CN104603557B - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

空调装置(110)具有包括室外回路(111a)和彼此并联的多个室内回路(112a)的制冷剂回路(120)。空调装置(110)具有检漏部(141)和控制部(142),该检漏部(141)对制冷剂从室内回路(112a)中泄漏出来的情况进行检测,当检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,该控制部(142)就让制冷剂在制冷剂回路(120)中循环,以进行使室内回路(112a)中的制冷剂成为低压的制冷循环。当将该控制部(142)设置在空调装置(110)中时,就能以低成本抑制室内回路中的制冷剂泄漏。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及一种包括进行制冷循环的制冷剂回路的制冷装置,特别是关于一种针对制冷剂回路中的制冷剂泄漏所采取的措施。
背景技术
就空调机等而言,当制冷剂从制冷剂回路泄漏到室内使得室内制冷剂浓度增高时,由于制冷剂所具有的急性毒性、可燃性而有可能发生中毒事故、燃烧事故、窒息事故等。特别是当使用最近受到关注的全球变暖潜能值(GWP)较低的制冷剂时,由于其可燃性高于全球变暖潜能值较高的制冷剂,因而发生上述事故的可能性提高。为了防止上述事故,在IEC60335-2-40(家庭用电气式热泵、空调机、除湿器的安全标准)和ISO5149修订案(制冷系统和热泵的安全环境要求)中规定了制冷剂回路中制冷剂填充量的允许值。该允许值被规定成即使填充在制冷剂回路中的制冷剂全部泄漏时室内制冷剂浓度也不会超过界限值的值。并且,在当填充在制冷剂回路中的制冷剂全部泄漏时室内制冷剂浓度会超过界限值的情况下,就要求采取在室内设置制冷剂检漏器并在检测出泄漏时发出警报、或者在室内设置机械式换气装置等安全措施。
不过,为了适当选择且采取上述安全措施就要求设计人员及作业人员要具有很高的技术水平。而且,若要采取上述安全措施,就会增加现场施工的工时及成本。基于上述原因,采取上述安全措施也并非是理想的。
因而,就想到了在空调机本身上设置抑制制冷剂泄漏的抑制部件的方法,在例如专利文献1中就公开了这种空调机。该专利文献1中的空调机包括室外机及室内机。在室外机中,在与室内机连接的气管和液管上都设置有控制阀。在该空调机中,当检测出制冷剂从室内机中泄漏到室内时,设置在液管上的控制阀便会被关闭,而进行制冷运转(制冷剂回收运转)。这样一来,从室外机流向室内机的制冷剂流就会被液管上的控制阀截住,另一方面,室内机中的制冷剂流向室外机后便会贮存在室外热交换器或制冷剂量调节器中。并且,若制冷剂回收运转进行了规定时间,设置在气管上的控制阀就会被关闭,使得运转结束。由此,室内机中的制冷剂就被回收到室外机中,而能够抑制制冷剂从室内机朝室内泄漏。
在制冷装置中,如专利文献2所示的那样,同时满足室内的制冷要求和制热要求的、所谓的冷热自主式空调装置已为人所知。该空调装置的多个利用侧机组被分别设置在不同的室内,并且该空调装置构成为:能够实现用一部分利用侧机组进行制冷,并用剩余的其它利用侧机组进行制热的运转。
专利文献1:日本公开专利公报特开平10-9692号公报
专利文献2:日本公开专利公报特开2008-138954号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
不过,在上述专利文献1所公开的抑制制冷剂泄漏的抑制方法中,由于设置在气管和液管上的控制阀(截止阀)的价格昂贵,因而存在成本增加的问题。而且,发生制冷剂泄漏的频率极低,因此仅为了抑制该制冷剂泄漏就设置昂贵的控制阀并不划算。
本发明正是鉴于上述问题而完成的,其目的在于:以低成本抑制利用侧回路中的制冷剂泄漏。
-用以解决技术问题的技术方案-
为了实现上述目的,当制冷剂从利用侧回路3a~5a、112a中泄漏出来时,本发明就尽可能地减小利用侧回路3a~5a、112a的压力(制冷剂压力)与利用侧空间的压力之间的压力差以降低制冷剂的泄漏速度。
具体而言,第一方面的发明以一种制冷装置为对象,该制冷装置包括制冷剂回路120,该制冷剂回路120包括具有压缩机121、热源侧热交换器123及膨胀阀124的热源侧回路111a、以及具有利用侧热交换器125的利用侧回路112a,在该制冷剂回路120中使制冷剂可逆地循环以进行制冷循环,另一方面,所述利用侧回路112a的气侧端总是与所述压缩机121连通。并且,本发明的特征在于:所述制冷装置包括检漏部141和控制部142,该检漏部141对制冷剂从所述利用侧回路112a中泄漏出来的情况进行检测,当所述检漏部141检测出制冷剂泄漏时,该控制部142就让制冷剂在所述制冷剂回路120中循环,以进行使所述利用侧回路112a中的制冷剂成为低压的制冷循环。
在所述第一方面的发明中,例如当在制冷剂回路120中进行使利用侧回路112a中的制冷剂成为高压(使利用侧热交换器125起散热器作用)的制冷循环之际,当制冷剂从利用侧回路112a的管道中朝利用侧空间泄漏时,检漏部141就会检测出制冷剂泄漏。这样一来,制冷剂就在制冷剂回路120中循环,以进行使利用侧回路112a中的制冷剂成为低压的制冷循环。由此,利用侧回路112a中的制冷剂与利用侧空间之间的压力差就会减小,制冷剂从利用侧回路112a中泄漏出去的泄漏速度便会降低。因而,制冷剂的泄漏量就成为能够借助利用侧空间的自然换气被充分地排到利用侧空间外的量,从而能够抑制利用侧空间中的制冷剂浓度上升。
第二方面的发明是这样的,在所述第一方面的发明中,其特征在于:当所述检漏部141检测出制冷剂泄漏时,所述控制部142就让制冷剂在所述制冷剂回路120中循环,以进行使所述利用侧回路112a中的制冷剂成为大气压以上的低压的制冷循环。
在所述第二方面的发明中,由于利用侧回路112a中的制冷剂压力被控制在大气压以上,因而利用侧回路112a中的制冷剂压力就会高于利用侧空间的压力。为此,利用侧空间内的空气就不会从利用侧回路112a上的制冷剂泄漏部位(例如,由于管道遭腐蚀而形成的孔)侵入到利用侧回路112a中。
第三方面的发明是这样的,在所述第一或第二方面的发明中,其特征在于:在所述制冷剂回路120中多个所述利用侧回路112a彼此并联,在所述热源侧回路111a中具有一个所述膨胀阀124,该膨胀阀124与各个所述利用侧回路112a的液侧端连接,所述控制部142通过将所述热源侧回路111a中的所述膨胀阀124的开度减小,而使得各个所述利用侧回路112a中的制冷剂成为低压。
在所述第三方面的发明中,在制冷剂回路120中从热源侧回路111a的膨胀阀124到压缩机121的吸入侧为止都处于低压状态。为此,包含将热源侧回路111a和利用侧回路112a连接起来的连接管道在内的整个利用侧回路112a就都处于低压状态。
第四方面的发明是这样的,在所述第一或第二方面的发明中,其特征在于:在所述制冷剂回路120中设置有多个所述利用侧回路112a,所述热源侧回路111a的液侧端部分支后与各个所述利用侧回路112a的液侧端连接,该热源侧回路111a的气侧端部分支后与各个所述利用侧回路112a的气侧端连接,在构成所述热源侧回路111a的液侧端部的多根管道1f上,各设置有一个所述膨胀阀124,所述控制部142通过将与已由所述检漏部141检测出制冷剂泄漏的所述利用侧回路112a相对应的所述膨胀阀124的开度减小,而使得已由所述检漏部141检测出制冷剂泄漏的所述利用侧回路112a中的制冷剂成为低压。
在所述第四方面的发明中,在多个利用侧回路112a当中发生了制冷剂泄漏的利用侧回路112a中的制冷剂成为低压。
第五方面的发明是这样的,在所述第三或第四方面的发明中,其特征在于:所述制冷剂回路120包括注入管131,该注入管131具有制冷剂的减压机构132,并将进行循环的制冷剂的一部分引入所述压缩机121的吸入侧或所述压缩机121的中压室,当所述检漏部141检测出制冷剂泄漏时,所述控制部142就使所述注入管131中的制冷剂的流量增加。
在所述第五方面的发明中,由于注入管131中的制冷剂的流量增加,因而压缩机121的喷出制冷剂的温度下降。
第六方面的发明是这样的,在所述第三或第四方面的发明中,其特征在于:所述制冷装置包括将与制冷剂进行热交换的空气供向所述利用侧热交换器125的利用侧风扇116,当所述检漏部141检测出制冷剂泄漏时,所述控制部142就使所述利用侧风扇116的风量降低。
在所述第六方面的发明中,由于利用侧风扇116的风量降低,因而压缩机121的吸入制冷剂的过热度就会下降。由此,压缩机121的喷出制冷剂的温度降低。
