JP3575484B2 - 空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3575484B2
JP3575484B2 JP2003584587A JP2003584587A JP3575484B2 JP 3575484 B2 JP3575484 B2 JP 3575484B2 JP 2003584587 A JP2003584587 A JP 2003584587A JP 2003584587 A JP2003584587 A JP 2003584587A JP 3575484 B2 JP3575484 B2 JP 3575484B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
refrigerant circuit
heat source
refrigerant gas
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003584587A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2003087681A1 (ja
Inventor
慎也 松岡
真理 佐田
博之 井上
博 渕上
淳 梅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Application granted granted Critical
Publication of JP3575484B2 publication Critical patent/JP3575484B2/ja
Publication of JPWO2003087681A1 publication Critical patent/JPWO2003087681A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/004Outdoor unit with water as a heat sink or heat source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/007Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for three pipes connecting the outdoor side to the indoor side with multiple indoor units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/021Indoor unit or outdoor unit with auxiliary heat exchanger not forming part of the indoor or outdoor unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/021Indoor unit or outdoor unit with auxiliary heat exchanger not forming part of the indoor or outdoor unit
    • F25B2313/0215Indoor unit or outdoor unit with auxiliary heat exchanger not forming part of the indoor or outdoor unit the auxiliary heat exchanger being used parallel to the outdoor heat exchanger during heating operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0231Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units with simultaneous cooling and heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0232Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units with bypasses
    • F25B2313/02323Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units with bypasses during heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • F25B2313/02331Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements during cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • F25B2313/02334Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements during heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13Economisers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

技術分野
本発明は、空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置、特に、複数の利用側冷媒回路に接続冷媒回路を介して接続される熱源側冷媒回路を備えた空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置に関する。
背景技術
従来の空気調和装置として、複数台の利用ユニットと、熱源ユニットとを備えた冷暖房切替運転又は冷暖房同時運転が可能な空気調和装置がある。利用ユニットは、利用側熱交換器と利用側膨張手段とを含む利用側冷媒回路を備えている。熱源ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮手段と、主熱交換器と、主熱交換器を蒸発器及び凝縮器として機能させるための第1切換手段と、主熱交換器の冷媒流量を調節可能な電動膨張弁からなる主冷媒開閉手段とを含む熱源側冷媒回路を備えている。利用側冷媒回路と熱源側冷媒回路は、接続冷媒回路を介して接続されている。このような空気調和装置では、複数の利用ユニットの負荷に応じて熱源ユニットの負荷を調節して冷凍サイクル全体の熱収支を満足するように運転している。例えば、暖房運転時又は冷暖同時運転時においては、主熱交換器が蒸発器として作動しているので、主冷媒開閉手段の開度調節によって主熱交換器における冷媒の蒸発量を増減させて、利用ユニットの負荷と熱源ユニットの負荷とをバランスさせるようにしている。このとき、主熱交換器の蒸発量の増減は、熱源ユニットの圧縮手段の吐出側の高圧冷媒圧力を一定に保ちながら、主冷媒開閉手段の開度調節を行うことで実現されている。つまり、主熱交換器における冷媒の蒸発量が利用ユニットの負荷に対応する冷媒の蒸発量よりも大きい場合は、熱源ユニットの圧縮手段の吐出側の高圧冷媒圧力が高くなる傾向になっているため、主冷媒開閉手段の開度を絞って、冷媒の蒸発量を小さくする。逆に、主熱交換器における冷媒の蒸発量が利用ユニットの負荷に対応する冷媒の蒸発量よりも小さい場合は、熱源ユニットの圧縮手段の吐出側の高圧冷媒圧力が低くなる傾向になっているため、主冷媒開閉手段の開度を大きくして、冷媒の蒸発量を増加させる。
他の従来の空気調和装置として、主熱交換器に並列に設けられ凝縮器として機能する補助熱交換器を熱源ユニット内に備えたものがある。この空気調和装置では、補助熱交換器の作動・停止によって熱源ユニット全体の熱収支を調節して、利用ユニットの負荷と熱源ユニットの負荷とをバランスさせるようにしている。つまり、主熱交換器における冷媒の蒸発量が利用ユニットの負荷に対応する冷媒の蒸発量よりも大きい場合には、熱源ユニットの圧縮手段の吐出側の高圧冷媒圧力が高くなる傾向になっているため、補助熱交換器を作動させて凝縮量を増加し、主熱交換器の冷媒の蒸発量と相殺することで熱源ユニット全体の熱収支を調節する。逆に、主熱交換器における冷媒の蒸発量が利用ユニットの負荷に対応する冷媒の蒸発量よりも小さい場合は、熱源ユニットの圧縮手段の吐出側の高圧冷媒圧力が低くなる傾向になっているため、補助熱交換器を停止して凝縮量を減少させることで熱源ユニット全体の熱収支を調節する。
