WO2017081751A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
Definitions
- the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus including a plurality of relay units.
- the present invention has been made against the background of the above problems, and an object thereof is to obtain a refrigeration cycle apparatus in which a relay unit is miniaturized.
- the refrigeration cycle apparatus includes at least one heat source side unit including a compressor and a heat source side heat exchanger, and a plurality of load side units each including an expansion device and a load side heat exchanger. And a plurality of relay units disposed between the heat source side unit and the plurality of load side units, and have a refrigerant circuit through which the refrigerant circulates.
- the relay unit and the second relay unit are included, the first relay unit and the second relay unit are connected in parallel to the heat source side unit, and the plurality of load side units are connected to the first relay unit.
- a load side unit and a load side unit connected to the second relay unit are included.
- FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment includes a refrigerant circuit 500A formed by connecting a heat source side unit 100, a plurality of relay units 200, and a plurality of load side units 300. Yes.
- the refrigeration cycle apparatus 500 can heat or cool the object by circulating the refrigerant in the refrigerant circuit 500A.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment is applied to an air conditioner that is disposed in, for example, a building or a condominium, and performs air conditioning in a room or the like.
- coolant applied to the refrigerating-cycle apparatus 500 of this embodiment is not specifically limited.
- the refrigerant used in the refrigeration cycle apparatus 500 according to this embodiment is a natural refrigerant such as carbon dioxide, hydrocarbon, or helium, an alternative refrigerant not containing chlorine such as HFC410A, HFC407C, or HFC404A, or R22 or Fluorocarbon refrigerant such as R134a.
- the plurality of relay units 200 are connected in parallel with the heat source side unit 100.
- Each of the plurality of relay units 200 and the heat source side unit 100 are connected by two pipes, a low pressure pipe 401 and a high pressure pipe 402.
- a plurality of load side units 300 are connected in parallel to each relay unit 200.
- Each of the plurality of load-side units 300 and the relay unit 200 are connected by two pipes, a gas pipe 403 and a liquid pipe 404.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of FIG. 1 has one heat source side unit 100
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment has a plurality of heat source side units 100. It may be.
- the refrigeration cycle apparatus 500 in the example of FIG. 1 has two relay units 200, a first relay unit 200a and a second relay unit 200c, but the refrigeration cycle apparatus 500 in the example of this embodiment includes
- the heat source side unit 100 may include three or more relay units 200 connected in parallel.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of FIG. 1 includes a first load side unit 300a and a second load side unit 300b connected to the first relay unit 200a, and a third load side connected to the second relay unit 200c.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment has two or more load side units 300. If it is. That is, the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment includes one or more load-side units 300 connected to the first relay unit 200a and one or more load-side units connected to the second relay unit 200c. 300.
- the first relay unit 200a and the second relay unit 200c will be described simply as the relay unit 200, and the first load side unit 300a and the second load side will be described.
- the unit 300b, the third load side unit 300c, and the fourth load side unit 300d may be simply described as the load side unit 300.
- the heat source side unit 100 supplies cold heat or warm heat to the load side unit 300.
- the heat source side unit 100 is equipped with a compressor 1, a flow path switching device 2, a heat source side heat exchanger 3, an accumulator 4, and a refrigerant flow control unit 50.
- the main flow path is formed by connecting the compressor 1, the flow path switching device 2, the heat source side heat exchanger 3, and the accumulator 4 in series.
- the compressor 1 sucks a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, compresses the sucked refrigerant, and discharges a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
- the compressor 1 may be composed of, for example, an inverter type compressor capable of capacity control.
- the compressor 1 is not limited to an inverter type compressor capable of capacity control.
- the compressor 1 is a constant speed type compressor or a compressor in which an inverter type compressor and a constant speed type compressor are combined. There may be.
- the compressor 1 should just be what can compress the suck
- the flow path switching device 2 is composed of, for example, a four-way valve or the like, and is disposed on the discharge side of the compressor 1.
- the flow path switching device 2 switches the flow path so that the heat source side heat exchanger 3 functions as a condenser during the cooling operation and the heat source side heat exchanger 3 functions as an evaporator during the heating operation.
- the heat source side heat exchanger 3 exchanges heat between a heat medium such as ambient air or water and the refrigerant.
- the heat source side heat exchanger 3 functions as an evaporator during heating operation to evaporate and gasify the refrigerant, and functions as a condenser (heat radiator) during cooling operation to condense the refrigerant. It is to be liquefied.
- a fan (not shown) that blows air to the heat source side heat exchanger 3 is installed in the vicinity of the heat source side heat exchanger 3, and for example, adjusting the air volume by controlling the rotation speed of the fan.
- the condensation capacity or evaporation capacity of the heat source side heat exchanger 3 is adjusted.
- the accumulator 4 stores refrigerant and is provided on the suction side of the compressor 1.
- the accumulator 4 has a function of storing excess refrigerant and a function of separating liquid refrigerant and gas refrigerant.
- the refrigerant flow control unit 50 makes the flow of the refrigerant flowing into the relay unit 200 in a certain direction regardless of the setting state of the flow path switching device 2.
- the refrigerant flow control unit 50 includes a check valve 5a, a check valve 5b, a check valve 5c, a check valve 5d, a first connection pipe 6, and a second connection pipe 7.
- the first connection pipe 6 connects the liquid pipe upstream of the check valve 5a and the low pressure pipe 401 upstream of the check valve 5b.
- the second connection pipe 7 connects the high-pressure pipe 402 on the downstream side of the check valve 5a and the gas pipe on the downstream side of the check valve 5b.
- the connection part between the first connection pipe 6 and the liquid pipe on the upstream side of the check valve 5 a is connected to the connection part a and the second connection pipe 7.
- the connection part between the high pressure pipe 402 on the downstream side of the check valve 5a is the connection part b
- the connection part between the first connection pipe 6 and the low pressure pipe 401 on the upstream side of the check valve 5b is the connection part c
- the second connection pipe. 7 and a connection portion between the check pipe 5b and the gas pipe on the downstream side of the check valve 5b are shown as a connection portion d.
- the check valve 5b is provided between the connection part c and the connection part d, and allows only the refrigerant to flow from the relay unit 200 to the heat source side unit 100.
- the check valve 5a is provided between the connection part a and the connection part b, and allows only the refrigerant outflow from the heat source unit 100 to the relay unit 200.
- the check valve 5 c is provided in the second connection pipe 7 and allows only the refrigerant outflow from the heat source side unit 100 to the relay unit 200.
- the check valve 5 d is provided in the first connection pipe 6 and allows only the refrigerant to flow from the relay unit 200 to the heat source side unit 100.
- the relay unit 200 is disposed between the heat source side unit 100 and the load side unit 300 and relays the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 500A.
- the relay unit 200 in the example of this embodiment has a function of switching the flow of the refrigerant according to the operating state of the load side unit 300 and the like.
- the first relay unit 200a includes a gas-liquid separator 11a, a first throttle device 14a, a second throttle device 15a, a first refrigerant heat exchanger 16a, a second refrigerant heat exchanger 17a, a pipe 18a, A pipe 19a, a pipe 20a, a switching device 123a, and a switching device 123b are provided.
- the second relay unit 200c includes a gas-liquid separator 11c, a first throttle device 14c, a second throttle device 15c, a first refrigerant heat exchanger 16c, a second refrigerant heat exchanger 17c, a pipe 18c, A pipe 19c, a pipe 20c, a switching device 123c, and a switching device 123d are provided.
- the gas-liquid separator 11a and the gas-liquid separator 11c will be simply referred to as the gas-liquid separator 11 when there is no need to distinguish or identify them.
- the first throttling device 14c will be described simply as the first throttling device 14
- the second throttling device 15a and the second throttling device 15c will be described simply as the second throttling device 15, and the first refrigerant heat exchanger 16a and the first refrigerant will be described.
- the heat exchanger 16c will be described simply as the first refrigerant heat exchanger 16, the second refrigerant heat exchanger 17a and the second refrigerant heat exchanger 17c will be described simply as the second refrigerant heat exchanger 17, and the pipe 18a and
- the piping 18c is simply described as the piping 18, the piping 19a and the piping 19c are simply described as the piping 19, and the piping 20a and the piping 20c are simply described as the piping 20.
- a description of the switching device 123a ⁇ 123d merely as a switching device 123.
- the gas-liquid separator 11 is connected to the high-pressure pipe 402 and receives the refrigerant flowing out from the heat source side unit 100.
- the refrigerant that has flowed into the gas-liquid separator 11 is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
- the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 11 flows to the pipe 19, and the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 11 flows to the pipe 20.
- the switching device 123 controls the direction of the refrigerant flowing through the load-side unit 300, and includes, for example, the first on-off valve 12 and the second on-off valve 13.
- the first on-off valve 12 is provided between the pipe 19 and the gas pipe 403, and the second on-off valve 13 is provided between the gas pipe 403 and the low-pressure pipe 401.
- the first throttle device 14 functions as a pressure reducing valve and an expansion valve, and expands the refrigerant by decompressing it.
- the first throttle device 14 is disposed between the gas-liquid separator 11 and the liquid pipe 404.
- the first throttle device 14 may be configured by a flow rate control device such as an electronic expansion valve whose opening degree can be freely adjusted, or an inexpensive flow rate control means such as a capillary tube.
