JP2020020576A - Refrigeration cycle device and air conditioner including the same - Google Patents

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Abstract

To provide a refrigeration cycle device and an air conditioner capable of enhancing heat transfer performance.SOLUTION: A compressor 5 and a heat exchanger group 10 are accommodated in an outdoor unit 4 of an outdoor device 3 of an air conditioner 1. The heat exchanger group 10 includes a first heat exchanger 11, a second heat exchanger 12 and a third heat exchanger 13. In a cooling operation, a refrigerant R discharged from the compressor 5 is branched into two refrigerants. One refrigerant R is sent to the second heat exchanger 12, and the other refrigerant R is sent to the third heat exchanger 13. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed so that the refrigerant R is converted to a two-phase refrigerant. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed so that the refrigerant R is converted to a two-phase refrigerant. The refrigerant R caused to flow in the second heat exchanger 12 and the refrigerant R caused to flow in the third heat exchanger 13 are merged with each other and then sent to the first heat exchanger 11. In the first heat exchanger 11, heat exchange is performed so that the two-phase refrigerant R is converted to a liquid refrigerant and then caused to flow in the first heat exchanger 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、冷凍サイクル装置およびそれを備えた空気調和装置に関し、特に、複数の熱交換器を備えた室外機を有する冷凍サイクル装置と、そのような冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置とに関するものである。   The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus and an air conditioner including the same, and more particularly, to a refrigeration cycle apparatus including an outdoor unit including a plurality of heat exchangers, and an air conditioner including such a refrigeration cycle apparatus. Things.
室内等を冷房または暖房するために、空気調和装置が広く使用されている。空気調和装置は、室内熱交換器を収容した室内機と、室外熱交換器および圧縮機等を収容した室外機とを備えている。   BACKGROUND ART An air conditioner is widely used for cooling or heating a room or the like. The air conditioner includes an indoor unit that houses an indoor heat exchanger, and an outdoor unit that houses an outdoor heat exchanger, a compressor, and the like.
まず、冷房運転では、圧縮機から吐出した高温高圧のガス冷媒は、室外機の室外熱交換器に流れ込み、外気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。高圧の液冷媒は、絞り装置によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室内機の室内熱交換器に流れ込み、室内の空気との間で熱交換が行われて、液冷媒が蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒は、圧縮機に送り込まれ、再び圧縮される。   First, in the cooling operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor flows into the outdoor heat exchanger of the outdoor unit, exchanges heat with the outside air, and condenses to become a high-pressure liquid refrigerant. The high-pressure liquid refrigerant is converted into a two-phase refrigerant of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by the expansion device. The refrigerant in the two-phase state flows into the indoor heat exchanger of the indoor unit, performs heat exchange with indoor air, evaporates the liquid refrigerant, and turns into a low-pressure gas refrigerant. The room is cooled by this heat exchange. The low-pressure gas refrigerant is sent to the compressor and compressed again.
暖房運転では、圧縮機から吐出した高温高圧のガス冷媒は、室内機の室内熱交換器に流れ込み、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。高圧の液冷媒は、絞り装置によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室外機の室外熱交換器へ流れ込み、外気との間で熱交換が行われて、液冷媒が蒸発し、低圧のガス冷媒になる。低圧のガス冷媒は、圧縮機に送り込まれ、再び圧縮される。   In the heating operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor heat exchanger of the indoor unit, exchanges heat with indoor air, and condenses to become a high-pressure liquid refrigerant. By this heat exchange, the room is heated. The high-pressure liquid refrigerant is converted into a two-phase refrigerant of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by the expansion device. The refrigerant in the two-phase state flows into the outdoor heat exchanger of the outdoor unit, performs heat exchange with the outside air, evaporates the liquid refrigerant, and turns into a low-pressure gas refrigerant. The low-pressure gas refrigerant is sent to the compressor and compressed again.
空気調和装置には、状況に応じて熱交換性能を上げるために、室外熱交換器として、複数の熱交換器を備えた室外熱交換器がある。たとえば、特許文献1において挙げられている空気調和装置では、室外機に、第1熱交換器と第2熱交換器との2つの熱交換器が配置されている。   BACKGROUND ART In an air conditioner, there is an outdoor heat exchanger including a plurality of heat exchangers as an outdoor heat exchanger in order to improve heat exchange performance according to a situation. For example, in an air conditioner described in Patent Document 1, two heat exchangers, a first heat exchanger and a second heat exchanger, are arranged in an outdoor unit.
第1熱交換器には、第1単位流路が複数個配置されている。第2熱交換器には、第2単位流路が複数個配置されている。第1単位流路の個数と第2単位流路の個数は、同じ個数(個数A)に設定されている。第1単位流路の長さと第2単位流路の長さは、同じ長さ(長さL)に設定されている。   The first heat exchanger includes a plurality of first unit flow paths. The second heat exchanger is provided with a plurality of second unit flow paths. The number of the first unit channels and the number of the second unit channels are set to the same number (number A). The length of the first unit channel and the length of the second unit channel are set to the same length (length L).
暖房運転時では、冷媒は、並列に接続された第1熱交換器または第2熱交換器に流れる。このとき、冷媒が流れる流路の個数は、個数Aの2倍の個数(2×A)であり、冷媒が流れる流路の長さは、長さLである。暖房運転では、流路の個数が増えることで、冷媒の流速が下がり、圧力損失を抑えることができるとされる。   During the heating operation, the refrigerant flows to the first heat exchanger or the second heat exchanger connected in parallel. At this time, the number of flow paths through which the refrigerant flows is twice the number A (2 × A), and the length of the flow path through which the refrigerant flows is length L. In the heating operation, it is said that an increase in the number of flow paths reduces the flow velocity of the refrigerant, thereby suppressing pressure loss.
一方、冷房運転では、冷媒は、直列に接続された第1熱交換器および第2熱交換器を流れる。このとき、冷媒が流れる流路の個数は個数Aであり、冷媒が流れる流路の長さは、長さLの2倍の長さ(2×L)である。冷房運転では、暖房運転の場合と比べて、流路の個数が減ることで、冷媒の流速が上がり、伝熱を促進させることができるとされる。   On the other hand, in the cooling operation, the refrigerant flows through the first heat exchanger and the second heat exchanger connected in series. At this time, the number of flow paths through which the refrigerant flows is the number A, and the length of the flow path through which the refrigerant flows is twice as long as the length L (2 × L). In the cooling operation, compared to the heating operation, the number of flow paths is reduced, so that the flow velocity of the refrigerant is increased, and heat transfer can be promoted.
特開2015−117936号公報JP-A-2005-117936
従来の空気調和装置では、次のような問題点があった。空気調和装置を冷房運転する場合には、室外熱交換器は凝縮器として機能する。このとき、圧縮機から吐出した高温高圧のガス冷媒は、まず、第1熱交換器に流れ込む。第1熱交換器では、外気とガス冷媒との間で熱交換が行われ、ガス冷媒が凝縮を開始し徐々に液化が進み、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。   The conventional air conditioner has the following problems. When the air conditioner performs the cooling operation, the outdoor heat exchanger functions as a condenser. At this time, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor first flows into the first heat exchanger. In the first heat exchanger, heat exchange is performed between the outside air and the gas refrigerant, the gas refrigerant starts to condense, gradually liquefies, and becomes a two-phase refrigerant of the liquid refrigerant and the gas refrigerant.
二相状態となった冷媒は、第1熱交換器から第2熱交換器へ流れ込む。第2熱交換器では、外気と二相状態の冷媒との間で熱交換が行われ、残っているガス冷媒がさらに液化し、最終的に単相の液冷媒になる。すなわち、第2熱交換器では、第2単位流路の途中から、単相の液冷媒(サブクール)が流れることになる。   The refrigerant in the two-phase state flows from the first heat exchanger to the second heat exchanger. In the second heat exchanger, heat exchange is performed between the outside air and the refrigerant in the two-phase state, and the remaining gas refrigerant is further liquefied, and finally becomes a single-phase liquid refrigerant. That is, in the second heat exchanger, a single-phase liquid refrigerant (subcool) flows from the middle of the second unit flow path.
上述したように、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合、伝熱性能を上げるには、液冷媒の流速を上げることが求められる。しかしながら、第1熱交換器の第1単位流路の個数と第2熱交換器の第2単位流路の個数とは、同じ個数(個数A)に設定されている。このため、第2熱交換器の第2単位流路の途中から単相の液冷媒となったその液冷媒の流速を上げにくくなり、液冷媒として第2単位流路を流れる部分における伝熱性能を上げるのが困難であった。   As described above, when the outdoor heat exchanger functions as a condenser, it is necessary to increase the flow rate of the liquid refrigerant in order to increase the heat transfer performance. However, the number of the first unit channels of the first heat exchanger and the number of the second unit channels of the second heat exchanger are set to the same number (number A). For this reason, it is difficult to increase the flow rate of the single-phase liquid refrigerant from the middle of the second unit flow path of the second heat exchanger, and the heat transfer performance in the portion flowing through the second unit flow path as the liquid refrigerant Was difficult to raise.
本発明は、そのような問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、伝熱性能を上げることができる冷凍サイクル装置を提供することであり、他の目的は、そのような冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置を提供することである。   The present invention has been made in order to solve such problems, and one object is to provide a refrigeration cycle device capable of improving heat transfer performance, and another object is to provide such a device. An object of the present invention is to provide an air conditioner equipped with a simple refrigeration cycle device.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、複数の熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、熱交換器群を配管で接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置である。熱交換器群を凝縮器として動作させる第1運転の場合、配管内を流れる冷媒は、並列に接続された第1の個数の熱交換器を流れた後に第2の個数の熱交換器を流れる。熱交換器群を蒸発器として動作させる第2運転の場合、配管内を流れる冷媒は、並列に接続された第3の個数の熱交換器を流れる。第3の個数は、第1の個数と第2の個数との和である。第2の個数は第1の個数よりも少ない。   The refrigeration cycle device according to the present invention is an refrigeration cycle device including an outdoor unit including a heat exchanger group including a plurality of heat exchangers and a refrigerant circuit connecting the heat exchanger group with piping. In the first operation in which the group of heat exchangers is operated as a condenser, the refrigerant flowing in the pipe flows through the first number of heat exchangers connected in parallel, and then flows through the second number of heat exchangers. . In the case of the second operation in which the heat exchanger group operates as an evaporator, the refrigerant flowing in the pipe flows through the third number of heat exchangers connected in parallel. The third number is the sum of the first number and the second number. The second number is less than the first number.
本発明に係る空気調和装置は、上記冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置である。   An air conditioner according to the present invention is an air conditioner including the refrigeration cycle device.
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、熱交換器群を凝縮器として動作させる第1運転の場合、配管内を流れる冷媒は、並列に接続された第1の個数の熱交換器を流れた後に、第1の個数よりも少ない第2の個数の熱交換器を流れる。これにより、液冷媒となって第3の熱交換器を流れる冷媒の流速が上がり、熱交換器群を凝縮器として動作させる際の伝熱性能を向上させることができる。   According to the refrigeration cycle apparatus of the present invention, in the first operation in which the group of heat exchangers is operated as a condenser, the refrigerant flowing in the pipe has flowed through the first number of heat exchangers connected in parallel. Later, it flows through a second number of heat exchangers less than the first number. Accordingly, the flow velocity of the refrigerant that becomes the liquid refrigerant and flows through the third heat exchanger increases, and the heat transfer performance when the heat exchanger group operates as a condenser can be improved.
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記室外機を備えていることで、熱交換器群を凝縮器として動作させる際の伝熱性能を向上させることができる。   According to the refrigeration cycle apparatus of the present invention, the provision of the outdoor unit improves heat transfer performance when the heat exchanger group is operated as a condenser.
実施の形態1に係る室外機を備えた空気調和装置の冷媒回路を含む構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration including a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus including the outdoor unit according to Embodiment 1. 実施の形態1において、冷房運転の第1例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing a first example of a cooling operation in the first embodiment. 比較例に係る空気調和装置の室外機と、冷房運転時の室外機における冷媒の流れとを示す図である。It is a figure which shows the outdoor unit of the air conditioner which concerns on a comparative example, and the flow of the refrigerant | coolant in the outdoor unit at the time of cooling operation. 実施の形態1において、暖房運転の第1例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing a first example of a heating operation in the first embodiment. 実施の形態1において、冷房運転の第2例の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing one of a second example of a cooling operation in the first embodiment. 実施の形態1において、冷房運転の第2例の他の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing another example of the second example of the cooling operation in the first embodiment. 実施の形態1において、暖房運転の第2例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing a second example of the heating operation in the first embodiment. 実施の形態1において、暖房運転の第3例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing a third example of the heating operation in the first embodiment. 実施の形態2に係る室外機を備えた空気調和装置の冷媒回路を含む構成を示す図である。It is a figure which shows the structure containing the refrigerant circuit of the air conditioner provided with the outdoor unit which concerns on Embodiment 2. 実施の形態2に係る室外機に使用される3分岐分配器の一例を示す拡大斜視図である。FIG. 13 is an enlarged perspective view showing an example of a three-branch distributor used for the outdoor unit according to Embodiment 2. 実施の形態2において、暖房運転の第4例の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing one of fourth examples of a heating operation in the second embodiment. 実施の形態2において、暖房運転の第4例の他の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a flow of a refrigerant for describing another example of the fourth example of the heating operation in the second embodiment.
