CN1724956A - 热交换装置及冷冻装置 - Google Patents

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CN1724956A CN 200510081492 CN200510081492A CN1724956A CN 1724956 A CN1724956 A CN 1724956A CN 200510081492 CN200510081492 CN 200510081492 CN 200510081492 A CN200510081492 A CN 200510081492A CN 1724956 A CN1724956 A CN 1724956A
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Abstract

本发明提供热交换装置及冷冻装置。作为在制冷运转时在热源侧热交换器(3a、3b)中将热交换后紧接着的制冷剂在室外膨胀阀(27a、27b)和热源侧热交换器(3a、3b)之间冷却的热交换器,使用具备了冷却塔的水冷却装置(28a、28b)或冰蓄热槽。因此,即使在外界温度高的情况下,也可以维持、提高制冷性能,或者即使在外界温度低的情况下,也可以维持、提高制暖性能。

Description

热交换装置及冷冻装置
技术领域
本发明涉及一种具有室外单元和多台室内单元,并可以使多台室内单元同时进行制冷运转或制暖运转,或者可以将这些制暖运转和制冷运转混合实施的冷冻装置。
背景技术
一般来说,已知有如下的冷冻装置(热交换装置)(参照专利文献1),即,将室外单元和多台室内单元用由高压气体管、低压气体管和液管构成的单元间配管连接,使多台室内单元能够同时进行制冷运转或制暖运转,或者能够将这些制暖运转和制冷运转混合实施。而且,本说明书中,冷冻装置采用包含加热泵的装置。
[专利文献1]特许2804527号公报
在此种冷冻装置中,当进行制冷运转时,如果外界温度上升,则热源侧热交换器出口的制冷剂温度上升,会有制冷性能降低的问题。另外,相反地,当进行制暖运转时,如果外界温度下降,则热源侧热交换器出口的制冷剂温度下降,会有制暖性能降低的问题。
发明内容
所以,本发明的目的在于,提供即使在外界气温上升或下降的情况下,也可以维持、提高制冷性能或制暖性能并增大效率系数的热交换装置及冷冻装置。
为了解决所述问题,是具备了压缩机及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元、膨胀阀、具备了作为使用侧热交换器的室内热交换器的室内单元被单元间配管连接而构成热交换循环的热交换装置,其特征是,具备:被配置在所述膨胀阀和所述热源侧热交换器之间在运转时在所述热源侧热交换器中在热交换后的制冷剂和载热体之间进行热交换或者取代所述热源侧热交换器而在所述制冷剂和所述载热体之间进行热交换的第1热交换器、用于在所述载热体和第2热源之间进行热交换的第2热交换器。
根据所述构成,第1热交换器在运转时在所述热源侧热交换器中与热交换后的载热体之间进行热交换,或者取代热源侧热交换器与载热体之间进行热交换,第2热交换器在载热体和第2热源之间进行热交换。
另外,其特征是,具备了压缩机、室外膨胀阀及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元与具备了室内膨胀阀及作为使用侧热交换器的室内热交换器的多台室内单元被单元间配管连接,所述室外热交换器的一端被与所述压缩机的制冷剂喷出管和制冷剂吸入管择一地连接,所述单元间配管具有与所述制冷剂喷出管连接的高压管、与所述制冷剂吸入管连接的低压管、与所述室外热交换器的另一端连接的中压管,所述各室内单元如下构成,即,所述室内热交换器的一端被与所述高压管和所述低压气体管择一地连接,另一端被与所述中压管连接,从而可以使这些多台室内单元同时进行制冷运转或制暖运转,或者可以将这些制冷运转和制暖运转混合实施,在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间具备了在运转时在所述热源侧热交换器中在热交换后的制冷剂和第2热源之间进行热交换的热交换器。
根据所述构成,热交换器在运转时在所述热源侧热交换器中在热交换后的制冷剂和第2热源之间进行热交换。
这些情况下,所述第2热源也可以是大气、地下水、河川水、海水或地热的任意一种。
另外,是具备了压缩机和作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元、膨胀阀、具备了作为使用侧热交换器的室内热交换器的室内单元被单元间配管连接而构成冷冻循环的冷冻装置,其特征是,具备了被配置在所述膨胀阀和所述热源侧热交换器之间并在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂冷却的冷却用热交换器。
根据所述构成,冷却用热交换器在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂冷却。
另外,其特征是,具备了压缩机、室外膨胀阀及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元与具备了室内膨胀阀及作为使用侧热交换器的室内热交换器的多台室内单元被单元间配管连接,所述室外热交换器的一端被与所述压缩机的制冷剂喷出管和制冷剂吸入管择一地连接,所述单元间配管具有与所述制冷剂喷出管连接的高压管、与所述制冷剂吸入管连接的低压管、与所述室外热交换器的另一端连接的中压管,所述各室内单元如下构成,即,所述室内热交换器的一端被与所述高压管和所述低压气体管择一地连接,另一端被与所述中压管连接,从而可以使这些多台室内单元同时进行制冷运转或制暖运转,或者可以将这些制冷运转和制暖运转混合实施,具备在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后紧接着的制冷剂在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间进行冷却的冷却用热交换器。
根据所述构成,冷却用热交换器在制冷运转时在热源侧热交换器中将热交换后紧接着的制冷剂在室外膨胀阀和热源侧热交换器之间冷却。
在这些情况下,作为所述冷却用热交换器,也可以具备配置在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间并在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂冷却的水冷式热交换器、用于将所述水冷式热交换器的冷却水冷却的冷却塔。
另外,作为所述冷却用热交换器,或者除了所述冷却用热交换器以外,也可以具备配置在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间、并在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂进行冷却的冰蓄热槽。
另外,所述压缩机也可以具有能够实现具有高于吸入时的制冷剂压力而低于喷出时的制冷剂压力的中间压力的制冷剂的导入的中间压部,具备被夹设在连接所述热源侧热交换器的膨胀阀、所述使用侧热交换器的膨胀阀的流路中,在所述热源侧热交换器或所述使用侧热交换器中将热交换器后的气液混合制冷剂进行气液分离,将气相的制冷剂导向所述中间压部的中间压接收器。
另外,所述压缩机也可以具有能够实现具有高于吸入时的制冷剂压力而低于喷出时的制冷剂压力的中间压力的制冷剂的导入的中间压部,具备将从所述热源侧热交换器及所述使用侧热交换器当中的任意一方的热交换器向另一方的热交换器流动的制冷剂分流,在所述分流后的一方的制冷剂、分流后的另一方的制冷剂或分流前的制冷剂的任意一方之间进行热交换,使所述一方的制冷剂成为气相,将该气相的制冷剂导向所述中间压部的热交换回路。
另外,所述制冷剂也可以在高压侧在冷却循环中被在超临界压力下运转。
另外,作为所述制冷剂,也可以使用二氧化碳。
根据本发明,即使在制冷运转中当热源侧热交换器的周围温度较高时,也可以将热源侧热交换器的出口的制冷剂冷却至比周围温度更低的温度,或者即使在制暖运转中当热源侧热交换器的周围温度较低时,也可以将热源侧热交换器的出口的制冷剂加热至比周围温度更高的温度,从而可以提高制冷性能或制暖性能。
附图说明
图1是实施方式1的冷冻装置的制冷剂回路图。
图2是实施方式1的要部详细说明图。
图3是实施方式1的焓·压力线图。
图4是实施方式2的要部详细说明图。
图5是压缩机的概要构成方框图。
图6是实施方式2的中间压接收器的构成说明图。
图7是实施方式2的焓·压力线图。
图8是实施方式3的要部详细说明图。
图9是实施方式4的冷冻装置的制冷剂回路图。
图10是实施方式5的冷冻装置的制冷剂回路图。
图11是实施方式6的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图12是实施方式7的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图13是实施方式8的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图14是实施方式9的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图15是实施方式10的冷冻装置的制冷剂回路图。
图16是实施方式11的冷冻装置的制冷剂回路图。
图17是实施方式12的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图18是实施方式13的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图19是实施方式14的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图20是实施方式15的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图21是实施方式16的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
图22是实施方式17的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。
其中,1室外单元,2压缩机,2M中间压部,3室外热交换器,5a、5b  室内单元,6a、6b  室内热交换器,9a、9b、19a、19b  切换阀,10单元间配管,11高压管,12低压管,13中压管,16a、16b  喷出侧阀,17a、17b  吸入侧阀,28a、28b  水冷却装置,30冷冻装置,50  热水贮存单元,55  中间压接收器,55A  接收器主体,55B  蒸气出口管,55C  第1入出口管,55D  第2入出口管,65、85  冰蓄热槽,101  地下热交换器,102  第1热交换器,103  第2热交换器,104  盐水泵,111  地下热交换器,121  旁路管。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
[1]实施方式1
图1是表示实施方式1的冷冻装置(热交换装置)的制冷剂回路图。图2是实施方式1的要部详细说明图。
冷冻装置30具备:具有压缩机2、室外热交换器3a、3b、室外膨胀阀27a、27b及水冷却装置28a、28b的室外单元1、具有室内热交换器6a及室内膨胀阀18a的室内单元5a、具有室内热交换器6b及室内膨胀阀18b的室内单元5b、具有贮存热水用热交换器41、热水贮存罐43、循环泵45及膨胀阀47的热水贮存单元50。
这些室外单元1和室内单元5a、5b、热水贮存单元50由单元间配管10连接,冷冻装置30在运转热水贮存单元50的同时,可以使室内单元5a、5b同时进行制冷运转或制暖运转,或者将这些制冷运转或制暖运转混合实施。
室外单元1中,室外热交换器3a的一端被夹隔切换阀9a或切换阀9b与压缩机2的喷出管7或吸入管8排他地连接。同样,室外热交换器3b的一端被夹隔切换阀19a、19b与压缩机2的喷出管7或吸入管8排他地连接。另外,在吸入管8上配设有促动器4。
室外单元1具备未图示的室外控制装置,该室外控制装置控制室外单元1内的压缩机2、室外膨胀阀27a、27b、切换阀9a、19a、9b、19b及冷冻装置30全体。
