CN104364590A - 空气调节装置 - Google Patents

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Abstract

空气调节装置(100)具有:具有压缩制冷剂的压缩机(10)和在空气与制冷剂之间进行热交换的热源侧热交换器(12)的热源侧单元(1)、具有在空气和热介质之间进行热交换的使用侧热交换器(26a)的多个使用侧单元(2a、2b)、通过制冷剂配管与热源侧单元(1)连接并通过热介质配管与使用侧单元(2a、2b)连接的,在制冷剂和热介质之间进行热交换的多个中间热交换器(15a、15b)。对象判断机构(521)分别检测各使用侧单元(2a、2b)的结露的状态,根据结露的状态针对各使用侧单元(2a、2b)分别判断是否进行抑制结露的结露抑制控制。由对象判断机构(521)被判断为进行结露抑制控制的使用侧单元(2b)与多个中间热交换器(15a、15b)中的调整用中间热交换器(15b)连接。然后,制冷剂回路控制机构(53c)控制流入调整用中间热交换器(15b)的制冷剂的温度,以使流入使用侧单元(2b)的热介质的热介质温度(T)进入规定的目标设定温度范围。

Description

空气调节装置
技术领域
本发明涉及使用利用热泵循环(制冷循环)而生成的冷水或热水能够进行空气调节运转的空气调节装置。
背景技术
提出了一种空气调节机,其搭载有热泵循环,使制冷剂和水进行热交换,通过将冷水或热水输送到室内侧而进行空气调节,从而能够应对制冷剂泄漏且能够节省氟利昂。作为这样的空气调节机,存在如下的空气调节机,即,将具有压缩机、室外热交换器、节流装置、室内热交换器和储液器(日文:アキュムレーター)的空调制冷剂系统的热交换器作为水热交换器,用泵和阀等输送由水热交换器生成的冷水或热水,从而能够同时提供制冷运转和制热运转(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载的空气调节机的热源单元连接有具有制冷剂-水热交换器的单元和水式的室内单元,虽是大楼用多联式空调,但却能够用水进行空气调节。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2010/049998号(图3等)
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在如专利文献1那样与空气进行热交换的输送流体是水的情况下,存在由于比热大而容易发生结露的问题。特别是,在进行制冷运转的室内单元的一部分是自然对流专用的室内单元(例如冷梁)的情况下,由于靠自然对流产生的热交换量小,整个室内单元成为低温状态,因而存在容易发生结露的问题。在此,在如专利文献1那样设置多个室内单元的情况下,优选地对每个各室内单元进行结露的抑制。但是,存在难以对每个单独的室内单元进行抑制结露发生的控制的这种问题。
本发明是为了解决上述问题而做出的,目的在于提供一种空气调节装置,该装置能够对多个使用侧单元中的有可能发生结露的使用侧单元单独地进行结露抑制控制。
用于解决课题的方案
本发明的空气调节装置,其特征在于,具有:热源侧单元,其具有将制冷剂压缩的压缩机和在空气和制冷剂之间进行热交换的热源侧热交换器;使用侧单元,其具有在空气和热介质之间进行热交换的使用侧热交换器;多个中间热交换器,它们通过制冷剂配管与热源侧单元连接,且通过热介质配管与使用侧单元连接,并在制冷剂和热介质之间进行热交换;热介质流路切换器,其对各使用侧单元和各中间热交换器之间的连接的组合进行切换;结露检测机构,其分别检测各使用侧单元中的结露的状态;对象判断机构,其根据由结露检测机构检测出的结露的状态针对各使用侧单元分别判断是否进行抑制结露的结露抑制控制;温度检测机构,其对流入由对象判断机构判断为进行结露抑制控制的使用侧单元的热介质的温度进行检测,作为热介质温度;热介质回路控制机构,其控制热介质流路切换器,以使由对象判断机构判断为进行结露抑制控制的使用侧单元与在多个中间热交换器中的被分配用于结露抑制控制的调整用中间热交换器连接;制冷剂回路控制机构,其控制流入调整用中间热交换器的制冷剂的温度,以使由温度检测机构检测出的热介质温度进入规定的目标设定温度范围。
发明效果
采用本发明,在多个使用侧单元中任意一台以上的使用侧单元发生结露或处于有可能发生结露的状态时,利用调整用中间热交换器提高热介质的温度,使该热介质流入使用侧热交换器以抑制结露,因此无需停止其它使用侧单元的正常运转就能够抑制特定的使用侧单元中的结露。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的空气调节装置100的结构图。
图2是表示图1的使用侧单元控制机构的一例的框图。
图3是表示图1的中间单元控制机构的一例的框图。
图4是本发明的第一实施方式的空气调节装置100的结露抑制控制中的使用侧单元控制机构的控制流程图。
图5是本发明的第一实施方式的空气调节装置100的结露抑制控制中的中间单元控制机构的控制流程图。
具体实施方式
第一实施方式
(空气调节装置的结构)
图1是本发明的第一实施方式的空气调节装置100的结构图。图1的空气调节装置100设置在大楼、公寓或宾馆等,利用使制冷剂循环的热泵循环(制冷循环)从而提供制冷负荷和制热负荷。空气调节装置100采用间接地利用热源侧制冷剂的方式。即是,将储存在热源侧制冷剂的冷能或热能传递给与热源侧制冷剂不同的在循环回路中流动的热介质,通过该热介质中储存的冷能或热能对空气调节对象空间进行制冷或制热。
空气调节装置100具有作为热源机的一台热源单元1、多台的使用侧单元(室内单元)2a、2b、中间单元3。热源单元1和中间单元3之间通过制冷剂配管(高压主管5a和低压主管5b)连接,使用侧单元2a、2b和中间单元3之间通过热介质配管连接。并且,由热源单元1生成的冷能或热能经由中间单元3传递给使用侧单元2a、2b。
热源单元1设置在大楼等的建筑物外的空间(例如,屋顶等),经由中间单元3,向使用侧单元2a、2b提供冷能或热能。此外,如上所述,对热源单元1设置在外面空间的情况进行了说明,但不限于此。例如,热源单元1也可以设置在带有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向建筑物外,也可以设置在建筑物的内部,或者,在使用水冷式的热源单元1的情况下,也可以设置在建筑物的内部。在这样的地方,即使设置热源单元1,也不会发生特别的问题。
使用侧单元2a、2b是例如天花板盒式的室内单元,配置在能够向作为建筑物的内部的空气调节对象空间提供制冷用空气或制热用空气的位置,向空气调节对象空间提供制冷用空气或制热用空气。
另外,在例子中说明了使用侧单元2a、2b是天花板盒式的情况,但不限于此,也可以用天花板嵌入式或天花板悬挂式等,只要能够将制热用空气或制冷用空气直接地或通过管道等向空气调节对象空间排出,任何种类的使用侧单元都可以。另外,在图1中,示出了构成两台使用侧单元2a、2b的例子,但不限于两台,也可以构成三台以上的使用侧单元。
中间单元3是将由热源单元1提供的冷能或热能向使用侧单元2a、2b传递的机构,在热源单元1侧的制冷剂循环回路A内流动的制冷剂和在使用侧2a、2b侧的热介质循环回路B内流动的热介质之间进行热交换。该中间单元3形成为与热源单元1和使用侧单元2a、2b分开的另外的箱体,以能够设置在与外面的空间和空气调节对象空间不同的另外的位置的方式构成。中间单元3通过高压主管5a和低压主管5b与热源单元1连接,通过热介质配管27、28与使用侧单元2a、2b连接。
(热源单元1的结构)
