JPWO2011048646A1 - 熱媒体変換機及び空気調和装置 - Google Patents
熱媒体変換機及び空気調和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2011048646A1 JPWO2011048646A1 JP2011537031A JP2011537031A JPWO2011048646A1 JP WO2011048646 A1 JPWO2011048646 A1 JP WO2011048646A1 JP 2011537031 A JP2011537031 A JP 2011537031A JP 2011537031 A JP2011537031 A JP 2011537031A JP WO2011048646 A1 JPWO2011048646 A1 JP WO2011048646A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat medium
- heat
- refrigerant
- heat exchanger
- switching device
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 419
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 83
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 93
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 50
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 42
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
- F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/006—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for two pipes connecting the outdoor side to the indoor side with multiple indoor units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/023—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
- F25B2313/0231—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units with simultaneous cooling and heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
省エネルギー化を図りつつ、小型化を実現でき、しかもサービス性を向上させた熱媒体変換機及び空気調和装置等を提供する。本発明に係る熱媒体変換機3は、熱媒体送出装置21及び熱媒体流路切替装置(第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23)を所定の面側から着脱可能に設置している。
Description
本発明は、室外機と室内機との間に介在させる熱媒体変換機及びそれを備えた空気調和装置に関し、特に熱媒体変換機における配管構造の簡素化、小型化、及び、サービス性の向上を図るようにした熱媒体変換機及び空気調和装置に関するものである。
ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば建物外に配置した熱源機である室外機と建物の室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させる。そして、冷媒が放熱、吸熱して、加熱、冷却された空気により空調対象空間の冷房または暖房を行なっていた。冷媒としては、たとえばHFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素(CO2 )等の自然冷媒を使うものも提案されている。
また、チラーと呼ばれる空気調和装置においては、建物外に配置した熱源機にて、冷熱または温熱を生成する。そして、室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液等を加熱、冷却し、これを室内機であるファンコイルユニット、パネルヒーター等に搬送して冷房または暖房を行なっていた(たとえば、特許文献1参照)。
また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機と室内機の間に4本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給し、室内機において冷房または暖房を自由に選択できるものもある(たとえば、特許文献2参照)。
また、1次冷媒と2次冷媒の熱交換器を各室内機の近傍に配置し、室内機に2次冷媒を搬送するように構成されているものもある(たとえば、特許文献3参照)。
また、室外機と熱交換器を持つ分岐ユニット間を2本の配管で接続し、室内機に2次冷媒を搬送するように構成されているものもある(たとえば、特許文献4参照)。
従来のビル用マルチエアコン等の空気調和装置では、室内機まで冷媒を循環させているため、冷媒が室内等に漏れる可能性があった。一方、特許文献1及び特許文献2に記載されているような空気調和装置では、冷媒が室内機を通過することはない。しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載されているような空気調和装置では、建物外の熱源機において熱媒体を加熱または冷却し、室内機側に搬送する必要がある。このため、熱媒体の循環経路が長くなる。ここで、熱媒体により、所定の加熱あるいは冷却の仕事をする熱を搬送しようとすると、搬送動力等によるエネルギーの消費量が冷媒よりも高くなる。そのため、循環経路が長くなると、搬送動力が非常に大きくなる。このことから、空気調和装置において、熱媒体の循環をうまく制御することができれば省エネルギー化を図れることがわかる。
特許文献2に記載されているような空気調和装置においては、室内機毎に冷房または暖房を選択できるようにするためには室外側から室内まで4本の配管を接続しなければならず、工事性が悪いものとなっていた。特許文献3に記載されている空気調和装置においては、ポンプ等の2次媒体循環手段を室内機個別に持つ必要があるため、高価なシステムとなるだけでなく、騒音も大きいものとなり、実用的なものではなかった。加えて、熱交換器が室内機の近傍にあるため、冷媒が室内に近い場所で漏れるという危険性を排除することができなかった。
特許文献4に記載されているような空気調和装置においては、熱交換後の1次冷媒が熱交換前の1次冷媒と同じ流路に流入しているため、複数の室内機を接続した場合に、各室内機にて最大能力を発揮することができず、エネルギー的に無駄な構成となっていた。また、分岐ユニットと延長配管との接続が冷房2本、暖房2本の合計4本の配管でなされているため、結果的に室外機と分岐ユニットとが4本の配管で接続されているシステムと類似の構成となっており、工事性が悪いシステムとなっていた。
このため、冷媒と水との熱交換等を行なうための熱媒体変換機を、室外機と室内機との間に備え、水の搬送動力が大きくならないようにする装置もある。ここで、熱媒体変換機は、空調対象空間の空気調和に直接作用するものではなく、また、冷媒の漏洩等の安全性の関係から、たとえば天井裏等の制約が多い空間に設置し、各階の室内機と配管接続することが想定される。そのため、配管構造を簡素にして小型化することが望ましい。特に小型化においては、たとえば高さ方向等の一方向に対する制限が厳しい環境に対応可能にするため、薄型化することが望ましい。
ただし、熱媒体変換機は、冷熱・温熱を同時に扱うことがあり、単なる小型化によっては冷熱に係る配管と温熱に係る配管とが近接してしまうことになりかねない。冷熱に係る配管と温熱に係る配管とが近接してしまうとエネルギー効率が悪くなってしまうため、装置内の配管構造に一層の工夫が必要となる。また、作業員が実行する修理やメンテナンス等の保守作業を容易に実行できるようなサービス性向上の配慮も必要である。それは、熱媒体変換機は、制約された空間に設置されることが想定されるため、サービス性を向上させることによって利便性が高く、使い勝手のよいものを提供できるからである。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、省エネルギー化を図りつつ、小型化を実現でき、しかもサービス性を向上させた熱媒体変換機及び空気調和装置等を提供することを目的とする。
本発明に係る熱媒体変換機は、圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、複数の熱媒体間熱交換器、複数の熱媒体送出装置、複数の熱媒体流路切替装置、複数の熱媒体流量調整装置、及び、複数の利用側熱交換器を少なくとも備えた空気調和装置の一部を構成する熱媒体変換機であって、複数の絞り装置、複数の熱媒体間熱交換器、複数の熱媒体送出装置、複数の熱媒体流量調整装置、及び、複数の熱媒体流路切替装置が筐体に収容されており、熱媒体送出装置、熱媒体流量調整装置及び熱媒体流路切替装置を筐体の所定の面側から着脱可能に設置していることを特徴とする。
本発明に係る空気調和装置は、上記の熱媒体変換機を備え、圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、及び、複数の熱媒体間熱交換器が接続されて熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路が形成され、複数の熱媒体送出装置、複数の熱媒体流路切替装置、複数の利用側熱交換器、及び、複数の熱媒体間熱交換器が接続されて熱媒体を循環させる熱媒体循環回路が形成され、圧縮機及び熱源側熱交換器を室外機に収容し、利用側熱交換器を室内機に収容していることを特徴とする。
本発明に係る熱媒体変換機及び空気調和装置によれば、熱媒体送出装置及び熱媒体流路切替装置を所定の面側(たとえば、サービス面側)から着脱可能に設置しているので、サービス性の向上が可能になる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図3は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図1〜図3に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒(熱源側冷媒、熱媒体)を循環させる冷凍サイクル(冷媒循環回路A、熱媒体循環回路B)を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
図1〜図3は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図1〜図3に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒(熱源側冷媒、熱媒体)を循環させる冷凍サイクル(冷媒循環回路A、熱媒体循環回路B)を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
図1においては、実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である1台の室外機1と、複数台の室内機2と、室外機1と室内機2との間に介在する熱媒体変換機3と、を有している。熱媒体変換機3は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機1と熱媒体変換機3とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管4で接続されている。熱媒体変換機3と室内機2とは、熱媒体を導通する配管5で接続されている。そして、室外機1で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機3を介して室内機2に配送されるようになっている。
図2においては、実施の形態に係る空気調和装置は、1台の室外機1と、複数台の室内機2と、室外機1と室内機2との間に介在する複数に分割した熱媒体変換機3(親熱媒体変換機3a、子熱媒体変換機3b)と、を有している。室外機1と親熱媒体変換機3aとは、冷媒配管4で接続されている。親熱媒体変換機3aと子熱媒体変換機3bとは、冷媒配管4で接続されている。子熱媒体変換機3bと室内機2とは、配管5で接続されている。そして、室外機1で生成された冷熱あるいは温熱は、親熱媒体変換機3a及び子熱媒体変換機3bを介して室内機2に配送されるようになっている。
図3においては、実施の形態に係る空気調和装置は、1台の室外機1と、複数台の室内機2と、室外機1と室内機2との間に介在する熱媒体変換機3と、を有している。室外機1と熱媒体変換機3とは、3本の冷媒配管4で接続されている。熱媒体変換機3と室内機2とは、熱媒体を導通する配管5で接続されている。そして、室外機1で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機3を介して室内機2に配送されるようになっている。
室外機1は、通常、ビル等の建物9の外の空間(たとえば、屋上等)である室外空間6に配置され、熱媒体変換機3を介して室内機2に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機2は、建物9の内部の空間(たとえば、居室等)である室内空間7に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間7に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機3は、室外機1及び室内機2とは別筐体として、室外空間6及び室内空間7とは別の位置に設置できるように構成されており、室外機1及び室内機2とは冷媒配管4及び配管5でそれぞれ接続され、室外機1から供給される冷熱あるいは温熱を室内機2に伝達するものである。
図1及び図2に示すように、実施の形態に係る空気調和装置においては、室外機1と熱媒体変換機3とが2本の冷媒配管4を用いて、熱媒体変換機3と各室内機2とが2本の配管5を用いて、それぞれ接続されている。このように、実施の形態に係る空気調和装置では、2本の配管(冷媒配管4、配管5)を用いて各ユニット(室外機1、室内機2及び熱媒体変換機3)を接続することにより、施工が容易となっている。
また、図3に示すように、実施の形態に係る空気調和装置においては、室外機1と熱媒体変換機3とが3本の冷媒配管4を用いて、熱媒体変換機3と各室内機2とが2本の配管5を用いて、それぞれ接続されている。このように、実施の形態に係る空気調和装置では、3本の冷媒配管4を用いて室外機1と熱媒体変換機3を接続し、2本の配管5を用いて室内機2と熱媒体変換機3とを接続することにより、施工が容易となっている。この回路の詳細については、後段で詳細に説明するものとする(図22参照)。
図2に示すように、熱媒体変換機3を、1つの親熱媒体変換機3aと、親熱媒体変換機3aから派生した2つの子熱媒体変換機3b(子熱媒体変換機3b(1)、子熱媒体変換機3b(2))と、に分けることもできる。このようにすることにより、1つの親熱媒体変換機3aに対し、子熱媒体変換機3bを複数接続できるようになる。この構成においては、親熱媒体変換機3aと子熱媒体変換機3bとを接続する冷媒配管4は、3本になっている。この回路の詳細については、後段で詳細に説明するものとする(図4参照)。
なお、図1〜図3においては、熱媒体変換機3が、建物9の内部ではあるが室内空間7とは別の空間である天井裏等の空間(以下、単に空間8と称する)に設置されている状態を例に示している。熱媒体変換機3は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置することも可能である。また、図1〜図3においては、室内機2が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間7に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
図1〜図3においては、室外機1が室外空間6に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機1は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物9の外に排気することができるのであれば建物9の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外機1を用いる場合にも建物9の内部に設置するようにしてもよい。このような場所に室外機1を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。
また、熱媒体変換機3は、室外機1の近傍に設置することもできる。ただし、熱媒体変換機3から室内機2までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネの効果は薄れることに留意が必要である。さらに、室外機1、室内機2及び熱媒体変換機3の接続台数を図1及び図2に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る空気調和装置が設置される建物9に応じて台数を決定すればよい。
図4は、本発明の実施の形態に係る熱媒体変換機3が搭載された空気調和装置100の構成を示す概略回路図である。図4に基づいて、空気調和装置100の詳しい構成について説明する。図4に示すように、室外機1と熱媒体変換機3とは、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bを介して接続されており、熱媒体変換機3と室内機2とも、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bを介して接続されている。
