CN113939692A - 制冷剂循环系统 - Google Patents

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岩田育弘
古庄和宏
贺川干夫
森脇道雄
南田知厚
松冈弘宗
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Abstract

在使用具有可燃性或毒性的制冷剂的情况下,有时单位室内容积允许的制冷剂填充量受到限制,但专利文献1中没有关于制冷剂填充量的限制的记载。制冷剂循环系统(100)包括第一制冷剂回路(1)及第二制冷剂回路(2)。第一制冷剂回路(1)具有第一热交换器(11)、第一压缩机(12)以及第一级联热交换器(21)。第二制冷剂回路(2)具有第一级联热交换器(21)、第二压缩机(22)及第二热交换器(31A、31B)。第一热交换器(11)及第一压缩机(12)收容于第一单元(10)。第一级联热交换器(21)及第二压缩机(22)收容于第二单元(20)。第二热交换器(31A、31B)收容于第三单元(30)。第一单元(10)、第二单元(20)及第三单元(30)彼此分开配置。

Description

制冷剂循环系统
技术领域
本发明涉及制冷剂循环系统。
背景技术
存在像专利文献1(日本特开2018-194260号公报)那样对一台热源侧热交换器连接多个利用侧热交换器的空调装置等冷冻装置。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使用具有可燃性或毒性的制冷剂的情况下,有时单位室内容积允许的制冷剂填充量受到限制,但专利文献1中没有关于制冷剂填充量的限制的记载。
解决技术问题所采用的技术方案
第一观点的制冷剂循环系统包括第一制冷剂回路以及第二制冷剂回路。第一制冷剂回路是蒸汽压缩式冷冻循环。第二制冷剂回路是蒸汽压缩式冷冻循环。第一制冷剂回路具有第一热交换器、第一压缩机以及第一级联热交换器。第二制冷剂回路具有第一级联热交换器、第二压缩机以及第二热交换器。第一热交换器及第一压缩机收容于第一单元。第一级联热交换器及第二压缩机收容于第二单元。第二热交换器收容于第三单元。第一单元、第二单元及第三单元彼此分开配置。第一级联热交换器在流动于第一制冷剂回路中的第一制冷剂与流动于第二制冷剂回路中的第二制冷剂之间进行热交换。
根据上述结构,能降低相对于室内容积的制冷剂填充量,对制冷剂填充量超过限制进行抑制。
第二观点的制冷剂循环系统在第一观点的系统的基础上还包括第二级联热交换器、第三压缩机、第三热交换器、第四单元以及第五单元。第二级联热交换器、第三压缩机、第三热交换器连接而构成第三制冷剂回路。第二级联热交换器及第三压缩机收容于第四单元。第三热交换器收容于第五单元。第一单元、第四单元及第五单元彼此分开配置。第二级联热交换器在第一制冷剂与流动于第三制冷剂回路中的第三制冷剂之间进行热交换。
由此,能相对于一台热源侧热交换器连接更多的利用侧热交换器。
第三观点的制冷剂循环系统中,在第二观点的系统的基础上,进一步在第一单元与第二单元之间包括第一制冷剂流路切换单元,该第一制冷剂流路切换单元用于对第一制冷剂的流路进行切换。
由此,能使第一制冷剂的流动具有自由度,能有助于制冷制热混合运转。
第四观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第三观点的任一系统的基础上,进一步在第二单元与第三单元之间包括第二制冷剂流路切换单元,该第二制冷剂流路切换单元用于对第二制冷剂的流路进行切换。
由此,能使第二制冷剂的流动具有自由度,能有助于制冷制热混合运转。
第五观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第四观点的任一系统的基础上,在第二制冷剂回路中流动的第二制冷剂含有燃烧性或毒性。
本公开示出的制冷剂循环系统的结构使在各制冷剂回路中流动的制冷剂的量变少,因此,即便在使用含有燃烧性或毒性的制冷剂的情况下,也能进一步确保安全。
第六观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第五观点的任一系统的基础上,第一制冷剂及第二制冷剂是HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂中的任意一种。或者,第一制冷剂及第二制冷剂是包括HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂、CF3I中的任意两种以上的混合制冷剂。
