CN111094871A - 冷冻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抑制了制冷剂泄漏的冷冻装置。该冷冻装置具备:热源单元(10);多个使用单元(30),其相对于所述热源单元并列配置;制冷剂流路切换单元(40),其具有切换对应的所述使用单元中的制冷剂的流动的多个气体侧第一控制阀(42),单独切换各所述使用单元中的制冷剂的流动;气体侧第一连通配管(52),其配置于所述热源单元与各所述气体侧第一控制阀之间,供高压的气体制冷剂流动;多个气体侧第一分支管(521),其包括在所述气体侧第一连通配管中,与对应的所述使用单元连通,配置有所述气体侧第一控制阀;以及截止阀(65),其配置于所述气体侧第一连通配管中,切断制冷剂的流动,所述气体侧第一连通配管包括多个连接到所述气体侧第一分支管的分支部(BP2),所述截止阀配置于比各所述分支部靠所述热源单元侧。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷冻装置。
背景技术
目前,例如像专利文献1(日本特开2015-114048号公报)所公开的那样已知一种冷冻装置,在包括热源单元及并联配置的多个使用单元的制冷剂回路中进行冷冻循环的冷冻装置,在热源单元及使用单元之间延伸的每个制冷剂配管中均具有切换制冷剂的流动的控制阀,通过单独控制各控制阀的状态来单独切换制冷剂向各使用单元的流动方向。
发明内容
发明要解决的问题
在如上所述的冷冻装置中,当在任何使用单元中发生制冷剂泄漏时,考虑通过将对应的控制阀控制为关闭状态,抑制制冷剂被输送到发生了制冷剂泄漏的使用单元,并且抑制制冷剂进一步泄漏。
另一方面,在如上所述的冷冻装置中,关于配置于气体侧的制冷剂流路的控制阀,为了将冷冻机油回收到压缩机,考虑采用即使在处于关闭状态的情况下也会形成微细的制冷剂流路(微细流路)的阀。在这种情况下,当发生了制冷剂泄漏时,即使在已经将控制阀控制为关闭状态的情况下,制冷剂也会经由微细流路流到发生了制冷剂泄漏的使用单元。
提供一种提高安全性的冷冻装置。
用于解决问题的方案
本公开的冷冻装置是一种在制冷剂回路中进行冷冻循环的冷冻装置,其具备热源单元、多个使用单元、制冷剂流路切换单元、气体侧第一连通配管、多个气体侧第一分支管以及截止阀。热源单元具有制冷剂压缩机及热源侧热交换器。多个使用单元相对于热源单元并联配置。使用单元具有使用侧热交换器。制冷剂流路切换单元具有多个气体侧第一控制阀。气体侧第一控制阀切换对应的使用单元中的制冷剂的流动。制冷剂流路切换单元单独切换各使用单元中的制冷剂的流动。气体侧第一连通配管配置于热源单元与各气体侧第一控制阀之间。气体侧第一连通配管是供高压的气体制冷剂流动的配管。气体侧第一分支管包括在气体侧第一连通配管中。气体侧第一分支管与对应的使用单元连通。截止阀配置于气体侧第一连通配管中。截止阀通过处于关闭状态而切断制冷剂的流动。气体侧第一控制阀配置于与对应的使用单元连通的气体侧第一分支管中。气体侧第一连通配管包括多个分支部。分支部连接到气体侧第一分支管。截止阀配置于比各分支部靠热源单元侧。
在本公开的冷冻装置中,配置于气体侧第一连通配管中并且通过处于关闭状态而切断制冷剂的流动的截止阀配置于比各分支部靠热源单元侧。由此,即使在使用单元中发生了制冷剂泄漏的情况下,也能够通过配置于气体侧第一连通配管中的截止阀抑制制冷剂被输送到使用单元侧。其结果是,能够抑制制冷剂进一步泄漏。特别是,即使是在气体侧第一控制阀处于关闭状态也允许微量的制冷剂通过的阀的情况下,也能够抑制制冷剂进一步泄漏。因此,安全性提高。
此外,本公开中“截止阀”及“气体侧第一控制阀”是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀,例如是电动阀或电磁阀。
在冷冻装置中,优选的是,气体侧第一控制阀在关闭状态下使微量的制冷剂通过。
在冷冻装置中,优选的是,截止阀配置在制冷剂流路切换单元内。
在冷冻装置中,优选的是,还具备控制部和制冷剂泄漏检测部。控制部控制截止阀的动作。制冷剂泄漏检测部检测使用单元内的制冷剂泄漏。当由制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,控制部将截止阀控制为关闭状态。由此,即使在使用单元中发生了制冷剂泄漏的情况下,也可通过截止阀可靠地抑制制冷剂被输送到使用单元侧。
在冷冻装置中,优选的是,还具备液体侧连通配管、多个液体侧分支管以及使用侧控制阀。液体侧连通配管配置于热源单元与使用单元之间。液体侧连通配管是供液态制冷剂流动的配管。液体侧分支管包括在液体侧连通配管中。液体侧分支管与对应的使用单元连通。使用侧控制阀配置于使用单元内。使用侧控制阀与液体侧分支管连通。控制部还控制使用侧控制阀的状态。当由制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,控制部将对应的使用侧控制阀控制为关闭状态。由此,即使在使用单元中发生了制冷剂泄漏的情况下,也可通过截止阀及使用侧控制阀可靠地抑制制冷剂被输送到使用单元侧。
此外,本公开中“液态制冷剂”不只是饱和液体状态或过冷却状态的制冷剂,也包括气液两相状态的制冷剂。另外,本公开中“使用侧控制阀”是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀,例如是电动阀或电磁阀。
在冷冻装置中,优选的是,还具备液体侧连通配管和多个液体侧分支管。液体侧连通配管配置于热源单元与使用单元之间。液体侧连通配管供液态制冷剂流动。多个液体侧分支管包括在液体侧连通配管中。液体侧分支管与对应的使用单元连通。制冷剂流路切换单元具有多个液体侧控制阀。液体侧控制阀配置于液体侧分支管中。液体侧控制阀切换对应的使用单元中的制冷剂的流动。控制部还控制液体侧控制阀的状态。当由制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,控制部将对应的液体侧控制阀控制为关闭状态。由此,即使在使用单元中发生了制冷剂泄漏的情况下,也可通过截止阀及液体侧控制阀可靠地抑制制冷剂被输送到使用单元侧。
此外,本公开中“液体侧控制阀”是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀,例如是电动阀或电磁阀。
在冷冻装置中,优选的是,控制部还控制气体侧第一控制阀的状态。当由制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,控制部将对应的气体侧第一控制阀控制为关闭状态。由此,即使在使用单元中发生了制冷剂泄漏的情况下,也可通过截止阀及气体侧第一控制阀可靠地抑制制冷剂被输送到使用单元侧。
此外,本公开中“气体侧第一控制阀”是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀,例如是电动阀或电磁阀。
在冷冻装置中,优选的是,还具备气体侧第二连通配管和多个气体侧第二分支管。气体侧第二连通配管配置于热源单元与制冷剂流路切换单元之间。气体侧第二连通配管是供低压的气体制冷剂流动的配管。气体侧第二分支管包括在气体侧第二连通配管中。气体侧第二分支管与对应的使用单元连通。制冷剂流路切换单元具有多个气体侧第二控制阀。气体侧第二控制阀配置于气体侧第二分支管中。气体侧第二控制阀切换对应的使用单元中的制冷剂的流动。控制部还控制气体侧第二控制阀的状态。当由制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,控制部将对应的气体侧第二控制阀控制为关闭状态。由此,即使在使用单元中发生了冷剂泄漏的情况下,也可通过截止阀及气体侧第二控制阀可靠地抑制制冷剂被输送到使用单元侧。
此外,本公开中“气体侧第二控制阀”是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀,例如是电动阀或电磁阀。
在冷冻装置中,优选的是,其还具备旁通机构。旁通机构使气体侧第一连通配管内的制冷剂旁通到设置于与热源单元连通的其他配管中的旁通部。由此,即使在截止阀被控制为关闭状态的情况下,也可抑制气体侧第一连通配管中制冷剂的压力上升到损伤设备或配管的程度。
在冷冻装置中,优选的是,旁通机构配置于旁通配管中。旁通配管是从气体侧第一连通配管延伸到旁通部的配管。旁通机构是压力调节阀。当气体侧第一连通配管内的制冷剂的压力达到规定的基准值以上时,压力调节阀使旁通配管开通。由此,即使在气体侧第一连通配管内的制冷剂的压力达到规定的基准值以上的情况下,气体侧第一连通配管内的制冷剂也被旁通到旁通部,抑制气体侧第一连通配管内的制冷剂的压力上升到有危险性的值。
附图说明
图1是空调系统的整体结构图;
图2是室外单元内的制冷剂回路图;
图3是室内单元及中间单元内的制冷剂回路图;
图4是示意性表示控制器和连接于控制器的各部的框图;
图5是表示控制器的处理流程的一例的流程图;
图6是包括变形例1的旁通流路的制冷剂回路图;
图7是变形例2的制冷剂回路图;
图8是变形例3的空调系统的整体结构图;
图9是变形例3的室内单元及中间单元内的制冷剂回路图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开的一实施方式的空调系统100(相当于“冷冻装置”)进行说明。此外,下面的实施方式是本公开的具体例,不是限定技术范围,在不脱离主旨的范围内可适当变更。
(1)空调系统100
图1是空调系统100的整体结构图。空调系统100设置于建筑物、工厂等中,实现对象空间的空气调节。空调系统100是制冷剂配管式空调系统,通过在制冷剂回路RC中进行冷冻循环,进行对象空间的制冷、制热等。
空调系统100主要具有:作为热源单元的一台室外单元10、作为使用单元的多个室内单元30(30a、30b、30c、…)、切换室外单元10及各室内单元30之间的制冷剂的流动的中间单元40、在室外单元10及中间单元40之间延伸的室外侧连通配管50(第一连通管51、第二连通管52及第三连通管53)、在室内单元30及中间单元40之间延伸的多个室内侧连通配管60(液体侧连通管LP及气体侧连通管GP)、检测室内单元30中的制冷剂泄漏的多个制冷剂泄漏传感器70以及控制各设备的状态的控制器80。
在空调系统100中,中间单元40分别与各室内单元30相关联,单独切换各室内单元30中的制冷剂的流动。由此,在空调系统100中,各室内单元30可单独切换制冷运转及制热运转等运转类型。即,空调系统100是能够针对每个室内单元30单独选择制冷运转及制热运转的所谓自由制冷/制热类型。此外,各室内单元30经由未图示的遥控装置,被输入有关运转类型、设定温度等各种设定项目的切换的指令。
在下面的说明中,为了便于说明,将制冷运转中的室内单元30称为“制冷室内单元30”,将制热运转中的室内单元30称为“制热室内单元30”,将停止运转状态或中止运转状态下的室内单元30称为“停止室内单元30”。
在空调系统100中,室外单元10和中间单元40由室外侧连通配管50连接,中间单元40和各室内单元30由室内侧连通配管60连接,由此构成制冷剂回路RC。具体地说,室外单元10和中间单元40由作为室外侧连通配管50的第一连通管51、第二连通管52及第三连通管53连接。另外,各室内单元30和中间单元40由作为室内侧连通配管60的气体侧连通管GP及液体侧连通管LP分别连接。换句话说,在制冷剂回路RC中包括一台室外单元10、多台室内单元30以及一台中间单元40。
