JP6058145B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1に係る空気調和装置について説明する。図1は、本実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。この空気調和装置は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで、運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードのいずれかを選択できるものである。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。
室外機1には、アキュムレータ15と、圧縮機10と、四方弁等の冷媒流路切替装置11と、熱源側熱交換器12(第一の熱交換器の一例)と、絞り装置14(第二の絞り装置の一例)とが冷媒配管で直列に接続されて搭載されている。アキュムレータ15、圧縮機10、冷媒流路切替装置11、熱源側熱交換器12及び絞り装置14は、冷媒回路の一部を構成している。
複数の室内機2a〜2dには、それぞれ利用側熱交換器17a、17b、17c、17d(第二の熱交換器の一例)が搭載されている。以下、利用側熱交換器17a〜17dを総称して利用側熱交換器17という場合がある。利用側熱交換器17は、延長配管5a、5bを介して室外機1に接続されている。この利用側熱交換器17は、内部を流通する冷媒と不図示の送風機から供給される空気との間で熱交換を行い、室内空間7に供給するための冷房用空気あるいは暖房用空気を生成するものである。利用側熱交換器17は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器(又は放熱器)として機能する。
まず、冷房運転モードについて説明する。図3は、空気調和装置100の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示す回路構成図である。この図3では、全ての利用側熱交換器17において冷熱負荷が発生している場合を例示している。なお、図3では、冷媒が流れる配管を太線で示しており、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
次に、暖房運転モードについて説明する。図8は、空気調和装置100の暖房運転モードにおける冷媒の流れを示す回路構成図である。この図8では、全部の利用側熱交換器17において温熱負荷が発生している場合を例示している。なお、図8では、冷媒が流れる配管を太線で示しており、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
Claims (10)
- 圧縮機、第一の熱交換器、少なくとも1つの第一の絞り装置、及び少なくとも1つの第二の熱交換器が冷媒配管を介して接続され、内部に冷媒を循環させる冷媒回路を備え、
前記圧縮機及び前記第一の熱交換器は、熱源機に収容されており、
前記第一の絞り装置及び前記第二の熱交換器は、前記熱源機から離れた位置に設置される筐体に収容されており、
前記熱源機と前記筐体との間は、前記冷媒配管の一部を構成する複数本の延長配管を介して接続されており、
前記冷媒回路は、前記第一の熱交換器が凝縮器として動作し、停止状態にない全ての前記第二の熱交換器が蒸発器として動作する冷房運転が可能であり、
前記熱源機には、前記冷房運転の冷媒の流れ方向において前記第一の熱交換器よりも下流側でありかつ前記第一の絞り装置よりも上流側となる位置に設けられた第二の絞り装置が収容されており、
前記第二の絞り装置と前記第一の絞り装置との間は、前記延長配管のうちの1本である第一の延長配管を介して接続されており、
前記第二の絞り装置は、前記冷房運転において前記第一の延長配管に流入する前の冷媒を減圧し、前記凝縮器内の冷媒圧力よりも低く前記蒸発器内の冷媒圧力よりも高い中圧で、かつ二相状態の冷媒とするものであり、
前記冷房運転において、前記第一の延長配管には、前記中圧でかつ二相状態の冷媒を流通させるものであり、
R32とテトラフルオロプロペン系冷媒との混合冷媒が用いられ、
前記混合冷媒におけるR32の混合比率をR(1/100wt%)としたとき、
前記冷房運転において、前記第一の延長配管に流通させる冷媒の乾き度は、(−0.0782×R+0.1399)〜(−0.0933×R+0.3999)の乾き度範囲内の値であり、
前記冷房運転の冷媒の流れ方向における前記第二の絞り装置の下流側に設けられ、冷媒の圧力又は飽和温度を検出する中圧検出装置と、
前記中圧検出装置の検出圧力又は検出温度に基づいて前記第二の絞り装置の開度を制御する制御装置と、
前記圧縮機の吸入側に設けられ、冷媒の圧力を検出する低圧検出装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記中圧でかつ二相状態の冷媒の圧力又は飽和温度の制御目標値を前記低圧検出装置の検出圧力に基づいて変更し、前記中圧検出装置の検出圧力又は検出温度が前記制御目標値に近づくように前記第二の絞り装置の開度を制御することを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、第一の熱交換器、少なくとも1つの第一の絞り装置、及び少なくとも1つの第二の熱交換器が冷媒配管を介して接続され、内部に冷媒を循環させる冷媒回路を備え、
前記圧縮機及び前記第一の熱交換器は、熱源機に収容されており、
前記第一の絞り装置及び前記第二の熱交換器は、前記熱源機から離れた位置に設置される筐体に収容されており、
前記熱源機と前記筐体との間は、前記冷媒配管の一部を構成する複数本の延長配管を介して接続されており、
前記冷媒回路は、前記第一の熱交換器が凝縮器として動作し、停止状態にない全ての前記第二の熱交換器が蒸発器として動作する冷房運転が可能であり、
前記熱源機には、前記冷房運転の冷媒の流れ方向において前記第一の熱交換器よりも下流側でありかつ前記第一の絞り装置よりも上流側となる位置に設けられた第二の絞り装置が収容されており、
前記第二の絞り装置と前記第一の絞り装置との間は、前記延長配管のうちの1本である第一の延長配管を介して接続されており、
前記第二の絞り装置は、前記冷房運転において前記第一の延長配管に流入する前の冷媒を減圧し、前記凝縮器内の冷媒圧力よりも低く前記蒸発器内の冷媒圧力よりも高い中圧で、かつ二相状態の冷媒とするものであり、
前記冷房運転において、前記第一の延長配管には、前記中圧でかつ二相状態の冷媒を流通させるものであり、
R32とテトラフルオロプロペン系冷媒との混合冷媒が用いられ、
前記混合冷媒におけるR32の混合比率をR(1/100wt%)としたとき、
前記冷房運転において、前記第一の延長配管に流通させる冷媒の乾き度は、(−0.0782×R+0.1399)〜(−0.0933×R+0.3999)の乾き度範囲内の値であり、
前記冷房運転の冷媒の流れ方向における前記第二の絞り装置の下流側に設けられ、冷媒の圧力又は飽和温度を検出する中圧検出装置と、
前記中圧検出装置の検出圧力又は検出温度に基づいて前記第二の絞り装置の開度を制御する制御装置と、
前記圧縮機の吐出側に設けられ、冷媒の圧力を検出する高圧検出装置と、
前記冷房運転の冷媒の流れ方向における前記第一の熱交換器の下流側でかつ前記第二の絞り装置の上流側に設けられ、冷媒の温度を検出する液冷媒温度検出装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記中圧でかつ二相状態の冷媒の圧力又は飽和温度の制御目標値を前記高圧検出装置の検出圧力及び前記液冷媒温度検出装置の検出温度に基づいて変更し、前記中圧検出装置の検出圧力又は検出温度が前記制御目標値に近づくように前記第二の絞り装置の開度を制御することを特徴とする空気調和装置。 - 過冷却度を10℃以下に制御する場合、前記乾き度は、(−0.1002×R+0.2297)〜(−0.0933×R+0.3999)の乾き度範囲内の値であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気調和装置。
- 前記乾き度は、前記乾き度範囲の中央値から上限値までの値であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
- 前記第一の絞り装置及び前記第二の熱交換器はそれぞれ複数設けられており、
前記筐体は、室内空間に冷房用空気又は暖房用空気を供給する複数の室内機であり、
前記第一の絞り装置及び前記第二の熱交換器は、前記室内機のそれぞれに収容されており、
前記第一の延長配管は、前記熱源機に接続された主管と、前記室内機のそれぞれに接続された複数の枝管と、を有しており、
前記冷房運転において、前記熱源機から流出した中圧の二相状態の冷媒を、前記熱源機から前記室内機まで循環させ、前記冷媒の蒸発後、前記冷媒を前記熱源機に戻す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。 - 前記第二の熱交換器で冷媒と熱交換される熱媒体を循環させる熱媒体回路をさらに備え、
前記筐体は、前記冷媒回路と前記熱媒体回路との間に介在する中継機であり、
前記冷房運転において、前記熱源機から流出した中圧の二相状態の冷媒を、前記熱源機から前記中継機まで循環させ、前記冷媒の蒸発後、前記冷媒を前記熱源機に戻す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。 - 前記第一の延長配管は、前記熱源機に接続された主管と、前記主管と前記筐体との間を接続する枝管と、前記主管から前記枝管を分岐させる分岐部と、を有しており、
前記分岐部は、前記冷房運転において、前記主管を流れる二相状態の冷媒の一部を二相状態のまま前記枝管に分流させる構造を有していることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記分岐部は、Y形又はT形の継手構造を有しており、
前記分岐部は、前記冷房運転の冷媒の流れ方向において、下方から上方又は上方から下方に流れる冷媒がほぼ左右方向に分流されるような向きに設置されることを特徴とする請求項7に記載の空気調和装置。 - 前記冷媒回路は、前記第一の熱交換器が蒸発器として動作し、停止状態にない全ての前記第二の熱交換器が凝縮器として動作する暖房運転が可能であり、
前記第一の絞り装置は、前記暖房運転において前記第一の延長配管に流入する前の冷媒を減圧し、前記中圧又は前記蒸発器内の冷媒圧力である低圧で、かつ二相状態の冷媒とするものであり、
前記暖房運転において、前記第一の延長配管には、前記中圧又は前記低圧でかつ二相状態の冷媒を流通させることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記冷媒回路は、前記第一の熱交換器が蒸発器として動作し、停止状態にない全ての前記第二の熱交換器が凝縮器として動作する暖房運転が可能であり、
前記暖房運転の際には、前記第一の絞り装置と前記第二の絞り装置との間は、前記延長配管のうち前記第一の延長配管とは別の第二の延長配管を介して接続されるものであり、
前記第一の絞り装置は、前記暖房運転において前記第二の延長配管に流入する前の冷媒を減圧し、前記中圧又は前記蒸発器内の冷媒圧力である低圧で、かつ二相状態の冷媒とするものであり、
前記暖房運転において、前記第二の延長配管には、前記中圧又は前記低圧でかつ二相状態の冷媒を流通させることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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