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CN103261815B - 空调装置 - Google Patents

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CN103261815B CN201180060033.XA CN201180060033A CN103261815B CN 103261815 B CN103261815 B CN 103261815B CN 201180060033 A CN201180060033 A CN 201180060033A CN 103261815 B CN103261815 B CN 103261815B
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Abstract

得到一种空调装置,对于R32等压缩机的排出温度容易变高的制冷剂,能够可靠地控制成排出温度不会过高,能够抑制制冷剂和冷冻机油的劣化。在设置于分支配管(4d)的防逆流装置(20)和开闭装置(24)之间设置注入配管(4c),该注入配管(4c)连接配管和与压缩机(10)的开口部并向压缩机(10)内注入热源侧制冷剂。

Description

空调装置
技术领域
本发明涉及适合于例如楼房用多联空调等的空调装置。
背景技术
作为已往的楼房用多联式空调等的空调装置,存在下述空调装置:使制冷剂从室外机循环到中继器,使水等热介质从中继器循环到室内机,从而一边使水等热介质在室内机中循环一边降低热介质的运送动力,实现制冷制热混合运转(例如参见专利文献1)。
而且,还存在下述的空调装置:为了使压缩机的排出温度降低,具备从制冷循环的高压液管向压缩机进行液体注入的回路,从而不管是何运转状态都能够将排出温度控制成设定温度(例如参见专利文献2)。
并且,还存在下述的空调装置:使用R32作为制冷剂,从在制冷循环的高压液管设置的气液分离器的出口侧向密闭容器内为排出压力环境的压缩机(高压壳体压缩机)内进行注入(例如,专利文献3)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:WO2010/049998号公报(第3页,图1等)
专利文献2:日本特开2005-282972号公报(第4页,图1等)
专利文献3:日本特开2009-127902号公报(第4页,图1等)
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1记载的楼房用多联空调那样的空调装置中,在作为制冷剂使用R410A等制冷剂的情况下是没有问题的,但是在使用R32制冷剂等的情况下,存在着在外部空气温度低的制热运转等时,压缩机的排出温度过高,可能导致制冷剂或冷冻机油劣化的问题点。而且,虽然存在对制冷制热同时运转的记载,但是并未记述降低排出温度的方法。另外,在该楼房用多联空调中,使制冷剂减压的电子式膨胀阀等节流装置设置在远离室外机的中继机或者室内机内。
而且,在专利文献2记载的空调装置中,仅记载有从高压液管注入的注入方法,存在着无法应对制冷循环的循环路径逆转的情况(制冷运转或者制热运转的切换)等的问题点。而且,也无法应对制冷制热混合运转。
并且,在专利文献3记载的空调装置中,公开了使用多个单向阀在制冷运转时和制热运转时都从高压液管进行注入的注入方法,但是存在着仅适用于在室外机而非室内机设置电子式膨胀阀等节流装置的情况的问题点。另外,该空调装置使用高压壳体结构的压缩机,因而也无法应对制冷制热混合运转。
本发明正是为了解决上述课题而完成的,其目的在于得到一种空调装置,对于R32等的压缩机的排出温度容易变高的制冷剂,能够可靠地控制排出温度使其不会过高,能够抑制制冷剂和冷冻机油的劣化。
用于解决课题的方案
本发明的空调装置具备:制冷循环,制冷循环是利用制冷剂配管将压缩低压制冷剂并排出高压制冷剂的压缩机、在制冷剂和外部流体之间实施热交换的第一热交换器、对制冷剂进行减压的第一节流装置、以及在制冷剂和外部流体之间实施热交换的一个以上的第二热交换器连接起来而构成的;注入配管,注入配管使从制冷剂流路分支出的制冷剂流通,制冷剂流路供在所述第一热交换器或者所述第二热交换器中散热过的制冷剂流通;以及控制装置,控制装置实施所述压缩机的驱动控制等,制冷剂为R32、含有R32和HFO1234yf且R32的质量比率在62%以上的混合制冷剂、或者含有R32和HFO1234ze且R32的质量比率在43%以上的混合制冷剂,压缩机在密闭容器内具有压缩室,具有所述密闭容器内处于低压的制冷剂压力环境、将所述密闭容器内的低压制冷剂吸入所述压缩室的低压壳体结构,在所述压缩室的局部具有开口部,所述注入配管经由对在内部流动的制冷剂减压的第二节流装置与所述开口部连接,所述控制装置通过控制所述第二节流装置的开度来控制从所述注入配管经由所述开口部导入所述压缩室的制冷剂的注入量。
发明效果
根据本发明,即使是在使用R32等压缩机的排出温度容易变高的制冷剂的情况下,也能够不管是何运转模式都通过向压缩机的压缩室注入制冷剂来进行控制以避免排出温度变得过高,能够防止制冷剂和冷冻机油的劣化,能够安全地运转。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的空调装置的设置例的示意图。
图2是表示本发明的实施方式1的空调装置100的回路构成的一例的示意图。
图3是表示在R32与地球暖化系数小且化学式以CF3CF=CH2表示的四氟丙烯系制冷剂即HFO1234yf的混合制冷剂中,以与上述说明相同的方法试算排出温度的情况下的、排出温度相对于混合制冷剂中R32的质量比率的变化的图。
图4是表示本发明的实施方式1的空调装置100在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图5是表示本发明的实施方式1的空调装置100在全制冷运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图6是表示本发明的实施方式1的空调装置100在全制热运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图7是表示本发明的实施方式1的空调装置100在全制热运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图8是表示本发明的实施方式1的空调装置100在制冷主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图9是表示本发明的实施方式1的空调装置100在制冷主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图10是表示本发明的实施方式1的空调装置100在制热主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图11是表示本发明的实施方式1的空调装置100在制热主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图12是本发明的实施方式1的空调装置100的节流装置14b(或者节流装置14a)的结构图。
图13是表示本发明的实施方式1的空调装置100的回路构成的另一方式的示意图。
图14是表示本发明的实施方式1的空调装置100的除霜运转时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图15是表示本发明的实施方式2的空调装置100的回路构成的一例的示意图。
图16是表示本发明的实施方式2的空调装置100在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图17是表示本发明的实施方式2的空调装置100在全制冷运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图18是表示本发明的实施方式2的空调装置100在全制热运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图19是表示本发明的实施方式2的空调装置100在全制热运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图20是表示本发明的实施方式2的空调装置100在制冷主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图21是表示本发明的实施方式2的空调装置100在制冷主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图22是表示本发明的实施方式2的空调装置100在制热主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图。
图23是表示本发明的实施方式2的空调装置100在制热主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。
图24是表示本发明的实施方式3的空调装置100a的回路构成的一例的示意图。
图25是表示本发明的实施方式4的空调装置100b的回路构成的一例的示意图。
具体实施方式
实施方式1
(空调装置的结构)
图1是表示本发明的实施方式1的空调装置的设置例的示意图。
本实施方式的空调装置利用制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的制冷循环(后述的制冷剂循环回路A和热介质循环回路B),使各室内机可以自由地选择制冷动作或制热动作作为运转模式。而且,本实施方式的空调装置采用间接地利用热源侧制冷剂的方式。即,形成为将储存在热源侧制冷剂中的冷能或热能传递至与热源侧制冷剂不同的制冷剂即热介质,利用储存在该热介质中的冷能或者热能对空调对象空间进行制冷或者制热。
如图1所示,本实施方式的空调装置具有作为热源机的一台室外机1、多台室内机2、和位于室外机1与室内机2之间的热介质转换机3。室外机1和热介质转换机3由供热源侧制冷剂流通的制冷剂配管4连接。热介质转换机3和室内机2由供热介质流通的热介质配管5连接。并且,在室外机1生成的冷能或热能经由热介质转换机3被传递到室内机2。
室外机1通常配置在楼房等建筑物9外面的空间(例如屋顶等)即室外空间6,经由热介质转换机3,将冷能或热能供给到室内机2。
另外,在图1中例示了室外机1设置在室外空间6的情况,但并不限定于此。例如,室外机1也可以设置在带有换气口的机械室等的被包围的空间内;只要能用排气管道将废热排出到建筑物9外,也可以设置在建筑物9的内部;或者,在采用水冷式的室外机1的情况下,也可以设置在建筑物9的内部。即使将室外机1设置在这些场所,也不会产生特别的问题。
室内机2配置在能将制冷用空气或制热用空气供给到建筑物9内部的空间(例如居室等)即室内空间7的位置,将制冷用空气或制热用空气供给到作为空调对象空间的室内空间7。
另外,在图1中示出了室内机2是天花板盒型的例子,但并不限定于此,也可以是天花板埋入型或天花板吊下型等任意种类,只要能将制热用空气或制冷用空气直接或用管道等吹出到室内空间7即可。
热介质转换机3与室外机1及室内机2是分开的箱体,能够设置在与室外空间6及室内空间7不同的位置,分别用制冷剂配管4和热介质配管5与室外机1及室内机2连接。而且,热介质转换机3将由室外机1供给的冷能或热能传递至室内机2。具体来说,在室外机1侧的热源侧制冷剂与跟所述热源侧制冷剂不同的室内机2侧的热介质(例如,水或者防冻液等)之间实施热交换。而且,在图1中,例示了热介质转换机3设置在建筑物9内部但与室内空间7不同的空间即天花板里面等空间8的状态。而且,热介质转换机3靠近在室内空间7设置的室内机2地设置,因此能够缩短供热介质循环的回路(后述的热介质循环回路B)的配管。由此,能够削减热介质循环回路B中的热介质的搬送动力,能够实现节能化。
另外,如图1所示,热介质转换机3设置在空间8内,但是并不限定于此,例如,也可以设置在电梯等所在的共用空间等中。而且,如上所述,热介质转换机3靠近室内机2地设置,但是并不限定于此,也可以设置在室外机1的附近。但需要注意的是,在该情况下,如果从热介质转换机3到室内机2的距离过长,则热介质的运送动力变得过大,从而节能效果减小。
制冷剂配管4由两根配管构成,通过所述两根制冷剂配管4将室外机1与热介质转换机3连接在一起。而且,热介质配管5连接热介质转换机3和各室内机2,热介质转换机3与各室内机2通过两根热介质配管5连接在一起。这样,在本实施方式的空调装置中,用2根配管(制冷剂配管4和热介质配管5)连接各单元(室外机1、室内机2和热介质转换机3),从而施工变得容易。
另外,室外机1、室内机2和热介质转换机3的连接台数并不限定于图1和后述的图2等所示的台数,可根据设置本实施方式的空调装置的建筑物9来决定台数。
并且,在下面的附图(包括图1)中,各构成部件的大小的关系并不限定于如图所示的情况,存在着与实际的大小关系不同的情况。
图2是表示本发明实施方式1的空调装置(下面称为空调装置100)的回路构成的一例的示意图。下面,基于图2来说明空调装置100的详细构成。
如图2所示,室外机1和热介质转换机3如上所述地通过两根制冷剂配管4连接,所述制冷剂配管4通过热介质转换机3内部的制冷剂配管分别与热介质转换机3所具备的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。此处,所述制冷剂循环回路A通过制冷剂配管连接各设备来构成制冷剂回路,所述制冷剂配管包括连接室外机1和热介质转换机3的制冷剂配管4,并且,使与热介质实施热交换的热源侧制冷剂在热介质转换机3内、在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中流通。具体来说,制冷剂循环回路A通过以制冷剂配管连接后述的压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、气液分离器27a、开闭装置17、节流装置16、热介质间热交换器15的制冷剂流路、第二制冷剂流路切换装置18、气液分离器27b、储液器19、单向阀13a~13d、节流装置14a、14b、防逆流装置20以及开闭装置24而构成。构成该制冷剂循环回路A的上述各设备的连接关系的详细内容后述。
而且,热介质转换机3和室内机2如上所述地通过两根热介质配管5连接,所述热介质配管5通过热介质转换机3内部的热介质配管分别与热介质转换机3所具备的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。此处,所述热介质循环回路B是指通过热介质配管连接各设备而构成的制冷剂回路,所述热介质配管包括连接热介质转换机3和各室内机2的热介质配管5,并且,使与热源侧制冷剂实施热交换的热介质在热介质转换机3内、在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中流通。具体来说,用热介质配管连接热介质间热交换器15的热介质流路、后述的泵21、第1热介质流路切换装置22、热介质流量调整装置25、利用侧热交换器26和第2热介质流路切换装置23,构成了热介质循环回路B。而且,作为在所述热介质循环回路B循环的热介质,并不特别限定,例如可以采用载冷剂(防冻液)、水、载冷剂和水的混合液、或者水和防蚀效果高的添加剂的混合液等。通过采用这些热介质,即使热介质通过室内机2泄漏到室内空间7内,由于使用安全性高的热介质,因此可提高安全性。构成该热介质循环回路B的上述各设备的连接关系的详细内容后述。
如上所述,在本实施方式的空调装置100中,室外机1和热介质转换机3经由设置于热介质转换机3的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接,热介质转换机3和室内机2也经由热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b连接。即,在空调装置100中,在制冷剂循环回路A中循环的热源侧制冷剂和在热介质循环回路B中循环的热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b进行热交换。
下面,参照图2对室外机1、室内机2和热介质转换机3的结构进行详细叙述。
(室外机1的结构)
室外机1具备压缩机10、四通阀等第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、储液器19以及气液分离器27a、27b,它们由制冷剂配管串联连接。而且,室外机1具备第一连接配管4a、第二连接配管4b、注入配管4c、分支配管4d、单向阀13a~13d、节流装置14a、14b、防逆流装置20、开闭装置24、以及控制装置50。并且,室外机1具备与控制装置50电连接的中压检测构件32、排出制冷剂温度检测构件37和高压检测构件39。通过设置上述的第1连接配管4a、第2连接配管4b以及单向阀13a~13d,如后所述,不管室内机2要求什么样的运转,都可以使得经由制冷剂配管4流入热介质转换机3的制冷剂的流动朝向一定方向。
