制冷循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制冷循環(huán)裝置，其中，供熱水側(cè)液體延長配管（15）相對于水熱交換器（12）的容積比率為，制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中的必要制冷劑量與制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的必要制冷劑量相等時的供熱水側(cè)液體延長配管（15）相對于水熱交換器（12）的容積比率、即最小容積比率以上，在所述制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中，室內(nèi)側(cè)熱交換器（8）成為蒸發(fā)器，水熱交換器（12）成為冷凝器，從室內(nèi)側(cè)熱交換器（8）供給冷能，并且從水熱交換器（12）供給熱能；在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中，熱源側(cè)熱交換器（4）成為蒸發(fā)器，室內(nèi)側(cè)熱交換器（8）成為冷凝器，從室內(nèi)側(cè)熱交換器（8）供給熱能。
【專利說明】制冷循環(huán)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置，特別是涉及能夠獨立地進(jìn)行空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)(制冷運(yùn)轉(zhuǎn)、制熱運(yùn)轉(zhuǎn))以及供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)、并且能夠通過制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)而實施排熱回收運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，存在有在一個系統(tǒng)中能夠單獨地實施空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)和供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷循環(huán)裝置。作為這樣的裝置提出有如下的制冷循環(huán)裝置，該制冷循環(huán)裝置搭載有通過利用配管連接熱源單元、室內(nèi)單元和供熱水單元而形成的制冷劑回路，能夠同時實施空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)以及供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。在這樣的系統(tǒng)中，通過同時實施制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠?qū)⒅评鋾r的排熱吸收到供熱水熱中，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 196950號公報(第34_36頁，圖4等)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2001 — 248937號公報(第3_4頁，圖4等)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]在專利文獻(xiàn)I所記載的那樣的熱泵系統(tǒng)中，在利用制冷和供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行排熱回收時，熱源側(cè)熱交換器處于高壓環(huán)境(參照專利文獻(xiàn)I的圖4)。因此，在熱源側(cè)熱交換器中，因與外部氣體的熱交換將發(fā)生制冷劑的冷凝。此外，為了防止制冷劑滯留在熱源側(cè)熱交換器中，必須使一定程度的制冷劑流向熱源側(cè)熱交換器，不能夠?qū)⒅评渑艧嵬耆鳛楣崴疅岫厥铡?br> [0009]在專利文獻(xiàn)2所記載的那樣的熱泵供熱水空調(diào)器中，能夠在制冷和供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)時使室外側(cè)熱交換器處于低壓環(huán)境。因此，在這樣的系統(tǒng)中，能夠進(jìn)行將制冷排熱完全作為供熱水熱回收的完全排熱回收運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，在從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移時，由于切換四通閥，所以儲存在室外側(cè)熱交換器中的大量的制冷劑向壓縮機(jī)的吸入側(cè)流動，因此產(chǎn)生壓縮機(jī)回液的問題。此外，由于在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中室外側(cè)熱交換器處于低壓環(huán)境，所以在完全排熱回收運(yùn)轉(zhuǎn)時室外側(cè)熱交換器處于充滿低壓氣體制冷劑的狀態(tài)，在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中為了儲存大量的剩余制冷劑，需要內(nèi)容積(容量)較大的儲液器。
[0010]在僅實施制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷循環(huán)裝置(以下稱為標(biāo)準(zhǔn)機(jī))中，由于相比制冷運(yùn)轉(zhuǎn)，制熱運(yùn)轉(zhuǎn)所需的制冷劑量較少，所以在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時需要將剩余制冷劑儲存在儲液器中。相對于此，在專利文獻(xiàn)2所記載的那樣的熱泵供熱水空調(diào)器中，由于室外熱交換器充滿低壓氣體，所以相比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)所需的制冷劑量進(jìn)一步變少。其結(jié)果，在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)時，相比制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生更多的剩余制冷劑。為了儲存該剩余制冷劑，需要內(nèi)容積(容量)比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的儲液器更大的儲液器。因此，熱源單元箱體的外形尺寸變大，產(chǎn)生不能夠設(shè)置在有限的設(shè)置空間中的問題。
[0011]本發(fā)明就是為了解決上述那樣的課題而提出的，其目的在于獲得一種制冷循環(huán)裝置，該制冷循環(huán)裝置的儲液器的內(nèi)容積較小，成本低且熱源單元的外形尺寸與僅實施制冷制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)等同。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置，具有:具有壓縮機(jī)、熱源側(cè)熱交換器、膨脹閥以及儲液器的熱源單元，具有室內(nèi)側(cè)熱交換器的室內(nèi)單元，以及具有水熱交換器的供熱水單元，利用由室內(nèi)側(cè)液體延長配管以及室內(nèi)側(cè)氣體延長配管構(gòu)成的室內(nèi)側(cè)延長配管連接上述熱源單元和上述室內(nèi)單元，利用由供熱水側(cè)液體延長配管以及供熱水側(cè)氣體延長配管構(gòu)成的供熱水側(cè)延長配管連接上述熱源單元和上述供熱水單元，其中，上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述水熱交換器的容積比率，為制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中的必要制冷劑量與制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的必要制冷劑量相等時的上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述水熱交換器的容積比率、即最小容積比率以上，在所述制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述室內(nèi)側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器，上述水熱交換器成為冷凝器，從上述室內(nèi)側(cè)熱交換器供給冷能，并且，從上述水熱交換器供給熱能；在所述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述熱源側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器，上述室內(nèi)側(cè)熱交換器成為冷凝器，從上述室內(nèi)側(cè)熱交換器供給熱能。