CN102395841A - 热媒介转换器及空调装置 - Google Patents

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Abstract

一种热媒介转换器(3),分别由不同的配管系统与1个或多个室外机(1)及多个室内机(2)连接,使在与室外机(1)之间循环的制冷剂与不同于制冷剂的热媒介进行热交换,在与室内机(2)之间使热媒介循环,其中,设有连接了多个阀块(350)的阀块单元(300),该阀块(350)至少将与室内机(1)连接的多个支管(301、302)、成为与热交换相关的热媒介的流路的多个主管(305~308)、以及对与支管(301、302)连通的主管(305~308)进行切换的热媒介流路切换装置(22、23)进行一体化。

Description

热媒介转换器及空调装置
技术领域
本发明涉及热媒介转换器及空调装置。特别是涉及实现热媒介转换器中的配管结构的简化、设备的小型化、维修性提高等的技术。
背景技术
以往,存在适用这样的空调装置的大厦用多联空调器(例如参照专利文献1),该空调装置在配置在室外的作为热源机的室外机与配置在室内的室内机之间使制冷剂循环,由此将冷或热输送到室内等的空调对象区域中,实施制冷运行或制热运行。作为用于这样的空调装置的制冷剂,例如多使用HFC系制冷剂。另外,近年来,二氧化碳(CO2)等自然制冷剂也越来越多地得到使用。
另外,还存在以冷风系统为代表的别的构成的空调装置。在该空调装置中,在配置于室外的热源机中生成冷或热,在配置于室外机内的热交换器中将冷或热传输到水、防冻溶液等热媒介,将该热媒介输送到配置在空调对象区域中的作为室内机的风扇盘管单元、板式加热器等,进行制冷或制热(例如参照专利文献2)。另外,还存在被称为废热回收型冷风机的空调装置,其将4根水配管与热源机连接,供给冷和热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平2-118372号公报(第3页,图1)
专利文献2:日本特开2003-343936号公报(第5页,图1)
发明内容
发明要解决的问题
在以往的空调装置中,由于将高压的制冷剂输送到室内机,所以,制冷剂的充填量变得非常大,在制冷剂从制冷剂回路泄漏了的场合,例如会导致全球气候变暖等,对地球环境产生不良影响。特别是R410A的温室效应系数高达1970,使用这样的制冷剂时,从地球环境保护的观点出发,减少制冷剂充填量非常重要。另外,在制冷剂泄漏到居住空间的场合,由该制冷剂具有的化学性质对人体会产生不良影响。为此,需要超出需要地进行换气,或采取安装泄漏传感器等对策,导致成本上升、消耗电力增加。
由记载于专利文献2中的冷风系统能够解决这样的问题。然而,由于在室外机中进行制冷剂与水的热交换,将水输送到室内机,所以,水的输送动力变得非常大,能量消耗增加。另外,在由水等供给冷和热双方的场合,必须使配管的连接根数增多,设置工序所需要的工夫、时间以及费用变多。因此,在为了简化现场的配管工程而预先将连接配管、阀类、热交换器收容在了装置侧的场合,收容配管、阀的装置变得非常大,导致成本上升、生产率下降。
为此,还存在这样的装置,该装置在室外机与室内机之间设置用于进行制冷剂与水的热交换等的热媒介转换器,使得水的输送动力不变大。在这里,热媒介转换器不直接作用于对象空间的空气调和,另外,从制冷剂的泄漏等关系考虑,例如设想与各层的室内机进行配管连接,设置到顶棚等制约多的空间。为此,可以简化配管结构,将其小型化。特别是在小型化时,为了能够应对例如对高度方向等一个方向的限制严格的环境,希望将其薄型化。但是,热媒介转换器有时需要同时地处理冷/热,如果通过单纯的小型化,使得与冷相关的配管与与热相关的配管接近,则能量效率变差,所以,需要加以改进。另外,如果设置在受到了制约的空间,则还需要考虑例如能够容易地进行维护作业等。
本发明就是为了解决上述问题而作出的,其目的在于提供一种空调装置等,该空调装置在实现节能化的同时,还能够实现薄型化,而且容易进行维护等,能够减少时间。
用于解决问题的手段
本发明的热媒介转换器分别由不同的配管系统与1个或多个室外机及多个室内机连接,使在与室外机之间循环的制冷剂与不同于制冷剂的热媒介进行热交换,在与室内机之间使热媒介循环,其中:设有连接了多个阀块的阀块单元,该阀块至少将与室内机连接的多个支管、成为与热交换相关的热媒介的流路的多个主管、以及对与支管连通的主管进行切换的热媒介流路切换装置进行一体化。
发明效果
按照本发明的热媒介转换器,设有连接了多个阀块的阀块单元,该阀块将多个支管、多个主管及热媒介流路切换装置一体化,所以,能够实现配管的简化,能够使热媒介转换器成为薄型,即使在顶棚背面等制约严格的环境也能够有效地进行设置。
附图说明
图1为表示搭载了实施方式1的阀块单元的空调装置的构成的概略回路图。
图2为表示空调装置的制冷主体运行模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图3为表示空调装置内的阀块单元的概略构成的制冷剂回路图。
图4为详细表示阀块单元的结构的立体图。
图4a为表示分解了阀块单元的状态的分解立体图。
图4b为从侧面观看阀块单元的图。
图5为简化地表示阀块的截面构成的纵剖视图。
图6为用于说明阀体的说明图。
图7为用于说明阀体的说明图。
图8为表示阀体的旋转状态的概略图。
图9为用于说明阀块的连接的说明图。
图10为用于说明阀块的连接的说明图。
图11a为表示配管距离与温度上升的关系的一例的曲线图。
图11b为表示配管距离与温度上升的关系的一例的曲线图。
图11c为表示配管距离与温度上升的关系的一例的曲线图。
图12为用于说明抑制热干涉的另一手段的说明图。
图13为表示实施方式2的热媒介转换器3的外观的图
图14为表示阀块单元300的连接的图。
图15为表示收容热媒介转换器3的箱体600的结构的概略图。
图16为表示阀块单元300与热媒介间热交换器15的关系的图。
图17为表示热媒介转换器3的设置形态的另一例的图。
图18为简化地表示构成实施方式4的阀块单元的阀块的截面构成的纵剖视图。
图19为用于说明阀体的说明图。
图20为详细地表示阀块单元的结构的立体图。
图21为用于说明阀块的连接的说明图。
图22为用于说明阀块的连接的说明图。
具体实施方式
下面,说明本发明的实施方式。
实施方式1.
