JPWO2011158305A1 - Refrigeration air conditioner - Google Patents
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Abstract
冷房負荷や暖房負荷等の空調負荷と冷蔵・冷凍負荷を同時に処理でき、年間を通して安定した熱源を供給可能にした冷凍空調装置を提供する。冷凍空調装置100は、一次側冷媒に貯えられた温熱又は冷熱を、室内熱交換器118を介して空調負荷として利用可能にしつつ、一次側冷媒に貯えられた冷熱を、第1冷媒−冷媒熱交換器131を介して冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2を循環する二次側冷媒に伝達することで冷蔵・冷凍負荷として利用可能にしている。A refrigeration and air conditioning system that can handle air conditioning loads such as cooling and heating loads and refrigeration / refrigeration loads at the same time, and that can supply a stable heat source throughout the year. The refrigerating and air-conditioning apparatus 100 uses the heat or cold stored in the primary-side refrigerant as an air-conditioning load via the indoor heat exchanger 118, while the cold stored in the primary-side refrigerant is used as the first refrigerant-refrigerant heat. By transmitting to the secondary refrigerant circulating through the refrigeration / refrigeration refrigeration cycle 2 via the exchanger 131, it can be used as a refrigeration / refrigeration load.
Description
本発明は、ヒートポンプサイクルを搭載し、空気調和装置と冷凍装置とを一体化した冷凍空調装置に関し、特に年間を通しての熱源の安定供給を図るようにした冷凍空調装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration air conditioner that includes a heat pump cycle and integrates an air conditioner and a refrigeration apparatus, and particularly relates to a refrigeration air conditioner that can stably supply a heat source throughout the year.
従来から、カスケード熱交換器を用いて空調装置と冷凍装置とを一体化し、二元の冷凍サイクルによって、冷房負荷、暖房負荷、給湯負荷を同時に提供する冷凍空調装置が提案されている。 Conventionally, a refrigerating and air-conditioning apparatus that integrates an air-conditioning apparatus and a refrigeration apparatus using a cascade heat exchanger and simultaneously provides a cooling load, a heating load, and a hot water supply load by a two-way refrigeration cycle has been proposed.
そのようなものとして、「空調用圧縮機、熱源側熱交換器及び利用側熱交換器を備えて当該利用側熱交換器により被空調室の空気調和を行う空調系統部と、冷却用圧縮機、凝縮器及び蒸発器を備えて当該蒸発器により被空調室に配置される冷却貯蔵設備の冷却を行う冷却系統部と、空調系統部の低圧側の空調用冷媒と冷凍系統部の高圧側の冷却用冷媒とが供給されて、空調用冷媒により冷却用冷媒を過冷却させるカスケード熱交換器とを備えた空調冷凍装置において、前記空調系統部に運転/停止を含む各種指示を与える遠隔操作手段を備え、前記冷却系統部の冷却用圧縮機が運転された場合に、この遠隔操作手段による指示のうち、少なくとも、運転/停止以外の指示を禁止する禁止手段を備えた空調冷凍装置」が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 As such, “an air conditioning system unit that includes an air conditioning compressor, a heat source side heat exchanger, and a use side heat exchanger and performs air conditioning of the air-conditioned room by the use side heat exchanger, and a cooling compressor. A cooling system unit including a condenser and an evaporator for cooling a cooling storage facility disposed in the air-conditioned room, a low-pressure side air-conditioning refrigerant of the air-conditioning system unit, and a high-pressure side of the refrigeration system unit Remote control means for supplying various instructions including operation / stop to the air conditioning system unit in an air conditioning refrigeration apparatus provided with a cascade heat exchanger that is supplied with a cooling refrigerant and supercools the cooling refrigerant with the air conditioning refrigerant Air conditioning refrigeration apparatus comprising a prohibiting means for prohibiting at least instructions other than operation / stop among the instructions by the remote operation means when the cooling compressor of the cooling system section is operated. Has been (even if , See Patent Document 1).
また、「圧縮機と熱源側熱交換器と減圧装置と利用側熱交換器からなる空調用冷媒回路と、圧縮機と凝縮器と減圧装置と蒸発器からなる冷却貯蔵設備用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路の低圧側と前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側とを熱交換させるカスケード熱交換器及び過冷却用熱交換器とを備え、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側冷媒を前記カスケード熱交換器、前記凝縮器を介して過冷却用熱交換器に流す冷凍システム」が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 Further, “a refrigerant circuit for air conditioning composed of a compressor, a heat source side heat exchanger, a decompression device, and a use side heat exchanger, a refrigerant circuit for a cooling storage facility composed of a compressor, a condenser, a decompression device, and an evaporator, A cascade heat exchanger and a supercooling heat exchanger for exchanging heat between the low pressure side of the air conditioning refrigerant circuit and the high pressure side of the cooling storage facility refrigerant circuit, and the cooling during the heating operation of the air conditioning refrigerant circuit There has been proposed a “refrigeration system” in which the high-pressure side refrigerant in the refrigerant circuit for storage facilities is passed through the cascade heat exchanger and the condenser to the supercooling heat exchanger (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1や特許文献2に記載されているような冷凍空調装置では、空調回路と冷蔵・冷凍回路の圧縮機等の大部分が一つの熱源機ユニットとして構成されており、空調負荷と冷蔵・冷凍負荷の割合の違いによって熱源機ユニットを選定することができなかった。また、熱源機ユニットからすべての負荷側ユニットに配管を接続する必要があるため、使用配管量の増加や冷媒量の増加につながり、据付費用が増大してしまっていた。
However, in the refrigerating and air-conditioning apparatuses described in
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、冷房負荷や暖房負荷等の空調負荷と冷蔵・冷凍負荷を同時に処理でき、年間を通して安定した熱源を供給可能にした冷凍空調装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a refrigeration air conditioner capable of simultaneously processing an air conditioning load such as a cooling load and a heating load and a refrigeration / refrigeration load and capable of supplying a stable heat source throughout the year. It is intended to provide.
本発明に係る冷凍空調装置は、空調用圧縮機、熱源側熱交換器、第1絞り手段、及び、利用側熱交換器が直列に接続されているとともに、前記空調用圧縮機、前記熱源側熱交換器、第2絞り手段、及び、第1冷媒−冷媒熱交換器の一次側が直列に接続され、一次側冷媒を循環させる空調用冷凍サイクルと、冷凍用圧縮機、前記第1冷媒−冷媒熱交換器の二次側、第3絞り手段、及び、冷凍用熱交換器が直列に接続され、二次側冷媒を循環させる冷蔵・冷凍用冷凍サイクルと、を有し、前記一次側冷媒に貯えられた温熱又は冷熱を、前記利用側熱交換器を介して空調負荷として利用可能にしつつ、前記一次側冷媒に貯えられた冷熱を、前記二次側冷媒に伝達することで冷蔵・冷凍負荷として利用可能にしていることを特徴とする。 In the refrigeration air conditioner according to the present invention, an air conditioning compressor, a heat source side heat exchanger, a first throttle means, and a use side heat exchanger are connected in series, and the air conditioning compressor, the heat source side The primary side of the heat exchanger, the second throttle means, and the first refrigerant-refrigerant heat exchanger are connected in series, and the air-conditioning refrigeration cycle for circulating the primary side refrigerant, the refrigeration compressor, and the first refrigerant-refrigerant A refrigerating / refrigerating refrigeration cycle in which a secondary side of the heat exchanger, a third throttling means, and a refrigeration heat exchanger are connected in series to circulate the secondary side refrigerant, and the primary side refrigerant Refrigeration / refrigeration load by transmitting the cold heat stored in the primary side refrigerant to the secondary side refrigerant while making the stored hot or cold heat available as an air conditioning load via the use side heat exchanger It is possible to use as.
