制冷循环装置的制作方法

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制冷循环装置的制作方法

本发明涉及具备多个分流单元的制冷循环装置。



背景技术:

以往,已知有如下的大厦用多联空调,所述大厦用多联空调针对一台室外机经由多个分流单元(中继机)连接多台室内机(例如专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第2616524号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

一般而言,使用y字分配管等分配管来进行从室外机向多个分流单元的制冷剂分配。在这里,在流经y字分配管的制冷剂为气液二相状态的情况下,当y字分配管自水平方向倾斜时,会气液不均等地向各分流单元分配制冷剂。其结果是,各分流单元的空调能力变得不均等,在一方分流单元中,不能供给必要的空调能力。

本发明是为了解决上述那样的课题而作出的,其目的在于提供一种能够校正由分配管的倾斜导致的多个分流单元的能力不均等的制冷循环装置。

用于解决课题的手段

本发明的制冷循环装置具备:热源机,所述热源机供给制冷剂;第一分流单元及第二分流单元,所述第一分流单元及第二分流单元分别与热源机连接;以及分配管,所述分配管配置在热源机与第一分流单元及热源机与第二分流单元之间,并将来自热源机的制冷剂分配给第一分流单元及第二分流单元,第一分流单元及第二分流单元分别具备作为冷凝器发挥功能的热交换器,在通过分配管的制冷剂被不均等地分配给第一分流单元和第二分流单元的情况下,第一分流单元及第二分流单元中的、被分配的制冷剂的干度较高的分流单元的热交换器的出口处的过冷度会增加。

发明的效果

根据本发明的制冷循环装置,即使在由于分配管的倾斜等而向多个分流单元不均等地分配了制冷剂的情况下,也能够通过使被分配的制冷剂的干度较高的分流单元的热交换器的出口处的过冷度增加,从而校正多个分流单元的能力的不均等。

附图说明

图1是实施方式1中的制冷循环装置的制冷剂回路图。

图2是表示实施方式1中的制冷主体运转模式下的制冷剂的流动的图。

图3是实施方式1中的分配管的纵剖视图,(a)表示水平地设置分配管的状态,(b)表示倾斜地设置分配管的状态。

图4是实施方式1中的分配管如图3(b)所示那样倾斜的状态的制冷循环装置的p-h线图。

图5是实施方式1中的控制装置的功能框图。

图6是表示实施方式1中的不均等校正处理的流程的流程图。

图7是表示实施方式2中的不均等校正处理的流程的流程图。

具体实施方式

以下,使用附图来说明本发明的制冷循环装置。此外,以下说明的结构等为一例,本发明的制冷循环装置不限定于以下结构。另外,在各图中,对相同或类似的构件或部分标注相同的附图标记,或省略标注附图标记。另外,适当简化或省略重复或类似的说明。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1中的制冷循环装置500的制冷剂回路图。本实施方式的制冷循环装置500是用于多个利用单元30的空气调节(制冷及制热)的大厦用多联空调。本实施方式的制冷循环装置500具备热源机100、第一分流单元1a及第二分流单元1b、以及分别与第一分流单元1a及第二分流单元1b连接的多个利用单元30。如图1所示,热源机100与第一分流单元1a及第二分流单元1b用高压制冷剂配管2a及低压制冷剂配管2b连接。另外,第一分流单元1a与第二分流单元1b用中压制冷剂配管2c连接。另外,在高压制冷剂配管2a设置有将来自热源机100的高压制冷剂分配给第一分流单元1a及第二分流单元1b的分配管25。以下,对各装置的结构及运转模式进行说明。

[热源机100]

热源机100是设置在室外的室外机。热源机100具备:压缩机50,所述压缩机50用于将制冷剂压缩成高温高压并输送到制冷剂路径内;四通阀等制冷剂流路切换装置51,所述四通阀等制冷剂流路切换装置51根据热源机100的运转模式对制冷剂的流动进行切换;热源机侧热交换器52,所述热源机侧热交换器52作为蒸发器或冷凝器发挥功能;以及储液器53,所述储液器53存储由运转模式的不同导致的剩余制冷剂或相对于过渡性的运转变化的剩余制冷剂。另外,热源机100具备对制冷循环装置500的整体进行控制的控制装置90(图5)。

并且,在热源机100的制冷剂配管设置有止回阀54a、54b、54c及54d,所述止回阀54a、54b、54c及54d用于仅容许制冷剂的单向流动。通过将这些止回阀54a、54b、54c及54d设置在热源机100内,无论利用单元30的运转模式如何,都能够将流入第一分流单元1a及第二分流单元1b的制冷剂的流动固定为一个方向。

[第一分流单元1a及第二分流单元1b]

由于第一分流单元1a及第二分流单元1b具有相同的内部构造,所以以第一分流单元1a为代表进行说明。第一分流单元1a具有热介质间热交换器3a及4a。热介质间热交换器3a及4a用热源侧的制冷剂和例如水或防冻液等利用侧的二次侧热介质进行热交换,并将在热源机100生成的热源侧制冷剂的冷能或热能传递给二次侧热介质。因此,热介质间热交换器3a及4a在对进行制热运转的利用单元30供给热能介质时作为冷凝器(散热器)发挥功能,在对进行制冷运转的利用单元30供给冷能介质时作为蒸发器发挥功能。

