專利名稱：空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)裝置，尤其涉及一種具有多個(gè)利用單元的空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
在用于高層建筑的空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置中，從保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，一種HFC系制冷劑、即R407正逐漸取代R22作為運(yùn)行制冷劑被使用。
這種用于高層建筑的空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置由于具有多個(gè)利用單元，運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷變動(dòng)很大，伴隨著運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的變動(dòng)，制冷劑回路內(nèi)的制冷劑循環(huán)量也發(fā)生變動(dòng)，在制冷劑回路內(nèi)發(fā)生剩余制冷劑的增減。該剩余制冷劑作為液體制冷劑被存儲(chǔ)在與壓縮機(jī)吸入側(cè)連接的儲(chǔ)液器中。
然而，若將剩余制冷劑存儲(chǔ)在存儲(chǔ)中，由于R407是非共沸混合制冷劑，在冷凍循環(huán)過程中的蒸發(fā)過程、即利用單元的利用側(cè)熱交換器中制冷劑的蒸發(fā)過程(制冷運(yùn)行時(shí))、或熱源單元的熱源側(cè)熱交換器中的制冷劑的蒸發(fā)過程(制熱運(yùn)行時(shí))中，會(huì)使制冷劑發(fā)生組成變化，在儲(chǔ)液器內(nèi)的氣相時(shí)，低沸點(diǎn)成分的R32成為高濃度狀態(tài)，在儲(chǔ)液器內(nèi)的液相時(shí)，高沸點(diǎn)成分的R134a成為高濃度狀態(tài)。因此R32濃度高的制冷劑被吸入壓縮機(jī)而在制冷劑回路內(nèi)循環(huán)，可能使空調(diào)裝置整體無法獲得R407C的本來性能。
針對(duì)這個(gè)問題，以往的空調(diào)裝置是利用旁通管來連接儲(chǔ)液器與供高壓液體制冷劑流動(dòng)的制冷劑配管，以抑制制冷劑的組成變化，或是檢測(cè)制冷劑的組成，以對(duì)應(yīng)該組成變化進(jìn)行最合適的運(yùn)行控制(參照專利文獻(xiàn)1、2、3、4。)。另外，還有一種空調(diào)裝置是將剩余制冷劑存儲(chǔ)在與供高壓液體制冷劑流動(dòng)的制冷劑配管連接的儲(chǔ)液器內(nèi)，以抑制伴隨蒸發(fā)過程的制冷劑組成變化(例如參照專利文獻(xiàn)5)。
專利文獻(xiàn)1特開平8-35725號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平10-220880號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平10-332211號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平11-173698號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開2001-183020號(hào)公報(bào)上述的使用R407C的前一種空調(diào)裝置在利用旁通管連接儲(chǔ)液器與供高壓液體制冷劑流動(dòng)的制冷劑配管時(shí)，制冷劑回路的構(gòu)成以及運(yùn)行控制會(huì)復(fù)雜化。
另一方面，上述的使用R407C的后一種空調(diào)裝置在使用接收器取代儲(chǔ)液器與供壓液體制冷劑流動(dòng)的制冷劑配管連接時(shí)，與前一種相比，制冷劑回路的構(gòu)成以及運(yùn)行控制不復(fù)雜，這是其優(yōu)點(diǎn)。
然而，最近在用于高層建筑空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置的領(lǐng)域中，為了空調(diào)性能的提高和機(jī)器小型化，也開發(fā)和生產(chǎn)出一種使用飽和壓力高于R407C的制冷劑(例如R410A或HC系制冷劑)的產(chǎn)品。然而，在使用飽和壓力高于R407C的制冷劑時(shí)，與使用R407C時(shí)相比，由于在制冷劑回路內(nèi)流動(dòng)的制冷劑的使用壓力最大值(大多高于標(biāo)準(zhǔn)使用壓力約1MPa，以下稱為最高使用壓力)升高，因此必須增加構(gòu)成制冷劑回路的部件的耐壓強(qiáng)度。尤其是，與家用空調(diào)等較小型空調(diào)裝置相比，高層建筑所使用的空調(diào)裝置中構(gòu)成制冷劑回路的部件尺寸較大，因此供高壓制冷劑流動(dòng)冷劑回路部分(以下稱為高壓部)的最高使用壓力也升高，因此不得不增加構(gòu)成制冷劑回路的部件的耐壓強(qiáng)度，有增加成本的傾向。因此，具有上述那種作為高壓部構(gòu)成部件之一的儲(chǔ)液器的空調(diào)裝置中，為了使儲(chǔ)液器的耐壓強(qiáng)度增加，必須增大壁厚，從而使成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在具有多個(gè)利用單元的空調(diào)裝置中即使因使用飽和壓力高于R407C的制冷劑而導(dǎo)致制冷劑回路的最高使用壓力升高，也能抑制構(gòu)成制冷劑回路的部件的成本增加。
