JP2006194565A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006194565A
JP2006194565A JP2005009570A JP2005009570A JP2006194565A JP 2006194565 A JP2006194565 A JP 2006194565A JP 2005009570 A JP2005009570 A JP 2005009570A JP 2005009570 A JP2005009570 A JP 2005009570A JP 2006194565 A JP2006194565 A JP 2006194565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
compressor
bypass pipe
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005009570A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Watanabe
泰 渡辺
Makoto Fujitani
誠 藤谷
Hisashi Hattori
久司 服部
Mitsushi Yoshimura
充司 吉村
Tateji Morishima
立二 森島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2005009570A priority Critical patent/JP2006194565A/ja
Publication of JP2006194565A publication Critical patent/JP2006194565A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】 空気調和機の効率をさらに向上させること。
【解決手段】 第1の圧縮機2、第1の四方弁3、中間熱交換器5、第1の膨張弁6、室内熱交換器7、および第1の室外熱交換器4を有する第1の冷媒回路9と、第2の圧縮機10、第2の四方弁11、中間熱交換器5、第2の膨張弁13、および第2の室外熱交換器12を有する第2の冷媒回路15とを具備し、前記中間熱交換器5において前記第1の冷媒回路9を循環する冷媒と前記第2の冷媒回路15を循環する冷媒との熱交換が行われる空気調和装置1であって、前記中間熱交換器5をバイパスする第1バイパス管16が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、空気調和装置に関するものである。
空気調和装置としては、主圧縮機、室外熱交換器、過冷却用熱交換器、および室内熱交換器を具備する第1の系統と、サブ圧縮機、および室外熱交換器を具備し、かつ前記過冷却用熱交換器を介して第1の系統と熱的に接続されている第2の系統と、を備えるものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特開2002−286310号公報(図1)
しかしながら、上記特許文献1に開示されている発明は、圧縮式冷凍機に関するものであるため、冷房運転時についての配慮はなされているものの、暖房運転時についての配慮は全くなされていない。
すなわち、上記特許文献1に開示された圧縮機冷凍機のサイクルを単に逆サイクルにして暖房運転した場合、室外熱交換器および過冷却用熱交換器が第1の系統に対して直列に配置されているため、第1の系統の管路抵抗が大きく、冷媒の圧力損失が大きくなってしまうといった問題点があった。
また、過冷却用熱交換器が第1の系統に対して直列に配置されているため、暖房運転時において、この過冷却用熱交換器を通過する冷媒の量を調整することができず、第2の系統の高圧を制御することが困難で、第2の系統側を最適な状態で運転することができず、エネルギー消費効率が悪いといった問題点もあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、空気調和装置全体の効率をさらに向上させることを目的とするものである。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項1に記載の空気調和装置は、冷媒を圧縮する第1の圧縮機、運転モードにあわせて前記第1の圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える第1の四方弁、前記第1の圧縮機から吐出された冷媒が内部を通過する中間熱交換器、冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする第1の膨張弁、内部を通過する冷媒と室内気との熱交換を行う室内熱交換器、および内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う第1の室外熱交換器を有する第1の冷媒回路と、冷媒を圧縮する第2の圧縮機、運転モードにあわせて前記第2の圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える第2の四方弁、前記第2の圧縮機から吐出された冷媒が内部を通過する中間熱交換器、冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする第2の膨張弁、および内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う第2の室外熱交換器を有する第2の冷媒回路とを具備し、前記中間熱交換器において前記第1の冷媒回路を循環する冷媒と前記第2の冷媒回路を循環する冷媒との熱交換が行われる空気調和装置であって、前記中間熱交換器をバイパスする第1バイパス管が設けられていることを特徴とする。