热介质间热交换器3a是设置在第一节流装置7a与第一制冷剂流路切换装置5a之间、且在制冷制热混合存在运转模式时作为冷凝器发挥功能的制热主体的热交换器。在与热介质间热交换器3a连接的制冷剂流路的两侧设置有检测制冷剂的出口温度的温度传感器t1a和t2a。另外,热介质间热交换器4a是设置在第二节流装置8a与第二制冷剂流路切换装置6a之间、且在制冷制热混合存在运转模式时作为蒸发器发挥功能的制冷主体的热交换器。在与热介质间热交换器4a连接的制冷剂流路的两侧设置有检测制冷剂的出口温度的温度传感器t3a和t4a。

第一节流装置7a及第二节流装置8a例如由电子式膨胀阀等构成,由控制装置90开度可变地控制。另外,第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a例如是四通阀等,在控制装置90的控制下,根据利用单元30的运转模式,将制冷剂流路切换成使热介质间热交换器3a及4a作为冷凝器或蒸发器发挥功能。第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a在全制冷运转模式时分别设置在热介质间热交换器3a及热介质间热交换器4a的下游侧。

另外,第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a可切换地与高压制冷剂配管2a和低压制冷剂配管2b连接,所述高压制冷剂配管2a和低压制冷剂配管2b与热源机100连接。此外,将使第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a与高压制冷剂配管2a连通的制冷剂流路称为分流单元高压流路20a,将使第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a与低压制冷剂配管2b连通的制冷剂流路称为分流单元低压流路20b,将从第一节流装置7a及第二节流装置8a连通到高压制冷剂配管2a的流路称为分流单元中压流路20c。在分流单元高压流路20a设置有高压压力传感器ps1。

另外,分流单元低压流路20b与分流单元中压流路20c之间用分流单元旁通流路20d连接。在分流单元中压流路20c设置有hic回路40。hic回路40具备开闭阀12a、第三节流装置9a、以及制冷剂间热交换器41。hic回路40被设置成:在全制冷运转模式时使流经分流单元中压流路20c的制冷剂分流,并使被分流的制冷剂通过第三节流装置9a与分流单元低压流路20b合流。hic回路40的制冷剂间热交换器41进行流经分流单元中压流路20c的制冷剂、和从分流单元中压流路20c分支并通过第三节流装置9a而被减压的制冷剂的热交换。

第一分流单元1a的分流单元中压流路20c经由中压制冷剂配管2c与第二分流单元1b的分流单元中压流路20c连接。通过按这种方式用中压制冷剂配管2c将第一分流单元1a及第二分流单元1b的分流单元中压流路20c彼此连接,从而能够根据运转模式在第一分流单元1a与第二分流单元1b间进行制冷剂的交换。

另外,为了向利用单元30输送二次侧热介质,在第一分流单元1a,针对各利用单元30设置有热介质流路切换装置32。热介质流路切换装置32是将两个三通阀一单元化而构成的装置,在热介质间热交换器3a与热介质间热交换器4b之间对热介质的流路进行切换,并调整热介质相对于各分支的流量。设置与利用单元30的设置台数对应的个数(在这里为四个)的热介质流路切换装置32,且各个热介质流路切换装置32也可以相互连结。对于热介质流路切换装置32而言,在其内部,一方与热介质间热交换器3a连接,一方与热介质间热交换器4b连接,另一方与利用侧热交换器33连接。

另外,热介质流路切换装置32为能够调整配管的开口面积的结构,由此,对在配管中流动的热介质的流量进行控制。热介质流路切换装置32基于向利用单元30流入的热介质的温度及从利用单元30流出的热介质的温度,调整向利用单元30流入的热介质的量,并将与空调负荷对应的最佳的热介质量提供给利用单元30。在这里,在利用单元30中,在停止、温度传感器关闭(日文:サーモoff)(利用单元30内的风扇等停止)等不需要空调负荷时,或在由于维护等而想切断热介质的流路的情况下,能够通过使热介质流路切换装置32为全闭,来阻止向利用单元30的热介质供给。

并且,为了向各利用单元30输送热介质,在第一分流单元1a内设置有与各热介质间热交换器3a及4a对应的热介质输送装置31a及31b。热介质输送装置31a及31b例如是泵,并设置于热介质间热交换器3a及4a与热介质流路切换装置32之间的热介质配管,根据利用单元30所需要的负荷的大小,对热介质的流量进行调整。

[利用单元30]

利用单元30是如下的室内机(风扇盘管单元),所述室内机是通过埋入或吊挂于屋内的天花板等、或通过壁挂于屋内的壁面等而设置的,并按照设定的运转模式及温度进行室内的制热或制冷。利用单元30具备利用侧热交换器33,所述利用侧热交换器33进行从第一分流单元1a及第二分流单元1b流入的热介质与室内空气的热交换。另外,在利用单元30,具备温度传感器t5a及温度传感器t6a,所述温度传感器t5a检测向利用单元30内的吸入空气温度,所述温度传感器t6a检测利用单元30的出口处的热介质的温度。

[运转模式]

作为运转模式,第一分流单元1a及第二分流单元1b分别具有:所驱动的利用单元30的全部都进行制热运转的全制热运转模式、所驱动的利用单元30的全部都进行制冷运转的全制冷运转模式、以及进行制冷运转的利用单元30和进行制热运转的利用单元30混合存在的混合存在运转模式。并且,在混合存在运转模式下,存在进行制冷运转的利用单元30的负荷较大的制冷主体运转模式、和进行制热运转的利用单元30的负荷较大的制热主体运转模式。以下,对各运转模式下的制冷剂及二次侧热介质的动作进行说明。此外,由于第一分流单元1a及第二分流单元1b中的制冷剂及二次元热介质的动作相同,所以以第一分流单元1a为代表进行说明。

[全制冷运转模式]

