CN104395678B - 空调装置 - Google Patents
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Abstract
得到一种空调装置,即便在热介质因某些理由而从热介质循环回路泄漏并使得空气进入到该热介质循环回路内的情况下,该空调装置也可以在泵发热而损坏之前自动补充热介质。控制装置(60)判定为泵转速超过了上限转速,从而判断为从热介质循环回路产生热介质的泄漏,并实施热介质填充/排气控制。
Description
技术领域
本发明涉及应用于大厦用多联空调等的空调装置。
背景技术
以往,存在应用了如下的空调装置的大厦用多联空调,该空调装置通过使制冷剂在配置于室外的热源机即室外机和配置于室内的室内机之间循环,向室内等空调对象空间输送冷能或热能,以实施制冷运转或制热运转。作为如上所述的空调装置所使用的制冷剂,例如大多使用HFC类制冷剂。另外,近年来也逐渐使用二氧化碳等自然制冷剂。
另外,也存在以冷机***为代表的其他结构的空调装置。在该空调装置中,在配置于室外的热源机中生成冷能或热能,在配置于室外机内的热交换器中向水或防冻液等热介质传送冷能或热能,并将上述热介质经由热介质循环回路输送到在空调对象空间内配置的室内机即风机盘管单元或板式加热器等,以实施制冷运转或制热运转(例如参照专利文献1)。
在如上所述的、专利文献1所记载的空调装置中,在制冷剂泄漏到室内的情况下恐怕会给使用者带来不良影响。因此,对于使制冷剂在室内机中循环的以往的空调装置而言,提出有能够对制冷剂向室内(从利用侧热交换器以及利用侧热交换器附近的配管)泄漏的情况进行检测的空调装置,例如提出有采用如下结构的空调装置,该空调装置“具有一台热源机A、多台室内机B、C、D、以及中继机,所述热源机A具有压缩机1、切换从该压缩机排出的制冷剂的流路的四通切换阀2、以及热源机侧热交换器3,所述室内机B、C、D具有室内侧热交换器5和流量控制装置9,所述中继机具有第一分支部10、阀装置20、以及第二分支部11,所述第一分支部10经由第一以及第二连接配管6、7将热源机和室内机连接,并且具有能够将各室内侧热交换器的一方的端部切换地连接到第一以及第二连接配管的阀装置8a、8b,所述阀装置20与各室内侧热交换器的另一方的端部分别连接,所述第二分支部11能够经由与该阀装置分别连接的单向阀17、18将各室内侧热交换器的另一方的端部与第二连接配管连接。”(例如参照专利文献2)。
但是,在专利文献2所记载的空调装置中,由于热介质给使用者带来的不良影响小等,因此,存在几乎没有对来自配置于室内附近的热介质循环回路的热介质的泄漏的检测进行考虑的问题。于是,提出有如下的空调装置:关于热介质(水等)的泄漏,在泵的驱动电流值从规定基准电流值以下的状态成为超过所述规定基准电流值的状态的情况下,判别为混入到了配管内的空气被排出了(例如参照专利文献3)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-343936号公报(第5页、图1)
专利文献2:日本特开2003-130482号公报(摘要、图1)
专利文献3:日本特开2010-48447(第8-9页、图4)
发明内容
发明要解决的课题
但是,专利文献3所记载的空调机具有对构成制冷剂回路的压缩机进行驱动的发动机、以及使冷却水在该发动机中循环的冷却水回路,在使用基于变频器实施电机驱动的泵的空调装置、以及将循环水用作热介质的空调装置中,存在如下问题:不存在对空气向回路内的混入进行检测并实施泵保护的方法。
本发明是为了解决上述那样的课题而作出的,其目的在于得到一种空调装置,即便在热介质因某些理由而从热介质循环回路泄漏并使得空气进入到该热介质循环回路内的情况下,该空调装置也可以在泵发热而损坏之前自动补充热介质。
用于解决课题的方案
本发明的空调装置具有:热源装置,所述热源装置具有压缩热源侧制冷剂的压缩机、以及在外部的空气与热源侧制冷剂之间实施热交换的热源侧热交换器;中继单元,所述中继单元具有在热源侧制冷剂与热介质之间实施热交换的中间热交换器、使热源侧制冷剂减压的膨胀装置、以及压送热介质的泵;室内机,所述室内机具有在空调对象空间的空气与热介质之间实施热交换的利用侧热交换器;以及控制装置,所述控制装置至少控制所述热源装置以及所述中继单元,利用制冷剂配管连接所述压缩机、所述热源侧热交换器、所述中间热交换器中的热源侧制冷剂流路、以及所述膨胀装置而构成制冷循环回路,以供热源侧制冷剂循环,利用配管连接所述中间热交换器中的热介质流路、所述泵、以及所述利用侧热交换器而构成热介质循环回路,以供热介质循环,所述控制装置检测所述泵的转速,并基于该转速使所述泵驱动的同时,开始向所述热介质循环回路中填充热介质的热介质填充动作以及使进入到了所述热介质循环回路中的空气排出的排气动作。
发明的效果
根据本发明,即便在因某些理由而导致热介质从热介质循环回路泄漏并使得空气进入到该热介质循环回路的情况下,也可以通过检测泵的转速来检测热介质的泄漏,可以通过检测热介质的泄漏来实施向热介质循环回路内填充热介质的动作,可以抑制因热介质的不足而不再能够由热介质进行冷却所引起的泵的损坏,可以提高可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的空调装置的设置状态的一例的图。
图2是表示本发明的实施方式1的空调装置的设置状态的另一形态的图。
图3是表示本发明的实施方式1的空调装置100的结构的概略回路图。
图4是表示本发明的实施方式1的空调装置100的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图5是表示本发明的实施方式1的空调装置100的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图6是表示本发明的实施方式1的空调装置100的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图7是表示本发明的实施方式1的空调装置100的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图8是本发明的实施方式1的空调装置100的泵21的构造的概略图。
图9是在本发明的实施方式1的空调装置100的泵21中对热介质减少量、泵转速以及轴承温度进行了比较的坐标图。
图10是表示本发明的实施方式1的空调装置100中的泵保护控制的流程的流程图。
图11是表示本发明的实施方式1的空调装置100中的泵保护控制中的热介质填充/排气控制的流程的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
(空调装置的设置状态)
图1是表示本发明的实施方式1的空调装置的设置状态的一例的图,图2是表示该空调装置的设置状态的另一形态的图。参照图1以及图2说明空调装置的结构。
本实施方式的空调装置是利用使制冷剂(热源侧制冷剂以及热介质(水或防冻液等))循环的制冷循环(制冷循环回路以及热介质循环回路)来实施制冷运转或制热运转的空调装置。
另外,包括图1在内,在以下的附图中,各结构部件的大小关系有时与实际的大小关系不同。
如图1所示,本实施方式的空调装置具有:作为热源机的一台热源装置1、多台室内机2、以及夹设在热源装置1与室内机2之间的中继单元3。中继单元3用于在热源侧制冷剂与热介质之间实施热交换。热源装置1和中继单元3由供热源侧制冷剂流通的制冷剂配管4连接,中继单元3和室内机2由供热介质流通的配管5连接,将由热源装置1生成的冷能或热能传递到室内机2。
另外,关于热源装置1、室内机2以及中继单元3的连接台数,并不限于图示的台数。
热源装置1通常配置于大厦等建筑物9外的空间即室外空间6,用于经由中继单元3向室内机2供给冷能或热能。室内机2配置在能够输送制冷空气或制热空气的建筑物9内部的居室或服务室等居住空间7中,向作为空调对象空间的居住空间7供给制冷空气或制热空气。中继单元3与热源装置1以及室内机2分体地构成为能够设置在区别于室外空间6以及居住空间7的另外的位置(以下称为非居住空间50),将热源装置1和室内机2连接并将从热源装置1供给的冷能或热能传递到室内机2。
室外空间6假定处于建筑物9外部的场所、例如图1所示那样的屋顶。
非居住空间50假定如下场所:虽然处于建筑物9的内部,但是是区别于居住空间7的另外的空间、例如走廊上方等人并不经常所处的场所、公用区域的天花板里面、电梯等所处的公用部、机械室、计算机室或仓库等。
