CN102947653A - 冷冻空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的冷冻空调装置,能够同时处理制冷负荷、制热负荷等空调负荷以及冷藏/冷冻负荷,可终年供给稳定的热源。冷冻空调装置(100)可将蓄积在一次侧制冷剂中的热能或冷能经由室内热交换器(118)作为空调负荷加以利用;并且,可将蓄积在一次侧制冷剂中的冷能经由第一制冷剂-制冷剂热交换器(131)传递到在冷藏/冷冻用冷冻循环(2)中循环的二次侧制冷剂,从而作为冷藏/冷冻负荷加以利用。

Description

冷冻空调装置
技术领域
本发明涉及搭载有热泵循环、将空气调节装置和冷冻装置一体化的冷冻空调装置,特别涉及能终年实现热源稳定供给的冷冻空调装置。
背景技术
已往,提出了如下的冷冻空调装置,采用级联式热交换器将空调装置和冷冻装置一体化,利用二元冷冻循环同时提供制冷负荷、制热负荷、供热水负荷。
作为这样的冷冻空调装置提出有如下的空调冷冻装置:“具有空调系统部、冷却系统部和级联式热交换器,上述空调系统部具有空调用压缩机、热源侧热交换器和利用侧热交换器,由该利用侧热交换器进行被空调室的空气调节;上述冷却系统部具有冷却用压缩机、冷凝器和蒸发器,由该蒸发器对配置在被空调室的冷却储藏设备进行冷却;上述级联式热交换器被供给空调系统部的低压侧空调用制冷剂和冷冻系统部的高压侧冷却用制冷剂,借助空调用制冷剂,使冷却用制冷剂过冷却;在该空调冷冻装置中具有遥控操作机构,该遥控操作机构向上述空调系统部发出包含运转/停止在内的各种指示;在该空调冷冻装置中具有禁止机构,在上述冷却系统部的冷却用压缩机运转了时,禁止该遥控操作机构发出的指示之中的、至少运转/停止以外的指示”(例如见专利文献1)。
另外,已往提出有如下的冷冻系统:“具有由压缩机、热源侧热交换器、减压装置和利用侧热交换器构成的空调用制冷剂回路,由压缩机、冷凝器、减压装置和蒸发器构成的冷却储藏设备用制冷剂回路,以及使上述空调用制冷剂回路的低压侧与上述冷却储藏设备用制冷剂回路的高压侧进行热交换的级联式热交换器及过冷却用热交换器;在上述空调用制冷剂回路的制热运转时,使上述冷却储藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂,通过上述级联式热交换器、上述冷凝器,流到过冷却用热交换器”(例如见专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-249241号公报(第4~5页,图1等)
专利文献2:日本特开2007-100986号公报(第4~5页,图1等)
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述专利文献1、专利文献2记载的冷冻空调装置中,空调回路和冷藏/冷冻回路的压缩机等的大部分作为一个热源机单元构成,从而不能根据空调负荷和冷藏/冷冻负荷的比例不同来选定热源机单元。另外,由于从热源机单元到全部的负荷侧单元都需要连接配管,所以,使用配管量增加、制冷剂量增加,导致安装费用也增加。
本发明是为了解决上述问题而作出的,其目的是提供一种冷冻空调装置,能同时处理制冷负荷、制热负荷等空调负荷和冷藏/冷冻负荷,可终年实现稳定的热源供给。
解决课题的技术方案
本发明的冷冻空调装置的特征在于,该冷冻空调装置具有空调用冷冻循环和冷藏/冷冻用冷冻循环;在上述空调用冷冻循环,空调用压缩机、热源侧热交换器、第一节流机构以及利用侧热交换器串联连接,并且,上述空调用压缩机、上述热源侧热交换器、第二节流机构以及第一制冷剂-制冷剂热交换器的一次侧串联连接,使一次侧制冷剂循环;在上述冷藏/冷冻用冷冻循环,冷冻用压缩机、上述第一制冷剂-制冷剂热交换器的二次侧、第三节流机构以及冷冻用热交换器串联连接,使二次侧制冷剂循环;能将蓄积在上述一次侧制冷剂中的热能或冷能经由上述利用侧热交换器作为空调负荷加以利用;并且,能将蓄积在上述一次侧制冷剂中的冷能传递到上述二次侧制冷剂,从而作为冷藏/冷冻负荷加以利用。
发明效果
根据本发明的冷冻空调装置,可同时处理空调负荷、冷藏/冷冻负荷,可终年供给稳定的热源。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的冷冻空调装置的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。
图2是表示本发明第一实施方式的冷冻空调装置在制冷主体运转时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图3是表示本发明第二实施方式的冷冻空调装置的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。
图4是表示本发明第三实施方式的冷冻空调装置的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。
图5是表示本发明第四实施方式的冷冻空调装置的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。
第一实施方式
图1是表示本发明第一实施方式的冷冻空调装置100的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。下面,参照图1,说明通过冷热同时运转来回收热这种类型的冷冻空调装置100的制冷剂回路结构及动作。该冷冻空调装置100设置在楼房、公寓、酒店等,利用使制冷剂循环的冷冻循环,可同时供给空调负荷及冷藏/冷冻负荷。另外,在包括图1在内的下面各图中,存在各构成部件的大小关系与实物不同的情况。另外,图1中,表示冷冻空调装置100执行制热主体运转时的制冷剂的流动状况。
第一实施方式的冷冻空调装置100至少具有空调用冷冻循环1和冷藏/冷冻用冷冻循环2。空调用冷冻循环1和冷藏/冷冻用冷冻循环2构成为在制冷剂-制冷剂热交换器131处彼此的制冷剂不混合地进行热交换。另外,将在空调用冷冻循环1中循环的制冷剂称为一次侧制冷剂,将在冷藏/冷冻用冷冻循环2中循环的制冷剂称为二次侧制冷剂。另外,将对冷藏/冷冻的表述称为冷藏和/或冷冻。
[空调用冷冻循环1]
空调用冷冻循环1由热源机A、承担例如制冷负荷的室内机B(下面称为制冷室内机B)、承担例如制热负荷的室内机C(下面称为制热室内机C)、作为冷藏/冷冻用冷冻循环2的热源的冷藏/冷冻用增强单元D(具体地说是制冷剂-制冷剂热交换器131的一次侧)和中继机E构成。另外,虽然将室内机B作为制冷室内机、将室内机C作为制热室内机进行说明,但是,这仅仅是室内机B、室内机C的功能的一例,室内机B也可以承担制热负荷,室内机C也可以承担制冷负荷。另外,仅称为室内机时,表示室内机B和室内机C二者。
