)5连接。并且,在室外机1生成的冷能或热能经由热介质转换机3被传递到室内机2。
室外机1通常配置在楼房等建筑物9之外的空间(例如屋顶等)即室外空间6,经由热介质转换机3将冷能或热能供给到室内机2。室内机2配置在能将制冷用空气或制热用空气供给到建筑物9内部的空间(例如居室等)即室内空间7的位置,将制冷用空气或制热用空气供给到作为空调对象空间的室内空间7。热介质转换机3与室外机1及室内机2是分开的箱体,设置在与室外空间6及室内空间7不同的位置,分别用制冷剂配管4和配管5与室外机1及室内机2连接,将从室外机1供给的冷能或热能传递到室内机2。
如图1所示,在本实施方式1涉及的空调装置中,用2根制冷剂配管4连接室外机1和热介质转换机3,用2根配管5连接热介质转换机3和各室内机2。这样,在本实施方式涉及的空调装置中,用2根配管(制冷剂配管4、配管5)连接各单元(室外机1、室内机2和热介质转换机3),从而施工变得容易。
另外,在图1中,例示了热介质转换机3设置在建筑物9内部但与室内空间7不同的空间即天花板里面等空间(下面简称为空间8)内的状态。热介质转换机3也可以设置在其它有电梯等共用空间等内。另外,在图1和图2中示出了室内机2是天花板盒型的例子,但并不限定于此,也可以是天花板埋入型、天花板吊下型等任意种类,只要能将制热用空气或制冷用空气直接或用管道等吹出到室内空间7即可。
在图1中举例示出了室外机1设置在室外空间6的情况,但并不限定于此。例如,室外机1也可以设置在带有换气口的机械室等被包围的空间内;只要能用排气管道将废热排出到建筑物9外,也可以设置在建筑物9的内部;或者,也可以采用水冷式室外机1并设置在建筑物9的内部。无论将室外机1设置在何种场所,都不会产生特别的问题。
另外,热介质转换机3也可以设置在室外机1的附近。但需要注意的是,如果从热介质转换机3到室内机2的距离过长,则热介质的运送动力变得过大,从而节能效果减小。另外,室外机1、室内机2和热介质转换机3的连接台数并不限定于图1和图2所示的台数,可根据设置本实施方式1的空调装置的建筑物9来决定台数。
图2是本实施方式1涉及的空调装置(下面称为空调装置100)的回路构成例。图11是示出本实施方式1涉及的空调装置100的节流装置14的结构的概要图。基于图2和图11来说明空调装置100的详细构成。
如图2所示,室外机1和热介质转换机3,经由热介质转换机3所具有的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,用制冷剂配管4连接。而且,热介质转换机3和室内机2也经由热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,用配管5连接。另外,关于制冷剂配管4,将在后面详细说明。
空调装置100具有使制冷剂循环的制冷循环即制冷剂循环回路A和使热介质循环的热介质循环回路B,各室内机2能够选择制冷运转、制热运转。并且,能够运行下述模式:工作着的室内机2全部执行制冷运转的模式即全制冷运转模式,工作着的室内机2全部执行制热运转的模式即全制热运转模式,执行制冷运转和制热运转的室内机混合存在的模式即制冷制热混合运转模式。另外,制冷制热混合运转模式包括制冷负载较大的制冷主体运转模式和制热负载较大的制热主体运转模式。按照图3~图10的说明来详细说明全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式和制热主体运转模式。
[室外机1]
在室外机1中,用制冷剂配管4串联连接而搭载有压缩机10、四通阀等第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12和储液器19。
另外,在室外机1中,设有第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c和单向阀13d。
并且,在室外机1具备分支部27a、分支部27b、开闭装置24、防逆流装置20、节流装置14a、节流装置14b、中压检测装置32、排出制冷剂温度检测装置37、高压检测装置39、吸入注入配管4c、分支配管4d、控制装置50。
压缩机10吸入制冷剂,并且将该制冷剂压缩成为高温高压的状态,其可由例如容量可控制的变频压缩机等构成。压缩机10的排出侧与第一制冷剂流路切换装置11连接,吸入侧与吸入注入配管4c和储液器19连接。压缩机10为低压壳体型的压缩机,其在密闭容器内具有压缩室,密闭容器内成为低压的制冷剂气氛,将密闭容器内的低压制冷剂吸入压缩室并压缩。并且,压缩机10与吸入注入配管4c连接,所述吸入注入配管4c与压缩机10的吸入侧和储液器19之间的制冷剂配管4连接,并且形成为能够将高压或中压的制冷剂注入到压缩机10的吸入侧。
压缩机10的下部可供从压缩机10的吸入侧流入的制冷剂和油(冷冻机油)流入。而且,压缩机10具有配置有马达并将从压缩机10的下部流入的制冷剂压缩的中间部。并且,在压缩机10的上部具备由密闭容器构成的排出室,并且形成为能够将由中间部压缩的制冷剂和油排出。这样,压缩机10具备像压缩机10的上部那样曝于高温高压的制冷剂中的部分和像压缩机10的下部那样曝于低温低压的制冷剂中的部分,因此构成压缩机10的密闭容器的温度为其中间性的温度。另外,在压缩机10的运转中,通过向中间部的马达供给的电流使马达发热。因此,被吸入压缩机10的低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热。
第一制冷剂流路切换装置11切换制热运转时(全制热运转模式时和制热主体运转模式时)的制冷剂的流动和制冷运转时(全制冷运转模式时和制冷主体运转模式时)的制冷剂的流动。另外,在图2中,图示出了第一制冷剂流路切换装置11将压缩机10的排出侧与第一连接配管4a连接,并且将热源侧热交换器12与储液器19连接的状态。
热源侧热交换器12在制热运转时起到蒸发器的作用,在制冷运转时起到冷凝器(或散热器)的作用,在从图示省略的风扇等送风机供给来的空气与制冷剂之间进行热交换,将该制冷剂蒸发气化或冷凝液化。热源侧热交换器12的一方与第一制冷剂流路切换装置11连接,另一方与设有单向阀13a的制冷剂配管4连接。
储液器19设于压缩机10的吸入侧,其储存过剩的制冷剂。储液器19一方与第一制冷剂流路切换装置11连接,另一方与压缩机10的吸入侧连接。
单向阀13a设置于热源侧热交换器12与热介质转换机3之间的制冷剂配管4,仅容许制冷剂向预定的方向(从室外机1朝热介质转换机3的方向)流动。单向阀13b设置于第一连接配管4a,在制热运转时使从压缩机10排出的制冷剂向热介质转换机3流通。单向阀13c设置于第二连接配管4b,在制热运转时使从热介质转换机3返回的制冷剂向压缩机10的吸入侧流通。单向阀13d设置于热介质转换机3与第一制冷剂流路切换装置11之间的制冷剂配管4,仅容许制冷剂向预定的方向(从热介质转换机3朝室外机1的方向)流动。
第一连接配管4a在室外机1内将第一制冷剂流路切换装置11与单向阀13d之间的制冷剂配管4、和单向阀13a与热介质转换机3之间的制冷剂配管4连接起来。
第二连接配管4b在室外机1内将单向阀13d与热介质转换机3之间的制冷剂配管4、和热源侧热交换器12与单向阀13a之间的制冷剂配管4连接起来。通过设置第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a~13d,能够与室内机2要求的运转无关地使得流入热介质转换机3的制冷剂的流动朝向一定方向。
两个分支部27(分支部27a、分支部27b)使流入的制冷剂分支。分支部27a的制冷剂流入侧与设有单向阀13a的制冷剂配管4连接,而其制冷剂流出侧的一方与连接室外机1和热介质转换机3的制冷剂配管4连接,其制冷剂流出侧的另一方与分支配管4d连接。而且,分支部27b的制冷剂流入侧与连接热介质转换机3和室外机的制冷剂配管4连接,而其制冷剂流出侧的一方与设有单向阀13d的制冷剂配管4和第二连接配管4b连接,其制冷剂流出侧的另一方与分支配管4d连接。另外,分支部27可以由例如Y接头或T接头等构成。
与空调装置100的运转模式对应地向分支部27流入液体制冷剂或者气液二相制冷剂。例如,在全制冷运转模式的情况下,气体制冷剂流入分支部27b,在制冷主体运转模式的情况下,气液二相制冷剂流入分支部27a,气体制冷剂流入分支部27b,在全制热运转模式和制热主体运转模式的情况下,气液二相制冷剂流入分支部27b。并且,分支部27为了均等地分配气液二相制冷剂,形成为在使制冷剂从下向上流动后分支为两部分的构成状态下进行分流的构造。即,使分支部27的制冷剂流入侧在下侧(重力方向的下方),使分支部27的制冷剂流出侧(双方)在上侧(重力方向的上方)。由此,能够将流入分支部27的气液二相制冷剂均等地分配,能够抑制空调装置100的空调能力的降低。
开闭装置24进行分支部27a和吸入注入配管4c之间的流路的开闭。开闭装置24在全制冷运转模式下进行注入的时候和在制冷主体运转模式下进行注入的时候打开,在不进行注入的时候关闭。并且,开闭装置24在全制热运转模式和制热主体运转模式下关闭。开闭装置24设于分支配管4d,一方与分支部27a连接,另一方与吸入注入配管4c连接。另外,开闭装置24只要是能够切换开闭的电磁阀、能够使开口面积变化的电子式膨胀阀等那样的可以切换流路的开闭的装置即可。
防逆流装置20在全制热运转模式下进行注入的时候和在制热主体运转模式下进行注入的时候使制冷剂从分支部27b流入吸入注入配管4c。另外,防逆流装置20在全制冷运转模式下进行注入的时候和在制冷主体运转模式下进行注入的时候关闭。另外,对于防逆流装置20,在图2中以为单向阀的情况为例进行了图示,不过也可以是能够切换开闭的电磁阀、能够使开口面积变化的电子式膨胀阀等。
中压检测装置32检测在分支部27b和节流装置14a之间流动的制冷剂的压力。即,中压检测装置32检测由热介质转换机3的节流装置16减压并回到室外机1的中压的制冷剂的压力。该中压检测装置32设于分支部27b和节流装置14a之间。
高压检测装置39检测由压缩机10压缩而成为高压的制冷剂的压力。高压检测装置39设于与压缩机10的排出侧连接的制冷剂配管4。
中压检测装置32和高压检测装置39可以是由压力传感器构成,但也可以是由温度传感器构成。即,也可以是,控制装置50能够基于检测出的温度通过运算算出中压。
排出制冷剂温度检测装置37检测从压缩机10排出的制冷剂的温度,其设于与压缩机10的排出侧连接的制冷剂配管4。
吸入制冷剂温度检测装置38检测流入压缩机10的制冷剂的温度,其设于储液器19的上游侧的制冷剂配管4。
分支制冷剂温度检测装置33检测向分支部27a流入的制冷剂温度,其设于分支部27a的流入侧的流路。
两个节流装置14(节流装置14a、14b)具有作为减压阀、膨胀阀的功能,使制冷剂减压并膨胀。节流装置14a设于第二连接配管4b(后述的全制热运转模式和制热主体运转模式中从分支部27b到热源侧热交换器12的流路),设于单向阀13c的下游侧。而且,节流装置14b设于吸入注入配管4c。在全制热运转模式和制热主体运转模式的情况下,气液二相制冷剂流入节流装置14a。而且,在全制冷运转模式的时候,液体制冷剂流入节流装置14b,在制冷主体运转模式、全制热运转模式以及制热主体运转模式的情况下,气液二相状态的制冷剂流入节流装置14b。
节流装置14a可以由能够使开口面积变化的电子式膨胀阀构成。将节流装置14a以电子式膨胀阀构成的话,能够将节流装置14a的上游侧的压力控制成任意的压力。另外,节流装置14a并不限定于电子式膨胀阀,虽然控制性稍差,不过也可以将小型的电磁阀等组合起来以能够选择多个开口面积,也可以作为毛细管而根据制冷剂的压力损失形成中压。
而且,节流装置14b也可以由能够使开口面积变化的电子式膨胀阀构成。该节流装置14b为,在进行注入的时候,控制节流装置14b的开口面积以使排出制冷剂温度检测装置37检测出的压缩机10的排出温度不会过高。
在节流装置14b以电子式膨胀阀构成的情况下,当气液二相状态的制冷剂流入节流装置14时,分别产生气体流过节流装置14的节流部的状态和液体流过节流装置14的节流部的状态(产生气体制冷剂和液体制冷剂的分离),存在着节流装置14的出口侧的压力不稳定的情况。特别是在制冷剂的干燥度小的情况下,产生气体制冷剂和液体制冷剂的分离,使得压力不稳定的趋势较强。因此,节流装置14具备以下所述的结构。
如图11所示,节流装置14具有流入管41、流出管42、节流部(中压制冷剂节流部、注入制冷剂节流部)43、阀体44、马达45以及搅拌装置(中压制冷剂搅拌装置、注入制冷剂搅拌装置)46。
流入管41例如形成为大致圆筒形状,将从流入管41流入的制冷剂导至节流部43。流出管42例如形成为大致圆筒形状并且以与流入管41正交的方式设置,其将由节流部43减压过的制冷剂引导到节流装置14外。节流部43是使制冷剂减压的部位,其与流入管41和流出管42连通。阀体44设于节流部43,其使流入节流部43的制冷剂减压。马达45使阀体44旋转来调整阀体44的位置,改变节流部43的节流量。另外,马达45由控制装置50控制。搅拌装置46将从流入管41流入的制冷剂中的气体制冷剂与液体制冷剂大致均匀地混合。
这样,由于节流装置14具有上述结构,因此,在将流入的气体制冷剂与液体制冷剂搅拌后减压,从而能够抑制气体制冷剂与液体制冷剂的分离,使压力稳定。
另外,搅拌装置46只要是形成气体制冷剂与液体制冷剂大致均匀地混合在一起的状态即可。因此,搅拌装置46可以由例如发泡金属构成。此处所谓发泡金属是与海绵等树脂发泡体同样地具有三维网眼状结构的金属多孔质体的金属,是在金属多孔质体中气孔率(空隙率)最大(80%~97%)的金属多孔质体的金属。通过该发泡金属使液体制冷剂流通的话,通过三维的网眼状结构的影响,制冷剂中的气体被细微化并搅拌,具有能够将气体制冷剂与液体制冷剂均匀地混合的效果。