另外,室外单元1的水冷却装置28a、28b采用相同的构成,具体来说,如同图2中以水冷却装置28a为例所示,具备与室外热交换器3a、3b及室外膨胀阀27a、27b连接,在制冷运转时将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂利用水冷却(热交换)的水冷式热交换器51、用于将热交换后的水利用外界气体冷却的冷却塔(cooling tower)52、使冷却用水循环的冷却水泵53。
该情况下,通过利用水将制冷剂冷却就可以减小压力比,并且可以增大焓差,从而可以在确保相同的能力的情况下,减少制冷剂循环量。换言之,除了可以减小压力比以外,还可以降低压缩动力,从而可以提高冷冻的效率系数(COP)。
单元间配管10具备高压管(高压气体管)11、低压管(低压气体管)12及中压管(液管)13。高压管11被与喷出管7连接,低压管12被与吸入管8连接。中压管13夹隔室外膨胀阀27a、27b及水冷却装置28a、28b,与室外热交换器3a、3b的另一端分别连接。
室内单元5a、5b的室内热交换器6a、6b将其一端夹隔喷出侧阀16a、16b而与高压管11连接,夹隔吸入侧阀17a、17b而与低压管12连接。另外,它们的另一端被夹隔室内膨胀阀18a、18b而与中压管13连接。
喷出侧阀16a和吸入侧阀17a在一方被进行了打开操作时,另一方被进行关闭操作。喷出侧阀16b和吸入侧阀17b也相同,在一方被进行了打开操作时,另一方被进行关闭操作。
这样,各室内热交换器6a、6b的一端就被与单元间配管10的高压管11和低压管12择一地连接。
室内单元5a、5b还具有室内风扇23a、23b、遥控器及室内控制装置。各室内风扇23a、23b被与室内热交换器6a、6b分别靠近地配置,向这些各个室内热交换器6a、6b送风。另外,各遥控器被分别与室内单元5a、5b连接,向各室内单元5a、5b的各自的室内控制装置输出制冷或制暖运转指令或停止指令等。
热水贮存单元50中,贮存热水用热交换器41的一端被夹隔切换阀48而与高压管11连接,贮存热水用热交换器41的另一端被夹隔膨胀阀47而与中压管13连接。在该贮存热水用热交换器41上,连接有水配管46,在该水配管46上,夹隔循环泵45,连接有热水贮存罐43。
本实施方式中,在室外单元1、室内单元5a、5b及热水贮存单元50内的配管以及单元间配管10中封入二氧化碳制冷剂。
图3是实施方式1的焓·压力线图。
当作为制冷剂封入了二氧化碳制冷剂时,如图3所示,高压管11内在运转中被以超临界压力运转。
在高压管11内被以超临界压力运转的制冷剂中,除了二氧化碳制冷剂以外,例如可以举出乙烯、乙硼烷、乙烷、氧化氮等。
图3中,在不用水冷却装置28a、28b进行冷却的情况下(例如只能冷却至40℃时),焓·压力线图如符号a’→b’→c’→d的单点划线所示,为了获得必需的焓差,需要提高高压侧压力(压缩机2的喷出管7内的制冷剂压力)。
与此相反,在用本实施方式的水冷却装置28a、28b进行冷却的情况下(例如可以冷却至20℃时),焓·压力线图如符号a→b→c→d的实线所示,可以降低用于获得必要的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
下面,对冷冻装置30的动作进行说明。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
该情况下,室外膨胀阀27a、27b及室内膨胀阀18a、18b的开度被按照使温度传感器S4达到给定温度的方式,并按照使温度传感器S1的检测温度和温度传感器S2的检测温度的差(相当于过热度)达到一定的值的方式控制。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,各水冷式热交换体51在利用水将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53,再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷却装置28a、28b的制冷剂通过室外膨胀阀27a、27b而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,并被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
根据如上所示的构成,水冷却装置28a、28b由于利用水将由室外热交换器3a、3b喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
制暖运转
下面,对制暖运转时的动作进行说明。该情况下,水冷却装置28a、28b被按照不进行动作的方式控制。
在用室内单元5a、5b进行制暖的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,并且将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b流动,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,通过室内膨胀阀18a、18b,经过中压管13而被分配给各室外单元3a、3b的室内膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂不进行热交换地通过水冷却装置28a、28b,在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
像这样,利用各室内热交换器6a、6b的并非冷凝的热交换作用,全部室内单元5a、5b被同时制暖。
冷暖混合运转
下面,对冷暖混合运转时的动作进行说明。
在用不同的室内单元同时进行制冷运转和制暖运转时,例如用室内单元5a进行制冷,用室内单元5b进行制暖,制冷载荷大于制暖载荷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。另外,将与进行制冷的室内单元5a对应的喷出阀侧16a关闭,同时将吸入侧阀17a打开。另外,将与进行制暖的室内单元5b对应的喷出侧阀16b打开,同时将吸入侧阀17b关闭。
它们的结果是,从压缩机2中喷出的制冷剂的一部分依次经过喷出管7、切换阀9a、19a而流向室外热交换器3a。
此外,制冷剂在室外热交换器3a中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a的水冷式热交换器51。
这样,水冷式热交换器51在利用水将由室外热交换器3a中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a。此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53而再次向水冷式热交换器51循环。通过了水冷式装置28a的制冷剂经过室外膨胀阀27a流入中压管13。
另外,未流向室外热交换器3的剩余的制冷剂经过高压管11而流向与进行制暖的室内单元5b对应的喷出侧阀16b、室内热交换器6b,在这些室内热交换器6b及室外热交换器3中进行并非冷凝的热交换作用。
此后,这些在室内热交换器6b、室外热交换器3中被进行了热交换的制冷剂经过中压管13而在室内单元5a的室内膨胀阀18a中被减压后,在各自的室内热交换器6a中被蒸发气化。其后,制冷剂流过吸入侧阀17a而在低压管12中被合流,依次经过吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。像这样,利用室内热交换器6b的热交换作用,室内单元5b被制暖,利用作为蒸发器发挥作用的另一个室内热交换器6a的作用,室内单元5a被制冷。
制冷+贮存热水运转(其一)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第1动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂的一部分被经过喷出管7、高压管11、切换阀48而导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
另一方面,从压缩机2中喷出的制冷剂的另外一部分依次流向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此后,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,各水冷式热交换器51在将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂利用水冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53而再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷式装置28a的制冷剂经过室外膨胀阀27a流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
制冷+贮存热水运转(其二)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第2动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的切换阀9a、19a、9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b设为停止状态,将室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
贮存热水运转
下面,对贮存热水运转时的动作进行说明。
在进行贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,同时将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b及吸入侧阀17a、17b关闭。另外,将室外风扇29a、29b设为驱动状态,将室内风扇23a、23b设为停止状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室外单元3a、3b的室内膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂不进行热交换地通过水冷却装置28a、28b,在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了喷出侧阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
[2]实施方式2
图4是表示实施方式2的要部的详细说明图。实施方式2的冷冻装置与实施方式1的冷冻装置不同的点在于,作为压缩机使用了2段压缩机2-1,以及在室外膨胀阀27a、27b和室内膨胀阀18a、18b之间设置了用于进行气液分离,将气相的制冷剂返回压缩机的中间压部2M的中间压接收器55。
图5是压缩机的概要构成方框图。
压缩机2-1为2段压缩机,如图5所示,具备在低压吸入侧进行制冷剂的压缩的第1段压缩部2A、在高压喷出侧进行制冷剂的压缩的第2段压缩部2B、将第1段压缩部2A喷出的制冷剂冷却而向第2段压缩部2B侧喷出的中间冷却器2C,在第2段压缩部(高压喷出侧)2B、中间冷却器2C之间设有能够从外部导入制冷剂的中间压部2M。
如上所述,在中压管13和室外膨胀阀27a、27b之间连接有中间压接收器(气液分离器)55,该中间压接收器55的蒸气出口管55B被与压缩机2的中间压部2M连接,将气相的制冷剂从蒸气出口管55B导入压缩机2-1内。该中间压接收器55被作为可以从室外热交换器3a、3b侧及室内热交换器6a、6b侧的任意一方实现制冷剂的流入的双向型气液分离装置构成。
图6是实施方式2的中间压接收器的构成说明图。
这里,对中间压接收器55的具体的构成进行说明。
中间压接收器55大致具备接收器主体55A、蒸气出口管55B、第1入出口管55C、第2入出口管55D。
