CN108139106A - 空气调节装置 - Google Patents
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Abstract
目的在于提供一种在连接有多个利用侧热交换器的系统的热介质循环回路中,能够向各利用侧热交换器输送与各利用侧热交换器的热负荷相应的流量的热介质的空气调节装置。具备:制冷剂循环回路,其供热源侧制冷剂循环;多个系统的热介质循环回路,其供热介质循环,并具备多个利用侧热交换器,所述热介质在热介质间热交换器与制冷剂循环回路的热源侧制冷剂进行热交换;以及热介质分流装置,其设置于多个系统的热介质循环回路中的、连接有多个利用侧热交换器的热介质循环回路,对与热介质循环回路连接的多个利用侧热交换器的热介质的流量进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及例如应用于大厦用多联空调等的空气调节装置。
背景技术
在空气调节装置中,如大厦用多联空调等那样,有将热源机(室外单元)配置在建筑物外并将室内单元配置在建筑物的室内的空气调节装置。在这样的空气调节装置的制冷剂回路中循环的制冷剂对向室内单元的热交换器供给的空气放热(吸热),对该空气进行加热或冷却。然后,将加热或冷却后的空气送入到空调对象空间并进行制热或制冷。
作为在这样的空气调节装置中使用的热源侧制冷剂,例如较多采用HFC(氢氟烃)类制冷剂。另外,作为热源侧制冷剂,也提出了使用二氧化碳(CO2)等自然制冷剂。
另外,作为配置在建筑物外的热源机,提出了各种具备生成冷能或热能的冷机的空气调节装置(例如,参照专利文献1)。专利文献1记载的技术方案为:用配置在冷机内的热介质间热交换器加热或冷却水、防冻液等热介质,并用热介质配管将热介质输送给作为室内单元的风扇盘管单元、板式加热器等,进行制热或制冷(例如,参照专利文献1)。
另外,也提出了被称为废热回收型冷机的空气调节装置,该空气调节装置在热源机与室内单元之间连接有四条热介质配管(例如,参照专利文献2)。专利文献2记载的技术方案为:同时向室内单元供给被加热的热介质和被冷却的热介质,能够在室内单元自由地选择制冷或制热。
另外,提出了如下的空气调节装置:具有一次侧制冷剂回路和二次侧制冷剂回路,所述一次侧制冷剂回路供一次制冷剂循环,所述二次侧制冷剂回路是供作为热介质的二次制冷剂循环的回路,并具有利用侧热交换器,使一次制冷剂与二次制冷剂进行热交换的热介质间热交换器配置在各室内单元的附近(例如,参照专利文献3)。
另外,提出了如下的空气调节装置:向搭载于分支单元内的热介质间热交换器供给由室外单元加热或冷却后的热源侧制冷剂,使该被供给的热源侧制冷剂的热能或冷能经由该热介质间热交换器传递给热介质(例如,参照专利文献4)。专利文献4记载的技术方案为:用两条热介质配管连接室内单元和分支单元。
另外,在大厦用多联空调等空气调节装置中,提出了如下的空气调节装置:通过使制冷剂从室外单元循环到中继单元,并使水等热介质从中继单元循环到室内单元,从而一边使水等热介质向室内单元循环,一边降低热介质的输送动力(例如,参照专利文献5)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-140444号公报
专利文献2:日本特开平5-280818号公报
专利文献3:日本特开2001-289465号公报
专利文献4:日本特开2003-343936号公报
专利文献5:国际公开第10/049998号
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1~5记载的技术方案中,相对于热介质间热交换器并联地连接有一个或多个利用侧热交换器,构成了一个系统或多个系统的热介质循环回路。而且,在各热介质循环回路中设置有能够调整热介质的流量的流量调整阀,能够在热介质循环回路彼此间使热介质的流量不同。
在专利文献1~5记载的技术方案中,针对一个系统的热介质循环回路,连接有一台利用侧热交换器,但也有在一个系统的热介质循环回路中连接有多个利用侧热交换器的结构。对于像这样在一个系统内连接有多个利用侧热交换器的结构而言,未成为能够对该系统内的各利用侧热交换器中的每一个进行流量调整的结构。因此,存在如下问题:在各利用侧热交换器彼此的容量不同或热负荷不同的情况下,无法进行与热负荷相应的适当控制。
本发明是为了解决上述课题而做出的,其目的在于提供一种在连接有多个利用侧热交换器的系统的热介质循环回路中,能够进行各利用侧热交换器的流量调整,能够向各利用侧热交换器输送与各利用侧热交换器的热负荷相应的流量的热介质的空气调节装置。
用于解决课题的手段
本发明的空气调节装置具备:制冷剂循环回路,所述制冷剂循环回路是用制冷剂配管将压缩机、热源侧热交换器、节流装置及多个热介质间热交换器的制冷剂侧流路连接而成的,供热源侧制冷剂循环;多个系统的热介质循环回路,所述多个系统的热介质循环回路是用热介质配管将多个热介质间热交换器的热介质侧流路、多个热介质输送装置及多个利用侧热交换器连接而成的,供热介质循环;热介质流路切换装置,所述热介质流路切换装置针对多个系统的热介质循环回路中的每一个设置,并对热介质的流路进行切换,以将利用侧热交换器与多个热介质间热交换器中的任一个连接;以及热介质分流装置,所述热介质分流装置设置于多个系统的热介质循环回路中的、连接有多个利用侧热交换器的热介质循环回路,对与热介质循环回路连接的多个利用侧热交换器的热介质的流量进行调整。
发明的效果
根据本发明的空气调节装置,在连接有多个利用侧热交换器的热介质循环回路中设置有热介质分流装置,能够利用热介质分流装置进行各利用侧热交换器的流量调整。其结果是,能够向各利用侧热交换器输送与各利用侧热交换器的热负荷相应的流量的热介质。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的空气调节装置100的设置例的概略图。
图2是示出本发明的实施方式的空气调节装置100的室外单元1及中继单元2的回路结构的一例的图。
图3是本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的结构示意图。
图4是示出图2所示的空气调节装置100的制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图5是示出图2所示的空气调节装置100的全制冷模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图6是示出图2所示的空气调节装置100的并存运转模式时中的、制热主体运转时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
图7是示出本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的热介质分流调整阀36的开度图像的图(其一)。
图8是示出本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的热介质分流调整阀36的开度图像的图(其二)。
图9是示出本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的热介质分流调整阀36的开度图像的图(其三)。
具体实施方式
以下,基于附图说明本发明的实施方式。
实施方式.