第七观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第六观点的任一系统的基础上,第一制冷剂是R32。
第八观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第七观点的任一系统的基础上,第一制冷剂及第二制冷剂是R32。
由此,能对既存的制冷剂循环系统进行转用。
第九观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第八观点的任一系统的基础上,收容于第二单元的第二压缩机为横向放置型。
横向放置型的第二压缩机适合设置于天花板背面等高度较低的空间。
第十观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第九观点的任一系统的基础上,第二制冷剂回路具有膨胀机构,流入膨胀机构的第二制冷剂为气液两相状态。
由此,能减少在第二制冷剂回路中流动的第二制冷剂的量。
第十一观点的制冷剂循环系统中,在第一观点至第十观点的任一系统的基础上,第一制冷剂回路还包括第四热交换器以及第六单元。第四热交换器作为利用侧热交换器使用。第四热交换器收容于第六单元。
附图说明
图1是示出空调装置的制冷剂回路的图。
图2是示出控制部的概略的图。
图3是示出第一单元的制冷剂回路的图。
图4A是示出第二单元及第一分支单元的制冷剂回路的图。
图4B是示出第四单元及第三分支单元的制冷剂回路的图。
图5A是示出第三单元及第二分支单元的制冷剂回路的图。
图5B是示出第五单元及第四分支单元的制冷剂回路的图。
图6是示出变形例的第一制冷剂回路的图。
具体实施方式
(1)空调装置的结构
图1是示出空调装置100的制冷剂回路的图。作为制冷剂循环系统的一实施方式的空调装置100通过作为蒸汽压缩式冷冻循环的第一制冷剂回路1、第二制冷剂回路2及第三制冷剂回路3来进行大楼等建筑物内的制冷、制热。
空调装置100主要包括:第一单元10;第二单元20;多个(此处为两台)第三单元30A、30B;第四单元40;多个(此处为两台)第五单元50A、50B;第一分支单元60;多个(此处为两台)第二分支单元70A、70B;第三分支单元80;多个(此处为两台)第四分支单元90A、90B;以及制冷剂连通管。
通过将作为热源侧单元的第一单元10、作为级联单元的第二单元20、第一分支单元60、作为级联单元的第三单元30、第三分支单元80及制冷剂连通管1A、1B、1C(参见图3、图4A、图4B)连接而构成第一制冷剂回路1。
通过将第二单元20、作为利用侧单元的第三单元30A、30B、第二分支单元70A、70B、制冷剂连通管2A、2B、2C(参见图4A、图5A)连接而构成第二制冷剂回路2。空调装置100的第二制冷剂回路2构成为能进行针对每一个利用侧单元选择制冷和制热的制冷制热混合运转。
通过将第四单元40、作为利用侧单元的第五单元50A、50B、第四分支单元90A、90B、制冷剂连通管3A、3B、3C(参见图4B、图5B)连接而构成第三制冷剂回路3。空调装置100的第三制冷剂回路3构成为能进行针对每一个利用侧单元选择制冷和制热的制冷制热混合运转。
第一制冷剂回路1、第二制冷剂回路2及第三制冷剂回路3分别填充有R32,作为第一制冷剂、第二制冷剂、第三制冷剂。
而且,空调装置100具有图2示出的控制部101。控制部101例如配置于第一单元10,但不限于此。控制部101包括:配置于第一单元10的第一控制部19;配置于第二单元20的第二控制部29;配置于第三单元30的第三控制部39;配置于第四单元40的第四控制部49;配置于第五单元50的第五控制部59;配置于第一分支单元60的第一分支控制部69;配置于第二分支单元70的第二分支控制部79;配置于第三分支单元80的第三分支控制部89;以及配置于第四分支单元90的第四分支控制部99。
各控制部101,19,29,39,49,59,69,79,89,99包括安装有微型计算机、存储器等电气安装件的控制基板,控制部101经由配置于各单元10,20,30,40,50,60,70,80,90的各控制部19,29,39,49,59,69,79,89,99进行空调装置100整体的控制。例如,控制部101经由配置于各单元10,20,30,40,50,60,70,80,90的各控制部19,29,39,49,59,69,79,89,99接收设置于各单元10,20,30,40,50,60,70,80,90的传感器检测到的值。而且,例如控制部101能对各单元10,20,30,40,50,60,70,80,90所包括的结构输送控制信号等。
