JPWO2011074028A1 - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、従来の空気調和装置には、蒸発器として機能する室内側熱交換器の蒸発温度が低下することを防止するため、室内側熱熱交換器の出口側配管(より詳しくは、蒸発器として機能する際に冷媒出口側となる配管)に絞り装置を設けたものがある。この従来の空気調和装置は、絞り装置を調整することにより、蒸発器出口側の圧力損失を拡大させ、蒸発器として機能する室内側熱交換器の蒸発温度が低下することを防止している。しかしながら、この様な従来の空気調和装置は、各室内側熱交換器毎に絞り装置が設けられることとなる。このため、各絞り装置の絞りがそれぞれ変動するので、各室内側熱交換器の入口側配管(より詳しくは、蒸発器として機能する際に冷媒入口側となる配管)に設けられた流量制御装置の絞り調整も変化してしまう。したがって、空気調和装置の運転が不安定になってしまうという課題があった。
したがって、外気温度が低い場合でも蒸発器として機能する室内側熱交換器への着霜を防止すると共に連続した安定運転を実施できる。また、室内機の一部がコンピュータールーム等の顕熱負荷の大きい場所に使用される場合でも、通常の室内機をそのまま使用して安価に必要な顕熱能力が得ることができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置を示す冷媒回路図である。なお、図1では熱源機1台に室内機3台、中継機1台を接続した場合について説明するが、2台以上の熱源機、2台以上の室内機、及び2台以上の中継機を接続した場合でも同様の効果が得られる。
熱源機Aは、圧縮機1、四方切換弁2、熱源機側熱交換器3、及び流路切換装置30等を備えている。
逆止弁23は、熱源機側熱交換器3と第2の接続配管22との間に設けられており、熱源機側熱交換器3から第2の接続配管22へのみ冷媒流通を許容する。逆止弁24は、四方切換弁2と第1の接続配管21との間に設けられており、第1の接続配管21から四方切換弁2へのみ冷媒流通を許容する。逆止弁25は四方切換弁2と第2の接続配管22との間に設けられており、四方切換弁2から第2の接続配管22へのみ冷媒流通を許容する。逆止弁26は、熱源機側熱交換器3と第1の接続配管21との間に設けられており、第1の接続配管21から熱源機側熱交換器3へのみ冷媒流通を許容する。
なお、第2の接続配管22の他方の端部は、分岐して、後述する中継機Eの第1の分岐部10及び第2の分岐部11と接続されている。また、第1の接続配管21の他方の端部は、後述する中継機Eの第1の分岐部10と接続されている。
室内機B,C,Dのそれぞれは、同様の構成となっている。
なお、流量制御装置9(9B〜9D)の開度は、次のように制御される。対応する室内機(B〜D)が冷房運転の場合、室内側熱交換器5(5B〜5D)の出口側の過熱度に基づいて、流量制御装置9(9B〜9D)の開度が制御される。対応する室内機(B〜D)が暖房運転の場合、室内側熱交換器5(5B〜5D)の出口側の過冷却度に基づいて、流量制御装置9(9B〜9D)の開度が制御される。
また、以下では、各室内機を区別して説明する必要がない場合、B〜Dの符号を省略して説明する場合がある。
中継機Eは、第1の分岐部10、第2の分岐部11、気液分離装置12、流量制御装置13、流量制御装置15、熱交換部16、及び流量制御部31等を備えている。
また、弁装置8aC,8bCの一方の端部は、第1の室内機側接続配管6Cを介して、室内側熱交換器5Cと接続されている。また、弁装置8aCの他方の端部は第1の接続配管21と接続されており、弁装置8bCの他方の端部は第2の接続配管22と接続されている。
また、弁装置8aD,8bDの一方の端部は、第1の室内機側接続配管6Dを介して、室内側熱交換器5Dと接続されている。また、弁装置8aDの他方の端部は第1の接続配管21と接続されており、弁装置8bDの他方の端部は第2の接続配管22と接続されている。
また、逆止弁17C,18Cの一方の端部は、第2の室内機側接続配管7Cを介して、室内側熱交換器5Cと接続されている。また、逆止弁17Cの他方の端部は第1の会合部17Aと接続されており、逆止弁18Cの他方の端部は第2の会合部18Aと接続されている。
また、逆止弁17D,18Dの一方の端部は、第2の室内機側接続配管7Dを介して、室内側熱交換器5Dと接続されている。また、逆止弁17Dの他方の端部は第1の会合部17Aと接続されており、逆止弁18Dの他方の端部は第2の会合部18Aと接続されている。
なお、第2の分岐部11から流出した冷媒が第1の接続配管21へ流れる際、このバイパス配管14を通ることとなる。この場合、バイパス配管14は、第1の接続配管21の一部を構成していることとなる。
この流量制御部31は、開閉可能な弁装置19、及びこの弁装置19と並列接続された毛細管20を備えている。
流量制御部31は、弁装置19を開閉することにより、第1の接続配管21を流れる冷媒の流量を制御する。これにより、蒸発器として機能する室内側熱交換器5(第1の分岐部10へ冷媒を流出する室内側熱交換器5)を流れる冷媒の流量を制御する。
流量制御部31と第1の分岐部10との間の第1の接続配管には、この配管を流れる冷媒の温度(又は配管温度)を検知するための温度センサー28が設けられている。
しかしながら、本実施の形態1では、第1の接続配管21(より詳しくは、第1の接続配管21とバイパス配管14との合流部よりも冷媒流れ上流側となる第1の接続配管21)に、流量制御部31を設けている。そして、流量制御部31の冷媒流れ上流側に、温度センサー28を設けている。このため、特定の検知温度(1つの温度センサー28が検知する温度)に応じて1つのアクチュエーター(弁装置19)を制御することで、蒸発器として機能する室内側熱交換器5を流れる冷媒の流量を制御することが可能となる。したがって、空気調和装置100は安定した運転動作が可能となる。