居住空间7假定如下场所:处于建筑物9的内部,并且人经常所处的场所或者很多或少数人至少临时所处的场所,例如办公室、教室、会议室、食堂或服务室等。
热源装置1和中继单元3使用两根制冷剂配管4连接起来。另外,中继单元3和各室内机2分别使用两根配管5连接起来。这样,通过将热源装置1由两根制冷剂配管4与中继单元3连接并将室内机2由两根配管5与中继单元3连接,从而使得空调装置的施工变得容易。
如图2所示,也可以将中继单元3分为一个第一中继单元3a、以及从该第一中继单元3a派生出的两个第二中继单元3b而构成。根据该结构,针对一个第一中继单元3a,能够连接多个第二中继单元3b。在该结构中,第一中继单元3a与第二中继单元3b之间的制冷剂配管4为三根。关于该配管结构的详细情况将在后面论述。
另外,如图1以及图2所示,室内机2例示出天花板盒型的例子,但并不限于此,只要构成为直接或通过管道等向居住空间7吹出冷能或热能即可,可以是任意的类型,例如可以是天花板嵌入型或天花板悬吊式等。
另外,如图1以及图2所示,例示出热源装置1设置于室外空间6的情况,但并不限于此。例如,热源装置1也可以设置在带有换气扇的机械室等被包围的空间,若为能够利用排气管道将废热排出到建筑物9外的空间,则也可以设置在建筑物9的内部,或者,在使用水冷式的热源装置1的情况下,也可以设置在建筑物9的内部。即便在如上所述的场所设置热源装置1,也不会产生特别的问题。
另外,中继单元3也可以设置在热源装置1的附近,但应留意若从中继单元3到室内机2的距离过长,则热介质的输送动力增大,因此,节能的效果减弱。
(空调装置的结构)
图3是表示本发明的实施方式1的空调装置100的结构的概略回路图。以下,参照图3详述空调装置100的结构。
如图3所示,热源装置1和中继单元3经由第二中继单元3b所具有的第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b连接。中继单元3和室内机2也经由第二中继单元3b所具有的第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b连接。以下,对设置于空调装置100的各构成设备的结构以及功能进行说明。
另外,在图3以后,针对将中继单元3分为第一中继单元3a和第二中继单元3b的情况进行图示。
(热源装置1)
如图3所示,在热源装置1中,压缩机10、四通阀11、热源侧热交换器(室外热交换器)12、以及储液器17由制冷剂配管4串联连接而被收容于热源装置1。另外,在热源装置1中设置有第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a~13d。这样,通过设置第一连接配管4a、第二连接配管4b、以及单向阀13a~13d,不论室内机2所要求的运转如何,都可以使向中继单元3流入的热源侧制冷剂的流动为一定方向。
压缩机10吸入热源侧制冷剂并将该热源侧制冷剂压缩成高温高压制冷剂,例如可由能够进行容量控制的变频压缩机等构成。
四通阀11对制热运转时的热源侧制冷剂的流路和制冷运转时的热源侧制冷剂的流路进行切换。
热源侧热交换器12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,在从风扇等(未图示)送风机吹送的空气与热源侧制冷剂之间实施热交换。
储液器17设置在压缩机10的吸入侧,储存过剩的制冷剂。
单向阀13d设置在中继单元3与四通阀11之间的制冷剂配管4中,仅允许热源侧制冷剂向规定的方向(从中继单元3向热源装置1的方向)流动。
单向阀13a设置在热源侧热交换器12与中继单元3之间的制冷剂配管4中,仅允许热源侧制冷剂向规定的方向(从热源装置1向中继单元3的方向)流动。
单向阀13b设置在第一连接配管4a中,仅允许热源侧制冷剂从单向阀13d的下游侧向单向阀13a的下游侧的方向流通。
单向阀13c设置在第二连接配管4b中,仅允许热源侧制冷剂从单向阀13d的上游侧向单向阀13a的上游侧的方向流通。
第一连接配管4a在热源装置1内将单向阀13d的下游侧的制冷剂配管4与单向阀13a的下游侧的制冷剂配管4连接。
第二连接配管4b在热源装置1内将单向阀13d的上游侧的制冷剂配管4与单向阀13a的上游侧的制冷剂配管4连接。
另外,如图3所示,例示出设置有第一连接配管4a、第二连接配管4b、单向阀13a~13d的情况,但并不限于此,不一定必须设置这些部件。
(室内机2)
如图3所示,各室内机2具有利用侧热交换器26。该利用侧热交换器26经由配管5与第二中继单元3b的截止阀24以及流量调节阀25连接。另外,利用侧热交换器26在从风扇等(未图示)送风机吹送的空气与热介质之间实施热交换,并生成用于供给到空调对象空间中的制热空气或制冷空气。
另外,在图3中,示出四台室内机2与第二中继单元3b连接的情况下的例子,从纸面下侧起设为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d。另外,与这些室内机2a~2d相应地,关于利用侧热交换器26,也从纸面下侧起设为利用侧热交换器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。
另外,与图1同样地,关于室内机2的连接台数,并非如图3所示那样限定为四台。
(中继单元3)
如图3所示,中继单元3由第一中继单元3a和第二中继单元3b划分框体而构成。通过如上所述构成,如前所述,可以构成针对一个第一中继单元3a连接多个第二中继单元3b的结构。
第一中继单元3a具有:气液分离器14、膨胀阀16e、压力传感器39、以及压力传感器40。
第二中继单元3b具有:两个中间热交换器15、四个膨胀阀16、两个泵21、四个流路切换阀22、四个流路切换阀23、四个截止阀24、以及四个流量调节阀25。
气液分离器14连接到与热源装置1连接的一根制冷剂配管4和与第二中继单元3b的第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b连接的两根制冷剂配管4,将从热源装置1供给的热源侧制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂。
膨胀阀16e设置在将膨胀阀16a以及膨胀阀16b连接的制冷剂配管4与气液分离器14之间,作为减压阀或节流装置发挥作用,使热源侧制冷剂膨胀而减压。另外,膨胀阀16e是能够可变地控制开度的膨胀阀,例如可以由电子式膨胀阀等构成。
压力传感器39设置于将热源装置1和气液分离器14连接的制冷剂配管4,对从热源装置1流入到了气液分离器14的热源侧制冷剂的压力进行检测。
压力传感器40设置于将连接膨胀阀16b以及膨胀阀16c的制冷剂配管4与热源装置1连接的制冷剂配管4,对从第二中继单元3b流出并流入到热源装置1的热源侧制冷剂的压力进行检测。
两个中间热交换器15(第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b)作为散热器或蒸发器发挥作用,在热源侧制冷剂与热介质之间实施热交换,并将由热源装置1生成的冷能或热能供给到室内机2。在热源侧制冷剂的流动中,第一中间热交换器15a设置在气液分离器14与膨胀阀16d之间,供加热热介质。另一方面,在热源侧制冷剂的流动中,第二中间热交换器15b设置在膨胀阀16a与膨胀阀16c之间,供冷却热介质。
四个膨胀阀16(膨胀阀16a~16d)作为减压阀或节流装置发挥作用,使热源侧制冷剂膨胀而减压。这四个膨胀阀16为能够可变地控制开度的膨胀阀,例如可以由电子式膨胀阀等构成。
膨胀阀16a设置在膨胀阀16e与第二中间热交换器15b之间。
膨胀阀16b设置于将膨胀阀16a以及连接热源装置1和膨胀阀16c的制冷剂配管4连接的制冷剂配管4。
膨胀阀16c设置在第二中间热交换器15b与第一中继单元3a之间。
膨胀阀16d设置于将第一中间热交换器15a以及连接膨胀阀16a和膨胀阀16b的制冷剂配管4连接的制冷剂配管4。
两个泵21(第一泵21a以及第二泵21b)用于使在配管5中流通的热介质循环。
第一泵21a设置于第一中间热交换器15a与流路切换阀22之间的配管5。
第二泵21b设置于第二中间热交换器15b与流路切换阀22之间的配管5。
另外,第一泵21a以及第二泵21b的种类并未特别限定,例如可以由能够进行容量控制的泵等构成。