上記の主冷媒開閉手段と補助熱交換器とを両方とも備えた空気調和装置もある。このような空気調和装置では、基本的には補助熱交換器の作動・停止によって熱源ユニット全体の熱収支を調節して利用ユニットの負荷とをバランスさせるとともに、主冷媒開閉手段の開度調節によって微調整を行うようにしている。
熱源ユニットの主冷媒開閉手段及び補助熱交換器により熱収支を調節して利用ユニットの負荷と熱源ユニットの負荷とをバランスさせる空気調和装置では、補助熱交換器の凝縮容量を主熱交換器の蒸発容量に対してどのくらいの大きさにするかによって、利用ユニットの負荷変動に対する熱源ユニットの調節範囲が限定されてしまう。例えば、補助熱交換器の容量を大きくすると、補助熱交換器の作動・停止による高圧側の冷媒圧力の変動が大きくなってしまう場合がある。逆に、補助熱交換器の容量を小さくすると、主冷媒開閉手段によって調節しなければならない範囲が広くなってしまうため、特に、利用ユニットの暖房負荷が小さい場合において、主熱交換器の蒸発量を絞り切れなくなる場合がある。
このように、従来の切替運転又は冷暖房同時運転が可能な空気調和装置においては、制御性を保ちつつ、利用ユニットの暖房負荷と熱源ユニットの蒸発能力との熱収支を最適化することが困難である。
また、上記従来の冷暖房切替運転用の空気調和装置及び冷暖房同時運転用の空気調和装置では、利用ユニットの機種が共通であるのに対して、熱源ユニットが別機種であるために、製造上のコストアップの原因となっている。
発明の開示
この発明の目的は、冷暖切替運転用の空気調和装置及び冷暖同時運転用の空気調和装置のどちらにも使用可能な熱源ユニットを提供することにある。
請求項1に記載の空気調和装置の熱源ユニットは、複数の利用側冷媒回路に接続冷媒回路を介して接続される熱源側冷媒回路を備えた空気調和装置の熱源ユニットであって、圧縮手段と、主熱交換器と、補助熱交換器と、冷媒液配管と、第1冷媒ガス配管と、第2冷媒ガス配管と、主冷媒開閉手段と、補助冷媒開閉手段と、第1切換手段と、第2切換手段とを備えている。圧縮手段は、冷媒ガスを圧縮する。主熱交換器は、冷媒の蒸発器及び凝縮器として機能する。補助熱交換器は、主熱交換器に並列に接続され、冷媒の蒸発器及び凝縮器として機能する。冷媒液配管は、接続冷媒回路に接続される。第1冷媒ガス配管は、接続冷媒回路に接続される。第2冷媒ガス配管は、接続冷媒回路からの冷媒ガスを圧縮手段の吸入側に送る。主冷媒開閉手段は、冷媒液配管と主熱交換器との間に接続される。補助冷媒開閉手段は、冷媒液配管と補助熱交換器との間に接続される。第1切換手段は、主熱交換器の冷媒ガス側を圧縮手段の吐出側に接続するとともに圧縮手段の吸入側を第1冷媒ガス配管に接続して低圧冷媒ガスを圧縮手段に吸入させる状態と、主熱交換器の冷媒ガス側を圧縮手段の吸入側に接続するとともに圧縮手段の吐出側を第1冷媒ガス配管に接続して高圧冷媒ガスを圧縮手段から吐出させる状態とを切り換え可能である。第2切換手段は、補助熱交換器の冷媒ガス側を圧縮手段の吐出側に接続する状態と、補助熱交換器の冷媒ガス側を圧縮手段の吸入側に接続する状態とを切り換え可能である。そして、第1冷媒ガス配管は、接続冷媒回路からの冷媒ガスを第1切換手段に流すことが可能、かつ、第1切換手段からの冷媒ガスを接続冷媒回路に流すことが可能である。
従来の冷暖同時機用の熱源ユニットは、主熱交換器に並列に接続され、凝縮器としてのみ機能する補助熱交換器を備えている。この熱源ユニットでは、複数の利用ユニットを主に冷房運転を行い、かつ、一部の利用ユニットのみを低負荷の暖房運転を行う際に、主熱交換器を凝縮器として作動させて、冷媒液配管から冷媒液を供給しながら圧縮手段の吐出冷媒ガスを第1冷媒ガス配管に供給して、熱源ユニットの負荷を調節する運転を行うことがある。このような運転を可能にするために、従来の熱源ユニットでは、圧縮手段の吐出の冷媒ガスの一部を第1冷媒ガス配管に送るための電磁弁によって開閉可能な送出配管が設けられている。第1冷媒ガス配管には、冷媒ガスを第1切換手段側から接続冷媒回路側に流すことのみが可能な逆止弁が設けられており、この送出配管を使用する際に、圧縮手段の吐出側の冷媒ガスが第1冷媒ガス配管から第1切換手段を介して圧縮手段の吸入側へ流れることがないようにしている。このため、第1冷媒ガス配管を冷暖切替機用の冷媒ガス配管として使用することができないため、従来の冷暖同時機用の熱源ユニットを冷暖切替機用の熱源ユニットとして使用することができない。
一方、本願発明の空気調和装置の熱源ユニットでは、従来、凝縮器としてのみ使用されている補助熱交換器を蒸発器として使用している。具体的には、第2切替手段を設けて、補助熱交換器を蒸発器又は凝縮器として機能するように切り換えることができるようになっている。このため、この熱源ユニットでは、従来の冷暖同時機用の熱源ユニットのような主熱交換器を凝縮器として作動させながら圧縮手段の吐出の冷媒ガスを第1冷媒ガス配管に供給する運転を行う必要がなく、主熱交換器を凝縮器として作動させるとともに補助熱交換器を蒸発器として作動させて熱源ユニットの負荷を調節することができる。このため、この熱源ユニットでは、従来の熱源ユニットにおいて設けられていた送出配管及び第1冷媒ガス配管の逆止弁が不要になる。
これにより、この空気調和装置の熱源ユニットは、第1冷媒ガス配管には接続冷媒回路からの冷媒ガスを第1切換手段に流すことが可能、かつ、第1切換手段からの冷媒ガスを接続冷媒回路に流すことが可能であり、第1冷媒ガス配管を冷暖切替機用の冷媒ガス配管として使用できるため、冷暖切替運転用の空気調和装置及び冷暖同時運転用の空気調和装置のどちらにも使用可能である。
請求項2に記載の空気調和装置は、請求項1に記載の熱源ユニットの熱源側冷媒回路と、利用側熱交換器と利用側膨張手段とを含む複数の利用側冷媒回路(3a)と、熱源側冷媒回路と利用側冷媒回路とを接続するための接続冷媒回路とを備え、熱源側冷媒回路の冷媒液配管は接続冷媒回路を介して前記利用側膨張手段の冷媒液側に接続されており、熱源側冷媒回路の第1冷媒ガス配管は高圧の冷媒ガスを接続冷媒回路を介して利用側熱交換器の冷媒ガス側に送ることができるように接続されており、熱源側冷媒回路の第2冷媒ガス配管は接続冷媒回路を介して低圧の冷媒ガスを利用側冷媒回路から熱源側冷媒回路に戻すことができるように接続されている。
この空気調和装置では、熱源側冷媒回路の冷媒液配管、第1冷媒ガス配管及び第2冷媒ガス配管が接続冷媒回路を介して複数の利用側冷媒回路に接続されているため、冷暖同時運転が可能な空気調和装置を構成することができる。
請求項3に記載の空気調和装置は、請求項1に記載の熱源ユニットの熱源側冷媒回路と、利用側熱交換器と利用側膨張手段とを含む複数の利用側冷媒回路と、熱源側冷媒回路と利用側冷媒回路とを接続するための接続冷媒回路とを備え、熱源側冷媒回路の冷媒液配管は接続冷媒回路を介して利用側冷媒回路の利用側膨張手段の冷媒液側に接続されており、熱源側冷媒回路の第1冷媒ガス配管は、接続冷媒回路を介して、利用側冷媒回路の利用側熱交換器に接続されており、熱源側冷媒回路の第2冷媒ガス配管は、接続冷媒回路に接続されておらず、冷媒ガスが流れないようになっている。
この空気調和装置では、熱源側冷媒回路の冷媒液配管及び第1冷媒ガス配管が接続冷媒回路を介して複数の利用側冷媒回路に接続されており、かつ、第2冷媒ガス配管がどの回路にも接続されていない回路構成になっている。そして、冷媒ガスは、第1冷媒ガス配管を介して、熱源側冷媒回路と利用側冷媒回路との間を流すことができるようになっている。これにより、冷暖切替運転が可能な空気調和装置を構成することができる。