压缩机10吸入气体状态的热源侧制冷剂,并且将该热源侧制冷剂压缩成为高温高压的状态,可由例如容量可控制的变频压缩机等构成。而且,压缩机10在密闭容器内具有压缩室,并具有为低压壳体结构,其中,密闭容器内成为低压的制冷剂压力环境、将密闭容器内的低压制冷剂吸入压缩室并压缩。并且,在该压缩机10的压缩室的局部设有开口部,并且连接有注入配管4c,所述注入配管4c用于从密闭容器的外部经由所述开口向压缩机10的内部导入(注入)热源侧制冷剂。当压缩机10的马达的旋转角度达到一定角度时,开口部打开,将压缩室的内部与注入配管4c连通。
第1制冷剂流路切换装置11切换制热运转(后述的全制热运转模式和制热主体运转模式)时的热源侧制冷剂的流动和制冷运转(后述的全制冷运转模式和制冷主体运转模式)时的热源侧制冷剂的流动。
热源侧热交换器12,在制热运转时起到蒸发器的作用,在制冷运转时起到冷凝器(或散热器)的作用,在从送风机(未图示)供给来的空气与热源侧制冷剂之间实施热交换。
储液器19设在压缩机10的吸入侧,储存由制热运转和制冷运转的差别而产生的剩余制冷剂、以及相对于过渡的运转变化(例如,室内机2的运转台数的变化)的剩余制冷剂。
第1连接配管4a在室外机1内将用于连接第1制冷剂流路切换装置11与后述的单向阀13d的制冷剂配管、和用于连接后述的气液分离器27a与单向阀13a的制冷剂配管连接起来。
第2连接配管4b在室外机1内将用于连接后述的气液分离器27b与单向阀13d的制冷剂配管、和用于连接热源侧热交换器12与后述的单向阀13a的制冷剂配管连接起来。
注入配管4c将在后述的分支配管4d设置的防逆流装置20与开闭装置24之间的配管、和用于将热源侧制冷剂注入压缩机10内的开口部连接起来。
分支配管4d是连接后述的气液分离器27a和气液分离器27b的制冷剂配管,从气液分离器27b侧起设有防逆流装置20和开闭装置24。
单向阀13a设置于连接热源侧热交换器12和后述的气液分离器27a的制冷剂配管,使制冷剂仅从热源侧热交换器12向气液分离器27a的方向流通。
单向阀13b设置于第1连接配管4a,在制热运转时使从压缩机10排出的热源侧制冷剂仅向热介质转换机3的方向流通。
单向阀13c设置于第2连接配管4b,在制热运转时使从热介质转换机3返回的制冷剂仅向热源侧热交换器12的方向流通。
单向阀13d设置于连接第一制冷剂流路切换装置11和后述的气液分离器27b的制冷剂配管,使制冷剂仅从气液分离器27b向第一制冷剂流路切换装置11的方向流通。
节流装置14a设置于第二连接配管4b,在制热运转时使从热介质转换机3流入室外机1的热源侧制冷剂膨胀并减压。
节流装置14b是使开口面积变化的电子式膨胀阀,其设置于注入配管4c,使中压的两相制冷剂膨胀并减压。
防逆流装置20设置于后述的气液分离器27b与开闭装置24之间的分支配管4d,在制热运转时使由气液分离器27b分离的热源侧制冷剂仅在从气液分离器27b朝着压缩机10的方向导通。
开闭装置24设置于后述的气液分离器27a与防逆流装置20之间的分支配管4d,在制冷运转时成为打开状态而使由气液分离器27a分离的热源侧制冷剂导通至注入配管4c。
气液分离器27a设置于单向阀13a与使热源侧制冷剂从室外机1流出的制冷剂配管4之间的制冷剂配管,并且经由分支配管4d与气液分离器27b连接。该气液分离器27a在制冷运转时使从热源侧热交换器12流出的高压制冷剂分支为流入分支配管4d的部分和从室外机1流出的部分。
气液分离器27b设置于使热源侧制冷剂流入室外机1的制冷剂配管4和单向阀13d之间的制冷剂配管,并且经由分支配管4d与气液分离器27a连接。该气液分离器27b在制热运转时使流入室外机1内的制冷剂分支为流入分支配管4d的部分和送至热源侧热交换器12侧的部分。
中压检测构件32设置于气液分离器27b的朝向第二连接配管4b侧的出口侧的制冷剂配管,其在制热运转时检测从气液分离器27b流出的中压制冷剂的压力。
排出制冷剂温度检测构件37设置于压缩机10的排出口侧的制冷剂配管,检测从压缩机10排出的热源侧制冷剂的温度(排出温度)。
高压检测构件39设置于压缩机10的排出口侧的制冷剂配管,检测从压缩机10排出的热源侧制冷剂的压力(排出压力)。
所述中压检测构件32、排出制冷剂温度检测构件37和高压检测构件39将各自的检测信息发送至控制装置50。
控制装置50由微型计算机等构成,基于各种检测构件的检测信息和来自遥控器的操作信息实施空调装置100整体的控制,除了所述的执行器的控制之外,还实施对压缩机10的驱动频率、热源侧热交换器12所具备的送风机的转速(包括打开/关闭动作)、第一制冷剂流路切换装置11的制冷剂流路的切换、开闭装置24的开闭控制以及后述的各运转模式的控制等。
另外,第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、节流装置14a和节流装置14b分别相对于本发明的“制冷剂流路切换装置”、“第一热交换器”、“第三节流装置”和“第二节流装置”。而且,防逆流装置20和开闭装置24分别相当于本发明的“第二导通构件”和“第一导通构件”。
(室内机2的结构)
室内机2分别具备利用侧热交换器26。此处,将图2中所示的四个室内机2在图2中从下方起称为室内机2a、室内机2b、室内机2c以及室内机2d,而在不区别各个室内机的情况下则仅称为室内机2。而且,将图2中所示的四个利用侧热交换器26与室内机2a~室内机2d对应地在图2中从下方起称为利用侧热交换器26a、利用侧热交换器26b、利用侧热交换器26c以及利用侧热交换器26d,而在不区别各个利用侧热交换器的情况下则仅称为利用侧热交换器26。
利用侧热交换器26分别由热介质配管连接于供从热介质转换机3流出的热介质流通的热介质配管5和供从室内机2流出的热介质流通的热介质配管5。而且,利用侧热交换器26在制热运转时起到冷凝器(或散热器)的作用,在制冷运转时起到蒸发器的作用,其在由送风机(未图示)供给的室内空气和热介质之间实施热交换,从而产生用于供给至室内空间7的制热用空气或者制冷用空气。
另外,与图1同样地,室内机2的连接台数并不限定于图2所示的四台,也可以是一台或者是多台。
(热介质转换机3的结构)
热介质转换机3具备两个热介质间热交换器15、两个节流装置16、两个开闭装置17、两个第二制冷剂流路切换装置18、两个泵21、四个第一热介质流路切换装置22、四个第二热介质流路切换装置23和四个热介质流量调整装置25。
两个热介质间热交换器15起到冷凝器(或者散热器)或蒸发器的作用,在热源侧制冷剂和热介质之间进行热交换,将在室外机1生成并储存在热源侧制冷剂中的冷能或热能传递给热介质。此处,将图2中示出的两个热介质间热交换器15分别称为热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,在不区别各个热介质间热交换器的情况下则仅称为热介质间热交换器15。其中,热介质间热交换器15a设置在制冷剂循环回路A的节流装置16a和第二制冷剂流路切换装置18a之间,在后述的全制热运转模式中用于热介质的加热,并且在后述的全制冷运转模式、制冷主体运转模式和制热主体运转模式中用于热介质的冷却。并且,热介质间热交换器15b设置在制冷剂循环回路A的节流装置16b和第二制冷剂流路切换装置18b之间,在后述的全制冷运转模式中用于热介质的冷却,并且在后述的全制热运转模式、制冷主体运转模式和制热主体运转模式中用于热介质的加热。
两个节流装置16在制冷剂循环回路A中具有减压阀、膨胀阀的作用,使热源侧制冷剂膨胀并减压。此处,将图2中示出的两个节流装置16分别称为节流装置16a和节流装置16b,在不区别各个节流装置的情况下则仅称为节流装置16。其中,节流装置16的一方以在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中处于热介质间热交换器15a的上游侧的方式与热介质间热交换器15a连接,而其另一方与开闭装置17a连接。并且,节流装置16b的一方以在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中处于热介质间热交换器15b的上游侧的方式与热介质间热交换器15b连接,而其另一方与开闭装置17a连接。而且,节流装置16可以由开度(开口面积)可变地控制的装置、例如电子式膨胀阀等构成。
两个开闭装置17由二通阀等构成,在制冷剂循环回路A中开闭制冷剂配管。此处,将图2中示出的两个开闭装置17分别称为开闭装置17a和开闭装置17b,在不区别各个开闭装置的情况下则仅称为开闭装置17。其中,开闭装置17a的一方与使热源侧制冷剂流入热介质转换机3的制冷剂配管4连接,其另一方与节流装置16a和节流装置16b连接。并且,开闭装置17b的一方与使热源侧制冷剂从热介质转换机3流出的制冷剂配管4连接,其另一方与开闭装置17a的连接口中连接着节流装置16的一侧连接。
两个第二制冷剂流路切换装置18由四通阀等构成,在制冷剂循环回路A中根据运转模式切换热源侧制冷剂的流动。此处,将图2中示出的两个第二制冷剂流路切换装置18分别称为第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,在不区别各个第二制冷剂流路切换装置的情况下则仅称为第二制冷剂流路切换装置18。其中,第二制冷剂流路切换装置18a在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中,设在热介质间热交换器15a的下游侧。并且,第二制冷剂流路切换装置18b在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂的流动中,设在热介质间热交换器15b的下游侧。
两个泵21在热介质循环回路B内压送热介质而使热介质循环。此处,将图2中示出的两个泵21分别称为泵21a和泵21b,在不区别各个泵的情况下则仅称为泵21。其中,泵21a设置于热介质间热交换器15a与第二热介质流路切换装置23之间的热介质配管5。并且,泵21b设置于热介质间热交换器15b与第二热介质流路切换装置23之间的热介质配管。而且,泵21可以由例如容量可控制的泵等构成。
另外,泵21a也可以构成为设置于热介质间热交换器15a与第一热介质流路切换装置22之间的热介质配管。而且,泵21b也可以构成为设置于热介质间热交换器15b与第一热介质流路切换装置22之间的热介质配管。
四个第一制冷剂流路切换装置22由三通阀等构成,在热介质循环回路B中根据运转模式切换热介质的流路。此处,将图2所示的四个第一热介质流路切换装置22根据室内机2a~室内机2d而在图2中从下方起称为第一热介质流路切换装置22a、第一热介质流路切换装置22b、第一热介质流路切换装置22c和第一热介质流路切换装置22d,而在不区别各个第一热介质流路切换装置的情况下则仅称为第一热介质流路切换装置22。而且,第一热介质流路切换装置22设有对应于室内机2的设置台数的个数(在图2中为四个)。而且,第一热介质流路切换装置22的三通中,一方与热介质间热交换器15a连接,另一方与热介质间热交换器15b连接,余下的一方与热介质流量调整装置25连接,从利用侧热交换器26流出的热介质经由热介质配管5和热介质流量调整装置25流入该第一热介质流路切换装置22。
四个第二制冷剂流路切换装置23由三通阀等构成,在热介质循环回路B中根据运转模式切换热介质的流路。此处,将图2所示的四个第二热介质流路切换装置23根据室内机2a~室内机2d而在图2中从下方起称为第二热介质流路切换装置23a、第二热介质流路切换装置23b、第二热介质流路切换装置23c和第二热介质流路切换装置23d,而在不区别各个第二热介质流路切换装置的情况下则仅称为第二热介质流路切换装置23。而且,第二热介质流路切换装置23设有对应于室内机2的设置台数的个数(在图2中为四个)。而且,第二热介质流路切换装置23的三通中,一方与泵21a连接,另一方与泵21b连接,余下的一方经由热介质配管5与利用侧热交换器26连接。
热介质流量调整装置25由能够控制开口面积的二通阀等构成,在热介质循环回路B中控制流向利用侧热交换器26(热介质配管5)的热介质的流量。此处,将图2所示的四个热介质流量调整装置25根据室内机2a~室内机2d而在图2中从下方起称为热介质流量调整装置25a、热介质流量调整装置25b、热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d,而在不区别各个热介质流量调整装置的情况下则仅称为热介质流量调整装置25。而且,热介质流量调整装置25设有对应于室内机2的设置台数的个数(在图2中为四个)。而且,热介质流量调整装置25的一方与使从室内机2的利用侧热交换器26流出的热介质流入热介质转换机3的热介质配管5连接,而其另一方与第一热介质流路切换装置22连接。
另外,热介质流量调整装置25如上所述地设置在利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧的热介质配管系统,但并不限定于此,也可以设置在利用侧热交换器26的入口侧的热介质配管系统(例如,第二热介质流路切换装置23与使从热介质转换机3流出的热介质流入室内机2的利用侧热交换器26的热介质配管5之间)。
而且,在热介质转换机3设有两个热介质间热交换器出口温度检测构件31、四个利用侧热交换器出口温度检测构件34、四个热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35以及两个热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36。由这些检测构件检测出的信息(温度信息和压力信息)被发送至设置在热介质转换机3内的控制装置(未图示)。控制装置由微型计算机等构成,其基于所述检测信息和来自遥控器等的操作信息来控制利用侧热交换器26所具备的送风机(未图示)的转速(包括打开/关闭动作)、第二制冷剂流路切换装置18的热介质流路的切换、泵21的驱动频率、第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的热介质流路的切换以及热介质流量调整装置25的热介质流量等。而且,控制装置通过控制第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23的热介质流路,来选择控制是使来自于热介质间热交换器15a的热介质流入利用侧热交换器26、还是使来自于热介质间热交换器15b的热介质流入利用侧热交换器26。即,控制装置能够通过控制第1热介质流路切换装置22和第2热介质流路切换装置23的热介质流路,来将利用侧热交换器26的流入侧流路和流出侧流路选择性地连通于热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b之间。
另外,控制装置设置在热介质转换机3,但是并不限定于此,也可以代替为在室外机1设置的控制装置50,或者也可以构成为将该控制装置和控制装置50通过有线或者无线通信线路连接并彼此进行通信。
两个热介质间热交换器出口温度检测构件31检测从热介质间热交换器15流出的热介质、即热介质间热交换器15的热介质出口侧的热介质的温度,可由例如热敏电阻等构成。此处,图2中示出的两个热介质间热交换器出口温度检测构件31由热介质间热交换器出口温度检测构件31a和热介质间热交换器出口温度检测构件31b构成,在不区别各个热介质间热交换器出口温度检测构件的情况下则仅称为热介质间热交换器出口温度检测构件31。其中,热介质间热交换器出口温度检测构件31a设置在泵21a的入口侧的热介质配管。并且,热介质间热交换器出口温度检测构件31b设置在泵21b的入口侧的热介质配管。
四个利用侧热交换器出口温度检测构件34设在第一热介质流路切换装置22与热介质流量调整装置25之间,检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度,可由例如热敏电阻等构成。在此,将图2中所示的四个利用侧热交换器出口温度检测构件34与室内机2a~室内机2d对应地在图2中从下方起称为利用侧热交换器出口温度检测构件34a、利用侧热交换器出口温度检测构件34b、利用侧热交换器出口温度检测构件34c以及利用侧热交换器出口温度检测构件34d,而在不区别各个利用侧热交换器出口温度检测构件的情况下则仅称为利用侧热交换器出口温度检测构件34。而且,利用侧热交换器出口温度检测构件34设有对应于室内机2的设置台数的个数(在图2中为四个)。
热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35a和热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35c分别设置在热介质间热交换器15和第二制冷剂流路切换装置18之间,检测相对于热介质间热交换器15流入或流出的制冷剂的温度,可由例如热敏电阻等构成。而且,热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35b和热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d分别设置在热介质间热交换器15和节流装置16之间,检测相对于热介质间热交换器15流入或流出的制冷剂的温度,可由例如热敏电阻等构成。此处,在不将图2中示出的热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35a、热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35b、热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35c和热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d区别示出的情况下,仅称为热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35。热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35a设在热介质间热交换器15a与第二制冷剂流路切换装置18a之间。而且,热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35b设在热介质间热交换器15a与节流装置16a之间。而且,热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35c设在热介质间热交换器15b与第二制冷剂流路切换装置18b之间。并且,热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d设在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间。
