CN103229004B - 空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明获得即使在采用低压时的制冷剂密度小的制冷剂时也能减小低压气体配管的直径的空调装置。该空调装置具有制冷剂循环回路（10）和过冷却机构（过冷却热交换器（4）、节流装置（5）和旁通回路（7））。在制冷剂循环回路（10）中，压缩机（1）、热源侧热交换器（3）、节流装置（20）和利用侧热交换器（21）通过配管连接，0℃时的饱和制冷剂气体密度为R410A制冷剂的35～65%的制冷剂在该制冷剂循环回路（10）内循环。过冷却机构，在制冷运转时，使从热源侧热交换器（3）送到节流装置（20）的高压液体制冷剂的液温为5℃以下。

Description

空调装置

技术领域

本发明涉及空调装置。

背景技术

已往，存在一种空调装置，具有过冷却机构，用旁通侧制冷剂，将从冷凝器送到节流装置的制冷剂冷却（例如参照专利文献1）。在具有该过冷却机构的空调装置中，由于被送到节流装置的制冷剂循环量减少，所以，可以减少节流装置后段的蒸发器及延长配管的压力损失。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－265232号公报（图1、第6页）

发明内容

发明要解决的课题

近年来，出于地球温暖化的观点，有限制使用地球温暖化系数高的HFC系制冷剂（例如R410A、R404A、R407C、R134a等）的动向，提出了使用地球温暖化系数小的制冷剂（例如HFO1234yf、二氧化碳等）的空调装置。HFO1234yf与R410A相比，低压时的制冷剂密度大幅度减小，相同温度下的压力特性比R410A低得多。把该低压时的制冷剂密度小的制冷剂用在空调装置中进行制冷运转时，低压气体配管中的压力损失的影响极大。因此，存在为了减小压力损失而必须加大配管直径的问题。

尤其是在楼房用多联式空调（10HP）那样的大***中，使用R410A时，低压气体配管的直径是左右，而使用低压时的制冷剂密度小的制冷剂时，低压气体配管的直径是上述直径的约2倍的左右。因此，配管的弯曲作业很困难，加工成本大幅度上升。另外，这种粗配管直径的制冷剂配管，通常市场上几乎不使用，所以，价格大幅度提高。为此，使用低压时的制冷剂密度小的制冷剂时的一个大课题是减小低压气体配管的直径。

专利文献1记载的空调装置，如上所述，在减小压力损失方面是有效的。但是，不考虑使用低压时的制冷剂密度小的制冷剂作为工作制冷剂，所以，压力损失的减小效果并不是很大。因此，单纯地在该空调装置中使用低压时的制冷剂密度小的制冷剂，如上所述，不能解决低压气体配管的大幅度大径化的问题。

本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的是提供即使在采用低压时的制冷剂密度小的制冷剂时也能减小低压气体配管直径的空调装置。

解决课题的技术方案

本发明的空调装置，具有：制冷剂循环回路，用配管连接压缩机、热源侧热交换器、节流装置和利用侧热交换器，0℃时的饱和制冷剂气体密度为R410A制冷剂的35～65%的制冷剂在该制冷剂循环回路内循环；以及过冷却机构，在制冷运转时，使从热源侧热交换器送到节流装置的高压液体制冷剂的液温为5℃以下。

发明效果

根据本发明，在制冷运转时，使从热源侧热交换器送到节流装置的高压液体制冷剂的液温为5℃以下，所以，可提高冷冻效果，可减少制冷剂流量。因此，可以减小低压配管的直径。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的空调装置的回路构成之一例的概略回路构成图。

图2是表示本发明实施方式1的空调装置在制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。

图3是表示双重管式过冷却热交换器的构造例的图。

图4是表示液温与流量比的关系的曲线图。

图5是表示液温与压力损失比的关系的曲线图。

图6是表示液温与配管直径比的关系的曲线图。

图7是表示本发明实施方式1的空调装置在制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。

图8是表示本发明实施方式2的空调装置的回路构成之一例的概略回路构成图。

图9是表示本发明实施方式2的空调装置在制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。

图10是本发明实施方式3（冷热同时型）的空调装置的回路构成图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的空调装置的回路构成之一例的概略回路构成图。下面，参照图1，说明空调装置的详细回路构成。在图1中，以连接了4台室内机20的情况为例进行了表示。另外，在包括图1在内的以下附图中，各构成部件的大小关系与实际有时不相同。另外，在图1和后述图中，注以相同标记的部件是相同或相当的部件，这一点在说明书全文中都是一样的。另外，说明书全文中阐述的构成要素的方式，仅作为例举，并不限定于所记载的方式。

如图1所示，空调装置100构成为，室外机（热源机）10和室内机20a～20d（下面有时总称为室内机20）通过延长配管400a和延长配管400b（下面有时总称为延长配管400）连接。即，在空调装置100中，多台室内机20相对于室外机10并联连接。延长配管400是制冷剂（热源侧制冷剂）通过的制冷剂配管。另外，在空调装置100中，封入了HFO1234y或HFO1234ze作为制冷剂。

[室外机10]

室外机10具有压缩机1、四通阀等流路切换装置2、热源侧热交换器3、过冷却热交换器4和储液器6，通过配管，与室内机20的后述利用侧热交换器21及节流装置22连接，构成了制冷剂循环的制冷剂循环回路。室外机10还具有位于热源侧热交换器3与节流装置22之间的过冷却热交换器4。另外，室外机10具有旁通回路7，该旁通回路7从过冷却热交换器4与节流装置22之间分支，经由节流装置5和过冷却热交换器4的低压侧连接到储液器6的入口侧。过冷却热交换器4使热源侧热交换器3和节流装置22之间的高压侧制冷剂与在节流装置5将高压侧制冷剂的一部分减压后的低压侧制冷剂进行热交换，将高压侧制冷剂冷却。