第七方面的发明涉及一种制冷装置,该制冷装置包括制冷剂回路10,该制冷剂回路10包括具有压缩机21和热源侧热交换器22的热源侧回路2a、以及具有对利用侧空间的空气进行调节的利用侧热交换器31、41、51的多个利用侧回路3a、4a、5a,该制冷剂回路10构成为:使各个所述利用侧热交换器31、41、51各自独立地进行冷却运转和加热运转,并且当所有的所述利用侧热交换器31、41、51进行冷却运转之际,所述压缩机21所喷出的高压气态制冷剂全部流入热源侧热交换器22。并且,第七方面的发明的特征在于:所述制冷装置包括检漏部17和控制部18,该检漏部17对制冷剂从所述制冷剂回路10泄漏到利用侧空间的情况进行检测,当该检漏部17检测出制冷剂泄漏时,该控制部18就让制冷剂在所述制冷剂回路10中循环,以进行使所述利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压的制冷循环。
在所述第七方面的发明中,例如当在制冷剂回路10中进行使利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为高压(使利用侧热交换器31、41、51起散热器作用)的制冷循环之际,当制冷剂从管道中朝利用侧空间泄漏时,检漏部17就会检测出制冷剂泄漏。这样一来,制冷剂就在制冷剂回路10中循环,以进行使利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压的制冷循环。由此,利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂与利用侧空间之间的压力差就会减小,制冷剂从利用侧回路3a、4a、5a中泄漏出去的泄漏速度便会降低。由此,制冷剂的泄漏量就成为能够借助利用侧空间的自然换气被充分地排到利用侧空间外的量,从而能够抑制利用侧空间中的制冷剂浓度上升。
第八方面的发明是这样的,在所述第七方面的发明中,其特征在于:当所述检漏部17检测出制冷剂泄漏时,所述控制部18就让制冷剂在所述制冷剂回路10中循环,以进行使所述利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为大气压以上的低压的制冷循环。
在所述第八方面的发明中,由于利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂压力被控制在大气压以上,因而利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂压力就会高于利用侧空间的压力。为此,利用侧空间内的空气就不会从制冷剂的泄漏部位(例如,由于管道遭腐蚀而形成的孔)侵入到利用侧回路3a、4a、5a中。
第九方面的发明是这样的,在所述第七或第八方面的发明中,其特征在于:所述控制部18通过将用以让制冷剂在所述热源侧热交换器22中蒸发的膨胀阀23的开度减小,而使得各个所述利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压。
在所述第九方面的发明中,在制冷剂回路10中从热源侧回路2a的膨胀阀23到压缩机21的吸入侧为止都处于低压状态。为此,包含将热源侧回路2a和各个利用侧回路3a、4a、5a连接起来的液管及气管在内的整个利用侧回路3a、4a、5a就都处于低压状态。
第十方面的发明是这样的,在所述第九方面的发明中,其特征在于:所述制冷装置包括将与制冷剂进行热交换的空气供向所述利用侧热交换器31、41、51的利用侧风扇3F、4F、5F,当所述检漏部17检测出制冷剂泄漏时,所述控制部18就使所述利用侧风扇3F、4F、5F的风量降低。
在所述第十方面的发明中,由于利用侧风扇3F、4F、5F的风量降低,因而压缩机21的吸入制冷剂的过热度就会下降。由此,压缩机21的喷出制冷剂的温度降低。
第十一方面的发明是这样的,在所述第一至第十方面的任一方面的发明中,其特征在于:在所述制冷剂回路10、120中,单独使用R32、R1234yf、R1234ze或R744、或者使用包含R32、R1234yf、R1234ze或R744的混合制冷剂以作为制冷剂。
在所述第十一方面的发明中,单独使用R32、R1234yf、R1234ze或R744、或者使用包含R32、R1234yf、R1234ze或R744的混合制冷剂以作为制冷剂。
-发明的效果-
根据第一方面的发明,当发生制冷剂朝利用侧空间的泄漏时,由于利用侧回路112a中的制冷剂成为低压,因而能尽可能地减小利用侧回路112a中的制冷剂压力与利用侧空间的压力之差。根据第七方面的发明,当发生制冷剂朝利用侧空间的泄漏时,由于利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压,因而能尽可能地减小利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂压力与利用侧空间的压力之差。
这样一来,根据第一和第七方面中的各个方面的发明,当发生了制冷剂泄漏之际能够减小利用侧回路3a~5a、112a中的制冷剂压力与利用侧空间的压力之差,因而能够使制冷剂的泄漏速度降低。由此,能够借助利用侧空间的自然换气将制冷剂充分地排出,其结果是能够抑制利用侧空间中的制冷剂浓度上升。由此,就不会超过已规定好的制冷剂浓度的界限值。因为可以不另外设置用以截断制冷剂流的阀,所以以低成本就能够抑制制冷剂泄漏。
根据第七方面的发明,当在进行加热运转的利用侧回路3a、4a和进行冷却运转的利用侧回路5a共存的情况下检测出制冷剂泄漏时,因为使利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压,所以在进行冷却运转的利用侧回路5a中仍然能够继续进行冷却运转。其结果是,能够在确保进行冷却运转的利用侧回路5a所带来的舒适性的同时抑制制冷剂泄漏。
根据第二方面的发明,因为利用侧回路112a中的制冷剂压力成为在大气压以上的低压,所以利用侧回路112a中的制冷剂压力不会低于利用侧空间的压力。根据第八方面的发明,因为利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂压力成为在大气压以上的低压,所以利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂压力不会低于利用侧空间的压力。因此,根据第二和第八方面中的各个方面的发明,能够可靠地防止利用侧空间的空气从制冷剂的泄漏部位侵入到利用侧回路3a~5a、112a中。
根据第三和第四方面的发明,通过将热源侧回路111a中的膨胀阀124的开度减小而使得利用侧回路112a中的制冷剂成为低压,因而能够可靠地使整个利用侧回路112a处于低压状态。由此,能够可靠地抑制利用侧回路112a中的制冷剂泄漏。
根据第五方面的发明,因为使注入管131中的制冷剂的流量增加,所以能够使压缩机121的喷出制冷剂的温度降低。在本发明中,由于欲尽可能地减小利用侧回路112a中的制冷剂压力与利用侧空间的压力之差以使制冷剂的泄漏速度降低,因而热源侧回路111a中的膨胀阀124的开度就有比正常运转时减小的趋势。这样一来,制冷循环的高压上升而有可能导致压缩机121的喷出制冷剂的温度异常升高,不过根据本发明就能够防止这种现象出现。
根据第六方面的发明,由于使利用侧风扇116的风量降低,因而能够使压缩机121的吸入制冷剂的过热度下降,其结果是能够使喷出制冷剂的温度降低。根据第十方面的发明,由于使利用侧风扇3F、4F、5F的风量降低,因而能够使压缩机21的吸入制冷剂的过热度下降,其结果是能够使喷出制冷剂的温度降低。
在第六和第十方面中的各个方面的发明中,由于欲尽可能地减小利用侧回路112a中的制冷剂压力与利用侧空间的压力之差以使制冷剂的泄漏速度降低,因而利用侧回路3a~5a、112a中的制冷剂压力就有比正常运转时下降的趋势。这样一来,压缩机21、121的吸入制冷剂的过热度和喷出制冷剂的温度就有可能异常升高,不过根据第六和第十方面中的各个方面的发明能够防止这种现象出现。
根据第九方面的发明,通过将热源侧回路2a中的膨胀阀23的开度减小而使得利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压,因此能够可靠地使整个利用侧回路3a、4a、5a处于低压状态。由此,能够可靠地抑制利用侧回路3a、4a、5a中的制冷剂泄漏。
R32、R1234yf、R1234ze及R744具有较低的全球变暖潜能值(GWP),因而是环保型制冷剂。而且,因为R32、R1234yf及R1234ze是具有可燃性的制冷剂(微燃性制冷剂),所以因制冷剂泄漏导致燃烧事故的可能性升高。R744虽然不具有可燃性(为不燃性制冷剂),但有可能因制冷剂泄漏导致窒息事故。不过,根据第十一方面的发明,即使使用环保型制冷剂,也能可靠地防止因制冷剂泄漏而引起的燃烧事故及窒息事故。此外,R32为二氟甲烷(HFC-32),R1234yf为2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),R1234ze为1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze),R744为二氧化碳。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的空调装置的简要结构的制冷剂回路图。
