JP2005299935A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等が行えるととも、冷媒回路の構成を簡素化した空気調和装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 第一圧縮機３と第一四方弁４と、送風ファン５ａを備えた室外熱交換器５と第一電子膨張弁７ａと、送風ファン６ａを備えた室内熱交換器６とを順次接続してメインサイクル１とし、第二圧縮機９と第二四方弁１０と第三四方弁１１と、給湯用熱交換器１３と、送風ファン１２ａを備えた補助熱交換器１２と、第三電子膨張弁１４ａ，第四電子膨張弁１４ｂ及び第五電子膨張弁１４ｃと、給湯タンク１６とを接続してサブサイクル２とし、これらメインサイクル１とサブサイクル２とを前記カスケードコンデンサ１５にて熱的に連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置に関わり、より詳細には、冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等の多モードの運転が行えるとともに、三方弁あるいは逆止弁等の配管部材を極力削減して、簡素な冷媒回路とした構成に関する。

従来の空気調和装置の一例として、例えば図１０で示すような蓄熱式冷凍空調装置があり、同蓄熱式冷凍空調装置は、空調ユニット３０と冷凍ユニット３１とを蓄熱槽３２により連結して構成されている。前記空調ユニット３０は、第一圧縮機３３ａと第一室外熱交換器３４と膨張弁３８と室内熱交換器３５と、複数の三方弁４０と、複数の逆止弁３９とにより構成され、前記冷凍ユニット３１は、第二圧縮機３３ｂと第二室外熱交換器３６と膨張弁３８と蒸発器３７と、複数の三方弁４０と、複数の逆止弁３９とのより構成されており、これら空調ユニット３０と冷凍ユニット３１とは、上記したように熱交換器３２ａ及び熱交換器３２ｂを内蔵し、水等の蓄熱材を貯留した前記蓄熱槽３２により連結されている（例えば特許文献１参照）。

冷房運転時、前記第一圧縮機３３ａから吐出された冷媒は前記第一室外熱交換器３４に流入し凝縮して熱を放出する。凝縮した冷媒は続いて前記膨張弁３８により断熱膨張し前記室内熱交換器３５に流入して蒸発し、蒸発した冷媒は前記第一圧縮機３３ａに還流するようになっている。暖房運転時、前記第一圧縮機３３ａから吐出された冷媒は、前記三方弁４０を介して前記室内熱交換器３５に流入して凝縮する。凝縮した冷媒は逆止弁３９を介して前記膨張弁３８により断熱膨張され、低温低圧となって前記蓄熱槽３２の熱交換器３２ａに流入し、同蓄熱槽３２に貯留された蓄熱材を冷却した後、前記第一圧縮機３３ａに還流するようになっている。

前記冷凍ユニット３１においては、前記第二圧縮機３３ｂから吐出された冷媒は、前記蓄熱槽３２の前記熱交換器３２ｂに流入し、凝縮して貯留された蓄熱材を加熱する。凝縮
した冷媒は続いて前記膨張弁３８により断熱膨張され前記蒸発器３７に流入し、同蒸発器３７で蒸発して、周囲の被冷却物を冷却した後、前記第二圧縮機３３ｂに還流するようになっている。又、これら説明した以外にも種々の冷媒の流れがあり、冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等が行えるとともに、前記蓄熱槽に蓄熱した温熱、又は冷熱を冷暖房運転あるいは冷凍運転の補助熱として利用できるようになっている。

しかしながら、上記した冷媒回路は、冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等の多モード運転が行えるが、例えば冷房運転から暖房運転に切換える際、前記第一室外熱交換器３４と前記第一圧縮機３３ａとの間の三方弁４０を切換えるとともに、前記室内熱交換器３５と前記第一圧縮機３３ａとの間の三方弁４０を切換えて、冷媒の流路を変更する必要がある。これは給湯運転あるいは蓄冷運転に切換える際も同様であり、このため多数の前記三方弁４０、逆止弁３９が冷媒回路の構成上必要とされ回路が複雑となりコストの上昇を招いていた。