图1是示出本发明的实施方式的空气调节装置100的设置例的概略图。图2是示出本发明的实施方式的空气调节装置100的制冷剂回路结构的一例的图。
如图1所示,本实施方式的空气调节装置100具有:室外单元(热源机)1、多台室内单元3(3a~3d)、以及存在于室外单元1与室内单元3之间的一台中继单元2。而且,空气调节装置100的各室内单元3能够选择制冷运转或制热运转。
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由供热源侧制冷剂流动的制冷剂配管4连接,构成了作为使热源侧制冷剂循环的制冷循环的制冷剂循环回路A。中继单元2和室内单元3由供热介质流动的热介质配管5连接,构成了使热介质循环的热介质循环回路B。
中继单元2具备用于与室内单元3连接的多个连接口60。在该连接口60经由热介质配管5连接有室内单元3。此外,对于分别与制冷剂循环回路A及热介质循环回路B中的每一个连接的切换装置等各构成部件而言,以下再次进行说明。而且,在室外单元1生成的冷能或热能经由中继单元2配送给室内单元3。
本实施方式的空气调节装置100能够相对于连接口60(60a~60d)连接一台或多台室内单元3。具体而言,室内单元3a分为具备利用侧热交换器35a-1的室内单元3a-1和具备利用侧热交换器35a-2的室内单元3a-1这两台而构成,在连接口60a连接有两台室内单元3a-1、3a-2。另外,构成为在连接口60b~60d分别连接有一台室内单元3b~3d。室内单元3b~3d具备利用侧热交换器35b~35d。
而且,本实施方式具有如下特征:通过相对于连接口60连接热介质分流装置15,从而能够对与一个连接口60a连接的两台室内单元3a-1、3a-2进行热介质的流量调整。也就是说,在如下方面具有特征:将流入到热介质分流装置15内的热介质最佳地分流并向两台室内单元3a-1、3a-2输送,之后进行合流,使热介质循环。
以下,首先对室外单元1、中继单元2及室内单元3进行说明,对于热介质分流装置15而言,随后进行叙述。
此外,以下,在不需要特别区分与连接口60a连接的室内单元3a为两台的结构的情况下,为了便于说明,视为如下结构进行说明:与连接口60a连接的室内单元3为室内单元3a这一台,且室内单元3a内的利用侧热交换器也为利用侧热交换器35a这一台。
室外单元1通常配置于大厦等建筑物9外面的空间(例如屋顶等)、即室外空间6,并经由中继单元2向室内单元3供给冷能或热能。
中继单元2将在室外单元1生成的热能或冷能传递给室内单元3。该中继单元2构成为:作为与室外单元1及室内单元3不同的框体,能够设置在与室外空间6及室内空间7不同的位置。另外,中继单元2经由制冷剂配管4与室外单元1连接,另外,经由热介质配管5与室内单元3连接。
室内单元3配置在能够向建筑物9内部的空间(例如居室等)、即室内空间7供给制冷用空气或制热用空气的位置,并向成为空调对象空间的室内空间7供给制冷用空气或制热用空气。在图1中图示了室内单元3为天花板埋入型,但不限定于此。
热源侧制冷剂从室外单元1通过制冷剂配管4向中继单元2输送。被输送的热源侧制冷剂在中继单元2内的后述的热介质间热交换器25a~25d(参照图2)与热介质进行热交换,加热或冷却热介质。也就是说,热介质被热介质间热交换器加热或冷却而成为热水或冷水。在中继单元2得到的热水或冷水由后述的泵31a、31b(参照图2)经由热介质配管5向室内单元3输送,在室内单元3用于针对室内空间7的制热运转或制冷运转。
作为热源侧制冷剂,例如能够使用R-22、R-134a等单一制冷剂、R-410A、R-404A等近共沸混合制冷剂、R-407C等非共沸混合制冷剂。作为热源侧制冷剂,例如还能够使用化学式内包含双键的CF3、CF=CH2等被认为全球变暖系数的值比较小的制冷剂及其混合物。作为热源侧制冷剂,还能够使用CO2或丙烷等自然制冷剂。
另一方面,作为热介质,例如能够使用水、载冷剂(防冻液)、水与防冻液的混合液、水与防腐蚀效果高的添加剂的混合液等。也就是说,空气调节装置100通过采用这些物质作为热介质,有助于针对热介质向室内空间7的泄漏的安全性的提高。此外,将本实施方式的空气调节装置100设为采用水作为热介质进行说明。
如图1所示,本实施方式的空气调节装置100使用两条制冷剂配管4将室外单元1和中继单元2连接,使用两条热介质配管5将中继单元2和各室内单元3连接。这样,在空气调节装置100中,通过使用两条配管(制冷剂配管4、热介质配管5)将各单元(室外单元1、中继单元2及室内单元3)连接,从而使得施工变容易。
此外,在图1中,例示了将中继单元2设置于虽为建筑物9的内部但与室内空间7不同的空间、即天花板背面等空间(以下,仅称为空间8)的状态。除此之外,中继单元2也能够设置在有电梯等的共用空间等中。另外,在图1中,例示了室内单元3为天花板盒型的情况,但不限定于此,只要构成为直接或利用导管等向室内空间7吹出制热用空气或制冷用空气,则可以是天花板埋入型、天花板悬吊式等任意种类的室内单元。
在图1中,例示了将室外单元1设置于室外空间6的情况,但不限定于此。例如,室外单元1可以设置于带换气口的机械室等被包围的空间,如果能够用排气导管将废热排出到建筑物9外,则也可以设置在建筑物9内部。另外,在使用水冷式的室外单元1的情况下,也可以将室外单元1设置在建筑物9内部。即使将室外单元1设置在这样的场所,也不会产生特别的问题。
另外,中继单元2也可以设置在室外单元1的附近。但是,在像这样将中继单元2设置在室外单元1的附近的情况下,最好留意将从中继单元2到室内单元3连接的热介质配管5的长度。这是因为,在从中继单元2到室内单元3的距离变长时,热介质的输送动力会相应地变大,节能化的效果会变小。
并且,室外单元1、中继单元2及室内单元3的连接台数不限定于图1中图示的台数,与设置有空气调节装置100的建筑物9相应地决定台数即可。
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散布设置在大厦等建筑物中的共用空间或天花板背面等空间中。由此,能够用各中继单元2内的后述的热介质间热交换器25a、25b(参照图2)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内的泵31a、31b(参照图2)的输送容许范围内的距离或高度,能够进行对大厦等建筑物整体的配置。
图2是示出本发明的实施方式的空气调节装置100的室外单元1及中继单元2的回路结构的一例的图。
如图2所示,室外单元1和中继单元2经由配备在中继单元2的热介质间热交换器25a、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、25b由热介质配管5连接。也就是说,热介质间热交换器25a、25b具有制冷剂侧流路和热介质侧流路,使经由制冷剂配管4向制冷剂侧流路供给的热源侧制冷剂与经由热介质配管5向热介质侧流路供给的热介质进行热交换。
[室外单元1]
在室外单元1用制冷剂配管4连接并搭载有压缩机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及储液器19。另外,在室外单元1设置有第一连接配管4a、第二连接配管4b及止回阀13a~13d。通过设置第一连接配管4a、第二连接配管4b及止回阀13a~13d,不论是制热运转模式还是制冷运转模式,空气调节装置100都能够使从室外单元1流入到中继单元2中的热源侧制冷剂的流动成为恒定方向。
压缩机10吸入制冷剂,并对该制冷剂进行压缩,使其成为高温高压的状态,并向制冷剂循环回路A输送。该压缩机10的排出侧与第一制冷剂流路切换装置11连接,吸入侧与储液器19连接。压缩机10例如可以由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在全制热运转模式时及制冷制热并存运转模式的制热主体运转模式时,将压缩机10的排出侧与止回阀13d连接,并将热源侧热交换器12与储液器19的吸入侧连接。另外,第一制冷剂流路切换装置11在制冷运转模式时及制冷制热并存运转模式的制冷主体运转模式时,将压缩机10的排出侧与热源侧热交换器12连接,并且将止回阀13c与储液器19的吸入侧连接。
热源侧热交换器12在制热运转时作为蒸发器发挥功能,在制冷运转时作为冷凝器(或放热器)发挥功能。而且,热源侧热交换器12在从省略图示的风扇等送风机供给的空气流体与热源侧制冷剂之间进行热交换,并使该热源侧制冷剂蒸发气化或冷凝液化。在制热运转模式时,该热源侧热交换器12的一方(一个孔口)与止回阀13b连接,另一方(另一个孔口)与储液器19的吸入侧连接。另外,在制冷运转模式时,热源侧热交换器12的一方与压缩机10的排出侧连接,另一方与止回阀13a连接。热源侧热交换器12例如可以由能够在流经制冷剂配管的制冷剂与通过翅片的空气之间进行热交换的板式翅片管型热交换器构成。
