空调机的室外单元以及控制方法与流程

文档序号:11248709阅读:665来源:国知局
空调机的室外单元以及控制方法与流程

本公开涉及同时设置有通过发动机驱动的发动机驱动压缩机和通过电力驱动的电源驱动压缩机的空调机的室外单元以及控制方法。



背景技术:

气体热泵在部分负载时,气体发动机的热效率下降,作为空调机的运转效率下降。为了避免该情况,提出所谓的电源驱动压缩机和发动机驱动压缩机的混合动力室外单元(例如,参照专利文献1、图5),该单元同时设置有排量比通过气体发动机驱动的发动机驱动压缩机小的电源驱动压缩机,在部分负载时以电源驱动压缩机为主体而运转、在高负载时以气体发动机为主体而运转。

根据专利文献1,根据空调负载,选择仅使发动机驱动压缩机112运转、仅使电源驱动压缩机113运转或者使发动机驱动压缩机112和电源驱动压缩机113双方运转。由此,根据所要求的空调负载而选择可进行效率最高的运转的压缩机,不管空调负载的大小如何都能得到较高的效率。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】特开2003-56931



技术实现要素:

然而,在专利文献1所记载的构成中,在同时驱动排量即额定能力不同的压缩机而运转的情况下,存在排量较小、额定能力较低的压缩机的运转可靠性恶化的问题。

一般地,在单独使额定能力较高的压缩机运转的情况下,与单独使额定能力较低的压缩机运转的情况相比,具有高压(排出压力)变得更高、低压(吸入压力)变得更低而高低压力差变大的倾向。在供冷运转时,对于因室内机中的制冷剂的蒸发温度大致确定的吸入压力,压缩机的额定能力的不同引起的差较小,但对于排出压力,该差变大。

例如,在搭载有额定能力为20hp的发动机驱动压缩机与额定能力为10hp的电源驱动压缩机的混合动力室外单元中,具有使额定能力为20hp的发动机驱动压缩机单独进行供冷运转的情况下的排出压力变得比使额定能力为10hp的电源驱动压缩机单独进行供冷运转的情况下高的倾向。而且,单独运转的发动机驱动压缩机的运转频率与电源驱动压缩机的运转频率的差、即发动机驱动压缩机排出的制冷剂流量与电源驱动压缩机排出的制冷剂流量的差越大,该排出压力的差变得越显著。

因此,在上述混合动力室外单元中,如果同时驱动双方的压缩机、缩小电源驱动压缩机的运转频率,则电源驱动压缩机的排出压力被发动机驱动压缩机的排出压力带动而显著上升,电源驱动压缩机被迫进行比单独运转时大的高低压力差下的驱动。

在压缩机的运转频率较低的情况下,向压缩机内的各滑动部的润滑油供给停滞,轴承中的油膜形成变得困难。由此,这样高低压力差较大的状态下的驱动在压缩机各滑动部的润滑困难的状态下,施加过大的负载,使电源驱动压缩机的运转可靠性下降。

本公开用于解决上述问题,其目的在于提供:在同时设置有第1压缩机和容量比第1压缩机小的第2压缩机的空调机的室外单元中防止第2压缩机的排出压力被提升到第1压缩机的排出压力、使第2压缩机的运转可靠性提高的空调机的室外单元以及控制方法。

为了解决上述问题,在本公开的空调机的室外单元中,具备:

第1压缩机;

容量比所述第1压缩机小的第2压缩机;

切换从所述第1压缩机排出的制冷剂的流通方向的第1切换部;

切换从所述第2压缩机排出的制冷剂的流通方向的第2切换部;

第1室外换热器;

第2室外换热器;

气管连接口;

液管连接口;和

控制部,

所述控制部在供冷运转时,使得所述气管连接口连接于所述第1压缩机的吸入管和所述第2压缩机的吸入管,并且,切换所述第1切换部以及所述第2切换部,以使得所述液管连接口经由所述第1室外换热器和第1切换部连接于所述第1压缩机的排出管且经由所述第2室外换热器和第2切换部而连接于所述第2压缩机的排出管。

另外,还具备旁通回路和控制旁通回路的连通的开闭阀,该旁通回路连结:第1切换部与第1室外换热器之间的配管和第2切换部与第2室外换热器之间的配管。

由此,在第1压缩机和容量比第1压缩机小的第2压缩机同时驱动的供冷运转时,即使在第2压缩机排出的制冷剂流量与第1压缩机排出的制冷剂流量相比极少的情况下,也通过调整第1膨胀阀的开度,将第2压缩机的排出压力维持为比第1压缩机的排出压力低的状态。由此,容量较小的第2压缩机的排出压力不会被提升到第1压缩机的排出压力。

另外,在空调机的室外单元为在上部一体成形有送风风扇、在侧面一体成形有第1室外换热器与第2室外换热器的顶吹单元且为将第1室外换热器配置于第2室外换热器之上的构成时,当第1压缩机和第2压缩机排出的各自的制冷剂流量最小且第1压缩机的排出压力与第2压缩机的排出压力大致相等的供冷运转时,通过使得开闭阀打开、使得第2膨胀阀关闭,使第1压缩机的排出制冷剂与第2压缩机的排出制冷剂都在空气流速较快、换热效率较高的第1室外换热器与空气换热。

