空气调节装置制造方法
空气调节装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种空气调节装置，其连接了热源侧单元和多台负荷侧单元，该多台负荷侧单元相对于该热源侧单元并联地连接，能够进行制冷制热同时运转，其中，在制冷剂从负荷侧单元向热源侧单元的室外换热器流动的流路中，设置有开闭阀(7)及与开闭阀并联地连接的热源侧节流装置(6)，在制热主体运转模式时，在进行制冷运转的负荷侧单元的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下，关闭开闭阀(7)，控制热源侧节流装置(6)的开度，由此防止该负荷侧单元的冻结。
【专利说明】空气调节装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够实施分别在多个室内单元(负荷侧单元)中执行制冷运转或制热运转的运转(以下称为制冷制热混合运转)的空气调节装置，尤其是涉及能够抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力降低并提高运转的稳定性的空气调节装置。
【背景技术】
[0002]以往以来，存在能够进行制冷制热混合运转的空气调节装置(例如，参照专利文献I)。这样的空气调节装置根据空气条件或运转负荷判断以制冷循环还是以制热循环使负荷侧单元运转。而且，这样的空气调节装置根据负荷选择合适的冷冻循环，来实现制冷制热混合运转。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特愿2005-344995号公报(实施方式I等)
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在专利文献I记载的空气调节装置中，在制冷制热混合运转中，在负荷侧单元以制热循环运转的情况下，室外换热器作为蒸发器发挥功能。因此，在热源侧单元的周围温度降低的情况下，蒸发温度也伴随周围温度降低。此时，制冷运转中的负荷侧单元的蒸发温度也降低。在负荷侧单元的蒸发温度成为o°c以下时，因冻结生成的冰使配管变形，可能破损。另外，在搭载于负荷侧单元的换热器的翅片上产生的霜融化了的情况下，排水盘不能全都承接，可能发生漏水。
[0008]为了防止这样的事态于未然，已经存在负荷侧单元的液体管温度直到规定温度以下时强制停止负荷侧单元的运转这样的控制(以下称为防冻结控制)。但是，在执行防冻结控制时，进行制热运转的负荷侧单元继续运转，但对进行制冷运转的负荷侧单元，强制地停止运转，从而在停止过程中，空调能力成为O。在此期间，存在用户的舒适性降低的课题。另外，因反复进行停止和起动，运转状态也变得不稳定，还存在不能持续地发挥能力的课题。
[0009]本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的是提供一种空气调节装置，其不执行防冻结控制地抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力的降低并提高运转的稳定性。
[0010]用于解决课题的技术方案
[0011]本发明的空气调节装置，其将多台负荷侧单元和搭载了压缩机、室外换热器的至少I台热源侧单元连接，并能够进行制冷制热同时运转，所述多台负荷侧单元与所述热源侧单元并联地连接，并搭载了节流装置以及室内换热器，其中，该空气调节装置具有:开闭阀，所述开闭阀搭载在所述热源侧单元上，调整制冷剂从所述负荷侧单元向所述室外换热器的流动；热源侧节流装置，所述热源侧节流装置搭载在所述热源侧单元上，与所述开闭阀并联地设置；和控制装置，所述控制装置至少控制所述开闭阀的开闭、所述热源侧节流装置的开度，所述控制装置在所述多个负荷侧单元的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时，在进行制冷运转的所述负荷侧单元的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下，关闭所述开闭阀，并且根据制冷要求的负荷侧单元的蒸发温度，控制所述热源侧节流装置的开度，将该蒸发温度调整到规定的范围内。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明的空气调节装置，尤其在制冷制热混合运转时的制热主体运转模式中，能够通过热源侧节流装置的开度将负荷侧单元的液体管温度控制到适当的范围，从而不执行防冻结控制地抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力的降低并能够提高运转的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。
[0015]图2是表示本发明的实施方式的空气调节装置的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
[0016]图3是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
[0017]图4是表示本发明的实施方式的空气调节装置执行的多个负荷侧单元的制冷制热同时运转时的制热负荷多的制热主体运转模式时的控制处理的流程的流程图。
[0018]图5是表示本发明的实施方式的空气调节装置的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
[0019]图6是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
【具体实施方式】
[0020]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0021]图1是表示本发明的实施方式的空气调节装置500的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。基于图1说明空气调节装置500的制冷剂回路结构。该空气调节装置500设置在例如大厦、公寓等，利用使制冷剂循环的冷冻循环(热泵循环)，能够执行制冷制热混合运转。此外，包含图1在内，在以下的附图中，各构成部件的大小关系有时与实际不同。
[0022]空气调节装置500具有热源侧单元100、多台(在图1中是2台)的负荷侧单元300 (负荷侧单元300a、300b)和制冷剂控制单元200。制冷剂控制单元200设置在热源侧单元100和负荷侧单元300之间，通过切换制冷剂的流动，在各个负荷侧单元300执行制冷运转或制热运转。在该空气调节装置500中，热源侧单元100和制冷剂控制单元200通过2条配管(高压配管402、低压配管401)连接，制冷剂控制单元200和负荷侧单元300通过2条配管(液体管404 (液体管404a、404b)、气体管403 (气体管403a、403b))连接，形成冷冻循环。
[0023][热源侧单元100]
[0024]热源侧单元100具有向负荷侧单元300供给冷能或热能的功能。
[0025]在热源侧单元100中，串联地连接压缩机1、作为流路切换构件的四通切换阀2、室外换热器3和储液器4而构成了主制冷剂回路。另外，在热源侧单元100中，搭载有止回阀5a、止回阀5b、止回阀5c、止回阀5d、第一连接配管110和第二连接配管111,以便不管负荷侧单元300的要求如何，都能够使流入制冷剂控制单元200的制冷剂的流动成为恒定方向。而且，在热源侧单元100中搭载了节流装置(热源侧节流装置)6和开闭阀7。
[0026]压缩机I吸入低温、低压的气体制冷剂，压缩该制冷剂成为高温、高压的气体制冷齐U，使制冷剂在系统内循环，由此进行空调运转。压缩机I也可以由例如能够控制容量的变频型的压缩机等构成。但是，压缩机I不限于能够控制容量的变频型的压缩机，也可以采用定速型的压缩机、组合了变频型和定速型的压缩机。
[0027]四通切换阀2设置在压缩机I的排出侧，在制冷运转时和制热运转时，切换制冷剂流路，控制制冷剂的流动，以使室外换热器3根据运转模式作为蒸发器或冷凝器发挥功能。
[0028]室外换热器3在热介质(例如，周围空气、水等)和制冷剂之间进行热交换，在制热运转时作为蒸发器使制冷剂蒸发、气化，在制冷运转时作为冷凝器(散热器)使制冷剂冷凝、液化。一般来说，室外换热器3与省略图示的风扇相匹配地构成，根据风扇的转速，控制冷凝能力或蒸发能力。
[0029]储液器4设置在压缩机I的吸入侧，并具有存储剩余制冷剂的功能以及分离液体制冷剂和气体制冷剂的功能。
[0030]第一连接配管110连接止回阀5a的下游侧的高压配管402和止回阀5b的下游侧的低压配管401。第二连接配管111连接止回阀5a的上游侧的高压配管402和止回阀5b的上游侧的低压配管401。此外，将第二连接配管111和高压配管402的合流部作为合流部a进行图示，将第一连接配管110和高压配管402的合流部作为合流部b (合流部a的下游)进行图示，将第二连接配管111和低压配管401的合流部作为合流部c进行图示，将第一连接配管110和低压配管401的合流部作为合流部d(合流部c的下游)进行图示。