储液器19存储由于制热运转模式时和制冷运转模式时所需要的制冷剂量的不同而产生的剩余制冷剂、相对于过渡性运转的变化(例如,室内单元3的运转台数的变化)的剩余制冷剂。在制热运转模式时,该储液器19的吸入侧与热源侧热交换器12连接,排出侧与压缩机10的吸入侧连接。另外,在制冷运转模式时,储液器19的吸入侧与止回阀13c连接,排出侧与压缩机10的吸入侧连接。
止回阀13a设置于热源侧热交换器12与中继单元2之间的制冷剂配管4,仅容许热源侧制冷剂向规定方向(从室外单元1向中继单元2的方向)流动。
止回阀13c设置于中继单元2与第一制冷剂流路切换装置11之间的制冷剂配管4,仅容许热源侧制冷剂向规定方向(从中继单元2向室外单元1的方向)流动。
止回阀13b设置于第二连接配管4b,在制热运转时,使从中继单元2返回的热源侧制冷剂向压缩机10的吸入侧流通。
止回阀13d设置于第一连接配管4a,在制热运转时,使从压缩机10排出的热源侧制冷剂向中继单元2流通。
第一连接配管4a在室外单元1内将第一制冷剂流路切换装置11与止回阀13c之间的制冷剂配管4和止回阀13a与中继单元2之间的制冷剂配管4连接。第二连接配管4b在室外单元1内将止回阀13c与中继单元2之间的制冷剂配管4和热源侧热交换器12与止回阀13a之间的制冷剂配管4连接。此外,在图2中,例示了设置有第一连接配管4a、第二连接配管4b、止回阀13a、止回阀13b、止回阀13c及止回阀13d的情况,但不限定于此,并不一定需要设置这些部件。
[室内单元3]
在室内单元3配备有利用侧热交换器35a~35d(有时也仅称为利用侧热交换器35)。该利用侧热交换器35经由热介质配管5与热介质流量调整装置34a~34d(有时也仅称为热介质流量调整装置34)连接,并经由热介质配管5与第二热介质流路切换装置33a~33d(有时也仅称为第二热介质流路切换装置33)连接。该利用侧热交换器35在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与热介质之间进行热交换,并生成用于向室内空间7供给的制热用空气或制冷用空气。
在图2中,示出了室内单元3a~3d经由热介质配管5与中继单元2连接的情况的例子。另外,与室内单元3a~3d相应地,从纸面上侧起,也将利用侧热交换器35设为利用侧热交换器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,室内单元3的连接台数不限定于4台。
[中继单元2]
在中继单元2搭载有两个热介质间热交换器25a、25b(有时也仅称为热介质间热交换器25)、两个节流装置26a、26b(有时也仅称为节流装置26)、两个开闭装置27、29及两个第二制冷剂流路切换装置28a、28b(有时也仅称为第二制冷剂流路切换装置28)。在中继单元2还搭载有两个作为热介质输送装置的泵31a、31b(有时也仅称为泵31)、四个第一热介质流路切换装置32a~32d(有时也仅称为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33a~33d(有时也仅称为第二热介质流路切换装置33)及四个热介质流量调整装置34a~34d(有时也仅称为热介质流量调整装置34)。
此外,对于第一热介质流路切换装置32a~32d、第二热介质流路切换装置33a~33d及热介质流量调整装置34a~34d而言,也能够替换为将这些切换装置的功能统一化而成的一体化流路切换装置。具体而言,一体化流路切换装置例如可以设为如下结构:具备第一热介质流路切换装置32a~32d、第二热介质流路切换装置33a~33d及热介质流量调整装置34a~34d中的每一个的功能,并具有例如国际公开第2014/128961号记载的模块(一体化)构造。
热介质间热交换器25作为冷凝器(放热器)或蒸发器发挥功能,利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换,将在室外单元1中生成并存储于热源侧制冷剂的冷能或热能传递给热介质。也就是说,在进行制热运转时,热介质间热交换器25作为冷凝器(放热器)发挥功能,将热源侧制冷剂的热能传递给热介质。另外,在进行制冷运转时,热介质间热交换器25作为蒸发器发挥功能,将热源侧制冷剂的冷能传递给热介质。
热介质间热交换器25a设置于制冷剂循环回路A中的节流装置26a与第二制冷剂流路切换装置28a之间,在制冷制热并存运转模式时用于热介质的冷却。另外,热介质间热交换器25b设置于制冷剂循环回路A中的节流装置26b与第二制冷剂流路切换装置28b之间,在制冷制热并存运转模式时用于热介质的加热。
节流装置26具有作为减压阀或膨胀阀的功能,使热源侧制冷剂减压并膨胀。节流装置26a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动(参照后述的图5)中设置在热介质间热交换器25a的上游侧。节流装置26b在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动(参照后述的图5)中设置在热介质间热交换器25b的上游侧。节流装置26可以由能够开度可变地进行控制的部件、例如电子式膨胀阀等构成。
开闭装置27及开闭装置29例如由能够利用通电进行开闭动作的电磁阀等构成,对设置有它们的流路进行开闭。也就是说,与运转模式相应地控制开闭装置27及开闭装置29的开闭,从而对热源侧制冷剂的流路进行切换。
开闭装置27设置于热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4(将室外单元1与中继单元2连接的制冷剂配管4中的位于纸面最下段的制冷剂配管4)。开闭装置29设置于将热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4与出口侧的制冷剂配管4连接的配管(旁通管20)。此外,开闭装置27及开闭装置29只要是能够对设置有它们的流路进行开闭的部件即可,例如可以是电子式膨胀阀等对开度进行控制的部件。
第二制冷剂流路切换装置28例如由四通阀等构成,对热源侧制冷剂的流动进行切换,以使热介质间热交换器25与运转模式相应地作为冷凝器或蒸发器发挥功能。第二制冷剂流路切换装置28在热介质间热交换器25作为冷凝器发挥功能的情况下切换到图2的实线侧(后述的制热运转时开度方向的切换),在热介质间热交换器25作为蒸发器发挥功能的情况下切换到图2的虚线侧(后述的制冷运转时开度方向的切换)。第二制冷剂流路切换装置28a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中设置于热介质间热交换器25a的下游侧。第二制冷剂流路切换装置28b在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中设置于热介质间热交换器25b的下游侧。
泵31使在热介质配管5中流动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与第二热介质流路切换装置33之间的热介质配管5。泵31b设置于热介质间热交换器25b与第二热介质流路切换装置33之间的热介质配管5。泵31例如由能够进行容量控制的泵等构成,可以预先设为能够根据室内单元3的负荷的大小对其流量进行调整。
第一热介质流路切换装置32将利用侧热交换器35的热介质流路的出口侧的连接目标切换为热介质间热交换器25a的热介质流路的入口侧或热介质间热交换器25b的热介质流路的入口侧。第一热介质流路切换装置32设置有与室内单元3的设置台数相应的个数(在此为四个)。第一热介质流路切换装置32的三方(三个孔口)中的一个与热介质间热交换器25a连接,三方中的一个与热介质间热交换器25b连接,三方中的一个与热介质流量调整装置34连接,并设置于利用侧热交换器35的热介质流路的出口侧。此外,与室内单元3对应地,从纸面上侧起,作为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及第一热介质流路切换装置32d进行了图示。另外,对于热介质流路的切换而言,设为不仅包括从一方向另一方的完全切换,也包括从一方向另一方的部分切换。该第一热介质流路切换装置32例如可以由三通阀等构成。
