CN1144976C - 空气调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种空气调节装置,将蓄热回路或冷冻循环作为热源,将来自热源的冷热或温热赋予主制冷剂回路(20)的2次制冷剂。通过辅助冷冻机(40)的加热或冷却作向,给予主制冷剂回路(20)的制冷剂移动力。由此,主制冷剂回路(20)的2次制冷剂在热源侧热交换器(21)和使用侧热交换器(22)之间进行循环,对室内进行致冷、供暖。

Description

空气调节装置
技术领域
本发明涉及一种空气调节装置,特别是一种使用2次制冷剂的空气调节装置。
背景技术
以往的空气调节装置如日本特开昭62-238951号公报所示,已知具有1次侧制冷剂回路和2次侧制冷剂回路这样2个系统的制冷剂回路。此1次侧制冷剂回路是将压缩机、第1热源侧热交换器、减压机构和第1使用侧热交换器顺序连接而成的,而2次侧制冷剂回路是将泵、第2热源侧热交换器和第2使用侧热交换器顺序连接而成的。
从而,在1次侧制冷剂回路的第1使用侧热交换器与2次侧制冷剂回路的第2热源侧热交换器之间进行热交换,将第2使用侧热交换器设置在室内以对该室内进行空气调节。
但是,在上述的空气调节装置中,必须设置将制冷剂输送至2次侧制冷剂回路的泵。即,为进行制冷、供暖,由于上述泵必须输送液态制冷剂和气态制冷剂,必须设置液泵和气泵两者。于是,存在着使用上述气泵需要有较大的动力,此外,液泵中必须不混入气态制冷剂等问题。
为此,提议将上述2次侧制冷剂回路由自然循环式制冷剂回路构成。这种自然循环式制冷剂回路已由日本特开昭48-18843号公报所公开,是将冷凝器设置在高处,而将蒸发器设置在低处,冷凝器和蒸发器与气体管道和液体管道相连。这样,使上述1次侧制冷剂回路的第1使用侧热交换器和冷凝器进行热交换,循环制冷剂,并用蒸发器对室内进行致冷。
但是,使用上述的自然循环式制冷剂回路时,需要有制冷运行用的制冷剂回路和供暖运行用的制冷剂回路。即,例如,必须将制冷运行时的冷凝器设置在屋顶,而将供暖运行时的蒸发器设置在地下,并分别与室内热交换器相连。
因而,管道系统变得复杂,具有施工工程相当费时的问题。
本发明的目的是克服上述缺陷,不用输送制冷剂的泵就能循环制冷剂,并且能简化管道系统。
发明内容
本发明是将蓄热回路或冷冻循环作为热源,将来自该热源的冷热或温热给予主制冷剂回路20的2次制冷剂,此外,通过辅助冷冻机40的加热或冷却作用,给予主制冷剂回路20的制冷剂移动力。由此,由主制冷剂回路20中使用侧热交换器22对室内进行制冷、供暖。结果,由1个主制冷剂回路20就能进行制冷、供暖,可简化管道系统。
具体为,如图1所示,本发明所述的第1解决方案设有至少热源侧热交换器21和使用侧热交换器22由制冷剂管道23连接而成,制冷剂由一侧的热交换器21,22冷凝、由另一侧的热交换器21,22蒸发而进行循环的主制冷剂回路20。
另外,还设有给予该主制冷剂回路20的热源侧热交换器21中制冷剂热量的热源机构30。
除此之外,在构成使压缩机41、第1辅助热交换器43、膨胀机构4V和第2辅助热交换器44顺序连接、用一侧的辅助热交换器43,44冷凝辅助制冷剂、并由另一侧的辅助热交换器43,44进行蒸发的能可逆运行的1个冷冻循环的同时,还设有将两辅助热交换器43,44连在主制冷剂回路20的液体管道23-L中途,而辅助制冷剂冷却及加热主制冷剂回路20中的液态制冷剂、以给予该液态制冷剂移动力的辅助冷冻机40。
本发明所述的第2解决方案是在上述第1解决方案中,在主制冷剂回路20中热源侧热交换器21与使用侧热交换器22之间的制冷剂管道23上设有膨胀机构EV-A而构成的。
另外,本发明所述的第3解决方案是在上述第1解决方案中,在主制冷剂回路20中热源侧热交换器21与使用侧热交换器22之间的制冷剂管道23上设有流量控制阀FV而构成的。
本发明所述的第4解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,把至少主制冷剂回路20的热源侧热交换器21设置在高处,而主制冷剂回路20的使用侧热交换器22设置在低处的结构。并且,在制冷运行时,主制冷剂回路20的制冷剂在热源侧热交换器21与使用侧热交换器22之间自然循环,而在供暖运行时,驱动辅助冷冻机40,使主制冷剂回路20的制冷剂在热源侧热交换器21和使用侧热交换器22之间循环。
本发明所述的第5解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,至少把主制冷剂回路20的使用侧热交换器22设置在高处,而主制冷剂回路20的热源侧热交换器21设置在低处的结构。在供暖运行时,主制冷剂回路20的制冷剂在热源侧热交换器21与使用侧热交换器22之间自然循环,而在制冷运行时,驱动辅助冷冻机40,使主制冷剂回路20的制冷剂在热源侧热交换器21和使用侧热交换器22之间循环。
本发明所述的第6解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,辅助冷冻机40加热主制冷剂回路20的液态制冷剂并从一侧的辅助热交换器43,44放出该液态制冷剂,同时,冷却主制冷剂回路20中的制冷剂并将液态制冷剂贮存在另一侧辅助热交换器43,44中的结构。
本发明所述的第7解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,热源侧热交换器21由冷热源侧热交换器21-C和温热源侧热交换器21-H构成。热源机构30由冷热水回路30-C、温热水回路30-H和热源用冷冻机构30-R构成,其中,冷热水回路30-C是将贮存在蓄热槽3T-C中的冷热水供至冷热源侧热交换器21-C并将冷热给予该冷热源侧热交换器21-C中制冷剂地在蓄热槽3T-C与冷热源侧热交换器21-C之间循环冷热水;温热水回路30-H是将贮存在蓄热槽3T-H中的温热水供给到温热源侧热交换器21-H中并将温热给予该温热源侧热交换器21-H中制冷剂地在蓄热槽3T-C与温热源侧热交换器21-H之间循环温热水;热源用冷冻机构30-R是为了对上述冷热水回路30-C及温热水回路30-H蓄热而在冷却该冷热水回路30-C中冷热水的同时加热温热水回路30-H中温热水的机构。
本发明所述的第8解决方案如图6所示,是在上述第1、第2或第3解决方案中,热源侧热交换器21由1个热交换器构成。热源机构30由热源水回路30-S和热源用冷冻机构30-R构成,其中,热源水回路30-S将贮存在蓄热槽3T中的热源水供至热源侧热交换器21并在将冷热或温热赋予该热源侧热交换器21中制冷剂而在蓄热槽3T与热源侧热交换器21之间循环热源水;而热源用冷冻机构30-R是为了对该热源水蓄热以冷却或加热热源水回路30-S中热源水的。