請求項4に記載の空気調和装置は、請求項1に記載の熱源ユニットの熱源側冷媒回路と、利用側熱交換器と利用側膨張手段とを含む複数の利用側冷媒回路と、熱源側冷媒回路と利用側冷媒回路とを接続するための接続冷媒回路とを備えている。熱源側冷媒回路の冷媒液配管は、接続冷媒回路を介して、各利用側冷媒回路の利用側膨張手段の冷媒液側にそれぞれ接続されている。熱源側冷媒回路の第2冷媒ガス配管は、接続冷媒回路を介して、複数の利用側冷媒回路の一部の利用側熱交換器に接続されている。熱源側冷媒回路の第1冷媒ガス配管は、接続冷媒回路を介して、他の利用側冷媒回路の利用側熱交換器に接続されている。
この空気調和装置では、複数の利用側冷媒回路の一部を除いては、熱源側冷媒回路の冷媒液配管及び第1冷媒ガス配管に接続冷媒回路を介して接続されており、複数の利用側冷媒回路の一部については、熱源側冷媒回路の冷媒液配管及び第2冷媒ガス配管が接続冷媒回路を介して利用側冷媒回路に接続された回路構成になっている。そして、利用側冷媒回路の一部は、熱源側冷媒回路の運転状態にかかわらず、冷媒液配管又は接続冷媒回路から冷媒液が供給され、利用側膨張手段及び利用側熱交換器を通過させた後に第2冷媒ガス配管に低圧の冷媒ガスを戻すように動作する。一方、他の利用側冷媒回路は、冷媒液配管から冷媒液が供給される際には、利用側膨張手段及び利用側熱交換器を通過させた後に第1冷媒ガス配管に低圧の冷媒ガスを戻すように動作し、第一冷媒ガス配管から高圧の冷媒ガスが供給される際には、利用側熱交換器及び利用側膨張手段を通過させた後に冷媒液配管に冷媒液を戻すように動作する。これにより、複数の利用側冷媒回路の一部を冷房運転のみに使用しつつ、他の利用側冷媒回路の冷暖房切替運転が可能な空気調和装置を構成することができる。
請求項5に記載の空気調和装置は、請求項2〜4のいずれかにおいて、主熱交換器及び補助熱交換器は水を熱源として冷媒と熱交換する熱交換器である。主熱交換器の水側と補助熱交換器の水側とは、直列に接続されている。
この空気調和装置では、主熱交換器の冷媒側と補助熱交換器の冷媒側とは並列に接続されているが、水側は直列に接続されている。これにより、主熱交換器のみが熱交換しているような場合であっても、十分な水量を確保することができる。
請求項6に記載の空気調和装置は、請求項2〜5のいずれかにおいて、主熱交換器及び補助熱交換器の上側には熱源水の入口が設けられており、主熱交換器及び補助熱交換器の下側には熱源水の出口が設けられている。
この空気調和装置では、各熱交換器の上側に水入口が設けられ、各熱交換器の下側に水出口が設けられているため、水を各熱交換器内を上から下に向かって流すことができる。これにより、水に含まれる腐食成分等が熱交換器内に滞留しにくくなり、スケールの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路図である。
第2図は、第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、暖房運転モードを説明する図である。
第3図は、第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、低負荷暖房運転モードを説明する図である。
第4図は、第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、低負荷暖房運転モードを説明する図である。
第5図は、第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、冷暖同時運転モードを説明する図である。
第6図は、第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、冷房運転モードを説明する図である。
第7図は、本発明の第2実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、図2に相当する図である。
第8図は、本発明の第3実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、図2に相当する図である。
第9図は、本発明の第1実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、主熱交換器を凝縮器として作動させ、かつ、補助熱交換器を蒸発器として作動させた状態を説明する図である。
第10図は、本発明の第4実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部を示す図であって、図2に相当する図である。
発明を実施するための最良の形態
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
(1)空気調和装置の構成
図1は、本発明の第1実施形態の空気調和装置1の冷媒回路図である。
空気調和装置1は、冷暖同時運転が可能であり、1台の熱源ユニット2と、複数(本実施形態では、3台)の利用ユニット3と、利用ユニット3に対応して設けられた接続ユニット4と、熱源ユニット2と接続ユニット4とを接続する第1連絡配管群5と、接続ユニット4と利用ユニット3とを接続する第2連絡配管群6とを備えている。
▲1▼熱源ユニット
熱源ユニット2は、水を熱源としており、主に、圧縮手段21と、主熱交換器22と、第1切換手段V1と、主冷媒開閉手段V2と、補助熱交換器23と、第2切換手段V3と、補助冷媒開閉手段V4と、受液器24とを備えている。これらの機器が冷媒配管によって接続されて、熱源側冷媒回路2aを構成している。
圧縮手段21は、冷媒ガスを圧縮するための手段であり、第1圧縮機21aと第2圧縮機21bとが互いに並列に接続されて構成されている。
各圧縮機21a、21bの吸入側には、アキュムレータ21cが設けられている。アキュムレータ21cの出口には、冷媒ガスの圧縮機21a、21bの吸入温度を測定するためのサーミスタT1が設けられている。また、第2圧縮機21bの吸入側には、冷媒ガスの圧縮機21a、21bの吸入圧力を測定するための圧力センサP1が設けられている。また、アキュムレータ21cは、第2冷媒ガス配管28及び第1連絡配管群5を介して接続ユニット4に接続されている。
各圧縮機21a、21bの吐出側には、圧縮された冷媒ガス中の油を分離するための油分離器21dが設けられている。各圧縮機21a、21bと油分離器21dとの間には、各圧縮機21a、21bに対応して圧縮機21a、21bのケーシング保護のための高圧圧力開閉器PH1、PH2がそれぞれ設けられている。また、第2圧縮機21bの吐出側には、冷媒ガスの圧縮機21a、21bの吐出圧力を測定するための圧力センサP2が設けられている。さらに、各圧縮機21a、21bの吐出側には、冷媒ガスの圧縮機21a、21bの吐出温度を測定するためのサーミスタT2、T3が設けられている。
油分離器21dで分離された冷媒ガスは、第1切換手段V1及び第2切換手段V3に向かって流れ、分離された油は、油戻し管21eを介して吸入側に戻されるようになっている。油戻し管21eは、互いが並列に接続されたキャピラリC1及び電磁弁V5を備えている。第1圧縮機21aと第2圧縮機21bの吸入側との間には、第1圧縮機21aから第2圧縮機21bの吸入側に向かって油を供給するための油送り配管21fが設けられている。油送り配管21fは、互いに直列に接続された電磁弁V6及びキャピラリC2を備えている。
主熱交換器22は、水を熱源として冷媒を蒸発及び凝縮させるための熱交換器であり、本実施形態では、プレート熱交換器を採用している。主熱交換器22の冷媒液側と受液器24との間には、電動膨張弁からなる主冷媒開閉手段V2が設けられており、主熱交換器22を流れる冷媒量を調整できるようになっている。受液器24は、冷媒液配管25及び第1連絡配管群5を介して接続ユニット4に接続されている。冷媒液配管25には、冷媒液の温度を測定するためのサーミスタT4が設けられている。主熱交換器22の冷媒ガス側は、第1切換手段V1に接続されている。主熱交換器22の冷媒ガス側には冷媒ガス温度を測定するためのサーミスタT5が設けられており、主熱交換器22の冷媒液側には冷媒液温度を測定するためのサーミスタT6が設けられている。