与热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35a的设置位置同样地,热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36a设在热介质间热交换器15a与第二制冷剂流路切换装置18a之间,检测在热介质间热交换器15a与第二制冷剂流路切换装置18a之间流动的制冷剂的压力。与热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d的设置位置同样地,热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36b设在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间,检测在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间流动的制冷剂的压力。
另外,热介质间热交换器15和节流装置16分别相当于本发明的“第二热交换器”和“第一节流装置”。
(注入动作的概要)
在本实施方式的空调装置100的制冷循环中,若热源侧制冷剂的温度升高,则在制冷剂循环回路A内循环的制冷剂和冷冻机油劣化,因此存在热源侧制冷剂的温度的上限值。通常,该上限温度为约120℃左右。在制冷循环内温度达到最高的是压缩机10的排出侧的热源侧制冷剂的温度(排出温度),因此只要控制成使该排出温度不达到上限以上即可。在使用R410A等制冷剂的情况下,在通常运转中,排出温度达到上限温度的情况较少,而将R32作为制冷剂使用的话,由于排出温度物性地升高,因此在制冷循环中需要具备使排出温度降低的手段。
本实施方式的空调装置100在室外机1内实施由注入配管4c进行的注入动作来作为上述的使压缩机10的排出温度降低的手段。具体来说,在室外机1中,如上所述地在压缩机10的压缩室的局部设置开口部,并且,具备从密闭容器的外部经由开口部向压缩机10的压缩室内部导入热源侧制冷剂的注入配管4c,热源侧制冷剂从注入配管4c经由开口部注入压缩室。通过该注入动作,能够使压缩机10的排出温度或从压缩机10排出的制冷剂的过热度(排出过热度)降低,通过控制装置50控制开闭装置24、节流装置14a和节流装置14b等,能够使压缩机10的排出温度降低,能够安全地运转。对于具体的注入动作的控制,在后述的各运转模式的动作说明中详述。
接下来,对使用R410A等作为制冷剂的情况和使用R32等作为制冷剂的情况的排出温度的差简单地进行说明。
例如,设空调装置100的制冷循环的蒸发温度为0℃,冷凝温度为49℃、压缩机10的吸入制冷剂的过热度为0℃。此时,使用R410A作为热源侧制冷剂并进行绝热压缩(等熵压缩)的话,由于热源侧制冷剂的物理性质,压缩机10的排出温度约为70℃。另一方面,使用R32作为热源侧制冷剂并进行绝热压缩(等熵压缩)的话,由于热源侧制冷剂的物理性质,压缩机10的排出温度约为86℃。即,相对于使用R410A作为热源侧制冷剂的情况来说,使用R32作为热源侧制冷剂的情况的排出温度上升约16℃。但是,在实际的运转中,在压缩机10实施多变压缩,进行的是比绝热压缩效率还要差的运转,因此排出温度比上述值还要高。即使是在使用R410A的情况下,也频繁发生在排出温度超过100℃的状态下运转的情况。在利用R410A在排出温度超过104℃的状态下运转的条件下,在利用R32时排出温度会超过上限值即120℃,因此需要使排出温度降低。
作为压缩机10,采用将吸入制冷剂直接吸入压缩室并将从压缩室排出的热源侧制冷剂排出到压缩室周围的密闭容器内的高压壳体结构的压缩机,在该情况下,通过使吸入制冷剂被加湿超过饱和状态,将两相状态的热源侧制冷剂吸入压缩机10的压缩室,而能够使排出温度降低。但是,在使用低压壳体结构的压缩机作为压缩机10的情况下,即使是对吸入制冷剂加湿,也仅仅是使得液态制冷剂留在压缩机10的壳体内,而不会将气液两相制冷剂吸入压缩室。因此,在使用低压壳体结构的压缩机10并且使用排出温度高的R32等的情况下,为了使排出温度降低,从外部向压缩机10的压缩过程的压缩室注入低温的制冷剂来使热源侧制冷剂的温度降低的方法是有效的。因此,可以通过如上所述的注入动作使排出温度降低。
而且,作为控制装置50对向压缩机10的压缩室注入的热源侧制冷剂量(注入量)进行控制的控制方法,可以进行控制以使由排出制冷剂温度检测构件37检测出的排出温度达到目标值(例如,100℃),并根据外部空气温度改变该目标值。该注入流量通过控制装置50对节流装置14b的开度(开口面积)进行调整来增减。
另外,控制装置50控制注入量的控制方法并不限定于上述的方法,也可以是进行控制以在由排出制冷剂温度检测构件37检测出的排出温度要超过目标值(例如,110℃)的情况下进行注入,而在目标值以下的情况下不进行注入。而且,控制装置50可以进行控制以使由排出制冷剂温度检测构件37检测出的排出温度处于目标范围内(例如,80℃~100℃),在排出温度要超过该目标范围的上限的情况下使注入量增加,而在排出温度要低于目标范围的下限的情况下减少注入量。
而且,上述的注入量的控制是使排出温度达到目标值或者在目标范围内,不过也可以是使排出过热度达到目标值或者在目标范围内。例如,控制装置50基于由排出制冷剂温度检测构件37检测出的排出温度以及由高压检测构件39检测出的排出压力算出排出过热度,控制注入量以使所述排出过热度达到目标值(例如,30℃),并根据外部空气温度改变该目标值。
而且,控制装置50控制注入量的控制方法并不限定于上述的方法,也可以是进行控制以在算出的排出过热度要超过目标值(例如,40℃)的情况下进行注入,而在目标值以下的情况下不进行注入。而且,控制装置50也可以进行控制以使算出的排出过热度处于目标范围内(例如,10℃~40℃),在排出过热度要超过该目标范围的上限的情况下使注入量增加,而在排出过热度要低于目标范围的下限的情况下减少注入量。
另外,在上文中,说明了在制冷剂循环回路A中R32作为热源侧制冷剂循环的情况,但是在冷凝温度、蒸发温度、过热度、过冷度以及压缩机效率相同时,只要是排出温度比R410A高的热源侧制冷剂,无论是何种热源侧制冷剂,都能通过本实施方式的结构来降低排出温度,起到相同的效果。特别是排出温度比R410A高出3℃以上的热源侧制冷剂,其效果更明显。
图3是表示在R32与地球暖化系数小且化学式以CF3CF=CH2表示的四氟丙烯系制冷剂即HFO1234yf的混合制冷剂中,以与上述说明相同的方法试算排出温度的情况下的、排出温度相对于混合制冷剂中R32的质量比率的变化的图。
如图3所示,在R32的质量比率为52%时,为与R410A大致相同的排出温度即约70℃,而在R32的质量比率为62%时,达到比R410A的排出温度高3℃的约73℃。由此,对于R32与HFO1234yf的混合制冷剂,在使用R32的质量比率为62%附近以上的的混合制冷剂的情况下,通过注入动作使排出温度降低的效果明显。
而且,对于R32与地球暖化系数小且化学式以CF3CH=CHF表示的四氟丙烯系制冷剂即HFO1234ze的混合制冷剂,以与上述说明相同的方法试算排出温度的话,混合制冷剂中的R32的质量比率为34%时,达到与R410A大致相同的排出温度即约70℃,当R32的质量比率为43%时,达到比R410A的排出温度高3℃的约73℃。由此,对于R32与HFO1234ze的混合制冷剂,在使用R32的质量比率为43%附近以上的混合制冷剂的情况下,通过注入动作使排出温度降低的效果明显。
上述排出温度的试算是使用NIST(National Institute of Standardsand Technology,美国国家标准与技术研究所)发售的REFPROPVersion8.0实施的。另外,此处的排出温度的试算是假定为绝热压缩时的试算,由于实际的压缩是以多变压缩实施的,因此会达到比此处所记载的温度高数十度以上(例如,20℃以上)的值。
另外,作为混合制冷剂的制冷剂种类,并不限定于上述情况,即使是含有少量其他制冷剂成分的混合制冷剂,也会起到同样的效果而不会对排出温度有大的影响。例如,也可以使用在R32和HFO1234yf的混合制冷剂中含有少量其他制冷剂的混合制冷剂等。
接下来,说明本实施方式的空调装置100实施的各运转模式。该空调装置100按照来自于各室内机2的指示,可用该室内机2进行制冷动作或制热动作。即,空调装置100可以用全部的室内机2进行相同的动作,也可以用各室内机2进行不同的动作。
空调装置100实施的运转模式包括:驱动着的室内机2全部执行制冷动作的全制冷运转模式、驱动着的室内机2全部执行制热动作的全制热运转模式、制冷负荷比较大的制冷主体运转模式、和制热负荷比较大的制热主体运转模式。下面,对于各运转模式,说明热源侧制冷剂和热介质的流动。而且,在下面的说明中,在室外机1设置的控制装置50实施空调装置100整体的控制。另外,在从与压缩机10的压缩室的开口部连接的注入配管4c向压缩室内注入制冷剂时,在压缩室的开口部会产生压力损失(热源侧制冷剂在狭窄的流路中流动且流动急剧变大或急剧变小因而产生的压力损失)。不过,该压力损失的有无不会对本实施方式的效果产生影响,为了使动作容易理解,在下面的说明中,无视(忽略)该开口部的压力损失。
(全制冷运转模式)
图4是示出本发明的实施方式1的空调装置100的全制冷运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图5是示出该空调装置100的全制冷运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图4中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情况为例,说明全制冷运转模式。另外,在图4中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质流动的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
在图4所示的全制冷运转模式的情况下,在室外机1,控制装置50使第一制冷剂流路切换装置11切换制冷剂流路,使得从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。而且,控制装置50进行开闭控制以使开闭装置17a处于开状态,使开闭装置17b处于闭状态,且使开闭装置24处于开状态。并且,控制装置50在热介质转换机3,驱动泵21a和泵21b,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质在各热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先,参照图4和图5说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换器12,向室外空气散热并冷凝,成为高压的液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的液体制冷剂(点J)经由单向阀13a和气液分离器27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
而且,流入气液分离器27a的高压的液体制冷剂的一部分分支到分支配管4d,在经由开闭装置24后,流入注入配管4c,由节流装置14b膨胀并减压,成为低温中压的气液两相制冷剂(点K),并被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图5的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
流入到热介质转换机3的高压的液体制冷剂在经过了开闭装置17a后分支,分别流入节流装置16a和节流装置16b而被膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂(点L)。该气液两相制冷剂分别流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制冷剂,分别经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b合流,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。
流入到室外机1的气体制冷剂,经由气液分离器27b和单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
此时,控制装置50控制节流装置16a的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35a检测出的温度与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35b检测出的温度的差而得到的过热度成为一定。同样地,控制装置50控制节流装置16b的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35c检测出的温度与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d检测出的温度的差而得到的过热度成为一定。
而且,节流装置14b是电子式膨胀阀等使开口面积变化的装置,控制装置50通过控制节流装置14b的开口面积来控制注入流量,使得由排出制冷剂温度检测构件37检测出的排出温度不会过高。其控制方法如上所述。
另外,节流装置14b是电子式膨胀阀等使开口面积变化的装置,但是并不限定于此,也可以采用毛细管以注入与压力差对应的量的热源侧制冷剂。
而且,该节流装置14b的控制也可以同样应用于其他运转模式。
此处,从分支配管4d的开闭装置24至防逆流装置20的流路的热源侧制冷剂为高压制冷剂,从热介质转换机3经由制冷剂配管4回到室外机1并到达气液分离器27b的热源侧制冷剂为低压制冷剂。此时,防逆流装置20防止从气液分离器27a分支出的高压制冷剂流向气液分离器27b,通过该防逆流装置20的作用,防止了分支配管4d的高压制冷剂与气液分离器27b的低压制冷剂混合。这对于后述的制冷剂主体运转模式也是同样的。
另外,防逆流装置20可以是单向阀,或者也可以是电磁阀等能够切换开闭或电子式膨胀阀等能够改变开口面积以切换制冷剂流路的开闭的装置。
另外,开闭装置24a除了是电磁阀等能够切换开闭的装置之外,也可以是电子式膨胀阀等能够改变开口面积的装置,只要是能够切换流路的开闭,可以是任意的装置。
接着,参照图4,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在全制冷运转模式中,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,热源侧制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a和泵21b的作用下在热介质循环回路B内流通。
被泵21a和泵21b加压而流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,从热介质转换机3流出并通过热介质配管5分别流入室内机2a和室内机2b。此处,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d处于全闭状态,因此热介质不会经由第二热介质流路切换装置23c和第二热介质流路切换装置23d分别流入室内机2c和室内机2d。
流入室内机2a和室内机2b的热介质分别流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b的热介质从室内空气吸热,从而实施室内空间7的制冷动作。然后,从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出的热介质分别从室内机2a和室内机2b流出,通过热介质配管5流入热介质转换机3。