特開平８−２２６６８３号

本発明は、上記問題点に鑑み、冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等が行えるととも、三方弁あるいは逆止弁等の使用数を極力低減して冷媒回路を簡素化した空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、第一圧縮機、第一流路切換手段、室外熱交換器、減圧手段及び室内熱交換器を接続してメインサイクルとし、第二圧縮機と第二流路切換手段及び第三流路切換手段と、第一冷媒間熱交換手段と、補助熱交換器と、所要の減圧手段とを接続してサブサイクルとし、これらメインサイクルとサブサイクルとを第二冷媒間熱交換手段により熱的に連結して冷媒回路を構成する。又、前記第二圧縮機から吐出された冷媒は、前記第一冷媒間熱交換手段に流入し、同第一冷媒間熱交換手段に循環してくる水を加熱して凝縮し、続いて断熱膨張されて前記補助熱交換器に流入し、蒸発した後、前記第二圧縮機に還流して給湯運転を行う構成となっている。又、前記第二圧縮機から吐出された冷媒は、前記補助熱交換器に流入し、熱を放出して凝縮し、続いて断熱膨張され、前記第一冷媒間熱交換手段に流入して、同第一冷媒間熱交換手段に循環する水を冷却した後、前記第二圧縮機に還流して蓄冷運転を行う構成となっている。又、前記第一圧縮機から吐出された冷媒は、前記室外熱交換器にて凝縮し、続いて断熱膨張されて前記室内熱交換器に流入し、蒸発して前記第一圧縮機に還流する一方、前記第二圧縮機から吐出された冷媒は、前記第一冷媒間熱交換手段に流入し、同第一冷媒間熱交換手段に循環する水を加熱して凝縮し、続いて断熱膨張され前記補助熱交換器にて蒸発した後、前記第二圧縮機に還流して冷房給湯運転を行う構成となっている。又、前記第一圧縮機から吐出された冷媒は、前記第二冷媒間熱交換手段に流入し、同第二冷媒間熱交換手段に循環する前記サブサイクルの冷媒を加熱して凝縮し、続いて断熱膨張され前記室内熱交換器に流入して蒸発した後、前記第一圧縮機に還流する一方、加熱された前記サブサイクルの冷媒は前記第二圧縮機に流入して更に圧縮され、前記第一冷媒間熱交換手段に流入し、同第一冷媒間熱交換手段に循環する水を加熱して凝縮し、断熱膨張した後、再び前記第二冷媒間熱交換手段に流入して冷房給湯運転を行う構成となっている。

本発明によると、第一圧縮機と第一四方弁と、送風ファンを備えた室外熱交換器と第一電子膨張弁と、送風ファンを備えた室内熱交換器とを順次接続してメインサイクルとし、、第二圧縮機と第二四方弁と第三四方弁と、給湯用熱交換器と、送風ファンを備えた補助熱交換器とカスケードコンデンサと、第三電子膨張弁、第四電子膨張弁及び第五電子膨張弁と、給湯タンクとを接続してサブサイクルとし、これらメインサイクルとサブサイクルとを連結することにより、三方弁あるいは逆止弁等の配管部材を極力要さない簡素化した冷媒回路を構成でき、冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等が行える空気調和装置とすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は、本発明による空気調和装置の冷媒回路図であり、図２〜図９は各種運転における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。