第1切換手段V1は、主熱交換器22を蒸発器及び凝縮器として機能させるために設けられた、四路切換弁である。第1切換手段V1は、主熱交換器22の冷媒ガス側と、圧縮手段21の吸入側のアキュムレータ21cと、圧縮手段21の吐出側の油分離器21dと、第1連絡配管群5を介して連続ユニット4に接続される第1冷媒ガス配管26とに接続されている。そして、主熱交換器22を凝縮器として機能させる際には、圧縮手段21の吐出側と主熱交換器22の冷媒ガス側とを接続するとともに、圧縮手段21の吸入側のアキュムレータ21cと第1冷媒ガス配管26とを接続することができる。逆に、主熱交換器22を蒸発器として機能させる際には、主熱交換器22の冷媒ガス側と圧縮手段21の吸入側のアキュムレータ21cとを接続するとともに、圧縮手段21の吐出側と第1冷媒ガス配管26とを接続することができる。
補助熱交換器23は、主熱交換器22に並列に接続された冷媒を蒸発及び凝縮させるための熱交換器であり、本実施形態では、主熱交換器22と同様、プレート熱交換器を採用している。補助熱交換器23の冷媒液側と受液器24との間には、電磁弁からなる補助冷媒開閉手段V4が設けられている。補助熱交換器23の冷媒ガス側は、第2切換手段V3に接続されている。補助熱交換器23の冷媒ガス側には冷媒ガス温度を測定するためのサーミスタT7が設けられており、補助冷媒熱交換器23の冷媒液側には冷媒液温度を測定するためのサーミスタT8が設けられている。そして、全ての利用ユニット3を暖房運転する際には、主熱交換器22及び補助熱交換器23を蒸発器として機能させて、全ての利用ユニット3を暖房運転する際の最大の蒸発負荷に対応できるようになっている。本実施形態では、主熱交換器22の蒸発容量を最大の蒸発負荷から補助熱交換器23の容量を差し引いた容量になるようにしている。
また、熱源となる水は、空気調和装置1の外部に設置された冷水塔設備やボイラー設備から供給されるようになっている。本実施形態において、熱源水は、冷水塔設備やボイラー設備からの水入口配管29を通じて主熱交換器22に送られて、冷媒と熱交換される。この熱源水は、水側が主熱交換器22と直列に接続された補助熱交換器23に送られて、冷媒と熱交換されるようになっている。そして、主熱交換器22及び補助熱交換器23において冷媒との熱交換に使用された後、水出口配管30を介して冷水塔設備やボイラー設備に戻されるようになっている。ここで、各熱交換器22、23の水入口は各熱交換器22、23の上側に設けられており、水出口は、各熱交換器22、23の下側に設けられている。すなわち、熱源水は、各熱交換器22、23の内部を上から下に向かって流れるようになっている。また、水入口配管29には熱源水の入口温度を測定するためのサーミスタT9が設けられ、水出口配管30には熱源水の出口温度を測定するためのサーミスタT10が設けられている。
第2切換手段V3は、補助熱交換器23を蒸発器及び凝縮器として機能させるために設けられた、四路切換弁である。第2切換手段V3は、補助熱交換器23の冷媒ガス側と、圧縮手段21の吸入側のアキュムレータ21cと、圧縮手段21の吐出側の油分離器21dと、圧縮手段21の吸入側のアキュムレータ21cに接続されたバイパス配管27とに接続されている。バイパス配管27は、キャピラリC3を備えている。そして、補助熱交換器23を凝縮器として機能させる際には、圧縮手段21の吐出側と補助熱交換器23の冷媒ガス側とを接続する。逆に、補助熱交換器23を蒸発器として機能させる際には、補助熱交換器23の冷媒ガス側と圧縮手段21の吸入側のアキュムレータ21cとを接続する。
▲2▼利用ユニット
複数の利用ユニット3は、主に、ファン31と、利用側熱交換器32と、利用側膨張手段V7とを備えている。これらの機器が冷媒配管によって接続されて、利用側冷媒回路3aが構成されている。ファン31は、空気調和される室内の空気を利用ユニット3内に取り込んで、利用側熱交換器32と熱交換させた後、室内に吹き込むための機器である。利用側熱交換器32は、暖房時には冷媒の凝縮器として機能し、冷房時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。利用側膨張手段V7は、冷房時に冷媒液を減圧するための電動膨張弁である。そして、利用側冷媒回路3aは、第2連結配管群6を介して接続ユニット4に接続されている。
▲3▼接続ユニット
複数の接続ユニット4は、主に、過冷却熱交換器41を備えている。接続ユニット4は、利用ユニット3が冷房運転を行う際に熱源側冷媒回路2aの冷媒液配管25から第1連絡配管群5を介して供給される冷媒液を利用側冷媒回路3aの利用側膨張手段V7に供給し利用側熱交換器32で蒸発した冷媒ガスを電磁弁V8及び第1連絡配管群5を通じて第2冷媒ガス配管28に戻すことができ、利用ユニット3が暖房運転する際に熱源側冷媒回路2aの第1冷媒ガス配管26から第1冷媒配管群5及び電磁弁V9を通じて供給される冷媒ガスを利用側冷媒回路3aの利用側熱交換器32に供給し利用側熱交換器32で凝縮した冷媒液を過冷媒熱交換器41及び第1連絡配管群5を通じて冷媒液配管25に戻すことができる。過冷却熱交換器41は、利用ユニット3が冷暖房同時運転する際に、冷媒液配管25に戻す冷媒液の一部を減圧配管42を通じて過冷却熱交換器41に送り、冷媒液配管25に戻す冷媒液を過冷却するための機器である。この過冷却熱交換器41に導入された冷媒液の一部は、熱交換により蒸発し、第1連絡配管群5及び第2冷媒ガス配管28を通じて熱源側冷媒回路2aに戻されるようになっている。減圧配管42は、電磁弁V10とキャピラリC4が直列に接続されている。
ここで、第1連絡配管群5は、熱源ユニット2の冷媒液配管25と各接続ユニットの4の過冷却熱交換器41とを接続する冷媒液連絡配管5aと、熱源ユニット2の第1冷媒ガス配管26と各接続ユニット4の電磁弁V9とを接続する第1冷媒ガス連絡配管5bと、熱源ユニット2の第2冷媒ガス配管28と各接続ユニット4の電磁弁V8とを接続する第2冷媒ガス連絡配管5cとを備えている。第2連絡配管群6は、接続ユニット4の電磁弁V8、V9と利用ユニット3の利用側熱交換器32とを接続する第3冷媒ガス連絡配管6aと、接続ユニット4の過冷却熱交換器41と利用ユニツト3の利用側膨張手段V7とを接続する第2冷媒液接続配管6bとを備えている。上記の第1連絡配管群5と、接続ユニット4の冷媒回路と、第2連絡配管群6とによって、接続冷媒回路7が構成されている。
以上のように、熱源側冷媒回路2aと利用側冷媒回路3aとが接続冷媒回路4aを介して接続されて、冷暖房同時運転が可能な空気調和装置1の冷媒回路が構成されている。
(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について説明する。
本実施形態の空気調和装置1は、利用ユニット3の冷暖房の負荷に応じて、全ての利用ユニット3を暖房運転する暖房運転モードと、暖房運転負荷が小さい場合の低負荷暖房運転モードと、暖房運転を行う利用ユニット3と冷房運転を行う利用ユニット3とが混在する場合の冷暖房同時運転モードと、全ての利用ユニット3とを冷房運転する冷房運転モードとに分けることができる。
▲1▼暖房運転モード
全ての利用ユニット3を暖房運転する際、空気調和装置1の冷媒回路は、図2に示すように構成されている(冷媒の流れは、矢印で図示)。
具体的には、熱源ユニット2の熱源側冷媒回路2aにおいて、第1切換手段V1及び第2切換手段V3を図2に示すように切り換えるとともに、主冷媒開閉手段V2及び補助冷媒開閉手段V4が開状態にして、主熱交換器22及び補助熱交換器23を蒸発器として作動させるようにしている。利用ユニット3の利用側冷媒回路3aにおいて、利用側膨張手段V7が開状態にして、室内を暖房するために各利用側熱交換器32を冷媒の凝縮器として作動させるようにしている。接続ユニット4において、電磁弁V8、V10を閉状態、電磁弁V9を開状態にしている。
このような冷媒回路の構成において、圧縮手段21で圧縮された冷媒ガスは、第1切換手段V1、第1冷媒ガス配管26及び第1連絡配管群5を介して接続ユニット4に送られる。そして、この冷媒ガスは、電磁弁V9を介して利用側熱交換器32に送られ、室内空気と熱交換することによって凝縮して冷媒液となる。この冷媒液は、利用側膨張手段V7を介して過冷却熱交換器41に送られる。そして、この過冷却された冷媒液は、冷媒液配管25、主冷媒開閉手段V2及び補助冷媒開閉手段V4を介して、主熱交換器22及び補助熱交換器23に送られる。主熱交換器22及び補助熱交換器23に送られた冷媒液は、蒸発された後、第1切換手段V1及び第2切換手段V3を介して圧縮手段21の吸入側に送られる。
