JP2007263455A - Air conditioner and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和装置に関し、特に冷媒/水熱交換器を備えている空気調和装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner including a refrigerant / water heat exchanger and a control method thereof.
従来、圧縮機と、室外熱交換器と、冷媒/水熱交換器と、室内熱交換器とを冷媒配管により接続し、冷暖房運転を可能にすると共に、冷媒/水熱交換器の水側配管に床暖房パネルを接続した、床暖房システム付き空気調和装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この種の複合機は、空調暖房と床暖房とを、別々のシステムで構築する場合に比べ、安価に簡易に提供される。
しかし、特許文献1の床暖房システム付き空気調和装置によれば、空調冷房運転を行う場合に、床暖房時に動作する冷媒/水熱交換器の機能を停止するため、この冷媒/水熱交換器が有効利用されない。 However, according to the air conditioner with a floor heating system of Patent Document 1, the function of the refrigerant / water heat exchanger that operates during floor heating is stopped when performing air conditioning cooling operation. Is not used effectively.
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、空調冷房運転を行う場合に、冷媒/水熱交換器を有効利用できると共に、この空調冷房運転時の成績係数(COP)を向上させることができる、空気調和装置及びその制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to effectively use the refrigerant / water heat exchanger when performing air-conditioning cooling operation, and to perform a coefficient of performance (COP) during this air-conditioning cooling operation. It is to provide an air conditioner and a control method thereof.
上記課題を解決するため、本発明の空気調和装置は、圧縮機と、室外熱交換器と、冷媒/水熱交換器と、室内熱交換器とを冷媒配管により接続し、冷暖房運転を可能にした空気調和装置において、前記冷媒/水熱交換器の水側配管に、冷房運転時に当該冷媒/水熱交換器に冷水を循環させて冷媒を冷却する水冷却手段と、暖房運転時に当該冷媒/水熱交換器の冷媒で加熱された温水を受けて放熱する放熱手段とを、選択的に稼働可能に接続したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the air conditioner of the present invention connects a compressor, an outdoor heat exchanger, a refrigerant / water heat exchanger, and an indoor heat exchanger through a refrigerant pipe, thereby enabling an air conditioning operation. In the above-described air conditioner, water cooling means for circulating the cold water through the refrigerant / water heat exchanger during cooling operation to cool the refrigerant in the water side pipe of the refrigerant / water heat exchanger, and the refrigerant / water heat exchanger during heating operation. A heat radiating means for receiving and radiating warm water heated by the refrigerant of the water heat exchanger is selectively connected to be operable.
上記構成において、冷水、温水を一つの水循環ポンプで循環させることがさらなる特徴であり、また、室外熱交換器と冷媒/水熱交換器とを、暖房運転時に当該冷媒/水熱交換器が上流側に位置するように、直列に接続したことが特徴である。 In the above configuration, it is a further feature that cold water and hot water are circulated by a single water circulation pump, and the outdoor heat exchanger and the refrigerant / water heat exchanger are arranged upstream of the refrigerant / water heat exchanger during heating operation. It is characterized by being connected in series so as to be located on the side.
また、本発明の空気調和装置の制御方法は、圧縮機と、室外熱交換器と、冷媒/水熱交換器と、室内熱交換器とを冷媒配管により接続し、冷暖房運転を可能にした空気調和装置の制御方法において、冷房運転時には冷媒/水熱交換器の水側配管に水冷却手段で生成される冷水を循環させて冷媒を冷却し、暖房運転時には水配管を流れる水を冷媒で加熱してこの熱を放熱手段で放熱させることを特徴とする。 The control method of the air conditioner according to the present invention includes a compressor, an outdoor heat exchanger, a refrigerant / water heat exchanger, and an indoor heat exchanger that are connected by a refrigerant pipe to enable air conditioning operation. In the control method of the harmony device, the cooling water is circulated through the water-side piping of the refrigerant / water heat exchanger in the cooling / cooling operation to cool the cooling water, and the water flowing in the water piping is heated by the cooling during the heating operation. The heat is radiated by the heat radiating means.