如图1所示,制冷室内机B、制热室内机C和冷藏/冷冻用增强单元D的空调用冷冻循环1侧,经由中继机E与热源机A并联连接。该中继机E设置在热源机A与制冷室内机B、制热室内机C及冷藏/冷冻用增强单元D的空调用冷冻循环1侧之间,切换一次侧制冷剂的流动,由此使制冷室内机B、制热室内机C和冷藏/冷冻用增强单元D发挥其功能。另外,将冷藏/冷冻用增强单元D的空调用冷冻循环1侧称为冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧,将冷藏/冷冻用冷冻循环2侧称为冷藏/冷冻用增强单元D的二次侧。
[热源机A]
热源机A具有经由中继机E将热能或冷能供给到制冷室内机B、制热室内机C及冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧的功能。该热源机A中,搭载有利用配管串联连接的空调用压缩机101、作为流路切换机构的四通阀102、室外热交换器(热源侧热交换器)103和储存器104。另外,热源机A中,用于向室外热交换器103供给空气的风扇等送风机可以设置在室外热交换器103的附近位置。
空调用压缩机101吸入一次侧制冷剂,将该一次侧制冷剂压缩成为高温/高压的状态。四通阀102切换一次侧制冷剂的流动。室外热交换器103具有作为蒸发器、散热器(冷凝器)的功能,在从未图示的送风机供给来的空气与一次侧制冷剂之间进行热交换,将一次侧制冷剂蒸发气化或冷凝液化。储存器104配置在空调用压缩机101的吸入侧,储存过剩的一次侧制冷剂。另外,储存器104只要是能储存过剩的一次侧制冷剂的容器即可。
另外,热源机A中,设有止回阀105a和止回阀105b,其中,止回阀105a只容许一次侧制冷剂在位于室外热交换器103与中继机E之间的高压侧连接配管106中朝预定方向(从热源机A朝中继机E的方向)流动;止回阀105b只容许一次侧制冷剂在位于四通阀102与中继机E之间的低压侧连接配管107中朝预定方向(从中继机E朝热源机A的方向)流动。
高压侧连接配管106和低压侧连接配管107由第一连接配管10和第二连接配管11连接,其中,第一连接配管10将止回阀105a的下游侧和止回阀105b的下游侧连接,第二连接配管11将止回阀105a的上游侧和止回阀105b的上游侧连接。在第一连接配管10,设有只容许一次侧制冷剂从低压侧连接配管107朝高压侧连接配管106的方向流通的止回阀105c。在第二连接配管11,也设有只容许一次侧制冷剂从低压侧连接配管107朝高压侧连接配管106的方向流通的止回阀105d。
[室内机]
室内机具有接受从热源机A供给的冷能或热能并承担制冷负荷或制热负荷的功能。室内机中,搭载有串联连接的空调用节流机构117和室内热交换器(利用侧热交换器)118。图1中,以连接有2台制冷室内机B、2台制热室内机C的状态为例进行了表示。另外,室内机中,用于向室内热交换器118供给空气的风扇等送风机可以设置在室内热交换器118的附近。为方便起见,将从中继机E连接到室内热交换器118的配管称为连接配管12。将从中继机E连接到空调用节流机构117的配管称为连接配管13。
空调用节流机构117具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将一次侧制冷剂减压而使其膨胀。该空调用节流机117可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。室内热交换器118具有作为散热器(冷凝器)、蒸发器的功能,在未图示的送风机供给来的空气与一次侧制冷剂之间进行热交换,将一次侧制冷剂冷凝液化或蒸发气化。
[冷藏/冷冻用增强单元D]
冷藏/冷冻用增强单元D具有将来自于热源机A的冷能经由制冷剂-制冷剂热交换器131传递到冷藏/冷冻用冷冻循环2的功能。在冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧,节流机构119和制冷剂-制冷剂热交换器131串联连接。空调用冷冻循环1和冷藏/冷冻用冷冻循环2,通过制冷剂-制冷剂热交换器131级联连接。即,制冷剂-制冷剂热交换器131,在一次侧制冷剂和二次侧制冷剂之间进行热交换。
节流机构119与空调用节流机构117同样地具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将一次侧制冷剂减压而使其膨胀。该节流机构119可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。制冷剂-制冷剂热交换器131具有作为散热器(冷凝器)、蒸发器的功能,在冷藏/冷冻用冷冻循环2中循环的二次侧制冷剂与空调用冷冻循环1中循环的一次侧制冷剂之间进行热交换。另外,为方便起见,将从中继机E连接到制冷剂-制冷剂热交换器131的配管称为连接配管14,将从中继机E连接到节流机构119的连接配管称为连接配管15。
[中继机E]
中继机E将利用侧单元(室内机B、室内机C和冷藏/冷冻用增强单元D)与热源机A连接,通过择一地开闭第一分配部109的阀机构109a或阀机构109b中的任一个,决定是将室内热交换器118作为散热器还是蒸发器、将制冷剂-制冷剂热交换器131作为冷水器还是供热水机。该中继机E至少具有气液分离器108、第一分配部109、第二分配部110、第一内部热交换器111、第一中继机用节流机构112、第二内部热交换器113和第二中继机用节流机构114。
在第一分配部109中,连接配管12和连接配管14被分支为两个,一个分支(连接配管12b和连接配管14b)与低压侧连接配管107连接,另一个分支(连接配管12a和连接配管14a)与连接配管(称为连接配管16)连接,该连接配管16与气液分离器108连接。另外,在连接配管12a和连接配管14a上,设有被控制开闭而使制冷剂通过或不通过的阀机构109a。在连接配管12b和连接配管14b上,设有被控制开闭而使制冷剂通过或不通过的阀机构109b。
在第二分配部110中,连接配管13和连接配管15被分支为两个,一个分支(连接配管13a和连接配管15a)在第一汇合部115处连接,另一个分支(连接配管13b和连接配管15b)在第二汇合部116处连接。另外,在第二分配部110中,在连接配管13a和连接配管15a上,设有只容许制冷剂朝一个方向流通的止回阀110a,在连接配管13b和连接配管15b上,设有只容许制冷剂朝一个方向流通的止回阀110b。另外,也可以使用电磁阀那样的阀机构来代替止回阀110a、止回阀110b。这样,在第二分配部110中可以可靠地进行流路的切换。
第1汇合部115从第二分配部110经由第一中继机用节流机构112和第一内部热交换器111与气液分离器108连接。第二汇合部116,在第二分配部110与第二内部热交换器113之间分支,一个分支经由第二内部热交换器113与位于第二分配部110和第一中继机用节流机构112之间的第一汇合部115连接,另一个分支(第二汇合部116a)经由第二中继机用节流机构114、第二内部热交换器113及第一内部热交换器111与低压侧连接配管107连接。
