CN103154622A - 热介质转换机以及搭载该热介质转换机的空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可提高维修性的热介质转换机和搭载该热介质转换机的空调装置。在第1热介质流路切换装置(22)的下部分别设置热介质流量调整装置(25),按照第1热介质流路切换装置(22)的交错状的配置,同样地,将热介质流量调整装置(25)交错状地配置。
Description
技术领域
本发明涉及适合于例如楼房用多联空调等的热介质转换机、以及搭载该热介质转换机的空调装置。
背景技术
已往,在楼房用多联空调等空调装置中,例如,通过使制冷剂在配置在室外的热源机即室外机与配置在室内的室内机之间循环来进行制冷运转或制热运转。具体地说,利用因制冷剂散热而被加热了的空气、或因制冷剂吸热而被冷却了的空气,进行空调对象空间的制热或制冷。这种空调装置中使用的制冷剂,例如大多使用HFC(含氢氟烃)系制冷剂。另外,也有使用二氧化碳(CO2)等自然制冷剂的。
也有以冷机系统为代表的其它构成的空调装置。在这样的空调装置中,在配置在室外的热源机中,生成冷能或热能,用配置在室外机内的热交换器将水或防冻液等热介质加热或冷却,将其运送到配置在空调对象区域的室内机即风扇盘管单元或板式加热器等,进行制冷或制热(例如参见专利文献1)。
另外,也有被称为排热回收型冷机的空调装置。该空调装置在热源机与室内机之间连接4根水配管,同时供给已冷却或加热的水等,在室内机中可自由地选择制冷或制热(例如参见专利文献2)。
另外,也有将一次制冷剂和二次制冷剂的热交换器配置在各室内机附近并将二次制冷剂运送到室内机的空调装置(例如参见专利文献3)。
另外,也有在室外机和具有热交换器的分支单元之间用2根配管连接并将二次制冷剂运送到室内机的空调装置(例如参见专利文献4)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-140444号公报(第4页,图1等)
专利文献2:日本特开平5-280818号公报(第4-5页,图1等)
专利文献3:日本特开2001-289465号公报(第5~8页,图1、图2等)
专利文献4:日本特开2003-343936号公报(第5页,图1)
发明内容
发明要解决的课题
在已往的楼房用多联空调等空调装置中,由于使制冷剂循环到室内机,所以,制冷剂有可能泄漏到室内等。另一方面,在专利文献1和专利文献2记载的空调装置中,制冷剂不通过室内机,但是,必须在建筑物外的热源机中将热介质加热或冷却并运送到室内机侧,因此,热介质的循环路径长。这里,如果用热介质来运送进行规定的加热或冷却的功的热,则存在运送动力等所需的能量消耗量比制冷剂高的问题。由此可见,在空调装置中,如果能很好地控制热介质的循环,就可以实现节能化。
另外,在专利文献2记载的空调装置中,为了使每个室内机能选择制冷或制热,从室外侧到室内必须连接4根配管,存在施工性差的问题。
另外,在专利文献3记载的空调装置中,每个室内机必须分别有泵等二次介质循环机构,所以,存在不仅成为高价系统而且噪音也大、不实用的问题。而且,由于热交换器在室内机附近,所以,存在不能排除制冷剂在靠近室内的场所泄漏的危险性的问题。
另外,在专利文献4记载的空调装置中,由于热交换后的一次制冷剂(热源侧制冷剂)流入与热交换前的一次制冷剂相同的流路,所以,将多个室内机连接起来时,存在各室内机不能发挥最大能力而造成能量的浪费的问题。另外,分支单元与延长配管的连接需要2根制冷、2根制热,共计4根配管,结果,成为与用4根配管连接室外机和分支单元的系统类似的构造,成为施工性差的系统。
另外,在已往的空调装置中,设置在二次侧回路(连接着利用侧热交换器一侧的回路)中的热介质流量调整装置(开闭阀、流量阀)频繁地动作,所以,故障率高,存在必须以热介质流量调整装置的更换为前提的问题。
本发明是为了解决上述问题而做出的,其第1目的是,提供能提高维修性的热介质转换机、以及搭载该热介质转换机的空调装置。其第2目的是,提供可以通过不使制冷剂循环到室内机或室内机附近来提高安全性的热介质转换机、以及搭载该热介质转换机的空调装置。
解决课题的技术方案
本发明的热介质转换机包括:热介质间热交换器,上述热介质间热交换器实施制冷剂和不同于上述制冷剂的热介质的热交换,上述制冷剂被从室外机所具有的压缩机排出而在制冷剂循环回路中循环,上述热介质利用泵被送到多个室内机并在热介质循环回路中循环;多个热介质流量调整装置,上述多个热介质流量调整装置调整要被送到上述各室内机的利用侧热交换器的上述热介质的流量;本体,上述本体容纳上述热介质间热交换器和上述热介质流量调整装置;以及热介质流路切换装置,上述热介质流路切换装置与上述各室内机对应地设置,使上述利用侧热交换器的上述热介质的流入侧流路或者流出侧流路与上述热介质间热交换器连通;上述热介质流量调整装置配置在上述本体内的靠维修面一侧;上述热介质流路切换装置配置在大致垂直于上述维修面的方向,并且,设置于相互平行排列的各热介质配管,上述热介质流路切换装置在相对于上述热介质配管的长度方向而言的同一垂直线上,与和其相邻配置的热介质流路切换装置错开配置;上述热介质流量调整装置的一方的全部配管口与上述热介质流路切换装置的上侧的配管口连接,或者,该热介质流量调整装置的一方的全部配管口与上述热介质流路切换装置的下侧的配管口连接;该热介质流量调整装置的驱动电机安装在上述维修面一侧;该热介质流量调整装置的另一方的配管口位于与上述维修面一侧相反的一侧,并且,在朝大致垂直于上述维修面的方向,与通向上述室内机的热介质配管连接;上述室外机和上述室内机分开构成。
发明效果
根据本发明,由于作为维修对象的热介质流量调整装置被配置在热介质转换机的靠维修面一侧,所以,可提高维修性。另外,由于在室内机使水或防冻液等热介质循环而没有制冷剂循环,所以,制冷剂不会泄漏到室内空间等,可提高安全性。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的空调装置的设置例的示意图。
图2是表示本发明实施方式1的空调装置的回路构成的一例的示意图。
图3是表示本发明实施方式1的空调装置100在全制冷运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图4是表示本发明实施方式1的空调装置100在全制热运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图5是表示本发明实施方式1的空调装置100在制冷主体运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图6是表示本发明实施方式1的空调装置100在制热主体运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图7是本发明实施方式1的空调装置100的热介质转换机3中的第1热介质流路切换装置22、第2热介质流路切换装置23和热介质流量调整装置25的配置构成图。
图8是本发明实施方式1的空调装置100的热介质转换机3的第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的连接构造图。
图9是表示本发明实施方式1的空调装置100的热介质转换机3的第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的连接部分的剖切剖面的图。
图10是表示本发明实施方式1的热介质转换机3中的热介质流量调整装置25的更换顺序的图。
图11是说明本发明实施方式1的热介质转换机3中的热介质流量调整装置25的设置间距的图。
具体实施方式
实施方式1
(空调装置的构成)
图1是表示本发明实施方式1的空调装置的设置例的示意图。
如图1所示,本实施方式的空调装置具有作为热源机的一台室外机1、多台室内机2、和位于室外机1与室内机2之间的热介质转换机3。室外机1和热介质转换机3由热源侧制冷剂流通的制冷剂配管4连接。热介质转换机3和室内机2由热介质所流通的热介质配管5连接。在室外机1生成的冷能或热能经由热介质转换机3被传递到室内机2。
室外机1通常配置在楼房等建筑物9外的空间(例如屋顶等)即室外空间6,经由热介质转换机3,将冷能或热能供给到室内机2。
室内机2配置在能将制冷用空气或制热用空气供给到建筑物9内部的空调对象空间(例如居室等)即室内空间7的位置,将制冷用空气或制热用空气供给到室内空间7。
热介质转换机3与室外机1及室内机2是分开的箱体,可设置在与室外空间6及室内空间7不同的位置,分别用制冷剂配管4和热介质配管5与室外机1及室内机2连接,将从室外机1供给的冷能或热能传递到室内机2。具体地说,热介质转换机3,在室外机1侧的热源侧制冷剂和与该热源侧制冷剂不同的室内机2侧的热介质(例如水或防冻液等)之间进行热交换。另外,图1中,例示了热介质转换机3设置在建筑物9的内部但与室内空间7不同的空间、即天花板里面等空间8内的状态。另外,由于热介质转换机3靠近设置在室内空间7的室内机2,所以,可以缩短热介质循环的回路(后述的热介质循环回路B)的配管。这样,可以减小热介质循环回路B中的热介质的运送动力,实现节能化。
