CN105556219A - 制冷装置 - Google Patents

Abstract

制冷装置包括热源侧单元(50)、利用侧单元(21、22)及四通切换阀(55、56)。低级压缩机(51a)和高级压缩机(51c)经由中间压配管(51b)串联连接。四通切换阀(55、56)在第一状态与第二状态之间进行切换。第一状态是指从低级压缩机(51a)排出而流动至中间压配管(51b)的中间压制冷剂朝热源侧热交换器(53)流动的状态。第二状态是指中间压制冷剂朝利用侧热交换器(22a)流动的状态。

Description

制冷装置

技术领域

本发明涉及一种制冷装置。

背景技术

作为现有的制冷装置，存在一种包括热源侧单元和多台利用侧单元在内的能进行制冷制热同时运转的空调装置。例如，在专利文献1(日本专利特开2003－130492号公报)中，公开了一种能进行制冷主体(制热小容量)运转、全室制冷运转、制热主体(制冷小容量)运转以及全室制热运转的空调机。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在现有的能进行制冷制热同时运转的制冷装置中，在压缩机仅为一台的情况下，高压及低压各自的压力值为一个，形成因外部气体温度而使制冷装置以过剩的高低差压进行运转的状况。这样施加所需以上的较大的高低差压来进行运转与节能的要求相左。

对此，在上述专利文献1(日本专利特开2003－130492号公报)所记载的空调机中，能分别设定逆变器压缩机和与该逆变器压缩机另行并列配置的定速压缩机的排出压力。此外，对制冷运转的制冷循环中使用的定速压缩机和制热运转的制冷循环中使用的逆变器压缩机的各排出压力进行设定，以提高各运转的效率。

但是，还希望提供一种包括其它不同的制冷循环的结构的制冷装置、即运转效率较佳的制冷装置。

本发明的技术问题在于提供一种能提高运转效率的制冷装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的第一技术方案的制冷装置包括热源侧单元、第一利用侧单元、第二利用侧单元、切换机构。热源侧单元具有压缩机构、热源侧热交换器及热源侧膨胀机构，上述压缩机构具有低级压缩机及高级压缩机。第一利用侧单元具有第一利用侧热交换器和第一利用侧膨胀机构。第二利用侧单元具有第二利用侧热交换器和第二利用侧膨胀机构。切换机构对从压缩机构朝热源侧热交换器、第一利用侧热交换器及第二利用侧热交换器流动的制冷剂的路径进行切换。此外，低级压缩机和高级压缩机经由中间压配管而串联连接。切换机构是在第一状态与第二状态之间进行切换的机构。第一状态是指从低级压缩机排出而流动至中间压配管的中间压制冷剂朝热源侧热交换器流动的状态。第二状态是指中间压制冷剂朝第一利用侧热交换器或第二利用侧热交换器流动的状态。

此处，采用了串联连接低级压缩机和高级压缩机的结构，且构成制冷剂回路，从而使从低级压缩机排出而流动至中间压配管的中间压制冷剂在第一状态下朝热源侧热交换器流动，并在第二状态下朝第一利用侧热交换器或第二利用侧热交换器流动。根据本发明的制冷装置，例如在外部气体温度较低而在热源侧热交换器中无需高压制冷剂的情况下，能将切换机构设为第一状态以提高运转效率。另外，例如，在外部气体温度较高时、需使第一利用侧热交换器作为蒸发器起作用、并使第二利用侧热交换器相对于较小的热负载作为散热器起作用的情况下，通过将切换机构设为第二状态，将中间压制冷剂输送至第二利用侧热交换器，能提高制冷装置的运转效率。

本发明第二技术方案的制冷装置是在第一技术方案的制冷装置的基础上，还包括对切换机构进行控制的控制部。控制部具有第一利用侧热交换器作为蒸发器起作用、第二利用侧热交换器作为散热器起作用的中间压利用运转模式。在该中间压利用运转模式下，控制部对切换机构进行控制，以使从低级压缩机排出而流动至中间压配管的中间压制冷剂直接朝热源侧热交换器、第一利用侧热交换器或第二利用侧热交换器流动。

此处，设有中间压利用运转模式以作为运转模式，因此，不仅目前利用的从高级压缩机排出的高压制冷剂，还能积极地利用中间压制冷剂以提高制冷装置的运转效率。

本发明第三技术方案的制冷装置是在第一技术方案的制冷装置的基础上，还包括对切换机构进行控制的控制部。控制部具有第一混合运转模式及第二混合运转模式。在第一混合运转模式及第二混合运转模式下，第一利用侧热交换器作为蒸发器起作用，且第二利用侧热交换器作为散热器起作用。在第一混合运转模式下，控制部对切换机构进行控制，以使从低级压缩机排出而流动至中间压配管的中间压制冷剂朝第二利用侧热交换器流动。另外，在第二混合运转模式下，控制部对切换机构进行控制，以使从高级压缩机排出的高压制冷剂朝第二利用侧热交换器流动。

