CN113939697A - 制冷剂循环系统 - Google Patents

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Abstract

在不损害级联热交换器的性能的情况下，使制冷剂成为过热状态。制冷剂循环系统(100、200)包括第一制冷剂回路(1、201)、第二制冷剂回路(2、202)以及第一级联热交换器(21、221)。第一级联热交换器(21、221)使流经第一制冷剂回路(1、201)的第一制冷剂与流经第二制冷剂回路(2、202)的第二制冷剂之间进行热交换。制冷剂循环系统(100、200)具有切换机构(13、25、213、225)。切换机构(13、25、213、225)对第一制冷剂回路(1、201)和第二制冷剂回路(2、202)中的至少任意一方的制冷剂的流路进行切换。第一级联热交换器(21、221)具有第一主热交换部(21a、221a)和第一副热交换部(21b、221b)。第一副热交换部(21b、221b)用于使通过了第一主热交换部(21a、221a)的第一制冷剂处于过热状态。

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
如专利文献1(日本专利特开2000-193339号公报)所示，已知基于蒸汽压缩式冷冻循环的二维制冷剂回路。
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1没有提及二维制冷剂回路中的制冷剂的状态的控制。
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、第二制冷剂回路以及第一级联热交换器。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。第一级联热交换器使流经第一制冷剂回路的第一制冷剂与流经第二制冷剂回路的第二制冷剂之间进行热交换。制冷剂循环系统具有切换机构。切换机构对第一制冷剂回路和第二制冷剂回路中的至少任意一方的回路的制冷剂的流路进行切换。第一级联热交换器具有第一主热交换部和第一副热交换部。第一副热交换部供通过了第一主热交换部的第一制冷剂通过。
由此，由于能在第一副热交换部中控制第一制冷剂的过热状态，因此容易进行第一制冷剂的过热状态的控制。
第二观点的制冷剂循环系统是第一观点的系统，还包括第一流量调节阀和控制部。第一流量调节阀对在第一制冷剂回路中流向第一级联热交换器的第一制冷剂的量进行调节。控制部调节第一流量调节阀的开度。当第一制冷剂回路的第一级联热交换器是蒸发器时，控制部调节第一流量调节阀的开度，以使从第一副热交换部出来的第一制冷剂处于过热状态。
第三观点的制冷剂循环系统是第一观点或者第二观点的系统，第一主热交换部是板式热交换器或者层叠有多个扁平管的热交换器。第一副热交换部是双重管或使配管接触的构造的热交换部。
通过将副热交换部21b设为如上所述的热交换器，能抑制由于设置副热交换部21b而导致的成本的增加。
第四观点的制冷剂循环系统是第一观点至第三观点的任一系统，还包括第三制冷剂回路和第二级联热交换器。第三制冷剂回路是蒸汽压缩式冷冻循环。第二级联热交换器使流经第一制冷剂回路的第一制冷剂与流经第三制冷剂回路的第三制冷剂之间进行热交换。第二级联热交换器具有第二主热交换部和第二副热交换部。第二副热交换部用于使通过了第二主热交换部的制冷剂处于过热状态。第一级联热交换器和第二级联热交换器在第一制冷剂回路中并联连接。
由此，使可连接的利用侧热交换器的台数增加，对制冷剂循环系统进行施工的施工时的自由度变高。
第五观点的制冷剂循环系统是第一观点的系统，第一副热交换部在第一制冷剂回路中在进入第一主热交换部之前的第一制冷剂与从第一主热交换部出来后的第一制冷剂之间进行热交换。
由此，能控制第一制冷剂的过热度。
第六观点的制冷剂循环系统是第五观点的系统，第一制冷剂回路还包括第一旁通回路。当在第一制冷剂回路中第一主热交换部为冷凝器时，从第一主热交换部出来的第一制冷剂经由第一旁通回路绕过第一副热交换部，被第一制冷剂回路具有的压缩机吸入。
通过包括第一旁通回路，在第一制冷剂回路进行制热运转时，第一制冷剂可以绕过第一副热交换部。
第七观点的制冷剂循环系统是第五观点或者第六观点的系统，还包括第三制冷剂回路和第二级联热交换器。第三制冷剂回路是蒸汽压缩式冷冻循环。第二级联热交换器使第一制冷剂与流经第三制冷剂回路的制冷剂即第三制冷剂之间进行热交换。第二级联热交换器具有第二主热交换部和第二副热交换部。第二副热交换部供通过了第二主热交换部的第一制冷剂通过。
由此，能相对于一台热源侧单元连接更多的利用侧单元。
第八观点的制冷剂循环系统是第七观点的系统，第一制冷剂回路还包括第二旁通回路。当在第一制冷剂回路中第二主热交换部为冷凝器时，从第二主热交换部出来的第二制冷剂经由第二旁通回路绕过第二副热交换部241b，被第一制冷剂回路具有的压缩机吸入。
通过包括第二旁通回路，在第一制冷剂回路进行制热运转时，第一制冷剂可以绕过第二副热交换部。
第九观点的制冷剂循环系统是第七观点或者第八观点的系统，第二主热交换部与第二副热交换部相比热交换能力更大。
第十观点的制冷剂循环系统是第一观点至第九观点的任一系统，第一主热交换部与第一副热交换部相比热交换能力更大。
第十一观点的制冷剂循环系统是第一观点至第十观点的任一系统，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。
第十二观点的制冷剂循环系统是第一观点至第十一观点的任一系统，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。
第十三观点的制冷剂循环系统是第一观点至第十二观点的任一系统，第一制冷剂是R32。第二制冷剂是二氧化碳。
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是示出空调装置的制冷剂回路的图。
图4是示出控制部的概略的图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
(1)空调装置的结构
如图1所示，作为制冷剂循环装置的一个实施方式的空调装置100是通过作为蒸汽压缩式制冷循环的第一制冷剂回路1、第二制冷剂回路2、第三制冷剂回路3，进行大楼等建筑物内的房间的制冷和制热的装置。
空调装置100主要具有：属于第一制冷剂回路1的热源侧单元10；属于第二制冷剂回路2的多个利用侧单元30A、30B(本实施方式中为两个)；属于第三制冷剂回路的多个利用侧单元50A、50B(本实施方式中为两个)；配置于热源侧单元10与利用侧单元30A、30B之间的第一级联单元20；配置于热源侧单元10与利用侧单元50A、50B之间的第二级联单元40；制冷剂连通管4a、4b、5a、5b、6a、6b；以及控制部60。
第一级联单元20和第二级联单元40在第一制冷剂回路1中彼此并联连接。多个利用侧单元30A、30B在第二制冷剂回路2中彼此并联连接。多个利用侧单元50A、50B在第三制冷剂回路3中彼此并联连接。
控制部60通过传送线等与各单元的控制部连接。控制部60进行空调装置100所包括的各构成设备的控制和空调装置100整体的控制。
在第一制冷剂回路1、第二制冷剂回路2以及第三制冷剂回路3分别填充有R32作为第一制冷剂、第二制冷剂、第三制冷剂。
(2)各单元的详细结构
(2-1)利用侧单元
利用侧单元30A、30B、50A、50B设置于大楼等的室内。
构成第二制冷剂回路2的一部分的多个利用侧单元30A、30B经由作为制冷剂连通管的液体制冷剂连通管5a和气体制冷剂连通管5b与第一级联单元20连接。
此外，构成第三制冷剂回路3的一部分的多个利用侧单元50A、50B经由作为制冷剂连通管的液体制冷剂连通管6a和气体制冷剂连通管6b与第二级联单元40连接。
接着，对利用侧单元30A的结构进行说明。另外，利用侧单元30A和利用侧单元30B、50A、50B是相同的结构，因此此处仅说明利用侧单元30A的结构，对于利用侧单元30B、50A、50B的结构省略说明。
利用侧单元30A主要具有利用侧热交换器31a和流量调节阀32a。
利用侧热交换器31a是作为第二制冷剂的蒸发器起作用以对室内空气进行冷却、或者作为第二制冷剂的散热器起作用以对室内空气进行加热的热交换器。此处，利用侧单元30A具有未图示的利用侧风扇。利用侧风扇将作为流经利用侧热交换器31a的第二制冷剂的冷却源或加热源的室内空气供给至利用侧热交换器31a。
流量调节阀32a是能一边使第二制冷剂减压一边对流经利用侧热交换器31a的第二制冷剂的流量进行调节的电动膨胀阀。流量调节阀32a经由利用侧控制部64通过控制部60调节开度。
在利用侧单元30A设有未图示的各种传感器。各传感器检测出的值经由利用侧控制部64发送到控制部60。
(2-2)热源侧单元