本发明所述的第9解决方案如图8所示,是在上述第1、第2或第3解决方案中,热源侧热交换器21由冷热源侧热交换器21-C和冷温热侧热交换器21-H构成。热源机构30由冷热水回路30-C和热源用冷冻机构30-R构成,其中,冷热水回路30-C将贮存在蓄热槽3T-C中的冷热水供至冷热源侧热交换器21-C并将冷热赋予该冷热源侧热交换器21-C中制冷剂而在蓄热槽3T-C与冷热源侧热交换器21-C之间循环冷热水;热源用冷冻机构30-R设有压缩机33、主热交换器35、膨胀机构EVM1,......和冷热用热交换器36,同时,与主制冷剂回路20的冷温热侧热交换器21-H连接,为了对上述冷热水回路30-C蓄热,冷却冷热用热交换器36中冷热水回路30-C的冷热水,并将冷热或温热赋予主制冷剂回路20的制冷剂。
本发明所述的第10解决方案如图10所示,是在上述第1、第2或第3解决方案中,热源侧热交换器21由1个热交换器构成。热源机构30由具有压缩机33、主热交换器35和膨胀机构EV-M,同时,与热源侧热交换器21连接,并将冷热或温热赋予热源侧热交换器21中主制冷剂回路20中制冷剂的热源用冷冻机构30-R构成。
本发明所述的第11解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,是把具有热源机构30及主制冷剂回路20的热源侧热交换器21设置在高处,而主制冷剂回路20的使用侧热交换器22设置在低处的结构。
本发明所述的第12解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,把具有主制冷剂回路20的使用侧热交换器22设置在高处,而把热源机构30及主制冷剂回路20的热源侧热交换器21设置在低处的结构。
本发明所述的第13解决方案是在上述第1、第2或第3解决方案中,设有多个主制冷剂回路20,同时,对应于主制冷剂回路20设有多个辅助冷冻机40的结构。
本发明所述的第14解决方案如图12所示,是在上述第1、第2或第3解决方案中,热源侧热交换器21由1个热交换器构成。主制冷剂回路20是在使热源侧热交换器21成为冷凝器而使用侧热交换器22成为蒸发器的制冷循环、或使使用侧热交换器22成为冷凝器而使热源侧热交换器21成为蒸发器的供暖循环中任一循环运行时,能使制冷剂通过辅助冷冻机40的两辅助热交换器43,44的可逆运行结构。热源机构30由设有压缩机33、主热交换器35和膨胀机构EV-M,并由与热源侧热交换器21连接,而将冷热或温热赋予该热源侧热交换器21中主制冷剂回路20的制冷剂的热源用冷冻机构30-R构成。
本发明所述的第15解决方案如图13所示,是在上述第1、第2或第3解决方案中,主制冷剂回路20是可使热源侧热交换器21成为冷凝器而使用侧热交换器22成为蒸发器的制冷循环、或使使用侧热交换器22成为冷凝器而使热源侧热交换器21成为蒸发器的供暖循环可逆运行的结构。
热源机构30由具有压缩机33、主热交换器35和膨胀机构EV-M,同时,与主制冷剂回路20的热源侧热交换器21连接,并将冷热或温热赋予该热源侧热交换器21中主制冷剂回路20的制冷剂的热源用冷冻机构30-R构成。
辅助冷冻机40,其压缩机兼作热源用冷冻机构30-R的压缩机33,将第1辅助热交换器43、膨胀机构4V和第2辅助热交换器44顺序连接,并且与热源用冷冻机构30-R的压缩机33连接而成,上述两辅助热交换器43,44与主制冷剂回路20的液体管道23-L相连,使得在主制冷剂回路20的制冷循环和供暖循环任一循环运行时,该主制冷剂回路20的制冷剂通过两辅助热交换器43,44。
本发明所述的第16解决方案如图14所示,是在上述第1、第2或第3解决方案中,主制冷剂回路20的热源侧热交换器21由冷热源侧热交换器21-C和温热源侧热交换器21-H构成,同时,该主制冷剂回路20的结构是,设有多个使用侧热交换器22,制冷剂在任一使用侧热交换器22、22、...中冷凝而由另一使用侧热交换器22、22、...蒸发进行循环。
热源机构30由将压缩机33、温热源侧热交换器21-H、膨胀机构EV-M和冷热源侧热交换器21-C连接,蒸发温热源侧热交换器21-H中主制冷剂回路20的制冷剂,冷凝冷热源侧热交换器21-C中主制冷剂回路20的制冷剂的热源用冷冻机构30-R构成。
辅助冷冻机40的两辅助热交换器43,44与主制冷剂回路20的冷热源侧热交换器21-C和温热源侧热交换器21-H之间的液体管道23-L的中途连接。
在本发明的第1、第2、第3、第7及第13解决方案中,例如,第4及第14解决方案,分别把热源机构30及主制冷剂回路20的热源侧热交换器21设置在高处而主制冷剂回路20的使用侧热交换器22设置在低处,在制冷运行时,辅助冷冻机40的运行停止,主制冷剂回路20的制冷剂则以自然循环方式循环。
即,主制冷剂回路20的制冷剂与冷热源侧热交换器21-C中冷热水进行热交换,得到来自该冷热水的冷热而冷凝、液化。此液态制冷剂由于冷热源侧热交换器21-C设置在高处,而靠自重落下,流入使用侧热交换器22中并蒸发。因向气态制冷剂相变而体积膨胀,返回到高处的冷热源侧热交换器21-C中,再次从冷热水中得到冷热以冷凝。反复进行这种动作。
另外,供暖运行时,由于主制冷剂回路20的制冷剂不能靠自然循环进行循环,故驱动辅助冷冻机40,以循环主制冷剂回路20的制冷剂。即,主制冷剂回路20的制冷剂与温热源侧热交换器21-H中的温热水进行热交换,从该温热水中得到温热而蒸发、气化。此气态制冷剂流入使用侧热交换器22中冷凝而相变为液态制冷剂,并流入辅助冷冻机40的各辅助热交换器43,44中。
之后,在本发明的第6解决方案中,反复进行使辅助制冷剂由压缩机41排出,在一侧的辅助热交换器43,44中冷凝后,由膨胀机构4V膨胀,在另一侧的辅助热交换器43,44中蒸发并返回到压缩机41中这样的循环。于是,在成为冷凝器的辅助热交换器43,44中,主制冷剂回路20的制冷剂被加热,压力上升并被排出,从而,该制冷剂获得移动力。
另外,在成为蒸发器的辅助热交换器43,44中,主制冷剂回路20中的制冷剂被冷却,压力下降,液态制冷剂流入该辅助热交换器43,44中。通过用两辅助热交换器43,44交替地反复进行这种流出和流入,主制冷剂回路20的液态制冷剂大致连续的返回到高处的温热源侧热交换器21-H中,反复进行这种动作。
特别是,在本发明的第7、第8及第9解决方案中,主制冷剂回路20的制冷剂在冷热源侧热交换器21-C中得到来自冷热水回路30-C的冷热,而在本发明第10解决方案中,主制冷剂回路20的制冷剂则得到来自热源用冷冻机构30-R的冷热。
另外,在本发明的第7及第8解决方案中,主制冷剂回路20的制冷剂在温热源侧热交换器21-H中获得来自温热水回路30-H的温热,而在本发明的第9及第10解决方案中,主制冷剂回路20的制冷剂则获得来自热源用冷冻机构30-R的温热。
本发明的第5及第12解决方案中,由于主制冷剂回路20的使用侧热交换器22设置在高处,而热源机构30及主制冷剂回路20的热源侧热交换器21设置在低处,在供暖运行时,主制冷剂回路20的制冷剂以自然循环方式循环,而制冷运行时,则驱动辅助冷冻机40,以循环主制冷剂回路20的制冷剂。
在本发明第14解决方案中,主制冷剂回路20是可逆运行于制冷循环和供暖循环,在制冷运行时和供暖运行时这两种情况下,驱动辅助冷冻机40,以循环主制冷剂回路20中的制冷剂。