压缩机1吸入制冷剂，将该制冷剂压缩成为高温高压的状态后运送到制冷剂循环回路中，例如可采用容量可控制的变频压缩机等构成。流路切换装置2用于切换制热运转模式下的制冷剂的流动和制冷运转模式下的制冷剂的流动。

热源侧热交换器（室外侧热交换器）3在制热运转时作为蒸发器发挥作用，在制冷运转时作为散热器发挥作用，在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与制冷剂之间进行热交换。储液器6设在压缩机1的吸入侧，用于蓄积因制热运转模式时和制冷运转模式时的不同而产生的剩余制冷剂、相对于过渡的运转变化（例如室内机2的运转台数的变化）而产生的剩余制冷剂。

另外，在过冷却热交换器4的出口（液体侧），设有压力传感器8和温度传感器9。在室外机10，还设有用于检测压缩机1的吸入温度及排出温度的传感器（未图示）等各种传感器。

在室外机10设有控制装置10A。控制装置10A被连接成，能接收室外机10内的各种传感器及室内机20内的后述各种传感器的检测信号。控制装置10A，根据来自各种传感器的检测信号，进行节流装置5和节流装置22的开度等调整等控制。另外，控制装置10A，通过流路切换装置2的切换，进行制冷运转模式和制热运转模式的运转。图1中，表示只在室外机10设置了控制装置10A的构成，但是也可以在各室内机20中设置具有控制装置10A的部分功能的副控制装置，利用控制装置10A和副控制装置之间的数据通信来进行联机处理。

[室内机20]

在室内机20中，利用侧热交换器（室内侧热交换器）21（21a～21d）和节流装置22（22a～22d）串联连接，构成了制冷剂循环回路的一部分。利用侧热交换器21在制热运转时起散热器的作用，在制冷运转时起蒸发器的作用，在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与制冷剂之间进行热交换，生成用于供给空调对象空间的制热用空气或制冷用空气。节流装置22具有减压阀、膨胀阀的功能，将制冷剂减压而使其膨胀，可由开度可变地控制的例如电子式膨胀阀等构成。

在实施方式1中，以连接了4台室内机20的情况为例进行了表示。图中，从左侧起，依次表示为室内机20a、室内机20b、室内机20c、室内机20d。另外，与室内机20a～20d对应地，利用侧热交换器21，也从左侧起，依次表示为利用侧热交换器21a、利用侧热交换器21b、利用侧热交换器21c、利用侧热交换器21d。同样地，节流装置22，也从左侧起，依次表示为节流装置22a、节流装置22b、节流装置22c、节流装置22d。另外，室内机20的连接台数并不限定于4台。

在室内机20中，在利用侧热交换器21的制冷剂出入口设有温度传感器23a～23d、24a～24d。温度传感器23a～23d、24a～24d的检测信号被输出到控制装置10A。在本实施方式中是在室外机用控制装置10A实施对室内机的控制，但是，也可以在各室内机设置控制装置，用该控制装置来控制室内机20a～20d。

在空调装置100中，如上所述，制冷剂使用作为低压制冷剂的HFO1234yf或HFO1234ze。这些制冷剂在0℃时的饱和气体密度如表1所示。从表1中可知，相对于R410A的气体密度，HFO1234yf是58%，HFO1234ze是38%。也就是说，与现在多数空调装置中使用的R410A制冷剂相比，该制冷剂的低压时的气体密度是35～65%左右。另外，该值是从NIST（NationalInstituteofStandardsandTechnology，国家标准与技术研究所）发售的REFPROPVersion8.0中得到的。

[表1]

制冷剂	R410A	HFO1234yf	HFO1234ze
				饱和气体密度[kg/m3]	30.575	17.646	11.724

这样，使用气体密度小的制冷剂时，如果单纯地以相同的制冷剂流量（kg/hr）在配管中流动，HFO1234yf的流速是R410A的约2倍。由于压力损失与流速的平方成正比，所以，HFO1234yf的压力损失是R410A的约4倍。结果，在使用与R410A制冷剂相同直径的配管时，压力损失是4倍，性能大幅度降低。为了抑制HFO1234yf制冷剂与已往制冷剂（R410A）有同等的压力损失而导致的性能降低，配管直径必须是已往制冷剂配管的2倍。HFO1234yf和HFO1234ze是大致相同的密度，所以，HFO1234yf和HFO1234ze的压力损失是大致相同的值。

在房间空调那样的小容量***中，即使将配管直径加大到2倍，由于原来的配管直径就小，所以，在加工上没有特别的问题。但是，在楼房用多联式空调（10HP）那样的大容量***中，如上面对现有技术的说明中所述，配管直径为左右，所以，在施工性、加工成本方面有较大的不良影响。

为此，在本实施方式1中，使从在制冷运转模式时作为散热器的热源侧热交换器3送到节流装置22的高压液体制冷剂的温度降低到5℃以下。这是本实施方式1的重点。另外，在本例中，使冷凝温度为49℃以上，高压液体制冷剂的液温的目标温度为5℃以下时的过冷度为44℃以上。这样，通过使高压液体制冷剂的液温在5℃以下，例如与使液温为44℃（过冷度5℃）时相比，可提高冷冻效果。结果，可以减少制冷剂流量，可减小配管尺寸。