构成第一制冷剂回路1的一部分的热源侧单元10设置于大楼等建筑物的室外，例如设置于屋顶、地上。热源侧单元10经由液体制冷剂连通管4a和气体制冷剂连通管4b连接到第一级联单元20或第二级联单元40。
热源侧单元10主要具有压缩机11和热源侧热交换器12。此外，热源侧单元10具有切换机构13，该切换机构13作为制冷制热切换机构对使热源侧热交换器12作为制冷剂的散热器起作用的制冷运转状态和使热源侧热交换器12作为制冷剂的蒸发器起作用的制热运转状态进行切换。
压缩机11是用于压缩第一制冷剂的设备，例如，是旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件通过压缩机用马达驱动而旋转的密闭式结构的压缩机。
热源侧热交换器12是作为第一制冷剂的散热器起作用、或者作为第一制冷剂的蒸发器起作用的热交换器。此处，热源侧单元10具有未图示的热源侧风扇。热源侧风扇使室外空气吸入至热源侧单元10内，并在热源侧热交换器12中与第一制冷剂进行热交换后，向外部排出。
此外，在第一制冷剂回路1中，在热源侧热交换器12的液体侧端部附近设有膨胀阀14。膨胀阀14是在制热运转状态下使第一制冷剂减压的电动膨胀阀。膨胀阀14经由热源侧控制部61通过控制部60调节开度。
在热源侧单元10设有未图示的各种传感器。各传感器检测出的值经由热源侧控制部61发送到控制部60。
(2-3)级联单元
第一级联单元20和第二级联单元40例如设置在大楼等建筑物的房间的天花板背面的空间。
第一级联单元20位于利用侧单元30A、30B与热源侧单元10之间，构成第一制冷剂回路1的一部分和第二制冷剂回路2的一部分。
此外，第二级联单元40位于利用侧单元50A、50B与热源侧单元10之间，构成第一制冷剂回路1的一部分和第三制冷剂回路3的一部分。
接着，对第一级联单元20的结构进行说明。另外，由于第一级联单元20和第二级联单元40是相同的结构，所以此处仅说明第一级联单元20的结构，对于第二级联单元40的结构，省略说明。
第一级联单元20主要具有第一级联热交换器21、第一流量调节阀22、压缩机24和膨胀阀26。此外，第一级联单元20具有切换机构25，该切换机构25作为制冷制热切换机构对使第一级联热交换器21作为制冷剂的散热器起作用的制冷运转状态和使第一级联热交换器21作为制冷剂的蒸发器起作用的制热运转状态进行切换。
第一级联热交换器21在第一制冷剂回路1中作为第一制冷剂的散热器起作用时，在第二制冷剂回路2中作为第二制冷剂的蒸发器起作用。此外，第一级联热交换器21在第一制冷剂回路1中作为第一制冷剂的蒸发器起作用时，在第二制冷剂回路2中作为第二制冷剂的散热器起作用。第一级联热交换器21是使流经第一制冷剂回路1的第一制冷剂与流经第二制冷剂回路2的第二制冷剂之间进行热交换的热交换器。
此处，第一级联热交换器21具有第一主热交换部21a和第一副热交换部21b。第一副热交换部21b用于使通过了第一主热交换部21a的第一制冷剂处于过热状态。另外，过热状态是指第一制冷剂被赋予过热度的状态，赋予的过热度不作限定，只要赋予些许的过热度即可。
第一主热交换部21a是与第一副热交换部21b相比热交换能力更大的热交换器。例如，第一主热交换部21a是板式热交换器，第一副热交换部21b是双重管。
热交换器的热交换能力可以根据热通过率等来计算。作为第一主热交换部21a使用的板式热交换器的热交换能力一般比作为第一副热交换部21b使用的双重管的热交换能力大。
另外，计算热交换器的热交换能力的计算方法不作特别限定。
在第一制冷剂回路1中，在第一主热交换部21a的液体侧端部附近设有第一流量调节阀22。第一流量调节阀22是在制冷运转时使制冷剂减压的电动膨胀阀。第一流量调节阀22经由第一级联控制部62通过控制部60来调节阀的开度，以使从第一副热交换部21b出来的第一制冷剂成为加热状态。
压缩机24是用于压缩第二制冷剂的设备，例如，使用旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件通过压缩机用马达驱动而旋转的密闭式结构的压缩机。
切换机构25是能对第二制冷剂回路2内的第二制冷剂的流动进行切换的设备，例如由四通切换阀构成。
此外，在第二制冷剂回路2中，在第一主热交换部21a的液体侧端部附近设有膨胀阀26。膨胀阀26是在制热运转时使制冷剂减压的电动膨胀阀。膨胀阀26经由第一级联控制部62通过控制部60调节开度。
此外，如图1所示，在第一级联单元20设有入口温度传感器23a和出口温度传感器23b。入口温度传感器23a对第一制冷剂回路1中第一主热交换部21a的液体侧端部处的第一制冷剂的温度(入口温度)进行检测。出口温度传感器23b对第一制冷剂回路1中第一副热交换部21b的气体侧端部处的第一制冷剂的温度(出口温度)进行检测。入口温度传感器23a和出口温度传感器23b将检测到的值通过第一级联控制部62向控制部60发送。
虽然未图示，但是在第一级联单元20中还设有除了上述之外的各种传感器。
(2-4)控制部
如图2所示，控制部60具有热源侧控制部61、第一级联控制部62、第二级联控制部63、利用侧控制部64、65、66、67。各控制部60、61、62、63、64、65、66、67包括CPU或GPU这样的处理器以及存储器等。处理器可以读取存储于存储器的程序，并按照该程序进行规定的处理。
热源侧控制部61配置于热源侧单元10。热源侧控制部61控制整个热源侧单元10和膨胀阀14的开度。第一级联控制部62配置于第一级联单元20。第一级联控制部62控制整个第一级联单元20、第一流量调节阀22和膨胀阀26的开度。第二级联控制部63配置于第二级联单元40。第二级联控制部63控制整个第二级联单元40、第二流量调节阀42和膨胀阀46的开度。利用侧控制部64配置于利用侧单元30A。利用侧控制部64控制整个利用侧单元30A和流量调节阀32a的开度。利用侧控制部65配置于利用侧单元30B。利用侧控制部65控制整个利用侧单元30B和流量调节阀32b的开度。利用侧控制部66配置于利用侧单元50A。利用侧控制部66控制整个利用侧单元50A和流量调节阀52a的开度。利用侧控制部67配置于利用侧单元50B。利用侧控制部67控制整个利用侧单元50B和流量调节阀52b的开度。
控制部60和各控制部61、62、63、64、65、66、67包括安装有微型计算机、存储器等电气零件的控制基板，控制部60经由各控制部61、62、63、64、65、66、67进行空调装置100整体的控制。控制部60可以通过各控制部接收在空调装置100设置的各传感器检测到的值，并向各构成设备发送控制信号等。
具体地，控制部60经由第一级联控制部62接收在第一级联单元20设置的入口温度传感器23a检测到的入口温度和出口温度传感器23b检测到的出口温度。控制部60预先具备用于调节第一流量调节阀22的开度的开度调节算法。控制部60使用该开度调节算法，根据入口温度和出口温度来生成用于使从第一副热交换部21b出来的第一制冷剂成为适当的过热度的控制信号。第一流量调节阀22可以通过基于该控制信号调节第一流量调节阀22的开度，从而使从第一副热交换部21b出来的第一制冷剂成为适当的过热度。
此外，第二级联单元40所具有的第二流量调节阀42的开度的调节与上述相同。控制部60经由第二级联控制部63接收第二级联单元40的入口温度传感器43a检测到的入口温度和出口温度传感器43b检测到的出口温度。控制部60使用开度调节算法，将调节第二流量调节阀42的开度的控制信号向第二流量调节阀42发送。第二流量调节阀42基于控制信号调节开度。
另外，控制部60调节第一流量调节阀22或第二流量调节阀42的开度的方法不限于此。
(3)空调装置的基本动作
接着，对空调装置100的基本动作进行说明。空调装置100的基本动作有制冷运转和制热运转。另外，通过对空调装置100(热源侧单元10、利用侧单元30A、30B、50A、50B、第一级联单元20以及第二级联单元40)的构成设备进行控制的控制部60进行以下说明的空调装置100的基本动作。
(3-1)制冷运转
例如，在利用侧单元30A、30B、50A、50B全部进行制冷运转(利用侧热交换器31a、31b、51a、51b全部作为制冷剂的蒸发器起作用，并且热源侧热交换器12作为制冷剂的散热器起作用的运转)时，切换机构13、25、45切换到制冷运转状态(用图1的实线表示的状态)。
(3-1-1)第一制冷剂回路
制冷运转时，在第一制冷剂回路1中从压缩机11排出的高压的第一制冷剂通过切换机构13被送往热源侧热交换器12。被送至热源侧热交换器12的第一制冷剂在作为第一制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器12中与通过热源侧风扇供给的室外空气进行热交换而冷却，从而冷凝。上述第一制冷剂通过膨胀阀14从热源侧单元10流出。
从热源侧单元10流出的第一制冷剂被送到第一级联单元20或第二级联单元40。