空気調和装置100は、冷媒(熱源側冷媒、熱媒体)を循環させる冷凍サイクル(冷媒循環回路A、熱媒体循環回路B)を利用することで各室内機2が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。図4においては、空気調和装置100は、熱源機である1台の室外機1と、複数台の室内機2と、室外機1と室内機2との間に介在する熱媒体変換機3と、を有している。熱媒体変換機3は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機1と熱媒体変換機3とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管4で接続されている。熱媒体変換機3と室内機2とは、熱媒体を導通する配管5で接続されている。そして、室外機1で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機3を介して室内機2に配送されるようになっている。
[室外機1]
室外機1には、圧縮機10と、冷媒流路切替装置である四方弁11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で直列に接続されて搭載されている。また、室外機1には、第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dが設けられている。第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けることで、室内機2の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機3に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。
室外機1には、圧縮機10と、冷媒流路切替装置である四方弁11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で直列に接続されて搭載されている。また、室外機1には、第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dが設けられている。第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けることで、室内機2の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機3に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。
圧縮機10は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。四方弁11は、暖房運転時(全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時)における熱源側冷媒の流れと冷房運転時(全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時)における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器12は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器(または放熱器)として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。アキュムレーター19は、圧縮機10の吸入側に設けられており、過剰な冷媒を貯留するものである。
逆止弁13dは、熱媒体変換機3と四方弁11との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(熱媒体変換機3から室外機1への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁13aは、熱源側熱交換器12と熱媒体変換機3との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(室外機1から熱媒体変換機3への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁13bは、第1接続配管4aに設けられ、暖房運転時において圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱媒体変換機3に流通させるものである。逆止弁13cは、第2接続配管4bに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機3から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機10の吸入側に流通させるものである。
第1接続配管4aは、室外機1内において、四方弁11と逆止弁13dとの間における冷媒配管4と、逆止弁13aと熱媒体変換機3との間における冷媒配管4と、を接続するものである。第2接続配管4bは、室外機1内において、逆止弁13dと熱媒体変換機3との間における冷媒配管4と、熱源側熱交換器12と逆止弁13aとの間における冷媒配管4と、を接続するものである。なお、図4では、第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。
[室内機2]
室内機2には、それぞれ利用側熱交換器26が搭載されている。この利用側熱交換器26は、配管5によって熱媒体変換機3の熱媒体流量調整装置24と第2熱媒体流路切替装置23に接続するようになっている。この利用側熱交換器26は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、空調対象空間に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
室内機2には、それぞれ利用側熱交換器26が搭載されている。この利用側熱交換器26は、配管5によって熱媒体変換機3の熱媒体流量調整装置24と第2熱媒体流路切替装置23に接続するようになっている。この利用側熱交換器26は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、空調対象空間に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
この図4では、4台の室内機2が熱媒体変換機3に接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機2a、室内機2b、室内機2c、室内機2dとして図示している。また、室内機2a〜室内機2dに応じて、利用側熱交換器26も、紙面下側から利用側熱交換器26a、利用側熱交換器26b、利用側熱交換器26c、利用側熱交換器26dとして図示している。なお、室内機2の接続台数を図4に示す4台に限定するものではない。
[熱媒体変換機3]
熱媒体変換機3には、気液分離器14と、絞り装置16eと、2つの熱媒体間熱交換器15(第1熱媒体間熱交換器15a、第2熱媒体間熱交換器15b)と、4つの絞り装置16(絞り装置16a〜絞り装置16d)と、2つの熱媒体送出装置21と、4つの第1熱媒体流路切替装置22と、4つの第2熱媒体流路切替装置23と、4つの熱媒体流量調整装置24と、が搭載されている。
熱媒体変換機3には、気液分離器14と、絞り装置16eと、2つの熱媒体間熱交換器15(第1熱媒体間熱交換器15a、第2熱媒体間熱交換器15b)と、4つの絞り装置16(絞り装置16a〜絞り装置16d)と、2つの熱媒体送出装置21と、4つの第1熱媒体流路切替装置22と、4つの第2熱媒体流路切替装置23と、4つの熱媒体流量調整装置24と、が搭載されている。
気液分離器14は、室外機1と接続する1本の冷媒配管4と、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bと接続する2本の冷媒配管4とに接続され、室外機1から供給される熱源側冷媒を蒸気状冷媒と液冷媒とに分離するものである。絞り装置16eは、絞り装置16a及び絞り装置16bを接続している冷媒配管4と、気液分離器14と、の間に設けられ、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものであり、冷房暖房混在運転時に、絞り装置16eの出口側における冷媒の圧力状態が中圧になるように制御される。絞り装置16eは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
2つの熱媒体間熱交換器15は、凝縮器(放熱器)又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外機1で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を室内機2に供給するものである。第1熱媒体間熱交換器15aは、冷媒循環回路A(詳しくは蒸気状冷媒の流れ)における気液分離器14と絞り装置16dとの間に設けられている。第2熱媒体間熱交換器15bは、冷媒循環回路Aにおける絞り装置16aと絞り装置16cとの間に設けられている。
4つの絞り装置16は、減圧弁や膨張弁として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置16aは、熱源側冷媒の流れにおいて第2熱媒体間熱交換器15bの入口側に設けられている。絞り装置16bは、熱源側冷媒の流れにおいて絞り装置16aと並列となるように設けられている。絞り装置16cは、熱源側冷媒の流れにおいて第2熱媒体間熱交換器15bの出口側に設けられている。絞り装置16dは、熱源側冷媒の流れにおいて第1熱媒体間熱交換器15aの出口側に設けられている。4つの絞り装置16は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
2つの熱媒体送出装置21(第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21b)は、ポンプ等で構成されており、配管5を導通する熱媒体を加圧して循環させるものである。第1熱媒体送出装置21aは、第1熱媒体間熱交換器15aと熱媒体流路切替装置22との間における配管5に設けられている。第2熱媒体送出装置21bは、第2熱媒体間熱交換器15bと熱媒体流路切替装置22との間における配管5に設けられている。なお、第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bの種類を特に限定するものではなく、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。
4つの第1熱媒体流路切替装置22(第1熱媒体流路切替装置22a〜22d)は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第1熱媒体流路切替装置22は、室内機2の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。第1熱媒体流路切替装置22は、三方のうちの一つが第1熱媒体間熱交換器15aに、三方のうちの一つが第2熱媒体間熱交換器15bに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置24に、それぞれ接続され、利用側熱交換器26の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機2に対応させて、紙面下側から第1熱媒体流路切替装置22a、第1熱媒体流路切替装置22b、第1熱媒体流路切替装置22c、第1熱媒体流路切替装置22dとして図示している。
4つの第2熱媒体流路切替装置23(第2熱媒体流路切替装置23a〜23d)は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第2熱媒体流路切替装置23は、室内機2の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。第2熱媒体流路切替装置23は、三方のうちの一つが第1熱媒体間熱交換器15aに、三方のうちの一つが第2熱媒体間熱交換器15bに、三方のうちの一つが利用側熱交換器26に、それぞれ接続され、利用側熱交換器26の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機2に対応させて、紙面下側から第2熱媒体流路切替装置23a、第2熱媒体流路切替装置23b、第2熱媒体流路切替装置23c、第2熱媒体流路切替装置23dとして図示している。
4つの熱媒体流量調整装置24(熱媒体流量調整装置24a〜24d)は、たとえばステッピングモーターを用いた二方弁で構成されており、熱媒体流路となる配管5の開度を変更可能にし、熱媒体の流量を調整するものである。熱媒体流量調整装置24は、室内機2の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置24は、一方が利用側熱交換器26に、他方が第1熱媒体流路切替装置22に、それぞれ接続され、利用側熱交換器26の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機2に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置24a、熱媒体流量調整装置24b、熱媒体流量調整装置24c、熱媒体流量調整装置24dとして図示している。また、熱媒体流量調整装置24を利用側熱交換器26の熱媒体流路の出口側に設けるようにしてもよい。
また、熱媒体変換機3には、2つの第1熱媒体温度検出手段(第1温度センサー)31と、2つの第2熱媒体温度検出手段(第2温度センサー)32と、4つの第3熱媒体温度検出手段(第3温度センサー)33と、4つの第4熱媒体温度検出手段(第4温度センサー)34と、第1冷媒温度検出手段(第1冷媒温度センサー)35と、冷媒圧力検出手段(圧力センサー)36と、第2冷媒温度検出手段(第2冷媒温度センサー)37と、第3冷媒温度検出手段(第3冷媒温度センサー)38と、が設けられている。これらの検出手段で検知された情報は、空気調和装置100の動作を制御する図示省略の制御装置に送られ、圧縮機10や熱媒体送出装置21の駆動周波数、配管5を流れる熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。
2つの第1温度センサー31(第1温度センサー31a、第1温度センサー31b)は、熱媒体間熱交換器15から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器15の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。なお、第1温度センサー31aは、第1熱媒体送出装置21aの入口側における配管5に設けられている。また、第1温度センサー31bは、第2熱媒体送出装置21bの入口側における配管5に設けられている。
2つの第2温度センサー32(第2温度センサー32a、第2温度センサー32b)は、熱媒体間熱交換器15に流入する熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器15の入口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。なお、第2温度センサー32aは、第1熱媒体間熱交換器15aの入口側における配管5に設けられている。また、第2温度センサー32bは、第2熱媒体間熱交換器15bの入口側における配管5に設けられている。
4つの第3温度センサー33(第3温度センサー33a〜33d)は、利用側熱交換器26の熱媒体流路の入口側に設けられ、利用側熱交換器26に流入する熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第3温度センサー33は、室内機2の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。なお、室内機2に対応させて、紙面下側から第3温度センサー33a、第3温度センサー33b、第3温度センサー33c、第3温度センサー33dとして図示している。
4つの第4温度センサー34(第4温度センサー34a〜34d)は、利用側熱交換器26の熱媒体流路の出口側に設けられ、利用側熱交換器26から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第4温度センサー34は、室内機2の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。なお、室内機2に対応させて、紙面下側から第4温度センサー34a、第4温度センサー34b、第4温度センサー34c、第4温度センサー34dとして図示している。
第1冷媒温度センサー35は、第1熱媒体間熱交換器15aの冷媒循環回路Aの出口側に設けられ、第1熱媒体間熱交換器15aから流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。圧力センサー36は、第1熱媒体間熱交換器15aの冷媒循環回路Aの出口側に設けられ、第1熱媒体間熱交換器15aから流出した熱源側冷媒の圧力を検出するものであり、圧力センサーなどで構成するとよい。
第2冷媒温度センサー37は、第2熱媒体間熱交換器15bの冷媒循環回路Aの入口側に設けられ、第2熱媒体間熱交換器15bに流入する熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第3冷媒温度センサー38は、第2熱媒体間熱交換器15bの冷媒循環回路Aの出口側に設けられ、第2熱媒体間熱交換器15bから流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。