在空调系统100中,封入制冷剂回路RC内的制冷剂进行压缩、冷却或冷凝、减压、加热或蒸发之后再压缩这样的蒸汽压缩冷冻循环。填充在制冷剂回路RC内的制冷剂没有特别限制,例如填充有R32制冷剂。
在空调系统100中,在室外单元10及中间单元40之间延伸的第三连通管53中,进行制冷剂以气液两相状态输送的气液两相输送。更具体地说,关于在室外单元10及中间单元40之间延伸的第三连通管53中输送的制冷剂,与以液态输送的情况相比,在以气液两相状态输送的情况下,鉴于能够抑制容量降低并且以较少的制冷剂填充量进行运转的事实,空调系统100构成为在第三连通管53中进行气液两相输送,以便节省制冷剂。
在空调系统100中,在运转过程中,运转状态转换为全制冷状态、全制热状态、制冷主体状态、制热主体状态及冷热均衡状态中的任意一种。全制冷状态是运转中的所有室内单元30都是制冷室内单元30的状态(即,运转中的所有室内单元30都进行制冷运转的状态)。全制热状态是运转中的所有室内单元30都是制热室内单元30的状态(即,运转中的所有室内单元30都进行制热运转的状态)。
制冷主体状态是假定所有制冷室内单元30的热负荷都大于所有制热室内单元30的热负荷的状态。制热主体状态是假定所有制热室内单元30的热负荷都大于所有制冷室内单元30的热负荷的状态。冷热均衡状态是假定所有制冷室内单元30的热负荷和所有制热室内单元30的热负荷均衡的状态。
(1-1)室外单元10(热源单元)
图2是室外单元10内的制冷剂回路图。室外单元10例如设置于建筑物的屋顶、露台等屋外或地下等室外(对象空间外)。室外单元10主要具有气体侧第一关闭阀11、气体侧第二关闭阀12、液体侧关闭阀13、储液器14、压缩机15、第一流路切换阀16、第二流路切换阀17、第三流路切换阀18、室外热交换器20、第一室外控制阀23、第二室外控制阀24、第三室外控制阀25、第四室外控制阀26以及过冷却热交换器27。在室外单元10中,这些设备配置于壳体内,经由制冷剂配管互相连接,从而构成制冷剂回路RC的一部分。另外,室外单元10具有室外风扇28及室外单元控制部9。
气体侧第一关闭阀11、气体侧第二关闭阀12及液体侧关闭阀13是在填充或泵吸制冷剂时被打开/关闭的手动阀。
气体侧第一关闭阀11的一端连接于第一连通管51,另一端连接于延伸至储液器14的制冷剂配管。气体侧第二关闭阀12的一端连接到第二连通管52,另一端连接到延伸至第三流路切换阀18的制冷剂配管。气体侧第一关闭阀11及气体侧第二关闭阀12在室外单元10中作为气体制冷剂的出入口(气体侧出入口)发挥作用。
液体侧关闭阀13的一端连接于第三连通管53,另一端连接于延伸至第三室外控制阀25的制冷剂配管。液体侧关闭阀13在室外单元10中作为液体制冷剂或气液两相制冷剂的出入口(液体侧出入口)发挥作用。
储液器14是用于临时存储被吸入压缩机15内的低压制冷剂并且对其进行气液分离的容器。在储液器14的内部,气液两相状态的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂。储液器14配置于气体侧第一关闭阀11与压缩机15之间(即压缩机15的吸入侧)。在储液器14的制冷剂出入口连接有从气体侧第一关闭阀11延伸的制冷剂配管。在储液器14的制冷剂流出口连接有延伸至压缩机15的吸入配管Pa。
压缩机15具有内置压缩机用马达(省略图示)的密闭式结构,例如是具有涡旋式、回转式等压缩机构的容积式压缩机。此外,虽然在本实施方式中只有一台压缩机15,但不限于此,也可以串联或并联连接有两台以上的压缩机15。在压缩机15的吸入口(省略图示)连接有吸入配管Pa。在压缩机15的排出口(省略图示)连接有排出配管Pb。压缩机15对经由吸入配管Pa吸入的低压制冷剂进行压缩,并排出到排出配管Pb。
压缩机15在吸入侧经由吸入配管Pa、储液器14、气体侧第一关闭阀11及第一连通管51等与中间单元40连通。另外,压缩机15在吸入侧或排出侧,经由吸入配管Pa、储液器14、气体侧第二关闭阀12及第二连通管52等与中间单元40连通。另外,压缩机15在排出侧或吸入侧,经由排出配管Pb、第一流路切换阀16及第二流路切换阀17等与室外热交换器20连通。即,压缩机15配置于中间单元40(第一控制阀41、第二控制阀42)与室外热交换器20之间。
第一流路切换阀16、第二流路切换阀17及第三流路切换阀18(以下,将它们统称为“流路切换阀19”)是四通切换阀,根据情况切换制冷剂的流动(参照图2的流路切换阀19内的实线及虚线)。在流路切换阀19的制冷剂出入口,连接有排出配管Pb或从排出配管Pb延伸的分支管。另外,流路切换阀19构成为:在运转时,一制冷剂流路中的制冷剂的流动被切断,事实上作为三通阀发挥作用。流路切换阀19能够切换将从压缩机15的排出侧(排出配管Pb)送出的制冷剂送到下游侧的第一流路状态(参照图2的流路切换阀19内的实线)和使其关闭的第二流路状态(参照图2的流路切换阀19内的虚线)之间。
第一流路切换阀16配置于室外热交换器20的第一室外热交换器21(后述)的制冷剂的入口侧/出口侧。第一流路切换阀16在处于第一流路状态时,使压缩机15的排出侧和第一室外热交换器21的气体侧出入口连通(参照图2的第一流路切换阀16内的实线),在处于第二流路状态时,使压缩机15的吸入侧(储液器14)和第一室外热交换器21的气体侧出入口连通(参照图2的第一流路切换阀16内的虚线)。
第二流路切换阀17配置于室外热交换器20的第二室外热交换器22(后述)的制冷剂的入口侧/出口侧。第二流路切换阀17在处于第一流路状态时,使压缩机15的排出侧和第二室外热交换器22的气体侧出入口连通(参照图2的第二流路切换阀17内的实线),在处于第二流路状态时,使压缩机15的吸入侧(储液器14)和第二室外热交换器22的气体侧出入口连通(参照图2的第二流路切换阀17内的虚线)。
第三流路切换阀18在处于第一流路状态时,使压缩机15的排出侧和气体侧第二关闭阀12连通(参照图2的第三流路切换阀18内的实线),在处于第二流路状态时,使压缩机15的吸入侧(储液器14)和气体侧第二关闭阀12连通(参照图2的第三流路切换阀18内的虚线)。
室外热交换器20(相当于权利要求书记载的“热源侧热交换器”)是交叉鳍式或层叠式等热交换器,包括供制冷剂通过的传热管(省略图示)。室外热交换器20根据制冷剂的流动,作为制冷剂的冷凝器和/或蒸发器发挥作用。更具体地说,室外热交换器20包括第一室外热交换器21和第二室外热交换器22。
在第一室外热交换器21中,与第一流路切换阀16连接的制冷剂配管连接于气体侧的制冷剂出入口,延伸至第一室外控制阀23的制冷剂配管连接于液体侧的制冷剂出入口。在第二室外热交换器22中,与第二流路切换阀17连接的制冷剂配管连接于气体侧的制冷剂出入口,延伸至第二室外控制阀24的制冷剂配管连接于液体侧的制冷剂出入口。通过第一室外热交换器21及第二室外热交换器22的制冷剂与室外风扇28生成的空气流进行热交换。
第一室外控制阀23、第二室外控制阀24、第三室外控制阀25及第四室外控制阀26例如是能进行开度调节的电动阀。根据情况来调节第一室外控制阀23、第二室外控制阀24、第三室外控制阀25及第四室外控制阀26的开度,根据其开度对通过内部的制冷剂进行减压,或者增加/减少通过的制冷剂流量。
在第一室外控制阀23中,一端连接从第一室外热交换器21延伸的制冷剂配管,另一端连接延伸至过冷却热交换器27的第一流路271(后述)的一端的液体侧配管Pc。在第二室外控制阀24中,一端连接从第二室外热交换器22延伸的制冷剂配管,另一端连接延伸至过冷却热交换器27的第一流路271的一端的液体侧配管Pc。此外,液体侧配管Pc的一端分支成两路,分别与第一室外控制阀23及第二室外控制阀24单独连接。
在第三室外控制阀25(减压阀)中,一端连接延伸至过冷却热交换器27的第一流路271的另一端的制冷剂配管,另一端连接延伸至液体侧关闭阀13的制冷剂配管。即,第三室外控制阀25配置于室外热交换器20与第三连通管53之间。此外,后面将进行描述,在空调系统100的运转状态处于全制冷状态、制冷主体状态及冷热均衡状态中的任意一种状态的情况下,第三室外控制阀25被控制为两相输送开度,以实现第三连通管53中的气液两相输送。两相输送开度是将流入的制冷剂减压至假定制冷剂以气液两相状态在第三连通管53中输送时适用的制冷剂的压力的开度。即,两相输送开度是适用于第三连通管53中的气液两相输送的开度。
在第四室外控制阀26中,一端连接在液体侧配管Pc的两端之间分支的分支管,另一端连接延伸至过冷却热交换器27的第二流路272(后述)的一端的制冷剂配管。
过冷却热交换器27是用于将从室外热交换器20流出的制冷剂转换成过冷却状态的液体制冷剂的热交换器。过冷却热交换器27例如是双管式热交换器。过冷却热交换器27形成第一流路271及第二流路272。更具体地说,过冷却热交换器27具有流经第一流路271的制冷剂和流经第二流路272的制冷剂可进行热交换的构造。第一流路271的一端连接于液体侧配管Pc的另一端,另一端连接于延伸至第三室外控制阀25的制冷剂配管。第二流路272的一端连接于延伸至第四室外控制阀26的制冷剂配管,另一端连接于延伸至储液器14的制冷剂配管(更具体地说,是在储液器14与第一流路切换阀16或气体侧第一关闭阀11之间延伸的制冷剂配管)。
室外风扇28例如是螺旋桨风扇,包括作为驱动源的室外风扇用马达(省略图示)。当室外风扇28驱动时,生成流入室外单元10内并且通过室外热交换器20流出到室外单元10外的空气流。
室外单元控制部9包括由CPU、存储器等构成的微型计算机。室外单元控制部9经由通信线(省略图示),与室内单元控制部39(后述)及中间单元控制部49(后述)彼此进行信号的收发。室外单元控制部9根据情况控制室外单元10中包括的各种设备的动作、状态(例如,压缩机15及室外风扇28的启动/停止、转速或各种阀的开度的切换等)。
另外,在室外单元10中,配置有检测制冷剂回路RC内的制冷剂的状态(压力或温度)的室外侧传感器8(参照图4)。
(1-2)室内单元30(使用单元)
图3是室内单元30及中间单元40内的制冷剂回路图。室内单元30的类型没有特别限制,例如是设置于天花板背面的空间的天花板设置型。空调系统100具有相对于室外单元10并联配置的多个(n个)室内单元30(30a、30b、30c、…)。
各室内单元30分别具有室内膨胀阀31和室内热交换器32。在各室内单元30中,这些设备配置于壳体内,彼此由制冷剂配管连接,从而构成制冷剂回路RC的一部分。另外,各室内单元30具有室内风扇33及室内单元控制部39。
室内膨胀阀31(相当于权利要求书记载的“使用侧控制阀”)是能进行开度调节的电动式膨胀阀。室内膨胀阀31是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀。室内膨胀阀31的一端连接于液体侧连通管LP,另一端连接于延伸至室内热交换器32的制冷剂配管。即,室内膨胀阀31配置于室内热交换器32与第三连通管53之间。换句话说,室内膨胀阀31配置于室内热交换器32与中间单元40内的第三控制阀43之间的制冷剂流路上。室内膨胀阀31与后述的液体侧制冷剂流路LL(液体侧分支管531)连通。室内膨胀阀31根据其开度对通过的制冷剂减压。在本实施方式中,在关闭状态(最小开度)的情况下,室内膨胀阀31处于微打开状态,形成使微量的制冷剂通过的微细流路。