被送到第一级联单元20的第一制冷剂在由第一流量调节阀22减压到适当的压力后流入第一级联热交换器21。被送到第一级联热交换器21的第一制冷剂在作为第一制冷剂的蒸发器起作用的第一主热交换部21a和第一副热交换部21b中通过与在第二制冷剂回路2中流动的第二制冷剂进行热交换而加热，从而蒸发。对从第一副热交换部21b出来的第一制冷剂赋予适当的过热度。上述第一制冷剂从第一级联单元20流出，在与从第二级联单元40流出的第一制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机11。
此外，被送到第二级联单元40的第一制冷剂在由第二流量调节阀42减压到适当的压力后流入第二级联热交换器41。被送到第二级联热交换器41的第一制冷剂在作为第一制冷剂的蒸发器起作用的第二主热交换部41a和第二副热交换部41b中通过与在第三制冷剂回路3中流动的第三制冷剂进行热交换而加热，从而蒸发。对从第二副热交换部41b出来的第一制冷剂赋予适当的过热度。上述第一制冷剂从第二级联单元40流出，在与从第一级联单元20流出的第一制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机11。
(3-1-2)第二制冷剂回路
在第二制冷剂回路2中从压缩机24排出的高压的第二制冷剂通过切换机构25被送往第一级联热交换器21。被送到第一级联热交换器21的第二制冷剂在作为第二制冷剂的散热器起作用的第一副热交换部21b和第一主热交换部21a中通过与在第一制冷剂回路1中流动的第一制冷剂进行热交换而冷却，从而冷凝。上述第二制冷剂通过膨胀阀26从第一级联单元20流出。从第一级联单元20流出的第二制冷剂被送往各利用侧单元30A、30B。
被送到利用侧单元30A的第二制冷剂在由流量调节阀32a减压到适当的压力后，在作为第二制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器31a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第二制冷剂从利用侧单元30A流出，在与从利用侧单元30B流出的第二制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机24。
被送到利用侧单元30B的第二制冷剂在由流量调节阀32b减压到适当的压力后，在作为第二制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器31b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第二制冷剂从利用侧单元30B流出，在与从利用侧单元30A流出的第二制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机24。
另一方面，在利用侧热交换器31a、31b中冷却后的室内空气被送往室内，由此进行室内的制冷。
(3-1-3)第三制冷剂回路
在第三制冷剂回路3中从压缩机44排出的高压的第三制冷剂通过切换机构45被送往第二级联热交换器41。被送到第二级联热交换器41的第三制冷剂在作为第三制冷剂的散热器起作用的第二副热交换部41b和第二主热交换部41a中通过与在第一制冷剂回路1中流动的第一制冷剂进行热交换而冷却，从而冷凝。上述第三制冷剂通过膨胀阀46从第二级联单元40流出。从第二级联单元40流出的第三制冷剂被送往各利用侧单元50A、50B。
被送到利用侧单元50A的第三制冷剂在由流量调节阀52a减压到适当的压力后，在作为第三制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器51a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第三制冷剂从利用侧单元50A流出，在与从利用侧单元50B流出的第三制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机44。
被送到利用侧单元50B的第三制冷剂在由流量调节阀52b减压到适当的压力后，在作为第三制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器51b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第三制冷剂从利用侧单元50A流出，在与从利用侧单元50B流出的第三制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机44。
另一方面，在利用侧热交换器51a、51b中冷却后的室内空气被送往室内，由此进行室内的制冷。
(3-2)制热运转
例如，在利用侧单元30A、30B、50A、50B全部进行制热运转(利用侧热交换器31a、31b、51a、51b全部作为制冷剂的散热器起作用，并且热源侧热交换器12作为制冷剂的蒸发器起作用的运转)时，切换机构13、25、45切换到制热运转状态(用图1的虚线表示的状态)。
(3-2-1)第一制冷剂回路
制热运转时，在第一制冷剂回路1中从压缩机11排出的高压的第一制冷剂通过切换机构13从热源侧单元10流出。
从热源侧单元10流出的第一制冷剂被送到第一级联单元20或第二级联单元40。
被送到第一级联热交换器20的第一制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的第一副热交换部21b和第一主热交换部21a中通过与在第二制冷剂回路2中流动的第二制冷剂进行热交换而冷却，从而冷凝。冷凝后的第一制冷剂通过第一流量调节阀22，从第一级联单元20流出。从第一级联单元20流出的第一制冷剂在与从第二级联单元40流出的第一制冷剂汇流的状态下被送往热源侧单元10。
此外，被送到第二级联单元40的第一制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的第二副热交换部41b和第二主热交换部41a中通过与在第三制冷剂回路3中流动的第三制冷剂进行热交换而冷却，从而冷凝。冷凝后的第三制冷剂通过第二流量调节阀42，从第一级联单元20流出。从第二级联单元40流出的第一制冷剂在与从第一级联单元20流出的第一制冷剂汇流的状态下被送往热源侧单元10。
被送到热源侧单元10的第一制冷剂被送往膨胀阀14。被送到膨胀阀14的第一制冷剂在被膨胀阀14减压后，被送往热源侧热交换器12。被送到热源侧热交换器12的第一制冷剂通过与由热源侧风扇供给的室外空气进行热交换而被加热，从而蒸发。蒸发后的第一制冷剂通过切换机构13被吸入压缩机11。
(3-2-2)第二制冷剂回路
在制热运转时，在第二制冷剂回路2中从压缩机24排出的高压的第二制冷剂通过切换机构25从第一级联单元20流出。
从第一级联单元20流出的第二制冷剂被送往各利用侧单元30A、30B。
被送到利用侧单元30A的第二制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器31a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第二制冷剂通过流量调节阀32a，从利用侧单元30A流出。从利用侧单元30A流出的第二制冷剂在与从利用侧单元30B流出的第二制冷剂汇流的状态下被送往第一级联单元20。
此外，被送到利用侧单元30B的第二制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器31b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第二制冷剂通过流量调节阀32b，从利用侧单元30B流出。从利用侧单元30B流出的第二制冷剂在与从利用侧单元30A流出的第二制冷剂汇流的状态下被送往第一级联单元20。
另一方面，在利用侧热交换器31a、31b中加热后的室内空气被送至室内，由此进行室内的制热。
流入第一级联单元20的第二制冷剂流入膨胀阀26。流入膨胀阀26的第二制冷剂在被膨胀阀26减压后，被送往第一级联热交换器21。流入第一级联热交换器21的第二制冷剂在作为第二制冷剂的蒸发器起作用的第一主热交换部21a和第一副热交换部21b中通过与在第一制冷剂回路1中流动的第一制冷剂进行热交换而加热，从而蒸发。蒸发后的第二制冷剂通过切换机构25被吸入压缩机24。
(3-2-3)第三制冷剂回路
在第三制冷剂回路3中从压缩机44排出的高压的第三制冷剂通过切换机构45从第二级联热交换器40流出。
从第二级联单元40流出的第三制冷剂被送往各利用侧单元50A、50B。