图1为表示搭载了本发明实施方式1的阀块单元300的空调装置100的构成的概略回路图。根据图1说明空调装置100的详细构成。如图1所示,室外机1与热媒介转换器3通过第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b连接,热媒介转换器3与室内机2也通过第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b连接。下面,说明设在空调装置100中的各构成设备的构成及功能。
[室外机1]
在室外机1中,用制冷剂配管4按串联连接的方式收容压缩机10、作为制冷剂流路切换装置的四通阀11、热源侧热交换器12、储液器17。另外,在室外机1中设置第1连接配管4a、第2连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c及单向阀13d。通过设置第1连接配管4a、第2连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c、以及单向阀13d,不论室内机2要求的运行如何,都能够使流入到热媒介转换器3的热源侧制冷剂的流动为一定方向。
压缩机10吸入热源侧制冷剂,对该热源侧制冷剂进行压缩,使其成为高温/高压的状态,例如可以用容量可控制的变频压缩机等构成。四通阀11用于切换制热运行时的热源侧制冷剂的流动与制冷运行时的热源侧制冷剂的流动。热源侧热交换器12在制热运行时作为蒸发器起作用,在制冷运行时作为冷凝器起作用,在从省略了图示的风扇等送风机供给的空气与热源侧制冷剂之间进行热交换,使该热源侧制冷剂蒸发气体化或冷凝液化。储液器17设在压缩机10的吸入侧,储存过剩的制冷剂。
单向阀13d设在热媒介转换器3与四通阀11之间的制冷剂配管4上,仅在规定的方向(从热媒介转换器3到室外机1的方向)上容许热源侧制冷剂的流动。单向阀13a设在热源侧热交换器12与热媒介转换器3之间的制冷剂配管4上,仅在规定的方向(从室外机1到热媒介转换器3的方向)上容许热源侧制冷剂的流动。单向阀13b设在第1连接配管4a上,仅在从单向阀13d的上游侧到单向阀13a的上游侧的方向容许热源侧制冷剂的流通。单向阀13c设在第2连接配管4b上,仅在从单向阀13d的下游侧到单向阀13a的下游侧的方向容许热源侧制冷剂的流通。
第1连接配管4a在室外机1内连接单向阀13d的上游侧的制冷剂配管4与单向阀13a的上游侧的制冷剂配管4。第2连接配管4b在室外机1内连接单向阀13d的下游侧的制冷剂配管4与单向阀13a的下游侧的制冷剂配管4。而且,在图1中,虽然以设置了第1连接配管4a、第2连接配管4b、单向阀13a、单向阀13b、单向阀13c、以及单向阀13d的场合为例进行了表示,但不限于此,不一定非要设置它们。
[室内机2]
在室内机2中分别搭载利用侧热交换器26。该利用侧热交换器26通过配管5与热媒介转换器3的热媒介流量调整装置24及热媒介流路切换装置23连接。该利用侧热交换器26在从省略了图示的风扇等送风机供给的空气与热媒介之间进行热交换,生成用于供给到空调对象区域的制热空气或制冷空气。
在图1中,以将4台室内机2连接着热媒介转换器3的场合为例进行了表示,从纸面下起,图示为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d。另外,相应于室内机2a~2d,利用侧热交换器26也从纸面下侧起,图示为利用侧热交换器26a、利用侧热交换器26b、利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d。而且,室内机2的连接台数不限于图1所示的4台。
[热媒介转换器3]
热媒介转换器3设有气液分离器14、节流装置16e、2个热媒介间热交换器15(第1热媒介间热交换器15a、第2热媒介间热交换器15b)、4个节流装置16、2个热媒介送出装置21、4个热媒介流路切换装置22、4个热媒介流路切换装置23、4个热媒介流量调整装置24。
气液分离器14连接于与室外机1连接的1根制冷剂配管4、与第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b连接的2根制冷剂配管4,将从室外机1供给的热源侧制冷剂分离成蒸气状制冷剂与液体制冷剂。节流装置16e设在连接节流装置16a及节流装置16b的制冷剂配管4与气液分离器14之间,作为减压阀、节流装置起作用,对热源侧制冷剂进行减压而使其膨胀。节流装置16e可以为开度能够可变地控制的节流装置,例如由电子式膨胀阀等构成。
2个热媒介间热交换器15(第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b)作为冷凝器或蒸发器起作用,在热源侧制冷剂与热媒介之间进行热交换,将在室外机1中生成了的冷或热供给到室内机2。相对于热源侧制冷剂的流动,第1热媒介间热交换器15a设在气液分离器14与节流装置16d之间。相对于热源侧制冷剂的流动,第2热媒介间热交换器15b设在节流装置16a与节流装置16c之间。
4个节流装置16(节流装置16a~16d)作为减压阀、膨胀阀起作用,对热源侧制冷剂进行减压而使其膨胀。节流装置16a设在节流装置16a与第2热媒介间热交换器15b之间。节流装置16b按与节流装置16a并列的方式设置。节流装置16c设在第2热媒介间热交换器15b与室外机1之间。节流装置16d设在第1热媒介间热交换器15a与节流装置16a及节流装置16b之间。4个节流装置16可以为开度能够可变地控制的节流装置,例如由电子式膨胀阀等构成。
2个热媒介送出装置21(第1热媒介送出装置21a及第2热媒介送出装置21b)由泵等构成,用于对流过配管5的热媒介进行加压而使其循环。第1热媒介送出装置21a设在第1热媒介间热交换器15a与热媒介流路切换装置22之间的配管5上。第2热媒介送出装置21b设在第2热媒介间热交换器15b与热媒介流路切换装置22之间的配管5上。而且,第1热媒介送出装置21a及第2热媒介送出装置21b的种类不特别限定,例如可以由容量可控制的泵等构成。
4个热媒介流路切换装置22(热媒介流路切换装置22a~22d)由三通阀构成,用于对热媒介的流路进行切换。热媒介流路切换装置22设置了与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4台)。对于热媒介流路切换装置22,三方中的一个连接到第1热媒介间热交换器15a,三方中的一个连接到第2热媒介间热交换器15b,三方中的一个连接到热媒介流量调整装置24,并且该热媒介流路切换装置22设在利用侧热交换器26的热媒介流路的入口侧。而且,对应于室内机2,从纸面下侧起,图示为热媒介流路切换装置22a、热媒介流路切换装置22b、热媒介流路切换装置22c、热媒介流路切换装置22d。
4个热媒介流路切换装置23(热媒介流路切换装置23a~23d)由三通阀构成,用于对热媒介的流路进行切换。热媒介流路切换装置23设置了与室内机2设置台数相应的个数(在这里为4台)。对于热媒介流路切换装置23,三方中的一个连接到第1热媒介间热交换器15a,三方中的一个连接到第2热媒介间热交换器15b,三方中的一个连接到利用侧热交换器26,并且该热媒介流路切换装置23设在利用侧热交换器26的热媒介流路的出口侧。而且,对应于室内机2,从纸面下侧起图示为热媒介流路切换装置23a、热媒介流路切换装置23b、热媒介流路切换装置23c、热媒介流路切换装置23d。
4个热媒介流量调整装置24(热媒介流量调整装置24a~24d)由二通阀构成,用于对热媒介的流路进行切换。热媒介流量调整装置24设置了与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4台)。对于热媒介流量调整装置24,一方连接到利用侧热交换器26,另一方连接到热媒介流路切换装置22,并且该热媒介流量调整装置24设在利用侧热交换器26的热媒介流路的入口侧。而且,对应于室内机2,从纸面下侧起图示为热媒介流量调整装置24a、热媒介流量调整装置24b、热媒介流量调整装置24c、热媒介流量调整装置24d。
另外,在热媒介转换器3设置2个第1热媒介温度检测机构31、2个第2热媒介温度检测机构32、4个第3热媒介温度检测机构33、4个第4热媒介温度检测机构34、第1制冷剂温度检测机构35、制冷剂压力检测机构36、第2制冷剂温度检测机构37、第3制冷剂温度检测机构38。用这些检测机构检测到的信息被送往对空调装置100的动作进行控制的省略了图示的控制装置,用于压缩机10、热媒介送出装置21的驱动频率、在配管5中流动的热媒介的流路的切换等的控制。
2个第1热媒介温度检测机构31(第1热媒介温度检测机构31a及第1热媒介温度检测机构31b)对从热媒介间热交换器15流出了的热媒介,即热媒介间热交换器15的出口处的热媒介的温度进行检测,例如可以由热敏电阻等构成。第1热媒介温度检测机构31a设在第1热媒介送出装置21a的入口侧的配管5上。第2热媒介温度检测机构31b设在第2热媒介送出装置21b的入口侧的配管5上。
2个第2热媒介温度检测机构32(第2热媒介温度检测机构32a及第2热媒介温度检测机构32b)用于对流入到热媒介间热交换器15的热媒介即热媒介间热交换器15的入口处的热媒介的温度进行检测,例如可以由热敏电阻等构成。第2热媒介温度检测机构32a设在第1热媒介间热交换器15a的入口侧的配管5上。第2热媒介温度检测机构32b设在第2热媒介间热交换器15b的入口侧的配管5上。
4个第3热媒介温度检测机构33(第3热媒介温度检测机构33a~33d)设在利用侧热交换器26的热媒介流路的入口侧,对流入到利用侧热交换器26的热媒介的温度进行检测,可以由热敏电阻等构成。第3热媒介温度检测机构33设置了与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4台)。而且,对应于室内机2,从纸面下侧起图示为第3热媒介温度检测机构33a、第3热媒介温度检测机构33b、第3热媒介温度检测机构33c、第3热媒介温度检测机构33d。