(2)各单元的详细结构
(2-1)第一单元
图3示出第一单元10的各结构。作为热源侧单元的第一单元10设置于大楼等的屋顶或者大楼等的周围,经由制冷剂连通管1A、1B、1C以及第一分支单元60及第三分支单元80连接于第二单元20及第四单元40,构成第一制冷剂回路1(参照图1)的一部分。
第一单元10主要具有:热源侧热交换器11;压缩机12;膨胀阀13;构成切换机构的两个四通换向阀14、15;以及风扇16。
热源侧热交换器11是通过进行第一制冷剂和室外空气(外部气体)的热交换而作为第一制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器。
压缩机12是旋转式、涡旋式等容积式的压缩机,将第一制冷剂吸入,且将吸入的第一制冷剂压缩并排出。
膨胀阀13是进行第一制冷剂的减压、第一制冷剂的流量的调节等的电动膨胀阀。膨胀阀13中,阀的开度由图2示出的控制部101经由第一控制部19控制。
四通换向阀14是能切换热源侧散热状态和热源侧蒸发状态的电动阀,其中,在上述热源侧散热状态下,使热源侧热交换器11作为第一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11作为第一制冷剂的蒸发器起作用。四通换向阀14的第一端口14a与压缩机12的排出侧连接,第二端口14b与热源侧热交换器11的气体侧连接,第三端口14c与四通换向阀15的第三端口15c连接,第四端口14d与制冷剂连通管1B连接。四通换向阀14能进行使第一端口14a与第二端口14b连接且使第三端口14c与第四端口14d连接的状态(热源侧散热状态)和使第二端口14b与第三端口14c连接且使第一端口14a与第四端口14d连接的状态(热源侧蒸发状态)间的切换。
四通换向阀15是能切换使压缩机12的排出侧与制冷剂连通管1C连通的状态和使压缩机12的排出侧与四通换向阀14的第三端口14c连通的状态的电动阀。四通换向阀15的第一端口15a与制冷剂连通管1C连接,第二端口15b与压缩机12的排出侧连接,第三端口15c与四通换向阀14的第三端口15c连接,第四端口15d与压缩机12的吸入侧连接。
另外,由两个四通换向阀14、15构成的切换机构不限于由四通换向阀构成的机构,例如,也可以通过将多个电磁阀组合等,构成为具有与上述相同的对第一制冷剂的流动方向进行切换的功能。
(2-2)第二单元
图4A示出第二单元20的各结构。作为第一级联单元的第二单元20在大楼等中设置于各层的天花板背面等。第二单元20的一边经由制冷剂连通管1A、1B、1C及第一分支单元60与第一单元10连接,第二单元20的另一边经由制冷剂连通管2A、2B、2C及第二分支单元70A、70B与第三单元30A、30B连接。
第二单元20主要具有:第一级联热交换器21;压缩机22;第一制冷剂回路1侧的膨胀阀23;第二制冷剂回路2侧的膨胀阀24;以及构成切换机构的两个四通换向阀25、26。
第一级联热交换器21是通过进行在第一制冷剂回路1中流动的第一制冷剂与在第二制冷剂回路2中流动的第二制冷剂间的热交换来作为散热器或蒸发器起作用的热交换器。第一级联热交换器21在第一制冷剂回路1中作为散热器起作用时,在第二制冷剂回路2中作为蒸发器起作用。而且,第一级联热交换器21在第一制冷剂回路1中作为蒸发器起作用时,在第二制冷剂回路2作为散热器起作用。
压缩机22是旋转式、涡旋式等容积式的压缩机,将第二制冷剂吸入,且将上述吸入的第二制冷剂压缩并排出。压缩机22是在横型外壳的内部配置有压缩元件的横向放置型压缩机。横向放置型压缩机被定义为高度、纵深、宽度中的纵深或宽度的长度最大的压缩机。
膨胀阀23是进行第一制冷剂的减压、第一制冷剂的流量的调节等的电动膨胀阀。膨胀阀23中,阀的开度由控制部101经由第一控制部19控制。
膨胀阀24是进行第二制冷剂的减压、第二制冷剂的流量的调节等的电动膨胀阀。膨胀阀24中,阀的开度由控制部101经由第二控制部29控制。空调装置100中,在后述的制冷运转模式下,利用膨胀阀24使气液两相状态的第二制冷剂流向制冷剂连通管2A,进行向第三单元30A、30B输送的制冷剂的两相搬运。四通换向阀25是能切换热源侧散热状态和热源侧蒸发状态的电动阀,其中,在上述热源侧散热状态下,使第一级联热交换器21作为第一制冷剂的蒸发器起作用,在上述热源侧蒸发状态下,使第一级联热交换器21作为第一制冷剂的散热器起作用。四通换向阀25的第一端口25a与压缩机22的排出侧连接,第二端口25b与第一级联热交换器21的气体侧连接,第三端口25c与四通换向阀26的第三端口26c连接,第四端口25d与制冷剂连通管2B连接。