このような空気調和装置によれば、第1の冷媒回路を循環する冷媒は、中間熱交換器および第1バイパス管の双方を通過することになる。すなわち、中間熱交換器と第1バイパス管とが並列に配置されていることになり、第1の冷媒回路の管路抵抗が減少し、冷媒の圧力損失が減少する。
請求項2に記載の空気調和装置は、前記中間熱交換器を通過する冷媒量と、前記第1バイパス管を通過する冷媒量との割合を変更する流量制御手段が設けられていることを特徴とする。
このような空気調和装置によれば、流量制御手段により、例えば、冷房運転時には全冷媒が中間熱交換器を通過し、暖房運転時には中間熱交換器と第1バイパス管とに冷媒が適宜振り分けられることとなる。すなわち、冷房運転時には、中間熱交換器において第2の冷媒回路を循環する冷媒により、第1の冷媒回路を循環する冷媒が過冷却されることとなり、暖房運転時には、中間熱交換器を通過する第1の冷媒回路側の冷媒量が調整され、第2の冷媒回路の高圧が調整されることとなる。
請求項3に記載の空気調和装置は、前記第1の室外熱交換器または前記室内熱交換器をバイパスする第2バイパス管が設けられていることを特徴とする。
このような空気調和装置によれば、第1の冷媒回路を循環する冷媒は、中間熱交換器、第1バイパス管、および第2バイパス管を通過することになる。すなわち、中間熱交換器、第1バイパス管、および第2バイパス管が互いに並列に配置されていることになり、第1の冷媒回路の管路抵抗が減少し、冷媒の圧力損失が減少する。
請求項4に記載の空気調和装置は、前記第2バイパス管に水熱交換器が設けられており、該水熱交換器において前記第2バイパス管を通過する冷媒と、前記第1の圧縮機および/または前記第2の圧縮機を駆動する内燃機関のエンジン冷却水との熱交換が行われることを特徴とする。
このような空気調和装置によれば、第2バイパス管を通過する冷媒が、水熱交換器においてエンジン冷却水により温められ、第1の圧縮機に流入する冷媒の温度が上昇させられることとなる。
請求項5に記載の空気調和装置は、前記第2バイパス管に流量制御弁が設けられていることを特徴とする。
このような空気調和装置によれば、例えば、内燃機関の起動時や極寒冷地における使用時には、流量制御弁が全閉状態とされ、第2バイパス管を通過する冷媒の熱がエンジン冷却水に奪われないようにすることができる。
本発明の空気調和装置によれば、空気調和装置全体の効率をさらに向上させることができるという効果を奏する。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明による空気調和装置の第1実施形態を示す概略構成図である。図1に示す空気調和装置1は、第1の圧縮機2、第1の四方弁3、第1の室外熱交換器4、中間熱交換器5、第1の膨張弁6、室内熱交換器7、および第1の配管8を主たる要素として有する第1の冷媒回路9と、前記中間熱交換器5、第2の圧縮機10、第2の四方弁11、第2の室外熱交換器12、第2の膨張弁13、および第2の配管14を主たる要素として有する第2の冷媒回路15とを具備するものである。
まず、第1の冷媒回路9を構成する構成要素について説明する。
第1の圧縮機2は、低温・低圧のガス状冷媒を吸引して圧縮し、高温・高圧のガス状冷媒とするものであり、後述するガスエンジン(内燃機関)GEを駆動源として運転されるものである。
第1の四方弁3は、第1の圧縮機2の下流側に設けられるとともに、第1の圧縮機2から吐出された冷媒の流路を冷房運転時と暖房運転時とで切り替えるものであり、暖房運転時(図において実線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第1の圧縮機2から室内熱交換器7に向かう流路を形成し、一方、冷房運転時(図において破線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第1の圧縮機2から第1の室外熱交換器4に向かう流路を形成するように構成されている。
第1の室外熱交換器4は、冷房運転時に高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。
中間熱交換器(「冷媒間熱交換器」ともいう)5は、第1の冷媒回路9を循環する冷媒と第2の冷媒回路15を循環する冷媒との間で熱の授受を行わせるものであり、暖房運転時には第2の冷媒回路15を循環する冷媒により、第1の冷媒回路9を循環する冷媒が加熱され、冷房運転時には第2の冷媒回路15を循環する冷媒により、第1の冷媒回路9を循環する冷媒が冷却されるようになっている。
第1の膨張弁6は、内部を通過する冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にするものである。
室内熱交換器7は、冷房運転時に低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて室内の空気(室内気)から熱を奪うエバポレータとして機能し、逆に暖房運転時には高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて室内の空気を暖めるコンデンサとして機能するものである。
