JP6458400B2 - Air conditioner - Google Patents
Air conditioner Download PDFInfo
- Publication number
- JP6458400B2 JP6458400B2 JP2014169755A JP2014169755A JP6458400B2 JP 6458400 B2 JP6458400 B2 JP 6458400B2 JP 2014169755 A JP2014169755 A JP 2014169755A JP 2014169755 A JP2014169755 A JP 2014169755A JP 6458400 B2 JP6458400 B2 JP 6458400B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- refrigerant
- heat source
- circuit
- side refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
本発明は、空気調和装置、特に、熱源側回路を循環する冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する回路を有する空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner having a circuit in which a heat transfer medium that exchanges heat with a refrigerant circulating in a heat source side circuit circulates.
近年の温室効果ガスの大幅削減の要求に関して、空気調和装置の分野においては、フロン等の冷媒量の削減が要求されている。これに対して、二次回路方式の空気調和装置の採用が検討されている。ここで、二次回路方式の空気調和装置とは、熱源側回路を循環する冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する利用側回路を有しており、利用側回路が有する利用側熱交換器における熱搬送媒体の熱交換によって空調を行うものである。すなわち、二次回路方式を採用することで、装置全体で冷媒が循環する回路部分(ここでは、熱源側回路)を小さくして、冷媒量の削減を図ることが検討されている。 In recent years, in the field of air-conditioning apparatuses, there has been a demand for a reduction in the amount of refrigerant such as chlorofluorocarbon in the field of air conditioning equipment. On the other hand, the adoption of a secondary circuit type air conditioner has been studied. Here, the secondary circuit type air conditioner has a use side circuit in which a heat transfer medium that performs heat exchange with a refrigerant circulating in the heat source side circuit circulates, and the use side heat exchange that the use side circuit has. Air conditioning is performed by heat exchange of the heat transfer medium in the vessel. That is, by adopting the secondary circuit method, it is considered to reduce the amount of refrigerant by reducing the circuit portion (here, the heat source side circuit) in which the refrigerant circulates throughout the apparatus.
また、二次回路方式の空気調和装置として、特許文献1(特開2000−161724号公報)には、利用側回路を循環する熱搬送媒体の熱搬送能力を向上させるために、液体−固体相転移に伴って得られる潜熱を利用する物質を含むスラリーを熱搬送媒体として使用した構成が提案されている。 Further, as a secondary circuit type air conditioner, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-161724) discloses a liquid-solid phase in order to improve the heat transfer capability of a heat transfer medium circulating in a use side circuit. There has been proposed a configuration in which a slurry containing a substance that utilizes latent heat obtained with the transition is used as a heat transfer medium.
特許文献1の構成では、利用側回路を構成する利用側熱交換器に熱搬送媒体が流れることになる。このため、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットを熱搬送媒体用に開発する必要がある。ところが、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットの開発にあたっては、冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置において使用されている利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットの構成を流用することが難しい。
In the configuration of
本発明の課題は、熱源側回路を循環する冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する回路を有する空気調和装置において、搬送用媒体の利用によって冷媒量の削減の要求を満たしつつ、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットを容易に開発できるようにすることにある。 An object of the present invention is to provide an air conditioner having a circuit in which a heat transfer medium that exchanges heat with a refrigerant that circulates in a heat source side circuit, while satisfying the demand for reducing the amount of refrigerant by using a transfer medium, The purpose is to make it possible to easily develop a utilization unit provided with a heat exchanger and a utilization side heat exchanger.
第1の観点にかかる空気調和装置は、熱源側冷媒が循環する熱源側回路と、熱源側冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する搬送側回路と、熱搬送媒体と熱交換を行う利用側冷媒が循環する利用側回路とを有している。そして、利用側回路は、利用側熱交換器を有しており、熱源側回路からの熱は、搬送側回路を通じて利用側回路に搬送され、利用側熱交換器における利用側冷媒の熱交換によって空調を行うようになっており、熱搬送媒体は、電子のもつ自由度に関する相転移である電子相転移を行う物質である電子相転移物質を含むスラリーである。また、熱源側回路に封入される熱源側冷媒と前記利用側回路に封入される利用側冷媒とが同じ冷媒である。 An air conditioner according to a first aspect includes a heat source side circuit in which a heat source side refrigerant circulates, a transfer side circuit in which a heat transfer medium that exchanges heat with the heat source side refrigerant, and a use that exchanges heat with the heat transfer medium. A utilization side circuit in which the side refrigerant circulates. And the utilization side circuit has a utilization side heat exchanger, and the heat from the heat source side circuit is conveyed to the utilization side circuit through the conveyance side circuit, and by heat exchange of the utilization side refrigerant in the utilization side heat exchanger. Air conditioning is performed, and the heat transport medium is a slurry containing an electronic phase transition material that is a material that performs an electronic phase transition, which is a phase transition related to the degree of freedom of electrons. Moreover, the heat-source-side refrigerant sealed in the heat-source-side circuit and the use-side refrigerant sealed in the use-side circuit are the same refrigerant.
ここでは、二次回路方式における利用側回路を、熱源側冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する搬送側回路、及び、熱搬送媒体と熱交換を行う利用側冷媒が循環する利用側回路によって構成するとともに、熱搬送媒体として電子相転移を行う物質である電子相転移物質を含むスラリーを使用している。ここで、熱源側回路、搬送側回路及び利用側回路という3つの回路を有する構成を三次回路方式と呼ぶことにする。また、電子相転移とは、特許文献2(特開2010−163510号公報)にも記載されているように、電子のもつ自由度である、軌道の自由度、又は、電荷・スピン・軌道の自由度のうち少なくとも2つ以上を含む複自由度の相転移のことである。そして、この電子相転移は、固体状態で発生する相転移(固体−固体相転移)であり、相転移に伴って潜熱を得ることができ、相転移時の体積変化が固体−液体相転移に比べて小さいという特性がある。そして、ここでは、このような電子相転移を行う物質である電子相転移物質を水や水溶液、油等の液媒体に多量に混入させたスラリーを熱搬送媒体としているのである。 Here, the utilization side circuit in the secondary circuit system includes a conveyance side circuit in which a heat carrier medium that exchanges heat with the heat source side refrigerant circulates, and a utilization side circuit in which a utilization side refrigerant that exchanges heat with the heat carrier medium circulates And a slurry containing an electronic phase transition material, which is a material that undergoes an electronic phase transition, is used as a heat transfer medium. Here, a configuration having three circuits, that is, a heat source side circuit, a conveyance side circuit, and a use side circuit is referred to as a tertiary circuit system. In addition, as described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-163510), the electronic phase transition is the degree of freedom of electrons, orbital degrees of freedom, or charge, spin, orbital. It is a phase transition with multiple degrees of freedom including at least two degrees of freedom. This electronic phase transition is a phase transition that occurs in a solid state (solid-solid phase transition), and latent heat can be obtained along with the phase transition, and the volume change at the time of the phase transition becomes a solid-liquid phase transition. There is a characteristic that it is small compared. Here, a slurry in which a large amount of an electronic phase transition material, which is a material that performs such an electronic phase transition, is mixed in a liquid medium such as water, an aqueous solution, or oil is used as a heat transfer medium.
このため、ここでは、熱源側回路を循環する熱源側冷媒と搬送側回路を循環する熱搬送媒体とが熱交換することによって、熱搬送媒体において液媒体の温度変化及び電子相転移物質の相転移が発生する。そして、搬送側回路を循環する熱搬送媒体と利用側回路を循環する利用側冷媒とが熱交換することによって、熱搬送媒体において液媒体の温度変化及び電子相転移物質の相転移(但し、熱源側回路を循環する熱源側冷媒と搬送側回路を循環する熱搬送媒体との熱交換とは逆の温度変化及び相転移)が発生する。そして、利用側熱交換器における利用側冷媒の熱交換によって、空調が行われることになる。すなわち、ここでは、電子相転移物質の電子相転移による潜熱を利用して、熱源側回路から搬送側回路への熱搬送、そして、搬送側回路から利用側回路への熱搬送が行われる。しかも、電子相転移時における電子相転移物質の体積変化が小さいため、搬送側回路における圧力変化も抑えられる。また、このとき、利用側回路を構成する利用側熱交換器に利用側冷媒が流れることになるため、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットを熱搬送媒体用に開発する必要がない。そして、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットの開発にあたっては、利用側冷媒のような冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置において使用されている利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットの構成を流用することができる。しかも、利用側回路と同様に冷媒が循環する熱源側回路との共通化も可能になり、このような共通化の観点では、特に、熱源側冷媒と利用側冷媒とを同じ冷媒にすることが好ましい。 For this reason, here, heat exchange between the heat-source-side refrigerant circulating in the heat-source-side circuit and the heat-transporting medium circulating in the transfer-side circuit causes the temperature change of the liquid medium and the phase transition of the electronic phase-change material in the heat-transfer medium. Occurs. Then, heat exchange between the heat transfer medium circulating in the transfer side circuit and the use side refrigerant circulating in the use side circuit causes the temperature change of the liquid medium and the phase transition of the electronic phase change material (however, the heat source) Temperature change and phase transition opposite to heat exchange between the heat source side refrigerant circulating in the side circuit and the heat transfer medium circulating in the transfer side circuit occur. And air conditioning is performed by the heat exchange of the utilization side refrigerant | coolant in a utilization side heat exchanger. That is, here, heat transfer from the heat source side circuit to the transfer side circuit and heat transfer from the transfer side circuit to the use side circuit are performed using the latent heat due to the electronic phase transition of the electronic phase change material. In addition, since the volume change of the electronic phase transition material during the electronic phase transition is small, the pressure change in the transport side circuit can be suppressed. At this time, since the usage-side refrigerant flows through the usage-side heat exchanger constituting the usage-side circuit, a usage unit provided with the usage-side heat exchanger and usage-side heat exchanger is developed for the heat transfer medium. There is no need to do. In developing a utilization unit provided with a utilization-side heat exchanger or utilization-side heat exchanger, utilization-side heat used in a primary circuit type air conditioner in which only a refrigerant such as a utilization-side refrigerant circulates is used. The structure of the utilization unit provided with an exchanger or a utilization side heat exchanger can be diverted. In addition, it is possible to share the heat source side circuit in which the refrigerant circulates in the same manner as the use side circuit. From the viewpoint of such common use, in particular, the heat source side refrigerant and the use side refrigerant can be made the same refrigerant. preferable.
