CN103890501A - 空气调节装置 - Google Patents

空气调节装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103890501A
CN103890501A CN201180074351.1A CN201180074351A CN103890501A CN 103890501 A CN103890501 A CN 103890501A CN 201180074351 A CN201180074351 A CN 201180074351A CN 103890501 A CN103890501 A CN 103890501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
heat exchanger
medium
refrigerant
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201180074351.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103890501B (zh
Inventor
森本裕之
山下浩司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN103890501A publication Critical patent/CN103890501A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103890501B publication Critical patent/CN103890501B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/006Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0231Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units with simultaneous cooling and heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/12Inflammable refrigerants
    • F25B2400/121Inflammable refrigerants using R1234
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21174Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the inlet of the evaporator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21175Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the outlet of the evaporator

Abstract

计算装置(52)根据干燥度(X)、由规定压力下的沸腾温度和露点温度之差求出的温度梯度(ΔT)、由第二温度检测构件检测的制冷剂温度,算出蒸发温度(Te*)及露点温度(Tdew*)。

Description

空气调节装置
技术领域
本发明涉及适用于例如大厦用中央空调等的空气调节装置。
背景技术
在空气调节装置中,如大厦用中央空调等那样,热源机(室外机)被配置在建筑物外,室内机被配置在建筑物的室内。在这样的空气调节装置的制冷剂回路中循环的制冷剂向被供给到室内机的换热器的空气散热(吸热),对该空气进行加热或冷却。而且,被加热或冷却的空气被送入空调对象空间来进行制热或制冷。
通常大厦具有多个室内空间,从而这样的空气调节装置与其相应地也由多个室内机构成。另外,大厦的规模大的情况下,连接室外机和室内机的制冷剂配管有时达到100m。连接室外机和室内机的配管长度长时,被填充到制冷剂回路的制冷剂量相应地增加。
这样的大厦用中央空调的室内机通常被配置在人居住的室内空间(例如,办公室空间、居室、商铺等)使用。因任意的原因,制冷剂从被配置在室内空间的室内机泄漏的情况下,根据制冷剂的种类,具有可燃性、毒性,从对人体的影响及安全性的观点出发,可能成为问题。另外,即使是对人体无害的制冷剂,因制冷剂泄漏,室内空间中的氧浓度降低,也会对人体带来影响。
为了应对这样的课题,考虑如下方法,在空气调节装置中采用2次闭环方式,1次侧闭环采用制冷剂,在2次侧闭环中采用无害的水或载冷剂,对人居住的空间进行空气调节。
另外,从防止地球变暖的观点出发,谋求使用地球变暖系数(以下还称为GWP)小的制冷剂的空气调节装置的开发。作为有力的低GWP制冷剂,可以采用R32、HFO1234yf及HFO1234ze(E)等。作为制冷剂仅采用R32时,由于具有与当前最多使用的R410A大致相同的物理性质,所以对当前设备的设计改变少,开发负荷小,但GWP为675,稍高。另一方面,作为制冷剂仅采用HFO1234yf或HFO1234ze(E)时,低压状态(气体状态、气液二相气体状态)下的密度小,从而制冷剂的压力变低,压力损失相应地变大。但是,为了减少压力损失,增大制冷剂配管的直径(内径)时,成本相应升高。
因此,作为制冷剂,混合R32和HFO1234yf或HFO1234ze(E),由此,能够提高制冷剂的压力并且减小GWP。这里,R32的沸点和HFO1234yf的沸点、以及R32的沸点和HFO1234ze(E)的沸点分别不同,从而这些混合制冷剂成为非共沸混合制冷剂。
在采用了该非共沸混合制冷剂的空气调节装置中,公知填充的制冷剂组成与实际上在制冷循环内循环的制冷剂组成不同。这是因为,被混合的制冷剂的沸点如上所述地不同。该循环时的制冷剂组成发生变化,过热度或过冷却度从原本值偏移,难以最佳地控制节流装置的开度等各种设备,导致空气调节装置的性能降低。为了抑制这样的性能降低,提出了各种检测制冷剂组成的构件所具有的制冷空调装置(例如,参照专利文献1、2)。
专利文献1记载的技术是如下结构,具有使压缩机旁通地被连接的旁通回路,在该旁通回路上连接有双层管换热器及毛细管。而且,基于被设置在该旁通回路上的压力检测构件和温度检测构件的检测结果、以及假设的制冷剂组成,算出制冷剂组成。
在专利文献2记载的技术中,也与专利文献1记载的技术同样地,具有使压缩机旁通地被连接的旁通回路,在该旁通回路上连接有双层管换热器及毛细管。而且,基于被设置在该旁通回路上的压力检测构件和温度检测构件的检测结果、以及假设的制冷剂组成,算出制冷剂组成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-75280号公报(例如,第5页,图1等)
专利文献2:日本特开平11-63747号公报(例如,第5页,图1等)
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1、2记载的技术中,具有使压缩机旁通地被连接的旁通回路,在该旁通回路上连接有双层管换热器及毛细管,利用制冷剂自身的蒸发热使制冷剂气体液化。在该方式中,由于使压缩机的排出侧和吸入侧旁通,所以导致制冷能力、制热能力的降低。
另外,专利文献1、2记载的技术为检测制冷剂的循环组成,需要新追加双层管换热器、两个温度检测构件、压力检测构件,导致成本升高。
本发明的目的是提供一种空气调节装置,能够抑制成本升高的同时,以高精度算出非共沸混合制冷剂的蒸发温度、露点温度,基于该值适当地控制制冷循环。
本发明的空气调节装置,通过配管连接压缩机、第一换热器、节流装置、第二换热器而构成制冷循环,作为在所述制冷剂循环中循环的制冷剂采用非共沸混合制冷剂,其特征在于,在所述节流装置的入口侧设置第一温度检测构件,在所述节流装置的出口侧设置第二温度检测构件,根据如下参数算出蒸发温度Te*及露点温度Tdew*,基于由所述第一温度检测构件检测的制冷剂温度算出的入口液体焓、基于由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度算出的饱和液体焓及基于饱和气体焓算出的所述节流装置的下游侧的制冷剂的干燥度Xr;由规定压力下的沸腾温度和露点温度之差求出的温度梯度ΔT;和由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度。
发明的效果
根据本发明的空气调节装置,能够使用温度传感器算出非共沸混合制冷剂的蒸发温度和露点温度,从而能够采用较低价的温度传感器,能够相应地抑制成本升高。另外,根据本发明的空气调节装置,还能够使用温度传感器精度良好地算出非共沸混合制冷剂的蒸发温度和露点温度,能够使空气调节装置的运转状态稳定,还能够稳定地输出性能。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的空气调节装置的设置例的概略图。
图2是表示本发明的实施方式的空气调节装置的回路结构的一例的概略回路结构图。
图3是表示图2所示的本发明的实施方式的空气调节装置的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图4是表示图2所示的本发明的实施方式的空气调节装置的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图5是表示图2所示的本发明的实施方式的空气调节装置的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图6是表示图2所示的本发明的实施方式的空气调节装置的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图7是表示温度梯度ΔT的定义的图
图8是表示本发明的实施方式的空气调节装置的全制冷运转模式时的制冷剂的状态转变的P-H线图。
图9是将与图8所示的点A~点D对应的位置表示在制冷剂回路上的制冷剂回路图。
图10是表示用于算出本发明的实施方式的空气调节装置所采用的蒸发温度和露点温度的检测处理流程的流程图。
图11是表示蒸发温度和实际的蒸发温度之差与R32的循环组成之间的关系的图。
图12是表示蒸发温度Te的定义的图。
图13是表示露点温度和实际的露点温度之差与R32的循环组成之间的关系的图。
图14是表示通过图10的控制流程求出的露点温度和实际的露点温度之差的图。
图15是表示干燥度和R32的制冷剂组成之间的关系的图。
图16是表示从横向观察构成了直膨式的空气调节装置的室内机所搭载的室内换热器的一例的状态的概略图。
具体实施方式
以下,基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的空气调节装置的设置例的概略图。基于图1说明本实施方式的空气调节装置的设置例。该空气调节装置具有使制冷剂循环的制冷循环,各室内机2作为运转模式能够自由选择制冷模式或制热模式。此外,包括图1在内,在以下的附图中,存在各构成部件的大小关系与实际不同的情况。
而且,本实施方式的空气调节装置具有作为制冷剂采用了非共沸混合制冷剂的制冷剂循环回路A(参照图2)、及作为热介质采用了水等热介质循环回路B(参照图2),但对于在该制冷剂循环回路A中循环的非共沸混合制冷剂的蒸发温度和露点温度的算出进行了改良。