本発明に係る冷凍空調装置によれば、空調負荷、冷蔵・冷凍負荷を同時に処理することが可能となり、年間を通して安定した熱源を供給することができる。 According to the refrigerating and air-conditioning apparatus according to the present invention, it is possible to simultaneously process an air-conditioning load and a refrigeration / refrigeration load, and a stable heat source can be supplied throughout the year.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍空調装置100の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図1に基づいて、冷暖同時運転で熱を回収するタイプの冷凍空調装置100の冷媒回路構成及び動作について説明する。この冷凍空調装置100は、ビルやマンション、ホテル等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで空調負荷及び冷蔵・冷凍負荷を同時に供給できるものである。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。また、図1では、冷凍空調装置100が実行する暖房主体運転時における冷媒の流れを示している。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of the refrigerating and air-
実施の形態1に係る冷凍空調装置100は、空調用冷凍サイクル1と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2と、を少なくとも有している。空調用冷凍サイクル1と冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2とは、冷媒−冷媒熱交換器131で互いの冷媒が混ざることなく熱交換を行なうように構成されている。なお、空調用冷凍サイクル1を循環する冷媒を一次側冷媒と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2を循環する冷媒を二次側冷媒と、それぞれ称する。なお、冷蔵・冷凍の表記は、冷蔵及び/又は冷凍のことを称している。
The refrigerating and air-
[空調用冷凍サイクル1]
空調用冷凍サイクル1は、熱源機Aと、たとえば冷房負荷を担当する室内機B(以下、冷房室内機Bと称する)と、たとえば暖房負荷を担当する室内機C(以下、暖房室内機Cと称する)と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2の熱源となる冷蔵・冷凍用ブースターユニットD(詳しくは冷媒−冷媒熱交換器131の一次側)と、中継機Eと、によって構成されている。なお、室内機Bを冷房室内機として、室内機Cを暖房室内機として、説明するが、これらは室内機B、室内機Cの機能の一例であって、室内機Bが暖房負荷を担当してもよく、室内機Cが冷房負荷を担当してもよい。また、単に室内機と称する場合には、室内機B及び室内機Cの双方を示している。[
The
図1に示すように、冷房室内機B、暖房室内機C及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの空調用冷凍サイクル1側は、中継機Eを介して熱源機Aに対して並列となるように接続されている。この中継機Eが、熱源機Aと、冷房室内機B、暖房室内機C及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの空調用冷凍サイクル1側と、の間に設置され、一次側冷媒の流れを切り換えることで、冷房室内機B、暖房室内機C及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDとしての機能を発揮させるようになっている。なお、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの空調用冷凍サイクル1側を冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2側を冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの二次側と、それぞれ称する。
As shown in FIG. 1, the air
{熱源機A}
熱源機Aは、中継機Eを介して、冷房室内機B、暖房室内機C及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側に温熱又は冷熱を供給する機能を有している。この熱源機Aには、空調用圧縮機101と、流路切替手段である四方弁102と、室外熱交換器(熱源側熱交換器)103と、アキュムレーター104とが直列に配管接続されて搭載されている。なお、熱源機Aには、室外熱交換器103に空気を供給するためのファン等の送風機を室外熱交換器103の近傍位置に設けるとよい。{Heat source machine A}
The heat source unit A has a function of supplying hot or cold heat to the primary side of the cooling indoor unit B, the heating indoor unit C, and the refrigeration / freezing booster unit D via the relay unit E. In this heat source machine A, an
空調用圧縮機101は、一次側冷媒を吸入し、その一次側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。四方弁102は、一次側冷媒の流れを切り替えるものである。室外熱交換器103は、蒸発器や放熱器(凝縮器)として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と一次側冷媒との間で熱交換を行ない、一次側冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。アキュムレーター104は、空調用圧縮機101の吸入側に配置され、過剰な一次側冷媒を貯留するものである。なお、アキュムレーター104は、過剰な一次側冷媒を貯留できる容器であればよい。
The air-
また、熱源機Aには、室外熱交換器103と中継機Eとの間における高圧側接続配管106に所定の方向(熱源機Aから中継機Eへの方向)のみに一次側冷媒の流れを許容する逆止弁105aが、四方弁102と中継機Eとの間における低圧側接続配管107に所定の方向(中継機Eから熱源機Aへの方向)のみに一次側冷媒の流れを許容する逆止弁105bが、設けられている。
In addition, in the heat source unit A, the flow of the primary side refrigerant is allowed to flow only in a predetermined direction (direction from the heat source unit A to the relay unit E) in the high-pressure
高圧側接続配管106と低圧側接続配管107とは、逆止弁105aの下流側と逆止弁105bの下流側を接続する第1接続配管10と、逆止弁105aの上流側と逆止弁105bの上流側を接続する第2接続配管11とで接続されている。第1接続配管10には、低圧側接続配管107から高圧側接続配管106の方向のみに一次側冷媒の流通を許容する逆止弁105cが設けられている。第2接続配管11にも、低圧側接続配管107から高圧側接続配管106の方向のみに一次側冷媒の流通を許容する逆止弁105dが設けられている。
The high-pressure
[室内機]
室内機は、熱源機Aからの冷熱又は温熱の供給を受けて冷房負荷又は暖房負荷を担当する機能を有している。室内機には、空調用絞り手段117と、室内熱交換器(利用側熱交換器)118とが、直列に接続されて搭載されている。なお、図1では、冷房室内機Bが2台、暖房室内機Cが2台、接続されている状態を例に示している。また、室内機には、室内熱交換器118に空気を供給するためのファン等の送風機を室内熱交換器118の近傍に設けるとよい。また、便宜的に、中継機Eから室内熱交換器118に接続している配管を接続配管12と、中継機Eから空調用絞り手段117に接続している配管を接続配管13と称する。[Indoor unit]
The indoor unit has a function of receiving cooling or heating supply from the heat source unit A and taking charge of cooling load or heating load. In the indoor unit, an air conditioning throttle means 117 and an indoor heat exchanger (use side heat exchanger) 118 are mounted connected in series. FIG. 1 shows an example in which two cooling indoor units B and two heating indoor units C are connected. The indoor unit may be provided with a blower such as a fan for supplying air to the
空調用絞り手段117は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、一次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この空調用絞り手段117は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。室内熱交換器118は、放熱器(凝縮器)や蒸発器として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と一次側冷媒との間で熱交換を行ない、一次側冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。
The air conditioning throttle means 117 has a function as a pressure reducing valve or an expansion valve, and expands the primary side refrigerant by reducing the pressure. The air-conditioning throttle means 117 may be constituted by a controllable opening degree, for example, a precise flow rate control means using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like. The
{冷蔵・冷凍用ブースターユニットD}
冷蔵・冷凍用ブースターユニットDは、熱源機Aからの冷熱を冷媒−冷媒熱交換器131を介して冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2に伝達する機能を有している。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側には、絞り手段119と、冷媒−冷媒熱交換器131とが、直列に接続されている。空調用冷凍サイクル1と冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2とは、冷媒−冷媒熱交換器131でカスケード接続されている。すなわち、冷媒−冷媒熱交換器131は、一次側冷媒と、二次側冷媒と、の間で熱交換を行なうものである。{Refrigerator / Freezer Booster Unit D}
The refrigeration / freezing booster unit D has a function of transmitting cold heat from the heat source unit A to the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2 via the refrigerant-
絞り手段119は、空調用絞り手段117と同様に、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、一次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り手段119は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。冷媒−冷媒熱交換器131は、放熱器(凝縮器)や蒸発器として機能し、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2を循環する二次側冷媒と、空調用冷凍サイクル1を循環する一次側冷媒との、間で熱交換を行なうものである。なお、便宜的に、中継機Eから冷媒−冷媒熱交換器131に接続している配管を接続配管14と、中継機Eから絞り手段119に接続している接続配管を接続配管15と称する。
Similar to the air conditioning throttle means 117, the throttle means 119 has a function as a pressure reducing valve or an expansion valve, and decompresses the primary side refrigerant to expand it. The throttling means 119 may be constituted by a controllable opening degree, for example, a precise flow rate control means using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like. The refrigerant-
{中継機E}
中継機Eは、利用側ユニット(室内機B、室内機C及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットD)と、熱源機Aとを、接続し、第1分配部109の弁手段109a又は弁手段109bの何れかを択一的に開閉することにより、室内熱交換器118を放熱器又は蒸発器とするか、冷媒−冷媒熱交換器131を冷水器又は給湯機とするかを決定する機能を有している。この中継機Eは、気液分離器108と、第1分配部109と、第2分配部110と、第1内部熱交換器111と、第1中継機用絞り手段112と、第2内部熱交換器113と、第2中継機用絞り手段114と、を少なくとも有している。{Repeater E}
The relay unit E connects the use side unit (the indoor unit B, the indoor unit C, and the refrigeration / refrigeration booster unit D) and the heat source unit A, and connects the
第1分配部109では、接続配管12及び接続配管14が2つに分岐されており、一方(接続配管12b及び接続配管14b)が低圧側接続配管107に接続し、他方(接続配管12a及び接続配管14a)が気液分離器108に接続している接続配管(接続配管16と称する)に接続するようになっている。また、接続配管12a及び接続配管14aには開閉制御されて冷媒を導通したりしなかったりする弁手段109aが、接続配管12b及び接続配管14bには開閉制御されて冷媒を導通したりしなかったりする弁手段109bが、それぞれ設けられている。
In the
第2分配部110では、接続配管13及び接続配管15が2つに分岐されており、一方(接続配管13a及び接続配管15a)が第1会合部115で接続され、他方(接続配管13b及び接続配管15b)が第2会合部116で接続されるようになっている。また、第2分配部110では、接続配管13a及び接続配管15aに冷媒の流通を一方のみに許容する逆止弁110aが、接続配管13b及び接続配管15bに冷媒の流通を一方のみに許容する逆止弁110bがそれぞれ設けられている。なお、逆止弁110a、逆止弁110bの代わりに電磁弁のような弁手段を用いてもよい。そうすれば、第2分配部110において確実に流路の切り替えを実行することができる。
In the
第1会合部115は、第2分配部110から第1中継機用絞り手段112及び第1内部熱交換器111を介して気液分離器108に接続している。第2会合部116は、第2分配部110と第2内部熱交換器113との間で分岐し、一方が第2内部熱交換器113を介して第2分配部110と第1中継機用絞り手段112との間における第1会合部115に接続され、他方(第2会合部116a)が第2中継機用絞り手段114、第2内部熱交換器113及び第1内部熱交換器111を介して低圧側接続配管107に接続されている。
The
気液分離器108は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものであり、高圧側接続配管106に設けられ、一方が第1分配部109の弁手段109aに接続され、他方が第1会合部115を経て第2分配部110に接続されている。第1分配部109は、弁手段109a又は弁手段109bの何れかが択一的に開閉され、室内熱交換器118及び冷媒−冷媒熱交換器131に対して冷媒を流出入させる機能を有している。第2分配部110は、逆止弁110a及び逆止弁110bによって、冷媒の流れをいずれか一方に許容する機能を有している。
The gas-
第1内部熱交換器111は、気液分離器108と第1中継機用絞り手段112との間における第1会合部115に設けられており、第1会合部115を導通している冷媒と、第2会合部116が分岐された第2会合部116aを導通している冷媒と、の間で熱交換を実行するものである。第1中継機用絞り手段112は、第1内部熱交換器111と第2分配部110との間における第1会合部115に設けられており、冷媒を減圧して膨張させるものである。この第1中継機用絞り手段112は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
The first
第2内部熱交換器113は、第2会合部116に設けられており、第2会合部116を導通している冷媒と、第2会合部116が分岐された第2会合部116aを導通している冷媒と、の間で熱交換を実行するものである。第2中継機用絞り手段114は、第2内部熱交換器113と第2分配部110との間における第2会合部116に設けられており、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この第2中継機用絞り手段114は、第1中継機用絞り手段112と同様に、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
The second
以上のように、空調用冷凍サイクル1は、空調用圧縮機101、四方弁102、室内熱交換器118、空調用絞り手段117、室外熱交換器103、アキュムレーター104が直列に接続され、空調用圧縮機101、四方弁102、冷媒−冷媒熱交換器131、絞り手段119、室外熱交換器103、アキュムレーター104が直列に接続されており、中継機Eを介して室内熱交換器118と冷媒−冷媒熱交換器131とが並列に接続され、これらに冷媒を循環させることで成立している。
As described above, the air
なお、空調用圧縮機101は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して空調用圧縮機101を構成することができる。この空調用圧縮機101は、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。