これにより、空気調和装置100は、安定した運転動作が可能となり、制御を簡素化でき、配管構成も簡素化できる。
続いて、本実施の形態1に係る空気調和装置100の動作について説明する。空気調和装置100は、大きく分けて3つの形態の運転を行う。即ち、空気調和装置100は、全冷房運転、全暖房運転、及び冷暖房同時運転を行う。全冷房運転とは、複数台の室内機の総てが、冷房運転又は停止となる運転である。全暖房運転とは、複数台の室内機の総てが暖房運転又は停止となる運転である。冷暖房同時運転とは、複数台の室内機のうち、一部は冷房運転を行い、他の一部は暖房運転を行う運転モードである(もちろん、一部の室内機が停止状態となっていてもよい)。また、冷暖房同時運転については、2つの形態の運転が行われる。即ち、複数の室内機のうち大部分の室内機が暖房運転を行う暖房主体運転と、複数の室内機のうち大部分が冷房運転を行う冷房主体運転が行われる。以下に、各運転における動作状態を説明する。
まず、全冷房運転の動作について説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における全冷房運転時及び全暖房運転時の動作状態図である。なお、図2に示す実線矢印が、全冷房運転時における冷媒流れである。また、図2は、室内機B,C,Dの全てが冷房運転する場合について示している。
例えば、冷房しようとしている室内機B,C,Dの室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を高くする場合、弁装置19を閉とする制御を行う。また、冷房しようとしている室内機B,C,Dの室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を通常の温度とするか又は低くする場合、弁装置19を開とする制御を行う。即ち、弁装置19を開とした場合には、室内側熱交換器5B,5C,5Dの流通面積が大きくなるため、室内側熱交換器5B,5C,5Dの圧力損失を小さくできる。したがって、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を温度にするか又は低くすることができる。一方、弁装置19を閉とした場合には、毛細管20を経由して冷媒が流通するため、室内側熱交換器5B,5C,5Dの圧力損失が大きくなる。したがって、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を高くすることが可能となる。このように、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を選択的に変更することが可能となる。
次に、図2を用いて、全暖房運転の動作について説明する。なお、図2に示す破線矢印が、全暖房運転時における冷媒流れである。また、図2は、室内機B,C,Dの全てが暖房運転する場合について示している。
次に、冷暖房同時運転の一形態である暖房主体運転の動作について説明する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における暖房主体運転時の動作状態図である。なお、図3に示す実線矢印が、暖房主体運転時における冷媒流れである。また、図3は、室内機B,Cが暖房運転を行い、室内機Dが冷房運転を行う場合について示している。
例えば、冷房しようとしている室内機Dの室内側熱交換器5Dの蒸発温度を高くする場合、弁装置19を閉とする制御を行う。また、冷房しようとしている室内機Dの室内側熱交換器5Dの蒸発温度を通常の温度とするか又は低くする場合、弁装置19を開とする制御を行う。即ち、弁装置19を開とした場合には、室内側熱交換器5Dの流通面積が大きくなるため、室内側熱交換器5Dの圧力損失を小さくできる。したがって、室内側熱交換器5Dの蒸発温度を温度にするか又は低くすることができる。一方、弁装置19を閉とした場合には、毛細管20を経由して冷媒が流通するため、室内側熱交換器5Dの圧力損失が大きくなる。したがって、室内機Dの室内側熱交換器5Dの蒸発温度を高くすることが可能となる。このように、冷房しようとする室内機Dの蒸発温度を選択的に変更することが可能となる。
次に、冷暖房同時運転の一形態である冷房主体運転の動作について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における冷房主体運転時の動作状態図である。なお、図4に示す実線矢印が、冷房主体運転時における冷媒流れである。また、図3は、室内機B,Cが冷房運転を行い、室内機Dが暖房運転を行う場合について示している。
例えば、冷房しようとしている室内機B,Cの室内側熱交換器5B,5Cの蒸発温度を高くする場合、弁装置19を閉とする制御を行う。また、冷房しようとしている室内機B,Cの室内側熱交換器5B,5Cの蒸発温度を通常の温度とするか又は低くする場合、弁装置19を開とする制御を行う。即ち、弁装置19を開とした場合には、室内側熱交換器5B,5Cの流通面積が大きくなるため、室内側熱交換器5B,5Cの圧力損失を小さくできる。したがって、室内側熱交換器5B,5Cの蒸発温度を温度にするか又は低くすることができる。一方、弁装置19を閉とした場合には、毛細管20を経由して冷媒が流通するため、室内側熱交換器5B,5Cの圧力損失が大きくなる。したがって、室内側熱交換器5B,5Cの蒸発温度を高くすることが可能となる。このように、冷房しようとする室内機B,Cの室内側熱交換器5B,5Cの蒸発温度を選択的に変更することが可能となる。
