JP4075072B2 - Heat pump circuit for air conditioning - Google Patents
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本発明は空調用ヒートポンプ回路に関するものである。 The present invention relates to a heat pump circuit for air conditioning.
熱源側熱交換器と圧縮機と複数の給気側熱交換器を備え、例えば一方の給気側熱交換器で空気冷却(冷房)し、他方の給気側熱交換器で空気加熱(暖房)できる空調用ヒートポンプ回路として、特開昭61−110859号公報のものがある。これは、圧縮機の冷媒出口を高圧ガス管に、冷媒入口を低圧ガス管に接続し、熱源側熱交換器の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管と低圧ガス管に切換自在に接続し、熱源側熱交換器の冷媒出入口の他方を膨張弁を介して液管に接続し、各給気側熱交換器の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管と低圧ガス管に切換自在に接続し、各給気側熱交換器の冷媒出入口の他方を、膨張弁を介して液管に接続し、構成している。 A heat source side heat exchanger, a compressor, and a plurality of air supply side heat exchangers are provided. For example, air cooling (cooling) is performed with one air supply side heat exchanger, and air heating (heating) is performed with the other air supply side heat exchanger. As a heat pump circuit for air conditioning, there is one disclosed in JP-A-61-110859. The refrigerant outlet of the compressor is connected to the high-pressure gas pipe, the refrigerant inlet is connected to the low-pressure gas pipe, and one of the refrigerant inlets and outlets of the heat source side heat exchanger is switchably connected to the high-pressure gas pipe and the low-pressure gas pipe. The other of the refrigerant inlet / outlet of the heat source side heat exchanger is connected to the liquid pipe via an expansion valve, and one of the refrigerant inlet / outlet of each air supply side heat exchanger is connected to the high pressure gas pipe and the low pressure gas pipe in a switchable manner, The other refrigerant inlet / outlet of each air supply side heat exchanger is connected to a liquid pipe via an expansion valve.
このような構成では、熱交換器毎に膨張弁が必要となり回路が複雑で製作に手間がかかりコストアップとなる問題がある。また、電子膨張弁を用いた場合、個々の膨張弁制御が必要で制御が複雑となる。 In such a configuration, there is a problem that an expansion valve is required for each heat exchanger, the circuit is complicated, and it takes time and effort to manufacture. In addition, when an electronic expansion valve is used, control of each expansion valve is necessary and the control becomes complicated.
本発明は上記課題を解決するため、循環冷媒の蒸発工程と凝縮工程を行う熱源側熱交換器及び複数の給気側熱交換器と、循環冷媒を圧縮する圧縮機と、循環冷媒を膨張させる膨張弁と、低圧液管及び高圧液管と、低圧ガス管と高圧ガス管と、を少なくとも備え、前記圧縮機の冷媒出口を前記高圧ガス管に接続すると共に前記圧縮機の冷媒入口を前記低圧ガス管に接続し、前記熱源側熱交換器の冷媒出入口の一方を、前記高圧ガス管と前記低圧ガス管に切換自在に接続し、前記熱源側熱交換器の冷媒出入口の他方を、前記高圧液管と前記低圧液管に切換自在に接続し、前記各給気側熱交換器の冷媒出入口の一方を、前記高圧ガス管と前記低圧ガス管に切換自在に接続し、前記各給気側熱交換器の冷媒出入口の他方を、前記高圧液管と前記低圧液管に切換自在に接続し、前記高圧液管と前記低圧液管とを前記膨張弁を介して接続したことを最も主要な特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a heat source side heat exchanger and a plurality of air supply side heat exchangers that perform an evaporation process and a condensation process of the circulating refrigerant, a compressor that compresses the circulating refrigerant, and the circulating refrigerant is expanded. An expansion valve, a low-pressure liquid pipe and a high-pressure liquid pipe, and a low-pressure gas pipe and a high-pressure gas pipe. The refrigerant outlet of the compressor is connected to the high-pressure gas pipe and the refrigerant inlet of the compressor is connected to the low-pressure gas pipe. Connected to a gas pipe, one of the refrigerant inlets and outlets of the heat source side heat exchanger is switchably connected to the high pressure gas pipe and the low pressure gas pipe, and the other of the refrigerant inlets and outlets of the heat source side heat exchanger is connected to the high pressure gas A liquid pipe and a low-pressure liquid pipe are switchably connected, and one of the refrigerant inlets and outlets of each of the supply-side heat exchangers is switchably connected to the high-pressure gas pipe and the low-pressure gas pipe. The other side of the refrigerant inlet / outlet of the heat exchanger is connected to the high pressure liquid pipe and the low pressure liquid. Switching freely connected to the most important feature that the said low-pressure liquid pipe between the high pressure liquid pipe is connected through the expansion valve.
