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冷冻循环系统的制作方法

2023-08-17 18:06:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及冷冻循环系统。


背景技术:

2.以往,已知使一次侧制冷剂回路和二次侧制冷剂回路经由级联热交换器连接的二元冷冻装置。在上述二元冷冻装置中,为了在进行制热循环时使附着于一次侧制冷剂回路的蒸发器的霜融化,进行除霜运转。
3.例如,专利文献1(日本特开2014-109405号公报)记载的装置公开了一种水加热系统,通过在一次侧制冷剂回路和二次侧制冷剂回路中进行制热循环,在二次侧热交换器中对流经水回路的水进行加热。这里,在进行除霜运转之前,使水回路中的水的流动以及二次侧制冷剂回路中的制冷剂的流动停下并使一次侧制冷剂回路运转,由此使级联热交换器蓄热。认为通过在如此蓄热之后将一次侧制冷剂回路切换为逆循环并进行除霜运转,能够充分地使霜融化。


技术实现要素:

4.发明所要解决的技术问题在以上专利文献1记载的装置中,未对在一次侧制冷剂回路以外的部位中蓄积热量进行任何研究。
5.解决技术问题所采用的技术方案第一观点的冷冻循环系统包括:第一回路,该第一回路是供第一制冷剂循环的回路;第二回路;以及供给部。第一回路是供第一制冷剂循环的回路。第一回路具有第一压缩机、级联热交换器、第一热交换器及第一切换部。第一切换部对第一制冷剂的流路进行切换。第二回路是供第二制冷剂循环的回路。第二回路具有第二压缩机、级联热交换器及第二热交换器。供给部供给热介质,该热介质与在第二热交换器流动的第二制冷剂进行热交换。冷冻循环系统在进行第一运转时,在满足第一条件的情况下,进行第二运转。冷冻循环系统在进行第二运转之后,进行第三运转。第一运转中,以第一压缩机、级联热交换器、第一热交换器的顺序使第一制冷剂循环,并以第二压缩机、第二热交换器、级联热交换器的顺序使第二制冷剂循环,且使供给部运转。第二运转中,使供给部停止或使由供给部供给的热介质的供给量下降并使第二压缩机运转。第三运转中,以第一压缩机、第一热交换器、级联热交换器的顺序使第一制冷剂循环。
6.这里,级联热交换器可以用于使第一制冷剂与第二制冷剂之间进行热交换。此外,第二热交换器可以用于使第二制冷剂与热介质之间进行热交换。
7.此外,冷冻循环系统可以包括用于执行第一运转、第二运转和第三运转的控制部。
8.此外,在第二运转中使由供给部供给的热介质的供给量下降可以是与第一运转时的由供给部供给的热介质的供给量相比下降。
9.此外,也可以通过第一切换部进行第一制冷剂流动的流路的第一运转和第三运转
的切换。
10.此外,第一条件没有特别限定,例如,可以是与第一热交换器产生规定的结霜有关的条件,是开始第三运转前满足的条件。
11.另外,也可以是,从第一运转到第二运转,第二压缩机的运转状态持续。
12.在该冷冻循环系统中,在进行第三运转前进行第二运转,由此,第二压缩机运转,供给部停止或热介质的供给量下降,因此,能够减小来自第二热交换器中的第二制冷剂的散热量。因此,在第三运转时,能够利用在第二运转时第二回路中蓄热的热量来使附着于第一热交换器的霜融化。
13.第二观点的冷冻循环系统在第一观点的冷冻循环系统的基础上,第二运转中,以第二压缩机、第二热交换器、级联热交换器的顺序使第二制冷剂循环。
14.在该冷冻循环系统中,能够抑制第二运转时的第二热交换器的温度的降低。
15.第三观点的冷冻循环系统在第一观点的冷冻循环系统的基础上,第二回路具有对第二制冷剂的流路进行切换的第二切换部。第二运转中,以第二压缩机、级联热交换器、第二热交换器的顺序使第二制冷剂循环。
16.在该冷冻循环系统中,能够使用第二制冷剂使级联热交换器蓄积热量。
17.第四观点的冷冻循环系统在第一观点的冷冻循环系统的基础上,第二回路具有:旁通回路;以及第二切换部。旁通回路将第二热交换器和级联热交换器之间与第二压缩机的吸入流路连接。第二切换部对第二制冷剂的流路进行切换。第二运转中,经过了级联热交换器的第二制冷剂的至少一部分经由旁通回路向第二压缩机的吸入流路流动。
18.另外,第二运转可以是第二制冷剂从第二压缩机向级联热交换器流动的运转。
19.在该冷冻循环系统中,能够抑制第二运转时的第二热交换器的温度的降低,并使用第二制冷剂使级联热交换器蓄积热量。
20.第五观点的冷冻循环系统在第一观点至第四观点的任一种冷冻循环系统的基础上,第二运转中,以第一压缩机、级联热交换器、第一热交换器的顺序使第一制冷剂循环。
21.在该冷冻循环系统中,能够在第二运转时使用第一制冷剂使级联热交换器蓄积热量。
22.第六观点的冷冻循环系统在第一观点至第五观点的任一种冷冻循环系统的基础上,在进行第二运转时,在第二回路中的第二制冷剂的高压制冷剂的压力或从第二压缩机排出的第二制冷剂的排出温度满足规定条件的情况下,或是在第二运转进行了规定时间的情况下,进行第三运转。
23.在该冷冻循环系统中,能够在将第二回路中的蓄热量确保为规定量的状态下开始第三运转。
24.第七观点的冷冻循环系统在第一观点的冷冻循环系统的基础上,第二回路具有旁通回路。旁通回路将第二热交换器和级联热交换器之间与第二压缩机的吸入流路连接。第三运转中,经过了级联热交换器的第二制冷剂的至少一部分经由旁通回路向第二压缩机的吸入流路流动。
25.在该冷冻循环系统中,在第三运转时,能够在级联热交换器中通过第二制冷剂的热量对第一制冷剂进行加热。并且,在第一回路中,能够通过第一压缩机对像这样被加热的第一制冷剂进行进一步加热并将其供给至第一热交换部。由此,能够高效地使附着于第一
热交换器的霜融化。
26.第八观点的冷冻循环系统在第七观点的冷冻循环系统的基础上,在开始使经过了级联热交换器的第二制冷剂的至少一部分经由旁通回路向第二压缩机的吸入流路流动的同时,或是在开始使经过了级联热交换器的第二制冷剂的至少一部分经由旁通回路向第二压缩机的吸入流路流动之后,以第一压缩机、第一热交换器、级联热交换器的顺序使第一制冷剂循环,由此开始第三运转。
27.在该冷冻循环系统中,能够抑制如下情况:在级联热交换器中第一制冷剂未由第二制冷剂充分加热的状态下,第一制冷剂经由第一压缩机输送至第一热交换器。
附图说明
28.图1是冷冻循环系统的概略结构图。图2是冷冻循环系统的概略功能结构框图。图3是示出冷冻循环系统的制冷运转中的动作(制冷剂的流动)的图。图4是示出冷冻循环系统的制热运转中的动作(制冷剂的流动)的图。图5是示出冷冻循环系统的冷热同时运转(制冷主体)中的动作(制冷剂的流动)的图。图6是示出冷冻循环系统的冷热同时运转(制热主体)中的动作(制冷剂的流动)的图。图7是冷冻循环系统的启动控制流程图。图8是示出冷冻循环系统的第二蓄热运转中的动作(制冷剂的流动)的图。图9是示出冷冻循环系统的除霜运转中的动作(制冷剂的流动)的图。
具体实施方式
29.(1)冷冻循环系统的结构图1是冷冻循环系统1的概略结构图。图2是冷冻循环系统的概略功能结构框图。
30.冷冻循环系统1是通过进行蒸气压缩式的冷冻循环运转以用于大楼等的室内的制冷、制热的装置。
31.冷冻循环系统1具有由蒸气压缩式的一次侧制冷剂回路5a(相当于第一回路)和蒸气压缩式的二次侧制冷剂回路10(相当于第二回路)构成的二元制冷剂回路,进行二元冷冻循环。作为制冷剂,在一次侧制冷剂回路5a中封入有例如r32(相当于第一制冷剂)等。作为制冷剂,在二次侧制冷剂回路10中封入有例如二氧化碳(相当于第二制冷剂)。一次侧制冷剂回路5a与二次侧制冷剂回路10经由下述级联热交换器35热连接。
32.冷冻循环系统1以一次侧单元5、热源单元2、多个分岔单元6a、6b、6c以及多个利用单元3a、3b、3c相互经由配管连接的方式构成。一次侧单元5和热源单元2通过一次侧第一连通管111以及一次侧第二连通管112连接。热源单元2和多个分岔单元6a、6b、6c通过二次侧第二连通管9、二次侧第一连通管8及二次侧第三连通管7这三个制冷剂连通管连接。多个分岔单元6a、6b、6c和多个利用单元3a、3b、3c通过第一连接管15a、15b、15c及第二连接管16a、16b、16c连接。在本实施方式中,一次侧单元5为一台。在本实施方式中,热源单元2为一台。在本实施方式中,多个利用单元3a、3b、3c为第一利用单元3a、第二利用单元3b和第三利用
单元3c这三台。在本实施方式中,多个分岔单元6a、6b、6c为第一分岔单元6a、第二分岔单元6b和第三分岔单元6c这三台。
33.并且,冷冻循环系统1中,各利用单元3a、3b、3c能够单独地进行制冷运转或制热运转,构成为能够通过从进行制热运转的利用单元向进行制冷运转的利用单元输送制冷剂而在利用单元间进行热回收。具体而言,在本实施方式中,通过执行同时进行制冷运转和制热运转的制冷主体运转、制热主体运转,来进行热回收。此外,在冷冻循环系统1中,构成为,根据还考虑了上述热回收(制冷主体运转、制热主体运转)的多个利用单元3a、3b、3c整体的热负载,使热源单元2的热负载平衡。
34.(2)一次侧制冷剂回路一次侧制冷剂回路5a具有一次侧压缩机71(相当于第一压缩机);一次侧切换机构72、一次侧热交换器74(相当于第一热交换器)、一次侧膨胀阀76、第一液体截止阀108、一次侧第一连通管111、第二液体截止阀106、第一连接配管115、与二次侧制冷剂回路10共有的级联热交换器35、第二连接配管113、第二气体截止阀107、一次侧第二连通管112及第一气体截止阀109。
35.一次侧压缩机71是用于对一次侧制冷剂进行压缩的设备,例如由能够通过对压缩机马达71a进行逆变器控制来使运转容量可变的涡旋型等容积式压缩机构成。
36.在使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的蒸发器起作用的情况下,一次侧切换机构72变成将一次侧压缩机71的吸入侧和级联热交换器35的一次侧流路35b的气体侧连接的第五连接状态(参照图1的一次侧切换机构72的实线)。此外,在使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的散热器起作用的情况下,一次侧切换机构72变成将一次侧压缩机71的排出侧和级联热交换器35的一次侧流路35b的气体侧连接的第六连接状态(参照图1的一次侧切换机构72的虚线)。如此,一次侧切换机构72是能够对一次侧制冷剂回路5a内的制冷剂的流路进行切换的设备,例如由四通切换阀构成。并且,通过改变一次侧切换机构72的切换状态,能够使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的蒸发器或散热器起作用。
37.级联热交换器35是用于在作为一次侧制冷剂的r32等制冷剂与作为二次侧制冷剂的二氧化碳等制冷剂之间在不使彼此混合的情况下进行热交换的设备。级联热交换器35例如由板式热交换器构成。级联热交换器35具有属于二次侧制冷剂回路10的二次侧流路35a以及属于一次侧制冷剂回路5a的一次侧流路35b。二次侧流路35a的气体侧经由第三热源配管25与二次侧切换机构22连接,二次侧流路35a的液体侧经由第四热源配管26与热源侧膨胀阀36连接。一次侧流路35b的气体侧经由第二连接配管113、第二气体截止阀107、一次侧第二连通管112、第一气体截止阀109、一次侧切换机构72与一次侧压缩机71连接,一次侧流路35b的液体侧经由第一连接配管115与第二液体截止阀106连接。
