空气调节装置的制作方法

文档序号:15161577发布日期:2018-08-14 16:39阅读:151来源:国知局

本发明涉及空气调节装置。



背景技术:

在包括一台或多台的室外单元和一台或多台的室内单元,多台的上述室内单元能够以供冷或供暖任意一者运转的空气调节装置中,室外单元和多台室内单元利用作为单元间配管的气体管、液体管连接,上述室外单元具有压缩机、四通阀、室外热交换器和室外膨胀机构,上述室内单元具有室内热交换器和室内膨胀机构。并且,供暖运转时,压缩机的制冷剂排出管经由四通阀与气体管连接,依次与室内热交换器、液体管、室外热交换器连接,经由四通阀与压缩机的制冷剂吸入管连接。供冷运转时,压缩机的制冷剂排出管经由四通阀与室外热交换器连接,依次与液体管、室内热交换器、气体管连接,经由四通阀与压缩机的制冷剂吸入管连接。切换四通阀而能够实施供冷运转或供暖运转。

为了从现有的结构提高性能,提案有将制冷剂有分为向蒸发器流动的制冷剂和不向蒸发器流动而在压缩机的制冷剂吸入管流动的制冷剂,双方制冷剂利用过冷却热交换器进行热交换的结构(例如,参照专利文献1)。

在供冷运转时,通过室外热交换器104的制冷剂在通过过冷却热交换器106后分支,与利用过冷却膨胀机构107成为低温的制冷剂在过冷却热交换器106进行热交换,由此,在室内热交换器302a、302b(蒸发器)流动的制冷剂的过冷却度变大,因此,即使使制冷剂循环量减少也能得到需要的供冷能力。此外,因为向室内单元300a、300b供给的制冷剂循环量减少,所以液体管210、气体管220、室内热交换器302a、302b的制冷剂侧压力损失降低,供冷性能提高(参照图21)。

在供暖运转时,通过室内热交换器302a、302b的制冷剂在室内单元100的内部分支,一者向过冷却热交换器106供给,另一者利用过冷却膨胀机构107成为低温向过冷却热交换器106供给。通过在过冷却热交换器106进行热交换,在室外热交换器104(蒸发器)流动的制冷剂的过冷却度变大,因此,即使减少在蒸发器流动的制冷剂循环量也能得到需要的供冷能力。此外,因为向室外热交换器104供给的制冷剂循环量变少,所以制冷剂侧压力损失降低,供暖性能提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1

专利文献1:(日本)特开2016-142419



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,在供暖运转中,蒸发器成为室外热交换器104,室外单元100内的配管引绕较短因而制冷剂侧压力损失的影响较小,因此,在过冷却热交换器106的必要交换热量变小,但在供冷运转中,蒸发器成为室内热交换器302a、302b,在例如连接配管长度较长室内单元的连接台数较少的情况下,制冷剂侧压力损失的影响较大,因此,在过冷却热交换器106的必要交换热量变大。

因此,若以供冷运转时的必要交换热量为基础设计过冷却热交换器106,则在供暖运转时过冷却热交换器106的性能变得过剩,导致返回至压缩机101的制冷剂吸入管的制冷剂的过热度变大。

因而,存在如下课题:在供暖运转和供冷运转中,由于过冷却热交换器106中的必要交换热量的偏离变大,而性能降低。

本发明是解决上述课题的发明,以提供能够通过适当地控制过冷却热交换器中的交换热量而实现性能提高的空气调节装置为目的。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题,在本发明的空气调节装置中,在包括室内单元与室外单元的空气调节装置,上述室外单元包括:多个过冷却热交换器;液体管,其通过上述过冷却热交换器;连接管,其以供冷时的制冷剂流为基准在上述过冷却热交换器的下游从上述液体管分支,通过上述过冷却热交换器后连接于压缩机的吸入侧;过冷却膨胀机构,其设置于上述连接管;和切换机构,其切换制冷剂对于多台上述过冷却热交换器的流动方式。

在上述的结构中,上述切换机构可以将制冷剂对于多台上述过冷却热交换器的流动方式切换为串联,或者切换为并联。

在上述的结构中,上述切换机构可以根据制冷剂对于多台上述过冷却热交换器的流动方式切换为使用一个上述过冷却热交换器,或者使用多台上述过冷却热交换器。

在上述的结构中,上述液体管并排地设置有主液体管和分支液体管,上述连接管并排地设置有主连接管和分支连接管,上述过冷却热交换器配置于使上述主液体管和上述分支液体管中的任一者通过、并且使上述主连接管和分支连接管中的任一者通过的位置,上述切换机构具有多个切换部件,上述切换部件在上述主液体管或上述分支液体管中,至少设置于上述过冷却热交换器的上游或下游的一者,并且,在上述主连接管和上述分支连接管中,至少设置于上述过冷却热交换器的上游或下游的一者。

发明效果

在本发明的空气调节装置中,根据供冷运转时或供暖运转时的不同,或供冷负载或供暖负载的不同,能够改变流过过冷却热交换器的制冷剂的流动方式,因此,能够有效地进行过冷却。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的供冷运转时(供冷负载大)的空气调节装置的制冷剂回路图。

