空气调节装置的制造方法

xiaoxiao2020-11-9  8

空气调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及例如楼房用多联空调等所应用的空气调节装置。
【背景技术】
[0002] 提出以下冷冻装置:在冷凝器的下游侧连接有受液器,将该受液器所储存的液体 制冷剂经由液体喷射回路向压缩机供给,降低压缩机的排出制冷剂温度(例如参照专利文 献1)。
[0003] 作为专利文献1所记载的技术,检测压缩机的排出制冷剂温度,根据该检测温度 使流量调整阀的开度变化,控制喷射流量。
[0004] 另外,提出各种热泵空调机:具备四通阀,将制冷剂的流动切换成反方向,执行制 冷以及制热(例如参照专利文献2)。
[0005] 作为专利文献2所记载的技术,在压缩机与将室内热交换器和室外热交换器连接 起来的配管之间,连接有喷射配管,能够将在该配管中流动的液体制冷剂向压缩机供给。
[0006] 进而,提出以下空气调节装置:具备多个电磁阀,除了制冷以及制热之外,还可以 执行制冷制热混合存在运转(例如参照专利文献3)。
[0007] 作为专利文献3所记载的技术,为了在制热时的喷射过程中,将中间压力的制冷 剂(以下称为中压制冷剂)向压缩机喷射,在喷射回路设置节流装置。
[0008] 这样,作为专利文献1~3所记载的技术,向压缩机喷射液体制冷剂,降低压缩机 的排出制冷剂温度,抑制压缩机发生损伤这样的情形。
[0009] 在先技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开平7 - 260262号公报(例如参照图1)
[0012] 专利文献2 :日本特开平8 - 210709号公报(例如参照图1)
[0013] 专利文献3 :日本特开2010 - 139205号公报(例如参照图1)

【发明内容】

[0014] 发明所要解决的课题
[0015] 专利文献1的冷冻装置执行的是在制冷剂的流动方向朝一个方向流动的情况下 的喷射,例如并没有设想制冷剂的流动方向变成反向的情况下的喷射。另外,关于专利文献 2所记载的空气调节装置,即使在将制冷剂的流动方向切换成反向的情况下,也能够执行喷 射,但并没有设想在执行制冷制热混合存在运转时进行喷射的情形。
[0016] 即,专利文献1、2所记载的技术限定了进行喷射时的运转模式,与之相应地,存在 有可能损害利便性的可能性这样的课题。
[0017] 专利文献3所记载的技术虽能够在制冷、制热以及制冷制热混合存在运转时进行 喷射,但并没有对喷射回路的节流装置的开度进行特别限定,因此不能根据状况使中压制 冷剂的压力变化。
[0018]S卩,专利文献3所记载的技术并不是根据运转模式来控制中压制冷剂的压力,与 之相应地,容易产生压缩机的损伤,存在空气调节装置的动作的稳定性、可靠性降低这样的 课题。
[0019] 本发明是为了解决上述课题而做出的,其目的在于提供不依赖于运转模式即可使 压缩机的排出制冷剂温度降低从而提高动作的稳定性且可靠性高的空气调节装置。
[0020] 用于解决课题的手段
[0021] 本发明所涉及的空气调节装置,该空气调节装置具有压缩机、制冷剂流路切换装 置、第1热交换器、第1节流装置以及第2热交换器,它们经由制冷剂配管连接,构成制冷剂 循环回路,其特征在于,上述空气调节装置具有:第2节流装置,该第2节流装置设置在制热 运转时的第1热交换器的上游侧;储蓄器,该储蓄器设置在上述压缩机的上游侧,用于储存 剩余制冷剂;吸入喷射配管,该吸入喷射配管的一侧与制热运转时的上述第2节流装置的 上游侧连接,另一侧与位于上述压缩机的吸入侧和上述储蓄器之间的流路连接;第3节流 装置,该第3节流装置设置于上述吸入喷射配管;中压检测装置,该中压检测装置检测制热 运转时的上述第2节流装置的上游侧的制冷剂压力或者制冷剂饱和温度;排出制冷剂温度 检测装置,该排出制冷剂温度检测装置检测上述压缩机的排出制冷剂温度;以及控制装置, 该控制装置基于上述中压检测装置以及上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果来控制 上述第2节流装置以及上述第3节流装置的开度;在上述制冷剂配管的内部,将排出制冷剂 温度比R410A更高的制冷剂作为制冷剂并使之循环,上述控制装置,在制热运转时,执行基 于中压的目标值与上述中压检测装置的检测结果或者预测值的偏差来控制上述第2节流 装置的开度的中压控制,在制热运转时以及制冷运转时的任意时段,基于上述压缩机的排 出制冷剂温度的目标值或者排出制冷剂温度所涉及的目标值以及上述排出制冷剂温度检 测装置的检测结果或者利用该检测结果演算出来的排出制冷剂温度所涉及的值,控制上述 第3节流装置的开度,调整经由上述吸入喷射配管向上述压缩机的吸入侧供给的制冷剂的 流量。
[0022] 发明的效果
[0023] 根据本发明所涉及的空气调节装置,由于具有上述构成,所以,可获得不依赖于运 转模式即可降低压缩机的排出制冷剂温度从而提高动作的稳定性且可靠性高的空气调节 装置。
【附图说明】
[0024] 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的设置例的概略图。
[0025] 图2是本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的回路构成例。
[0026] 图3是说明图2所示的空气调节装置的全制冷运转时的制冷剂以及热介质的流动 的图。
[0027] 图4是图3所示的全制冷运转时的p -h线图(压力一热焓线图)。
[0028] 图5是说明图2所示的空气调节装置的全制热运转时的制冷剂以及热介质的流动 的图。
[0029] 图6是图5所示的全制热运转时的p -h线图。
[0030]图7是说明图2所示的空气调节装置的制冷主体运转时的制冷剂以及热介质的流 动的图。
[0031]图8是图7所示的制冷主体运转时的p- h线图。
[0032]图9是说明图2所示的空气调节装置的全制热运转时的制冷剂以及热介质的流动 的图。
[0033] 图10是图9所示的制热主体运转时的p -h线图。
[0034] 图11是表示本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的中压控制和起动控制 以及稳定控制的动作的流程图。
[0035] 图12是表示本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的中压控制的动作的流 程图。
[0036] 图13是表示本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的稳定控制的动作的流 程图。
[0037] 图14是用于对二点预测进行说明的图表。
[0038] 图15是表示本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的起动控制的动作的流 程图。
[0039] 图16是表示本发明的实施方式1所涉及的空气调节装置的起动控制所使用的结 束判定旗标的状态的图表。
[0040] 图17是与图2所示的回路构成例不同的回路构成的说明图。
[0041]图18是表示本发明的实施方式2所涉及的空气调节装置的起动控制的动作的流 程图。
[0042] 图19是表示本发明的实施方式3所涉及的空气调节装置的起动控制的动作的流 程图。
[0043] 图20是对本发明的实施方式4所涉及的空气调节装置的压缩机所吸入的制冷剂 的干度进行求算的演算流程图。
[0044] 图21是表示制冷剂与冷冻机油的混合物的粘度的举动的图表。
【具体实施方式】
[0045] 实施方式1.
[0046] 基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的空气调 节装置的设置例的概略图。基于图1对空气调节装置的设置例进行说明。本空气调节装置 通过利用使制冷剂以及热介质循环的冷冻循环(制冷剂循环回路A、热介质循环回路B),使 得各室内机作为运转模式可自由选择制冷模式或者制热模式。另外,包括图1在内,在以下 的附图中存在各构成部件的大小关系与实际的大小关系不同的情况。
[0047] 在图1中,本实施方式所涉及的空气调节装置具有:作为热源机的1台室外机1、 多台室内机2、介于室外机1与室内机2之间的热介质变换机3。热介质变换机3借助制冷 剂(热源侧制冷剂)与热介质进行热交换。室外机1和热介质变换机3通过导通制冷剂的 制冷剂配管4而连接。热介质变换机3和室内机2通过导通热介质的配管(热介质配管)5 而连接。并且,在室外机1中生成的冷能或者热能经由热介质变换机3向室内机2传递。
[0048] 室外机1通常配置在楼房等建筑物9之外的空间(例如屋顶等)即室外空间6, 经由热介质变换机3向室内机2供给冷能或者热能。室内机2配置在建筑物9的内部的空 间(例如居室等)即室内空间7中能够供给制冷用空气或者制热用空气的位置,对作为空 调对象空间的室内空间7供给制冷用空气或者制热用空气。热介质变换机3作为与室外机 1以及室内机2不同的框体,构成为能够设置在与室外空间6以及室内空间7不同的位置, 分别通过制冷剂配管4以及配管5与室外机1以及室内机2连接,将从室外机1供给来的 冷能或者热能向室内机2传递。
[0049] 如图1所示那样,在本实施方式所涉及的空气调节装置中,室外机1和热介质变换 机3利用2根制冷剂配管4而连接,热介质变换机3和各室内机2利用2根配管5而连接。 这样,在本实施方式所涉及的空气调节装置中,通过利用2根配管(制冷剂配管4、配管5) 将各单元(室外机1、室内机2以及热介质变换机3)连接起来,施工变得容易。
[0050] 另外,在图1中,例示出以下状态:热介质变换机3设置在建筑物9的内部但与室 内空间7不同的空间即顶棚背侧等空间(以下简称为空间8)。热介质变换机3也能够设 置在除此以外的电梯等所处的共用空间等。另外,在图1以及图2中,例示出了室内机2为 顶棚盒型的情况,但并不限定于此,也可以是顶棚嵌入型或顶棚悬吊式等,只要向室内空间 7直接或者通过管道等吹出制热用空气或者制冷用空气则可以是任何类型。
[0051] 在图1中,例示了室外机1设置于室外空间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被包围的空间,若能够通过排气管道将废热排出 到建筑物9之外则也可以设置在建筑物9的内部,或者还可以使用水冷式的室外机1而设 置在建筑物9的内部。无论在何种场所设置室外机1,都不会发生什么特别的问题。
[0052] 另外,热介质变换机3也可以设置在室外机1的附近。但是,若从热介质变换机3 到室内机2的距离过长,则热介质的运送动力就会变得相当大,需要留意的是节能效果会 有所降低。进而,并不将室外机1、室内机2以及热介质变换机3的连接台数限定为图1以 及图2所图示的台数,只要根据设置本实施方式所涉及的空气调节装置的建筑物9来确定 台数即可。
[0053] 图2是本实施方式1所涉及的空气调节装置(以下称为空气调节装置100)的回 路构成例。基于图2对空气调节装置100的详细构成进行说明。
[0054] 如图2所示那样,室外机1和热介质变换机3经由热介质变换机3所具备的热介 质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b借助制冷剂配管4而连接。另外,热介质变 换机3和室内机2也经由热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b借助配管5而 连接。另外,关于制冷剂配管4将在后面详细叙述。
[0055] 空气调节装置100具有使制冷剂循环的冷冻循环即制冷剂循环回路A以及使热介 质循环的热介质循环回路B,各室内机2能够选择制冷运转、制热运转。并且,能够进行以 下模式运转:所有正在动作的室内机2都执行制冷运转的模式即全制冷运转模式;所有正 在动作的室内机2都执行制热运转的模式即全制热运转模式;执行制冷运转和制热运转的 室内机混合存在的模式即制冷制热混合存在运转模式。另外,在制冷制热混合存在运转模 式下,具有制冷负荷大的制冷主体运转模式以及制热负荷大的制热主体运转模式。通过图 3~图10的说明对全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式以及制热主体运 转模式进行详细说明。
[0056] [室外机1]
[0057] 在室外机1中,通过制冷剂配管4串联连接并搭载有压缩机10、四通阀等第1制冷 剂流路切换装置11、热源侧热交换器12和储蓄器19。
[0058] 另外,在室外机1中,设置有第1连接配管4a、第2连接配管4b、止回阀13a、止回 阀13b、止回阀13c以及止回阀13d。
