CN104823002A - 空气调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空气调节装置,在从停止运转模式起开始制冷运转模式的情况下,使有开始指令的室内单元的送风机运转,在从停止运转模式起开始制热运转模式的情况下,热介质的温度达到预先设定的温度以上后,使有开始指令的室内单元的送风机运转。

Description

空气调节装置
技术领域
本发明涉及适用于例如大楼用多联式空调机组等的空气调节装置。
背景技术
以往,在大楼用多联式空调机组等空气调节装置中,使制冷剂在例如作为配置在建筑物外的热源机的室外单元和配置在建筑物的室内的室内单元之间循环。然后,制冷剂放热或吸热,利用被加热或冷却了的空气来进行空调对象空间的制冷或制热。作为使用于这样的空气调节装置的制冷剂,往往使用例如HFC(氢氟烃)类制冷剂。另外,也提出了使用二氧化碳(CO2)等自然制冷剂的装置。
另外,在被称为冷机的空气调节装置中,由配置在建筑物外的热源机生成冷能或热能。然后,由配置在室外机内的热交换器对水、防冻液等进行加热、冷却,将其输送到作为室内单元的风机盘管机组、板式散热器等而进行制冷或制热(例如,参照专利文献1)。
另外,也有被称为废热回收型冷机的如下的空气调节装置:在热源机和室内单元之间连接四根水配管,同时供给冷却、加热了的水等,能够在室内单元自由地选择制冷或制热(例如,参照专利文献2)。
另外,也有如下的空气调节装置:将一次制冷剂和二次制冷剂的热交换器配置在各室内单元的附近,构成为向室内单元输送二次制冷剂(例如,参照专利文献3)。
另外,也有如下的空气调节装置:由两根配管连接室外机和具有热交换器的分支单元之间,构成为向室内单元输送二次制冷剂(例如,参照专利文献4)。
另外,在大楼用多联式空调机组等空气调节装置中,存在如下的空气调节装置:使制冷剂从室外机循环到中继器,使水等热介质从中继器循环到室内单元,由此使水等热介质循环到室内单元,并且,减小热介质的输送动力(例如,参照专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-140444号公报(第4页,图1等)
专利文献2:日本特开平5-280818号公报(第4、5页,图1等)
专利文献3:日本特开2001-289465号公报(第5~8页,图1、图2等)
专利文献4:日本特开2003-343936号公报(第5页,图1)
专利文献5:WO10/049998号公报(第3页,图1等)
发明内容
发明要解决的课题
在以往的大楼用多联式空调机组等空气调节装置中,由于使制冷剂循环到室内单元,所以存在制冷剂泄露到室内等的可能性。另一方面,在专利文献1和专利文献2所记载的那样的空气调节装置中,制冷剂不会通过室内单元。但是,在专利文献1和专利文献2所记载的那样的空气调节装置中,需要在建筑物外的热源机中对热介质进行加热或冷却并输送到室内单元侧。因此,热介质的循环路径变长。在此,在想要利用热介质来输送用于进行规定的加热或者冷却的做功的热时,由输送动力等而造成的能量的消耗量变得比制冷剂高。因此,在循环路径变长时,输送动力变得非常大。由此可知,在空气调节装置中,只要能够顺利地控制热介质的循环就能够实现节能化。
在如专利文献2所记载的那样的空气调节装置中,为了能够对每个室内单元选择制冷或制热,必须从室外侧到室内连接四根配管,导致施工性差。在专利文献3所记载的空气调节装置中,由于需要使室内单元个别地具有泵等二次媒介循环机构,所以不仅系统昂贵,噪音也大,并不实用。此外,由于热交换器位于室内单元的附近,所以制冷剂可能会在接近室内的位置泄露。
在如专利文献4所记载的那样的空气调节装置中,由于热交换后的一次制冷剂与热交换前的一次制冷剂流入相同的流路,所以在连接了多个室内单元的情况下,各室内单元无法发挥最大能力,成为了能量浪费的结构。另外,由于分支单元和延长配管的连接是由制冷两根、制热两根的合计四根配管完成的,所以结果形成为与室外机和分支单元由四根配管连接的系统类似的结构,成为施工性差的系统。
在如专利文献5所记载的那样的空气调节装置中,虽然在采用单一制冷剂或近共沸制冷剂作为制冷剂的情况下没有问题,但在采用非共沸混合制冷剂作为制冷剂的情况下,存在如下的可能性:将制冷剂-热介质间热交换器作为蒸发器使用时,由于制冷剂的饱和液态温度和饱和气态温度的温度梯度而使热介质冻结,制冷剂和热介质的热交换性能下降。
另外,在以往的大楼用多联式空调机组等空气调节装置中,由于使制冷剂循环到室内机,所以在被连接的室内机从停止时将要实施制冷运转或制热运转时,在停止的室内机以及被连接的配管中有时存在制冷剂。在此情况下,室外机侧的制冷剂量不足,难以使制冷剂循环,相应地,到生成制热运转用或者制冷运转用的预先设定的温度的制冷剂为止所需要的时间变长。由此,从用户进行操作以进行制冷运转、制热运转,到从室内机供给预先设定的温度的空气为止所需要的时间变长,可能会损害用户的舒适性。
本发明是为了解决如上所述的课题而作成的,其目的在于提供一种空气调节装置,其可避免损害用户的舒适性,并且,能将缩短制冷运转起动时以及制热运转起动时的等待时间。
用于解决课题的手段
本发明的空气调节装置具有:制冷剂循环回路,由制冷剂配管连接压缩机、热源侧热交换器、多个节流装置、多个热介质间热交换器的制冷剂侧流路而使热源侧制冷剂循环;热介质循环回路,由热介质输送配管连接泵、多个利用侧热交换器、多个热介质间热交换器的热介质侧流路而使热介质循环;以及与各利用侧热交换器对应的送风机;在热介质间热交换器中热源侧制冷剂和热介质进行热交换;其中,该空气调节装置具备:制冷运转模式,利用由热介质间热交换器冷却了的热介质,多个利用侧热交换器之中的至少一台实施制冷运转;制热运转模式,利用由热介质间热交换器加热了的热介质,多个利用侧热交换器之中的至少一台实施制热运转;和停止运转模式,压缩机、泵、各利用侧热交换器和各送风机停止;在从停止运转模式起开始制冷运转模式的情况下,使有开始指令的室内单元的送风机运转,在从停止运转模式起开始制热运转模式的情况下,热介质的温度达到预先设定的温度以上后,使有开始指令的室内单元的送风机运转。
发明的效果
根据本发明的空气调节装置,由于具有上述结构,所以能够避免损害用户的舒适性并且缩短制冷运转起动时和制热运转起动时的等待时间。
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个例子的概略回路结构图。
图3是表示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4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流动的制冷剂回路图。
图5是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制冷制热混合运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图6是室内单元的任一个从停止运转模式起开始制冷运转的情况下的运转状态的说明图。
图7是室内单元的任一个从停止运转模式起开始制热运转的情况的说明图。
具体实施方式
下面,根据附图,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。根据图1,说明空气调节装置的设置例。该空气调节装置通过利用使制冷剂(热源侧制冷剂、热介质)循环的制冷循环(制冷剂循环回路A、热介质循环回路B),能够使各室内单元自由地选择制冷模式或者制热模式作为运转模式。在图1中,概略性地示出了连接了多台室内单元3的空气调节装置的整体。此外,在包括图1在内的以下的附图中,有时各构成构件的大小的关系与实际情况不同。
在图1中,本实施方式的空气调节装置具有:室外单元(热源机)1;多台室内单元3;以及夹设于室外单元1和室内单元3之间的一台中继单元2。中继单元2利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换。室外单元1和中继单元2由导通热源侧制冷剂的制冷剂配管4连接。中继单元2和室内单元3由导通热介质的配管(热介质输送配管)5连接。而且,由室外单元1生成的冷能或者热能经由中继单元2配送到室内单元3。
室外单元1通常配置在作为大楼等建筑物9外部的空间(例如,屋顶等)的室外空间6,经由中继单元2向室内单元3供给冷能或热能。室内单元3配置在能够向作为建筑物9的内部的空间(例如,起居室等)的室内空间7供给制冷用空气或者制热用空气的位置,向作为空调对象空间的室内空间7供给制冷用空气或者制热用空气。中继单元2作为与室外单元1和室内单元3不同的壳体,构成为能够设置在与室外空间6和室内空间7不同的位置,与室外单元1和室内单元3分别由制冷剂配管4和配管5连接,将从室外单元1供给的冷能或者热能传递到室内单元3。