进而,在仅第1压缩机工作的情况下,通过使开闭阀关闭,使第1压缩机的排出制冷剂在空气流速较快、换热效率较高的第1室外换热器与空气换热。另外,在仅第2压缩机工作的情况下,通过使开闭阀打开、使第2膨胀阀关闭,而使第2压缩机的排出制冷剂在第1室外换热器与空气换热。

另外,在本公开的空调机的室外单元中,具备:第1压缩机;容量比第1压缩机小的第2压缩机;切换第1压缩机的排出制冷剂的流通方向的第1切换部;切换第2压缩机的排出制冷剂的流通方向的第2切换部;第1室外换热器;第2室外换热器;使发动机排热与制冷剂换热的第3室外换热器;气管连接口;液管连接口;控制部;连结第1切换部与第1室外换热器之间的配管和第2切换部与第2室外换热器之间的配管的旁通回路;和控制旁通回路的连通的开闭阀,具备:设置于所述第1切换部与所述第1室外换热器之间的、使制冷剂仅向所述第1室外换热器的方向流通而不向相反方向流通的第1单向阀;设置于所述第1切换部与所述气管连接口之间的、使制冷剂仅向所述气管连接口的方向流通而不向相反方向流通的第2单向阀;设置于所述第2切换部与所述第2室外换热器之间的、使制冷剂仅向所述第2室外换热器的方向流通而不向相反方向流通的第3单向阀;和设置于所述第2切换部与所述气管连接口之间的、使制冷剂仅向所述气管连接口的方向流通而不向相反方向流通的第4单向阀,控制部在除霜运转时,使得气管连接口连接于第2压缩机的排出管,使得液管连接口经由第3室外换热器连接于第1压缩机以及第2压缩机的吸入管,且切换第1切换部以及第2切换部、对开闭阀进行开闭,以使得液管连接口经由第2室外换热器和第1切换部、或经由第1室外换热器和第1切换部而选择性地连接于第1压缩机的排出管。

由此,能够一边继续供暖运转一边进行除霜运转。

在同时驱动第1压缩机与容量比第1压缩机小的第2压缩机的供冷运转时,即使在第2压缩机排出的制冷剂流量与第2压缩机相比极少的情况下,也能够防止第2压缩机的排出压力的过度上升,使第2压缩机的运转可靠性提高。

另外,在同时驱动第1压缩机与第2压缩机的供冷运转时,无论第2压缩机排出的制冷剂流量如何,第2压缩机的排出压力都不会被提升到第1压缩机的排出压力,所以能够防止第2压缩机的运转效率下降。

另外,在空调机的室外单元为顶吹单元且第1压缩机与第2压缩机都以最低频率驱动的供冷运转时,使第1压缩机与第2压缩机的排出压力都下降,即使在压缩机各滑动部的润滑困难的运转状态下,也能够使第1压缩机以及第2压缩机的运转可靠性提高。

进而,即使在第1压缩机或者第2压缩机单独工作的情况下,也使得在第1室外换热器与第2室外换热器中的换热效率较高的换热器与外部空气换热,所以能够使空调机的运转效率提高。

附图说明

图1是本公开的实施方式1中的空调机的制冷循环图。

图2是本公开的实施方式2中的空调机的制冷循环图。

图3是室外单元的外观图。

图4是本公开的实施方式3中的空调机的制冷循环图。

图5是以往技术中的空调机的制冷循环图。

附图标记说明

100:室外单元

112:第1压缩机(发动机驱动压缩机)

113:第2压缩机(电源驱动压缩机)

117:第1四通阀

118:第2四通阀

120:第1室外换热器

121:第2室外换热器

122:发动机排热换热器(第3室外换热器)

140:旁通管(旁通回路)

141:旁通管开闭阀(开闭阀)

180:气管连接口

190:液管连接口

200、210:室内机

300:控制部

具体实施方式

第1公开是一种空调机的室外单元,具备:

第1压缩机;

容量比所述第1压缩机小的第2压缩机;

切换从所述第1压缩机排出的制冷剂的流通方向的第1切换部;

切换从所述第2压缩机排出的制冷剂的流通方向的第2切换部;

第1室外换热器;

第2室外换热器;

气管连接口;

液管连接口;和

控制部,

所述控制部在供冷运转时,

使得所述气管连接口连接于所述第1压缩机的吸入管和所述第2压缩机的吸入管,并且,

切换所述第1切换部以及所述第2切换部,以使得所述液管连接口经由所述第1室外换热器和第1切换部连接于所述第1压缩机的排出管、且经由所述第2室外换热器和第2切换部而连接于所述第2压缩机的排出管。

第1公开所述的空调机的室外单元也可以还具备:调整在所述第1室外换热器中流动的制冷剂的流量的第1膨胀阀。另外,也可以为:所述控制部在所述供冷运转时,切换所述第1切换部以及所述第2切换部,以使得所述液管连接口经由所述第1膨胀阀、所述第1室外换热器以及第1切换部而连接于所述第1压缩机的排出管且经由所述第2室外换热器和第2切换部而连接于所述第2压缩机的排出管。

由此,在供冷运转时,即使在第1压缩机和容量比第1压缩机小的第2压缩机同时驱动、第2压缩机排出的制冷剂流量与第1压缩机排出的制冷剂流量相比极少的情况下,也能通过调整第1膨胀阀(第1室外单元减压阀130)的开度,将第2压缩机的排出压力维持为比第1压缩机的排出压力低的状态。由此,容量较小的第2压缩机的排出压力不会被提升到第1压缩机的排出压力。