气液分离器108用于将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂,设置于高压侧连接配管106,一方与第一分配部109的阀机构109a连接,另一方经过第一汇合部115与第二分配部110连接。第一分配部109,借助阀机构109a或阀机构109b中的任一个被择一地开闭,使制冷剂相对于室内热交换器118和制冷剂-制冷剂热交换器131流出或流入。第二分配部110,借助止回阀110a和止回阀110b,容许制冷剂朝任一方流动。
第一内部热交换器111设置于位于气液分离器108与第一中继机用节流机构112之间的第一汇合部115,在通过第一汇合部115的制冷剂与通过第二汇合部116分支出的第二汇合部116a的制冷剂之间进行热交换。第一中继机用节流机构112设置于位于第一内部热交换器111与第二分配部110之间的第一汇合部115,将制冷剂减压而使其膨胀。该第一中继机用节流机构112可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。
第2内部热交换器113设置于第二汇合部116,在通过第二汇合部116的制冷剂与通过第二汇合部116分支出的第二汇合部116a的制冷剂之间进行热交换。第二中继机用节流机构114设置于位于第二内部热交换器113与第二分配部110之间的第二汇合部116,具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将制冷剂减压而使其膨胀。与第一中继机用节机构112同样地,该第二中继机用节流机构114可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。
如上所述,空调用冷冻循环1构成为:空调用压缩机101、四通阀102、室内热交换器118、空调用节流机构117、室外热交换器103、储存器104串联连接,空调用压缩机101、四通阀102、制冷剂-制冷剂热交换器131、节流机构119、室外热交换器103、储存器104串联连接,室内热交换器118和制冷剂-制冷剂热交换器131经由中继机E并联连接,制冷剂在其中循环。
另外,空调用压缩机101的类型没有特别限定,只要是能将吸入的制冷剂压缩成为高压状态即可。例如,可以采用往复式、旋转式、涡旋式或者螺杆式等各种类型来构成空调用压缩机101。该空调用压缩机101可以是利用逆变器而转速可变控制的类型,也可以是转速固定的类型。
另外,在空调用冷冻循环1中循环的制冷剂的种类没有特别限定,例如,可以采用二氧化碳(CO2)、碳化氢、氦等自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂、或现有产品中使用的R22、R134a等氟系制冷剂。
在此,参照图1,说明冷冻空调装置100执行制热主体运转时的、空调用冷冻循环1中的一次侧制冷剂的流动。冷冻空调装置100具有:全部的室内机执行制冷运转的全制冷运转模式、全部的室内机执行制热运转的全制热运转模式、冷热混合且制冷负荷一方偏大的制冷主体运转模式(参照图2)、以及冷热混合且制热负荷一方偏大的制热主体运转模式。另外,图1中,用止回阀及阀机构的开闭状态(空白(开状态),涂黑(闭状态)),表示制冷剂的流动。
由空调用压缩机101成为了高温/高压的气体状态的一次侧制冷剂,从空调用压缩机101排出,经由四通阀102,通过止回阀105c,导入高压侧连接配管106,以过热气体状态流入中继机E的气液分离器108。流入了气液分离器108的过热气体状态的一次侧制冷剂,经过连接配管16,被分配到第一分配部109的阀机构109a打开的回路、即制热室内机C。流入到制热室内机C的一次侧制冷剂,在室内热交换器118散热(即,加热室内空气),由空调用节流机构117减压,在第一汇合部115合流。
另一方面,流入了气液分离器108的过热气体状态的一次侧制冷剂的一部分,与由第二中继机用节流机构114膨胀成为低温/低压的一次侧制冷剂在第一内部热交换器111进行热交换,由此得到过冷却度。然后,通过第一中继机用节流机构112,与作为空调用而利用的一次侧制冷剂(流入制热室内机C、在室内热交换器118散热了的一次侧制冷剂)在第一汇合部115合流。另外,也可以将第一中继机用节流机构112全闭,而完全没有通过了第一中继机用节流机构112的一部分过热气体状态的一次侧制冷剂。
然后,合流后的一次侧制冷剂,与由第二中继机用节流机构114膨胀成低温/低压的一次侧制冷剂在第二内部热交换器113进行热交换,得到过冷却度。之后,该一次侧制冷剂被分配到第二汇合部116侧和第二中继机用节流机构114侧。
通过了第二汇合部116的一次侧制冷剂被分配到阀机构109b打开的回路、即制冷室内机B和冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧。流入到制冷室内机B的一次侧制冷剂,由空调用节流机构117膨胀成为低温/低压,在室内热交换器118蒸发,经过阀机构109b流入低压侧连接配管107。流入到冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧的一次侧制冷剂,由节流机构119膨胀成为低温/低压,在制冷剂-制冷剂热交换器131蒸发,经过阀机构109b,流入低压侧连接配管107。
另外,通过了第二中继机用节流机构114的一次侧制冷剂,在第二内部热交换器113和第一内部热交换器111进行热交换而蒸发,在低压侧连接配管107,与流出制冷室内机B及冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧的一次侧制冷剂合流。在低压侧连接配管107合流后的一次侧制冷剂,通过止回阀105d,被导向室外热交换器103,使根据运转条件而残留的液体制冷剂蒸发,经过四通阀102、储存器104,返回到空调用压缩机101。
[冷藏/冷冻用冷冻循环2]
冷藏/冷冻用冷冻循环2通过冷藏/冷冻用增强单元D(具体地说是制冷剂-制冷剂热交换器131的二次侧)和冷藏/冷冻单元F构成。即,冷藏/冷冻用冷冻循环2是通过利用配管将搭载于冷藏/冷冻用增强单元D的冷冻用压缩机130、制冷剂-制冷剂热交换器131、冷冻用节流机构132和搭载于冷藏/冷冻单元F的冷冻用热交换器133串联连接而构成的。该冷藏/冷冻用冷冻循环2,借助搭载于冷藏/冷冻用增强单元D的制冷剂-制冷剂热交换器131,与空调用冷冻循环1连接。
[冷藏/冷冻用增强单元D]
如上所述,冷藏/冷冻用增强单元D具有将来自于热源机A的热能或冷能经由制冷剂-制冷剂热交换器131传递到冷藏/冷冻用冷冻循环2的功能。在冷藏/冷冻用增强单元D的二次侧,冷冻用压缩机130、制冷剂-制冷剂热交换器131的二次侧和冷冻用节流机构132串联连接。
