CN104094063B - 连接单元及空调装置 - Google Patents
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Abstract
在本公开的连接单元(103)中,多个第1切换构件(112a~112c)、多个第2切换构件(113a~113c)、第1开闭阀(119)、第2开闭阀(116、116t)、第3开闭阀(118)、第4开闭阀(117)、及第1膨胀阀(131)构成为获取以下的状态A及状态B。状态A是从室外单元(101)供给的冷媒向多个室内单元(102)并联地流动的状态。状态B是从室外单元(101)供给的冷媒向第1室内单元群(102H)与第2室内单元群(102L)串联地流动的状态。由此,能以高COP运行空调装置。
Description
技术领域
本发明涉及对空调装置的室外单元与空调装置的多个室内单元进行连接的连接单元及具备该连接单元的空调装置。
背景技术
在包括多个室内单元的多空调机中,需要按每个室内单元来控制冷媒流量。作为其方法的1种,提出利用设置于各室内单元的冷媒管路中的调节机构(电子膨胀阀等),根据各室内的空调负载来控制冷媒的流量的方案(参照专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】JP专利第3005485号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
只要各室内的空调条件(室内的温度及湿度、来自室内及外部的热负载、设定温度等)相同,仅利用上述现有的方法,也能在COP(coefficient of performance)高的状态下运行。但是,在各室内的空调条件不同的情况下仅利用上述现有的方法是难以始终以高COP进行运行的。
这种状况下,本发明的目的之一就是提供一种用于即便在各室内单元的空调条件不同的情况下也能构成以高COP进行运行的空调装置的连接单元。
-用于解决技术问题的方案-
为了达成上述目的,本公开提供以下连接单元。
一种连接单元,是对能切换冷气与暖气的空调装置的室外单元和多个室内单元进行连接的连接单元,其具备:
热交换器,其包括第1流路及第2流路,且能够在流经所述第1流路的冷媒与流经所述第2流路的冷媒之间进行热交换;
第1冷媒流路,其与所述第2流路的一端连接且与所述室外单元连接;
第2冷媒流路,其与所述第1流路的一端连接且与所述室外单元连接;
第3冷媒流路,其与所述第1流路的另一端连接;
多个第1分支流路,与所述多个室内单元分别连接,从所述第1冷媒流路分支,且各自被分为比第1位置更靠近所述第1冷媒流路的第1连接部分、及作为其余部分的第1延长部,该第1位置远离从所述第1冷媒流路分支的位置;
多个第2分支流路,与所述多个室内单元分别连接,从所述第3冷媒流路分支,且各自被分为比第2位置更靠近所述第3冷媒流路的第2连接部分、及作为其余部分的第2延长部分,该第2位置远离从所述第3冷媒流路分支的位置;
第4冷媒流路,其对所述多个第1分支流路的所述第1位置和所述多个第2分支流路的所述第2位置进行连接,且具有朝向所述第1位置分支的第1分支位置及朝向所述第2位置分支的第2分支位置;
第5冷媒流路,其对位于所述第4冷媒流路的所述第1分支位置及所述第2分支位置之间的第3位置和所述第2冷媒流路中的第4位置进行连接;
第6冷媒流路,其在位于所述第1分支位置与所述第3位置之间的第3分支位置处自所述第4冷媒流路分支,且与所述第2流路的另一端连接;
多个第1切换构件,能排他地切换第1状态与第2状态,且相对于所述多个第1分支流路而分别设置,在该第1状态下,冷媒能经由所述第1连接部分而在所述第1冷媒流路与所述第1延长部分之间流动,在该第2状态下,冷媒能经由所述第4冷媒流路而在所述第1分支位置与所述第1延长部分之间流动;
多个第2切换构件,能排他地切换第3状态与第4状态,且相对于所述多个第2分支流路而分别设置,在该第3状态下,冷媒能经由所述第2连接部分而在所述第3冷媒流路与所述第2延长部分之间流动,在该第4状态下,冷媒能经由所述第4冷媒流路而在所述第2分支位置与所述第2延长部分之间流动;
第1开闭阀,其在所述第3分支位置与所述第3位置之间被设置于所述第4冷媒流路;
第2开闭阀,其被设置于所述第5冷媒流路;
第3开闭阀,其在比所述多个第1分支流路分支的位置更靠近所述第2流路的所述一端的位置处,被设置于所述第1冷媒流路;
第4开闭阀,其被设置于所述第6冷媒流路;以及
第1膨胀阀,其在所述第3位置与所述第2分支位置之间被设置于所述第4冷媒流路,且在气液二相状态的冷媒通过的情况下使该冷媒膨胀,
所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、所述第4开闭阀、及所述第1膨胀阀构成为获取以下的状态A及状态B。
状态A是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒向所述多个室内单元并联地流动并返回至所述室外单元的状态。
状态B是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒在被分为第1室内单元群与第2室内单元群的所述多个室内单元中,向所述第1室内单元群与所述第2室内单元群串联地流动,且在所述第1室内单元群或所述第2室内单元群包括多个所述室内单元的情况下向所述第1室内单元群或所述第2室内单元群所包含的多个所述室内单元并联地流动,返回至所述室外单元的状态。
-发明效果-
根据本公开的连接单元,可构成即便在各室内的空调负载不同的情况下也能以高COP运行的空调装置。
附图说明
图1示意地表示第1实施方式的空调装置的一例的构成。
图2示意地表示图1示出的装置的控制器及其连接状态。
图3示意地表示图1示出的装置的控制器及其连接状态。
图4是表示冷气运行时的控制的流程图。
图5示意地表示冷气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值为给定值以下时的冷媒回路的状态。
图6示意地表示冷气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
图7A是表示图6的冷媒回路中的冷媒的状态的莫理尔图(モリエル線图:Mollierdiagram)。
图7B是表示冷媒的状态的流程图。
图8是表示暖气运行时的控制的流程图。
图9示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
图10A是表示图9的冷媒回路中的冷媒的状态的莫理尔图。
图10B是表示图9的冷媒回路中的冷媒的状态的流程图。
图11示意地表示将图1示出的装置的一部分变更后的一例的构成。
图12示意地表示将图1示出的装置的一部分变更后的另一例的构成。
图13示意地表示第2实施方式的空调装置的一例的构成。
图14示意地表示图13示出的装置的控制器及其连接状态。
图15示意地表示图13示出的装置的控制器及其连接状态。
图16示意地表示冷气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值为给定值以下时的冷媒回路的状态。
图17示意地表示冷气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
图18示意地表示将图13示出的装置的一部分变更后的一例的构成。
图19示意地表示第3实施方式的空调装置的一例的构成。
图20是表示暖气运行时的控制的流程图。
图21示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值为给定值以下时的冷媒回路的状态。
图22示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
图23示意地表示将图19示出的装置的一部分变更后的一例的构成。
图24示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值为给定值以下时的冷媒回路的状态。
图25示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
图26示意地表示第4实施方式的空调装置的一例的构成。
图27示意地表示图26示出的装置的控制器及其连接状态。
图28是表示暖气运行时的控制的流程图。
图29示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值为给定值以下时的冷媒回路的状态。
图30示意地表示暖气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
图31A是表示图30的冷媒回路中的冷媒的状态的莫理尔图。
图31B是表示图30的冷媒回路中的冷媒的状态的流程图。
图32示意地表示冷气运行时、各室内单元的空调负载的差的最大值比给定值更大时的冷媒回路的状态。
具体实施方式
以下对本公开的形态进行说明。其中,在以下的说明中虽然针对本公开的形态举例进行说明,但本发明并未被限定于以下所说明的例子。
<第1形态>
本公开的第1形态提供以下的连接单元。
是对能切换冷气与暖气的空调装置的室外单元和多个室内单元进行连接的连接单元,具备:
热交换器,其包括第1流路及第2流路,且能够在流经所述第1流路的冷媒与流经所述第2流路的冷媒之间进行热交换;
第1冷媒流路,其与所述第2流路的一端连接且与所述室外单元连接;
第2冷媒流路,其与所述第1流路的一端连接且与所述室外单元连接;
第3冷媒流路,其与所述第1流路的另一端连接;
多个第1分支流路,与所述多个室内单元分别连接,从所述第1冷媒流路分支,且各自被分为比第1位置更靠近所述第1冷媒流路的第1连接部分、及作为其余部分的第1延长部,该第1位置远离从所述第1冷媒流路分支的位置;
多个第2分支流路,与所述多个室内单元分别连接,从所述第3冷媒流路分支,且各自被分为比第2位置更靠近所述第3冷媒流路的第2连接部分、及作为其余部分的第2延长部分,该第2位置远离从所述第3冷媒流路分支的位置;
第4冷媒流路,其对所述多个第1分支流路的所述第1位置和所述多个第2分支流路的所述第2位置进行连接,且具有朝向所述第1位置分支的第1分支位置及朝向所述第2位置分支的第2分支位置;
第5冷媒流路,其对位于所述第4冷媒流路的所述第1分支位置及所述第2分支位置之间的第3位置和所述第2冷媒流路中的第4位置进行连接;
第6冷媒流路,其在位于所述第1分支位置与所述第3位置之间的第3分支位置处自所述第4冷媒流路分支,且与所述第2流路的另一端连接;
多个第1切换构件,能排他地切换第1状态与第2状态,且相对于所述多个第1分支流路而分别设置,在该第1状态下,冷媒能经由所述第1连接部分而在所述第1冷媒流路与所述第1延长部分之间流动,在该第2状态下,冷媒能经由所述第4冷媒流路而在所述第1分支位置与所述第1延长部分之间流动;
多个第2切换构件,能排他地切换第3状态与第4状态,且相对于所述多个第2分支流路而分别设置,在该第3状态下,冷媒能经由所述第2连接部分而在所述第3冷媒流路与所述第2延长部分之间流动,在该第4状态下,冷媒能经由所述第4冷媒流路而在所述第2分支位置与所述第2延长部分之间流动;
第1开闭阀,其在所述第3分支位置与所述第3位置之间被设置于所述第4冷媒流路;
第2开闭阀,其被设置于所述第5冷媒流路;
第3开闭阀,其在比所述多个第1分支流路分支的位置更靠近所述第2流路的所述一端的位置处,被设置于所述第1冷媒流路;
第4开闭阀,其被设置于所述第6冷媒流路;以及
第1膨胀阀,其在所述第3位置与所述第2分支位置之间被设置于所述第4冷媒流路,且在气液二相状态的冷媒通过的情况下使该冷媒膨胀,
所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、所述第4开闭阀、及所述第1膨胀阀构成为获取以下的状态A及状态B。
状态A是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒向所述多个室内单元并联地流动后返回至所述室外单元的状态。
状态B是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒在被分为第1室内单元群与第2室内单元群的所述多个室内单元中,向所述第1室内单元群与所述第2室内单元群串联流动,且在所述第1室内单元群或所述第2室内单元群包括多个所述室内单元的情况下,向所述第1室内单元群或所述第2室内单元群所包含的多个所述室内单元并联地流动,然后返回至所述室外单元的状态。
根据第1形态,例如在空调装置的暖气运行时,根据需要可以切换:使从室外单元供给的冷媒在多个室内单元内并联地流动后返回至室外单元的状态;和多个室内单元被分为第1室内单元群及第2室内单元群,从室外单元供给的冷媒在第1室内单元群与第2室内单元群内串联地流动,且在第1室内单元群或第2室内单元群包括多个室内单元的情况下在第1室内单元群或第2室内单元群所包含的多个室内单元内并联地流动,然后返回至室外单元的状态。由此,根据需要,可在接下来要流动的室内单元群内回收通过了冷媒最初流动的室内单元群后的冷媒所具备的焓(enthalpy)。为此,可以进行有效的暖气运行。结果,根据第1形态能以高COP运行空调装置。
<第2形态>
本公开的第2形态提供一种连接单元,在第1形态的基础上,
还具备气液分离器,其设置于所述第4冷媒流路的所述第3位置,在气液二相状态的冷媒经由所述第1膨胀阀而流入的情况下将该冷媒分离成液体冷媒与气体冷媒,
所述气液分离器构成为:所述气体冷媒从所述气液分离器朝向所述第1分支流路而流经所述第4冷媒流路、且所述液体冷媒从所述气液分离器流经所述第5冷媒流路,
所述第2开闭阀是在所述液体冷媒在所述第5冷媒流路内流动的情况下使所述液体冷媒膨胀的第2膨胀阀。
根据第2形态,例如在空调装置的暖气运行时,根据需要,流经第1室内单元群的冷媒通过第1膨胀阀后被气液分离器进行气液分离,被分离后的气体冷媒在第2室内单元群中被利用。该情况下,通过用第1膨胀阀控制流经第1室内单元群后的冷媒的压力,从而可控制流入第2室内单元群的冷媒的状态。在使流经第1室内单元群的室内单元后的冷媒合流之后,进入气液分离器之前仅用第1膨胀阀就能够控制冷媒的状态(压力)。为此,根据第2形态,流入第2室内单元群的冷媒的状态的控制变得容易。
<第3形态>
本公开的第3形态提供连接单元,在第1形态或第2形态的基础上,所述第1切换构件是设置在所述第1分支流路的所述第1位置的三通阀,所述第2切换构件是设置在所述第2分支流路的所述第2位置的三通阀。根据第3形态,可以容易地进行第1状态与第2状态的切换及第3状态与第4状态的切换。
<第4形态>
本公开的第4形态提供连接单元,在第1形态~第3形态的任一个的基础上,还具备控制器,其计算所述多个室内单元各自的空调负载并确定所述空调装置的运行模式,根据所述运行模式来控制所述多个第1切换构件的状态、所述多个第2切换构件的状态、所述第1开闭阀的状态、所述第2开闭阀的状态、所述第3开闭阀的状态、所述第4开闭阀的状态、及所述第1膨胀阀的状态。根据第4形态,通过连接单元的控制器,能根据空调装置的运行模式而以高COP运行空调装置。
<第5形态>
本公开的第5形态提供连接单元,在第4形态的基础上,所述控制器根据所述空调负载来控制设置于所述多个室内单元中的各冷媒管路的调节机构的开度。根据第5形态,通过连接单元的控制器,能根据空调负载来控制各室内单元的调节机构的开度。
<第6形态>
本公开的第6形态提供连接单元,在具有第1形态的特征的第4形态的基础上,
所述第4冷媒流路构成为:冷媒未被分离成液体冷媒与气体冷媒而流经所述第4冷媒流路,
所述第2开闭阀是获取2个状态、即打开状态与关闭状态的阀,
在所述空调装置的暖气运行时,所述控制器
在所述各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、及所述第3开闭阀,以使所述多个第1切换构件成为所述第1状态、所述多个第2切换构件成为所述第3状态、所述第3开闭阀成为关闭的状态,
在所述各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,将所述多个室内单元分为所述空调负载大的所述第1室内单元群与所述空调负载小的所述第2室内单元群,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、及所述第1膨胀阀,以使:所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第1状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第2状态,所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第4状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第3状态,所述第1开闭阀成为打开的状态,所述第2开闭阀成为关闭的状态,所述第3开闭阀成为关闭的状态,所述第1膨胀阀成为使冷媒通过的状态。
根据第6形态,连接单元的控制器,在空调装置的暖气运行时,在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制多个第1切换构件、多个第2切换构件、及第3开闭阀,以使多个室内单元与室外单元并联地连接。再有,连接单元的控制器,在空调装置的暖气运行时,在各空调负载之间的差的最大值比给定值大的情况下,控制多个第1切换构件的状态、多个第2切换构件的状态、第1开闭阀的状态、第2开闭阀的状态、第3开闭阀的状态、第4开闭阀的状态、及第1膨胀阀的状态,以使第1室内单元群与第2室内单元群串联地连接。由此,根据需要,可在接下来要流动的室内单元群内回收通过了冷媒最初流动的室内单元群后的冷媒所具备的焓。为此,可以进行有效的暖气运行。
<第7形态>
本公开的第7形态提供连接单元,在具有第2形态的特征的第4形态的基础上,
所述空调装置的暖气运行时,所述控制器
在所述各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、及所述第3开闭阀,以使所述多个第1切换构件成为所述第1状态、所述多个第2切换构件成为所述第3状态、所述第3开闭阀成为关闭的状态,