制冷剂配管4由2根配管构成,连接室外机1和热介质转换机3。另外,热介质配管5也连接热介质转换机3和各室内机2,相对于各室内机2用2根热介质配管5连接。这样,在本实施方式1的空调装置中,用2根配管(制冷剂配管4和热介质配管5)连接各单元(室外机1、室内机2和热介质转换机3),从而施工容易。
另外,图1中例示了室外机1设置在室外空间6的情况,但并不限定于此。例如,室外机1也可以设置在带有换气口的机械室等被包围的空间内;如果能用排气管道将废热排出到建筑物9外,也可以设置在建筑物9的内部;或者,在采用水冷式室外机1时,也可以设置在建筑物9的内部。
另外,图1中,表示室内机2是天花板盒式的例子,但并不限定于此,也可以是天花板埋入式或天花板吊下式等任意型式,只要能将制热用空气或制冷用空气直接或用管道等吹到室内空间7即可。
另外,热介质转换机3,如图1所示,是设置在空间8,但并不限定于此,例如,也可以设置在有电梯等的共用空间等内。
另外,如前所述,热介质转换机3是靠近室内机2设置,但并不限定于此,也可以设置在室外机1的附近。但在此需要注意的是,如果从热介质转换机3到室内机2的距离过长,则热介质的运送动力变得过大,所以,节能化效果减弱。
另外,室外机1、室内机2和热介质转换机3的连接台数并不限定于图1所示的台数,可根据设置本实施方式1的空调装置的建筑物9来决定台数。
在包括图1在内的以下的附图中,各构成部件的尺寸关系不限定于图示的关系,有时与实物不相同。
图2是表示本发明实施方式1的空调装置(下面称为空调装置100)的回路构成的一例的示意图。
如图2所示,室外机1和热介质转换机3,借助后述的制冷剂循环回路A,与热介质转换机3所具有的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。这里,制冷剂循环回路A是指如下构成的制冷剂回路:包括连接室外机1和热介质转换机3的制冷剂配管4,在热介质转换机3内,通过与热介质进行热交换的制冷剂所流通的制冷剂配管,分别将各设备连接于热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。具体地说,制冷剂循环回路A是用制冷剂配管将后述的压缩机10、第1制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、开闭装置17、第2制冷剂流路切换装置18、热介质间热交换器15的制冷剂流路、节流装置16和储液器19连接而构成的。构成制冷剂循环回路A的上述各设备的连接关系,将在后面详细说明。
另外,在本实施方式中,在制冷剂循环回路A中流动的制冷剂采用R410A、R407C、R404A、二氧化碳(CO2)、四氟丙烯或HC等。
另外,热介质转换机3和室内机2,通过后述的制冷剂循环回路B,分别与热介质转换机3所具有的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。这里,热介质循环回路B是指如下构成的热介质回路:包括连接热介质转换机3和各室内机2的热介质配管5,在热介质转换机3内,通过与制冷剂进行热交换的热介质所流通的热介质配管,分别将各设备连接于热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。具体地说,热介质循环回路B是用热介质配管将热介质间热交换器15的热介质流路、以及后述的泵21、第1热介质流路切换装置22、热介质流量调整装置25、利用侧热交换器26和第2热介质流路切换装置23连接而构成的。构成热介质循环回路B的上述各设备的连接关系,将在后面详细说明。
下面,参照图2来详细说明室外机1、室内机2和热介质转换机3的构成。
(室外机1的构成)
室外机1具有压缩机10、四通阀等第1制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12和储液器19,用制冷剂配管将其串联连接。另外,室外机1具有第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和单向阀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和单向阀13d,如后所述,不管室内机2所要求的运转模式如何,都可以使得经由制冷剂配管4流入热介质转换机3的制冷剂的流动朝向一定方向。
压缩机10吸入并压缩气体制冷剂,使其成为高温高压的状态,例如,可用容量可控制的变频式压缩机等构成。
第1制冷剂流路切换装置11,用于切换制热运转时(后述的全制热运转模式时和制热主体运转模式时)的制冷剂的流动、和制冷运转时(全制冷运转模式时和制冷主体运转模式时)的制冷剂的流动。
热源侧热交换器12,在制热运转时起蒸发器的作用,在制冷运转时起冷凝器(或散热器)的作用,在从风扇等送风机(图未示)供给的空气和制冷剂之间进行热交换,将该制冷剂蒸发或冷凝。
储液器19设在压缩机10的吸入侧,用于储存过剩的制冷剂。
第1连接配管4a,在室外机1内,将连接第1制冷剂流路切换装置11和后述单向阀13d的制冷剂配管、与连接使制冷剂从室外机1流出的制冷剂配管4和后述单向阀13a的制冷剂配管连接起来。
第2连接配管4b,在室外机1内,将连接使制冷剂流入室外机1的制冷剂配管4和后述单向阀13d的制冷剂配管、与连接热源侧热交换器12和后述单向阀13a的制冷剂配管连接起来。
单向阀13a设置于将热源侧热交换器12和使制冷剂从室外机1流出的制冷剂配管4连接的制冷剂配管,使制冷剂只在从热源侧热交换器12朝着热介质转换机3的方向流动。
单向阀13b设置于第1连接配管4a,在制热运转时,使从压缩机10排出的气体制冷剂只朝热介质转换机3的方向流动。
单向阀13c设置于第2连接配管4b,在制热运转时,使从热介质转换机3返回的制冷剂只朝热源侧热交换器12的方向流动。
单向阀13d设置于将第1制冷剂流路切换装置11和使制冷剂流入室外机1的制冷剂配管4加以连接的制冷剂配管,使制冷剂只在从该制冷剂配管4朝第1制冷剂切换装置11的方向流动。
另外,如图2所示,例示了在室外机1设有第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和单向阀13d的情况。但并不限定于此,不一定非要设置这些部件。
(室内机2的构成)
各室内机2分别具有利用侧热交换器26。在此,图2所示的4个室内机2,从图面下方起依次表示为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d,而在不区别地表示各室内机时,只表示为室内机2。另外,与室内机2a~2d对应地,图2所示的4个利用侧热交换器26,从图面下方起依次表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,而在不区别地表示各利用侧热交换器时,只表示为利用侧热交换器26。
利用侧热交换器26,分别通过热介质配管,与从热介质转换机3流出的热介质流通的热介质配管5、和从室内机2流出的热介质流通的热介质配管5连接。另外,利用侧热交换器26,在制热运转时起散热器作用,在制冷运转时起吸热器作用,在从风扇等送风机(图未示)供给的室内空气与热介质之间进行热交换,生成用于供给到室内空间7的制热用空气或制冷用空气。
另外,与图1同样地,室内机2的连接台数并不限定于图2所示的4台。
(热介质转换机3的构成)
热介质转换机3具有2个热介质间热交换器15、2个节流装置16、2个开闭装置17、2个第2制冷剂流路切换装置18、2个泵21、4个第1热介质流路切换装置22、4个第2热介质流路切换装置23、4个热介质流量调整装置25、4个第1防止逆流装置40、和4个第2防止逆流装置41。
将图2所示的2个热介质间热交换器15分别表示为热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,而在不区分地表示时,只表示为热介质热交换器15。
另外,将图2所示的2个节流装置16分别表示为节流装置16a和节流装置16b,而在不区分地表示时,只表示为节流装置16。
节流装置16相当于本发明中的“膨胀装置”。
另外,将图2所示的2个开闭装置17分别表示为开闭装置17a和开闭装置17b,而在不区分地表示时,只表示为开闭装置17。
另外,将图2所示的2个第2制冷剂流路切换装置18分别表示为第2制冷剂流路切换装置18a和第2制冷剂流路切换装置18b,而在不区分地表示时,只表示为第2制冷剂流路切换装置18。
另外,将图2所示的2个泵21分别表示为泵21a和泵21b,而在不区分地表示时,只表示为泵21。
另外,与室内机2a~2d对应地,将图2所示的4个第1热介质流路切换装置22,从图面下方起依次表示为第1热介质流路切换装置22a、第1热介质流路切换装置22b、第1热介质流路切换装置22c、第1热介质流路切换装置22d。
第1热介质流路切换装置22相当于本发明中的“热介质流路切换装置”。
另外,与室内机2a~2d对应地,将图2所示的4个第2热介质流路切换装置23,从图面下方起依次表示为第2热介质流路切换装置23a、第2热介质流路切换装置23b、第2热介质流路切换装置23c、第2热介质流路切换装置23d。
另外,与室内机2a~2d对应地,将图2所示的4个热介质流量调整装置25,从图面下方起依次表示为热介质流量调整装置25a、热介质流量调整装置25b、热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d。