実施の形態1.
(構成)
はじめに、冷凍サイクル装置としての空気調和装置の全体の構成について説明する。図1に示すように、空気調和装置1は、室内機2と、室外ユニット4を含む室外機3とを備えている。室内機2には、室内熱交換器(図示せず)が収容されている。なお、ここでは、説明の便宜上、代表的に1つの室外ユニット4を例に挙げる。
Embodiment 1 FIG.
(Constitution)
First, the overall configuration of an air conditioner as a refrigeration cycle device will be described. As shown in FIG. 1, the air conditioner 1 includes an indoor unit 2 and an outdoor unit 3 including an outdoor unit 4. The indoor unit 2 contains an indoor heat exchanger (not shown). Here, for convenience of explanation, one outdoor unit 4 is typically given as an example.
空気調和装置1は、圧縮機5、第1四方弁31、第2四方弁32、第3四方弁33、室外熱交換器としての第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13(熱交換器群10)、第1膨張弁51、第2膨張弁52、ならびに、室内熱交換器(図示せず)を備えている。圧縮機5と、第1四方弁31、第2四方弁32および第3四方弁33と、熱交換器群10と、第1膨張弁51および第2膨張弁52と、室内熱交換器とが順に冷媒配管70によって接続されて、冷媒回路が構成される。なお、冷媒配管70において、冷媒配管70に接続された各構成部品の間を流れる冷媒の道筋を、流路と称して説明する。   The air conditioner 1 includes a compressor 5, a first four-way valve 31, a second four-way valve 32, a third four-way valve 33, a first heat exchanger 11, an outdoor heat exchanger, a second heat exchanger 12, and a third heat exchanger. A heat exchanger 13 (heat exchanger group 10), a first expansion valve 51, a second expansion valve 52, and an indoor heat exchanger (not shown) are provided. The compressor 5, the first four-way valve 31, the second four-way valve 32, and the third four-way valve 33, the heat exchanger group 10, the first expansion valve 51, the second expansion valve 52, and the indoor heat exchanger The refrigerant circuit is sequentially connected by the refrigerant pipe 70 to form a refrigerant circuit. In the refrigerant pipe 70, the path of the refrigerant flowing between the components connected to the refrigerant pipe 70 will be described as a flow path.
具体的には、圧縮機5と熱交換器群10との間では、第1四方弁31、第1熱交換器11および第1膨張弁51が直列に接続され、また、第2四方弁32および第2熱交換器12が直列に接続され、さらに、第3四方弁33および第3熱交換器13が直列に接続されている。直列に接続された第1四方弁31、第1熱交換器11および第1膨張弁51と第2四方弁32および第2熱交換器12と第3四方弁33および第3熱交換器13とが並列に接続されている。第1膨張弁51と第2膨張弁52とは並列に接続されている。   Specifically, the first four-way valve 31, the first heat exchanger 11, and the first expansion valve 51 are connected in series between the compressor 5 and the heat exchanger group 10, and the second four-way valve 32 The second heat exchanger 12 is connected in series, and the third four-way valve 33 and the third heat exchanger 13 are connected in series. The first four-way valve 31, the first heat exchanger 11, the first expansion valve 51, the second four-way valve 32, the second heat exchanger 12, the third four-way valve 33, the third heat exchanger 13, Are connected in parallel. The first expansion valve 51 and the second expansion valve 52 are connected in parallel.
第2熱交換器12から第2膨張弁52へ向かって延びる冷媒配管70(流路77)と第3熱交換器13から第2膨張弁52へ向かって延びる冷媒配管70(流路79)とが合流し、第2膨張弁52へと繋がる冷媒配管70(流路80)へと繋がっている。また、第2熱交換器12および第3熱交換器13と第2膨張弁52を繋ぐ冷媒配管70(流路80)と、第1四方弁31と第1熱交換器11を繋ぐ冷媒配管70(流路74)の間には、バイパス配管としての冷媒配管70(流路81)が接続されている。   A refrigerant pipe 70 (flow path 77) extending from the second heat exchanger 12 to the second expansion valve 52; a refrigerant pipe 70 (flow path 79) extending from the third heat exchanger 13 to the second expansion valve 52; Are joined and connected to a refrigerant pipe 70 (flow path 80) connected to the second expansion valve 52. A refrigerant pipe 70 (flow path 80) connecting the second heat exchanger 12 and the third heat exchanger 13 to the second expansion valve 52, and a refrigerant pipe 70 connecting the first four-way valve 31 and the first heat exchanger 11 A refrigerant pipe 70 (flow path 81) as a bypass pipe is connected between the (flow path 74).
さらに、第2熱交換器12から第2膨張弁52へ向かって延びる冷媒配管(流路77)には第3電磁弁43が設けられている。第3熱交換器13から第2膨張弁52へ向かって延びる冷媒配管70(流路79)には第4電磁弁44が設けられている。バイパス配管としての冷媒配管70(流路81)には、第2電磁弁42が設けられている。第1四方弁31と第1熱交換器11を繋ぐ冷媒配管70(流路74)には、第1電磁弁41が設けられている。   Further, a third solenoid valve 43 is provided in a refrigerant pipe (flow path 77) extending from the second heat exchanger 12 toward the second expansion valve 52. A fourth solenoid valve 44 is provided in the refrigerant pipe 70 (flow path 79) extending from the third heat exchanger 13 toward the second expansion valve 52. A second solenoid valve 42 is provided in the refrigerant pipe 70 (flow path 81) as a bypass pipe. A first solenoid valve 41 is provided in the refrigerant pipe 70 (flow path 74) connecting the first four-way valve 31 and the first heat exchanger 11.
第1電磁弁41、第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44は、冷媒配管70内の流路を流れる冷媒の流れを制御する弁である。第1電磁弁41、第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44が開くことで、所定の冷媒配管70内の流路に冷媒が流れる。第1電磁弁41、第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44が閉まることで、所定の流路内の冷媒の流れが止められる。空気調和装置1では、バイパス配管としての冷媒配管70(流路81)と、第1電磁弁41および第2電磁弁42とによって、第2熱交換器12と第3熱交換器13に並列接続された第1熱交換器11を、第2熱交換器12と第3熱交換器13に直列接続させることができる。   The first solenoid valve 41, the second solenoid valve 42, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are valves that control the flow of the refrigerant flowing through the flow path in the refrigerant pipe 70. When the first solenoid valve 41, the second solenoid valve 42, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are opened, the refrigerant flows through a predetermined flow path in the refrigerant pipe 70. By closing the first solenoid valve 41, the second solenoid valve 42, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44, the flow of the refrigerant in the predetermined flow path is stopped. In the air conditioner 1, the refrigerant pipe 70 (flow path 81) serving as a bypass pipe, and the first and second solenoid valves 41 and 42 are connected in parallel to the second heat exchanger 12 and the third heat exchanger 13. The performed first heat exchanger 11 can be connected in series to the second heat exchanger 12 and the third heat exchanger 13.
以下、詳細に説明する。室外機3には、熱交換器群10として、第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13が収容されている。第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13は互いに、サイズ、冷媒パスのパス数(PN)、フィンの配置等、物理的な構造が同じである均等な熱交換器が使用されている。   The details will be described below. The outdoor unit 3 houses a first heat exchanger 11, a second heat exchanger 12, and a third heat exchanger 13 as a heat exchanger group 10. The first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and the third heat exchanger 13 have uniform heat having the same physical structure such as size, number of refrigerant paths (PN), and fin arrangement. Exchanger is used.
その熱交換器群10に、外気を送り込むための第1ファン21、第1モータ22、第2ファン23および第2モータ24が配置されている。また、冷媒を圧縮する圧縮機5と、液冷媒を貯留するアキュームレータ6が収容されている。   A first fan 21, a first motor 22, a second fan 23, and a second motor 24 for sending outside air are arranged in the heat exchanger group 10. Further, a compressor 5 for compressing the refrigerant and an accumulator 6 for storing the liquid refrigerant are accommodated.
圧縮機5の吐出側には、流路71が繋がっている。圧縮機5の吸入側には、アキュームレータ6を介して流路72が繋がっている。また、室外機3と室内機2とが、流路73と流路82とによって繋がっている。   A flow path 71 is connected to the discharge side of the compressor 5. A flow path 72 is connected to the suction side of the compressor 5 via the accumulator 6. Further, the outdoor unit 3 and the indoor unit 2 are connected by the flow path 73 and the flow path 82.
第1熱交換器11には、流路74と流路75とが繋がっている。第2熱交換器12には、流路76と流路77とが繋がっている。第3熱交換器13には、流路78と流路79とが繋がっている。   The channel 74 and the channel 75 are connected to the first heat exchanger 11. The flow path 76 and the flow path 77 are connected to the second heat exchanger 12. The flow path 78 and the flow path 79 are connected to the third heat exchanger 13.
熱交換器群10を、凝縮器として動作(冷房運転)させる際には、第1熱交換器11では、冷媒は、流路74から第1熱交換器11を経て流路75を流れることになる。第2熱交換器12では、冷媒は、流路76から第2熱交換器12を経て流路77を流れることになる。第3熱交換器13では、冷媒は、流路78から第3熱交換器13を経て流路79を流れることになる。   When operating the heat exchanger group 10 as a condenser (cooling operation), in the first heat exchanger 11, the refrigerant flows from the flow path 74 through the first heat exchanger 11 to the flow path 75. Become. In the second heat exchanger 12, the refrigerant flows from the flow path 76 to the flow path 77 via the second heat exchanger 12. In the third heat exchanger 13, the refrigerant flows from the channel 78 to the channel 79 via the third heat exchanger 13.
一方、熱交換器群10を、蒸発器として動作(暖房運転)させる際には、第1熱交換器11では、冷媒は、流路75から第1熱交換器11を経て流路74を流れることになる。第2熱交換器12では、冷媒は、流路77から第2熱交換器12を経て流路76を流れることになる。第3熱交換器13では、冷媒は、流路79から第3熱交換器13を経て流路78を流れることになる。   On the other hand, when operating the heat exchanger group 10 as an evaporator (heating operation), in the first heat exchanger 11, the refrigerant flows from the flow path 75 to the flow path 74 via the first heat exchanger 11. Will be. In the second heat exchanger 12, the refrigerant flows from the flow channel 77 through the flow channel 76 via the second heat exchanger 12. In the third heat exchanger 13, the refrigerant flows from the flow path 79 through the third heat exchanger 13 to the flow path 78.
熱交換器群10を、凝縮器として動作させる第1運転(冷房運転)の場合と、蒸発器として動作させる第2運転(暖房運転)の場合とで、冷媒の流れを切り換えるための、第1四方弁31、第2四方弁32および第3四方弁33が設けられている。   A first operation for switching the flow of refrigerant between a first operation (cooling operation) in which the heat exchanger group 10 operates as a condenser and a second operation (heating operation) in which the heat exchanger group 10 operates as an evaporator. A four-way valve 31, a second four-way valve 32, and a third four-way valve 33 are provided.
第1四方弁31では、冷房運転時には、流路71と流路74とが接続されるとともに、流路72と流路73とが接続される。一方、暖房運転時には、流路71と流路73とが接続されるとともに、流路72と流路74とが接続される。   In the first four-way valve 31, during the cooling operation, the flow path 71 and the flow path 74 are connected, and the flow path 72 and the flow path 73 are connected. On the other hand, during the heating operation, the flow path 71 and the flow path 73 are connected, and the flow path 72 and the flow path 74 are connected.
第2四方弁32では、冷房運転時には、流路71と流路76とが接続されるとともに、流路72と流路73とが逆止弁55を介して接続される。一方、暖房運転時には、流路76と流路72とが接続される。第3四方弁33では、冷房運転時には、流路71と流路78とが接続される。一方、暖房運転時には、流路78と流路72とが接続される。   In the second four-way valve 32, during the cooling operation, the flow path 71 and the flow path 76 are connected, and the flow path 72 and the flow path 73 are connected via the check valve 55. On the other hand, during the heating operation, the flow path 76 and the flow path 72 are connected. In the third four-way valve 33, the channel 71 and the channel 78 are connected during the cooling operation. On the other hand, during the heating operation, the flow path 78 and the flow path 72 are connected.
また、種々の運転動作に対応するために、冷媒の流れを切り換える第1電磁弁41、第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44が設けられている。さらに、冷媒の流量を調整するための第1膨張弁51および第2膨張弁52が設けられている。   In addition, a first electromagnetic valve 41, a second electromagnetic valve 42, a third electromagnetic valve 43, and a fourth electromagnetic valve 44 for switching the flow of the refrigerant are provided to cope with various operation operations. Further, a first expansion valve 51 and a second expansion valve 52 for adjusting the flow rate of the refrigerant are provided.
