CN102762932A - 空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能谋求节能化的空调装置。空调装置(100)将收容压缩机(10)和热源侧热交换器(12)的第一壳体(室外机(1))、收容热介质间热交换器(15)、节流装置(16)和泵(21)的第二壳体(热介质变换机(3))、收容第一热介质流路切换装置(22)、第二热介质流路切换装置(23)和热介质流量调整装置(25)的第三壳体(热介质调整器(14))、和收容利用侧热交换器(26)的第四壳体(室内机(2))分别形成为不同个体。
Description
技术领域
本发明涉及例如应用于大厦用多联空调等的空调装置。
背景技术
在大厦用多联空调等的空调装置中,例如使制冷剂在作为配置于建筑物外的热源机的室外机与配置在建筑物的室内的室内机之间循环。并且,利用通过制冷剂散热或吸热而加热或冷却了的空气,进行空调对象空间的制冷或制热。作为制冷剂,多使用例如HFC(氢氟碳化合物)系制冷剂。此外,也提出有使用二氧化碳(CO2)等自然制冷剂的方案。
此外,在被称为冷却器的空调装置中,在配置于建筑物外的热源机中生成低温热量或高温热量。并且,在配置于室外机内的热交换器中加热或冷却水、防冻液等,并将其输送到作为室内机的风机-盘管空调机、暖气片等,执行制冷或制热(例如参照专利文献1)。
此外,也存在被称为排热回收型冷却器的热源侧热交换器,即,在热源机与室内机之间连接4根水配管,同时供给冷却、加热了的水等,并在室内机中能够自由地选择制冷或制热(例如参照专利文献2)。
此外,也存在将1次制冷剂和2次制冷剂的热交换器配置在各室内机的附近,并向室内机输送2次制冷剂地构成的空调装置(例如参照专利文献3)。
此外,也存在用2根配管在具有室外机和热交换器的分支单元之间连接,并向室内机输送2次制冷剂地构成的空调装置(例如参照专利文献4)。
专利文献1:日本特开2005-140444号公报(第4页、图1等)
专利文献2:日本特开平5-280818号公报(第4、5页、图1等)
专利文献3:日本特开2001-289465号公报(第5~8页、图1、图2等)
专利文献4:日本特开2003-343936号公报(第5页、图1)
发明内容
在以往的大厦用多联空调等空调装置中,由于使制冷剂循环直到室内机,所以有制冷剂泄漏到室内等的可能性。另一方面,在如专利文献1和专利文献2记载那样的空调装置中,制冷剂不通过室内机。但是,在如专利文献1和专利文献2记载那样的空调装置中,需要在建筑物外的热源机中加热或冷却热介质并向室内机侧输送。因此,热介质的循环路径变长。在这里,通过热介质欲输送要进行规定的加热或冷却的工作的热量时,由输送动力等产生的能量的消耗量高于制冷剂。因此,若循环路径变长,则输送动力变得非常大。由此可知,在空调装置中,若能良好地控制热介质的循环,则能谋求节能化。
在专利文献2记载那样的空调装置中,为了使每个室内机能选择制冷或制热,从室外侧到室内不得不连接4根配管,施工性变差。在专利文献3记载的空调装置中,由于需要在室内机中单独具有泵等2次介质循环部件,所以不仅成为高价的***,而且噪声也大,不实用。除此之外,由于热交换器位于室内机的附近,所以无法排除制冷剂在靠近室内的场所泄漏这样的危险性。
在专利文献4记载那样的空调装置中,由于热交换后的1次制冷剂流入与热交换前的1次制冷剂相同的流路,所以在连接有多个室内机的情况下,在各室内机中无法发挥最大能力,成为能量浪费的结构。此外,由于分支单元和延长配管的连接由2根制冷配管、2根制热配管合计4根配管进行,所以结果成为与室外机和分支单元由4根配管连接的***类似的结构,成为施工性差的***。
本发明是为了解决上述的课题而提出的,提供一种能谋求节能化的空调装置。此外,提供一种不使制冷剂循环到室内机或室内机的附近而能够谋求安全性的提高的空调装置。还提供一种减少室外机和分支单元(热介质变换机)或室内机的连接配管,能够谋求施工性的提高,并且能够提高能量效率的空调装置。此外,提供一种能够容易对设置有冷却器、水配管施工完毕的建筑物施工的空调装置。
本发明的空调装置具有制冷剂循环回路和热介质循环回路,该制冷剂循环回路由压缩机、热源侧热交换器、节流装置和热介质间热交换器的制冷剂侧流路串联地配管连接而成,供热源侧制冷剂循环,该热介质循环回路由上述热介质间热交换器的热介质侧流路、泵、第一热介质流路切换装置、利用侧热交换器、热介质流量调整装置、第二热介质流路切换装置串联地配管连接而成,供热介质循环,将收容上述压缩机和上述室外热交换器的第一壳体、收容上述热介质间热交换器、上述节流装置和上述泵的第二壳体、收容上述第一热介质流路切换装置和上述第二热介质流路切换装置的第三壳体和收容上述利用侧热交换器的第四壳体分别形成为不同个体,并将上述热介质流量调整装置收容于上述第三壳体或上述第四壳体中。
根据本发明的空调装置,能缩短供热介质循环的配管,可以减少输送动力,因此,能谋求提高安全性且节能化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的空调装置的设置例的概略图。
图2是表示本发明的实施方式的空调装置的回路构成的一个例子的概略回路构成图。
图3是表示本发明的实施方式的空调装置的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图4是表示本发明的实施方式的空调装置的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图5是表示本发明的实施方式的空调装置的以制冷为主运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图6是表示本发明的实施方式的空调装置的以制热为主运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
具体实施方式
以下,基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的空调装置的设置例的概略图。基于图1,说明空调装置的设置例。该空调装置通过利用使制冷剂(热源侧制冷剂、热介质)循环的冷冻循环(制冷剂循环回路A、热介质循环回路B),各室内机能够自由地选择作为运转模式的制冷模式或制热模式。另外,包括图1,在以下的附图中,有时各构成构件的大小的关系与实际不同。
在图1中,本实施方式的空调装置具有作为热源机的1台室外机1、多台室内机2、夹设于室外机1与室内机2之间的热介质变换机3、和夹设于热介质变换机3与室内机2之间的热介质调整器14。热介质变换机3利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换,热介质调整器14控制流入室内机2的热介质的流路和流量。室外机1和热介质变换机3由导通热源侧制冷剂的制冷剂配管4连接。热介质变换机3和热介质调整器14、以及热介质调整器14和室内机2由导通热介质的热介质配管(热介质配管)5连接。并且,在室外机1中生成的低温热量或高温热量经由热介质变换机3和热介质调整器14输送到室内机2。
室外机1通常被配置在大厦等建筑物9外的空间(例如楼顶等)即室外空间6,经由热介质变换机3和热介质调整器14向室内机2供给低温热量或高温热量。室内机2被配置在能够向建筑物9的内部的空间(例如居室等)即室内空间7供给制冷用空气或制热用空气的位置,向成为空调对象空间的室内空间7供给制冷用空气或制热用空气。
热介质变换机3作为与室外机1和室内机2不同的壳体,能够设置于与室外空间6和室内空间7不同的位置(例如,建筑物9的天花板内、电梯间等共用部等非空调对象空间),与室外机1由制冷剂配管4连接,与室内机2经由热介质调整器14由配管5连接,向室内机2传递从室外机1供给的低温热量或高温热量。热介质调整器14被设置于室内机2的附近,控制从热介质变换机3供给并流入室内机2的热介质的流路和流量。另外,所谓用于设置热介质调整器14的室内机2的附近,既可以是比热介质变换机3靠近室内机2的位置,也可以是非常接近室内机2的位置,既可以设置于与室内机2同一楼层内的稍微离开的位置,也可以设置于与室内机2不同的楼层,只要是位于热介质变换机3与室内机2之间的场所,哪里都可以。
如图1所示,在本实施方式的空调装置中,用2根制冷剂配管4连接室外机1和热介质变换机3,用4根配管5连接热介质变换机3和热介质调整器14,用2根配管5连接热介质调整器14和各室内机2。热介质变换机3和热介质调整器14由例如沿大致铅垂方向设置于建筑物9内的管道竖井等的4根主管(纵配管)5a和例如沿大致水平方向设置于建筑物9内的天花板内等的4根支管(横配管)5b连接。
另外,在以往以来存在的4管式的冷却器***型的空调装置中,也使用同样的配管结构。因此,能够将本实施方式的空调装置应用于已经施工有冷却器配管(冷却器***型的空调装置的配管结构)的建筑物。即,能够直接利用已设的冷却器配管(图1中所示的配管5(主管5a和支管5b))设置、连接室外机1、热介质变换机3、热介质调整器14、室内机2,施工变得容易。此外,由于与冷却器相比能缩短使热介质循环的配管,所以输送动力较少也可以。因此,能进一步谋求节能化。