图2是本发明的实施方式1中的供冷运转时(供冷负载小)的空气调节装置的制冷剂回路图。

图3是本发明的实施方式1中的供暖运转时(供暖负载大)的空气调节装置的制冷剂回路图。

图4是本发明的实施方式1中的供暖运转时(供暖负载小)的空气调节装置的制冷剂回路图。

图5是表示实施方式1的切换部件的开闭模式(pattern)的图。

图6是表示实施方式1的切换部件的图。

图7是表示实施方式1的切换部件的变形例的图。

图8是表示切换部件的组合模式的图。

图9是表示实施方式2的切换部件的图。

图10是表示实施方式2的切换部件的开闭模式的图。

图11是表示实施方式2的切换部件的开闭的一个模式的图。

图12是表示实施方式2的切换部件的开闭的一个模式的图。

图13是表示实施方式2的切换部件的开闭的一个模式的图。

图14是表示实施方式2的切换部件的开闭的一个模式的图。

图15是表示实施方式3的切换部件的图。

图16是表示实施方式3的切换部件的开闭模式的图。

图17是表示改变过冷却热交换器的位置的变形例的图。

图18是表示图17的变形例中的切换部件的组合模式的图。

图19是表示改变过冷却热交换器的位置的变形例的图。

图20是表示图19的变形例中的切换部件的组合模式的图。

图21是现有例中供冷运转时的空气调节装置的制冷剂回路图。

附图标记说明

10空气调节装置

100室外单元

101压缩机

103四通阀

104室外热交换器

105室外膨胀机构

106a第1过冷却热交换器

106b第2过冷却热交换器

107过冷却膨胀机构

108a第1切换部件

108b第2切换部件

108c第3切换部件

108d第4切换部件

108e第5切换部件

108f第6切换部件

108g第7切换部件

108h第8切换部件

210液体管

211第1分支液体管(分支液体管)

212第2分支液体管(分支液体管)

213主液体管

220气体管

250连接管

251第1分支连接管(分支连接管)

252第2分支连接管(分支连接管)

253主连接管

280、380、480、580、680切换机构

300a、300b室内单元

301a、301b室内膨胀机构

302a、302b室内热交换器

具体实施方式

第1发明的空气调节装置,其特征在于,在包括室内单元和室外单元的空气调节装置中,上述室外单元包括:多个过冷却热交换器;液体管,其通过上述过冷却热交换器;连接管,其以供冷时的制冷剂流为基准在上述过冷却热交换器的下游从上述液体管分支,通过上述过冷却热交换器后连接于压缩机的吸入侧;过冷却膨胀机构,其设置于上述连接管;和切换机构,其切换制冷剂对于多台上述过冷却热交换器的流动方式。

由此,根据供冷运转时或供暖运转时的不同、或供冷负载或供暖负载的不同,能够改变流过过冷却热交换器的制冷剂的流动方式,因此,能够有效地进行过冷却。

第2发明的空气调节装置,其特征在于,第1发明的上述切换机构将制冷剂对于多台上述过冷却热交换器的流动方式切换为串联,或者切换为并联。

由此,例如在供冷运转时供冷负载较大的情况下,将多个向过冷却热交换器的制冷剂的流动方式设为串联,进而使制冷剂利用一个通道流动,由此,制冷剂流速变大。该情况下,通过液体管的制冷剂与通过分支管的制冷剂成为相对流因此传热性能提高。因此,在供冷运转时供冷负载较大的情况下,过冷却热交换器的性能提高,因而交换热量增加,过冷却度可在较大范围进行控制,能够实现供冷性能提高。

此外,例如在供暖运转时供暖负载较大的情况下,将多个向过冷却热交换器的制冷剂的流动方式设为并联,使制冷剂利用两个通道流动,由此,制冷剂流速变小。该情况下,通过液体管的制冷剂与通过分支管的制冷剂成为并行流动因此传热性能被抑制。因此,在供暖运转且供暖负载较大的情况下过冷却热交换器的性能被抑制,因此交换热量减少,过冷却度可在较小范围进行控制,能够实现供暖性能提高。

第3发明的空气调节装置,其特征在于,第1发明或第2发明的切换机构根据制冷剂对于多台上述过冷却热交换器的流动方式切换为使用一个上述过冷却热交换器,或者使用多台上述过冷却热交换器。

由此,例如在供冷运转时供冷负载较小的情况下,能够设为使用一个过冷却热交换器。该情况下,即使在供冷负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大。在供冷运转时供冷负载较小的情况下,即使在供冷负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大,由此,能够维持控制性,实现供冷性能提高。

此外,例如在供暖运转时供暖负载较小的情况下,能够设为使用一个过冷却热交换器。该情况下,即使在供暖负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大。在供暖运转且供暖负载较小的情况中供暖负载较小而制冷剂循环量较少,即使在此种情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大,由此,能够维持控制性,能够实现供暖性能提高。

