CN103998870A - 空气调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的空气调节装置具备:通过配管连接进行热源侧制冷剂同与热源侧制冷剂不同的热介质的热交换的一个或多个中间热交换器(15)而构成的冷冻循环回路;通过配管连接用于使中间热交换器(15)的热交换的热介质循环的一个或多个泵(21)、进行热介质和空调对象空间的空气的热交换的利用侧热交换器(26)、和切换被加热了的热介质或被冷却了的热介质相对于利用侧热交换器(26)的通过的流路切换阀(22、23)而构成的热介质循环回路;以及基于热介质循环回路的热交换器中的热介质流入口的温度,算出实际的温度效率,并基于设定的基准温度效率和实际的温度效率,对热介质循环回路中的热介质的流量是否是异常进行判断处理的控制装置(60)。

Description

空气调节装置
技术领域
本发明涉及例如应用于大厦用多联空调等的空气调节装置。
背景技术
例如具有使热源侧制冷剂和室内侧制冷剂(热介质)热交换的空气调节装置,该热源侧制冷剂在配管连接室外机和中继单元之间而构成的冷冻循环回路(制冷剂循环回路)中循环,该室内侧制冷剂在配管连接中继单元和室内机之间而构成的热介质循环回路中循环。并且,在将这样构成的空气调节装置应用于大厦用多联空调等时,例如有以使热介质的搬送动力降低的方式谋求节能的结构(例如参照专利文献1)。这样地构成2个循环回路的原因,是为了使在室内循环的热介质能够将对大厦内的利用者的健康等不带来不良影响那样的水等利用为制冷剂。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:WO2010/049998号公报(第3页、图1等)
发明内容
发明要解决的课题
在这里,对于不利用热介质地进行空气调节的通常的空气调节装置等,提出有考虑到对利用者的影响,迅速地检测制冷剂的泄漏并进行应对的方案。另一方面,对于如上述的专利文献1那样的空气调节装置,由于在室内循环的热介质对利用者造成的不良影响较小等,较少着眼于来自热介质循环回路的热介质的泄漏检测。
可是,例如一旦热介质泄漏,则会对空气调节控制、设备等造成影响。例如,在热介质循环回路中用泵使热介质循环,但是一旦热介质泄漏等,则有可能由于空气流入等产生空气混入,热介质的循环极端地降低,泵过热而损坏。此外,在向泵供给的电流或泵自身的温度受到热介质泄漏等的影响的情况下,有时泵已经受损,在最差的情况下泵有可能损坏。
虽然也能够基于热介质的温度变化而检测热介质的泄漏等,但是由于热介质的温度变化根据水量不同其程度不同,所以难以准确地进行检测。
本发明是为了解决如上述那样的课题而提出的,其目的在于,获得一种能够更高效率地检测在热介质循环回路中流动的热介质的流量的异常的空气调节装置。
用于解决课题的手段
本发明的空气调节装置具备冷冻循环回路、热介质循环回路、和控制装置,该冷冻循环回路通过配管连接压缩热源侧制冷剂的压缩机、用于切换热源侧制冷剂的循环路径的制冷剂流路切换装置、用于使热源侧制冷剂进行热交换的热源侧热交换器、用于对热源侧制冷剂进行压力调整的节流装置、和进行热源侧制冷剂同与热源侧制冷剂不同的热介质的热交换的一个或多个中间热交换器而构成,该热介质循环回路通过配管连接用于使中间热交换器的热交换的热介质循环的一个或多个泵、进行热介质与空调对象空间的空气的热交换的利用侧热交换器、和切换被加热了的热介质相对于该利用侧热交换器的通过或被冷却了的热介质相对于该利用侧热交换器的通过的流路切换阀而构成,该控制装置基于热介质循环回路的热交换器中的热介质流入口的温度,算出实际的温度效率,并基于设定的基准温度效率和实际的温度效率,对热介质循环回路中的热介质的流量是否是异常进行判断处理。
发明的效果
在本发明的空气调节装置中,因为控制装置基于热介质循环回路中的热交换器的热交换的温度效率,判断是否产生了流量异常,所以能够准确且高效率地判断流量异常。
附图说明
图1是表示实施方式1的空气调节装置的设置状态的一个例子的整体结构图。
图2是表示实施方式1的空气调节装置的设置状态的一个例子的整体结构图。
图3是表示实施方式1的空气调节装置的结构的概略回路图。
图4是表示实施方式1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5是表示实施方式1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6是表示实施方式1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7是表示实施方式1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8是表示通过本发明的实施方式1的中间热交换器15的制冷剂和热介质的温度变化的图。
图9是用于说明本发明的实施方式1的控制装置60进行的制冷运转时的热介质流量异常判断处理的图。
图10是用于说明本发明的实施方式1的控制装置60进行的制热运转时的热介质流量异常判断处理的图。
图11是表示实施方式4的空气调节装置的结构的概略回路图。
图12是表示泵21的指令转速和实际转速的关系的图。
图13是表示实施方式5的空气调节装置的结构的概略回路图。
具体实施方式
实施方式1
图1和图2是表示本发明的实施方式1的空气调节装置的设置状态的一个例子的整体结构图。基于图1和图2,说明空气调节装置的结构。该空气调节装置是利用使热源侧制冷剂循环的冷冻循环回路和使水、防冻液等热介质循环的热介质循环回路,执行制冷运转或制热运转的空气调节装置。在这里,包含图1在内在以下的附图中,有时各构成构件的大小的关系与实际不同。此外,关于通过添加后缀来进行区别等的多个同种的设备等,在无需特别区别或特定的情况下,也有时省略添加后缀地记载。此外,有关温度、压力等的高低,并不是特别由与绝对的值的关系来决定高低等,而是在系统、装置等的状态、动作等中相对地决定。
如图1所示,本实施方式的空气调节装置例如具有作为热源机的1台热源装置1、多台室内机2、和夹设于热源装置1与室内机2之间的中继单元3。中继单元3在热源侧制冷剂和热介质之间进行热交换。热源装置1和中继单元3由导通热源侧制冷剂的制冷剂配管4连接,中继单元3和室内机2由导通热介质的配管5连接,向室内机2配送由热源装置1生成的冷能或热能。另外,热源装置1、室内机2和中继单元3的连接台数并不限定于图示的台数。
热源装置1通常被配置在作为大厦等建筑物9之外的空间的室外空间6,经由中继单元3向室内机2供给冷能或热能。室内机2被配置在能够搬送制冷用空气或制热用空气的建筑物9的内部的居室、服务器机房等居住空间7,向成为空调对象区域的居住空间7供给制冷用空气或制热用空气。中继单元3与热源装置1和室内机2为不同个体,被构成为能够设置在与室外空间6和居住空间7不同的位置(以下称为非居住空间50),连接热源装置1和室内机2,向室内机2传递从热源装置1供给的冷能或热能。
室外空间6假设存在于建筑物9的外部的场所、例如图1所示那样的屋顶。非居住空间50假设是建物9的内部但是与居住空间7不同的空间、例如走廊之上等始终不存在人的场所、共用区域的天花板背面、有电梯等的共用部、机械室、电子计算机室、仓库等。此外,所谓居住空间7,假设是建筑物9的内部,且人经常存在的场所和暂时人多或人少的场所,例如办公室、教室、会议室、食堂、服务器机房等。
热源装置1和中继单元3用2根制冷剂配管4连接。此外,中继单元3和各室内机2分别用2根配管5连接。这样,通过用2根制冷剂配管4将热源装置1连接于中继单元3,用2根配管5将室内机2连接于中继单元3,空气调节装置的施工变得容易。
如图2所示,也可以将中继单元3分为1个第1中继单元3a和从第1中继单元3a派生的2个第2中继单元3b地构成。由此,能够相对于1个第1中继单元3a连接多个第2中继单元3b。在该结构中,第1中继单元3a与第2中继单元3b之间的制冷剂配管4为3根。有关该配管路的详情,后面详述。
另外,在图1和图2中,室内机2例示了天花板盒型,但是并不限定于此,只要直接或利用管道等向居住空间7吹出冷能或热能就可以是任意的结构,例如也可以是天花板埋入型或天花板吊下式等。
此外,在图1中例示了热源装置1被设置在室外空间6的情况,但是并不限定于此。例如,热源装置1也可以设置在带换气口的机械室等被包围的空间,只要能够由排气管道向建筑物9之外排出废热,就可以设置在建筑物9的内部,或者在使用水冷式的热源装置1的情况下也可以设置在建筑物9的内部。即使在这样的场所设置热源装置1,也不会产生特别的问题。
此外,中继单元3也能够设置在热源装置1的附近。但是,若从中继单元3到室内机2的距离过长,则由于热介质的搬送动力会变得相当大,所以节能的效果变弱。
图3是表示本发明的实施方式1的空气调节装置100的结构的概略回路图。图3表示具有冷冻循环回路和热介质循环回路的空气调节装置的结构的一个例子。基于图3,对空气调节装置100的详细的结构进行说明。如图3所示,热源装置1和中继单元3经由第2中继单元3b具备的第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b被连接。中继单元3和室内机2也经由第2中继单元3具备的第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b被连接。以下,对设于空气调节装置100的各构成设备的结构和功能进行说明。另外,在图3以后,对将中继单元3分为第1中继单元3a和第2中继单元3b的情况进行了图示。
