WO2021024408A1 - チリングユニット - Google Patents

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WO2021024408A1
WO2021024408A1 PCT/JP2019/031085 JP2019031085W WO2021024408A1 WO 2021024408 A1 WO2021024408 A1 WO 2021024408A1 JP 2019031085 W JP2019031085 W JP 2019031085W WO 2021024408 A1 WO2021024408 A1 WO 2021024408A1
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WO
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refrigerant
heat exchanger
heat source
source heat
compressor
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/031085
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English (en)
French (fr)
Inventor
伸英 坂本
昂仁 彦根
仁隆 門脇
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to US17/611,776 priority patent/US20220252313A1/en
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    • F25B2600/2513—Expansion valves

Definitions

  • the present invention relates to a chilling unit including an injection circuit that injects a liquid refrigerant into a compressor.
  • Patent Document 1 discloses an air conditioner that injects liquefied refrigerant in a refrigerant heat exchanger provided between a heat source side drawing device and a load side drawing device into a compressor.
  • a refrigerant in a gas-liquid two-phase state decompressed to an intermediate pressure in a heat source side drawing device or a load side drawing device is liquefied in a refrigerant heat exchanger and injected into a compressor.
  • the heat source side drawing device is provided in the heat source side unit
  • the load side drawing device is provided in the load side unit.
  • Patent Document 1 reduces the amount of the refrigerant filled in by reducing the pressure of the refrigerant to an intermediate pressure in the heat source side throttle device or the load side throttle device to bring it into a gas-liquid two-phase state.
  • the refrigerant is reduced to an intermediate pressure in the heat source side throttle device or the load side throttle device. Therefore, in order to inject the liquid refrigerant into the compressor, a circuit provided with a refrigerant heat exchanger or the like is required separately.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a chilling unit that does not require a circuit for generating a liquid refrigerant for injection.
  • the chilling unit according to the present invention is provided in a housing and a housing, and a compressor, a heat source heat exchanger, a first expansion portion, a second expansion portion, and a heat exchanger between refrigerant heat media are connected by a refrigerant pipe. It is provided with a refrigerant circuit through which the refrigerant flows, a portion provided in the housing between the first expansion portion and the second expansion portion, and an injection circuit in which the compressor is connected by an injection pipe.
  • a refrigerant circuit and an injection circuit are provided in the housing. Therefore, since the amount of the refrigerant filled in the refrigerant circuit is originally small, it is not necessary to further reduce the amount of the refrigerant filled. Therefore, it is not necessary to use a liquid-state refrigerant as the refrigerant to be injected into the compressor. Therefore, the chilling unit does not require a circuit for generating a liquid refrigerant.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the chilling unit which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a side view which shows the chilling unit which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view of the machine room which shows the chilling unit which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows typically the arrangement of the 1st heat source heat exchanger in the chilling unit which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It It is a circuit diagram which shows the chilling unit which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the control part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the control part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the control part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a chilling unit 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing the chilling unit 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the machine room 4 showing the chilling unit 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the arrangement of the first heat source heat exchanger 1A in the chilling unit 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view of the chilling unit 100 as viewed from the direction of arrow A in FIG.
  • FIG. 3 is a view of the machine room 4 from the side surface opposite to the side surface shown in FIG. FIG.
  • a heat medium such as water or antifreeze is supplied to the chilling unit 100 from a user-side unit (not shown), and the heat medium is cooled or heated in the chilling unit 100 and the user-side unit is cooled or heated. Will be sent to. By circulating the heat medium in this way, cold heat or hot heat is supplied to the user-side unit.
  • the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, and the third heat source heat exchanger 1A constituting the refrigeration cycle on the heat source side are inside the housing 1. It has a heat source heat exchanger 1C and a fourth heat source heat exchanger 1D.
  • the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D may be referred to as heat source heat exchanger 2.
  • the chilling unit 100 has a first blower 5A, a second blower 5B, a third blower 5C, and a fourth blower 5D.
  • the first blower 5A, the second blower 5B, the third blower 5C, and the fourth blower 5D may be referred to as a blower 5.
  • the chilling unit 100 is formed with a rectangular parallelepiped machine room 4.
  • a top frame 60 is provided above the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D.
  • the top frame 60 is provided with the above-mentioned first blower 5A, second blower 5B, third blower 5C, and fourth blower 5D.
  • the first blower 5A, the second blower 5B, the third blower 5C, and the fourth blower 5D are each covered with a fan guard (not shown).
  • the machine room 4 is provided with an underframe 41, four gate pillars, four intermediate pillars, and an upper beam 44.
  • the four gate pillars are composed of a gate pillar 42A, a gate pillar 42B, a gate pillar 42C, and a gate pillar 42D.
  • the four intermediate pillars are composed of an intermediate pillar 43A, an intermediate pillar 43B, an intermediate pillar 43C, and an intermediate pillar 43D.
  • the underframe 41 is a plate-shaped member having a rectangular shape.
  • the gate pillar 42A, the gate pillar 42B, the gate pillar 42C, and the gate pillar 42D are provided so as to extend in a direction orthogonal to the underframe 41 at the four corners of the underframe 41.
  • the intermediate pillars 43A and 43B are provided at intervals between the gate pillars 42A and the gate pillars 42C in the longitudinal direction of the underframe 41.
  • the intermediate pillar 43C and the intermediate pillar 43D are provided at intervals between the gate pillar 42B and the gate pillar 42D in the longitudinal direction of the underframe 41.
  • the intermediate pillar 43A, the intermediate pillar 43B, the intermediate pillar 43C, and the intermediate pillar 43D are provided so as to extend in a direction orthogonal to the underframe 41.
  • the upper beam 44 is provided on the gate pillar 42A, the gate pillar 42B, the gate pillar 42C, and the gate pillar 42D, and the intermediate pillar 43A, the intermediate pillar 43B, the intermediate pillar 43C, and the intermediate pillar 43D.
  • a plurality of elemental devices are installed in the machine room 4.
  • the plurality of devices installed in the machine room 4 include, for example, a refrigerant heat exchanger heat exchanger 3, a compressor 20 constituting a refrigerant circuit 19, and a control unit 30.
  • the gate pillar 42A, the gate pillar 42B, the gate pillar 42C, and the gate pillar 42D may be collectively referred to as the gate pillar 42.
  • the intermediate pillar 43A, the intermediate pillar 43B, the intermediate pillar 43C, and the intermediate pillar 43D may be collectively referred to as the intermediate pillar 43.
  • the first heat source heat exchanger 1A and the second heat source heat exchanger 1B facing each other in the lateral direction of the machine room 4 are located at ends on the side far from the machine room 4.
  • the distance is tilted so as to be larger than the distance between the ends on the side closer to the machine room 4. That is, the first heat source heat exchanger 1A and the second heat source heat exchanger 1B are tilted so as to form a V shape when viewed from the side of the chilling unit 100.