第4发明是如权利要求1至权利要求3所述的空气调节装置,其特征在于,上述液体管并排地设置有主液体管和分支液体管,上述连接管并排地设置有主连接管和分支连接管,上述过冷却热交换器配置于使上述主液体管和上述分支液体管中的任一者通过、并且使上述主连接管和分支连接管中的任一者通过的位置,上述切换机构具有多个切换部件,上述切换部件在上述主液体管或上述分支液体管中,至少设置于上述过冷却热交换器的上游或下游的一者,并且,在上述主连接管和上述分支连接管中,至少设置于上述过冷却热交换器的上游或下游的一者。

由此,根据供冷运转时或供暖运转时的不同、或供冷负载或供暖负载的不同,能够改变流过过冷却热交换器的制冷剂的流动方式,因此,能够有效地进行过冷却。

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,本发明并未被限定于该实施方式。

(实施方式1)

本实施方式中的供冷运转时(供冷负载大)的空气调节装置10的制冷剂回路图示于图1。图1的空气调节装置10成为在一台室外单元100连接着多台室内单元300a、300b的结构。另外,制冷循环结构不限于图1所示的结构。例如,室外单元可两台以上并联地连接。

室外单元100与室内单元300a、300b利用制冷剂流通的单元间配管230连结。单元间配管230由液体管210和气体管220构成。根据本实施方式,多台室内单元300a、300b设为能够根据供冷或供暖的任意一者运转。

室外单元100具有压缩机101。在压缩机101的排出侧设置有将从压缩机101排出的制冷剂所包含的冷冻机油分离并返回至压缩机101的油分离器102。在该油分离器102的下游设置有根据供冷运转、供暖运转的运转状态而切换制冷剂回路的四通阀103。在该四通阀103将制冷剂回路切换为供冷运转的运转状态的情况下,在四通阀103的下游具有利用未图示的送风机用于向室外进行放热/吸热的室外热交换器104。

室外热交换器104经由室外膨胀机构105利用液体管210与设置于室内单元300a、300b的室内热交换器302a、302b连接。

室外膨胀机构105对流入到后述的第1过冷却热交换器106a或第2过冷却热交换器106的制冷剂温度进行调整。

液体管210包括主液体管213、第1分支液体管(分支液体管)211和第2分支液体管(分支液体管)212。

主液体管213与第1分支液体管211连接。第1分支液体管211从液体管210分支,通过第1过冷却热交换器106a,再次与主液体管213连接。将该第1分支液体管211再次与主液体管213连接的部位设为第1连接部221。

第1分支液体管211与第2分支液体管212连接。第2分支液体管212从第1分支液体管211分支,通过第2过冷却热交换器106b与主液体管213连接。将该第2分支液体管212与主液体管213的连接部位设为第2连接部222。

主液体管213、第1分支液体管211、和第2分支液体管212设置为相互并联。

在以供冷运转时的制冷剂流为基准设置于比第2连接部222靠下游的位置的液体管210连接有连接管250。

连接管250经由过冷却膨胀机构107与压缩机吸入管260连接。此处,压缩机吸入管260是吸入压缩机101的制冷剂流动的、连接四通阀103与压缩机101的配管。利用过冷却膨胀机构107减压而成为低温的制冷剂在连接管250中流动。

连接管250包括主连接管253、第1分支连接管(分支连接管)251和第2分支连接管(分支连接管)252。

主连接管253与第1分支连接管251连接。第1分支连接管251在第3连接部223从连接管250分支,经由第1过冷却热交换器106a再次与主连接管253连接。

此外,在主连接管253与第2分支连接管252连接。第2分支连接管252在第4连接部224从主连接管253分支,通过第2过冷却热交换器106b与第1分支连接管251连接。

以流经连接管250的制冷剂流为基准,第4连接部224位于比第3连接部223靠上游。

主连接管253、第1分支连接管251、和第2分支连接管252设置为相互并联。

第1分支液体管211和第1分支连接管251均通过第1过冷却热交换器106a而连接。此外,第2分支液体管212和第2分支连接管252均通过第2过冷却热交换器106b而连接。

以供冷运转时的制冷剂流为基准,在位于比第1连接部221靠上游的主液体管213具有第1切换部件108a。

此外,以供冷运转时的制冷剂流为基准,在位于比第1过冷却热交换器106a靠上游的第1分支液体管211具有第3切换部件108c。

此外,在位于第1连接部221与第2连接部222之间的主液体管213具有第4切换部件108d。

以流经连接管250的制冷剂流为基准,在位于比第3连接部223靠下游的主连接管253具有第2切换部件108b。

此外,以流经连接管250的制冷剂流为基准,在位于比第1过冷却热交换器106a靠下游的第1分支连接管251具有第5切换部件108e。

此外,在位于第2连接部222与第3连接部223之间的主连接管253具有第6切换部件108f。

第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e和第6切换部件108f构成切换机构280。

切换机构280通过切换第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e和第6切换部件108f,而对制冷剂向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b的流动方式进行切换。切换机构280根据供冷运转时和供暖运转时切换制冷剂的流动方式。

