JP5518089B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
…熱源機側熱交換容量を以下に示す4段階で調整する。…第1段階は最も大きな熱源機側熱交換容量を必要とする場合に対応し、…第1および第2の熱交換器24,25の両方に冷媒を流通させ、かつ、第3の冷媒回路23には冷媒を流通させないで、熱源機側送風機18の送風量をインバータ等(図示せず)により停止から全速までの間で調整する。…第2段階は第1段階の次に大きな熱源機側熱交換容量を必要とする場合に対応し、…第2の熱交換器25のみに冷媒を流通させ、かつ、…第1の熱交換器24および第3の冷媒回路23には冷媒を流通させないで、熱源機側熱交換器3の伝熱面積を大幅に減少させ、熱源機側送風機18の送風量をインバータ等(図示せず)により停止から全速までの間で調整する。…第3段階は第2段階よりも小さな熱源機側熱交換容量を必要とする場合に対応し、…第2の熱交換器25および第3の冷媒回路23に冷媒を流通させ、かつ、第1の冷媒回路21、すなわち第1の熱交換器24には冷媒を流通させないで、熱源機側熱交換器3の伝熱面積を大幅に減少させ、かつ、第2の熱交換器25への冷媒流量を減少させ、熱源機側送風機18の送風量をインバータ等(図示せず)により停止から全速までの間で調整する。…第4段階は最も小さい熱源機側熱交換容量を必要とする場合に対応し、第1の熱源機側熱交換器バイパス用電磁弁3eを開弁し、第1、第2、第3、第4の熱源機側熱交換器開閉用電磁弁3a,3b,3c,3dを閉弁することにより、熱源機側熱交換器3の熱交換量を皆無にするようにしてある。
…外風があっても、第2段階の熱源機側送風機18が全速のときの熱源機側熱交換容量AK2MAX が、第1段階の外風であって、かつ、熱源機側送風機18が停止のときの熱源機側熱交換容量AK1MAX より大きい、つまりAK2MAX >AK1MAX となる風速以下の外風であれば、第1段階と第2段階は連続的に制御可能である。同様に、外風があっても、第3段階の熱源機側送風機18が全速のときの熱源機側熱交換容量AK3MAX が、第2段階の外風であって、かつ、熱源機側送風機18が停止のときの熱源機側熱交換容量AK2MAX より大きい、つまりAK3MAX >AK2MAX となる風速以下の外風であれば、第2段階と第3段階は連続的に制御可能である。」というものが提案されている。
このため、熱源側熱交換器への熱交換対象の供給量を最大供給量から0まで連続的に制御できない供給装置でも、(熱交換容量が大きい段階における熱源側熱交換器の最低熱交換容量)を(熱交換容量が小さい段階における熱源側熱交換器の最大熱交換容量)よりも小さくすることが可能となる。
したがって、熱源側熱交換器への熱交換対象の供給量を最大供給量から0まで連続的に制御できない場合であっても、熱源側熱交換器を構成する熱交換器の数を増やさずに、熱源側熱交換器の熱交換容量を連続的に制御することができる。
なお、バイパス配管への冷媒の流通は、冷媒を流通させる熱交換器の数を徐々に増減させる各段階の全てにおいて行う必要はなく、所望の段階において行えばよい。
図1は、本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路を示す図である。
本実施の形態1に係る空気調和装置は、熱源機1台に対して複数台の室内機を接続した多室型ヒートポンプ空気調和装置の一例で、ある室内機で冷房を選択しながら、別の室内機では暖房も選択できるものである。この空気調和装置は、熱源機A、中継器E、及び、互いに並列接続された室内機B,C,Dを備えている。
熱源機Aは、圧縮機1、四方弁2、熱源側熱交換器3、熱源側熱交換器3に空気を送風する送風量可変の送風機18、及び、圧縮機1から吐出された冷媒の流路を切り替える切替弁4等を備えている。
ここで、送風機18が本発明の供給装置に相当する。なお、本実施の形態1では、熱源側熱交換器3を流れる冷媒と熱交換する熱交換対象を空気としている。例えば、熱源側熱交換器3を流れる冷媒と熱交換する熱交換対象が水や不凍液等の場合、熱源側熱交換器3へ熱交換対象を供給する供給装置として、ポンプ等を用いるとよい。