另外,与室内机2a~2d对应地,将图2所示的4个第1防止逆流装置40,从图面下方起依次表示为第1防止逆流装置40a、第1防止逆流装置40b、第1防止逆流装置40c、第1防止逆流装置40d。
另外,与室内机2a~2d对应地,将图2所示的4个第2防止逆流装置41,从图面下方起,依次表示为第2防止逆流装置41a、第2防止逆流装置41b、第2防止逆流装置41c、第2防止逆流装置41d。
热介质间热交换器15,起到冷凝器(或散热器)或蒸发器的作用,在制冷剂和热介质之间进行热交换,将在室外机1生成并储存在制冷剂中的冷能或热能传递给热介质。其中,热介质间热交换器15a设在制冷剂循环回路A中的节流装置16a与第2制冷剂流路切换装置18a之间,在后述的全制热运转模式中,用于热介质的加热,在后述的全制冷运转模式、制冷主体运转模式及制热主体运转模式中,用于热介质的冷却。并且,热介质间热交换器15b设在制冷剂循环回路A中的节流装置16b与第2制冷剂流路切换装置18b之间,在后述的全制冷运转模式中,用于热介质的冷却,在后述的全制热运转模式、制冷主体运转模式及制热主体运转模式中,用于热介质的加热。
节流装置16,在制冷剂循环回路A中,起到减压阀和膨胀阀的作用,使制冷剂减压并膨胀。其中,节流装置16a在制冷运转时的制冷剂的流动中设在热介质间热交换器15a的上游侧,通过制冷剂配管而与开闭装置17a连接。节流装置16b在制热运转时的制冷剂的流动中设在热介质间热交换器15b的下游侧,通过制冷剂配管而与开闭装置17a连接。另外,节流装置16可由开度可变地控制的例如电子式膨胀阀等构成。
开闭装置17由二通阀等构成,在制冷剂循环回路A中,用于开闭制冷剂配管。其中,开闭装置17a,两通中的一方与使制冷剂流入热介质转换机3的制冷剂配管4连接,另一方与节流装置16a及节流装置16b连接。另外,开闭装置17b,两通中的一方与使制冷剂从热介质转换机3流出的制冷剂配管4连接,另一方与开闭装置17a的接口中的连接节流装置16的一侧连接。
第2制冷剂流路切换装置18由四通阀等构成,在制冷剂循环回路A中,根据运转模式,切换制冷剂的流动。其中,第2制冷剂流路切换装置18a在制冷运转时的制冷剂流动中设在热介质间热交换器15a的下游侧。第2制冷剂流路切换装置18b在制热运转时的制冷剂的流动中设在热介质间热交换器15b的上游侧。
泵21在热介质循环回路B中使热介质循环。其中,泵21a设置于热介质间热交换器15a与第2热介质流路切换装置23之间的热介质配管。泵21b设置于热介质间热交换器15b与第2热介质流路切换装置23之间的热介质配管。另外,泵21可由例如容量可控制的泵等构成。
第1热介质流路切换装置22由三通阀等构成,在热介质循环回路B中,根据运转模式,切换热介质的流路。另外,第1热介质流路切换装置22设有与室内机2的设置台数对应的个数(图2中是4个)。另外,第1热介质流路切换装置22,三通中的一方与热介质间热交换器15a连接,另一方与热介质间热交换器15b连接,剩下的一方与第1防止逆流装置40连接。
第2热介质流路切换装置23由三通阀等构成,在热介质循环回路B中,根据运转模式,切换热介质的流路。另外,第2热介质流路切换装置23设有与室内机2的设置台数对应的个数(图2中是4个)。另外,第2热介质流路切换装置23,三通中的一方与泵21a连接,另一方与泵21b连接,剩下的一方与第2防止逆流装置41连接。
热介质流量调整装置25由可控制开口面积的二通阀等构成,在热介质循环回路B中,控制流到利用侧热交换器26(热介质配管5)的热介质的流量。另外,热介质流量调整装置25设有与室内机2的设置台数对应的个数(图2中是4个)。另外,热介质流量调整装置25,一方与使从室内机2的利用侧热交换器26流出的热介质流入热介质转换机3的热介质配管5连接,另一方与第1防止逆流装置40连接。
另外,热介质流量调整装置25,如上所述设置于利用侧热交换器26的热介质流路出口侧的热介质配管系统,但并不限定于此,也可以设置于利用侧热交换器26的入口侧的热介质配管系统(例如第2防止逆流装置41、和使从热介质转换机3流出的热介质流入室内机2的利用侧热交换器26的热介质配管5之间)。
第1防止逆流装置40由单向阀构成,设置在第1热介质流路切换装置22与热介质流量调整装置25之间。另外,第1防止逆流装置40使热介质只在从热介质流量调整装置25朝第1热介质流路切换装置22的方向流动。即,第1防止逆流装置40防止热介质从第1热介质流路切换装置22朝热介质流量调整装置25的方向流动。
另外,如图2所示,第1防止逆流装置40是与第1热介质流路切换装置22以及热介质流量调整装置25分开构成的,但是,也可以内置在第1热介质流路切换装置22或热介质流量调整装置25中。
第2防止逆流装置41由单向阀构成,设置在第2热介质流路切换装置23和使从热介质转换机3流出的热介质流入室内机2的利用侧热交换器26的热介质配管5之间。另外,第2防止逆流装置41使热介质只在从第2热介质流路切换装置23朝利用侧热交换器26的方向流动。即,第2防止逆流装置41防止热介质从利用侧热交换器26朝第2热介质流路切换装置23的方向流动。
另外,如图2所示,第2防止逆流装置41与第2热介质流路切换装置23分开构成,但是,也可以内置在第2热介质流路切换装置23中。
另外,热介质转换机3具有2个第1温度传感器31、4个第2温度传感器34、4个第3温度传感器35和压力传感器36。这些检测装置检测出的信息(温度信息和压力信息)被送到控制空调装置100的动作的控制装置(图未示)。控制装置由微机等构成,根据这些信息和来自遥控器等的操作信息,控制压缩机10的驱动频率、送风机(图未示)的转速、第1制冷剂流路切换装置11及第2制冷剂流路切换装置18的制冷剂流路的切换、泵21的驱动频率、第1热介质流路切换装置22及第2热介质流路切换装置23的热介质流路的切换、热介质流量调整装置25的热介质流量等,执行后述的各运转模式。
另外,控制装置可以设在每个室内机2中,或者,也可以设置于室外机1或热介质转换机3。
与室内机2a~室内机2d对应地,将图2所示的4个第2温度传感器34,从图面下方起依次表示为第2温度传感器34a、第2温度传感器34b、第2温度传感器34c、第2温度传感器34d。
2个第1温度传感器31(第1温度传感器31a和第1温度传感器31b)用于检测从热介质间热交换器15流出的热介质、即热介质间热交换器15的热介质出口侧的热介质的温度,例如可用热敏电阻等构成。其中,第1温度传感器31a设置于泵21a入口侧的热介质配管。第1温度传感器31b设置于泵21b入口侧的热介质配管。
第2温度传感器34设在第1热介质流路切换装置22与热介质流量调整装置25之间,用于检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度,例如,可由热敏电阻等构成。另外,第2温度传感器34设有与室内机2的设置台数对应的个数(图2中是4个)。
第3温度传感器35a和第3温度传感器35c分别设置在热介质间热交换器15与第2制冷剂流路切换装置18之间,用于检测从热介质间热交换器15流入或流出的制冷剂的温度,例如,可由热敏电阻等构成。另外,第3温度传感器35b和第3温度传感器35d分别设置在热介质间热交换器15与节流装置16之间,用于检测从热介质间热交换器15流入或流出的制冷剂的温度,例如可由热敏电阻等构成。
压力传感器36,与第3温度传感器35d的设置位置同样地,设置在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间,用于检测在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间流动的制冷剂的压力。
上述的控制装置控制第1热介质流路切换装置22及第2热介质流路切换装置23的热介质流路,由此可以选择控制使来自热介质间热交换器15a的热介质流入利用侧热交换器26,还是使来自热介质间热交换器15b的热介质流入利用侧热交换器26。即,控制装置控制第1热介质流路切换装置22及第2热介质流路切换装置23的热介质流路,由此可以使利用侧热交换器26的流入侧流路和流出侧流路在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b之间有选择地连通。
如上所述,在空调装置100中,室外机1和热介质转换机3,经由设在热介质转换机3的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接;热介质转换机3和室内机2也经由热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。即,在空调装置100中,在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂和在热介质循环回路B中循环的热介质,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b进行热交换。因此,在室内机2使水或防冻液等热介质循环而没有制冷剂循环,所以,制冷剂不会泄漏到室内空间7等,可得到安全性提高的空调装置100。