技術(shù)方案1的空調(diào)裝置具有多個(gè)利用單元，并具有蒸汽壓縮式致冷劑回路與儲(chǔ)液器。蒸汽壓縮式制冷劑回路包含連接有可允許最高使用壓力為3.3Mpa或更大的高壓制冷劑流過的部件而構(gòu)成的高壓部、及連接有只允許低于最高使用壓力3.3MPa的低壓制冷劑流過的部件而構(gòu)成的低壓部。儲(chǔ)液器(25)為構(gòu)成所述低壓部的部件之一，可將在所述制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑作為液體制冷劑存儲(chǔ)。在低壓部以及高壓部流動(dòng)的制冷劑為模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑。
在使用R407C作為空調(diào)裝置運(yùn)作制冷劑的情況下，高壓部的標(biāo)準(zhǔn)使用壓力約為2.0MPa。因此，在使用R407C作為運(yùn)作制冷劑的空調(diào)裝置中，高壓部的最高使用壓力大多為高出標(biāo)準(zhǔn)使用壓力2.0MPa約1MPa左右的3.0～3.3MPa。因此，使用R407C作為運(yùn)作制冷劑的空調(diào)裝置中，構(gòu)成高壓部的部件只需具有能夠承受3.3MPa的耐壓強(qiáng)度。
另一方面，若使用飽和壓力高于R407C的制冷劑，由于高壓部的最高使用壓力會(huì)超過3.3MPa，這樣一來就要求構(gòu)成高壓部的部件具有承受3.3MPa以上壓力的耐壓強(qiáng)度。尤其是容器和配管，并不是制造出具有根據(jù)高壓部最高使用壓力算出的最合適壁厚的素材后進(jìn)行加工，而通常是從JIS等規(guī)格品中選出具有滿足最高使用壓力條件的壁厚的素材進(jìn)行加工。因此，使用飽和壓力高于R407C的制冷劑會(huì)大幅增加壁厚，會(huì)使構(gòu)成制冷劑回路的成本增加超過必要范圍。
本發(fā)明的空調(diào)裝置為了防止如上不必要成本的增加，采用模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑作為飽和壓力高于R407C的制冷劑，同時(shí)在最高使用壓力低于3.3MPa的低壓部設(shè)置可存儲(chǔ)伴隨多個(gè)利用單元運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的變動(dòng)而增減的剩余制冷劑的儲(chǔ)液器，因此高壓部無需設(shè)置接收器，且無需如使用非共沸混合制冷劑時(shí)那樣設(shè)置防止制冷劑組成變化的旁通管等部件。
這樣一來，即使因使用飽和壓力高于R407C的制冷劑導(dǎo)致制冷劑回路的最高使用壓力升高，也能防止構(gòu)成制冷劑回路的部件的成本增加。
技術(shù)方案2的空調(diào)裝置具有將低壓氣體制冷劑壓縮、以排出高壓氣體制冷劑的壓縮機(jī)；可作為蒸發(fā)器以及凝縮器工作的熱源側(cè)熱交換器；互相并列連接、可作為凝縮器以及蒸發(fā)器工作的多個(gè)利用側(cè)熱交換器；連接于所述利用側(cè)熱交換器和所述熱源側(cè)熱交換器之間的膨脹機(jī)構(gòu)；可在如下狀態(tài)之間進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)即，將所述熱源側(cè)熱交換器的氣體側(cè)與所述壓縮機(jī)的排出側(cè)連接、且將所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)與所述利用側(cè)熱交換器的氣體側(cè)連接、以將低壓氣體制冷劑吸入壓縮機(jī)的狀態(tài)，以及將所述熱源側(cè)熱交換器的氣體側(cè)與所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)連接、且將所述壓縮機(jī)的排出側(cè)與所述利用側(cè)熱交換器的氣體側(cè)連接、以使高壓氣體制冷劑流入所述利用側(cè)熱交換器的狀態(tài)；連接于所述切換機(jī)構(gòu)和所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)之間、能夠?qū)⒌蛪旱闹评鋭┳鳛橐后w制冷劑存儲(chǔ)的儲(chǔ)液器，包含所述儲(chǔ)液器、且由所述切換機(jī)構(gòu)與所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)連接后構(gòu)成的低壓部可以只允許低于最高使用壓力3.3MPa的低壓制冷劑流過，作為所述低壓部以外的部分，由所述壓縮機(jī)、所述熱源側(cè)熱交換器、所述多個(gè)利用側(cè)熱交換器以及所述切換機(jī)構(gòu)連接后構(gòu)成的高壓部可流過最高使用壓力為3.3Mpa或更大的高壓制冷劑，流動(dòng)在所述低壓部以及所述高壓部的制冷劑為具有高于R407C的飽和壓力特性的模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑。