简单地说明本发明的实施方式的空气调节装置的动作。
热源侧制冷剂通过制冷剂配管4从室外单元1输送到中继单元2。被输送的热源侧制冷剂通过中继单元2内的热介质间热交换器(后述的热介质间热交换器25)与热介质进行热交换,加热或冷却热介质。也就是说,由热介质间热交换器制出热水或冷水。由中继单元2制成的热水或冷水由热介质输送装置(后述的泵31),通过配管5向室内单元3输送,供室内单元3对室内空间7进行制热运转(只要是需要热水的运转状态即可)或制冷运转(只要是需要冷水的运转状态即可)使用。
作为热源侧制冷剂,能够采用例如R-22、R-134a等单一制冷剂,R-410A、R-404A等伪共沸混合制冷剂,R-407C等非共沸混合制冷剂,化学式内含有双键的CF3CF=CH2等地球变暖系数被认为是比较小的值的制冷剂、其混合物,或者CO2、丙烷等自然制冷剂。
另一方面,作为热介质,能够采用例如水、防冻液、水和防冻液的混合液、水和防腐蚀效果好的添加剂的混合液等。
如图1所示,在本实施方式的空气调节装置中,使用两根制冷剂配管4连接室外单元1和中继单元2,使用两根配管5连接中继单元2和各室内单元3。这样,在本实施方式的空气调节装置中,通过使用两根配管(制冷剂配管4、配管5)连接各单元(室外单元1、室内单元3和中继单元2),施工变得容易。
此外,在图1中,举例示出了中继单元2设置在虽然是建筑物9的内部但不同于室内空间7的空间即天花板背面等空间(以下仅称为空间8)的状态。因此,中继单元2除了天花板背面以外,除了居住空间以外,只要是与室外进行一些通气的空间,就可以设置在任何地方,也能够在例如有电梯等的共用空间中设置在与室外进行通气的空间等处。另外,中继单元2也能够设置在室外单元1的附近。但是,若从中继单元2到室内单元3的距离过长,则热介质的输送动力变得相当大,因此需要留意节能化的效果会减弱。
在图1中,举例示出了室外单元1设置在室外空间6的情况,但并不限定于此。例如,室外单元1也可以设置在带有换气口的机械室等被包围的空间,只要是能够由排气管道将废热排出到建筑物9之外,也可以设置在建筑物9的内部,或者,在使用水冷式的室外单元1的情况下也可以设置在建筑物9的内部。即使在这样的位置设置室外单元1,也不会发生特别的问题。
在图1中,举例示出了室内单元3是吸顶式的情况,但并不限定于此,也可以是嵌入型、悬吊式等,只要是使制热用空气或者制冷用空气直接或通过管道等吹出到室内空间7,就可以采用任何种类。
并且,室外单元1、室内单元3和中继单元2的连接台数并不限定于图1图示的台数,而是与设置了本实施方式的空气调节装置的建筑物9对应地确定台数即可。
在相对于一台室外单元连接多台中继单元2的情况下,能够将该多台中继单元2散布地设置在大楼等建筑物中的共用空间或天花板背面等空间。由此,能够由各中继单元2内的热介质间热交换器供给空调负荷。另外,能够将室内单元3设置在各中继单元2内的热介质输送装置的输送容许范围内的距离或高度,能够实现相对于大楼等建筑物整体的配置。
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)的回路结构的一个例子的概略回路结构图。根据图2,详细地说明空气调节装置100的结构、也就是说明构成了制冷剂回路的各执行元件的作用。如图2所示,室外单元1和中继单元2经由设置于中继单元2的热介质间热交换器(制冷剂-水热交换器)25a及热介质间热交换器(制冷剂-水热交换器)25b由制冷剂配管4连接。另外,中继单元2和室内单元3经由热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b由配管5连接。此外,关于制冷剂配管4及配管5会在后段详述。
[室外单元1]
压缩机10、四通阀等第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12和储液器19由制冷剂配管4串联地连接而搭载于室外单元1。另外,在室外单元1,设置有制冷剂用连接配管4a、制冷剂用连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c以及止回阀13d。通过设置制冷剂用连接配管4a、制冷剂用连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c以及止回阀13d,无论室内单元3要求的运转如何,都能够使流入中继单元2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,将该热源侧制冷剂压缩而变成高温、高压的状态并输送到制冷剂循环回路A,可由例如能够控制容量的变频压缩机等构成。第一制冷剂流路切换装置11对制热运转时(全制热运转模式时和制热主体运转模式时)的热源侧制冷剂的流动和制冷运转时(全制冷运转模式时和制冷主体运转模式时)的热源侧制冷剂的流动进行切换。
热源侧热交换器12在制热运转时作为蒸发器发挥作用,在制冷运转时作为冷凝器(或散热器)发挥作用,在从图示省略的风扇等送风机供给的空气等流体和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。储液器19设置在压缩机10的吸入侧,储存由制热运转时和制冷运转时的差异而产生的剩余制冷剂、或由过渡性运转的变化而产生的剩余制冷剂。
止回阀13c设置在中继单元2和第一制冷剂流路切换装置11之间的制冷剂配管4,仅在规定的方向(从中继单元2向室外单元1的方向)容许热源侧制冷剂的流动。止回阀13a设置在热源侧热交换器12和中继单元2之间的制冷剂配管4,仅在规定的方向(从室外单元1向中继单元2的方向)容许热源侧制冷剂的流动。止回阀13d设置在制冷剂用连接配管4a,在制热运转时使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流通到中继单元2。止回阀13b设置在制冷剂用连接配管4b,在制热运转时使从中继单元2返回来的热源侧制冷剂流通到压缩机10的吸入侧。
制冷剂用连接配管4a在室外单元1内,对第一制冷剂流路切换装置11和止回阀13c之间的制冷剂配管4与止回阀13a和中继单元2之间的制冷剂配管4进行连接。制冷剂用连接配管4b在室外单元1内,对止回阀13c和中继单元2之间的制冷剂配管4与热源侧热交换器12和止回阀13a之间的制冷剂配管4进行连接。此外,在图2中,举例示出了设置了制冷剂用连接配管4a、制冷剂用连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c以及止回阀13d的情况,但并不限定于此,不一定必须设置这些构件。
[室内单元3]
在室内单元3分别搭载了利用侧热交换器35。该利用侧热交换器35通过配管5连接到中继单元2的热介质流量调节装置34和第二热介质流路切换装置33。该利用侧热交换器35在从图示省略的风扇等送风机供给的空气和热介质之间进行热交换,生成用于供给到室内空间7的制热用空气或者制冷用空气。
在该图2中,举例示出了4台室内单元3连接到中继单元2的情况,从纸面上侧起图示了室内单元3a、室内单元3b、室内单元3c、室内单元3d。另外,与室内单元3a~室内单元3d对应地,利用侧热交换器35也从纸面上侧起示出了利用侧热交换器35a、利用侧热交换器35b、利用侧热交换器35c、利用侧热交换器35d。此外,与图1同样地,室内单元3的连接台数并不限定于图2所示的4台。
[中继单元2]
在中继单元2搭载有至少两个以上的热介质间热交换器25、两个节流装置26、两个开闭装置(开闭装置27、开闭装置29)、两个第二制冷剂流路切换装置28、两个泵31、四个第一热介质流路切换装置32、四个第二热介质流路切换装置33和四个热介质流量调节装置34。
两个热介质间热交换器25(热介质间热交换器25a、热介质间热交换器25b)在相对于进行制热运转的室内单元3供给热能时作为冷凝器(散热器)发挥作用,在相对于进行制冷运转的室内单元3供给冷能时作为蒸发器发挥作用,利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换,将由室外单元1生成并储存于热源侧制冷剂的冷能或热能传递到热介质。热介质间热交换器25a设置在制冷剂循环回路A中的节流装置26a和第二制冷剂流路切换装置28a之间,在制冷制热混合运转模式时供热介质的冷却用。另外,热介质间热交换器25b设置在制冷剂循环回路A中的节流装置26b和第二制冷剂流路切换装置28b之间,在制冷制热混合运转模式时供热介质的加热用。