下面,说明空调装置100所执行的各运转模式。空调装置100,按照来自于各室内机2的指示,可用该室内机2实施制冷运转或制热运转。即,空调装置100可以用全部的室内机2进行相同的运转,也可以用各室内机2进行不同的运转。
作为空调装置100实施的运转模式,有驱动着的室内机2全部执行制冷运转的全制冷运转模式、驱动着的室内机2全部执行制热运转的全制热运转模式、制冷负荷较大的制冷主体运转模式、和制热负荷较大的制热主体运转模式。下面,对各种运转模式,说明热源侧制冷剂和热介质的流动。
[全制冷运转模式]
图3是表示本发明实施方式1的空调装置100在全制冷运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。在该图3中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情形为例,说明全制冷运转模式。另外,图3中,粗线表示的配管是制冷剂和热介质流过的配管,用实线箭头表示制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图3所示的全制冷运转模式时,在室外机1,控制装置对第1制冷剂流路切换装置11切换制冷剂流路,使得从压缩机10排出的气体制冷剂流入热源侧热交换器12。另外,控制装置进行开闭控制,使开闭装置17a为开状态,开闭装置17b为闭状态。在热介质转换机3中,控制装置驱动泵21a和泵21b,使热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先参照图3说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。流入到热源侧热交换器12的气体制冷剂,一边向室外空气散热一边冷凝,成为高压液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压液体制冷剂,通过单向阀13a从室外机1流出,经由制冷剂配管4流入热介质转换机3。
流入到热介质转换机3的高压液体制冷剂,在经由开闭装置17a后分支,分别流入节流装置16a和节流装置16b。流入到该节流装置16a和节流装置16b的高压液体制冷剂膨胀并被减压,成为低温低压的气液二相制冷剂。该低温低压的气液二相制冷剂分别流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制冷剂,分别经由第2制冷剂流路切换装置18a和第2制冷剂流路切换装置18b,从热介质转换机3流出,经由制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入到室外机1的气体制冷剂,通过单向阀13d,经由第1制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入到压缩机10。
这时,控制装置对节流装置16a控制开度,使作为由第3温度传感器35a检测的温度和由第3温度传感器35b检测的温度之差而获得的过热度(过热量)成为一定。同样地,控制装置对节流装置16b控制开度,使作为由第3温度传感器35c检测的温度和由第3温度传感器35d检测的温度之差而获得的过热度成为一定。
下面,参照图3,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在全制冷运转模式中,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a和泵21b的作用下在热介质循环回路B内流动。
被泵21a和泵21b加压而流出的热介质的一部分,通过第2热介质流路切换装置23a和第2防止逆流装置41a,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2a。被泵21a和泵21b加压而流出的热介质的其余的一部分,通过第2热介质流路切换装置23b和第2防止逆流装置41b,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2b。这里,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d是全闭状态,所以,热介质不会通过第2热介质流路切换装置23c和第2防止逆流装置41c以及第2热介质流路切换装置23d及第2防止逆流装置41d而流入室内机2c和室内机2d。
流入到室内机2a和室内机2b的热介质分别流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。流入到利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b的热介质从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。然后,从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出的热介质,分别从室内机2a和室内机2b流出,经由热介质配管5,流入热介质转换机3。
流入到热介质转换机3的热介质,流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。这时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a流出的热介质,经由第1防止逆流装置40a和第1热介质流路切换装置22a,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。另外,同样地,从热介质流量调整装置25b流出的热介质,通过第1防止逆流装置40b和第1热介质流路切换装置22b,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的热介质,再次被分别吸入到泵21a和泵21b。这时,为了确保通往热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路,第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23被控制为中间的开度。
将由第1温度传感器31a检测的温度或由第1温度传感器31b检测的温度、与由第2温度传感器34检测的温度之差保持为目标值,由此可以满足室内空间7所需的空调负荷。另外,本来,利用侧热交换器26的制冷动作应当通过其入口和出口的温度差来控制,但是,由于利用侧热交换器26的入口侧的热介质温度是与由第1温度传感器31b检测的温度几乎相同的温度,所以,通过使用第1温度传感器31b,可以减少温度传感器的数目,可以低成本地构成系统。
另外,热介质间热交换器15的出口温度可以采用第1温度传感器31a或第1温度传感器31b中的任一温度,或者,也可以采用它们的平均温度。
在实施上述全制冷运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括热休止),所以,用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。图3中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b有热负荷,所以有热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负荷,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。当从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了热负荷时,只要将热介质流量调整装置25c或热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
[全制热运转模式]
图4是表示本发明实施方式1的空调装置100在全制热运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。在该图4中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生热能负荷的情形为例,说明全制热运转模式。另外,图4中,粗线表示的配管是制冷剂和热介质流过的配管,实线箭头表示制冷剂的流动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图4所示全制热运转模式时,在室外机1,控制装置对第1制冷剂流路切换装置11切换制冷剂流路,使得从压缩机10排出的气体制冷剂不经过热源侧热交换器12,流入热介质转换机3。另外,控制装置进行开闭控制,使开闭装置17a为闭状态,开闭装置17b为开状态。在热介质转换机3中,控制装置驱动泵21a和泵21b,使热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先参照图4,说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11,通过第1连接配管4a中的单向阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂,经由制冷剂配管4,流入热介质转换机3。