第二热介质流路切换装置33将利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧的连接目标切换为热介质间热交换器25a的热介质流路的出口侧或热介质间热交换器25b的热介质流路的出口侧。第二热介质流路切换装置33设置有与室内单元3的设置台数相应的个数(在此为四个)。第二热介质流路切换装置33的三方(三个孔口)中的一个与热介质间热交换器25a连接,三方中的一个与热介质间热交换器25b连接,三方中的一个与利用侧热交换器35连接,并设置于利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧。此外,与室内单元3对应地,从纸面上侧起,作为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及第二热介质流路切换装置33d进行了图示。另外,对于热介质流路的切换而言,设为不仅包括从一方向另一方的完全切换,也包括从一方向另一方的部分切换。该第二热介质流路切换装置33例如可以由三通阀等构成。
第一热介质流路切换装置32及第二热介质流路切换装置33构成本发明的热介质流路切换装置。
热介质流量调整装置34由能够控制开口面积的二通阀等构成,对在热介质配管5中流动的热介质的流量进行控制。热介质流量调整装置34设置有与室内单元3的设置台数相应的个数(在此为四个)。热介质流量调整装置34的一方(一个孔口)与利用侧热交换器35连接,另一方(另一个孔口)与第一热介质流路切换装置32连接,并设置于利用侧热交换器35的热介质流路的出口侧。即,热介质流量调整装置34根据流入室内单元3的热介质的温度及流出的热介质的温度来调整流入室内单元3的热介质的量,能够向室内单元3提供与室内负荷相应的最佳的热介质量。
此外,与室内单元3对应地,从纸面上侧起,作为热介质流量调整装置34a、热介质流量调整装置34b、热介质流量调整装置34c及热介质流量调整装置34d进行了图示。另外,也可以将热介质流量调整装置34设置在利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧。另外,也可以将热介质流量调整装置34设置在利用侧热交换器35的热介质流路的入口侧且第二热介质流路切换装置33与利用侧热交换器35之间。并且,在室内单元3中,在停止模式及温度传感器关闭(日文:サーモOFF)等不需要负荷时,通过将热介质流量调整装置34设为全闭,从而能够停止向室内单元3的热介质供给。
此外,如果使用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中附加热介质流量调整装置34的功能而得到的部件,则也能够省略热介质流量调整装置34。
另外,如上所述,相对于第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33及热介质流量调整装置34,也可以代替地使用将第一热介质流路切换装置32、第二热介质流路切换装置33及热介质流量调整装置34一体化(模块化)并附加流路切换功能、流量调整功能、流路关闭功能而得到的一体化流路切换装置。
另外,在中继单元2设置有两个温度传感器40a、40b(有时也仅称为温度传感器40)。温度传感器40检测从热介质间热交换器25流出的热介质的温度,即检测热介质间热交换器25的出口处的热介质的温度。温度传感器40a设置于泵31a的热介质吸入侧的热介质配管5。温度传感器40b设置于泵31b的热介质吸入侧的热介质配管5。温度传感器40例如可以由热敏电阻等构成。
将由温度传感器40检测出的信息(温度信息)发送给对空气调节装置100的动作进行总括控制的控制装置50。而且,将由温度传感器40检测出的信息(温度信息)用于压缩机10的驱动频率、省略图示的送风机的转速、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的热介质流量的调整等的控制。此外,例示了将控制装置50搭载在中继单元2内的状态,但不限定于此,也可以是,以能够进行通信的方式搭载于室外单元1、室内单元3或各单元。
另外,控制装置50由微型计算机等构成,基于由各种检测装置检测出的检测结果及来自遥控器的指示,对压缩机10的驱动频率、送风机的转速(包括接通/断开)、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵31的驱动及节流装置26的开度进行控制。除此以外,控制装置50也对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、热介质流量调整装置34的驱动、开闭装置27、29的开闭及后述的热介质分流调整阀36的开度等进行控制。也就是说,控制装置50对构成上述各种设备的致动器等进行控制,并执行后述的各运转模式。
具体而言,控制装置50进行控制,以使室内空间7维持设定温度,在室内空间7达到设定温度时,停止向设置于室内单元3的利用侧热交换器35供给热介质(温度传感器关闭)。另外,即使室内空间7未达到设定温度,如果有来自用户的指示,则控制装置50不仅停止向设置于室内单元3的利用侧热交换器35供给热介质,而且也停止附设于利用侧热交换器35的风扇的运转。
供热介质流动的热介质配管5具有与热介质间热交换器25a连接的配管、和与热介质间热交换器25b连接的配管。热介质配管5根据其与室内单元3的连接口60的数量而被分支(在此,各为四个分支)。而且,热介质配管5中的与热介质间热交换器25a连接的配管和与热介质间热交换器25b连接的配管由第一热介质流路切换装置32及第二热介质流路切换装置33连接。通过对第一热介质流路切换装置32及第二热介质流路切换装置33进行控制,从而决定是使来自热介质间热交换器25a的热介质流入利用侧热交换器35,还是使来自热介质间热交换器25b的热介质流入利用侧热交换器35。
而且,在空气调节装置100中,利用制冷剂配管4将压缩机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及储液器19连接,从而构成制冷剂循环回路A。另外,利用热介质配管5将热介质间热交换器25的热介质流路、泵31、第一热介质流路切换装置32、热介质流量调整装置34、利用侧热交换器35及第二热介质流路切换装置33连接,从而构成热介质循环回路B。也就是说,多台利用侧热交换器35并联地连接于热介质间热交换器25中的每一个,将热介质循环回路B设为多个系统。在此,由于连接口60有四个,所以构成了四个系统的热介质循环回路B。
因此,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及热介质间热交换器25b连接,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连接。即,在空气调节装置100中,利用热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b使在制冷剂循环回路A中循环的热源侧制冷剂与在热介质循环回路B中循环的热介质进行热交换。通过使用这样的结构,空气调节装置100能够实现与室内负荷相应的最佳的制冷运转或制热运转。
另外,在空气调节装置100中,如上所述,热介质循环回路B具有两个分流并联回路70a、70b,所述两个分流并联回路70a、70b将在热介质循环回路B中流动的热介质分流为多条流路(在此为两条),并使该热介质并联地向室内单元3a-1、3a-2流动。而且,本实施方式的空气调节装置100通过相对于连接口60a连接热介质分流装置15,从而能够进行室内单元3a-1、3a-2中的每一个的热介质的流量调整。以下,对热介质分流装置15进行说明。
[热介质分流装置15]
图3是本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的结构示意图。
如图3所示,热介质分流装置15构成热介质循环回路B的一部分,并具备与中继单元2连接的连接用的第一连接口61、和与室内单元3a-1、3a-2连接的连接用的第二连接口62。第一连接口61具有入口侧连接口61a和出口侧连接口61b。而且,经由该第一连接口61,利用热介质配管5将中继单元2与热介质分流装置15连接。另外,第二连接口62具有出口侧连接口62a和入口侧连接口62b。入口侧连接口62b和出口侧连接口62a中的每一个分别具备与能够连接于一个系统的热介质循环回路B的室内单元的台数相对应的数量,在此,分别具备两个。
另外,热介质分流装置15具有分流配管16和合流配管17。分流配管16将入口侧连接口61a与出口侧连接口62a连接,对从入口侧连接口61a流入的来自中继单元2的热介质进行分流,并将热介质引导到多个出口侧连接口62a。合流配管17将多个入口侧连接口62b与出口侧连接口61b连接,对从多个入口侧连接口62b流入的来自室内单元3a-1、3a-2的各热介质进行合流,并将热介质引导到出口侧连接口61b。