- the second expansion device 15 has a function as a pressure reducing valve and an expansion valve, and expands the refrigerant by reducing the pressure.
- the second expansion device 15 is provided on the upstream side of the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17 in the pipe 18 connecting the downstream side of the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17 and the low pressure pipe 401. It is arranged.
- the second expansion device 15 may be configured by a flow rate control device such as an electronic expansion valve whose opening degree can be freely adjusted, or an inexpensive flow rate control means such as a capillary tube.
- the first refrigerant heat exchanger 16 has passed through the primary flow path through which the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 11 flows and the secondary flow paths of the second expansion device 15 and the second refrigerant heat exchanger 17.
- the secondary side flow path through which the refrigerant flows is provided, and heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the primary side flow path and the refrigerant flowing through the secondary side flow path.
- the first refrigerant heat exchanger 16 and the second refrigerant heat exchanger 17 use the refrigerant flowing through the pipe 20 that forms the primary flow path that is the main flow path and the pipe that forms the secondary flow path that is the bypass flow path.
- the refrigerant flowing through the main flow path can be heat-exchanged to supercool the refrigerant flowing through the main flow path.
- the amount of refrigerant flowing in the bypass flow path is adjusted by adjusting the opening of the second expansion device 15 to adjust the degree of refrigerant subcooling at the outlet of the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17. can do.
- connection pipe 405. connects the pipes through which the liquid refrigerant that has passed through the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17 flows.
- the load side unit 300 receives a supply of cold or warm heat from the heat source side unit 100 and takes charge of a cooling load or a heating load.
- the first load side unit 300a is connected to the first relay unit 200a via a gas pipe 403a and a liquid pipe 404a.
- the first load side unit 300a includes a load side heat exchanger 22a and an expansion device 21a connected in series.
- the second load side unit 300b is connected to the first relay unit 200a via a gas pipe 403b and a liquid pipe 404b.
- the second load side unit 300b includes a load side heat exchanger 22b and an expansion device 21b connected in series.
- the third load side unit 300c is connected to the second relay unit 200c via a gas pipe 403c and a liquid pipe 404c.
- the third load side unit 300c includes a load side heat exchanger 22c and a expansion device 21c connected in series.
- the fourth load side unit 300d is connected to the second relay unit 200c via a gas pipe 403d and a liquid pipe 404d.
- the fourth load side unit 300d includes a load side heat exchanger 22d and a expansion device 21d connected in series.
- the load side heat exchanger 22a to the load side heat exchanger 22d will be described simply as the load side heat exchanger 22, and the expansion devices 21a to 21a will be described.
- the diaphragm device 21d is simply referred to as the diaphragm device 21.
- the load-side heat exchanger 22 exchanges heat between a heat medium such as ambient air or water and the refrigerant.
- the load-side heat exchanger 22 functions as a condenser (heat radiator) during heating operation to condense and liquefy the refrigerant, and functions as an evaporator during cooling operation to evaporate the refrigerant and gas. It is to make it.
- a fan (not shown) that blows air to the load-side heat exchanger 22 is installed in the vicinity of the load-side heat exchanger 22, and for example, adjusting the air volume by controlling the rotational speed of the fan.
- the condensation capacity or evaporation capacity of the load side heat exchanger 22 is controlled.
- the throttle device 21 has a function as a pressure reducing valve and an expansion valve, and expands the refrigerant by decompressing it.
- the throttle device 21 may be configured by a flow rate control device such as an electronic expansion valve whose opening degree can be freely adjusted, or an inexpensive flow rate adjusting means such as a capillary tube.
- the refrigeration cycle apparatus 500 can operate by receiving an input from an input device such as a remote controller, for example, and switching between a cooling only operation mode, a cooling main operation mode, a heating only operation mode, and a heating main operation mode.
- the all-cooling operation mode is executed, for example, when the load-side unit 300 that requests operation is only the load-side unit 300 that requests cooling operation.
- the cooling main operation includes, for example, the load side unit 300 that requests the operation includes the load side unit 300 that requests the cooling operation and the load side unit 300 that requests the heating operation, and It is executed when the load to be processed is larger than the load to be processed by the heating operation.
- the all-heating operation mode is executed, for example, when the load-side unit 300 that requests operation is only the load-side unit 300 that requests heating operation.
- the heating-main operation mode includes, for example, a load-side unit 300 that requests operation and a load-side unit 300 that requests cooling operation and a load-side unit 300 that requests heating operation. This is executed when the load to be processed is greater than the load to be processed by the cooling operation.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an operation in the heating only operation mode of the refrigeration cycle apparatus illustrated in FIG. 1. Based on FIG. 2, the operation
- the heating only operation mode described with reference to FIG. 2 an example in which a heating operation request is made from all the load side units 300 will be described.
- the flow path switching device 2 is switched so that the heat source side heat exchanger 3 functions as an evaporator.
- the 1st on-off valve 12 will be in an open state
- the 2nd on-off valve 13 will be in a closed state.
- the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 1 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the high-pressure pipe 402 through the flow path switching device 2 and the check valve 5c.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing through the high-pressure pipe 402 and flowing out from the heat source side unit 100 flows into the relay unit 200.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the relay unit 200 flows into the gas pipe 403 through the gas-liquid separator 11, the pipe 19, and the first on-off valve 12.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing through the gas pipe 403 and flowing out from the relay unit 200 flows into the load-side unit 300.
- the refrigerant flowing into the load side heat exchanger 22 is condensed and liquefied by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the load side heat exchanger 22.
- the load-side heat exchanger 22 functions as a condenser, and heating of the air-conditioning target space such as a room is performed when the refrigerant dissipates heat to the surroundings.
- the liquid refrigerant flowing out from the load side heat exchanger 22 is decompressed by the expansion device 21 and flows into the liquid pipe 404.
- the refrigerant flowing through the liquid pipe 404 and flowing out of the load side unit 300 flows into the relay unit 200.
- the refrigerant flowing into the relay unit 200 passes through the second expansion device 15, the secondary side flow path of the second refrigerant heat exchanger 17, and the secondary side flow path of the first refrigerant heat exchanger 16, and then passes through the relay unit 200. Spill from.
- the refrigerant that has flowed out of the relay unit 200 flows through the low-pressure pipe 401 and flows into the heat source side unit 100.
- the refrigerant that has flowed into the heat source side unit 100 flows into the heat source side heat exchanger 3 through the check valve 5d.
- the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 3 evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the heat source side heat exchanger 3.
- the refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 3 flows into the accumulator 4 via the flow path switching device 2.
- the refrigerant in the accumulator 4 is sucked into the compressor 1 and compressed again.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the operation of the refrigeration cycle apparatus illustrated in FIG. 1 in the heating main operation mode. Based on FIG. 3, the operation
- the heating main operation mode described with reference to FIG. 3 an example will be described in which there is a request for heating operation from the first load side unit 300a and a request for cooling operation from the third load side unit 300c.
- the flow path switching device 2 is switched so that the heat source side heat exchanger 3 functions as an evaporator.
- the 1st on-off valve 12a of the 1st relay unit 200a will be in an open state, and the 2nd on-off valve 13a, the 1st on-off valve 12b, and the 2nd on-off valve 13b will be in a closed state. Further, in the second relay unit 200c, the second on-off valve 13c is opened, and the first on-off valve 12c, the first on-off valve 12d, and the second on-off valve 13d are closed.
- the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 1 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the high-pressure pipe 402 via the flow path switching device 2 and the check valve 5c.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing through the high-pressure pipe 402 and flowing out from the heat source side unit 100 flows into the first relay unit 200a.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the first relay unit 200a flows into the gas pipe 403a through the gas-liquid separator 11a, the pipe 19a, and the first on-off valve 12a.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing through the gas pipe 403a and flowing out from the first relay unit 200a flows into the first load-side unit 300a.
- the refrigerant flowing into the load side heat exchanger 22a is condensed and liquefied by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the load side heat exchanger 22a. That is, the load-side heat exchanger 22a functions as a condenser, and the air-conditioning target space such as a room is heated by the refrigerant dissipating heat to the surroundings.
- the liquid refrigerant flowing out from the load side heat exchanger 22a is decompressed by the expansion device 21a and flows into the liquid pipe 404a.
- the liquid refrigerant flowing through the liquid pipe 404a and flowing out from the first load side unit 300a flows into the first relay unit 200a.
- the liquid refrigerant that has flowed into the first relay unit 200a flows through the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a and is supercooled.
- the supercooled liquid refrigerant that flows through the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a is branched into a refrigerant that flows through the pipe 18a and a refrigerant that flows through the connection pipe 405.
- the liquid refrigerant flowing in the pipe 18a is expanded by the second expansion device 15a and flows through the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a to evaporate.
- the refrigerant that has evaporated through the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a flows out of the first relay unit 200a through the secondary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a.
- the refrigerant that has flowed out of the first relay unit 200 a flows into the low-pressure pipe 401.
- the liquid refrigerant flowing into the third load side unit 300c is decompressed by the expansion device 21c.
- the refrigerant decompressed by the expansion device 21c flows into the load-side heat exchanger 22c.
- the refrigerant that has flowed into the load-side heat exchanger 22c exchanges heat with ambient air while flowing through the load-side heat exchanger 22c, and is evaporated and gasified. That is, the load-side heat exchanger 22c functions as an evaporator, and the air-conditioning target space such as a room is cooled by heat exchange between the refrigerant and the surrounding air.