在本发明的第15解决方案中,利用热源用冷冻机构30-R的压缩机以循环辅助冷冻机40的辅助制冷剂。
在本发明的第16解决方案中,热源用冷冻机构30-R的制冷剂在主制冷剂回路20的冷热源侧热交换器21-C和温热源侧热交换器21-H中,进行冷凝和蒸发,以进行热回收。
发明效果
因而,采用本发明,由于利用热源机构30的热能获得主制冷剂回路20中制冷剂的输送力,用1个主制冷剂回路20就能进行制冷运行和供暖运行,故可简化管道系统,使工程施工容易。
另外,由于利用热能输送制冷剂,而不用泵等,故在小动力下就能确实进行制冷剂输送。
此外,由于只要把构成大型主冷冻循环的热源机构30设置在屋顶等上即可,易于润滑油的管理,因能降低油导致的故障,可靠性提高。
另外,因室内负荷变动,热源机构30不会受应力,可提高可靠性。例如,在制冷运行时,即使来自使用侧热交换器22的液态制冷剂返回热源侧热交换器21,也不需要以往冷冻循环那样的压缩机33,不必考虑湿运行,可提高空调运行的可靠性。
采用本发明的第7、第8及第9的解决方案,由于设有冷热水回路30-C等,因可在夜间蓄热,可有效利用电力。
采用本发明的第9解决方案,由于用热源用冷冻机构30-R也能将冷热给予主制冷剂回路20,冷热水不足时也确实能够进行制冷运行,可提高制冷运行可靠性。
采用本发明的第14解决方案,主制冷剂回路20处于制冷循环和供暖循环任一运行状态下,由于用辅助冷冻机40输送制冷剂,可将冷热源侧热交换器21-C及温热源侧热交换器21-H与高低差无关地配置着,可扩大配置的自由度。
采用本发明第15的解决方案,由于热源用冷冻机构30-R的压缩机33兼作辅助冷冻机40的压缩机,用1个压缩机33,就能将热量给予主制冷剂回路20的制冷剂,同时,赋予移动力,可减少部件数目,简化结构。
采用本发明第16的解决方案,由于用主制冷剂回路20的冷热源侧热交换器21-C和温热源侧热交换器21-H对热源用冷冻机构30-R的制冷剂进行冷凝和蒸发,可用热源用冷冻机构30-R回收主制冷剂回路20排出的热量,可使效率得以提高。
附图简介
图1是本发明第1实施例的空气调节装置的制冷剂回路图,
图2是实施例1的变形例1的空气调节装置的制冷剂回路图,
图3是实施例1的变形例2的空气调节装置的制冷剂回路图,
图4是本发明实施例2的空气调节装置的制冷剂回路图,
图5是本发明实施例3的空气调节装置的制冷剂回路图,
图6是本发明实施例4的空气调节装置的制冷剂回路图,
图7是本发明实施例5的空气调节装置的制冷剂回路图,
图8是本发明实施例6的空气调节装置的制冷剂回路图,
图9是本发明实施例7的空气调节装置的制冷剂回路图,
图10是本发明实施例8的空气调节装置的制冷剂回路图,
图11是本发明实施例9的空气调节装置的制冷剂回路图,
图12是本发明实施例10的空气调节装置的制冷剂回路图,
图13是本发明实施例11的空气调节装置的制冷剂回路图,
图14是本发明实施例12的空气调节装置的制冷剂回路图。
最佳实施例
下面,根据附图详细说明本发明的实施例。
实施例1
图1示出本发明的第1,第4,第7及第11解决方案的实施例,本实施例的空气调节装置10是利用所谓的2次制冷剂系统对大楼等室内进行空气调节的,它具有主制冷剂回路20、热源机构30和作为输送用冷冻机构的辅助冷冻机40。
主制冷剂回路20是通过制冷剂管道23将热源侧热交换器21与多台作为使用侧热交换器的使用侧热交换器22、22、...连接构成封闭回路的,从而使制冷剂填充2次。热源侧热交换器21是将作为热源侧热交换器的制冷热交换器21-C与作为温热源侧热交换器的供暖热交换器21-H相并列连接而成的。上述使用侧热交换器22、22、...相互并联连接,在液体侧的制冷剂管道23的分支上设有与使用侧热交换器22、22、...相对应的、作为膨胀机构的膨胀阀EV-A,EV-A,...。
另外,在将上述制冷热交换器21-C与供暖热交换器21-H连接的、液体侧制冷剂管道23上设有单向阀CV-1,用于允许制冷剂从制冷热交换器21-C流入使用侧热交换器22、22、...,此外,上述主制冷剂回路20的液体管路23-L上设有电磁阀SV-1。
上述热源机构30由冷热水回路30-C、温热水回路30-H和作为热源用冷冻机构的致冷装置300构成,并设置在大楼等屋顶。与设置于屋顶的热源机构30相对应,上述主制冷剂回路20的制冷热交换器21-C及供暖热交换器21-H也设置在屋顶上。
上述冷热水回路30-C是将循环通路31-C与冰蓄热冷热的蓄热槽3T-C连接而成,另外,循环通路31-C设有循环泵P1-C,同时,与上述主制冷剂回路20的制冷热交换器21-C相连。并且,上述冷热水回路30-C将贮存在蓄热槽3T-C中的冷热水供给制冷热交换器21-C,并在将冷热赋予制冷热交换器21-C中制冷剂的蓄热槽3T-C与制冷热交换器21-C之间循环冷热水。
上述温热水回路30-H是将循环通路31-H与温水蓄热温热的蓄热槽3T-H连接而成,另外,循环通路31-H具有循环泵P1-H,同时,与上述主制冷剂回路20的供暖热交换器21-H相连。上述温热水回路30-H将贮存在蓄热槽3T-H中的温热水供给供暖热交换器21-H,将温热给予供暖热交换器21-H中制冷剂而在蓄热槽3T-H与供暖热交换器21-H之间循环温热水。
上述致冷装置300具有图中未示出的压缩机、四路切换阀、冷凝器、膨胀阀和蒸发器,构成1个主冷冻机,通过带有循环泵P2-C的蓄热通路32-C而与冷热水回路30-C的蓄热槽3T-C连接,同时,通过带有循环泵P2-H的蓄热通路32-H,与温热水回路30-H的蓄热槽3T-H连接。上述致冷装置300冷却冷热水回路30-C中的冷热水并将冰贮存在蓄热槽3T-C中,同时,加热温热水回路30-H中的温热水并将温水贮存在蓄热槽3T-H中。
上述辅助冷冻机40是本发明的特征所在,将压缩机41、四路切换阀42、第1辅助热交换器43、作为膨胀机构的膨胀阀4V和第2辅助热交换器44顺序连接,从而构成辅助制冷剂在一侧的辅助热交换器43,44中冷凝、在另一侧的辅助热交换器43,44蒸发的、能可逆运行的1个冷冻循环。
在主制冷剂回路20的液体管路23-L的途中,上述两辅助热交换器43,44通过制冷剂管道23分支连接,并且相互并联。在液体管路23-L上,在各辅助热交换器43,44的入口和出口侧分别设有单向阀4C,以允许使用侧热交换器22、22、...内的制冷剂流入供暖热交换器21-H中。上述两辅助热交换器43,44的结构是,在使用侧热交换器22、22、...作为冷凝器的供暖运行时,交替进行辅助制冷剂的冷凝和蒸发,辅助制冷剂冷却与加热主制冷剂回路20中的液态制冷剂,并赋予液态制冷剂移动力。
另外,在上述压缩机41的吸入侧连接有吸入热交换器45,吸入热交换器45能使辅助制冷剂与主制冷剂回路20的2次制冷剂进行热交换,调节压缩机41所吸入的辅助制冷剂的过度热量,同时,对主制冷剂回路20的2次制冷剂进行过冷却。
下面,说明上述辅助冷冻机40的基本原理。
首先,主制冷剂回路20的2次制冷剂的温度上升,其压力也上升,而温度下降,其压力也下降。利用此原理,将辅助冷冻机40的热能转换为移动2次制冷剂的功。