此处，设有第一混合运转模式和第二混合运转模式，以作为利用侧热交换器作为蒸发器起作用的利用侧单元和利用侧热交换器作为散热器起作用的利用侧单元混合的运转模式。此外，在第一混合运转模式下，中间压制冷剂流动至第二利用侧热交换器，并在第二混合运转模式下，高压制冷剂流动至第二利用侧热交换器。这样，在该制冷装置中，除了将高压制冷剂流动至利用侧热交换器的选择之外，还能进行将中间压制冷剂流动至利用侧热交换器的选择，在利用侧单元的设置空间的热负载较小的情况下，能使用中间压制冷剂来提高制冷装置整体的运转效率。

本发明第四技术方案的制冷装置是在第三技术方案的制冷装置的基础上，控制部在第一混合运转模式下对切换机构进行控制，以使中间压制冷剂朝第二利用侧热交换器流动，且使从高级压缩机排出的高压制冷剂朝热源侧热交换器流动。

在该制冷装置的第一混合运转模式下，使高压制冷剂流动至热源侧热交换器以进行散热，另一方面，将中间压制冷剂流动至第二利用侧热交换器以进行散热，从而在第二利用侧单元中进行制热。上述热交换器中散热后的制冷剂流动至第一利用侧热交换器以进行蒸发。若以在例如外部气体温度较高、第二利用侧单元的制热的热负载较小的情况下选择该第一混合运转模式的方式来构成控制逻辑，则提高了制冷装置的运转效率。

本发明第五技术方案的制冷装置是在第三技术方案或第四技术方案的制冷装置的基础上，热源侧单元还具有：用于朝热源侧热交换器输送外部气体的热源侧风扇；以及对外部气体温度进行检测的外部气体温度传感器。此外，控制部在第二混合运转模式下对切换机构进行控制，以使高压制冷剂朝第二利用侧热交换器流动，且使中间压制冷剂朝热源侧热交换器流动，并且控制部根据外部气体温度改变热源侧风扇的转速以调节中间压制冷剂的压力。

此处，在例如外部气体温度不高的情况下，当作为蒸发器起作用的第一利用侧热交换器需要低压制冷剂，作为散热器起作用的第二利用侧热交换器需要高压制冷剂时，控制部使中间压制冷剂朝热源侧热交换器流动。藉此，不会无用地降低高压制冷剂的压力而降低运转效率，能将制冷装置的运转效率保持得较高。此外，此处根据外部气体温度改变热源侧风扇的转速，以使压力与外部气体温度相应的制冷剂流动至热源侧热交换器。通过进行上述控制，能进一步提高运转效率。具体而言，例如当外部气体温度降低时，可考虑进行减小热源侧风扇的转速而提高中间压制冷剂的压力这样的控制。

本发明第六技术方案的制冷装置是在第三技术方案至第五技术方案中任一技术方案的制冷装置的基础上，当从第一混合运转模式向第二混合运转模式切换时，控制部使低级压缩机或高级压缩机暂时停止，在利用切换机构切换制冷剂的路径后，返回至低级压缩机及高级压缩机这两者运转的状态。

当从中间压制冷剂朝第二利用侧热交换器流动的第一混合运转模式向高压制冷剂朝第二利用侧热交换器流动的第二混合运转模式切换时，切换机构的状态发生变化而产生声音，但此处，通过暂时停止低级压缩机或高级压缩机，能抑制该产生的声音的大小。另外，在切换机构的周围的压力差变小后进行状态的切换，从而可靠地对切换机构的状态进行切换。

发明效果

根据本发明的制冷装置，能使中间压制冷剂朝热源侧热交换器和利用侧热交换器流动，能使基于热负载、外部气体温度的恰当的压力的制冷剂流动至各热交换器，因此，提高了运转效率。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的制冷装置即空调机的稳态制冷状态的制冷剂回路图。

图2是空调机的控制框图。

图3是表示从空调机的制冷状态朝制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为中温、低温)转变的转变状态的制冷剂回路图。

图4是表示空调机的制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为中温、低温)的制冷剂回路图。

图5是表示从空调机的制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为中温、低温)朝制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为低温)转变的转变状态的制冷剂回路图。

图6是表示空调机的制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为低温)的制冷剂回路图。

图7是表示空调机的制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为高温)的制冷剂回路图。

图8是表示从空调机的制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为高温)朝制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为高温)转变的转变状态的制冷剂回路图。

图9是表示空调机的制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为高温)的制冷剂回路图。

图10是表示从空调机的制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为高温)朝稳态制热状态转变的转变状态的制冷剂回路图。

图11是表示空调机的稳态制热状态的制冷剂回路图。

图12是表示从空调机的制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为高温)朝制冷制热混合、制冷主体状态(外部气体温度为中温、低温)转变的转变状态的制冷剂回路图。

图13是表示从空调机的制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为高温、中温)朝制冷制热混合、制热主体状态(外部气体温度为中低温)转变的转变状态的制冷剂回路图。