图2是示出制冷剂特性的表。
图3是示出液态R32制冷剂的泄漏速度的图表。
图4是示出气态R32制冷剂的泄漏速度的图表。
图5是示出第二实施方式所涉及的空调装置的简要结构的制冷剂回路图。
图6是第三实施方式所涉及的空调装置的制冷剂回路图。
图7是示出第三实施方式的空调装置在全部制热运转下制冷剂流动情况的制冷剂回路图。
图8是示出第三实施方式的空调装置在全部制冷运转下制冷剂流动情况的制冷剂回路图。
图9是示出第三实施方式的空调装置在第一共存运转下制冷剂流动情况的制冷剂回路图。
图10是示出第三实施方式的空调装置在第二共存运转下制冷剂流动情况的制冷剂回路图。
图11是第四实施方式所涉及的空调装置的制冷剂回路图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。此外,以下实施方式及变形例在本质上仅为优选示例而已,并没有意图对本发明、本发明的应用对象或其用途的范围加以限制。
(发明的第一实施方式)
对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式的空调装置110构成了本发明所涉及的制冷装置。
如图1所示,空调装置110包括室外机组111和多个(在本实施方式中为两个)室内机组112。室外机组111与室内机组112经由液侧连接管道113和气侧连接管道114相互连接起来。在空调装置110中,由收纳在室外机组111中的室外回路111a、收纳在室内机组112中的室内回路112a、液侧连接管道113及气侧连接管道114形成了制冷剂回路120。室外机组111构成热源侧机组,室内机组112构成利用侧机组。室外回路111a构成热源侧回路,室内回路112a构成利用侧回路。
在室外回路111a中,设置有压缩机121、四通换向阀122、室外热交换器123、室外膨胀阀124及过冷却热交换器127。在室外机组111中,设置有用以将室外空气供向室外热交换器123的室外风扇115。另一方面,在室内回路112a中,设置有室内热交换器125和室内膨胀阀126。在室内机组112中,设置有用以将室内空气供向室内热交换器125的室内风扇116。室外热交换器123构成热源侧热交换器,室内热交换器125构成利用侧热交换器。室外风扇115构成热源侧风扇,室内风扇116构成利用侧风扇。
制冷剂回路120为闭合回路,单独使用R32、R1234yf、R1234ze或R744、或者使用包含R32、R1234yf、R1234ze或R744的混合制冷剂以作为制冷剂。R32为二氟甲烷(HFC-32),R1234yf为2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),R1234ze为1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze),R744为二氧化碳。制冷剂回路120构成为使制冷剂可逆地循环以进行制冷循环。
压缩机121的喷出侧经由喷出管道101a与四通换向阀122的第一阀口连接,压缩机121的吸入侧经由吸入管道101b与四通换向阀122的第二阀口连接。四通换向阀122的第三阀口经由室外气体管道101c与室外热交换器123的一端连接,四通换向阀122的第四阀口经由室外气体管道101d与气侧截止阀118连接。室外热交换器123的另一端经由室外液体管道101e与液侧截止阀117连接。在室外液体管道101e上,从室外热交换器123一侧起依次设置有室外膨胀阀124和过冷却热交换器127。具有减压机构即注入阀132的注入管131连接在室外液体管道101e与吸入管道101b之间。过冷却热交换器127具有与室外液体管道101e连接的高温流路127a、和与注入管131连接的低温流路127b。在过冷却热交换器127中,已由注入阀132减压的液态制冷剂流入低温流路127b后,与高温流路127a中的液态制冷剂进行热交换而蒸发。另一方面,高温流路127a中的液态制冷剂被过冷却。
室内回路112a具有:一端(液侧端)与液侧截止阀117连接而另一端(气侧端)与气侧截止阀118连接的室内管道102a。在室内管道102a上,从液侧截止阀117一侧起依次设置有室内膨胀阀126和室内热交换器125。
液侧连接管道113的一端与室外回路111a的液侧截止阀117连接,而该液侧连接管道113的另一端一分为二后与各个室内回路112a的液侧截止阀117连接。气侧连接管道114的一端与室外回路111a的气侧截止阀118连接,而该气侧连接管道114的另一端一分为二后与各个室内回路112a的气侧截止阀118连接。也就是说,两个室内回路112a彼此并联。在本实施方式的制冷剂回路120中,各个室内回路112a的气侧截止阀118(气侧端)总是与压缩机121连通。
压缩机121为涡旋式全密闭型压缩机或者旋转式全密闭型压缩机。四通换向阀122在第一阀口与第三阀口连通且第二阀口与第四阀口连通的第一状态(在图1中用虚线示出的状态)、和第一阀口与第四阀口连通且第二阀口与第三阀口连通的第二状态(在图1中用实线示出的状态)之间切换。室外膨胀阀124和室内膨胀阀126是所谓的电子膨胀阀。
室外热交换器123让室外空气与制冷剂进行热交换。在下文中对室外热交换器123加以说明。另一方面,室内热交换器125让室内空气与制冷剂进行热交换。室内热交换器125由包括为圆管的传热管的、所谓的横肋管片式热交换器构成。
空调装置110包括进行运转控制的控制器140。在控制器140中,设置有检漏部141和控制部142。在各个室内回路112a中,设置有检测制冷剂压力的压力传感器135。在本实施方式中,压力传感器135设置在室内管道102a上的室内热交换器125与气侧截止阀118之间。
当压力传感器135的检测值每单位时间的下降量在规定值以上时,检漏部141就做出制冷剂已从室内回路112a中泄漏出来的判断,由此检测出制冷剂泄漏。当检漏部141检测出制冷剂泄漏时,控制部142就让制冷剂在制冷剂回路120中循环,以进行使室内回路112a中的制冷剂成为低压的制冷循环。也就是说,控制部142让制冷剂循环,以便进行使室外热交换器123成为冷凝器(散热器)且使室内热交换器125成为蒸发器的制冷循环(异常时运转)。在下文中对控制部142的具体工作情况进行说明。
-空调装置的运转动作-
空调装置110切换地进行作为正常运转的制冷运转和作为正常运转的制热运转、以及异常时运转。
在处于制冷运转过程中的制冷剂回路120中,在将四通换向阀122设定成第一状态的状态下进行制冷循环。在该状态下,制冷剂从压缩机121开始按照室外热交换器123、室外膨胀阀124、过冷却热交换器127、各个室内膨胀阀126及各个室内热交换器125的顺序进行循环,使室外热交换器123起冷凝器(散热器)的作用,并使室内热交换器125起蒸发器的作用。室外膨胀阀124被设定成全开状态。对各个室内膨胀阀126的开度进行控制,以使从室内热交换器125中流出的制冷剂的过热度(压缩机121的吸入过热度)成为规定值。也就是说,在正常的制冷运转下,制冷剂由室内膨胀阀126减压,从而从室内膨胀阀126到压缩机121的吸入侧为止便都处于低压状态。在室外热交换器123中,气态制冷剂朝室外空气放热而冷凝。在各个室内热交换器125中,液态制冷剂从室内空气中吸热而蒸发,使得室内空气被冷却。已在室外热交换器123中冷凝了的液态制冷剂的一部分经分流而流入注入管131。已分流到注入管131中的液态制冷剂由注入阀132减压后,流入过冷却热交换器127的低温流路127b。在过冷却热交换器127中,高温流路127a中的液态制冷剂与低温流路127b中的制冷剂进行热交换而被过冷却,从而低温流路127b中的制冷剂蒸发。已蒸发的制冷剂被注入吸入管道101b中。
在处于制热运转过程中的制冷剂回路120中,在将四通换向阀122设定成第二状态的状态下进行制冷循环。在该状态下,制冷剂从压缩机121开始按照各个室内热交换器125、各个室内膨胀阀126、过冷却热交换器127、室外膨胀阀124及室外热交换器123的顺序进行循环,使室内热交换器125起冷凝器(散热器)的作用,并使室外热交换器123起蒸发器的作用。各个室内膨胀阀126被设定成全开状态,或者按照制热能力对各个室内膨胀阀126的开度进行控制。对室外膨胀阀124的开度进行控制,以使从室外热交换器123中流出的制冷剂的过热度(压缩机121的吸入过热度)成为规定值。也就是说,在制热运转下,制冷剂由室外膨胀阀124减压,因而整个室内回路112a就都处于高压状态。在室外热交换器123中,液态制冷剂从室外空气中吸热而蒸发。在各个室内热交换器125中,气态制冷剂朝室内空气放热而冷凝,使得室内空气被加热。此外,注入阀132被设定成全关状态。
-异常时运转-
当在上述正常运转时检漏部141检测出制冷剂泄漏的时候,就进行异常时运转。在此,对在制热运转时检漏部141检测出制冷剂泄漏的情况进行说明。