冷冻用压缩机130吸入二次侧制冷剂,将该二次侧制冷剂压缩成为高温/高压的状态。该冷冻用压缩机130可以是利用逆变器而转速可变控制的类型,也可以是转速固定的类型。另外,冷冻用压缩机130的类型没有特别限定,只要是能将吸入的二次侧制冷剂压缩成为高压状态即可。例如,可以采用往复式、旋转式、涡旋式或者螺杆式等各种类型来构成冷冻用压缩机130。
如上所述,制冷剂-制冷剂热交换器131,在空调用冷冻循环1中循环的一次侧制冷剂与冷藏/冷冻用冷冻循环2中循环的二次侧制冷剂之间,进行热交换。冷冻用节流机构132具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将二次侧制冷剂减压而使其膨胀。该冷冻用节流机构132可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。
另外,冷藏/冷冻用冷冻循环2中循环的二次侧制冷剂的种类没有特别限定,例如可以采用二氧化碳、碳化氢、氦等的自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂、或现有产品中使用的R22、R134a等氟系制冷剂。
[冷藏/冷冻单元F]
冷藏/冷冻单元F具有接受从冷藏/冷冻用增强单元D供给的冷能、承担冷藏/冷冻负荷的功能。在冷藏/冷冻单元F中,搭载有冷冻用热交换器133。该冷冻用热交换器133设在冷藏/冷冻用增强单元D的冷冻用节流机构132与冷冻用压缩机130之间,具有作为蒸发器的功能,在从未图示的送风机供给的空气与二次侧制冷剂之间进行热交换,将二次侧制冷剂蒸发气化。另外,在冷藏/冷冻单元F中,用于向冷冻用热交换器133供给空气的风扇等送风机可以设在冷冻用热交换器133的附近。
在此,说明冷藏/冷冻用冷冻循环2中的一次侧制冷剂的流动。
首先,由冷冻用压缩机130成为了高温/高压的供热水用制冷剂,从冷冻用压缩机130排出,流入制冷剂-制冷剂热交换器131。在该制冷剂-制冷剂热交换器131中,流入的二次侧制冷剂被在空调用冷冻循环1中循环的一次侧制冷剂冷却、冷凝。该二次侧制冷剂由冷冻用节流机构132膨胀。膨胀了的二次侧制冷剂从冷藏/冷冻用增强单元D流出,流入冷藏/冷冻单元F。
流入了冷藏/冷冻单元F的二次侧制冷剂,在冷冻用热交换器133从自未图示的送风机供给来的空气中吸热而蒸发,从冷藏/冷冻单元F流出。从冷藏/冷冻单元F流出的二次侧制冷剂流入冷藏/冷冻用增强单元D的二次侧,返回到冷冻用压缩机130。
另外,虽然未图示出,但冷冻空调装置100中可以设置:检测一次侧制冷剂的排出压力、吸入压力的传感器,检测一次侧制冷剂的排出温度、吸入温度的传感器,检测流出或流入室外热交换器103的一次侧制冷剂的温度的传感器,检测被吸入到热源机A的外部空气温度的传感器,检测流出或流入室内热交换器118的一次侧制冷剂的温度的传感器,检测二次侧制冷剂的排出压力、吸入压力的传感器,检测二次侧制冷剂的排出温度、吸入温度的传感器,检测流出或流入冷冻用热交换器133的二次侧制冷剂的温度的传感器,检测被吸入到冷藏/冷冻单元F的外部空气温度的传感器,检测流出或流入制冷剂-制冷剂热交换器131的一次侧制冷剂及二次侧制冷剂的温度的传感器等。
由这些各种传感器检测到的信息(温度信息、压力信息等)被送到控制冷冻空调装置100的动作的省略图示的控制机构,用于控制空调用压缩机101的驱动频率、四通阀102的切换、阀机构109a及阀机构109b的开闭、冷冻用压缩机130的驱动频率、各节流装置的开度等。
另外,如上所述,空调用冷冻循环1和冷藏/冷冻用冷冻循环2,是各自独立的制冷剂回路结构(空调用冷冻循环1和冷藏/冷冻用冷冻循环2),所以,在各制冷剂回路中循环的制冷剂可以是相同种类,也可以是不同种类。即,各制冷剂回路的制冷剂以在制冷剂-制冷剂热交换器131彼此进行热交换而不混合的方式流动。
另外,在空调用冷冻循环1中,表示了用储液器(储存器104)储存剩余制冷剂的情况,但并不限定于此,在冷冻循环中,如果用作为散热器的热交换器储存,则也可以省略储存器104。进而,图1中,以连接2台制冷室内机B和制热室内机C的状态为例进行了表示,但是也可以连接1台以上的制冷室内机B、0台或1台以上的制热室内机C。
另外,图1中,以冷藏/冷冻用增强单元D和冷藏/冷冻单元F都是连接了1台的状态为例进行了表示,但连接台数并无限定。例如,也可以连接2台以上的冷藏/冷冻用增强单元D,也可以连接2台以上的冷藏/冷冻单元F。另外,搭载的各室内机和冷藏/冷冻用增强单元D的容量可以全部相同,也可以从大到小各不相同。
如上所述,在第一实施方式的冷冻空调装置100中,用二元循环构成了冷藏或冷冻负荷系统,因此,在提供低温的冷冻需求(例如-20℃)时,只要将冷藏/冷冻用冷冻循环2的蒸发器(冷冻用热交换器133)的温度设为低温(例如蒸发温度-25℃)即可,在另外存在制冷空调负荷时,也不必降低制冷室内机B的蒸发温度(例如0℃),所以,既可保持空调负荷侧的室内舒适性又可实现节能。另外,例如,在冬季的空调制冷运转中有低温的供热水需求时,在冷冻空调装置100中,由于对冷藏/冷冻用冷冻循环2回收的排热再利用,进行制热空调,所以,系统COP大幅度提高,实现节能。
图2是表示本发明第一实施方式的冷冻空调装置100执行制冷主体运转时的、制冷剂流动的制冷剂回路图。下面,参照图2,说明冷冻空调装置100执行的空调用冷冻循环1的制冷主体运转。另外,图2中,用止回阀及阀机构的开闭状态(空白(开状态),涂黑(闭状态)),表示制冷剂的流动。
由空调用压缩机101成为了高温/高压气体状态的一次侧制冷剂,从空调用压缩机101排出,经由四通阀102,流入室外热交换器103。流入了室外热交换器103的一次侧制冷剂,向供给到室外热交换器103的空气散热,被冷却到周围空气温度的程度。该一次侧制冷剂从室外热交换器103流出,通过止回阀105a,导入高压侧连接配管106,向中继机E的气液分离器108流入。
流入了气液分离器108的一次侧制冷剂从气液分离器108流出,流入第一内部热交换器111。流入了第一内部热交换器111的一次侧制冷剂,与由第二中继机用节流机构114膨胀成为低温/低压的一次侧制冷剂进行热交换,由此得到过冷却度。然后,一次侧制冷剂通过第一中继机用节流机构112,与作为空调用而被利用的一次侧制冷剂在第一汇合部115合流。之后,合流后的一次侧制冷剂,与由第二中继机用节流机构114膨胀成为低温/低压的一次侧制冷剂在第二内部热交换器113进行热交换,这样,进一步得到过冷却度。然后,合流后的一次侧制冷剂被分配为流过第二汇合部116的一次侧制冷剂和流过第二中继机用节流机构114的一次侧制冷剂。
另外,通过了第二汇合部116的一次侧制冷剂被分配到阀机构109b打开的回路、即制冷室内机B和冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧。流入制冷室内机B的一次侧制冷剂,由空调用节流机构117膨胀成为低温/低压,在室内热交换器118蒸发,经过阀机构109b,流入低压侧连接配管107。流入到冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧的一次侧制冷剂,由节流机构119膨胀成为低温/低压,在制冷剂-制冷剂热交换器131蒸发,经过阀机构109b,流入低压侧连接配管107。