下面，说明空调装置100执行的各种运转模式。

[制冷运转模式]

图2是表示空调装置100在制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。图2中，以驱动全部的室内机20的情况为例进行说明。图2中，箭头表示制冷剂的流动方向。

低温低压的制冷剂被压缩机1压缩，成为高温高压的气体制冷剂而排出。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂，通过流路切换装置2，流入热源侧热交换器3。

流入到热源侧热交换器3的高温高压的气体制冷剂，通过与从省略图示的送风机供给的空气进行热交换，成为液体状态，从热源侧热交换器3流出。从热源侧热交换器3流出的液体状态的制冷剂流入过冷却热交换器4的高压侧。通过了过冷却热交换器4的制冷剂的一部分被旁通回路7的节流装置5减压而成为低压的气液二相的制冷剂，流入过冷却热交换器4的低压侧。这样，过冷却热交换器4的高压侧的液体制冷剂，与低压侧的制冷剂进行热交换而冷却，液温降低（增大过冷度）并从过冷却热交换器4流出。过冷却热交换器4的低压侧的低压二相制冷剂，与高压侧的制冷剂进行热交换而成为低压的气体制冷剂，从过冷却热交换器4出来，流向储液器6。

这里，如上所述，在本例中，调整节流装置5的开度，把过冷却热交换器4出口的高压液体制冷剂的液温降低到5℃左右。这样，由于冷冻效果提高，所以，节流装置5的开度比例如过冷度为5℃时增加。因此，减少了对利用侧热交换器21的制冷剂供给量。结果，可以减小配管尺寸。另外，节流装置5的开度调整是根据压力传感器8和温度传感器9的检测信号、由控制装置10A进行的。

本实施方式1的过冷却热交换器4，如图3所示，采用双重管方式，高压侧制冷剂即高压液体制冷剂在环状部流动，低压侧制冷剂即气液二相制冷剂在内管中流动。这是因为如果使气液二相制冷剂流到环状部，液体制冷剂会偏于环状部的底部而导致热交换性能降低。

另外，过冷却热交换器4并不限定于双重管方式，也可以采用板式热交换器。在采用板式热交换器时，通过使低压气液二相制冷剂从下往上流而高压液体制冷剂从上往下流（相向流），可以有效地发挥热交换器性能。

从过冷却热交换器4流出的液体制冷剂，通过延长配管400a，朝着室内机20，分别流入室内机20a～室内机20d。流入到室内机20a～室内机20d的制冷剂，分别由节流装置22a～节流装置22d膨胀（减压），成为低温低压的气液二相状态。该气液二相状态的制冷剂分别流入利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d。流入到利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d的气液二相状态的制冷剂，与从省略图示的送风机供给的空气（室内空气）进行热交换而从空气中吸热，成为低压的气体制冷剂，从利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d流出。

这里，向利用侧热交换器21的制冷剂供给量，根据设在利用侧热交换器21的制冷剂出入口的温度传感器23a～23d、24a～24d的温度信息来进行调整。具体地说，控制装置10A取得来自这些温度传感器23a～23d、24a～24d的信息，根据取得的信息，算出过热度（出口侧的制冷剂温度－入口的制冷剂温度）。然后，决定节流装置22的开度以使该过热度成为2～5℃左右，调整向利用侧热交换器21的制冷剂供给量。

从利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d流出的低压气体制冷剂，从室内机20a～室内机20d流出，通过延长配管400b，流入室外机10。流入到室外机10的制冷剂，通过流路切换装置2，流入储液器6。流入到储液器6的制冷剂被分离成液体制冷剂与气体制冷剂，气体制冷剂再次被压缩机1吸入。

在该制冷运转模式下，在各室内机20进行过热度控制而使过热度成为正区域，所以，液体状态的制冷剂不流入储液器6。但是，在过渡状态、或有停止的室内机20时，有时少量的液态（干度0.95左右）制冷剂会流入储液器6。流入到储液器6的液体制冷剂蒸发后而被压缩机1抽吸、或者经由设在储液器6出口的回油孔（省略图示）而被压缩机1抽吸。

下面，说明把过冷却热交换器4出口的高压液体制冷剂温度降低到5℃左右所产生的效果。图4表示过冷却热交换器出口的液体温度与制冷剂流量减少比率的关系。把液温44℃（过冷度5℃）时的制冷剂流量比率设为1。其它计算的试算条件是蒸发温度为0℃，冷凝温度为49℃。

从图4可知，通过使过冷却热交换器4的出口液体温度为5℃左右，流量是液温为44℃（过冷度5℃）时的66%左右，流到延长配管400a、400b的制冷剂流量也降低34%。

图5是表示过冷却热交换器出口的液温度与配管压力损失降低比例的关系的图。把液温44℃（过冷度5℃）时的压力损失比率设为1。从图5可知，通过使过冷却热交换器4的出口液体温度为5℃左右，压力损失是液温为44℃（过冷度5℃）时的44%左右，延长配管400a、400b的压力损失也降低56%。

图6是表示过冷却热交换器出口的液温度与配管直径减小比率的关系的图。把液温44℃（过冷度5℃）时的配管直径比率设为1。从图6可知，通过使过冷却热交换器4的出口液体温度为5℃左右时，配管直径是液温为44℃（过冷度5℃）时的80%左右，延长配管400a、400b的直径也减小20%。即，能够将配管直径减小1至2个级别，可以减小延长配管400a、400b的直径。气体制冷剂通过的低压配管即延长配管400b的压力损失的影响大，比延长配管400a粗。因此，能够将延长配管400b的配管直径减小1～2个级别可获得降低配管成本、提高施工性、降低施工成本的效果，非常有效。