接收器主体55A被作为外观近似圆柱形状的中空体形成。在接收器主体55A的作为上部侧的顶面中央,朝向接收器主体55A内设有蒸气出口管55B的吸入口(开口端)。另外,在接收器主体55A的底面,按照使第1入出口管55C的开口端、第2入出口管55D的开口端处于对称的位置的方式,近似垂直地配置第1入出口管55C、第2入出口管55D。
该情况下,第1入出口管55C及第2入出口管55D与中压管13内的制冷剂的流动方向对应,任意一方作为气液混合制冷剂所流入的入口管发挥作用,任意的另一方作为气液分离后制冷剂所流出的液体出口管发挥作用。图6中,第1入出口管55C及第2入出口管55D的开口端(喷出口或吸入口)虽然被按照与接收器主体55A的底面对齐的方式图示,但是第1入出口管55C及第2入出口管55D的开口端(喷出口或吸入口)的高度可以相同,并且如果是在按照使制冷剂不被吸入蒸气出口管55B的方式能够以给定距离以上分离配置的接收器主体55A的下部侧的位置,则可以设为任意的高度。
图7是实施方式2的焓·压力线图。
当封入了二氧化碳制冷剂时,如图7所示,高压管11内在运转中被以超临界压力运转。
在高压管11内被以超临界压力运转的制冷剂中,除了二氧化碳制冷剂以外,例如可以举出乙烯、乙硼烷、乙烷、氧化氮等。
图7中,压缩机2-1的出口处的制冷剂的状态被以状态a表示。制冷剂穿过放热侧热交换器而循环,在那里被冷却至状态c,将热量向冷却空气或冷却水等释放。然后,制冷剂因作为减压装置的膨胀阀中的压力降低,达到状态d,在这里形成气相/液相的二相混合体,到达中间压接收器55。
在中间压接收器55中,制冷剂被气液分离,制冷剂的气相部分在中间压接收器内成为状态k。此后,制冷剂的气相部分被返回压缩机2-1的中间压力部2M。状态j为压缩机2-1的第2段压缩部2B的入口的状态。
另一方面,制冷剂的液相部分在中间压接收器55内变为状态e。此后,因作为减压装置的膨胀阀中的压力降低,达到状态f。继而,制冷剂的液相部分在蒸发器中蒸发,吸收热量。状态h是蒸发器出口的状态,利用蒸发器达到气相的制冷剂就会朝向压缩机2-1的吸入管。此后,在第1段压缩部2A的出口处达到状态i,被中间冷却器2C冷却,与来自中间压接收器55的气相制冷剂混合,在第2段压缩部2B的入口达到状态j。
在所述超临界循环中,从压缩机2-1中喷出的高压气相制冷剂虽然未被冷凝,但是在放热侧热交换器中发生温度降低。当进行制冷运转时,作为散热器使用的室外热交换器3a、3b的制冷剂的最终温度比冷却空气的温度高数度(状态b)。此外,高压制冷剂在水冷却装置28a、28b中,被冷却水冷却至比外界气体干球温度低的温度的状态c。
下面,对实施方式2的冷冻装置30的动作进行说明。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
该情况下,室外膨胀阀27a、27b及室内膨胀阀18a、18b的开度被按照使温度传感器S4达到给定温度的方式,并且按照使温度传感器S1的检测温度和温度传感器S2的检测温度的差(相当于过热度)达到一定的值的方式控制。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,各水冷式热交换器51在将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂利用水冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53而再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷式装置28a、28b的制冷剂在室外膨胀阀27a、27b中被减压而到达中间压接收器55的第1入出口管55C(作为入口管发挥作用),在接收器主体55A内被进行气液分离。
其结果是,气相的制冷剂经过蒸气出口管55B被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,液相的制冷剂经过第2入出口管55D流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。像这样,利用作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
制暖运转
下面,对制暖运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制暖的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,并且将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b流动,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,被室内膨胀阀18a、18b减压,经过中压管13而到达中间压接收器55的第2入出口管55D(作为入口管发挥作用),在接收器主体55A内被进行气液分离。
其结果是,气相的制冷剂经过蒸气出口管55B被向压缩机2的中间压力部2M供给,从而被压缩机2压缩。
另外,液相的制冷剂经过第1入出口管55C(作为液体出口管发挥作用),被分配给各室外单元3a、3b的室内膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,液相的制冷剂通过水冷却装置28a、28b,在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。
像这样,利用各室内热交换器6a、6b的并非冷凝的热交换作用,全部室内单元5a、5b被同时制暖。
冷暖混合运转
下面,对冷暖混合运转时的动作进行说明。
在用不同的室内单元同时进行制冷运转和制暖运转时,例如用室内单元5a进行制暖,用室内单元5b进行制冷,制冷载荷大于制暖载荷的情况下,将室外热交换器3的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭,并且将与进行制冷的室内单元5b对应的喷出阀侧16b关闭,同时将吸入侧阀17b打开,并且将与进行制暖的室内单元5a对应的喷出侧阀16a打开,同时将吸入侧阀17a关闭。这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而被向喷出侧阀16a分配,在室内热交换器6a中进行并非冷凝的热交换。该被热交换了的制冷剂被室内膨胀阀18a减压而到达中压管13。
另一方面,从压缩机2-1中喷出的制冷剂的另外一部分依次流向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,各水冷式热交换器51在利用水将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53而再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷式装置28a、28b的制冷剂被室外膨胀阀27a、27b减压,到达中间压接收器55的第1入出口管55C(作为入口管发挥作用),在中间压主体55A内被气液分离。
其结果是,气相的制冷剂经过蒸气出口管55B,被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,液相的制冷剂经过第2入出口管55D(作为液体出口管发挥作用)而流入中压管13。中压管13内的制冷剂在室内膨胀阀18b中被减压而在室内热交换器6b中进行热交换,流过了吸入侧阀17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。
像这样,利用室内热交换器6a的并非冷凝的热交换作用,室内单元5a被制暖,利用作为蒸发器发挥作用的室内热交换器6b的作用,室内单元5b被制冷。
制冷+贮存热水运转(其一)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第1动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2-1时,从压缩机2-1中喷出的制冷剂的一部分被经过喷出管7、高压管11、切换阀48而导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而被减压到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被再次减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
另一方面,从压缩机2中喷出的制冷剂的另外一部分依次流向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此后,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,各水冷式热交换器51在将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂利用水冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53而再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷式装置28a、28b的制冷剂在室外膨胀阀27a、27b中被减压而到达中间压接收器55的第1入出口管55C(作为入口管发挥作用),在接收器主体55A内被进行气液分离。
其结果是,气相的制冷剂经过蒸气出口管55B,被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,液相的制冷剂经过第2入出口管55D而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。像这样,利用作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,室内单元5a、5b被同时制冷。
制冷+贮存热水运转(其二)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第2动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的切换阀9a、19a、9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b设为停止状态,将室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47被减压而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被再次减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
贮存热水运转
下面,对贮存热水运转时的动作进行说明。
在进行贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,同时将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b及吸入侧阀17a、17b关闭。另外,将室外风扇29a、29b设为驱动状态,将室内风扇23a、23b设为停止状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而被减压到达中压管13,到达中间压接收器55的第2入出口管55D(作为入口管发挥作用),在接收器主体55A内通过,经过第1入出口管55C被分配给各室外单元3a、3b的室内膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,液相的制冷剂通过各水冷却装置28a、28b,在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了喷出侧阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
但是,进入中间压接收器55之前的制冷剂中的气相成分和液相成分的比率相当于图7中的L1(气相成分)和L2(液相成分)的比。