▲2▼低負荷暖房運転モード
次に、利用ユニット3の暖房運転の負荷が小さくなると、熱源ユニット2側の蒸発負荷が過剰となり、圧縮手段21吐出側の高圧側冷媒圧力(圧力センサP2)が上昇する。これに対して、図2の冷媒回路の状態で、主冷媒開閉手段V2を除閉して、主熱交換器22における冷媒の蒸発量を低減して高圧側の冷媒圧力(圧力センサP2)の上昇を防ぐようにしている。
さらに、利用ユニット3の暖房運転の負荷が小さくなり、主冷媒開閉手段V2が所定の開度まで絞られた時点で、空気調和装置1の冷媒回路を図3に示すように切り換える(冷媒の流れは、矢印で図示)。
具体的には、熱源ユニット2の熱源側冷媒回路2aにおいて、補助冷媒開閉手段V4を閉止して補助熱交換器23を停止した後、第2切換手段V3を図3のように切り換えて、再度、補助冷媒開閉手段V4を開状態にする際に凝縮器として作動させることができるようにしておく。
このような冷媒回路の構成において、補助熱交換器23の停止に伴って冷媒の蒸発量がステップ的に減少するため、圧縮手段21の吐出側の冷媒圧力は、低下する傾向となる。これに対して、主冷媒開閉手段V2が開いて主熱交換器22の冷媒の蒸発量を増加させようとする。これによって、熱源ユニット2の蒸発負荷と利用ユニット3の暖房負荷とがバランスして、圧縮手段21の吐出側の冷媒圧力が安定する。
さらに、利用ユニット3の暖房運転の負荷が小さくなると(例えば、3台の利用ユニット3のうち1台を停止する場合)、熱源ユニット2側の蒸発負荷が過剰となり、高圧側の冷媒圧力が上昇する傾向になる。これに対して、再度、主冷媒開閉手段V2の開度を絞り、主熱交換器22の冷媒の蒸発量を減少させて、高圧側の冷媒圧力の上昇を防ぐ。そして、再度、主冷媒開閉手段V2が所定の開度まで絞られた時点で、空気調和装置1の冷媒回路4に示すように切り換える(冷媒の流れは、矢印で図示)。
具体的には、熱源ユニット2の熱源側冷媒回路2aにおいて、補助冷媒開閉手段V4を開状態にして、圧縮手段21の吐出の冷媒ガスの一部を第2切換手段V3を介して補助熱交換器23に送り、凝縮器として作動させる。利用ユニット3は、1台のみを暖房運転とし、他の2台を利用側膨張手段V7、電磁弁V9を閉止して停止する。
このような冷媒回路の構成において、補助熱交換器23を凝縮器として作動させることによって冷媒の凝縮量がステップ的に増加し、相対的に蒸発量が減少するため、圧縮手段21の吐出側の冷媒圧力は、低下する傾向となる。これに対して、主冷媒開閉手段V2が開いて主熱交換器22の冷媒の蒸発量を増加させようとする。これによって、熱源ユニット2の蒸発負荷と利用ユニット3の暖房負荷とがバランスして、圧縮手段21の吐出側の冷媒圧力を安定させることができる。その後、利用ユニット3の暖房運転の負荷がさらに小さくなると(例えば、3台の利用ユニット3のうち2台を停止する場合)、再び主冷媒開閉手段V2の開度を絞り主熱交換器22の冷媒の蒸発量を減少させて、利用ユニット3の暖房負荷と熱源ユニット2の蒸発負荷とをバランスさせる。
▲3▼冷暖房同時運転モード
ここでは、3台の利用ユニット3のうち、1台が冷房運転を行い、かつ、他の2台が暖房運転を行う場合について説明する。この運転モードにおいては、空気調和装置1の冷媒回路を図5に示すように構成する(冷媒の流れは、矢印で図示)。
具体的には、熱源ユニット2の熱源側冷媒回路2aにおいて、主熱交換器22を蒸発器として作動させ、かつ、補助熱交換器23を凝縮器として作動させている図4の低負荷暖房運転モードの冷媒回路の構成と同様である。利用ユニット3については、冷房運転を行う利用ユニット3の利用側冷媒回路3aは、利用側膨張手段V7が減圧弁として作動し、室内を冷房するために各利用側熱交換器32が冷媒の蒸発器として作動させることができるようになっている。接続ユニット4の冷媒回路において、電磁弁V8は開状態、電磁弁V9、V10は閉状態にされている。
このような冷媒回路の構成において、圧縮手段21で圧縮された冷媒ガスは、第1切換手段V1、第1冷媒ガス配管26及び第1連絡配管群5を介して接続ユニット4に送られる分と、第2切換手段V3を介して補助熱交換器23に送られる分とに分岐される。そして、接続ユニット4に送られる冷媒ガスは、電磁弁V9を介して暖房運転する2台の利用ユニット3の利用側冷媒回路3aの利用側熱交換器32に送られ、室内空気と熱交換することによって凝縮して冷媒液となる。この冷媒液は、利用側膨張手段V7を介して過冷却熱交換器41に送られ、過冷却熱交換器41で過冷却される。そして、この過冷却された冷媒液は、冷媒液配管25及び主冷媒開閉手段V2を介して、主熱交換器22に送られる。尚、過冷却熱交換器41で過冷却された冷媒液の一部は、減圧配管42で減圧された後、過冷却熱交換器41に送られて熱交換して蒸発され、第1連絡配管群5及び第2冷媒ガス配管28を介して圧縮手段21の吸入側に送られる。補助熱交換器23に送られた冷媒ガスは、補助熱交換器23で凝縮された後、補助冷媒開閉手段V4を介して主熱交換器22の液側に合流する。そして、合流した冷媒液は、主熱交換器22で蒸発された後、第1切換手段V1を介して圧縮手段21の吸入側に送られる。一方、冷房運転を行う利用ユニット3の利用側冷媒回路3aにおいては、他の暖房運転を行っている2台の利用側冷媒回路3aにおいて凝縮され冷媒液配管25を通じて熱源側冷媒回路2aに戻される冷媒液の一部を利用ユニット3の利用側冷媒回路3aの利用側膨張手段V7を介して利用側熱交換器32に送って、室内空気と熱交換することによって蒸発して冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、電磁弁V8を介して第2冷媒ガス配管28に戻される。
▲4▼冷房運転モード
全ての利用ユニット3を冷房運転する際、空気調和装置1の冷媒回路は、図6に示すように構成されている(冷媒の流れは、矢印で図示)。
具体的には、熱源ユニット2の熱源側冷媒回路2aにおいて、第1切換手段V1及び第2切換手段V3を図6に示すように切り換えるとともに、主冷媒開閉手段V2及び補助冷媒開閉手段V4を開状態にして、主熱交換器22及び補助熱交換器23を凝縮器として作動させている。利用ユニット3の利用側冷媒回路3aにおいて、利用側膨張手段V7を開状態にして、室内を冷房するために各利用側熱交換器32を冷媒の蒸発器として作動させるようにしている。接続ユニット4の冷媒回路において、電磁弁V8を開状態、電磁弁V9、V10を閉状態にしている。
このような冷媒回路の構成において、圧縮手段21で圧縮された冷媒ガスは、第1切換手段V1及び第2切換手段V3を介して主熱交換器22及び補助熱交換器23に送られて凝縮される。そして、この冷媒液は、冷媒液配管25及び第1連絡配管群5を介して接続ユニット4に送られる。そして、この冷媒液は、利用側膨張手段V7で減圧された後、利用側熱交換器32に送られ、室内空気と熱交換することによって蒸発して冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、電磁弁V8及び第2冷媒ガス配管28を介して圧縮手段21の吸入側に送られる。
(3)空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
▲1▼補助熱交換器を蒸発器として機能させることが可能な冷媒回路の構成
本実施形態の空気調和装置1では、従来、凝縮しとしてのみ使用された補助熱交換器を蒸発器として使用している(図2参照)。具体的には、第2切換手段V3を設けて、補助熱交換器23を蒸発器及び凝縮器をして切り換えることができるようになっている。これにより、暖房運転時又は冷暖同時運転時のような主熱交換器22が蒸発器として作動する場合に、補助熱交換器23を蒸発器として機能させることが可能になり、全ての利用ユニット3を暖房運転する際に必要な最大の蒸発負荷を主熱交換器22の蒸発容量と補助熱交換器23の蒸発容量との合計蒸発容量によって対応させるように設計することができる。すなわち、従来のように、主熱交換器22の蒸発容量のみによって、全ての利用ユニット3を暖房運転する際の蒸発負荷に対応する必要がなくなるため、主熱交換器22の蒸発容量を小さくして、主冷媒開閉手段V2によって調節できる蒸発負荷の下限値を小さくすることができる。これにより、熱源ユニット2の蒸発負荷の調節範囲が広がり、暖房運転又は冷暖同時運転の際の利用ユニット3の暖房負荷と熱源ユニット2の蒸発負荷との熱収支の最適化が可能になっている。