被送到利用侧单元50A的第三制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器51a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第三制冷剂通过流量调节阀52a，从利用侧单元50A流出。从利用侧单元50A流出的第三制冷剂在与从利用侧单元50B流出的第三制冷剂汇流的状态下被送往第二级联单元40。
此外，被送到利用侧单元50B的第三制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器51b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第三制冷剂通过流量调节阀52b，从利用侧单元50B流出。从利用侧单元50B流出的第三制冷剂在与从利用侧单元50A流出的第三制冷剂汇流的状态下被送往第二级联单元40。
另一方面，在利用侧热交换器51a、51b中加热后的室内空气被送至室内，由此进行室内的制热。
流入第二级联单元40的第三制冷剂被送往膨胀阀46。流入膨胀阀46的第三制冷剂在被膨胀阀46减压后，被送往第二级联热交换器41。流入第二级联热交换器41的第三制冷剂在作为第三制冷剂的蒸发器起作用的第二主热交换部41a和第二副热交换部41b中通过与在第一制冷剂回路1中流动的第一制冷剂进行热交换而加热，从而蒸发。蒸发后的第三制冷剂通过切换机构45被吸入压缩机44。
(4)变形例
(4－1)
空调装置100的第一主热交换部21a和第二主热交换部41a是板式热交换器，第一副热交换部21b和第二副热交换部41b是双重管。各热交换部不限于此。
例如，第一主热交换部21a和第二主热交换部41a也可以是层叠有多个扁平管的热交换器，第一副热交换部21b和第二副热交换部41b也可以是使配管接触的构造的热交换器。
第一主热交换部21a与第一副热交换部21b相比热交换能力更大。此外，第二主热交换部41a与第二副热交换部41b相比热交换能力更大。板式热交换器或层叠有多个扁平管的热交换器的热交换能力一般比双重管或使配管接触的构造的热交换器的热交换能力大。
(4－2)
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和性能较高的R32，作为第一制冷剂、第二制冷剂、第三制冷剂。
(4－3)
虽然使用空调装置100作为制冷剂循环系统的具体例子来对本公开所示的制冷剂循环系统进行了说明，但是制冷剂循环系统的方式不限于此。例如，制冷剂循环系统也可以是热泵式的供热水机等。
(5)特征
(5－1)
作为制冷剂循环系统的空调装置100包括第一制冷剂回路1、第二制冷剂回路2以及第一级联热交换器21。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。第一级联热交换器21在流经第一制冷剂回路1的第一制冷剂与流经第二制冷剂回路2的第二制冷剂之间进行热交换。空调装置100具有切换机构13、25。切换机构13、25位于第一制冷剂回路1和第二制冷剂回路2的至少任意一方，对回路的制冷剂的流路进行切换。第一级联热交换器21具有第一主热交换部21a和第一副热交换部21b。第一副热交换部21b用于使通过了第一主热交换部21a的第一制冷剂处于过热状态。
此外，空调装置100还包括第一流量调节阀22和控制部60。第一流量调节阀22对在第一制冷剂回路1中流向第一级联热交换器21的第一制冷剂的量进行调节。控制部60调节第一流量调节阀22的开度。当第一制冷剂回路1的第一级联热交换器21是蒸发器时，控制部60调节第一流量调节阀22的开度，以使从第一副热交换部21b出来的第一制冷剂处于过热状态。以往，在基于蒸汽压缩式冷冻循环的二维制冷剂回路中，有时使用板式热交换器或使用层叠有多个扁平管的热交换器。这些热交换器的热交换能力高，性能高，且紧凑型也优异。但是，当在板式热交换器或层叠有多个扁平管的热交换器中控制制冷剂的过热度时，热交换能力会降低，压力损失会变大。由此，板式热交换器或层叠有多个扁平管的热交换器的性能受到损害。
但是，本实施方式的空调装置100能够通过上述结构控制第一副热交换部21b中的第一制冷剂的过热状态，所以可以在不会损害第一主热交换部21a的较高的热交换能力的情况下，控制第一制冷剂的过热状态。
(5－2)
空调装置100的第一主热交换部21a与第一副热交换部21b相比热交换能力更大。
此外，空调装置100的第一主热交换部21a是板式热交换器或层叠有多个扁平管的热交换器。第一副热交换部21b是双重管或使配管接触的构造的热交换器。
通过将第一副热交换部21b设为双重管或使配管接触的构造的热交换器，可以提供不损害主热交换部的紧凑性的级联热交换器。此外，通过将第一副热交换部21b设为双重管或使配管接触的构造的热交换器，可以抑制由于设置第一副热交换部21b而导致的成本的增加。
(5－3)
空调装置100还包括第三制冷剂回路3和第二级联热交换器41。第三制冷剂回路3是蒸汽压缩式冷冻循环。第二级联热交换器41在流经第一制冷剂回路1的第一制冷剂与流经第三制冷剂回路3的第三制冷剂之间进行热交换。第二级联热交换器41具有第二主热交换部41a和第二副热交换部42b。第二副热交换部42b用于使通过了第二主热交换部41a的制冷剂处于过热状态。第一级联热交换器21和第二级联热交换器41在第一制冷剂回路1中并联连接。
本实施方式的空调装置100也可以在具有多个级联单元的多联二维制冷剂回路中应用。由此，使可连接的利用侧热交换器的台数增加，对空调装置100进行施工的施工时的自由度变高。
(5－4)
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分别填充有制冷剂的稳定性较高的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。
由于制冷剂的稳定性高，R32多用于现有的制冷剂循环系统。本公开所示的制冷剂循环系统可以使用现有的制冷剂循环系统。
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。
<第二实施方式>
(1)整体结构
如图3所示，作为制冷剂循环装置的一实施方式的空调装置200是通过作为蒸汽压缩式冷冻循环的第一制冷剂回路201、第二制冷剂回路202、第三制冷剂回路203，进行大楼等建筑物内的房间的制冷和制热的装置。
空调装置200主要具有：属于第一制冷剂回路201的热源侧单元210；属于第二制冷剂回路202的多个利用侧单元230A、230B(本实施方式中为两个)；属于第三制冷剂回路203的多个利用侧单元250A、250B(本实施方式中为两个)；配置于热源侧单元210与利用侧单元230A、230B之间的第一级联单元220；配置于热源侧单元210与利用侧单元250A、250B之间的第二级联单元240；制冷剂连通管204a、204b、205a、205b、206a、206b；以及控制部260。
第一级联单元220和第二级联单元240在第一制冷剂回路201中彼此并联连接。多个利用侧单元230A、230B在第二制冷剂回路202中彼此并联连接。多个利用侧单元250A、250B在第三制冷剂回路203中彼此并联连接。
控制部260通过传送线等与各单元的控制部连接。控制部260进行空调装置200所包括的各构成设备的控制和空调装置200整体的控制。
第一制冷剂回路201、第二制冷剂回路202及第三制冷剂回路203分别填充有R32，作为第一制冷剂、第二制冷剂、第三制冷剂。
(2)各单元的详细结构
(2-1)利用侧单元
利用侧单元230A、230B、250A、250B设置于大楼等的室内。
构成第二制冷剂回路202的一部分的多个利用侧单元230A、230B经由作为制冷剂连通管的液体制冷剂连通管205a和气体制冷剂连通管205b与第一级联单元220连接。
此外，构成第三制冷剂回路203的一部分的多个利用侧单元250A、250B经由作为制冷剂连通管的液体制冷剂连通管206a和气体制冷剂连通管206b与第二级联单元240连接。
接着，对利用侧单元230A的结构进行说明。另外，利用侧单元230A和利用侧单元230B、250A、250B是相同的结构，因此此处仅说明利用侧单元230A的结构，对于利用侧单元230B、250A、250B的结构省略说明。
利用侧单元230A主要具有利用侧热交换器231a和流量调节阀232a。利用侧单元230A的各构成设备经由利用侧控制部264由控制部260控制。
利用侧热交换器231a是作为第二制冷剂的蒸发器起作用以对室内空气进行冷却、或者作为第二制冷剂的散热器起作用以对室内空气进行加热的热交换器。此处，利用侧单元230A具有未图示的利用侧风扇。利用侧风扇将作为流经利用侧热交换器231a的第二制冷剂的冷却源或加热源的室内空气供给至利用侧热交换器231a。
流量调节阀232a是能一边使第二制冷剂减压一边对流经利用侧热交换器231a的第二制冷剂的流量进行调节的电动膨胀阀。流量调节阀232a经由利用侧控制部264通过控制部260调节开度。