4个第4热媒介温度检测机构34(第4热媒介温度检测机构34a~34d)设在利用侧热交换器26的热媒介流路的出口侧,用于对从利用侧热交换器26流出了的热媒介的温度进行检测,可以由热敏电阻等构成。第4热媒介温度检测机构34设置了与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4台)。而且,对应于室内机2,从纸面下侧起图示为第4热媒介温度检测机构34a、第4热媒介温度检测机构34b、第4热媒介温度检测机构34c、第4热媒介温度检测机构34d。
第1制冷剂温度检测机构35设在第1热媒介间热交换器15a的热源侧制冷剂流路的出口侧,用于对从第1热媒介间热交换器15a流出了的热源侧制冷剂的温度进行检测,可以由热敏电阻等构成。制冷剂压力检测机构36设在第1热媒介间热交换器15a的热源侧制冷剂流路的出口侧,用于对从第1热媒介间热交换器15a流出了的热源侧制冷剂的压力进行检测,可以由压力传感器等构成。
第2制冷剂温度检测机构37设在第2热媒介间热交换器15b的热源侧制冷剂流路的入口侧,用于对流入到第2热媒介间热交换器15b的热源侧制冷剂的温度进行检测,可以由热敏电阻等构成。第3制冷剂温度检测机构38设在第2热媒介间热交换器15b的热源侧制冷剂流路的出口侧,用于对从第2热媒介间热交换器15b流出了的热源侧制冷剂的温度进行检测,可以由热敏电阻等构成。
导通热媒介的配管5由连接到第1热媒介间热交换器15a的配管(以下称为配管5a)、连接到第2热媒介间热交换器15b的配管(以下称为配管5b)构成。配管5a及配管5b相应于被连到热媒介转换器3的室内机2的台数进行分支(在这里,各进行4个分支)。另外,配管5a及配管5b由热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23进行连接。通过对热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23进行控制,决定是使得在配管5a导通的热媒介流入到利用侧热交换器26,还是使得在配管5b导通的热媒介流入到利用侧热交换器26。
在该空调装置100中,压缩机10、四通阀11、热源侧热交换器12、第1热媒介间热交换器15a、以及第2热媒介间热交换器15b利用制冷剂配管4依次串联连接,构成冷冻循环回路。另外,第1热媒介间热交换器15a、第1热媒介送出装置21a、以及利用侧热交换器26由配管5a依次串联连接,构成热媒介循环回路。同样,第2热媒介间热交换器15b、第2热媒介送出装置21b、以及利用侧热交换器26由配管5b依次串联连接,构成热媒介循环回路。即,在各个热媒介间热交换器15处分别并列连接多台利用侧热交换器26,将热媒介循环回路形成为多个系统。
即,室外机1与热媒介转换器3通过设在热媒介转换器3中的第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b连接。另外,热媒介转换器3与室内机2由第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b连接,在第1热媒介间热交换器15a及第2热媒介间热交换器15b中使在冷冻循环回路中循环的作为一次侧的制冷剂的热源侧制冷剂与在热媒介循环回路中循环的作为二次侧的制冷剂的热媒介进行热交换。
在这里,说明用于冷冻循环回路及热媒介循环回路的制冷剂的种类。
在冷冻循环回路中,例如可使用R407C等非共沸混合制冷剂、R410A等近共沸混合制冷剂、或R22等单一制冷剂等。另外,也可使用二氧化碳、碳氢化合物等自然制冷剂。通过使用自然制冷剂作为热源侧制冷剂,具有能够抑制由制冷剂泄漏导致的地球的温室效应的效果。
热媒介循环回路如上述那样连接到室内机2的利用侧热交换器26。因此,在空调装置100中,考虑到热媒介泄漏到设置了室内机2的房间的场合,以使用安全性高的热媒介为前提。因此,热媒介例如可使用水、防冻液、水与防冻液的混合液等。按照该构成,即使在低的外气温度下也能够抑制由冻结、腐蚀导致的制冷剂泄漏,获得高的可靠性。另外,在将室内机2设置到了计算机房等厌恶水分的场所的场合,作为热媒介也可使用热绝缘性高的氟系惰性液体。
该空调装置100根据来自各室内机2的指示,能够在该室内机2中进行制冷运行或制热运行。即,空调装置100能够在全部室内机2中进行同一运行,并且,能够在各个室内机2中分别进行不同的运行。下面,在空调装置100实施的4个运行模式中存在所有正在驱动的室内机2实施制冷运行的全制冷运行模式、所有正在驱动的室内机2实施制热运行的全制热运行模式、制冷负荷一方较大的制冷主体运行模式、以及制热负荷一方较大的制热主体运行模式。下面,说明各运行模式中的、制冷与制热混合存在、制冷负荷占主要的制冷主体运行模式。
[制冷主体运行模式]
图2为表示空调装置100的制冷主体运行模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图2中,以由利用侧热交换器26a产生热负荷、由利用侧热交换器26b~26d产生冷负荷的场合为例说明制冷主体运行模式。而且,在图2中,用粗线表示了的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂及热媒介)循环的配管。另外,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热媒介的流动方向。
首先,说明冷冻循环回路中的热源侧制冷剂的流动。
低温/低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温/高压的气体制冷剂后排出。从压缩机10排出了的高温/高压的气体制冷剂通过四通阀11,流入到热源侧热交换器12。然后,一边在热源侧热交换器12中向室外空气散热,一边冷凝,成为气液二相制冷剂。从热源侧热交换器12流出了的气液二相制冷剂通过单向阀13a,从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入到热媒介转换器3。流入到了热媒介转换器3的气液二相制冷剂流入到气液分离器14,被分离成气体制冷剂与液体制冷剂。
由气液分离器14分离了的气体制冷剂流入到第1热媒介间热交换器15a。流入到了第1热媒介间热交换器15a的气体制冷剂一边向在热媒介循环回路中循环的热媒介散热,一边冷凝液化,成为液体制冷剂。从第1热媒介间热交换器15a流出了的液体制冷剂通过节流装置16d。另一方面,由气液分离器14分离了的液体制冷剂经由节流装置16e,与在第1热媒介间热交换器15a中冷凝液化、通过了节流装置16d的液体制冷剂汇合,在节流装置16a中受到节流而膨胀,成为低温/低压的气液二相制冷剂,流入到第2热媒介间热交换器15b。
该气液二相制冷剂在作为蒸发器起作用的第2热媒介间热交换器15b中从在热媒介循环回路中循环的热媒介吸热,从而一边对热媒介进行冷却,一边成为低温/低压的气体制冷剂。从第2热媒介间热交换器15b流出了的气体制冷剂经由节流装置16c后,从热媒介转换器3流出,通过制冷剂配管4,流入到室外机1。流入到了室外机1的制冷剂流过单向阀13d,经由四通阀11及储液器17再次被吸入到压缩机10。而且,节流装置16b成为制冷剂不流动那样的小的开度,节流装置16c成为全开状态,不产生压力损失。
下面,说明热媒介循环回路中的热媒介的流动。
在第1热媒介送出装置21a中受到加压而流出了的热媒介经由热媒介流路切换装置22a,流过热媒介流量调整装置24a,流入到利用侧热交换器26a。然后,在利用侧热交换器26a中向室内空气提供热量,实施设置了室内机2的室内等空调对象区域的制热。另外,在第2热媒介送出装置21b中受到加压而流出了热媒介经由热媒介流路切换装置22b~22d,流过热媒介流量调整装置24b~24d,流入到利用侧热交换器26b~26d。然后,在利用侧热交换器26b~26d中从室内空气吸热,进行设置了室内机2的室内等空调对象区域的制冷。
在制热运行中被利用的热媒介借助于热媒介流量调整装置24a的作用,向利用侧热交换器26a流入为了提供在空调对象区域中需要的空调负荷所需要的流量。然后,进行了制热运行的热媒介流过热媒介流路切换装置23a,流入到第1热媒介间热交换器15a,再次被吸入到第1热媒介送出装置21a。
在制冷运行中被利用的热媒介借助于热媒介流量调整装置24b~24d的作用,向利用侧热交换器26b~26d流入为了提供在空调对象区域中需要的空调负荷所需要流量。然后,进行了制冷运行的热媒介流过热媒介流路切换装置23b,流入到第2热媒介间热交换器15b,再次被吸入到第2热媒介送出装置21b。
图3为表示空调装置100内的阀块单元300的概略构成的制冷剂回路图。下面根据图3说明阀块单元300的构成。在实施方式1中,将用图3的虚线围住的部分模块化,构成为阀块单元300。从图3可以看出,阀块单元300由热媒介流路切换装置22、热媒介流路切换装置23、热媒介流量调整装置24、制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、制热回向主管306、第1支管301、以及第2支管302构成。
而且,制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、制热回向主管306、第1支管301、以及第2支管302分别构成上述配管5的一部分。另外,第1支管301构成向负荷侧(室内机2)引导热媒介的流路,第2支管302构成热媒介从负荷侧(室内机)返回的流路。关于第1支管301及第2支管302,将在图5中详细进行说明。