流入热介质转换机3的热介质流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22a分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。而且,同样地,从热介质流量调整装置25b流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22b分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的热介质再被分别吸入泵21a和泵21b。这时,为了确保通往热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路,第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b被控制为中间的开度。
而且,通过进行控制以将由热介质间热交换器出口温度检测构件31a检测出的温度或者由热介质间热交换器出口温度检测构件31b检测出的温度与由利用侧热交换器出口温度检测构件34检测出的温度之差维持在目标值,能够满足室内空间7所需的空调负荷。而且,本来,由利用侧热交换器26实现的制冷动作应当是用其入口和出口的温度差来控制,但是,由于利用侧热交换器26的入口侧的热介质温度与由热介质间热交换器出口温度检测构件31检测的温度几乎相同,所以,通过使用热介质间热交换器出口温度检测构件31,可以减少温度检测构件的数目,可以廉价地构成系统。
另外,热介质间热交换器15的出口温度可以使用热介质间热交换器出口温度检测构件31a或者热介质间热交换器出口温度检测构件31b的任意一个,或者也可以使用它们的平均温度。
在实施上述的全制冷运转模式时,由于不必使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包括温度传感器关闭),所以,用热介质流量调整装置25将流路关闭,使热介质不流向利用侧热交换器26。在图4中,由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷,所以使热介质流动,但是,在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d没有热负荷,所以,将对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭。并且,当从利用侧热交换器26c或利用侧热交换器26d产生了热负荷时,只要将热介质流量调整装置25c或热介质流量调整装置25d开放而使热介质循环即可。
另外,该方式同样可以应用于其他运转模式。
(全制热运转模式)
图6是示出本发明的实施方式1的空调装置100的全制热运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图7是示出该空调装置100的全制热运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图6中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生热能负荷的情况为例,说明全制热运转模式。另外,在图6中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质流动的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
在图6所示的全制热运转模式的情况下,在室外机1,控制装置50使第一制冷剂流路切换装置11切换制冷剂流路,使得从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热介质转换机3而不经由热源侧热交换器12。而且,控制装置50进行开闭控制以使开闭装置17a处于闭状态,使开闭装置17b处于开状态,且使开闭装置24处于闭状态。并且,控制装置50在热介质转换机3,驱动泵21a和泵21b,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质在各热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26a及利用侧热交换器26b之间循环。
首先,参照图6和图7说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11、第一连接配管4a的单向阀13b以及气液分离器27a从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
流入热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂在分支后经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,分别流入作为冷凝器起作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂通过向在热介质循环回路B中循环的热介质散热而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂(点J)。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的高压的液体制冷剂分别由节流装置16a和节流装置16b膨胀并减压,成为中温中压的气液两相制冷剂或者液体制冷剂(点M),然后合流,经由开闭装置17b从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。
流入室外机1的中温中压的气液两相制冷剂或液体制冷剂经由气液分离器27b流入第二连接配管4b,由节流装置14a膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂(点L)。该低温低压的气液两相制冷剂经由单向阀13c流入热源侧热交换器12,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
而且,当中温中压的气液两相制冷剂流入气液分离器27b时,被分成液体制冷剂和气液两相制冷剂,该被分成的液体制冷剂(饱和液体制冷剂,点M′)在经由防逆流装置20后流入注入配管4c。流入注入配管4c的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为压力稍稍降低了的低温中压的气液两相制冷剂(点K),并被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图7的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
此时,控制装置50控制节流装置16a的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36a检测出的压力换算成饱和温度后的值与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35b检测出的温度的差而得到的过冷度成为一定。同样地,控制装置50控制节流装置16b的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36b检测出的压力换算成饱和温度后的值与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d检测出的温度的差而得到的过冷度成为一定。
另外,在能够测定热介质间热交换器15的中间位置的温度的情况下,也可以取代热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36而采用该中间位置处的温度,在该情况下,能够廉价地构成系统。
而且,通过开闭装置24成为闭状态,防止了气液分离器27a中的高压制冷剂与通过防逆流装置20的中压制冷剂混合。
而且,节流装置14a为电子式膨胀阀等使开口面积变化的装置,控制装置50能够将节流装置14a的上游侧的中压控制为任意的压力,例如,若控制节流装置14a的开度以使由中压检测构件32检测出的中压成为一定值的话,则能够使节流装置14b的排出温度的控制稳定。
另外,节流装置14a并不限定于此,也可以将小型的电磁阀等开闭阀组合起来而能够选择多个开口面积,或者也可以作为毛细管而根据制冷剂的压力损失形成中压,虽然控制性稍稍恶化,但是能够将排出温度控制为目标温度。
而且,节流装置14a和节流装置14b的控制方法并不限定为上述方法,也可以采用使节流装置14b全开并利用节流装置14a控制压缩机10的排出温度的控制方法。由此,具有控制变得简单并且能够使用廉价的装置作为节流装置14b的优点。
而且,中压检测构件32可以是压力传感器,或者,也可以是使用温度传感器通过运算来计算中压。
另外,在全制热运转模式中,热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b共同加热热介质,因此只要是利用节流装置16a和节流装置16b使过冷度处于能够控制的范围内,则也可以控制成使得节流装置14a的上游侧的中压(图7的点M)变高。这样,当控制成中压变高时,由于能够使与压缩机10的压缩室内的压力的压力差增大,因此能够增加向压缩室的注入量,即使是在外部空气温度低的情况下,也能够为了降低排出温度而向压缩室供给充分的注入量。而且,在控制中压变高的情况下,还能够成为中压的液体制冷剂流入气液分离器27b的状态,还具有节流装置14a的控制易于稳定的优点。
接着,参照图6,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在全制热运转模式中,在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方,热源侧制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21a和泵21b的作用下在热介质循环回路B内流通。
被泵21a和泵21b加压而流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b,从热介质转换机3流出并通过热介质配管5分别流入室内机2a和室内机2b。此处,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d处于全闭状态,因此热介质不会经由第二热介质流路切换装置23c和第二热介质流路切换装置23d分别流入室内机2c和室内机2d。
流入室内机2a和室内机2b的热介质分别流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b的热介质向室内空气散热,从而实施室内空间7的制热动作。然后,从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出的热介质分别从室内机2a和室内机2b流出,通过热介质配管5流入热介质转换机3。
流入热介质转换机3的热介质流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22a分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。而且,同样地,从热介质流量调整装置25b流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22b分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的热介质再被分别吸入泵21a和泵21b。这时,为了确保通往热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路,第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b被控制为中间的开度。
而且,通过进行控制以将由热介质间热交换器出口温度检测构件31a检测出的温度或者由热介质间热交换器出口温度检测构件31b检测出的温度与由利用侧热交换器出口温度检测构件34检测出的温度之差维持在目标值,能够满足室内空间7所需的空调负荷。而且,本来,由利用侧热交换器26实现的制热动作应当是用其入口和出口的温度差来控制,但是,由于利用侧热交换器26的入口侧的热介质温度与由热介质间热交换器出口温度检测构件31检测的温度几乎相同,所以,通过使用热介质间热交换器出口温度检测构件31,可以减少温度检测构件的数目,可以廉价地构成系统。
另外,热介质间热交换器15的出口温度可以使用热介质间热交换器出口温度检测构件31a或者热介质间热交换器出口温度检测构件31b的任意一个,或者也可以使用它们的平均温度。
(制冷主体运转模式)
图8是示出本发明的实施方式1的空调装置100的制冷主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图9是示出该空调装置100的制冷主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图8中,以在利用侧热交换器26a产生冷能负荷、在利用侧热交换器26b产生热能负荷的情况为例,说明制冷主体运转模式。另外,在图8中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质流动的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
在图8所示的制冷主体运转模式的情况下,在室外机1,控制装置50使第一制冷剂流路切换装置11进行切换,使得从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。而且,控制装置50进行开闭控制以使节流装置16a处于全开状态,使开闭装置17a和开闭装置17b处于闭状态,且使开闭装置24处于开状态。并且,控制装置50在热介质转换机3,驱动泵21a和泵21b,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。
首先,参照图8和图9说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换器12,向室外空气散热并冷凝,成为高压的气液两相制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的气液两相制冷剂(点M)经由单向阀13a和气液分离器27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
而且,流入气液分离器27a高压的气液两相制冷剂被分成液体制冷剂和气液两相制冷剂,该被分成的液体制冷剂(饱和液体制冷剂,点M′)被分支至分支配管4d并在经由开闭装置24后流入注入配管4c。流入注入配管4c的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为低温中压的气液两相制冷剂(点K),并被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图9的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
流入热介质转换机3的气液两相制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18b流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b,通过向在热介质循环回路B循环的热介质散热而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂(点J)。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂由节流装置16b膨胀并减压,成为低压的气液两相制冷剂(点L)。该两相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而一边冷却热介质一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热介质间热交换器15a流出的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。
流入到室外机1的气体制冷剂,经由气液分离器27b和单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
此时,控制装置50控制节流装置16b的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35a检测出的温度与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35b检测出的温度的差而得到的过热度成为一定。
另外,控制装置50控制节流装置16b的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36b检测出的压力换算成饱和温度后的值与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d检测出的温度的差而得到的过冷度成为一定。
而且,也可以将节流装置16b全开而用节流装置16a控制过热度或过冷度。
