空调热水供给复合系统的制作方法

专利名称：空调热水供给复合系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够同时执行空调运行(制冷运行、制热运行)以及热水供给运行的空调热水供给复合系统，特别是涉及实现了高效的运行状态的空调热水供给复合系统。
背景技术：
以往，存在以下空调热水供给复合系统，即搭载有通过在热源単元(室外机)上以配管连接利用単元(室内机)以及热水供给单元(热水供给机)而形成的制冷剂回路，能够同时执行空调运行以及热水供给运行(例如參照专利文献I 3)。在这样的空调热水供给复合系统中，通过经由连接配管(制冷剂配管)在热源单元上连接多台利用単元，各个利用単元能够执行制冷运行或者制热运行。此外，通过利用连接配管或者级联系统在热源侧单元上连接热水供给单元，热水供给单元能够执行热水供给运行。也就是，能够同时执行利用侧单元的空调运行和热水供给单元的热水供给运行。另外，在空调热水供给复合系统中，在由利用单元进行制冷运行的情况下，通过由热水供给单元执行热水供给运行，能够进行制冷运行中的排热回收，能够实现效率高的运行。在先技术文献专利文献专利文献I :日本专利第2554208号公报(第3页、第I图等)专利文献2 :日本特公平6-76864号公报(第2 4页、第2图等)专利文献3 :日本特开2009-243793号公报(第5页、第I图等)

发明内容
发明所要解决的课题在专利文献I所记载的具有级联系统的空调热水供给复合系统中，为了高效且迅速地进行高温热水输出，设置两个制冷剂回路来进行供热水供给运行。因此，可获得能够确保水的加热能力、缩短直到热水输出为止的时间这样的效果。然而，在专利文献I所记载的空调热水供给复合系统中，由于设有两个制冷剂回路，所以造成系统大型化，存在需要相应地增大设置空间这样的课题。在专利文献2所记载的空调热水供给复合系统中，由于通过ー个制冷剂回路进行热水供给，所以相比专利文献I所记载的空调热水供给复合系统能够将系统小型化。然而，特别是在夏季等外气温度高的条件(高温外气条件)下执行需要例如60°c以上的高温热水输出的热水供给运行的情况下，高压侧压力以及低压侧压力容易变高，存在热水供给能力降低这样的课题。另外，对于高温热水输出，由于压缩机的压缩比变大，所以运行效率变差的可能性也高。专利文献3所记载的空调热水供给复合系统是针对外气温度低的条件(低温外气条件)下的热水供给运行的技术，通过根据冷凝温度来控制向压缩机喷射的流量，能够实现低温外气条件下的热水供给运行。然而，在专利文献3所记载的空调热水供给复合系统中，并没有记载针对高温外气条件的热水供给运行。本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供以下空调热水供给复合系统，其通过适当控制热交換器的过热度和过冷却度，即使在高温外气条件下也能够维持高的热水供给能力，而且能够维持高效的运行状态。用于解决课题的手段 本发明所涉及的空调热水供给复合系统，其特征在于，具有一台或者多台利用单元，该利用単元至少搭载有利用侧热交換器；一台或者多台热水供给单元，该热水供给单元至少搭载有热水供给侧热交換器；一台或者多台热源单元，该热源単元与上述利用単元和上述热水供给单元连接，搭载有压缩机、热源侧热交換器、热源侧减压机构、使高压侧的液体制冷剂向低压侧旁通的旁通回路、设于上述旁通回路的低压旁通减压机构、储蓄器以及过冷却热交換器，该过冷却热交換器使高压侧的液体制冷剂与在上述旁通回路流动的低压侧的制冷剂进行热交换；和一台或者多台分支単元，该分支単元与上述利用单元以及上述热水供给单元和上述热源单元连接，搭载有利用侧减压机构以及热水供给减压机构，该利用侧减压机构根据上述利用単元的运行状态对流入上述利用単元的制冷剂的流动进行控制，该热水供给减压机构根据上述热水供给单元的运行状态对流入上述热水供给单元的制冷剂的流动进行控制；当蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度成为预先确定的第一规定值以上时，通过上述低压旁通减压机构的开度，对上述过冷却热交換器的低压气体侧的制冷剂的过热度或者上述过冷却热交換器的高压液体侧的制冷剂的过冷却度进行控制，使得蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度成为上述第一规定值以下。本发明所涉及的空调热水供给复合系统，其特征在于，具有一台或者多台利用单元，该利用単元至少搭载有利用侧热交換器；一台或者多台热水供给单元，该热水供给单元至少搭载有热水供给侧热交換器；一台或者多台热源单元，该热源単元与上述利用単元和上述热水供给单元连接，搭载有压缩机、热源侧热交換器、热源侧减压机构以及接收器；和一台或者多台分支単元，该分支単元与上述利用单元以及上述热水供给单元和上述热源单元连接，搭载有利用侧减压机构以及热水供给减压机构，该利用侧减压机构根据上述利用単元的运行状态对流入上述利用単元的制冷剂的流动进行控制，该热水供给减压机构根据上述热水供给单元的运行状态对流入上述热水供给单元的制冷剂的流动进行控制；当蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度成为预先确定的第一规定值以上时，通过上述热源侧减压机构或者上述利用侧减压机构的开度，对上述热源侧热交換器的气体侧的过热度或者上述利用侧热交換器的气体侧的过热度进行控制，使得蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度成为上述第一规定值以下。发明的效果根据本发明所涉及的空调热水供给复合系统，即使在高温外气条件下也能够维持闻的热水供给能力，而且能够维持闻效的运行状态。