四通换向阀25能进行使第一端口25a与第二端口5b连接且使第三端口25c与第四端口25d连接的状态(热源侧散热状态)和使第二端口25b与第三端口25c连接且使第一端口25a与第四端口25d连接的状态(热源侧蒸发状态)间的切换。
四通换向阀26是能切换使压缩机22的排出侧与制冷剂连通管2C连通的状态和使压缩机22的排出侧与四通换向阀25的第三端口25c连通的状态的电动阀。四通换向阀26的第一端口26a与制冷剂连通管2C连接,第二端口26b与压缩机22的排出侧连接,第三端口26c与四通换向阀25的第三端口25c连接,第四端口26d与压缩机22的吸入侧连接。
(2-3)第一分支单元
第一分支单元60例如设置于第二单元20的附近。第一分支单元60与制冷剂连通管1A、1B、1C一起介于第二单元20与第一单元之间,构成第一制冷剂回路1的一部分。
第一分支单元60主要具有:包括分支单元换向阀61的第一分支路;以及包括分支单元换向阀62的第二分支路。分支单元换向阀61是对制冷剂连通管1B与第一级联热交换器21之间的连通和非连通进行切换的电磁阀。分支单元换向阀62是对制冷剂连通管1C与第一级联热交换器21之间的连通和非连通进行切换的电磁阀。
(2-4)第四单元
图4B示出第四单元40的各结构。作为级联单元的第四单元40在大楼等中设置于各层的天花板背面等。第四单元40的一边经由制冷剂连通管1A、1B、1C及第三分支单元80与第一单元10连接,第四单元40的另一边经由制冷剂连通管3A、3B、3C及第四分支单元90与第五单元50连接。
第四单元40主要具有:第二级联热交换器41;压缩机42;第一制冷剂回路1侧的膨胀阀43;第三制冷剂回路3侧的膨胀阀44;以及构成切换机构的两个四通换向阀45、46。在本实施方式中,第四单元40所具有的各结构与第二单元20所具有的各结构相同,因此省略说明。
(2-5)第三分支单元
第三分支单元80例如在大楼等中设置于各层的天花板背面等的第四单元40的附近。第三分支单元80与制冷剂连通管1A、1B、1C一起介于第四单元40与第一单元之间,构成第一制冷剂回路1的一部分。
第三分支单元80主要具有:包括分支单元换向阀81的第一分支路;以及包括分支单元换向阀82的第二分支路。在本实施方式中,第三分支单元80所具有的各结构与第一分支单元60所具有的各结构相同,因此省略说明。
(2-6)第三单元
图5A示出第三单元30的各结构。作为利用侧单元的多个第三单元30A、30B在大楼等中以埋入、悬挂等方式设置于各房间等的天花板或者以挂壁等方式设置于壁面。第三单元30A、30B经由制冷剂连通管2A、2B、2C及第二分支单元70A、70B与第二单元20连接,构成第二制冷剂回路2的一部分。
接着,对第三单元30A、30B的结构进行说明。第三单元30A具有利用侧热交换器31A及膨胀阀32A。第三单元30B具有利用侧热交换器31B及膨胀阀32B。利用侧热交换器31A、31B是通过进行第二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。膨胀阀32A、32B中,阀的开度由控制部101经由第三控制部39控制。
(2-7)第二分支单元
第二分支单元70A、70B例如设置于第三单元30A、30B的附近。第二分支单元70A、70B与制冷剂连通管2A、2B、2C一起介于第三单元30A、30B与第二单元20之间,构成第二制冷剂回路2的一部分。可以是,第二分支单元70A、70B相对于两台作为利用侧单元的第三单元30A、30B各设置一个,也可以是,制冷/制热的切换时刻相同的多个利用侧单元连接于一个分支单元。
第二分支单元70A、70B主要具有:包括分支单元换向阀71A、71B的第一分支路;以及包括分支单元换向阀72A、72B的第二分支路。分支单元换向阀71A、71B是对制冷剂连通管2B与利用侧热交换器31A、31B之间的连通和非连通进行切换的电磁阀。分支单元换向阀72A、72B是对制冷剂连通管2C与利用侧热交换器31A、31B之间的连通和非连通进行切换的电磁阀。
(2-8)第五单元
作为利用侧单元的多个第五单元50A、50B在大楼等中以埋入、悬挂等方式设置于各房间等的天花板或者以挂壁等方式设置于壁面。第五单元50A、50B经由制冷剂连通管3A、3B、3C及第四分支单元90A、90B与第四单元40连接,构成第三制冷剂回路3的一部分。
