JPWO2014054090A1 - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
圧縮機101と、熱源機側熱交換器103と、複数の利用側熱交換器105と、複数の利用側熱交換器105の一部を冷房運転側に切り換え、複数の利用側熱交換器105の一部を暖房運転側に切り換える中継機Bとを備え、制御指令に応じて、複数の利用側熱交換器105のうち、冷房運転側及び暖房運転側の何れかに複数の利用側熱交換器105のそれぞれを切り換えることで、冷暖房同時運転を行う空気調和装置1であって、圧縮機101に流入する冷媒の流量を調整する第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123と並列に接続され、熱源機側熱交換器103に流入する冷媒の流量を調整する第3の流量制御装置123と、第2の流量制御装置122及び第3の流量制御装置123を調整する制御部141とを備え、制御部141は、外気温度に応じて、第2の流量制御装置122の開度及び第3の流量制御装置123の開度を調整する。
Description
本発明は、空気調和装置に関する。
従来の空気調和装置には、高段側圧縮機及び低段側圧縮機を備え、高段側圧縮機に液冷媒をインジェクション配管から流しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。また、従来の空気調和装置には、熱源側熱交換器と圧力検知手段との間に流量制御装置を備え、圧力検知手段の検知値に応じて流量制御装置の開度を制御しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の空気調和装置(特許文献1)においては、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合、暖房能力を維持するためには、複数の圧縮機を備えていなければならず、冷房運転を継続させるためには、圧力検知手段に基づいて流量制御装置の開度を制御しなければならなかった。
したがって、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させるには、高コストの空気調和装置が必要だった。
このため、従来の空気調和装置(特許文献1)は、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させることができないという問題点があった。
したがって、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させるには、高コストの空気調和装置が必要だった。
このため、従来の空気調和装置(特許文献1)は、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させることができないという問題点があった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合であっても、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させることができる空気調和装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、冷媒を圧縮して吐出する1台の圧縮機と、前記冷媒と周囲の熱源媒体とで熱交換する熱源機側熱交換器と、前記冷媒と周囲の利用媒体とで熱交換する複数の利用側熱交換器と、前記熱源機側熱交換器と、前記利用側熱交換器との間に設けられ、前記複数の利用側熱交換器の一部を冷房運転側に切り換え、前記複数の利用側熱交換器の一部を暖房運転側に切り換える中継機とを備え、制御指令に応じて、前記複数の利用側熱交換器のうち、前記冷房運転側及び前記暖房運転側の何れかに前記複数の利用側熱交換器のそれぞれを切り換えることで、冷暖房同時運転を行う空気調和装置であって、前記中継機と、前記熱源機側熱交換器との間に設けられ、該熱源機側熱交換器に流入する前記冷媒をバイパスして前記1台の圧縮機に供給するインジェクション配管と、前記インジェクション配管に設けられ、前記1台の圧縮機に流入する前記冷媒の流量を調整する圧縮機用流量制御装置と、前記圧縮機用流量制御装置と並列に接続され、前記熱源機側熱交換器に流入する前記冷媒の流量を調整する熱源機側熱交換器用流量制御装置と、前記圧縮機用流量制御装置及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置を調整する制御部とを備え、前記制御部は、外気温度に応じて、前記圧縮機用流量制御装置の開度及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置の開度を調整する空気調和装置である。
本発明は、外気温度に応じて、1台の圧縮機へのインジェクション量を増加させつつ、熱源側熱交換器への冷媒流量を抑制させることで、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合であっても、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させることができる。この構成のため、高効率な冷暖房同時運転を実施することができるという効果を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置1の構成例を示す図である。図1に示すように、空気調和装置1は、室内機C、室内機D、中継機B、逆止弁118〜121、及び四方弁102等を用い、空気調和装置1内に、冷房用冷凍サイクルと、暖房用冷凍サイクルとを形成し、冷暖房同時運転を行う。冷暖房同時運転時に外気温度が低下した場合には、詳細については後述するように、圧縮機101へ流れる冷媒量を第2の流量制御装置で調整し、熱源機側熱交換器103へ流れる冷媒量を第3の流量制御装置123で調整する。この動作で、中継機Bから熱源機Aへ流れる冷媒量のうち、圧縮機101へ流れる冷媒量と、熱源機側熱交換器103へ流れる冷媒量とを分配する。この結果、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合であっても、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させ、高効率な冷暖房同時運転を実施する。
以下、上述した内容の詳細について順に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置1の構成例を示す図である。図1に示すように、空気調和装置1は、室内機C、室内機D、中継機B、逆止弁118〜121、及び四方弁102等を用い、空気調和装置1内に、冷房用冷凍サイクルと、暖房用冷凍サイクルとを形成し、冷暖房同時運転を行う。冷暖房同時運転時に外気温度が低下した場合には、詳細については後述するように、圧縮機101へ流れる冷媒量を第2の流量制御装置で調整し、熱源機側熱交換器103へ流れる冷媒量を第3の流量制御装置123で調整する。この動作で、中継機Bから熱源機Aへ流れる冷媒量のうち、圧縮機101へ流れる冷媒量と、熱源機側熱交換器103へ流れる冷媒量とを分配する。この結果、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合であっても、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させ、高効率な冷暖房同時運転を実施する。
以下、上述した内容の詳細について順に説明する。
空気調和装置1は、熱源機A、中継機B、室内機C、及び室内機D等を備える。中継機Bは、熱源機Aと、室内機C及び室内機Dとの間に設けられる。熱源機Aと、中継機Bとは、第1の接続配管106と、第1の接続配管106より配管径が細い第2の接続配管107とで接続されている。また、中継機Bと、室内機Cとは、第1の接続配管106cと、第2の接続配管107cとで接続されている。また、中継機Bと、室内機Dとは、第1の接続配管106dと、第2の接続配管107dとで接続されている。
この接続構成で、中継機Bは、熱源機Aと、室内機C及び室内機Dとの間を流れる冷媒を中継する。
なお、熱源機が1台、室内機が2台の場合の一例について説明するが、特にこれに限定しない。例えば、室内機が2台以上の複数台の場合であってもよい。また、例えば、熱源機が複数台の場合であってもよい。また、例えば、中継機Bが複数台であってもよい。
この接続構成で、中継機Bは、熱源機Aと、室内機C及び室内機Dとの間を流れる冷媒を中継する。
なお、熱源機が1台、室内機が2台の場合の一例について説明するが、特にこれに限定しない。例えば、室内機が2台以上の複数台の場合であってもよい。また、例えば、熱源機が複数台の場合であってもよい。また、例えば、中継機Bが複数台であってもよい。
熱源機Aは、圧縮機101、四方弁102、熱源機側熱交換器103、及びアキュムレータ104を備える。また、熱源機Aは、逆止弁118、逆止弁119、逆止弁120、及び逆止弁121を備える。また、熱源機Aは、第2の流量制御装置122、第3の流量制御装置123、第4の流量調整弁124、及び制御部141を備える。また、熱源機Aは、外気温度を測定し、測定結果を制御部141に供給する外気温度検出手段131を備える。