图I是表示本发明的实施方式I所涉及的空调热水供给复合系统的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。图2是概略表示本发明的实施方式I所涉及的空调热水供给复合系统的各种传感器信息的处理以及控制设备的对象的概况图。图3是表示四通阀以及各电磁阀相对于热源単元的运行模式的动作内容的表。图4是用于说明本发明的实施方式I所涉及的空调热水供给复合系统所执行的用以避免高温外气条件下的低压侧压力上升、高压侧压力上升、排出温度上升的控制的概况说明图。图5是用于说明蒸发温度相对于过热度的变化或者冷凝温度以及运行效率相对于过冷却度的变化的概况图。图6是表示本发明的实施方式2所涉及的空调热水供给复合系统的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。实施方式I.图I是表示本发明的实施方式I所涉及的空调热水供给复合系统100的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。图2是概略表示空调热水供给复合系统100的各种传感器信息的处理以及控制设备的对象的概况图。图3是表示四通阀11以及各电磁阀相对于热源単元301的运行模式的动作内容的表。图4是用于说明空调热水供给复合系统100所执行的用以避免高温外气条件下的低压侧压力上升、高压侧压力上升、排出温度上升的控制的概况说明图。图5是用于说明蒸发温度相对于过热度的变化或者冷凝温度以及运行效率相对于过冷却度的变化的概况图。基于图I 图5对空调热水供给复合系统100的构成以及动作进行说明。另外，包括图I在内，在以下的附图中，各构成部件的大小关系有时与实际的大小关系不同。该空调热水供给复合系统100，是通过进行蒸气压缩式的冷冻循环运行而能够同时处理在利用侧单元中所选择的制冷运行或者制热运行和热水供给单元中的热水供给运行的三管式的多联空调热水供给复合系统。该空调热水供给复合系统100能够同时进行空调运行和热水供给运行，而且，即使在高温外气温度条件下也能够维持高的输出热水温度，能够实现高效的运行。[装置构成]空调热水供给复合系统100具有热源单元301、分支单元302和利用单元303。热源単元301和分支単元302由作为制冷剂配管的液体延长配管9和作为制冷剂配管的气体延长配管12连接。热水供给单元304的一方经由作为制冷剂配管的热水供给气体配管4以及作为制冷剂配管的热水供给延长配管3与热源单元301连接，另一方经由作为制冷剂配管的热水供给液体配管7与分支単元302连接。利用単元303和分支単元302由作为制冷剂配管的室内气体配管13和作为制冷剂配管的室内液体配管16连接。另外，在实施方式I中，例示了在一台热源单元上连接了一台利用単元和一台热水供给单元的情況，但并不限定于此，也可以分别具备图示以上的台数。另外，对于空调热水供给复合系统100所使用的制冷剂，例如有R410A、R407C、R404A等HFC (氢氟碳化合物)制冷剂、R22、R134a等HCFC (氢氯氟碳化合物)制冷剂、或者是碳氢化合物或氦、ニ氧化碳等自然制冷剂等。
<热源单元301的运行模式>对空调热水供给复合系统100所能够执行的运行模式进行简单说明。在空调热水供给复合系统100中，根据被连接的热水供给单元304的热水供给负荷以及利用单元303的制冷负荷以及制热负荷的比例，确定热源单元301的运行模式。空调热水供给复合系统100执行四个运行模式(全热运行模式、偏热运行模式、全冷运行模式、偏冷运行模式)。全热运行模式是执行依靠热水供给单元304的热水供给运行以及依靠利用单元303的制热运行的同时运行的情况下的热源单元301的运行模式。偏热运行模式是在依靠热水供给单元304的热水供给运行和依靠利用单元303的制冷运行的同时运行中热水供给负荷大的情况下的热源单元301的运行模式。偏冷运行模式是在依靠热水供给单元304的热水供给运行和依靠利用单元303的制冷运行的同时运行中制冷负荷大的情况下的热源单元301的运行模式。全冷运行模式是利用单元303执行制冷运行而没有热水供给负荷的 情况下的热源单元301的运行模式。<利用单元303 >利用单元303 (例如，通过向屋内顶棚的埋设或吊设等，或者向壁面的挂设等)设置在能够向空调对象区域吹出调和空气的场所。