此外,在本实施方式中,作为非共沸混合制冷剂采用了R32和HFO1234yf。低沸点制冷剂是R32,高沸点制冷剂是HFO1234yf。另外,本实施方式中的制冷剂组成只要没有特别说明,就是指在制冷循环中循环的低沸点制冷剂即R32的组成。
关于HFO1234ze(E),存在两个几何异构体,具有F和CF3相对于双键来说处于相反的位置的反式和处于同一侧的顺式,本实施方式的HFO1234ze(E)是反式的。在IUPAC命名法中被称为反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯。
本实施方式的空气调节装置采用了间接地利用制冷剂(热源侧制冷剂)的方式(间接方式)。即,将存储在热源侧制冷剂的冷能或热能,传递到与热源侧制冷剂不同的制冷剂(以下称为热介质),利用存储在热介质的冷能或热能对空调对象空间进行制冷或制热。
如图1所示,本实施方式的空气调节装置具有热源机即1台室外机1、多台室内机2、隔设在室外机1和室内机2之间的热介质转换机3。热介质转换机3利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换。室外机1和热介质转换机3通过用于使热源侧制冷剂循环的制冷剂配管4被连接。热介质转换机3和室内机2通过用于使热介质循环的配管(热介质配管)5被连接。而且,由室外机1生成的冷能或热能经由热介质转换机3被配送到室内机2。
室外机1通常被配置在大厦等建筑物9外的空间(例如,屋顶等)即室外空间6,并经由热介质转换机3向室内机2供给冷能或热能。
室内机2被配置在能够向建筑物9的内部的空间(例如,居室等)即室内空间7供给制冷用空气或制热用空气的位置,向成为空调对象空间的室内空间7供给制冷用空气或制热用空气。
热介质转换机3与室外机1及室内机2作为相独立的框体,被设置在与室外空间6及室内空间7不同的位置。该热介质转换机3经由制冷剂配管4及配管5分别与室外机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。
如图1所示,在本实施方式的空气调节装置中,室外机1和热介质转换机3经由2条制冷剂配管4被连接,热介质转换机3和各室内机2a经由2条配管5被连接。这样,在实施方式1的空气调节装置中,经由制冷剂配管4及配管5连接各单元(室外机1、室内机2及热介质转换机3),由此施工变得容易。
此外,在图1中,作为例子示出了热介质转换机3处于建筑物9的内部但被设置在与室内空间7不同的空间即天花板的背面等空间(例如,建筑物9中的天花板的背面等空间,以下简称为空间8)的状态。热介质转换机3除此以外也可以设置在电梯等的共用空间等。另外,在图1中,作为例子示出了室内机2是天花板盒式的情况,但不限于此。即,空气调节装置100也可以是天花板嵌入式、天花板悬挂式,只要能够直接或通过管道等向室内空间7吹出制热用空气或制冷用空气,可以是任意种类。
另外,在图1中,作为例子示出了室外机1被设置在室外空间6的情况,但不限于此。例如,室外机1也可以设置在带换气口的机械室等被包围的空间,只要能够利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。另外,在使用水冷式的室外机1的情况下,也可以设置在建筑物9的内部。即使将室外机1设置在这样的场所,也不会发生特殊的问题。
另外,热介质转换机3还能够设置在室外机1的附近。但是,需要注意从热介质转换机3到室内机2的距离过长时,热介质的输送动力变得相当大,从而节能的效果变差。而且,室外机1、室内机2及热介质转换机3的连接台数不限于图1所示的台数,例如,根据本实施方式的空气调节装置所设置的建筑物9决定台数即可。
图2是表示本实施方式的空气调节装置(以下称为空气调节装置100)的回路结构的一例的概略回路结构图。基于图2说明空气调节装置100的详细结构。如图2所示,室外机1和热介质转换机3经由热介质转换机3所具有的热介质间换热器15a及热介质间换热器15b通过制冷剂配管4被连接。另外,热介质转换机3和室内机2也经由热介质间换热器15a及热介质间换热器15b通过配管5被连接。此外,关于制冷剂配管4及配管5,在后面进行详细说明。
[室外机1]
在室外机1中,通过制冷剂配管4连接而搭载有压缩制冷剂的压缩机10、由四通阀等构成的第一制冷剂流路切换装置11、作为蒸发器或冷凝器发挥功能的热源侧换热器12、及存储剩余制冷剂的储液器19。
另外,在室外机1中设置有第一连接配管4a、第二连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c及止回阀13d。通过设置第一连接配管4a、第二连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c及止回阀13d,不管室内机2要求的运转如何,都能够使流入热介质转换机3的热源侧制冷剂的流动成为恒定方向。
压缩机10吸入热源侧制冷剂,压缩该热源侧制冷剂成为高温、高压的状态,例如由能够进行容量控制的变频压缩机等构成即可。
第一制冷剂流路切换装置11切换制热运转模式时(全制热运转模式时及制热主体运转模式时)的热源侧制冷剂的流动和制冷运转模式时(全制冷运转模式时及制冷主体运转模式时)的热源侧制冷剂的流动。
热源侧换热器12在制热运转时作为蒸发器发挥功能,在制冷运转时作为冷凝器发挥功能,在从省略图示的风扇等送风机供给的空气和热源侧制冷剂之间进行热交换。
储液器19被设置在压缩机10的吸入侧,用于存储由制热运转模式时和制冷运转模式时的不同产生的剩余制冷剂、以及因转移性的运转的变化(例如,室内机2的运转台数的变化)、负荷条件产生的剩余制冷剂。在该储液器19中,被分离成大量含有高沸点的制冷剂的液相和大量含有低沸点的制冷剂的气相。而且,大量含有高沸点的制冷剂的液相的制冷剂被存储在储液器19内。由此,在储液器19内存在液相的制冷剂时,在空气调节装置100中循环的制冷剂组成示出了低沸点制冷剂变多的倾向。
另外,在室外机1中搭载有控制装置57。控制装置57基于从后述的热介质转换机3的控制装置发送的组成信息,控制搭载在室外机1中的压缩机10等工作要件(执行机构)。
[室内机2]
在室内机2中分别搭载有利用侧换热器26。该利用侧换热器26通过配管5被连接到热介质转换机3的热介质流量调整装置25和第二热介质流路切换装置23。该利用侧换热器26是在从省略图示的风扇等送风机供给的空气和热介质之间进行热交换,并生成用于向室内空间7供给的制热用空气或制冷用空气。
在该图2中,作为例子示出了4台室内机2被连接在热介质转换机3,从纸面下方开始示出了室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d。另外,与室内机2a~室内机2d相应地,利用侧换热器26也从纸面下侧开始示出了利用侧换热器26a、利用侧换热器26b、利用侧换热器26c、利用侧换热器26d。此外,室内机2的连接台数不限于图2所示的4台。
[热介质转换机3]
在热介质转换机3中设置有:供制冷剂和热介质进行热交换的2个热介质间换热器15;使制冷剂减压的2个节流装置16;开闭制冷剂配管4的流路的2个开闭装置17;切换制冷剂流路的2个第二制冷剂流路切换装置18;使热介质循环的2个泵21;连接在配管5的一方上的4个第一热介质流路切换装置22;连接在配管5的另一方上的4个第二热介质流路切换装置23;和连接在连接有第二热介质流路切换装置22的这一方的配管5上的4个热介质流量调整装置25。
2个热介质间换热器15(以下也有时将热介质间换热器15a、热介质间换热器15b总称为热介质间换热器15)作为冷凝器(散热器)或蒸发器发挥功能,通过热源侧制冷剂和热介质进行热交换,将由室外机1生成的存储在热源侧制冷剂的冷能或热能传递到热介质。热介质间换热器15a被设置在制冷剂循环回路A中的节流装置16a和第二制冷剂流路切换装置18a之间,在制冷制热混合运转模式时,用于热介质的冷却。另外,热介质间换热器15b被设置在制冷剂循环回路A中的节流装置16b和第二制冷剂流路切换装置18b之间,在制冷制热混合运转模式时,用于热介质的加热。
2个节流装置16(以下有时将节流装置16a、节流装置16b总称为节流装置16)具有作为减压阀、膨胀阀的功能,对热源侧制冷剂减压而使其膨胀。节流装置16a在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中被设置在热介质间换热器15a的上游侧。节流装置16b在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中被设置在热介质间换热器15b的上游侧。2个节流装置16能够可变地控制开度,例如由电子膨胀阀等构成即可。
2个开闭装置17(开闭装置17a、开闭装置17b)由二通阀等构成,用于开闭制冷剂配管4。开闭装置17a被设置在热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4。开闭装置17b被设置在连接热源侧制冷剂的入口侧和出口侧的制冷剂配管4的配管上。
2个第二制冷剂流路切换装置18(以下有时将第二制冷剂流路切换装置18a、第二制冷剂流路切换装置18b总称为第二制冷剂流路切换装置18)由例如四通阀等构成,根据运转模式切换热源侧制冷剂的流动。第二制冷剂流路切换装置18a在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中被设置在热介质间换热器15a的下游侧。第二制冷剂流路切换装置18b在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中被设置在热介质间换热器15b的下游侧。
2个泵21(以下也有时将泵21a、泵21b总称为泵21)使配管5内的热介质循环。泵21a被设置在热介质间换热器15a和第二热介质流路切换装置23之间的配管5上。泵21b被设置在热介质间换热器15b和第二热介质流路切换装置23之间的配管5上。2个泵21由例如能够控制容量的泵等构成即可。此外,也可以将泵21a设置在热介质间换热器15a和第一热介质流路切换装置22之间的配管5上。另外,也可以将泵21b设置在热介质间换热器15b和第一热介质流路切换装置22之间的配管5上。
4个第一热介质流路切换装置22(以下也有时将第一热介质流路切换装置22a~第一热介质流路切换装置22d总称为第一热介质流路切换装置22)由三通阀等构成,用于切换热介质的流路。第一热介质流路切换装置22设置了与室内机2的设置台数相应的个数(这里是4个)。第一热介质流路切换装置22的三通之一与热介质间换热器15a连接,三通之一与热介质间换热器15b连接,三通之一与热介质流量调整装置25连接,第一热介质流路切换装置22被设置在利用侧换热器26的热介质流路的出口侧。此外,与室内机2对应地,从纸面下侧开始示出了第一热介质流路切换装置22a、第一热介质流路切换装置22b、第一热介质流路切换装置22c、第一热介质流路切换装置22d。另外,对于热介质流路的切换,不仅包括从一方向另一方的完全切换,还包括从一方向另一方的部分切换。