これにより、ここでは、搬送用媒体の利用によって冷媒量の削減の要求を満たしつつ、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットを容易に開発できるようにすることができる。 Thereby, here, it is possible to easily develop a usage unit provided with a usage-side heat exchanger and a usage-side heat exchanger, while satisfying the demand for reducing the amount of refrigerant by using the carrier medium.
第2の観点にかかる空気調和装置は、第1の観点にかかる空気調和装置において、熱源側回路、搬送側回路及び利用側回路が、空調として、熱源側回路から搬送側回路を通じて利用側回路に冷熱を搬送し利用側熱交換器における利用側冷媒の蒸発によって冷熱を利用する冷房と、熱源側回路から搬送側回路を通じて利用側回路に温熱を搬送し利用側熱交換器における利用側冷媒の放熱によって温熱を利用する暖房と、を行うものである。そして、熱搬送媒体に含まれる電子相転移物質は、電子相転移を行う電子相転移温度が10℃〜30℃である。 An air conditioner according to a second aspect is the air conditioner according to the first aspect, wherein the heat source side circuit, the transfer side circuit, and the use side circuit are air-conditioned as a use side circuit from the heat source side circuit through the transfer side circuit. Cooling that conveys cold heat and uses cold energy by evaporation of the usage-side refrigerant in the usage-side heat exchanger, and transfers heat from the heat source side circuit to the usage-side circuit through the conveyance-side circuit and releases heat from the usage-side refrigerant in the usage-side heat exchanger And heating using warm heat. The electronic phase transition material contained in the heat transfer medium has an electronic phase transition temperature for performing an electronic phase transition of 10 ° C to 30 ° C.
ここでは、空調として冷房及び暖房があり、冷房時には熱源側回路から搬送側回路を通じて利用側回路へ冷熱の搬送が行われ、暖房時には熱源側回路から搬送側回路を通じて利用側回路へ温熱の搬送が行われる。ここで、冷房は、熱搬送回路を通じて冷熱を得た利用側冷媒を減圧した後に利用側熱交換器において蒸発させることによって行われるため、冷房時に熱搬送回路を通じて利用側回路へ搬送される冷熱の温度レベルは、利用側熱交換器において利用側冷媒を蒸発させるときの温度レベル以上であってよい。また、暖房は、熱搬送回路を通じて温熱を得た利用側冷媒を昇圧した後に利用側熱交換器において放熱させることによって行われるため、暖房時に熱搬送回路を通じて利用側回路へ搬送される温熱の温度レベルは、利用側熱交換器において利用側冷媒を放熱させるときの温度レベル以下であってよい。すなわち、熱搬送回路を循環する熱搬送媒体の温度レベルは、冷房時に利用側熱交換器で使用される利用側冷媒の温度レベル以上(10℃以上)で、かつ、暖房時に利用側熱交換器で使用される利用側冷媒の温度レベル以下(30℃以下)の中間的な温度レベル(10℃〜30℃)であってよいことになる。そこで、ここでは、上記のように、熱搬送媒体として、電子相転移温度が10℃〜30℃の電子相転移物質を含むものを使用するようにしている。このため、ここでは、二次回路方式を採用する場合に比べて、外気温度や室内温度に近い温度レベルで熱搬送媒体を循環させることができる。また、熱搬送媒体に冷房用の電子相転移物質及び暖房用の電子相転移物質の両方を含ませることが不要になる。 Here, there are cooling and heating as air conditioning. During cooling, cold heat is transferred from the heat source side circuit to the use side circuit through the transfer side circuit, and during heating, heat is transferred from the heat source side circuit to the use side circuit through the transfer side circuit. Done. Here, since the cooling is performed by depressurizing the use-side refrigerant that has obtained cold through the heat transfer circuit and then evaporating in the use-side heat exchanger, the cooling heat transferred to the use-side circuit through the heat transfer circuit at the time of cooling. The temperature level may be equal to or higher than the temperature level at which the usage-side refrigerant is evaporated in the usage-side heat exchanger. In addition, since heating is performed by increasing the pressure of the use-side refrigerant that has obtained heat through the heat transfer circuit and then releasing the heat in the use-side heat exchanger, the temperature of the heat transferred to the use-side circuit through the heat transfer circuit during heating The level may be equal to or lower than a temperature level at which the usage-side refrigerant dissipates heat in the usage-side heat exchanger. That is, the temperature level of the heat transfer medium circulating in the heat transfer circuit is equal to or higher than the temperature level (10 ° C. or higher) of the use-side refrigerant used in the use-side heat exchanger during cooling, and the use-side heat exchanger during heating. It may be an intermediate temperature level (10 ° C. to 30 ° C.) that is not higher than the temperature level (30 ° C. or lower) of the use-side refrigerant used in the above. Therefore, here, as described above, a material containing an electronic phase transition material having an electronic phase transition temperature of 10 ° C. to 30 ° C. is used as the heat transfer medium. For this reason, compared with the case where a secondary circuit system is employ | adopted here, a heat transfer medium can be circulated at the temperature level close | similar to outside temperature or room temperature. Further, it is unnecessary to include both the cooling electronic phase change material and the heating electronic phase change material in the heat transfer medium.
これにより、ここでは、二次回路方式を採用する場合に比べて、熱搬送回路を循環する熱搬送媒体の熱ロスを低減することができる。また、冷暖房兼用の1種類の電子相転移物質を含む熱搬送媒体の使用で済むようにできる。 Thereby, compared with the case where a secondary circuit system is employ | adopted here, the heat loss of the heat transfer medium which circulates through a heat transfer circuit can be reduced. In addition, it is possible to use only a heat transfer medium including one kind of electronic phase change material that is also used for cooling and heating.
第3の観点にかかる空気調和装置は、第1又は第2の観点にかかる空気調和装置において、搬送側回路と利用側回路とが、熱搬送媒体と利用側冷媒との熱交換を行う媒体−利用側冷媒熱交換器を有しており、熱源側回路と搬送側回路とが、熱源側冷媒と熱搬送媒体との熱交換を行う媒体−熱源側冷媒熱交換器を有している。 An air conditioner according to a third aspect is the air conditioner according to the first or second aspect, wherein the transfer side circuit and the use side circuit perform heat exchange between the heat transfer medium and the use side refrigerant. A use side refrigerant heat exchanger is included, and the heat source side circuit and the transfer side circuit include a medium-heat source side refrigerant heat exchanger that performs heat exchange between the heat source side refrigerant and the heat transfer medium.
ここでは、媒体−熱源側冷媒熱交換器によって、熱源側回路を循環する熱源側冷媒から搬送側回路を循環する熱搬送媒体への熱搬送が行われ、媒体−利用側冷媒熱交換器によって、搬送側回路を循環する熱搬送媒体から利用側回路を循環する利用側冷媒への熱搬送が行われる。すなわち、ここでは、各回路間にまたがって設けられる2つの熱交換器によって、熱源側回路からの熱を搬送側回路を通じて利用側回路に搬送することができる。 Here, heat transfer from the heat source side refrigerant circulating in the heat source side circuit to the heat transfer medium circulating in the transfer side circuit is performed by the medium-heat source side refrigerant heat exchanger, and the medium-use side refrigerant heat exchanger Heat transfer from the heat transfer medium circulating in the transfer side circuit to the use side refrigerant circulating in the use side circuit is performed. That is, here, the heat from the heat source side circuit can be transferred to the use side circuit through the transfer side circuit by the two heat exchangers provided across the circuits.
第4の観点にかかる空気調和装置は、第3の観点にかかる空気調和装置において、熱源側回路、搬送側回路及び利用側回路が、熱源ユニットと中間ユニットと利用ユニットとが接続されることによって構成されている。そして、媒体−熱源側冷媒熱交換器は、熱源ユニットに設けられており、媒体−利用側冷媒熱交換器は、中間ユニットに設けられており、利用側熱交換器は、利用ユニットに設けられている。 An air conditioner according to a fourth aspect is the air conditioner according to the third aspect, wherein the heat source side circuit, the transport side circuit, and the use side circuit are connected to each other by connecting the heat source unit, the intermediate unit, and the use unit. It is configured. The medium-heat source side refrigerant heat exchanger is provided in the heat source unit, the medium-use side refrigerant heat exchanger is provided in the intermediate unit, and the use side heat exchanger is provided in the use unit. ing.
ここでは、まず、熱源側回路と搬送側回路との間にまたがって設けられる媒体−熱源側冷媒熱交換器が熱源ユニットに設けられ、かつ、搬送側回路と利用側回路との間にまたがって設けられる媒体−利用側冷媒熱交換器が中間ユニットに設けられており、しかも、利用側熱交換器が利用ユニットに設けられている。このため、熱源ユニットと中間ユニットとの間を接続する配管を熱搬送媒体が流れる熱搬送媒体管にし、そして、このような熱搬送媒体管を長くすることによって、熱源側冷媒が循環する熱源側回路を小さくすることができるとともに、利用ユニットに熱搬送媒体が流れる部分(すなわち、熱搬送回路の一部)が含まれないようにすることができる。特に、熱源側冷媒のような冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置においては、室外側(熱源ユニット)と室内側(利用ユニット)との間を接続する冷媒管が長くなることで、この冷媒管を流れる冷媒量が装置全体の冷媒の使用量の半分近くになるような場合もあるところ、このような三次回路方式を採用することによって、熱源側冷媒の使用量を大幅に削減することができる。 Here, first, a medium-heat source side refrigerant heat exchanger provided between the heat source side circuit and the transport side circuit is provided in the heat source unit, and spans between the transport side circuit and the use side circuit. The provided medium-use side refrigerant heat exchanger is provided in the intermediate unit, and the use side heat exchanger is provided in the use unit. Therefore, the pipe connecting the heat source unit and the intermediate unit is a heat transfer medium pipe through which the heat transfer medium flows, and the heat source side refrigerant circulates by elongating the heat transfer medium pipe. It is possible to make the circuit small and to prevent the use unit from including a portion through which the heat transfer medium flows (that is, a part of the heat transfer circuit). In particular, in a primary circuit type air conditioner in which only a refrigerant such as a heat source side refrigerant circulates, the refrigerant pipe connecting the outdoor side (heat source unit) and the indoor side (use unit) becomes long. In some cases, the amount of refrigerant flowing through this refrigerant pipe may be close to half of the amount of refrigerant used in the entire device. By adopting such a tertiary circuit system, the amount of refrigerant used on the heat source side is greatly reduced. can do.