利用单元303经由分支单元302和液体延长配管9以及气体延长配管12与热源单元301连接，构成空调热水供给复合系统100中的制冷剂回路的一部分。利用单元303具备构成制冷剂回路的一部分的室内侧制冷剂回路。该室内侧制冷剂回路作为要素设备具有利用侧热交换器即室内热交换器14。另外，在利用单元303，设有用于将与室内热交换器14的制冷剂进行了热交换之后的调和空气供给到室内等空调对象区域的室内送风机15。室内热交换器14通过例如由传热管与多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管型热交换器构成。另外，室内热交换器14也可以由微通道热交换器、壳管式热交换器、热管式热交换器、或是二重管式热交换器等构成。室内热交换器14，在空调热水供给复合系统100所执行的运行模式为制冷运行模式(全冷运行模式、偏冷运行模式)的情况下，作为制冷剂的蒸发器发挥功能来冷却空调对象区域的空气，在制热运行模式(全热运行模式、偏热运行模式)下，作为制冷剂的冷凝器(或是散热器)发挥功能来加热空调对象区域的空气。室内送风机15具有以下功能，S卩向利用单元303内吸入室内空气，在将室内空气与室内热交换器14进行热交换之后，作为调和空气向空调对象区域进行供给。也就是，在利用单元303中，能够由被室内送风机15取入的室内空气和在室内热交换器14流动的制冷剂进行热交换。室内送风机15构成为能够使向室内热交换器14供给的调和空气的流量变化，具备例如离心风扇或多翼风扇等风扇、和驱动该风扇的例如由DC风扇马达构成的马达。另外，在利用单元303，设有以下所示出的各种传感器。也就是，在利用单元303中设有设于室内热交换器14的气体侧、检测气体制冷剂的温度的室内气体温度传感器207 ；设于室内热交换器14的液体侧、检测液体制冷剂的温度的室内液体温度传感器208 ;以及，设于利用单元303的室内空气的吸入口侧、检测流入到利用单元303内的室内空气的温度的室内吸入温度传感器209。另外，室内送风机15的动作由控制部103控制，该控制部103作为执行包括利用单元303的制冷运行模式以及制热运行模式的通常运行的通常运行控制机构发挥功能(参照图2)。<热水供给单元304 >热水供给单元304具有以下功能，即向例如设置在屋外等的省略图示的热水供给箱供给煮沸的热水。另外，热水供给单元304的一方经由热水供给气体配管4和热水供给延长配管3与热源单元301连接，另一方经由热水供给液体配管7与分支单元302连接，构成空调热水供给复合系统100中的制冷剂回路的一部分。热水供给单元304具备构成制冷剂回路的一部分的热水供给侧制冷剂回路。该热水供给侧制冷剂回路作为要素设备具有热水供给侧热交换器5。另外，在热水供给单元304，设有用于将与热水供给侧热交换器5的制冷剂进行了热交换之后的热水供给到热水 供给箱等的供水泵6。热水供给侧热交换器5例如能够由板式热交换器构成。热水供给侧热交换器5，在热水供给单元304执行的热水供给运行模式下，作为制冷剂的冷凝器发挥功能，将由供水泵6供给的水加热。供水泵6具有以下功能，即向热水供给单元304内供给热水供给箱内的水，在将水由热水供给侧热交换器5进行了热交换之后，作为热水供给到热水供给箱内。也就是，在热水供给单元304中，能够以由供水泵6供给的水和在热水供给侧热交换器5流动的制冷剂进行热交换。另外，供水泵6构成为能够改变向热水供给侧热交换器5供给的水的流量。另外，在热水供给单元304设有以下示出的各种传感器。也就是，在热水供给单元304设有设于热水供给侧热交换器5的气体侧、检测气体制冷剂的温度的热水供给气体温度传感器203 ;设于热水供给侧热交换器5的液体侧、检测液体制冷剂的温度的热水供给液体温度传感器204 ;设于热水供给单元304的水的入口侧、检测流入到单元内的水的温度的水入口温度传感器205 ;以及设于热水供给单元304的水的出口侧、检测从单元内流出的水的温度的水出口温度传感器206。另外，供水泵6的动作由执行包括热水供给单元304的热水供给运行模式的通常运行的控制部103控制(参照图2)。<热源单元301>热源单元301例如设置在屋外，经由液体延长配管9、气体延长配管12以及分支单元302与利用单元303连接，经由热水供给延长配管3、热水供给气体配管4以及分支单元302与热水供给单元304连接，构成空调热水供给复合系统100中的制冷剂回路的一部分。热源单元301具备构成制冷剂回路的一部分的室外侧制冷剂回路。该室外侧制冷剂回路作为要素设备具有压缩制冷剂的压缩机I ;用于切换制冷剂的流动方向的四通阀11 ;作为热源侧热交换器的室外热交换器20 ;根据运行模式来控制制冷剂的流动方向的三个电磁阀(第一电磁阀2、第二电磁阀10、第三电磁阀27);用于贮存剩余制冷剂的储蓄器