4个第二热介质流路切换装置23(以下也有时将第二热介质流路切换装置23a~第二热介质流路切换装置23d总称为第二热介质流路切换装置23)由三通阀等构成,用于切换热介质的流路。第二热介质流路切换装置23设置了与室内机2的设置台数相应的个数(这里是4个)。第二热介质流路切换装置23的三通之一与热介质间换热器15a连接,三通之一与热介质间换热器15b连接,三通之一与利用侧换热器26连接,第二热介质流路切换装置23被设置在利用侧换热器26的热介质流路的入口侧。此外,与室内机2对应地,从纸面下侧开始示出了第二热介质流路切换装置23a、第二热介质流路切换装置23b、第二热介质流路切换装置23c、第二热介质流路切换装置23d。另外,对于热介质流路的切换,不仅包括从一方向另一方的完全切换,还包括从一方向另一方的部分切换。
4个热介质流量调整装置25(以下也有时将热介质流量调整装置25a~热介质流量调整装置25d总称为热介质流量调整装置25)由能够控制开口面积的二通阀等构成,用于控制在配管5中流动的热介质的流量。热介质流量调整装置25设置了与室内机2的设置台数相应的个数(这里是4个)。热介质流量调整装置25的一通与利用侧换热器26,另一通与第一热介质流路切换装置22连接,并被设置在利用侧换热器26的热介质流路的出口侧。此外,与室内机2对应地,从纸面下侧开始示出了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,也可以将热介质流量调整装置25设置在利用侧换热器26的热介质流路的入口侧。
另外,在热介质转换机3中设置有各种检测构件(2个第一温度传感器31、4个第二温度传感器34、4个第三温度传感器35、1个第四温度传感器50、压力传感器36)。由这些检测构件检测的信息(例如,温度信息或压力信息)被发送到综合控制空气调节装置100的动作的控制装置58,并被用于压缩机10的驱动频率、设置在热源侧换热器12及利用侧换热器26附近的省略图示的送风机的转速、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动频率、第二制冷剂流路切换装置18的切换、热介质的流路的切换等的控制。
控制装置58由微机等构成,基于热介质转换机3的计算装置52中的制冷剂组成的算出结果,计算蒸发温度、冷凝温度、饱和温度、过热度及过冷却度。而且,控制装置58基于这些计算结果,控制节流装置16的开度、压缩机10的转速、热源侧换热器12或利用侧换热器26的送风机的速度(包括开/关)等,空气调节装置100的性能成为最佳。
除此以外,控制装置58基于各种检测构件的检测信息及来自遥控器的指示,控制压缩机10的驱动频率、送风机的转速(包括开/关)、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动、节流装置16的开度、开闭装置17的开闭、第二制冷剂流路切换装置18的切换、第一热介质流路切换装置22的切换、第二热介质流路切换装置23的切换及热介质流量调整装置25的开度等。即,控制装置58为了执行后述的各运转模式,综合控制各种设备。
另外,在控制装置58上搭载有计算装置52。该计算装置52具有算出制冷剂组成的功能。在该计算装置52中设置有ROM。在该ROM中存储有按照每个制冷剂组成的值表示液体焓和制冷剂温度的相关性、饱和液体焓和制冷剂温度的相关性、以及饱和气体焓和制冷剂温度的相关性的物理性质表格。
此外,计算装置52的物理性质表格能够在例如空气调节装置100的设置后等,重新设定。另外,在计算装置52中,说明了将上述表示相关性的物理性质表格存储在ROM中的情况,但也可以不存储表格而存储被公式化的函数。而且,对蒸发温度和露点温度的检测机构,在后面详细说明。
此外,在室外机1中也设置有控制装置57,基于从控制装置58被发送的信息,控制室外机1的执行机构。说明了控制装置58与控制装置57分体的结构,但也可以一体。
此外,在本实施方式中,计算装置52被搭载在热介质转换机3的控制装置57中,但也可以在室外机1的控制装置57中搭载计算装置52,进行各种计算及执行机构的控制。
2个第一温度传感器31(以下有时将第一温度传感器31a、第一温度传感器31b总称为第一温度传感器31)用于检测从热介质间换热器15流出的热介质,也就是说热介质间换热器15的出口处的热介质的温度,例如由热敏电阻等构成即可。第一温度传感器31a被设置在泵21a的入口侧的配管5。第一温度传感器31b被设置在泵21b的入口侧的配管5。
4个第二温度传感器34(以下有时将第二温度传感器34a~第二温度传感器34d总称为第二温度传感器34)被设置在第一热介质流路切换装置22和热介质流量调整装置25之间,用于检测从利用侧换热器26流出的热介质的温度,由热敏电阻等构成即可。第二温度传感器34设置了与室内机2的设置台数相应的个数(这里是4个)。此外,与室内机2对应地,从纸面下侧开始示出了第二温度传感器34a、第二温度传感器34b、第二温度传感器34c、第二温度传感器34d。
4个第三温度传感器35(以下有时将第三温度传感器35a~第三温度传感器35d总称为第三温度传感器35)被设置在热介质间换热器15的热源侧制冷剂的入口侧或出口侧,用于检测流入热介质间换热器15的热源侧制冷剂的温度或从热介质间换热器15流出的热源侧制冷剂的温度,由热敏电阻等构成即可。第三温度传感器35a被设置在热介质间换热器15a和第二制冷剂流路切换装置18a之间。第三温度传感器35b被设置在热介质间换热器15a和节流装置16a之间。第三温度传感器35c被设置在热介质间换热器15b和第二制冷剂流路切换装置18b之间。第三温度传感器35d被设置在热介质间换热器15b和节流装置16b之间。
第四温度传感器50用于取得算出蒸发温度和露点温度时所使用的温度信息,并被设置在节流装置16a和节流装置16b之间。第四温度传感器50由例如热敏电阻等构成即可。
压力传感器36与第三温度传感器35d的设置位置同样地被设置在热介质间换热器15b和节流装置16b之间,用于检测在热介质间换热器15b和节流装置16b之间流动的热源侧制冷剂的压力。
用于使热介质循环的配管5由与热介质间换热器15a连接的配管和与热介质间换热器15b连接的配管构成。配管5根据与热介质转换机3连接的室内机2的台数被分支(这里是各4分支)。而且,配管5通过第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23被连接。通过控制第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23,来决定使来自热介质间换热器15a的热介质流入利用侧换热器26,还是使来自热介质间换热器15b的热介质流入利用侧换热器26。
[蒸发温度和露点温度的检测机构]
以下,关于计算装置52算出的各种物理量进行说明。
此外,详细情况在后面说明,但在本发明中,存在4个运转模式,即,全制冷运转模式(以下记作全冷)、制冷主体运转模式(以下记作冷主)、制热主体运转模式(以下记作暖主)、全制热运转模式(以下记作全暖)。由此,由于制冷剂的流动改变发生变化,所以即使是同一温度传感器,有时处于节流装置(节流装置16a、节流装置16b)的上游侧,有时处于下游侧。
计算装置52能够基于物理性质表格、和检测节流装置16b的入口侧的温度的第四温度传感器50(全冷时)或检测节流装置16b的出口侧的温度的第三温度传感器35d(冷主、暖主、全暖)的检测结果,算出流入节流装置16b的制冷剂的液体焓(入口液体焓)。
另外,计算装置52能够基于该物理性质表格、和第四温度传感器50(冷主、暖主、全暖)或第三温度传感器35d(全冷)的检测结果,分别算出从节流装置16b流出的制冷剂的饱和液体焓和饱和气体焓。
此外,计算装置52在算出饱和液体焓及饱和气体焓时,不能得知正确的制冷剂组成的值,但设定假设的制冷剂组成的值,算出它们。即,基于与该设定的制冷剂组成的值对应的物理性质表格、和第四温度传感器50(全冷)或第三温度传感器35d(冷主、暖主、全暖)的检测结果算出入口液体焓,另外,基于该物理性质表格和第四温度传感器50(冷主、暖主、全暖)或第三温度传感器35d(全冷)的检测结果算出饱和液体焓及饱和气体焓。这样,即使不知道正确的制冷剂组成的值,空气调节装置100也能够精度良好地算出蒸发温度及露点温度。
计算装置52能够基于算出的入口液体焓、饱和液体焓及饱和气体焓算出干燥度。算出该干燥度时的式子从以下所示的式1算出。
[式1]
Xr=(Hin-H1s)/(Hgs-H1s)
而且,计算装置52基于该干燥度及温度梯度算出蒸发温度。算出该蒸发温度时的式子从以下所示的式2算出。本发明中的温度梯度ΔT如图7所示地是指规定压力P中的露点温度Tdew和沸腾温度Tbub之差。将出口温度传感器的检测值作为TH2。此外,图7是表示温度梯度ΔT的定义的图。在图7中,横轴表示焓,纵轴表示压力。
[式2]
Te*=TH2+ΔT×(0.5-Xr)
另外,计算装置52基于该干燥度及温度梯度算出露点温度。算出该露点温度时的式子从以下所示的式3算出。
[式3]
Tdew*=TH2+ΔT×(1.0-Xr)
[运转模式]
空气调节装置100通过制冷剂配管4连接压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧换热器12、开闭装置17、第二制冷剂流路切换装置18、热介质间换热器15的制冷剂流路、节流装置16及储液器19构成了制冷剂循环回路A。另外,通过配管5连接热介质间换热器15的热介质流路、泵21、第一热介质流路切换装置22、热介质流量调整装置25、利用侧换热器26及第二热介质流路切换装置23构成了热介质循环回路B。也就是说,在各个热介质间换热器15上并列地连接有多台利用侧换热器26,将热介质循环回路B作成多个系统。
因此,在空气调节装置100中,室外机1和热介质转换机3经由被设置在热介质转换机3中的热介质间换热器15a及热介质间换热器15b连接,热介质转换机3和室内机2都经由热介质间换热器15a及热介质间换热器15b被连接。即,在空气调节装置100中,在热介质间换热器15a及热介质间换热器15b中,在制冷剂循环回路A中循环的热源侧制冷剂和在热介质循环回路B中循环的热介质进行热交换。
对空气调节装置100执行的各运转模式进行说明。该空气调节装置100基于来自各室内机2的指示,能够在该室内机2中进行制冷运转或制热运转。也就是说,空气调节装置100能够在室内机2的全部中进行同一运转,并且能够在各个室内机2中进行不同的运转。
在空气调节装置100执行的运转模式中具有:所驱动的室内机2的全部执行制冷运转的全制冷运转模式;所驱动的室内机2的全部执行制热运转的全制热运转模式;制冷负荷的一方大的作为制冷制热混合运转模式的制冷主体运转模式;和制热负荷的一方大的作为制冷制热混合运转模式的制热主体运转模式。以下,对各运转模式,与热源侧制冷剂及热介质的流动一起进行说明。
[全制冷运转模式]