在本实施方式的空调装置中,由于能将热介质变换机3设置于任意的位置,所以通过设置在与室外机1离开的位置,能够比冷却器节能。此外,由于室外机1和热介质变换机3用2根配管(制冷剂配管4)连接,所以成为比冷却器容易进行屋外(室外空间6)的配管施工的***。另外,由于热介质调整器14和室内机2用2根配管(配管5)连接,能够流动热水或冷水,所以即使制热也能使用制冷专用的风机-盘管。
另外,在图1中例示了热介质变换机3被设置在建筑物9的内部但与室内空间7不同的空间即天花板内等空间(以下仅称为空间8)的状态。除此之外,热介质变换机3也能够设置于具有电梯等的共用空间等。此外,在图1中,例示了室内机2是天花板盒型的情况,但是不限定于此,天花板埋入型和天花板吊下式等只要直接或通过管路等向室内空间7吹出制热用空气或制冷用空气,就可以是任意的种类。
在图1中例示了室外机1被设置在室外空间6的情况,但是不限定于此。例如,室外机1也可以设置在带换气口的机械室等被包围的空间中,只要能够利用排气管路将废热排出到建筑物9外,也可以设置于建筑物9的内部,或者在使用水冷式的室外机1的情况下,也可以设置在建筑物9的内部。即使在这样的场所设置室外机1,也不会产生特别的问题。
此外,热介质变换机3也能够设置于室外机1的附近。但是,若从热介质变换机3到室内机2的距离过长,则热介质的输送动力变得相当大,因此,节能的效果变弱,这一点需要注意。另外,室外机1、室内机2、热介质变换机3和热介质调整器14的连接台数不限定于图1和图2所图示的台数,只要根据设置本实施方式的空调装置的建筑物9决定台数即可。另外,热介质调整器14既可以以与室内机2一对一对应的方式设置,也可以连接位于附近的多个室内机2和1个热介质调整器14。
图2是表示实施方式的空调装置(以下称为空调装置100)的回路构成的一个例子的概略回路构成图。基于图2,说明空调装置100的详细的结构。如图2所示,室外机1和热介质变换机3经由热介质变换机3所包括的热介质间热交换器15a及热介质间热交换器15b由制冷剂配管4连接。此外,热介质变换机3和热介质调整器14也经由热介质间热交换器15a及热介质间热交换器15b由配管5连接。热介质调整器14和室内机由配管5连接。另外,有关制冷剂配管4,后面详述。
[室外机1]
压缩机10、四通阀等第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12和存储器19由制冷剂配管4串联地连接并装载于第一壳体内,构成室外机1。此外,在室外机1中设有第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c和单向阀13d。通过设有第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c和单向阀13d,能够与室内机2的要求的运转无关,使流入热介质变换机3的热源侧制冷剂的流动为恒定方向。
压缩机10吸入热源侧制冷剂并压缩该热源侧制冷剂,使其成为高温、高压的状态,例如由能够控制容量的变频压缩机等构成即可。第一制冷剂流路切换装置11切换制热运转时(全制热运转模式时和以制热为主运转模式时)的热源侧制冷剂的流动和制冷运转时(全制冷运转模式时和以制冷为主运转模式时)的热源侧制冷剂的流动。热源侧热交换器12在制热运转时作为蒸发器而发挥作用,在制冷运转时作为冷凝器(或散热器)而发挥作用,在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与热源侧制冷剂之间进行热交换,使该热源侧制冷剂蒸发气化或冷凝液化。存储器19设于压缩机10的吸入侧,积存过剩的制冷剂。
单向阀13d设于热介质变换机3与第一制冷剂流路切换装置11之间的制冷剂配管4,允许热源侧制冷剂仅向规定的方向(从热介质变换机3向室外机1的方向)流动。单向阀13a设于热源侧热交换器12与热介质变换机3之间的制冷剂配管4,允许热源侧制冷剂仅向规定的方向(从室外机1向热介质变换机3的方向)流动。单向阀13b设于第一连接配管4a,在制热运转时使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流通到热介质变换机3。单向阀13c设于第二连接配管4b,在制热运转时使从热介质变换机3返回来的热源侧制冷剂流通到压缩机10的吸入侧。
第一连接配管4a在室外机1内连接第一制冷剂流路切换装置11与单向阀13d之间的制冷剂配管4和单向阀13a与热介质变换机3之间的制冷剂配管4。第二连接配管4b在室外机1内连接单向阀13d与热介质变换机3之间的制冷剂配管4和热源侧热交换器12与单向阀13a之间的制冷剂配管4。另外,在图2中,例示了设有第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c和单向阀13d的情况,但是不限定于此,没有必要必须设置它们。
[室内机2]
通过在第四壳体内装载利用侧热交换器26而构成室内机2。该利用侧热交换器26通过配管5连接于热介质调整器14的热介质流量调装置25和第二热介质流路切换装置23。该利用侧热交换器26在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与热介质之间进行热交换,生成用于向室内空间7供给的制热用空气或制冷用空气。
在该图2中例示了4台室内机2经由热介质调整器14连接于热介质变换机3的情况,从纸面左侧起作为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d而图示。此外,根据室内机2a~室内机2d,利用侧热交换器26也从纸面左侧起作为利用侧热交换器26a、利用侧热交换器26b、利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d而图示。另外,与图1相同,室内机2的连接台数不限定于图2所示的4台。
[热介质调整器14]
热介质调整器14通过在第三壳体内装载第一热介质流路切换装置22、第二热介质流路切换装置23和热介质流量调整装置25而构成。热介质调整器14设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4个)。另外,在热介质变换机14内,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23被配置成,第一热介质流路切换装置22的热介质的出入口与第二热介质流路切换装置23的热介质的出入口一致。
第一热介质流路切换装置22(第一热介质流路切换装置22a~第一热介质流路切换装置22d)由三通阀等构成,切换热介质的流路。第一热介质流路切换装置22的三通中的一通经由配管5连接于热介质变换机3内的热介质间热交换器15a,三通中的另一通经由配管5连接于热介质变换机3内的热介质间热交换器15b,三通中的再一通连接于热介质流量调整装置25,该第一热介质流路切换装置22设于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。另外,与室内机2相对应,从纸面左侧起作为第一热介质流路切换装置22a、第一热介质流路切换装置22b、第一热介质流路切换装置22c、第一热介质流路切换装置22d而图示。
第二热介质流路切换装置23(第二热介质流路切换装置23a~第二热介质流路切换装置23d)由三通阀等构成,切换热介质的流路。第二热介质流路切换装置23的三通中的一通经由配管5连接于热介质变换机3内的热介质间热交换器15a,三通中的另一通经由配管5连接于热介质变换机3内的热介质间热交换器15b,三通中的再一通连接于利用侧热交换器26,该第二热介质流路切换装置23设于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。另外,与室内机2相对应,从纸面左侧起作为第二热介质流路切换装置23a、第二热介质流路切换装置23b、第二热介质流路切换装置23c、第二热介质流路切换装置23d而图示。
热介质流量调整装置25(热介质流量调整装置25a~热介质流量调整装置25d)由能够控制开口面积的二通阀等构成,控制在配管5中流动的热介质的流量。热介质流量调整装置25一侧连接于利用侧热交换器26,另一侧连接于第一热介质流路切换装置22,设于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。另外,与室内机2相对应,从纸面左侧起作为热介质流量调整装置25a、热介质流量调整装置25b、热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d而图示。此外,热介质流量调整装置25也可以设于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。另外,热介质流量调整装置25只要设置于利用侧热交换器26与第一热介质流路切换装置22之间的流路的任一位置,或利用侧热交换器26与第二热介质流路切换装置23之间的流路的任一位置即可,也可以不是收容于热介质调整器14的内部或附近,而是收容于室内机2的内部或附近。
此外,在热介质调整器14中,设有第一温度传感器31(第一温度传感器31a~第一温度传感器31d)和第二温度传感器34(第二温度传感器34a~第二温度传感器34d)。由这些检测装置检测到的信息(温度信息)被送到统一控制空调装置100的动作的控制装置(省略图示),利用于省略图示的送风机的转速、热介质的流路的切换等的控制。