切换机构280以制冷剂通过由第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b形成的可旁通的回路的方式,成为可切换第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e和第6切换部件108f。在本实施方式中,能够以将第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b作为可旁通的回路,且制冷剂通过主液体管213、主连接管253的方式,切换各切换部件。另外,该情况下,可以以使制冷剂流经第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b、和由第1过冷却热交换器106a及第2过冷却热交换器106b形成的可旁通的回路全部的方式切换切换机构280,也可以以使制冷剂流经从中选择的任意者的方式切换切换机构280。

室内单元300a、300b包括室内膨胀机构301a、301b、室内热交换器302a、302b。室内热交换器302a、302b利用未图示的送风机用于对室内进行供暖/供冷。

室内热交换器302a、302b和四通阀103利用气体管220连接。四通阀103和压缩机101利用压缩机吸入管260连接。

接着,对室外单元100、室内单元300a、300b的动作进行说明。

首先,对供冷运转时(供冷负载大)的制冷剂的流动进行说明。

在供冷运转时(供冷负载大),四通阀103被设定为制冷剂沿实线流动(参照图1)。从压缩机101排出的高温高压的气体制冷剂利用油分离器102将冷冻机油分离后,通过四通阀103流入到室外热交换器104。利用室外热交换器104向外部空气放热而冷凝的高压液体制冷剂通过室外膨胀机构105。此时,室外膨胀机构105被控制为使室外热交换器104出口的制冷剂的过冷却度成为规定的值。

设定为第1切换部件108a、第2切换部件108b成为打开状态、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f成为关闭状态,制冷剂沿实线流动。通过室外膨胀机构105的制冷剂在通过第1切换部件108a后,依次被引导至第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b。

通过第2过冷却热交换器106b的制冷剂分支,一者向室内单元300a、300b供给,另一者在利用过冷却膨胀机构107减压而成为低温后,依次被引导至第2过冷却热交换器106b、第1过冷却热交换器106a进行热交换,之后,通过第2切换部件108b并返回至四通阀103与压缩机101之间。此时,过冷却膨胀机构107被控制为使返回至第1过冷却热交换器106a出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度、或向第2过冷却热交换器106b出口的室内单元300a、300b供给的制冷剂的过冷却度、或压缩机101的吸入口的过热度、或压缩机101的排出口的过热度、或压缩机101的排出温度成为规定的值。

第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b配置为串联,制冷剂以一个通道(pass)流动因此制冷剂流速变大。此外,在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂和低温的制冷剂成为相对流因此传热性能提高。

流出室外单元100的制冷剂经由液体管210向室内单元300a、300b供给。流入室内单元300a、300b的制冷剂利用室内膨胀机构301a、301b减压而成为低温后,被引导至室内热交换器302a、302b。利用室内热交换器302a、302b从屋内空气吸热而蒸发的低压气体制冷剂经由气体管220返回至室外单元100。此时,室内膨胀机构301a、301b被控制为使室内热交换器302a、302b出口的制冷剂的过热度成为规定的值。

返回至室外单元100的制冷剂在通过四通阀103后,与通过第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b并返回的制冷剂合流,并被吸入到压缩机101。

接着,对供冷运转时(供冷负载小)的制冷剂的流动进行说明。

在供冷运转时(供冷负载小),四通阀103被设定为制冷剂沿实线流动(参照图2)。从压缩机101排出的高温高压的气体制冷剂利用油分离器102将冷冻机油分离后,通过四通阀103流入到室外热交换器104。利用室外热交换器104向外部空气放热而冷凝的高压液体制冷剂通过室外膨胀机构105。此时,室外膨胀机构105被控制为使室外热交换器104出口的制冷剂的过冷却度成为规定的值。

设定为第1切换部件108a、第5切换部件108e成为打开状态,第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第6切换部件108f成为关闭状态,制冷剂沿实线流动。通过室外膨胀机构105的制冷剂在通过第1切换部件108a后,依次被引导至第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b。

通过第2过冷却热交换器106b的制冷剂分支,一者向室内单元300a、300b供给,另一者利用过冷却膨胀机构107减压而成为低温后,被引导至第2过冷却热交换器106b并进行热交换,之后,通过第5切换部件108e返回至四通阀103与压缩机101之间。此时,过冷却膨胀机构107被控制为使返回至第2过冷却热交换器106b出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度、或向第2过冷却热交换器106b出口的室内单元300a、300b供给的制冷剂的过冷却度、或压缩机101的吸入口的过热度、或压缩机101的排出口的过热度、或压缩机101的排出温度成为规定的值。

在第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为相对流因此传热性能提高。此外,因为仅使用第2过冷却热交换器106b,所以即使在供冷负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至第2过冷却热交换器106b出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度变得过大。

