JP6429901B2 - 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100の設置例を示す概略図である。
図1に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置100は、室外ユニット(熱源機)1と、複数台の室内ユニット3と、室外ユニット1と室内ユニット3との間に介在する1台の中継ユニット2とを有している。そして、空気調和装置100は、各室内ユニット3が冷房運転または暖房運転を選択できるものである。また、空気調和装置100で実行する運転モードには、以下の4つの運転モードがある。
(b)動作している室内ユニット3の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード
(c)冷房運転と暖房運転を実行する室内ユニット3が混在する冷暖房混在運転モードであって、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード
(d)冷房運転と暖房運転を実行する室内ユニット3が混在する冷暖房混在運転モードであって、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モード
図2に示すように、室外ユニット1と中継ユニット2とが、中継ユニット2に備えられている熱媒体間熱交換器25a、25bを介して冷媒配管4で接続されている。また、中継ユニット2と室内ユニット3とが、熱媒体間熱交換器25a、25bを介して熱媒体配管5で接続されている。つまり、熱媒体間熱交換器25a、25bは、冷媒配管4を介して供給される熱源側冷媒と、熱媒体配管5を介して供給される熱媒体とを熱交換させるものである。
室外ユニット1には、圧縮機10と、四方弁などの第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で接続されて搭載されている。また、室外ユニット1には、第1接続配管4a、第2接続配管4b、および逆止弁13a〜13dが設けられている。第1接続配管4a、第2接続配管4b、および逆止弁13a〜13dが設けられることで、空気調和装置100は、暖房運転モードや冷房運転モードに関わらず、室外ユニット1から中継ユニット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ようになっている。
逆止弁13cは、中継ユニット2と第1冷媒流路切替装置11との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(中継ユニット2から室外ユニット1への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。
逆止弁13bは、第2接続配管4bに設けられ、暖房運転時において中継ユニット2から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機10の吸入側に流通させるものである。
逆止弁13dは、第1接続配管4aに設けられ、暖房運転時において圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を中継ユニット2に流通させるものである。
室内ユニット3には、利用側熱交換器35a〜35d(単に利用側熱交換器35とも称することもある)が備えられている。この利用側熱交換器35は、熱媒体配管5を介して熱媒体流量調整装置34a〜34d(単に熱媒体流量調整装置34とも称することもある)と、熱媒体配管5を介して第2熱媒体流路切替装置33a〜33d(単に、第2熱媒体流路切替装置33とも称することもある)に接続されている。この利用側熱交換器35は、図示省略のファンなど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、2つの熱媒体間熱交換器25a、25b(単に熱媒体間熱交換器25と称することもある)と、2つの第1絞り装置26a、26b(単に第1絞り装置26と称することもある)と、2つの開閉装置27、29と、2つの第2冷媒流路切替装置28a、28b(単に第2冷媒流路切替装置28と称することもある)と、が搭載されている。中継ユニット2にはさらに、2つの熱媒体搬送装置であるポンプ31a、31b(単にポンプ31と称することもある)と、4つの第1熱媒体流路切替装置32a〜32d(単に第1熱媒体流路切替装置32と称することもある)と、4つの第2熱媒体流路切替装置33a〜33d(単に第2熱媒体流路切替装置33と称することもある)と、4つの熱媒体流量調整装置34a〜34d(単に熱媒体流量調整装置34と称することもある)と、が搭載されている。第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33および熱媒体流量調整装置34は本発明の第1熱媒体流路切替手段を構成している。
図3は、図1の分岐ユニット60の熱媒体循環回路構成の一例を示した図である。
分岐ユニット60は、中継ユニット2との接続用の接続部61を備えており、この接続部61を介して分岐ユニット60と中継ユニット2とが接続配管70で接続されている。また、分岐ユニット60は、接続部61を介して中継ユニット2から流入した熱媒体循環回路Bの熱媒体を分岐する分岐部62を有している。分岐部62は複数の分岐口を有しており、ここでは増設数が4つであるため、4つの分岐口を備えている。そして、各分岐口のそれぞれに、増設される室内ユニット3の利用側熱交換器(増設利用側熱交換器)35a〜35dが接続され、中継ユニット2の熱媒体間熱交換器25a、25bと利用側熱交換器35a〜35dとの間で熱媒体が循環するようになっている。
熱媒体が流れる接続配管70は、図4に示す通り、中継ユニット2に接続され、中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器25aに接続されるものと、熱媒体間熱交換器25bに接続されるものと、を有している。接続配管70は、分岐ユニット60に接続される室内ユニット3の台数に応じて分岐(ここでは、各4分岐)されている。そして、接続配管70のうち中継ユニット2における熱媒体間熱交換器25aに接続されるものと、熱媒体間熱交換器25bに接続されるものとが、分岐ユニット60における第1熱媒体流路切替装置32、および、分岐ユニット60における第2熱媒体流路切替装置33で接続される。
図5には、接続配管70を2つの中継ユニット2に跨がって接続した構成を示している。図5の分岐ユニット60は図4の分岐ユニット60の接続部61に加えてさらに、もう一つの接続部63を備えており、接続部61、63を介して、2つの中継ユニット2と接続配管70で接続されている。そして、接続配管70は、2つの中継ユニット2のそれぞれに対して中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器25aに接続、または熱媒体間熱交換器25bに接続することができる構成となっている。
図6は、図4に示す空気調和装置100における全暖房運転時の熱源側冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す図である。なお、図6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6では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で示し、熱媒体の流れ方向を点線矢印で示している。ここでは、中継ユニット2に接続されている4つの室内ユニット3a〜3dが、熱媒体間熱交換器25b側に接続されて一系統の熱媒体循環回路Bを構成し、分岐ユニット60に接続されている4つの室内ユニット3e〜3hが熱媒体間熱交換器25b側に接続されてもう一系統の熱媒体循環回路Bを構成する場合を例に説明する。
(1)分岐ユニット60に接続された室内ユニット3e〜3hが中継ユニット2Aまたは中継ユニット2Bのどちらか一方のみに接続される接続形態。
(2)分岐ユニット60に接続された室内ユニット3e〜3hが中継ユニット2Aと中継ユニット2Bとに分けて接続される接続形態。
ここでは、分岐ユニット60に接続された室内ユニット3e〜3hの全てが中継ユニット2Aの熱媒体間熱交換器25aに接続されるとすると、熱媒体の流れは図6で説明した流れと同じである。また、熱媒体は、熱媒体流量調整装置34e〜34hの作用によって室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器35e〜35hおよび熱媒体流量調整装置34e〜34hを通過する。
ここでは、分岐ユニット60に接続された室内ユニット3e〜3gが中継ユニット2Aの熱媒体間熱交換器25aに接続され、分岐ユニット60に接続された室内ユニット3hが中継ユニット2Bの熱媒体間熱交換器25bに接続される場合を例に説明する。また、中継ユニット2Aに接続された室内ユニット3a〜3dは、中継ユニット2Aの熱媒体間熱交換器25bに接続され、中継ユニット2Bに接続された室内ユニット3a〜3dは、中継ユニット2Bの熱媒体間熱交換器25bに接続されるものとする。
図8は、図4に示す空気調和装置100の全冷房運転時の熱源側冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す図である。また、図8では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で示し、熱媒体の流れ方向を点線矢印で示している。また、ここでは、中継ユニット2に接続されている4つの室内ユニット3a〜3dが、熱媒体間熱交換器25b側に接続されて熱媒体循環回路Bを構成し、分岐ユニット60に接続されている4つの室内ユニット3e〜3hが熱媒体間熱交換器25b側に接続されて熱媒体循環回路Bを構成する場合を例に説明する。
この構成における冷媒循環回路Aの熱源側冷媒の流れは図8で説明した通りである。また、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは、図7で説明した通りである。すなわち、上記(1)、(2)の流れがある。そして、熱媒体循環回路Bでは、熱媒体流量調整装置34a〜34hの作用によって室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体が循環する。そして、利用側熱交換器35a〜35hにて熱媒体が室内空気と熱交換することで、室内ユニット3a〜3hがそれぞれ設置された室内が冷房される。
図10は、図4に示す空気調和装置における混在運転のうち、暖房主体運転時の熱源側冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す図である。なお、図10では、太線で表された配管が熱源側冷媒、熱媒体の流れる配管を示している。また、図10では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で示し、熱媒体の流れ方向を点線矢印で示している。この図10では、室内ユニット3aが暖房運転モードであり、室内ユニット3eが冷房運転モードである場合を例に暖房主体運転モードを説明する。そして、その他の室内ユニット3b〜3d、3f〜3hは、運転停止により負荷がかからず(室内を冷却、加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む)、利用側熱交換器35b〜35d、35f〜35hに熱媒体が流れないようにするものとする。
この構成における冷媒循環回路Aの熱源側冷媒の流れには図10で説明した通りである。また、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは図7で説明した通りである。すなわち、上記(1)、(2)の流れがある。
図12は、図5に示す空気調和装置100における混在運転のうち、暖房主体運転時の熱源側冷媒の流れおよび熱媒体の流れを示す図(その2)である。2台設置された室外ユニット1A、1Bのうちの一方と、この室外ユニット1(ここでは1Bとする)に接続された中継ユニット2Bと、この中継ユニット2Bに接続された室内ユニット3a〜3dが全て停止している場合の暖房主体運転モードについて説明する。そして、中継ユニット2Aに接続された室内ユニット3a〜3dと、分岐ユニット60に接続された室内ユニット3e〜3hとのうち一部(ここでは、中継ユニット2Aに接続された室内ユニット3a〜3d)が暖房運転モードであり、残り(ここでは、分岐ユニット60に接続された室内ユニット3e〜3h)が冷房運転モードである場合を一例として説明する。
冷房主体運転モードにおける熱源側冷媒および熱媒体の流れは暖房主体運転モードと同様である。
Claims (5)
- 圧縮機、熱源側熱交換器、第1絞り装置および複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して熱源側冷媒が循環する冷媒循環回路と、
前記複数の熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、複数の熱媒体搬送装置、複数の利用側熱交換器を熱媒体配管で接続して熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、
前記熱媒体循環回路において前記複数の利用側熱交換器のそれぞれに対応して設けられ、前記利用側熱交換器を前記複数の熱媒体間熱交換器のいずれかに接続するように熱媒体の流路を切り替える第1熱媒体流路切替手段と、
前記複数の熱媒体間熱交換器を備え、複数の前記第1熱媒体流路切替手段を介して前記複数の利用側熱交換器が接続される中継ユニットとの組を複数と、
利用側熱交換器増設用であって、複数の前記組に共用の分岐ユニットと備え、
前記分岐ユニットは、
複数の前記組の前記中継ユニットのそれぞれにおける分岐ユニット接続用の接続口に接続配管を介して接続され、前記熱媒体循環回路の熱媒体が通過する前記組と同数の接続部と、
1または複数の増設利用側熱交換器と接続され、前記各接続部を介して前記分岐ユニット内に流入した熱媒体を分岐して前記1または複数の増設利用側熱交換器に循環させる分岐部と、
前記1または複数の増設利用側熱交換器のそれぞれに対応して設けられ、前記1または複数の増設利用側熱交換器のそれぞれを、前記複数の熱媒体間熱交換器のいずれかに接続する第2熱媒体流路切替手段とを備えた空気調和装置。 - 前記中継ユニットと前記分岐ユニットとの間に開閉弁が設けられている請求項1記載の空気調和装置。
- 前記第1熱媒体流路切替手段および前記第2熱媒体流路切替手段のそれぞれは、1または複数の熱媒体流路切替弁と、流量調整弁とを備えて構成される請求項1又は請求項2記載の空気調和装置。
- 前記第1熱媒体流路切替手段および前記第2熱媒体流路切替手段のそれぞれは、複数の熱媒体流路切替弁と流量調整弁との機能を一体化した一体化切替手段で構成される請求項1記載の空気調和装置。
- 前記冷媒循環回路はさらに、前記圧縮機から吐出された熱源側冷媒の流れを切り替えて冷房運転と暖房運転とを可能とする冷媒流路切替装置をさらに有する請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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