热源单元1具有压缩机10、第一制冷剂流路切换器11、热源侧热交换器12、储液器19,它们通过制冷剂配管串联地连接。并且,热源单元1具有实施压缩机10的频率控制、第一制冷剂流路切换器11的流路切换控制等的热源单元控制机构51。压缩机10吸入气体状态的制冷剂,将该制冷剂压缩成为高温·高压的状态,可以利用例如往复式、回转式、涡旋式或螺杆式等各种类型构成,可以由能够控制容量的变能式压缩机构成。
第一制冷剂流路切换器11例如由四通阀等构成,与所要求的运转模式相应地切换制冷剂流路。具体地说,对制热运转(后述的全制热运转模式和主制热运转模式)时的制冷剂流路(制热流路)和制冷运转(后述的全制冷运转模式和主制冷运转模式)时的制冷剂流路(制冷流路)进行切换。
热源侧热交换器12在由鼓风机12a提供的空气和制冷剂之间实施热交换,在制热运转时作为蒸发器发挥作用,在制冷运转时作为散热器(气体冷却器)发挥作用。另外,如上所述,热源侧热交换器12是与由鼓风机12a提供的空气实施热交换的空气式热交换器,但不限于此,也可以由以水或载冷剂为热源的水热交换器构成。
储液器19设置在压缩机10的吸入侧,储存由制冷运转和制热运转之间的差别而产生的剩余制冷剂和与过渡性的运转的变化(例如,室内机的运转台数的变化)相对的剩余制冷剂。
另外,热源单元1具有由第一连接配管4a、第二连接配管4b和止回阀13a~13d构成的流路形成部13。第一连接配管4a在热源单元1内连接以下两个制冷剂配管,即,连接第一制冷剂流路切换器11和后述止回阀13d的制冷剂配管、连接使制冷剂从热源单元1流出的高压主管5a和后述止回阀13a的制冷剂配管。第二连接配管4b在热源单元1内连接以下两个制冷剂配管,即,连接使制冷剂流入热源单元1的低压主管5b和后述止回阀13d的制冷剂配管、连接热源侧热交换器12和后述止回阀13a的制冷剂配管。通过设置该流路形成部13,无论使用侧单元2a、2b所要求的运转是怎样的,都能够使经由高压主管5a和低压主管5b流入中间单元3的制冷剂的流动成为恒定方向。
止回阀13a设置在连接热源侧热交换器12和使制冷剂从热源单元1流出的高压主管5a的制冷剂配管上,使制冷剂只沿从热源侧热交换器12向中间单元3的方向流通。止回阀13b设置在第一连接配管4a上,在制热运转时,使从压缩机10排出的制冷剂只向中间单元3的方向流通。止回阀13c设置在第二连接配管4b上,在制热运转时使从中间单元3返回的制冷剂只向热源侧热交换器12的方向流通。止回阀13d设置在连接第一制冷剂流路切换器11和使制冷剂流入热源单元1的低压主管5b的制冷剂配管上,使制冷剂只沿从该低压主管5b向第一制冷剂流路切换器11的方向流通。
(使用侧单元2a、2b的结构)
多个使用侧单元2a、2b分别具有使用侧热交换器26a、26b、吸入温度传感器32a、32b、吸入湿度传感器33a、33b。并且,使用侧单元2a、2b分别具有接收由吸入温度传感器32a、32b检测出的吸入温度信息和由吸入湿度传感器33a、33b检测出的吸入湿度信息,并根据各信息实施运算的使用侧单元控制机构52a、52b。
使用侧热交换器26a、26b分别与使从中间单元3流出的热介质流通的热介质配管27和使从使用侧单元2流出的热介质流通的热介质配管28连接。另外,使用侧热交换器26a、26b在制热运转时作为散热器(气体冷却器)发挥作用,在制冷运转时作为吸热器发挥作用。使用侧热交换器26a、26b在由风扇等鼓风机(未图示)提供的室内空气和热介质之间实施热交换,向空气传递冷能或热能,生成用于提供给空气调节对象空间的制热用空气或制冷用空气。此外,说明了使用侧热交换器26a、26b通过风扇等鼓风的情况,但也可以由被称为冷梁的利用自然对流的设置在天花板的散热片间距大的盘管状的热交换器构成。
(中间单元3的结构)
中间单元3具有节流装置9、多个中间热交换器15a、15b、多个制冷剂节流装置16a、16b、液体制冷剂供给阀17a、气体制冷剂供给阀17b、第二制冷剂流路切换器18a、18b、泵21a、21b、二次侧水流路切换器22a、22b、一次侧水流路切换器23a、23b、热介质调整阀25a、25b。
中间热交换器15a、15b在制冷剂和热介质之间实施热交换,由热源单元1生成并储存在制冷剂中的冷能和热能被传递给热介质。中间热交换器15a设置在制冷剂循环回路A中的制冷剂节流装置16a和第二制冷剂流路切换器18a之间。中间热交换器15b设置在制冷剂循环回路A中的制冷剂节流装置16b和第二制冷剂流路切换器18b之间。
制冷剂节流装置16a、16b由例如能够可变地控制开度的电子式膨胀阀等构成,具有在制冷剂循环回路A中作为膨胀·减压阀的机能,使制冷剂膨胀而减压。节流装置16a的一侧与中间热交换器15a连接,另一侧与液体制冷剂供给阀17a连接。节流装置16b的一侧与中间热交换器15b连接,另一侧与液体制冷剂供给阀17a连接。
在这里,通过节流装置16a、16b的控制,中间热交换器15a、15b能够分别生成不同温度的热介质。例如在使由中间热交换器15b生成的热介质的温度比由中间热交换器15a生成的热介质的温度高的情况下,进行控制以使中间热交换器15b侧的节流装置16b比中间热交换器15a侧的节流装置16a更节流。这样,流入中间热交换器15b的制冷剂的温度比流入中间热交换器15a的制冷剂的温度高,中间热交换器15b生成的热介质的温度变高。用同样的方法,也能够使由中间热交换器15b侧生成的热介质的温度比由中间热交换器15a侧生成的热介质的温度高。这样,即使在同一运转状态下也能够生成不同温度的热介质。
液体制冷剂供给阀17a和气体制冷剂供给阀17b由二通阀等构成,在制冷剂循环回路A中开闭制冷剂配管。其中,液体制冷剂供给阀17a的一侧与使制冷剂流入中间单元3的高压主管5a连接,另一侧与节流装置16a、16b连接。气体制冷剂供给阀17b的一侧与使制冷剂流入中间单元3的高压主管5a连接,另一侧与第二制冷剂流路切换器18a、18b连接。此外,液体制冷剂供给阀17a和气体制冷剂供给阀17b根据流入阀的制冷剂流量和用途选定即可,如果是各阀的开闭动作不一致的控制,那么例如可以由四通阀构成。
第二制冷剂流路切换器18a、18b由四通阀等构成,根据运转模式相应地切换制冷剂的流动。具体地说,在中间热交换器15a作为散热器(从制冷剂对热制冷剂放热)发挥作用的情况下,第二制冷剂流路切换器18a切换成制热流路,该制热流路使经由气体制冷剂供给阀17b的高温高压的制冷剂流入中间热交换器15a的制冷剂流路。在中间热交换器15作为蒸发器(制冷剂从热制冷剂吸热)发挥作用的情况下,第二制冷剂流路切换器18a切换成制冷流路,该制冷流路使从中间热交换器15a的制冷剂流路流出的制冷剂流向低压主管5b。另外,在中间热交换器15b作为散热器(从制冷剂对水放热)发挥作用的情况下,第二制冷剂流路切换器18b切换成制热流路,该制热流路使经由液体制冷剂供给阀17b的高温高压的制冷剂流入中间热交换器15b的制冷剂流路。在中间热交换器15b作为蒸发器(制冷剂从水吸热)发挥作用的情况下,第二制冷剂流路切换器18b切换为制冷流路,该制冷流路使从中间热交换器15b的制冷剂流路流出的制冷剂流向低压主管5b。
在这里,第二制冷剂流路切换器18a和第二制冷剂流路切换器18b具有切换为不同流路的功能。即是,在中间热交换器15a侧生成冷却了的热介质,中间热交换器15b侧生成比中间热交换器15a侧温度高的热介质的情况下,第二制冷剂流路切换器18a进行流路的切换,以成为冷却流路,并且,第二制冷剂流路切换器18b进行流路的切换,以成为制热流路。用同样的方法,也能够使中间热交换器15b侧生成的热介质的温度比中间热交换器15a侧生成的热介质的温度高。这样,通过第二制冷剂流路切换器18a、18b的切换,两个中间热交换器15a、15b能够分别生成不同温度的热介质。
在制冷剂循环回路A中,节流装置9的一侧与液体制冷剂供给阀17a连接,另一侧与低压主管5b连接,具有作为膨胀·减压阀的功能,使制冷剂膨胀而减压。