第一温度传感器31设于第二热介质流路切换装置23与利用侧热交换器26之间,检测流入利用侧热交换器26的热介质的温度,由热敏电阻等构成即可。另外,与室内机2相对应,从纸面左侧起作为第一温度传感器31a、第一温度传感器31b、第一温度传感器31c、第一温度传感器31d而图示。
第二温度传感器34设于第一热介质流路切换装置22与热介质流量调整装置25之间,检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度,由热敏电阻等构成即可。另外,与室内机2相对应,从纸面左侧起作为第二温度传感器34a、第二温度传感器34b、第二温度传感器34c、第二温度传感器34d而图示。
对于导通热介质的配管5,由4根配管5连接于热介质变换机3,由2根配管5连接于各室内机2。并且,配管5与第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23连接。通过控制第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23,决定是使来自热介质间热交换器15a的热介质流入利用侧热交换器26,还是使来自热介质间热交换器15b的热介质流入利用侧热交换器26。
另外,如图1所示那样,热介质调整器14既可以设置成与室内机2一对一地对应,也可以连接位于附近的多个室内机2与1个热介质调整器14。前者的情况下,在1个热介质调整器14内收容有1个热介质流量调整装置25和2个热介质流路切换装置,后者的情况下,在1个热介质调整器14内收容有n个热介质流量调整装置25和n的2倍的数量的热介质流路切换装置即可。
[热介质变换机3]
热介质变换机3通过在第二壳体内装载2个热介质间热交换器15、2个节流装置16、2个开闭装置17、2个第二制冷剂流路切换装置18和2个泵21而构成。
2个热介质间热交换器15(热介质间热交换器15a、热介质间热交换器15b)作为冷凝器(散热器)或蒸发器而发挥作用,通过热源侧制冷剂与热介质进行热交换,将在室外机1中生成并储存于热源侧制冷剂中的低温热量或高温热量传递到热介质。热介质间热交换器15a设于制冷剂循环回路A中的节流装置16a与第二制冷剂流路切换装置18a之间,在制冷制热混合运转模式时用于冷却热介质,即作为冷却用热交换器而发挥作用。此外,热介质间热交换器15b设于制冷剂循环回路A中的节流装置16b与第二制冷剂流路切换装置18b之间,在制冷制热混合运转模式时用于加热热介质,即作为加热用热交换器而发挥作用。
2个节流装置16(节流装置16a、节流装置16b)具有作为减压阀和膨胀阀的功能,对热源侧制冷剂进行减压并使其膨胀。节流装置16a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中,设于热介质间热交换器15a的上游侧。节流装置16b在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中,设于热介质间热交换器15b的上游侧。2个节流装置16由能够可变地控制开度的装置,例如由电子式膨胀阀等构成即可。
2个开闭装置17(开闭装置17a、开闭装置17b)由二通阀等构成,开闭制冷剂配管4。开闭装置17a设于热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4。开闭装置17b设于连接热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4和出口侧的制冷剂配管4的配管。
2个第二制冷剂流路切换装置18(第二制冷剂流路切换装置18a、第二制冷剂流路切换装置18b)由四通阀等构成,根据运转模式而切换热源侧制冷剂的流动。第二制冷剂流路切换装置18a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中,设于热介质间热交换器15a的下游侧。第二制冷剂流路切换装置18b在全制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中,设于热介质间热交换器15b的下游侧。
2个泵21(泵21a、泵21b)使在配管5中导通的热介质循环。泵21a设于热介质间热交换器15a与第二热介质流路切换装置23之间的配管5。泵21b设于热介质间热交换器15b与第二热介质流路切换装置23之间的配管5。2个泵21例如由能够控制容量的泵等构成即可。
此外,在热介质变换机3中设有2个第一压力传感器32、2个第三温度传感器33、4个第四温度传感器35和1个第二压力传感器36。由这些检测装置检测到的信息(温度信息、压力信息)被送到统一控制空调装置100的动作的控制装置(省略图示),利用于压缩机10的驱动频率、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动频率、第二制冷剂流路切换装置18的切换等的控制。
2个第三温度传感器33(第三温度传感器33a、第三温度传感器33b)检测从热介质间热交换器15流出的热介质,即热介质间热交换器15的出口的热介质的温度,例如由热敏电阻等构成即可。第三温度传感器33a设于泵21a的入口侧的配管5。第三温度传感器33b设于泵21b的入口侧的配管5。
第四温度传感器35(第四温度传感器35a~第四温度传感器35d)设于热介质间热交换器15的热源侧制冷剂的入口侧或出口侧,检测流入热介质间热交换器15的热源侧制冷剂的温度或从热介质间热交换器15流出的热源侧制冷剂的温度,由热敏电阻等构成即可。第四温度传感器35a设于热介质间热交换器15a与第二制冷剂流路切换装置18a之间。第四温度传感器35b设于热介质间热交换器15a与节流装置16a之间。第四温度传感器35c设于热介质间热交换器15b与第二制冷剂流路切换装置18b之间。第四温度传感器35d设于热介质间热交换器15b与节流装置16b之间。
2个第一压力传感器32(第一压力传感器32a、第一压力传感器32b)检测从热介质间热交换器15流出的热介质,即热介质间热交换器15的出口的热介质的压力。第一压力传感器32a设于泵21a的入口侧的配管5。第一压力传感器32b设于泵21b的入口侧的配管5。另外,也可以使第一压力传感器32设于泵21的出口侧的配管5。
第二压力传感器36与第四温度传感器35d的设置位置相同,设于热介质间热交换器15b与节流装置16b之间,检测流过热介质间热交换器15b与节流装置16b之间的热源侧制冷剂的压力。
此外,省略图示的控制装置由微型计算机等构成,基于来自各种检测部件的检测信息和遥控器的指示,控制压缩机10的驱动频率、送风机的转速(包含接通/断开)、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动、节流装置16的开度、开闭装置17的开闭、第二制冷剂流路切换装置18的切换、第一热介质流路切换装置22的切换、第二热介质流路切换装置23的切换、和热介质流量调整装置25的开度等,执行后述的各运转模式。另外,控制装置既可以对每个单元设置,也可以设于室外机1或热介质变换机3。
导通热介质的配管5由连接于热介质间热交换器15a的配管和连接于热介质间热交换器15b的配管构成。此外,配管5由主管5a和支管5b构成。在热介质变换机3连接有4根主管5a,在主管5a连接有支管5b。即,配管5与由支管5b连接的热介质调整器14的台数相应地分支(在这里为各4分支)。
并且,在空调装置100中,由制冷剂配管4连接压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、开闭装置17、第二制冷剂流路切换装置18、热介质间热交换器15a的制冷剂侧流路、节流装置16和存储器19而构成制冷剂循环回路A。此外,由配管5连接热介质间热交换器15a的热介质侧流路、泵21、第一热介质流路切换装置22、热介质流量调整装置25、利用侧热交换器26和第二热介质流路切换装置23而构成热介质循环回路B。即,多台利用侧热交换器26并列连接于各热介质间热交换器15,将热介质循环回路B作为多个***。
由此,在空调装置100中,室外机1和热介质变换机3经由设于热介质变换机3的热介质间热交换器15a及热介质间热交换器15b连接,热介质变换机3和室内机2也经由热介质调整器14,通过热介质间热交换器15a及热介质间热交换器15b连接。即,在空调装置100中,在制冷剂循环回路A中循环的热源侧制冷剂与在热介质循环回路B中循环的热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中进行热交换。
说明空调装置100所执行的各运转模式。该空调装置100基于来自各室内机2的指示,能够由该室内机2进行制冷运转或制热运转。即,空调装置100能由全部的室内机2进行同一运转,并且能由各室内机2进行不同的运转。
在空调装置100执行的运转模式下,具有驱动着的室内机2全部执行制冷运转的全制冷运转模式、驱动着的室内机2全部执行制热运转的全制热运转模式、作为制冷负荷大的制冷制热混合运转模式的以制冷为主运转模式、和作为制热负荷大的制冷制热混合运转模式的以制热为主运转模式。以下,关于各运转模式,与热源侧制冷剂和热介质的流动一起说明。