The
また、空調用冷凍サイクル1を循環する冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素(CO2 )や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、HFC410AやHFC407C、HFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているR22やR134aなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。Further, the type of the refrigerant circulating through the air-
ここで、図1に基づいて冷凍空調装置100が実行する暖房主体運転時の空調用冷凍サイクル1での一次側冷媒の流れについて説明する。冷凍空調装置100は、室内機の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、室内機の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷暖混在であって冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード(図2参照)、及び、冷暖混在であって暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードを有している。また、図1では冷媒の流れを逆止弁及び弁手段の開閉状態(白抜き(開状態)及び黒塗り(閉状態))で表している。
Here, the flow of the primary-side refrigerant in the air-
空調用圧縮機101で高温・高圧にされたガス状態の一次側冷媒は、空調用圧縮機101から吐出して、四方弁102を経由し、逆止弁105cを導通し、高圧側接続配管106に導かれ、過熱ガス状態で中継機Eの気液分離器108へ流入する。気液分離器108に流入した過熱ガス状態の一次側冷媒は、接続配管16を流れ、第1分配部109の弁手段109aが開いている回路、つまり暖房室内機Cに分配される。暖房室内機Cに流入した一次側冷媒は、室内熱交換器118で放熱し(つまり、室内空気を暖め)、空調用絞り手段117で減圧され、第1会合部115で合流する。
The primary refrigerant in the gas state heated to high temperature and high pressure by the
一方、気液分離器108に流入した過熱ガス状態の一次側冷媒の一部は、第1内部熱交換器111で第2中継機用絞り手段114にて低温・低圧に膨張した一次側冷媒と熱交換を行なうことにより過冷却度を得る。それから、第1中継機用絞り手段112を通過して、空調用として利用された一次側冷媒(暖房室内機Cに流入し、室内熱交換器118で放熱した一次側冷媒)と第1会合部115で合流する。なお、第1中継機用絞り手段112を通る一部の過熱ガス状態の一次側冷媒は、第1中継機用絞り手段112を全閉にして、皆無にしてもよい。
On the other hand, a part of the primary refrigerant in the superheated gas state that has flowed into the gas-
その後、合流した一次側冷媒は、第2内部熱交換器113で、第2中継機用絞り手段114にて低温・低圧に膨張した一次側冷媒と熱交換を行なうことにより過冷却度を得る。そして、この一次側冷媒は、第2会合部116側と第2中継機用絞り手段114側とに分配される。
Thereafter, the joined primary side refrigerant exchanges heat with the primary side refrigerant expanded to low temperature and low pressure in the second
第2会合部116を導通する一次側冷媒は、弁手段109bが開いている回路、つまり冷房室内機B及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側に分配される。冷房室内機Bに流入した一次側冷媒は、空調用絞り手段117にて低温・低圧に膨張され、室内熱交換器118で蒸発し、弁手段109bを経て低圧側接続配管107に流入する。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側に流入した一次側冷媒は、絞り手段119にて低温・低圧に膨張され、冷媒−冷媒熱交換器131で蒸発し、弁手段109bを経て低圧側接続配管107に流入する。
The primary refrigerant conducted through the
また、第2中継機用絞り手段114を導通した一次側冷媒は、第2内部熱交換器113及び第1内部熱交換器111で熱交換を行なって蒸発し、低圧側接続配管107で冷房室内機B及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側を流出した一次側冷媒と合流する。そして、低圧側接続配管107で合流した一次側冷媒は、逆止弁105dを通って室外熱交換器103に導かれ、運転条件によっては残留している液冷媒を蒸発させ、四方弁102、アキュムレーター104を経て空調用圧縮機101へ戻る。
Further, the primary refrigerant that has been conducted through the second repeater throttle means 114 evaporates by exchanging heat in the second
[冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2]
冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2は、冷蔵・冷凍用ブースターユニットD(詳しくは冷媒−冷媒熱交換器131の二次側)と、冷蔵・冷凍ユニットFと、によって構成されている。つまり、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2は、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDに搭載されている冷凍用圧縮機130と、冷媒−冷媒熱交換器131と、冷凍用絞り手段132と、冷蔵・冷凍ユニットFに搭載されている冷凍用熱交換器133と、が直列に配管接続されることで構成されている。この冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2は、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDに搭載されている冷媒−冷媒熱交換器131によって空調用冷凍サイクル1と接続している。[Refrigeration cycle 2 for refrigeration / freezing]
The refrigeration / refrigeration refrigeration cycle 2 includes a refrigeration / refrigeration booster unit D (specifically, a secondary side of the refrigerant-refrigerant heat exchanger 131) and a refrigeration / refrigeration unit F. That is, the refrigeration / refrigeration refrigeration cycle 2 includes a
{冷蔵・冷凍用ブースターユニットD}
上述したように、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDは、熱源機Aからの温熱又は冷熱を冷媒−冷媒熱交換器131を介して冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2に伝達する機能を有している。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの二次側には、冷凍用圧縮機130と、冷媒−冷媒熱交換器131の二次側と、冷凍用絞り手段132と、が直列に接続されている。{Refrigerator / Freezer Booster Unit D}
As described above, the refrigeration / freezing booster unit D has a function of transmitting the heat or cold from the heat source unit A to the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2 via the refrigerant-
冷凍用圧縮機130は、二次側冷媒を吸入し、その二次側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。この冷凍用圧縮機130は、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。また、冷凍用圧縮機130は、吸入した二次側冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して冷凍用圧縮機130を構成することができる。
The
冷媒−冷媒熱交換器131は、上述したように、空調用冷凍サイクル1を循環する一次側冷媒と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2を循環する二次側冷媒と、の間で熱交換を行なうものである。冷凍用絞り手段132は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、二次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この冷凍用絞り手段132は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
As described above, the refrigerant-
なお、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2を循環する二次側冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、HFC410AやHFC407C、HFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているR22やR134aなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。 In addition, the kind of secondary side refrigerant | coolant which circulates through the refrigerating cycle 2 for refrigeration / freezing is not specifically limited, For example, natural refrigerants, such as a carbon dioxide, a hydrocarbon, and helium, chlorine, such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A, is not included Either an alternative refrigerant or a fluorocarbon refrigerant such as R22 or R134a used in existing products may be used.
{冷蔵・冷凍ユニットF}
冷蔵・冷凍ユニットFは、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDからの冷熱の供給を受けて冷蔵・冷凍負荷を担当する機能を有している。冷蔵・冷凍ユニットFには、冷凍用熱交換器133が搭載されている。この冷凍用熱交換器133は、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの冷凍用絞り手段132と冷凍用圧縮機130との間に設けられ、蒸発器として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と二次側冷媒との間で熱交換を行ない、二次側冷媒を蒸発ガス化するものである。なお、冷蔵・冷凍ユニットFには、冷凍用熱交換器133に空気を供給するためのファン等の送風機を冷凍用熱交換器133の近傍に設けるとよい。{Refrigerated / Frozen Unit F}
The refrigeration / freezing unit F has a function of receiving cold heat from the refrigeration / freezing booster unit D and taking charge of the refrigeration / freezing load. The refrigeration / freezing unit F is equipped with a
ここで、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2での一次側冷媒の流れについて説明する。
まず、冷凍用圧縮機130で高温・高圧にされた給湯用冷媒は、冷凍用圧縮機130から吐出して、冷媒−冷媒熱交換器131に流入する。この冷媒−冷媒熱交換器131では、流入した二次側冷媒が空調用冷凍サイクル1を循環している一次側により冷却・凝縮される。この二次側冷媒は、冷凍用絞り手段132で膨張される。膨張された二次側冷媒は、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDから流出し、冷蔵・冷凍ユニットFに流入する。Here, the flow of the primary refrigerant in the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2 will be described.
First, the hot water supply refrigerant that has been heated to a high temperature and high pressure by the
冷蔵・冷凍ユニットFに流入した二次側冷媒は、冷凍用熱交換器133で図示省略の送風機から供給される空気から受熱して蒸発し、冷蔵・冷凍ユニットFから流出する。冷蔵・冷凍ユニットFから流出した二次側冷媒は、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの二次側に流入し、冷凍用圧縮機130へ戻る。
The secondary refrigerant that has flowed into the refrigeration / freezing unit F receives heat from the air supplied from a blower (not shown) in the
なお、図示していないが、冷凍空調装置100には、一次側冷媒の吐出圧力や吸入圧力を検知するセンサーや、一次側冷媒の吐出温度や吸入温度を検知するセンサー、室外熱交換器103に流出入する一次側冷媒の温度を検知するセンサー、熱源機Aに取り込まれる外気温を検知するセンサー、室内熱交換器118に流出入する一次側冷媒の温度を検知するセンサー、二次側冷媒の吐出圧力や吸入圧力を検知するセンサー、二次冷媒の吐出温度や吸引温度を検知するセンサー、冷凍用熱交換器133に流出入する二次側冷媒の温度を検知するセンサー、冷蔵・冷凍ユニットFに取り込まれる外気温を検知するセンサー、冷媒−冷媒熱交換器131に流出入する一次側冷媒及び二次側冷媒の温度を検知するセンサー等を設けておくとよい。
Although not shown, the refrigerating and air-
これらの各種センサーで検知された情報(温度情報や圧力情報等)は、冷凍空調装置100の動作を制御する図示省略の制御手段に送られ、空調用圧縮機101の駆動周波数や、四方弁102の切り替え、弁手段109a及び弁手段109bの開閉、冷凍用圧縮機130の駆動周波数、各絞り装置の開度等の制御に利用されることになる。
Information (temperature information, pressure information, etc.) detected by these various sensors is sent to a control means (not shown) that controls the operation of the refrigerating and air-
なお、空調用冷凍サイクル1と冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2とは、上述したように、それぞれ独立した冷媒回路構成(空調用冷凍サイクル1及び冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2)になっているため、各冷媒回路を循環させる冷媒を同じ種類のものとしてもよいし、別の種類のものとしてもよい。つまり、各冷媒回路の冷媒は、それぞれ混ざることなく冷媒−冷媒熱交換器131にて互いに熱交換するように流れている。
The air-
また、空調用冷凍サイクル1において余剰冷媒を受液器(アキュムレーター104)によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵するようにすれば、アキュムレーター104を取り除いてもよい。さらに、図1では、冷房室内機Bと暖房室内機Cとが2台接続されている状態を例に示しているが、冷房室内機Bを1台以上、暖房室内機Cを0台若しくは1台以上接続するようにしてもよい。
Moreover, although the case where the excess refrigerant | coolant was stored by the liquid receiver (accumulator 104) in the refrigerating
さらに、図1では冷蔵・冷凍用ブースターユニットDと冷蔵・冷凍ユニットFとがともに1台接続されている状態を例に示しているが、接続台数を限定するものではない。たとえば、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDを2台以上接続するようにしてもよいし、冷蔵・冷凍ユニットFを2台以上接続するようにしてもよい。そして、搭載されている各室内機や冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの容量は、全部を同一としてもよく、大から小まで異なるようにしてもよい。 Further, FIG. 1 shows an example in which one refrigeration / freezing booster unit D and one refrigeration / freezing unit F are connected, but the number of connected units is not limited. For example, two or more refrigeration / freezing booster units D may be connected, or two or more refrigeration / freezing units F may be connected. And the capacity | capacitance of each installed indoor unit and the booster unit D for refrigeration and freezing may be made the same, and may differ from large to small.