泵21a、21b在热介质循环回路B中将水加压输送并循环。泵21a设置在中间热交换器15a和热介质流路切换器22之间的热介质配管上。泵21b设置在中间热交换器15b和热介质流路切换器22之间的热介质配管上。另外,泵21a、21b可以构成为例如通过转换器或根据泵的台数能够控制容量的结构。此外,例示了泵21a、21b分别设置在中间热交换器15a、15b的吸入侧的情况,但也可以做成设置在中间热交换器15a、15b的出口侧的结构。
热介质流路切换器22、23由三通阀等构成,对各使用侧单元2a、2b和各中间热交换器15a、15b之间连接的组合进行切换。热介质流路切换器22、23设置有与使用侧单元2a、2b的设置台数对应的个数。另外,热介质流路切换器22、23的三侧中的一侧与泵21a连接,另一侧与泵21b连接,且剩下那侧与流量调整机构25连接。
一次侧水流路切换器23由三通阀等构成,在热介质循环回路B中根据运转模式相应地切换水的流路。另外,一次侧水流路切换器23设置有与使用侧单元2的设置台数相对应的个数(在图1中是两个)。另外,一次侧水流路切换器23的三侧中的一侧与中间热交换器15a连接,另一侧与中间热交换器15b连接,且剩下的那侧与使用侧热交换器26连接。
流量调整机构25a、25b由能够控制开口面积的二通阀等构成,个侧与使用侧单元2的使用侧热交换器26连接,另一侧与二次侧流路切换器22连接。流量调整机构25a、25b分别控制流向使用侧热交换器26a、26b的热介质的流量。此外,流量调整机构25a、25b设置在使用侧热交换器26a、26b的出口侧的热介质配管系统,但不限于此,也可以设置在使用侧热交换器26a、26b的入口侧的热介质配管系统(例如,一次侧水流路切换器23a、23b的出口侧)。
另外,中间单元3具有热介质温度传感器31a、31b、出口水温传感器34a、34b、第一制冷剂温度传感器35a、35b、压力传感器36a、36b和第二制冷剂温度传感器37a、37b。并且,中间单元3具有根据由上述各传感器检测出的各信息实施计算的中间单元控制机构53。
温度检测机构31a、31b检测从中间热交换器15a、15b流出的水即中间热交换器15的水流路的出口侧的水的温度,例如可以由热敏电阻等构成。其中,温度检测机构31a设置在中间热交换器15a的水流路的出口侧处的热介质配管上。温度检测机构31b设置在中间热交换器15b的水流路的出口侧处的热介质配管28上。
出口水温传感器34a设置在使用侧热交换器26a和流量调整机构25a之间,检测从使用侧热交换器26a流出的水的温度,例如可以由热敏电阻等构成。另外,出口水温传感器34设置有与使用侧单元2的设置台数相对应的个数(在图1中是两个)。
第一制冷剂温度传感器35分别设置在中间热交换器15和第二制冷剂流路切换器18之间,检测从中间热交换器15流入或流出的制冷剂的温度,例如可以由热敏电阻等构成。其中,第一制冷剂温度传感器35a设置在中间热交换器15a和第二制冷剂流路切换器18a之间。另外,第一制冷剂温度传感器35b设置在中间热交换器15b和第二制冷剂流路切换器18b之间。
压力传感器36与第一制冷剂温度传感器35的设置位置同样地,设置在中间热交换器15和第二制冷剂流路切换器18a、18b之间,检测在中间热交换器15a、15b和制冷剂流路切换器18a、18b之间流动的制冷剂的压力。其中,压力传感器36a设置在中间热交换器15a和制冷剂流路切换器18a之间。另外,压力传感器36b设置在中间热交换器15b和制冷剂流路切换器18b之间。
第二制冷剂温度传感器37分别设置在中间热交换器15和节流装置16之间,检测从中间热交换器15流入或流出的制冷剂的温度,例如可以由热敏电阻等构成。其中,第二制冷剂温度传感器37a设置在中间热交换器15a和节流装置16a之间。另外,第二制冷剂温度传感器37b设置在中间热交换器15b和节流装置16b之间。
在这里,在空气调节装置100中,构成有制冷剂循环回路A和热介质循环回路B,在中间热交换器15a、15b中使在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂和在热介质循环回路B中循环的水进行热交换。
即是,压缩机10、第一制冷剂流路切换器11、热源侧热交换器12、流路形成部13、储液器19、液体制冷剂供给阀17a、气体制冷剂供给阀17b、第二制冷剂流路切换器18a、18b、中间热交换器15a、15b的制冷剂流路、节流装置16a、16b、节流装置9通过制冷剂配管连接,从而构成制冷剂循环回路A。
另外,作为在该制冷剂循环回路A中循环的制冷剂,没有特别的限定,作为能够在本实施方式的空气调节装置100的制冷循环中使用的制冷剂,有非共沸混合制冷剂、近共沸混合制冷剂、单一制冷剂和自然制冷剂等。其中,作为非共沸混合制冷剂,有作为HFC(氢氟烃)制冷剂的R407C(R32/R125/R134a)等。该非共沸混合制冷剂是沸点不同的制冷剂的混合物,因此具有液相制冷剂和气相制冷剂的组成比例不同的特性。另外,作为近共沸混合制冷剂,有作为HFC制冷剂的R410A(R32/R125)和R404A(R125/R143a/R143a)等。该近共沸混合制冷剂除具有与非共沸混合制冷剂相同的特性之外,还具有R22的约1.6倍的工作压力的特性。另外,作为单一制冷剂,有作为HCFC(氢氯氟烃)制冷剂的R22和作为HFC制冷剂的R134a等。该单一制冷剂不是混合物,因此具有容易处理的特性。并且,作为自然制冷剂,有二氧化碳、丙烷、异丁烷和氨等。在这里,R22表示二氟一氯甲烷,R32表示二氟甲烷,R125表示五氟甲烷,R134a表示1,1,1,2-四氟甲烷,R143a表示1,1,1-三氟乙烷。因此,可以根据空气调节装置100的用途或目的使用相应的制冷剂。
另一方面,将中间热交换器15a、15b的水流路、泵21a、21b、二次侧水流路切换器22a、22b、流量调整机构25a、25b、使用侧热交换器26a、26b、一次侧水流路切换器23a、23b分别通过热介质配管连接,从而构成热介质循环回路B。
另外,作为在该热介质循环回路B中循环的热介质,例如可以使用水或载冷剂(防冻液)等。防冻液的防冻剂没有特别限定种类,可以根据用途相应地选择乙二醇或丙二醇等。通过使用这样的热介质,即使热介质经由使用侧单元2a、2b泄漏到空气调节对象空间,由于使用了安全性高的热介质,因此能够有助于提高安全性。
接下来,说明图1的空气调节装置100实施的各运转模式。空气调节装置100根据来自各使用侧单元2a、2b的指示,能够在该使用侧单元2a、2b实施制冷运转或制热运转。即,空气调节装置100能够对于使用侧单元2a、2b的全部进行同一运转,并且也能够在各使用侧单元2进行不同的运转。
作为空气调节装置100实施的运转模式,有驱动的使用侧单元2全部实施制冷运转的全制冷运转模式、驱动的使用侧单元2全部进行制热运转的全制热运转模式、制冷负荷更大的主制冷运转模式、和制热负荷更大的主制热运转模式。以下,对于各运转模式,与制冷剂和水的流动一起说明。
(全制冷运转模式)
在全制冷运转模式的情况下,在制冷剂循环回路A侧,通过第一制冷剂流路切换器11切换制冷剂流路,以使由压缩机10排出的制冷剂流入热源侧热交换器12。另外,在中间单元3中进行开闭控制,使液体制冷剂供给阀17a为开状态,气体制冷剂供给阀17b为闭状态。并且,第二制冷剂流路切换器18a、18b分别切换为制冷流路,该制冷流路使从中间热交换器15a、15b的制冷剂流路流出的制冷剂流向低压主管5b。另一方面,在热介质循环回路B侧,在中间单元3中,泵21a、21b驱动,流量调整机构25a、25b成为开状态,使热介质分别在中间热交换器15a、15b和使用侧热交换器26a、26b之间循环。