  • Both the third heat source heat exchanger 1C and the fourth heat source heat exchanger 1D facing each other in the lateral direction of the machine room 4 are similarly tilted so as to have a V shape.
  • the inclination angle ⁇ of the first heat source heat exchanger 1A is 65 to 80 degrees. The same applies to the inclination angles of the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D.
  • a base 10 is provided on the upper beam 44 of the machine room 4.
  • the base 10 is supported by a gate pillar 42 and an intermediate pillar 43.
  • a plurality of rubber sheets are provided on the base 10.
  • the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D are arranged on the base 10 via a rubber sheet. ..
  • the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D are inclined in the above-described manner.
  • a side panel 50 is provided between the first heat source heat exchanger 1A and the third heat source heat exchanger 1C.
  • a side panel 51 is provided between the first heat source heat exchanger 1A and the second heat source heat exchanger 1B.
  • a side panel (not shown) similar to the side panel 50 is also provided between the second heat source heat exchanger 1B and the fourth heat source heat exchanger 1D. Further, a side panel (not shown) similar to the side panel 51 is provided between the third heat source heat exchanger 1C and the fourth heat source heat exchanger 1D.
  • the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D are parallel flow type heat exchangers, and are a pair of headers. It has a plurality of flat aluminum tubes and a plurality of corrugated fins. A plurality of flat aluminum tubes are provided between a pair of headers, and both ends thereof are connected to the headers. A plurality of flat aluminum tubes are arranged in parallel at intervals between the pair of headers, and the flat portions of the tubes face each other. Corrugated fins are provided between facing flat portions of a plurality of flat aluminum tubes.
  • the first heat source heat exchanger 1A to the fourth heat source heat exchanger 1D are located slightly deviated from the center in the longitudinal direction of the aluminum flat tube when viewed from the direction orthogonal to the aluminum flat tube. It is bent at an angle of 90 degrees. That is, the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger 1D are L when viewed from one end of the header. It has a character.
  • the first heat source heat exchanger 1A and the second heat source heat exchanger 1B face each other along the lateral direction of the machine room 4, and the third heat source heat exchanger 1C and the fourth heat source heat exchanger 1D Is opposed to the machine room 4 along the lateral direction. Further, the first heat source heat exchanger 1A and the third heat source heat exchanger 1C are juxtaposed along the longitudinal direction of the machine room 4, and the second heat source heat exchanger 1B and the fourth heat source heat exchanger 1B are arranged side by side. 1D is juxtaposed along the longitudinal direction of the machine room 4.
  • the short side portion 1AS of the first heat source heat exchanger 1A and the short side portion 1BS of the second heat source heat exchanger 1B face each other in the longitudinal direction of the machine room 4, and the third heat source heat exchanger 1C
  • the short side portion 1CS of the above and the short side portion 1DS of the fourth heat source heat exchanger 1D face each other in the longitudinal direction of the machine room 4.
  • the long side portion 1AL of the first heat source heat exchanger 1A and the long side portion 1CL of the third heat source heat exchanger 1C are juxtaposed along the longitudinal direction of the machine room 4.
  • the long side portion 1BL of the second heat source heat exchanger 1B and the long side portion 1DL of the fourth heat source heat exchanger 1D are juxtaposed along the longitudinal direction of the machine room 4.
  • the first heat source heat exchanger 1A and the second heat source heat exchanger 1B form a rectangular shape.
  • the corner portion 1AE which is the intersection of the short side portion 1AS and the long side portion 1AL in the first heat source heat exchanger 1A, is located at one corner of the rectangle.
  • the corner portion 1BE which is the intersection of the short side portion 1BS and the long side portion 1BL in the second heat source heat exchanger 1B, is located at one corner of the rectangle.
  • the third heat source heat exchanger 1C and the fourth heat source heat exchanger 1D form a rectangular shape.
  • the corner portion 1CE which is the intersection of the short side portion 1CS and the long side portion 1CL in the third heat source heat exchanger 1C, is located at one corner of the rectangle.
  • the corner portion 1DE which is the intersection of the short side portion 1DS and the long side portion 1DL in the fourth heat source heat exchanger 1D, is located at one corner of the rectangle.
  • the arrangement of each heat source heat exchanger shown in FIG. 4 is only an example, and may be arranged differently.
  • the direction of the flow of the supplied air is the first heat source heat exchanger 1A, the second heat source heat exchanger 1B, the third heat source heat exchanger 1C, and the fourth heat source heat exchanger. It is arranged so as to intersect the long side of the aluminum flat tube of the heat source heat exchanger 1D. Therefore, the supplied air is guided between the opposing flat portions of the plurality of aluminum flat tubes and flows in the aluminum flat tubes along the width direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the chilling unit 100 according to the first embodiment.
  • the chilling unit 100 includes a housing 1, a refrigerant circuit 19, an injection circuit 11, a heat medium circuit 15, and a control unit 30.
  • the refrigerant circuit 19, the injection circuit 11, the heat medium circuit 15, and the control unit 30 are provided inside the housing 1.
  • the compressor 20, the flow path switching device 21, the heat source heat exchanger 2, the first expanding portion 22a, the second expanding portion 22b, the refrigerant heat medium heat exchanger 3 and the accumulator 23 are connected by a refrigerant pipe 19a to form a refrigerant.
  • the circuit 19 is configured.
  • the compressor 20 sucks in the refrigerant in a low temperature and low pressure state, compresses the sucked refrigerant into a refrigerant in a high temperature and high pressure state, and discharges the refrigerant.
  • the flow path switching device 21 switches the direction in which the refrigerant flows in the refrigerant circuit 19, and is, for example, a four-way valve.
  • the flow path switching device 21 is connected to the compressor 20 and switches the direction of the refrigerant flowing in the refrigerant circuit 19 to the cooling operation side or the heating operation side.
  • the heat source heat exchanger 2 is, for example, an air heat exchanger that exchanges heat between outdoor air and a refrigerant.
  • the heat source heat exchanger 2 acts as a condenser during the cooling operation and as an evaporator during the heating operation.
  • a blower 5 is provided in the housing 1, and the blower 5 is a device that sends outdoor air to the heat source heat exchanger 2.
  • the first expansion portion 22a is a pressure reducing valve or an expansion valve that expands by reducing the pressure of the refrigerant.
  • the first expansion portion 22a is, for example, an electronic expansion valve whose opening degree is adjusted.
  • the second expansion portion 22b is a pressure reducing valve or an expansion valve that decompresses and expands the refrigerant.
  • the second expansion portion 22b is, for example, an electronic expansion valve whose opening degree is adjusted.
  • the refrigerant heat medium heat exchanger 3 exchanges heat between the heat medium flowing through the heat medium circuit 15 and the refrigerant.