两个节流装置26(节流装置26a、节流装置26b)具有作为减压阀、膨胀阀的功能,将热源侧制冷剂减压而使其膨胀。节流装置26a设置在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中热介质间热交换器25a的上游侧。节流装置26b设置在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中热介质间热交换器25b的上游侧。两个节流装置26是能够控制开度可变的构件,可以由例如电子式膨胀阀等构成。
两个开闭装置(开闭装置27、开闭装置29)由能够通过通电来进行开闭动作的电磁阀等构成,对制冷剂配管4进行开闭。也就是说,两个开闭装置根据运转模式控制开闭,切换热源侧制冷剂的流路。开闭装置27设置在热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4(连接室外单元1和中继单元2的制冷剂配管4之中位于纸面最下段的制冷剂配管4)。开闭装置29设置在连接了热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4和出口侧的制冷剂配管4的配管(旁通管20)。此外,开闭装置27、开闭装置29只要是能够切换制冷剂流路的构件即可,也可以使用例如电子式膨胀阀等能够可变地控制开度的构件。
两个第二制冷剂流路切换装置28(第二制冷剂流路切换装置28a、第二制冷剂流路切换装置28b)由例如四通阀等构成,切换热源侧制冷剂的流动,以使热介质间热交换器25根据运转模式来作为冷凝器或蒸发器发挥作用。第二制冷剂流路切换装置28a设置在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中热介质间热交换器25a的下游侧。第二制冷剂流路切换装置28b设置在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中热介质间热交换器25b的下游侧。
两个泵31(泵31a、泵31b)使在配管5导通的热介质在热介质循环回路B中循环。泵31a设置于热介质间热交换器25a和第二热介质流路切换装置33之间的配管5。泵31b设置于热介质间热交换器25b和第二热介质流路切换装置33之间的配管5。两个泵31可以由例如能够控制容量的泵等构成,能够根据室内单元3的负荷的大小来调节其流量。
四个第一热介质流路切换装置32(第一热介质流路切换装置32a~第一热介质流路切换装置32d)由三通阀等构成,在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b之间切换热介质的流路。第一热介质流路切换装置32设置有与室内单元3的设置台数对应的个数(在此为四个)。第一热介质流路切换装置32的三方之中的一个连接到热介质间热交换器25a,三方之中的一个连接到热介质间热交换器25b,三方之中的一个连接到热介质流量调节装置34,设置在利用侧热交换器35的热介质流路的出口侧。此外,与室内单元3对应,从纸面上侧起图示了第一热介质流路切换装置32a、第一热介质流路切换装置32b、第一热介质流路切换装置32c、第一热介质流路切换装置32d。另外,热介质流路的切换不仅包括从一方向另一方的完全的切换,也包括从一方向另一方的部分的切换。
四个第二热介质流路切换装置33(第二热介质流路切换装置33a~第二热介质流路切换装置33d)由三通阀等构成,在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b之间切换热介质的流路。第二热介质流路切换装置33设置有与室内单元3的设置台数对应的个数(在此为四个)。第二热介质流路切换装置33的三方之中的一个连接到热介质间热交换器25a,三方之中的一个连接到热介质间热交换器25b,三方之中的一个连接到利用侧热交换器35,设置在利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧。此外,与室内单元3对应,从纸面上侧起图示了第二热介质流路切换装置33a、第二热介质流路切换装置33b、第二热介质流路切换装置33c、第二热介质流路切换装置33d。另外,热介质流路的切换不仅包括从一方向另一方的完全的切换,也包括从一方向另一方的部分的切换。
四个热介质流量调节装置34(热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d)由能够控制开口面积的二通阀等构成,控制流动到配管5的热介质的流量。热介质流量调节装置34设置为与室内单元3的设置台数对应的个数(在此为四个)。热介质流量调节装置34的一方连接到利用侧热交换器35,另一方连接到第一热介质流路切换装置32,设置在利用侧热交换器35的热介质流路的出口侧。即,热介质流量调节装置34根据向室内单元3流入的热介质的温度和流出的热介质的温度来调节向室内单元3流入的热介质的量,能够向室内单元3提供与室内负荷对应的最佳的热介质量。
此外,与室内单元3对应,从纸面上侧起图示了热介质流量调节装置34a、热介质流量调节装置34b、热介质流量调节装置34c、热介质流量调节装置34d。另外,也可以将热介质流量调节装置34设置在利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧。并且,也可以将热介质流量调节装置34设置在利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧的、第二热介质流路切换装置33和利用侧热交换器35之间。并且,在室内单元3中,在停止、温度传感器关闭等不需要负荷时,通过使热介质流量调节装置34为全闭,能够停止向室内单元3的热介质供给。
此外,在第一热介质流路切换装置32或第二热介质流路切换装置33中,若使用附加了热介质流量调节装置34的功能的构件,则也能够省略热介质流量调节装置34。
另外,在中继单元2设置有温度传感器40(温度传感器40a、温度传感器40b),该温度传感器用于检测在热介质间热交换器25的出口侧的热介质的温度。由温度传感器40检测出的信息(温度信息)会被发送到统括控制空气调节装置100的动作的控制装置50,被利用于压缩机10的驱动频率、图示省略的送风机的转速、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵31的驱动频率、第二制冷剂流路切换装置28的切换、热介质的流路的切换、室内单元3的热介质流量的调节等控制。此外,举例示出了控制装置50设置在室外单元1、中继单元2和室内单元3的外部的状态,但并不限定于此,也可以能够通信地搭载于室外单元1、中继单元2或室内单元3、或者各单元。
另外,控制装置50由微型计算机等构成,根据由各种检测装置检测出的检测信息和来自遥控的指示,对各执行元件(泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33、节流装置26、第二制冷剂流路切换装置28等驱动元件)进行控制,例如对压缩机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31的驱动、节流装置26的开度、开闭装置的开闭、第二制冷剂流路切换装置28的切换、第一热介质流路切换装置32的切换、第二热介质流路切换装置33的切换、以及热介质流量调节装置34的驱动等进行控制,以实施后述的各运转模式的执行和向热介质蓄热槽的热介质流路的切换。
导通热介质的配管5由连接到热介质间热交换器25a的部分和连接到热介质间热交换器25b的部分构成。配管5与连接到中继单元2的室内单元3的台数对应地分支(在此为各4分支)。而且,配管5由第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33连接。通过控制第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33,决定是使来自热介质间热交换器25a的热介质流入到利用侧热交换器35、还是使来自热介质间热交换器25b的热介质流入到利用侧热交换器35。
而且,在空气调节装置100中,由制冷剂配管4连接压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、开闭装置27、开闭装置29、第二制冷剂流路切换装置28、热介质间热交换器25的制冷剂流路、节流装置26以及储液器19而构成了制冷剂循环回路A。另外,由配管5连接热介质间热交换器25的热介质流路、泵31、第一热介质流路切换装置32、热介质流量调节装置34、利用侧热交换器35以及第二热介质流路切换装置33而构成了热介质循环回路B。也就是说,在各个热介质间热交换器25分别并联地连接多台利用侧热交换器35,使热介质循环回路B为多个系统。