圧縮機101は、四方弁102と、アキュムレータ104及び第2の流量制御装置122との間に設けられる。圧縮機101は、冷媒を圧縮して吐出するものであり、吐出側が四方弁102に接続され、吸入側がアキュムレータ104及び第2の流量制御装置122に接続される。
四方弁102は、4つのポートを備え、各ポートは、圧縮機101の吐出側と、熱源機側熱交換器103と、アキュムレータ104と、逆止弁119の出口側及び逆止弁120の入口側とにそれぞれ接続され、冷媒の流路を切り換える。
熱源機側熱交換器103は、四方弁102と、第3の流量制御装置123及び第4の流量調整弁124との間に設けられる。熱源機側熱交換器103は、一方が四方弁102に接続され、他方が第3の流量制御装置123と、第4の流量調整弁124とに接続された配管に接続される。熱源機側熱交換器103は、熱源機側熱交換器103内を流れる冷媒と、熱源機側熱交換器103の周囲空気とで熱交換する。
アキュムレータ104は、四方弁102と、圧縮機101の吸入側との間に接続され、液冷媒を分離し、ガス冷媒を圧縮機101へ供給する。
上記で説明した圧縮機101、四方弁102、及び熱源機側熱交換器103で、冷媒回路の一部は構成される。
逆止弁118は、熱源機側熱交換器103に接続された第4の流量調整弁124及び逆止弁121の出口側と、第2の接続配管107及び逆止弁120の出口側との間に設けられる。逆止弁118の入口側は、第4の流量調整弁124と、逆止弁121の出口側とに接続された配管に接続される。逆止弁118の出口側は、第2の接続配管107及び逆止弁120の出口側に接続された配管に接続される。逆止弁118は、熱源機側熱交換器103から第4の流量調整弁124を介して第2の接続配管107への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。
逆止弁119は、四方弁102及び逆止弁120の入口側と、第1の接続配管106及び逆止弁121の入口側との間に設けられる。逆止弁119の入口側は、第1の接続配管106と、逆止弁121の入口側とに接続された配管に接続される。逆止弁119の出口側は、四方弁102と、逆止弁120の入口側とに接続された配管に接続される。逆止弁119は、第1の接続配管106から四方弁102への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。
逆止弁120は、四方弁102及び逆止弁119の出口側と、逆止弁118の出口側及び第2の接続配管107との間に設けられる。逆止弁120の入口側は、四方弁102と、逆止弁119の出口側とに接続された配管に接続される。逆止弁120の出口側は、逆止弁118の出口側と、第2の接続配管107とに接続された配管に接続される。逆止弁120は、四方弁102から第2の接続配管107への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。
逆止弁121は、逆止弁119の入口側及び第1の接続配管106と、逆止弁118の入口側及び熱源機側熱交換器103に接続された第4の流量調整弁124との間に設けられる。逆止弁121の入口側は、逆止弁119の入口側と、第1の接続配管106とに接続された配管に接続される。逆止弁121の出口側は、逆止弁118の入口側と、第4の流量調整弁124とに接続された配管に接続される。逆止弁121は、第1の接続配管106から第4の流量調整弁124を介して熱源機側熱交換器103への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。
上記で説明した逆止弁118〜逆止弁121で、冷媒回路の流路切り換え弁が構成される。この流路切り換え弁と、詳細については後述する中継機Bと、室内機Cと、室内機Dとで、冷暖房同時運転中に、冷媒回路の中に、冷房運転の冷凍サイクルと、暖房運転の冷凍サイクルとが形成される。
第2の流量制御装置122は、一端が逆止弁121の入口側に接続され、他端が圧縮機101の吸入側に接続される。逆止弁121の入口側は、第1の接続配管106の一端に接続されている。第1の接続配管106の他端は、中継機Bに接続されている。
この接続構成のため、第2の流量制御装置122は、中継機Bと直列接続され、中継機Bから冷媒が供給される。また、第2の流量制御装置122は、開度が可変な流量制御装置である。
したがって、第2の流量制御装置122は、開度を調整することで中継機Bから流入する気液分離後の冷媒量を制御し、冷媒量を制御した状態で冷媒を圧縮機101の吸入側に供給する。
なお、第2の流量制御装置122は、本発明における圧縮機用流量制御装置に相当する。
この接続構成のため、第2の流量制御装置122は、中継機Bと直列接続され、中継機Bから冷媒が供給される。また、第2の流量制御装置122は、開度が可変な流量制御装置である。
したがって、第2の流量制御装置122は、開度を調整することで中継機Bから流入する気液分離後の冷媒量を制御し、冷媒量を制御した状態で冷媒を圧縮機101の吸入側に供給する。
なお、第2の流量制御装置122は、本発明における圧縮機用流量制御装置に相当する。
第3の流量制御装置123は、第2の流量制御装置122と、熱源機側熱交換器103との間に設けられ、第2の流量制御装置122と並列に接続される。具体的には、第3の流量制御装置123は、第2の流量制御装置122の両端部のうち、逆止弁121の入口側に接続されている側の第2の流量制御装置122の端部と接続される。
この接続構成のため、第3の流量制御装置123は、中継機Bと直列接続され、中継機Bから冷媒が供給される。また、第3の流量制御装置123は、開度が可変な流量制御装置である。
したがって、第3の流量制御装置123は、開度を調整することで中継機Bから流入する冷媒量を制御し、冷媒量を制御した状態で冷媒を熱源機側熱交換器103に供給する。
なお、第3の流量制御装置123は、本発明における熱源機側熱交換器用流量制御装置に相当する。
この接続構成のため、第3の流量制御装置123は、中継機Bと直列接続され、中継機Bから冷媒が供給される。また、第3の流量制御装置123は、開度が可変な流量制御装置である。
したがって、第3の流量制御装置123は、開度を調整することで中継機Bから流入する冷媒量を制御し、冷媒量を制御した状態で冷媒を熱源機側熱交換器103に供給する。
なお、第3の流量制御装置123は、本発明における熱源機側熱交換器用流量制御装置に相当する。
また、上記で説明した接続構成のため、第3の流量制御装置123は、第2の流量制御装置122と並列接続され、中継機Bと直列接続される。
よって、中継機Bから流れる冷媒は、第2の流量制御装置122の開度と、第3の流量制御装置123の開度とに応じて、第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123とに分配されて供給される。
よって、中継機Bから流れる冷媒は、第2の流量制御装置122の開度と、第3の流量制御装置123の開度とに応じて、第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123とに分配されて供給される。
第4の流量調整弁124は、逆止弁121の出口側及び逆止弁118の入口側と、熱源機側熱交換器103との間に設けられ、第3の流量制御装置123と並列に接続される。具体的には、第4の流量調整弁124の一端は、逆止弁121の出口側と、逆止弁118の入口側とに接続された配管に接続される。第4の流量調整弁124の他端は、第3の流量制御装置123の両端部のうち、熱源機側熱交換器103に接続されている側の配管に接続される。
この接続構成のため、第4の流量調整弁124は、中継機Bと逆止弁121を介して直列接続され、中継機Bから冷媒が供給される。また、第4の流量調整弁124は、開度が可変な流量調整弁である。
したがって、第4の流量調整弁124は、開度を調整することで中継機Bから流入する冷媒量を制御し、冷媒量を制御した状態で冷媒を熱源機側熱交換器103に供給する。
この接続構成のため、第4の流量調整弁124は、中継機Bと逆止弁121を介して直列接続され、中継機Bから冷媒が供給される。また、第4の流量調整弁124は、開度が可変な流量調整弁である。
したがって、第4の流量調整弁124は、開度を調整することで中継機Bから流入する冷媒量を制御し、冷媒量を制御した状態で冷媒を熱源機側熱交換器103に供給する。
このような接続構成のため、第4の流量調整弁124は、逆止弁121を介して、第2の流量制御装置122及び第3の流量制御装置123と並列接続され、中継機Bと直列接続される。
したがって、中継機Bから流れる冷媒は、第2の流量制御装置122の開度と、第3の流量制御装置123の開度と、第4の流量調整弁124の開度とに応じて、第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123と、第4の流量調整弁124とに分配されて供給される。
したがって、中継機Bから流れる冷媒は、第2の流量制御装置122の開度と、第3の流量制御装置123の開度と、第4の流量調整弁124の開度とに応じて、第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123と、第4の流量調整弁124とに分配されて供給される。