第五单元50A具有利用侧热交换器51A及膨胀阀52A。第五单元50B具有利用侧热交换器51B及膨胀阀52B。另外,在本实施方式中,第五单元50A、50B所具有的各结构与第三单元30A、30B所具有的各结构相同,因此省略说明。
(2-9)第四分支单元
第四分支单元90A、90B例如设置于第五单元50A、50B的附近。第四分支单元90A、90B与制冷剂连通管3A、3B、3C一起介于第五单元50A、50B与第四单元40之间,构成第三制冷剂回路3的一部分。
第四分支单元90A、90B主要具有:包括分支单元换向阀91A、91B的第一分支路;以及包括分支单元换向阀92A、92B的第二分支路。另外,在本实施方式中,第四分支单元90A、90B所具有的各结构与第二分支单元70A、70B所具有的各结构相同,因此省略说明。
(3)空调机的动作
作为本实施方式的空调机的运转模式,对制冷运转模式及制热运转模式60b的各结构的动作进行说明,在上述制冷运转模式下,作为利用单元的第三单元30A、30B及第五单元50A、50B全部进行制冷,在上述制热运转模式下,第三单元30A、30B及第五单元50A、50B全部进行制热。另外,空调装置100能以在第三单元30A、30B及第五单元50A、50B中的一部分单元中进行制冷运转且在剩余的一部分或者全部的单元中进行制热运转的制冷制热混合运转模式进行运转。以下,对空调装置100的两个运转模式下的动作进行说明。
(3-1)制冷运转模式
对作为利用侧单元的第三单元30A、30B及第五单元50A、50B全部进行制冷的制冷运转模式进行说明。首先,在第一制冷剂回路1中,热源侧热交换器11作为第一制冷剂的散热器起作用。以极力不对制冷剂进行减压的方式(例如,以成为全开状态的方式)对膨胀阀13进行开度调节。第一制冷剂经过膨胀阀13,经由第一分支单元60或者第三分支单元80流向第二单元20或者第四单元40。
在第一分支单元60中,关闭分支单元换向阀61并打开分支单元换向阀62,在第一制冷剂回路1中使第一级联热交换器21作为第一制冷剂的蒸发器起作用。在第一级联热交换器21中蒸发的第一制冷剂穿过制冷剂连通管1C及四通换向阀15,被吸入至压缩机12。另外,根据第一级联热交换器21的制冷负载对膨胀阀23进行开度调节。
在第三分支单元80中,关闭分支单元换向阀81并打开分支单元换向阀82,在第一制冷剂回路1中使第二级联热交换器41作为第一制冷剂的蒸发器起作用。在第二级联热交换器41中蒸发的第一制冷剂穿过制冷剂连通管1C及四通换向阀15,被吸入至压缩机12。另外,根据第二级联热交换器41的制冷负载对膨胀阀43进行开度调节。
而且,在第二制冷剂回路2中,第一级联热交换器21作为第二制冷剂的散热器起作用,以极力不对第二制冷剂进行减压的方式(例如,以成为全开状态的方式)对膨胀阀24进行开度调节。第二制冷剂经过膨胀阀24,经由第二分支单元70A、70B流向第三单元30A、30B。
在第二分支单元70A中,关闭分支单元换向阀71A并打开分支单元换向阀72A,在第二制冷剂回路2中使利用侧热交换器71A作为第二制冷剂的蒸发器起作用。在利用侧热交换器71A中蒸发的第一制冷剂穿过制冷剂连通管2C及四通换向阀26,被吸入至压缩机22。另外,根据利用侧热交换器71A的制冷负载对膨胀阀32A进行开度调节。
在第二分支单元70B中,关闭分支单元换向阀71B并打开分支单元换向阀72B,在第二制冷剂回路2中使利用侧热交换器31B作为第二制冷剂的蒸发器起作用。在利用侧热交换器71B中蒸发的第一制冷剂穿过制冷剂连通管2C及四通换向阀26,被吸入至压缩机22。另外,根据利用侧热交换器31B的制冷负载对膨胀阀32B进行开度调节。
在第三制冷剂回路3中,以与第二制冷剂回路2相同的动作供第三制冷剂循环。此处,省略说明。
(3-2)制热运转模式
在第三单元30A、30B及第五单元50A、50B全部进行制热的制热运转模式下,在第一制冷剂回路1中,从压缩机12排出的第一制冷剂从四通换向阀14流向制冷剂连通管1B,并从第一分支单元60或第三分支单元80流入第二单元20及第四单元40。
在第一分支单元60中,打开分支单元换向阀61并关闭分支单元换向阀62,使第一级联热交换器21作为第一制冷剂的散热器起作用。由第一级联热交换器21冷凝后的第一制冷剂经过膨胀阀13而流向热源侧热交换器11,在那里蒸发后的第一制冷剂经过四通换向阀14、15,被吸入至压缩机12。以对第一制冷剂进行减压的方式对膨胀阀13进行开度调节。根据第一级联热交换器21的制热负载对膨胀阀23进行开度调节。