而且,在分流配管16设置有热介质分流调整阀36。热介质分流调整阀36以任意的分流比率对从中继单元2流入到热介质分流装置15中的热介质循环回路B的热介质进行分流,调整利用侧热交换器35a-1、35a-2的流量。热介质分流调整阀36例如是具备步进电机且能够按指示开度变更开口面积的三通阀。将热介质分流调整阀36设为:随着指示开度变大,使流入利用侧热交换器35a-1侧的热介质的量增加,另一方面,使流入利用侧热交换器35a-2侧的热介质的量减少。
热介质分流装置15还具备温度传感器41及温度传感器42a、42b。温度传感器41检测流入热介质分流装置15的热介质的温度。温度传感器42a、41-b检测在利用侧热交换器35a-1、35a-2进行热交换后的热介质的温度。此外,温度传感器41及温度传感器42a、42b构成本发明的温度检测装置。
这些温度传感器例如由热敏电阻等构成。基于由这些温度传感器检测出的温度,对热介质分流调整阀36进行调整,以便相对于利用侧热交换器35a-1、35a-2输送最佳的热介质流量。利用控制装置50,与室内单元3a-1、3a-2中的每一个的负荷相应地对热介质分流调整阀36进行控制。对于热介质分流调整阀36的控制的详细情况,再次进行详细说明。
[运转模式]
对空气调节装置100执行的各运转模式进行说明。该空气调节装置100能够基于来自各室内单元3的指示,利用该室内单元3进行制热运转或制冷运转。也就是说,空气调节装置100能够利用全部的室内单元3进行同一运转,并且能够利用室内单元3中的每一个进行不同的运转。
空气调节装置100执行的运转模式有以下四种模式。以下,与热源侧制冷剂及热介质的流动一起对各运转模式进行说明。
(a)正在动作的室内单元3的全部都执行制冷运转的全制冷运转模式
(b)正在动作的室内单元3的全部都执行制热运转的全制热运转模式
(c)作为执行制冷运转和制热运转的室内单元3并存的制冷制热并存运转模式的、制冷负荷较大的制冷主体运转模式
(d)作为执行制冷运转和制热运转的室内单元3并存的制冷制热并存运转模式的、制热负荷较大的制热主体运转模式
以下,对上述各模式进行说明。此外,如上所述,室内单元3a分为室内单元3a-1和室内单元3a-2这两台而构成,但根据对各模式下的基本动作的概要进行说明的观点,在以下各模式的说明中,为了方便起见,不区分为两台,作为一台室内单元3a进行说明。而且,对于向室内单元3a-1、3a-2的热介质的分流,再次进行详细说明。
[制热运转模式(全制热模式)]
图4是示出图2所示的空气调节装置100的制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图4中,将四个室内单元3a~3d为制热运转模式的状态作为一例进行说明。
此外,在图4中,用粗线表示的配管示出了供热源侧制冷剂流动的配管。另外,在图4中,用实线箭头示出了热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头示出了热介质的流动方向。
在制热运转模式(全制热模式)的情况下,在室外单元1中,对第一制冷剂流路切换装置11进行切换,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12地流入到中继单元2中。
在中继单元2中,由于四个室内单元3为制热运转模式,所以将四个第一热介质流路切换装置32a~32d和四个第二热介质流路切换装置33a~33d切换到制热侧开度方向或设为中间开度。切换到制热侧开度方向是指切换到热介质间热交换器25a、25b中的作为冷凝器发挥功能的一侧。在此,由于为全制热运转模式,且热介质间热交换器25a、25b这双方都作为冷凝器发挥功能,所以切换到制热侧开度方向是指切换到热介质间热交换器25a、25b中的任一方的一侧。另外,中间开度是指设为中间的开度,以确保向热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b这双方流动的流路。
另外,开闭装置27为闭,开闭装置29为开。另外,将四个热介质流量调整装置34a~34d设为热介质流量调整时开度。即,对四个热介质流量调整装置34a~34d进行控制,以便得到为了供给在分别设置有室内单元3a~3d的室内所需要的空调负荷而需要的流量。
此外,泵31的动作为与室内单元负荷相应的流量指示值。另外,第二制冷剂流路切换装置28的切换状态为制热运转时开度方向。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11及第一连接配管4a从室外单元1流出。从室外单元1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入中继单元2。流入到中继单元2中的高温高压的气体制冷剂在通过第二制冷剂流路切换装置28a、28b后,通过热介质间热交换器25a、25b,通过节流装置26a、26b,并通过开闭装置29。通过开闭装置29后的制冷剂向室外单元1输送,并在热源侧热交换器12进行与外部空气的热交换,成为低温低压的气体制冷剂。低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11及储液器19被再一次吸入到压缩机10中。
此时,对节流装置26a、26b的开度进行控制,以使热介质间热交换器25a、25b的出口制冷剂的过冷(过冷度)恒定。该过冷(过冷度)是作为差值得到的,该差值是将在热介质间热交换器25a、25b与节流装置26a、26b之间流动的热源侧制冷剂的压力换算为饱和温度得到的值同热介质间热交换器25a、25b的出口侧的温度之差。
接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在全制热运转模式下,利用热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b这双方向热介质传递热源侧制冷剂的热能,并利用泵31a及泵31b使被加热的热介质在热介质配管5内流动。利用泵31a及泵31b的驱动而被加压的热介质被送入利用侧热交换器35a~35d,在与室内空气进行热交换后,从利用侧热交换器35a~35d流出并流入热介质流量调整装置34a~34d。此时,热介质在热介质流量调整装置34a~34d的作用下被控制成为了供给在室内所需要的空调负荷而需要的流量,并通过利用侧热交换器35a~35d及热介质流量调整装置34a~34d。
然后,利用第一热介质流路切换装置32a~32d切换流路,使从热介质流量调整装置34a~34d流出的热介质通过热介质配管5,流入并通过热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b,并再次被吸入到泵31a及泵31b中。
[制冷运转模式(全制冷模式)]
图5是示出图2所示的空气调节装置100的全制冷模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图5中,将四个室内单元3a~3d为制冷运转模式的状态作为一例进行说明。
此外,在图5中,用粗线表示的配管示出了供热源侧制冷剂流动的配管。另外,在图5中,用实线箭头示出了热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头示出了热介质的流动方向。
在制冷运转模式(全制冷模式)的情况下,在室外单元1中,对第一制冷剂流路切换装置11进行切换,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入到热源侧热交换器12中。
在中继单元2中,由于四个室内单元3为制冷运转模式,所以将四个第一热介质流路切换装置32a~32d、四个第二热介质流路切换装置33a~33d设为制冷侧开度方向或中间开度。将四个热介质流量调整装置34a~34d设为热介质流量调整时开度。另外,开闭装置27为开,开闭装置29为闭。节流装置26a及节流装置26b为热介质制冷剂流量调整时开度。
此外,泵31的动作为与室内单元负荷相应的流量指示值。第二制冷剂流路切换装置28的切换状态为制冷运转时开度方向。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换器12。流入到热源侧热交换器12中的制冷剂进行与外部空气的热交换,成为高温高压的液体制冷剂或二相制冷剂,并从热源侧热交换器12流出。从热源侧热交换器12流出的制冷剂在通过止回阀13a后,从室外单元1流出。从室外单元1流出的高温高压的液体制冷剂或二相制冷剂通过制冷剂配管4并流入中继单元2。