- the gas refrigerant that has flowed out of the load side heat exchanger 22c flows out of the third load side unit 300c through the gas pipe 403c.
- the gas refrigerant that has flowed out of the third load side unit 300c flows into the second relay unit 200c, passes through the second on-off valve 13c, and flows out of the second relay unit 200c.
- the gas refrigerant that has flowed out of the second relay unit 200c passes through the low-pressure pipe 401, merges with the refrigerant that has flowed out of the first relay unit 200a, and flows into the heat source side unit 100.
- the refrigerant that has flowed into the heat source side unit 100 flows into the heat source side heat exchanger 3 through the check valve 5d.
- the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 3 evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the heat source side heat exchanger 3.
- the refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 3 flows into the accumulator 4 via the flow path switching device 2.
- the refrigerant in the accumulator 4 is sucked into the compressor 1 and compressed again.
- FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the operation in the cooling only operation mode of the refrigeration cycle apparatus shown in FIG.
- the operation of the refrigeration cycle apparatus 500 in the cooling only operation mode will be described based on FIG.
- the flow path switching device 2 is switched so that the heat source side heat exchanger 3 functions as a condenser.
- the 1st on-off valve 12 will be in a closed state
- the 2nd on-off valve 13 will be in an open state.
- the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 1 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 passes through the flow path switching device 2 and flows to the heat source side heat exchanger 3.
- the gas refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 3 is condensed and liquefied by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the heat source side heat exchanger 3.
- the liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 3 passes through the check valve 5 a, flows out of the heat source side unit 100 through the high-pressure pipe 402.
- the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side unit 100 flows into the relay unit 200.
- the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the relay unit 200 flows into the primary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16 via the gas-liquid separator 11.
- the liquid refrigerant flowing into the primary side flow path of the first refrigerant heat exchanger 16 is supercooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the secondary side flow path of the first refrigerant heat exchanger 16.
- the liquid refrigerant supercooled by flowing through the primary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16 is reduced to an intermediate pressure by the first expansion device 14.
- the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the first expansion device 14 flows into the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17 and exchanges heat with the refrigerant flowing in the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17. Then, it is supercooled. Note that the degree of supercooling downstream of the primary-side flow path of the second refrigerant heat exchanger 17 is substantially equal between the first relay unit 200a and the second relay unit 200c via the connection pipe 405.
- the subcooled refrigerant flowing through the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17 passes through the second expansion device 15, the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17, and the first refrigerant heat exchanger 16.
- the refrigerant is branched into a refrigerant flowing through the secondary flow path and flowing into the low pressure pipe 401 and a refrigerant flowing through the liquid pipe 404 and flowing out from the relay unit 200.
- the liquid refrigerant that has flowed into the load-side unit 300 is decompressed by the expansion device 21 and becomes a low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant.
- the refrigerant decompressed by the expansion device 21 flows into the load-side heat exchanger 22.
- the refrigerant flowing into the load side heat exchanger 22 evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the load side heat exchanger 22. That is, the load-side heat exchanger 22 functions as an evaporator, and the air-conditioning target space such as a room is cooled by heat exchange between the refrigerant and the surrounding air to absorb heat.
- the gas refrigerant flowing out from the load side heat exchanger 22 flows out from the load side unit 300 through the gas pipe 403.
- the gas refrigerant that has flowed out of the load-side unit 300 flows into the relay unit 200, passes through the second on-off valve 13, joins the refrigerant that has flowed through the secondary-side flow path of the first refrigerant heat exchanger 16, and relays. Out of unit 200.
- the gas refrigerant flowing out from the relay unit 200 flows into the heat source side unit 100 through the low pressure pipe 401.
- the refrigerant that has flowed into the heat source side unit 100 flows into the accumulator 4 via the check valve 5 b and the flow path switching device 2.
- the refrigerant in the accumulator 4 is sucked into the compressor 1 and compressed again.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the operation of the refrigeration cycle apparatus illustrated in FIG. 1 in the cooling main operation mode. Based on FIG. 5, the operation of the refrigeration cycle apparatus 500 in the cooling main operation mode will be described. In the cooling main operation mode described with reference to FIG. 5, an example will be described in which there is a request for cooling operation from the first load side unit 300a and a request for heating operation from the third load side unit 300c. In the cooling main operation mode of the refrigeration cycle apparatus 500, the flow path switching device 2 is switched so that the heat source side heat exchanger 3 functions as a condenser.
- the second on-off valve 13a is in an open state, and the first on-off valve 12a, the first on-off valve 12b, and the second on-off valve 13b are in a closed state. Further, in the second relay unit 200c, the first on-off valve 12c is opened, and the second on-off valve 13c, the first on-off valve 12d, and the second on-off valve 13d are closed.
- the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 1 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 passes through the flow path switching device 2 and flows to the heat source side heat exchanger 3.
- the gas refrigerant that has flowed into the heat source side heat exchanger 3 exchanges heat with the surrounding air while flowing through the heat source side heat exchanger 3 to be gas-liquid two-phased.
- the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 3 passes through the check valve 5a, flows out of the heat source side unit 100 through the high-pressure pipe 402.
- the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat source side unit 100 is branched into a refrigerant that flows into the first relay unit 200a and a refrigerant that flows into the second relay unit 200c.
- the refrigerant that has flowed into the first relay unit 200a flows into the primary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a via the gas-liquid separator 11a.
- the refrigerant flowing into the primary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a is supercooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the secondary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a.
- the liquid refrigerant that has been supercooled by flowing through the primary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a is decompressed to an intermediate pressure by the first expansion device 14a.
- the intermediate pressure refrigerant depressurized by the first expansion device 14a flows into the primary side flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a and exchanges heat with the refrigerant flowing in the secondary side flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a. Then, it is supercooled.
- the supercooled refrigerant flowing through the primary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a passes through the second expansion device 15a, the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17a, and the first refrigerant heat exchanger 16a.
- the refrigerant flows through the secondary side flow path and branches into the refrigerant flowing into the low pressure pipe 401 and the refrigerant flowing through the liquid pipe 404a and out of the first relay unit 200a.
- the refrigerant flowing through the liquid pipe 404a and flowing out from the first relay unit 200a flows into the first load side unit 300a.
- the liquid refrigerant that has flowed into the first load side unit 300a is decompressed by the expansion device 21a, and becomes a low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant.
- the refrigerant decompressed by the expansion device 21a flows into the load-side heat exchanger 22a.
- the refrigerant flowing into the load side heat exchanger 22a evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the load side heat exchanger 22a. That is, the load-side heat exchanger 22a functions as an evaporator, and the air-conditioning target space such as a room is cooled by heat exchange between the refrigerant and the surrounding air.
- the gas refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 22a flows out of the first load-side unit 300a through the gas pipe 403a.
- the gas refrigerant flowing out of the first load side unit 300a flows into the first relay unit 200a, passes through the second on-off valve 13a, and flows through the secondary side flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a. Merge and flow out of the first relay unit 200a.
- the gas refrigerant that has flowed out of the first relay unit 200a passes through the low-pressure pipe 401, merges with the refrigerant that has flowed out of the second relay unit 200c, and flows into the heat source side unit 100.
- the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the second relay unit 200c flows into the gas-liquid separator 11c and is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
- the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 11c merges with the refrigerant that has flowed through the liquid pipe 404c through the primary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a and the first expansion device 14c.
- the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 11c passes through the pipe 19c, passes through the first on-off valve 12c, and flows into the gas pipe 403c.
- the gas refrigerant flowing through the gas pipe 403c and flowing out from the second relay unit 200c flows into the third load side unit 300c.
- the gas refrigerant that has flowed into the third load side unit 300c flows into the load side heat exchanger 22c.
- the refrigerant flowing into the load side heat exchanger 22c is condensed and liquefied by exchanging heat with the surrounding air while flowing through the load side heat exchanger 22c. That is, the load-side heat exchanger 22c functions as a condenser, and the refrigerant radiates heat to the surroundings to heat the air-conditioning target space such as a room.
- the liquid refrigerant flowing out from the load side heat exchanger 22c is decompressed by the expansion device 21c, becomes an intermediate pressure, and flows into the liquid pipe 404c.
- the refrigerant flowing through the liquid pipe 404c and flowing out from the third load side unit 300c flows into the second relay unit 200c.
- the refrigerant flowing into the second relay unit 200c merges with the refrigerant that has flowed through the first expansion device 14c.
- the merged refrigerant flows out of the second relay unit 200c through the second expansion device 15c, the secondary flow path of the second refrigerant heat exchanger 17c, and the secondary flow path of the first refrigerant heat exchanger 16a. To do.
- the refrigerant that has flowed out of the second relay unit 200c merges with the refrigerant that has flowed out of the first relay unit 200a, and flows into the heat source side unit 100.
- the refrigerant that has flowed into the heat source side unit 100 flows into the accumulator 4 via the check valve 5 b and the flow path switching device 2.
- the refrigerant in the accumulator 4 is sucked into the compressor 1 and compressed again.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment includes at least one heat source side unit 100 including the compressor 1 and the heat source side heat exchanger 3, the expansion device 21, and the load side heat exchange.
- a plurality of load-side units 300 each provided with a vessel 22 and a plurality of relay units 200 disposed between the heat source-side unit 100 and the plurality of load-side units 300 are connected to each other.