四个流路切换阀22(流路切换阀22a~22d)由三通阀构成,用于切换热介质的流路。这些流路切换阀22设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。另外,流路切换阀22的三个通路中的一个与第一泵21a连接、三个通路中的另一个与第二泵21b连接、三个通路中的再一个与截止阀24连接,流路切换阀22设置在利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起图示为流路切换阀22a、流路切换阀22b、流路切换阀22c、流路切换阀22d。
四个流路切换阀23(流路切换阀23a~23d)由三通阀构成,用于切换热介质的流路。这些流路切换阀23设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。另外,流路切换阀23的三个通路中的一个与第一中间热交换器15a连接、三个通路中的另一个与第二中间热交换器15b连接,三个通路中的再一个与流量调节阀25连接,流路切换阀23设置在利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起图示为流路切换阀23a、流路切换阀23b、流路切换阀23c、流路切换阀23d。
四个截止阀24(截止阀24a~24d)由二通阀构成,对配管5进行开闭。这些截止阀24设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。另外,截止阀24的一个通路与利用侧热交换器26连接、另一个通路与流路切换阀22连接,截止阀24设置在利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧图示为截止阀24a、截止阀24b、截止阀24c、截止阀24d。
四个流量调节阀25(流量调节阀25a~25d)由三通阀构成,用于切换热介质的流路。这些流量调节阀25设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。另外,流量调节阀25的三个通路中的一个与利用侧热交换器26连接、三个通路中的另一个与旁通流路27连接、三个通路中的再一个与流路切换阀23连接,流量调节阀25设置在利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧图示为流量调节阀25a、流量调节阀25b、流量调节阀25c、流量调节阀25d。
旁通流路27设置成将截止阀24与利用侧热交换器26之间的配管5和流量调节阀25连接。该旁通流路27设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧图示为旁通流路27a、旁通流路27b、旁通流路27c、旁通流路27d。
另外,第二中继单元3b具有:两个第一温度传感器31、两个第二温度传感器32、四个第三温度传感器33、四个第四温度传感器34、第五温度传感器35、压力传感器36、第六温度传感器37、以及第七温度传感器38。由这些检测机构检测到的信息被输送到控制空调装置100的动作的控制装置60中,用于泵21的驱动频率以及在配管5中流动的热介质的流路的切换等的控制。
两个第一温度传感器31(第一温度传感器31a以及第一温度传感器31b)检测从中间热交换器15流出的热介质、即中间热交换器15的出口处的热介质的温度,例如可以由热敏电阻等构成。其中,第一温度传感器31a设置在第一泵21a的入口侧的配管5中。而且,第一温度传感器31b设置在第二泵21b的入口侧的配管5中。
两个第二温度传感器32(第二温度传感器32a以及第二温度传感器32b)检测流入到中间热交换器15的热介质、即中间热交换器15的入口处的热介质的温度,例如可以由热敏电阻等构成。其中,第二温度传感器32a设置在第一中间热交换器15a的入口侧的配管5中。而且,第二温度传感器32b设置在第二中间热交换器15b的入口侧的配管5中。
四个第三温度传感器33(第三温度传感器33a~33d)设置在利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧,检测流入到利用侧热交换器26的热介质的温度,可以由热敏电阻等构成。这些第三温度传感器33设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧图示出第三温度传感器33a、第三温度传感器33b、第三温度传感器33c、第三温度传感器33d。
四个第四温度传感器34(第四温度传感器34a~34d)设置在利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧,检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度,可以由热敏电阻等构成。这些第四温度传感器34设置有与室内机2的设置台数相应的个数(在此为四个)。
另外,与室内机2对应地,从纸面下侧图示为第四温度传感器34a、第四温度传感器34b、第四温度传感器34c、第四温度传感器34d。
第五温度传感器35设置在第一中间热交换器15a的热源侧制冷剂流路的出口侧,检测从第一中间热交换器15a流出的热源侧制冷剂的温度,可以由热敏电阻等构成。
压力传感器36设置在第一中间热交换器15a的热源侧制冷剂流路的出口侧,检测从第一中间热交换器15a流出的热源侧制冷剂的压力。
第六温度传感器37设置在第二中间热交换器15b的热源侧制冷剂流路的入口侧,检测流入到第二中间热交换器15b的热源侧制冷剂的温度,可以由热敏电阻等构成。
第七温度传感器38设置在第二中间热交换器15b的热源侧制冷剂流路的出口侧,检测从第二中间热交换器15b流出的热源侧制冷剂的温度,可以由热敏电阻等构成。
供热介质流通的配管5由与第一中间热交换器15a连接的配管(以下称为配管5a)和与第二中间热交换器15b连接的配管(以下称为配管5b)构成。配管5a以及配管5b与连接到中继单元3的室内机2的台数相应地被分支(在此各分支为4支)。而且,配管5a以及配管5b由流路切换阀22以及流路切换阀23连接。控制装置60通过切换流路切换阀22以及流路切换阀23的流路,可以控制使在配管5a中流通的热介质流入到利用侧热交换器26或使在配管5b中流通的热介质流入到利用侧热交换器26。
另外,在空调装置100中,设置有基于来自各检测机构以及用于接受来自使用者的指令的遥控器的信息控制搭载于热源装置1、中继单元3以及室内机2的各设备的动作的微型计算机等控制装置60。控制装置60控制搭载于热源装置1的压缩机10的驱动频率、在热源侧热交换器12的附近设置的送风机的转速(包括打开/关闭)、以及四通阀11的切换等,并实施后述的各运转模式。另外,控制装置60控制在搭载于室内机2的利用侧热交换器26的附近设置的送风机的转速(包括打开/关闭)。并且,控制装置60控制搭载于中继单元3的泵21的驱动频率、膨胀阀16a~16e的开度、流路切换阀22以及流路切换阀23的流路的切换、截止阀24的开闭、以及流量调节阀25的热介质的流量调节。即,控制装置60具有作为流量控制机构、流路确定机构、打开/关闭控制机构、以及控制目标值变更机构的功能,该流量控制机构调整中继单元3中的热介质的流量,该流路确定机构确定热介质的流路,该打开/关闭控制机构执行各设备的打开/关闭,该控制目标值变更机构基于来自各检测机构的信息适当变更已设定的目标值。
另外,如图3所示,控制装置60综合控制热源装置1、室内机2以及中继单元3的各设备,但并不限于此,也可以采用针对各单元设置控制装置的结构。在该情况下,优选使各控制装置能够相互通信。
在本实施方式的空调装置100中,由供制冷剂流通的制冷剂配管4将压缩机10、四通阀11、热源侧热交换器12、第一中间热交换器15a的制冷剂流路以及第二中间热交换器15b的制冷剂流路、以及储液器17连接而构成制冷循环回路。另外,由供热介质流通的配管5a依次连接第一中间热交换器15a的热介质流路、第一泵21a、以及利用侧热交换器26而构成制热用热介质循环回路。同样地,由供热介质流通的配管5b依次连接第二中间热交换器15b的热介质流路、第二泵21b、以及利用侧热交换器26而构成制冷用热介质循环回路。即,多台利用侧热交换器26并列地与中间热交换器15的每一个连接,使热介质循环回路为多个***。
在制热用热介质循环回路中,用于从该制热用热介质循环回路排出热介质的排出阀71a设置于配管5a。另外,在制冷用热介质循环回路中,用于从该制冷用热介质循环回路排出热介质的排出阀71b设置于配管5b。