由此,在空气调节装置100中,室外单元1和中继单元2经由设置于中继单元2的热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b连接,中继单元2和室内单元3也经由热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b连接。即,在空气调节装置100中,在制冷剂循环回路A循环的热源侧制冷剂和在热介质循环回路B循环的热介质在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b进行热交换。通过采用这样的结构,空气调节装置100能够实现与室内负荷对应的最佳的制冷运转或制热运转。
[运转模式]
说明空气调节装置100所执行的各运转模式。该空气调节装置100能够根据来自各室内单元3的指示,在该室内单元3进行制冷运转或者制热运转。也就是说,空气调节装置100能够在全部室内单元3进行同一运转,并且能够在各个室内单元3进行不同的运转。
空气调节装置100所执行的运转模式有:所有驱动的室内单元3执行制冷运转的全制冷运转模式;所有驱动的室内单元3执行制热运转的全制热运转模式;制冷制热混合运转模式之中制冷负荷比制热负荷大的制冷主体运转模式;以及制冷制热混合运转模式之中制热负荷比制冷负荷大的制热主体运转模式。
并且,还有室外单元1、中继单元2、室内单元3这所有的设备的动作停止,不进行制冷运转模式、制热运转模式的停止运转模式。除了以下说明的各运转模式中的热源侧制冷剂和热介质的流动之外,对于在室内单元的运转模式从停止运转模式变更为制冷运转模式或制热运转模式的情况、在上述运转模式之中全制冷运转模式和全制热运转模式的从一方切换到另一方的运转模式时的过渡时的运转,也说明热源侧制冷剂和热介质的流动。
[全制热运转模式]
图3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3中,以利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d全部产生热能负荷的情况为例说明全制热运转模式。此外,在图3中,粗线所示的配管表示热源侧制冷剂流动的配管。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所示的全制热运转模式的情况下,在室外单元1中,将第一制冷剂流路切换装置11切换成使从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12就向中继单元2流入。在中继单元2中,使泵31a和泵31b驱动,打开热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d,使热介质在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b的每一个与利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d之间循环。另外,第二制冷剂流路切换装置28a和第二制冷剂流路切换装置28b被切换到制热侧,开闭装置27变成闭,开闭装置29变成开。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,变成高温、高压的气态制冷剂排出。从压缩机10排出的高温、高压的气态制冷剂通过第一制冷剂流路切换装置11,在制冷剂用连接配管4a导通,通过止回阀13d,从室外单元1流出。从室外单元1流出了的高温、高压的气态制冷剂通过制冷剂配管4流入中继单元2。流入中继单元2的高温、高压的气态制冷剂被分支而通过第二制冷剂流路切换装置28a和第二制冷剂流路切换装置28b,流入到各个热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b。
流入热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b的高温、高压的气态制冷剂向在热介质循环回路B循环的热介质放热,并且冷凝液化,变成高压的液态制冷剂。从热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b流出了的液态制冷剂在节流装置26a和节流装置26b膨胀,变成低温、低压的二相制冷剂。这些二相制冷剂在合流了之后,通过开闭装置29,从中继单元2流出,通过制冷剂配管4再次向室外单元1流入。流入了室外单元1的制冷剂在制冷剂用连接配管4b导通,通过止回阀13b而流入到作为蒸发器发挥作用的热源侧热交换器12。
然后,流入到热源侧热交换器12的热源侧制冷剂,在热源侧热交换器12从室外空间6的空气(以下,称为外部气体)吸热而变成低温、低压的气态制冷剂。从热源侧热交换器12流出了的低温、低压的气态制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19再次被吸入压缩机10。
此时,节流装置26被控制开度,以使过冷(过冷却度)恒定,该过冷是作为在热介质间热交换器25和节流装置26之间流动的热源侧制冷剂的压力换算成了饱和温度的值与热介质间热交换器25的出口侧的温度的差而得到的。此外,在能够测定热介质间热交换器25的中间位置的温度的情况下,也可以使用在该中间位置的温度来代替换算得到的饱和温度。在此情况下,不用设置压力传感器,能够低价地构成系统。
下面,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在全制热运转模式中,在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b这双方,热源侧制冷剂的热能被传递到热介质,被加热的热介质在泵31a和泵31b的作用下在配管5内流动。由泵31a和泵31b加压而流出了的热介质经由第二热介质流路切换装置33a~第二热介质流路切换装置33d,流入利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d。然后,热介质在利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d向室内空气放热,从而进行室内空间7的制热。
然后,热介质从利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d流出而流入热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d。此时,在热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d的作用下,热介质的流量被控制成供给室内需要的空调负荷所必需的流量而流入利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d。从热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d流出了的热介质通过第一热介质流路切换装置32a~第一热介质流路切换装置32d,向热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b流入,从制冷剂侧吸收与通过室内单元3向室内空间7供给的量相应的热量,再次被吸入泵31a和泵31b。
此外,在利用侧热交换器35的配管5内,热介质在从第二热介质流路切换装置33经由热介质流量调节装置34而到达第一热介质流路切换装置32的方向上流动。另外,将由温度传感器40a检测出的温度、或者由温度传感器40b检测出的温度与从利用侧热交换器35流出了的热介质的温度之差控制成保持在目标值,由此能够供给室内空间7所需要的空调负荷。热介质间热交换器25的出口温度可以使用温度传感器40a或温度传感器40b的其中一个的温度,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32和第二热介质流路切换装置33被控制在中间的开度、或者与热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b的出口的热介质温度对应的开度,以便确保向热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b双方流动的流路。另外,本来利用侧热交换器35应该由其入口和出口的温度差控制,但利用侧热交换器35的入口侧的热介质温度是与由温度传感器40b检测出的温度几乎相同的温度,通过使用温度传感器40b能够减少温度传感器的数量,低价地构成系统。