具体实施方式

以下，根据附图对作为本发明一实施方式的制冷装置的空调机进行说明。

(1)空调机的结构

图1是空调机的制冷剂回路的示意结构图。空调机是通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转来对建筑物等的室内进行制冷制热的装置。

空调机主要包括：一台热源侧单元50；多个(此处为三台)利用侧单元21、22、23；分支单元31、32、33；以及制冷剂连通管41、42、43，能进行按利用侧单元选择制冷制热的制冷制热混合运转。即，空调机的制冷剂回路是通过将热源侧单元50、利用侧单元21、22、23、分支单元31、32、33、制冷剂连通管41、42、43连接在一起而构成的。制冷剂连通管41从热源侧单元50延伸至利用侧单元21、22、23，在制冷剂连通管41的中途，分支为第一制冷剂连通管41a、第二制冷剂连通管41b及第三制冷剂连通管41c。制冷剂连通管42从热源侧单元50延伸至利用侧单元21、22、23，在制冷剂连通管42的中途，分支为第一制冷剂连通管42a、第二制冷剂连通管42b及第三制冷剂连通管42c。制冷剂连通管43从热源侧单元50延伸至利用侧单元21、22、23，在制冷剂连通管43的中途，分支为第一制冷剂连通管43a、第二制冷剂连通管43b及第三制冷剂连通管43c。此外，在制冷剂回路中封入有R32制冷剂。

另外，如图2所示，空调机由控制部60控制，该控制部60是通过将热源侧单元5内的热源侧单元控制部及利用侧单元21、22、23内的利用侧单元控制部电连接而构成的。在该控制部60中，除了输入有来自热源侧单元50、利用侧单元21、22、23的各传感器(包括外部温度传感器65在内)的检测值之外，还输入有包括来自遥控器的设定温度在内的操作内容。控制部60朝热源侧单元50、利用侧单元21、22、23及分支单元31、32、33的图2所示的各致动器发送工作指示。在后面详细说明由控制部60进行的各种控制。

(1－1)利用侧单元

通过埋入或悬挂于建筑物等的室内的天花板等方式或者通过挂在室内的壁面上等方式来设置利用侧单元21、22、23。利用侧单元21、22、23经由制冷剂连通管41、42、43及分支单元31、32、33与热源侧单元50连接，从而构成制冷剂回路的一部分。

接着，对利用侧单元21、22、23的结构进行说明。第一利用侧单元21具有第一利用侧热交换器21a和第一利用侧膨胀阀21b。第二利用侧单元22具有第二利用侧热交换器22a和第二利用侧膨胀阀22b。第三利用侧单元23具有第三利用侧热交换器23a和第三利用侧膨胀阀23b。利用侧热交换器21a、22a、23a是通过进行制冷剂与室内空气的热交换来对室内的空调负载(热负载)进行处理的热交换器。

另外，此处，对利用侧单元为三台的空调机进行说明，但即便在比三台还要多的利用侧单元与一台热源侧单元连接而构成一个制冷剂回路的情况下，也能适用本发明。

(1－2)分支单元

分支单元31、32、33例如设置于建筑物等的室内的利用侧单元21、22、23的附近，并与制冷剂连通管41、42、43一起存在于利用侧单元21、22、23与热源侧单元50之间，以构成制冷剂回路的一部分。分支单元31、32、33既可以一台一台地设置于三台利用侧单元21、22、23，也可以使制冷、制热的切换时间点相同的多个利用侧单元与一个分支单元连接。

分支单元31、32、33主要具有：第一分支路，该第一分支路包括第一分支单元切换阀31a、32a、33a；第二分支路，该第二分支路包括第二分支单元切换阀31b、32b、33b。第一分支单元切换阀31a、32a、33a是对第二制冷剂连通管42与利用侧热交换器21a、22a、23a之间的连通、非连通进行切换的电磁阀。第二分支单元切换阀31b、32b、33b是对第三制冷剂连通管43与利用侧热交换器21a、22a、23a之间的连通、非连通进行切换的电磁阀。

(1－3)热源侧单元

热源侧单元50设置于建筑物等的屋顶或建筑物等的周围，并经由制冷剂连通管41、42、43及分支单元31、32、33与利用侧单元21、22、23连接，以构成制冷剂回路的一部分。

热源侧单元50主要具有：压缩机构51，该压缩机构51包括低级压缩机51a及高级压缩机51c；热源侧热交换器53；热源侧膨胀阀54；两个四通切换阀55、56，这两个四通切换阀55、56构成切换机构；以及热源侧风扇59。

如图1所示，低级压缩机51a和高级压缩机51c经由中间压配管51b串联连接。低级压缩机51a及高级压缩机51c是旋转式、涡旋式等容积式的压缩机，其吸入制冷剂，并将该吸入的制冷剂压缩而加以排出。此处，将从低级压缩机51a排出至中间压配管51b的制冷剂设为中间压制冷剂，并将从高级压缩机51c排出至第一四通切换阀55侧的制冷剂设为高压制冷剂。