在制热运转时,当在室内回路112a的管道上因受到腐蚀而形成孔,且发生了制冷剂泄漏之际,压力传感器135的检测值就会急剧下降。这样一来,检漏部141就检测出制冷剂泄漏。在制热运转时,因为室内回路112a处于高压状态,所以室内回路112a与室内之间的压力差会很大。为此,制冷剂的泄漏速度加快,制冷剂不能借助室内的自然换气被充分地排到室外,从而导致室内的制冷剂浓度超过界限值。
因此,在本实施方式中,当检漏部141检测出制冷剂泄漏时就进行异常时运转。在异常时运转下,制冷剂回路120中的制冷剂循环方向与制冷运转相同。也就是说,四通换向阀122被设定成第一状态。并且,各个室内膨胀阀126被设定成全开状态,室外膨胀阀124的开度减小。也就是说,在异常时运转下,制冷剂由室外膨胀阀124减压,使得整个室内回路112a都处于低压状态。由此,室内回路112a中的制冷剂与室内之间的压力差减小,制冷剂从室内回路112a中泄漏出去的泄漏速度降低。
对室外膨胀阀124的开度进行控制,以使室内回路112a的压力在不低于大气压的范围内尽可能地降低。进而,在异常时运转下,在控制部142的控制下室内风扇116的风量降低。进而,在异常时运转下,在控制部142的控制下注入阀132被设定成全开状态。
在此,对制冷剂的泄漏速度(kg/h)进行说明。如图3和图4所示,若泄漏制冷剂的孔的尺寸增大,制冷剂的泄漏速度(kg/h)亦会增快。若制冷剂的饱和温度降低,即,制冷剂的压力降低,制冷剂的泄漏速度(kg/h)亦会减慢。在室内回路112a中,有的泄漏部位会泄漏液态制冷剂,而有的泄漏部位会泄漏气态制冷剂。
在为最常见的导致制冷剂泄漏的原因即由于腐蚀而形成了孔的情况下,孔径最大时为0.2mm。如图4所示,在气态制冷剂从孔径为0.2mm的孔泄漏出来的情况下,当处于在图4所示的范围内最大压力下的饱和温度即63℃时泄漏速度为2.00(kg/h),当饱和温度为-50℃时泄漏速度为0.026(kg/h)。
另一方面,当所泄漏的制冷剂为液态制冷剂时,与所泄漏的制冷剂为气态制冷剂的情况相比,泄漏速度(kg/h)增快。如图3所示,在液态制冷剂从孔径为0.2mm的孔泄漏出来的情况下,当饱和温度为63℃时泄漏速度为5.3(kg/h),当饱和温度为-50℃时泄漏速度为0.32(kg/h)。这样一来,若降低压力以使饱和温度下降的话,泄漏速度(kg/h)就会大幅度降低。
在此,使制冷剂浓度不超过ISO5149修订案中所规定的室内制冷剂浓度的界限值RCL=0.061(kg/m3)的必要换气量为必要换气量>0.32(kg/h)/0.061(kg/m3)=5.2(m3/h)。若将设置有大约1马力的室内机组的房间的容积设为2.7m×2.7m×2.3m=16.7m3,则必要换气次数就相当于5.2(m3/h)/16.7m3=0.32次/h,该必要换气次数在日本国内住宅作为义务要履行的最低换气次数0.5次/h以下。可以认为:该0.32次/h左右的换气是即使借助自然换气也能够充分实现的换气。而且,若制冷剂的压力下降,则该制冷剂一般会成为气体状态,因而泄漏速度(kg/h)就会进一步降低。
如上所述,若进行异常时运转,就能够降低室内回路112a的压力以使制冷剂的泄漏速度(kg/h)下降,其结果是能够避免室内制冷剂浓度超过界限值的状态出现。
此外,当在制冷运转的过程中检漏部141检测出制冷剂泄漏时,控制部142就使四通换向阀122继续维持第一状态不变,将各个室内膨胀阀126设定成全开状态,并减小室外膨胀阀124的开度以切换到异常时运转。
-第一实施方式的效果-
根据本实施方式的空调装置110,当发生室内回路112a中的制冷剂泄漏时,由于进行使室内回路112a中的制冷剂成为低压的制冷循环,因而能够尽可能地减小室内回路112a中的制冷剂压力与室内压力之差。为此,能够使制冷剂的泄漏速度降低。由此,能够借助室内的自然换气将制冷剂充分地排出,其结果是能够抑制室内制冷剂浓度上升。因此,室内的制冷剂浓度就不会超过规定的界限值。而且,因为可以不另外设置用以截断制冷剂流的阀,所以以低成本就能够抑制制冷剂泄漏。
根据本实施方式,因为使室内回路112a中的制冷剂压力成为在大气压以上的低压,所以室内回路112a中的制冷剂压力不会低于室内压力。由此,能够可靠地防止室内空气从制冷剂的泄漏部位侵入到室内回路112a中。
根据本实施方式,在异常时运转下,通过减小室外膨胀阀124的开度而非减小室内膨胀阀126的开度以使室内回路112a中的制冷剂成为低压,因而能够可靠地使整个室内回路112a都处于低压状态,由此,不管制冷剂从室内回路112a中的哪个部位泄漏出去,都能够可靠地抑制该制冷剂泄漏。
根据本实施方式,由于在异常时运转下使室内风扇116的风量降低,因而能够使压缩机121的吸入制冷剂的过热度下降,其结果是能够使压缩机121的喷出制冷剂的温度降低。在本实施方式中,由于欲尽可能地减小室内回路112a中的制冷剂压力与室内压力之差以使制冷剂的泄漏速度降低,因而室内回路112a中的制冷剂压力就有比正常制冷运转时降低的趋势。这样一来,压缩机121的吸入制冷剂的过热度和喷出制冷剂的温度就有可能异常升高,不过根据本实施方式,能够防止该现象出现。
根据本实施方式,在异常时运转下,注入阀132处于全开状态。为此,已通过室外膨胀阀124的制冷剂的一部分被注入吸入管道101b中,其注入量要比正常制冷运转时多。由此,能够可靠地使压缩机121的喷出制冷剂的温度下降。在本实施方式中,由于欲尽可能地减小室内回路112a中的制冷剂压力与室内压力之差以使制冷剂的泄漏速度降低,因而室外膨胀阀124的开度就有比正常运转时减小的趋势。这样一来,制冷循环的高压上升而有可能导致压缩机121的喷出制冷剂的温度异常升高,不过根据本实施方式能够防止该现象出现。
如图2所示,R32、R1234yf、R1234ze及R744(省略图示)具有较低的全球变暖潜能值(GWP),因而是环保型制冷剂。而且,因为R32、R1234yf及R1234ze是具有可燃性的制冷剂(微燃性制冷剂),所以因制冷剂泄漏导致燃烧事故的可能性升高。R744虽然不具有可燃性(为不燃性制冷剂),但有可能因制冷剂泄漏导致窒息事故。不过,根据本实施方式,即使使用环保型制冷剂,也能可靠地防止因制冷剂泄漏引起的燃烧事故及窒息事故。
在本实施方式中,假设即使制冷剂从室内回路112a以外的部分发生泄漏,制冷剂也没有泄漏到室内。因此,本实施方式的检漏部141构成为:对室内回路112a中的制冷剂泄漏进行检测。在本实施方式的异常时运转下,因为将室外膨胀阀124的开度减小,所以不仅各个室内回路112a,而且液侧连接管道113及气侧连接管道114也同样处于低压状态。因此,只要使检漏部141构成为不仅对室内回路112a中的制冷剂泄漏进行检测,还对连接管道13、14中的制冷剂泄漏进行检测,便也能够抑制连接管道13、14中的制冷剂泄漏。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的空调装置110是在所述第一实施方式的基础上改变了制冷剂回路120的结构。在此,对与所述第一实施方式的不同之处进行说明。
在本实施方式的室外回路111a中,与四通换向阀122的第四阀口连接的室外气体管道101d的端部一分为二后,分别与气侧截止阀118连接。在室外回路111a中,室外液体管道101e的端部(即,室外回路111a的液侧端部)由两根分支管道101f构成。各根分支管道101f与液侧截止阀117连接。在各根分支管道101f上各设置有一个室外膨胀阀124。
在本实施方式中,液侧连接管道113和气侧连接管道114各设置有两根。各根液侧连接管道113与室外回路111a的液侧截止阀117和室内回路112a的液侧截止阀117连接。各根气侧连接管道114与室外回路111a的气侧截止阀118和室内回路112a的气侧截止阀118连接。也就是说,在本实施方式的制冷剂回路120中,室外回路111a的液侧端部一分为二(与室内回路112a的数量相同)后与各个室内回路112a连接,并且室外回路111a的气侧端部一分为二(与室内回路112a的数量相同)后与各个室内回路112a连接。并且,与各个室内回路112a相对应地各设置有一个室外膨胀阀124。
此外,在本实施方式的室外回路111a中并未设置过冷却热交换器127和注入管131。在各个室内回路112a中并未设置室内膨胀阀126。
本实施方式的空调装置110切换地进行作为正常运转的制冷运转和作为正常运转的制热运转、以及异常时运转。
在处于制冷运转过程中的制冷剂回路120中,在将四通换向阀122设定成第一状态的状态下进行制冷循环。在该状态下,制冷剂从压缩机121开始按照室外热交换器123、各个室外膨胀阀124及各个室内热交换器125的顺序进行循环,使室外热交换器123起冷凝器(散热器)的作用,并使室内热交换器125起蒸发器的作用。对各个室外膨胀阀124的开度进行控制,以使从室内热交换器125中流出的制冷剂的过热度(压缩机121的吸入过热度)成为规定值。在室外热交换器123中,气态制冷剂朝室外空气放热而冷凝。在各个室内热交换器125中,液态制冷剂从室内空气中吸热而蒸发,使得室内空气被冷却。