室内热交换器32(相当于权利要求书记载的“使用侧热交换器”)例如是交叉鳍式或层叠式的热交换器,包括供制冷剂通过的传热管(省略图示)。室内热交换器32根据制冷剂的流动,作为制冷剂的蒸发器或冷凝器发挥作用。室内热交换器32在液体侧的制冷剂出入口连接有从室内膨胀阀31延伸的制冷剂配管,在气体侧的制冷剂出入口连接有气体侧连通管GP。流入室内热交换器32的制冷剂在通过传热管时,与室内风扇33生成的空气流进行热交换。
室内热交换器32根据对应的中间单元40内的控制阀(41、42、43)的状态(打开/关闭状态)及室外单元10中的各流路切换阀19(16、17、18)的状态(流路状态),切换流入的制冷剂流的上游侧和下游侧,切换作为制冷剂的蒸发器发挥作用的状态和作为冷凝器发挥作用的状态。
室内风扇33例如是涡轮风扇等离心风扇。室内风扇33包括作为驱动源的室内风扇用马达(省略图示)。当室内风扇33驱动时,生成从对象空间流入室内单元30内部并且通过室内热交换器32之后流出到对象空间的空气流。
室内单元控制部39包括由CPU、存储器等构成的微型计算机。室内单元控制部39经由远程控制器(省略图示)被输入用户的指示,并根据该指示控制室内单元30中包括的各种设备的动作、状态(例如室内风扇33的转速、室内膨胀阀31的开度)。另外,室内单元控制部39经由通信线(省略图示)与室外单元控制部9及中间单元控制部49(后述)连接,彼此进行信号的收发。另外,室内单元控制部39包括通过有线通信或无线通信与远程控制器进行通信的通信模块,与远程控制器互相进行信号的收发。
另外,室内单元30具有检测通过室内热交换器32的制冷剂的过热度/过冷却度的温度传感器及检测通过室内风扇33取入对象空间的空气的温度(室内温度)等的温度传感器等室内侧传感器38(参照图4)。
(1-3)中间单元40(相当于权利要求书记载的“制冷剂流路切换单元”)
中间单元40配置于室外单元10及各室内单元30之间,切换各室内单元30中的制冷剂的流动。中间单元40具有多个(在此,与室内单元30的数量相同)切换单元4(4a、4b、4c、…)、压力调节部44以及气体侧截止阀65。在本实施方式中,切换单元4与任意一个室内单元30一对一地相关联。即,中间单元40是将一对一地对应的各切换单元4集中在任意一个室内单元30中而一体构成的单元。
各切换单元4配置于在对应的室内单元30(下面记载为“对应室内单元30”)与室外单元10之间构成的气体侧制冷剂流路GL(后述)及液体侧制冷剂流路LL(后述)上,切换流入各室内单元30的制冷剂的流动。
如图3所示,各切换单元4分别具有多个制冷剂配管(第一配管P1-第三配管P3)和多个控制阀(第一控制阀41、第二控制阀42及第三控制阀43)。在切换单元4中,这些设备通过经由制冷剂配管互相连接而构成制冷剂回路RC的一部分。
第一配管P1的一端连接于液体侧连通管LP,另一端连接于第三控制阀43。第二配管P2的一端连接于气体侧连通管GP,另一端连接于第一控制阀41。第三配管P3的一端连接于第二配管P2的两端之间,另一端连接于第二控制阀42。
此外,切换单元4中包括的各制冷剂配管(P1、P2、P3)不一定必须由一根配管构成,也可以是经由接头等连接多个配管而构成。
第一控制阀41、第二控制阀42及第三控制阀43通过在切换室外单元10及对应室内单元30之间形成的制冷剂流路的打开/关闭,来切换对应室内单元30内的制冷剂的流动。第一控制阀41、第二控制阀42及第三控制阀43是通过切换通电状态而能够变为关闭状态的可控制阀,在本实施方式中,是能进行开度调节的电动阀。第一控制阀41、第二控制阀42及第三控制阀43通过使制冷剂通过或切断制冷剂来切换制冷剂的流动。
第一控制阀41(相当于权利要求书记载的“气体侧第二控制阀”)的一端连接于第二配管P2,另一端连接于第一连通管51(第一分支管511)。第一控制阀41配置于后述的第一气体侧分支流路GLa(第一分支管511)上,对于流经第一气体侧分支流路GLa的制冷剂,根据开度调节流量或者切换流路。即,第一控制阀41配置于与对应的室内单元30连通的第一气体侧分支流路GLa(第一分支管511)上,切换对应的室内单元30中的制冷剂的流动。第一控制阀41在关闭状态(最小开度)的情况下,处于切断制冷剂的流动的完全关闭状态。
第二控制阀42(相当于权利要求书记载的“气体侧第一控制阀”)的一端连接于第三配管P3,另一端连接于第二连通管52(第二分支管521)。第二控制阀42配置于后述的第二气体侧分支流路GLb(第二分支管521)上,对于流经第二气体侧分支流路GLb的制冷剂,根据开度调节流量或者切换流路。即,第二控制阀42配置于与对应的室内单元30连通的第二气体侧分支流路GLb(第二分支管521)上,切换对应的室内单元30中的制冷剂的流动。在本实施方式中,第二控制阀42采用形成微细流路的(即处于微打开状态的)阀,即使在关闭状态(最小开度)下,该微细流路也使微量的制冷剂通过,以将冷冻机油回收到压缩机15。因此,即使在处于关闭状态的情况下,第二控制阀42也使微量的制冷剂通过。
第三控制阀43(相当于权利要求书记载的“液体侧控制阀”)的一端连接于第一配管P1,另一端连接于第三连通管53(液体侧分支管531)。第三控制阀43配置于后述的液体侧制冷剂流路LL(液体侧分支管531)上,对于流经液体侧制冷剂流路LL的制冷剂,根据开度调节流量或者切换流路。即,第三控制阀43配置于与对应的室内单元30连通的液体侧制冷剂流路LL(液体侧分支管531)上,切换对应的室内单元30中的制冷剂的流动。在关闭状态(最小开度)下,第三控制阀43处于切断制冷剂的流动的完全关闭状态。
此外,对应室内单元30处于制热运转期间时,切换单元4的第三控制阀43被控制为两相输送开度。由此,在通过对应室内单元30的室内热交换器32而冷凝的制冷剂在通过第三控制阀43时被减压,成为气液两相制冷剂。其结果是,该制冷剂在通过第三连通管53时以气液两相状态通过(即,实现了气液两相输送)。
另外,对应室内单元30处于制冷运转期间时,切换单元4的第三控制阀43被控制为噪声抑制开度。即,在进行气液两相输送时,朝向制冷室内单元30的制冷剂以气液两相状态在液体侧制冷剂流路LL(后述)中输送,但在制冷剂以气液两相状态通过液体侧连通管LP的情况下,根据制冷剂循环量及流速的大小可能产生噪声。为了降低该噪声,配置有第三控制阀43,在对应室内单元30处于制冷运转期间时被控制为规定的噪声抑制开度,从而调节通过的制冷剂的制冷剂循环量或流速,由此,抑制了制冷剂通过液体侧连通管LP时的噪声。
压力调节部44配置于第二连通管52中,是调节第二连通管52内的制冷剂的压力的单元。压力调节部44包括用于使第二连通管52内的制冷剂旁通到第一连通管51的压力调节阀45及旁通配管(第七配管P7及第八配管P8)。
压力调节阀45(相当于权利要求书记载的“旁通机构”)的一端连接于第七配管P7,另一端连接于第八配管P8。换句话说,压力调节阀45配置于旁通配管(后述的旁通流路BL)上。
当一端侧(在此是第七配管P7侧的第二连通管52)的制冷剂的压力达到规定的压力基准值(相当于可能会招致构成制冷剂回路RC的配管、设备损伤的压力的值)以上的情况下,压力调节阀45使旁通配管(旁通流路BL)开通。压力调节阀45是阀体根据施加在一端侧上的压力的变化而移动的具有压力感知机构的机械式的自动膨胀阀,跟随预先计算的压力基准值而工作。在本实施方式中,压力调节阀45采用与根据构成制冷剂回路RC的配管及设备的规格(容量及类型等)或配置方式适当选择的压力基准值对应的公知的通用产品。
压力调节阀45在一端侧被施加低于压力基准值的压力的情况下,阀体通过压力感知机构中包括的弹性体的弹力或流体的压力平衡而维持在规定位置,从而处于切断制冷剂的完全关闭状态。另一方面,压力调节阀45在一端侧被施加规定的压力基准值以上的压力的情况下,阀体跟随移动,从而成为允许从一端侧流向另一端侧的制冷剂通过的打开状态。即,压力调节阀45在受到压力基准值以上的压力时使制冷剂通过。压力调节阀45不跟随从另一端侧(在此是第八配管P8侧)施加的制冷剂的压力而工作。在本实施方式中,第七配管P7内的制冷剂的压力(更详细地说,是第二连通管52内的制冷剂的压力)达到压力基准值以上的情况下,压力调节阀45使旁通流路BL开通,将第二连通管52内的制冷剂旁通到第一连通管51(第二旁通部B2)。
旁通配管(P7、P8)是从设置于第二连通管52的第一旁通部B1延伸到设置于第一连通管51的第二旁通部B2的配管,将制冷剂从第二连通管52旁通到第一连通管51。第一旁通部B1在第二连通管52中位于比各气体侧第二分支部BP2(后述)靠室外单元10侧。第二旁通部B2(相当于权利要求书记载的“旁通部”)在第一连通管51中位于比各气体侧第一分支部BP1(后述)靠室外单元10侧。
第七配管P7的一端连接于第二连通管52,另一端连接于压力调节阀45。第七配管P7的一端连接于第一旁通部B1。
第八配管P8的一端连接于压力调节阀45,另一端连接于第一连通管51。第八配管P8的另一端连接于第二旁通部B2。
气体侧截止阀65(相当于权利要求书记载的“截止阀”)是通过切换通电状态而变为关闭状态的可控制阀,在本实施方式中,是能进行开度调节的电动阀。气体侧截止阀65通过变为关闭状态而切断制冷剂的流动。气体侧截止阀65在中间单元40内配置于第二连通管52的比各气体侧第二分支部BP2靠室外单元10侧的部分。配置为当任意一个室内单元30中发生了制冷剂泄漏时,抑制制冷剂经由第二连通管52向室内单元30侧流动。即,如上所述,关于各切换单元4的与第二连通管52连通的第二控制阀42,由于即使在处于关闭状态的情况下也使微量的制冷剂通过,因此当任意一个室内单元30中发生了制冷剂泄漏时,即使第二控制阀42被控制为关闭状态也不能说可靠地抑制了制冷剂向室内单元30侧流动。气体侧截止阀65根据需要配置于比各第二控制阀42靠室外单元10侧,以便可靠地抑制制冷剂向室内单元30侧流动。
中间单元40具有控制中间单元40中包括的各种设备的状态的中间单元控制部49。中间单元控制部49包括由CPU、存储器等构成的微型计算机。中间单元控制部49经由通信线接收来自室外单元控制部9或室内单元控制部39的信号,并根据情况,控制切换单元4中包括的各种设备的动作、状态(在此,是各第一控制阀41、各第二控制阀42、以及各第三控制阀43的开度)。
(1-4)室外侧连通配管50、室内侧连通配管60
各室外侧连通配管50及各室内侧连通配管60包括由服务员在现场设置的部分。根据设置环境、设计规格适当选择各室外侧连通配管50及各室内侧连通配管60的配管长度、配管直径。各室外侧连通配管50及各室内侧连通配管60在室外单元10及切换单元4之间或各切换单元4及对应室内单元30之间延伸。此外,各室外侧连通配管50及各室内侧连通配管60不一定必须由一根配管构成,也可以通过经由接头、打开/关闭阀等连接多个配管而构成。
室外侧连通配管50(第一连通管51、第二连通管52及第三连通管53)配置于室外单元10与各室内单元30之间。
第一连通管51(相当于权利要求书记载的“气体侧第二连通配管”)配置于室外单元10与各切换单元4(更详细地说是第一控制阀41)之间。第一连通管51在运转期间,作为供低压的气体制冷剂流动的制冷剂流路发挥作用。第一连通管51的一端连接于气体侧第一关闭阀11,延伸至室内单元30侧并且根据室内单元30的数量分支以后,在中间单元40中连接于各第一控制阀41。第一连通管51的另一端侧分支成多个。更详细地说,第一连通管51在另一端侧具有多个(与室内单元30的数量相同)分支部分(气体侧第一分支部BP1)。第一连通管51包括在各气体侧第一分支部BP1中延伸至对应的室内单元30侧并且与该室内单元30连通的第一分支管511(相当于权利要求书记载的“气体侧第二分支管”)。即,第一连通管51包括多个配置于室外单元10及任意一个室内单元30之间(在此是切换单元4内)的第一分支管511。各第一分支管511的一端连接于气体侧第一分支部BP1,另一端连接于任意一个第一控制阀41。