熱媒体を導通する配管5は、第1熱媒体間熱交換器15aに接続されるもの(以下、配管5aと称する)と、第2熱媒体間熱交換器15bに接続されるもの(以下、配管5bと称する)と、で構成されている。配管5a及び配管5bは、熱媒体変換機3に接続される室内機2の台数に応じて分岐(ここでは、各4分岐)されている。そして、配管5a及び配管5bは、第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23で接続されている。第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23を制御することで、配管5aを導通する熱媒体を利用側熱交換器26に流入させるか、配管5bを導通する熱媒体を利用側熱交換器26に流入させるかが決定されるようになっている。
この空気調和装置100では、圧縮機10、四方弁11、熱源側熱交換器12、第1熱媒体間熱交換器15a、及び、第2熱媒体間熱交換器15bが、冷媒配管4で順に直列に接続されて冷媒循環回路Aを構成している。また、第1熱媒体間熱交換器15a、第1熱媒体送出装置21a、及び、利用側熱交換器26が、配管5aで順に直列に接続されて熱媒体循環回路Bの一部を構成している。同様に、第2熱媒体間熱交換器15b、第2熱媒体送出装置21b、及び、利用側熱交換器26が、配管5bで順に直列に接続されて熱媒体循環回路Bの一部を構成している。つまり、熱媒体間熱交換器15のそれぞれに複数台の利用側熱交換器26が並列に接続され、熱媒体循環回路Bを複数系統としているのである。
すなわち、室外機1と熱媒体変換機3とが、熱媒体変換機3に設けられている第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bを介して接続され、熱媒体変換機3と室内機2とが、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bで接続され、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bで冷媒循環回路Aを循環する一次側の熱源側冷媒と熱媒体循環回路Bを循環する二次側の冷媒である水や不凍液等の熱媒体とが熱交換するようになっている。
なお、図示省略の制御装置は、マイコン等で構成されており、各種検出手段での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、圧縮機10の駆動周波数、送風機の回転数(ON/OFF含む)、四方弁11の切り替え、熱媒体送出装置21の駆動、絞り装置16の開度、第1熱媒体流路切替装置22の切り替え、第2熱媒体流路切替装置23の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置24の駆動等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。なお、制御装置は、ユニット毎に設けてもよく、室外機1または熱媒体変換機3に設けてもよい。
ここで、冷媒循環回路A及び熱媒体循環回路Bに使用する冷媒の種類について説明する。冷媒循環回路Aには、たとえばR407C等の非共沸混合冷媒、R410A等の擬似共沸混合冷媒、又はR22等の単一冷媒等を使用することができる。また、二酸化炭素や炭化水素等の自然冷媒を使用してもよい。熱源側冷媒として自然冷媒を使用することにより、冷媒漏洩による地球の温室効果を抑制できる効果がある。
熱媒体循環回路Bは、上述したように室内機2の利用側熱交換器26に接続されている。そのために、空気調和装置100では、熱媒体が、室内機2が設置される部屋等に漏洩した場合に配慮して、熱媒体に安全性の高いものを使用することを前提としている。したがって、熱媒体には、たとえば水や不凍液、水と不凍液の混合液等を使用することができる。この構成によれば、低い外気温度でも凍結や腐食による冷媒漏れを抑制でき、高い信頼性を得られる。また、電算室等の水分を嫌う場所に室内機2が設置される場合においては、熱媒体として熱絶縁性の高いフッ素系不活性液体を使用することもできる。
空気調和装置100が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置100は、各室内機2からの指示に基づいて、その室内機2で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置100は、室内機2の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機2のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。空気調和装置100が実行する4つの運転モードには、駆動している室内機2の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機2の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードが存在する。各運転モードのうち、冷房と暖房とが混在し、冷房負荷が主に占める冷房主体運転モードについて説明する。
[冷房主体運転モード]
図5は、空気調和装置100の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図5では、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図5では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示す。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図5は、空気調和装置100の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図5では、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図5では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示す。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を通り、熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した気液二相冷媒は、逆止弁13aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。熱媒体変換機3に流入した気液二相冷媒は、気液分離器14へ流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を通り、熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した気液二相冷媒は、逆止弁13aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。熱媒体変換機3に流入した気液二相冷媒は、気液分離器14へ流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。
気液分離器14で分離されたガス冷媒は、凝縮器として作用する第1熱媒体間熱交換器15aに流入する。第1熱媒体間熱交換器15aに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器15aから流出した液冷媒は、絞り装置16dを通る。
一方、気液分離器14で分離された液冷媒は、絞り装置16eを経由し、第1熱媒体間熱交換器15aで凝縮液化して絞り装置16dを通った液冷媒と合流し、絞り装置16aで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒となって第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。この気液二相冷媒は、蒸発器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bで熱媒体循環回路を循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。
第2熱媒体間熱交換器15bから流出したガス冷媒は、絞り装置16cを経由した後、熱媒体変換機3から流出し、冷媒配管4を通って室外機1に流入する。室外機1に流入した冷媒は、逆止弁13dを通って、四方弁11及びアキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再吸入される。なお、絞り装置16bは冷媒が流れないような小さい開度となっており、絞り装置16cは全開状態となっており、圧力損失が起きないようにしている。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
第1熱媒体送出装置21aで加圧され流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22aを介して、熱媒体流量調整装置24aを通り、利用側熱交換器26aに流入する。そして、利用側熱交換器26aにおいて室内空気に熱を与え、室内機2が設置されている室内等の空調対象空間の暖房を行なう。また、第2熱媒体送出装置21bで加圧され流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22bを介して、熱媒体流量調整装置24bを通り、利用側熱交換器26bに流入する。そして、利用側熱交換器26bにおいて室内空気から吸熱し、室内機2が設置されている室内等の空調対象空間の冷房を行なう。
第1熱媒体送出装置21aで加圧され流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22aを介して、熱媒体流量調整装置24aを通り、利用側熱交換器26aに流入する。そして、利用側熱交換器26aにおいて室内空気に熱を与え、室内機2が設置されている室内等の空調対象空間の暖房を行なう。また、第2熱媒体送出装置21bで加圧され流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22bを介して、熱媒体流量調整装置24bを通り、利用側熱交換器26bに流入する。そして、利用側熱交換器26bにおいて室内空気から吸熱し、室内機2が設置されている室内等の空調対象空間の冷房を行なう。
暖房運転に利用される熱媒体は、熱媒体流量調整装置24aの作用により、空調対象空間で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量だけが利用側熱交換器26aに流入する。そして、暖房運転を行なった熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23aを通って、第1熱媒体間熱交換器15aへ流入し、再び第1熱媒体送出装置21aへと吸い込まれる。
冷房運転に利用される熱媒体は、熱媒体流量調整装置24bの作用により、空調対象空間で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量だけが利用側熱交換器26bに流入する。そして、冷房運転を行なった熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23bを通って、第2熱媒体間熱交換器15bへ流入し、再び第2熱媒体送出装置21bへと吸い込まれる。
本実施の形態の熱媒体変換機3には、多数の第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、熱媒体流量調整装置24が設けられている。第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、熱媒体流量調整装置24をそれぞれ個別に配管接続した場合、配管の取り回しが複雑になり、熱媒体変換機3が大きくなってしまう。そこで、熱媒体変換機3では、各弁(第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24)を一つの塊(以下弁ブロックと呼ぶ)にし、配管の配置を簡素化することによって、熱媒体変換機3の小型化を図っている。ただし、各弁を弁ブロックとすることに限定するものではない(図15参照)。
図6は、空気調和装置100内における弁ブロックユニット300の概略構成を示す冷媒回路図である。図6に基づいて、弁ブロックユニット300の構成を説明する。本実施の形態では、熱媒体変換機3内の図6の破線で囲んだ部分をブロック化し、弁ブロックユニット300として構成している。
図6からも分かるように、弁ブロックユニット300は、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、熱媒体流量調整装置24、冷房行き主管307、暖房行き主管308、冷房戻り主管305、暖房戻り主管306、第1枝管301、及び、第2枝管302で構成されている。なお、冷房行き主管307、暖房行き主管308、冷房戻り主管305、暖房戻り主管306、第1枝管301、及び、第2枝管302のそれぞれは、上述した配管5の一部を構成するものである。また、第1枝管301は、負荷側(室内機2)へ熱媒体を導く流路を構成し、第2枝管302は、負荷側(室内機2)から熱媒体が戻ってくる流路を構成している。
図7は、弁ブロックユニット300の構造を詳細に示した斜視図である。図7に基づいて、弁ブロックユニット300の構成を更に詳細に説明する。図7に示す弁ブロックユニット300は、図7で示したように4つの弁ブロック350(弁ブロック350a〜弁ブロック350d)が連結されて、4つの室内機2に接続するようになっている。弁ブロック350は、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24を有しており、これで1分岐分を賄っていることになる。
つまり、図7では、実施の形態に係る弁ブロックユニット300が4分岐していることを図示している。また、各主管(冷房行き主管307、暖房行き主管308、冷房戻り主管305、及び、暖房戻り主管306)を連結手段320で連結している。なお、以下に説明する図8では、弁ブロックユニット300が8分岐している場合を例に示している。なお、第1熱媒体流路切替装置22は、図示省略の弁体回転手段及び弁体を少なくとも有している。第2熱媒体流路切替装置23も、図示省略の弁体回転手段及び弁体を少なくとも有している。熱媒体流量調整装置24も、図示省略の弁体回転手段及び弁体を少なくとも有している。
第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24に備えられる弁体回転手段としては、たとえばステッピングモーターを用い、図示省略の制御手段によってパルス信号を与えることによって駆動させることができる。なお、ステッピングモーターではなく、ギアドモーター等の他のモーターで弁体回転手段を構成してもよい。
図8は、弁ブロックユニット300を搭載した熱媒体変換機3の内部構造を示す概略図である。図8に基づいて、熱媒体変換機3の内部構造について説明する。図8では、弁ブロックユニット300が8分岐している場合を例に示している。また、図8の紙面手前側が熱媒体変換機3のサービス側(作業員が修理やメンテナンスを施す側)であるものとする。さらに、熱媒体変換機3の筐体600を併せて図示している。なお、筐体600については、図14で説明する。
この弁ブロックユニット300が搭載された熱媒体変換機3は、8台の室内機2に、それぞれ熱媒体を分岐させることができるようになっている。このように、熱媒体変換機3は、複数個の弁ブロック350を連結させて弁ブロックユニット300を構成することで、熱媒体を各室内機2に分岐及び合流させるための装置、配管を一体化して簡素化を図っている。また、熱媒体変換機3は、内部の配管位置等を工夫することで薄型化を実現している。
図8に示す熱媒体変換機3は、8台の熱媒体送出装置21を有している。8台の熱媒体送出装置21は、たとえば第1熱媒体間熱交換器15aで加熱された熱媒体を循環させる第1熱媒体送出装置21aが4台、第2熱媒体間熱交換器15bで冷却された熱媒体を循環させる第2熱媒体送出装置21bが4台、等として用いられている。なお、図8では、熱媒体変換機3に8台の弁ブロック350と、8台の熱媒体送出装置21を搭載している場合を例に示しているが、この数に限定するものではない。また、図8には示していないが、熱媒体変換機3には、気液分離器14や絞り装置16等、図4等において説明した装置、機器及び手段が搭載されているものとする。
図9及び図10は、図8に示した熱媒体送出装置21の部分を拡大して示す概略拡大図である。図9及び図10に基づいて、熱媒体変換機3内における熱媒体送出装置21の配置について説明する。なお、図9が熱媒体送出装置21の部分をサービス側から見た状態を示す図であり、図10が熱媒体送出装置21の部分をサービス側とは反対側から見た状態を示す図である。また、図9及び図10においては、熱媒体送出装置21が2台のみになっているが、トータル流量以外の機能はほぼ同じであるので、ここでは熱媒体送出装置21が2台の場合について説明する。
図9に示すように、第1熱媒体送出装置21a及び第1熱媒体送出装置21bは、固定板金700、固定板金701a及び固定板金701bで固定されるようになっている。固定板金701a及び固定板金701bは、固定板金700に設けられており、それぞれ第1熱媒体送出装置21a、第2熱媒体送出装置21bの側面の一部を固定するようになっている。固定板金700には第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bが挿通可能なスペースが形成されている。つまり、固定板金700のスペースに第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bが挿通され、固定板金701a及び固定板金701bで第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bの側面の一部が固定されるようになっている。