以上のように、実施の形態1に係る冷凍空調装置100では、冷蔵または冷凍負荷系統を二元サイクルで構成しているため、低温の冷凍需要(たとえば、−20℃)を提供する場合に、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2の蒸発器(冷凍用熱交換器133)の温度を低温(たとえば、蒸発温度−25℃)にすればよく、他に冷房空調負荷がある場合に、冷房室内機Bの蒸発温度(たとえば、0℃)までも低下させずに済むので、空調負荷側の室内の快適性を維持しつつ、省エネを実現できる。また、たとえば冬期の空調冷房運転中に低温の給湯需要があった場合、冷凍空調装置100では、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2で回収した排熱を再利用して暖房空調を行なうので、システムCOPが大幅に向上し、省エネとなる。
As described above, in the refrigerating and air-
図2は、本発明の実施の形態1に係る冷凍空調装置100の冷房主体運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図2に基づいて、冷凍空調装置100が実行する空調用冷凍サイクル1の冷房主体運転について説明する。なお、図2では冷媒の流れを逆止弁及び弁手段の開閉状態(白抜き(開状態)及び黒塗り(閉状態))で表している。
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during the cooling main operation of the refrigerating and air-
空調用圧縮機101で高温・高圧にされたガス状態の一次側冷媒は、空調用圧縮機101から吐出して、四方弁102を経由し、室外熱交換器103に流入する。室外熱交換器103に流入した一次側冷媒は、室外熱交換器103に供給される空気に放熱し、周囲の空気温度程度にまで冷却される。この一次側冷媒は、室外熱交換器103から流出し、逆止弁105aを導通し、高圧側接続配管106に導かれ、中継機Eの気液分離器108へ流入する。
The primary refrigerant in the gas state that has been heated to a high temperature and high pressure by the
気液分離器108に流入した一次側冷媒は、気液分離器108から流出して第1内部熱交換器111に流入する。第1内部熱交換器111に流入した一次側冷媒は、第2中継機用絞り手段114にて低温・低圧に膨張した一次側冷媒と熱交換を行なうことによって過冷却度を得る。それから、第1中継機用絞り手段112を通過して、空調用として利用された一次側冷媒と第1会合部115で合流する。合流した一次側冷媒は、その後、第2内部熱交換器113にて、第2中継機用絞り手段114にて低温・低圧に膨張した一次側冷媒と熱交換を行なうことにより、さらに過冷却度を得る。そして、第2会合部116を流れる一次側冷媒と、第2中継機用絞り手段114を流れる一次側冷媒と、に分配される。
The primary refrigerant flowing into the gas-
また、第2会合部116を通る一次側冷媒は、弁手段109bが開いている回路、つまり冷房室内機B、及び、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側に分配される。冷房室内機Bに流入した一次側冷媒は、空調用絞り手段117にて低温・低圧に膨張され、室内熱交換器118で蒸発し、弁手段109bを経て低圧側接続配管107に流入する。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側に流入した一次側冷媒は、絞り手段119にて低温・低圧に膨張され、冷媒−冷媒熱交換器131で蒸発し、弁手段109bを経て低圧側接続配管107に流入する。
Further, the primary refrigerant passing through the
さらに、第2中継機用絞り手段114を導通した一次側冷媒は、第2内部熱交換器113及び第1内部熱交換器111で熱交換を行なって蒸発し、低圧側接続配管107で冷房室内機B及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDの一次側を流出した一次側冷媒と合流する。
Further, the primary refrigerant that has been conducted through the second repeater throttle means 114 evaporates by exchanging heat with the second
一方、気液分離器108で分離されたガス状態の一次側冷媒は、弁手段109aを通って暖房室内機C側へ分配される。暖房室内機Cに流入した一次側冷媒は、室内熱交換器118で放熱し、空調用絞り手段117で減圧され、第1会合部115で合流する。
最終的に、低圧側接続配管107で合流した一次側冷媒は、逆止弁105b、四方弁102、アキュムレーター104を経て空調用圧縮機101へ戻る。なお、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2を循環する二次側冷媒の流れについて暖房主体運転時と同様である。On the other hand, the primary refrigerant in the gas state separated by the gas-
Finally, the primary refrigerant that has joined in the low-pressure
したがって、冷凍空調装置100によれば、空調、冷蔵、冷凍それぞれの負荷によって最適な負荷側ユニットを選定でき、熱源機Aからそれぞれの負荷側ユニットに別途新しい配管を設置する必要がなく、中継機Eから負荷側ユニットを配管接続するだけでよいので、配管使用量を削減できることになる。また、冷凍空調装置100によれば、冷房負荷、暖房負荷を同時に行なうことができる空調複合システムを使用することで、2元冷凍サイクルを用いて空調負荷と同時に冷蔵・冷凍負荷を提供するができる。よって、冷凍空調装置100によれば、年間を通して安定した熱源を供給できる。さらに、冷凍空調装置100によれば、年間を通して負荷側ユニットで熱回収することができので、省エネ運転を実現することができる。
Therefore, according to the refrigerating and air-
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係る冷凍空調装置100aの冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図3に基づいて、冷暖同時運転で熱を回収するタイプの冷凍空調装置100aの冷媒回路構成について説明する。この冷凍空調装置100aは、実施の形態1に係る冷凍空調装置100と同様にビルやマンション、ホテル等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで空調負荷及び冷蔵・冷凍負荷を同時に供給できるものである。なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of the refrigerating and air-
実施の形態1では、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDと冷蔵・冷凍ユニットFとを別筐体とし、それらを配管で接続した構成を例に示したが、実施の形態2では、冷蔵・冷凍用ブースターユニットと冷蔵・冷凍ユニットとを同一の筐体(図3に示すユニットG)とした構成を例に示している。冷蔵・冷凍用ブースターユニットと冷蔵・冷凍ユニットとを同一のユニットGとすることにより、配管の更なる節約になるとともに、トータルでのユニット設置面積や製造コストの低下に寄与することもできる。 In the first embodiment, a configuration in which the refrigeration / freezing booster unit D and the refrigeration / freezing unit F are separated from each other and connected by piping is shown as an example. In the second embodiment, the refrigeration / freezing unit F is used. A configuration in which the booster unit and the refrigeration / freezing unit are the same casing (unit G shown in FIG. 3) is shown as an example. By making the refrigeration / refrigeration booster unit and the refrigeration / refrigeration unit the same unit G, the piping can be further saved, and the total unit installation area and manufacturing cost can be reduced.
実施の形態3.