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置，由于使儲液器內(nèi)容積與僅實施制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)等同，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低成本且能夠使熱源單元的外形尺寸與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)等同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置的制冷劑回路結(jié)構(gòu)的概略制冷劑回路圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的制冷劑回路圖。
[0018]圖3是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的制冷劑回路圖。
[0019]圖4是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置的制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的制冷劑回路圖。
[0020]圖5是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置的制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的狀態(tài)遷移的p-h線圖。
[0021]圖6是表示在室內(nèi)側(cè)延長配管長度為Om的情況下供熱水側(cè)延長配管長度與各運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的必要制冷劑量的關(guān)系的圖。
[0022]圖7是表示空氣熱交換器為冷凝器的情況下的制冷劑的狀態(tài)的概略圖。
[0023]圖8是表示在擴(kuò)大供熱水側(cè)液體延長配管的配管內(nèi)徑的情況下供熱水側(cè)延長配管長度的最小長度的減少效果的圖。
[0024]圖9是表示在供熱水側(cè)延長配管長度為La的情況下各運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的必要制冷劑量相對于室內(nèi)側(cè)延長配管長度的變化的圖。
[0025]圖10是表示在室內(nèi)側(cè)延長配管長度長的情況下各運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量相對于供熱水側(cè)延長配管長度的關(guān)系的圖。
[0026]圖11是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置的室內(nèi)側(cè)延長配管長度以及供熱水側(cè)延長配管長度的設(shè)定順序的流程圖。
[0027]圖12是相對于供熱水側(cè)延長配管的配管長度選定配管直徑的示意圖。
[0028]圖13是表示并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)時的處理的流程的流程圖。
[0029]圖14是表示本發(fā)明實施方式2的制冷循環(huán)裝置的制冷劑回路結(jié)構(gòu)、特別是制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的概略制冷劑回路圖。
[0030]圖15是表示本發(fā)明實施方式3的制冷循環(huán)裝置的制冷劑回路結(jié)構(gòu)、特別是制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的概略制冷劑回路圖。
[0031]圖16是表示過冷卻熱交換器的結(jié)構(gòu)的概略圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0033]實施方式1.[0034]圖1是表示本發(fā)明實施方式I的制冷循環(huán)裝置100的制冷劑回路結(jié)構(gòu)的概略制冷劑回路圖。根據(jù)圖1對制冷循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)以及動作的一部分進(jìn)行說明。另外，在包括圖1的以下附圖中，各構(gòu)成部件的大小關(guān)系有時與實際的部件不同。
[0035]該制冷循環(huán)裝置100設(shè)置于一般住宅、辦公樓等，通過進(jìn)行蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠獨立地處理在室內(nèi)單元302中選擇的制冷指令(制冷接通/斷開)或者制熱指令(制熱接通/斷開)，或者供熱水單元303中的供熱水指令(供熱水接通/斷開)。另外，在該制冷循環(huán)裝置100中，能夠同時處理室內(nèi)單元302的制冷指令和供熱水單元303的供熱水指令。
[0036]{制冷循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)}
[0037]制冷循環(huán)裝置100具有熱源單元301、室內(nèi)單元302、供熱水單元303。熱源單元301和室內(nèi)單元302，利用作為制冷劑配管的室內(nèi)側(cè)液體延長配管7和作為制冷劑配管的室內(nèi)側(cè)氣體延長配管9進(jìn)行連接。熱源單元301和供熱水單元303，利用作為制冷劑配管的供熱水側(cè)氣體延長配管11和作為制冷劑配管的供熱水側(cè)液體延長配管15進(jìn)行連接。另外，用于制冷循環(huán)裝置100的制冷劑沒有特別的限定。例如，作為制冷劑可以使用R410A、R32、HF0-1234yf、碳?xì)浠衔锬菢拥淖匀恢评鋭┑?。此外，熱源單?01、室內(nèi)單元302、供熱水單元303的連接臺數(shù)并不限定于圖示的臺數(shù)。
[0038][熱源單元3Ol]
[0039]熱源單元301具有壓縮機(jī)1、排出電磁閥2a、排出電磁閥2b、四通閥3、熱源側(cè)熱交換器4、第I膨脹閥5、第2膨脹閥6、氣液分離器10、第3膨脹閥16、低壓均壓電磁閥18。
[0040]壓縮機(jī)I是吸入制冷劑并將該制冷劑壓縮成高溫高壓的狀態(tài)的裝置，例如可以由通過變頻器控制轉(zhuǎn)速類型的裝置構(gòu)成。在該壓縮機(jī)I上連接著排出側(cè)配管30和吸入側(cè)配管40。排出側(cè)配管30在中途(四通閥3以及后述的供熱水單元303的水熱交換器12的上游側(cè))分支。并且，在一方的排出側(cè)配管30a上設(shè)置有排出電磁閥2a，在另一方的排出側(cè)配管30b上設(shè)置有排出電磁閥2b。
[0041]排出電磁閥2a通過被控制開閉而向排出側(cè)配管30a導(dǎo)通或者不導(dǎo)通制冷劑。排出電磁閥2b通過被控制開閉而向排出側(cè)配管30b導(dǎo)通或者不導(dǎo)通制冷劑。在排出側(cè)配管30a的排出電磁閥2a的下游設(shè)置有四通閥3。在排出側(cè)配管30b的排出電磁閥2b的下游經(jīng)由供熱水側(cè)氣體延長配管11設(shè)置有供熱水單元303的水熱交換器12。另外，也可以將排出側(cè)配管30b與供熱水側(cè)氣體延長配管11連接，或者將排出側(cè)配管30b作為供熱水側(cè)氣體延長配管11。