これにより、ここでは、熱源側冷媒の使用量を削減しつつ、利用側冷媒だけを考慮して利用ユニットの開発を行うことができる。 Thereby, here, it is possible to develop the utilization unit in consideration of only the utilization side refrigerant while reducing the amount of the heat source side refrigerant used.
第5の観点にかかる空気調和装置は、第4の観点にかかる空気調和装置において、利用側回路が、利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機を有しており、利用側圧縮機は、中間ユニットに設けられている。 An air conditioner according to a fifth aspect is the air conditioner according to the fourth aspect, wherein the use side circuit has a use side compressor for circulating the use side refrigerant, The intermediate unit is provided.
ここでは、利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機が中間ユニットに設けられており、利用ユニットに設けられていないため、利用側冷媒と同じ冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置において使用されている利用ユニットの構成をそのまま流用することができる。 Here, since the utilization side compressor for circulating the utilization side refrigerant is provided in the intermediate unit and not in the utilization unit, the primary circuit type air conditioning in which only the same refrigerant as the utilization side refrigerant circulates is provided. The configuration of the utilization unit used in the apparatus can be used as it is.
第6の観点にかかる空気調和装置は、第4の観点にかかる空気調和装置において、利用側回路が、利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機を有しており、利用側圧縮機は、利用ユニットに設けられている。 An air conditioner according to a sixth aspect is the air conditioner according to the fourth aspect, wherein the use side circuit has a use side compressor for circulating the use side refrigerant, , Provided in the use unit.
ここでは、利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機が利用ユニットに設けられているため、利用ユニットを複数台接続する場合に、各利用ユニットの利用側圧縮機の運転容量を制御することによって、利用ユニットごとにきめ細かい運転制御を行うことができる。例えば、利用ユニットごとに利用側圧縮機の吐出圧力(利用側回路における高圧)や吸入圧力(利用側回路における低圧)の目標値を設定し、このような目標値が得られるように利用側圧縮機の運転容量を制御することができる。 Here, since the usage-side compressor for circulating the usage-side refrigerant is provided in the usage unit, the operating capacity of the usage-side compressor of each usage unit is controlled when a plurality of usage units are connected. Therefore, detailed operation control can be performed for each use unit. For example, target values for the discharge pressure (high pressure in the usage side circuit) and suction pressure (low pressure in the usage side circuit) of the usage side compressor are set for each usage unit, and the usage side compression is performed so that such target values can be obtained. The operating capacity of the machine can be controlled.
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
第1の観点にかかる空気調和装置では、搬送用媒体の利用によって冷媒量の削減の要求を満たしつつ、利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットを容易に開発できるようにすることができる。 In the air conditioner according to the first aspect, the use side heat exchanger and the use unit provided with the use side heat exchanger can be easily developed while satisfying the requirement of reducing the amount of refrigerant by using the carrier medium. can do.
第2の観点にかかる空気調和装置では、二次回路方式を採用する場合に比べて、熱搬送回路を循環する熱搬送媒体の熱ロスを低減することができる。また、冷暖房兼用の1種類の電子相転移物質を含む熱搬送媒体の使用で済むようにできる。 In the air conditioner according to the second aspect, heat loss of the heat transfer medium circulating in the heat transfer circuit can be reduced as compared with the case where the secondary circuit method is adopted. In addition, it is possible to use only a heat transfer medium including one kind of electronic phase change material that is also used for cooling and heating.
第3の観点にかかる空気調和装置では、各回路間にまたがって設けられる2つの熱交換器によって、熱源側回路からの熱を搬送側回路を通じて利用側回路に搬送することができる。 In the air conditioner according to the third aspect, the heat from the heat source side circuit can be transferred to the use side circuit through the transfer side circuit by the two heat exchangers provided across the circuits.
第4の観点にかかる空気調和装置では、熱源側冷媒の使用量を削減しつつ、利用側冷媒だけを考慮して利用ユニットの開発を行うことができる。 In the air conditioner according to the fourth aspect, it is possible to develop a utilization unit considering only the utilization side refrigerant while reducing the amount of heat source side refrigerant used.
第5の観点にかかる空気調和装置では、利用側冷媒と同じ冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置において使用されている利用ユニットの構成をそのまま流用することができる。 In the air conditioner according to the fifth aspect, the configuration of the utilization unit used in the primary circuit type air conditioner in which only the same refrigerant as the utilization side refrigerant circulates can be used as it is.
第6の観点にかかる空気調和装置では、利用ユニットを複数台接続する場合に、各利用ユニットの利用側圧縮機の運転容量を制御することによって、利用ユニットごとにきめ細かい運転制御を行うことができる。 In the air conditioner according to the sixth aspect, when a plurality of usage units are connected, it is possible to perform fine operation control for each usage unit by controlling the operating capacity of the usage side compressor of each usage unit. .
以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an air conditioner according to the present invention will be described based on the drawings. In addition, the specific structure of embodiment of the air conditioning apparatus concerning this invention is not restricted to the following embodiment, It can change in the range which does not deviate from the summary of invention.
(1)構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。次に、空気調和装置1の全体構成について説明する。
(1) Configuration FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
<全体>
空気調和装置1は、回路構成の観点から見ると、熱源側冷媒が循環する熱源側回路20と、熱源側冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する搬送側回路40と、熱搬送媒体と熱交換を行う利用側冷媒が循環する利用側回路50とを有する装置である。そして、空気調和装置1は、利用側回路50が、利用側熱交換器42a、42bを有しており、熱源側回路20からの熱が、搬送側回路40を通じて利用側回路50に搬送され、利用側熱交換器42a、42bにおける利用側冷媒の熱交換によって空調を行うようになっている。ここで、熱源側回路20は、昇圧、放熱、減圧、蒸発の行程を行いながら熱源側冷媒が循環する蒸気圧縮式(直膨式)の冷凍サイクルを構成している。また、搬送側回路40は、熱源側回路20から得た熱(冷熱や温熱)を利用側回路50に搬送しながら熱搬送媒体が循環する熱搬送サイクルを構成している。さらに、利用側回路50は、搬送側回路40から得た熱(冷熱や温熱)を使用しつつ、昇圧、放熱、減圧、蒸発の行程を行いながら利用側冷媒が循環する蒸気圧縮式(直膨式)の冷凍サイクルを構成している。このように、空気調和装置1では、三次回路方式が採用されている。ここで、熱源側冷媒と利用側冷媒とは異なる冷媒であってもよいし同じ冷媒であってもよいが、熱源側回路20と利用側回路50との共通化の観点では、同じ冷媒にすることが好ましい。
<Overall>
From the viewpoint of the circuit configuration, the