第1の配管8は、これら第1の圧縮機2、第1の四方弁3、第1の室外熱交換器4、中間熱交換器5、第1の膨張弁6、および室内熱交換器7を接続するとともに、これら構成要素間を冷媒が循環できるようにするものであり、これにより第1の冷媒回路9が形成されている。
また、第1の室外熱交換器4と第1の膨張弁6との間に位置する第1の配管8には、中間熱交換器6をバイパスする第1バイパス管16が第1接続部17および第2接続部18を介して接続されているとともに、この第1バイパス管16には逆止弁19が設けられている。この逆止弁19は、室内熱交換器7から第1の室外熱交換器4の側への冷媒の流通を許容し、第1の室外熱交換器4から室内熱交換器7の側への冷媒の流通を遮断するチェックバルブである。
そして、第1接続部17と中間熱交換器5との間に位置する第1の配管8には、第1開閉弁20が、第2接続部18と中間熱交換器5との間に位置する第1の配管8には、第1流量制御弁(流量制御手段)21がそれぞれ設けられている。第1開閉弁20は、暖房運転時に全閉状態とされ、冷房運転時に全開状態とされるオン−オフ弁である。また、第1流量制御弁21は、冷房運転時に全開状態とされ、暖房運転時にその開度が調整されて、中間熱交換器5に流入する冷媒の量を適宜調整するバルブである。
第1の四方弁3から流出した冷媒を、第1の圧縮機2の吸入側へ戻す第1の配管8の途中には、第3接続部22が設けられており、この第3接続部22には、第2バイパス管23の一端および第3バイパス管(第2バイパス管)24が接続されている。第2バイパス管23の他端は、第1開閉弁20と中間熱交換器5との間に位置する第1の配管8に第4接続部25を介して接続されており、第2バイパス管23には、第2開閉弁26が設けられている。この第2開閉弁26は、暖房運転時に全開状態とされ、冷房運転時に全閉状態とされるオン−オフ弁である。
また、第3バイパス管24の他端は、第1の室外熱交換器4と第1接続部17との間に位置する第1の配管8に第5接続部27を介して接続されており、第3バイパス管24には、第5接続部27の側から第2流量制御弁(流量制御弁)28と水熱交換器29とが設けられている。この第2流量制御弁28は、冷房運転時に全閉状態とされ、暖房運転時にその開度が調整されて、水熱交換器29に流入する冷媒の量を適宜調整するバルブである。水熱交換器29は、後述する冷却水回路を循環するエンジン冷却水と第3バイパス管24を通過する冷媒との間で熱の授受を行わせるものであり、暖房運転時に、冷却水回路を循環するエンジン冷却水により、第3バイパス管24を通過する冷媒が加熱されるようになっている。
第1の室外熱交換器4と第5接続部27との間に位置する第1の配管8には、冷房運転時に全開状態とされ、暖房運転時にその開度が調整されて、第1の室外熱交換器4に流入する冷媒の量を適宜調整する第3流量制御弁30が設けられている。
冷却水回路31は、ガスエンジンGEと、水熱交換器29と、ラジエータ32と、第1三方弁33と、第2三方弁34とを主たる要素として構成されている。
ガスエンジンGEは、第1の冷媒回路9内に配置されている第1の圧縮機2とシャフトまたはベルト等により接続されており、ガスエンジンGEから第1の圧縮機2に駆動力が伝達されるようになっている。
ラジエータ32は、冷却水回路31を循環するエンジン冷却水と外気との間で熱の授受を行わせる熱交換器であり、エンジン冷却水の熱が外気に奪われ、エンジン冷却水の温度が下げられるようになっている。
第1三方弁33および第2三方弁34はそれぞれ、ガスエンジンGE、水熱交換器29、およびラジエータ32を通過するエンジン冷却水の水量を調整するものであり、所望温度のエンジン冷却水が得られるよう、適宜必要に応じてその開度が調整されるようになっている。なお、ガスエンジンGEの内部には図示しない水ポンプが設けられており、これにより、エンジン冷却水が冷却水回路31内を循環するようになっている。
つぎに、第2の冷媒回路15を構成する構成要素について説明する。
第2の圧縮機10は、低温・低圧のガス状冷媒を吸引して圧縮し、高温・高圧のガス状冷媒とするものであり、例えば、電動モータ等を駆動源として運転されるものである。
第2の四方弁11は、第2の圧縮機10の下流側に設けられるとともに、第2の圧縮機10から吐出された冷媒の流路を冷房運転時と暖房運転時とで切り替えるものであり、暖房運転時(図において実線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第2の圧縮機10から中間熱交換器5に向かう流路を形成し、一方、冷房運転時(図において破線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第2の圧縮機10から第2の室外熱交換器12に向かう流路を形成するように構成されている。
第2の室外熱交換器12は、冷房運転時に高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。
第2の膨張弁13は、内部を通過する冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にするものである。
なお、中間熱交換器5については前述したので、ここではその説明を省略する。また、図中の符号Fはファンである。