热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23相当于具有阀体的至少1个流路切换装置。制冷去向主管307相当于由热媒介流路切换装置22选择性地切换热媒介的导通的第1配管。制热去向主管308相当于由热媒介流路切换装置22选择性地切换热媒介的导通的第2配管。制冷回向主管305相当于由热媒介流路切换装置23选择性地切换热媒介的导通的第1配管。制热回向主管306相当于由热媒介流路切换装置23选择性地切换热媒介的导通的第2配管。
即,实施方式1的阀块单元300通过连接4个阀块而构成,该阀块由热媒介流路切换装置22、制冷去向主管307、制热去向主管308、以及支管301形成1个组,由热媒介流路切换装置23、制冷回向主管305、制热回向主管306、以及支管302形成1个组。而且,在图3中,以在阀块单元300内设置了热媒介流量调整装置24的状态为例进行了表示,但该热媒介流量调整装置24不一定非要有,另外,也可设在支管302侧。
该阀块单元300由于热水和冷水在内部流动,发生热干涉,导致性能下降,为此,优选以热传导小的材料(金属材料或塑料材料)为主材料。作为金属材料,例如存在不锈钢、黄铜、青铜、铝等。作为塑料材料,例如存在PPS(聚苯硫醚)、PPE(聚苯醚)、交联聚乙烯、或聚丁烯等。另外,为了使阀块单元300轻质化,更优选使用塑料材料作为主材料。
图4为详细地表示阀块单元300的结构的立体图。下面,根据图4更详细地说明阀块单元300的构成。图4所示阀块单元300如在图3中所示那样连接了4个阀块350(阀块350a~阀块350d),连接到4个室内机2。阀块350具有热媒介流路切换装置22、热媒介流路切换装置23、以及热媒介流量调整装置24,由此提供1个分支部分。即,实施方式1的阀块单元300形成了4个分支。
图4a为表示将阀块单元300分解了的状态的分解立体图。下面根据图4a说明被形成了4个分支的阀块单元300的组装。
如上述那样,阀块单元300通过连接阀块350a、阀块350b、阀块350c以及阀块350d而形成。
另外,分别连接各阀块350的制冷去向主管307(从纸面右侧起图示为制冷去向主管307a、制冷去向主管307b、制冷去向主管307c、制冷去向主管307d)、制热去向主管308(从纸面右侧起图示为制热去向主管308a、制热去向主管308b、制热去向主管308c、制热去向主管308d)、制冷回向主管305(从纸面右侧起图示为制冷回向主管305a、制冷回向主管305b、制冷回向主管305c、制冷回向主管305d)、制热回向主管306(从纸面右侧起图示为制热回向主管306a、制热回向主管306b、制热回向主管306c、制热回向主管306d),从而形成主管(配管5)。
各主管(制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、以及制热回向主管306)的一方的端部形成为内螺纹状,另一方的端部形成为能够与内螺纹状的端部连接的外螺纹状,使得阀块350能够进行连接。另外,在位于阀块单元300的两端的一方的阀块350a的制冷去向主管307a及制热去向主管308a上设有将它们封闭的帽318。另一方面,在位于阀块单元300的两端的另一方的阀块350d的制冷回向主管305d及制热回向主管306d上设有将将它们封闭的帽319。
设置帽318及帽319的是4个主管中的2个主管。即,在阀块350a中,在制冷去向主管307a及制热去向主管308a上设有帽318,在制冷回向主管305a及制热回向主管306a上未设有帽319。制热回向主管306a连到制热侧泵(第1热媒介送出装置21a)的吸入侧,制冷回向主管305a连到制冷侧泵(第2热媒介送出装置21b)的吸入侧。
另一方面,在阀块350d中,在制冷回向主管305d及制热回向主管306d上设有帽319,在制冷去向主管307d及制热去向主管308d上未设有帽318。制热去向主管308d连到制热侧泵的排出侧,制冷去向主管307d连到制冷侧泵的排出侧。而且,帽318及帽319形成与各配管的端部的形状相应的形状。如图4a所示那样,帽318成为与外螺纹状的配管端部相应的形状(覆盖配管端部的那样的盖形状),帽319成为与内螺纹状的配管端部相应的形状(嵌装在配管内的那样的栓形状)。
另一方面,在阀块350d中,在制冷回向主管305d及制热回向主管306d上设有帽319,在制冷去向主管307d及制热去向主管308d上未设有帽318。制热去向主管308d连到制热侧泵的排出侧,制冷去向主管307d连到制冷侧泵的排出侧。而且,帽318及帽319形成为与各配管的端部的形状相应的形状。如图4a所示那样,帽318成为与外螺纹状的配管端部相应的形状(覆盖配管端部的那样的盖形状)。如图4b所示那样,在盖上按能够用螺钉固定于端部的方式设置突耳,用螺钉固定在阀块本体上。帽319成为与内螺纹状的配管端部相应的形状,如图4b所示那样用螺钉的头固定。
从该图4a可以看出,阀块单元300能够切换热媒介流路,并且通过连接多个阀块350,形成各主管。根据该阀块单元300,与流路切换装置和配管分别设置的场合相比,能够实现阀周围的配管的简化。因此,能够实现搭载了阀块单元300的单元(在实施方式1中为热媒介转换器3)的紧凑化。而且,图4a中所示工艺孔321为形成阀块350的流路的基础上所需要的孔。工艺孔321需要对各阀块350独立,为此,用图4a中的接头320隔开。
图5为简化地表示阀块350的截面构成的纵剖视图。根据图5,与热媒介的流动一起说明构成阀块单元300的阀块350的构成。第1支管301相当于选择性地连通制冷去向主管307或制热去向主管308的第3配管。即,第1支管301连通到由热媒介流路切换装置22选择性地切换了的制冷去向主管307或制热去向主管308。第2支管302相当于选择性地连通到制冷回向主管305或制热回向主管306的第3配管。即,第2支管302连通到由热媒介流路切换装置23选择性地切换了的制冷回向主管305或制热回向主管306。
在这里,如图5所示,温度检测机构33、温度检测机构34被装入到配管内。温度检测机构33被装入在块内的流路中。在支管301、302使用铜管,阀体块350用塑料制作的场合,在安装工程时,对支管301、302与延长配管进行钎焊连接。此时,由于存在用热传导使阀块350的塑料熔化的可能性,所以,在将支管301、302从阀块350拆下了的状态下进行钎焊。在以往的温度检测机构那样固定在配管的表面的场合,钎焊时拆下温度检测机构的可能性高,当工程完成了时,有时忘记再次安装温度检测机构。为此,装置的可靠性下降。因此,如图5所示那样,通过在配管或流路内嵌入温度检测机构33、34,能够消除将温度检测机构拆下的风险,装置的可靠性提高。
从图4a可以看出,阀块单元300能够切换热媒介流路,并且连接多个阀块350,从而形成各主管。按照该阀块单元300,相比分别设置流路切换装置和配管的场合,能够实现阀周边配管的简化。因此,能够实现搭载着阀块单元300的单元(在实施方式1中,为热媒介转换器3)的紧凑化。
图5为简化地表示阀块350的截面构成的纵剖视图。根据图5,与热媒介的流动一起说明构成阀块单元300的阀块350的构成。第1支管301相当于选择性地连通到制冷去向主管307或制热去向主管308的第3配管。即,第1支管301连通到由热媒介流路切换装置22选择性地切换了的制冷去向主管307或制热去向主管308。第2支管302相当于选择性地连通到制冷回向主管305或制热回向主管306的第3配管。即,第2支管302连通到由热媒介流路切换装置23选择性地切换了的制冷回向主管305或制热回向主管306。
如上述那样,在各阀块设有热媒介流路切换装置22、热媒介流路切换装置23、以及热媒介流量调整装置24。热媒介流路切换装置22由阀体旋转机构310、阀体304a、连接它们的阀杆313构成。阀体旋转机构310用于以省略了图示的旋转轴为中心使阀体304a旋转。阀体旋转机构310的旋转通过阀杆313传递到阀体304a。
热媒介流路切换装置23由阀体旋转机构309、阀体304b、连接它们的阀杆312构成。阀体旋转机构309用于以省略了图示的旋转轴为中心使阀体304b旋转。阀体旋转机构309的旋转通过阀杆312传递到阀体304b。热媒介流量调整装置24由阀体旋转机构311、阀体303、连接它们的阀杆314构成。阀体旋转机构311用于以省略了图示的旋转轴为中心使阀体303旋转。阀体旋转机构311的旋转通过阀杆314传递到阀体303。
作为阀体旋转机构309、阀体旋转机构310、以及阀体旋转机构311,例如能够使用步进马达,由省略了图示的控制机构提供脉冲信号,从而进行驱动。而且,也可不用步进马达,而是用齿轮传动马达等其它的马达构成阀体旋转机构309、阀体旋转机构310、以及阀体旋转机构311。另外,用图6详细说明阀体304a及阀体304b,用图7详细说明阀体303。
热媒介流路切换装置22的进给侧的阀体304a配置在第1支管301、制冷去向主管307及制热去向主管308的连接部分。同样,热媒介流路切换装置23的进给侧的阀体304b配置在第2支管302、制冷回向主管305或制热回向主管306的连接部分。即,通过使阀体304a及阀体304b旋转,使制冷主管(图5所示虚线箭头)或制热主管(图5所示实线箭头)连通,能够切换制冷与制热。通过热媒介流量调整装置24的阀体303旋转,从而使开口面积变化,送往室内机2的热媒介的流量可进行调节。
图6为用于说明阀体304(阀体304a及阀体304b)的说明图。下面根据图6详细说明阀体304。图6(a)表示阀体304的立体图,图6(b)表示阀体304的俯视图,图6(c)表示阀体304的正视图(从开口部形成面侧看到的侧视图),图6(d)表示阀体304的左剖视图,图6(e)表示阀体304的仰视图。而且,在图6中,一并地图示阀杆312(在阀杆313中也同样)。而且,在图6中,按阀体304的长度方向成为上下方向的方式进行了图示,但实际上如图5所示那样按阀体304的长度方向成为水平方向的方式配置。