[0059] 进而,在室外机1中,设置有分支部27a、分支部27b、开闭装置24、逆流防止装置 20、节流装置14a、节流装置14b、中压检测装置32、排出制冷剂温度检测装置37、吸入制冷 剂温度检测装置38、分支制冷剂温度检测装置33、高压检测装置39、吸入压力检测装置60、 压缩机罩温度检测装置61、吸入喷射配管4c、分支配管4d、控制装置50。
[0060] 压缩机10吸入制冷剂,将该制冷剂压缩成高温高压的状态,可以由例如能够控制 容量的变换器压缩机等构成。压缩机10的排出侧与第1制冷剂流路切换装置11连接,吸 入侧与吸入喷射配管4c以及储蓄器19连接。压缩机10是低压罩型的压缩机,在密闭容器 内具有压缩室,密闭容器内成为低压的制冷剂压力环境,在压缩室中吸入密闭容器内的低 压制冷剂并进行压缩。并且,压缩机10与连接在位于压缩机10的吸入侧与储蓄器19之间 的制冷剂配管4上的吸入喷射配管4c相连接,能够将高压或者中压的制冷剂向吸入喷射配 管4c供给。
[0061] 压缩机10的下部能够供从压缩机10的吸入侧流进来的制冷剂以及油(冷冻机 油)流入。另外,压缩机10具有配置马达并对从压缩机10的下部流入的制冷剂进行压缩 的中间部。进而,在压缩机10的上部,设有由密闭容器构成的排出室,能够将由中间部压缩 过的制冷剂以及油排出。这样,压缩机10具有像压缩机10的上部那样暴露于高温高压制 冷剂的部分、以及像压缩机10的下部那样暴露于低温低压制冷剂的部分,因而,构成压缩 机10的密闭容器的温度成为其中间的温度。另外,在压缩机10的运转中,借助对中间部的 马达供给的电流而使马达发热。因此,被吸入压缩机10的低温低压的气液二相制冷剂由压 缩机10的密闭容器和马达加热。
[0062] 第1制冷剂流路切换装置11切换制热运转时(全制热运转模式时以及制热主体 运转模式时)的制冷剂的流动以及制冷运转时(全制冷运转模式时以及制冷主体运转模式 时)的制冷剂的流动。另外,在图2中,图示了第1制冷剂流路切换装置11将压缩机10的 排出侧与第1连接配管4a连接,而且将热源侧热交换器12与储蓄器19连接的状态。
[0063] 热源侧热交换器12在制热运转时作为蒸发器发挥功能,在制冷运转时作为冷凝 器(或者散热器)发挥功能,在从图示省略的风扇等送风机供给的空气与制冷剂之间进行 热交换,将该制冷剂蒸发气化或者冷凝液化。热源侧热交换器12的一侧与第1制冷剂流路 切换装置11连接,另一侧与设有止回阀13a的制冷剂配管4连接。
[0064] 储蓄器19设在压缩机10的吸入侧,储存过剩的制冷剂。储蓄器19的一侧与第1 制冷剂流路切换装置11连接,另一侧与压缩机10的吸入侧连接。
[0065] 止回阀13a设在位于热源侧热交换器12与热介质变换机3之间的制冷剂配管4 上,仅在规定的方向(从室外机1向热介质变换机3的方向)允许制冷剂的流动。止回阀 13b设在第1连接配管4a上,在制热运转时使从压缩机10排出的制冷剂向热介质变换机3 流通。止回阀13c设在第2连接配管4b上,在制热运转时使从热介质变换机3返回来的制 冷剂向压缩机10的吸入侧流通。止回阀13d设在位于热介质变换机3与第1制冷剂流路 切换装置11之间的制冷剂配管4上,仅在规定的方向(从热介质变换机3向室外机1的方 向)允许制冷剂的流动。
[0066] 第1连接配管4a在室外机1内将位于第1制冷剂流路切换装置11与止回阀13d 之间的制冷剂配管4和位于止回阀13a与热介质变换机3之间的制冷剂配管4连接。
[0067] 第2连接配管4b在室外机1内将位于止回阀13d与热介质变换机3之间的制冷 剂配管4和位于热源侧热交换器12与止回阀13a之间的制冷剂配管4连接。通过设置第 1连接配管4 a、第2连接配管4b、止回阀13a~13d,无论与室内机2所要求的运转如何,都 能够将向热介质变换机3流入的制冷剂的流动设为一定方向。
[0068] 两个分支部27 (分支部27a、分支部27b)使流入的制冷剂分支。分支部27a的制 冷剂流入侧与设有止回阀13a的制冷剂配管4相连接,制冷剂流出侧的一方与将室外机1 和热介质变换机3连接的制冷剂配管4连接,制冷剂流出侧的另一方与分支配管4d连接。 另外,分支部27b的制冷剂流入侧与将热介质变换机3和室外机1连接的制冷剂配管4相 连接,制冷剂流出侧的一方与设有止回阀13d的制冷剂配管4以及第2连接配管4b连接, 制冷剂流出侧的另一方与分支配管4d连接。另外,分支部27可以由例如Y接头或T接头 等构成。
[0069] 在分支部27中,根据空气调节装置100的运转模式,流入液体制冷剂或者气液二 相制冷剂。例如在制冷主体运转模式的情况下,在分支部27a中流过气液二相制冷剂,在全 制热运转模式以及制热主体运转模式的情况下,在分支部27b中流过气液二相制冷剂。于 是,分支部27为了均匀分配气液二相制冷剂,构造成以制冷剂从下往上流动之后分支成两 部分那样的构成状态进行分流。即,将分支部27的制冷剂流入侧作为下侧(重力方向的 下),将分支部27的制冷剂流出侧(双方)作为上侧(重力方向的上)。由此,能够将流入 分支部27的气液二相制冷剂均匀地分配,能够抑制空气调节装置100的空调能力的降低。
[0070] 开闭装置24进行分支部27a与吸入喷射配管4c之间的流路的开闭。开闭装置 24在以全制冷运转模式进行喷射的情况以及以制冷主体运转模式进行喷射的情况下打开, 在不喷射的情况下关闭。并且,开闭装置24在全制热运转模式以及制热主体运转模式下关 闭。开闭装置24设置在分支配管4d上,一方与分支部27a连接,另一侧与吸入喷射配管4c 连接。另外,开闭装置24只要是像能够切换开闭的电磁阀、能够使开口面积的电子式膨胀 阀等那样切换流路的开闭即可。
[0071] 逆流防止装置20在以全制热运转模式进行喷射的情况以及以制热主体运转模式 进行喷射的情况下使制冷剂从分支部27b向吸入喷射配管4c流动。另外,逆流防止装置20 在以全制冷运转模式进行喷射的情况以及以制冷主体运转模式进行喷射的情况下,关闭。 另外,逆流防止装置20在图2中图示出了止回阀情况的例子,但也可以是可切换开闭的电 磁阀、能够使开口面积变化的电子式膨胀阀等。
[0072] 中压检测装置32检测在分支部27b与节流装置14a之间流动的制冷剂的压力。 即,中压检测装置32检测由热介质变换机3的节流装置16减压而返回室外机1的中压的 制冷剂的压力。该中压检测装置32设在分支部27b与节流装置14a之间。
[0073] 高压检测装置39检测由压缩机10压缩成高压的制冷剂的压力。高压检测装置39 在与压缩机10的排出侧连接的制冷剂配管4上。
[0074] 中压检测装置32以及高压检测装置39可以是压力传感器,但也可以由温度传感 器构成。即,也可以基于检测到的温度,由控制装置50通过演算来得到中压。
[0075] 排出制冷剂温度检测装置37检测从压缩机10排出的制冷剂的温度,设在与压缩 机10的排出侧连接的制冷剂配管4上。
[0076] 吸入制冷剂温度检测装置38检测流入压缩机10的制冷剂的温度,设置在储蓄器 19的下游侧的制冷剂配管4上。
[0077] 分支制冷剂温度检测装置33检测流入分支部27a的制冷剂温度,设在分支部27a 的流入侧的流路上。
[0078] 吸入压力检测装置60检测吸入到压缩机10的制冷剂的压力,设在储蓄器19的上 游侧的制冷剂配管4上。
[0079] 压缩机罩温度检测装置61检测压缩机10的罩的温度,设在压缩机10的罩的下 部。另外,设置压缩机罩温度检测装置61的压缩机10-般是低压罩构造的压缩机,在密闭 容器(=罩)内具有压缩室,密闭容器内成为低压的制冷剂压力环境,向压缩室吸入密闭容 器内的低压制冷剂并进行压缩,在实施方式1中并不限定于这样的压缩机。
[0080] 两个节流装置14 (节流装置14a、14b)具有作为减压阀或膨胀阀的功能,对制冷剂 进行减压并使其膨胀。节流装置14a设在第2连接配管4b (后述的全制热运转模式以及制 热主体运转模式下的从分支部27b至热源侧热交换器12的流路),设在止回阀13c的上游 侦L另外,节流装置14b设在吸入喷射配管4c。在节流装置14a中,在全制热运转模式以及 制热主体运转模式的情况下,流入气液二相制冷剂。另外,在节流装置14b中,在全制冷运 转模式时流入液体制冷剂,在制冷主体运转模式、全制热运转模式以及制热主体运转模式 的情况下,流入气液二相状态的制冷剂。
[0081] 节流装置14a可以由能够使开口面积变化的电子式膨胀阀构成。若节流装置14a 由电子式膨胀阀构成,则能够将节流装置14a的上游侧的压力控制成任意的压力。另外,节 流装置14a并不限定于电子式膨胀阀,虽控制性稍许变差,但也可以组合小型的电磁阀等 来选择多个开口面积,或是作为毛细管根据制冷剂的压力损失来形成中压。
[0082] 另外,关于节流装置14b,也可以由能够使开口面积变化的电子式膨胀阀构成。该 节流装置14b在喷射的情况下控制节流装置14b的开口面积,以便排出制冷剂温度检测装 置37所检测的压缩机10的排出制冷剂温度不会变得过高。
[0083] 吸入喷射配管4c是向压缩机10供给液体制冷剂的配管。在此,所谓吸入喷射,是 指向压缩机10与储蓄器19之间的制冷剂配管4,也就是压缩机10的吸入侧供给液体制冷 剂。
[0084] 吸入喷射配管4c的一侧与分支配管4d连接,另一侧与连接储蓄器19与压缩机10 的制冷剂配管4连接。在吸入喷射配管4c上设置节流装置14b。
[0085] 分支配管4d是用于在向压缩机10喷射的情况下将制冷剂导入吸入喷射配管4c 的配管。分支配管4d与分支部27a、分支部27b以及吸入喷射配管4c连接。在分支配管 4d上设有逆流防止装置20以及开闭装置24。
[0086] 控制装置50由微机等构成,基于各种检测装置的检测信息以及来自遥控器的指 示进行控制,除了上述的促动器的控制之外,还控制压缩机10的驱动频率、附设于热源侧 热交换器12的送风机的转速(包括接通/断开(ON/OFF))、开闭装置24的开闭、节流装置 14的开度(节流量)、第1制冷剂流路切换装置11的切换、以及热介质变换机3以及室内 机2所设有的各种设备等,执行后述的各运转模式。
[0087] 该控制装置50在全制冷运转模式以及制冷主体运转模式时打开开闭装置24,通 过调整节流装置14b的开度而能控制所喷射的制冷剂的流量。另外,控制装置50在全制热 运转模式以及制热主体运转模式时关闭开闭装置24,调整节流装置14a以及节流装置14b 的开度,由此能够控制所喷射的制冷剂的流量。并且,通过对压缩机10进行喷射,能够降低 从压缩机10排出的制冷剂的温度。另外,关于具体的控制动作,将在后述的各运转模式的 动作说明中进行说明。
[0088] 另外,在进行喷射的情况下,关于节流装置14a,控制装置50若在全制热运转模式 以及制热主体运转模式时,控制节流装置14a的开度,以便中压检测装置32所检测的中压 成为一定值(目标值)或者收敛于目标范围,则由节流装置14b进行的排出制冷剂温度的 控制变得稳定。
[0089] 更详细来讲,控制装置50若控制节流装置14a的开度,以便中压检测装置32的检 测压力、或者中压检测装置32的检测温度的饱和压力、或者中压检测装置32的检测温度、 或者中压检测装置32的检测压力的饱和温度成为一定值(目标值),或者收敛于目标范围, 则由节流装置14b进行的排出制冷剂温度的控制变得稳定。
[0090] 另外,在进行喷射的情况下,关于节流装置14b,控制装置50可以控制节流装置 14b的开口面积,以便排出制冷剂温度检测装置37所检测的压缩机10的排出制冷剂温度不 会变得过高。
[0091] 更详细来讲,在判断出排出制冷剂温度超过一定值(例如110°C等)时,既可以控 制成每隔例如10个脉冲而将节流装置14b打开一定的开度量,也可以控制节流装置14b的 开度以便排出制冷剂温度成为目标值(例如l〇〇°C ),也可以控制成排出制冷剂温度成为 目标值(例如l〇〇°C)以下,还可以控制成排出制冷剂温度进入目标范围内(例如90°C至 100°C之间)。
[0092] 进而,控制装置50根据排出制冷剂温度检测装置37的检测温度和高压检测装置 39的检测压力求算压缩机10的排出过热度,既可以控制节流装置14b的开度以便排出过热 度成为目标值(例如40°C),也可以控制成排出过热度成为目标值(例如40°C)以下,还可 以控制成排出过热度进入目标范围内(例如20°C至40°C之间)。
[0093] [室内机2]
[0094] 在室内机2中,分别搭载有利用侧热交换器26。该利用侧热交换器26通过配管5 与热介质变换机3的热介质流量调整装置25和第2热介质流路切换装置23连接。该利用 侧热交换器26在从图示省略的风扇等送风机供给的空气与热介质之间进行热交换,生成 用于向室内空间7供给的制热用空气或者制冷用空气。