[0042]四通閥3根據(jù)來自室內(nèi)單元302的指令切換制冷劑的流動。即，四通閥3切換從室內(nèi)單兀302發(fā)出制冷指令時的制冷劑的流動和發(fā)出制熱指令時的制冷劑的流動。
[0043]熱源側(cè)熱交換器4在從省略圖示的風(fēng)扇等送風(fēng)機(jī)供給的空氣與制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從空氣吸熱或者向空氣排熱。該熱源側(cè)熱交換器4例如可由交叉散熱片式的散熱片管型熱交換器構(gòu)成，所述交叉散熱片式的散熱片管型熱交換器由傳熱管和多個散熱片構(gòu)成。
[0044]另外，在熱源單元301上設(shè)置有連接經(jīng)由四通閥3的排出電磁閥2a與熱源側(cè)熱交換器4之間、和經(jīng)由四通閥3的室內(nèi)側(cè)熱交換器8與氣液分離器10之間的低壓旁通配管17。此外，在該低壓旁通配管17上設(shè)置有低壓均壓電磁閥18。低壓均壓電磁閥18通過被控制開閉，而向低壓旁通配管17導(dǎo)通或者不導(dǎo)通制冷劑。
[0045]第I膨脹閥5、第2膨脹閥6以及第3膨脹閥16，其開度能夠可變地進(jìn)行控制，用于控制制冷劑的流量。第I膨脹閥5，在熱源側(cè)熱交換器4與室內(nèi)側(cè)熱交換器8之間的室內(nèi)側(cè)液體延長配管7處，配置于熱源側(cè)熱交換器4 一側(cè)。第2膨脹閥6，在熱源側(cè)熱交換器4與室內(nèi)側(cè)熱交換器8之間的室內(nèi)側(cè)液體延長配管7處，配置于室內(nèi)側(cè)熱交換器8 一側(cè)。第3膨脹閥16，設(shè)置在連接于第I膨脹閥5和第2膨脹閥6之間的供熱水側(cè)液體延長配管15上。
[0046]能夠通過第I膨脹閥5的開度控制、第2膨脹閥6的開度控制、第3膨脹閥16的開度控制、排出電磁閥2a的開閉控制、排出電磁閥2b的開閉控制、四通閥3的流路切換控制、低壓均壓電磁閥18的開閉控制，設(shè)定在制冷劑回路中循環(huán)的制冷劑的流動方向。
[0047]氣液分離器10，設(shè)置在壓縮機(jī)I的吸入側(cè)，具有儲存運(yùn)轉(zhuǎn)中過剩的制冷劑的功能、以及通過滯留在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生變化時臨時產(chǎn)生的液體制冷劑而防止大量的液體制冷劑流入壓縮機(jī)I的功能。
[0048]另外，在熱源單元301中設(shè)置有壓力傳感器201、第I溫度傳感器202以及第2溫度傳感器203。壓力傳感器201設(shè)置在壓縮機(jī)I的排出側(cè)，用于測量設(shè)置場所的制冷劑壓力。第I溫度傳感器202設(shè)置在壓縮機(jī)I的排出側(cè)，用于測量設(shè)置場所的制冷劑溫度。第2溫度傳感器203設(shè)置在熱源側(cè)熱交換器4的液體側(cè)(熱源側(cè)熱交換器4與第I膨脹閥5之間)，用于測量設(shè)置場所的制冷劑溫度。
[0049]另外，在熱源單元301中搭載有控制裝置101?？刂蒲b置101，根據(jù)來自于室內(nèi)單元302以及供熱水單元303的指令來控制搭載于熱源單元301的壓縮機(jī)1、排出電磁閥2a、排出電磁閥2b、低壓均壓電磁閥18、四通閥3、第I膨脹閥5、第2膨脹閥6、第3膨脹閥16、設(shè)置在熱源側(cè)熱交換器4附近的風(fēng)扇等動作元件(執(zhí)行器)。此外，壓力傳感器201、第I溫度傳感器202以及第2溫度傳感器203的測量信息被發(fā)送到控制裝置101，用于控制執(zhí)行器。
[0050]控制裝置101例如由微型電子計算機(jī)等構(gòu)成。在控制裝置101中，至少搭載有獲取各種傳感器(壓力傳感器201、第I溫度傳感器202以及其它的溫度傳感器(包括設(shè)置于室內(nèi)單元302、供熱水單元303的溫度傳感器)等)的測量信息的測量機(jī)構(gòu)，根據(jù)測量信息運(yùn)算冷凝溫度、過冷卻度等的運(yùn)算機(jī)構(gòu)(過冷卻度控制機(jī)構(gòu))，以及根據(jù)運(yùn)算結(jié)果和由制冷空調(diào)裝置使用者指示的運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)容來控制執(zhí)行器的控制機(jī)構(gòu)。
[0051][室內(nèi)單元302]
[0052]在室內(nèi)單元302中搭載有室內(nèi)側(cè)熱交換器8。該室內(nèi)側(cè)熱交換器8，在從省略圖示的風(fēng)扇等送風(fēng)機(jī)供給的室內(nèi)空氣與制冷劑之間進(jìn)行熱交換，用于從室內(nèi)空氣吸熱或者向室內(nèi)空氣排熱。該室內(nèi)側(cè)熱交換器8，例如可以由交叉散熱片式的散熱片管型熱交換器構(gòu)成，該交叉散熱片式的散熱片管型熱交換器由傳熱管和多個散熱片構(gòu)成。
[0053]在室內(nèi)單元302中，在室內(nèi)側(cè)熱交換器8的液體側(cè)(室內(nèi)側(cè)熱交換器8與第2膨脹閥6之間)設(shè)置有第3溫度傳感器204，用于測定設(shè)置場所的制冷劑溫度。另外，第3溫度傳感器204的測量信息被發(fā)送到熱源單元301的控制裝置101，用于控制執(zhí)行器。
[0054][供熱水單元303]
[0055]供熱水單元303具有水熱交換器12、水側(cè)回路21、水泵13以及熱水儲箱14。
[0056]水側(cè)回路21連接水熱交換器12和熱水儲箱14，將作為熱交換介質(zhì)的水用作中間水使其在水熱交換器12與熱水儲箱14之間循環(huán)。
[0057]水熱交換器12例如由板型水熱交換器構(gòu)成，在中間水與制冷劑之間進(jìn)行熱交換，將水燒熱至熱水。
[0058]水泵13具有使中間水在水側(cè)回路21中循環(huán)的功能。該水泵13，可由能夠可變地調(diào)整向水熱交換器12供給的水的流量的裝置構(gòu)成，也可由定速的裝置構(gòu)成。
[0059]熱水儲箱14具有儲存在水熱交換器12中燒好的熱水的功能。該熱水儲箱14是滿水式的，能夠一邊形成溫度分層一邊儲存熱水，在上部儲存高溫?zé)崴?、在下部儲存低溫?zé)崴４送?，根?jù)負(fù)荷側(cè)的出熱水要求從熱水儲箱14的上部輸出熱水。另外，對于出熱水時的熱水儲箱14的熱水量減少部分，從熱水儲箱14的下方供給低溫的自來水并使其滯留在熱水儲箱14的下部。
[0060]在供熱水單元303中，由水泵13輸送的水在水熱交換器12中被制冷劑加熱而成為熱水，然后，流入熱水儲箱14內(nèi)。熱水不與熱水儲箱14的水混合，而是作為中間水在熱水儲箱14內(nèi)與水進(jìn)行熱交換、成為冷水。然后，從熱水儲箱14流出，流入水泵13，在被再次送水后在水熱交換器12中成為熱水。通過這樣的流程熱水被燒熱，被燒好的熱水儲存在熱水儲箱14中。
[0061]另外，利用供熱水單元303對熱水儲箱14的水進(jìn)行加熱的方法并不局限于實施方式I那樣的利用中間水的熱交換方式，也可以采用如下的加熱方法，即，使熱水儲箱14的水直接流入配管，在水熱交換器12中進(jìn)行熱交換而成為熱水，然后再次返回?zé)崴畠ο?4。
[0062]另外，在供熱水單元303中設(shè)置有第4溫度傳感器205、第5溫度傳感器206以及第6溫度傳感器207。第4溫度傳感器205設(shè)置在水熱交換器12的液體側(cè)(水熱交換器12與第3膨脹閥16之間)，用于測定設(shè)置場所的制冷劑溫度。第5溫度傳感器206設(shè)置在熱水儲箱14的箱壁面上，用于測定設(shè)置場所的水溫。第6溫度傳感器207設(shè)置在水熱交換器12的水出口側(cè)，用于測定設(shè)置場所的水溫。此外，第4溫度傳感器205、第5溫度傳感器206以及第6溫度傳感器207的測量信息被發(fā)送到熱源單元301的控制裝置101，用于控制執(zhí)行器。
[0063]{制冷循環(huán)裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)模式}