阀体304构成为圆柱形状。在该阀体304上形成椭圆形状(对开口部304aa进行正视的状态下的形状)的开口部304aa。如对该开口部304aa进行侧视,则成为朝阀体304的中心轴方向缩径的锥形状。该开口部304aa的形成位置处的阀体304的内部成为空心状,形成与开口部304aa连通的流路304ab。
即,在阀体304a的开口部304aa朝着下侧(在图5那样配置的状态下为下侧)的状态下,第1支管301与制冷去向主管307连通。在开口部304aa朝着制冷去向主管307侧的状态下,热媒介通过开口部304aa,流过阀体304a的内侧,再流过流路304ab,热媒介从而被送入到室内机2(图5所示虚线箭头)。另一方面,在阀体304a的开口部304aa朝着上侧(在图5那样配置的状态下为上侧)的状态下,第1支管301与制热去向主管308连通。在开口部304aa朝着制热去向主管308侧的状态下,热媒介通过开口部304aa,流过阀体304a的内侧,再流过流路304ab,热媒介从而被送入到室内机2(图5所示实线箭头)。
同样,在阀体304b的开口部304aa朝着下侧(在如图5的那样配置的状态下为下侧)的状态下,第2支管302与制冷回向主管305连通。在开口部304aa朝着制冷回向主管305侧的状态下,热媒介通过流路304ab,流过阀体304b的内侧,再流过开口部304aa,热媒介从而流入到制冷回向主管305(图5所示虚线箭头)。另一方面,在阀体304b的开口部304aa朝着上侧(在如图5那样配置的状态下为上侧)的状态下,第2支管302与制热回向主管306连通。在开口部304aa朝着制热回向主管306侧的状态下,热媒介通过流路304ab,流过阀体304b的内侧,热媒介流过开口部304aa而流入到制热回向主管306(图5所示虚线箭头)。
图7为用于说明阀体303的说明图。图8为表示阀体303的旋转状态的概略图。下面,根据图7及图8详细说明阀体303。图7(a)表示阀体303的立体图,图7(b)表示阀体303的俯视图,图7(c)表示阀体303的正视图(从开口部形成面侧观看的侧视图),图7(d)表示阀体303的左剖视图,图7(e)表示阀体303的仰视图。而且,在图7中,一并用图表示阀杆314。在图7中,按阀体303的长度方向成为上下方向的方式进行图示,但实际上如图5所示那样按阀体303的长度方向成为水平方向的方式配置。
阀体303为用于对流入到室内机2的热媒介的流量进行调节的热媒介流量调整装置24的阀体。该阀体303与在图6中说明了的阀体304同样地构成。即,阀体303为圆柱形状,形成椭圆形状(对开口部303a进行正视的状态下的形状)的开口部303a,开口部303a的形成位置的内部成为空心状,形成与开口部303a连通的流路303b。
下面简单地说明热媒介流量调整装置24的动作。根据从第3热媒介温度检测机构33及第4热媒介温度检测机构34获得了的信息,省略了图示的控制机构运算必要的开度,向阀体旋转机构311发送必要脉冲数。阀体旋转机构311相应于接收到的必要脉冲数进行旋转,从而使阀体303旋转。如图8所示那样,阀体303旋转,从而能够调节开口部303a的开口面积,结果,能够对热媒介的流量进行调节。即,如对开口部303a的开口面积进行调节(图8(A)的全开状态、图8(B)的半开状态、或图8(C)的比半开更小的开度等),则能够可变地对在第1支管301中流动的热媒介的流量进行调整。
如以上那样,将制冷去向主管307和制热回向主管306配置在邻接位置(在大致同一高度位置处在水平方向(左右方向)上相邻的位置)。这样,能够降低阀块350的高度(如图5那样配置的状态的上下方向的长度)。另外,阀块350将制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、以及制热回向主管306纳入到1个阀块350中,由此,与分别设置这些主管的场合相比,能够实现大幅度的小型化。
在全制冷运行或全制热运行的场合,为了使热媒介的全部量在制冷和制热的制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、制热回向主管306中流动,需要使由它们构成的主管(配管5)的直径变粗。例如在按10马力左右的容量使用水作为热媒介的场合的全制冷运行或全制热运行中,85升/min左右的水流动。在使用水作为媒介的场合,从防止侵蚀的观点出发,将流速抑制在2.0[m/s]以下。如设配管的壁厚为1.0[mm],则需要选定配管直径32[mm]左右的配管。在弯曲这样的粗的配管或对其进行加工的场合,不能减小曲度R等制约变多,需要很大的空间,所以,装置变得非常大。相对于此,在实施方式1的阀块350中,在1个阀块350上设置4个主管构成部分和阀体304,连接多个阀块350,从而自动地形成制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、制热回向主管306,能够简化阀周边的配管,实现大幅度的小型化。另外,按能够容易地连接阀块350的方式形成为外螺纹/内螺纹形状的连接部,由O形密封圈进行密封。结果,制造时间大幅度缩短,生产率提高。
另外,不将阀体303、阀体304a、以及阀体304b的长度方向设在上下方向(竖直方向)上,而是设置在水平方向上,从而能够使得通往室内机2的第1支管301和第2支管302也为横向配管,能够进一步降低阀块350的高度(如图5那样配置的状态的上下方向的长度)。另外,通过使阀体旋转机构309、阀体旋转机构310、以及阀体旋转机构311为横置,能够实现阀块350的大幅度的薄型化(缩短图5那样配置的状态的上下方向的长度)。由于搭载着阀块单元300的热媒介转换器3收容在顶棚背面的狭小场所的场合多,所以,缩短高度方向即薄型化为重要的因素。
图9及图10为用于说明阀块350的连接的说明图。根据图9及图10详细说明阀块350的连接。图9(a)表示阀块350的侧视图,图9(b)表示将阀块350连接下去的状态的图9(a)的B-B剖视图。另外,图10表示将阀块350连接下去的状态的立体图。如上述那样,将各主管(制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、以及制热回向主管306)的一方的端部形成为内螺纹状,将另一方的端部形成为能够连接到内螺纹状的端部的外螺纹状。
阀块350的侧面A侧(纸面左侧)的制热去向主管308的端部连接到外螺纹状的连接部。在该制热去向主管308的端部的周围,按能够与其它阀块350连接的方式安装密封机构316。另外,阀块350的侧面B侧(纸面右侧)的制冷去向主管307的端部成为内螺纹状的连接部。优选密封机构316使用例如O形密封圈。另外,密封机构316也可使用扁平封装等其它密封材料。
通过形成这样的结构,能够如图9及图10所示那样容易地连接多个阀块350,可灵活地改变分支数。另外,由于能够容易地连接阀块350,所以,阀块350的工作性(生产率)也提高,还能够实现成本降低。而且,在图9及图10中,以制冷去向主管307及制热去向主管308为例进行了说明,但对制冷回向主管305及制热回向主管306也相同。
可是,在制冷侧的配管5(制冷去向主管307、制冷回向主管305)、制热侧的配管5(制热去向主管308、制热回向主管306)的距离接近的场合,发生热干涉。如果发生热干涉,则在制冷侧的配管5中流动的热媒介的温度上升,相反,在制热侧的配管5中流动的热媒介的温度下降,产生性能下降的可能性。因此,对制冷侧的配管5与制热侧的配管5的距离、由此带来的温度变化进行研究变得重要(参照图13)。
图11a为表示配管距离与温度上升的关系的一例的曲线图。根据图11a说明制冷侧的配管5和制热侧的配管5之间的距离与由其带来的温度变化的关系。在图11a中,横轴表示配管距离[m],纵轴表示温度上升[℃]。在该图11a中,以热水(在制热侧的主管中流动的热媒介的温度)为45℃、冷水(在制冷侧的主管中流动的热媒介的温度)为10℃、配管材料为聚丁烯、热传导率为0.20(W/mK)的场合的计算结果为一例进行了表示。配管直径为38[mm],接触距离为1[m]。
从图11a可以看出,当距离为15mm(1.5cm)左右时,温度变化饱和。从该结果可知,如确保制冷侧的主管与制热侧的主管的距离在15mm以上,则能够抑制热干涉。而且,因配管材料不同热传导率也不同,所以,希望对各热传导率讨论温度上升与配管距离的关系。此处,以黄铜为主体材料时的讨论结果表示在图11b中。
从图11a可知,在配管材料为黄铜的场合,距离为100mm左右时温度变化饱和。从该结果可知,如确保制冷侧的主管与制热侧的主管的距离在100mm以上,则能够抑制热干涉。如设制冷侧的主管与制热侧的主管的距离在100[mm]以上,则能够防止热干涉,但阀体块变得非常大,由阀块单元导致的小型化的优点变小。即,在将热传导率大的黄铜、铜、铁、铝等材料用作阀块的主体材料的场合,需要将制冷侧的主管与制热侧的主管进行热隔断。
图12为用于说明由上述那样的距离难以防止热干涉时的用于对热干涉进行抑制的另一手段的说明图。根据图12说明对在制冷侧的配管5与制热侧的配管5之间的热干涉进行抑制的另一手段。在图11a及图11b中,以由配管距离对热干涉进行抑制的场合为例进行了说明,但在图12中,以在制冷侧的配管5与制热侧的配管5之间形成切缝355,减小热传导的影响,从而对热干涉进行抑制的场合为例进行表示。如图12所示那样,形成切缝355,也能够抑制热干涉。而且,也可由配管距离和切缝双方对热干涉进行抑制。
为了使阀块单元紧凑化,可认为制冷侧的主管与制热侧的主管的距离的上限为20[mm]左右,此时的热传导率为1.0[W/mK]左右。在图11c中表示1.0[W/mK]时的制冷侧的主管与制热侧的主管的距离与温度上升的关系。从图11c可以看出,在大体20[mm]附近发生饱和。交联聚乙烯的热传导率为0.4[W/mK]左右,温度上升饱和所需要的制冷主管与制热主管的距离为15mm左右。另外,PPS的热传导率为0.22[W/mK]左右,如确保与聚丁烯相同的距离(15mm),则能够防止热干涉。