由此,在本公开中,在供冷运转时,能够防止容量比第1压缩机小的第2压缩机的排出压力的过度上升,使第2压缩机的运转可靠性提高。

第2公开是如第1公开所述的空调机的室外单元,具备:连结第1切换阀与第1室外换热器之间的配管和第2切换阀与第2室外换热器之间的配管的旁通回路;和控制旁通回路的连通的开闭阀。

由此,在例如空调机的室外单元为顶吹单元、第1压缩机和容量比第1压缩机小的第2压缩机排出的各自的制冷剂流量为最小(第1压缩机和第2压缩机都以最低运转频率驱动)且第1压缩机的排出压力与第2压缩机的排出压力大致相等的供冷运转时,通过使得开闭阀打开、第2膨胀阀关闭,使第1压缩机的排出制冷剂和第2压缩机的排出制冷剂都在空气流速较快、换热能力较高的第1室外换热器与空气换热。

当在这样的运转条件下仅使用第1室外换热器时,与使用第1室外换热器和第2室外换热器的情况相比,第1室外换热器内部的制冷剂流速上升产生的热传递率提高效果比传热面积降低的影响大,从制冷剂向空气的散热量增大,第1压缩机以及第2压缩机的排出压力下降。

由此,在本公开中,在第1压缩机和第2压缩机都以最低频率驱动的供冷运转时,使第1压缩机和第2压缩机的排出压力都下降,即使在压缩机各滑动部的润滑困难的运转状态下,也能够使第1压缩机以及第2压缩机的运转可靠性提高。

另外,在仅第1压缩机工作的情况下,通过使得开闭阀关闭,使第1压缩机的排出制冷剂在空气流速较快、换热效率较高的第1室外换热器与空气换热,在仅第2压缩机工作的情况下,通过使得开闭阀打开、第2膨胀阀关闭,使第2压缩机的排出制冷剂在第1室外换热器与空气换热。

由此,在本公开中,即使在第1压缩机或者第2压缩机单独工作的情况下,也使得在第1室外换热器和第2室外换热器中的换热能力较高的换热器与外部空气换热,所以能够使空调机的运转效率提高。

第3公开是如第2公开所述的空调机的室外单元,将第1室外换热器的每单位面积的换热能力设定得比第2室外换热器高,供冷运转的控制部在使第1压缩机和第2压缩机双方以低运转频率进行供冷运转的情况下,通过使得开闭阀打开、第2室外换热器的出口的第2膨胀阀(第2室外单元减压阀131)关闭,而使第1压缩机和第2压缩机双方的排出制冷剂通过第1室外换热器换热。

由此,在第1压缩机和第2压缩机都以低频率驱动的供冷运转时,使第1压缩机和第2压缩机的排出压力都下降,即使在压缩机各滑动部的润滑困难的运转状态下,也能够使第1压缩机以及第2压缩机的运转可靠性提高。

第4公开是如第2公开或第3公开所述的空调机的室外单元,供冷运转的控制部在第1压缩机单独工作时,使得开闭阀关闭,由此通过第1室外换热器使第1压缩机的排出制冷剂换热。

由此,在单独驱动第1压缩机的供冷运转时,使其通过换热能力较高的第1换热器与外部空气换热,所以能够使空调机的运转效率提高。

第5公开是如第2公开或第3公开所述的空调机的室外单元,供冷运转的控制部,在第2压缩机单独工作时,通过使得开闭阀打开、第2室外换热器的出口的第2膨胀阀关闭,而使第2压缩机的排出制冷剂通过第1室外换热器换热。

由此,在单独驱动第2压缩机的供冷运转时,使其通过换热能力较高的第1换热器与外部空气换热,所以能够使空调机的运转效率提高。

第6公开是如第1公开所述的空调机的室外单元,还具备:使发动机排热与制冷剂换热的第3室外换热器;连结所述第1切换部与所述第1室外换热器之间的配管和所述第2切换部与所述第2室外换热器之间的配管的旁通回路;控制所述旁通回路的连通的开闭阀;设置于所述第1切换部与所述第1室外换热器之间的、使制冷剂仅向所述第1室外换热器的方向流通而不向相反方向流通的第1单向阀;设置于所述第1切换部与所述气管连接口之间的、使制冷剂仅向所述气管连接口的方向流通而不向相反方向流通的第2单向阀;设置于所述第2切换部与所述第2室外换热器之间的、使制冷剂仅向所述第2室外换热器的方向流通而不向相反方向流通的第3单向阀;和设置于所述第2切换部与所述气管连接口之间的、使制冷剂仅向所述气管连接口的方向流通而不向相反方向流通的第4单向阀,所述控制部在除霜运转时,使得所述气管连接口连接于所述第2压缩机的排出管,使得所述液管连接口经由所述第3室外换热器而连接于所述第1压缩机以及所述第2压缩机的吸入管,且切换所述第1切换部以及所述第2切换部、对所述开闭阀进行开闭,以使得所述液管连接口经由所述第2室外换热器和第1切换部或经由所述第1室外换热器和第1切换部而选择性地连接于所述第1压缩机的排出管。