利用侧单元230A中设有未图示的各种传感器。各传感器检测出的值经由利用侧控制部264发送到控制部260。
(2-2)热源侧单元
构成第一制冷剂回路201的一部分的热源侧单元210设置于大楼等建筑物的室外，例如设置于屋顶、地上。热源侧单元210经由液体制冷剂连通管204a和气体制冷剂连通管204b连接到第一级联单元220或第二级联单元240。
热源侧单元210主要具有压缩机211和热源侧热交换器212。此外，热源侧单元210具有切换机构213，该切换机构213作为制冷制热切换机构对使热源侧热交换器212作为制冷剂的散热器起作用的制冷运转状态和使热源侧热交换器212作为制冷剂的蒸发器起作用的制热运转状态进行切换。热源侧单元210的各构成设备经由热源侧控制部261由控制部260控制。
压缩机211是用于压缩第一制冷剂的设备，例如，是旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件通过压缩机用马达驱动而旋转的密闭式结构的压缩机。
热源侧热交换器212是作为第一制冷剂的散热器起作用、或者作为第一制冷剂的蒸发器起作用的热交换器。此处，热源侧单元210具有未图示的热源侧风扇。热源侧风扇使室外空气吸入至热源侧单元210内并在热源侧热交换器212中与第一制冷剂进行热交换后，向外部排出。
此外，在第一制冷剂回路1中，在热源侧热交换器212的液体侧端部附近设有膨胀阀214。膨胀阀214是在制热运转状态下使第一制冷剂减压的电动膨胀阀。膨胀阀214经由热源侧控制部261通过控制部260调节开度。
在热源侧单元210设置有未图示的各种传感器。各传感器检测出的值经由热源侧控制部261发送到控制部260。
(2-3)级联单元
第一级联单元220和第二级联单元240例如设置在大楼等建筑物的房间的天花板背面的空间。
第一级联单元220位于利用侧单元230A、230B与热源侧单元210之间，构成第一制冷剂回路201的一部分和第二制冷剂回路202的一部分。
此外，第二级联单元240位于利用侧单元250A、250B与热源侧单元210之间，构成第一制冷剂回路201的一部分和第三制冷剂回路203的一部分。
接着，对第一级联单元220的结构进行说明。另外，由于第一级联单元220和第二级联单元240是相同的结构，所以此处仅说明第一级联单元220的结构，对于第二级联单元240的结构，省略说明。
第一级联单元220主要具有第一主热交换单元221a、第一副热交换部221b、第一流量调节阀222、第一旁通回路225、第一旁通阀223、压缩机226和膨胀阀228。此外，第一级联单元220具有作为制冷制热切换机构的切换机构227。第一级联单元220的各构成设备通过第一级联控制部262由控制部260控制。
第一主热交换部221a在第一制冷剂回路201中作为第一制冷剂的散热器起作用时，在第二制冷剂回路202中作为第二制冷剂的蒸发器起作用。此外，第一主热交换部221a在第一制冷剂回路201中作为第一制冷剂的蒸发器起作用时，在第二制冷剂回路202中作为第二制冷剂的散热器起作用。第一主热交换部221a是在流经第一制冷剂回路201的第一制冷剂与流经第二制冷剂回路202的第二制冷剂之间进行热交换的热交换器。
第一副热交换部221b用于使通过了第一主热交换部221a的第一制冷剂处于过热状态。另外，过热状态是指第一制冷剂被赋予过热度的状态，赋予的过热度不作限定，只要赋予些许的过热度即可。在制冷运转状态下，第一副热交换部221b在进入第一主热交换部221a之前的第一制冷剂与从第一主热交换部221a出来后的第一制冷剂之间进行热交换。另外，在制热运转状态下，后述的第一旁通阀223被全闭。由此，由于从第一主热交换部221a出来后的第一制冷剂经由后述的第一旁通回路225从第一级联单元220流出，所以第一副热交换部221b不进行热交换。
第一主热交换部221a是与第一副热交换部221b相比热交换能力更大的热交换器。例如，第一主热交换部221a是板式热交换器，第一副热交换部221b是双重管。
热交换器的热交换能力可以根据热通过率等来计算。作为第一主热交换部221a使用的板式热交换器的热交换能力一般比作为第一副热交换部221b使用的双重管的热交换能力大。
另外，计算热交换器的热交换能力的计算方法不作特别限定。
在第一制冷剂回路201中，在第一主热交换部221a的液体侧端部附近设有第一流量调节阀222。第一流量调节阀222是在制冷运转状态下使第一制冷剂减压的电动膨胀阀。第一流量调节阀222经由第一级联控制部262通过控制部260调节阀的开度，以使从第一副热交换部221b出来的第一制冷剂成为过热状态。
第一旁通回路225例如是毛细管。在制热运转状态下的第一制冷剂回路201中，从第一主热交换部221a出来的第一制冷剂经由第一旁通回路225绕过第一副热交换部221b。绕过第一副热交换部221b的第一制冷剂从第一级联单元220流出。
此外，在制热运转状态下的第一制冷剂回路201中，在第一副热交换部221b上游侧设有第一旁通阀223。第一旁通阀223在制热运转状态时被全闭。由此，从第一主热交换部221a出来后的第一制冷剂经由第一旁通回路225从第一级联单元220流出，第一副热交换部221b不进行热交换。第一旁通阀223是电动膨胀阀，并且经由第一级联控制部262通过控制部260调节阀的开度。
压缩机226是用于压缩第二制冷剂的设备，例如，使用旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件通过压缩机用马达驱动而旋转的密闭式结构的压缩机。
在第二制冷剂回路202中，在第一主热交换部221a的液体侧端部附近设有膨胀阀228。膨胀阀228是在制热运转状态时使制冷剂减压的电动膨胀阀。膨胀阀228经由第一级联控制部262通过控制部260调节开度。
此外，如图3所示，在第一级联单元220设有入口温度传感器224a和出口温度传感器224b。入口温度传感器224a在第一制冷剂回路201中对第一主热交换部221a的液体侧端部处的第一制冷剂的温度(入口温度)进行检测。出口温度传感器224b对第一制冷剂回路201中第一副热交换部221b的气体侧端部处的第一制冷剂的温度(出口温度)进行检测。入口温度传感器224a和出口温度传感器224b将检测到的值通过第一级联控制部262向控制部260发送。
虽然未图示，但是在第一级联单元220中还设有除了上述之外的各种传感器。
(2-4)控制部
如图4所示，控制部260具有热源侧控制部261、第一级联控制部262、第二级联控制部263、利用侧控制部264、265、266、267。各控制部260、261、262、263、264、265、266、267包括CPU或GPU这样的处理器以及存储器等。处理器可以读取存储于存储器的程序，并按照该程序进行规定的处理。
热源侧控制部261配置于热源侧单元210。热源侧控制部261控制整个热源侧单元210和膨胀阀214的开度。第一级联控制部262配置于第一级联单元220。第一级联控制部262控制整个第一级联单元220、第一流量调节阀222、第一旁通阀223以及膨胀阀228的开度。第二级联控制部263配置于第二级联单元240。第二级联控制部263控制整个第二级联单元240、第二流量调节阀242、第二旁通阀243以及膨胀阀248的开度。利用侧控制部264配置于利用侧单元230A。利用侧控制部264控制整个利用侧单元230A和流量调节阀232a的开度。利用侧控制部265配置于利用侧单元230B。利用侧控制部265控制整个利用侧单元230B和流量调节阀232b的开度。利用侧控制部266配置于利用侧单元250A。利用侧控制部266控制整个利用侧单元250A和流量调节阀252a的开度。利用侧控制部267配置于利用侧单元250B。利用侧控制部267控制整个利用侧单元250B和流量调节阀252b的开度。
控制部260和各控制部261、262、263、264、265、266、267包括安装有微型计算机、存储器等电气零件的控制基板，控制部260经由各控制部261、262、263、264、265、266、267进行空调装置200整体的控制。控制部260可以经由各控制部261、262、263、264、265、266、267接收在空调装置200设置的各传感器检测到的值，并向各构成设备发送控制信号等。
具体地，例如，控制部260经由第一级联控制部262接收在第一级联单元220设置的入口温度传感器224a检测到的入口温度和出口温度传感器224b检测到的出口温度。控制部260预先具备用于调节第一流量调节阀222的开度的开度调节算法。控制部260使用该开度调节算法，根据入口温度和出口温度来生成用于使从第一副热交换部221b出来的第一制冷剂成为适当的过热度的控制信号。第一流量调节阀222可以通过基于该控制信号调节第一流量调节阀222的开度，从而使从第一副热交换部221b出来的第一制冷剂成为适当的过热度。