具体地,辅助冷冻机40的辅助制冷剂由压缩机41排出,在一侧的辅助热交换器43,44中冷凝后,在膨胀阀4V中膨胀,由另一侧的辅助热交换器43,44蒸发并返回压缩机41这样的循环反复进行。用冷凝辅助制冷剂的辅助热交换器43,44加热2次制冷剂,其压力上升,将贮存在该辅助热交换器43,44中的2次液态制冷剂排出。即,该2次制冷剂得到移动力。
另外,在蒸发上升辅助制冷剂的辅助热交换器43,44中冷却2次制冷剂,其压力下降,2次液态制冷剂流入该辅助热交换器43,44中。通过用这两热交换器43,44反复交替地进行上述排出和流入,2次制冷剂能大致连续地输送。
此外,上述辅助冷冻机40的压缩机41由于只对主制冷剂回路20的2次制冷剂加热及冷却,其容量约为图中未示出的作为主冷冻机的致冷装置300中压缩机容量的20%即可。
下面,对上述空气调节装置10的运行动作加以说明。本实施例的空气调节装置10可进行7种运行动作,分别为,1冰蓄热运行,2冰蓄热运行和制冷运行,3冰蓄热运行和供暖运行,4冰蓄热运行和温水蓄热运行,5温水蓄热运行,6温水蓄热运行和供暖运行,7温水蓄热运行和制冷运行。
1的冰蓄热运行主要是深夜进行。首先,驱动致冷装置300,同时,驱动冷热水回路30-C的循环泵P2-C,用致冷装置300冷却冷热水并且在冷热水回路30-C的蓄热槽3T-C中以冰蓄热。
5的温水蓄热运行也主要是在深夜进行。首先,驱动致冷装置300,同时,驱动温热水回路30-H的循环泵P2-H,用致冷装置300加热温热水并且在温热水回路30-H的蓄热槽3T-H中以温水蓄热。
4的冰蓄热运行及温水蓄热运行与上述1的冰蓄热运行和5的温水蓄热运行同时进行。
2的冰蓄热运行及制冷运行与7的温水蓄热运行及制冷运行是除了上述1的冰蓄热运行和5的温水运行外,同时进行制冷运行。
下面,说明制冷运行动作。
制冷运行时,辅助冷冻机40的运转停止,主制冷剂回路20的2次制冷剂靠自然循环进行循环。此时,温热水回路30-H的循环泵P1-H停止,并驱动冷热水回路30-C的循环泵P1-C,把冷热水供至制冷热交换器21-C。
在此状态下,主制冷剂回路20的2次制冷剂如图1实线箭头所示,与制冷热交换器21-C中的冷热水热交换,从此冷热水中吸取冷热,以冷凝液化。此2次液态制冷剂因制冷热交换器21-C设置在屋顶会在自重作用下落下,流入各使用侧热交换器22中。
即从上述制冷热交换器21-C流出的2次液态制冷剂通过单向阀CV-1及电磁阀SV-1,再由膨胀阀EV-A减压后,流入各使用侧热交换器22中。此2次液态制冷剂由各使用侧热交换器22蒸发相变成2次气态制冷剂使室内致冷。
通过相变为2次气态制冷剂,体积膨胀,从而2次制冷剂上升至气态侧制冷剂管道23,从各使用侧热交换器22、22、...中返回到屋顶的制冷热交换器21-C中,再次由冷热水给予冷热而冷凝。反复进行这种动作能实现制冷运行。
3的冰蓄热运行及供暖运行和6的温水蓄热运行及供暖运行除了上述1的冰蓄热运行和5的温水蓄热运行外,同时进行供暖运行。
下面,说明此供暖运行。
此供暖运行时,主制冷剂回路20的2次制冷剂因供暖热交换器21-H设置在屋顶,不能用自然循环进行循环,从而,作为本发明的特征是,驱动辅助冷冻机40,以循环2次制冷剂。此时,冷热水回路30-C的循环泵P1-C停止,驱动温热水回路30-H的循环泵P1-H,将温热水供至供暖热交换器21-H。
在此状态下,主制冷剂回路20的2次制冷剂与供暖热交换器21-H中的温热水进行热交换,从该温热水中获得温热,以蒸发气化。此2次气态制冷剂如图1中点划线箭头所示,由于膨胀而通过气体侧的制冷剂管道23,流入各使用侧热交换器22、22、...中。
于是,在这些使用侧热交换器22、22、...中2次气态制冷剂冷凝,相变为2次液态制冷剂以对室内供暖。此2次液态制冷剂由膨胀阀EV-A减压后,因由电磁阀SV-1封闭而流入辅助冷冻机40的各辅助热交换器43,44中。即,上述2次液态制冷剂自身因没有返回到屋顶的供暖热交换器21-H中的移动力,从而流入各辅助热交换器43,44中。
此辅助冷冻机40因构成1个冷冻循环,辅助制冷剂由压缩机41排出、在一侧的辅助热交换器43,44中冷凝后、由膨胀阀膨胀,在另一侧的辅助热交换器43,44蒸发、返回到压缩机41中这样的循环反复进行。例如,第1辅助热交换器43作为冷凝器、第2辅助热交换器44作为蒸发器情况下,在第1辅助热交换器43中,2次制冷剂被加热,压力上升,使贮存在该第1辅助热交换器43中的2次液态制冷剂排出。结果,该2次制冷剂得到移动力。
另外,在上述第2辅助热交换器44中,2次制冷剂被冷却,压力下降,2次液态制冷剂流入该第2辅助热交换器44中。通过用这两辅助热交换器43,44反复交替地进行这种排出和流入,2次液态制冷剂大致连续地升至液态管道23-L,并返回到供暖热交换器21-H。于是,再次从温热水获得温热进行蒸发。反复进行此动作以实现供暖运行。
另外,上述辅助冷冻机40中的四路切换阀42的切换,即两辅助热交换器43,44的冷凝和蒸发的切换,例如加热第1辅助热交换器43,2次液态制冷剂全部流出的话,由于该第1辅助热交换器43会充满两次气态制冷剂,会使与辅助制冷剂的热交换率下降,由于压缩机41的排出压力上升,此排出压力成为给定值时,切换四路切换阀。于是,第2辅助热交换器44就成为冷凝器,第1辅助热交换器43成为蒸发器。这种动作反复进行。
另外,在上述制冷运行时,是将辅助冷冻机40停下,主制冷剂回路20的2次制冷剂进行自然循环,由于两辅助热交换器43,44内存有液态制冷剂,从而,在规定时间,间歇地驱动辅助冷冻机40,以排出存在两辅助热交换器43,44内的液态制冷剂。
采用上述的实施例1,由于借助辅助冷冻机40的热能得到主制冷剂回路20的2次制冷剂的输送力,用1个主制冷剂回路20就能够进行制冷运行和供暖运行,故可简化管道系统,能够容易地进行施工工程。
另外,由于用热能输送制冷剂,而不使用泵等装置,用小动力就能可靠地输送制冷剂。
此外,只要把构成大型主冷冻机的致冷装置300设置在屋顶等之上,能够容易地管理润滑油,由于可降低因油造成的故障,可以提高可靠性。
另外,由于因室内负荷的变动,致冷装置300上不会受应力,能提高可靠性。例如,即使制冷运行时,来自使用侧热交换器22、22、...的2次液态制冷剂返回到制冷热交换器21-C中,由于不需要以往冷冻循环那样的压缩机41,不必考虑湿运行等,空调运行的可靠性得以提高。
另外,由于设有上述冷热水回路30-C及温热水回路30-H,在夜间等能够蓄热,从而可有效地利用电力。
第1实施例的变形例1
图2示出上述实施例1的变形例,其中,省略了主制冷剂回路20中的膨胀阀EV-A,EV-A,...。
因而,主制冷剂回路20在制冷运行时及供暖运行时不进行2次制冷剂的减压动作。即在制冷运行时,从制冷热交换器21-C流出的2次液态制冷剂靠自重落下,通过单向阀CV-1及电磁阀SV-1,流入各使用侧热交换器22中,由各使用侧热交换器22、22、...蒸发以对室内制冷。