在所述各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,将所述多个室内单元分为所述空调负载大的第1室内单元群与所述空调负载小的第2室内单元群,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、及所述第1膨胀阀,以使:所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第1状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第2状态,所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第4状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第3状态,所述第1开闭阀成为打开的状态,所述第2膨胀阀成为使冷媒膨胀的状态,所述第3开闭阀成为关闭的状态,所述第1膨胀阀成为使冷媒通过的状态。
根据第7形态,可以根据需要在接着流动的室内单元群回收通过了冷媒最初流动的室内单元群后的冷媒所具备的焓。为此,可以进行有效的暖气运行。再有,空调装置的暖气运行时,根据需要,流经第1室内单元群的冷媒通过第1膨胀阀后由气液分离器进行气液分离,在第2室内单元群中利用分离后的气体冷媒。
<第8形态>
本公开的第8形态提供连接单元,在第4形态的基础上,
所述空调装置的冷气运行时,所述控制器
在所述各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、及所述第3开闭阀,以使所述多个第1切换构件成为所述第1状态、所述多个第2切换构件成为所述第3状态、所述第3开闭阀成为关闭的状态,
在所述各空调负载之间的差的最大值比给定值大的情况下,将所述多个室内单元分为所述空调负载大的所述第1室内单元群与所述空调负载小的所述第2室内单元群,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、所述第4开闭阀、及所述第1膨胀阀,以使:所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第1状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第2状态,所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第3状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第4状态,所述第1开闭阀成为关闭的状态,所述第2开闭阀成为打开的状态,所述第3开闭阀成为打开的状态,所述第4开闭阀成为打开的状态,所述第1膨胀阀成为使冷媒通过的状态。
根据第8形态,在多个室内单元间的空调负载的差变大的情况下,在流经空调负载小的室内单元后流经连接单元的热交换器的第2流路的冷媒、和向空调负载大的室内单元流动前的流经连接单元的热交换器的第1流路的冷媒之间进行热交换。通过该热交换,能够使流入空调负载大的室内单元群的冷媒的温度降低。结果,与通常循环相比,第1冷媒回路(空调负载大的第1室内单元群)的蒸发器内的蒸发的焓差增大。因此,由于与通常循环相比,同等的冷气能力所需要的蒸发温度上升,故可减轻压缩机的压缩功,与通常运行相比,COP提高。
<第9形态>
本公开的第9形态提供连接单元,在第4形态的基础上,
还具备:在所述第2流路的所述一端的近旁形成所述第1冷媒流路的管路上设置的过热度测量用温度传感器或在所述第1流路的所述另一端的近旁形成所述第3冷媒流路的管路上设置的过冷却度测量用温度传感器,
所述控制器参照用所述过热度测量用温度传感器或所述过冷却度测量用温度传感器测量出的温度,对设置在所述多个室内单元各自的冷媒管路的多个调节机构之中至少1个调节机构的开度进行控制。
根据第9形态,连接单元的控制器可根据流经第1流路后的冷媒的过冷却度或流经第2流路后的冷媒的过热度,对设置在多个室内单元各自的冷媒管路的多个调节机构之中至少1个调节机构的开度进行控制。
<第10形态>
本公开的第10形态提供以下的连接单元。
是对能切换冷气与暖气的空调装置的室外单元和多个室内单元进行连接的连接单元,具备:
第1连接流路,其与所述室外单元连接;
第2连接流路,其与所述室外单元连接;
多个第1分支连接流路,与所述多个室内单元各自连接,从所述第1连接流路分支,且各自被分为比远离从所述第1连接流路分支的位置的第1连接位置更靠近所述第1连接流路的第1连接部分、及作为其余部分的第1延长部分;
多个第2分支连接流路,与所述多个室内单元各自连接,从所述第2连接流路分支,且各自被分为比远离从所述第2连接流路分支的位置的第2连接位置更靠近所述第2连接流路的第2连接部分、及作为其余部分的第2延长部分;
第3连接流路,其对所述多个第1分支连接流路的所述第1连接位置和所述多个第2分支连接流路的所述第2连接位置进行连接,且具有朝向所述第1连接位置分支的第1分支位置及朝向所述第2连接位置分支的第2分支位置;
多个第1切换构件,能排他地切换第1状态与第2状态,且相对于所述多个第1分支连接流路各自设置,在该第1状态下,冷媒能够经由所述第1连接部分而在所述第1连接流路与所述第1延长部分之间流动,在该第2状态下,冷媒能够经由所述第3连接流路而在所述第1分支位置与所述第1延长部分之间流动;
多个第2切换构件,能排他地切换第3状态和第4状态且相对于所述多个第2分支连接流路而各自设置,在该第3状态下,冷媒能够经由所述第2连接部分而在所述第2连接流路与所述第2延长部分之间流动,在该第4状态下,冷媒能够经由所述第3连接流路而在所述第2分支位置与所述第2延长部分之间流动,
所述多个第1切换构件及所述多个第2切换构件构成为获取以下的状态A及状态B。
状态A是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒向所述多个室内单元并联地流动后返回至所述室外单元的状态。
状态B是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒在被分为第1室内单元群与第2室内单元群的所述多个室内单元中,向所述第1室内单元群与所述第2室内单元群串联地流动,且在所述第1室内单元群或所述第2室内单元群包括多个所述室内单元的情况下,向所述第1室内单元群或所述第2室内单元群所包含的多个所述室内单元并联地流动,然后返回至所述室外单元的状态。
根据第10形态,例如在空调装置的暖气运行时,根据需要,可以切换:从室外单元供给的冷媒在多个室内单元内并联地流动后返回至室外单元的状态;和多个室内单元被分为第1室内单元群及第2室内单元群,从室外单元供给的冷媒在第1室内单元群与第2室内单元群内串联地流动,且在第1室内单元群或第2室内单元群包括多个室内单元的情况下,在第1室内单元群或第2室内单元群所包含的多个室内单元内并联地流动,然后返回至室外单元的状态。由此,根据需要能在接着流动的室内单元群中回收通过了冷媒最初流动的室内单元群后的冷媒所具有的焓。为此,可以进行有效的暖气运行。结果,根据第10形态,能以高COP运行空调装置。
<第11形态>
提供一种空调装置,具备:
包括压缩机及第1热交换器的室外单元;
各自包括第2热交换器的多个室内单元;以及
与所述室外单元及所述多个室内单元连接的第1形态~第10形态的任一个连接单元。
<第12形态>
本公开的第12形态涉及的空调装置具备:包括第1热交换器的室外单元、各自包括第2热交换器的多个室内单元、控制器、及冷媒。该空调装置还包括对室外单元与多个室内单元进行连接的连接单元。连接单元包括:用于切换室外单元与多个室内单元之间的连接状态的多个阀、及第3热交换器。第3热交换器包括第1流路及第2流路,是在流经第1流路的冷媒与流经第2流路的冷媒之间进行热交换的热交换器。在连结第2热交换器的每一个与连接单元的多个液体管分别设置有调节机构。这些调节机构通常被包含于室内单元。
第12形态涉及的空调装置中包含多个室内单元。室内单元的数量并未特别地限定,也可以是3个以上或4个以上。另外,第12形态的装置所包含的室外单元通常为1个,但第12形态的装置亦可以包括比室内单元的总数更少的多个室外单元。
冷气运行时,上述控制器按每个室内单元计算空调负载,根据计算出的各空调负载控制多个调节机构各自的开度,并且根据状况进行以下的控制(i1)或(ii1)。
在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(i1)。该情况下,控制器按照多个室内单元相对于室外单元并联地连接的方式控制多个阀。如后所述,在控制(i1)中,在第3热交换器内不进行热交换。
在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(ii1)。该情况下,控制器将多个室内单元分为空调负载大的第1室内单元群和空调负载小的第2室内单元群。而且,控制器控制多个阀,以便形成连结室外单元与第1室内单元群的第1冷媒回路、及连结室外单元与第2室内单元群的第2冷媒回路。
对于控制(ii1)中将多个室内单元分开成第1室内单元群与第2室内单元群的方法而言,只要能获得本形态的效,就未特别地限定。作为分开方法的例子,以下描述2个例子。
在第1例子中,首先对各室内单元的空调负载进行比较,决定最大的空调负载(最大空调负载)和最小的空调负载(最小空调负载)。接着,计算最大空调负载与最小空调负载的中央值(平均值)。而且,将该中央值作为基准,将多个室内单元分开成第1室内单元群与第2室内单元群。例如,也可以将空调负载比中央值更大的室内单元分开为第1室内单元群,将空调负载为中央值以下的室内单元分开为第2室内单元群。再有,也可以将空调负载为中央值以上的室内单元分开为第1室内单元群,将空调负载比中央值更小的室内单元分开为第2室内单元群。
在第2例子中,首先对各室内单元的空调负载进行比较,接着计算全部室内单元的空调负载的平均值。而且,将该平均值作为基准,将多个室内单元分开为第1室内单元群与第2室内单元群。例如,也可以将空调负载比平均值更大的室内单元分开为第1室内单元群,将空调负载为平均值以下的室内单元分开为第2室内单元群。再有,也可以将空调负载为平均值以上的室内单元分开为第1室内单元群,将空调负载比平均值更小的室内单元分开为第2室内单元群。
第1冷媒回路及第2冷媒回路中,第1室内单元群或第2室内单元群所包含的多个室内单元各自与室外单元并联地连接。第1冷媒回路中,从室外单元供给的冷媒按第3热交换器的第1流路与第1室内单元群的顺序流动后返回至室外单元。第2冷媒回路中,从室外单元供给的冷媒并未通过第3热交换器,而是流经第2室内单元群,然后通过第3热交换器的第2流路,返回至室外单元。
在上述冷气运行中,在多个室内单元间的空调负载的差变大的情况下,在流经空调负载小的室内单元后流经第3热交换器的第2流路的冷媒、和向空调负载大的室内单元流动前的流经第3热交换器的第1流路的冷媒之间进行热交换。通过该热交换,能够使流入空调负载大的室内单元群的冷媒的温度降低。结果,与通常循环相比,第1冷媒回路(空调负载大的第1室内单元群)的蒸发器内的蒸发的焓差增大。因此,由于与通常循环相比,同等的冷气能力所需要的蒸发温度上升,故可减轻压缩机的压缩功,与通常运行相比COP提高。
<第13形态>
本公开的第13形态在第12形态的基础上具有以下特征。上述装置中也可以如下地进行暖气运行。即,在暖气运行时、控制器按每个室内单元计算空调负载,根据状况进行以下的控制(I1)或(II1)。
在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(I1)。该情况下,控制器控制多个阀,以使多个室内单元与室外单元并联地连接。如后所述,在控制(I1)中,在第3热交换器内不进行热交换。
在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(II1)。该情况下,控制器将多个室内单元分为空调负载大的第1室内单元群和空调负载小的第2室内单元群。而且,控制器在第1室内单元群包含多个室内单元的情况下将这些单元并联地连接,在第2室内单元群包含多个室内单元的情况下将这些单元并联地连接,且按照第1室内单元群与第2室内单元群串联地连接的方式控制多个阀。控制(II1)中将多个室内单元分开为第1室内单元群与第2室内单元群的方法,只要能获得本形态的效果,并未特别地限定。例如,也可以利用控制(ii1)中说明过的方法。
在多个室内单元间的空调负载的差大的情况下,在现有的单独运行中无法充分地回收冷媒的焓。与此相对,在上述暖气运行中,在多个室内单元间的空调负载的差变大的情况下分为第1室内单元群与第2室内单元群来进行空气调节。根据该构成,可以在接着流动的室内单元群中回收通过了冷媒最初流动的室内单元群后的冷媒所具有的焓。为此,可以进行有效的暖气运行。
<第14形态>
本公开的第14形态在第13形态的基础上具有以下的特征。上述暖气运行的上述控制(II1)中,控制器也可以控制多个阀,以便形成从室外单元供给的冷媒按第1室内单元群与第2室内单元群的顺序流动之后返回室外单元的冷媒回路。在该构成中,将空调负载大的室内单元所利用的冷媒利用于空调负载小的室内单元,因此能以高COP进行暖气运行。
<第15形态>
本公开的第15形态在第14形态的基础上具有以下的特征。上述连接单元亦可以包括气液分离器。该情况下,控制器在控制(II1)中也可以进行以下的控制。即,控制器也可以控制多个阀,以使:通过第1室内单元群后的冷媒被导入气液分离器中,由气液分离器分离过的气体冷媒被供给至第2室内单元群,由气液分离器分离后的液体冷媒返回至室外单元。
<第16形态>
本公开的第16形态在第12形态~第15形态的任一个的基础上具有以下的特征。上述空调装置也可以还具备:用于设定多个室内单元各自的目标空调温度的温度设定装置;和用于测量设置了多个室内单元的各个场所的室温的室温测量装置。控制器基于目标空调温度与测量出的室温之差,按每个室内单元来计算空调负载。
<第17形态>
本公开的第17形态在第12形态~第16形态的任一个的基础上具有以下的特征。控制器也可以基于温度设定装置的状态提取停止中的室内单元,切断冷媒向停止中的室内单元的流动。根据该构成,更有效的运行成为可能。
<第18形态>
本公开的第18形态在第12形态~第17形态的任一个的基础上具有以下的特征。控制器也可以按照第3热交换器中被热交换的2个冷媒成为对向流的方式控制连接单元内的多个阀。根据该构成可有效地进行热交换。
<第19形态>
本公开的第19形态在第12形态的基础上具有以下特征。第19形态的装置中,在控制(ii1)中对第2室内单元群所包含的至少1个室内单元所对应的调节机构的开度进行控制之际,控制器参照从由流经第1流路后的冷媒的过冷却度、及流经第2流路后的冷媒的过热度组成的群中被选出的至少1个而进行控制。以下有时将上述至少1个室内单元称为「至少1个室内单元(2)」。再有,有时将至少1个室内单元(2)所对应的调节机构(即、设置于连结室内单元(2)的第2热交换器与连接单元的液体管的调节机构)称为「调节机构(2)」。还有,在控制(ii1)中,有时将流经第1流路后的冷媒的过冷却度称为「过冷却度(1)」、将流经第2流路后的冷媒的过热度称为「过热度(2)」。
控制(ii1)中,利用通过了负载小的第2室内单元群的冷媒,使流入负载大的第1室内单元群的冷媒的温度降低。为此,即便在各室内单元的空调负载的差大的情况下也能够施行有效的冷气运行。
再有,第19形态的装置的控制器在至少1个室内单元(2)的空调负载的基础上还参照过冷却度(1)及/或过热度(2)来控制调节机构(2)的开度。为此,容易地将流经第2室内单元群的冷媒流量取适当的量。例如,按照过热度(2)成为给定值(例如、(蒸发温度)+(1K~15K)的范围的值,一例为蒸发温度+5K)的方式控制调节机构(2)的开度,由此可防止冷媒以二相状态在压缩机内流动。还有,按照过冷却度(1)成为给定值(例如、(凝结温度)-(1K~20K)的范围的值,一例为凝结温度-10K)的方式控制调节机构(2)的开度,由此可以使流经第1室内单元群的冷媒的温度(比焓)降低并提高冷气能力。
<第20形态>
本公开的第20形态在第19形态的基础上具有以下特征。第20形态的空调装置中,至少1个室内单元(2)也可以是空调负载最小的室内单元。根据该构成,因为空调负载小,故利用未蒸发尽而流出室内单元的冷媒可以使流经空调负载大的第1室内单元群的冷媒温度降低,因此更有效的冷气运行成为可能。
<第21形态>
本公开的第21形态在第19形态或第20形态的基础上具有以下特征。第20形态的空调装置亦可以还包括多个第1温度传感器与第2温度传感器。第1温度传感器是在冷气运行时用于测量每个室内单元的冷媒的蒸发温度的传感器。第2温度传感器是在冷气运行时用于测量流经第2流路后的冷媒的温度的传感器。控制器也可以基于用第1及第2温度传感测量出的温度的差来计算上述过热度(2)。
<第22形态>
本公开的第22形态在第19形态~第21形态的任一个的基础上具有以下特征。第22形态的空调装置亦可以还包括第3温度传感器及第4温度传感器。第3温度传感器是在冷气运行时测量从室外单元供给的冷媒的温度的传感器。第4温度传感器是在冷气运行时用于测量流经第1流路后的冷媒的温度的传感器。控制器也可以基于用第3及第4温度传感器测量出的温度的差来计算上述过冷却度(1)。
<第23形态>
本公开的第23形态在第19形态~第22形态的任一个的基础上具有以下特征。控制(ii1)中,控制器也可以参照流经第1流路后的冷媒的过冷却度(1)、及流经第2流路后的冷媒的过热度(2)的双方,对至少1个室内单元(2)所对应的调节机构(2)的开度进行控制。该情况下,参照至少1个室内单元(2)的空调负载、过冷却度(1)、及过热度(2)来控制调节机构(2)的开度。根据该构成,能够施行更有效的冷气运行。
<第24形态>
本公开的第24形态涉及的空调装置具备包括第1热交换器的室外单元、各自包括第2热交换器的多个室内单元、及控制器,且利用冷媒。该空调装置还包括对室外单元与多个室内单元进行连接的连接单元。
连接单元包括用于切换室外单元与多个室内单元之间的连接状态的多个阀。在连结第2热交换器的每一个与连接单元的多个液体管分别设置有调节机构。
第24形态的空调装置包含多个室内单元。室内单元的数量并未特别地限定,也可以是3个以上或4个以上。另外,第24形态的装置所包含的室外单元通常为1个,但第24形态的装置亦可以包括比室内单元的总数更少的多个室外单元。
暖气运行时,控制器按每个室内单元计算空调负载,还根据计算出的空调负载进行以下的控制(I2)或(II2)。
在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(I2)。该情况下,控制器按照形成第3冷媒回路的方式控制多个阀。再有,在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(II2)。该情况下,控制器将多个室内单元分为空调负载大的第1室内单元群和空调负载小的第2室内单元群,并且按照形成第4冷媒回路的方式控制多个阀。