[制热运转模式]

图7是表示空调装置100在制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。图7中，以驱动全部的室内机20的情况为例进行说明。图7中，箭头表示制冷剂的流动方向。另外，在制热运转模式下，节流装置5是关闭的。

低温低压的制冷剂被压缩机1压缩，成为高温高压的气体制冷剂而排出。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂，通过流路切换装置2，从室外机10流出，通过延长配管400b，分别流入室内机20a～室内机20d。

流入到室内机20a～室内机20d的高温高压的气体制冷剂，在利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d，与从省略图示的送风机供给的空气（室内空气）进行热交换而向空气散热，成为液体状态，从利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d流出。该高压的液态制冷剂，分别由节流装置22a～节流装置22d膨胀（减压），成为低温低压的气液二相状态，从室内机20a～室内机20d流出。

向利用侧热交换器21的制冷剂供给量，根据来自设在利用侧热交换器21的制冷剂出口的温度传感器23a～23d和压力传感器（未图示）的信息来进行调整。具体地说，用来自这些传感器的信息算出过冷度（从出口侧的制冷剂的检测压力换算的饱和温度－出口侧的制冷剂温度），决定节流装置22的开度以使该过冷度成为2～5℃左右，调整对热源侧热交换器3的制冷剂供给量。

从室内机20a～室内机20d流出的低温低压的气液二相状态的制冷剂，通过延长配管400a，流入室外机10。该制冷剂直接通过过冷却热交换器4，流入热源侧热交换器3。流入到热源侧热交换器3的低温低压的气液二相状态的制冷剂，与从省略图示的送风机供给的空气进行热交换，从空气吸热，干度渐渐增大。然后，在热源侧热交换器3的出口，成为干度大的状态的气液二相制冷剂，从热源侧热交换器3流出。从热源侧热交换器3流出的制冷剂，通过流路切换装置2，流入储液器6。流入到储液器6的制冷剂被分离成液体制冷剂与气体制冷剂，气体制冷剂再次被压缩机1吸入。

在本实施方式1的回路中，在制热运转模式下，虽然不能减少流入延长配管400b的制冷剂流量，但是，由于流到延长配管400b中的是高压气体制冷剂（密度大的制冷剂），所以，压力损失的影响小，使制冷剂不流到过冷却热交换器4。另外，使制冷剂流到过冷却热交换器4时，也可以减小室外机10的低压配管（过冷却热交换器4的出口→蒸发器→储液器6的入口的配管）的直径。另外，在制热运转模式下也同样地，可以使从利用侧热交换器21送到节流装置22的高压液体制冷剂的液温成为5℃以下，或者使过冷度成为44℃以上。

如上所述，根据本实施方式1，在制冷运转模式时，通过用过冷却机构（过冷却热交换器4、节流装置5和旁通回路7）将高压液温度降低到5℃左右，可以将延长配管（低压气体配管）400b的直径减小1～2个级别。结果，可以降低配管成本和施工成本，并且，可减少因废弃造成的能量损失，也有利于环境保护。另外，由于可减少压力损失，所以，可进行能效高的运转，也具有节能效果。

实施方式2

在实施方式1中，由过冷却热交换器4、节流装置5和旁通回路7来构成过冷却机构，而在实施方式2中，由过冷却用的制冷剂循环回路来构成过冷却机构。

图8是本发明实施方式2的空调装置的概略图。该空调装置101具有制冷剂循环回路101A和过冷却用回路101B。另外，在实施方式2中，主要说明与实施方式1的不同之处，与实施方式1相同的部分注以相同标记。另外，对与实施方式1的同样的构造部分适用的具体例及变型例，也同样适用于本实施方式。这一点在后述的实施方式中也同样。

[制冷剂循环回路101A]

制冷剂循环回路101A具有压缩机1、四通阀等流路切换装置2、热源侧热交换器3和储液器6，通过配管，与室内机20的利用侧热交换器21及节流装置22连接，构成了制冷剂循环的冷冻循环。

[过冷却用回路101B]

过冷却用回路101B具有压缩机31、冷凝器32、节流装置33和过冷却热交换器34，它们通过配管连接而构成了制冷剂循环的、起到过冷却机构作用的冷冻循环。过冷却热交换器34，使在过冷却用回路101B内循环的低压侧制冷剂与位于制冷剂循环回路101A的热源侧热交换器3和节流装置22之间的高压侧制冷剂，进行热交换。

制冷剂循环回路A中的除了利用侧热交换器21及节流装置22以外的各设备与过冷却用回路101B，设置在同一箱体内，构成室外机30。另外，过冷却用回路101B的压缩机31搭载着容量比压缩机1小的压缩机。

在室外机30设有控制装置30A。控制装置30A被连接成，可接收室外机30内的各种传感器及室内机20内的后述各种传感器的检测信号。控制装置30A根据来自各种传感器的检测信号，进行节流装置33及节流装置22的开度调整等控制。另外，控制装置30A，通过流路切换装置2的切换，进行制冷运转模式和制热运转模式的运转。图8中，表示只在室外机30设置了控制装置30A，但是，也可以在各室内机20设置具有控制装置30A的部分功能的副控制装置，利用控制装置30A与副控制装置之间的数据通信来进行联机处理。

下面，说明空调装置101执行的各运转模式。

[制冷运转模式]