图3是表示图2所示的空气调节装置100的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图3中,以仅在利用侧换热器26a及利用侧换热器26b中产生冷能负荷的情况为例对全制冷运转模式进行说明。此外,在图3中,粗线表示的配管是制冷剂(热源侧制冷剂及热介质)流动的配管。另外,在图3中,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图3所示的全制冷运转模式的情况下,在室外机1中,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热源侧换热器12的方式切换第一制冷剂流路切换装置11。在热介质转换机3中,使泵21a及泵21b驱动,开放热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c及热介质流量调整装置25d成为全闭,以便热介质在热介质间换热器15a及热介质间换热器15b分别与利用侧换热器26a及利用侧换热器26b之间循环。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机10排出的高温、高压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧换热器12。而且,在热源侧换热器12中向室外空气散热并且成为高压的液体制冷剂。从热源侧换热器12流出的高压制冷剂通过止回阀13a,从室外机1流出,并通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入热介质转换机3的高压制冷剂经由开闭装置17a之后被分支并在节流装置16a及节流装置16b中膨胀,成为低温、低压的二相制冷剂。此外,开闭装置17b成为关闭。
该二相制冷剂分别流入作为蒸发器作用的热介质间换热器15a及热介质间换热器15b,通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,冷却热介质,并且成为低温、低压的气体制冷剂。从热介质间换热器15a及热介质间换热器15b流出的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18a、第二制冷剂流路切换装置18b,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再流入室外机1。流入室外机1的制冷剂通过止回阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11及储液器19,再被吸入压缩机10。
此时,第二制冷剂流路切换装置18a及第二制冷剂流路切换装置18b与低压配管连通。另外,节流装置16a以使作为由第三温度传感器35a检测的温度和由第三温度传感器35b检测的温度之差得到的过热(过热度)成为恒定的方式被控制开度。同样地,节流装置16b以使作为由第三温度传感器35c检测的温度和由第三温度传感器35d检测的温度之差得到的过热成为恒定的方式被控制开度。
以下,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在全制冷运转模式中,在热介质间换热器15a及热介质间换热器15b双方中,热源侧制冷剂的冷能被传递到热介质,被冷却的热介质通过泵21a及泵21b在配管5内流动。被泵21a及泵21b加压并流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a及第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。而且,热介质在利用侧换热器26a及利用侧换热器26b中从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。
然后,热介质从利用侧换热器26a及利用侧换热器26b流出并流入热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b。此时,通过热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b的作用,热介质的流量被控制成供应室内所需的空调负荷所必需的流量并流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。从热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b流出的热介质通过第一热介质流路切换装置22a及第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间换热器15a及热介质间换热器15b,再被吸入泵21a及泵21b。
此外,在利用侧换热器26的配管5内,热介质沿着从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25朝向第一热介质流路切换装置22的方向流动。另外,通过将由第一温度传感器31a检测的温度或由第一温度传感器31b检测的温度与由第二温度传感器34检测的温度之差控制成确保为目标值,由此能够供应室内空间7所需的空调负荷。热介质间换热器15的出口温度也可以使用第一温度传感器31a或第一温度传感器31b的任意一方的温度,也可以使用它们的平均温度。此时,第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23以确保向热介质间换热器15a及热介质间换热器15b双方流动的流路的方式,控制成中间开度。
在执行全制冷运转模式时,不需要热介质向没有热负荷的利用侧换热器26(包括温度传感器关闭)流动,从而通过热介质流量调整装置25关闭流路,热介质不向利用侧换热器26流动。在图3中,在利用侧换热器26a及利用侧换热器26b中,由于存在热负荷,所以热介质流动,但在利用侧换热器26c及利用侧换热器26d中没有热负荷,使对应的热介质流量调整装置25c及热介质流量调整装置25d成为全闭。而且,在从利用侧换热器26c、利用侧换热器26d产生热负荷的情况下,开放热介质流量调整装置25c或热介质流量调整装置25d,使热介质循环即可。
在全制冷运转模式时,第四温度传感器50的设置位置处的制冷剂是液体制冷剂,基于来自该第四温度传感器50的温度信息,通过计算装置52算出入口液体焓。另外,在全制冷运转模式时,从第三温度传感器35d检测低压二相温状态的温度,基于该温度信息,通过计算装置52算出饱和液体焓及饱和气体焓。基于这些信息,通过后述的方法求出蒸发温度Te*和露点温度Tdew*
[全制热运转模式]
图4是表示图2所示的空气调节装置100的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图4中,以仅在利用侧换热器26a及利用侧换热器26b中产生热能负荷的情况为例对全制热运转模式进行说明。此外,在图4中,粗线表示的配管是制冷剂(热源侧制冷剂及热介质)流动的配管。另外,在图4中,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图4所示的全制热运转模式的情况下,在室外机1中,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧换热器12地流入热介质转换机3的方式切换第一制冷剂流路切换装置11。在热介质转换机3中,使泵21a及泵21b驱动,开放热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c及热介质流量调整装置25d成为全闭,以便热介质在热介质间换热器15a及热介质间换热器15b分别与利用侧换热器26a及利用侧换热器26b之间循环。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机10排出的高温、高压的气体制冷剂通过第一制冷剂流路切换装置11、止回阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温、高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入了热介质转换机3的高温、高压的气体制冷剂被分支并通过第二制冷剂流路切换装置18a及第二制冷剂流路切换装置18b,分别流入热介质间换热器15a及热介质间换热器15b。
流入热介质间换热器15a及热介质间换热器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并且冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。从热介质间换热器15a及热介质间换热器15b流出的液体制冷剂在节流装置16a及节流装置16b中膨胀,成为低温、低压的二相制冷剂。该二相制冷剂通过开闭装置17b,从热介质转换机3流出,并通过制冷剂配管4再流入室外机1。此外,开闭装置17a成为关闭。
流入室外机1的制冷剂通过止回阀13c,流入作为蒸发器发挥作用的热源侧换热器12。而且,流入热源侧换热器12的制冷剂在热源侧换热器12中从室外空气吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从热源侧换热器12流出的低温、低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11及储液器19再被吸入压缩机10。
此时,第二制冷剂流路切换装置18a及第二制冷剂流路切换装置18b与高压配管连通。另外,节流装置16a以使作为将由压力传感器36检测的压力换算成饱和温度的值与由第三温度传感器35b检测的温度之差得到的过冷(过冷却度)成为恒定的方式被控制开度。同样地,节流装置16b以使作为将由压力传感器36检测的压力换算成饱和温度的值与由第三温度传感器35d检测的温度之差得到的过冷成为恒定的方式被控制开度。此外,在能够测定热介质间换热器15的中间位置的温度的情况下,也可以代替压力传感器36使用其中间位置的温度,能够低价地构成系统。
以下,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在全制热运转模式中,在热介质间换热器15a及热介质间换热器15b双方中,热源侧制冷剂的热能被传递到热介质,被加热的热介质通过泵21a及泵21b在配管5内流动。被泵21a及泵21b加压并流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a及第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。而且,热介质在利用侧换热器26a及利用侧换热器26b中向室内空气散热,由此进行室内空间7的制热。
然后,热介质从利用侧换热器26a及利用侧换热器26b流出并流入热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b。此时,通过热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b的作用,热介质的流量被控制成供应室内所需的空调负荷所必须的流量并流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。从热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b流出的热介质通过第一热介质流路切换装置22a及第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间换热器15a及热介质间换热器15b,再被吸入泵21a及泵21b。