此外，第二级联单元240所具有的第二流量调节阀242的开度的调节与上述相同。控制部260经由第二级联控制部263接收第二级联单元240的入口温度传感器244a检测到的入口温度和出口温度传感器244b检测到的出口温度。控制部260使用开度调节算法，将调节第二流量调节阀242的开度的控制信号向第二流量调节阀242发送。第二流量调节阀242基于控制信号调节开度。
另外，控制部260调节第一流量调节阀222或第二流量调节阀242的开度的方法不限于此。
(3)空调装置的基本动作
接着，对空调装置200的基本动作进行说明。空调装置200的基本动作有制冷运转和制热运转。另外，通过对空调装置200(热源侧单元210、利用侧单元230A、230B、250A、250B、第一级联单元220以及第二级联单元240)的构成设备进行控制的控制部260进行以下说明的空调装置200的基本动作。
(3-1)制冷运转
例如，在利用侧单元230A、230B、250A、250B全部进行制冷运转(利用侧热交换器231a、231b、251a、251b全部作为制冷剂的蒸发器起作用，并且热源侧热交换器212作为制冷剂的散热器起作用的运转)时，切换机构213、227、247切换到制冷运转状态(用图3的实线表示的状态)。
(3-1-1)第一制冷剂回路
制冷运转时，在第一制冷剂回路201中从压缩机211排出的高压的第一制冷剂通过切换机构213被送往热源侧热交换器212。被送到热源侧热交换器212的第一制冷剂在作为第一制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器212中与通过热源侧风扇供给的室外空气进行热交换而冷却，从而冷凝。上述第一制冷剂通过膨胀阀214从热源侧单元210流出。
从热源侧单元210流出的第一制冷剂被送往第一级联单元220和第二级联单元240。
流入第一级联单元220的第一制冷剂进入第一副热交换部221b。进入第一副热交换部221b的第一制冷剂与从第一主热交换部221a出来的第一制冷剂进行热交换。第一制冷剂从第一副热交换部221b出来，通过第一旁通阀223。接着，第一制冷剂进入由控制部260调节为适当的开度的第一流量调节阀222并被减压。被减压后的第一制冷剂进入第一主热交换部221a。在作为第一制冷剂的蒸发器起作用的第一主热交换部221a中，通过与流经第二制冷剂回路202的第二制冷剂进行热交换而被加热，从而蒸发。从第一副热交换部221b出来的第一制冷剂进入第一副热交换部221b，与进入第一主热交换部221a之前的第一制冷剂进行热交换。此处进行热交换，对从第一副热交换部221b出来的第一制冷剂赋予适当的过热度。上述第一制冷剂从第一级联单元220流出，在与从第二级联单元240流出的第一制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机211。
此外，流入第二级联单元240的第一制冷剂进入第一副热交换部241b。进入第二副热交换部241b的第一制冷剂与从第二主热交换部241a出来的第一制冷剂进行热交换。第一制冷剂从第二副热交换部241b出来，通过第二旁通阀243。接着，第一制冷剂进入由控制部260调节为适当的开度的第二流量调节阀242并被减压。被减压后的第一制冷剂进入第二热交换器241。进入第二热交换器241的第一制冷剂在作为第一制冷剂的蒸发器起作用的第二主热交换部241a中通过与在第三制冷剂回路203中流动的第三制冷剂进行热交换而被加热，从而蒸发。从第二副热交换部241b出来的第一制冷剂进入第二副热交换部241b，与进入第二主热交换部241a之前的第一制冷剂进行热交换。此处进行热交换，对从第二副热交换部241b出来的第一制冷剂赋予适当的过热度。上述第一制冷剂从第二级联单元240流出，在与从第一级联单元220流出的第一制冷剂汇流的状态下被吸入压缩器211。
(3-1-2)第二制冷剂回路
在第二制冷剂回路202中从压缩机226排出的高压的第二制冷剂通过切换机构227被送往第一主热交换部221a。在作为第二制冷剂的散热器起作用的第一主热交换部221a中，通过与流经第一制冷剂回路201的第一制冷剂进行热交换而被冷却，从而冷凝。上述第二制冷剂通过膨胀阀228从第一级联单元220流出。从第一级联单元220流出的第二制冷剂被送往各利用侧单元230A、230B。
被送到利用侧单元230A的第二制冷剂在由流量调节阀232a减压到适当的压力后，在作为第二制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器231a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第二制冷剂从利用侧单元230A流出，在与从利用侧单元230B流出的第二制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机226。
被送到利用侧单元230B的第二制冷剂在由流量调节阀232b减压到适当的压力后，在作为第二制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器231b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第二制冷剂从利用侧单元230B流出，在与从利用侧单元230A流出的第二制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机226。
另一方面，在利用侧热交换器231a、231b中冷却后的室内空气被送往室内，由此进行室内的制冷。
(3-1-3)第三制冷剂回路
在第三制冷剂回路203中从压缩机244排出的高压的第三制冷剂通过切换机构247被送往第二主热交换部241a。被送到第二主热交换部241a的第三制冷剂在作为第三制冷剂的散热器起作用的第二主热交换部241a中通过与在第一制冷剂回路201中流动的第一制冷剂进行热交换而被冷却，从而冷凝。上述第三制冷剂通过膨胀阀246从第二级联单元240流出。从第二级联单元240流出的第三制冷剂被送往各利用侧单元250A、250B。
被送到利用侧单元250A的第三制冷剂在由流量调节阀252a减压到适当的压力后，在作为第三制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器251a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第三制冷剂从利用侧单元250A流出，在与从利用侧单元250B流出的第三制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机244。
被送到利用侧单元250B的第三制冷剂在由流量调节阀252b减压到适当的压力后，在作为第三制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器251b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而蒸发。上述第三制冷剂从利用侧单元250A流出，在与从利用侧单元250B流出的第三制冷剂汇流的状态下被吸入压缩机244。
另一方面，在利用侧热交换器251a、251b中冷却后的室内空气被送往室内，由此进行室内的制冷。
(3-2)制热运转
例如，在利用侧单元230A、230B、250A、250B全部进行制热运转(利用侧热交换器231a、231b、251a、251b全部作为制冷剂的散热器起作用，并且热源侧热交换器212作为制冷剂的蒸发器起作用的运转)时，切换机构213、227、247切换到制热运转状态(用图3的虚线表示的状态)。
(3-2-1)第一制冷剂回路
制热运转时，在第一制冷剂回路201中从压缩机211排出的高压的第一制冷剂通过切换机构213从热源侧单元210流出。
从热源侧单元210流出的第一制冷剂被送往第一级联单元220和第二级联单元240。
被送到第一级联单元220的第一制冷剂通过第一副热交换部221b，进入第一主热交换部221a。此时，第一制冷剂在第一副热交换部221b中不进行热交换。进入到第一主热交换部221a的第一制冷剂通过与流经第二制冷剂回路202的第二制冷剂进行热交换而被冷却，从而冷凝。冷凝后的第一制冷剂通过第一流量调节阀222。此处，第一旁通阀223由控制部260调节开度，处于全闭的状态。通过了第一流量调节阀222的第一制冷剂经由第一旁通回路225绕过第一副热交换部221b。第一制冷剂从第一级联单元220流出。从第一级联单元220流出的第一制冷剂在与从第二级联单元240流出的第一制冷剂汇流的状态下被送往热源侧单元210。