図4は、本発明の実施の形態3に係る冷凍空調装置100bの冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図4に基づいて、冷暖同時運転で熱を回収するタイプの冷凍空調装置100bの冷媒回路構成及び動作について説明する。この冷凍空調装置100bは、実施の形態1に係る冷凍空調装置100と同様にビルやマンション、ホテル等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで空調負荷、給湯負荷及び冷蔵・冷凍負荷を同時に供給できるものである。なお、実施の形態3では実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明し、実施の形態1及び実施の形態2と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of the refrigerating and air-
実施の形態3に係る冷凍空調装置100bは、実施の形態1又は実施の形態2に係る冷凍空調装置に給湯システムを追加した構成をしている。すなわち、冷凍空調装置100bは、空調用冷凍サイクル1、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2だけでなく、給湯用冷凍サイクル3及び給湯負荷側サイクル4を有している。空調用冷凍サイクル1と給湯用冷凍サイクル3とは、冷媒−冷媒熱交換器141で互いの冷媒が混ざることなく熱交換を行なうように構成されている。また、給湯用冷凍サイクル3と給湯負荷側サイクル4とは、熱媒体−冷媒熱交換器143で冷媒と熱媒体(たとえば、水や不凍液等)とが混ざることなく熱交換を行なうように構成されている。なお、給湯用冷凍サイクル3を循環する冷媒を給湯用冷媒と称する。
The
[給湯用冷凍サイクル3]
給湯用冷凍サイクル3は、給湯用ブースターユニットHに搭載されている給湯用圧縮機140と、熱媒体−冷媒熱交換器143の給湯用冷媒側と、給湯用絞り手段142と、冷媒−冷媒熱交換器141の給湯用冷媒側と、が直列に配管接続されることで構成されている。この給湯用冷凍サイクル3は、熱源機Aからの温熱を冷媒−冷媒熱交換器141を介して給湯用ユニットIに供給する機能を有している。なお、給湯用ブースターユニットHは、室内機や冷蔵・冷凍用ブースターユニットDと同様に熱源機Aに対して並列に接続されて搭載されている。したがって、中継機Eにより、一次側冷媒の流れが切り換えられ、給湯用ブースターユニットHとしての機能を発揮させるようになっている。[Refrigeration cycle 3 for hot water supply]
The hot water supply refrigeration cycle 3 includes a hot water supply compressor 140 mounted on the hot water supply booster unit H, a hot water supply refrigerant side of the heat medium-
[給湯負荷側サイクル4]
給湯負荷側サイクル4は、給湯用ユニットIに搭載されている水循環用ポンプ144と、熱媒体−冷媒熱交換器143の熱媒体側と、貯湯タンク145と、が直列に配管接続されることで構成されている。この給湯負荷側サイクル4は、給湯用ブースターユニットHの熱媒体−冷媒熱交換器143を介して伝達された温熱で貯湯タンク145に蓄える水を湯に沸き上げる機能を有している。[Hot water supply load cycle 4]
In the hot water supply load side cycle 4, the
{給湯用ブースターユニットH}
給湯用ブースターユニットHは、熱源機Aからの温熱を冷媒−冷媒熱交換器141を介して給湯用冷凍サイクル3に伝達する機能を有している。給湯用ブースターユニットHの一次側には、絞り手段120と、冷媒−冷媒熱交換器141とが、直列に接続されている。また、給湯用ブースターユニットHの二次側(給湯側)には、給湯用圧縮機140と、熱媒体−冷媒熱交換器143の給湯用冷媒側と、給湯用絞り手段142と、冷媒−冷媒熱交換器141の給湯用冷媒側と、が直列に接続されている。空調用冷凍サイクル1と給湯用冷凍サイクル3は、冷媒−冷媒熱交換器141でカスケード接続されている。すなわち、冷媒−冷媒熱交換器141は、一次側冷媒と、給湯用冷媒と、の間で熱交換を行なうものである。{Booster unit H for hot water supply}
The hot water supply booster unit H has a function of transmitting the heat from the heat source device A to the hot water supply refrigeration cycle 3 via the refrigerant-refrigerant heat exchanger 141. On the primary side of the hot water supply booster unit H, a throttle means 120 and a refrigerant-refrigerant heat exchanger 141 are connected in series. Further, on the secondary side (hot water supply side) of the hot water supply booster unit H, the hot water supply compressor 140, the hot water supply refrigerant side of the heat medium-
絞り手段120は、空調用絞り手段117と同様に、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、一次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り手段120は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。冷媒−冷媒熱交換器141は、放熱器(凝縮器)や蒸発器として機能し、給湯用冷凍サイクル3を循環する給湯用冷媒と、空調用冷凍サイクル1を循環する一次側冷媒との、間で熱交換を行なうものである。なお、便宜的に、中継機Eから冷媒−冷媒熱交換器141に接続している配管を接続配管14aと、中継機Eから絞り手段120に接続している接続配管を接続配管15aと称する。
Similar to the air conditioning throttle means 117, the throttle means 120 functions as a pressure reducing valve and an expansion valve, and expands the primary refrigerant by reducing the pressure. The throttling means 120 may be configured with a variable opening degree controllable means, for example, a precise flow rate control means using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like. The refrigerant-refrigerant heat exchanger 141 functions as a radiator (condenser) or an evaporator, and is provided between a hot water supply refrigerant that circulates in the hot water supply refrigeration cycle 3 and a primary refrigerant that circulates in the air
給湯用圧縮機140は、給湯用冷媒を吸入し、その給湯用冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。この給湯用圧縮機140は、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。また、給湯用圧縮機140は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して給湯用圧縮機140を構成することができる。 The hot water supply compressor 140 sucks in the hot water supply refrigerant and compresses the hot water supply refrigerant into a high temperature and high pressure state. The hot water supply compressor 140 may be configured as a type in which the rotational speed can be variably controlled by an inverter, or may be configured as a type in which the rotational speed is fixed. The hot water supply compressor 140 is not particularly limited as long as it can compress the sucked refrigerant into a high pressure state. For example, the hot water supply compressor 140 can be configured using various types such as reciprocating, rotary, scroll, or screw.
熱媒体−冷媒熱交換器143は、給湯用冷凍サイクル3を循環する給湯用冷媒と、給湯負荷側サイクルを循環する熱媒体との、間で熱交換を行なうものである。つまり、給湯用冷凍サイクル3と給湯負荷側サイクルとは、熱媒体−冷媒熱交換器143を介してカスケード接続されている。給湯用絞り手段142は、減圧弁や膨張弁として機能し、給湯用冷媒を減圧して膨張させるものである。この給湯用絞り手段142は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
The heat medium-
なお、給湯用冷凍サイクル3を循環する冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、HFC410AやHFC407C、HFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているR22やR134aなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。 The type of refrigerant circulating in the hot water supply refrigeration cycle 3 is not particularly limited. For example, natural refrigerants such as carbon dioxide, hydrocarbons and helium, alternative refrigerants not containing chlorine such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A, or existing Any of chlorofluorocarbon refrigerants such as R22 and R134a used in this product may be used.
{給湯用ユニットI}
給湯用ユニットIは、給湯用ブースターユニットHから供給される温熱によって水が湯に沸き上げられるものである。給湯用ユニットIには、水循環用ポンプ144と、熱媒体−冷媒熱交換器143の熱媒体側と、貯湯タンク145と、が直列に接続されている。つまり、給湯用ユニットIは、水循環用ポンプ144、熱媒体−冷媒熱交換器143、及び、貯湯タンク145が接続されて給湯負荷側サイクル4を構成し、これに熱媒体を循環させることで成立している。なお、給湯負荷側サイクル4の配管は、たとえば銅管やステンレス管、鋼管、塩化ビニル系配管などによって構成されている。{Hot water supply unit I}
In the hot water supply unit I, water is heated to hot water by the hot heat supplied from the hot water supply booster unit H. In the hot water supply unit I, a
水循環用ポンプ144は、貯湯タンク145に蓄えられている水を吸入し、その水を加圧し、給湯負荷側サイクル4内を循環させるものであり、たとえばインバーターにより回転数が制御されるタイプのもので構成するとよい。熱媒体−冷媒熱交換器143は、上述したように、給湯負荷側サイクル4を循環する熱媒体と、給湯用冷凍サイクル3を循環する給湯用冷媒との、間で熱交換を行なうものである。貯湯タンク145は、熱媒体−冷媒熱交換器143で加熱された水を貯えておくものである。
The
一般的に、夏季でも給湯負荷の需要があり、冬季でも冷蔵・冷凍負荷の需要がある。このため、冷凍空調装置100bでは、給湯用ブースターユニットHと、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDと、を同一システムに組み込むことで、年間を通して冷却負荷(冷房負荷、冷蔵・冷凍負荷)と加熱負荷(暖房負荷、給湯負荷)とが同時に利用される機会を増やし、熱回収による省エネ効果の増大を期待したものとなっている。
In general, there is a demand for hot water supply load even in summer, and there is a demand for refrigeration / freezing load in winter. For this reason, in the refrigerating and air-
ここで、給湯用冷凍サイクル3での給湯用冷媒の流れについて説明する。なお、冷凍空調装置100bにおける熱源機A、室内機、冷蔵・冷凍ユニットF、及び、中継機Eの動作、一次側冷媒の流れは、実施の形態1及び実施の形態2と同様である。また、中継機Eから給湯用ブースターユニットHへ流れる一次側冷媒の流れは、中継機Eから暖房室内機Cへ流れる一次側冷媒の流れと同様であり、高温の冷媒ガスは、弁手段109aを導通し、冷媒−冷媒熱交換器141にて放熱し、絞り手段119を通って、第1会合部115にて合流することになる。
Here, the flow of the hot water supply refrigerant in the hot water supply refrigeration cycle 3 will be described. The operations of the heat source unit A, the indoor unit, the refrigeration / refrigeration unit F, the relay unit E, and the flow of the primary refrigerant in the
給湯用ブースターユニットHにおいて、給湯用圧縮機140で高温・高圧にされた給湯用冷媒は、給湯用圧縮機140から吐出して、熱媒体−冷媒熱交換器143に流入する。この熱媒体−冷媒熱交換器143では、流入した給湯用冷媒が、給湯負荷側サイクル4を循環している熱媒体を加熱することで放熱する。この給湯用冷媒は、給湯用絞り手段142で膨張される。膨張された給湯用冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器141で、空調用冷凍サイクル1を一次側冷媒から受熱して蒸発し、給湯用圧縮機140へ戻る。
In the hot water supply booster unit H, the hot water supply refrigerant heated to a high temperature and high pressure by the hot water supply compressor 140 is discharged from the hot water supply compressor 140 and flows into the heat medium-
なお、給湯用冷凍サイクル3を循環する二次側冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、HFC410AやHFC407C、HFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているR22やR134aなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。また、空調用冷凍サイクル1と給湯用冷凍サイクル3とは、それぞれ独立した冷媒回路構成になっているため、各冷媒回路を循環させる冷媒を同じ種類のものとしてもよいし、別の種類のものとしてもよい。つまり、各冷媒回路の冷媒は、それぞれ混ざることなく冷媒−冷媒熱交換器141にて互いに熱交換するように流れている。
In addition, the kind of secondary side refrigerant | coolant which circulates through the refrigerating cycle 3 for hot water supply is not specifically limited, For example, natural refrigerants, such as a carbon dioxide, a hydrocarbon, and helium, alternative refrigerant | coolants which do not contain chlorine, such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A Alternatively, any of CFC-based refrigerants such as R22 and R134a used in existing products may be used. In addition, since the air-
以上のように、冷凍空調装置100bでは、給湯負荷系統を二元サイクルで構成しているため、高温の給湯需要(たとえば、80℃)を提供する場合に、給湯用冷凍サイクル3の放熱器の温度を高温(たとえば、凝縮温度85℃)にすればよく、他に暖房負荷がある場合に、暖房室内機Cの凝縮温度(たとえば、50℃)までも増加させずに済むので、省エネとなる。また、たとえば夏季の空調冷房運転中に高温の給湯需要があった場合、従来はボイラーなどによって提供する必要があったが、従来大気中に排出していた温熱を回収し、再利用して給湯を行なうので、システムCOPが大幅に向上し、省エネとなる。
As described above, in the refrigerating and air-
次に、給湯負荷側サイクル4を流れる熱媒体(ここでは水)の流れについて説明する。
貯湯タンク145に蓄えられている比較的低温な水は、水循環用ポンプ144によって貯湯タンク145の底部から引き出されるとともに加圧される。水循環用ポンプ144で加圧された水は、熱媒体−冷媒熱交換器143に流入し、この熱媒体−冷媒熱交換器143で給湯用冷凍サイクル3を循環している給湯用冷媒から受熱する。すなわち、熱媒体−冷媒熱交換器143に流入した水は、給湯用冷凍サイクル3を循環している給湯用冷媒によって沸き上げられて、温度が上昇するのである。そして、沸き上げられた水は、貯湯タンク145の比較的高温な上部へ戻り、この貯湯タンク145に蓄えられることになる。Next, the flow of the heat medium (water here) flowing through the hot water supply load side cycle 4 will be described.