制御部141は、例えば、マイクロプロセッサユニットを主体として構成され、熱源機A全体の統括制御と、外部機器、例えば、中継機Bとの通信と、各種演算とを実行する。
外気温度検出手段131は、例えば、サーミスタで形成される。外気温度検出手段131は、外気温度の測定結果を制御部141に供給する。外気温度検出手段131は、測定結果をそのまま制御部141に供給してもよく、一定期間測定結果を蓄積後に蓄積した測定結果を所定の周期間隔で制御部141に供給してもよい。
なお、上記の説明では、外気温度検出手段131は、サーミスタで形成される一例について説明したが、特にこれに限定しない。
なお、上記の説明では、外気温度検出手段131は、サーミスタで形成される一例について説明したが、特にこれに限定しない。
中継機Bは、第1の分岐部110、第2の分岐部111、気液分離器112、第2の流量調整器113、第3の流量調整器115、第1の熱交換器116、第2の熱交換器117、温度検出手段125、圧力検出手段127a、圧力検出手段127b、及び制御部151等を備える。
中継機Bは、第1の接続配管106及び第2の接続配管107を介して、熱源機Aと接続されている。中継機Bは、第1の接続配管106c及び第2の接続配管107cを介して、室内機Cと接続されている。中継機Bは、第1の接続配管106d及び第2の接続配管107dを介して、室内機Dと接続されている。
中継機Bは、第1の接続配管106及び第2の接続配管107を介して、熱源機Aと接続されている。中継機Bは、第1の接続配管106c及び第2の接続配管107cを介して、室内機Cと接続されている。中継機Bは、第1の接続配管106d及び第2の接続配管107dを介して、室内機Dと接続されている。
第1の分岐部110は、電磁弁108aと、電磁弁108bとを備える。電磁弁108a及び電磁弁108bは、第1の接続配管106cを介して、室内機Cと接続されている。電磁弁108a及び電磁弁108bは、第1の接続配管106dを介して、室内機Dと接続されている。
電磁弁108aは、開閉可能な弁であり、一端が第1の接続配管106に接続され、他端が第1の接続配管106c、第1の接続配管106d、及び電磁弁108bの一方の端子と接続されている。電磁弁108bは、開閉可能な弁であり、一端が第2の接続配管107に接続され、他端が第1の接続配管106c、第1の接続配管106d、及び電磁弁108aの一方の端子と接続されている。
電磁弁108aは、開閉可能な弁であり、一端が第1の接続配管106に接続され、他端が第1の接続配管106c、第1の接続配管106d、及び電磁弁108bの一方の端子と接続されている。電磁弁108bは、開閉可能な弁であり、一端が第2の接続配管107に接続され、他端が第1の接続配管106c、第1の接続配管106d、及び電磁弁108aの一方の端子と接続されている。
第1の分岐部110は、第1の接続配管106cを介して、室内機Cと接続されている。第1の分岐部110は、第1の接続配管106dを介して、室内機Dと接続されている。第1の分岐部110は、第1の接続配管106及び第2の接続配管107を介して、熱源機Aと接続されている。第1の分岐部110は、電磁弁108a及び電磁弁108bを用いて、第1の接続配管106cと、第1の接続配管106及び第2の接続配管107の何れかと接続させる。第1の分岐部110は、電磁弁108a及び電磁弁108bを用いて、第1の接続配管106dと、第1の接続配管106及び第2の接続配管107の何れかと接続させる。
第2の分岐部111は、逆止弁137aと、逆止弁137bとを備える。逆止弁137aと、逆止弁137bとは互いに逆並列関係に接続されている。逆止弁137aの入力側及び逆止弁137bの出力側は、第2の接続配管107cを介して室内機Cに接続され、第2の接続配管107dを介して室内機Dに接続されている。逆止弁137aの出力側は、会合部137a_allに接続されている。逆止弁137bの入力側は、会合部137b_allに接続されている。
第2の分岐部111は、第2の接続配管107cを介して、室内機Cに接続されている。第2の分岐部111は、第2の接続配管107dを介して、室内機Dに接続されている。第2の分岐部111は、会合部137a_allを介して、第2の流量調整器113及び第1の熱交換器116に接続されている。第2の分岐部111は、会合部137b_allを介して、第3の流量調整器115及び第1の熱交換器116に接続されている。
気液分離器112は、第2の接続配管107の途中に設けられ、その気相部は、第1の分岐部110の電磁弁108bに接続され、その液相部は、第1の熱交換器116、第2の流量調整器113、第2の熱交換器117、及び第3の流量調整器115を介して、第2の分岐部111に接続されている。
第2の流量調整器113は、一端が第1の熱交換器116に接続され、他端が第2の熱交換器117の一端及び第2の分岐部111の会合部137a_allに接続されている。第1の熱交換器116と、第2の流量調整器113との間に接続されている配管には、詳細については後述する圧力検出手段127aが設けられている。第2の流量調整器113と、第2の熱交換器117及び会合部137a_allとの間に接続されている配管には、詳細については後述する圧力検出手段127bが設けられている。
第2の流量調整器113は、開度が調整可能な流量調整器であり、圧力検出手段127aで検出した圧力値と、圧力検出手段127bで検出した圧力値との差が一定となるように開度を調整する。
第2の流量調整器113は、開度が調整可能な流量調整器であり、圧力検出手段127aで検出した圧力値と、圧力検出手段127bで検出した圧力値との差が一定となるように開度を調整する。
第3の流量調整器115は、一端が第2の熱交換器117のバイパス配管114側に接続され、他端が会合部137b_allと第2の熱交換器117とを接続する配管側に接続される。第3の流量調整器115は、開度が調整可能な流量調整器であり、外気温度検出手段131、温度検出手段125、圧力検出手段127a、及び圧力検出手段127bの何れか、又はその複数の組み合わせにより開度を調整する。
また、バイパス配管114は、一端が第1の接続配管106に接続され、他端が第3の流量調整器115に接続されている。
したがって、第3の流量調整器115の開度に応じて、熱源機Aへ供給する冷媒量は変動する。
また、バイパス配管114は、一端が第1の接続配管106に接続され、他端が第3の流量調整器115に接続されている。
したがって、第3の流量調整器115の開度に応じて、熱源機Aへ供給する冷媒量は変動する。
第1の熱交換器116は、気液分離器112と、第2の熱交換器117及び第2の流量調整器113との間に設けられ、バイパス配管114と、気液分離器112と第2の流量調整器113との間に設けられた配管との間で熱交換を行う。
第2の熱交換器117は、第1の熱交換器116及び第2の流量調整器113と、第3の流量調整器115の一端及び第3の流量調整器115の他端との間に設けられている。なお、この場合における第3の流量調整器115の他端は、会合部137b_allと接続されている。第2の熱交換器117は、バイパス配管114と、第2の流量調整器113と第3の流量調整器115との間に設けられた配管との間で熱交換を行う。
温度検出手段125は、例えば、サーミスタで形成される。温度検出手段125は、第3の流量調整器115と、第2の熱交換器117との間に設けられた配管内を流れる冷媒の温度を測定し、測定結果を制御部151に供給する。温度検出手段125は、測定結果をそのまま制御部151に供給してもよく、一定期間測定結果を蓄積後に蓄積した測定結果を所定の周期間隔で制御部151に供給してもよい。
なお、上記の説明では、温度検出手段125は、サーミスタで形成される一例について説明したが、特にこれに限定しない。
なお、上記の説明では、温度検出手段125は、サーミスタで形成される一例について説明したが、特にこれに限定しない。
圧力検出手段127aは、第1の熱交換器116と、第2の流量調整器113との間に設けられた配管内を流れる冷媒の圧力を測定し、測定結果を制御部151に供給する。
圧力検出手段127bは、第2の流量調整器113と、第2の熱交換器117及び第2の分岐部111との間に設けられた配管内を流れる冷媒の圧力を測定し、測定結果を制御部151に供給する。
なお、圧力検出手段127a及び圧力検出手段127bを総称して、圧力検出手段127と称する。圧力検出手段127は、測定結果をそのまま制御部151に供給してもよく、一定期間測定結果を蓄積後に蓄積した測定結果を所定の周期間隔で制御部151に供給してもよい。
圧力検出手段127bは、第2の流量調整器113と、第2の熱交換器117及び第2の分岐部111との間に設けられた配管内を流れる冷媒の圧力を測定し、測定結果を制御部151に供給する。
なお、圧力検出手段127a及び圧力検出手段127bを総称して、圧力検出手段127と称する。圧力検出手段127は、測定結果をそのまま制御部151に供給してもよく、一定期間測定結果を蓄積後に蓄積した測定結果を所定の周期間隔で制御部151に供給してもよい。
制御部151は、例えば、マイクロプロセッサユニットを主体として構成され、中継機B全体の統括制御と、外部機器、例えば、熱源機Aとの通信と、各種演算とを実行する。