而且,在设流入管41的内径为D,从流出管42的中心轴到搅拌装置46为止的长度为L,将D的值固定并使L的值变化时,当使制冷剂流过L/D的值为8~10的长度时,在流体力学的领域中可知,由搅拌装置46搅拌(产生乱流)的影响消失,发生气体制冷剂与液体制冷剂的分离。
因此,可以将搅拌装置46设为L/D在6以下。由此,搅拌装置46搅拌过的液体制冷剂保持搅拌后的状态到达节流部43,因此能够进一步抑制压力变得不稳定。
吸入注入配管4c是向压缩机10注入的时候流过制冷剂的配管。吸入注入配管4c的一方与分支配管4d连接,另一方与连接储液器19和压缩机10的制冷剂配管4连接。节流装置14b设于吸入注入配管4c。
分支配管4d是是向压缩机10注入的时候用于将制冷剂引导至吸入注入配管4c的配管。分支配管4d与分支部27a、分支部27b和吸入注入配管4c连接。在分支配管4d设有防逆流装置20和开闭装置24。
控制装置50由微型计算机等构成,其基于各种检测装置的检测信息和来自遥控器的指示进行控制,除了上述致动器的控制之外,还控制压缩机10的驱动频率、附设于热源侧热交换器12的送风机的转速(包括ON/OFF)、开闭装置24的开闭、节流装置14的开度(节流量)、第一制冷剂流路切换装置11的切换、以及设于热介质转换机3和室内机2的各种设备等,执行后述的各运转模式。
该控制装置50在全制冷运转模式和制冷主体运转模式时,通过打开开闭装置24,调整节流装置14b的开度,从而能够控制注入的制冷剂的流量。而且,该控制装置50在全制热运转模式和制热主体运转模式时,通过关闭开闭装置24,调整节流装置14a和节流装置14b的开度,从而能够控制注入的制冷剂的流量。并且,通过向压缩机10进行注入,能够降低从压缩机10排出的制冷剂的温度。另外,对于具体的控制动作,在后述的各运转模式的动作说明中进行说明。
另外,在注入的时候,对于节流装置14a,控制装置50在全制热运转模式和制热主体运转模式时,如果以使由中压检测装置32检测出的中压达到一定值(目标值)或者处于目标范围的方式控制节流装置14a的开度的话,则使节流装置14b对排出温度的控制稳定。
更为详细地来说,若控制装置50以使中压检测装置32的检测压力、或者中压检测装置32的检测温度的饱和压力、或者中压检测装置32的检测温度、或者中压检测装置32的检测压力的饱和温度达到一定值(目标值)或者处于目标范围的方式控制节流装置14a的开度,则使节流装置14b对排出温度的控制稳定。
而且,可以是在进行注入的时候,对于节流装置14b,控制装置50以使排出制冷剂温度检测装置37检测出的压缩机10的排出温度不会过高的方式控制节流装置14b的开口面积。
更为详细地来说,可以是在判断排出温度超过一定值(例如110℃等)时进行控制以使节流装置14b每次打开一定的开度量,例如10个脉冲,也可以是以使排出温度达到目标值(例如100℃)的方式控制节流装置14b的开度,还可以是以使排出温度达到目标值(例如100℃)以下的方式进行控制,还可以是以使排出温度处于目标范围内(例如90℃至100℃之间)的方式进行控制。
并且,可以是控制装置50根据排出制冷剂温度检测装置37的检测温度和高压检测装置39的检测压力,求得压缩机10的排出过热度,并且以排出过热度达到目标值(例如40℃)的方式控制节流装置14b的开度,也可以是以排出过热度达到目标值(例如40℃)以下的方式进行控制,还可以是以排出过热度处于目标范围内(例如20℃至40℃之间)的方式进行控制。
[室内机2]
在室内机2分别搭载有利用侧热交换器26。该利用侧热交换器26,借助配管5,与热介质转换机3的热介质流量调整装置25及第二热介质流路切换装置23连接。该利用侧热交换器26进行从图示省略的风扇等送风机供给的空气与热介质之间的热交换,生成用于供给室内空间7的制热用空气或制冷用空气。
在该图2中,例示了4台室内机2与热介质转换机3连接的情况,从纸面下侧起依次表示为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d。另外,与室内机2a~室内机2d相应地,利用侧热交换器26也是从纸面下侧起表示为利用侧热交换器26a、利用侧热交换器26b、利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d。另外,与图1同样地,室内机2的连接台数并不限定于图2所示的4台。
[热介质转换机3]
在热介质转换机3搭载有两个热介质间热交换器15、两个节流装置16、两个开闭装置17、两个第二制冷剂流路切换装置18、两个泵21、四个第一热介质流路切换装置22、四个第二热介质流路切换装置23和四个热介质流量调整装置25。
两个热介质间热交换器15(热介质间热交换器15a、热介质间热交换器15b)起到冷凝器(散热器)或蒸发器的作用,在制冷剂和热介质之间进行热交换,将在室外机1生成并储存在制冷剂中的冷能或热能传递给热介质。热介质间热交换器15a设置在制冷剂循环回路A中的节流装置16a和第二制冷剂流路切换装置18a之间,供全制冷运转模式时的热介质的冷却、全制热运转模式时的热介质的加热、以及制冷制热混合运转模式时的热介质的冷却。而且,热介质间热交换器15b设置在制冷剂循环回路A中的节流装置16b和第二制冷剂流路切换装置18b之间,供全制冷运转模式时的热介质的冷却、全制热运转模式时的热介质的加热、以及制冷制热混合运转模式时的热介质的加热。
两个节流装置16(节流装置16a、节流装置16b)具有作为减压阀、膨胀阀的功能,使制冷剂减压并膨胀。节流装置16a在制冷运转时的制冷剂的流动中设在热介质间热交换器15a的上游侧。节流装置16b在制冷运转时的制冷剂的流动中设在热介质间热交换器15b的上游侧。两个节流装置16可以由可控制为开度可变的装置、例如电子式膨胀阀等构成。
两个开闭装置17(开闭装置17a、开闭装置17b)由二通阀等构成,用于开闭制冷剂配管4。开闭装置17a设置于制冷剂的入口侧的制冷剂配管4。开闭装置17b设置于连接制冷剂的入口侧和出口侧的制冷剂配管4的配管。两个第二制冷剂流路切换装置18(第二制冷剂流路切换装置18a、第二制冷剂流路切换装置18b)由四通阀等构成,对应于运转模式,切换制冷剂的流动。第二制冷剂流路切换装置18a,在制冷运转时的制冷剂的流动中,设在热介质间热交换器15a的下游侧。第二制冷剂流路切换装置18b,在全制冷运转时的制冷剂的流动中,设在热介质间热交换器15b的下游侧。
两个泵21(泵21a、泵21b)使在配管5导通的热介质循环。泵21a设置于热介质间热交换器15a与第二热介质流路切换装置23之间的配管5。泵21b设置于热介质间热交换器15b与第二热介质流路切换装置23之间的配管5。两个泵21例如可以由容量可控制的泵等构成。
四个第一热介质流路切换装置22(第一热介质流路切换装置22a~第一热介质流路切换装置22d)由三通阀等构成,用于切换热介质的流路。第一热介质流路切换装置22设有对应于室内机2的设置台数的个数(这里是四个)。第一热介质流路切换装置22设置于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧,其三通中的一方与热介质间热交换器15a连接,三通中的一方与热介质间热交换器15b连接,三通中的一方与热介质流量调整装置25连接。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起依次表示为第一热介质流路切换装置22a、第一热介质流路切换装置22b、第一热介质流路切换装置22c、第一热介质流路切换装置22d。
四个第二热介质流路切换装置23(第二热介质流路切换装置23a~第二热介质流路切换装置23d)由三通阀等构成,用于切换热介质的流路。第二热介质流路切换装置23设有对应于室内机2的设置台数的个数(这里是四个)。第二热介质流路切换装置23设置于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧,其三通中的一方与热介质间热交换器15a连接,三通中的一方与热介质间热交换器15b连接,三通中的一方与利用侧热交换器26连接。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起依次表示为第二热介质流路切换装置23a、第二热介质流路切换装置23b、第二热介质流路切换装置23c、第二热介质流路切换装置23d。
四个热介质流量调整装置25(热介质流量调整装置25a~热介质流量调整装置25d)由可控制开口面积的二通阀等构成,控制流向配管5的流量。热介质流量调整装置25设有对应于室内机2的设置台数的个数(这里是四个)。热介质流量调整装置25设置于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧,其两通中的一方与利用侧热交换器26连接,另一方与第一热介质流路切换装置22连接。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起依次表示为热介质流量调整装置25a、热介质流量调整装置25b、热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d。另外,也可以将热介质流量调整装置25设置于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。
而且,在热介质转换机3设有各种检测装置(两个第一温度传感器31、四个第二温度传感器34、四个第三温度传感器35和一个第一压力传感器36)。这些检测装置检测的信息(温度信息、压力信息)被送到统一控制空调装置100的动作的控制装置(图示省略),用于压缩机10的驱动频率、图示省略的送风机的转速、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动频率、第二制冷剂流路切换装置18的切换、热介质流路的切换等控制。
两个第一温度传感器31(第一温度传感器31a、第一温度传感器31b)检测从热介质间热交换器15流出的热介质、即热介质间热交换器15出口处的热介质的温度,可由例如热敏电阻等构成。第一温度传感器31a设置于泵21a入口侧的配管5。第一温度传感器31b设置于泵21b入口侧的配管5。
四个第二温度传感器34(第二温度传感器34a~第二温度传感器34d)设在第一热介质流路切换装置22与热介质流量调整装置25之间,检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度,可由热敏电阻等构成。第二温度传感器34设有对应于室内机2的设置台数的个数(这里是四个)。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起依次表示为第二温度传感器34a、第二温度传感器34b、第二温度传感器34c、第二温度传感器34d。
四个第三温度传感器35(第三温度传感器35a~第三温度传感器35d)设置于热介质间热交换器15的制冷剂的入口侧或出口侧,检测流入热介质间热交换器15的制冷剂的温度或从热介质间热交换器15流出的制冷剂的温度,可由热敏电阻等构成。第三温度传感器35a设在热介质间热交换器15a与第二制冷剂流路切换装置18a之间。第三温度传感器35b设在热介质间热交换器15a与节流装置16a之间。第三温度传感器35c设在热介质间热交换器15b与第二制冷剂流路切换装置18b之间。第三温度传感器35d设在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间。
与第三温度传感器35d的设置位置同样地,压力传感器36设在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间,检测在热介质间热交换器15b和节流装置16b之间流动的制冷剂的压力。
而且,图示省略的热介质转换机3所具备的控制装置由微型计算机等构成,基于各种检测装置的检测信息和来自遥控器的指示,控制泵21的驱动、节流装置16的开度、开闭装置17的开闭、第二制冷剂流路切换装置18的切换、第一热介质流路切换装置22的切换、第二热介质流路切换装置23的切换以及热介质流量调整装置25的开度等,执行后述的各运转模式。另外,也可以仅在室外机1和热介质转换机3中的某一方设置控制室外机1和热介质转换机3双方的动作的控制装置。
使热介质导通的配管5由与热介质间热交换器15a连接的配管和与热介质间热交换器15b连接的配管构成。配管5与热介质转换机3所连接的室内机2的台数对应地分支(这里是四个分支)。并且,配管5由第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23连接。通过控制第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23,来决定是使来自于热介质间热交换器15a的热介质流入利用侧热交换器26、还是使来自于热介质间热交换器15b的热介质流入利用侧热交换器26。
并且,在空调装置100中,用制冷剂配管4连接压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、开闭装置17、第二制冷剂流路切换装置18、热介质间热交换器15a的制冷剂流路、节流装置16和储液器19,构成了制冷剂循环回路A。而且,用配管5连接热介质间热交换器15a的热介质流路、泵21、第一热介质流路切换装置22、热介质流量调整装置25、利用侧热交换器26和第二热介质流路切换装置23,构成了热介质循环回路B。即,多台利用侧热交换器26并列地分别与热介质间热交换器15连接,将热介质循环回路B形成为多系统。