The relatively low temperature water stored in the hot
また、空調用冷凍サイクル1において余剰冷媒を受液器(アキュムレーター104)によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵するようにすれば、アキュムレーター104を取り除いてもよい。さらに、図4では、冷房室内機Bと暖房室内機Cとが2台接続されている状態を例に示しているが、冷房室内機Bを0台もしくは3台以上、暖房室内機Cを0台、1台もしくは3台以上接続するようにしてもよい。
Moreover, although the case where the excess refrigerant | coolant was stored by the liquid receiver (accumulator 104) in the refrigerating
さらに、図4では給湯用ブースターユニットHと給湯用ユニットIとがともに1台接続されている状態を例に示しているが、接続台数を限定するものではない。たとえば、給湯用ブースターユニットHを2台以上接続するようにしてもよいし、給湯用ユニットIを2台以上接続するようにしてもよい。また、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDと冷蔵・冷凍ユニットFとがともに1台接続されている状態を例に示しているが、接続台数を限定するものではない。たとえば、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDを2台以上接続するようにしてもよいし、冷蔵・冷凍ユニットFを2台以上接続するようにしてもよい。そして、搭載されている各室内機や各ブースターユニットの容量は、全部を同一としてもよく、大から小まで異なるようにしてもよい。 Further, FIG. 4 shows an example in which one hot water supply booster unit H and one hot water supply unit I are connected, but the number of connected units is not limited. For example, two or more hot water supply booster units H may be connected, or two or more hot water supply units I may be connected. Moreover, although the state in which one refrigeration / freezing booster unit D and one refrigeration / freezing unit F are connected is shown as an example, the number of connected units is not limited. For example, two or more refrigeration / freezing booster units D may be connected, or two or more refrigeration / freezing units F may be connected. And the capacity | capacitance of each installed indoor unit and each booster unit may be made the same, and may be made to differ from large to small.
実施の形態4.
図5は、本発明の実施の形態4に係る冷凍空調装置100cの冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図5に基づいて、冷凍空調装置100cの冷媒回路構成及び動作について説明する。この冷凍空調装置100cは、実施の形態1に係る冷凍空調装置100と同様にビルやマンション、ホテル等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで冷房負荷及び冷蔵・冷凍負荷を同時に供給できるものである。なお、実施の形態4では実施の形態1〜実施の形態3との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜実施の形態3と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of the refrigerating and air-
実施の形態1〜実施の形態3に係る冷凍空調装置では、熱源機Aと各負荷側ユニットとの間に中継機Eを介在させて冷暖同時運転が可能なシステムについて説明したが、実施の形態4に係る冷凍空調装置100cでは、図5に示すような冷房専用タイプのシステムについて説明する。
In the refrigerating and air-conditioning apparatus according to the first to third embodiments, the system has been described in which the relay device E is interposed between the heat source unit A and each load-side unit and the cooling and heating simultaneous operation is possible. In the refrigerating and air-
実施の形態4に係る冷凍空調装置100cは、空調用冷凍サイクル1cと、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cと、を少なくとも有している。空調用冷凍サイクル1cと冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cとは、冷媒−冷媒熱交換器131cで互いの冷媒が混ざることなく熱交換を行なうように構成されている。なお、空調用冷凍サイクル1cを循環する冷媒を一次側冷媒と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cを循環する冷媒を二次側冷媒と、それぞれ称する。
The refrigerating and air-
[空調用冷凍サイクル1c]
空調用冷凍サイクル1は、熱源機Acと、たとえば冷房負荷を担当する室内機Bc(以下、冷房室内機Bcと称する)と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cの熱源となる冷蔵・冷凍用ブースターユニットDc(詳しくは冷媒−冷媒熱交換器131cの一次側)と、によって構成されている。[Refrigeration cycle 1c for air conditioning]
The air-
図5に示すように、冷房室内機Bc、及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの空調用冷凍サイクル1側は、熱源機Acに対して並列となるように接続されている。なお、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの空調用冷凍サイクル1c側を冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの一次側と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2c側を冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの二次側と、それぞれ称する。
As shown in FIG. 5, the air
{熱源機Ac}
熱源機Acは、冷房室内機B、及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの一次側に冷熱を供給する機能を有している。この熱源機Acには、空調用圧縮機101cと、室外熱交換器(熱源側熱交換器)103cと、アキュムレーター104cとが直列に配管接続されて搭載されている。なお、熱源機Acには、室外熱交換器103に空気を供給するためのファン等の送風機を室外熱交換器103の近傍位置に設けるとよい。{Heat source machine Ac}
The heat source unit Ac has a function of supplying cold heat to the primary side of the cooling indoor unit B and the refrigeration / freezing booster unit Dc. In this heat source unit Ac, an
空調用圧縮機101cは、一次側冷媒を吸入し、その一次側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。室外熱交換器103cは、放熱器(凝縮器)として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と一次側冷媒との間で熱交換を行ない、一次側冷媒を凝縮液化するものである。アキュムレーター104cは、空調用圧縮機101cの吸入側に配置され、過剰な一次側冷媒を貯留するものである。なお、アキュムレーター104cは、過剰な一次側冷媒を貯留できる容器であればよい。
The air-
[冷房室内機Bc]
冷房室内機Bcは、熱源機Acからの冷熱又は温熱の供給を受けて冷房負荷を担当する機能を有している。冷房室内機Bcには、空調用絞り手段117cと、室内熱交換器(利用側熱交換器)118cとが、直列に接続されて搭載されている。なお、図5では、冷房室内機Bが2台接続されている状態を例に示している。また、冷房室内機Bcには、室内熱交換器118cに空気を供給するためのファン等の送風機を室内熱交換器118cの近傍に設けるとよい。[Cooling indoor unit Bc]
The cooling indoor unit Bc has a function of receiving cooling heat or heat supply from the heat source unit Ac and taking charge of a cooling load. The cooling indoor unit Bc is equipped with an air conditioning throttle means 117c and an indoor heat exchanger (use side heat exchanger) 118c connected in series. FIG. 5 shows an example in which two cooling indoor units B are connected. The cooling indoor unit Bc may be provided with a blower such as a fan for supplying air to the
空調用絞り手段117cは、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、一次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この空調用絞り手段117cは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。室内熱交換器118cは、蒸発器として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と一次側冷媒との間で熱交換を行ない、一次側冷媒を蒸発ガス化するものである。
The air-conditioning throttle means 117c functions as a pressure reducing valve or an expansion valve, and decompresses the primary side refrigerant to expand it. The air-conditioning throttle means 117c may be constituted by a controllable opening degree, such as a precise flow rate control means using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like. The
{冷蔵・冷凍用ブースターユニットDc}
冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcは、熱源機Acからの冷熱を冷媒−冷媒熱交換器131cを介して冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cに伝達する機能を有している。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの一次側には、絞り手段119cと、冷媒−冷媒熱交換器131cとが、直列に接続されている。空調用冷凍サイクル1cと冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cとは、冷媒−冷媒熱交換器131cでカスケード接続されている。すなわち、冷媒−冷媒熱交換器131cは、一次側冷媒と、二次側冷媒と、の間で熱交換を行なうものである。{Refrigerator / Freezer Booster Unit Dc}
The refrigeration / freezing booster unit Dc has a function of transmitting cold heat from the heat source unit Ac to the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2c via the refrigerant-
絞り手段119cは、空調用絞り手段117cと同様に、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、一次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り手段119cは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。冷媒−冷媒熱交換器131cは、蒸発器として機能し、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cを循環する二次側冷媒と、空調用冷凍サイクル1cを循環する一次側冷媒との、間で熱交換を行なうものである。
The throttle means 119c has a function as a pressure reducing valve or an expansion valve like the air conditioning throttle means 117c, and decompresses the primary side refrigerant to expand it. The throttling means 119c may be constituted by a controllable opening degree, for example, a precise flow rate control means using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like. The refrigerant-
以上のように、空調用冷凍サイクル1cは、空調用圧縮機101c、室外熱交換器103c、空調用絞り手段117c、室内熱交換器118c、アキュムレーター104cが直列に接続され、空調用圧縮機101c、室外熱交換器103c、絞り手段119c、冷媒−冷媒熱交換器131c、アキュムレーター104cが直列に接続されており、これらに冷媒を循環させることで成立している。
As described above, in the air conditioning refrigeration cycle 1c, the
なお、空調用圧縮機101cは、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して空調用圧縮機101cを構成することができる。この空調用圧縮機101cは、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。
The air-
また、空調用冷凍サイクル1cを循環する冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素(CO2 )や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、HFC410AやHFC407C、HFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているR22やR134aなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。Further, the type of refrigerant circulating in the air-conditioning refrigeration cycle 1c is not particularly limited. For example, natural refrigerants such as carbon dioxide (CO 2 ), hydrocarbons, and helium, and alternatives that do not contain chlorine such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A Either a refrigerant or a fluorocarbon refrigerant such as R22 or R134a used in existing products may be used.