また、主熱交換器22の蒸発容量を小さくすることによって、主熱交換器及び補助熱交換器の合計熱交換容量が従来の熱源ユニットの合計熱交換容量よりも小さくなっている。これにより、装置のコストダウン及び省スペース化も図られている。
▲2▼主熱交換器の水側と補助熱交換器の水側とを直列に接続した構成
本実施形態の空気調和装置1では、主熱交換器22の冷媒側と補助熱交換器23の冷媒側とは並列に接続されているが、水側は直列に接続されている。これにより、主熱交換器22のみが運転しているような場合であっても、十分な水量を確保することができる。
▲3▼主熱交換器及び補助熱交換器の水入口を上側に設けた構造
本実施形態の空気調和装置1では、各熱交換器22、23が上側に水入口が設けられ、下側に水出口が設けられた構造を有しているので、水を各熱交換器22、23内を上から下に向かって流すことができる。これにより、水に含まれる腐食成分等が熱交換器22、23内に滞留しにくくなり、スケールの発生を抑えることができる。
▲4▼主熱交換器及び補助熱交換器をプレート熱交換器にした構成
本実施形態の空気調和装置1では、熱交換器22、23にプレート熱交換器を採用しているため、二重管式熱交換器等を用いる場合に比べて、熱源ユニット2をコンパクトにできる。
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態の空気調和装置101の冷媒回路の主要部を示す図である。
空気調和装置101の基本的な構成は、第1実施形態の空気調和装置1と同じであり、第1実施形態において補助冷媒開閉手段V4として電磁弁を採用していたのを冷媒流量の制御が可能な電動膨張弁に変更している点のみが異なる。よって、本実施形態の空気調和装置101は、第1実施形態の空気調和装置1の特徴と同様の特徴を有するとともに、以下のような特徴を有している。
本実施形態の空気調和装置101では、熱源側冷媒回路102aの補助冷媒開閉手段V104に冷媒流量の制御が可能な電動膨張弁を採用しているため、補助熱交換器23に蒸発量・凝縮量を連続的に調節できる。これにより、補助熱交換器23の作動・停止によるステップ的な冷媒の蒸発量・凝縮量の変化を小さくして圧縮手段21の吐出側の圧力変動を抑えることができる。
[第3実施形態]
図8は、本発明の第3実施形態の空気調和装置201の冷媒回路の主要部を示す図である。
空気調和装置201は、第1実施形態の冷暖同時機用の熱源ユニット2を冷暖切替機用の熱源ユニットとして使用したものである。ここで、熱源ユニット2及び利用ユニット3の構成は、第1実施形態と同様である。また、冷暖同時機用の接続ユニット4は、削除されている。そして、熱源ユニット2の第1冷媒ガス配管26と利用ユニット3の利用側熱交換器32とが接続冷媒回路207を介して接続され、熱源ユニットの冷媒液配管25と利用ユニット3の利用側膨張手段V7とが接続冷媒回路207を介して接続されている。ここでは、第2冷媒ガス配管28は、冷暖切替機には不要であるため、使用されていない。
空気調和装置201の熱源ユニット2では、従来、凝縮器としてのみ使用されている補助熱交換器23を蒸発器としても使用可能である。このため、この熱源ユニット2では、従来の冷暖同時機用の熱源ユニットのように、主熱交換器を凝縮器として作動させながら圧縮手段の吐出の冷媒ガスを第1冷媒ガス配管に供給する運転を行う必要がなく、主熱交換器22を凝縮器として作動させるとともに補助熱交換器23を蒸発器として作動させて熱源ユニット2の負荷を調節することができる。このため、この熱源ユニット2では、従来の熱源ユニットの第1冷媒ガス配管において、設けられていた逆止弁が不要である(図9参照)。
これにより、この空気調和装置の熱源ユニット2は、第1冷媒ガス配管26には接続冷媒回路207からの冷媒ガスを第1切換手段V1に流すことが可能、かつ、第1切換手段V1からの冷媒ガスを接続冷媒回路207に流すことが可能になっており、第1冷媒ガス配管26を冷暖切替機用の冷媒ガス配管として使用できるため、冷暖切替運転用の空気調和装置及び冷暖同時運転用の空気調和装置のどちらにも使用可能になっている。
[第4実施形態]
図10は、本発明の第4実施形態の空気調和装置301の冷媒回路の主要部を示す図である。
空気調和装置301は、第3実施形態の空気調和装置201において、冷暖切替機として使用されていた複数の利用ユニットの一部を冷房専用機として使用したものである。ここで、熱源ユニット2及び利用ユニットの構成は、第3実施形態と同様であるが、冷房専用機となる利用ユニットについては、その符号を300番台(すなわち、利用ユニット303)としている。
具体的には、冷房専用機となる利用ユニット303を除いた利用ユニット3については、熱源ユニット2の第1冷媒ガス配管26と利用ユニット3の利用側熱交換器32とが接続冷媒回路307を介して接続され、熱源ユニット2の冷媒液配管25と利用ユニット3の利用側膨張手段V7とが接続冷媒回路307を介して接続されている。一方、利用ユニット303については、熱源ユニット2の第2冷媒ガス配管28と利用ユニット3の利用側熱交換器332とが接続冷媒回路307を介して接続され、熱源ユニット2の冷媒液配管25と利用ユニット303の利用側膨張手段V307とが接続冷媒回路307を介して接続されている。すなわち、本実施形態の空気調和装置301では、冷房専用機として使用する利用ユニット303を第1冷媒ガス配管26ではなく、第2冷媒ガス配管28に接続している点が第3実施形態と異なる。
この空気調和装置301では、図10の冷媒回路に付された冷媒の流れを示す矢印のように、利用ユニット3の暖房運転を行うとともに、利用ユニット303の冷房運転を行うことができる。具体的には、利用ユニット3においては、第1冷媒ガス配管26を介して、利用ユニット3の利用側冷媒回路3aに高圧の冷媒ガスを供給し、利用側熱交換器32において冷媒を凝縮させるとともに室内空気を加熱し、凝縮された冷媒液を冷媒液配管25へ戻す運転を行う。利用ユニット303においては、冷媒液配管25又は接続冷媒回路307を介して、利用ユニット303の利用側冷媒回路303aに冷媒液を供給し、利用側熱交換器332において冷媒を蒸発させるとともに室内空気を冷却し、蒸発された低圧の冷媒ガスを第2冷媒ガス配管28へ戻す運転を行う。
このように、本実施形態の空気調和装置301では、第1実施形態の接続ユニット4を使用することなく、利用ユニット3、303の冷暖同時運転を行うことが可能であるため、冷暖切替のための弁操作(例えば、第1実施形態におけるV8、V9、V10の操作)が不要となり、冷暖切替操作の時間が短縮できる。また、空気調和装置301の起動時の弁操作も少なくできるため、起動時間も短縮できる。
さらに、ビル等の建物に空気調和装置を設置する場合に、サーバールームに設置される利用ユニットを冷房専用機として使用することがあるが、このような場合でも、利用ユニット303のように、利用ユニットを熱源ユニット2の液冷媒配管25及び第2冷媒ガス配管28に接続するだけで、他の利用ユニットの運転状態にかかわらず、常時、冷房運転を行うことが可能な冷房専用機として使用することができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、第1及び第2実施形態では、冷暖同時機の冷媒回路について説明したが、接続ユニットを含まない冷暖房切替機であっても同様な効果が得られる。
産業上の利用可能性
本発明を利用すれば、第2切換手段を設けて補助熱交換器を蒸発器としても作動できるようにしているため、従来の冷暖同時機用の熱源ユニットの第1冷媒ガス配管に設けられていた逆止弁を削除することができる。これにより、冷暖切替運転用の空気調和装置及び冷暖同時運転用の空気調和装置のどちらにも使用可能な熱源ユニットを提供できる。

Claims (6)

  1. 複数の利用側冷媒回路(3a、303a)に接続冷媒回路(7、207、307)を介して接続される熱源側冷媒回路(2a、102a)を備えた空気調和装置の熱源ユニット(2、102)であって、