室内機Cは、利用側熱交換器105c、液管温度検出手段126c、第1の流量調整器109c等を備える。利用側熱交換器105cは複数台設けられる。利用側熱交換器105cと、第1の流量調整器109cとの間には、配管の温度を検出する液管温度検出手段126cが設けられる。
上記で説明した利用側熱交換器105c及び第1の流量調整器109cで、冷媒回路の一部は構成される。
上記で説明した利用側熱交換器105c及び第1の流量調整器109cで、冷媒回路の一部は構成される。
室内機Dは、利用側熱交換器105d、液管温度検出手段126d、第1の流量調整器109d等を備える。利用側熱交換器105dは複数台設けられる。利用側熱交換器105dと、第1の流量調整器109dとの間には、配管の温度を検出する液管温度検出手段126dが設けられる。
上記で説明した利用側熱交換器105d及び第1の流量制御装置109dで、冷媒回路の一部は構成される。
上記で説明した利用側熱交換器105d及び第1の流量制御装置109dで、冷媒回路の一部は構成される。
図2は、本発明の実施の形態1における第2の流量制御装置122、第3の流量制御装置123、及び中継機Bの第3の流量調整器115の接続関係をモデル化して示した図である。図2に示すように、中継機Bと、圧縮機101との間には、第2の流量制御装置122が設けられている。また、中継機Bと、熱源機側熱交換器103との間には、第3の流量制御装置123及び第4の流量調整弁124が設けられている。第3の流量制御装置123と、第4の流量調整弁124とは並列接続され、第3の流量制御装置123と、第2の流量制御装置122とは並列接続されている。よって、第2の流量制御装置122、第3の流量制御装置123、及び第4の流量調整弁124は、互いに並列関係にあり、中継機Bに対しては直列関係にある。
中継機Bは、上述したように、第3の流量調整器115を備え、熱源機A側への冷媒量の調整をする。
中継機Bは、上述したように、第3の流量調整器115を備え、熱源機A側への冷媒量の調整をする。
よって、第3の流量調整器115は、第2の流量制御装置122、第3の流量制御装置123、及び第4の流量調整弁124に流れる冷媒量を決める。
なお、制御部141は、第2の流量制御装置122、第3の流量制御装置123、及び第4の流量調整弁124の開度を調整する。制御部151は、第3の流量調整器115の開度を調整する。そして、制御部141と、制御部151とは、各種信号を送受信することで、互いの制御内容を供給する。
なお、制御部141は、第2の流量制御装置122、第3の流量制御装置123、及び第4の流量調整弁124の開度を調整する。制御部151は、第3の流量調整器115の開度を調整する。そして、制御部141と、制御部151とは、各種信号を送受信することで、互いの制御内容を供給する。
図3は、本発明の実施の形態1における冷暖房同時運転であって、冷房主体の場合の運転状態を説明する空気調和装置1の構成例を示す図である。
前提条件として、室内機Cには冷房運転、室内機Dには暖房運転がそれぞれ設定され、冷房主体で空気調和装置1の運転が行われると想定する。
前提条件として、室内機Cには冷房運転、室内機Dには暖房運転がそれぞれ設定され、冷房主体で空気調和装置1の運転が行われると想定する。
電磁弁108aのうち、室内機C側が開口され、室内機D側が閉止される。電磁弁108bのうち、室内機C側が閉止され、室内機D側が開口される。
第2の流量調整器113の開度は、圧力検出手段127aと圧力検出手段127bとの差圧が適度な値になるように制御される。
第2の流量調整器113の開度は、圧力検出手段127aと圧力検出手段127bとの差圧が適度な値になるように制御される。
冷媒の流れについて説明する。実線太矢印で示すように、圧縮機101で圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁102を経て、熱源機側熱交換器103へ流入する。
熱源機側熱交換器103は、空気や水等の熱源媒体と熱交換する。熱交換した高温高圧のガス冷媒は、気液二相の高温高圧の冷媒となる。次に、気液二相の高温高圧の冷媒は、第4の流量調整弁124、逆止弁118を経て、第2の接続配管107を通過し、中継機Bの気液分離器112へ供給される。
気液分離器112は、気液二相の高温高圧の冷媒を、ガス状冷媒と、液状冷媒とに分離する。
分離されたガス状冷媒は、第1の分岐部110へ流入する。第1の分岐部110へ流入したガス状冷媒は、開口している側の電磁弁108b、第1の接続配管106dを経て、暖房運転が設定されている室内機Dへ供給される。
熱源機側熱交換器103は、空気や水等の熱源媒体と熱交換する。熱交換した高温高圧のガス冷媒は、気液二相の高温高圧の冷媒となる。次に、気液二相の高温高圧の冷媒は、第4の流量調整弁124、逆止弁118を経て、第2の接続配管107を通過し、中継機Bの気液分離器112へ供給される。
気液分離器112は、気液二相の高温高圧の冷媒を、ガス状冷媒と、液状冷媒とに分離する。
分離されたガス状冷媒は、第1の分岐部110へ流入する。第1の分岐部110へ流入したガス状冷媒は、開口している側の電磁弁108b、第1の接続配管106dを経て、暖房運転が設定されている室内機Dへ供給される。
室内機D内では、利用側熱交換器105dが空気等の利用媒体と熱交換を行い、供給されたガス状冷媒を、凝縮して液化する。
また、利用側熱交換器105dは、利用側熱交換器105dの出口の過冷却度に基づいて、第1の流量調整器109dで制御される。
第1の流量調整器109dは、利用側熱交換器105dで凝縮液化された液冷媒を減圧し、高圧と、低圧との中間の圧力である中間圧の気液二相冷媒にする。
中間圧となった気液二相冷媒は、第2の分岐部111に流入される。
第2の分岐部111に流入した気液二相冷媒のガス冷媒は、室内機Dへと流入する。第2の分岐部111に流入した気液二相冷媒の液冷媒は、第2の分岐部111から出た後、第2の流量調整器113を通った液冷媒と合流し、第1の熱交換器116で後述するように熱交換された後、再び第2の分岐部111へ戻り、室内機Cや室内機Dへ流入する。
また、利用側熱交換器105dは、利用側熱交換器105dの出口の過冷却度に基づいて、第1の流量調整器109dで制御される。
第1の流量調整器109dは、利用側熱交換器105dで凝縮液化された液冷媒を減圧し、高圧と、低圧との中間の圧力である中間圧の気液二相冷媒にする。
中間圧となった気液二相冷媒は、第2の分岐部111に流入される。
第2の分岐部111に流入した気液二相冷媒のガス冷媒は、室内機Dへと流入する。第2の分岐部111に流入した気液二相冷媒の液冷媒は、第2の分岐部111から出た後、第2の流量調整器113を通った液冷媒と合流し、第1の熱交換器116で後述するように熱交換された後、再び第2の分岐部111へ戻り、室内機Cや室内機Dへ流入する。
このとき、第1の接続配管106は低圧であり、第2の接続配管107は高圧である。よって、両者の圧力差のため、逆止弁118と、逆止弁119へ冷媒は流通し、一方、逆止弁120と、逆止弁121へ冷媒は流通しない。
一方、気液分離器112で分離された液状冷媒は、高圧と中間圧との差圧を一定にするように制御する第2の流量調整器113を通過し、第2の分岐部111に流入する。
次に、第2の分岐部111では、供給された液状冷媒は、室内機C側に接続されている逆止弁108dを通過し、室内機Cへ流入する。
次に、流入した液状冷媒は、室内機Cの利用側熱交換器105cの出口の過熱度に応じて制御される第1の流量調整器109cを用いて低圧まで減圧された状態で、利用側熱交換器105cに供給される。
利用側熱交換器105cでは、供給された液状冷媒は、空気等の利用媒体と熱交換することで、蒸発してガス化する。
ガス化して、ガス冷媒となった冷媒は、第1の接続配管106cを通過し、第1の分岐部110へ流入する。第1の分岐部110では、室内機Cと接続された側の電磁弁108aが開口している。そこで、流入したガス冷媒は、室内機Cと接続された側の電磁弁108aを通過し、第1の接続配管106へ流入する。
次に、ガス冷媒は、逆止弁121よりも低圧の逆止弁119側へ流入し、四方弁102、アキュムレータ104を経て、圧縮機101へ吸入される。
このような動作で、冷凍サイクルが形成され、冷房主体運転が行われる。
次に、第2の分岐部111では、供給された液状冷媒は、室内機C側に接続されている逆止弁108dを通過し、室内機Cへ流入する。
次に、流入した液状冷媒は、室内機Cの利用側熱交換器105cの出口の過熱度に応じて制御される第1の流量調整器109cを用いて低圧まで減圧された状態で、利用側熱交換器105cに供給される。
利用側熱交換器105cでは、供給された液状冷媒は、空気等の利用媒体と熱交換することで、蒸発してガス化する。
ガス化して、ガス冷媒となった冷媒は、第1の接続配管106cを通過し、第1の分岐部110へ流入する。第1の分岐部110では、室内機Cと接続された側の電磁弁108aが開口している。そこで、流入したガス冷媒は、室内機Cと接続された側の電磁弁108aを通過し、第1の接続配管106へ流入する。
次に、ガス冷媒は、逆止弁121よりも低圧の逆止弁119側へ流入し、四方弁102、アキュムレータ104を経て、圧縮機101へ吸入される。