因此,在空调装置100中,室外机1和热介质转换机3经由设置于热介质转换机3的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接;热介质转换机3和室内机2也经由热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。即,在空调装置100中,在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂和在热介质循环回路B中循环的热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b进行热交换。
接下来,说明空调装置100执行的各运转模式。该空调装置100基于来自各室内机2的指示,可用该室内机2进行制冷运转或制热运转。即,空调装置100,可以用全部的室内机2进行相同的运转,也可以用室内机2分别进行不同的运转。
空调装置100执行的运转模式包括:驱动着的室内机2全部执行制冷运转的全制冷运转模式、驱动着的室内机2全部执行制热运转的全制热运转模式、制冷负载比较大的制冷主体运转模式、和制热负载比较大的制热主体运转模式。下面,对于各种运转模式,说明制冷剂和热介质的流动。
[全制冷运转模式]
图3是说明图2所示的空调装置100的全制冷运转时的制冷剂和热介质的流动的图。在该图3中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生冷能负载的情况为例,说明全制冷运转模式。另外,在图3中,粗线表示的配管是制冷剂(制冷剂和热介质)流过的配管。而且,在图3中,实线箭头表示制冷剂的流动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图3所示的全制冷运转模式的情况下,在室外机1,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10排出的制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质转换机3,驱动泵21a和泵21b,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中每个与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12,一边向室外空气散热一边冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的液体制冷剂通过单向阀13a经由分支部27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的高压的气液二相制冷剂,经过了开闭装置17a后分支,由节流装置16a和节流装置16b膨胀,成为低温低压的二相制冷剂。
该二相制冷剂分别流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制制冷剂,经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再流入室外机1。流入到室外机1的制冷剂,经由分支部27b并通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入到压缩机10。
此时,控制节流装置16a的开度,以使作为由第三温度传感器35a检测的温度与第三温度传感器35b检测的温度的差而获得的过热(过热度)成为一定。同样地,控制节流装置16b的开度,以使作为由第三温度传感器35c检测的温度与第三温度传感器35d检测的温度的差而获得的过热成为一定。而且,开闭装置17a打开,开闭装置17b关闭。
[全制冷运转模式的p-h线图]
图4是图3所示的全制冷运转时的p-h线图(压力-焓线图)。利用图3和图4的p-h线图说明该模式下的注入的动作。
被吸入压缩机10并由压缩机10压缩了的制冷剂在热源侧热交换器12冷凝而成为高压的液体制冷剂(图4的点J)。该高压的液体制冷剂经由单向阀13a到达分支部27a。
在进行注入的时候,使开闭装置24打开,使在分支部27a分支的高压的液体制冷剂的一部分经由开闭装置24和分支配管4d流入吸入注入配管4c。流入到吸入注入配管4c的高压的液体制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图4的点K),并流入连接压缩机10和储液器19的制冷剂配管。
而且,在分支部27a分支的高压的液体制冷剂的剩余部分流入热介质转换机3,由节流装置16减压而成为低压的气液二相制冷剂,继而流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15成为低温低压的气体制冷剂。此后,该低温低压的气体制冷剂流入室外机1,流入储液器19。
从吸入注入配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储液器19流出的低温低压的气体制冷剂在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图4的点H),并被吸入压缩机10。该合流生成的低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比不进行注入的时候温度低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图4的点I)。
另外,在不进行注入的时候,将开闭装置24关闭,在分支部27a分支的高压的液体制冷剂由节流装置16被减压而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15而成为低温低压的气体制冷剂,经由储液器19被吸入压缩机10(图4的点F)。该低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热,成为比进行注入的时候温度高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图4的点G)。
并且,从进行注入的时候的压缩机10排出的制冷剂温度(图4的点I)比从不进行注入的时候的压缩机10排出的制冷剂温度(图4的点G)低。这样,空调装置100即使采用压缩机10的排出温度达到高温的制冷剂(例如R32等),也能够降低压缩机10的排出温度,能够提高空调装置100的动作稳定性。
另外,从分支配管4d的开闭装置24到达防逆流装置20的流路的制冷剂为高压制冷剂,从热介质转换机3经由制冷剂配管4回到室外机1并到达分支部27b的制冷剂为低压制冷剂。通过防逆流装置20的作用,防止了分支配管4d的高压制冷剂与分支部27b的低压制冷剂混合。节流装置14a没有制冷剂流过,因此可以设定为任意的开度。节流装置14b可以将开度(节流量)控制成使得排出制冷剂温度检测装置37检测出的压缩机10的排出温度不会过高。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在全制冷运转模式中,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a和泵21b的作用下在配管5内流动。由泵21a和泵21b加压而流出的热介质,通过第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后,热介质在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b从室内空气吸热,从而进行室内空间7的制冷。
然后,热介质从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出,流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负载所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b流出的热介质,通过第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21a和泵21b。
另外,在利用侧热交换器26的配管5内,热介质沿着从第二热介质流路切换装置23经过热介质流量调整装置25到达第一热介质流路切换装置22的流向流动。而且,通过控制成将第一温度传感器31a检测的温度或者第一温度传感器31b检测的温度与第二温度传感器34检测的温度之差保持为目标值,可以满足室内空间7所需的空调负载。热介质间热交换器15的出口温度可以使用第一温度传感器31a或第一温度传感器31b中的任何一方的温度,也可以使用它们的平均温度。这时,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23成为中间的开度,以确保通往热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路。
在执行全制冷运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负载的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以,用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图7中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b有热负载,所以,使热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负载,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。而且,当从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生了热负载时,只要将热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
[全制热运转模式]
图5是说明图2所示的空调装置100的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图。在该图5中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生制热能负载的情况为例,说明全制热运转模式。另外,在图5中,粗线表示的配管是制冷剂(制冷剂和热介质)流过的配管。而且,在图5中,实线箭头表示制冷剂的流动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图5所示的全制热运转模式时,在室外机1,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10排出的制冷剂不经过热源侧热交换器12,流入热介质转换机3。在热介质转换机3中,泵21a和泵21b被驱动,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中每个与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,导通第一连接配管4a,通过单向阀13b、分支部27a,从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂,分支后通过第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。
流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,由节流装置16a和节流装置16b膨胀,成为中温中压的二相制冷剂。该二相制冷剂通过开闭装置17b,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入室外机1的制冷剂经由分支部27b流入第二连接配管4b并通过节流装置14a,由节流装置14a节流,成为低温低压的二相制冷剂,通过单向阀13c,流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12。
并且,流入到热源侧热交换器12的制冷剂,在热源侧热交换器12从室外空气吸热,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入到压缩机10。
此时,控制节流装置16a的开度,以使作为将由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度后的值与由第三温度传感器35b检测的温度的差而获得的过冷(过冷却度)成为一定。同样地,控制节流装置16b的开度,以使作为将由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度后的值与由第三温度传感器35d检测的温度的差而获得的过冷成为一定。而且,开闭装置17a关闭,开闭装置17b打开。另外,在能够测定热介质间热交换器15的中间位置的温度的情况下,也可以取代压力传感器36而采用该中间位置处的温度,能够廉价地构成系统。
[全制热运转模式的p-h线图]
图6是图5所示的全制热运转时的p-h线图。利用图5和图6的p-h线图说明该模式下的注入的动作。
被吸入压缩机10并由压缩机10压缩的制冷剂从室外机1流出并在热介质转换机3的热介质间热交换器15冷凝而成为中温,在节流装置16减压而成为中压(图6的点J),并从热介质转换机3经由制冷剂配管4流入室外机1。流入室外机1的中温中压的二相制冷剂到达分支部27b。