在执行全制热运转模式时,不需要使热介质流向无热负荷的利用侧热交换器35(包括温度传感器关闭),因此通过热介质流量调节装置34关闭流路,从而使热介质不向利用侧热交换器35流动。在图3中,由于在全部的利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d中都存在热负荷,所以使热介质流动,但在没有热负荷的情况下可以将对应的热介质流量调节装置34全闭。而且,在再次产生热负荷的情况下,可以打开对应的热介质流量调节装置34,使热介质循环。对此,在以下说明的其他的运转模式中也是一样的。
[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,以利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d全部产生冷能负荷的情况为例说明全制冷运转模式。此外,在图4中,粗线所示的配管表示热源侧制冷剂流动的配管。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所示的全制冷运转模式的情况下,在室外单元1中,将第一制冷剂流路切换装置11切换成使从压缩机10排出的热源侧制冷剂向热源侧热交换器12流入。
在中继单元2中,使泵31a和泵31b驱动,打开热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d,使热介质在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b的每一个与利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d之间循环。另外,第二制冷剂流路切换装置28a和第二制冷剂流路切换装置28b被切换到制冷侧,开闭装置27变成开,开闭装置29变成闭。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,变成高温、高压的气态制冷剂排出。从压缩机10排出的高温、高压的气态制冷剂,经由第一制冷剂流路切换装置11通过热源侧热交换器12,与外部气体进行热交换,变成高温高压的液态或二相制冷剂,在通过了止回阀13a之后,在制冷剂用连接配管4a导通,从室外单元1流出。从室外单元1流出了的高温、高压的液态或二相制冷剂通过制冷剂配管4向中继单元2流入。
流入中继单元2的高温、高压的液态或二相制冷剂在通过了开闭装置27之后,被分支而在节流装置26a和节流装置26b膨胀,变成低温、低压的二相制冷剂。这些二相制冷剂从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,并且蒸发气化,变成低温的气态制冷剂。从热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b流出了的气态制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置28a和第二制冷剂流路切换装置28b而从中继单元2流出,在制冷剂配管4导通,通过止回阀13c经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19而再次被吸入压缩机10。
此时,节流装置26被控制开度,以使过热(过热度)恒定,该过热是作为在热介质间热交换器25和节流装置26之间流动的热源侧制冷剂的压力换算成了饱和温度的值与热介质间热交换器25的出口侧的温度之差而得到的。此外,在能够测定热介质间热交换器25的中间位置的温度的情下,也可以使用在该中间位置的温度来代替换算得到的饱和温度。在此情况下,不用设置压力传感器,能够低价地构成系统。
下面,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在全制冷运转模式中,在热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b双方,热源侧制冷剂的冷能被传递到热介质,被冷却的热介质被泵31a和泵31b加压而流出,经由第二热介质流路切换装置33a~第二热介质流路切换装置33d,流入利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d。然后,热介质在利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d从室内空气吸热,从而进行室内空间7的制冷。
然后,热介质从利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d流出而流入热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d。此时,在热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d的作用下,热介质的流量被控制成供给室内需要的空调负荷所必需的流量而流入利用侧热交换器35a~利用侧热交换器35d。从热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d流出了的热介质,通过第一热介质流路切换装置32a~第一热介质流路切换装置32d,向热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b流入,向制冷剂侧传递与通过室内单元3从室内空间7吸热的量相应的热量,再次被吸入泵31a和泵31b。
此外,在利用侧热交换器35的配管5内,热介质在从第二热介质流路切换装置33经由热介质流量调节装置34而到达第一热介质流路切换装置32的方向上流动。另外,通过将由温度传感器40a检测出的温度、或者由温度传感器40b检测出的温度与从利用侧热交换器35流出了的热介质的温度之差控制成保持目标值,能够供给室内空间7所需要的空调负荷。热介质间热交换器25的出口温度可以使用温度传感器40a或温度传感器40b的其中一个的温度,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32和第二热介质流路切换装置33被控制在中间的开度、或者与热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b的出口的热介质温度对应的开度,以便确保向热介质间热交换器25a和热介质间热交换器25b双方流动的流路。另外,本来利用侧热交换器35应该由其入口和出口的温度差控制,但利用侧热交换器35的入口侧的热介质温度是与由温度传感器40b检测出的温度几乎相同的温度,通过使用温度传感器40b能够减小温度传感器的数量,能够低价地构成系统。
[制冷制热混合运转模式]
图5是表示空气调节装置100的制冷制热混合运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图5中,说明利用侧热交换器35之中的任一个产生热能负荷、利用侧热交换器35之中剩下的热交换器产生冷能负荷的情况、即制冷制热混合运转之中的制热主体运转模式。在图5中,举例示出了利用侧热交换器35a、35b产生冷能负荷、利用侧热交换器35c、35d产生热能负荷的状态。此外,在图5中,粗线所示的配管表示热源侧制冷剂循环的配管。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所示的制热主体运转模式的情况下,在室外单元1中,将第一制冷剂流路切换装置11切换成使从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12就向中继单元2流入。在中继单元2中,使泵31a和泵31b驱动,打开热介质流量调节装置34a~热介质流量调节装置34d,使热介质分别在热介质间热交换器25a和产生冷能负荷的利用侧热交换器35之间、在热介质间热交换器25b和产生热能负荷的利用侧热交换器35之间循环。另外,第二制冷剂流路切换装置28a被切换到制冷侧,第二制冷剂流路切换装置28b被切换到制热侧,节流装置26a变成全开,开闭装置27变成闭,开闭装置29变成闭。
首先,说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。