また、空気調和装置1は、ユニット構成の観点から見ると、主として、熱源ユニット2と、中間ユニット3と、利用ユニット4a、4bとが接続されることによって構成されている。ここで、熱源ユニット2は、ビル等の建物外に設けられており、中間ユニット3及び利用ユニット4a、4bは、その建物内に設けられている。そして、熱源ユニット2と中間ユニット3とは、熱搬送媒体が流れる送り側熱搬送媒体連絡管6及び戻り側熱搬送媒体連絡管7を介して接続されている。また、中間ユニット3と利用ユニット4a、4bとは、利用側冷媒が流れる液利用側冷媒連絡管8及びガス利用側冷媒連絡管9を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1では、熱源側冷媒が循環する熱源側回路20が熱源ユニット2に設けられており、熱搬送媒体が循環する搬送側回路40が送り側熱搬送媒体連絡管6及び戻り側熱搬送媒体連絡管7を介して熱源ユニット2及び中間ユニット3にまたがって設けられている。また、空気調和装置1では、利用側冷媒が循環する利用側回路50が液利用側冷媒連絡管8及びガス利用側冷媒連絡管9を介して中間ユニット3及び利用ユニット4a、4bにまたがって設けられている。このように、空気調和装置1では、互いに離れた場所に設置される室外側(ここでは、熱源ユニット2)と室内側(ここでは、中間ユニット3及び利用ユニット4a、4b)との接続を、熱搬送媒体が流れる熱搬送媒体連絡管6、7を介して行うようにしており、熱源側冷媒が循環する熱源側回路20が室外側(ここでは、熱源ユニット2)だけに収まり、かつ、利用側冷媒が循環する利用側回路50が室内側(ここでは、中間ユニット3及び利用ユニット4a、4b)だけに収まるようにしている。
The
また、ここでは、建物内の複数の空間の空調を行うことができるように、利用ユニット4a、4bが複数(ここでは、2台)設けられている。また、空調として冷房及び暖房を行うことができるように、熱源側回路20における熱源側冷媒の流れ方向を切り換えるための熱源側冷媒切換機構23が熱源側回路20に設けられており、利用側回路50における利用側冷媒の流れ方向を切り換えるための利用側冷媒切換機構33が利用側回路50に設けられている。ここで、冷房は、熱源側回路20から搬送側回路40を通じて利用側回路50に冷熱を搬送し利用側熱交換器42a、42bにおける利用側冷媒の蒸発によって冷熱を利用する空調である。また、暖房は、熱源側回路20から搬送側回路40を通じて利用側回路50に温熱を搬送し利用側熱交換器42a、42bにおける利用側冷媒の放熱によって温熱を利用する空調である。尚、利用ユニットの台数は、2台に限定されるものではなく、3台以上であってもよい。次に、空気調和装置1の詳細構成について説明する。
Here, a plurality (two in this case) of
<熱源ユニット>
熱源ユニット2は、上記のように、室外に設置されており、搬送側回路40の一部及び熱源側回路20を構成している。熱源ユニット2は、主として、熱源側圧縮機21と、熱源側冷媒切換機構23と、熱源側熱交換器24と、熱源側膨張機構25と、媒体−熱源側冷媒熱交換器26と、循環ポンプ29とを有している。そして、熱源側圧縮機21、熱源側冷媒切換機構23、熱源側熱交換器24、熱源側膨張機構25及び媒体−熱源側冷媒熱交換器26が接続されることによって構成された熱源側冷媒が循環する回路が熱源側回路20である。また、媒体−熱源側冷媒熱交換器26及び循環ポンプ29が熱搬送媒体連絡管6、7を介して媒体−利用側冷媒熱交換器34に接続されることによって構成された熱搬送媒体が循環する回路が搬送側回路40である。
<Heat source unit>
As described above, the
熱源側圧縮機21は、冷凍サイクルの低圧の熱源側冷媒を高圧になるまで昇圧して熱源側冷媒を循環させるための機器である。ここでは、熱源側圧縮機21は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)をインバータにより周波数(回転数)制御可能な熱源側圧縮機用モータ22によって回転駆動する構造となっている。すなわち、熱源側圧縮機21は、周波数(回転数)を変化させることで運転容量を制御することが可能に構成されている。熱源側圧縮機21は、吸入側及び吐出側がともに熱源側冷媒切換機構23に接続されている。
The heat
熱源側冷媒切換機構23は、熱源側回路20における熱源側冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。熱源側冷媒切換機構23は、冷房時には、熱源側熱交換器24を熱源側圧縮機21において昇圧された熱源側冷媒の放熱器として機能させ、かつ、媒体−熱源側冷媒熱交換器26を熱源側熱交換器24において放熱した熱源側冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、熱源側冷媒切換機構23は、冷房時には、熱源側圧縮機21の吐出側と熱源側熱交換器24のガス側とが接続される(図1の熱源側冷媒切換機構23の実線を参照)。しかも、熱源側圧縮機21の吸入側と媒体−熱源側冷媒熱交換器26のガス側とが接続される(図1の熱源側冷媒切換機構23の実線を参照)。また、熱源側冷媒切換機構23は、暖房時には、熱源側熱交換器24を媒体−熱源側冷媒熱交換器26において放熱した熱源側冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、媒体−熱源側冷媒熱交換器26を圧縮機21において昇圧された熱源側冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、熱源側冷媒切換機構23は、暖房時には、熱源側圧縮機21の吐出側と媒体−熱源側冷媒熱交換器26のガス側とが接続される(図1の熱源側冷媒切換機構23の破線を参照)。しかも、熱源側圧縮機21の吸入側と熱源側熱交換器24のガス側とが接続される(図1の熱源側冷媒切換機構23の破線を参照)。尚、ここでは、熱源側冷媒切換機構23として四路切換弁が使用されているが、複数の弁を組み合わせた回路構成にすること等によって、四路切換弁と同様の機能を果たせるように構成してもよい。
The heat source side
熱源側熱交換器24は、冷房時には室外空気を冷却源として熱源側圧縮機21において昇圧された熱源側冷媒の放熱器として機能し、暖房時には室外空気を加熱源として熱源側膨張機構25において減圧された熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器24は、液側が熱源側膨張機構25に接続されており、ガス側が熱源側冷媒切換機構23に接続されている。ここで、熱源ユニット2は、熱源ユニット2内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器24において熱源側冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための室外ファン27を有している。すなわち、熱源ユニット2は、熱源側熱交換器24を流れる熱源側冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を熱源側熱交換器24に供給するファンとして、室外ファン27を有している。ここでは、室外ファン27として、室外ファン用モータ28によって駆動されるプロペラファン等が使用されている。
The heat source
熱源側膨張機構25は、冷房時には熱源側熱交換器24において放熱した冷凍サイクルの高圧の熱源側冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧し、暖房時には媒体−熱源側冷媒熱交換器26において放熱した冷凍サイクルの高圧の熱源側冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧するための機構である。熱源側膨張機構25は、一端が熱源側熱交換器24の液側に接続されており、他端が媒体−熱源側冷媒熱交換器26のガス側に接続されている。ここでは、熱源側膨張機構25として電動膨張弁が使用されている。
The heat source
媒体−熱源側冷媒熱交換器26は、熱源側回路20を循環する熱源側冷媒と搬送側回路40を循環する熱搬送媒体との熱交換を行う熱交換器である。媒体−熱源側冷媒熱交換器26は、冷房時には、熱源側膨張機構25において減圧された熱源側冷媒と媒体−利用側冷媒熱交換器34において吸熱した熱搬送媒体との熱交換によって、熱源側冷媒の蒸発器として、かつ、熱搬送媒体の放熱器として機能する。また、媒体−熱源側冷媒熱交換器26は、暖房時には、熱源側圧縮機21において昇圧された熱源側冷媒と媒体−利用側冷媒熱交換器34において放熱した熱搬送媒体との熱交換によって、熱源側冷媒の放熱器として、かつ、熱搬送媒体の吸熱器として機能する。媒体−熱源側冷媒熱交換器26の熱源側冷媒が流れる部分は、液側が熱源側膨張機構25に接続されており、ガス側が熱源側冷媒切換機構23に接続されている。また、媒体−熱源側冷媒熱交換器26の熱搬送媒体が流れる部分は、入口側が循環ポンプ29の吐出側に接続されており、出口側が送り側熱搬送媒体連絡管6に接続されている。このように、熱源側回路20と搬送側回路40とが、媒体−熱源側冷媒熱交換器26を有している。
The medium-heat source side
循環ポンプ29は、熱搬送媒体を昇圧して熱搬送媒体を循環させるための機器である。ここでは、循環ポンプ29は、遠心式や容積式等のポンプ要素をポンプ用モータ30によって駆動する構造となっている。循環ポンプ29は、吸入側が戻り側熱搬送媒体連絡管7に接続されており、吐出側が媒体−熱源側冷媒熱交換器26の入口側に接続されている。尚、循環ポンプ29は、遠心式や容積式等の機械式のポンプに限定されるものではなく、特許文献1のような加減圧動作による構成を使用してもよい。また、循環ポンプ29の接続位置は、媒体−熱源側冷媒熱交換器26の入口側に限定されるものではなく、媒体−熱源側冷媒熱交換器26の出口側に接続されていてもよい。この場合には、媒体−熱源側冷媒熱交換器26の熱搬送媒体が流れる部分は、入口側が戻り側熱搬送媒体連絡管7に接続され、出口側が循環ポンプ29の吐出側に接続されることになる。
The
<中間ユニット>
中間ユニット3は、上記のように、室内に設置されており、搬送側回路40の一部及び利用側回路50の一部を構成している。中間ユニット3は、主として、媒体−利用側冷媒熱交換器34と、利用側圧縮機31と、利用側冷媒切換機構33とを有している。そして、媒体−利用側冷媒熱交換器34が熱搬送媒体連絡管6、7を介して循環ポンプ29及び媒体−熱源側冷媒熱交換器26に接続されることによって構成された熱搬送媒体が循環する回路が搬送側回路40である。また、利用側圧縮機31、利用側冷媒切換機構33及び媒体−利用側冷媒熱交換器34が利用側冷媒連絡管8、9を介して利用側流量調節機構4a、41b及び利用側熱交換器42a、42bに接続されることによって構成された利用側冷媒が循環する回路が利用側回路50である。
<Intermediate unit>
The
媒体−利用側冷媒熱交換器34は、搬送側回路40を循環する熱搬送媒体と利用側回路50を循環する利用側冷媒との熱交換を行う熱交換器である。媒体−利用側冷媒熱交換器34は、冷房時には、媒体−熱源側冷媒熱交換器26において放熱した熱搬送媒体と利用側圧縮機31において昇圧された利用側冷媒との熱交換によって、熱搬送媒体の吸熱器として、かつ、利用側冷媒の放熱器として機能する。また、媒体−利用側冷媒熱交換器34は、暖房時には、媒体−熱源側冷媒熱交換器26において吸熱した熱搬送媒体と利用側流量調節機構41a、41bにおいて減圧された利用側冷媒との熱交換によって、熱搬送媒体の放熱器として、かつ、利用側冷媒の蒸発器として機能する。媒体−利用側冷媒熱交換器34の熱搬送媒体が流れる部分は、入口側が送り側熱搬送媒体連絡管6に接続されており、出口側が戻り側熱搬送媒体連絡管7に接続されている。また、媒体−利用側冷媒熱交換器34の利用側冷媒が流れる部分は、液側が液利用側冷媒連絡管8に接続されており、ガス側が利用側冷媒切換機構33に接続されている。このように、搬送側回路40と利用側回路50とが、媒体−利用側冷媒熱交換器34を有している。
The medium-use side
利用側圧縮機31は、冷凍サイクルの低圧の利用側冷媒を高圧になるまで昇圧して利用側冷媒を循環させるための機器である。ここでは、利用側圧縮機21は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)をインバータにより周波数(回転数)制御可能な利用側圧縮機用モータ32によって回転駆動する構造となっている。すなわち、利用側圧縮機31は、周波数(回転数)を変化させることで運転容量を制御することが可能に構成されている。利用側圧縮機31は、吸入側及び吐出側がともに利用側冷媒切換機構33に接続されている。
The
利用側冷媒切換機構33は、利用側回路50における利用側冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。利用側冷媒切換機構33は、冷房時には、媒体−利用側熱交換器34を利用側圧縮機31において昇圧された利用側冷媒の放熱器として機能させ、かつ、利用側熱交換器42a、42bを媒体−利用側熱交換器34において放熱した利用側冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、利用側冷媒切換機構33は、冷房時には、利用側圧縮機31の吐出側と媒体−熱源側冷媒熱交換器34のガス側とが接続される(図1の利用側冷媒切換機構33の実線を参照)。しかも、利用側圧縮機31の吸入側と利用側熱交換器42a、42bのガス側とが接続される(図1の利用側冷媒切換機構33の実線を参照)。また、利用側冷媒切換機構33は、暖房時には、媒体−利用側熱交換器34を利用側熱交換器42a、42bにおいて放熱した利用側冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、利用側熱交換器42a、42bを利用側圧縮機31において昇圧された利用側冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、利用側冷媒切換機構33は、暖房時には、利用側圧縮機31の吐出側と利用側熱交換器42a、42bのガス側とが接続される(図1の利用側冷媒切換機構33の破線を参照)。しかも、利用側圧縮機31の吸入側と媒体−利用側冷媒熱交換器34のガス側とが接続される(図1の利用側冷媒切換機構33の破線を参照)。尚、ここでは、利用側冷媒切換機構33として四路切換弁が使用されているが、複数の弁を組み合わせた回路構成にすること等によって、四路切換弁と同様の機能を果たせるように構成してもよい。
The usage-side
<利用ユニット>