由此,能够一边继续进行供暖运转一边进行除霜运转。

第7公开是一种空调机的控制方法,空调机具备:第1压缩机;容量比第1压缩机小的第2压缩机;切换第1压缩机的排出制冷剂的流通方向的第1切换部;切换第2压缩机的排出制冷剂的流通方向的第2切换部;第1室外换热器;第2室外换热器;气管连接口;和液管连接口,该控制方法中,在供冷运转时,使得气管连接口连接于第1压缩机的吸入管和第2压缩机的吸入管,并切换第1切换部以及所述第2切换部,以使得液管连接口经由第1室外换热器和第1切换部而连接于第1压缩机的排出管、且经由第2室外换热器和第2切换部而连接于第2压缩机的排出管。

由此,在供冷运转时,即使在第1压缩机和容量比第1压缩机小的第2压缩机同时驱动、第2压缩机排出的制冷剂流量与第1压缩机排出的制冷剂流量相比极少的情况下,也通过调整第1膨胀阀的开度,将第2压缩机的排出压力维持为比第1压缩机的排出压力低的状态。由此,容量较小的第2压缩机的排出压力不会被提升到第1压缩机的排出压力。

由此,在本公开中,在供冷运转时,能够防止容量比第1压缩机小的第2压缩机的排出压力的过度上升,使第2压缩机的运转可靠性提高。

以下,一边参照附图一边对本公开的实施方式进行说明。另外,本公开并不由该实施方式限定。

(实施方式1)

将本实施方式的空调机的制冷循环构成表示于图1。图1的空调机形成为:相对于1台室外单元连接了2台室内机的所谓的双胞胎构成。另外,关于制冷循环构成,并不限定于图1所示的构成。例如,也能够并联连接2台以上室外单元、3台以上室内机。

100为室外单元,室外单元100与室内机200、210通过制冷剂流通的配管连结。300为供冷供暖运转的控制部。在室外单元100中,111为例如以气体为驱动源的发动机,112为从发动机111得到驱动力而压缩制冷剂的第1压缩机(发动机驱动压缩机),113为通过商用电源等电力驱动的第2压缩机(电源驱动压缩机)。第1压缩机112的排量比第2压缩机113的排量大。另外,第1压缩机112、第2压缩机113的润滑油为相同的制冷机油。

114为储存器,从第1压缩机112的吸入配管与第2压缩机113的吸入配管的汇合点连接于与两压缩机相反侧的制冷剂配管,向两压缩机供给气体制冷剂。

115为第1压缩机用油分离器,被设置于第1压缩机112的排出配管,将第1压缩机112的排出气体所含的制冷机油分离。通过第1压缩机用油分离器115分离出的制冷机油通过第1压缩机用油返回管115a返回到第1压缩机112的吸入配管。第1压缩机用油返回管115a的连通通过第1压缩机用油返回管开闭阀115b的开闭而控制。

116为第2压缩机用油分离器,被设置于第2压缩机113的排出配管,将第2压缩机113的排出气体所含的制冷机油分离。通过第2压缩机用油分离器116分离出的制冷机油通过第2压缩机用油返回管116a返回到第2压缩机113的吸入配管。第2压缩机用油返回管116a的连通通过第2压缩机用油返回管开闭阀116b的开闭而控制。

另外,也可以为下述的构成:使第1压缩机用油返回管115a与第2压缩机用油返回管116a汇合,将通过第1压缩机用油分离器115分离出的制冷机油与通过第2压缩机用油分离器116分离出的制冷机油集中,返回到第1压缩机112与第2压缩机113。此时,制冷机油的返回目的地为储存器114与汇合点之间,所述汇合点为第1压缩机112的吸入配管与第2压缩机113的吸入配管的汇合点。

117是在供冷运转与供暖运转中切换第1压缩机112的排出制冷剂流动的路径的第1四通阀。另外,118是在供冷运转与供暖运转中切换第2压缩机113的排出制冷剂流动的路径的第2四通阀。在图1中,制冷剂以实线流动的情况为供冷运转,制冷剂以虚线流动的情况为供暖运转。

120为其一端与第1四通阀连接的第1室外换热器,121为其一端与第2四通阀连接的第2室外换热器。在第1室外换热器120、第2室外换热器121中,利用翅片&管换热器、微型管换热器等。通过室外送风风扇150供给室外单元100的周围的空气,在第1室外换热器120以及第2室外换热器121的管内部流动的制冷剂与通过翅片的空气进行换热。

122是进行在发动机111的冷却中使用后的高温的冷却水与制冷剂的换热的发动机排热换热器,在供暖时利用。在发动机排热换热器中利用板式换热器。

130为与第1室外换热器连接且使制冷剂减压、膨胀的第1室外单元减压阀。另外,131为与第2室外换热器连接且使制冷剂减压、膨胀的第2室外单元减压阀。进而,132为调整向发动机排热换热器122流入的制冷剂流量的发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀。

在室外单元100,具有2个配管连接口。180为与主要供气体制冷剂流通的气管连接的气管连接口,190为与主要供液态制冷剂流通的液管连接的液管连接口。

在室内机200中,201为室内换热器,202为向室内换热器201供给室内机200周围的空气的室内送风风扇,203为使制冷剂减压、膨胀的室内机减压装置。同样,在室内机210中,211为室内换热器,212为向室内换热器211供给室内机210周围的空气的室内送风风扇,213为使制冷剂减压、膨胀的室内机减压装置。

接下来,对室外单元100、室内机200、210的工作进行说明。

通过控制部300,在进行供冷运转时,第1四通阀117与第2四通阀118被设定为使得制冷剂以实线流动(参照图1)。另外,发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132为关闭,在发动机排热换热器122中没有制冷剂流动。