  • the refrigerant heat medium heat exchanger 3 acts as an evaporator during the cooling operation and as a condenser during the heating operation.
  • the chilling unit 100 has a compressor 20, a flow path switching device 21, a heat source heat exchanger 2, a first expansion portion 22a, a second expansion portion 22b, and heat exchange between refrigerant heat media inside one housing 1.
  • a vessel 3 and an accumulator 23 are provided. Therefore, the length of the refrigerant pipe 19a constituting the refrigerant circuit 19 can be shortened. Therefore, the distance between the first expanding portion 22a and the second expanding portion 22b can also be set to 1 m or less.
  • the accumulator 23 is provided on the suction side of the compressor 20 and stores the liquid-state refrigerant among the refrigerants sucked into the compressor 20 so that only the gas-state refrigerant flows into the compressor 20. is there.
  • injection circuit 11 A portion between the first expansion portion 22a and the second expansion portion 22b and the compressor 20 are connected by an injection pipe 11a to form an injection circuit 11.
  • the injection circuit 11 is provided with an injection expansion portion 12 that decompresses and expands the refrigerant flowing through the injection pipe 11a.
  • the injection circuit 11 of the first embodiment adopts a suction chamber injection system in which the injection pipe 11a is inserted into the suction chamber of the compressor 20.
  • the volume increases by the distance from the expansion part to the compressor 20, and the volumetric efficiency deteriorates. Therefore, it is necessary to install the expanding portion around the compressor 20, but in this case, the stress from the compressor 20 may reach the expanding portion.
  • the suction chamber injection method since the suction chamber injection method is adopted, the first expansion portion 22a and the second expansion portion 22b can be kept away from the compressor 20 while maintaining the volumetric efficiency. it can. Therefore, stress countermeasures are not required.
  • Heat medium circuit 15 The refrigerant heat medium heat exchanger 3 and the user-side unit are connected by a heat medium pipe 15a to form a heat medium circuit 15.
  • the control unit 30 is composed of a CPU (Central Processing Unit, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a processor) that executes a program stored in dedicated hardware or a storage device. ..
  • the control unit 30 is dedicated hardware, the control unit 30 is, for example, a single circuit, a composite circuit, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Applies to.
  • Each of the functional units realized by the control unit 30 may be realized by individual hardware, or each functional unit may be realized by one hardware.
  • each function executed by the control unit 30 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are written as programs and stored in storage.
  • the CPU realizes each function by reading and executing the program stored in the storage device.
  • some of the functions of the control unit 30 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.
  • the storage device may be configured as a hard disk, or may be configured as a volatile storage device such as a random access memory (RAM) capable of temporarily storing data. Further, the storage device may be configured as a non-volatile storage device such as a flash memory capable of storing data for a long period of time.
  • the chilling unit 100 of the first embodiment has a cooling operation mode and a heating operation mode as operation modes.
  • the control unit 30 fully opens the first expansion unit 22a and adjusts the opening degree of the second expansion unit 22b.
  • the liquid refrigerant condensed and liquefied in the heat source heat exchanger 2 flows out from the first expansion portion 22a in the liquid state because the first expansion portion 22a is fully open.
  • a part of the liquid refrigerant flows through the injection pipe 11a and is injected into the compressor 20.
  • a refrigerant circuit 19 and an injection circuit 11 are provided in the housing 1.
  • the first expansion portion 22a since the amount of the refrigerant filled is originally small, it is not necessary to further reduce the amount of the refrigerant filled. Therefore, in the first expansion portion 22a, it is not necessary to temporarily change the liquid-state refrigerant into a gas-liquid two-phase state refrigerant. Therefore, the first expansion portion 22a can be fully opened. The degree of superheat is controlled in the second expansion portion 22b except for the refrigerant flowing in the injection pipe 11a among the liquid-state refrigerants.
  • control unit 30 fully opens the second expansion unit 22b during the heating operation and adjusts the opening degree of the first expansion unit 22a.
  • the liquid refrigerant condensed and liquefied in the refrigerant heat exchanger 3 flows out from the second expansion portion 22b in the liquid state because the second expansion portion 22b is fully open.
  • a part of the liquid refrigerant flows through the injection pipe 11a and is injected into the compressor 20.
  • a refrigerant circuit 19 and an injection circuit 11 are provided in the housing 1. Therefore, since the amount of the refrigerant filled is originally small, it is not necessary to further reduce the amount of the refrigerant filled.
  • the second expansion portion 22b it is not necessary to temporarily change the liquid-state refrigerant into a gas-liquid two-phase state refrigerant. Therefore, the second expansion portion 22b can be fully opened.
  • the degree of superheat is controlled in the first expansion portion 22a except for the refrigerant flowing in the injection pipe 11a among the liquid-state refrigerants.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control unit 30 according to the first embodiment. Next, the operation of the control unit 30 will be described with reference to a flowchart.
  • the control unit 30 when the cooling operation is started (step ST1), the control unit 30 fully opens the first expansion unit 22a (step ST2). Then, the control unit 30 controls the opening degree of the second expansion unit 22b to adjust the temperature of the refrigerant (step ST3).
  • the flow of the refrigerant in the cooling operation will be described.
  • the refrigerant sucked into the compressor 20 is compressed by the compressor 20 and discharged in a high temperature and high pressure gas state.
  • the high-temperature and high-pressure gas-state refrigerant discharged from the compressor 20 passes through the flow path switching device 21 and flows into the heat source heat exchanger 2 that acts as a condenser.
  • the heat source heat exchanger 2 the refrigerant exchanges heat with the outdoor air sent by the blower 5, condenses and liquefies.
  • the condensed liquid refrigerant flows into the fully opened first expansion portion 22a and flows out as it is.
  • the liquid-state refrigerant branches, and one of them flows into the second expansion portion 22b, and is expanded and depressurized in the second expansion portion 22b to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant.
  • the refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows into the refrigerant heat medium heat exchanger 3 that acts as an evaporator, and is heat-exchanged with the heat medium flowing through the heat medium pipe 15a in the refrigerant heat medium heat exchanger 3. Evaporates and vaporizes. At this time, the heat medium is cooled.
  • the evaporated low-temperature and low-pressure gas-like refrigerant passes through the flow path switching device 21 and is sucked into the compressor 20.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the control unit 30 according to the first embodiment. Next, the operation of the control unit 30 will be described with reference to a flowchart. As shown in FIG. 7, when the heating operation is started (step ST11), the control unit 30 fully opens the second expansion unit 22b (step ST12). Then, the control unit 30 controls the opening degree of the first expansion unit 22a to adjust the temperature of the refrigerant (step ST13).
  • the flow of the refrigerant in the heating operation will be described.
  • the refrigerant sucked into the compressor 20 is compressed by the compressor 20 and discharged in a high temperature and high pressure gas state.