在使用R407C作為空調(diào)裝置運(yùn)作制冷劑的情況下，高壓部的標(biāo)準(zhǔn)使用壓力約為2.0MPa。因此，使用R407C作為運(yùn)作制冷劑的空調(diào)裝置中，高壓部的最高使用壓力大多為高出標(biāo)準(zhǔn)使用壓力2.0MPa約1MPa左右的3.0～3.3MPa。因此，使用R407C作為運(yùn)作制冷劑的空調(diào)裝置中，構(gòu)成高壓部的部件只需具有能夠承受3.3MPa的耐壓強(qiáng)度。
另一方面，若使用飽和壓力高于R407C的制冷劑，由于高壓部的最高使用壓力會(huì)超過3.3MPa，這樣一來就要求構(gòu)成高壓部的部件具有承受3.3MPa以上壓力的耐壓強(qiáng)度。尤其是容器和配管，并不是制造出具有根據(jù)高壓部最高使用壓力算出的最合適壁厚的素材后進(jìn)行加工，而通常是從JIS等規(guī)格品中選出具有滿足最高使用壓力條件的壁厚的素材進(jìn)行加工。因此，使用飽和壓力高于R407C的制冷劑會(huì)大幅增加壁厚，會(huì)使構(gòu)成制冷劑回路的成本增加超過必要范圍。
本發(fā)明的空調(diào)裝置為了防止如上不必要成本的增加，采用模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑作為飽和壓力高于R407C的制冷劑，同時(shí)在最高使用壓力低于3.3MPa的低壓部設(shè)置可存儲(chǔ)伴隨多個(gè)利用單元運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的變動(dòng)而增減的剩余制冷劑的儲(chǔ)液器，因此高壓部無需設(shè)置接收器，且無需如使用非共沸混合制冷劑時(shí)那樣設(shè)置防止制冷劑組成變化的旁通管等部件。
這樣一來，即使因使用飽和壓力高于R407C的制冷劑導(dǎo)致制冷劑回路的最高使用壓力升高，也能防止構(gòu)成制冷劑回路的部件的成本增加。
技術(shù)方案3是在技術(shù)方案2的空調(diào)裝置中，還具有檢測(cè)所述熱源側(cè)熱交換器的液體側(cè)制冷劑溫度的熱源側(cè)溫度檢測(cè)器、檢測(cè)所述各利用側(cè)熱交換器的液體側(cè)制冷劑溫度的利用側(cè)溫度檢測(cè)器、檢測(cè)所述壓縮機(jī)的排出側(cè)制冷劑壓力的高壓壓力檢測(cè)器，根據(jù)用所述熱源側(cè)溫度檢測(cè)器、所述利用側(cè)溫度檢測(cè)器以及所述高壓壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的制冷劑溫度以及制冷劑壓力值，調(diào)節(jié)所述膨脹機(jī)構(gòu)的開度，以在所述熱源側(cè)熱交換器作為凝縮器工作時(shí)使所述熱源側(cè)熱交換器液體側(cè)的液體制冷劑成為預(yù)定的過冷卻狀態(tài)，并且調(diào)節(jié)所述膨脹機(jī)構(gòu)的開度，以在所述利用側(cè)熱交換器作為凝縮器工作時(shí)使所述利用側(cè)熱交換器液體側(cè)的液體制冷劑成為預(yù)定的過冷卻狀態(tài)。
該空調(diào)裝置在如制冷運(yùn)行時(shí)那樣將熱源側(cè)熱交換器作為凝縮器工作時(shí)，通過使凝縮的制冷劑成為規(guī)定的過冷卻狀態(tài)，可將伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷變化而增減的剩余制冷劑可靠地存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器內(nèi)。另外，即使在如制熱運(yùn)行時(shí)那樣將利用側(cè)熱交換器作為凝縮器工作時(shí)，通過使凝縮的制冷劑成為規(guī)定的過冷卻狀態(tài)，可將伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷變化而增減的剩余制冷劑可靠地存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器內(nèi)。
技術(shù)方案4是在技術(shù)方案1～3中的任一空調(diào)裝置中，在低壓部以及高壓部流動(dòng)的制冷劑包含R32。
該空調(diào)裝置由于使用包含熱搬送能力高的R32制冷劑，因此可提高空調(diào)能力。
技術(shù)方案5是在技術(shù)方案1～3中的任一空調(diào)裝置，在低壓部以及高壓部流動(dòng)的制冷劑為R410A。
該空調(diào)裝置由于使用R410A，能夠比R407C進(jìn)一步提高空調(diào)能力。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的空調(diào)裝置的概略制冷劑回路圖。
圖2是說明空調(diào)裝置冷凍循環(huán)的莫里哀線圖。