[0095] 在该图2中,例示了 4台室内机2与热介质变换机3连接的情况,从纸面下方起图 示为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d。另外,根据室内机2a~室内机2d,利用侧 热交换器26也从纸面下侧起图示为利用侧热交换器26a、利用侧热交换器26b、利用侧热交 换器26c、利用侧热交换器26d。另外,与图1同样,室内机2的连接台数并不限定于图2所 示的4台。
[0096] [热介质变换机3]
[0097] 在热介质变换机3中,搭载有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2制冷剂流路切换装置18、两个泵21、四个第1热介质流路切换装置22、 四个第2热介质流路切换装置23和四个热介质流量调整装置25。
[0098] 两个热介质间热交换器15 (热介质间热交换器15a、热介质间热交换器15b)作为 冷凝器(散热器)或者蒸发器发挥功能,通过制冷剂与热介质进行热交换,将室外机1生成 并储存于制冷剂的冷能或者热能向热介质传递。热介质间热交换器15a设置在制冷剂循环 回路A中的节流装置16a与第2制冷剂流路切换装置18a之间,用于全制冷运转模式时的 热介质的冷却、全制热运转模式时的热介质的加热、以及制冷制热混合存在运转模式时的 热介质的冷却。另外,热介质间热交换器15b设置在制冷剂循环回路A中的节流装置16b 与第2制冷剂流路切换装置18b之间,用于全制冷运转模式时的热介质的冷却、全制热运转 模式时的热介质的加热、以及制冷制热混合存在运转模式时的热介质的加热。
[0099] 两个节流装置16 (节流装置16a、节流装置16b)具有作为减压阀或膨胀阀的功能, 对制冷剂进行减压并使其膨胀。节流装置16a相对于制冷运转时的制冷剂的流动设在热介 质间热交换器15a的上游侧。节流装置16b相对于制冷运转时的制冷剂的流动设在热介质 间热交换器15b的上游侧。两个节流装置16可以由能够进行开度可变控制的结构例如电 子式膨胀阀等构成。
[0100] 两个开闭装置17 (开闭装置17a、开闭装置17b)由双向阀等构成,对制冷剂配管4 进行开闭。开闭装置17a设置在制冷剂的入口侧的制冷剂配管4上。开闭装置17b设在将 制冷剂的入口侧与出口侧的制冷剂配管4连接起来的配管上。两个第2制冷剂流路切换装 置18 (第2制冷剂流路切换装置18a、第2制冷剂流路切换装置18b)由四通阀等构成,根据 运转模式来切换制冷剂的流动。第2制冷剂流路切换装置18a相对于制冷运转时的制冷剂 的流动设在热介质间热交换器15a的下游侧。第2制冷剂流路切换装置18b相对于全制冷 运转时的制冷剂的流动设在热介质间热交换器15b的下游侧。
[0101] 两个泵21 (泵21a、泵21b)使在配管5导通的热介质循环。泵21a设在位于热介 质间热交换器15a与第2热介质流路切换装置23之间的配管5上。泵21b设在位于热介 质间热交换器15b与第2热介质流路切换装置23之间的配管5上。两个泵21可以由例如 能够进行容量控制的泵等构成。
[0102] 四个第1热介质流路切换装置22(第1热介质流路切换装置22a~第1热介质流 路切换装置22d)由三通阀等构成,切换热介质的流路。第1热介质流路切换装置22设有 与室内机2的设置台数对应的个数(在此为四个)。第1热介质流路切换装置22的三通 之中的一个与热介质间热交换器15a连接,三通之中的一个与热介质间热交换器15b连接, 三通之中的一个与热介质流量调整装置25连接,设在利用侧热交换器26的热介质流路的 出口侧。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起图示出第1热介质流路切换装置22a、第1 热介质流路切换装置22b、第1热介质流路切换装置22c、第1热介质流路切换装置22d。
[0103] 四个第2热介质流路切换装置23 (第2热介质流路切换装置23a~第2热介质流 路切换装置23d)由三通阀等构成,切换热介质的流路。第2热介质流路切换装置23设有 与室内机2的设置台数对应的个数(在此为四个)。第2热介质流路切换装置23的三通之 中的一个与热介质间热交换器15a连接,三通之中的一个与热介质间热交换器15b连接,三 通之中的一个与利用侧热交换器26连接,设在利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。 另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起图示出第2热介质流路切换装置23a、第2热介质流 路切换装置23b、第2热介质流路切换装置23c、第2热介质流路切换装置23d。
[0104] 四个热介质流量调整装置25 (热介质流量调整装置25a~热介质流量调整装置 25d)由能够控制开口面积的双向阀等构成,对在配管5中流动的流量进行控制。热介质流 量调整装置25设有与室内机2的设置台数对应的个数(在此为四个)。热介质流量调整装 置25的一侧与利用侧热交换器26连接,另一侧与第1热介质流路切换装置22连接,设在 利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起图示 出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、热介质流 量调整装置25d。另外,也可以将热介质流量调整装置25设在利用侧热交换器26的热介质 流路的入口侧。
[0105] 另外,在热介质变换机3中设有各种检测装置(两个第1温度传感器31、四个第2 温度传感器34、四个第3温度传感器35以及一个压力传感器36)。由这些检测装置检测到 的信息(温度信息、压力信息)被送往对空气调节装置100的动作进行总括控制的控制装 置(图示省略),被利用于针对压缩机10的驱动频率、图示省略的送风机的转速、第1制冷 剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动频率、第2制冷剂流路切换装置18的切换、热介质 的流路的切换等的控制。
[0106] 两个第1温度传感器31 (第1温度传感器31a、第1温度传感器31b)检测从热介 质间热交换器15流出的热介质,也就是热介质间热交换器15的出口处的热介质的温度,例 如可以由热敏电阻等构成。第1温度传感器31a设在泵21a的入口侧的配管5。第1温度 传感器31b设在泵21b的入口侧的配管5。
[0107] 四个第2温度传感器34(第2温度传感器34a~第2温度传感器34d)设在第1 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,可以由热敏电阻等构成。第2温度传感器34设有与室内机2的设置台数对 应的个数(在此为四个)。另外,与室内机2对应地,从纸面下侧起图示出第2温度传感器 34a、第2温度传感器34b、第2温度传感器34c、第2温度传感器34d。
[0108] 四个第3温度传感器35 (第3温度传感器35a~第3温度传感器35d)设在热介 质间热交换器15的制冷剂的入口侧或者出口侧,检测流入到热介质间热交换器15的制冷 剂的温度或者从热介质间热交换器1 5流出的制冷剂的温度,可以由热敏电阻等构成。第3 温度传感器35a设在热介质间热交换器15a与第2制冷剂流路切换装置18a之间。第3温 度传感器35b设在热介质间热交换器15a与节流装置16a之间。第3温度传感器35c设在 热介质间热交换器15b与第2制冷剂流路切换装置18b之间。第3温度传感器35d设在热 介质间热交换器15b与节流装置16b之间。
[0109] 压力传感器36与第3温度传感器35d的设置位置同样,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。
[0110]另外,图示省略的热介质变换机3所具备的控制装置由微机等构成,基于各种检 测装置的检测信息以及来自遥控器的指示,控制泵21的驱动、节流装置16的开度、开闭装 置17的开闭、第2制冷剂流路切换装置18的切换、第1热介质流路切换装置22的切换、第 2热介质流路切换装置23的切换以及热介质流量调整装置25的开度等,执行后述的各运转 模式。另外,也可以仅在室外机1和热介质变换机3中的任意一者设置对室外机1和热介 质变换机3双方的动作进行控制的控制装置。
[0111][制冷剂配管4]
[0112] 室外机1和热介质变换机3通过制冷剂配管4连接,在制冷剂配管4中流动着制 冷剂。
[0113] [配管 5]
[0114] 热介质变换机3和室内机2通过(热介质)配管5连接,在配管5中流动着水或 防冻液等热介质。
[0115] 供热介质导通的配管5由与热介质间热交换器15a连接的配管和与热介质间热交 换器15b连接的配管构成。配管5与连接于热介质变换机3的室内机2的台数对应地进行 分支(在此为各为4个分支)。并且,配管5在第1热介质流路切换装置22以及第2热介 质流路切换装置23被连接。通过控制第1热介质流路切换装置22以及第2热介质流路切 换装置23,决定是使来自热介质间热交换器15a的热介质流入到利用侧热交换器26,还是 使来自热介质间热交换器15b的热介质流入到利用侧热交换器26。
[0116] 并且,在空气调节装置100中,通过制冷剂配管4连接有压缩机10、第1制冷剂流 路切换装置11、热源侧热交换器12、开闭装置17、第2制冷剂流路切换装置18、热介质间热 交换器15a的制冷剂流路、节流装置16以及储蓄器19,构成制冷剂循环回路A。另外,通过 配管5连接有热介质间热交换器15a的热介质流路、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以及第2热介质流路切换装置23,构成热介质循 环回路B。也就是,在热介质间热交换器15上分别并联连接有多台利用侧热交换器26,将 热介质循环回路B形成为多个系统。
[0117] 从而,在空气调节装置100中,室外机1与热介质变换机3经由设于热介质变换机 3的热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b而连接,热介质变换机3与室内机2 也经由热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b而连接。即,在空气调节装置100 中,在热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b中使在制冷剂循环回路A中循环 的制冷剂与在热介质循环回路B中循环的热介质进行热交换。
[0118] 接着,对空气调节装置100所执行的各运转模式进行说明。该空气调节装置100 基于来自各室内机2的指示,能够在该室内机2进行制冷运转或者制热运转。也就是,空气 调节装置100可以在室内机2全部进行同一运转,而且能够在室内机2各自进行不同运转。
[0119] 在空气调节装置100所执行的运转模式下,具有正在进行驱动的室内机2全部执 行制冷运转的全制冷运转模式、正在进行驱动的室内机2全部执行制热运转的全制热运转 模式、制冷负荷较大的制冷主体运转模式以及制热负荷较大的制热主体运转模式。以下,就 各运转模式连同制冷剂以及热介质的流动进行说明。
[0120] [全制冷运转模式]
[0121] 图3是说明图2所示的空气调节装置100的全制冷运转时的制冷剂以及热介质的 流动的图。在该图3中,以仅在利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b产生冷能负 荷的情况为例对全制冷运转模式进行说明。另外,在图3中,粗线所示出的配管表示制冷剂 (制冷剂以及热介质)流动的配管。另外,在图3中,以实线箭头表示制冷剂的流动方向,以 虚线箭头表示热介质的流动方向。
[0122] 在图3所示的全制冷运转模式的情况下,在室外机1中,将第1制冷剂流路切换装 置11切换成使从压缩机10排出的制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质变换机3中, 使泵21a以及泵21b驱动,将热介质流量调整装置25a以及热介质流量调整装置25b开放, 将热介质流量调整装置25c以及热介质流量调整装置25d全闭,使热介质在热介质间热交 换器15a以及热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b 之间循环。
[0123] 首先开始,对制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动进行说明。