在处于制热运转过程中的制冷剂回路120中,在将四通换向阀122设定成第二状态的状态下进行制冷循环。在该状态下,制冷剂从压缩机121开始按照各个室内热交换器125、各个室外膨胀阀124及室外热交换器123的顺序进行循环,使室内热交换器125起冷凝器(散热器)的作用,并使室外热交换器123起蒸发器的作用。对各个室外膨胀阀124的开度进行控制,以使从室外热交换器123中流出的制冷剂的过热度(压缩机121的吸入过热度)成为规定值。在室外热交换器123中,液态制冷剂从室外空气中吸热而蒸发。在各个室内热交换器125中,气态制冷剂朝室内空气放热而冷凝,使得室内空气被加热。
当在上述正常运转时检漏部141检测出制冷剂泄漏的时候,就进行异常时运转。在此,对在制热运转时检漏部141检测出制冷剂泄漏的情况进行说明。
在制热运转时,当制冷剂从室内回路112a中泄漏出来之际,压力传感器135的检测值就会急剧下降。这样一来,检漏部141便检测出制冷剂泄漏。在制热运转时,与所述第一实施方式相同,由于室内回路112a处于高压状态,因而室内回路112a与室内之间的压力差会很大。为此,制冷剂的泄漏速度加快,制冷剂不能借助室内的自然换气被充分地排到室外,从而导致室内的制冷剂浓度超过界限值。
因此,在本实施方式中,当检漏部141检测出制冷剂泄漏时就进行异常时运转。在异常时运转下,制冷剂回路120中的制冷剂循环方向与制冷运转相同。也就是说,四通换向阀122被设定成第一状态。并且,与发生了制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124的开度减小。与未发生制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124被设定成全开状态。也就是说,在本实施方式的异常时运转下,仅将与发生了制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124的开度减小以对制冷剂进行减压。由此,发生了制冷剂泄漏的整个室内回路112a就都处于低压状态。其结果是制冷剂从室内回路112a中泄漏出去的泄漏速度降低。
在本实施方式的异常时运转下,也是对与发生了制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124的开度进行控制,以使该室内回路112a的压力在不低于大气压的范围内尽可能地降低。进而,使与发生了制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室内风扇116的风量降低。
如上所述,在本实施方式中,也是借助异常时运转降低室内回路112a的压力以使制冷剂的泄漏速度(kg/h)下降,由此而能够避免室内制冷剂浓度超过界限值的状态出现。
此外,当在制冷运转的过程中检漏部141检测出制冷剂泄漏时,控制部142就使四通换向阀122继续维持第一状态不变地切换到异常时运转。在该异常时运转下,与发生了制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124的开度进一步减小以使该室内回路112a的压力进一步降低,并且与未发生制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124的开度维持不变。
在本实施方式的异常时运转下,因为仅将与发生了制冷剂泄漏的室内回路112a相对应的室外膨胀阀124的开度减小,所以与将所有室外膨胀阀124的开度都减小的情况相比,能够抑制制冷循环的高压异常上升。其它作用和效果都与所述第一实施方式相同。
(发明的第三实施方式)
如图6所示,本实施方式的制冷装置是对多个利用侧空间即室内分别独立地进行制热或制冷的空气调节的空调装置1。也就是说,所述空调装置1是能够对一个室内进行加热运转即制热运转,同时对其它室内进行冷却运转即制冷运转的、所谓的冷热自主式空调装置。
所述空调装置1包括:用管道将一台室外机组20、第一~第三共三台室内机组30、40、50及第一~第三BS机组60、70、80连接而成的制冷剂回路10。BS机组60、70、80为切换机组。制冷剂回路10包括液管11、高压气管12及低压气管13。在该制冷剂回路10中使制冷剂循环以进行蒸气压缩式制冷循环。
作为制冷剂,所述制冷剂回路10单独使用了R32、R1234yf、R1234ze或R744、或者使用了包含R32、R1234yf、R1234ze或R744的混合制冷剂。所述R32为二氟甲烷(HFC-32),R1234yf为2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),R1234ze为1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze),R744为二氧化碳。
-室外机组的结构-
所述室外机组20构成热源侧机组,并且包括具有压缩机21、热源侧热交换器即室外热交换器22、室外膨胀阀23、第一三通阀24及第二三通阀25的热源侧回路即室外回路2a。
所述第一三通阀24和第二三通阀25具有第一阀口到第三阀口。所述第一三通阀24的第一阀口与压缩机21的喷出侧相连,其第二阀口与室外热交换器22的气侧相连,其第三阀口与压缩机21的吸入侧相连。所述第二三通阀25的第一阀口与压缩机21的喷出侧相连,其第二阀口经由高压气管12与各个BS机组60、70、80一侧相连,其第三阀口与低压气管13和压缩机21的吸入侧相连。
各个所述三通阀24、25构成为:能够切换地设定成第一阀口与第二阀口连通同时第三阀口被关闭的状态(图6中用实线所示的状态)、和第二阀口与第三阀口连通同时第一阀口被关闭的状态(图6中用虚线所示的状态)。各个所述三通阀24、25构成切换机构。
所述室外热交换器22包括热源侧风扇即室外风扇2F,并且该室外热交换器22的液侧与液管11连接。
-室内机组的结构-
所述第一~第三室内机组30、40、50各自包括第一~第三室内回路3a、4a、5a中相对应的室内回路,该第一~第三室内回路3a、4a、5a分别具有第一~第三室内热交换器31、41、51中相对应的室内热交换器和第一~第三室内膨胀阀32、42、52中相对应的室内膨胀阀。室内回路3a、4a、5a为利用侧回路。各个所述室内热交换器31、41、51包括利用侧风扇即室内风扇3F、4F、5F,并且该室内热交换器31、41、51的液侧与液管11连接。各个所述室内膨胀阀32、42、52设置在相对应的室内热交换器31、41、51的液侧。
各个所述室内机组30、40、50在第一~第三室内热交换器31、41、51中相对应的室内热交换器的气侧设置有检测制冷剂压力的压力传感器P1、P2、P3。
-BS机组的结构-
各个所述BS机组60、70、80分别具有从各个室内机组30、40、50中相对应的室内机组分支出来的第一分支管61、71、81和第二分支管62、72、82,并且该BS机组60、70、80与室内热交换器31、41、51的气侧连接。在各根所述第一分支管61、71、81和各根所述第二分支管62、72、82上,各设置有一个能够开关自如的电磁阀SV-1、SV-2、SV-3、…。所述第一分支管61、71、81与高压气管12连接,所述第二分支管62、72、82与低压气管13连接。
各个所述BS机组60、70、80通过打开、关闭所述电磁阀SV-1、SV-2、SV-3、…,来切换制冷剂的流路,以使和各个电磁阀SV-1、SV-2、SV-3、…相对应的室内热交换器31、41、51的气侧与压缩机21的吸入侧或喷出侧相连。
-控制器的结构-
所述空调装置1包括对上述各个三通阀24、25、各个电磁阀SV-1、SV-2、SV-3、…及压缩机21等进行控制的控制器16。向该控制器16输入压力传感器P1、P2、P3的检测信号,另一方面,在该控制器16中设置有检漏部17和控制部18。
当压力传感器P1、P2、P3的检测值每单位时间的下降量在规定值以上时,所述检漏部17就做出制冷剂已泄漏到室内的判断,由此检测出制冷剂泄漏。当检漏部17检测出制冷剂泄漏时,所述控制部18就让制冷剂在制冷剂回路10中循环,以进行使室内回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压的制冷循环。也就是说,控制部18让制冷剂循环,以便进行使室外热交换器22成为冷凝器(散热器)且使全部室内热交换器31、41、51成为蒸发器的制冷循环(异常时运转)。
-运转动作-
接着,对所述空调装置1的运转动作进行说明。该空调装置1能够根据各个三通阀24、25的设定情况及各个BS机组60、70、80中的电磁阀SV-1、SV-2、SV-3、…的开关状态进行多种运转。在下文中,以这些运转中具有代表性的运转为例加以说明。
-全部制热运转-