另外，在低级压缩机51a和高级压缩机51c中均设有旁通回路。在低级压缩机51a的旁通回路中配置有止回阀57，并在高级压缩机51c的旁通回路中配置有止回阀58。当低级压缩机51a及高级压缩机51c中的一方停止时，制冷剂在上述旁通回路中流动。例如，在图5所示的低级压缩机51a停止的状态下，制冷剂流过止回阀57，并在图12所示的高级压缩机51c停止的状态下，制冷剂流过止回阀58。

热源侧热交换器53是通过进行制冷剂和室外空气(外部气体)的热交换而作为制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器。

热源侧膨胀阀54是进行在热源侧单元50中流动的制冷剂的减压等的电动膨胀阀，其设于热源侧热交换器53与第一制冷剂连通管41之间。

第一四通切换阀55是能在热源侧散热状态与热源侧蒸发状态之间进行切换的电动阀，其中，在上述热源侧散热状态下，使热源侧热交换器53作为制冷剂的散热器起作用，在上述热源侧蒸发状态下，使热源侧热交换器53作为制冷剂的蒸发器起作用。四通切换阀55的第一端口71与高级压缩机51c的排出侧连接，第二端口72与热源侧热交换器53的气体侧连接，第三端口73与第二四通切换阀56的第三端口83连接，第四端口74与第二制冷剂连通管42连接。第一四通切换阀55能在连接第一端口71和第二端口72并连接第三端口73和第四端口74的状态(对应于热源侧散热状态，例如参照图1的四通切换阀55的状态)与连接第二端口72和第三端口73并连接第一端口71和第四端口74的状态(对应于朝热源侧低温外部气体的散热或对应于热源侧蒸发状态，例如参照图4、图11的四通切换阀55的状态)之间进行切换。

第二四通切换阀56是能在使中间压配管51b与第三制冷剂连通管43连通的状态与使中间压配管51b与第一四通切换阀55的第三端口73连通的状态之间进行切换的电动阀，其中，上述中间压配管51b连接低级压缩机51a和高级压缩机51c。四通切换阀56的第一端口81与第三制冷剂连通管43连接，第二端口82与中间压配管51b连接，第三端口83与第一四通切换阀55的第三端口73连接，第四端口84与低级压缩机51a的吸入侧连接。

构成切换机构的两个四通切换阀55、56是对第一状态和第二状态进行切换的机构。例如图4所示，第一状态是从低级压缩机51a排出而流动至中间压配管51b的中间压制冷剂朝热源侧热交换器53流动的状态。例如图7所示，第二状态是排出至中间压配管51b的中间压制冷剂流动至利用侧热交换器21、22a、23a中的任意一个或多个利用侧热交换器的状态。

另外，由两个四通切换阀55、56构成的切换机构并不限定于由四通切换阀构成的机构，例如也可以是通过组合多个电磁阀等而构成为具有与上述相同的切换制冷剂流动方向的功能的构件。

(2)空调机的动作

作为本实施方式的空调机的运转模式，控制部60具有：对所有的利用侧单元21、22、23进行制冷的稳态制冷运转模式60a；根据各利用侧单元21、22、23的空调负载对所有的利用侧单元21、22、23进行制热的稳态制热运转模式60b；以及制冷制热混合运转模式60c。在制冷制热混合运转模式60c中，一边利用利用侧单元21、22、23的一部分进行制冷运转，一边利用其余的一部分或全部进行制热运转。以下，对空调机的三个运转模式下的动作进行说明。

(2－1)稳态制冷运转模式

在对所有的利用侧单元21、22、23进行制冷的稳态制冷运转模式60a下，空调机的制冷剂回路的各致动器(阀)处于图1所示的状态。供高压制冷剂流入的热源侧热交换器53作为制冷剂的散热器起作用，对热源侧膨胀阀54进行开度调节，以尽量不对制冷剂进行减压(例如处于全开状态)。在分支单元31、32、33中，关闭第一分支单元切换阀31a、32a、33a，并打开第二分支单元切换阀31b、32b、33b，从而使利用侧热交换器21a、22a、23a作为制冷剂的蒸发器起作用。利用侧热交换器21a、22a、23a中蒸发后的制冷剂经由第三制冷剂连通管43及第二四通切换阀56而被吸入至低级压缩机51a。另外，根据各利用侧单元21、22、23的制冷负载对利用侧膨胀阀21b、22b、23b进行开度调节。

(2－2)稳态制热运转模式

在对所有的利用侧单元21、22、23进行制热的稳态制热运转模式60b下，空调机的制冷剂回路的各致动器(阀)处于图11所示的状态。由高级压缩机51c排出的高压制冷剂从第一四通切换阀55朝第二制冷剂连通管42流动，并从分支单元31、32、33朝利用侧单元21、22、23流入。在分支单元31、32、33中，打开第一分支单元切换阀31a、32a、33a，并关闭第二分支单元切换阀31b、32b、33b，从而使利用侧热交换器21a、22a、23a作为制冷剂的散热器起作用。利用侧热交换器21a、22a、23a中冷凝后的制冷剂经由热源侧膨胀阀54流动至热源侧热交换器53，此处蒸发的制冷剂经由第一及第二四通切换阀55、56而被吸入至低级压缩机51a。对热源侧膨胀阀54进行开度调节，以对制冷剂进行减压。根据各利用侧单元21、22、23的制热负载对利用侧膨胀阀21b、22b、23b进行开度调节。