(热源装置1)
压缩机10、四通阀11、热源侧热交换器(室外热交换器)12和蓄积器17由制冷剂配管4串联连接并被收容在热源装置1中。此外,在热源装置1中设有第1连接配管4a、第2连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c和止回阀13d。通过设置第1连接配管4a、第2连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c和止回阀13d,无论室内机2要求的运转如何,都能够使流入中继单元3的热源侧制冷剂的流动为恒定方向。
压缩机10吸入热源侧制冷剂,并将该热源侧制冷剂压缩而形成为高温、高压的状态,例如以由容量可控制的变频压缩机等构成为佳。四通阀11切换制热运转时的热源侧制冷剂的流动和制冷运转时的热源侧制冷剂的流动。热源侧热交换器12在制热运转时作为蒸发器而发挥作用,在制冷运转时作为冷凝器而发挥作用,在从省略图示的风扇等送风机被供给的空气与热源侧制冷剂之间进行热交换,使该热源侧制冷剂蒸发气化或冷凝液化。蓄积器17设于压缩机10的吸入侧,蓄积过剩的制冷剂。
止回阀13d设于中继单元3与四通阀11之间的制冷剂配管4,仅允许热源侧制冷剂向规定的方向(从中继单元3向热源装置1的方向)的流动。止回阀13a设于热源侧热交换器12与中继单元3之间的制冷剂配管4,仅允许热源侧制冷剂向规定的方向(从热源装置1向中继单元3的方向)的流动。止回阀13b设于第1连接配管4a,仅允许热源侧制冷剂向从止回阀13d的下游侧向止回阀13a的下游侧的方向的流通。止回阀13c设于第2连接配管4b,仅允许热源侧制冷剂向从止回阀13d的上游侧向止回阀13a的上游侧的方向的流通。
第1连接配管4a在热源装置1内连接止回阀13d的下游侧的制冷剂配管4与止回阀13a的下游侧的制冷剂配管4。第2连接配管4b在热源装置1内连接止回阀13d的上游侧的制冷剂配管4与止回阀13a的上游侧的制冷剂配管4。另外,在图2中,例示了设有第1连接配管4a、第2连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c和止回阀13d的情况,但是并不限定于此,无需一定要设置它们。
(室内机2)
在室内机2中分别装载有利用侧热交换器26。该利用侧热交换器26经由配管5,与第2中继单元3b的截止阀24和流量调整阀25连接。该利用侧热交换器26在通过室内风扇28的驱动而流入的空气与热介质之间进行热交换,生成用于向空调对象区域供给的制热空气或制冷空气。
在该图3中,例示了4台室内机2连接于第2中继单元3b的情况,从纸面下侧起作为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d而图示。此外,与室内机2a~2d对应,利用侧热交换器26也从纸面下侧起作为利用侧热交换器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而图示。同样,对于室内风扇28,也从纸面下侧起作为室内风扇28a、室内风扇28b、室内风扇28c、室内风扇28d。另外,与图1相同地,并不将室内机2的连接台数限定于图3所示的4台。
(中继单元3)
中继单元3按第1中继单元3a和第2中继单元3b分箱体地构成。通过这样地构成,如上所述那样能够相对于1个第1中继单元3a连接多个第2中继单元3b。在第1中继单元3a中设有气液分离器14和膨胀阀16e。在第2中继单元3b中设有2个中间热交换器15、4个膨胀阀16、2个泵21、4个流路切换阀22、4个流路切换阀23、4个截止阀24、和4个流量调整阀25。
气液分离器14连接于与热源装置1连接的1根制冷剂配管4、和与第2中继单元3b的第1中间热交换器15a及第2中间热交换器15b连接的2根制冷剂配管4,将从热源装置1被供给的热源侧制冷剂分离为蒸气状制冷剂和液体制冷剂。膨胀阀16e设于连接膨胀阀16a和膨胀阀16b的制冷剂配管4与气液分离器14之间,作为减压阀或节流装置而发挥作用,使热源侧制冷剂减压而膨胀。膨胀阀16e以开度能够可变地控制的构件、例如电子式膨胀阀等构成为佳。
2个中间热交换器15(第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b)作为加热设备(冷凝器)或冷却设备(冷却器)而发挥作用,在热源侧制冷剂和热介质之间进行热交换,向室内机2供给由热源装置1生成的冷能或热能。在热源侧制冷剂的流动中,第1中间热交换器15a设于气液分离器14与膨胀阀16d之间,用于热介质的加热。在热源侧制冷剂的流动中,第2中间热交换器15b设于膨胀阀16a与膨胀阀16c之间,用于热介质的冷却。
4个膨胀阀16(膨胀阀16a~16d)作为减压阀或节流装置而发挥作用,使热源侧制冷剂减压而膨胀。膨胀阀16a设于膨胀阀16e与第2中间热交换器15b之间。膨胀阀16b被设置成与膨胀阀16a并列。膨胀阀16c设于第2中间热交换器15b与第1中继单元3a之间。膨胀阀16d设于第1中间热交换器15a与膨胀阀16a及膨胀阀16b之间。4个膨胀阀16以开度能够可变地控制的构件、例如电子式膨胀阀等构成为佳。
2个泵21(第1泵21a和第2泵21b)使在配管5中导通的热介质循环。第1泵21a设于第1中间热交换器15a与流路切换阀22之间的配管5。第2泵21b设于第2中间热交换器15b与流路切换阀22之间的配管5。另外,并不特别限定第1泵21a和第2泵21b的种类,例如以由容量可控制的泵等构成为佳。
4个流路切换阀22(流路切换阀22a~22d)由三通阀构成,切换热介质的流路。流路切换阀22设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里4个)。流路切换阀22设于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧,三通中的一方连接于第1中间热交换器15a,三通中的一方连接于第2中间热交换器15b,三通中的一方连接于截止阀24。另外,与室内机2相对应地,从纸面下侧起作为流路切换阀22a、流路切换阀22b、流路切换阀22c、流路切换阀22d而图示。
4个流路切换阀23(流路切换阀23a~23d)由三通阀构成,切换热介质的流路。流路切换阀23设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里4个)。流路切换阀23设于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧,三通中的一方连接于第1中间热交换器15a,三通中的一方连接于第2中间热交换器15b,三通中的一方连接于流量调整阀25。另外,与室内机2相对应地,从纸面下侧起作为流路切换阀23a、流路切换阀23b、流路切换阀23c、流路切换阀23d而图示。
4个截止阀24(截止阀24a~24d)由二通阀构成,开闭配管5。截止阀24设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里4个)。截止阀24设于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧,一方连接于利用侧热交换器26,另一方连接于流路切换阀22。另外,与室内机2相对应地,从纸面下侧起作为截止阀24a、截止阀24b、截止阀24c、停止阀24d而图示。
4个流量调整阀25(流量调整阀25a~25d)由三通阀构成,切换热介质的流路。流量调整阀25设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里4个)。流量调整阀25设于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧,三通中的一方连接于利用侧热交换器26,三通中的一方连接于旁通路27,三通中的一方连接于流路切换阀23。另外,与室内机2相对应地,从纸面下侧起作为流量调整阀25a、流量调整阀25b、流量调整阀25c、流量调整阀25d而图示。
旁通路27被设置成连接停止阀24和利用侧热交换器26之间的配管5与流量调整阀25。旁通路27设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里4个,即旁通路27a、旁通路27b、旁通路27c和旁通路27d)。另外,与室内机2相对应地,从纸面下侧起作为旁通路27a、旁通路27b、旁通路27c、旁通路27d而图示。
此外,在第2中继单元3b中设有2个第1温度传感器31、2个第2温度传感器32、4个第3温度传感器33、4个第4温度传感器34、第5温度传感器35、压力传感器36、第6温度传感器37和第7温度传感器38。此外,在各室内机中分别设有第8温度传感器39。这些检测装置检测出的物理量的信号被送往控制后述的空气调节装置100的动作的控制装置60,被利用于泵21的驱动频率、在配管5中流动的热介质的流路的切换等控制。
作为热介质流出温度检测装置的第1温度传感器31(第1温度传感器31a和第1温度传感器31b),检测中间热交换器15的热介质流路出口侧的热介质的温度。在这里,第1温度传感器31a设于配管5的第1泵21a的入口侧的部分。第1温度传感器31b设于配管5的第2泵21b的入口侧的部分。