圖3是使用壓力與壁厚的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
(1)空調(diào)裝置的整體構(gòu)成圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的空調(diào)裝置的概略制冷劑回路圖?？照{(diào)裝置1是可用于高層建筑等的冷制熱的裝置，該空調(diào)裝置具有熱源單元2、與其并列連接的多臺(tái)(本實(shí)施例中為2臺(tái))利用單元5、連接熱源單元2與利用單元5用的液體制冷劑配管6以及氣體制冷劑配管7。
空調(diào)裝置1在本實(shí)施例相關(guān)中，使用飽和壓力高于R407C的模擬共沸混合制冷劑R410A(R32150wt％、R12550wt％)作為運(yùn)作制冷劑。R410A中，熱搬運(yùn)能力較高的R32的含量高于R407C，因此能夠提高空調(diào)裝置1的空調(diào)能力。
(2)利用單元的構(gòu)成利用單元5主要由利用側(cè)膨脹閥51、利用側(cè)熱交換器52以及連接它們的配管所構(gòu)成。
利用側(cè)膨脹閥51在本實(shí)施例中，是用于調(diào)節(jié)制冷劑壓力以及制冷劑流量等的電動(dòng)膨脹閥，它與利用側(cè)熱交換器52的液體側(cè)連接。
利用側(cè)熱交換器52在本實(shí)施例中，當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)作為制冷劑蒸發(fā)器對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻，當(dāng)制熱運(yùn)行時(shí)作為制冷劑凝縮器對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱。另外，利用側(cè)熱交換器52上設(shè)置有用于檢測(cè)制冷劑溫度的利用側(cè)溫度檢測(cè)器53。本實(shí)施例中，利用側(cè)溫度檢測(cè)器53是配置在利用側(cè)熱交換器52液體側(cè)的熱敏電阻。
(3)熱源單元的構(gòu)成熱源單元2主要由壓縮機(jī)21、四路切換閥22、熱源側(cè)熱交換器23、熱源側(cè)膨脹閥24、儲(chǔ)液器25、液體側(cè)隔離閥26、氣體側(cè)隔離閥27以及連接它們的的配管構(gòu)成。
壓縮機(jī)21在本實(shí)施例中，是壓縮低壓氣體制冷劑并排出高壓氣體制冷劑的容量可變式壓縮機(jī)。另外，在壓縮機(jī)21的排出側(cè)設(shè)有由檢測(cè)高壓氣體制冷劑壓力的壓力傳感器構(gòu)成的高壓壓力檢測(cè)器28。
四路切換閥22用于在作制冷運(yùn)行與制熱運(yùn)行切換時(shí)切換制冷劑的流向，在制冷運(yùn)行時(shí)，將壓縮機(jī)21的排出側(cè)與熱源側(cè)熱交換器23的氣體側(cè)連接，同時(shí)將壓縮機(jī)21的吸入側(cè)(具體說來就是儲(chǔ)液器25)與氣體制冷劑連接配管7側(cè)連接(參照?qǐng)D1中四路切換閥22的實(shí)線)，在進(jìn)行制熱運(yùn)行時(shí)，四路切換閥22將壓縮機(jī)21的排出側(cè)與氣體制冷劑連接配管7側(cè)連接，同時(shí)將壓縮機(jī)21的吸入側(cè)與熱源側(cè)熱交換器23的氣體側(cè)連接(參照?qǐng)D1中四路切換閥22的虛線)。
熱源側(cè)熱交換器23在本實(shí)施例中，制冷運(yùn)行時(shí)作為以室外空氣或水作為熱源的制冷劑的凝縮器，制熱運(yùn)行時(shí)則作為以室外空氣或水作為熱源的制冷劑的蒸發(fā)器。另外，在熱源側(cè)熱交換器23上設(shè)有用于檢測(cè)制冷劑溫度的熱源側(cè)溫度檢測(cè)器29。在本實(shí)施例中，熱源側(cè)溫度檢測(cè)器29是配置在熱源側(cè)熱交換器23的液體側(cè)的熱敏電阻。
熱源側(cè)膨脹閥24與熱源側(cè)熱交換器23的液體側(cè)連接，本實(shí)施例中，是用于調(diào)節(jié)熱源側(cè)熱交換器23與利用側(cè)熱交換器52之間的制冷劑流量的電動(dòng)膨脹閥。
儲(chǔ)液器25連接于四路切換閥22與壓縮機(jī)21之間，是用于存儲(chǔ)被吸入壓縮機(jī)21的低壓制冷劑以及剩余制冷劑的容器。
液體側(cè)隔離閥26以及氣體側(cè)隔離閥27分別與液體制冷劑連接配管6以及氣體制冷劑連接配管7連接。液體制冷劑連接配管6將利用單元5的利用側(cè)熱交換器52的液體側(cè)與熱源單元2的熱源側(cè)熱交換器23的液體側(cè)之間連接。氣體制冷劑連接配管7將利用單元5的利用側(cè)熱交換器52的氣體側(cè)與熱源單元2的四路切換閥22之間連接。
上述利用側(cè)膨脹閥51、利用側(cè)熱交換器52、壓縮機(jī)21、四路切換閥22、熱源側(cè)熱交換器23、熱源側(cè)膨脹閥24、儲(chǔ)液器25、液體側(cè)隔離閥26以及氣體側(cè)隔離閥27依次連接而成的制冷劑回路作為空調(diào)裝置1的制冷劑回路10。