关于控制(II2)中将多个室内单元分开为第1室内单元群与第2室内单元群的方法,只要能获得本形态的效果,就未特别地限定。作为分开方法的例子,可以列举第12形态中描述过的方法。
在控制(I2)中所形成的第3冷媒回路内,多个室内单元与室外单元并联地连接。控制(II2)中,第4冷媒回路形成为满足以下条件。
(II2-a)第1室内单元群包含多个室内单元的情况下,这些单元并联地连接。
(II2-b)第2室内单元群包含多个室内单元的情况下,这些单元并联地连接。
(II2-c)从室外单元供给的冷媒按第1室内单元群与第2室内单元群的顺序流动后返回至室外单元。
根据控制(II2),从室外单元供给的冷媒首先在空调负载大的第1室内单元群中利用,在第2室内单元群利用自第1室内单元群流出的冷媒。根据该构成,即便在各室内单元的空调负载的差大的情况下也能够施行有效的暖气运行。
第24形态的空调装置中,在第3冷媒回路与第4冷媒回路之间切换冷媒回路的情况下,第1室内单元群所包含的第2热交换器维持冷媒流动的状态且停止第2室内单元群所包含的第2热交换器中的冷媒的流动,然后进行切换。该控制是由控制器来进行的。该控制中,不停止第1室内单元群所包含的第2热交换器中的冷媒的流动地切换冷媒回路。根据该构成,从第3冷媒回路切换为第4冷媒回路之际可防止冷冻循环变得不稳定。再有,根据该构成,不会停止空调负载高的第1室内单元群的暖气。为此,可防止向暖气的必要性更高的利用者的暖气的提供被停止。
停止第2室内单元群所包含的室内单元的第2热交换器中的冷媒的流动的方法并未限定,例如也可以通过将在该热交换器所连接的液体管设置的调节机构(膨胀阀)关闭而进行。再有,也可以通过将在第2热交换器所连接的管(液体管或气体管)设置的其他阀关闭来进行。
<第25形态>
本公开的第25形态在第24形态的基础上具有以下特征。连接单元亦可以还包括:连接路,其对与第2热交换器各自连接的多个液体管及与第2热交换器各自连接的多个气体管进行连结;流路,其对与室外单元连接的液体管及连接路进行连结;及设置于该流路的阀。设置于该流路的阀可以是开闭阀,也可以是膨胀阀。而且,在从第3冷媒回路切换为第4冷媒回路的情况下,控制器也可以按以下的(a1)~(a4)的顺序进行处理。
(a1)将与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构关闭。由此,第2室内单元群所包含的第2热交换器中的冷媒的流动被停止(以下的(A1)、(b1)及(B1)的处理中也同样)。
(a2)打开设置于上述流路的阀,且将设置在液体管的多个阀切换成与第4冷媒回路对应,所述液体管包含于连接单元,并且与第1室内单元群所包含的室内单元连接。前者的阀与后者的阀可以先操作前者,也可以同时操作两者。
(a3)将设置在气体管的多个阀切换成与第4冷媒回路对应,所述气体管包含于连接单元,且与第2室内单元群所包含的室内单元连接。
(a4)控制与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构,并且关闭设置于上述流路的阀。前者的调节机构与后者的阀可以先操作前者,也可以先操作后者,也可以同时操作两者。在(a4)的处理中,根据各室内单元的空调负载打开第2室内单元群的室内单元所对应的调节机构(以下的(A3)、(b4)及(B4)的处理中也同样)。由此,冷媒在第2室内单元群所包含的室内单元的热交换器中流动。
(a1)中,由于供给冷媒的室内单元的数量变化,故期望从(a2)向(a4)的移行在确认了冷冻循环比较稳定之后进行。通过以(a1)~(a4)的顺序从第3冷媒回路切换为第4冷媒回路,从而可特别地防止冷冻循环变得不稳定。
<第26形态>
本公开的第26形态在第24形态或第25形态的基础上具有以下特征。在从第4冷媒回路向第3冷媒回路切换的情况下,控制器也可以按以下的(A1)~(A3)的顺序进行处理。
(A1)将与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构关闭,并且将设置于上述流路的阀打开。由此,第2室内单元群所包含的第2热交换器中的冷媒的流动被停止,并且流出第1室内单元群的冷媒通过设置在上述流路的阀后返回至室外单元。另外,调节机构与设置于流路的阀,可以先操作设置于上述流路的阀,也可以同时操作调节机构与设置于流路的阀。
(A2)将设置在连接单元所包含的气体管的多个阀、及设置在连接单元所包含的液体管的多个阀切换成与第3冷媒回路对应,该气体管与第2室内单元群所包含的室内单元连接,该液体管与第1室内单元群所包含的室内单元连接。前者的阀与后者的阀,可以先操作前者,也可以先操作后者,也可以同时操作两者。
(A3)控制与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构,并且关闭设置于上述流路的阀。前者的调节机构及后者的阀,可以先操作前者,也可以同时操作两者。即,(A3)的处理中,根据各室内单元的空调负载来打开第2室内单元群的室内单元所对应的调节机构。由此,冷媒在第2室内单元群所包含的室内单元的热交换器中流动。
(A1)中,由于供给冷媒的室内单元的数量变化,故期望从(A2)向(A4)的移行在确认了冷冻循环比较稳定之后再进行。通过以(A1)~(A3)的顺序从第4冷媒回路向第3冷媒回路切换,从而可特别地防止冷冻循环变得不稳定。
<第27形态>
本公开的第27形态在第24形态的基础上具有以下特征。连接单元亦可以还包括:气液分离器、被气液分离器分远离的液体冷媒流动的冷媒液体管、被气液分离器分远离的气体冷媒流动的冷媒气体管、设置在冷媒液体管的膨胀阀、和设置在冷媒气体管的开闭阀。在优选的一例中,在第4冷媒回路内,从室外单元供给的冷媒流经第1室内单元群后被气液分离器分离成液体冷媒与气体冷媒,分离后的气体冷媒在第2室内单元群中流动。根据该构成,因为仅气体冷媒被提供给第2室内单元群,所以有效的暖气运行成为可能。
<第28形态>
本公开的第28形态在第27形态的基础上具有以下特征。连接单元在包括上述气液分离器的情况下且从第3冷媒回路切换为第4冷媒回路的情况下,控制器也可以按以下(b1)~(b4)的顺序进行处理。
(b1)关闭与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构。
(b2)打开设置于冷媒液体管的膨胀阀,并将设置在作为连接单元所包含的液体管的多个阀切换成与第4冷媒回路对应,该液体管与第1室内单元群所包含的室内单元连接。前者的阀(膨胀阀)与后者的阀,可以先操作前者,也可以同时操作两者。
(b3)打开设置于冷媒气体管的开闭阀,并将与设置在作为连接单元所包含的气体管且与第2室内单元群所包含的室内单元连接的气体管的多个阀切换成与第4冷媒回路对应。前者的阀(开闭阀)与后者的阀,可以先操作前者,也可以先操作后者,也可以同时操作两者。
(b4)控制与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构,并且调整设置于冷媒液体管的膨胀阀的开度,将由气液分离器分离出的液体冷媒返回至室外单元。前者的调节机构及后者的膨胀阀,可以先操作前者,也可以先操作后者,也可以同时操作两者。
在(b1)中,由于供给冷媒的室内单元的数量变化,故期望从(b2)向(b4)的移行在确认了冷冻循环比较稳定之后再进行。通过以(b1)~(b4)的顺序从第3冷媒回路向第4冷媒回路切换,从而可特别地防止冷冻循环变得不稳定。
<第29形态>
本公开的第29形态在第27形态或第28形态的基础上具有以下特征。在连接单元包括上述气液分离器的情况下且从第4冷媒回路切换为第3冷媒回路的情况下,控制器也可以按以下(B1)~(B4)的顺序进行处理。
(B1)关闭与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构。
(B2)关闭设置在冷媒气体管的开闭阀,并将设置在作为连接单元所包含的气体管且与第2室内单元群所包含的室内单元连接的气体管的多个阀切换成与第3冷媒回路对应。前者的阀(开闭阀)与后者的阀,可以先操作前者,也可以先操作后者,也可以同时操作两者。
(B3)关闭设置在冷媒液体管的膨胀阀,并将设置在作为连接单元所包含的液体管且与第1室内单元群所包含的室内单元连接的液体管的多个阀切换成与第3冷媒回路对应。前者的阀(膨胀阀)与后者的阀,可以先操作后者,也可以同时操作两者。
(B4)控制与第2室内单元群所包含的室内单元对应的调节机构,并且调整设置在冷媒液体管的膨胀阀的开度,使气液分离器内部的冷媒向第3冷媒回路释放。前者的调节机构及后者的膨胀阀,可以先操作前者,也可以先操作后者,也可以同时操作两者。
(B1)中,由于供给冷媒的室内单元的数量变化,故期望从(B2)向(B4)的移行在确认了冷冻循环比较稳定之后再进行。通过以(B1)~(B4)的顺序从第4冷媒回路向第3冷媒回路切换,从而可特别地防止冷冻循环变得不稳定。再有,根据该顺序,可防止气液分离器内密封多量的冷媒。
<第30形态>
本公开的第30形态的空调装置具备:包括第1热交换器与室外侧膨胀阀的室外单元、各自包括第2热交换器的多个室内单元、对室外单元与多个室内单元进行连接的连接单元、及控制器,该空调装置利用冷媒。在连结第2热交换器的每一个与连接单元的多个液体管,分别设置有与各室内单元对应的室内侧膨胀阀。
连接单元包括用于切换室外单元与多个室内单元之间的连接状态的多个阀、气液分离器、第1膨胀阀、及第2膨胀阀。另外,连接单元亦可以包括第3热交换器。第3热交换器包括第1流路及第2流路,是在流经第1流路的冷媒与流经第2流路的冷媒之间进行热交换的热交换器。
第2膨胀阀被设置于由气液分离器分离出的液体冷媒流动的冷媒液体管。第1膨胀阀被设置于作为连接单元所包含的液体管且连结气液分离器与第2热交换器的液体管。
第30形态的空调装置包含多个室内单元。室内单元的数量并未特别地限定,也可以是3个以上或4个以上。其中,第30形态的装置所包含的室外单元通常为1个,但第30形态的装置亦可以包括多个室外单元。
暖气运行时,控制器按每个室内单元计算空调负载,根据状况进行以下的控制(I3)或(II3)。另外,控制器能够根据计算出的各空调负载来控制室内侧膨胀阀各自的开度。但是,如后所述在控制(II3)中也可以将与高负载的室内单元群所包含的室内单元对应的室内侧膨胀阀全开。此外,即便在连接单元包括第3热交换器的情况下,在暖气运行中通常也不会在第3热交换器内进行热交换。
在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(I3)。该情况下,控制上述多个阀,以使多个室内单元与室外单元并联地连接。
在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(II3)。该情况下,控制器首先将多个室内单元分为空调负载大的第1室内单元群与空调负载小的第2室内单元群。控制(II3)中,控制器控制多个阀,以便进一步实现后述的(II3-a)~(II3-e)的构成。即,控制(II3)包含后述的(II3-a)~(II3-e)的控制。
关于控制(II3)中将多个室内单元分开为第1室内单元群与第2室内单元群的方法,只要能获得本形态的效果,就未特别地限定。作为分开方法的例子,可以列举第12形态中描述过的方法。
控制(II3)中,控制器控制上述多个阀(连接单元内的多个阀),以便实现以下的构成。
(II3-a)在第1室内单元群包含多个室内单元的情况下将这些单元并联地连接。
(II3-b)在第2室内单元群包含多个室内单元的情况下将这些单元并联地连接。
(II3-c)将第1室内单元群与第2室内单元群串联地连接。
(II3-d)将流经第1室内单元群的冷媒通过第1膨胀阀后导入所述气液分离器。
(II3-e)由气液分离器分离出的气体冷媒在第2室内单元群中流动。
上述控制(II3)中,使有效能(exergy)高的冷媒在高负载的第1室内单元群中流动而获得了暖气效果后,将有效能降低后的冷媒利用于低负载的第2室内单元群的暖气。为此,控制(II3)中,即便在各室内单元的空调负载的差较大的情况下也能有效地灵活运用有效能,能够施行有效的暖气运行。
再有,上述控制(II3)中,流经第1室内单元群的冷媒通过了第1膨胀阀后由气液分离器进行气液分离,分离出的气体冷媒在第2室内单元群中被利用。根据该构成,通过用第1膨胀阀控制流经第1室内单元群后的冷媒的压力,从而可控制流入第2室内单元群的冷媒的状态。流经第1室内单元群后的冷媒的状态是根据第1室内单元群的负载而变化的。例如,在第1室内单元群包含多个室内单元的情况下,流经这些单元后的冷媒的状态按每个室内单元而不同,因此在通常的方法中是难以控制第2室内单元群中流动的冷媒的状态的。另一方面,在第30形态中,使流经第1室内单元群的室内单元后的冷媒合流之后,在进入所述气液分离器之前仅用第1膨胀阀就能够控制冷媒的状态(压力)。为此,根据第30形态,流入第2室内单元群的冷媒的状态的控制变得容易起来。
<第31形态>
本公开的第31形态在第30形态的基础上具有以下特征。控制(II3)的优选的一例中,控制器也可以将与第1室内单元群所包含的室内单元对应的室内侧膨胀阀全开。该构成中,通过了第1室内单元群的冷媒的压力并未由室内侧膨胀阀单独地控制,而是由第1膨胀阀统一控制。为此,根据该构成能够施行有效的控制。
<第32形态>
本公开的第32形态在第30形态或第31形态的基础上具有以下的构成(1)。
(1)室内单元各自还包括:暖气运行时测量流入第2热交换器的冷媒的温度的第1温度传感器;和暖气运行时测量从第2热交换器流出的冷媒的温度的第2温度传感器。而且,控制器参照由第1及第2温度传感器测量出的温度,来控制与第2室内单元群所包含的室内单元对应的室内侧膨胀阀的开度及第2膨胀阀的开度。
上述(1)的构成中,利用第1温度传感器及第2温度传感器,能够推测自第2室内单元群的室内单元流出并在室外单元中流动的冷媒的压力。基于该压力,控制器能够按照室外单元中流动的冷媒的过冷却度成为给定值(例如、通常5K程度)的方式控制膨胀阀的开度。根据这种控制,可抑制冷媒以二相状态在室外单元中流动,可使热交换性能提高,可改善性能系数。
<第33形态>
本公开的第33形态在第30形态或第31形态的基础上具有以下的构成(2)。
(2)室内单元各自还包括在暖气运行时测量流入第2热交换器的冷媒的温度的第1温度传感器(上述(1)的第1温度传感器)。而且,控制(II3)中,控制器参照由空调负载最小的室内单元的第1温度传感器测量出的温度来控制第1膨胀阀的开度。另外,空调负载最小的室内单元理所当然地被包含于第2室内单元群。
上述(2)的构成中,控制器能够控制第1膨胀阀的开度,以便成为与第2室内单元群之中空调负载最小的室内单元的负载吻合的必要冷媒压力(中压)。根据该构成,可供给与第2室内单元群的空调负载相应的适当的冷媒。
<第34形态>
本公开的第34形态在第30形态~第33形态的任一个的基础上具有以下特征。空调装置也可以还具备:用于设定多个室内单元各自的目标空调温度的温度设定装置;和用于测量设置多个室内单元的每个场所的室温的室温测量装置。该情况下,控制器可基于目标空调温度与测量出的室温之差来计算每个室内单元的空调负载。
在具备上述温度设定装置的空调装置中,控制器也可以基于温度设定装置的状态来提取停止中的室内单元,并切断冷媒向停止中的室内单元的流动。根据该构成,能施行更有效的运行。
<第1实施方式>
(空调装置的一例)
以下说明本公开的连接单元及空调装置的一例。本说明书中,称为「气体管」的用语意味着冷媒主要以气体的状态流动的管,称为「液体管」的用语意味着冷媒主要以液体的状态流动的管,但并不排除以其他状态流动的情形。另外,以下装置所包含的各构成部件并未特别地限定,例如可以利用公知的部件。例如,针对冷媒并未特别地限定,作为空调装置的冷媒可以利用通常所利用的冷媒。
在图1示意地表示第1实施方式涉及的该装置的构成的一部分。图1的空调装置100a包括室外单元(室外机)101、多个室内单元(室内机)102(102a、102b、102c)、及连接单元103。空调装置100a是能切换冷气与暖气的空调装置。
室外单元101具备压缩机104、储液器(accumulator)105、四通阀106、室外单元送风机107、第1热交换器(室外单元热交换器)108、室外侧膨胀阀115。
室内单元102a、102b、102c各自具备第2热交换器(室内单元热交换器)109a、109b、109c、室内侧膨胀阀(调节机构)114a、114b、114c、及送风机150a、150b、150c。室内侧膨胀阀114a、114b、114c各自被设置于连结第2热交换器109a、109b、109c的每一个和连接单元103的液体管125a、125b、125c。本实施方式中,室内侧膨胀阀114a、114b、114c被设置于多个室内单元102a、102b、102c中的各冷媒管路(液体管125a、125b、125c)。
连接单元103对室外单元101与多个室内单元102分别进行连接。连接单元103包括:用于切换室外单元101与多个室内单元102之间的连接状态的多个阀、第3热交换器(内部热交换器110、及气液分离器111。第3热交换器110包括第1流路110a与第2流路110b。在流经第1流路110a的冷媒与流经第2流路110b的冷媒之间进行热交换。连接单元103具备第1冷媒流路171、第2冷媒流路172、第3冷媒流路173、第4冷媒流路174、第5冷媒流路175、第6冷媒流路176、多个第1分支流路171a;171b;171c、及多个第2分支流路173a;173b;173c。
室外单元101与连接单元103通过气体管120及液体管121而被连接。气体管120在连接单元103内的分支点122处分支,且与气体管123a、123b、123c连接,这些气体管与室内单元102a、102b、102c相连。
通过气体管120的连接单元103所包含的部分来形成第1冷媒流路171。第1冷媒流路171与第2流路110b的一端连接且与室外单元101连接。第1冷媒流路171经由压缩机104而与第1热交换器108的一端所连接的室外单元101的冷媒流路连接。通过气体管123a的连接单元103所包含的部分、气体管123b的连接单元103所包含的部分、及气体管123c的连接单元103所包含的部分各自形成第1分支流路171a、第1分支流路171b、第1分支流路171c。多个第1分支流路171a、171b、171c与多个室内单元102a、102b、102c分别连接,且从第1冷媒流路171分支。多个第1分支流路171a、171b、171c各自被分为:比远离自第1冷媒流路171分支的位置的第1位置12a更靠近第1冷媒流路171的第1连接部分71a、及作为其余部分的第1延长部分71b。多个第1分支流路171a、171b、171c各自与室内单元的冷媒流路连接,该冷媒流路与室内单元102a、102b、102c的第2热交换器的一端连接。