(2－3)制冷制热混合运转模式

在一边用利用侧单元21、22、23的一部分单元进行制冷运转、一边用其余一部分或全部的单元进行制热运转的制冷制热混合运转模式60c下，对各致动器(阀)进行控制，以使利用侧热交换器21a、22a、23a的一部分作为蒸发器起作用，并使其它一部分(或者其它全部)作为散热器起作用。热源侧单元50的热源侧热交换器53根据利用侧单元21、22、23的制冷负载和制热负载的平衡而作为散热器或蒸发器起作用。在热源侧热交换器53作为散热器起作用的情况下，对热源侧膨胀阀54进行开度调节，以尽量不对制冷剂进行减压，在热源侧热交换器53作为蒸发器起作用的情况下，对热源侧膨胀阀54进行开度调节，以对制冷剂进行减压。在分支单元31、32、33中，关闭与作为蒸发器起作用的利用侧单元21、22、23相对应的第一分支单元切换阀31a、32a、33a，并打开第二分支单元切换阀31b、32b、33b。另一方面，打开与作为散热器起作用的利用侧单元21、22、23相对应的第一分支单元切换阀31a、32a、33a，并关闭第二分支单元切换阀31b、32b、33b。

控制部60具有中间压利用运转模式，以作为该制冷制热混合运转模式60c的一个模式。在该中间压利用运转模式下，控制部60对两个四通切换阀55、56进行控制，以使从低级压缩机51a排出而流动至中间压配管51b的中间压制冷剂直接朝热源侧热交换器53或任意一个或多个利用侧热交换器21a、22a、23a流动。

图7所示的空调机的制冷剂回路示出了使第一及第三利用侧热交换器21a、23a作为蒸发器起作用、并使第二利用侧热交换器22a作为散热器起作用的、外部气体温度为高温时的制冷主体的中间压利用运转模式。在该模式(以下称为第一混合运转模式)中，对四通切换阀55、56进行控制，以使流动至中间压配管51b的中间压制冷剂直接流向第二利用侧热交换器22a。

另外，图4所示的空调机的制冷剂回路示出了使第一及第三利用侧热交换器21a、23a作为蒸发器起作用、并使第二利用侧热交换器22a作为散热器起作用的、外部气体温度为低温(或中温)时的制冷主体的中间压利用运转模式。在该模式(以下称为第二混合运转模式)中，对四通切换阀55、56进行控制，以使流动至中间压配管51b的中间压制冷剂直接流向热源侧热交换器53。

即，控制部60具有彼此不同的第一混合运转模式和第二混合运转模式，以作为使第一及第三利用侧热交换器21a、23a作为蒸发器起作用、并使第二利用侧热交换器22a作为散热器起作用的、相同的制冷主体的中间压利用运转模式。在第一混合运转模式下，外部气体温度为高温，第一及第三利用侧单元21、23的负载也较大，因此，朝热源侧热交换器53输送高压制冷剂，并将中间压制冷剂输送至第二利用侧热交换器22a。在第二混合运转模式下，外部气体温度不高，第一及第三利用侧单元21、23的负载也较小，因此，朝热源侧热交换器53输送中间压制冷剂，并朝第二利用侧热交换器22a输送高压制冷剂。

(2－4)运转模式的转变

接着，示出了从稳态制冷运转模式60a朝制冷制热混合运转模式60c转变的一例、从制冷制热混合运转模式60c朝其它制冷制热混合运转模式60c转变的例子、从制冷制热混合运转模式60c朝稳态制热运转模式60b转变的一例，并进行说明。

(2－4－1)从稳态制冷运转模式朝制冷制热混合运转模式的转变

当伴随着利用侧单元22的设定从制冷切换至制热、从上述图1所示的稳态制冷运转模式60a转移至图4所示的制冷制热混合运转模式60c时，控制部60经由图3所示的制冷剂回路的状态。当外部气体温度下降、利用侧单元22的设定从制冷切换至制热时，控制部60降低高级压缩机51c的转速，在第一四通切换阀55的周围的压力差变小后，切换第一四通切换阀55的状态。接着，在形成为图4所示的制冷剂回路的状态之后，逐渐使高级压缩机51c的转速上升，将该高级压缩机51c的排出制冷剂输送至利用侧单元22的利用侧热交换器22a。另一方面，如上所述，从低级压缩机51a排出而流动至中间压配管51b的中间压制冷剂被输送至热源侧热交换器53。