[0031]止回阀5b设置在合流部c和合流部d之间，仅允许从制冷剂控制单元200向热源侧单元100的方向的制冷剂的流动。止回阀5a设置在合流部a和合流部b之间，仅允许从热源侧单元100向制冷剂控制单元200的方向的制冷剂的流动。止回阀5c设置在第一连接配管110，仅允许从合流部d向合流部b的方向的制冷剂的流动。止回阀5d设置在第二连接配管111，仅允许从合流部C向合流部a的方向的制冷剂的流动。
[0032]开闭阀7在热源侧单元100内被设置在室外换热器3的上游(在图中是止回阀5d的上游侧的第二连接配管111)，通过控制开闭，使制冷剂导通或不导通。即，开闭阀7通过控制开闭，调整从制冷剂控制单元200向室外换热器3的制冷剂流动。
[0033]节流装置6与开闭阀7并联地设置，通过控制开度，调整制冷剂流量。即，节流装置6通过控制开度，将负荷侧配管温度具体来说是室内换热器22 (室内换热器22a、22b)的蒸发温度调整成任意的范围。
[0034]在热源侧单元100中，至少设置有检测从压缩机I排出的制冷剂的压力的高压传感器131、检测被吸入压缩机I的制冷剂的压力的低压传感器132、检测从压缩机I排出的制冷剂的温度的排出温度传感器133、和检测流入储液器4的制冷剂的温度的流入配管温度传感器134。由这些各种检测构件检测到的信息(温度信息及压力信息)被输送到控制空气调节装置500的动作的控制装置8，被用于压缩机I的驱动频率、省略图示的送风机的转速、四通切换阀2的切换、开闭阀7的开闭、节流装置6的开度的控制。
[0035][制冷剂控制单元200]
[0036]制冷剂控制单元200介于热源侧单元100和负荷侧单元300之间，根据负荷侧单元300的运转状况切换制冷剂的流动。此外，在图1中，在“制冷剂控制单元200”所具有的几个设备的附图标记之后标注“a”或“b”地进行图示。这表示与后面说明的“负荷侧单元300a”连接或与“负荷侧单元300b”连接。而且，在以下的说明中，有时省略了附图标记之后附加的“a”、“b”，但该情况当然还包括与“负荷侧单元300a”或“负荷侧单元300b”连接的任意的设备地进行说明。
[0037]制冷剂控制单元200通过高压配管402及低压配管401分别与热源侧单元100连接，并通过液体管404及气体管403分别与负荷侧单元300连接。在制冷剂控制单元200中，搭载有气液分离器11、第一开闭阀12(第一开闭阀12&、12?、第二开闭阀13(第二开闭阀13a、13b)、第一节流装置14、第二节流装置15、第一制冷剂换热器16和第二制冷剂换热器17。另外，在制冷剂控制单元200中，设置有从第二制冷剂换热器17的一次侧(经由了第一节流装置14的制冷剂流动的这一侧)的下游侧的配管分支并与低压配管401连接的连接配管120。
[0038]气液分离器11设置在高压配管402上，并具有将流过高压配管402的二相制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂的功能。被气液分离器11分离的气体制冷剂通过连接配管121被供给到第一开闭阀12，液体制冷剂被供给到第一制冷剂换热器16。
[0039]第一开闭阀12用于按运转模式控制制冷剂向负荷侧单元300的供给，并被设置在连接配管121和气体管403之间。也就是说，第一开闭阀12的一方被连接在气液分离器11，另一方被连接在负荷侧单元300的室内换热器22，通过控制开闭，使制冷剂导通或不导通。
[0040]第二开闭阀13也用于按运转模式控制制冷剂向负荷侧单元300的供给，并被设置在气体管403和低压配管401之间。也就是说，第二开闭阀13的一方被连接在低压配管401，另一方被连接在负荷侧单元300的室内换热器22，通过控制开闭，使制冷剂导通或不导通。
[0041]第一节流装置14被设置在连接气液分离器11和液体管404的配管，也就是说第一制冷剂换热器16和第二制冷剂换热器17之间，并具有作为减压阀、膨胀阀的功能，使制冷剂减压膨胀。该第一节流装置14优选由能够可变地控制开度的装置，例如由使用了电子式膨胀阀的精细的流量控制装置、毛细管等廉价的制冷剂流量调节构件等构成。
[0042]第二节流装置15在连接配管120上被设置在第二制冷剂换热器17的二次侧的上游侧，并具有作为减压阀、膨胀阀的功能，使制冷剂减压膨胀。该第二节流装置15与第一节流装置14同样地优选由能够可变地控制开度的装置，例如由使用了电子式膨胀阀的精细的流量控制装置、毛细管等的廉价的制冷剂流量调节构件等构成。
[0043]第一制冷剂换热器16在一次侧(被气液分离器11分离的液体制冷剂流动的一侧)流动的制冷剂和在二次侧(在连接配管120中经由了第二节流装置15之后从第二制冷剂换热器17流出的制冷剂流动的一侧)流动的制冷剂之间执行热交换。
[0044]第二制冷剂换热器17在一次侧(第一节流装置14的下游侧)流动的制冷剂和在二次侧(第二节流装置15的下游侧)流动的制冷剂之间执行热交换。
[0045]通过将第一节流装置14、第二节流装置15、第一制冷剂换热器16及第二制冷剂换热器17搭载在制冷剂控制单元200，由此通过第一制冷剂换热器16及第二制冷剂换热器17在主回路(一次侧)中流动的制冷剂和在连接配管120 ( 二次侧)中流动的制冷剂之间进行热交换，从而取得在主回路中流动的制冷剂的过冷却。根据第二节流装置15的开度，以在第二制冷剂换热器17的一次侧出口取得适当的过冷却的方式控制旁通量。
[0046]在制冷剂控制单元200中，至少设置有检测第二节流装置15和第二制冷剂换热器17的二次侧入口之间的制冷剂配管(连接配管120)的温度的温度传感器18、和检测第一制冷剂换热器16的二次侧的下游的连接配管120的温度的温度传感器19。由这些各种检测构件检测到的信息(温度信息)被输送到控制空气调节装置500的动作的控制装置8，并被利用于各种执行器的控制。也就是说，来自温度传感器18、温度传感器19的信息被利用于设置在制冷剂控制单元200中的开闭阀(第一开闭阀12、第二开闭阀13)的开闭、各节流装置(第一节流装置14、第二节流装置15)的开度等的控制。
[0047][负荷侧单元300]
[0048]负荷侧单元300接受来自热源侧单元100的冷能或热能的供给并负担制冷负荷或制热负荷。此外，在图1中，在“负荷侧单元300a”所具有的各设备的附图标记之后附加“a”，在“负荷侧单元300b”所具有的各设备的附图标记之后附加“b”地进行图示。而且，在以下的说明中，有时省略了附图标记之后的“a”、“b”，但当然在负荷侧单元300a、负荷侧单元300b的任意一方都可以具有各设备。
[0049]在负荷侧单元300中，室内换热器22(室内换热器22a、22b)和室内节流装置21(室内节流装置21a、21b)串联连接地搭载。另外，优选设置用于向室内换热器22供给空气的省略图示的送风机。但是，室内换热器22也可以利用与制冷剂和水等制冷剂不同的热介质执行热交换。
[0050]室内换热器22在热介质(例如，周围空气或水等)和制冷剂之间进行热交换，在制热运转时作为冷凝器(散热器)使制冷剂冷凝、液化，在制冷运转时作为蒸发器使制冷剂蒸发、气化。室内换热器22—般来说与省略图示的风扇相匹配地构成，根据风扇的转速控制冷凝能力或蒸发能力。
[0051]室内节流装置21具有作为减压阀、膨胀阀的功能，使制冷剂减压膨胀。该室内节流装置21优选由能够可变地控制开度的装置，例如由使用了电子式膨胀阀的精细的流量控制装置、毛细管等的廉价的制冷剂流量调节构件等构成。
[0052]在负荷侧单元300中，至少设置有检测室内节流装置21和室内换热器22之间的制冷剂配管的温度的温度传感器24(温度传感器24a、24b)、检测室内换热器22和第一开闭阀12以及第二开闭阀13之间的制冷剂配管的温度的温度传感器23(温度传感器23a、23b)。由这些各种检测构件检测到的信息(温度信息)被输送到控制空气调节装置500的动作的控制装置8，并被利用于各种执行器的控制。也就是说，来自温度传感器23及温度传感器24的信息被利用于设置在负荷侧单元300的室内节流装置21的开度、和省略图示的送风机的转速等的控制。
[0053]此外，压缩机I能够将吸入的制冷剂压缩成高压状态即可，对压缩机I的类型没有特别限定。例如，能够利用往复式、旋转式、涡旋式或螺旋式等各种类型构成压缩机I。而且，空气调节装置500所使用的制冷剂的种类没有特别限定，可以使用例如二氧化碳、碳氢化合物、氦气等自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂或者已有的产品所使用的R22、R134a等氟类制冷剂中的任意一种。
[0054]在图1中，例示了将控制空气调节装置500的动作的控制装置8搭载在热源侧单元100上的情况，但也可以设置在制冷剂控制单元200或负荷侧单元300的任意一方。另夕卜，也可以将控制装置8设置在热源侧单元100、制冷剂控制单元200及负荷侧单元300的外部。另外，也可以根据功能将控制装置8分成多个，并分别设置在热源侧单元100、制冷剂控制单元200、负荷侧单元300。在该情况下，优选通过无线或有线连接各控制装置使之能够通信。