[0064]制冷循環(huán)裝置100，根據(jù)室內(nèi)單元302所要求的各個空調(diào)負(fù)荷以及供熱水單元303所要求的供熱水要求，控制搭載于熱源單元301、室內(nèi)單元302、供熱水單元303的各設(shè)備，能夠?qū)嵤┲评溥\(yùn)轉(zhuǎn)模式、制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式、制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式。另外，制冷循環(huán)裝置100雖然是能夠進(jìn)行制熱供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷劑回路結(jié)構(gòu)，但是如果壓縮機(jī)I或者熱源側(cè)熱交換器4沒有同時確保制熱能力和供熱水能力那樣的容量，則將不能實施制熱供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)。下面，對各運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的運(yùn)轉(zhuǎn)動作進(jìn)行說明。
[0065][制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式]
[0066]首先，使用圖1對制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行說明。另外，圖1中的箭頭表示制冷劑的流動方向。在圖1所示的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式的情況下，在熱源單元301中，切換四通閥3，以使壓縮機(jī)I的排出側(cè)與熱源側(cè)熱交換器4的氣體側(cè)連接，使壓縮機(jī)I的吸入側(cè)與室內(nèi)側(cè)熱交換器8的氣體側(cè)連接(圖1所示的實線)。另外，將排出電磁閥2a控制為打開回路(空白)；將排出電磁閥2b控制為關(guān)閉回路(涂黑);將低壓均壓電磁閥18控制為關(guān)閉回路(涂黑)。此外，將第I膨脹閥5控制為最大開度(全開);將第2膨脹閥6控制為任意的開度；將第3膨脹閥16控制為最低開度(全閉)。
[0067]低溫低壓的制冷劑被壓縮機(jī)I壓縮，在成為高溫高壓的氣體制冷劑后被排出。從壓縮機(jī)I排出了的高溫高壓的氣體制冷劑，經(jīng)由排出電磁閥2a、四通閥3流入熱源側(cè)熱交換器4。并且，在熱源側(cè)熱交換器4中與室外空氣進(jìn)行熱交換而成為高壓的液體制冷劑。接著，該制冷劑從熱源側(cè)熱交換器4流出，通過第I膨脹閥5，在第2膨脹閥6中減壓而成為低壓的二相制冷劑。然后，該二相制冷劑從熱源單元301流出。
[0068]從熱源單元301流出了的二相制冷劑，經(jīng)由室內(nèi)側(cè)液體延長配管7流入室內(nèi)單元302。流入到了室內(nèi)單元302的制冷劑，流入室內(nèi)側(cè)熱交換器8，在對室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻后成為低溫低壓的氣體制冷劑。然后，該氣體制冷劑從室內(nèi)單元302流出，經(jīng)由室內(nèi)側(cè)氣體延長配管9流入熱源單元301。流入到了熱源單元301的氣體制冷劑，經(jīng)由四通閥3以及氣液分離器10再次被吸入壓縮機(jī)I。另外，由于供熱水單元303停止，所以在從排出電磁閥2b至第3膨脹閥16之間不流動制冷劑，而是充滿氣相的制冷劑。
[0069][制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式]
[0070]接下來，使用圖2對制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行說明。圖2是表示制冷循環(huán)裝置100的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的制冷劑回路圖。另外，圖2中的箭頭表示制冷劑的流動方向。在圖2所示的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的情況下，在熱源單元301中，切換四通閥3，以將壓縮機(jī)I的排出側(cè)與室內(nèi)側(cè)熱交換器8的氣體側(cè)連接，將壓縮機(jī)I的吸入側(cè)與熱源側(cè)熱交換器4的氣體側(cè)連接(圖2所示的實線)。另外，將排出電磁閥2a控制為打開回路(空白)，將排出電磁閥2b控制為關(guān)閉回路(涂黑)，將低壓均壓電磁閥18控制為關(guān)閉回路(涂黑)。此外，將第I膨脹閥5控制為任意的開度，將第2膨脹閥6控制為最大開度(全開)，將第3膨脹閥16控制為最低開度(全閉)。
[0071]低溫低壓的制冷劑被壓縮機(jī)I壓縮，在成為高溫高壓的氣體制冷劑后被排出。從壓縮機(jī)I排出了的高溫高壓的氣體制冷劑，經(jīng)由排出電磁閥2a、四通閥3從熱源單元301流出。從熱源單元301流出了的制冷劑，經(jīng)由室內(nèi)側(cè)氣體延長配管9向室內(nèi)單元302流動。接著，該制冷劑流入室內(nèi)側(cè)熱交換器8，對室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱而成為高壓液體制冷劑，然后從室內(nèi)側(cè)熱交換器8流出。
[0072]然后，該液體制冷劑從室內(nèi)單元302流出，經(jīng)由室內(nèi)側(cè)液體延長配管7流入熱源單元301。流入到了熱源單元301的制冷劑，通過第2膨脹閥6，在第I膨脹閥5中減壓而成為低壓二相制冷劑。接著，該二相制冷劑，流入熱源側(cè)熱交換器4，與室外空氣進(jìn)行熱交換而成為低溫低壓的氣體制冷劑。然后，該氣體制冷劑經(jīng)由四通閥3以及氣液分離器10再次被吸入壓縮機(jī)I。另外，由于供熱水單元303停止，所以在從排出電磁閥2b至膨脹閥16之間不流動制冷劑，而是充滿氣相的制冷劑。
[0073][供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式]
[0074]接著，使用圖3對供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行說明。圖3是表示制冷循環(huán)裝置100的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的制冷劑回路圖。圖3中的箭頭表示制冷劑的流動方向。在圖3所示的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式的情況下，在熱源單元301中，切換四通閥3以使壓縮機(jī)I的吸入側(cè)與熱源側(cè)熱交換器4的氣體側(cè)連接(圖3的實線)。另外，將排出電磁閥2a控制為關(guān)閉回路(涂黑)，將排出電磁閥2b控制為打開回路(空白)，將低壓均壓電磁閥18控制為關(guān)閉回路(涂黑)。此外，將第I膨脹閥5控制為任意的開度，將第2膨脹閥6控制為最低開度(全閉)，將第3膨脹閥16控制為最大開度(全開)。
[0075]低溫低壓的制冷劑被壓縮機(jī)I壓縮，在成為高溫高壓的氣體制冷劑后被排出。從壓縮機(jī)I排出了的高溫高壓的氣體制冷劑，通過排出電磁閥2b，然后從熱源單元301流出。接著，該制冷劑經(jīng)由供熱水側(cè)氣體延長配管11流入供熱水單元303。流入到了供熱水單元303的制冷劑，流入水熱交換器12，對由水泵13供給的水進(jìn)行加熱、成為高壓液體制冷劑。然后，該液體制冷劑，從水熱交換器12流出，在從供熱水單元303流出后,經(jīng)由供熱水側(cè)液體延長配管15流入熱源單元301。
[0076]然后，該制冷劑通過第3膨脹閥16，在由第I膨脹閥5減壓后成為低壓的二相制冷齊U。接著，該二相制冷劑，流入熱源側(cè)熱交換器4，在對室外空氣進(jìn)行冷卻后成為低溫低壓的氣體制冷劑。從熱源側(cè)熱交換器4流出了的氣體制冷劑，經(jīng)由四通閥3以及氣液分離器10再次被吸入壓縮機(jī)I。另外，由于室內(nèi)單元302停止，所以在從排出電磁閥2a至第2膨脹閥6之間不流動制冷劑，而是充滿氣相的制冷劑。