22。另外，热源单元301具有用于向室外热交换器20供给空气的室外送风机21 ;用于控制制冷剂的流量的过冷却热交换器18 ;用于控制制冷剂的分配流量的室外减压机构(热源侧减压机构)19 ;低压旁通减压机构23 ;吸入减压机构25。低压旁通减压机构23设置在从分支单元302与过冷却热交换器18之间经由过冷却热交换器18向储蓄器22的入口连接的旁通回路(低压旁通配管24)。另外，吸入减压机构25设置在从过冷却热交换器18 (或者实施方式2的情况下为接收器28)与室外减压机构19之间向压缩机I的吸入部连接的第二旁通回路(吸入旁通配管26)。压缩机I吸入制冷剂，将该制冷剂压缩成为高温高压的状态。搭载于空调热水供给复合系统100的压缩机I能够改变运行容量，例如由通过受到变换器控制的省略图示的马达进行驱动的容积式压缩机构成。另外，在实施方式I中，例示了压缩机I仅为一台的情况，但并不限定于此，也可以根据利用单元303的连接台数等并联连接地设置两台以上的压缩机I。另外，与压缩机I连接的排出侧配管在途中被分支，一方经由四通阀11与气体延长配管12连接，另一方与热水供给延长配管3连接。四通阀11具有作为根据热源单元301的运行模式切换制冷剂的流动方向的流路切换装置的功能。图3示出了四通阀11相对于运行模式的动作内容。图3所显示的“实线”以及“虚线”，是指表示图I所示的四通阀11的切换状态的“实线”以及“虚线”。 四通阀11在全热运行模式或者偏热运行模式的情况下，被切换成为“实线”。也就是，在全热运行模式或者偏热运行模式的情况下，四通阀11为了使室外热交换器20作为制冷剂的蒸发器发挥功能，切换成，将压缩机I的排出侧与室内热交换器14的气体侧连接，而且将压缩机I的吸入侧与室外热交换器20的气体侧连接。另外，四通阀11在全冷运行模式或者偏冷运行模式的情况下，被切换成为“虚线”。也就是，在全冷运行模式或者偏冷运行模式的情况下，四通阀11为了使室外热交换器20作为制冷剂的冷凝器发挥功能，切换成，将压缩机I的排出侧与室外热交换器20的气体侧连接，而且将压缩机I的吸入侧与室内热交换器14的气体侧连接。在图3中也示出了电磁阀相对于运行模式的动作内容。第一电磁阀2设在压缩机I的热水供给延长配管3侧的排出侧，具有根据热水供给单元304的运行模式控制制冷剂的流动的功能，在执行热水供给运行的情况下打开，在不执行热水供给运行的情况下关闭。第二电磁阀10设在压缩机I的四通阀11侧的排出侧，具有根据热源单元301的运行模式控制制冷剂的流动的功能，在全热运行模式、全冷运行模式或者偏冷运行模式的情况下打开，在偏热运行模式的情况下关闭。第三电磁阀27设在将储蓄器22的入口侧与气体延长配管12连接的配管上，具有根据热源单元301的运行模式控制制冷剂的流动的功能，在偏热运行模式的情况下打开，在全热运行模式、偏冷运行模式或者全冷运行模式的情况下关闭。室外热交换器20例如能够通过由传热管与多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管型热交换器构成。另外，室外热交换器20也可以由微通道热交换器、壳管式热交换器、热管式热交换器、或是二重管式热交换器构成。室外热交换器20，在空调热水供给复合系统100所执行的运行模式为制热运行模式时，作为制冷剂的蒸发器发挥功能来冷却制冷剂，在制冷运行模式时，作为制冷剂的冷凝器(或是散热器)发挥功能来加热制冷剂。另外，室外热交换器20的气体侧与四通阀11连接，液体侧与室外减压机构19连接。室外送风机21具有以下功能，S卩向热源单元301内吸入室外空气，在使室外空气在室外热交换器20进行了热交换之后将其向室外排出。也就是，在热源单元301中，能够以由室外送风机21取入的室外空气与在室外热交换器20流动的制冷剂进行热交换。室外送风机21构成为能够改变向室外热交换器20供给的室外空气的流量，具备例如螺旋桨式风扇等风扇、和驱动该风扇的例如由DC风扇马达构成的马达。储蓄器22设在压缩机I的吸入侧，具有以下功能，即当在空调热水供给复合系统100发生了异常时或伴随于运行控制变更时的运行状态的过渡响应时，存储液体制冷剂而防止向压缩机I的液体回流。过冷却热交换器18具有以下功能，即在流过液体延长配管9的制冷剂与流过低压旁通配管24的制冷剂之间进行热交换，控制制冷剂的流量。室外减压机构19设在室外热交换器20与过冷却热交换器18的液体延长配管9侧之间，具有作为减压阀或膨胀阀的功能，对制冷剂进行减压而使其膨胀。该室外减压机构19可以由能够改变开度地进行控制的构成、例如依靠电子式膨胀阀的精密的流量控制机构或毛细管等廉价的制冷剂流量调节机构等构成。