[0055]对空气调节装置500执行的运转动作进行说明。
[0056]在空气调节装置500中，例如接收来自设置在室内的遥控器等的制冷运转要求、制热运转要求来进行空调运转，但与这些要求相应地存在4个运转模式。4个运转模式包括:全部的负荷侧单元300为全部制冷运转要求即全冷运转模式；制冷运转要求和制热运转要求混合、且判断为应通过制冷运转处理的负荷多的制冷主体运转模式；制冷运转要求和制热运转要求混合、且判断为应通过制热运转处理的负荷多的制热主体运转模式；全部的负荷侧单元300为全部制热运转要求的全制热运转模式。
[0057]以下，对被外气温度影响而蒸发温度降低，室外换热器3作为蒸发器工作的全制热运转模式和制热主体运转模式进行说明。
[0058][全制热运转模式]
[0059]图2是表示空气调节装置500的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图2，对空气调节装置500的全制热运转模式时的运转动作进行说明。
[0060]低温、低压的制冷剂被压缩机I压缩，成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机I排出的高温、高压的气体制冷剂通过四通切换阀2，经止回阀5c向高压配管402流动。该制冷剂然后从热源侧单元100流出。从热源侧单元100流出的高温、高压的气体制冷剂经由制冷剂控制单元200的气液分离器11，并通过连接配管121到达第一开闭阀12。第一开闭阀12开放，第二开闭阀13关闭，高温、高压的气体制冷剂通过气体管403到达负荷侧单元300。
[0061]流入负荷侧单元300的气体制冷剂流入室内换热器22 (室内换热器22a及室内换热器22b)。室内换热器22作为冷凝器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气进行热交换而冷凝、液化。此时，制冷剂向周围散热，由此室内等空调对象空间被制热。然后，从室内换热器22流出的液体制冷剂被室内节流装置21 (室内节流装置21a及室内节流装置21b)减压，从负荷侧单元300流出。
[0062]在室内节流装置21中被减压的液体制冷剂在液体管404 (液体管404a及液体管404b)中流动，并流入制冷剂控制单兀200。流入制冷剂控制单兀200的液体制冷剂经弟_■节流装置15并经由连接配管120到达低压配管401。在低压配管401中流动的制冷剂从制冷剂控制单元200流出之后，返回热源侧单元100。
[0063]全制热运转模式时，开闭阀7开放，节流装置6关闭。返回热源侧单元100的制冷剂经开闭阀7和止回阀5d到达室外换热器3。室外换热器3作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而制冷剂蒸发、气化。然后，从室外换热器3流出的制冷剂经由四通切换阀2流入储液器4。而且，将储液器4内的制冷剂吸入压缩机1，在系统内循环，由此冷冻循环成立。在以上的流程中，空气调节装置500执行全制热运转模式。
[0064]此外，在作为提供给空气调节装置500的运转要求，制冷运转和制热运转混合、且判断为应通过制热运转处理的负荷这一方大的情况下，成为制热主体运转模式的运转模式。
[0065][制热主体运转模式]
[0066]图3是表示空气调节装置500的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图3，对空气调节装置500的制热主体运转模式时的运转动作进行说明。这里，对有来自负荷侧单元300a的制热要求、来自负荷侧单元300b的制冷要求时的制热主体运转模式进行说明。此外，制冷剂直到具有制热要求的负荷侧单元300a的流动与全制热运转模式时相同，从而省略说明。
[0067]经由了液体管404a的液体制冷剂通过第二制冷剂换热器17被实施过冷却，经由液体管404b到达具有制冷要求的负荷侧单元300b。流入负荷侧单元300b的制冷剂被室内节流装置21b减压。被室内节流装置21b减压的制冷剂流入室内换热器22b。室内换热器22b作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而蒸发、气化。此时，制冷剂从周围吸热，由此，室内被制冷。然后，从负荷侧单元300b流出的制冷剂经由第二开闭阀13b，在连接配管120中流动。该制冷剂在第二制冷剂换热器17中取得过冷却，从而经第一节流装置14和第二节流装置15与流过连接配管120的制冷剂合流，并到达低压配管401。
[0068]制热主体运转模式时，开闭阀7开放，节流装置6关闭。在该情况下，流出制冷剂控制单元200，流入热源侧单元100的制冷剂经由开闭阀7、止回阀5d流入室外换热器3。室外换热器3作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换使制冷剂蒸发、气化。然后，经由四通切换阀2流入储液器4。压缩机I吸入储液器4内的制冷剂，在系统内循环，由此，冷冻循环成立。在以上的流程中，空气调节装置500执行制热主体房运转模式。
[0069]此时，蒸发温度受到室内换热器22的周围温度的影响，因周围温度蒸发、气化，蒸发温度成为比周围温度低的值。若例如周围温度成为负5度，则蒸发温度成为比负5度低的值，例如负11度左右。在从室内换热器22到室外换热器3的路径中，没有节流回路，为了便于说明，配管长度充分地短，若能够忽略第一开闭阀12、第二开闭阀13所导致的压力损失，则室内换热器22的蒸发温度变得与室外换热器3的蒸发温度相等。也就是说，由于随着外气温度降低，室内换热器22的蒸发温度也降低，从而防冻结控制发挥作用。
[0070]因此，对使用了节流装置6的空气调节装置500执行的室内换热器22的蒸发温度控制进行说明。
[0071]制热主体运转模式时，在进行制冷运转的负荷侧单元300的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下，关闭开闭阀7，打开节流装置6。如上所述，节流装置6优选采用作为可变地节流器的线性膨胀阀，但也可以采用电磁阀和毛细管的组合，或者开闭阀的组合，只要是能够调整节流量的机构即可。控制装置8通过温度传感器24检测室内换热器22b的蒸发温度，调整节流装置6的节流量，以使蒸发温度成为不在防冻结范围的温度。
[0072]此时，若具有制冷要求的负荷侧单元300为I台，则能够直接检测温度传感器24，一般来说，多数情况为具有制冷要求的负荷侧单元300为多台的情况多。因此，制冷剂控制单元200的温度传感器18检测各负荷侧单元300的蒸发温度的代表值。温度传感器18的位置并非一定在第二节流装置15和第二制冷剂换热器17之间，只要在负荷侧单元300合流并到达低压配管401的连接配管120上即可。另外，不是通过根据温度所进行的节流装置6的节流量控制，而是通过在连接配管120上设置压力传感器，还能够进行由压力检测所进行的调整。
[0073]图4是表示空气调节装置500执行的多个负荷侧单元300的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时的控制处理的流程的流程图。基于图4，在制热主体运转模式时，对在进行制冷运转的负荷侧单元300的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下的开闭阀7及节流装置6的控制的一例进行说明。此外，此时，控制装置8对开闭阀7进行关闭控制。
[0074]在多个负荷侧单元300的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时，控制装置8计算变更量(开度差)ΛΧ (步骤S101)。变更量Λ X根据从低压传感器132计算的饱和温度TeO、温度传感器19的检测温度Te、温度传感器19的目标温度Tem，作为相对于节流装置6的开度X的变更量(开度差)求出。此外，只要控制节流装置6的开度X，以使负荷侧单元300的室内换热器22不冻结即可，考虑制冷剂控制单元200、低压配管401及气体管403中的压力损失的影响来决定目标温度Tem即可。若制冷剂控制单元200、低压配管401及气体管403中的压力损失充分小，则Tem能够成为配管的冻结温度(=(TC )以上，例如能够为Tem = I。
[0075]在不是Te = Tem的情况下(步骤S102 ；N)，控制装置8对Te和Tem进行比较(步骤S103)。而且，在Te > Tem的情况下(步骤S103 ；Y)，由于控制装置8需要增大节流装置6的开度来增大压差，所以Λ X > O (步骤S104)。相反地，在Te < Tem的情况下(步骤S10)，控制装置8减小节流装置6的开度而减小压差，Λ X < O (步骤S105)。此时，作为Λ X的计算，考虑以与目标温度Tem之间的温度差(Tem-Te)相应的开度打开节流装置6的控制。
[0076]如上所述，在空气调节装置500中，尤其在制冷制热混合运转时，以负荷侧单元300的温度不进入保护区域的方式适当地控制节流装置6的开度，从而能够避免进入防冻结控制，能够抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力的降低，能够提高运转的稳定性。