[全制冷运转模式]
图3是表示空调装置100的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图3中,关于全制冷运转模式,以仅在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中产生低温热量负荷的情况为例进行说明。另外,在图3中,以粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)流动的配管。此外,在图3中,以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。
在图3所示的全制冷运转模式的情况下,在室外机1中,将第一制冷剂流路切换装置11切换成使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质变换机3中,使泵21a和泵21b驱动,在热介质调整器14中,打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭,使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b之间循环。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12中一边向室外空气散热一边冷凝液化,成为高压液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压液体制冷剂,通过单向阀13a,从室外机1流出,通过制冷剂配管4,流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的高压液体制冷剂经由开闭装置17a后被分支,利用节流装置16a和节流装置16b而膨胀,成为低温、低压的二相制冷剂。
该二相制冷剂分别流入作为蒸发器而发挥作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,一边冷却热介质,一边成为低温、低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制冷剂,经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,从热介质变换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入了室外机1的制冷剂,通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19,再次被吸入压缩机10。
此时,节流装置16a的开度被控制,使得作为由第四温度传感器35a检测到的温度和由第四温度传感器35b检测到的温度之差而获得的过热(过热度)成为恒定。同样,节流装置16b的开度被控制,使得作为由第四温度传感器35c检测到的温度和由第四温度传感器35d检测到的温度之差而获得的过热成为恒定。此外,开闭装置17a为打开,开闭装置17b为关闭。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在全制冷运转模式下,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的双方中,热源侧制冷剂的低温热量传递到热介质,被冷却了的热介质利用泵21a和泵21b在配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出了的热介质经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后,热介质在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。
然后,热介质从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出,流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b流出的热介质,通过第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21a和泵21b。
另外,在利用侧热交换器26的配管5内,热介质从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25,流向第一热介质流路切换装置22。此外,通过控制而将由第一温度传感器31检测到的温度与由第二温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值,能够供给室内空间7所需的空调负荷。此时,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23被置于中间的开度,从而确保流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路。
执行全制冷运转模式时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭),所以通过热介质流量调整装置25关闭流路,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图3中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流过热介质,然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且,在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下,只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d,使热介质循环即可。
[全制热运转模式]
图4是表示空调装置100的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图4中,以仅在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生高温热量负荷的情况为例说明全制热运转模式。另外,在图4中,以粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)流动的配管。此外,在图4中,以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。
在图4所示的全制热运转模式的情况下,在室外机1中,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10被排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入热介质变换机3。在热介质变换机3中,使泵21a和泵21b驱动,在热介质调整器14中,打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭,使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b之间循环。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的气体制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,在第一连接配管4a中导通,通过单向阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温、高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4,流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的高温、高压的气体制冷剂被分支,通过第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。
流入了热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温、高压的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂利用节流装置16a和节流装置16b而膨胀,成为低温、低压的二相制冷剂。该二相制冷剂通过开闭装置17b,从热介质变换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入了室外机1的制冷剂,在第二连接配管4b中导通,通过单向阀13c,流入作为蒸发器而发挥作用的热源侧热交换器12。
然后,流入了热源侧热交换器12的制冷剂通过在热源侧热交换器12中从室外空气吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温、低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19,再次被吸入压缩机10。