    冷媒ガスを圧縮するための圧縮手段(21)と、
    冷媒の蒸発器及び凝縮器として機能する主熱交換器(22)と、
    前記主熱交換器(22)に並列に接続され、冷媒の蒸発器及び凝縮器として機能する補助熱交換器(23)と、
    前記接続冷媒回路(7、207、307)に接続される冷媒液配管(25)と、
    前記接続冷媒回路(7、207、307)に接続される第1冷媒ガス配管(26)と、
    前記接続冷媒回路(7)からの冷媒ガスを前記圧縮手段(21)の吸入側に送るための第2冷媒ガス配管(28)と、
    前記冷媒液配管(25)と前記主熱交換器(22)との間に接続された主冷媒開閉手段(V2)と、
    前記冷媒配管(25)と前記補助熱交換器(23)との間に接続された補助冷媒開閉手段(V4)と、
    前記主熱交換器(22)の冷媒ガス側を前記圧縮手段(21)の吐出側に接続するとともに前記圧縮手段(21)の吸入側を前記第1冷媒ガス配管(26)に接続して低圧の冷媒ガスを圧縮手段(21)に吸入させる状態と、前記主熱交換器(22)の冷媒ガス側を前記圧縮手段(21)の吸入側に接続するとともに前記圧縮手段(21)の吐出側を前記第1冷媒ガス配管(26)に接続して高圧の冷媒ガスを圧縮手段(21)から吐出させる状態とを切り換え可能な第1切換手段(V1)と、
    前記補助熱交換器(23)の冷媒ガス側を前記圧縮手段(21)の吐出側に接続する状態と、前記補助熱交換器(23)の冷媒ガス側を前記圧縮手段(21)の吸入側に接続する状態とを切り換え可能な第2切換手段(V3)とを備え、
    前記第1冷媒ガス配管(26)は、前記接続冷媒回路(7、207、307)からの冷媒ガスを前記第1切換手段(V1)に流すことが可能、かつ、前記第1切換手段(V1)からの冷媒ガスを前記接続冷媒回路(7、207、307)に流すことが可能である、
    空気調和装置の熱源ユニット(2、102)。
  2. 請求項1に記載の熱源ユニット(2、102)の熱源側冷媒回路(2、102a)と、
    利用側熱交換器(32)と利用側膨張手段(V7)とを含む複数の利用側冷媒回路(3a)と、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)と前記利用側冷媒回路(3a)とを接続するための接続冷媒回路(7)とを備え、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の冷媒液配管(25)は、前記接続冷媒回路(7)を介して前記利用側膨張手段(V7)の冷媒液側に接続されており、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の第1冷媒ガス配管(26)は、高圧の冷媒ガスを前記接続冷媒回路(7)を介して前記利用側熱交換器(32)の冷媒ガス側に送ることができるように接続されており、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の第2冷媒ガス配管(28)は、前記接続冷媒回路(7)を介して低圧の冷媒ガスを前記利用側冷媒回路(3a)から熱源側冷媒回路(2a、102a)に戻すことができるように接続されている、空気調和装置(1、101)。
  3. 請求項1に記載の熱源ユニット(2a、102a)の熱源側冷媒回路(2、102)と、
    利用側熱交換器(32)と利用側膨張手段(V7)とを含む複数の利用側冷媒回路(3a)と、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)と前記利用側冷媒回路(3a)とを接続するための接続冷媒回路(207)とを備え、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の冷媒液配管(25)は、前記接続冷媒回路(207)を介して、前記利用側冷媒回路(3a)の前記利用側膨張手段(V7)の冷媒液側に接続されており、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の第1冷媒ガス配管(26)は、前記接続冷媒回路(207)を介して、前記利用側冷媒回路(3a)の前記利用側熱交換器(32)に接続されており、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の第2冷媒ガス配管(28)は、前記接続冷媒回路(207)に接続されておらず、冷媒ガスが流れないようになっている、
    空気調和装置(201)。
  4. 請求項1に記載の熱源ユニット(2a、102a)の熱源側冷媒回路(2、102)と、
    利用側熱交換器(32、332)と利用側膨張手段(V7、V307)とを含む複数の利用側冷媒回路(3a、303a)と、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)と前記利用側冷媒回路(3a、303a)とを接続するための接続冷媒回路(307)とを備え、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の冷媒液配管(25)は、前記接続冷媒回路(307)を介して、前記各利用側冷媒回路(3a、303a)の前記利用側膨張手段(V7、V307)の冷媒液側にそれぞれ接続されており、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の第2冷媒ガス配管(28)は、前記接続冷媒回路(307)を介して、前記複数の利用側冷媒回路の一部(303a)の利用側熱交換器(332)に接続されており、
    前記熱源側冷媒回路(2a、102a)の第1冷媒ガス配管(26)は、前記接続冷媒回路(307)を介して、前記他の利用側冷媒回路(3a)の前記利用側熱交換器(32)に接続されている、
    空気調和装置(301)。
  5. 前記主熱交換器(22)及び前記補助熱交換器(23)は、水を熱源として冷媒と熱交換する熱交換器であり、
    前記主熱交換器(22)の水側と前記補助熱交換器(23)の水側とは、直列に接続されている、
    請求項2〜4のいずれかに記載の空気調和装置(1、101、201、301)。
  6. 前記主熱交換器(22)及び前記補助熱交換器(23)の上側には熱源水の入口が設けられており、前記主熱交換器(22)及び前記補助熱交換器(23)の下側には熱源水の出口が設けられている、
    請求項2〜5のいずれかに記載の空気調和装置(1、101、201、301)。
JP2003584587A 2002-03-29 2003-03-28 空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置 Expired - Fee Related JP3575484B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002096707 2002-03-29
JP2002096707 2002-03-29
PCT/JP2003/004047 WO2003087681A1 (fr) 2002-03-29 2003-03-28 Unite source de chaleur d'appareil de climatisation et appareil de climatisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP3575484B2 true JP3575484B2 (ja) 2004-10-13
JPWO2003087681A1 JPWO2003087681A1 (ja) 2005-08-18

Family

ID=29239622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003584587A Expired - Fee Related JP3575484B2 (ja) 2002-03-29 2003-03-28 空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7380411B2 (ja)
EP (1) EP1498668B1 (ja)