此外，被送到第二级联单元240的第一制冷剂通过第二副热交换部241b，进入第二主热交换部241a。此时，第一制冷剂在第二副热交换部241b中不进行热交换。进入到第二主热交换部241a的第一制冷剂通过与流经第三制冷剂回路203的第三制冷剂进行热交换而被冷却，从而冷凝。冷凝后的第一制冷剂通过第二流量调节阀242。此处，第二旁通阀243由控制部260调节开度，处于全闭的状态。通过了第二流量调节阀242的第一制冷剂经由第二旁通回路245绕过第二副热交换部241b。第一制冷剂从第二级联单元240流出。从第二级联单元240流出的第一制冷剂在与从第一级联单元220流出的第一制冷剂汇流的状态下被送往热源侧单元210。
被送到热源侧单元210的第一制冷剂被送往膨胀阀214。被送到膨胀阀214的第一制冷剂在被由控制部260调节开度的膨胀阀214减压后，被送往热源侧热交换器212。进入热源侧热交换器212的第一制冷剂通过与由热源侧风扇供给的室外空气进行热交换而被加热，从而蒸发。蒸发后的第一制冷剂通过切换机构213被吸入压缩机211。
(3-2-2)第二制冷剂回路
在制热运转时，在第二制冷剂回路202中从压缩机226排出的高压的第二制冷剂通过切换机构227从第一级联单元220流出。
从第一级联单元220流出的第二制冷剂被送往各利用侧单元230A、230B。
被送到利用侧单元230A的第二制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器231a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第二制冷剂通过流量调节阀232a，从利用侧单元230A流出。从利用侧单元230A流出的第二制冷剂在与从利用侧单元230B流出的第二制冷剂汇流的状态下被送往第一级联单元220。
此外，被送到利用侧单元230B的第二制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器231b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第二制冷剂通过流量调节阀232b，从利用侧单元230B流出。从利用侧单元230B流出的第二制冷剂在与从利用侧单元230A流出的第二制冷剂汇流的状态下被送往第一级联单元220。
另一方面，在利用侧热交换器231a、231b中加热后的室内空气被送至室内，由此进行室内的制热。
流入第一级联单元220的第二制冷剂流入膨胀阀228。流入膨胀阀228的第二制冷剂在被膨胀阀228减压后，被送往第一主热交换部221a。在作为第二制冷剂的蒸发器起作用的第一主热交换部221a中，通过与流经第一制冷剂回路201的第一制冷剂进行热交换而被加热，从而蒸发。蒸发后的第二制冷剂通过切换机构227被吸入压缩机226。
(3-2-3)第三制冷剂回路
在第三制冷剂回路203中，从压缩机244排出的高压的第三制冷剂通过切换机构247从第二级联单元240流出。
从第二级联单元240流出的第三制冷剂被送往各利用侧单元250A、250B。
被送到利用侧单元250A的第三制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器251a中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第三制冷剂通过流量调节阀252a，从利用侧单元250A流出。从利用侧单元250A流出的第三制冷剂在与从利用侧单元250B流出的第三制冷剂汇流的状态下被送往第二级联单元240。
此外，被送到利用侧单元250B的第三制冷剂在作为制冷剂的散热器起作用的利用侧热交换器251b中，与由利用侧风扇供给的室外空气进行热交换，从而冷凝。冷凝后的第三制冷剂通过流量调节阀252b，从利用侧单元250B流出。从利用侧单元250B流出的第三制冷剂在与从利用侧单元250A流出的第三制冷剂汇流的状态下被送往第二级联单元240。
另一方面，在利用侧热交换器251a、251b中加热后的室内空气被送至室内，由此进行室内的制热。
流入第二级联单元240的第三制冷剂被送往膨胀阀246。流入膨胀阀246的第三制冷剂在被膨胀阀246减压后，被送往第二主热交换部241a。流入第二主热交换部241a的第三制冷剂在作为第三制冷剂的蒸发器起作用的第二主热交换部241a中通过与在第一制冷剂回路201中流动的第一制冷剂进行热交换而被加热，从而蒸发。蒸发后的第三制冷剂通过切换机构247被吸入压缩机244。
(4)变形例
(4－1)
空调装置200的第一主热交换部221a和第二主热交换部241a是板式热交换器，第一副热交换部221b和第二副热交换部241b是双重管。各热交换部不限于此。
例如，第一主热交换部221a和第二主热交换部241a也可以是层叠有多个扁平管的热交换器，第一副热交换部221b和第二副热交换部241b也可以是使配管接触的构造的热交换器。
第一主热交换部221a是与第一副热交换部221b相比热交换能力更大的热交换器。此外，第二主热交换部241a只要是与第二副热交换部241b相比热交换能力更大的热交换器即可。
板式热交换器或层叠有多个扁平管的热交换器的热交换能力一般比双重管或使配管接触的构造的热交换器的热交换能力大。
(4－2)
如图3所示，在空调装置200的第一级联单元220中，在第一主热交换部221a的液体侧端部设有入口温度传感器224a，在第一副热交换部221b的气体侧端部设有出口温度传感器224b。但是，入口温度传感器和出口温度传感器的配置不限于此。
例如，当第一制冷剂回路201进行制冷运转时，出口温度传感器224b也可以设于第一主热交换部221a的出口。
(4－3)
空调装置200的第一旁通回路225和第二旁通回路245是毛细管。但是，第一旁通回路225和第二旁通回路245的方式不限于此。例如，第一旁通回路225和第二旁通回路245也可以是电动膨胀阀、电动开闭阀或止回阀。
第一旁通阀223和第二旁通阀243是电动膨胀阀。但是，第一旁通阀223和第二旁通阀243的方式不限于此。例如，第一旁通阀223和第二旁通阀243也可以是电动开闭阀或止回阀。
(4－4)
空调装置200的第一制冷剂回路201、第二制冷剂回路202及第三制冷剂回路203分别填充有制冷剂的稳定性较高的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上述第一制冷剂、上述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，上述第一制冷剂及上述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。
(4－5)
虽然使用空调装置200作为制冷剂循环系统的具体例子来对本公开所示的制冷剂循环系统进行了说明，但是制冷剂循环系统的方式不限于此。例如，制冷剂循环系统也可以是热泵式的供热水机等。
(5)特征
(5－1)
作为本公开所示的制冷剂循环系统的空调装置200包括：第一制冷剂回路201、第二制冷剂回路202、第三制冷剂回路203、第一主热交换部221a、第二主热交换部241a、第一流量调节阀222、以及第二流量调节阀242。第一制冷剂回路201是蒸汽压缩式冷冻循环。第二制冷剂回路202是蒸汽压缩式冷冻循环。第三制冷剂回路203是蒸汽压缩式冷冻循环。第一主热交换部221a在第一制冷剂与第二制冷剂之间进行热交换。第一制冷剂是流经第一制冷剂回路201的制冷剂。第二制冷剂是流经第二制冷剂回路202的制冷剂。第二主热交换部241a在第一制冷剂与第三制冷剂之间进行热交换。第三制冷剂是流经第三制冷剂回路203的制冷剂。第一流量调节阀222对在第一制冷剂回路201中进入第一主热交换部221a的第一制冷剂的量进行调节。第二流量调节阀242对在第一制冷剂回路201中进入第二主热交换部241a的第一制冷剂的量进行调节。第一主热交换部221a和第二主热交换部241a在第一制冷剂回路201中并联连接。
以往，已知经由级联热交换器连接蒸汽压缩式冷冻循环的二维冷冻循环。二维冷冻循环优选在大型商业设施、大楼等建筑物上施工空调机等情况下，使多个利用侧单元能与一个热源单元连接。由此，可以减少空调机的设置所需的空间、成本。
本实施方式所示的空调装置200将具有第一主热交换部221a的第二制冷剂回路202和具有第二主热交换部241a的第三制冷剂回路203相对于蒸汽压缩式冷冻循环即第一制冷剂回路201并联连接。由此，能相对于一台热源单元连接更多的利用单元。
(5－2)
空调装置200还包括控制部260。控制部260调节第一流量调节阀222和第二流量调节阀242的开度。当第一制冷剂回路201的第一主热交换部221a是蒸发器时，控制部260调节第一流量调节阀222的开度，以使从第一主热交换部221a出来的第一制冷剂处于过热状态。当第一制冷剂回路201的第二主热交换部241a是蒸发器时，控制部260调节第二流量调节阀242的开度，以使从第二主热交换部242a出来的第一制冷剂处于过热状态。