第二连通管52(相当于权利要求书记载的“气体侧第一连通配管”)配置于室外单元10与各室内单元30(更详细地说是各切换单元4的第二控制阀42)之间。第二连通管52在运转期间,当第三流路切换阀18处于第一流路状态的情况下,作为供高压的气体制冷剂流动的制冷剂流路发挥作用,当第三流路切换阀18处于第二流路状态的情况下,作为供低压的气体制冷剂流动的制冷剂流路发挥作用。第二连通管52的一端连接于气体侧第二关闭阀12,延伸至室内单元30侧并且根据室内单元30的数量分支后,在中间单元40中连接于各第二控制阀42。第二连通管52的另一端侧分支成多个。更详细地说,第二连通管52在另一端侧具有多个(与室内单元30的数量相同)分支部分(气体侧第二分支部BP2)。第二连通管52包括在各气体侧第二分支部BP2(相当于权利要求书记载的“分支部”)中延伸至对应的室内单元30侧并且与该室内单元30连通的第二分支管521(相当于权利要求书记载的“气体侧第一分支管”)。即,第二连通管52包括多个配置于室外单元10及任意一个室内单元30之间(在此是切换单元4内)的第二分支管521。各第二分支管521的一端连接于气体侧第二分支部BP2,另一端连接于任意一个第二控制阀42。
第三连通管53(相当于权利要求书记载的“液体侧连通配管”)配置于室外单元10与各室内单元30之间。第三连通管53在运转期间,作为供在减压阀(第三室外控制阀25/第三控制阀43)中被减压的气液两相制冷剂流动的制冷剂流路发挥作用。第三连通管53的一端连接于液体侧关闭阀13,延伸至室内单元30侧并且根据室内单元30的数量分支后,在中间单元40中,另一端连接于各第三控制阀43。第三连通管53的另一端侧分支成多个。更详细地说,第三连通管53在另一端侧具有多个(与室内单元30的数量相同)分支部分(液体侧分支部BP3)。第三连通管53包括在各液体侧分支部BP3中延伸至对应的室内单元30侧并且与该室内单元30连通的液体侧分支管531。即,第二连通管52包含多个配置于室外单元10及任意一个室内单元30之间(在此是切换单元4内)的液体侧分支管531。各液体侧分支管531的一端连接于液体侧分支部BP3,另一端连接于任意一个第三控制阀43。
室内侧连通配管60(气体侧连通管GP及液体侧连通管LP)在各切换单元4与对应室内单元30之间延伸并将两者连接。具体地说,气体侧连通管GP的一端连接于第二配管P2,另一端连接于室内热交换器32的气体侧出入口。气体侧连通管GP在运转期间,作为供气体制冷剂流动的制冷剂流路发挥作用。液体侧连通管LP的一端连接于第一配管P1,另一端连接于室内膨胀阀31。液体侧连通管LP在运转期间,作为供液体制冷剂/气液两相制冷剂流动的制冷剂流路发挥作用。
(1-5)制冷剂泄漏传感器70
制冷剂泄漏传感器70是用于检测配置有室内单元30的对象空间(更详细地说,是室内单元30内)中的制冷剂泄漏的传感器。在本实施方式中,制冷剂泄漏传感器70根据封入制冷剂回路RC的制冷剂的种类使用公知的通用产品。制冷剂泄漏传感器70与室内单元30一对一地相关联,配置于对应的室内单元30内。
制冷剂泄漏传感器70连续或间歇地对控制器80输出对应于检测值的电信号(制冷剂泄漏传感器检测信号)。更详细地说,从制冷剂泄漏传感器70输出的制冷剂泄漏传感器检测信号电压根据由制冷剂泄漏传感器70检测的制冷剂的浓度而改变。换句话说,制冷剂泄漏传感器检测信号以除了制冷剂回路RC中有无制冷剂泄漏以外、还能指定设置有制冷剂泄漏传感器70的对象空间中的制冷剂泄漏的浓度(更详细地说是制冷剂泄漏传感器70检测到的制冷剂的浓度)的方式被输出到控制器80。即,制冷剂泄漏传感器70相当于通过直接检测从室内单元30流出的制冷剂(更详细地说是制冷剂的浓度)而检测制冷剂泄漏的“制冷剂泄漏检测部”。
(1-6)控制器80(相当于权利要求书记载的“控制部”)
控制器80是通过控制各设备的状态来控制空调系统100的动作的计算机。在本实施方式中,控制器80通过经由通信线将室外单元控制部9、各室内单元30内的室内单元控制部39以及中间单元控制部49连接而构成。稍后对控制器80进行详细描述。
(2)制冷剂回路RC中包括的制冷剂流路
在制冷剂回路RC中包括如下所述的多个制冷剂流路。
(2-1)第一气体侧制冷剂流路GL1
制冷剂回路RC包括配置于室外单元10及室内单元30之间(即配置于室外热交换器20及各室内热交换器32之间)、供低压的气体制冷剂流动的第一气体侧制冷剂流路GL1。第一气体侧制冷剂流路GL1是由第一连通管51、各切换单元4的第一控制阀41和第二配管P2、以及气体侧连通管GP构成的制冷剂流路。在本实施方式中,也可以说中间单元40的各切换单元4配置于任意一个第一气体侧制冷剂流路GL1上。第一气体侧制冷剂流路GL1配置于室外单元10与对应的室内单元30之间。第一气体侧制冷剂流路GL1分支成多个并延伸。具体地说,第一气体侧制冷剂流路GL1包括多个第一气体侧分支流路GLa。各第一气体侧分支流路GLa配置于对应的室内单元30与室外单元10之间。
各第一气体侧分支流路GLa由各第一分支管511和各切换单元4的第一控制阀41及第二配管P2构成。第一气体侧制冷剂流路GL1包括作为第一气体侧分支流路GLa的起点的多个气体侧第一分支部BP1。
(2-2)第二气体侧制冷剂流路GL2
制冷剂回路RC包括配置于室外单元10及室内单元30之间(即配置于室外热交换器20及各室内热交换器32之间)、供低压或高压的气体制冷剂流动的第二气体侧制冷剂流路GL2。第二气体侧制冷剂流路GL2是由第二连通管52和各切换单元4的第二控制阀42及第三配管P3构成的制冷剂流路。在本实施方式中,也可以说中间单元40的切换单元4配置于任意一个第二气体侧制冷剂流路GL2上。第二气体侧制冷剂流路GL2配置于室外单元10与对应的室内单元30之间。第二气体侧制冷剂流路GL2分支成多个并延伸。具体地说,第二气体侧制冷剂流路GL2包括多个第二气体侧分支流路GLb。各第二气体侧分支流路GLb配置于对应的室内单元30与室外单元10之间。
各第二气体侧分支流路GLb由各第二分支管521和各切换单元4的第二控制阀42及第三配管P3构成。第二气体侧制冷剂流路GL2包括作为第二气体侧分支流路GLb的起点的多个气体侧第二分支部BP2。
(2-3)液体侧制冷剂流路LL
制冷剂回路RC包括多个配置于室外单元10及室内单元30之间的、供液体制冷剂(饱和液体状态或过冷却状态的制冷剂)或气液两相制冷剂流动的液体侧制冷剂流路LL。液体侧制冷剂流路LL是由第三连通管53、各切换单元4的第三控制阀43和第一配管P1、以及液体侧连通管LP构成的制冷剂流路。在本实施方式中,也可以说切换单元4分别配置于液体侧制冷剂流路LL上。液体侧制冷剂流路LL配置于室外单元10与对应的室内单元30之间。液体侧制冷剂流路LL分支成多个并延伸。具体地说,液体侧制冷剂流路LL包括多个液体侧分支流路LL1。各液体侧分支流路LL1配置于对应的室内单元30与室外单元10之间。各液体侧分支流路LL1由各液体侧分支管531和各切换单元4的第三控制阀43及第一配管P1构成。液体侧制冷剂流路LL包括作为液体侧分支流路LL1的起点的多个液体侧分支部BP3。
(2-4)旁通流路BL
制冷剂回路RC包括配置于第一气体侧制冷剂流路GL1及第二气体侧制冷剂流路GL2之间、使第二气体侧制冷剂流路GL2内的制冷剂旁通到第一气体侧制冷剂流路GL1的旁通流路BL。旁通流路BL是从第二气体侧制冷剂流路GL2的第一旁通部B1延伸至第一气体侧制冷剂流路GL1的第二旁通部B2的制冷剂流路。旁通流路BL设置为:当第二气体侧制冷剂流路GL2内的制冷剂的压力达到规定的压力基准值以上时,使第二气体侧制冷剂流路GL2内的制冷剂旁通到其他部分而降低压力,以抑制构成第二气体侧制冷剂流路GL2的设备、配管的损伤。
旁通流路BL包括压力调节部44的第七配管P7及P8和压力调节阀45。换句话说,旁通流路BL是由压力调节部44的第七配管P7及第八配管P8构成的制冷剂流路,通过压力调节部44的压力调节阀45被开通或切断。
当流经第二气体侧制冷剂流路GL2的制冷剂的压力达到压力基准值以上时,压力调节阀45切换为打开状态,与此相应地,旁通流路BL开通。在旁通流路BL已经开通的情况下,第二气体侧制冷剂流路GL2内的制冷剂从第二气体侧制冷剂流路GL2的第一旁通部B1起经过旁通流路BL被旁通到第一气体侧制冷剂流路GL1的第二旁通部B2,流经第一连通管51流入室外单元10的气体侧出入口。即,当第二气体侧制冷剂流路GL2中制冷剂的压力达到压力基准值以上时,压力调节阀45使第二气体侧制冷剂流路GL2内的制冷剂经由旁通流路BL旁通到第二旁通部B2。
(3)制冷剂回路RC中的制冷剂的流动
下面,对制冷剂回路RC中的制冷剂的流动按状态进行说明。
(3-1)全制冷状态
〈A1〉
在空调系统100处于全制冷状态的情况下,制冷剂经由吸入配管Pa被吸入压缩机15并被压缩。被压缩的高压的气体制冷剂经过排出配管Pb、第一流路切换阀16或第二流路切换阀17流入室外热交换器20(第一室外热交换器21或第二室外热交换器22)。流入室外热交换器20的制冷剂在通过室外热交换器20时,与由室外风扇28输送的空气进行热交换而冷凝。通过了室外热交换器20的制冷剂通过第一室外控制阀23或第二室外控制阀24之后,在流经液体侧配管Pc的过程中分支成两路。
〈A2〉
液体侧配管Pc中分支成两路的一路制冷剂流入第四室外控制阀26,根据第四室外控制阀26的开度被减压。通过了第四室外控制阀26的制冷剂流入过冷却热交换器27的第二流路272,在通过第二流路272时,与通过第一流路271的制冷剂进行热交换。通过了第二流路272的制冷剂流入储液器14,在储液器14内进行气液分离。从储液器14流出的气体制冷剂流过吸入配管Pa,再次被吸入压缩机15。
〈A3〉
在液体侧配管Pc中分支成两路的另一路制冷剂流入过冷却热交换器27的第一流路271。流入第一流路271中的制冷剂在通过第一流路271时,与通过第二流路272的制冷剂进行热交换,成为达到过冷却度的液体制冷剂。通过了第一流路271的制冷剂流入第三室外控制阀25,根据第三室外控制阀25的开度减压至适合气液两相输送的压力,成为气液两相制冷剂。通过了第三室外控制阀25的制冷剂通过液体侧关闭阀13并流入第三连通管53(液体侧制冷剂流路LL),在气液两相状态下通过第三连通管53。通过了第三连通管53的制冷剂流入液体侧分支流路LL1,流入与制冷室内单元30对应的切换单元4中的任意一个中。
〈A4〉
流入与制冷室内单元30对应的切换单元4中的制冷剂流入第三控制阀43。流入第三控制阀43中的制冷剂根据第三控制阀43的开度(噪声抑制开度)被减压后,流入第一配管P1。通过了第一配管P1的制冷剂从切换单元4流出并且流入液体侧连通管LP。通过了液体侧连通管LP的制冷剂流入对应的制冷室内单元30。流入制冷室内单元30内的制冷剂在通过室内膨胀阀31时被减压。通过了室内膨胀阀31的制冷剂流入室内热交换器32,在通过室内热交换器32时,与由室内风扇33输送的空气进行热交换而蒸发,成为达到过热度的气体制冷剂。通过了各室内热交换器32的制冷剂流入气体侧连通管GP。流经气体侧连通管GP的制冷剂从制冷室内单元30流出,流入对应的切换单元4。
〈A5〉