首先,参照图1说明制冷剂循环回路A中制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压制冷剂并被排出。由压缩机10排出的高温高压制冷剂经由第一制冷剂流路切换器11,流入作为冷凝器发挥作用的热源侧热交换器12。高温高压的气体制冷剂在通过热源侧热交换器12期间通过与外部空气的热交换而冷凝,成为高压的液体制冷剂并流出。然后,高温高压制冷剂一边对室外空气放热一边变成高压制冷剂,通过止回阀13a从热源单元1流出。然后,高压制冷剂经由高压主管5a流入中间单元3。
流入中间单元3的高压制冷剂在经由液体制冷剂供给阀17a后分支,分别流入节流装置16a、16b。高压热制冷剂在节流装置16a、16b中膨胀并被减压,成为低温低压的气液两相制冷剂。该气液两相制冷剂分别流入作为蒸发器发挥作用的中间热交换器15a、15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,从而一边将热介质冷却,一边蒸发而成为低温低压的气体制冷剂。从中间热交换器15a、15b流出的气体制冷剂分别经由第二制冷剂流路切换器18a、18b并合流,从中间单元3流出。然后,气体制冷剂经由低压主管5b,再次流入热源单元1。流入热源单元1的气体制冷剂通过止回阀13d经由第一制冷剂流路切换器11和储液器19,被再次吸入压缩机10。
接下来,参照图1,说明热介质在热介质循环回路B中的流动。在全制冷运转模式中,制冷剂的冷能通过中间热交换器15a、15b传递给热介质,被冷却的水通过泵21a、21b在热介质循环回路B内流通。由泵21a、21b加压并流出的热介质分别流入中间热交换器15a、15b,被在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂冷却。从中间热交换器15a流出的热介质在途中分支,分别经由一次侧水流路切换器23a、23b从中间单元3流出,分别流入使用侧单元2a、2b。从中间热交换器15b流出的热介质也同样地在途中分支,分别经由一次侧水流路切换器23a、23b而从中间单元3流出,分别流入使用侧单元2a、2b。
流入使用侧单元2a、2b的热介质分别流入使用侧热交换器26a、26b,从空气调节对象空间的空气吸热,从而实施空气调节对象空间的制冷运转。然后,从使用侧热交换器26a、26b流出的热介质分别从使用侧单元2a、2b流出,经由热介质配管流入中间单元3。
流入中间单元3的热介质分别流入流量调整阀25a、25b。此时,通过流量调整阀25a、25b的作用,热介质的流量被控制成为了提供在室内所需的空气调节负荷所必要的流量,流入使用侧热交换器26a、26b。从流量调整阀25a流出的热介质在二次侧流路切换器22a分支,分别被吸入泵21a、21b。从流量调整阀25b流出的水经由流量调整阀25b,在二次侧流路切换器22b分支,分别被吸入泵21a、21b。
(全制热运转模式)
在全制热运转模式的情况下,在制冷剂循环回路A侧,通过第一制冷剂流路切换器11切换制冷剂流路,以使由压缩机10排出的制冷剂流入中间单元3。另外,进行开闭控制,使液体制冷剂供给阀17a为闭状态,气体制冷剂供给阀17b为开状态。并且,第二制冷剂流路切换器18b切换为制热流路,该制热流路使经由气体制冷剂供给阀17b的高温高压的制冷剂流入中间热交换器15b的制冷剂流路。另一方面,在热介质循环回路B侧,在中间单元3中,泵21a、21b驱动,流量调整机构25a、25b成为开状态,使热介质分别在中间热交换器15a、15b和使用侧热交换器26a、26b之间循环。
首先,说明制冷剂在制冷剂循环回路A中的流动。低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压制冷剂并被排出。由压缩机10排出的高温高压制冷剂经由第一制冷剂流路切换器11,通过第一连接配管4a中的止回阀13b从热源单元1流出,经由高压主管5a流入中间单元3。
流入中间单元3的高温高压制冷剂在经由气体制冷剂供给阀17b后分支,分别经由第二制冷剂流路切换器18a、18b,流入作为散热器发挥作用的中间热交换器15a、15b。流入中间热交换器15a、15b的高温高压制冷剂通过向在热介质循环回路B中循环的制冷剂放热,一边将水加热,一边变成高压制冷剂。高压制冷剂从中间热交换器15a、15b流出,分别流入节流装置16a、16b,膨胀并被减压,成为低温低压的气液两相制冷剂。该气液两相制冷剂合流,通过节流装置9进一步膨胀并被减压,从中间单元3流出,经由低压主管5b,再次流入热源单元1。
流入热源单元1的气液两相制冷剂通过第二连接配管4b的止回阀13c,流入热源侧热交换器12,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换器11和储液器19,被再次吸入压缩机10。
接下来,参照图1,说明热介质在热介质循环回路B中的流动。在全制热运转模式中,制冷剂的热能通过中间热交换器15a、15b两者传递给水,被加热的热介质在泵21a、21b的作用下在热介质循环回路B内流动。由泵21a、21b加压而流出的热介质分别流入中间热交换器15a、15b,被在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂加热。从中间热交换器15a流出的热介质在途中分支,分别经由一次侧水流路切换器23a、23b,从中间单元3流出,分别流入使用侧单元2a、2b。从中间热交换器15b流出的热介质也同样地,在途中分支,分别经由一次侧水流路切换器23a、23b,从中间单元3流出,分别流入使用侧单元2a、2b。
流入使用侧单元2a、2b的热介质分别流入使用侧热交换器26a、26b,向空气调节对象空间的空气放热,从而实施空气调节对象空间的制热运转。然后,从使用侧热交换器26a、26b流出的热介质分别从使用侧单元2a、2b流出,经由热介质配管流入中间单元3。
流入中间单元3的热介质分别流入流量调整阀25a、25b。此时,通过流量调整阀25a、25b的作用,热介质的流量被控制成为了提供在室内所需的空气调节负荷所必要的流量,流入使用侧热交换器26a、26b。从流量调整阀25a流出的热介质经由流量调整阀25a,在二次侧水流路切换器22a分支,分别被吸入泵21a、21b。从流量调整阀25b流出的热介质经由流量调整阀25b,在二次侧水流路切换器22b分支,分别被吸入泵21a、21b。
(主制冷运转模式)
在图1所示的空气调节装置100中,以在使用侧热交换器26a中产生冷能负荷且在使用侧热交换器26b中产生热能负荷的情况为例,说明主制冷运转模式。另外,在主制冷运转模式的情况下,通过第一制冷剂流路切换器11切换制冷剂流路,以使由压缩机10排出的制冷剂流入热源侧热交换器12。另外,进行开闭控制,使节流装置16a为全开状态,液体制冷剂供给阀17a为开状态,且气体制冷剂供给阀17b为开状态。并且,在中间单元3中,泵21a、21b驱动,使流量调整机构25a、25b成为开状态,使热介质在中间热交换器15a、15b和使用侧热交换器26a、26b之间循环。
首先,参照图1,说明制冷剂在制冷剂循环回路A中的流动。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压制冷剂并被排出。由压缩机10排出的高温高压制冷剂经由第一制冷剂流路切换器11流入热源侧热交换器12,一边对室外空气放热,一边成为温度降低的高压制冷剂,通过止回阀13a从热源单元1流出,经由高压主管5a而流入中间单元3。