另外，在图4所示的制冷主体的制冷制热混合运转模式60c下，控制部60根据由外部气体温度传感器65检测出的外部气体温度的值改变热源侧单元50的热源侧风扇59的转速。具体而言，当外部气体温度降低时，控制部60进行减小热源侧风扇59的转速以提高中间压制冷剂的压力的风扇控制。

(2－4－2)制冷制热混合运转模式下的伴随着外部气体温度变化而从制冷主体朝制热主体的转变

当伴随着利用侧单元23的设定从制冷切换至制热、从上述图4所示的外部气体温度为低温(或中温)时的制冷主体的制冷制热混合运转模式60c转移至图6所示的制热主体的制冷制热混合运转模式60c时，控制部60经由图5所示的制冷剂回路的状态。此处，关闭利用侧单元23的利用侧膨胀阀23b及热源侧单元50的热源侧膨胀阀54，以形成制冷剂未在利用侧热交换器23a及热源侧热交换器53中流动的状态，并逐渐使低级压缩机51a停止，在第二四通切换阀56的周围的压力差变小后，对第二四通切换阀56的状态进行切换。然后，在图6所示的外部气体温度较低时的制热主体的制冷制热混合运转模式60c的制冷剂回路的状态下，形成低级压缩机51a及高级压缩机51c进行驱动的状态。在该图6所示的制冷制热混合运转模式60c下，从高级压缩机51c排出的高压制冷剂直接朝作为散热器起作用的利用侧热交换器22a、23a流动，上述利用侧热交换器22a、23a中冷凝后的制冷剂经由第一制冷剂连通管41分支地流入第一利用侧单元21的作为蒸发器起作用的利用侧热交换器21a和热源侧热交换器53。此外，由于第二四通切换阀56的状态被切换，因此，热源侧热交换器53中蒸发后的制冷剂被吸入至低级压缩机51a，另一方面，利用侧热交换器21a中蒸发后的制冷剂经由第三制冷剂连通管43及中间压配管51b而被吸入至高级压缩机51c。

(2－4－3)没有外部气体温度变化时的制冷制热混合运转模式下的从制冷主体朝制热主体的转变

当伴随着利用侧单元23的设定从制冷切换至制热、从上述图7所示的外部气体温度较高时的制冷主体的制冷制热混合运转模式60c转移至外部气体温度较高时的制热主体的制冷制热混合运转模式60c(图9)时，控制部60经由图8所示的制冷剂回路的状态。此处，关闭利用侧单元23的利用侧膨胀阀23b及热源侧单元50的热源侧膨胀阀54，以形成制冷剂未在利用侧热交换器23a及热源侧热交换器53中流动的状态，并逐渐使高级压缩机51c停止，在第一四通切换阀55的周围的压力差变小后，对第一四通切换阀55的状态进行切换。然后，在图9所示的外部气体温度为高温或中温时的制热主体的制冷制热混合运转模式60c的制冷剂回路的状态下，形成低级压缩机51a及高级压缩机51c进行驱动的状态。在该图9所示的制冷制热混合运转模式60c下，从高级压缩机51c排出的高压制冷剂直接朝作为散热器起作用的利用侧热交换器22a、23a流动，上述利用侧热交换器22a、23a中冷凝后的制冷剂经由第一制冷剂连通管41分支地流入第一利用侧单元21的作为蒸发器起作用的利用侧热交换器21a和热源侧热交换器53。此外，利用侧热交换器21a中蒸发后的制冷剂经由第三制冷剂连通管43而被吸入至低级压缩机51a，另一方面，热源侧热交换器53中蒸发后的制冷剂经由两四通切换阀55、56及中间压配管51b而被吸入至高级压缩机51c。

另外，在图9所示的制热主体的制冷制热混合运转模式60c下，当外部气体温度较高时，控制部60进行减小热源侧单元50的热源侧风扇59的转速以降低中间压制冷剂的压力的风扇控制。

(2－4－4)从制冷制热混合运转模式朝稳态制热运转模式的转变

当从上述图9所示的外部气体温度较高时的制热主体的制冷制热混合运转模式60c转移为所有的利用侧单元21、22、23进行制热的稳态制热运转模式60b(图11)时，控制部60经由图10所示的制冷剂回路的状态。当利用侧单元21的设定从制冷切换至制热时，控制部60逐渐使低级压缩机51a停止，在第二四通切换阀56的周围的压力差变小后，对第二四通切换阀56的状态进行切换。此外，如图11所示，控制部60打开第一分支单元切换阀31a，并关闭第二分支单元切换阀31b，以使高压制冷剂流动至所有的利用侧热交换器21a、22a、23a。第二四通切换阀56的状态切换，因此，热源侧热交换器53中蒸发后的制冷剂被吸入至低级压缩机51a。