另外,通过了第二中继机用节流机构114的一次侧制冷剂,在第二内部热交换器113和第一内部热交换器111进行热交换而蒸发,在低压侧连接配管107,与流出制冷室内机B及冷藏/冷冻用增强单元D的一次侧的一次侧制冷剂合流。
另一方面,在气液分离器108分离后的气体状态的一次侧制冷剂,通过阀机构109a被分配到制热室内机C。流入了制热室内机C的一次侧制冷剂,在室内热交换器118散热,在空调用节流机构117被减压,在第一汇合部115合流。
最终,在低压侧连接配管107合流后的一次侧制冷剂,经过止回阀105b、四通阀102、储存器104,返回空调用压缩机101。另外,在冷藏/冷冻用冷冻循环2中循环的二次侧制冷剂的流动,与制热主体运转时相同。
因此,根据冷冻空调装置100,可根据空调、冷藏、冷冻各自的负荷需求而选定最适合的负荷侧单元,从热源机A到各负荷侧单元之间不必另外设置新的配管,只要从中继机E到负荷侧单元用配管连接即可,所以,可以减少配管使用量。另外,根据冷冻空调装置100,由于采用可同时进行制冷负荷、制热负荷的空调复合系统,所以,可以用二元冷冻循环,与空调负荷同时地提供冷藏/冷冻负荷。因此,根据冷冻空调装置100,可终年供给稳定的热源。另外,根据冷冻空调装置100,由于可终年地用负荷侧单元进行热回收,所以,可实现节能运转。
第二实施方式
图3是表示本发明第二实施方式的冷冻空调装置100a的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。下面,参照图3,说明通过冷热同时运转来回收热这种类型的冷冻空调装置100a的制冷剂回路结构。与第一实施方式的冷冻空调装置100同样地,该冷冻空调装置100a设置在楼房、公寓、酒店等,利用使制冷剂循环的冷冻循环,可同时供给空调负荷以及冷藏/冷冻负荷。另外,第二实施方式中,以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,对与第一实施方式相同的部分标注相同标记,其说明从略。
在第一实施方式中,以将冷藏/冷冻用增强单元D和冷藏/冷冻单元F设为分别的框体并利用配管将它们连接的结构为例进行表示。而在第二实施方式中,以将冷藏/冷冻用增强单元和冷藏/冷冻单元F设为同一个框体(图3所示的单元G)的结构为例进行表示。将冷藏/冷冻用增强单元和冷藏/冷冻单元设为同一个框体G,可以更加节约配管量,可降低总的单元设置面积、制造成本。
第三实施方式
图4是表示本发明第三实施方式的冷冻空调装置100b的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。下面,参照图4,说明通过冷热同时运转来回收热这种类型的冷冻空调装置100b的制冷剂回路结构及动作。与第一实施方式的冷冻空调装置100同样地,该冷冻空调装置100b设置在楼房、公寓、酒店等,利用使制冷剂循环的冷冻循环,可同时供给空调负荷、供热水负荷以及冷藏/冷冻负荷。另外,第三实施方式中,以与第一实施方式及第二实施方式的不同点为中心进行说明,对与第一实施方式及第二实施方式相同的部分标注相同标记,其说明从略。
第三实施方式的冷冻空调装置100b是在第一实施方式或第二实施方式的冷冻空调装置中增加了供热水系统的构造。即,冷冻空调装置100b不仅具有空调用冷冻循环1和冷藏/冷冻用冷冻循环2,而且还具有供热水用冷冻循环3和供热水负荷侧循环4。空调用冷冻循环1和供热水用冷冻循环3构成为在制冷剂-制冷剂热交换器141处彼此的制冷剂不混合地进行热交换。另外,供热水用冷冻循环3和供热水负荷侧循环4构成为在热介质-制冷剂热交换器143处制冷剂和热介质(例如水、防冻液等)不混合地进行热交换。另外,将在供热水用冷冻循环3中循环的制冷剂称为供热水用制冷剂。
[供热水用冷冻循环3]
供热水用冷冻循环3通过利用配管将搭载于供热水用增强单元H的供热水用压缩机140、热介质-制冷剂热交换器143的供热水用制冷剂侧、供热水用节流机构142和制冷剂-制冷剂热交换器141的供热水用制冷剂侧串联连接而构成。该供热水用冷冻循环3具有将来自于热源机A的热能经由制冷剂-制冷剂热交换器141供给到供热水用单元I的功能。另外,与室内机、冷藏/冷冻用增强单元D同样地,供热水用增强单元H与热源机A并联连接。因此,借助中继机E,一次侧制冷剂的流动被切换,使供热水用增强单元H发挥其功能。
[供热水负荷侧循环4]
供热水负荷侧循环4通过利用配管将搭载于供热水用单元I的水循环用泵144、热介质-制冷剂热交换器143的热介质侧和储热水槽145串联连接而构成。该供热水负荷侧循环4具有利用经由供热水用增强单元H的热介质-制冷剂热交换器143传递的热能使储存在储热水槽145内的水加热至热水的功能。
[供热水用增强单元H]
供热水用增强单元H具有经由制冷剂-制冷剂热交换器141将来自于热源机A的热能传递到供热水用冷冻循环3的功能。在供热水用增强单元H的一次侧,节流机构120和制冷剂-制冷剂热交换器141串联连接。另外,在供热水用增强单元H的二次侧(供热水侧),供热水用压缩机140、热介质-制冷剂热交换器143的供热水用制冷剂侧、供热水用节流机构142和制冷剂-制冷剂热交换器141的供热水用制冷剂侧串联连接。空调用冷冻循环1和供热水用冷冻循环3通过制冷剂-制冷剂热交换器141级联连接。即,制冷剂-制冷剂热交换器141在一次侧制冷剂与供热水用制冷剂之间进行热交换。
与空调用节流机构117同样地,节流机构120具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将一次侧制冷剂减压而使其膨胀。该节流机构120可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。制冷剂-制冷剂热交换器141具有作为散热器(冷凝器)、蒸发器的功能,在供热水用冷冻循环3中循环的供热水用制冷剂与空调用冷冻循环1中循环的一次侧制冷剂之间进行热交换。另外,为方便起见,将从中继机E连接到制冷剂-制冷剂热交换器141的配管称为连接配管14a,将从中继机E连接到节流机构120的连接配管称为连接配管15a。
供热水用压缩机140吸入供热水用制冷剂,将该供热水用制冷剂压缩成为高温/高压的状态。该供热水用压缩机140可以是利用逆变器而转速可变控制的类型,也可以是转速固定的类型。另外,供热水用压缩机140的类型没有特别限定,只要能将吸入的制冷剂压缩成为高压状态即可。例如,可以采用往复式、旋转式、涡旋式或者螺杆式等各种类型来构成供热水用压缩机140。