流入中间单元3的高压制冷剂经由气体制冷剂供给阀17b和第二制冷剂流路切换器18b,流入作为散热器发挥作用的中间热交换器15b。然后,高压制冷剂经由中间热交换器15b向在热介质循环回路B中循环的热介质放热。由此高压制冷剂将热介质加热,并且成为温度降低的高压制冷剂。从中间热交换器15b流出的高压制冷剂在节流装置16b中膨胀并被减压,成为低温低压的气液两相制冷剂,经由节流装置16a,流入作为蒸发器发挥作用的中间热交换器15a,通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,一边将热介质冷却一边蒸发,成为低温低压的制冷剂。从中间热交换器15a流出的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换器18a,从中间单元3流出,经由低压主管5b,再次流入热源单元1。流入热源单元1的气体制冷剂通过止回阀13d,经由第一制冷剂流路切换器11和储液器19,被再次吸入压缩机10。
接下来,参照图1,说明热介质在热介质循环回路B中的流动。在主制冷运转模式中,制冷剂的冷能在中间热交换器15a中传递给热介质,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。另外,在主制冷运转模式中,制冷剂的热能在中间热交换器15b中传递给热介质,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。
由泵21a加压并流出的热介质流入中间热交换器15a,成为被在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂冷却的热介质。由泵21b加压并流出的热介质流入中间热交换器15b,成为被在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂加热的热介质。从中间热交换器15a流出的热介质经由一次侧水流路切换器23a,从中间单元3流出,流入使用侧单元2a。从中间热交换器15b流出的热介质经由一次侧水流路切换器23b,从中间单元3流出,流入使用侧单元2b。
流入使用侧单元2a的被冷却的热介质流入使用侧热交换器26a,并且,流入使用侧单元2b的被加热的热介质流入使用侧热交换器26b。流入使用侧热交换器26a的热介质通过从空气调节对象空间的空气吸热,实施空气调节对象空间的制冷。另一方面,流入使用侧热交换器26b的热介质通过向空气调节对象空间的空气放热,实施空气调节对象空间的制热。然后,从使用侧热交换器26a流出并温度上升的热介质从使用侧单元2a流出,经由热介质配管27、28流入中间单元3。另一方面,从使用侧热交换器26b流出并温度下降的热介质从使用侧单元2b流出,经由热介质配管27、28流入中间单元3。
从使用侧热交换器26a流入中间单元3的热介质流入流量调整机构25a,从使用侧热交换器26b流入中间单元3的热介质流入流量调整机构25b。此时,通过流量调整阀25a、25b的作用,热介质的流量被控制成为了提供在室内所需的空气调节负荷所必要的流量,流入使用侧热交换器26a、26b。从流量调整阀25a流出的热介质经由二次侧水流路切换器22a,被再次吸入泵21a。另一方面,从流量调整机构25b流出的热介质经由二次侧水流路切换器22b,被再次吸入泵21b。如上所述,在主制冷运转模式中,温度不同的热介质通过一次侧水流路切换器23和二次侧水流路切换器22的作用,不发生混合地,分别流入具有冷能负荷和热能负荷的使用侧热交换器26。
(主制热运转模式)
在图1所示的空气调节装置100中,以在使用侧热交换器26a中产生热能负荷且在使用侧热交换器26b中产生冷能负荷的情况为例,说明主制热运转模式。另外,在主制热运转模式的情况下,在热源单元1中,通过第一制冷剂流路切换器11切换制冷剂流路,以使由压缩机10排出的制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入中间单元3。另外,进行开闭控制,使节流装置16a为全开状态,液体制冷剂供给阀17a为闭状态,气体制冷剂供给阀17b为开状态。并且,在中间单元3中,泵21a、21b驱动,流量调整阀25a、25b成为开状态,使热介质在中间热交换器15a、15b和使用侧热交换器26a、26b之间循环。
首先,参照图1,说明制冷剂在制冷剂循环回路A中的流动。低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压制冷剂并被排出。由压缩机10排出的高温高压制冷剂经由第一制冷剂流路切换器11,通过第一连接配管4a中的止回阀13b从热源单元1流出,经由高压主管5a流入中间单元3。
流入中间单元3的高温高压制冷剂经由气体制冷剂供给阀17b和第二制冷剂流路切换器18b,流入作为散热器发挥作用的中间热交换器15b,通过向在热介质循环回路B中循环的热介质放热,将热介质加热,成为高压制冷剂。从中间热交换器15b流出的高压制冷剂在节流装置16b中膨胀并被减压,成为低温低压的气液两相制冷剂。低温低压的气液两相制冷剂经由节流装置16a,流入作为蒸发器发挥作用的中间热交换器15a,通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,将热介质冷却,成为温度上升的制冷剂。从中间热交换器15a流出的制冷剂经由第二制冷剂流路切换器18a,从中间单元3流出,经由低压主管5b,再次流入热源单元1。
流入热源单元1的制冷剂通过第二连接配管4b中的止回阀13c,流入热源侧热交换器12,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂,经由第一制冷剂流路切换器11和储液器19,被再次吸入压缩机10。
接下来,参照图1,说明热介质在热介质循环回路B中的流动。在主制热运转模式中,制冷剂的冷能在中间热交换器15a中传递给热介质,被冷却的热介质通过泵21a在热介质循环回路B内流通。另外,在主制热运转模式中,制冷剂的热能在中间热交换器15a中传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在热介质循环回路B内流通。
由泵21a加压并流出的热介质流入中间热交换器15a,成为被在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂冷却的热介质。由泵21b加压并流出的热介质流入中间热交换器15b,成为被在制冷剂循环回路A中循环的制冷剂加热的热介质。从中间热交换器15a流出的热介质经由一次侧水流路切换器23b,从中间单元3流出,流入使用侧单元2a。从中间热交换器15b流出的热介质经由一次侧水流路切换器23a,从中间单元3流出,流入使用侧单元2a。
流入使用侧单元2a的热介质流入使用侧热交换器26a,并且,流入使用侧单元2b的热介质流入使用侧热交换器26b。流入使用侧热交换器26a的热介质通过向空气调节对象空间的空气放热,进行空气调节对象空间的制热。另一方面,流入使用侧热交换器26b的热介质通过从空气调节对象空间的空气吸热,实施空气调节对象空间的制冷。然后,从使用侧热交换器26a流出并温度下降的热介质从使用侧单元2a流出,经由热介质配管27、28流入中间单元3。另一方面,从使用侧热交换器26b流出并温度上升的热介质从使用侧单元2b流出,经由热介质配管27、28流入中间单元3。
从使用侧热交换器26a流入中间单元3的热介质流入流量调整机构25a,从使用侧热交换器26b流入中间单元3的热介质流入流量调整机构25b。此时,通过流量调整机构25a、25b的作用,热介质的流量被控制成为了提供在室内所需的空气调节负荷所必要的流量,流入使用侧热交换器26a、26b。从流量调整机构25a流出的热介质经由二次侧水流路切换器22a,被再次吸入泵21b。另一方面,从流量调整机构25b流出的热介质经由二次侧水流路切换器22b,被再次吸入泵21a。如上所述,在主制热运转模式中,温度不同的热介质通过一次侧水流路切换器23和二次侧水流路切换器22的作用,不发生混合地,分别流入具有冷能负荷和热能负荷的使用侧热交换器26。