流入切换单元4中的制冷剂在第一气体侧分支流路GLa或第二气体侧分支流路GLb中流动并且从切换单元4流出。从切换单元4的第一气体侧分支流路GLa流出的制冷剂通过第一连通管51,经由气体侧第一关闭阀11流入室外单元10。从切换单元4的第二气体侧分支流路GLb流出的制冷剂通过第二连通管52,经由气体侧第二关闭阀12流入室外单元10。
〈A6〉
经由气体侧第一关闭阀11或气体侧第二关闭阀12流入室外单元10内的制冷剂流入储液器14,在储液器14内进行气液分离。从储液器14流出的气体制冷剂流经吸入配管Pa,再次被吸入压缩机15。
(3-2)全制热状态
〈B1〉
在空调系统100处于全制热状态的情况下,制冷剂经由吸入配管Pa被吸入压缩机15并被压缩。被压缩的高压的气体制冷剂经过排出配管Pb及第三流路切换阀18以及气体侧第二关闭阀12流入第二连通管52(第二气体侧制冷剂流路GL2)。
〈B2〉
通过了第二连通管52的制冷剂流入与制热室内单元30对应的切换单元4中的任意一个中。流入切换单元4中的制冷剂通过第二气体侧分支流路GLb,经过气体侧连通管GP流入制热室内单元30。
〈B3〉
流入制热室内单元30中的制冷剂流入室内热交换器32,在通过室内热交换器32时,与由室内风扇33输送的空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂或气液两相制冷剂。通过了各室内热交换器32的制冷剂通过室内膨胀阀31之后,流入液体侧连通管LP。通过了液体侧连通管LP的制冷剂流入对应的切换单元4。
〈B4〉
流入切换单元4中的制冷剂通过第一配管P1之后,流入第三控制阀43。流入第三控制阀43中的制冷剂根据第三控制阀43的开度(两相输送开度)被减压而成为气液两相状态。通过了第三控制阀43的制冷剂流入第三连通管53。通过了第三连通管53的制冷剂经由液体侧关闭阀13流入室外单元10。
〈B5〉
经由液体侧关闭阀13流入室外单元10内的制冷剂通过第三室外控制阀25,并根据开度被减压。通过了第三室外控制阀25的制冷剂流入过冷却热交换器27的第一流路271。流入第一流路271中的制冷剂在通过第一流路271时,与通过第二流路272的制冷剂进行热交换,成为达到过冷却度的液体制冷剂。通过了第一流路271的制冷剂在流经液体侧配管Pc的过程中分支成两路。
液体侧配管Pc中分支成两路的一路制冷剂以在上述〈A2〉中说明的方式流动,再次被吸入压缩机15。
液体侧配管Pc中分支成两路的另一路制冷剂流入第一室外控制阀23或第二室外控制阀24,根据第一室外控制阀23或第二室外控制阀24的开度被减压。通过了第一室外控制阀23或第二室外控制阀24的制冷剂流入室外热交换器20(第一室外热交换器21或第二室外热交换器22)。流入室外热交换器20中的制冷剂在通过室外热交换器20时,与由室外风扇28输送的空气进行热交换而蒸发。通过了室外热交换器20的制冷剂通过第一流路切换阀16或第二流路切换阀17之后,流入储液器14,在储液器14内进行气液分离。从储液器14流出的气体制冷剂在吸入配管Pa中流动,再次被吸入压缩机15。
(3-3)制冷室内单元30和制热室内单元30共存的情况
关于制冷室内单元30和制热室内单元30共存的情况,分为处于制冷主体状态的情况、处于制热主体状态的情况以及处于冷热均衡状态的情况进行说明。另外,关于冷热均衡状态的情况,进一步分为从制冷主体状态变为冷热均衡状态的情况和从制热主体状态变为冷热均衡状态的情况进行说明。
(3-3-1)处于制冷主体状态的情况
〈C1〉
在空调系统100处于制冷主体状态的情况下,制冷剂经由吸入配管Pa被吸入压缩机15并被压缩。被压缩的高压的气体制冷剂在排出配管Pb中流动时分支成两路。
〈C2〉
在排出配管Pb中流动时分支成两路的一路制冷剂经过第三流路切换阀18及气体侧第二关闭阀12,流入第二连通管52(第二气体侧制冷剂流路GL2)。流入第二连通管52中的制冷剂以上述〈B2〉中记载的方式流动,流入制热室内单元30。流入制热室内单元30中的制冷剂以上述〈B3〉中记载的方式流动,流入对应的切换单元4的第一配管P1。该制冷剂在通过了第一配管P1后,流入第三控制阀43。流入第三控制阀43中的制冷剂根据第三控制阀43的开度(两相输送开度)被减压而成为气液两相状态。通过了第三控制阀43的制冷剂流入第三连通管53。流入第三连通管53中的制冷剂流入任意一个与制冷室内单元30对应的切换单元4中的第三控制阀43。
〈C3〉
流入任意一个与制冷室内单元30对应的切换单元4中的第三控制阀43中的制冷剂以上述〈A4〉中记载的方式流动,流入对应的切换单元4的第一控制阀(第一气体侧分支流路GLa)。之后,通过了切换单元4的第一控制阀的制冷剂通过第一连通管51并经由气体侧第一关闭阀11流入室外单元10。经由气体侧第一关闭阀11流入室外单元10中的制冷剂以上述〈A6〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。
〈C4〉
另一方面,在上述〈C2〉中流过排出配管Pb时分支成两路的另一路制冷剂经过第一流路切换阀16或第二流路切换阀17,流入室外热交换器20(第一室外热交换器21或第二室外热交换器22)。流入室外热交换器20中的制冷剂在通过室外热交换器20时,与由室外风扇28输送的空气进行热交换而冷凝。通过了室外热交换器20的制冷剂通过第一室外控制阀23或第二室外控制阀24之后,在流过液体侧配管Pc的过程中分支成两路。
〈C5〉
在液体侧配管Pc中分支成两路的一路制冷剂以上述〈A2〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。液体侧配管Pc中分支成两路的另一路制冷剂以上述〈A3〉中记载的方式流动,流入任意一个与制冷室内单元30对应的切换单元4中的第三控制阀43。该制冷剂以上述〈A4〉中记载的方式流动,在室内单元30中蒸发成为气体制冷剂之后,经过气体侧连通管GP,流入切换单元4的第一气体侧分支流路GLa。
〈C6〉
流入切换单元4的第一气体侧分支流路GLa中的制冷剂以上述〈A5〉中记载的方式流动,经由气体侧第二关闭阀12流入室外单元10。经过气体侧第二关闭阀12流入室外单元10中的制冷剂以上述〈A6〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。
(3-3-2)处于制热主体状态的情况
〈D1〉
在空调系统100处于制热主体状态的情况下,制冷剂经由吸入配管Pa被吸入压缩机15,以上述〈B2〉中记载的方式流动,流入第二连通管52。流入第二连通管52内的制冷剂以上述〈B2〉中记载的方式流动,流入制热室内单元30。流入制热室内单元30中的制冷剂以上述〈B3〉中记载的方式流动,流入对应的切换单元4的第一配管P1。该制冷剂通过第一配管P1之后,流入第三控制阀43。流入第三控制阀43中的制冷剂根据第三控制阀43的开度(两相输送开度)被减压而成为气液两相状态。通过了第三控制阀43的制冷剂流入第三连通管53。
〈D2〉
流入第三连通管53中的制冷剂的一部分流入任意一个与制冷室内单元30对应的切换单元4中的第三控制阀43。该制冷剂以上述〈A4〉中记载的方式流动,流入对应的切换单元4的第一控制阀(第一气体侧分支流路GLa)。之后,通过了切换单元4的第一控制阀的制冷剂流经第一连通管51之后,经由气体侧第一关闭阀11流入室外单元10。经由气体侧第一关闭阀11流入室外单元10的制冷剂以上述〈A6〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。
〈D3〉
另一方面,流入第三连通管53内的其他制冷剂经由液体侧关闭阀13流入室外单元10。经由液体侧关闭阀13流入室外单元10中的制冷剂以上述〈B5〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。
(3-3-3)冷热均衡状态的情况
(3-3-3-1)在制冷主体状态下处于冷热均衡状态的情况
在空调系统100在制冷主体状态下处于冷热均衡状态的情况下,制冷剂以在“(3-3-1)处于制冷主体状态的情况”中的〈C1〉―〈C6〉中说明的方式在制冷剂回路RC内流动。
(3-3-3-2)在制热主体状态下处于冷热均衡状态的情况
〈E1〉
在空调系统100在制热主体状态下处于冷热均衡状态的情况下,制冷剂经由吸入配管Pa被吸入压缩机15中并被压缩。被压缩的高压的气体制冷剂在流经排出配管Pb时被分支成两路。
〈E2〉
流经排出配管Pb时分支成两路的一路制冷剂以上述〈C2〉-〈C3〉中说明的方式流动,再次被吸入压缩机15。
〈E3〉
另一方面,上述〈E2〉中流经排出配管Pb时分支成两路的另一路制冷剂经过排出配管Pb和第一流路切换阀16,流入室外热交换器20(第二室外热交换器22)。流入室外热交换器20中的制冷剂在通过室外热交换器20时,与由室外风扇28输送的空气进行热交换而冷凝。通过了室外热交换器20的制冷剂通过第二室外控制阀24之后,在流经液体侧配管Pc的过程中分支成两路。
〈E4〉
在液体侧配管Pc中分支成两路的一路制冷剂以上述〈A2〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。
〈E5〉
在液体侧配管Pc中分支成两路的另一路制冷剂,以上述〈A3〉中记载的方式流动,流入任意一个与制冷室内单元30对应的切换单元4中的第三控制阀43。该制冷剂以上述〈A4〉中记载的方式流动,流入对应的切换单元4的第一控制阀(第一气体侧分支流路GLa)。之后,通过了切换单元4的第一控制阀的制冷剂通过第一连通管51并经过气体侧第一关闭阀11流入室外单元10。经过气体侧第一关闭阀11流入室外单元10中的制冷剂以上述〈A6〉中记载的方式流动,再次被吸入压缩机15。
(4)控制器80的细节
在空调系统100中,室外单元控制部9、各室内单元控制部39及中间单元控制部49由通信线连接,从而构成控制器80。图4是示意性表示控制器80和连接于控制器80的各部的框图。
控制器80具有多个控制模式,根据转换的控制模式控制各设备的动作。在本实施方式中,在控制器80中,作为控制模式,具有运转时(没有发生制冷剂泄漏的情况)转换的通常运转模式和发生了制冷剂泄漏的情况下(更详细地说是检测到制冷剂泄漏的情况)转换的制冷剂泄漏模式。
控制器80与空调系统100中包括的设备(具体地说,室外单元10中包括的压缩机15、第一流路切换阀16、第二流路切换阀17、第三流路切换阀18、第一室外控制阀23、第二室外控制阀24、第三室外控制阀25、第四室外控制阀26、室外风扇28及室外侧传感器8,各室内单元30所包括的室内膨胀阀31、室内风扇33及室内侧传感器38,中间单元40的各第一控制阀41、各第二控制阀42、各第三控制阀43,各制冷剂泄漏传感器70等)电连接。
控制器80主要具有存储部81、输入控制部82、模式控制部83、制冷剂泄漏判定部84、设备控制部85以及驱动信号输出部86。此外,控制器80内的这些各功能部通过室外单元控制部9、室内单元控制部39及/或中间单元控制部49所包括的CPU、存储器及各种电气/电子零件一起发挥作用来实现。
(4-1)存储部81
存储部81例如由ROM、RAM及快闪存储器等构成,包括易失性存储区域和非易失性存储区域。存储部81包括程序存储区域M1,在该程序存储区域M1中存储定义了控制器80的各部中的处理的控制程序。