再有,室外单元101的液体管121在连接单元103内的分支点124处分支,且与液体管125a、125b、125c连接,这些液体管与室内单元102a、102b、102c相连。
通过液体管121的连接单元103所包含的部分来形成第2冷媒流路172及第3冷媒流路173。第2冷媒流路172与第1流路110a的一端连接且与室外单元101连接。第2冷媒流路172与并未经由压缩机104而是与第1热交换器108的另一端连接的室外单元101的冷媒流路连接。第3冷媒流路173与第1流路110a的另一端连接。通过液体管125a的连接单元103所包含的部分、液体管125b的连接单元103所包含的部分、及液体管125c的连接单元103所包含的部分,各自形成第2分支流路173a、第2分支流路173b、及第2分支流路173c。多个第2分支流路173a、173b、173c与多个室内单元102a、102b、102c的每一个连接且自第3冷媒流路173分支。多个第2分支流路173a、173b、173c各自被分为:比远离自第3冷媒流路173分支的位置的第2位置13a更靠近第3冷媒流路173的第2连接部分73a、及作为其余部分的第2延长部分73b。多个第2分支流路173a、173b、173c各自与室内单元的冷媒流路连接,该冷媒流路与室内单元102a、102b、102c的第2热交换器的另一端连接。
气液分离器111连接着1根冷媒气体管111a、二相状态的冷媒或液体冷媒流动的冷媒管路111b、及液体冷媒流动的冷媒液体管111c。冷媒气体管111a与分支点126连接,在这些单元之间的流路上设置有第1开闭阀119。第1开闭阀119例如为电磁阀。冷媒管路111b与分支点127连接,在这些单元之间的流路上设置有第1膨胀阀131。再有,冷媒液体管111c在室外单元101与第3热交换器110的第1流路110a之间的分支点128处被连接至液体管121。在冷媒液体管111c与分支点128之间的流路上设置有第2开闭阀116。第2开闭阀116是使液体冷媒膨胀的膨胀阀,也可称为第2膨胀阀116。
通过冷媒气体管111a、气液分离器111、及冷媒管路111b而形成第4冷媒流路174的一部分。第4冷媒流路174对多个第1分支流路171a~171c的第1位置12a和多个第3分支流路173a~173c的第2位置13a进行连接。第4冷媒流路174具有朝向第1位置12a分支的第1分支位置(分支点126)及朝向第2位置13a分支的第2分支位置(分支点127)。
由冷媒液体管111c形成第5冷媒流路175。第5冷媒流路175对位于第4冷媒流路174的第1分支位置126及第2分支位置127之间的第3位置14、和第2冷媒流路172中的第4位置(分支点128)进行连接。气液分离器111被设置于第4冷媒流路174的第3位置14。气液分离器111在气液二相状态的冷媒经由第1膨胀阀131而流入的情况下将冷媒分离成液体冷媒与气体冷媒。气液分离器111构成为:气体冷媒从气液分离器111向第1分支流路171a~171c流经第4冷媒流路174,且液体冷媒从气液分离器111而流经第5冷媒流路175。第2膨胀阀116在液体冷媒于第5冷媒流路175中流动的情况下使液体冷媒膨胀。
第6冷媒流路176在位于第1分支位置126与第3位置14之间的第3分支位置129处自第4冷媒流路174分支且与第2流路110b的另一端连接。
第1开闭阀119在第3分支位置129与第3位置14之间被设置于第4冷媒流路174上。再有,第2开闭阀(第2膨胀阀)116被设置于第5冷媒流路175。第1膨胀阀131在第3位置14与第2分支位置127之间被设置于所述第4冷媒流路174。第1膨胀阀131在气液二相状态的冷媒通过的情况下使该冷媒膨胀。
在对各室内单元102a、102b、102c与分支点122连接的气体管123a、123b、123c,设置能排他地切换第1状态与第2状态的第1切换构件(三通阀)112a、112b、112c。即,作为第1切换构件的三通阀112a、112b、112c各自设置于第1分支流路171a的第1位置12a、第1分支流路171b的第1位置12a、及第1分支流路171c的第1位置12a。若第1切换构件112a~112c被切换为第1状态,则经由第1切换构件112a~112c而连接分支点122与各室内单元102a~102c。另一方面,若第1切换构件112a~112c被切换为第2状态,则分支点122与各室内单元102a~102c之间的连接被切断,经由第1切换构件112a~112c而连接分支点126与各室内单元102a~102c。在第1切换构件112a为第1状态时,在第1冷媒流路171与第1延长部分71b之间,冷媒可经由第1连接部分71a而流动,在第1分支位置126与第1延长部分71b之间冷媒无法经由第4冷媒流路174而流动。还有,在第1切换构件112a为第2状态时,在第1分支位置126与第1延长部分71b之间,冷媒可经由第4冷媒流路174而流动,且在第1冷媒流路171与所述第1延长部分71b之间,冷媒无法经由第1连接部分71a而流动。该情形对于第1切换构件112b及第1切换构件112c来说也适用。
在对各室内单元102a、102b、102c与分支点124进行连接的液体管125a、125b、125c的中途设置有能排他地切换第3状态与第4状态的第2切换构件(三通阀)113a、113b、113c。即,作为第2切换构件的三通阀113a、113b、113c各自设置在第2分支流路173a的第2位置13a、第2分支流路173b的第2位置13a、及第2分支流路173c的第2位置13a。若第2切换构件113a~113c被切换成第3状态,则经由第2切换构件113a~113c而连接分支点124与各室内单元102a~102c。另一方面,若第2切换构件113a~113c被切换成第4状态,则分支点124与各室内单元102a~102c之间的连接被切断,经由第2切换构件113a~113c而连接分支点127与各室内单元102a~102c。在第2切换构件113a为第3状态时,在第1冷媒流路173与第2延长部分73b之间,冷媒可经由第2连接部分73a而流动,且在第2分支位置127与第2延长部分73b之间,冷媒无法经由第4冷媒流路174而流动。再有,在第2切换构件113a为第4状态时,在第2分支位置127与第2延长部分73b之间,冷媒可经由第4冷媒流路174而流动,且在第3冷媒流路171与第2延长部分73b之间,冷媒无法经由第2连接部分73a而流动。该情形对于第2切换构件113b及第2切换构件113c来说也适用。
在第3热交换器110的第2流路110b的另一端与分支点126之间设置有第4开闭阀117,在第2流路110b的一端与分支点122之间设置有第3开闭阀118。第3开闭阀118例如为电磁阀。第4开闭阀117例如为电磁阀。本实施方式中,第4开闭阀117被设置于第6冷媒流路176。第3开闭阀118在比多个第1分支流路171a~171c分支的位置更靠近第2流路110b的一端的位置处被设置于第1冷媒流路171。通过对第4开闭阀117及第3开闭阀118进行打开关闭控制,从而可以切换第3热交换器110中的热交换的有无。
装置100a还具备控制器200。控制器200可采用与公知的控制器同样的构成,例如包括运算处理装置与存储装置。存储装置中保存用于实施后述的控制的程序。
图2示意地表示控制器200与其他部分的连接状态。控制器200与室外单元101、各室内单元102(102a~102c)、及连接单元103连接。具体是,控制器200与室外单元101、室内单元102、及连接单元103所包含的送风机或阀等连接且对它们进行控制。再有,控制器200与室内单元102各自所设置的温度设定装置201及室温测量装置202连接,取得已设定的温度及测量出的室温。温度设定装置201及室温测量装置202可以利用公知的装置。温度设定装置201通常具备输入装置与显示装置。温度设定装置201亦可以包括兼作输入装置与显示装置的触摸面板。室温测量装置202具备温度传感器。
例如,控制器200如后所述也可以计算多个室内单元102a~102c各自的空调负载并确定空调装置100a的运行模式。该情况下,控制器200也可以根据运行模式来控制多个第1切换构件112a~112c的状态、多个第2切换构件113a~113c的状态、第1开闭阀119的状态、第2开闭阀116的状态、第3开闭阀118的状态、第4开闭阀117的状态、及第1膨胀阀131的状态。另外,如图3所示,连接单元103也可以具备控制器200。
以下对装置100的冷气运行及暖气运行的一例进行说明。以下,有时将各室内单元的空调负载之间的差的最大值超过给定值的情况称为「负载差大的状态」,将相反的情况有时称为「负载差小的状态」。
(冷气运行时的动作的一例)
以下对冷气运行时的动作的一例进行说明。这一例的冷气运行是依据图4的流程图而进行的。其中,在以下的流程图的说明中有时省略特别地不需要说明的一部分处理的说明。例如,省略结束判定等。
首先,控制器200利用由温度设定装置201设定的温度(以下有时称为「设定温度」)和由室温测量装置202测量出的室温(以下有时称为「测量温度」),按每个室内单元102计算空调负载(步骤1101S)。基于计算出的空调负载,控制器200对室内侧膨胀阀(调节机构)114a、114b、114c各自的开度进行控制。另外,控制器200也可以基于计算出的空调负载来进行送风机转速的控制。
进而,控制器200计算各空调负载之间的差的最大值(步骤1102S)。即,控制器200计算最大的空调负载与最小的空调负载之差。
接着,控制器200判定空调负载之间的差的最大值是否比给定值(阈值)更大(步骤1103S)。该给定值可基于冷气运行的效率提高的观点而任意地决定。控制器200在步骤1103S中的判定结果为否(NO)的情况下、即空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,进行控制(i1)。再有,控制器200在步骤1103S中的判定结果为是(YES)的情况下、即空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,进行控制(ii1)。
控制(i1)中,由控制器200使连接单元103成为与空调负载差小的状态对应的状态A的构成。控制(ii1)中,由控制器200使连接单元103成为与空调负载差大的状态对应的状态C的构成。另外,在装置100包括3个以上的室内单元的情况下,状态C包括空调负载的大小关系不同的多个状态。控制器200在其存储装置中保存表示连接单元103的状态的变量。
在步骤1103S中的判定结果为否(NO)的情况下,控制器200判定现有的连接单元103的状态是否为与空调负载差小的状态对应的状态A(步骤1104S)。
在步骤1104S中的判定结果为是(YES)的情况下,连接单元103保持状态A不变地进行冷气运行(步骤1105S),在该状态下直接返回步骤1101S。另外,步骤1104S中的判定结果为是意味着可实现基于控制(i1)的构成。即、步骤1105S意味着通过控制(i1)来进行冷气运行。
在图5中示意地表示进行控制(i1)时的冷媒回路的状态。图4中以虚线表示的管是无冷媒流动的管(以下的附图中也同样)。在状态A,与现有的空调装置同样,多个室内单元102a、102b、102c在第3热交换器110中不进行热交换地与室外单元101并联地连接。即,在控制(i1)中,控制器200控制多个阀,以使多个室内单元102a、102b、102c在第3热交换器110中不进行热交换地与室外单元101并联地连接。
在步骤1104S中的判定结果为否的情况下,控制器200通过控制(i1)来进行冷气运行(步骤1106S)。即,控制器200按照连接单元103成为状态A的方式控制连接单元103内的阀,以进行冷气运行。具体是,将第1切换构件112a、112b、112c切换为第1状态并将第2切换构件113a、113b、113c切换为第3状态,以使多个室内单元102a、102b、102c在第3热交换器110中不进行热交换地与室外单元101并联地连接。使连接单元的其他阀(第2膨胀阀116、第1膨胀阀131、第4开闭阀117、第3开闭阀118、第1开闭阀119)为全闭状态。控制器200控制多个第1切换构件112a~112c、多个第2切换构件113a~113c、及第3开闭阀118,以使多个第1切换构件112a~112c成为第1状态、多个第2切换构件113a~113c成为第3状态、第3开闭阀118成为关闭的状态。维持该冷气状态不变,接着将表示连接单元103的状态的变量设为与状态A对应的变量(步骤1107S)。然后,返回步骤1101S。
在控制(i1)中的冷气运行中,冷媒按顺序在[压缩机104]-[第1热交换器108]-[室外侧膨胀阀115]-[第1流路110a]-[室内侧膨胀阀114a~114c]-[第2热交换器109a~109c]-[储液器105]-[压缩机104]这一循环路径流动。
接着,在步骤1103S中的判定结果为是的情况下,控制器200将多个室内单元102分为空调负载大的第1室内单元群、和空调负载小的第2室内单元群(步骤1108S)。然后,对第1室内单元群及第2室内单元群的状态和表示连接单元103的状态的变量进行比较,判定连接单元103判断是否适应于室内单元群的状态(步骤1109S)。
在步骤1109S中的判定结果为是的情况下,在该状态下直接进行冷气运行(步骤1110S),在该状态下直接返回步骤1101S。另外,步骤1109S中的判定结果为是意味着可实现基于控制(ii1)的构成。即,步骤1110S意味着通过控制(ii1)来进行冷气运行。
在步骤1109S中的判定结果为否的情况下,通过控制(ii1)进行冷气运行(步骤1111S)。具体是,按照与步骤1108S中的划分对应的方式控制连接单元103内的阀,以进行冷气运行。然后,变更表示连接单元103的状态的变量(步骤1112S)并返回步骤1101S。
在图6中示意地表示控制(ii1)中的冷媒回路的状态的一例。图6表示:空调负载大的第1室内单元群102H包含室内单元102c且空调负载小的第2室内单元群102L包含室内单元102a及102b的情况下的构成。
如图6所示,控制器200将设置在与室内单元102c(第1室内单元群102H)相连的液体管125c的第2切换构件113c设为第3状态,将设置在气体管123c的第1切换构件112c设为第1状态。由此,液体管125c与分支点124相连,气体管123c与分支点122相连。结果,形成连结室外单元101与室内单元102c(第1室内单元群102H)的第1冷媒回路。第1冷媒回路中,从室外单元101的液体管121流动的冷媒按顺序通过第3热交换器110的第1流路110a、分支点124、第1室内单元群102H(室内单元102c)、及分支点122,并返回室外单元101。
再有,如图6所示,控制器200将设置在与室内单元102a及室内单元102b(第2室内单元群102L)相连的液体管125a、125b的第2切换构件113a、113b设为第4状态,将设置在气体管123a、123b的第1切换构件112a、112b设为第2状态。由此,液体管125a、125b与分支点127相连且气体管123a、123b与分支点126相连。还有,控制器200将第2膨胀阀116全开,由此冷媒从室外单元101的液体管121流向气液分离器111的液体管111c。进而,控制器200关闭第1开闭阀119并将第1膨胀阀131全开,由此使气液分离器111内的冷媒流向分支点127。另外,控制器200打开设置在第3热交换器110的第2流路110b的入口及出口的第4开闭阀117及第3开闭阀118,使分支点126的冷媒通过第3热交换器110的第2流路110b后流向室外单元101的气体管120。换言之,控制器200控制多个第1切换构件112a~112c,以使第1室内单元群102H的室内单元所对应的第1切换构件112c成为第1状态且第2室内单元群102L的室内单元所对应的第1切换构件112a、112b成为第2状态。再有,控制器200控制多个第2切换构件113a~113c,以使第1室内单元群102H的室内单元所对应的第2切换构件113c成为第3状态,第2室内单元群102L的室内单元所对应的第2切换构件113b、113c成为第4状态。进而,控制器200控制第1开闭阀119、第2开闭阀116、第3开闭阀118、第4开闭阀117、及第1膨胀阀131,以使第1开闭阀119成为关闭的状态、第2开闭阀116成为打开的状态、第3开闭阀118成为打开的状态、第4开闭阀117成为打开的状态且第1膨胀阀131成为使冷媒通过的状态。
上述控制的结果,可形成连结室外单元101与室内单元102a及室内单元102b(第2室内单元群102L)的第2冷媒回路。第2冷媒回路中,从室外单元101的液体管121开始流动的冷媒按气液分离器111、分支点127、第2室内单元群102L(室内单元102a、102b)、分支点126、第3热交换器110的第2流路110b的顺序流动后返回室外单元101。
在图6的控制(控制(ii1))中,在流经第2室内单元群102L的第2热交换器109a、109b后的冷媒和流经第1室内单元群102H的第2热交换器109c前的冷媒之间进行热交换。
另外,在第1冷媒回路及第2冷媒回路中,第1室内单元群102H及第2室内单元群102L所包含的室内单元102a、102b、102c各自与室外单元101并联地连接。再有,第2室内单元群102L所包含的室内单元102a、102b相互并联地连接。还有,在第1室内单元群102H包含多个室内单元的情况下,这些单元相互并联地连接。
将图6的控制(控制(ii1))中的冷媒的状态示于图7A的莫理尔图及图7B的流程图。图7A及图7B中的圆圈数字与图6中的圆圈数字对应。流经空调负载大的第1室内单元群102H的冷媒、即流经第1冷媒回路的冷媒按圆圈数字1→2→3→4→5→1的顺序移动。另一方面,流经空调负载小的第2室内单元群102L的冷媒、即流经第2冷媒回路的冷媒按圆圈数字1→2→3→6→7→1的顺序移动。
第1冷媒回路中的圆圈数字3→4表示第3热交换器110的第1流路110a中的热交换。再有,第2冷媒回路中的圆圈数字7→1表示第3热交换器110的第2流路110b中的热交换。参照图7A及图7B,在第2冷媒回路中的圆圈数字7→1的变化和第1冷媒回路中的圆圈数字3→4的变化之间进行热交换。通过利用第3热交换器110进行热交换,从而第1冷媒回路(空调负载大的第1室内单元群)的蒸发器内的蒸发(圆圈数字5→1)的焓差与通常循环相比有所增大。因此,同等的冷气能力所需要的蒸发温度与通常循环有所上升。结果,可减轻压缩机的压缩功,与通常运行相比,COP有所提高。