图9是表示本发明实施方式2的空调装置在制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。图9中，以驱动全部的室内机20的情况为例进行说明。图9中，箭头表示制冷剂的流动方向。

首先说明制冷剂循环回路101A的动作。低温低压的制冷剂被压缩机1压缩，成为高温高压的气体制冷剂而排出。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂，通过流路切换装置2，流入热源侧热交换器3。

流入到热源侧热交换器3的高温高压的气体制冷剂，与从省略图示的送风机供给的空气进行热交换，成为液体状态，从热源侧热交换器3流出，流入过冷却热交换器34。流入到过冷却热交换器34的液体制冷剂被在过冷却用回路101B生成的气液二相制冷剂冷却，液温降低（增大过冷度），从过冷却热交换器34流出。

这里，在实施方式2中，也与实施方式1同样地，把过冷却热交换器34出口的高压液体制冷剂的液温降低到5℃左右。该高压液体制冷剂的温度，取决于过冷却热交换器34中的热交换量。因此，通过调整过冷却用回路101B的节流装置33的开度、压缩机31的转速，把过冷却热交换器34出口的高压液体制冷剂的液温降低到为5℃左右。结果，可得到与实施方式1同样的效果。

从过冷却热交换器34流出的液体制冷剂，通过延长配管400a，朝着室内机20，分别流入室内机20a～室内机20d。流入到室内机20a～室内机20d的制冷剂分别由节流装置22a～节流装置22d膨胀（减压），成为低温低压的气液二相状态。该气液二相状态的制冷剂分别流入利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d。流入到利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d的气液二相状态的制冷剂，与从省略图示的送风机供给的空气（室内空气）进行热交换而从空气中吸热，成为低压的气体制冷剂，从利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d流出。

这里，向利用侧热交换器21的制冷剂供给量，根据设在利用侧热交换器21的制冷剂出入口的温度传感器23a～23d、24a～24d的温度信息来进行调整。具体地说，控制装置30A，根据来自这些温度传感器23a～23d、24a～24d的温度信息，算出过热度（出口侧的制冷剂温度－入口侧的制冷剂温度）。然后，与实施方式1同样地，决定节流装置22的开度以使该过热度成为2～5℃左右，调整向利用侧热交换器21的制冷剂供给量。

从利用侧热交换器21a～利用侧热交换器21d流出的低压气体制冷剂，从室内机20a～室内机20d流出，通过延长配管400b，流入室外机10。流入到室外机10的制冷剂，通过流路切换装置2，流入储液器6。流入到储液器6的制冷剂被分离成液体制冷剂与气体制冷剂，气体制冷剂再次被压缩机1吸入。

在该制冷运转模式下，在各室内机20进行过热度控制，所以，液体状态的制冷剂不流入储液器6。但是，在过渡状态、或者有停止的室内机20时，有时会有少量的液态（干度0.95左右）制冷剂流入储液器6。流入到储液器6的液体制冷剂蒸发后被压缩机1抽吸，或者经由设在储液器6的出口配管上的回油孔（省略图示）而被压缩机1抽吸。

下面，说明过冷却用回路101B的动作。制冷剂被压缩机31压缩，成为高温高压的气体制冷剂而排出。从压缩机31排出的高温高压的气体制冷剂流入冷凝器32。流入到冷凝器32的高温高压的气体制冷剂，与从省略图示的送风机供给的空气进行热交换，成为液体状态，从冷凝器32流出，流入节流装置33。如上所述，调整节流装置33的开度，以使过冷却热交换器34出口的高压液体制冷剂的温度降低到5℃左右。流入到节流装置33的制冷剂被减压成为低压的气液二相流，流入过冷却热交换器34。流入到过冷却热交换器34的气液二相制冷剂，与在制冷剂循环回路101A生成的高压液体制冷剂进行热交换。热交换后的气液二相制冷剂，成为低压的气体制冷剂，从过冷却热交换器34流出，再次被压缩机31抽吸。

在实施方式2中，也与实施方式1同样地，用过冷却热交换器34使从过冷却热交换器34流出的高压液体制冷剂的温度降低到5℃左右。结果，与实施方式1同样地，可以将延长配管（低压气体配管）400b的配管直径减小1～2级别，可以降低配管成本和施工成本。

在本实施方式2的回路中，与实施方式1同样地，在制热运转模式时，虽然不能减少流入延长配管400b的制冷剂流量，但是，由于流入的是高压的气体制冷剂（密度大的制冷剂），所以，压力损失的影响小，不使制冷剂流到过冷却热交换器34。即，过冷却用回路101B不运转。

另外，在本实施方式2中，在制冷剂循环回路101A和过冷却用回路101B中，使用相同的制冷剂HFO1234yf或HFO1234ze，但是也可以在过冷却用回路101B中使用别的地球温暖化系数小的制冷剂，例如二氧化碳、HC制冷剂等。

实施方式3

在实施方式3的空调装置中，能同时执行制冷和制热型的空调装置的室外机40采用图1所示的实施方式1的室外机10或图8所示的实施方式2的室外机30。

图10是本发明实施方式3的空调装置的概略构造图。图10中，表示具有室外机10或室外机30之中的室外机10的情况。

该空调装置102大体上由热源机（室外机）40、热介质变换机60和室内机50构成。室外机40和热介质变换机60，经由热介质变换机60中的热介质间热交换器61a及热介质间热交换器61b，用制冷剂配管401连接。另外，热介质变换机60和室内机50，也经由热介质间热交换器61a及热介质间热交换器61b，用配管500连接。