本発明による空気調和装置は、図１（Ａ）で示すように、メインサイクル１とサブサイクル２とを、第二冷媒間熱交換手段として使用されるカスケードコンデンサ１５により連結して構成されている。前記メインサイクル１は、第一圧縮機３と、流路切換手段として使用される第一四方弁４と、送風ファン５ａを備えた室外熱交換器５と、減圧手段として使用される第一電子膨張弁７ａと、送風ファン６ａを備えた室内熱交換器６とを順次接続して構成され、これは冷暖房を行える通常のエアコンと同構成である。前記サブサイクル２は、第二圧縮機９と、流路切換手段として使用される第二四方弁１０及び第三四方弁１１と、第一冷媒間熱交換手段として使用される給湯用熱交換器１３と、送風ファン１２ａを備えた補助熱交換器１２と、第三電子膨張弁１４ａ、第四電子膨張弁１４ｂ及び第五電子膨張弁１４ｃとで冷媒回路を構成するとともに、前記給湯用熱交換器１３と給湯タンク１６とを水循環回路により接続している。

流路切換手段として使用される前記第一四方弁４、前記第二四方弁１０及び前記第三四方弁１１は、図１（Ｂ）で示すように、夫々第一ポートから第四ポートまでの接続口を備え、これら接続口の連通を切換えられるようになっている。これら四方弁は夫々第一ポートと第二ポートが連通し、第三ポートと第四ポートが連通された状態を、状態１とし、第二ポートと第三ポートが連通し、第一ポートと第四ポートが連通された状態を、状態２とする。

前記サブサイクル２の構成について詳細に説明する。前記第二圧縮機９の吐出側は、前記第二四方弁１０の第二ポート１０ｂに接続され、同第二四方弁１０の第三ポート１０ｃは第三四方弁１１の第二ポート１１ｂに接続されている。同第三四方弁１１の第三ポート１１ｃは前記給湯用熱交換器１３の一側に接続され、同給湯用熱交換器１３の他側は前記第三電子膨張弁１４ａを介して分岐し、分岐した一方は前記第四電子膨張弁１４ｂを介して前記補助熱交換器１２の一側に接続され、分岐した他方は前記第五電子膨張弁１４ｃを介して前記カスケードコンデンサ１５の一側に接続されている。前記補助熱交換器１２の他側は前記第三四方弁１１の第一ポート１１ａに接続され、又、前記カスケードコンデンサ１５の他側は前記第二四方弁１０の第一ポート１０ａに夫々接続されており、同第二四方弁１０の第四ポート１０ｄと前記第三四方弁１１の第四ポート１１ｄとは合流して前記第二圧縮機９の吸込側に接続されている。

又、前記メインサイクル１の前記室外熱交換器５の一側は三方弁８ａを介して前記カスケードコンデンサ１５の一側に接続され、他側は二方弁８ｂと第二電子膨張弁７ｂとを介して前記カスケードコンデンサ１５の他側に夫々接続されている。

前記給湯タンク１６と前記給湯用熱交換器１３とは、給水ポンプ１７と制御弁１８とを備えた前記給湯用熱交換器１３に水を送出する配管１９と、同給湯用熱交換器１３により熱交換された水を前記給湯タンク１６に還流される配管２０とにより接続され、又、前記給湯タンク１６には、これに新たな水を供給する給水管１６ａと、熱交換された水を他の機器に供給する供給管１６ｂとが設けられている。

前記メインサイクル１と、前記サブサイクル２とは、図２で示すように、前記室外熱交換器５の両側に接続された前記三方弁８ａと前記二方弁８ｂに、前記カスケードコンデンサ１５の両側に接続された配管を繋げば連結することができるようになっており、通常のエアコンと同態様であり、設置済である前記メインサイクル１に、前記サブサイクル２を連結すれば、空気調和装置として追加設置できるようになっている。

次に、各種運転における冷媒の流れについて説明する。冷房運転を行う場合は、図２（Ｂ）で示すように、前記第一圧縮機３は起動されるが前記第二圧縮機９は停止状態となる。前記第一四方弁４は状態２に設定され、前記第一電子膨張弁７ａは絞り状態に設定される。前記第一圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒は、図２（Ａ）の実線矢印で示すように、前記第一四方弁４を介して前記室外熱交換器５に流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記電子膨張弁７ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記室内熱交換器６に流入し、周囲を流れる空気の熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記第一四方弁４を介して前記第一圧縮機３の吸込側に還流するようになっている。又、前記室内熱交換器６にて冷却された空気は前記送風ファン６ａにより室内に送出され、これを冷房するようになっている