在第三分支单元80中,打开分支单元换向阀81并关闭分支单元换向阀82,使第二级联热交换器41作为第一制冷剂的散热器起作用。由第二级联热交换器41冷凝后的第二制冷剂经过膨胀阀13而流向热源侧热交换器11,在那里蒸发后的第一制冷剂经过四通换向阀14、15,被吸入至压缩机12。根据第二级联热交换器41的制热负载对膨胀阀43进行开度调节。
在第二制冷剂回路中,从压缩机22排出的第二制冷剂从四通换向阀25流向制冷剂连通管2B,并从第二分支单元70A、70B流向第三单元30A、30B。
在第二分支单元70A中,打开分支单元换向阀71A并关闭分支单元换向阀72A,使利用侧热交换器31A作为第二制冷剂的散热器起作用。由利用侧热交换器31A冷凝后的第二制冷剂经过膨胀阀32A而流向第一级联热交换器21,在那里蒸发后的第二制冷剂经过四通换向阀25、26,被吸入至压缩机22。以对第二制冷剂进行减压的方式对膨胀阀24进行开度调节。根据利用侧热交换器31A的制热负载对膨胀阀32A进行开度调节。
在分支单元70B中,打开分支单元换向阀71B并关闭分支单元换向阀72B,使利用侧热交换器31B作为第二制冷剂的散热器起作用。由利用侧热交换器31B冷凝后的第二制冷剂经过膨胀阀32B而流向第一级联热交换器21,在那里蒸发后的第二制冷剂经过四通换向阀25、26,被吸入至压缩机22。以对第二制冷剂进行减压的方式对膨胀阀24进行开度调节。根据利用侧热交换器31B的制热负载对膨胀阀32B进行开度调节。
在第三制冷剂回路3中,以与第二制冷剂回路2相同的动作供第三制冷剂循环。此处,省略说明。
(4)特征
(4―1)
作为本实施方式的制冷剂循环系统的空调装置100包括第一制冷剂回路1及第二制冷剂回路2。第一制冷剂回路1是蒸汽压缩式冷冻循环。第二制冷剂回路2是蒸汽压缩式冷冻循环。第一制冷剂回路1具有:作为第一热交换器的热源侧热交换器11;作为第一压缩机的压缩机12;以及第一级联热交换器21。第二制冷剂回路2具有:第一级联热交换器21;作为第二压缩机的压缩机22;以及作为第二热交换器的利用侧热交换器31A、31B。热源侧热交换器11及压缩机12收容于第一单元10中。第一级联热交换器21及压缩机22收容于第二单元20。利用侧热交换器31A、31B收容于第三单元30。第一单元10、第二单元20及第三单元30彼此分开配置。第一级联热交换器21在流动于第一制冷剂回路1中的第一制冷剂与流动于第二制冷剂回路2中的第二制冷剂之间进行热交换。
以往,作为用于制冷剂循环系统的制冷剂,有时使用具有可燃性或者毒性的制冷剂。在使用这样的制冷剂的情况下,在大楼等建筑物中,各房间等的单位容积的制冷剂允许量受到限制。若超过单位容积的制冷剂允许量被限制的量,则需要设置用于确保安全的制冷剂泄漏检测传感器、制冷剂配管的断流阀等,制冷剂循环系统的设备成本或者安装成本增大。
作为本公开示出的制冷剂循环系统的空调装置100使用第一级联热交换器21连接第一制冷剂回路1和第二制冷剂回路2,由此,能降低各房间等的单位容积的制冷剂量。由此,能减少需要安全对策的情况。
(4-2)
空调装置100还包括:第二级联热交换器41;作为第三压缩机的压缩机42;作为第三热交换器的利用侧热交换器51A、51B;第四单元40;以及第五单元50。空调装置100中,第二级联热交换器41、压缩机42和利用侧热交换器51A、51B连接而构成第三制冷剂回路3。第二级联热交换器41及压缩机42收容于第四单元40。利用侧热交换器51A、51B收容于第五单元50。第一单元10、第四单元40、第五单元50彼此分开配置。第二级联热交换器41在流动于第一制冷剂回路1中的第一制冷剂与流动于第三制冷剂回路3中的第三制冷剂之间进行热交换。
例如,通过按每层分开设置第二单元20,能够使制冷剂回路按每层分开,因此,能进一步减少需要安全对策的情况。
(4-3)
空调装置100在第一单元10与第二单元20之间还具备第一分支单元60,该第一分支单元60作为对流动于第一制冷剂回路1中的第一制冷剂的流路进行切换的第一制冷剂流路切换单元。
而且,空调装置100在第二单元20与第三单元30A、30B之间还具备第二分支单元70A、70B,该第二分支单元70A、70B作为对流动于第二制冷剂回路2中的第二制冷剂的流路进行切换的第二制冷剂流路切换单元。
空调装置100在第一单元10与第三单元30之间还具备第三分支单元80,该第三分支单元80用于对流动于第一制冷剂回路1中的第一制冷剂的流路进行切换。
空调装置100在第四单元40与第五单元50A、50B之间还具备第四分支单元90A、90B,该第四分支单元90A、90B用于对流动于第三制冷剂回路3中的第三制冷剂的流路进行切换。