控制部260调节第一流量调节阀222和第二流量调节阀242的开度。由此，控制部260能对从第一主热交换部221a或第二主热交换部242a出来的第一制冷剂的过热度进行控制，能有效地驱动空调装置200。
(5－3)
空调装置200还包括第一副热交换部221b。第一副热交换部221b在第一制冷剂回路201中在进入第一主热交换部221a之前的第一制冷剂与从第一主热交换部221a出来后的第一制冷剂之间进行热交换。
此外，空调装置200的第一制冷剂回路201还包括第一旁通回路225。在第一制冷剂回路201中，当第一主热交换部221a为冷凝器时，从第一主热交换部221a出来的第一制冷剂经由第一旁通回路225绕过第一副热交换部221b。绕过第一副热交换部221b后的第一制冷剂被第一制冷剂回路201具有的压缩机211吸入。
空调装置200的第一主热交换部221a与第一副热交换部221b相比热交换能力更大。
空调装置200具有第一副热交换部221b，从而能抑制由于控制第一制冷剂的过热度而引起的第一主热交换部221a的热交换能力的降低。此外，空调装置200具有第一旁通回路225，从而当第一制冷剂回路201进行制热运转时，第一制冷剂可以绕过第一副热交换部221b。另外，第一主热交换部221a优选是热交换能力较高的高性能的热交换器。此外，第一副热交换部221b是可以在不损害第一主热交换部221a的热交换能力的情况下，对第一制冷剂赋予过热度的热交换器。
(5－4)
空调装置200还包括第二副热交换部241b。第二副热交换部241b在第二制冷剂回路202中在进入第二主热交换部241a之前的第一制冷剂与从第二主热交换部241a出来后的第一制冷剂之间进行热交换。
空调装置200中，第一制冷剂回路201还包括第二旁通回路245。在第一制冷剂回路201中，当第二主热交换部241a为冷凝器时，从第二主热交换部241a出来的第一制冷剂经由第二旁通回路245绕过第二副热交换部241b。绕过第二副热交换部241b后的第一制冷剂被第一制冷剂回路201具有的压缩机211吸入。
此外，空调装置200的第二主热交换部241a与第二副热交换部241b相比热交换能力更大。
由此，在第三制冷剂回路203中，也可以获得与第二制冷剂回路202相同的效果。
(5－5)
空调装置200的第一制冷剂回路201、第二制冷剂回路202及第三制冷剂回路203分别填充有制冷剂的稳定性较高的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上述第一制冷剂、上述第二制冷剂及上述第三制冷剂优选为HFC制冷剂、HFO制冷剂、自然制冷剂中的任意一种。或者，上述第一制冷剂及上述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。
填充于本实施方式的空调装置200的制冷剂例如可以应用上述的制冷剂。
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、202第二制冷剂回路
3、203第三制冷剂回路
13、25、213、225切换机构
21、221第一级联热交换器
21a、221a第一主级联热交换部
21b、221b第一副级联热交换部
22、222第一流量调节阀
41、241第二级联热交换器
41a、241a第二主级联热交换部
41b、241b第二副级联热交换部
60、260控制部
100、200制冷剂循环系统
211压缩机
225第一旁通回路
245第二旁通回路
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2000-193339号公报。

Claims (13)

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)；
形成为蒸汽压缩式冷冻循环的第二制冷剂回路(2、202)；以及
第一级联热交换器(21、221)，该第一级联热交换器使流经所述第一制冷剂回路(1、201)的第一制冷剂与流经所述第二制冷剂回路(2、202)的第二制冷剂之间进行热交换，
所述第一制冷剂回路(10、201)和所述第二制冷剂回路(2、202)中的至少任意一方具有切换回路的制冷剂的流路的切换机构(13、25、213、225)，
所述第一级联热交换器(21、221)具有第一主热交换部(21a、221a)和第一副热交换部(21b、221b)，该第一副热交换部供通过了所述第一主热交换部(21a、221a)的所述第一制冷剂通过。
2.如权利要求1所述的制冷剂循环系统(100)，其特征在于，还包括：
第一流量调节阀(22)，该第一流量调节阀对所述第一制冷剂回路(1)中流向所述第一级联热交换器(21)的所述第一制冷剂的量进行调节；以及
控制部(60)，该控制部调节所述第一流量调节阀(22)的开度，
当所述第一制冷剂回路(1)的所述第一级联热交换器(21)为蒸发器时，所述控制部(60)调节所述第一流量调节阀的开度，以使从所述第一副热交换部(21b)出来的所述第一制冷剂处于过热状态。
3.如权利要求1或2所述的制冷剂循环系统(100)，其特征在于，
所述第一主热交换部(21a)是板式热交换器或层叠有多个扁平管的热交换器，
所述第一副热交换部(21b)是双重管或者使配管接触的构造的热交换部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的制冷剂循环系统(100)，其特征在于，还包括：
形成为蒸汽压缩式冷冻循环的第三制冷剂回路(3)；以及
第二级联热交换器(41)，该第二级联热交换器使流经所述第一制冷剂回路(1)的所述第一制冷剂与流经所述第三制冷剂回路(3)的第三制冷剂之间进行热交换，
所述第二级联热交换器(41)具有第二主热交换部(41a)和第二副热交换部(41b)，该第二副热交换部用于使通过了所述第二主热交换部(41a)的制冷剂成为过热状态，
所述第一级联热交换器(21)和所述第二级联热交换器(41)在所述第一制冷剂回路(1)中并联连接。
5.如权利要求1所述的制冷剂循环系统(200)，其特征在于，
所述第一副热交换部(221b)在所述第一制冷剂回路(201)中在进入所述第一主热交换部(221a)之前的所述第一制冷剂与从所述第一主热交换部(221a)出来后的所述第一制冷剂之间进行热交换。
6.如权利要求5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)还包括第一旁通回路(225)，
当在所述第一制冷剂回路(201)中所述第一主热交换部(221a)为冷凝器时，从所述第一主热交换部(221a)出来的所述第一制冷剂经由所述第一旁通回路(225)绕过所述第一副热交换部(221b)，被吸入所述第一制冷剂回路(201)具有的压缩机(211)。
7.如权利要求5或6所述的制冷剂循环系统(200)，其特征在于，还包括：
形成为蒸汽压缩式冷冻循环的第三制冷剂回路(203)；以及
第二级联热交换器(241)，该第二级联热交换器使所述第一制冷剂与流经所述第三制冷剂回路(203)的制冷剂即第三制冷剂之间进行热交换，
所述第二级联热交换器(241)具有第二主热交换部(241a)和第二副热交换部(241b)，该第二副热交换部供通过了所述第二主热交换部(241a)的所述第一制冷剂通过。
8.如权利要求7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)还包括第二旁通回路(245)，
当在所述第一制冷剂回路(201)中所述第二主热交换部(241a)为冷凝器时，从所述第二主热交换部(241a)出来的所述第二制冷剂经由所述第二旁通回路(245)绕过所述第二副热交换部(241b)，被吸入所述第一制冷剂回路(201)具有的压缩机(211)。
9.如权利要求7或8所述的制冷剂循环系统(100、200)，其特征在于，
所述第二主热交换部(241a)与所述第二副热交换部(241b)相比热交换能力更大。
10.如权利要求1～9中任一项所述的制冷剂循环系统(100、200)，其特征在于，
所述第一主热交换部(21a、221a)与所述第一副热交换部(21b、221b)相比热交换能力更大。
11.如权利要求1～10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。
12.如权利要求1～11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。
13.如权利要求1～12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，
所述第二制冷剂是二氧化碳。
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