流入到热介质转换机3的高温高压气体制冷剂被分支,经由第2制冷剂流路切换装置18a和第2制冷剂流路切换装置18b,分别流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂,向在热介质循环回路B中循环的热介质散热,由此一边将热介质加热一边冷凝,成为高压液体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的高压液体制冷剂,在节流装置16a和节流装置16b分别膨胀并被减压,成为低温低压的气液二相制冷剂。该低温低压的气液二相制冷剂,经由开闭装置17b,从热介质转换机3流出,经由制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入到室外机1的气液二相制冷剂,通过第2连接配管4b中的单向阀13c,流入热源侧热交换器12。流入到热源侧热交换器12的气液二相制冷剂,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入到压缩机10。
这时,控制装置对节流装置16a控制开度,使作为由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度的值和由第3温度传感器35b检测的温度之差而获得的过冷度(过冷却度)成为一定。同样地,控制装置对节流装置16b控制开度,使作为由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度的值和由第3温度传感器35d检测的温度之差而获得的过冷度成为一定。
另外,在能测定热介质间热交换器15的中间位置的温度时,也可以用该中间位置的温度代替压力传感器36,这时,可以低成本地构成系统。
接着,参照图4,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在全制热运转模式中,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,制冷剂的热能传递给热介质,被加热了的热介质在泵21a和泵21b的作用下在热介质循环回路B内流动。
被泵21a和泵21b加压而流出的热介质的一部分,通过第2热介质流路切换装置23a和第2防止逆流装置41a,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2a。被泵21a和泵21b加压而流出的热介质的其余的一部分,通过第2热介质流路切换装置23b和第2防止逆流装置41b,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2b。这里,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d是全闭状态,所以,热介质不会通过第2热介质流路切换装置23c和第2防止逆流装置41c以及第2热介质流路切换装置23d和第2防止逆流装置41d而流入室内机2c和室内机2d。
流入到室内机2a和室内机2b的热介质分别流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。流入到利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b的热介质向室内机空气散热,由此进行室内空间7的制热。从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出的热介质,分别从室内机2a和室内机2b流出,经由热介质配管5,流入热介质转换机3。
流入到热介质转换机3的热介质,流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。这时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a流出的热介质,经由第1防止逆流装置40a和第1热介质流路切换装置22a,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。另外,同样地,从热介质流量调整装置25b流出的热介质,通过第1防止逆流装置40b和第1热介质流路切换装置22b,分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的热介质,再次被分别吸入到泵21a和泵21b。这时,为了确保通往热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路,第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23被控制为中间的开度。
另外,将由第1温度传感器31a检测的温度或由第1温度传感器31b检测的温度、与由第2温度传感器34检测的温度之差保持为目标值,由此可以满足室内空间7所需的空调负荷。另外,本来,利用侧热交换器26的制热动作应当通过其入口和出口的温度差来控制,但是,由于利用侧热交换器26的入口侧的热介质温度是与由第1温度传感器31b检测的温度几乎相同的温度,所以,通过使用第1温度传感器31,可以减少温度传感器的数目,可以低成本地构成系统。
另外,热介质间热交换器15的出口温度可以采用第1温度传感器31a或第1温度传感器31b中的任一温度,或者,也可以采用它们的平均温度。
在实施上述全制热运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括热休止),所以,用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。图4中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b有热负荷,所以有热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负荷,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。当从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了热负荷时,只要将热介质流量调整装置25c或热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
(制冷主体运转模式)
图5是表示本发明实施方式1的空调装置100在制冷主体运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。在该图5中,以在利用侧热交换器26a产生冷能负荷、在利用侧热交换器26b产生热能负荷的情形为例,说明制冷主体运转模式。图5中,粗线表示的配管是制冷剂和热介质流动的配管,用实线箭头表示制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图5所示的制冷主体运转模式时,在室外机1,控制装置对第1制冷剂流路切换装置11切换制冷剂流路,使得从压缩机10排出的气体制冷剂流入热源侧热交换器12。另外,控制装置进行开闭控制,使节流装置16a为全开状态,开闭装置17a为闭状态,开闭装置17b为闭状态。在热介质转换机3中,控制装置驱动泵21a和泵21b,使热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间、以及在热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。
首先参照图5,说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11,流入热源侧热交换器12。流入到热源侧热交换器12的气体制冷剂,一边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流出的气液二相制冷剂,通过单向阀13a,从室外机1流出,经由制冷剂配管4,流入热介质转换机3。
流入到热介质转换机3的气液二相制冷剂,经由第2制冷剂流路切换装置18b,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15b的气液二相制冷剂,向在热介质循环回路B中循环的热介质散热,由此一边将热介质加热一边冷凝,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,在节流装置16b膨胀并被减压,成为低温低压的气液二相制冷剂。该低温低压的气液二相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的低温低压的气液二相制冷剂,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a流出的气体制冷剂,经由第2制冷剂流路切换装置18a,从热介质转换机3流出,经由制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入到室外机1的气体制冷剂,通过单向阀13d,经由第1制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入到压缩机10。