(2－4－5)伴随着外部气体温度变化的制冷主体的制冷制热混合运转模式的转变

当从上述图7所示的外部气体温度较高时的制冷主体的制冷制热混合运转模式60c转移至外部气体温度下降、上述图4所示的外部气体温度为低温(或中温)时的制冷主体的制冷制热混合运转模式60c转移时，控制部60经由图12所示的制冷剂回路的状态。当外部气体温度降低时，高压制冷剂的压力降低，因此，控制部60在无法确保高低差压的时间点使高级压缩机51c停止。此外，在第一四通切换阀55的周围的压力差变小后，切换第一四通切换阀55的状态。通过该第一四通切换阀55的状态的切换，从由低级压缩机51a排出而流动至中间压配管51b的中间压制冷剂朝利用侧热交换器22a流动的状态切换至中间压制冷剂朝热源侧热交换器53流动的状态。

(2－4－6)伴随着外部气体温度变化的制热主体的制冷制热混合运转模式的转变

当从上述图9所示的外部气体温度较高时的制热主体的制冷制热混合运转模式60c转移至上述图6所示的外部气体温度较低时的制热主体的制冷制热混合运转模式60c时，控制部60经由图13所示的制冷剂回路的状态。当伴随着外部气体温度的降低而中间压制冷剂的压力下降时，控制部60在无法确保高低差压的时间点使低级压缩机51a停止。此外，在第二四通切换阀56的周围的压力差变小后，切换第二四通切换阀56的状态。通过该第二四通切换阀56的状态的切换，如图6所示，利用侧热交换器21a中蒸发后的制冷剂流入中间压配管51b而被吸入至高级压缩机51c。此时，热源侧热交换器53中蒸发后的制冷剂被吸入至低级压缩机51a。

(3)空调机的特征

(3－1)

在该空调机中，采用了将低级压缩机51a和高级压缩机51c串联连接的结构。除此之外，还构成制冷剂回路，并进行控制，以使从低级压缩机51a排出而流动至中间压配管51b的中间压制冷剂在图4所示的第一状态下朝热源侧热交换器53流动，并在图7所示的第二状态下朝利用侧热交换器22a流动。根据该空调机，在外部气体温度较低而在热源侧热交换器53中无需高压制冷剂的情况下，能将四通切换阀55、56设为图4所示的第一状态，能提高空调机的运转效率。另外，如图7所示，当外部气体温度较高时，在需要一边使第一及第三利用侧热交换器21a、23a作为蒸发器起作用，一边使第二利用侧热交换器22a相对于较小的热负载作为散热器起作用的情况下，通过将四通切换阀55、56设为图7所示的第二状态，将中间压制冷剂输送至第二利用侧热交换器22a，能提高空调机的运转效率。

(3－2)

空调机的控制部60具有第一利用侧热交换器21a作为蒸发器起作用、且第二利用侧热交换器22a作为散热器起作用的中间压利用运转模式(参照图4、图7)，以作为制冷制热混合运转模式60c的一个模式。在该中间压利用运转模式下，控制部60对切换机构即四通切换阀55、56进行控制，以使从低级压缩机51a排出而流动至中间压配管51b的中间压制冷剂直接朝热源侧热交换器53或利用侧热交换器22a流动。这样，不仅目前所利用的从高级压缩机排出的高压制冷剂，通过积极地利用中间压制冷剂，无需无用地进行降低高压制冷剂的压力这样的运转，从而能提高空调机的运转效率。

(3－3)

空调机的控制部60具有图7所示的第一混合运转模式、图4所示的第二混合运转模式，以作为制冷制热混合运转模式60c。此外，对四通切换阀55、56进行控制，以在第一混合运转模式下，中间压制冷剂流动至第二利用侧热交换器22a，并在第二混合运转模式下，高压制冷剂流动至第二利用侧热交换器22a。这样，在该空调机中，除了使高压制冷剂流动至利用侧热交换器22a的选择之外，还能进行使中间压制冷剂流动至利用侧热交换器22a的选择，在利用侧单元22的设置空间的热负载较小的情况下，能使用中间压制冷剂来提高空调机的运转效率。

(3－4)

在图7所示的第一混合运转模式下，空调机的控制部60将从高级压缩机51c排出的高压制冷剂流动至热源侧热交换器53以进行散热，另一方面，将从低级压缩机51a排出的中间压制冷剂的一部分流动至第二利用侧热交换器22a以进行散热，从而利用第二利用侧单元22进行制热运转。上述热源侧热交换器53及利用侧热交换器22a中散热、冷凝后的制冷剂流动至第一及第三利用侧热交换器21a、23a而进行蒸发。在外部气体温度较高、第二利用侧单元22的制热的热负载较小的情况下，由控制部60选择该第一混合运转模式，从而提高了空调机的运转效率。

(3－5)

在图4所示的第二混合运转模式下，空调机的控制部60对四通切换阀55、56进行控制，以使从高级压缩机51c排出的高压制冷剂朝第二利用侧热交换器22a流动、且使从低级压缩机51a排出的中间压制冷剂的一部分朝热源侧热交换器53流动，此外，还根据外部气体温度改变热源侧风扇59的转速以调节中间压制冷剂的压力。具体而言，当外部气体温度降低时，控制部60进行减小热源侧风扇59的转速以提高中间压制冷剂的压力的风扇控制。藉此，提高了空调机的运转效率。