[室外机40]

室外机40，如上所述，具有构成图1所示的实施方式1的室外机10的各设备和各种传感器，与实施方式1及实施方式2同样地，把高压液体制冷剂的液温降低到5℃左右。另外，在室外机40，为了使制冷剂朝一个方向流动，还设有4个单向阀41a～41d。在构成这样的回路的情况下，可以只在制冷运转中降低高压液体制冷剂的温度。

单向阀41d设在热介质变换机60与流路切换装置2之间的制冷剂配管401上，容许热源侧制冷剂只朝预定方向（从热介质变换机60朝室外机40的方向）流动。单向阀41a设在热源侧热交换器3与热介质变换机60之间的制冷剂配管401上，容许热源侧制冷剂只朝预定方向（从室外机40朝热介质变换机60的方向）流动。单向阀41b设在第1连接配管42a上，在制热运转时使从压缩机1排出的热源侧制冷剂流到热介质变换机60。单向阀41c设在第2连接配管42b上，在制热运转时使从热介质变换机60返回的热源侧制冷剂流到压缩机1的吸入侧。

第1连接配管42a，在室外机40内，把流路切换装置2与单向阀41d之间的制冷剂配管401、和单向阀41a与热介质变换机60之间的制冷剂配管401连接起来。第2连接配管42b，在室外机40内，把单向阀41d与热介质变换机60之间的制冷剂配管401、和热源侧热交换器3与单向阀41a之间的制冷剂配管401连接起来。另外，图10中，表示设置了第1连接配管42a、第2连接配管42b、单向阀41a、单向阀41b、单向阀41c和单向阀41d的例子，但并不限定于此，不一定非要设置这些部件。

另外，在室外机40设有控制装置40A。控制装置40A被连接成，能接收室外机40、室内机50及热介质变换机60内的各种传感器的检测信号。控制装置40A，根据来自各种传感器的检测信号，进行节流装置5及节流装置22的开度调整等控制。另外，控制装置40A，通过流路切换装置2的切换，进行制冷运转模式和制热运转模式的运转。图10中，表示只在室外机40设置了控制装置40A的构造，但是，也可以在各室内机50和热介质变换机60设置具有控制装置40A的部分功能的副控制装置，利用控制装置40A与副控制装置之间的数据通信来进行联机处理。另外，也可以在每个单元设置控制装置40A，还可以在热介质变换机60设置控制装置40A。

[室内机50]

在室内机50中，分别搭载了负荷侧热交换器51（51a～51d）。该负荷侧热交换器51，通过配管500，与热介质变换机60的热介质流量调整装置74（74a～74d）及第2热介质流路切换装置73（73a～73d）连接。该负荷侧热交换器51，使从省略图示的风扇等送风机供给的空调对象空间的空气和热介质进行热交换，生成用于供给室内空间的制热用空气或制冷用空气。

该图10中，例示了4台室内机50与热介质变换机60连接的情况。图中，从下方起，依次表示为室内机50a、室内机50b、室内机50c、室内机50d。另外，与室内机50a～50d对应地，负荷侧热交换器51，也从下方起，依次表示为负荷侧热交换器51a、负荷侧热交换器51b、负荷侧热交换器51c、负荷侧热交换器51d。另外，与图1及图2同样地，室内机50的台数并不限定为图10所示的4台。

[热介质变换机60]

热介质变换机60搭载有2个热介质间热交换器61（61a、61b）、2个节流装置62（62a、62b）、2个开闭装置63（63a、63b）、2个流路切换装置64（64a、64b）、2个泵71（71a、71b）、4个第1热介质流路切换装置72（72a～72d）、4个第2热介质流路切换装置73（73a～73d）、和4个热介质流量调整装置74（74a～74d）。热介质间热交换器61相当于构成上述实施方式1、2的制冷剂循环回路的利用侧热交换器。

2个热介质间热交换器61（热介质间热交换器61a、热介质间热交换器61b），具有冷凝器（散热器）或蒸发器的功能，在热源侧制冷剂与热介质之间进行热交换，把在室外机40生成并蓄积在热源侧制冷剂中的冷能或热能传递给热介质。热介质间热交换器61a设在制冷剂循环回路A中的节流装置62a与流路切换装置64a之间，在制冷制热混合运转模式时，用于热介质的加热。另外，热介质间热交换器61b设在制冷剂循环回路A中的节流装置62b与流路切换装置64b之间，在制冷制热混合运转模式时，用于热介质的冷却。这里，设置了2台热介质间热交换器61，但是也可以设置1台，也可以设置3台以上。

2个节流装置62（节流装置62a、节流装置62b），具有减压阀、膨胀阀的功能，将热源侧制冷剂减压而使其膨胀。节流装置62a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中设在热介质间热交换器61a的上游侧。节流装置62b在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中设在热介质间热交换器61b的上游侧。2个节流装置62可以由开度可变地控制的例如电子式膨胀阀等构成。

2个开闭装置63（开闭装置63a、开闭装置63b）由二通阀等构成，用于开闭制冷剂配管401。开闭装置63a设在热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管401上。开闭装置63b设在将热源侧制冷剂的入口侧和出口侧的制冷剂配管401连接起来的配管上。2个流路切换装置64（流路切换装置64a、流路切换装置64b）由四通阀等构成，根据运转模式，切换热源侧制冷剂的流动。流路切换装置64a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中设在热介质间热交换器61a的下游侧。流路切换装置64b在全制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中设在热介质间热交换器61b的下游侧。