热介质-制冷剂热交换器143,在供热水用冷冻循环3中循环的供热水用制冷剂与供热水负荷侧循环中循环的热介质之间进行热交换。即,供热水用冷冻循环3和供热水负荷侧循环经由热介质-制冷剂热交换器143级联连接。供热水用节流机构142具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将供热水用制冷剂减压而使其膨胀。该供热水用节流机构142可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。
另外,在供热水用冷冻循环3中循环的制冷剂的种类没有特别限定,例如,可以采用二氧化碳、碳化氢、氦等的自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂、或现有产品中使用的R22、R134a等氟系制冷剂。
[供热水用单元I]
供热水用单元I利用从供热水增强单元H供给来的热能将水加热成热水。在供热水用单元I中,串联连接有水循环用泵144、热介质-制冷剂热交换器143的热介质侧和储热水槽145。即,供热水用单元I构成为,水循环用泵144、热介质-制冷剂热交换器143和储热水槽145连接而构成了供热水负荷侧循环4,使热介质在此循环。另外,供热水负荷侧循环4的配管例如可以由铜管、不锈钢管、钢管、氯乙烯系配管等构成。
水循环用泵144吸入储存在储热水槽145内的水,将该水加压,使其在供热水负荷侧循环4中循环,例如可以由借助逆变器控制转速的类型的泵构成。如上所述,热介质-制冷剂热交换器143,在供热水负荷侧循环4中循环的热介质与供热水用冷冻循环3中循环的供热水用制冷剂之间进行热交换。储热水槽145用于储存在热介质-制冷剂热交换器143被加热了的水。
通常,即使在夏季,也有供热水负荷的需求,即使在冬季,也有冷藏/冷冻负荷的需求。为此,在冷冻空调装置100b中,将供热水用增强单元H和冷藏/冷冻用增强单元D组装在同一个系统内,这样,终年同时利用冷却负荷(制冷负荷、冷藏/冷冻负荷)和加热负荷(制热负荷、供热水负荷)的机会增加,可期待热回收所带来的节能效果增大。
在此,说明供热水用冷冻循环3中的供热水制冷剂的流动。冷冻空调装置100b中的热源机A、室内机、冷藏/冷冻单元F以及中继机E的动作、一次侧制冷剂的流动,与第一实施方式及第二实施方式相同。另外,从中继机E朝供热水用增强单元H流动的一次侧制冷剂的流动与从中继机E朝制热室内机C流动的一次侧制冷剂的流动相同,高温的制冷剂气体通过阀机构109a,由制冷剂-制冷剂热交换器141散热,通过节流机构119,在第一汇合部115合流。
在供热水用增强单元H中,由供热水用压缩机140成为了高温/高压的供热水用制冷剂,从供热水用压缩机140排出,流入热介质-制冷剂热交换器143。在该热介质-制冷剂热交换器143中,流入的供热水用制冷剂将在供热水负荷侧循环4中循环的热介质加热而散热。该供热水用制冷剂在供热水用节流机构142膨胀。膨胀后的供热水用制冷剂,在制冷剂-制冷剂热交换器141,从空调用制冷剂循环1的一次侧制冷剂中吸热而蒸发,返回供热水压缩机140。
另外,在供热水用冷冻循环3中循环的二次侧制冷剂的种类没有特别限定,例如,可以采用二氧化碳、碳化氢、氦等的自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂、或现有产品中使用的R22、R134a等的氟系制冷剂。另外,空调用冷冻循环1和供热水用冷冻循环3是各自独立的制冷剂回路结构,所以,在各制冷剂回路中循环的制冷剂可以是相同种类,也可以是不同种类。即,各制冷剂回路的制冷剂在制冷剂-制冷剂热交换器141彼此不混合地进行热交换地流动。
如上所述,在冷冻空调装置100b中,由于用二元循环构成供热水负荷系统,所以,在提供高温的供热水需求(例如80℃)时,只要将供热水用冷冻循环3的散热器的温度设成高温(例如冷凝温度85℃)即可,在另外存在制热负荷时,也不必增加制热室内机C的冷凝温度(例如50℃),所以,可实现节能。另外,例如,在夏季的空调制冷运转中有高温的供热水需求时,已往需要用锅炉等提供,而本实施方式的冷冻空调装置100b是回收已往排到大气中的热能加以再利用来进行供热水,所以,系统COP大幅度提高,实现节能。
下面,说明在供热水负荷侧循环4中流动的热介质(这里是水)的流动。
储存在储热水槽145中的温度较低的水被水循环用泵144从储热水槽145的底部抽出并加压。被水循环用泵144加压了的水流入热介质-制冷剂热交换器143,在该热介质-制冷剂热交换器143,从在供热水用冷冻循环3中循环的供热水用制冷剂中吸热。即,流入了热介质-制冷剂热交换器143的水被在供热水用循环3中循环的供热水制冷剂加热,温度上升。已加热完的水返回到储热水槽145的温度较高的上部,被储存在该储热水槽145内。
另外,空调用冷冻循环1中,表示了用储液器(储存器104)储存剩余制冷剂的情况,但并不限定于此,在冷冻循环中,如果用作为散热器的热交换器储存,则也可以省略储存器104。另外,图4中,以连接2台制冷室内机B和2台制热室内机C的状态为例进行了表示,但是也可以连接0台或3台以上的制冷室内机B、连接0台、1台或3台以上的制热室内机C。
另外,图4中,以供热水用增强单元H和供热水用单元I都是连接了1台的状态为例进行了表示,但连接台数并无限定。例如,也可以连接2台以上的供热水用增强单元H,也可以连接2台以上的供热水用单元I。另外,以冷藏/冷冻用增强单元D和冷藏/冷冻单元F都是连接了1台的状态为例进行了表示,但连接台数并无限定。例如,也可以连接2台以上的冷藏/冷冻用增强单元D,也可以连接2台以上的冷藏/冷冻单元F。另外,搭载的各室内机、各增强单元的容量可以全部相同,也可以从大到小各不相同。
第四实施方式
图5是表示本发明第四实施方式的冷冻空调装置100c的制冷剂回路结构的一例的制冷剂回路图。下面,参照图5,说明冷冻空调装置100c的制冷剂回路结构及动作。与第一实施方式的冷冻空调装置100同样地,该冷冻空调装置100c设置在楼房、公寓、酒店等,利用使制冷剂循环的冷冻循环,可同时供给制冷负荷以及冷藏/冷冻负荷。另外,第四实施方式中,以与第一实施方式~第三实施方式的不同点为中心进行说明,对与第一实施方式~第三实施方式相同的部分注以相同标记,其说明从略。
在第一实施方式~第三实施方式的冷冻空调装置中,说明了将中继机E介于热源机A与各负荷侧单元之间、可冷热同时运转的系统。而在第四实施方式的冷冻空调装置100c中,说明图5所示那样的制冷专用式的系统。
第四实施方式的冷冻空调装置100c至少具有空调用冷冻循环1c和冷藏/冷冻用冷冻循环2c。空调用冷冻循环1c和冷藏/冷冻用冷冻循环2c构成为在制冷剂-制冷剂热交换器131c处彼此的制冷剂不混合地进行热交换。另外,将在空调用冷冻循环1c中循环的制冷剂称为一次侧制冷剂,将在冷藏/冷冻用冷冻循环2c中循环的制冷剂称为二次侧制冷剂。
[空调用冷冻循环1c]