低压旁通减压机构23设在低压旁通配管24，具有作为减压阀或膨胀阀的功能，对在低压旁通配管24流动的制冷剂进行减压而使其膨胀。该低压旁通减压机构23可以由能够改变开度地进行控制的构成、例如依靠电子式膨胀阀的精密的流量控制机构或毛细管等的廉价的制冷剂流量调节机构等构成。吸入减压机构25设在吸入旁通配管26，具有作为减压阀或膨胀阀的功能，对在吸入旁通配管26流动的制冷剂进行减压而使其膨胀。该吸入减压机构25可以由能够改变开度地进行控制的构成、例如依靠电子式膨胀阀的精密的流量控制机构或毛细管等的廉价的制冷剂流量调节机构等构成。另外，在热源单元301设有以下示出的各种传感器。也就是，在热源单元301设有设在压缩机I的排出侧、检测排出压力的排出压力传感器201 (高压检测装置);设在过冷却热交换器18与分支单元302之间、检测中间压侧的液体制冷剂温度的中间压液体温度传感器210 ;设在过冷却热交换器18的高压侧与室外减压机构19之间、检测中间压力的中间压压力传感器211 (中间压检测装置)；设在室外热交换器20的液体侧、检测液体制冷剂温度的室外液体温度传感器212 ;以及设在室外热交换器20的气体侧、检测气体制冷剂的温度的室外气体温度传感器213。另外，在热源单元301设有设在热源单元301的室外空气的吸入口侧、检测流入到单元内的室外空气的温度的外气温度传感器214 ;设在过冷却热交换器18的低压上游侧(位于低压旁通减压机构23与过冷却热交换器18之间的低压旁通配管24)、检测低压侧的饱和温度的低压液体温度传感器215 ;设在过冷却热交换器18的低压下游侧的低压旁通配管24、检测低压侧的气体制冷剂温度的低压气体温度传感器216 ;以及设在压缩机I的吸入侦U、检测吸入压力的吸入压力传感器217 (低压检测装置)。另外，压缩机I、四通阀11、室外送风机21、室外减压机构19、低压旁通减压机构
23、吸入减压机构25、第一电磁阀2、第二电磁阀10、第三电磁阀27的动作，由进行包括空调热水供给复合系统100的各种运行模式(全冷运行模式、偏冷运行模式、全热运行模式、偏热运行模式)的通常运行的控制部103控制(参照图2)。<分支单元302 >分支单元302例如设置在屋内，经由液体延长配管9和气体延长配管12与热源单元301连接，经由室内气体配管13和室内液体配管16与利用单元303连接，经由热水供给液体配管7与热水供给单元304连接，构成空调热水供给复合系统100中的制冷剂回路的一部分。分支单元302具有根据利用单元303以及热水供给单元304所要求的运行来控制制冷剂的流动的功能。分支单元302具备构成制冷剂回路的一部分的分支制冷剂回路。该分支制冷剂回路作为要素设备具有用于控制制冷剂的分配流量的热水供给减压机构8 ;用于控制制冷剂的分配流量的室内减压机构(利用侧减压机构)17。热水供给减压机构8设在分支单元302内的热水供给液体配管7。另外，室内减压机构17设在分支单元302内的室内液体配管16。热水供给减压机构8以及室内减压机构17具有作为减压阀或膨胀阀的功能，对在热水供给液体配管7、室内液体配管16流动的制冷剂进行减压而使其膨胀。热水供给减压机构8以及室内减压机构17可以由能够改变开度地进行控制的构成、例如依靠电子式膨胀阀的精密的流量控制机构或毛细管等的廉价的制冷剂流量调节机构等构成。另外，热水供给减压机构8的动作由执行包括热水供给单元304的热水供给运行 模式的通常运行的控制部103进行控制(参照图2)。另外，室内减压机构17的动作由执行包括利用单元303的制冷运行模式以及制热运行模式的通常运行的控制部103进行控制(参照图2)。如图2所示那样，由各种温度传感器以及各种压力传感器检测到的各个量被输入给测定部101，由演算部102进行处理。并且，空调热水供给复合系统100基于演算部102的处理结果，由控制部103控制压缩机I、第一电磁阀2、供水泵6、热水供给减压机构8、第二电磁阀10、四通阀11、室内送风机15、室内减压机构17、室外减压机构19、室外送风机21、低压旁通减压机构23、吸入减压机构25、第三电磁阀27。也就是，由测定部101、演算部102以及控制部103对空调热水供给复合系统100的运行动作进行统管控制。另外，这些部分可以由微型计算机等构成。具体来讲，基于被输入及演算出的经由遥控器等的指示以及各种传感器的检测信息，控制部103控制压缩机I的驱动频率、第一电磁阀2的开闭、供水泵6的转速(包括接通(ON) /断开(OFF))、热水供给减压机构8的开度、四通阀11的切换、室内送风机15的转速(包括接通/断开)、室内减压机构17的开度、室外减压机构19的开度、室外送风机21的转速(包括接通/断开)、低压旁通减压机构23的开度、吸入减压机构25的开度以及第三电磁阀27的开闭，执行各运行模式。另外，测定部101、演算部102以及控制部103既可以一体地设置，也可以分体地设置。另外，测定部101、演算部102以及控制部103也可以设在任意单元。进而，测定部101、演算部102以及控制部103也可以按每个单元进行设置。[动作]空调热水供给复合系统100根据利用单元303所要求的各个运行负荷，进行热源单元301、分支单元302、利用单元303以及热水供给单元304所搭载的各设备(促动器)的控制，执行全热运行模式、偏热运行模式、全冷运行模式或是偏冷运行模式。各运行模式下的四通阀以及各电磁阀的动作如图3所示那样。〈全热运行模式〉在全热运行模式下，四通阀11被控制成实线所示的状态，即压缩机I的排出侧经由气体延长配管12与室内气体配管13连接、且压缩机I的吸入侧与室外热交换器20连接的状态。另外，利用单元303是制热运行模式，热水供给单元304是热水供给运行模式，控制成，第一电磁阀2打开，第二电磁阀10打开，第三电磁阀27关闭。