このような動作で、冷凍サイクルが形成され、冷房主体運転が行われる。
なお、気液分離器112で分離された液状冷媒で、第2の分岐部111に流入した冷媒のうち、室内機Cへ流入しなかった冷媒も存在する。このような液状冷媒は、第2の分岐部111に流入したものの、第1の熱交換器116を経て、第3の流量調整器115へ流入する。第3の流量調整器115は、流入した液状冷媒を、低圧まで減圧して冷媒の蒸発温度を下げる。蒸発温度が下がった液状冷媒は、バイパス配管114を通過していく途中で、第1の熱交換器116においては、主に第2の流量調整器113から供給される液冷媒と熱交換することで、気液二相冷媒となり、第2の熱交換器117においては、気液分離器112から供給される液冷媒でガス冷媒となって、第1の接続配管106へ流入する。
図4は、本発明の実施の形態1における冷暖房同時運転であって、暖房主体の場合の運転状態を説明する空気調和装置1の構成例を示す図である。
前提条件として、室内機Cには暖房運転、室内機Dには冷房運転がそれぞれ設定され、暖房主体で空気調和装置1の運転が行われると想定する。
前提条件として、室内機Cには暖房運転、室内機Dには冷房運転がそれぞれ設定され、暖房主体で空気調和装置1の運転が行われると想定する。
電磁弁108aのうち、室内機C側が閉止され、室内機D側が開口される。電磁弁108bのうち、室内機C側が開口され、室内機D側が閉止される。
第2の流量調整器113の開度は、圧力検出手段127aと圧力検出手段127bとの差圧が適度な値になるように制御される。
第2の流量調整器113の開度は、圧力検出手段127aと圧力検出手段127bとの差圧が適度な値になるように制御される。
冷媒の流れについて説明する。実線太矢印で示すように、圧縮機101で圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁102を経て、逆止弁120を経て、第2の接続配管107を通過し、中継機Bの気液分離器112へ供給される。
気液分離器112は、高温高圧のガス冷媒を、第1の分岐部110へ供給する。第1の分岐部110へ供給されたガス冷媒は、開口している側の電磁弁108b、第1の接続配管106cを経て、暖房運転が設定されている室内機Cへ供給される。
気液分離器112は、高温高圧のガス冷媒を、第1の分岐部110へ供給する。第1の分岐部110へ供給されたガス冷媒は、開口している側の電磁弁108b、第1の接続配管106cを経て、暖房運転が設定されている室内機Cへ供給される。
室内機C内では、利用側熱交換器105cが空気等の利用媒体と熱交換を行い、供給されたガス冷媒を、凝縮して液化する。
また、利用側熱交換器105cは、利用側熱交換器105cの出口の過冷却度に基づいて、第1の流量調整器109cで制御される。
第1の流量調整器109cは、利用側熱交換器105cで凝縮液化された液冷媒を減圧し、高圧と、低圧との中間の圧力である中間圧の気液二相冷媒にする。
中間圧となった気液二相冷媒は、第2の分岐部111に流入される。
また、利用側熱交換器105cは、利用側熱交換器105cの出口の過冷却度に基づいて、第1の流量調整器109cで制御される。
第1の流量調整器109cは、利用側熱交換器105cで凝縮液化された液冷媒を減圧し、高圧と、低圧との中間の圧力である中間圧の気液二相冷媒にする。
中間圧となった気液二相冷媒は、第2の分岐部111に流入される。
次に、第2の分岐部111に流入した気液二相冷媒は、会合部137a_allで合流する。会合部137a_allで合流した気液二相冷媒は、第1の熱交換器116を経て、液状冷媒となり、会合部137b_allに至り、室内機Dに接続された逆止弁137bを経て、第2の接続配管107dを通り、室内機Dに流入する。
次に、流入した液状冷媒は、室内機Dの利用側熱交換器105dの出口の過熱度に応じて制御される第1の流量調整器109dを用いて低圧まで減圧された状態で、利用側熱交換器105dに供給される。
利用側熱交換器105dでは、供給された液状冷媒は、空気等の利用媒体と熱交換することで、蒸発してガス化する。
次に、流入した液状冷媒は、室内機Dの利用側熱交換器105dの出口の過熱度に応じて制御される第1の流量調整器109dを用いて低圧まで減圧された状態で、利用側熱交換器105dに供給される。
利用側熱交換器105dでは、供給された液状冷媒は、空気等の利用媒体と熱交換することで、蒸発してガス化する。
ガス化して、ガス冷媒となった冷媒は、第1の接続配管106dを通過し、第1の分岐部110へ流入する。第1の分岐部110では、室内機Dと接続された側の電磁弁108aが開口している。そこで、流入したガス冷媒は、室内機Dと接続された側の電磁弁108aを通過し、第1の接続配管106へ流入する。
次に、ガス冷媒は、逆止弁119よりも低圧の逆止弁121側へ流入し、第4の流量調整弁124、熱源機側熱交換器103に流入して蒸発してガス状態となる。次に、四方弁102、アキュムレータ104を経て、圧縮機101へ吸入される。
このような動作で、冷凍サイクルが形成され、暖房主体運転が行われる。
次に、ガス冷媒は、逆止弁119よりも低圧の逆止弁121側へ流入し、第4の流量調整弁124、熱源機側熱交換器103に流入して蒸発してガス状態となる。次に、四方弁102、アキュムレータ104を経て、圧縮機101へ吸入される。
このような動作で、冷凍サイクルが形成され、暖房主体運転が行われる。
このとき、第1の接続配管106は低圧であり、第2の接続配管107は高圧である。よって、両者の圧力差のため、逆止弁120と、逆止弁121へ冷媒は流通し、一方、逆止弁118と、逆止弁119へ冷媒は流通しない。
ここで、冷暖房同時運転中であって、暖房主体運転時、外気温度が低い場合には、熱源機側熱交換器103と、第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123とは、相互に影響し合う関係がある。
具体的には、空気調和装置1は、外気温度が低くなるにつれ、高圧圧力を高く維持できなくなり、暖房能力は低下してしまう。また、低圧圧力が低下することで、冷房運転している室内機Dは、継続した運転を維持できなくなってしまい、冷房運転と、暖房運転との両方において問題が生じる。
具体的には、空気調和装置1は、外気温度が低くなるにつれ、高圧圧力を高く維持できなくなり、暖房能力は低下してしまう。また、低圧圧力が低下することで、冷房運転している室内機Dは、継続した運転を維持できなくなってしまい、冷房運転と、暖房運転との両方において問題が生じる。
図5は、本発明の実施の形態1における第2の流量制御装置122の開度に応じた外気温度と暖房能力比との相関関係の一例を説明する図である。
図5では、横軸の基準温度がα、縦軸の基準暖房能力比がβであると想定する。
図5に示すように、外気温度がある値以下となった場合、第2の流量制御装置122の開度が小さければ、暖房能力比は低いが、第2の流量制御装置122の開度を大きくすると、暖房能力比は向上する。
換言すれば、暖房能力を上昇させるには、第2の流量制御装置122の開度を大きくとれば、高圧圧力を高く維持することができる。
具体的には、第2の流量制御装置122から圧縮機101へバイパスさせる流量、すなわち、インジェクション量を多くすることで、高圧圧力が上昇し、暖房能力を高くすることができる。例えば、外気温度がα−30℃において、インジェクション量を30〜40%大きくすると、暖房能力は、約8%上昇する。
図5では、横軸の基準温度がα、縦軸の基準暖房能力比がβであると想定する。
図5に示すように、外気温度がある値以下となった場合、第2の流量制御装置122の開度が小さければ、暖房能力比は低いが、第2の流量制御装置122の開度を大きくすると、暖房能力比は向上する。
換言すれば、暖房能力を上昇させるには、第2の流量制御装置122の開度を大きくとれば、高圧圧力を高く維持することができる。
具体的には、第2の流量制御装置122から圧縮機101へバイパスさせる流量、すなわち、インジェクション量を多くすることで、高圧圧力が上昇し、暖房能力を高くすることができる。例えば、外気温度がα−30℃において、インジェクション量を30〜40%大きくすると、暖房能力は、約8%上昇する。
ここで、第3の流量制御装置123の開度についても検討する。第3の流量制御装置123をある開度以上に開けた場合、第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123とは並列接続であるため、第2の流量制御装置122への流量は低下する。
上記で説明した点を考慮すると、冷暖房同時運転中であって、暖房主体運転時、外気温度がある値と比較して低下した場合、室内機Dの液管温度検出手段126がある値以下となり、冷房運転を維持できなくなる。この理由のため、第3の流量制御装置123の開度を抑制することで、室内機Dの液管温度を上げると同時に、圧縮機101へのインジェクション量を優先させる。
この動作で、冷房運転であっても、暖房運転であっても快適な運転を行うことができる。
このような相関特性を考慮し、第2の流量制御装置122の開度と、第3の流量制御装置123の開度について説明する。