以下に、上記構成からなる空調調和装置1について、室内を冷暖房するそれぞれの運転時について、冷媒の流れ方を説明する。
冷房運転時、第1の冷媒回路9内の冷媒は、図1に示す破線矢印の方向、すなわち第1の圧縮機2→第1の四方弁3→第1の室外熱交換器4→中間熱交換器5→第1の膨張弁6→室内熱交換器7→第1の四方弁3→第3接続部22→第1の圧縮機2の順に流れる。なおこの際、第2開閉弁26および第2流量制御弁28はそれぞれ全閉状態とされているとともに、第1開閉弁20、第1流量制御弁21、および第3流量制御弁30はそれぞれ全開状態とされており、第1の圧縮機2から吐出された冷媒の全量が中間熱交換器5を通過する。
一方、第2の冷媒回路15内の冷媒は、図1に示す破線矢印の方向、すなわち第2の圧縮機10→第2の四方弁11→第2の室外熱交換器12→第2の膨張弁13→中間熱交換器5→第2の四方弁11→第2の圧縮機10の順に流れる。
暖房運転時、第1の冷媒回路9内の冷媒は、図1に示す実線矢印の方向、すなわち第1の圧縮機2→第1の四方弁3→室内熱交換器7→第1の膨張弁6→第1流量制御弁21→中間熱交換器5→第4接続部25→第2バイパス管23→第3接続部22→第1の圧縮機2の順、あるいは第1の圧縮機2→第1の四方弁3→室内熱交換器7→第1の膨張弁6→逆止弁19→第5接続部27→第2流量制御弁28→水熱交換器29→第3接続部22→第1の圧縮機2の順、または第1の圧縮機2→第1の四方弁3→室内熱交換器7→第1の膨張弁6→逆止弁19→第5接続部27→第3流量制御弁30→第1の室外熱交換器4→第1の四方弁3→第3接続部22→第1の圧縮機2の順に流れる。なおこの際、第1開閉弁20は全閉状態とされ、第2開閉弁26は全開状態とされている。また、第1流量制御弁21、第2流量制御弁28、および第3流量制御弁30はそれぞれ、第1の冷媒回路9内を循環する冷媒の温度や圧力、第2の冷媒回路15内を循環する冷媒の温度や圧力、冷却水回路31内を循環するエンジン冷却水の温度等により適宜その開度が個別に調整されるようになっている。
一方、第2の冷媒回路15内の冷媒は、図1に示す破線矢印の方向、すなわち第2の圧縮機10→第2の四方弁11→中間熱交換器5→第2の膨張弁13→第2の室外熱交換器12→第2の四方弁11→第2の圧縮機10の順に流れる。
以上説明したように、暖房運転時、中間熱交換器5、第1の室外熱交換器4、および水熱交換器29が第1の冷媒回路9に対してそれぞれ並列となるように配置されているので、第1の冷媒回路9内の管路抵抗を減少させることができて、冷媒の圧力損失を低減させることができる。
また、暖房運転時、第1流量制御弁21、第2流量制御弁28、および第3流量制御弁30が適宜調整されることにより、中間熱交換器5、第1の室外熱交換器4、および水熱交換器29を通過する冷媒の量が個別に制御されることとなる。すなわち、中間熱交換器5を通過する第1の冷媒回路9側の冷媒量をきめ細やかに調整することができるので、第2の冷媒回路15の高圧を同様にきめ細やかに調整することができ、第2の冷媒回路15側を常に最適な状態で運転することができて、第2の冷媒回路15のCOP(Coefficiency of
performance:エネルギー消費効率)を高めることができる。
さらに、中間熱交換器5を通過する第2の冷媒回路15側の冷媒、および/または水熱交換器29を通過するエンジン冷却水により第1の冷媒回路9側の冷媒を温めることができる、すなわち、第1の圧縮機2に流入する冷媒の温度を上昇させることができて、第1の圧縮機2の吐出ガス温度を上昇させることができるので、第1の冷媒回路9のCOPを高めることができる。
さらにまた、水熱交換器29が第1の冷媒回路9に対して並列となるように配置されているとともに、その入口側の第3バイパス管24に第2流量制御弁28が設けられているので、エンジン冷却水が第3バイパス管24を通過する冷媒から過剰に熱を奪ってしまうおそれがある場合、例えば、ガスエンジンGEの起動時や極寒冷地における使用時には、第2流量制御弁28を全閉状態として、第3バイパス管24を通過する冷媒の熱がエンジン冷却水に奪われないようにすることができる。
さらにまた、冷房運転時、中間熱交換器5において第2の冷媒回路15を循環する冷媒により、第1の冷媒回路9を循環する冷媒が過冷却され、第1の冷媒回路9の、第1の室外熱交換器4の出口冷媒の過冷却度が増大させられることとなるので、第1の冷媒回路9の冷媒循環量を増やすことなく冷媒能力を増大させることができる。
図2は、本発明による空気調和装置の第2実施形態を示す概略構成図である。図2に示す空気調和装置5は、第1の圧縮機2、四方弁3、第1の室外熱交換器4、中間熱交換器5、第1の膨張弁6、室内熱交換器7、および第1の配管8を主たる要素として有する第1の冷媒回路9と、前記中間熱交換器5、第2の圧縮機10、三方弁52、第2の室外熱交換器12、第2の膨張弁13、および第2の配管14を主たる要素として有する第2の冷媒回路53とを具備するものである。
まず、第1の冷媒回路9を構成する構成要素について説明する。
第1の圧縮機2は、低温・低圧のガス状冷媒を吸引して圧縮し、高温・高圧のガス状冷媒とするものであり、後述するガスエンジン(内燃機関)GEを駆動源として運転されるものである。
第1の四方弁3は、第1の圧縮機2の下流側に設けられるとともに、第1の圧縮機2から吐出された冷媒の流路を冷房運転時と暖房運転時とで切り替えるものであり、暖房運転時(図において実線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第1の圧縮機2から室内熱交換器7に向かう流路を形成し、一方、冷房運転時(図において破線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第1の圧縮機2から第1の室外熱交換器4に向かう流路を形成するように構成されている。
第1の室外熱交換器4は、冷房運転時に高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。
中間熱交換器(「冷媒間熱交換器」ともいう)5は、冷房運転時に、第1の冷媒回路9を循環する冷媒と第2の冷媒回路53を循環する冷媒との間で熱の授受を行わせるものであり、2の冷媒回路53を循環する冷媒により、第1の冷媒回路9を循環する冷媒が冷却されるようになっている。なお、暖房運転時、第1の冷媒回路9を循環する冷媒と第2の冷媒回路53を循環する冷媒との間で熱の授受が行われることはない。
第1の膨張弁6は、内部を通過する冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にするものである。
室内熱交換器7は、冷房運転時に低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて室内の空気(室内気)から熱を奪うエバポレータとして機能し、逆に暖房運転時には高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて室内の空気を暖めるコンデンサとして機能するものである。
第1の配管8は、これら第1の圧縮機2、四方弁3、第1の室外熱交換器4、中間熱交換器5、第1の膨張弁6、および室内熱交換器7を接続するとともに、これら構成要素間を冷媒が循環できるようにするものであり、これにより第1の冷媒回路9が形成されている。
また、第1の室外熱交換器4と第1の膨張弁6との間に位置する第1の配管8には、中間熱交換器6をバイパスする第1バイパス管16が第1接続部17および第2接続部18を介して接続されているとともに、この第1バイパス管16には逆止弁19が設けられている。この逆止弁19は、室内熱交換器7から第1の室外熱交換器4の側への冷媒の流通を許容し、第1の室外熱交換器4から室内熱交換器7の側への冷媒の流通を遮断するチェックバルブである。
そして、第1接続部17と中間熱交換器5との間に位置する第1の配管8には、開閉弁20が設けられている。この開閉弁20は、暖房運転時に全閉状態とされ、冷房運転時に全開状態とされるオン−オフ弁である。
つぎに、第2の冷媒回路53を構成する構成要素について説明する。
第2の圧縮機10は、低温・低圧のガス状冷媒を吸引して圧縮し、高温・高圧のガス状冷媒とするものであり、例えば、電動モータ等を駆動源として運転されるものである。
三方弁52は、第2の圧縮機10の下流側に設けられるとともに、第2の圧縮機10から吐出された冷媒の流路を冷房運転時と暖房運転時とで切り替えるものであり、暖房運転時(図において実線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第2の圧縮機10から第1の冷媒回路9の第1の配管8に向かう流路を形成し、一方、冷房運転時(図において破線矢印で示す方向に冷媒を循環させる時)には、第2の圧縮機10から第2の室外熱交換器12に向かう流路を形成するように構成されている。
第2の室外熱交換器12は、冷房運転時に高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。
第2の膨張弁13は、内部を通過する冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にするものである。
なお、中間熱交換器5については前述したので、ここではその説明を省略する。また、図中の符号Fはファンである。
さて、本実施形態においては、接続部18と中間熱交換器5との間に位置する第1の配管8には第3接続部54が設けられており、この第3接続部54には、第2バイパス管55の一端が接続されている。第2バイパス管55の他端は、第2の圧縮機10と中間熱交換器5との間に位置する第2の配管14に第4接続部56を介して接続されている。第2バイパス管55には、第3接続部54の側から第1流量制御弁57と水熱交換器29とが設けられている。第1流量制御弁57は、冷房運転時に全閉状態とされ、暖房運転時にその開度が調整されて、水熱交換器29に流入する冷媒の量を適宜調整するバルブである。水熱交換器29は、後述する冷却水回路を循環するエンジン冷却水と第2バイパス管55を通過する冷媒との間で熱の授受を行わせるものであり、暖房運転時に、冷却水回路を循環するエンジン冷却水により、第2バイパス管55を通過する冷媒が加熱されるようになっている。
また、第2の冷媒回路53の三方弁52と、第1の冷媒回路9の第1の配管8との間には、第3バイパス管58が設けられている。この第3バイパス管58の一端は、三方弁52に接続されているとともに、その他端は、第5接続部59を介して第1の配管8に接続されており、暖房運転時に、三方弁52から流出した冷媒が、四方弁3と室内熱交換器7との間に位置する第1の配管8に第5接続部59を通って流入し、四方弁3から流出した冷媒とともに室内熱交換器7に流入するようになっている。
第1の室外熱交換器4と第1接続部17との間に位置する第1の配管8には、冷房運転時に全開状態とされ、暖房運転時にその開度が調整されて、第1の室外熱交換器4に流入する冷媒の量を適宜調整する第2流量制御弁60が設けられている。
冷却水回路31は、ガスエンジンGEと、水熱交換器29と、ラジエータ32と、第1三方弁33と、第2三方弁34とを主たる要素として構成されている。
ガスエンジンGEは、第1の冷媒回路9内に配置されている第1の圧縮機2とシャフトまたはベルト等により接続されており、ガスエンジンGEから第1の圧縮機2に駆動力が伝達されるようになっている。
ラジエータ32は、冷却水回路31を循環するエンジン冷却水と外気との間で熱の授受を行わせる熱交換器であり、エンジン冷却水の熱が外気に奪われ、エンジン冷却水の温度が下げられるようになっている。
第1三方弁33および第2三方弁34はそれぞれ、ガスエンジンGE、水熱交換器29、およびラジエータ32を通過するエンジン冷却水の水量を調整するものであり、所望温度のエンジン冷却水が得られるよう、適宜必要に応じてその開度が調整されるようになっている。なお、ガスエンジンGEの内部には図示しない水ポンプが設けられており、これにより、エンジン冷却水が冷却水回路31内を循環するようになっている。
以下に、上記構成からなる空調調和装置51について、室内を冷暖房するそれぞれの運転時について、冷媒の流れ方を説明する。
冷房運転時、第1の冷媒回路9内の冷媒は、図2に示す破線矢印の方向、すなわち第1の圧縮機2→四方弁3→第1の室外熱交換器4→中間熱交換器5→第1の膨張弁6→室内熱交換器7→四方弁3→第1の圧縮機2の順に流れる。なおこの際、開閉弁20は全開状態とされているとともに、第1流量制御弁57は全開状態とされており、第1の圧縮機2から吐出された冷媒の全量が中間熱交換器5を通過する。
一方、第2の冷媒回路53内の冷媒は、図2に示す破線矢印の方向、すなわち第2の圧縮機10→三方弁52→第2の室外熱交換器12→第2の膨張弁13→中間熱交換器5→第2の圧縮機10の順に流れる。
暖房運転時、第1の冷媒回路9内の冷媒は、図2に示す実線矢印の方向、すなわち第1の圧縮機2→四方弁3→第3接続部59→室内熱交換器7→第1の膨張弁6→第2接続部18→逆止弁19→第1接続部17→第2流量制御弁60→第1の室外熱交換器4→四方弁3→第1の圧縮機2の順、あるいは第1の圧縮機2→四方弁3→第5接続部59→室内熱交換器7→第1の膨張弁6→第2接続部18→第3接続部54→第1流量制御弁57→水熱交換器29→第4接続部56→第2の圧縮機10→三方弁52→第5接続部59の順に流れる。なおこの際、第1開閉弁20は全閉状態とされている。また、第1流量制御弁57、および第2流量制御弁60はそれぞれ、第1の冷媒回路9内を循環する冷媒の温度や圧力、第2の冷媒回路53内を循環する冷媒の温度や圧力、冷却水回路31内を循環するエンジン冷却水の温度等により適宜その開度が個別に調整されるようになっている。
以上説明したように、暖房運転時、中間熱交換器5、第1の室外熱交換器4、および水熱交換器29が第1の冷媒回路9に対してそれぞれ並列となるように配置されているので、第1の冷媒回路9内の管路抵抗を減少させることができて、冷媒の圧力損失を低減させることができる。
また、暖房運転時、第2の圧縮機10は冷媒をほとんど圧縮することなく、冷媒の搬送用としてのみ使用されるので、第2の圧縮機10の動力を大幅に低減させることができ、第2の冷媒回路53のCOP(Coefficiency of
performance:エネルギー消費効率)を高めることができる。
さらに、水熱交換器29が第1の冷媒回路9に対して並列となるように配置されているとともに、その入口側の第2バイパス管55に第1流量制御弁57が設けられているので、エンジン冷却水が第2バイパス管55を通過する冷媒から過剰に熱を奪ってしまうおそれがある場合、例えば、ガスエンジンGEの起動時や極寒冷地における使用時には、第1流量制御弁57を全閉状態として、第2バイパス管55を通過する冷媒の熱がエンジン冷却水に奪われないようにすることができる。
さらにまた、冷房運転時、中間熱交換器5において第2の冷媒回路53を循環する冷媒により、第1の冷媒回路9を循環する冷媒が過冷却され、第1の冷媒回路9の、第1の室外熱交換器4の出口冷媒の過冷却度が増大させられることとなるので、第1の冷媒回路9の冷媒循環量を増やすことなく冷媒能力を増大させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、例えば、ガスエンジンGEにより駆動される発電機をさらに具備させることもできる。これにより、第2の圧縮機10およびファンF等の補機類の電力の全部または一部(不足分は商用電力によりまかなわれる)をまかなうことができるようになる。
本発明による空気調和装置の第1実施形態を示す概略構成図である。 本発明による空気調和装置の第2実施形態を示す概略構成図である。
符号の説明
1 空気調和装置
2 第1の圧縮機
3 第1の四方弁
4 第1の室外熱交換器
5 中間熱交換器
6 第1の膨張弁
7 室内熱交換器
9 第1の冷媒回路
10 第2の圧縮機
11 第2の四方弁
12 第2の室外熱交換器
13 第2の膨張弁
15 第2の冷媒回路
16 第1バイパス管
21 第1流量制御弁(流量制御手段)
