JP6062030B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図1に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒(熱源側冷媒、熱媒体)を循環させる冷凍サイクル(冷媒循環回路A、熱媒体循環回路B)を利用することで各室内ユニットが運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるようになっている。図1では、複数台の室内ユニット3を接続している空気調和装置の全体を概略的に示している。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
熱源側冷媒は、室外ユニット1から中継ユニット2に冷媒配管4を通して搬送される。搬送された熱源側冷媒は、中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器(後述する熱媒体間熱交換器25)にて熱媒体と熱交換を行ない、熱媒体を加温又は冷却する。つまり、熱媒体間熱交換器で、温水又は冷水が作り出される。中継ユニット2にて作られた温水又は冷水は、熱媒体搬送装置(後述するポンプ31)にて、配管5を通して室内ユニット3へ搬送され、室内ユニット3にて室内空間7に対する暖房運転(温水を必要とする運転状態であればよい)又は冷房運転(冷水を必要とした運転状態であればよい)に供される。
室外ユニット1には、圧縮機10と、四方弁等の第1冷媒流路切替装置11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で直列に接続されて搭載されている。また、室外ユニット1には、冷媒用接続配管4a、冷媒用接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dが設けられている。冷媒用接続配管4a、冷媒用接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けることで、室内ユニット3の要求する運転に関わらず、中継ユニット2に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。
室内ユニット3には、それぞれ利用側熱交換器35が搭載されている。この利用側熱交換器35は、配管5によって中継ユニット2の熱媒体流量調整装置34と第2熱媒体流路切替装置33に接続するようになっている。この利用側熱交換器35は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間7に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
中継ユニット2には、少なくとも2つ以上の熱媒体間熱交換器25と、2つの絞り装置26と、2つの開閉装置(開閉装置27、開閉装置29)と、2つの第2冷媒流路切替装置28と、2つの熱媒体搬送装置(以下、ポンプ31と称する)と、4つの第1熱媒体流路切替装置32と、4つの第2熱媒体流路切替装置33と、4つの熱媒体流量調整装置34と、が搭載されている。
空気調和装置100が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置100は、各室内ユニット3からの指示に基づいて、その室内ユニット3で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置100は、室内ユニット3の全部で同一運転をすることができるとともに、室内ユニット3のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。
図3は、空気調和装置100の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図3では、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dの全部で温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図3では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図3では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bを通って、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれに流入する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31a及びポンプ31bによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
図4は、空気調和装置100の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図4では、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dの全部で冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図4では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図4では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12を通過し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となり、逆止弁13aを通過した後、冷媒用接続配管4aを導通し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出し、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行う。
図5は、空気調和装置100の冷房暖房混在運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図5では、利用側熱交換器35のうちのいずれかで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器35のうちの残りで冷熱負荷が発生している場合である冷房暖房混在運転のうち、暖房主体運転モードについて説明する。なお、図5では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図5では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28bを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器25bに流入する。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器25bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31bによって配管5内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器25aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ31aによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ31aで加圧されて流出した冷やされた熱媒体は、冷熱負荷が発生している利用側熱交換器35に第2熱媒体流路切替装置33を介して流入し、ポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、温熱負荷が発生している利用側熱交換器35に第2熱媒体流路切替装置33を介して流入する。
図6は、空気調和装置100の全冷房運転モード時においてポンプ31aが動作しないときにおける冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す冷媒回路図である。この図6では、全冷房運転モード時におけるポンプ1台運転制御1について説明する。なお、図6では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図6では熱源側冷房の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、熱源側熱交換器12を通過し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となり、逆止弁13aを通過した後、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。
ポンプ31aが動作しないときの全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25bのみで熱源側冷媒へ熱媒体の温熱が伝えられ、冷却された熱媒体がポンプ31bで加圧されて流出し、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行う。
図7は、空気調和装置100の全暖房運転モード時においてポンプ31aが動作しないときにおける冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す冷媒回路図である。この図7では、全暖房運転モード時におけるポンプ1台運転制御2について説明する。なお、図7では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図7では熱源側冷房の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28bを通って、熱媒体間熱交換器25bに流入する。なお、このとき、ポンプ31aが動作していないため熱媒体間熱交換器25aへ流入、循環させる熱媒体はないため、中継ユニット2に流入したガス冷媒は熱媒体間熱交換器25a内へと流入し、熱交換することはない。
ポンプ31aが動作しない時の全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25bにて熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31bによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
図8は、空気調和装置100の暖房冷房混在運転モード時においてポンプ31aが動作しないときにおける冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す冷媒回路図である。この図8では、暖房冷房混在運転モード時におけるポンプ1台運転制御3について説明する。なお、図8では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図8では熱源側冷房の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28bを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器25bに流入する。
ポンプ31aが動作しないときの暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器25bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31bによって配管5内を流動させられることになる。また、ポンプ31aが動作しないときの暖房主体運転モードでは、ポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、温熱負荷が発生している利用側熱交換器35に第2熱媒体流路切替装置33を介して流入する。
図9は、空気調和装置100の全冷房運転モード時においてポンプ31bが動作しないときにおける冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す冷媒回路図である。この図9では、全冷房運転モード時におけるポンプ1台運転制御4について説明する。なお、図9では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図9では熱源側冷房の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、熱源側熱交換器12を通過し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となり、逆止弁13aを通過した後、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。
ポンプ31bが動作しないときの全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25aのみで熱源側冷媒へ熱媒体の温熱が伝えられ、冷却された熱媒体がポンプ31aで加圧されて流出し、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行う。
図10は、空気調和装置100の全暖房運転モード時においてポンプ31bが動作しないときにおける冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す冷媒回路図である。この図10では、全暖房運転モード時におけるポンプ1台運転制御5について説明する。なお、図10では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図10では熱源側冷房の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28aを通って、熱媒体間熱交換器25aに流入する。なお、このとき、ポンプ31bが動作していないため熱媒体間熱交換器25bへ流入、循環させる熱媒体はないため、中継ユニット2に流入したガス冷媒は熱媒体間熱交換器25b内へと流入し、熱交換することはない。
ポンプ31bが動作しない時の全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25aにて熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31aによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ31aで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
図11は、空気調和装置100の暖房冷房混在運転モード時においてポンプ31bが動作しないときにおける冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す冷媒回路図である。この図11では、暖房冷房混在運転モード時におけるポンプ1台運転制御6について説明する。なお、図11では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図11では熱源側冷房の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28aを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器25aに流入する。
ポンプ31bが動作しないときの暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器25aで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31aによって配管5内を流動させられることになる。また、ポンプ31bが動作しないときの暖房主体運転モードでは、ポンプ31aで加圧されて流出した熱媒体は、温熱負荷が発生している利用側熱交換器35に第2熱媒体流路切替装置33を介して流入する。
Claims (3)
- 圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路、冷媒循環経路を切り替える複数の冷媒流路切替装置を冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、
前記複数の熱媒体間熱交換器のそれぞれに対応して設けられている複数の熱媒体搬送装置、複数の利用側熱交換器、前記複数の熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体搬送配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を有し、
前記熱媒体間熱交換器において前記熱源側冷媒と前記熱媒体とが熱交換する空気調和装置であって、
前記熱媒体間熱交換器のすべてが凝縮器として作用する全暖房運転モードと、
前記熱媒体間熱交換器のすべてが蒸発器として作用する全冷房運転モードと、
前記熱媒体間熱交換器の一部が凝縮器として作用し、前記熱媒体間熱交換器の一部が蒸発器として作用する冷房暖房運転混在運転モードと、を備え、
前記全冷房運転モードの実行中に前記複数の熱媒体搬送装置のうち1台が動作しなくなった場合に、
前記複数の熱媒体搬送装置のうちの残りを用い、前記複数の利用側熱交換器のそれぞれに対して熱媒体を搬送して冷房運転を行い、
前記全暖房運転モードの実行中に前記複数の熱媒体搬送装置のうち1台が動作しなくなった場合に、
前記複数の熱媒体搬送装置のうちの残りを用い、前記複数の利用側熱交換器のそれぞれに対して熱媒体を搬送して暖房運転を行い、
前記冷房暖房運転混在運転モードのうち暖房主体運転モードの実行中に前記複数の熱媒体搬送装置のうち1台が動作しなくなった場合に、
前記複数の熱媒体搬送装置のうちの残りを用い、前記複数の利用側熱交換器のうち暖房運転を行う利用側熱交換器に対して熱媒体を継続して搬送し、前記複数の利用側熱交換器のうち冷房運転を行う利用側熱交換器に対しては熱媒体の搬送を停止する
空気調和装置。 - 前記冷媒循環回路を循環させる冷媒は、
単一冷媒、擬似共沸混合冷媒、非共沸混合冷媒、自然冷媒を含む二相変化を伴うもの、超臨界となる冷媒のいずれか1つ又はいずれか2つ以上の混合物としている
請求項1に記載の空気調和装置。 - 熱媒体循環回路を循環させる熱媒体は、
不凍液、水、これらの混合液、又は、それらに防食効果が高い添加剤を加えたものとしている
請求項1または2に記載の空気調和装置。
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