  • the high-temperature and high-pressure gas-state refrigerant discharged from the compressor 20 passes through the flow path switching device 21 and flows into the refrigerant heat medium heat exchanger 3 that acts as a condenser.
  • the refrigerant exchanges heat with the heat medium flowing through the heat medium pipe 15a in the refrigerant heat medium heat exchanger 3, condenses and liquefies.
  • the heat medium is warmed.
  • the condensed liquid refrigerant flows into the fully opened second expansion portion 22b and flows out as it is.
  • the liquid-state refrigerant branches, and one of them flows into the first expansion portion 22a, and is expanded and depressurized in the first expansion portion 22a to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant. Then, the gas-liquid two-phase state refrigerant flows into the heat source heat exchanger 2 that acts as an evaporator, and in the heat source heat exchanger 2, heat is exchanged with the outdoor air sent by the blower 5 and evaporated to gasify. ..
  • the evaporated low-temperature and low-pressure gas-like refrigerant passes through the flow path switching device 21 and is sucked into the compressor 20.
  • the refrigerant circuit 19 and the injection circuit 11 are provided in the housing 1. Therefore, since the amount of the refrigerant filled in the refrigerant circuit 19 is originally small, it is not necessary to further reduce the amount of the refrigerant filled. Therefore, it is not necessary to use a liquid-state refrigerant as the refrigerant to be injected into the compressor 20. Therefore, the chilling unit 100 does not require a circuit for generating a liquid refrigerant. As described above, in the first embodiment, the cost is reduced because the first expansion portion 22a and the second expansion portion 22b, which are relatively inexpensive, may be provided instead of the circuit for generating the refrigerant in the liquid state. You can also do it.
  • the chilling unit 100 has a compressor 20, a flow path switching device 21, a heat source heat exchanger 2, a first expansion portion 22a, a second expansion portion 22b, and heat exchange between refrigerant heat media inside one housing 1.
  • a vessel 3 and an accumulator 23 are provided. Therefore, the length of the refrigerant pipe 19a constituting the refrigerant circuit 19 can be shortened. Therefore, the distance between the first expanding portion 22a and the second expanding portion 22b can also be set to 1 m or less.
  • the injection pipe 11a is inserted into the suction chamber of the compressor 20.
  • the volume increases by the distance from the expansion portion to the compressor 20, and the volumetric efficiency deteriorates. Therefore, it is necessary to install the expanding portion around the compressor 20, but in this case, the stress from the compressor 20 may reach the expanding portion.
  • the suction chamber injection method since the suction chamber injection method is adopted, the first expansion portion 22a and the second expansion portion 22b can be kept away from the compressor 20 while maintaining the volumetric efficiency. it can. Therefore, stress countermeasures are not required.
  • the oil concentration may be diluted.
  • the suction chamber injection method since the suction chamber injection method is adopted, it is possible to suppress an excessive increase in the discharge temperature of the refrigerant without diluting the oil concentration.
  • the liquid refrigerant condensed and liquefied in the heat source heat exchanger 2 flows out from the first expansion portion 22a in the liquid state because the first expansion portion 22a is fully open.
  • a part of the liquid refrigerant flows through the injection pipe 11a and is injected into the compressor 20.