- the plurality of relay units 200 include a first relay unit 200a and a second relay unit 200c, and the first relay unit 200a and the second relay unit 200c are heat source side units.
- the plurality of load-side units 300 are connected to the load-side unit 300 connected to the first relay unit 200a and the second relay unit.
- each of the plurality of relay units 200 can be downsized. By reducing the size of each of the plurality of relay units 200, for example, the degree of freedom of the installation location of each of the plurality of relay units 200 is improved.
- the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment includes a plurality of relay units 200, the flow rate of the refrigerant flowing through each of the plurality of relay units 200 is reduced. Therefore, according to the refrigeration cycle apparatus 500 of the example of this embodiment, the refrigerant flow noise when the refrigerant flows to each of the plurality of relay units 200 is suppressed.
- the load side unit 300 can be added by adding the relay unit 200, so that the load side unit is added to one relay unit. Compared to the case, the versatility is improved.
- the heat source side unit 100 further includes a flow path switching device 2 that switches the flow path so that the heat source side heat exchanger 3 functions as a condenser or an evaporator, and includes the first relay unit 200a and the second relay unit 200a.
- Each of the relay units 200c flows in from the heat source side unit 100, the liquid pipes 404a and 404c connected to the load side unit 300 and through which the liquid refrigerant flows, the gas pipes 403a and 403c connected to the load side unit 300 and through which the gas refrigerant flows.
- a switching device 123 that switches the flow path so that the refrigerant flows through the liquid pipes 404a and 404c or the gas pipes 403a and 403c.
- the refrigerating-cycle apparatus 500 which can perform several operation mode is obtained.
- the configuration of the relay unit 200 is complicated, the effect of reducing the size of the relay unit 200 and reducing refrigerant flow noise in the relay unit 200 becomes significant.
- each of the first relay unit 200a and the second relay unit 200c further includes gas-liquid separators 11a and 11c that separate the refrigerant flowing from the heat source unit 100 into liquid refrigerant and gas refrigerant.
- the relay unit 200 includes the gas-liquid separator 11, a refrigeration cycle apparatus capable of executing a cooling / heating mixed operation in which a cooling operation or a heating operation is selectively executed in each of the plurality of load-side units 300. 500 is obtained.
- the configuration of the relay unit 200 is complicated, the effect of reducing the size of the relay unit 200 and reducing refrigerant flow noise in the relay unit 200 becomes significant.
- connection pipe 405 connects the liquid pipe 404a of the first relay unit 200a and the liquid pipe 404c of the second relay unit 200c.
- a connection pipe 405 that connects the liquid pipes 404 of the plurality of relay units 200 for example, a heating operation with a large load is executed in the load-side unit 300 connected to the first relay unit 200a, The heating main operation in which the cooling operation with a small load is executed in the load side unit 300 connected to the second relay unit 200c can be executed.
- the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. That is, the configuration of the above embodiment may be improved as appropriate, or at least a part of the configuration may be replaced with another configuration. Further, the configuration requirements that are not particularly limited with respect to the arrangement are not limited to the arrangement disclosed in the embodiment, and can be arranged at a position where the function can be achieved.
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Abstract
複数台の中継ユニットのそれぞれが小型化された冷凍サイクル装置を提供する。冷凍サイクル装置は、少なくとも1台の熱源側ユニットと、複数台の負荷側ユニットと、熱源側ユニットと複数台の負荷側ユニットとの間に配設された複数台の中継ユニットと、が接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有し、複数台の中継ユニットは、第1中継ユニットと第2中継ユニットとを含み、第1中継ユニットと第2中継ユニットとは、熱源側ユニットと並列に接続されており、複数台の負荷側ユニットは、第1中継ユニットに接続された負荷側ユニットと、第2中継ユニットに接続された負荷側ユニットと、を含むものである。
Description
この発明は、複数台の中継ユニットを備えた冷凍サイクル装置に関する。
従来から、熱源側ユニットと負荷側ユニットとの間に配設された中継ユニットを有する冷凍サイクル装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
近年、熱源側ユニットの大容量化等に伴って、熱源側ユニットに接続することができる負荷側ユニットの台数が増加し、または熱源側ユニットに接続することができる負荷側ユニットが大容量化している。そのような、大容量化された冷凍サイクル装置において、特許文献1に記載されているような従来技術では、中継ユニットが1台であるため、中継ユニットが大型化してしまう。中継ユニットの大型化によって、例えば、中継ユニットの設置場所の自由度が低減するという課題がある。
この発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、中継ユニットが小型化された冷凍サイクル装置を得ることを目的としている。
この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器とを備えた少なくとも1台の熱源側ユニットと、絞り装置と負荷側熱交換器とをそれぞれが備えた複数台の負荷側ユニットと、熱源側ユニットと複数台の負荷側ユニットとの間に配設された複数台の中継ユニットと、が接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有し、複数台の中継ユニットは、第1中継ユニットと第2中継ユニットとを含み、第1中継ユニットと第2中継ユニットとは、熱源側ユニットと並列に接続されており、複数台の負荷側ユニットは、第1中継ユニットに接続された負荷側ユニットと、第2中継ユニットに接続された負荷側ユニットと、を含むものである。
この発明によれば、複数台の中継ユニットのそれぞれが小型化された冷凍サイクル装置を得ることができる。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
実施の形態1.
[冷凍サイクル装置]