(3)空調(diào)裝置的運(yùn)作以下利用圖1以及圖2說明空調(diào)裝置1在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。其中圖2是說明空調(diào)裝置冷凍循環(huán)的莫里哀線圖。
<制冷運(yùn)行時(shí)>
制冷運(yùn)行時(shí)，四路切換閥22的狀態(tài)如圖1中的實(shí)線所示，即，壓縮機(jī)21的排出側(cè)與熱源側(cè)熱交換器23的氣體側(cè)連接，且壓縮機(jī)21的吸入側(cè)與利用側(cè)熱交換器52的氣體側(cè)連接。另外，液體側(cè)隔離閥26、氣體側(cè)隔離閥27被打開，利用側(cè)膨脹閥51處于全開狀態(tài)。熱源側(cè)膨脹閥24處于可利用高壓壓力檢測(cè)器28與熱源側(cè)溫度檢測(cè)器29間的過冷卻控制進(jìn)行開度調(diào)節(jié)的狀態(tài)。說得更具體一點(diǎn)，根據(jù)高壓壓力檢測(cè)器28檢測(cè)出的高壓氣體制冷劑壓力值所對(duì)應(yīng)的飽和溫度與熱源側(cè)熱交換器29檢測(cè)出的高壓液體制冷劑溫度值之間的溫度差，算出高壓液體制冷劑的過冷卻度，并調(diào)節(jié)熱源側(cè)膨脹閥24的開度，以使過冷卻度變?yōu)橐?guī)定值。
在制冷劑回路10這樣的狀態(tài)下，若起動(dòng)壓縮機(jī)21，低壓氣體制冷劑(壓力Ps＝約0.9MPa、溫度Ts＝約15℃)就被吸入壓縮機(jī)21內(nèi)壓縮成為高壓氣體制冷劑(壓力Pd＝約3.0MPa、溫度Td＝約70℃) (參照?qǐng)D2中的點(diǎn)A以及點(diǎn)B)。此后，高壓氣體制冷劑經(jīng)由四路切換閥22被送入熱源側(cè)熱交換器23，與成為熱源的室外空氣或水進(jìn)行熱交換并被凝縮，使其冷卻比壓力Pd下的飽和溫度Tsat(溫度約50℃)略低的溫度Tc(約45℃)(參照?qǐng)D2中的點(diǎn)C)。在此，點(diǎn)C狀態(tài)下的高壓液體制冷劑的過冷卻度ΔTc(即Tsat-Tc)利用熱源側(cè)膨脹閥24的過冷卻控制保持不變(在此，ΔTc＝約5℃)。
而且，該凝縮后的液體制冷劑對(duì)應(yīng)熱源側(cè)膨脹閥24的開度而被減壓成低壓的氣液二相制冷劑(壓力Ps＝約0.9MPa、溫度TD＝約3℃) (參照?qǐng)D2中的點(diǎn)D)，并經(jīng)由液體側(cè)隔離閥26以及液體制冷劑連接配管6被送往利用單元5。
被送往利用單元5的氣液二相制冷劑經(jīng)由利用側(cè)膨脹閥51后，在利用側(cè)熱交換器52內(nèi)與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換并被蒸發(fā)，再次成為低壓氣體制冷劑(壓力Ps＝約0.9MPa、溫度Ts＝約15℃) (參照?qǐng)D2中的點(diǎn)A)。該低壓氣體制冷劑經(jīng)由氣體制冷劑連接配管7、氣體側(cè)隔離閥27以及四路切換閥22流入儲(chǔ)液器25。流入儲(chǔ)液器25的低壓氣體制冷劑再次被吸入壓縮機(jī)21。
如上所述，利用熱源側(cè)膨脹閥24的過冷卻控制使點(diǎn)C狀態(tài)下的高壓液體制冷劑的過冷卻度ΔTc保持不變，因此即使利用單元5的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)、制冷劑循環(huán)量變化，也能保證圖2所示的冷凍循環(huán)那樣的狀態(tài)變化，并將剩余制冷劑存儲(chǔ)于儲(chǔ)液器25中。
另外，在低壓液體制冷劑與低壓氣體制冷劑一起從利用側(cè)熱交換器52流入儲(chǔ)液器25時(shí)，或剩余制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器25中時(shí)，在儲(chǔ)液器25進(jìn)行低壓氣體制冷劑與低壓液體制冷劑間的氣液分離，只有低壓氣體制冷劑被吸入壓縮機(jī)21。此時(shí)，本實(shí)施例由于使用模擬共沸混合制冷劑之一的R410A作為運(yùn)作制冷劑，因此可通過儲(chǔ)液器25中的氣液分離，使被吸入壓縮機(jī)21的低壓氣體制冷劑的制冷劑組成與存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器25內(nèi)的液體制冷劑的制冷劑組成保持不變。
<制熱運(yùn)行時(shí)>
制熱運(yùn)行時(shí)，四路切換閥22的狀態(tài)如圖1中的虛線所示，即壓縮機(jī)21的排出側(cè)與利用側(cè)熱交換器52的氣體側(cè)連接，且壓縮機(jī)21的吸入側(cè)與熱源側(cè)熱交換器23的氣體側(cè)連接。另外，液體側(cè)隔離閥26、氣體側(cè)隔離閥27被打開，熱源側(cè)膨脹閥24處于全開狀態(tài)。利用側(cè)膨脹閥51處于可利用高壓壓力檢測(cè)器28與利用側(cè)溫度檢測(cè)器53的過冷卻控制進(jìn)行開度調(diào)節(jié)的狀態(tài)。說得更具體一點(diǎn)，根據(jù)高壓壓力檢測(cè)器28檢測(cè)出的高壓氣體制冷劑壓力值所對(duì)應(yīng)的飽和溫度與利用側(cè)熱交換器53檢測(cè)出的高壓液體制冷劑溫度值之間的溫度差，算出高壓液體制冷劑的過冷卻度，并調(diào)節(jié)利用側(cè)膨脹閥51的開度，以使過冷卻度變?yōu)橐?guī)定值。