利用ユニット4a、4bは、上記のように、室内に設置されており、利用側回路50の一部を構成している。利用ユニット4aは、主として、利用側流量調節機構41aと、利用側熱交換器42aとを有している。また、利用ユニット4aと同様に、利用ユニット4bは、主として、利用側流量調節機構41bと、利用側熱交換器42bとを有している。そして、利用側流量調節機構41a、41b及び利用側熱交換器42a、42bが利用側冷媒連絡管8、9を介して媒体−利用側冷媒熱交換器34、利用側圧縮機31及び利用側冷媒切換機構33に接続されることによって構成された利用側冷媒が循環する回路が利用側回路50である。尚、利用ユニット4bは、利用ユニット4aと同様の構成を有するため、以下の説明では、利用ユニット4aの構成だけを説明し、利用ユニット4bの構成については、利用ユニット4aの各部を示す符号の添字「a」を添字「b」に読み替えることで説明を省略する。
<Usage unit>
The
利用側流量調節機構41aは、利用側熱交換器42aを流れる利用側冷媒の流量を調節するための機構である。利用側流量調節機構41aは、一端が液利用側冷媒連絡管8に接続されており、他端が利用側熱交換器42aの液側に接続されている。ここでは、利用側流量調節機構41aとして電動膨張弁が使用されている。そして、利用側流量調節機構41aは、冷房時には媒体−利用側冷媒熱交換器34において放熱した冷凍サイクルの高圧の利用側冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧し、暖房時には利用側熱交換器42a、42bにおいて放熱した冷凍サイクルの高圧の熱源側冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧するようになっている。
The usage-side flow
利用側熱交換器42aは、冷房時には利用側冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房時には利用側冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。利用側熱交換器42aは、液側が利用側流量調節機構41aに接続されており、ガス側がガス利用側冷媒連絡管9に接続されている。ここで、利用ユニット4aは、利用ユニット4a内に室内空気を吸入して、利用側熱交換器42aにおいて利用側冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン45aを有している。すなわち、利用ユニット4aは、利用側熱交換器42aを流れる利用側冷媒の蒸発源又は放熱源としての室内空気を利用側熱交換器42aに供給するファンとして、室内ファン45aを有している。ここでは、室内ファン45aとして、室内ファン用モータ46aによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。
The use-
<制御部>
空気調和装置1は、熱源側回路20、搬送側回路40及び利用側回路50を含む熱源ユニット2、中間ユニット3及び利用ユニット4a、4bを構成する各部の動作を制御する制御部10を有している。制御部10は、熱源ユニット2、中間ユニット3及び利用ユニット4a、4bの各部の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有している。尚、ここでは、便宜上、制御部10が熱源ユニット2に設けられているものとして図示しているが、実際の制御部10は、熱源ユニット2や中間ユニット3、利用ユニット4a、4bの制御基板間を通信接続すること等によって構成されている。空調としての冷房や暖房のような各種動作は、制御部10によって行われる。
<Control unit>
The
<熱搬送媒体>
上記のような三次回路方式の空気調和装置1に使用する熱搬送媒体としては、搬送側回路の熱搬送能力を向上させるために、相転移に伴って得られる潜熱を利用することが可能な物質を含む熱搬送媒体を使用することが好ましい。
<Heat transport medium>
As a heat transfer medium used in the
しかし、特許文献1のように、熱搬送媒体に含まれる物質が液体−固体相転移を行うものである場合には、物質の体積変化が発生するため、搬送側回路40において圧力変化が発生することになる。このため、液体−固体相転移を行う物質を含む熱搬送媒体を使用する場合には、上記に説明した搬送側回路40の構成に加えて、圧力変化を吸収するためのバッファータンク等をさらに追加する必要があり、その結果、搬送側回路40が複雑化することになる。
However, when the substance contained in the heat transfer medium undergoes a liquid-solid phase transition as in
そこで、ここでは、熱搬送媒体として、電子のもつ自由度に関する相転移である電子相転移を行う物質である電子相転移物質を含むスラリーを使用している。ここで、電子相転移とは、特許文献2にも記載されているように、電子のもつ自由度である、軌道の自由度、又は、電荷・スピン・軌道の自由度のうち少なくとも2つ以上を含む複自由度の相転移のことである。そして、この電子相転移は、固体状態で発生する相転移(固体−固体相転移)であり、相転移に伴って潜熱を得ることができ、相転移時の体積変化が固体−液体相転移に比べて小さいという特性がある。
Therefore, here, a slurry containing an electronic phase transition material, which is a material that undergoes an electronic phase transition, which is a phase transition related to the degree of freedom of electrons, is used as the heat transfer medium. Here, as described in
このような電子相転移物質としては、VO2(二酸化バナジウム)やVO2(二酸化バナジウム)のV(バナジウム)の一部をW(タングステン)等で置換したもののように、種々の物質がある。そして、冷房や暖房のような空調用途では、0℃〜50℃程度の温度範囲内で電子相転移を行う電子相転移物質を使用することが好ましい。例えば、V0.99W0.01O2(電子相転移温度:42℃〜44℃)、V0.977W0.023O2(電子相転移温度:10℃〜11℃)、V0.98Ta0.02O2(電子相転移温度:48℃〜49℃)、V0.92Ta0.08O2(電子相転移温度:3℃〜4℃)、V0.95Nb0.05O2(電子相転移温度:15℃〜16℃)、V0.975Ru0.025O2(電子相転移温度:36℃〜37℃)、V0.97Mo0.03O2(電子相転移温度:33℃〜34℃)、LiMn2O4(電子相転移温度:21℃)、LiVS2(電子相転移温度:40℃)、TbBaFe2O5(電子相転移温度:12℃)、DyBaFe2O5(電子相転移温度:21℃)、HoBaFe2O5(電子相転移温度:23℃)、YBaFe2O5(電子相転移温度:37℃)、DyBaCo2O5.54(電子相転移温度:45℃)、HoBaCo2O5.48(電子相転移温度:31℃)、YBaCo2O5.49(電子相転移温度:24℃)を使用することができる。 As such an electronic phase transition material, there are various materials such as VO 2 (vanadium dioxide) and a part of V (vanadium) of VO 2 (vanadium dioxide) substituted with W (tungsten). In air conditioning applications such as cooling and heating, it is preferable to use an electronic phase transition material that undergoes an electronic phase transition within a temperature range of about 0 ° C to 50 ° C. For example, V 0.99 W 0.01 O 2 (electronic phase transition temperature: 42 ° C. to 44 ° C.), V 0.977 W 0.023 O 2 (electronic phase transition temperature: 10 ° C. to 11 ° C.), V 0 .98 Ta 0.02 O 2 (electronic phase transition temperature: 48 ° C. to 49 ° C.), V 0.92 Ta 0.08 O 2 (electronic phase transition temperature: 3 ° C. to 4 ° C.), V 0.95 Nb 0 .05 O 2 (electronic phase transition temperature: 15 ° C. to 16 ° C.), V 0.975 Ru 0.025 O 2 (electronic phase transition temperature: 36 ° C. to 37 ° C.), V 0.97 Mo 0.03 O 2 (Electronic phase transition temperature: 33 ° C. to 34 ° C.), LiMn 2 O 4 (electronic phase transition temperature: 21 ° C.), LiVS 2 (electronic phase transition temperature: 40 ° C.), TbBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 12 ° C), DyBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 21 ° C), HoBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 23 ° C.), YBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 37 ° C.), DyBaCo 2 O 5.54 (electronic phase transition temperature: 45 ° C.), HoBaCo 2 O 5.48 (electrons) Phase transition temperature: 31 ° C.), YBaCo 2 O 5.49 (electronic phase transition temperature: 24 ° C.) can be used.
そして、ここでは、上記のような電子相転移を行う物質である電子相転移物質を水や水溶液、油等の液媒体に多量に混入させたスラリーを熱搬送媒体としている。 In this case, a slurry in which a large amount of an electronic phase transition material, which is a material that performs electronic phase transition as described above, is mixed in a liquid medium such as water, an aqueous solution, or oil is used as a heat transfer medium.
また、ここでは、熱搬送媒体として、電子相転移温度が10℃〜30℃の電子相転移物質を含むものを使用するようにしている。このような電子相転移温度を有する電子相転移物質としては、V0.977W0.023O2(電子相転移温度:10℃〜11℃)、V0.95Nb0.05O2(電子相転移温度:15℃〜16℃)、LiMn2O4(電子相転移温度:21℃)、TbBaFe2O5(電子相転移温度:12℃)、DyBaFe2O5(電子相転移温度:21℃)、HoBaFe2O5(電子相転移温度:23℃)、YBaCo2O5.49(電子相転移温度:24℃)等を選択することが好ましい。 Here, a material containing an electronic phase transition material having an electronic phase transition temperature of 10 ° C. to 30 ° C. is used as the heat transfer medium. As an electronic phase transition material having such an electronic phase transition temperature, V 0.977 W 0.023 O 2 (electronic phase transition temperature: 10 ° C. to 11 ° C.), V 0.95 Nb 0.05 O 2 ( Electronic phase transition temperature: 15 ° C to 16 ° C), LiMn 2 O 4 (electronic phase transition temperature: 21 ° C), TbBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 12 ° C), DyBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 21 ° C.), HoBaFe 2 O 5 (electronic phase transition temperature: 23 ° C.), YBaCo 2 O 5.49 (electronic phase transition temperature: 24 ° C.), etc. are preferably selected.