暖房運転を行う場合は、前記第一四方弁３は状態１に切換られる。他の機器は冷房運転と同じ状態である。前記第一圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒は、図２（Ａ）の破線矢印で示すように、前記第一四方弁４を介して前記室内熱交換器６に流入し、同室内熱交換器６にて熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記電子膨張弁７ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記室外熱交換器５に流入し、周囲の熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記第一四方弁４を介して前記第一圧縮機３の吸込側に還流するようになっている。又、前記室内熱交換器６にて加熱された空気は前記送風ファン６ａにより室内に送出され、これを暖房するようになっている。

次に、夏場等の比較的気温の高い状態における通常の給湯運転について説明する。図３（Ｂ）で示すように、前記第二圧縮機９は起動されるが前記第一圧縮機３は停止状態となる。前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１は共に状態２に設定され、前記第三電子膨張弁１４ａは全開状態に設定され、前記第四電子膨張弁１４ｂは絞り状態に設定される。
又、前記給水ポンプ１７は運転状態となる。前記第二圧縮機９から吐出された高温高圧の冷媒は、図３（Ａ）の矢印で示すように、前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１とを介して前記給湯用熱交換器１３に流入し、同給湯用熱交換器１３に循環してくる水と熱交換してこれを加熱する。加熱することにより凝縮した冷媒は続いて前記第三電子膨張弁１４ａを通り、前記第四電子膨張弁１４ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記補助熱交換器１２に流入する。同補助熱交換器１２に流入した冷媒は熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記第三四方弁１１を介して前記第二圧縮機９の吸込側に還流するようになっている。又、前記給水ポンプ１７により前記給湯タンク１６から前記給湯用熱交換器１３に送出された水は、上記したように高温高圧の冷媒により加熱され、温水となって前記給湯タンク１６に還流し、これに貯留されるようになっている。

次に、冬場等の低外気温時での給湯運転について説明する。図５（Ｂ）で示すように、前記第一圧縮機３と前記第二圧縮機９とは共に運転状態となる。前記第一四方弁４、前記第二四方弁１０及び前記第三四方弁１１は共に状態２に設定され、前記第一電子膨張弁７ａは閉鎖される一方、前記第二電子膨張弁７ｂは絞り状態に設定され、前記第三電子膨張弁１４ａは全開状態に、前記第四電子膨張弁１４ｂは閉鎖状態に、前記第五電子膨張弁１４ｃは絞り状態に夫々設定される。前記第一圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒は、図５（Ａ）の矢印で示すように、前記第一四方弁４を介して前記カスケードコンデンサ１５に流入し、同カスケードコンデンサ１５に循環してくる前記サブサイクル２の冷媒と熱交換してこれを加熱する。加熱することにより凝縮した冷媒は続いて前記第二電子膨張弁７ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記室内熱交換器６に流入し、流入した冷媒は蒸発して、前記第一圧縮機３の吸込側に還流するようになっている。

前記カスケードコンデンサ１５により加熱された前記サブサイクル２の冷媒は前記第二圧縮機９に流入し、同第二圧縮機９により圧縮されて更に高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１とを介して前記給湯用熱交換器１３に流入し、同給湯用熱交換器１３に循環してくる水と熱交換を行いこれを加熱するようになっている。加熱して凝縮した冷媒は前記第五電子膨張弁１４ｃにより断熱膨張した後、再び前記カスケードコンデンサ１５に流入し、熱を吸収して蒸発し、前記第二圧縮機９の吸込側に還流するようになっている。又、前記給水ポンプ１７により前記給湯タンク１６から前記給湯用熱交換器１３に送出された水は、上記したように高温高圧の冷媒により加熱され、高温の温水となって前記給湯タンク１６に還流し、これに貯留されるようになっている。