流出室外单元100的制冷剂经由液体管210向室内单元300a、300b供给。流入室内单元300a、300b的制冷剂利用室内膨胀机构301a、301b减压而成为低温后,被引导至室内热交换器302a、302b。利用室内热交换器302a、302b从屋内空气吸热而蒸发的低压气体制冷剂经由气体管220返回至室外单元100。此时,室内膨胀机构301a、301b被控制为使室内热交换器302a、302b出口的制冷剂的过热度成为规定的值。

返回至室外单元100的制冷剂在通过四通阀103后,与通过第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b并返回的制冷剂合流,并被吸入到压缩机101。

接着,对供暖运转时(供暖负载大)的制冷剂的流动进行说明。

在供暖运转时(供暖负载大),四通阀103被设定为制冷剂沿实线流动(参照图3)。从压缩机101排出的高温高压的气体制冷剂在利用油分离器102将冷冻机油分离后,通过四通阀103向室内单元300a、300b供给。

流出室外单元100的制冷剂经由气体管220供给至室内单元300a、300b,并被引导至室内热交换器302a、302b。利用室内热交换器302a、302b向屋内空气放热而冷凝的高压液体制冷剂通过室内膨胀机构301a、301b。此时,室内膨胀机构301a、301b被控制为使室内热交换器302a、302b出口的制冷剂的过冷却度成为规定的值。

流出室内单元300a、300b的制冷剂经由液体管210被引导至室外单元100。设定为第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f成为打开状态,第1切换部件108a、第2切换部件108b成为关闭状态,制冷剂沿实线流动。

流入室外单元100的制冷剂分支,一者在通过过冷却热交换器106a、106b后向室外热交换器104供给,另一者利用过冷却膨胀机构107减压而成为低温后,在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b进行热交换后返回至四通阀103与压缩机101之间。此时,过冷却膨胀机构107被控制为使在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b出口合流并返回至压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度、或在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b出口合流并向室外热交换器104供给的制冷剂的过冷却度、或压缩机101的吸入口的过热度、或压缩机101的排出口的过热度、或压缩机101的排出温度成为规定的值。

第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b配置为并联,制冷剂的流动成为两个通道因此制冷剂流速变小。此外,在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为并行流动因此传热性能被抑制。

通过第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b后向室外热交换器104供给的制冷剂在利用室外膨胀机构105减压而成为低温后,被引导至室外热交换器104。利用室外热交换器104从外部空气吸热而蒸发的低压气体制冷剂通过四通阀103后,与通过第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b并返回的制冷剂合流,并被吸入到压缩机101。此时,室外膨胀机构105被控制为使室外热交换器104出口的制冷剂的过热度成为规定的值。

接着,对供暖运转时(供暖负载小)的制冷剂的流动进行说明。

在供暖运转时(供暖负载小),四通阀103被设定为制冷剂沿实线流动(参照图4)。从压缩机101排出的高温高压的气体制冷剂在利用油分离器102将冷冻机油分离后,通过四通阀103向室内单元300a、300b供给。

流出室外单元100的制冷剂经由气体管220供给至室内单元300a、300b,并被引导至室内热交换器302a、302b。利用室内热交换器302a、302b向屋内空气放热而冷凝的高压液体制冷剂通过室内膨胀机构301a、301b。此时,室内膨胀机构301a、301b被控制为使室内热交换器302a、302b出口的制冷剂的过冷却度成为规定的值。

流出室内单元300a、300b的制冷剂经由液体管210被引导至室外单元100。第3切换部件108c、第5切换部件108e成为打开状态,第1切换部件108a、第2切换部件108b、第4切换部件108d、第6切换部件108f成为关闭状态,被设定为制冷剂沿实线流动。

流入室外单元100的制冷剂分支,一者在通过第2过冷却热交换器106b后向室外热交换器104供给,另一者在利用过冷却膨胀机构107减压而成为低温后,在第2过冷却热交换器106b进行热交换,之后返回至四通阀103与压缩机101之间。此时,过冷却膨胀机构107被控制为使返回至第2过冷却热交换器106b出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度、或向第2过冷却热交换器106b出口的室外热交换器104供给的制冷剂的过冷却度、或压缩机101的吸入口的过热度、或压缩机101的排出口的过热度、或压缩机101的排出温度成为规定的值。

在第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为并行流动因此传热性能被抑制。此外,因为仅使用第2过冷却热交换器106b,所以即使在供暖负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至第2过冷却热交换器106b出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度变得过大。

通过第2过冷却热交换器106b后向室外热交换器104供给的制冷剂在利用室外膨胀机构105减压而成为低温后,被引导至室外热交换器104。利用室外热交换器104从外部空气吸热并蒸发的低压气体制冷剂在通过四通阀103后,与通过第2过冷却热交换器106b并返回的制冷剂合流,并被吸入到压缩机101。此时,室外膨胀机构105被控制为使室外热交换器104出口的制冷剂的过热度成为规定的值。

另外,在本实施方式1中,第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、和第6切换部件108f能够如图5所示那样变更开闭的模式。