此外,作为热介质流入温度检测装置的第2温度传感器32(第2温度传感器32a和第2温度传感器32b),检测中间热交换器15的热介质流路入口侧的热介质的温度。第2温度传感器32a设于配管5的第1中间热交换器15a的热介质流路入口侧的部分。第2温度传感器32b设于配管5的第2中间热交换器15b的热介质流路入口侧的部分。
作为利用侧流入温度检测装置的第3温度传感器33(第3温度传感器33a~33d),设于各室内机2的利用侧热交换器26的热介质的入口侧的部分,检测流入利用侧热交换器26的热介质的温度。在图3中,与室内机2a~2d相对应,从纸面下侧起作为第3温度传感器33a、第3温度传感器33b、第3温度传感器33c、第3温度传感器33d而图示。
作为利用侧流出温度检测装置的第4温度传感器34(第4温度传感器34a~34d),设于各室内机2的利用侧热交换器26的热介质的出口侧的部分,检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度。在图3中,与室内机2a~2d相对应,从纸面下侧起作为第4温度传感器34a、第4温度传感器34b、第4温度传感器34c、第4温度传感器34d而图示。
第5温度传感器35设于第1中间热交换器15a的热源侧制冷剂流路的出口侧,检测从第1中间热交换器15a流出的热源侧制冷剂的温度。压力传感器36设于第1中间热交换器15a的热源侧制冷剂流路的出口侧,检测从第1中间热交换器15a流出的热源侧制冷剂的压力。
第6温度传感器37设于第2中间热交换器15b的热源侧制冷剂流路的入口侧,检测流入第2中间热交换器15b的热源侧制冷剂的温度。第7温度传感器38设于第2中间热交换器15b的热源侧制冷剂流路的出口侧,检测从第2中间热交换器15b流出了的热源侧制冷剂的温度。
作为空调对象温度检测装置的第8温度传感器39(第8温度传感器39a~39d)检测成为空调对象的空气的温度(室内温度)。在这里,检测通过各室内机2的室内风扇28的驱动而流入利用侧热交换器26的空气的温度(吸入空气温度)。在图3中,与室内机2a~2d相对应,从纸面下侧起作为第8温度传感器39a、第8温度传感器39b、第8温度传感器39c、第8温度传感器39d而图示。此外,作为外气温度检测装置的第9温度传感器40,例如设于热源装置1,检测室外的空气的温度(外气温度)。在这里,对于以上说明了的各温度传感器,以由热敏电阻等构成为佳。
导通热介质的配管5由连接于第1中间热交换器15a的配管(以下称为配管5a)、和连接于第2中间热交换器15b的配管(以下称为配管5b)构成。配管5a和配管5b与连接于中继单元3的室内机2的台数相应地被分支(在这里,各4个分支)。并且,配管5a和配管5b由流路切换阀22、流路切换阀23和流量调整阀25连接。通过控制流路切换阀22和流路切换阀23,决定是使在配管5a中导通的热介质流入利用侧热交换器26,还是使在配管5b中导通的热介质流入利用侧热交换器26。
此外,在空气调节装置100中设有控制装置60,该控制装置60基于来自用于接受来自各检测部件和利用者的指令的遥控器的信息,控制装载于热源装置1、中继单元3和室内机2的各设备的动作。控制装置60控制装载于热源装置1的压缩机10的驱动频率、被设置在热源侧热交换器12的附近的送风机的转速(包括打开/关闭)、和四通阀11的切换等,执行后述的各运转模式。此外,控制装置60控制被设置在装载于室内机2的利用侧热交换器26的附近的室内风扇28的转速(包括打开/关闭)。
另外,控制装置60控制装载于中继单元3的泵21的驱动、膨胀阀16a~16e的开度、流路切换阀22和流路切换阀23的切换、截止阀24的开闭、和流量调整阀25的切换。即,控制装置60具有作为调整中继单元3中的热介质的流量的流量控制部件、决定热介质的流路的流路决定部件、执行各设备的打开/关闭的打开/关闭控制部件、和基于来自各检测部件的信息适宜变更设定了的目标值的控制目标值变更部件的功能。特别是在本实施方式中,特别是判断热介质循环回路中的热介质的流量异常而进行谋求泵21的保护的处理。控制装置60例如由微型计算机等构成。并且,具有作为计时装置的定时器61,能够进行计时。此外,还具有用于存储数据等的存储装置(未图示)。在这里,也可以针对每个单元设置控制装置。在该情况下,以使各控制装置互相能够通信为佳。
此外,本实施方式的空气调节装置100具有报知装置62。报知装置62例如是由显示装置、声音输出装置等构成,通过文字显示、声音输出等进行报知的装置。报知装置62例如也可以具有遥控器等。在本实施方式中,例如在由于热介质的流量异常等而使泵21停止时,报知其状况。
在该空气调节装置100中,由供制冷剂流通的制冷剂配管4将压缩机10、四通阀11、热源侧热交换器12、第1中间热交换器15a的制冷剂流路、和第2中间热交换器15b的制冷剂流路、蓄积器17连接而构成冷冻循环回路。此外,由使热介质流通的配管5a将第1中间热交换器15a的热介质流路、第1泵21a、和利用侧热交换器26依次连接而构成制热用热介质循环回路。同样,由使热介质流通的配管5b将第2中间热交换器15b的热介质流路、第2泵21b、和利用侧热交换器26依次串联连接而构成制冷用热介质循环回路。即,多台利用侧热交换器26并联连接于各中间热交换器15,将热介质循环回路作为多个系统。在制热用的热介质循环回路中,用于从该热介质循环回路排出热介质的排出阀71a设于配管5a。此外,在制冷用的热介质循环回路中,用于从该热介质循环回路排出热介质的排出阀71b设于配管5b。
即,在空气调节装置100中,热源装置1和中继单元3经由设于中继单元3的第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b连接,中继单元3和室内机2借助第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b连接。并且,在第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b中,在冷冻循环回路中循环的一次侧的制冷剂即热源侧制冷剂和在热介质循环回路中循环的二次侧的制冷剂即热介质进行热交换。
在这里,说明使用于冷冻循环回路和热介质循环回路的制冷剂的种类。在冷冻循环回路中,能够使用例如R407C等非共沸混合制冷剂、R410A、R404A等近共沸混合制冷剂、或R22、R134a等单一制冷剂等。此外,也可以使用二氧化碳、烃等自然制冷剂。作为热源侧制冷剂,通过使用自然制冷剂,具有能够抑制由制冷剂泄漏造成的地球的温室效应的效果。特别是二氧化碳在高压侧在超临界状态下不冷凝地进行热交换,所以如图2所示,在第1中间热交换器15a和第2中间热交换器15b中,使热源侧制冷剂和热介质形成为相向流形式时,能够提高加热或冷却热介质时的热交换性能。
如上所述,热介质循环回路连接于室内机2的利用侧热交换器26。因此,在空气调节装置100中,在考虑到热介质泄漏到设置室内机2的房间等的情况下,以使用安全性高的热介质为前提。因而,热介质例如能够使用水、防冻液、水和防冻液的混合液等。此外,在考虑到在电子计算机室等避免水分的场所设置室内机2的情况下,作为热介质,也能够使用热绝缘性高的氟系非活性液体。因而,即使热源侧制冷剂从制冷剂配管4漏出,也能抑制漏出的热源侧制冷剂流入室内,得到高的可靠性。
[空气调节装置100的运转模式]
接着,说明空气调节装置100执行的各运转模式。
该空气调节装置100能够使各室内机2基于来自各室内机2的指示而进行制冷运转或制热运转。更加具体而言,空气调节装置100能够使所有的室内机2进行相同的运转,并且能够使各室内机2进行不同的运转。即,本实施方式的空气调节装置100是可冷暖同时运转的空气调节装置。以下,对空气调节装置100执行的4个运转模式、即驱动着的所有的室内机2执行制冷运转的全制冷运转模式、驱动着的所有的室内机2执行制热运转的全制热运转模式、制冷负荷大的制冷主体运转模式、和制热负荷大的制热主体运转模式,与制冷剂的流动一起进行说明。在这里,关于用于说明运转模式的图4~图7,为了方便起见,省略一部分的温度传感器等。
(全制冷运转模式)
图4是表示空气调节装置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4中,以仅在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情况为例,对全制冷运转模式进行说明。即,在图4中,图示了在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d不产生冷能负荷的情况。另外,在图4中,用粗线表示的配管表示供制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外,用实线箭头表示热源侧制冷剂和热介质的流动方向。
在图4所示的全制冷运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换成,使从压缩机10喷出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。在中继单元3中,停止第1泵21a,驱动第2泵21b,打开截止阀24a和截止阀24b,关闭截止阀24c和截止阀24d,使热介质在第2中间热交换器15b与各利用侧热交换器26(利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b)之间循环。在该状态下,开始压缩机10的运转。