図10では、第1熱媒体送出装置21a、第2熱媒体送出装置21bのそれぞれの吸込側に熱媒体循環回路B内を流れる異物を捕捉するためのストレーナ704a、ストレーナ704bが設置されている状態を例に示している。また、図10には、第1熱媒体送出装置21a、第2熱媒体送出装置21bの交換を容易にするためのアダプター702a、アダプター702bを併せて示している。さらに、図10には、熱媒体送出装置21と配管とを接続し、熱媒体送出装置21と配管5とが水圧で離れないようにするための金具703も図示している。なお、アダプター702(アダプター702a、アダプター702b)については図13で詳細に説明する。
図9及び図10に示す固定板金700には、固定板金700を貫通させたスペース710が形成されている。このスペース710は、熱媒体送出装置21を増設(たとえば、図9及び図10に示す場合では2台から3台に増設)する際のスペースとして機能する。
図11は、配管5の接続部分を拡大して示す概略拡大図である。図11に基づいて、配管の一般的な接続の仕方について説明する。図11に示すように、配管(熱媒体送出装置に取り付けられている配管(たとえば、図12に示す吸引配管708や吐出配管709等)を含む)同士は、アダプター706によって接続される。このアダプター706には、2つのOリング(Oリング707a、Oリング707b)が取り付けられている。2つのOリングは、それぞれの配管の開口部近傍に設けられている。
したがって、配管の接続部分は、配管の内側に挿入されたアダプター706のOリング707a、Oリング707bによってシールされることになる。このように、アダプター706をOリング707a、Oリング707bを用いた構造としたことによって、熱媒体送出装置21の取り外しにハンダ付け及びロー付けが不要となる。したがって、容易に配管、熱媒体送出装置を取り外すことができる。
図12は、熱媒体送出装置21の外観を示す概略図である。図12に基づいて、一般的な構造の熱媒体送出装置21の着脱について説明する。図12(a)が熱媒体送出装置21を上側(吸引配管708が取り付けられている側)から見た状態を示す概略図を、図12(b)が熱媒体送出装置21を横側(吸引配管708及び吐出配管709が取り付けられている部分と略直交する側)から見た状態を示す概略図を、それぞれ示している。
熱媒体送出装置21には、熱媒体の吸込口となる吸引配管708、及び、熱媒体の吐出口となる吐出配管709が、設けられている。図12からも分かるように、一般的に市販されている熱媒体送出装置21では、吸込口と吐出口とは同じ向きではなく、吸込口の向き方向と吐出口の向き方向とが直交するように形成されている。
このような構造(吐出口の向き方向と吸込口の向き方向とが直交するような向きに形成されている)の熱媒体送出装置21を用いた場合、Oリング707a、Oリング707bが取り付けられたアダプター706で接続しても、アダプター706が配管(熱媒体送出装置21の吸引配管708、吐出配管709)に入れられているため、熱媒体送出装置21を簡単に取り外すことはできない。特に、熱媒体変換機3は、天井裏等に設置される場合が多く、上方向のサービス空間はほとんどないということになる。
図13は、アダプター702を取り付けた状態の熱媒体送出装置21の外観を示す概略図である。図13に基づいて、熱媒体送出装置21に取り付けられるアダプター702について説明する。図12で説明したように、設置された熱媒体変換機3の上方向にサービス空間がない場合は、交換部品(たとえば、熱媒体送出装置21や配管5)を熱媒体変換機3の横方向から着脱できる構造にする必要がある。
そこで、この実施の形態に係る熱媒体変換機3に搭載される熱媒体送出装置21は、アダプター702を略L字形状にすることによって、熱媒体変換機3の横方向から着脱できるようになっている。すなわち、アダプター702は、熱媒体の流路が略L字になっており、このアダプター702を熱媒体送出装置21に取り付けることによって、熱媒体送出装置21を熱媒体変換機3の一方向から着脱することが可能となる。実施の形態では、図8に示したように熱媒体送出装置21をサービス面側にすべて集約し、かつ、アダプター702を熱媒体送出装置21に取り付けるようにしている。こうすることによって、熱媒体送出装置21の着脱を容易にすることが可能となり、サービス性向上を図ることができる。
この実施の形態に係る熱媒体変換機3のように、熱媒体送出装置21を簡単に着脱できる構造にすることによって、熱媒体送出装置21を後から増設することも容易となる。熱媒体送出装置21は、固定板金700に形成したスペース710を介して増設可能になっている。すなわち、熱媒体変換機3を設置した後に、熱媒体送出装置21を容易に増設することができ、熱媒体循環回路Bの容量アップを容易に実現することができる。
図14は、熱媒体変換機3を収容する筐体の一例(以下、筐体600と称する)を説明するための説明図である。図14に基づいて、熱媒体変換機3の筐体600について説明する。熱媒体変換機3は、筐体600に収容されている。この筐体600は、第1筐体600aと、第2筐体600bと、を組み合わせて構成されている。熱媒体変換機3は、第1筐体600aに固定させており、取り外すことができないようになっている。一方、第2筐体600bは、通常、第1筐体600aにネジ止めされているが、ネジを外すことによって、図14に示す矢印の方向(サービス面側の方向、つまり略水平方向)にずらすこと(スライドさせること)ができるようになっている。
このため、第2筐体600bをサービス面側の方向にスライドさせて開閉を行ない、筐体600内の熱媒体変換機3をサービス面側に露出させることができる。筐体600を、第2筐体600bのスライドにより開閉できる構造にすることによって、たとえば天井裏等のように、高さ方向に対して制約が伴う狭い空間に熱媒体変換機3を設置したとしても、第2筐体600bを高さ方向以外の方向にスライドさせることで、第2筐体600bの取り外しを容易に行なうことができる。
そこで、この実施の形態に係る熱媒体変換機3においては、図8で説明した第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24の弁体回転手段を、熱媒体変換機3の第1筐体600aの側面(サービス面)から交換できるように、すべて一方向(サービス面側)を向くように集約させている。また、本実施の形態の熱媒体変換機3では、図8に示すように、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24の弁体回転手段、熱媒体送出装置21の制御装置(図示省略)についても、第2筐体600bをスライドさせる方向(サービス面側の方向、つまり略水平方向)を向くように集約させている。
ここで、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24の弁体回転手段は、図7に示すように、弁ブロック350の側面にネジ等で取り付けられている。たとえば、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24の弁体回転手段等が故障し、修理、部品交換等をするときは、作業員等が天井裏に顔と手を出してネジを外し、弁体回転手段を熱媒体変換機3から取り外すことができる。
また、修理、部品交換に係る手段、装置を熱媒体変換機3に取り付ける際も同様に行なうことができる。このように、熱媒体変換機3について、一方の面側(本実施の形態では1つの側面側(サービス面側))に、特に保守を行なう可能性が高いアクチュエーターのような手段を集約させることによって、部品の交換等を容易にすることができ、保守性(メンテナンス性)を大幅に向上させることができる。
このとき、第2筐体600bを、側面方向にスライドさせて筐体600を開閉できるようにしたので、たとえば高さ方向の狭い空間に邪魔されることなく、筐体600の開閉を行なうことができ、薄型化にしたことによるメリットを享受できる。また、弁ブロックユニット300自体も弁ブロック350を連結して構成しているため、たとえば機器の追加、削減等によって弁ブロック350の追加、取り外し等をする際も容易に行なうことができることになる。さらに、弁ブロック350について、主管等を一体化し、弁体回転手段をネジ止め等により構成したので、たとえば熱媒体変換機3を廃棄等する場合においても、分解等を容易に行なうことができる。
第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24が、利用側熱交換器26のそれぞれに対応して設けられている場合を例に説明したが、これに限るものではない。たとえば、1台の利用側熱交換器26に対し、それぞれを複数接続してもよい。このような場合には、同じ利用側熱交換器26に接続されている第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24を同じように動作させればよい。また、熱媒体間熱交換器15が2つ設けられている場合を例に説明したが、当然、個数を限るものではなく、熱媒体を冷却又は/及び加熱できるように構成すれば、図8に示したように3つ以上設けるようにしてもよい。
さらに、第3温度センサー33、及び、第4温度センサー34が熱媒体変換機3の内部に配置される場合について示したが、これらのうち一部あるいは全部を室内機2内に配置するようにしてもよい。これらを熱媒体変換機3内に配置すると、熱媒体側の弁やポンプ等を同じ筐体内に集められるため、メンテナンスが容易であるという利点がある。一方、これらを室内機2内に配置すると、従来の直膨式の室内機における膨張弁と同様に扱うことができるため扱いやすく、かつ利用側熱交換器26の近傍に設置されるため、延長配管の熱損失に影響されず、室内機2内の熱負荷の制御性がよいという利点がある。
図15は、熱媒体変換機3に搭載される各弁(第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24)の構成の一例を示す概略図である。図15に基づいて、熱媒体変換機3に搭載される各弁の構成例について説明する。図7では、各弁をブロック化した場合を例に説明したが、図15では、各弁をブロック化せずに熱媒体変換機3に搭載する場合を例に説明する。
図15では、第2熱媒体流路切替装置23と、第1熱媒体流路切替装置22及び熱媒体流量調整装置24と、が図4で示した回路図に併せて配管5に設けるようにしている。熱媒体変換機3には、図15に示すように、第2熱媒体流路切替装置23と、第1熱媒体流路切替装置22及び熱媒体流量調整装置24と、をそれぞれ別個に設けるようにしてもよい。図7で説明したように各弁をブロック化して熱媒体変換機3に搭載した方が熱媒体変換機3の小型化に寄与することになるが、汎用性を考慮してそれぞれ別個に設けるようにしてもよい。
図16は、図15で示した各弁を搭載した熱媒体変換機3を収容する筐体の他の一例(以下、筐体800と称する)を説明するための説明図である。図16に基づいて、熱媒体変換機3の筐体800について説明する。熱媒体変換機3は、筐体800に収容されている。この筐体800は、上部筐体800bと、下部筐体800cと、を組み合わせて構成されている。また、上部筐体800bには、この上部筐体800bの一部を構成する蓋体800aが着脱自在に設けられている。
熱媒体変換機3は、上部筐体800b及び下部筐体800cに固定させており、取り外すことができないようになっている。一方、蓋体800aは、通常、上部筐体800bにネジ等により止められているが、ネジ等を外すことによって、図16に示す矢印の方向(サービス面側の方向、つまり熱媒体変換機3に流出入する熱媒体の流れ方向と略直交する方向(たとえば、水平方向))にずらし(スライドし)、取り外すことができるようになっている。
このため、蓋体800aをサービス面側の方向に取り外し、筐体800内の熱媒体変換機3をサービス面側から上部にかけて露出させることができる。筐体800を、蓋体800aの取り外しができる構造にすることによって、たとえば天井裏等のように、高さ方向に対して制約が伴う狭い空間に熱媒体変換機3を設置したとしても、蓋体800aをサービス面側に取り外すことで、蓋体800aの取り外しを容易に行なうことができる。
そこで、この実施の形態に係る熱媒体変換機3においては、図8で説明した第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24を、熱媒体変換機3の筐体800の側面から交換できるように、すべて一方向(サービス面側)を向くように集約させている。このように、熱媒体変換機3について、一方の面側(本実施の形態では1つの側面側(サービス面側))に、特に保守を行なう可能性が高いアクチュエーターのような手段を集約させることによって、部品の交換等を容易にすることができ、保守性(メンテナンス性)を大幅に向上させることができる。
このとき、蓋体800aを、側面方向に取り外して筐体800を開閉できるようにしたので、たとえば高さ方向の狭い空間に邪魔されることなく、筐体800の開閉を行なうことができ、薄型化にしたことによるメリットを享受できる。
図17は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置(以下、空気調和装置100Aと称する)の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図17に基づいて、上述した熱媒体変換機3とは別の構成の熱媒体変換機(以下、熱媒体変換機3Aと称する)を搭載した空気調和装置100Aの詳しい回路構成について説明する。図17に示す空気調和装置100Aは、熱媒体変換機3Aの構成が上述の空気調和装置100の熱媒体変換機3の構成と相違している。
図17に示すように、空気調和装置100Aでは、室外機1と熱媒体変換機3Aとが、熱媒体変換機3Aに備えられている第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bを介して冷媒配管4で接続されている。また、空気調和装置100Aでは、熱媒体変換機3Aと室内機2とも、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bを介して配管5で接続されている。以下、上述した空気調和装置100の相違点を中心に説明する。
[熱媒体変換機3A]
熱媒体変換機3Aには、2つの熱媒体間熱交換器15と、2つの絞り装置16と、2つの開閉装置17と、2つの冷媒流路切替装置18と、2つの熱媒体送出装置21と、4つの第1熱媒体流路切替装置22と、4つの第2熱媒体流路切替装置23と、4つの熱媒体流量調整装置24と、が搭載されている。なお、熱媒体間熱交換器15、熱媒体送出装置21、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24については上述した通りなので説明を省略する。また、各種検出手段についても上述した通りなので省略する。
熱媒体変換機3Aには、2つの熱媒体間熱交換器15と、2つの絞り装置16と、2つの開閉装置17と、2つの冷媒流路切替装置18と、2つの熱媒体送出装置21と、4つの第1熱媒体流路切替装置22と、4つの第2熱媒体流路切替装置23と、4つの熱媒体流量調整装置24と、が搭載されている。なお、熱媒体間熱交換器15、熱媒体送出装置21、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24については上述した通りなので説明を省略する。また、各種検出手段についても上述した通りなので省略する。
2つの絞り装置16(絞り装置16f、絞り装置16g)は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置16fは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて第1熱媒体間熱交換器15aの上流側に設けられている。絞り装置16gは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて第2熱媒体間熱交換器15bの上流側に設けられている。2つの絞り装置16は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
2つの開閉装置17(開閉装置17a、開閉装置17b)は、二方弁等で構成されており、冷媒配管4を開閉するものである。開閉装置17aは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管4に設けられている。開閉装置17bは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管4を接続した配管に設けられている。
2つの冷媒流路切替装置18(冷媒流路切替装置18a、冷媒流路切替装置18b)は、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。冷媒流路切替装置18aは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて第1熱媒体間熱交換器15aの下流側に設けられている。冷媒流路切替装置18bは、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて第2熱媒体間熱交換器15bの下流側に設けられている。
空気調和装置100Aが実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置100Aは、各室内機2からの指示に基づいて、その室内機2で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置100Aは、室内機2の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機2のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。空気調和装置100Aが実行する運転モードには、駆動している室内機2の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機2の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。