上記で説明した点を考慮すると、冷暖房同時運転中であって、暖房主体運転時、外気温度がある値と比較して低下した場合、室内機Dの液管温度検出手段126がある値以下となり、冷房運転を維持できなくなる。この理由のため、第3の流量制御装置123の開度を抑制することで、室内機Dの液管温度を上げると同時に、圧縮機101へのインジェクション量を優先させる。
この動作で、冷房運転であっても、暖房運転であっても快適な運転を行うことができる。
このような相関特性を考慮し、第2の流量制御装置122の開度と、第3の流量制御装置123の開度について説明する。
図6は、本発明の実施の形態1における第2の流量制御装置122の開度及び第3の流量制御装置123の開度に応じた外気温度と流量比との相関関係の一例を説明する図である。
図6では、横軸の基準温度がα、縦軸の基準流量比がβである場合を想定する。
図6に示すように、外気温度がα−20℃のとき、第3の流量制御装置123の流量を低下させ、第2の流量制御装置122の流量を上昇させる。
この動作で、暖房能力を上昇させることができる。このときには、低圧圧力も低下しているため、冷房能力への影響は生じない。
図6では、横軸の基準温度がα、縦軸の基準流量比がβである場合を想定する。
図6に示すように、外気温度がα−20℃のとき、第3の流量制御装置123の流量を低下させ、第2の流量制御装置122の流量を上昇させる。
この動作で、暖房能力を上昇させることができる。このときには、低圧圧力も低下しているため、冷房能力への影響は生じない。
次に、中継機Bとの相関関係も検討する。
図7は、本発明の実施の形態1における第2の流量制御装置122の開度、第3の流量制御装置123の開度、及び第3の流量調整器115の開度に応じた外気温度と流量比との相関関係の一例を説明する図である。
図7では、圧力検出手段127a、127bの前後の高圧と中間圧との差圧を一定に制御する中継機Bが備える第3の流量調整器115は、第3の流量制御装置123の動作と同様に、外気温度が低下するにつれ、第3の流量調整器115の開度を小さくさせる。
この動作で、高圧と、中間圧との差圧が一定に維持されると同時に、室内機Dの液管温度を上昇させることができる。
この結果、冷房運転を維持させることができる。
図7は、本発明の実施の形態1における第2の流量制御装置122の開度、第3の流量制御装置123の開度、及び第3の流量調整器115の開度に応じた外気温度と流量比との相関関係の一例を説明する図である。
図7では、圧力検出手段127a、127bの前後の高圧と中間圧との差圧を一定に制御する中継機Bが備える第3の流量調整器115は、第3の流量制御装置123の動作と同様に、外気温度が低下するにつれ、第3の流量調整器115の開度を小さくさせる。
この動作で、高圧と、中間圧との差圧が一定に維持されると同時に、室内機Dの液管温度を上昇させることができる。
この結果、冷房運転を維持させることができる。
図8は、本発明の実施の形態1における第2の流量制御装置122の適正制御が有る場合と無い場合とに応じた外気温度と暖房能力比との相関関係の一例を説明する図である。
図8に示すように、外気温度がある値以上となった場合には、第2の流量制御装置122の適正開度を調整することで、冷房能力への影響を小さくでき、安定した冷房能力を維持できる。
図8に示すように、外気温度がある値以上となった場合には、第2の流量制御装置122の適正開度を調整することで、冷房能力への影響を小さくでき、安定した冷房能力を維持できる。
図9は、本発明の実施の形態1における第4の流量調整弁124の適正制御が有る場合と無い場合とに応じた外気温度と暖房能力比との相関関係の一例を説明する図である。
図9に示すように、第4の流量調整弁124の開度を調整することで、冷房能力への影響を小さくでき、安定した冷房能力を維持できる。例えば、外気温度がある値と比較して低い場合、第4の流量調整弁124の開度を小さくし、外気温度がある値と比較して高い場合、第4の流量調整弁124の開度を大きくする。
この動作で、冷房能力への影響を小さくでき、安定した冷房能力を維持できる。
図9に示すように、第4の流量調整弁124の開度を調整することで、冷房能力への影響を小さくでき、安定した冷房能力を維持できる。例えば、外気温度がある値と比較して低い場合、第4の流量調整弁124の開度を小さくし、外気温度がある値と比較して高い場合、第4の流量調整弁124の開度を大きくする。
この動作で、冷房能力への影響を小さくでき、安定した冷房能力を維持できる。
以上で説明したように、外気温度によって、第2の流量制御装置122,第3の流量制御装置123、及び中継機Bの第3の流量調整器115の開度を適切に制御することで、暖房能力を維持しながら、安定した冷房運転を継続させることができる。
したがって、高効率な冷暖房同時運転を行うことができる。
なお、本実施の形態1では、冷房主体運転及び暖房主体運転について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、暖房のみであってもよい。
また、熱源機Aの台数、中継機Bの台数、及び室内機の台数の何れにおいても上記実施の形態1と異なる台数であっても同様の効果を奏することができる。
また、熱源機側熱交換器103と直列又は並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽(湯を含む)が設置されても同様の効果を奏する。
さらに、熱源機A、中継機B、第1の接続配管106、第2の接続配管107の接続配管の合計が2本の構成について説明したが、接続配管の合計が3本の構成であっても同様の効果を奏することができる。
したがって、高効率な冷暖房同時運転を行うことができる。
なお、本実施の形態1では、冷房主体運転及び暖房主体運転について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、暖房のみであってもよい。
また、熱源機Aの台数、中継機Bの台数、及び室内機の台数の何れにおいても上記実施の形態1と異なる台数であっても同様の効果を奏することができる。
また、熱源機側熱交換器103と直列又は並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽(湯を含む)が設置されても同様の効果を奏する。
さらに、熱源機A、中継機B、第1の接続配管106、第2の接続配管107の接続配管の合計が2本の構成について説明したが、接続配管の合計が3本の構成であっても同様の効果を奏することができる。
次に、以上の説明を前提として、動作例について図を用いて説明する。
図10は、本発明の実施の形態1における熱源機Aが備える制御部141の動作例を説明するフローチャートである。
図10は、本発明の実施の形態1における熱源機Aが備える制御部141の動作例を説明するフローチャートである。
(ステップS11)
熱源機Aの制御部141は、冷暖房同時運転中であるか否かを判定する。熱源機Aの制御部141は、冷暖房同時運転中であると判定した場合、ステップS12へ進む。一方、熱源機Aの制御部141は、冷暖房同時運転中でないと判定した場合、ステップS16へ進む。
熱源機Aの制御部141は、冷暖房同時運転中であるか否かを判定する。熱源機Aの制御部141は、冷暖房同時運転中であると判定した場合、ステップS12へ進む。一方、熱源機Aの制御部141は、冷暖房同時運転中でないと判定した場合、ステップS16へ進む。
(ステップS12)
熱源機Aの制御部141は、外気温度を取得する。例えば、外気温度検出手段131で検出した外気温度データを取得する。
熱源機Aの制御部141は、外気温度を取得する。例えば、外気温度検出手段131で検出した外気温度データを取得する。
(ステップS13)
熱源機Aの制御部141は、外気温度が予め定めた複数の閾値の何れかに該当するか否かを判定する。
例えば、熱源機Aの制御部141は、外気温度がインジェクション開始閾値(WB℃)以下である場合、ステップS14へ進む。インジェクション開始閾値(WB℃)は、例えば、図6で示すように、第2の流量制御装置122の開度が少しづつ大きくなる開始温度であるα−5(WB℃)に相当する。α−5(WB℃)は、例えば、0℃が想定される。
なお、上記の説明では、α−5(WB℃)が0℃である一例について説明したが、特にこれに限定しない。α−5(WB℃)の具体的な値は、周囲環境や空気調和装置1の稼働状況に応じて、臨機応変に可変されればよい。
熱源機Aの制御部141は、外気温度が予め定めた複数の閾値の何れかに該当するか否かを判定する。
例えば、熱源機Aの制御部141は、外気温度がインジェクション開始閾値(WB℃)以下である場合、ステップS14へ進む。インジェクション開始閾値(WB℃)は、例えば、図6で示すように、第2の流量制御装置122の開度が少しづつ大きくなる開始温度であるα−5(WB℃)に相当する。α−5(WB℃)は、例えば、0℃が想定される。
なお、上記の説明では、α−5(WB℃)が0℃である一例について説明したが、特にこれに限定しない。α−5(WB℃)の具体的な値は、周囲環境や空気調和装置1の稼働状況に応じて、臨機応変に可変されればよい。
また、例えば、熱源機Aの制御部141は、外気温度が開度抑制閾値(WB℃)以下である場合、ステップS15へ進む。開度抑制閾値(WB℃)は、例えば、図6で示すように、第3の流量制御装置123の開度が小さくなる開始温度であるα−20(WB℃)に相当する。α−20(WB℃)は、例えば、−15℃が想定される。