在制冷劑回路10這樣的狀態(tài)下，若起動(dòng)壓縮機(jī)21，低壓氣體制冷劑就被吸入壓縮機(jī)21內(nèi)壓縮成為高壓氣體制冷劑，然后經(jīng)由四路切換閥22、氣體側(cè)隔離閥27以及氣體制冷劑連接配管7被送入利用單元5。且，被送入利用單元5的高壓氣體制冷劑在利用側(cè)熱交換器52中與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換并被凝縮，冷卻至比高壓氣體制冷劑的飽和溫度略低的溫度。在此，點(diǎn)C狀態(tài)下的高壓液體制冷劑的過冷卻度由于利用側(cè)膨脹閥51的過冷卻控制而保持不變。凝縮后的液體制冷劑對(duì)應(yīng)利用側(cè)膨脹閥51的開度被減壓成為低壓的氣液二相制冷劑，經(jīng)由液體制冷劑連接配管6以及液體側(cè)隔離閥26被送往熱源單元2。被送往熱源單元2的氣液二相制冷劑經(jīng)由熱源側(cè)膨脹閥24后，在熱源側(cè)熱交換器23內(nèi)與成為熱源的室外空氣或水進(jìn)行熱交換并被蒸發(fā)，再次成為低壓氣體制冷劑，并經(jīng)由四路切換閥22流入儲(chǔ)液器25。且，流入儲(chǔ)液器25的低壓氣體制冷劑再次被吸入壓縮機(jī)21。
如上所述，在制熱運(yùn)行時(shí)，制冷劑的流向與制冷運(yùn)行時(shí)相反，且通過利用側(cè)膨脹閥51進(jìn)行過冷卻控制，除了這兩點(diǎn)不同外，制冷劑的狀態(tài)變化與圖2所示的冷凍循環(huán)的狀態(tài)變化相同。
(4)構(gòu)成制冷劑回路的部件的設(shè)計(jì)壓力從上述空調(diào)裝置1制冷運(yùn)行時(shí)以及制熱運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行說明可知，制冷劑回路10由供高壓制冷劑流動(dòng)的制冷劑回路部分、即高壓部10a和只有低壓制冷劑流過的制冷劑回路部分、即低壓部10b構(gòu)成。具體說來，低壓部10b是將包含儲(chǔ)液器25的四路切換閥22與壓縮機(jī)21吸入側(cè)連接的部分，高壓部10a是制冷劑回路10中除去低壓部10b以外的部分。
在此，對(duì)構(gòu)成高壓部10a的部件(具體說來就是壓縮機(jī)21、四路切換閥22、熱源側(cè)熱交換器23、熱源側(cè)膨脹閥24、液體側(cè)隔離閥26、氣體側(cè)隔離閥27、利用側(cè)膨脹閥51以及利用側(cè)熱交換器52)以及配管，針對(duì)上述高壓制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)使用壓力(約3.0MPa)而留有約1MPa的余地，以便使最高使用壓力(約4MPa)的高壓制冷劑可流過上述部件及配管。另外，對(duì)構(gòu)成低壓部10b的部件(具體說來就是儲(chǔ)液器25) 以及配管，針對(duì)上述低壓制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)使用壓力(約0.9MPa)而留有約1MPa的余地，以使最高使用壓力(約2MPa)的低壓制冷劑可流過上述部件及配管。
(5)空調(diào)裝置的特征本實(shí)施例的空調(diào)裝置1具有以下特征。
(A)本實(shí)施例的空調(diào)裝置1由于使用飽和壓力高于R407C的R410A作為制冷劑，同時(shí)在最高使用壓力低于3.3MPa的低壓部10b設(shè)置有可存儲(chǔ)伴隨多個(gè)利用單元5的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的變動(dòng)而增減的剩余制冷劑的儲(chǔ)液器25，因此高壓部10a無需設(shè)置接收器。
因此，空調(diào)裝置1即使因使用飽和壓力高于R407C的制冷劑而導(dǎo)致制冷劑回路的最高使用壓力升高，也能抑制構(gòu)成制冷劑回路部件的成本增加。
關(guān)于抑制成本增加的效果，以下就使用R410A作為制冷劑而導(dǎo)致制冷劑回路的最高使用壓力升高時(shí)的情況，將本實(shí)施例的在低壓部10b設(shè)置儲(chǔ)液器25的情況與以往在高壓部10a設(shè)置接收器(無圖示)的情況作一比較。
例如，使用JIS規(guī)格品STPG370E(壓力配管用碳素鋼鋼管)為素材，加工制造公稱直徑10英寸的圓筒狀儲(chǔ)液器25以及接收器時(shí)，考慮選擇規(guī)格(schedule)20(壁厚6.4mm)或規(guī)格30(壁厚7.8mm)。且，如圖3的使用壓力與壁厚關(guān)系圖所示，規(guī)格30的素材最高可使用至4.3MPa。
在此，由于儲(chǔ)液器25的最高使用壓力約為2.0MPa(低壓部10b的最高使用壓力)，因此即使用規(guī)格20的素材，也具有足夠的耐壓強(qiáng)度，可以選用。另一方面，由于接收器的最高使用壓力約為4.0MPa(高壓部10a的最高使用壓力)，因此不能使用規(guī)格20的素材，而且，從計(jì)算上來說，雖然約7.4mm的壁厚已足夠，卻必須選擇規(guī)格30的素材。