空调用冷冻循环1由热源机Ac、承担例如制冷负荷的室内机Bc(下面称为制冷室内机Bc)和作为冷藏/冷冻用冷冻循环2c的热源的冷藏/冷冻用增强单元Dc(具体地说是制冷剂-制冷剂热交换器131c的一次侧)构成。
如图5所示,制冷室内机Bc和冷藏/冷冻用增强单元Dc的空调用冷冻循环1侧与热源机Ac并联连接。另外,将冷藏/冷冻用增强单元Dc的空调用冷冻循环1c侧称为冷藏/冷冻用增强单元Dc的一次侧,将冷藏/冷冻用冷冻循环2c侧称为冷藏/冷冻用增强单元Dc的二次侧。
[热源机Ac]
热源机Ac具有将冷能供给到制冷室内机B、以及冷藏/冷冻用增强单元Dc的一次侧的功能。该热源机Ac中,搭载有利用配管串联连接的空调用压缩机101c、室外热交换器(热源侧热交换器)103c和储存器104c。另外,热源机Ac中,用于向室外热交换器103供给空气的风扇等送风机可以设置在室外热交换器103的附近位置。
空调用压缩机101c吸入一次侧制冷剂,将该一次侧制冷剂压缩成为高温/高压的状态。室外热交换器103c具有作为散热器(冷凝器)的功能,在从未图示的送风机供给来的空气与一次侧制冷剂之间进行热交换,将一次侧制冷剂冷凝液化。储存器104c配置在空调用压缩机101c的吸入侧,用于储存过剩的一次侧制冷剂。另外,储存器104c只要是能储存过剩的一次侧制冷剂的容器即可。
[制冷室内机Bc]
制冷室内机Bc具有接受从热源机Ac供给的冷能或热能并承担制冷负荷的功能。制冷室内机Bc中,搭载有串联连接的空调用节流机构117c和室内热交换器(利用侧热交换器)118c。图5中,以连接了2台制冷室内机B的状态为例进行了表示。另外,制冷室内机Bc中,用于向室内热交换器118c供给空气的风扇等的送风机可以设置在室内热交换器118c的附近。
空调用节流机构117c具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将一次侧制冷剂减压而使其膨胀。该空调用节流机构117c可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。室内热交换器118c具有作为蒸发器的功能,在从未图示的送风机供给来的空气与一次侧制冷剂之间进行热交换,将一次侧制冷剂蒸发气化。
[冷藏/冷冻用增强单元Dc]
冷藏/冷冻用增强单元Dc具有将来自于热源机Ac的冷能经由制冷剂-制冷剂热交换器131c传递到冷藏/冷冻用冷冻循环2c的功能。在冷藏/冷冻用增强单元Dc的一次侧,节流机构119c和制冷剂-制冷剂热交换器131c串联连接。空调用冷冻循环1c和冷藏/冷冻用冷冻循环2c,通过制冷剂-制冷剂热交换器131c级联连接。即,制冷剂-制冷剂热交换器131c在一次侧制冷剂和二次侧制冷剂之间进行热交换。
节流机构119c与空调用节流机构117c同样地具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将一次侧制冷剂减压而使其膨胀。该节流机构119c可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。制冷剂-制冷剂热交换器131c具有作为蒸发器的功能,在冷藏/冷冻用冷冻循环2c中循环的二次侧制冷剂与空调用冷冻循环1c中循环的一次侧制冷剂之间进行热交换。
如上所述,空调用冷冻循环1c构成为:空调用压缩机101c、室外热交换器103c、空调用节流机构117c、室内热交换器118c、储存器104c串联连接,空调用压缩机101c、室外热交换器103c、节流机构119c、制冷剂-制冷剂热交换器131c、储存器104c串联连接,使制冷剂在其中循环。
另外,空调用压缩机101c的类型没有特别限定,只要是能将吸入的制冷剂压缩成为高压状态即可。例如,可以采用往复式、旋转式、涡旋式或者螺杆式等各种类型来构成空调用压缩机101c。该空调用压缩机101c可以是利用逆变器而转速可变控制的类型,也可以是转速固定的类型。
另外,在空调用冷冻循环1c中循环的制冷剂的种类没有特别限定,例如,可以采用二氧化碳(CO2)、碳化氢、氦等的自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂、或现有产品中使用的R22、R134a等氟系制冷剂。
下面,参照图5,说明冷冻空调装置100c运转时、空调用冷冻循环1c中的一次侧制冷剂的流动。
由空调用压缩机101c成为了高温/高压的气体状态的一次侧制冷剂,从空调用压缩机101c排出,流入室外热交换器103c。流入了室外热交换器103c的过热气体状态的一次侧制冷剂,借助被供给到室外热交换器103c的空气而冷却液化。该一次侧制冷剂从室外热交换器103c流出,流经高压侧连接配管106c,分别被分配到制冷室内机Bc以及冷藏/冷冻用增强单元Dc的一次侧。
流入到制冷室内机Bc的一次侧制冷剂,由空调用节流机构117c膨胀成为低温/低压,在室内热交换器118c蒸发,流入低压侧连接配管107c。流入到冷藏/冷冻用增强单元Dc的一次侧的一次侧制冷剂,由节流机构119c膨胀成为低温/低压,在制冷剂-制冷剂热交换器131c蒸发,流入低压侧连接配管107c。之后,在低压侧连接配管107c流动的一次侧制冷剂流入热源机A,经由储存器104c返回空调压缩机101c。
[冷藏/冷冻用冷冻循环2c]
冷藏/冷冻用冷冻循环2c,由冷藏/冷冻用增强单元Dc(具体地说是制冷剂-制冷剂热交换器131的二次侧)和冷藏/冷冻单元Fc构成。即,冷藏/冷冻用冷冻循环2c是通过利用配管将搭载于冷藏/冷冻用增强单元Dc的冷冻用压缩机130c、制冷剂-制冷剂热交换器131c、冷冻用节流机构132c、搭载于冷藏/冷冻单元Fc的冷冻用热交换器133c串联连接而构成的。该冷藏/冷冻用冷冻循环2c,借助搭载于冷藏/冷冻用增强单元Dc的制冷剂-制冷剂热交换器131c,与空调用冷冻循环1c连接。
[冷藏/冷冻用增强单元Dc]
如上所述,冷藏/冷冻用增强单元Dc具有将来自于热源机Ac的冷能经由制冷剂-制冷剂热交换器131c传递到冷藏/冷冻用冷冻循环2c的功能。在冷藏/冷冻用增强单元Dc的二次侧,冷冻用压缩机130c、制冷剂-制冷剂热交换器131c的二次侧和冷冻用节流机构132c串联连接。
冷冻用压缩机130c吸入二次侧制冷剂,将该二次侧制冷剂压缩成为高温/高压的状态。该冷冻用压缩机130c可以是利用逆变器而转速可变控制的类型,也可以是转速固定的类型。另外,冷冻用压缩机130c的类型没有特别限定,只要是能将吸入的二次侧制冷剂压缩成为高压状态即可。例如,可以采用往复式、旋转式、涡旋式或者螺杆式等各种类型来构成冷冻用压缩机130c。
如上所述,制冷剂-制冷剂热交换器131c,在空调用冷冻循环1c中循环的一次侧制冷剂与冷藏/冷冻用冷冻循环2c中循环的二次侧制冷剂之间,进行热交换。冷冻用节流机构132c具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将二次侧制冷剂减压而使其膨胀。该冷冻用节流机构132c可以由开度可变地被控制的机构(例如利用电子式膨胀阀的精密流量控制机构、毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构)等构成。