ここで、図5に基づいて冷凍空調装置100cの運転中における空調用冷凍サイクル1cでの一次側冷媒の流れについて説明する。
空調用圧縮機101cで高温・高圧にされたガス状態の一次側冷媒は、空調用圧縮機101cから吐出して、室外熱交換器103cへ流入する。室外熱交換器103cに流入した過熱ガス状態の一次側冷媒は、室外熱交換器103cに供給される空気で冷却され、液化する。この一次側冷媒は、室外熱交換器103cから流出し、高圧側接続配管106cを流れ、冷房室内機Bc及び冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの一次側にそれぞれに分配される。Here, the flow of the primary-side refrigerant in the air-conditioning refrigeration cycle 1c during operation of the refrigeration air-
The primary refrigerant in the gas state that has been heated to a high temperature and high pressure by the
冷房室内機Bcに流入した一次側冷媒は、空調用絞り手段117cにて低温・低圧に膨張され、室内熱交換器118cで蒸発し、低圧側接続配管107cに流入する。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの一次側に流入した一次側冷媒は、絞り手段119cにて低温・低圧に膨張され、冷媒−冷媒熱交換器131cで蒸発し、低圧側接続配管107cに流入する。低圧側接続配管107cを流れる一次側冷媒は、その後、熱源機Aに流入し、アキュムレーター104cを介して空調用圧縮機101cへ戻る。
The primary-side refrigerant that has flowed into the cooling indoor unit Bc is expanded to low temperature and low pressure by the air conditioning throttle means 117c, is evaporated by the
[冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2c]
冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cは、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDc(詳しくは冷媒−冷媒熱交換器131の二次側)と、冷蔵・冷凍ユニットFcと、によって構成されている。つまり、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cは、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcに搭載されている冷凍用圧縮機130cと、冷媒−冷媒熱交換器131cと、冷凍用絞り手段132cと、冷蔵・冷凍ユニットFcに搭載されている冷凍用熱交換器133cと、が直列に配管接続されることで構成されている。この冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cは、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcに搭載されている冷媒−冷媒熱交換器131cによって空調用冷凍サイクル1cと接続している。[Refrigeration cycle 2c for refrigeration / freezing]
The refrigeration / refrigeration refrigeration cycle 2c includes a refrigeration / refrigeration booster unit Dc (specifically, a secondary side of the refrigerant-refrigerant heat exchanger 131) and a refrigeration / refrigeration unit Fc. That is, the refrigeration / refrigeration refrigeration cycle 2c includes a
{冷蔵・冷凍用ブースターユニットDc}
上述したように、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcは、熱源機Acからの冷熱を冷媒−冷媒熱交換器131cを介して冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cに伝達する機能を有している。冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの二次側には、冷凍用圧縮機130cと、冷媒−冷媒熱交換器131cの二次側と、冷凍用絞り手段132cと、が直列に接続されている。{Refrigerator / Freezer Booster Unit Dc}
As described above, the refrigeration / freezing booster unit Dc has a function of transmitting cold heat from the heat source unit Ac to the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2c via the refrigerant-
冷凍用圧縮機130cは、二次側冷媒を吸入し、その二次側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。この冷凍用圧縮機130cは、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。また、冷凍用圧縮機130cは、吸入した二次側冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して冷凍用圧縮機130cを構成することができる。
The
冷媒−冷媒熱交換器131cは、上述したように、空調用冷凍サイクル1cを循環する一次側冷媒と、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cを循環する二次側冷媒と、の間で熱交換を行なうものである。冷凍用絞り手段132cは、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、二次側冷媒を減圧して膨張させるものである。この冷凍用絞り手段132cは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
As described above, the refrigerant-
なお、冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cを循環する二次側冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、HFC410AやHFC407C、HFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているR22やR134aなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。 The type of the secondary refrigerant that circulates in the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2c is not particularly limited. For example, natural refrigerants such as carbon dioxide, hydrocarbons, and helium, and chlorine such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A are not included. Either an alternative refrigerant or a fluorocarbon refrigerant such as R22 or R134a used in existing products may be used.
{冷蔵・冷凍ユニットFc}
冷蔵・冷凍ユニットFcは、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcからの冷熱の供給を受けて冷蔵・冷凍負荷を担当する機能を有している。冷蔵・冷凍ユニットFcには、冷凍用熱交換器133cが搭載されている。この冷凍用熱交換器133cは、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDcの冷凍用絞り手段132cと冷凍用圧縮機130cとの間に設けられ、蒸発器として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と二次側冷媒との間で熱交換を行ない、二次側冷媒を蒸発ガス化するものである。なお、冷蔵・冷凍ユニットFcには、冷凍用熱交換器133cに空気を供給するためのファン等の送風機を冷凍用熱交換器133cの近傍に設けるとよい。{Refrigerated / Frozen Unit Fc}
The refrigeration / freezing unit Fc has a function of receiving cold heat from the refrigeration / freezing booster unit Dc and taking charge of the refrigeration / freezing load. The refrigeration / freezing unit Fc is equipped with a refrigeration heat exchanger 133c. The refrigeration heat exchanger 133c is provided between the refrigeration throttle means 132c and the
なお、冷蔵・冷凍用ブースターユニットDc及び冷蔵・冷凍ユニットFc、つまり冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2cでの二次側冷媒の流れは、実施の形態1〜実施の形態3で説明した冷蔵・冷凍用ブースターユニットD及び冷蔵・冷凍ユニットF、つまり冷蔵・冷凍用冷凍サイクル2での二次側冷媒の流れと同様である。 The flow of the secondary refrigerant in the refrigeration / freezing booster unit Dc and the refrigeration / freezing unit Fc, that is, the refrigeration / freezing refrigeration cycle 2c, is the same as that for the refrigeration / freezing described in the first to third embodiments. This is the same as the flow of the secondary refrigerant in the booster unit D and the refrigeration / refrigeration unit F, that is, the refrigeration / refrigeration cycle 2.
このような構成の冷凍空調装置100cは、たとえば年間を通して比較的温暖な気候の南国地方での用途を想定したものであり、年間を通して冷房負荷があり、暖房負荷のない場合に有効である。したがって、冷凍空調装置100cによれば、空調負荷(冷房負荷)、冷蔵・冷凍負荷のそれぞれによって最適な負荷側ユニットを選定でき、また、空調負荷と冷蔵・冷凍負荷の熱源を1つのユニット(熱源機A)とすることで据付スペースを縮小することができる。
The refrigerating and air-
なお、本発明に係る冷凍空調装置を実施の形態に分けて説明したが、各実施の形態の特徴事項を適宜組み合わせて冷凍空調装置を構成するようにしてもよい。各実施の形態を適宜組み合わせるようにすれば、各実施の形態の特徴事項による効果を重畳的に得ることができることになる。 In addition, although the refrigerating and air-conditioning apparatus according to the present invention has been described separately in the embodiments, the refrigerating and air-conditioning apparatus may be configured by appropriately combining the features of each embodiment. If the embodiments are appropriately combined, the effects of the features of the embodiments can be obtained in a superimposed manner.
1 空調用冷凍サイクル、1c 空調用冷凍サイクル、2 冷蔵・冷凍用冷凍サイクル、2c 冷蔵・冷凍用冷凍サイクル、3 給湯用冷凍サイクル、4 給湯負荷側サイクル、10 第1接続配管、11 第2接続配管、12 接続配管、12a 接続配管、12b 接続配管、13 接続配管、13a 接続配管、13b 接続配管、14 接続配管、14a 接続配管、14b 接続配管、15 接続配管、15a 接続配管、15b 接続配管、16 接続配管、100 冷凍空調装置、100a 冷凍空調装置、100b 冷凍空調装置、100c 冷凍空調装置、101 空調用圧縮機、101c 空調用圧縮機、102 四方弁、103 室外熱交換器、103c 室外熱交換器、104 アキュムレーター、104c アキュムレーター、105a 逆止弁、105b 逆止弁、105c 逆止弁、105d 逆止弁、106 高圧側接続配管、106c 高圧側接続配管、107 低圧側接続配管、107c 低圧側接続配管、108 気液分離器、109 第1分配部、109a 弁手段、109b 弁手段、110 第2分配部、110a 逆止弁、110b 逆止弁、111 第1内部熱交換器、112 第1中継機用絞り手段、113 第2内部熱交換器、114 第2中継機用絞り手段、115 第1会合部、116 第2会合部、116a 第2会合部、117 空調用絞り手段(第1絞り手段)、117c 空調用絞り手段(第1絞り手段)、118 室内熱交換器、118c 室内熱交換器、119 絞り手段(第2絞り手段)、119c 絞り手段(第2絞り手段)、120 絞り手段、130 冷凍用圧縮機、130c 冷凍用圧縮機、131 冷媒−冷媒熱交換器(第1冷媒−冷媒熱交換器)、131c 冷媒−冷媒熱交換器(第1冷媒−冷媒熱交換器)、132 冷凍用絞り手段(第3絞り手段)、132c 冷凍用絞り手段(第3絞り手段)、133 冷凍用熱交換器、133c 冷凍用熱交換器、140 給湯用圧縮機、141 冷媒−冷媒熱交換器(第2冷媒−冷媒熱交換器)、142 給湯用絞り手段(第4絞り手段)、143 熱媒体−冷媒熱交換器、144 水循環用ポンプ、145 貯湯タンク、A 熱源機、Ac 熱源機、B 室内機、Bc 室内機、C 室内機、D 冷凍用ブースターユニット、E 中継機、F 冷凍ユニット、Fc 冷凍ユニット、G ユニット、H 給湯用ブースターユニット、I 給湯用ユニット。 1 Refrigeration cycle for air conditioning, 1c Refrigeration cycle for air conditioning, 2 Refrigeration cycle for refrigeration / refrigeration, 2c Refrigeration cycle for refrigeration / refrigeration, 3 Refrigeration cycle for hot water supply, 4 Hot water supply load side cycle, 10 1st connection piping, 11 2nd connection Piping, 12 connecting piping, 12a connecting piping, 12b connecting piping, 13 connecting piping, 13a connecting piping, 13b connecting piping, 14 connecting piping, 14a connecting piping, 14b connecting piping, 15 connecting piping, 15a connecting piping, 15b connecting piping, 16 connection piping, 100 refrigeration air conditioner, 100a refrigeration air conditioner, 100b refrigeration air conditioner, 100c refrigeration air conditioner, 101 air conditioning compressor, 101c air conditioning compressor, 102 four-way valve, 103 outdoor heat exchanger, 103c outdoor heat exchange 104 accumulator, 104c accumulator, 105a Check valve, 105b Check valve, 105c Check valve, 105d Check valve, 106 High-pressure side connection piping, 106c High-pressure side connection piping, 107 Low-pressure side connection piping, 107c Low-pressure side connection piping, 108 Gas-liquid separator, 109 1st distribution part, 109a valve means, 109b valve means, 110 2nd distribution part, 110a check valve, 110b check valve, 111 1st internal heat exchanger, 112 throttle means for 1st repeater, 113 2nd inside Heat exchanger, 114 Second relay squeezing means, 115 First meeting part, 116 Second meeting part, 116a Second meeting part, 117 Air conditioning throttle means (first throttle means), 117c Air conditioning throttle means (first 1 throttle means), 118 indoor heat exchanger, 118c indoor heat exchanger, 119 throttle means (second throttle means), 119c throttle means (second throttle means), 120 throttle means, 130 refrigeration compressor, 130c refrigeration compressor, 131 refrigerant-refrigerant heat exchanger (first refrigerant-refrigerant heat exchanger), 131c refrigerant-refrigerant heat exchanger (first refrigerant-refrigerant heat exchanger), 132 refrigeration Throttle means (third throttle means), 132c refrigeration throttle means (third throttle means), 133 refrigeration heat exchanger, 133c refrigeration heat exchanger, 140 hot water supply compressor, 141 refrigerant-refrigerant heat exchanger ( (Second refrigerant-refrigerant heat exchanger), 142 hot water supply throttling means (fourth throttling means), 143 heat medium-refrigerant heat exchanger, 144 water circulation pump, 145 hot water storage tank, A heat source machine, Ac heat source machine, B room Machine, Bc indoor unit, C indoor unit, D refrigeration booster unit, E relay machine, F refrigeration unit, Fc refrigeration unit, G unit, H hot water supply booster unit, I hot water supply unit .