[0077]這樣，在制冷循環(huán)裝置100中，能夠獨立地實施室內(nèi)單元302的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)、室內(nèi)單元302的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及供熱水單元303的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來說，在制冷循環(huán)裝置100中，能夠根據(jù)在室內(nèi)單元302中選擇的制冷指令(制冷接通/斷開)或者制熱指令(制熱接通/斷開)、供熱水單元303中的供熱水指令(供熱水接通/斷開)，獨立地實施制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式、制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式和供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0078][制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式]
[0079]下面，利用圖4對制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行說明。圖4是表示制冷循環(huán)裝置100的制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的流動的制冷劑回路圖。另外，圖4中的箭頭表示制冷劑的流動方向。在圖4所示的制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的情況下，在熱源單元301中，切換四通閥3以將壓縮機(jī)I的吸入側(cè)與室內(nèi)側(cè)熱交換器8的氣體側(cè)進(jìn)行連接(圖4的實線)。另外，將排出電磁閥2a控制為關(guān)閉回路(涂黑)，將排出電磁閥2b控制為打開回路(空白)，將低壓均壓電磁閥18控制為打開回路(空白)。此外，將第I膨脹閥5控制為最低開度(全閉)，將第2膨脹閥6控制為任意的開度，將第3膨脹閥16控制為最大開度(全開)。
[0080]低溫低壓的制冷劑被壓縮機(jī)I壓縮，在成為高溫高壓的氣體制冷劑后被排出。從壓縮機(jī)I排出了的高溫高壓的氣體制冷劑，通過排出電磁閥2b，從熱源單元301流出。然后，該制冷劑經(jīng)由供熱水側(cè)氣體延長配管11流入供熱水單元303。流入到了供熱水單元303的制冷劑，流入水熱交換器12，對由水泵13供給的水進(jìn)行加熱而成為高壓液體制冷劑。然后，該液體制冷劑從水熱交換器12流出，在從供熱水單元303流出后，經(jīng)由供熱水側(cè)液體延長配管15流入熱源單元301。
[0081]接著，該制冷劑通過第3膨脹閥16，由第2膨脹閥6減壓而成為低壓的二相制冷齊U。然后，該二相制冷劑從熱源單元301流出。從熱源單元301流出了的制冷劑，經(jīng)由室內(nèi)側(cè)液體延長配管7流入室內(nèi)單元302。流入到了室內(nèi)單元302的制冷劑，流入室內(nèi)側(cè)熱交換器8，在對室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻后成為低溫低壓的氣體制冷劑。接著，從室內(nèi)側(cè)熱交換器8流出了的制冷劑，從室內(nèi)單元302流出，經(jīng)由室內(nèi)側(cè)氣體延長配管9流入熱源單元301，然后經(jīng)由四通閥3以及氣液分離器10被吸入壓縮機(jī)I。
[0082]這樣，在制冷循環(huán)裝置100中，能夠同時進(jìn)行室內(nèi)單元302的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和供熱水單元303的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來說，在制冷循環(huán)裝置100中，能夠同時處理在室內(nèi)單元302中選擇的制冷指令(制冷接通/斷開)和供熱水單元303的供熱水指令(供熱水接通/斷開)。
[0083]制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如圖5所示。圖5是表示制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時的制冷劑的狀態(tài)遷移的p-h線圖。從圖5可知，在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，處于室內(nèi)側(cè)熱交換器8的蒸發(fā)熱的排熱全部作為冷凝熱被水熱交換器12回收的狀態(tài)。即，在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，處于熱源側(cè)熱交換器4無排熱的完全排熱回收狀態(tài)，處于運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的狀態(tài)。
[0084]另外，在制冷循環(huán)裝置100中，由于在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式時將第I膨脹閥5的開度控制為全閉，所以在熱源側(cè)熱交換器4中不流動制冷劑。因此，熱源側(cè)熱交換器4的熱交換量為零。此外，在制冷循環(huán)裝置100中，通過將排出電磁閥2a設(shè)置為關(guān)閉回路，將低壓均壓電磁閥18設(shè)置為打開回路，將熱源側(cè)熱交換器4的氣體側(cè)與壓縮機(jī)I的吸入部連接。因此，熱源側(cè)熱交換器4處于低壓環(huán)境，能夠防止制冷劑滯留在熱源側(cè)熱交換器4中。
[0085]在沒有排出電磁閥2a以及低壓均壓電磁閥18的情況下，熱源側(cè)熱交換器4處于高壓環(huán)境。因此，制冷劑因外部氣體而冷凝液化，制冷劑發(fā)生滯留。由此，在該情況下，需要使制冷劑向熱源側(cè)熱交換器4流動、抑制制冷劑滯留。另一方面，在如制冷循環(huán)裝置100那樣存在排出電磁閥2a和低壓均壓電磁閥18的情況下，由于能夠?qū)嵩磦?cè)熱交換器4設(shè)定為低壓環(huán)境，制冷劑不會因外部氣體而液化，所以不需要使制冷劑向熱源側(cè)熱交換器4流動，能夠使熱源側(cè)熱交換器4的制冷劑流動為零。因此，能夠使制冷劑全部流入室內(nèi)單元302，完全回收排熱。其結(jié)果，制冷循環(huán)裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高。
[0086]另外，在制冷循環(huán)裝置100中，低壓均壓電磁閥18在回收排熱的供熱水制冷同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式下被控制成打開回路，在除此以外的運(yùn)轉(zhuǎn)模式下被控制成關(guān)閉回路。
[0087][儲液器容量的緊湊化]
[0088]在此，將室內(nèi)側(cè)氣體延長配管9的配管長度與室內(nèi)側(cè)液體延長配管7的配管長度設(shè)定為相同。因此，將室內(nèi)側(cè)氣體延長配管9和室內(nèi)側(cè)液體延長配管7統(tǒng)稱為室內(nèi)側(cè)延長配管，將其配管長度稱為室內(nèi)側(cè)延長配管長度。具體來說，所謂的室內(nèi)側(cè)延長配管長度是連接熱源單元301和室內(nèi)單元302的配管的長度，是指在圖4中表示的熱源單元301的虛線與室內(nèi)單元302的虛線之間的配管的長度。另外，將供熱水側(cè)氣體延長配管11的配管長度與供熱水側(cè)液體延長配管15的配管長度也設(shè)定為相同。因此，將供熱水側(cè)氣體延長配管11與供熱水側(cè)液體延長配管15統(tǒng)稱為供熱水側(cè)延長配管，將其配管長度稱為供熱水側(cè)延長配管長度。具體來說，供熱水側(cè)延長配管長度是連接熱源單元301與供熱水單元303的配管的長度，是指在圖4中表示的熱源單元301的虛線與供熱水單元303的虛線之間的配管的長度。另外，在各運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，將運(yùn)轉(zhuǎn)所需的最低限的制冷劑量稱作必要制冷劑量。