首先,对全制冷运转模式下的制冷剂的流动进行说明。低温低压的气体制冷剂向压缩机50流入,并作为高温高压的气体制冷剂而被排出。被排出的高温高压的气体制冷剂流入到热源机侧热交换器52,通过与室外空气进行热交换,而成为高压的液态制冷剂,并从热源机100流入高压制冷剂配管2a。从高压制冷剂配管2a流入到第一分流单元1a的液态制冷剂通过全开的开闭阀12a而流入分流单元中压流路20c。另外,流入分流单元中压流路20c的制冷剂在hic回路40被分支,并与由第三节流装置9a减压的制冷剂进行热交换。而且,通过第一节流装置7a及第二节流装置8a后膨胀的制冷剂成为低压的气液二相制冷剂并流入热介质间热交换器3a及4a。然后,气液二相制冷剂在热介质间热交换器3a及4a与水或防冻液等二次侧热介质进行热交换,蒸发并成为气体制冷剂。此时,对第一节流装置7a及第二节流装置8a进行开度控制,以使过热度达到目标值(例如2℃),所述过热度是由温度传感器t2a和t4a检测出的热介质间热交换器3a及4a的出口制冷剂温度与蒸发温度的温度差。

成为气体制冷剂的制冷剂向第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a流入。此时,第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a切换到制冷侧。分别通过第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a后的气体制冷剂流入分流单元低压流路20b,通过低压制冷剂配管2b而向热源机100输送,并返回到压缩机50。

接着,对全制冷运转模式下的热介质的流动进行说明。如上所述,水或防冻液等二次侧热介质在热介质间热交换器3a及4a与低温的制冷剂进行热交换,并成为低温的二次侧热介质。然后,通过与热介质间热交换器3a连接的热介质输送装置31a和与热介质间热交换器4a连接的热介质输送装置31b而向利用单元30侧输送。输送的二次侧热介质流入与各利用单元30连接的热介质流路切换装置32,用热介质流路切换装置32来调整向各利用单元30流入的热介质流量。此外,此时,热介质流路切换装置32将从热介质间热交换器3a及4a这双方输送的二次侧热介质供给到利用单元30。

流入到利用单元30的二次侧热介质通过利用侧热交换器33与室内空间的室内空气进行热交换。由此,实施由利用单元30进行的制冷运转。通过利用侧热交换器33进行热交换后的二次侧热介质通过热介质配管及热介质流路切换装置32后,分别向热介质间热交换器3a及4a流入。然后,在热介质间热交换器3a及4a,当通过利用单元30从室内空间接受到的那部分的热量被制冷剂侧接受而降为低温后,再次由热介质输送装置31a及31b进行输送。

[全制热运转模式]

首先,对全制热运转模式下的制冷剂的流动进行说明。低温低压的制冷剂向压缩机50流入,并作为高温高压的气体制冷剂而被排出。被排出的高温高压的气体制冷剂从热源机100流入高压制冷剂配管2a。从高压制冷剂配管2a流入到第一分流单元1a的气体制冷剂被分支而向第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a流入。此时,第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a切换到制热侧。分别通过第一制冷剂流路切换装置5a及第二制冷剂流路切换装置6a后的气体制冷剂通过热介质间热交换器3a及4a,并与水或防冻液等二次侧热介质进行热交换。

与二次侧热介质进行热交换并成为高温高压的液态制冷剂的制冷剂通过第一节流装置7a及第二节流装置8a而膨胀,成为中压的液态制冷剂。此时,对第一节流装置7a及第二节流装置8a进行开度控制,以使过冷度达到目标值(例如10℃),所述过冷度是由温度传感器t1a和t3a检测出的热介质间热交换器3a及4a的出口制冷剂温度与从高压压力传感器ps1求出的冷凝温度的温度差。

通过第一节流装置7a及第二节流装置8a的液态制冷剂在合流后,通过分流单元旁通流路20d而流入分流单元低压流路20b。此时,开闭阀12a被控制为全闭,将hic回路40用作旁通回路。流入到分流单元低压流路20b的中压的液态制冷剂成为低温低压的二相制冷剂,并通过低压制冷剂配管2b而向热源机100输送。输送到热源机100的低温低压的二相制冷剂流入到热源机侧热交换器52,并通过与室外空气进行热交换,而成为低温低压的气体制冷剂,并返回到压缩机50。

接着,对全制热运转模式下的热介质的流动进行说明。如上所述,水或防冻液等热介质通过热介质间热交换器3a及4a与高温高压的制冷剂进行热交换,并成为高温的二次侧热介质。在热介质间热交换器3a及4a成为高温的二次侧热介质分别通过与热介质间热交换器3a连接的热介质输送装置31a和与热介质间热交换器4a连接的热介质输送装置31b而向利用单元30输送。输送的二次侧热介质流入与各利用单元30连接的热介质流路切换装置32,用热介质流路切换装置32来调整向各利用单元30流入的热介质流量。此外,此时,热介质流路切换装置32将从热介质间热交换器3a及4a这双方输送的二次侧热介质供给到利用单元30。

流入到利用单元30的二次侧热介质通过利用侧热交换器33与室内空间的室内空气进行热交换。由此,实施由利用单元30进行的制热运转。在利用侧热交换器33进行热交换后的热介质通过热介质配管及热介质流路切换装置32,分别向热介质间热交换器3a及4a流入。然后,在热介质间热交换器3a及4a,由制冷剂侧接受通过利用单元30而向室内空间供给的那部分的热量,并再次向热介质输送装置31a及31b输送。

[制冷主体运转模式]