此外,在利用侧换热器26的配管5内,热介质沿着从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25朝向第一热介质流路切换装置22的方向流动。另外,通过将由第一温度传感器31a检测的温度或由第一温度传感器31b检测的温度与由第二温度传感器34检测的温度之差控制成确保为目标值,由此能够供应室内空间7所需的空调负荷。热介质间换热器15的出口温度也可以使用第一温度传感器31a或第一温度传感器31b的任意一方的温度,也可以使用它们的平均温度。
此时,第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23以确保向热介质间换热器15a及热介质间换热器15b双方流动的流路的方式控制成中间开度。另外,原本,利用侧换热器26a应以其入口和出口的温度差进行控制,但利用侧换热器26的入口侧的热介质温度是与由第一温度传感器31b检测的温度大致相同的温度,通过使用第一温度传感器31b,能够减少温度传感器的数量,低价地构成系统。
此外,根据热负荷的有无,只要控制热介质流量调整装置25的开闭即可,该情况与在全制冷运转模式中说明的相同。
在全制热运转模式时,第三温度传感器35d的设置位置处的制冷剂是液体制冷剂,基于来自该第三温度传感器35d的温度信息,通过计算装置52算出入口液体焓。另外,从第四温度传感器50检测低压二相温状态的温度,基于该温度信息通过计算装置52算出饱和液体焓及饱和气体焓。基于这些信息,通过后述的方法求出蒸发温度Te*和露点温度Tdew*
[制冷主体运转模式]
图5是表示图2所示的空气调节装置100的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图5中,以在利用侧换热器26a中产生冷能负荷、且在利用侧换热器26b中产生热能负荷的情况为例对制冷主体运转模式进行说明。此外,在图5中,粗线表示的配管是制冷剂(热源侧制冷剂及热介质)循环的配管。另外,在图5中,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图5所示的制冷主体运转模式的情况下,在室外机1中,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热源侧换热器12的方式切换第一制冷剂流路切换装置11。在热介质转换机3中,使泵21a及泵21b驱动,开放热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c及热介质流量调整装置25d成为全闭,热介质分别在热介质间换热器15a和利用侧换热器26a之间、热介质间换热器15b和利用侧换热器26b之间循环。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂被压缩机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一制冷剂流路切换装置11流入热源侧换热器12。而且,在热源侧换热器12中向室外空气散热并且成为液体制冷剂。从热源侧换热器12流出的制冷剂从室外机1流出,并通过止回阀13a、制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入热介质转换机3的制冷剂通过第二制冷剂流路切换装置18b流入作为冷凝器发挥作用的热介质间换热器15b。
流入热介质间换热器15b的制冷剂向在热介质循环回路B中循环的热介质散热,并且成为温度进一步降低的制冷剂。从热介质间换热器15b流出的制冷剂在节流装置16b中膨胀并成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a流入作为蒸发器发挥作用的热介质间换热器15a。流入热介质间换热器15a的低压二相制冷剂从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此冷却热介质,并且成为低压的气体制冷剂。该气体制冷剂从热介质间换热器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再流入室外机1。流入室外机1的制冷剂经由止回阀13d、第一制冷剂流路切换装置11及储液器19,再被吸入压缩机10。
此时,第二制冷剂流路切换装置18a与低压配管连通,另一方面,第二制冷剂流路切换装置18b与高压侧配管连通。另外,以使作为由第三温度传感器35a检测的温度和由第三温度传感器35b检测的温度之差得到的过热成为恒定的方式控制节流装置16b的开度。另外,节流装置16a成为全开,开闭装置17a、开闭装置17b成为关闭。此外,也可以以使作为将由压力传感器36检测的压力换算成饱和温度的值与由第三温度传感器35d检测的温度之差得到的过冷成为恒定的方式控制节流装置16b的开度。另外,也可以使节流装置16b成为全开,在节流装置16a中控制过热或过冷。
以下,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在制冷主体运转模式中,在热介质间换热器15b中,热源侧制冷剂的热能被传递到热介质,被加热的热介质通过泵21b在配管5内流动。另外,在制冷主体运转模式中,在热介质间换热器15a中,热源侧制冷剂的冷能被传递到热介质,被冷却的热介质通过泵21a在配管5内流动。被泵21a及泵21b加压并流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a及第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。
在利用侧换热器26b中,热介质向室内空气散热,由此进行室内空间7的制热。另外,在利用侧换热器26a中,热介质从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。此时,通过热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b的作用,热介质的流量被控制成供应室内所需的空调负荷所必须的流量并流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。通过利用侧换热器26b而温度稍降低的热介质通过热介质流量调整装置25b及第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间换热器15b,再被吸入泵21b。通过利用侧换热器26a而温度稍上升的热介质通过热介质流量调整装置25a及第一热介质流路切换装置22a,流入热介质间换热器15a,再被吸入泵21a。
期间,热的热介质和冷的热介质通过第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23的作用,不混合,而分别被导入具有热能负荷、冷能负荷的利用侧换热器26。此外,在利用侧换热器26的配管5内,在制热侧、制冷侧,热介质都沿着从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25朝向第一热介质流路切换装置22的方向流动。另外,在制热侧将由第一温度传感器31b检测的温度和由第二温度传感器34检测的温度之差控制成保持为目标值,在制冷侧将由第二温度传感器34检测的温度和由第一温度传感器31a检测的温度之差控制成保持为目标值,由此能够供应室内空间7所需的空调负荷。
此外,根据热负荷的有无,控制热介质流量调整装置25的开闭即可,该情况与在全制冷运转模式中说明的相同。
在制冷主体运转模式时,第三温度传感器35d的设置位置处的制冷剂是液体制冷剂,基于来自该第三温度传感器35d的温度信息,通过计算装置52,算出入口液体焓。另外,从第四温度传感器50检测低压二相温状态的温度,基于该温度信息通过计算装置52算出饱和液体焓及饱和气体焓。基于这些信息,通过后述的方法求出蒸发温度Te*和露点温度Tdew*
[制热主体运转模式]
图6是表示图2所示的空气调节装置100的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图6中,以在利用侧换热器26a中产生热能负荷、且在利用侧换热器26b中产生冷能负荷的情况为例对制热主体运转模式进行说明。此外,在图6中,粗线表示的配管是制冷剂(热源侧制冷剂及热介质)循环的配管。另外,在图6中,用实线箭头表示热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头表示热介质的流动方向。
在图6所示的制热主体运转模式的情况下,在室外机1中,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧换热器12地流入热介质转换机3的方式切换第一制冷剂流路切换装置11。在热介质转换机3中,使泵21a及泵21b驱动,开放热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b,使热介质流量调整装置25c及热介质流量调整装置25d成为全闭,热介质分别在热介质间换热器15a和利用侧换热器26b之间、热介质间换热器15b和利用侧换热器26a之间循环。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂被压缩机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、高压的气体制冷剂通过第一制冷剂流路切换装置11、止回阀13b,从室外机1流出。从室外机1流出的高温、高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入热介质转换机3的高温、高压的气体制冷剂通过第二制冷剂流路切换装置18b流入作为冷凝器发挥作用的热介质间换热器15b。
流入热介质间换热器15b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并且成为液体制冷剂。从热介质间换热器15b流出的制冷剂在节流装置16b中膨胀并成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a流入作为蒸发器发挥作用的热介质间换热器15a。流入热介质间换热器15a的低压二相制冷剂从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而蒸发,来冷却热介质。该低压二相制冷剂从热介质间换热器15a流出,经由第二制冷剂流路切换装置18a,从热介质转换机3流出,再流入室外机1。
流入室外机1的制冷剂通过止回阀13c,流入作为蒸发器发挥作用的热源侧换热器12。而且,流入热源侧换热器12的制冷剂在热源侧换热器12中从室外空气吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从热源侧换热器12流出的低温、低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11及储液器19再被吸入压缩机10。