此外,在以上的四个运转模式中,展示了使用侧单元2a、2b两者实施制冷运转或制热运转的情况,但在多个使用侧单元2a、2b中的任意的使用侧单元2a、2b处于运转停止状态的情况下,流量调整机构25成为闭状态,不进行制冷制热运转。
(控制机构的结构)
图1的空气调节装置100具有热源单元控制机构51、使用侧单元控制机构52a、52b、中间单元控制机构53。在热源单元1中具有热源单元控制机构51,在各使用侧单元2中分别具有使用侧单元控制机构52a、52b,在中间单元3中具有中间单元控制机构53。各控制机构51~53通过未图示的通信机构(有线或无线)能够互相通信,一边通过通信机构传递信息一边控制各自的单元。
各控制机构51~53由微型计算机或DSP(Digtial SignalProcessor,数字信号处理器)等构成,空气调节装置100的动作整体由各控制机构51~53控制。各控制机构51~53可以实施自主协同控制(日文:自立分散強調制御),该自主协同控制实施与各自的单元(热源单元1、使用侧单元2a、2b和中间单元3)相对应的独立的控制。或者,也可以在各单元的任意一个具有控制机构,该控制机构统一地控制各单元的执行器等。
上述各控制机构51~53具有进行结露抑制控制的功能。在这里,所谓结露抑制控制,是指针对各使用侧单元2a、2b判断是否发生结露,在判断为发生结露或可能发生结露时,生成与通常运转时温度不同的热制冷剂并使之流入该使用侧单元2a、2b的使用侧热交换器26a、26b的控制。在这里,结露抑制用的温度不同的热制冷剂由多个中间热交换器15a、15b中的任意一台以上的调整用中间热交换器15b生成。此外,将哪个中间热交换器分配为调整用中间热交换器是预先在各控制机构51~53中设定好的。
热源单元控制机构51控制热源单元1中的制冷剂的流路、压力状态和温度状态。具体地说,热源单元控制机构51根据由压力传感器和温度传感器(分别未图示)检测出的压力信息和温度信息,在进行运算处理后,进行压缩机10的频率控制、鼓风机12a的风扇转速控制和第一制冷剂流路切换器11的流路切换控制等。
图2是表示使用侧单元控制机构52a、52b的一例的框图。此外,例示了使用侧单元控制机构52a、52b具有同一结构的情况。使用侧单元控制机构52a、52b主要进行结露抑制控制、运转控制和热控制。使用侧单元控制机构52a、52b为了进行结露抑制控制,具有对象机型辨别机构520、对象判断机构521、露点温度计算机构522。
对象机型辨别机构520存储有使用侧单元2a、2b自身的机型信息。对象判断机构521根据机型信息、温度信息、湿度信息判断是否是作为结露抑制控制的对象的使用侧单元。具体地说,对象判断机构521根据使用侧单元2a、2b的机型信息辨别是否进行结露抑制控制。例如在使用侧热交换器26a、26b是如冷梁那样的利用自然对流的热交换器的情况下,对象判断机构521判断为使用侧单元2a、2b是结露抑制控制的对象。
另外,对象判断机构521接收由吸入温度传感器32检测出的吸入温度信息、和由吸入湿度传感器33检测出的吸入湿度信息。对象判断机构521具有例如预先设定的阈值,在吸入温度信息小于设定的温度阈值的情况下,判断为是作为结露抑制控制的对象的机型。同样地,对象判断机构521在吸入湿度信息大于设定的阈值的情况下,判断为是作为结露抑制控制的对象的机型。
露点温度计算机构522,根据由吸入温度传感器32检测出的吸入温度信息和由吸入湿度传感器33检测出的吸入湿度信息计算露点温度。此外,露点温度的计算方法可以使用公知的方法。例如根据由传感器检测出的相对湿度(绝对湿度)求出水蒸气压(=饱和水蒸气压),再根据水蒸气压计算露点温度。
另外,在对象判断机构521中判断为是结露抑制控制的对象的情况下,露点温度计算机构522向中间单元控制机构53输出露点温度信息。此外,对象判断机构521根据温度信息和湿度信息辨别是否是对象机型,但也可以根据由露点温度计算机构522计算出的露点温度辨别是否进行结露抑制控制。
并且,使用侧单元控制机构52a、52b为了进行运转控制和热控制,具有比较计算机构523、热判断机构524和运转信号发送机构525。运转信号发送机构525根据由控制台526(或遥控器)通过有线或无线的通信机构发送的运转要求信息,向中间单元控制机构53输出要求冷水供给或热水供给的运转信号。比较计算机构523根据由吸入温度传感器32检测出的吸入温度信息和由控制台526发送的设定温度信息将温差信息发送给热判断机构524。热判断机构524判断使运转继续(热打开)还是使运转中断(热关闭),将该热判断信息发送给中间单元控制机构53。
图3是表示中间单元控制机构53的一例的框图。图3的中间单元控制机构53具有最大露点温度检测机构53a、热介质回路控制机构53b、制冷剂回路控制机构53c。最大露点温度检测机构53a从由多个使用侧单元控制机构52a、52b取得的各使用侧单元2a、2b的露点温度信息中,检测出作为最高温度的最大露点温度Tmax。并且,最大露点温度检测机构53a具有判断能否取得了与多个使用侧单元2a、2b相对应的露点温度信息的功能。并且,在从任何的使用侧单元2a、2b都不能取得露点温度信息的情况下,最大露点温度检测机构53a结束露点温度信息的接收处理。另一方面,在从任意的使用侧单元2a、2b取得到露点温度信息的情况下,最大露点温度检测机构53a从露点温度信息中计算出具有最大的露点温度的最大露点温度信息。
热介质回路控制机构53b控制制冷剂-中间单元3内的热介质循环回路B侧。热介质回路控制机构53b在上述的各种运转模式下根据由温度检测机构31a、31b检测出的热介质温度T、由出口水温传感器34检测出的出口水温信息进行流量的控制。在结露抑制控制中,热介质回路控制机构53b控制一次侧切换器23b和二次侧切换器22b,以使接收了露点温度信息的所有的使用侧热交换器26b的热介质流路与调整用中间热交换器15b连接。
制冷剂回路控制机构53c控制制冷剂-中间单元3内的制冷剂循环回路A侧。制冷剂回路控制机构53c接收由压力传感器36a、36b检测出的制冷剂压力信息、由第一制冷剂温度传感器35和第二制冷剂温度传感器37a、37b检测出的制冷剂温度信息。制冷剂回路控制机构53c根据接收到的制冷剂压力信息和制冷剂温度信息,向各执行器输出节流装置开度指令、制冷剂流路切换指令、气体制冷剂供给阀指令和液体制冷剂供给阀指令。
另外,在结露抑制控制时,制冷剂回路控制机构53c具有根据由最大露点温度检测机构53a检测出的最大露点温度Tmax和由温度检测机构31b检测出的热介质温度T,控制与中间热交换器15b连接的节流装置26b和第二制冷剂流路切换器18b的功能。
具体地说,制冷剂回路控制机构53c取得由最大露点温度检测机构53a检测出的最大露点温度Tmax。如上所述,输出了露点温度信息的使用侧热交换器26b通过热介质回路控制机构53b的控制,已经成为与调整用中间热交换器15b连接的状态。因此,制冷剂回路控制机构53c从温度检测机构31b取得向调整用中间热交换器15b流动的热介质温度T。
制冷剂回路控制机构53c的目标温度设定机构53x利用最大露点温度Tmax,通过下式(1)计算出向使用侧热交换器26b流入的热介质温度T的目标水温Tt。
目标水温Tt=最大露点温度Tmax+α   (1)(α:规定温度)
此外,α是用于为了可靠地使结露不发生而用比最大露点温度Tmax高的温度来判断流路切换的参数。并且,制冷剂回路控制机构53c以最大露点温度Tmax为基准,将目标设定温度范围Tr设定为最大露点温度Tmax≤热介质温度T≤目标水温Tt+β(β:规定温度)。
在这里,在满足最大露点温度Tmax≤热介质温度T≤目标水温Tt+β(β:规定温度)的情况下,制冷剂回路控制机构53c根据热介质温度T和目标水温Tt之间的差分控制节流装置16b的节流量。此外,β是用于防止流路切换器频繁地进行切换动作,并防止由于不能取得足够的压力差而导致的切换不良或制冷剂温度不稳定等问题的参数。通过该节流量的控制,制冷剂回路控制机构53c进行控制,以使热介质温度T落在上述目标设定温度范围Tr内。