(3－6)

当从图7所示的第一混合运转模式切换至图4所示的第二混合运转模式时，空调机的控制部60经由图12的制冷剂回路的状态。具体而言，在切换的过程中，使高级压缩机51c暂时停止，在第一四通切换阀55的周围的压力差变小后，切换第一四通切换阀55的状态。这样，通过使高级压缩机51c暂时停止，能抑制伴随着四通切换阀55的状态切换而产生的噪声。另外，在周围的压力差变小后进行状态的切换，因此，能可靠地切换四通切换阀55的状态。

(符号说明)

21、22、23利用侧单元

21a、22a、23a利用侧热交换器

21b、22b、23b利用侧膨胀阀(利用侧膨胀机构)

50热源侧单元

51压缩机构

51a低级压缩机

51b中间压配管

51c高级压缩机

53热源侧热交换器

54热源侧膨胀阀(热源侧膨胀机构)

55、56四通切换阀(切换机构)

59热源侧风扇

60控制部

60c制冷制热混合运转模式

65外部气体温度传感器

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003－130492号公报

Claims (6)

1.一种制冷装置，其特征在于，包括：

热源侧单元(50)，该热源侧单元(50)具有压缩机构(51)、热源侧热交换器(53)及热源侧膨胀机构(54)，所述压缩机构(51)具有低级压缩机(51a)及高级压缩机(51c)；

第一利用侧单元(21)，该第一利用侧单元(21)具有第一利用侧热交换器(21a)和第一利用侧膨胀机构(21b)；

第二利用侧单元(22)，该第二利用侧单元(22)具有第二利用侧热交换器(22a)和第二利用侧膨胀机构(22b)；以及

切换机构(55、56)，该切换机构(55、56)对从所述压缩机构朝所述热源侧热交换器、所述第一利用侧热交换器及所述第二利用侧热交换器流动的制冷剂的路径进行切换，

所述低级压缩机和所述高级压缩机经由中间压配管(51b)而串联连接，

所述切换机构(55、56)在第一状态与第二状态之间进行切换，其中，所述第一状态是指从所述低级压缩机排出而流动至所述中间压配管的中间压制冷剂朝所述热源侧热交换器流动的状态，所述第二状态是指所述中间压制冷剂朝所述第一利用侧热交换器或所述第二利用侧热交换器流动的状态。

2.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，

还包括对所述切换机构进行控制的控制部(60)，

所述控制部具有所述第一利用侧热交换器(21a)作为蒸发器起作用、所述第二利用侧热交换器(22a)作为散热器起作用的中间压利用运转模式，

在该中间压利用运转模式下，对所述切换机构(55、56)进行控制，以使从所述低级压缩机(51a)排出而流动至所述中间压配管(51b)的中间压制冷剂直接朝所述热源侧热交换器(53)、所述第一利用侧热交换器(21a)或所述第二利用侧热交换器(22a)流动。

3.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，

还包括对所述切换机构进行控制的控制部(60)，

所述控制部具有所述第一利用侧热交换器(21a)作为蒸发器起作用、所述第二利用侧热交换器(22a)作为散热器起作用的第一混合运转模式及第二混合运转模式，

在所述第一混合运转模式下，所述控制部对所述切换机构(55、56)进行控制，以使从所述低级压缩机(51a)排出而流动至所述中间压配管(51b)的中间压制冷剂朝所述第二利用侧热交换器(22a)流动，

在所述第二混合运转模式下，所述控制部对所述切换机构(55、56)进行控制，以使从所述高级压缩机(51c)排出的高压制冷剂朝所述第二利用侧热交换器(22a)流动。

4.如权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，

所述控制部在所述第一混合运转模式下对所述切换机构(55、56)进行控制，以使所述中间压制冷剂朝所述第二利用侧热交换器(22a)流动，且使从所述高级压缩机(51c)排出的高压制冷剂朝所述热源侧热交换器(53)流动。

5.如权利要求3或4所述的制冷装置，其特征在于，

所述热源侧单元(50)还具有：用于朝所述热源侧热交换器(53)输送外部气体的热源侧风扇(59)；以及对外部气体温度进行检测的外部气体温度传感器(65)，

所述控制部在所述第二混合运转模式下对所述切换机构(55、56)进行控制，以使所述高压制冷剂朝所述第二利用侧热交换器(22a)流动，且使所述中间压制冷剂朝所述热源侧热交换器(53)流动，并且所述控制部根据所述外部气体温度改变所述热源侧风扇的转速以调节所述中间压制冷剂的压力。

6.如权利要求3至5中任一项所述的制冷装置，其特征在于，

当从所述第一混合运转模式向所述第二混合运转模式切换时，所述控制部使低级压缩机(51a)或高级压缩机(51c)暂时停止，在利用所述切换机构(55、56)切换制冷剂的路径后，返回至低级压缩机(51a)及高级压缩机(51c)这两者运转的状态。