第1電磁弁41は、流路74に設けられている。第2電磁弁42は、流路81に設けられている。第3電磁弁43は、流路77に設けられている。第4電磁弁44は、流路79に設けられている。第1膨張弁51は、流路75に設けられているリニア電子膨張弁である。第2膨張弁52は、流路80に設けられているリニア電子膨張弁である。流路80は、流路77および流路79と流路82とに繋がっている。流路81は、流路74と流路80とに繋がっている。実施の形態1に係る空気調和装置1は上記のように構成される。   The first solenoid valve 41 is provided in the flow path 74. The second solenoid valve 42 is provided in the flow path 81. The third solenoid valve 43 is provided in the flow channel 77. The fourth solenoid valve 44 is provided in the flow channel 79. The first expansion valve 51 is a linear electronic expansion valve provided in the flow channel 75. The second expansion valve 52 is a linear electronic expansion valve provided in the flow path 80. The flow path 80 is connected to the flow path 77 and the flow path 79 and the flow path 82. The flow path 81 is connected to the flow path 74 and the flow path 80. The air conditioner 1 according to Embodiment 1 is configured as described above.
(冷房運転 動作1)
次に、上述した空気調和装置1の動作として、熱交換器群10を凝縮器として動作させる第1運転(冷房運転)の第1動作について説明する。図2に示すように、この場合、第1電磁弁41は「閉」とされる。第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44は「開」とされる。第1膨張弁51は「全開」とされる。第2膨張弁52は「全閉」とされる。なお、第1四方弁31、第2四方弁32および第3四方弁33のそれぞれでは、実線はON(開)を示し、点線はOFF(閉)を示す。以下、同様である。
(Cooling operation operation 1)
Next, as an operation of the above-described air conditioner 1, a first operation (cooling operation) of operating the heat exchanger group 10 as a condenser will be described. As shown in FIG. 2, in this case, the first solenoid valve 41 is closed. The second solenoid valve 42, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are "open". The first expansion valve 51 is set to “full open”. The second expansion valve 52 is set to “fully closed”. In each of the first four-way valve 31, the second four-way valve 32, and the third four-way valve 33, a solid line indicates ON (open), and a dotted line indicates OFF (closed). Hereinafter, the same applies.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態である冷媒Rは、流路71を流れ、流路76と流路78とに分岐される。冷媒Rは、第2四方弁32および流路76を流れて第2熱交換器12へ送られる。冷媒Rは、第3四方弁33および流路78を流れて第3熱交換器13へ送られる。   The refrigerant R in a high-temperature and high-pressure gas state discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71 and is branched into a flow path 76 and a flow path 78. The refrigerant R flows through the second four-way valve 32 and the flow path 76 and is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flows through the third four-way valve 33 and the flow path 78 and is sent to the third heat exchanger 13.
第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、ガス状態である冷媒Rが凝縮を開始して徐々に液化が進み、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、ガス状態である冷媒Rが凝縮を開始して徐々に液化が進み、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。   In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in a gas state starts to condense, gradually liquefies, and the two-phase state of the liquid refrigerant and the gas refrigerant Refrigerant. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, the refrigerant R in a gaseous state starts to condense and gradually liquefies, and a two-phase state of the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant Refrigerant.
第2熱交換器12を流れた二相状態の冷媒Rと、第3熱交換器13を流れた二相状態の冷媒Rとは流路80を流れて合流する。合流した冷媒Rは、流路81、流路74を流れて第1熱交換器11へ送られる。第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、残っているガス冷媒がさらに液化し、冷媒Rは、最終的に単相の液冷媒(サブクール)となって第1熱交換器11を流れる。   The two-phase refrigerant R flowing through the second heat exchanger 12 and the two-phase refrigerant R flowing through the third heat exchanger 13 flow through the flow path 80 and merge. The joined refrigerant R flows through the flow path 81 and the flow path 74 and is sent to the first heat exchanger 11. In the first heat exchanger 11, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, the remaining gas refrigerant is further liquefied, and the refrigerant R finally becomes a single-phase liquid refrigerant (subcool). It flows through the first heat exchanger 11.
第1熱交換器11を流れた冷媒Rは、流路75(第1膨張弁51)、流路82を流れて、室内機2(図1参照)へ送られる。室内機2では、液状態の冷媒Rは、室内の空気との間で熱交換が行われて蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒となった冷媒Rは、流路73、第1四方弁31または第2四方弁32、流路72を流れて圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first heat exchanger 11 flows through the flow path 75 (the first expansion valve 51) and the flow path 82, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1). In the indoor unit 2, the refrigerant R in the liquid state undergoes heat exchange with indoor air and evaporates to become a low-pressure gas refrigerant. The room is cooled by this heat exchange. The refrigerant R that has become a low-pressure gas refrigerant flows through the flow path 73, the first four-way valve 31 or the second four-way valve 32, and the flow path 72, is sent to the compressor 5, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、冷房運転させる場合、圧縮機5から吐出した冷媒は、第2熱交換器12または第3熱交換器13を並列に流れた後に合流し、その合流した冷媒が第1熱交換器11を流れることで、伝熱性能を向上させることができる。このことについて、比較例に係る空気調和装置と比べて説明する。   In the air conditioner 1 described above, when performing the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor 5 joins after flowing through the second heat exchanger 12 or the third heat exchanger 13 in parallel, and the joined refrigerant is the second refrigerant. By flowing through one heat exchanger 11, heat transfer performance can be improved. This will be described in comparison with the air conditioner according to the comparative example.
図3に示すように、比較例に係る空気調和装置101では、冷房運転する場合には、圧縮機(図示せず)から吐出した高温高圧のガス冷媒は、まず、室外ユニット104内に配置された第1熱交換器111に流れ込む。第1熱交換器111では、ガス冷媒は、外気との間で熱交換が行われ凝縮し、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。   As illustrated in FIG. 3, in the air-conditioning apparatus 101 according to the comparative example, when performing the cooling operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor (not illustrated) is first arranged in the outdoor unit 104. Into the first heat exchanger 111. In the first heat exchanger 111, the gas refrigerant exchanges heat with the outside air and is condensed to be a two-phase refrigerant of a liquid refrigerant and a gas refrigerant.
二相状態となった冷媒は、矢印に示すように、第1熱交換器111から第2熱交換器112へ流れ込む。第2熱交換器112では、二相状態の冷媒は、外気との間で熱交換が行われ、残っているガス冷媒がさらに液化し、第2熱交換器112の途中から単相の液冷媒(サブクール)になる。   The refrigerant in the two-phase state flows from the first heat exchanger 111 to the second heat exchanger 112 as indicated by the arrow. In the second heat exchanger 112, the two-phase refrigerant exchanges heat with the outside air, the remaining gas refrigerant is further liquefied, and a single-phase liquid refrigerant is supplied from the middle of the second heat exchanger 112. (Sub-cool).
ここで、第1熱交換器111の第1単位流路の個数と第2熱交換器112の第2単位流路の個数とは、同じ個数に設定されている。このため、第2熱交換器112の途中から単相の液冷媒となったその液冷媒の流速を上げにくくなる。その結果、液冷媒として第2熱交換器112を流れる部分における伝熱性能を向上させるのが困難になる。   Here, the number of the first unit channels of the first heat exchanger 111 and the number of the second unit channels of the second heat exchanger 112 are set to the same number. For this reason, it becomes difficult to increase the flow velocity of the liquid refrigerant that has become a single-phase liquid refrigerant in the middle of the second heat exchanger 112. As a result, it becomes difficult to improve the heat transfer performance in the portion flowing through the second heat exchanger 112 as the liquid refrigerant.
また、第1単位流路の個数と第2単位流路の個数とが同じ個数である場合、二相状態で流れる冷媒の圧力損失が増大してしまう。この圧力損失を抑えようとすると、個数を増やすことになり、液冷媒(サブクール)として流れる部分の伝熱性能が悪化することになる。つまり、二相状態で流れる冷媒の圧力損失と、液冷媒(サブクール)として流れる部分の伝熱性能とは、トレードオフの関係になる。   Further, when the number of the first unit channels and the number of the second unit channels are the same, the pressure loss of the refrigerant flowing in the two-phase state increases. In order to suppress the pressure loss, the number increases, and the heat transfer performance of a portion flowing as a liquid refrigerant (subcool) deteriorates. That is, there is a trade-off between the pressure loss of the refrigerant flowing in the two-phase state and the heat transfer performance of the portion flowing as the liquid refrigerant (subcool).
比較例に係る空気調和装置101に対して、上述した空気調和装置1では、第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13として、3つの均等な熱交換器とされており、冷媒が流れる冷媒パスのパス数は、いずれも同じパス数(PN)とされる。   In contrast to the air conditioner 101 according to the comparative example, in the air conditioner 1 described above, three equal heat exchangers are used as the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and the third heat exchanger 13. The number of refrigerant paths through which the refrigerant flows is the same (PN).
冷房運転させる場合、圧縮機5から吐出した冷媒は、第2熱交換器12および第3熱交換器13を並列に流れた後に合流し、その合流した冷媒が第1熱交換器11を流れる。このとき、第2熱交換器12および第3熱交換器13を並列に流れる際の冷媒パスのパス数(2×PN)に対して、第1熱交換器11を流れる際の冷媒パスのパス数(PN)は半分になる。   In the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor 5 joins after flowing in parallel through the second heat exchanger 12 and the third heat exchanger 13, and the joined refrigerant flows through the first heat exchanger 11. At this time, the number of refrigerant paths (2 × PN) when flowing in parallel through the second heat exchanger 12 and the third heat exchanger 13 is different from the number of refrigerant paths when flowing through the first heat exchanger 11. The number (PN) is halved.
これにより、最終的に単相の液冷媒(サブクール)となって第1熱交換器11を流れる際の流速が上がる。液冷媒の流速が上がることで、熱交換器群10を凝縮器として動作させる際の、伝熱性能を向上させることができる。   As a result, the flow velocity when finally becoming a single-phase liquid refrigerant (subcool) and flowing through the first heat exchanger 11 increases. By increasing the flow rate of the liquid refrigerant, the heat transfer performance when operating the heat exchanger group 10 as a condenser can be improved.
(暖房運転 動作1)
次に、上述した空気調和装置1の動作として、熱交換器群10を蒸発器として動作させる第2運転(暖房運転)の第1動作について説明する。
(Heating operation 1)
Next, as the operation of the above-described air conditioner 1, a first operation of a second operation (heating operation) in which the heat exchanger group 10 operates as an evaporator will be described.
図4に示すように、この場合、第1電磁弁41、第3電磁弁43および第4電磁弁44は「開」とされる。第2電磁弁42は「閉」とされる。第1膨張弁51および第2膨張弁52は「全開」とされる。   As shown in FIG. 4, in this case, the first solenoid valve 41, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are “open”. The second solenoid valve 42 is closed. The first expansion valve 51 and the second expansion valve 52 are “fully opened”.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態である冷媒Rは、流路71および第1四方弁31を流れ、室内機2(図1参照)へ送られる。室内機2では、ガス状態である冷媒Rは、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Rは、絞り装置(図示せず)によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路82を流れて室外機3へ送られる。   The refrigerant R, which is in a high-temperature and high-pressure gas state, discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71 and the first four-way valve 31, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1). In the indoor unit 2, the refrigerant R in a gaseous state exchanges heat with indoor air to be condensed to become a high-pressure liquid refrigerant. By this heat exchange, the room is heated. The refrigerant R that has become the liquid refrigerant is turned into a two-phase refrigerant of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by a throttle device (not shown), and flows through the flow path 82 to the outdoor unit 3.
室外機3へ送られた冷媒Rは、流路80と流路75とに分岐される。流路75(第1膨張弁51)を流れた冷媒Rは、第1熱交換器11へ送られる。流路80(第2膨張弁52)を流れた冷媒Rは、さらに、流路77と流路79とに分岐される。流路77(第3電磁弁43)を流れた冷媒Rは、第2熱交換器12へ送られる。流路79(第4電磁弁44)を流れた冷媒Rは、第3熱交換器13へ送られる。   The refrigerant R sent to the outdoor unit 3 is branched into a flow path 80 and a flow path 75. The refrigerant R flowing through the flow path 75 (the first expansion valve 51) is sent to the first heat exchanger 11. The refrigerant R flowing through the flow path 80 (the second expansion valve 52) is further branched into a flow path 77 and a flow path 79. The refrigerant R flowing through the flow path 77 (the third solenoid valve 43) is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flowing through the flow path 79 (the fourth solenoid valve 44) is sent to the third heat exchanger 13.
第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。   In the first heat exchanger 11, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant.
第1熱交換器11を流れガス冷媒となった冷媒Rは、流路74(第1電磁弁41)、第1四方弁31を流れる。第2熱交換器12を流れガス冷媒となった冷媒Rは、流路76、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13を流れガス冷媒となった冷媒Rは、流路78、第3四方弁33を流れる。   The refrigerant R flowing through the first heat exchanger 11 and becoming a gas refrigerant flows through the flow path 74 (the first electromagnetic valve 41) and the first four-way valve 31. The refrigerant R flowing through the second heat exchanger 12 and becoming the gas refrigerant flows through the flow path 76 and the second four-way valve 32. The refrigerant R flowing through the third heat exchanger 13 and becoming a gas refrigerant flows through the flow path 78 and the third four-way valve 33.