这时,控制装置对节流装置16b控制开度,使作为由第3温度传感器35a检测的温度与由第3温度传感器35b检测的温度之差而获得的过热度成为一定。
另外,控制装置也可以对节流装置16b控制开度,使作为由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度的值与由第3温度传感器35d检测的温度之差而获得的过冷度成为一定。
另外,也可以将节流装置16b全开,用节流装置16a控制上述的过热度或过冷度。
接着,参照图5,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在制冷主体运转模式中,在热介质间热交换器15b,制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在热介质循环回路B内流动。另外,在制冷主体运转模式中,在热介质间热交换器15a,制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a的作用下在热介质循环回路B内流动。
被泵21b加压而流出的热介质,通过第2热介质流路切换装置23b和第2防止逆流装置41b,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2b。被泵21a加压而流出的热介质,通过第2热介质流路切换装置23a和第2防止逆流装置41a,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2a。这里,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d是全闭状态,所以,热介质不会通过第2热介质流路切换装置23c和第2防止逆流装置41c以及第2热介质流路切换装置23d和第2防止逆流装置41d而分别流入室内机2c和室内机2d。
流入到室内机2b的热介质流入利用侧热交换器26b,流入到室内机2a的热介质流入利用侧热交换器26a。流入到利用侧热交换器26b的热介质向室内空气散热,由此进行室内空间7的制热。另一方面,流入到利用侧热交换器26a的热介质从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。从利用侧热交换器26b流出、温度降低了一定程度的热介质,从室内机2b流出,经由热介质配管5,流入热介质转换机3。另一方面,从利用侧热交换器26a流出、温度上升了一定程度的热介质,从室内机2a流出,经由热介质配管5,流入热介质转换机3。
从利用侧热交换器26b流入热介质转换机3的热介质,流入热介质流量调整装置25b;从利用侧热交换器26a流入热介质转换机3的热介质,流入热介质流量调整装置25a。这时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25b流出的热介质,经由第1防止逆流装置40b和第1热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入到泵21b。另一方面,从热介质流量调整装置25a流出的热介质,经由第1防止逆流装置40a和第1热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15a,再次被吸入到泵21a。如上所述,在制冷主体运转模式中,在第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23的作用下,热的热介质和冷的热介质相互不混合,分别流入具有热能负荷、冷能负荷的利用侧热交换器26。
另外,在制热侧,将由第1温度传感器31b检测的温度与由第2温度传感器34b检测的温度之差保持为目标值,在制冷侧,将由第2温度传感器34b检测的温度与由第1温度传感器31a检测的温度之差保持为目标值,由此可以满足室内空间7所需的空调负荷。
在实施上述制冷主体运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括热休止),所以,用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。图5中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b有热负荷,所以有热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负荷,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。当从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了热负荷时,只要将热介质流量调整装置25c或热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
(制热主体运转模式)
图6是表示本发明实施方式1的空调装置100在制热主体运转模式时的制冷剂流动的制冷剂回路图。在该图6中,以在利用侧热交换器26a产生热能负荷、在利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情形为例,说明制热主体运转模式。图6中,粗线表示的配管是制冷剂和热介质流动的配管,用实线箭头表示制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图6所示的制热主体运转模式时,在室外机1,控制装置对第1制冷剂流路切换装置11切换制冷剂流路,使得从压缩机10排出的气体制冷剂不经过热源侧热交换器12就流入热介质转换机3。另外,控制装置进行开闭控制,使节流装置16a为全开状态,开闭装置17a为闭状态,开闭装置17b为闭状态。在热介质转换机3中,控制装置驱动泵21a和泵21b,使热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间、以及在热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。
首先参照图6,说明制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11,通过第1连接配管4a中的单向阀13d,从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂,经由制冷剂配管4,流入热介质转换机3。
流入到热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂,经由第2制冷剂流路切换装置18b,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂,向在热介质循环回路B中循环的热介质散热,由此一边将热介质加热一边冷凝,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,在节流装置16b膨胀并被减压,成为低温低压的气液二相制冷剂。该低温低压的气液二相制冷剂,经由节流装置16a,流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的低温低压的气液二相制冷剂,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发。从热介质间热交换器15a流出的低温低压的气液二相制冷剂,经由第2制冷剂流路切换装置18a,从热介质转换机3流出,经由制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入到室外机1的气液二相制冷剂,通过第2连接配管4b中的单向阀13c,流入热源侧热交换器12。流入到热源侧热交换器12的气液二相制冷剂,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被吸入到压缩机10。
这时,控制装置对节流装置16b控制开度,使作为由压力传感器36检测的压力换算为饱和温度的值与由第3温度传感器35b检测的温度之差而获得的过冷度成为一定。
另外,控制装置也可以使节流装置16b全开,用节流装置16a控制上述的过冷度。
接着,参照图6,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15b,制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在热介质循环回路B内流动。另外,在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15a,制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a的作用下在热介质循环回路B内流动。
