JP6391825B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
[冷凍サイクル装置]
図1は、この発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を模式的に記載した図である。図1に記載の冷凍サイクル装置100は、例えば、ビル又は家屋等の建物の内部の空調を行うものである。冷凍サイクル装置100は、熱源側ユニット1Aと接続ユニット60と中継ユニット20と複数の負荷側ユニット30a〜30dとを有している。熱源側ユニット1Aと中継ユニット20とが、第1冷媒配管4aおよび第2冷媒配管4bで接続され、中継ユニット20と複数の負荷側ユニット30a〜30dのそれぞれとが、冷媒配管5で接続されることによって、冷媒が循環する冷媒回路100Aが形成される。なお、この実施の形態の例の接続ユニット60は、熱源側ユニット1Aおよび中継ユニット20の外部で、熱源側ユニット1Aと中継ユニット20とを接続する第1冷媒配管4aおよび第2冷媒配管4bに配設されている。熱源側ユニット1Aで生成された冷熱又は温熱は、中継ユニット20を介して複数の負荷側ユニット30a〜30dのそれぞれに配送される。冷凍サイクル装置100に用いられる冷媒は、例えばR410A、R407C、R404AなどのHFC冷媒、R22、R134aなどのHCFC冷媒、もしくは炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒などがある。
熱源側ユニット1Aは、例えばビル又は家屋等の建物の外、もしくは機械室等建物内の空間に配置され、中継ユニット20を介して負荷側ユニット30a〜30dに冷熱又は温熱を供給するものである。熱源側ユニット1Aは、圧縮機10と、第1流路切替装置11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター13と、を有している。
中継ユニット20は、熱源側ユニット1A及び複数の負荷側ユニット30a〜30dとは別筐体として、室外空間及び室内空間とは別の位置に設置できるように構成されている。中継ユニット20は、第1冷媒配管4aおよび第2冷媒配管4bを介して熱源側ユニット1Aに接続されているとともに、冷媒配管5を介して各負荷側ユニット30a〜30dに接続されている。そして、中継ユニット20は熱源側ユニット1Aから供給される冷熱あるいは温熱を負荷側ユニット30a〜30dに伝達する。中継ユニット20は、気液分離器21、第1絞り装置22、第2絞り装置23、第2流路切替装置24a〜24dを有している。
負荷側ユニット30a〜30dは、建物の内部の空間(たとえば、居室等)である室内空間に冷却用空気あるいは加熱用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間になる室内空間に冷却用空気あるいは加熱用空気を供給するものである。なお、図1においては、4台の負荷側ユニット30a〜30dが接続されている場合を例に示しているが、負荷側ユニット30a〜30dの接続台数は、4台に限定されず1台以上接続されていればよい。
図2は、図1に記載の接続ユニットの構成の一例を模式的に記載した図である。図2に示すように、この実施の形態の接続ユニット60は、第1接続配管40aと第2接続配管40bと分岐流路40cと第1開閉装置61と第2開閉装置62と第3開閉装置63と油分離兼回収容器64と逆流阻止装置65とユニット制御装置66とを有している。第1接続配管40aは、凝縮器として機能する熱源側熱交換器12と絞り装置32との間を接続するものであり、この実施の形態の例では、第1冷媒配管4aの一部分を構成している。第1接続配管40aには、第1開閉装置61が配設されている。第2接続配管40bは、蒸発器として機能する負荷側熱交換器31と圧縮機10との間を接続するものであり、この実施の形態の例では、第2冷媒配管4bの一部分を構成している。第2接続配管40bには、第2開閉装置62が配設されている。分岐流路40cは、第2接続配管40bに、第2開閉装置62と並列に接続されている。分岐流路40cには、第3開閉装置63と油分離兼回収容器64と逆流阻止装置65とが配設されている。
次に、図1に記載の冷凍サイクル装置100の運転モードについて説明する。冷凍サイクル装置100の通常の運転時には、図2に記載の第1開閉装置61および第2開閉装置62が開状態となっており、第3開閉装置63が閉状態となっている。図1に記載の冷凍サイクル装置100は、各負荷側ユニット30a〜30dからの指示に基づいて、負荷側ユニット30a〜30dで冷却運転あるいは加熱運転を行うことができる。つまり、冷凍サイクル装置100は、負荷側ユニット30a〜30dの全部で同一運転をすることができるとともに、負荷側ユニット30a〜30dのそれぞれで異なる運転をすることができる。
図3は、図1に記載の冷凍サイクル装置の全冷却運転モード時の動作を説明する図である。なお、全冷却運転モード時において、熱源側ユニット1Aでは、第1流路切替装置11は、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替えられる。まず、低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら高圧液冷媒になる。熱源側熱交換器12から流出した高圧液冷媒は、逆止弁14cを通って熱源側ユニット1Aから流出し、第1冷媒配管4aを通って中継ユニット20に流入する。中継ユニット20に流入した高圧液冷媒は、気液分離器21、第1絞り装置22、第2流路切替装置24a、24bの逆止弁26a及び冷媒配管5を経由した後に、負荷側ユニット30a、30bに流入する。
図4は、図1に記載の冷凍サイクル装置の全加熱運転モード時の動作を説明する図である。なお、図4に示す全加熱運転モードの場合、熱源側ユニット1Aでは、第1流路切替装置11は、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を、熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット20へ流入させるように切り替えられる。低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1流路切替装置11、逆止弁14aを通り、熱源側ユニット1Aから流出する。熱源側ユニット1Aから流出した高温・高圧のガス冷媒は、高圧冷媒側の第1冷媒配管4aを通って中継ユニット20に流入する。中継ユニット20に流入した高温・高圧のガス冷媒は、気液分離器21、第2流路切替装置24a、24bの開閉装置25a及び冷媒配管5を経由した後に、各負荷側ユニット30a、30bに流入する。
図5は、図1に記載の冷凍サイクル装置の冷却主体運転モード時の動作を説明する図である。なお、図5において、負荷側ユニット30aで冷熱負荷が発生し、負荷側ユニット30bで温熱負荷が発生している場合について例示する。図5に示す冷却主体運転モードの場合、第1流路切替装置11は、圧縮機10から吐出された冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替えられる。低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。高温・高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら気液二相の冷媒になる。熱源側熱交換器12から流出した冷媒は、逆止弁14c及び第1冷媒配管4aを通って中継ユニット20に流入する。中継ユニット20に流入した二相冷媒は、気液分離器21で高圧ガス冷媒と高圧液冷媒に分離される。このうち、高圧ガス冷媒は、第2流路切替装置24bの開閉装置25a、冷媒配管5を経由した後に、負荷側ユニット30b側に流入する。そして、凝縮器として作用する負荷側ユニット30bの負荷側熱交換器31に流入し、室内空気に放熱することで、室内空間を加熱しながら、液冷媒になる。
図6は、図1に記載の冷凍サイクル装置の加熱主体運転モード時の動作を説明する図である。図6において、負荷側ユニット30aで冷熱負荷が発生し、負荷側ユニット30bで温熱負荷が発生している場合について例示する。図6に示す加熱主体運転モードの場合、熱源側ユニット1Aでは、第1流路切替装置11は、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット20へ流入させるように切り替えられる。低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1流路切替装置11、逆止弁14aを通り、熱源側ユニット1Aから流出する。熱源側ユニット1Aから流出した高温・高圧のガス冷媒は、高圧冷媒側の第1冷媒配管4aを通って中継ユニット20に流入する。中継ユニット20に流入した高温・高圧のガス冷媒は、気液分離器21、第2流路切替装置24bの開閉装置25a及び冷媒配管5を経由した後に、負荷側ユニット30b側に流入する。高温・高圧のガス冷媒は、凝縮器として作用する負荷側ユニット30bの負荷側熱交換器31に流入し、室内空気に放熱することで、室内空間を加熱しながら、液冷媒になる。
次に、冷凍サイクル装置100の油回収運転について説明する。冷凍サイクル装置100の油回収運転は、例えば、冷凍サイクル装置100に封入される冷媒が、旧冷媒から新冷媒に変更されたときに行われる。旧冷媒から新冷媒への冷媒の変更は、例えば、まず、圧縮機10およびアキュムレーター13が、新たに封入される新冷媒に適応したものと取り替えられ、その後に新冷媒および新冷媒に適応した新冷凍機油が冷凍サイクル装置100に封入される。圧縮機10およびアキュムレーター13が取り替えられることによって、旧冷媒とともに使用されていた旧冷凍機油の大部分が、冷媒回路100Aから取り除かれるものの、例えば、冷媒回路100Aの第1冷媒配管4a、第2冷媒配管4bおよび冷媒配管5等には、旧冷凍機油が残留している。そこで、この実施の形態の例では、油回収運転を実施して、冷媒回路100Aに残留している旧冷凍機油を回収する。
[冷凍サイクル装置]
図7は、この発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を模式的に記載した図である。なお、図7の冷凍サイクル装置200において図1の冷凍サイクル装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図7に示すように、冷凍サイクル装置200は冷媒回路200Aを有している。図7の冷凍サイクル装置200が図1の冷凍サイクル装置100と異なる点は、冷凍サイクル装置200の熱源側ユニット1A1では、冷凍サイクル装置100の熱源側ユニット1Aの4つの逆止弁14a〜14dが省略されている点、および、冷凍サイクル装置200では、熱源側ユニット1A1と複数の負荷側ユニット30a〜30dとが中継ユニット20を介さずに直接接続されている点、である。
Claims (3)
- 圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、絞り装置と負荷側熱交換器とを有する少なくとも1台の負荷側ユニットと、が接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記熱源側熱交換器が凝縮器として機能するときに、前記凝縮器として機能する前記熱源側熱交換器と前記絞り装置との間を接続する第1配管に配設され、前記冷媒の通過を制御する第1開閉装置と、
蒸発器として機能する前記負荷側熱交換器と前記圧縮機との間を接続する第2配管に配設され、前記冷媒の通過を制御する第2開閉装置と、
前記第2配管に前記第2開閉装置と並列に接続された分岐流路と、
前記分岐流路に配設され、前記冷媒に含まれる冷凍機油を分離し且つ分離された前記冷凍機油を貯留する油分離兼回収容器と、
前記分岐流路に配設され、前記蒸発器として機能する前記負荷側熱交換器で蒸発された前記冷媒の前記油分離兼回収容器への通過を制御する第3開閉装置と、
前記第1開閉装置と前記第2開閉装置と前記第3開閉装置とを制御するユニット制御装置と、を有し、
前記ユニット制御装置は、前記冷凍機油を回収する際、
前記第1開閉装置および前記第2開閉装置を開状態とし、前記第3開閉装置を閉状態とし、前記熱源側熱交換器を前記蒸発器として機能させ、前記負荷側熱交換器を前記凝縮器として機能させて前記冷媒回路に前記冷媒を循環させる加熱運転モードを行い、
前記加熱運転モードの後、前記第1開閉装置および前記第3開閉装置を開状態とし、前記第2開閉装置を閉状態とし、前記熱源側熱交換器を前記凝縮器として機能させ、前記負荷側熱交換器を前記蒸発器として機能させて前記冷媒回路に前記冷媒を循環させる、
冷凍サイクル装置。 - 前記熱源側ユニットおよび前記負荷側ユニットの外部で、前記熱源側ユニットと前記負荷側ユニットとを接続する接続ユニットをさらに有し、
前記接続ユニットは、前記第1開閉装置、前記第2開閉装置、前記分岐流路および前記ユニット制御装置を有する、
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒の漏洩を検出する漏洩検出装置をさらに備え、
前記ユニット制御装置は、前記漏洩検出装置が前記冷媒の漏洩を検出したときに、前記第1開閉装置と前記第2開閉装置と前記第3開閉装置とを閉状態にする、
請求項1または請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
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