[0124] 低温低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂而被排出。从压 缩机10排出的高温高压的气体制冷剂经由第1制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换 器12。并且,在热源侧热交换器12向室外空气散热同时冷凝液化,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经过止回阀13a,经由分支部27a从室外机 1流出,经过制冷剂配管4流入热介质变换机3。流入热介质变换机3的高压的气液二相制 冷剂在经由开闭装置17a之后被分支,在节流装置16a以及节流装置16b中膨胀,成为低温 低压的二相制冷剂。
[0125] 该二相制冷剂分别流入作为蒸发器起作用的热介质间热交换器15a以及热介质 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,从而冷却热介质,同时成为 低温低压的气体制冷剂。从热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b流出的气体 制冷剂,经由第2制冷剂流路切换装置18a以及第2制冷剂流路切换装置18b从热介质变换 机3流出,经过制冷剂配管4再次流入室外机1。流入室外机1的制冷剂经由分支部27b, 经过止回阀13d,经由第1制冷剂流路切换装置11以及储蓄器19再次被吸入到压缩机10。
[0126] 此时,节流装置16a控制开度,以便作为第3温度传感器35a所检测到的温度与第 3温度传感器35b所检测到的温度之差而得到的过热(过热度)成为一定。同样,节流装 置16b控制开度,以便作为第3温度传感器35c所检测到的温度与第3温度传感器35d所 检测到的温度之差而得到的过热成为一定。另外,开闭装置17a为开,开闭装置17b为闭。
[0127] [全制冷运转模式的p -h线图]
[0128] 图4是图3所示的全制冷运转时的p -h线图(压力一热焓线图)。通过图3以 及图4的p - h线图来说明该模式下的喷射的动作。
[0129] 被吸入压缩机10并被压缩机10压缩的制冷剂,在热源侧热交换器12冷凝而成为 高压的液体制冷剂(图4的点J)。该高压的液体制冷剂经由止回阀13a到达分支部27a。
[0130] 在进行喷射的情况下,开闭装置24为开,使在分支部27a分支的高压的液体制冷 剂的一部分经由开闭装置24以及分支配管4d流入吸入喷射配管4c。流入到吸入喷射配管 4c的高压的液体制冷剂由节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图4的点 K),流入到将压缩机10与储蓄器19连接的制冷剂配管。
[0131] 另外,由分支部27a分支了的高压的液体制冷剂的剩余部分,流入热介质变换机 3,由节流装置16减压而成为低压的气液二相制冷剂,进而,流入作为蒸发器发挥功能的热 介质间热交换器15而成为低温低压的气体制冷剂。之后,该低温低压的气体制冷剂流入室 外机1,流入储蓄器19。
[0132] 从吸入喷射配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储蓄器19流出的低温 低压的气体制冷剂,在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图4的点H),被吸 入到压缩机10。被吸入到压缩机10的低温低压的气液二相制冷剂,由压缩机10的密闭容 器以及马达加热而蒸发,成为比不进行喷射的情况温度更低的低温低压的气体制冷剂,被 吸入到压缩机10的压缩室,再次从压缩机10排出(图4的点I)。
[0133] 另外,在不进行喷射的情况下,开闭装置24为闭,由分支部27a分支的高压的液 体制冷剂,通过节流装置16减压而成为低压的气液二相制冷剂,流入到作为蒸发器发挥功 能的热介质间热交换器15而成为低温低压的气体制冷剂,经由储蓄器19被吸入至压缩机 10 (图4的点F)。该低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器以及马达加热,成为温 度比进行喷射的情况更高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,再次从压 缩机10排出(图4的点G)。
[0134] 并且,在进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图4的点I),相对 于在不进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图4的点G)有所降低。这样, 空气调节装置100即使采用压缩机10的排出制冷剂温度为高温的制冷剂(例如R32等), 也能够使压缩机10的排出制冷剂温度降低,能够使空气调节装置100的动作的稳定性提 尚。
[0135] 另外,从分支配管4d的开闭装置24至逆流防止装置20的流路的制冷剂是高压制 冷剂,从热介质变换机3经由制冷剂配管4而返回室外机1并到达分支部27b的制冷剂是 低压制冷剂。通过逆流防止装置20的作用,防止分支配管4d的高压制冷剂与分支部27b 的低压制冷剂混合。节流装置14a由于制冷剂不流动,所以,可以设为任意的开度。节流装 置14b可以控制开度(节流量),以便排出制冷剂温度检测装置37所检测的压缩机10的排 出制冷剂温度不变得过高。
[0136] 接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
[0137] 在全制冷运转模式下,在热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b的双 方,制冷剂的冷能向热介质传递,被冷却的热介质通过泵21a以及泵21b在配管5内流动。 由泵21a以及泵21b加压而流出的热介质,经由第2热介质流路切换装置23a以及第2热 介质流路切换装置23b,流入到利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b。并且,热介 质在利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b中从室内空气吸热,进行室内空间7的 制冷。
[0138] 此后,热介质从利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b流出而流入热介质 流量调整装置25a以及热介质流量调整装置25b。此时,通过热介质流量调整装置25a以及 热介质流量调整装置25b的作用而将热介质的流量控制成为供应室内必要的空调负荷所 需的流量,流入利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a 以及热介质流量调整装置25b流出的热介质,经过第1热介质流路切换装置22a以及第1 热介质流路切换装置22b,向热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b流入,再次 被泵21a以及泵21b吸入。
[0139] 另外,在利用侧热交换器26的配管5内,热介质按照从第2热介质流路切换装置 23经由热介质流量调整装置25朝第1热介质流路切换装置22的方向流动。另外,可通过 控制而将第1温度传感器31a所检测到的温度、或者第1温度传感器31b所检测到的温度 与第2温度传感器34所检测到的温度之差保持为目标值,从而供应室内空间7所需的空调 负荷。热介质间热交换器15的出口温度既可以使用第1温度传感器31a或者第1温度传 感器31b中的任意一者的温度,也可以使用它们的平均温度。此时,第1热介质流路切换装 置22以及第2热介质流路切换装置23设为中间的开度,以便确保向热介质间热交换器15a 以及热介质间热交换器15b的双方流动的流路。
[0140] [全制热运转模式]
[0141] 图5是说明图2所示的空气调节装置100的全制热运转时的制冷剂以及热介质的 流动的图。在该图5中,以仅在利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b产生热能负 荷的情况为例来说明全制热运转模式。另外,在图5中,粗线所示出的配管表示制冷剂(制 冷剂以及热介质)流动的配管。另外,在图5中,实线箭头表示制冷剂的流动方向,虚线箭 头表示热介质的流动方向。
[0142] 在图5所示的全制热运转模式的情况下,在室外机1中,将第1制冷剂流路切换装 置11切换成使从压缩机10排出的制冷剂不经由热源侧热交换器12地流入热介质变换机 3。在热介质变换机3中,驱动泵21a以及泵21b,将热介质流量调整装置25a以及热介质流 量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c以及热介质流量调整装置25d全闭,热介 质在热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a以及利 用侧热交换器26b之间循环。
[0143] 首先开始,对制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动进行说明。
[0144] 低温低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂而被排出。从压 缩机10排出的高温高压的气体制冷剂经过第1制冷剂流路切换装置11,在第1连接配管 4a导通,经过止回阀13b、分支部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,经过制冷剂配管4而流入热介质变换机3。流入热介质变换机3的高温高压的气体 制冷剂被分支,经过第2制冷剂流路切换装置18a以及第2制冷剂流路切换装置18b,分别 流入热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b。
[0145] 流入到热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b的高温高压的气体制冷 剂,向在热介质循环回路B中循环的热介质散热的同时冷凝液化,成为高压的液体制冷剂。 从热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,通过节流装置16a 以及节流装置16b膨胀,成为中温中压的二相制冷剂。该二相制冷剂经过开闭装置17b从 热介质变换机3流出,经过制冷剂配管4再次流入室外机1。流入到室外机1的制冷剂经由 分支部27b流入第2连接配管4b,经过节流装置14a被节流装置14a节流,成为低温低压的 二相制冷剂,经过止回阀13c,流入到作为蒸发器作用的热源侧热交换器12。
[0146] 并且,流入到热源侧热交换器12的制冷剂,在热源侧热交换器12中从室外空气吸 热,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1制冷剂流路切换装置11以及储蓄器19被再次吸入压缩机10。
[0147] 此时,节流装置16a控制开度,以便使得作为通过将压力传感器36所检测到的压 力换算成饱和温度而得的值与第3温度传感器35b所检测到的温度之差获得的过冷(过冷 却度)成为一定。同样,节流装置16b控制开度,以便使得作为通过将压力传感器36所检测 到的压力换算成饱和温度而得的值与第3温度传感器35d所检测到的温度之差获得的过冷 成为一定。另外,开闭装置17a为闭,开闭装置17b为开。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,也可以使用该中间位置处的温度替代压力传感器36, 能够廉价地构成系统。
[0148] [全制热运转模式的p -h线图]
[0149] 图6是图5所示的全制热运转时的p -h线图。通过图5以及图6的p -h线图 来说明该模式下的喷射的动作。
[0150] 被吸入压缩机10并在压缩机10被压缩的制冷剂,从室外机1流出在热介质变换 机3的热介质间热交换器15中冷凝成为中温,在节流装置16被减压成为中压(图6的点 J),从热介质变换机3经由制冷剂配管4流入室外机1。流入到室外机1的中温中压的二相 制冷剂到达分支部27b。
[0151] 在进行喷射的情况下,按规定的开度打开节流装置14b,使在分支部27b分支的中 温中压的制冷剂的一部分,经由分支配管4d流入吸入喷射配管4c。流入到吸入喷射配管 4c的中温中压的制冷剂,通过节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相制冷剂(图6 的点K),流入到将压缩机10与储蓄器19连接的制冷剂配管中。