在该制冷剂回路的状态下，启动压缩机I、供水泵6、室内送风机15、室外送风机21。这样，低压的气体制冷剂被吸入压缩机1，被压缩而成为高温高压的气体制冷剂。之后，高温高压的气体制冷剂被分配成在第一电磁阀2或者第二电磁阀10流动。流入到第一电磁阀2的制冷剂经由热水供给延长配管3以及热水供给气体配管4流入到热水供给单元304。流入到热水供给单元304的制冷剂向热水供给侧热交换器5流入，与由供水泵6供给的水进行热交换而冷凝，成为高压的液体制冷剂，从热水供给侧热交换器5流出。在热水供给侧热交换器5将水加热了的制冷剂经由热水供给液体配管7流入到分支单元302，由热水供给减压机构8进行减压，成为中间压的气液二相或者液相的制冷齐U。之后，与流经室内减压机构17的制冷剂汇流而流入到液体延长配管9。在热水供给减压机构8中，控制在热水供给侧热交换器 5流动的制冷剂的流量，在热水供给侧热交换器5中，流动着与在设置了热水供给单元304的空间的热水的利用状况下所要求的热水供给负荷对应的流量的制冷剂。另外，热水供给减压机构8由控制部103控制成为热水供给侧热交换器5的液体侧的过冷却度变成规定值那样的开度。根据由排出压力传感器201检测的压力演算饱和温度(冷凝温度)，减去由热水供给液体温度传感器204检测的温度，由此求得热水供给侧热交换器5的液体侧的过冷却度。另一方面，流入到第二电磁阀10的制冷剂经由四通阀11、气体延长配管12向分支单元302流动。之后，流过室内气体配管13而流入利用单元303。流入到利用单元303的制冷剂向室内热交换器14流入，与由室内送风机15供给的室内空气进行热交换而冷凝，成为高压的液体制冷剂，从室内热交换器14流出。在室内热交换器14对室内空气进行了加热的制冷剂经由室内液体配管16向分支单元302流入，由室内减压机构17进行减压，成为中间压的气液二相或者液相的制冷剂。之后，与流经热水供给减压机构8的制冷剂汇流而流入到液体延长配管9。在室内减压机构17中，控制在室内热交换器14流动的制冷剂的流量，在室内热交换器14，流动着与在设置了利用单元303的空调对象区域所要求的制热负荷对应的流量的制冷剂。另外，室内减压机构17由控制部103控制成为室内热交换器14的液体侧的过冷却度变成规定值那样的开度。根据由排出压力传感器201检测的压力演算饱和温度(冷凝温度)，减去由室内液体温度传感器208检测的温度，由此求得室内热交换器14的液体侧的过冷却度。流入到液体延长配管9的制冷剂从分支单元302流出，向热源单元301流入。流入到热源单元301的制冷剂被分配成为向低压旁通配管24流动的部分和向过冷却热交换器18的高压侧流动的部分。流入到过冷却热交换器18的高压侧的制冷剂由在低压侧(也就是低压旁通配管24)流动的制冷剂冷却，进而被分配成在吸入旁通配管26流动的部分和向室外减压机构19流动的部分。流到室外减压机构19的制冷剂在被减压直到低压之后，向室外热交换器20流入，与由室外送风机21供给的室外空气进行热交换而蒸发，成为低压的气体制冷剂。该制冷剂在从室外热交换器20流出之后，经由四通阀11，与流经低压旁通配管24的制冷剂汇流，而后向储蓄器22流入。在此，室外减压机构19由控制部103控制成为中间压以及低压的差压变成规定值那样的开度。从由中间压压力传感器211检测的压力减去由吸入压力传感器217检测的压力，由此求得中间压以及低压的差压。室外减压机构19被控制成中间压以及低压的差压变成规定值那样的开度，对在室外减压机构19流动的制冷剂的流量进行控制，因而，成为中间压以及低压的差压具有规定值的状态。通过如此控制，在向偏热运行模式进行切换时，能够缩短直到控制成与空调空间所要求的制冷负荷对应的流量的制冷剂在利用单元303流动为止的时间。另一方面，流入到低压旁通配管24的制冷剂在由低压旁通减压机构23减压之后，在过冷却热交换器18的低压侧，由在高压侧流动的制冷剂加热，与经由四通阀11过来的制冷剂汇流。之后，向储蓄器22流入。在此，低压旁通减压机构23由控制部103控制成为过冷却热交换器18的低压气体侧的制冷剂的过热度变成规定值那样的开度。从由低压气体温度传感器216检测的温度·减去由低压液体温度传感器215检测的温度，由此求得过冷却热交换器18的低压气体侧的制冷剂的过热度。另一方面，流入到吸入旁通配管26的制冷剂在由吸入减压机构25减压之后，与从储蓄器22流出的制冷剂汇流。在此，吸入减压机构25的开度在通常运行时由控制部103控制成完全关闭。向储蓄器22流入的制冷剂随后与流经吸入旁通配管26的制冷剂汇流，再次被吸入压缩机I。另外，根据利用单元303所要求的制热负荷以及热水供给单元304所要求的热水供给负荷，由控制部103进行控制而使得在压缩机I中冷凝温度变成规定值。另外，根据由外气温度传感器214检测的外气温度，由控制部103进行控制而使得在室外送风机21中蒸发温度变成规定值。在此，冷凝温度是根据由排出压力传感器201检测的压力进行演算的饱和温度，另外，蒸发温度是根据由吸入压力传感器217检测的压力进行演算的饱和温度。