第4の逆止弁4dは、熱源側熱交換器3と第2の熱源機側接続配管16Aとの間に設けられており、熱源側熱交換器3から第2の熱源機側接続配管16Aへのみ冷媒流通を許容する。第1の逆止弁4aは、熱源機Aの四方弁2と第1の熱源機側接続配管15Aとの間に設けられており、第1の熱源機側接続配管15Aから四方弁2へのみ冷媒流通を許容する。第3の逆止弁4cは熱源機Aの四方弁2と第2の熱源機側接続配管16Aとの間に設けられており、四方弁2から第2の熱源機側接続配管16Aへのみ冷媒流通を許容する。第2の逆止弁4bは熱源側熱交換器3と第1の熱源機側接続配管15Aとの間に設けられた第2の逆止弁であり、第1の熱源機側接続配管15Aから熱源側熱交換器3へのみ冷媒流通を許容する。
なお、第2の熱源機側接続配管16Aの他方の端部は、後述する中継器Eの気液分離器7と接続されている。また、第1の熱源機側接続配管15Aの他方の端部は、後述する中継器Eの第1の分岐部5と接続されている。
室内機B,C,Dのそれぞれは、同様の構成となっている。
より詳しくは、室内機Bは室内機側熱交換器10Bを備えている。室内機側熱交換器10Bの一方の端部は、第1の室内機側接続配管15Bを介して、後述する中継器Eの第1の分岐部5と接続されている。室内機側熱交換器10Bの他方の端部は、第2の室内機側接続配管16Bを介して、後述する中継器Eの第2の分岐部6と接続されている。第2の室内機側接続配管16Bには、流量制御弁11Bが設けられている。
また、室内機Cは室内機側熱交換器10Cを備えている。室内機側熱交換器10Cの一方の端部は、第1の室内機側接続配管15Cを介して、後述する中継器Eの第1の分岐部5と接続されている。室内機側熱交換器10Cの他方の端部は、第2の室内機側接続配管16Cを介して、後述する中継器Eの第2の分岐部6と接続されている。第2の室内機側接続配管16Cには、流量制御弁11Cが設けられている。
また、室内機Dは室内機側熱交換器10Dを備えている。室内機側熱交換器10Dの一方の端部は、第1の室内機側接続配管15Dを介して、後述する中継器Eの第1の分岐部5と接続されている。室内機側熱交換器10Dの他方の端部は、第2の室内機側接続配管16Dを介して、後述する中継器Eの第2の分岐部6と接続されている。第2の室内機側接続配管16Dには、流量制御弁11Dが設けられている。
中継器Eは、第1の分岐部5、第2の分岐部6、気液分離器7、流量制御弁8、及び流量制御弁9等を備えている。
電磁弁13B,13C,13Dのそれぞれの一方の端部は、第1の熱源機側接続配管15Aと接続されている。また、電磁弁13Bの他方の端部は第1の室内機側接続配管15Bと接続されており、電磁弁13Cの他方の端部は第1の室内機側接続配管15Cと接続されており、電磁弁13Dの他方の端部は第1の室内機側接続配管15Dと接続されている。
電磁弁14B,14C,14Dのそれぞれの一方の端部は、気液分離器7と接続されている。また、電磁弁14Bの他方の端部は第1の室内機側接続配管15Bと接続されており、電磁弁14Cの他方の端部は第1の室内機側接続配管15Cと接続されており、電磁弁14Dの他方の端部は第1の室内機側接続配管15Dと接続されている。
続いて、本実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒流れを図2、図3、図4に添って説明する。図2では、冷房のみの運転の場合(以下全冷房運転と称する)の冷媒流れと暖房運転のみの場合(以下全暖房運転と称する)の冷媒流れを説明する。図3では、冷房と暖房が混在し、熱源側熱交換器3が凝縮器として作用する場合(以下冷房主体運転と称する)の冷媒流れを説明する。図4では、冷房と暖房が混在し、熱源側熱交換器3が蒸発器として作用する場合(以下暖房主体運転と称する)の冷媒流れを説明する。
図2は、本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路の冷房運転時と暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図2に示す実線矢印の方向が、全冷房運転時における冷媒の流れ方向である。