低温、低压的制冷剂由压缩机10压缩,变成高温、高压的气态制冷剂排出。从压缩机10排出的高温、高压的气态制冷剂,通过第一制冷剂流路切换装置11,在制冷剂用连接配管4a导通,通过止回阀13d,从室外单元1流出。从室外单元1流出了的高温、高压的气态制冷剂,通过制冷剂配管4流入中继单元2。流入中继单元2的高温、高压的气态制冷剂,通过第二制冷剂流路切换装置28b而流入作为冷凝器发挥作用的热介质间热交换器25b。
流入了热介质间热交换器25b的气态制冷剂向在热介质循环回路B中循环的热介质放热,并且冷凝液化,变成液态制冷剂。从热介质间热交换器25b流出了的液态制冷剂,在节流装置26b膨胀而变成低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置26a流入作为蒸发器发挥作用的热介质间热交换器25a。流入了热介质间热交换器25a的低压二相制冷剂通过从在热介质循环回路B循环的热介质吸热而蒸发,冷却热介质。该低压二相制冷剂从热介质间热交换器25a流出,经由第二制冷剂流路切换装置28a从中继单元2流出,通过制冷剂配管4再次流入室外单元1。
流入室外单元1的低温、低压的二相制冷剂通过止回阀13b,流入作为蒸发器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从外部气体吸热,变成低温、低压的气态制冷剂。从热源侧热交换器12流出了的低温、低压的气态制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19再次被吸入压缩机10。
此外,节流装置26b被控制开度,以使热介质间热交换器25b的出口制冷剂的过冷(过冷却度)达到目标值。此外,也可以使节流装置26b为全开,由节流装置26a来控制过冷。
下面,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。
在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器25b,热源侧制冷剂的热能被传递到热介质,在泵31b的作用下被加热的热介质在配管5内流动。另外,在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器25a,热源侧制冷剂的冷能被传递到热介质,在泵31a的作用下被冷却的热介质在配管5内流动。由泵31a加压而流出了的被冷却的热介质,经由第二热介质流路切换装置33,流入产生冷能负荷的利用侧热交换器35,由泵31b加压而流出了的热介质,经由第二热介质流路切换装置33,流入产生热能负荷的利用侧热交换器35。
此时,第二热介质流路切换装置33中,在所连接的室内单元3是制热运转模式时,切换到连接热介质间热交换器25b和泵31b的方向,在所连接的室内单元3是制冷运转模式时,切换到连接热介质间热交换器25a和泵31a的方向。即,通过第二热介质流路切换装置33,能够将向室内单元3供给的热介质切换成制热用或制冷用。
在利用侧热交换器35,进行通过热介质从室内空气吸热而进行的室内空间7的制冷运转,或通过热介质向室内空气放热而进行的室内空间7的制热运转。此时,在热介质流量调节装置34的作用下,热介质的流量被控制成供给室内需要的空调负荷所必需的流量而流入利用侧热交换器35。
利用于制冷运转并通过利用侧热交换器35而温度稍微上升了的热介质,通过热介质流量调节装置34和第一热介质流路切换装置32,流入热介质间热交换器25a,再次被吸入泵31a。利用于制热运转并通过利用侧热交换器35而温度稍微下降了的热介质,通过热介质流量调节装置34和第一热介质流路切换装置32,流入热介质间热交换器25b,再次被吸入泵31a。此时,第一热介质流路切换装置32,在所连接的室内单元3是制热运转模式时,切换到连接热介质间热交换器25b和泵31b的方向,在所连接的室内单元3是制冷运转模式时,切换到连接热介质间热交换器25a和泵31a的方向。
其间,由于第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的作用,热的热介质和冷的热介质不会混合,而是分别被导入产生热能负荷、冷能负荷的利用侧热交换器35。由此,使在制热运转模式中利用的热介质作为制热用途流入到从制冷剂供给热的热介质间热交换器25b,使在制冷运转模式中利用的热介质作为制冷用途流入到制冷剂接收热的热介质间热交换器25a,再次分别与制冷剂进行了热交换之后,被输送到泵31a和泵31b。
此外,在利用侧热交换器35的配管5内,在制热侧、制冷侧都一样地,热介质在从第二热介质流路切换装置33经由热介质流量调节装置34到达第一热介质流路切换装置32的方向上流动。另外,通过在制热侧将由温度传感器40b检测出的温度与从利用侧热交换器35流出了的热介质的温度之差控制成保持在目标值、在制冷侧将从利用侧热交换器35流出了的热介质的温度与由温度传感器40a检测出的温度之差控制成保持在目标值,能够供给室内空间7所需要的空调负荷。
另外,在图5的空气调节装置100的制冷制热混合运转模式时,在利用侧热交换器35之中的任一个产生冷能负荷、利用侧热交换器35之中的剩下的热交换器产生热能负荷的情况、即在混合运转之中的制冷主体运转模式中,制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动及热介质循环回路B中的热介质的流动,与制热主体运转模式一样。
[关于制冷起动模式]
图6是室内单元3的任一个从停止运转模式转变成制冷运转的情况的说明图。图6(a)是中继单元2和室内单元3的动作的说明图,图6(b)是热源侧制冷剂和热介质的流动与室内单元3的送风机的动作的说明图。参照图6,说明从停止运转模式转变成制冷运转时所进行的制冷起动模式。
此外,在图6(b)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。另外,在图6(b)中,对于制冷剂循环回路A和热介质循环回路B,示出了按照图2所示的系统结构图简化了的图。即,图示了实施制冷运转的室内单元3是一台、相对于一台中继单元2连接了一台利用侧热交换器35的情况,但并不限定于此。也可以通过第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33来切换流路,相对于一台中继单元2连接多台利用侧热交换器35,实施制冷运转的室内单元3是多台。
在此,将制冷剂循环回路A和热介质循环回路B中没有热源侧制冷剂的流动及热介质的流动的情况、即制冷剂循环回路A、热介质循环回路B的各要素元件都处于停止状态的情况定义为停止运转模式。
另外,将为了从停止运转模式起实施制冷运转而对泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34这样的搭载于中继单元2内的执行元件等进行控制的运转模式定义为制冷起动模式。制冷起动模式也包括在制冷运转中。
制冷起动模式的开始时期是从停止运转模式向制冷起动模式转变时,制冷起动模式的结束时期是泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34等的动作完成时。
控制装置50为了室内单元3的任一个实施制冷运转,转变成制冷起动运转模式,使压缩机10和泵31驱动。
另外,控制装置50控制成进行第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的流路的切换,以便向与开始制冷运转的室内单元3对应的利用侧热交换器35输送热介质,并且使热介质流量调节装置34为开,使热介质在利用侧热交换器35和热介质间热交换器25之间循环(参照图6的动作(1))。
这样,当转变成制冷起动模式时,使热源侧制冷剂从室外单元1侧立即流入到中继单元2内的热介质间热交换器25侧,能够进行稳定的热源侧制冷剂循环。另外,在热介质循环回路B中,当转变成制冷起动模式时,通过使泵31的驱动、第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的流路的切换和热介质流量调节装置34的打开立即进行,能够进行稳定的热介质循环。由此,空气调节装置100实现稳定的热源侧制冷剂循环和稳定的热介质循环,因此热介质间热交换器25中的热源侧制冷剂和热介质的热交换高效地进行。
并且,控制装置50控制室内单元3,以使有制冷运转的开始指令的室内单元3立即开始与该室内单元3对应的利用侧热交换器35的送风机的运转(参照图6的动作(2))。此外,控制装置50从送风机的运转刚开始之后就以预先设定的风量运转。