在进行注入的时候,将节流装置14b打开至预定的开度,使在分支部27b分支的中温中压的制冷剂的一部分经由分支配管4d流入吸入注入配管4c。流入到吸入注入配管4c的中温中压的制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图6的点K),并流入连接压缩机10和储液器19的制冷剂配管。
而且,在分支部27b分支的中温中压的制冷剂的剩余部分在节流装置14a减压而成为低压的气液二相制冷剂,继而流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12成为低温低压的气液二相制冷剂。此后,该低温低压的气液二相制冷剂流入储液器19。
从吸入注入配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储液器19流出的低温低压的气液二相制冷剂在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图6的点H),并被吸入压缩机10。该低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比不进行注入的时候温度低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次从压缩机10被排出(图4的点I)。
另外,在不进行注入的时候,将节流装置14b关闭,通过分支部27b的中温中压的气液二相制冷剂在节流装置14a被减压而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12而成为低温低压的气液二相制冷剂,经由储液器19被吸入压缩机10(图6的点F)。该低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比进行注入的时候温度高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图6的点G)。
并且,从进行注入的时候的压缩机10排出的制冷剂温度(图6的点I)比从不进行注入的时候的压缩机10排出的制冷剂温度(图6的点G)降低。这样,空调装置100即使采用压缩机10的排出温度达到高温的制冷剂(例如R32等),也能够降低压缩机10的排出温度,能够提高空调装置100的动作稳定性。
另外,将开闭装置24关闭,防止了来自分支部27a的高压状态的制冷剂与通过防逆流装置20而来的中压状态的制冷剂混合。而且,若节流装置14a进行控制以使由中压检测装置32检测出的中压达到一定值的话,节流装置14b对排出温度的控制稳定。并且,节流装置14b将开度(节流量)控制成使得排出制冷剂温度检测装置37检测出的压缩机10的排出温度不会过高。
而且,在全制热运转模式中,热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b共同加热热介质,因此只要是在节流装置16a和节流装置16b能够控制过冷的范围内,也可以控制成使得节流装置14a的上游侧的制冷剂的压力(中压)变高。当控制中压变高时,由于能够使与压缩室内的压力的压力差增大,因此能够增多向压缩室的吸入侧注入的制冷剂的量,即使是在外部气体温度低的情况下,也能够为了降低排出温度而向压缩机10供给充分的注入流量。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在全制热运转模式中,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21a和泵21b的作用下在配管5内流动。被泵21a和泵21b加压而流出的热介质,通过第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后,热介质在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中向室内空气散热,进行室内空间7的制热。
然后,热介质从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出,流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负载所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b流出的热介质,通过第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21a和泵21b。
另外,在利用侧热交换器26的配管5内,热介质沿着从第二热介质流路切换装置23经过热介质流量调整装置25到达第一热介质流路切换装置22的流向流动。而且,通过控制成将第一温度传感器31a检测的温度或者第一温度传感器31b检测的温度与第二温度传感器34检测的温度之差保持为目标值,可以满足室内空间7所需的空调负载。热介质间热交换器15的出口温度可以使用第一温度传感器31a或第一温度传感器31b中的任何一方的温度,也可以使用它们的平均温度。
这时,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23成为中间的开度,以确保流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路。而且,本来,利用侧热交换器26a应当是用其入口和出口的温度差来控制,但是,由于利用侧热交换器26的入口侧的热介质温度与第一温度传感器31b检测的温度为大致相同的温度,所以,通过使用第一温度传感器31b,可以减少温度传感器的数目,可以低成本地构成系统。
在执行全制热运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负载的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以,利用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图5中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负载,所以,使热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负载,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。并且,当从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生了热负载时,只要将热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
[制冷主体运转模式]
图7是说明图2所示的空调装置100的制冷主体运转时的制冷剂和热介质的流动的图。在该图7中,以在利用侧热交换器26a产生冷能负载、在利用侧热交换器26b产生热能负载的情况为例,说明制冷主体运转模式。另外,在图7中,粗线表示的配管是供制冷剂(制冷剂和热介质)循环的配管。而且,在图7中,实线箭头表示制冷剂的流动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图7所示的制冷主体运转模式的情况下,在室外机1,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10排出的制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质转换机3中,泵21a和泵21b被驱动,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26b之间、以及在热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26a之间循环。
首先说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12,一边向室外空气散热一边冷凝,成为二相制冷剂。从热源侧热交换器12流出的二相制冷剂通过单向阀13a经由分支部27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的二相制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置18b,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。
流入到热介质间热交换器15b的二相制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,在节流装置16b膨胀,成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的低压二相制冷剂,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边成为低压的气体制冷剂。该气体制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入到室外机1的制冷剂,经由分支部27b并通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入压缩机10。
此时,控制节流装置16b的开度,以使作为由第三温度传感器35a检测的温度与第三温度传感器35b检测的温度的差而获得的过热成为一定。而且,节流装置16a全开,开闭装置17a、17b关闭。另外,控制节流装置16b的开度,以使作为将由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度的值与由第三温度传感器35d检测的温度的差而获得的过冷成为一定。另外,也可以将节流装置16b全开,用节流装置16a控制过热或过冷。
[制冷主体运转模式的p-h线图]
图8是图7所示的制冷主体运转时的p-h线图。利用图7和图8的p-h线图说明该模式下的注入的动作。
被吸入压缩机10并由压缩机10压缩了的制冷剂在热源侧热交换器12冷凝而成为高压的气液二相制冷剂(图8的点J)。该高压的气液二相制冷剂经由单向阀13a到达分支部27a。
在进行注入的时候,使开闭装置24打开,使在分支部27a分支的高压的气液二相制冷剂的一部分经由开闭装置24和分支配管4d流入吸入注入配管4c。流入到吸入注入配管4c的高压的气液二相制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图8的点K),并流入连接压缩机10和储液器19的制冷剂配管。
而且,在分支部27a分支的高压的气液二相制冷剂的剩余部分流入热介质转换机3,由节流装置16减压而成为低压的气液二相制冷剂,继而流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15成为低温低压的气体制冷剂。此后,该低温低压的气体制冷剂回到室外机1,流入储液器19。
从吸入注入配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储液器19流出的低温低压的气体制冷剂在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图8的点H),并被吸入压缩机10。该合流生成的低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比不进行注入的时候温度低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次从压缩机10被排出(图8的点I)。
另外,在不进行注入的时候,将开闭装置24关闭,在分支部27a分支的高压的气液二相制冷剂经由作为冷凝器作用的热介质间热交换器15b流入节流装置16b和节流装置16a而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15a而成为低温低压的气液二相制冷剂。此后,经由储液器19被吸入压缩机10(图8的点F)。该低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比进行注入的时候温度高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次从压缩机10被排出(图8的点G)。
并且,从进行注入的时候的压缩机10排出的制冷剂温度(图8的点I)比从不进行注入的时候的压缩机排出的制冷剂温度(图8的点G)降低。这样,空调装置100即使采用压缩机10的排出温度成为高温的制冷剂(例如R32等),也能够降低压缩机10的排出温度,能够提高空调装置100的动作稳定性。
另外,从分支配管4d的开闭装置24到达防逆流装置20的流路的制冷剂为高压制冷剂,从热介质转换机3经由制冷剂配管4回到室外机1并到达分支部27b的制冷剂为低压制冷剂。通过防逆流装置20的作用,防止了分支配管4d的高压制冷剂与分支部27b的低压制冷剂混合。节流装置14a没有制冷剂流过,因此可以设定为任意的开度。节流装置14b可以将开度(节流量)控制成使得排出制冷剂温度检测装置37检测出的压缩机10的排出温度不会过高。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在制冷主体运转模式中,在热介质间热交换器15b,制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在配管5内流动。另外,在制冷主体运转模式中,在热介质间热交换器15a,制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a的作用下在配管5内流动。被泵21a和泵21b加压而流出的热介质,通过第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。
