JPWO2014129473A1 - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図1に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。本実施の形態の空気調和装置は、運転によって冷媒を循環することで、冷媒による熱の搬送を利用する。運転モードとして、冷熱を搬送する冷房モードあるいは温熱を搬送する暖房モードのいずれかを選択することができる。ここで、本実施の形態において説明する空気調和装置の構成等は一例を示すものであって、このような構成に限るものではない。また、図1を含め、以下に説明する図面においては、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。さらに、符号に添字を付した装置、機器等について、たとえば共通事項を説明する等、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。そして、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。
室外機1には、圧縮機10、冷媒流路切替装置11、熱源側熱交換器12及びアキュムレータ15が冷媒配管で直列に接続されて搭載されている。また、室外機1には、第1バイパス配管4a、第2バイパス配管4b、過冷却熱交換器13、絞り装置14a、14b及び14c並びに液分離器18が備えられている。
室内機2には、それぞれ絞り装置16及び利用側熱交換器17が搭載されている。絞り装置16及び利用側熱交換器17は、延長配管5によって室外機1に接続するようになっている。本発明において第1絞り装置として機能する、たとえば膨張弁、流量調整装置等の絞り装置16は通過する冷媒の減圧を行う。また、本発明において第2熱交換器となる利用側熱交換器17は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内空間7に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。また、図2等では図示していないが、各室内機2は、絞り装置16、送風機等の制御を行う制御装置を有している。
図3は、空気調和装置100の冷房運転モード時における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。図3では、全部の利用側熱交換器17において冷熱負荷が発生している場合を例に冷房運転モードについて説明する。ここで、図3において太線で表した配管が冷媒が流れる配管を示しており、冷媒が流れる方向を実線矢印で示している。
図5は、空気調和装置100の暖房運転モード時における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。図5では、全部の利用側熱交換器17において温熱負荷が発生している場合を例に暖房運転モードについて説明する。ここで、図5において太線で表した配管が冷媒が流れる配管を示しており、冷媒が流れる方向を実線矢印で示している。
上述した実施の形態1においては、特に示さなかったが、冷媒流路切替装置11としては、四方弁を用いるのが一般的である。これに限るものではなく、二方流路切替弁、三方流路切替弁等を複数個用いて、四方弁と同様の流路切替を行えるように構成してもよい。
図8は、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の回路構成図である。図8等に基づいて、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の構成等について説明する。本実施の形態において、実施の形態1で説明したことと同一の内容については説明を省略する。本実施の形態では、冷房運転時における過冷却熱交換器13の後流側の配管から(実施の形態1で備えていた液分離器18を設けずに)冷媒を分岐する。そして、第4バイパス配管4d(第2バイパス配管4bのうち、補助熱交換器31の流入側の配管となる)及び補助熱交換器31を介して、第2バイパス配管4b及び絞り装置14bに流入させ、圧縮機10の吸入側に流入させている。本実施の形態の補助熱交換器31は、熱源側熱交換器12の近辺であり、熱源側熱交換器12に送風して空気を供給する送風機の作用で、周囲の空気を補助熱交換器31にも供給することができる位置に配置される。たとえば、補助熱交換器31を熱源側熱交換器12の下側に配置し、熱源側熱交換器12とフィンを共有させる、すなわち、熱源側熱交換器12と補助熱交換器31とを一体に成形するようにしてもよい。熱源側熱交換器12と補助熱交換器31とで冷媒のパスを分けて、冷媒が混ざらないように構成すると、安価に2つの熱交換器を構成することができ、同一の送風機により、周囲の空気を熱源側熱交換器12及び補助熱交換器31の双方に送り込むことができる。
図9は、実施の形態3に係る空気調和装置100の冷房運転モード時における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。ここでは、図9に基づいて、全部の利用側熱交換器17において冷熱負荷が発生している場合を例に冷房運転モードについて説明する。ここで、図9において太線で表した配管が冷媒が流れる配管を示しており、冷媒が流れる方向を実線矢印で示している。
図10は、実施の形態3に係る空気調和装置100の暖房運転モード時における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。ここでは、図10に基づいて、全部の利用側熱交換器17において温熱負荷が発生している場合を例に暖房運転モードについて説明する。ここで、図10において太線で表した配管が冷媒が流れる配管を示しており、冷媒が流れる方向を実線矢印で示している。
Claims (20)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記冷媒の熱交換を行う第1熱交換器と、
第1流路と第2流路とを有し、各流路を通過する前記冷媒を熱交換させて前記第1流路を流れる冷媒を過冷却する過冷却熱交換器と、
前記冷媒を減圧する第1絞り装置と、
前記冷媒の熱交換を行う第2熱交換器と、
前記圧縮機の吸入側と接続され、余剰冷媒を貯留するアキュムレータと
を配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成し、
前記過冷却熱交換器の前記第2流路と前記アキュムレータの冷媒流入側の配管とを接続する第1バイパス配管と、