図1は、この発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を模式的に記載した図である。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、熱源側ユニット100と、複数台の中継ユニット200と、複数台の負荷側ユニット300と、が接続されて形成された冷媒回路500Aを有している。冷凍サイクル装置500は、冷媒回路500Aに冷媒を循環させることで、対象物の加熱または冷却を行うことができる。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、例えば、ビルまたはマンション等に配設され、室内等の空調を行う空気調和装置に適用される。なお、この実施の形態の冷凍サイクル装置500に適用される冷媒の種類は特に限定されない。例えば、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置500に使用される冷媒は、二酸化炭素、炭化水素、もしくはヘリウムなどの自然冷媒、HFC410A、HFC407C、もしくはHFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、またはR22もしくはR134aなどのフロン系冷媒等である。
[冷凍サイクル装置]
図1は、この発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を模式的に記載した図である。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、熱源側ユニット100と、複数台の中継ユニット200と、複数台の負荷側ユニット300と、が接続されて形成された冷媒回路500Aを有している。冷凍サイクル装置500は、冷媒回路500Aに冷媒を循環させることで、対象物の加熱または冷却を行うことができる。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、例えば、ビルまたはマンション等に配設され、室内等の空調を行う空気調和装置に適用される。なお、この実施の形態の冷凍サイクル装置500に適用される冷媒の種類は特に限定されない。例えば、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置500に使用される冷媒は、二酸化炭素、炭化水素、もしくはヘリウムなどの自然冷媒、HFC410A、HFC407C、もしくはHFC404Aなどの塩素を含まない代替冷媒、またはR22もしくはR134aなどのフロン系冷媒等である。
複数台の中継ユニット200は、熱源側ユニット100と並列に接続されている。複数台の中継ユニット200のそれぞれと熱源側ユニット100とは、低圧配管401および高圧配管402の2本の配管で接続されている。中継ユニット200のそれぞれには、複数台の負荷側ユニット300が並列に接続されている。複数台の負荷側ユニット300のそれぞれと中継ユニット200とは、ガス配管403および液配管404の2本の配管で接続されている。
なお、図1の例の冷凍サイクル装置500は、1台の熱源側ユニット100を有しているが、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、複数台の熱源側ユニット100を有するものであってもよい。また、図1の例の冷凍サイクル装置500は、第1中継ユニット200aおよび第2中継ユニット200cの2台の中継ユニット200を有しているが、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、熱源側ユニット100と並列に接続された3台以上の中継ユニット200を有するものであってもよい。また、図1の例の冷凍サイクル装置500は、第1中継ユニット200aに接続された第1負荷側ユニット300aと第2負荷側ユニット300bと、第2中継ユニット200cに接続された第3負荷側ユニット300cと第4負荷側ユニット300dと、の4台の負荷側ユニット300を有しているが、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、2台以上の負荷側ユニット300を有するものであればよい。つまり、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、第1中継ユニット200aに接続された1台以上の負荷側ユニット300と、第2中継ユニット200cに接続された1台以上の負荷側ユニット300と、を有するものであればよい。以下では、特に区別したり、特定したりする必要性がないときには、第1中継ユニット200aおよび第2中継ユニット200cを単に中継ユニット200として説明を行い、第1負荷側ユニット300a、第2負荷側ユニット300b、第3負荷側ユニット300c、および第4負荷側ユニット300dを単に負荷側ユニット300として説明を行う場合もある。
[熱源側ユニット]
熱源側ユニット100は、負荷側ユニット300に冷熱または温熱を供給するものである。熱源側ユニット100は、圧縮機1と流路切替装置2と熱源側熱交換器3とアキュムレータ4と冷媒流制御部50とを搭載している。圧縮機1と流路切替装置2と熱源側熱交換器3とアキュムレータ4とが直列に接続されることでメイン流路が形成される。
熱源側ユニット100は、負荷側ユニット300に冷熱または温熱を供給するものである。熱源側ユニット100は、圧縮機1と流路切替装置2と熱源側熱交換器3とアキュムレータ4と冷媒流制御部50とを搭載している。圧縮機1と流路切替装置2と熱源側熱交換器3とアキュムレータ4とが直列に接続されることでメイン流路が形成される。
圧縮機1は、低温低圧のガス冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して、高温高圧のガス冷媒を吐出するものである。圧縮機1は、例えば容量制御可能なインバータタイプの圧縮機等で構成するとよい。なお、圧縮機1は、容量制御可能なインバータタイプの圧縮機に限定されず、例えば、一定速タイプの圧縮機、またはインバータタイプの圧縮機と一定速タイプの圧縮機とを組み合わせた圧縮機であってもよい。また、圧縮機1は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、例えば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプの圧縮機で構成されることができる。
流路切替装置2は、例えば四方弁等で構成されており、圧縮機1の吐出側に配設されている。流路切替装置2は、例えば、冷房運転時に熱源側熱交換器3が凝縮器として機能し、暖房運転時に熱源側熱交換器3が蒸発器として機能するように、流路を切り替える。
熱源側熱交換器3は、例えば周囲空気または水等の熱媒体と冷媒とを熱交換させるものである。熱源側熱交換器3は、例えば、暖房運転時に蒸発器として機能することで、冷媒を蒸発させてガス化させ、冷房運転時に凝縮器(放熱器)として機能することで、冷媒を凝縮させて液化させるものである。例えば、熱源側熱交換器3の近傍には、熱源側熱交換器3への送風を行うファン(図示を省略)が設置されており、例えばファンの回転数を制御して風量を調整することで、熱源側熱交換器3の凝縮能力または蒸発能力が調整される。
アキュムレータ4は、冷媒を貯留するものであり、圧縮機1の吸入側に設けられている。アキュムレータ4は、例えば、余剰冷媒を貯留する機能と、液冷媒とガス冷媒とを分離する機能と、を有している。
冷媒流制御部50は、流路切替装置2の設定状態にかかわらず、中継ユニット200に流入させる冷媒の流れを一定方向にするものである。冷媒流制御部50は、逆止弁5a、逆止弁5b、逆止弁5c、逆止弁5d、第1接続配管6、および第2接続配管7を含んでいる。
第1接続配管6は、逆止弁5aの上流側の液配管と逆止弁5bの上流側の低圧配管401とを接続するものである。第2接続配管7は、逆止弁5aの下流側の高圧配管402と逆止弁5bの下流側のガス配管とを接続するものである。なお、この実施の形態の理解を容易にするために、図1では、第1接続配管6と逆止弁5aの上流側の液配管との接続部を接続部a、第2接続配管7と逆止弁5aの下流側の高圧配管402との接続部を接続部b、第1接続配管6と逆止弁5bの上流側の低圧配管401との接続部を接続部c、第2接続配管7と逆止弁5bの下流側のガス配管との接続部を接続部dとして図示している。
逆止弁5bは、接続部cと接続部dとの間に設けられており、中継ユニット200から熱源側ユニット100への冷媒の流入のみを許容するものである。逆止弁5aは、接続部aと接続部bとの間に設けられており、熱源側ユニット100から中継ユニット200への冷媒の流出のみを許容するものである。逆止弁5cは、第2接続配管7に設けられており、熱源側ユニット100から中継ユニット200への冷媒の流出のみを許容するものである。逆止弁5dは、第1接続配管6に設けられており、中継ユニット200から熱源側ユニット100への冷媒の流入のみを許容するものである。
[中継ユニット]
中継ユニット200は、熱源側ユニット100と負荷側ユニット300との間に配設され、冷媒回路500Aに循環する冷媒を中継するものである。この実施の形態の例の中継ユニット200は、負荷側ユニット300の運転状態等に応じて冷媒の流れを切り替える機能を有している。
中継ユニット200は、熱源側ユニット100と負荷側ユニット300との間に配設され、冷媒回路500Aに循環する冷媒を中継するものである。この実施の形態の例の中継ユニット200は、負荷側ユニット300の運転状態等に応じて冷媒の流れを切り替える機能を有している。
第1中継ユニット200aは、気液分離器11aと、第1絞り装置14aと、第2絞り装置15aと、第1冷媒熱交換器16aと、第2冷媒熱交換器17aと、配管18aと、配管19aと、配管20aと、切替装置123aと、切替装置123bと、を有している。第2中継ユニット200cは、気液分離器11cと、第1絞り装置14cと、第2絞り装置15cと、第1冷媒熱交換器16cと、第2冷媒熱交換器17cと、配管18cと、配管19cと、配管20cと、切替装置123cと、切替装置123dと、を有している。なお、以下では、特に区別したり、特定したりする必要性がないときには、気液分離器11aおよび気液分離器11cを単に気液分離器11として説明を行い、第1絞り装置14aおよび第1絞り装置14cを単に第1絞り装置14として説明を行い、第2絞り装置15aおよび第2絞り装置15cを単に第2絞り装置15として説明を行い、第1冷媒熱交換器16aおよび第1冷媒熱交換器16cを単に第1冷媒熱交換器16として説明を行い、第2冷媒熱交換器17aおよび第2冷媒熱交換器17cを単に第2冷媒熱交換器17として説明を行い、配管18aおよび配管18cを単に配管18として説明を行い、配管19aおよび配管19cを単に配管19として説明を行い、配管20aおよび配管20cを単に配管20として説明を行い、切替装置123a~123dを単に切替装置123として説明を行う場合もある。
気液分離器11は、高圧配管402と接続されており、熱源側ユニット100から流出した冷媒を受けるものである。気液分離器11に流入した冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器11で分離されたガス冷媒は配管19に流れ、気液分離器11で分離された液冷媒は配管20に流れる。
切替装置123は、負荷側ユニット300に流れる冷媒の向きを制御するものであり、例えば第1開閉弁12と第2開閉弁13とを含んで構成されている。第1開閉弁12は、配管19とガス配管403との間に設けられており、第2開閉弁13は、ガス配管403と低圧配管401との間に設けられている。