  • a refrigerant circuit 19 and an injection circuit 11 are provided in the housing 1. Therefore, since the amount of the refrigerant filled is originally small, it is not necessary to further reduce the amount of the refrigerant filled. Therefore, in the first expansion portion 22a, it is not necessary to temporarily change the liquid-state refrigerant into a gas-liquid two-phase state refrigerant. Therefore, the first expansion portion 22a can be fully opened.
  • the liquid refrigerant condensed and liquefied in the refrigerant heat medium heat exchanger 3 flows out from the second expansion portion 22b in the liquid state because the second expansion portion 22b is fully open.
  • a part of the liquid refrigerant flows through the injection pipe 11a and is injected into the compressor 20.
  • a refrigerant circuit 19 and an injection circuit 11 are provided in the housing 1. Therefore, since the amount of the refrigerant filled is originally small, it is not necessary to further reduce the amount of the refrigerant filled. Therefore, in the first expansion portion 22a, it is not necessary to temporarily change the liquid-state refrigerant into a gas-liquid two-phase state refrigerant. Therefore, the first expansion portion 22a can be fully opened.
  • 1 housing 1A first heat source heat exchanger, 1AE corner part, 1AL long side part, 1AS short side part, 1B second heat source heat exchanger, 1BE corner part, 1BL long side part, 1BS short side part, 1C 3rd heat source heat exchanger, 1CE corner part, 1CL long side part, 1CS short side part, 1D 4th heat source heat exchanger, 1DE corner part, 1DL long side part, 1DS short side part, 2 heat source heat exchange Vessel, 3 Refrigerant heat medium heat exchanger, 4 Machine room, 5 Blower, 5A 1st blower, 5B 2nd blower, 5C 3rd blower, 5D 4th blower, 10 base, 11 injection circuit, 11a Injection pipe, 12 injection expansion part, 15 heat medium circuit, 15a heat medium pipe, 19 refrigerant circuit, 19a refrigerant pipe, 20 compressor, 21 flow path switching device, 22a first expansion part, 22b second expansion part, 23 Accumulator, 30 Control Unit, 41 Underframe, 42 Gate Pillar, 42A Gate

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Abstract

チリングユニットは、筐体と、筐体に設けられ、圧縮機、熱源熱交換器、第１の膨張部、第２の膨張部及び冷媒熱媒体間熱交換器が冷媒配管により接続され、冷媒が流れる冷媒回路と、筐体に設けられ、第１の膨張部と第２の膨張部との間の部位と、圧縮機とがインジェクション配管により接続されるインジェクション回路と、を備える。

Description

チリングユニット
　本発明は、液状態の冷媒を圧縮機にインジェクションするインジェクション回路を備えるチリングユニットに関する。
　従来、液状態の冷媒を圧縮機にインジェクションするインジェクション回路を備えるチリングユニットが知られている。特許文献１には、熱源側絞り装置と負荷側絞り装置との間に設けられた冷媒熱交換器において液化された冷媒を、圧縮機にインジェクションする空気調和装置が開示されている。特許文献１は、熱源側絞り装置又は負荷側絞り装置において中間圧力まで減圧された気液二相状態の冷媒を、冷媒熱交換器において液化して、圧縮機にインジェクションする。特許文献１において、熱源側絞り装置は熱源側ユニットに設けられ、負荷側絞り装置は負荷側ユニットに設けられている。これにより、空気調和装置は、概して冷媒の封入量が多くなる。このため、特許文献１は、冷媒を熱源側絞り装置又は負荷側絞り装置において中間圧力まで減圧して気液二相状態とすることによって、冷媒の封入量を削減している。
特開２００８－１３８９２１号公報
　このように、特許文献１に開示された空気調和装置は、冷媒を熱源側絞り装置又は負荷側絞り装置において中間圧力まで減圧している。このため、圧縮機に液状態の冷媒をインジェクションするために、別途、冷媒熱交換器等を設ける回路が必要となる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、インジェクション用に液状態の冷媒を生成する回路が不要なチリングユニットを提供することを目的とする。
　本発明に係るチリングユニットは、筐体と、筐体に設けられ、圧縮機、熱源熱交換器、第１の膨張部、第２の膨張部及び冷媒熱媒体間熱交換器が冷媒配管により接続され、冷媒が流れる冷媒回路と、筐体に設けられ、第１の膨張部と第２の膨張部との間の部位と、圧縮機とがインジェクション配管により接続されるインジェクション回路と、を備える。
　本発明によれば、冷媒回路とインジェクション回路とが、筐体に設けられている。このため、冷媒回路内の冷媒の封入量はもともと少ないため、冷媒の封入量を更に削減する必要がない。従って、圧縮機にインジェクションさせる冷媒を、液状態の冷媒にすることが不要である。よって、チリングユニットは、液状態の冷媒を生成する回路が不要である。
実施の形態１に係るチリングユニットを示す斜視図である。 実施の形態１に係るチリングユニットを示す側面図である。 実施の形態１に係るチリングユニットを示す機械室の斜視図である。 実施の形態１に係るチリングユニットにおける第１の熱源熱交換器の配置を模式的に示す図である。 実施の形態１に係るチリングユニットを示す回路図である。 実施の形態１に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