該第1バイパス配管を流れる前記冷媒の流量を調整する第2絞り装置と、
前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間の配管と、前記アキュムレータの冷媒流出側と前記圧縮機の吸入側との間の配管とを接続する第2バイパス配管と、
該第2バイパス配管を流れる前記冷媒の流量を調整する第3絞り装置と
を備える空気調和装置。 - 同条件において前記圧縮機の吐出温度がR410Aよりも高温になる冷媒を用い、
前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、
前記吐出温度又は前記吐出温度から得られる値に基づいて、前記第3絞り装置の開度を調整して、前記第2バイパス配管に流れる冷媒の流量を制御する制御装置と
をさらに備える請求項1に記載の空気調和装置。 - R32又は質量比率においてR32を62%以上含む混合冷媒を用いる請求項1又は請求項2に記載の空気調和装置。
- 前記第1熱交換器を凝縮器として作用させるか蒸発器として作用させるかを切り替える冷媒流路切替装置をさらに備え、
前記第1熱交換器を凝縮器として作用させているときには、前記第2絞り装置の開度を調整して、前記第1バイパス配管に流れる冷媒の流量を制御し、前記第1熱交換器を蒸発器として作用させているときには、前記第1バイパス配管に前記冷媒が流れないような前記第2絞り装置の開度に調整する請求項1から請求項3のいずれかに記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記吐出温度の目標値を、100℃から120℃の間の値に設定し、前記吐出温度の目標値に基づいて、前記第3絞り装置の開度を調整する請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記吐出温度の目標値を、100℃から110℃の間の値に設定し、前記吐出温度の目標値に基づいて、前記第3絞り装置の開度を調整する請求項5に記載の空気調和装置。
- 前記圧縮機、前記アキュムレータ、前記過冷却熱交換器、前記第2絞り装置、前記第3絞り装置、前記第1熱交換器、前記第1バイパス配管及び前記第2バイパス配管を室外機に収容する請求項1から請求項6のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記制御装置は、運転モードに関わらず、前記圧縮機の吐出温度又は前記吐出温度から得られる値に基づいて前記第3絞り装置の開度調整を行う請求項2から請求項6のいずれか一項に記載の空気調和装置。
- 前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間の流路に、通過する冷媒から液冷媒の一部を分離可能な液分離器をさらに備え、
該液分離器が分離した液冷媒を前記第2バイパス配管に通過させる請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記第1熱交換器の近辺で、かつ、前記第1熱交換器とともに送風機からの送風を受ける位置に配置され、冷媒の流れに対して前記第3絞り装置の上流側で前記第2バイパス配管を通過する冷媒の熱交換を行う補助熱交換器をさらに備える請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の空気調和装置。
- 前記補助熱交換器は、前記第1熱交換器と前記補助熱交換器とはフィンを共有し、前記第1熱交換器と一体に成形され、
前記補助熱交換器の伝熱面積は前記第1熱交換器の伝熱面積よりも小さいことを特徴とする請求項10に記載の空気調和装置。 - 前記補助熱交換器の伝熱面積が、前記第1熱交換器の伝熱面積の1/20以下である請求項10または請求項11に記載の空気調和装置。
- 前記補助熱交換器の伝熱面積が、前記第1熱交換器の伝熱面積の1/60以上1/20以下の範囲内である請求項10または請求項11に記載の空気調和装置。
- 前記補助熱交換器は、前記第1熱交換器の下方に配置されており、また、
前記圧縮機の吐出側配管と前記補助熱交換器の冷媒流入側配管との間を開閉装置を介して接続するホットガス用バイパス配管と、
前記前記第2バイパス配管の、冷媒の流れに対して前記ホットガス用バイパス配管との接続部分より上流側に設置される逆流防止装置と
をさらに備える請求項10から請求項13のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記補助熱交換器の冷媒流出側配管と前記アキュムレータの冷媒流入側配管との間を、第4絞り装置または第2開閉装置を介して接続する根氷対策用バイパス配管をさらに備える請求項14に記載の空気調和装置。
- 前記第1熱交換器は水またはブラインと冷媒とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第1熱交換器とは別体に成形され、冷媒の流れに対して前記第3絞り装置の上流側で前記第2バイパス配管を通過する冷媒と、空気または水若しくはブラインとの熱交換を行う補助熱交換器をさらに備える請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の空気調和装置。 - 前記補助熱交換器は、前記空気調和装置の定格暖房能力または定格冷房能力に対して、前記冷媒の冷却能力が小さいことを特徴とする請求項16に記載の空気調和装置。
- 前記補助熱交換器は、第2バイパス配管に冷媒を流通させない場合とほぼ同じ運転状態で、第2バイパス配管に冷媒を流通させ、圧縮機の吐出温度を10度低下させている状態において、前記冷媒の冷却能力が、前記空気調和装置の定格暖房能力または定格冷房能力に対して1/10以下である請求項16または請求項17に記載の空気調和装置。
- 前記補助熱交換器は、第2バイパス配管に冷媒を流通させない場合とほぼ同じ運転状態で、第2バイパス配管に冷媒を流通させ、圧縮機の吐出温度を10度低下させている状態において、前記冷媒の冷却能力が、前記空気調和装置の定格暖房能力または定格冷房能力に対して1/60以上かつ1/10以下である請求項16または請求項17に記載の空気調和装置。
- 乾き度が0.94以上で0.99以下の二相状態の前記冷媒を前記圧縮機に吸入させるように前記第2バイパス配管に流れる前記冷媒の流量を調整する請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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