上記構成によれば、暖房運転に設定した場合、室内熱交換器が室内暖房を行うとともに、冷媒/水熱交換器で加熱された温水が例えば温水空調ユニットにて放熱して室内床暖房を行う。冷房運転に設定した場合は、水冷却手段で放熱される冷水を通流させる冷媒/水熱交換器に室外熱交換器で冷却された冷媒を冷水を通流させるから過冷却となり、冷房能力が高められる。
本発明では、冷媒/水熱交換器を、暖房運転と冷房運転時のいずれも使用でき、また、水循環ポンプを共用できる。
According to the above configuration, when the heating operation is set, the indoor heat exchanger performs indoor heating, and the hot water heated by the refrigerant / water heat exchanger dissipates heat, for example, by the hot water air conditioning unit to perform indoor floor heating. . When the cooling operation is set, the refrigerant cooled by the outdoor heat exchanger is passed through the coolant / water heat exchanger that passes the chilled water radiated by the water cooling means, and the cooling water is passed through. Enhanced.
In the present invention, the refrigerant / water heat exchanger can be used in both the heating operation and the cooling operation, and the water circulation pump can be shared.
本発明によれば、冷媒/水熱交換器の水側配管に、冷房運転時に冷水を循環させて冷媒を冷却する当該冷水を冷却する水冷却手段と、暖房運転時に冷媒で加熱された温水を受けて放熱する放熱手段とを、選択的に稼働可能に接続したから、冷房運転時には、冷媒が過冷却される分だけ冷房時のCOPが向上する。また、暖房運転時には、空調暖房と放熱手段による暖房との併用が可能になる。 According to the present invention, the water-side piping of the refrigerant / water heat exchanger is provided with water cooling means for cooling the cold water that circulates cold water during cooling operation to cool the refrigerant, and hot water heated by the refrigerant during heating operation. Since the heat radiating means that receives and radiates heat is selectively connected so as to be able to operate, the COP at the time of cooling is improved by the amount that the refrigerant is supercooled during the cooling operation. Further, during heating operation, it is possible to use both air conditioning heating and heating by means of heat radiation.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の暖房時の配管系統回路図である。図2は、同冷房時の配管系統回路図である。
図1に示すように、このエンジン駆動式空気調和装置10は、室外に設置される室外機11と冷媒/水熱交換器12とクーリングタワー(冷却塔)等の水冷却手段13を備えるとともに、室内に設置される室内熱交換器14と放熱手段としての温水空調ユニット15を備え、並びに制御手段16を備えて構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a piping system circuit diagram during heating of an engine-driven air conditioner according to the present invention. FIG. 2 is a piping system circuit diagram at the time of cooling.
As shown in FIG. 1, the engine-driven
室外機11は、ガス等の燃料を燃焼させて駆動力を発生するエンジン17と、このエンジン17により駆動される圧縮機18と、冷媒の気液分離を行うアキュムレータ19と、冷媒の循環方向を切り換える四方弁20と、冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器21と、この室外熱交換器21に向かって送風するファン22とを収納している。冷媒/水熱交換器12が室外機11に収納されることもある。
室外機11は、室外冷媒管P1が、アキュムレータ19の気体出口と圧縮機18の気体入口との間、圧縮機18の気体出口と四方弁20のaポートとの間、アキュムレータ19の液体入口と四方弁20のbポートとの間、四方弁20のdポートと室外熱交換器21の一方の管接続口21aとの間、をそれぞれ接続して構成される。