38.一次侧热交换器74是用于进行一次侧制冷剂与室外空气的热交换的设备。一次侧热交换器74的气体侧与从一次侧切换机构72延伸的配管连接。一次侧热交换器74的液体侧与第一液体截止阀108连接。一次侧热交换器74例如由如下热交换器构成:通过多个传热管以及翅片构成的翅片管式热交换器。
39.一次侧膨胀阀76设置于一次侧热交换器74的液体侧与第一液体截止阀108之间的部分。一次侧膨胀阀76是能进行开度调节的电动膨胀阀,进行在一次侧制冷剂回路5a中流动的一次侧制冷剂的流量的调节等。
40.一次侧第一连通管111是连接第一液体截止阀108和第二液体截止阀106的配管,将一次侧单元5和热源单元2连接。
41.一次侧第二连通管112是连接第一气体截止阀109和第二气体截止阀107的配管,将一次侧单元5和热源单元2连接。
42.第一连接配管115是将第二液体截止阀106和级联热交换器35的一次侧流路35b的液体侧连接的配管,设置于热源单元2。
43.第二连接配管113是将级联热交换器35的一次侧流路35b的气体侧和第二气体截止阀107连接的配管,设置于热源单元2。
44.第一气体截止阀109设置于一次侧第二连通管112与一次侧切换机构72之间。
45.(3)二次侧制冷剂回路二次侧制冷剂回路10以多个利用单元3a、3b、3c、多个分岔单元6a、6b、6c和热源单元2相互连接的方式构成。各利用单元3a、3b、3c和对应的分岔单元6a、6b、6c一对一连接。具体而言,利用单元3a和分岔单元6a经由第一连接管15a及第二连接管16a连接,利用单元3b和分岔单元6b经由第一连接管15b及第二连接管16b连接,利用单元3c和分岔单元6c经由第一连接管15c及第二连接管16c连接。此外,各分岔单元6a、6b、6c经由三个连通管即二次侧第三连通管7、二次侧第一连通管8及二次侧第二连通管9与热源单元2连接。具体而言,从热源单元2延伸出的二次侧第三连通管7、二次侧第一连通管8及二次侧第二连通管9分别分岔为多个并与各分岔单元6a、6b、6c连接。
46.根据运转状态,气液两相状态的制冷剂和气体状态的制冷剂中的任一方的制冷剂在二次侧第一连通管8中流动。另外,根据第二制冷剂的种类,与运转状态相应地使超临界状态的制冷剂在二次侧第一连通管8中流动。根据运转状态,气液两相状态的制冷剂和气体状态的制冷剂中的任一方的制冷剂在二次侧第二连通管9中流动。根据运转状态,气液两相状态的制冷剂和液体状态的制冷剂中的任一方的制冷剂在二次侧第三连通管7中流动。另外,根据第二制冷剂的种类,与运转状态相应地使超临界状态的制冷剂在二次侧第三连通管7中流动。
47.二次侧制冷剂回路10以热源回路12、分岔回路14a、14b、14c和利用回路13a、13b、13c相互连接的方式构成。
48.热源回路12主要具有二次侧压缩机21(相当于第二压缩机)、二次侧切换机构22(相当于第二切换部)、第一热源配管28、第二热源配管29、吸入流路23、排出流路24、第三热源配管25、第四热源配管26、第五热源配管27、级联热交换器35、热源侧膨胀阀36、第三截止阀31、第一截止阀32、第二截止阀33、二次侧储罐30、油分离器34、回油回路40、二次侧接收器45、旁通回路46(相当于旁通回路)、旁通膨胀阀46a、过冷热交换器47、过冷回路48(相当于旁通回路)以及过冷膨胀阀48a。
49.二次侧压缩机21是用于对二次侧制冷剂进行压缩的设备,例如由能够通过对压缩机马达21a进行逆变器控制来使运转容量可变的涡旋型等容积式压缩机构成。另外,二次侧压缩机21被控制成,根据运转时的负载,负载越大则运转容量越大。
50.二次侧切换机构22是能够对二次侧制冷剂回路10的连接状态、尤其是热源回路12内的制冷剂的流路进行切换的机构。在本实施方式中,二次侧切换机构22构成为四个作为二通阀的切换阀22a、22b、22c、22d排列地设置于环状的流路。另外,作为替代,也可以使用
组合了多个三通切换阀的结构作为二次侧切换机构22。二次侧切换机构22具有:第一切换阀22a,其设置于将排出流路24和第三热源配管25连接的流路;第二切换阀22b,其设置于将排出流路24和第一热源配管28连接的流路;第三切换阀22c,其设置于将吸入流路23和第三热源配管25连接的流路;以及第四切换阀22d,其设置于将吸入流路23和第一热源配管28连接的流路。在本实施方式中,第一切换阀22a、第二切换阀22b、第三切换阀22c及第四切换阀22d是分别被切换开状态和闭状态的电磁阀。
51.在使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用的情况下,二次侧切换机构22为第一连接状态,该第一连接状态中,将第一切换阀22a设为开状态而将二次侧压缩机21的排出侧和级联热交换器35的二次侧流路35a的气体侧连接,并将第三切换阀22c设为闭状态。此外,在使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用的情况下,二次侧切换机构22为第二连接状态,该第二连接状态中,将第三切换阀22c设为开状态而将二次侧压缩机21的吸入侧和级联热交换器35的二次侧流路35a的气体侧连接,并将第一切换阀22a设为闭状态。此外,在将从二次侧压缩机21的排出的二次侧制冷剂输送至二次侧第一连通管8的情况下,二次侧切换机构22为第三连接状态,该第三连接状态中,将第二切换阀22b设为开状态而将二次侧压缩机21的排出侧和二次侧第一连通管8连接,并将第四切换阀22d设为闭状态。此外,在使二次侧第一连通管8中流动的制冷剂吸入二次侧压缩机21的情况下,二次侧切换机构22为第四连接状态,该第四连接状态中,将第四切换阀22d设为开状态,将二次侧第一连通管8和二次侧压缩机21的吸入侧连接,并将第二切换阀22b设为闭状态。
52.如上所述,级联热交换器35是用于在作为一次侧制冷剂的r32等制冷剂与作为二次侧制冷剂的二氧化碳等制冷剂之间在不使彼此混合的情况下进行热交换的设备。另外,级联热交换器35具有供二次侧制冷剂回路10的二次侧制冷剂流动的二次侧流路35a以及供一次侧制冷剂回路5a的一次侧制冷剂流动的一次侧流路35b,由此,由一次侧单元5和热源单元2共有。另外,在本实施方式中,级联热交换器35配置于热源单元2的未图示的热源外壳的内部。级联热交换器35的一次侧流路35b的气体侧经过第二连接配管113和第二气体截止阀107并延伸至一次侧第二连通管112。级联热交换器35的一次侧流路35b的液体侧经过第一连接配管115和第二液体截止阀106并延伸至未图示的热源外壳外的一次侧第一连通管111。
53.热源侧膨胀阀36是能够进行与级联热交换器35的液体侧连接的开度调节以进行在级联热交换器35中流动的二次侧制冷剂的流量的调节等的电动膨胀阀。热源侧膨胀阀36设置于第四热源配管26。
54.第三截止阀31、第一截止阀32及第二截止阀33是设置于与外部的设备、配管(具体而言,连通管7、8和9)间的连接口的阀。具体而言,第三截止阀31与从热源单元2引出的二次侧第三连通管7连接。第一截止阀32与从热源单元2引出的二次侧第一连通管8连接。第二截止阀33与从热源单元2引出的二次侧第二连通管9连接。
55.第一热源配管28是将第一截止阀32和二次侧切换机构22连接的制冷剂配管。具体而言,第一热源配管28将第一截止阀32和二次侧切换机构22中的第二切换阀22b与第四切换阀22d之间的部分连接。
56.吸入流路23是将二次侧切换机构22和二次侧压缩机21的吸入侧连通的流路。具体而言,吸入流路23将二次侧切换机构22中的第三切换阀22c与第四切换阀22d之间的部分和
二次侧压缩机21的吸入侧连接。在吸入流路23的中途设置有二次侧储罐30。
57.第二热源配管29是将第二截止阀33和吸入流路23的中途连接的制冷剂配管。另外,在本实施方式中,第二热源配管29在吸入流路23中的连接部位处与吸入流路23连接,该连接部位是二次侧切换机构22中的第二切换阀22b与第四切换阀22d之间的部分和二次侧储罐30之间的部分。
58.排出流路24是将二次侧压缩机21的排出侧与二次侧切换机构22连接的制冷剂管。具体而言,排出流路24将二次侧压缩机21的排出侧和二次侧切换机构22中的第一切换阀22a与第二切换阀22b之间的部分连接。
59.第三热源配管25是将二次侧切换机构22和级联热交换器35的气体侧连接的制冷剂配管。具体而言,第三热源配管25将二次侧切换机构22中的第一切换阀22a与第三切换阀22c之间的部分和级联热交换器35中的二次侧流路35a的气体侧端部连接。
60.第四热源配管26是将级联热交换器35的液体侧(与气体侧相反一侧、与设置有二次侧切换机构22的一侧相反一侧)和二次侧接收器45连接的制冷剂配管。具体而言,第四热源配管26将级联热交换器35中的二次侧流路35a的液体侧端部(与气体侧相反一侧的端部)和二次侧接收器45连接。
61.二次侧接收器45是贮存二次侧制冷剂回路10中的剩余制冷剂的制冷剂容器。第四热源配管26、第五热源配管27和旁通回路46从二次侧接收器45延伸出。
62.旁通回路46是将二次侧接收器45内部的上方的区域即气相区域和吸入流路23连接的制冷剂配管。具体而言,旁通回路46与吸入流路23中的二次侧切换机构22和二次侧储罐30之间连接。在旁通回路46设置有旁通膨胀阀46a。旁通膨胀阀46a是能够通过开度调节对从二次侧接收器45内引导至二次侧压缩机21的吸入侧的制冷剂的量进行调节的电动膨胀阀。
63.第五热源配管27是将二次侧接收器45和第三截止阀31连接的制冷剂配管。
64.过冷回路48是将第五热源配管27的一部分和吸入流路23连接的制冷剂配管。具体而言,过冷回路48与吸入流路23中的二次侧切换机构22和二次侧储罐30之间连接。另外,在本实施方式中,过冷回路48从二次侧接收器45与过冷热交换器47之间分岔地延伸。
65.过冷热交换器47是利用在属于第五热源配管27的流路中流动的制冷剂和在属于过冷回路48的流路中流动的制冷剂进行热交换的热交换器。在本实施方式中,设置于第五热源配管27中的供过冷回路48分岔的部位与第三截止阀31之间。过冷膨胀阀48a设置于过冷回路48中的从第五热源配管27分岔的部位与过冷热交换器47之间。过冷膨胀阀48a是能进行开度调节的电动膨胀阀,对过冷热交换器47供给被减压的制冷剂。
66.二次侧储罐30是能够积存二次侧制冷剂的容器,设置于二次侧压缩机21的吸入侧。
67.油分离器34设置于排出流路24的中途。油分离器34是用于将伴随二次侧制冷剂从二次侧压缩机21排出的冷冻机油从二次侧制冷剂分离并使其返回二次侧压缩机21的设备。