此时,节流装置16a的开度被控制,使得作为将由第二压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度的值与由第四温度传感器35b检测到的温度之差而获得的过冷却(过冷却度)成为恒定。同样,节流装置16b的开度被控制,使得作为将由第二压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度的值与由第四温度传感器35d检测到的温度之差而获得的过冷却成为恒定。此外,开闭装置17a关闭,开闭装置17b打开。另外,在能测定热介质间热交换器15的中间位置的温度的情况下,也可以第二代替压力传感器36而使用其中间位置的温度,能廉价地构成***。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在全制热运转模式下,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,热源侧制冷剂的高温热量传递到热介质,被加热了的热介质利用泵21a和泵21b在热介质配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出的热介质,经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后,热介质在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中向室内空气散热,由此进行室内空间7的制热。
然后,热介质从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出,流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b流出的热介质,通过第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21a和泵21b。
另外,在利用侧热交换器26的热介质配管5内,热介质从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25,流向第一热介质流路切换装置22。此外,通过控制而将由第一温度传感器31检测到的温度与由第二温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值,能够供给室内空间7所需的空调负荷。此时,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23被置于中间的开度,从而确保流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路。
执行全制热运转模式时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭),所以通过热介质流量调整装置25关闭流路,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图4中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流过热介质,然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且,在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下,只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d,使热介质循环即可。
[以制冷为主运转模式]
图5是表示空调装置100的以制冷为主运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图5中,以在利用侧热交换器26a中产生低温热量负荷,在利用侧热交换器26b中产生高温热量负荷的情况为例说明以制冷为主运转模式。另外,在图5中,以粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外,在图5中,以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。
在图5所示的以制冷为主运转模式的情况下,在室外机1中,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10被排出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质变换机3中,使泵21a和泵21b驱动,在热介质调整器14中,打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭,使热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间、热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12中一边向室外空气散热一边冷凝,成为二相制冷剂。从热源侧热交换器12流出的二相制冷剂,通过单向阀13a,从室外机1流出,通过制冷剂配管4,流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的二相制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置18b,流入作为冷凝器而发挥作用的热介质间热交换器15b。
流入了热介质间热交换器15b的二相制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,利用节流装置16b而膨胀,成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a,流入作为蒸发器而发挥作用的热介质间热交换器15a。流入了热介质间热交换器15a的低压二相制冷剂,通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,一边冷却热介质,一边成为低压的气体制冷剂。该气体制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a,从热介质变换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。流入了室外机1的制冷剂,通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19,再次被吸入压缩机10。
此时,节流装置16b的开度被控制,使得作为由第四温度传感器35a检测到的温度与由第四温度传感器35b检测到的温度之差而获得的过热成为恒定。此外,节流装置16a为全开,开闭装置17a关闭,开闭装置17b关闭。另外,也可以控制节流装置16b的开度,使得作为将由第二压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度的值与由第四温度传感器35d检测到的温度之差而获得的过冷却成为恒定。此外,也可以使节流装置16b为全开,利用节流装置16a控制过热或过冷却。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在以制冷为主运转模式下,在热介质间热交换器15b中,热源侧制冷剂的高温热量传递到热介质,被加热了的热介质利用泵21b在配管5内流动。此外,在以制冷为主运转模式下,在热介质间热交换器15a中,热源侧制冷剂的低温热量传递到热介质,被冷却了的热介质利用泵21a在配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出的热介质,经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。
通过在利用侧热交换器26b中热介质向室内空气散热,进行室内空间7的制热。此外,通过在利用侧热交换器26a中热介质从室内空气吸热,进行室内空间7的制冷。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。通过利用侧热交换器26b温度少许降低了的热介质,通过热介质流量调整装置25b和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21b。通过利用侧热交换器26a温度少许上升了的热介质,通过热介质流量调整装置25a和第一热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15a,再次被吸入泵21a。
在此期间,热的热介质和冷的热介质在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下不混合,而分别导入具有高温热量负荷、低温热量负荷的利用侧热交换器26。另外,在利用侧热交换器26的配管5内,在制热侧、制冷侧,热介质均从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25,流向第一热介质流路切换装置22。此外,通过进行控制,使由第一温度传感器31检测到的温度与由第二温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值,而能供给室内空间7所需的空调负荷。