首先,对冷冻循环回路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、高压的气体制冷剂而被喷出。从压缩机10被喷出的高温、高压的气体制冷剂,通过四通阀11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12中,一边向室外空气散热一边冷凝液化,成为高压液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出了的高压液体制冷剂,通过止回阀13a,从热源装置1流出,通过制冷剂配管4,流入第1中继单元3a。流入了第1中继单元3a的高压液体制冷剂流入了气液分离器14之后,经由膨胀阀16e之后流入第2中继单元3b。
流入了第2中继单元3b的制冷剂,被膨胀阀16a节流而膨胀,成为低温、低压的气液二相制冷剂。该气液二相制冷剂流入作为蒸发器而发挥作用的第2中间热交换器15b,从在热介质循环回路中循环的热介质吸热,由此一边冷却热介质一边成为低温、低压的气体制冷剂。从第2中间热交换器15b流出了的气体制冷剂,经由膨胀阀16c之后,从第2中继单元3b和第1中继单元3a流出,通过制冷剂配管4,流入热源装置1。流入了热源装置1的制冷剂,通过止回阀13d,经由四通阀11和蓄积器17,再次被吸入压缩机10。另外,膨胀阀16b和膨胀阀16d成为制冷剂不流动那样的小的开度,膨胀阀16c作为全开状态不产生压力损失。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在全制冷运转模式下,由于第1泵21a停止,所以热介质经由配管5b循环。在第2中间热交换器15b中,被热源侧制冷剂冷却了的热介质利用第2泵21b,在配管5b内流动。由第2泵21b加压而流出了的热介质,经由流路切换阀22(流路切换阀22a和流路切换阀22b),通过截止阀24(截止阀24a和截止阀24b),流入利用侧热交换器26(利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b)。然后,在利用侧热交换器26中从室内空气吸热,进行设置有室内机2的室内等空调对象区域的制冷。
之后,从利用侧热交换器26流出了的热介质流入流量调整阀25(流量调整阀25a和流量调整阀25b)。此时,根据流量调整阀25的作用,向利用侧热交换器26仅流入为了供应室内等空调对象区域所需的空调负荷所必要的流量的热介质,剩余的热介质通过旁通路27(旁通路27a和旁通路27b)绕过利用侧热交换器26地流动。
通过旁通路27的热介质无助于热交换,与经由利用侧热交换器26而来的热介质汇合,通过流路切换阀23(流路切换阀23a和流路切换阀23b),流入第2中间热交换器15b,再次被吸入第2泵21b。另外,通过控制第3温度传感器33和第4温度传感器34的温度差使其保持在目标值,能够供应室内等空调对象区域所需的空调负荷。
此时,由于无需使热介质向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭(サーモオフ))流动,所以由截止阀24关闭流路,热介质不向利用侧热交换器26流动。在图4中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流动着热介质,但是在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,使对应的截止阀24c和截止阀24d为关闭状态。在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d有冷能负荷的产生的情况下,打开截止阀24c或截止阀24d,使热介质循环即可。
(全制热运转模式)
图5是表示空气调节装置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5中,以仅在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生热能负荷的情况为例,对全制热运转模式进行说明。即,在图5中图示了在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d不产生热能负荷的情况。另外,在图5中用粗线表示的配管表示供制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外,用实线箭头表示热源侧制冷剂和热介质的流动方向。
在图5所示的全制热运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换成,使从压缩机10喷出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入中继单元3。在中继单元3中,驱动第1泵21a,停止第2泵21b,打开截止阀24a和截止阀24b,关闭截止阀24c和截止阀24d,切换成使热介质在第1中间热交换器15a和各利用侧热交换器26(利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b)之间循环。在该状态下,开始压缩机10的运转。
首先,对冷冻循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂而被喷出。从压缩机10被喷出的高温、高压的气体制冷剂,通过四通阀11,在第1连接配管4a中导通,通过止回阀13b,从热源装置1流出。从热源装置1流出的高温、高压的气体制冷剂,通过制冷剂配管4,流入第1中继单元3a。流入了第1中继单元3a的高温、高压的气体制冷剂流入了气液分离器14之后,流入第1中间热交换器15a。流入了第1中间热交换器15a的高温、高压的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。
从第1中间热交换器15a流出了的高压的液体制冷剂,被膨胀阀16d节流而膨胀,成为低温、低压的气液二相状态。被膨胀阀16d节流了的气液二相状态的制冷剂,经由膨胀阀16b,在制冷剂配管4中导通,再次流入热源装置1。流入了热源装置1的制冷剂,经由止回阀13c,通过第2连接配管4b,流入作为蒸发器而发挥作用的热源侧热交换器12。然后,流入了热源侧热交换器12的制冷剂在热源侧热交换器12中从室外空气吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出了的低温、低压的气体制冷剂,经由四通阀11和蓄积器17,返回到压缩机10。另外,膨胀阀16a、膨胀阀16c和膨胀阀16e设为制冷剂不流动那样的小的开度。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在全制热运转模式中,由于第2泵21b停止,所以热介质经由配管5a循环。在第1中间热交换器15a中由热源侧制冷剂加热了的热介质,利用第1泵21a而在配管5a内流动。由第1泵21a加压而流出了的热介质,经由流路切换阀22(流路切换阀22a和流路切换阀22b),通过截止阀24(截止阀24a和截止阀24b),流入利用侧热交换器26(利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b)。然后,在利用侧热交换器26中对室内空气赋予热,进行设置有室内机2的室内等空调对象区域的制热。
之后,从利用侧热交换器26流出了的热介质流入流量调整阀25(流量调整阀25a和流量调整阀25b)。此时,根据流量调整阀25的作用,向利用侧热交换器26仅流入为了供应室内等空调对象区域所需的空调负荷所必要的流量的热介质,剩余的热介质通过旁通路27(旁通路27a和旁通路27b)绕过利用侧热交换器26地流动。
通过旁通路27的热介质无助于热交换,与经由利用侧热交换器26而来的热介质汇合,通过流路切换阀23(流路切换阀23a和流路切换阀23b),流入第1中间热交换器15a,再次被吸入第1泵21a。另外,通过控制第3温度传感器33和第4温度传感器34的温度差使其保持在目标值,能够供应室内等空调对象区域所需的空调负荷。
此时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以由截止阀24关闭流路,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图5中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流动着热介质,但是在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,使对应的截止阀24c和截止阀24d为关闭状态。在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d有热能负荷的产生的情况下,打开截止阀24c或截止阀24d,使热介质循环即可。
(制冷主体运转模式)