第1絞り装置14は、減圧弁、膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。第1絞り装置14は、気液分離器11と液配管404との間に配設されている。第1絞り装置14は、開度を自在に調整できる電子式膨張弁等の流量制御装置、または毛細管等の安価な流量調節手段等で構成するとよい。
第2絞り装置15は、減圧弁、膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。第2絞り装置15は、第2冷媒熱交換器17の一次側流路の下流側と低圧配管401とを接続する配管18の、第2冷媒熱交換器17の二次側流路の上流側に配設されている。第2絞り装置15は、開度を自在に調整できる電子式膨張弁等の流量制御装置、または毛細管等の安価な流量調節手段等で構成するとよい。
第1冷媒熱交換器16は、気液分離器11で分離された液冷媒が流れる一次側流路と、第2絞り装置15および第2冷媒熱交換器17の二次側流路を通過した冷媒が流れる二次側流路と、有しており、一次側流路を流れる冷媒と二次側流路を流れる冷媒とを熱交換させるものである。
第2冷媒熱交換器17は、第1冷媒熱交換器16の一次側流路および第1絞り装置14を通過した冷媒が流れる一次側流路と、第2絞り装置15を通過した冷媒が流れる二次側流路と、を有し、一次側流路を流れる冷媒と二次側流路を流れる冷媒とを熱交換させるものである。
第1冷媒熱交換器16および第2冷媒熱交換器17によって、メイン流路である一次側流路を形成する配管20を流れる冷媒と、バイパス流路である二次側流路を形成する配管18を流れる冷媒と、を熱交換させて、メイン流路に流れる冷媒を過冷却することができる。なお、第2絞り装置15の開度を調整することでバイパス流路に流れる冷媒の量を調整して、第2冷媒熱交換器17の一次側流路の出口における冷媒の過冷却度を調整することができる。
また、複数の中継ユニット200の液冷媒が流れる配管同士が、接続配管405によって接続されている。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500では、接続配管405は、第2冷媒熱交換器17の一次側流路を通過した液冷媒を流す配管同士を接続している。
[負荷側ユニット]
負荷側ユニット300は、熱源側ユニット100からの冷熱または温熱の供給を受けて冷房負荷または暖房負荷を担当するものである。第1負荷側ユニット300aは、ガス配管403aおよび液配管404aを介して、第1中継ユニット200aと接続されている。第1負荷側ユニット300aは、直列に接続された負荷側熱交換器22aと絞り装置21aとを有している。第2負荷側ユニット300bは、ガス配管403bおよび液配管404bを介して、第1中継ユニット200aと接続されている。第2負荷側ユニット300bは、直列に接続された負荷側熱交換器22bと絞り装置21bとを有している。第3負荷側ユニット300cは、ガス配管403cおよび液配管404cを介して、第2中継ユニット200cと接続されている。第3負荷側ユニット300cは、直列に接続された負荷側熱交換器22cと絞り装置21cとを有している。第4負荷側ユニット300dは、ガス配管403dおよび液配管404dを介して、第2中継ユニット200cと接続されている。第4負荷側ユニット300dは、直列に接続された負荷側熱交換器22dと絞り装置21dとを有している。なお、以下では、特に区別したり、特定したりする必要性がないときには、負荷側熱交換器22a~負荷側熱交換器22dを単に負荷側熱交換器22として説明を行い、絞り装置21a~絞り装置21dを単に絞り装置21として説明を行う場合もある。
負荷側ユニット300は、熱源側ユニット100からの冷熱または温熱の供給を受けて冷房負荷または暖房負荷を担当するものである。第1負荷側ユニット300aは、ガス配管403aおよび液配管404aを介して、第1中継ユニット200aと接続されている。第1負荷側ユニット300aは、直列に接続された負荷側熱交換器22aと絞り装置21aとを有している。第2負荷側ユニット300bは、ガス配管403bおよび液配管404bを介して、第1中継ユニット200aと接続されている。第2負荷側ユニット300bは、直列に接続された負荷側熱交換器22bと絞り装置21bとを有している。第3負荷側ユニット300cは、ガス配管403cおよび液配管404cを介して、第2中継ユニット200cと接続されている。第3負荷側ユニット300cは、直列に接続された負荷側熱交換器22cと絞り装置21cとを有している。第4負荷側ユニット300dは、ガス配管403dおよび液配管404dを介して、第2中継ユニット200cと接続されている。第4負荷側ユニット300dは、直列に接続された負荷側熱交換器22dと絞り装置21dとを有している。なお、以下では、特に区別したり、特定したりする必要性がないときには、負荷側熱交換器22a~負荷側熱交換器22dを単に負荷側熱交換器22として説明を行い、絞り装置21a~絞り装置21dを単に絞り装置21として説明を行う場合もある。
負荷側熱交換器22は、例えば周囲空気または水等の熱媒体と冷媒とを熱交換させるものである。負荷側熱交換器22は、例えば、暖房運転時に凝縮器(放熱器)として機能することで、冷媒を凝縮させて液化させ、冷房運転時に蒸発器として機能することで、冷媒を蒸発させてガス化させるものである。例えば、負荷側熱交換器22の近傍には、負荷側熱交換器22への送風を行うファン(図示を省略)が設置されており、例えばファンの回転数を制御して風量を調整することで、負荷側熱交換器22の凝縮能力または蒸発能力が制御される。
絞り装置21は、減圧弁、膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置21は、開度を自在に調整できる電子式膨張弁等の流量制御装置、または毛細管等の安価な流量調節手段等で構成するとよい。
[冷凍サイクル装置の運転モード]
次に、図1に記載の冷凍サイクル装置500が実行する運転モードの一例について説明する。冷凍サイクル装置500は、例えば、リモートコントローラ等の入力装置からの入力を受けて、全冷房運転モードと冷房主体運転モードと全暖房運転モードと暖房主体運転モードとを切り替えて動作することができる。全冷房運転モードは、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、冷房運転を要求している負荷側ユニット300のみであるときに実行される。冷房主体運転は、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、冷房運転を要求している負荷側ユニット300と暖房運転を要求している負荷側ユニット300とを含み、且つ冷房運転によって処理すべき負荷が暖房運転によって処理すべき負荷よりも大きいときに実行される。全暖房運転モードは、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、暖房運転を要求している負荷側ユニット300のみであるときに実行される。暖房主体運転モードは、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、冷房運転を要求している負荷側ユニット300と暖房運転を要求している負荷側ユニット300とを含み、且つ暖房運転によって処理すべき負荷が冷房運転によって処理すべき負荷よりも大きいときに実行される。
次に、図1に記載の冷凍サイクル装置500が実行する運転モードの一例について説明する。冷凍サイクル装置500は、例えば、リモートコントローラ等の入力装置からの入力を受けて、全冷房運転モードと冷房主体運転モードと全暖房運転モードと暖房主体運転モードとを切り替えて動作することができる。全冷房運転モードは、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、冷房運転を要求している負荷側ユニット300のみであるときに実行される。冷房主体運転は、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、冷房運転を要求している負荷側ユニット300と暖房運転を要求している負荷側ユニット300とを含み、且つ冷房運転によって処理すべき負荷が暖房運転によって処理すべき負荷よりも大きいときに実行される。全暖房運転モードは、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、暖房運転を要求している負荷側ユニット300のみであるときに実行される。暖房主体運転モードは、例えば、運転を要求している負荷側ユニット300が、冷房運転を要求している負荷側ユニット300と暖房運転を要求している負荷側ユニット300とを含み、且つ暖房運転によって処理すべき負荷が冷房運転によって処理すべき負荷よりも大きいときに実行される。
[全暖房運転モード]
図2は、図1に記載の冷凍サイクル装置の全暖房運転モード時の動作の一例を説明する図である。図2に基づいて、冷凍サイクル装置500の全暖房運転モード時の動作について説明する。図2を用いて説明する全暖房運転モードでは、全ての負荷側ユニット300から暖房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の全暖房運転モード時には、熱源側熱交換器3が蒸発器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1開閉弁12が開状態となり、第2開閉弁13が閉状態となっている。
図2は、図1に記載の冷凍サイクル装置の全暖房運転モード時の動作の一例を説明する図である。図2に基づいて、冷凍サイクル装置500の全暖房運転モード時の動作について説明する。図2を用いて説明する全暖房運転モードでは、全ての負荷側ユニット300から暖房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の全暖房運転モード時には、熱源側熱交換器3が蒸発器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1開閉弁12が開状態となり、第2開閉弁13が閉状態となっている。
低温低圧の冷媒が圧縮機1によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2および逆止弁5cを通って高圧配管402に流れる。高圧配管402を流れて熱源側ユニット100から流出した高温高圧のガス冷媒は、中継ユニット200に流入する。中継ユニット200に流入した高温高圧のガス冷媒は、気液分離器11、配管19、第1開閉弁12を通って、ガス配管403に流れる。ガス配管403を流れて中継ユニット200から流出した高温高圧のガス冷媒は、負荷側ユニット300に流入する。
負荷側ユニット300に流入した高温高圧のガス冷媒は、負荷側熱交換器22に流入する。負荷側熱交換器22に流入した冷媒は、負荷側熱交換器22を流れながら周囲の空気と熱交換して凝縮し液化する。つまり、負荷側熱交換器22は凝縮器として機能しており、冷媒が周囲に放熱することによって、室内等の空調対象空間の暖房が行われる。負荷側熱交換器22から流出した液冷媒は、絞り装置21で減圧されて、液配管404に流れる。
液配管404を流れて負荷側ユニット300から流出した冷媒は、中継ユニット200に流入する。中継ユニット200に流入した冷媒は、第2絞り装置15、第2冷媒熱交換器17の二次側流路、および第1冷媒熱交換器16の二次側流路を通って、中継ユニット200から流出する。中継ユニット200から流出した冷媒は、低圧配管401を流れて熱源側ユニット100に流入する。
熱源側ユニット100に流入した冷媒は、逆止弁5dを介して熱源側熱交換器3に流入する。熱源側熱交換器3に流入した冷媒は、熱源側熱交換器3を流れながら周囲の空気と熱交換して蒸発しガス化する。熱源側熱交換器3から流出した冷媒は、流路切替装置2を経由してアキュムレータ4へ流入する。アキュムレータ4の冷媒は、圧縮機1に吸入されて再び圧縮される。