The
In the
室外冷媒管P1の室外熱交換器21側の端は、冷媒/水熱交換器12の一方の冷媒管接続口に接続され、さらに室外冷媒管P1は、冷媒/水熱交換器12の他方の冷媒管接続口から膨張弁23の手前まで伸びて室内冷媒管P2となる。
この室内冷媒管P2が、膨張弁23を接続し、そして膨張弁23と室内熱交換器14の一方の冷媒管接続口とを接続し、さらに室内熱交換器14の他方の冷媒管接続口から四方弁20に向かって延びて、室外冷媒管P1となり、この室外冷媒管P1が四方弁20のcポートを接続している。
The end of the outdoor refrigerant pipe P1 on the
This indoor refrigerant pipe P2 connects the
室内熱交換器14は、冷媒と室内空気との間で熱交換を行わせる熱交換器であり、この室内熱交換器14に向かって送風するファン25が備えられる。
The
冷媒/水熱交換器12は、冷媒と水との間で熱交換を行わせる熱交換器であり、熱交換コイルを使用した熱交換器やプレート式熱交換器等がある。冷媒/水熱交換器12の水管コイルの水出口と水入口からそれぞれ伸びる共用管から先の配管部分が、水側配管(温水配管)26と水側配管(冷水配管)28とが並列に二重にループする配管となっていて、温水配管26には、放熱手段である温水空調ユニット15及びこの温水空調ユニット15の上流側と下流側に第1電動弁29,第2電動弁30が配設され、また冷水配管28には、クーリングタワー等の水冷却手段13及びこの水冷却手段13の上流側と下流側に第3電動弁31,第4電動弁32が配設され、さらに冷媒/水熱交換器12の水管コイルの水出口に接続された温水配管26と冷水配管27と共用管部分に水循環ポンプ24が配設されている。
The refrigerant / water heat exchanger 12 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and water, and includes a heat exchanger using a heat exchange coil, a plate heat exchanger, and the like. The pipe part ahead of the common pipe extending from the water outlet and the water inlet of the water pipe coil of the refrigerant / water heat exchanger 12 includes a water side pipe (hot water pipe) 26 and a water side pipe (cold water pipe) 28 in parallel. The
制御装置16は、室外機11に設置され、室外機11におけるガスエンジン17(即ち圧縮機18)、四方弁20、室外ファン22、膨張弁23、室内ファン25、第1電動弁29、第2電動弁30、第3電動弁31及び第4電動弁32をそれぞれ制御する。
制御装置16は、四方弁18を切り換えることにより、空気調和装置10を暖房運転又は冷房運転に設定する。
The
The
次に図1を参照して暖房運転時の動作を説明する。
暖房運転の設定は、制御装置16が、第3電動弁31及び第4電動弁32を閉弁させ、第1電動弁29及び第2電動弁30を開弁して水循環ポンプ24を運転させ、ファン22,25を駆動させ、膨張弁23の開弁状態を制御し、四方弁18を暖房側に切り換えてガスエンジン17を駆動させるものである。
Next, the operation during the heating operation will be described with reference to FIG.
For the setting of the heating operation, the
冷媒は、図1中の矢印の如く流れる。すなわち、アキュムレータ19から圧縮機18で圧縮される冷媒は、四方弁18を通り、凝縮器として機能する室内熱交換器14、膨張弁23、冷媒/水熱交換器12、蒸発器として機能する室外熱交換器21を順に通流して四方弁18を介してアキュムレータ19に戻る。
従って、室内熱交換器14は、凝縮器として機能し、ファン25と協働して凝縮熱を放熱して室内暖房を行う。
ここで、冷媒/水熱交換器12は、液冷媒の熱を水コイルを通流する水に与え、これにより、温水配管26を通流する温水は温水空調ユニット15にて放熱して室内床暖房を行う。室外熱交換器21は、蒸発器として機能し、ファン22と協働して蒸発潜熱を外気から冷媒に取り込むこととなる。
The refrigerant flows as indicated by arrows in FIG. That is, the refrigerant compressed by the
Therefore, the
Here, the refrigerant / water heat exchanger 12 gives the heat of the liquid refrigerant to the water flowing through the water coil, whereby the hot water flowing through the
次に図2を参照して冷房運転時の動作を説明する。
冷房運転の設定は、制御装置16が、第1電動弁29及び第2電動弁30を閉弁させ、第3電動弁31及び第4電動弁32を開弁して水循環ポンプ24を運転させ、ファン22,25を駆動させ、膨張弁23の開弁状態を制御し、四方弁18を冷房側に切り換えてガスエンジン17を駆動させるものである。
Next, the operation during the cooling operation will be described with reference to FIG.