[全冷房運転モード]
図18は、空気調和装置100Aの全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図18では、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図18では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の流れる配管を示している。また、図18では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図18は、空気調和装置100Aの全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図18では、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図18では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の流れる配管を示している。また、図18では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図18に示す全冷房運転モードの場合、室外機1では、四方弁11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機3Aでは、第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bを駆動させ、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bを開放し、熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを閉止し、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれと利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bとの間を熱媒体が循環するようにしている。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した高圧液冷媒は、逆止弁13aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した高圧液冷媒は、開閉装置17aを経由した後に分岐されて絞り装置16f及び絞り装置16gで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した高圧液冷媒は、逆止弁13aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した高圧液冷媒は、開閉装置17aを経由した後に分岐されて絞り装置16f及び絞り装置16gで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。
この二相冷媒は、蒸発器として作用する第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bから流出したガス冷媒は、冷媒流路切替装置18a及び冷媒流路切替装置18bを介して熱媒体変換機3Aから流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、逆止弁13dを通って、四方弁11及びアキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再度吸入される。
このとき、絞り装置16fは、第1熱媒体間熱交換器15aの流出入口で検出された温度との差として得られるスーパーヒート(過熱度)が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置16gは、第1冷媒温度センサー35cで検出された温度と第1冷媒温度センサー35dで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置17aは開、開閉装置17bは閉となっている。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体が第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行なう。
全冷房運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体が第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行なう。
それから、熱媒体は、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bから流出して熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22a及び第1熱媒体流路切替装置22bを通って、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bへ流入し、再び第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bへ吸い込まれる。
なお、利用側熱交換器26の配管5内では、第2熱媒体流路切替装置23から熱媒体流量調整装置24を経由して第1熱媒体流路切替装置22へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、第1温度センサー31aで検出された温度、あるいは、第1温度センサー31bで検出された温度と第2温度センサー32で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器15の出口温度は、第1温度センサー31aまたは第1温度センサー31bのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。このとき、第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23は、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。
全冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器26(サーモオフを含む)へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置24により流路を閉じて、利用側熱交換器26へ熱媒体が流れないようにする。図18においては、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器26c及び利用側熱交換器26dにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを全閉としている。そして、利用側熱交換器26cや利用側熱交換器26dから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置24cや熱媒体流量調整装置24dを開放し、熱媒体を循環させればよい。
[全暖房運転モード]
図19は、空気調和装置100Aの全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図19では、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図19では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の流れる配管を示している。また、図19では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図19は、空気調和装置100Aの全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図19では、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図19では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の流れる配管を示している。また、図19では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図19に示す全暖房運転モードの場合、室外機1では、四方弁11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに熱媒体変換機3Aへ流入させるように切り替える。熱媒体変換機3Aでは、第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bを駆動させ、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bを開放し、熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを閉止し、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれと利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bとの間を熱媒体が循環するようにしている。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、室外機1から流出する。室外機1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて冷媒流路切替装置18a及び冷媒流路切替装置18bを通って、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、室外機1から流出する。室外機1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて冷媒流路切替装置18a及び冷媒流路切替装置18bを通って、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入する。
第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16f及び絞り装置16gで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置17bを通って、熱媒体変換機3Aから流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、第2接続配管4bを導通し、逆止弁13cを通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。
そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、四方弁11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
このとき、絞り装置16fは、圧力センサー36で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第1冷媒温度センサー35bで検出された温度との差として得られるサブクール(過冷却度)が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置16gは、圧力センサー36で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第1冷媒温度センサー35dで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置17aは閉、開閉装置17bは開となっている。なお、熱媒体間熱交換器15の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を圧力センサー36の代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体が第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
全暖房運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体が第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
それから、熱媒体は、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bから流出して熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22a及び第1熱媒体流路切替装置22bを通って、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bへ流入し、再び第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bへ吸い込まれる。
なお、利用側熱交換器26の配管5内では、第2熱媒体流路切替装置23から熱媒体流量調整装置24を経由して第1熱媒体流路切替装置22へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、第1温度センサー31aで検出された温度、あるいは、第1温度センサー31bで検出された温度と第2温度センサー32で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器15の出口温度は、第1温度センサー31aまたは第1温度センサー31bのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
このとき、第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23は、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。また、本来、利用側熱交換器26は、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器26の入口側の熱媒体温度は、第1温度センサー31bで検出された温度とほとんど同じ温度であり、第1温度センサー31bを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
全暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器26(サーモオフを含む)へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置24により流路を閉じて、利用側熱交換器26へ熱媒体が流れないようにする。図19においては、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器26c及び利用側熱交換器26dにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを全閉としている。そして、利用側熱交換器26cや利用側熱交換器26dから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置24cや熱媒体流量調整装置24dを開放し、熱媒体を循環させればよい。
[冷房主体運転モード]
図20は、空気調和装置100Aの冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図20では、利用側熱交換器26aで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図20では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示している。また、図20では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図20は、空気調和装置100Aの冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図20では、利用側熱交換器26aで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図20では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示している。また、図20では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図20に示す冷房主体運転モードの場合、室外機1では、四方弁11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機3Aでは、第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bを駆動させ、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bを開放し、熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを閉止し、第1熱媒体間熱交換器15aと利用側熱交換器26aとの間を、第2熱媒体間熱交換器15bと利用側熱交換器26bとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した二相冷媒は、逆止弁13aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した二相冷媒は、第2冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した二相冷媒は、逆止弁13aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した二相冷媒は、第2冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。