在实施方式1中,以如上述那样可使用R410A、R404A等的近共沸混合制冷剂、R407C等非共沸混合制冷剂、在化学式内包含双键的CF3CF=CH2等温室效应系数为较小的值的制冷剂或其混合物、或二氧化碳、丙烷等自然制冷剂等作为热源侧制冷剂的场合为例进行了说明,但不限于在这里列举的制冷剂。另外,在实施方式1中,以在室外机1设置了储液器17的场合为例进行了说明,但即使不设置储液器17,也进行同样的动作,产生同样的效果。
另外,一般在热源侧热交换器12及利用侧热交换器26设置风扇等送风装置,由送风促进冷凝或蒸发的场合较多,但不限于此。例如,可由利用了辐射的板式加热器那样的热交换器作为利用侧热交换器26,另外,可使用由水、防冻溶液传输热量的水冷式的类型的热交换器作为热源侧热交换器12,只要为能够散热或吸热的结构的热交换器,则可使用任何类型的热交换器。
虽然以对应于各个利用侧热交换器26设置热媒介流路切换装置22、热媒介流路切换装置23、以及热媒介流量调整装置24的场合为例进行了说明,但这不限于此。例如也可相对于1台的利用侧热交换器26连接多个。在这样的场合,只要使连接到相同的利用侧热交换器26的热媒介流路切换装置22、热媒介流路切换装置23、以及热媒介流量调整装置24同样地动作即可。另外,虽然以设置了2个热媒介间热交换器15的场合为例进行了说明,但当然不限定个数,只要能够对热媒介进行冷却或/及加热地构成,则也可设置3个以上。
另外,虽然表示了将第3热媒介温度检测机构33以及第4热媒介温度检测机构34配置在热媒介转换器3的内部的场合,但也可将它们中的一部分或全部配置在室内机2内。如将它们配置在热媒介转换器3内,则将热媒介侧的阀、泵等集中在相同的箱体内,所以,存在维修容易这样的优点。另一方面,如将它们配置在室内机2内,则能够与以往的直接膨胀式的室内机中的膨胀阀同样地处理,所以,容易处理,而且由于设在利用侧热交换器26的近旁,所以,不受到延长配管的热损失的影响,存在室内机2内的热负荷的控制性良好这样的优点。另外,在连接了多台的室内机2的系统中,即使在1台室内机2中热媒介流量调整置24发生故障,也能够比较容易地在不使其它的室内机2停止的情况下更换热媒介调节装置22。
如以上那样,实施方式1的阀块单元300以连接多个阀块350的方式构成,所以,能够实现大幅度的小型化。即,能够实现搭载有阀块单元300的热媒介转换器3的小型化。另外,由于能够容易地连接阀块350,所以,组装性提高,能够减少设置所需要的工夫、时间。另外,由于阀块单元300抑制了各配管5的热干涉,所以,能够减少能力下降。因此,如使用阀块单元300,则对节能也作出贡献。
实施方式2.
图13为表示热媒介转换器3的配置结构的图。图13的热媒介转换器3具有连接了8个阀块350的阀块单元300,能够在分别使热媒介分支到8台室内机2。通过连接在上述实施方式中说明了的阀块350,将用于使热媒介分支及汇合到各室内机2的装置、配管一体化而将其简化,进一步改善配管位置等,从而能够实现热媒介转换器3的薄型化。另外,具有8台热媒介送出装置21。8台热媒介送出装置21例如为了使由第1热媒介间热交换器15a加热了的热媒介与由第2热媒介间热交换器15b冷却了的热媒介进行循环,分别各使用4台。
在这里,图13的热媒介转换器3搭载了8个阀块350和8台热媒介送出装置21,但不限于该数量。另外,虽然不能在图13中表示,但实际上搭载了气液分离器14、节流装置16等、在图1等中热媒介转换器3所具有的装置、设备和机构等。
图14为表示阀块350的连接的图。如上述那样,能够对应于室内机2的数量连接阀块350而使其分支。然后,使各主管连接。对于在两端形成的各主管的贯通孔,例如在不与外部的配管连接的场合由帽318、319封闭。另外,在连接了阀块350后,用螺钉固定等方式将各阀块350固定在连接板500上,形成阀块单元300。这样,防止由通过阀块单元300的主管等的热媒介的压力使连接了的各阀块350脱开,并收容在箱体600中。
图15为表示收容热媒介转换器3的箱体600的结构的概略图。热媒介转换器3的箱体600通过组合金属片600a及600b而构成。在这里,热媒介转换器3固定在金属片600a上,使得不能拆卸。另一方面,金属片600b通常被用螺钉固定在金属片600a上,但通过拆下螺钉,能够在图15所示箭头的方向上错开(滑动)。为此,使金属片600b在侧面的方向上滑动而进行开闭,能够使箱体600内的热媒介转换器3露出。通过将箱体600形成为能够由金属片600b的滑动进行开闭的结构,例如即使在顶棚背面那样的相对于高度方向狭小的空间中设置了热媒介转换器3,通过使金属片600b在高度方向以外的方向上滑动,能够容易地进行拆卸。在图15中,使得能够拆卸正面、上面及右侧面,能够从这些面进行热媒介转换器3的部件更换、维修等维护作业。在这里,能够通过滑动而进行开闭的面的数量不特别限定。
另外,热媒介送出装置21、热媒介流路切换装置22及23以及热媒介流量调整装置24的阀体旋转机构310、309及311按能够从热媒介转换器3的箱体600的侧面进行更换的方式全部朝着一个方向地集中。在本实施方式的热媒介转换器3中,如图13等所示那样,至少旋转机构311、310及309、热媒介送出装置21的致动器(驱动装置)朝着作为使金属片600b滑动的方向的正面地集中。
在这里,如图4、图5所示那样,旋转机构311、310及309用螺钉安装在阀块350的侧面。例如,当旋转机构311、310或309等发生故障而进行修理、部件更换等时,例如作业人员等能够将脸和手伸到顶棚背面进行作业,拆下螺钉,将旋转机构311、310、309从热媒介转换器3拆下。另外,在将与修理、部件更换相关的机构,装置安装在热媒介转换器3上时也能够同样地进行。这样,对于热媒介转换器3,通过使特别是进行维护的可能性高的致动器那样的机构集中到一面侧(在本实施方式中的1个侧面侧),使得部件的更换等容易进行,能够大幅度地提高维护性(维修性)。
图16为表示阀块单元300与热媒介间热交换器15的配置关系的图。如上述那样,在本实施方式的热媒介转换器3中,连接阀块350,形成阀块单元300,实现薄型化。在这里,如图4a、图5等所示那样,在热媒介从室内机流动过来的回向侧,设有热媒介流路切换装置23、回向主管305及306。另外,在热媒介向室内机2流动的去向侧,设有热媒介流路切换装置22、去向主管307及308。在去向侧还设有热媒介流量调整装置24。如以上那样,在去向侧和回向侧分别设置装置,进行配管,所以,在第1支管301与第2支管302之间也产生一定以上的距离,形成空间。
因此,虽然在上述实施方式中未特别表示,但在本实施方式中,例如由微通道热交换器等那样的平板状的热交换器构成热媒介间热交换器15。在这里,微通道热交换器为例如具有多孔扁平管的热交换器,单位体积的传热面积(传热面密度)大,所以,能够以效率良好地进行热交换。
然后,在形成于第1支管301与第2支管302之间的空间中插入热媒介间热交换器15a而配置。另外,在形成于回向支管302的下部的空间中插入热媒介间热交换器15b而配置。因此,当从侧面看时,如图16所示那样,从上侧起按去向支管301、热媒介间热交换器15a、回向支管302、热媒介间热交换器15b的顺序进行配置。例如,在上述制冷主体运行等场合,热媒介间热交换器15a作为冷凝器起作用,对热媒介进行加热,热媒介间热交换器15b作为蒸发器起作用,对热媒介进行冷却。因此,如使热媒介间热交换器15a与热媒介间热交换器15b重合,则会相互进行热干涉,导致大幅度的性能下降。此处,使得热媒介间热交换器15a与热媒介间热交换器15b不重合,有效地利用由去向支管301与回向支管302形成的空间地进行配置。
另外,在图16中,将热媒介间热交换器15a配置在比热媒介间热交换器15b更上侧。热媒介间热交换器15b在制冷主体运行等场合作为蒸发器起作用,因此,热媒介间热交换器15b比周围空气的温度更低,存在发生结露的可能性。结露水落下到热媒介转换器3的下部,被收集在排水盘(图中未表示)中,从热媒介转换器3排出,但由于热媒介间热交换器15b处于下侧,所以,不会使结露水滴下到其它设备等上。另外,若热媒介间热交换器15a作为冷凝器起作用,则将周围空气加热,所以,发生上升气流,但由于处在热媒介间热交换器15b的上侧,所以,不会使热媒介间热交换器15b的作为蒸发器的性能下降。出于这样的理由,从性能的观点考虑,可以热媒介间热交换器15a设置在上侧,热媒介间热交换器15b设置在下侧。
如以上那样,按照实施方式2的热媒介转换器3,使阀块350连接,形成阀块单元300,从而将用于使热媒介分支及汇合到各室内机2的装置、配管一体化,进行简化,另外,通过改善配管位置等,能够使热媒介转换器3为薄型。另外,将作为微通道热交换器等平板状的热交换器的热媒介热交换器15插入到由去向支管301与回向支管302形成的空间中进行配置,所以,不在箱体600内设置不需要的空间,能够实现空间的有效利用,进一步实现热媒介转换器3的薄型化。因此,即使在热媒介转换器3的设置场所设置到顶棚背面等对一个方向(顶棚背面的场合为高度方向)的制约严格的环境的场合,通过有效地利用空间,也能够以效率良好地在箱体600内收容热媒介转换器3的设备、机构。另外,能够减少箱体600的容积,进一步对热媒介转换器3的薄型化作出贡献。
另外,通过使特别是进行维护的可能性高的致动器那样的机构集中到热媒介转换器3的一个面,能够容易地进行部件的更换等维护作业,能够大幅度地提高维护性。此时,能够使金属片600b朝侧面方向滑动而对箱体600进行开闭,所以,能够按不受例如高度方向窄小的空间妨碍的方式进行开闭,能够享受到由薄型化带来的优点。
实施方式3.