　以下、本発明のチリングユニットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、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、以下の説明において、本発明の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本発明を説明するためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るチリングユニット１００を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係るチリングユニット１００を示す側面図である。図３は、実施の形態１に係るチリングユニット１００を示す機械室４の斜視図である。図４は、実施の形態１に係るチリングユニット１００における第１の熱源熱交換器１Ａの配置を模式的に示す図である。図２は、チリングユニット１００を図１の矢印Ａの方向からみた図である。図３は、図２に示す側面の反対側の側面から機械室４をみた図である。図４は、第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ及び第４の熱源熱交換器１Ｄをチリングユニット１００の上方からみた図である。本実施の形態１のチリングユニット１００は、不図示の利用側ユニットからチリングユニット１００に水又は不凍液等の熱媒体が供給され、その熱媒体は、チリングユニット１００において冷却又は加熱され、利用側ユニットに送給される。このように熱媒体が循環することにより、利用側ユニットに冷熱又は温熱が供給される。
　図１～図４に示すように、チリングユニット１００は、筐体１の内部に、熱源側の冷凍サイクルを構成する第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ、及び第４の熱源熱交換器１Ｄを有している。なお、第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ、及び第４の熱源熱交換器１Ｄを、熱源熱交換器２と呼称する場合がある。また、チリングユニット１００は、第１の送風機５Ａ、第２の送風機５Ｂ、第３の送風機５Ｃ、及び第４の送風機５Ｄを有している。なお、第１の送風機５Ａ、第２の送風機５Ｂ、第３の送風機５Ｃ、及び第４の送風機５Ｄを、送風機５と呼称する場合がある。また、チリングユニット１００には、直方体状の機械室４が形成されている。
　第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ、及び第４の熱源熱交換器１Ｄの上方には、天枠６０が設けられている。天枠６０には、上述の第１の送風機５Ａ、第２の送風機５Ｂ、第３の送風機５Ｃ、及び第４の送風機５Ｄが設けられている。第１の送風機５Ａ、第２の送風機５Ｂ、第３の送風機５Ｃ、及び第４の送風機５Ｄは、それぞれ不図示のファンガードで覆われている。
　図１において機械室４が占める空間は点線で示されている。機械室４には、台枠４１と、４本の門柱と、４本の中間柱と、上部梁４４とが設けられている。４本の門柱は、門柱４２Ａ、門柱４２Ｂ、門柱４２Ｃ、及び門柱４２Ｄからなる。４本の中間柱は、中間柱４３Ａ、中間柱４３Ｂ、中間柱４３Ｃ、及び中間柱４３Ｄからなる。台枠４１は長方形状をなす板状の部材である。門柱４２Ａ、門柱４２Ｂ、門柱４２Ｃ、及び門柱４２Ｄは、台枠４１の４つの角部において、台枠４１と直交する方向に延びるよう設けられている。中間柱４３Ａ及び中間柱４３Ｂは、台枠４１の長手方向において、門柱４２Ａと門柱４２Ｃとの間に、間隔をあけて設けられている。
　中間柱４３Ｃ及び中間柱４３Ｄは、台枠４１の長手方向において、門柱４２Ｂと門柱４２Ｄとの間に、間隔をあけて設けられている。中間柱４３Ａ、中間柱４３Ｂ、中間柱４３Ｃ、及び中間柱４３Ｄは、台枠４１と直交する方向に延びるよう設けられている。上部梁４４は、門柱４２Ａ、門柱４２Ｂ、門柱４２Ｃ、及び門柱４２Ｄ、並びに中間柱４３Ａ、中間柱４３Ｂ、中間柱４３Ｃ、及び中間柱４３Ｄの上に設けられている。機械室４には複数の要素機器が設置されている。機械室４に設置されている複数の機器には、例えば冷媒熱媒体間熱交換器３、冷媒回路１９を構成する圧縮機２０、及び制御部３０が含まれている。なお、門柱４２Ａ、門柱４２Ｂ、門柱４２Ｃ、及び門柱４２Ｄを総称して門柱４２という場合がある。また、中間柱４３Ａ、中間柱４３Ｂ、中間柱４３Ｃ、及び中間柱４３Ｄを総称して中間柱４３という場合がある。
　さらに、図２に示すように、機械室４の短手方向において対向する第１の熱源熱交換器１Ａと第２の熱源熱交換器１Ｂとは、機械室４から遠い側の端部同士の間隔が機械室４に近い側の端部同士の間隔よりも大きくなるよう傾けられている。すなわち、第１の熱源熱交換器１Ａと第２の熱源熱交換器１Ｂとは、チリングユニット１００の側方からみたときＶ字を形成するよう傾けられている。機械室４の短手方向において対向する第３の熱源熱交換器１Ｃと第４の熱源熱交換器１Ｄとも、同様にＶ字状となるよう傾けられている。本実施の形態１では、第１の熱源熱交換器１Ａの傾斜角度αは６５度～８０度である。第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ、及び第４の熱源熱交換器１Ｄの傾斜角度も同様である。
　図３に示すように、機械室４の上部梁４４にはベース１０が設けられている。ベース１０は、門柱４２及び中間柱４３により支持されている。ベース１０には複数のゴムシートが設けられている。第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ、及び第４の熱源熱交換器１Ｄは、ゴムシートを介してベース１０に配置されている。そして、第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ、及び第４の熱源熱交換器１Ｄは、上述の態様で傾斜している。第１の熱源熱交換器１Ａと第３の熱源熱交換器１Ｃとの間には側面パネル５０が設けられている。第１の熱源熱交換器１Ａと第２の熱源熱交換器１Ｂとの間には側面パネル５１が設けられている。なお、第２の熱源熱交換器１Ｂと第４の熱源熱交換器１Ｄとの間にも側面パネル５０と同様の側面パネル（図示省略）が設けられている。また、第３の熱源熱交換器１Ｃと第４の熱源熱交換器１Ｄとの間には側面パネル５１と同様の側面パネル（図示省略）が設けられている。
　第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ及び第４の熱源熱交換器１Ｄは、パラレルフロー型の熱交換器であり、一対のヘッダと、複数のアルミ扁平管と、複数のコルゲートフィンとを有している。複数のアルミ扁平管は一対のヘッダの間に設けられており、その両端部はヘッダに接続されている。一対のヘッダの間において、複数のアルミ扁平管は間隔をあけて平行に配置されており、それぞれの平坦部が対向している。コルゲートフィンは、複数のアルミ扁平管の対向する平坦部の間に設けられている。
　図４に示すように、第１の熱源熱交換器１Ａ～第４の熱源熱交換器１Ｄは、アルミ扁平管に直交する方向からみたとき、アルミ扁平管の長手方向の中央から若干逸れた位置で９０度の角度で折り曲げられている。すなわち、第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ及び第４の熱源熱交換器１Ｄは、ヘッダの一方の端部からみたとき、Ｌ字を呈している。第１の熱源熱交換器１Ａと第２の熱源熱交換器１Ｂとは、機械室４の短手方向に沿って対向し、第３の熱源熱交換器１Ｃと第４の熱源熱交換器１Ｄとは、機械室４の短手方向に沿って対向している。また、第１の熱源熱交換器１Ａと第３の熱源熱交換器１Ｃとは、機械室４の長手方向に沿って並置され、第２の熱源熱交換器１Ｂと第４の熱源熱交換器１Ｄとは、機械室４の長手方向に沿って並置されている。
　更に、第１の熱源熱交換器１Ａの短辺部１ＡＳと第２の熱源熱交換器１Ｂの短辺部１ＢＳとは、機械室４の長手方向において対向し、第３の熱源熱交換器１Ｃの短辺部１ＣＳと第４の熱源熱交換器１Ｄの短辺部１ＤＳとは、機械室４の長手方向において対向している。また、第１の熱源熱交換器１Ａの長辺部１ＡＬと第３の熱源熱交換器１Ｃの長辺部１ＣＬとは、機械室４の長手方向に沿って並置されている。第２の熱源熱交換器１Ｂの長辺部１ＢＬと第４の熱源熱交換器１Ｄの長辺部１ＤＬとは、機械室４の長手方向に沿って並置されている。このように、第１の熱源熱交換器１Ａと第２の熱源熱交換器１Ｂとで、長方形状をなしている。なお、第１の熱源熱交換器１Ａにおける短辺部１ＡＳと長辺部１ＡＬとの交点である角部１ＡＥは、長方形の一隅に位置している。第２の熱源熱交換器１Ｂにおける短辺部１ＢＳと長辺部１ＢＬとの交点である角部１ＢＥは、長方形の一隅に位置している。また、第３の熱源熱交換器１Ｃと第４の熱源熱交換器１Ｄとで、長方形状をなしている。なお、第３の熱源熱交換器１Ｃにおける短辺部１ＣＳと長辺部１ＣＬとの交点である角部１ＣＥは、長方形の一隅に位置している。第４の熱源熱交換器１Ｄにおける短辺部１ＤＳと長辺部１ＤＬとの交点である角部１ＤＥは、長方形の一隅に位置している。なお、図４に示す各熱源熱交換器の配置は、一例に過ぎず、異なる配置としてもよい。