在利用侧热交换器26b,热介质向室内空气散热,从而进行室内空间7的制热。另外,在利用侧热交换器26a,热介质从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负载所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。通过利用侧热交换器26b而温度稍稍降低了的热介质,通过热介质流量调整装置25b和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21b。通过了利用侧热交换器26a而温度稍稍上升了的热介质,通过热介质流量调整装置25a和第一热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15a,再次被吸入泵21a。
在此期间,在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下,热的热介质和冷的热介质相互不混合,分别被导入具有热能负载、冷能负载的利用侧热交换器26。另外,在利用侧热交换器26的配管5内,在制热侧和制冷侧,热介质都是沿着从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25到达第一热介质流路切换装置22的流向流动。而且,通过控制成在制热侧将由第一温度传感器31b检测的温度与由第二温度传感器34检测的温度之差保持为目标值、在制冷侧将由第二温度传感器34检测的温度与由第一温度传感器31a检测的温度之差保持为目标值,可以满足室内空间7所需的空调负载。
在执行制冷主体运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负载的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以,利用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图7中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负载,所以,使热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负载,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。并且,当从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生了热负载时,只要将热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
[制热主体运转模式]
图9是说明图2所示的空调装置100的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图。在该图9中,以在利用侧热交换器26a产生热能负载、在利用侧热交换器26b产生冷能负载的情况为例,说明制热主体运转模式。另外,在图9中,粗线表示的配管是供制冷剂(制冷剂和热介质)循环的配管。而且,在图9中,实线箭头表示制冷剂的流动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图9所示的制热主体运转模式时,在室外机1,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10排出的制冷剂不经过热源侧热交换器12,流入热介质转换机3。在热介质转换机3,泵21a和泵21b被驱动,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中每个与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,在第一连接配管4a导通,通过单向阀13b并经由分支部27a,从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置18b,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。
流入到热介质间热交换器15b的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为气液二相制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的气液二相制冷剂,在节流装置16b膨胀,成为中压二相制冷剂。该中压二相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的中压二相制冷剂,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而蒸发,将热介质冷却。该低压二相制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入室外机1的制冷剂经由分支部27b流入第二连接配管4b并通过节流装置14a,由节流装置14a节流,成为低温低压的二相制冷剂,通过单向阀13c,流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12。并且,流入到热源侧热交换器12的制冷剂,在热源侧热交换器12从室外空气吸热,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入压缩机10。
此时,控制节流装置16b的开度,以使作为将由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度后的值与由第三温度传感器35b检测的温度的差而获得的过冷成为一定。而且,节流装置16a全开,开闭装置17a关闭,开闭装置17b关闭。另外,也可以将节流装置16b全开,用节流装置16a控制过冷。
[制热主体运转模式的p-h线图]
图10是图9所示的制热主体运转时的p-h线图。利用图9和图10的p-h线图说明该模式下的注入的动作。
被吸入压缩机10并由压缩机10压缩的制冷剂从室外机1流出并在热介质转换机3的热介质间热交换器15a冷凝,在节流装置16a和节流装置16b被减压而成为中压,在热介质间热交换器15b蒸发而成为中温(图10的点J),并从热介质转换机3经由制冷剂配管4流入室外机1。流入室外机1的中温中压的制冷剂到达分支部27b。
在进行吸入注入的时候,将节流装置14b打开至预定的开度,使在分支部27b分支的中温中压的气液二相制冷剂的一部分经由分支配管4d流入吸入注入配管4c。流入到吸入注入配管4c的中温中压的制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图10的点K),并流入连接压缩机10和储液器19的制冷剂配管。
而且,在分支部27b分支的中温中压的气液二相制冷剂的剩余部分在节流装置14a减压而成为低压的气液二相制冷剂,继而流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12成为低温低压的气液二相制冷剂。此后,该低温低压的气液二相制冷剂流入储液器19。
从吸入注入配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储液器19流出的低温低压的气液二相制冷剂在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图10的点H),并被吸入压缩机10。该低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比不进行注入的时候温度低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次从压缩机10被排出(图10的点I)。
另外,在不进行注入的时候,将节流装置14b关闭,通过分支部27b的中温中压的气液二相制冷剂在节流装置14a被减压而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12而成为低温低压的气液二相制冷剂,经由储液器19被吸入压缩机10(图10的点F)。该低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比进行注入的时候温度高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次从压缩机10被排出(图10的点G)。
并且,从进行注入的时候的压缩机10排出的制冷剂温度(图10的点I)比从不进行注入的时候的压缩机排出的制冷剂温度(图10的点G)降低。这样,空调装置100即使采用压缩机10的排出温度成为高温的制冷剂(例如R32等),也能够降低压缩机10的排出温度,能够提高空调装置100的动作稳定性。
另外,开闭装置24关闭,防止了来自分支部27a的高压状态的制冷剂与通过防逆流装置20而来的中压状态的制冷剂混合。而且,若节流装置14a进行控制以使由中压检测装置32检测出的中压达到一定值的话,则节流装置14b对排出温度的控制稳定。并且,节流装置14b将开度(节流量)控制成使得排出制冷剂温度检测装置37检测出的压缩机10的排出温度不会过高。
而且,在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15b中需要冷却热介质,无法将节流装置14a的上游侧的制冷剂的压力(中压)控制得太高。如果无法使中压变高的话,则向压缩机10的吸入侧注入的制冷剂的流量减少,排出温度的降低量变小。但是,由于需要防止热介质的冻结,因此在外部气体温度低时(例如,外部气体温度在-5℃以下),不进入制热主体运转模式,在外部气体温度高时,排出温度不会太高,吸入注入的流量也不是很多也可以,因此没有问题。通过节流装置14a,也能够进行热介质间热交换器15b的热介质的冷却,并且通过设定为能够供给用于使排出温度降低的足够的量的吸入注入流量的中压,从而能够安全地运转。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15b,制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在配管5内流动。另外,在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15a,制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a的作用下在配管5内流动。被泵21a和泵21b加压而流出的热介质,通过第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。
在利用侧热交换器26b,热介质从室内空气吸热,从而进行室内空间7的制冷。而且,在利用侧热交换器26a,热介质向室内空气散热,从而进行室内空间7的制热。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负载所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。通过利用侧热交换器26b而温度稍稍上升了的热介质,通过热介质流量调整装置25b和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a,再次被吸入泵21a。通过了利用侧热交换器26a而温度稍稍降低了的热介质,通过热介质流量调整装置25a和第一热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21b。
在此期间,在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下,热的热介质和冷的热介质相互不混合,分别被导入具有热能负载、冷能负载的利用侧热交换器26。另外,在利用侧热交换器26的配管5内,在制热侧和制冷侧,热介质都是沿着从第二热介质流路切换装置23经过热介质流量调整装置25到达第一热介质流路切换装置22的流向流动。而且,通过控制成在制热侧将由第一温度传感器31b检测的温度与由第二温度传感器34检测的温度之差保持为目标值、在制冷侧将由第二温度传感器34检测的温度与由第一温度传感器31a检测的温度之差保持为目标值,可以满足室内空间7所需的空调负载。
在执行制热主体运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负载的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以,利用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图9中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负载,所以,使热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负载,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。而且,当从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生了热负载时,只要将热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