全部制热运转是用所有室内机组30、40、50对各个室内进行制热的运转。如图7所示,在该全部制热运转下,各个三通阀24、25被分别设定成使第一阀口与第二阀口连通的状态。在各个BS机组60、70、80中,第一电磁阀SV-1、第三电磁阀SV-3和第五电磁阀SV-5成为打开状态,第二电磁阀SV-2、第四电磁阀SV-4和第六电磁阀SV-6成为关闭状态。此外,在图7及用以说明其它运转动作的其它附图中,将处于关闭状态的电磁阀涂成黑色,而将处于打开状态的电磁阀涂成白色。
在该全部制热运转下,进行将室外热交换器22用作蒸发器并将各个室内热交换器31、41、51用作冷凝器的制冷循环。此外,在图7及用以说明其它运转动作的其它附图中,在成为冷凝器的热交换器上标上了黑点,而将成为蒸发器的热交换器涂成白色。在该制冷循环下,已从压缩机21中喷出的制冷剂在通过第二三通阀25后,在高压气管12中流动,然后分流后分别流向各个BS机组60、70、80的第一分支管61、71、81。已通过各个BS机组60、70、80的制冷剂流入与之相应的各个室内机组30、40、50。
例如,在第一室内机组30中,当制冷剂流入第一室内热交换器31时,在第一室内热交换器31中制冷剂朝室内空气放热而冷凝。其结果是,对与第一室内机组30相对应的室内进行制热。已在第一室内热交换器31中冷凝的制冷剂通过第一室内膨胀阀32。在此,根据已从第一室内热交换器31中流出的制冷剂的过冷却度对第一室内膨胀阀32的开度进行调节。在第二室内机组40和第三室内机组50中,制冷剂以与第一室内机组30相同的方式流动,并分别对相应的室内进行制热。
已从各个室内机组30、40、50中流出的制冷剂在液管11中汇合起来。该制冷剂在通过室外膨胀阀23之际被减至低压,然后流经室外热交换器22。在室外热交换器22中,制冷剂从室外空气中吸热而蒸发。已在室外热交换器22中蒸发的制冷剂在通过第一三通阀24后,被压缩机21吸入并再次压缩。
-全部制冷运转-
全部制冷运转是用所有室内机组30、40、50对各个室内进行制冷的运转。如图8所示,在该全部制冷运转下,各个三通阀24、25被分别设定成使第一阀口与第二阀口连通的状态。在各个BS机组60、70、80中,第二电磁阀SV-2、第四电磁阀SV-4及第六电磁阀SV-6成为打开状态,第一电磁阀SV-1、第三电磁阀SV-3及第五电磁阀SV-5成为关闭状态。
在该全部制冷运转下,进行将室外热交换器22用作冷凝器并将各个室内热交换器31、41、51用作蒸发器的制冷循环。具体而言,已从压缩机21中喷出的制冷剂在通过第一三通阀24后,流经室外热交换器22。也就是说,已从所述压缩机21中喷出的全部高压气态制冷剂不流入高压气管12而仅流入室外热交换器22。并且,在室外热交换器22中,制冷剂朝室外空气放热而冷凝。已在室外热交换器22中冷凝的制冷剂通过被设定成全开状态的室外膨胀阀23后流经液管11,然后分流而流入各个室内机组30、40、50。
例如,在第一室内机组30中,当制冷剂通过第一室内膨胀阀32之际被减至低压,然后流经第一室内热交换器31。在第一室内热交换器31中,制冷剂从室内空气中吸热而蒸发。其结果是,对与第一室内机组30相对应的室内进行制冷。在此,按照已从第一室内热交换器31中流出的制冷剂的过热度对所述第一室内膨胀阀32的开度进行调节。在第二室内机组40和第三室内机组50中,制冷剂以与第一室内机组30相同的方式流动,并分别对相应的室内进行制冷。已从各个室内机组30、40、50中流出的制冷剂分别在各个BS机组60、70、80的第二分支管62、72、82中流动,然后经由低压气管13汇合后被压缩机21吸入并再次压缩。
-制热/制冷同时运转-
制热/制冷同时运转是用一部分室内机组对室内进行制热,并用其它室内机组对室内进行制冷的共存运转。在制热/制冷同时运转下,室外热交换器22根据运转条件而成为蒸发器或冷凝器。在各个室内机组30、40、50中,要求制热的室内的室内热交换器成为冷凝器,另一方面,要求制冷的室内的室内热交换器成为蒸发器。在下文中,将室外热交换器22用作冷凝器,并将室内热交换器31、41、51中的至少一个用作冷凝器而将除此以外的其它室内热交换器用作蒸发器。
-第一共存运转-
第一共存运转是用第一室内机组30和第二室内机组40对室内进行制热并用第三室内机组50对室内进行制冷的运转。如图9所示,在该运转下,各个三通阀24、25被分别设定成使第一阀口与第二阀口连通的状态。在各个BS机组60、70、80中,第一电磁阀SV-1、第三电磁阀SV-3及第六电磁阀SV-6成为打开状态,第二电磁阀SV-2、第四电磁阀SV-4及第五电磁阀SV-5成为关闭状态。
在该第一共存运转下,进行将室外热交换器22、第一室内热交换器31和第二室内热交换器41用作冷凝器并将第三室内热交换器51用作蒸发器的制冷循环。具体而言,已从压缩机21中喷出的制冷剂分流而流向第一三通阀24一侧和第二三通阀25一侧。已通过第一三通阀24的制冷剂在室外热交换器22中冷凝后,通过已被调节成规定开度的室外膨胀阀23以后在液管11中流动。
另一方面,已通过第二三通阀25的制冷剂流经高压气管12后,分流而流向第一BS机组60一侧和第二BS机组70一侧。已从第一BS机组60中流出的制冷剂在第一室内热交换器31中流动。在第一室内热交换器31中,制冷剂朝室内空气放热而冷凝。其结果是,对与第一室内机组30相对应的室内进行制热。已在第一室内机组30中被用于对室内进行制热的制冷剂流向液管11。同样地,已从第二BS机组70中流出的制冷剂在第二室内机组40中被用于对室内进行制热后,流向液管11。
已在液管11中汇合的制冷剂流入第三室内机组50。该制冷剂在通过第三室内膨胀阀52之际被减至低压后,在第三室内热交换器51中流动。在第三室内热交换器51中,制冷剂从室内空气中吸热而蒸发。其结果是,对与第三室内机组50相对应的室内进行制冷。已在第三室内机组50中被用于对室内进行制冷的制冷剂在通过第三BS机组80后流经低压气管13,然后被压缩机21吸入并再次压缩。
-第二共存运转-
第二共存运转是用第一室内机组30对室内进行制热并用第二室内机组40和第三室内机组50对室内进行制冷的运转。如图10所示,在该运转下,各个三通阀24、25被分别设定成使第一阀口与第二阀口连通的状态。在各个BS机组60、70、80中,第一电磁阀SV-1、第四电磁阀SV-4及第六电磁阀SV-6成为打开状态,第二电磁阀SV-2、第三电磁阀SV-3及第五电磁阀SV-5成为关闭状态。
在该第二共存运转下,进行将室外热交换器22和第一室内热交换器31用作冷凝器并将第二室内热交换器41和第三室内热交换器51用作蒸发器的制冷循环。具体而言,已从压缩机21中喷出的制冷剂分流而流向第一三通阀24一侧和第二三通阀25一侧。已通过第一三通阀24的制冷剂在室外热交换器22中冷凝后,通过已被控制在规定开度的室外膨胀阀23后流入液管11。
另一方面,已通过第二三通阀25的制冷剂流经高压气管12后经由第一BS机组60而流入第一室内机组30。在第一室内机组30中,制冷剂在第一室内热交换器31中冷凝,从而对室内进行制热。已在第一室内机组30中被用于对室内进行制热的制冷剂流向液管11。
已在液管11中汇合的制冷剂分流而流入第二室内机组40和第三室内机组50。在第二室内机组40中,已由第二室内膨胀阀42减压的制冷剂在第二室内热交换器41中蒸发,从而对室内进行制冷。同样地,在第三室内机组50中,已由第三室内膨胀阀52减压的制冷剂在第三室内热交换器51中蒸发,从而对室内进行制冷。已在各个室内机组40、50中被用于对室内进行制冷的制冷剂分别通过第二BS机组70和第三BS机组80后,经由低压气管13汇合后被压缩机21吸入并再次压缩。此外,在图7~图10中,省略了室外风扇2F及室内风扇3F、4F、5F的图示。
-异常时运转-
当在上述正常运转时检漏部17检测出制冷剂泄漏时,就进行异常时运转。在此,对在全部制热运转时检漏部17检测出制冷剂泄漏的情况进行说明。
例如,在全部制热运转时,当在室内回路3a、4a、5a的管道上因受到腐蚀而形成孔,且发生了制冷剂泄漏之际,压力传感器P1、P2、P3的检测值就会急剧下降。这样一来,检漏部17就检测出制冷剂泄漏。在全部制热运转时,因为室内回路3a、4a、5a处于高压状态,所以例如第一室内回路3a与室内之间的压力差会很大。为此,制冷剂的泄漏速度加快,制冷剂不能借助室内的自然换气被充分地排到室外,从而导致室内的制冷剂浓度超过界限值。
因此,在本实施方式中,当检漏部17检测出制冷剂泄漏时就进行异常时运转。在异常时运转下,制冷剂回路10中的制冷剂循环方向与全部制冷运转相同。不过,各个室内膨胀阀32、42、52被设定成全开状态,并且室外膨胀阀23的开度减小。也就是说,在异常时运转下,制冷剂由室外膨胀阀23减压,使得全部室内回路3a、4a、5a整个处于低压状态。由此,室内回路3a、4a、5a中的制冷剂与室内之间的压力差减小,制冷剂从室内回路3a、4a、5a中泄漏出去的泄漏速度降低。
对所述室外膨胀阀23的开度进行控制,以使室内回路3a、4a、5a的压力在不低于大气压的范围内尽可能地降低。进而,在异常时运转下,在控制部18的控制下室内风扇3F、4F、5F的风量降低。