For the setting of the cooling operation, the
冷媒は、図2中の矢印の如く流れる。すなわち、アキュムレータ19から圧縮機18で圧縮される冷媒は、四方弁18を通り、凝縮器として機能する室外熱交換器21、冷媒/水熱交換器12、膨張弁23、蒸発器として機能する室内熱交換器14を順に通流して四方弁18を介してアキュムレータ19に戻る。
The refrigerant flows as indicated by arrows in FIG. That is, the refrigerant compressed by the
室外熱交換器21は、凝縮器として機能し、ファン22と協働して冷媒の凝縮熱を外気へ放熱する。冷媒/水熱交換器12は、冷媒の凝縮熱を水コイルを通流する水に与え、これにより、冷水配管27を通流する水は、クーリングタワー等の水冷却手段13で放熱して冷媒/水熱交換器12に戻る。
室内熱交換器14は、蒸発器として機能し、蒸発潜熱を室内空気から奪いファン25が冷風を室内へ送風して室内冷房を行う。
そして、制御装置16は、膨張弁23の弁開度を制御して、室内熱交換器14による室内冷房時の温度調整を行う。
The outdoor heat exchanger 21 functions as a condenser and radiates the heat of condensation of the refrigerant to the outside air in cooperation with the
The
And the
従って、本実施形態によれば、冷媒/水熱交換器12の水側配管に、冷房運転時に冷水を循環させて冷媒を冷却する当該冷水を冷却する水冷却手段13と、暖房運転時に冷媒で加熱された温水を受けて放熱する温水空調ユニット15とを、選択的に稼働可能に接続しているので、冷房運転時には、冷媒が過冷却される分だけ冷房時の成績係数(COP)を向上させることができる。また、暖房運転時には、空調暖房と放熱手段による暖房との併用が可能になる。
Therefore, according to the present embodiment, the water-side piping of the refrigerant / water heat exchanger 12 circulates cold water during the cooling operation to cool the refrigerant by cooling the cold water and cools the cold water during the heating operation. Since the hot water
以上、図面を参照して本発明の実施形態を詳述してきたが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の種々の設計変更を含むものである。
例えば、圧縮機18を駆動するエンジン17に代えて、電気モータを使用したヒートポンプ装置にも適用が可能である。また、冷媒/水熱交換器12と室外熱交換器21とを直列に接続しているが、これに限定されるものではなく、それらを並列に接続したものでもよい。冷媒/水熱交換器12に選択的に接続される水冷却手段13はクーリングタワーの他に、例えば氷蓄熱槽等であってもよい。また、冷媒/水熱交換器12に選択的に接続される放熱手段15は、床暖房に限定されるものではなく、ファンコイルユニットであってもよい。室内熱交換器14が一台接続であったが、複数台接続であってもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been explained in full detail with reference to drawings, this invention is not limited to said embodiment, The various design change of the range which does not deviate from a summary is included.
For example, it can be applied to a heat pump apparatus using an electric motor instead of the
10 エンジン駆動式空気調和装置
12 冷媒/水熱交換器
13 水冷却手段
14 室内熱交換器
15 温水空調ユニット(放熱手段)
17 エンジン
18 圧縮機
20 四方弁
21 室外熱交換器
10 Engine Driven Air Conditioner 12 Refrigerant /
17
Claims (4)
前記冷媒/水熱交換器の水側配管に、冷房運転時に当該冷媒/水熱交換器に冷水を循環させて冷媒を冷却する水冷却手段と、暖房運転時に当該冷媒/水熱交換器の冷媒で加熱された温水を受けて放熱する放熱手段とを、選択的に稼働可能に接続したことを特徴とする空気調和装置。 In an air conditioner in which a compressor, an outdoor heat exchanger, a refrigerant / water heat exchanger, and an indoor heat exchanger are connected by a refrigerant pipe to enable an air conditioning operation,
Water cooling means for circulating cold water through the refrigerant / water heat exchanger during cooling operation to cool the refrigerant in the water side pipe of the refrigerant / water heat exchanger, and refrigerant of the refrigerant / water heat exchanger during heating operation An air conditioner characterized in that a heat radiating means for receiving and dissipating heat by receiving hot water heated by the air is selectively operatively connected.
In a control method for an air conditioner in which a compressor, an outdoor heat exchanger, a refrigerant / water heat exchanger, and an indoor heat exchanger are connected by a refrigerant pipe to enable an air conditioning operation, the refrigerant / water Cooling water generated by the water cooling means is circulated in the water side piping of the heat exchanger to cool the refrigerant, and during heating operation, the water flowing in the water piping is heated by the refrigerant and the heat is radiated by the heat radiating means. A control method for an air conditioner.
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JP2012167838A (en) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Corona Corp | Hot water space heater |
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- 2006-03-28 JP JP2006088850A patent/JP2007263455A/en active Pending
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