[0152] 另
... 外,在分支部27b分支的中温中压的制冷剂的剩余部分,在节流装置14a中被减 压成为低压的气液二相制冷剂,进而,流入作为蒸发器发挥功能的热源侧热交换器12而成 为低温低压的气体制冷剂。之后,该低温低压的气体制冷剂流入储蓄器19。
[0153] 从吸入喷射配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂以及从储蓄器19流出的低 温低压的气体制冷剂,在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图6的点H),被 吸入压缩机10。被吸入压缩机10的低温低压的气液二相制冷剂,由压缩机10的密闭容器 以及马达加热而蒸发,成为温度比不进行喷射的情况更低的低温低压的气体制冷剂,被吸 入压缩机10的压缩室,再次从压缩机10排出(图4的点I)。
[0154] 另外,在不进行喷射的情况下,节流装置14b为闭,经过分支部27b的中温中压的 气液二相制冷剂,在节流装置14a被减压成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器发 挥功能的热源侧热交换器12而成为低温低压的气体制冷剂,经由储蓄器19被吸入压缩机 10 (图6的点F)。该低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器以及马达加热,成为温 度比进行喷射的情况更高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,再次从压 缩机10排出(图6的点G)。
[0155] 并且,进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图6的点I),相对于 不进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图6的点G)有所降低。这样,空 气调节装置100即使采用压缩机10的排出制冷剂温度为高温的制冷剂(例如R32等),也 能够使压缩机10的排出制冷剂温度降低,能够使空气调节装置100的动作的稳定性提高。
[0156] 另外,开闭装置24为闭,防止高压状态的制冷剂从分支部27a与经过逆流防止装 置20过来的中压状态的制冷剂混合。另外,若控制节流装置14a而使得中压检测装置32 所检测到的中压成为一定值,则由节流装置14b对排出制冷剂温度的控制变得稳定。进而, 节流装置14b被控制开度(节流量),以便排出制冷剂温度检测装置37所检测的压缩机10 的排出制冷剂温度不会变得过高。
[0157] 另外,在全制热运转模式下,由于热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器 15b共同加热热介质,所以,若为能够由节流装置16a以及节流装置16b控制过冷的范围内, 则控制成节流装置14a的上游侧的制冷剂的压力(中压)升高也没关系。当控制成中压升 高时,由于可加大与压缩室内压力的差压,所以能够增多向压缩室的吸入侧喷射的制冷剂 的量,即使在外气温度低的情况下,也能够对压缩机10供给用于使排出制冷剂温度降低所 需充足的喷射流量。
[0158] 接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
[0159] 在全制热运转模式下,通过热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b的 双方将制冷剂的热能向热介质传递,被加热的热介质通过泵21a以及泵21b在配管5内流 动。由泵21a以及泵21b加压而流出的热介质,经由第2热介质流路切换装置23a以及第2 热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b。并且,热介 质在利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b中向室内空气散热,由此进行室内空间 7的制热。
[0160] 此后,热介质从利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b流出并流入热介质 流量调整装置25a以及热介质流量调整装置25b。此时,通过热介质流量调整装置25a以及 热介质流量调整装置25b的作用,使得热介质的流量被控制成供应室内必要的空调负荷所 需的流量,流入利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a 以及热介质流量调整装置25b流出的热介质,经过第1热介质流路切换装置22a以及第1 热介质流路切换装置22b,流入热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b,再次被 泵21a以及泵21b吸入。
[0161] 另外,在利用侧热交换器26的配管5内,热介质按照从第2热介质流路切换装置 23经由热介质流量调整装置25朝向第1热介质流路切换装置22的方向流动。另外,通过 控制成将第1温度传感器31a所检测到的温度或者第1温度传感器31b所检测到的温度与 第2温度传感器34所检测到的温度之差保持为目标值,从而能够供应室内空间7所需的空 调负荷。热介质间热交换器15的出口温度既可以使用第1温度传感器31a或者第1温度 传感器31b中的任意一者的温度,也可以使用它们的平均温度。
[0162] 此时,第1热介质流路切换装置22以及第2热介质流路切换装置23设为中间的 开度,以便确保朝向热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b的双方流动的流路。 另外,利用侧热交换器26a本来应该以其入口和出口的温度差来进行控制,但利用侧热交 换器26的入口侧的热介质温度是与第1温度传感器31b所检测到的温度大致相同的温度, 通过使用第1温度传感器31b可减少温度传感器的数量,能够廉价地构成系统。
[0163] [制冷主体运转模式]
[0164] 图7是说明图2所示的空气调节装置100的制冷主体运转时的制冷剂以及热介质 的流动的图。在该图7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来对制冷主体运转模式加以说明。另外,在图7中,粗线所示出的 配管表示制冷剂(制冷剂以及热介质)循环的配管。另外,在图7中,实线箭头表示制冷剂 的流动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
[0165] 在图7所示的制冷主体运转模式的情况下,在室外机1中,将第1制冷剂流路切换 装置11切换成使从压缩机10排出的制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质变换机3中, 驱动泵21a以及泵21b,将热介质流量调整装置25a以及热介质流量调整装置25b开放,将 热介质流量调整装置25c以及热介质流量调整装置25d全闭,使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、热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26b之 间循环。
[0166] 首先开始,对制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动进行说明。
[0167] 低温低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂被排出。从压缩 机10排出的高温高压的气体制冷剂,经由第1制冷剂流路切换装置11流入热源侧热交换 器12。并且,在热源侧热交换器12中向室外空气散热同时冷凝,成为二相制冷剂。从热源 侧热交换器12流出的二相制冷剂,经过止回阀13a,经由分支部27a,从室外机1流出,经过 制冷剂配管4而流入热介质变换机3。流入到热介质变换机3的二相制冷剂,经过第2制冷 剂流路切换装置18b而流入作为冷凝器起作用的热介质间热交换器15b。
[0168] 流入到热介质间热交换器15b的二相制冷剂,向在热介质循环回路B中循环的热 介质散热同时冷凝液化,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,在 节流装置16b中膨胀成为低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂经由节流装置16a而流入作 为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的低压二相制冷剂, 从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热,对热介质进行冷却的同时成为低压的气体制 冷剂。该气体制冷剂从热介质间热交换器15a流出,经由第2制冷剂流路切换装置18a从 热介质变换机3流出,经过制冷剂配管4再次流入室外机1。流入到室外机1的制冷剂经由 分支部27b,经过止回阀13d,经由第1制冷剂流路切换装置11以及储蓄器19,被再次吸入 压缩机10。
[0169] 此时,节流装置16b控制开度,以便使得作为第3温度传感器35a所检测到的温度 与第3温度传感器35b所检测到的温度之差获得的过热成为一定。另外,节流装置16a为 全开,开闭装置17a、17b为闭。另外,节流装置16b也可以控制开度,以便使得作为通过将 压力传感器36所检测到的压力换算成饱和温度而得的值与第3温度传感器35d所检测到 的温度之差获得的过冷成为一定。另外,也可以使节流装置16b为全开,在节流装置16a中 控制过热或者过冷。
[0170] [制冷主体运转模式的p -h线图]
[0171] 图8是图7所示的制冷主体运转时的p- h线图。通过图7以及图8的p- h线 图来说明该模式下的喷射的动作。
[0172] 被吸入压缩机10并在压缩机10被压缩的制冷剂,通过热源侧热交换器12冷凝成 为高压的气液二相制冷剂(图8的点J)。该高压的气液二相制冷剂经由止回阀13a,到达 分支部27a。
[0173] 在进行喷射的情况下,开闭装置24为开,使在分支部27a分支的高压的气液二相 制冷剂的一部分,经由开闭装置24以及分支配管4d流入吸入喷射配管4c。流入到吸入喷 射配管4c的高压的气液二相制冷剂,由节流装置14b减压成为低温低压的气液二相制冷剂 (图8的点K),流入到将压缩机10与储蓄器19连接的制冷剂配管。
[0174] 另外,在分支部27a分支的高压的气液二相制冷剂的剩余部分,流入热介质变换 机3,在节流装置16减压成为低压的气液二相制冷剂,进而,流入到作为蒸发器发挥功能的 热介质间热交换器15而成为低温低压的气体制冷剂。之后,该低温低压的气体制冷剂返回 室外机1而流入储蓄器19。
[0175] 从吸入喷射配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储蓄器19流出的低温 低压的气体制冷剂,在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图8的点H),被吸 入压缩机10。被吸入压缩机10的低温低压的气液二相制冷剂,由压缩机10的密闭容器以 及马达加热而蒸发,成为温度比不进行喷射的情况更低的低温低压的气体制冷剂,被吸入 压缩机10的压缩室,再次从压缩机10排出(图8的点I)。
[0176] 另外,在不进行喷射的情况下,开闭装置24为闭,在分支部27a分支的高压的气液 二相制冷剂,经由作为冷凝器发挥功能的热介质间热交换器15b流入节流装置16b以及节 流装置16a而成为低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器发挥功能的热介质间热交换器 15a而成为低温低压的气体制冷剂,之后,经由储蓄器19被吸入压缩机10 (图8的点F)。该 低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器以及马达加热,成为温度比进行喷射的情 况更高的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩室,再次从压缩机10排出(图8 的点G)。