第1四方弁31を流れた冷媒Rと、第2四方弁32を流れた冷媒Rと、第3四方弁33を流れた冷媒Rとは、合流して流路72を流れる。流路72を流れる冷媒Rは、アキュームレータ6を介して圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first four-way valve 31, the refrigerant R flowing through the second four-way valve 32, and the refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 merge and flow through the flow path 72. The refrigerant R flowing through the flow path 72 is sent to the compressor 5 via the accumulator 6, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、暖房運転させる場合、室外機3では、室内機2から送られた冷媒Rは、第1熱交換器11と第2熱交換器12と第3熱交換器13とを並列に流れる。このとき、冷媒パスのパス数は、熱交換器一つあたりのパス数PNの3倍のパス数(3×PN)になる。このため、暖房運転の場合には、冷房運転の場合に比べて、冷媒パス数が増えることになる。これにより、熱交換器群10を蒸発器として機能させる暖房運転では、冷媒の圧力損失が低減し、蒸発器としての熱交換器群10の性能を向上させることができて、暖房性能を改善することができる。   In the above-described air conditioner 1, when performing the heating operation, in the outdoor unit 3, the refrigerant R sent from the indoor unit 2 is supplied to the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, the third heat exchanger 13, Flow in parallel. At this time, the number of refrigerant paths is three times the number of paths PN per heat exchanger (3 × PN). For this reason, in the heating operation, the number of refrigerant paths increases as compared with the cooling operation. Thereby, in the heating operation in which the heat exchanger group 10 functions as an evaporator, the pressure loss of the refrigerant is reduced, and the performance of the heat exchanger group 10 as the evaporator can be improved, thereby improving the heating performance. be able to.
次に、室外機3に、第1四方弁31、第2四方弁32および第3四方弁33の3つの四方弁が使用されていることによる効果について説明する。   Next, an effect obtained by using three four-way valves of the first four-way valve 31, the second four-way valve 32, and the third four-way valve 33 in the outdoor unit 3 will be described.
上述したように、冷房運転の第1例では、圧縮機5から吐出して分岐した高温高圧の冷媒Rが第2四方弁32および第3四方弁33を流れる。室内機2から送られた低圧の冷媒Rは、第1四方弁31および第2四方弁32を流れる。   As described above, in the first example of the cooling operation, the high-temperature and high-pressure refrigerant R discharged from the compressor 5 and branched flows through the second four-way valve 32 and the third four-way valve 33. The low-pressure refrigerant R sent from the indoor unit 2 flows through the first four-way valve 31 and the second four-way valve 32.
これにより、圧縮機5から吐出した高温高圧の冷媒Rが一つの四方弁を流れる場合と比べて、高温高圧の冷媒Rの圧力損失を低減することができる。また、室内機2から送られた低圧の冷媒Rが一つの四方弁を流れる場合と比較して、低圧の冷媒Rの圧力損失を低減することができる。   Thereby, the pressure loss of the high-temperature and high-pressure refrigerant R can be reduced as compared with the case where the high-temperature and high-pressure refrigerant R discharged from the compressor 5 flows through one four-way valve. Further, the pressure loss of the low-pressure refrigerant R can be reduced as compared with the case where the low-pressure refrigerant R sent from the indoor unit 2 flows through one four-way valve.
一方、暖房運転の第1例では、圧縮機5から吐出した高温高圧の冷媒Rが第1四方弁31を流れる。第1熱交換器11を流れた低圧の冷媒Rが、第1四方弁31を流れる。第2熱交換器12を流れた低圧の冷媒Rが、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13を流れた低圧の冷媒Rが、第3四方弁33を流れる。これにより、冷媒Rが一つの四方弁を流れる場合と比較して、低圧の冷媒Rの圧力損失を低減することができる。   On the other hand, in the first example of the heating operation, the high-temperature and high-pressure refrigerant R discharged from the compressor 5 flows through the first four-way valve 31. The low-pressure refrigerant R flowing through the first heat exchanger 11 flows through the first four-way valve 31. The low-pressure refrigerant R flowing through the second heat exchanger 12 flows through the second four-way valve 32. The low-pressure refrigerant R flowing through the third heat exchanger 13 flows through the third four-way valve 33. Thereby, the pressure loss of the low-pressure refrigerant R can be reduced as compared with the case where the refrigerant R flows through one four-way valve.
また、高温高圧の冷媒Rが第1四方弁31を流れて、第2四方弁32と第3四方弁33とには流れない。これにより、第2四方弁32を流れる低圧の冷媒Rが、第2四方弁32の内部において、高温高圧の冷媒Rとの間で熱交換が行われることはない。また、第3四方弁33を流れる低圧の冷媒Rが、第3四方弁33の内部において、高温高圧の冷媒Rとの間で熱交換が行われることはない。その結果、第2四方弁32および第3四方弁33の内部における熱交換損失を低減することができる。   The high-temperature and high-pressure refrigerant R flows through the first four-way valve 31 and does not flow through the second four-way valve 32 and the third four-way valve 33. Thereby, the low-pressure refrigerant R flowing through the second four-way valve 32 does not exchange heat with the high-temperature and high-pressure refrigerant R inside the second four-way valve 32. Further, the low-pressure refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 does not exchange heat with the high-temperature and high-pressure refrigerant R inside the third four-way valve 33. As a result, the heat exchange loss inside the second four-way valve 32 and the third four-way valve 33 can be reduced.
(冷房運転 動作2)
次に、上述した空気調和装置1の熱交換器群10を凝縮器として動作させる第1運転(冷房運転)の負荷が低い場合に行われる第2動作について説明する。
(Cooling operation operation 2)
Next, a second operation performed when the load of the first operation (cooling operation) for operating the heat exchanger group 10 of the above-described air conditioner 1 as a condenser is low will be described.
たとえば、電算室サーバールームなど年間通じた冷房負荷が発生する場合がある。また、夏でも、外気温が比較的低いような場合がある。さらに、外気温が低くない場合でも、室内機の負荷が低い場合等がある。このような状況下では、冷房運転時の負荷は小さくなる。冷房運転の負荷が低い場合、圧縮機の圧縮比を保持するために、熱交換器群10等の性能を下げることが行われる。   For example, there is a case where a cooling load that occurs throughout the year such as a computer room server room occurs. Even in summer, the outside temperature may be relatively low. Further, even when the outside air temperature is not low, the load on the indoor unit may be low. Under such a situation, the load during the cooling operation becomes small. When the load of the cooling operation is low, the performance of the heat exchanger group 10 and the like is reduced in order to maintain the compression ratio of the compressor.
熱交換器群10等の性能を下げる手段の一つとして、第1ファン21、第2ファン23による風量を少なくする方法がある。しかし、風量を少なくすることには限界がある。そのような場合には、熱交換器群10の一部の熱交換器を使用しない方法が採られる。   As one of means for lowering the performance of the heat exchanger group 10 and the like, there is a method of reducing the air volume by the first fan 21 and the second fan 23. However, there are limits to reducing the air volume. In such a case, a method that does not use a part of the heat exchangers of the heat exchanger group 10 is adopted.
図5に示すように、この場合、第1電磁弁41および第4電磁弁44は「閉」とされる。第2電磁弁42および第3電磁弁43は「開」とされる。第1膨張弁51は「全開」とされる。第2膨張弁52は「全閉」とされる。   As shown in FIG. 5, in this case, the first solenoid valve 41 and the fourth solenoid valve 44 are “closed”. The second solenoid valve 42 and the third solenoid valve 43 are set to “open”. The first expansion valve 51 is set to “full open”. The second expansion valve 52 is set to “fully closed”.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Rは、流路71、第2四方弁32、流路76を流れて第2熱交換器12へ送られる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われて凝縮する。第2熱交換器12を流れた冷媒Rは、流路77(第3電磁弁43)、流路81(第2電磁弁42)、流路74を流れて第1熱交換器11へ送られる。第1熱交換器11では、ガス状態の冷媒Rと外気との間で熱交換がさらに行われて凝縮し、冷媒Rは液冷媒になる。   The refrigerant R in a high-temperature and high-pressure gas state discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71, the second four-way valve 32, and the flow path 76, and is sent to the second heat exchanger 12. In the second heat exchanger 12, heat is exchanged between the refrigerant R and the outside air to condense. The refrigerant R flowing through the second heat exchanger 12 flows through the flow path 77 (third electromagnetic valve 43), the flow path 81 (second electromagnetic valve 42), and the flow path 74, and is sent to the first heat exchanger 11. . In the first heat exchanger 11, heat exchange is further performed between the refrigerant R in a gaseous state and the outside air to condense, and the refrigerant R becomes a liquid refrigerant.
第1熱交換器を流れた冷媒Rは、流路75、流路82を流れて、室内機2(図1参照)へ送られる。室内機2では、ガス状態の冷媒Rは、室内の空気と熱交換が行われて蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒となった冷媒Rは、流路73、第1四方弁31または第2四方弁32、流路72を流れて圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first heat exchanger flows through the flow path 75 and the flow path 82, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1). In the indoor unit 2, the refrigerant R in a gaseous state exchanges heat with indoor air and evaporates to become a low-pressure gas refrigerant. The room is cooled by this heat exchange. The refrigerant R that has become a low-pressure gas refrigerant flows through the flow path 73, the first four-way valve 31 or the second four-way valve 32, and the flow path 72, is sent to the compressor 5, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、冷房運転の負荷が低い場合には、熱交換器群10のうち、第2熱交換器12と第1熱交換器11とが使用されて、第3熱交換器13は使用されない。これにより、負荷に応じた冷房運転が行われて、圧縮機5の圧縮比を保持することができ、圧縮機5から所望の高温高圧の冷媒Rを吐出させることができる。   In the air conditioner 1 described above, when the load of the cooling operation is low, the second heat exchanger 12 and the first heat exchanger 11 in the heat exchanger group 10 are used, and the third heat exchanger is used. 13 is not used. Thereby, the cooling operation according to the load is performed, the compression ratio of the compressor 5 can be maintained, and the desired high-temperature and high-pressure refrigerant R can be discharged from the compressor 5.
また、第3四方弁33では、流路71と流路78とが繋がらないように、閉じられた状態にある。これにより、高圧の冷媒Rが、第3熱交換器13へ流れ込むのを阻止することができる。その結果、第3熱交換器13において、冷媒Rが滞留するのを防止することができ、空気調和装置1として、必要な冷媒の量が不足してしまうのを防止することができる。すなわち、冷媒の寝込みを防止することができる。   Further, the third four-way valve 33 is in a closed state so that the flow path 71 and the flow path 78 are not connected. This can prevent the high-pressure refrigerant R from flowing into the third heat exchanger 13. As a result, it is possible to prevent the refrigerant R from staying in the third heat exchanger 13, and prevent the amount of the refrigerant required for the air conditioner 1 from becoming insufficient. That is, stagnation of the refrigerant can be prevented.
(冷房運転 動作3)
ここでは、冷房運転の負荷が第2動作よりもさらに低い場合に行う第3動作について説明する。図6に示すように、この場合、第1電磁弁41は「開」とされる。第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44は「閉」とされる。第1膨張弁51は「全開」とされる。第2膨張弁52は「全閉」とされる。
(Cooling operation operation 3)
Here, the third operation performed when the load of the cooling operation is lower than the second operation will be described. As shown in FIG. 6, in this case, the first solenoid valve 41 is opened. The second solenoid valve 42, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are closed. The first expansion valve 51 is set to “full open”. The second expansion valve 52 is set to “fully closed”.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Rは、流路71、第1四方弁31、流路74(第1電磁弁41)を流れて第1熱交換器11へ送られる。第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われて凝縮する。第1熱交換器11を流れた冷媒Rは、流路75(第1膨張弁51)、流路82を流れて、室内機2(図1参照)へ送られる。   The refrigerant R in a high-temperature and high-pressure gas state discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71, the first four-way valve 31, and the flow path 74 (the first solenoid valve 41), and is sent to the first heat exchanger 11. In the first heat exchanger 11, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air to condense. The refrigerant R flowing through the first heat exchanger 11 flows through the flow path 75 (the first expansion valve 51) and the flow path 82, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1).
室内機2では、ガス状態の冷媒Rは、室内の空気と熱交換が行われて蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒となった冷媒Rは、流路73、第1四方弁31または第2四方弁32、流路72を流れて圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   In the indoor unit 2, the refrigerant R in a gaseous state exchanges heat with indoor air and evaporates to become a low-pressure gas refrigerant. The room is cooled by this heat exchange. The refrigerant R that has become a low-pressure gas refrigerant flows through the flow path 73, the first four-way valve 31 or the second four-way valve 32, and the flow path 72, is sent to the compressor 5, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、冷房運転の負荷がさらに低い場合には、熱交換器群10のうち、第1熱交換器11だけが使用されて、第2熱交換器12および第3熱交換器13は使用されない。これにより、より低い負荷に応じた冷房運転が行われて、圧縮機5の圧縮比を保持することができ、圧縮機5から所望の高温高圧の冷媒Rを吐出させることができる。   In the air conditioner 1 described above, when the load of the cooling operation is further reduced, only the first heat exchanger 11 of the heat exchanger group 10 is used, and the second heat exchanger 12 and the third heat exchange The vessel 13 is not used. Thereby, the cooling operation according to the lower load is performed, the compression ratio of the compressor 5 can be maintained, and the desired high-temperature and high-pressure refrigerant R can be discharged from the compressor 5.
また、第3四方弁33では、流路71と流路78とが繋がらないように、閉じられた状態にある。これにより、高圧の冷媒Rが、第3熱交換器13へ流れ込むのを阻止することができる。第2四方弁32では、流路71と流路76とが繋がらないように、閉じられた状態にある。これにより、高圧の冷媒Rが、第2熱交換器12へ流れ込むのを阻止することができる。これらの結果、第3熱交換器13および第2熱交換器12において、冷媒Rが滞留するのを防止することができ、空気調和装置1として、必要な冷媒の量が不足してしまうのを防止することができる。すなわち、冷媒の寝込みを防止することができる。   Further, the third four-way valve 33 is in a closed state so that the flow path 71 and the flow path 78 are not connected. This can prevent the high-pressure refrigerant R from flowing into the third heat exchanger 13. The second four-way valve 32 is in a closed state so that the flow path 71 and the flow path 76 are not connected. This can prevent the high-pressure refrigerant R from flowing into the second heat exchanger 12. As a result, in the third heat exchanger 13 and the second heat exchanger 12, the refrigerant R can be prevented from staying, and the amount of the refrigerant required for the air conditioner 1 becomes insufficient. Can be prevented. That is, stagnation of the refrigerant can be prevented.
なお、熱交換器群10等の性能を風量を下げることによって落としている場合に、たとえば、強風が吹いてきたような場合には、逆に風量が上がってしまうことがある。そのような場合には、熱交換器群の性能が上がってしまい、所望の圧縮比が得られないことが想定される。上述した空気調和装置の熱交換器群10では、第1熱交換器11〜第3熱交換器13の3つの熱交換器に分割されていることで、熱交換器群の性能が上がってしまうのを最小限に抑えることができる。   When the performance of the heat exchanger group 10 or the like is lowered by lowering the air volume, for example, when a strong wind is blowing, the air volume may increase. In such a case, it is assumed that the performance of the group of heat exchangers is increased and a desired compression ratio cannot be obtained. In the heat exchanger group 10 of the air conditioner described above, since the heat exchanger group 10 is divided into the three heat exchangers of the first heat exchanger 11 to the third heat exchanger 13, the performance of the heat exchanger group increases. Can be minimized.
(暖房運転 動作2)
次に、上述した空気調和装置1の動作として、熱交換器群10を蒸発器として動作させる第2運転(暖房運転)の第2動作について説明する。
(Heating operation 2)
Next, as the operation of the above-described air conditioner 1, a second operation (heating operation) of operating the heat exchanger group 10 as an evaporator will be described.
空気調和装置を運転させる場合、効率的な運転を行うために、第1熱交換器等の各熱交換器を流れた冷媒の温度を同じ乾き度にするか、または、スーパーヒートにすることが求められる。   When operating the air conditioner, in order to perform efficient operation, the temperature of the refrigerant flowing through each heat exchanger such as the first heat exchanger may be set to the same degree of dryness or superheat. Desired.
アキュームレータ6内に液状態の冷媒Rが滞留していない場合には、一般的に、蒸発器として機能する熱交換器群の冷媒の出口は乾いた状態にある。このような場合には、第1熱交換器11〜第3熱交換器13をそれぞれ流れた冷媒の温度が同じ温度になるように、第1膨張弁51の開度と第2膨張弁52の開度とが調整される。   When the refrigerant R in the liquid state does not stay in the accumulator 6, the outlet of the refrigerant of the heat exchanger group functioning as an evaporator is generally in a dry state. In such a case, the opening degree of the first expansion valve 51 and the opening degree of the second expansion valve 52 are set so that the temperatures of the refrigerant flowing through the first to third heat exchangers 11 to 13 are the same. The opening degree is adjusted.
図7に示すように、この場合、第1電磁弁41、第3電磁弁43および第4電磁弁44は「開」とされる。第2電磁弁42は「閉」とされる。第1膨張弁51および第2膨張弁52では、開度が調整される。   As shown in FIG. 7, in this case, the first solenoid valve 41, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are “open”. The second solenoid valve 42 is closed. The opening degree of the first expansion valve 51 and the second expansion valve 52 is adjusted.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Rは、流路71、第1四方弁31、流路73を流れ、室内機2(図1参照)へ送られる。室内機2では、ガス状態の冷媒Rは、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Rは、絞り装置(図示せず)によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路82を流れて室外機3へ送られる。   The refrigerant R in a high-temperature and high-pressure gas state discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71, the first four-way valve 31, and the flow path 73, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1). In the indoor unit 2, the gaseous refrigerant R exchanges heat with indoor air to be condensed and becomes a high-pressure liquid refrigerant. By this heat exchange, the room is heated. The refrigerant R that has become the liquid refrigerant is turned into a two-phase refrigerant of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by a throttle device (not shown), and flows through the flow path 82 to the outdoor unit 3.
室外機3へ送られた冷媒Rは、流路75と流路80とに分岐される。このとき、流路75を流れる冷媒Rの流量は、第1膨張弁51の開度によって決定される。流路80を流れる冷媒Rの流量は、第2膨張弁52の開度によって決定される。それぞれの開度については、後述する。   The refrigerant R sent to the outdoor unit 3 is branched into a flow path 75 and a flow path 80. At this time, the flow rate of the refrigerant R flowing through the flow path 75 is determined by the opening degree of the first expansion valve 51. The flow rate of the refrigerant R flowing through the flow path 80 is determined by the opening degree of the second expansion valve 52. Each opening degree will be described later.
流路75(第1膨張弁51)を流れた冷媒Rは、第1熱交換器11へ送られる。流路80(第2膨張弁52)を流れた冷媒Rは、さらに、流路77と流路79とに分岐される。流路77(第3電磁弁43)を流れた冷媒Rは、第2熱交換器12へ送られる。流路79(第4電磁弁44)を流れた冷媒Rは、第3熱交換器13へ送られる。   The refrigerant R flowing through the flow path 75 (the first expansion valve 51) is sent to the first heat exchanger 11. The refrigerant R flowing through the flow path 80 (the second expansion valve 52) is further branched into a flow path 77 and a flow path 79. The refrigerant R flowing through the flow path 77 (the third solenoid valve 43) is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flowing through the flow path 79 (the fourth solenoid valve 44) is sent to the third heat exchanger 13.
第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。   In the first heat exchanger 11, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant.
第1熱交換器11を流れた冷媒Rは、流路74(第1電磁弁41)、第1四方弁31を流れる。第2熱交換器12を流れた冷媒Rは、流路76、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13を流れた冷媒Rは、流路78、第3四方弁33を流れる。   The refrigerant R flowing through the first heat exchanger 11 flows through the flow path 74 (the first solenoid valve 41) and the first four-way valve 31. The refrigerant R flowing through the second heat exchanger 12 flows through the flow path 76 and the second four-way valve 32. The refrigerant R flowing through the third heat exchanger 13 flows through the flow path 78 and the third four-way valve 33.
冷媒Rが第1四方弁31を流れた後、測定点P1において、冷媒Rの温度(温度T1)が測定される。冷媒Rが第2四方弁32を流れた後、測定点P2において、冷媒Rの温度(温度T2)が測定される。冷媒Rが第3四方弁33を流れた後、測定点P3において、冷媒Rの温度(温度T3)が測定される。   After the refrigerant R flows through the first four-way valve 31, the temperature (temperature T1) of the refrigerant R is measured at the measurement point P1. After the refrigerant R flows through the second four-way valve 32, the temperature (temperature T2) of the refrigerant R is measured at the measurement point P2. After the refrigerant R flows through the third four-way valve 33, the temperature (temperature T3) of the refrigerant R is measured at the measurement point P3.
空気調和装置1では、測定された温度T1と圧縮機5の低圧側圧力Ps(アキュームレータACCの近傍)の飽和温度Tsとの温度差、温度T2と低圧側圧力Psの飽和温度Tsとの温度差および温度T3と低圧側圧力Psの飽和温度Tsとの温度差が同じ温度になるように、第1膨張弁51の開度と第2膨張弁52の開度とが調整される。   In the air conditioner 1, the temperature difference between the measured temperature T1 and the saturation temperature Ts of the low-pressure side pressure Ps (near the accumulator ACC) of the compressor 5, and the temperature difference between the temperature T2 and the saturation temperature Ts of the low-pressure side pressure Ps. The opening of the first expansion valve 51 and the opening of the second expansion valve 52 are adjusted such that the temperature difference between the temperature T3 and the saturation temperature Ts of the low-pressure side pressure Ps becomes the same temperature.
第1四方弁31を流れた冷媒Rと、第2四方弁32を流れた冷媒Rと、第3四方弁33を流れた冷媒Rとは、合流して流路72を流れる。流路72を流れる冷媒Rは、アキュームレータ6を介して圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first four-way valve 31, the refrigerant R flowing through the second four-way valve 32, and the refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 merge and flow through the flow path 72. The refrigerant R flowing through the flow path 72 is sent to the compressor 5 via the accumulator 6, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13のそれぞれを流れた冷媒の温度が同じ温度になるように、第1膨張弁51の開度と、第2膨張弁52の開度が調整される。これにより、熱交換器群10の蒸発器としての性能を向上させることができる。   In the air conditioner 1 described above, the first expansion valve 51 is controlled so that the temperature of the refrigerant flowing through each of the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and the third heat exchanger 13 becomes the same. The opening and the opening of the second expansion valve 52 are adjusted. Thereby, the performance of the heat exchanger group 10 as an evaporator can be improved.
ここで、アキュームレータ6内に冷媒(液冷媒)が滞留していない場合、すなわち、室外機3の熱交換器群10の出口がスーパーヒートの状態である場合に、第1膨張弁51の開度を、第2膨張弁52の開度を同じ開度に設定した場合を想定する。   Here, when the refrigerant (liquid refrigerant) does not stay in the accumulator 6, that is, when the outlet of the heat exchanger group 10 of the outdoor unit 3 is in the superheat state, the opening degree of the first expansion valve 51 is set. It is assumed that the opening degree of the second expansion valve 52 is set to the same opening degree.
その場合には、第1熱交換器11には、室外機3へ送られる冷媒量の50%の冷媒が流れることになる。第2熱交換器12には、室外機3へ送られる冷媒量の25%の冷媒が流れることになる。第3熱交換器13には、室外機3へ送られる冷媒量の25%の冷媒が流れることになる。   In that case, the refrigerant of 50% of the refrigerant amount sent to the outdoor unit 3 flows through the first heat exchanger 11. The refrigerant of 25% of the refrigerant amount sent to the outdoor unit 3 flows through the second heat exchanger 12. In the third heat exchanger 13, 25% of the refrigerant flowing to the outdoor unit 3 flows.
そうすると、第2熱交換器12を流れた冷媒と、第3熱交換器13を流れた冷媒は、同じスーパーヒートの状態で送り出されるものの、第1熱交換器11を流れた冷媒は、それらよりもスーパーヒートが小さい状態、さらには、液冷媒を含んだ湿った状態で送り出されるという好ましくない状況が発生することが想定される。   Then, although the refrigerant flowing through the second heat exchanger 12 and the refrigerant flowing through the third heat exchanger 13 are sent out in the same superheat state, the refrigerant flowing through the first heat exchanger 11 is It is supposed that an undesired situation occurs in which the superheat is small and the liquid is sent out in a wet state containing the liquid refrigerant.
上述した空気調和装置1では、アキュームレータ6内に液状態の冷媒Rが滞留していない場合には、第1膨張弁51の開度、第2膨張弁52の開度を、それぞれのスーパーヒートの値が一定になるように調整することにより、第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13のそれぞれには、室外機3へ送られる冷媒量の33%(1/3)の冷媒Rが流れることになる。   In the air conditioner 1 described above, when the refrigerant R in the liquid state does not accumulate in the accumulator 6, the opening degree of the first expansion valve 51 and the opening degree of the second expansion valve 52 are determined by the respective superheats. By adjusting the value to be constant, each of the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and the third heat exchanger 13 has 33% (1%) of the refrigerant amount sent to the outdoor unit 3. The refrigerant R of (/ 3) flows.
その結果、第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13のそれぞれを流れた冷媒Rを、同じ乾燥した状態で送り出すことができ、熱交換器群10の蒸発器としての性能を向上させることができる。また、アキュームレータ6内に冷媒(液冷媒)が滞留している場合には、熱交換器群10の出口のスーパーヒートが付きにくいので、第1膨張弁51の開度を第2膨張弁52の開度のCv値(容量係数)の半分程度に調整することで、アキュームレータ6内に冷媒(液冷媒)が滞留していない場合と同じ効果を得ることができる。   As a result, the refrigerant R flowing through each of the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and the third heat exchanger 13 can be sent out in the same dry state, and the evaporator of the heat exchanger group 10 Performance can be improved. Further, when the refrigerant (liquid refrigerant) stays in the accumulator 6, since the superheat at the outlet of the heat exchanger group 10 is hard to be generated, the opening degree of the first expansion valve 51 is set to the second expansion valve 52. By adjusting the opening degree to about half the Cv value (capacity coefficient), the same effect as when the refrigerant (liquid refrigerant) does not stay in the accumulator 6 can be obtained.
なお、上述した空気調和装置1では、測定点P2における冷媒Rの温度と、測定点P3における冷媒Rの温度とを測定する場合について説明したが、測定点P2および測定点P3のいずれか一方の温度を測定するようにしてもよい。   In the above-described air-conditioning apparatus 1, the case where the temperature of the refrigerant R at the measurement point P2 and the temperature of the refrigerant R at the measurement point P3 are measured has been described. The temperature may be measured.