また、流量制御部で室内側熱交換器5B,5Cの蒸発温度を選択的に変更することにより、室内側熱交換器5B,5Cへの着霜を防止すると共に、連続して安定した冷房運転を維持することも可能となる。
流量制御部31は、実施の形態1で示した構成に限定されるものではない。例えば、以下ののように流量制御部31を構成してもよい。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とする。
本実施の形態2に係る空気調和装置101の流量制御部31は、開度を変更可能な流量制御装置27を備えている。その他の構成は、実施の形態1で示した空気調和装置100と同じ構成となっている。また、空気調和装置101の各運転時(全冷房運転時、全暖房運転時、暖房主体運転時及び冷房主体運転時)における動作等(冷媒流れ等)も、流量制御部31を除き、実施の形態1で示した空気調和装置100と同じである。
例えば、冷房しようとしている室内機B,C,Dの室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を高くする場合、流量制御装置27の開度を小さくする制御を行う。また、冷房しようとしている室内機B,C,Dの室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を通常の温度とするか又は低くする場合、流量制御装置27の開度を大きくする制御を行う。即ち、流量制御装置27の開度を大きくするにつれて、室内側熱交換器5B,5C,5Dの流通面積が大きくなるため、室内側熱交換器5B,5C,5Dの圧力損失を小さくできる。したがって、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を温度にするか又は低くすることができる。一方、流量制御装置27の開度を小さくするにつれて、室内側熱交換器5B,5C,5Dの圧力損失が大きくなる。したがって、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を高くすることが可能となる。このように、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を選択的に変更することが可能となる。また、開度を変更可能な流量制御装置27を用いることにより、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度を任意に(線形的に)制御することが可能となる。
また、流量制御部31は開度を変更可能な流量制御装置27を備えているので、室内側熱交換器5B,5C,5Dの蒸発温度及び顕熱比を、任意に(例えば線形的に)制御することができる。
Claims (6)
- 圧縮機、四方切換弁及びこの四方切換弁と接続された熱源機側熱交換器を有する熱源機と、
室内側熱交換器、及びこの室内側熱交換器の一方の端部に接続された第1の流量制御装置をそれぞれ有する複数台の室内機と、
前記熱源機と前記室内機のそれぞれとを接続する中継機と、
を備え、前記室内機のそれぞれが冷房運転又は暖房運転を選択的に行うことができる冷暖房同時運転可能な空気調和装置であって、
前記中継機は、
前記熱源機へ流出する冷媒が流れる第1の接続配管、及び前記熱源機から流入する冷媒が流れる第2の接続配管により、前記熱源機と接続され、
前記室内側熱交換器のそれぞれの他方の端部を、前記第1の接続配管又は前記第2の接続配管と切り替え可能に接続する第1の分岐部と、
前記第1の流量制御装置のそれぞれを、前記第1の接続配管又は前記第2の接続配管と切り替え可能に接続する第2の分岐部と、
前記第1の接続配管に設けられ、蒸発器として機能する前記室内側熱交換器を流れる冷媒の流量を制御する流量制御部と、
を有することを特徴とする空気調和装置。 - 前記流量制御部は、開閉可能な弁装置と、この弁装置に並列接続された毛細管と、を備え、
前記弁装置を開閉することにより、蒸発器として機能する前記室内側熱交換器を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記流量制御部は、開度を変更可能な第2の流量制御装置を備え、
この第2の流量制御装置の開度を制御することにより、蒸発器として機能する前記室内側熱交換器を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記熱源側熱交換器が蒸発器として機能する場合、
蒸発器として機能する前記室内側熱交換器、前記流量制御部及び前記熱源機が、直列に接続されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記流量制御部は、蒸発器として機能する前記室内側熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度に基づいて、当該室内側熱交換器を流れる冷媒の流量を調整することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
- 前記第1の分岐部と前記流量制御部との間の前記第1の接続配管に、冷媒の温度を検知する温度検知装置を設け、
この温度検出装置の検知温度に基づいて、蒸発器として機能する前記室内側熱交換器を流れる冷媒の流量を調整することを特徴とする請求項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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