所以,在放热侧热交换器的出口温度上升等情况下,进入中间压接收器55之前的制冷剂的气相成分变多,被导入压缩机2的中间压部2M的气相的制冷剂量变多,通过不使无助于冷却的气相成分在中压管13以后的低压回路中循环,就可以提高冷冻循环的效率。特别是,在本构成中,由于在制冷剂回路中封入二氧化碳制冷剂,因此在中间压接收器55中被分离的气相成分及液相成分的比率中,与以往的氟利昂类制冷剂相比,气相成分变多,通过将该较多的气相成分导入压缩机2的中间压部2M,就可以实现更高的效率提高。
另外,如上所述,当进行制冷制暖混合运转时(一方的室内单元进行制冷运转,另一方的室内单元进行制暖运转时等。),或者当进行贮存热水运转时,制冷剂按照使室内热交换器、室外热交换器、贮存热水用热交换器之间进行所谓的热平衡的方式循环。这样,就可以实现有效地利用了室内、室外的热量的运转。特别是,在利用室内单元进行的制冷运转、贮存热水运转的混合运转时,由于可以利用室内的热量进行贮存热水(供给热水),因此就可以形成极为有效的热的利用,从而可以获得能够将由室外单元的放热造成的热岛现象的发生抑制得较少等效果。
[3]实施方式3
图8是实施方式3的要部详细说明图。实施方式3的冷冻装置与实施方式2的冷冻装置不同的方面在于,取代中间压接收器55,设置了热交换回路56。
首先,对热交换回路56的具体的构成进行说明。
热交换回路56大致具备热交换部56A、蒸气出口管56B、第1入出口管56C、第2入出口管56D。
热交换部56A具备:从第1入出口管56C中分支的分支管56E、与分支管56E连接的热交换膨胀阀56F、一端被与热交换膨胀阀56F连接而另一端与蒸气出口管56B连通的进行实际的热交换的第1热交换部56G、从第1入出口管56C中分支并与第2入出口管56D连通而与第1热交换部56G进行热交换的第2热交换部56H。
该情况下,在制冷运转时,按照使第1热交换部56G内的制冷剂的流动F1和第2热交换部56H内的制冷剂的流动F2如图8所示,使其流动成为逆向的对流的方式,来配置构成第1热交换部56G及第2热交换部56H的配管。
另外,第1入出口管56C及第2入出口管56D与中压管13内的制冷剂的流动方向对应,任意一方作为制冷剂所流入的入口管发挥作用,任意的另一方作为制冷剂所流出的液体出口管发挥作用。
室内单元5a、5b的室内热交换器6a、6b将其一端夹隔喷出侧阀16a、16b与高压管11连接,夹隔吸入侧阀17a、17b与低压管12连接。另外,它们的另一端被夹隔室内膨胀阀18a、18b与中压管13连接。
喷出侧阀16a和吸入侧阀17a在一方被进行了打开操作时,另一方被进行关闭操作。喷出侧阀16b和吸入侧阀17b也相同,在一方被进行了打开操作时,另一方被进行关闭操作。
这样,各室内热交换器6a、6b的一端就被与单元间配管10的高压管11和低压管12择一地连接。
室内单元5a、5b还具有室内风扇23a、23b、遥控器及室内控制装置。各室内风扇23a、23b被与室内热交换器6a、6b分别靠近地配置,向这些各个室内热交换器6a、6b送风。另外,各遥控器被分别与室内单元5a、5b连接,向各室内单元5a、5b的各自的室内控制装置输出制冷或制暖运转指令或停止指令等。
热水贮存单元50中,贮存热水用热交换器41的一端夹隔切换阀48与高压管11连接,贮存热水用热交换器41的另一端夹隔膨胀阀47与中压管13连接。在该贮存热水用热交换器41上,连接有水配管46,在该水配管46上,夹隔循环泵45,连接有热水贮存罐43。
本实施方式3中,在室外单元1、室内单元5a、5b及热水贮存单元50内的配管以及单元间配管10中封入二氧化碳制冷剂。
下面,对冷冻装置30的动作进行说明。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
当在该状态下驱动压缩机2-1时,从压缩机2-1中喷出的制冷剂向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,各水冷式热交换体51在利用水将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53,再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷却装置28a、28b的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b而到达热交换回路56的第1入出口管56C(作为入口管发挥作用)。
到达了热交换回路56的第1入出口管56C的制冷剂在热交换回路56内被分支,一部分流向分支管56E,另一部分流向第2热交换部56H。
流入了分支管56E的气液混合制冷剂被热交换膨胀阀56F减压而到达第1热交换部56G。
它们的结果是,在第1热交换部56G、第2热交换部56H之间进行热交换,第1热交换部56G作为蒸发器发挥作用。此外,第1热交换部56G内的气液混合制冷剂基本上成为气相的制冷剂,经过蒸气出口管56B,被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,在第2热交换部56H中流动的液相的制冷剂经过第2入出口管56D流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2-1。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
制暖运转
下面,对制暖运转时的动作进行说明。该情况下,水冷却装置28a、28b被按照不进行动作的方式控制。
在用室内单元5a、5b进行制暖的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,并且将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
该情况下,室外膨胀阀27a、27b的开度被按照使温度传感器S1的检测温度和温度传感器S2的检测温度的差(相当于过热度)达到一定的值的方式控制(过热度控制),室内膨胀阀18a、18b的开度被与各室内机5a、5b的载荷对应地控制。
这样,从压缩机2-1中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b流动,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,通过室内膨胀阀18a、18b,经过中压管13而到达热交换回路56的第2入出口管56D(作为入口管发挥作用),流入第2热交换部56H,其一部分流向分支管56E。
流入了分支管56E的液体制冷剂被热交换膨胀阀56F减压而到达第1热交换部56G。
它们的结果是,在第1热交换部56G、第2热交换部56H之间进行热交换,第1热交换部56G作为蒸发器发挥作用。此外,第1热交换部56G内的气液混合制冷剂基本上变为气相的制冷剂,经过蒸气出口管56B,被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,流过第2热交换部56H的液相的制冷剂经过第1入出口管56C(作为液体出口管发挥作用),被分配给各室外单元3a、3b的室内膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,液相的制冷剂通过水冷却装置28a、28b,在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。
像这样,利用各室内热交换器6a、6b的并非冷凝的热交换作用,全部室内单元5a、5b被同时制暖。
冷暖混合运转
下面,对冷暖混合运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a进行制暖,用室内单元5b进行制冷,制冷载荷大于制暖载荷的情况下,将室外热交换器3的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭,并且将与进行制冷的室内单元5b对应的喷出阀侧16b关闭,同时将吸入侧阀17b打开,并且将与进行制暖的室内单元5a对应的喷出侧阀16a打开,同时将吸入侧阀17a关闭。
这样,从压缩机2-1中喷出的制冷剂的一部分依次经过喷出管7、高压管11而被向与室内单元5a对应的喷出侧阀16a分配,在室内热交换器6a中进行并非冷凝的热交换。该被热交换后的制冷剂经过室内膨胀阀18a而流向中压管13。
另一方面,从压缩机2-1中喷出的制冷剂的一部分依次经过喷出管7、切换阀9a、19a而流向室外热交换器3a、3b。此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a、28b的水冷式热交换器51。
这样,水冷式热交换器51在利用水将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53而再次向水冷式热交换器51循环。通过了水冷式装置28a、28b的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b而到达热交换回路56的第2入出口管56C(作为入口管发挥作用),其一部分流向分支管56E,剩余部分流入第2热交换部56H。
流入了分支管56E的气液混合制冷剂被热交换膨胀阀56F减压而到达第1热交换部56G。
它们的结果是,在第1热交换部56G、第2热交换部56H之间进行热交换,第1热交换部56G作为蒸发器发挥作用。此外,第1热交换部56G内的气液混合制冷剂基本上变为气相的制冷剂,经过蒸气出口管56B,流入中压管13。
此后,这些在室内热交换器6a、6b、室外热交换器3中被进行了热交换的制冷剂经过中压管13而在室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b中被减压后,在室内热交换器6a、6b中被蒸发气化。其后,制冷剂流过吸入侧阀17a、17b,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被再次吸入压缩机2-1。像这样,利用室内热交换器6a的热交换作用,室内单元5a被制暖,利用作为蒸发器发挥作用的另一个室内热交换器6b的作用,室内单元5b被制冷。
制冷+贮存热水运转(其一)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第1动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2-1时,从压缩机2-1中喷出的制冷剂的一部分经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。
另一方面,从压缩机2-1中喷出的制冷剂的另外一部分依次流向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此后,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,在水冷却装置28a、28b中被冷却,经过室外膨胀阀27a、27b而到达热交换回路56的第1入出口管56C(作为入口管发挥作用)。
到达了热交换回路56的第1入出口管56C的制冷剂在热交换回路56内被分支,一部分流向分支管56E,另一部分流向第2热交换部56H。
流入了分支管56E的液体制冷剂被热交换膨胀阀56F减压而到达第1热交换部56G。
它们的结果是,在第1热交换部56G、第2热交换部56H之间进行热交换,第1热交换部56G作为蒸发器发挥作用。此外,第1热交换部56G内的气液混合制冷剂基本上变为气相的制冷剂,经过蒸气出口管56B,被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,液相的制冷剂经过第2入出口管56D流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2-1。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
制冷+贮存热水运转(其二)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第2动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的切换阀9a、19a、9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b设为停止状态,将室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2-1时,从压缩机2-1中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。