本発明に係る冷凍空調装置は、空調用圧縮機、熱源側熱交換器、第1絞り手段、及び、利用側熱交換器が直列に接続されているとともに、前記空調用圧縮機、前記熱源側熱交換器、第2絞り手段、及び、第1冷媒−冷媒熱交換器の一次側が直列に接続され、一次側冷媒を循環させる空調用冷凍サイクルと、冷凍用圧縮機、前記第1冷媒−冷媒熱交換器の二次側、第3絞り手段、及び、冷凍用熱交換器が直列に接続され、二次側冷媒を循環させる冷蔵・冷凍用冷凍サイクルと、前記空調用圧縮機、及び、前記熱源側熱交換器を熱源機に搭載し、前記第1絞り手段、及び、前記利用側熱交換器を室内機に搭載し、前記第2絞り手段、前記第1冷媒−冷媒熱交換器、前記冷凍用圧縮機、及び、前記第3絞り手段を冷蔵・冷凍ブースターユニットに搭載し、前記熱源機から流入する高圧接続配管と、前記熱源機へ流出する低圧接続配管と、がそれぞれ接続され、前記空調用冷凍サイクルと前記冷蔵・冷凍用冷凍サイクルの間に介在する少なくとも1台の中継機を備え、前記一次側冷媒に貯えられた温熱又は冷熱を、前記利用側熱交換器を介して空調負荷として利用可能にしつつ、前記一次側冷媒に貯えられた冷熱を、前記第1冷媒−冷媒熱交換器を介して前記二次側冷媒に伝達することで冷蔵・冷凍負荷として利用可能にしていることを特徴とする。 In the refrigeration air conditioner according to the present invention, an air conditioning compressor, a heat source side heat exchanger, a first throttle means, and a use side heat exchanger are connected in series, and the air conditioning compressor, the heat source side The primary side of the heat exchanger, the second throttle means, and the first refrigerant-refrigerant heat exchanger are connected in series, and the air-conditioning refrigeration cycle for circulating the primary side refrigerant, the refrigeration compressor, and the first refrigerant-refrigerant The secondary side of the heat exchanger, the third throttling means, and the refrigeration heat exchanger are connected in series, and the refrigeration / freezing refrigeration cycle for circulating the secondary side refrigerant , the air conditioning compressor, and the A heat source side heat exchanger is mounted on a heat source unit, the first throttle unit, and the use side heat exchanger are mounted on an indoor unit, the second throttle unit, the first refrigerant-refrigerant heat exchanger, The refrigeration compressor and the third throttle means are mounted on a refrigeration / refrigeration booster unit. And at least one unit interposed between the air-conditioning refrigeration cycle and the refrigeration / refrigeration cycle, wherein a high-pressure connection pipe flowing from the heat source unit and a low-pressure connection pipe flowing out to the heat source unit are respectively connected. And the heat stored in the primary refrigerant can be used as an air conditioning load via the use-side heat exchanger, while the cold stored in the primary-side refrigerant is used as the first heat. It can be used as a refrigeration / refrigeration load by being transmitted to the secondary refrigerant through a refrigerant-refrigerant heat exchanger.
Claims (6)
冷凍用圧縮機、前記第1冷媒−冷媒熱交換器の二次側、第3絞り手段、及び、冷凍用熱交換器が直列に接続され、二次側冷媒を循環させる冷蔵・冷凍用冷凍サイクルと、を有し、
前記一次側冷媒に貯えられた温熱又は冷熱を、前記利用側熱交換器を介して空調負荷として利用可能にしつつ、
前記一次側冷媒に貯えられた冷熱を、前記第1冷媒−冷媒熱交換器を介して前記二次側冷媒に伝達することで冷蔵・冷凍負荷として利用可能にしている
ことを特徴とする冷凍空調装置。The air conditioning compressor, the heat source side heat exchanger, the first throttle means, and the use side heat exchanger are connected in series, and the air conditioning compressor, the heat source side heat exchanger, the second throttle means, And the primary side of the 1st refrigerant-refrigerant heat exchanger is connected in series, and the refrigeration cycle for air conditioning which circulates the primary side refrigerant,
Refrigeration / refrigeration refrigeration cycle in which a refrigeration compressor, a secondary side of the first refrigerant-refrigerant heat exchanger, a third throttle means, and a refrigeration heat exchanger are connected in series to circulate the secondary side refrigerant. And having
While making the hot or cold stored in the primary side refrigerant available as an air conditioning load via the use side heat exchanger,
Refrigeration air conditioning characterized in that it can be used as a refrigeration / refrigeration load by transmitting cold heat stored in the primary refrigerant to the secondary refrigerant via the first refrigerant-refrigerant heat exchanger. apparatus.
前記第1絞り手段、及び、前記利用側熱交換器を室内機に搭載し、
前記第2絞り手段、前記第1冷媒−冷媒熱交換器、前記冷凍用圧縮機、前記第3絞り手段、及び、前記冷凍用熱交換器を前記熱源機及び前記室内機とは別の1つのユニットに搭載した
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍空調装置。The air conditioning compressor and the heat source side heat exchanger are mounted on a heat source unit,
The first throttle means and the use side heat exchanger are mounted on an indoor unit,
The second throttle means, the first refrigerant-refrigerant heat exchanger, the refrigeration compressor, the third throttle means, and the refrigeration heat exchanger are different from the heat source unit and the indoor unit. The refrigerating and air-conditioning apparatus according to claim 1, wherein the refrigerating and air-conditioning apparatus is mounted on a unit.
前記第1絞り手段、及び、前記利用側熱交換器を室内機に搭載し、
前記第2絞り手段、前記第1冷媒−冷媒熱交換器、前記冷凍用圧縮機、及び、前記第3絞り手段を冷蔵・冷凍ブースターユニットに搭載し、
前記冷凍用熱交換器を冷凍ユニットに搭載した
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍空調装置。The air conditioning compressor and the heat source side heat exchanger are mounted on a heat source unit,
The first throttle means and the use side heat exchanger are mounted on an indoor unit,
The second throttle means, the first refrigerant-refrigerant heat exchanger, the refrigeration compressor, and the third throttle means are mounted in a refrigeration / refrigeration booster unit,
The refrigeration air conditioner according to claim 1, wherein the refrigeration heat exchanger is mounted on a refrigeration unit.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の冷凍空調装置。It is interposed between the heat source unit, the indoor unit, and the refrigeration / refrigeration booster unit, and heat or cold generated by the heat source unit is used for the indoor unit, and cold heat generated by the heat source unit is used for the refrigeration. The refrigeration air conditioner according to claim 2 or 3, wherein the refrigeration booster unit includes at least one relay device that transmits the refrigeration booster unit.
前記一次側冷媒に貯えられた温熱を、前記第2冷媒−冷媒熱交換器を介して前記給湯用冷媒に伝達することで給湯負荷として利用可能にしている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷凍空調装置。The hot water supply compressor, the hot water supply refrigerant side of the heat medium-refrigerant heat exchanger, the fourth throttling means, and the hot water supply refrigerant side of the second refrigerant-refrigerant heat exchanger are connected in series to circulate the hot water supply refrigerant. Has a refrigeration cycle for
The hot heat stored in the primary refrigerant is transmitted to the hot water supply refrigerant through the second refrigerant-refrigerant heat exchanger so as to be used as a hot water supply load. The refrigerating and air-conditioning apparatus according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項5に記載の冷凍空調装置。The hot water supply compressor, the hot water refrigerant side of the heat medium-refrigerant heat exchanger, the fourth throttle means, and the second refrigerant-refrigerant heat exchanger are mounted in a hot water supply booster unit. The refrigerating and air-conditioning apparatus according to claim 5.
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