通过第1压缩机112压缩后的高温高压的制冷剂流入第1压缩机用油分离器115。在第1压缩机用油分离器115使制冷机油分离了的纯度较高的气体制冷剂通过第1四通阀117,进入第1室外换热器120。气体制冷剂在第1室外换热器120与外部空气换热而散热后冷凝,变为高压的液态制冷剂而通过第1室外单元减压阀130,与通过了第2室外单元减压阀131的制冷剂汇合后,向室内机200、210供给。

另一方面,通过第2压缩机113压缩后的高温高压的制冷剂流入第2压缩机用油分离器116。在第2压缩机用油分离器116使制冷机油分离了的纯度较高的气体制冷剂通过第2四通阀118,进入第2室外换热器121。气体制冷剂在第2室外换热器121与外部空气换热而散热后冷凝,变为高压的液态制冷剂而通过第2室外单元减压阀131,与通过了第1室外单元减压阀130的制冷剂汇合后,向室内机200、210供给。

在同时驱动第1压缩机112与第2压缩机113、第2压缩机113排出的制冷剂流量与第1压缩机112相比极少的情况下,通过例如使得第2室外单元减压阀131完全打开、缩小第1室外单元减压阀130的开度,将第2压缩机113的排出压力维持为比第1压缩机112的排出压力低的状态。即,使得第2压缩机113的排出压力不会被提升到第1压缩机112的排出压力。

第1室外单元减压阀130的控制例如如下所述那样进行。测定第1压缩机112的排出压力和第1室外换热器120与第1室外单元减压阀130之间的制冷剂温度(第1室外换热器出口温度),计算由第1压缩机112的排出压力计算的第1室外换热器120中的制冷剂冷凝温度与第1室外换热器出口温度的差、即流出第1室外换热器120的制冷剂的过冷度,控制第1室外单元减压阀130以使得该过冷度变为预定值。

另外,通过第1压缩机用油分离器115分离出的制冷机油,在第1压缩机112驱动着的情况下,通过使得第1压缩机用油返回管开闭阀115b打开,而通过第1压缩机用油返回管115a返回到第1压缩机112的吸入配管。在第1压缩机112不驱动的情况下,使得第1压缩机用油返回管开闭阀115b变为闭。

另外,通过第2压缩机用油分离器116分离出的制冷机油,在第2压缩机113驱动着的情况下,通过使得第2压缩机用油返回管开闭阀116b打开,而通过第2压缩机用油返回管116a返回到第2压缩机113的吸入配管。在第2压缩机113不驱动的情况下,使得第2压缩机用油返回管开闭阀116b变为闭。

进入室内机200的高压的液态制冷剂通过室内机减压装置203减压,变为气液二相状态,流入室内换热器201。气液二相状态的制冷剂在室内换热器201,与成为空调对象的空间的空气换热而吸热后蒸发,变为气体制冷剂而从室内机200流出。

在室内机210,也与室内机200同样,首先,高压的液态制冷剂通过室内机减压装置213减压,变为气液二相状态,流入室内换热器211。气液二相状态的制冷剂在室内换热器211,与成为空调对象的空间的空气换热而吸热后蒸发,变为气体制冷剂而从室内机210流出。

另外,在仅室内机200进行供冷运转的情况下,将室内机减压装置213关闭,不向室内机210的室内换热器211进行制冷剂的供给。另一方面,在仅室内机210进行供冷运转的情况下,将室内机减压装置203关闭,不向室内机200的室内换热器201进行制冷剂的供给。

从室内机200、210流出的气体制冷剂再度返回到室外单元100。流入室外单元100的气体制冷剂在室外单元100的内部分支,一方通过第1四通阀117,另一方通过第2四通阀,再度汇合。汇合后的制冷剂通过储存器114,返回到第1压缩机112以及第2压缩机113。

供冷运转时的、第1压缩机112与第2压缩机113的运转方法,通过控制部300例如如下进行。

在供冷负载比第1压缩机112以最低运转频率运转时的供冷能力(第1压缩机112的最小供冷能力)小的情况下,仅通过第1压缩机112则陷入断续运转,所以仅使第2压缩机113运转。

在供冷负载比第1压缩机112的最小供冷负载大、且比第1压缩机112与第2压缩机113都以最低运转频率运转的情况下的供冷能力(两压缩机运转时的最小供冷能力)小的情况下,选择第1压缩机112与第2压缩机113的某一方例如运转成本较低或者消耗能量较小一方而运转。

在供冷负载比两压缩机运转时的最小供冷能力大的情况下,使第1压缩机112和第2压缩机113双方以例如运转成本或者消耗能量变为最小的方式运转。在该情况下,在用于使运转成本或者消耗能量最小的第1压缩机112与第2压缩机113的运转频率的确定中,利用各压缩机的运转频率与运转成本或者消耗能量的关系。

实际上,第1压缩机112承担的供冷负载相对于供冷负载全体的比例为:仅使第1压缩机112以最高运转频率运转时的供冷能力相对于使两压缩机都以最高运转频率运转的情况下的最大供冷能力(两压缩机运转时的最大供冷能力)的比例±15%程度。