另外,在供暖运行时,用供暖热交换器21-H蒸发的2次气态制冷剂流入各使用侧热交换器22、22、...中冷凝,相变为2次液态制冷剂,对室内供暖。此2次液态制冷剂直接流入辅助冷冻机40的各辅助热交换器43,44中,得到移动力后返回到供暖热交换器21-H中。
第1实施例的变形例2
图3示出上述实施例1的另一变形例,设有取代主制冷剂回路20中多个膨胀阀EV-A,EV-A,...的、作为流量调整机构的多个流量控制阀FV,FV,...。
因而,主制冷剂回路20在制冷运行时及供暖运行时,不进行2次制冷剂的减压动作,只进行流量调整。也就是,在制冷运行时,从制冷热交换器21-C流出的2次液态制冷剂靠自重落下,通过单向阀CV-1及电磁阀SV-1,并通过多个流量控制阀FV,FV,...流入各使用侧热交换器22、22、...中。此时,2次液态制冷剂由流量控制阀FV,FV,...控制其流量,由各使用侧热交换器22、22、...蒸发以对室内进行制冷。
另外,在供暖运行时,由供暖热交换器21-H蒸发的2次气态制冷剂流入各使用侧热交换器22、22、...中冷凝,相变为2次液态制冷剂以对室内供暖。此时,2次液态制冷剂用流量控制阀FV,FV,...控制其流量,也就是,控制流入各使用侧热交换器22、22、...中的2次气态制冷剂的流量。此时,此2次液态制冷剂经流量控制阀FV,FV,...流入辅助冷冻机40的各辅助热交换器43,44中,得到移动力以返回到供暖热交换器21-H中。
第1实施例1的其它变形例
图1所示的实施例1的膨胀阀EV-A,EV-A,...除了有2次制冷剂的减压功能外,可以具有图3所示的流量控制阀FV,FV,...的功能。
实施例2
实施例2如图4所示,示出本发明第13解决方案的实施形态,设有2个主制冷剂回路20,20,随之设有2个辅助冷冻机40,40。
具体地,冷热水回路30-C具有2个循环通路31C,31C,该循环通路31C,31C具有电磁阀SV-2,SV-2,并分别与主制冷剂回路20,20的制冷热交换器21C,21C连接。并且,在上述两循环通路31C,31C的相交部分设有循环泵P1-C。
温热水回路30-H具有2个循环通路31-H,31-H,该循环通路31-H,31-H具有电磁阀21-H,21-H,并分别与主制冷剂回路20,20的供暖热交换器21-H,21-H连接。并且,上述两循环通路31-H,31-H的相交部分设有循环泵P1-H。
因而,在本实施例2中,由第1主制冷剂回路20进行制冷运行状态下,第2主制冷剂回路20可进行供暖运行,反之,由第2主制冷剂回路20进行制冷运行状态下,第1主制冷剂回路20可进行供暖运行。结果,对于多个使用侧热交换器22、22、...可同时进行冷暖运行。
另外,自然循环的制冷运行或利用辅助冷冻机40的供暖运行与实施例1同样,主制冷剂回路20可以设有3个以上。而其他的结构及作用、效果与实施例1相同。
实施例2的变形例
在本实施例2中,主制冷剂回路20上是设有膨胀阀EV-A,EV-A,...的,但可以如实施例1的图2所示,省略该主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,此外,如实施例1的图3所示,可以设有替代膨胀阀EV-A,EV-A,...的、作为流量调整机构的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例3
实施例3如图5所示,示出本发明的第5及第12解决方案的实施形态,是将冷热水回路30-C或温热水回路30-H设置在地下以取代实施例1中将冷热水回路30-C或温热水回路30-H等设置在屋顶的形式。
即,主制冷剂回路20的制冷热交换器21-C及供暖热交换器21-H设置在地下,同时,冷热水回路30-C及温热水的蓄热槽3T-C设置在地下,另外,水冷的致冷装置300及辅助冷冻机40设置在地下。
在本实施例3中,由于主制冷剂回路20的制冷热交换器21-C及供暖热交换器21-H设置在地下,该主制冷剂回路20与实施例1相反,在供暖运行时,2次制冷剂为自然循环,在供暖运行时,2次制冷剂靠辅助冷冻机40得到移动力。
另外,在主制冷剂回路20中,制冷热交换器21-C与两辅助热交换器43,44构成串联回路,供暖热交换器21-H与电磁阀SV-1构成串联回路,两串联回路相互并列连接。因而,省略了实施例1的单向阀CV-1。
具体地,供暖运行时,辅助冷冻机40的运行停止,主制冷剂回路20的2次制冷剂以自然循环进行循环。首先,主制冷剂回路20的2次制冷剂如图5点划线箭头所示,与供暖热交换器21-H中的温热水进行热交换,从该温热水中得到温热,并蒸发气化。因该2次气态制冷剂的相变体积膨胀,2次制冷剂上升到气态侧制冷剂管道23,流入各使用侧热交换器22、22、...,在各使用侧热交换器22、22、...中,2次气态制冷剂冷凝,相变为2次液态制冷剂,以对室内供暖。
之后,上述2次液态制冷剂靠膨胀阀EV-A,EV-A,...膨胀后,因供暖热交换器21-H设置在地下,靠自重落下,通过电磁阀SV-1,返回到供暖热交换器21-H中。并且,上述2次液态制冷剂再次从温热水中获得温热而蒸发。反复进行这种动作,实现供暖运行。
制冷运行时,由于主制冷剂回路20的2次制冷剂不能以自然循环进行循环,作为本发明的特征是,驱动辅助冷冻机40以使2次制冷剂循环。首先,主制冷剂回路20的2次制冷剂与制冷热交换器21-C中的冷热水进行热交换,从该冷热水中得到冷热,以冷凝液化。此2次液态制冷剂如图5实线箭头所示,由于不需要移向上方的使用侧热交换器22、22、...中的移动力,就流入各辅助热交换器43,44中。
上述辅助冷冻机40的动作与实施例1的相同,上述辅助制冷剂由一侧的辅助热交换器43,44冷凝后,靠膨胀阀4V膨胀,由另一侧的辅助热交换器43,44蒸发而返回到压缩机41中,这样的循环反复进行。即,在作为冷凝器的辅助热交换器43,44中,2次制冷剂被加热,其压力上升,排出积存的2次液态制冷剂,使该2次制冷剂得到移动力。
另外,在作为蒸发器的辅助热交换器43,44中,2次制冷剂被冷却使其压力下降,2次液态制冷剂流入。通过在两辅助热交换器43,44中反复交替地进行上述排出和流入,2次液态制冷剂大致连续地上升至液态制冷剂管道23,因电磁阀封闭,由膨胀阀EV-A,EV-A,...膨胀后,流入各使用侧热交换器22、22、...中。
于是,在各使用侧热交换器22、22、...中,2次液态制冷剂蒸发,相变为2次气态制冷剂,以对室内制冷。此2次气态制冷剂通过气态侧制冷剂管道23后,返回到制冷热交换器21-C中。并且,再次从冷热水中得到冷热而冷凝。反复进行这种动作以实现制冷运行。
另外,其他的冰蓄热运行等与实施例1相同,而其他结构及作用、效果与实施例1相同。
实施例3变形例
在本实施例3中,主制冷剂回路20上设有膨胀阀EV-A,EV-A...,但如实施例1的图2同样,可以省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,此外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、替代膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例4