　本実施の形態１のチリングユニット１００は、供給される空気の流れの方向が第１の熱源熱交換器１Ａ、第２の熱源熱交換器１Ｂ、第３の熱源熱交換器１Ｃ及び第４の熱源熱交換器１Ｄのアルミ扁平管の長辺部と交差するように配置される。従って、供給される空気は、複数のアルミ扁平管の対向する平坦部の間に導かれ、アルミ扁平管において長手方向と直交する幅方向に沿って流れることとなる。
　図５は、実施の形態１に係るチリングユニット１００を示す回路図である。図５に示すように、チリングユニット１００は、筐体１と、冷媒回路１９と、インジェクション回路１１と、熱媒体回路１５と、制御部３０とを備えている。冷媒回路１９、インジェクション回路１１、熱媒体回路１５及び制御部３０は、筐体１の内部に設けられている。
　（冷媒回路１９）
　圧縮機２０、流路切替装置２１、熱源熱交換器２、第１の膨張部２２ａ、第２の膨張部２２ｂ、冷媒熱媒体間熱交換器３及びアキュムレータ２３が冷媒配管１９ａにより接続されて冷媒回路１９が構成されている。圧縮機２０は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。流路切替装置２１は、冷媒回路１９において冷媒が流れる方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。流路切替装置２１は、圧縮機２０に接続され、冷媒回路１９に流れる冷媒の向きを冷却運転側又は加熱運転側に切り替える。熱源熱交換器２は、例えば室外空気と冷媒との間で熱交換する空気熱交換器である。熱源熱交換器２は、冷却運転時には凝縮器として作用し、加熱運転時には蒸発器として作用する。また、筐体１には送風機５が設けられており、送風機５は、熱源熱交換器２に室外空気を送る機器である。
　第１の膨張部２２ａは、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。第１の膨張部２２ａは、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。第２の膨張部２２ｂは、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。第２の膨張部２２ｂは、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。冷媒熱媒体間熱交換器３は、熱媒体回路１５に流れる熱媒体と冷媒との間で熱交換するものである。冷媒熱媒体間熱交換器３は、冷却運転時には蒸発器として作用し、加熱運転時には凝縮器として作用する。
　ここで、第１の膨張部２２ａと第２の膨張部２２ｂとの間の距離は、１ｍ以下である。チリングユニット１００は、１つの筐体１の内部に、圧縮機２０、流路切替装置２１、熱源熱交換器２、第１の膨張部２２ａ、第２の膨張部２２ｂ、冷媒熱媒体間熱交換器３及びアキュムレータ２３が設けられている。このため、冷媒回路１９を構成する冷媒配管１９ａの長さを短くすることができる。従って、第１の膨張部２２ａと第２の膨張部２２ｂとの間の距離についても１ｍ以下とすることができる。アキュムレータ２３は、圧縮機２０の吸入側に設けられており、ガス状態の冷媒のみが圧縮機２０に流入するように、圧縮機２０に吸入される冷媒のうち液状態の冷媒を貯留するものである。
　（インジェクション回路１１）
　第１の膨張部２２ａと第２の膨張部２２ｂとの間の部位と、圧縮機２０とがインジェクション配管１１ａにより接続されてインジェクション回路１１が構成されている。インジェクション回路１１には、インジェクション配管１１ａに流れる冷媒を減圧して膨張するインジェクション膨張部１２が設けられている。本実施の形態１のインジェクション回路１１には、インジェクション配管１１ａが圧縮機２０の吸入室に挿入されている吸入室インジェクション方式が採用されている。
　圧縮機２０の圧縮過程において中間圧の乾き度が低い冷媒をインジェクションする中間インジェクション方式の場合、膨張部から圧縮機２０までの距離分だけ容積が増えるため、体積効率が悪化する。従って、膨張部を圧縮機２０周辺に設置する必要があるが、この場合、圧縮機２０からの応力が膨張部に及ぶおそれがある。これに対し、本実施の形態１は、吸入室インジェクション方式が採用されているため、体積効率を維持しつつ、第１の膨張部２２ａ及び第２の膨張部２２ｂを圧縮機２０から遠ざけることができる。従って、応力対策が不要となる。
　（熱媒体回路１５）
　冷媒熱媒体間熱交換器３と利用側ユニットとが熱媒体配管１５ａにより接続されて熱媒体回路１５が構成されている。
　（制御部３０）
　制御部３０は、専用のハードウェア又は記憶装置に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ又はプロセッサともいう）で構成される。制御部３０が専用のハードウェアである場合、制御部３０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。制御部３０が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
　制御部３０がＣＰＵの場合、制御部３０が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置に格納される。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。なお、制御部３０の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。記憶装置は、ハードディスクとして構成されてもよいし、データを一時的に記憶することができるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の揮発性記憶装置として構成されてもよい。また、記憶装置は、データを長期的に記憶することができるフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置として構成されてもよい。
　本実施の形態１のチリングユニット１００は、運転モードとして、冷却運転モード及び加熱運転モードを有している。制御部３０は、冷却運転時、第１の膨張部２２ａを全開とし、第２の膨張部２２ｂの開度を調整する。冷却運転時、熱源熱交換器２において凝縮されて液化した液状態の冷媒は、第１の膨張部２２ａが全開であるため、液状態のまま第１の膨張部２２ａから流出する。液状態の冷媒の一部は、インジェクション配管１１ａに流れ、圧縮機２０にインジェクションされる。チリングユニット１００は、冷媒回路１９とインジェクション回路１１とが、筐体１に設けられている。このため、冷媒の封入量はもともと少ないため、冷媒の封入量を更に削減する必要がない。従って、第１の膨張部２２ａにおいて、液状態の冷媒を一旦気液二相状態の冷媒にする必要がない。このため、第１の膨張部２２ａを全開にすることができる。なお、液状態の冷媒のうちインジェクション配管１１ａに流れた冷媒以外は、第２の膨張部２２ｂにおいて過熱度が制御される。
　また、制御部３０は、加熱運転時、第２の膨張部２２ｂを全開とし、第１の膨張部２２ａの開度を調整する。加熱運転時、冷媒熱媒体間熱交換器３において凝縮されて液化した液状態の冷媒は、第２の膨張部２２ｂが全開であるため、液状態のまま第２の膨張部２２ｂから流出する。液状態の冷媒の一部は、インジェクション配管１１ａに流れ、圧縮機２０にインジェクションされる。チリングユニット１００は、冷媒回路１９とインジェクション回路１１とが、筐体１に設けられている。このため、冷媒の封入量はもともと少ないため、冷媒の封入量を更に削減する必要がない。従って、第２の膨張部２２ｂにおいて、液状態の冷媒を一旦気液二相状態の冷媒にする必要がない。このため、第２の膨張部２２ｂを全開にすることができる。なお、液状態の冷媒のうちインジェクション配管１１ａに流れた冷媒以外は、第１の膨張部２２ａにおいて過熱度が制御される。
　（運転モード、冷却運転）
　図６は、実施の形態１に係る制御部３０の動作を示すフローチャートである。次に、制御部３０の動作をフローチャートを用いて説明する。図６に示すように、冷却運転が開始されると（ステップＳＴ１）、制御部３０は、第１の膨張部２２ａを全開にする（ステップＳＴ２）。そして、制御部３０は、第２の膨張部２２ｂの開度を制御し、冷媒の温度を調整する（ステップＳＴ３）。