图6是表示空气调节装置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6中,以在利用侧热交换器26a产生热能负荷且在利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情况为例,对制冷主体运转模式进行说明。即,在图6中图示了在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中均不产生热能负荷和冷能负荷的情况。另外,在图6中,用粗线表示的配管表示供制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外,用实线箭头表示热源侧制冷剂和热介质的流动方向。
在图6所示的制冷主体运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换成,使从压缩机10喷出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。在中继单元3中,驱动第1泵21a和第2泵21b,打开截止阀24a和截止阀24b,关闭截止阀24c和截止阀24d,使热介质在第1中间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间、和第2中间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。在该状态下,开始压缩机10的运转。
首先,对冷冻循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂而被喷出。从压缩机10被喷出的高温、高压的气体制冷剂,通过四通阀11,流入热源侧热交换器12。然后,在热源侧热交换器12中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流出了的气液二相制冷剂,通过止回阀13a,从热源装置1流出,通过制冷剂配管4,流入第1中继单元3a。流入了第1中继单元3a的气液二相制冷剂,流入气液分离器14,被分离成气体制冷剂和液体制冷剂,流入第2中继单元3b。
由气液分离器14分离了的气体制冷剂流入第1中间热交换器15a。流入了第1中间热交换器15a的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为液体制冷剂。从第2中间热交换器15b流出了的液体制冷剂通过膨胀阀16d。另一方面,由气液分离器14分离了的液体制冷剂,经由膨胀阀16e,在第1中间热交换器15a中冷凝液化,与通过了膨胀阀16d的液体制冷剂汇合,被膨胀阀16a节流而膨胀,成为低温、低压的气液二相制冷剂,流入第2中间热交换器15b。
该气液二相制冷剂在作为蒸发器而发挥作用的第2中间热交换器15b中从在热介质循环回路中循环的热介质吸热,由此一边冷却热介质,一边成为低温、低压的气体制冷剂。从第2中间热交换器15b流出了的气体制冷剂,经由了膨胀阀16c之后,从第2中继单元3b和第1中继单元3a流出,通过制冷剂配管4,流入热源装置1。流入了热源装置1的制冷剂,通过止回阀13d,经由四通阀11和蓄积器17,再次被吸入压缩机10。另外,膨胀阀16b成为制冷剂不流动那样的小的开度,膨胀阀16c为全开状态,不产生压力损失。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在制冷主体运转模式中,由于第1泵21a和第2泵21b均处于驱动状态,所以热介质经由配管5a和配管5b双方循环。在第1中间热交换器15a中由热源侧制冷剂加热了的热介质,利用第1泵21a在配管5a内流动。此外,在第2中间热交换器15b中由热源侧制冷剂冷却了的热介质,利用第2泵21b在配管5b内流动。
被第1泵21a加压而流出了的热介质,经由流路切换阀22a,通过阀24a,流入利用侧热交换器26a。然后,在利用侧热交换器26a中对室内空气赋予热,进行设置有室内机2的室内等空调对象区域的制热。此外,由第2泵21b加压而流出了的热介质,经由流路切换阀22b,通过阀24b,流入利用侧热交换器26b。然后,在利用侧热交换器26b中从室内空气吸热,进行设置有室内机2的室内等空调对象区域的制冷。
进行了制热的热介质流入流量调整阀25a。此时,根据流量调整阀25a的作用,向利用侧热交换器26a仅流入为了供应空调对象区域所需的空调负荷所必要的流量的热介质,剩余的热介质通过旁通路27a绕过利用侧热交换器26a地流动。通过旁通路27a的热介质无助于热交换,与经由利用侧热交换器26a而来的热介质汇合,通过流路切换阀23a,流入第1中间热交换器15a,再次被吸入第1泵21a。
同样,进行了制冷的热介质流入流量调整阀25b。此时,根据流量调整阀25b的作用,向利用侧热交换器26b仅流入为了供应空调对象区域所需的空调负荷所必要的流量的热介质,剩余的热介质通过旁通路27b绕过利用侧热交换器26b地流动。通过旁通路27b的热介质无助于热交换,与经由利用侧热交换器26b而来的热介质汇合,通过流路切换阀23b,流入第2中间热交换器15b,再次被吸入第2泵21b。
在此期间,热的热介质(被热能负荷利用的热介质)和冷的热介质(被冷能负荷利用的热介质)由于流路切换阀22(流路切换阀22a和流路切换阀22b)和流路切换阀23(流路切换阀23a和流路切换阀23b)的作用,不混合地流入具有热能负荷的利用侧热交换器26a、具有冷能负荷的利用侧热交换器26b。另外,通过控制第3温度传感器33和第4温度传感器34的温度差使其保持在目标值,能够供应室内等空调对象区域所需的空调负荷。
此时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以由截止阀24关闭流路,热介质不向利用侧热交换器26流动。在图6中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流动着热介质,但是在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,使对应的截止阀24c和截止阀24d为关闭状态。在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d有热能负荷或冷能负荷的产生的情况下,打开截止阀24c或截止阀24d,使热介质循环即可。
(制热主体运转模式)
图7是表示空气调节装置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7中,以在利用侧热交换器26a中产生热能负荷且在利用侧热交换器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。即,在图7中图示了在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中均不产生热能负荷和冷能负荷的情况。另外,在图7中,用粗线表示的配管表示供制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外,用实线箭头表示热源侧制冷剂和热介质的流动方向。
在图7所示的制热主体运转模式的情况下,在热源装置1中,将四通阀11切换成,使从压缩机10喷出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入中继单元3。在中继单元3中,驱动第1泵21a和第2泵21b,打开截止阀24a和截止阀24b,关闭截止阀24c和截止阀24d,使热介质在第1中间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间、和第2中间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。在该状态下,开始压缩机10的运转。
首先,对冷冻循环回路中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温、高压的气体制冷剂而被喷出。从压缩机10被喷出的高温、高压的气体制冷剂,通过四通阀11,在第1连接配管4a中导通,通过止回阀13b,从热源装置1流出。从热源装置1流出的高温、高压的气体制冷剂,通过制冷剂配管4,流入第1中继单元3a。流入了第1中继单元3a的高温、高压的气体制冷剂流入了气液分离器14之后,流入第1中间热交换器15a。流入了第1中间热交换器15a的高温、高压的气体制冷剂,一边向在热介质循环回路中循环的热介质散热一边冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。
从第1中间热交换器15a流出了的高压的液体制冷剂,被膨胀阀16d节流而膨胀,成为低温、低压的气液二相状态。被膨胀阀16d节流了的气液二相状态的制冷剂,被分为通过膨胀阀16a的流路和通过膨胀阀16b的流路。经由了膨胀阀16a的制冷剂利用该膨胀阀16a进一步膨胀,成为低温、低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器而发挥作用的第2中间热交换器15b。然后,流入了第2中间热交换器15b的制冷剂在第2中间热交换器15b中从热介质吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从第2中间热交换器15b流出了的低温、低压的气体制冷剂经由膨胀阀16c。