[0089]在此，在設(shè)室內(nèi)側(cè)延長配管長度為0m、供熱水側(cè)延長配管長度為Om的情況下，研究必要制冷劑量最小的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。例如，在假定3HP的制冷循環(huán)裝置100的情況下，熱交換器的大體內(nèi)容積如下，即，熱源側(cè)熱交換器4為4.5L，室內(nèi)側(cè)熱交換器8為1.5L，水熱交換器12為0.7L，熱源側(cè)熱交換器4的內(nèi)容積比其它的熱交換器大。因此，必要制冷劑量最多的運(yùn)轉(zhuǎn)模式為熱源側(cè)熱交換器4成為冷凝器的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0090]另外，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式和供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，熱源側(cè)熱交換器4在兩個情況下都為蒸發(fā)器，熱源側(cè)熱交換器4的制冷劑處于二相狀態(tài)。對于這一點雖然兩運(yùn)轉(zhuǎn)模式都一樣，但是由于水熱交換器12的內(nèi)容積小于室內(nèi)側(cè)熱交換器8的內(nèi)容積，所以在作為冷凝器的情況下，室內(nèi)側(cè)熱交換器8的制冷劑量比水熱交換器12多。因此，接著制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式，必要制冷劑量多的是制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式，接下來為供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0091]在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，熱源側(cè)熱交換器4處于低壓環(huán)境，成為蒸發(fā)器配置，但是不流動制冷劑，而且蒸發(fā)溫度比外部氣體溫度低。因此，熱源側(cè)熱交換器4的制冷劑處于氣相狀態(tài)。由此可知，必要制冷劑量最小的運(yùn)轉(zhuǎn)模式為制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0092]在以往的僅實施制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的制冷循環(huán)裝置的情況下，因上述理由必要制冷劑量最小的運(yùn)轉(zhuǎn)模式為制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式。儲液器(氣液分離器)的內(nèi)容積(容量)，由必要制冷劑量為最大的運(yùn)轉(zhuǎn)模式和為最小的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量的差、即剩余制冷劑量決定。即，剩余制冷劑量越多，則越需要具有大容量的儲液器。因此，在以往的制冷循環(huán)裝置中，根據(jù)制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量差來設(shè)定儲液器的容量。
[0093]但是，在制冷循環(huán)裝置100中，由于相比制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式，制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量較少，所以利用制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式來設(shè)定儲液器的容量、即氣液分離器10的容量。因此，儲液器的容量比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的制冷循環(huán)裝置大，熱源單元301的箱體的外形尺寸變大。其結(jié)果，導(dǎo)致不能在有限的設(shè)置空間中設(shè)置本系統(tǒng)。
[0094]在此，室內(nèi)側(cè)液體延長配管7的制冷劑，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式下處于二相狀態(tài)，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式下處于液相狀態(tài)。由于液相狀態(tài)的制冷劑密度比二相狀態(tài)高，所以在室內(nèi)側(cè)延長配管長度長的情況下，制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式與制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式相比，必要制冷劑量變大。另外，若室內(nèi)側(cè)延長配管長度變長，則制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量的差與室內(nèi)側(cè)延長配管長度為Om的情況相比變大。這樣一來剩余制冷劑量也增加、需要相應(yīng)的儲液器容量，即使在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中也將導(dǎo)致熱源單元的外形尺寸變大。因此，在本次比較的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和制冷循環(huán)裝置100中，將室內(nèi)側(cè)延長配管的最大長度設(shè)定為這樣的長度:制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量的差為室內(nèi)側(cè)延長配管長度是Om的情況下以下。
[0095]接著，對在制冷循環(huán)裝置100中將剩余制冷劑量設(shè)定為與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)相等的方法進(jìn)行說明。圖6是表示在室內(nèi)側(cè)延長配管長度為Om的情況下供熱水側(cè)延長配管長度與各運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的必要制冷劑量的關(guān)系的圖。在圖6中，縱軸表示必要制冷劑量(kg)，橫軸表示供熱水側(cè)延長配管長度(m)。
[0096]在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，由于存在于供熱水側(cè)氣體延長配管11以及供熱水側(cè)液體延長配管15中的制冷劑為氣相狀態(tài)，因此在供熱水側(cè)氣體延長配管11以及供熱水側(cè)液體延長配管15中可以無視液體制冷劑量。因此，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量相對于供熱水側(cè)延長配管長度保持一定。在供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，存在于供熱水側(cè)液體延長配管15的制冷劑處于液相狀態(tài)。因此，供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量相對于供熱水側(cè)延長配管長度增加。
[0097]另外，如在之前的研究中所述，在供熱水側(cè)延長配管長度為Om的情況下，制冷供熱水同時系統(tǒng)的剩余制冷劑量(制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量的差)相對于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的剩余制冷劑量(制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量的差)變大。