第2熱媒体間熱交換器15bに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。第2熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16gで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置16fを介して蒸発器として作用する第1熱媒体間熱交換器15aに流入する。第1熱媒体間熱交換器15aに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1熱媒体間熱交換器15aから流出し、第2冷媒流路切替装置18aを介して熱媒体変換機3Aから流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、逆止弁13dを通って、四方弁11及びアキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再度吸入される。
このとき、絞り装置16gは、第1冷媒温度センサー35aで検出された温度と第1冷媒温度センサー35bで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置16fは全開、開閉装置17aは閉、開閉装置17bは閉となっている。なお、絞り装置16gは、圧力センサー36で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第1冷媒温度センサー35dで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置16gを全開とし、絞り装置16fでスーパーヒートまたはサブクールを制御するようにしてもよい。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、第2熱媒体間熱交換器15bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体が第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体が第1熱媒体送出装置21aによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。
冷房主体運転モードでは、第2熱媒体間熱交換器15bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体が第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体が第1熱媒体送出装置21aによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。
利用側熱交換器26bでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。また、利用側熱交換器26aでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入するようになっている。利用側熱交換器26bを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置24b及び第1熱媒体流路切替装置22bを通って、第2熱媒体間熱交換器15bへ流入し、再び第2熱媒体送出装置21bへ吸い込まれる。利用側熱交換器26aを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置24a及び第1熱媒体流路切替装置22aを通って、第1熱媒体間熱交換器15aへ流入し、再び第1熱媒体送出装置21aへ吸い込まれる。
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器26へ導入される。なお、利用側熱交換器26の配管5内では、暖房側、冷房側ともに、第2熱媒体流路切替装置23から熱媒体流量調整装置24を経由して第1熱媒体流路切替装置22へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第1温度センサー31bで検出された温度と第2温度センサー32で検出された温度との差を、冷房側においては第2温度センサー32で検出された温度と第1温度センサー31aで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。
冷房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器26(サーモオフを含む)へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置24により流路を閉じて、利用側熱交換器26へ熱媒体が流れないようにする。図20においては、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器26c及び利用側熱交換器26dにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを全閉としている。そして、利用側熱交換器26cや利用側熱交換器26dから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置24cや熱媒体流量調整装置24dを開放し、熱媒体を循環させればよい。
[暖房主体運転モード]
図21は、空気調和装置100Aの暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図21では、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図21では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示している。また、図21では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図21は、空気調和装置100Aの暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図21では、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図21では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示している。また、図21では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
図21に示す暖房主体運転モードの場合、室外機1では、四方弁11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに熱媒体変換機3Aへ流入させるように切り替える。熱媒体変換機3Aでは、第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bを駆動させ、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bを開放し、熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを閉止し、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれと利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bとの間を熱媒体が循環するようにしている。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、室外機1から流出する。室外機1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、室外機1から流出する。室外機1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3Aに流入する。熱媒体変換機3Aに流入した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。
第2熱媒体間熱交換器15bに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。第2熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16gで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置16fを介して蒸発器として作用する第1熱媒体間熱交換器15aに流入する。第1熱媒体間熱交換器15aに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、第1熱媒体間熱交換器15aから流出し、第2冷媒流路切替装置18aを介して熱媒体変換機3Aから流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。
室外機1に流入した冷媒は、逆止弁13cを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、四方弁11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
このとき、絞り装置16gは、圧力センサー36で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第1冷媒温度センサー35bで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置16fは全開、開閉装置17aは閉、開閉装置17bは閉となっている。なお、絞り装置16gを全開とし、絞り装置16fでサブクールを制御するようにしてもよい。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房主体運転モードでは、第2熱媒体間熱交換器15bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体が第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体が第1熱媒体送出装置21aによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。
暖房主体運転モードでは、第2熱媒体間熱交換器15bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体が第2熱媒体送出装置21bによって配管5内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、第1熱媒体間熱交換器15aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体が第1熱媒体送出装置21aによって配管5内を流動させられることになる。第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23a及び第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入する。
利用側熱交換器26bでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行なう。また、利用側熱交換器26aでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置24a及び熱媒体流量調整装置24bの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置24bから流出した冷たい熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22bを通って、第1熱媒体間熱交換器15aに流入し、再び第1熱媒体送出装置21aへ吸い込まれる。熱媒体流量調整装置24aから流出した暖かい熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置22aを通って、第2熱媒体間熱交換器15bへ流入し、再び第2熱媒体送出装置21bへ吸い込まれる。
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器26へ導入される。なお、利用側熱交換器26の配管5内では、暖房側、冷房側ともに、第2熱媒体流路切替装置23から熱媒体流量調整装置24を経由して第1熱媒体流路切替装置22へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第1温度センサー31bで検出された温度と第2温度センサー32で検出された温度との差を、冷房側においては第2温度センサー32で検出された温度と第1温度センサー31aで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。
暖房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器26(サーモオフを含む)へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置24により流路を閉じて、利用側熱交換器26へ熱媒体が流れないようにする。図21においては、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器26c及び利用側熱交換器26dにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置24c及び熱媒体流量調整装置24dを全閉としている。そして、利用側熱交換器26cや利用側熱交換器26dから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置24cや熱媒体流量調整装置24dを開放し、熱媒体を循環させればよい。
空気調和装置100(空気調和装置100Aを含む)では、利用側熱交換器26にて暖房負荷または冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23を中間の開度にし、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bの双方を暖房運転または冷房運転に使用することができるため、伝熱面積が大きくなり、効率のよい暖房運転または冷房運転を行なうことができる。
また、利用側熱交換器26にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行なっている利用側熱交換器26に対応する第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23を加熱用の第1熱媒体間熱交換器15bに接続される流路へ切り替え、冷房運転を行なっている利用側熱交換器26に対応する第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23を冷却用の第1熱媒体間熱交換器15aに接続される流路へ切り替えることにより、各室内機2にて、暖房運転、冷房運転を自由に行なうことができる。
さらに、本実施の形態に係る空気調和装置は、図22に示すような室外機(以下、室外機1Bと称する)と熱媒体変換機(以下、熱媒体変換機3Bと称する)とを3本の冷媒配管4(冷媒配管4(1)、冷媒配管4(2)、冷媒配管4(3))で接続するような構成のもの(以下、空気調和装置100Bと称する)でもよい。この空気調和装置100Bも、室内機2の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機2のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。また、熱媒体変換機3B内における冷媒配管4(2)には、冷房主体運転モード時の高圧液合流のための絞り装置16h(たとえば電子式膨張弁等)が設けられている。
空気調和装置100Bの基本的な構成については、空気調和装置100又は空気調和装置100Aと同様であるが、室外機1B及び熱媒体変換機3Bの構成が若干異なっている。室外機1Bには、圧縮機10、熱源側熱交換器12、アキュムレーター19、2つの流路切替部(流路切替部41及び流路切替部42)が搭載されている。熱媒体変換機3Bでは、開閉装置17a及び冷媒配管4(2)を分岐させて冷媒流路切替装置18bと接続させた冷媒配管を設けておらず、代わりに開閉装置17c及び開閉装置17dを設けるとともに、開閉装置17bが設けられている分岐配管を冷媒配管4(3)に接続するようにしている。また、熱媒体変換機3Bには、冷媒配管4(1)及び冷媒配管4(2)を接続する分岐配管と、開閉装置17eと、開閉装置17fと、が設けられている。
冷媒配管4(3)は、圧縮機10の吐出配管と熱媒体変換機3Bとを接続している。2つの流路切替部は、二方弁等で構成されており、冷媒配管4を開閉するものである。流路切替部41は、圧縮機10の吸入配管と熱源側熱交換器12との間に設けられており、開閉が制御されることで、熱源機冷媒の流れを切り替えるものである。流路切替部42は、圧縮機10の吐出配管と熱源側熱交換器12との間に設けられており、開閉が制御されることで、熱源機冷媒の流れを切り替えるものである。
開閉装置17c〜開閉装置17fは、二方弁等で構成されており、冷媒配管4を開閉するものである。開閉装置17cは、熱媒体変換機3B内における冷媒配管4(3)に設けられており、冷媒配管4(3)を開閉するものである。開閉装置17dは、熱媒体変換機3B内における冷媒配管4(2)に設けられており、冷媒配管4(2)を開閉するものである。開閉装置17eは、熱媒体変換機3B内における冷媒配管4(1)に設けられており、冷媒配管4(1)を開閉するものである。開閉装置17fは、熱媒体変換機3B内において冷媒配管4(1)と冷媒配管4(2)とを接続する分岐配管に設けられており、この分岐配管を開閉するものである。開閉装置17e及び開閉装置17fによって、室外機1Bの熱源側熱交換器12に冷媒を流入させることを可能にしている。