另外,热介质补充用阀81与从制热用热介质循环回路的第一泵21a的吸入侧的配管5a分支的配管5a连接。另外,安全阀82与从制热用热介质循环回路的第一泵21a的排出侧的配管5a分支的配管5a连接。而且,排气阀83与从制冷用热介质循环回路的第二泵21b的排出侧的配管5b分支的配管5b连接。关于这些热介质补充用阀81、安全阀82以及排气阀83的动作,将在后面论述。
另外,在热介质循环回路中设置热介质补充用阀81以及排气阀83的位置不限于图3所示的位置。
如上所述,在空调装置100中,热源装置1和中继单元3经由设置于中继单元3的第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b连接,中继单元3和室内机2经由第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b连接。而且,在第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b中,在制冷循环回路中循环的一次侧的制冷剂即热源侧制冷剂与在热介质循环回路中循环的二次侧的制冷剂即热介质进行热交换。
在此,对制冷循环回路以及热介质循环回路中使用的制冷剂的种类进行说明。在制冷循环回路中,例如可以使用R407C等非共沸混合制冷剂、R410A或R404A等近共沸混合制冷剂、或R22或R134a等单一制冷剂等。另外,也可以使用二氧化碳或碳氢化合物等自然制冷剂。作为热源侧制冷剂,通过使用自然制冷剂,具有能够抑制因制冷剂的泄漏而产生的地球的温室效应的效果。尤其是,二氧化碳在高压侧在超临界状态下进行热交换而不冷凝,因此,如图3所示,若在第一中间热交换器15a以及第二中间热交换器15b中使热源侧制冷剂和热介质为对流形式,则可以提高对热介质进行加热或冷却时的热交换性能。
如前所述,热介质循环回路包括室内机2的利用侧热交换器26作为其结构要素。为此,在空调装置100中,考虑到热介质向设置有室内机2的房间等泄漏的情况而以使用安全性高的热介质为前提。因此,作为热介质,例如可以使用水或防冻液、或水和防冻液的混合液等。通过将它们用作热介质,即便热介质从配管泄漏,也是安全性高的热介质,因此可以得到高可靠性。另外,当在计算机室等不希望存在水分的环境的场所设置有室内机2的情况下,作为热介质,也可以使用绝热性高的氟类不活性的液体(inactive liquid)。
另外,流路切换阀22、流路切换阀23、截止阀24以及流量调节阀25相当于本发明的“流路切换机构”。
(空调装置100的运转模式)
接下来,对本实施方式的空调装置100实施的各运转模式进行说明。
该空调装置100能够基于来自各室内机2的指示,利用该室内机2进行制冷运转或制热运转。具体而言,空调装置100可以利用所有的室内机2进行相同运转,并且,可以利用各个室内机2进行不同的运转。即,空调装置100是能够进行制冷制热同时运转的空调装置。以下,关于空调装置100实施的四个运转模式、即驱动的室内机2全部实施制冷运转的全制冷运转模式、驱动的室内机2全部实施制热运转的全制热运转模式、制冷负荷更大的制冷主体运转模式、以及制热负荷更大的制热主体运转模式,与制冷剂的流动一同进行说明。
(全制冷运转模式)
图4是表示本发明的实施方式1的空调装置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4中,以仅在利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b中产生制冷负荷的情况为例,对全制冷运转模式进行说明。
另外,在图4中,粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂以及热介质)循环的配管。另外,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
另外,在图4所示的全制冷运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换为使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入到热源侧热交换器12。在中继单元3中,使第一泵21a停止而仅驱动第二泵21b,将截止阀24a以及截止阀24b打开而将截止阀24c以及截止阀24d关闭,使热介质在第二中间热交换器15b与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间进行循环。并且,在中继单元3中,膨胀阀16b以及膨胀阀16d的开度小到制冷剂不流通的程度,膨胀阀16c以及膨胀阀16e为全开状态而不产生压力损失。在该状态下,压缩机10开始运转。
首先,对制冷循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩成高温高压制冷剂而被排出。从压缩机10排出的高温高压制冷剂经由四通阀11流入到热源侧热交换器12。接着,在热源侧热交换器12中向室外空气散热而成为高压制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压制冷剂流过单向阀13a从热源装置1流出,并流过制冷剂配管4而流入到第一中继单元3a。
流入到了第一中继单元3a的高压制冷剂向气液分离器14流入后,经由膨胀阀16e流入到第二中继单元3b。流入到了第二中继单元3b的高压制冷剂由膨胀阀16a膨胀以及减压而成为低温低压的气液二相制冷剂。该气液二相制冷剂流入到作为蒸发器起作用的第二中间热交换器15b,从在热介质循环回路中循环的热介质吸热,从而对热介质进行冷却的同时成为低温低压的气体制冷剂。从第二中间热交换器15b流出的气体制冷剂经由膨胀阀16c从第二中继单元3b以及第一中继单元3a流出,流过制冷剂配管4而流入到热源装置1。
流入到了热源装置1的制冷剂流过单向阀13d并经由四通阀11以及储液器17再次被吸入到压缩机10。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在全制冷运转模式中,由于第一泵21a停止,因此,热介质在配管5b中流通而进行循环。在第二中间热交换器15b中,由热源侧制冷剂冷却了的热介质通过第二泵21b的作用在配管5b内循环。由第二泵21b加压而流出的热介质流过流路切换阀22(流路切换阀22a以及流路切换阀22b)以及截止阀24(截止阀24a以及截止阀24b),流入到利用侧热交换器26(利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b)。而且,在利用侧热交换器26中,从室内空气吸热而实施设置有室内机2的室内等空调对象空间的制冷。
此后,从利用侧热交换器26流出的热介质流入到流量调节阀25(流量调节阀25a以及流量调节阀25b)。此时,通过流量调节阀25的作用,仅有为了满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷而所需的流量的热介质流入到利用侧热交换器26,剩下的热介质流过旁通流路27(旁通流路27a以及旁通流路27b)而绕过利用侧热交换器26地流动。流过该旁通流路27的热介质并不有助于热交换,与经由利用侧热交换器26流来的热介质汇合,流过流路切换阀23(流路切换阀23a以及流路切换阀23b)再次向第二中间热交换器15b流入。
另外,通过由控制装置60控制为将第三温度传感器33与第四温度传感器34的温度差维持在目标值,可以满足在室内等空调对象空间中所需的空调负荷。
另外,在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了制冷负荷的情况下,将截止阀24c或截止阀24d打开以使热介质循环即可。
(全制热运转模式)
图5是表示本发明的实施方式1的空调装置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5中,以仅在利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b产生制热负荷的情况为例,对全制热运转模式进行说明。
另外,在图5中,粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂以及热介质)循环的配管。另外,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