(暖房運転 動作3)
次に、上述した空気調和装置1に複数の室外ユニットを備えた場合、熱交換器群10を蒸発器として動作させる第2運転(暖房運転)の第3動作について説明する。
(Heating operation 3)
Next, the third operation of the second operation (heating operation) of operating the heat exchanger group 10 as an evaporator when the air conditioner 1 includes a plurality of outdoor units will be described.
空気調和装置には、たとえば、ビル用マルチエアコンなど、室外機として複数の室外ユニットを備えた空気調和装置がある。ここでは、そのような複数の室外ユニットを備えた空気調和装置を例に挙げる。   As an air conditioner, for example, there is an air conditioner provided with a plurality of outdoor units as outdoor units, such as a multi air conditioner for buildings. Here, an air conditioner including such a plurality of outdoor units will be described as an example.
図8では、室外機3の室外ユニット4として、第1室外ユニット4aと第2室外ユニット4bとを少なくとも備えた空気調和装置1を示す。第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのそれぞれは、図1に示す室外ユニット4と同じ構成とされる。このため、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。   FIG. 8 shows an air conditioner 1 including at least a first outdoor unit 4a and a second outdoor unit 4b as the outdoor unit 4 of the outdoor unit 3. Each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b has the same configuration as the outdoor unit 4 shown in FIG. For this reason, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless necessary.
なお、第1室外ユニット4aの熱交換器群10を第1熱交換器群とし、第2室外ユニット4bの熱交換器群10を第2熱交換器群とする。第1室外ユニット4aに設けられたアキュームレータを第1アキュームレータとし、第2室外ユニット4bに設けられたアキュームレータを第2アキュームレータとする。   Note that the heat exchanger group 10 of the first outdoor unit 4a is a first heat exchanger group, and the heat exchanger group 10 of the second outdoor unit 4b is a second heat exchanger group. The accumulator provided in the first outdoor unit 4a is referred to as a first accumulator, and the accumulator provided in the second outdoor unit 4b is referred to as a second accumulator.
また、熱交換器群10を蒸発器として動作させる場合の第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのそれぞれにおける冷媒の流れは、基本的に図4について説明した冷媒の流れと同じ流れになる。このため、その冷媒の流れについては、簡単に説明する。   When the heat exchanger group 10 is operated as an evaporator, the flow of the refrigerant in each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b is basically the same as the flow of the refrigerant described with reference to FIG. . Therefore, the flow of the refrigerant will be briefly described.
第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのそれぞれの圧縮機5から吐出した高温高圧の冷媒Rは、流路71、流路73を流れて流路90に合流する。合流した冷媒Rは、室内機2へ送られて、室内の空気との間で熱交換が行われた後、流路91を流れる。流路91を流れる間に、冷媒Rは分岐され、第1室外ユニット4aの流路82または第2室外ユニット4bの流路82を流れる。   The high-temperature and high-pressure refrigerant R discharged from the compressor 5 of each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b flows through the flow paths 71 and 73 and joins the flow path 90. The combined refrigerant R is sent to the indoor unit 2 and exchanges heat with indoor air, and then flows through the flow path 91. While flowing through the flow path 91, the refrigerant R is branched and flows through the flow path 82 of the first outdoor unit 4a or the flow path 82 of the second outdoor unit 4b.
第1室外ユニット4aでは、流路82を流れる冷媒Rは、流路75と流路80とに分岐される。このとき、流路75を流れる冷媒Rの流量は、第1膨張弁51の開度によって決定される。流路80を流れる冷媒Rの流量は、第2膨張弁52の開度によって決定される。それぞれの開度については、後述する。   In the first outdoor unit 4a, the refrigerant R flowing through the flow path 82 is branched into a flow path 75 and a flow path 80. At this time, the flow rate of the refrigerant R flowing through the flow path 75 is determined by the opening degree of the first expansion valve 51. The flow rate of the refrigerant R flowing through the flow path 80 is determined by the opening degree of the second expansion valve 52. Each opening degree will be described later.
流路75(第1膨張弁51)を流れた冷媒Rは、第1熱交換器11へ送られる。流路80(第2膨張弁52)を流れた冷媒Rは、流路77と流路79とに分岐される。流路77(第3電磁弁43)を流れた冷媒Rは、第2熱交換器12へ送られる。流路79(第4電磁弁44)を流れた冷媒Rは、第3熱交換器13へ送られる。   The refrigerant R flowing through the flow path 75 (the first expansion valve 51) is sent to the first heat exchanger 11. The refrigerant R flowing through the flow path 80 (the second expansion valve 52) is branched into a flow path 77 and a flow path 79. The refrigerant R flowing through the flow path 77 (the third solenoid valve 43) is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flowing through the flow path 79 (the fourth solenoid valve 44) is sent to the third heat exchanger 13.
第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第1熱交換器11で熱交換が行われた冷媒Rは、流路74(第1電磁弁41)、第1四方弁31を流れる。第2熱交換器12で熱交換が行われた冷媒Rは、流路76、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13で熱交換が行われた冷媒Rは、流路78、第3四方弁33を流れる。   In the first heat exchanger 11, heat is exchanged between the refrigerant R and the outside air. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the first heat exchanger 11 flows through the flow path 74 (the first solenoid valve 41) and the first four-way valve 31. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the second heat exchanger 12 flows through the flow path 76 and the second four-way valve 32. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the third heat exchanger 13 flows through the flow path 78 and the third four-way valve 33.
第1四方弁31を流れた冷媒Rと、第2四方弁32を流れた冷媒Rと、第3四方弁33を流れた冷媒Rとは、合流して流路72を流れる。流路72を流れる冷媒Rは、アキュームレータ6を介して圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、第1室外ユニット4aでは、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first four-way valve 31, the refrigerant R flowing through the second four-way valve 32, and the refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 merge and flow through the flow path 72. The refrigerant R flowing through the flow path 72 is sent to the compressor 5 via the accumulator 6, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated in the first outdoor unit 4a.
一方、第2室外ユニット4bでは、流路82を流れる冷媒Rは、流路75と流路80とに分岐される。このとき、流路75を流れる冷媒Rの流量は、第1膨張弁51の開度によって決定される。流路80を流れる冷媒Rの流量は、第2膨張弁52の開度によって決定される。それぞれの開度については、後述する。   On the other hand, in the second outdoor unit 4b, the refrigerant R flowing through the flow path 82 is branched into a flow path 75 and a flow path 80. At this time, the flow rate of the refrigerant R flowing through the flow path 75 is determined by the opening degree of the first expansion valve 51. The flow rate of the refrigerant R flowing through the flow path 80 is determined by the opening degree of the second expansion valve 52. Each opening degree will be described later.
流路75(第1膨張弁51)を流れた冷媒Rは、第1熱交換器11へ送られる。流路80(第2膨張弁52)を流れた冷媒Rは、流路77と流路79とに分岐される。流路77(第3電磁弁43)を流れた冷媒Rは、第2熱交換器12へ送られる。流路79(第4電磁弁44)を流れた冷媒Rは、第3熱交換器13へ送られる。   The refrigerant R flowing through the flow path 75 (the first expansion valve 51) is sent to the first heat exchanger 11. The refrigerant R flowing through the flow path 80 (the second expansion valve 52) is branched into a flow path 77 and a flow path 79. The refrigerant R flowing through the flow path 77 (the third solenoid valve 43) is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flowing through the flow path 79 (the fourth solenoid valve 44) is sent to the third heat exchanger 13.
第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第1熱交換器11で熱交換が行われた冷媒Rは、流路74(第1電磁弁41)、第1四方弁31を流れる。第2熱交換器12で熱交換が行われた冷媒Rは、流路76、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13で熱交換が行われた冷媒Rは、流路78、第3四方弁33を流れる。   In the first heat exchanger 11, heat is exchanged between the refrigerant R and the outside air. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the first heat exchanger 11 flows through the flow path 74 (the first solenoid valve 41) and the first four-way valve 31. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the second heat exchanger 12 flows through the flow path 76 and the second four-way valve 32. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the third heat exchanger 13 flows through the flow path 78 and the third four-way valve 33.
第1四方弁31を流れた冷媒Rと、第2四方弁32を流れた冷媒Rと、第3四方弁33を流れた冷媒Rとは、合流して流路72を流れる。流路72を流れる冷媒Rは、アキュームレータ6を介して圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、第2室外ユニット4bでは、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first four-way valve 31, the refrigerant R flowing through the second four-way valve 32, and the refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 merge and flow through the flow path 72. The refrigerant R flowing through the flow path 72 is sent to the compressor 5 via the accumulator 6, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated in the second outdoor unit 4b.
上述した空気調和装置1の第1室外ユニット4aと第2室外ユニット4bとのそれぞれでは、圧縮機5の吸入側にアキュームレータ6が接続されている。熱交換器群10を蒸発器として運転(暖房運転)させている場合、通常、アキュームレータ6には、液冷媒が溜まっている。   In each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b of the air conditioner 1, the accumulator 6 is connected to the suction side of the compressor 5. When the group of heat exchangers 10 is operated as an evaporator (heating operation), liquid refrigerant is usually stored in the accumulator 6.
上述したように、暖房運転時では、室内機2を流れた冷媒は、分岐されて、第1室外ユニット4aまたは第2室外ユニット4bへ送られる。第1室外ユニット4aでは、熱交換器群10を流れた後、アキュームレータ6を経て圧縮機5の吸入側へ送られる。また、第2室外ユニット4bでも、熱交換器群10を流れた後、アキュームレータ6を経て圧縮機5の吸入側へ送られる。   As described above, during the heating operation, the refrigerant flowing through the indoor unit 2 is branched and sent to the first outdoor unit 4a or the second outdoor unit 4b. In the first outdoor unit 4a, after flowing through the heat exchanger group 10, it is sent to the suction side of the compressor 5 via the accumulator 6. Also in the second outdoor unit 4b, after flowing through the heat exchanger group 10, the air is sent to the suction side of the compressor 5 via the accumulator 6.
第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのように、複数の室外ユニット4を配置させている場合には、室内機2を流れた冷媒が分岐される位置によって、分岐される冷媒の圧力が異なることがある。このため、流路91から分岐して第1室外ユニット4aへ送られる冷媒Rの量と、流路91から分岐して第2室外ユニット4bへ送られる冷媒Rの量とが異なることがある。すなわち、第1室外ユニット4aと第2室外ユニット4bとへ、冷媒Rを均等に分配できないことがある。   When a plurality of outdoor units 4 are arranged like the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b, the pressure of the branched refrigerant depends on the position where the refrigerant flowing through the indoor unit 2 is branched. May be different. For this reason, the amount of the refrigerant R branched from the flow path 91 and sent to the first outdoor unit 4a may be different from the amount of the refrigerant R branched from the flow path 91 and sent to the second outdoor unit 4b. That is, the refrigerant R may not be evenly distributed to the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b.
このとき、たとえば、第1室外ユニット4aへ送られる冷媒Rの量が相対的に多いとすると、第1室外ユニット4aのアキュームレータ6の液冷媒の量が増えて満液になり、液冷媒が圧縮機5へ流れ込んでしまい、圧縮機5を損傷させるおそれがあることが想定される。   At this time, for example, assuming that the amount of the refrigerant R sent to the first outdoor unit 4a is relatively large, the amount of the liquid refrigerant in the accumulator 6 of the first outdoor unit 4a increases and becomes full, and the liquid refrigerant is compressed. It is assumed that there is a risk of flowing into the compressor 5 and damaging the compressor 5.
上述した空気調和装置1では、第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのそれぞれに配置されているアキュームレータ6の液冷媒の量が同じ量になるように、たとえば、アキュームレータ6内に液面検知器を挿入し液面高さが一定になるように、または、圧縮機5の吐出スーパーヒートが同じ値になるように、第1室外ユニット4aへ送られる冷媒Rの量と、第2室外ユニット4bへ送られる冷媒Rの量とが調整される。   In the air conditioner 1 described above, for example, the liquid level is detected in the accumulator 6 so that the amount of the liquid refrigerant in the accumulator 6 disposed in each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b is the same. The amount of the refrigerant R sent to the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit are set so that the liquid level is constant by inserting the vessel and the discharge superheat of the compressor 5 has the same value. 4b is adjusted.
すなわち、それぞれ分岐される冷媒Rの量が同じ量になるように、第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのそれぞれの第1膨張弁51の開度と第2膨張弁52の開度とが調整される。   That is, the opening degree of the first expansion valve 51 and the opening degree of the second expansion valve 52 of each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b are set so that the amount of the refrigerant R branched is the same. Is adjusted.
第1室外ユニット4aおよび第2室外ユニット4bのそれぞれへ送られる冷媒Rの量が同じ量になることで、アキュームレータ6の液冷媒の量が同じ量になり、圧縮機5が損傷してしまう等の不具合を阻止することができる。   When the amount of the refrigerant R sent to each of the first outdoor unit 4a and the second outdoor unit 4b becomes the same amount, the amount of the liquid refrigerant in the accumulator 6 becomes the same amount, and the compressor 5 is damaged. Can be prevented.
実施の形態2.
(構成)
実施の形態2に係る空気調和装置について説明する。図9に示すように、空気調和装置1では、冷媒を3つに分岐させる3分岐分配器61が設けられている。その3分岐分配器61に、第1熱交換器11に繋がっている流路75と、第2熱交換器12に繋がっている流路77と、第3熱交換器13に繋がっている流路79とが接続されているとともに、室内機2に繋がっている流路82が接続されている。
Embodiment 2 FIG.
(Constitution)
An air conditioner according to Embodiment 2 will be described. As shown in FIG. 9, the air conditioner 1 is provided with a three-branch distributor 61 that branches the refrigerant into three. In the three-branch distributor 61, a flow path 75 connected to the first heat exchanger 11, a flow path 77 connected to the second heat exchanger 12, and a flow path connected to the third heat exchanger 13. 79 and a flow path 82 connected to the indoor unit 2 is connected.
図10に示すように、3分岐分配器61では、中空管62の一端側に、円周上に等距離をもって、3つの開口部63a、63b、63cが形成されている。開口部63a、63b、63cのそれぞれは、中空管62の中空部分に連通する。たとえば、開口部63aに流路75が接続される。開口部63bに流路77が接続される。開口部63cに流路79が接続される。中空管62の他端側に、流路82が接続される。   As shown in FIG. 10, in the three-branch distributor 61, three openings 63 a, 63 b, and 63 c are formed at one end of the hollow tube 62 at equal circumferential distances. Each of the openings 63a, 63b, 63c communicates with the hollow portion of the hollow tube 62. For example, the channel 75 is connected to the opening 63a. The channel 77 is connected to the opening 63b. The channel 79 is connected to the opening 63c. A channel 82 is connected to the other end of the hollow tube 62.
また、流路75には、第1膨張弁51が設けられている。流路77には、第2膨張弁52が設けられている。流路79には、第3膨張弁53が設けられている。流路81は、流路77と流路79とに繋がっている。なお、これ以外の構成については、図1に示す空気調和装置1と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合除きその説明を繰り返さないこととする。   The flow path 75 is provided with a first expansion valve 51. The flow path 77 is provided with a second expansion valve 52. The third expansion valve 53 is provided in the flow path 79. The channel 81 is connected to the channel 77 and the channel 79. Since the other configuration is the same as that of the air conditioner 1 shown in FIG. 1, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless necessary.
(暖房運転 動作1)
次に、実施の形態2に係る空気調和装置1の動作として、熱交換器群10を蒸発器として動作させる第2運転(暖房運転)について説明する。
(Heating operation 1)
Next, as an operation of the air-conditioning apparatus 1 according to Embodiment 2, a second operation (heating operation) of operating the heat exchanger group 10 as an evaporator will be described.
図11に示すように、この場合、第1電磁弁41、第3電磁弁43および第4電磁弁44は「開」とされる。第2電磁弁42は「閉」とされる。第1膨張弁51、第2膨張弁52および第3膨張弁53の開度は、特に調整されない。   As shown in FIG. 11, in this case, the first solenoid valve 41, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are "open". The second solenoid valve 42 is closed. The opening degrees of the first expansion valve 51, the second expansion valve 52, and the third expansion valve 53 are not particularly adjusted.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Rは、流路71、第1四方弁31、流路73を流れ、室内機2(図1参照)へ送られる。室内機2では、冷媒Rは、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Rは、絞り装置(図示せず)によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路82を流れて室外機3へ送られる。   The refrigerant R in a high-temperature and high-pressure gas state discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71, the first four-way valve 31, and the flow path 73, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1). In the indoor unit 2, the refrigerant R exchanges heat with indoor air to be condensed and becomes a high-pressure liquid refrigerant. By this heat exchange, the room is heated. The refrigerant R that has become the liquid refrigerant is turned into a two-phase refrigerant of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by a throttle device (not shown), and flows through the flow path 82 to the outdoor unit 3.
室外機3では、流路82を流れた冷媒Rは、3分岐分配器61によって、流路75と流路77と流路79との3等分に分岐される。流路75(第1膨張弁51)を流れた冷媒Rは、第1熱交換器11へ送られる。流路77(第2膨張弁52)を流れた冷媒Rは、第2熱交換器12へ送られる。流路79(第3膨張弁53)を流れた冷媒Rは、第3熱交換器13へ送られる。   In the outdoor unit 3, the refrigerant R flowing through the flow path 82 is divided into three equal parts of the flow path 75, the flow path 77, and the flow path 79 by the three-branch distributor 61. The refrigerant R flowing through the flow path 75 (the first expansion valve 51) is sent to the first heat exchanger 11. The refrigerant R flowing through the flow path 77 (the second expansion valve 52) is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flowing through the flow path 79 (the third expansion valve 53) is sent to the third heat exchanger 13.
第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Rは、蒸発してガス冷媒となる。   In the first heat exchanger 11, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air, and the refrigerant R in the two-phase state evaporates to a gas refrigerant.
第1熱交換器11を流れた冷媒Rは、流路74(第1電磁弁41)、第1四方弁31を流れる。第2熱交換器12を流れた冷媒Rは、流路76、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13を流れた冷媒Rは、流路78、第3四方弁33を流れる。   The refrigerant R flowing through the first heat exchanger 11 flows through the flow path 74 (the first solenoid valve 41) and the first four-way valve 31. The refrigerant R flowing through the second heat exchanger 12 flows through the flow path 76 and the second four-way valve 32. The refrigerant R flowing through the third heat exchanger 13 flows through the flow path 78 and the third four-way valve 33.
第1四方弁31を流れた冷媒Rと、第2四方弁32を流れた冷媒Rと、第3四方弁33を流れた冷媒Rとは、合流して流路72を流れる。流路72を流れる冷媒Rは、アキュームレータ6を介して圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R flowing through the first four-way valve 31, the refrigerant R flowing through the second four-way valve 32, and the refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 merge and flow through the flow path 72. The refrigerant R flowing through the flow path 72 is sent to the compressor 5 via the accumulator 6, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、室内機2から送られる冷媒Rが、3分岐分配器61によって、流路75と流路77と流路79との3つに等分に分岐される。これにより、第1膨張弁51、第2膨張弁52および第3膨張弁53の開度を調整することなく、第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13のそれぞれに、同じ量の冷媒を送り込むことができる。その結果、冷媒を効率よく蒸発させることができ、蒸発器としての熱交換器群10の蒸発性能を向上させることができる。   In the above-described air-conditioning apparatus 1, the refrigerant R sent from the indoor unit 2 is equally divided by the three-branch distributor 61 into three channels, that is, the channel 75, the channel 77, and the channel 79. Thereby, the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and the third heat exchanger 13 can be adjusted without adjusting the openings of the first expansion valve 51, the second expansion valve 52, and the third expansion valve 53. Each can be fed with the same amount of refrigerant. As a result, the refrigerant can be efficiently evaporated, and the evaporation performance of the heat exchanger group 10 as an evaporator can be improved.
(暖房運転 動作2)
ここでは、熱交換器群10を蒸発器として動作させる第2運転(暖房運転)の負荷が低い場合に行われる第2動作について説明する。具体的に低負荷の暖房運転とは、外気の温度が比較的高い場合の暖房運転であり、圧縮機周波数が低いときである。
(Heating operation 2)
Here, the second operation performed when the load of the second operation (heating operation) for operating the heat exchanger group 10 as an evaporator is low will be described. Specifically, the low-load heating operation is a heating operation when the temperature of the outside air is relatively high, and is a time when the compressor frequency is low.
図12に示すように、この場合、第1電磁弁41は「閉」とされる。第2電磁弁42、第3電磁弁43および第4電磁弁44は「開」とされる。第1膨張弁51の開度は「全開」とされる。第2膨張弁52および第3膨張弁53の開度は「全閉」とされる。   As shown in FIG. 12, in this case, the first solenoid valve 41 is closed. The second solenoid valve 42, the third solenoid valve 43, and the fourth solenoid valve 44 are "open". The opening degree of the first expansion valve 51 is “full open”. The opening degrees of the second expansion valve 52 and the third expansion valve 53 are set to “fully closed”.
圧縮機5から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Rは、流路71、第1四方弁31、流路73を流れ、室内機2(図1参照)へ送られる。室内機2では、冷媒Rは、室内の空気と熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Rは、絞り装置(図示せず)によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路82を流れて室外機3へ送られる。   The refrigerant R in a high-temperature and high-pressure gas state discharged from the compressor 5 flows through the flow path 71, the first four-way valve 31, and the flow path 73, and is sent to the indoor unit 2 (see FIG. 1). In the indoor unit 2, the refrigerant R exchanges heat with the indoor air and condenses to become a high-pressure liquid refrigerant. By this heat exchange, the room is heated. The refrigerant R that has become the liquid refrigerant is turned into a two-phase refrigerant of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by a throttle device (not shown), and flows through the flow path 82 to the outdoor unit 3.
室外機3では、流路82を流れた冷媒Rは、3分岐分配器61と第1膨張弁51を流れて、流路75のみへ流れ込む。流路75を流れた冷媒Rは、第1熱交換器11へ送られる。第1熱交換器11では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第1熱交換器11を流れた冷媒Rは、流路74、流路81(第2電磁弁42)を流れ、流路77と流路79との2つに分岐される。   In the outdoor unit 3, the refrigerant R flowing through the flow path 82 flows through the three-branch distributor 61 and the first expansion valve 51, and flows into only the flow path 75. The refrigerant R flowing through the flow path 75 is sent to the first heat exchanger 11. In the first heat exchanger 11, heat is exchanged between the refrigerant R and the outside air. The refrigerant R that has flowed through the first heat exchanger 11 flows through the flow path 74 and the flow path 81 (the second solenoid valve 42), and is branched into two, a flow path 77 and a flow path 79.
流路77(第3電磁弁43)を流れた冷媒Rは、第2熱交換器12へ送られる。流路79(第4電磁弁44)を流れた冷媒Rは、第3熱交換器13へ送られる。第2熱交換器12では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。第3熱交換器13では、冷媒Rと外気との間で熱交換が行われる。   The refrigerant R flowing through the flow path 77 (the third solenoid valve 43) is sent to the second heat exchanger 12. The refrigerant R flowing through the flow path 79 (the fourth solenoid valve 44) is sent to the third heat exchanger 13. In the second heat exchanger 12, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air. In the third heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant R and the outside air.
第2熱交換器12において熱交換が行われた冷媒Rは、流路76、第2四方弁32を流れる。第3熱交換器13において熱交換が行われた冷媒Rは、流路78、第3四方弁33を流れる。第2四方弁32を流れた冷媒Rと、第3四方弁33を流れた冷媒Rとは、合流して流路72を流れる。流路72を流れる冷媒Rは、アキュームレータ6を介して圧縮機5に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。   The refrigerant R having undergone heat exchange in the second heat exchanger 12 flows through the flow path 76 and the second four-way valve 32. The refrigerant R that has undergone heat exchange in the third heat exchanger 13 flows through the flow path 78 and the third four-way valve 33. The refrigerant R flowing through the second four-way valve 32 and the refrigerant R flowing through the third four-way valve 33 merge and flow through the flow path 72. The refrigerant R flowing through the flow path 72 is sent to the compressor 5 via the accumulator 6, and is compressed again. Hereinafter, this operation is repeated.
上述した空気調和装置1では、室内機2から送られる冷媒Rが、第1熱交換器11を流れた後、2つに分岐されて、一方の冷媒が、第2熱交換器12を流れ、他方の冷媒が第3熱交換器13を流れる。このとき、冷媒Rの流れる冷媒パスのパス数が、パス数PNから2倍のパス数2PNになる。これにより、冷媒Rの流速を下げることができる。   In the air conditioner 1 described above, the refrigerant R sent from the indoor unit 2 flows through the first heat exchanger 11, and then branches into two, and one refrigerant flows through the second heat exchanger 12, The other refrigerant flows through the third heat exchanger 13. At this time, the number of refrigerant paths through which the refrigerant R flows becomes twice as many as the number of paths PN. Thereby, the flow rate of the refrigerant R can be reduced.
ここで、乾き度に対する圧力損失の特性について説明する。一般的に、乾き度が大きくなるにつれて圧力損失が大きくなる。空気調和装置1では、第1熱交換器11には乾き度が0.2程度の二相冷媒が流れた後に、2分岐された流速が下がった冷媒が第2熱交換器、第3熱交換器に流れるため、圧力損失の増大を抑制することが可能となる。   Here, the characteristics of the pressure loss with respect to the dryness will be described. Generally, the pressure loss increases as the dryness increases. In the air-conditioning apparatus 1, after the two-phase refrigerant having a dryness of about 0.2 flows through the first heat exchanger 11, the two-branched refrigerant having a reduced flow velocity flows through the second heat exchanger and the third heat exchanger. Since it flows into the vessel, it is possible to suppress an increase in pressure loss.
なお、上述した各実施の形態では、熱交換器群10の熱交換器として、3つの均等な第1熱交換器11、第2熱交換器12および第3熱交換器13を例に挙げて説明したが、必ずしも、均等である必要はなく、サイズ、冷媒パスのパス数等の物理的な構造が異なる熱交換器が含まれていてもよい。   In each of the above-described embodiments, three uniform first heat exchangers 11, second heat exchangers 12, and third heat exchangers 13 are given as examples of the heat exchangers of the heat exchanger group 10. Although described, the heat exchangers are not necessarily required to be uniform, and heat exchangers having different physical structures such as sizes and the number of refrigerant paths may be included.
また、上述した各実施の形態では、熱交換器群10の熱交換器として、3つ熱交換器を例に挙げて説明したが、必ずしも、3つである必要はなく、複数(第3の個数)の熱交換器を直列に接続させた場合に、始めに冷媒が流れる並列接続された熱交換器の個数(第1の個数)よりも、その後に冷媒が流れる熱交換器の個数(第2の個数)が少なければ同様の効果が得られる。なお、第1の個数、第2の個数、第3の個数は自然数であり、第3の個数は、第1の個数と第2の個数との和である。   Further, in each of the above-described embodiments, three heat exchangers have been described as examples of the heat exchangers of the heat exchanger group 10. However, the number of heat exchangers is not necessarily three, and a plurality (third heat exchanger) may be used. ) Heat exchangers connected in series, the number (first number) of heat exchangers through which the refrigerant flows after the number (first number) of heat exchangers connected in parallel through which the refrigerant first flows If the number of (2) is small, the same effect can be obtained. The first number, the second number, and the third number are natural numbers, and the third number is a sum of the first number and the second number.
各実施の形態において説明した空気調和装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。また、各実施の形態は空気調和装置だけでなく、冷蔵庫、冷凍庫などの冷凍サイクルを備える冷凍サイクル装置に適用可能である。   The air conditioners described in each embodiment can be variously combined as needed. In addition, each embodiment is applicable not only to an air conditioner but also to a refrigeration cycle device including a refrigeration cycle such as a refrigerator or a freezer.
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is an example, and the present invention is not limited to this. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the range described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、複数の熱交換器を含む熱交換器群を備えた冷凍サイクル装置と、そのような冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置とに有効に利用される。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effectively used for a refrigeration cycle device including a heat exchanger group including a plurality of heat exchangers, and an air conditioner including such a refrigeration cycle device.
1 空気調和装置、2 室内機、3 室外機、4 室外ユニット、4a 第1室外ユニット、4b 第2室外ユニット、5 圧縮機、6 アキュームレータ、10 熱交換器群、11 第1熱交換器、12 第2熱交換器、13 第3熱交換器、21 第1ファン、22 第1モータ、23 第2ファン、24 第2モータ、31 第1四方弁、32 第2四方弁、33 第3四方弁、41 第1電磁弁、42 第2電磁弁、43 第3電磁弁、44 第4電磁弁、51 第1膨張弁、52 第2膨張弁、53 第3膨張弁、55 逆止弁、61 3分岐分配器、62 中空管、63a、63b、63c 開口部、70 冷媒配管、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、90、91 流路、R 冷媒。   Reference Signs List 1 air conditioner, 2 indoor unit, 3 outdoor unit, 4 outdoor unit, 4a first outdoor unit, 4b second outdoor unit, 5 compressor, 6 accumulator, 10 heat exchanger group, 11 first heat exchanger, 12 2nd heat exchanger, 13 3rd heat exchanger, 21 1st fan, 22 1st motor, 23 2nd fan, 24 2nd motor, 31 1st 4-way valve, 32 2nd 4-way valve, 33 3rd 4-way valve , 41 first solenoid valve, 42 second solenoid valve, 43 third solenoid valve, 44 fourth solenoid valve, 51 first expansion valve, 52 second expansion valve, 53 third expansion valve, 55 check valve, 613 Branch distributor, 62 hollow pipe, 63a, 63b, 63c opening, 70 refrigerant pipe, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 90, 91 , R refrigerant.

Claims (11)

  1. 第1熱交換器、第2熱交換器および第3熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
    前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第1運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れた後前記第1熱交換器を流れ、
    前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第2運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第1熱交換器、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れ、
    前記第1運転の場合、前記第1運転の負荷に応じて、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器のいずれかを停止させるか、または、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器の双方の運転を停止させる、冷凍サイクル装置。
    An refrigeration cycle apparatus comprising: an outdoor unit having a heat exchanger group including a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a third heat exchanger; and a refrigerant circuit connecting the heat exchanger group by piping. hand,
    In the case of the first operation in which the heat exchanger group operates as a condenser,
    Refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger after flowing through the second heat exchanger and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the second operation in which the heat exchanger group operates as an evaporator,
    The refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the first operation, one of the second heat exchanger and the third heat exchanger is stopped or the second heat exchanger and the third heat exchanger are stopped according to the load of the first operation. A refrigeration cycle device that stops both operations of the heat exchanger.
  2. 第1熱交換器、第2熱交換器および第3熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
    前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第1運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れた後前記第1熱交換器を流れ、
    前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第2運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第1熱交換器、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れ、
    前記第2運転の場合、
    前記第1熱交換器へ流れる冷媒の量を調整する第1膨張弁と、
    前記第2熱交換器および前記第3熱交換器へ流れる冷媒の量を調整する第2膨張弁を備えた、冷凍サイクル装置。
    An refrigeration cycle apparatus comprising: an outdoor unit having a heat exchanger group including a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a third heat exchanger; and a refrigerant circuit connecting the heat exchanger group by piping. hand,
    In the case of the first operation in which the heat exchanger group operates as a condenser,
    Refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger after flowing through the second heat exchanger and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the second operation in which the heat exchanger group operates as an evaporator,
    The refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the second operation,
    A first expansion valve for adjusting an amount of refrigerant flowing to the first heat exchanger;
    A refrigeration cycle apparatus comprising a second expansion valve for adjusting the amount of refrigerant flowing to the second heat exchanger and the third heat exchanger.
  3. 前記第1熱交換器を流れた冷媒の温度と前記第2熱交換器を流れた冷媒の温度と前記第3熱交換器を流れた冷媒の温度が等しい、請求項2に記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to claim 2, wherein the temperature of the refrigerant flowing through the first heat exchanger, the temperature of the refrigerant flowing through the second heat exchanger, and the temperature of the refrigerant flowing through the third heat exchanger are equal. .
  4. 前記室外機は圧縮機を含み、
    前記第2運転の場合、
    前記第1熱交換器を流れた後の前記冷媒の温度と前記圧縮機の吸入側の圧力における飽和温度との第1温度差と、前記第2熱交換器を流れた後の前記冷媒の温度と前記飽和温度との第2温度差と、前記第3熱交換器を流れた後の前記冷媒の温度と前記飽和温度との第3温度差とが同じ温度差である、請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
    The outdoor unit includes a compressor,
    In the case of the second operation,
    A first temperature difference between a temperature of the refrigerant after flowing through the first heat exchanger and a saturation temperature at a pressure on a suction side of the compressor; and a temperature of the refrigerant after flowing through the second heat exchanger. The second temperature difference between the refrigerant and the saturation temperature and the third temperature difference between the temperature of the refrigerant after flowing through the third heat exchanger and the saturation temperature are the same temperature difference. Refrigeration cycle equipment.
  5. 前記室外機は、
    第1ユニットと、
    第2ユニットと
    を含み、
    前記第1ユニットは、前記熱交換器群としての前記第1熱交換器、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を含む第1熱交換器群を有し、
    前記第2ユニットは、第1熱交換器、第2熱交換器および第3熱交換器を含む第2熱交換器群を有し、
    前記第2ユニットにおいては、
    前記第2運転の場合、前記第2熱交換器群における前記第1熱交換器と前記第2熱交換器群における前記第2熱交換器と前記第2熱交換器群における前記第3熱交換器とが並列に接続され、
    前記第2熱交換器群の前記第1熱交換器へ流れ込む前記冷媒の量を調整する第1膨張弁と、
    前記第2熱交換器群の前記第2熱交換器および前記第2熱交換器群の前記第3熱交換器へ流れ込む前記冷媒の量を調整する第2膨張弁と
    を有する、請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
    The outdoor unit is
    A first unit;
    And a second unit,
    The first unit has a first heat exchanger group including the first heat exchanger as the heat exchanger group, the second heat exchanger, and the third heat exchanger,
    The second unit has a second heat exchanger group including a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a third heat exchanger,
    In the second unit,
    In the case of the second operation, the first heat exchanger in the second heat exchanger group, the second heat exchanger in the second heat exchanger group, and the third heat exchange in the second heat exchanger group And are connected in parallel,
    A first expansion valve for adjusting an amount of the refrigerant flowing into the first heat exchanger of the second heat exchanger group;
    3. The fuel cell system according to claim 2, further comprising: a second expansion valve that adjusts an amount of the refrigerant flowing into the second heat exchanger of the second heat exchanger group and the third heat exchanger of the second heat exchanger group. 4. A refrigeration cycle apparatus as described in the above.
  6. 前記第1ユニットは、前記第1熱交換器群に接続され前記冷媒を貯留させる第1アキュームレータを含み、
    前記第2ユニットは、前記第2熱交換器群に接続され前記冷媒を貯留させる第2アキュームレータを含み、
    前記第1熱交換器群から前記第1アキュームレータへ流れる前記冷媒の量と、前記第2熱交換器群から前記第2アキュームレータへ流れる前記冷媒の量が同じである、請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
    The first unit includes a first accumulator connected to the first heat exchanger group to store the refrigerant,
    The second unit includes a second accumulator connected to the second heat exchanger group to store the refrigerant,
    The refrigeration according to claim 5, wherein the amount of the refrigerant flowing from the first heat exchanger group to the first accumulator and the amount of the refrigerant flowing from the second heat exchanger group to the second accumulator are the same. Cycle equipment.
  7. 第1熱交換器、第2熱交換器および第3熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
    前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第1運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れた後前記第1熱交換器を流れ、
    前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第2運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第1熱交換器、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れ、
    前記第1運転は、前記第1運転の負荷が高い場合に行う第1動作と、前記第1動作を行う場合よりも前記第1運転の負荷が低い場合に行う第2動作を含み、
    前記第2動作では、
    前記熱交換器群へ送られる前記冷媒は前記第3熱交換器へは流れこまず、前記第2熱交換器を流れた後、前記第1熱交換器を流れる、冷凍サイクル装置。
    An refrigeration cycle apparatus comprising: an outdoor unit having a heat exchanger group including a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a third heat exchanger; and a refrigerant circuit connecting the heat exchanger group by piping. hand,
    In the case of the first operation in which the heat exchanger group operates as a condenser,
    Refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger after flowing through the second heat exchanger and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the second operation in which the heat exchanger group operates as an evaporator,
    The refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger connected in parallel,
    The first operation includes a first operation performed when the load of the first operation is high, and a second operation performed when the load of the first operation is lower than the case where the first operation is performed,
    In the second operation,
    The refrigeration cycle apparatus, wherein the refrigerant sent to the heat exchanger group does not flow into the third heat exchanger, flows through the second heat exchanger, and then flows through the first heat exchanger.
  8. 前記第1運転は、前記第2動作を行う場合よりも前記第1運転の負荷がさら低い場合に行う第3動作を含み、
    前記第3動作では、前記熱交換器群へ送られる前記冷媒は、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器へ流れこまず、前記第1熱交換器を流れる、請求項7記載の冷凍サイクル装置。
    The first operation includes a third operation performed when the load of the first operation is further lower than the case where the second operation is performed,
    The said 3rd operation | movement, the said refrigerant | coolant sent to the said heat exchanger group does not flow into the said 2nd heat exchanger and the said 3rd heat exchanger, but flows through the said 1st heat exchanger. Refrigeration cycle device.
  9. 第1熱交換器、第2熱交換器および第3熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
    前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第1運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れた後前記第1熱交換器を流れ、
    前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第2運転の場合、
    前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第1熱交換器、前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れ、
    前記第2運転の場合、
    前記第1熱交換器へ流れる前記冷媒の量を調整する第1膨張弁と、
    前記第2熱交換器へ流れる前記冷媒の量を調整する第2膨張弁と、
    前記第3熱交換器へ流れる前記冷媒の量を調整する第3膨張弁と
    を備えた、冷凍サイクル装置。
    An refrigeration cycle apparatus comprising: an outdoor unit having a heat exchanger group including a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a third heat exchanger; and a refrigerant circuit connecting the heat exchanger group by piping. hand,
    In the case of the first operation in which the heat exchanger group operates as a condenser,
    Refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger after flowing through the second heat exchanger and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the second operation in which the heat exchanger group operates as an evaporator,
    The refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger connected in parallel,
    In the case of the second operation,
    A first expansion valve for adjusting an amount of the refrigerant flowing to the first heat exchanger;
    A second expansion valve for adjusting the amount of the refrigerant flowing to the second heat exchanger;
    A refrigeration cycle apparatus comprising: a third expansion valve that adjusts an amount of the refrigerant flowing to the third heat exchanger.
  10. 前記第2運転において、
    低負荷の暖房運転の場合、前記配管内を流れる前記冷媒は、前記第1熱交換器を流れた後、並列に接続された前記第2熱交換器および前記第3熱交換器を流れる、請求項9記載の冷凍サイクル装置。
    In the second operation,
    In the case of a low-load heating operation, the refrigerant flowing in the pipe flows through the first heat exchanger, and then flows through the second heat exchanger and the third heat exchanger connected in parallel. Item 10. A refrigeration cycle apparatus according to item 9.
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置を備えた、空気調和装置。
    An air conditioner comprising the refrigeration cycle device according to claim 1.
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