流入到中继单元2中的高温高压的液体制冷剂或二相制冷剂在通过开闭装置27后,利用节流装置26a、26b进行膨胀,成为低温低压的二相制冷剂。该二相制冷剂在热介质间热交换器25a、25b与热介质进行热交换后,成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b流出的气体制冷剂在通过第二制冷剂流路切换装置28a及第二制冷剂流路切换装置28b后,合流并从中继单元2流出。从中继单元2流出的制冷剂通过制冷剂配管4及止回阀13c,经由第一制冷剂流路切换装置11及储液器19被再一次吸入到压缩机10中。
此时,对节流装置26的开度进行控制,以使过热(过热度)恒定,所述过热(过热度)是作为差值得到的,该差值是将在热介质间热交换器25与节流装置26之间流动的热源侧制冷剂的压力换算为饱和温度得到的值同热介质间热交换器25的出口侧的温度之差。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,也可以代替地使用对该中间位置处的温度进行换算而得到的饱和温度。在该情况下,不用设置压力传感器即可,能够廉价地构成系统。
接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在全制冷运转模式下,利用热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b这双方向热源侧制冷剂传递热介质的冷能,并利用泵31a及泵31b使被冷却的热介质在热介质配管5内流动。全制冷运转模式下的热介质循环回路B中的热介质的流动与在图4中说明的全制热时的热介质的流动相同。即,利用泵31a及泵31b的驱动而被加压的热介质被送入利用侧热交换器35a~35d,在与室内空气进行热交换后,从利用侧热交换器35a~35d流出并流入热介质流量调整装置34a~34d。此时,热介质在热介质流量调整装置34a~34d的作用下被控制成为了供给在室内所需要的空调负荷而需要的流量,并通过利用侧热交换器35a~35d及热介质流量调整装置34a~34d。
然后,利用第一热介质流路切换装置32a~32d切换流路,使从热介质流量调整装置34a~34d流出的热介质通过热介质配管5,流入并通过热介质间热交换器25a及热介质间热交换器25b,并再次被吸入到泵31a及泵31b中。
[并存运转模式(制热主体模式)]
图6是示出图2所示的空气调节装置100的并存运转模式时中的、制热主体运转时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在此,将四个室内单元3a~3d中的室内单元3a为制热运转模式、室内单元3d为制冷运转模式且制热运转比例比制冷运转比例大的情况下的运转状态作为一例,对并存运转模式进行说明。而且,其它室内单元3b、3c由于运转停止而无负荷施加(不需要对室内进行冷却、加热。包括正在温度传感器关闭的状态),热介质不会在利用侧热交换器35b、35c中流动。
此外,在图6中,用粗线表示的配管示出了供热源侧制冷剂流动的配管。另外,在图6中,用实线箭头示出了热源侧制冷剂的流动方向,用虚线箭头示出了热介质的流动方向。
在并存运转模式(制热主体运转模式)的情况下,在室外单元1中,对第一制冷剂流路切换装置11进行切换,以使从压缩机10排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12地流入到中继单元2中。
在中继单元2中,由于四个室内单元3中的室内单元3b为制热运转模式、室内单元3d为制冷运转模式,所以将四个第一热介质流路切换装置32a~32d、四个第二热介质流路切换装置33a~33d中的与制热运转模式下的室内单元3a连接的第二热介质流路切换装置33a切换到制热侧开度方向。即,切换到热介质间热交换器25a、25b中的作为冷凝器发挥功能的热介质间热交换器25b侧。另外,将与制冷运转模式下的室内单元3d连接的第二热介质流路切换装置33d切换到制冷侧开度方向。也就是说,将第二热介质流路切换装置33d切换到热介质间热交换器25a、25b中的作为蒸发器发挥功能的热介质间热交换器25a侧。
另外,将四个热介质流量调整装置34a~34d设为热介质流量调整时开度。另外,开闭装置27为闭,开闭装置29为闭。节流装置26a及节流装置26b为热介质制冷剂流量调整时开度。
此外,泵31的动作为与室内单元负荷相应的流量指示值。第二制冷剂流路切换装置28a的切换状态为制冷运转时开度方向,第二制冷剂流路切换装置28b的切换状态为制热运转时开度方向。
首先,对制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动进行说明。
低温低压的制冷剂被压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11及第一连接配管4a从室外单元1流出。从室外单元1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入中继单元2。流入到中继单元2中的高温高压的气体制冷剂在通过第二制冷剂流路切换装置28b后,通过作为冷凝器发挥功能的热介质间热交换器25b。通过热介质间热交换器25b后的制冷剂通过节流装置26b及节流装置26b而被减压,并流入到作为蒸发器发挥功能的热介质间热交换器25a中。
之后,从热介质间热交换器25a流出的制冷剂在通过第二制冷剂流路切换装置28a后,从中继单元2流出。从中继单元2流出的制冷剂通过制冷剂配管4而向室外单元1输送,在热源侧热交换器12进行与外部空气的热交换后,成为低温低压的气体制冷剂。低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11及储液器19被再一次吸入到压缩机10中。
此时,对节流装置26b的开度进行控制,以使过冷(过冷度)恒定,所述过冷(过冷度)是作为差值得到的,该差值是将在热介质间热交换器25b与节流装置26b之间流动的热源侧制冷剂的压力换算为饱和温度得到的值同热介质间热交换器25b的出口侧的温度之差。
另外,对节流装置26a的开度进行控制,以使过热(过热度)恒定,所述过热(过热度)是作为差值得到的,该差值是将在热介质间热交换器25a与节流装置26a之间流动的热源侧制冷剂的压力换算为饱和温度得到的值同热介质间热交换器25a的出口侧的温度之差。
接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
在制热主体运转模式下,利用热介质间热交换器25b向热介质传递热源侧制冷剂的热能,并利用泵31b使被加热的热介质在热介质配管5内流动。另外,在制热主体运转模式下,利用热介质间热交换器25a向热介质传递热源侧制冷剂的冷能,并利用泵31a使被冷却的热介质在热介质配管5内流动。
利用泵31b的驱动而被加压的热介质被送入利用侧热交换器35a,在与室内空气进行热交换而对室内进行制热后,从利用侧热交换器35a流出。从利用侧热交换器35a流出的热介质在通过热介质流量调整装置34a及第一热介质流路切换装置32a后,流入并通过热介质间热交换器25a。然后,通过热介质间热交换器25a后的热介质在再次被吸入到泵31b中后,通过第二热介质流路切换装置33a并被送入到利用侧热交换器35a中。
另一方面,利用泵31a的驱动而被加压的热介质被送入利用侧热交换器35d,在与室内空气进行热交换而对室内制冷后,从利用侧热交换器35d流出。通过热介质流量调整装置34e后的热介质在通过热介质流量调整装置34d及第一热介质流路切换装置32d后,流入并通过热介质间热交换器25a。然后,通过热介质间热交换器25a后的热介质在再次被吸入到泵31a中后,通过第二热介质流路切换装置33d并被送入到利用侧热交换器35d中。
以上明确了空气调节装置100的基本动作,下面对热介质分流装置15的控制进行说明。
[热介质分流装置15]
以下,对热介质分流装置15所具备的热介质分流调整阀36的控制方法进行说明。在此,以热介质间热交换器25b作为冷凝器发挥功能且室内单元3a在制热运转模式下进行动作的情况为例进行说明。此外,对于流入四个系统的热介质循环回路B中的每一个的热介质的流量而言,由热介质流量调整装置34a~34d与室内单元3a~3d中的每一个的热负荷相应地进行控制,在热介质分流装置15中,进一步与室内单元3a-1、3a-2的热负荷相应地对相对于室内单元3a分配的流量的热介质进行分流,并使之流入到利用侧热交换器35a-1、35a-2中。