通过控制部300,在进行供暖运转时,第1四通阀117与第2四通阀118设定为如虚线所示地使制冷剂流动(参照图1)。

通过第1压缩机112压缩后的高温高压的制冷剂流入第1压缩机用油分离器115。在第1压缩机用油分离器115使制冷机油分离了的纯度较高的气体制冷剂通过第1四通阀117,与通过了第2四通阀118的制冷剂汇合后,向室内机200、210供给。

另一方面,通过第2压缩机113压缩后的高温高压的制冷剂流入第2压缩机用油分离器116。在第2压缩机用油分离器116使制冷机油分离了的纯度较高的气体制冷剂通过第2四通阀118,与通过了第1四通阀117的制冷剂汇合后,向室内机200、210供给。

进入室内机200的高温高压的气体制冷剂流入室内换热器201。高温高压的气体制冷剂在室内换热器201与成为空调对象的空间的空气换热而散热后冷凝,变为高压的液态制冷剂而通过室内机减压装置203,从室内机200流出。

在室内机210,也与室内机200同样,首先,高温高压的气体制冷剂流入室内换热器211。高温高压的气体制冷剂在室内换热器211与成为空调对象的空间的空气换热而散热后冷凝,变为高压的液态制冷剂而通过室内机减压装置213,从室内机210流出。

另外,与供冷时同样,在仅室内机200进行供暖运转的情况下,将室内机减压装置213关闭,不向室内机210的室内换热器211进行制冷剂的供给。另一方面,在仅室内机210进行供暖运转的情况下,将室内机减压装置203关闭,不向室内机200的室内换热器201进行制冷剂的供给。

从室内机200、210流出的高压的液态制冷剂再度返回到室外单元100。流入室外单元100的高压的液态制冷剂在第1室外单元减压阀130、第2室外单元减压阀131以及发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132的跟前分支后,通过第1室外单元减压阀130、第2室外单元减压阀131以及发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132减压,分别变为气液二相状态,流入第1室外换热器120、第2室外换热器121以及发动机排热换热器122。

向第1室外换热器120、第2室外换热器121以及发动机排热换热器122流入的制冷剂流量分别由第1室外单元减压阀130、第2室外单元减压阀131以及发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132的开度来控制。第1室外单元减压阀130的开度控制为:例如检测第1室外换热器的前后的温度,使得其温度差变为预定值。第2室外单元减压阀131以及发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132的开度也进行同样的控制。

流入第1室外换热器120和第2室外换热器121的气液二相状态的制冷剂与外部空气换热而吸热后蒸发。在第1室外换热器120蒸发的制冷剂通过第1四通阀117,与在第2室外换热器121蒸发后通过了第2四通阀118的气体制冷剂汇合。

另一方面,流入发动机排热换热器122的气液二相状态的制冷剂与在发动机111的冷却中使用后的高温的冷却水换热而吸热后蒸发。从发动机排热换热器122出来的气体制冷剂与流出第1四通阀117和第2四通阀118后的气体制冷剂汇合后,流入储存器114。从储存器114流出的气体制冷剂返回到第1压缩机112以及第2压缩机113。

供暖运转时的第1压缩机112与第2压缩机113的运转方法,通过控制部300例如如下进行。

在供暖负载比第1压缩机112以最低运转频率运转时的供暖能力(第1压缩机112的最小供暖能力)小的情况下,仅通过第1压缩机112则陷入断续运转,所以仅使第2压缩机113运转。

在供暖负载比第1压缩机112的最小供暖负载大、且比第1压缩机112和第2压缩机113都以最低运转频率运转的情况下的供暖能力(两压缩机运转时的最小供暖能力)小的情况下,选择第1压缩机112与第2压缩机113的某一方例如运转成本较低或者消耗能量较小一方而运转。

在供暖负载比两压缩机运转时的最小供暖能力大的情况下,使第1压缩机112和第2压缩机113双方以例如运转成本或者消耗能量变为最小的方式运转。在该情况下,在用于使运转成本或者消耗能量为最小的第1压缩机112和第2压缩机113的运转频率的确定中,利用各压缩机的运转频率与运转成本或者消耗能量的关系。

实际上,第1压缩机112承担的供暖负载相对于供暖负载全体的比例为:仅使第1压缩机112以最高运转频率运转时的供暖能力相对于使两压缩机都以最高运转频率运转的情况下的最大供暖能力(两压缩机运转时的最大供暖能力)的比例±15%程度。

但是,在供暖运转时,一直监视第1室外换热器120以及第2室外换热器121的结霜状态,在存在结霜的危险性的情况下,即使以使得运转成本或者消耗能量变为最小的方式设定各压缩机的运转频率,也不管该设定,进行提高第1压缩机112的运转频率、降低第2压缩机113的运转频率的控制。

在提高第1压缩机112的运转频率时,发动机111的排热量增加,向发动机排热换热器122供给的冷却水热量也增加。即,在发动机排热换热器122,能够使更多的制冷剂蒸发,减少向第1室外换热器120和第2室外换热器121流动的制冷剂量而降低结霜的危险性。

如从以上的说明可知,在本实施方式中,在同时驱动第1压缩机112和第2压缩机113而进行供冷运转的情况下,即使在第2压缩机113排出的制冷剂流量与第1压缩机112相比极少时,也通过例如使得第2室外单元减压阀131完全打开、缩小第1室外单元减压阀130的开度,将第2压缩机113的排出压力维持为比第1压缩机112的排出压力低的状态。即,第2压缩机113的排出压力不会被提升到第1压缩机112的排出压力。