另一方面,被膨胀阀16d节流而流入膨胀阀16b的制冷剂,与经由了第2中间热交换器15b和膨胀阀16c的制冷剂汇合,成为干度更大的低温、低压的制冷剂。并且,被汇合了的制冷剂从第2中继单元3b和第1中继单元3a流出,通过制冷剂配管4,流入热源装置1。流入了热源装置1的制冷剂,经由止回阀13c,通过第2连接配管4b,流入作为蒸发器而发挥作用的热源侧热交换器12。然后,流入了热源侧热交换器12的制冷剂在热源侧热交换器12中从室外空气吸热,成为低温、低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出了的低温、低压的气体制冷剂,经由四通阀11和蓄积器17,返回到压缩机10。另外,膨胀阀16e设为制冷剂不流动那样的小的开度。
接着,对热介质循环回路中的热介质的流动进行说明。
在制热主体运转模式中,由于第1泵21a和第2泵21b均处于驱动状态,所以热介质经由配管5a和配管5b双方循环。在第1中间热交换器15a中由热源侧制冷剂加热了的热介质,利用第1泵21a在配管5a内流动。此外,在第2中间热交换器15b中由热源侧制冷剂冷却了的热介质,利用第2泵21b在配管5b内流动。
被第1泵21a加压而流出了的热介质,经由流路切换阀22a,通过阀24a,流入利用侧热交换器26a。然后,在利用侧热交换器26a中对室内空气赋予热,进行设置有室内机2的室内等空调对象区域的制热。此外,由第2泵21b加压而流出了的热介质,经由流路切换阀22b,通过阀24b,流入利用侧热交换器26b。然后,在利用侧热交换器26b中从室内空气吸热,进行设置有室内机2的室内等空调对象区域的制冷。
从利用侧热交换器26a流出了的热介质流入流量调整阀25a。此时,根据流量调整阀25a的作用,向利用侧热交换器26a仅流入为了供应室内等空调对象区域所需的空调负荷所必要的流量的热介质,剩余的热介质通过旁通路27a绕过利用侧热交换器26a地流动。通过旁通路27a的热介质无助于热交换,与经由利用侧热交换器26a而来的热介质汇合,通过流路切换阀23a,流入第1中间热交换器15a,再次被吸入第1泵21a。
同样,从利用侧热交换器26b流出了的热介质流入流量调整阀25b。此时,根据流量调整阀25b的作用,向利用侧热交换器26b仅流入为了供应室内等空调对象区域所需的空调负荷所必要的流量的热介质,剩余的热介质通过旁通路27b绕过利用侧热交换器26b地流动。通过旁通路27b的热介质无助于热交换,与经由利用侧热交换器26b而来的热介质汇合,通过流路切换阀23b,流入第2中间热交换器15b,再次被吸入第2泵21b。
在此期间,热的热介质和冷的热介质由于流路切换阀22(流路切换阀22a和流路切换阀22b)和流路切换阀23(流路切换阀23a和流路切换阀23b)的作用,不混合地流入具有热能负荷的利用侧热交换器26a、具有冷能负荷的利用侧热交换器26b。另外,通过控制第3温度传感器33和第4温度传感器34的温度差使其保持在目标值,能够供应室内等空调对象区域所需的空调负荷。
此时,由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以由截止阀24关闭流路,热介质不向利用侧热交换器26流动。在图7中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以流动着热介质,但是在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷,使对应的截止阀24c和截止阀24d为关闭状态。在从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d有热能负荷或冷能负荷的产生的情况下,打开截止阀24c或截止阀24d,使热介质循环即可。
(热介质的异常流量降低的检测处理)
接着,对在本实施方式的空气调节装置100中,检测例如在制冷运转时因进行配管闭塞等而产生的热介质循环回路中的热介质的流量极端变少的处理进行说明。
在这里,使通过中间热交换器15的制冷剂侧流路的热源侧制冷剂的温度(例如蒸发温度等通过热源侧制冷剂成为低温侧时的制冷剂侧流路的制冷剂的温度)为TE。此外,使第2温度传感器32检测的中间热交换器15的热介质入口侧温度为T32。并且,使第1温度传感器31检测的中间热交换器15的热介质出口侧温度为T31。
图8是表示通过本发明的实施方式1的中间热交换器15的制冷剂和热介质的温度变化的图。在图8中,纵轴表示热介质或制冷剂的温度,横轴表示距中间热交换器15的热介质入口侧的距离。此外,虚线表示制冷剂温度,实线表示热介质的温度。这里的说明不仅对于中间热交换器15,即使对于一般的热交换器中也相同。
通常,在空气调节装置中,中间热交换器15中的热介质入口侧温度和制冷剂温度的温度差(T32-TE)与中间热交换器15出入口的热介质的温度差(T32-T31)的比率即温度效率εe被设计成为0.7(70%)左右。因此,例如在热介质循环回路(中间热交换器15的热介质流路侧)流动的热介质的流量正常的情况下,在与中间热交换器15的制冷剂温度的关系中,制冷运转时的热介质温度成为由图8的线(1)表示的变化趋势。
可是,由于在热介质的流量降低时,在热介质与制冷剂之间进行热交换的热量变多,所以中间热交换器15的热介质出口侧温度接近制冷剂的温度,如图8的线(2)所示,温度效率εe有变大的倾向。另外,在热介质的流量成为0(零)(热介质不流动)时,中间热交换器15的热介质出入口侧的温度受到周围的温度的影响大。并且,热介质入口侧温度T32由第2温度传感器32检测,热介质出口侧温度T31由第1温度传感器31检测,上述第2温度传感器32和第1温度传感器31均检测周围的空气温度而不是热介质的温度。因此,中间热交换器15的热介质出入口的热介质的温度差(T32-T31)几乎或完全变没,如图8的线(3)所示,温度效率εe有变小的倾向。
通过以上可知,温度效率εe存在适当的范围。因此,在超过了该适当的范围的情况下,能够判断热介质循环回路中的热介质的流动为异常。其倾向在热介质与空气的热交换的情况下也大致相同。因此,例如能够基于第8温度传感器39所检测出的吸入空气温度Ta进行热介质流量异常的判断。此外,图8表示制冷运转中的热源侧制冷剂和热介质的温度变化,但是对于制热运转等热源侧制冷剂为高温侧的情况也同样(温度的高低关系逆转)。
并且,为了比较,通过预先测量等事先设定在正常的状态下热介质流动的情况下的成为温度效率的基准的基准温度效率εthe。也可以认为基准温度效率εthe是恒定的,但是例如根据热介质的流量(每单位时间的流量)不同,基准温度效率εthe会上下起伏。因此,在进行检测处理时,也可以是,控制装置60基于泵21的转速,推断热介质的流量等,从而设定与流量对应的基准温度效率εthe。
由此,控制装置60基于通过实际检测等所检测出的制冷剂温度TE、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出成为εe=(T32-T31)/(T32-TE)的实际的温度效率(以下称为实际温度效率)εe。并且,判断实际温度效率εe与基准温度效率εthe之差是否在规定范围内。若判断为在规定范围内,则流量不会由于例如热介质泄漏、泵21的故障等而变少,热介质以正常的流量在热介质循环回路中循环。
此外,在空气调节装置100中,对于检测例如由于制冷剂泄漏等在制热运转时热介质循环回路中的热介质的流量极端变少的情况也相同。例如,使通过中间热交换器15的制冷剂侧流路的制冷剂的温度(例如冷凝温度等、通过制冷剂成为高温侧时的制冷剂侧流路的制冷剂温度)为TC。
控制装置60基于通过实际检测等所检测出的制冷剂温度TE、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出成为εc=(T31-T32)/(TC-T32)的实际温度效率εc。并且,若判断为实际温度效率εc与基准温度效率εthc之差在规定范围内,则热介质以正常的流量在热介质循环回路中循环。
这里,例如在停止冷冻循环回路侧的运转的情况下,无法检测出制冷剂温度TE,无法通过制冷剂温度TE算出实际温度效率εe来进行热介质流量异常的判断。因此,如上所述,利用在热介质的流量降低时基于热介质和空气的热交换的温度效率也变化,进行基于第8温度传感器39所检测出的吸入空气温度Ta的判断。这里,关于吸入空气温度Ta,也可以作为制冷运转着的室内机2的吸入空气的平均温度。此外,也可以以进行着制冷运转的任一的室内机2的吸入空气温度为代表,作为吸入空气温度Ta。
控制装置60基于吸入空气温度Ta、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出成为εa=(T31-T32)/(Ta-T32)的实际温度效率εa。并且,判断实际温度效率εa与基准温度效率εtha之差是否在规定范围内,若在规定范围内,则热介质以正常的流量流动。
图9是用于说明本发明的实施方式1的控制装置60进行的制冷运转时的热介质流量异常判断处理的图。基于图9,说明热介质循环回路的具体的保护控制。在步骤1中开始了空气调节装置100的运转后,控制装置60在步骤2中判断是否从起动泵21起经过了规定时间。若判断为经过了规定时间,则进入步骤3。
在步骤3中,判断泵21的转速是否是规定转速以上。这里成为基准的泵21的规定转速预先决定。由于热介质循环回路中的配管距离(例如总距离)、配管直径等有时根据空气调节装置100不同而不同,所以规定转速基于空气调节装置100的结构等决定为佳。