作为热介质送出装置的2个泵71（71a、71b），使通过配管500的热介质循环。泵71a设在热介质间热交换器61a与第2热介质流路切换装置73之间的配管500上。泵71b设在热介质间热交换器61b与第2热介质流路切换装置73之间的配管500上。2个泵71可由例如容量可控制的泵等构成。

4个第1热介质流路切换装置72（第1热介质流路切换装置72a～第1热介质流路切换装置72d）由三通阀等构成，用于切换热介质的流路。第1热介质流路切换装置72设有与室内机50的设置台数相应的个数（这里是4个）。第1热介质流路切换装置72设在负荷侧热交换器51的热介质流路的出口侧，其三通中的一个与热介质间热交换器61a连接，三通中的一个与热介质间热交换器61b连接，三通中的一个与热介质流量调整装置74连接。另外，与室内机50对应地，图中，从下方起，依次表示为第1热介质流路切换装置72a、第1热介质流路切换装置72b、第1热介质流路切换装置72c、第1热介质流路切换装置72d。

4个第2热介质流路切换装置73（第2热介质流路切换装置73a～第2热介质流路切换装置73d）由三通阀等构成，用于切换热介质的流路。第2热介质流路切换装置73设有与室内机50的设置台数相应的个数（这里是4个）。第2热介质流路切换装置73设在负荷侧热交换器51的热介质流路的入口侧，其三通中的一个与热介质间热交换器61a连接，三通中的一个与热介质间热交换器61b连接，三通中的一个与负荷侧热交换器51连接。另外，与室内机50对应地，图中，从下方起，依次表示为第2热介质流路切换装置73a、第2热介质流路切换装置73b、第2热介质流路切换装置73c、第2热介质流路切换装置73d。

4个热介质流量调整装置74（热介质流量调整装置74a～热介质流量调整装置74d）由可控制开口面积的二通阀等构成，用于控制在配管500中流动的流量。热介质流量调整装置74设有与室内机50的设置台数相应的个数（这里是4个）。热介质流量调整装置74设在负荷侧热交换器51的热介质流路的出口侧，一方与负荷侧热交换器51连接，另一方与第1热介质流路切换装置72连接。另外，与室内机50对应地，图中，从下方起，依次表示为热介质流量调整装置74a、热介质流量调整装置74b、热介质流量调整装置74c、热介质流量调整装置74d。另外，也可以将热介质流量调整装置74设在负荷侧热交换器51的热介质流路的入口侧。

在热介质变换机60中，设有各种检测装置（2个第1温度传感器81、4个第2温度传感器82、4个第3温度传感器83和压力传感器84）。这些检测装置的检测信号被送到例如控制装置40A，用于控制压缩机1的驱动频率、送风机（未图示）的转速、流路切换装置2的切换、泵71的驱动频率、流路切换装置64的切换、热介质流路的切换等。

2个第1温度传感器81（第1温度传感器81a、第1温度传感器81b）用于检测从热介质间热交换器61流出的热介质、即热介质间热交换器61的出口处的热介质的温度，可以由例如热敏电阻等构成。第1温度传感器81a设在泵71a的入口侧的配管500上。第1温度传感器81b设在泵71b的入口侧的配管500上。

4个第2温度传感器82（第2温度传感器82a～第2温度传感器82d）设在第1热介质流路切换装置72与热介质流量调整装置74之间，用于检测从负荷侧热交换器51流出的热介质的温度，可由热敏电阻等构成。第2温度传感器82设有与室内机50的设置台数对应的个数（这里是4个）。另外，与室内机50对应地，图中，从下方起，依次表示为第2温度传感器82a、第2温度传感器82b、第2温度传感器82c、第2温度传感器82d。

4个第3温度传感器83（第3温度传感器83a～第3温度传感器83d）设在热介质间热交换器61的热源侧制冷剂的入口侧或出口侧，用于检测流入热介质间热交换器61的热源侧制冷剂的温度、或从热介质间热交换器61流出的热源侧制冷剂的温度，可由热敏电阻等构成。第3温度传感器83a设在热介质间热交换器61a与流路切换装置64a之间。第3温度传感器83b设在热介质间热交换器61a与节流装置62a之间。第3温度传感器83c设在热介质间热交换器61b与流路切换装置64b之间。第3温度传感器83d设在热介质间热交换器61b与节流装置62b之间。

压力传感器84，与第3温度传感器83d的设置位置同样地，设在热介质间热交换器61b与节流装置62b之间，用于检测在热介质间热交换器61b与节流装置62b之间流动的热源侧制冷剂的压力。

热介质导通的配管500由与热介质间热交换器61a连接的配管和与热介质间热交换器61b连接的配管构成。配管500根据与热介质变换机60连接的室内机50的台数而被分支（这里是分成各4支）。配管500在第1热介质流路切换装置72和第2热介质流路切换装置73连接。通过对第1热介质流路切换装置72及第2热介质流路切换装置73进行控制，来决定是使来自热介质间热交换器61a的热介质流入负荷侧热交换器51、还是使来自热介质间热交换器61b的热介质流入负荷侧热交换器61a。

在空调装置102中，压缩机1、流路切换装置2、热源侧热交换器3、开闭装置63、流路切换装置64、热介质间热交换器61的制冷剂流路、节流装置62和储液器65，由制冷剂配管401连接，构成了制冷剂循环回路A。另外，热介质间热交换器61的热介质流路、泵71、第1热介质流路切换装置72、热介质流量调整装置74、负荷侧热交换器51和第2热介质流路切换装置73，由配管500连接，构成了热介质循环回路B。即，多台负荷侧热交换器51并联地与各热介质间热交换器61连接，将热介质循环回路B形成为多***。