由此,在第2压缩机113的运转频率较低的状态下的供冷运转时,能够防止第2压缩机113的排出压力的过度上升、抑制第2压缩机113的运转可靠性的下降。

另外,无论第2压缩机113的运转频率如何,第2压缩机113的排出压力都不会被提升到第1压缩机112的排出压力,所以能够防止第2压缩机113的运转效率下降。

第1实施方式所涉及的空调机的室外单元的另外的表现,是一种空调机的室外单元,是具备供制冷剂流动并且构成路径的配管、第1压缩机、第2压缩机、第1室外换热器、第2室外换热器、连接于所述配管的切换部以及控制所述切换部而在供冷运转时从所述路径之中选择第1路径的控制器的空调机的室外单元,所述第1路径包含第1部分(151)以及第2部分(152),在所述第1部分分支为第1分支路径和第2分支路径,在所述第2部分,所述第1分支路径与所述第2分支路径汇合,所述第1部分、所述第1压缩机、第1室外换热器、所述第2部分在所述第1分支路径上以该顺序出现,所述第1部分、所述第2压缩机、所述第2室外换热器、所述第2部分在所述第2分支路径上以该顺序出现,所述空调机的室外单元还具备在所述第1分支路径上出现、限制在所述第1分支路流动的制冷剂的流量的第1膨胀阀。

(实施方式2)

将本实施方式中的空调机的制冷循环图表示于图2。图2与图1比较,具有将第1四通阀117与第1室外换热器120之间的配管和第2四通阀118与第2室外换热器之间的配管连结的旁通管140,在旁通管140存在旁通管开闭阀141。其他的构成与图1相同,所以赋予与图1同一附图标记而表示,将构成要素的说明省略。

在图3中,表示室外单元100的外观图。室外单元100为所谓的顶吹的室外单元。通过设置于单元上部的室外送风风扇150旋转,室外单元100的内部变为负压,将室外单元100的周围空气通过第1室外换热器120和第2室外换热器121吸入。而且,成为通过两换热器换热后的空气通过室外送风风扇150向上方吹出的构成。

如图3所示,第1室外换热器120的正面面积比第2室外换热器121大,且被设置于接近室外送风风扇150的位置。一般,在将换热器配置于顶吹的室外单元的侧面的情况下,通过换热器的空气的流速越靠接近风扇的上部越快。因此,第1室外换热器120的每单位面积的换热能力比第2室外换热器121大。

室外单元100的供冷、供暖时的运转工作基本地与实施方式1同样。在这里,对供冷运转时的旁通管开闭阀141的工作进行说明。

如在实施方式1中也记载地,在供冷负载比两压缩机运转时的最小供冷能力大的情况下,使第1压缩机112和第2压缩机113双方以例如运转成本或者消耗能量变为最小的方式运转。在供冷负载与两压缩机运转时的最小供冷能力同等、使第1压缩机112和第2压缩机113双方以最低运转频率运转时,有时运转成本变为最小。

在本实施方式中,在这样地使第1压缩机112和第2压缩机113双方以最低运转频率运转的情况下,使得旁通管开闭阀141打开,且使得第2室外单元减压阀131完全关闭。于是,第2压缩机113的排出制冷剂通过了第2压缩机用油分离器116、第2四通阀118后,通过旁通管140,与第1压缩机112的排出制冷剂一起,流入每单位面积的换热能力比第2室外换热器121高的第1室外换热器120,进行换热。

当在这样的运转条件下仅使用第1室外换热器120时,与使用第1室外换热器120和第2室外换热器121的情况相比,第1室外换热器120内部的制冷剂流速上升产生的热传递率提高效果比传热面积的降低效果大,从制冷剂向空气的散热量增大,第1压缩机112以及第2压缩机113的排出压力下降。

另外,在供冷负载比第1压缩机112以最低运转频率运转时的供冷能力(第1压缩机112的最小供冷能力)小的情况下,仅通过第1压缩机112则陷入断续运转,所以变为仅驱动第2压缩机113。

此时,使得旁通管开闭阀141打开,且使得第2室外单元减压阀131完全关闭。于是,第2压缩机113的排出制冷剂通过了第2压缩机用油分离器116、第2四通阀118后,通过旁通管140流入第1室外换热器120而冷凝。

第1室外换热器120的每单位面积的换热能力比第2室外换热器121大,所以与通过第2室外换热器121使第2压缩机113的排出制冷剂换热的情况相比,作为空调机的运转效率提高。

另一方面,在供冷负载比第1压缩机112的最小供冷能力大、仅驱动第1压缩机112的情况下,使得旁通管开闭阀141关闭。于是,第1压缩机112的排出制冷剂通过了第1压缩机用油分离器115、第1四通阀117后,流入换热能力较高的第1室外换热器120而冷凝。

另外,在同时驱动第1压缩机112和第2压缩机113而进行供冷运转的情况下,使得旁通管开闭阀141关闭。另外,供暖运转时也使得旁通管开闭阀141关闭。

从以上的说明可知,在本实施方式中,在使第1压缩机112和第2压缩机113双方以最低运转频率进行供冷运转的情况下,仅通过每单位面积的换热能力比第2室外换热器121高的第1室外换热器120使第1压缩机112和第2压缩机113双方的排出制冷剂换热,使第1压缩机112以及第2压缩机113的排出压力下降。