由此,在最大露点温度Tmax≤热介质温度T而尚未发生结露但有可能发生结露的使用侧热交换器26b中,能够一边维持运转模式一边抑制结露的发生于未然。并且,如上所述,在使用侧单元控制机构52b侧,在判断为处于不需要结露抑制控制的状态时,结束上述结露发生控制对节流量的控制。
在热介质温度T不满足最大露点温度Tmax的情况下(热介质温度T<最大露点温度Tmax),制冷剂回路控制机构53c控制第二制冷剂流路切换器18b,以使调整用中间热交换器15b的制冷剂循环回路A成为制热流路。这样,与在制热流路内流动的制冷剂进行了热交换的热介质的热介质温度T上升。进行控制以使热介质温度T落在上述目标设定温度范围Tr。换言之,在判断为已经变成热介质温度T<最大露点温度Tmax,发生了结露的产生的情况下,为了尽早地消除热交换器上产生的结露,调整用中间热交换器15b切换为制热流路来除去使用侧热交换器26b的结露。此外,在热介质温度T上升进入上述目标设定温度范围Tr内时,既可以使上述运转继续直到变成后述的热介质温度<目标水温+β,也可以再次切换为制冷流路,切换为通过节流量进行的控制。
在热介质温度>目标水温+β的情况下,制冷剂回路控制机构53c判断调整用中间热交换器15b与制热流路是否连接。然后,在调整用中间热交换器15b与制热流路连接的情况下,制冷剂回路控制机构53c控制第二制冷剂流路切换器18b,以使中间热交换器15b与制冷流路连接。并且,制冷剂回路控制机构53c进行控制,以使热介质温度T落在上述目标设定温度范围Tr内。并且,在使用侧单元控制机构52b侧,在判断为处于不需要结露抑制控制的状态时,结束上述结露发生控制对节流量的控制。
此外,例示了制冷剂回路控制机构53c在制冷剂循环回路A侧进行结露抑制控制的情况,但也可以使热介质回路控制机构53b与结露抑制控制相应地在热介质循环回路B侧调整热介质的流量。例如,在流入热制冷剂温度T从目标设定温度范围Tr大幅度偏离的情况下,也可以使热介质回路控制机构53b控制流量调整机构25a、25b,以使从调整用中间热交换器15b流出的热制冷剂的流量变大。或者,在流入热制冷剂温度T从目标设定温度范围Tr少量偏离的情况下,也可以使热介质回路控制机构53b控制流量调整机构25a、25b,以使从调整用中间热交换器15b流出的热制冷剂的流量变小。由此,能够实现使流入热制冷剂温度T处于目标设定温度范围Tr的结露抑制控制的高速化·最佳化。
另外,例示了目标设定温度范围Tr设定为最大露点温度Tmax≤热介质温度T≤目标水温Tt+β的情况,但也可以将最大露点温度Tmax按照原样使用,设定为最大露点温度Tmax≤热介质温度T≤Tmax+β。在该情况下,取代热介质温度>目标水温+β而变成判断是否热介质温度T>最大露点温度Tmax+β。
(空气调节装置100的结露抑制控制方法)
图4是表示空气调节装置100的结露抑制控制中的使用侧单元控制机构52的动作例的流程图,图5是表示空气调节装置100的结露抑制控制中的中间单元控制机构53的动作例的流程图,参照图1至图5说明结露抑制控制方法的一例。首先,参照图4说明结露抑制控制中的使用侧单元控制机构52的控制动作。
使用侧单元控制机构52从对象机型辨别机构520接收对象机型判断信息,并接收由吸入温度传感器32检测出的吸入温度信息,和由吸入湿度传感器33检测出的吸入湿度信息(步骤S1)。对象判断机构521根据目标室内机判断信息,判断是否满足:不处于流量调整机构25由于闭状态而不在动作的状态,且不是不适用结露抑制控制的使用侧单元2,该使用单元2是结露抑制控制的控制对象(步骤S2)。其判断的结果是,在该使用侧单元2是控制对象的情况下,使用侧单元控制机构52计算出露点温度(步骤S3),并发送给中间单元控制机构53(步骤S4)。另一方面,在不是控制对象的情况下,使用侧单元控制机构52结束结露抑制控制处理。此外,以下例示了露点温度信息从使用侧单元控制机构52b输出,而不从使用侧单元控制机构52a输出的情况。
接下来,参照图5说明中间单元控制机构53在结露抑制控制中的控制动作。中间单元控制机构53通过在以下的步骤S21~步骤S24中所示的处理,从使用侧单元控制机构52b接收露点温度信息(步骤S11)。具体地说,中间单元控制机构53从中间单元控制机构52b接收露点温度信息(步骤21)。中间单元控制机构53判断是否已经能够从使用侧单元控制机构52接收与使用侧单元2对应的露点温度信息(步骤S22)。
判断的结果是,在不能接收到与任意的使用侧单元2a、2b相对应的露点温度信息的情况下,中间单元控制机构53结束露点温度信息的接收处理(步骤S23)。另一方面,在接收了与任意的使用侧单元2b相对应的露点温度信息的情况下,中间单元控制机构53将使用侧单元2b的使用侧热交换器26b与调整用中间热交换器15b连接(步骤S23)。
然后,中间单元控制机构53计数接收露点温度信息的使用侧单元2b的台数(步骤S12)。其结果是,当计数在一台以上的情况下,中间单元控制机构53计算出在接收到的露点温度信息中具有最大的露点温度的最大露点温度Tmax(步骤S13)。另外,在本实施方式中,使用侧单元2b侧的露点温度成为最大露点温度Tmax。然后,中间单元控制机构53通过上述式子(1)计算出向与最大露点温度Tmax相对应的使用侧单元2b流入的热介质温度T的目标水温Tt(步骤S14)。然后,中间单元控制机构53根据热介质温度T进行制冷剂回路的各种切换(步骤S15)。
具体地说,在判断为小于最大露点温度Tmax的情况下(热介质温度<最大露点温度+β),将调整用中间热交换器15b从制冷流路切换为热水侧的制热流路(步骤S16)。这样,通过中间热交换器15a而温度上升的热介质流入使用侧热交换器26a,能够抑制结露的发生。
在判断为最大露点温度Tmax≤热介质温度T≤目标水温+β(β:规定温度)的情况下,制冷剂回路控制机构53c根据热介质温度T和目标水温Tt之间的差分控制节流装置16b的节流量(步骤S17)。由此,在尚未发生结露但有可能发生结露的使用侧热交换器26b中,能够一边维持运转模式一边抑制结露的发生于未然。
并且,在满足热介质温度>目标水温+β的情况、热介质温度T<目标水温Tt+β的情况下,制冷剂回路控制机构53c判断调整用中间热交换器15b是否与制热流路连接(步骤S18)。然后,在调整用中间热交换器15b与制热流路连接的情况下,制冷剂回路控制机构53c控制第二制冷剂流路切换器18b,以使中间热交换器15b与制冷流路连接(步骤S19)。
在如上的结露抑制控制中的中间单元控制机构53的控制动作是定时地实施的,关于其实施时间间隔,根据系统确定为最适合的值即可。另外,关于计算目标水温所需的规定温度α和在热介质温度T的比较计算中使用的规定温度β,也是根据系统确定为最适合的值即可。
采用上述实施方式,在使用侧热交换器26a、26b发生了结露或有可能发生结露时,通过使流向调整用中间热交换器15b的制冷剂温度上升,能够不妨碍其它的使用侧热交换器26a的运转地,除去结露或防止结露的发生。特别是,在将如冷梁那样的自然对流的热交换器作为使用侧热交换器26a、26b使用的情况下,使用侧热交换器26a、26b的热交换量变小。因此,在室内的露点温度高的情况下,有可能导致使用侧单元2a、2b自身发生结露。即使在这样的情况下,使流向调整用中间热交换器15b的制冷剂的温度上升,能够除去结露或防止结露的发生。并且,即使在进行例如以尽可能不除去室内空气中的水分的方式只降低温度(显热)的高显热运转时,也能够可靠地除去结露或防止结露的发生。