另外,在冷藏/冷冻用冷冻循环2c中循环的二次侧制冷剂的种类没有特别限定,例如可以采用二氧化碳、碳化氢、氦等的自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂、或现有产品中使用的R22、R134a等氟系制冷剂。
[冷藏/冷冻单元Fc]
冷藏/冷冻单元Fc具有接受从冷藏/冷冻用增强单元Dc供给的冷能、承担冷藏/冷冻负荷的功能。在冷藏/冷冻单元Fc中,搭载有冷冻用热交换器133c。该冷冻用热交换器133c设在冷藏/冷冻用增强单元Dc的冷冻用节流机构132c与冷冻用压缩机130c之间,具有作为蒸发器的功能,在从未图示的送风机供给来的空气与二次侧制冷剂之间进行热交换,将二次侧制冷剂蒸发气化。另外,在冷藏/冷冻单元Fc中,用于向冷冻用热交换器133c供给空气的风扇等送风机可以设在冷冻用热交换器133c的附近。
另外,冷藏/冷冻用增强单元Dc以及冷藏/冷冻单元Fc中的、即冷藏/冷冻用冷冻循环2c中的二次侧制冷剂的流动,与第一实施方式~第三实施方式所说明的冷藏/冷冻用增强单元D及冷藏/冷冻单元F中的、即冷藏/冷冻用冷冻循环2中的二次侧制冷剂的流动相同。
该构造的冷冻空调装置100c例如用于气候终年比较温暖的南方地区,对于终年有制冷负荷而没有制热负荷的情况有效。因此,根据该冷冻空调装置100c,可以按照空调负荷(制冷负荷)、冷藏/冷冻负荷,选定最适合的负荷侧单元,另外,通过将空调负荷和冷藏/冷冻负荷的热源设成一个单元(热源机A),可以缩小安装空间。
上面,按实施方式说明了本发明的冷冻空调装置,但是,也可以将各实施方式的特征适当组合来构成冷冻空调装置。如果将各实施方式适当组合,则可得到各实施方式的特征的叠加效果。
附图标记的说明
1…空调用冷冻循环,1c…空调用冷冻循环,2…冷藏/冷冻用冷冻循环,2c…冷藏/冷冻用冷冻循环,3…供热水用冷冻循环,4…供热水负荷侧循环,10…第一连接配管,11…第二连接配管,12…连接配管,12a…连接配管,12b…连接配管,13…连接配管,13a…连接配管,13b…连接配管,14…连接配管,14a…连接配管,14b…连接配管,15…连接配管,15a…连接配管,15b…连接配管,16…连接配管,100…冷冻空调装置,100a…冷冻空调装置,100b…冷冻空调装置,100c…冷冻空调装置,101…空调用压缩机,101c…空调用压缩机,102…四通阀,103…室外热交换器,103c…室外热交换器,104…储存器,104c…储存器,105a…止回阀,105b…止回阀,105c…止回阀,105d…止回阀,106…高压侧连接配管,106c…高压侧连接配管,107…低压侧连接配管,107c…低压侧连接配管,108…气液分离器,109…第一分配部,109a…阀机构,109b…阀机构,110…第二分配部,110a…止回阀,110b…止回阀,111…第一内部热交换器,112…第一中继机用节流机构,113…第二内部热交换器,114…第二中继机用节流机构,115…第一汇合部,116…第二汇合部,116a…第二汇合部,117…空调用节流机构(第一节流机构),117c…空调用节流机构(第一节流机构),118…室内热交换器,118c…室内热交换器,119…节流机构(第二节流机构),119c…节流机构(第二节流机构),120…节流机构,130…冷冻用压缩机,130c…冷冻用压缩机,131…制冷剂-制冷剂热交换器(第一制冷剂-制冷剂热交换器),131c…制冷剂-制冷剂热交换器(第一制冷剂-制冷剂热交换器),132…冷冻用节流机构(第3节流机构),132c…冷冻用节流机构(第3节流机构),133…冷冻用热交换器,133c…冷冻用热交换器,140…供热水用压缩机,141…制冷剂-制冷剂热交换器(第二制冷剂-制冷剂热交换器),142…供热水用节流机构(第四节流机构),143…热介质-制冷剂热交换器,144…水循环用泵,145…储热水槽,A…热源机,Ac…热源机,B…室内机,Bc…室内机,C…室内机,D…冷冻用增强单元,E…中继机,F…冷冻单元,Fc…冷冻单元,G…单元,H…供热水用增强单元,I…供热水用单元。

Claims (6)

1.一种冷冻空调装置,其特征在于,该冷冻空调装置具有空调用冷冻循环和冷藏/冷冻用冷冻循环;
在上述空调用冷冻循环,空调用压缩机、热源侧热交换器、第一节流机构以及利用侧热交换器串联连接,并且,上述空调用压缩机、上述热源侧热交换器、第二节流机构以及第一制冷剂-制冷剂热交换器的一次侧串联连接,使一次侧制冷剂循环;
在上述冷藏/冷冻用冷冻循环,冷冻用压缩机、上述第一制冷剂-制冷剂热交换器的二次侧、第三节流机构以及冷冻用热交换器串联连接,使二次侧制冷剂循环;
能将蓄积在上述一次侧制冷剂中的热能或冷能经由上述利用侧热交换器作为空调负荷加以利用;并且,
能将蓄积在上述一次侧制冷剂中的冷能经由上述第一制冷剂-制冷剂热交换器传递到上述二次侧制冷剂,从而作为冷藏/冷冻负荷加以利用。
2.如权利要求1所述的冷冻空调装置,其特征在于,
上述空调用压缩机以及上述热源侧热交换器搭载于热源机;
上述第一节流机构以及上述利用侧热交换器搭载于室内机;
上述第二节流机构、上述第一制冷剂-制冷剂热交换器、上述冷冻用压缩机、上述第三节流机构以及上述冷冻用热交换器搭载于不同于上述热源机及上述室内机的一个单元。
3.如权利要求1所述的冷冻空调装置,其特征在于,
上述空调用压缩机以及上述热源侧热交换器搭载于热源机;
上述第一节流机构以及上述利用侧热交换器搭载于室内机;
上述第二节流机构、上述第一制冷剂-制冷剂热交换器、上述冷冻用压缩机以及上述第三节流机构搭载于冷藏/冷冻增强单元;
上述冷冻用热交换器搭载于冷冻单元。
4.如权利要求2或3所述的冷冻空调装置,其特征在于,具有至少1台中继机,上述中继机介于上述热源机与上述室内机及上述冷藏/冷冻增强单元之间,将上述热源机生成的热能或冷能传递给上述室内机,将上述热源机生成的冷能传递给上述冷藏/冷冻增强单元。
5.如权利要求1至4中任一项所述的冷冻空调装置,其特征在于,
具有供热水用冷冻循环,在该供热水冷冻循环,供热水用压缩机、热介质-制冷剂热交换器的供热水用制冷剂侧、第四节流机构以及第二制冷剂-制冷剂热交换器的供热水用制冷剂侧串联连接,使供热水用制冷剂循环;
能将蓄积在上述一次侧制冷剂中的热能经由上述第二制冷剂-制冷剂热交换器传递到上述供热水用制冷剂,从而作为供热水负荷加以利用。
6.如权利要求5所述的冷冻空调装置,其特征在于,上述供热水用压缩机、上述热介质-制冷剂热交换器的供热水用制冷剂侧、上述第四节流机构以及上述第二制冷剂-制冷剂热交换器搭载于供热水用增强单元。
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