由此,即使在第1压缩机112和第2压缩机113都以最低频率驱动、压缩机各滑动部的润滑困难的供冷运转时,也能够使第1压缩机以及第2压缩机的运转可靠性提高。

另外,在供冷负载较小、仅第1压缩机112或者第2压缩机113工作的情况下,使第1压缩机112或者第2压缩机113的排出制冷剂在空气流速较快、换热效率较高的第1室外换热器120与空气换热。

由此,在供冷运转时,即使在仅第2压缩机113工作的情况下,也能够使空调机的运转效率提高。

(实施方式3)

将本实施方式中的空调机的制冷循环图示于图4。图4与通过实施方式说明了的图2相比,存在第1单向阀171、第2单向阀172、第3单向阀173、第4单向阀174。第1单向阀171设置于第1四通阀117与第1室外换热器120之间,第2单向阀172设置于第1四通阀117与气管连接口180之间,第3单向阀173设置于第2四通阀118与第2室外换热器121之间,第4单向阀174设置于第2四通阀118与气管连接口180之间。

第1单向阀171使通过了第1压缩机用油分离器115以及第1四通阀117的第1压缩机112的排出制冷剂仅向第1室外换热器120的方向流通而不向其相反方向流通。第2单向阀172使通过了第1压缩机用油分离器115以及第1四通阀117的第1压缩机112的排出制冷剂仅向气管连接口180的方向流通而不向其相反方向流通。

另外,第3单向阀173使通过了第2压缩机用油分离器116以及第2四通阀118的第2压缩机113的排出制冷剂仅向第2室外换热器121的方向流通而不向其相反方向流通。第4单向阀174使通过了第2压缩机用油分离器116以及第2四通阀118的第2压缩机113的排出制冷剂仅向气管连接口180的方向流通而不向其相反方向流通。

其他的构成与图2相同,所以赋予与图2同一附图标记而表示,将构成要素的说明省略。

接下来,对室外单元100、室内机200、210的工作进行说明。通过控制部300进行供冷运转时的工作与实施方式1、2相同,所以将其说明省略。

通过控制部300,在进行供暖运转时,与实施方式1同样,第1四通阀117和第2四通阀118被设定为,使得制冷剂按虚线流动(参照图1)。

在根据第1室外换热器120以及第2室外换热器121的结霜状态而判断为需要进行使第1室外换热器120以及第2室外换热器121的霜融化的除霜运转的情况下,通过控制部300进行除霜运转。通过控制部300首先将发动机111以及第1压缩机112和第2压缩机113停止,仅切换第1四通阀117以使得制冷剂按实线流动。

接下来,使得第1室外单元减压阀130打开、使得第2室外单元减压阀131关闭、使得发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132打开、使得旁通管开闭阀141关闭,起动发动机111以及第1压缩机112和第2压缩机113。

第1压缩机112排出后的高温高压的气体制冷剂通过第1压缩机用油分离器115、第1四通阀117、第1单向阀171后,流入第1室外换热器120,将附着于第1室外换热器120的霜融化。气体制冷剂被冷却而变为高压的液态制冷剂,通过第1室外单元减压阀130和发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132,流入发动机排热换热器(第3室外换热器)122。

另一方面,第2压缩机113排出后的高温、高压的排出制冷剂通过第2压缩机用油分离器116、第2四通阀118、第4单向阀174后,向室内机200、210供给。

进入室内机200、室内机210后的高温高压的气体制冷剂分别流入室内换热器201、211。高温高压的气体制冷剂在室内换热器201、211与成为空调对象的空间的空气换热而散热后冷凝,变为高压的液态制冷剂而分别通过室内机减压装置203、213,从室内机200、210流出。从室内机200、210流出的高压的液态制冷剂通过液管连接口190,与流出第1室外单元减压阀130的液态制冷剂汇合,通过发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132,流入发动机排热换热器122。

流入发动机排热换热器122后的液态制冷剂与在发动机111的冷却中使用后的高温的冷却水换热而吸热后蒸发。从发动机排热换热器122出来的气体制冷剂流入储存器114。从储存器114流出的气体制冷剂返回到第1压缩机112以及第2压缩机113。

在第1室外换热器120的除霜结束时,使得第2室外单元减压阀131打开、使得第1室外单元减压阀130关闭,而开始第2室外换热器121的除霜。另外,使得旁通管开闭阀141打开。

第1压缩机112排出后的高温高压的气体制冷剂通过第1压缩机用油分离器115、第1四通阀117、第1单向阀171、旁通管开闭阀141后,流入第2室外换热器121,将附着于第2室外换热器121的霜融化。气体制冷剂被冷却而变为高压的液态制冷剂,通过第2室外单元减压阀131和发动机排热换热器用制冷剂流量调整阀132,流入发动机排热换热器122。之后的制冷剂的流动与第1室外换热器120的除霜运转时同样。

如从以上的说明可知,在本实施方式中,在实施方式2(图2)的构成中,设置例如第1单向阀171、第2单向阀172、第3单向阀173、第4单向阀174,在对第1室外换热器120和第2室外换热器121除霜时,通过仅切换第1四通阀117以使得制冷剂按实线流动,能一边进行室内机200、210的供暖运转一边进行第1室外换热器120和第2室外换热器121的除霜。

【工业上的可利用性】

本公开能够适于作为在供冷运转时进行可靠性较高的运转的空调机而利用。

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