[0177] 并且,进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图8的点I),相对于 不进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图8的点G)有所降低。这样,空 气调节装置100即使采用压缩机10的排出制冷剂温度为高温的制冷剂(例如R32等),也 能够使压缩机10的排出制冷剂温度降低,能够使空气调节装置100的动作的稳定性提高。
[0178] 另外,从分支配管4d的开闭装置24到达逆流防止装置20的流路的制冷剂是高压 制冷剂,从热介质变换机3经由制冷剂配管4返回室外机1,到达分支部27b的制冷剂是低 压制冷剂。通过逆流防止装置20的作用,防止分支配管4d的高压制冷剂与分支部27b的 低压制冷剂混合。节流装置14a由于没有制冷剂流动,所以,可设定成任意的开度。节流装 置14b可以控制开度(节流量),以便使得排出制冷剂温度检测装置37所检测的压缩机10 的排出制冷剂温度不会变得过高。
[0179] 接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
[0180] 在制冷主体运转模式下,在热介质间热交换器15b将制冷剂的热能向热介质传 递,被加热的热介质通过泵21b在配管5内流动。另外,在制冷主体运转模式下,在热介质 间热交换器15a将制冷剂的冷能向热介质传递,被冷却的热介质通过泵21a在配管5内流 动。由泵21a以及泵21b加压而流出的热介质,经由第2热介质流路切换装置23a以及第 2热介质流路切换装置23b,流入利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b。
[0181] 在利用侧热交换器26b中通过热介质向室内空气散热,由此进行室内空间7的制 热。另外,在利用侧热交换器26a中通过热介质从室内空气吸热,从而进行室内空间7的制 冷。此时,通过热介质流量调整装置25a以及热介质流量调整装置25b的作用,将热介质的 流量控制成为供应室内必要的空调负荷所需的流量,流入到利用侧热交换器26a以及利用 侧热交换器26b。经过利用侧热交换器26b而温度降低了一些的热介质,经过热介质流量调 整装置25b以及第1热介质流路切换装置22b,向热介质间热交换器15b流入,再次被吸入 泵21b。经过利用侧热交换器26a而温度上升了一些的热介质,经过热介质流量调整装置 25a以及第1热介质流路切换装置22a,向热介质间热交换器15a流入,再次被吸入泵21a。
[0182] 在此期间,热的热介质和冷的热介质,通过第1热介质流路切换装置22以及第2 热介质流路切换装置23的作用,不混合地分别向存在热能负荷、冷能负荷的利用侧热交换 器26被导入。另外,在利用侧热交换器26的配管5内,在制热侧、制冷侧,热介质都按照从 第2热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25到达第1热介质流路切换装置22 的方向流动。另外,通过控制而使得在制热侧将第1温度传感器31b所检测到的温度与第2 温度传感器34所检测到的温度之差保持成目标值,在制冷侧将第2温度传感器34所检测 到的温度与第1温度传感器31a所检测到的温度之差保持成目标值,从而能够供应室内空 间7所需的空调负荷。
[0183] [制热主体运转模式]
[0184] 图9是说明图2所示的空气调节装置100的全制热运转时的制冷剂以及热介质的 流动的图。在该图9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对制热主体运转模式进行说明。另外,在图9中,粗线所示出的配管 表示制冷剂(制冷剂以及热介质)循环的配管。另外,在图9中,实线箭头表示制冷剂的流 动方向,虚线箭头表示热介质的流动方向。
[0185] 在图9所示的制热主体运转模式的情况下,在室外机1中,将第1制冷剂流路切换 装置11切换成使从压缩机10排出的制冷剂不经由热源侧热交换器12地向热介质变换机3 流入。在热介质变换机3中,驱动泵21a以及泵21b,将热介质流量调整装置25a以及热介 质流量调整装置25b开放,将热介质流量调整装置25c以及热介质流量调整装置25d全闭, 使热介质在热介质间热交换器15a以及热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a 以及利用侧热交换器26b之间循环。
[0186] 首先开始,对制冷剂循环回路A中的制冷剂的流动加以说明。
[0187] 低温低压的制冷剂由压缩机10压缩,成为高温高压的气体制冷剂而被排出。从压 缩机10排出的高温高压的气体制冷剂经过第1制冷剂流路切换装置11,在第1连接配管 4a中导通,经过止回阀13b,经由分支部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,经过制冷剂配管4而流入热介质变换机3。流入到热介质变换机3的高温高 压的气体制冷剂,经过第2制冷剂流路切换装置18b而流入作为冷凝器起作用的热介质间 热交换器15b。
[0188] 流入到热介质间热交换器15b的气体制冷剂,向在热介质循环回路B中循环的热 介质散热同时冷凝液化,成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15b流出的液体制冷剂,在 节流装置16b中膨胀成为中压二相制冷剂。该中压二相制冷剂经由节流装置16a而流入作 为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的中压二相制冷剂, 通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而蒸发,冷却热介质。经过了该热介质间 热交换器15a的中压二相制冷剂,从热介质间热交换器15a流出,经由第2制冷剂流路切换 装置18a从热介质变换机3流出,经过制冷剂配管4再次向室外机1流入。
[0189] 流入到室外机1的制冷剂经由分支部27b,流入第2连接配管4b,经过节流装置 14a由节流装置14a节流,成为低温低压的二相制冷剂,经过止回阀13c,流入到作为蒸发器 作用的热源侧热交换器12。并且,流入到热源侧热交换器12的制冷剂,在热源侧热交换器 12中从室外空气吸热 ,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1制冷剂流路切换装置11以及储蓄器19而被再次吸入压缩机10。
[0190] 此时,节流装置16b被控制开度,以便使得作为通过将压力传感器36所检测到的 压力换算成饱和温度而得的值与第3温度传感器35b所检测到的温度之差获得的过冷成为 一定。另外,节流装置16a为全开,开闭装置17a为闭,开闭装置17b为闭。另外,也可以是 节流装置16b为全开,由节流装置16a控制过冷。
[0191] [制热主体运转模式的p -h线图]
[0192] 图10是图9所示的制热主体运转时的p- h线图。根据图9以及图10的p- h 线图来说明该模式下的喷射的动作。
[0193] 被吸入压缩机10、在压缩机10被压缩的制冷剂,从室外机1流出而在热介质变换 机3的热介质间热交换器15a冷凝,在节流装置16a以及节流装置16b减压成为中压,在热 介质间热交换器15b蒸发成为中温(图10的点J),从热介质变换机3经由制冷剂配管4流 入室外机1。流入到室外机1的中温中压的制冷剂到达分支部27b。
[0194] 在进行吸入喷射的情况下,按规定的开度打开节流装置14b,将在分支部27b分支 的中温中压的气液二相制冷剂的一部分,经由分支配管4d而流入吸入喷射配管4c。流入到 吸入喷射配管4c的中温中压的制冷剂通过节流装置14b减压而成为低温低压的气液二相 制冷剂(图10的点K),流入到将压缩机10与储蓄器19连接的制冷剂配管。
[0195] 另外,在分支部27b分支的中温中压的气液二相制冷剂的剩余部分在节流装置 14a减压而成为低压的气液二相制冷剂,进而,流入到作为蒸发器发挥功能的热源侧热交换 器12而成为低温低压的气体制冷剂。之后,该低温低压的气体制冷剂流入到储蓄器19。
[0196] 从吸入喷射配管4c流出的低温低压的气液二相制冷剂和从储蓄器19流出的低温 低压的气体制冷剂,在与压缩机10的吸入侧连接的制冷剂配管4合流(图10的点H),被 吸入压缩机10。该低温低压的气液二相制冷剂由压缩机10的密闭容器以及马达加热而蒸 发,成为温度比不进行喷射的情况更低的低温低压的气体制冷剂,被吸入压缩机10的压缩 室,再次从压缩机10排出(图10的点I)。
[0197] 另外,在不进行喷射的情况下,节流装置14b为闭,经过了分支部27b的中温中压 的气液二相制冷剂由节流装置14a减压而成为低压的气液二相制冷剂,流入到作为蒸发器 发挥功能的热源侧热交换器12而成为低温低压的气体制冷剂,经由储蓄器19被吸入压缩 机10 (图10的点F)。该低温低压的气体制冷剂由压缩机10的密闭容器以及马达加热,成 为温度比进行喷射的情况更高的低温低压的气体制冷剂,被吸入到压缩机10的压缩室,再 次从压缩机10排出(图10的点G)。
[0198] 并且,进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图10的点I),相对于 不进行喷射的情况下的从压缩机10排出的制冷剂温度(图10的点G)有所降低。这样,空 气调节装置100即便采用压缩机10的排出制冷剂温度为高温的制冷剂(例如R32等),也 能够使压缩机10的排出制冷剂温度降低,能够使空气调节装置100的动作的稳定性提高。
[0199] 另外,开闭装置24为闭,防止来自分支部27a的高压状态的制冷剂与经过逆流防 止装置20过来的中压状态的制冷剂混合。另外,节流装置14a若控制成使得中压检测装 置32所检测到的中压成为一定值,则使得由节流装置14b对排出制冷剂温度的控制变得稳 定。进而,节流装置14b被控制开度(节流量),以便使得排出制冷剂温度检测装置37所检 测的压缩机10的排出制冷剂温度不会变得过高。
[0200] 另外,在制热主体运转模式下,在热介质间热交换器15b中需要冷却热介质,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。若无法提高中压,则向压 缩机10的吸入侧喷射的制冷剂的流量变少,排出制冷剂温度的降低量变小。但是,由于需 要防止热介质的冻结,在外气温度低时,例如外气温度为一 5°C以下,不进入制热主体运转 模式,在外气温度高时,排出制冷剂温度不变得太高,吸入喷射的流量也可以不用那么多, 因而没有问题。通过节流装置14a,也能实现热介质间热交换器15b中的热介质的冷却,可 设定成吸入喷射流量也能供给用于使排出制冷剂温度降低所需充足的量的中压,能够安全 地运转。
[0201] 接着,对热介质循环回路B中的热介质的流动进行说明。
[0202] 在制热主体运转模式下,在热介质间热交换器15b中制冷剂的热能向热介质传 递,被加热的热介质通过泵21b在配管5内流动。另外,在制热主体运转模式下,在热介质 间热交换器15a中制冷剂的冷能向热介质传递,被冷却的热介质通过泵21a在配管5内流 动。由泵21a以及泵21b加压而流出的热介质,经由第2热介质流路切换装置23a以及第 2热介质流路切换装置23b,流入到利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器26b。
[0203] 在利用侧热交换器26b中热介质从室内空气吸热,从而进行室内空间7的制冷。另 外,在利用侧热交换器26a中热介质向室内空气散热,从而进行室内空间7的制热。此时, 通过热介质流量调整装置25a以及热介质流量调整装置25b的作用,热介质的流量被控制 成供应室内必要的空调负荷所需的流量,流入到利用侧热交换器26a以及利用侧热交换器 26b。经过利用侧热交换器26b而温度上升了一些的热介质,经过热介质流量调整装置25b 以及第1热介质流路切换装置22b,流入到热介质间热交换器15a,再次被吸入泵21a。经 过利用侧热交换器26a而温度降低了一些的热介质,经过热介质流量调整装置25a以及第 1热介质流路切换装置22a,流入热介质间热交换器15b,再次被吸入泵21b。
[0204] 在此期间,热的热介质和冷的热介质,通过第1热介质流路切换装置22以及第2 热介质流路切换装置23的作用,不混合地被分别导入存在热能负荷、冷能负荷的利用侧热 交换器26。另外,在利用侧热交换器26的配管5内,在制热侧、制冷侧,热介质都按照从第 2热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25到达第1热介质流路切换装置22的 方向流动。另外,通过控制成在制热侧将第1温度传感器31b所检测到的温度与第2温度 传感器34所检测到的温度之差保持成目标值,在制冷侧将第2温度传感器34所检测到的 温度与第1温度传感器31a所检测到的温度之差保持成目标值,从而能够供应室内空间7 所需的空调负荷。