具体的には、室内機C及び室内機Dの何れかが冷房運転中に、外気温度が−15℃に到達したとき、冷房中の室内機と、第2の分岐部111との間の配管の液管温度が低下し、冷房運転を継続することができない。そこで、外気温度が−15℃の場合、第3の流量制御装置123の開度を絞り込むことで、その配管の液管温度を上げ、冷房運転を継続させる。
なお、上記の説明では、α−20(WB℃)が−15℃である一例について説明したが、特にこれに限定しない。α−20(WB℃)の具体的な値は、周囲環境や空気調和装置1の稼働状況に応じて、臨機応変に可変されればよい。
具体的には、室内機C及び室内機Dの何れかが冷房運転中に、外気温度が−15℃に到達したとき、冷房中の室内機と、第2の分岐部111との間の配管の液管温度が低下し、冷房運転を継続することができない。そこで、外気温度が−15℃の場合、第3の流量制御装置123の開度を絞り込むことで、その配管の液管温度を上げ、冷房運転を継続させる。
なお、上記の説明では、α−20(WB℃)が−15℃である一例について説明したが、特にこれに限定しない。α−20(WB℃)の具体的な値は、周囲環境や空気調和装置1の稼働状況に応じて、臨機応変に可変されればよい。
また、例えば、熱源機Aの制御部141は、外気温度がそれ以外(インジェクション開始閾値又は開度抑制閾値)のとき、ステップS16へ進む。
(ステップS14)
熱源機Aの制御部141は、第2の流量制御装置122の開度を予め設定した割合で大きくする。例えば、図6に示すように、外気温度に応じて、段階的に絞り込む開度の割合を変更していく。
熱源機Aの制御部141は、第2の流量制御装置122の開度を予め設定した割合で大きくする。例えば、図6に示すように、外気温度に応じて、段階的に絞り込む開度の割合を変更していく。
(ステップS15)
熱源機Aの制御部141は、第3の流量制御装置123の開度を抑制する。例えば、図6に示すように、外気温度がαからα−20までは、第3の流量制御装置123の開度は全開にしていたが、外気温度がα−20以下の場合、第3の流量制御装置123の開度は絞り込まれていく。
熱源機Aの制御部141は、第3の流量制御装置123の開度を抑制する。例えば、図6に示すように、外気温度がαからα−20までは、第3の流量制御装置123の開度は全開にしていたが、外気温度がα−20以下の場合、第3の流量制御装置123の開度は絞り込まれていく。
(ステップS16)
熱源機Aの制御部141は、終了指令が有るか否かを判定する。熱源機Aの制御部141は、終了指令が有る場合、処理を終了させる。一方、熱源機Aの制御部141は、終了指令が無い場合、ステップS12へ戻り、ステップS12〜ステップS15の処理を繰り返す。
熱源機Aの制御部141は、終了指令が有るか否かを判定する。熱源機Aの制御部141は、終了指令が有る場合、処理を終了させる。一方、熱源機Aの制御部141は、終了指令が無い場合、ステップS12へ戻り、ステップS12〜ステップS15の処理を繰り返す。
図11は、本発明の実施の形態1における中継機Bが備える制御部151の動作例を説明するフローチャートである。
(ステップS51)
中継機Bの制御部151は、第1の割合を設定する。第1の割合は、図7に示すように、外気温度がα−20を上回り、かつ、α以下である間に、第3の流量調整器115を絞り込む開度の割合である。
中継機Bの制御部151は、第1の割合を設定する。第1の割合は、図7に示すように、外気温度がα−20を上回り、かつ、α以下である間に、第3の流量調整器115を絞り込む開度の割合である。
(ステップS52)
中継機Bの制御部151は、第2の割合>第1の割合という条件を満たす第2の割合を設定する。第2の割合は、図7に示すように、外気温度がα−20以下の場合、第3の流量調整器115を絞り込む開度の割合である。上述したように、α−20を冷房運転が継続できなくなる外気温度と想定したとき、外気温度がα−20以下となったら、冷房運転中の室内機の液管温度を上げなければ冷房運転を継続できない。そこで、絞り込む割合を大きく設定する。
中継機Bの制御部151は、第2の割合>第1の割合という条件を満たす第2の割合を設定する。第2の割合は、図7に示すように、外気温度がα−20以下の場合、第3の流量調整器115を絞り込む開度の割合である。上述したように、α−20を冷房運転が継続できなくなる外気温度と想定したとき、外気温度がα−20以下となったら、冷房運転中の室内機の液管温度を上げなければ冷房運転を継続できない。そこで、絞り込む割合を大きく設定する。
(ステップS53)
中継機Bの制御部151は、冷暖房同時運転中であるか否かを判定する。中継機Bの制御部151は、冷暖房同時運転中である場合、ステップS54へ進む。一方、中継機Bの制御部151は、冷暖房同時運転中でない場合、処理を終了する。
中継機Bの制御部151は、冷暖房同時運転中であるか否かを判定する。中継機Bの制御部151は、冷暖房同時運転中である場合、ステップS54へ進む。一方、中継機Bの制御部151は、冷暖房同時運転中でない場合、処理を終了する。
(ステップS54)
中継機Bの制御部151は、終了指令が有るか否かを判定する。中継機Bの制御部151は、終了指令が有る場合、処理を終了する。一方、中継機Bの制御部151は、終了指令が無い場合、ステップS55へ進む。
中継機Bの制御部151は、終了指令が有るか否かを判定する。中継機Bの制御部151は、終了指令が有る場合、処理を終了する。一方、中継機Bの制御部151は、終了指令が無い場合、ステップS55へ進む。
(ステップS55)
中継機Bの制御部151は、高圧側圧力値を取得する。例えば、中継機Bの制御部151は、圧力検出手段127a、127bのうち、高圧側となっている圧力値を取得する。どちらが高圧側であるかは、中継機Bの制御部151が、予め運転状態に応じて、どちらが高圧側に該当するかが登録された対応テーブルを保持し、そこから判断してもよい。
中継機Bの制御部151は、高圧側圧力値を取得する。例えば、中継機Bの制御部151は、圧力検出手段127a、127bのうち、高圧側となっている圧力値を取得する。どちらが高圧側であるかは、中継機Bの制御部151が、予め運転状態に応じて、どちらが高圧側に該当するかが登録された対応テーブルを保持し、そこから判断してもよい。
(ステップS56)
中継機Bの制御部151は、中間圧側圧力値を取得する。例えば、中継機Bの制御部151は、圧力検出手段127a、127bのうち、中間圧側となっている圧力値を取得する。どちらが中間圧側であるかは、中継機Bの制御部151が、予め運転状態に応じて、どちらが中間圧側に該当するかが登録された対応テーブルを保持し、そこから判断してもよい。
中継機Bの制御部151は、中間圧側圧力値を取得する。例えば、中継機Bの制御部151は、圧力検出手段127a、127bのうち、中間圧側となっている圧力値を取得する。どちらが中間圧側であるかは、中継機Bの制御部151が、予め運転状態に応じて、どちらが中間圧側に該当するかが登録された対応テーブルを保持し、そこから判断してもよい。
(ステップS57)
中継機Bの制御部151は、高圧側圧力値と中間圧側圧力値との差圧を求める。
中継機Bの制御部151は、高圧側圧力値と中間圧側圧力値との差圧を求める。
(ステップS58)
中継機Bの制御部151は、差圧は一定であるか否かを判定する。中継機Bの制御部151は、差圧が一定である場合、ステップS59へ進む。一方、中継機Bの制御部151は、差圧が一定でない場合、ステップS60へ進む。
中継機Bの制御部151は、差圧は一定であるか否かを判定する。中継機Bの制御部151は、差圧が一定である場合、ステップS59へ進む。一方、中継機Bの制御部151は、差圧が一定でない場合、ステップS60へ進む。
(ステップS59)
中継機Bの制御部151は、外気温度を取得する。
中継機Bの制御部151は、外気温度を取得する。
(ステップS60)
中継機Bの制御部151は、第3の流量調整器115で差圧を一定にする。
中継機Bの制御部151は、第3の流量調整器115で差圧を一定にする。
(ステップS61)
中継機Bの制御部151は、外気温度が予め定めた複数の閾値の何れかに該当するか否かを判定する。
例えば、外気温度が、第2閾値(WB℃)を上回り、かつ、第1閾値(WB℃)以下の場合、ステップS62へ進む。
また、例えば、外気温度が、第2閾値(WB℃)以下の場合、ステップS63へ進む。
また、例えば、それ以外の場合(第1閾値(WB℃)を上回る場合)、ステップS54へ戻る。
中継機Bの制御部151は、外気温度が予め定めた複数の閾値の何れかに該当するか否かを判定する。
例えば、外気温度が、第2閾値(WB℃)を上回り、かつ、第1閾値(WB℃)以下の場合、ステップS62へ進む。
また、例えば、外気温度が、第2閾値(WB℃)以下の場合、ステップS63へ進む。
また、例えば、それ以外の場合(第1閾値(WB℃)を上回る場合)、ステップS54へ戻る。
(ステップS62)
中継機Bの制御部151は、第3の流量調整器115の開度を第1の割合で抑制し、ステップS54へ戻る。
中継機Bの制御部151は、第3の流量調整器115の開度を第1の割合で抑制し、ステップS54へ戻る。
(ステップS63)