接着,参照图8,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在制冷主体运转模式中,在热介质间热交换器15b,热源侧制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在热介质循环回路B内流通。而且,在热介质间热交换器15a,热源侧制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a的作用下在热介质循环回路B内流通。
被泵21b加压而流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23b,从热介质转换机3流出并通过热介质配管5流入室内机2b。被泵21a加压而流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a,从热介质转换机3流出并通过热介质配管5流入室内机2a。此处,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d处于全闭状态,因此热介质不会经由第二热介质流路切换装置23c和第二热介质流路切换装置23d分别流入室内机2c和室内机2d。
流入室内机2b的热介质流入利用侧热交换器26b,流入室内机2a的热介质流入利用侧热交换器26a。流入利用侧热交换器26b的热介质向室内空气散热,从而实施室内空间7的制热动作。另一方面,流入利用侧热交换器26a的热介质从室内空气吸热,从而实施室内空间7的制冷动作。然后,从利用侧热交换器26b流出且温度有所下降的热介质从室内机2b流出,通过热介质配管5流入热介质转换机3。另一方面,从利用侧热交换器26a流出且温度有所上升的热介质从室内机2a流出,通过热介质配管5流入热介质转换机3。
从利用侧热交换器26b流入热介质转换机3的热介质流入热介质流量调整装置25b,从利用侧热交换器26a流入热介质转换机3的热介质流入热介质流量调整装置25a。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25b流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22b流入热介质间热交换器15b,然后再次被吸入泵21b。另一方面,从热介质流量调整装置25a流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22a流入热介质间热交换器15a,然后再次被吸入泵21a。如上所述,在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下,被加热的热介质和被冷却的热介质相互不混合,分别流入具有热能负荷、冷能负荷的利用侧热交换器26。
而且,通过进行控制以在制热侧将由热介质间热交换器出口温度检测构件31b检测出的温度与由利用侧热交换器出口温度检测构件34b检测出的温度之差维持在目标值、并在制冷侧将由利用侧热交换器出口温度检测构件34a检测出的温度与由热介质间热交换器出口温度检测构件31a检测出的温度之差维持在目标值,能够满足室内空间7所需的空调负荷。
(制热主体运转模式)
图10是示出本发明的实施方式1的空调装置100的制热主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图11是示出该空调装置100的制热主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图10中,以在利用侧热交换器26a产生热能负荷、在利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情况为例,说明制热主体运转模式。另外,在图10中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质循环的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
在图10所示的制热主体运转模式的情况下,在室外机1,控制装置50使第一制冷剂流路切换装置11进行切换,使得从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热介质转换机3而不经由热源侧热交换器12。而且,控制装置50进行开闭控制以使节流装置16a处于全开状态,使开闭装置17a处于闭状态,使开闭装置17b处于闭状态,且使开闭装置24处于开状态。并且,控制装置50在热介质转换机3,驱动泵21a和泵21b,将热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d全闭,这样,热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26b之间和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26a之间循环。
首先,参照图10和图11说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,然后经由第一制冷剂流路切换装置11、第一连接配管4a中的单向阀13b以及气液分离器27a从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
流入热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18b流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b,通过向在热介质循环回路B循环的热介质散热来而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂(点J)。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂由节流装置16b膨胀并减压,成为中压的气液两相制冷剂(点N)。该气液两相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而一边冷却热介质一边增加干度(点M)。从热介质间热交换器15a流出的气液两相制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。
流入室外机1的气液两相制冷剂经由气液分离器27b流入第二连接配管4b,由节流装置14a膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂(点L)。该低温低压的气液两相制冷剂经由单向阀13c流入热源侧热交换器12,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
而且,流入气液分离器27b的中温中压的气液两相制冷剂被分成液体制冷剂和气液两相制冷剂,该被分成的液体制冷剂(饱和液体制冷剂,点M′)在经由防逆流装置20后流入注入配管4c。流入注入配管4c的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为压力稍稍降低了的低温中压的气液两相制冷剂(点K),并被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图11的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
此时,控制装置50控制节流装置16b的开度,使得作为由热介质间热交换器制冷剂压力检测构件36b检测出的压力换算成饱和温度后的值与由热介质间热交换器制冷剂温度检测构件35d检测出的温度的差而得到的过冷度成为一定。
另外,控制装置50也可以将节流装置16b全开而用节流装置16a控制上述的过冷度。
而且,通过开闭装置24成为闭状态,防止了气液分离器27a中的高压制冷剂与通过防逆流装置20的中压制冷剂混合。
而且,节流装置14a为电子式膨胀阀等使开口面积变化的装置,控制装置50能够将节流装置14a的上游侧的中压控制为任意的压力,例如,若控制节流装置14a的开度以使由中压检测构件32检测出的中压成为一定值的话,则能够使节流装置14b的排出温度的控制稳定。
另外,节流装置14a并不限定于此,也可以将小型的电磁阀等开闭阀组合起来而能够选择多个开口面积,或者也可以作为毛细管而根据制冷剂的压力损失形成中压,虽然控制性稍稍恶化,但是能够将排出温度控制为目标温度。
而且,节流装置14a和节流装置14b的控制方法并不限定为上述方法,也可以采用使节流装置14b全开并利用节流装置14a控制压缩机10的排出温度的控制方法。由此,具有控制变得简单并且能够使用廉价的装置作为节流装置14b的优点。不过,在该情况下,无法自由地控制中压,需要考虑中压和排出温度双方地实施节流装置14a的控制。
而且,中压检测构件32可以是压力传感器,或者,也可以是使用温度传感器通过运算来计算中压。
另外,在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15a需要冷却热介质,而无法将节流装置14a的上游侧的制冷剂的压力(中压)控制得太高。若无法使中压变高的话,则向压缩室注入的注入量减少,排出温度的降低变小。但是,由于需要防止热介质的冻结,因此在外部空气温度低时(例如,外部空气温度在-5℃以下),可以不实施制热主体运转模式,而在外部空气温度高时,排出温度不会太高,注入量不那么多也可以,因此没有问题。通过节流装置14a的开度控制,也能够进行热介质间热交换器15b的热介质的冷却,并且能够设定为能为了使排出温度降低而向压缩机10的压缩室供给的充分注入量的中压,因此能够安全地运转。
接着,参照图10,说明热介质循环回路B中的热介质的流动。在制热主体运转模式中,在热介质间热交换器15b,热源侧制冷剂的热能传递给热介质,被加热的热介质在泵21b的作用下在热介质循环回路B内流通。而且,在热介质间热交换器15a,热源侧制冷剂的冷能传递给热介质,被冷却的热介质在泵21a的作用下在热介质循环回路B内流通。
被泵21b加压而流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23a,从热介质转换机3流出并通过热介质配管5流入室内机2a。被泵21b加压而流出的热介质经由第二热介质流路切换装置23b,从热介质转换机3流出并通过热介质配管5流入室内机2b。此处,由于热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d处于全闭状态,因此热介质不会经由第二热介质流路切换装置23c和第二热介质流路切换装置23d分别流入室内机2c和室内机2d。
流入室内机2b的热介质流入利用侧热交换器26b,流入室内机2a的热介质流入利用侧热交换器26a。流入利用侧热交换器26b的热介质从室内空气吸热,从而实施室内空间7的制冷动作。另一方面,流入利用侧热交换器26a的热介质向室内空气散热,从而实施室内空间7的制热动作。然后,从利用侧热交换器26b流出且温度有所上升的热介质从室内机2b流出,通过热介质配管5流入热介质转换机3。另一方面,从利用侧热交换器26a流出且温度有所下降的热介质从室内机2a流出,通过热介质配管5流入热介质转换机3。
从利用侧热交换器26b流入热介质转换机3的热介质流入热介质流量调整装置25b,从利用侧热交换器26a流入热介质转换机3的热介质流入热介质流量调整装置25a。此时,在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下,热介质的流量被控制为满足室内所需的空调负荷所必需的流量,流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25b流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22b流入热介质间热交换器15a,然后再次被吸入泵21a。另一方面,从热介质流量调整装置25a流出的热介质经由第一热介质流路切换装置22a流入热介质间热交换器15b,然后再次被吸入泵21b。如上所述,在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下,被加热的热介质和被冷却的热介质相互不混合,分别流入具有热能负荷、冷能负荷的利用侧热交换器26。
而且,通过进行控制以在制热侧将由热介质间热交换器出口温度检测构件31b检测出的温度与由利用侧热交换器出口温度检测构件34a检测出的温度之差维持在目标值、并在制冷侧将由利用侧热交换器出口温度检测构件34b检测出的温度与由热介质间热交换器出口温度检测构件31a测出的温度之差维持在目标值,能够满足室内空间7所需的空调负荷。
在上述的制冷主体运转模式和制热主体运转模式中,当热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的动作状态(热介质的加热动作或者冷却动作)变化时,到目前为止是热的热介质被冷却而成为冷的热介质,或者是冷的热介质成为热的热介质,从而产生能量的浪费。因此,在本实施方式的空调装置100中,无论是制冷主体运转模式还是制热主体运转模式,都始终是热介质间热交换器15a为制热侧且热介质间热交换器15a是制冷侧。
而且,在如上所述的制冷主体运转模式和制热主体运转模式中,在利用侧热交换器26混合产生制热负荷和制冷负荷时,将与进行制热的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23切换到与热介质的加热用的热介质间热交换器15b连接的流路上;将与进行制冷的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23切换到与热介质的冷却用的热介质间热交换器15a连接的流路上,这样,在各室内机2可自由地切换实施制热运转或者制冷运转。
(节流装置14a和节流装置14b)
各运转模式中的向压缩机10的压缩室注入的注入动作如上所述地实施。因此,由气液分离器27a和气液分离器27b分成的液体制冷剂流入节流装置14b。但是,由气液分离器27a和气液分离器27b分成的液体制冷剂在全制冷运转模式时以外并不会附加过冷,成为饱和液体状态。饱和液体状态是实际上混入有少量的微小气体制冷剂的状态,而且,存在着由于开闭装置24和制冷剂配管等的微小的压力损失而导致成为气液两相制冷剂的情况。而且,在使用电子式膨胀阀作为节流装置14b的情况下,在流入气液两相制冷剂而分离成气体制冷剂和液体制冷剂流动的情况下,分别产生气体流过节流装置14b的节流部的状态和液体流过节流装置14b的节流部的状态,从而存在节流装置14b的出口侧的压力不稳定的情况。特别是在干度较小的情况下,产生制冷剂的分离的趋势较强。因此,作为节流装置14b使用下述的图12所示的结构的节流装置的话,即使流入气液两相制冷剂,也能够进行稳定的控制。在使用气液分离器的情况下,即使节流装置14b没有这样的细工也能够完成十分稳定的控制,而使节流装置14b为图12那样的结构的话,则不管环境条件如何都能够进行更加稳定的控制。
另外,下面的图12所示的节流装置的结构并不限定于应用于节流装置14b,应用于在全制热运转模式和制热主体运转模式中供气液两相制冷剂流通的节流装置14a也具有同样的效果。
图12是本发明的实施方式1的空调装置100的节流装置14b(或者节流装置14a)的结构图。下面,参照图12,以节流装置14b为例说明其结构。
如图12所示,节流装置14b由流入管41、流出管42、节流部43、阀芯44、马达45和搅拌装置46构成,其中搅拌装置46设置在流入管41内。从流入管41流入的气液两相制冷剂由搅拌装置46将气体制冷剂和液体制冷剂搅拌混合得大致均匀。气体制冷剂和液体制冷剂混合得大致均匀的气液两相制冷剂在节流部43由阀芯44节流并减压,从流出管42流出。此时,由马达45控制阀芯44的位置,从而节流部43处的节流量受到控制。该马达45可以由控制装置50驱动控制。
搅拌装置46只要是形成气体制冷剂和液体制冷剂大致均匀混合的状态的装置,可以是任意的装置,例如可以使用发泡金属实现。该发泡金属是与海绵等树脂发泡体同样地具有三维网眼状结构的金属多孔质体,是在金属多孔质体中气孔率(孔隙率)最大(80%~97%)的金属多孔质体。若使气液两相制冷剂流过该发泡金属,则利用三维的网眼状结构,气液两相制冷剂中的气体制冷剂被细微化并搅拌,具有与液体制冷剂均匀地混合的效果。
此时,在设配管的内径为D、配管的长度为L时,在从具有搅拌流动的结构的部位达到L/D为8~10的距离时,搅拌的影响消失,配管的内部的流动回到原来的流动,这在流体力学的领域是明确的。因此,当设节流装置14b的流入管41的内径为D、从搅拌装置46到节流部43为止的长度为L,并且在L/D为6以下的位置设置搅拌装置46时,搅拌的气液两相制冷剂能够在被搅拌过的状态下达到节流部43,能够进行稳定的控制。
而且,排出温度增加的状态在下述情况下产生:在外部空气温度高时的全制冷运转模式下,为了确保蒸发温度为目标温度(例如0度),使压缩机10的频率增大,使冷凝温度升高;在外部空气温度低时的全制热运转模式下,为了确保冷凝温度为目标温度(例如49度),使压缩机10的频率增大,使冷凝温度降低。另一方面,在制冷主体运转模式时,需要将冷凝温度和蒸发温度双方分别维持在目标温度(例如,49℃和0℃),在外部空气温度高时的制冷主体运转模式下,由于冷凝温度和蒸发温度双方都比目标温度高,因此难以像外部空气温度高时的全制冷运转模式那样产生压缩机10的频率非常高的状态,压缩机10的频率升高受到限制以使冷凝温度不会过高。因此,在制冷主体运转模式中,排出温度不易变高。因此,如图13所示,也可以取消气液分离器27a而仅作为分支制冷剂的分支部,在制冷主体运转模式时使开闭装置24成为闭状态而不实施注入动作。