执行以制冷为主运转模式时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭),所以通过热介质流量调整装置25关闭流路,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图5中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流过热介质,然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且,在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下,只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d,使热介质循环即可。
[以制热为主运转模式]
图6是表示空调装置100的以制热为主运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图6中,以在利用侧热交换器26a中产生高温热量负荷,在利用侧热交换器26b中产生低温热量负荷的情况为例说明以制热为主运转模式。另外,在图6中,以粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外,在图6中,以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。
在图6所示的以制热为主运转模式的情况下,在室外机1中,切换第一制冷剂流路切换装置11,使得从压缩机10被排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入热介质变换机3。在热介质变换机3中,使泵21a和泵21b驱动,在热介质调整器14中,打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭,使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b之间循环。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的气体制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,在第一连接配管4a中导通,通过单向阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温、高压的气体制冷剂,通过制冷剂配管4,流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的高温、高压的气体制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置18b,流入作为冷凝器而发挥作用的热介质间热交换器15b。
流入了热介质间热交换器15b的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂利用节流装置16b而膨胀,成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a,流入作为蒸发器而发挥作用的热介质间热交换器15a。流入了热介质间热交换器15a的低压二相制冷剂通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而蒸发,冷却热介质。该低压二相制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a,从热介质变换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入了室外机1的制冷剂通过单向阀13c,流入作为蒸发器而发挥作用的热源侧热交换器12。然后,流入了热源侧热交换器12的制冷剂在热源侧热交换器12中从室外空气吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温、低压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19,再次被吸入压缩机10。
此时,节流装置16b的开度被控制,使得作为将由第二压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度的值与由第四温度传感器35b检测到的温度之差而获得的过冷却成为恒定。此外,节流装置16a为全开,开闭装置17a关闭,开闭装置17b关闭。另外,也可以使节流装置16b为全开,利用节流装置16a控制过冷却。
接着,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在以制热为主运转模式下,在热介质间热交换器15b中,热源侧制冷剂的高温热量传递到热介质,被加热了的热介质利用泵21b在配管5内流动。此外,在以制热为主运转模式下,在热介质间热交换器15a中,热源侧制冷剂的低温热量传递到热介质,被冷却了的热介质利用泵21a在配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出的热介质,经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。
通过在利用侧热交换器26b中热介质从室内空气吸热,进行室内空间7的制冷。此外,通过在利用侧热交换器26a中热介质向室内空气散热,进行室内空间7的制热。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。通过利用侧热交换器26b温度少许上升了的热介质,通过热介质流量调整装置25b和第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a,再次被吸入泵21a。通过利用侧热交换器26a温度少许降低了的热介质,通过热介质流量调整装置25a和第一热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21b。
在此期间,热的热介质和冷的热介质在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下不混合,而分别导入具有高温热量负荷、低温热量负荷的利用侧热交换器26。另外,在利用侧热交换器26的配管5内,在制热侧、制冷侧,热介质均从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25,流向第一热介质流路切换装置22。此外,通过进行控制,使由第一温度传感器31检测到的温度与由第二温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值,而能供给室内空间7所需的空调负荷。
执行以制热为主运转模式时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭),所以通过热介质流量调整装置25开闭流路,热介质不流向利用侧热交换器26。在图6中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流过热介质,然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且,在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下,只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d,使热介质循环即可。
[制冷剂配管4]
如以上说明那样,本实施方式的空调装置100具备几个运转模式。在这些运转模式下,在连接室外机1与热介质变换机3的制冷剂配管4中流动有热源侧制冷剂。
[配管5]
在本实施方式的空调装置100所执行的几个运转模式下,在分别连接热介质变换机3与热介质调整器14、热介质调整器14与室内机2的配管5中流动有水、防冻液等热介质。
[联合控制]
热介质流量调整装置25的开度被控制,使得第一温度传感器31的检测温度与第二温度传感器34的检测温度的温度差接近目标值。例如,在利用侧热交换器26a进行制冷运转时,控制热介质流量调整装置25a的开度,使得第二温度传感器34a的检测温度与第一温度传感器31a的检测温度的温度差接近目标值例如5度。此外,在利用侧热交换器26a进行制热运转时,控制热介质流量调整装置25a的开度,使得第一温度传感器31a的检测温度与第二温度传感器34a的检测温度的温度差接近目标值例如7度。
另外,热介质流量调整装置25、第一温度传感器31和第二温度传感器34被收容在热介质调整器14内,根据来自第一温度传感器31和第二温度传感器34的信息而控制热介质流量调整装置25的开度的省略图示的控制装置(第三控制装置)被设置于热介质调整器14的内部或附近。