68.回油回路40设置成将油分离器34和吸入流路23连接。回油回路40的从油分离器34延伸出的流路具有回油流路41,该回油流路41以与吸入流路23中的二次侧储罐30与二次侧压缩机21的吸入侧之间的部分合流的方式延伸。回油流路41的中途,设置有回油毛细管42及回油开闭阀44。通过将回油开闭阀44控制为开状态,在油分离器34中分离的冷冻机油经
过回油流路41的回油毛细管42并返回二次侧压缩机21的吸入侧。这里,本实施方式中,在二次侧制冷剂回路10中二次侧压缩机21处于运转状态的情况下,回油开闭阀44通过反复以规定时间维持开状态、以规定时间维持闭状态,对经过回油回路40的冷冻机油的返油量进行控制。另外,回油开闭阀44在本实施方式中是被进行开闭控制的电磁阀,但也可以是设为能够进行开度调节的电动膨胀阀且省略了回油毛细管42的结构。
69.以下,对利用回路13a、13b、13c进行说明,由于利用回路13b、13c是与利用回路13a相同的结构,因此,对于利用回路13b、13c,标注符号“b”或“c”以代替表示利用回路13a的各部分的“a”,并省略各部分的说明。
70.利用回路13a主要具有利用侧热交换器52a(相当于第二热交换器)、第一利用配管57a、第二利用配管56a及利用侧膨胀阀51a。
71.利用侧热交换器52a是用于进行制冷剂与室内空气的热交换的设备,例如由翅片管式热交换器构成,该翅片管式热交换器由多个传热管以及翅片构成。另外,多个利用侧热交换器52a、52b、52c相对于二次侧切换机构22、吸入流路23及级联热交换器35相互并联地连接。
72.第二利用配管56a的一端与第一利用单元3a的利用侧热交换器52a的液体侧(与气体侧相反一侧)连接。第二利用配管56a的另一端与第二连接管16a连接。在第二利用配管56a的中途设置有上述利用侧膨胀阀51a。
73.利用侧膨胀阀51a是能进行开度调节的电动膨胀阀,进行在利用侧热交换器52a中流动的制冷剂的流量的调节等。利用侧膨胀阀51a设置于第二利用配管56a。
74.第一利用配管57a的一端与第一利用单元3a的利用侧热交换器52a的气体侧连接。在本实施方式中,第一利用配管57a连接利用侧热交换器52a的与利用侧膨胀阀51a侧相反一侧。第一利用配管57a的另一端与第一连接管15a连接。
75.以下,对分岔回路14a、14b、14c进行说明,由于分岔回路14b、14c是与分岔回路14a相同的结构,因此,对于分岔回路14b、14c,标注“b”或“c”以代替表示分岔回路14a的各部分的符号“a”,并省略各部分的说明。
76.分岔回路14a主要具有合流配管62a、第一分岔配管63a、第二分岔配管64a、第一调节阀66a、第二调节阀67a及第三分岔配管61a。
77.合流配管62a的一端与第一连接管15a连接。第一分岔配管63a和第二分岔配管64a分岔地与合流配管62a的另一端连接。
78.第一分岔配管63a的与合流配管62a相反一侧连接二次侧第一连通管8。第一分岔配管63a设置有能开闭的第一调节阀66a。另外,这里,作为第一调节阀66a,使用能够进行开度调节的电动膨胀阀,但也可以采用仅能开闭的电磁阀等。
79.第二分岔配管64a的与合流配管62a相反一侧连接二次侧第二连通管9。第二分岔配管64a设置有能开闭的第二调节阀67a。另外,这里,作为第二调节阀67a,使用能够进行开度调节的电动膨胀阀,但也可以采用仅能开闭的电磁阀等。
80.第三分岔配管61a的一端与第二连接管16a连接。第三分岔配管61a的另一端与二次侧第三连通管7连接。
81.并且,第一分岔单元6a在进行下述制冷运转时,通过将第一调节阀66a及第二调节阀67a设为打开的状态,能够如下起作用。第一分岔单元6a将通过二次侧第三连通管7并流
入第三分岔配管61a的制冷剂送至第二连接管16a。另外,通过第二连接管16a并在第一利用单元3a的第二利用配管56a中流动的制冷剂通过利用侧膨胀阀51a,并输送至第一利用单元3a的利用侧热交换器52a。并且,输送至利用侧热交换器52a的制冷剂在因与室内空气热交换而蒸发后,经由第一利用配管57a在第一连接管15a中流动。在第一连接管15a中流动的制冷剂输送至第一分岔单元6a的合流配管62a。在合流配管62a中流动的制冷剂分岔并流向第一分岔配管63a和第二分岔配管64a。在第一分岔配管63a中经过第一调节阀66a的制冷剂输送至二次侧第一连通管8。在第二分岔配管64a中经过第二调节阀67a的制冷剂输送至二次侧第二连通管9。
82.此外,第一分岔单元6a在进行下述制冷主体运转时和进行制热主体运转时,在第一利用单元3a中对室内进行制冷的情况下,通过将第一调节阀66a设为关闭的状态并将第二调节阀67a设为打开的状态,能够如下起作用。第一分岔单元6a将通过二次侧第三连通管7并流入第三分岔配管61a的制冷剂送至第二连接管16a。另外,通过第二连接管16a并在第一利用单元3a的第二利用配管56a中流动的制冷剂通过利用侧膨胀阀51a,并输送至第一利用单元3a的利用侧热交换器52a。接着,输送至利用侧热交换器52a的制冷剂在因与室内空气热交换而蒸发后,经由第一利用配管57a在第一连接管15a中流动。在第一连接管15a中流动的制冷剂输送至第一分岔单元6a的合流配管62a。在合流配管62a中流动的制冷剂向第二分岔管64a流动并经过第二调节阀67a后,输送至二次侧第二连通管9。
83.此外,第一分岔单元6a在进行下述制热运转时,通过如下所述地根据运转状况将第二调节阀67a设为开状态或闭状态,并将第一调节阀66a设为打开的状态,能如下起作用。第一分岔单元6a中,通过二次侧第一连通管8并流入第一分岔配管63a的制冷剂通过第一调节阀66a并输送至合流配管62a。流过合流配管62a的制冷剂经由第一连接管15a在利用单元3a的第一利用配管57a中流动,并输送至利用侧热交换器52a。接着,输送至利用侧热交换器52a的制冷剂在因与室内空气热交换而散热后,经过设置于第二利用配管56a的利用侧膨胀阀51a。经过第二利用配管56a的制冷剂经由第二连接管16a在第一分岔单元6a的第三分岔配管61a中流动后,输送至二次侧第三连通管7。
84.此外,第一分岔单元6a在进行下述制冷主体运转时和进行制热主体运转时,在第一利用单元3a中对室内进行制热的情况下,通过将第二调节阀67a设为闭状态并将第一调节阀66a设为打开的状态,能够如下起作用。第一分岔单元6a中,通过二次侧第一连通管8并流入第一分岔配管63a的制冷剂通过第一调节阀66a并输送至合流配管62a。流过合流配管62a的制冷剂经由第一连接管15a在利用单元3a的第一利用配管57a中流动,并输送至利用侧热交换器52a。接着,输送至利用侧热交换器52a的制冷剂在因与室内空气热交换而散热后,经过设置于第二利用配管56a的利用侧膨胀阀51a。经过第二利用配管56a的制冷剂经由第二连接管16a在第一分岔单元6a的第三分岔配管61a中流动后,输送至二次侧第三连通管7。
85.不仅第一分岔单元6a具有上述功能,第二分岔单元6b、第三分岔单元6c也同样具有上述功能。因此,第一分岔单元6a、第二分岔单元6b、第三分岔单元6c能够分别对各利用侧热交换器52a、52b、52c单独地切换是作为制冷剂的蒸发器起作用还是作为制冷剂的散热器起作用。
86.(4)一次侧单元
一次侧单元5设置于与配置有利用单元3a、3b、3c、分岔单元6a、6b、6c的空间不同的空间、房顶等。
87.一次侧单元5构成为在未图示的一次侧外壳内具有上述一次侧制冷剂回路5a的一部分、一次侧风扇75、各种传感器及一次侧控制部70。
88.一次侧单元5具有一次侧压缩机71、一次侧切换机构72、一次侧热交换器74、一次侧膨胀阀76、第一液体截止阀108及第一气体截止阀109以作为一次侧制冷剂回路5a的一部分。
89.一次侧风扇75设置于一次侧单元5内,产生如下空气流动:将室外空气引导至一次侧热交换器74,与在一次侧热交换器74中流动的一次侧制冷剂热交换之后,排出至室外。一次侧风扇75由一次侧风扇马达75a驱动。
90.此外,一次侧单元5中设有各种传感器。具体而言,设置有:外气温度传感器77,其对经过一次侧热交换器74之前的室外空气的温度进行检测;一次侧排出压力传感器78,其对从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂的压力进行检测;一次侧吸入压力传感器79,其对吸入一次侧压缩机71的一次侧制冷剂的压力进行检测;一次侧吸入温度传感器81,其对吸入一次侧压缩机71的一次侧制冷剂的温度进行检测;以及一次侧热交温度传感器82,其对在一次侧热交换器74中流动的制冷剂的温度进行检测。
91.一次侧控制部70对设置于一次侧单元5内的各部分71(71a)、72、75(75a)、76的动作进行控制。并且,一次侧控制部70具有为了进行一次侧单元5的控制而设置的cpu、微型计算机等处理器以及存储器,构成为能够与遥控器(未图示)之间进行控制信号等的交换,与热源侧控制部20、分岔单元控制部60a、60b、60c、利用侧控制部50a、50b、50c之间进行控制信号等的交换。
92.(5)热源单元热源单元2设置于与配置有利用单元3a、3b、3c、分岔单元6a、6b、6c的空间不同的空间、房顶等。
93.热源单元2经由连通管7、8、9与分岔单元6a、6b、6c连接,构成二次侧制冷剂回路10的一部分。此外,热源单元2经由一次侧第一连通管111和一次侧第二连通管112与一次侧单元5连接,构成一次侧制冷剂回路5a的一部分。
94.热源单元2构成为在未图示的热源外壳内主要具有上述热源回路12、各种传感器、热源侧控制部20、构成一次侧制冷剂回路5a的一部分的第二液体截止阀106、第一连接配管115、第二连接配管113、以及第二气体截止阀107。
95.热源单元2设置有:二次侧吸入压力传感器37,其对二次侧压缩机21的吸入侧的二次侧制冷剂的压力进行检测;二次侧排出压力传感器38,其对二次侧压缩机21的排出侧的二次侧制冷剂的压力进行检测;二次侧排出温度传感器39,其对二次侧压缩机21的排出侧的二次侧制冷剂的温度进行检测;二次侧吸入温度传感器88,其对二次侧压缩机21的吸入侧的二次侧制冷剂的温度进行检测;二次侧级联温度传感器83,其对在级联热交换器35的二次侧流路35a与热源侧膨胀阀36之间流动的二次侧制冷剂的温度进行检测;接收器出口温度传感器84,其对在二次侧接收器45至过冷热交换器47之间流动的二次侧制冷剂的温度进行检测;旁通回路温度传感器85,其对在旁通回路46中的旁通膨胀阀46a的下游侧流动的二次侧制冷剂的温度进行检测;过冷出口温度传感器86,其对在过冷热交换器47与第三截
止阀31之间流动的二次侧制冷剂的温度进行检测;以及过冷回路温度传感器87,其对在过冷回路48中的过冷热交换器47的出口流动的二次侧制冷剂的温度进行检测。
96.热源侧控制部20对设置于热源单元2的各部分21(21a)、22、36、44、46a、48a的动作进行控制。热源侧控制部20具有为了进行热源单元2的控制而设置的cpu、微型计算机等处理器以及存储器,构成为能够与一次侧单元5的一次侧控制部70、利用单元3a、3b、3c的利用侧控制部50a、50b、50c、分岔单元控制部60a、60b、60c之间进行控制信号等的交换。