(实施方式1的效果)
如以上的结构和动作那样,即使是在使用R32等压缩机10的排出温度变高的制冷剂的情况下,也能够不管运转模式如何都向压缩机10的压缩室注入热源侧制冷剂来进行控制以避免排出温度变得过高,能够抑制热源侧制冷剂和冷冻机油的劣化而安全地运转。
而且,即使使用低压壳体结构的压缩机作为压缩机10,通过在压缩过程中从外部注入低温的热源侧制冷剂,也能够使排出温度降低。
而且,在本实施方式的空调装置100中,在利用侧热交换器26只产生制热负荷或制冷负荷时,将对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23形成为中间的开度,使热介质流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方。这样,可将热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方用于制热运转或制冷运转,所以,传热面积增大,可进行更高效的制热运转或制冷运转。
而且,在利用侧热交换器26混合产生制热负荷和制冷负荷时,将与进行制热动作的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23切换到与加热用的热介质间热交换器15b连接的流路上;将与进行制冷动作的利用侧热交换器26对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23切换到与冷却用的热介质间热交换器15a连接的流路上,这样,在各室内机2,可自由地进行制热动作或者制冷动作。
另外,第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23是切换三通阀等三向流路的装置,但是并不限定于此,可以是将两个开闭阀等的进行双向流路开闭的阀组合而成的装置等,只要是能够切换流路的装置即可。而且,还可以使用步进马达驱动式混合阀等的使三向流路流量变化的装置,或者将两个电子式膨胀阀等的使双向流路流量变化的阀组合而成的装置等。这时,可以防止流路突然开闭引起的水锤。并且,在本实施方式中,以热介质流量调整装置25是二通阀的情况为例进行了说明,但是还可以作为具有三向流路的控制阀而与旁通利用侧热交换器26的旁通管一起设置。
另外,热介质流量调整装置25可以使用步进马达驱动式来控制流过流路的流量,还可以是二通阀、或将三通阀的一端封闭的装置。另外,也可以使用开闭阀等的进行双向流路开闭的装置,通过反复打开/关闭操作,控制平均的流量。
而且,以热介质流量调整装置25内置于热介质转换机3内的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以内置于室内机2内,也可以与热介质转换机3和室内机2分开地设置(即,热介质配管5)。
而且,第二制冷剂流路切换装置18是四通阀,但是并不限定于此,也可以使用多个双向流路切换阀或三向流路切换阀以同样的方式使制冷剂流过。
而且,一般来说,在热源侧热交换器12和利用侧热交换器26a~26d安装有送风机而通过送风来促进冷凝或者蒸发的情况居多,但并不限定于此,例如,也可以采用利用辐射的板加热器作为利用侧热交换器26a~26d的结构;作为热源侧热交换器12,可以采用利用水或防冻液使热移动的水冷式的类型的热交换器,不过只要是能够散热或吸热的结构,则可以采用任意的结构。
而且,以热介质间热交换器15a和15b这两个的情况为例进行了说明,但当然也并不限定于此,只要是能将热介质冷却或加热的构造,则设置几个都可以。
而且,泵21a、泵21b并不限定于设有各一个,也可以将多个小容量的泵并排设置。
而且,通常的气液分离器具有将气液两相制冷剂中的气体制冷剂和液体制冷剂分离的作用。相对于此,如以上说明了的那样,本实施方式的气液分离器27具有下述作用:在气液两相状态的制冷剂流入气液分离器27的入口的情况下,从气液两相制冷剂分离出液体制冷剂的一部分流到分支配管4d,使(干度稍稍变大的)余下的气液两相制冷剂从气液分离器27流出。因此,优选气液分离器27为横型的气液分离器,其如图2等所示,为横向较长的结构,入口配管和出口配管附接在气液分离器27的横向侧,液体制冷剂的取出配管使液体制冷剂分离并流向气液分离器27的下侧。不过,作为气液分离器,只要是能够从以气液两相流入的制冷剂分离出液体制冷剂的一部分并使余下的气液两相制冷剂流出的结构,可以是任意的结构。
而且,在全制热运转模式和制热主体运转模式中,在热源侧热交换器12的周围的空气温度低的情况下,由于冰点以下的低温低压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器12的制冷剂配管的内部流动,因此在热源侧热交换器12的周围会发生结霜。当在热源侧热交换器12发生结霜时,霜层成为热阻抗,且供热源侧热交换器12的周围的空气流通的流路变窄,空气难以流动,因此,阻碍了热源侧制冷剂与空气的热交换,设备的制热能力和运转效率降低。因此,在热源侧热交换器12的结霜增加了的情况下,实施使热源侧热交换器12的周围的霜融化的除霜运转。
此处,对于本实施方式的空调装置100的除霜运转参照图14进行说明。
热源侧制冷剂由压缩机10压缩并加热,然后从压缩机10排出,经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换器12。并且,流入热源侧热交换器12的热源侧制冷剂散热而使附着在周围的霜融化。从热源侧热交换器12流出的热源侧制冷剂通过单向阀13a到达气液分离器27a,并在气液分离器27a被分流。
在气液分离器27a被分流的一方的流动从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。流入热介质转换机3的热源侧制冷剂经由成为开状态的开闭装置17a和开闭装置17b从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。流入到室外机1的热源侧制冷剂,经由气液分离器27b并通过单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。此时,节流装置16a和节流装置16b成为全闭或者没有热源侧制冷剂流动的小的开度,从而使得在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b没有热源侧制冷剂流动。
而且,由气液分离器27a分流的另一方的流动流入分支配管4d,经由开状态的开闭装置24流入注入配管4c,经由全开状态的节流装置14b被注入压缩机10的压缩室,与通过储液器19被吸入压缩机10的热源侧制冷剂(由气液分离器27a分流的一方的流动)合流。
另外,在图14中,驱动泵21b,使热介质在有制热要求的利用侧热交换器26(在图14中,利用侧热交换器26a、26b)循环。由此,即使是在除霜运转中,也能够利用在热介质储存的热能继续制热运转。而且,也可以在全制热运转模式后的除霜运转中也驱动泵21a,也可以在除霜运转中使泵21a和泵21b停止以使制热运转停止。
如上所述,在除霜运转中,一边使附着在热源侧热交换器12的周围的霜融化,一边在气液分离器27a使热源侧制冷剂分支而将其一部分注入压缩机10的压缩室。由此,容易将压缩机10的余热直接传递至热源侧制冷剂,能够实施高效的除霜运转。而且,由于能够使在远离室外机1的热介质转换机3中循环的热源侧制冷剂的流量减少与注入流量相应的量,因此能够使压缩机10的动力降低。
实施方式2
对于本实施方式的空调装置100,以与实施方式1的空调装置100的结构和动作不同的点为中心进行说明。
(空调装置的结构)
图15是表示本发明的实施方式2的空调装置100的回路构成的一例的示意图。下面,参照图15来说明空调装置100的构成。
如图15所示,在与压缩机10的压缩室的开口部相连的注入配管4c设置有制冷剂间热交换器28。从与分支配管4d连接的注入配管4c的连接部起,利用制冷剂配管依次连接制冷剂间热交换器28、节流装置14b、(再次)制冷剂间热交换器28、压缩机10的压缩室的开口部。即,被注入的热源侧制冷剂中的流入节流装置14b之前的热源侧制冷剂和通过节流装置14b之后的热源侧制冷剂在制冷剂间热交换器28进行热交换。
接下来,说明本实施方式的空调装置100的各运转模式。而且,在下面的说明中,在室外机1设置的控制装置50实施空调装置100整体的控制。另外,本实施方式的空调装置100的热介质的流动与实施方式1的空调装置100的各运转模式是相同的。
(全制冷运转模式)
图16是表示本发明的实施方式2的空调装置100在全制冷运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图17是表示该空调装置100在全制冷运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图16中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情况为例,说明全制冷运转模式。另外,在图16中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质流动的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
参照图16和图17说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换器12,向室外空气散热并冷凝,成为高压的液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的液体制冷剂(点J)经由单向阀13a和气液分离器27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
而且,流入气液分离器27a的高压的液体制冷剂的一部分分支到分支配管4d,在经由开闭装置24后,流入注入配管4c,流入制冷剂间热交换器28。流入制冷剂间热交换器28的液体制冷剂由通过节流装置14b减压而压力和温度降低了的热源侧制冷剂冷却(点J′)。从制冷剂间热交换器28流出的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为低温中压的热源侧制冷剂(点K′),再次流入制冷剂间热交换器28。再次流入制冷剂间热交换器28的热源侧制冷剂由通过节流装置14b减压之前的液体制冷剂加热,成为温度上升一定程度的低温中压的气液两相制冷剂(点K)。从制冷剂间热交换器28流出的气液两相制冷剂被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入到压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图17的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
流入到热介质转换机3的高压的液体制冷剂在经过了开闭装置17a后分支,分别流入节流装置16a和节流装置16b而被膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂(点L)。该气液两相制冷剂分别流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制冷剂,分别经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b合流,从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。
流入到室外机1的气体制冷剂,经由气液分离器27b和单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
当气液两相状态的制冷剂流入节流装置14b时,存在无法进行稳定的控制的情况,即使由于热源侧制冷剂的封入量小等原因而使得热源侧热交换器12的出口部的过冷度小,通过利用制冷剂间热交换器28的作用进行冷却,也能够可靠地向节流装置14b供给液体制冷剂,能够进行稳定的控制。
(全制热运转模式)
图18是表示本发明的实施方式2的空调装置100在全制热运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图19是表示该空调装置100在全制热运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图18中,以只在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生热能负荷的情况为例,说明全制热运转模式。另外,在图18中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质流动的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
参照图18和图19说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11、第一连接配管4a的单向阀13b以及气液分离器27a从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
流入热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂在分支后经由第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b,分别流入作为冷凝器起作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂通过向在热介质循环回路B中循环的热介质散热而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂(点J)。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的高压的液体制冷剂分别由节流装置16a和节流装置16b膨胀并减压,成为中温中压的气液两相制冷剂或者液体制冷剂(点M),然后合流,经由开闭装置17b从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4再次流入室外机1。
流入室外机1的中温中压的气液两相制冷剂或液体制冷剂经由气液分离器27b流入第二连接配管4b,由节流装置14a膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂(点L)。该低温低压的气液两相制冷剂经由单向阀13c流入热源侧热交换器12,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
而且,流入气液分离器27b的中温中压的气液两相制冷剂被分成液体制冷剂和气液两相制冷剂,该被分的液体制冷剂(饱和液体制冷剂,点M′)在经由防逆流装置20后流入注入配管4c。流入注入配管4c的液体制冷剂流入制冷剂间热交换器28。流入制冷剂间热交换器28的液体制冷剂由通过节流装置14b减压而压力和温度降低了的热源侧制冷剂冷却(点M″)。从制冷剂间热交换器28流出的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为低温中压的热源侧制冷剂(点K′),再次流入制冷剂间热交换器28。再次流入制冷剂间热交换器28的热源侧制冷剂由通过节流装置14b减压之前的液体制冷剂加热,干度增加(点K)。从制冷剂间热交换器28流出的气液两相制冷剂被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入到压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图19的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
饱和液体状态的制冷剂是实际上含有少量微小的气体制冷剂的状态,而且会由于较小的压力损失而成为气液两相状态。当气液两相状态的制冷剂流入节流装置14b时,存在无法进行稳定的控制的情况,不过如上所述通过利用制冷剂间热交换器28的作用进行冷却,能够可靠地向节流装置14b供给液体制冷剂,能够进行稳定的控制。
(制冷主体运转模式)
图20是表示本发明的实施方式2的空调装置100在制冷主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图21是表示该空调装置100在制冷主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图20中,以在利用侧热交换器26a产生冷能负荷、在利用侧热交换器26b产生热能负荷的情况为例,说明制冷主体运转模式。另外,在图20中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质流动的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