[0098]由于存在上述那樣的關(guān)系，所以若增加供熱水側(cè)延長配管長度，則制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量不變，制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量增加。因此，若供熱水側(cè)延長配管長度變長，則剩余制冷劑量變少。另外，若將供熱水側(cè)延長配管長度延長至La，則制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量相等。在該情況下，由于制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的必要制冷劑量差與制冷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的必要制冷劑量差相等，因此標(biāo)準(zhǔn)機(jī)與制冷循環(huán)裝置100的剩余制冷劑量也相等，儲液器容量等同即可。因此，通過將制冷循環(huán)裝置100的供熱水側(cè)延長配管的最小長度設(shè)定為La，能夠使儲液器容量與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)等同。即，不能連接比La短的供熱水側(cè)延長配管長度。
[0099]供熱水側(cè)延長配管的最小長度La具體可通過以下方式進(jìn)行運(yùn)算。求出室內(nèi)側(cè)延長配管長度為Om時的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)和制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑相等的狀態(tài)。若設(shè)在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時在室內(nèi)側(cè)熱交換器8和熱源側(cè)熱交換器4中存在大部分的制冷劑,在制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)時在水熱交換器12、室內(nèi)側(cè)熱交換器8、供熱水側(cè)液體延長配管15中存在大部分的制冷劑，則下述的式(I)成立。
[0100]式(I)
[0101]Vhexi X P ηεχι—ο?+VhexqX P hexo_eva — ^hexw^ P hexw—ccm 十 VhexiX P hexi—eva 十 VpLw—LaX P I
[0102]在此，Vhexi為室內(nèi)側(cè)熱交換器8的內(nèi)容積[m3]，P HEXI—為室內(nèi)側(cè)熱交換器8用作冷凝器的情況下的平均制冷劑密度[kg/m3]，V_為熱源側(cè)熱交換器4的內(nèi)容積[m3]，P
eva為熱源側(cè)熱交換器4用作蒸發(fā)器的情況下的平均制冷劑密度[kg/m3]，Vhexw為水熱交換器12的內(nèi)容積[m3]，P HEXw_C0ND為水熱交換器12用作冷凝器的情況下的平均制冷劑密度[kg/m3]，P HEXI _ EVA為室內(nèi)側(cè)熱交換器8用作蒸發(fā)器的情況下的平均制冷劑密度[kg/m3] ,Vpi^ja為供熱水側(cè)液體延長配管15是最小長度時的內(nèi)容積[m3], P I為液體制冷劑密度[kg/m3]。
[0103] 在供熱水側(cè)液體延長配管15中制冷劑處于液相狀態(tài)，液體制冷劑的制冷劑密度大體為1000kg/m3，因此P 1 = 1000kg/m3。在此，Vhex1、V_、Vhexw由設(shè)備規(guī)格決定，所以都是
已知的，而P mi—COND、f HEXO _ EVA' ^ HEXw _ COND' P HBiI — EM為未知數(shù)，所以考慮了間易地求算的方法。
[0104]圖7是表示空氣熱交換器為冷凝器的情況下的制冷劑的狀態(tài)的概略圖。如圖7所示，在空氣熱交換器為冷凝器的情況下，在冷凝器中制冷劑分成氣相、二相、液相各相，一般情況下，各相的容積比例分別為0.15,0.7,0.15，各相的制冷劑密度大致為1000kg/m3、500kg/m3、100kg/m3。在氣相狀態(tài)下，制冷劑密度、容積比例都很小，所以可以不考慮，將P HEXI —_)簡易地表示為 P HEXI_COND = S1X P χο 可將 B1 表示為 B1 = 0.15 + 0.7X500/1000=0.51 N 0.50。
[0105]在水熱交換器成為冷凝器的情況下，雖然也可以認(rèn)為與空氣熱交換器相同，但是在水熱交換器中水的出入口溫度差為5°C左右，過冷卻度無法比空氣熱交換器時大，為2°C左右。因此，氣相、二相、液相各相的容積比例分別為0.15,0.80,0.05，若利用Ρ.—α* =a2X P I表示，則a2為a2 = 0.05 + 0.80X500/1000 = 0.45。在空氣熱交換器成為蒸發(fā)器的情況下，制冷劑分成氣相、二相各相，一般情況下，各相的容積比例在儲液器為氣液分離器這種時為0.0、1.0，在儲液器為高壓側(cè)配置的貯液器這種時，由于在蒸發(fā)器出口處有過熱度，所以為0.05,0.95。
[0106]氣相、二相的制冷劑密度大約為40kg/m3、200kg/m3。在氣相下，由于制冷劑密度、容積比例都很小，所以將其忽略，從而可以使用液體制冷劑密度將P HEXO _ EVA > P HEXI _ EVA簡易地表示為 P HEXI_EVA = P ΗΕΠ —EVA = a3x P i,這樣一來,可以將 a3 表示為 a3 = 1.0X200/1000=0.20。
[0107]由此，能夠?qū)⒏髌骄评鋭┟芏茸儞Q成使用液體制冷劑密度的表達(dá)式。若將使用液體制冷劑的表達(dá)式代入式(I)的各平均制冷劑密度，將兩邊除以P i，對vPta—h求解，則可獲得下述(2)式。
[0108]式(2)
[0109]Vpm —La — ai X Vhexi — a2 ^ ^hexw 十( Vhexo_Vhexi )
[0110]在此，a1 = 0.50, a2 = 0.45, a3 = 0.20。具體來說,若如之前表示的那樣將各熱交換器的大致內(nèi)容積設(shè)定為熱源側(cè)熱交換器4中為4.5L (Vhexo = 0.0045)、室內(nèi)側(cè)熱交換器 8 中為 1.5L (Vhexi = 0.0015)、水熱交換器 12 中為 0.7L (Vhexw = 0.0007)，則 VPlw —^成為 0.0010，為 1.0L0
[0111]此時，供熱水側(cè)液體延長配管15相對于水熱交換器12的容積比率為1.43，為最小容積比率(VPta —h/VHEXw= 1.43)。即，在向標(biāo)準(zhǔn)機(jī)追加供熱水單元、想使儲液容積與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)相同的情況下，設(shè)定供熱水側(cè)延長配管的配管長度或者配管直徑以使供熱水側(cè)液體延長配管15相對于水熱交換器12的容積比率為1.43以上(Vpl^Vhexw ^ 1.43)即可。在此，Vplw為供熱水側(cè)液體延長配管15的內(nèi)容積[m3]。首先，相對于任意配管直徑的最小長度La的計算方法如以下所示。在供熱水側(cè)延長配管的最小長度La與VPta — h之間存在有下式(3)的關(guān)系。
[0112]式(3)
[0113]
【權(quán)利要求】