97.(6)利用单元利用单元3a、3b、3c通过埋入、悬挂于大楼等的室内的天花板、或壁挂于室内的壁面等方式设置。
98.利用单元3a、3b、3c经由连通管7、8、9与热源单元2连接。
99.利用单元3a、3b、3c具有构成二次侧制冷剂回路10的一部分的利用回路13a、13b、13c。
100.以下,对利用侧单元3a、3b、3c的结构进行说明。另外,由于第二利用单元3b及第三利用单元3c是与第一利用单元3a相同的结构,因此,这里,仅说明第一利用单元3a的结构,对于第二利用单元3b及第三利用单元3c的结构,分别标注符号“b”或“c”以代替表示第一利用单元3a的各部分的“a”,并省略各部分的说明。
101.第一利用单元3a主要具有上述利用回路13a、室内风扇53a(相当于供给部)、利用侧控制部50a以及各种传感器。另外,室内风扇53a具有室内风扇马达54a。
102.室内风扇53a产生如下空气流动:将室内空气吸入单元内,与在利用侧热交换器52a中流动的制冷剂热交换之后,作为供给空气而向室内供给。室内风扇53a由室内风扇马达54a驱动。
103.利用单元3a设置有液体侧温度传感器58a,其对利用侧热交换器52a的液体侧的制冷剂的温度进行检测。此外,利用单元3a设置有室内温度传感器55a,其对室内温度进行检测,该室内温度是从室内引入的空气、即经过利用侧热交换器52a之前的空气的温度。
104.利用侧控制部50a对构成利用单元3a的各部分51a、53a(54a)的动作进行控制。并且,利用侧控制部50a具有为了进行利用单元3a的控制而设置的cpu、微型计算机等处理器以及存储器,构成为能够与遥控器(未图示)之间进行控制信号等的交换,与热源侧控制部20、分岔单元控制部60a、60b、60c、一次侧单元5的一次侧控制部70之间进行控制信号等的交换。
105.另外,第二利用单元3b具有利用回路13b、室内风扇53b、利用侧控制部50b、室内风扇马达54b。第三利用单元3c具有利用回路13c、室内风扇53c、利用侧控制部50c、室内风扇马达54c。
106.(7)分岔单元分岔单元6a、6b、6c设置于大楼等室内的天花板背面的空间等。
107.分岔单元6a、6b、6c与利用单元3a、3b、3c一对一对应并连接。分岔单元6a、6b、6c经由连通管7、8、9与热源单元2连接。
108.接着,对分岔单元6a、6b、6c的结构进行说明。另外,由于第二分岔单元6b及第三分岔单元6c是与第一分岔单元6a相同的结构,因此,这里,仅说明第一分岔单元6a的结构,对于第二分岔单元6b及第三分岔单元6c的结构,分别标注符号“b”或“c”以代替表示第一分岔
单元6a的各部分的“a”,并省略各部分的说明。
109.第一分岔单元6a主要具有上述分岔回路14a和分岔单元控制部60a。
110.分岔单元控制部60a对构成分岔单元6a的各部分66a、67a的动作进行控制。并且,分岔单元控制部60a具有为了进行分岔单元6a的控制而设置的cpu、微型计算机等处理器以及存储器,构成为能够与遥控器(未图示)之间进行控制信号等的交换,与热源侧控制部20、利用单元3a、3b、3c、一次侧单元5的一次侧控制部70之间进行控制信号等的交换。
111.另外,第二分岔单元6b具有分岔回路14b以及分岔单元控制部60b。第三分岔单元6c具有分岔回路14c以及分岔单元控制部60c。
112.(8)控制部冷冻循环系统1中,上述热源侧控制部20、利用侧控制部50a、50b、50c、分岔单元控制部60a、60b、60c、一次侧控制部70经由有线或无线相互能通信地连接,由此构成控制部80。因此,上述控制部80基于各种传感器37、38、39、83、84、85、86、87、88、77、78、79、81、82、58a、58b、58c等的检测信息以及从未图示的遥控器等接受到的指示信息等,对各部分21(21a)、22、36、44、46a、48a、51a、51b、51c、53a、53b、53c(54a、54b、54c)、66a、66b、66c、67a、67b、67c、71(71a)、72、75(75a)、76的动作进行控制。
113.(9)冷冻循环系统的动作接着,使用图3~图6对冷冻循环系统1的动作进行说明。
114.冷冻循环系统1的冷冻循环运转可主要分为制冷运转、制热运转、制冷主体运转及制热主体运转。另外,在进行制热运转及制热主体运转的情况下,通过满足规定条件,来进行下述蓄热运转及除霜运转。
115.这里,制冷运转是如下的冷冻循环运转:仅存在进行利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的运转的利用单元,对于利用单元整体的蒸发负载,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用。
116.制热运转是如下的冷冻循环运转:仅存在进行利用侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用的运转的利用单元,对于利用单元整体的散热负载,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用。
117.制冷主体运转是混合存在进行利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的运转的利用单元以及进行利用侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用的运转的利用单元的运转。制冷主体运转是如下的冷冻循环运转:在利用单元整体的热负载中的蒸发负载为主体的情况下,对于该利用单元整体的蒸发负载,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用。
118.制热主体运转是混合存在进行利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的运转的利用单元以及进行利用侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用的运转的利用单元的运转。制热主体运转是如下的冷冻循环运转:在利用单元整体的热负载中的散热负载为主体的情况下,对于该利用单元整体的散热负载,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用。
119.另外,包括上述冷冻循环运转的冷冻循环系统1的动作由上述控制部80进行。
120.(9-1)制冷运转在制冷运转中,例如,进行利用单元3a、3b、3c的利用侧热交换器52a、52b、52c全部
作为制冷剂的蒸发器起作用的运转,进行级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用的运转。在该制冷运转中,冷冻循环系统1的一次侧制冷剂回路5a以及二次侧制冷剂回路10如图3所示地构成。另外,图3的一次侧制冷剂回路5a中标注的箭头以及二次侧制冷剂回路10中标注的箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。
121.具体而言,在一次侧单元5中,通过将一次侧切换机构72切换为第五连接状态,使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的蒸发器起作用。另外,一次侧切换机构72的第五连接状态是图3的一次侧切换机构72中实线所示的连接状态。由此,在一次侧单元5中,从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂经过一次侧切换机构72,并在一次侧热交换器74中与从一次侧风扇75供给的外部空气进行热交换,从而冷凝。在一次侧热交换器74中冷凝的一次侧制冷剂在一次侧膨胀阀76中减压后,在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动并蒸发,经由一次侧切换机构72吸入一次侧压缩机71。
122.此外,在热源单元2中,通过将二次侧切换机构22切换为第一连接状态且第四连接状态,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用。另外,二次侧切换机构22的第一连接状态是第一切换阀22a为开状态且第三切换阀22c为闭状态的连接状态。二次侧切换机构22的第四连接状态是第四切换阀22d为开状态且第二切换阀22b为闭状态的连接状态。这里,对热源侧膨胀阀36进行开度调节。在第一~第三利用单元3a、3b、3c中,第一调节阀66a、66b、66c以及第二调节阀67a、67b、67c被控制为开状态。由此,利用单元3a、3b、3c的利用侧热交换器52a、52b、52c全部作为制冷剂的蒸发器起作用。此外,利用单元3a、3b、3c的利用侧热交换器52a、52b、52c全部和热源单元2的二次侧压缩机21的吸入侧变成经由第一利用配管57a、57b、57c、第一连接管15a、15b、15c、合流配管62a、62b、62c、第一分岔配管63a、63b、63c、第二分岔配管64a、64b、64c、第一连通管8以及第二连通管9连接的状态。此外,以在过冷热交换器47的出口朝向第三连通管7流动的二次侧制冷剂的过冷度成为规定值的方式对过冷膨胀阀48a进行开度控制。将旁通膨胀阀46a控制为闭状态。在利用单元3a、3b、3c中,对利用侧膨胀阀51a、51b、51c进行开度调节。
123.在上述二次侧制冷剂回路10中,由二次侧压缩机21压缩并排出的二次侧高压制冷剂通过二次侧切换机构22,并输送至级联热交换器35的二次侧流路35a。在级联热交换器35中,在二次侧流路35a中流动的二次侧高压制冷剂散热,在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂蒸发。在级联热交换器35中散热的二次侧制冷剂在经过进行了开度调节的热源侧膨胀阀36之后,流入接收器45。从接收器45流出的制冷剂的一部分向过冷回路48分岔地流动,在过冷膨胀阀48a中减压后与吸入流路23合流。在过冷热交换器47中,从接收器45流出的制冷剂的另一部分由在过冷回路48中流动的制冷剂冷却后,通过第三截止阀31,并输送至第三连通管7。
124.并且,输送至第三连通管7的制冷剂分岔成三个并经过各第一~第三分岔单元6a、6b、6c的第三分岔配管61a、61b、61c。然后,在各第二连接管16a、16b、16c中流动的制冷剂输送至各第一~第三利用单元3a、3b、3c的第二利用配管56a、56b、56c。输送至第二利用配管56a、56b、56c的制冷剂向利用单元3a、3b、3c的利用侧膨胀阀51a、51b、51c输送。
125.接着,经过进行了开度调节的利用侧膨胀阀51a、51b、51c的制冷剂在利用侧热交换器52a、52b、52c中与由室内风扇53a、53b、53c供给的室内空气进行热交换。由此,在利用侧热交换器52a、52b、52c中流动的制冷剂蒸发并变成低压的气体制冷剂。室内空气被冷却
并向室内供给。由此,对室内空间进行制冷。在利用侧热交换器52a、52b、52c中蒸发的低压的气体制冷剂流过第一利用配管57a、57b、57c,并流过第一连接管15a、15b、15c之后,输送至第一~第三分岔单元6a、6b、6c的合流配管62a、62b、62c。
126.然后,输送至合流配管62a、62b、62c的低压的气体制冷剂分岔并向第一分岔配管63a、63b、63c以及第二分岔配管64a、64b、64c流动。在第一分岔配管63a、63b、63c中经过第一调节阀66a、66b、66c的制冷剂输送至第一连通管8。在第二分岔配管64a、64b、64c中经过第二调节阀67a、67b、67c的制冷剂输送至第二连通管9。
127.接着,输送至第一连通管8及第二连通管9的低压的气体制冷剂通过第一截止阀32、第二截止阀33、第一热源配管28、第二热源配管29、二次侧切换机构22、吸入流路23以及储罐30,并返回二次侧压缩机21的吸入侧。
128.如此,进行制冷运转中的动作。
129.(9-2)制热运转制热运转中,例如,进行利用单元3a、3b、3c的利用侧热交换器52a、52b、52c全部作为制冷剂的散热器起作用的运转。此外,在制热运转中,进行级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用的运转。在制热运转中,冷冻循环系统1的一次侧制冷剂回路5a以及二次侧制冷剂回路10如图4所示地构成。图4的一次侧制冷剂回路5a中标注的箭头以及二次侧制冷剂回路10中标注的箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。
130.具体而言,在一次侧单元5中,通过将一次侧切换机构72切换为第六连接状态,使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的散热器起作用。一次侧切换机构72的第六连接状态是图4的一次侧切换机构72中虚线所示的连接状态。由此,在一次侧单元5中,从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂经过一次侧切换机构72,在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动并冷凝。在级联热交换器35中冷凝的一次侧制冷剂在一次侧膨胀阀76中减压后,在一次侧热交换器74中与从一次侧风扇75a供给的外部空气进行热交换从而蒸发,并经由一次侧切换机构72吸入一次侧压缩机71。
131.此外,在热源单元2中,将二次侧切换机构22切换为第二连接状态且第三连接状态。由此,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用。二次侧切换机构22的第二连接状态是第一切换阀22a为闭状态且第三切换阀22c为开状态的连接状态。二次侧切换机构22的第三连接状态是第二切换阀22b为开状态且第四切换阀22d为闭状态的连接状态。此外,对热源侧膨胀阀36进行开度调节。在第一~第三分岔单元6a、6b、6c中,第一调节阀66a、66b、66c被控制为开状态,第二调节阀67a、67b、67c被控制为闭状态。由此,利用单元3a、3b、3c的利用侧热交换器52a、52b、52c全部作为制冷剂的散热器起作用。并且,利用单元3a、3b、3c的利用侧热交换器52a、52b、52c和热源单元2的二次侧压缩机21的排出侧变成经由排出流路24、第一热源配管28、第一连通管8、第一分岔配管63a、63b、63c、合流配管62a、62b、62c、第一连接管15a、15b、15c以及第一利用配管57a、57b、57c连接的状态。此外,将过冷膨胀阀48a以及旁通膨胀阀46a控制为闭状态。在利用单元3a、3b、3c中,对利用侧膨胀阀51a、51b、51c进行开度调节。
132.在上述二次侧制冷剂回路10中,由二次侧压缩机21压缩并排出的高压制冷剂通过在二次侧切换机构22中控制为开状态的第二切换阀22b,并输送至第一热源配管28。输送至第一热源配管28的制冷剂通过第一截止阀32,并输送至第一连通管8。
133.然后,输送至第一连通管8的高压制冷剂分岔成三个,并输送至作为运转中的利用单元的各利用单元3a、3b、3c的第一分岔配管63a、63b、63c。输送至第一分岔配管63a、63b、63c的高压制冷剂经过第一调节阀66a、66b、66c,在合流配管62a、62b、62c中流动。然后,流过第一连接管15a、15b、15c以及第一利用配管57a、57b、57c的制冷剂输送至利用侧热交换器52a、52b、52c。
134.接着,输送至利用侧热交换器52a、52b、52c的高压制冷剂在利用侧热交换器52a、52b、52c中与由室内风扇53a、53b、53c供给的室内空气进行热交换。由此,在利用侧热交换器52a、52b、52c中流动的制冷剂散热。室内空气被加热并向室内供给。由此,对室内空间进行制热。在利用侧热交换器52a、52b、52c中散热的制冷剂在第二利用配管56a、56b、56c中流动,并经过进行了开度调节的利用侧膨胀阀51a、51b、51c。然后,流过第二连接管16a、16b、16c的制冷剂在各分岔单元6a、6b、6c的第三分岔配管61a、61b、61c中流动。
135.接着,输送至第三分岔配管61a、61b、61c的制冷剂向第三连通管7输送并合流。
136.接着,输送至第三连通管7的制冷剂经过第三截止阀31,向热源侧膨胀阀36输送。输送至热源侧膨胀阀36的制冷剂在热源侧膨胀阀36中进行流量调节之后,输送至级联热交换器35。在级联热交换器35中,在二次侧流路35a中流动的二次侧制冷剂蒸发而变成低压的气体制冷剂并向二次侧切换机构22输送,在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂冷凝。接着,输送至二次侧切换机构22的二次侧低压制冷剂通过吸入流路23以及储罐30,返回二次侧压缩机21的吸入侧。
137.如此,进行制热运转中的动作。
138.(9-3)制冷主体运转在制冷主体运转中,例如进行如下运转:利用单元3a、3b的利用侧热交换器52a、52b作为制冷剂的蒸发器起作用,且利用单元3c的利用侧热交换器52c作为制冷剂的散热器起作用。在制冷主体运转中,级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用。在制冷主体运转中,冷冻循环系统1的一次侧制冷剂回路5a以及二次侧制冷剂回路10如图5所示地构成。图5的一次侧制冷剂回路5a中标注的箭头以及二次侧制冷剂回路10中标注的箭头表示制冷主体运转时的制冷剂的流动。
139.具体而言,在一次侧单元5中,通过将一次侧切换机构72切换为第五连接状态(图5的一次侧切换机构72的实线所示的状态),使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的蒸发器起作用。由此,在一次侧单元5中,从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂经过一次侧切换机构72,并在一次侧热交换器74中与从一次侧风扇75供给的外部空气进行热交换,从而冷凝。在一次侧热交换器74中冷凝的一次侧制冷剂在一次侧膨胀阀76中减压后,在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动并蒸发,经由一次侧切换机构72吸入一次侧压缩机71。
140.此外,在热源单元2中,将二次侧切换机构22切换为第一连接状态(第一切换阀22a为开状态且第三切换阀22c为闭状态)且第三连接状态(第二切换阀22b为开状态且第四切换阀22d为闭状态),由此,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的散热器起作用。此外,对热源侧膨胀阀36进行开度调节。在第一~第三分岔单元6a、6b、6c中,第一调节阀66c以及第二调节阀67a、67b被控制为开状态,并且,第一调节阀66a、66b以及第二调节阀67c被控制为闭状态。由此,利用单元3a、3b的利用侧热交换器52a、52b作为制冷剂的蒸发器起作用,并且,利用单元3c的利用侧热交换器52c作为制冷剂的散热器起作用。此外,利用单元3a、3b的
利用侧热交换器52a、52b和热源单元2的二次侧压缩机21的吸入侧变成经由第二连通管9连接的状态,且利用单元3c的利用侧热交换器52c和热源单元2的二次侧压缩机21的排出侧变成经由第一连通管8连接的状态。此外,以在过冷热交换器47的出口朝向第三连通管7流动的二次侧制冷剂的过冷度成为规定值的方式对过冷膨胀阀48a进行开度控制。将旁通膨胀阀46a控制为闭状态。在利用单元3a、3b、3c中,对利用侧膨胀阀51a、51b、51c进行开度调节。
141.在上述二次侧制冷剂回路10中,在二次侧压缩机21中压缩并排出的二次侧高压制冷剂的一部分通过二次侧切换机构22、第一热源配管28及第一截止阀32,输送至第一连通管8,其余通过二次侧切换机构22以及第三热源配管25,输送至级联热交换器35的二次侧流路35a。
142.接着,输送至第一连通管8的高压制冷剂向第一分岔配管63c输送。输送至第一分岔配管63c的高压制冷剂通过第一调节阀66c及合流配管62c,输送至利用单元3c的利用侧热交换器52c。
143.接着,输送至利用侧热交换器52c的高压制冷剂在利用侧热交换器52c中与由室内风扇53c供给的室内空气进行热交换。由此,在利用侧热交换器52c中流动的制冷剂散热。室内空气被加热并向室内供给,进行利用单元3c的制热运转。在利用侧热交换器52c中散热的制冷剂流过第二利用配管56c,在利用侧膨胀阀51中进行流量调节。然后,流过第二连接管16c的制冷剂向分岔单元6c的第三分岔配管61c输送。
144.接着,输送至第三分岔配管61c的制冷剂向第三连通管7输送。
145.此外,输送至级联热交换器35的二次侧流路35a的高压制冷剂在级联热交换器35中与在一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂进行热交换,从而散热。在级联热交换器35中散热的二次侧制冷剂在热源侧膨胀阀36中进行流量调节之后,流入接收器45。从接收器45流出的制冷剂的一部分向过冷回路48分岔地流动,在过冷膨胀阀48a中减压后与吸入流路23合流。在过冷热交换器47中,从接收器45流出的制冷剂的另一部分由在过冷回路48中流动的制冷剂冷却后,通过第三截止阀31,并输送至第三连通管7,与在利用侧热交换器52c中散热的制冷剂合流。
146.接着,在第三连通管7中合流的制冷剂分岔为两个,向第二分岔单元6a、6b的各第三分岔配管61a、61b输送。然后,在第二连接管16a、16b中流动的制冷剂输送至各第一~第二利用单元3a、3b的第二利用配管56a、56b。在第二利用配管56a、56b中流动的制冷剂经过利用单元3a、3b的利用侧膨胀阀51a、51b。
147.接着,经过进行了开度调节的利用侧膨胀阀51a、51b的制冷剂在利用侧热交换器52a、52b中与由室内风扇53a、53b供给的室内空气进行热交换。由此,在利用侧热交换器52a、52b中流动的制冷剂蒸发并变成低压的气体制冷剂。室内空气被冷却并向室内供给。由此,对室内空间进行制冷。在利用侧热交换器52a、52b中蒸发的低压气体制冷剂输送至第一~第二分岔单元6a、6b的合流配管62a、62b。
148.然后,输送至合流配管62a、62b的低压制冷剂通过第二调节阀67a、67b以及第二分岔配管64a、64b,向第二连通管9输送并合流。
149.接着,输送至第二连通管9的低压气体制冷剂通过第二截止阀33、第二热源配管29、吸入流路23以及储罐30,返回二次侧压缩机21的吸入侧。
150.如此,进行制冷主体运转中的动作。
151.(9-4)制热主体运转在制热主体运转中,例如进行如下运转:利用单元3a、3b的利用侧热交换器52a、52b作为制冷剂的散热器起作用,且利用侧热交换器52c作为制冷剂的蒸发器起作用。在制热主体运转中,级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用。在制热主体运转中,冷冻循环系统1的一次侧制冷剂回路5a以及二次侧制冷剂回路10如图6所示地构成。图6的一次侧制冷剂回路5a中标注的箭头以及二次侧制冷剂回路10中标注的箭头表示制热主体运转时的制冷剂的流动。
152.具体而言,在一次侧单元5中,通过将一次侧切换机构72切换为第六连接状态,使级联热交换器35作为一次侧制冷剂的散热器起作用。一次侧切换机构72的第六连接状态是图6的一次侧切换机构72中虚线所示的连接状态。由此,在一次侧单元5中,从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂经过一次侧切换机构72,在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动并冷凝。在级联热交换器35中冷凝的一次侧制冷剂在一次侧膨胀阀76中减压后,在一次侧热交换器74中与从一次侧风扇75a供给的外部空气进行热交换从而蒸发,并经由一次侧切换机构72吸入一次侧压缩机71。
153.在热源单元2中,将二次侧切换机构22切换为第二连接状态且第三连接状态。二次侧切换机构22的第二连接状态是第一切换阀22a为闭状态且第三切换阀22c为开状态的连接状态。二次侧切换机构22的第三连接状态是第二切换阀22b为开状态且第四切换阀22d为闭状态的连接状态。由此,使级联热交换器35作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用。此外,对热源侧膨胀阀36进行开度调节。在第一~第三分岔单元6a、6b、6c中,第一调节阀66a、66b以及第二调节阀67c被控制为开状态,并且,第一调节阀66c以及第二调节阀67a、67b被控制为闭状态。由此,利用单元3a、3b的利用侧热交换器52a、52b作为制冷剂的散热器起作用,利用单元3c的利用侧热交换器52c作为制冷剂的蒸发器起作用。并且,利用单元3c的利用侧热交换器52c和热源单元2的二次侧压缩机21的吸入侧变成经由第一利用配管57a、第一连接管15c、合流配管62c、第二分岔配管64c以及第二连通管9连接的状态。此外,利用单元3a、3b的利用侧热交换器52a、52b和热源单元2的二次侧压缩机21的排出侧变成经由排出流路24、第一热源配管28、第一连通管8、第一分岔配管63a、63b、合流配管62a、62b、第一连接管15a、15b以及第一利用配管57a、57b连接的状态。此外,将过冷膨胀阀48a以及旁通膨胀阀46a控制为闭状态。在利用单元3a、3b、3c中,对利用侧膨胀阀51a、51b、51c进行开度调节。
154.如此,在二次侧制冷剂回路10中,由二次侧压缩机21压缩并排出的二次侧高压制冷剂通过二次侧切换机构22、第一热源配管28以及第一截止阀32,输送至第一连通管8。
155.接着,输送至第一连通管8的高压制冷剂分岔为两个,向分别与作为运转中的利用单元的各第一利用单元3a和第二利用单元3b连接的第一分岔单元6a和第二分岔单元6b的第一分岔配管63a、63b输送。输送至第一分岔配管63a、63b的高压制冷剂通过第一调节阀66a、66b、合流配管62a、62b以及第一连接管15a、15b,输送至第一利用单元3a和第二利用单元3b的利用侧热交换器52a、52b。
156.接着,输送至利用侧热交换器52a、52b的高压制冷剂在利用侧热交换器52a、52b中与由室内风扇53a、53b供给的室内空气进行热交换。由此,在利用侧热交换器52a、52b中流动的制冷剂散热。室内空气被加热并向室内供给。由此,对室内空间进行制热。在利用侧热交换器52a、52b中散热的制冷剂在第二利用配管56a、56b中流动,并经过进行了开度调节的
利用侧膨胀阀51a、51b。然后,在第二连接管16a、16b中流动的制冷剂经由分岔单元6a、6b的第三分岔配管61a、61b,输送至第三连通管7。
157.接着,输送至第三连通管7的制冷剂的一部分输送至分岔单元6c的第三分岔配管61c,其余通过第三截止阀31,输送至热源侧膨胀阀36。
158.接着,输送至第三分岔配管61c的制冷剂经由第二连接管16c,在利用单元3c的第二利用配管56c中流动,输送至利用侧膨胀阀51c。
159.接着,经过进行了开度调节的利用侧膨胀阀51c的制冷剂在利用侧热交换器52c中与由室内风扇53c供给的室内空气进行热交换。由此,在利用侧热交换器52c中流动的制冷剂蒸发并变成低压的气体制冷剂。室内空气被冷却并向室内供给。由此,对室内空间进行制冷。在利用侧热交换器52c中蒸发的低压气体制冷剂经过第一利用配管57c及第一连接管15c,输送至合流配管62c。
160.接着,输送至合流配管62c的低压气体制冷剂通过第二调节阀67c及第二分岔配管64c,输送至第二连通管9。
161.接着,输送至第二连通管9的低压气体制冷剂通过第二截止阀33、第二热源配管29、吸入流路23以及储罐30,返回二次侧压缩机21的吸入侧。
162.此外,输送至热源侧膨胀阀36的制冷剂在经过进行了开度调节的热源侧膨胀阀36之后,在级联热交换器35的二次侧流路35a中,与在一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂进行热交换。由此,在级联热交换器35的二次侧流路35a中流动的制冷剂蒸发而变成低压的气体制冷剂,输送至二次侧切换机构22。输送至二次侧切换机构22的低压气体制冷剂在吸入流路23中与在利用侧热交换器52c中蒸发的低压气体制冷剂合流。合流的制冷剂经由储罐30,返回二次侧压缩机21的吸入侧。
163.如此,进行制热主体运转中的动作。
164.(10)蓄热运转及除霜运转在冷冻循环系统1中,在制热运转或制热主体运转即通常运转时满足规定条件的情况下,进行蓄热运转及除霜运转。以下,参照图7的流程图对蓄热运转及除霜运转进行说明。
165.另外,这里,说明从进行制热运转或制热主体运转的状态开始进行蓄热运转及除霜运转,然后,再次恢复到制热运转或制热主体运转为止的处理的流程。
166.在步骤s1中,控制部80对各设备进行控制,以在冷冻循环系统1中执行作为制热运转或制热主体运转的通常运转。
167.在步骤s2中,控制部80对是否满足与霜附着于一次侧热交换器74有关的规定的除霜条件进行判断。这里,作为除霜条件,没有特别限定,例如可使用外部空气温度为规定值以下、从最后结束除霜运转后经过了规定时间、一次侧热交换器74的温度为规定值以下、一次侧制冷剂的蒸发压力或蒸发温度为规定值以下等条件中的至少一个来判断。这里,在满足除霜条件的情况下,转移至步骤s3。此外,在不满足除霜条件的情况下,重复步骤s2。
168.在步骤s3中,控制器80开始作为蓄热运转的第一蓄热运转。
169.在第一蓄热运转中,控制部80如下那样进行各种控制。另外,第一蓄热运转时的制冷剂的流动与图4所示的制热运转相同。
170.对于一次侧制冷剂回路5a,控制部80将一次侧切换机构72的连接状态维持为通常
运转时的状态,将一次侧风扇75维持为运转状态,使一次侧压缩机71持续驱动。由此,一次侧制冷剂以一次侧压缩机71、级联热交换器35、一次侧膨胀阀76、一次侧热交换器74的顺序流动。此外,控制部80对一次侧膨胀阀76的阀开度进行控制,以使吸入一次侧压缩机71的制冷剂的过热度成为规定值。另外,控制部80可以将一次侧压缩机71的驱动频率控制为比通常运转时提高,也可以将一次侧压缩机71的驱动频率控制为规定的最大频率。
171.对于二次侧制冷剂回路10,控制部80使室内风扇53a、53b、53c停止。此外,在从制热运转转移至第一蓄热运转的情况下,控制部80维持二次侧切换机构22的连接状态,将利用侧膨胀阀51a、51b、51c以及第一调节阀66a、66b、66c维持为开状态,将第二调节阀67a、67b、67c、过冷膨胀阀48a及旁通膨胀阀46a维持为闭状态。此外,在从制热主体运转转移至第一蓄热运转的情况下,控制部80维持二次侧切换机构22的连接状态,将利用侧膨胀阀51a、51b、51c以及第一调节阀66a、66b、66c控制为开状态,将第二调节阀67a、67b、67c、过冷膨胀阀48a及旁通膨胀阀46a控制为闭状态。由此,二次侧制冷剂以二次侧压缩机21、利用侧热交换器52a、52b、52c、利用侧膨胀阀51a、51b、51c、级联热交换器35的顺序流动。另外,控制部80对热源侧膨胀阀36的阀开度进行控制,以使吸入二次侧压缩机21的制冷剂的过热度成为规定值。此外,二次侧压缩机21可以维持驱动状态,也可以将驱动频率控制为比通常运转时提高。
172.在步骤s4中,控制部80对是否满足第一蓄热结束条件进行判断。这里,作为第一蓄热结束条件,没有特别限定,例如可使用从第一蓄热运转开始经过了规定时间、级联热交换器35的温度为规定值以上、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的压力为规定值以上、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的温度为规定值以上、在二次侧制冷剂回路10中供液体制冷剂流动的规定部位处的二次侧制冷剂的温度为规定值以上等条件中的至少一个进行判断。这里,在满足第一蓄热结束条件的情况下,转移至步骤s5。此外,在不满足第一蓄热结束条件的情况下,重复步骤s3。
173.在步骤s5中,控制部80使第一蓄热运转结束,在二次侧制冷剂回路10中,在进行均压动作之后,将二次侧切换机构22切换为第一连接状态且第四连接状态,将利用侧膨胀阀51a、51b、51c控制为闭状态,使作为蓄热运转的第二蓄热运转开始。另外,这里,也可以将第一调节阀66a、66b、66c以及第二调节阀67a、67b、67c控制为闭状态。
174.在第二蓄热运转中,控制部80如下那样进行各种控制。另外,第二蓄热运转时的制冷剂的流动的形式如图8所示。
175.控制部80使一次侧制冷剂回路5a继续与第一蓄热运转相同的运转。
176.对于二次侧制冷剂回路10,控制部80保持使室内风扇53a、53b、53c停止,将二次侧切换机构22切换为第一连接状态且第四连接状态,将利用侧膨胀阀51a、51b、51c、第一调节阀66a、66b、66c、第二调节阀67a、67b、67c以及过冷膨胀阀48a控制为闭状态,且将旁通膨胀阀46a控制为开状态,并驱动二次侧压缩机21。由此,二次侧制冷剂以二次侧压缩机21、级联热交换器35、接收器45、旁通回路46和旁通膨胀阀46a的顺序流动。另外,将热源侧膨胀阀36控制为全开状态。这里,控制部80对二次侧压缩机21控制驱动频率,以使二次侧制冷剂回路10中的高压制冷剂和低压制冷剂的压差确保为规定值以上。此外,控制部80基于级联热交换器35的温度和二次侧压缩机21的排出制冷剂的过热度对旁通膨胀阀46a的阀开度进行控制。具体而言,控制部80通过进行如下的控制来控制旁通膨胀阀46a的阀开度:以确保级联
热交换器35中的二次侧制冷剂流动并使级联热交换器35的温度保持在规定值以上的方式将阀开度提高的控制;以及为了不使得二次侧压缩机21中吸入的二次侧制冷剂变成湿润状态,以使二次侧压缩机21的排出制冷剂的过热度维持在规定值以上的方式使阀开度降低的控制。
177.在步骤s6中,控制部80对是否满足第二蓄热结束条件进行判断。这里,作为第二蓄热结束条件,没有特别限定,例如可使用从第二蓄热运转开始经过了规定时间、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的压力为规定值以上、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的温度为规定值以上、从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂的压力为规定值以上、从一次侧压缩机71排出的一次侧制冷剂的温度为规定值以上、级联热交换器35的温度为规定值以上等条件中的至少一个进行判断。此外,也可以是,在进行一次侧制冷剂回路5a的控制的一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束的情况下,控制部80判断为满足第二蓄热结束条件。这里,在满足第二蓄热结束条件的情况下,转移至步骤s7。此外,在不满足第二蓄热结束条件的情况下,重复步骤s5。
178.在步骤s7中,控制器80使第二蓄热运转结束,开始除霜运转。
179.在除霜运转中,控制部80如下那样进行各种控制。另外,除霜运转时的制冷剂的流动的形式如图9所示。
180.对于一次侧制冷剂回路5a,控制部80在一次侧制冷剂回路5a中进行均压动作之后,将一次侧切换机构72切换为第五连接状态,使一次侧风扇75维持停止状态,并驱动一次侧压缩机71。由此,一次侧制冷剂以一次侧压缩机71、一次侧热交换器74、一次侧膨胀阀76、级联热交换器35的顺序流动。此外,控制部80对一次侧膨胀阀76的阀开度进行控制,以使一次侧压缩机71的吸入制冷剂的过热度维持为规定的过热度。另外,控制部80可以将一次侧压缩机71的驱动频率控制为比通常运转时提高,也可以将一次侧压缩机71的驱动频率控制为规定的最大频率。
181.在二次侧制冷剂回路10中,控制部使第二蓄热运转时的控制继续。
182.在步骤s8中,控制部80对是否满足除霜结束条件进行判断。这里,作为除霜结束条件,没有特别限定,例如可使用从除霜运转开始经过了规定时间、一次侧热交换器74的温度为规定值以上、一次侧制冷剂的冷凝压力或冷凝温度为规定值以上等条件中的至少一个来判断。这里,在满足除霜结束条件的情况下,转移至步骤s9。此外,在不满足除霜结束条件的情况下,重复步骤s7。
183.在步骤s9中,控制部80对各设备进行控制,以在冷冻循环系统1中使制热运转或制热主体运转恢复。
184.(11)实施方式的特征本实施方式的冷冻循环系统1中,在开始除霜运转之前,进行作为蓄热运转的第一蓄热运转以及第二蓄热运转。
185.这里,在第一蓄热运转中,在二次侧制冷剂回路10中,在使室内风扇53a、53b、53c停止的状态下驱动二次侧压缩机21。由此,能对利用侧热交换器52a、52b、52c中的二次侧制冷剂的热量的释放进行抑制,在二次侧制冷剂回路10中蓄热。尤其,由于处于室内风扇53a、53b、53c停止的状态,保持被抑制热量释放而经过利用侧热交换器52a、52b、52c的二次侧制冷剂到达级联热交换器35的二次侧流路35a,由此能使级联热交换器35蓄热。
186.并且,在第二蓄热运转中,在二次侧制冷剂回路10中,将利用侧膨胀阀51a、51b、51c关闭而使二次侧制冷剂对利用回路13a、13b、13c的供给中断,并打开旁通膨胀阀46a使二次侧制冷剂在旁通回路46流动地进行循环。由此,能将从二次侧压缩机21排出的高温高压制冷剂供给至级联热交换器35的二次侧流路35a而使级联热交换器35蓄热,并抑制利用侧热交换器52a、52b、52c的温度降低,将利用侧的环境的恶化抑制得较小。
187.此外,在第一蓄热运转以及第二蓄热运转中,在一次侧制冷剂回路5a中,从一次侧压缩机71排出的高温高压的制冷剂输送至级联热交换器35的一次侧流路35b。由此也能促进级联热交换器35中的蓄热。
188.如此,在本实施方式的冷冻循环系统1中,在进行除霜运转之前,能够充分蓄积用于在除霜运转时使一次侧热交换器74的霜融化的热量。
189.此外,在除霜运转时,在二次侧制冷剂回路10中,使二次侧制冷剂对利用回路13a、13b、13c的供给中断,并将从二次侧压缩机21排出的高温高压的制冷剂输送至级联热交换器35的二次侧流路35a,由此,能将热量供给至级联热交换器35。并且,在一次侧制冷剂回路5a中,能将通过二次侧制冷剂供给至级联热交换器35的热量赋予在级联热交换器35的一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂,进一步将该获得热量的一次侧制冷剂通过一次侧压缩机71加压,使用处于高温高压状态的制冷剂,能够使一次侧热交换器74的霜融化。由此,能够高效地融化一次侧热交换器74的霜。因此,能够将伴随进行除霜运转的利用侧的环境的恶化限制在短时间。
190.另外,在上述第二蓄热运转以及除霜运转时,使二次侧制冷剂在从二次侧制冷剂回路10的接收器45中的气相区域延伸出的旁通回路46流动。由此,能够使在旁通回路46流动的二次侧制冷剂主要为气体制冷剂,因此,易于对二次侧压缩机21吸入的制冷剂成为湿润状态的情况进行抑制。
191.此外,在上述第二蓄热运转以及除霜运转时,以将级联热交换器35的温度保持为规定值以上并将二次侧压缩机21的排出制冷剂的过热度维持为规定值以上的方式,对旁通膨胀阀46a的阀开度进行控制。这里,假设在级联热交换器35的二次侧流路35a中二次侧制冷剂的流动停滞的状况下,在级联热交换器35的一次侧流路35b中一次侧制冷剂蒸发,从而导致二次侧流路35a中停滞的二次侧制冷剂的热量持续地被夺取。因此,二次侧流路35a中的二次侧制冷剂的温度降低,级联热交换器35的温度也降低,导致用于通过除霜运转来融化一次侧热交换器74的霜的热量变少。对此,由于旁通膨胀阀46a的阀开度被控制成级联热交换器35的温度保持为规定值以上,因此,能抑制二次侧流路35a中的二次侧制冷剂的停滞,充分确保用于除霜运转的热量。并且,由于旁通膨胀阀46a的阀开度被控制成不使得二次侧压缩机21中吸入的二次侧制冷剂变成湿润状态,因此,能够充分确保用于除霜运转的热量,并抑制二次侧压缩机21中的液体压缩。
192.并且,在以上的本实施方式的冷冻循环系统1中,在二次侧制冷剂回路10中使用二氧化碳制冷剂作为制冷剂的情况下,能够将全球变暖系数(gwp)抑制得较低。此外,即便在利用侧产生制冷剂泄漏,由于制冷剂不含氟利昂,因此氟利昂不会在利用侧流出。
193.此外,在以上的本实施方式的冷冻循环系统1中,采用二元冷冻循环,因此,能够在二次侧制冷剂回路10中发出充分的能力。
194.(12)其它实施方式
(12-1)其它实施方式a在上述实施方式中,以在开始除霜运转前进行作为蓄热运转的第一蓄热运转和第二蓄热运转的情况为例进行了说明。
195.对此,例如,作为在开始除霜运转之前进行的蓄热运转,也可以只是第一蓄热运转,也可以只是第二蓄热运转。
196.当只进行第一蓄热运转作为蓄热运转时,也可以是,在满足第一蓄热结束条件的情况下,开始上述实施方式中的除霜运转。另外,也可以是,在结束第一蓄热运转之后,在二次侧制冷剂回路10中先开始除霜运转的控制,然后在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的控制。换而言之,也可以是,防止一次侧制冷剂回路5a中的除霜运转的控制比二次侧制冷剂回路10中的除霜运转的控制先开始。这里,例如,也可以是,在满足第一蓄热结束条件的情况下,直到在二次侧制冷剂回路10中将二次侧切换机构22切换为第一连接状态且第四连接状态,且一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束为止期间,使一次侧制冷剂回路5a的一次侧压缩机71停止。然后,也可以是,在一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束的情况下,使二次侧制冷剂回路10的二次侧压缩机21启动,并在之后使一次侧制冷剂回路5a的一次侧压缩机71启动。另外,在一次侧制冷剂回路5a中进行均压动作并将一次侧切换机构72切换为第五连接状态的处理也可以在满足第一蓄热结束条件之后进行,也可以在一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束的情况下进行。通过进行以上控制,级联热交换器35的一次侧流路35b作为一次侧制冷剂的蒸发器起作用,二次侧流路35a作为二次侧制冷剂的蒸发器起作用,由此,能够避免如下状态:在一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂不易从在二次侧流路35a中流动的二次侧制冷剂获得热量。
197.在只进行第二蓄热运转作为蓄热运转的情况下,在满足除霜条件的情况下开始第二蓄热运转,然后,在满足第二蓄热结束条件的情况下开始除霜运转。另外,也可以是,在满足第二蓄热结束条件的情况下,与上述同样地,在二次侧制冷剂回路10中先开始除霜运转的控制,然后在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的控制。这里,例如,也可以是,在满足第二蓄热运转结束条件的情况下,直到在二次侧制冷剂回路10中维持二次侧切换机构22的连接状态,且一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束为止期间,使一次侧制冷剂回路5a的一次侧压缩机71停止。然后,也可以是,在一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束的情况下,使二次侧制冷剂回路10的二次侧压缩机21启动,之后使一次侧制冷剂回路5a的一次侧压缩机71启动。另外,在一次侧制冷剂回路5a中进行均压动作并将一次侧切换机构72切换为第五连接状态的处理也可以在满足第二蓄热结束条件之后进行,也可以在一次侧控制部70判断为在一次侧制冷剂回路5a中开始除霜运转的准备已结束的情况下进行。另外,能够避免在一次侧流路35b中流动的一次侧制冷剂不易从在二次侧流路35a中流动的二次侧制冷剂获得热量的状态这点和上述相同。
198.(12-2)其它实施方式b在上述实施方式中,以在第二蓄热运转及除霜运转时使制冷剂在旁通回路46中流动的情况为例进行了说明。
199.由于该旁通回路46是从接收器45中的气相区域延伸出的回路,因此,能够向二次
侧压缩机21的吸入侧输送气相制冷剂,直到接收器45被液体状态的制冷剂充满。
200.这里,例如,也可以是,在因持续进行第二蓄热运转、除霜运转而满足与接收器45内被液体制冷剂充满有关的满液条件的情况下,也可以是,代替打开旁通膨胀阀46a、或与打开旁通膨胀阀46a一起,将过冷膨胀阀48a打开,使液体制冷剂向过冷回路48流动。
201.另外,例如,可以基于在旁通回路46中的旁通膨胀阀46a的下游侧流动的制冷剂的过热度来判断与接收器45内被液体制冷剂充满有关的满液条件。这里,例如,可以根据旁通回路温度传感器85检测的温度和二次侧吸入压力传感器37检测的压力来掌握该过热度。
202.(12-3)其它实施方式c在上述实施方式中,以在第一蓄热运转时使室内风扇53a、53b、53c停止的情况为例进行了说明。
203.但作为第一蓄热运转,不限于在第一蓄热运转时使室内风扇53a、53b、53c停止的控制,例如,也可以是使室内风扇53a、53b、53c的风量与作为制热运转或制热主体运转的通常运转时的风量相比降低的控制。在该情况下,也能抑制来自利用侧热交换器52a、52b、52c的二次侧制冷剂的热量的释放。
204.(12-4)其它实施方式d在上述实施方式中,以在第二蓄热运转时及除霜运转时将利用侧膨胀阀51a、51b、51c控制为闭状态的情况为例进行了说明。对此,作为第二蓄热运转及除霜运转,不限于将利用侧膨胀阀51a、51b、51c完全闭合的控制,例如,也可以是使利用侧膨胀阀51a、51b、51c的阀开度与作为制热运转或制热主体运转的通常运转时的阀开度相比降低的控制。在该情况下,也能抑制输送至利用侧热交换器52a、52b、52c的二次侧制冷剂的量,由此,能抑制利用侧热交换器52a、52b、52c中的热量的释放。
205.另外,也可以是,在蓄热运转期间、从除霜运转开始到满足规定条件为止期间不进行使利用侧膨胀阀51a、51b、51c不闭合而打开的控制,而是在除霜运转开始后且以下所示情况下执行使利用侧膨胀阀51a、51b、51c不闭合而打开的控制。具体而言,列举在二次侧制冷剂回路10中二次侧压缩机21吸入的二次侧制冷剂的过热度为规定值以下的情况、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的过热度为规定值以下的情况、二次侧制冷剂回路10中的二次侧制冷剂的高压为规定值以下的情况、二次侧制冷剂回路10的液体制冷剂的温度为规定值以下的情况、或从除霜运转开始经过规定时间也无法结束除霜运转的情况。
206.另外,例如,可以基于二次侧排出压力传感器38检测的压力来判断二次侧制冷剂回路10中的二次侧制冷剂的高压是否为规定值以下。此外,例如,可以基于接收器出口温度传感器84检测的温度来判断二次侧制冷剂回路10的液体制冷剂的温度是否为规定值以下,也可以基于过冷出口温度传感器86检测的温度来判断二次侧制冷剂回路10的液体制冷剂的温度是否为规定值以下。
207.(12-5)其它实施方式e在上述实施方式中,以蓄热运转时在一次侧制冷剂回路5a中将从一次侧压缩机71排出的制冷剂供给至级联热交换器35的一次侧流路35b的控制为例进行了说明。
208.对此,也可以在蓄热运转时使一次侧压缩机71停止。接着,可以是,以成为能够开始除霜运转的连接状态的方式使均压控制和一次侧切换机构72的切换控制结束,直到蓄热
运转结束为止使一次侧压缩机71的启动待机。
209.此外,也可以是,在蓄热运转时,在第一蓄热运转时与上述实施方式同样地使一次侧压缩机71驱动,在第二蓄热运转时使一次侧压缩机71停止,使均压控制和一次侧切换机构72的切换控制结束,直到蓄热运转结束为止使一次侧压缩机71的启动待机。由此,能够避免第二蓄热运转时变成级联热交换器35的一次侧流路35b和二次侧流路35a双方作为制冷剂的散热器起作用的状态,能够抑制一次侧制冷剂或二次侧制冷剂的高压的异常上升。
210.(12-6)其它实施方式f在上述实施方式中,以二次侧制冷剂回路10具有旁通回路46和过冷回路48的情况为例进行了说明。
211.对此,二次侧制冷剂回路10也可以不具有像上述实施方式的旁通回路46和过冷回路48那样使在级联热交换器35的二次侧流路35a至第三连通管7之间流动的制冷剂旁通并流向吸入流路23的流路。
212.在该情况下,例如,也可以是,在上述实施方式中,作为与旁通膨胀阀46a、过冷膨胀阀48a有关的控制以外的控制,在进行第一蓄热运转之后进行除霜运转。更具体而言,也可以是,在开始第一蓄热运转后,在满足规定的蓄热结束条件的情况下,进行除霜运转。
213.这里,作为规定的蓄热结束条件,没有特别限定,例如可使用从第一蓄热运转开始经过了规定时间、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的压力为规定值以上、从二次侧压缩机21排出的二次侧制冷剂的温度为规定值以上、在二次侧制冷剂回路10中供液体制冷剂流动的规定部位处的二次侧制冷剂的温度为规定值以上、级联热交换器35的温度为规定值以上等条件中的至少一个进行判断。
214.此外,在满足规定的蓄热结束条件的情况下进行的除霜运转中,控制部80如下那样进行各种控制。
215.在一次侧制冷剂回路5a中,控制部80与上述实施方式同样地在进行均压动作之后,将一次侧切换机构72切换为第五连接状态,使一次侧风扇75维持停止状态,并驱动一次侧压缩机71。此外,控制部80对一次侧膨胀阀76的阀开度进行控制,以使一次侧压缩机71的吸入制冷剂的过热度维持为规定的过热度。另外,控制部80可以将一次侧压缩机71的驱动频率控制为比通常运转时提高,也可以将一次侧压缩机71的驱动频率控制为规定的最大频率。
216.在二次侧制冷剂回路10中,控制部80在进行均压动作之后,将二次侧切换机构22切换为第一连接状态且第四连接状态,保持使室内风扇53a、53b、53c停止,将利用侧膨胀阀51a、51b、51c、第一调节阀66a、66b、66c以及第二调节阀67a、67b、67c控制为开状态,并驱动二次侧压缩机21。另外,将热源侧膨胀阀36控制为全开状态。这里,例如,也可以将利用侧膨胀阀51a、51b、51c的阀开度控制为二次侧压缩机21吸入的二次侧制冷剂的过热度为规定值以上。
217.(12-7)其它实施方式g在上述实施方式中,例示了r32作为在一次侧制冷剂回路5a中使用的制冷剂,并例示了二氧化碳作为在二次侧制冷剂回路10中使用的制冷剂。
218.对此,作为在一次侧制冷剂回路5a中使用的制冷剂,没有特别限定,可使用hfc-32、hfo类制冷剂、hfc-32和hfo类制冷剂的混合制冷剂、二氧化碳、氨、丙烷等。
219.此外,作为在二次侧制冷剂回路10中使用的制冷剂,没有特别限定,可使用hfc-32、hfo类制冷剂、hfc-32和hfo类制冷剂的混合制冷剂、二氧化碳、氨、丙烷等。
220.另外,作为hfo类制冷剂,例如可使用hfo-1234yf、hfo-1234ze等。
221.此外,在一次侧制冷剂回路5a和二次侧制冷剂回路10中,可以使用相同的制冷剂,也可以使用不同的制冷剂。
222.(12-8)其它实施方式h在上述实施方式中,作为二次侧制冷剂回路10,以具有第一连通管8、第二连通管9和第三连通管7的三管式的能进行冷热同时运转的制冷剂回路为例进行了例示。
223.对此,作为二次侧制冷剂回路10,不限于能进行冷热同时运转的制冷剂回路,也可以是热源单元2和利用单元3a、3b、3c经由两根连通配管连接的回路。
224.(附记)以上,对本公开的实施方式进行了说明,但应当理解的是,能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨以及范围的情况下进行形态、细节的多种变更。
225.符号说明1:冷冻循环系统2:热源单元3a:第一利用单元3b:第二利用单元3c:第三利用单元4:二次侧单元5:一次侧单元5a:一次侧制冷剂回路(第一回路)7:液体制冷剂连通管8:高低压气体制冷剂连通管9:低压气体制冷剂连通管10:二次侧制冷剂回路(第二回路)11:热源侧膨胀机构12:热源回路13a-c:利用回路20:热源侧控制部21:二次侧压缩机(第二压缩机)21a:压缩机马达22:二次侧切换机构(第二切换部)23:吸入流路24:排出流路25:第三热源配管26:第四热源配管27:第五热源配管28:第一热源配管
29:第二热源配管30:储罐31:第三截止阀32:第一截止阀33:第二截止阀34:油分离器35:级联热交换器35a:二次侧流路35b:一次侧流路36:热源侧膨胀阀37:二次侧吸入压力传感器38:二次侧排出压力传感器39:二次侧排出温度传感器40:回油回路41:回油流路42:回油毛细管44:回油开闭阀45:接收器46:旁通回路(旁通回路)46a:旁通膨胀阀47:过冷热交换器48:过冷回路(旁通回路)48a:过冷膨胀阀50a-c:利用侧控制部51a-c:利用侧膨胀阀52a-c:利用侧热交换器(第二热交换器)53a-c:室内风扇(供给部)56a、56b、56c:第二利用配管57a、57b、57c:第一利用配管58a、58b、58c:液体侧温度传感器60a、60b、60c:分岔单元控制部61a、61b、61c:第三分岔配管62a、62b、62c:合流配管63a、63b、63c:第一分岔配管64a、64b、64c:第二分岔配管66a、66b、66c:第一调节阀67a、67b、67c:第二调节阀70:一次侧控制部71:一次侧压缩机(第一压缩机)
72:一次侧切换机构(第一切换部)74:一次侧热交换器(第一热交换器)76:一次侧膨胀阀77:外气温度传感器78:一次侧排出压力传感器79:一次侧吸入压力传感器81:一次侧吸入温度传感器82:一次侧热交温度传感器83:二次侧级联温度传感器84:接收器出口温度传感器85:旁通回路温度传感器86:过冷出口温度传感器87:过冷回路温度传感器88:二次侧吸入温度传感器80:控制部
226.现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2014-109405号公报。
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