[0077]此外，在实施方式中，示出了热源侧单元100为I台、制冷剂控制单元200为I台、负荷侧单元300为2台的例子，但没有特别限定各单元的台数。另外，在实施方式中，以将本发明适用于空气调节装置500的情况为例进行了说明，但还能够将本发明适用于使用以冷冻系统为主的冷冻循环构成了制冷剂回路的其他的系统。而且，优选为了减少制冷运转中的压力损失，在图示的位置连接开闭阀7及节流装置6，但也可以设置在合流部c的上游侧的低压配管401 (参照图5及图6)。
[0078][全制冷运转模式]
[0079]图5是表示空气调节装置500的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图5，简单地说明空气调节装置500的全制冷运转模式时的运转动作。
[0080]低温、低压的制冷剂被压缩机I压缩，成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机I排出的高温、高压的气体制冷剂通过四通切换阀2，向室外换热器3流动。室外换热器3作为冷凝器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而冷凝、液化。然后，从室外换热器3流出的液体制冷剂通过高压配管402，经止回阀5a，从热源侧单元100流出。
[0081]从热源侧单元100流出的高压液体制冷剂经由制冷剂控制单元200的气液分离器11，流入第一制冷剂换热器16的一次侧。流入第一制冷剂换热器16的一次侧的液体制冷剂通过制冷剂对第一制冷剂换热器16的二次侧实施过冷却。该过冷却度变大的液体制冷剂被第一节流装置14节流到中间压。然后，该液体制冷剂向第二制冷剂换热器17流动，进一步增大过冷却度。然后，该液体制冷剂分流，一部分在液体管404a、404b中流动，并从制冷剂控制单元200流出。
[0082]从制冷剂控制单元200流出的液体制冷剂流入负荷侧单元300a、300b。流入负荷侧单元300a、330b的液体制冷剂被室内节流装置21a、21b节流，成为低温的气液二相制冷齐U。该低温的气液二相制冷剂流入室内换热器22a、22b。室内换热器22a、22b作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而蒸发、气化。此时，制冷剂从周围吸热，由此室内被制冷。然后，从负荷侧单元300a、300b流出的制冷剂经第二开闭阀13a、13b，在第二制冷剂换热器17中取得过冷却，从而经第一节流装置14和第二节流装置15与流过连接配管120的制冷剂合流，到达低压配管401。
[0083]在低压配管401中流动的制冷剂从制冷剂控制单元200流出之后，返回热源侧单元100。返回热源侧单元100的气体制冷剂经止回阀5b、四通切换阀2、储液器4再次被吸入压缩机I。在以上的流程中，空气调节装置500执行全制冷运转模式。S卩，在全制冷运转时，成为制冷剂不流入第二连接配管111的回路结构。由此可知，优选将开闭阀7及节流装置6设置在第二连接配管111上。
[0084][制冷主体体运转模式]
[0085]图6是表示空气调节装置500的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图6说明空气调节装置500的制冷主体运转模式时的运转动作。这里，对从负荷侧单元300a具有制冷要求并从负荷侧单元300b具有制热要求时的制冷主体运转模式进行说明。
[0086]低温、低压的制冷剂被压缩机I压缩，成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机I排出的高温、高压的气体制冷剂经四通切换阀2流入室外换热器3。室外换热器3作为冷凝器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而冷凝并二相化。然后，从室外换热器3流出的气液二相制冷剂通过高压配管402，经止回阀5a，从热源侧单元100流出。
[0087]从热源侧单元100流出的气液二相制冷剂流入制冷剂控制单元200的气液分离器11。流入气液分离器11的气液二相制冷剂被气液分离器11分离成气体制冷剂和液体制冷齐U。气体制冷剂从气液分离器11流出之后，流入连接配管121。流入连接配管121的气体制冷剂经第一开闭阀12b，在气体管403b中流动，并流入负荷侧单元300b。流入负荷侧单元300b的气体制冷剂在室内换热器22b中向周围散热，由此对空调空间制热，并且自身冷凝、液化，从室内换热器22b流出。从室内换热器22b流出的液体制冷剂被室内节流装置21b节流到中间压力。
[0088]被室内节流装置21b节流的中间压力的液体制冷剂在液体管404b中流动，被气液分离器11分离，与经由了第一制冷剂换热器16、第一节流装置14的液体制冷剂合流之后，流入第二制冷剂换热器17。流入第二制冷剂换热器17的液体制冷剂进一步增大过冷却度，在液体管404a中流动，从制冷剂控制单元200流出。从制冷剂控制单元200流出的液体制冷剂流入负荷侧单元300a。流入负荷侧单元300a的液体制冷剂被室内节流装置21a节流，成为低温的气液二相制冷剂。该低温的气液二相制冷剂流入室内换热器22a，从周围夺取热量，由此对空调空间制冷，并且自身蒸发、气化，从室内换热器22a流出。
[0089]从室内换热器22a流出了的气体制冷剂在气体管403a中流动并从负荷侧单元300a流出之后，流入制冷剂控制单元200。流入制冷剂控制单元200的制冷剂经第二开闭阀13a，在第二制冷剂换热器17中取得过冷却，经第一节流装置14和第二节流装置15与流过连接配管120的制冷剂合流，到达低压配管401。
[0090]在低压配管401中流动的制冷剂从制冷剂控制单元200流出之后，返回热源侧单元100。返回热源侧单元100的气体制冷剂经止回阀5b、四通切换阀2、储液器4再次被吸入压缩机I。在以上的流程中，空气调节装置500执行制冷主体运转模式。S卩，在制冷主体运转时，成为制冷剂不流入第二连接配管111的回路结构。由此可知，优选将开闭阀7及节流装置6设置在第二连接配管111上。
[0091]附图标记的说明
[0092]I压缩机，2四通切换阀，3室外换热器，4储液器，5a止回阀，5b止回阀，5c止回阀，5d止回阀，6节流装置(热源侧节流装置)，7开闭阀，8控制装置，11气液分离器，12第一开闭阀，12a第一开闭阀，12b第一开闭阀，13第二开闭阀，13a第二开闭阀，13b第二开闭阀，14第一节流装置，15第二节流装置，16第一制冷剂换热器，17第二制冷剂换热器，18温度传感器，19温度传感器，21室内节流装置，2Ia室内节流装置，2Ib室内节流装置，22室内换热器，22a室内换热器，22b室内换热器，23温度传感器，23a温度传感器，23b温度传感器，24温度传感器，24a温度传感器，24b温度传感器，100热源侧单元，110第一连接配管，111第二连接配管，120连接配管，121连接配管，131高压传感器，132低压传感器，133排出温度传感器，134流入配管温度传感器，200制冷剂控制单元，300负荷侧单元，300a负荷侧单元，300b负荷侧单元，401低压配管，402高压配管，403气体管，403a气体管，403b气体管，404液体管，404a液体管，404b液体管，500空气调节装置，a合流部，b合流部，c合流部，d合流部。
【权利要求】
1.一种空气调节装置，其将多台负荷侧单元和搭载了压缩机、室外换热器的至少I台热源侧单元连接，并能够进行制冷制热同时运转， 所述多台负荷侧单元与所述热源侧单元并联地连接，并搭载了节流装置以及室内换热器， 所述空气调节装置的特征在于，具有: 开闭阀，所述开闭阀搭载在所述热源侧单元上，调整制冷剂从所述负荷侧单元向所述室外换热器的流动； 热源侧节流装置，所述热源侧节流装置搭载在所述热源侧单元上，与所述开闭阀并联地设置；和 控制装置，所述控制装置至少控制所述开闭阀的开闭、所述热源侧节流装置的开度，所述控制装置在所述多个负荷侧单元的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时，在进行制冷运转的所述负荷侧单元的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下， 关闭所述开闭阀，并且 根据制冷要求的负荷侧单元的蒸发温度，控制所述热源侧节流装置的开度，将该蒸发温度调整到规定的范围内。
2.如权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述控制装置使用分别从所述负荷侧单元流出并合流了的制冷剂的温度及压力的至少I个来决定所述热源侧节流装置的开度。
3.如权利要求1或2所述的空气调节装置，其特征在于，使根据所述负荷侧单元的运转状况切换制冷剂的流动的制冷剂控制单元介于所述热源侧单元和所述负荷侧单元之间。
【文档编号】F24F11/02GK104364591SQ201280073555