参照图20和图21说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换器12,向室外空气散热并冷凝,成为高压的气液两相制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的气液两相制冷剂(点M)经由单向阀13a和气液分离器27a从室外机1流出,通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
而且,流入气液分离器27a高压的气液两相制冷剂被分成液体制冷剂和气液两相制冷剂,该被分的液体制冷剂(饱和液体制冷剂,点M′)被分支至分支配管4d并在经由开闭装置24后流入注入配管4c。流入注入配管4c的液体制冷剂流入制冷剂间热交换器28。流入制冷剂间热交换器28的液体制冷剂由通过节流装置14b减压而压力和温度降低了的热源侧制冷剂冷却(点M″)。从制冷剂间热交换器28流出的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为低温中压的热源侧制冷剂(点K′),再次流入制冷剂间热交换器28。再次流入制冷剂间热交换器28的热源侧制冷剂由通过节流装置14b减压之前的液体制冷剂加热,干度增加(点K)。从制冷剂间热交换器28流出的气液两相制冷剂被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入到压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图21的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
流入热介质转换机3的气液两相制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18b流入作为冷凝器发挥作用的热介质间热交换器15b,通过向在热介质循环回路B循环的热介质散热而加热热介质并冷凝,成为高压的液体制冷剂(点J)。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂由节流装置16b膨胀并减压,成为低压的气液两相制冷剂(点L)。该气液两相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边冷却热介质一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热介质间热交换器15a流出的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入到室外机1的气体制冷剂,经由气液分离器27b和单向阀13d,经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
饱和液体状态的制冷剂是实际上含有少量微小的气体制冷剂的状态,而且会由于较小的压力损失而成为气液两相状态。当气液两相状态的制冷剂流入节流装置14b时,存在无法进行稳定的控制的情况,不过如上所述通过利用制冷剂间热交换器28的作用进行冷却,能够可靠地向节流装置14b供给液体制冷剂,能够进行稳定的控制。
(制热主体运转模式)
图22是表示本发明的实施方式2的空调装置100在制热主体运转模式时的热源侧制冷剂和热介质的流动的制冷剂回路图,图23是表示该空调装置100在制热主体运转模式时的制冷循环的p-h线图。在该图22中,以在利用侧热交换器26a产生热能负荷、在利用侧热交换器26b产生冷能负荷的情况为例,说明制热主体运转模式。另外,在图22中,以粗线表示的配管示出的是热源侧制冷剂和热介质循环的配管,以实线箭头示出热源侧制冷剂的流动方向,以虚线箭头示出热介质的流动方向。
参照图22和图23说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。低温低压的气体制冷剂(点E)由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂(点I)并被排出,经由第一制冷剂流路切换装置11、第一连接配管4a的单向阀13b以及气液分离器27a从室外机1流出。从室外机1流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4流入热介质转换机3。
流入热介质转换机3的高温高压的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18b流入作为冷凝器发挥作用的热介质间热交换器15b,通过向在热介质循环回路B循环的热介质散热来加热热介质并冷凝,成为高压的液体制冷剂(点J)。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂由节流装置16b膨胀并减压,成为中压的气液两相制冷剂(点N)。该气液两相制冷剂经由节流装置16a流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边增加干度(点M)。从热介质间热交换器15a流出的气液两相制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18a从热介质转换机3流出,通过制冷剂配管4,再次流入室外机1。
流入室外机1的气液两相制冷剂经由气液分离器27b流入第二连接配管4b,由节流装置14a膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂(点L)。该低温低压的气液两相制冷剂经由单向阀13c流入热源侧热交换器12,一边从室外空气吸热一边气化,成为低温低压的气体制冷剂(点E)。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和储液器19,再次被压缩机10吸入。
而且,流入气液分离器27b的中温中压的气液两相制冷剂被分成液体制冷剂和气液两相制冷剂,该被分的液体制冷剂(饱和液体制冷剂,点M′)在经由防逆流装置20后流入注入配管4c。流入注入配管4c的液体制冷剂流入制冷剂间热交换器28,由通过节流装置14b减压而压力和温度降低了的热源侧制冷剂冷却(点M″)。从制冷剂间热交换器28流出的液体制冷剂由节流装置14b膨胀并减压,成为低温中压的热源侧制冷剂(点K′),再次流入制冷剂间热交换器28,由通过节流装置14b减压之前的液体制冷剂加热,干度增加(点K)。从制冷剂间热交换器28流出的气液两相制冷剂被从在压缩机10的压缩室设置的开口部注入到压缩机10内部。此时,在压缩机10内,中压的气体制冷剂(点F)和低温中压的气液两相制冷剂(点K)混合,热源侧制冷剂的温度降低(点H),由此,从压缩机10排出的气体制冷剂的排出温度降低(点I)。而且,未实施注入动作的情况的压缩机10的排出温度为图23的点G,通过注入动作,排出温度从点G降低至点I。
饱和液体状态的制冷剂是实际上含有少量微小的气体制冷剂的状态,而且会由于较小的压力损失而成为气液两相状态。当气液两相状态的制冷剂流入节流装置14b时,存在无法进行稳定的控制的情况,不过如上所述通过利用制冷剂间热交换器28的作用进行冷却,能够可靠地向节流装置14b供给液体制冷剂,能够进行稳定的控制。
(实施方式2的效果)
饱和液体状态的制冷剂是实际上含有少量微小的气体制冷剂的状态,而且会因较小的压力损失而成为气液两相状态,当气液两相状态的制冷剂流入节流装置14b时,无法再进行稳定的控制。此时,通过利用制冷剂间热交换器28的冷却作用来可靠地使流入注入配管4c的热源侧制冷剂液化,能够可靠地向节流装置14b供给液体制冷剂,能够进行稳定的控制。
实施方式3
对于本实施方式的空调装置100a,以与实施方式1的空调装置100的结构和动作不同的点为中心进行说明。
(空调装置的结构)
图24是表示本发明的实施方式3的空调装置100a的回路构成的一例的示意图。下面,参照图24来说明空调装置100a的构成。
如图24所示,室外机1a和热介质转换机3a由供热源侧制冷剂流通的制冷剂配管4e~4g连接。
在室外机1a,从压缩机10的排出侧起,利用制冷剂配管依次连接分支部27d、第一制冷剂流路切换装置48、热源侧热交换器12、节流装置14a以及分支部27c。而且,从热源侧热交换器12的与第一制冷剂流路切换装置48连接的一侧起,利用制冷剂配管依次连接第一制冷剂流路切换装置47、分支部27e、储液器19以及压缩机10的吸入侧。并且,从分支部27c分支出的分支配管4d与注入配管4c连接,该注入配管4c与用于供热源侧制冷剂注入压缩机10内的开口部连接。在分支配管4d设置有开闭装置24,在注入配管4c设置节流装置14b。
另外,此处,分支配管4d和注入配管4c是连续连接的配管而并没有明确的不同,将与分支部27c连接的制冷剂配管称为分支配管4d,并且将与压缩机10的压缩室连接的制冷剂配管称为注入配管4c。
分支部27c通过制冷剂配管与制冷剂配管4f连接,并通过该制冷剂配管4f与热介质转换机3a连接。与该制冷剂配管4f连接的热介质转换机3a内的制冷剂配管分支并分别与节流装置16a和16b连接。
分支部27d通过制冷剂配管与制冷剂配管4g连接,并通过该制冷剂配管4g与热介质转换机3a连接。与该制冷剂配管4g连接的热介质转换机3a内的制冷剂配管分支并分别与第二制冷剂流路切换装置18ab和18bb连接。
分支部27e通过制冷剂配管与制冷剂配管4e连接,并通过该制冷剂配管4e与热介质转换机3a连接。与该制冷剂配管4e连接的热介质转换机3a内的制冷剂配管分支并分别与第二制冷剂流路切换装置18aa和18ba连接。
而且,从第二制冷剂流路切换装置18aa和18ab延伸出的制冷剂配管合流并与热介质间热交换器15a的热源侧制冷剂的流路连接。而且,从第二制冷剂流路切换装置18ba和18bb延伸出的制冷剂配管合流并与热介质间热交换器15b的热源侧制冷剂的流路连接。
接下来,说明本实施方式的空调装置100a的各运转模式。而且,在下面的说明中,在室外机1a设置的控制装置50实施空调装置100a整体的控制。另外,本实施方式的空调装置100a的热介质的流动与实施方式1的空调装置100的各运转模式是相同的。
(全制冷运转模式)
下面,参照图24来说明全制冷运转模式。在该全制冷运转模式中,控制装置50进行切换以使第一制冷剂流路切换装置47成为闭状态且使第一制冷剂流路切换装置48成为开状态。而且,控制装置50进行切换以使第二制冷剂流路切换装置18aa和18ba成为开状态且使第二制冷剂流路切换装置18ab和18bb成为闭状态。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂全部经由分支部27d和第一制冷剂流路切换装置48流入热源侧热交换器12,向室外空气散热并冷凝,成为高温高压的液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高温高压的液体制冷剂由节流装置14a稍稍减压而成为中压的液体制冷剂,通过分支部27c并从室外机1a流出,通过制冷剂配管4f流入热介质转换机3a。
流入到热介质转换机3a的中压的液体制冷剂分支,分别由节流装置16a和节流装置16b而被膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂。该气液两相制冷剂分别流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b,从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发,成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的气体制冷剂,分别经由第二制冷剂流路切换装置18aa和第二制冷剂流路切换装置18ba合流,从热介质转换机3a流出,通过制冷剂配管4e再次流入室外机1a。
流入室外机1a的气体制冷剂经由分支部27e和储液器19被再次吸入压缩机10。
另外,此时,在室外机1a,当压缩机10的排出温度低而无需向压缩机10的压缩室进行注入的情况下,开闭装置24关闭,不实施向压缩机10的压缩室注入的注入动作。而且,在压缩机10的排出温度高而需要向压缩机10的压缩室注入的情况下,控制装置50使开闭装置24成为开状态,使在分支部27c分支的中压的液体制冷剂流入分支配管4d和注入配管4c,调整节流装置14b的开度(开口面积),控制向压缩机10的压缩室注入的注入量。由此,将压缩机10的排出温度或排出过热度控制在目标温度或者目标范围。
另外,对于上述的注入动作的控制,在后述的各运转模式的动作中也相同。
另外,在全制冷运转模式中,对由节流装置14a稍稍减压而成为中压的液体制冷剂的情况为例进行了说明,不过也可以使节流装置14a为全开而基本不对制冷剂减压,保持高压的液体制冷剂的状态流到室外机1a。在该情况下,在全制冷运转模式时,在分支部27c使高压的液体制冷剂分支,向压缩机10的压缩室实施注入。在热负荷变化的情况等下,考虑从全制冷运转模式向制冷主体运转模式或者其他运转模式切换时,对于由节流装置14a稍稍减压而成为中压的液体制冷剂的控制,其运转模式变化前后的各执行器的变化量较少即可,能够进行稳定的运转模式切换。
(全制热运转模式)
下面,参照图24来说明全制热运转模式。在该全制热运转模式中,控制装置50进行切换以使第一制冷剂流路切换装置47成为开状态且使第一制冷剂流路切换装置48成为闭状态。而且,控制装置50进行切换以使第二制冷剂流路切换装置18aa和18ba成为闭状态且使第二制冷剂流路切换装置18ab和18bb成为开状态。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂全部经由分支部27d从室外机1a流出。从室外机1a流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4g流入热介质转换机3a。
流入热介质转换机3a的高温高压的气体制冷剂在分支后经由第二制冷剂流路切换装置18ab和第二制冷剂流路切换装置18bb,分别流入作为冷凝器起作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂通过向在热介质循环回路B中循环的热介质散热而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的高压的液体制冷剂,由节流装置16a和节流装置16b分别膨胀并减压,成为中压的液体制冷剂。该中压的液体制冷剂合流,从热介质转换机3a流出,通过制冷剂配管4f,再次流入室外机1a。
流入室外机1a的中压的液体制冷剂经由分支部27c由节流装置14a膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂,流入起蒸发器作用的热源侧热交换器12。流入热源侧热交换器12的气液两相制冷剂从室外空气吸热并气化,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置47和储液器19,再次被压缩机10吸入。
(制冷主体运转模式)
下面,参照图24来说明制冷主体运转模式。在该制冷主体运转模式中,控制装置50进行切换以使第一制冷剂流路切换装置47成为闭状态且使第一制冷剂流路切换装置48成为开状态。而且,控制装置50进行切换以使第二制冷剂流路切换装置18aa和18bb成为开状态且使第二制冷剂流路切换装置18ab和18ba成为闭状态。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂的一部分在分支部27d分支并经由第一制冷剂流路切换装置48流入热源侧热交换器12,向室外空气散热并冷凝,成为高温高压的液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高温高压的液体制冷剂由节流装置14a稍稍减压而成为中压的液体制冷剂,通过分支部27c并从室外机1a流出,通过制冷剂配管4f流入热介质转换机3a。
另一方面,在分支部27d分支的余下的高温高压的气体制冷剂从室外机1a流出,通过制冷剂配管4g流入热介质转换机3a。流入到热介质转换机3a的高温高压的气体制冷剂,经由第二制冷剂流路切换装置18bb,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂通过向在热介质循环回路B中循环的热介质散热而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的高压的液体制冷剂由节流装置16b稍稍减压而成为中压,通过制冷剂配管4f与流入热介质转换机3a的中压的液体制冷剂合流。合流的中压的液体制冷剂由节流装置16a膨胀并减压,成为低压的气液两相制冷剂,流入起蒸发器作用的热源侧热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的低压的气液两相制冷剂从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发而成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a流出的低温低压的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18aa从热介质转换机3a流出,通过制冷剂配管4e,再次流入室外机1a。
流入室外机1a的气体制冷剂经由分支部27e和储液器19被再次吸入压缩机10。
(制热主体运转模式)