被泵21b加压而流出的热介质,通过第2热介质流路切换装置23a和第2防止逆流装置41a,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2a。被泵21a加压而流出的热介质,通过第2热介质流路切换装置23b和第2防止逆流装置41b,从热介质转换机3流出,经由热介质配管5,流入室内机2b。这里,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d是全闭状态,所以,热介质不会通过第2热介质流路切换装置23c和第2防止逆流装置41c以及第2热介质流路切换装置23d和第2防止逆流装置41d而分别流入室内机2c和室内机2d。
流入到室内机2b的热介质流入利用侧热交换器26b,流入到室内机2a的热介质流入利用侧热交换器26a。流入到利用侧热交换器26b的热介质,从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。另一方面,流入到利用侧热交换器26a的热介质向室内空气散热,由此进行室内空间7的制热。另外,从利用侧热交换器26b流出、温度上升了一定程度的热介质,从室内机2b流出,经由热介质配管5,流入热介质转换机3。另一方面,从利用侧热交换器26a流出、温度降低了一定程度的热介质,从室内机2a流出,经由热介质配管5,流入热介质转换机3。
从利用侧热交换器26b流入热介质转换机3的热介质,流入热介质流量调整装置25b;从利用侧热交换器26a流入到热介质转换机3的热介质,流入热介质流量调整装置25a。这时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25b流出的热介质,经由第1防止逆流装置40b和第1热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a,再次被吸入到泵21a。另一方面,从热介质流量调整装置25a流出的热介质,经由第1防止逆流装置40a和第1热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入到泵21b。如上所述,在制热主体运转模式中,在第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23的作用下,热的热介质和冷的热介质相互不混合,分别流入具有热能负荷、冷能负荷的利用侧热交换器26。
另外,在制热侧,将由第1温度传感器31b检测的温度与由第2温度传感器34a检测的温度之差保持为目标值,在制冷侧,将由第2温度传感器34b检测的温度与由第1温度传感器31a检测的温度之差保持为目标值,由此可以满足室内空间7所需的空调负荷。
在实施上述制热主体运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括热休止),所以,用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。图6中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b有热负荷,所以有热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负荷,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。当从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了热负荷时,只要将热介质流量调整装置25c或热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
(热介质转换机3中的第1热介质流路切换装置22、第2热介质流路切换装置23以及热介质流量调整装置25的配置构成)
图7是本发明实施方式1的空调装置100的热介质转换机3中的第1热介质流路切换装置22、第2热介质流路切换装置23和热介质流量调整装置25的配置构成图。其中,图7(a)是从热介质转换机3的上面侧看到的,在热介质转换机3内,第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23分别由热介质配管连接的设置状态的图。另外,图7(b)是从热介质转换机3的侧面侧(下面称为维修面侧)看的,第1热介质流路切换装置22和第2热介质流量调整装置25分别由热介质配管连接的状态的图。
另外,图2~图6所示的热介质转换机3是具有4个第1热介质流路切换装置22、4个第2热介质流路切换装置23和4个热介质流量调整装置25的4分支构造,而图7所示的配置构造是具有5个第1热介质流路切换装置22、5个第2热介质流路切换装置23和5个热介质流量调整装置25的5分支构造。但是,在本实施方式中,分支数并没有限定,空调装置100的效果功效不因分支数的不同而有所不同。
如图7(a)所示,第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23以流路切换用的驱动电机位于上面侧的方式设置。另外,第2热介质流路切换装置23,在平行排列的多个热介质配管中配置成一条线状,而第1热介质流路切换装置22,在平行排列的多个热介质配管中配置成交错状。
另外,如图7(b)所示,在第1热介质流路切换装置22的下部分别设置热介质流量调整装置25,按照第1热介质流路切换装置22的交错状配置,热介质流量调整装置25同样配置成交错状。另外,热介质流量调整装置25被设置成热介质流量调整用的驱动电机位于侧面侧即维修面侧。另外,热介质转换机3成为能从侧面侧进行维修等维护的构造,为了在故障时等能够更换,热介质流量调整装置25被设置在能进行维修的一侧。
另外,热介质流量调整装置25分别设置在第1热介质流路切换装置22的下部,但并不限定于此,也可以分别设置在第1热介质流路切换装置22的上部。
图8是本发明实施方式1的空调装置100的热介质转换机3的第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的连接构造图。图9是表示该热介质转换机3的第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的连接部分的剖切剖面的图。另外,图8和图9是从图7(b)的C方向看的图。
如图8和图9所示,第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25直接连接。这时,如图2~图6所示,配置在第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25之间的第1防止逆流装置40,内置在第1热介质流路切换装置22侧的连接配管内、或者内置在热介质流量调整装置25的连接配管内。
如前所述,第1防止逆流装置40也可以是与第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25分开设置的装置。
另外,如图9所示,第1热介质流路切换装置22的与热介质流量调整装置25连接的连接部、以及热介质流量调整装置25的与第1热介质流路切换装置22连接的连接部,分别形成了接头44,在该接头44的内侧部分设置了O形环45。该第1热介质流路切换装置22的接头44和热介质流量调整装置25的接头44相互接触,被紧固件38固定而连接(快速紧固连接)。这时,由于在双方接头44的内侧设置了O形环45,由此被密封以防止热介质从该接头的连接部分泄漏。另外,由于做成这样的密封构造,所以,第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25是不用工具就可以简单卸下的连接构造。
另外,热介质流量调整装置25的另一方的连接部(热介质配管5侧)位于设置在侧面侧的驱动电机的相反侧,用与上述同样的构造与要连接的热介质配管连接。
另外,本实施方式的热介质转换机3被设置在天花板里、墙壁里等,所以要求小型化。如图8所示,第1热介质流路切换装置22、第2热介质流路切换装置23和热介质流量调整装置25被设置成相互间的设置间隔窄。在以这样的设置间隔狭窄的状态设置时,例如,在第1热介质流路切换装置22被设置成为一条线状、作为维修对象的热介质流量调整装置25也同样被设置成一条线状的情况下,维修人员就不能将手伸入热介质流量调整装置25之间的间隙内,热介质流量调整装置25的更换作业困难。但是,在本实施方式中,如前所述,由于将第1热介质流路切换装置22配置成交错状,与之相应地,将热介质流量调整装置25配置成交错状,所以,维修人员能将手伸入热介质流量调整装置25之间的间隙内,可以更换有故障的热介质流量调整装置25。这样,可以既保持热介质转换机3的小型化,又提高其维修性。
(热介质流量调整装置25的更换方法)
图10是表示本发明实施方式1的热介质转换机3的热介质流量调整装置25的更换顺序的图。下面,参照图10,说明热介质流量调整装置25的更换方法。
首先,如图10(a)所示,维修人员将连接第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的紧固件38卸下,将热介质流量调整装置25朝着箭头方向移动。
接着,如图10(b)所示,维修人员使热介质流量调整装置25朝箭头方向旋转,将手从虚线包围的部分伸入。
另外,热介质流量调整装置25的旋转方向相反也是可以的。