如上,在上述装置中,在空调负载差较大时在连接单元103内的热交换器110中进行热交换,通过空调负载小的室内单元所利用的冷媒来冷却空调负载大的室内单元所利用的冷媒。另一方面,在空调负载较小时,在热交换器110中不进行热交换而进行冷气运行。结果,可以有效地进行冷气运行。
(暖气运行时的动作的一例)
以下对暖气运行时的动作的一例进行说明。这一例的暖气运行是依据图8的流程图而进行的。
首先,控制器200利用由温度设定装置201设定的设定温度和由室温测量装置202测量出的测量温度,按每个室内单元102计算空调负载(步骤1201S)。然后,根据计算出的空调负载,控制器200控制室内侧膨胀阀(调节机构)114a、114b、114c各自的开度。
接着,控制器200计算各空调负载之间的差的最大值(步骤1202S)。即,控制器200计算最大的空调负载与最小的空调负载之差。
接着,控制器200判定空调负载之间的差的最大值是否比给定值更大(步骤1203S)。该给定值可基于暖气运行的效率提高的观点而任意地决定。控制器200在空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(I1),在空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(II1)。
控制(I1)中,通过控制器200,连接单元103成为与空调负载差小的状态对应的状态A的构成。控制(II1)中,通过控制器200,连接单元103成为与空调负载差大的状态对应的状态B的构成。多个第1切换构件112a~112c、多个第2切换构件113a~113c、第1开闭阀119、第2开闭阀(第2膨胀阀)116、第3开闭阀118、第4开闭阀117、及第1膨胀阀131构成为获取状态A及状态B。其中,在装置100a包括3个以上的室内单元的情况下,状态B包括空调负载的大小关系不同的多个状态。控制器200在其存储装置中保存表示连接单元103的状态的变量。
在步骤1203S中的判定结果为否(NO)的情况下,控制器200判定现有的连接单元103的状态是否为与空调负载差小的状态对应的状态A(步骤1204S)。
在步骤1204S中的判定结果为是(YES)的情况下,连接单元103保持状态A不变地进行暖气运行(步骤1205S),在该状态下直接返回步骤1201S。另外,步骤1204S中的判定结果为是意味着可实现基于控制(11)的构成。即、步骤1205S意味着通过控制(I1)来进行暖气运行。
连接单元103处于状态A时的冷媒回路,除了四通阀106的状态成为示于图9的状态以外都和图5示出的情形相同。切换四通阀106,由此在连接单元103处于状态A时的暖气运行中,冷媒在与图5的冷媒回路相反的方向流动。在状态A,与现有的空调装置同样,多个室内单元102a、102b、102c在第3热交换器110中不进行热交换地与室外单元101并联地连接。即,在控制(I1)中,控制器200控制多个阀,以使多个室内单元102a、102b、102c在第3热交换器110中不进行热交换而与室外单元101并联地连接。状态A是连接单元103使从室外单元101供给的冷媒向多个室内单元102a、102b、102c并联地流动后返回至室外单元101的状态。
在步骤1204S中的判定结果为否的情况下,控制器200通过控制(I1)进行暖气运行(步骤1206S)。即,控制器200按照连接单元103成为状态A的方式控制连接单元103内的阀,以进行暖气运行。具体是,将第1切换构件112a、112b、112c切换为第1状态并将第2切换构件113a、113b、113c切换为第3状态,以使多个室内单元102a、102b、102c在第3热交换器110中不进行热交换地与室外单元101并联地连接。关于连接单元的其他阀(第2膨胀阀116、第1膨胀阀131、第4开闭阀117、第3开闭阀118、第1开闭阀119,为全闭状态。换言之,控制器200控制多个第1切换构件112a~112c、多个第2切换构件113a~113c、及第3开闭阀118,以使多个第1切换构件112a~112c成为第1状态、多个第2切换构件113a~113c成为第3状态、第3开闭阀118成为关闭的状态。维持该暖气状态不变,接着将表示连接单元103的状态的变量设为与状态A对应的变量(步骤1207S)。然后,返回步骤1201S。
接着,在步骤1203S中的判定结果为是的情况下,控制器200将多个室内单元102分为空调负载大的第1室内单元群和空调负载小的第2室内单元群(步骤1208S)。然后,对判定出的空调负载的状态和表示连接单元103的状态的变量进行比较,判定连接单元103的状态是否适合于室内单元群的状态(步骤1209S)。即,判定连接单元102a是否为状态B。
在步骤1209S中的判定结果为是的情况下,在该状态下直接进行暖气运行(步骤1210S),在该状态下直接返回步骤1201S。即,连接单元102保持状态B不变。其中,步骤1209S中的判定结果为是意味着能实现基于控制(II1)的构成。即,步骤1210S意味着通过控制(II1)来进行暖气运行。
在步骤1209S中的判定结果为否的情况下,控制器200通过控制(II1)进行暖气运行(步骤1211S)。即,控制器200按照与步骤1208S中的划分对应的方式控制连接单元103内的阀,以进行暖气运行。即,将连接单元103的状态变更为状态B。而且,保持该状态不变,将表示连接单元103的状态的变量变更成表示现在的状态(步骤1212S),返回步骤1201S。
在图9中示意地表示控制(II1)中的冷媒回路的状态的一例。暖气运行中,四通阀106被切换成不同于冷气运行的状态。图9表示空调负载大的第1室内单元群102H包含室内单元102c且空调负载小的第2室内单元群102L包含室内单元102a及102b的情况下的构成。
如图9所示,控制器200将设置在与室内单元102c(第1室内单元群102H)相连的气体管123c的第1切换构件112c控制为第1状态,将设置在与室内单元102c相连的液体管125c的第2切换构件113c控制为第4状态。由此,气体管123c与分支点122相连,液体管125c与分支点127相连。再有,如图9所示,控制器200将设置在与室内单元102a、102b(第2室内单元群102L)相连的气体管123a、123b的第1切换构件112a、112b控制为第2状态,将设置在与室内单元102a、102b相连的液体管125a、125b的第2切换构件113a、113b控制为第3状态。换言之,控制器200控制第1切换构件112a~112c,以使与第1室内单元群102H的室内单元对应的第1切换构件112c成为第1状态且第2室内单元群102L的室内单元所对应的第1切换构件112a、112b成为第2状态。再有,控制器200控制第2切换构件113a~113c,以使第1室内单元群102H的室内单元所对应的第2切换构件113c成为第4状态且第2室内单元群102L的室内单元所对应的第2切换构件113b、113c成为第3状态。
上述控制的结果,室内单元102a、102b的气体管123a、123b与分支点126相连,室内单元102a、102b的液体管125a、125b与分支点124相连。另外,控制器200将与气液分离器111的气体管111a相连的第1开闭阀119打开。从分支点127开始流动的冷媒在第1膨胀阀131中一直膨胀到中压为止,在气液分离器111被分离成气体冷媒与液体冷媒。被分离出的气体冷媒朝向分支点126流动。分离出的液体冷媒由第2开闭阀116膨胀而返回室外单元101的液体管121。此外,控制器200将设置于第3热交换器110的第2流路110b的入口及出口的第4开闭阀117及第3开闭阀118关闭。由此,分支点126的冷媒不会经由第3热交换器110的第2流路110b流向室外单元101的气体管120。换言之,控制器200控制第1开闭阀119、第2开闭阀116、第3开闭阀118、第4开闭阀117、及第1膨胀阀131,以使:第1开闭阀119成为打开的状态,第2膨胀阀116成为使冷媒膨胀的状态,第3开闭阀118成为关闭的状态;第4开闭阀117成为关闭的状态;第1膨胀阀131成为使冷媒通过的状态。
上述构成中,从室外单元101的气体管120开始流动的冷媒按分支点122、空调负载大的第1室内单元群102H(室内单元102c的第2热交换器109c)、分支点127、及气液分离器111的顺序流动。进而,由气液分离器111分离出的气体冷媒按分支点126、空调负载小的第2室内单元群102L(并联地连接的室内单元102a、102b的第2热交换器109a、109b)、分支点124、及第3热交换器110的第1流路110a的顺序流动,然后返回室外单元101的液体管121。
即,上述构成中,第1室内单元群102H与第2室内单元群102L串联地连接。而且,流经了第1室内单元群102H的冷媒流过第2室内单元群102L。再有,第2室内单元群102L所包含的室内单元102a、102b相互并联地连接。其中,图9表示出第1室内单元群102H所包含的室内单元仅为1个的情况。但是,在第1室内单元群102H包含多个室内单元的情况下,这些单元的室内单元相互并联地连接。
即,状态B是:连接单元103使从室外单元101供给的冷媒向第1室内单元群102H与第2室内单元群102L串联地流动,且在第1室内单元群102H或第2室内单元群102L包括多个室内单元的情况下,向第1室内单元群102H或第2室内单元群102L所包含的多个室内单元并联地流动,然后返回室外单元101的状态。
将上述图9的控制(控制(II1))中的冷媒的状态示于图10A的莫理尔图及图10B的流程图。图10A及图10B中的圆圈数字对应于图9中的圆圈数字。
冷媒的状态按圆圈数字1→2→3→4→5→6→7→1的顺序变化。流入气液分离器111的冷媒从圆圈数字4的状态被分离成气体冷媒与液体冷媒。气体冷媒经由圆圈数字4→5→6,液体冷媒经由圆圈数字4→6,然后在圆圈数字7的位置处合流。图10A中,对于每单位重量的比焓的变化而言,低负载侧要比高负载侧更大。但是,需要注意的是:低负载侧所利用的冷媒的量是气液分离后的气体冷媒的量,要比高负载侧所利用的冷媒的量更少。
上述构成中,优先向空调负载大的第1室内单元群102H所要求的空调负载供给冷媒。即,如图9所示,使有效能高的冷媒在空调负载大的(高负载)第1室内单元群102H中流动(圆圈数字2→3),然后使有效能降低的冷媒在空调负载小的(低负载)第2室内单元群102L中流动(圆圈数字4→6)。结果,能够根据空调负载有效利用有效能。
通过上述的有效能的有效利用,能够降低冷冻循环整体的高压,与通常运行相比,COP性能有所提高。
(空调负载的计算方法)
对上述控制中的、空调负载的计算方法的一例进行说明。这一例中,利用下式计算第n个室内单元的空调负载。
Q(n)=|Ttarget(n)-Tactua1(n)|×H(n)/∑H(n)
Ttarget(n):各室内单元的设定温度
Tactual(n):各室内单元的吸入空气温度(测量温度)
H(n):各室内单元的额定(标准)能力(马力数)
∑H(n):与室外单元连接的室内单元的额定能力的合计能力
(给定值的设定方法)
对上述控制中的、成为判断是否切换冷媒回路的基准的给定值(阈值)的设定方法的一例进行说明。例如,在冷气运行及暖气运行的每一个中,也可以将通过使连接单元103的状态变化而使COP变得比通常运行更高的时间点的、空调负载的最大值与空调负载的最小值之差设定为该给定值。另外,能分别地设定冷气运行时的给定值与暖气运行时的给定值,既可以是相同的,也可以是不同的。
上述的说明中例示出利用了气液分离器111的装置。通过利用气液分离器111,从而可以从通过第1室内单元群而成为二相流的冷媒中分离液体冷媒,气体冷媒在第2室内单元群中流动,因此可降低压力损耗。另一方面,第1实施方式的装置也可以不具备气液分离器111。图11表示不具备气液分离器111的空调装置100b的一例。
图11的装置100b与图1的空调装置100a不同的是:无气液分离器111;及变更为获取打开第2膨胀阀116的状态和关闭第2膨胀阀116的状态这2种状态的电磁阀116t。即,第4冷媒流路174构成为:冷媒并未被分离成液体冷媒与气体冷媒地流经第4冷媒流路174。该情况下,电磁阀116t在空调装置的暖气运行时,在各空调负载的差的最大值比给定值更大的情况下,控制器200按照作为第2开闭阀116的电磁阀116t成为关闭的状态的方式控制电磁阀116t。在图11的装置中也可以进行上述的运行。即,即便在无气液分离器的空调装置中也能获得上述效果。
再有,上述图示出的装置是例示,也可以是其他构成。例如,虽然装置100a利用多个三通阀,但也可以将这些三通阀的至少一部分置换成更低价的多个双向阀。将这种空调装置100c示于图12。图12中,将装置100a的三通阀置换为双向阀。
其他观点中,第1实施方式的空调装置也可以变更成以下的空调装置(K)。空调装置(K)的构成能够与图示出的上述空调装置的一例的构成相同,因此有时省略重复的说明。另外,以下的说明并未对上述空调装置进行限定。
空调装置(K)具备:包括第1热交换器及压缩机的室外单元、各自包括第2热交换器的多个室内单元、及控制器。这些构成和图示出的构成相同。该装置还包括对室外单元与多个室内单元进行连接的连接单元。在连结第2热交换器的每一个与连接单元的多个液体管分别设置有调节机构。
空调装置(K)的连接单元包括第3热交换器、管路、配置在管路上的多个阀。通过切换管路上的多个阀,从而能够形成:连结第1热交换器与多个第2热交换器的每一个且通过第3热交换器的多个流路(1);连结第1热交换器与多个第2热交换器的每一个且未通过第3热交换器的多个流路(2);连结上述压缩机与多个第2热交换器的每个且通过第3热交换器的多个流路(3);连结上述压缩机与多个第2热交换器的每一个且未通过第3热交换器的多个流路(4)。换言之,多个阀包括:按每个室内单元对流路(1)与流路(2)进行切换的阀、及按每个室内单元对流路(3)与流路(4)进行切换的阀。
冷气时,冷媒按顺序流过[第1热交换器]-[流路(1)及/或流路(2)]-[第2热交换器]-[流路(3)及/或流路(4)]-[压缩机]-[第1热交换器]这-循环路径。
将连结室外单元101的第1热交换器108与第1室内单元102a~102c的第2热交换器109a~109c且通过第3热交换器110的第1流路110a的的流路(1)分别作为流路(1a)~(1c)。同样地,将连结第1热交换器108与第2热交换器109a~109c且未通过第3热交换器110的流路(2)分别作为流路(2a)~(2c)。再有,将连结压缩机108与第2热交换器109a~109c且通过第3热交换器110的第2流路110b的流路(3)分别作为流路(3a)~(3c)。还有,将连结压缩机108与第2热交换器109a~109c且未通过第3热交换器110的流路(4)分别作为流路(4a)~(4c)。
流路(1a)包括液体管121、第1流路110a、及液体管125a。流路(1b)包括液体管121、第1流路110a、及液体管125b。流路(1c)包括液体管121、第1流路110a、及液体管125c。即,流路(1a)~(1c)共享液体管121及第1流路110a,且各自还包括液体管125a~125c。同样,流路(2a)~(2c)共享液体管121、冷媒管路111b及冷媒液体管111c且各自还包括液体管125a~125c。
流路(3a)包括气体管120、第2流路110b、及气体管123a。流路(3b)包括气体管120、第2流路110b、及气体管123b。流路(3c)包括气体管120、第2流路110b、及气体管123c。即,流路(3a)~(3c)共享气体管120及第2流路110b且各自还包括气体管123a~123c。同样,流路(4a)~(4c)共享气体管120且各自还包括气体管123a~123c。
空调装置(K)中,在冷气运行时,控制器按每个室内单元计算空调负载,根据计算出的各空调负载控制多个调节机构各自的开度,并且
(a)在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制多个阀,以使连结多个室内单元的每一个与室外单元的冷媒回路形成为并不利用从流路(1)及流路(3)选出的至少1个流路;
(b)在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,将多个室内单元分为空调负载大的第1室内单元群与空调负载小的第2室内单元群,控制多个阀,以使:
(b1)利用流路(1)及(4)形成连结第1室内单元群的室内单元与室外单元的冷媒回路,且
(b2)利用流路(2)及(3)形成连结第2室内单元群的室内单元与室外单元的冷媒回路。
另外,也能够认为上述(a)的控制是不同时利用流路(1)及流路(3)来形成冷媒回路的控制。再有,也能够认为上述(a)的控制是形成在第3热交换器中不进行热交换的冷媒回路的控制。还有,能够认为上述(b)的控制是按照在流经第2室内单元群后的冷媒与流经第1室内单元群前的冷媒之间进行热交换的方式形成冷媒回路的控制。
空调装置(K)的连接单元所包含的管路也可以是能形成用于将从所有室内单元(多个室内单元)选出的任意的多个室内单元的第2热交换器串联地连接的流路的管路。而且,控制器在暖气运行时按每个室内单元计算空调负载,根据计算出的各空调负载控制多个调节机构各自的开度,并且
(A)在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制多个阀,以便形成为并不利用从流路(1)及流路(3)选出的至少1个流路;
(B)在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,将多个室内单元分为空调负载大的第1室内单元群与空调负载小的第2室内单元群,控制多个阀,以便:在第1室内单元群包含多个室内单元的情况下将这些单元相互并联地连接,在第2室内单元群包含多个室内单元的情况下将这些单元并联地连接,且将第1室内单元群与第2室内单元群串联地连接。该情况下,也可以按照从室外单元供给的冷媒按第1室内单元群与第2室内单元群的顺序流动的方式形成冷媒回路。
另外,在又一观点中,本公开提供利用上述装置进行空气调节的方法。在该方法的一例的冷气运行中,计算各室内单元的空调负载,基于该空调负载进行上述控制(i1)或控制(ii1)。再有,在其一例的暖气运行中,计算各室内单元的空调负载,基于该空调负载来进行上述控制(I1)或控制(II1)。在该方法的另一例的冷气运行中,计算各室内单元的空调负载,并基于该空调负载来进行上述控制(a)或控制(b)。还有,在本方法的一例的暖气运行中,计算各室内单元的空调负载,并基于该空调负载进行上述控制(A)或控制(B)。