此时,第二制冷剂流路切换装置18a与低压侧配管连通,另一方面,第二制冷剂流路切换装置18b与高压侧配管连通。另外,以作为将由压力传感器36检测的压力换算成饱和温度的值与由第三温度传感器35b检测的温度之差得到的过冷成为恒定的方式控制节流装置16b的开度。另外,节流装置16a成为全开,开闭装置17a、开闭装置17b成为关闭。此外,也可以使节流装置16b成为全开,在节流装置16a中控制过冷。
以下,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在制热主体运转模式中,在热介质间换热器15b中,热源侧制冷剂的热能被传递到热介质,被加热的热介质通过泵21b在配管5内流动。另外,在制热主体运转模式中,在热介质间换热器15a中,热源侧制冷剂的冷能被传递到热介质,被冷却的热介质通过泵21a在配管5内流动。被泵21a及泵21b加压并流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a及第二热介质流路切换装置23b,流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。
在利用侧换热器26b中,热介质从室内空气吸热,由此进行室内空间7的制冷。另外,在利用侧换热器26a中,热介质向室内空气散热,由此进行室内空间7的制热。此时,通过热介质流量调整装置25a及热介质流量调整装置25b的作用,热介质的流量被控制成供应室内所需的空调负荷所必须的流量并流入利用侧换热器26a及利用侧换热器26b。通过利用侧换热器26b而温度稍上升的热介质通过热介质流量调整装置25b及第一热介质流路切换装置22b,流入热介质间换热器15a,再被吸入泵21a。通过利用侧换热器26a而温度稍降低的热介质通过热介质流量调整装置25a及第一热介质流路切换装置22a,流入热介质间换热器15b,再被吸入泵21b。
期间,热的热介质和冷的热介质通过第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23的作用,不混合,分别被导入具有热能负荷、冷能负荷的利用侧换热器26。此外,在利用侧换热器26的配管5内,在制热侧、制冷侧,热介质都沿着从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25朝向第一热介质流路切换装置22的方向流动。另外,在制热侧将由第一温度传感器31b检测的温度和由第二温度传感器34检测的温度之差控制成确保为目标值,在制冷侧将由第二温度传感器34检测的温度和由第一温度传感器31a检测的温度之差控制成确保为目标值,由此能够供应室内空间7所需的空调负荷。
此外,根据热负荷的有无,控制热介质流量调整装置25的开闭即可,该情况与在全制冷运转模式中说明的相同。
在制热主体运转模式时,第三温度传感器35d的设置位置处的制冷剂是液体制冷剂,基于来自该第三温度传感器35d的温度信息通过计算装置52,算出入口液体焓。另外,从第四温度传感器50检测低压二相温状态的温度,基于该温度信息通过计算装置52算出饱和液体焓及饱和气体焓。基于这些信息,通过后述的方法求出蒸发温度Te*和露点温度Tdew*
[制冷剂配管4]
如上所述,实施方式的空气调节装置100具有几个运转模式。在这些运转模式中,热源侧制冷剂在连接室外机1和热介质转换机3的制冷剂配管4中流动。
[配管5]
在本实施方式的空气调节装置100所执行的几个运转模式中,水、防冻液等热介质在连接热介质转换机3和室内机2的配管5中流动。
[热源侧制冷剂]
在本实施方式中,以作为热源侧制冷剂采用R32和HFO1234yf的情况为例进行了说明。这里,在其他的双组分类型的非共沸混合制冷剂中,通过采用后述的本实施方式的制冷剂组成的控制流程,也能够精度良好地算出蒸发温度及露点温度。
[热介质]
作为热介质,能够使用例如载冷剂(防冻液)、水、载冷剂和水的混合液、水和防腐蚀效果高的添加剂的混合液等。因此,在空气调节装置100中,即使热介质经由室内机2向室内空间7泄漏,由于热介质使用安全性高的物质,所以有助于安全性的提高。
另外,在制冷主体运转模式和制热主体运转模式中,在热介质间换热器15b和热介质间换热器15a的状态(加热或冷却)发生变化时,至此,是热水时,被冷却成为冷水,是冷水时,被加热成为热水,产生能量的浪费。因此,在空气调节装置100中,在制冷主体运转模式及制热主体运转模式的任意一方中,都始终以热介质间换热器15b成为制热侧、且热介质间换热器15a成为制冷侧的方式构成。
而且,在利用侧换热器26中,在制热负荷和制冷负荷发生混合的情况下,将与进行制热运转的利用侧换热器26对应的第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23切换到与加热用的热介质间换热器15b连接的流路,并将与进行制冷运转的利用侧换热器26对应的第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23切换到与冷却用的热介质间换热器15a连接的流路,由此,在各室内机2中,能够自由地进行制热运转、制冷运转。
对空气调节装置100能够进行制冷制热混合运转的情况进行了说明,但不限于此。例如,热介质间换热器15及节流装置16分别设置1个,在它们上并列地连接有多个利用侧换热器26和热介质流量调整装置25,即使仅进行制冷运转或制热运转的任意一方的结构,也能够发挥同样的效果。
另外,即使在利用侧换热器26和热介质流量调整装置25只连接1个的情况下,当然也同样地成立,而且,作为热介质间换热器15及节流装置16,设置多个进行相同工作的部件,当然也没问题。而且,以将热介质流量调整装置25内置于热介质转换机3的情况为例进行了说明,但不限于此,也可以内置于室内机2,热介质转换机3和室内机2也可以分体地构成。
另外,一般来说,在热源侧换热器12及利用侧换热器26中安装有送风机,通过送风促进冷凝或蒸发的情况较多,但不限于此。例如,作为利用侧换热器26,还能够使用利用了散热的板式加热器这样的结构,作为热源侧换热器12,还能够使用通过水、防冻液使热量移动的水冷式的类型的设备。也就是说,作为热源侧换热器12及利用侧换热器26,只要是能够进行散热或吸热的构造的设备,不论种类都能够使用。
[算出蒸发温度及露点温度的方法]
以下,对空气调节装置100执行的蒸发温度及露点温度的算出方法进行详细说明。在空气调节装置100中如上所述地存在4个运转模式,但对全制冷运转模式的情况进行说明。
图8是表示全冷时的制冷剂的状态转变的P-H线图。图9是将与图8所示的点A~点D对应的位置在制冷剂回路上表示的制冷剂回路图。图10是表示用于算出空气调节装置100所采用的蒸发温度和露点温度的检测的处理流程的流程图。参照图8~图10,对空气调节装置100执行的蒸发温度及露点温度的算出方法进行说明。
此外,图8所示的点A~点D是P-H线图上的运转工作点,与图9所示的点A~点D对应。点A是压缩机10的排出部,制冷剂是高温、高压的气体状态。点B是节流装置16b的上游,制冷剂是低温、高压的液状态。点C是节流装置16b的下游,制冷剂是低温的气液二相状态。点D是压缩机10的吸入部,制冷剂是低温、低压的气体状态。
参照图10,对计算装置52的控制流程进行说明。
(步骤ST1)
计算装置52读入入口温度传感器(第四温度传感器50)的检测结果(TH1)、出口温度传感器(第三温度传感器35d)的检测结果(TH2)。然后,向步骤ST2转移。
此外,冷主、暖主、全暖运转时,入口和出口的温度传感器颠倒,入口温度传感器成为第三温度传感器35d,出口温度传感器成为第四温度传感器50。另外,入口温度传感器与本发明的入口温度检测构件相当,出口温度传感器与本发明的出口温度检测构件相当。
(步骤ST2)
计算装置52假设循环制冷剂的组成的值,从入口温度传感器的检测温度(TH1),基于物理性质表格,算出流入节流装置16b的制冷剂的焓Hin(入口液体焓)。然后,向步骤ST3转移。
这里,在本实施方式中,所设定的循环制冷剂的组成采用填充到空气调节装置100的非共沸混合制冷剂的组成比率的组成。另外,作为所设定的循环制冷剂的组成,预先进行实验等,调查所产生的比例多的制冷剂组成,也可以采用该制冷剂组成。
(步骤ST3)
计算装置52从出口温度传感器的检测温度(TH2),基于物理性质表格,算出从节流装置16b流出的制冷剂的饱和液体焓Hls及饱和气体焓Hgs。然后,向步骤ST4转移。
(步骤ST4)
计算装置52基于步骤ST2的入口液体焓Hin、步骤ST3的饱和液体焓Hls、饱和气体焓Hgs和前述的式1,算出干燥度Xr。然后,向步骤ST5转移。
此外,如步骤ST2所述地,将填充的非共沸混合制冷剂的组成比率作为制冷剂组成采用,从而算出的干燥度Xr是填充组成中的干燥度Xr。
(步骤ST5)
计算装置52基于由步骤ST4获得的干燥度Xr、预先设定的温度梯度ΔT、由步骤ST1检测的TH2和前述的式2,算出蒸发温度Te*。然后,向步骤6转移。
(步骤ST6)
计算装置52基于由步骤ST4获得的干燥度Xr、预先设定的温度梯度ΔT、由步骤ST1检测的TH2和前述的式3,算出露点温度Tdew*。然后,向步骤ST7转移。
(步骤ST7)
计算装置52将由步骤ST6算出的蒸发温度Te*和露点温度Tdew*向控制装置58输出。
温度梯度ΔT使用主要的控制目标的蒸发温度下的饱和压力的温度梯度即可。在本实施方式中,使用蒸发温度0℃下的饱和压力的温度梯度。例如,在R32/HFO1234yf的混合制冷剂中,GWP成为300的组成是,R32为44wt%,HFO1234yf为56wt%。此时,蒸发温度成为0℃的蒸发压力为676.8[kPa abs],该压力下的露点温度为1.95[℃],沸腾温度为-1.87[℃],温度梯度ΔT为3.82[℃]。
另外,GWP成为150的组成是,R32为22wt%,HFO1234yf为78wt%。此时,蒸发温度成为0℃的蒸发压力为544.6[kPa abs],该压力下的露点温度为4.49[℃],沸腾温度为-4.12[℃],温度梯度ΔT为8.61[℃]。
另外,例如,在R32/HFO1234ze(E)的混合制冷剂中,GWP成为300的组成是,R32为44wt%,HFO1234ze(E)为56wt%。此时,蒸发温度成为0℃的蒸发压力为549.5[kPa abs],该压力下的露点温度为4.66[℃],沸腾温度为-4.29[℃],温度梯度ΔT为8.95[℃]。
另外,GWP成为150的组成是,R32为22wt%,HFO1234ze(E)为78wt%。此时,蒸发温度成为0℃的蒸发压力为415.1[kPa abs],该压力下的露点温度为6.81[℃],沸腾温度为-6.00[℃],温度梯度ΔT为12.81[℃]。
从上述可知,温度梯度因制冷剂种类、组成比而大幅变化。由此,需要按每个制冷剂种类、按每个组成比,设定温度梯度。温度梯度是将露点温度和沸腾温度的平均温度成为约0℃的压力作为规定压力设定即可。另外,在空气调节装置100中,将使用了R32和HFO1234yf的混合制冷剂时的温度梯度设定成3.0~9.0℃,在使用了R32和HFO1234ze(E)的混合制冷剂时的温度梯度设定成8.0~13.0℃。
物理性质值从NIST(National Institute of Standards andTechnology)销售的REFPROP Version9.0获得。