像這樣使用R407C作為空調(diào)裝置運(yùn)作制冷劑時(shí)，由于高壓部的最高使用壓力在3.0～3.3MPa之間，因此可使用規(guī)格20的素材，然而當(dāng)如本實(shí)施例那樣使用R410A等飽和壓力高于R407C的制冷劑時(shí)，若使用接收器作為存儲(chǔ)剩余制冷劑的容器，會(huì)大幅增加壁厚，會(huì)增加構(gòu)成制冷劑回路的部件的不必要的成本。換句話說，如上所述，在使用R410A等飽和壓力高于R407C的制冷劑時(shí)，采用儲(chǔ)液器代替接收器作為存儲(chǔ)剩余制冷劑的容器可防止成本增加。
(B)另外，由于R410A是模擬共沸混合制冷劑，故即使采用儲(chǔ)液器25作為存儲(chǔ)剩余制冷劑的容器，也無須如使用R407C等非共沸混合制冷劑時(shí)那樣設(shè)置防止制冷劑組成變化的旁通管等部件，從而能夠防止構(gòu)成制冷劑回路部件成本的增加。
(C)空調(diào)裝置1在制冷運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)高壓壓力檢測(cè)器28檢測(cè)出的高壓氣體制冷劑的壓力值與熱源側(cè)熱交換器29檢測(cè)出的高壓液體制冷劑的溫度值之間的溫度差，算出高壓液體制冷劑的過冷卻度，并調(diào)節(jié)熱源側(cè)膨脹閥24的開度，以使過冷卻度變?yōu)橐?guī)定值，因此可將伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷變化而增減的剩余制冷劑可靠地存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器25內(nèi)。另外，在制熱運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)高壓壓力檢測(cè)器28檢測(cè)出的高壓氣體制冷劑的壓力值與利用側(cè)熱交換器53檢測(cè)出的高壓液體制冷劑的溫度值之間的溫度差，算出高壓液體制冷劑的過冷卻度，并調(diào)節(jié)利用側(cè)膨脹閥51的開度，以使過冷卻度變?yōu)橐?guī)定值，因此可將伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷變化而增減的剩余制冷劑可靠地存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器25內(nèi)。
(6)其他實(shí)施例以上根據(jù)

了本發(fā)明實(shí)施例，然而具體構(gòu)成并不限于上述實(shí)施例，在不偏離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)都可以變更。
(A)前述實(shí)施例中的空調(diào)裝置具有可進(jìn)行制冷及制熱運(yùn)行的制冷劑回路，然而并不限于此，具有不設(shè)四路切換閥的制冷專用或制熱專用制冷劑回路的空調(diào)裝置也同樣適用于本發(fā)明。
(B)在前述實(shí)施例中，采用模擬共沸混合制冷劑之一的R410A作為運(yùn)作制冷劑，然而并不限于此，也可采用R410B(R3245wt％、R12555wt％)等R32∶R125組成比不同于R410A的模擬共沸混合制冷劑或R32等單一制冷劑、其他模擬共沸混合制冷劑或共沸混合制冷劑。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性若使用本發(fā)明，在具有多個(gè)利用單元的空調(diào)裝置中，即使因使用飽和壓力高于R407C的制冷劑而導(dǎo)致制冷劑回路的最高使用壓力升高，也能防止構(gòu)成制冷劑回路部件成本的增加。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)裝置(1)，具有多個(gè)利用單元(5)，其特征在于，具有蒸汽壓縮式制冷劑回路(10)與儲(chǔ)液器(25)，蒸汽壓縮式制冷劑回路(10)包含連接有可允許最高使用壓力為3.3Mpa或更大的高壓制冷劑流過的部件而構(gòu)成的高壓部(10a)、及連接有只允許低于最高使用壓力3.3MPa的低壓制冷劑流過的部件而構(gòu)成的低壓部(10b)，儲(chǔ)液器(25)為構(gòu)成所述低壓部的部件之一，可將在所述制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑作為液體制冷劑存儲(chǔ)，在所述低壓部以及所述高壓部流動(dòng)的制冷劑為具有高于R407C的飽和壓力特性的模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑。