次に、前記給湯タンク１６に貯留された水を冷却する蓄冷運転について説明する。図６（Ｂ）で示すように、前記第二圧縮機９は起動されるが前記第一圧縮機３は停止状態となる。前記第二四方弁１０は状態２に、前記第三四方弁１１は状態１に夫々設定され、前記第三電子膨張弁１４ａは絞り状態に、前記第四電子膨張弁１４ｂは全開状態に夫々設定される。又、前記給水ポンプ１７は運転状態となる。前記第二圧縮機９から吐出された高温高圧の冷媒は、図６（Ａ）の矢印で示すように、前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１とを介して前記補助熱交換器１２に流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記第四電子膨張弁１４ｂを通り、前記第三電子膨張弁１４ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記給湯用熱交換器１３に流入する。流入した冷媒は同給湯用熱交換器１３に循環してくる水と熱交換してこれを冷却する。冷却することにより蒸発した冷媒は前記第三四方弁１１を介して前記第二圧縮機９の吸込側に還流するようになっている。又、前記給水ポンプ１７により前記給湯タンク１６ら前記給湯用熱交換器１３に送出された水は、上記したように蒸発する冷媒により冷却され、冷水となって前記給湯タンク１６に還流し、これに貯留されるようになっている。

次に、冷房運転と給湯運転とを併用する冷房給湯運転について説明する。同冷房給湯運転には２通りの運転方式があり、まず第一の方式について説明する。第一の方式では、図７（Ｂ）で示すように、前記第一圧縮機３と前記第二圧縮機９は共に運転状態となる。前記第一四方弁４、第二四方弁１０及び前記第三四方弁１１は共に状態２に設定され、前記第一電子膨張弁７ａは絞り状態に、前記第二電子膨張弁７ｂは閉鎖状態に夫々設定され、前記第三電子膨張弁１４ａは全開状態に、前記第四電子膨張弁１４ｂは絞り状態に、前記第五電子膨張弁１４ｃは閉鎖状態に夫々設定される。前記第一圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒は、図７（Ａ）の矢印で示すように、前記第一四方弁４を介して前記室外熱交換器５に流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記第二電子膨張弁７ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記室内熱交換器６に流入し、周囲を流れる空気の熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記第一四方弁４を介して前記第一圧縮機３の吸込側に還流するようになっている。又、前記室内熱交換器６にて冷却された空気は前記送風ファン６ａにより室内に送出され、これを冷房するようになっている。前記第二圧縮機９から吐出された高温高圧の冷媒は、図７（Ａ）の矢印で示すように、前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１とを介して前記給湯用熱交換器１３に流入し、同給湯用熱交換器１３に循環してくる水と熱交換してこれを加熱する。加熱することにより凝縮した冷媒は続いて前記第三電子膨張弁１４ａを通り、前記第四電子膨張弁１４ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記補助熱交換器１２に流入する。同補助熱交換器１２に流入した冷媒は熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記第三四方弁１１を介して前記第二圧縮機９の吸込側に還流するようになっている。又、前記給水ポンプ１７により前記給湯タンク１６から前記給湯用熱交換器１３に送出された水は、上記したように高温高圧の冷媒により加熱され、温水となって前記給湯タンク１６に還流し、これに貯留されるようになっている。
前記メインサイクル１と前記サブサイクル２とで個別に冷媒が流れることにより、冷房運転と給湯運転とを併用できるようになっている。