此外,由此得到的计算结果是采用由R32和R134a构成的非共沸混合制冷剂得到的结果。这是因为由R32和R134a构成的非共沸混合制冷剂这一方的数据精度好。另外,对于混合比率,R32为66wt%,R134a为34%。
以下,在图10的控制流程中求出的蒸发温度Te*和实际的蒸发温度Te之差如图11所示。蒸发温度Te*和蒸发温度Te之差表示本发明的计算误差。实际的蒸发温度Te如图12所示地是蒸发压力Pe下的沸腾温度Tbub和露点温度Tdew的算术平均值(Te=(Tbub+Tdew)/2)。蒸发压力Pe为650[kPa abs](约0℃的蒸发温度),TH1为44℃。图11是表示蒸发温度和实际的蒸发温度之差(纵轴)与R32的循环组成(横轴)的关系的图。图12是表示蒸发温度Te的定义的图。在图12中,横轴表示焓,纵轴表示压力。
前述的式2的括弧内的项0.5是指,露点温度和沸腾温度的算术平均值的蒸发温度Te是为了使干燥度Xr大致成为0.5附近而被使用的。在蒸发温度不使用本实施方式的算术平均值时,成为其他的值。即,前述的式2的括弧内的项0.5是指,根据蒸发温度的定义的方式,其值发生变化。因此,前述的式2的括弧内的项0.5是指在0.3~0.7的范围内被设定。
如图13所示,在实际的运转中,假想R32的循环组成在56%~76%的范围内变动,该范围内的蒸发温度Te*和实际的蒸发温度Te之差收敛于最大+0.4℃左右。图13是表示露点温度和实际的露点温度之差(纵轴)与R32的循环组成(横轴)的关系的图。
在图10的控制流程中求出的露点温度Tdew*和实际的露点温度Tdew之差如图14所示。露点温度Tdew*和露点温度Tdew之差表示本发明的计算误差。实际的露点温度Tdew如图14所示地是蒸发器出口压力Peo下的露点温度Tdew。蒸发器出口压力Pe为650[kPa abs](约0℃的蒸发温度),TH1为44℃。
前述的式3的括弧内的项1.0是指,露点温度Tdew为了使干燥度Xr成为1.0而被使用。
在实际的运转中,假想R32的循环组成在56%~76%的范围内变动,该范围内的露点温度Tdew*和实际的露点温度Tdew之差收敛于最大+0.9℃左右。
以下,说明为什么利用空气调节装置100执行的简易方法能够精度较好地算出蒸发温度和露点温度。
参照图15,对干燥度Xr和R32组成的关系进行说明。如图15所示地可知,即使R32的制冷剂组成发生变化,干燥度Xr也几乎不变。在图10的步骤ST4中求出的干燥度Xr几乎不受制冷剂组成α的变化的影响,从而即使使用从假设值求出的干燥度Xr,也能够精度好地算出露点温度和蒸发温度。
空气调节装置100每当露点温度和蒸发温度的算出时,在图10的步骤ST4中算出干燥度Xr,在步骤ST5中算出蒸发温度Te*,在步骤ST6中算出露点温度Tdew*
即,为了算出蒸发温度和露点温度,经由干燥度的推测方法不受组成变化的影响,可以说是优选的推测方法。因此,空气调节装置100采用该算出方法,由此能够高精度地算出制冷剂组成。
如上所述,将较低价的温度传感器(在本实施方式中是热敏电阻)设置在节流装置16b的前后,由此能够精度良好地算出蒸发温度和露点温度。其结果,空气调节装置100能够适当地控制对制冷循环的性能大幅影响的蒸发温度和蒸发器出口的过热度,成为高效率且低价的结构。
蒸发温度和露点温度通过热介质转换机3被算出,该算出的蒸发温度和露点温度被用于热介质转换机3的执行机构的控制并且被发送到室外机1,并用于室外机1的执行机构的控制。
在本实施方式中,对间接式的空气调节装置进行了说明,但只要在能够测定高压液温度和低压二相温度的部位设置温度传感器,就能够通过上述方法算出蒸发温度和露点温度。
在直膨式的空气调节装置的情况下,如图16所示,在被搭载在室内机上的室内换热器的两个部位设置温度传感器,由此能够如上所述地算出蒸发温度和露点温度。图16是表示从横向观察搭载在构成直膨式的空气调节装置的室内机中的室内换热器60的一例的状态的概略图。基于图16,对设置在室内换热器60中的温度传感器(第五温度传感器64、第六温度传感器65)的位置进行说明。
如图16所示,室内换热器60是将例如截面形状为扁平状或圆形的传热管68插入以规定间隔排列的多片板状的翅片66而构成的,该翅片66形成有与传热管相同数量且相同间隔的插入孔。在传热管68的一个端部上,连结有与制冷剂的流动相应地分配制冷剂或使制冷剂合流的集管69。在传热管68的另一个端部上,经由延长管61连结有与制冷剂的流动相应地使制冷剂合流或分配制冷剂的分配器67。
在分配器67的不在室内换热器60侧的一方的出入口侧,连接有节流装置63。该节流装置63与上述节流装置16同样地对热源侧制冷剂减压而使其膨胀,能够可变地控制开度,例如由电子膨胀阀等构成即可。另外,在室内换热器60的传热管68的一部分,设置有第五温度传感器64。该第五温度传感器64用于检测在设置部位处的传热管68内流动的制冷剂的温度。而且,在节流装置63的不是分配器67侧的一方的出入口侧,设置有第六温度传感器65。该第六温度传感器65用于检测在设置部位处的配管内流动的制冷剂的温度。这些温度传感器也由热敏电阻等构成即可。
在制冷剂沿实线的箭头方向流动的情况下,由第六温度传感器65检测高压液温度TH1,根据第五温度传感器64算出低压二相温度TH2。在制冷剂沿虚线的箭头方向流动的情况下,由第五温度传感器64检测高压液温度TH1,并根据第六温度传感器算出低压二相温度TH2。计算方法根据图10所示的控制流程。像这样,即使是直膨式的空气调节装置的情况下,也能够如上所述地算出蒸发温度和露点温度。
此外,本实施方式中说明的第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23是组合两个三通阀等的切换三通流路的部件、和开闭阀等的进行二通流路的开闭的部件等来切换流路即可。另外,也可以组合两个步进电机驱动式的混合阀等的使三通流路的流量变化的部件、和电子膨胀阀等的使二通流路的流量变化的部件等,作为第一热介质流路切换装置22及第二热介质流路切换装置23使用。在该情况下,还能够防止由流路的突然的开闭产生的水锤。而且,在本实施方式中,以热介质流量调整装置25为二通阀的情况为例进行了说明,但也可以采用具有三通流路的控制阀,与使利用侧换热器26旁通的旁通管一起设置。
另外,热介质流量调整装置25也可以采用步进电机驱动式且能够控制在流路中流动的流量的部件,也可以采用二通阀或者封闭三通阀的一端的结构。另外,作为热介质流量调整装置25也可以使用开闭阀等的进行二通流路的开闭的部件,反复进行开/关来控制平均流量。
另外,示出了第二制冷剂流路切换装置18为四通阀的情况,但不限于此,也可以使用多个二通流路切换阀或三通流路切换阀,使制冷剂同样地流动。
本实施方式的空气调节装置100作为能够进行制冷制热混合运转的结构进行了说明,但不限于此。热介质间换热器15及节流装置16分别设置1个,在它们上并列地连接有多个利用侧换热器26和热介质流量调整装置25,即使是仅进行制冷运转或制热运转的任意一方的结构,也能够发挥同样的效果。
另外,在利用侧换热器26和热介质流量调整装置25仅连接1个的情况下,当然也同样地成立,而且,作为热介质间换热器15及节流装置16,即使设置多个进行相同工作的设备,当然也没问题。而且,以热介质流量调整装置25内置于热介质转换机3的情况为例进行了说明,但不限于此,也可以内置于室内机2,热介质转换机3和室内机2也可以分体地构成。
作为热介质能够使用例如载冷剂(防冻液)、水、载冷剂和水的混合液、水和防腐蚀效果高的添加剂的混合液等。因此,在空气调节装置100中,即使热介质经由室内机2向室内空间7泄漏,由于热介质使用了安全性高的物质,所以也有助于安全性的提高。
在本实施方式中,以空气调节装置100包含储液器19的情况为例进行了说明,但也可以设置储液器19。另外,一般来说,在热源侧换热器12及利用侧换热器26中,安装有送风机,通过送风促进冷凝或蒸发的情况较多,但不限于此。例如,作为利用侧换热器26还能够使用利用了散热的板式加热器这样的设备,作为热源侧换热器12还能够使用通过水、防冻液使热量移动的水冷式的类型的设备。也就是说,作为热源侧换热器12及利用侧换热器26,只要是能够散热或吸热的构造,不论种类都能够使用。
在本实施方式中,以具有4个利用侧换热器26的情况为例进行了说明,但个数没有特别限定。另外,以热介质间换热器15a、热介质间换热器15b设置了2个的情况为例进行了说明,但当然不限于此,只要能够冷却和/或加热热介质地构成,设置几个都行。而且,泵21a、泵21b不限于分别设置一个,也可以并列地连接多个小容量的泵。
附图标记的说明
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热介质转换机,4制冷剂配管,4a第一连接配管,4b第二连接配管,5配管,6室外空间,7室内空间,8空间,9建筑物,10压缩机,11第一制冷剂流路切换装置,12热源侧换热器,13a止回阀,13b止回阀,13c止回阀,13d止回阀,15热介质间换热器,15a热介质间换热器,15b热介质间换热器,16节流装置,16a节流装置,16b节流装置,17开闭装置,17a开闭装置,17b开闭装置,18第二制冷剂流路切换装置,18a第二制冷剂流路切换装置,18b第二制冷剂流路切换装置,19储液器,21泵,21a泵,21b泵,22第一热介质流路切换装置,22a第一热介质流路切换装置,22b第一热介质流路切换装置,22c第一热介质流路切换装置,22d第一热介质流路切换装置,23第二热介质流路切换装置,23a第二热介质流路切换装置,23b第二热介质流路切换装置,23c第二热介质流路切换装置,23d第二热介质流路切换装置,25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热介质流量调整装置,26利用侧换热器,26a利用侧换热器,26b利用侧换热器,26c利用侧换热器,26d利用侧换热器,31第一温度传感器,31a第一温度传感器,31b第一温度传感器,34第二温度传感器,34a第二温度传感器,34b第二温度传感器,34c第二温度传感器,34d第二温度传感器,35第三温度传感器,35a第三温度传感器,35b第三温度传感器,35c第三温度传感器,35d第三温度传感器,36压力传感器,50第四温度传感器,52计算装置,57控制装置,58控制装置,60室内换热器,61延长管,63节流装置,64第五温度传感器,65第六温度传感器,66翅片,67分配器,68传热管,69集管,100空气调节装置。

Claims (9)

1.一种空气调节装置,通过配管连接压缩机、第一换热器、节流装置、第二换热器而构成制冷循环,作为在所述制冷剂循环中循环的制冷剂采用非共沸混合制冷剂,其特征在于,
在所述节流装置的入口侧设置第一温度检测构件,
在所述节流装置的出口侧设置第二温度检测构件,
根据如下参数算出蒸发温度Te*及露点温度Tdew*
基于由所述第一温度检测构件检测的制冷剂温度算出的入口液体焓、基于由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度算出的饱和液体焓、及基于饱和气体焓算出的所述节流装置的下游侧的制冷剂的干燥度Xr;
由规定压力下的沸腾温度和露点温度之差求出的温度梯度ΔT;和
由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度。