贮存热水运转
下面,对贮存热水运转时的动作进行说明。
在进行贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,同时将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b及吸入侧阀17a、17b关闭。另外,将室外风扇29a、29b设为驱动状态,将室内风扇23a、23b设为停止状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2-1时,从压缩机2-1中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,到达热交换回路56的第2入出口管56D(作为入口管发挥作用),流入第2热交换部56H,其一部分流向分支管56E。
流入了分支管56E的气液混合制冷剂被热交换膨胀阀56F减压而到达第1热交换部56G。
它们的结果是,在第1热交换部56G、第2热交换部56H之间进行热交换,第1热交换部56G作为蒸发器发挥作用。此外,第1热交换部56G内的气液混合制冷剂基本上变为气相的制冷剂,经过蒸气出口管56B,被向压缩机2-1的中间压力部2M供给,从而被压缩机2-1压缩。
另外,流过第2热交换部56H的液相的制冷剂经过第1入出口管56C(作为液体出口管发挥作用),被分配给各室外单元3a、3b的室内膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,液相的制冷剂在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了喷出侧阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2-1。
另外,如上所述,当进行制冷制暖混合运转时(一方的室内单元进行制冷运转,另一方的室内单元进行制暖运转时等。),或者当进行贮存热水运转时,制冷剂按照使室内热交换器、室外热交换器、贮存热水用热交换器之间进行所谓的热平衡的方式循环。这样,就可以实现有效地利用了室内、室外的热量的运转。特别是,在利用室内单元进行的制冷运转、贮存热水运转的混合运转时,由于可以利用室内的热量进行贮存热水(供给热水),因此就可以形成极为有效的热的利用,从而可以获得能够将由室外单元的放热造成的热岛现象的发生抑制得较少等效果。
[4]实施方式4
图9是实施方式4的冷冻装置的制冷剂回路图。图9中,对于与图1相同的部分使用相同的符号。
冷冻装置30是被用于制冷专用的装置,具备具有压缩机2、室外热交换器3a、室外膨胀阀27a及水冷却装置28a的室外单元1、具有室内热交换器6a的室内单元5a。
下面,对冷冻装置30的制冷运转时的动作进行说明。
当驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过配管而流向室外热交换器3a。
此外,制冷剂在室外热交换器3a中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a的水冷式热交换器51。
这样,水冷式热交换体51在利用水将从室外热交换器3a中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53,再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷却装置28a的制冷剂在室外膨胀阀27a中被减压,到达室内热交换器6a,在室内热交换器6a中蒸发气化、被喷出,被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的室内热交换器6a的作用,室内单元5a进行制冷。
[5]实施方式5
图10是实施方式5的冷冻装置的制冷剂回路图。图10中,对于与图1相同的部分使用相同的符号。
冷冻装置30具备具有压缩机2、室外热交换器3a、室外膨胀阀27a及水冷却装置28a的室外单元1、具有室内热交换器6a的室内单元5a、四向阀60。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
当驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过四同阀60及配管而流向室外热交换器3a。
此外,制冷剂在室外热交换器3a中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a的水冷式热交换器51。
这样,水冷式热交换体51在利用水将从室外热交换器3a中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a。
此时,在水冷式热交换器51中进行了热交换后的水流向冷却塔(cooling tower)52,被外界气体冷却,经过冷却水泵53,再次向水冷式热交换器51循环。
通过了水冷却装置28a的制冷剂在室外膨胀阀27a中被减压,到达室内热交换器6a,在室内热交换器6a中蒸发气化、被喷出,经过四向阀60而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的室内热交换器6a的作用,室内单元5a进行制冷。
制暖运转
从压缩机2中喷出的制冷剂经过四向阀60及配管而流向室内热交换器6a,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,被室内膨胀阀18a减压,经过水冷却装置28a,在室外热交换器3a中被进行热交换,经过四向阀60而被吸入压缩机2。
像这样,由于各室内热交换器6a的并非冷凝的热交换作用,利用全部室内单元5a进行制暖。
[6]实施方式6
图11是实施方式6的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图11中,对于与图2相同的部分使用相同的符号。
本实施方式2与实施方式1不同的方面在于,取代水冷却装置28a,设置了冰蓄热槽65。
如图3所示,在用水冷却装置28a、28b进行冷却的情况下(例如能够冷却至20℃时),焓·压力线图如符号a→b→c→d的实线所示,可以降低用于获得必要的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力,但是,利用本实施方式6的冰蓄热槽65,也可以获得相同的效果。
下面,对冷冻装置30的动作进行说明。以下的说明中,由于除去冰蓄热槽运转以外,与实施方式1相同,因此仅说明制冷运转、冰蓄热运转及贮存热水+冰蓄热运转。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达冰蓄热槽65。
这样,冰蓄热槽65在利用冰将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
通过了冰蓄热槽65的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
根据如上所示的构成,冰蓄热槽65由于利用冰将由室外热交换器3a、3b喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
冰蓄热运转
下面,对冰蓄热运转时的动作进行说明。
当进行冰蓄热运转时,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,并且将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂就依次经过喷出管7、高压管11而流向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,经过室内膨胀阀18a、18b被分配给各室外单元3a、3b的室外膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂在冰蓄热槽65内蒸发气化而进行热交换,在使冰蓄热槽65内的水结冰后,通过室外热交换器3a、3b,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
这样,在冰蓄热槽65中就会进行冰蓄热。
贮存热水+冰蓄热运转
下面,对贮存热水+冰蓄热运转时的动作进行说明。
在进行贮存热水+冰蓄热运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,同时将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
其后,制冷剂经过膨胀阀47、中压管13而被分配给各室外单元3a、3b的室外膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂在冰蓄热槽65内蒸发气化而进行热交换,在使冰蓄热槽65内的水结冰后,通过室外热交换器3a、3b,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
这样,在冰蓄热槽65中就会进行冰蓄热。
[7]实施方式7
图12是实施方式7的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图12中,对于与图11相同的部分使用相同的符号。
本实施方式7与实施方式6不同的方面在于,所述实施方式6中,在进行冰蓄热运转时,在室内单元5a、5b侧会进行制暖或贮存热水,然而本实施方式7是在冰蓄热运转时,可以在室内单元5a、5b侧不进行制暖运转,在热水贮存单元50中不进行贮存热水运转的实施方式。
下面,对冷冻装置30的动作进行说明。以下的说明中,由于除去冰蓄热运转以外,与实施方式1相同,因此仅说明制冷运转、冰蓄热运转、贮存热水+冰蓄热运转。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。另外,关闭切换阀71,控制在冰蓄热槽65内流动的制冷剂量,调整用于调整合流后的制冷剂温度的膨胀阀72的开度,打开切换阀73、74。此外,关闭喷出侧阀16a、16b,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,并且将循环泵45设为停止状态。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂向喷出管7、高压管11、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此后,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,经过切换阀73而到达冰蓄热槽65。
这样,冰蓄热槽65利用冰将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)。另一方面,一部分的制冷剂从室内热交换器3a、3b迂回而不通过冰蓄热槽65,到达膨胀阀72。该膨胀阀72为了调整与通过冰蓄热槽65而被冷却了的制冷剂合流后的制冷剂温度,被调整开度。通过了膨胀阀72的制冷剂经过切换阀74而流向室外膨胀阀27a、27b。
通过了冰蓄热槽65的制冷剂穿过室外膨胀阀27a、27b而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
根据如上所示的构成,冰蓄热槽65由于利用冰将由室外热交换器3a、3b喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
冰蓄热运转
下面,对冰蓄热运转时的动作进行说明。
当进行冰蓄热运转时,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。另外,打开切换阀71,适当地调整膨胀阀72的开度,关闭切换阀73、74。此外,将喷出侧阀16a、16b及吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂就依次流向喷出管7、高压管11、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b,被膨胀阀72减压,流入冰蓄热槽65内。