例如,在图5所示(i)的情况中,第1切换部件108a成为关闭,第2切换部件108b成为关闭,第3切换部件108c成为打开,第4切换部件108d成为打开,第5切换部件108e成为打开,第6切换部件108f成为打开。

图5所示(i)的状态成为图6中的切换机构280的状态。此时,将利用压缩机101排出、经由室外热交换器104向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b流动的制冷剂的流动设为主流。此外,将从主流在液体管210分支在连接管250流动的制冷剂的流动设为返回流。

该情况下,返回流能够以并联向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b两者流动,主流与返回流在第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b分别成为相对流。

因此,能够使性能变小,并且能够使制冷剂压损减小。

如以上说明,根据本实施方式,室外单元100包括:第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b;通过第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b的液体管210;以供冷时的制冷剂流为基准在第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b的下游从液体管210分支,通过第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b与作为压缩机的吸入侧的压缩机吸入管260连接的连接管250;设置于连接管250的过冷却膨胀机构107;和对于第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b,切换制冷剂的流动方式的切换机构280。

因为能够利用切换机构280,根据供冷运转时或供暖运转时的不同,或供冷负载或供暖负载的不同,改变向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b流动的制冷剂的流动方式,因此,能够有效地进行过冷却。

此外,根据本实施方式,切换机构280以第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b成为串联或并联的方式使制冷剂流动。

由此,例如在供冷运转时供冷负载较大的情况下,将多个向过冷却热交换器的制冷剂的流动方式设为串联,进而使制冷剂利用一个通道流动,由此,能够使制冷剂流速变大。该情况下,通过液体管的制冷剂与通过分支管的制冷剂成为相对流因此传热性能提高。因此,在供冷运转时供冷负载较大的情况下过冷却热交换器的性能提高因而交换热量增加,所以过冷却度可在较大范围进行控制,能够实现供冷性能提高。

此外,例如在供暖运转时供暖负载较大的情况下,将多个向过冷却热交换器的制冷剂的流动方式设为并联,利用两个通道使制冷剂流动,由此,制冷剂流速变小。该情况下,通过液体管的制冷剂与通过分支管的制冷剂成为并行流动因此传热性能被抑制。因此,在供暖运转且供暖负载较大的情况下过冷却热交换器的性能被抑制因而交换热量减少,所以过冷却度可在较小范围进行控制,能够实现供暖性能提高。

此外,根据本实施方式的空气调节装置,其特征在于,对于第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b,切换机构280根据制冷剂的流动方式使用一个上述过冷却热交换器或使用多台并进行切换。

由此,例如在供冷运转时供冷负载较小的情况下,能够设为使用一个过冷却热交换器。该情况下,即使在供冷负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大。在供冷运转时供冷负载较小的情况下,即使在供冷负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大,由此,能够维持控制性,实现供冷性能提高。

此外,例如在供暖运转时供暖负载较小的情况下,能够设为使用一个过冷却热交换器。该情况下,即使在供暖负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大。在供暖运转且供暖负载较小的情况中供暖负载较小而制冷剂循环量较少,即使在此种情况下,也能够防止返回至过冷却热交换器出口的压缩机的吸入口的制冷剂的过热度变得过大,由此,能够维持控制性,能够实现供暖性能提高。

此外,根据本实施方式,液体管210并排地具有主液体管213、第1分支液体管211和第2分支液体管212,连接管250并排地具有主连接管253、第1分支连接管251和第2分支连接管252。此外,第1过冷却热交换器106a配置于第1分支液体管211和第1分支连接管251通过的位置,第2过冷却热交换器106b配置于第2分支液体管212和第2分支连接管252通过的位置。并且,作为切换机构,在第1分支液体管211中,在第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b的上游具有第3切换部件108c,在主液体管213中,在第1过冷却热交换器106a的下游具有第4切换部件108d,在第1分支连接管251中,在第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b的下游具有第5切换部件108e,在主连接管253中,在第1过冷却热交换器106a的上游具有第6切换部件108f。

由此,能够利用切换机构280根据供冷运转时或供暖运转时的不同,或供冷负载或供暖负载的不同而改变向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b流动的制冷剂的流动方式,因此,能够有效地进行过冷却。

此外,根据本实施方式,作为多个过冷却热交换,包括第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b,以供冷运转时的制冷剂流为基准,在位于比第1连接部221靠上游的主液体管213具有第1切换部件108a,在位于比第1过冷却热交换器106a靠上游的第1分支液体管211具有第3切换部件108c,在位于第1连接部221与第2连接部222之间的主液体管213具有第4切换部件108d,以流经连接管250的制冷剂流为基准,在位于比第3连接部223靠下游的主连接管253具有第2切换部件108b,在位于比第1过冷却热交换器106a靠下游的第1分支连接管251具有第5切换部件108e,在位于第2连接部222与第3连接部223之间的主连接管253具有第6切换部件108f,由此,切换机构280由第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e和第6切换部件108f构成。

由此,能够利用切换机构280根据供冷运转时或供暖运转时的不同,或供冷负载或供暖负载的不同而改变向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b流动的制冷剂的流动方式,因此,能够有效地进行过冷却。