若判断为泵21的转速是规定转速以上,则进入步骤4。此外,若判断为泵21的转速不是规定转速以上(比规定转速小),则进入步骤8。在步骤4中,设定与向泵21指示的转速相应的基准温度效率εthe和εtha的值,进入步骤5。
在步骤5中,判断是否是温度传感器关闭(在冷冻循环回路中不进行运转的状态)。若判断为是温度传感器关闭,则进入步骤6。此外,若判断为不是温度传感器关闭。则进入步骤7。
在步骤6中,由于在冷冻循环回路中不进行运转,所以如上所述,基于吸入空气温度Ta、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εa。并且,与预先设定的基准温度效率εtha比较,若判断为实际温度效率εa与预先设定的基准温度效率εtha之差比规定值ka1小,则进入步骤8。此外,若判断为实际温度效率εa与基准温度效率εtha之差是规定值以上,则作为异常进入步骤14。
另一方面,在步骤7中,由于在冷冻循环回路中进行着运转,所以基于制冷剂温度TE、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εe。并且,与设定的基准温度效率εthe比较,若判断为实际温度效率εe与设定的基准温度效率εthe之差比规定值ke1小,则进入步骤8。若判断为实际温度效率εe与基准温度效率εthe之差是规定值以上,则作为异常进入步骤14。
在步骤8中,判断泵21的转速是否成为规定转速以下。这里成为基准的泵21的转速预先决定。若判断为泵21的转速是规定转速以下,则进入步骤9。若判断为泵21的转速不是规定转速以下(泵21的转速比规定转速大),则进入步骤12。此外,在步骤9中,判断运转是否是温度传感器关闭。若判断为是温度传感器关闭,则进入步骤10。若判断为不是温度传感器关闭,则进入步骤11。
在步骤10中,由于在冷冻循环回路中不进行运转,所以如上所述,基于吸入空气温度Ta、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εa。并且,与预先设定的基准温度效率εtha比较,若判断为实际温度效率εa与预先设定的基准温度效率εtha之差比规定值ka2小,则进入步骤12。此外,若判断为实际温度效率εa与基准温度效率εtha之差是规定值以上,则作为异常进入步骤14。
另一方面,在步骤11中,由于在冷冻循环回路中进行着运转,所以基于制冷剂温度TE、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εe。并且,与设定的基准温度效率εthe比较,若判断为实际温度效率εe与设定的基准温度效率εthe之差比规定值ke2小,则进入步骤12。若判断为实际温度效率εe与基准温度效率εthe之差是规定值以上,则作为异常进入步骤14。
在步骤12中,判断是否继续空调运转。若判断为继续空调运转,则返回步骤2,重复判断。若判断为不继续空调运转,则进入步骤13,停止空调运转,结束处理。
图10是用于说明本发明的实施方式1的控制装置60进行的制热运转时的热介质流量异常判断处理的图。基于图10,说明热介质循环回路的具体的保护控制。在步骤21中开始了空气调节装置100的运转后,控制装置60在步骤22中判断是否从起动泵21起经过了规定时间。若判断为经过了规定时间,则进入步骤23。
在步骤23中判断泵21的转速是否是规定转速以上。这里成为基准的泵21的规定转速预先决定。由于热介质循环回路中的配管距离(例如总距离)、配管直径等有时根据空气调节装置100不同而不同,所以以规定转速基于空气调节装置100的结构等决定为佳。
若判断为泵21的转速是规定转速以上,则进入步骤24。此外,若判断为不是规定转速以上(比规定转速小),则进入步骤28。在步骤24中,设定与向泵21指示的转速相应的基准温度效率εthc和εtha的值,进入步骤25。
在步骤25中,判断是否是温度传感器关闭(在冷冻循环回路中不进行运转的状态)。若判断是温度传感器关闭,则进入步骤26。此外,若判断为不是温度传感器关闭,则进入步骤27。
在步骤26中,由于在冷冻循环回路中不进行运转,所以如上所述,基于吸入空气温度Ta、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εa。并且,与预先设定的基准温度效率εtha比较,若判断为实际温度效率εa与预先设定的基准温度效率εtha之差比规定值ka1小,则进入步骤28。此外,若判断为实际温度效率εa与基准温度效率εtha之差是规定值以上,则作为异常进入步骤34。
另一方面,在步骤27中,由于在冷冻循环回路中进行着运转,所以基于制冷剂温度TC、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εc。并且,与设定的基准温度效率εthc比较,若判断为实际温度效率εc与设定的基准温度效率εthc之差比规定值kc1小,则进入步骤28。若判断为实际温度效率εc与基准温度效率εthc之差是规定值以上,则作为异常进入步骤34。
在步骤28中,判断泵21的转速是否是规定转速以下。这里成为基准的泵21的转速预先决定。若判断为泵21的转速是规定转速以下,则进入步骤29。若判断为泵21的转速不是规定转速以下(泵21的转速比规定转速大),则进入步骤32。此外,在步骤29中,判断运转是否是温度传感器关闭。若判断是温度传感器关闭,则进入步骤30。若判断为不是温度传感器关闭,则进入步骤31。
在步骤30中,由于在冷冻循环回路中不进行运转,所以如上所述,基于吸入空气温度Ta、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εa。并且,与预先设定的基准温度效率εtha比较,若判断为实际温度效率εa与预先设定的基准温度效率εtha之差比规定值ka2小,则进入步骤32。此外,若判断为实际温度效率εa与基准温度效率εtha之差是规定值以上,则作为异常进入步骤34。
另一方面,在步骤31中,由于在冷冻循环回路中进行着运转,所以基于制冷剂温度TE、热介质出口侧温度T31和热介质入口侧温度T32,算出实际温度效率εc。并且,与设定的基准温度效率εthc比较,若判断为实际温度效率εc与设定的基准温度效率εthc之差比规定值kc2小,则进入步骤32。若判断为实际温度效率εc与基准温度效率εthc之差是规定值以上,则作为异常进入步骤34。
在步骤32中,判断是否继续空调运转。若判断为继续空调运转,则返回步骤22重复判断。若判断为不继续空调运转,则进入步骤33停止空调运转,结束处理。
这里,例如在进行着制冷运转和制热运转混合的运转的情况下,热介质的系统被分为包括配管5a的热介质的系统和包括配管5b的热介质的系统。在这样的情况下,对于各系统,判断热介质的流量异常。并且,也可以是,对于判断为异常的系统,使热介质的循环停止等,对于未判断为异常的系统,使泵21驱动,使空气调节运转继续。
在进行以上的处理,作为热介质流量异常而使1台以上的泵21停止的情况下,控制装置60使报知装置62报知产生了异常。
这样,当继续运转时通过向外部报知产生了异常,例如催促维护,能够期待迅速地进行对异常状态的对应,能够尽早采取恢复正常的状态的措施。
如上所述在本实施方式的空气调节装置100中,控制装置60基于中间热交换器15、利用侧热交换器26中的热交换的温度效率,判断在热介质循环回路中是否产生了流量异常,因此能够准确且高效率地判断流量异常。因此,例如在产生了热介质的泄漏那样的情况下,能够期待尽早应对因流量降低造成的泵21的负荷增大。此外,在泵21的破损等的情况下,能够期待尽早发现破损等的产生。此外,因为通常能够进行利用了用于控制空气调节的传感器的流量异常判断,所以在成本上也能够高效率地进行判断等。
实施方式2
在上述的实施方式1中,在实际温度效率εa的算出中也利用了第2温度传感器32检测出的中间热交换器15的热介质入口侧温度T32、第1温度传感器31检测出的中间热交换器15的热介质出口侧温度T31,但是并不限定于此。例如,也可以利用第3温度传感器33检测出的利用侧热交换器26的热介质流入侧温度、第4温度传感器34检测出的利用侧热交换器26的热介质流出侧温度而算出。
实施方式3
在上述的实施方式中,例如设为以第1中间热交换器15a为热介质加热侧且以第2中间热交换器15b为热介质冷却侧的热交换器。但是,关于冷冻循环回路侧的结构,并不限定于实施方式1的结构。例如能够将第1中间热交换器15a、第2中间热交换器15b作为能够加热、冷却热介质的热交换器。在形成为这样的结构的情况下,例如在全制热运转模式、全制冷运转模式下,能够将第1中间热交换器15a、第2中间热交换器15b双方利用为加热设备、冷却设备。
此外,也可以在进行着制冷制热混合运转的情况下,在通过判断为流量异常而停止泵21的系统中进行制热运转的情况下,将由另一方的系统进行的制冷运转切换成制热运转(也能够相反)。此时,作为是否进行切换的判断的基准,能够以先指定的运转优先、以利用侧热交换器26的总热交换量多的运转优先等。
此外,在上述的实施方式中,为了能够实现制冷制热混合运转等,设为具有2台以上的中间热交换器15的空气调节装置100,但是例如对于具有1台中间热交换器的空气调节装置也能够应用。此外,也能够应用于室内机2为1台的空气调节装置。
此外,在上述的实施方式中,利用使热源侧制冷剂循环的冷冻循环回路进行了热介质的加热、冷却,但是关于对热介质进行加热、冷却的设备,并不特别限定。