实施例4如图6所示,示出本发明的第4、第8及第11的解决方案的实施形态,替代实施例1中的设有冷热水回路30-C和温热水回路30-H的方式,它将进行冰蓄热和温水蓄热的1个热源水回路30-S设置在屋顶。
主制冷剂回路20设有作为热源侧热交换器的1个制冷供暖热交换器21。热源水回路30-S的蓄热槽3T通过带有循环泵P1的循环通路31与制冷供暖热交换器21连接,同时,具有循环泵P2的蓄热通路32与作为热源用冷冻机构的空气冷却的致冷装置300连接。
在实施例1中可进行7种运行动作,而在实施例4中可进行1冰蓄热运行,2冰蓄热运行和制冷运行,5温水蓄热运行,6温水蓄热运行和供暖运行等4种运行。
1的冰蓄热运行和5的温水蓄热运行主要在深夜进行。首先,驱动致冷装置300,同时,驱动热源水回路30-S的循环泵P2,在该致冷装置300中冷却或加热热源水,在热源水回路30-S的蓄热槽3T中以冰或温水蓄热。
其他的制冷运行或供暖运行等与实施例1相同,在供暖运行时,驱动辅助冷冻机40而赋予2次制冷剂移动力。其他结构及作用、效果与实施例1相同。
实施例4的变形例
在本实施例4中,膨胀阀EV-A,EV-A,...是设置在主制冷剂回路20上的,但可以如实施例1的图2所示,省略该主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例5
实施例5如图7所示,示出本发明的第5、第8及第12的解决方案的实施形态,与实施例6同样的,设有1个热源水回路30-S,另外,与实施例3同样,将热源水回路30-S设置在地下。
因而,在本实施例5中,可进行与实施例4同样的4种运行,此外,由于制冷供暖热交换器21设置在地下,在制冷运行时,驱动辅助冷冻机40而赋予2次制冷剂移动力,使该2次制冷剂从制冷供暖热交换器21处上升移动到使用侧热交换器22、22、...中。其他结构及作用、效果与实施例1同样。
实施例5的变形例
在本实施例5中,膨胀阀EV-A,EV-A,...是设置在主制冷剂回路20上的,但如实施例1的图2所示,也可以省略该主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。此外,上述膨胀阀EV-A可以具有流量控制功能。
实施例6
实施例6如图8所示,示出本发明的第4、第9及第11解决方案的实施形态,将作为1个热源用冷冻机构的主冷冻机30-R代替实施例1的温热水回路30-H和致冷装置300。
具体地,将主冷冻机30-R将压缩机33、四路切换阀34、主热交换器35作为膨胀机构的供暖用膨胀阀EVM1及制冰用膨胀阀EVM2和作为冷热用热交换器的制冰热交换器36顺序连接以构成1个冷冻循环。上述制冰热交换器36的结构是,与冷热水回路30-C的蓄热通路32-C连接,同时,在制冰热交换器36和四路切换阀34之间设有单向阀CV-2以允许制冷剂从制冰热交换器36流入压缩机33中。
另外,上述主冷冻机30-R与主制冷剂回路20的制冷供暖热交换器21-H连接,该制冷供暖热交换器21-H的一端连在单向阀CV-2和四路切换阀34之间,另一端经制冷用膨胀阀EVM3连在供暖用膨胀阀EVM1与制冰用膨胀阀EVM2之间。于是,上述主冷冻机30-R的结构是由制冰热交换器36生成供冷热用的冰,另外,由制冷供暖热交换器21-H将冷热或温热赋予主制冷剂回路20的2次制冷剂。
另外,主制冷剂回路20仅用制冷供暖热交换器21-H替代实施例1的供暖热交换器,而回路构成是相同的。
下面,说明运行动作,在实施例1中,可有7种运行动作,而在本实施例6中,可有1冰蓄热运行,2冰蓄热运行和制冷运行,3冰蓄热运行和供暖运行,8直接制冷运行,9直接供暖运行这样5种运行。但不能进行上述实施例1的4的冰蓄热运行和温水蓄热运行,5的温水蓄热运行,6的温水蓄热运行和供暖运行,7的温水蓄热运行和制冷运行。
在此,对作为实施例6的特征的主冷冻机30-R的动作加以说明,1的冰蓄热运行时,制冷用膨胀阀EVM3为全闭,四路切换阀34切换成图8虚线所示。在此状态下,如图8点划线所示,从压缩机33排出的制冷剂由主热交换器35冷凝,由制冰用膨胀阀EVM2膨胀后,由制冰热交换器36蒸发返回到压缩机33中。反复进行这种循环。于是,用上述制冰热交换器36冷却冷热水以进行冰蓄热。
8的直接制冷运行时,制冰用膨胀阀EVM2成为全闭状态,四路切换阀34切换成图8虚线状态。在此状态下,如图8双点划线所示,从压缩机排出的制冷剂由主热交换器35冷凝,用制冷用膨胀阀EVM3膨胀后,由制冷供暖热交换器21-H蒸发返回到压缩机33中。反复进行此循环。于是,由上述制冷供暖热交换器21-H冷却并冷凝主制冷剂回路20的2次制冷剂,以赋予冷热。
9的直接供暖运行时,制冰用膨胀阀EVM2成为全闭状态,四路切换阀34切换成图8的实线状态。在此状态下,如图8实线所示,从压缩机33排出的制冷剂由制冷供暖热交换器21-H冷凝,用供暖用膨胀阀EVM1膨胀后,由主热交换器35蒸发并返回到压缩机33中。反复进行这种循环。于是,由上述制冷供暖热交换器21-H加热并蒸发主制冷剂回路20的2次制冷剂,以赋予温热。
另外,上述主制冷剂回路20及辅助冷冻机40的动作与实施例1大致相同。即,利用冰蓄热的制冷运行与实施例1相同,但无蓄热的冰时,进行上述的8的运行,由制冷供暖热交换器21-H冷却2次制冷剂,以自然循环的方式循环2次制冷剂,从而进行制冷运行。
另外,供暖运行时,驱动主冷冻机30-R,由制冷供暖热交换器21-H将温热赋予主制冷剂回路20的2次制冷剂。此外,驱动辅助冷冻机40,将移动力赋予2次制冷剂,以进行供暖运行。
因而,采用实施例6,除了有实施例1的效果外,即使冰蓄热不足也能确实进行制冷运行,从而可提高制冷运行的可靠性。其他的结构及作用、效果与实施例1相同。
实施例6的变形例
在本实施例6中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例7
实施例7如图9所示,示出本发明的第5、第9及第12的解决方案的实施形态,与实施例6中不同、不是将冷热水回路30-C或主冷冻机30-R等设置在屋顶,而是将冷热水回路30-C或主冷冻机30-R等设置在地下,与实施例3相对应。
在本实施例7中,与实施例6同样的,可进行1冰蓄热运行,2冰蓄热运行和制冷运行,3冰蓄热运行和供暖运行,8直接制冷运行和9直接供暖运行这样的5种运行,直接制冷及直接供暖的动作与实施例6相同。
但是,与实施例3同样,由于制冷热交换器21-C及制冷供暖热交换器21-H设置在地下,供暖运行时,主制冷剂回路20的2次制冷剂以自然循环方式循环,在制冷运行时,驱动辅助冷冻机40,主制冷剂回路20的2次制冷剂得到移动力。其他结构及作用、效果与实施例6相同。
实施例7的变形例
在本实施例7中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设置作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例8