在中继单元2中,在热介质间热交换器25a吸热后的热介质从泵31b输送,并流入热介质分流装置15。流入到热介质分流装置15中的热介质的温度由温度传感器41检测。流入到热介质分流装置15中的热介质流入热介质分流调整阀36,并与室内单元3a-1、3a-2中的每一个的热负荷即空调负荷相应地,通过最佳的开度调整进行分流。分流后的各热介质流入到与热介质分流装置15的出口下游侧连接的利用侧热交换器35a-1、35a-2中,并对室内空间7的空气进行放热。
对室内空间7的空气进行放热后的各热介质再次流入到热介质分流装置15中而合流,并再次向中继单元2输送。
为了供给在室内空间7中所需要的空调负荷,对热介质分流调整阀36进行如下控制。即,对热介质分流调整阀36进行控制,以将利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个的出入口的热介质的温度差保持为目标温度差ΔTm。目标温度差ΔTm是根据利用侧热交换器35a-1、利用侧热交换器35a-2的热交换量和热介质的流量设定的目标值。以下,使用数学式具体地说明热介质分流调整阀36的控制量。
在将与利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个的空调负荷相应地决定的开度变更量设为ΔFj、将上一次的热介质分流调整阀36的指示开度设为Fj*时,能够用以下的(式1)算出对热介质分流调整阀36指示的开度Fj。
[数学式1]
Fj=Fj*+ΔFj…(式1)
也能够将开度Fj称为与利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个的负荷相应地所需要的开度、即需要开度。
另外,开度变更量ΔFj能够根据以下的(式2)进行求解。
[数学式2]
ΔFj=(ΔFj1+ΔFj2)/2…(式2)
在此,
ΔFj1:与利用侧热交换器35a-1的负荷相应地所需要的热介质分流调整阀36的开度变更量
ΔFj2:与利用侧热交换器35a-2的负荷相应地所需要的热介质分流调整阀36的开度变更量
由以上的(式2)可知,开度变更量ΔFj是在利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个所需要的开度变更量ΔFj1和开度变更量ΔFj2的平均值。只要能够计算平均开度变更量,开度变更量ΔFj的算出式不限于(式2)。
与利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个的负荷相应地所需要的热介质分流调整阀36的开度变更量ΔFj1、ΔFj2能够使用利用侧热交换器35a-1、35a-2的出入口的热介质温度、目标温度差ΔTm及热介质分流调整阀36的控制增益Gs,用以下公式算出。
(利用侧热交换器35a-1)
[数学式3]
ΔTm≥ΔT1时,ΔFj1=Gs×(ΔTm-ΔT1)…(式3)
[数学式4]
ΔTm<ΔT1时,ΔFj1=Gs×(ΔT1-ΔTm)…(式4)
(利用侧热交换器35a-2)
[数学式5]
ΔTm≥ΔT2时,ΔFj2=Gs×(ΔTm-ΔT2)…(式5)
[数学式6]
ΔTm<ΔT2时,ΔFj2=Gs×(ΔT2-ΔTm)…(式6)
此时,
[数学式7]
ΔT1=|(温度传感器42a值)-(温度传感器41值)|…(式7)
[数学式8]
ΔT2=|(温度传感器42b值)-(温度传感器41值)|…(式8)
此外,控制增益Gs是根据热介质分流调整阀36的开度速度、相对于利用侧热交换器35a-1、35a-2的热负荷的响应性来决定的。另外,由(式7)可知,ΔT1是利用侧热交换器35a-1中的热交换前后的热介质的温度差。由(式8)可知,ΔT2是利用侧热交换器35a-2中的热交换前后的热介质的温度差。
利用侧热交换器35a-1、35a-2中的热交换前后的当前的热介质温度差与目标温度差ΔTm之差越大,将开度变更量ΔFj1、ΔFj2决定为越大的值,相反地,与目标温度差ΔTm之差越小,将开度变更量ΔFj1、ΔFj2决定为越小的值。
通过使用上述(式1)~(式8),从而能够对热介质分流调整阀36的开度Fj进行指示,能够提供利用侧热交换器35a-1、利用侧热交换器35a-2的最佳的热介质流量。
用具体例进行说明。例如,考虑如下情况:从在利用侧热交换器35a-1、35a-2使热介质分别等量地分流而使得ΔFj为0的状态起,变化为在利用侧热交换器35a-1、35a-2这双方负荷增大的状态,且利用侧热交换器35a-2侧的负荷的增大程度更大。在该情况下,ΔT2为比ΔT1大的值,例如在假设计算出ΔFj1为2、ΔFj2为4时,ΔFj为3。在该情况下,由于ΔFj从0增加到3,所以指示开度Fj增加。因此,流入利用侧热交换器35a-1侧的热介质流量变多,流入利用侧热交换器35a-2侧的热介质流量变少。
由于指示开度Fj的变化,由温度传感器41检测的回水温度会发生变化。由于在该事例中,在利用侧热交换器35a-1、35a-2负荷均增加,所以需要流量增加,沿打开方向对热介质流量调整装置34a的开度进行控制。由此,使流入热介质分流装置15的热介质的流量增加。
按控制间隔进行热介质分流调整阀36的指示开度Fj的计算及对热介质分流调整阀36的开度Fj的指示,在求解指示开度Fj时,如上所述,使用将ΔFj1和ΔFj2平均得到的ΔFj。然后,重复通过使用像这样平均得到的ΔFj而计算出的指示开度Fj的指示,由此,作为结果,能够确保利用侧热交换器35a-1、35a-2这双方所需要的流量。此外,ΔFj1及ΔFj2的上述数值是为了使在此的说明容易理解而使用的,并不被该数值所限定。
图7是示出本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的热介质分流调整阀36的开度图像的图。在图7中的热介质分流调整阀36中,涂覆部意味着在开口部中进行封闭的情况。在图7的情况下,设为利用侧热交换器35a-1、利用侧热交换器35a-2中的负荷均等的情况下的开度图像。进一步而言,图7的开度图像意味着将利用侧热交换器35a-1、利用侧热交换器35a-2的负荷设为均等而各自的开口面积为二分之一的情况。该控制能够通过将上述(式1)~(式8)应用于热介质分流调整阀36来实现。
图8是示出本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的热介质分流调整阀36的开度图像的图。在图8中的热介质分流调整阀36中,与图7同样地,涂覆部意味着在开口部中进行封闭的情况。在图8的情况下,设为使流入到热介质分流装置15中的全部的热介质流入利用侧热交换器35a-1、且不使热介质流入利用侧热交换器35a-2的情况下的开度图像。也就是说,意味着在利用侧热交换器35a-1有负荷且在利用侧热交换器35a-2没有负荷的情况。该控制能够通过将上述(式1)~(式8)应用于热介质分流调整阀36来实现。
图9是示出本发明的实施方式的空气调节装置的热介质分流装置15的热介质分流调整阀36的开度图像的图。在图9中的热介质分流调整阀36中,与图7同样地,涂覆部意味着在开口部中进行封闭的情况。在图9的情况下,设为使流入到热介质分流装置15中的二分之一以上的热介质流入利用侧热交换器35a-1、且使小于二分之一的热介质流入利用侧热交换器35a-2的情况下的开度图像。也就是说,意味着在利用侧热交换器35a-1有较多的负荷且在利用侧热交换器35a-2有稍许负荷的情况。该控制能够通过将上述(式1)~(式8)应用于热介质分流调整阀36来实现。
对于上述控制而言,既能够利用中继单元2所具备的控制装置50来实现控制,也能够通过使热介质分流装置15自身具备控制装置来实现控制。
如以上说明的那样,根据本实施方式,通过在热介质循环回路B设置热介质分流装置15,从而能够对与一个系统的热介质循环回路B连接的多个利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个进行热介质的流量调整。因此,能够与利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个的热负荷相应地向利用侧热交换器35a-1、35a-2输送最佳流量的热介质。因此,不会输送对利用侧热交换器而言过多的热介质、或进行小于需要的热介质的输送。其结果是,不需要在热介质配管5中实施考虑到配管内压力损失而进行的热介质输送配管的施工、将用于调整压力损失的阀等添加到热介质配管5中等对策。