如第一实施方式中所述的那样,若泄漏制冷剂的孔的尺寸增大,制冷剂的泄漏速度(kg/h)亦会增快。若制冷剂的饱和温度降低,即,制冷剂的压力降低,制冷剂的泄漏速度(kg/h)亦会减慢。
因此,若进行异常时运转,就能够降低室内回路3a、4a、5a的压力以使制冷剂的泄漏速度(kg/h)下降,其结果是能够避免室内制冷剂浓度超过界限值的状态出现。
-第三实施方式的效果-
根据本实施方式的空调装置1,当发生室内制冷剂泄漏时,由于进行使室内回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压的制冷循环,因而能够尽可能地减小室内回路3a、4a、5a中的制冷剂压力与室内压力之差。为此,能够使制冷剂的泄漏速度降低。由此,能够借助室内的自然换气将制冷剂充分地排出,其结果是能够抑制室内制冷剂浓度上升。因此,室内的制冷剂浓度就不会超过规定的界限值。而且,因为可以不另外设置用以截断制冷剂流的阀,所以以低成本就能够抑制制冷剂泄漏。
根据本实施方式,当在进行制热运转的室内机组30、40和进行制冷运转的室内机组50共存的情况下检测出制冷剂泄漏时,因为处于使全部室内回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压的制冷运转状态,所以在进行制冷运转的室内机组50中仍然能够继续进行制冷运转。其结果是,能够在确保进行制冷运转的室内机组50所带来的舒适性的同时抑制制冷剂泄漏。
根据本实施方式,因为室内回路3a、4a、5a中的制冷剂压力成为在大气压以上的低压,所以室内回路3a、4a、5a中的制冷剂压力不会低于室内压力。由此,能够可靠地防止室内空气从制冷剂的泄漏部位侵入到室内回路3a、4a、5a中。
根据本实施方式,在异常时运转下,通过减小室外膨胀阀23的开度而非减小室内膨胀阀32、42、52的开度以使室内回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压,因而能够可靠地使整个室内回路3a、4a、5a都处于低压状态,由此,不管制冷剂从室内回路3a、4a、5a中的哪个部位泄漏出去,都能够可靠地抑制该制冷剂泄漏。
根据本实施方式,由于在异常时运转下使室内风扇3F、4F、5F的风量降低,因而能够使压缩机21的吸入制冷剂的过热度下降,其结果是能够使压缩机21的喷出制冷剂的温度降低。在本实施方式中,由于欲尽可能地减小室内回路3a、4a、5a中的制冷剂压力与室内压力之差以使制冷剂的泄漏速度降低,因而室内回路3a、4a、5a中的制冷剂压力就有比正常制冷运转时降低的趋势。这样一来,压缩机21的吸入制冷剂的过热度和喷出制冷剂的温度就有可能异常升高,不过根据本实施方式,能够防止该现象出现。
如图2所示,R32、R1234yf、R1234ze及R744(省略图示)具有较低的全球变暖潜能值(GWP),因而是环保型制冷剂。而且,因为R32、R1234yf及R1234ze是具有可燃性的制冷剂(微燃性制冷剂),所以因制冷剂泄漏导致燃烧事故的可能性升高。R744虽然不具有可燃性(为不燃性制冷剂),但有可能因制冷剂泄漏导致窒息事故。不过,根据本实施方式,即使使用环保型制冷剂,也能可靠地防止因制冷剂泄漏引起的燃烧事故及窒息事故。
在本实施方式中,假设即使制冷剂从室内回路3a、4a、5a以外的部分发生泄漏,制冷剂也没有泄漏到室内。因此,本实施方式的检漏部17构成为:对室内回路3a、4a、5a中的制冷剂泄漏进行检测。在本实施方式的异常时运转下,因为将室外膨胀阀23的开度减小,所以不仅各个室内回路3a、4a、5a,而且液管11等连接管道也同样处于低压状态。因此,只要使检漏部17构成为不仅对室内回路3a、4a、5a中的制冷剂泄漏进行检测,还对液管11等中的制冷剂泄漏进行检测,便也能够抑制液管11等连接管道中的制冷剂泄漏。
(发明的第四实施方式)
接着,参照附图对本发明的第四实施方式进行详细的说明。
如图11所示,在本实施方式的空调装置1中使用了两根连接管道90、91,以此来取代第三实施方式中的液管11、高压气管12和低压气管13。
具体而言,室外机组20包括压缩机21、室外热交换器22及四通切换阀92。并且,所述四通切换阀92与压缩机21的喷出侧和吸入侧连接,并且还与室外热交换器22的一端和第一主管道93连接,所述室外热交换器22的另一端与第二主管道94连接。
所述第一主管道93与第一连接管道90连接,并在该第一主管道93上设置有允许制冷剂从第一连接管道90朝第一主管道93流动的止回阀CV。所述第二主管道94与第二连接管道91连接,并在该第二主管道94上设置有允许制冷剂从第二主管道94朝第二连接管道91流动的止回阀CV。
所述第一连接管道90经由第一分支管95与第二主管道94连接,在该第一分支管95上设置有允许制冷剂从所述第一连接管道90朝第二主管道94流动的止回阀CV。所述第二连接管道91经由第二分支管96与第一主管道93连接,在该第二分支管96上设置有允许制冷剂从所述第一主管道93朝第二连接管道91流动的止回阀CV。
进而,所述第一连接管道90和第二连接管道91与切换机组97连接,该切换机组97与三个室内机组30、40、50连接。所述切换机组97包括膨胀阀等,但这并未图示出来,三个室内机组30、40、50分别对制冷剂流进行切换,以便能够进行制冷运转和制热运转。
与第三实施方式相同,所述空调装置1包括控制器16。
-运转动作-
接着,对所述空调装置1的全部制热运转、全部制冷运转、第一共存运转及第二共存运转进行说明。
在全部制热运转下,已从压缩机21中喷出的制冷剂全部经由第一主管道93、第二分支管96、第二连接管道91及切换机组97流入室内机组后冷凝。然后,制冷剂流经切换机组97、第一连接管道90、第一分支管95及第二主管道94以后,在室外热交换器22中蒸发后返回压缩机21。制冷剂反复进行该循环。
在全部制冷运转下,已从压缩机21中喷出的制冷剂全部仅流入室外热交换器22后冷凝。然后,制冷剂经由第二主管道94、第二连接管道91及切换机组97后流入室内机组,在室内热交换器中蒸发以后,经由切换机组97、第一连接管道90及第一主管道93后返回压缩机21。制冷剂反复进行该循环。
在第一共存运转下,例如,用第一室内机组30和第二室内机组40对室内进行制热,并用第三室内机组50对室内进行制冷。在该第一共存运转下,已从压缩机21中喷出的制冷剂全部从第一主管道93流经第二分支管96和第二连接管道91后,在切换机组97中分流后流入第一室内热交换器31和第二室内热交换器41而冷凝。然后,已冷凝的液态制冷剂的一部分经由切换机组97在第三室内热交换器51中蒸发,另一方面,液态制冷剂的剩余部分在切换机组97中由膨胀阀减压而成为两相制冷剂,并与已在第三室内热交换器51中蒸发的制冷剂汇合。然后,已汇合起来的低压制冷剂从切换机组97流经第一连接管道90、第一分支管95及第二主管道94后,在室外热交换器22中蒸发后返回压缩机21。制冷剂反复进行该循环。
在第二共存运转下,例如,用第一室内机组30对室内进行制热,另一方面,用第二室内机组40和第三室内机组50对室内进行制冷。在该第二共存运转下,已从压缩机21中喷出的制冷剂全部流向室外热交换器22后,一部分制冷剂冷凝而成为高压两相制冷剂。该高压两相制冷剂流经第二主管道94和第二连接管道91后,经由切换机组97在切换机组97中经分流而成为高压气态制冷剂和高压液态制冷剂,高压气态制冷剂流入第一室内热交换器31后冷凝。已分流出来的高压液态制冷剂与已在第一室内热交换器31中冷凝的液态制冷剂汇合后,流入第二室内热交换器41和第三室内热交换器51后蒸发。已蒸发的低压制冷剂经由切换机组97、第一连接管道90及第一主管道93后返回压缩机21。制冷剂反复进行该循环。
特别是,在本实施方式中,也与第三实施方式相同,当检漏部17检测出制冷剂泄漏时就进行异常时运转。并且,该异常时运转为全部制冷运转,将设置在切换机组97中的膨胀阀的开度减小,使全部室内回路3a、4a、5a整个处于低压状态,但这并未图示出来。而且,室内风扇的风量降低,但这并未图示出来。其它作用与第三实施方式相同。
-第四实施方式的效果-
根据本实施方式的空调装置1,当发生室内制冷剂泄漏时,由于进行使室内回路3a、4a、5a中的制冷剂成为低压的制冷循环,因而能够尽可能地减小室内回路3a、4a、5a中的制冷剂压力与室内压力之差。为此,能够使制冷剂的泄漏速度降低。由此,能够借助室内的自然换气将制冷剂充分地排出,其结果是能够抑制室内制冷剂浓度上升。因此,室内的制冷剂浓度就不会超过规定的界限值。而且,因为可以不另外设置用以截断制冷剂流的阀,所以以低成本就能够抑制制冷剂泄漏。其它效果与第三实施方式相同。
(其它实施方式)
也可以按照下文所述的那样对上述实施方式加以改变。
例如,在各个所述实施方式中也可以在异常时运转时不使室内风扇116的风量降低,而在所述第一实施方式中也可以在异常时运转时不进行向吸入管道101b注入制冷剂的动作。