实施例8如图10所示,示出本发明的第4、第10及第11的解决方案的实施形态,设有作为1个热源用冷冻机构的主冷冻机30-R,代替上述实施例1的冷热水回路30-C及温热水回路30-H。并且,主制冷剂回路20具有作为1个热源侧热交换器的制冷供暖热交换器21。
上述主冷冻机30-R具有压缩机33、四路切换阀34、主热交换器35和膨胀阀EV-M,同时,与主制冷剂回路20的制冷供暖热交换器21连接。
因而,在本实施例8中,只能进行8直接制冷运行和9直接供暖运行,直接制冷运行时的主冷冻机30-R中四路切换阀34切换至图10的虚线位置,从压缩机33排出的制冷剂由主热交换器35冷凝,用膨胀阀EV-M膨胀后,由制冷供暖热交换器21蒸发返回到压缩机中。反复进行这种循环。于是,由上述制冷供暖热交换器21冷却并冷凝主制冷剂回路20的2次制冷剂,以赋予冷热。
直接供暖运行时的主冷冻机30-R中的四路切换阀34切换至图10实线,从压缩机33排出的制冷剂由制冷供暖热交换器21冷凝,用膨胀阀EV-M膨胀后,由主热交换器35蒸发并返回到压缩机33中。反复进行这样的循环。于是,由上述制冷供暖热交换器21加热并蒸发主制冷剂回路20的2次制冷剂,以赋予温热。
另外,上述主制冷剂回路20及辅助冷冻机40的动作与上述实施例1基本相同,制冷运行时,处于上述8的运行状态,由制冷供暖热交换器21冷却2次制冷剂,以自然循环的方式循环2次制冷剂,使室内致冷。
而在供暖运行时,在上述9的运行状态下,由制冷供暖热交换器21将温热赋予主制冷剂回路20的2次制冷剂,再驱动辅助冷冻机40,将移动力赋予制冷剂以进行供暖运行。其他结构及作用、效果与实施例1相同。
实施例8的变形例
在本实施例8中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例9
实施例9如图11所示,示出本发明的第5、第10及第12的解决方案的实施形态,代替实施例8中的将主冷冻机30-R等设置在屋顶,而是将该主冷冻机30-R等设置在地下,从而与实施例3相对应。在本实施例9中,与实施例8同样的,只能进行8的直接制冷运行和9的直接供暖运行。
于是,与实施例3同样地,由于将制冷供暖热交换器21设置在地下,供暖运行时,主制冷剂回路20的2次制冷剂以自然循环方式循环,而在制冷运行时,则驱动辅助冷冻机40,使主制冷剂回路20的2次制冷剂得到移动力。其他结构及作用、效果与实施例8相同。
实施例9的变形例
在本实施例9中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例10
实施例10如图12所示,它示出本发明的第14解决方案的实施形态,与实施例8同样的,主制冷剂回路20设有1个作为热源侧热交换器21的制冷供暖热交换器21,另外,设有1个作为热源用冷冻机构的主冷冻机30-R。
上述主制冷剂回路20具有四路切换阀34,构成包括使制冷供暖热交换器21成为冷凝器,使使用侧热交换器22、22、...成为蒸发器的制冷循环,和使用侧热交换器22成为冷凝器,制冷供暖热交换器21成为蒸发器的供暖循环可逆运行结构。上述主制冷剂回路20的四路切换阀25及辅助冷冻机40的两辅助热交换器43,44设有液体管路23-L。
在实施例10中,与实施例8同样,只进行8直接制冷运行和9直接供暖运行,8的直接制冷运行时,主冷冻机30-R的四路切换阀34切换至图12的实线状态,从压缩机33排出的制冷剂由主热交换器35冷凝,由膨胀阀EV-M膨胀后,由制冷供暖热交换器21蒸发返回到压缩机33中。反复进行这种循环。
另外,9的直接供暖运行时,主冷冻机30-R的四路切换阀34切换至图12的虚线位置,从压缩机33排出的制冷剂由制冷供暖热交换器21冷凝,由膨胀阀EV-M膨胀后,由主热交换器35蒸发,返回到压缩机33中。反复进行这种循环。
此外,辅助冷冻机40即使在制冷运行时及供暖运行时任一情况下驱动,也反复进行着辅助制冷剂由一侧的辅助热交换器43,44冷凝,而由另一侧的辅助热交换器43,44蒸发这样的循环。
另外,上述8的制冷运行时,主制冷剂回路20的2次制冷剂在四路切换阀25切换至图12虚线状态时,在制冷供暖热交换器21中接受来自主冷冻机30-R的冷热加以液化,并流入成为蒸发器的辅助热交换器43,44中。另外,由于成为冷凝器的辅助热交换器的2次制冷剂被加热、其压力上升,被赋予移动力,而从辅助热交换器43,44中流出。之后,2次液态制冷剂由室内膨胀阀EV-A,EV-A,...减压后,由使用侧热交换器22、22、...蒸发气化,以对室内制冷,并且流回制冷供暖热交换器21中。反复进行这种循环。
另外,上述9的供暖运行时,主制冷剂回路20的2次制冷剂在四路切换阀34切换至图12实线状态时,由制冷供暖热交换器21接受来自主冷冻机30-R的温热而气化,此2次气化制冷剂由使用侧热交换器22、22、…冷凝、液化,对室内供暖后,由室内膨胀阀EV-A,EV-A,...减压,流入成为蒸发器的辅助热交换器43,44中。另外,由于成为冷凝器的辅助热交换器的2次制冷剂被加热,其压力上升,而被赋予移动力,从辅助热交换器43,44流出,返回到制冷供暖热交换器21中。反复进行这种循环。
因而,采用实施例10,由于能将制冷供暖热交换器21和使用侧热交换器22、22、...高低差无关系地配置着,能够扩大配置自由度。其他结构及作用、效果与实施例1相同。
实施例10的变形例
在实施例10中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例11
实施例11如图13所示,示出本发明的第15解决方案的实施形态,与实施例10同样,主制冷剂回路20具有1个作为热源侧热交换器21的制冷供暖热交换器21,同时,设有1个作为热源用冷冻机构的主冷冻机30-R,另外,主冷冻机30-R的压缩机33兼作辅助冷冻机40的压缩机。具体地,上述辅助冷冻机40的四路切换阀42中的2个孔口与主冷冻机30-R的压缩机33的排出侧和吸入侧相连。
因而,在本实施例11中,8的直接制冷运行时的主冷冻机30-R与实施例10同样,四路切换阀34切换至图13虚线位置,从压缩机33排出的制冷剂由主热交换器35冷凝,由膨胀阀EV-M膨胀后,由制冷供暖热交换器21蒸发返回到压缩机33中,这样的循环反复进行,同时,从压缩机33排出的制冷剂由两辅助热交换器43,44冷凝和蒸发并返回到压缩机33中。反复进行这样的循环。
另外,9的直接供暖运行时的主冷冻机30-R与实施例10同样,四路切换阀34切换至图13实线位置,从压缩机33排出的制冷剂由供暖热交换器21冷凝,由膨胀阀EV-M膨胀后,由主热交换器35蒸发并返回到压缩机33中这样的循环反复进行,同时,从压缩机33排出的制冷剂由两辅助热交换器43,44冷凝和蒸发并返回到压缩机33中。反复进行这样的循环。
于是,在主制冷剂回路20中,与实施例10同样,2次制冷剂在两辅助热交换器43,44中得到移动力以在制冷供暖热交换器21和各使用侧热交换器22、22、...中循环,从而对室内制冷或供暖。
结果,由于在本实施例11中,用1个压缩机33就能赋予2次制冷剂热量,同时,能赋予移动力,可减少部件数目和简化结构。其他结构和作用、效果与实施例10相同。