接着,对混合存在运转模式下的制冷主体运转模式时的制冷剂的流动进行说明。图2是表示制冷主体运转模式下的制冷剂的流动的图。低温低压的制冷剂向压缩机50流入,并作为高温高压的气体制冷剂而被排出。被排出的高温高压的制冷剂通过热源机100的制冷剂流路切换装置51,流入热源机侧热交换器52。在热源机侧热交换器52,对制冷剂所具有的热容量中的、实施制热运转的利用单元30所需要的以外的热容量进行散热,使制冷剂成为气液二相制冷剂。

来自热源机100的气液二相制冷剂通过高压制冷剂配管2a后流入第一分流单元1a。第一分流单元1a内的第一制冷剂流路切换装置5a切换到制热侧,第二制冷剂流路切换装置6a切换到制冷侧。向第一分流单元1a流入并通过第一制冷剂流路切换装置5a后的制冷剂向热介质间热交换器3a流入。流入到热介质间热交换器3a的高温高压的气液二相制冷剂向同样地流入到热介质间热交换器3a的水或防冻液等二次侧热介质提供热量,冷凝并成为高温高压的液体。成为高温高压的液体的制冷剂通过第一节流装置7a而膨胀,并成为中压的液态制冷剂。此外,此时,用温度传感器t1a检测热介质间热交换器3a的出口制冷剂的温度,对第一节流装置7a进行控制,以使过冷度达到目标值(例如10℃)。

然后,成为中压的液态制冷剂的制冷剂通过第二节流装置8a而成为低温低压的制冷剂,并向热介质间热交换器4a流入。流入到热介质间热交换器4a的制冷剂通过从同样地流入到热介质间热交换器4a的水或防冻液等二次侧热介质接受热量而蒸发,成为低温低压的气体制冷剂。此外,此时,用温度传感器t4a检测通过热介质间热交换器4a而进行热交换后的制冷剂的温度,对制冷剂通过的第二节流装置8a进行控制,以使其过热度达到目标值(例如2℃)。低温低压的气体制冷剂在通过第二制冷剂流路切换装置6a后,通过低压制冷剂配管2b,向热源机100输送并返回到压缩机50。

接着,对制冷主体运转模式下的二次侧热介质的流动进行说明。如上所述,通过热介质间热交换器4a降为低温的二次侧热介质通过与热介质间热交换器4a连接的热介质输送装置31b而被输送。另外,通过热介质间热交换器3a升为高温的二次侧热介质通过与热介质间热交换器3a连接的热介质输送装置31a输送。对于输送的二次侧热介质而言,由与各利用单元30连接的热介质流路切换装置32来调整向各利用单元30流入的热介质流量。此外,此时,热介质流路切换装置32在被连接的利用单元30实施制热运转时,切换到连接热介质间热交换器3a及热介质输送装置31a的方向,在被连接的利用单元30实施制冷运转时,切换到连接热介质间热交换器4a及热介质输送装置31b的方向。

即,根据利用单元30的运转模式,将向利用单元30供给的二次侧热介质切换为热水或冷水。流入到利用单元30的二次侧热介质通过利用侧热交换器33与室内空间的室内空气进行热交换。由此,实施由利用单元30进行的制热运转或制冷运转。在利用侧热交换器33进行热交换后的二次侧热介质向热介质流路切换装置32流入。热介质流路切换装置32在被连接的利用单元30实施制热运转时,切换到连接热介质间热交换器3a的方向,在被连接的利用单元30实施制冷运转时,切换到与热介质间热交换器4a连接的方向。由此,使在制热运转中被利用的二次侧热介质作为制热用途,适当地向从制冷剂提供热量的热介质间热交换器3a流入,使在制冷运转中被利用的二次侧热介质作为制冷用途,适当地向制冷剂接受热量的热介质间热交换器4a流入。然后,通过热介质间热交换器3a及4a再次分别与制冷剂进行热交换后,向热介质输送装置31a及31b输送。

[制热主体运转模式]

接着,对制热主体运转模式下的制冷剂的流动进行说明。低温低压的制冷剂向压缩机50流入,并作为高温高压的气体制冷剂而被排出。被排出的高温高压的气体制冷剂从热源机100流入高压制冷剂配管2a。即,在制热主体运转模式下,将制冷剂流路切换装置51切换成使从压缩机50排出的高温高压的气体制冷剂不通过热源机侧热交换器52地向热源机100外送出。来自热源机100的气体制冷剂通过高压制冷剂配管2a,向第一分流单元1a流入。

将第一分流单元1a内的第一制冷剂流路切换装置5a切换到制热侧,将第二制冷剂流路切换装置6a切换到制冷侧。向第一分流单元1a流入并通过第一制冷剂流路切换装置5a后的气体制冷剂向热介质间热交换器3a流入。流入到热介质间热交换器3a的高温高压的气体制冷剂向同样地流入到热介质间热交换器3a的水或防冻液等二次侧热介质提供热量,冷凝并成为高温高压的液体。成为高温高压的液体的制冷剂通过第一节流装置7a而膨胀,并成为中压的液态制冷剂而流入第二节流装置8a。之后的制冷剂的流动及制热主体模式下的二次侧热介质的流动与制冷主体运转模式相同。