图17为表示热媒介转换器3的设置形态的另一例的图。在上述实施方式中,说明了按所谓的横置将热媒介转换器3设置在顶棚背面等在高度方向上存在限制的空间的情况,但不对热媒介转换器3的设置场所进行限定。例如,在如图17所示那样设置在例如人的进出等较少的室内的场合,也可按在高度方向上长的方式设置成纵置。由纵置也能够获得由薄型化产生的效果。
在这里,在形成为纵置的场合,被隐蔽在壁中的情况较多,所以,与横置类型不同,成为将正面侧的金属片600c拆下的结构。阀块单元300从维修性出发,阀体旋转机构310、309及311朝着图17所示正面,按能够容易地更换阀体旋转机构310、309及311的方式配置。另外,热媒介送出装置21不能自身对热媒介进行吸引,所以,形成为设置在热媒介转换器3的底部附近,自然地将热媒介充满到热媒介送出装置21的吸入侧的结构。箱体600的底面用于防备结露水以及万一发生的热媒介泄漏,必须形成为能够暂时地保持热媒介,能够将该热媒介排出的结构。为此,底面形成为与一般所说的排水盘相同的结构。另外,在纵置的场合,大多嵌入到壁中使用,所以,通往各室内机的支管301、302成为从上面、侧面、背面出来的结构。
实施方式4.
图18为简化地表示构成本发明实施方式4的阀块单元300a的阀块351的截面构成的纵剖视图。根据图18,与热媒介的流动一起说明阀块351的构成。其中,在实施方式2中以与实施方式1的不同点为中心进行说明,在与实施方式1相同的部分标注相同的符号,省略其说明。
在实施方式1中,热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23由分别的阀体(阀体304a、阀体304b)、以及分别的阀体旋转机构(阀体旋转机构309、阀体旋转机构310)对流路进行切换。从热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23的功能考虑,它们的动作同步。即,制冷时,热媒介流路切换装置22使阀朝着制冷方向,热媒介流路切换装置23也使阀朝着制冷方向(参照图5的虚线箭头)。另外,制热时,热媒介流路切换装置22使阀朝着制热方向,热媒介流路切换装置23也使阀朝着制热方向(参照图5的实线箭头)。
因此,能够由1个阀体旋转机构以及1个阀体对应热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23。如图18所示那样,阀块351按这样的方式构成,即,按制冷去向主管307与制冷回向主管305在水平方向上并列地配置,制热去向主管308与制热回向主管306在水平方向上并列地配置。另外,在阀块351中设置与热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23同样地起作用的热媒介流路切换装置25。即,热媒介流路切换装置25共用热媒介流路切换装置22及热媒介流路切换装置23的功能。
即,热媒介流路切换装置25选择性地切换制冷去向主管307与制热去向主管308,并且选择性地切换制冷回向主管305与制热回向主管306。该热媒介流路切换装置25由阀体旋转机构405、阀体407、连接它们的阀杆409构成。阀体旋转机构405用于使阀体407以省略了图示的旋转轴为中心旋转。阀体旋转机构405的旋转通过阀杆409传递到阀体407。而且,在图18中,以在阀块351上设置了热媒介流量调整装置24的状态为例进行了表示,但该热媒介流量调整装置24不是必须的,另外也可设置在支管302侧。
图19为用于说明阀体407的说明图。下面根据图19详细说明阀体407。图19(a)表示阀体407的立体图,图19(b)表示阀体407的俯视图,图19(c)表示阀体407的正视图(从开口部形成面侧观看的侧视图),图19(d)表示阀体407的左剖视图,图19(e)表示阀体407的仰视图。而且,在图19中,一并图示阀杆409。在图19中虽然按阀体407的长度方向处于上下方向的方式图示,但实际上如图18所示那样按阀体407的长度方向处于水平方向的方式配置。
阀体407构成为细长的圆柱形状。在该阀体407形成沿阀体407的长度方向的长孔形状(对开口部407a进行正视的状态下的形状)的开口部407a、椭圆形状(对开口部407b进行正视的状态下的形状)的开口部407b、与开口部407b连通的开口部407c。开口部407c形成在阀体407的底面。为了将开口部407b与开口部407c连通,阀体407的内部成为空心状。
即,在阀体407的开口部407b朝着下侧(在如图18那样配置的状态下为下侧)的状态下,第1支管301通过开口部407c与制冷去向主管307连通。在开口部407b朝着制冷去向主管307侧的状态下,热媒介通过开口部407b、开口部407c,将热媒介送入到室内机2(图18所示虚线箭头)。另一方面,在阀体407的开口部407b朝着上侧(在如图18那样配置的状态下为上侧)的状态下,第1支管301通过开口部407c与制热去向主管308连通。在开口部407b朝着制热去向主管308侧的状态下,热媒介通过开口部407b、开口部407c,将热媒介送入到室内机2(图18所示虚线箭头)。
同样,在阀体407的开口部407a朝着下侧(在如图18那样配置的状态下为下侧)的状态下,第2支管302与制冷回向主管305连通。在开口部407a朝着制冷回向主管305侧的状态下,来自第1支管301的热媒介流过开口部407a,热媒介流入到制冷回向主管305(图18所示虚线箭头)。另一方面,在阀体407的开口部407a朝着上侧(在如图18那样配置的状态下为上侧)的状态下,第2支管302与制热回向主管306连通。在开口部407a朝着制热回向主管306侧的状态下,来自第1支管301的热媒介流过开口部407a,热媒介流入到制热回向主管306(图18所示虚线箭头)。
通过形成为这样的结构,能够将阀体旋转机构的设置数量从2个减少为1个。因此,能够降低与减少的量相应的成本。另外,由于将热媒介流路切换装置在各组中共用,所以,实现进一步的小型化。另外,由于阀体旋转机构的数量减少,所以,也能够减小消耗电力(电流值)
图20为详细地表示阀块单元300a的结构的立体图。图21及图22为用于说明阀块351的连接的说明图。下面根据图20~图22详细说明阀块351。图21(a)表示阀块351的侧视图,图21(b)表示将阀块351连接下去的状态的图21(a)的C-C剖视图。另外,图22表示将阀块351连接下去的状态的立体图。
图20所示的阀块单元300a与实施方式1的阀块单元300同样地连接了4个阀块351(阀块351a~阀块351d),与4个室内机2连接。阀块351具有热媒介流路切换装置22、热媒介流路切换装置23、以及热媒介流量调整装置24,由此提供1分支的量。即,实施方式2的阀块单元300a形成了4个分支。
分别连接各阀块351的制冷去向主管307(从纸面右侧起图示为制冷去向主管307a、制冷去向主管307b、制冷去向主管307c)、制热去向主管308(从纸面右侧起图示为制热去向主管308a、制热去向主管308b、制热去向主管308c)、制冷回向主管305(从纸面右侧起图示为制冷回向主管305a、制冷回向主管305b、制冷回向主管305c)、制热回向主管306(从纸面右侧起图示为制热回向主管306a、制热回向主管306b、制热回向主管306c),形成主管(配管5)。而且,在纸面左侧的阀块351d当然也存在各主管。
将各主管(制冷去向主管307、制热去向主管308、制冷回向主管305、以及制热回向主管306)的一方的端部形成为内螺纹状,将另一方的端部形成为能够与内螺纹状的端部连接的外螺纹状,使得能够连接阀块351。另外,在位于阀块单元300a的两端的一方的阀块351a的制冷去向主管307a及制热去向主管308a设置将它们封闭的帽318。另一方面,在位于阀块单元300a的两端的另一方的阀块351d的制冷回向主管305d及制热回向主管306d设置将它们封闭的帽319。制热回向主管306a连到制热侧泵(第1热媒介送出装置21a)的吸入侧,制冷回向主管305a连到制冷侧泵(第2热媒介送出装置21b)的吸入侧。
通过形成为这样的结构,能够如图21及图22所示那样容易地连接多个阀块351,能够灵活地使分支数改变。另外,由于能够容易地连接阀块350,所以,阀块350的工作性(生产率)也提高,还能够实现成本降低。而且,在图21及图22中,以制冷去向主管307及制热去向主管308为例进行了说明,但对于制冷回向主管305及制热回向主管306也同样。
阀块单元300a能够对热媒介流路进行切换,并且通过连接多个阀块351,形成各主管。按照该阀块单元300a,与分别地设置流路切换装置和配管的场合相比,能够实现阀周边配管的简化。因此,能够实现搭载了阀块单元300a的单元(与实施方式1同样,为热媒介转换器3)的紧凑化。
图22中所示的孔411为阀块351的流路形成时所需要的工艺孔,由盖410封闭。如不封闭孔411,则各阀块351的回向配管将会被连接,为此,用盖410进行封闭。在盖410上设有2个密封机构410a。在这里,以密封机构410a为O形密封圈的场合为例进行了表示。从图21也可看出,在盖410设置密封机构410a,将各阀块351的回向配管隔离。
如以上那样,实施方式2的阀块单元300a通过连接多个的阀块351而构成,所以,能够实现大幅度的小型化。即,能够实现搭载了阀块单元300a的热媒介转换器3的小型化。另外,能够容易地连接阀块351,所以,组装性提高,能够减少设置所需要的工夫、时间。另外,阀块单元300a抑制了各配管5的热干涉,所以,能够减少能力下降。因此,如使用阀块单元300a,则对节能也作出贡献。
当检查阀块351的泄漏是否存在时,在连接了图4、图20所示那样的多个阀块350的阀块单元300的状态下,使用氮、氦等,施加3kgf/cm2左右的压力,确认是否从密封机构316、410a发生泄漏,然后出厂。当然,在图20的主管308、307、支管301、302、图4的主管305、306按能够加压的方式设置盖。通过这样在阀块单元300的状态下实施泄漏检查,能够缩短检查时间,提高生产效率。另外,按实际在产品中使用的分支数进行检查,能够实现质量的稳定,生产时间也能够缩短,使成本降低。这是因为,在例如对各阀块350实施泄漏检查时,在组成为阀块单元300后也需要进行泄漏检查,所以,要实施2次泄漏检查,产生了浪费。
实施方式5.