另外,存储部81包括检测值存储区域M2,该检测值存储区域M2用于存储各种传感器的检测值。在检测值存储区域M2,例如存储有室外侧传感器8及室内侧传感器38的检测值(压缩机15的吸入压力、排出压力、吸入温度、排出温度、室外热交换器20内的制冷剂温度、或室内热交换器32内的制冷剂温度等)。
另外,存储部81包括传感器信号存储区域M3,该传感器信号存储区域M3用于存储从制冷剂泄漏传感器70发送的制冷剂泄漏传感器检测信号(制冷剂泄漏传感器70的检测值)。传感器信号存储区域M3具有与制冷剂泄漏传感器70的数量对应的存储区域,接收到的制冷剂泄漏传感器检测信号被存储于与发送源的制冷剂泄漏传感器70对应的区域。每当接收到从制冷剂泄漏传感器70输出的制冷剂泄漏信号,存储于传感器信号存储区域M3的制冷剂泄漏信号就被更新。
另外,存储部81包括指令存储区域M4,该指令存储区域M4用于存储经由未图示的遥控器等输入的指令。
另外,在存储部81设置有具有规定的比特数的多个标志。例如,在存储部81设置有能判别控制器80转换的控制模式的控制模式判别标志M5。控制模式判别标志M5包括与控制模式的数量对应的比特数,能够创建与转换的控制模式对应的比特。
另外,在存储部81设置有用于判别已经检测到对象空间内的制冷剂泄漏的情况的制冷剂泄漏检测标志M6。更具体地说,制冷剂泄漏检测标志M6具有与室内单元30的设置数量对应数量的比特数,能够创建与假定发生了制冷剂泄漏的室内单元30(制冷剂泄漏单元)对应的比特。即,制冷剂泄漏检测标志M6构成为,在室内单元30中发生了制冷剂泄漏时,能够判别是哪个室内单元30中发生了制冷剂泄漏。制冷剂泄漏检测标志M6由制冷剂泄漏判定部84切换。
(4-2)输入控制部82
输入控制部82是作为用于接受从连接于控制器80的各设备输出的信号的接口发挥作用的功能部。例如,输入控制部82接受从各传感器(8、38、60)、遥控器输出的信号,并将其存储于存储部81的对应的存储区域或者创建规定的标志。
(4-3)模式控制部83
模式控制部83是切换控制模式的功能部。在通常情况下(没有创建制冷剂泄漏检测标志M6时),模式控制部83将控制模式切换为通常运转模式。在创建了制冷剂泄漏检测标志M6的情况下,模式控制部83将控制模式切换为制冷剂泄漏模式。模式控制部83根据转换的控制模式创建控制模式判别标志M5。
(4-4)制冷剂泄漏判定部84
制冷剂泄漏判定部84是判别制冷剂回路RC中是否发生了制冷剂泄漏的功能部。具体地说,当满足规定的制冷剂泄漏检测条件时,制冷剂泄漏判定部84判定为制冷剂回路RC中发生了制冷剂泄漏,创建制冷剂泄漏检测标志M6。
在本实施方式中,基于传感器信号存储区域M3中的制冷剂泄漏传感器检测信号,判定制冷剂泄漏检测条件是否满足。具体地说,通过使任意一个制冷剂泄漏传感器检测信号的电压值(制冷剂泄漏传感器70的检测值)为规定的第一基准值以上的时间持续规定时间t1以上,来满足制冷剂泄漏检测条件。第一基准值是假定制冷剂回路RC中的制冷剂泄漏的值(制冷剂的浓度)。规定时间t1设定为能判定制冷剂泄漏传感器检测信号不是瞬时信号的时间。制冷剂泄漏判定部84基于满足了制冷剂泄漏检测条件的制冷剂泄漏传感器检测信号的发送源的制冷剂泄漏传感器70,指定制冷剂泄漏单元(假定发生了制冷剂泄漏的室内单元30),在制冷剂泄漏检测标志M6中创建与制冷剂泄漏单元对应的比特。即,制冷剂泄漏判定部84与各制冷剂泄漏传感器70一起相当于分别检测各室内单元30的制冷剂泄漏的“制冷剂泄漏检测部”。
此外,规定时间t1根据封入制冷剂回路RC的制冷剂的种类、各设备的规格或设置环境等适当设定,并在控制程序中定义。制冷剂泄漏判定部84构成为能够测量规定时间t1。另外,第一基准值根据封入制冷剂回路RC的制冷剂的种类、设计规格及设置环境等适当设定,并在控制程序中定义。
(4-5)设备控制部85
设备控制部85按照控制程序并根据情况控制空调系统100中包括的各设备(例如15、16、17、18、23、24、25、26、28、31、33、41、42、43、60等)的动作。设备控制部85通过参照控制模式判别标志M5来判别转换的控制模式,并基于判别的控制模式控制各设备的动作。
例如,在通常运转模式时,设备控制部85实时控制压缩机15的运转容量、室外风扇28及各室内风扇33的转速、各阀的开度及打开/关闭等,以使其根据设定温度、各传感器的检测值等进行运转。
另外,设备控制部85根据情况执行如下所述的各种控制。此外,设备控制部85构成为能够测量时间。
〈制冷剂泄漏第一控制〉
在假定对象空间内发生了制冷剂泄漏时(具体地说,制冷剂泄漏检测标志M6被创建时),设备控制部85执行制冷剂泄漏第一控制。在制冷剂泄漏第一控制中,设备控制部85将各室内单元30的室内膨胀阀31控制为关闭状态。由此,抑制了制冷剂经由液体侧制冷剂流路LL向制冷剂泄漏单元(发生了制冷剂泄漏的室内单元30)的流入,抑制了制冷剂进一步泄漏。即,制冷剂泄漏第一控制是用于在发生了制冷剂泄漏时抑制室内单元30中的制冷剂泄漏量的控制。
〈制冷剂泄漏第二控制〉
在假定对象空间内发生了制冷剂泄漏时(具体地说,制冷剂泄漏检测标志M6被创建时),设备控制部85执行制冷剂泄漏第二控制。在制冷剂泄漏第二控制中,设备控制部85将中间单元40中包括的各切换单元4的第一控制阀41、第二控制阀42及第三控制阀43控制为关闭状态。由此,抑制了制冷剂经由连通室外单元10和各室内单元30的制冷剂流路向制冷剂泄漏单元(发生了制冷剂泄漏的室内单元30)的流入,抑制了制冷剂进一步泄漏。即,制冷剂泄漏第二控制是用于在发生了制冷剂泄漏时抑制室内单元30中的制冷剂泄漏量的控制。
〈制冷剂泄漏第三控制〉
在假定对象空间内发生了制冷剂泄漏时,设备控制部85执行制冷剂泄漏第三控制。在制冷剂泄漏第三控制中,设备控制部85将中间单元40的气体侧截止阀65控制为关闭状态。如上所述,配置于第二气体侧制冷剂流路GL2的第二控制阀42即使在被控制为关闭状态的情况下也使微量的制冷剂通过,因此无法可靠地切断制冷剂从室外单元10向室内单元30的流动。与此相关联,在制冷剂泄漏第三控制中,配置于比各第二控制阀42靠室外单元10侧的气体侧截止阀65被控制为关闭状态,以便可靠地切断制冷剂从室外单元10向室内单元30的流动。即,制冷剂泄漏第三控制是用于在发生了制冷剂泄漏时可靠地抑制室内单元30中的制冷剂进一步泄漏的控制。
(4-6)驱动信号输出部86
驱动信号输出部86根据设备控制部85的控制内容,向各设备(例如15、16、17、18、23、24、25、26、28、31、33、41、42、43、60等)输出对应的驱动信号(驱动电压)。驱动信号输出部86包括多个变频器(省略图示),从对应的变频器向指定的设备(例如压缩机15、室外风扇28或各室内风扇33等)输出驱动信号。
(5)控制器80的处理流程
下面,参照图5对控制器80的处理流程的一例进行说明。图5是表示控制器80的处理流程的一例的流程图。接通电源时,控制器80按照图5的步骤S101~S109所示的流程进行处理。此外,图5所示的处理流程是一例,可适当地变更。例如,在不矛盾的范围内,可以变更步骤的顺序,一部分步骤也可以与其他步骤并列执行,也可以新追加其他步骤。
在步骤S101中,在假定室内单元30中发生了制冷剂泄漏的情况下(即,为YES的情况下),控制器80进入步骤S105。在假定室内单元30中没有发生制冷剂泄漏的情况下(即,为NO的情况下),控制器80进入步骤S102。
在步骤S102中,在没有输入运转开始指令的情况下(即,为NO的情况下),控制器80返回步骤S101。另一方面,在输入了运转开始指令的情况下(即,为YES的情况下),控制器80进入步骤S103。
在步骤S103中,控制器80转换为通常运转模式(或维持通常运转模式)。之后,进入步骤S104。
在步骤S104中,控制器80根据输入的指令、设定温度及各传感器(8、38)的检测值等,实时地控制各设备的状态。之后,返回步骤S101。
在步骤S105中,控制器80转换为制冷剂泄漏模式。之后,控制器80进入步骤S106。
在步骤S106中,控制器80执行制冷剂泄漏第一控制。具体地说,控制器80将各室内单元30所包括的室内膨胀阀31控制为关闭状态。由此,抑制了制冷剂经由液体侧制冷剂流路LL向制冷剂泄漏单元(发生了制冷剂泄漏的室内单元30)的流入,抑制了制冷剂进一步泄漏。之后,控制器80进入步骤S107。
在步骤S107中,控制器80执行制冷剂泄漏第二控制。具体地说,控制器80将中间单元40所包括的各切换单元4的第一控制阀41、第二控制阀42及第三控制阀43控制为关闭状态。由此,抑制了制冷剂经由连通室外单元10和各室内单元30的制冷剂流路向制冷剂泄漏单元的流入,抑制了制冷剂进一步泄漏。之后,控制器80进入步骤S108。
在步骤S108中,控制器80执行制冷剂泄漏第三控制。具体地说,控制器80将气体侧截止阀65控制为关闭状态。由此,可靠地切断了制冷剂从室外单元10向室内单元30的流动。之后,控制器80进入步骤S109。
在步骤S109中,控制器80使压缩机15停止。之后,控制器80待机,直至被管理者解除。
(6)特征
(6-1)
目前,已知有一种冷冻装置,其在包括热源单元及并联配置的多个使用单元的制冷剂回路中进行冷冻循环,其中,分别在热源单元及使用单元之间延伸的每个制冷剂配管中具有切换制冷剂的流动的控制阀,通过单独控制各控制阀的状态而单独切换制冷剂向各使用单元的流动方向。认为在这种冷冻装置中,在任意一个使用单元中发生了制冷剂泄漏时,通过将对应的控制阀控制为关闭状态,可抑制制冷剂被输送到发生了制冷剂泄漏的使用单元并且抑制制冷剂进一步泄漏。
另一方面,在这种冷冻装置中,关于配置于气体侧的制冷剂流路的控制阀,为了将冷冻机油回收到压缩机,考虑采用即使在处于关闭状态的情况下也会形成微细的制冷剂流路(微细流路)的阀。在这种情况下,当发生了制冷剂泄漏时,即使在将控制阀控制为关闭状态的情况下,制冷剂也会经由微细流路向发生了制冷剂泄漏的使用单元流动。
与此相对,在上述实施方式的空调系统100中,安全性提高。
上述实施方式的空调系统100是一种在制冷剂回路RC中进行冷冻循环的冷冻装置,其具备室外单元10(相当于“热源单元”)、多个室内单元30(相当于“使用单元”)、中间单元40(相当于“制冷剂流路切换单元”)、第二连通管52(相当于“气体侧第一连通配管”)、多个第二分支管521(相当于“气体侧第一分支管”)以及气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)。室外单元10具有制冷剂压缩机15及室外热交换器20(相当于“热源侧热交换器”)。多个室内单元30相对于室外单元10并联配置。室内单元30具有室内热交换器32(相当于“使用侧热交换器”)。中间单元40具有多个第二控制阀42(相当于“气体侧第一控制阀”)。第二控制阀42切换对应的室内单元30中的制冷剂的流动。中间单元40单独切换各室内单元30中的制冷剂的流动。第二连通管52配置于室外单元10与各第二控制阀42之间。第二连通管52是供高压的气体制冷剂流动的配管。第二分支管521是包括在第二连通管52中的支管。第二分支管521与对应的室内单元30连通。气体侧截止阀65配置于第二连通管52。气体侧截止阀65通过成为关闭状态而切断制冷剂的流动。第二控制阀42配置于与对应的室内单元30连通的第二分支管521。第二连通管52包括多个气体侧第二分支部BP2(相当于“分支部”)。气体侧第二分支部BP2连接于第二分支管521。气体侧截止阀65配置于比各气体侧第二分支部BP2靠室外单元10侧。