实施方式4
图11是表示本发明的实施方式4的空气调节装置100的结构的概略回路图。在上述的实施方式1中,对于泵21没有特别规定。在本实施方式中,例如在泵21的内部,具有成为用于检测泵21的实际的转速(实际转速)的转速检测装置的转速检测传感器41(41a、41b)。此外,使泵21为离心型的泵。离心型的泵能够通过变频器的控制而进行转速的控制。在这里,泵21的转速,一般根据泵21的扬程而变化,但是例如根据产品的限制范围等,实际的泵21的转速在限定的范围内变化。
图12是表示泵21的指令转速与实际转速的关系的图。例如如图12所示,在正常驱动着泵21的情况下,在以泵21的指令转速和实际转速为轴的图中,在正常的区域中进行驱动,但是若相对于指令转速,实际转速超出正常的区域而上升,则可知为异常。
在这里,例如在热介质循环回路中混入了空气的情况下,由于泵21的工作量与空气的混入量对应地降低,所以在进行与未混入空气的状态时相同的电力供给的情况下,泵21的转速有增加的倾向。特别是在空气的混入量成为一定以上的情况下,以通常不可能的实际转速进行驱动,指令转速和实际转速的关系例如在图12中成为异常的区域的位置。
因此,将反映图12所示那样的指令转速和实际转速的关系正常的区域和异常的区域的数据预先存储于控制装置60。并且,控制装置60定期地判断转速检测传感器41所检测出的泵21的实际转速是正常还是异常。若判断为异常,则例如停止中继单元3的运转(停止泵21),使报知装置62报知该状况。
如上所述,根据实施方式4,通过由转速检测传感器41检测泵21的实际转速,直接监视动作状况而判断是否异常,并能够控制泵21,所以能够高精度地进行是否异常的判断。此外,因为已知例如在泵21受到损害前空气混入到热介质循环装置中,所以能够谋求迅速应对。
实施方式5
图13是表示本发明的实施方式5的空气调节装置100的结构的概略回路图。在上述的实施方式1中没有特别表示,但是在本实施方式中,例如在泵21的热介质流出入口的附近设置第10温度传感器(泵温度检测装置)42,能够间接地检测泵21的温度。例如即使在闭塞热介质循环回路,热介质不循环的状态下,泵21只要不停止,就通过马达驱动,使叶片持续旋转。因此,马达等发热,泵21的内部温度上升。若内部温度上升,则由于对流、热传导的影响,泵21的制冷剂流出入口附近的温度也上升。
考虑到该特性,预先通过试验等事先决定泵21不破损等的上限温度,作为极限值的数据而存储于控制装置60。并且,定期地判断设于泵21的热介质流出入口的附近的第10温度传感器42所检测出的温度的值是否超过极限值。并且,若判断为是超过了极限值的异常的状态,则例如停止中继单元3的运转(停止泵21),使报知装置62报知该状况。
这里,关于第10温度传感器42的设置位置,既可以是泵21的热介质流入口、流出口中的任一方,也可以是双方。此外,也可以设于泵21的内部的容易设置的位置,直接检测温度。
如上所述,根据实施方式5,因为能够根据第10温度传感器42所检测出的温度,监视泵21的温度而判断是否异常,并能够控制泵21,所以能够高精度地进行是否异常的判断。此外,因为已知例如在泵21受到损害前空气混入了热介质循环装置中,所以能够谋求迅速应对。
附图标记的说明
1 热源装置(室外机)、2、2a、2b、2c、2d 室内机、3 中继单元、3a 第1中继单元、3b 第2中继单元、4 制冷剂配管、4a第1连接配管、4b 第2连接配管、5、5a、5b 配管、6 室外空间、7 居住空间、9 建筑物、10 压缩机、11 四通阀、12 热源侧热交换器、13a、13b、13c、13d 止回阀、14 气液分离器、15 中间热交换器、15a 第1中间热交换器、15b 第2中间热交换器、16、16a、16b、16c、16d、16e 膨胀阀、17 蓄积器、21 泵、21a 第1泵、21b 第2泵、22、22a、22b、22c、22d、23、23a、23b、23c、23d 流路切换阀、24、24a、24b、24c、24d 截止阀、25、25a、25b、25c、25d 流量调整阀、26、26a、26b、26c、26d 利用侧热交换器、27、27a、27b、27c、27d 旁通路、28、28a、28b、28c、28d 室内风扇、31、31a、31b 第1温度传感器、32、32a、32b 第2温度传感器、33、33a、33b、33c、33d 第3温度传感器、34、34a、34b、34c、34d 第4温度传感器、35 第5温度传感器、36 压力传感器、37 第6温度传感器、38 第7温度传感器、39、39a、39b、39c、39d第8温度传感器、40 第9温度传感器、41、41a、41b 转速检测传感器、42、42a、42b 第10温度传感器、50 非居住空间、60 控制装置、71a、71b 排出阀、100 空气调节装置。

Claims (10)

1.一种空气调节装置,其特征在于,具备冷冻循环回路、热介质循环回路、和控制装置,
该冷冻循环回路通过配管连接压缩热源侧制冷剂的压缩机、用于切换上述热源侧制冷剂的循环路径的制冷剂流路切换装置、用于使上述热源侧制冷剂进行热交换的热源侧热交换器、用于对上述热源侧制冷剂进行压力调整的节流装置、和进行上述热源侧制冷剂同与上述热源侧制冷剂不同的热介质的热交换的一个或多个中间热交换器而构成,
该热介质循环回路通过配管连接用于使上述中间热交换器的热交换的上述热介质循环的一个或多个泵、进行上述热介质与空调对象空间的空气的热交换的利用侧热交换器、和切换上述被加热了的上述热介质相对于该利用侧热交换器的通过或上述被冷却了的上述热介质相对于该利用侧热交换器的通过的流路切换阀而构成,
该控制装置基于热介质循环回路的热交换器中的上述热介质流入口的温度,算出实际的温度效率,并基于设定的基准温度效率和上述实际的温度效率,对上述热介质循环回路中的热介质的流量是否是异常进行判断处理。
2.根据权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
该空气调节装置还具备:
热介质流入温度检测装置,检测上述中间热交换器的热介质流入口的温度;以及
热介质流出温度检测装置,检测上述中间热交换器的热介质流出口的温度,
上述控制装置基于上述热介质流入口的温度、上述热介质流出口的温度、和通过上述中间热交换器的上述热源侧制冷剂的温度,算出实际的温度效率,基于该实际的温度效率和设定的基准温度效率,对上述热介质循环回路中的热介质的流量是否是异常进行判断处理。
3.根据权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
该空气调节装置还具备:
热介质流入温度检测装置,检测上述中间热交换器的热介质流入口的温度;
热介质流出温度检测装置,检测上述中间热交换器的热介质流出口的温度;以及
空调对象温度检测装置,检测流入上述利用侧热交换器的空气的温度,
上述控制装置基于上述热介质流入口的温度、上述热介质流出口的温度和流入上述利用侧热交换器的空气的温度,算出实际的温度效率,并基于该实际的温度效率和设定的基准温度效率,对上述热介质循环回路中的热介质的流量是否是异常进行判断处理。
4.根据权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
该空气调节装置还具备:
利用侧流入温度检测装置,检测上述利用侧热交换器的热介质流入口的温度;
利用侧流出温度检测装置,检测上述利用侧热交换器的热介质流出口的温度;以及
空调对象温度检测装置,检测流入上述利用侧热交换器的空气的温度,
上述控制装置基于上述热介质流入口的温度、上述热介质流出口的温度和流入上述利用侧热交换器的空气的温度,算出实际的温度效率,并基于该实际的温度效率和设定的基准温度效率,对上述热介质循环回路中的热介质的流量是否是异常进行判断处理。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
上述控制装置若判断为是异常,则使上述泵停止。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
上述控制装置基于上述泵的转速,设定上述基准温度效率。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
上述控制装置若判断为从使上述泵起动后经过了规定时间,则进行是否使泵停止的判断处理。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
该空气调节装置还具备检测上述泵的实际转速的转速检测装置,
上述控制装置基于转速检测装置所检测出的实际转速和指令转速的关系,对上述泵是否是异常进行判断处理。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
该空气调节装置还具备检测上述泵的温度的泵温度检测装置,
上述控制装置基于上述泵温度检测装置所检测出的温度,对上述泵是否是异常进行判断处理。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
该空气调节装置还具备进行是异常的状况的报知的报知装置,
上述控制装置若判断为是异常,则使上述报知装置报知。
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