図2に示す破線矢印の方向が、全暖房運転時における冷媒の流れ方向である。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は四方弁2に流入する。四方弁2を出た冷媒は、第3の逆止弁4c、第2の熱源機側接続配管16A、気液分離器7を通り、第1の分岐部5へ流入する。第1の分岐部5へ流入した高温高圧のガス冷媒は、電磁弁14B,14C,14D、第1の室内機側接続配管15B,15C,15Dの順に通り、各室内機B,C,Dに流入する。そして、各室内機B,C,Dに流入した高温高圧のガス冷媒は、室内機側熱交換器10B,10C,10Dで室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖房する。
図3は、本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路の暖房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。図3に示す破線矢印の方向が、暖房主体運転時における冷媒の流れ方向である。なお、図3では、室内機B,Cが暖房運転を行い、室内機Dが冷房運転を行う場合を示している。
一方、第2の分岐部6における残りの冷媒は、高圧(例えば第2の熱源機側接続配管16Aの圧力)と中間圧(例えば第2の室内機側接続配管16B,16C,16Dの圧力)との差圧が所定範囲となるように制御される第3の流量制御弁9を通る。その後、この冷媒は、冷房しようとする室内機Dを通った冷媒と第1の熱源機側接続配管15Aで合流する。
図4は、本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路の冷房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。図4に示す破線矢印の方向が、冷房主体運転時における冷媒の流れ方向である。なお、図4では、室内機B,Cが冷房運転を行い、室内機Dが暖房運転を行う場合を示している。
一方、気液分離器7で分離された液冷媒は、高圧(例えば第2の熱源機側接続配管16Aの圧力)と中間圧(例えば第2の室内機側接続配管16B,16C,16Dの圧力)との差圧が所定範囲となるように制御される流量制御弁8を通って、第2の分岐部6に流入する。そして、この冷媒は、暖房しようとする室内機Dを通った冷媒と合流する。
次に、熱源側熱交換器3の熱交換容量の制御方法について説明する。
初めに、本実施の形態1に係る空気調和装置が全冷房運転の場合について説明する。通常、外気温度が高い場合に送風機18の送風量が全速となるように、熱源側熱交換器3の容量及び送風機18の送風量は設計され、外気温度と凝縮温度との差は例えば10℃前後となる。外気温度が低い場合に、もし熱源側熱交換器3及び送風機18の容量を外気温度が高い場合と同じにすると、凝縮温度は外気温度に約10℃を加算した温度となる。このため、外気温度が高い場合に対して凝縮温度が非常に低くなり、冷凍サイクルの凝縮圧力も低くなる。
したがって、凝縮温度が所定値となるように熱源側熱交換器3の熱交換容量(熱源側熱交換器3及び送風機18の容量)を制御することで、冷凍サイクルの凝縮圧力が低くなり過ぎないようにする必要がある。
したがって、蒸発温度が所定値となるように、熱源側熱交換器3の熱交換容量(熱源側熱交換器3及び送風機18の容量)を制御することで、冷凍サイクルの蒸発圧力が高くなり過ぎないようにする必要がある。
図5は、本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の熱交換容量調整装置の制御内容を示す図である。熱交換容量調整装置152は、凝縮温度検出装置19及び蒸発温度検出装置20の検出温度に基づいて、送風機18の風量(容量)、電磁弁3a,3b,3c,3dの開閉、流量制御弁40の開度を制御する。
本実施の形態1では、第3の冷媒回路23を流れる冷媒流量の増減を、連続的に制御可能となっている。このため、第2の冷媒回路23を流れる冷媒流量を減少させることにより、第3段階の送風機18が全速のときの熱源機側熱交換容量AK3MAX を大きくすることができる。このため、従来の空気調和装置よりも、第2段階から第3段階への移行を連続的に制御しやすくなる。
ステップ160では、(凝縮温度検出装置19の検出温度TC)と(予め定められた第1の目標凝縮温度TC1)とを比較する。TC>TC1であればステップ161へ進む。ステップ161で送風機18が全速か否かを判定する。送風機18が全速でなければ、ステップ162へ進んで送風量を増加してステップ160へ戻る。送風機18が全速であれば、ステップ163で電磁弁3a,3cの開閉を判定する。電磁弁3a,3cが閉弁していれば、ステップ164にて電磁弁3a,3cを開弁し、第1の冷媒回路21すなわち第1の熱交換器24を開路してステップ160に戻る。電磁弁3a,3cが開弁していればステップ165へ進む。
このようにして、凝縮温度検出装置19の検出温度TCを第1の目標凝縮温度TC1と第2の目標凝縮温度TC2の間の温度に制御することができる。
ステップ180では、(蒸発温度検出装置20の検出温度TE)と(予め定められた第1の目標蒸発温度TE1)とを比較する。TE<TE1であればステップ181へ進む。ステップ181で送風機18が全速か否かを判定する。送風機18が全速でなければ、ステップ182へ進んで送風量を増加してステップ180へ戻る。送風機18が全速であれば、ステップ183で電磁弁3a,3cの開閉を判定する。電磁弁3a,3cが閉弁していれば、ステップ184にて電磁弁3a,3cを開弁し、第1の冷媒回路21すなわち第1の熱交換器24を開路してステップ180に戻る。電磁弁3a,3cが開弁していればステップ185へ進む。
このようにして、蒸発温度検出装置20の検出温度TEを第1の目標蒸発温度TE1と第2の目標蒸発温度TE2の間の温度に制御することができる。
また、各段階における熱源側熱交換器3の熱交換容量の差を小さくするため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器3を構成する熱交換器の数を増加させる必要もない。このため、熱源側熱交換器3を構成する各熱交換器への冷媒流路を開閉する際に必要な電磁弁等が増加することを防止できる。
複数の熱交換器が並列接続された熱源側熱交換器3を凝縮器として用いる場合、熱源側熱交換器3を流れる冷媒は、その密度が大きくなり、流速が低下してしまうことがある。このため、冷媒の熱伝達率(熱源側熱交換器3の熱交換効率)が低下してしまうことが懸念される。以下の構成を追加することにより、この懸念事項も解消し、さらに効率のよい空気調和装置を得ることができる。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とする。
本実施の形態2に係る空気調和装置は、実施の形態1に係る空気調和装置の構成に、バイパス配管50及び電磁弁51が追加されている。
バイパス配管50は、第1の熱交換器24と第2の熱交換器25を直列配列するものである。このバイパス配管50の一方の端部は、第2の熱交換器25と電磁弁3dとの間の第2の冷媒回路22と接続されている。また、バイパス配管50の他方の端部は、第1の熱交換器24と電磁弁3aとの間の第1の冷媒回路21に接続されている。電磁弁51は、バイパス配管50に設けられており、バイパス配管50の冷媒流路を開閉する。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒が四方弁2に流入する。四方弁2を出た冷媒は、熱源側熱交換器3へ流入する。熱源側熱交換器3へ流入した高温高圧のガス冷媒は、まず第2の熱交換器25に流入する。そして、この冷媒は、バイパス配管50を通って第1の熱交換器24へ流入する。その後、第1の熱交換器24を流出した冷媒は、第4の逆止弁4dを経て、第2の熱源機側接続配管16Aに流入する。熱源側熱交換器3へ流入した高温高圧のガス冷媒は、第2の熱交換器25に流入してから第1の熱交換器24を流出するまでの過程において、送風機18から送られる空気と熱交換して凝縮・液化する。