由此,空调装置100能进行针对每一个利用侧单元30A、30B、50A、50B选择制冷和制热的制冷制热混合运转。
(4-4)
在空调装置100的第二制冷剂回路2中流动的第二制冷剂及在第三制冷剂回路3中流动的第三制冷剂是R32。
对环境影响小的R32是通常用于空调装置中的制冷剂。然而,R32具有微燃性,假定万一因自然灾害等意外事件而泄漏的情况,有必要进一步确保安全。
本实施方式的空调装置100包括第一级联热交换器21及第二级联热交换器41,由此,能进一步减少在各制冷剂回路1、2、3中流动的制冷剂的量。由此,能进一步确保安全。
(4-5)
空调装置100的第二制冷剂回路2具有作为膨胀机构的膨胀阀24,流入膨胀阀24的流体为气液两相状态。第三制冷剂回路3具有膨胀阀44,流入膨胀阀44的流体为气液两相状态。
因此,能进一步减少在各制冷剂回路2、3中流动的制冷剂的量。
(4-6)
本实施方式的空调装置100的收容于第二单元20的压缩机22为横向放置型。而且,收容于第四单元40的压缩机42为横向放置型。
第二单元20及第四单元40有时在大楼等中设置于各层的天花板背面等。横向放置型压缩机被定义为高度、纵深、宽度中的纵深或宽度的长度最大的压缩机。横向放置型的压缩机22、24适合设置于天花板背面等高度较低的空间。
(5)变形例
(5―1)
空调装置100的第一制冷剂回路1、第二制冷剂回路2及第三制冷剂回路3分别填充有制冷剂稳定性高的R32,作为第一制冷剂、第二制冷剂、第三制冷剂。但在本公开示出的制冷剂循环系统中,也可以填充R32以外的制冷剂。例如,优选第一制冷剂是R32,且第二制冷剂及第三制冷剂是二氧化碳。
填充于制冷剂循环系统的第一制冷剂、第二制冷剂及第三制冷剂优选为HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂中的任意一种。或者,第一制冷剂及第二制冷剂优选为包括HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂、CF3I中的任意两种以上的混合制冷剂。具体地,HFC制冷剂是R32、R125、R134a、R143a、R245fa等。HFO制冷剂是R1234yf、R1234zd、R1123、R1132(E)等。自然制冷剂是R744、R717、R290、R600a、R1270等。
空调装置100的第二制冷剂及第三制冷剂也可以应用含有燃烧性或毒性的制冷剂。
空调装置100包括第一级联热交换器21及第二级联热交换器41,由此,能减少在各制冷剂回路1、2、3中流动的制冷剂的量。由此,能进一步确保安全。而且,也能对既存的制冷剂循环系统进行转用。
(5-2)
本实施方式的制冷剂循环系统对空调装置100进行了说明,但也能应用于像图6示出的那样的空调装置200。
空调装置200还具有作为第四热交换器的利用侧热交换器211A及收容利用侧热交换器211A的第六单元210A。在第一制冷剂回路201中,利用侧热交换器211A是与作为第一热交换器的热源侧热交换器211、第一级联热交换器221及第二级联热交换器241不同的热交换器,且用作利用侧热交换器。第六单元210A收容利用侧热交换器211A。
(6)
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但应当理解的是,能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨和范围的情况下进行形态和细节的多种变更。
(符号说明)
1、201第一制冷剂回路
2第二制冷剂回路
3第三制冷剂回路
10、210第一单元
11、211第一热交换器
12第一压缩机
20、220第二单元
21、221第一级联热交换器
22第二压缩机
30第一单元
31A、31B第二热交换器
32A、32B膨胀机构
40、240第四单元
41、241第二级联热交换器
42第三压缩机
50第一单元
51A、51B第三热交换器
60、260第一制冷剂流路切换单元
70A、70B第二制冷剂流路切换单元
100制冷剂循环系统
200制冷剂循环系统
210A第六单元
211A第四热交换器
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-194260号公报。

Claims (11)

1.一种制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,包括:
形成为蒸汽压缩式冷冻循环的第一制冷剂回路(1、201);以及