以下、図22に基づいて空気調和装置100Bが実行する各運転モードについて簡単に説明する。なお、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについては空気調和装置100と同様であるため説明を省略する。
[全冷房運転モード]
この全冷房運転モードでは、流路切替部41が閉、流路切替部42が開、開閉装置17bが閉、開閉装置17cが閉、開閉装置17dが開、開閉装置17eが開、開閉装置17fが閉に制御される。
この全冷房運転モードでは、流路切替部41が閉、流路切替部42が開、開閉装置17bが閉、開閉装置17cが閉、開閉装置17dが開、開閉装置17eが開、開閉装置17fが閉に制御される。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒の全部が、流路切替部42を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した高圧液冷媒は、冷媒配管4(2)を通って熱媒体変換機3Bに流入する。熱媒体変換機3Bに流入した高圧液冷媒は、分岐されて絞り装置16f及び絞り装置16gで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。
この二相冷媒は、蒸発器として作用する第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bから流出したガス冷媒は、冷媒流路切替装置18a及び冷媒流路切替装置18bを介してから合流し、開閉装置17eを通って熱媒体変換機3Bから流出し、冷媒配管4(1)を通って再び室外機1Bへ流入する。室外機1Bに流入した冷媒は、アキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再度吸入される。
[全暖房運転モード]
この全暖房運転モードでは、流路切替部41が開、流路切替部42が閉、開閉装置17bが閉、開閉装置17cが開、開閉装置17dが開、開閉装置17eが閉、開閉装置17fが閉に制御される。
この全暖房運転モードでは、流路切替部41が開、流路切替部42が閉、開閉装置17bが閉、開閉装置17cが開、開閉装置17dが開、開閉装置17eが閉、開閉装置17fが閉に制御される。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒の全部が、冷媒配管4(3)を通過し、室外機1Bから流出する。室外機1Bから流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4(3)を通って熱媒体変換機3Bに流入する。熱媒体変換機3Bに流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて冷媒流路切替装置18a及び冷媒流路切替装置18bを通って、第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入する。
第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器15a及び第2熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16f及び絞り装置16gで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置17dを通って、熱媒体変換機3Bから流出し、冷媒配管4(2)を通って再び室外機1Bへ流入する。
室外機1Bに流入した冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、流路切替部41及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
[冷房主体運転モード]
ここでは、利用側熱交換器26aで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、冷房主体運転モードでは、流路切替部41が閉、流路切替部42が開、開閉装置17bが開、開閉装置17cが閉、開閉装置17dが閉、開閉装置17eが開、開閉装置17fが閉に制御される。
ここでは、利用側熱交換器26aで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、冷房主体運転モードでは、流路切替部41が閉、流路切替部42が開、開閉装置17bが開、開閉装置17cが閉、開閉装置17dが閉、開閉装置17eが開、開閉装置17fが閉に制御される。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒の全部が、流路切替部42を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した二相冷媒は、冷媒配管4(2)を通って熱媒体変換機3Bに流入する。熱媒体変換機3Bに流入した二相冷媒は、開閉装置17b及び冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。
第2熱媒体間熱交換器15bに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。第2熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16gで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置16fを介して蒸発器として作用する第1熱媒体間熱交換器15aに流入する。第1熱媒体間熱交換器15aに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1熱媒体間熱交換器15aから流出し、第2冷媒流路切替装置18a及び開閉装置17eを介して熱媒体変換機3Bから流出し、冷媒配管4(1)を通って再び室外機1Bへ流入する。室外機1Bに流入した冷媒は、アキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再度吸入される。
[暖房主体運転モード]
ここでは、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、暖房主体運転モードでは、流路切替部41が開、流路切替部42が閉、開閉装置17bが閉、開閉装置17cが開、開閉装置17dが閉、開閉装置17eが閉、開閉装置17fが開に制御される。
ここでは、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、暖房主体運転モードでは、流路切替部41が開、流路切替部42が閉、開閉装置17bが閉、開閉装置17cが開、開閉装置17dが閉、開閉装置17eが閉、開閉装置17fが開に制御される。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒の全部が、冷媒配管4(3)を通過し、室外機1Bから流出する。室外機1Bから流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4(3)を通って熱媒体変換機3Bに流入する。熱媒体変換機3Bに流入した高温・高圧のガス冷媒は、開閉装置17c及び冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する第2熱媒体間熱交換器15bに流入する。
第2熱媒体間熱交換器15bに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。第2熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16gで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置16fを介して蒸発器として作用する第1熱媒体間熱交換器15aに流入する。第1熱媒体間熱交換器15aに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、第1熱媒体間熱交換器15aから流出し、第2冷媒流路切替装置18a及び開閉装置17fを介して熱媒体変換機3Bから流出し、冷媒配管4(2)を通って再び室外機1Bへ流入する。
室外機1Bに流入した冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、流路切替部41及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
なお、実施の形態で説明した第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを2つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の二方流路の流量を変化させられるものを2つ組み合わせる等して第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、実施の形態では、熱媒体流量調整装置24がステッピングモーター駆動式の二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁として利用側熱交換器26をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。
熱源側冷媒としては、たとえばR−22、R−134a等の単一冷媒、R−410A、R−404A等の擬似共沸混合冷媒、R−407C等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、CF3 CF=CH2 等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、あるいはCO2 やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。加熱用として動作している熱媒体間熱交換器15aまたは熱媒体間熱交換器15bにおいて、通常の二相変化を行う冷媒は、凝縮液化し、CO2 等の超臨界状態となる冷媒は、超臨界の状態で冷却されるが、どちらでも、その他は同じ動きをし、同様の効果を奏する。
熱媒体としては、たとえばブライン(不凍液)や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置100(以下、空気調和装置100A、空気調和装置100Bも含んでいるものとする)においては、熱媒体が室内機2を介して室内空間7に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。
実施の形態では、空気調和装置100にアキュムレーター19を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター19を設けなくてもよい。また、実施の形態では、空気調和装置100に逆止弁13a〜逆止弁13dがある場合を例に説明したが、これらも必須の部品ではない。したがって、アキュムレーター19や逆止弁13a〜逆止弁13dを設けなくても、同様の動作をし、同様の効果を奏することは言うまでもない。
また、一般的に、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器26には、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。たとえば、利用側熱交換器26としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、熱源側熱交換器12としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものを用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器26としては、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。また、利用側熱交換器26の個数を特に限定するものではない。
実施の形態では、第1熱媒体流路切替装置22、第2熱媒体流路切替装置23、及び、熱媒体流量調整装置24が、各利用側熱交換器26にそれぞれ1つずつ接続されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、1つの利用側熱交換器26に対し、それぞれが複数接続されていてもよい。この場合には、同じ利用側熱交換器26に接続されている、第1熱媒体流路切替装置、第2熱媒体流路開閉装置、熱媒体流量調整装置を同じように動作させればよい。
また、実施の形態では、熱媒体間熱交換器15が2つある場合を例に説明したが、当然、これに限るものではない。熱媒体を冷却または/および加熱できるように構成すれば、熱媒体間熱交換器15をいくつ設置してもよい。さらに、第1熱媒体送出装置21a及び第2熱媒体送出装置21bは、それぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて使用してもよい。
1 室外機、1B 室外機、2 室内機、2a 室内機、2b 室内機、2c 室内機、2d 室内機、3 熱媒体変換機、3A 熱媒体変換機、3B 熱媒体変換機、3a 親熱媒体変換機、3b 子熱媒体変換機、4 冷媒配管、4a 第1接続配管、4b 第2接続配管、5 配管、5a 配管、5b 配管、6 室外空間、7 室内空間、8 空間、9 建物、10 圧縮機、11 四方弁、12 熱源側熱交換器、13a 逆止弁、13b 逆止弁、13c 逆止弁、13d 逆止弁、14 気液分離器、15 熱媒体間熱交換器、15a 第1熱媒体間熱交換器、15b 第2熱媒体間熱交換器、16 絞り装置、16a 絞り装置、16b 絞り装置、16c 絞り装置、16d 絞り装置、16e 絞り装置、16f 絞り装置、16g 絞り装置、16h 絞り装置、17 開閉装置、17a 開閉装置、17b 開閉装置、17c 開閉装置、17d 開閉装置、17e 開閉装置、17f 開閉装置、18 冷媒流路切替装置、18a 冷媒流路切替装置、18b 冷媒流路切替装置、19 アキュムレーター、21 熱媒体送出装置、21a 第1熱媒体送出装置、21b 第2熱媒体送出装置、22 第1熱媒体流路切替装置、22a 第1熱媒体流路切替装置、22b 第1熱媒体流路切替装置、22c 第1熱媒体流路切替装置、22d 第1熱媒体流路切替装置、23 第2熱媒体流路切替装置、23a 第2熱媒体流路切替装置、23b 第2熱媒体流路切替装置、23c 第2熱媒体流路切替装置、23d 第2熱媒体流路切替装置、24 熱媒体流量調整装置、24a 熱媒体流量調整装置、24b 熱媒体流量調整装置、24c 熱媒体流量調整装置、24d 熱媒体流量調整装置、26 利用側熱交換器、26a 利用側熱交換器、26b 利用側熱交換器、26c 利用側熱交換器、26d 利用側熱交換器、31 第1温度センサー、31a 第1温度センサー、31b 第1温度センサー、32 第2温度センサー、32a 第2温度センサー、32b 第2温度センサー、33 第3温度センサー、33a 第3温度センサー、33b 第3温度センサー、33c 第3温度センサー、33d 第3温度センサー、34 第4温度センサー、34a 第4温度センサー、34b 第4温度センサー、34c 第4温度センサー、34d 第4温度センサー、35 第1冷媒温度センサー、35a 第1冷媒温度センサー、35b 第1冷媒温度センサー、35c 第1冷媒温度センサー、35d 第1冷媒温度センサー、36 圧力センサー、37 第2冷媒温度センサー、38 冷媒温度検出手段、41 流路切替部、42 流路切替部、100 空気調和装置、100A 空気調和装置、100B 空気調和装置、300 弁ブロックユニット、301 第1枝管、302 第2枝管、305 冷房戻り主管、306 暖房戻り主管、307 冷房行き主管、308 暖房行き主管、320 連結手段、350 弁ブロック、350a 弁ブロック、350b 弁ブロック、350c 弁ブロック、350d 弁ブロック、600 筐体、600a 第1筐体、600b 第2筐体、700 固定板金、701a 固定板金、701b 固定板金、702 アダプター、702a アダプター、702b アダプター、703 金具、704a ストレーナ、704b ストレーナ、706 アダプター、707a Oリング、707b Oリング、708 吸引配管、709 吐出配管、710 スペース、800 筐体、800a 蓋体、800b 上部筐体、800c 下部筐体、A 冷媒循環回路、B 熱媒体循環回路。
本発明に係る熱媒体変換機は、圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、及び、複数の熱媒体間熱交換器の冷媒流路側が接続されて熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路を形成し、複数の熱媒体送出装置、複数の熱媒体流路切替装置、複数の利用側熱交換器、及び、前記複数の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路側が接続されて熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を形成した空気調和装置の一部を構成した熱媒体変換機であって、前記熱媒体変換機は、前記熱媒体間熱交換器で前記熱源側冷媒と前記熱媒体とを熱交換させるものであり、前記複数の絞り装置、前記複数の熱媒体間熱交換器、前記複数の熱媒体送出装置、前記複数の熱媒体流量調整装置、及び、前記複数の熱媒体流路切替装置が同一筐体に収容されており、前記熱媒体循環回路を構成している部品のうち修理又はメンテナンスを予定している異なる複数の部品が、前記筐体の同じ方向にあるサービス面側に並べられ、前記サービス面側から着脱可能に設置されているものである。
Claims (5)