なお、第2の熱源機側接続配管16A以降の冷媒流れは、実施の形態1に示した空気調和装置と同一であり、ここでは説明を省略する。
ステップ160では、(凝縮温度検出装置19の検出温度TC)と(予め定められた第1の目標凝縮温度TC1)とを比較する。TC>TC1であればステップ161へ進む。ステップ161で送風機18が全速か否かを判定する。送風機18が全速でなければ、ステップ162へ進んで送風量を増加してステップ160へ戻る。送風機18が全速であれば、ステップ163で電磁弁3a,3cの開閉を判定する。電磁弁3a,3cが閉弁していれば、ステップ164にて電磁弁3a,3cを開弁し、第1の冷媒回路21すなわち第1の熱交換器24を開路してステップ160に戻る。電磁弁3a,3cが開弁していればステップ165へ進む。
このようにして、凝縮温度検出装置19の検出温度TCを第1の目標凝縮温度TC1と第2の目標凝縮温度TC2の間の温度に制御することができる。
さらに、熱源側熱交換器3内を流れる冷媒の密度が小さい場合、つまり熱源側熱交換器3が凝縮器として動作する場合、第1の熱交換器24及び第2の熱交換器25を並列接続することにより、熱源側熱交換器3を流れる冷媒の流速の増加を抑制することができる。このため、熱源側熱交換器3を流れる冷媒の圧力損失を低減できる。
したがって、空気調和装置の効率がより向上する。
冷媒の毒性等の人体へ与える影響や可燃性を考慮して、室内等の空間中に漏洩する冷媒の許容濃度が国際規格で決められている。例えば、フロン冷媒の一つであるR410Aは0.44kg/m3 、CO2 は0.07kg/m3 、プロパンは0.008kg/m3 と、室内中に漏洩する冷媒の許容濃度が決められている。
このような冷媒が室内に漏洩するのを防止するため、水や不凍液等を室内熱交換器に流通させるとよい。したがって、水や不凍液等が室内熱交換器に流通する空気調和装置に本発明を実施することも有効である。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とする。
本実施の形態3に係る空気調和装置は、水が室内熱交換器に流通する空気調和装置である。また、この空気調和装置は、熱源機1台に対して複数台の室内機を接続した多室型の空気調和装置である。この空気調和装置は、熱源機A、中継器E’、及び複数の室内機71を備えている。本実施の形態3では、3つの室内機71a,71b,71cを備えている。
熱源機Aは、実施の形態1と同様であり、圧縮機1、四方弁2、熱源側熱交換器3、熱源側熱交換器3に空気を送風する送風量可変の送風機18、及び、圧縮機1から吐出された冷媒の流路を切り替える切替弁4等を備えている。
本実施の形態3に係る熱源機Aでは、第4の逆止弁4dが、第2の熱源機側接続配管16Aを介して、後述する中継器E’における第1の分岐部5と電磁弁68との間の冷媒配管と接続されている。また、第1の逆止弁4aが、第1の熱源機側接続配管15Aを介して、後述する中継器E’の第1の分岐部5と接続されている。
室内機71a,71b,71cのそれぞれは、同様の構成となっている。
より詳しくは、室内機71aは室内側熱交換器70aを備えている。室内側熱交換器70aの一方の端部は、第3の水配管65aを介して、後述する中継器E’の第1の水切替弁72aと接続されている。室内側熱交換器70aの他方の端部は、第4の水配管66aを介して、後述する中継器E’の第2の水切替弁73aと接続されている。
また、室内機71aは室内側熱交換器70bを備えている。室内側熱交換器70bの一方の端部は、第3の水配管65bを介して、後述する中継器E’の第1の水切替弁72bと接続されている。室内側熱交換器70bの他方の端部は、第4の水配管66bを介して、後述する中継器E’の第2の水切替弁73bと接続されている。
また、室内機71cは室内側熱交換器70cを備えている。室内側熱交換器70cの一方の端部は、第3の水配管65cを介して、後述する中継器E’の第1の水切替弁72cと接続されている。室内側熱交換器70cの他方の端部は、第4の水配管66cを介して、後述する中継器E’の第2の水切替弁73cと接続されている。