由此,即使在室内单元30中发生了制冷剂泄漏的情况下,也能够通过配置于第二连通管52的气体侧截止阀65来抑制制冷剂被输送到室内单元30侧。其结果是,能够抑制制冷剂进一步泄漏。特别是,在第二控制阀42处于关闭状态的情况下,即使是使微量的制冷剂通过的阀的情况下,也能够抑制制冷剂进一步泄漏。因此,安全性提高。
(6-2)
在上述实施方式中,第二控制阀42(相当于“气体侧第一控制阀”)构成为,在关闭状态时使微量的制冷剂通过。由此,促进了冷冻机油向压缩机15的回收。特别是在任意一个室内单元30处于停止状态的情况下,抑制了制冷剂及冷冻机油在与该室内单元30连通的制冷剂流路中滞留,抑制了可靠性降低。
(6-3)
在上述实施方式中,气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)配置于中间单元40(相当于“流路切换单元”)中。由此,施工现场的截止阀的施工变得容易,截止阀的施工性提高。
(6-4)
上述实施方式的空调系统100具备控制器80(相当于“控制部”)和制冷剂泄漏传感器70(相当于“制冷剂泄漏检测部”)。控制器80控制气体侧截止阀65的动作。制冷剂泄漏传感器70检测室内单元30(相当于“使用单元”)内的制冷剂泄漏。当由制冷剂泄漏传感器70检测到制冷剂泄漏时,控制器80将气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)控制为关闭状态。
由此,即使在室内单元30中发生了制冷剂泄漏的情况下,也通过气体侧截止阀65可靠地抑制了制冷剂被输送到室内单元30侧。
(6-5)
上述实施方式的空调系统100具备第三连通管53(相当于“液体侧连通配管”)和多个液体侧分支管531。第三连通管53配置于室外单元10(相当于“热源单元”)与室内单元30(相当于“使用单元”)之间。第三连通管53供液态制冷剂流动。多个液体侧分支管531是包括在第三连通管53中的支管。液体侧分支管531与对应的室内单元30连通。中间单元40(相当于“制冷剂流路切换单元”)具有多个第三控制阀43(相当于“液体侧控制阀”)。第三控制阀43配置于液体侧分支管531。第三控制阀43切换对应的室内单元30中的制冷剂的流动。控制器80(相当于“控制部”)还控制第三控制阀43的状态。当由制冷剂泄漏传感器70(相当于“制冷剂泄漏检测部”)检测到制冷剂泄漏时,控制器80将对应的第三控制阀43控制为关闭状态。
由此,即使在室内单元30中发生了制冷剂泄漏的情况下,也通过气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)及第三控制阀43可靠地抑制了制冷剂被输送到室内单元30侧。
(6-6)
在上述实施方式中,控制器80(相当于“控制部”)还控制第二控制阀42(相当于“气体侧第一控制阀”)的状态。当由制冷剂泄漏传感器70(相当于“制冷剂泄漏检测部”)检测到制冷剂泄漏时,控制器80将对应的第二控制阀42控制为关闭状态。
由此,即使在室内单元30(相当于“使用单元”)中发生了制冷剂泄漏的情况下,也通过气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)及第二控制阀42可靠地抑制了制冷剂被输送到室内单元30侧。
(6-7)
在上述实施方式的空调系统100中,具备第一连通管51(相当于“气体侧第二连通配管”)和多个第一分支管511(相当于“气体侧第二分支管”)。第一连通管51配置于室外单元10与中间单元40(相当于“制冷剂流路切换单元”)之间。第一连通管51是供低压的气体制冷剂流动的配管。第一分支管511是包括在第一连通管51中的支管。第一分支管511与对应的室内单元30(相当于“使用单元”)连通。中间单元40具有多个第一控制阀41(相当于“气体侧第二控制阀”)。第一控制阀41配置于第一分支管511。第一控制阀41切换对应的室内单元30(相当于“使用单元”)中的制冷剂的流动。控制器80(相当于“控制部”)还控制第一控制阀41的状态。当由制冷剂泄漏传感器70(相当于“制冷剂泄漏检测部”)检测到制冷剂泄漏时,控制器80将对应的第一控制阀41控制为关闭状态。
由此,即使在室内单元30中发生了制冷剂泄漏的情况下,也通过气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)及第一控制阀41可靠地抑制了制冷剂被输送到室内单元30侧。
(6-8)
在上述实施方式中,在空调系统100中具备压力调节阀45(相当于“旁通机构”)。压力调节阀45将第二连通管52(相当于“气体侧第一连通配管”)内的制冷剂旁通到设置于与室外单元10连通的第一连通管51(相当于“气体侧第二连通配管”)的第二旁通部B2。
由此,即使在气体侧截止阀65(相当于“截止阀”)被控制为关闭状态的情况下,也抑制了第二连通管52中制冷剂的压力上升到产生设备、配管损伤的程度。
(6-9)
在上述实施方式中,压力调节阀45配置于旁通配管(P7、P8)。旁通配管(P7、P8)是从第二连通管52(相当于“气体侧第一连通配管”)延伸到旁通部的配管。压力调节阀45作为“旁通机构”发挥作用。当第二连通管52内的制冷剂的压力达到规定的基准值以上时,压力调节阀45使旁通配管(P7、P8)开通。
由此,即使在第二连通管52内的制冷剂的压力达到规定的基准值以上的情况下,第二连通管52内的制冷剂也被旁通到旁通部,抑制了第二连通管52内的制冷剂的压力上升至有危险性的值。
(7)变形例
上述实施方式能够如下面的变形例所示适当地变形。此外,各变形例也可以在不产生矛盾的范围内与其他变形例组合应用。
(7-1)变形例1
在空调系统100中,也可以与上述实施方式中的旁通流路BL一起或代替旁通流路BL,配置如图6所示的旁通流路BL′。在图6中,旁通流路BL′由旁通配管(P7′及P8′)构成,从第二连通管52的第一旁通部B1延伸到设置于第三连通管53的第二旁通部B2′(相当于“旁通部”)。第二旁通部B2′在第三连通管53中配置于比各液体侧分支部BP3靠室外单元10侧。在与旁通流路BL一起或代替旁通流路BL配置这种旁通流路BL′的情况下,也能够实现与上述实施方式同样的作用效果。
(7-2)变形例2
在上述实施方式中,对空调系统100具有制冷剂回路RC的情况进行了说明,该制冷剂回路RC是室外单元10和中间单元40由三根连通管(51、52、53)连接的所谓“三管式”的自由制冷制热回路(能够针对每个室内单元30单独切换制冷运转及制热运转的制冷剂回路)。但是,室外单元10及中间单元40不一定必须由三根连通管(51、52、53)连接。例如,制冷剂回路RC也可以像图7所示的制冷剂回路RC1那样构成。
制冷剂回路RC1是室外单元10和中间单元40′由两根连通管连接的“双管式”的自由制冷制热回路。在制冷剂回路RC1中,代替室外单元10配置有室外单元10′。在室外单元10′中,省略了气体侧第二关闭阀12、储液器14、各流路切换阀19及过冷却热交换器27等设备。另外,在室外单元10′中,配置有四通切换阀19a。另外,在室外单元10′中,四个止回阀29以桥状配置。
另外,在制冷剂回路RC1中,配置有中间单元40′。在制冷剂回路RC1中,室外单元10和中间单元40′由两根连通管(第一连通管51及第三连通管53)连接。
在中间单元40′中,配置有储存制冷剂并且进行气液分离的接收器48。接收器48连接于第二连通管52。从接收器48延伸出第一分支管511(第一连通管51)、第二分支管521(第二连通管52)以及液体侧分支管531(第三连通管53)。
即使在像制冷剂回路RC1那样构成为“双管式”的自由制冷制热回路的情况下,与上述实施方式同样,也可抑制构成液体受封回路。
(7-3)变形例3
在上述实施方式中,多个切换单元4集合为一体而构成中间单元40。但是,像图8及图9所示的空调系统100a那样,各切换单元4也可以分开配置。在图8及图9所示的空调系统100a中,与空调系统100不同,与任意一个室内单元30一对一地对应的多个切换单元4被分开配置。即使在这种情况下也能够实现与上述实施方式同样的效果。
(7-4)变形例4
在上述实施方式中,气体侧截止阀65配置于中间单元40内。但是,气体侧截止阀65不一定必须配置于中间单元40内,也可以配置于中间单元40的外部。
(7-5)变形例5
关于上述实施方式中的室内膨胀阀31,不一定是必需的,也可以适当省略。在这种情况下,也可以使第三控制阀43承担作为室内膨胀阀31(“电动膨胀阀”)的功能。即使在这种情况下,也能够实现上述(6-1)中说明的作用效果。
(7-6)变形例6
虽然省略图示,但关于上述实施方式中的第三控制阀43,不一定是必需的,也可以省略。在这种情况下,关于室内膨胀阀31,采用在关闭状态下处于切断制冷剂的流动的完全关闭状态的阀,使室内膨胀阀31承担作为第三控制阀43(“第二截止阀”)的功能即可。
(7-7)变形例7
在上述实施方式中,针对室内膨胀阀31是在关闭状态(最小开度)时处于形成微细流路的微打开状态的电动阀的情况进行了说明。但是,除非有特别妨碍,否则室内膨胀阀31可以不必是这种形式的膨胀阀。即,室内膨胀阀31也可以是在最小开度时处于切断制冷剂的流动的完全关闭状态的阀。
(7-8)变形例8
在上述实施方式中,针对第二控制阀42是在关闭状态(最小开度)下处于形成微细流路的微打开状态的电动阀的情况进行了说明。但是,除非有特别妨碍,否则第二控制阀42可以不必是这种形式的膨胀阀。即,第二控制阀42也可以是在最小开度时处于切断制冷剂的流动的完全关闭状态的阀。
(7-9)变形例9
在上述实施方式中,针对压力调节阀45(相当于“旁通机构”)是阀体根据施加在一端侧的压力基准值以上的压力而移动的具有压力感知机构的机械式自动膨胀阀的情况进行了说明。但是,压力调节阀45也可以是其他阀,只要是能够将第二连通管52中的制冷剂旁通的阀即可。例如,压力调节阀45也可以采用在关闭状态下处于形成使制冷剂通过的微细流路的微打开状态的电动式膨胀阀。即使在这种情况下,第二连通管52内的制冷剂也会经由压力调节阀45的微细流路旁通到第二旁通部B2。
(7-10)变形例10
关于上述实施方式中的压力调节部44(压力调节阀45及旁通流路BL),在抑制气体侧截止阀65被控制为关闭状态时形成液体受封回路这样的观点方面,在没有妨碍的情况下,不一定是必须的,也可以适当省略。
(7-11)变形例11
在上述实施方式中,针对第一控制阀41、第二控制阀42、第三控制阀43及气体侧截止阀65是可进行开度调节的电动阀的情况进行了说明。但是,第一控制阀41、第二控制阀42、第三控制阀43及气体侧截止阀65中的任意一个或全部,也可以是通过被供应驱动电压而切换为打开状态和关闭状态二者中的一个状态的电磁阀。
(7-12)变形例12
在上述实施方式中,配置有多个流路切换阀19(第一流路切换阀16、第二流路切换阀17及第三流路切换阀18),各流路切换阀19通过根据运转状态切换第一流路状态和第二流路状态来切换制冷剂回路RC内的制冷剂的流动。但是,不限于此,也可以构成为通过其他方法切换制冷剂回路RC内的制冷剂的流动。
例如,也可以配置三通阀而代替任意一个流路切换阀19(四通切换阀)。再例如,也可以构成为,配置第一阀(例如电磁阀或电动阀)及第二阀(例如电磁阀或电动阀)而代替任意一个流路切换阀19,通过将第一阀控制为打开状态并且将第二阀控制为完全关闭状态,在上述实施方式中,流路切换阀19处于第一流路状态时形成的制冷剂流路被开通,通过将第一阀控制为完全关闭状态并且将第二阀控制为打开状态,在上述实施方式中,流路切换阀19处于第二流路状态时形成的制冷剂流路被开通。
(7-13)变形例13