次に、冷房給湯運転の第二の方式について説明する。第二の方式では、図８（Ｂ）で示すように、前記第一圧縮機３と前記第二圧縮機９は共に運転状態となる。前記第一四方弁４、第二四方弁１０及び前記第三四方弁１１は共に状態２に設定され、前記第一電子膨張弁７ａは絞り状態あるいは閉鎖状態に、前記第二電子膨張弁７ｂは絞り状態に夫々設定され、前記第三電子膨張弁１４ａは全開状態に、前記第四電子膨張弁１４ｂは閉鎖状態に、前記第五電子膨張弁１４ｃは絞り状態に夫々設定される。前記第一圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒は、図８（Ａ）の矢印で示すように、前記第一四方弁４を介して前記カスケードコンデンサ１５に流入し、同カスケードコンデンサ１５に循環してくる前記サブサイクル２の冷媒と熱交換してこれを加熱する。加熱することにより凝縮した冷媒は続いて前記第二電子膨張弁７ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記室内熱交換器６に流入し、流入した冷媒は蒸発して、前記第一圧縮機３の吸込側に還流するようになっている。この際、前記第一電子膨張弁７ａは絞り状態あるいは閉鎖状態に間欠的に制御され、冷媒の凝縮量を調整するようになっている。

前記カスケードコンデンサ１５により加熱された前記サブサイクル２の冷媒は前記第二圧縮機９に流入し、同第二圧縮機９により圧縮されて更に高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１とを介して前記給湯用熱交換器１３に流入し、同給湯用熱交換器１３に循環してくる水と熱交換を行いこれを加熱するようになっている。加熱して凝縮した冷媒は前記第五電子膨張弁１４ｃにより断熱膨張した後、再び前記カスケードコンデンサ１５に流入し、熱を吸収して蒸発し、前記第二圧縮機９の吸込側に還流するようになっている。又、前記給水ポンプ１７により前記給湯タンク１６から前記給湯用熱交換器１３に送出された水は加熱され、温水となって前記給湯タンク１６に還流し、これに貯留されるようになっている。

次に、暖房給湯運転について説明する。図９（Ｂ）で示すように、前記第一圧縮機３と前記第二圧縮機９は共に運転状態となる。前記第一四方弁４は状態１に設定される一方、第二四方弁１０及び前記第三四方弁１１は状態２に設定され、前記第一電子膨張弁７ａは絞り状態に、前記第二電子膨張弁７ｂは閉鎖状態に夫々設定され、前記第三電子膨張弁１４ａは全開状態に、前記第四電子膨張弁１４ｂは絞り状態に、前記第五電子膨張弁１４ｃは閉鎖状態に夫々設定される。前記第一圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒は、図９（Ａ）の矢印で示すように、前記第一四方弁４を介して前記室内熱交換器６に流入し、同室内熱交換器６にて熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記電子膨張弁７ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記室外熱交換器５に流入し、周囲の熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記第一四方弁４を介して前記第一圧縮機３の吸込側に還流するようになっている。前記第二圧縮機９から吐出された高温高圧の冷媒は、前記第二四方弁１０と前記第三四方弁１１とを介して前記給湯用熱交換器１３に流入し、同給湯用熱交換器１３に循環してくる水と熱交換してこれを加熱する。加熱することにより凝縮した冷媒は続いて前記第三電子膨張弁１４ａを通り、前記第四電子膨張弁１４ｂにより断熱膨張され低温低圧となって前記補助熱交換器１２に流入する。同補助熱交換器１２に流入した冷媒は熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記第三四方弁１１を介して前記第二圧縮機９の吸込側に還流するようになっている。又、前記給水ポンプ１７により前記給湯タンク１６から前記給湯用熱交換器１３に送出された水は加熱され、温水となって前記給湯タンク１６に還流し、これに貯留されるようになっている。前記メインサイクル１で暖房運転を、前記サブサイクル２で給湯運転を個別に行うことにより、暖房能力及び給湯能力をどちらも低下させることなく円滑に運転が行えるようになっている。

上記したように、三方弁あるいは逆止弁等の配管部材を極力要さない簡素化した冷媒回路構成にもかかわらず、冷暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転等が行えるととも、通常のエアコンと同構成のメインサイクルと、サブサイクルとを組み合わせて構成できる、あるいは追加装備して構成することのできる空気調和装置とすることができる。