中継器E’は、第1の分岐部5、第2の分岐部6、流量制御弁9、第1の水―冷媒熱交換器55B、第2の水―冷媒熱交換器55C、複数の第1の水切替弁72(第1の水切替弁72a,72b,72c)、複数の第2の水切替弁73(第2の水切替弁73a,73b,73c)、複数のポンプ60(ポンプ60B,60C)、及び電磁弁68等を備えている。
電磁弁13B,13Cのそれぞれの一方の端部は、第1の熱源機側接続配管15Aと接続されている。また、電磁弁13Bの他方の端部は、第1の水―冷媒熱交換器接続配管63Bを介して、第1の水―冷媒熱交換器55Bと接続されている。電磁弁13Cの他方の端部は、第1の水―冷媒熱交換器接続配管63Cを介して、第2の水―冷媒熱交換器55Cと接続されている。
電磁弁14B,14Cのそれぞれの一方の端部は、第2の分岐部6と接続されている。また、電磁弁14Bの他方の端部は、第1の水―冷媒熱交換器接続配管63Bを介して、第1の熱源機側接続配管15Aと接続されている。電磁弁14Cの他方の端部は、第1の水―冷媒熱交換器接続配管63Cを介して、第2の水―冷媒熱交換器55Cと接続されてている。
電磁弁14B,14Cと第2の分岐部6との間の冷媒配管には電磁弁68が設けられており、この配管の電磁弁14B,14Cと電磁弁68との間には、第2の熱源機側接続配管16Aが接続されている。
流量制御弁9は第2の分岐部6と第1の熱源機側接続配管15Aとの間に接続されている。
また、第1の水配管61Bは、第2の水切替弁73a,73b,73cとも接続されている。第2の水配管62Bは、第2の水切替弁73a,73b,73cとも接続されている。
第1の水配管61Bには、利用側冷媒回路内に水を循環させるポンプ60Bが設けられている。
また、第1の水配管61Cは、第1の水切替弁72a,72b,72cとも接続されている。第2の水配管62Cは、第2の水切替弁73a,73b,73cとも接続されている。
第1の水配管61Cには、利用側冷媒回路内に水を循環させるポンプ60Cが設けられている。
続いて、本実施の形態3に係る空気調和装置の冷媒流れを図13、図14、図15に添って説明する。図13では、全冷房運転時の冷媒流れと全暖房運転時の冷媒流れを説明する。図14では、暖房主体運転時の冷媒流れを説明する。図15では、冷房主体運転時の冷媒流れを説明する。
図13は、本発明の実施の形態3による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路の冷房運転時と暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒が四方弁2に流入する。四方弁2を出た冷媒は、熱源側熱交換器3へ流入する。熱源側熱交換器3へ流入した冷媒は、ここで送風機18から送られる空気と熱交換して凝縮・液化する。凝縮・液化した高圧の液冷媒は、第4の逆止弁4dを経て、第2の熱源機側接続配管16A、電磁弁68の順に通り、第2の分岐部6へ流入する。第2の分岐部6へ流入した高圧の液冷媒は、第2の水―冷媒熱交換器接続配管64B,64Cを経て、流量制御弁11B,11Cに流入する。
第1の水―冷媒熱交換器55B及び第2の水―冷媒熱交換器55Cで冷却された水は、それぞれポンプ60B,60Cによって昇圧され、第1の水配管61B,61Cを通り、第1の水切替弁72a,72b,72cで合流する。第1の水切替弁72a,72b,72cで合流した水は、第3の水配管65a,65b,65cを通り、室内機71a,71b,71cに流入する。室内機71a,71b,71cに流入した水は、室内側熱交換器70a,70b,70cで室内の空気を冷却しながら温度上昇する。室内側熱交換器70a,70b,70cで加熱された水は、第4の水配管66a,66b,66cを通り、第2の水切替弁73a,73b,73cに流入する。第2の水切替弁73a,73b,73cに流入した水は、第2の水配管62Bと第2の水配管62Cとに分岐し、第1の水―冷媒熱交換器55B及び第2の水―冷媒熱交換器55Cのそれぞれに戻る。