控制泵21的转速,以使第一压力传感器32接近目标值。例如,在进行全制冷运转或全体制热运转时,控制转速,以使第一压力传感器32a的检测压力与第一压力传感器32b的检测压力的平均压力接近目标值。此外,在进行制冷制热混合运转时,控制转速,以使第一压力传感器32a的检测压力接近制冷侧的目标值,并控制转速,以使第一压力传感器32b的检测压力接近制热侧的目标值。制热侧的目标值和制冷侧的目标值既可以是相同的值,也可以是不同的值,例如,被设定为200kPa等的值。
另外,泵21a、泵21b、第一压力传感器32a和第一压力传感器32b被收容于热介质变换机3内,根据来自第一压力传感器32a和第一压力传感器32b的信息而控制泵21的转速的省略图示的控制装置(第一控制装置)被设置于热介质变换机3的内部或附近。
附属于压缩机10或/和热源侧热交换器12的送风机(未图示)的转速被控制,使得冷凝温度或/和蒸发温度接近目标值。例如,冷凝温度被设定为49度,蒸发温度被设定为0度等。
另外,附属于压缩机10和热源侧热交换器12的送风机被收容于室外机1内,根据冷凝温度或/和蒸发温度而控制附属于压缩机10或/和热源侧热交换器12的送风机的转速的省略图示的控制装置(第二控制装置),被设置于室外机1的内部或附近。
如以上那样,热介质调整器14、热介质变换机3和室外机1利用各自的控制装置,成为能够独立地进行控制的结构。但是,通过联合地控制它们,能够进行节能运转。例如,可以进行以下那样的联合控制。
说明热介质变换机3和热介质调整器14的联合控制的一个例子。
热介质流量调整装置25的开度小(流路的开口面积小)时,流路的压力损失大,因此泵21的转速是大的值且平衡运转。另一方面,热介质流量调整装置25的开度大(流路的开口面积大)时,流路的压力损失小,因此能够减小泵21的转速。
可是,泵21被收容于热介质变换机3内,热介质流量调整装置25被收容于热介质调整器14内,各自被收容的壳体是不同个体,设置在被隔开的位置。因此,在空调装置100中,能够通过有线或无线连接双方的控制装置,通过通信,将热介质流量调整装置25的开度信息从热介质调整器14的控制装置发送到热介质变换机3的控制装置。
热介质变换机3的控制装置基于热介质流量调整装置25的开度信息,变更第一压力传感器32的控制目标值,使得热介质流量调整装置25的开度例如成为全开的85%,并进行泵21的转速控制。另外,在连接多个热介质调整器14的情况下,泵21基于热介质流量调整装置25中的、开度最大的热介质流量调整装置25的开度信息而进行控制即可。此外,第一压力传感器32也可以不设置。在不设置第一压力传感器32而进行单独控制的情况下,在将泵21控制成目标转速例如60Hz并进行联合控制的情况下,基于热介质流量调整装置25的开度信息,控制泵21的转速即可。
说明室外机1和热介质变换机3的联合控制的一个例子。
在这里,将向利用侧热交换器26输送的热介质的温度控制成恒定值。向利用侧热交换器26循环的热介质的流量由与第一压力传感器32的检测压力或热介质流量调整装置25的开度的相互关系决定,第三温度传感器33的温度为结果。因此,控制压缩机10的转速或/和附属于热源侧热交换器12的送风机的转速,使得第三温度传感器33的检测温度成为目标值,例如制冷运转时是7度,制热运转时是45度。
可是,压缩机10和附属于热源侧热交换器12的送风机被收容于室外机1,泵21被收容于热介质变换机3,各自被收容的壳体是不同个体,被设置在被隔开的位置。因此,在空调装置100中,能够通过有线或无线连接双方的控制装置,基于第三温度传感器33的检测温度和第四温度传感器35的检测温度,通过通信将冷凝温度或/和蒸发温度的控制目标值或控制目标值的偏差值,从热介质变换机3的控制装置发送到室外机1的控制装置。
室外机1的控制装置基于冷凝温度或/和蒸发温度的控制目标值或控制目标值的偏差值,变更冷凝温度或/和蒸发温度的控制目标值,进行压缩机10或/和附属于热源侧热交换器12的送风机的转速控制。
如以上那样,在空调装置100中,通过进行联合控制,能够比在各壳体中的单独控制节能。另外,与热介质流量调整装置25的控制间隔相比,使泵21的控制间隔增大,并使制冷剂的冷凝温度或/和蒸发温度的控制间隔进一步增大时,控制性进一步提高。例如,可以使泵21的控制间隔为热介质控制装置25的控制间隔的3倍以上,并使制冷剂的冷凝温度或/和蒸发温度的控制间隔为泵21的控制间隔的3倍以上。
在空调装置100中,在利用侧热交换器26中只产生制热负荷或制冷负荷的情况下,使所对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23为中间的开度,使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方中流动。由此,能够将热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方使用于制热运转或制冷运转,因此,导热面积变大,能进行效率高的制热运转或制冷运转。
此外,在利用侧热交换器26中混合地产生制热负荷和制冷负荷的情况下,通过将与进行着制热运转的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23切换为连接于加热用的热介质间热交换器15b的流路,将与进行着制冷运转的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23切换为连接于冷却用的热介质间热交换器15a的流路,能够在各室内机2中自由地进行制热运转、制冷运转。
另外,在本实施方式中说明了的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23,只要是能够切换三通阀等的三通流路的装置或组合两个开闭阀等的进行二通流路的开闭的装置等,能够切换流路的装置即可。此外,改变步进电动机驱动式的混合阀等的三通流路的流量的装置或组合两个改变电子式膨胀阀等的二通流路的流量的装置等,也可以用作第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23。在该情况下,也能防止由流路的突然开闭而造成的水锤。另外,在实施方式中,以热介质流量调整装置25是二通阀的情况为例进行了说明,但是也可以是具有三通流路的控制阀,且该控制阀与将利用侧热交换器26作为旁路的旁通管一起设置。
此外,热介质流量调整装置25使用步进电动机驱动式且能控制在流路中流动的流量的装置即可,无论是二通阀还是关闭了三通阀的一端的装置均可。此外,作为热介质流量调整装置25,也可以使用开闭阀等的进行二通流路的开闭的装置,通过反复接通/断开而控制平均的流量。
此外,第二制冷剂流路切换装置18被表示为如四通阀那样,但是不限于此,也可以使用多个二通流路切换阀或三通流路切换阀,使制冷剂以相同的方式流动。
本实施方式的空调装置100作为能进行制冷制热混合运转的空调装置进行了说明,但是不限定于此。即使是热介质间热交换器15和节流装置16分别为1个,与它们并列连接多个利用侧热交换器26和热介质流量调整装置25,仅进行制冷运转或制热运转的结构,也发挥同样的效果。
此外,当然在只连接1个利用侧热交换器26和热介质流量调整装置25的情况下同样的效果成立,并且,作为热介质间热交换器15和节流装置16,即使设置多个进行相同的动作的装置也没有问题。
作为热源侧制冷剂,能够使用例如R-22、R-134a等单一制冷剂、R-410A、R-404A等近共沸混合制冷剂、R-407C等非共沸混合制冷剂、化学式内含有二重键合的、CF3CF=CH2等地球温室效应系数为比较小的值的制冷剂及其混合物、或CO2、丙烷等自然制冷剂。在作为加热用而动作的热介质间热交换器15a或热介质间热交换器15b中,进行通常的二相变化的制冷剂冷凝液化,CO2等作为超临界状态的制冷剂在超临界的状态下被冷却,除此之外,无论哪一种,都进行相同的动作,发挥同样的效果。对于CO2等,由于高压侧成为超临界状态,所以高压侧的热交换器作为气体冷气机而动作,以热交换器内的定压比热成为最大的温度等定义为代表温度,并将其用作假拟冷凝温度来代替二相变化的制冷剂的冷凝温度而进行控制即可。
作为热介质,例如能用盐水(防冻液)、水、盐水和水的混合液、水和防腐蚀效果高的添加剂的混合液等。因而,在空调装置100中,即使热介质经由室内机2泄漏到室内空间7,由于热介质使用安全性高的物质,所以有助于安全性的提高。
此外,一般而言,在热源侧热交换器12和利用侧热交换器26中安装有送风机,多数情况下通过送风促进冷凝或蒸发,但是并不限于此。例如作为利用侧热交换器26,也能使用利用了放射的暖气片那样的装置,作为热源侧热交换器12,也能使用利用水、防冻液使热移动的水冷式的类型的装置。即,作为热源侧热交换器12和利用侧热交换器26,只要是能够散热或吸热的构造的装置,任何装置都能够使用。
在本实施方式中,以利用侧热交换器26是4个的情况为例进行了说明,但是利用侧热交换器26的个数并不特别地限定。此外,以热介质间热交换器15是2个的情况为例进行了说明,但是不限于此,只要构成为能够冷却或/和加热热介质,也可以设置若干个。此外,泵21a、泵21b不限定于各一个,也可以并列地排列多个小容量的泵。