因此，在空调装置102中，室外机40和热介质变换机60经由设在热介质变换机60中的热介质间热交换器61a和热介质间热交换器61b连接，热介质变换机60和室内机50也经由热介质间热交换器61a和热介质间热交换器61b连接。即，在空调装置102中，在制冷剂循环回路A内循环的热源侧制冷剂和在热介质循环回路B内循环的热介质，在热介质间热交换器61a和热介质间热交换器61b，进行热交换。

该空调装置102可按照来自各室内机50的指示、利用该室内机50进行制冷运转或制热运转。即，空调装置102可以使全部的室内机50进行相同的运转，并且，可以使各室内机50进行不相同的运转。

空调装置102，可执行由驱动的室内机50全部执行制冷运转的全制冷运转模式、由驱动的室内机50全部执行制热运转的全制热运转模式、制冷负荷较大的制冷主体运转模式、和制热负荷较大的制热主体运转模式。

如上所述，根据实施方式3，即使在可同时进行制冷和制热型的空调装置中，也与实施方式1及实施方式2同样地，可以将低压气体配管的配管直径减小1～2级别。结果，可降低配管成本和施工成本，并且，可减少因废弃而造成的能量损失，有利于环境保护。另外，由于可降低压力损失，所以，可进行能效高的运转，也可得到节能效果。

另外，热介质变换机60也可以分开构成为具有气液分离器及节流装置的主热介质变换机和子热介质变换机。

附图标记的说明

1…压缩机，2…流路切换装置，3…热源侧热交换器，4…过冷却热交换器，5…节流装置，6…储液器，7…旁通回路，8…压力传感器，9…温度传感器，10…室外机，10A…控制装置，20（20a～20d）…室内机，21（21a～21d）…利用侧热交换器，22（22a～22d）…节流装置，23a～23d…温度传感器，24a～24d…温度传感器，30…室外机，30A…控制装置，31…压缩机，32…冷凝器，33…节流装置，34…过冷却热交换器，40…室外机，40A…控制装置，41a～41d…单向阀，42a…第1连接配管，42b…第2连接配管，50（50a～50d）…室内机，51（51a～51d）…负荷侧热交换器，60…热介质变换机，61（61a、61b）…热介质间热交换器，62（62a、62b）…节流装置，63（63a、63b）…开闭装置，64（64a、64b）…流路切换装置，71（71a、71b）…泵，72（72a～72d）…第1热介质流路切换装置，73（73a～73d）…第2热介质流路切换装置，74（74a～74d）…热介质流量调整装置，81（81a、81b）…第1温度传感器，82（82a～84d）…第2温度传感器，83（83a～83d）…第3温度传感器，84…压力传感器，100…空调装置，101…空调装置，101A…制冷剂回路，101B…过冷却用回路，102…空调装置，400（400a、400b）…延长配管，401…制冷剂配管，500…配管，A…制冷剂循环回路，B…热介质循环回路

Claims (7)

1.一种空调装置，其特征在于，具有：

制冷剂循环回路，用配管连接压缩机、热源侧热交换器、第一节流装置和利用侧热交换器，0℃时的饱和制冷剂气体密度为R410A制冷剂的35～65％的制冷剂在该制冷剂循环回路内循环；以及

过冷却机构，在制冷运转时，使从上述热源侧热交换器送到上述第一节流装置的高压液体制冷剂的液温为5℃以下，

上述过冷却机构在上述热源侧热交换器和上述第一节流装置之间具有过冷却热交换器，上述过冷却热交换器使位于上述热源侧热交换器和上述第一节流装置之间的高压侧制冷剂与将上述高压侧制冷剂的一部分减压后的低压侧制冷剂进行热交换，将上述高压侧制冷剂冷却，

上述过冷却机构具有旁通回路，该旁通回路从上述过冷却热交换器与上述第一节流装置之间的配管分支，经由第二节流装置和上述过冷却热交换器的低压侧连接到储液器的入口侧，

在制冷运转时，调整上述第二节流装置的开度，使上述过冷却热交换器的出口的高压液体制冷剂的液温为5℃以下。

2.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，上述过冷却机构使上述高压液体制冷剂的过冷度为44℃以上。

3.如权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，在制热运转时，使从上述利用侧热交换器送到上述第一节流装置的高压液体制冷剂的液温为5℃以下、或使过冷度为44℃以上。

4.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，上述过冷却热交换器是双重管式热交换器，使高压侧制冷剂在环状部流通而使低压侧制冷剂在内管流通。

5.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，上述过冷却热交换器是板式热交换器，使上述高压侧制冷剂从上往下流而使上述低压侧制冷剂从下往上流。

6.如权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，上述制冷剂使用HFO1234yf或HFO1234ze。

7.如权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，

上述制冷剂循环回路具有多个热介质间热交换器作为上述利用侧热交换器，上述热介质间热交换器使上述制冷剂和不同于上述制冷剂的热介质进行热交换并能热交换成不同温度的热介质；

还具有用配管连接多个泵、负荷侧热交换器和热介质流路切换装置而构成的热介质循环回路；

上述多个泵分别使在上述多个热介质间热交换器进行热交换的上述热介质循环；

上述负荷侧热交换器使上述热介质和空调对象空间的空气进行热交换；

上述热介质流路切换装置，对通过上述多个热介质间热交换器的热介质进行切换，使其流到上述负荷侧热交换器。