<第2实施方式>
接着,对第2实施方式涉及的空调装置及连接单元进行说明。第2实施方式涉及的空调装置及连接单元除了特别地说明的情况以外都与第1实施方式涉及的空调装置及连接单元同样地构成或同样地动作。针对第2实施方式涉及的空调装置及连接单元的构成之中、与第1实施方式涉及的空调装置及连接单元相同或对应的构成赋以相同的符号,并省略详细的说明。第1实施方式相关的说明只要在技术上不矛盾,也适用于第2实施方式。
图13的空调装置100d除了以下描述的点以外,与图1的空调装置100a同样地构成。在室内单元102a~102c分别设置有第1温度传感器181a~181c。具体是,第1温度传感器181a~181c各自配置于连结室内侧膨胀阀114a~114c与第2热交换器109a~109c的液体管125a~125c、或者第2热交换器109a~109c的中间。利用第1温度传感器181a~181c测量室内单元102a~102c中的冷媒的蒸发温度。
在连结第2流路110b与室外单元101的气体管120上配置有第2温度传感器182。第2温度传感器182如后所述是为了求取流经第2流路110b后的冷媒的过热度而被利用的,因此也可称为过热度测量用温度传感器182。过热度测量用传感器182设置在第2流路110b的一端近旁形成第1冷媒流路171的管路上。如图13所示,第2温度传感器182也可以配置于冷气运行时成为第2流路110b的出口(冷媒的出口)的位置。利用第2温度传感器182来测量通过第2流路110b后的冷媒的温度。
在连结第1流路110a与室外单元101的第1膨胀阀115的液体管121上配置有第3温度传感器183。如图13所示,第3温度传感器183也可以配置于作为室外单元101内的液体管且冷气运行时成为第1膨胀阀115的下游侧的位置。利用第3温度传感器183来测量从室外单元101供给的冷媒的温度。
在连结第1流路110a与各室内单元102a~102c的液体管上配置有第4温度传感器184。第4温度传感器184是为了求取流经第1流路110a后的冷媒的过热度而被利用的,因此也可称为过冷却度测量用温度传感器184。过冷却度测量用传感器184在第1流路110a的另一端近旁被设置于形成第3冷媒流路173的管路上。如图13所示,也可以被配置在冷气运行时成为第1流路110a的出口(冷媒的出口)的位置。利用第4温度传感器184来测量冷气运行时通过第1流路110a后的冷媒的温度。
如图14所示,装置100d还具备控制器200。控制器200与第1温度传感器181a~181c、第2温度传感器182、第3温度传感器183、及第4温度传感器184连接,除了取得由这些单元测量出的温度这一点以外,与第1实施方式的控制器200同样地构成。再有,如图15所示,连接单元103也可以具备控制器200。
(冷气运行时的动作的一例)
装置100d的暖气运行时的动作和第1实施方式的装置100a的动作相同,因此省略其说明。以下,对装置100d的冷气运行时的动作的一例进行说明。冷气运行依据第1实施方式的图4的流程图而进行。将进行控制(i1)时的冷媒回路的状态示意地表示于图16。再有,将控制(ii1)中的冷媒回路的状态的一例示意地表示于图17。第2实施方式的装置100d除了以下所说明的情况以外,与第1实施方式的装置100a同样地动作。
控制器200参照用过热度测量用温度传感器182或过冷却度测量用温度传感器184测量出的温度,控制设置于多个室内单元102a~102c中各自的冷媒管路的多个调节机构(膨胀阀114a~114c)之中至少1个调节机构的开度。具体是,例如在控制(ii1)中,控制器200在控制第2室内单元群102L的室内单元(室内单元102a及102b)所对应的调节机构(膨胀阀114a及114b)的开度之际,在各室内单元的空调负载的基础上还参照流经第1流路110a后的冷媒的过冷却度和流经第2流路110b后的冷媒的过热度。根据该控制,可获得第9形态或第19形态描述过的效果。
流经第1流路110a后的冷媒的过冷却度是根据由第3温度传感器183测量出的温度和由第4温度传感器184测量出的温度之差来求取的。再有,流经第2流路110b后的冷媒的过热度是根据由第1温度传感器181测量出的温度和由第2温度传感器182测量出的温度之差来求取的。此外,也可以按不参照过冷却度的方式控制调节机构。该情况下,可省略第3温度传感器183及第4温度传感器184。另外,也可以按不参照过热度的方式控制调节机构(膨胀阀114a及膨胀阀114b)。该情况下,可省略第1温度传感器181及第2温度传感器182。
上述说明中例示出利用了气液分离器111的装置。通过利用气液分离器111,从而在暖气运行时可以从通过第1室内单元群并成为二相流的冷媒中分离出液体冷媒,让气体冷媒在第2室内单元群中流动,因此可降低暖气运行时的压力损耗。另一方面,本实施方式的装置也可以不具备气液分离器111。将不具备气液分离器111的空调装置100f的一例示于图18。
图18的装置100f仅在无气液分离器111、及、将第2膨胀阀116设为电磁阀116t这两点上与图13的空调装置100不同。即便在图18的装置100f中也能进行冷暖气运行(例如上述的冷气运行)。即,即便在无气液分离器的空调装置中也能获得上述的效果。
<第3实施方式>
接着,对第3实施方式涉及的空调装置及连接单元进行说明。第3实施方式涉及的空调装置及连接单元的构成之中,对与第1实施方式涉及的空调装置及连接单元相同或对应的构成赋以相同的符号并省略详细的说明。第1实施方式相关的说明只要在技术上不矛盾,也适用于第3实施方式。
(空调装置的一例)
以下说明本实施方式的空调装置的一例。图19示意地表示该装置的构成的一部分。
图19的空调装置100g包括室外单元(室外机)101、多个室内单元(室内机)102(102a、102b、102c)、及连接单元103。室外单元101及多个室内单元102与第1实施方式同样地构成。
连接单元103连接室外单元101与多个室内单元102的每一个。连接单元103包括用于切换室外单元101与多个室内单元102之间的连接状态的多个阀。连接单元103具备第1连接流路191、第2连接流路192、多个第1分支连接流路191a、191b、191c、多个第2分支连接流路192a、192b、192c、第3连接流路130、第4连接流路140。
室外单元101与连接单元103借助气体管120及液体管121而被连接。气体管120在连接单元103内的分支点122分支且与气体管123a、123b、123c连接,这些气体管与室内单元102a、102b、102c相连。
通过连接单元103所包含的气体管120的部分来形成第1连接流路191。第1连接流路191与室外单元101连接。第1连接流路191被连接在经由压缩机104而与第1热交换器108的一端连接的室外单元101的冷媒流路上。通过连接单元103所包含的气体管123a的部分、连接单元103所包含的气体管123b的部分、及连接单元103所包含的气体管123c的部分各自形成第1分支连接流路191a、第1分支连接流路191b、及第1分支连接流路191c。多个第1分支连接流路191a、191b、191c与多个室内单元102a、102b、102c分别连接,且从第1连接流路191开始分支。多个第1分支连接流路191a、191b、191c各自被分为:比远离从第1连接流路191分支的位置的第1连接位置12b还靠近第1连接流路191的第1连接部分91a、及作为其余部分的第1延长部分91b。多个第1分支连接流路191a、191b、191c被连接至多个室内单元の102a、102b、102c各自的第2热交换器109a、109b、109c的一端所连接的冷媒流路上。
再有,液体管121在连接单元103内的分支点124分支,且与液体管125a、125b、125c连接,这些液体管与室内单元102a、102b、102c相连。
通过连接单元103所包含的液体管121的部分形成第2连接流路192。第2连接流路192与室外单元101连接。第2连接流路192被连接至未经由压缩机104而与第1热交换器108的另一端连接的室外单元101的冷媒流路上。通过连接单元103所包含的液体管125a的部分、连接单元103所包含的液体管125b的部分、及连接单元103所包含的液体管125c的部分各自形成第2分支连接流路192a、第2分支连接流路192b、第2分支连接流路192c。多个第2分支连接流路192a、192b、192c与多个室内单元102a、102b、102c分别连接且自第2连接流路192分支。多个第2分支连接流路192a、192b、192c各自被分为:比远离从第2连接流路192分支的位置的第2连接位置13b更靠近第2连接流路192的第2连接部分92a、及作为其余部分的第2延长部分92b。多个第2分支连接流路192a、192b、192c被连接至多个室内单元102a、102b、102c各自的第2热交换器109a、109b、109c的另一端所连接的冷媒流路上。多个第2分支连接流路192a、192b、192c各自被连接至设置有作为调节机构的室内侧膨胀阀114a、114b、114c且与第2热交换器109a、109b、109c的另一端连接的多个冷媒流路上。
在连接各室内单元102a、102b、102c与分支点122的气体管123a、123b、123c上,各自设置有开闭阀112ax、112bx、112cx。再有,在连结各室内单元102a、102b、102c与第2分支点124的液体管125a、125b、125c上各自设置有开闭阀113ax、113bx、113cx。
气体管123a~123c与液体管125a~125c通过第3连接流路130而被连接。即,第3连接流路130对多个第1分支连接流路191a~191c各自的第1连接位置12b和多个第2分支连接流路192a~192c各自的第2连接位置13b进行连接。再有,第3连接流路130具有朝向第1连接位置12b分支的第1分支位置(分支点126)及朝向第2连接位置13b分支的第2分支位置(分支点127)。与室外单元101连接的液体管121和第3连接流路130通过第4连接流路140而被连接。第4连接流路140上设置有开闭阀(电磁阀)141。再有,第3连接流路130中在第1分支位置126与第1分支连接流路191a的第1连接位置12b之间设置有开闭阀112ay。同样,第3连接流路130中在第1分支位置126与第1分支连接流路191b的第1连接位置12b之间设置有开闭阀112by,第3连接流路130中在第1分支位置126与第1分支连接流路191b的第1连接位置12b之间设置有开闭阀112cy。还有,第3连接流路130中在第2分支位置127与第2分支连接流路192a的第2连接位置13b之间设置有开闭阀113ay,第3连接流路130中在第2分支位置127与第2分支连接流路192b的第2连接位置13b之间设置有开闭阀113by,第3连接流路130中在第2分支位置127与第2分支连接流路192c的第2连接位置13b之间设置有开闭阀113cy。
开闭阀112ax与开闭阀112ay的组合、开闭阀112bx与开闭阀112by的组合、及开闭阀112cx与开闭阀112cy的组合各自构成第1切换构件。第1切换构件是针对第1分支连接流路191a~191c的每一个而设置的。开闭阀113ax与开闭阀113ay的组合、开闭阀113bx与开闭阀113by的组合、及开闭阀113cx与开闭阀113cy的组合各自构成第2切换构件。第2切换构件是针对第2分支连接流路192a~192c的每一个而设置的。
第1切换构件能够排他地切换第1状态与第2状态。在与第1分支连接流路191a对应的第1切换构件(开闭阀112ax与开闭阀112ay的组合)为第1状态时,冷媒可经由第1连接部分91a而在第1连接流路191与第1延长部分91b之间流动,且冷媒无法经由第3连接流路130而在第1分支位置126与第1延长部分91b之间流动。再有,在第1切换构件(开闭阀112ax与开闭阀112ay的组合)为第2状态时,冷媒可经由第3连接流路130而在第1分支位置126与第1延长部分91b之间流动,且冷媒无法经由第1连接部分91a而在第1连接流路191与第1延长部分91b之间流动。该情形也适用于第1分支连接流路191b所对应的第1切换构件(开闭阀112bx与开闭阀112by的组合)及第1分支连接流路191c所对应的第1切换构件(开闭阀112cx与开闭阀112cy的组合)。
第2切换构件能够排他地切换第3状态与第4状态。第2分支连接流路192a所对应的第2切换构件(开闭阀113ax与开闭阀113ay的组合)为第3状态时,冷媒可经由第2连接部分92a而在第2连接流路192与第2延长部分92b之间流动,且冷媒无法经由第3连接流路130而在第2分支位置127与第2延长部分92b之间流动。再有,第2切换构件(开闭阀113ax与开闭阀113ay的组合)为第4状态时,冷媒可经由第3连接流路130而在第2分支位置127与第2延长部分92b之间流动,且冷媒无法经由第2连接部分92a而在第2连接流路192与第2延长部分92b之间流动。该情形也适用于第2分支连接流路192b所对应的第1切换构件(开闭阀113bx与开闭阀113by的组合)及第2分支连接流路192c所对应的第1切换构件(开闭阀113cx与开闭阀113cy的组合)。
通过对开闭阀112ax~112cx、开闭阀112ay~112cy、开闭阀113ax~113cx、及开闭阀113ay~113cy的打开关闭进行控制,从而可以对任意室内单元的气体管与任意室内单元的液体管进行连接。
装置100g还具备控制器200。控制器200与第1实施方式同样地构成。
以下对装置100g的暖气运行的一例进行说明。以下有时将各室内单元的空调负载之间的差的最大值超过给定值的情况称为「负载差大的状态」,有时将相反的情况称为「负载差小的状态」。
(暖气运行时的动作的一例)
以下对暖气运行时的动作的一例进行说明。这一例的暖气运行是依据图20的流程图而进行的。其中,在以下的流程图的说明中,有时省略不需要特别地进行说明的一部分处理的说明。例如,省略结束判定等。
首先,控制器200利用由温度设定装置201设定的温度(以下有时称为「设定温度」)和由室温测量装置202测量出的室温(以下有时称为「测量温度」),按每个室内单元102计算空调负载(步骤1301S)。基于计算出的空调负载,控制器200控制室内侧膨胀阀(调节机构)114a、114b、114c各自的开度。另外,控制器200也可以基于计算出的空调负载来进行送风机转速的控制。
进而,控制器200对各空调负载之间的差的最大值进行计算(步骤1302S)。即,控制器200计算最大的空调负载与最小的空调负载之差。
接着,控制器200判定空调负载之间的差的最大值是否比给定值(阈值)更大(步骤1303S)。该给定值可基于暖气运行的效率提高的观点而任意地决定。控制器200在步骤1303S中的判定结果为否(NO)的情况下、即空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(I2)。再有,控制器200在步骤1303S中的判定结果为是(YES)的情况下、即空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(II2)。
控制(I2)中,控制器200按照形成空调负载差小的状态所对应的第3冷媒回路的方式控制连接单元103的多个阀。该情况下,连接单元103获取状态A。控制(II2)中,控制器200按照形成空调负载差大的状态所对应的第4冷媒回路的方式控制连接单元103的多个阀。该情况下,连接单元103获取状态B。另外,在装置100d包括3个以上室内单元的情况下,第2冷媒回路可获取空调负载的大小关系不同的多个状态。即,连接单元103作为状态B而具有多个变动。控制器200在其存储装置中保存表示连接单元103的状态的变量。多个第1切换构件及所述多个第2切换构件构成为获取状态A及状态B。
在步骤1303S中的判定结果为否(NO)的情况下,控制器200判定现有的连接单元103是否与第3冷媒回路对应(步骤1304S)。即,判定连接单元103的状态是否为状态A。
在步骤1304S中的判定结果为是(YES)的情况下,连接单元103保持与第3冷媒回路对应的状态不变地进行暖气运行(步骤1305S),在该状态下直接返回步骤1301S。
在图21示意地表示控制(I2)中的第3冷媒回路的状态。第1冷媒回路中,与现有的空调装置同样,多个室内单元102a、102b、102c与室外单元101并联地连接。即,控制(I2)中,控制器200控制多个阀,以使多个室内单元102a、102b、102c与室外单元101并联地连接。具体是,打开开闭阀112ax~112cx及开闭阀113ax~113cx且关闭开闭阀112ay~112cy及开闭阀113ay~113cy。换言之,控制器200控制第1切换构件及第2切换构件,以使第1切换构件成为第1状态、第2切换构件成为第3状态。
在控制(I2)中的暖气运行中,冷媒按[压缩机104]-[四通阀106]-[第1分支点122]-[开闭阀112ax~112cx]-[第2热交换器109a~109c]-[第2膨胀阀114a~114c]-[开闭阀113ax~113cx]-[第2分支点124]-[第1膨胀阀115]-[第1热交换器108]-[四通阀106]-[储液器105]-[压缩机104]这一循环路径的顺序流动。状态A是连接单元103使从室外单元101供给的冷媒向多个室内单元102a~102c并联地流动、然后返回室外单元101的状态。
在步骤1304S中的判定结果为否的情况下,控制器200通过控制(I2)进行暖气运行(步骤1306S)。即,控制器200按照连接单元103与第3冷媒回路对应的方式控制连接单元103内的阀,以进行暖气运行。具体是,控制器200控制多个阀,以使多个室内单元102a、102b、102c与室外单元101并联地连接。维持该暖气状态不变,接着将表示连接单元103的状态的变量设为与第3冷媒回路对应的变量(步骤1307S)。然后,返回步骤1301S。
步骤1306S中,通常进行从第4冷媒回路向第3冷媒回路的切换。后述该切换的方法。即,连接单元103的状态从状态B被切换为状态A。
接着,在步骤1303S中的判定结果为是的情况下,控制器200将多个室内单元102分为空调负载大的第1室内单元群和空调负载小的第2室内单元群(步骤1308S)。然后,对第1室内单元群及第2室内单元群的状态和表示连接单元103的状态的变量进行比较,以判定连接单元103是否适应于室内单元群的状态(步骤1309S)。
在步骤1309S中的判定结果为是的情况下,在该状态下直接进行暖气运行(步骤1310S),在该状态下直接返回步骤1301S。另外,步骤1309S中的判定结果为是意味着能实现基于控制(II2)的构成(第4冷媒回路)。即,步骤1310S意味着利用控制(II2)来进行暖气运行。再有,意味着连接单元103的状态为状态B。