另外,在图5所示的全制热运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换为从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12地流入到中继单元3。在中继单元3中,仅驱动第一泵21a而使第二泵21b停止,将截止阀24a以及截止阀24b打开而将截止阀24c以及截止阀24d关闭,使热介质在第一中间热交换器15a与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间进行循环。并且,在中继单元3中,膨胀阀16a、膨胀阀16c以及膨胀阀16e的开度小到制冷剂不流通的程度,膨胀阀16b为全开状态而不产生压力损失。在该状态下,压缩机10开始运转。
首先,对制冷循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩成高温高压制冷剂而被排出。从压缩机10排出的高温高压制冷剂,经由四通阀11在第一连接配管4a中流通并通过单向阀13b从热源装置1流出。从热源装置1流出的高温高压制冷剂流过制冷剂配管4流入到第一中继单元3a。
流入到了第一中继单元3a的高温高压制冷剂向气液分离器14流入后,流入到第一中间热交换器15a。流入到了第一中间热交换器15a的高温高压制冷剂向在热介质循环回路中循环的热介质散热,从而对热介质进行加热的同时成为高压制冷剂。从第一中间热交换器15a流出的高压制冷剂由膨胀阀16d膨胀以及减压而成为低温低压的气液二相制冷剂。该气液二相制冷剂经由膨胀阀16b在制冷剂配管4中流通并再次流入到热源装置1。
流入到了热源装置1的气液二相制冷剂,在第二连接配管4b中流通并通过单向阀13c流入到作为蒸发器起作用的热源侧热交换器12。流入到了热源侧热交换器12的气液二相制冷剂从室外空气吸热而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四通阀11以及储液器17再次被吸入到压缩机10。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在全制热运转模式中,由于第二泵21b停止,因此,热介质在配管5a中流通而进行循环。在第一中间热交换器15a中,由热源侧制冷剂加热了的热介质通过第一泵21a的作用在配管5a内循环。由第一泵21a加压而流出的热介质流过流路切换阀22(流路切换阀22a以及流路切换阀22b)以及截止阀24(截止阀24a以及截止阀24b),流入到利用侧热交换器26(利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b)。
而且,在利用侧热交换器26中,室内空气被加热而实施设置有室内机2的室内等空调对象空间的制热。
此后,从利用侧热交换器26流出的热介质流入到流量调节阀25(流量调节阀25a以及流量调节阀25b)。此时,通过流量调节阀25的作用,仅有为了满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷而所需的流量的热介质流入到利用侧热交换器26,剩下的热介质流过旁通流路27(旁通流路27a以及旁通流路27b)而绕过利用侧热交换器26地流动。流过该旁通流路27的热介质并不有助于热交换,与经由利用侧热交换器26流来的热介质汇合,流过流路切换阀23(流路切换阀23a以及流路切换阀23b)再次向第一中间热交换器15a流入。
另外,通过由控制装置60控制为将第三温度传感器33与第四温度传感器34的温度差维持在目标值,可以满足在室内等空调对象空间中所需的空调负荷。
另外,在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了制热负荷的情况下,将截止阀24c或截止阀24d打开以使热介质循环即可。
(制冷主体运转模式)
图6是表示本发明的实施方式1的空调装置100的制冷主体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产生制热负荷并在利用侧热交换器26b产生制冷负荷的情况为例,对制冷主体运转模式进行说明。
另外,在图6中,粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂以及热介质)循环的配管。另外,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
另外,在图6所示的制冷主体运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换为使从压缩机10排出的热源侧制冷剂向热源侧热交换器12流入。在中继单元3中,驱动第一泵21a以及第二泵21b,将截止阀24a以及截止阀24b打开而将截止阀24c以及截止阀24d关闭,使热介质在第一中间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间进行循环,并使热介质在第二中间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间进行循环。并且,在中继单元3中,膨胀阀16b的开度小到制冷剂不流通的程度,膨胀阀16c、膨胀阀16d以及膨胀阀16e为全开状态而不产生压力损失。在该状态下,压缩机10开始运转。
首先,对制冷循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩成高温高压制冷剂而被排出。从压缩机10排出的高温高压制冷剂经由四通阀11流入到热源侧热交换器12。而且,在热源侧热交换器12中向室外空气散热而成为气液二相制冷剂。从热源侧热交换器12流出的气液二相制冷剂流过单向阀13a从热源装置1流出,并流过制冷剂配管4流入到第一中继单元3a。
流入到了第一中继单元3a的气液二相制冷剂向气液分离器14流入,被分离为气体制冷剂和液体制冷剂并流入到第二中继单元3b。
在气液分离器14中被分离而得到的气体制冷剂流入到第一中间热交换器15a。流入到了第一中间热交换器15a的气体制冷剂向在热介质循环回路中循环的热介质散热的同时进行冷凝而成为液体制冷剂。从第一中间热交换器15a流出的液体制冷剂通过膨胀阀16d。
另一方面,在气液分离器14中被分离而得到的液体制冷剂,经由膨胀阀16e与在第一中间热交换器15a中冷凝并通过了膨胀阀16d的液体制冷剂汇合,在膨胀阀16a中被膨胀以及减压成低温低压的气液二相制冷剂而流入到第二中间热交换器15b。
该气液二相制冷剂在作为蒸发器起作用的第二中间热交换器15b中从在热介质循环回路中循环的热介质吸热,从而对热介质进行冷却的同时成为低温低压的气体制冷剂。从第二中间热交换器15b流出的气体制冷剂经由膨胀阀16c从第二中继单元3b以及第一中继单元3a流出,并流过制冷剂配管4流入到热源装置1。
流入到了热源装置1的制冷剂流过单向阀13d,经由四通阀11以及储液器17再次被吸入到压缩机10。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在制冷主体运转模式中,由于第一泵21a以及第二泵21b都驱动,因此,热介质在配管5a以及配管5b双方中流通而进行循环。在第一中间热交换器15a中,由热源侧制冷剂加热了的热介质通过第一泵21a的作用在配管5a内循环。另外,在第二中间热交换器15b中,由热源侧制冷剂冷却了的热介质通过第二泵21b的作用在配管5b内循环。
由第一泵21a加压而流出的热介质流过流路切换阀22a以及截止阀24a而流入到利用侧热交换器26a。而且,在利用侧热交换器26a中,室内空气被加热而实施设置有室内机2的室内等空调对象空间的制热。
由第二泵21b加压而流出的热介质流过流路切换阀22b以及截止阀24b而流入到利用侧热交换器26b。而且,在利用侧热交换器26b中,从室内空气吸热而实施设置有室内机2的室内等空调对象空间的制冷。
此后,对制热起过作用的热介质从利用侧热交换器26a流出而流入到流量调节阀25a。此时,通过流量调节阀25a的作用,仅有为了满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷而所需的流量的热介质流入到利用侧热交换器26a,剩下的热介质流过旁通流路27a而绕过利用侧热交换器26a地流动。流过该旁通流路27a的热介质并不有助于热交换,与经由利用侧热交换器26a流来的热介质汇合,流过流路切换阀23a再次向第一中间热交换器15a流入。