在上述实施方式中,说明了将阀块单元300搭载在热媒介转换器3上的场合,但使用阀块单元300的设备不限于热媒介转换器3。例如在空调装置内的其它的三通阀、流量控制装置中也可使用阀块单元300。另外,通过阀块单元300的流体也不限于水等,也可使制冷剂等别的流体通过。
在这里,在将阀块单元300适用于一般在空调装置中使用的制冷剂的场合,从设计压力的观点出发,难以将塑料材料适用于阀块350的主体,所以,使用黄铜、铝等。另外,如介质的种类改变,则考虑到膨润、劣化,密封机构316等也需要选定适于该流体的部件。阀块350的主体材料当然也要考虑到腐蚀等对材质进行选择。
另外,例如在上述实施方式中,说明了这样的场合,即,使由热媒介间热交换器15a加热了的热媒介通过主管306、308,使由热媒介间热交换器15b冷却了的热媒介通过主管305、307,但不限于此。在两主管中,可能存在使与例如冷却(加热)相关的不同温度的热媒介通过等各种形式。另外,对于上述阀块单元300,不仅在空调装置中,例如也可在制冷去向主管307中使通常的水(冷水)流动,在制热去向主管308中使来自锅炉的热水流动,对热媒介流路切换装置22的阀体304a的位置进行调节,使热水与冷水混合。这样,能够自如地对从支管301出来的热水的温度进行控制,在生成浴缸用的热水、淋浴用的热水的用途中也可使用。
符号的说明
1室外机,2室内机,2a室内机,2b室内机,2c室内机,2d室内机,3热媒介转换器,4制冷剂配管,4a连接配管,4b连接配管,5配管,5a配管,5b配管,10压缩机,11四通阀,12热源侧热交换器,13a单向阀,13b单向阀,13c单向阀,13d单向阀,14气液分离器,15热媒介间热交换器,15a第1热媒介间热交换器,15b第2热媒介间热交换器,16节流装置,16a节流装置,16b节流装置,16c节流装置,16d节流装置,16e节流装置,17储液器,21热媒介送出装置,21a第1热媒介送出装置,21b第2热媒介送出装置,22热媒介流路切换装置,22a热媒介流路切换装置,22b热媒介流路切换装置,22c热媒介流路切换装置,22d热媒介流路切换装置,23热媒介流路切换装置,23a热媒介流路切换装置,23b热媒介流路切换装置,23c热媒介流路切换装置,23d热媒介流路切换装置,24热媒介流量调整装置,24a热媒介流量调整装置,24b热媒介流量调整装置,24c热媒介流量调整装置,24d热媒介流量调整装置,25热媒介流路切换装置,26利用侧热交换器,26a利用侧热交换器,26b利用侧热交换器,26c利用侧热交换器,26d利用侧热交换器,31第1热媒介温度检测机构,31a第1热媒介温度检测机构,31b第1热媒介温度检测机构,32第2热媒介温度检测机构,32a第2热媒介温度检测机构,32b第2热媒介温度检测机构,33第3热媒介温度检测机构,33a第3热媒介温度检测机构,33b第3热媒介温度检测机构,33c第3热媒介温度检测机构,33d第3热媒介温度检测机构,34第4热媒介温度检测机构,34a第4热媒介温度检测机构,34b第4热媒介温度检测机构,34c第4热媒介温度检测机构,34d第4热媒介温度检测机构,35第1制冷剂温度检测机构,36制冷剂压力检测机构,37第2制冷剂温度检测机构,38第3制冷剂温度检测机构,100空调装置,300阀块单元,300a阀块单元,301第1支管,302第2支管,303阀体,303a开口部,303b流路,304阀体,304a阀体,304aa开口部,304ab流路,304b阀体,305制冷回向主管,305a制冷回向主管,305b制冷回向主管,305c制冷回向主管,305d制冷回向主管,306制热回向主管,306a制热回向主管,306b制热回向主管,306c制热回向主管,306d制热回向主管,307制冷去向主管,307a制冷去向主管,307b制冷去向主管,307c制冷去向主管,307d制冷去向主管,308制热去向主管,308a制热去向主管,308b制热去向主管,308c制热去向主管,308d制热去向主管,309阀体旋转机构,310阀体旋转机构,311阀体旋转机构,312阀杆,313阀杆,314阀杆,316密封机构,318帽,319帽,320接头,321工艺孔,350阀块,350a阀块,350b阀块,350c阀块,350d阀块,351阀块,351a阀块,351b阀块,351c阀块,351d阀块,355切缝,405阀体旋转机构,407阀体,407a开口部,407b开口部,407c开口部,409阀杆,410盖,410a密封机构,411孔,500连接板,600箱体,600a,600b,600c金属片。

Claims (9)

1.一种热媒介转换器,分别由不同的配管系统与1个或多个室外机及多个室内机连接,使在与上述室外机之间循环的制冷剂与不同于上述制冷剂的热媒介进行热交换,在与室内机之间使上述热媒介循环;其特征在于:
设有连接了多个阀块的阀块单元,该阀块至少将与室内机连接的多个支管、成为与热交换相关的热媒介的流路的多个主管、以及对与上述支管连通的主管进行切换的热媒介流路切换装置进行一体化。
2.根据权利要求1所述的热媒介转换器,其特征在于:使对在上述支管中流动的上述热媒介的流量进行调节的热媒介流量调节装置进一步一体化于上述各阀块。
3.根据权利要求1或2所述的热媒介转换器,其特征在于:还具有:分别独立地使上述制冷剂与上述热媒介进行热交换的多个热媒介热交换器和
分别对与各热媒介热交换器的热交换相关的热媒介进行加压的多个热媒介送出装置。
4.根据权利要求1~3中任何一项所述的热媒介转换器,其特征在于:由连接板连接上述多个阀块而对其进行固定。
5.根据权利要求3或4所述的热媒介转换器,其特征在于:按能够从相同面侧装拆的方式设置上述热媒介送出装置和上述阀块的上述热媒介流路切换装置。
6.根据权利要求3~5中任何一项所述的热媒介转换器,其特征在于:与2根上述支管交替地配置平板状的至少1台上述热媒介热交换器。
7.根据权利要求3~6中任何一项所述的热媒介转换器,其特征在于:至少收容上述多个热媒介热交换器、上述阀块单元及多个热媒介送出装置的箱体为滑动而进行开闭的结构。
8.根据权利要求3~7中任何一项所述的热媒介转换器,其特征在于:在上述多个热媒介热交换器中,一部分的热媒介热交换器用于上述热媒介的加热,余下的热媒介热交换器用于上述热媒介的冷却。
9.一种空调装置,其特征在于:具有:
如权利要求1~8中任何一项所述的热媒介转换器,
与该热媒介转换器进行配管连接,使制冷剂进行循环的1个或多个室外机,以及
由与1个或多个室外机不同的系统与上述热媒介转换器进行上述连接,使热媒介循环的1个或多个室内机。
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