在此,在第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34像例如步进电动机等那样地通过脉冲调整来进行切换或开度调节的情况下,可以如下地控制第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34。
即,控制装置50可以使第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33的流路的切换和热介质流量调节装置34的打开同时进行动作。这是因为,由此能够确保热介质循环回路B的流路,可靠地使热介质循环。
另外,控制装置50可以在使泵31运转之前实施第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的切换和热介质流量调节装置34的打开。这是因为,这样,在第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34由步进电动机等构成时,能够对泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34的动作设置时间差,能够确保热介质循环回路B的流路,可靠地使热介质循环。
在制冷起动模式的开始时,热源侧制冷剂不会如以往的大楼用多联式空调机组等中可见的那样被输送到室内单元3,而是位于中继单元2和室外单元1内。因此,能够抑制在制冷起动模式刚开始之后发生制冷剂循环回路A的过渡性的热源侧制冷剂不足,使制冷剂循环回路A的运转动作稳定,能够顺利地转变成制冷运转。
另外,在制冷起动模式刚开始之后,被输送到利用侧热交换器35的热介质不与热源侧制冷剂进行热交换,而达到接近设置有利用侧热交换器35的周围温度的温度。
因此,在本实施方式中,控制装置50在刚从停止运转模式向制冷起动模式转变了之后,使与制冷运转的室内单元3对应的利用侧热交换器35的送风机(图示省略)起动。
在此,只要向用户供给的空气的温度是在利用侧热交换器35的周围温度程度,就能够向用户吹送空气而从用户吸收气化热,不会让人感觉到热风感。即,即使在刚从停止运转模式向制冷起动模式转变了之后就使送风机(图示省略)起动而向室内空间供给空气,用户也不会感觉到热风感,能够提高用户的舒适性。
[关于制热起动模式]
图7是室内单元3的任一个从停止运转模式转变成制热运转的情况的说明图。图7(a)是中继单元2和室内单元3的动作的说明图,图7(b)是热源侧制冷剂和热介质的流动与室内单元3的送风机的动作的说明图。参照图7,说明从停止运转模式转变成制热运转时进行的制热起动模式。
此外,在图7(b)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。另外,在图7(b)中,对于制冷剂循环回路A和热介质循环回路B,示出了按照图2所示的系统结构图简化了的图。即,图示了实施制热运转的室内单元3是一台、相对于一台中继单元2连接了一台利用侧热交换器35的情况,但并不限定于此。也可以是通过第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33来切换流路,相对于一台中继单元2连接多台利用侧热交换器35,实施制热运转的室内单元3是多台。
在此,将为了从停止运转模式起实施制热运转而控制泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34这样的搭载于中继单元2内的执行元件等的运转模式定义为制热起动模式。制热起动模式也包括在制热运转中。
制热起动模式的开始时期是从停止运转模式向制热起动模式转变时,制热起动模式的结束时期是泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34等的动作完成时。
控制装置50为了室内单元3的任一个实施制热运转,转变成制热起动运转模式,使压缩机10和泵31驱动。
另外,控制装置50控制成进行第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的流路的切换,以便向与开始制热运转的室内单元3对应的利用侧热交换器35输送热介质,并且使热介质流量调节装置34为开,使热介质在利用侧热交换器35和热介质间热交换器25之间循环(参照图7的动作(1))。
这样,当转变成制热起动模式时,使热源侧制冷剂从热源侧室外单元1侧立即流入到中继单元2内的热介质间热交换器25侧,能够进行稳定的热源侧制冷剂循环。另外,在热介质循环回路B中,当转变成制热起动模式时,通过使泵31的驱动、第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的流路的切换和热介质流量调节装置34的打开立即进行,能够进行稳定的热介质循环。由此,空气调节装置100实现稳定的热源侧制冷剂循环和稳定的热介质循环,因此热介质间热交换器25的热源侧制冷剂和热介质的热交换高效地进行。
并且,控制装置50不使有制热运转的开始指令的室内单元3的送风机立即运转,而是使其停止预先设定的时间。而且,虽然当经过该预先设定的时间后,控制装置50使送风机的运转开始,但使送风机的风量为比在制热运转中预先设定的风量小的风量(微风)。
当泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34等的动作完成并结束制热起动模式时,控制装置50转变成制热运转,提高送风机的风量。但是,送风机的风量为比在制热运转中预先设定的风量小的风量(弱风)。
然后,控制装置50根据温度传感器40的检测结果,若热介质的温度达到预先设定的温度,则进一步提高风量,以在制热运转中预先设定的风量使送风机运转(参照图7的动作(2))。此外,该预先设定的温度,可以例如设定为设置了室内单元3的室内温度。另外,该预先设定的温度也可以比室内温度高。
在本实施方式中,从停止运转模式转变成制热运转时,是在经过了微风和弱风之后阶段性地增大风量以达到预先设定的风量,但并不限定于此。例如,也可以不经过微风和弱风,而是热介质的温度达到预先设定的温度后,使有制热运转的开始指令的室内单元3的送风机运转。
在此,在第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34像例如步进电动机等那样地通过脉冲调整来进行切换或开度调节的情况下,可以如下地控制第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34。
即,控制装置50可以使第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33的流路的切换和热介质流量调节装置34的打开同时进行动作。这是因为,由此确保热介质循环回路B的流路,可靠地使热介质循环。
另外,控制装置50可以在使泵31运转之前实施第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33的切换以及热介质流量调节装置34的打开。这是因为,这样,在第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34由步进电动机等构成时,能够对泵31、第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33和热介质流量调节装置34的动作设置时间差,确保热介质循环回路B的流路,可靠地使热介质循环。
在制热起动模式的开始时,热源侧制冷剂不会如以往的大楼用多联式空调机组等中可见的那样被输送到室内单元3,而是位于中继单元2和热源侧室外单元1内。因此,抑制在制热起动模式刚开始之后发生的制冷剂循环回路A的过渡性的热源侧制冷剂不足,能够使制冷剂循环回路A的运转动作稳定,顺利地转变成制热运转。
另外,在制热起动模式刚开始之后,被输送到利用侧热交换器35的热介质不与热源侧制冷剂进行热交换,而达到接近设置了利用侧热交换器35的周围温度的温度。因此,在转变成制热起动模式就立即使室内单元3的送风机起动时,会损害用户的舒适性。即,在实施制热运转的例如冬季等,由于室内空气温度往往较低,以至用户感到不舒服,所以在转变成制热起动模式就立即使送风机运转时,会使用户感到冷风感,损害用户的舒适性。
因此,在本实施方式中,控制装置50在刚从停止运转模式向制热起动模式转变了之后,使与制热运转的室内单元3对应的利用侧热交换器35的送风机(图示省略)停止。而且,随着时间经过,热介质和热源侧制冷剂进行热交换而使热介质渐渐变热,因此使送风机以微风运转。在制热起动模式结束时,热介质温度进一步上升,因此使送风机的风量增大而以弱风运转。而且,在热介质的温度达到预先设定的温度时,以达到预先设定的风量的方式使其运转。由此,不会使用户感到冷风感,能够提高用户的舒适性。