同样地,对制冷起过作用的热介质从利用侧热交换器26b流出而流入到流量调节阀25b。此时,通过流量调节阀25b的作用,仅有为了满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷而所需的流量的热介质流入到利用侧热交换器26b,剩下的热介质流过旁通流路27b而绕过利用侧热交换器26b地流动。流过该旁通流路27b的热介质并不有助于热交换,与经由利用侧热交换器26b流来的热介质汇合,流过流路切换阀23b再次向第二中间热交换器15b流入。
在此期间,热的热介质(制热负荷所利用的热介质)以及冷的热介质(制冷负荷所利用的热介质)借助流路切换阀22(流路切换阀22a以及流路切换阀22b)以及流路切换阀23(流路切换阀23a以及流路切换阀23b)的作用,不混合地分别流入到具有制热负荷的利用侧热交换器26a以及具有制冷负荷的利用侧热交换器26b。
另外,通过由控制装置60控制为将第三温度传感器33与第四温度传感器34的温度差维持在目标值,可以满足在室内等空调对象空间中所需的空调负荷。
另外,在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了制热负荷或制冷负荷的情况下,将截止阀24c或截止阀24d打开以使热介质循环即可。
(制热主体运转模式)
图7是表示本发明的实施方式1的空调装置100的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图7中,以在利用侧热交换器26a产生制热负荷、在利用侧热交换器26b产生制冷负荷的情况为例,说明制热主体运转模式。
另外,在图7中,粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂以及热介质)循环的配管。另外,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
另外,在图7所示的制热主体运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换为从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12地向中继单元3流入。在中继单元3中,驱动第一泵21a以及第二泵21b,将截止阀24a以及截止阀24b打开而将截止阀24c以及截止阀24d关闭,使热介质在第一中间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间循环,并使热介质在第二中间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。并且,在中继单元3中,膨胀阀16e的开度小到制冷剂不流通的程度,膨胀阀16b以及膨胀阀16c为全开状态而不产生压力损失。在该状态下,压缩机10开始运转。
首先,对制冷循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩成高温高压制冷剂而被排出。从压缩机10排出的高温高压制冷剂经由四通阀11在第一连接配管4a中流通并通过单向阀13b从热源装置1流出。从热源装置1流出的高温高压制冷剂流过制冷剂配管4而流入到第一中继单元3a。
流入到了第一中继单元3a的高温高压制冷剂向气液分离器14流入后,流入到第一中间热交换器15a。流入到了第一中间热交换器15a的高温高压制冷剂向在热介质循环回路中循环的热介质散热而成为高压制冷剂。从第一中间热交换器15a流出的高压制冷剂由膨胀阀16d膨胀以及减压而成为低温低压的气液二相制冷剂。该气液二相制冷剂分支到经由膨胀阀16a的流路和经由膨胀阀16b的流路。
经由膨胀阀16a的气液二相制冷剂由该膨胀阀16a进一步膨胀以及减压而成为低温低压的气液二相制冷剂,并向作为蒸发器起作用的第二中间热交换器15b流入。流入到了第二中间热交换器15b的气液二相制冷剂从在热介质循环回路中循环的热介质吸热而成为低温低压的气体制冷剂。从第二中间热交换器15b流出的低温低压的气体制冷剂经由膨胀阀16c。
另一方面,经由膨胀阀16b的气液二相制冷剂与经由第二中间热交换器15b以及膨胀阀16c的制冷剂汇合而成为干燥度高的低温低压的制冷剂。而且,该低温低压的制冷剂从第二中继单元3b以及第一中继单元3a流出并流过制冷剂配管4向热源装置1流入。
流入到了热源装置1的低温低压的制冷剂在第二连接配管4b中流通,并通过单向阀13c流入到作为蒸发器起作用的热源侧热交换器12。流入到了热源侧热交换器12的低温低压的制冷剂从室外空气吸热而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四通阀11以及储液器17再次被吸入到压缩机10。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在制热主体运转模式中,由于第一泵21a以及第二泵21b都驱动,因此,热介质在配管5a以及配管5b双方中流通而进行循环。在第一中间热交换器15a中,由热源侧制冷剂加热了的热介质通过第一泵21a的作用在配管5a内循环。另外,在第二中间热交换器15b中,由热源侧制冷剂冷却了的热介质通过第二泵21b的作用在配管5b内循环。
由第一泵21a加压而流出的热介质流过流路切换阀22a以及截止阀24a而流入到利用侧热交换器26a。而且,在利用侧热交换器26a中,室内空气被加热而实施设置有室内机2的室内等空调对象空间的制热。
由第二泵21b加压而流出的热介质流过流路切换阀22b以及截止阀24b而流入到利用侧热交换器26b。而且,在利用侧热交换器26b中,从室内空气吸热而实施设置有室内机2的室内等空调对象空间的制冷。
此后,对制热起过作用的热介质从利用侧热交换器26a流出并流入到流量调节阀25a。此时,通过流量调节阀25a的作用,仅有为了满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷而所需的流量的热介质流入到利用侧热交换器26a,剩下的热介质流过旁通流路27a而绕过利用侧热交换器26a地流动。流过该旁通流路27a的热介质并不有助于热交换,与经由利用侧热交换器26a流来的热介质汇合,流过流路切换阀23a再次向第一中间热交换器15a流入。
同样地,对制冷起过作用的热介质从利用侧热交换器26b流出并流入到流量调节阀25b。此时,通过流量调节阀25b的作用,仅有为了满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷而所需的流量的热介质流入到利用侧热交换器26b,剩下的热介质流过旁通流路27b而绕过利用侧热交换器26b地流动。流过该旁通流路27b的热介质并不有助于热交换,与经由利用侧热交换器26b流来的热介质汇合,流过流路切换阀23b再次向第二中间热交换器15b流入。
在此期间,热的热介质(制热负荷所利用的热介质)以及冷的热介质(制冷负荷所利用的热介质)借助流路切换阀22(流路切换阀22a以及流路切换阀22b)以及流路切换阀23(流路切换阀23a以及流路切换阀23b)的作用,不混合地分别流入到具有制热负荷的利用侧热交换器26a以及具有制冷负荷的利用侧热交换器26b。
另外,通过由控制装置60控制为将第三温度传感器33与第四温度传感器34的温度差维持在目标值,可以满足在室内等空调对象空间中需要的空调负荷。
另外,在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了制热负荷或制冷负荷的情况下,将截止阀24c或截止阀24d打开以使热介质循环即可。
(泵21的构造)
图8是本发明的实施方式1的空调装置100的泵21的构造的概略图。其中,图8(a)是泵21的外观图、图8(b)是泵21中的热介质吸入/排出部90的分解图。图8所示的泵21是由被称为所谓螺旋泵的泵构成,但泵的种类并未特别限定。
如图8(a)所示,泵21由热介质吸入/排出部90以及机械部91构成。