在全热运行模式下在外气温度高时进行高温热水供给(例如60°C的热水供给)的情况下，发生低压侧压力的上升、高压侧压力的上升。另外，在储蓄器22未贮存液体制冷剂时，进而发生排出温度的上升。于是，在空调热水供给复合系统100中，通过执行以下示出的控制，可以避免这些运行状态而获得高的热水供给能力。图4是用于说明空调热水供给复合系统100所执行的用以避免高温外气条件下的低压侧压力上升、避免排出温度上升、避免高压侧压力上升的控制的概况说明图。图4 (a)表示执行了避免在空调热水供给复合系统100的高温外气条件下的低压侧压力上升的控制时的运行状态变化的概况，图4(b)表示执行了避免排出温度上升的控制时的运行状态变化的概况，图4 (c)表示执行了避免高压侧压力上升的控制时的运行状态变化的概况。另夕卜，在图4中，虚线表示控制前的状态变化，实线表示控制后的状态变化。如图4 Ca)所示那样，在低压侧压力上升到规定值以上(第一规定值以上)的情况下，通过使低压旁通减压机构23的开度大于规定值，使液体制冷剂旁通，减小室外热交换器20的制冷剂流量。由于在储蓄器22的入口处制冷剂成为饱和气体，所以，随着液体制冷剂向低压旁通配管24流动，室外热交换器20的气体侧的制冷剂的过热度(SH)变大。若室外热交换器20的过热度变大，则在室外热交换器20中气体制冷剂变多，能够使低压侧压力降低。另外，根据依靠控制部103的通常运行控制，对热水供给减压机构8的开度进行控制，由此，热水供给侧热交换器5的液体侧的制冷剂变成过冷却液。另外，通过控制室内减压机构17的开度，室内热交换器14液体侧的制冷剂变成过冷却液。因此，在低压旁通减压机构23入口处确保了液体制冷剂，通过使低压旁通减压机构23的开度大于规定值，能够使液体制冷剂向储蓄器22的入口流动。在图5 (a)中表示室外热交换器20的气体侧的过热度与蒸发温度ET的关系。具体来讲，利用下述式(I)设定室外热交换器20的气体侧的过热度目标SHmre [°C]。[数I]SHmoc = Tocai-ETmax …(I)在此，Tocai为外气温度[°C]，ETmax为蒸发温度上限值[°C ]。ETmax与SHmre之和成为室外热交换器20气体侧的温度，室外热交换器20气体侧的温度成为外气温度Treai以下，因此，通过在式(I)中设定室外热交换器20的气体侧的过热度目标SHmre，能够使蒸发温度降低到ETmax以下。如图4 (b)所示那样，在高温外气条件下使排出温度上升到例如110°C以上(第四规定值以上)的情况下，室外热交换器20的气体侧的过热度变大例如2°C以上(第三规定值以上)，压缩机I的吸入过热度变大。为此，在该情况下，通过使低压旁通减压机构23的开度大于规定值，将液体制冷剂送向低压侧，由此，冷却在室外热交换器20的气体侧流动的气体制冷剂，减小室外热交换器20的气体侧的过热度，从而能够减小压缩机的吸入过热度。为此，能够使压缩机I的排出温度降低到110°C以下。这样，在空调热水供给复合系统100中，通过由低压旁通减压机构23控制流向低压旁通配管24的液体制冷剂量，能够控制室外热交换器20的气体侧的过热度，避免低压侧压力上升以及排出温度上升。为此，在空调热水供给复合系统100中，即使在高温外气条件下也能够发挥高的热水供给能力。如图4 (C)所示那样，在高压侧压力上升的情况下，通过使热水供给减压机构8的开度大于规定值，热水供给侧热交换器5的液体侧的过冷却度变小。也就是，通过使热水供给减压机构8的开度大于规定值，制冷剂向低压侧移动，因而可以避免高压侧压力的上升。在图5 (b)中表示热水供给侧热交换器5的液体侧的过冷却度与冷凝温度CT以及运行效率的关系。具体来讲，通过下述式(2)以及(3)设定热水供给侧热交换器5的液体侧的过冷却度目标SCnv[°C ]。[数2]SCmw = ε X (CT-Twi) · · · (2)[数3]
权利要求
1.ー种空调热水供给复合系统，其特征在于，具有 一台或者多台利用単元，该利用単元至少搭载有利用侧热交換器； 一台或者多台热水供给单元，该热水供给单元至少搭载有热水供给侧热交換器； 一台或者多台热源单元，该热源単元与上述利用単元和上述热水供给单元连接，搭载有压缩机、热源侧热交換器、热源侧减压机构、使高压侧的液体制冷剂向低压侧旁通的旁通回路、设于上述旁通回路的低压旁通减压机构、储蓄器以及过冷却热交換器，该过冷却热交换器使高压侧的液体制冷剂与在上述旁通回路流动的低压侧的制冷剂进行热交换；和一台或者多台分支単元，该分支単元与上述利用单元以及上述热水供给单元和上述热源单元连接，搭载有利用侧减压机构以及热水供给减压机构，该利用侧减压机构根据上述利用単元的运行状态对流入上述利用単元的制冷剂的流动进行控制，该热水供给减压机构根据上述热水供给单元的运行状态对流入上述热水供给单元的制冷剂的流动进行控制， 当蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度变成预先确定的第一规定值以上吋，通过上述低压旁通减压机构的开度，对上述过冷却热交換器的低压气体侧的制冷剂的过热度或者上述过冷却热交換器的高压液体侧的制冷剂的过冷却度进行控制，使得蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度变成上述第一规定值以下。
2.如权利要求I所述的空调热水供给复合系统，其特征在于，上述低压旁通减压机构， 当上述热源侧热交換器成为制冷剂的蒸发器吋， 被控制成为使得上述过冷却热交換器的低压气体侧的制冷剂的过热度变成预先确定的规定值那样的开度， 当上述热源侧热交換器成为制冷剂的冷凝器吋， 被控制成为使得上述过冷却热交換器的高压液体侧的制冷剂的过冷却度变成预先确定的规定值那样的开度。
3.—种空调热水供给复合系统，其特征在于，具有 一台或者多台利用単元，该利用単元至少搭载有利用侧热交換器； 一台或者多台热水供给单元，该热水供给单元至少搭载有热水供给侧热交換器； 一台或者多台热源单元，该热源単元与上述利用単元和上述热水供给单元连接，搭载有压缩机、热源侧热交換器、热源侧减压机构以及接收器；和 一台或者多台分支単元，该分支単元与上述利用单元以及上述热水供给单元和上述热源单元连接，搭载有利用侧减压机构以及热水供给减压机构，该利用侧减压机构根据上述利用単元的运行状态对流入上述利用単元的制冷剂的流动进行控制，该热水供给减压机构根据上述热水供给单元的运行状态对流入上述热水供给单元的制冷剂的流动进行控制， 当蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度变成预先确定的第一规定值以上吋，通过上述热源侧减压机构或者上述利用侧减压机构的开度，对上述热源侧热交換器的气体侧的过热度或者上述利用侧热交換器的气体侧的过热度进行控制，使得蒸发压カ或者根据该蒸发压カ演算的蒸发温度变成上述第一规定值以下。
4.如权利要求I所述的空调热水供给复合系统，其特征在干，当上述热源侧热交換器成为制冷剂的蒸发器时， 上述热源侧减压机构被控制成为使得上述热源侧热交換器的气体侧的过热度变成预先确定的规定值那样的开度，当上述热源侧热交換器成为制冷剂的冷凝器吋， 上述利用侧减压机构被控制成为使得上述利用侧热交換器的气体侧的过热度变成预先确定的规定值那样的开度。
5.如权利要求I至4中任意一项所述的空调热水供给复合系统，其特征在干，当冷凝压力或者根据从上述压缩机排出的制冷剂的排出压カ演算的冷凝温度变成预先确定的第二规定值以上时，通过上述热水供给减压机构的开度对上述热水供给侧热交換器的液体侧的过冷却度进行控制，使得冷凝压カ或者根据从上述压缩机排出的制冷剂的排出压カ演算的冷凝温度变成上述第二规定值以下。
6.如权利要求5所述的空调热水供给复合系统，其特征在于，通过上述热水供给减压机构的开度控制上述热水供给侧热交換器的液体侧的过冷却度，使得运行效率变成最高。
7.如权利要求1、2、5或者6所述的空调热水供给复合系统，其特征在于，当上述热源侧热交換器的气体侧的过热度变成预先确定的第三规定值以上、且从上述压缩机排出的制冷剂的排出温度变成预先确定的第四规定值以上吋， 使上述低压旁通减压机构的开度大于规定值，减小上述热源侧热交換器的气体侧的过热度，使得上述排出温度变成上述第四规定值以下。
8.如权利要求I至7中任意一项所述的空调热水供给复合系统，其特征在于，在上述利用侧热交換器成为制冷剂的蒸发器、上述热水供给侧热交換器成为制冷剂的冷凝器、上述热源侧热交換器成为制冷剂的蒸发器的运行中， 当外气温度与蒸发温度之差变成预先确定的第五规定值以下吋， 使上述热源侧减压机构的开度小于规定值或者完全关闭，进行完全排热回收运行。
9.如权利要求I至8中任意一项所述的空调热水供给复合系统，其特征在干，具备从上述过冷却热交換器或者上述接收器与上述热源侧减压机构之间向上述压缩机的吸入部连接的第二旁通回路、和设于上述第二旁通回路的吸入减压机构， 当从上述压缩机排出的制冷剂的排出温度变成预先确定的第六规定值以上时，通过上述吸入减压机构的开度，使得上述排出温度变成上述第六规定值以下。
10.如权利要求I至9中任意一项所述的空调热水供给复合系统，其特征在干，应用动作压カ为临界压力以上的制冷剂，根据拟临界温度求得过冷却度。
全文摘要
本发明提供空调热水供给复合系统，其通过适当控制热交换器的过热度与过冷却度，即使在高温外气条件下也能够维持高的热水供给能力，而且效率高。空调热水供给复合系统(100)，在蒸发压力或者根据该蒸发压力演算的蒸发温度成为预先确定的第一规定值以上时，根据低压旁通减压机构(23)的开度，控制过冷却热交换器(18)的低压气体侧的制冷剂的过热度或者过冷却热交换器(18)的高压液体侧的制冷剂的过冷却度，使得蒸发压力或者根据该蒸发压力演算的蒸发温度成为第一规定值以下。
文档编号F24F11/02GK102844630SQ20108006578
公开日2012年12月26日 申请日期2010年4月5日 优先权日2010年4月5日
发明者玉木章吾, 田中航祐, 亩崎史武, 柴广有, 柴尾雄人 申请人:三菱电机株式会社