JP (1) JP3575484B2 (ja)
KR (1) KR100569554B1 (ja)
CN (1) CN1285866C (ja)
AU (1) AU2003220985B2 (ja)
ES (1) ES2443645T3 (ja)
WO (1) WO2003087681A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100677266B1 (ko) 2005-02-17 2007-02-02 엘지전자 주식회사 냉난방 동시형 멀티 에어컨
ES2318941B1 (es) * 2006-02-21 2010-01-21 Aproalia, S.L. Sistema combinado de refrigeracion y climatizacion.
JP5055965B2 (ja) * 2006-11-13 2012-10-24 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP4254863B2 (ja) * 2007-01-23 2009-04-15 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP4780479B2 (ja) * 2008-02-13 2011-09-28 株式会社日立プラントテクノロジー 電子機器の冷却システム
WO2009103470A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Carrier Corporation Refrigerating system
WO2010050663A1 (ko) * 2008-10-29 2010-05-06 Lee Hyoung Moon 하이브리드 히트펌프식 냉난방장치
KR100946381B1 (ko) 2008-10-29 2010-03-09 이형문 하이브리드 히트펌프식 냉난방장치
WO2011061792A1 (ja) * 2009-11-18 2011-05-26 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置及びそれに適用される情報伝達方法
KR101636328B1 (ko) * 2009-12-22 2016-07-05 삼성전자주식회사 히트 펌프 장치 및 그 실외기
KR101153513B1 (ko) * 2010-01-15 2012-06-11 엘지전자 주식회사 냉매시스템 및 그 제어방법
WO2011117922A1 (ja) * 2010-03-25 2011-09-29 三菱電機株式会社 空気調和装置
EP2650621B1 (en) * 2010-12-09 2019-10-09 Mitsubishi Electric Corporation Air conditioner
KR101320189B1 (ko) 2011-11-02 2013-10-23 대성히트펌프 주식회사 보일러와 공조기 일체형 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법
CN104903662B (zh) * 2013-01-08 2017-06-06 三菱电机株式会社 空调装置
US10429083B2 (en) * 2013-08-30 2019-10-01 Qingdao Hisense Hitachi Air-conditioning Systems Co., Ltd. Multi-type air conditioner system
CN104501452B (zh) * 2014-11-24 2017-03-01 广东美的制冷设备有限公司 冷暖型空调器
JP6493460B2 (ja) * 2017-07-20 2019-04-03 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
KR20220019933A (ko) * 2020-08-11 2022-02-18 엘지전자 주식회사 멀티형 공기조화기

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2839343B2 (ja) * 1990-08-10 1998-12-16 株式会社日立製作所 マルチエアコン
JP3042797B2 (ja) 1991-03-22 2000-05-22 株式会社日立製作所 空気調和機
JP3719296B2 (ja) * 1996-12-13 2005-11-24 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
NO20005576D0 (no) * 2000-09-01 2000-11-03 Sinvent As Reversibel fordampningsprosess

Also Published As

Publication number Publication date
US20050150243A1 (en) 2005-07-14
KR100569554B1 (ko) 2006-04-10
CN1285866C (zh) 2006-11-22
EP1498668A4 (en) 2012-09-05
US7380411B2 (en) 2008-06-03
JPWO2003087681A1 (ja) 2005-08-18
CN1643311A (zh) 2005-07-20
WO2003087681A1 (fr) 2003-10-23
KR20040091774A (ko) 2004-10-28
EP1498668B1 (en) 2013-11-06
AU2003220985B2 (en) 2006-01-19
ES2443645T3 (es) 2014-02-20
EP1498668A1 (en) 2005-01-19
AU2003220985A1 (en) 2003-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3575484B2 (ja) 空気調和装置の熱源ユニット及び空気調和装置
US7395674B2 (en) Air conditioner
JP4888500B2 (ja) 冷凍装置
US7607317B2 (en) Air conditioner with oil recovery function
EP1686323A2 (en) Heat exchanger of air conditioner
US10393418B2 (en) Air-conditioning apparatus
WO2007102463A1 (ja) 冷凍装置
JP2008170063A (ja) マルチ型空気調和機
US7908878B2 (en) Refrigerating apparatus
JP6067178B2 (ja) 熱源側ユニット及び空気調和装置
GB2561756A (en) Air conditioning device
KR101186331B1 (ko) 냉난방 동시형 멀티 공기조화기
JP6576603B1 (ja) 空気調和装置
JP6448780B2 (ja) 空気調和装置
JP4274123B2 (ja) 冷凍装置
JP6431393B2 (ja) 空気調和機
JP2017146015A (ja) 空気調和装置
WO2017094172A1 (ja) 空気調和装置
KR20040094101A (ko) 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치
KR101622225B1 (ko) 공기조화장치
KR102436705B1 (ko) 공기조화기
KR102136874B1 (ko) 공기조화기
JPH01277158A (ja) 空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040628

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130716

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees