JP6644154B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
しかし、冷房運転時に凝縮器として使用する場合に、複数の熱交換器を並列に接続して冷媒が流れることにより、各伝熱管を流れる冷媒の流速が低下する。これにより、管内熱伝達率が低下し、凝縮器の性能が低下し、冷房性能が低下する。
一方、複数の冷媒流路切替弁が切り替わることにより、室外熱交換器部を暖房運転時に蒸発器として使用する場合に、室外熱交換器部を構成する複数の熱交換器を並列に接続して冷媒が流れる。これにより、蒸発器の圧力損失が低減され、蒸発器の性能が向上する。
しかし、複数の熱交換器を直列に接続しただけでは、冷媒の流速が遅いと、蒸発器の下流側の容積が大き過ぎ、蒸発器の下流側で液冷媒が溜まる冷媒の寝込みが発生し、冷媒の循環不良が生じていた。
なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
さらに、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
図1に示す空気調和装置100は、室外機1と室内機2とが第1主管4aおよび第2主管4bで接続された構成である。
なお、図1では、1台の室内機2が第1主管4aおよび第2主管4bを介して室外機1に接続されている場合を例に示している。しかし、室外機1に接続される室内機2の接続台数を1台に限定するものではなく、複数台接続してもよい。
室外機1は、主回路の構成要素として、圧縮機10と、第1四方弁11と、第2四方弁12と、第1熱源側熱交換器13aと、第2熱源側熱交換器13bと、第3熱源側熱交換器13cと、を有している。
なお、第1四方弁11および第2四方弁12は、冷媒流路切替装置に相当する。
なお、冷媒配管3は、空気調和装置100に用いられる冷媒を流通させる配管の総称である。冷媒配管3は、たとえば、第1主管4a、第2主管4b、第1本管5a、第2本管5b、直列配管6、第1出入口配管7a、第2出入口配管7b、第1並列配管8a、第2並列配管8b、第3並列配管9、第1ヘッダー14a、第2ヘッダー14b、第3ヘッダー14c、第1分配器15a、第2分配器15bおよび第3分配器15cなどを含んで構成される。
また、熱源側熱交換器としては、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13c以外に他の熱源側熱交換器も備えてもよい。
また、室外機1には、送風機であるファン16が搭載されている。ファン16には、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの上方に位置するトップフロー方式または第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの側方に位置するサイドフロー方式などが採用される。
なお、冷房運転モードとは、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの少なくとも1つが凝縮器もしくはガスクーラとして使用される場合である。実施の形態1では、冷房運転モードとして、大負荷冷房運転モードと、中負荷冷房運転モードと、小負荷冷房運転モードと、を有する。暖房運転モードとは、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cが蒸発器として使用される場合である。
第2四方弁12は、圧縮機10から吐出された冷媒を第2熱源側熱交換器13bまたは負荷側熱交換器21のどちらかに供給する。
複数の伝熱管は、それぞれ扁平管である。複数の伝熱管は、水平方向に延びている。複数の伝熱管は、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13c内に複数の冷媒流路を構成する。
複数のフィンは、板状であり、所定間隔を空けて重ねられている。複数のフィンは、伝熱管の延伸方向と直交方向である鉛直方向に延びて複数の伝熱管が挿通されている。
第1熱源側熱交換器13aは、第1ヘッダー14aおよび第1分配器15aがそれぞれ単数ずつ設けられている。
第2熱源側熱交換器13bの一部分以外の残りの部分は、第3熱源側熱交換器13cとは独立して構成されている。つまり、第2熱源側熱交換器13bの一部分以外と第3熱源側熱交換器13cの一部分以外とは、異なるフィンにそれぞれの伝熱管を挿通している。
第2熱源側熱交換器13bは、第2ヘッダー14bおよび第2分配器15bがそれぞれ単数ずつ設けられている。
第3熱源側熱交換器13cは、第3ヘッダー14cおよび第3分配器15cがそれぞれ単数ずつ設けられている。
第1ヘッダー14aは、第1熱源側熱交換器13aの伝熱管にそれぞれ接続される細い配管である複数の枝管と、複数の枝管が接続された主配管と、を有している。主配管は、第1四方弁11と繋がれている第1本管5aに接続されている。主配管の上部が、第1本管5aに接続されている。第1ヘッダー14aは、第1熱源側熱交換器13aを凝縮器として使用する際に、第1本管5aから主配管に流入した冷媒を複数の枝管を通じて第1熱源側熱交換器13aに流入させる。第1ヘッダー14aは、第1熱源側熱交換器13aを蒸発器として使用する際に、第1熱源側熱交換器13aから複数の枝管に流出した冷媒を、主配管を通じて第1本管5aに流出させる。
第2ヘッダー14bは、第2熱源側熱交換器13bの伝熱管にそれぞれ接続される細い配管である複数の枝管と、複数の枝管が接続された主配管と、を有している。主配管は、第2四方弁12と繋がれている第2本管5bに接続されている。主配管の下部が、第2本管5bに接続されている。第2ヘッダー14bは、第2熱源側熱交換器13bを凝縮器として使用する際に、第2本管5bから主配管に流入した冷媒を複数の枝管を通じて第2熱源側熱交換器13bに流入させる。第2ヘッダー14bは、第2熱源側熱交換器13bを蒸発器として使用する際に、第2熱源側熱交換器13bから複数の枝管に流出した冷媒を、主配管を通じて第2本管5bに流出させる。
第3ヘッダー14cは、第3熱源側熱交換器13cの伝熱管にそれぞれ接続される細い配管である複数の枝管と、複数の枝管が接続された主配管と、を有している。主配管は、直列配管6に接続されている。主配管の下部が、直列配管6に接続されている。第3ヘッダー14cは、第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、直列配管6から主配管に流入した冷媒を複数の枝管を通じて第3熱源側熱交換器13cに流入させる。第3ヘッダー14cは、第3熱源側熱交換器13cを蒸発器として使用する際に、第3熱源側熱交換器13cから複数の枝管に流出した冷媒を、主配管を通じて直列配管6から分岐して第2本管5bに通じる第3並列配管9に流出させる。
第1分配器15aは、第1熱源側熱交換器13aの伝熱管にそれぞれ接続される複数の細い配管と、複数の細い配管を一つに合流させた合流部である本体と、を有している。本体は、直列配管6に繋がれている第1出入口配管7aに接続されている。第1分配器15aは、第1熱源側熱交換器13aを凝縮器として使用する際に、第1熱源側熱交換器13aから複数の細い配管に流出した冷媒を、本体を通じて第1出入口配管7aに流出させる。第1分配器15aは、第1熱源側熱交換器13aを蒸発器として使用する際に、第1出入口配管7aから本体に流入した冷媒を、複数の細い配管を通じて第1熱源側熱交換器13aに流入させる。
第2分配器15bは、第2熱源側熱交換器13bの伝熱管にそれぞれ接続される複数の細い配管と、複数の細い配管を一つに合流させた合流部である本体と、を有している。本体は、直列配管6に繋がれている第2出入口配管7bに接続されている。第2分配器15bは、第2熱源側熱交換器13bを凝縮器として使用する際に、第2熱源側熱交換器13bから複数の細い配管に流出した冷媒を、本体を通じて第2出入口配管7bに流出させる。第2分配器15bは、第2熱源側熱交換器13bを蒸発器として使用する際に、第2出入口配管7bから本体に流入した冷媒を、複数の細い配管を通じて第2熱源側熱交換器13bに流入させる。
第3分配器15cは、第3熱源側熱交換器13cの伝熱管にそれぞれ接続される複数の細い配管と、複数の細い配管を一つに合流させた合流部である本体と、を有している。本体は、第2主管4bに繋がれている第2並列配管8bに接続されている。第3分配器15cは、第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、第3熱源側熱交換器13cから複数の細い配管に流出した冷媒を、本体を通じて第2並列配管8bに流出させる。第3分配器15cは、第3熱源側熱交換器13cを蒸発器として使用する際に、第2並列配管8bから本体に流入した冷媒を、複数の細い配管を通じて第3熱源側熱交換器13cに流入させる。
直列配管6には、第2開閉装置32が設けられている。
第1出入口配管7aには、第1開閉装置31が設けられている。
第1並列配管8aには、第3開閉装置33が設けられている。
第2並列配管8bには、第4開閉装置34が設けられている。
第3並列配管9には、第5開閉装置35が設けられている。
第1開閉装置31は、開閉弁であり、たとえば二方弁、電磁弁、電子式膨張弁などの冷媒の流路を開閉できるもので構成される。
第2開閉装置32は、開閉弁であり、たとえば二方弁、電磁弁、電子式膨張弁などの冷媒の流路を開閉できるもので構成される。
第3開閉装置33は、たとえば電子式膨張弁などの開度変化により冷媒の流量を調整できる絞り装置で構成される。
第4開閉装置34は、たとえば電子式膨張弁などの開度変化により冷媒の流量を調整できる絞り装置で構成される。
第5開閉装置35は、開閉弁であり、たとえば二方弁、電磁弁、電子式膨張弁などの冷媒の流路を開閉できるもので構成される。もしくは、第5開閉装置35は、第3熱源側熱交換器13cから冷媒を流通させ、かつ、圧縮機10の吐出側の冷媒配管3から第3熱源側熱交換器13cに流入させる冷媒を遮断できる逆流防止装置である逆止弁などで構成される。
また、室外機1には、外気温度を検出する外気温度センサー42が設けられている。
室内機2は、主回路の構成要素として、負荷側熱交換器21と、負荷側絞り装置22と、を有している。
負荷側熱交換器21は、第1主管4aおよび第2主管4bを介して室外機1に接続されている。負荷側熱交換器21は、室内空間に通じる空気と第1主管4aまたは第2主管4bを流通して来る冷媒との間で熱交換を行い、室内空間に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成する。なお、負荷側熱交換器21には、図示しないファンなどの送風機から室内空気が送風される。
負荷側絞り装置22は、たとえば電子式膨張弁などの開度が変更可能に制御されるもので構成され、減圧弁あるいは膨張弁としての機能を有して冷媒を減圧して膨張させるものである。負荷側絞り装置22は、全ての冷房運転モード時において負荷側熱交換器21の上流側に設けられている。
なお、制御装置60は、室外機1に設けられている場合について例示している。しかし、制御装置は、ユニット毎に設けてもよいし、室内機2に設けてもよい。
なお、図1に示す空気調和装置100が実行する運転モードには、駆動している室内機2が冷房運転を実行する3つの冷房運転モード、駆動している室内機2が暖房運転を実行する暖房運転モードがある。
以下に、各運転モードについて、冷媒の流れと共に説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の大負荷冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
図2では、負荷側熱交換器21で冷熱大負荷が発生している場合を例に大負荷冷房運転モードの冷媒の流れについて説明する。なお、図2では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
ここで、大負荷冷房運転モードは、制御装置60が、外気温度センサー42にて検出された外気温度と、圧力センサー41にて検出された凝縮温度を推定できる冷媒圧力と、から得られる冷熱負荷を第1基準負荷以上と判断した場合に実施される。
第1直列冷媒流路は、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、第1四方弁11で圧縮機10から吐出された冷媒を第1熱源側熱交換器13aに供給し、第2四方弁12で圧縮機10から吐出された冷媒を第2熱源側熱交換器13bに供給し、第1開閉装置31を開とし、第2開閉装置32を開とし、第3開閉装置33を閉とし、第4開閉装置34を開とし、第5開閉装置35を閉として構成される。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
図3では、負荷側熱交換器21で温熱負荷が発生している場合を例に暖房運転モードの冷媒の流れについて説明する。なお、図3では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
室外機1に流入して分岐された一部の冷媒は、開状態に切り替えられている第3開閉装置33が配置された第1並列配管8aを通って、開状態に切り替えられている第1開閉装置31が配置された第1出入口配管7aと、直列配管6を介した第2出入口配管7bと、の流路に分岐され、第1熱源側熱交換器13aおよび第2熱源側熱交換器13bに流入する。このとき、第2開閉装置32は、閉状態に切り替えられている。よって、直列配管6を流通する冷媒は、第3熱源側熱交換器13cの第3ヘッダー14cに逆流しない。
一方、室外機1に流入して分岐された残りの冷媒は、開状態に切り替えられている第4開閉装置34が配置された第2並列配管8bを通って、第3熱源側熱交換器13cに流入する。
その後、第1熱源側熱交換器13aから流出する冷媒は、第1四方弁11を通って、圧縮機10の吸入側へ流入する。また、第3熱源側熱交換器13cから流出する冷媒は、開状態に切り替えられている第5開閉装置35が配置された第3並列配管9を流れる。第3熱源側熱交換器13cから流出して第3並列配管9を流通する冷媒は、第2本管5bにて、第2熱源側熱交換器13bから流出する冷媒と合流し、第2四方弁12を通って、圧縮機10の吸入側へ流入する。
並列冷媒流路は、第1四方弁11で圧縮機10から吐出された冷媒を遮断し、第2四方弁12で圧縮機10から吐出された冷媒を負荷側熱交換器21に供給し、第1開閉装置31を開とし、第2開閉装置32を閉とし、第3開閉装置33を開とし、第4開閉装置34を開とし、第5開閉装置35を開として構成される。
冷房時において外気温度が低い場合に、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの容積が冷媒流量に対して過大となり凝縮器としての効率が悪化する。つまり、必要冷媒流量が減少し、凝縮器の高圧圧力が低下し、凝縮器の容量が過剰となっていると、凝縮された冷媒が凝縮器に液冷媒として溜まる冷媒の寝込みが発生し、熱交換効率が低下する。そこで、外気温度の低下に伴い冷媒が流れる凝縮器の容積を小さくする。このために、第1熱源側熱交換器13aには冷媒が流れず、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを直列に接続して冷媒が流れる手法を説明する。
図4では、負荷側熱交換器21で冷熱中負荷が発生している場合を例に中負荷冷房運転モードの冷媒の流れについて説明する。なお、図4では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
ここで、中負荷冷房運転モードは、制御装置60が、外気温度センサー42にて検出された外気温度と、圧力センサー41にて検出された凝縮温度を推定できる冷媒圧力と、から得られる冷熱負荷を第1基準負荷よりも低く第2基準負荷以上と判断した場合に実施される。なお、第2基準負荷は、第1基準負荷よりも低い冷熱負荷の値に設定される。
第2熱源側熱交換器13bから流出した高圧の二相もしくは液冷媒は、第2出入口配管7bを通って直列配管6に流入する。このとき、第1開閉装置31および第3開閉装置33は、閉状態に切り替えられている。よって、第2熱源側熱交換器13bから流出した高圧の二相もしくは液冷媒は、第1出入口配管7aから第1熱源側熱交換器13aに逆流しないと共に、第1並列配管8aを介して第2主管4bに流入しない。
第2直列冷媒流路は、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、第1四方弁11で圧縮機10から吐出された冷媒を遮断し、第2四方弁12で圧縮機10から吐出された冷媒を第2熱源側熱交換器13bに供給し、第1開閉装置31を閉とし、第2開閉装置32を開とし、第3開閉装置33を閉とし、第4開閉装置34を開とし、第5開閉装置35を閉として構成される。
冷房時において外気温度が更に低い場合に、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの容積が冷媒流量に対して過大となり凝縮器としての効率が悪化する。つまり、必要冷媒流量が減少し、凝縮器の高圧圧力が低下し、凝縮器の容量が過剰となっていると、凝縮された冷媒が凝縮器に液冷媒として溜まる冷媒の寝込みが発生し、熱交換効率が低下する。そこで、外気温度の更なる低下に伴い冷媒が流れる凝縮器の容積を更に小さくする。このために、第1熱源側熱交換器13aおよび第3熱源側熱交換器13cには冷媒が流れず、第2熱源側熱交換器13bのみに冷媒が流れる手法を説明する。
図5では、負荷側熱交換器21で冷熱小負荷が発生している場合を例に小負荷冷房運転モードの冷媒の流れについて説明する。なお、図5では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
ここで、小負荷冷房運転モードは、制御装置60が、外気温度センサー42にて検出された外気温度と、圧力センサー41にて検出された凝縮温度を推定できる冷媒圧力と、から得られる冷熱負荷を第2基準負荷よりも低いと判断した場合に実施される。
第2熱源側熱交換器13bから流出した高圧の液冷媒は、第2出入口配管7bを通って直列配管6に流入する。このとき、第1開閉装置31および第2開閉装置32は、閉状態に切り替えられている。よって、第2熱源側熱交換器13bから流出した高圧の液冷媒は、第1出入口配管7aから第1熱源側熱交換器13aに逆流しないと共に、直列配管6を介して第3熱源側熱交換器13cに流入しない。
直列配管6に流入した高圧の液冷媒は、開状態に切り替えられている第3開閉装置33が配置された第1並列配管8aを通って室外機1から流出し、第2主管4bを通り、室内機2へ流入する。
単独冷媒流路は、第1四方弁11で圧縮機10から吐出された冷媒を遮断し、第2四方弁12で圧縮機10から吐出された冷媒を第2熱源側熱交換器13bに供給し、第1開閉装置31を閉とし、第2開閉装置32を閉とし、第3開閉装置33を開とし、第4開閉装置34を閉とし、第5開閉装置35を閉として構成される。
この構成によれば、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に第1直列冷媒流路に切り替わり、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを蒸発器として使用する際に並列冷媒流路に切り替わる熱交換器流路切替装置を有している。これにより、冷房運転時と暖房運転時とで第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの流路を直列または並列に切り替えできる。そして、第1直列冷媒流路は、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、上流側にて第1熱源側熱交換器13aと第2熱源側熱交換器13bとが互いに並列に、かつ、下流側にて第1熱源側熱交換器13aおよび第2熱源側熱交換器13bに対して第3熱源側熱交換器13cが直列に接続される。このため、第1直列冷媒流路は、冷媒の流速が遅くても、蒸発器の下流側には第3熱源側熱交換器13cのみが配置され、蒸発器の下流側の容積が小さく、蒸発器の下流側で液冷媒が溜まる冷媒の寝込みが抑制でき、冷媒が良好に循環できる。
この構成によれば、全部の熱源側熱交換器は、ヘッダーおよび分配器がそれぞれ単数設けられている。これにより、従来のように1台の熱源側熱交換器に2個以上のヘッダーおよび分配器を設ける構成に比して、コストが抑制できると共に、設置スペースが狭くできる。
この構成によれば、冷房時に、凝縮器の容量が削減できる機能を共通の冷媒回路で有することができる。また、冷房時に、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの少なくとも2つの熱源側熱交換器が凝縮器として使用される際に、凝縮器の容積比率を最適化することができ、冷房時の性能の向上が最大限に発揮できる。さらに、熱交換器流路切替装置が用いられることにより、冷房低負荷時に冷熱負荷に応じて凝縮器の容量が調整できる。
この構成によれば、冷房時に、凝縮器の容量が更に削減できる機能を共通の冷媒回路で有することができる。また、冷房時に、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cの少なくとも1つの熱源側熱交換器が凝縮器として使用される際に、凝縮器の容積比率を最適化することができ、冷房時の性能の向上が最大限に発揮できる。さらに、熱交換器流路切替装置が用いられることにより、冷房低負荷時に冷熱負荷に応じて凝縮器の容量が調整できる。
この構成によれば、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、上流側にて第1熱源側熱交換器13aと第2熱源側熱交換器13bとが互いに並列に、かつ、下流側にて第1熱源側熱交換器13aおよび第2熱源側熱交換器13bに対して第3熱源側熱交換器13cが直列に第1直列冷媒流路で接続できる。第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを蒸発器として使用する際に、第1熱源側熱交換器13aと第2熱源側熱交換器13bと第3熱源側熱交換器13cとが互いに並列に並列冷媒流路で接続できる。
この構成によれば、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを蒸発器として使用する際に、第1熱源側熱交換器13aと第2熱源側熱交換器13bと第3熱源側熱交換器13cとに冷媒量が最適に分配できる。
この構成によれば、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを蒸発器として使用する際のみに、第3並列配管9にて、第3熱源側熱交換器13cの出口側の流路から第2熱源側熱交換器13bの出口側の流路に冷媒が流出して合流できる。
この構成によれば、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを凝縮器として使用する際に、上流側にて第2熱源側熱交換器13bが繋がり、かつ、下流側にて第2熱源側熱交換器13bに対して第3熱源側熱交換器13cが直列に繋がる第2直列冷媒流路で接続できる。
この構成によれば、第2熱源側熱交換器13bを凝縮器として使用する際に、第2熱源側熱交換器13bのみが繋がる単独冷媒流路で接続できる。
この構成によれば、第1直列冷媒流路は、冷媒の流速が遅くても、蒸発器の下流側には第3熱源側熱交換器13cのみが配置され、蒸発器の下流側の容積が小さく、蒸発器の下流側で液冷媒が溜まる冷媒の寝込みが抑制でき、冷媒が良好に循環できる。
この構成によれば、独立した第1熱源側熱交換器13aもフィンを共有する場合に対し、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cに使用するヘッダー総数および分配器総数を少なくすることにより、冷媒配管3である接続配管の簡略化が図れ、空気調和装置100の小型化が図れる。
この構成によれば、伝熱管の断面を扁平形状とすることにより、通風抵抗を増大させることなく室外空気と伝熱管との接触面積を増大させることができる。これにより、第1熱源側熱交換器13a、第2熱源側熱交換器13bおよび第3熱源側熱交換器13cを小型化した場合でも十分な熱交換性能が得られる。
Claims (13)
- 圧縮機、冷媒流路切替装置、負荷側熱交換器、負荷側絞り装置および少なくとも3つの熱源側熱交換器が配管で接続されて冷媒が循環する主回路を備え、
前記3つの熱源側熱交換器は、第1熱源側熱交換器、第2熱源側熱交換器および第3熱源側熱交換器であり、
前記3つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に、上流側にて前記第1熱源側熱交換器と前記第2熱源側熱交換器とが互いに並列に、かつ、下流側にて前記第1熱源側熱交換器および前記第2熱源側熱交換器に対して前記第3熱源側熱交換器が直列に第1直列冷媒流路で接続され、
前記3つの熱源側熱交換器を蒸発器として使用する際に、前記第1熱源側熱交換器と前記第2熱源側熱交換器と前記第3熱源側熱交換器とが互いに並列に並列冷媒流路で接続され、
前記3つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に前記第1直列冷媒流路に切り替わり、前記3つの熱源側熱交換器を蒸発器として使用する際に前記並列冷媒流路に切り替わる熱交換器流路切替装置を有し、
前記冷媒流路切替装置は、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第1熱源側熱交換器に供給または遮断を行う第1四方弁と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第2熱源側熱交換器または前記負荷側熱交換器のどちらかに供給する第2四方弁と、
を有し、
前記第1直列冷媒流路は、前記第1四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第1熱源側熱交換器に供給し、前記第2四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第2熱源側熱交換器に供給するよう構成され、
前記並列冷媒流路は、前記第1四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を遮断し、前記第2四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記負荷側熱交換器に供給するよう構成される空気調和装置。 - 前記熱交換器流路切替装置は、
前記第1熱源側熱交換器および前記第2熱源側熱交換器と前記第3熱源側熱交換器とを直列に繋ぐ直列配管の前記第1熱源側熱交換器側に接続された第1出入口配管に配置され、前記第1出入口配管を流通する冷媒の通過または遮断を行う第1開閉装置と、
前記直列配管に配置され、前記直列配管を流通する冷媒の通過または遮断を行う第2開閉装置と、
前記第1出入口配管と前記直列配管とが接続された接続部と前記負荷側絞り装置に至る主管とを繋ぐ第1並列配管に配置され、前記第1並列配管を流通する冷媒の通過または遮断を行う第3開閉装置と、
前記主管の前記第3熱源側熱交換器側に接続された第2並列配管に配置され、前記第2並列配管を流通する冷媒の通過または遮断を行う第4開閉装置と、
前記第2四方弁と前記第3熱源側熱交換器とを繋ぐ第3並列配管に配置され、前記第3並列配管を流通する冷媒の通過または遮断を行う第5開閉装置と、
を有し、
前記第1直列冷媒流路は、前記第1四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第1熱源側熱交換器に供給し、前記第2四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第2熱源側熱交換器に供給し、前記第1開閉装置を開とし、前記第2開閉装置を開とし、前記第3開閉装置を閉とし、前記第4開閉装置を開とし、前記第5開閉装置を閉として構成され、
前記並列冷媒流路は、前記第1四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を遮断し、前記第2四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記負荷側熱交換器に供給し、前記第1開閉装置を開とし、前記第2開閉装置を閉とし、前記第3開閉装置を開とし、前記第4開閉装置を開とし、前記第5開閉装置を開として構成される請求項1に記載の空気調和装置。 - 圧縮機、冷媒流路切替装置、負荷側熱交換器、負荷側絞り装置および少なくとも3つの熱源側熱交換器が配管で接続されて冷媒が循環する主回路を備え、
前記3つの熱源側熱交換器は、第1熱源側熱交換器、第2熱源側熱交換器および第3熱源側熱交換器であり、
前記3つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に、上流側にて前記第1熱源側熱交換器と前記第2熱源側熱交換器とが互いに並列に、かつ、下流側にて前記第1熱源側熱交換器および前記第2熱源側熱交換器に対して前記第3熱源側熱交換器が直列に第1直列冷媒流路で接続され、
前記3つの熱源側熱交換器を蒸発器として使用する際に、前記第1熱源側熱交換器と前記第2熱源側熱交換器と前記第3熱源側熱交換器とが互いに並列に並列冷媒流路で接続され、
前記3つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に前記第1直列冷媒流路に切り替わり、前記3つの熱源側熱交換器を蒸発器として使用する際に前記並列冷媒流路に切り替わる熱交換器流路切替装置を有し、