[0205] 另外,在执行全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式以及制热主体 运转模式时,由于无需使热介质向没有热负荷的利用侧热交换器26 (包含温度传感器关闭 的情况在内)流动,所以通过热介质流量调整装置25将流路关闭,使得热介质不向利用侧 热交换器26流动。
[0206] 即,热介质流量调整装置25进行根据在利用侧热交换器26产生的热负荷来选择 是全开或者全闭的控制。
[0207] [关于压缩机保护控制]
[0208] 图11是表示实施方式1所涉及的空气调节装置100的中压控制和起动控制以及 稳定控制的动作的流程图。另外,在以下的说明中,以节流装置14a以及节流装置14b是使 开度连续变化的结构、例如步进马达驱动的电子式膨胀阀的情况进行说明。
[0209] 本实施方式1所涉及的空气调节装置100能够执行中压控制所利用的节流装置 14a以及压缩机10的排出温度控制所利用的节流装置14b的控制(压缩机保护控制),从 而不依赖于运转模式即可有效执行向压缩机10的液体制冷剂的喷射。
[0210] 该压缩机保护控制大体分为:依靠节流装置14a的中压控制;压缩机10的排出制 冷剂温度不过渡性变化的情况下的节流装置14b的稳定控制;压缩机10的排出制冷剂温度 过渡性上升的情况下的节流装置14b的起动控制。
[0211] 另外,所谓过渡,是指压缩机10的起动后或者从除霜运转起复原后等那样压缩机 10的排出制冷剂温度大幅上升的情形。
[0212] (中压控制)
[0213] 作为执行中压控制的目的,例如如下所述。在低外气温度的情况下,作为蒸发器发 挥功能的热源侧热交换器12的蒸发压力降低,在压缩机10的排出制冷剂温度变得非常高 的情况下或者由于被吸入压缩机10的制冷剂密度降低,导致出现全制热运转模式以及制 热主体运转模式的能力降低的情形。
[0214] 于是,通过执行对节流装置14a的开度进行调整的中压控制,使比节流装置14a更 靠上游侧的制冷剂成为制冷剂压力比气体制冷剂等更高且密度更大的中压制冷剂。并且, 通过将该中压制冷剂供给至吸入喷射配管4c,抑制低外气温时的压缩机10的排出制冷剂 温度的降低以及全制热运转模式以及制热主体运转模式的能力降低。
[0215] 在此,对中压进行说明。
[0216] 在全制热运转模式时,将从热源侧热交换器12流出的制冷剂定义为低压制冷剂, 将向热介质间热交换器15a、15b供给的制冷剂定义为高压制冷剂。此时,中压是指比在此 所说的高压更小且比低压更大的压力。
[0217] 在制热主体运转模式时,将从热源侧热交换器12流出的制冷剂定义为低压制冷 剂,将向热介质间热交换器15b供给的制冷剂定义为高压制冷剂。中压是指比在此所说的 高压更小且比低压更大的压力。
[0218] 中压控制是指以下控制,即:如以上述的制冷剂循环回路A的制冷剂流动说明的 那样,调整节流装置14a的开度,将由节流装置16减压的制冷剂形成为中压。该中压控制 与图11的步骤A1对应,更详细来讲,由后述的图12的控制方法表示。
[0219] 中压控制在全制热运转模式时是指以下控制,即:调整开度使得节流装置14a的 开度成为预先设定的目标值,将比节流装置14a更靠上游侧且节流装置16a以及节流装置 16b的下游侧的制冷剂压力形成为中压(参照图5)。
[0220] 另外,中压控制在制热主体运转模式时是指以下控制,即:调整开度使得节流装置 14a的开度成为预先设定的目标值,将比节流装置14a更靠上游侧且节流装置16b的下游侧 的制冷剂压力形成为中压(参照图9)。另外,节流装置14a进行开度控制而使得中压检测 装置32所检测的中压成为目标值。
[0221] 进而,中压控制在全制冷运转模式以及制冷主体运转模式时,使从热源侧热交换 器12流出的高压的气液二相制冷剂经由分支装置27a以及开闭装置24向吸入喷射配管4c 被供给。向该吸入喷射配管4c被供给的制冷剂通过节流装置14b减压。并且,向压缩机10 的吸入侧供给液体制冷剂。
[0222] 另外,在全制冷运转模式以及制冷主体运转模式时,从热源侧热交换器12流出的 制冷剂由于不经过节流装置16,所以成为高压。为此,在全制冷运转模式以及制冷主体运转 模式时,关于节流装置14a的开度不进行特别的控制,设为固定开度(例如全开开度),由节 流装置14b将向压缩机10的吸入侧供给的制冷剂形成为低压。
[0223] (稳定控制)
[0224] 稳定控制是以下控制,即:控制节流装置14b的开度,抑制因压缩机10的排出部的 制冷剂成为高温所导致的冷冻机的劣化或是压缩机10破损的危险。该稳定控制在压缩机 10的排出制冷剂温度没有过渡性上升的情况下被执行。
[0225] 另外,稳定控制能够在全制冷运转模式、全制热运转模式、制冷主体运转模式以及 制热主体运转模式下执行,基于压缩机10的排出制冷剂温度的目标值(以下也称为排出制 冷剂温度的目标值Tdm)来进行节流装置14b的开度控制。稳定控制与图11的步骤A5对 应,更详细来讲,由后述的图13的控制方法表示。
[0226] (起动控制)
[0227] 起动控制是以下控制,即:控制节流装置14b的开度,抑制因压缩机10的排出部 的制冷剂成为高温而导致的冷冻机的劣化或是压缩机10破损的危险,在这点上与稳定控 制是同样的。但是,该起动控制在排出制冷剂温度过渡性上升的情况下,替代稳定控制被执 行。
[0228] 在压缩机10刚起动后、或者从除霜运转起的刚复原后等的情况下,压缩机10的 排出制冷剂温度从低值向高值过渡性变化,该情况下的节流装置14b的开度为起动前的状 态、或者除霜运转时的状态的关闭。
[0229] 这样,无论排出制冷剂温度是否过渡性上升,若节流装置14b的开度不增大,则存 在有可能无法更可靠地抑制冷冻机油的劣化或压缩机10的破损的危险。即,在压缩机10的 起动时,制冷剂温度过渡性上升,可成为高温,另一方面,该制冷剂温度在时间上并不稳定, 排出制冷剂温度检测装置37无法检测准确的温度,因而,不执行增大节流装置14b的开度 的控制。为此,压缩机10的排出制冷剂温度就会变成高温,可能出现冷冻机的劣化或压缩 机10破损。
[0230] 于是,在该起动控制中,在压缩机10刚起动后、或者从除霜运转起刚复原后等的 时候,增大节流装置14b的开度。
[0231] 另外,至于将节流装置14b的开度增大到何种程度,将开度设定成起动控制时比 稳定控制时更大。更详细来讲,通过将起动运转的排出制冷剂温度的目标值Tdm的值设定 成比稳定控制的排出制冷剂温度的目标值Tdm更小(参照后述的图15的步骤D2),使得节 流装置14b的开度在起动控制时比稳定控制时更大。由此,向压缩机10供给的液体制冷剂 量增大,即使压缩机10的排出制冷剂温度过渡性上升,也能迅速地使制冷剂温度降低。
[0232] 另外,起动控制也与稳定控制同样,能够在全制冷运转模式、全制热运转模式、制 冷主体运转模式以及制热主体运转模式下执行,基于由压缩机10排出的制冷剂温度来进 行节流装置14b的开度控制。起动控制与图11的步骤A3对应,更详细来讲,由后述的图15 的控制方法表示。
[0233]接着,参照图11,对压缩机保护控制中的中压控制、稳定控制以及起动控制的流程 进行说明。另外,关于中压控制、稳定控制以及起动控制的详细内容将通过后述的图12、13、 15进行说明。
[0234] < 步骤A0 >
[0235] 控制装置50通过压缩机10的起动而开始压缩机起动控制。
[0236] 控制装置50将节流装置14a的开度设成不生成中压的开度(例如全开),将节流 装置14b的开度设成不执行吸入喷射的开度(例如全闭)。
[0237] <步骤Al>
[0238] 控制装置50转移到由节流装置14a进行的中压控制的流程。步骤A1中的控制将 通过图12详细说明。
[0239] < 步骤A2 >
[0240] 控制装置50进行起动控制的开始条件的判定。
[0241] 在满足起动控制的开始条件的情况下,进入步骤A3。
[0242] 在不满足起动控制的开始条件的情况下,进入步骤A5。
[0243] 另外,基于压缩机10起动后或者自除霜运转起复原后等那样压缩机10的排出制 冷剂温度大幅增加的情况,确定起动控制的开始条件。于是,作为开始条件,例如可以是(1) 自压缩机10起动后经过预先设定的时间的时刻,或者(2)自除霜运转起复原后经过预先设 定的时间的时刻等。
[0244] < 步骤A3 >
[0245] 在步骤A3中,执行节流装置14b的起动控制。步骤A3中的控制将通过图15详细 说明。
[0246] < 步骤A4>
[0247] 控制装置50进行起动控制的结束条件的判定。
[0248] 在满足起动控制的结束条件的情况下,进入步骤A5。
[0249] 在不满足起动控制的结束条件的情况下,返回步骤A3。
[0250] < 步骤A5>
[0251 ] 控制装置50执行稳定控制。
[0252] < 步骤A6>
[0253] 控制装置50结束压缩机起动控制。
[0254] (中压控制的详细说明)
[0255] 图12是表示空气调节装 置100的中压控制的动作的流程图。参照图12,对节流装 置14a的中压控制进行详细说明。
[0256] < 步骤B0>
[0257] 控制装置50开始节流装置14a的中压控制。
[0258] 控制装置50将节流装置14a的开度设成不生成中压的开度(例如全开),将节流 装置14b的开度设成不执行吸入喷射的开度(例如全闭)。
[0259] <步骤Bl>
[0260] 控制装置50判定是否是全制热运转模式或者制热主体运转模式。
[0261] 在是这些运转模式的情况下,进入步骤B2。
[0262] 在不是这些运转模式的情况下,进入步骤B6。
[0263] < 步骤B2>
[0264] 控制装置50进行中压目标值PMm的设定。
[0265] 在全制热运转模式时,在外气温度比制热主体运转更低的运转条件下运转,相应 地排出制冷剂温度容易上升,所以,增多向压缩机10的吸入侧喷射的制冷剂流量。于是,在 全制热运转模式时,与制热主体运转模式相比,可以将中压目标值PMm设定得高,加大制冷 剂流量,例如可以设定成20°C的饱和压力等。
[0266] 另一方面,在制热主体运转模式时,室内机2a~2d的任意一个执行制冷运转,使 热介质间热交换器15a作为蒸发器发挥功能,相应地无法使中压成为太高的值。为此,在制 热主体运转模式下,与全制热运转模式相比,可以将中压目标值PMm设定得低,例如可以设 定成0~10°C的饱和压力等。
[0267] 另外,为了使全制热运转模式和制热主体运转模式之间的模式变化变得顺畅,也 可以将全制热运转模式下的中压目标值PMm设定成与制热主体运转模式时的中压目标值 PMm相同程度的值。
[0268] < 步骤B3>
[0269] 控制装置50基于中压检测装置32的检测结果(以下也称为中压检测值PM)和步 骤B2的中压目标值PMm,计算节流装置14a的开度变更量A LEVa。
[0270] 另外,节流装置14a的开度变更量A LEVa通过下述的算式(1)所示的计算式进行 计算。另外,算式⑴将节流装置14a的开度变更量ALEVa以如下形式表示,即:将从中压 目标值PMm减去了中压检测装置32的中压检测值PM所得的值,乘以控制增益Ga。在此,控 制增益Ga是根据节流装置14a的规格而确定的值。
[0271] < 步骤B4>
[0272] 控制装置50如下述的算式⑵所示那样,计算在步骤B3算出的开度变更量 A LEVa与前次输出的节流装置14a的开度LEVa *之和。该和的值与节流装置14a的开度 LEVa对应。
[0273] 另外,所谓前次输出的节流装置14a的开度LEVa *是指以下开度LEVa的值,即: 当将从步骤A0开始而在步骤A6结束的压缩机保护控制(参照图11)作为一个循环时,在 当前正在执行的循环的一个之前执行的循环中的步骤B4计算出的开度LEVa的值。
[0274] < 步骤B5>
[0275] 控制装置50调整节流装置14a的开度,以便成为步骤B4算出的节流装置14a的 开度LEVa。
[0276] < 步骤B6>
[0277] 控制装置50将节流装置14a的开度设为固定开度(例如全开)。
[0278] < 步骤B7>
[0279] 控制装置50结束节流装置14a的中压控制。
[0280] (算式 1)
[0281] ALEVa = GaX (PMm - PM)…(1)
[0282] (算式 2)
[0283] LEVa = LEVa * + A LEVa... (2)
[0284] (稳定控制的详细说明)