另外,如图5所示,通过根据最大露点温度Tmax控制调整用中间热交换器15b的动作,以需要结露抑制控制的多个使用侧热交换器最体现出由结露造成的负面影响的使用侧热交换器为基准,进行结露抑制控制,因此在任意的需要结露抑制控制的多个使用侧热交换器中都能够可靠地抑制结露的发生。此外,在除具有最大露点温度Tmax的使用侧热交换器26b以外的使用侧热交换器中,在变成适当的温度时,通过一次侧流路切换器23b和一次侧流路切换器23a进行控制以回到通常运转即可。并且,设置至少一个的调整用中间热交换器15b,就能够进行多个使用侧单元的结露抑制控制,不需要针对各使用侧热交换器生成各自的温度的热介质,因此能够有效率地进行结露抑制控制。
本发明的实施方式不限于上述实施方式。虽然例示了例如在图1中多个各使用侧单元2a、2b具有相同的结构的情况,但也可以设置不同结构的使用侧单元2a、2b。在该情况下也是,露点温度信息从各使用侧单元2a、2b输出给中间单元控制机构53(参照图3),进行防止结露的控制。
另外,在图1中,例示了针对中间热交换器15a、15b都设置温度检测机构34a、34b的情况,但在使用侧热交换器不需要结露抑制控制的情况下,则不需要温度检测机构。
并且,在图1中例示了设置有两个中间热交换器15a、15b的情况,但也可以设置两个以上。如上所述,能够针对各中间热交换器15a、15b改变热交换特性,因此能够针对中间热交换器分别生成不同温度的热介质。因此,在上述实施方式中,是利用一个调整用中间热交换器15b进行结露抑制控制,但在中间单元3具有三个以上的中间热交换器的情况下,也可以用两个以上的调整用中间热交换器进行结露抑制控制。
附图标记的说明
1热源单元,2、2a、2b使用侧单元,3中间单元,4a第一连接配管,4b第二连接配管,5a高压主管,5b低压主管,9节流装置,10压缩机,11第一制冷剂流路切换器,12热源侧热交换器,12a鼓风机,13流路形成部,13a~13d止回阀,15、15a、15b中间热交换器,16、16a、16b节流装置,17a液体制冷剂供给阀,17b气体制冷剂供给阀,18、18a、18b第二制冷剂流路切换器,19储液器,21、21a、21b泵,22、22a、22b二次侧水流路切换器,23、23a、23b一次侧水流路切换器,25、25a、25b流量调整机构,26、26a、26b使用侧热交换器,27、28热介质配管,31、31a、31b热介质温度传感器,32、32a、32b吸入温度传感器,33、33a、33b吸入湿度传感器,34、34a、34b出口水温传感器,35、35a、35b第一制冷剂温度传感器,36、36a、36b压力传感器,37、37a、37b第二制冷剂温度传感器,51热源单元控制机构,52a、52b使用侧单元控制机构,53中间单元控制机构,53a最大露点温度检测机构,53b热介质回路控制机构,53c制冷剂回路控制机构,53d计算处理回路,100空气调节装置,520对象机型辨别机构,521对象判断机构,522露点温度计算机构,523比较计算机构,524热判断机构,525运转信号发送机构,526控制台,A制冷剂循环回路,B热介质循环回路,T热介质温度,Tr目标设定温度范围,Tt目标水温,Tmax最大露点温度。

Claims (10)

1.一种空气调节装置,其特征在于,具有:
热源侧单元,该热源侧单元具有压缩制冷剂的压缩机和在空气和制冷剂之间进行热交换的热源侧热交换器;
多个使用侧单元,这些使用侧单元具有在空气和热介质之间进行热交换的使用侧热交换器;
多个中间热交换器,这些中间热交换器通过制冷剂配管与所述热源侧单元连接,且通过热介质配管与所述使用侧单元连接,并在所述制冷剂和所述热介质之间进行热交换;
热介质流路切换器,该热介质流路切换器切换所述各使用侧单元和所述各中间热交换器之间的连接的组合;
对象判断机构,该对象判断机构分别检测所述各使用侧单元的结露的状态,针对所述各使用侧单元分别判断是否进行抑制结露的结露抑制控制;
温度检测机构,该温度检测机构对流入由所述对象判断机构判断为进行结露抑制控制的所述使用侧单元的所述热介质的温度进行检测,作为热介质温度;
热介质回路控制机构,该热介质回路控制机构控制所述热介质流路切换器,以使由所述对象判断机构判断为进行结露抑制控制的所述使用侧单元与所述多个中间热交换器中的被分配用于结露抑制控制的调整用中间热交换器连接;
制冷剂回路控制机构,该制冷剂回路控制机构控制流入所述调整用中间热交换器的制冷剂的温度,以使由所述温度检测机构检测出的所述热介质温度进入规定的目标设定温度范围。
2.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,还具有将流入所述调整用中间热交换器的所述制冷剂膨胀或减压的制冷剂节流装置,
所述制冷剂回路控制机构通过调整所述制冷剂节流装置的节流量而控制所述制冷剂的温度。
3.如权利要求2所述的空气调节装置,其特征在于,在所述热介质温度在所述目标设定温度范围的情况下,所述制冷剂回路控制机构控制所述制冷剂节流装置,以使所述热介质温度落在所述目标设定温度范围内。
4.如权利要求1~3中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述热源侧单元能够进行制热运转和制冷运转,
还具有将流入所述调整用中间热交换器的制冷剂的流路切换为制热运转时的制热流路和制冷运转时的制冷流路的制冷剂流路切换器,
所述制冷剂回路控制机构通过所述制冷剂流路切换器进行所述调整用中间热交换器的流路的切换,从而控制流入所述调整用中间热交换器的制冷剂的温度。
5.如权利要求4所述的空气调节装置,其特征在于,在所述热介质温度比所述目标设定温度范围低的情况下,所述制冷剂回路控制机构通过所述制冷剂流路切换器将流入所述调整用中间热交换器的所述制冷剂的流路设定为所述制热流路。
6.如权利要求4或5所述的空气调节装置,其特征在于,在所述热介质温度比所述目标设定温度范围高的情况下,所述制冷剂流量控制机构通过所述制冷剂流路切换器将流入所述调整用中间热交换器的所述制冷剂的流路设定为所述制冷流路。
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,还具有:吸入温度检测机构,该吸入温度检测机构检测被吸入所述使用侧单元的空气的温度;吸入湿度检测机构,该吸入湿度检测机构检测被吸入所述使用侧单元的空气的湿度,
所述对象判断机构利用由所述吸入温度检测机构检测出的所述吸入温度和由所述吸入湿度检测机构检测出的所述吸入湿度,检测所述结露的状态,判断是否进行结露抑制控制。
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,还具有:吸入温度检测机构,该吸入温度检测机构检测被吸入所述使用侧单元的空气的温度;吸入湿度检测机构,该吸入湿度检测机构检测被吸入所述使用侧单元的空气的湿度;露点温度计算机构,该露点温度计算机构利用由所述吸入温度检测机构检测出的所述吸入温度和由所述吸入湿度检测机构检测出的所述吸入湿度,计算露点温度,
所述制冷剂回路控制机构以由所述露点温度计算机构计算出的所述露点温度为基准,设定所述规定的目标设定温度范围。
9.如权利要求7或8所述的空气调节装置,其特征在于,所述制冷剂回路控制机构从被判定为进行结露抑制控制的所述使用侧单元的所述露点温度中检测出露点温度最大的最大露点温度,以检测出的所述最大露点温度为基准,设定所述规定的目标设定温度范围。
10.如权利要求1~9中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,还具有:流量调整机构,该流量调整机构调整流向所述调整用中间热交换器和所述使用侧单元的所述热介质的流量;热介质回路控制机构,该热介质回路控制机构控制所述流量调整机构的动作,
所述热介质回路控制机构控制所述流量调整机构,以使所述热介质温度进入所述规定的目标设定温度范围。
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