(2)動作
図2は、空気調和装置1の冷房時の冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す図であり、図3は、空気調和装置1の暖房時の冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す図である。次に、空気調和装置1の動作(空調としての冷房及び暖房)について説明する。
(2) Operation FIG. 2 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant and the heat transfer medium during cooling of the
<冷房>
冷房時には、熱源側冷媒切換機構23及び利用側冷媒切換機構33が冷房サイクル状態(図2の実線で示される状態)に切り換えられる。
<Cooling>
During cooling, the heat-source-side
熱源ユニット2に設けられた熱源側回路20において、冷凍サイクルの低圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで昇圧された後に吐出される。熱源側圧縮機21から吐出された高圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側冷媒切換機構23を通じて、熱源側熱交換器24に送られる。熱源側熱交換器24に送られた高圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側熱交換器24において、室外ファン27によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液状態の熱源側冷媒になる。熱源側熱交換器24において放熱した高圧の液状態の熱源側冷媒は、熱源側膨張機構25において冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の熱源側冷媒になる。熱源側膨張機構25において減圧された低圧の気液二相状態の熱源側冷媒は、媒体−熱源側冷媒熱交換器26に送られる。媒体−熱源側冷媒熱交換器26に送られた低圧の気液二相状態の熱源側冷媒は、媒体−熱源側冷媒熱交換器26において、循環ポンプ29によって搬送側回路40を循環する熱搬送媒体と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス状態の熱源側冷媒になる。媒体−熱源側冷媒熱交換器26において蒸発した低圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側冷媒切換機構23を通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
In the heat
一方、熱搬送媒体連絡管6、7を介して熱源ユニット2及び中間ユニット3にまたがって設けられた搬送側回路40において、熱搬送媒体は、上記のように、媒体−熱源側冷媒熱交換器26において、熱源側回路20を循環する熱源側冷媒の蒸発によって放熱する。このとき、熱搬送媒体においては、液媒体の温度低下が発生し、電子相転移温度において電子相転移物質の相転移(冷熱蓄積)が発生する。媒体−熱源側冷媒熱交換器26において温度低下及び冷熱蓄積した熱搬送媒体は、送り側熱搬送媒体連絡管6を通じて、熱源ユニット2から中間ユニット3に送られる。中間ユニット3に送られた温度低下及び冷熱蓄積した熱搬送媒体は、媒体−利用側冷媒熱交換器34に送られる。媒体−利用側冷媒熱交換器34に送られた温度低下及び冷熱蓄積した熱搬送媒体は、媒体−利用側冷媒熱交換器34において、利用側圧縮機31から吐出された高圧のガス状態の利用側冷媒と熱交換を行って吸熱する。このとき、熱搬送媒体においては、液媒体の温度上昇が発生し、電子相転移温度において電子相転移物質の相転移(冷熱放出)が発生する。媒体−利用側冷媒熱交換器34において温度上昇及び冷熱放出した熱搬送媒体は、戻り側熱搬送媒体連絡管7を通じて、中間ユニット3から熱源ユニット2に送られ、再び、循環ポンプ29に吸入される。
On the other hand, in the
一方、利用側冷媒連絡管8、9を介して中間ユニット3及び利用ユニット4a、4bにまたがって設けられた利用側回路50において、利用側圧縮機31から吐出された冷凍サイクルの高圧のガス状態の利用側冷媒は、上記のように、媒体−利用側冷媒熱交換器34において、搬送側回路40を循環する熱搬送媒体の吸熱によって放熱して、高圧の液状態の利用側冷媒になる。媒体−利用側冷媒熱交換器34において放熱した高圧の液状態の利用側冷媒は、液利用側冷媒連絡管8を通じて、中間ユニット3から利用ユニット4a、4bに送られる。利用ユニット4a、4bに送られた高圧の液状態の利用側冷媒は、利用側流量調節機構41a、41bにおいて冷凍サイクルの低圧まで減圧されるとともに流量調節されて、低圧の気液二相状態の利用側冷媒になる。利用側流量調節機構41a、41bにおいて減圧及び流量調節された低圧の気液二相状態の利用側冷媒は、利用側熱交換器42a、42bに送られる。利用側熱交換器42a、42bに送られた低圧の気液二相状態の利用側冷媒は、利用側熱交換器42a、42bにおいて、室内ファン45a、45bによって蒸発源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス状態の利用側冷媒になる。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで冷房が行われる。利用側熱交換器42a、42bにおいて蒸発した低圧のガス状態の利用側冷媒は、ガス利用側冷媒連絡管9を通じて、利用ユニット4a、4bから中間ユニット3に送られる。中間ユニット3に送られた低圧のガス状態の利用側冷媒は、利用側冷媒切換機構33を通じて、再び、利用側圧縮機31に吸入される。そして、利用側圧縮機31から吐出された高圧のガス状態の利用側冷媒は、利用側冷媒切換機構33を通じて、再び、媒体−利用側冷媒熱交換器34に送られる。
On the other hand, the high-pressure gas state of the refrigeration cycle discharged from the use-
このように、電子相転移物質の電子相転移による潜熱を利用して熱源側回路20から搬送側回路40を通じて利用側回路50への冷熱の搬送が行われることで、空調としての冷房が行われる。
Thus, cooling as air conditioning is performed by conveying cold heat from the heat
<暖房>
暖房時には、熱源側冷媒切換機構23及び利用側冷媒切換機構33が暖房サイクル状態(図3の破線で示される状態)に切り換えられる。
<Heating>
During heating, the heat-source-side
熱源ユニット2に設けられた熱源側回路20において、冷凍サイクルの低圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで昇圧された後に吐出される。熱源側圧縮機21から吐出された高圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側冷媒切換機構23を通じて、媒体−熱源側冷媒熱交換器26に送られる。媒体−熱源側冷媒熱交換器26に送られた高圧のガス状態の熱源側冷媒は、媒体−熱源側冷媒熱交換器26において、循環ポンプ29によって搬送側回路40を循環する熱搬送媒体と熱交換を行って放熱して、高圧の液状態の熱源側冷媒になる。媒体−熱源側冷媒熱交換器26において放熱した高圧の液状態の熱源側冷媒は、熱源側膨張機構25において冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の熱源側冷媒になる。熱源側膨張機構25において減圧された低圧の気液二相状態の熱源側冷媒は、熱源側熱交換器24に送られる。熱源側熱交換器24に送られた低圧の気液二相状態の熱源側冷媒は、熱源側熱交換器24において、室外ファン27によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス状態の熱源側冷媒になる。熱源側熱交換器24において、蒸発した低圧のガス状態の熱源側冷媒は、熱源側冷媒切換機構23を通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
In the heat
一方、熱搬送媒体連絡管6、7を介して熱源ユニット2及び中間ユニット3にまたがって設けられた搬送側回路40において、熱搬送媒体は、上記のように、媒体−熱源側冷媒熱交換器26において、熱源側回路20を循環する熱源側冷媒の放熱によって吸熱する。このとき、熱搬送媒体においては、液媒体の温度上昇が発生し、電子相転移温度において電子相転移物質の相転移(温熱蓄積)が発生する。媒体−熱源側冷媒熱交換器26において温度上昇及び温熱蓄積した熱搬送媒体は、送り側熱搬送媒体連絡管6を通じて、熱源ユニット2から中間ユニット3に送られる。中間ユニット3に送られた温度上昇及び温熱蓄積した熱搬送媒体は、媒体−利用側冷媒熱交換器34に送られる。媒体−利用側冷媒熱交換器34に送られた温度上昇及び温熱蓄積した熱搬送媒体は、媒体−利用側冷媒熱交換器34において、利用側熱交換器42a、42bにおいて放熱して利用側流量調節機構41a、41bにおいて冷凍サイクルの低圧まで減圧された低圧の気液二相状態の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。このとき、熱搬送媒体においては、液媒体の温度低下が発生し、電子相転移温度において電子相転移物質の相転移(温熱放出)が発生する。媒体−利用側冷媒熱交換器34において温度低下及び温熱放出した熱搬送媒体は、戻り側熱搬送媒体連絡管7を通じて、中間ユニット3から熱源ユニット2に送られ、再び、循環ポンプ29に吸入される。
On the other hand, in the
一方、利用側冷媒連絡管8、9を介して中間ユニット3及び利用ユニット4a、4bにまたがって設けられた利用側回路50において、利用側熱交換器42a、42bにおいて放熱して利用側流量調節機構41a、41bにおいて冷凍サイクルの低圧まで減圧された低圧の気液二相状態の利用側冷媒は、上記のように、媒体−利用側冷媒熱交換器34において、搬送側回路40を循環する熱搬送媒体の放熱によって蒸発して、低圧のガス状態の利用側冷媒になる。媒体−利用側冷媒熱交換器34において蒸発したガス状態の利用側冷媒は、利用側冷媒切換機構33を通じて、利用側圧縮機31に吸入される。そして、利用側圧縮機31から吐出された高圧のガス状態の利用側冷媒は、利用側冷媒切換機構33及びガス利用側冷媒連絡管9を通じて、中間ユニット3から利用ユニット4a、4bに送られ、再び、利用側熱交換器42a、42bに送られる。利用側熱交換器42a、42bに送られた高圧のガス状態の利用側冷媒は、室内ファン45a、45bによって放熱源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱する。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで暖房が行われる。利用側熱交換器42a、42bにおいて放熱した高圧の液状態の利用側冷媒は、利用側流量調節機構41a、41bにおいて流量調節されるとともに冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の利用側冷媒になり、液利用側冷媒連絡管8を通じて、再び、媒体−利用側冷媒熱交換器34に送られる。
On the other hand, in the
このように、電子相転移物質の電子相転移による潜熱を利用して熱源側回路20から搬送側回路40を通じて利用側回路50への温熱の搬送が行われることで、空調としての暖房が行われる。
Thus, heating as air conditioning is performed by transferring the heat from the heat
(3)特徴
次に、空気調和装置1の特徴について説明する。
(3) Features Next, features of the
<A>
ここでは、上記のように、従来の二次回路方式における利用側回路を、熱源側冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する搬送側回路40、及び、熱搬送媒体と熱交換を行う利用側冷媒が循環する利用側回路50によって構成した三次回路方式を採用するとともに、熱搬送媒体として電子相転移を行う物質である電子相転移物質を含むスラリーを使用している。
<A>
Here, as described above, the use side circuit in the conventional secondary circuit method is used as the
このため、ここでは、熱源側回路20を循環する熱源側冷媒と搬送側回路40を循環する熱搬送媒体とが熱交換することによって、熱搬送媒体において液媒体の温度変化及び電子相転移物質の相転移が発生する。そして、搬送側回路40を循環する熱搬送媒体と利用側回路50を循環する利用側冷媒とが熱交換することによって、熱搬送媒体において液媒体の温度変化及び電子相転移物質の相転移(但し、熱源側回路20を循環する熱源側冷媒と搬送側回路40を循環する熱搬送媒体との熱交換とは逆の温度変化及び相転移)が発生する。そして、利用側熱交換器42a、42bにおける利用側冷媒の熱交換によって、空調が行われることになる。すなわち、ここでは、電子相転移物質の電子相転移による潜熱を利用して、熱源側回路20から搬送側回路40への熱搬送、そして、搬送側回路40から利用側回路50への熱搬送が行われる。しかも、電子相転移時における電子相転移物質の体積変化が小さいため、搬送側回路40における圧力変化も抑えられる。また、このとき、利用側回路50を構成する利用側熱交換器42a、42bに利用側冷媒が流れることになるため、利用側熱交換器42a、42bや利用側熱交換器42a、42bが設けられる利用ユニット4a、4bを熱搬送媒体用に開発する必要がない。そして、利用側熱交換器42a、42bや利用側熱交換器42a、42bが設けられる利用ユニット4a、4bの開発にあたっては、利用側冷媒のような冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置において使用されている利用側熱交換器や利用側熱交換器が設けられる利用ユニットの構成を流用することができる。しかも、利用側回路50と同様に冷媒が循環する熱源側回路20との共通化も可能になり、このような共通化の観点では、熱源側冷媒と利用側冷媒とを同じ冷媒にすることが好ましい。
For this reason, here, heat exchange between the heat source side refrigerant circulating in the heat
これにより、ここでは、搬送用媒体の利用によって冷媒量の削減の要求を満たしつつ、利用側熱交換器42a、42bや利用側熱交換器42a、42bが設けられる利用ユニット4a、4bを容易に開発できるようにすることができる。
Thereby, here, the
<B>
また、ここでは、上記のように、空調として冷房及び暖房があり、冷房時には熱源側回路20から搬送側回路40を通じて利用側回路50へ冷熱の搬送が行われ、暖房時には熱源側回路20から搬送側回路40を通じて利用側回路50へ温熱の搬送が行われる。ここで、冷房は、熱搬送回路40を通じて冷熱を得た利用側冷媒を減圧した後に利用側熱交換器42a、42bにおいて蒸発させることによって行われるため、冷房時に熱搬送回路40を通じて利用側回路50へ搬送される冷熱の温度レベルは、利用側熱交換器42a、42bにおいて利用側冷媒を蒸発させるときの温度レベル以上であってよい。また、暖房は、熱搬送回路40を通じて温熱を得た利用側冷媒を昇圧した後に利用側熱交換器42a、42bにおいて放熱させることによって行われるため、暖房時に熱搬送回路40を通じて利用側回路50へ搬送される温熱の温度レベルは、利用側熱交換器42a、42bにおいて利用側冷媒を放熱させるときの温度レベル以下であってよい。すなわち、熱搬送回路40を循環する熱搬送媒体の温度レベルは、冷房時に利用側熱交換器42a、42bで使用される利用側冷媒の温度レベル以上(10℃以上)で、かつ、暖房時に利用側熱交換器42a、42bで使用される利用側冷媒の温度レベル以下(30℃以下)の中間的な温度レベル(10℃〜30℃)であってよいことになる。そこで、ここでは、上記のように、熱搬送媒体として、電子相転移温度が10℃〜30℃の電子相転移物質を含むものを使用するようにしている。このため、ここでは、二次回路方式を採用する場合に比べて、外気温度や室内温度に近い温度レベルで熱搬送媒体を循環させることができる。また、熱搬送媒体に冷房用の電子相転移物質及び暖房用の電子相転移物質の両方を含ませることが不要になる。
<B>
In addition, here, as described above, there are cooling and heating as air conditioning. During cooling, the cooling heat is transferred from the heat
これにより、ここでは、二次回路方式を採用する場合に比べて、熱搬送回路40を循環する熱搬送媒体の熱ロスを低減することができる。また、冷暖房兼用の1種類の電子相転移物質を含む熱搬送媒体の使用で済むようにできる。
Thereby, compared with the case where a secondary circuit system is employ | adopted here, the heat loss of the heat transfer medium which circulates through the
<C>
また、ここでは、上記のように、搬送側回路40と利用側回路50とが、熱搬送媒体と利用側冷媒との熱交換を行う媒体−利用側冷媒熱交換器34を有しており、熱源側回路20と搬送側回路40とが、熱源側冷媒と熱搬送媒体との熱交換を行う媒体−熱源側冷媒熱交換器26を有している。
<C>
Here, as described above, the
ここでは、媒体−熱源側冷媒熱交換器26によって、熱源側回路20を循環する熱源側冷媒から搬送側回路40を循環する熱搬送媒体への熱搬送が行われ、媒体−利用側冷媒熱交換器34によって、搬送側回路40を循環する熱搬送媒体から利用側回路50を循環する利用側冷媒への熱搬送が行われる。すなわち、ここでは、各回路20、40、50間にまたがって設けられる2つの熱交換器26、34によって、熱源側回路20からの熱を搬送側回路40を通じて利用側回路50に搬送することができる。
Here, heat transfer from the heat source side refrigerant circulating in the heat
<D>
また、ここでは、上記のように、熱源側回路20、搬送側回路40及び利用側回路50が、熱源ユニット2と中間ユニット3と利用ユニット4a、4bとが接続されることによって構成されている。そして、媒体−熱源側冷媒熱交換器26は、熱源ユニット2に設けられており、媒体−利用側冷媒熱交換器34は、中間ユニット3に設けられており、利用側熱交換器42a、42bは、利用ユニット4a、4bに設けられている。すなわち、ここでは、熱源側回路20と搬送側回路40との間にまたがって設けられる媒体−熱源側冷媒熱交換器26が熱源ユニット2に設けられ、かつ、搬送側回路40と利用側回路50との間にまたがって設けられる媒体−利用側冷媒熱交換器34が中間ユニット3に設けられており、しかも、利用側熱交換器42a、42bが利用ユニット4a、4bに設けられている。このため、図4及び図5に示すように、熱源ユニット2と中間ユニット3との間を接続する配管を熱搬送媒体が流れる熱搬送媒体管6、7にし、そして、このような熱搬送媒体管6、7を長くすることによって、熱源側冷媒が循環する熱源側回路20を小さくすることができるとともに、利用ユニット4a、4bに熱搬送媒体が流れる部分(すなわち、熱搬送回路40の一部)が含まれないようにすることができる。特に、熱源側冷媒のような冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置においては、室外側(熱源ユニット)と室内側(利用ユニット)との間を接続する冷媒管が長くなることで、この冷媒管を流れる冷媒量が装置全体の冷媒の使用量の半分近くになるような場合もあるところ、このような三次回路方式を採用することによって、熱源側冷媒の使用量を大幅に削減することができる。ここで、図4及び図5は、空気調和装置1の建物への配置例を示す図である。具体的には、図4は、建物の屋上に熱源ユニット2を配置し、建物の所定の階だけ(ここでは、下階だけ)に中間ユニット3を配置し、中間ユニット3から各階(ここでは、上階及び下階)に利用ユニット4a、4bを分岐して配置した例である。図5は、建物の屋上に熱源ユニット2を配置し、建物の各階に中間ユニット3を分岐して配置し、各階の中間ユニット3に対応して利用ユニット4a、4bを配置した例である。
<D>
Here, as described above, the heat
これにより、ここでは、熱源側冷媒の使用量を削減しつつ、利用側冷媒だけを考慮して利用ユニット4a、4bの開発を行うことができる。
Thereby, here, it is possible to develop the
<E>
また、ここでは、上記のように、利用側回路50が、利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機31を有しており、利用側圧縮機31は、中間ユニット3に設けられている。
<E>
Here, as described above, the
ここでは、利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機31が中間ユニット3に設けられており、利用ユニット4a、4bに設けられていないため、利用側冷媒と同じ冷媒が循環するだけの一次回路方式の空気調和装置において使用されている利用ユニット4a、4bの構成をそのまま流用することができる。
Here, since the
(4)変形例
上記の構成(図1参照)においては、中間ユニット3に利用側冷媒を循環させるための利用側圧縮機31を設けている。しかし、利用側圧縮機を利用ユニット4a、4bに設けるようにしてもよい。
(4) Modified Example In the above configuration (see FIG. 1), the
具体的には、図6に示すように、利用ユニット4aに利用側圧縮機31a(利用側圧縮機用モータ32aを含む)と利用側冷媒切換機構33aとを設け、利用ユニット4bに利用側圧縮機31b(利用側圧縮機用モータ32bを含む)と利用側冷媒切換機構33bとを設けるようにしてもよい。ここで、利用側圧縮機31a、31b及び利用側冷媒切換機構33a、33bは、上記の構成における利用側圧縮機31及び利用側冷媒切換機構33と同じ構成である。そして、利用ユニット4a、4bに利用側圧縮機31a、31b及び利用側冷媒切換機構33a、33bを設けるようにしたため、上記の構成(図1参照)において利用側圧縮機31及び利用側冷媒切換機構33を中間ユニット3から省略している。そして、ガス利用側冷媒連絡管9を媒体−利用側冷媒切換機構33a、33bのガス側に接続される冷媒管として機能させるようにしている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
そして、本変形例の構成(図6参照)においては、利用ユニット4a、4bに設けられた利用側圧縮機31a、31bを運転することによって利用側冷媒を循環させることで、空調を行うことができる。具体的には、図7に示すように、利用ユニット4a、4bに設けられた利用側冷媒切換機構33a、33bを冷房サイクル状態(図7の実線で示される状態)に切り換えて、そして、利用側圧縮機31a、31bを運転することによって冷房を行うことができる。また、図8に示すように、利用ユニット4a、4bに設けられた利用側冷媒切換機構33a、33bを暖房サイクル状態(図8の破線で示される状態)に切り換えて、そして、利用側圧縮機31a、31bを運転することによって暖房を行うことができる。
And in the structure (refer FIG. 6) of this modification, it can air-condition by circulating a utilization side refrigerant | coolant by operating
このような本変形例の構成(図6〜図8参照)においても、上記の構成(図1〜図5参照)と同様に、搬送用媒体の利用によって冷媒量の削減の要求を満たしつつ、利用側熱交換器42a、42bや利用側熱交換器42a、42bが設けられる利用ユニット4a、4bを容易に開発できるようにすることができる。また、二次回路方式を採用する場合に比べて、熱搬送回路40を循環する熱搬送媒体の熱ロスを低減することができる。また、冷暖房兼用の1種類の電子相転移物質を含む熱搬送媒体の使用で済むようにできる。また、各回路20、40、50間にまたがって設けられる2つの熱交換器26、34によって、熱源側回路20からの熱を搬送側回路40を通じて利用側回路50に搬送することができる。また、熱源側冷媒の使用量を削減しつつ、利用側冷媒だけを考慮して利用ユニット4a、4bの開発を行うことができる。
In the configuration of this modification example (see FIGS. 6 to 8) as well as the above configuration (see FIGS. 1 to 5), while satisfying the request for reducing the amount of refrigerant by using the transport medium, The
但し、ここでは、利用側圧縮機31a、31bが利用ユニット4a、4bに設けられている点が上記の構成(図1〜図3参照)とは異なる。
However, here, the
このため、上記のように、利用ユニットを複数台接続する場合に(ここでは、2台の利用ユニット4a、4b)、各利用ユニット4a、4bの利用側圧縮機31a、31bの運転容量を制御することによって、利用ユニット4a、4bごとにきめ細かい運転制御を行うことができる。例えば、利用ユニット4a、4bごとに利用側圧縮機31a、31bの吐出圧力(利用側回路50における高圧)や吸入圧力(利用側回路50における低圧)の目標値を設定し、このような目標値が得られるように利用側圧縮機31a、31bの運転容量を制御することができる。
Therefore, as described above, when a plurality of usage units are connected (here, two
(5)他の変形例
<A>
上記の構成(図1及び図6参照)においては、中間ユニット3と複数(ここでは、2台)の利用ユニット4a、4bとを接続する利用側冷媒連絡管8、9に、各利用ユニット4a、4bへの分岐部分が形成されているが、これに限定されるものではない。
(5) Other modifications <A>
In the above configuration (see FIGS. 1 and 6), each
例えば、図9に示すように、中間ユニット3に各利用ユニット4a、4bへの分岐部分を形成しておき、利用側冷媒連絡管8、9が各利用ユニット4a、4bに接続された構成にしてもよい。尚、図9は、利用ユニット4a、4bに利用側圧縮機31a、31bが設けられた構成であるが、中間ユニット3に利用側圧縮機31が設けられた構成(図1参照)においても、中間ユニット3に各利用ユニット4a、4bへの分岐部分を形成した構成にしてもよい。
For example, as shown in FIG. 9, the
<B>
上記の構成(図1及び図6参照)においては、空調として冷房及び暖房を行えるように、熱源側回路20に熱源側冷媒切換機構23を設け、利用側回路50に利用側冷媒切換機構31、31a、31bを設けた構成を採用している。しかし、空調として冷房のみ又は暖房のみを行う構成でよい場合には、上記の構成(図1及び図6参照)において、熱源側回路20から熱源側冷媒切換機構23を省略し、利用側回路50から利用側冷媒切換機構31、31a、31bを省略してもよい。
<B>
In the above configuration (see FIGS. 1 and 6), the heat
本発明は、熱源側回路を循環する冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する回路を有する空気調和装置に対して、広く適用可能である。 The present invention can be widely applied to an air conditioner having a circuit in which a heat transfer medium that exchanges heat with a refrigerant circulating in a heat source side circuit is circulated.
1 空気調和装置
2 熱源ユニット
3 中間ユニット
4a、4b 利用ユニット
20 熱源側回路
26 媒体−熱源側冷媒熱交換器
31、31a、31b 利用側圧縮機
34 媒体−利用側冷媒熱交換器
40 搬送側回路
42a、42b 利用側熱交換器
50 利用側回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記熱源側冷媒と熱交換を行う熱搬送媒体が循環する搬送側回路(40)と、
前記熱搬送媒体と熱交換を行う利用側冷媒が循環する利用側回路(50)と、
を備えており、
前記利用側回路は、利用側熱交換器(42a、42b)を有しており、
前記熱源側回路からの熱は、前記搬送側回路を通じて前記利用側回路に搬送され、前記利用側熱交換器における前記利用側冷媒の熱交換によって空調を行うようになっており、
前記熱搬送媒体は、電子のもつ自由度に関する相転移である電子相転移を行う物質である電子相転移物質を含むスラリーであり、
前記熱源側回路(20)に封入される熱源側冷媒と前記利用側回路(50)に封入される利用側冷媒とが同じ冷媒である、
空気調和装置(1)。 A heat source side circuit (20) in which the heat source side refrigerant circulates;
A transfer side circuit (40) in which a heat transfer medium that exchanges heat with the heat source side refrigerant circulates;
A utilization side circuit (50) in which a utilization side refrigerant for heat exchange with the heat transfer medium circulates;
With
The utilization side circuit includes utilization side heat exchangers (42a, 42b),
The heat from the heat source side circuit is transferred to the use side circuit through the transfer side circuit, and air conditioning is performed by heat exchange of the use side refrigerant in the use side heat exchanger,
The heat carrier medium, Ri slurry der including electronic phase transition material is a substance which performs an electronic phase transition is a phase transition regarding freedom with electron,
The heat source side refrigerant sealed in the heat source side circuit (20) and the use side refrigerant sealed in the use side circuit (50) are the same refrigerant.
Air conditioner (1).
前記熱搬送媒体に含まれる前記電子相転移物質は、前記電子相転移を行う電子相転移温度が10℃〜30℃である、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 The heat source side circuit (20), the transfer side circuit (40) and the use side circuit (50) transfer cold heat from the heat source side circuit to the use side circuit through the transfer side circuit as the air conditioning. In the heat exchanger (42a, 42b), cooling that uses the cold energy by evaporation of the use-side refrigerant, and heat is transferred from the heat-source side circuit to the use-side circuit through the transfer-side circuit, in the use-side heat exchanger And heating using the heat by radiating heat of the use side refrigerant,
The electronic phase transition material contained in the heat transfer medium has an electronic phase transition temperature for performing the electronic phase transition of 10 ° C. to 30 ° C.,
The air conditioner (1) according to claim 1.
前記熱源側回路(20)と前記搬送側回路とは、前記熱源側冷媒と前記熱搬送媒体との熱交換を行う媒体−熱源側冷媒熱交換器(26)を有している、
請求項1又は2に記載の空気調和装置(1)。 The transport side circuit (40) and the use side circuit (50) include a medium-use side refrigerant heat exchanger (34) for performing heat exchange between the heat transfer medium and the use side refrigerant,
The heat source side circuit (20) and the transfer side circuit have a medium-heat source side refrigerant heat exchanger (26) that performs heat exchange between the heat source side refrigerant and the heat transfer medium.
The air conditioner (1) according to claim 1 or 2.
前記媒体−熱源側冷媒熱交換器(26)は、前記熱源ユニットに設けられており、
前記媒体−利用側冷媒熱交換器(34)は、前記中間ユニットに設けられており、
前記利用側熱交換器(42a、42b)は、前記利用ユニットに設けられている、
請求項3に記載の空気調和装置(1)。 The heat source side circuit (20), the transfer side circuit (40), and the use side circuit (50) are connected to a heat source unit (2), an intermediate unit (3), and use units (4a, 4b). Consists of
The medium-heat source side refrigerant heat exchanger (26) is provided in the heat source unit,
The medium-use side refrigerant heat exchanger (34) is provided in the intermediate unit,
The use side heat exchangers (42a, 42b) are provided in the use unit.
The air conditioner (1) according to claim 3.
前記利用側圧縮機は、前記中間ユニット(3)に設けられている、
請求項4に記載の空気調和装置(1)。 The utilization side circuit (50) has a utilization side compressor (31) for circulating the utilization side refrigerant,
The use side compressor is provided in the intermediate unit (3).
The air conditioner (1) according to claim 4.
前記利用側圧縮機(31a、31b)は、前記利用ユニット(4a、4b)に設けられている、
請求項4に記載の空気調和装置(1)。 The usage side circuit (50) includes usage side compressors (31a, 31b) for circulating the usage side refrigerant,
The use side compressors (31a, 31b) are provided in the use units (4a, 4b).
The air conditioner (1) according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014169755A JP6458400B2 (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014169755A JP6458400B2 (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Air conditioner |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016044892A JP2016044892A (en) | 2016-04-04 |
JP6458400B2 true JP6458400B2 (en) | 2019-01-30 |
Family
ID=55635619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014169755A Active JP6458400B2 (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Air conditioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6458400B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018235832A1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-12-27 | ダイキン工業株式会社 | Heat transfer system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06185762A (en) * | 1992-12-14 | 1994-07-08 | Shinko Kogyo Co Ltd | Cooling or heating method |
JPH08261517A (en) * | 1996-03-28 | 1996-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Air-conditioning device |
JP4946331B2 (en) * | 2006-10-03 | 2012-06-06 | ダイキン工業株式会社 | Air conditioner outdoor unit |
JP5688725B2 (en) * | 2009-01-14 | 2015-03-25 | 独立行政法人理化学研究所 | Heat storage material |
JP5902001B2 (en) * | 2012-03-01 | 2016-04-13 | 株式会社日立製作所 | Heat transfer system |
WO2014065938A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | Carrier Corporation | Refrigeration system with phase change material |
-
2014
- 2014-08-22 JP JP2014169755A patent/JP6458400B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016044892A (en) | 2016-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6192706B2 (en) | Air conditioner | |
JP5747968B2 (en) | Heat recovery type refrigeration system | |
WO2012070192A1 (en) | Air conditioner | |
JP5595521B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP6095764B2 (en) | Air conditioner | |
JP5762427B2 (en) | Air conditioner | |
US9303906B2 (en) | Air-conditioning apparatus | |
WO2012077166A1 (en) | Air conditioner | |
JP5241923B2 (en) | Air conditioner | |
JP5855279B2 (en) | Air conditioner | |
WO2011030429A1 (en) | Air conditioning device | |
WO2011064814A1 (en) | Air conditioning device | |
JPWO2015140886A1 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
JP6576603B1 (en) | Air conditioner | |
JP2017190946A (en) | Air conditioner | |
JP5752135B2 (en) | Air conditioner | |
JP5312681B2 (en) | Air conditioner | |
JP6458400B2 (en) | Air conditioner | |
JP5985037B2 (en) | Air conditioner | |
JPWO2014192138A1 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
JP6458399B2 (en) | Air conditioner | |
JP7378685B1 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
WO2015079531A1 (en) | Air conditioning apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170627 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180416 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180424 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180622 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181127 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181210 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6458400 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |