JP6529663B2 - 排熱回収式空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る排熱回収式空気調和装置を示す概略回路図である。図1に基づいて、排熱回収式空気調和装置100aの機器構成について説明する。
実施の形態1に係る排熱回収式空気調和装置100aは、空調側冷媒回路30aと冷凍側冷媒回路40aとを有する。空調側冷媒回路30aには、第1圧縮機1と、第1流路切替装置3と、室外熱交換器2と、第1絞り装置7と、室内熱交換器5と、第2流路切替装置4とが順次、冷媒配管を介して接続されている。また、空調側冷媒回路30aには、室外熱交換器2と室内熱交換器5との間の配管から分岐した冷媒配管により、排熱回収熱交換器6が室外熱交換器2及び室内熱交換器5の双方に並列接続されている。分岐した冷媒配管は、排熱回収熱交換器6を介して、第1圧縮機1の吸入側に接続された配管に合流する。以降、排熱回収熱交換器6が配置される分岐した冷媒配管を排熱回収経路31と称する。
図3は実施の形態1に係る排熱回収式空気調和装置100aの動作時の流れを示すフローチャートである。各運転モードについて制御装置50aが実施する制御を説明する。空気装置及び冷凍装置16aの両ユニットに電源が投入されているとき(ステップST101)、排熱回収制御が開始される。排熱回収制御が開始すると、制御装置50aは、空調装置の運転モードが暖房運転であるか否かの判断を行う(ステップST102)。
図3〜図6に基づいて、運転モードが暖房運転の場合の動作について説明する。図4は、実施の形態1に係る図3の通常暖房モード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図5は、実施の形態1に係る図3のホットガスデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図6は、実施の形態1に係る図3のオフサイクルデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図中の矢印は冷媒の流れを示し、全閉を指示されている絞り装置には×印が付記されている。
図3及び図7〜図8に基づいて、空調装置が冷房運転の場合の動作について説明する。図7は、実施の形態1に係る図3の優先冷房モード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図8は、実施の形態1に係る図3の共有冷房モード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。
次に、実施の形態1の排熱回収式空気調和装置100aから凝縮器11を省いた排熱回収式空気調和装置100bについて説明する。図9は、実施の形態2に係る排熱回収式空気調和装置を示す概略回路図である。図9に基づいて、排熱回収式空気調和装置100bの機器構成について説明する。
本実施の形態に係る排熱回収式空気調和装置100bは、空調側冷媒回路30bと冷凍側冷媒回路40bとを有する。冷凍側冷媒回路40bには、第2圧縮機10と、排熱回収熱交換器6と、冷凍側絞り装置13と、冷却器12とが順次、冷媒配管を介して接続されている。冷媒回路の各構成機器は、例えば室外機14b、空調室内機15b、又は冷凍装置16bに搭載される。本実施の形態において、室外機14bは第1圧縮機1、第1流路切替装置3、室外熱交換器2、及び第2絞り装置8が搭載されている。また、空調室内機15bには室内熱交換器5、及び第1絞り装置7、及び第2流路切替装置4が搭載されている。冷凍装置16bには、排熱回収熱交換器6と第3絞り装置9とからなる排熱回収装置17、第2圧縮機10、冷凍側絞り装置13、及び冷却器12が搭載されている。
図10は実施の形態2に係る排熱回収式空気調和装置100bの動作時の流れを示すフローチャートである。まず排熱回収式空気調和装置100bの制御装置50bは、空調装置及び冷凍装置16bの両ユニットが運転停止状態であるか否か判断を行う(ステップST202)。制御装置50bは、排熱回収式空気調和装置100bの空調装置及び冷凍装置16bが両ユニットとも運転停止状態の場合(ステップST202;Yes)、初期状態(ステップST201)に戻る。両ユニットともに運転状態の場合(ステップST203;Yes)、空調装置の運転モードが暖房運転であるか否かの判断を行う(ステップST204)。
図10〜図13に基づいて、空調装置が暖房運転の場合の動作について説明する。図11は、実施の形態2に係る図10の通常暖房モード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図12は、実施の形態2に係る図10のホットガスデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図13は、実施の形態2に係る図10のオフサイクルデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。
図10及び図14に基づいて、空調装置が冷房運転中の場合の動作について説明する。図14は、実施の形態2に係る図10の通常冷房モード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。図14には冷媒の流れが矢印で示され、全閉を指示されている絞り装置には×印が付記されている。
図15〜図17に基づいて、冷凍装置16b及び空調装置の同時運転中でない場合(ステップST203;No)、すなわち冷凍装置16bによる冷却及び空調装置による空調のうちいずれか一方のみ運転が実施されている単独運転の動作について説明する。図15は、実施の形態2に係る図10の冷却補助モード時における冷媒の流れの一例を示す説明図である。冷凍装置16bのみの運転時(ステップST212;Yes)、運転制御手段51は、図15に示すように第1流路切替装置3、第2流路切替装置4、及び第1絞り装置7を制御して冷却補助モードを実施する。つまり、第1流路切替装置3は第1圧縮機1の冷媒吐出側と室外熱交換器2とを連通させ、第2流路切替装置4は第1圧縮機1の冷媒吸入側と室内熱交換器5とを連通させ、第1絞り装置7は全閉とされる(ステップST213)。
排熱回収式空気調和装置。
Claims (13)
- 第1圧縮機と、第1流路切替装置と、室外熱交換器と、第1絞り装置と、室内熱交換器と、第2流路切替装置とが配管を介して接続され、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器の双方に排熱回収熱交換器が配管を介して並列接続された空調側冷媒回路と、
第2圧縮機と、前記排熱回収熱交換器と、冷凍側絞り装置と、冷却器とが配管を介して接続された冷凍側冷媒回路と、を備え、
前記第1流路切替装置は、前記室外熱交換器と前記排熱回収熱交換器との間に設けられ、前記室外熱交換器を前記第1圧縮機の吐出側及び吸入側のいずれか一方に配管を介して接続し、
前記第2流路切替装置は、前記室内熱交換器と前記排熱回収熱交換器との間に設けられ、前記室内熱交換器を前記第1圧縮機の吐出側及び吸入側のいずれか一方に配管を介して接続し、
前記排熱回収熱交換器は、前記空調側冷媒回路において配管を介して前記第1圧縮機の吸入側に接続され、前記空調側冷媒回路の冷媒と前記冷凍側冷媒回路の冷媒とを熱交換させる、
排熱回収式空気調和装置。 - 運転モードに応じて前記空調側冷媒回路及び前記冷凍側冷媒回路を制御する制御装置をさらに備える請求項1に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記室内熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転時に、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吸入側とを接続させる請求項2に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記室内熱交換器の冷媒循環が停止される前記冷凍側冷媒回路の単独運転時には、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吸入側とを接続させ、前記第1絞り装置を全閉する請求項2に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記空調側冷媒回路はさらに、前記排熱回収熱交換器に流れる冷媒流量を変化させる第3絞り装置を備え、前記第3絞り装置と前記第1圧縮機の吸入側とは排熱回収熱交換器を挟むように配管を介して接続される請求項2〜4のいずれか一項に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記冷却器の冷媒循環が停止される前記空調側冷媒回路の単独運転時には、前記第3絞り装置を全閉して前記排熱回収熱交換器の冷媒循環を停止させる請求項5に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記冷凍側冷媒回路はさらに、前記第2圧縮機の吐出側と前記冷却器との間に凝縮器を備える請求項2又は4に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記制御装置は、
前記室内熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転時に、前記室外熱交換器に着霜が検出される着霜条件が満たされるか否かを判定する着霜判定手段と、
前記暖房運転時に、前記空調側冷媒回路の凝縮能力が前記冷凍側冷媒回路の必要蒸発能力を下回る能力条件が満たされるか否かを判定する能力判定手段と、を備え、
前記着霜条件が満たされないと判定され、かつ前記能力条件が満たされないと判定された場合に、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吸入側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させる請求項2又は7に記載の排熱回収式空気調和装置。 - 前記能力判定手段はさらに、前記暖房運転時に、前記凝縮能力が設定閾値に達する能力限界条件が満たされるか否かを判定するものであって、
前記制御装置は、前記着霜条件及び前記能力条件のうち少なくとも一つが満たされると判定され、かつ前記能力限界条件が満たされないと判定された場合に、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させる請求項8に記載の排熱回収式空気調和装置。 - 前記空調側冷媒回路はさらに、前記室外熱交換器に流れる冷媒流量を変化させる第2絞り装置を備え、前記第2絞り装置と前記第1流路切替装置とは前記室外熱交換器を挟むように配管を介して接続される請求項9に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記着霜条件及び前記能力条件のうち少なくとも一つが満たされると判定され、かつ前記能力限界条件が満たされると判定された場合に、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吸入側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させ、前記第2絞り装置を全閉して前記室外熱交換器の冷媒循環を停止させる請求項10に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記空調側冷媒回路はさらに、前記排熱回収熱交換器に流れる冷媒流量を変化させる第3絞り装置を備え、前記第3絞り装置と前記第1圧縮機の吸入側とは前記排熱回収熱交換器を挟むように配管を介して接続される請求項7に記載の排熱回収式空気調和装置。
- 前記制御装置は、
前記室内熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転時に、前記空調側冷媒回路の凝縮能力が必要蒸発能力を上回る能力条件が満たされるか否かを判定する能力判定手段を備え、
前記能力条件が満たされると判定された場合は、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吸入側とを接続させ、前記第3絞り装置を開き、
前記能力条件が満たされないと判定された場合は、前記第1流路切替装置を制御して前記室外熱交換器と前記第1圧縮機の吐出側とを接続させ、前記第2流路切替装置を制御して前記室内熱交換器と前記第1圧縮機の吸入側とを接続させ、前記第3絞り装置を全閉して前記排熱回収熱交換器の冷媒循環を停止させる請求項12に記載の排熱回収式空気調和装置。
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