此后,制冷剂在冰蓄热槽65内蒸发而进行热交换,在使冰蓄热槽65内的水结冰后,依次经过切换阀71、低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
像这样,在冰蓄热槽65中就会进行冰蓄热。
贮存热水+冰蓄热运转
下面,对贮存热水+冰蓄热运转时的动作进行说明。
在进行贮存热水+冰蓄热运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a、9b、19b关闭。另外,打开切换阀71、74,将膨胀阀72及切换阀73关闭。此外,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而流向贮存热水用热交换器41,在贮存热水用热交换器41中进行热交换(放热),水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
然后,制冷剂通过膨胀阀47,穿过中压管13,被室外膨胀阀27a减压,经过切换阀74而流入冰蓄热槽65内。
此后,制冷剂在冰蓄热槽65内蒸发而进行热交换,在使冰蓄热槽65内的水结冰后,依次经过切换阀71、低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2(冰蓄热运转)。
像这样,在冰蓄热槽65中就会进行冰蓄热。
[8]实施方式8
图13是实施方式8的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图13中,对于与图4或图12相同的部分使用相同的符号。
本实施方式8与实施方式7不同的方面在于,设置了所述实施方式2的中间压接收器55,由于其动作与实施方式2及实施方式7相同,另外,对于其效果也相同,因此将详细的说明省略。
[9]实施方式9
图14是实施方式9的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图14中,对于与图12相同的部分使用相同的符号。
本实施方式9与实施方式8不同的方面在于,设置了所述实施方式3的热交换回路56,由于其动作与实施方式3及实施方式8相同,另外,对于其效果也相同,因此将详细的说明省略。
[10]实施方式10
图15是实施方式10的冷冻装置的制冷剂回路图。图15中,对于与图9相同的部分使用相同的符号。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。以下的说明中,由于除去制冷运转及冰蓄热运转以外,与实施方式4相同,因此仅说明制冷运转及冰蓄热运转。
冷冻装置30是被用于制冷专用的装置,具备具有压缩机2、室外热交换器3a、室外膨胀阀27a及膨胀阀72的室外单元1、具有室内热交换器6a的室内单元5a、冰蓄热槽65、切换阀75、76、77。
下面,对冷冻装置30的制冷运转时的动作进行说明。
该情况下,膨胀阀72为了控制绕开冰蓄热槽65的制冷剂的流量,而被调整开度,将切换阀77关闭,将切换阀75、76打开。
该状态下,当驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过配管而流向室外热交换器3a。
此外,制冷剂在室外热交换器3a中进行了热交换后,经过切换阀75而到达冰蓄热槽65。
这样,从室外热交换器3a中喷出的制冷剂在蓄热槽65中被冰冷却而进行热交换,经过切换阀76而流向室外膨胀阀27a。此后,在室外膨胀阀27a中被减压,到达室内热交换器6a,在室内热交换器6a中蒸发气化、被喷出,被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的室内热交换器6a的作用,室内单元5a进行制冷。
冰蓄热运转
下面,对冰蓄热运转时的动作进行说明。
该情况下,打开切换阀77,关闭切换阀75、76。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂就流向室外热交换器3a,被膨胀阀72减压。
此后,制冷剂在冰蓄热槽65内蒸发而进行热交换,在使冰蓄热槽65内的水结冰后,经过切换阀77而被吸入压缩机2。
像这样,在冰蓄热槽65中就会进行冰蓄热。
[11]实施方式11
图16是实施方式11的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图16中,对于与图10或图15相同的部分使用相同的符号。
本实施方式11与实施方式5不同的方面在于,设置了所述实施方式10的冰蓄热槽65及附加回路,由于其动作与实施方式5及实施方式10相同,另外,对于其效果也相同,因此将详细的说明省略。
[12]实施方式12
图17是实施方式12的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图17中,对于与图12相同的部分使用相同的符号。
本实施方式12与实施方式6不同的方面在于,取代冰蓄热槽65,设置了冰蓄热槽85、切换阀86、89及膨胀阀87、88。
下面,对冷冻装置30的动作进行说明。以下的说明中,由于除去冰蓄热运转以外,与实施方式1相同,因此仅说明制冷运转及冰蓄热运转。
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。关闭切换阀86,为了进行用于调整制冷剂的温度的流量调整,调整膨胀阀87的开度,膨胀阀88关闭,切换阀89打开。此外,关闭喷出侧阀16a、16b,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂依次流向喷出管7、高压管11、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,经过切换阀89而到达冰蓄热槽85。
这样,冰蓄热槽85将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂用冰冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
通过了冰蓄热槽85的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
根据如上所示的构成,冰蓄热槽85由于利用冰将由室外热交换器3a、3b喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
冰蓄热运转
下面,对冰蓄热运转时的动作进行说明。
当进行冰蓄热运转时,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。另外,打开室外膨胀阀27a、切换阀86、膨胀阀87,调整用于调整制冷剂流量的膨胀阀88的开度。另外,关闭切换阀89。此外,将喷出侧阀16a、16b及吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂就依次经过喷出管7、高压管11、而流向切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b,分别不发生冷凝地进行热交换,通过膨胀阀87及室外膨胀阀27a,被膨胀阀88减压,流入冰蓄热槽85。
此后,制冷剂在冰蓄热槽85中进行热交换,在使冰蓄热槽85内的水结冰后,依次经过切换阀86、低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
像这样,在冰蓄热槽85中就会进行冰蓄热。
[13]实施方式13
图18是实施方式13的冷冻装置的制冷剂回路图的要部详细说明图。图18中,对于与图2、图4或图17相同的部分使用相同的符号。
本实施方式13与实施方式12不同的方面在于,设置了所述实施方式1的水冷却装置、实施方式2的中间压接收器,由于其动作与实施方式1、实施方式2及实施方式12相同,另外,对于其效果也相同,因此将详细的说明省略。
[14]实施方式14
图19是实施方式14的冷冻装置的制冷剂回路图的要部的详细说明图。图19中,对于与图2、图4、图17或图18相同的部分使用相同的符号。
本实施方式14与实施方式13不同的方面在于,在热源侧热交换器和中压管13之间,并列配置了水冷却装置28a(28b)、冰蓄热槽65、室外膨胀阀27a(27b)。
该情况下,在蓄热运转时,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,将另一方的切换阀9b、19b关闭。打开切换阀71b,打开切换阀101A,关闭切换阀101B,关闭膨胀阀27a(27b),调整膨胀阀87的开度。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11,穿过切换阀9a、19b而到达室外热交换器3a、3b,进行热交换(放热),穿过切换阀101A而到达水冷却装置28a(28b),被进行热交换(放热;追加冷却)。此后,被膨胀阀87减压,经过第1入出口管55C而被导入中间压接收器55内。
在中间压接收器55内,制冷剂被分离为液体制冷剂和中压蒸气,液体制冷剂经过第2入出口管55D、中压管13,到达膨胀阀88,被膨胀阀88再次膨胀,到达冰蓄热槽65。
此后,制冷剂在冰蓄热槽65内蒸发气化而进行热交换,在使冰蓄热槽65内的水结冰后,依次经过切换阀71b、低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。像这样,在冰蓄热槽85中就会进行冰蓄热。
另一方面,在中间压接收器主体55A内被进行了气液分离的中压蒸气经过蒸气出口管55B,被吸入压缩机2的中间压部2M。
像这样,就会在用水冷却装置28a、28b进行辅助冷却的同时,在冰蓄热槽65中进行冰蓄热。
另外,在制冷运转时,可以通过对切换阀101A、101B进行切换,就可以分别使用利用水冷却装置28a、28b的辅助冷却、利用冰蓄热槽65的辅助冷却。
具体来说,在早、晚不太需要制冷能力的时间带中,使用利用水冷却装置28a、28b的辅助冷却来进行制冷,在像中午那样需要制冷能力的时间带中,使用利用冰蓄热槽65的辅助冷却来进行制冷。
对于其他的动作,由于与实施方式1、实施方式2、实施方式12及实施方式13相同,另外,对于其效果也相同,因此将其详细的说明省略。
[15]实施方式15
图20是实施方式15的要部详细说明图。实施方式15的冷冻装置与实施方式1的冷冻装置不同的方面在于,取代水冷却装置28a、28b,具备了利用作为自然热源的地下热的地下热交换器101。而且,在图20中,为了图示的简化,取代水冷却装置28b而具备的地下热交换器101并未图示。
这些地下热交换器101如图20所示,具备与室外热交换器3a、3b及室外膨胀阀27a、27b连接并在运转时与由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂之间进行热交换的第1热交换器102、用于将热交换后的载热体(盐水)利用地下热冷却或加热的第2热交换器103、使载热体(盐水)循环的盐水泵104。
该情况下,就可以通过利用地下热将制冷剂冷却或加热来减小压力比,并且可以增大焓差,从而可以在确保相同的能力的情况下,减少制冷剂循环量。换言之,除了可以减小压力比以外,还可以降低压缩动力,从而可以提高热交换的效率系数(COP)。
下面,对实施方式15的冷冻装置30的动作进行说明。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
该情况下,室外膨胀阀27a、27b及室内膨胀阀18a、18b的开度被按照使温度传感器S4达到给定温度的方式,并按照使温度传感器S1的检测温度和温度传感器S2的检测温度的差(相当于过热度)达到一定的值的方式控制。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成地下热交换器101的第1热交换器102。
这样,各第1热交换器102在利用盐水将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在第1热交换器102中进行了热交换后的盐水流向第2热交换器103,被地下热冷却,经过盐水泵104,再次向第1热交换器102循环。