- 圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、複数の熱媒体間熱交換器、複数の熱媒体送出装置、複数の熱媒体流路切替装置、複数の熱媒体流量調整装置、及び、複数の利用側熱交換器を少なくとも備えた空気調和装置の一部を構成する熱媒体変換機であって、
前記複数の絞り装置、前記複数の熱媒体間熱交換器、前記複数の熱媒体送出装置、前記複数の熱媒体流量調整装置、及び、前記複数の熱媒体流路切替装置が筐体に収容されており、
前記熱媒体送出装置、前記熱媒体流量調整装置及び前記熱媒体流路切替装置を前記筐体の所定の面側から着脱可能に設置している
ことを特徴とする熱媒体変換機。 - 前記熱媒体送出装置及び前記熱媒体流路切替装置を略水平方向に着脱可能に設置している
ことを特徴とする請求項1に記載の熱媒体変換機。 - 前記熱媒体送出装置の熱媒体の吐出側に略L字型のアダプターを設け、
前記熱媒体送出装置の熱媒体の吸入方向と吐出方向と同一方向に向けている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の熱媒体変換機。 - 前記熱媒体変換機に熱媒体の流量を調整する複数の熱媒体流量調整装置を略水平方向に着脱可能に設置している
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱媒体変換機。 - 前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱媒体変換機を備え、
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記複数の絞り装置、及び、前記複数の熱媒体間熱交換器が接続されて熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路が形成され、
前記複数の熱媒体送出装置、前記複数の熱媒体流路切替装置、前記複数の利用側熱交換器、及び、前記複数の熱媒体間熱交換器が接続されて熱媒体を循環させる熱媒体循環回路が形成され、
前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器を室外機に収容し、
前記利用側熱交換器を室内機に収容している
ことを特徴とする空気調和装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2009/067978 WO2011048646A1 (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 熱媒体変換機及び空気調和装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011048646A1 true JPWO2011048646A1 (ja) | 2013-03-07 |
Family
ID=43899900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011537031A Pending JPWO2011048646A1 (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 熱媒体変換機及び空気調和装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8869549B2 (ja) |
EP (1) | EP2492611B1 (ja) |
JP (1) | JPWO2011048646A1 (ja) |
CN (1) | CN102575880B (ja) |
ES (1) | ES2810011T3 (ja) |
WO (1) | WO2011048646A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9766000B2 (en) * | 2012-03-09 | 2017-09-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Flow switching device and air-conditioning apparatus including the same |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5627542B2 (ja) * | 2011-06-29 | 2014-11-19 | 三菱電機株式会社 | 熱媒体変換装置 |
JP6155907B2 (ja) * | 2012-08-28 | 2017-07-05 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP5983187B2 (ja) * | 2012-08-28 | 2016-08-31 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
WO2014057550A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2014-04-17 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
EP2927612B1 (en) * | 2012-11-30 | 2021-06-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioning device |
US10408477B2 (en) | 2012-11-30 | 2019-09-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning apparatus |
WO2014137971A2 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-12 | Johnson Controls Technology Company | Outside air handling unit |
JP2016003828A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
EP3171097B1 (en) * | 2014-07-18 | 2019-11-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner |
US10337626B2 (en) | 2014-07-18 | 2019-07-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Heating medium channel switching device, and air conditioning device including the heating medium channel switching device |
CN106574731B (zh) | 2014-08-22 | 2019-12-10 | 三菱电机株式会社 | 复合阀 |
KR102274537B1 (ko) * | 2014-10-29 | 2021-07-07 | 삼성전자주식회사 | 공조기기 |
CN104748261B (zh) * | 2015-03-31 | 2019-12-03 | 广东美的暖通设备有限公司 | 多联机系统 |
EP3650769B1 (en) * | 2017-07-04 | 2021-10-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat exchange unit for air conditioning device and air conditioning device |
WO2020039490A1 (ja) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 三菱電機株式会社 | 流量調整装置、室内機及び空気調和装置 |
WO2021140622A1 (ja) * | 2020-01-09 | 2021-07-15 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0611203A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和装置 |
JPH07158912A (ja) * | 1993-12-02 | 1995-06-20 | Nishiyodo Kuuchiyouki Kk | 冷暖房・給湯用熱源システム |
JP2002106995A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Hitachi Ltd | 空気調和機 |
JP2003343936A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
JP2004226015A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷温水供給システム |
JP2009109122A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Daikin Ind Ltd | 調湿装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4596123A (en) * | 1982-02-25 | 1986-06-24 | Cooperman Curtis L | Frost-resistant year-round heat pump |
JP2705031B2 (ja) * | 1989-06-13 | 1998-01-26 | 松下冷機株式会社 | 多室式空気調和機 |
US5070703A (en) * | 1990-02-06 | 1991-12-10 | Battelle Memorial Institute | Hybrid air conditioning system integration |
US5058394A (en) * | 1990-02-06 | 1991-10-22 | Battelle Memorial Institute | Hybrid air conditioning system subsystem integration |
JPH05280818A (ja) | 1992-04-01 | 1993-10-29 | Matsushita Refrig Co Ltd | 多室冷暖房装置 |
JP2001289465A (ja) | 2000-04-11 | 2001-10-19 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
JP2005140444A (ja) | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機およびその制御方法 |
KR100550576B1 (ko) * | 2004-08-17 | 2006-02-10 | 엘지전자 주식회사 | 제습기를 갖는 발전 공조 시스템 |
EP1816416B1 (en) * | 2004-11-25 | 2019-06-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Air conditioner |
JP4592617B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2010-12-01 | 三洋電機株式会社 | 冷却加熱装置 |
-
2009
- 2009-10-19 US US13/394,707 patent/US8869549B2/en active Active
- 2009-10-19 CN CN200980162016.XA patent/CN102575880B/zh active Active
- 2009-10-19 ES ES09850544T patent/ES2810011T3/es active Active
- 2009-10-19 WO PCT/JP2009/067978 patent/WO2011048646A1/ja active Application Filing
- 2009-10-19 JP JP2011537031A patent/JPWO2011048646A1/ja active Pending
- 2009-10-19 EP EP09850544.9A patent/EP2492611B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0611203A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和装置 |
JPH07158912A (ja) * | 1993-12-02 | 1995-06-20 | Nishiyodo Kuuchiyouki Kk | 冷暖房・給湯用熱源システム |
JP2002106995A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Hitachi Ltd | 空気調和機 |
JP2003343936A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
JP2004226015A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷温水供給システム |
JP2009109122A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Daikin Ind Ltd | 調湿装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9766000B2 (en) * | 2012-03-09 | 2017-09-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Flow switching device and air-conditioning apparatus including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102575880A (zh) | 2012-07-11 |
WO2011048646A1 (ja) | 2011-04-28 |
CN102575880B (zh) | 2015-03-25 |
EP2492611B1 (en) | 2020-07-15 |
US20120180515A1 (en) | 2012-07-19 |
ES2810011T3 (es) | 2021-03-08 |
EP2492611A4 (en) | 2018-07-11 |
EP2492611A1 (en) | 2012-08-29 |
US8869549B2 (en) | 2014-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011048646A1 (ja) | 熱媒体変換機及び空気調和装置 | |
JP5188629B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5279919B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5377653B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5236080B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2012070083A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5328933B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5511838B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2011030429A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5420057B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JPWO2014128970A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5312606B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2011099067A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP5752135B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2012049704A1 (ja) | 熱媒体変換機及びそれを搭載した空気調和装置 | |
JP5312681B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2011052050A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2014089042A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP6062030B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2011030420A1 (ja) | 空気調和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130813 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140225 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140708 |