中継機Bの制御部151は、第3の流量調整器115の開度を第2の割合で抑制し、ステップS54へ戻る。
中継機Bの制御部151は、第3の流量調整器115の開度を第2の割合で抑制し、ステップS54へ戻る。
以上の説明から、外気温度に応じて、1台の圧縮機へのインジェクション量を増加させつつ、熱源側熱交換器への冷媒流量を抑制させることで、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合であっても、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させることができる。この構成のため、高効率な冷暖房同時運転を実施することができる。
以上、実施の形態1では、冷媒を圧縮して吐出する1台の圧縮機101と、冷媒と周囲の熱源媒体とで熱交換する熱源機側熱交換器103と、冷媒と周囲の利用媒体とで熱交換する複数の利用側熱交換器105と、熱源機側熱交換器103と、利用側熱交換器105との間に設けられ、複数の利用側熱交換器105の一部を冷房運転側に切り換え、複数の利用側熱交換器105の一部を暖房運転側に切り換える中継機Bとを備え、制御指令に応じて、複数の利用側熱交換器105のうち、冷房運転側及び暖房運転側の何れかに複数の利用側熱交換器105のそれぞれを切り換えることで、冷暖房同時運転を行う空気調和装置1であって、中継機Bと、熱源機側熱交換器103との間に設けられ、その熱源機側熱交換器103に流入する冷媒をバイパスして1台の圧縮機101に供給するインジェクション配管135と、インジェクション配管135に設けられ、1台の圧縮機101に流入する冷媒の流量を調整する第2の流量制御装置122と、第3の流量制御装置123と並列に接続され、熱源機側熱交換器103に流入する冷媒の流量を調整する第3の流量制御装置123と、第2の流量制御装置122及び第3の流量制御装置123を調整する制御部141とを備え、制御部141は、外気温度に応じて、第2の流量制御装置122の開度及び第3の流量制御装置123の開度を調整することで、冷暖房同時運転中に外気温度が低下した場合であっても、低コストで、暖房能力を維持しつつ、冷房運転を継続させることができる。この構成のため、高効率な冷暖房同時運転を実施することができる。
A 熱源機、B 中継機、C、D 室内機、1 空気調和装置、101 圧縮機、102 四方弁、103 熱源機側熱交換器、104 アキュムレータ、105、105c、105d 利用側熱交換器、106、106c、106d 第1の接続配管、107、107c、107d 第2の接続配管、108、108a、108b 電磁弁、109、109c、109d 第1の流量調整器、110 第1の分岐部、111 第2の分岐部、112 気液分離器、113 第2の流量調整器、114 バイパス配管、115 第3の流量調整器、116 第1の熱交換器、117 第2の熱交換器、118〜121、137a、137b 逆止弁、122 第2の流量制御装置、123 第3の流量制御装置、124 第4の流量調整弁、125 温度検出手段、126、126c、126d 液管温度検出手段、127、127a、127b 圧力検出手段、131 外気温度検出手段、135 インジェクション配管、137a_all、137b_all 会合部、141、151 制御部。
本発明は、冷媒を圧縮して吐出する1台の圧縮機と、前記冷媒と周囲の熱源媒体とで熱交換する熱源機側熱交換器と、前記冷媒と周囲の利用媒体とで熱交換する複数の利用側熱交換器と、前記熱源機側熱交換器と、前記利用側熱交換器との間に設けられ、前記複数の利用側熱交換器の一部を冷房運転側に切り換え、前記複数の利用側熱交換器の一部を暖房運転側に切り換える中継機とを備え、制御指令に応じて、前記複数の利用側熱交換器のうち、前記冷房運転側及び前記暖房運転側の何れかに前記複数の利用側熱交換器のそれぞれを切り換えることで、冷暖房同時運転を行う空気調和装置であって、前記中継機と、前記熱源機側熱交換器との間に設けられ、該熱源機側熱交換器に流入する前記冷媒をバイパスして前記1台の圧縮機に供給するインジェクション配管と、前記インジェクション配管に設けられ、前記1台の圧縮機に流入する前記冷媒の流量を調整する圧縮機用流量制御装置と、前記圧縮機用流量制御装置と並列に接続され、前記熱源機側熱交換器に流入する前記冷媒の流量を調整する熱源機側熱交換器用流量制御装置と、前記圧縮機用流量制御装置及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置を調整する制御部とを備え、前記制御部は、外気温度に応じて、前記圧縮機用流量制御装置の開度及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置の開度を調整し、前記インジェクション配管から前記冷媒の供給を開始するインジェクション開始閾値が設定され、前記熱源機側熱交換器用流量制御装置を通過する前記冷媒の流量を小さくする開度抑制閾値が設定され、前記外気温度が前記インジェクション開始閾値以下の場合、前記圧縮機用流量制御装置の開度を予め設定した割合で大きくし、前記外気温度が前記開度抑制閾値以下の場合、前記熱源機側熱交換器用流量制御装置の開度を小さくする空気調和装置である。
Claims (6)
- 冷媒を圧縮して吐出する1台の圧縮機と、
前記冷媒と周囲の熱源媒体とで熱交換する熱源機側熱交換器と、
前記冷媒と周囲の利用媒体とで熱交換する複数の利用側熱交換器と、
前記熱源機側熱交換器と、前記利用側熱交換器との間に設けられ、前記複数の利用側熱交換器の一部を冷房運転側に切り換え、前記複数の利用側熱交換器の一部を暖房運転側に切り換える中継機と
を備え、
制御指令に応じて、前記複数の利用側熱交換器のうち、前記冷房運転側及び前記暖房運転側の何れかに前記複数の利用側熱交換器のそれぞれを切り換えることで、冷暖房同時運転を行う空気調和装置であって、
前記中継機と、前記熱源機側熱交換器との間に設けられ、該熱源機側熱交換器に流入する前記冷媒をバイパスして前記1台の圧縮機に供給するインジェクション配管と、
前記インジェクション配管に設けられ、前記1台の圧縮機に流入する前記冷媒の流量を調整する圧縮機用流量制御装置と、
前記圧縮機用流量制御装置と並列に接続され、前記熱源機側熱交換器に流入する前記冷媒の流量を調整する熱源機側熱交換器用流量制御装置と、
前記圧縮機用流量制御装置及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置を調整する制御部と
を備え、
前記制御部は、
外気温度に応じて、前記圧縮機用流量制御装置の開度及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置の開度を調整する
ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御部は、
前記インジェクション配管から前記冷媒の供給を開始するインジェクション開始閾値が設定され、
前記熱源機側熱交換器用流量制御装置を通過する前記冷媒の流量を小さくする開度抑制閾値が設定され、
前記外気温度が前記インジェクション開始閾値以下の場合、前記圧縮機用流量制御装置の開度を予め設定した割合で大きくし、
前記外気温度が前記開度抑制閾値以下の場合、前記熱源機側熱交換器用流量制御装置の開度を小さくする
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記中継機は、
前記圧縮機用流量制御装置及び前記熱源機側熱交換器用流量制御装置と直列に接続され、該中継機を流れる前記冷媒の流量を調整する流量調整器を備え、
前記外気温度に応じて、前記流量調整器の開度を調整する
ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和装置。 - 前記中継機は、
第1の割合と、該第1の割合に対応する第1閾値が設定され、
前記第1の割合と比べて大きな値となる第2の割合と、該第2の割合に対応する第2閾値が設定され、
前記外気温度が前記第1閾値以下の場合、前記流量調整器の開度を前記第1の割合で小さくし、
前記外気温度が前記第2閾値以下の場合、前記流量調整器の開度を前記第2の割合で小さくする
ことを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。 - 前記中継機と前記熱源機側熱交換器との間に設けられ、前記熱源機側熱交換器用流量制御装置と並列に接続され、前記冷媒の流量を調整する流量調整弁を備え、
前記制御部は、
前記外気温度に応じて、前記流量調整弁の開度を調整する
ことを特徴とする請求項4に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、
前記外気温度が前記インジェクション開始閾値以下の場合、前記圧縮機用流量制御装置の開度の調整で、前記中継機から供給される冷媒量のうち、前記圧縮機へ流す冷媒量を増加させ、
前記外気温度が前記開度抑制閾値以下の場合、前記熱源機側熱交換器用流量制御装置の開度及び前記流量調整弁の開度の調整で、前記中継機から供給される冷媒量のうち、前記熱源機側熱交換器へ流す冷媒量を小さくさせる
ことを特徴とする請求項5に記載の空気調和装置。
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