（Ａ）は本発明による空気調和装置の冷媒回路図である。 （Ｂ）は第一四方弁の詳細図である。 （Ｃ）は第二四方弁の詳細図である。 （Ｄ）は第三四方弁の詳細図である。 メインサイクルとサブサイクルとを分離した説明図である。 （Ａ）は冷暖房運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 （Ａ）は通常の給湯運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 （Ａ）は低外気温での給湯運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 （Ａ）は蓄冷運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 （Ａ）は第一の方式による冷房給湯運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 （Ａ）は第二の方式による冷房給湯運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 （Ａ）は暖房給湯運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 （Ｂ）は機器の状態を示す状態図である。 従来の空気調和装置の一例を示す冷媒回路図である。

符号の説明

１ メインサイクル
２ サブサイクル
３ 第一圧縮機
４ 第一四方弁
５ 室外熱交換器
５ａ 送風ファン
６ 室内熱交換器
６ａ 送風ファン
７ａ 第一電子膨張弁
７ｂ 第二電子膨張弁
８ａ 三方弁
８ｂ 二方弁
９ 第二圧縮機
１０ 第二四方弁
１１ 第三四方弁
１２ 補助熱交換器
１２ａ 送風ファン
１３ 給湯用熱交換器
１４ａ 第三電子膨張弁
１４ｂ 第四電子膨張弁
１４ｃ 第五電子膨張弁
１５ カスケードコンデンサ
１６ 給湯タンク
１６ａ 給水管
１６ｂ 供給管
１７ 給水ポンプ
１８ 制御弁
１９、２０ 配管

Claims (5)

1. 第一圧縮機、第一流路切換手段、室外熱交換器、減圧手段及び室内熱交換器を接続してメインサイクルとし、第二圧縮機と第二流路切換手段及び第三流路切換手段と、第一冷媒間熱交換手段と、補助熱交換器と、所要の減圧手段とを接続してサブサイクルとし、これらメインサイクルとサブサイクルとを第二冷媒間熱交換手段により連結して冷媒回路を構成することを特徴とする空気調和装置
2. 前記第二圧縮機から吐出された冷媒は、前記第一冷媒間熱交換手段に流入し、同第一冷媒間熱交換手段に循環してくる水を加熱して凝縮し、続いて断熱膨張されて前記補助熱交換器に流入し、蒸発した後、前記第二圧縮機に還流して給湯運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第二圧縮機から吐出された冷媒は、前記補助熱交換器に流入し、熱を放出して凝縮し、続いて断熱膨張され、前記第一冷媒間熱交換手段に流入して、同第一冷媒間熱交換手段に循環する水を冷却した後、前記第二圧縮機に還流して蓄冷運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
4. 前記第一圧縮機から吐出された冷媒は、前記室外熱交換器にて凝縮し、続いて断熱膨張されて前記室内熱交換器に流入し、蒸発して前記第一圧縮機に還流する一方、前記第二圧縮機から吐出された冷媒は、前記第一冷媒間熱交換手段に流入し、同第一冷媒間熱交換手段に循環する水を加熱して凝縮し、続いて断熱膨張され前記補助熱交換器にて蒸発した後、前記第二圧縮機に還流して冷房給湯運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記第一圧縮機から吐出された冷媒は、前記第二冷媒間熱交換手段に流入し、同第二冷媒間熱交換手段に循環する前記サブサイクルの冷媒を加熱して凝縮し、続いて断熱膨張され前記室内熱交換器に流入して蒸発した後、前記第一圧縮機に還流する一方、加熱された前記サブサイクルの冷媒は前記第二圧縮機に流入して更に圧縮され、前記第一冷媒間熱交換手段に流入し、同第一冷媒間熱交換手段に循環する水を加熱して凝縮し、断熱膨張した後、再び前記第二冷媒間熱交換手段に流入して冷房給湯運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

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