[暖房主体運転モード]
図3は、図1に記載の冷凍サイクル装置の暖房主体運転モード時の動作の一例を説明する図である。図3に基づいて、冷凍サイクル装置500の暖房主体運転モード時の動作について説明する。図3を用いて説明する暖房主体運転モードでは、第1負荷側ユニット300aから暖房運転の要求があり、第3負荷側ユニット300cから冷房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の暖房主体運転モード時には、熱源側熱交換器3が蒸発器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1中継ユニット200aの、第1開閉弁12aが開状態となり、第2開閉弁13a、第1開閉弁12bおよび第2開閉弁13bが閉状態となっている。また、第2中継ユニット200cの、第2開閉弁13cが開状態となり、第1開閉弁12c、第1開閉弁12dおよび第2開閉弁13dが閉状態となっている。
図3は、図1に記載の冷凍サイクル装置の暖房主体運転モード時の動作の一例を説明する図である。図3に基づいて、冷凍サイクル装置500の暖房主体運転モード時の動作について説明する。図3を用いて説明する暖房主体運転モードでは、第1負荷側ユニット300aから暖房運転の要求があり、第3負荷側ユニット300cから冷房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の暖房主体運転モード時には、熱源側熱交換器3が蒸発器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1中継ユニット200aの、第1開閉弁12aが開状態となり、第2開閉弁13a、第1開閉弁12bおよび第2開閉弁13bが閉状態となっている。また、第2中継ユニット200cの、第2開閉弁13cが開状態となり、第1開閉弁12c、第1開閉弁12dおよび第2開閉弁13dが閉状態となっている。
低温低圧の冷媒が圧縮機1によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2、逆止弁5cを介して高圧配管402に流れる。高圧配管402を流れて熱源側ユニット100から流出した高温高圧のガス冷媒は、第1中継ユニット200aに流入する。第1中継ユニット200aに流入した高温高圧のガス冷媒は、気液分離器11a、配管19a、第1開閉弁12aを介して、ガス配管403aに流れる。ガス配管403aを流れて第1中継ユニット200aから流出した高温高圧のガス冷媒は、第1負荷側ユニット300aに流入する。
第1負荷側ユニット300aに流入した高温高圧のガス冷媒は、負荷側熱交換器22aに流入する。負荷側熱交換器22aに流入した冷媒は、負荷側熱交換器22aを流れながら周囲の空気と熱交換して凝縮し液化する。つまり負荷側熱交換器22aは凝縮器として機能しており、冷媒が周囲に放熱することによって、室内等の空調対象空間の暖房が行われる。負荷側熱交換器22aから流出した液冷媒は、絞り装置21aで減圧されて、液配管404aに流れる。
液配管404aを流れて第1負荷側ユニット300aから流出した液冷媒は、第1中継ユニット200aに流入する。第1中継ユニット200aに流入した液冷媒は、第2冷媒熱交換器17aの一次側流路を流れて過冷却される。第2冷媒熱交換器17aの一次側流路を流れて過冷却された液冷媒は、配管18aを流れる冷媒と、接続配管405を流れる冷媒と、に分岐される。配管18aに流れる液冷媒は、第2絞り装置15aで膨脹され、第2冷媒熱交換器17aの二次側流路を流れて蒸発する。第2冷媒熱交換器17aの二次側流路を流れて蒸発した冷媒は、第1冷媒熱交換器16aの二次側流路を通って、第1中継ユニット200aから流出する。第1中継ユニット200aから流出した冷媒は、低圧配管401に流れる。
第2冷媒熱交換器17aの一次側流路を流れて過冷却され、接続配管405を流れて第1中継ユニット200aから流出した液冷媒は、第2中継ユニット200cに流入する。第2中継ユニット200cに流入した液冷媒は、液配管404cに流れる。
液配管404cを流れて第2中継ユニット200cから流出した液冷媒は、第3負荷側ユニット300cに流入する。第3負荷側ユニット300cに流入した液冷媒は、絞り装置21cで減圧される。絞り装置21cで減圧された冷媒は、負荷側熱交換器22cに流入する。負荷側熱交換器22cに流入した冷媒は、負荷側熱交換器22cを流れながら周囲の空気と熱交換して蒸発しガス化する。つまり、負荷側熱交換器22cは蒸発器として機能しており、冷媒が周囲の空気と熱交換して吸熱することによって、室内等の空調対象空間の冷房が行われる。
負荷側熱交換器22cから流出したガス冷媒は、ガス配管403cを通って、第3負荷側ユニット300cから流出する。第3負荷側ユニット300cから流出したガス冷媒は、第2中継ユニット200cに流入し、第2開閉弁13cを通過して、第2中継ユニット200cから流出する。第2中継ユニット200cから流出したガス冷媒は、低圧配管401を通って、第1中継ユニット200aから流出した冷媒と合流して、熱源側ユニット100に流入する。
熱源側ユニット100に流入した冷媒は、逆止弁5dを介して熱源側熱交換器3に流入する。熱源側熱交換器3に流入した冷媒は、熱源側熱交換器3を流れながら周囲の空気と熱交換して蒸発しガス化する。熱源側熱交換器3から流出した冷媒は、流路切替装置2を経由してアキュムレータ4へ流入する。アキュムレータ4の冷媒は、圧縮機1に吸入されて再び圧縮される。
[全冷房運転モード]
図4は、図1に記載の冷凍サイクル装置の全冷房運転モード時の動作の一例を説明する図である。図4に基づいて、冷凍サイクル装置500の全冷房運転モード時の動作について説明する。図4を用いて説明する全冷房運転モードでは、全ての負荷側ユニット300から冷房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の全冷房運転モード時には、熱源側熱交換器3が凝縮器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1開閉弁12が閉状態となり、第2開閉弁13が開状態となっている。
図4は、図1に記載の冷凍サイクル装置の全冷房運転モード時の動作の一例を説明する図である。図4に基づいて、冷凍サイクル装置500の全冷房運転モード時の動作について説明する。図4を用いて説明する全冷房運転モードでは、全ての負荷側ユニット300から冷房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の全冷房運転モード時には、熱源側熱交換器3が凝縮器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1開閉弁12が閉状態となり、第2開閉弁13が開状態となっている。
低温低圧の冷媒が圧縮機1によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2を通り、熱源側熱交換器3へ流れる。熱源側熱交換器3に流入したガス冷媒は、熱源側熱交換器3を流れながら周囲の空気と熱交換して凝縮し液化する。熱源側熱交換器3から流出した液冷媒は、逆止弁5aを通過して、高圧配管402を通って、熱源側ユニット100から流出する。
熱源側ユニット100から流出した高圧液冷媒は、中継ユニット200に流入する。中継ユニット200に流入した高圧液冷媒は、気液分離器11を経由して、第1冷媒熱交換器16の一次側流路に流入する。第1冷媒熱交換器16の一次側流路に流入した液冷媒は、第1冷媒熱交換器16の二次側流路を流れる冷媒と熱交換して過冷却される。第1冷媒熱交換器16の一次側流路を流れて過冷却された液冷媒は、第1絞り装置14にて中間圧まで減圧される。第1絞り装置14で減圧された中間圧の冷媒は、第2冷媒熱交換器17の一次側流路に流入し、第2冷媒熱交換器17の二次側流路に流れる冷媒と熱交換して、過冷却される。なお、第2冷媒熱交換器17の一次側流路の下流における過冷却度は、接続配管405を介して、第1中継ユニット200aと第2中継ユニット200cとで実質的に等しくなっている。第2冷媒熱交換器17の一次側流路を流れて過冷却された冷媒は、第2絞り装置15、第2冷媒熱交換器17の二次側流路、第1冷媒熱交換器16の二次側流路を流れて、低圧配管401に流入する冷媒と、液配管404を流れて、中継ユニット200から流出する冷媒と、に分岐される。
液配管404を流れて中継ユニット200から流出した液冷媒は、負荷側ユニット300に流入する。負荷側ユニット300に流入した液冷媒は、絞り装置21で減圧されて、低温の気液二相冷媒となる。絞り装置21で減圧された冷媒は、負荷側熱交換器22に流入する。負荷側熱交換器22に流入した冷媒は、負荷側熱交換器22を流れながら周囲の空気と熱交換して蒸発しガス化する。つまり、負荷側熱交換器22は蒸発器として機能しており、冷媒が周囲の空気と熱交換して吸熱することによって、室内等の空調対象空間の冷房が行われる。負荷側熱交換器22から流出したガス冷媒は、ガス配管403を通って、負荷側ユニット300から流出する。負荷側ユニット300から流出したガス冷媒は、中継ユニット200に流入し、第2開閉弁13を通過して、第1冷媒熱交換器16の二次側流路を流れた冷媒と合流し、中継ユニット200から流出する。中継ユニット200から流出したガス冷媒は、低圧配管401を通って、熱源側ユニット100に流入する。
熱源側ユニット100に流入した冷媒は、逆止弁5b、流路切替装置2を経由してアキュムレータ4へ流入する。アキュムレータ4の冷媒は、圧縮機1に吸入されて再び圧縮される。
[冷房主体運転モード]
図5は、図1に記載の冷凍サイクル装置の冷房主体運転モード時の動作の一例を説明する図である。図5に基づいて、冷凍サイクル装置500の冷房主体運転モード時の運転動作について説明する。図5を用いて説明する冷房主体運転モードでは、第1負荷側ユニット300aから冷房運転の要求があり、第3負荷側ユニット300cから暖房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の冷房主体運転モード時には、熱源側熱交換器3が凝縮器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1中継ユニット200aの、第2開閉弁13aが開状態となり、第1開閉弁12a、第1開閉弁12bおよび第2開閉弁13bが閉状態となっている。また、第2中継ユニット200cの、第1開閉弁12cが開状態となり、第2開閉弁13c、第1開閉弁12dおよび第2開閉弁13dが閉状態となっている。
図5は、図1に記載の冷凍サイクル装置の冷房主体運転モード時の動作の一例を説明する図である。図5に基づいて、冷凍サイクル装置500の冷房主体運転モード時の運転動作について説明する。図5を用いて説明する冷房主体運転モードでは、第1負荷側ユニット300aから冷房運転の要求があり、第3負荷側ユニット300cから暖房運転の要求があったときの例について説明する。冷凍サイクル装置500の冷房主体運転モード時には、熱源側熱交換器3が凝縮器として機能するように、流路切替装置2が切り替えられている。また、第1中継ユニット200aの、第2開閉弁13aが開状態となり、第1開閉弁12a、第1開閉弁12bおよび第2開閉弁13bが閉状態となっている。また、第2中継ユニット200cの、第1開閉弁12cが開状態となり、第2開閉弁13c、第1開閉弁12dおよび第2開閉弁13dが閉状態となっている。
低温低圧の冷媒が圧縮機1によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置2を通り、熱源側熱交換器3へ流れる。熱源側熱交換器3に流入したガス冷媒は、熱源側熱交換器3を流れながら周囲の空気と熱交換して、気液二相化する。熱源側熱交換器3から流出した気液二相冷媒は、逆止弁5aを通過して、高圧配管402を通って、熱源側ユニット100から流出する。