まず、熱源機A側の熱源側冷媒回路を流れる冷媒流れについて説明する。図13に示す破線矢印の方向が、全暖房運転時における冷媒の流れ方向である。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は四方弁2に流入する。四方弁2を出た冷媒は、第3の逆止弁4c、第2の熱源機側接続配管16Aを通り、第1の分岐部5へ流入する。第1の分岐部5へ流入した高温高圧のガス冷媒は、電磁弁14B,14C、第1の水−冷媒熱交換器接続配管63B,63Cの順に通り、第1の水―冷媒熱交換器55B及び第2の水―冷媒熱交換器55Cに流入する。そして、第1の水―冷媒熱交換器55B及び第2の水―冷媒熱交換器55Cに流入した高温高圧のガス冷媒は、水と熱交換して凝縮液化し、水を加熱する。
第1の水―冷媒熱交換器55B及び第2の水―冷媒熱交換器55Cで加熱された水は、それぞれポンプ60B,60Cによって昇圧され、第1の水配管61B,61Cを通り、第1の水切替弁72a,72b,72cで合流する。第1の水切替弁72a,72b,72cで合流した水は、第3の水配管65a,65b,65cを通り、室内機71a,71b,71cに流入する。室内機71a,71b,71cに流入した水は、室内側熱交換器70a,70b,70cで室内の空気を加熱しながら温度低下する。室内側熱交換器70a,70b,70cで温度低下した水は、第4の水配管66a,66b,66cを通り、第2の水切替弁73a,73b,73cに流入する。第2の水切替弁73a,73b,73cに流入した水は、第2の水配管62Bと第2の水配管62Cとに分岐し、第1の水―冷媒熱交換器55B及び第2の水―冷媒熱交換器55Cのそれぞれに戻る。
図14は、本発明の実施の形態3による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路の暖房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。なお、図14では、室内機71a,71bが暖房運転、室内機71cが冷房運転を行う場合を示している。また、暖房主体運転時、熱源側熱交換器3が蒸発器として作用し、第1の水―冷媒熱交換器55Bが凝縮器として作用し、第2の水―冷媒熱交換器55Cが蒸発器として作用する。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は四方弁2に流入する。四方弁2を出た冷媒は、第3の逆止弁4c、第2の熱源機側接続配管16Aを通り、中継器E’の第1の分岐部5へ流入する。第1の分岐部5へ流入した高温高圧のガス冷媒は、電磁弁14B、第1の水−冷媒熱交換器接続配管63Bの順に通り、第1の水―冷媒熱交換器55Bに流入する。そして、第1の水―冷媒熱交換器55Bに流入した高温高圧のガス冷媒は、水と熱交換して凝縮液化し、水を加熱する。この液状態となった冷媒は、第1の水―冷媒熱交換器55Bの出口のサブクール量により制御されてほぼ全開状態の流量制御弁11Bを通り少し減圧されて、第2の水―冷媒熱交換器接続配管64Bを介して第2の分岐部6へ流入する。
一方、第2の分岐部6における残りの冷媒は、高圧(例えば第2の熱源機側接続配管16Aの圧力)と中間圧(例えば第2の水―冷媒熱交換器接続配管64B,64Cの圧力)との差圧が所定範囲となるように制御される第3の流量制御弁9を通る。その後、この冷媒は、第2の水―冷媒熱交換器55Cを通った冷媒と第1の熱源機側接続配管15Aで合流する。