在这里,在第一分流单元1a的运转模式与第二分流单元1b的运转模式不同且为特定的运转模式的情况下,有时会从第一分流单元1a经由中压制冷剂配管2c向第二分流单元1b输送制冷剂,有时则相反(从第二分流单元1b经由中压制冷剂配管2c向第一分流单元1a输送制冷剂的情况)。例如,在第一分流单元1a为全制热运转模式、第二分流单元1b为全制冷运转模式的情况下,来自热源机100的高温高压的气体制冷剂从高压制冷剂配管2a仅流入第一分流单元1a。之后,利用第一分流单元1a的热介质间热交换器3a及4a、和第一节流装置7a及第二节流装置8a而成为中压的液态制冷剂的制冷剂通过中压制冷剂配管2c流入第二分流单元1b。然后,制冷剂通过第二分流单元1b的第一节流装置7b及第二节流装置8b、和热介质间热交换器3b及4b流入低压制冷剂配管2b,向热源机100输送,并返回到压缩机50。另一方面,在第一分流单元1a的运转模式与第二分流单元1b的运转模式相同的情况下,从热源机100流入高压制冷剂配管2a的制冷剂由分配管25分配给第一分流单元1a和第二分流单元1b。

图3是分配管25的纵剖视图,(a)表示水平地设置分配管25的状态,(b)表示倾斜地设置分配管25的状态。如图3所示,分配管25具备:与第一分流单元1a连接的分支路25a、和与第二分流单元1b连接的分支路25b。在这里,如图3(a)所示,将水平地排列配置分支路25a和分支路25b的状态、即平行于与重力方向正交的方向地排列配置分支路25a和分支路25b的状态称为水平地设置分配管25的状态。如图3(b)所示,在自水平方向倾斜地设置分配管25的状态下,分支路25a和分支路25b位于在重力方向不同的高度。

在这里,在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方为制冷主体运转模式的情况下,或者,在第一分流单元1a及第二分流单元1b的一方为制冷主体运转模式而另一方为制热主体运转模式、且整体制冷负荷较大的情况下,气液二相制冷剂从热源机100流入高压制冷剂配管2a,并由分配管25分配给第一分流单元1a及第二分流单元1b。在该情况下,在分配管25如图3(b)所示那样倾斜时,分配给第一分流单元1a及第二分流单元1b的制冷剂的干度变得不均等(气液不均等)。制冷剂的干度变得不均等的一个主要因素是重力。由于重力的作用,液态制冷剂容易向位于下方的分支路(图3(b)的情况下为分支路25b)流动。另外,第二个主要因素是气液剪切力。以液膜形式存在于高压制冷剂配管2a的管壁的液态制冷剂被在管中心流动的气体制冷剂的剪切力牵拉而移动。另外,第三个主要因素是液滴产生量。在高压制冷剂配管2a产生的液滴直接就在气体制冷剂中一同移动。由于这些主要因素,会向图3(b)所示的比水平方向靠上侧的分支路25a分配干度较高的制冷剂(气量大),向比水平方向靠下侧的分支路25b分配干度较低的制冷剂(液量大)。

图4是分配管25如图3(b)所示那样倾斜的状态的制冷循环装置500的p-h线图。参照图4,对在分配管25倾斜的状态下实施制冷主体运转模式的情况的制冷循环装置500的制冷剂的状态变化进行说明。首先,在压缩机50被压缩成高温高压的气体制冷剂的一部分在热源机侧热交换器52向大气散热,成为气液二相制冷剂并流入高压制冷剂配管2a。之后,由分配管25分配给第一分流单元1a和第二分流单元1b。

此时,由于分配管25的倾斜,干度较高的制冷剂流入第一分流单元1a,干度较低的制冷剂流入第二分流单元1b。然后,制冷剂流入在制冷主体运转模式下作为冷凝器发挥功能的热介质间热交换器3a及3b,对二次侧热介质进行加热而冷凝,并超过饱和液体线而被过冷。此时,按上述方式用第一节流装置7a及第一节流装置7b对各热介质间热交换器3a及3b的过冷度进行调整。然后,分别用第二节流装置8a及第二节流装置8b使制冷剂膨胀,成为低温低压的二相制冷剂。

在这里,在干度较低的制冷剂所流入的第二分流单元1b,由于焓的差较小,所以可认为制热能力不足。因此,在第二分流单元1b,若将与干度较高的制冷剂所流入的第一分流单元1a相同的过冷度作为目标值对第一节流装置7b进行控制,则如图4所示,第一分流单元1a的能力和第二分流单元1b的能力会变得不均等。

因此,在本实施方式中,在热源机100的控制装置90进行如下处理:对第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力是否产生了不均等进行判定,并在产生了不均等的情况下进行校正。图5是本实施方式中的控制装置90的功能框图。控制装置90由微型计算机或dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器)等构成,并对制冷循环装置500的整体进行控制。如图5所示,控制装置90具有:通信部91,所述通信部91与第一分流单元1a及第二分流单元1b进行各种信息的收发;模式判定部92,所述模式判定部92判定热源机100的运转模式;控制部93,所述控制部93对制冷循环装置500的各部进行控制;能力检测部94,所述能力检测部94对第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力进行检测;不均等判定部95,所述不均等判定部95判定第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力是否均等;以及目标值变更部96,所述目标值变更部96在判定为能力不均等的情况下变更控制目标值。对于上述各部而言,作为用软件实现的功能部,通过由构成控制装置90的cpu执行程序来实现,或者由dsp、asic(applicationspecificic:专用集成电路)、pld(programmablelogicdevice:可编程逻辑器件)等电子电路来实现。此外,控制装置90不限定于配备在热源机100,也可以是配备在第一分流单元1a和第二分流单元1b中的任意分流单元、或远程监视装置等的结构。