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】冈野博幸, 高下博文 申请人:三菱电机株式会社
【专利摘要】本发明提供一种空气调节装置，其连接了热源侧单元和多台负荷侧单元，该多台负荷侧单元相对于该热源侧单元并联地连接，能够进行制冷制热同时运转，其中，在制冷剂从负荷侧单元向热源侧单元的室外换热器流动的流路中，设置有开闭阀(7)及与开闭阀并联地连接的热源侧节流装置(6)，在制热主体运转模式时，在进行制冷运转的负荷侧单元的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下，关闭开闭阀(7)，控制热源侧节流装置(6)的开度，由此防止该负荷侧单元的冻结。
【专利说明】空气调节装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够实施分别在多个室内单元(负荷侧单元)中执行制冷运转或制热运转的运转(以下称为制冷制热混合运转)的空气调节装置，尤其是涉及能够抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力降低并提高运转的稳定性的空气调节装置。
【背景技术】
[0002]以往以来，存在能够进行制冷制热混合运转的空气调节装置(例如，参照专利文献I)。这样的空气调节装置根据空气条件或运转负荷判断以制冷循环还是以制热循环使负荷侧单元运转。而且，这样的空气调节装置根据负荷选择合适的冷冻循环，来实现制冷制热混合运转。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特愿2005-344995号公报(实施方式I等)
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在专利文献I记载的空气调节装置中，在制冷制热混合运转中，在负荷侧单元以制热循环运转的情况下，室外换热器作为蒸发器发挥功能。因此，在热源侧单元的周围温度降低的情况下，蒸发温度也伴随周围温度降低。此时，制冷运转中的负荷侧单元的蒸发温度也降低。在负荷侧单元的蒸发温度成为o°c以下时，因冻结生成的冰使配管变形，可能破损。另外，在搭载于负荷侧单元的换热器的翅片上产生的霜融化了的情况下，排水盘不能全都承接，可能发生漏水。
[0008]为了防止这样的事态于未然，已经存在负荷侧单元的液体管温度直到规定温度以下时强制停止负荷侧单元的运转这样的控制(以下称为防冻结控制)。但是，在执行防冻结控制时，进行制热运转的负荷侧单元继续运转，但对进行制冷运转的负荷侧单元，强制地停止运转，从而在停止过程中，空调能力成为O。在此期间，存在用户的舒适性降低的课题。另外，因反复进行停止和起动，运转状态也变得不稳定，还存在不能持续地发挥能力的课题。
[0009]本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的是提供一种空气调节装置，其不执行防冻结控制地抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力的降低并提高运转的稳定性。
[0010]用于解决课题的技术方案
[0011]本发明的空气调节装置，其将多台负荷侧单元和搭载了压缩机、室外换热器的至少I台热源侧单元连接，并能够进行制冷制热同时运转，所述多台负荷侧单元与所述热源侧单元并联地连接，并搭载了节流装置以及室内换热器，其中，该空气调节装置具有:开闭阀，所述开闭阀搭载在所述热源侧单元上，调整制冷剂从所述负荷侧单元向所述室外换热器的流动；热源侧节流装置，所述热源侧节流装置搭载在所述热源侧单元上，与所述开闭阀并联地设置；和控制装置，所述控制装置至少控制所述开闭阀的开闭、所述热源侧节流装置的开度，所述控制装置在所述多个负荷侧单元的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时，在进行制冷运转的所述负荷侧单元的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下，关闭所述开闭阀，并且根据制冷要求的负荷侧单元的蒸发温度，控制所述热源侧节流装置的开度，将该蒸发温度调整到规定的范围内。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明的空气调节装置，尤其在制冷制热混合运转时的制热主体运转模式中，能够通过热源侧节流装置的开度将负荷侧单元的液体管温度控制到适当的范围，从而不执行防冻结控制地抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力的降低并能够提高运转的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。
[0015]图2是表示本发明的实施方式的空气调节装置的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
[0016]图3是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
[0017]图4是表示本发明的实施方式的空气调节装置执行的多个负荷侧单元的制冷制热同时运转时的制热负荷多的制热主体运转模式时的控制处理的流程的流程图。
[0018]图5是表示本发明的实施方式的空气调节装置的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
[0019]图6是表示本发明的实施方式的空气调节装置的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。
【具体实施方式】
[0020]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0021]图1是表示本发明的实施方式的空气调节装置500的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。基于图1说明空气调节装置500的制冷剂回路结构。该空气调节装置500设置在例如大厦、公寓等，利用使制冷剂循环的冷冻循环(热泵循环)，能够执行制冷制热混合运转。此外，包含图1在内，在以下的附图中，各构成部件的大小关系有时与实际不同。
[0022]空气调节装置500具有热源侧单元100、多台(在图1中是2台)的负荷侧单元300 (负荷侧单元300a、300b)和制冷剂控制单元200。制冷剂控制单元200设置在热源侧单元100和负荷侧单元300之间，通过切换制冷剂的流动，在各个负荷侧单元300执行制冷运转或制热运转。在该空气调节装置500中，热源侧单元100和制冷剂控制单元200通过2条配管(高压配管402、低压配管401)连接，制冷剂控制单元200和负荷侧单元300通过2条配管(液体管404 (液体管404a、404b)、气体管403 (气体管403a、403b))连接，形成冷冻循环。
[0023][热源侧单元100]
[0024]热源侧单元100具有向负荷侧单元300供给冷能或热能的功能。
[0025]在热源侧单元100中，串联地连接压缩机1、作为流路切换构件的四通切换阀2、室外换热器3和储液器4而构成了主制冷剂回路。另外，在热源侧单元100中，搭载有止回阀5a、止回阀5b、止回阀5c、止回阀5d、第一连接配管110和第二连接配管111,以便不管负荷侧单元300的要求如何，都能够使流入制冷剂控制单元200的制冷剂的流动成为恒定方向。而且，在热源侧单元100中搭载了节流装置(热源侧节流装置)6和开闭阀7。
[0026]压缩机I吸入低温、低压的气体制冷剂，压缩该制冷剂成为高温、高压的气体制冷齐U，使制冷剂在系统内循环，由此进行空调运转。压缩机I也可以由例如能够控制容量的变频型的压缩机等构成。但是，压缩机I不限于能够控制容量的变频型的压缩机，也可以采用定速型的压缩机、组合了变频型和定速型的压缩机。
[0027]四通切换阀2设置在压缩机I的排出侧，在制冷运转时和制热运转时，切换制冷剂流路，控制制冷剂的流动，以使室外换热器3根据运转模式作为蒸发器或冷凝器发挥功能。
[0028]室外换热器3在热介质(例如，周围空气、水等)和制冷剂之间进行热交换，在制热运转时作为蒸发器使制冷剂蒸发、气化，在制冷运转时作为冷凝器(散热器)使制冷剂冷凝、液化。一般来说，室外换热器3与省略图示的风扇相匹配地构成，根据风扇的转速，控制冷凝能力或蒸发能力。
[0029]储液器4设置在压缩机I的吸入侧，并具有存储剩余制冷剂的功能以及分离液体制冷剂和气体制冷剂的功能。
[0030]第一连接配管110连接止回阀5a的下游侧的高压配管402和止回阀5b的下游侧的低压配管401。第二连接配管111连接止回阀5a的上游侧的高压配管402和止回阀5b的上游侧的低压配管401。此外，将第二连接配管111和高压配管402的合流部作为合流部a进行图示，将第一连接配管110和高压配管402的合流部作为合流部b (合流部a的下游)进行图示，将第二连接配管111和低压配管401的合流部作为合流部c进行图示，将第一连接配管110和低压配管401的合流部作为合流部d(合流部c的下游)进行图示。
[0031]止回阀5b设置在合流部c和合流部d之间，仅允许从制冷剂控制单元200向热源侧单元100的方向的制冷剂的流动。止回阀5a设置在合流部a和合流部b之间，仅允许从热源侧单元100向制冷剂控制单元200的方向的制冷剂的流动。止回阀5c设置在第一连接配管110，仅允许从合流部d向合流部b的方向的制冷剂的流动。止回阀5d设置在第二连接配管111，仅允许从合流部C向合流部a的方向的制冷剂的流动。
[0032]开闭阀7在热源侧单元100内被设置在室外换热器3的上游(在图中是止回阀5d的上游侧的第二连接配管111)，通过控制开闭，使制冷剂导通或不导通。即，开闭阀7通过控制开闭，调整从制冷剂控制单元200向室外换热器3的制冷剂流动。
[0033]节流装置6与开闭阀7并联地设置，通过控制开度，调整制冷剂流量。即，节流装置6通过控制开度，将负荷侧配管温度具体来说是室内换热器22 (室内换热器22a、22b)的蒸发温度调整成任意的范围。
[0034]在热源侧单元100中，至少设置有检测从压缩机I排出的制冷剂的压力的高压传感器131、检测被吸入压缩机I的制冷剂的压力的低压传感器132、检测从压缩机I排出的制冷剂的温度的排出温度传感器133、和检测流入储液器4的制冷剂的温度的流入配管温度传感器134。由这些各种检测构件检测到的信息(温度信息及压力信息)被输送到控制空气调节装置500的动作的控制装置8，被用于压缩机I的驱动频率、省略图示的送风机的转速、四通切换阀2的切换、开闭阀7的开闭、节流装置6的开度的控制。
[0035][制冷剂控制单元200]
[0036]制冷剂控制单元200介于热源侧单元100和负荷侧单元300之间，根据负荷侧单元300的运转状况切换制冷剂的流动。此外，在图1中，在“制冷剂控制单元200”所具有的几个设备的附图标记之后标注“a”或“b”地进行图示。这表示与后面说明的“负荷侧单元300a”连接或与“负荷侧单元300b”连接。而且，在以下的说明中，有时省略了附图标记之后附加的“a”、“b”，但该情况当然还包括与“负荷侧单元300a”或“负荷侧单元300b”连接的任意的设备地进行说明。
[0037]制冷剂控制单元200通过高压配管402及低压配管401分别与热源侧单元100连接，并通过液体管404及气体管403分别与负荷侧单元300连接。在制冷剂控制单元200中，搭载有气液分离器11、第一开闭阀12(第一开闭阀12&、12?、第二开闭阀13(第二开闭阀13a、13b)、第一节流装置14、第二节流装置15、第一制冷剂换热器16和第二制冷剂换热器17。另外，在制冷剂控制单元200中，设置有从第二制冷剂换热器17的一次侧(经由了第一节流装置14的制冷剂流动的这一侧)的下游侧的配管分支并与低压配管401连接的连接配管120。
[0038]气液分离器11设置在高压配管402上，并具有将流过高压配管402的二相制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂的功能。被气液分离器11分离的气体制冷剂通过连接配管121被供给到第一开闭阀12，液体制冷剂被供给到第一制冷剂换热器16。
[0039]第一开闭阀12用于按运转模式控制制冷剂向负荷侧单元300的供给，并被设置在连接配管121和气体管403之间。也就是说，第一开闭阀12的一方被连接在气液分离器11，另一方被连接在负荷侧单元300的室内换热器22，通过控制开闭，使制冷剂导通或不导通。
[0040]第二开闭阀13也用于按运转模式控制制冷剂向负荷侧单元300的供给，并被设置在气体管403和低压配管401之间。也就是说，第二开闭阀13的一方被连接在低压配管401，另一方被连接在负荷侧单元300的室内换热器22，通过控制开闭，使制冷剂导通或不导通。
[0041]第一节流装置14被设置在连接气液分离器11和液体管404的配管，也就是说第一制冷剂换热器16和第二制冷剂换热器17之间，并具有作为减压阀、膨胀阀的功能，使制冷剂减压膨胀。该第一节流装置14优选由能够可变地控制开度的装置，例如由使用了电子式膨胀阀的精细的流量控制装置、毛细管等廉价的制冷剂流量调节构件等构成。
[0042]第二节流装置15在连接配管120上被设置在第二制冷剂换热器17的二次侧的上游侧，并具有作为减压阀、膨胀阀的功能，使制冷剂减压膨胀。该第二节流装置15与第一节流装置14同样地优选由能够可变地控制开度的装置，例如由使用了电子式膨胀阀的精细的流量控制装置、毛细管等的廉价的制冷剂流量调节构件等构成。
[0043]第一制冷剂换热器16在一次侧(被气液分离器11分离的液体制冷剂流动的一侧)流动的制冷剂和在二次侧(在连接配管120中经由了第二节流装置15之后从第二制冷剂换热器17流出的制冷剂流动的一侧)流动的制冷剂之间执行热交换。
[0044]第二制冷剂换热器17在一次侧(第一节流装置14的下游侧)流动的制冷剂和在二次侧(第二节流装置15的下游侧)流动的制冷剂之间执行热交换。
[0045]通过将第一节流装置14、第二节流装置15、第一制冷剂换热器16及第二制冷剂换热器17搭载在制冷剂控制单元200，由此通过第一制冷剂换热器16及第二制冷剂换热器17在主回路(一次侧)中流动的制冷剂和在连接配管120 ( 二次侧)中流动的制冷剂之间进行热交换，从而取得在主回路中流动的制冷剂的过冷却。根据第二节流装置15的开度，以在第二制冷剂换热器17的一次侧出口取得适当的过冷却的方式控制旁通量。
[0046]在制冷剂控制单元200中，至少设置有检测第二节流装置15和第二制冷剂换热器17的二次侧入口之间的制冷剂配管(连接配管120)的温度的温度传感器18、和检测第一制冷剂换热器16的二次侧的下游的连接配管120的温度的温度传感器19。由这些各种检测构件检测到的信息(温度信息)被输送到控制空气调节装置500的动作的控制装置8，并被利用于各种执行器的控制。也就是说，来自温度传感器18、温度传感器19的信息被利用于设置在制冷剂控制单元200中的开闭阀(第一开闭阀12、第二开闭阀13)的开闭、各节流装置(第一节流装置14、第二节流装置15)的开度等的控制。
[0047][负荷侧单元300]
[0048]负荷侧单元300接受来自热源侧单元100的冷能或热能的供给并负担制冷负荷或制热负荷。此外，在图1中，在“负荷侧单元300a”所具有的各设备的附图标记之后附加“a”，在“负荷侧单元300b”所具有的各设备的附图标记之后附加“b”地进行图示。而且，在以下的说明中，有时省略了附图标记之后的“a”、“b”，但当然在负荷侧单元300a、负荷侧单元300b的任意一方都可以具有各设备。
[0049]在负荷侧单元300中，室内换热器22(室内换热器22a、22b)和室内节流装置21(室内节流装置21a、21b)串联连接地搭载。另外，优选设置用于向室内换热器22供给空气的省略图示的送风机。但是，室内换热器22也可以利用与制冷剂和水等制冷剂不同的热介质执行热交换。
[0050]室内换热器22在热介质(例如，周围空气或水等)和制冷剂之间进行热交换，在制热运转时作为冷凝器(散热器)使制冷剂冷凝、液化，在制冷运转时作为蒸发器使制冷剂蒸发、气化。室内换热器22—般来说与省略图示的风扇相匹配地构成，根据风扇的转速控制冷凝能力或蒸发能力。
[0051]室内节流装置21具有作为减压阀、膨胀阀的功能，使制冷剂减压膨胀。该室内节流装置21优选由能够可变地控制开度的装置，例如由使用了电子式膨胀阀的精细的流量控制装置、毛细管等的廉价的制冷剂流量调节构件等构成。
[0052]在负荷侧单元300中，至少设置有检测室内节流装置21和室内换热器22之间的制冷剂配管的温度的温度传感器24(温度传感器24a、24b)、检测室内换热器22和第一开闭阀12以及第二开闭阀13之间的制冷剂配管的温度的温度传感器23(温度传感器23a、23b)。由这些各种检测构件检测到的信息(温度信息)被输送到控制空气调节装置500的动作的控制装置8，并被利用于各种执行器的控制。也就是说，来自温度传感器23及温度传感器24的信息被利用于设置在负荷侧单元300的室内节流装置21的开度、和省略图示的送风机的转速等的控制。
[0053]此外，压缩机I能够将吸入的制冷剂压缩成高压状态即可，对压缩机I的类型没有特别限定。例如，能够利用往复式、旋转式、涡旋式或螺旋式等各种类型构成压缩机I。而且，空气调节装置500所使用的制冷剂的种类没有特别限定，可以使用例如二氧化碳、碳氢化合物、氦气等自然制冷剂、HFC410A、HFC407C、HFC404A等不含氯的替代制冷剂或者已有的产品所使用的R22、R134a等氟类制冷剂中的任意一种。
[0054]在图1中，例示了将控制空气调节装置500的动作的控制装置8搭载在热源侧单元100上的情况，但也可以设置在制冷剂控制单元200或负荷侧单元300的任意一方。另夕卜，也可以将控制装置8设置在热源侧单元100、制冷剂控制单元200及负荷侧单元300的外部。另外，也可以根据功能将控制装置8分成多个，并分别设置在热源侧单元100、制冷剂控制单元200、负荷侧单元300。在该情况下，优选通过无线或有线连接各控制装置使之能够通信。
[0055]对空气调节装置500执行的运转动作进行说明。
[0056]在空气调节装置500中，例如接收来自设置在室内的遥控器等的制冷运转要求、制热运转要求来进行空调运转，但与这些要求相应地存在4个运转模式。4个运转模式包括:全部的负荷侧单元300为全部制冷运转要求即全冷运转模式；制冷运转要求和制热运转要求混合、且判断为应通过制冷运转处理的负荷多的制冷主体运转模式；制冷运转要求和制热运转要求混合、且判断为应通过制热运转处理的负荷多的制热主体运转模式；全部的负荷侧单元300为全部制热运转要求的全制热运转模式。
[0057]以下，对被外气温度影响而蒸发温度降低，室外换热器3作为蒸发器工作的全制热运转模式和制热主体运转模式进行说明。
[0058][全制热运转模式]
[0059]图2是表示空气调节装置500的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图2，对空气调节装置500的全制热运转模式时的运转动作进行说明。
[0060]低温、低压的制冷剂被压缩机I压缩，成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机I排出的高温、高压的气体制冷剂通过四通切换阀2，经止回阀5c向高压配管402流动。该制冷剂然后从热源侧单元100流出。从热源侧单元100流出的高温、高压的气体制冷剂经由制冷剂控制单元200的气液分离器11，并通过连接配管121到达第一开闭阀12。第一开闭阀12开放，第二开闭阀13关闭，高温、高压的气体制冷剂通过气体管403到达负荷侧单元300。
[0061]流入负荷侧单元300的气体制冷剂流入室内换热器22 (室内换热器22a及室内换热器22b)。室内换热器22作为冷凝器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气进行热交换而冷凝、液化。此时，制冷剂向周围散热，由此室内等空调对象空间被制热。然后，从室内换热器22流出的液体制冷剂被室内节流装置21 (室内节流装置21a及室内节流装置21b)减压，从负荷侧单元300流出。
[0062]在室内节流装置21中被减压的液体制冷剂在液体管404 (液体管404a及液体管404b)中流动，并流入制冷剂控制单兀200。流入制冷剂控制单兀200的液体制冷剂经弟_■节流装置15并经由连接配管120到达低压配管401。在低压配管401中流动的制冷剂从制冷剂控制单元200流出之后，返回热源侧单元100。
[0063]全制热运转模式时，开闭阀7开放，节流装置6关闭。返回热源侧单元100的制冷剂经开闭阀7和止回阀5d到达室外换热器3。室外换热器3作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而制冷剂蒸发、气化。然后，从室外换热器3流出的制冷剂经由四通切换阀2流入储液器4。而且，将储液器4内的制冷剂吸入压缩机1，在系统内循环，由此冷冻循环成立。在以上的流程中，空气调节装置500执行全制热运转模式。
[0064]此外，在作为提供给空气调节装置500的运转要求，制冷运转和制热运转混合、且判断为应通过制热运转处理的负荷这一方大的情况下，成为制热主体运转模式的运转模式。
[0065][制热主体运转模式]
[0066]图3是表示空气调节装置500的制热主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图3，对空气调节装置500的制热主体运转模式时的运转动作进行说明。这里，对有来自负荷侧单元300a的制热要求、来自负荷侧单元300b的制冷要求时的制热主体运转模式进行说明。此外，制冷剂直到具有制热要求的负荷侧单元300a的流动与全制热运转模式时相同，从而省略说明。
[0067]经由了液体管404a的液体制冷剂通过第二制冷剂换热器17被实施过冷却，经由液体管404b到达具有制冷要求的负荷侧单元300b。流入负荷侧单元300b的制冷剂被室内节流装置21b减压。被室内节流装置21b减压的制冷剂流入室内换热器22b。室内换热器22b作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而蒸发、气化。此时，制冷剂从周围吸热，由此，室内被制冷。然后，从负荷侧单元300b流出的制冷剂经由第二开闭阀13b，在连接配管120中流动。该制冷剂在第二制冷剂换热器17中取得过冷却，从而经第一节流装置14和第二节流装置15与流过连接配管120的制冷剂合流，并到达低压配管401。
[0068]制热主体运转模式时，开闭阀7开放，节流装置6关闭。在该情况下，流出制冷剂控制单元200，流入热源侧单元100的制冷剂经由开闭阀7、止回阀5d流入室外换热器3。室外换热器3作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换使制冷剂蒸发、气化。然后，经由四通切换阀2流入储液器4。压缩机I吸入储液器4内的制冷剂，在系统内循环，由此，冷冻循环成立。在以上的流程中，空气调节装置500执行制热主体房运转模式。
[0069]此时，蒸发温度受到室内换热器22的周围温度的影响，因周围温度蒸发、气化，蒸发温度成为比周围温度低的值。若例如周围温度成为负5度，则蒸发温度成为比负5度低的值，例如负11度左右。在从室内换热器22到室外换热器3的路径中，没有节流回路，为了便于说明，配管长度充分地短，若能够忽略第一开闭阀12、第二开闭阀13所导致的压力损失，则室内换热器22的蒸发温度变得与室外换热器3的蒸发温度相等。也就是说，由于随着外气温度降低，室内换热器22的蒸发温度也降低，从而防冻结控制发挥作用。
[0070]因此，对使用了节流装置6的空气调节装置500执行的室内换热器22的蒸发温度控制进行说明。
[0071]制热主体运转模式时，在进行制冷运转的负荷侧单元300的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下，关闭开闭阀7，打开节流装置6。如上所述，节流装置6优选采用作为可变地节流器的线性膨胀阀，但也可以采用电磁阀和毛细管的组合，或者开闭阀的组合，只要是能够调整节流量的机构即可。控制装置8通过温度传感器24检测室内换热器22b的蒸发温度，调整节流装置6的节流量，以使蒸发温度成为不在防冻结范围的温度。
[0072]此时，若具有制冷要求的负荷侧单元300为I台，则能够直接检测温度传感器24，一般来说，多数情况为具有制冷要求的负荷侧单元300为多台的情况多。因此，制冷剂控制单元200的温度传感器18检测各负荷侧单元300的蒸发温度的代表值。温度传感器18的位置并非一定在第二节流装置15和第二制冷剂换热器17之间，只要在负荷侧单元300合流并到达低压配管401的连接配管120上即可。另外，不是通过根据温度所进行的节流装置6的节流量控制，而是通过在连接配管120上设置压力传感器，还能够进行由压力检测所进行的调整。
[0073]图4是表示空气调节装置500执行的多个负荷侧单元300的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时的控制处理的流程的流程图。基于图4，在制热主体运转模式时，对在进行制冷运转的负荷侧单元300的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下的开闭阀7及节流装置6的控制的一例进行说明。此外，此时，控制装置8对开闭阀7进行关闭控制。
[0074]在多个负荷侧单元300的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时，控制装置8计算变更量(开度差)ΛΧ (步骤S101)。变更量Λ X根据从低压传感器132计算的饱和温度TeO、温度传感器19的检测温度Te、温度传感器19的目标温度Tem，作为相对于节流装置6的开度X的变更量(开度差)求出。此外，只要控制节流装置6的开度X，以使负荷侧单元300的室内换热器22不冻结即可，考虑制冷剂控制单元200、低压配管401及气体管403中的压力损失的影响来决定目标温度Tem即可。若制冷剂控制单元200、低压配管401及气体管403中的压力损失充分小，则Tem能够成为配管的冻结温度(=(TC )以上，例如能够为Tem = I。
[0075]在不是Te = Tem的情况下(步骤S102 ；N)，控制装置8对Te和Tem进行比较(步骤S103)。而且，在Te > Tem的情况下(步骤S103 ；Y)，由于控制装置8需要增大节流装置6的开度来增大压差，所以Λ X > O (步骤S104)。相反地，在Te < Tem的情况下(步骤S10)，控制装置8减小节流装置6的开度而减小压差，Λ X < O (步骤S105)。此时，作为Λ X的计算，考虑以与目标温度Tem之间的温度差(Tem-Te)相应的开度打开节流装置6的控制。
[0076]如上所述，在空气调节装置500中，尤其在制冷制热混合运转时，以负荷侧单元300的温度不进入保护区域的方式适当地控制节流装置6的开度，从而能够避免进入防冻结控制，能够抑制低外气下的制冷制热混合运转时的能力的降低，能够提高运转的稳定性。
[0077]此外，在实施方式中，示出了热源侧单元100为I台、制冷剂控制单元200为I台、负荷侧单元300为2台的例子，但没有特别限定各单元的台数。另外，在实施方式中，以将本发明适用于空气调节装置500的情况为例进行了说明，但还能够将本发明适用于使用以冷冻系统为主的冷冻循环构成了制冷剂回路的其他的系统。而且，优选为了减少制冷运转中的压力损失，在图示的位置连接开闭阀7及节流装置6，但也可以设置在合流部c的上游侧的低压配管401 (参照图5及图6)。
[0078][全制冷运转模式]
[0079]图5是表示空气调节装置500的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图5，简单地说明空气调节装置500的全制冷运转模式时的运转动作。
[0080]低温、低压的制冷剂被压缩机I压缩，成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机I排出的高温、高压的气体制冷剂通过四通切换阀2，向室外换热器3流动。室外换热器3作为冷凝器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而冷凝、液化。然后，从室外换热器3流出的液体制冷剂通过高压配管402，经止回阀5a，从热源侧单元100流出。
[0081]从热源侧单元100流出的高压液体制冷剂经由制冷剂控制单元200的气液分离器11，流入第一制冷剂换热器16的一次侧。流入第一制冷剂换热器16的一次侧的液体制冷剂通过制冷剂对第一制冷剂换热器16的二次侧实施过冷却。该过冷却度变大的液体制冷剂被第一节流装置14节流到中间压。然后，该液体制冷剂向第二制冷剂换热器17流动，进一步增大过冷却度。然后，该液体制冷剂分流，一部分在液体管404a、404b中流动，并从制冷剂控制单元200流出。
[0082]从制冷剂控制单元200流出的液体制冷剂流入负荷侧单元300a、300b。流入负荷侧单元300a、330b的液体制冷剂被室内节流装置21a、21b节流，成为低温的气液二相制冷齐U。该低温的气液二相制冷剂流入室内换热器22a、22b。室内换热器22a、22b作为蒸发器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而蒸发、气化。此时，制冷剂从周围吸热，由此室内被制冷。然后，从负荷侧单元300a、300b流出的制冷剂经第二开闭阀13a、13b，在第二制冷剂换热器17中取得过冷却，从而经第一节流装置14和第二节流装置15与流过连接配管120的制冷剂合流，到达低压配管401。
[0083]在低压配管401中流动的制冷剂从制冷剂控制单元200流出之后，返回热源侧单元100。返回热源侧单元100的气体制冷剂经止回阀5b、四通切换阀2、储液器4再次被吸入压缩机I。在以上的流程中，空气调节装置500执行全制冷运转模式。S卩，在全制冷运转时，成为制冷剂不流入第二连接配管111的回路结构。由此可知，优选将开闭阀7及节流装置6设置在第二连接配管111上。
[0084][制冷主体体运转模式]
[0085]图6是表示空气调节装置500的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。基于图6说明空气调节装置500的制冷主体运转模式时的运转动作。这里，对从负荷侧单元300a具有制冷要求并从负荷侧单元300b具有制热要求时的制冷主体运转模式进行说明。
[0086]低温、低压的制冷剂被压缩机I压缩，成为高温、高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机I排出的高温、高压的气体制冷剂经四通切换阀2流入室外换热器3。室外换热器3作为冷凝器发挥作用，从而制冷剂与周围的空气热交换而冷凝并二相化。然后，从室外换热器3流出的气液二相制冷剂通过高压配管402，经止回阀5a，从热源侧单元100流出。
[0087]从热源侧单元100流出的气液二相制冷剂流入制冷剂控制单元200的气液分离器11。流入气液分离器11的气液二相制冷剂被气液分离器11分离成气体制冷剂和液体制冷齐U。气体制冷剂从气液分离器11流出之后，流入连接配管121。流入连接配管121的气体制冷剂经第一开闭阀12b，在气体管403b中流动，并流入负荷侧单元300b。流入负荷侧单元300b的气体制冷剂在室内换热器22b中向周围散热，由此对空调空间制热，并且自身冷凝、液化，从室内换热器22b流出。从室内换热器22b流出的液体制冷剂被室内节流装置21b节流到中间压力。
[0088]被室内节流装置21b节流的中间压力的液体制冷剂在液体管404b中流动，被气液分离器11分离，与经由了第一制冷剂换热器16、第一节流装置14的液体制冷剂合流之后，流入第二制冷剂换热器17。流入第二制冷剂换热器17的液体制冷剂进一步增大过冷却度，在液体管404a中流动，从制冷剂控制单元200流出。从制冷剂控制单元200流出的液体制冷剂流入负荷侧单元300a。流入负荷侧单元300a的液体制冷剂被室内节流装置21a节流，成为低温的气液二相制冷剂。该低温的气液二相制冷剂流入室内换热器22a，从周围夺取热量，由此对空调空间制冷，并且自身蒸发、气化，从室内换热器22a流出。
[0089]从室内换热器22a流出了的气体制冷剂在气体管403a中流动并从负荷侧单元300a流出之后，流入制冷剂控制单元200。流入制冷剂控制单元200的制冷剂经第二开闭阀13a，在第二制冷剂换热器17中取得过冷却，经第一节流装置14和第二节流装置15与流过连接配管120的制冷剂合流，到达低压配管401。
[0090]在低压配管401中流动的制冷剂从制冷剂控制单元200流出之后，返回热源侧单元100。返回热源侧单元100的气体制冷剂经止回阀5b、四通切换阀2、储液器4再次被吸入压缩机I。在以上的流程中，空气调节装置500执行制冷主体运转模式。S卩，在制冷主体运转时，成为制冷剂不流入第二连接配管111的回路结构。由此可知，优选将开闭阀7及节流装置6设置在第二连接配管111上。
[0091]附图标记的说明
[0092]I压缩机，2四通切换阀，3室外换热器，4储液器，5a止回阀，5b止回阀，5c止回阀，5d止回阀，6节流装置(热源侧节流装置)，7开闭阀，8控制装置，11气液分离器，12第一开闭阀，12a第一开闭阀，12b第一开闭阀，13第二开闭阀，13a第二开闭阀，13b第二开闭阀，14第一节流装置，15第二节流装置，16第一制冷剂换热器，17第二制冷剂换热器，18温度传感器，19温度传感器，21室内节流装置，2Ia室内节流装置，2Ib室内节流装置，22室内换热器，22a室内换热器，22b室内换热器，23温度传感器，23a温度传感器，23b温度传感器，24温度传感器，24a温度传感器，24b温度传感器，100热源侧单元，110第一连接配管，111第二连接配管，120连接配管，121连接配管，131高压传感器，132低压传感器，133排出温度传感器，134流入配管温度传感器，200制冷剂控制单元，300负荷侧单元，300a负荷侧单元，300b负荷侧单元，401低压配管，402高压配管，403气体管，403a气体管，403b气体管，404液体管，404a液体管，404b液体管，500空气调节装置，a合流部，b合流部，c合流部，d合流部。
【权利要求】
1.一种空气调节装置，其将多台负荷侧单元和搭载了压缩机、室外换热器的至少I台热源侧单元连接，并能够进行制冷制热同时运转， 所述多台负荷侧单元与所述热源侧单元并联地连接，并搭载了节流装置以及室内换热器， 所述空气调节装置的特征在于，具有: 开闭阀，所述开闭阀搭载在所述热源侧单元上，调整制冷剂从所述负荷侧单元向所述室外换热器的流动； 热源侧节流装置，所述热源侧节流装置搭载在所述热源侧单元上，与所述开闭阀并联地设置；和 控制装置，所述控制装置至少控制所述开闭阀的开闭、所述热源侧节流装置的开度，所述控制装置在所述多个负荷侧单元的制冷制热同时运转时的制热负荷大的制热主体运转模式时，在进行制冷运转的所述负荷侧单元的液体管温度成为防冻结控制的温度范围的条件下， 关闭所述开闭阀，并且 根据制冷要求的负荷侧单元的蒸发温度，控制所述热源侧节流装置的开度，将该蒸发温度调整到规定的范围内。
2.如权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述控制装置使用分别从所述负荷侧单元流出并合流了的制冷剂的温度及压力的至少I个来决定所述热源侧节流装置的开度。
3.如权利要求1或2所述的空气调节装置，其特征在于，使根据所述负荷侧单元的运转状况切换制冷剂的流动的制冷剂控制单元介于所述热源侧单元和所述负荷侧单元之间。
【文档编号】F24F11/02GK104364591SQ201280073555
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】冈野博幸, 高下博文 申请人:三菱电机株式会社
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