2.一種空調(diào)裝置(1)，具有將低壓氣體制冷劑壓縮、以排出高壓氣體制冷劑的壓縮機(jī)(21)；可作為蒸發(fā)器以及凝縮器工作的熱源側(cè)熱交換器(23)；互相并列連接、可作為凝縮器以及蒸發(fā)器工作的多個(gè)利用側(cè)熱交換器(52)；連接于所述利用側(cè)熱交換器和所述熱源側(cè)熱交換器之間的膨脹機(jī)構(gòu)(24、51)；可在如下狀態(tài)之間進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)(22)即，將所述熱源側(cè)熱交換器的氣體側(cè)與所述壓縮機(jī)的排出側(cè)連接、且將所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)與所述利用側(cè)熱交換器的氣體側(cè)連接、以將低壓氣體制冷劑吸入壓縮機(jī)的狀態(tài)，以及將所述熱源側(cè)熱交換器的氣體側(cè)與所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)連接、且將所述壓縮機(jī)的排出側(cè)與所述利用側(cè)熱交換器的氣體側(cè)連接、以使高壓氣體制冷劑流入所述利用側(cè)熱交換器的狀態(tài)；連接于所述切換機(jī)構(gòu)和所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)之間、能夠?qū)⒌蛪旱闹评鋭┳鳛橐后w制冷劑存儲(chǔ)的儲(chǔ)液器(25)，包含所述儲(chǔ)液器、且由所述切換機(jī)構(gòu)與所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)連接后構(gòu)成的低壓部(10b)可以只允許低于最高使用壓力3.3MPa的低壓制冷劑流過，作為所述低壓部以外的部分，由所述壓縮機(jī)、所述熱源側(cè)熱交換器、所述多個(gè)利用側(cè)熱交換器以及所述切換機(jī)構(gòu)連接后構(gòu)成的高壓部(10a)可流過最高使用壓力為3.3Mpa或更大的高壓制冷劑，流動(dòng)在所述低壓部以及所述高壓部的制冷劑為具有高于R407C的飽和壓力特性的模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑。
3.如權(quán)利要求2所述的空調(diào)裝置(1)，其特征在于，還具有檢測(cè)所述熱源側(cè)熱交換器(23)的液體側(cè)制冷劑溫度的熱源側(cè)溫度檢測(cè)器(29)、檢測(cè)所述各利用側(cè)熱交換器(52)的液體側(cè)制冷劑溫度的利用側(cè)溫度檢測(cè)器(53)、檢測(cè)所述壓縮機(jī)(21)的排出側(cè)制冷劑壓力的高壓壓力檢測(cè)器(28)，根據(jù)用所述熱源側(cè)溫度檢測(cè)器、所述利用側(cè)溫度檢測(cè)器以及所述高壓壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的制冷劑溫度以及制冷劑壓力值，調(diào)節(jié)所述膨脹機(jī)構(gòu)(24)的開度，以在所述熱源側(cè)熱交換器作為凝縮器工作時(shí)使所述熱源側(cè)熱交換器液體側(cè)的液體制冷劑成為預(yù)定的過冷卻狀態(tài)，并且調(diào)節(jié)所述膨脹機(jī)構(gòu)(51)的開度，以在所述利用側(cè)熱交換器作為凝縮器工作時(shí)使所述利用側(cè)熱交換器液體側(cè)的液體制冷劑成為預(yù)定的過冷卻狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的空調(diào)裝置(1)，其特征在于，在所述低壓部(10b)以及所述高壓部(10a)流動(dòng)的制冷劑包含R32。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述空調(diào)裝置(1)，其特征在于，在所述低壓部(10b)以及所述高壓部(10a)流動(dòng)的制冷劑是R410A。
全文摘要
空調(diào)裝置(1)具有多個(gè)利用單元(5)，具有蒸汽壓縮式制冷劑回路(10)與儲(chǔ)液器(25)，蒸汽壓縮式制冷劑回路(10)包含連接有可允許最高使用壓力為3.3Mpa或更大的高壓制冷劑流過的部件而構(gòu)成的高壓部(10a)、及連接有只允許低于最高使用壓力3.3MPa的低壓制冷劑流過的部件而構(gòu)成的低壓部(10b)，儲(chǔ)液器(25)為構(gòu)成低壓部的部件之一，可將在制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑作為液體制冷劑存儲(chǔ)，在低壓部以及高壓部流動(dòng)的制冷劑為具有高于R407C的飽和壓力特性的模擬共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑或單一制冷劑。使用本發(fā)明，在具有多個(gè)利用單元的空調(diào)裝置中，即使制冷劑回路的最高使用壓力升高，也能防止構(gòu)成制冷劑回路部件成本的增加。
文檔編號(hào)F25B1/00GK1723373SQ20048000183
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者松岡弘宗 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社