24 第3バイパス管(第2バイパス管)
28 第2流量制御弁(流量制御弁)
29 水熱交換器
GE ガスエンジン(内燃機関)

Claims (5)

  1. 冷媒を圧縮する第1の圧縮機、運転モードにあわせて前記第1の圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える第1の四方弁、前記第1の圧縮機から吐出された冷媒が内部を通過する中間熱交換器、冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする第1の膨張弁、内部を通過する冷媒と室内気との熱交換を行う室内熱交換器、および内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う第1の室外熱交換器を有する第1の冷媒回路と、
    冷媒を圧縮する第2の圧縮機、運転モードにあわせて前記第2の圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える第2の四方弁、前記第2の圧縮機から吐出された冷媒が内部を通過する中間熱交換器、冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする第2の膨張弁、および内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う第2の室外熱交換器を有する第2の冷媒回路とを具備し、
    前記中間熱交換器において前記第1の冷媒回路を循環する冷媒と前記第2の冷媒回路を循環する冷媒との熱交換が行われる空気調和装置であって、
    前記中間熱交換器をバイパスする第1バイパス管が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
  2. 前記中間熱交換器を通過する冷媒量と、前記第1バイパス管を通過する冷媒量との割合を変更する流量制御手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記第1の室外熱交換器または前記室内熱交換器をバイパスする第2バイパス管が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
  4. 前記第2バイパス管に水熱交換器が設けられており、該水熱交換器において前記第2バイパス管を通過する冷媒と、前記第1の圧縮機および/または前記第2の圧縮機を駆動する内燃機関のエンジン冷却水との熱交換が行われることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5. 前記第2バイパス管に流量制御弁が設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の空気調和装置。
JP2005009570A 2005-01-17 2005-01-17 空気調和装置 Withdrawn JP2006194565A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005009570A JP2006194565A (ja) 2005-01-17 2005-01-17 空気調和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005009570A JP2006194565A (ja) 2005-01-17 2005-01-17 空気調和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006194565A true JP2006194565A (ja) 2006-07-27

Family

ID=36800787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005009570A Withdrawn JP2006194565A (ja) 2005-01-17 2005-01-17 空気調和装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006194565A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102003824A (zh) * 2010-11-30 2011-04-06 江苏河海新能源有限公司 水源热泵机组联合供热装置
WO2012086089A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法及び装置
JP2012207835A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Fujitsu General Ltd 冷凍サイクル装置
KR101203580B1 (ko) * 2010-11-08 2012-11-23 엘지전자 주식회사 히트 펌프식 공기조화기
KR101557708B1 (ko) 2014-03-18 2015-10-06 박형인 라디에이터 열교환식 빙축사이클 냉난방시스템
CN107940796A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 广东美的暖通设备有限公司 多联机系统及其室外机的启动控制方法
WO2018096580A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP2019066131A (ja) * 2017-10-04 2019-04-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 空気調和装置
JP2020056567A (ja) * 2019-09-30 2020-04-09 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101203580B1 (ko) * 2010-11-08 2012-11-23 엘지전자 주식회사 히트 펌프식 공기조화기
CN102003824A (zh) * 2010-11-30 2011-04-06 江苏河海新能源有限公司 水源热泵机组联合供热装置
CN102003824B (zh) * 2010-11-30 2013-06-12 江苏河海新能源有限公司 水源热泵机组联合供热装置
JP5758913B2 (ja) * 2010-12-24 2015-08-05 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法
JPWO2012086089A1 (ja) * 2010-12-24 2014-05-22 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法及び装置
WO2012086089A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法及び装置
JP2012207835A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Fujitsu General Ltd 冷凍サイクル装置
KR101557708B1 (ko) 2014-03-18 2015-10-06 박형인 라디에이터 열교환식 빙축사이클 냉난방시스템
WO2018096580A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JPWO2018096580A1 (ja) * 2016-11-22 2019-06-24 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP2019066131A (ja) * 2017-10-04 2019-04-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 空気調和装置
CN107940796A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 广东美的暖通设备有限公司 多联机系统及其室外机的启动控制方法
JP2020056567A (ja) * 2019-09-30 2020-04-09 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置
JP7201912B2 (ja) 2019-09-30 2023-01-11 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5030344B2 (ja) ガスヒートポンプ式空気調和装置、エンジン冷却水加熱装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の運転方法
EP3150938B1 (en) Gas heat-pump system
JP2006194565A (ja) 空気調和装置
JP2006071137A (ja) 冷凍装置
JP2007225141A (ja) ガスヒートポンプ式空気調和装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の起動方法
JP2009156496A (ja) 空気調和装置
JP4626380B2 (ja) 内燃機関駆動ヒートポンプ式空調装置
JP2008116167A (ja) 冷凍サイクル装置
KR100528292B1 (ko) 히트펌프식 공기조화기
JP4698256B2 (ja) 空気調和装置
WO2018097124A1 (ja) 空気調和装置
EP3043118B1 (en) Air conditioner
EP3770532A1 (en) Air-conditioning apparatus
AU2020360865B2 (en) A heat pump
JP2006234321A (ja) 室外ユニットおよび空気調和装置
JP2008051464A (ja) 空気調和装置
JP2006232145A (ja) 車両用空調装置
JP2004125205A (ja) 廃熱回収式ヒートポンプ
JP2006349211A (ja) 複合サイクル装置およびその制御方法
JP2006017440A (ja) ヒートポンプ空調機
JP2004143951A (ja) スクロール圧縮機
JP3583792B2 (ja) 給湯・冷暖房システム
JP3626927B2 (ja) ガスヒートポンプ式空気調和装置
JP3617742B2 (ja) スクロールコンプレッサ及び空調装置
KR20140063930A (ko) 히트펌프 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080401