[本实施方式的空气调节装置100具有的效果]
本实施方式的空气调节装置100,在从停止运转模式转变成了作为制冷运转的制冷起动模式的情况下,使图示省略的室内单元3的送风机立即起动,所以能够迅速开始制冷运转,并且不会使用户感到热风感,能够提高用户的舒适性。
本实施方式的空气调节装置100,在从停止运转模式转变成了作为制热运转的制热起动模式的情况下,使图示省略的室内单元3的送风机停止预先设定的时间,之后阶段性地增大风量,因此能够迅速开始制热运转,并且不会使用户感到冷风感,能够提高用户的舒适性。
[其他]
另外,在本实施方式中说明的第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33只要是三通阀等可切换三向流路的构件、组合两个开闭阀等进行双向流路的开闭的构件等可切换流路的构件即可。另外,也可以采用步进电动机驱动式的混合阀等可改变三向流路的流量的构件、组合两个电子式膨胀阀等可改变双向流路的流量的构件等来作为第一热介质流路切换装置32和第二热介质流路切换装置33。在此情况下,也能够防止由流路的突然开闭而导致的水击作用。并且,在本实施方式中,以热介质流量调节装置34是二通阀的情况为例进行了说明,但也可以为具有三向流路的控制阀并与对利用侧热交换器35进行旁通的旁通管一同设置。
另外,热介质流量调节装置34可以使用能够以步进电动机驱动式控制在流路中流动的流量的构件,可以是二通阀也可以是关闭了三通阀的一端的三通阀。另外,作为热介质流量调节装置34,也可以采用开闭阀等进行双向流路的开闭的构件,重复开、关来控制平均的流量。
另外,示出了第二制冷剂流路切换装置28好像是四通阀,但并不限定于此,也可以采用多个双向流路切换阀、三向流路切换阀,构成为以同样的方式使制冷剂流动。
另外,不言而喻,即使在仅连接了一个利用侧热交换器35和一个热介质流量调节装置34的情况下也同样成立,并且作为热介质间热交换器25和节流装置26,即使设置了多个进行相同动作的构件,当然也没有问题。并且,热介质流量调节装置34以内置于中继单元2的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以内置于室内单元3。
作为热介质,能够采用例如载冷剂(防冻液)、水、载冷剂和水的混合液、水和防腐蚀效果好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单元3泄露到室内空间7,由于使用了安全性高的热介质,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包括储液器19的情况为例进行了说明,但也可以不设置储液器19。另外,一般来说,在热源侧热交换器12和利用侧热交换器35安装有送风机,往往通过送风来促进冷凝或者蒸发,但不限定于此。例如,作为利用侧热交换器35,也能够采用利用了辐射的板式散热器这样的构件,作为热源侧热交换器12,也能够采用利用水、防冻液来使热移动的水冷式的类型的构件。也就是说,作为热源侧热交换器12和利用侧热交换器35,只要是能够放热或者吸热的构造的构件,无论任何种类都能够使用。
在本实施方式中,以利用侧热交换器35是四个的情况为例进行了说明,但并不特别地限定个数。另外,以热介质间热交换器25a、热介质间热交换器25b是两个的情况为例进行了说明,但当然并不限定于此,只要构成为能够冷却和/或加热热介质即可,也可以设置几个。并且,泵31a、泵31b不限定于各一个,也可以并列排列地连接多个小容量的泵。
如上所述,本实施方式的空气调节装置100不仅不使热源侧制冷剂循环到室内单元3或室内单元3的附近,实现安全性的提高,还在从室内单元3的停止运转模式向制冷运转或制热运转模式切换时、或全制热运转模式和全制冷运转模式的相互的切换时这样的热介质发生温度变化的运转模式的变更中,在使热介质温度变化到规定的温度之后使室内单元3的送风机起动,因此不会产生制冷运转模式中的热风或制热运转模式中的冷风,能够提高室内单元3的起动时的舒适性。
符号说明
1室外单元,2中继单元,3室内单元,3a室内单元,3b室内单元,3c室内单元,3d室内单元,4制冷剂配管,4a制冷剂用连接配管,4b制冷剂用连接配管,5配管(热介质输送配管),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热源侧热交换器,13a止回阀,13b止回阀,13c止回阀,13d止回阀,19储液器,20旁通管,25热介质间热交换器,25a热介质间热交换器,25b热介质间热交换器,26节流装置,26a节流装置,26b节流装置,27开闭装置,28第二制冷剂流路切换装置,28a第二制冷剂流路切换装置,28b第二制冷剂流路切换装置,29开闭装置,31泵,31a泵,31b泵,32第一热介质流路切换装置,32a第一热介质流路切换装置,32b第一热介质流路切换装置,32c第一热介质流路切换装置,32d第一热介质流路切换装置,33第二热介质流路切换装置,33a第二热介质流路切换装置,33b第二热介质流路切换装置,33c第二热介质流路切换装置,33d第二热介质流路切换装置,34热介质流量调节装置,34a热介质流量调节装置,34b热介质流量调节装置,34c热介质流量调节装置,34d热介质流量调节装置,35利用侧热交换器,35a利用侧热交换器,35b利用侧热交换器,35c利用侧热交换器,35d利用侧热交换器,36利用侧热交换器,40温度传感器,40a温度传感器,40b温度传感器,50控制装置,100空气调节装置,A制冷剂循环回路,B热介质循环回路。

Claims (6)

1.一种空气调节装置,具有:
制冷剂循环回路,由制冷剂配管连接压缩机、热源侧热交换器、多个节流装置、多个热介质间热交换器的制冷剂侧流路而使热源侧制冷剂循环;
热介质循环回路,由热介质输送配管连接泵、多个利用侧热交换器,所述多个热介质间热交换器的热介质侧流路而使热介质循环;和
与各利用侧热交换器对应的送风机;
在所述热介质间热交换器中所述热源侧制冷剂和所述热介质进行热交换,
所述空气调节装置的特征在于,具备:
制冷运转模式,利用由所述热介质间热交换器冷却了的热介质,多个所述利用侧热交换器之中的至少一台实施制冷运转;
制热运转模式,利用由所述热介质间热交换器加热了的热介质,多个所述利用侧热交换器之中的至少一台实施制热运转;和
停止运转模式,所述压缩机、所述泵、各利用侧热交换器和各送风机停止;
在从所述停止运转模式起开始所述制冷运转模式的情况下,使有开始指令的所述室内单元的所述送风机运转,
在从所述停止运转模式起开始所述制热运转模式的情况下,在热介质的温度达到预先设定的温度以上后,使有开始指令的所述室内单元的所述送风机运转。
2.根据权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
所述空气调节装置具有:
热介质流路切换装置,对是否从任一个所述热介质间热交换器向所述利用侧热交换器供给热介质进行切换;以及
热介质流量调节装置,调节从所述热介质间热交换器供给到所述利用侧热交换器的热介质的流量;
在运转模式从所述停止运转模式向所述制冷运转模式变化了的情况下,以及在运转模式从所述停止运转模式向所述制热运转模式变化了的情况下,
使所述热介质流路切换装置和所述热介质流量调节装置进行动作,确保所述热介质循环回路的流路。
3.根据权利要求2所述的空气调节装置,其特征在于,
在使所述泵运转之前,使所述热介质流路切换装置和所述热介质流量调节装置进行动作来确保所述热介质循环回路的流路。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
使开始所述制热运转模式的情况下的所述热介质的所述预先设定的温度为设置了所述室内单元的室内温度的温度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
所述热源侧制冷剂是,
单一制冷剂、伪共沸混合制冷剂、非共沸混合制冷剂、包括自然制冷剂的带有二相变化的制冷剂或达到超临界的制冷剂中的任一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空气调节装置,其特征在于,
所述热介质是,
水;
防冻液;
水和防冻液的混合液;以及
水、防冻液、或水和防冻液的混合液与防腐蚀效果好的添加剂的混合液之中的任一种。
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