[本实施方式1涉及的空调装置100所具有的效果]
本实施方式1涉及的空调装置100能够将制冷剂注入到压缩机10的吸入侧,因此能够抑制动作稳定性降低的情况。
而且,本实施方式1涉及的空调装置100在全制热运转模式、全制冷运转模式、制热主体运转模式以及制冷主体运转模式中能够进行注入。即,空调装置100即使例如从制冷运转切换成制热运转、制冷制热混合运转等,改变了制冷剂的流动,也能够进行注入。
并且,本实施方式1涉及的空调装置100通过增加对室外机1和热介质转换机3的制冷剂回路的改良而使注入成为可能。即,空调装置100即使不是在室内机2设有单向阀等之类的结构,也能够进行注入,相应地提高了通用性。
[制冷剂配管4]
室外机1和热介质转换机3由制冷剂配管4连接,在制冷剂配管4中流过制冷剂。
[配管5]
热介质转换机3与室内机2由(热介质)配管5连接,在配管5中流过水、防冻液等热介质。
在空调装置100中,在利用侧热交换器26只产生制热负载或制冷负载时,使对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23成为中间的开度,使热介质流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方。这样,可将热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方用于制热运转或制冷运转,所以,传热面积增大,可进行效率良好的制热运转或制冷运转。
另外,在利用侧热交换器26同时产生制热负载和制冷负载时,将与进行制热运转的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23,切换到与加热用的热介质间热交换器15b连接的流路上;将与进行制冷运转的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23,切换到与冷却用的热介质间热交换器15a连接的流路上,由此,在各室内机2,可自由地进行制热运转、制冷运转。
另外,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23只要能切换流路即可,可以是三通阀等切换三向流路的装置、将两个开闭阀等进行双向流路开闭的阀组合而成的装置等。另外,还可以使用步进马达驱动式混合阀等使三向流路流量变化的装置、将两个电子式膨胀阀等使双向流路流量变化的阀组合而成的装置等,作为第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23。这时,也可以防止流路突然开闭引起的水锤作用。另外,在实施方式1中,以热介质流量调整装置25是二通阀为例进行了说明,但是还可以作为具有三向流路的控制阀而与旁通利用侧热交换器26的旁通管一起设置。
而且,节流装置14a除了电子式膨胀阀等使开口面积变化的结构之外,也可以使用小型的电磁阀等开闭阀、毛细管、小型的单向阀等,只要能够形成中压可以是任意的结构。
另外,热介质流量调整装置25可以使用步进马达驱动式来控制流过流路的流量,还可以是将二通阀、三通阀的一端封闭的装置。而且,也可以使用开闭阀等进行双向流路开闭的装置作为热介质流量调整装置25,通过反复打开/关闭操作,控制平均的流量。
另外,示出了第二制冷剂流路切换装置18是四通阀,但是并不限定于此,也可以使用多个双向流路切换阀、三向流路切换阀,以同样的方式使制冷剂流过。
另外,只连接一个利用侧热交换器26和一个热介质流量调整装置25时也同样可以成立,这是不言而喻的,进而,作为热介质间热交换器15和节流装置16,即使设置了多个进行相同动作的装置自然也没有问题。另外,以热介质流量调整装置25内置于热介质转换机3内的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以内置于室内机2内,也可以与热介质转换机3和室内机2分开地构成。
作为热介质,例如可以使用卤水(防冻液)、水、卤水和水的混合液、水和防蚀效果高的添加剂的混合液等。因此,在空调装置100中,即使热介质通过室内机2泄漏到室内空间7内,由于使用安全性高的热介质,因此可提高安全性。
作为制冷剂,在使用R32等排出温度高的制冷剂时吸入注入的效果明显,除了R32之外,也可以使用R32与地球变暖系数小的四氟乙烯类制冷剂即化学式以CF3CF=CH2表示的HFO1234yf或化学式以CF3CF=CHF表示的HFO1234ze的混合制冷剂(非共沸混合制冷剂)。
在使用R32作为制冷剂的情况下,与使用R410A的情况相比,在同一运转状态下,排出温度上升大约20℃,因此需要降低排出温度来使用,吸入注入的效果明显。在R32与HFO1234yf的混合制冷剂中,在R32的质量比率在62%以上的情况下,与使用R410A制冷剂的情况相比排出温度升高3℃以上,若通过吸入注入使排出温度降低的话,则效果明显。
而且,在R32与HFO1234ze的混合制冷剂中,在R32的质量比率在43%以上的情况下,与使用R410A制冷剂的情况相比排出温度升高3℃以上,若通过吸入注入使排出温度降低的话,则效果明显。
而且,混合制冷剂的制冷剂种类并不限定于上述情况,即使是含有少量其他制冷剂成分的混合制冷剂,也会起到同样的效果而不会对排出温度有大的影响。例如,也可以使用R32和HFO1234fy并含有少量其他制冷剂的混合制冷剂等。
而且,一般来说,在热源侧热交换器12和利用侧热交换器26a~26d安装有送风机而通过送风来促进冷凝或者蒸发的情况比较多,但并不限于此,例如,可以采用利用辐射的板加热器作为利用侧热交换器26a~26d的结构,作为热源侧热交换器12可以采用利用水或防冻液使热能转移的水冷式的类型的热交换器,只要是能够散热或吸热的结构,则可以采用任意的结构。
而且,在此,对利用侧热交换器26a~26d为四个的情况为例进行了说明,不过连接几个都可以。
而且,以热介质间热交换器15a、15b为两个的情况为例进行了说明,但当然也并不限定于此,只要是能将热介质冷却或/和加热的构造,则设置几个都可以。
而且,泵21a、21b并不限定于各设有一个,也可以将多个小容量的泵并排设置。
而且,在本实施方式1中,说明了以下所述的构成例。即,压缩机10、四通阀(第一制冷剂流路切换装置)11、热源侧热交换器12、节流装置14a、节流装置14b、开闭装置17和防逆流装置20收纳于室外机1。而且,利用侧热交换器26收纳于室内机2,热介质间热交换器15和节流装置16收纳于热介质转换机3。并且,以下述系统为例进行了说明:将室外机1与热介质转换机3之间以两根一组的配管连接,在室外机1与热介质转换机3之间使制冷剂循环,将室内机2与热介质转换机3之间分别以两根一组的配管连接,在室内机2与热介质转换机3之间使热介质循环,利用热介质间热交换器15使制冷剂与热介质进行热交换。然而,空调装置100并不限于此。
例如,可以应用于下述直膨系统,起到同样的效果:在室外机1收纳压缩机10、四通阀(第一制冷剂流路切换装置)11、热源侧热交换器12、节流装置14a、节流装置14b、开闭装置17和防逆流装置20,在室内机2收纳使空调对象空间的空气与制冷剂进行热交换的负载侧热交换器和节流装置16,并且具备与室外机1和室内机2分体形成的中继器,将室外机1与中继器之间以两根一组的配管连接,将室内机2与中继器之间分别以两根一组的配管连接,经由中继机在室外机1与室内机2之间使制冷剂循环,能够进行全制冷运转、全制热运转、制冷主体抑制、制热主体运转。
而且,在本实施方式1中,说明了以下所述的构成例。即,压缩机10、四通阀(第一制冷剂流路切换装置)11、热源侧热交换器12、节流装置14a、节流装置14b收纳于室外机1。而且,利用侧热交换器26收纳在室内机2。并且,以下述系统为例进行了说明:将热介质间热交换器15和节流装置16收纳于热介质转换机3,将室外机1与热介质转换机3之间以两根一组的配管连接,在室外机1与热介质转换机3之间使制冷剂循环,将室内机2与热介质转换机3之间分别以两根一组的配管连接,在室内机2与热介质转换机3之间使热介质循环,利用热介质间热交换器15使制冷剂与热介质进行热交换。然而,空调装置100并不限于此。
例如,可以应用于下述直膨系统,起到同样的效果:在室外机1收纳压缩机10、四通阀(第一制冷剂流路切换装置)11、热源侧热交换器12、节流装置14a、节流装置14b,在室内机2收纳使空调对象空间的空气与制冷剂进行热交换的负载侧热交换器和节流装置16,将多个室内机与室外机1以两根一组的配管连接,在室外机1与室内机2之间使制冷剂循环,能够进行制冷运转、制热运转。
而且,在此,对能够进行制冷主体运转、制热主体运转之类的制冷制热混合运转的空调装置为例进行了说明,不过不限于此,对于无法进行制冷制热混合运转,而切换使用全制冷运转和全制热运转的空调装置也可以应用,并且起到同样的效果而且,在无法进行制冷制热混合运转的结构中,也包括仅具有一个热介质间热交换器的结构。
实施方式2
基于附图说明本发明的实施方式2。本实施方式是对实施方式1的制冷剂回路的一部分进行修正而成的,大多部分与实施方式1相同,仅对与实施方式1不同的部分进行说明。图12是本实施方式2涉及的空调装置(下面称为空调装置100a)的回路构成例。基于图12来说明空调装置100a的详细构成。
空调装置100a具有使制冷剂循环的制冷循环即制冷剂循环回路A和使热介质循环的热介质循环回路B,各室内机2能够选择制冷运转、制热运转。本实施方式2涉及的空调装置100a与实施方式1涉及的空调装置100相同,能够进行全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷制热混合运转模式。另外,按照图13~图16的说明来详细说明制冷制热混合运转模式中的全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式和制热主体运转模式。
[室外机1]
图12所示的实施方式2涉及的室外机1与图2所示的实施方式1涉及的室外机1的不同点之一为,改变了实施方式1涉及的分支部27a的设置位置。而且,不同点之二为,取代实施方式1涉及的开闭装置24而设有防逆流装置24。另外,伴随着改变分支部27a位置,在实施方式2涉及的室外机1中,改变了分支制冷剂温度检测装置33和分支配管4d的连接位置。其它结构与实施方式1相同。
通过如本实施方式2这样改变分支部27a的设置位置,能够将开闭装置24置换为防逆流装置24,廉价地构成空调装置100a,能够起到同样的效果。
分支部27a具有三个连接口,全制冷运转和制冷主体运转时的制冷剂流入侧的连接口(以下,也称为第一连接口)与连接热源侧热交换器12的配管连接,全制热运转和制热主体运转时的制冷剂流入侧的连接口(以下,也称为第二连接口)经由单向阀13a与连接于制冷剂配管4的配管连接,余下的一个连接口(以下,也称为第三连接口)经由防逆流装置24与分支配管4d连接。即,分支部27a的连接关系除了与单向阀13a的连接关系之外与实施方式1的分支部27a是相同的。
更为详细地来说,第一连接口与连接热源侧热交换器12的配管连通。并且,第一连接口在全制冷运转和制冷主体运转时的制冷剂流动方向上处于热源侧热交换器12的下游侧。
而且,第二连接口与单向阀13a侧的配管和单向阀13c侧的配管连通。并且,第二连接口在全制热运转和制热主体运转时的制冷剂流动方向上处于单向阀13c的下游侧。
并且,第三连接口与连接防逆流装置24的分支配管4d连通。并且,第三连接口在全制冷运转和制冷主体运转时的制冷剂流动方向上处于防逆流装置24的上游侧。
另外,实施方式1涉及的分支部27a被配置成使制冷剂从同一方向流出而与运转模式无关,不过本实施方式2涉及的分支部27a被配置成在全制冷运转模式和制冷主体运转模式下与在全制热运转模式和制热主体运转模式下制冷剂的流出方向相反。
与空调装置100的运转模式对应地向分支部27流入液体制冷剂或者气液二相制冷剂。例如,在全制冷运转模式的情况下,液体制冷剂流入分支部27a,气体制冷剂流入分支部27b,在制冷主体运转模式的情况下,气液二相制冷剂流入分支部27a,气体制冷剂流入分支部27b,在全制热运转模式和制热主体运转模式的情况下,气液二相制冷剂流入分支部27a和分支部27b。
此处,将分支部27a配置在下述方向:当分支部27在气液二相制冷剂流入时需要均等地分配气液二相制冷剂的时候,在使制冷剂从下向上流动后分支为两部分的方向。在分支部27a使二相制冷剂分支的情况仅存在于制冷主体运转模式,在制冷主体运转模式的情况下,配置成使制冷剂从下向上流动后分支为两部分即可。
在全制热运转模式和制热主体运转模式的情况下,二相制冷剂流入分支部27a,不过由于三个流路中的一个流路由防逆流装置24关闭,因此制冷剂不会分支到两个流路,而是从一个流路进入并从另一个流路流出。即,在实施方式2的全制热运转模式和制热主体运转模式的情况下,流出的制冷剂不会分为两部分,因此即使由分支部27a使制冷剂从上向下(与重力方向相反的方向)流动也没有问题。
防逆流装置24进行分支部27a和吸入注入配管4c之间的流路的开闭。防逆流装置24例如是单向阀,在防逆流装置24的入口侧的压力高于出口侧的压力时流路成为打开状态,在防逆流装置24的入口侧的压力低于出口侧的压力时流路被封闭,自动地进行流路的开闭。