通信部91与第一分流单元1a及第二分流单元1b进行通信,并接收各种信息,所述各种信息包括由温度传感器t1a~t6a检测出的温度信息和由高压压力传感器ps1检测出的压力信息。另外,通信部91将用于控制第一分流单元1a及第二分流单元1b的各部的控制信号发送给第一分流单元1a及第二分流单元1b。模式判定部92判定第一分流单元1a及第二分流单元1b的运转模式是全制热运转模式、全制冷运转模式、制冷主体运转模式及制热主体运转模式中的哪一个。模式判定部92基于经由通信部91接收到的、与第一分流单元1a及第二分流单元1b连接的利用单元30的运转模式的信息,对各分流单元的运转模式进行判定。

控制部93基于经由通信部91接收到的、包括由温度传感器t1a~t6a检测出的温度信息和由高压压力传感器ps1检测出的压力信息在内的各种信息,对热源机100、第一分流单元1a及第二分流单元1b的各部进行控制。具体而言,控制部93控制压缩机50的转速、各制冷剂流路切换装置51、5a、6a及各热介质流路切换装置32的切换、各节流装置7a、7b、8a、8b、9a的开度、开闭阀12a的开闭以及热介质输送装置31a及31b的流量等。另外,控制部93按照由目标值变更部96变更的目标值,对第一节流装置7a及7b的开度进行控制。

能力检测部94检测第一分流单元1a及第二分流单元1b的制热能力。具体而言,能力检测部94经由通信部91接收吸入空气温度tair和热介质温度twout,所述吸入空气温度tair是由与第一分流单元1a连接的利用单元30中的、实施制热运转的利用单元30的温度传感器t5a检测出的温度,所述热介质温度twout是由温度传感器t6a检测出的利用单元30的出口处的温度。然后,分别算出实施制热运转的各利用单元30的吸入空气温度tair与出口处的热介质温度twout之差δtaw。然后,将算出的温度差δtaw的平均值δtaw1作为表示第一分流单元1a的能力(制热能力)的指标,发送给不均等判定部95。同样地,能力检测部94根据吸入空气温度tair和热介质温度twout算出表示第二分流单元1b的能力的指标即δtaw2,并经由通信部91发送给不均等判定部95,所述吸入空气温度tair是由与第二分流单元1b连接的利用单元30中的、实施制热运转的利用单元30的温度传感器t5b检测出的温度,所述热介质温度twout是由温度传感器t6b检测出的利用侧热交换器33的出口处的温度。在这里,δtaw1及δtaw2不是第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力(制热能力)本身,而是表示能力的指标,但为了便于说明,称为“能力δtaw1”和“能力δtaw2”。

不均等判定部95基于从能力检测部94接收到的第一分流单元1a的能力δtaw1和第二分流单元1b的能力δtaw2,对第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力是否均等进行判定。具体而言,不均等判定部95在δtaw1与δtaw2之差的绝对值比阈值α大的情况下,判定为能力不均等。在这里,阈值α例如设定为2~3(℃)。然后,在第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力不均等的情况下,告知目标值变更部96。

在不均等判定部95告知第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力不均等的情况下,目标值变更部96变更热介质间热交换器3a或3b的出口处的过冷度的目标值。具体而言,目标值变更部96对第一分流单元1a的能力δtaw1和第二分流单元1b的能力δtaw2进行比较,在第一分流单元1a的能力δtaw1比第二分流单元1b的能力δtaw2大的情况下,增加第一分流单元1a的热介质间热交换器3a的出口处的过冷度的目标值。另一方面,在第二分流单元1b的能力δtaw2比第一分流单元1a的能力δtaw1大的情况下,目标值变更部96增加第二分流单元1b的热介质间热交换器3b的出口处的过冷度的目标值。然后,将变更后的目标值发送给控制部93。在这里,目标值变更部96既可以使能力较高的分流单元的过冷度的目标值增加预先设定的值(例如1℃),或者,也可以使其增加同第一分流单元1a与第二分流单元1b的能力差对应的值。例如,目标值变更部96也可以使能力较高的分流单元的过冷度的目标值增加同第一分流单元1a与第二分流单元1b的能力差成比例的值。

控制部93根据从目标值变更部96接收到的过冷度的目标值,对第一节流装置7a或第一节流装置7b的开度进行控制。这样,通过提高能力较高的分流单元的过冷度的目标值,从而使第一节流装置7a或第一节流装置7b的开度节流。由此,能够减少能力较高的分流单元的制冷剂流量,能够校正能力的不均等。

图6是表示本实施方式中的不均等校正处理的流程的流程图。本处理随着热源机100的运转开始而执行。另外,也可以在热源机100的运转期间在每次变更运转模式时执行本处理。在本处理中,首先,由模式判定部92判断第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方是否都是混合存在运转模式(s1)。然后,在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都不是混合存在运转模式的情况下(s1:否),结束本处理。在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都不是混合存在运转模式的情况下,不由分配管25分配气液二相制冷剂,所以即使分配管25倾斜,也不易产生分配的制冷剂的不均等,无需进行校正处理。

另一方面,在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都是混合存在运转模式的情况下(s1:是),判断第一分流单元1a及第二分流单元1b的整体的制冷负荷是否比制热负荷大(s2)。然后,在整体的制冷负荷为制热负荷以下的情况下(s2:否),结束本处理。在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方为混合存在运转模式且制冷负荷为制热负荷以下的情况下,从热源机100供给高温高压的气体制冷剂并由分配管25进行分配,所以即使分配管25倾斜,也不易产生分配的制冷剂的不均等,无需进行校正处理。

另一方面,在整体的制冷负荷比制热负荷大的情况下(s2:否),利用控制部93,基于第一分流单元1a和第二分流单元1b的热介质输送装置31a及31b、以及热介质流路切换装置32,对热介质的流量进行控制,以便将各利用单元30的出入口处的热介质的温度差保持恒定(s3)。然后,利用控制部93,对第一节流装置7a及第一节流装置7b的开度进行控制,以使热介质间热交换器3a及3b的出口处的过冷度为规定的目标值(例如10℃)(s4)。接着,由温度传感器t5a、t5b、t6a、t6b分别检测利用单元30中的、进行制热运转的利用单元30的吸入空气温度tair(℃)及出口热介质温度twout(℃)(s5)。

接着,利用能力检测部94,基于吸入空气温度tair和热介质温度twout,算出第一分流单元1a的能力δtaw1及第二分流单元1b的能力δtaw2(s6)。然后,利用不均等判定部95判断δtaw1与δtaw2之差的绝对值是否比阈值α大(s7)。在这里,根据第一分流单元1a与第二分流单元1b的能力之差是否比预先确定的阈值大,判定能力是否产生了不均等。然后,在δtaw1与δtaw2之差的绝对值为阈值α以下的情况下(s7:否),判定为第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力未产生不均等,并结束本处理。在该情况下,可认为分配管25被设置成大致水平,向第一分流单元1a和第二分流单元1b均等地分配制冷剂。

另一方面,在δtaw1与δtaw2之差的绝对值比阈值α大的情况下(s7:是),判定为第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力不均等。在该情况下,可认为分配管25被设置成自水平方向倾斜,未向第一分流单元1a和第二分流单元1b气液均等地分配制冷剂。然后,利用目标值变更部96判断δtaw1是否比δtaw2大(s8)。

在δtaw1比δtaw2大的情况下(s8:是),增加第一分流单元1a的热介质间热交换器3a的出口处的过冷度目标值(s9)。在δtaw1比δtaw2大的情况下,可认为第一分流单元1a的能力比第二分流单元1b的能力高。因此,通过使第一分流单元1a的过冷度目标值增加,从而校正能力的不均等。另一方面,在δtaw1为δtaw2以下的情况下(s8:否),增加第二分流单元1b的热介质间热交换器3b的出口处的过冷度目标值(s10)。在δtaw1为δtaw2以下的情况下(即在δtaw2比δtaw1大的情况下),可认为第二分流单元1b的能力比第一分流单元1a的能力高。因此,通过使第二分流单元1b的过冷度目标值增加,从而校正能力的不均等。

如上所述,在本实施方式中,在第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力产生了不均等的情况下,能够变更过冷度的目标值来校正不均等。即,在通过分配管25后的制冷剂被不均等地分配给第一分流单元1a及第二分流单元1b的情况下,通过使第一分流单元1a及第二分流单元1b中的、被分配的制冷剂的干度较高的分流单元(即能力较高的分流单元)的出口处的过冷度增加,从而能够校正能力的不均等。由此,即使在分配管25被设置成自水平倾斜并气液不均等地分配制冷剂的情况下,也能够校正不均等,而无需再次设置分配管25。此外,在由本实施方式的校正处理进行校正的情况下,优选分配管25的倾斜为40度以下,但不限定于此。

另外,基于实施制热运转的各利用单元30的吸入空气温度tair与出口热介质温度twout之差δtaw,算出第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力,从而能够判定是否有能力的不均等,而无需确认分配管25的设置状态(倾斜)。

另外,通过在目标值变更部96使能力较高的分流单元的过冷度的目标值增加预先设定的值,从而能够简化处理。另外,另一方面,通过在目标值变更部96使能力较高的分流单元的过冷度的目标值增加同第一分流单元1a与第二分流单元1b的能力差对应的值,从而能够设定与能力差对应的最佳过冷度。

并且,通过仅在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都是混合存在运转模式且第一分流单元1a及第二分流单元1b的整体的制冷负荷比制热负荷大的情况下进行校正处理,从而能够防止在为即使分配管25倾斜也不易产生分配的制冷剂的不均等的状态的情况下、即在非气液二相的制冷剂通过分配管25的情况下,进行不必要的校正处理。

实施方式2.

接着,对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中,能力检测部94的第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力的检测方法与实施方式1不同。制冷循环装置500的其它结构与实施方式1相同。

图7是表示实施方式2中的不均等校正处理的流程的流程图。在本处理中,对与图6所示的实施方式1相同的处理标注相同的附图标记。首先,与实施方式1同样地,由模式判定部92判断是否第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都是混合存在运转模式(s1)。然后,在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都不是混合存在运转模式的情况下(s1:否),结束本处理。另一方面,在第一分流单元1a及第二分流单元1b这双方都是混合存在运转模式的情况下(s1:是),判断第一分流单元1a及第二分流单元1b的整体的制冷负荷是否比制热负荷大(s2)。然后,在整体的制冷负荷为制热负荷以下的情况下(s2:否),结束本处理。

另一方面,在整体的制冷负荷比制热负荷大的情况下(s2:否),利用控制部93,基于第一分流单元1a和第二分流单元1b的热介质输送装置31a及31b、以及热介质流路切换装置32,对热介质的流量进行控制,以便将各利用单元30的出入口处的热介质的温度差保持恒定(s3)。然后,利用控制部93,对第一节流装置7a及第一节流装置7b的开度进行控制,以使热介质间热交换器3a及3b的出口处的过冷度为规定的目标值(例如10℃)(s4)。然后,从利用单元30检测利用单元30中的、进行制热运转的利用单元30的设定温度tm(℃),并由温度传感器t6a、t6b检测该利用单元30的出口处的热介质温度twout(℃)(s15)。

接着,利用能力检测部94,基于设定温度tm和热介质温度twout,算出第一分流单元1a的能力δtmw1及第二分流单元1b的能力δtmw2(s16)。在这里,分别算出实施制热运转的各利用单元30的房间设定温度tm与出口热介质温度twout之差δtmw,并将算出的温度差δtmw的平均值δtmw1作为表示第一分流单元1a的能力(制热能力)的指标。表示第二分流单元1b的能力的指标δtmw2也是同样地求出的。在这里,与实施方式1同样地,δtmw1及δtmw2不是第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力(制热能力)本身,而是表示能力的指标,但为了便于说明,称为“能力δtmw1”及“能力δtmw2”。

然后,利用不均等判定部95判断δtmw1与δtmw2之差的绝对值是否比阈值β大(s17)。阈值β例如设定为2~3(℃)。然后,在δtmw1与δtmw2之差的绝对值为阈值β以下的情况下(s17:否),判定为第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力未产生不均等,并结束本处理。

另一方面,在δtmw1与δtmw2之差的绝对值比阈值β大的情况下(s17:是),判定为第一分流单元1a和第二分流单元1b的能力不均等。然后,利用目标值变更部96判断δtmw1是否比δtmw2大(s18)。在δtmw1比δtmw2大的情况下(s18:是),增加第二分流单元1b的热介质间热交换器3b的出口处的过冷度目标值(s19)。在δtmw1比δtmw2大的情况下,可认为第二分流单元1b的能力比第一分流单元1a的能力高。因此,通过使第二分流单元1b的过冷度目标值增加,从而减少第二分流单元1b的制冷剂流量,校正能力的不均等。另一方面,在δtmw1为δtmw2以下的情况下(s18:否),增加第一分流单元1a的热介质间热交换器3a的出口处的过冷度目标值(s20)。在δtmw1为δtmw2以下的情况下(即在δtmw2比δtaw1大的情况下),可认为第一分流单元1a的能力比第二分流单元1b的能力高。因此,通过使第一分流单元1a的过冷度目标值增加,从而减少第一分流单元1a的制冷剂流量,校正能力的不均等。

如上所述,在将利用单元30的设定温度tm与利用单元30的出口处的热介质温度twout之差作为第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力的情况下,也能够实现与实施方式1同样的效果。另外,通过如本实施方式那样求出第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力,即使在难以检测室内的吸入空气温度tair的情况下,也能够校正由分配管25的倾斜导致的第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力的不均等。

以上,基于附图对本发明的实施方式进行了说明,但本发明的具体结构不限于此,能够在不脱离发明的要旨的范围进行变更。例如,在上述实施方式中,为相对于热源机100并列地连接具有相同结构的第一分流单元1a及第二分流单元1b的结构,但不限定于此。例如,也可以为如下结构:具备向利用单元30直接供给制冷剂的直膨式分流单元,来代替第一分流单元1a或第二分流单元1b。

另外,在上述实施方式中,为在热源机100并列地连接两台分流单元(第一分流单元1a及第二分流单元1b)的结构,但也可以为并列地连接三台以上分流单元的结构。在该情况下,在高压制冷剂配管2a设置具备三条以上水平排列的分支路的分配管,对来自热源机100的制冷剂进行分配。在这样的结构中,也能够与上述实施方式同样地对各分流单元的能力进行检测,并根据能力差来判定是否产生了不均等。而且,在产生了不均等的情况下,也可以变更多个分流单元中的需要变更的至少一个分流单元的控制目标值(过冷度目标值)来校正不均等。

并且,在上述实施方式中,分别将吸入空气温度tair与出口热介质温度twout的温度差的平均值、或利用单元30的设定温度tm与出口热介质温度twout的温度差的平均值作为第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力而算出,但不限定于此。例如,也可以是:分别在第一分流单元1a的热介质输送装置31a及第二分流单元1b的热介质输送装置31a设置流量传感器,在将各利用单元30的出入口处的热介质的温度差控制为恒定的状态下,分别将由该流量传感器检测出的热介质的流量作为第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力。在该情况下,将流量较多的分流单元的能力判断为较高并进行控制目标值的变更即可。并且,也可以是:在第一分流单元1a及第二分流单元1b的热介质配管为相同长度的情况下,检测第一分流单元1a及第二分流单元1b各自的热介质输送装置31a的转速或电压值,并将该转速或电压值作为第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力。

另外,也可以为如下结构:在热源机100配备报知部,在由不均等判定部95判定为第一分流单元1a及第二分流单元1b的能力不均等的情况下,除了由目标值变更部96进行的校正处理之外,还向管理者等报知不均等的内容。并且,本发明不限定于大厦用多联空调,也可以将本发明应用于冷藏仓库的冷却用的制冷机或热泵冷却器等大型制冷循环装置。

附图标记的说明

1a第一分流单元,1b第二分流单元,2a高压制冷剂配管,2b低压制冷剂配管,2c中压制冷剂配管,3a、3b、4a、4b热介质间热交换器,5a第一制冷剂流路切换装置,6a第二制冷剂流路切换装置,7a、7b第一节流装置,8a、8b第二节流装置,9a第三节流装置,12a开闭阀,20a分流单元高压流路,20b分流单元低压流路,20c分流单元中压流路,20d分流单元旁通流路,25分配管,25a、25b分支路,30利用单元,31a、31b热介质输送装置,32热介质流路切换装置,33利用侧热交换器,40hic回路,41制冷剂间热交换器,50压缩机,51制冷剂流路切换装置,52热源机侧热交换器,53储液器,54a~54d止回阀,90控制装置,91通信部,92模式判定部,93控制部,94能力检测部,95不均等判定部,96目标值变更部,100热源机,500制冷循环装置,ps1高压压力传感器,t1a~t6b温度传感器。

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