形成为蒸汽压缩式冷冻循环的第二制冷剂回路(2),
所述第一制冷剂回路(1、201)具有第一热交换器(11、211)、第一压缩机(12)以及第一级联热交换器(21、221),
所述第二制冷剂回路(2)具有第一级联热交换器(21、221)、第二压缩机(22)以及第二热交换器(31A、31B),
所述第一热交换器(11、211)及所述第一压缩机(12)收容于第一单元(10、210),
所述第一级联热交换器(21、221)及所述第二压缩机(22)收容于第二单元(20、220),
所述第二热交换器(31A、31B)收容于第三单元(30A、30B),
所述第一单元(10、210)、所述第二单元(20、220)及所述第三单元(30A、30B)彼此分开配置,
所述第一级联热交换器(21、221)在流动于所述第一制冷剂回路(1、201)中的第一制冷剂与流动于所述第二制冷剂回路(2)中的第二制冷剂之间进行热交换。
2.根据权利要求1所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
还包括第二级联热交换器(41、241)、第三压缩机(42)、第三热交换器(51A、51B)、第四单元(40、240)以及第五单元(50A、50B),
所述第二级联热交换器(41、241)、所述第三压缩机(42)、所述第三热交换器(51A、51B)连接而构成第三制冷剂回路(3),
所述第二级联热交换器(41、241)及所述第三压缩机(42)收容于所述第四单元(40、240),
所述第三热交换器(51A、51B)收容于所述第五单元(50A、50B),
所述第一单元(10、210)、所述第四单元(40、240)及所述第五单元(50A、50B)彼此分开配置,
所述第二级联热交换器(41、241)在所述第一制冷剂与流动于所述第三制冷剂回路(3)中的第三制冷剂之间进行热交换。
3.根据权利要求2所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
在所述第一单元(10、210)与所述第二单元(20、220)之间还包括第一制冷剂流路切换单元(60、260),该第一制冷剂流路切换单元用于对所述第一制冷剂的流路进行切换。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
在所述第二单元(20、220)与所述第三单元(30A、30B)之间还包括第二制冷剂流路切换单元(70A、70B),该第二制冷剂流路切换单元用于对所述第二制冷剂的流路进行切换。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
在所述第二制冷剂回路(2)中流动的所述第二制冷剂含有燃烧性或毒性。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
所述第一制冷剂及所述第二制冷剂是HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂中的任意一种,或是包括HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂、CF3I中的任意两种以上的混合制冷剂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
所述第一制冷剂是R32。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
所述第一制冷剂及所述第二制冷剂是R32。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
收容于所述第二单元(20、220)的所述第二压缩机(22)为横向放置型。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200),其特征在于,
所述第二制冷剂回路(2)具有膨胀机构(32A、32B),
流入所述膨胀机构(32A、32B)的所述第二制冷剂为气液两相状态。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的制冷剂循环系统(200),其特征在于,所述第一制冷剂回路(201)还包括:
作为利用侧热交换器使用的第四热交换器(211A);以及
对所述第四热交换器(211A)进行收容的第六单元(210A)。
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