热介质吸入/排出部90形成有用于向泵21内吸入热介质的泵吸入口86以及用于将在泵21内被加压了的热介质向外部排出的泵排出口87。并且,如图8(b)所示,热介质吸入/排出部90呈圆筒形状,在内部形成有由树脂形成的突起状的轴承85,该轴承85从圆筒形状的开口部向到达机械部91的部分延伸。另外,叶片构造体84由叶片部84a以及叶片部旋转传递部84b构成,用于对从泵吸入口86吸入的热介质进行加压。
该叶片构造体84的圆柱形状的叶片部旋转传递部84b成为如下构造:从前述圆筒形状的热介质吸入/排出部90的本体的开口部被***,到达机械部91内部并嵌合于轴承85。此时,虽然叶片部旋转传递部84b被收纳于热介质吸入/排出部90的本体内部,但叶片部84a向外部露出,因此,通过从外侧用罩覆盖,从而作为热介质吸入/排出部90构成。
机械部91用于驱动从圆筒形状的开口部被***的叶片部旋转传递部84b以轴承85为中心进行旋转。其转速基于来自控制装置60的指令值被确定。另外,在机械部91内部也收纳有用于接收来自控制装置60的指令值并驱动叶片部旋转传递部84b旋转的驱动电路(未图示)等。
(关于由热介质的减少引起的弊病)
通常,如上所述的螺旋泵即泵21使用由泵21自身的作用而循环的水等热介质来冷却泵自身发出的热。因此,例如,在热介质循环回路的内压上升了时进行工作的安全阀82工作了的情况下、或在配管5上形成孔的情况下等,由于热介质循环回路内的热介质减少,因此,热介质的循环量减少。在该情况下,轴承85等由树脂形成的部件因冷却用的热介质的减少造成的不足,有时发热而损坏。例如,如图8(b)所示,在泵21未旋转驱动的状态下,若轴承85处于浸入热介质中的状态,则可以判断为用于冷却轴承85的热介质充足,另一方面,若轴承85处于未浸入热介质中的状态,则可以判断为用于冷却轴承85的热介质不足。另外,若如上所述热介质循环回路中的热介质减少,则在泵21排出热介质的情况和排出空气的情况下,在泵21旋转时施加于叶片部84a的载荷(负荷)显著不同,因此,每当空气的气泡通过泵21时,导致转速较大地变动。
图9是在本发明的实施方式1的空调装置100的泵21中对热介质减少量、泵转速以及轴承温度进行了比较的坐标图。
在图9中,示出在每一段时间、热介质从热介质循环回路漏出了的情况下的泵21的转速(泵转速)、以及轴承85的温度(轴承温度)的变化。如图9所示,在时间轴(横轴)上的范围(1)内,是热介质未从回路泄漏的情况,只要从控制装置60向泵21发送的指令值或热介质流路没有变化,则泵转速不会较大变动。另外,在范围(2)内,是少量的热介质漏出的情况,与范围(1)相比,虽然轴承温度没有差异,但泵转速的振幅增大。另外,在范围(3)内,示出相比范围(2)、热介质进一步漏出且空气混入到了热介质循环回路中的情况,与范围(2)相比,虽然轴承温度没有差异,但由于泵21吸入已混入的空气而不是吸入热介质的情况增多,因此,每当吸入气泡时,转速较大地变动。而且,在范围(4)内,示出相比范围(3)、热介质进一步漏出且热介质循环回路内的热介质大致不存在的情况,由于成为泵21吸入已进入到热介质循环回路内的空气并将其排出而不是吸入热介质并将其排出的状态,因此,如范围(4)那样转速稳定地示出高的数值。在该范围(4)内,由于泵21自身的冷却所使用的热介质在热介质循环回路内几乎不存在,因此,轴承温度上升并最终达到产生损坏的温度。通常,像轴承85那样,树脂部件产生损坏,但根据制造方法以及泵21的构造,也存在收纳于热介质吸入/排出部90的驱动电路等电气部件等产生损坏的情况。
(泵保护控制)
如前所述,若因热介质从热介质循环回路漏出而导致冷却泵21的热介质不足,则会引起泵21的损坏,但在达到如上所述的状态之前,关于泵转速,与热介质的减少量相应地示出显著的反应,因此,通过检测该泵转速,可以检测热介质的不足。在如上所述检测到热介质的不足的情况下,向热介质循环回路中新补充热介质,从而可以抑制泵21的损坏。以下,对用于抑制该泵21的损坏的泵保护控制进行说明。
图10是表示本发明的实施方式1的空调装置100中的泵保护控制的流程的流程图,图11是表示该泵保护控制中的热介质填充/排气控制的流程的流程图。以下,参照图10以及图11说明泵保护控制。
(S1)
控制装置60根据前述的各种运转模式开始空调装置100的运转。此时,控制装置60使后述的泄漏次数复位。接着,进入步骤S2。
另外,上述的泄漏次数的复位时机并不限于在该步骤中实施,只要在具有与在该步骤中进行复位的意义相同的意义的时机进行复位即可。
(S2)
控制装置60判定从使泵21(第一泵21a以及/或第二泵21b)起动起是否经过了规定时间。其判定结果是,在经过了规定时间的情况下,进入步骤S3,在未经过规定时间的情况下,继续进行该判定。
(S3)
控制装置60在从使泵21起动起经过规定时间后,对用于检测泵21的转速的物理量(例如施加于泵21的电压或在泵21中流动的电流等)进行检测,并基于该物理量,检测泵21的转速。接着,进入步骤S4。
(S4)
控制装置60判定检测到的泵转速是否超过规定的上限转速。作为该规定的上限转速的确定方法,例如只要根据从控制装置60发送到泵21的指令值进行确定即可。其判定结果是,在泵转速超过上限转速的情况下,进入步骤S5,在未超过的情况下,回到步骤S3。
(S5)
控制装置60对泵转速超过上限转速的次数(以下称为泄漏次数)进行计数,并判定泄漏次数是否超过规定的上限次数。其判定结果是,在泄漏次数超过上限次数的情况下,进入步骤S9,在未超过的情况下,进入步骤S6。
(S6)
由于已判定为泵转速超过了上限转速,因此,控制装置60判断为从热介质循环回路产生了热介质的泄漏,并实施以下的步骤S6-1~步骤S6-8所示的热介质填充/排气控制。
另外,在判断为在热介质借助两个泵21中的一个泵的作用而循环的热介质循环回路中产生了热介质的泄漏的情况下,一边使告知机构(遥控器等未图示)告知该信息,一边使能够运转的另一方的泵21的驱动继续即可。由此,虽然运转继续,但将产生了异常这种情形向外部告知来促进维护等,从而使使用者意识到异常并能够尽早采取使其恢复到正常状态的行动。
(S6-1)
控制装置60在使当前实施中的运转模式继续的同时开始热介质填充/排气控制。
(S6-2)
控制装置60打开热介质补充用阀81,准备经由热介质补充用阀81向热介质循环回路中自动填充热介质。接着,进入步骤S6-3。
(S6-3)
控制装置60打开排气阀83,准备使进入到了热介质循环回路中的空气排出。接着,进入步骤S6-4。
(S6-4)
由于在当前实施中的运转模式下检测到泵转速的异常,因此,控制装置60假定在热介质在该运转模式下循环的热介质循环回路中空气积存,并实施用于将该空气排出的控制。例如,控制装置60在实施图6所示的制冷主体运转模式或图7所示的制热主体运转模式的情况下,使两个泵21驱动以使热介质在正实施空调运转的所有的室内机(在图6以及图7中为室内机2a、2b)中循环的同时,经由热介质补充用阀81自动填充热介质并经由排气阀83使进入到了热介质循环回路中的空气排出。此时,控制装置60使泵21的转速变动的同时对其进行驱动。由此,能够更有效且容易地排出进入到了热介质循环回路中的空气。接着,控制装置60在针对已实施了空调运转的每个室内机2使热介质循环的同时,经由热介质补充用阀81自动填充热介质并经由排气阀83使进入到了热介质循环回路中的空气排出。这可以通过由控制装置60进行的流路切换阀22、流路切换阀23、截止阀24以及流量调节阀25的流路切换来实现。由此,可以使在对应每个室内机2的热介质循环回路中流动的热介质的量增加,因此,能够更有效且容易地排出进入到了该热介质循环回路中的空气。此时,控制装置60也在使泵21的转速变动的同时对其进行驱动。接着,进入步骤S6-5。
另外,如前所述,为了使热介质自动填充到热介质循环回路中,例如,将热介质填充装置(未图示)等与热介质补充用阀81连接并将热介质填充装置设置于设置有中继单元3的空间等中即可。在该情况下,该热介质填充装置与控制装置60进行通信连接,在实施热介质填充/排气控制时,控制装置60向热介质填充装置发送用于开始热介质的填充动作的控制信号即可。
另外,如上所述的、通过热介质循环回路中的循环路径来填充热介质并使空气排出的方法仅仅是一例,并不限于此,也可以采用其他方式在使热介质在热介质循环回路中循环的同时填充热介质并使空气排出。