在步骤1309S中的判定结果为否的情况下,通过控制(II2)进行暖气运行(步骤1311S)。具体是,按照与步骤1308S中的划分对应的方式控制连接单元103内的阀,以进行暖气运行。而且,变更表示连接单元103的状态的变量(步骤1312S),返回步骤1301S。
在图22示意地表示控制(II2)中的第4冷媒回路的状态的一例。图22表示:空调负载大的第1室内单元群102H包含室内单元102c、且空调负载小的第2室内单元群102L包含室内单元102a及室内单元102b的情况下的构成。
第4冷媒回路中,第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b并联地连接。再有,从室外单元101供给的冷媒按顺序流过第1室内单元群102H与第2室内单元群102L后返回室外单元101。另外,在第1室内单元群102H包含多个室内单元的情况下,这些单元并联地连接。
即,状态B是连接单元103使从室外单元101供给的冷媒向第1室内单元群102H与第2室内单元群102L串联地流动,且在第1室内单元群102H或第2室内单元群102L包括多个室内单元的情况下,向第1室内单元群102H或第2室内单元群102L所包含的多个室内单元并联地流动,然后返回室外单元101的状态。
为了实现第4冷媒回路。如下这样控制开闭阀。以下控制的结果,与第1室内单元群102H连接的液体管125c、及与第2室内单元群102L连接的气体管123a及123b通过第3连接流路130而被连接。
(1)第1室内单元群102H
开闭阀112cx被打开、开闭阀112cy被关闭。开闭阀113cx被关闭、开闭阀113cy被打开。即,第1切换构件为第1状态、第2切换构件为第4状态。
(2)第2室内单元群102L
开闭阀112ax及112bx被关闭、开闭阀112ay及112by被打开。开闭阀113ax及113bx被打开、开闭阀113ay及113by被关闭。即,第1切换构件为第2状态、第2切换构件为第3状态。
控制(II2)中的暖气运行中,从室外单元101供给的冷媒流经第1室内单元群102H的室内单元102c后,通过第3连接流路130而到达第2室内单元群102L,并流经第2室内单元群102L的室内单元102a及室内单元102b。根据该构成,即便在各室内单元的空调负载的差较大的情况下也可以高效率地进行暖气运行。
以下针对步骤1311S中进行从第3冷媒回路向第4冷媒回路的切换时优选的一例进行说明。在该切换中,按以下顺序控制阀。
(a1)关闭与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及114b(调节机构)。
(a2)打开设置于第4连接流路140的开闭阀141,同时将设置在作为连接单元103所包含的液体管且与第1室内单元群102H所包含的室内单元102c连接的液体管125c上的多个阀切换成与第4冷媒回路对应。具体是,关闭开闭阀113cx并打开开闭阀113cy。
(a3)将设置在作为连接单元103所包含的气体管且与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b连接的气体管123a及123b上的多个阀切换成与第4冷媒回路对应。具体是,关闭开闭阀112ax及112bx并打开开闭阀112ay及112by。
(a4)控制与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构)。即,考虑空调负载并将膨胀阀114a及膨胀阀114b打开。再有,将开闭阀141关闭。
接着,针对从第4冷媒回路向第3冷媒回路的切换,以下说明优选的方法的一例。在该切换中,按以下顺序控制阀。
(A1)关闭与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构),并且打开设置于第4连接流路140的开闭阀141。
(A2)将设置在作为连接单元103所包含的气体管且与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b连接的气体管123a及气体管123b上的多个阀、及设置在作为连接单元103所包含的液体管且与第1室内单元群102H所包含的室内单元102c连接的液体管125c上的多个阀,切换成与第3冷媒回路对应。具体是,打开开闭阀112ax及112bx并关闭开闭阀112ay及112by,打开开闭阀113cx,关闭开闭阀113cy。
(A3)控制与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构)。即,考虑空调负载后将膨胀阀114a及膨胀阀114b打开。再有,将开闭阀141关闭。
如上,进行暖气运行时的控制。其中,本实施方式的装置也可以具备气液分离器。将具备气液分离器的空调装置100h的一例示于图23。图23的空调装置100h的连接单元103具备气液分离器111、有气体冷媒流动的冷媒气体管111a、有二相状态的冷媒或液体冷媒流动的冷媒管路111b、及、有液体冷媒流动的冷媒液体管111c。冷媒气体管111a、冷媒管路111b、及气液分离器111形成第3连接流路130的一部分。再有,冷媒液体管111c形成第4连接流路140。冷媒气体管111a与分支点126连接,在这些单元之间的流路上设置有电磁阀(开闭阀)119。冷媒管路111b与分支点127连接。还有,冷媒液体管111c在分支点128处与液体管121连接。在冷媒液体管111c与分支点128之间的流路上设置有膨胀阀116。
即便在空调装置100h中,也可以通过与空调装置100g同样的控制来进行暖气运行。将空调装置100a中的第3冷媒回路示于图24,将第4冷媒回路示于图25。在图24及图25中表示:空调负载大的第1室内单元群102H包含室内单元102c、且空调负载小的第2室内单元群102L包含室内单元102a及室内单元102b的情况下的冷媒回路。
图24所示的第3冷媒回路和图21示出的第3冷媒回路相同。在图25所示的第4冷媒回路中,流经第1室内单元群102H的室内单元102c的冷媒在由气液分离器111进行气液分离后流经第2室内单元群102L,除了上述方面以外,与图22示出的第1冷媒回路相同。图25的第4冷媒回路中,由气液分离器111分离出的气体冷媒通过冷媒气体管111a后在第2室内单元群102L中流动。另一方面,由气液分离器111分离出的液体冷媒通过冷媒液体管111c及液体管121后返回室外单元101。
在空调装置100h中也可以依据图20示出的流程图进行暖气运行。以下说明在空调装置100a中,从第3冷媒回路切换为第4冷媒回路的方法的优选一例。该切换中,按以下顺序控制阀。
(b1)将与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构)关闭。
(b2)将设置在冷媒液体管111c的膨胀阀116打开,且将设置在作为连接单元103所包含的液体管且与第1室内单元群102H所包含的室内单元102c连接的液体管125c上的多个阀切换成与第4冷媒回路对应。关于该多个阀的切换,与上述的(a2)相同。
(b3)将设置在冷媒气体管111a的开闭阀(电磁阀119)打开,并将设置在作为连接单元103所包含的气体管且与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b连接的气体管123a及气体管123b上的多个阀切换成与第4冷媒回路对应。这些多个阀的切换和上述的(a3)相同。
(b4)控制与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构)。即,考虑空调负载后将膨胀阀114a及膨胀阀14b打开。再有,对膨胀阀116的开度进行调整,以使未向第2室内单元群供给的液体冷媒返回液体管121。
空调装置100a中,以下说明从第4冷媒回路切换为第3冷媒回路的方法的优选一例。在该切换中按以下顺序控制阀。
(B1)将与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构)关闭。
(B2)将设置在冷媒气体管111a的开闭阀(电磁阀119)关闭,并将设置在作为连接单元103所包含的气体管且与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b连接的气体管123a及气体管123b上的多个阀切换成与第3冷媒回路对应。即,阀的打开关闭和上述(b3)相反。
(B3)将设置在作为连接单元103所包含的液体管且与第1室内单元群102H所包含的室内单元102c连接的液体管125c上的多个阀切换成与第1冷媒回路对应。即,阀的打开关闭和上述(b2)相反。再有,将膨胀阀116关闭。
(B4)控制与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a及室内单元102b对应的膨胀阀114a及膨胀阀114b(调节机构)。即,考虑空调负载后将膨胀阀114a及膨胀阀114b打开。再有,对膨胀阀116的开度进行调整,使气液分离器111内部的冷媒返回冷冻循环。
在执行第3冷媒回路与第4冷媒回路之间的切换之际,以上述顺序进行切换,由此可获得上述的效果。
上述控制中的空调负载的计算方法的一例如第1实施方式中所说明的那样。再有,上述控制中的、成为判断是否切换冷媒回路的基准的给定值(阈值)的设定方法的一例如第1实施方式中所说明的那样。
其中,也能够利用空调装置100g及空调装置100h来进行冷气运行。例如在图21示出的冷媒回路中,通过改变四通阀106的状态而能进行冷气运行。再有,如暖气运行时的控制那样,也可以计算各室内单元的空调负载的差,基于该差来构成效率高的冷媒回路并进行冷气运行。
<第4实施方式>
接着,对第4实施方式涉及的空调装置及连接单元进行说明。针对第4实施方式涉及的空调装置及连接单元的构成之中、与第1实施方式涉及的空调装置及连接单元相同或对应的构成赋以相同的符号,并省略详细的说明。第1实施方式相关的说明只要在技术上不矛盾,也适用于第4实施方式。
(空调装置的一例)
以下说明本实施方式的空调装置100i的一例。图26示意地表示该装置的构成的一部分。图26的空调装置100i包括室外单元(室外机)101、多个室内单元(室内机)102(102a、102b、102c)、及连接单元103。
室外单元101与第1实施方式同样地构成。
室内单元102a、102b、102c各自具备第2热交换器(室内单元热交换器)109a、109b、109c、室内侧膨胀阀114a、114b、114c、及送风机150a、150b、150c。各室内单元102a、102b、102c所对应的室内侧膨胀阀114a、114b、114c各自设置于连结第2热交换器109a、109b、109c的每一个与连接单元103的液体管125a、125b、125c上。
室内单元102a~102c各自包括第1温度传感器141a~141c、第2温度传感器142a~142c、及第3温度传感器143a~143c。第3温度传感器143a~143c是测量室内温度的传感器(室温测量装置)。第3温度传感器143a~143c例如被配置在室内单元102a~102c的空气吸入口。
第1温度传感器141a~141 c各自设置在与第2热交换器109a~109c连接的气体管123a~123c上。第2温度传感器142a~142c各自设置在与第2热交换器109a~109c连接的液体管125a~125c上,更具体的是,设置于第2热交换器109a~109c与第2膨胀阀114a~114c之间。通过第1温度传感器141a~141c可测量暖气时流入第2热交换器109a~109c的冷媒的温度。再有,通过第2温度传感器142a~142c可测量暖气时从第2热交换器109a~109c流出的冷媒的温度。
连接单元103与第1实施方式同样地构成。
装置100i还具备控制器200。控制器200可采用与公知的控制器同样的构成,例如包括运算处理装置与存储装置。存储装置中保存用于实施后述的控制的程序。
图27示意地表示控制器200与其他部分的连接状态。控制器200与室外单元101、各室内单元102(102a~102c)、及连接单元103连接。具体是,控制器200与各单元(室外单元101、室内单元102及连接单元103)所包含的设备(送风机或阀等)连接,并对这些设备进行控制。再有,控制器200与分别设置于室内单元102的温度设定装置201连接,以取得所设定的温度。温度设定装置201可以利用公知的结构。温度设定装置201通常具备输入装置与显示装置。温度设定装置201亦可以包括兼作输入装置与显示装置的触摸面板。
另外,控制器200与第1温度传感器141a~141c、第2温度传感器142a~142c、及第3温度传感器143a~143c连接,取得由这些传感器测量出的温度。这些传感器可以利用公知的结构。
以下对装置100i的冷气运行及暖气运行的一例进行说明。以下,有时将各室内单元的空调负载之间的差的最大值超过给定值的情况称为「负载差大的状态」,将相反的情况有时称为「负载差小的状态」。
(暖气运行时的动作的一例)
这一例的暖气运行是依据图28的流程图而进行的。其中,在以下的流程图的说明中,有时省略不需要特别地进行说明的一部分处理的说明。例如,省略结束判定等。
首先,控制器200利用由温度设定装置201设定的温度(以下有时称为「设定温度」)和由第3温度传感器143a~143c(室温测量装置)测量出的室温(以下有时称为「测量温度」),针对各室内单元102计算空调负载(步骤1401S)。
进而,控制器200计算各空调负载之间的差的最大值(步骤1402S)。即,控制器200计算最大的空调负载与最小的空调负载之差。
接着,控制器200判定空调负载之间的差的最大值是否比给定值(阈值)更大(步骤1403S)。该给定值可基于暖气运行的效率提高的观点而任意地决定。控制器200在步骤1403S中的判定结果为否(NO)的情况下、即空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(I3)。再有,控制器200在步骤1403S中的判定结果为是(YES)的情况下、即空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(II3)。
控制(I3)中,控制器200按照形成与空调负载差小的状态对应的冷媒回路的方式控制连接单元103的多个阀。控制(II3)中,控制器200按照形成与空调负载差大的状态对应的冷媒回路的方式控制连接单元103的多个阀。另外,在装置100f包括3个以上室内单元的情况下,控制(II3)中的冷媒回路可获取空调负载的大小关系不同的多个状态。控制器200在其存储装置中保存表示连接单元103的状态的变量。
在步骤1403S中的判定结果为否(NO)的情况下,控制器200判定现有的连接单元103是否与空调负载差小的状态对应(步骤1404S)。
在步骤1404S中的判定结果为是(YES)的情况下,不对连接单元103的状态进行变更,而是在该状态下直接进行暖气运行(步骤1405S),返回步骤1401S。
图29中示意地表示控制(I3)中的冷媒回路的状态。在图29中以虚线表示的管是没有冷媒流动的管(以下的附图中也同样)。图29的冷媒回路中,与现有的空调装置同样,多个室内单元102a、102b、102c与室外单元101并联地连接。即,控制(I3)中,控制器200按照构成图29所示的冷媒回路的方式控制第1切换阀112a~112c及第2切换阀113a~113c。再有,控制(I3)中,控制器200基于计算出的空调负载来控制第2膨胀阀114a、114b、114c各自的开度。
在控制(I3)中的暖气运行中,冷媒按[压缩机104]-[四通阀106]-[第1分支点122]-[切换阀112a~112c]-[第2热交换器109a~109c]-[第2膨胀阀114a~114c]-[切换阀113a~113c]-[第2分支点124]-[第1膨胀阀115]-[第1热交换器108]-[四通阀106]-[储液器105]-[压缩机104]这一循环路径的顺序流动。
在步骤1404S中的判定结果为否的情况下,控制器200通过控制(I3)进行暖气运行(步骤1406S)。即,控制器200按照连接单元103形成空调负载差小的状态的冷媒回路的方式控制连接单元103内的阀,以进行暖气运行。具体是,控制器200按照构成图29所示的冷媒回路的方式控制第1切换阀112a~112c及第2切换阀113a~113c。维持基于控制(I3)的暖气状态不变,将表示连接单元103的状态的变量设为与空调负载差小的状态对应的变量(步骤1407S)。然后,返回步骤1401S。
接着,在步骤1403S中的判定结果为是的情况下,控制器200将多个室内单元102分为空调负载大的第1室内单元群和空调负载小的第2室内单元群(步骤1408S)。然后,对第1室内单元群及第2室内单元群的状态和表示连接单元103的状态的变量进行比较,判定连接单元103是否适应于室内单元群的状态(步骤1409S)。
在步骤1409S中的判定结果为是的情况下,在该状态下直接进行暖气运行(步骤1410S),在该状态下直接返回步骤1401S。其中,步骤1409S中的判定结果为是意味着能实现基于控制(II3)的构成(冷媒回路)。即,步骤1410S意味着通过控制(II3)来进行暖气运行。
在步骤1409S中的判定结果为否的情况下,通过控制(II3)进行暖气运行(步骤1411S)。具体是,按照与步骤1408S中的划分对应的方式控制连接单元103内的阀,以进行暖气运行。然后,对表示连接单元103的状态的变量进行变更(步骤1412S),返回步骤1401S。
在图30示意地表示控制(II3)中的冷媒回路的状态的一例。图30表示:空调负载大的第1室内单元群102H包含室内单元102b及102c且空调负载小的第2室内单元群102L包含室内单元102a的情况下的构成。
在控制(II3)的冷媒回路中,按照能实现以下构成的方式控制连接单元103内的阀。
(II3-a)在第1室内单元群102H包含多个室内单元的情况下,这些单元并联地连接。
(II3-b)在第2室内单元群102L包含多个所述室内单元的情况下,这些单元并联地连接。
(II3-c)第1室内单元群102H与第2室内单元群102L串联地连接。
(II3-d)流经第1室内单元群102H的冷媒通过第4膨胀阀131后被导入气液分离器111中。
(II3-e)由气液分离器111分离出的气体冷媒向第2室内单元群102L流动。另一方面,由气液分离器111分离出的液体冷媒向室外单元101流动。