通过了地下热交换器101的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,并被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
根据如上所示的构成,地下热交换器101由于利用盐水将由室外热交换器3a、3b喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
制暖运转
下面,对制暖运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制暖的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,并且将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b流动,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,通过室内膨胀阀18a、18b,经过中压管13而被分配给各室外单元3a、3b的室外膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂到达第1热交换器102。这样,各第1热交换器102在利用盐水将制冷剂加热(热交换)后,流向室外热交换器3a、3b。
此时,在第1热交换器102中进行了热交换后的盐水流向第2热交换器103,被地下热加热,经过盐水泵104而再次向第1热交换器102循环。
此后,通过了地下热交换器101的制冷剂在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
像这样,利用各室内热交换器6a、6b的并非冷凝的热交换作用,全部室内单元5a、5b被同时制暖。
冷暖混合运转
下面,对冷暖混合运转时的动作进行说明。
在用不同的室内单元同时进行制冷运转和制暖运转时,例如用室内单元5a进行制冷,用室内单元5b进行制暖,制冷载荷大于制暖载荷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。另外,将与进行制冷的室内单元5a对应的喷出阀侧16a关闭,同时将吸入侧阀17a打开。另外,将与进行制暖的室内单元5b对应的喷出侧阀16b打开,同时将吸入侧阀17b关闭。
它们的结果是,从压缩机2中喷出的制冷剂的一部分依次经过喷出管7、切换阀9a、19a而流向室外热交换器3a。
此外,制冷剂在室外热交换器3a中进行了热交换后,到达构成水冷却装置28a的第1热交换器102。
这样,第1热交换器102在利用盐水将由室外热交换器3a中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a。此时,在第1热交换器102中进行了热交换后的盐水流向第2热交换器103,被地下热冷却,经过盐水泵104而再次向第1热交换器102循环。通过了地下热交换器101的制冷剂经过室外膨胀阀27a流入中压管13。
另外,未流向室外热交换器3的剩余的制冷剂经过高压管11而流向与进行制暖的室内单元5b对应的喷出侧阀16b、室内热交换器6b,在这些室内热交换器6b及室外热交换器3中进行并非冷凝的热交换作用。
此后,这些在室内热交换器6b、室外热交换器3中被进行了热交换的制冷剂经过中压管13而在室内单元5a的室内膨胀阀18a中被减压后,在各自的室内热交换器6a中被蒸发气化。其后,制冷剂流过吸入侧阀17a而在低压管12中被合流,依次经过吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。像这样,利用室内热交换器6b的热交换作用,室内单元5b被制暖,利用作为蒸发器发挥作用的另一个室内热交换器6a的作用,室内单元5a被制冷。
制冷+贮存热水运转(其一)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第1动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂的一部分被经过喷出管7、高压管11、切换阀48而导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
另一方面,从压缩机2中喷出的制冷剂的另外一部分依次流向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此后,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达构成地下热交换器101的第1热交换器102。
这样,各第1热交换器102在将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂利用盐水冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
此时,在第1热交换器102中进行了热交换后的盐水流向第2热交换器103,从而被地下热冷却,经过盐水泵104而再次向第1热交换器102循环。
通过了地下热交换器101的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
制冷+贮存热水运转(其二)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第2动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的切换阀9a、19a、9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b设为停止状态,将室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
由于对于其他的动作,与实施方式1相同,另外,对于其效果也相同,因此将其详细的说明省略。
[16]实施方式16
图21是实施方式16的要部详细说明图。实施方式16的冷冻装置与实施方式15的冷冻装置不同的方面在于,取代地下热交换器101而具备了地下热交换器111(相当于实施方式15的第2热交换器103)。而且,在图21中,为了图示的简略化,取代水冷却装置28b而具备的地下热交换器111也并未图示。
这些地下热交换器111如图21所示,被与室外热交换器3a、3b及室外膨胀阀27a、27b连接。
该情况下,也可以通过利用地下热将制冷剂冷却或加热来减小压力比,并且可以增大焓差,从而可以在确保相同的能力的情况下,减少制冷剂循环量。换言之,除了可以减小压力比以外,还可以降低压缩动力,从而可以提高热交换的效率系数(COP)。
下面,对实施方式16的冷冻装置30的动作进行说明。
制冷运转
首先,对制冷运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制冷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,并且将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,并且将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为停止状态。
该情况下,室外膨胀阀27a、27b及室内膨胀阀18a、18b的开度被按照使温度传感器S4达到给定温度的方式,并按照使温度传感器S1的检测温度和温度传感器S2的检测温度的差(相当于过热度)达到一定的值的方式控制。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b依次流动。
此外,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达地下热交换器111。
这样,地下热交换器111在利用地下热将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
通过了地下热交换器111的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b而流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,并被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
根据如上所示的构成,地下热交换器111由于利用地下热将由室外热交换器3a、3b喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,从而可以降低压缩机2的压缩动力。
制暖运转
下面,对制暖运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制暖的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a关闭,并且将另一方的切换阀9b、19b打开。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b流动,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,通过室内膨胀阀18a、18b,经过中压管13而被分配给各室外单元3a、3b的室外膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂到达地下热交换器111。这样,各地下热交换器111利用地下热将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂加热(热交换)。
此后,通过了地下热交换器111的制冷剂在各室外热交换器3a、3b中蒸发气化,分别流过了切换阀9b、19b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
像这样,利用各室内热交换器6a、6b的并非冷凝的热交换作用,全部室内单元5a、5b被同时制暖。
冷暖混合运转
下面,对冷暖混合运转时的动作进行说明。
在用不同的室内单元同时进行制冷运转和制暖运转时,例如用室内单元5a进行制冷,用室内单元5b进行制暖,制冷载荷大于制暖载荷的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。另外,将与进行制冷的室内单元5a对应的喷出阀侧16a关闭,同时将吸入侧阀17a打开。另外,将与进行制暖的室内单元5b对应的喷出侧阀16b打开,同时将吸入侧阀17b关闭。
它们的结果是,从压缩机2中喷出的制冷剂的一部分依次经过喷出管7、切换阀9a、19a而流向室外热交换器3a。
此外,制冷剂在室外热交换器3a中进行了热交换后,到达地下热交换器111。
这样,地下热交换器111利用地下热将由室外热交换器3a中喷出的制冷剂冷却(热交换)。通过了地下热交换器111的制冷剂经过室外膨胀阀27a流入中压管13。
另外,未流向室外热交换器3的剩余的制冷剂经过高压管11而流向与进行制暖的室内单元5b对应的喷出侧阀16b、室内热交换器6b,在这些室内热交换器6b及室外热交换器3中进行并非冷凝的热交换作用。
此后,这些在室内热交换器6b、室外热交换器3中被进行了热交换的制冷剂经过中压管13而在室内单元5a的室内膨胀阀18a中被减压后,在各自的室内热交换器6a中被蒸发气化。其后,制冷剂流过吸入侧阀17a而在低压管12中被合流,依次经过吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。像这样,利用室内热交换器6b的热交换作用,室内单元5b被制暖,利用作为蒸发器发挥作用的另一个室内热交换器6a的作用,室内单元5a被制冷。
制冷+贮存热水运转(其一)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第1动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的一方的切换阀9a、19a打开,同时将另一方的切换阀9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b、室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂的一部分被经过喷出管7、高压管11、切换阀48而导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