另外,在图4所示的全制冷运转模式或图5所示的全制热运转模式中,仅使两个泵21中的任一个驱动,热介质仅在制冷用循环回路或制热用循环回路中的任一个循环,因此,例如,在全制冷运转模式中,不能从热介质补充用阀81自动填充热介质,在全制热运转模式中,不能从排气阀83排出空气。为了消除上述不良情况,在从第二泵21b的上游侧分支的配管5中连接设置与热介质补充用阀81相同的阀,并在从第一泵21a的下游侧分支的配管5中连接设置与排气阀83相同的阀即可。由此,不论是在全制冷运转模式中,还是在全制热运转模式中,都可以实施热介质的自动填充以及进入到了热介质循环回路中的空气的排出,进而,在全运转模式(全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式以及制热主体运转模式)中都可以实施热介质的自动填充以及进入到了热介质循环回路中的空气的排出。
另外,如上所述,热介质填充/排气控制在使运转模式继续的同时实施,但并不限于此。即,在热介质循环回路中,热介质产生泄漏这种情况属于异常状态,产生如上所述的异常状态的频度低,因此,也可以使正实施的运转模式停止、即在制冷循环回路侧成为温度传感器关闭(thermo-off)状态来实施热介质填充/排气控制。在该情况下,不限于各运转模式中的热介质循环的流路,因此,例如通过使流路切换阀22、流路切换阀23、截止阀24以及流量调节阀25为全开状态并使两个泵21驱动,可以在整个热介质循环回路中进行热介质的自动填充以及空气的排出。并且,当然也可以进行针对每个室内机2使热介质循环的动作。另外,在向热介质循环回路的热介质的填充以及空气的排出结束后,在制冷循环回路侧再次使温度传感器开启并重新开始中断了的运转模式即可。
(S6-5)
控制装置60判定热介质填充/排气控制是否结束了。作为其判定方法,例如,通过判定从步骤S6-4中的热介质填充/排气控制开始起是否经过了规定时间、或驱动着的泵21的转速处于上限转速以下的状态是否持续了规定时间等即可。在其判定结果是热介质填充/排气控制结束了的情况下,进入步骤S6-6。
(S6-6)
控制装置60关闭排气阀83而使从热介质循环回路排出空气的排出动作结束。接着,进入步骤S6-7。
(S6-7)
控制装置60关闭热介质补充用阀81而使热介质向热介质循环回路的自动填充动作结束。接着,进入步骤S6-8。
(S6-8)
控制装置60使热介质填充/排气控制结束。接着,进入步骤S7。
(S7)
控制装置60判定是否使空调装置100的运转继续。运转继续或停止的判定方法例如在接收到来自操作机构(未图示)的运转停止信号的情况下使运转停止即可。在使空调装置100的运转继续的情况下,返回步骤S3,在使运转停止的情况下,进入步骤S8。
(S8)
控制装置60使空调装置100的运转停止。
(S9)
控制装置60通过判定为泄漏次数已超过上限次数,从而判断为产生了在热介质循环回路的配管5的任意部位形成孔等重大缺陷,并使空调装置100的运转停止(压缩机10以及泵21的停止),使告知机构(未图示)向使用者告知产生了异常的信息。
(实施方式1的效果)
根据以上的结构以及动作,即便在因某些理由而导致热介质从热介质循环回路泄漏并使得空气进入到该热介质循环回路的情况下,也可以通过检测泵的转速来检测热介质的泄漏。这样,可以通过检测热介质的泄漏来实施向热介质循环回路内填充热介质的动作,可以抑制因热介质的不足而不再能够由热介质进行冷却所引起的泵(尤其是轴承85以及驱动电路等)的损坏,可以提高可靠性。
另外,在如上所述进行向热介质循环回路内填充热介质的动作的同时,也可以实施通常的空调运转,因此,可以得到可靠性更高且使用便利性好的空调装置。
附图标记说明
1热源装置、2、2a~2d室内机、3中继单元、3a第一中继单元、3b第二中继单元、4制冷剂配管、4a第一连接配管、4b第二连接配管、5、5a、5b配管、6室外空间、7居住空间、9建筑物、10压缩机、11四通阀、12热源侧热交换器、13a~13d单向阀、14气液分离器、15中间热交换器、15a第一中间热交换器、15b第二中间热交换器、16、16a~16e膨胀阀、17储液器、21泵、21a第一泵、21b第二泵、22、22a~22d、23、23a~23d流路切换阀、24、24a~24d截止阀、25、25a~25d流量调节阀、26、26a~26d利用侧热交换器、27、27a~27d旁通流路、31、31a、31b第一温度传感器、32、32a、32b第二温度传感器、33、33a~33d第三温度传感器、34、34a~34d第四温度传感器、35第五温度传感器、36压力传感器、37第六温度传感器、38第七温度传感器、39、40压力传感器、50非居住空间、60控制装置、71a、71b排出阀、81热介质补充用阀、82安全阀、83排气阀、84叶片构造体、84a叶片部、84b叶片部旋转传递部、85轴承、86泵吸入口、87泵排出口、90热介质吸入/排出部、91机械部、100空调装置。
Claims (10)
1.一种空调装置,其特征在于,具有:
热源装置,所述热源装置具有压缩热源侧制冷剂的压缩机、以及在外部的空气与热源侧制冷剂之间实施热交换的热源侧热交换器;
中继单元,所述中继单元具有在热源侧制冷剂与热介质之间实施热交换的中间热交换器、使热源侧制冷剂减压的膨胀装置、以及压送热介质的泵;
室内机,所述室内机具有在空调对象空间的空气与热介质之间实施热交换的利用侧热交换器;以及
控制装置,所述控制装置至少控制所述热源装置以及所述中继单元,
利用制冷剂配管连接所述压缩机、所述热源侧热交换器、所述中间热交换器中的热源侧制冷剂流路、以及所述膨胀装置而构成制冷循环回路,以供热源侧制冷剂循环,
利用配管连接所述中间热交换器中的热介质流路、所述泵、以及所述利用侧热交换器而构成热介质循环回路,以供热介质循环,
所述控制装置检测所述泵的转速,并基于该转速使所述泵驱动的同时,开始向所述热介质循环回路中填充热介质的热介质填充动作以及使进入到了所述热介质循环回路中的空气排出的排气动作,
所述控制装置在实施所述热介质填充动作以及所述排气动作的过程中,在使所述泵的转速变动的同时使所述泵驱动。
2.如权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
具有:
热介质补充用阀,所述热介质补充用阀为了向所述热介质循环回路中填充热介质而设置于所述配管;以及
排气阀,所述排气阀为了使进入到了所述热介质循环回路中的空气排出而设置于所述配管,
在由所述控制装置实施所述热介质填充动作以及所述排气动作的过程中,热介质经由所述热介质补充用阀自动填充到所述热介质循环回路中,进入到了所述热介质循环回路中的空气经由所述排气阀排出到外部。
3.如权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
所述控制装置对检测到的所述泵的转速超过规定的上限转速的次数即泄漏次数进行计数,在该泄漏次数为规定的上限次数以下的情况下,开始所述热介质填充动作以及所述排气动作。
4.如权利要求3所述的空调装置,其特征在于,
在所述泄漏次数超过所述上限次数的情况下,所述控制装置停止所述压缩机以及所述泵的驱动。
5.如权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
具有告知机构,
所述控制装置因所述泄漏次数超过所述上限次数而使所述告知机构告知使所述压缩机以及所述泵停止了的信息。
6.如权利要求3所述的空调装置,其特征在于,
所述上限转速基于从所述控制装置发送到所述泵的指令值被确定。
7.如权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
具有流路切换机构,所述流路切换机构切换由所述泵压送的在所述热介质循环回路中循环的热介质的流路,
所述控制装置在由所述流路切换机构切换在所述热介质循环回路中循环的热介质的流路的同时,实施所述热介质填充动作以及所述排气动作。
8.如权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
所述控制装置在实施所述热介质填充动作以及所述排气动作的过程中,使所述制冷循环回路中的所述压缩机的驱动继续并使基于实施过程中的运转模式的空调动作继续。
9.如权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
所述控制装置在实施所述热介质填充动作以及所述排气动作的过程中,使所述制冷循环回路为温度传感器关闭状态。
10.如权利要求1~9中任一项所述的空调装置,其特征在于,
所述控制装置在从驱动所述泵起经过规定时间后,实施所述泵的转速的检测动作。
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