　ここで、冷却運転における冷媒の流れについて説明する。冷却運転において、圧縮機２０に吸入された冷媒は、圧縮機２０によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機２０から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２１を通過して、凝縮器として作用する熱源熱交換器２に流入する。そして冷媒は、熱源熱交換器２において、送風機５によって送られる室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。凝縮された液状態の冷媒は、全開となっている第１の膨張部２２ａに流入し、そのまま流出する。液状態の冷媒は、分岐して、一方が、第２の膨張部２２ｂに流入し、第２の膨張部２２ｂにおいて膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する冷媒熱媒体間熱交換器３に流入し、冷媒熱媒体間熱交換器３において、熱媒体配管１５ａに流れる熱媒体と熱交換されて蒸発してガス化する。このとき、熱媒体が冷やされる。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２１を通過して、圧縮機２０に吸入される。
　また、第１の膨張部２２ａから流出した液状態の冷媒の一部は、インジェクション配管１１ａに流れ、インジェクション膨張部１２において膨張及び減圧される。膨張及び減圧された冷媒は、圧縮機２０の吸入室に吸入される。
　（運転モード、加熱運転）
　図７は、実施の形態１に係る制御部３０の動作を示すフローチャートである。次に、制御部３０の動作をフローチャートを用いて説明する。図７に示すように、加熱運転が開始されると（ステップＳＴ１１）、制御部３０は、第２の膨張部２２ｂを全開にする（ステップＳＴ１２）。そして、制御部３０は、第１の膨張部２２ａの開度を制御し、冷媒の温度を調整する（ステップＳＴ１３）。
　ここで、加熱運転における冷媒の流れについて説明する。加熱運転において、圧縮機２０に吸入された冷媒は、圧縮機２０によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機２０から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２１を通過して、凝縮器として作用する冷媒熱媒体間熱交換器３に流入する。そして冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器３において、熱媒体配管１５ａに流れる熱媒体と熱交換されて凝縮して液化する。このとき、熱媒体が暖められる。凝縮された液状態の冷媒は、全開となっている第２の膨張部２２ｂに流入し、そのまま流出する。液状態の冷媒は、分岐して、一方が、第１の膨張部２２ａに流入し、第１の膨張部２２ａにおいて膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する熱源熱交換器２に流入し、熱源熱交換器２において、送風機５によって送られる室外空気と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２１を通過して、圧縮機２０に吸入される。
　また、第２の膨張部２２ｂから流出した液状態の冷媒の一部は、インジェクション配管１１ａに流れ、インジェクション膨張部１２において膨張及び減圧される。膨張及び減圧された冷媒は、圧縮機２０の吸入室に吸入される。
　本実施の形態１によれば、冷媒回路１９とインジェクション回路１１とが、筐体１に設けられている。このため、冷媒回路１９内の冷媒の封入量はもともと少ないため、冷媒の封入量を更に削減する必要がない。従って、圧縮機２０にインジェクションさせる冷媒を、液状態の冷媒にすることが不要である。よって、チリングユニット１００は、液状態の冷媒を生成する回路が不要である。このように、本実施の形態１は、液状態の冷媒を生成する回路の代わりに、比較的安価な第１の膨張部２２ａ及び第２の膨張部２２ｂを設ければよいため、コストを削減することもできる。
　また、第１の膨張部２２ａと第２の膨張部２２ｂとの間の距離は、１ｍ以下である。チリングユニット１００は、１つの筐体１の内部に、圧縮機２０、流路切替装置２１、熱源熱交換器２、第１の膨張部２２ａ、第２の膨張部２２ｂ、冷媒熱媒体間熱交換器３及びアキュムレータ２３が設けられている。このため、冷媒回路１９を構成する冷媒配管１９ａの長さを短くすることができる。このため、第１の膨張部２２ａと第２の膨張部２２ｂとの間の距離についても１ｍ以下とすることができる。
　インジェクション配管１１ａは、圧縮機２０の吸入室に挿入されている。圧縮機２０の圧縮過程において中間圧の乾き度が低い冷媒をインジェクションする中間インジェクション方式の場合、膨張部から圧縮機２０までの距離分だけ容積が増えるため、体積効率が悪化する。従って、膨張部を圧縮機２０周辺に設置する必要があるが、この場合、圧縮機２０からの応力が膨張部に及ぶおそれがある。これに対し、本実施の形態１は、吸入室インジェクション方式が採用されているため、体積効率を維持しつつ、第１の膨張部２２ａ及び第２の膨張部２２ｂを圧縮機２０から遠ざけることができる。従って、応力対策が不要となる。また、液状態の冷媒が圧縮機２０の吸入側の吸入配管に接続される吸込配管インジェクション方式の場合、油の濃度が希釈される場合がある。これに対し、本実施の形態１は、吸入室インジェクション方式が採用されているため、油の濃度が希釈されることなく、冷媒の吐出温度の過剰な上昇を抑制することができる。
　冷却運転時、熱源熱交換器２において凝縮されて液化した液状態の冷媒は、第１の膨張部２２ａが全開であるため、液状態のまま第１の膨張部２２ａから流出する。液状態の冷媒の一部は、インジェクション配管１１ａに流れ、圧縮機２０にインジェクションされる。チリングユニット１００は、冷媒回路１９とインジェクション回路１１とが、筐体１に設けられている。このため、冷媒の封入量はもともと少ないため、冷媒の封入量を更に削減する必要がない。従って、第１の膨張部２２ａにおいて、液状態の冷媒を一旦気液二相状態の冷媒にする必要がない。このため、第１の膨張部２２ａを全開にすることができる。
　加熱運転時、冷媒熱媒体間熱交換器３において凝縮されて液化した液状態の冷媒は、第２の膨張部２２ｂが全開であるため、液状態のまま第２の膨張部２２ｂから流出する。液状態の冷媒の一部は、インジェクション配管１１ａに流れ、圧縮機２０にインジェクションされる。チリングユニット１００は、冷媒回路１９とインジェクション回路１１とが、筐体１に設けられている。このため、冷媒の封入量はもともと少ないため、冷媒の封入量を更に削減する必要がない。従って、第１の膨張部２２ａにおいて、液状態の冷媒を一旦気液二相状態の冷媒にする必要がない。このため、第１の膨張部２２ａを全開にすることができる。
　１　筐体、１Ａ　第１の熱源熱交換器、１ＡＥ　角部、１ＡＬ　長辺部、１ＡＳ　短辺部、１Ｂ　第２の熱源熱交換器、１ＢＥ　角部、１ＢＬ　長辺部、１ＢＳ　短辺部、１Ｃ　第３の熱源熱交換器、１ＣＥ　角部、１ＣＬ　長辺部、１ＣＳ　短辺部、１Ｄ　第４の熱源熱交換器、１ＤＥ　角部、１ＤＬ　長辺部、１ＤＳ　短辺部、２　熱源熱交換器、３　冷媒熱媒体間熱交換器、４　機械室、５　送風機、５Ａ　第１の送風機、５Ｂ　第２の送風機、５Ｃ　第３の送風機、５Ｄ　第４の送風機、１０　ベース、１１　インジェクション回路、１１ａ　インジェクション配管、１２　インジェクション膨張部、１５　熱媒体回路、１５ａ　熱媒体配管、１９　冷媒回路、１９ａ　冷媒配管、２０　圧縮機、２１　流路切替装置、２２ａ　第１の膨張部、２２ｂ　第２の膨張部、２３　アキュムレータ、３０　制御部、４１　台枠、４２　門柱、４２Ａ　門柱、４２Ｂ　門柱、４２Ｃ　門柱、４２Ｄ　門柱、４３　中間柱、４３Ａ　中間柱、４３Ｂ　中間柱、４３Ｃ　中間柱、４３Ｄ　中間柱、４４　上部梁、５０　側面パネル、５１　側面パネル、６０　天枠、１００　チリングユニット。

Claims (5)

  1. 　筐体と、
    　前記筐体に設けられ、圧縮機、熱源熱交換器、第１の膨張部、第２の膨張部及び冷媒熱媒体間熱交換器が冷媒配管により接続され、冷媒が流れる冷媒回路と、
    　前記筐体に設けられ、前記第１の膨張部と前記第２の膨張部との間の部位と、前記圧縮機とがインジェクション配管により接続されるインジェクション回路と、
    　を備えるチリングユニット。
  2. 　前記第１の膨張部と前記第２の膨張部との間の距離が１ｍ以下である
    　請求項１記載のチリングユニット。
  3. 　前記インジェクション配管は、
    　前記圧縮機の吸入室に挿入されている
    　請求項１又は２記載のチリングユニット。
  4. 　前記第１の膨張部を全開とし、前記第２の膨張部の開度を調整する制御部を更に備える
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のチリングユニット。
  5. 　前記第２の膨張部を全開とし、前記第１の膨張部の開度を調整する制御部を更に備える
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のチリングユニット。
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