[0285] 图13是表示空气调节装置100的稳定控制的动作的流程图。参照图13,对在压缩 机10的排出制冷剂温度不是过渡性上升的情况下所执行的节流装置14b的稳定控制进行 详细说明。
[0286] < 步骤C0>
[0287] 控制装置50开始节流装置14a的稳定控制。
[0288] <步骤Cl>
[0289] 控制装置50进行压缩机10的排出制冷剂温度的目标值Tdm的设定。
[0290] 在该图13的说明中,以排出制冷剂温度的目标值Tdm设定成例如105°C的情况为 例进行说明。
[0291] < 步骤C2>
[0292] 控制装置50基于预先设定的步骤Cl的排出制冷剂温度的目标值Tdm和排出制冷 剂温度检测装置37的检测结果、即压缩机10的排出制冷剂温度的当前值TdO,计算节流装 置14b的开度变更量ALEVb。
[0293] 另外,节流装置14b的开度变更量A LEVb通过下述的算式(3)所示的计算式进行 计算。另外,算式(3)以如下形式表示,即:对从排出制冷剂温度的目标值Tdm减去压缩机 10的排出制冷剂温度的当前值TdO而得的值,乘以控制增益Gb。在此,控制增益Gb是根据 节流装置14b的规格而确定的值。
[0294] 另外,在本步骤C2中,虽然说明的是采用压缩机10的排出制冷剂温度的目标值 Tdm的形式,但并不限定于此。例如可以替代排出制冷剂温度的目标值Tdm,使用基于排出 制冷剂温度检测装置37的检测温度和高压检测装置39的检测压力而得的压缩机10的排 出过热度。这样,不仅仅限于排出制冷剂温度,也可以使用过热度这样的排出制冷剂温度所 涉及的值。
[0295] 即,在本步骤C2中,可以替代排出制冷剂温度的目标值Tdm,基于排出制冷剂温度 所涉及的目标值即排出过热度的目标值(与Tdm对应),和根据排出制冷剂温度检测装置 37的检测温度以及高压检测装置39的检测压力所得的、排出制冷剂温度所涉及的排出过 热度的值(与TdO对应),计算节流装置14b的开度变更量△ LEVb。
[0296] < 步骤C3>
[0297] 控制装置50如下述的算式(4)所示,计算算式(3)算出的节流装置14b的开度变 更量A LEVb和前次输出的节流装置14b的开度LEVb *之和。该和的值与节流装置14b的 开度LEVb对应。
[0298] < 步骤C4>
[0299] 控制装置50调整节流装置14b的开度以便成为步骤C3算出的节流装置14b的开 度 LEVb。
[0300] < 步骤C5>
[0301] 控制装置50结束节流装置14a的稳定控制。
[0302] (算式 3)
[0303] A LEVb = GbX(Tdm - TdO)…(3)
[0304] (算式 4)
[0305] LEVb = LEVb * +ALEVb…(4)
[0306] 图14是用于对三点预测进行说明的图表。虽然节流装置14b的开度变更量A LEVb 基于算式(3)计算得出,但并不限定于此,也可以利用后述的三点预测。
[0307] 即,也可以并不是如算式(3)那样使用压缩机10的排出制冷剂温度的当前值TdO, 而是利用计算接下来的控制的定时处的排出制冷剂温度预测值Tdn的三点预测,计算节流 装置14b的开度变更量A LEVb。
[0308] 所谓三点预测是指以下方法,即:假设各种响应为一次延迟特性,根据不同的三个 时刻的值,计算接下来的时刻的预测值或者保持该状态达到的终点值Tde。
[0309] 使用图14以压缩机10的排出制冷剂温度为例进行说明,在因节流装置14b的开 度变化而导致的压缩机10的排出制冷剂温度的响应由一次延迟(图14的曲线)表示的情 况下,若使用不同的三个时刻的排出制冷剂温度TdO、Tdl、Td2,则接下来的时刻的排出制冷 剂温度的预测值Tdn能够按以下所示的算式(5)所示的形式进行计算。
[0310] (算式 5)
【主权项】
1. 一种空气调节装置,该空气调节装置具有压缩机、制冷剂流路切换装置、第1热交换 器、第1节流装置以及第2热交换器,它们经由制冷剂配管连接,构成制冷剂循环回路,其特 征在于, 上述空气调节装置具有: 第2节流装置,该第2节流装置设置在制热运转时的第1热交换器的上游侧, 储蓄器,该储蓄器设置在上述压缩机的上游侧,用于储存剩余制冷剂, 吸入喷射配管,该吸入喷射配管的一侧与制热运转时的上述第2节流装置的上游侧连 接,另一侧与位于上述压缩机的吸入侧和上述储蓄器之间的流路连接, 第3节流装置,该第3节流装置设置于上述吸入喷射配管, 中压检测装置,该中压检测装置检测制热运转时的上述第2节流装置的上游侧的制冷 剂压力或者制冷剂饱和温度, 排出制冷剂温度检测装置,该排出制冷剂温度检测装置检测上述压缩机的排出制冷剂 温度,以及 控制装置,该控制装置基于上述中压检测装置以及上述排出制冷剂温度检测装置的检 测结果来控制上述第2节流装置以及上述第3节流装置的开度, 在上述制冷剂配管的内部,将排出制冷剂温度比R410A更高的制冷剂作为制冷剂并使 之循环, 上述控制装置, 在制热运转时,执行基于中压的目标值与上述中压检测装置的检测结果或者预测值的 偏差来控制上述第2节流装置的开度的中压控制, 在制热运转时以及制冷运转时的任意时段,基于上述压缩机的排出制冷剂温度的目 标值或者排出制冷剂温度所涉及的目标值、以及上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果 或者利用该检测结果演算出来的排出制冷剂温度所涉及的值,控制上述第3节流装置的开 度,调整经由上述吸入喷射配管向上述压缩机的吸入侧供给的制冷剂的流量。
2. 如权利要求1所记载的空气调节装置,其特征在于,作为制冷剂,使R32或者包含62 质量%以上的R32的混合制冷剂循环。
3. 如权利要求1或者2所记载的空气调节装置,其特征在于,具有检测从上述压缩机排 出的制冷剂的压力的高压检测装置, 上述控制装置, 基于上述排出制冷剂温度检测装置以及上述高压检测装置的检测结果计算出从上述 压缩机排出的制冷剂的过热度,将该过热度设定作为上述排出制冷剂温度所涉及的目标 值。
4. 如权利要求1~3中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装置具 有: 在上述压缩机的排出制冷剂温度过渡性上升时所执行的起动控制,和在上述压缩机的 排出制冷剂温度稳定时所执行的稳定控制, 在上述起动控制中, 基于上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果和第1排出制冷剂温度的目标值,控制 上述第3节流装置的开度, 在上述稳定控制中, 基于上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果和与上述第1排出制冷剂温度的目标 值不同的第2排出制冷剂温度的目标值,控制上述第3节流装置的开度。
5. 如权利要求1~4之中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装 置, 在制冷运转时将上述第2节流装置的开度设成固定开度。
6. 如权利要求4或者5所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装置, 将上述起动控制中的上述第3节流装置的开度设定成小于上述稳定运转的开度。
7. 如权利要求4~6之中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装 置, 将上述起动控制中的上述第2节流装置的开度设定成大于上述稳定运转的开度。
8. 如权利要求4~7之中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,上述起动控 制, 将上述第2排出制冷剂温度的目标值设定成比上述第1排出制冷剂温度的目标值更高 的值, 在上述起动控制中,基于上述第1排出制冷剂温度的目标值与上述排出制冷剂温度检 测装置的检测结果的偏差,控制上述第3节流装置的开度, 在上述稳定控制中,基于上述第2排出制冷剂温度的目标值与上述排出制冷剂温度检 测装置的检测结果的偏差,控制上述第3节流装置的开度。
9. 如权利要求4~8之中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装 置, 当上述压缩机的排出制冷剂温度超过预先设定的起动控制开始温度时,开始上述起动 控制, 基于超过该起动控制开始温度之前的上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果,计算 超过上述起动控制开始温度之后的排出制冷剂温度所达到的排出温度终点预测值, 基于该排出温度终点预测值与上述第1排出制冷剂温度的目标值的偏差,控制上述第 3节流装置的开度。
10. 如权利要求9所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装置, 分多次地控制上述第3节流装置的开度, 设为基于上述排出温度终点预测值与上述第1排出制冷剂温度的目标值的偏差计算 出的上述第3节流装置的开度。
11. 如权利要求9或者10所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装置, 按照上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果超过上述起动控制开始温度之后的控 制的定时,每次都计算上述排出温度终点预测值, 基于该计算结果来控制上述第3节流装置的开度。
12. 如权利要求9~11之中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,上述控制装 置, 假设上述压缩机的排出制冷剂温度基于一次延迟特性而变化,则基于三个不同时刻的 上述排出制冷剂温度检测装置的检测结果来计算上述排出温度终点预测值。
13. 如权利要求1~12之中任意一项所记载的空气调节装置,其特征在于,具备: 在制冷运转时使制冷剂从制冷剂自上述第1热交换器朝上述第1节流装置流动的情况 下的制冷剂流路分流的第1制冷剂分支部, 在制热运转时使制冷剂从制冷剂自上述第1节流装置朝上述第1热交换器流动的情况 下的制冷剂流路分流的第2制冷剂分支部, 连接上述第1制冷剂分支部和上述第2制冷剂分支部并在其配管上连接上述吸入喷射 配管的分支配管, 设置在上述第1制冷剂分支部与连接部之间的第1导通装置,该连接部是上述分支配 管与上述吸入喷射配管的连接部,以及 设置在上述第2制冷剂分支部与上述连接部之间的第2导通装置。
14. 如权利要求13所记载的空气调节装置,其特征在于,通过上述制冷剂流路切换装 置的作用,能够进行以下制冷运转,即:使高压的制冷剂流过作为冷凝器动作的上述第1热 交换器,而且,使低压的制冷剂流过上述第2热交换器中的作为蒸发器动作的一部分或者 全部的第2热交换器, 在上述制冷运转时,上述制冷剂能够不通过上述第2节流装置地在上述制冷剂循环回 路中循环,将上述高压的制冷剂经由上述第1导通装置、上述第3节流装置以及上述吸入喷 射配管导入上述压缩机的吸入侧。
15. 如权利要求13或者14所记载的空气调节装置,其特征在于,上述第1制冷剂分支 部, 配置于在上述制冷运转和上述制热运转的情况下制冷剂从各自不同的方向流入的位 置, 上述第2制冷剂分支部, 配置于在上述制冷运转和上述制热运转的情况下制冷剂从同一方向流入的位置, 上述第1导通装置, 是仅在从上述第1制冷剂分支部向上述吸入喷射配管流动的方向上使制冷剂导通的 逆流防止装置, 上述第2导通装置, 是仅在从上述第2制冷剂分支部向上述吸入喷射配管流动的方向上使制冷剂导通的 逆流防止装置。
【专利摘要】控制装置在制热运转时执行基于中压的目标值与中压检测装置的检测结果或者预测值的偏差来对第2节流装置的开度加以控制的中压控制,无论在制热运转时以及制冷运转时的任意时段,都基于压缩机的排出制冷剂温度的目标值或者排出制冷剂温度所涉及的目标值、和排出制冷剂温度检测装置的检测结果或者利用该检测结果演算的排出制冷剂温度所涉及的值来对第3节流装置的开度加以控制,对经由喷射配管向压缩机的吸入侧供给的制冷剂的流量进行调整。
【IPC分类】F25B1-00, F25B13-00
【公开号】CN104813117
【申请号】CN201280077204
【发明人】石村亮宗, 山下浩司, 若本慎一, 竹中直史
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2012年11月21日
【公告号】EP2924367A1, US20150247661, WO2014080463A1

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