請求項1の発明によれば、高価な膨張弁が1つで済み、構造が簡略化されて配管作業などが容易となるので小型化でき、コストダウンを図れ、制御も簡単になる。各々の給気側熱交換器の冷媒出入口の他方と高圧液管と低圧液管との接続切換の制御と、熱源側熱交換器の冷媒出入口の他方と高圧液管と低圧液管との接続切換の制御と、が各々不要で、かつ高価な3方弁や電磁開閉弁を使わずに済み、コストダウンを図れる。 According to the first aspect of the present invention, only one expensive expansion valve is required, the structure is simplified and piping work is facilitated, so that the size can be reduced, the cost can be reduced, and the control can be simplified. Control of connection switching between the other refrigerant inlet / outlet of each air supply side heat exchanger, the high pressure liquid pipe and the low pressure liquid pipe, and connection between the other refrigerant inlet / outlet of the heat source side heat exchanger, the high pressure liquid pipe and the low pressure liquid pipe Switching control is unnecessary, and it is not necessary to use expensive three-way valves or electromagnetic on-off valves, thereby reducing costs.
図1は、本発明の空調用ヒートポンプ回路の一実施例を示しており、この空調用ヒートポンプ回路は、循環冷媒に対して蒸発・圧縮・凝縮・膨張の工程順を繰返し、この循環冷媒と熱交換する空気や熱源水に対して冷媒蒸発工程で吸熱を冷媒凝縮工程で放熱を各々行うもので、循環冷媒の蒸発工程と凝縮工程を行う少なくとも1つの熱源側熱交換器1及び複数の給気側熱交換器2…と、循環冷媒を圧縮する圧縮機3と、循環冷媒を膨張させる温度自動膨張弁や電子膨張弁などの膨張弁4と、低圧液管A及び高圧液管Bと、低圧ガス管Cと高圧ガス管Dと、を少なくとも備え、例えば図2のような空調機10に、送風機11と共に一体に内設され、給気側熱交換器2で熱交換された空気を送風機11で空調ゾーンへ給気し、冷房運転のみ、暖房運転のみ、冷暖同時運転、を切換自在に行う。給気側熱交換器2は給気用空気で熱交換する空冷式とし、また、熱源側熱交換器1は、水熱源媒体にて熱交換する水冷式と、空気熱源媒体にて熱交換する空冷式のいずれであってもよいが、図は水冷式を例示している。
FIG. 1 shows an embodiment of an air conditioning heat pump circuit according to the present invention. This air conditioning heat pump circuit repeats the steps of evaporation, compression, condensation, and expansion with respect to the circulating refrigerant. In the refrigerant evaporation process, heat is absorbed in the refrigerant evaporation process with respect to the air or heat source water to be exchanged, and at least one heat source side heat exchanger 1 and a plurality of supply air that perform the evaporation process and the condensation process of the circulating refrigerant A
図1に示すように、圧縮機3の冷媒出口を高圧ガス管Dに接続すると共に圧縮機3の冷媒入口を低圧ガス管Cに接続し、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cとに開閉弁8a、8bを介して分岐接続して、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cに切換自在に接続し、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の他方を、高圧液管Bと低圧液管Aに分岐接続すると共に、高圧液管側の第一分岐管には高圧液管方向へのみ冷媒を流す第一逆止弁5aを設け、かつ低圧液管側の第二分岐管には熱源側熱交換器方向へのみ冷媒を流す第二逆止弁5bを設けて、高圧液管Bと低圧液管Aに切換自在に接続し、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の他方と第一・第二分岐管との間に開閉弁9を設ける。
As shown in FIG. 1, the refrigerant outlet of the
さらに、各給気側熱交換器2の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cとに開閉弁8a、8bを介して分岐接続して、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cに切換自在に接続し、各給気側熱交換器2の冷媒出入口の他方を、高圧液管Bと低圧液管Aに分岐接続すると共に、高圧液管側の第三分岐管には高圧液管方向へのみ冷媒を流す第三逆止弁6aを設け、かつ低圧液管側の第四分岐管には給気側熱交換器方向へのみ冷媒を流す第四逆止弁6bを設けて、高圧液管Bと低圧液管Aに切換自在に接続し、各給気側熱交換器2の冷媒出入口の他方と前記第三・第四分岐管との間に開閉弁7を設け、高圧液管Bと低圧液管Aとを膨張弁4を介して接続する。なお、図示省略するが、膨張弁4を電子膨張弁とした場合は、圧縮機3の冷媒温度と冷媒圧力により膨張弁操作を行い制御する。開閉弁7、8a、8b、9は電磁弁などを用いる。
Furthermore, one of the refrigerant inlets and outlets of each supply
この空調用ヒートポンプ回路を設けた空調機10で冷房運転する場合は、図3のように、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを開および低圧ガス管側の開閉弁8bを閉にし、2つの給気側熱交換器2の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを閉および低圧ガス管側の開閉弁8bを開にし、開閉弁7、9を開にする。これにより冷媒が、圧縮機3から高圧ガス状態で熱源側熱交換器1に流れ、凝縮して高圧液状態で膨張弁4に流れ、減圧して低圧液状態で一方の給気側熱交換器2と他方の給気側熱交換器2に分流し、各々蒸発して低圧ガス状態で合流して圧縮機3に戻り、このサイクルを繰返す。このようにして給気側熱交換器2にて給気用空気を冷却して冷房運転を行うが、一方の給気側熱交換器2のみ冷房運転する場合は、運転側の開閉弁7を開および停止側の開閉弁7を閉にする。なお、図例において、塗りつぶした開閉弁で閉状態を、塗りつぶしていない開閉弁で開状態を、実線の配管で冷媒流通状態を、点線の配管で冷媒停止状態を、各々示している。
When the cooling operation is performed by the
次に、暖房運転する場合は、図4のように、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを閉および低圧ガス管側の開閉弁8bを開にし、2つの給気側熱交換器2の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを開および低圧ガス管側の開閉弁8bを閉にし、開閉弁7、9を開にする。これにより冷媒が、圧縮機3から高圧ガス状態で一方の給気側熱交換器2と他方の給気側熱交換器2に分流し、各々凝縮して高圧液状態で合流して膨張弁4に流れ、減圧して低圧液状態で熱源側熱交換器1に流れ、蒸発して低圧ガス状態で圧縮機3に戻り、このサイクルを繰返す。このようにして給気側熱交換器2にて給気用空気を加熱して暖房運転を行うが、一方の給気側熱交換器2のみ暖房運転する場合は、運転側の開閉弁7を開および停止側の開閉弁7を閉にする。
Next, in the case of heating operation, as shown in FIG. 4, one of the refrigerant inlets and outlets of the heat source side heat exchanger 1 is closed on the high pressure gas pipe side on-off
次に、暖房運転と冷房運転を同時にし暖房負荷と冷房負荷に差があり冷房負荷の方が大きい場合は、図5のように、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを開および低圧ガス管側の開閉弁8bを閉にし、一方の給気側熱交換器2(図例では左側)の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを開および低圧ガス管側の開閉弁8bを閉にし、他方の給気側熱交換器2(図例では右側)の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを閉および低圧ガス管側の開閉弁8bを開にし、開閉弁7、9を開にする。これにより冷媒が、圧縮機3から高圧ガス状態で熱源側熱交換器1と一方の給気側熱交換器2に分流し、各々凝縮して高圧液状態で合流して膨張弁4に流れ、減圧して低圧液状態で他方の給気側熱交換器2に流れ、蒸発して低圧ガス状態で圧縮機3に戻り、このサイクルを繰返す。このようにして一方の給気側熱交換器2にて給気用空気を加熱して暖房運転を行い、他方の給気側熱交換器2にて給気用空気を冷却して冷房運転を行う。
Next, when the heating operation and the cooling operation are performed at the same time and there is a difference between the heating load and the cooling load and the cooling load is larger, one high-pressure gas pipe at the refrigerant inlet / outlet of the heat source side heat exchanger 1 as shown in FIG. The open /
次に、暖房運転と冷房運転を同時にし暖房負荷と冷房負荷に差があり暖房負荷の方が大きい場合は、図6のように、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを閉および低圧ガス管側の開閉弁8bを開にし、一方の給気側熱交換器2(図例では左側)の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを開および低圧ガス管側の開閉弁8bを閉にし、他方の給気側熱交換器2(図例では右側)の冷媒出入口の一方の高圧ガス管側の開閉弁8aを閉および低圧ガス管側の開閉弁8bを開にし、開閉弁7、9を開にする。これにより冷媒が、圧縮機3から高圧ガス状態で一方の給気側熱交換器2に流れ、凝縮して高圧液状態で膨張弁4に流れ、減圧して低圧液状態で熱源側熱交換器1と他方の給気側熱交換器2に分流し、各々蒸発して低圧ガス状態で合流して圧縮機3に戻り、このサイクルを繰返す。このようにして一方の給気側熱交換器2にて給気用空気を加熱して暖房運転を行い、他方の給気側熱交換器2にて給気用空気を冷却して冷房運転を行う。
Next, when the heating operation and the cooling operation are performed at the same time and there is a difference between the heating load and the cooling load and the heating load is larger, as shown in FIG. 6, one high-pressure gas pipe at the refrigerant inlet / outlet of the heat source side heat exchanger 1 Side open /
以下図示省略するが、前記図5と図6の運転において、暖房負荷と冷房負荷が釣り合う場合、開閉弁9を閉にすることにより、熱源側熱交換器1を使わずに冷暖房同時運転を行えて省エネとなる。また、熱源側熱交換器1を複数として、各熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cとに開閉弁8a、8bを介して分岐接続して、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cに切換自在に接続し、各熱源側熱交換器1の冷媒出入口の他方を、高圧液管Bと低圧液管Aに分岐接続すると共に、高圧液管側の第一分岐管には高圧液管方向へのみ冷媒を流す第一逆止弁5aを設け、かつ低圧液管側の第二分岐管には熱源側熱交換器方向へのみ冷媒を流す第二逆止弁5bを設けて、高圧液管Bと低圧液管Aに切換自在に接続し、各熱源側熱交換器1の冷媒出入口の他方と第一・第二分岐管との間に開閉弁9を設けてもよい。さらに、給気側熱交換器2と開閉弁7、8a、8b、9と逆止弁6a、6bの数の増減や、開閉弁9を省略するも自由である。また、給気側熱交換器2の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cとに三方弁を介して分岐接続して、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cに切換自在に接続したり、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の一方を、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cとに三方弁を介して分岐接続して、高圧ガス管Dと低圧ガス管Cに切換自在に接続してもよい。同様に、給気側熱交換器2の冷媒出入口の他方を、高圧液管Bと低圧液管Aとに三方弁を介して分岐接続して、高圧液管Bと低圧液管Aに切換自在に接続したり、熱源側熱交換器1の冷媒出入口の他方を、高圧液管Bと低圧液管Aとに三方弁を介して分岐接続して、高圧液管Bと低圧液管Aに切換自在に接続してもよい。
Although not shown in the drawings, when the heating load and the cooling load are balanced in the operations shown in FIGS. 5 and 6, by simultaneously closing the on-off
1 熱源側熱交換器
2 給気側熱交換器
3 圧縮機
4 膨張弁
5a 第一逆止弁
5b 第二逆止弁
6a 第三逆止弁
6b 第四逆止弁
A 低圧液管
B 高圧液管
C 低圧ガス管
D 高圧ガス管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat source
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JP2005042089A JP4075072B2 (en) | 2005-02-18 | 2005-02-18 | Heat pump circuit for air conditioning |
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CN102230688A (en) * | 2011-03-29 | 2011-11-02 | 清华大学 | Solution-spraying heat pump unit |
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2005
- 2005-02-18 JP JP2005042089A patent/JP4075072B2/en active Active
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