在本实施方式中,以在空调装置100中包含存储器19的情况为例进行了说明,但是也可以不设置存储器19。此外,在本实施方式中,以在空调装置100中具有单向阀13a~单向阀13d的情况为例进行了说明,但是他们也不是必须的零件。因此,即使不设置存储器19、单向阀13a~单向阀13d,当然也可以进行同样的动作,发挥同样的效果。
如以上那样,本实施方式的空调装置100通过控制热介质侧的热介质流路切换装置(第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23)、热介质流量调整装置25、泵21,能执行安全且节能性高的运转。此外,空调装置100减少室外机1和热介质变换机3或室内机2的连接配管,使施工性提高。另外,空调装置100能容易地对水配管施工完毕的建筑物施工。
附图标记的说明
1室外机、2室内机、2a室内机、2b室内机、2c室内机、2d室内机、3热介质变换机、4制冷剂配管、4a第一连接配管、4b第二连接配管、5配管、5a主管(纵配管)、5b支管(横配管)、6室外空间、7室内空间、8空间、9建筑物、10压缩机、11第一制冷剂流路切换装置、12热源侧热交换器、13a单向阀、13b单向阀、13c单向阀、13d单向阀、14热介质调整器、15热介质间热交换器、15a热介质间热交换器、15b热介质间热交换器、16节流装置、16a节流装置、16b节流装置、17开闭装置、17a开闭装置、17b开闭装置、18第二制冷剂流路切换装置、18a第二制冷剂流路切换装置、18b第二制冷剂流路切换装置、19存储器、21泵、21a泵、21b泵、22第一热介质流路切换装置、22a第一热介质流路切换装置、22b第一热介质流路切换装置、22c第一热介质流路切换装置、22d第一热介质流路切换装置、23第二热介质流路切换装置、23a第二热介质流路切换装置、23b第二热介质流路切换装置、23c第二热介质流路切换装置、23d第二热介质流路切换装置、25热介质流量调整装置、25a热介质流量调整装置、25b热介质流量调整装置、25c热介质流量调整装置、25d热介质流量调整装置、26利用侧热交换器、26a利用侧热交换器、26b利用侧热交换器、26c利用侧热交换器、26d利用侧热交换器、31第一温度传感器、31a第一温度传感器、31b第一温度传感器、31c第一温度传感器、31d第一温度传感器、32第一压力传感器、32a第一压力传感器、32b第一压力传感器、33第三温度传感器、33a第三温度传感器、33b第三温度传感器、34第二温度传感器、34a第二温度传感器、34b第二温度传感器、34c第二温度传感器、34d第二温度传感器、35第四温度传感器、35a第四温度传感器、35b第四温度传感器、35c 第四温度传感器、35d第四温度传感器、36第二压力传感器、100空调装置、A制冷剂循环回路、B热介质循环回路。
Claims (17)
1.一种空调装置,其特征在于,
该空调装置具有制冷剂循环回路和热介质循环回路,
该制冷剂循环回路由压缩机、热源侧热交换器、节流装置和热介质间热交换器的制冷剂侧流路串联地配管连接而成,供热源侧制冷剂循环,
该热介质循环回路由上述热介质间热交换器的热介质侧流路、泵、第一热介质流路切换装置、利用侧热交换器、热介质流量调整装置、第二热介质流路切换装置串联地配管连接而成,供热介质循环,
将收容上述压缩机和上述室外热交换器的第一壳体、收容上述热介质间热交换器、上述节流装置和上述泵的第二壳体、收容上述第一热介质流路切换装置和上述第二热介质流路切换装置的第三壳体和收容上述利用侧热交换器的第四壳体分别形成为不同个体,并将上述热介质流量调整装置收容于上述第三壳体或上述第四壳体中。
2.根据权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
上述压缩机和上述室外热交换器被收容于上述第一壳体中而构成室外机,
上述热介质间热交换器、上述节流装置和上述泵被收容于上述第二壳体中而构成热介质变换机,
上述第一热介质流路切换装置和上述第二热介质流路切换装置被收容于上述第三壳体中而构成热介质调整器,
上述利用侧热交换器被收容于上述第四壳体中而构成室内机,
上述热介质流量调整装置被收容于上述热介质调整器或上述室内机中,
上述室外机、上述热介质变换机、上述热介质调整器和上述室内机分别装载至少1台。
3.根据权利要求2所述的空调装置,其特征在于,
使1台上述热介质调整器与多台上述室内机连接。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的空调装置,其特征在于,
在具有多台上述热介质间热交换器的空调装置中,具有以下的运转模式:
全制冷运转模式,所有的驱动着的上述室内机执行制冷运转;
全制热运转模式,所有的驱动着的上述室内机执行制热运转;以及
制冷制热混合运转模式,混合有执行着制冷运转的上述室内机和执行着制热运转的室内机。
5.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
在上述制冷制热混合运转模式下,使上述多台热介质间热交换器中的一部分热介质间热交换器作为冷却热介质的冷却用热交换器而发挥作用,使上述多台热介质间热交换器中的一部分热介质间热交换器作为加热热介质的加热用热交换器而发挥作用,
在上述全制冷运转模式下,使上述多台热介质间热交换器中的所有的热介质间热交换器作为冷却热介质的冷却用热交换器而发挥作用,
在上述全制热运转模式下,使上述多台热介质间热交换器中的所有的热介质间热交换器作为加热热介质的加热用热交换器而发挥作用。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的空调装置,其特征在于,
将上述第一热介质流路切换装置的热介质的出入口的方向与上述第二热介质流路切换装置的热介质的出入口的方向配置成一致。
7.根据权利要求2~6中任一项所述的空调装置,其特征在于,
将上述室外机设置于室外或连通于室外的空间,将上述热介质变换机设置于室外或连通于室外的空间或非空调对象空间,将上述室内机设置于空调对象空间或连通于空调对象空间的空间,将上述热介质调整器设置于上述室内机的附近。
8.根据权利要求2~7中任一项所述的空调装置,其特征在于,
至少由2根制冷剂配管连接上述室外机和上述热介质变换机,由4根热介质配管连接上述热介质变换机和上述热介质调整器,由2根热介质配管连接上述热介质调整器和上述室内机。
9.根据权利要求8所述的空调装置,其特征在于,
连接上述热介质变换机和上述热介质调整器的4根热介质配管由沿大致铅垂方向设置的4根纵配管和沿大致水平方向设置的4根横配管构成。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的空调装置,其特征在于,
将根据流入上述泵的热介质的压力而控制上述泵的转速的第一控制装置设于上述热介质变换机的内部或附近,
将根据冷凝温度或高压侧为超临界状态的情况下的假拟冷凝温度或/和蒸发温度而控制上述压缩机的转速的第二控制装置设于上述室外机的内部或附近,
通过有线或无线连接上述第一控制装置和上述第二控制装置,能够进行联合控制。
11.根据权利要求10所述的空调装置,其特征在于,
上述第二控制装置基于冷凝温度或高压侧为超临界状态的情况下的假拟冷凝温度或/和蒸发温度的控制目标值或控制目标值的偏差值,变更冷凝温度或/和蒸发温度的控制目标值,进行上述压缩机的转速控制。
12.根据权利要求11所述的空调装置,其特征在于,
将检测流入上述泵的热介质的压力或从上述泵流出的热介质的压力的压力传感器设于上述热介质变换机中,
上述第一控制装置控制上述泵的转速,以使上述压力传感器的检测值接近目标值。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的空调装置,其特征在于,
将根据流入上述利用侧热交换器的热介质的温度而控制上述热介质流量调整装置的开度的第三控制装置设于收容有上述热介质流量调整装置的壳体的内部或附近,
通过有线或无线将上述第三控制装置与上述第一控制装置和上述第二控制装置分别连接,
上述第一控制装置基于来自上述第三控制装置的上述热介质流量调整装置的开度信息,控制上述泵的转速,以使上述热介质流量调整装置的开度接近目标值。
14.根据权利要求13所述的空调装置,其特征在于,
将第一温度传感器和第二温度传感器设于上述热介质调整器中,该第一温度传感器检测流入上述利用侧热交换器的热介质的温度,该第二温度传感器检测从上述利用侧热交换器流出的热介质的温度,
上述第三控制装置控制上述热介质流量调整装置的开度,以使上述第一温度传感器的检测温度与上述第二温度传感器的检测温度的温度差接近目标值。
15.根据权利要求13或14所述的空调装置,其特征在于,
上述第一控制装置基于上述热介质流量调整装置的开度信息,变更上述压力传感器的控制目标值。
16.根据权利要求13~15中任一项所述的空调装置,其特征在于,
与上述热介质流量调整装置的控制间隔相比,上述泵的控制间隔增大,且热源侧制冷剂的冷凝温度或/和蒸发温度的控制间隔进一步增大。
17.根据权利要求16所述的空调装置,其特征在于,
使上述泵的控制间隔为上述热介质流量调整装置的控制间隔的3倍以上,且使热源侧制冷剂的冷凝温度或/和蒸发温度的控制间隔为上述泵的控制间隔的3倍以上。
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