根据本实施方式,在供冷运转时供冷负载较大的情况下,将第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b配置为串联,制冷剂成为以一个通道流动,在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为相对流,由此,第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b的性能提高,因此,交换热量增加,过冷却度能够在较大范围进行控制,能够实现供冷性能提高。

在供冷运转时供冷负载较小的情况下,仅使用第2过冷却热交换器106b,制冷剂成为以一个通道流动,在第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为相对流,由此,即使在供冷负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至第2过冷却热交换器106b出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度变得过大,由此,能够维持控制性,能够实现供冷性能提高。

在供暖运转且供暖负载较大的情况下,将第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b配置为并联,制冷剂成为以两个通道流动,在第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为并行流动,由此,可抑制第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b的性能,因此,交换热量减少,过冷却度能够在较小范围进行控制,能够实现供暖性能提高。

在供暖运转且供暖负载较小的情况下,仅使用第2过冷却热交换器106b,在第2过冷却热交换器106b中,高温的制冷剂与低温的制冷剂成为并行流动,由此,即使供暖负载较小且制冷剂循环量较少的情况下,也能够防止返回至第2过冷却热交换器106b出口的压缩机101的吸入口的制冷剂的过热度变得过大,由此,能够维持控制性,能够实现供暖性能提高。

在实施例中,对使用第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b的情况和仅使用第2过冷却热交换器106b的情况进行了说明,但例如在供暖运转且供暖负载较小的情况下(参照图4),也可设第1切换部件108a为打开状态,而用作使从室内单元300a、300b返回的制冷剂的一部分对第2过冷却热交换器106b进行旁通的旁通路径,由此实现过冷却热交换器106b中的制冷剂侧压力损失降低。

此外,在不使用第1过冷却热交换器106a、第2过冷却热交换器106b(将过冷却膨胀机构107设为全关闭状态,制冷剂不返回至压缩机101的吸入口)的情况下,将第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f全部设为打开状态,通过将制冷剂设为以三个通道流动,可实现制冷剂侧压力损失降低。

而且,将止回阀用作切换部件也可实现成本降低。

另外,如图7所示,以供冷运转时的制冷剂流为基准,在设置于比第2过冷却热交换器106b靠上游的位置的第2分支液体管212可以进一步具有第7切换部件108g。此外,如图7所示,进一步,以流经连接管250的制冷剂流为基准,也可以在设置于比第2过冷却热交换器106b靠下游的位置的第2分支连接管252具有第8切换部件108h。

该情况下,切换机构成为由第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h构成。

此外,切换机构所具有的第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h也可不必全部具备。

图8所示的〇表示第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h包括于切换机构的情况。图8所示的×表示上述切换部件没有包括于切换机构的情况。

像这样,包括于切换机构的第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h以何种形式设置,能够使用图8所示的模式。

另外,图8所示的图中的i成为在实施方式1所说明的模式。

以下对图8所示的模式中具有代表性的图中的ii和图中的iii在实施方式2、实施方式3中进行说明。

(实施方式2)

图9是表示图8所示模式中图中的ii的切换机构380的图。在实施方式2中,就与实施方式1相同的结构附相同的附图标记,并省略其说明。

在实施方式2中,切换机构380包括第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e和第6切换部件108f。切换机构380不包括第1切换部件108a、第2切换部件108b、第7切换部件108g和第8切换部件108h。

在实施方式2中,第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e和第6切换部件108f能够如图10所示那样变更开闭的模式。

例如,在图10所示的(i)的情况下,第3切换部件108c成为关闭,第4切换部件108d成为关闭,第5切换部件108e成为关闭,第6切换部件108f成为关闭。

图10所示的(i)的状态成为图11中的切换机构380的状态。此时,将利用压缩机101排出、经由室外热交换器104向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b流动的制冷剂的流动设为主流。此外,将从主流在液体管210分支在连接管250流动的制冷剂的流动设为返回流。

该情况下,主流流经液体管210,通过第1过冷却热交换器106a流经第1分支液体管211、通过第2过冷却热交换器106b流经第2分支液体管212,再次流经液体管210,因此,以串联流动。此外,返回流流经连接管250,通过第2过冷却热交换器106b流经第2分支连接管252,通过第1过冷却热交换器106a流经第1分支连接管251,再次流经连接管250,因此,以串联流动。此主流和返回流成为串联且成为相对流。

因此,在性能变大、例如需要较多过冷却度进行供冷时(长配管等)尤其有效。

此外,例如,在图10所示的(ii)的情况下,第3切换部件108c成为打开,第4切换部件108d成为关闭,第5切换部件108e成为打开,第6切换部件108f成为关闭。

图10所示的(i)的状态成为图12中的切换机构380的状态。

该情况下,主流和返回流均仅流经第2过冷却热交换器106b,不流经第1过冷却热交换器106a。

因此,主流与返回流在第2过冷却热交换器106b成为相对流,因此,在性能变小、例如在供冷负载较小的情况下尤其有效。

此外,例如,在图10所示的(iii)的情况下,第3切换部件108c成为打开,第4切换部件108d成为打开,第5切换部件108e成为关闭,第6切换部件108f成为打开。