下面,参照图24来说明制热主体运转模式。在该制热主体运转模式中,控制装置50进行切换以使第一制冷剂流路切换装置47成为开状态且使第一制冷剂流路切换装置48成为闭状态。而且,控制装置50进行切换以使第二制冷剂流路切换装置18aa和18bb成为开状态且使第二制冷剂流路切换装置18ab和18ba成为闭状态。
低温低压的气体制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂并排出。从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂全部经由分支部27d从室外机1a流出。从室外机1a流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管4g流入热介质转换机3a。
流入到热介质转换机3a的高温高压的气体制冷剂,经由第二制冷剂流路切换装置18bb,流入起冷凝器作用的热介质间热交换器15b。流入到热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷剂通过向在热介质循环回路B中循环的热介质散热而一边加热热介质一边冷凝,成为高压的液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的高压的液体制冷剂,由节流装置16b稍稍减压而成为中压的液体制冷剂。所述中压的液体制冷剂分支,其一方由节流装置16a膨胀并减压而成为低温低压的气液两相制冷剂,流入起蒸发器作用的热介质间热交换器15a。流入到热介质间热交换器15a的低温低压的气液两相制冷剂从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,由此一边将热介质冷却一边蒸发而成为低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a流出的低温低压的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18aa从热介质转换机3a流出,通过制冷剂配管4e,再次流入室外机1a。
另一方面,在通过节流装置16b后,分流的另一方的中压的液体制冷剂从热介质转换机3a流出,通过制冷剂配管4f,流入室外机1a。流入室外机1a的中压的液体制冷剂通过分支部27c,由节流装置14a膨胀并减压,成为低温低压的气液两相制冷剂,流入起蒸发器作用的热源侧热交换器12。流入热源侧热交换器12的气液两相制冷剂从室外空气吸热并气化,成为低温低压的气体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的低温低压的气体制冷剂在分支部27e与通过制冷剂配管4e流入室外机1a的低温低压的气体制冷剂合流。合流的低温低压的气体制冷剂经由储液器19被再次吸入压缩机10。
(实施方式3的效果)
在如上所述的实施方式3的空调装置100a的结构中,也能够得到与上述的实施方式1的空调装置100相同的效果。
实施方式4
对于本实施方式的空调装置100b,以与实施方式1的空调装置100的结构和动作不同的点为中心进行说明。
在实施方式1的空调装置100中,压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、节流装置14a、节流装置14b、防逆流装置20和开闭装置24收纳于室外机1。而且,利用侧热交换器26收纳于室内机2,热介质间热交换器15和节流装置16收纳于热介质转换机3。而且,室外机1和热介质转换机3之间由两根一组的制冷剂配管连接,使热源侧制冷剂在室外机1和热介质转换机3之间循环。并且,在是如下系统,将室内机2与热介质转换机3之间分别以两根一组的热介质配管连接,使热介质在室内机2与热介质转换机3之间循环,在热介质间热交换器15使热源侧制冷剂与热介质进行热交换,不过并不限定于此。接下来,说明本实施方式的空调装置100b。
(空调装置100b的结构)
图25是表示本发明的实施方式4的空调装置100b的回路构成的一例的示意图。
如图25所示,压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、节流装置14a、节流装置14b、防逆流装置20和开闭装置24收纳于室外机1。而且,节流装置16和作为蒸发器或者冷凝器而使空调对象空间的空气与制冷剂进行热交换的利用侧热交换器26收纳于室内机2。并且,具备与室外机1和室内机2分体地形成的中继单元即中继机3b,将室外机1与中继机3b之间用两根一组的制冷剂配管连接,将室内机2与中继机3b之间也用两根一组的制冷剂配管连接。由此,能够形成直膨系统,在该系统中,经由中继机3b,使制冷剂在室外机1与室内机2之间循环,能够实施全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式和制热主体运转模式,在该情况下,也能够起到与实施方式1相同的效果。
标号说明
1、1a:室外机;2、2a~2d:室内机;3、3a:热介质转换机;3b:中继机;4:制冷剂配管;4a:第一连接配管;4b:第二连接配管;4c:注入配管;4d:分支配管;4e~4g:制冷剂配管;5:热介质配管;6:室外空间;7:室内空间;8:空间;9:建筑物;10:压缩机;11:第一制冷剂流路切换装置;12:热源侧热交换器;13a~13d:单向阀;14a、14b:节流装置;15、15a、15b:热介质间热交换器;16、16a、16b、16c:节流装置;17、17a、17b:开闭装置;18、18a、18b、18aa、18ab、18ba、18bb:第二制冷剂流路切换装置;19:储液器;20:防逆流装置;21、21a、21b:泵;22、22a~22d:第一热介质流路切换装置;23、23a~23d:第二热介质流路切换装置;24:开闭装置;25、25a~25d:热介质流量调整装置;26、26a~26d:利用侧热交换器;27a、27b:气液分离器;27c~27e:分支部;28:制冷剂间热交换器;31、31a、31b:热介质间热交换器出口温度检测构件;32:中压检测构件;34、34a、34b、34c、34d:利用侧热交换器出口温度检测构件;35、35a、35b、35c、35d:热介质间热交换器制冷剂温度检测构件;36、36a、36b:热介质间热交换器制冷剂压力检测构件;37:排出制冷剂温度检测构件;39:高压检测构件;41:流入管;42:流出管;43:节流部;44:阀芯;45:马达;46:搅拌装置;47、48:第一制冷剂流路切换装置;50:控制装置;100、100a、100b:空调装置;A:制冷剂循环回路;B:热介质循环回路。

Claims (21)

1.一种空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备:
制冷循环,所述制冷循环是利用制冷剂配管将压缩低压制冷剂并排出高压制冷剂的压缩机、在制冷剂和外部流体之间实施热交换的第一热交换器、对制冷剂进行减压的第一节流装置、以及在制冷剂和外部流体之间实施热交换的一个以上的第二热交换器连接起来而构成的;
注入配管,所述注入配管使从制冷剂流路分支出的制冷剂流通,所述制冷剂流路供在所述第一热交换器或者所述第二热交换器中散热过的制冷剂流通;
第一制冷剂分支部,所述第一制冷剂分支部从在制冷剂从所述第一热交换器向所述第一节流装置流动时的制冷剂流路使制冷剂分流;
第二制冷剂分支部,所述第二制冷剂分支部从在制冷剂从所述第一节流装置向所述第一热交换器流动时的制冷剂流路使制冷剂分流;
分支配管,所述分支配管将所述第一制冷剂分支部与所述第二制冷剂分支部连接,在该配管上连接所述注入配管;以及
控制装置,所述控制装置实施空调装置整体的控制,
所述压缩机在位于密闭容器内的压缩室的局部具有开口部,
所述注入配管经由对在内部流动的制冷剂减压的第二节流装置与所述开口部连接,
所述控制装置通过控制所述第二节流装置的开度来控制从所述注入配管经由所述开口部导入所述压缩室的制冷剂的注入量。
2.根据权利要求1所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备:
制冷剂流路切换装置,所述制冷剂流路切换装置在使高压制冷剂通过所述第一热交换器并使所述第一热交换器起冷凝器的作用的情况和使低压制冷剂通过所述第一热交换器并使所述第一热交换器起蒸发器的作用的情况之间切换制冷剂流路;以及
第三节流装置,所述第三节流装置设置在所述制冷循环的任意的位置,在所述第一热交换器起蒸发器的作用的情况下产生比所述冷凝器内的压力即高压低且比所述压缩机的吸入侧的压力即低压高的中压,
所述控制装置在所述第一热交换器起冷凝器的作用的情况下将制冷剂从所述高压侧导入所述开口部,在所述第一热交换器起蒸发器的作用的情况下将制冷剂从所述中压侧导入所述开口部。
3.根据权利要求2所述的空调装置,其特征在于,
将所述第三节流装置配置在下述那样的位置,以使得:
在所述第一热交换器起冷凝器的作用的情况下,制冷剂不通过所述第三节流装置而在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间流通,
在所述第一热交换器起蒸发器的作用的情况下,制冷剂从所述第二热交换器通过所述第三节流装置流入所述第一热交换器。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备:
第一导通构件,所述第一导通构件设置在所述第一制冷剂分支部与所述分支配管和所述注入配管的连接部之间;以及
第二导通构件,所述第二导通构件设置在所述第二制冷剂分支部与所述连接部之间。
5.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述第一导通构件是实施所述分支配管的制冷剂流路的开闭的开闭装置,
所述第二导通构件是使制冷剂仅在从所述第一制冷剂分支部向所述注入配管流动的方向导通的防逆流装置。
6.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述第一制冷剂分支部是使主要为液体状态的制冷剂在所述分支配管流通的气液分离器。
7.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述第二制冷剂分支部是使主要为液体状态的制冷剂在所述分支配管流通的气液分离器。
8.根据权利要求6所述的空调装置,其特征在于,
所述气液分离器为下述结构:
所述制冷剂流入或流出的方向即水平方向的长度比所述制冷剂流入的方向的铅垂方向长度长,
使制冷剂流入所述气液分离器的内部的入口配管和使该流入的制冷剂的大部分流出的出口配管在所述气液分离器的横向连接,
从所述气液分离器的内部将液体状态的制冷剂的一部分取出到外部的所述分支配管,连接在所述气液分离器的比中央靠下侧的位置。
9.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备检测所述压缩机的排出制冷剂的温度的排出制冷剂温度检测构件,
所述第二节流装置使开口面积连续地变化,
所述控制装置通过调整所述第二节流装置的开口面积来进行控制,以使由所述排出制冷剂温度检测构件检测出的所述排出制冷剂的温度接近目标温度、不会超过目标温度、或者处于目标温度范围内。
10.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备检测所述压缩机的排出制冷剂的温度的排出制冷剂温度检测构件和检测所述压缩机的排出制冷剂的压力的高压检测构件,
所述第二节流装置使开口面积连续地变化,
所述控制装置通过调整所述第二节流装置的开口面积来进行控制,以使根据由所述排出制冷剂温度检测构件检测出的所述排出制冷剂的温度和由所述高压检测构件检测出的高压而算出的排出过热度接近目标过热度、不会超过目标过热度、或者处于目标过热度范围内。
11.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备中压检测构件,所述中压检测构件设置于所述第二制冷剂分支部和所述第三节流装置之间的制冷剂流路,检测所述中压或者所述中压的饱和温度,
第三节流装置是使开口面积连续地变化的装置,
在所述第一热交换器起蒸发器的作用的情况下,所述控制装置通过调整第三节流装置的开口面积来进行控制,以使由所述中压检测构件检测出的所述中压或者所述中压的饱和温度接近目标值或者处于目标范围内。
12.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备制冷剂间热交换器,所述制冷剂间热交换器设置于所述分支配管和所述注入配管的所述连接部与所述第二节流装置之间的所述注入配管,所述制冷剂间热交换器使从所述连接部流入的制冷剂与从所述第二节流装置流入的制冷剂进行热交换。
13.根据权利要求2或3所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备搅拌装置,所述搅拌装置设置于所述第三节流装置的节流部的入口侧流路并且设置在所述节流部的附近,所述搅拌装置搅拌气液两相制冷剂中的气体制冷剂和液体制冷剂。
14.根据权利要求1~3的任一项所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备搅拌装置,所述搅拌装置设置于所述第二节流装置的节流部的入口侧流路并且设置在所述节流部的附近,所述搅拌装置搅拌气液两相制冷剂中的气体制冷剂和液体制冷剂。
15.根据权利要求13所述的空调装置,其特征在于,
所述节流部与所述搅拌装置的距离是所述节流部的入口侧流路的配管的内径的六倍以下。
16.根据权利要求13所述的空调装置,其特征在于,
所述搅拌装置由气孔率为80%以上的多孔质金属形成。
17.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备:
室外机,所述室外机收纳所述压缩机、所述制冷剂流路切换装置、所述第一热交换器、所述第二节流装置、所述注入配管、所述分支配管、所述第一制冷剂分支部、所述第二制冷剂分支部、所述第一导通构件和所述第二导通构件;
室内机,所述室内机收纳利用侧热交换器并设置在能够对空调对象空间进行空气调节的位置,所述利用侧热交换器实施与空调对象空间的空气的热交换;以及
热介质转换机,所述热介质转换机收纳所述第二热交换器和所述第一节流装置,并且构成为与所述室外机和所述室内机是分体的,
所述室外机和所述热介质转换机之间由用于使制冷剂流通的两根制冷剂配管连接,
所述热介质转换机与所述室内机之间由用于供作为所述外部流体的热介质流通的两根热介质配管连接,
所述第二热交换器在所述制冷剂与所述热介质之间实施热交换,
所述利用侧热交换器在所述空调对象空间的空气与所述热介质之间实施热交换。
18.根据权利要求4所述的空调装置,其特征在于,
所述空调装置具备:
室外机,所述室外机收纳所述压缩机、所述制冷剂流路切换装置、所述第一热交换器、所述第二节流装置、所述注入配管、所述分支配管、所述第一制冷剂分支部、所述第二制冷剂分支部、所述第一导通构件和所述第二导通构件;
室内机,所述室内机收纳所述第二热交换器和所述第一节流装置并设置在能够对空调对象空间进行空气调节的位置;以及
中继器,所述中继器构成为与所述室外机和所述室内机是分体的,
所述室外机和所述中继器之间以及所述中继器与所述室内机之间分别由两根制冷剂配管连接,
所述制冷剂经由所述中继器在所述室外机和所述室内机之间循环,
所述第二热交换器在所述制冷剂与所述空调对象空间的空气之间实施热交换。
19.根据权利要求17所述的空调装置,其特征在于,
所述控制装置具有全制冷运转模式,在该全制冷运转模式中,使所述第一热交换器作为冷凝器工作,使所有所述第二热交换器作为蒸发器工作,使所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的液体制冷剂而另一方流过低压的气体制冷剂,
并且所述控制装置具有全制热运转模式,在该全制热运转模式中,使所述第一热交换器作为蒸发器工作,使所有所述第二热交换器作为冷凝器工作,使所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的气体制冷剂而另一方流过中压的气液两相制冷剂或中压的液体制冷剂,
并且所述控制装置能够选择性地实施所述全制冷运转模式和所述全制热运转模式。
20.根据权利要求17所述的空调装置,其特征在于,
所述控制装置具有制冷主体运转模式,在该制冷主体运转模式中,使所述第一热交换器作为冷凝器工作,使所述第二热交换器的一部分作为蒸发器工作而其他部分作为冷凝器工作,使所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的气液两相制冷剂而另一方流过低压的气体制冷剂,
并且所述控制装置具有制热主体运转模式,在该制热主体运转模式中,使所述第一热交换器作为蒸发器工作,使所述第二热交换器的一部分作为冷凝器工作而其他部分作为蒸发器工作,使所述两根制冷剂配管中的一方流过高压的气体制冷剂而另一方流过中压的气液两相制冷剂,
并且所述控制装置能够选择性地实施所述制冷主体运转模式和所述制热主体运转模式。
21.根据权利要求1~3的任一项所述的空调装置,其特征在于,将R32、含有R32和HFO1234yf且R32的质量比率在62%以上的混合制冷剂、或者含有R32和HFO1234ze且R32的质量比率在43%以上的混合制冷剂作为所述制冷剂。
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