另外,在进行热介质分流装置15的控制时,具体而言,在进行热介质分流调整阀36的控制时,基于利用侧热交换器35a-1、35a-2中的每一个的出入口的热介质的温度差来进行上述控制,在热介质分流装置15配备有检测该温度差的温度传感器41、温度传感器42a、42b。因此,仅通过将热介质分流装置15组装到已有的空气调节装置中,就能够一起组装进行热介质分流调整阀36的控制所需的温度检测的温度传感器。
此外,进行热介质分流调整阀36的控制所需的温度检测的温度传感器不限于热介质分流装置15内的温度传感器41及温度传感器42a、42b,只要能实现(式1)~(式8)的控制,即使代替地使用中继单元2中的温度传感器或搭载于室内单元3的温度传感器也没有问题。但是,由于与中继单元2相比热介质分流装置15内的温度传感器物理上更靠近利用侧热交换器35a-1、35a-2,所以在考虑到控制精度时,优选使用热介质分流装置15内的温度传感器。
此外,以第二制冷剂流路切换装置28为四通阀的情况为例进行了说明,但不限定于此,也可以构成为:使用多个二通流路切换阀或三通流路切换阀,使制冷剂以同样的方式流动。
另外,作为热介质间热交换器25及节流装置26,即使设置有多个具有功能的部件,当然也没有问题。
另外,以将热介质流量调整装置34内置于中继单元2的情况为例进行了说明,但不限定于此。也就是说,热介质流量调整装置34也可以内置于室内单元3。如果室内单元3具有热介质流量调整功能,则也可以不将热介质流量调整装置34内置于热介质分流装置15、中继单元2或中继单元2。
以空气调节装置100搭载有储液器19的结构为例进行了说明,但也可以不搭载储液器19。另外,一般而言,在热源侧热交换器12及利用侧热交换器35安装送风机并通过送风来促进冷凝或蒸发的情况较多,但不限定于此。例如,作为利用侧热交换器35,也能够使用利用辐射的板式加热器这样的部件。另外,作为热源侧热交换器12,也能够使用利用水或防冻液使热量移动的水冷式的部件。也就是说,作为热源侧热交换器12及利用侧热交换器35,只要是能够进行放热或吸热的构造,不论种类如何,都能够进行使用。
在上述说明中,例示了如下结构:作为利用侧热交换器35,设置有四个利用侧热交换器35a~35d,另外,相对于利用侧热交换器35a~35设置有四个热介质流量调整装置34a~34d(合计四组)。另外,例示了如下结构:相对于一个热介质流量调整装置34a的下游侧连接有热介质分流装置15,并且相对于热介质分流装置15的下游侧连接有两个利用侧热交换器35a-1、35a-2。本发明不限定于该结构例。相对于热介质流量调整装置34存在一个以上的利用侧热交换器即可,另外,相对于热介质分流装置15存在两个以上的利用侧热交换器即可。
另外,以热介质间热交换器25为两个的情况为例进行了说明,但不限定于此,只要构成为能够对热介质进行冷却和/或加热,可以设置任意个。并且,泵31a及泵31b不限于各一个,也可以并联地排列并连接多个小容量的泵。
另外,示出了将热介质分流装置中的热介质分流调整阀36设为三通阀,且能够进行开度调整,以便能够相对于在自身的下游侧存在的利用侧热交换器35a-1、35a-2最佳地调整流量,但也可以如下设置。例如也可以将用于切换流路的三通阀和能够进行流量调整的开度调整阀组合起来。这样,只要是能够相对于在自身的下游侧存在的利用侧热交换器35a-1、35a-2调整为最佳的流量并进行分流的构造,不论种类如何,都能够进行使用。
另外,作为热介质,例如能够使用作为防冻液的载冷剂、水、载冷剂与水的混合液、水与防腐蚀效果高的添加剂的混合液等。也就是说,空气调节装置100通过采用这些物质作为热介质,有助于针对热介质向室内空间7的泄漏的安全性的提高。
附图标记的说明
1室外单元,2中继单元,3室内单元,3a室内单元,3a-1室内单元,3a-2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第一连接配管,4b第二连接配管,5热介质配管,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,15热介质分流装置,16分流配管,17合流配管,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热介质流量调整装置,34a热介质流量调整装置,34b热介质流量调整装置,34c热介质流量调整装置,34d热介质流量调整装置,34e热介质流量调整装置,35利用侧热交换器,35a利用侧热交换器,35a-1利用侧热交换器,35a-2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热介质分流调整阀,40温度传感器,40a温度传感器,40b温度传感器,41温度传感器,42a温度传感器,42b温度传感器,50控制装置,60连接口,60a连接口,60b连接口,60c连接口,60d连接口,61第一连接口,61a入口侧连接口,61b出口侧连接口,62第二连接口,62a出口侧连接口,62b入口侧连接口,70a分流并联回路,70b分流并联回路,100空气调节装置,A制冷剂循环回路,B热介质循环回路。
Claims (9)
1.一种空气调节装置,其中,所述空气调节装置具备:
制冷剂循环回路,所述制冷剂循环回路是用制冷剂配管将压缩机、热源侧热交换器、节流装置及多个热介质间热交换器的制冷剂侧流路连接而成的,供热源侧制冷剂循环;
多个系统的热介质循环回路,所述多个系统的热介质循环回路是用热介质配管将所述多个热介质间热交换器的热介质侧流路、多个热介质输送装置及多个利用侧热交换器连接而成的,供热介质循环;
热介质流路切换装置,所述热介质流路切换装置针对多个系统的所述热介质循环回路中的每一个设置,并对热介质的流路进行切换,以将所述利用侧热交换器与所述多个热介质间热交换器中的任一个连接;以及
热介质分流装置,所述热介质分流装置设置于多个系统的所述热介质循环回路中的、连接有多个所述利用侧热交换器的所述热介质循环回路,对与所述热介质循环回路连接的多个所述利用侧热交换器的热介质的流量进行调整。
2.根据权利要求1所述的空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备控制所述热介质分流装置的控制装置,
所述控制装置与设置有所述热介质分流装置的所述热介质循环回路的多个所述利用侧热交换器中的每一个的热负荷相应地对所述热介质分流装置进行控制。
3.根据权利要求2所述的空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备温度检测装置,所述温度检测装置检测设置有所述热介质分流装置的所述热介质循环回路的多个所述利用侧热交换器中的每一个的出入口的热介质的温度差,
所述控制装置基于由所述温度检测装置检测出的所述温度差对所述热介质分流装置进行控制。
4.根据权利要求3所述的空气调节装置,其中,
所述温度检测装置设置于所述热介质分流装置。
5.根据权利要求1~权利要求4中任一项所述的空气调节装置,其中,
所述热介质分流装置具备热介质分流调整阀,所述热介质分流调整阀以任意的分流比率将所述热介质循环回路的热介质分流为多条流路,并调整多个所述利用侧热交换器的热介质的流量。
6.根据权利要求1~权利要求5中任一项所述的空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备:
室外单元,所述室外单元搭载有所述压缩机、所述热源侧热交换器及所述节流装置;
中继单元,所述中继单元搭载有多个所述热介质间热交换器、多个所述热介质输送装置及多个所述热介质流路切换装置;以及
多个室内单元,所述多个室内单元搭载有所述利用侧热交换器。
7.根据从属于权利要求3的权利要求6所述的空气调节装置,其中,
所述温度检测装置设置于所述中继单元或所述室内单元。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的空气调节装置,其中,
所述热介质分流装置具备:与所述中继单元连接的连接用的第一连接口、与多个所述室内单元连接的连接用的第二连接口、使从所述第一连接口的入口侧连接口流入的来自所述中继单元的热介质分流并引导到所述第二连接口的多个出口侧连接口的分流配管、以及使从所述第二连接口的多个入口侧连接口流入的来自多个所述室内单元的各热介质合流并引导到所述第一连接口的出口侧连接口的合流配管。
9.根据权利要求1~权利要求8中任一项所述的空气调节装置,其中,
所述制冷剂循环回路还具有制冷剂流路切换装置,所述制冷剂流路切换装置对从所述压缩机排出的热源侧制冷剂的流动进行切换,从而能够进行制冷运转和制热运转。
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