在全制冷运转模式和制冷主体运转模式的情况下,在分支部27a流过高压的制冷剂。当为了进行注入而打开节流装置14b时,防逆流装置24的入口侧(分支部27a侧)的压力比防逆流装置24的出口侧(防逆流装置20的出口侧且节流装置14b的入口侧)的压力还要高,因此产生从分支部27a侧朝向防逆流装置24和节流装置14b侧的流动。
另一方面,如果在不进行注入的时候,将节流装置14b关闭的话,由于制冷剂的流动目的地不存在,因此从分支部27a侧向防逆流装置24侧的流动被封闭。
并且,在全制热运转模式和制热主体运转模式下,在分支部27a流过低压的制冷剂,因此防逆流装置24的入口侧(分支部27a侧)的压力(低压)比防逆流装置24的出口侧(防逆流装置20的出口侧且节流装置14b的入口侧)的压力(中压)低,因此不会产生经由防逆流装置24的流动。
分支制冷剂温度检测装置33检测全制冷运转模式和制冷主体运转模式的情况向分支部27a流入的制冷剂温度,其设于分支部27a的全制冷运转模式和制冷主体运转模式下流入侧的流路。
分支配管4d是在向压缩机10注入的时候用于将制冷剂引导至吸入注入配管4c的配管。分支配管4d与分支部27a、分支部27b和吸入注入配管4c连接。在分支配管4d设有防逆流装置20和防逆流装置24。
[全制冷运转模式]
图13是说明图12所示的空调装置100a的全制冷运转时的制冷剂和热介质的流动的图,基于图13,对于空调装置100a的全制冷运转与实施方式1的图3的空调装置100的全制冷运转的不同点进行说明。
说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12,一边向室外空气散热一边冷凝液化,成为高压的制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的气液二相制冷剂通过分支部27a和单向阀13从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的高压的气液二相制冷剂,经过了开闭装置17a后分支,在节流装置16a和节流装置16b膨胀,成为低温低压的二相制冷剂。
该二相制冷剂分别流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制制冷剂,经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再流入室外机1。流入到室外机1的制冷剂,经由分支部27b并通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入压缩机10。
[全制冷运转模式的p-h线图]
图13所示的全制冷运转模式下的p-h线图(压力-焓线图)与实施方式1的图4相同,利用图13和图14的p-h线图对该模式下的注入的动作进行说明。
被吸入压缩机10并在压缩机10被压缩的制冷剂在热源侧热交换器12冷凝而成为高压的液体制冷剂(图4的点J)。该高压的液体制冷剂到达分支部27a。
在进行注入的时候,将节流装置14b打开的话,防逆流装置24的入口侧(分支部27a侧)的压力比防逆流装置24的出口侧(防逆流装置20的出口侧且节流装置14b的入口侧)的压力高,因此产生从分支部27a经由防逆流装置24的流动,使在分支部27a分支的高压的液体制冷剂的一部分经由防逆流装置24和分支配管4d流入吸入注入配管4c。流入到吸入注入配管4c的高压的液体制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图4的点K),并流入连接压缩机10和储液器19的制冷剂配管。
而且,在分支部27a分支的高压的液体制冷剂的剩余部分经由单向阀13a流入热介质转换机3,在节流装置16减压而成为低压的气液二相制冷剂,继而流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15成为低温低压的气液二相制冷剂。此后,该低温低压的气液二相制冷剂流入室外机1,流入储液器19。
从吸入注入配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储液器19流出的低温低压的气体制冷剂在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图4的点H),并被吸入压缩机10。该合流生成的低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比不进行注入的时候温度低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图4的点I)。
另外,在不进行注入的时候,将节流装置14b关闭的话,由于制冷剂的流动目的地不存在,因此经由防逆流装置24的流动被封闭,在通过分支部27a从室外机1流出的高压的液体制冷剂在节流装置16被减压而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15而成为低温低压的气体制冷剂,经由储液器19被吸入压缩机10(图4的点F)。该低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热,成为比进行注入的时候温度高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图4的点G)。
另外,从分支配管4d的防逆流装置24到达防逆流装置20的流路的制冷剂为高压制冷剂,从热介质转换机3经由制冷剂配管4回到室外机1并到达分支部27b的制冷剂为低压制冷剂。通过防逆流装置20的作用,防止了分支配管4d的高压制冷剂与分支部27b的低压制冷剂混合。
热介质循环回路B中的热介质的流动与实施方式1的图3相同,省略说明。
[全制热运转模式]
图14是说明图12所示的空调装置100a的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图,基于图14,对于空调装置100a的全制热运转与实施方式1的图5的空调装置100的全制热运转的不同点进行说明。
说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,导通于第一连接配管4a,通过单向阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂,分支后通过第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。
流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为高压的气液二相制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气液二相制冷剂,在节流装置16a和节流装置16b膨胀,成为中温中压的二相制冷剂。该二相制冷剂通过旁通管4A和开闭装置17b,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入室外机1的制冷剂经由分支部27b流入第二连接配管4b并通过节流装置14a,由节流装置14a节流,成为低温低压的二相制冷剂,通过单向阀13c和分支部27a,流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12。
并且,流入到热源侧热交换器12的制冷剂,在热源侧热交换器12从室外空气吸热,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入压缩机10。
[全制热运转模式的p-h线图]
图14所示的全制热运转时的p-h线图(压力-焓线图)与实施方式1的图6相同。而且,在全制热运转时,将在分支部27b分支的中压的制冷剂注入压缩机10的吸入侧,并不将高压侧的制冷剂经由防逆流装置24导入注入配管。因此,对于基本动作,与实施方式说明的相同,省略说明。
在全制热运转模式下,在分支部27a流过低压的制冷剂,因此防逆流装置24的入口侧(分支部27a侧)的压力(低压)比防逆流装置24的出口侧(防逆流装置20的出口侧且节流装置14b的入口侧)的压力(中压)低,因此通过防逆流装置24的作用,不会产生经由防逆流装置24的流动,防止了在分支部27a流动的高压状态的制冷剂与通过防逆流装置20的中压状态的制冷剂混合。
热介质循环回路B中的热介质的流动与实施方式1的图5相同,省略说明。
[制冷主体运转模式]
图15是说明图12所示的空调装置100a的制冷主体运转时的制冷剂和热介质的流动的图。基于图15,对于空调装置100a的制冷主体运转,仅对其与实施方式1的图7的空调装置100的制冷主体运转的不同点进行说明。
说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12,一边向室外空气散热一边冷凝,成为二相制冷剂。从热源侧热交换器12流出的二相制冷剂通过分支部27a和单向阀13a,经由分支部27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的二相制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置18b,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。
流入到热介质间热交换器15b的二相制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为气液二相制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的气液二相制冷剂,在节流装置16b膨胀,成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的低压二相制冷剂,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边成为低压的气体制冷剂。该气体制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入到室外机1的制冷剂,经由分支部27b并通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入压缩机10。
[制冷主体运转模式的p-h线图]
图15所示的制冷主体运转时的p-h线图(压力-焓线图)与实施方式1的图8相同,利用图15和图8的p-h线图对该模式下的注入的动作进行说明。
被吸入压缩机10并在压缩机10被压缩的制冷剂在热源侧热交换器12冷凝而成为高压的气液二相制冷剂(图8的点J)。该高压的气液二相制冷剂到达分支部27a。
在进行注入的时候,将节流装置14b打开的话,防逆流装置24的入口侧(分支部27a侧)的压力比防逆流装置24的出口侧(防逆流装置20的出口侧且节流装置14b的入口侧)的压力高,因此产生从分支部27a经由防逆流装置24的流动,使在分支部27a分支的高压的气液二相制冷剂的一部分经由防逆流装置24和分支配管4d流入吸入注入配管4c。流入到吸入注入配管4c的高压的气液二相制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图8的点K),并流入连接压缩机10和储液器19的制冷剂配管。
而且,在分支部27a分支的高压的气液二相制冷剂的剩余部分经由单向阀13a流入热介质转换机3,在节流装置16减压而成为低压的气液二相制冷剂,继而流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15成为低温低压的气液二相制冷剂。此后,该低温低压的气液二相制冷剂回到室外机1,流入储液器19。
从吸入注入配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储液器19流出的低温低压的气体制冷剂在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图8的点H),并被吸入压缩机10。该合流生成的低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热而蒸发,成为比不进行注入的时候温度低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图8的点I)。
另外,在不进行注入的时候,将节流装置14b关闭的话,制冷剂的流动目的地不存在,因此经由防逆流装置24的流动被封闭,通过分支部27a从室外机1流出的高压的气液二相制冷剂经由作为冷凝器作用的热介质间热交换器15b流入节流装置16b和节流装置16a而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器作用的热介质间热交换器15a而成为低温低压的气体制冷剂。此后,经由储液器19被吸入压缩机10(图8的点F)。该低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器和马达加热,成为比进行注入的时候温度高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,并再次被从压缩机10排出(图8的点G)。
另外,从分支配管4d的防逆流装置24到达防逆流装置20的流路的制冷剂为高压制冷剂,从热介质转换机3经由制冷剂配管4回到室外机1并到达分支部27b的制冷剂为低压制冷剂。通过防逆流装置20的作用,防止了分支配管4d的高压制冷剂与分支部27b的低压制冷剂混合。
热介质循环回路B中的热介质的流动与实施方式1的图7相同,省略说明。