然后,如图10(c)所示,维修人员将连接热介质流量调整装置25的另一方的连接部(热介质配管5侧)和热介质配管的紧固件38卸下,将热介质流量调整装置25拉到跟前,将热介质流量调整装置25取出到热介质转换机3的外侧。
通过上述的顺序,维修人员不必使用特殊的工具等,就可容易地将热介质流量调整装置25卸下。另外,在新安装将要更换的热介质流量调整装置25时,通过与上述顺序相反的顺序,就可容易地安装。
另外,如前所述,由于多个热介质流量调整装置25配置成交错状,所以,如图10(b)所示,在维修人员将热介质流量调整装置25旋转时,可以将其旋转卸下而不会与相邻的热介质流量调整装置25干涉。
图11是说明本发明实施方式1的热介质转换机3的热介质流量调整装置25的设置间距的图。
如图11(a)所示,设置间距表示热介质流量调整装置25的驱动电机的侧端面β和相邻的热介质流量调整装置25的流路的中心α之间的、在垂直于第1热介质流路切换装置22的流路方向的方向上的距离成分,将其设为间距E。另外,如图11(b)所示,将设置了热介质流量调整装置25的高度方向上的尺寸设为高度W,将从热介质流量调整装置25的流路的中心开始的驱动电机高度(到驱动电机端面的距离)设为电机高度H。这里,在更换热介质流量调整装置25的顺序中,在如前述图10(b)所示使热介质流量调整装置25旋转时,以高度W的中点为中心旋转。
如前述图10(b)所示,维修人员使热介质流量调整装置25旋转,将手从虚线包围的部分伸入,如图10(c)所示,为了将连接热介质流量调整装置25的另一方的连接部(热介质配管5侧)和热介质配管的紧固件38卸下的、热介质流量调整装置25的旋转角度θ,如图11(c)所示,是45°以上,从而能容易地将热介质流量调整装置25卸下。因此,间距E满足下式(1),由此可容易地将热介质流量调整装置25卸下。
E>(W/2)·sin(45°)……(1)
下面,如图11(a)所示,说明配置成交错状的第1热介质流路切换装置22中的间隔D。间隔D是指热介质流量调整装置25的流路的中心α与其相邻的热介质流量调整装置25的流路的中心α之间的、在第1热介质流路切换装置22的流路方向上的距离成分。如前所述,为了使热介质流量调整装置25旋转,必须不与相邻的热介质流量调整装置25的驱动电机干涉。这时,如果确保间隔D大于电机高度H,即满足D>H的条件,就可以使热介质流量调整装置25不与相邻的热介质流量调整装置25的驱动电机干涉地旋转45°以上。因此,这时,通过使间隔D满足D>H的条件,就能容易地将热介质流量调整装置25卸下。另外,对于间隔D,满足D>H的条件,由此,即使不满足上述式(1)的条件,也能使热介质流量调整装置25不与相邻的热介质流量调整装置25的驱动电机干涉地旋转45°以上。反之,对于间距E,满足上述式(1)的条件,由此,即使不满足D>H的条件,也能使热介质流量调整装置25不与相邻的热介质流量调整装置25的驱动电机干涉地旋转45°以上。
(实施方式1的效果)
用上述构造,使水或防冻液等热介质在室内机2循环而使制冷剂不在室内机2循环,所以,制冷剂不会泄漏到室内空间7等,可得到安全性提高的空调装置100。
另外,如图7(a)所示,将第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25配置成交错状,这样,维修人员可将手伸入热介质流量调整装置25之间的间隙内,可以更换有故障的热介质流量调整装置25,所以,既可保持热介质转换机3的小型化,又可提高其维修性。
另外,维修人员在卸下热介质流量调整装置25时,由于可以使热介质流量调整装置25旋转45°以上,所以,手能伸入,可容易地将连接热介质流量调整装置25的另一方的连接部(热介质配管5侧)和热介质配管的紧固件38卸下,可提高维修性。
另外,本实施方式的热介质转换机3中的第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的配置,如图7(a)所示,是配置成交错状,但并不限定于此,也可以是相邻的第1热介质流路切换装置22的中心α在垂直于第1热介质流路切换装置22的热介质配管的方向、以不一致的位置关系、配置在相互不同的位置。这时,相邻的第1热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25的关系,只要满足上述式(1)或者满足D>H的条件,就能够使热介质流量调整装置25旋转45°以上,可确保其卸下的容易性。
附图标记的说明
1室外机,2、2a~2d室内机,3热介质转换机,4制冷剂配管,4a第1连接配管,4b第2连接配管,5热介质配管,6室外空间,7室内空间,8空间,9建筑物,10压缩机,11第1制冷剂流路切换装置,12热源侧热交换器,13a~13d单向阀,15、15a、15b热介质间热交换器,16、16a、16b节流装置,17、17a、17b开闭装置,18、18a、18b第2制冷剂流路切换装置,19储液器,21、21a、21b泵,22、22a~22d第1热介质流路切换装置,23、23a~23d第2热介质流路切换装置,25、25a~25d热介质流量调整装置,26、26a~26d利用侧热交换器,31、31a、31b第1温度传感器,34、34a~34d第2温度传感器,35第3温度传感器,36压力传感器,38紧固件、40、40a~40d第1防止逆流装置,41、41a~41d第2防止逆流装置,44接头,45O形环,100空调装置,A制冷剂循环回路,B热介质循环回路。
Claims (7)
1.一种热介质转换机,该热介质转换机包括:
热介质间热交换器,上述热介质间热交换器实施制冷剂和不同于上述制冷剂的热介质的热交换,上述制冷剂被从室外机所具有的压缩机排出而在制冷剂循环回路中循环,上述热介质利用泵被送到多个室内机并在热介质循环回路中循环;
多个热介质流量调整装置,上述多个热介质流量调整装置调整要被送到上述各室内机的利用侧热交换器的上述热介质的流量;
本体,上述本体容纳上述热介质间热交换器和上述热介质流量调整装置;以及
热介质流路切换装置,上述热介质流路切换装置与上述各室内机对应地设置,使上述利用侧热交换器的上述热介质的流入侧流路或者流出侧流路与上述热介质间热交换器连通;
上述热介质流量调整装置配置在上述本体内的靠维修面一侧;
上述热介质流路切换装置配置在大致垂直于上述维修面的方向,并且,设置于相互平行排列的各热介质配管,
上述热介质流路切换装置在相对于上述热介质配管的长度方向而言的同一垂直线上,与和其相邻配置的热介质流路切换装置错开配置;
上述热介质流量调整装置的一方的全部配管口与上述热介质流路切换装置的上侧的配管口连接,或者,该热介质流量调整装置的一方的全部配管口与上述热介质流路切换装置的下侧的配管口连接;
该热介质流量调整装置的驱动电机安装在上述维修面一侧;
该热介质流量调整装置的另一方的配管口位于与上述维修面一侧相反的一侧,并且,在朝大致垂直于上述维修面的方向,与通向上述室内机的热介质配管连接;
上述室外机和上述室内机分开构成。
2.如权利要求1所述的热介质转换机,其特征在于,上述热介质流路切换装置交错状地配置于上述热介质配管。
3.如权利要求1或2所述的热介质转换机,其特征在于,上述热介质流路切换装置和上述热介质流量调整装置被配置成,上述热介质流量调整装置中的大致垂直于上述热介质流路切换装置的流路方向的方向上的流路的中心与其相邻的上述热介质流量调整装置中的大致垂直于上述热介质流路切换装置的流路方向的方向上的流路的中心、在上述热介质流路切换装置的流路方向上的距离成分,大于从该中心到上述驱动电机的端部的高度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的热介质转换机,其特征在于,上述热介质流量调整装置被配置为与其相邻的上述热介质流量调整装置不干涉地以上述另一方的配管口为中心旋转45°以上。
5.如权利要求4所述的热介质转换机,其特征在于,上述热介质流路切换装置和上述热介质流量调整装置被配置成,上述热介质流量调整装置的上述驱动电机的侧端面与其相邻的上述热介质流量调整装置中的大致垂直于上述热介质流路切换装置的流路方向的方向上的流路的中心、在大致垂直于上述热介质流路切换装置的流路方向的方向上的距离成分,大于上述热介质流量调整装置的竖直方向上的高度的1/2与sin(45°)的积。
6.如权利要求1至5中任一项所述的热介质转换机,其特征在于,上述热介质流路切换装置及上述热介质流量调整装置的上述一方的配管口、以及上述热介质流量调整装置的上述另一方的配管口和通向上述室内机的上述热介质配管口,分别由能快速紧固连接的紧固件固定连接。
7.一种空调装置,该空调装置包括:
热介质转换机,上述热介质转换机是权利要求1~权利要求6中任一项记载的热介质转换机,具有使上述制冷剂膨胀的膨胀装置和将上述制冷剂送出的上述泵;
上述室外机,该室外机具有上述压缩机、四通阀和热源侧热交换器;以及
上述室内机,该室内机具有上述利用侧热交换器;
上述制冷剂循环回路是将上述压缩机、上述四通阀、上述热源侧热交换器、上述膨胀阀和上述热介质间热交换器用制冷剂配管连接而构成的;
上述热介质循环回路是将上述泵、上述热介质流路切换装置、上述利用侧热交换器、上述热介质流量调整装置和上述热介质间热交换器用热介质配管连接而构成的。
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