关于上述实施方式中的制冷剂回路RC的回路结构或配置于回路内的设备,只要不妨碍实现本公开的思想的目的,就能够根据设置环境、设计规格适当变更,也可以省略一部分设备,也可以新添加其他设备,也可以包括新流路。
例如,关于配置于室外单元10的过冷却热交换器27,不一定是必需的,也可以省略。另外,在制冷剂回路RC中,储存制冷剂的接收器也可以根据需要配置于适当的位置(例如液体侧配管Pc上)。另外,在制冷剂回路RC中,也可以包括图1及图2中未示出的流路(例如用于将中间压制冷剂注入压缩机15中的流路)。
另外,例如,关于室内膨胀阀31,不一定必须配置于室内单元30内。另外,关于室内膨胀阀31,不一定是必需的,也可以通过使对应的切换单元4的第三控制阀43承担室内膨胀阀31的功能而省略室内膨胀阀31。
(7-14)变形例14
在上述实施方式中,只有一个室外单元10。但是,也可以是多个室外单元10相对于各室内单元30或各切换单元4串联或并联配置。
(7-15)变形例15
在上述实施方式中,通过经由通信线连接室外单元控制部9、各室内单元30的室内单元控制部39以及中间单元控制部49,构成了控制空调系统100的动作的控制器80。但是,关于控制器80的构成方式,不一定限定于此,可根据设计规格、设置环境适当变更。即,关于控制器80的构成方式,没有特别限制,控制器80所包括的要素的一部分或全部不一定必须配置于室外单元10、室内单元30及中间单元40中的任意一个,也可以配置于其他装置,也可以独立配置。
例如,也可以与室外单元控制部9、各室内单元控制部39及中间单元控制部49中的任意一个或全部一起/代替它们,由未图示的遥控器、集中管理设备等其他装置构成控制器80。在这种情况下,关于其他装置,也可以配置于通过通信网络与室外单元10、室内单元30或中间单元40连接的远程地点。
另外,例如,控制器80也可以仅由室外单元控制部9、各室内单元控制部39及中间单元控制部49中的任意一个构成。
(7-16)变形例16
在上述实施方式中,在发生了制冷剂泄漏的情况下,控制器80执行制冷剂泄漏第一控制、制冷剂泄漏第二控制及制冷剂泄漏第三控制(图5中的步骤S105-108)。但是,制冷剂泄漏时控制器80进行的控制中,关于制冷剂泄漏第一控制,不一定必须执行。即,制冷剂泄漏时,关于室内膨胀阀31,不一定必须被控制为关闭状态。即,在通过制冷剂泄漏第二控制及制冷剂泄漏第三控制切断制冷剂向制冷剂泄漏单元的流动、并抑制制冷剂进一步泄漏的情况下,也可以适当地省略制冷剂泄漏第一控制。
(7-17)变形例17
在上述实施方式中,在发生了制冷剂泄漏的情况下,控制器80在制冷剂泄漏第二控制中,将第三控制阀43控制为关闭状态。但是,制冷剂泄漏时,控制器80只要执行制冷剂泄漏第一控制(即,只要室内膨胀阀31被控制为关闭状态),就可抑制制冷剂向制冷剂泄漏单元的流入,因此在制冷剂泄漏第二控制中,不一定必须将第三控制阀43控制为关闭状态。
(7-18)变形例18
在上述实施方式中,针对本公开的思想适用于空调系统100的情况进行了说明。但是,不限于此,本公开的思想也能够应用于包括与上述实施方式的制冷剂回路RC类似的制冷剂回路的其他冷冻装置(例如热水器、冷水机等)中。
(7-19)变形例19
在上述实施方式中,举出了R32作为在制冷剂回路RC中循环的制冷剂的一例。但是,制冷剂回路RC中使用的制冷剂没有特别限制。例如,在制冷剂回路RC中,也可以代替R32而使用HFO1234yf、HFO1234ze(E)或这些制冷剂的混合制冷剂等。另外,在制冷剂回路RC中,也可以使用R407C、R410A等HFC系制冷剂。
(8)
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但应当理解,在不脱离权利要求书中所记载的本发明的主旨及范围的情况下,能够进行形式或细节上的各种变更。
工业上的可使用性
本公开能够应用于冷冻装置。
附图标记说明
4:切换单元
8:室外侧传感器
9:室外单元控制部
10、10′:室外单元(热源单元)
11:气体侧第一关闭阀
12:气体侧第二关闭阀
13:液体侧关闭阀
14:储液器
15:压缩机
16:第一流路切换阀
17:第二流路切换阀
18:第三流路切换阀
20:室外热交换器(热源侧热交换器)
21:第一室外热交换器
22:第二室外热交换器
23:第一室外控制阀
24:第二室外控制阀
25:第三室外控制阀
26:第四室外控制阀
27:过冷却热交换器
28:室外风扇
30:室内单元(使用单元)
31:室内膨胀阀(使用侧控制阀)
32:室内热交换器(使用侧热交换器)
33:室内风扇
38:室内侧传感器
39:室内单元控制部
40、40′:中间单元(制冷剂流路切换单元)
41:第一控制阀(气体侧第二控制阀)
42:第二控制阀(气体侧第一控制阀)
43:第三控制阀(液体侧控制阀)
44:压力调节部
45:压力调节阀(旁通机构)
48:接收器
49:中间单元控制部
50:室外侧连通配管
51:第一连通管(气体侧第二连通配管)
52:第二连通管(气体侧第一连通配管)
53:第三连通管(液体侧连通配管)
60:室内侧连通配管
65:气体侧截止阀(截止阀)
70:制冷剂泄漏传感器(制冷剂泄漏检测部)
80:控制器(控制部)
81:存储部
82:输入控制部
83:模式控制部
84:制冷剂泄漏判定部
85:设备控制部
86:驱动信号输出部
100、100a:空调系统
271:第一流路
272:第二流路
511:第一分支管(气体侧第二分支管)
521:第二分支管(气体侧第一分支管)
531:液体侧分支管
B1:第一旁通部
B2、B2′:第二旁通部(旁通部)
BL、BL′:旁通流路
BP1:气体侧第一分支部
BP2:气体侧第二分支部(分支部)
BP3:液体侧分支部
GL:气体侧制冷剂流路
GL1:第一气体侧制冷剂流路
GL2:第二气体侧制冷剂流路
GLa:第一气体侧分支流路
GLb:第二气体侧分支流路
GP:气体侧连通管
IL:室内侧制冷剂流路
LL:液体侧制冷剂流路
LL1:液体侧分支流路
LP:液体侧连通管
P1:第一配管
P2:第二配管
P3:第三配管
P7、P7′:第七配管(旁通配管)
P8、P8′:第八配管(旁通配管)
Pa:吸入配管
Pb:排出配管
Pc:液体侧配管
RC、RC1:制冷剂回路
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-114048号公报
Claims (10)
1.一种冷冻装置(100、100a),其在制冷剂回路(RC、RC1)中进行冷冻循环,其中,该冷冻装置(100、100a)具备:
热源单元(10、10′),其具有制冷剂压缩机及热源侧热交换器;
多个使用单元(30),其相对于所述热源单元并联配置,具有使用侧热交换器;
制冷剂流路切换单元(40、40′),其具有切换对应的所述使用单元中的制冷剂的流动的多个气体侧第一控制阀(42),单独切换各所述使用单元中的制冷剂的流动;
气体侧第一连通配管(52),其配置于所述热源单元与各所述气体侧第一控制阀之间,供高压的气体制冷剂流动;
多个气体侧第一分支管(521),其包括在所述气体侧第一连通配管中,与对应的所述使用单元连通;以及
截止阀(65),其配置于所述气体侧第一连通配管中,通过处于关闭状态而切断制冷剂的流动,
所述气体侧第一控制阀配置于与对应的所述使用单元连通的所述气体侧第一分支管中,
所述气体侧第一连通配管包括多个连接到所述气体侧第一分支管的分支部(BP2),
所述截止阀配置于比各所述分支部靠所述热源单元侧。
2.根据权利要求1所述的冷冻装置(100、100a),其中,
所述气体侧第一控制阀在关闭状态下允许微量的制冷剂通过。
3.根据权利要求1或2所述的冷冻装置(100、100a),其中,
所述截止阀配置在所述制冷剂流路切换单元内。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的冷冻装置(100、100a),其中,还具备:
控制部(80),其控制所述截止阀的动作;以及
制冷剂泄漏检测部(70),其检测所述使用单元内的制冷剂泄漏,
当由所述制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,所述控制部将所述截止阀控制为关闭状态。
5.根据权利要求4所述的冷冻装置(100、100a),其中,还具备:
液体侧连通配管(53),其配置于所述热源单元与所述使用单元之间,供液态制冷剂流动;
多个液体侧分支管(531),其包括在所述液体侧连通配管中,与对应的所述使用单元连通;以及
使用侧控制阀(31),其配置于所述使用单元内,与所述液体侧分支管连通,
所述控制部还控制所述使用侧控制阀的状态,当由所述制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,将对应的所述使用侧控制阀控制为关闭状态。
6.根据权利要求4所述的冷冻装置(100、100a),其中,还具备:
液体侧连通配管(53),其配置于所述热源单元与所述使用单元之间,供液态制冷剂流动;以及
多个液体侧分支管(531),其包括在所述液体侧连通配管中,与对应的所述使用单元连通,
所述制冷剂流路切换单元具有多个液体侧控制阀(43),该多个液体侧控制阀(43)配置于所述液体侧分支管中,并且切换对应的所述使用单元中的制冷剂的流动,
所述控制部还控制所述液体侧控制阀的状态,当由所述制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,将对应的所述液体侧控制阀控制为关闭状态。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的冷冻装置(100、100a),其中,
所述控制部还控制所述气体侧第一控制阀的状态,当由所述制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,将对应的所述气体侧第一控制阀控制为关闭状态。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的冷冻装置(100、100a),其中,还具备:
气体侧第二连通配管(51),其配置于所述热源单元与所述制冷剂流路切换单元之间,供低压的气体制冷剂流动;以及
多个气体侧第二分支管(511),其包括在所述气体侧第二连通配管中,与对应的所述使用单元连通,
所述制冷剂流路切换单元具有多个气体侧第二控制阀(41),该多个气体侧第二控制阀(41)配置于所述气体侧第二分支管中,并且切换对应的所述使用单元中的制冷剂的流动,
所述控制部还控制所述气体侧第二控制阀的状态,当由所述制冷剂泄漏检测部检测到制冷剂泄漏时,将对应的所述气体侧第二控制阀控制为关闭状态。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的冷冻装置(100、100a),其中,还具备旁通机构(45),所述旁通机构(45)使所述气体侧第一连通配管内的制冷剂旁通到设置于与所述热源单元连通的其他配管中的旁通部(B2、B2′)。
10.根据权利要求9所述的冷冻装置(100、100a),其中,
所述旁通机构是压力调节阀(45),该压力调节阀(45)配置在从所述气体侧第一连通配管延伸至所述旁通部的旁通配管(P7、P7′、P8、P8′)中,当所述气体侧第一连通配管内的制冷剂的压力达到规定的基准值以上时开通所述旁通配管。
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