熱源側ユニット100から流出した気液二相冷媒は、第1中継ユニット200aに流入する冷媒と、第2中継ユニット200cに流入する冷媒と、に分岐される。
第1中継ユニット200aに流入した冷媒は、気液分離器11aを経由して、第1冷媒熱交換器16aの一次側流路に流入する。第1冷媒熱交換器16aの一次側流路に流入した冷媒は、第1冷媒熱交換器16aの二次側流路を流れる冷媒と熱交換して過冷却される。第1冷媒熱交換器16aの一次側流路を流れて過冷却された液冷媒は、第1絞り装置14aにて中間圧まで減圧される。第1絞り装置14aで減圧された中間圧の冷媒は、第2冷媒熱交換器17aの一次側流路に流入し、第2冷媒熱交換器17aの二次側流路に流れる冷媒と熱交換して、過冷却される。第2冷媒熱交換器17aの一次側流路を流れて過冷却された冷媒は、第2絞り装置15a、第2冷媒熱交換器17aの二次側流路、第1冷媒熱交換器16aの二次側流路を流れて、低圧配管401に流入する冷媒と、液配管404aを流れて、第1中継ユニット200aから流出する冷媒と、に分岐される。
液配管404aを流れて第1中継ユニット200aから流出した冷媒は、第1負荷側ユニット300aに流入する。第1負荷側ユニット300aに流入した液冷媒は、絞り装置21aで減圧されて、低温の気液二相冷媒となる。絞り装置21aで減圧された冷媒は、負荷側熱交換器22aに流入する。負荷側熱交換器22aに流入した冷媒は、負荷側熱交換器22aを流れながら周囲の空気と熱交換して蒸発しガス化する。つまり、負荷側熱交換器22aは蒸発器として機能しており、冷媒が周囲の空気と熱交換して吸熱することによって、室内等の空調対象空間の冷房が行われる。
負荷側熱交換器22aから流出したガス冷媒は、ガス配管403aを通って、第1負荷側ユニット300aから流出する。第1負荷側ユニット300aから流出したガス冷媒は、第1中継ユニット200aに流入し、第2開閉弁13aを通過して、第1冷媒熱交換器16aの二次側流路を流れた冷媒と合流し、第1中継ユニット200aから流出する。第1中継ユニット200aから流出したガス冷媒は、低圧配管401を通って、第2中継ユニット200cから流出した冷媒と合流して、熱源側ユニット100に流入する。
第2中継ユニット200cに流入した気液二相冷媒は、気液分離器11cに流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器11cで分離された液冷媒は、第1冷媒熱交換器16aの一次側流路、第1絞り装置14cを通って、液配管404cを流れた冷媒と合流する。気液分離器11cで分離されたガス冷媒は、配管19cを通り、第1開閉弁12cを通過して、ガス配管403cに流れる。ガス配管403cを流れて第2中継ユニット200cから流出したガス冷媒は、第3負荷側ユニット300cに流入する。第3負荷側ユニット300cに流入したガス冷媒は、負荷側熱交換器22cに流入する。
負荷側熱交換器22cに流入した冷媒は、負荷側熱交換器22cを流れながら周囲の空気と熱交換して凝縮し液化する。つまり、負荷側熱交換器22cは凝縮器として機能しており、冷媒が周囲に放熱することによって、室内等の空調対象空間の暖房が行われる。負荷側熱交換器22cから流出した液冷媒は、絞り装置21cで減圧されて、中間圧となり、液配管404cに流れる。液配管404cを流れて第3負荷側ユニット300cから流出した冷媒は、第2中継ユニット200cに流入する。第2中継ユニット200cに流入した冷媒は、第1絞り装置14cを流れた冷媒と合流する。合流した冷媒は、第2絞り装置15c、第2冷媒熱交換器17cの二次側流路、および第1冷媒熱交換器16aの二次側流路を通って、第2中継ユニット200cから流出する。第2中継ユニット200cから流出した冷媒は、第1中継ユニット200aから流出した冷媒と合流して、熱源側ユニット100に流入する。
熱源側ユニット100に流入した冷媒は、逆止弁5b、流路切替装置2を経由してアキュムレータ4へ流入する。アキュムレータ4の冷媒は、圧縮機1に吸入されて再び圧縮される。
上記のように、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、圧縮機1と熱源側熱交換器3とを備えた少なくとも1台の熱源側ユニット100と、絞り装置21と負荷側熱交換器22とをそれぞれが備えた複数台の負荷側ユニット300と、熱源側ユニット100と複数台の負荷側ユニット300との間に配設された複数台の中継ユニット200と、が接続され、冷媒が循環する冷媒回路500Aを有し、複数台の中継ユニット200は、第1中継ユニット200aと第2中継ユニット200cとを含み、第1中継ユニット200aと第2中継ユニット200cとは、熱源側ユニット100と並列に接続されており、複数台の負荷側ユニット300は、第1中継ユニット200aに接続された負荷側ユニット300と、第2中継ユニット200cに接続された負荷側ユニット300と、を含むものである。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、複数台の中継ユニット200を備えているため、複数台の中継ユニット200のそれぞれを小型化することができる。複数台の中継ユニット200のそれぞれが小型化されることによって、例えば、複数台の中継ユニット200のそれぞれの設置場所の自由度が向上される。
また、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500は、複数台の中継ユニット200を備えているため、複数台の中継ユニット200のそれぞれに流れる冷媒の流量が低減される。したがって、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500によれば、冷媒が複数台の中継ユニット200のそれぞれに流れるときの冷媒流動音が抑制される。
さらに、この実施の形態の例の冷凍サイクル装置500によれば、中継ユニット200を増設することで負荷側ユニット300を増設することができるため、1台の中継ユニットに負荷側ユニットを増設するような場合と比較して、汎用性が向上されている。
例えば、熱源側ユニット100は、熱源側熱交換器3を、凝縮器として機能させまたは蒸発器として機能させるように流路を切り替える流路切替装置2をさらに備え、第1中継ユニット200aおよび第2中継ユニット200cのそれぞれは、負荷側ユニット300と接続され液冷媒が流れる液配管404a,404cと、負荷側ユニット300と接続されガス冷媒が流れるガス配管403a,403cと、熱源側ユニット100から流入した冷媒を液配管404a,404cまたはガス配管403a,403cに流すように流路を切り替える切替装置123と、を備えている。上記の構成とすることで、複数の運転モードを実行することができる冷凍サイクル装置500が得られる。なお、上記のように、中継ユニット200の構成が複雑化した場合に、中継ユニット200の小型化、および中継ユニット200における冷媒流動音の低減の効果が顕著となる。
また例えば、第1中継ユニット200aおよび第2中継ユニット200cのそれぞれは、熱源側ユニット100から流入した冷媒を、液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器11a,11cをさらに備えている。中継ユニット200が気液分離器11を備えることによって、複数台の負荷側ユニット300のそれぞれで、冷房運転または暖房運転を選択的に実行する、冷房暖房混在運転を実行することができる冷凍サイクル装置500が得られる。なお、上記のように、中継ユニット200の構成が複雑化した場合に、中継ユニット200の小型化、および中継ユニット200における冷媒流動音の低減の効果が顕著となる。
また例えば、接続配管405は、第1中継ユニット200aの液配管404aと、第2中継ユニット200cの液配管404cと、を接続している。複数台の中継ユニット200の液配管404同士を接続する接続配管405を有する構成とすることで、例えば、第1中継ユニット200aに接続された負荷側ユニット300で負荷が大きい暖房運転を実行し、第2中継ユニット200cに接続された負荷側ユニット300で負荷が小さい冷房運転を実行する、暖房主体運転を実行することができる。
この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
1 圧縮機、2 流路切替装置、3 熱源側熱交換器、4 アキュムレータ、5a~5d 逆止弁、6 第1接続配管、7 第2接続配管、11 気液分離器、12 第1開閉弁、13 第2開閉弁、14 第1絞り装置、15 第2絞り装置、16 第1冷媒熱交換器、17 第2冷媒熱交換器、18 配管、19 配管、20 配管、21 絞り装置、22 負荷側熱交換器、50 冷媒流制御部、100 熱源側ユニット、123 切替装置、200 中継ユニット、300 負荷側ユニット、401 低圧配管、402 高圧配管、403 ガス配管、404 液配管、405 接続配管、500 冷凍サイクル装置、500A 冷媒回路。
Claims (4)
- 圧縮機と熱源側熱交換器とを備えた少なくとも1台の熱源側ユニットと、
絞り装置と負荷側熱交換器とをそれぞれが備えた複数台の負荷側ユニットと、
前記熱源側ユニットと複数台の前記負荷側ユニットとの間に配設された複数台の中継ユニットと、が接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有し、
複数台の前記中継ユニットは、第1中継ユニットと第2中継ユニットとを含み、
前記第1中継ユニットと前記第2中継ユニットとは、前記熱源側ユニットと並列に接続されており、
複数台の前記負荷側ユニットは、前記第1中継ユニットに接続された負荷側ユニットと、前記第2中継ユニットに接続された負荷側ユニットと、を含む、
冷凍サイクル装置。 - 前記熱源側ユニットは、前記熱源側熱交換器を、凝縮器として機能させまたは蒸発器として機能させるように流路を切り替える流路切替装置をさらに備え、
前記第1中継ユニットおよび前記第2中継ユニットのそれぞれは、前記負荷側ユニットと接続され液冷媒が流れる液配管と、前記負荷側ユニットと接続されガス冷媒が流れるガス配管と、前記熱源側ユニットから流入した冷媒を前記液配管または前記ガス配管に流すように流路を切り替える切替装置と、を備えた、
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1中継ユニットおよび前記第2中継ユニットのそれぞれは、前記熱源側ユニットから流入した冷媒を、液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器をさらに備えた、
請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1中継ユニットの前記液配管と、前記第2中継ユニットの前記液配管と、を接続する、接続配管をさらに有する、
請求項2または請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
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|---|---|---|---|
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Citations (5)
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-
2015
- 2015-11-10 WO PCT/JP2015/081616 patent/WO2017081751A1/ja not_active Ceased
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