前記第1熱源側熱交換器は、独立して配置され、
前記第2熱源側熱交換器の一部分は、前記第3熱源側熱交換器と熱交換器構成要素であるフィンを共有して一体に構成され、
前記第2熱源側熱交換器の前記一部分以外の残りの部分は、前記第3熱源側熱交換器とは独立して構成された空気調和装置。 - 前記3つの熱源側熱交換器のうち少なくとも1つの熱源側熱交換器は、ヘッダーおよび分配器がそれぞれ単数ずつ設けられた請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記3つの熱源側熱交換器の全部は、ヘッダーおよび分配器がそれぞれ単数ずつ設けられた請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記熱交換器流路切替装置は、
前記負荷側熱交換器での冷熱負荷が第1基準負荷以上の場合に、前記3つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に、前記第1直列冷媒流路に切り替わり、
前記負荷側熱交換器での冷熱負荷が第1基準負荷よりも低く第2基準負荷以上の場合に、前記3つの熱源側熱交換器のうち2つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に、上流側にて前記第2熱源側熱交換器に接続され、かつ、下流側にて前記第2熱源側熱交換器に対して前記第3熱源側熱交換器が直列に接続される第2直列冷媒流路に切り替わる請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記熱交換器流路切替装置は、
前記負荷側熱交換器での冷熱負荷が第2基準負荷よりも低い場合に、前記3つの熱源側熱交換器のうちの1つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に、前記第2熱源側熱交換器のみに接続される単独冷媒流路に切り替わる請求項6に記載の空気調和装置。 - 前記第3開閉装置および前記第4開閉装置は、開度変化により流量を調整できる絞り装置であり、
前記熱交換器流路切替装置は、
前記並列冷媒流路を構成する場合に、前記第3開閉装置および前記第4開閉装置のそれぞれの開度を変更し、前記第1熱源側熱交換器、前記第2熱源側熱交換器および前記第3熱源側熱交換器のそれぞれに流入させる冷媒量を調整する請求項2又は請求項2に従属する請求項4〜請求項7のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記第5開閉装置は、前記3つの熱源側熱交換器を凝縮器として使用する際に、前記第3並列配管にて、前記第2熱源側熱交換器の入口側の流路から前記第3熱源側熱交換器の入口側の流路に冷媒が流入することを防止する逆流防止装置で構成された請求項2又は請求項2に従属する請求項4〜請求項8のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記第2直列冷媒流路は、前記第1四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を遮断し、前記第2四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第2熱源側熱交換器に供給し、前記第1開閉装置を閉とし、前記第2開閉装置を開とし、前記第3開閉装置を閉とし、前記第4開閉装置を開とし、前記第5開閉装置を閉として構成される請求項2又は請求項2に従属する請求項4〜請求項9のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記単独冷媒流路は、前記第1四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を遮断し、前記第2四方弁で前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第2熱源側熱交換器に供給し、前記第1開閉装置を閉とし、前記第2開閉装置を閉とし、前記第3開閉装置を開とし、前記第4開閉装置を閉とし、前記第5開閉装置を閉として構成される請求項2に従属する請求項7又は請求項2及び請求項7に従属する請求項8〜請求項10のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記第1熱源側熱交換器の伝熱面積と前記第2熱源側熱交換器の伝熱面積との和の伝熱面積は、前記第3熱源側熱交換器の伝熱面積よりも大きくなるように形成された請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記3つの熱源側熱交換器のうち少なくとも1つの熱源側熱交換器は、熱交換器構成要素である伝熱管が扁平管である請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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