图10所示的(iii)的状态成为图13中切换机构380的状态。

该情况下,主流在液体管210、通过第1过冷却热交换器106a的第1分支液体管211和通过第2过冷却热交换器106b的第2分支液体管212三根以并联流动。此外,返回流不在通过第1过冷却热交换器106a的第1分支连接管251和通过第2过冷却热交换器106b的第2分支连接管252流动,仅流经连接管250。

由此,主流成为以并联流动,因此,能够使制冷剂压损变小。

此外,例如图10所示的(iv)的情况下,第3切换部件108c成为打开,第4切换部件108d成为打开,第5切换部件108e成为打开,第6切换部件108f成为打开。

图10所示的(iii)的状态成为图14中的切换机构380的状态。

该情况下,主流在液体管210、通过第1过冷却热交换器106a的第1分支液体管211和通过第2过冷却热交换器106b的第2分支液体管212三根以并联流动。此外,返回流在连接管250、通过第1过冷却热交换器106a的第1分支连接管251和通过第2过冷却热交换器106b的第2分支连接管252三者以并联流动。

由此,主流与返回流成为相对流,因此,能够使性能变小,且能够使制冷剂压损减小。

(实施方式3)

图15是表示图8所示的模式中,图中的iii的切换机构480的图。在实施方式3中,对与实施方式1相同的结构附相同的附图标记,省略其说明。

在实施方式3中,切换机构480包括第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h。切换机构380不包括第1切换部件108a、第2切换部件108b。

在实施方式3中,第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h能够如图16所示那样变更开闭的模式。

图16所示的(i)的情况中,第3切换部件108c成为打开,第4切换部件108d成为打开,第5切换部件108e成为打开,第6切换部件108f成为打开,第7切换部件108g成为关闭,第8切换部件108h成为关闭。

图16所示的(i)的状态成为图15中的切换机构480的状态。此时,将利用压缩机101排出、经由室外热交换器104向第1过冷却热交换器106a和第2过冷却热交换器106b流动的制冷剂的流动设为主流。此外,将从主流在液体管210分支在连接管250流动的制冷剂的流动设为返回流。

该情况下,主流在液体管210和通过第1过冷却热交换器106a的第1分支液体管211两者以并联流动。此外,返回流在连接管250和通过第1过冷却热交换器106a的第1分支连接管251两者以并联流动。该主流和返回流在使用第1过冷却热交换器106a一个的状态下,成为两者并联并成为相对流。

因此,能够使性能变小,使制冷剂压损减小。

以上,基于本实施方式对本发明进行了说明,但本发明未被限定于这些实施方式。其至多仅是对本发明的实施的形态进行示例,因此,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行任意地变更及应用。

例如,在实施方式1至实施方式3中,第1分支液体管211和第1分支连接管251以均通过第1过冷却热交换器106a的方式连接。此外,第2分支液体管212和第2分支连接管252以均通过第2过冷却热交换器106b的方式连接。

如图17所示,该第2过冷却热交换器106b可以配置为能够利用流经液体管210和连接管250的主流和返回流进行过冷却。即,液体管210和连接管250也可以以通过第2过冷却热交换器106b的方式连接。

该情况下,第2过冷却热交换器106b位于以液体管210中供冷运转时的制冷剂流为基准的第1切换部件108a的上游,以连接管250中的流经连接管250的制冷剂流为基准的第2切换部件108b的下游。

该情况下,第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h构成切换机构580。

另外,在该情况下,也可以不必包括第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h全部。

图18所示的〇表示第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h包括于切换机构580。图18所示的×表示它们不包括于切换机构580。

包括于切换机构580的第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h以何种方式设置,能够使用图18所示的模式。

此外,例如如图19所示,第1过冷却热交换器106a可以配置为能够利用流经液体管210和连接管250的主流和返回流进行过冷却。即,液体管210和连接管250也可以以通过第2过冷却热交换器106b的方式连接。

该情况下,第1过冷却热交换器106a位于以液体管210中供冷运转时的制冷剂流为基准的第1切换部件108a的上游,以连接管250中的流经连接管250的制冷剂流为基准的第2切换部件108b的下游。

该情况下,第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h构成切换机构680。

另外,在该情况下,也可以不必包括第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h全部。

图20所示的〇表示第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g和第8切换部件108h包括于切换机构680。图20所示的×表示它们不包括于切换机构680。

包括于切换机构680的第1切换部件108a、第2切换部件108b、第3切换部件108c、第4切换部件108d、第5切换部件108e、第6切换部件108f、第7切换部件108g、和第8切换部件108h以何种方式设置,能够使用图20所示的模式。

工业上的利用可能性

本发明提供在包括一台或多台的室外单元和一台或多台的室内单元的空气调节装置中,能够通过适当地控制过冷却热交换器的交换热量而实现性能提高的空气调节装置。

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