在各个所述实施方式中使用的制冷剂当然不局限于上述种类的制冷剂。
虽然在所述第一实施方式的异常时运转下,是通过减小室外膨胀阀124的开度而使整个室内回路112a处于低压状态的,不过也可以进行下述动作。例如,也可以是这样的,即:当在室内回路112a中制冷剂的泄漏部位位于比室内膨胀阀126更靠气侧截止阀118一侧时,就将室外膨胀阀124及未发生制冷剂泄漏的室内回路112a的室内膨胀阀126设定成全开状态,仅将发生了制冷剂泄漏的室内回路112a的室内膨胀阀126的开度减小。在该情况下,在发生了制冷剂泄漏的室内回路112a中,因为从室内膨胀阀126到气侧截止阀118为止的部分都处于低压状态,所以能够可靠地使制冷剂的泄漏速度降低。
虽然在所述第一实施方式中,注入管131与吸入管道101b连接,不过也可以将注入管131连接成与压缩机121的中压室连通。在该情况下,也能够使压缩机121的喷出制冷剂的温度下降。
虽然将所述第三实施方式和第四实施方式中的室内机组30、40、50设定为三台,不过并不局限于此。
-产业实用性-
综上所述,本发明对于包括让制冷剂循环以进行制冷循环的制冷剂回路的制冷装置是很有用的。
-符号说明-
1 空调装置(制冷装置)
2a 室外回路(热源侧回路)
10 制冷剂回路
17 检漏部
18 控制部
20 室外机组(热源侧机组)
21 压缩机
22 室外热交换器(热源侧热交换器)
23 室外膨胀阀
30、40、50 室内机组(利用侧机组)
31、41、51 室内热交换器(利用侧热交换器)
3a、4a、5a 室内回路(利用侧回路)
3F、4F、5F 室内风扇(利用侧风扇)
110 空调装置(制冷装置)
111a 室外回路(热源侧回路)
112a 室内回路(利用侧回路)
116 室内风扇(利用侧风扇)
120 制冷剂回路
121 压缩机
123 室外热交换器(热源侧热交换器)
124 室外膨胀阀(膨胀阀)
125 室内热交换器(利用侧热交换器)
131 注入管
132 注入阀(减压机构)
141 检漏部
142 控制部

Claims (14)

1.一种制冷装置,其包括制冷剂回路(120),该制冷剂回路(120)包括具有压缩机(121)、热源侧热交换器(123)及膨胀阀(124)的热源侧回路(111a)、以及具有利用侧热交换器(125)的利用侧回路(112a),在该制冷剂回路(120)中使制冷剂可逆地循环以进行制冷循环,另一方面,所述利用侧回路(112a)的气侧端总是与所述压缩机(121)连通,其特征在于:
所述制冷装置包括:
检漏部(141),其对制冷剂从所述利用侧回路(112a)中泄漏出来的情况进行检测,以及
控制部(142),当所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,该控制部(142)就让制冷剂在所述制冷剂回路(120)中循环,以进行使所述利用侧回路(112a)中的制冷剂成为低压的制冷循环。
2.根据权利要求1所述的制冷装置,其特征在于:
当所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(142)就让制冷剂在所述制冷剂回路(120)中循环,以进行使所述利用侧回路(112a)中的制冷剂成为大气压以上的低压的制冷循环。
3.根据权利要求1或2所述的制冷装置,其特征在于:
在所述制冷剂回路(120)中,多个所述利用侧回路(112a)彼此并联,
在所述热源侧回路(111a)中具有一个所述膨胀阀(124),该膨胀阀(124)与各个所述利用侧回路(112a)的液侧端连接,
所述控制部(142)通过将所述热源侧回路(111a)中的所述膨胀阀(124)的开度减小,而使得各个所述利用侧回路(112a)中的制冷剂成为低压。
4.根据权利要求1或2所述的制冷装置,其特征在于:
在所述制冷剂回路(120)中设置有多个所述利用侧回路(112a),
所述热源侧回路(111a)的液侧端部分支后与各个所述利用侧回路(112a)的液侧端连接,该热源侧回路(111a)的气侧端部分支后与各个所述利用侧回路(112a)的气侧端连接,
在构成所述热源侧回路(111a)的液侧端部的多根管道(1f)上,各设置有一个所述膨胀阀(124),
所述控制部(142)通过将与已由所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏的所述利用侧回路(112a)相对应的所述膨胀阀(124)的开度减小,而使得已由所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏的所述利用侧回路(112a)中的制冷剂成为低压。
5.根据权利要求3所述的制冷装置,其特征在于:
所述制冷剂回路(120)包括注入管(131),该注入管(131)具有制冷剂的减压机构(132),并将进行循环的制冷剂的一部分引入所述压缩机(121)的吸入侧或所述压缩机(121)的中压室,
当所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(142)就使所述注入管(131)中的制冷剂的流量增加。
6.根据权利要求4所述的制冷装置,其特征在于:
所述制冷剂回路(120)包括注入管(131),该注入管(131)具有制冷剂的减压机构(132),并将进行循环的制冷剂的一部分引入所述压缩机(121)的吸入侧或所述压缩机(121)的中压室,
当所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(142)就使所述注入管(131)中的制冷剂的流量增加。
7.根据权利要求3所述的制冷装置,其特征在于:
所述制冷装置包括将与制冷剂进行热交换的空气供向所述利用侧热交换器(125)的利用侧风扇(116),
当所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(142)就使所述利用侧风扇(116)的风量降低。
8.根据权利要求4所述的制冷装置,其特征在于:
所述制冷装置包括将与制冷剂进行热交换的空气供向所述利用侧热交换器(125)的利用侧风扇(116),
当所述检漏部(141)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(142)就使所述利用侧风扇(116)的风量降低。
9.根据权利要求1或2所述的制冷装置,其特征在于:
在所述制冷剂回路(10、120)中,单独使用R32、R1234yf、R1234ze或R744、或者使用包含R32、R1234yf、R1234ze或R744的混合制冷剂以作为制冷剂。
10.一种制冷装置,其包括制冷剂回路(10),该制冷剂回路(10)包括具有压缩机(21)和热源侧热交换器(22)的热源侧回路(2a)、以及具有对利用侧空间的空气进行调节的利用侧热交换器(31、41、51)的多个利用侧回路(3a、4a、5a),该制冷剂回路(10)构成为:使各个所述利用侧热交换器(31、41、51)各自独立地进行冷却运转和加热运转,并且当所有的所述利用侧热交换器(31、41、51)进行冷却运转之际,所述压缩机(21)所喷出的高压气态制冷剂全部流入热源侧热交换器(22),其特征在于:
所述制冷装置包括:
检漏部(17),其对制冷剂从所述制冷剂回路(10)泄漏到利用侧空间的情况进行检测,以及
控制部(18),当该检漏部(17)检测出制冷剂泄漏时,该控制部(18)就让制冷剂在所述制冷剂回路(10)中循环,以进行使所述利用侧回路(3a、4a、5a)中的制冷剂成为低压的制冷循环。
11.根据权利要求10所述的制冷装置,其特征在于:
当所述检漏部(17)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(18)就让制冷剂在所述制冷剂回路(10)中循环,以进行使所述利用侧回路(3a、4a、5a)中的制冷剂成为大气压以上的低压的制冷循环。
12.根据权利要求10或11所述的制冷装置,其特征在于:
所述控制部(18)通过将用以让制冷剂在所述热源侧热交换器(22)中蒸发的膨胀阀(23)的开度减小,而使得各个所述利用侧回路(3a、4a、5a)中的制冷剂成为低压。
13.根据权利要求12所述的制冷装置,其特征在于:
所述制冷装置包括将与制冷剂进行热交换的空气供向所述利用侧热交换器(31、41、51)的利用侧风扇(3F、4F、5F),
当所述检漏部(17)检测出制冷剂泄漏时,所述控制部(18)就使所述利用侧风扇(3F、4F、5F)的风量降低。
14.根据权利要求10或11所述的制冷装置,其特征在于:
在所述制冷剂回路(10、120)中,单独使用R32、R1234yf、R1234ze或R744、或者使用包含R32、R1234yf、R1234ze或R744的混合制冷剂以作为制冷剂。
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