図15は、本発明の実施の形態3による冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置の冷媒回路の冷房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。なお、図15では、室内機71aが暖房運転、室内機71b,71cが冷房運転を行う場合を示している。また、冷房主体運転時、熱源側熱交換器3が凝縮器として作用し、第1の水―冷媒熱交換器55Bが凝縮器として作用し、第2の水―冷媒熱交換器55Cが蒸発器として作用する。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒が四方弁2に流入する。四方弁2を出た冷媒は、熱源側熱交換器3へ流入する。熱源側熱交換器3へ流入した冷媒は、ここで送風機18から送られる空気と熱交換し半ば凝縮・液化して、高温・高圧の二相状態となる。この高温・高圧の二相冷媒は、第4の逆止弁4d、第2の熱源機側接続配管16Aを通り、中継器E’の第1の分岐部5へ流入する。第1の分岐部5へ流入した高温・高圧の二相冷媒は、電磁弁13B、第1の水−冷媒熱交換器接続配管63Bの順に通り、第1の水―冷媒熱交換器55Bに流入する。そして、第1の水―冷媒熱交換器55Bに流入した高温・高圧の二相冷媒は、水と熱交換して凝縮液化し、水を加熱する。この液状態となった冷媒は、第1の水―冷媒熱交換器55Bの出口のサブクール量により制御されてほぼ全開状態の流量制御弁11Bを通り少し減圧されて、第2の水―冷媒熱交換器接続配管64Bを介して第2の分岐部6へ流入する。
Claims (5)
- 冷媒と熱交換対象とが熱交換する熱源機と、
水または不凍液が流通する室内熱交換器を有する複数の室内機と、
前記熱源機側の冷媒回路を流れる前記冷媒と前記室内機を流通する前記水または前記不凍液とが熱交換する第1および第2の水−冷媒熱交換器と、前記第1および第2の水−冷媒熱交換器に流れる前記冷媒の流れ方向を制御する冷媒回路と、前記複数の室内機の室内熱交換器に流れる前記水または前記不凍液を前記第1および第2の水−冷媒熱交換器のいずれで熱交換するか切り替える切替弁とを有する中継器と、を備え、
前記中継器と前記熱源機とは2本の冷媒配管で接続され、前記中継器と前記室内機のそれぞれとは2本の水配管で接続された空気調和装置であって、
前記中継器の冷媒回路は、前記複数の室内機が全冷房運転時に前記第1および第2の水−冷媒熱交換器を蒸発器として作用させ、前記複数の室内機が全暖房運転時に前記第1および第2の水−冷媒熱交換器を凝縮器として作用させ、前記複数の室内機の運転に冷房と暖房とが混在する場合に前記第1および第2の水−冷媒熱交換器の一方を蒸発器として作用させ他方を凝縮器として作用させるものであり、
前記熱源機が、
複数の熱交換器が並列接続された熱源側熱交換器と、
前記熱交換器を流れる前記冷媒と熱交換を行う前記熱交換対象を、供給量可変に前記熱源側熱交換器へ供給する供給装置と、
前記熱交換器のそれぞれの冷媒流路を開閉する流路開閉装置と、
前記熱交換器と並列接続されたバイパス配管と、
該バイパス配管に設けられ、前記複数の熱交換器のうち一部の流路が閉じられた状態で、前記バイパス配管を流れる前記冷媒の流量を制御する流量調整装置と、
を備えた冷凍サイクル装置であることを特徴とする空気調和装置。 - 前記熱交換器のそれぞれに接続された配管及び前記バイパス配管の接続部であって、前記熱交換器が蒸発器となる際に前記熱交換器の冷媒入口側となる接続部に、
気液二相冷媒の気液比を所定の比率にして下流側へ流出する分配器を設けたことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 複数の前記熱交換器のうちの少なくとも一部の前記熱交換器を直列接続する接続配管と、
該接続配管の流路を開閉する開閉装置と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記接続配管によって直列接続された前記熱交換器は、
冷媒流れ方向の下流側となる前記熱交換器と熱交換した前記熱交換対象が、冷媒流れ方向の上流側となる前記熱交換器に供給されるように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。 - 前記熱交換器を流れる前記冷媒は、
前記熱交換対象に放熱する際、凝縮することなく超臨界状態で前記熱交換対象に放熱する冷媒であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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