2.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
所述蒸发温度Te*根据“第二温度检测构件的检测温度+温度梯度ΔT×(规定值-干燥度Xr)”算出,
将所述规定值设定成0.3~0.7。
3.如权利要求2所述的空气调节装置,其特征在于,将所述规定值设定成0.5。
4.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
所述露点温度Tdew*根据“第二温度检测构件的检测温度+温度梯度ΔT×(1.0-干燥度Xr)”算出。
5.如权利要求1~4中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
所述规定压力是成为所述制冷循环的控制目标的蒸发温度下的饱和压力。
6.如权利要求1~5中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
所述规定压力是露点温度和沸腾温度的平均温度成为约0℃的饱和压力。
7.如权利要求1~6中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,具有控制装置,其包括如下步骤:
基于由所述第一温度检测构件检测的制冷剂温度算出入口液体焓的步骤;
基于由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度算出饱和液体焓及饱和气体焓的步骤;
基于所述入口液体焓、所述饱和液体焓及饱和气体焓算出所述节流装置的下游的制冷剂的干燥度Xr的步骤;
根据所述干燥度Xr、预先设定的所述温度梯度ΔT、和由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度算出蒸发温度Te*的步骤;和
根据所述干燥度Xr、预先设定的所述温度梯度ΔT、和由所述第二温度检测构件检测的制冷剂温度算出露点温度Tdew*的步骤。
8.如权利要求1~7中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,非共沸混合制冷剂使用R32和HFO1234yf的混合制冷剂,将所述温度梯度ΔT设定成3.0~9.0℃。
9.如权利要求1~7中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,非共沸混合制冷剂使用R32和HFO1234ze(E)的混合制冷剂,将所述温度梯度ΔT设定成8.0~13.0℃。
CN201180074351.1A 2011-12-22 2011-12-22 空气调节装置 Active CN103890501B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/007197 WO2013093977A1 (ja) 2011-12-22 2011-12-22 空気調和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103890501A true CN103890501A (zh) 2014-06-25
CN103890501B CN103890501B (zh) 2016-06-29

Family

ID=48667909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180074351.1A Active CN103890501B (zh) 2011-12-22 2011-12-22 空气调节装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9746222B2 (zh)
EP (1) EP2796809B1 (zh)
JP (1) JP5657140B2 (zh)
CN (1) CN103890501B (zh)
WO (1) WO2013093977A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108507138A (zh) * 2015-07-21 2018-09-07 三星电子株式会社 空调及其控制方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015140950A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 三菱電機株式会社 空気調和装置
CN107477780A (zh) * 2017-08-14 2017-12-15 珠海格力电器股份有限公司 用于调节空调室内机的蒸发温度的方法及空调
CN110195925A (zh) * 2019-05-31 2019-09-03 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种低温空气源热泵喷焓阀的控制方法及空调器
CN112955702B (zh) * 2019-09-12 2023-06-02 开利公司 用于制冷剂组成物查验的诊断
AU2021383769A1 (en) * 2020-11-20 2023-03-09 The Chemours Company Fc, Llc Refrigerant compositions and uses thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07280366A (ja) * 1994-04-05 1995-10-27 Toshiba Corp 冷凍サイクルの制御方法
JPH0914771A (ja) * 1995-06-26 1997-01-17 Daikin Ind Ltd 冷凍機および冷凍方法
JP2001221524A (ja) * 2001-01-09 2001-08-17 Hitachi Ltd 空気調和装置
JP2009102567A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Kanou Reiki:Kk 超低温用非共沸冷媒
JP2009162388A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Mitsubishi Electric Corp 冷凍空調装置、冷凍空調装置の室外機および冷凍空調装置の制御装置
JP2009257741A (ja) * 2008-03-25 2009-11-05 Daikin Ind Ltd 冷凍装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2948105B2 (ja) 1994-08-31 1999-09-13 三菱電機株式会社 非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置
JP3185722B2 (ja) 1997-08-20 2001-07-11 三菱電機株式会社 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法
JP5306449B2 (ja) * 2009-03-26 2013-10-02 三菱電機株式会社 空気調和装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07280366A (ja) * 1994-04-05 1995-10-27 Toshiba Corp 冷凍サイクルの制御方法
JPH0914771A (ja) * 1995-06-26 1997-01-17 Daikin Ind Ltd 冷凍機および冷凍方法
JP2001221524A (ja) * 2001-01-09 2001-08-17 Hitachi Ltd 空気調和装置
JP2009102567A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Kanou Reiki:Kk 超低温用非共沸冷媒
JP2009162388A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Mitsubishi Electric Corp 冷凍空調装置、冷凍空調装置の室外機および冷凍空調装置の制御装置
JP2009257741A (ja) * 2008-03-25 2009-11-05 Daikin Ind Ltd 冷凍装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108507138A (zh) * 2015-07-21 2018-09-07 三星电子株式会社 空调及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2796809A4 (en) 2015-09-02
EP2796809A1 (en) 2014-10-29
US20140216082A1 (en) 2014-08-07
CN103890501B (zh) 2016-06-29
WO2013093977A1 (ja) 2013-06-27
JPWO2013093977A1 (ja) 2015-04-27
EP2796809B1 (en) 2019-07-24
JP5657140B2 (ja) 2015-01-21
US9746222B2 (en) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102365510B (zh) 空调热水供给复合系统
CN103154637B (zh) 空调装置
JP5968534B2 (ja) 空気調和装置
CN103119377B (zh) 制冷热水供给装置以及制冷热水供给方法
CN103154639B (zh) 空调装置
CN103229003B (zh) 空气调节装置
CN102483250B (zh) 空调装置
CN102597657B (zh) 空气调节装置
CN103562660B (zh) 空气调节装置
CN103080668B (zh) 空气调节装置
CN103958977B (zh) 空调装置
CN103562648A (zh) 空气调节装置
CN103733005B (zh) 空调装置
CN104053959A (zh) 空气调节装置
JP5905110B2 (ja) 空気調和装置
CN103238034A (zh) 空调装置
EP2902726B1 (en) Combined air-conditioning and hot-water supply system
CN103890501A (zh) 空气调节装置
JP6479181B2 (ja) 空気調和装置
US9810466B2 (en) Heat pump system
KR20100097365A (ko) 냉매사이클 연동 물 순환 시스템
JP5837099B2 (ja) 空気調和装置
CN104813112B (zh) 空调装置
CN102762932A (zh) 空调装置
CN104797887A (zh) 空调装置、空调装置的设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant