发明内容
本发明的目的在于在包括蒸气压缩式制冷剂回路的冷冻装置中,防止在将
被热源侧热交换器冷凝过的制冷剂减压后送往利用侧热交换器时利用侧热交
换器的冷冻能力下降。
技术方案1的冷冻装置是将具有压缩机和热源侧热交换器的热源机组及具
有利用侧热交换器的利用机组,经过允许运转压力比构成热源机组的零件低的
制冷剂连接配管连接,以构成蒸气压缩式主制冷剂回路,其特点是,具有第1
膨胀机构和冷却器,第1膨胀机构用于将在所述热源侧热交换器冷凝后送往利
用侧热交换器的制冷剂减压到压力低于制冷剂连接配管的允许运转压力,冷却
器用于将在所述热源侧热交换器冷凝后送往所述利用侧热交换器的制冷剂冷
却。
该冷冻装置可以将在热源侧热交换器冷凝的制冷剂经第1膨胀机构减压及
经冷却器冷却后送往利用侧热交换器。因此,可以在将送往利用侧热交换器的
制冷剂减压到低于制冷剂连接配管的运转允许压力的同时,保持过冷却状态。
由此,可防止在将由热源侧热交换器冷凝的制冷剂减压后送往利用侧热交换器
时利用侧热交换器的冷冻能力下降。
技术方案2的冷冻装置是在技术方案1中,还具有为了检测由第1膨胀机
构减压后的制冷剂压力的压力检测机构。
该冷冻装置可以通过压力检测机构检测由第1膨胀机构减压后的制冷剂压
力,所以可将第1膨胀机构与利用侧热交换器之间的制冷剂压力调节到所定的
压力值。由此,可以防止在将由热源侧热交换器冷凝的制冷剂减压后送往利用
侧热交换器时利用侧热交换器的冷冻能力下降。
技术方案3的冷冻装置是在技术方案2中,压力检测机构为压力传感器。
该冷冻装置由于压力检测机构为压力传感器,所以在冷冻装置的运转中,
可以始终监视第1膨胀机构与利用侧热交换器之间的制冷剂压力。
技术方案4的冷冻装置是在技术方案2中,冷却器设在第1膨胀机构与利
用侧热交换器之间。而且压力检测机构是设于第1膨胀机构与冷却器之间的热
敏电阻。
用该冷冻装置时,在热源侧热交换器冷凝过的制冷剂被第1膨胀机构减压
后成为饱和状态的制冷剂液体或二相流的制冷剂,并在送往冷却器而冷却到过
冷却状态后,被送往利用侧热交换器。这里,设于第1膨胀机构和冷却器之间、
由热敏电阻构成的压力检测机构对由第1膨胀机构减压后的制冷剂温度进行检
测。由于被检测的制冷剂温度是饱和状态或气液二相状态的制冷剂温度,所以
可从该温度换算出制冷剂的饱和压力。即,是用压力检测机构间接地检测由第
1膨胀机构减压后的制冷剂压力。由此,可以稳定地控制第1膨胀机构和利用
侧热交换器之间的制冷剂压力。
技术方案5的冷冻装置是在技术方案1或2中,主制冷剂回路具有将在热
源侧热交换器冷凝过的制冷剂储存后将制冷剂送到第1膨胀机构的储液器。
该冷冻装置可以用储液器导入在热源侧热交换器冷凝过的制冷剂液体并暂
时储存。由此,在热源侧热交换器冷凝过的制冷剂液体不会积存在热源侧热交
换器内,可促进排出。
技术方案6的冷冻装置是在技术方案1或2中,冷却器是以在主制冷剂回
路内流动的制冷剂作为冷却源的热交换器。
该冷冻装置以在主制冷剂回路内流动的制冷剂作为冷却源使用,所以不需
要其它的冷却源。
技术方案7的冷冻装置是在技术方案6中,主制冷剂回路具有辅助制冷剂
回路,该辅助制冷剂回路用于将在热源侧热交换器冷凝过的制冷剂的一部分减
压后导入冷却器以与在主制冷剂回路流动的制冷剂进行热交换后,使经过热交
换的制冷剂返回压缩机的吸入侧。
该冷冻装置由于将辅助制冷剂回路作为冷却器的冷却源使用,该辅助制冷
剂回路可将在热源侧热交换器冷凝过的制冷剂的一部分减压到可返回吸入侧
的制冷剂压力,所以可得到比在主制冷剂回路流动的制冷剂的温度低得多的冷
却源。由此,可以将在主制冷剂回路流动的制冷剂冷却到过冷却状态。
技术方案8的冷冻装置是在技术方案7中,辅助制冷剂回路具有设在热源
侧热交换器与冷却器之间的第2膨胀机构、及设在冷却器的出口侧的由热敏电
阻构成的温度检测机构。
该冷冻装置由于具有第2膨胀机构和温度检测机构,所以可以根据由设在
冷却器出口的温度检测机构测定的制冷剂温度来调节第2膨胀机构,以调节在
冷却器流动的制冷剂流量。由此,能可靠地冷却在主制冷剂回路流动的制冷剂,
同时使冷却器出口的制冷剂蒸发后返回压缩机。
技术方案9的冷冻装置是在技术方案1~8的任意一项中,在主制冷剂回路
及所述辅助制冷剂回路流动的制冷剂具有比R407C高的饱和压力特性。
该冷冻装置可以将在热源侧热交换器冷凝过的制冷剂液体由第1膨胀机构
减压后送往利用侧热交换器,所以即使是构成第1膨胀机构与利用侧热交换器
之间的回路的配管、机器等的运转允许压力中有只能使用R407C在常温下的
饱和压力程度的,也可将具有比R407C高的饱和压力特性的制冷剂作为工作
制冷剂而使用。由此,即使是在将以R22或R47C为工作制冷剂的已有空气调
节装置更新为工作制冷剂具有比R407C高的饱和压力特性的新设空气调节装
置时,仍可继续使用已有装置的热源侧热交换器与利用侧热交换器之间的制冷
剂液体连接配管。
具体实施方式
以下,结合附图说明作为本发明冷冻装置一例的空气调节装置。
(1)空气调节装置的整体构成
图1是作为本发明一例冷冻装置的空气调节装置的制冷剂回路简图。空气
调节装置1具有1台热源机组2、与之并列连接的多台(本实施形态为2台)
利用机组5、用于连接热源机组2和利用机组5的制冷剂液体连接配管6及制
冷剂气体连接配管7,是譬如用作楼房等的制冷制热的装置。
空气调节装置1在本实施形态中是将具有比R22或R47C等高的饱和压力
特性的R410A作为工作制冷剂而使用。但工作制冷剂的种类不限于R41,也可
以是R32等。另外,在本实施形态中,空气调节装置1是将已有的使用R22
和R407C等的空气调节装置的热源机组及利用机组更新为热源机组2及利用
机组5。即,制冷剂液体连接配管6及制冷剂气体连接配管7是继续使用原有
的制冷剂液体连接配管及制冷剂气体连接配管,只可在R22和R407C的饱和
压力特性以下运转。因此,使用R410A和R32等具有高饱和压力特性的工作
制冷剂时,必须在制冷剂液体连接配管6及制冷剂气体连接配管7的允许运转
压力以下运转。具体地说,就是制冷剂液体连接配管6及制冷剂气体连接配管
7必须在不超过与R22和R407的常温饱和压力相对应的约3Mpa的运转压力
的范围内使用。不过,构成热源机组2及利用机组5的机器、配管等可与R410A
的常温饱和压力(约4MPa)相对应而设计。
(2)利用机组的构成
利用机组5主要由利用侧膨胀阀51、利用侧热交换器52及连接它们的配管
构成。在本实施形态中,利用侧膨胀阀51是为了进行制冷剂压力的调节和制
冷剂流量的调节等而与利用侧热交换器52的液体侧连接的电动膨胀阀。在本
实施形态中,利用侧热交换器52是交叉翅片式热交换器,是为和室内的空气
进行热交换的。在本实施形态中,利用机组5具有将室内的空气往机组内取入、
送出的风机(无图示),并可使室内的空气与在利用侧热交换器52流动的制
冷剂进行热交换。
(3)热源机组的构成
热源机组2主要由压缩机21、油分离器22、四通转换阀23、热源侧热交换
器24、电桥电路25、储液器26、热源侧膨胀阀27、冷却器28、第1辅助制冷
剂回路29、液体侧隔离阀30、气体侧隔离阀41、第2辅助制冷剂回路42、连
接这些的配管而构成。
压缩机2在本实施形态中是电动机驱动的涡旋式压缩机,用于将吸入的制
冷剂气体体压缩。
油分离器22设在压缩机22的排出侧,是为了将包含在压缩、排出的制冷
剂气体体中的油进行气液分离的容器。在油分离器22中分离的油通过回油管
43返回到压缩机21的吸入侧。
四通转换阀23是为了在进行制冷运转和制热运转转换时,转换制冷剂流动
方向的阀。在制冷运转时,可在将油分离器22的出口和热源侧热交换器24的
气体侧连接的同时将压缩机21的吸入侧和制冷剂气体连接配管7侧连接(参
照图1的四通转换阀的实线),在制热运转时,可在将油分离器22的出口和
制冷剂气体连接配管7连接的同时将压缩机21的吸入侧和热源侧热交换器24
连接(参照图1的四通转换阀的虚线)。
热源侧热交换器24,在本实施形态中是交叉翅片管式热交换器,用于将空
气作为热源与制冷剂进行热交换。在本实施形态中,热源机组2具有将室外的
空气往机组内取入、送出的风机(无图示),可使室外的空气与在热源侧热交
换器24流动的制冷剂进行热交换。
储液器26是用于将在热源侧热交换器24与利用侧热交换器52之间流动的
制冷剂暂时储存的容器。储液器26在容器上部具有入口,在容器下部具有出
口。储液器26的入口及出口分别通过电桥电路25与热源侧热交换器24和冷
却器28之间的制冷剂回路连接。另外,在储液器26的出口与电桥电路25之
间连接有热源膨胀阀27。在本实施形态中,热源侧膨胀阀27是为了进行热源
侧热交换器24与利用侧热交换器52之间的制冷剂压力调节或制冷剂流量调节
等的电动膨胀阀。
电桥电路25是由在热源侧热交换器24和冷却器28之间连接的4个单向阀
25a~25d构成的回路,无论是在热源侧热交换器24和利用侧热交换器52之间
的制冷剂回路中流动的制冷剂从热源侧热交换器24侧流入储液器26,还是从
利用侧热交换器52侧流入储液器26,都能使制冷剂从储液器26的入口侧流入
储液器26内,且使制冷剂液体从储液器26的出口返回到热源侧热交换器24
和利用侧热交换器52之间的制冷剂回路。具体地说,单向阀25a将从利用侧
热交换器52侧向热源侧热交换器24流动的制冷剂导向储液器26的入口。单
向阀25b将从热源侧热交换器24侧向利用侧热交换器52流动的制冷剂导向储
液器26的入口。单向阀25c可使从储液器26的出口通过热源侧膨胀阀27而
流动的制冷剂返回利用侧热交换器52侧。单向阀25d可使从储液器26的出口
通过热源侧膨胀阀27而流动的制冷剂返回热源侧热交换器24侧。这样,从热
源侧热交换器24和利用侧热交换器52之间的制冷剂回路流入储液器26的制
冷剂始终是从储液器26的入口流入,并从储液器26的出口返回热源侧热交换
器24和利用侧热交换器25之间的制冷剂回路。
冷却器28是将在热源侧热交换器24冷凝后送往利用侧热交换器52的制冷
剂加以冷却的热交换器。另外,在冷却器28的利用侧热交换器52侧(出口侧)
设有对利用侧热交换器52和热源侧膨胀阀27之间的制冷剂压力(减压后的制
冷剂压力)进行检测的第1压力检测机构31。在本实施形态中,第1压力检测
机构31是压力传感器。热源侧膨胀阀27进行开度调节,以使第1压力检测机
构31测定的制冷剂压力值为所定的压力值。
液体侧隔离阀30及气体侧隔离阀41分别与制冷剂液体连接配管6及制冷
剂气体连接配管7连接。制冷剂液体连接配管6将利用机组5的利用侧热交换
器52的液体侧与热源机组2的热源侧热交换器24的液体侧之间进行连接。制
冷剂气体连接配管7将利用机组5的利用侧热交换器52的气体侧与热源机组2
的四通转换阀23之间进行连接。这里,将由以上说明的利用侧膨胀阀51、利
用侧热交换器52、压缩机21、油分离器23、热源侧热交换器4、电桥电路25、
储液器26、热源侧膨胀阀27、冷却器28、液体侧隔离阀30及气体侧隔离阀
41依次连接而成的制冷剂回路作为空气调节装置1的主制冷剂回路10。
以下说明设在热源机组2的第1辅助制冷剂回路29及第2辅助制冷剂回路
42。
第1辅助制冷剂回路29用于在将储液器26的出口的制冷剂的一部分减压
以导入冷却器28而与向利用侧热交换器52流动的制冷剂进行热交换后,使经
过热交换的制冷剂返回压缩机21的吸入侧。具体地说,第1辅助制冷剂回路
29具有:从连接储液器26的出口和热源侧膨胀阀27的回路分支而通往冷却器
28的第1分支回路29a、设在第1分支回路29a的辅助侧膨胀阀29b、从冷却
器28的出口与压缩机21的吸入侧合流的第1合流回路29c、设在第1合流回
路29c的第1温度检测机构29d。
辅助侧膨胀阀29b是用于对流向冷却器28的制冷剂流量进行调节的电动膨
胀阀。第1温度检测机构29d是为了测量冷却器28出口的制冷剂温度而设的
热敏电阻。辅助侧膨胀阀29d的开度是根据第1温度检测机构29d测量的制冷
剂温度而进行调节。具体地说,是由第1温度检测机构29d和无图示的热源侧
热交换器24的制冷剂温度的过热度控制而进行调节。由此使冷却器28出口的
制冷剂完全蒸发后返回到压缩机21的吸入侧。
第2辅助制冷剂回路42是设在主制冷剂回路10的四通转换阀23和利用侧
热交换器52之间,可使在压缩机21压缩后送往利用侧热交换器52的制冷剂
的一部分冷凝后返回主制冷剂回路10。第2辅助制冷剂回路42主要具有:将
在压缩机21压缩后送往利用侧热交换器52的制冷剂的一部分从主制冷剂回路
10分支的第2分支回路42a、可使分支后的制冷剂冷凝的冷凝器42b、可使冷
凝后的制冷剂返回主制冷剂回路10的第2合流回路42c。在本实施形态中,冷
凝器42b是以空气作为热源而与制冷剂进行热交换的热交换器。
在冷凝器42b的第2合流回路42c侧设有使通往冷凝器42b的制冷剂流流
通/断开的冷凝器开闭阀42d。冷凝器开闭阀42d是可调节流入冷凝器42b的制
冷剂流量的电动膨胀阀。
在第2合流回路42c设有检测冷凝器42b的第2合流回路42c侧(出口侧)
的制冷剂压力的第2压力检测机构42e。在本实施形态中,第2压力检测机构
42e是压力传感器。冷凝器开闭阀42d受到开度调节,以使第2压力检测机构
42e测定的制冷剂压力值为所定的压力值以下。
此外,第2辅助制冷剂回路42还具有将冷凝器42分流、以使制冷剂从压
缩机21流向利用侧热交换器52的分流回路42f。而且在与主制冷剂回路10的
第2分支回路42a间的连接部和与第2合流回路42c间的连接部之间设有只允
许从利用侧热交换器52往压缩机21流动的止回机构44。在本实施形态中,止
回机构44是单向阀。在分流回路42设有相当于冷凝器开闭阀42d及冷凝器42b
的压力损失的毛细管42g,以通过冷凝器开闭阀42d的开度调节来确保流入冷
凝器42b的制冷剂流量。
(4)空气调节装置的动作
以下,结合图1~图3说明空气调节装置1的动作。这里,图2是空气调节
装置1在制冷运转时的冷冻循环的莫里尔图,图3是空气调节装置1在制热运
转时的冷冻循环的莫里尔图。
①制冷运转
首先,说明制冷运转。制冷运转时,四通转换阀23是如图1的实线所示的
状态,即,压缩机21的排出侧与热源侧热交换器24的气体侧连接,而压缩机
24的吸入侧与利用侧热交换器52的气体侧连接。另外,液体侧隔离阀30、气
体侧隔离阀41打开,利用侧膨胀阀51为使制冷剂减压而受到开度调节。热源
侧膨胀阀27为将第1压力检测机构31的制冷剂压力控制在所定的压力值而经
过开度调节。辅助侧膨胀阀29b因第1温度检测机构29d和无图示的热源侧热
交换器24的制冷剂温度的过热度控制的作用而受到开度调节。这里,第2辅
助制冷剂回路42的冷凝器开闭阀42d被关闭。由此,从利用侧热交换器52流
向压缩机21的制冷剂主要是通过止回机构44而流动。
在该主制冷剂回路10及辅助制冷剂回路29、42的状态下,一旦热源机组2
的风机(无图示)、利用机组5的风机(无图示)及压缩机21启动,制冷剂
气体即被吸入压缩机21并从压力PS1压缩到Pd1后,被送到油分离器22并被
气液分离成为油和制冷剂气体(参照图2的点A1、B1)。之后,经过压缩的
制冷剂气体经由四通转换阀23被送到热源侧热交换器24,与外气热交换后冷
凝(参照图2的点C1)。该冷凝后的制冷剂液体通过电桥电路25的单向阀25b
流入储液器26。而制冷剂液体在被临时储存于储液器26后,在热源侧膨胀阀
27中从比制冷剂液体连接配管6的运转允许压力Pa1高的压力Pd1减压到比压
力Pa1低的压力Pe1(参照图2的点D1)。此时,减压后的制冷剂成为气液二相
的状态。该减压后的制冷剂在冷却器28中与在第1辅助制冷剂回路29侧流动
的制冷剂进行热交换而冷却成为过冷却液(参照图2的点E1),并经由液体侧
隔离阀30及制冷剂液体连接配管6送到利用机组5。送到利用机组5的制冷剂
液体在利用侧膨胀阀5 1减压后(参照图2的点F1),在利用侧热交换器52
与室内空气热交换后蒸发(参照图2的点A1)。该蒸发的制冷剂气体经由制
冷剂气体连接配管7、气体侧隔离阀41、止回机构44及四通转换阀23,再度
被吸入压缩机22。这里,在第1压力检测机构31测量的压力因热源侧膨胀阀
27的开度调节而被控制在所定的压力值(即压力Pe1)。另外,储存于储液器
26的一部分制冷剂液体被设在第1辅助制冷剂回路29的第1分支回路29a的
辅助侧膨胀阀29b减压到压力Ps1附近,然后被导入冷却器28并与在主制冷剂
回路1侧流动的制冷剂进行热交换后蒸发。蒸发的制冷剂通过第1合流回路29c
返回压缩机21的吸入侧。由此,就将制冷剂压力减压调节到比制冷剂液体连
接配管6的运转允许压力Pa1低的压力Pe1的,同时使制冷剂液体成为充分的过
冷却状态后供给利用侧热交换器52进行制冷运转。
②制热运转
以下说明制热运转。制热运转时,四通转换阀23是如图1虚线所示的状态,
即,压缩机21的排出侧与利用侧热交换器52的气体侧连接,而压缩机21的
吸入侧与热源侧热交换器24的气体侧连接。另外,液体侧隔离阀30、气体侧
隔离阀41打开,利用侧膨胀阀51及热源侧膨胀阀25受到开度调节,以将制
冷剂减压。这里,辅助侧膨胀阀29b被关闭,成为不使用第1辅助制冷剂回路
的状态。第2辅助制冷剂回路42的冷凝器开闭阀42d为将第2压力检测机构
42e的制冷剂压力控制在所定的压力值而已经过开度调节。
在该主制冷剂回路10及辅助制冷剂回路29、42的状态下,一旦热源机组2
的风机(无图示)、利用机组5的风机(无图示)及压缩机21启动,制冷剂
气体即被吸入压缩机21并从压力PS2压缩到Pd2,然后被送到油分离器22而被
气液分离成为油和制冷剂气体(参照图3的点A2、B2)。之后,经过压缩的
制冷剂气体经由四通转换阀23送到利用机组5侧。这里,制冷剂气体由于设
在四通转换阀23与气体侧隔离阀41之间的止回机构44而断流,经由第2辅
助制冷剂回路42而流向利用机组5侧。
制冷剂气体流入第2分支回路42a后,被分流为通过第2辅助制冷剂回路
42的分流回路42f返回第2合流回路42c的支流和通过冷凝器42b及冷凝器开
闭阀42d返回合流回路42c的支流。在分流回路42f中流动的制冷剂气体被毛
细管42g稍微减压后返回第2合流回路42c(参照图3的点C2)。另一方面,
在冷凝器42b中流入与冷凝器开闭器42d的开度对应的流量的制冷剂气体,与
外气热交换而被冷凝成为制冷剂液体后返回第2合流回路42c(参照图3的点
H2、I2)。返回第2合流回路并被混合的制冷剂气体,由于冷凝器42b中的制
冷剂气体冷凝使制冷剂气体体积减少而产生的减压作用,从在第2分支回路
42a中流动的制冷剂气体的压力Pa2变成比制冷剂气体连接配管7的运转允许
压力Pa2低的压力Pd2的制冷剂气体后,返回主制冷剂回路10并被送到利用侧
热交换器52(参照图3的点D2)。这里,冷凝器开闭器42d根据设于第2合
流回路42c的第2压力检测机构42e测定的制冷剂压力而受到开度调节,以成
为压力Pe2,实现冷凝器42b中制冷剂气体的冷凝量、即送往利用侧热交换器
52的制冷剂气体的压力控制。另外,通过该减压控制而减压后的制冷剂气体的
状态(图3的点D2)位于压缩机21的制冷剂压缩工序的线上(连接图3的点
A2和点B2的线上)附近。这表示由于该减压控制可以得到与用压缩机压缩到
Pe2时的制冷剂温度大致相同的温度。由此,要送往利用侧热交换器52的制冷
剂气体的制冷剂温度与用压缩机21压缩到压力Pe2时的制冷剂温度相同。
要送到利用侧热交换器52的制冷剂气体在如上述那样减压到压力Pe2后返
回主制冷剂回路10,并通过气体侧隔离阀41及制冷剂气体连接配管7送到利
用机组5。而送到利用机组5的制冷剂气体在利用侧热交换器52与室内空气热
交换后冷凝(参照图3的点E2)。该冷凝后的制冷剂液体由利用侧膨胀阀51
减压到压力Pf2后(参照图3的点F2),经由制冷剂连接配管6送到热源机组
2。送到热源机组2的制冷剂液体由热源侧膨胀阀25减压到压力Ps2后(参照
图3的点G2),由热源侧热交换器24与外气热交换后蒸发(参照图3A2)。
该蒸发的制冷剂气体经由四通转换阀23再度被压缩机21吸入。这样,在将制
冷剂压力减压调节到比制冷剂液体连接配管7的运转允许压力Pa2低的压力Pe2
的同时,将制冷剂气体的制冷剂温度调节到与用压缩机21压缩而得到的制冷
剂温度相同后供给利用侧热交换器52进行制热运转。
(5)本实施形态空气调节装置的特征
本实施形态的空气调节装置1具有以下特征。
①制冷运转时的特征
本实施形态的空气调节装置1可以将在热源侧热交换器24冷凝的制冷剂经
热源侧膨胀阀27减压操作及冷却器28的冷却操作后送到利用侧热交换器52。
因此,可以在将要送往利用侧热交换器52的制冷剂减压的同时保持过冷却状
态。另外,由于可以用第1压力检测机构31对用热源侧膨胀阀27减压后的制
冷剂压力进行检测,所以可将热源侧膨胀阀27和利用侧热交换器52之间的制
冷剂压力调节到所定的压力值(图2的压力Pe1)。由此,在将由热源侧热交
换器24冷凝后的制冷剂经减压后送往利用侧热交换器52时,可以稳定地控制
制冷剂压力,同时防止利用侧热交换器52的制冷能力降低。在本实施形态中,
如图2所示,减压后的热函差he1比用热源侧膨胀阀27减压前的热函差hd1大,
所以每个制冷剂单位流量的制冷能力大。
由于空气调节装置1的第1压力检测机构31为压力传感器,所以在制冷运
转中,可以经常监视热源侧膨胀阀27和利用侧热交换器52之间的制冷剂压力,
提高控制制冷剂压力的可靠性。
另外,空气调节装置1可以用热源侧膨胀阀27将在热源侧热交换器24冷
凝后的制冷剂液体减压到比制冷剂液体连接配管6的运转允许压力Pa1低的压
力Pe1后送往利用侧热交换器52,所以即使如本实施形态那样,构成热源侧膨
胀阀27和利用侧热交换器52之间的回路的配管、机器等的运转允许压力只能
是R407C在常温下的饱和压力程度以下,也可将具有比R407C高的饱和压力
特性的制冷剂作为工作制冷剂使用。由此,在如本实施形态那样将R22或R47C
作为工作制冷剂使用的已有空气调节装置中,即使是更新为工作制冷剂具有比
R407C更高的饱和压力特性的新空气调节装置1,也可以继续使用已有装置的
制冷剂连接配管6。
由于空气调节装置1具有将在热源侧热交换器24冷凝的制冷剂储存后送到
热源侧膨胀阀27的储液器26,所以在热源侧热交换器24冷凝的制冷剂液体不
会原封不动地储存在热源侧热交换器24,而可以促进排出。由此,可以减少热
源侧热交换器24内的液体,促进热交换。
由于空气调节装置1可以在过冷却状态下将制冷剂液体送到利用侧热交换
器52,所以无论是如本实施形态那样分支为多个利用机组5,还是具有从热源
机组2到利用机组5的高低差,制冷剂都可以保持液态而不易产生偏流。
由于空气调节装置1的冷却器28是以在主制冷剂回路流动10内的制冷剂
为冷却源的热交换器,所以不需要其它的冷却源。在本实施形态中,是将由第
1辅助制冷剂回路29导入冷却器28的制冷剂作为冷却源。第1辅助制冷剂回
路29将在热源侧热交换器24冷凝的制冷剂的一部分减压到可返回压缩机21
的吸入侧的制冷剂压力,以此作为冷却源使用,并可得到比在主制冷剂回路10
侧流动的制冷剂温度低得多的冷却源,因此可将在主制冷剂回路10侧流动的
制冷剂冷却到过冷却状态。再有,第1辅助制冷剂回路29具有辅助侧膨胀阀
29b和设于冷却器28的出口的第1温度检测机构29d,所以可根据第1温度检
测机构29d测定的制冷剂温度进行辅助侧膨胀阀29b的开度调节,以调节在冷
却器28流动的制冷剂流量。由此,能可靠地将在主制冷剂回路10流动的制冷
剂冷却,同时使冷却器28出口的制冷剂蒸发后返回压缩机21。
②制热运转时的特征
本实施形态的空气调节装置1在制热运转时,可以用第2辅助制冷剂回路
42使在压缩机21压缩后要送往利用侧热交换器52的制冷剂的一部分冷凝,以
使要送往利用侧热交换器52的制冷剂压力降低。由此,可稳定地控制要送往
利用侧热交换器52的制冷剂的压力。在本实施形态中,第2辅助制冷剂回路
42具有冷凝器42b,用该冷凝器42b可使要送往利用侧热交换器52的制冷剂
冷凝而减少制冷剂气体的体积,由此进行减压,所以能可靠且反应快地使制冷
剂压力降低。另外,第2辅助制冷剂回路42具有可使通往冷凝器42b的制冷
剂流流通和断流的冷凝器开闭阀42d,所以还可适时地使通往冷凝器42b的制
冷剂流流通或断流。再有,在第2辅助制冷剂回路42的第2合流回路42c设
有对冷凝器42b和利用侧热交换器52之间的制冷剂压力进行检测的第2压力
检测机构42e,所以可稳定地控制送往利用侧热交换器52的制冷剂压力。
一旦用第2辅助制冷剂回路42进行压力控制,减压控制后的状态(参照图
3的点D2)即位于压缩机21的压缩工序的的线上(图3中连接A2和B2的线
上)附近。由于该减压控制,可使要送到利用侧热交换器52的制冷剂气体温
度变为与用压缩机21压缩到Pe2时的制冷剂温度同等的制冷剂温度,所以容易
确保所希望的制热负荷。
另外,空气调节装置1还具有设于第2辅助制冷剂回路42的分流回路42f
和设于主制冷剂回路10的止回机构44,所以在将制冷剂从压缩机21送往利用
侧热交换器52时,可以使制冷剂通过辅助制冷剂回路42流动,在将制冷剂从
利用侧热交换器52送往压缩机21时,可以使制冷剂通过主制冷剂回路10的
止回机构44流动。由此,可以转换制冷运转时和制热运转时制冷剂气体的流
道。
如图3所示,空气调节装置1可以通过第2辅助制冷剂回路42使从压缩机
21送往利用侧热交换器52的制冷剂气体的一部分冷凝,以使送往利用侧热交
换器52的制冷剂气体减压到比制冷剂气体连接配管7的运转允许压力Pa2低的
压力Pe2,所以即使是如本实施形态那样,构成压缩机21和利用侧热交换器52
之间的回路的配管、机器等的运转允许压力只能是R407C在常温下的饱和压
力程度,也可将具有比R407C高的饱和压力特性的制冷剂作为工作制冷剂而
使用。由此,在如本实施形态那样将R22或R47C作为工作制冷剂使用的已有
的空气调节装置中,即使是更新为所用工作制冷剂具有比R407C高的饱和压
力特性的新空气调节装置1,也可以继续使用已有装置的制冷剂连接配管7。
(6)变形例1
前述实施形态是在空气调节装置1的热源机组2内的冷却器28和液体侧隔
离阀30之间设有由压力传感器构成的第1压力检测机构31,但也可如图4所
示,空气调节装置101的热源机组102在电桥电路25和冷却器28之间设有由
热敏电阻构成的第1压力检测机构131。空气调节装置101的其它构成与空气
调节装置1相同,故省略说明。
采用空气调节装置101,在热源侧热交换器24冷凝的制冷剂由热源侧膨胀
阀27减压成为饱和状态的制冷剂液体或二相流的制冷剂,并送往冷却器28冷
却到过冷却状态后,被送往利用侧热交换器52。这里,设于热源侧膨胀阀27
和冷却器28之间、由热敏电阻构成的第1压力检测机构131对在热源侧膨胀
阀27减压后的制冷剂温度进行测定。由于该被测定的制冷剂温度是饱和状态
或气液二相状态的制冷剂的温度,所以可从该温度换算成制冷剂的饱和压力。
即,是用第1压力检测机构131间接地测定由热源侧膨胀阀27减压后的制冷
剂压力。由此,与前述实施形态同样,可以稳定地控制热源侧膨胀阀27和利
用侧热交换器52之间的制冷剂压力。
(7)变形例2
在前述实施形态中,在空气调节装置1的热源机组2内的第2辅助制冷剂
回路42具有空冷式冷凝器42b,但是,也可如图5所示,空气调节装置201
包括设有第2辅助制冷剂回路242的热源机组202,该第2辅助制冷剂回路242
设有以在主制冷剂回路流动210的制冷剂为冷却源的冷凝器242b。这里,冷凝
器242b的冷却源与冷却器28的冷却源同样,是在第1辅助制冷剂回路229的
辅助侧膨胀阀229减压的制冷剂。
第1辅助制冷剂回路229主要由第1分支回路229a和第1合流回路229c
构成,第1分支回路229a从将储液器26的出口和热源侧膨胀阀27连接的回
路分支而通往冷却器28及冷凝器242b,第1合流回路229c从冷却器28的出
口及冷凝器242b的出口与压缩机21的吸入侧合流。第1分支回路229a具有:
主分支回路229a、设在主分支回路229a的辅助侧膨胀阀229b、设在辅助侧膨
胀阀229b的下流侧并与冷却器28的入口连接的冷却器侧分支回路229c、设在
辅助侧膨胀阀229b的下流侧并与冷凝器242b的入口连接的冷凝器侧分支回路
229e。冷却器侧分支回路229c具有使通往冷却器28的制冷剂流流通/断流的分
支开闭阀229d。冷凝器侧分支回路229e使通往冷凝器242b的制冷剂流流通/
断流的分支开闭阀229f。第1合流回路229c具有:与压缩机21的吸入侧合
流的主合流回路229i、从冷却器28的出口与主合流回路229i合流的冷却器侧
合流回路229c、从冷凝器242b的出口与主合流回路229i合流的冷凝器侧合流
回路229h、设于主合流回路229i的第1温度检测机构229j。另外,空气调节
装置201的其它构成与空气调节装置1相同,故省略说明。
空气调节装置201为了可以使用冷却器28而将分支开闭阀229d置于开,
为了不使用冷凝器242b而将分支开闭阀229f置于闭,然后通过制冷运转,可
以进行与空气调节装置1同样的制冷运转。另外,为了不使用冷却器28而将
分支开闭阀229d置于闭,为了可以使用冷凝器242b而将分支开闭阀229f置
于开,然后,通过制热运转可以进行与空气调节装置1同样的制热运转。即,
通过根据运转方式进行分支开闭阀229d、229f的切换操作,可以稳定地进行
主制冷剂回路21的压力控制。
(8)其它
以上,结合附图对本发明实施形态作了说明,但具体的构成不限于这些实
施形态,在不脱离本发明宗旨的范围内可变更。
①在前述实施形态中,作为空气调节装置的热源机组是使用以外气为热源
的空冷式热源机组,但也可以使用水冷式或冰储热式的热源机组。
②在前述实施形态中,第2压力检测机构是使用压力传感器,但也可以是
压力开关。这样,控制反应快。另外,冷凝器开闭阀也可以不是电动膨胀阀,
而是无节流功能的电磁阀。这样与使用感电动膨胀阀的情况相比虽然不能得到
灵活地控制反应,但可得到迅速的控制反应。
③在前述实施形态中,分流回路中设有毛细管,但只要能够确保压力损失
即可,因此也可只缩小分流回路部分的配管径。
④在前述实施形态中,压缩机的排出压力始终比制冷剂液体连接配管和制
冷剂气体连接配管的压力高,但也可以与压缩机的变频器控制等的容量控制组
合起来控制。譬如,通常采用压缩机的容量控制,使得用压缩机的排出压力传
感器等测定的制冷剂压力比制冷剂液体连接配管和制冷剂气体连接配管的允
许运转压力低,并且只在第1及第2压力检测机构检测出的压力接近制冷剂液
体连接配管和制冷剂气体连接配管的允许运转压力时,才打开热源侧膨胀阀和
冷凝器开闭阀,以使制冷剂压力降低。
⑤在前述实施形态中,是将已有的使用R22和R407C等的空气调节装置的
热源机组及利用机组更新为热源机组2及利用机组5,并且继续使用只可在R22
和R407C的的饱和压力特性以下运转的已有制冷剂液体连接配管及制冷剂气
体连接配管,但不限于此。譬如在新设置空气调节装置时,有时未能准备具有
R410A或R32等高饱和压力特性的制冷剂气体连接配管和和制冷剂液体连接
配管,在这种情况下,也能与前述实施形态同样地采用本发明。这样就可采用
能够在现场准备的制冷剂气体连接配管和制冷剂液体连接配管,构成以具有
R410A或R32等高饱和压力特性的制冷剂为工作制冷剂的空气调节装置。
利用本发明,可将在热源侧热交换器冷凝的制冷剂在经过第1膨胀机构的
减压操作及冷却器的冷却操作后送到利用侧热交换器,所以在将由热源侧热交
换器冷凝后的制冷剂减压后送到利用侧热交换器时,可以防止利用侧热交换器
的冷冻能力下降。