实施例11的变形例
在本实施例11中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
实施例12
实施例12如图14所示,示出本发明的第16解决方案的实施形态,主制冷剂回路20具有制冷热交换器21-C和供暖热交换器21-H,同时,还具有第1热交换器群2A和第2热交换器群2B。
即,上升主制冷剂回路20是将制冷热交换器21-C、供暖热交换器21-H、第1热交换器群2A和第2热交换器群2B串联连接,并且在此制冷热交换器21-C和供暖热交换器21-H之间设有2个辅助热交换器43,44。
上述两热交换器群2A,2B是将多个使用侧热交换器22、22、...相互并联连接而成,各使用侧热交换器22、22、...上连有室内膨胀阀EV-A,EV-A,...。
主冷冻机30-R将压缩机33、供暖热交换器21-H、膨胀阀EV-M和制冷热交换器21-C串联连接,以构成1个冷冻循环。
因而,在本实施例12中,只是直接供暖运行和直接制冷运行同时进行,主冷冻机30-R的制冷剂由供暖热交换器21-H冷凝,由膨胀阀EV-M膨胀后,由制冷热交换器21-C蒸发并返回到压缩机33中。反复进行这种循环。
另外,主制冷剂回路20的2次制冷剂由供暖热交换器21-H得到来自主冷冻机30-R的温热以蒸发气化,并流入第2热交换器群2B的各使用侧热交换器22、22、...中冷凝、液化,对室内供暖。之后,上述2次液态制冷剂由膨胀阀EV-A,EV-A,...膨胀,由第1热交换器群2A的各使用侧热交换器22、22、...蒸发、气化,以对室内供暖。该2次气态制冷剂流入制冷热交换器21-C中,获得来自主冷冻机30-R的冷热以冷凝、液化。
接着,上述2次液态制冷剂流入成为蒸发器的辅助冷冻机40的辅助热交换器43,44中,另外,由于成为冷凝器的辅助热交换器43,44的2次液态制冷剂被加热,其压力上升,被赋予移动力,而从辅助热交换器43,44中流出。之后,2次液态制冷剂再次返回到供暖热交换器21-H,反复进行上述的循环。
结果,能用主冷冻机30-R回收主制冷剂回路20所排出的热量,可提高效率。其他的结构及作用、效果与实施例8相同。
实施例12的变形例
在本实施例12中,膨胀阀EV-A,EV-A,...设置在主制冷剂回路20上,但可如实施例1的图2所示,省略此主制冷剂回路20的膨胀阀EV-A,EV-A,...,另外,如实施例1的图3所示,可以设有作为流量调整机构的、代替膨胀阀EV-A,EV-A,...的流量控制阀FV,FV,...。另外,上述膨胀阀EV-A,EV-A,...可以具有流量控制功能。
其它实施例
上述实施例4至实施例9每一个均设有1个主制冷剂回路20及1个辅助冷冻机40,但可与实施例2同样的,设有多个主制冷剂回路20,20及多个辅助冷冻机40,40。
此外,实施例13中,是第1热交换器群2A进行制冷运行,而第2热交换器群2B进行供暖运行的,但可以采用在主冷冻机30-R上设有四路切换阀,使该主冷冻机30-R为可逆运行的结构,第1热交换器群2A可进行除了制冷运行之外的供暖运行,而第2热交换器群2B也可进行除供暖运行外的制冷运行。
实用性
正如上述,采用本发明的空气调节装置,不用泵等驱动源就能循环制冷剂以进行热量输送,特别是,由于可简化管道系统,可适用于大型楼房的空气调节。

Claims (7)

1、一种空气调节装置,其特征在于,它设有:热源侧热交换器(21)和使用侧热交换器(22)由制冷剂管道(23)连接而成的,制冷剂在其中循环的,且为可将热源侧热交换器(21)成为冷凝器而使用侧热交换器(22)成为蒸发器的制冷循环、或将使用侧热交换器(22)成为冷凝器而将热源侧热交换器(21)成为蒸发器的供暖循环的可逆运行结构的主制冷剂回路(20);
顺序地连接有压缩机(33)、四路切换阀(34)、主热交换器(35)、膨胀机构(EV-M)以及主制冷剂回路(20)的热源侧热交换器(21),并将冷热或温热给予该热源侧热交换器(21)中主制冷剂回路(20)2次制冷剂的,由热源用冷冻机构构成的主冷冻机(30-R);
使四路切换阀(42)、第1辅助热交换器(43)、膨胀机构(4V)和第2辅助热交换器(44)顺序连接、并且与主冷冻机(30-R)的压缩机(33)连接、构成辅助制冷剂由一侧的辅助热交换器(43,44)冷凝、并由另一侧的辅助热交换器(43,44)蒸发的可逆运行的1个冷冻循环,同时,在主制冷剂回路(20)的制冷循环和供热循环任一循环运行时,该主制冷剂回路(20)的2次制冷剂都能通过上述两辅助热交换器(43、44),且上述两辅助热交换器(43,44)与主制冷剂回路(20)的液体管道(23-L)中途相连,使辅助制冷剂冷却及加热主制冷剂回路(20)的2次液态制冷剂、以赋予该液态制冷剂移动力的辅助冷冻机(40)。
2、按照权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,在主制冷剂回路(20)中热源侧热交换器(21)与使用侧热交换器(22)之间的制冷剂管道(23)上设有膨胀机构(EV-A)。
3、按照权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,在主制冷剂回路(20)中热源侧热交换器(21)与使用侧热交换器(22)之间的制冷剂管道(23)上设有流量控制阀(FV)。
4、按照权利要求1、2或3所述的空气调节装置,其特征在于,
主制冷剂回路(20)的热源侧热交换器(21)设置在高处,而主制冷剂回路(20)的使用侧热交换器(22)设置在低处,此外,
制冷运行时,主制冷剂回路(20)的2次制冷剂在热源侧热交换器(21)与使用侧热交换器(22)之间自然循环,
而在供暖运行时,驱动辅助冷冻机(40)而使主制冷剂回路(20)的制冷剂在热源侧热交换器(21)和使用侧热交换器(22)之间循环。
5、按照权利要求1、2或3所述的空气调节装置,其特征在于,
主制冷剂回路(20)的使用侧热交换器(22)设置在高处,而主制冷剂回路(20)的热源侧热交换器(21)设置在低处,
供暖运行时,主制冷剂回路(20)的制冷剂在热源侧热交换器(21)与使用侧热交换器(22)之间自然循环,
而在制冷运行时,驱动辅助冷冻机(40)而使主制冷剂回路(20)的制冷剂在热源侧热交换器(21)和使用侧热交换器(22)之间循环。
6、按照权利要求1、2或3所述的空气调节装置,其特征在于,
辅助冷冻机(40)的结构为,冷却辅助制冷剂的辅助热交换器(43,44)加热2次液态制冷剂,其压力上升,将存储在该辅助热交换器中的2次液态制冷剂排出,同时,蒸发上升辅助制冷剂的辅助热交换器(43,44)冷却2次液态制冷剂,其压力下降,2次液态制冷剂流入该辅助热交换器(43,44)中。
7、按照权利要求1、2或3所述的空气调节装置,其特征在于,
主制冷剂回路(20)设有多个,同时,设有对应于主制冷剂回路(20)的多个辅助冷冻机(40)。
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