另一方面,从压缩机2中喷出的制冷剂的另外一部分依次流向喷出管7、切换阀9a、19a、室外热交换器3a、3b。
此后,制冷剂在室外热交换器3a、3b中进行了热交换后,到达地下热交换器111。
这样,各地下热交换器111在将由室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂利用地下热冷却(热交换)后,流向室外膨胀阀27a、27b。
通过了地下热交换器111的制冷剂经过室外膨胀阀27a、27b流入中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。
此后,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4,而被吸入压缩机2。像这样,由于作为蒸发器发挥作用的各室内热交换器6a、6b的作用,全部室内单元5a、5b被同时制冷。
制冷+贮存热水运转(其二)
下面,对制冷+贮存热水运转时的第2动作进行说明。
在进行制冷+贮存热水运转的情况下,将室外热交换器3a、3b的切换阀9a、19a、9b、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b关闭,同时将吸入侧阀17a、17b打开。另外,将室外风扇29a、29b设为停止状态,将室内风扇23a、23b设为驱动状态,循环泵45设为驱动状态。另外,将连接高压管11和贮存热水用热交换器41的切换阀48打开。
当在该状态下驱动压缩机2时,从压缩机2中喷出的制冷剂经过喷出管7、高压管11、切换阀48而被导向贮存热水用热交换器41。此后,在贮存热水用热交换器41中,穿过水配管46的水被加热,达到了高温的水被贮存在热水贮存罐43中。作为制冷剂使用二氧化碳制冷剂,由于成为高压的超临界循环,因此被贮存在这里的热水达到大约80℃以上的高温。被贮存在该热水贮存罐43中的热水经过省略了图示的配管被送向各种设备(贮存热水运转)。
热交换后的制冷剂经过膨胀阀47而到达中压管13,被分配给各室内单元5a、5b的室内膨胀阀18a、18b,在这里被减压。另外,制冷剂在各室内热交换器6a、6b中蒸发气化,分别流过了吸入侧阀17a、17b后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
由于对于其他的动作,与实施方式1相同,另外,对于其效果也相同,因此将其详细的说明省略。
[17]实施方式17
图22是实施方式17的要部详细说明图。实施方式17的冷冻装置与实施方式15的冷冻装置不同的方面在于,不借助在制暖或供给热水运转时作为热源侧热交换器的室外热交换器3a、3b,而设置了用于仅利用地下热的旁路管121及切换阀122。
该旁路管121及切换阀122被与室外热交换器3a、3b和地下热交换器101的连接点及低压管12之间连接。
该情况下,可以通过利用地下热加热制冷剂来减小压力比,并且可以增大焓差,从而可以确保相同的能力的情况下,减少制冷剂循环量。换言之,除了可以减小压力比以外,还可以降低压缩动力,从而可以提高热交换的效率系数(COP)。
下面,对实施方式17的冷冻装置的制暖或供给热水运转时的动作进行说明。
制暖运转
首先,对制暖运转时的动作进行说明。
在用室内单元5a、5b进行制暖的情况下,将室外热交换器3a、3b的切换阀9a、9b、19a、19b关闭。此外,将喷出侧阀16a、16b打开,并且将吸入侧阀17a、17b关闭。
这样,从压缩机2中喷出的制冷剂依次经过喷出管7、高压管11而向喷出侧阀16a、16b、室内热交换器6a、6b流动,在这里分别不发生冷凝地进行热交换,通过室内膨胀阀18a、18b,经过中压管13而被分配给各室外单元的室外膨胀阀27a、27b,在这里被减压。
此后,制冷剂到达第1热交换器102被盐水加热(热交换)。
此时,在第1热交换器102中进行了热交换后的盐水流向第2热交换器103,被地下热加热,经过盐水泵104而再次向第1热交换器102循环。
此后,通过了地下热交换器101的制冷剂蒸发气化,分别流过了旁路管121及切换阀122后,依次经过低压管12、吸入管8、促动器4而被吸入压缩机2。
像这样,利用各室内热交换器6a、6b的并非冷凝的热交换作用,全部室内单元5a、5b被同时制暖。
由于在贮存热水运转时、制暖贮存热水混合运转、冷暖混合运转时制暖载荷大于制冷载荷的情况下,或在冷暖贮存热水混合运转时制暖供给热水载荷大于制冷载荷的情况下的地下热交换器111、旁路管121及旁路阀122的动作与所述的制暖运转的情况相同,效果也相同,因此详细的说明省略。
另外,由于对于其他的动作,与实施方式15相同,另外,对于其效果也相同,因此省略其详细的说明。
[17.1]实施方式17的变形例
以上的说明中,虽然为了在制暖时不流过作为热源侧热交换器的室外热交换器3a、3b,采用了设置旁路管121及切换阀122的构成,但是也可以使与室外热交换器3a、3b对应的风扇(图22中为室外风扇3a1)不动作,使制冷剂在室外热交换器3a、3b内通过的构成。
[18]实施方式的效果
如上说明所示,根据各实施方式,水冷却装置或冰蓄热槽由于利用水或冰将从室外热交换器3a、3b中喷出的制冷剂冷却(热交换),因此就可以降低用于获得必需的焓差的高压侧压力,另外,由于焓差变大,可以减少制冷剂循环量,因此就可以降低压缩机2的压缩动力。
其结果是,可以实现效率系数的提高。
[19]实施方式的变形例
[19.1]变形例1
以上的说明中,虽然按照使设置在作为蒸发器使用的热交换器的中央部的温度传感器、设置在出口部的温度传感器的温度差(所谓的过热度)成为一定的值的方式,来控制第2段(低压侧)的膨胀阀,按照使高压侧的压力及中压部温度达到给定的值的方式来控制第1段(高压侧)的膨胀阀,使用由高压侧压力及中压部温度的给定的值、作为散热器(放热侧热交换器)使用的热交换器的出口温度、作为蒸发器发挥作用的热交换器的温度求得并按照使循环效率达到最佳地预先设定的值,使压缩机与载荷对应地进行容量控制(转速控制),但是控制量也可以如下所示,使用能够实现相同的控制的其他的值。
(1)中压部温度可以用中压部压力代替。
(2)蒸发器温度可以用蒸发器压力、外界温度或室内温度代替。
(3)放热侧热交换器的出口温度也可以用外界温度、室内温度、供水温度代替。
(4)高压侧压力可以用喷出温度代替。
[19.2]变形例2
在以上的实施方式15到实施方式17中,虽然对于地下热详细地进行了说明,但是也可以利用地下水或地热。
也可以取代地下热,按照利用其他的自然热源,例如河川水或海水的方式来构成。

Claims (11)

1.一种热交换装置,是具备了压缩机及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元、膨胀阀、具备了作为使用侧热交换器的室内热交换器的室内单元被单元间配管连接而构成热交换循环的热交换装置,其特征是,具备:
被配置在所述膨胀阀和所述热源侧热交换器之间,在运转时在所述热源侧热交换器中在热交换后的制冷剂和载热体之间进行热交换,或者取代所述热源侧热交换器而在所述制冷剂和所述载热体之间进行热交换的第1热交换器、
用于在所述载热体和第2热源之间进行热交换的第2热交换器。
2.一种热交换装置,其特征是,
具备了压缩机、室外膨胀阀及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元与具备了室内膨胀阀及作为使用侧热交换器的室内热交换器的多台室内单元被单元间配管连接,所述室外热交换器的一端被与所述压缩机的制冷剂喷出管和制冷剂吸入管择一地连接,所述单元间配管具有与所述制冷剂喷出管连接的高压管、与所述制冷剂吸入管连接的低压管、与所述室外热交换器的另一端连接的中压管,所述各室内单元如下构成,即,所述室内热交换器的一端被与所述高压管和所述低压气体管择一地连接,另一端被与所述中压管连接,从而可以使这些多台室内单元同时进行制冷运转或制暖运转,或者可以将这些制冷运转和制暖运转混合实施,
在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间具备了在运转时在所述热源侧热交换器中在热交换后的制冷剂和第2热源之间进行热交换的热交换器。
3.根据权利要求1或2所述的热交换装置,其特征是,
所述第2热源,是大气、地下水、河川水、海水、或者地热中的任意一种。
4.一种冷冻装置,是具备了压缩机及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元、膨胀阀、具备了作为使用侧热交换器的室内热交换器的室内单元被单元间配管连接而构成冷冻循环的冷冻装置,其特征是,
具备了被配置在所述膨胀阀和所述热源侧热交换器之间并在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂冷却的冷却用热交换器。
5.一种冷冻装置,其特征是,
具备了压缩机、室外膨胀阀及作为热源侧热交换器的室外热交换器的室外单元与具备了室内膨胀阀及作为使用侧热交换器的室内热交换器的多台室内单元被单元间配管连接,所述室外热交换器的一端被与所述压缩机的制冷剂喷出管和制冷剂吸入管择一地连接,所述单元间配管具有与所述制冷剂喷出管连接的高压管、与所述制冷剂吸入管连接的低压管、与所述室外热交换器的另一端连接的中压管,所述各室内单元如下构成,即,所述室内热交换器的一端被与所述高压管和所述低压气体管择一地连接,另一端被与所述中压管连接,从而可以使这些多台室内单元同时进行制冷运转或制暖运转,或者可以将这些制冷运转和制暖运转混合实施,
具备在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后紧接着的制冷剂在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间冷却的冷却用热交换器。
6.根据权利要求4或5所述的冷冻装置,其特征是,
作为所述冷却用热交换器,具备配置在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间并在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂冷却的水冷式热交换器、用于将所述水冷式热交换器的冷却水冷却的冷却塔。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的冷冻装置,其特征是,
作为所述冷却用热交换器,或者除了所述冷却用热交换器以外,还具备配置在所述室外膨胀阀和所述热源侧热交换器之间并在制冷运转时在所述热源侧热交换器中将热交换后的制冷剂冷却的冰蓄热槽。
8.根据权利要求4至7中任意一项所述的冷冻装置,其特征是,
所述压缩机具有能够实现具有高于吸入时的制冷剂压力而低于喷出时的制冷剂压力的中间压力的制冷剂的导入的中间压部,
具备被夹设在连接所述热源侧热交换器的膨胀阀、所述使用侧热交换器的膨胀阀的流路中,在所述热源侧热交换器或所述使用侧热交换器中将热交换器后的气液混合制冷剂进行气液分离,将气相的制冷剂导向所述中间压部的中间压接收器。
9.根据权利要求5至8中任意一项所述的冷冻装置,其特征是,
所述压缩机具有能够实现具有高于吸入时的制冷剂压力而低于喷出时的制冷剂压力的中间压力的制冷剂的导入的中间压部,
具备将从所述热源侧热交换器及所述使用侧热交换器当中的任意一方的热交换器向另一方的热交换器流动的制冷剂分流,在所述分流后的一方的制冷剂、与分流后的另一方的制冷剂或分流前的制冷剂的任意一方之间进行热交换,使所述一方的制冷剂成为气相,将该气相的制冷剂导向所述中间压部的热交换回路。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的冷冻装置,其特征是,
所述制冷剂在高压侧在冷却循环中被在超临界压力下运转。
11.根据权利要求10所述的冷冻装置,其特征是,
作为所述制冷剂使用二氧化碳。
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