在控制(II3)的暖气运行中,如图30所示,从室外单元101供给的冷媒流经第1室内单元群102H的室内单元102b及102c后,在分支点127合流。虽然也可以根据室内单元102b及102c的空调负载来控制室内侧膨胀阀114b及室内侧114c,但在这一例中保持打开室内侧膨胀阀114b及室内侧膨胀阀114c的状态不变(例如保持全开的状态不变)。在分支点127处合流的冷媒,由第1膨胀阀131统一控制成中压(被导入气液分离器111时的压力)后,被导入气液分离器111中。根据该构成,即便在通过了室内单元102b的冷媒的状态和通过了室内单元102c的冷媒的状态不同的情况下,也能利用第1膨胀阀131很容易地控制冷媒的压力。
被导入气液分离器111中的冷媒被分离成气体冷媒与液体冷媒。分离出的液体冷媒通过冷媒液体管111c及液体管121后返回室外单元101。另一方面,分离出的气体冷媒通过冷媒气体管111a及分支点126并流经第2室内单元群102L的室内单元102a,被使用于室内单元102a的暖气。然后该冷媒通过液体管121而返回室外单元101。
将上述图30的控制(控制(II3))中的冷媒的状态示于图31A的莫理尔图及图31B的流程图。图31A及图31B中的圆圈数字与图30中的圆圈数字对应。
流经冷媒气体管111a的冷媒的状态按圆圈数字1→2→3→4→5→6→7→1的顺序变化。另一方面,流经冷媒液体管111c的冷媒的状态按圆圈数字1→2→3→4→6′→7’→1的顺序变化。由气液分离器111分离出的气体冷媒与液体冷媒在第5分支点128中合流。另外,在图31A中,每单位重量的比焓的变化,与高负载侧相比,低负载侧变大。但是,需要注意的是:低负载侧所利用的冷媒的量是气液分离后的气体冷媒的量,比高负载侧所利用的冷媒的量更少。
在控制(II3)的冷冻循环中,可通过改变第1膨胀阀131的开度控制冷媒的中压(图31A的圆圈数字4中的压力)。
上述构成中,优先向空调负载大的第1室内单元群102H所要求的空调负载供给冷媒。即,如图31A所示,有效能高的冷媒在空调负载大的(高负载)第1室内单元群102H中流动(圆圈数字2→3),然后使有效能降低的冷媒在空调负载小的(低负载)第2室内单元群102L中流动(圆圈数字4→6)。结果,根据空调负载能有效利用有效能。通过该有效能的有效利用,能够降低冷冻循环整体的高压,与通常运行相比,COP性能有所提高。
在上述一例的暖气运行中,控制器200也可以参照由第1温度传感器141a~141c及第2温度传感器142a~142c测量出的温度,控制与第2室内单元群102L所包含的室内单元102a对应的第2膨胀阀114a的开度及第3膨胀阀116的开度。
再有,在上述一例的控制(II3)中,控制器200也可以参照由空调负载最小的室内单元102a的第1温度传感器141a测量出的温度来控制第1膨胀阀131的开度。
如上可进行暖气运行。另外,也可利用本实施方式的空调装置来进行冷气运行。冷气运行的方法并未特别地限定。但是,在冷气运行中也与暖气运行同样地优选考虑各室内单元102的空调负载后再进行控制。以下说明进行这种控制的冷气运行的一例。
(冷气运行时的动作的一例)
首先,与暖气运行同样,控制器200按每个室内单元102计算空调负载。然后,根据空调负载进行以下的控制(i3)或(ii3)。
在各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下进行控制(i3)。该情况下,控制器200按照多个室内单元102与室外单元101并联地连接的方式控制多个阀。控制(i3)中的冷媒回路除了将四通阀106设为图32的四通阀106的状态这一点以外,与图29的冷媒回路相同。通过对四通阀106进行切换,从而冷媒沿与图29的暖气运行时相反的方向流动。在控制(i3)中,不进行第3热交换器110的热交换。
在各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下进行控制(ii3)。该情况下,控制器200将多个室内单元102分为空调负载大的第1室内单元群102H和空调负载小的第2室内单元群102L。进而,控制器200控制多个阀,以便形成:连结室外单元101与第1室内单元群102H的第1冷媒回路;及连结室外单元101与第2室内单元群102L的第2冷媒回路。将控制(ii3)中的冷媒回路的一例示于图32。另外,图32表示:空调负载大的第1室内单元群102H包含室内单元102c且空调负载小的第2室内单元群102L包含室内单元102a及102b的情况。
如图32所示,第1室内单元群102H及第2室内单元群102L所包含的多个室内单元102各自与室外单元101并联地连接。
从室外单元101供给的冷媒在分支点128中被分离为第1室内单元群102H所利用的冷媒和第2室内单元群102L所利用的冷媒。包括第1室内单元群102H的第1冷媒回路中,从室外单元101供给的冷媒按第1流路110a与第1室内单元群102H的顺序流过后,通过气体管120而返回室外单元101。另一方面,包括第2室内单元群102L的第2冷媒回路中,从室外单元101供给的冷媒并不通过第3热交换器110而是在气液分离器111中流动,并且按冷媒管路111b、第2室内单元群102L、第2流路110b、气体管120的顺序流动,然后返回室外单元101。
控制(ii3)中,利用流经第2室内单元群102L后的冷媒来冷却向第1室内单元群102H流动前的冷媒。结果,即便在各室内单元102的空调负载差较大的情况下也能有效地进行冷气运行。
(空调负载的计算方法)
上述的暖气运行时及冷气运行时的控制中的、空调负载的计算方法是与第1实施方式同样的方法。
(给定值的设定方法)
上述控制中的、成为判断是否切换冷媒回路的基准的给定值(阈值)的设定方法是与第1实施方式同样的方法。
-工业实用性-
本公开的连接单元可用于对空调装置的室外单元与空调装置的多个室内单元进行连接。该连接单元适合用作进行多个室内的空气调节的多室空调装置的连接单元。
Claims (12)
1.一种连接单元,其对能切换冷气与暖气的空调装置的室外单元与多个室内单元进行连接,所述连接单元具备:
热交换器,其包括第1流路及第2流路,且能够在流经所述第1流路的冷媒与流经所述第2流路的冷媒之间进行热交换;
第1冷媒流路,其与所述第2流路的一端连接且与所述室外单元连接;
第2冷媒流路,其与所述第1流路的一端连接且与所述室外单元连接;
第3冷媒流路,其与所述第1流路的另一端连接;
多个第1分支流路,与所述多个室内单元分别连接,从所述第1冷媒流路分支,且各自被分为比第1位置更靠近所述第1冷媒流路的第1连接部分、及作为其余部分的第1延长部分,该第1位置远离从所述第1冷媒流路分支的位置;
多个第2分支流路,与所述多个室内单元分别连接,从所述第3冷媒流路分支,且各自被分为比第2位置更靠近所述第3冷媒流路的第2连接部分、及作为其余部分的第2延长部分,该第2位置远离从所述第3冷媒流路分支的位置;
第4冷媒流路,其对所述多个第1分支流路的所述第1位置和所述多个第2分支流路的所述第2位置进行连接,且具有朝向所述第1位置分支的第1分支位置及朝向所述第2位置分支的第2分支位置;
第5冷媒流路,其对位于所述第4冷媒流路的所述第1分支位置及所述第2分支位置之间的第3位置、和所述第2冷媒流路中的第4位置进行连接;
第6冷媒流路,其在位于所述第1分支位置与所述第3位置之间的第3分支位置处自所述第4冷媒流路分支,且与所述第2流路的另一端连接;
多个第1切换构件,能排他地切换第1状态与第2状态,且相对于所述多个第1分支流路而分别设置,在该第1状态下,冷媒能经由所述第1连接部分而在所述第1冷媒流路与所述第1延长部分之间流动,在该第2状态下,冷媒能经由所述第4冷媒流路而在所述第1分支位置与所述第1延长部分之间流动;
多个第2切换构件,能排他地切换第3状态与第4状态,且相对于所述多个第2分支流路而分别设置,在该第3状态下,冷媒能经由所述第2连接部分而在所述第3冷媒流路与所述第2延长部分之间流动,在该第4状态下,冷媒能经由所述第4冷媒流路而在所述第2分支位置与所述第2延长部分之间流动;
第1开闭阀,其在所述第3分支位置与所述第3位置之间被设置于所述第4冷媒流路;
第2开闭阀,其被设置于所述第5冷媒流路;
第3开闭阀,其在比所述多个第1分支流路分支的位置更靠近所述第2流路的所述一端的位置处,被设置于所述第1冷媒流路;
第4开闭阀,其被设置于所述第6冷媒流路;以及
第1膨胀阀,其在所述第3位置与所述第2分支位置之间被设置于所述第4冷媒流路,且在气液二相状态的冷媒通过的情况下使该冷媒膨胀,
所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、所述第4开闭阀、及所述第1膨胀阀被构成为获取以下的状态A及状态B:
状态A是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒向所述多个室内单元并联地流动并返回至所述室外单元的状态,
状态B是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒在被分为第1室内单元群与第2室内单元群的所述多个室内单元中,向所述第1室内单元群与所述第2室内单元群串联地流动,且在所述第1室内单元群或所述第2室内单元群包括多个所述室内单元的情况下,向所述第1室内单元群或所述第2室内单元群所包含的多个所述室内单元并联地流动并返回至所述室外单元的状态。
2.根据权利要求1所述的连接单元,其中,
还具备气液分离器,其设置于所述第4冷媒流路的所述第3位置,在气液二相状态的冷媒经由所述第1膨胀阀而流入的情况下将该冷媒分离成液体冷媒与气体冷媒,
所述气液分离器构成为:所述气体冷媒从所述气液分离器朝向所述第1分支流路而流经所述第4冷媒流路、且所述液体冷媒从所述气液分离器流经所述第5冷媒流路,
所述第2开闭阀是在所述液体冷媒流过所述第5冷媒流路的情况下使所述液体冷媒膨胀的第2膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的连接单元,其中,
所述第1切换构件是设置在所述第1分支流路的所述第1位置的三通阀,所述第2切换构件是设置在所述第2分支流路的所述第2位置的三通阀。
4.根据权利要求1所述的连接单元,其中,
还具备控制器,其计算所述多个室内单元各自的空调负载来确定所述空调装置的运行模式,根据所述运行模式来控制所述多个第1切换构件的状态、所述多个第2切换构件的状态、所述第1开闭阀的状态、所述第2开闭阀的状态、所述第3开闭阀的状态、所述第4开闭阀的状态、及所述第1膨胀阀的状态。
5.根据权利要求2所述的连接单元,其中,
还具备控制器,其计算所述多个室内单元各自的空调负载来确定所述空调装置的运行模式,根据所述运行模式来控制所述多个第1切换构件的状态、所述多个第2切换构件的状态、所述第1开闭阀的状态、所述第2开闭阀的状态、所述第3开闭阀的状态、所述第4开闭阀的状态、及所述第1膨胀阀的状态。
6.根据权利要求4所述的连接单元,其中,
所述控制器根据所述空调负载来控制在所述多个室内单元中的各个冷媒管路设置的调节机构的开度。
7.根据权利要求4所述的连接单元,其中,
所述第4冷媒流路构成为:冷媒未被分离成液体冷媒与气体冷媒而流经所述第4冷媒流路,
所述第2开闭阀是获取2种状态、即打开状态与关闭状态的阀,
在所述空调装置的暖气运行时,所述控制器,
在所述各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、及所述第3开闭阀,以使所述多个第1切换构件成为所述第1状态、所述多个第2切换构件成为所述第3状态、所述第3开闭阀成为关闭的状态,
在所述各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,将所述多个室内单元分为所述空调负载大的第1室内单元群与所述空调负载小的第2室内单元群,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、及所述第1膨胀阀,以使:所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第1状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第2状态,所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第4状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第3状态,所述第1开闭阀成为打开的状态,所述第2开闭阀成为关闭的状态,所述第3开闭阀成为关闭的状态,所述第1膨胀阀成为使冷媒通过的状态。
8.根据权利要求5所述的连接单元,其中,
所述空调装置的暖气运行时,所述控制器,
在所述各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、及所述第3开闭阀,以使所述多个第1切换构件成为所述第1状态、所述多个第2切换构件成为所述第3状态、所述第3开闭阀成为关闭的状态,
在所述各空调负载之间的差的最大值比给定值更大的情况下,将所述多个室内单元分为所述空调负载大的第1室内单元群与所述空调负载小的第2室内单元群,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、及所述第1膨胀阀,以使:所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第1状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第2状态,所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第4状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第3状态,所述第1开闭阀成为打开的状态,所述第2膨胀阀成为使冷媒膨胀的状态,所述第3开闭阀成为关闭的状态,所述第1膨胀阀成为使冷媒通过的状态。
9.根据权利要求4所述的连接单元,其中,
所述空调装置的冷气运行时,所述控制器,
在所述各空调负载之间的差的最大值为给定值以下的情况下,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、及所述第3开闭阀,以使所述多个第1切换构件成为所述第1状态、所述多个第2切换构件成为所述第3状态、所述第3开闭阀成为关闭的状态,
在所述各空调负载之间的差的最大值比给定值大的情况下,将所述多个室内单元分为所述空调负载大的第1室内单元群与所述空调负载小的第2室内单元群,控制所述多个第1切换构件、所述多个第2切换构件、所述第1开闭阀、所述第2开闭阀、所述第3开闭阀、所述第4开闭阀、及所述第1膨胀阀,以使:所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第1状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第1切换构件成为所述第2状态,所述第1室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第3状态,所述第2室内单元群的所述室内单元所对应的所述第2切换构件成为所述第4状态,所述第1开闭阀成为关闭的状态,所述第2开闭阀成为打开的状态,所述第3开闭阀成为打开的状态,所述第4开闭阀成为打开的状态,所述第1膨胀阀成为使冷媒通过的状态。
10.根据权利要求4所述的连接单元,其中,
还具备:在所述第2流路的所述一端的近旁设置于形成所述第1冷媒流路的管路上的过热度测量用温度传感器、或在所述第1流路的所述另一端的近旁设置于形成所述第3冷媒流路的管路上的过冷却度测量用温度传感器,
所述控制器参照由所述过热度测量用温度传感器或所述过冷却度测量用温度传感器测量出的温度,对在所述多个室内单元中的各个冷媒管路设置的多个调节机构之中的至少1个调节机构的开度进行控制。
11.一种连接单元,其对能切换冷气与暖气的空调装置的室外单元及多个室内单元进行连接,该连接单元具备:
第1连接流路,其与所述室外单元连接;
第2连接流路,其与所述室外单元连接;
多个第1分支连接流路,与所述多个室内单元各自连接,从所述第1连接流路分支,且各自被分为比第1连接位置更靠近所述第1连接流路的第1连接部分、及作为其余部分的第1延长部分,所述第1连接位置远离从所述第1连接流路分支的位置;
多个第2分支连接流路,与所述多个室内单元各自连接,从所述第2连接流路分支,且各自被分为比第2连接位置更靠近所述第2连接流路的第2连接部分、及作为其余部分的第2延长部分,所述第2连接位置远离从所述第2连接流路分支的位置;
第3连接流路,其对所述多个第1分支连接流路的所述第1连接位置和所述多个第2分支连接流路的所述第2连接位置进行连接,且具有朝向所述第1连接位置分支的第1分支位置及朝向所述第2连接位置分支的第2分支位置;
多个第1切换构件,能排他地切换第1状态与第2状态,且相对于所述多个第1分支连接流路各自设置,在该第1状态下,冷媒能够经由所述第1连接部分而在所述第1连接流路与所述第1延长部分之间流动,在该第2状态下,冷媒能够经由所述第3连接流路而在所述第1分支位置与所述第1延长部分之间流动;以及
多个第2切换构件,能排他地切换第3状态和第4状态且相对于所述多个第2分支连接流路而各自设置,在该第3状态下,冷媒能够经由所述第2连接部分而在所述第2连接流路与所述第2延长部分之间流动,在该第4状态下,冷媒能够经由所述第3连接流路而在所述第2分支位置与所述第2延长部分之间流动,
所述多个第1切换构件及所述多个第2切换构件构成为获取以下的状态A及状态B:
状态A是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒向所述多个室内单元并联地流动并返回至所述室外单元的状态,
状态B是该连接单元使从所述室外单元供给的冷媒在被分为第1室内单元群与第2室内单元群的所述多个室内单元中,向所述第1室内单元群与所述第2室内单元群串联地流动,且在所述第1室内单元群或所述第2室内单元群包括多个所述室内单元的情况下,向所述第1室内单元群或所述第2室内单元群所包含的多个所述室内单元并联地流动,并返回至所述室外单元的状态。
12.一种空调装置,具备:
包括压缩机及第1热交换器的室外单元;
各自包括第2热交换器的多个室内单元;以及
与所述室外单元及所述多个室内单元连接的权利要求1~11中任一项所述的连接单元。
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