[制热主体运转模式]
图16是说明图12所示的空调装置100a的全制热运转时的制冷剂和热介质的流动的图,基于图16,仅对于空调装置100a的全制热运转与实施方式1的图9的空调装置100的全制热运转的不同点进行说明。
说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,导通于第一连接配管4a,通过单向阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入到热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置18b,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。
流入到热介质间热交换器15b的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为气液二相制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的气液二相制冷剂,在节流装置16b膨胀,成为中压二相制冷剂。该中压二相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的中压二相制冷剂,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而蒸发,将热介质冷却。该低压二相制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入室外机1的制冷剂经由分支部27b流入第二连接配管4b并通过节流装置14a,由节流装置14a节流,成为低温低压的二相制冷剂,通过单向阀13c和分支部27a,流入作为蒸发器作用的热源侧热交换器12。并且,流入到热源侧热交换器12的制冷剂,在热源侧热交换器12从室外空气吸热,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入压缩机10。
[制热主体运转模式的p-h线图]
图16所示的制热主体运转时的p-h线图(压力-焓线图)与实施方式1的图10相同。而且,在制热主体运转时,将在分支部27b分支的中压的制冷剂注入压缩机10的吸入侧,并不将高压侧的制冷剂经由防逆流装置24导入注入配管。因此,对于基本动作,与实施方式说明的相同,省略说明。
在制热主体运转模式下,在分支部27a流过低压的制冷剂,因此防逆流装置24的入口侧(分支部27a侧)的压力(低压)比防逆流装置24的出口侧(防逆流装置20的出口侧且节流装置14b的入口侧)的压力(中压)低,因此通过防逆流装置24的作用,不会产生经由防逆流装置24的流动,防止了在分支部27a流动的高压状态的制冷剂与通过防逆流装置20的中压状态的制冷剂混合。
热介质循环回路B中的热介质的流动与实施方式1的图9相同,省略说明。
附图标记说明
1:室外机(热源机);2:室内机;2a~2d:室内机;3:热介质转换机;4:制冷剂配管;4a:第一连接配管;4b:第二连接配管;4A:旁通管;4c:注入配管;4d:分支配管;5:配管;6:室外空间;7:室内空间;8:空间;9:建筑物;10:压缩机;11:第一制冷剂流路切换装置(四通阀);12:热源侧热交换器(第一热交换器);13a~13d:单向阀;14:节流装置;14a:节流装置(第三节流装置);14b:节流装置(第二节流装置);15:热介质间热交换器(第二热交换器);15a、15b:热介质间热交换器(第二热交换器);16:节流装置;16a、16b:节流装置(第一节流装置);17:开闭装置;17a、17b:开闭装置;18:第二制冷剂流路切换装置;18a、18b:第二制冷剂流路切换装置;19:储液器;20:防逆流装置(第二导通装置);21:泵;21a、21b:泵;22:热介质流路切换装置;22a~22d:热介质流路切换装置;23:热介质流路切换装置;23a~23d:热介质流路切换装置;24:开闭装置或防逆流装置(第一导通装置);25:热介质流量调整装置;25a~25d:热介质流量调整装置;26:利用侧热交换器;26a~26d:利用侧热交换器;27a:分支部(第一分支部);27b(第二分支部);31:温度传感器;31a、31b:温度传感器;32:中压检测装置;33:分支制冷剂温度检测装置;34:温度传感器;34a~34d:温度传感器;35:温度传感器;35a~35d:温度传感器;36:压力传感器;37:排出制冷剂温度检测装置;38:吸入制冷剂温度检测装置;39:高压检测装置;41:流入管;42:流出管;43:节流部;44:阀体;45:马达;46:搅拌装置;50:控制装置;100:空调装置;100a:空调装置;A:制冷剂循环回路;B:热介质循环回路。

Claims (16)

1.一种空调装置,其特征在于,
将在密闭容器内具有压缩室的压缩机、第一制冷剂流路切换装置、第一热交换器、第一节流装置和第二热交换器由制冷剂配管连接形成循环回路而构成制冷循环,
所述空调装置具备:储液器,其设置于所述压缩机的吸入侧的流路,用于储存剩余制冷剂;吸入注入配管,其用于从外部将液体或二相状态的制冷剂导入所述压缩机与所述储液器之间的流路;以及第二节流装置,其设于所述吸入注入配管,
所述空调装置能够进行制热运转,在所述制热运转中,至少在所述第一热交换器中流过低压的制冷剂来使其作为蒸发器动作,且在所述第二热交换器的一部分或全部中流过高压的制冷剂来使其作为冷凝器动作,
并且在所述制热运转时的从所述第二热交换器到所述第一热交换器的制冷剂的流路中具备在所述制热运转时生成比所述高压低且比所述低压高的中压的第三节流装置,
所述制热运转时的所述第三节流装置的上游侧的流路与所述第二节流装置的上游侧的流路连接,在所述制热运转时将由所述第三节流装置生成的所述中压的制冷剂经由所述第二节流装置和所述吸入注入配管导入到所述压缩机的吸入侧。
2.根据权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
通过所述第一制冷剂流路切换装置的作用,能够切换制冷运转和制热运转,所述制冷运转为,在所述第一热交换器中流过高压的制冷剂而使其作为冷凝器动作,且在所述第二热交换器的一部分或全部中流过低压的制冷剂而使其作为蒸发器动作;所述制热运转为,在所述第一热交换器中流过低压的制冷剂而使其作为蒸发器动作,且在所述第二热交换器的一部分或全部中流过高压的制冷剂而使其作为冷凝器动作,
在所述制冷运转时,所述制冷剂不通过所述第三节流装置而在所述循环回路循环,将所述高压的制冷剂经由所述第二节流装置和所述吸入注入配管导入所述压缩机的吸入侧,
在所述制热运转时,所述制冷剂通过所述第三节流装置在所述循环回路循环,将由所述第三节流装置生成的所述中压的制冷剂经由所述第二节流装置和所述吸入注入配管导入所述压缩机的吸入侧。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备:
第一制冷剂分支部,其从在制冷剂自所述第一热交换器向所述第一节流装置流动的时候的制冷剂流路使制冷剂分流;
第二制冷剂分支部,其从在制冷剂自所述第一节流装置向所述第一热交换器流动的时候的制冷剂流路使制冷剂分流;
分支配管,其将所述第一制冷剂分支部与所述第二制冷剂分支部连接,在该配管上连接所述吸入注入配管;
第一导通装置,其设置在所述第一制冷剂分支部与所述分支配管和所述吸入注入配管的连接部之间;以及
第二导通装置,其设置在所述第二制冷剂分支部与所述连接部之间。
4.根据权利要求3所述的空调装置,其特征在于,
所述第一导通装置是实施所述分支配管的制冷剂流路的开闭的开闭装置,
所述第二导通装置是仅使制冷剂在从所述第二制冷剂分支部向所述吸入注入配管流动的方向导通的防逆流装置。
5.根据权利要求3或4所述的空调装置,其特征在于,
所述第一制冷剂分支部被配置成在所述制冷运转和所述制热运转的任意一种情况下制冷剂都从同一方向流入。
6.根据权利要求3~5中的任意一项所述的空调装置,其特征在于,
将所述第一分支部和所述第二分支部配置成在与重力方向相反的方向形成制冷剂的流动并使其分流。
7.根据权利要求3所述的空调装置,其特征在于,
所述第一导通装置是仅使制冷剂在从所述第一制冷剂分支部向所述吸入注入配管流动的方向导通的防逆流装置,
所述第二导通装置是仅使制冷剂在从所述第二制冷剂分支部向所述吸入注入配管流动的方向导通的防逆流装置。
8.根据权利要求7所述的空调装置,其特征在于,
所述第一制冷剂分支部被配置成在所述制冷运转和所述制热运转的情况下流入所述第一制冷剂分支部的制冷剂的方向为相反方向。
9.根据权利要求3、7、8中的任意一项所述的空调装置,其特征在于,
在所述制冷运转时,将所述第一制冷剂分支部配置成在与重力方向相反的方向形成制冷剂的流动并使其分流,
并且在所述制冷运转及所述制热运转时,将所述第二制冷剂分支部配置成在与重力方向相反的方向形成制冷剂的流动并使其分流。
10.根据权利要求1~9的任意一项所述的空调装置,其特征在于,
所述第二节流装置具备:制冷剂节流部,其使流路中的开口面积变化;以及制冷剂搅拌装置,其在比所述制冷剂节流部靠制冷剂流入侧搅拌二相状态的制冷剂。
11.根据权利要求1~10的任意一项所述的空调装置,其特征在于,
具备控制装置,所述控制装置控制所述第二节流装置,以使所述压缩机的排出侧的制冷剂排出温度或者根据所述制冷剂排出温度和所述压缩机的排出侧的压力计算出的制冷剂排出过热度中的任一个接近目标值,或者处于目标范围内,并且控制经由所述第二节流装置和所述吸入注入配管流入所述压缩机的吸入侧的制冷剂的流量。
12.根据权利要求11所述的空调装置,其特征在于,
具备检测所述中压的制冷剂的压力或温度的检测装置,
所述控制装置控制所述第三节流装置,以使所述检测装置的检测压力或检测温度的饱和压力、或者所述检测装置的检测温度或检测压力的饱和温度接近目标值或者处于目标范围内。
13.根据权利要求6、10~12中的任意一项所述的空调装置,其特征在于,
在室外单元收纳所述压缩机、所述第一制冷剂流路切换装置、所述第一热交换器,
在中继单元收纳所述第一节流装置、所述第二热交换器,
将所述室外单元与所述中继单元由在内部供所述制冷剂流通的两根制冷剂配管连接,
将所述中继单元与加热或冷却空调对象空间的空气的多个室内机由使所述制冷剂或水等热介质流通的配管连接,
所述空调装置具备:全制冷运转模式,使所述两根制冷剂配管的一方流过高压的液体制冷剂,而另一方流过低压的气体制冷剂;以及全制热运转模式,使所述两根制冷剂配管的一方流过高压的气体制冷剂,而另一方流过中压的二相制冷剂,
在所述全制冷运转模式中,将所述开闭装置打开,将高压的液体制冷剂从所述第一分支部经由所述开闭装置导入所述分支配管,在所述全制热运转模式中,将所述开闭装置关闭,将中压的二相制冷剂从所述第二分支部导入所述分支配管。
14.根据权利要求13所述的空调装置,其特征在于,
作为所述第二热交换器具备加热用的热介质间热交换器和冷却用的热介质间热交换器,
并且所述空调装置作为运转形态还具备:制冷主体运转模式,在所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的二相制冷剂,在另一方流过低压的气体制冷剂;以及制热主体运转模式,在所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的气体制冷剂,在另一方流过中压的二相制冷剂,
所述控制装置在进行所述制冷主体运转模式的运转时,使所述开闭装置打开,使高压的二相制冷剂从所述第一分支部经由所述开闭装置流入所述吸入注入配管,
在进行所述制热主体运转模式的运转时,使所述开闭装置关闭,使中压的二相制冷剂从所述第二分支部流入所述吸入注入配管。
15.根据权利要求7~9、从属于权利要求7~9的权利要求10~12中的任意一项所述的空调装置,其特征在于,
在室外单元收纳所述压缩机、所述第一制冷剂流路切换装置、所述第一热交换器,
在中继单元收纳所述第一节流装置、所述第二热交换器,
将所述室外单元与所述中继单元由在内部供所述制冷剂流通的两根制冷剂配管连接,
将所述中继单元与加热或冷却空调对象空间的空气的多个室内机由使所述制冷剂或水等热介质流通的配管连接,
所述空调装置具备:全制冷运转模式,使所述两根制冷剂配管的一方流过高压的液体制冷剂,而另一方流过低压的气体制冷剂;以及全制热运转模式,使所述两根制冷剂配管的一方流过高压的气体制冷剂,而另一方流过中压的二相制冷剂,
在所述全制冷运转模式中,将高压的液体制冷剂从所述第一分支部经由作为防逆流装置的所述第一导通装置导入所述分支配管,在所述全制热运转模式中,将中压的二相制冷剂从所述第二分支部导入所述分支配管。
16.根据权利要求15所述的空调装置,其特征在于,
作为所述第二热交换器具备加热用的热介质间热交换器和冷却用的热介质间热交换器,
并且所述空调装置作为运转形态还具备:制冷主体运转模式,在所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的二相制冷剂,在另一方流过低压的气体制冷剂;以及制热主体运转模式,在所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的气体制冷剂,在另一方流过中压的二相制冷剂,
所述控制装置在进行所述制冷主体运转模式的运转时,使高压的二相制冷剂从所述第一分支部经由作为防逆流装置的所述第一导通装置流入所述吸入注入配管,
在进行所述制热主体运转模式的运转时,使中压的二相制冷剂从所述第二分支部流入所述吸入注入配管。
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