1.一種制冷循環(huán)裝置，具有: 具有壓縮機(jī)、熱源側(cè)熱交換器、膨脹閥以及儲液器的熱源單元， 具有室內(nèi)側(cè)熱交換器的室內(nèi)單元，以及 具有水熱交換器的供熱水單元， 利用由室內(nèi)側(cè)液體延長配管以及室內(nèi)側(cè)氣體延長配管構(gòu)成的室內(nèi)側(cè)延長配管連接上述熱源單元和上述室內(nèi)單元，利用由供熱水側(cè)液體延長配管以及供熱水側(cè)氣體延長配管構(gòu)成的供熱水側(cè)延長配管連接上述熱源單元和上述供熱水單元，其特征在于， 上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述水熱交換器的容積比率，為制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中的必要制冷劑量與制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的必要制冷劑量相等時的上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述水熱交換器的容積比率、即最小容積比率以上， 在所述制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述室內(nèi)側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器，上述水熱交換器成為冷凝器，從上述室內(nèi)側(cè)熱交換器供給冷能，并且，從上述水熱交換器供給熱能；在所述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述熱源側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器，上述室內(nèi)側(cè)熱交換器成為冷凝器，從上述室內(nèi)側(cè)熱交換器供給熱能。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述水熱交換器的容積比率，利用上述供熱水側(cè)延長配管的配管長度或者上述供熱水側(cè)液體延長配管的配管內(nèi)徑中的至少一個進(jìn)行設(shè)定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 對上述制冷循環(huán)裝置的追加填充制冷劑量，不是根據(jù)上述供熱水側(cè)延長配管的長度而是根據(jù)上述室內(nèi)側(cè)延長配管的長度進(jìn)行設(shè)定。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述室內(nèi)側(cè)液體延長配管的容積比率， 在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量比上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量多的情況下，為供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量與上述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量相等時的上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述室內(nèi)側(cè)液體延長配管的容積比率、即上限容積比率以下，在所述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述室內(nèi)側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器，上述熱源側(cè)熱交換器成為冷凝器，從上述室內(nèi)側(cè)熱交換器供給冷能；在所述供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述熱源側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器，上述水熱交換器成為冷凝器，從上述水熱交換器供給熱能； 在上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量比上述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量多的情況下，為上述制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量與上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量相等時的上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述室內(nèi)側(cè)液體延長配管的容積比率、即上限容積比率以下。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 在上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量比上述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量多的情況下， 上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述室內(nèi)側(cè)液體延長配管的容積比率為， 上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)與上述供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的必要制冷劑量的差與液體制冷劑充滿上述儲液器的有效內(nèi)容積情況下的上述儲液器的制冷劑量相等時的、上述供熱水側(cè)液體延長配管相對于上述室內(nèi)側(cè)液體延長配管的容積比率、即下限容積比率以上。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 上述熱源單元具有:高壓檢測機(jī)構(gòu)，檢測從上述壓縮機(jī)到上述膨脹閥之間的任一位置處的制冷劑的高壓壓力； 熱源側(cè)熱交換器液體側(cè)溫度檢測機(jī)構(gòu)，檢測上述熱源側(cè)熱交換器的液體側(cè)制冷劑的溫度；以及 具有過冷卻度控制機(jī)構(gòu)的控制裝置，所述過冷卻度控制機(jī)構(gòu)控制上述膨脹閥的開度，以使在上述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時上述熱源側(cè)熱交換器的液體側(cè)制冷劑的過冷卻度為規(guī)定值以下。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 能夠進(jìn)行上述室內(nèi)側(cè)熱交換器成為蒸發(fā)器、上述水熱交換器成為冷凝器且上述熱源側(cè)熱交換器成為冷凝器的并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)， 具有在從上述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)切換到上述制冷供熱水同時運(yùn)轉(zhuǎn)之前實施上述并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)的并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)實施機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 上述供熱水單元具有: 水熱交換器出口水溫檢測機(jī)構(gòu)，檢測上述水熱交換器的出口水溫；以及 水熱交換器液體側(cè)溫度檢測機(jī)構(gòu)，檢測上述水熱交換器的液體側(cè)制冷劑的溫度， 上述并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)實施機(jī)構(gòu)， 在上述并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)時上述水熱交換器液體側(cè)溫度比上述出口水溫低規(guī)定值以上的情況下結(jié)束上述并行冷凝運(yùn)轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 上述熱源單元具有 連接作為上述壓縮機(jī)與上述熱源側(cè)熱交換器的氣體側(cè)之間的任一位置的連接點A、和作為上述室內(nèi)側(cè)熱交換器與上述膨脹閥之間的任一位置的連接點B的低壓旁通配管， 在上述低壓旁通配管上設(shè)置有低壓均壓電磁閥以及止回閥，以使制冷劑從上述連接點A向上述連接點B流動。
10.如權(quán)利要求1至9 中的任一項所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于， 上述供熱水單元具有 用于冷卻成為上述水熱交換器的液體側(cè)的過冷卻液的制冷劑的過冷卻熱交換器。
【文檔編號】F25B29/00GK103842747SQ201180073987
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】玉木章吾, 齊藤信, 大矢亮 申請人:三菱電機(jī)株式會社