(57)【要約】  熱源装置は、熱媒体が流れる熱媒体流路と、冷媒が循環する複数の冷媒回路と、熱媒体流路の熱媒体と冷媒回路の冷媒とを熱交換させる複数の熱媒体熱交換器と、を備え、複数の熱媒体熱交換器は、少なくとも１つの冷媒回路が接続された第１の熱媒体熱交換器と、第１の熱媒体熱交換器よりも多数の冷媒回路が接続された第２の熱媒体熱交換器と、を有するものである。
2019171486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流れる熱媒体流路と、
冷媒が循環する複数の冷媒回路と、
前記熱媒体流路の熱媒体と前記冷媒回路の冷媒とを熱交換させる複数の熱媒体熱交換器と、を備え、
前記複数の熱媒体熱交換器は、少なくとも１つの前記冷媒回路が接続された第１の熱媒体熱交換器と、前記第１の熱媒体熱交換器よりも多数の前記冷媒回路が接続された第２の熱媒体熱交換器と、を有する、
熱源装置。
【請求項２】
前記第１の熱媒体熱交換器と前記第２の熱媒体熱交換器とが前記熱媒体流路に直列に接続された、
請求項１に記載の熱源装置。
【請求項３】
前記第１の熱媒体熱交換器が、前記第２の熱媒体熱交換器よりも、前記熱媒体流路の下流に設けられた、
請求項２に記載の熱源装置。
【請求項４】
前記第１の熱媒体熱交換器および前記第１の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路を収容した第１の熱源ユニットと、
前記第１の熱源ユニットと熱媒体配管で接続され、前記第２の熱媒体熱交換器および前記第２の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路を収容した第２の熱源ユニットと、を備えた、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項５】
前記複数の熱媒体熱交換器は、前記第２の熱媒体熱交換器よりも少数の前記冷媒回路が接続された第３の熱媒体熱交換器を有する、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項６】
前記第３の熱媒体熱交換器が、前記第２の熱媒体熱交換器よりも、前記熱媒体流路の下流に設けられた、
請求項５に記載の熱源装置。
【請求項７】
前記第１の熱媒体熱交換器と前記第３の熱媒体熱交換器とが並列に接続され、
前記第１の熱媒体熱交換器および前記第３の熱媒体熱交換器と前記第２の熱媒体熱交換器とが直列に接続された、
請求項５または請求項６に記載の熱源装置。
【請求項８】
前記熱媒体流路に設けられ、前記第１の熱媒体熱交換器または前記第３の熱媒体熱交換器への熱媒体の流入を制御する流入制御弁を備えた、
請求項７に記載の熱源装置。
【請求項９】
前記第３の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路が１つである、
請求項５〜請求項８の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項１０】
前記第１の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路が１つである、
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項１１】
前記熱媒体流路は、前記複数の熱媒体熱交換器のうちの少なくとも１つと並列に設けられたバイパス流路を有し、
前記バイパス流路への熱媒体の流入を制御するバイパス制御弁を備えた、
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項１２】
前記第１の熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体が流出する第１の流出ポートと、
前記第３の熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体が流出する第２の流出ポートと、を備えた、
請求項６または請求項７に記載の熱源装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の熱源装置と、
前記第１の流出ポートと接続された第１の負荷装置と、
前記第２の流出ポートと接続された第２の負荷装置と、を備えた
冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載の熱源装置と、
前記熱源装置と接続された第１の負荷装置と、を備えた
冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の熱媒体熱交換器を有する熱源装置および冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の熱媒体熱交換器を有する冷凍サイクルシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、複数の熱媒体熱交換器のそれぞれに複数の冷媒回路が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば空調空間の温度が目標温度に近づくと、冷凍サイクルシステムの能力を低減する。特許文献１では、運転する冷媒回路の数量を減らすことで、冷凍サイクルシステムの能力を低減している。しかしながら、特許文献１の従来技術では、１つの熱媒体熱交換器に接続された冷媒回路のうちの１つ以上の運転を停止したときに、熱媒体熱交換器の熱交換の効率が低下する。なぜなら、当該１つの熱媒体熱交換器において、運転を行っている冷媒回路の冷媒の熱が、停止している冷媒回路の冷媒に奪われる。さらに、当該１つの熱媒体熱交換器において、停止している冷媒回路が存在するため、熱媒体が冷媒から吸熱する伝熱面積が低減する。上記のように、特許文献１では、冷凍サイクルシステムの能力を低減したときに、熱媒体熱交換器の熱交換効率が低下するため、エネルギー効率が低下する。【０００５】
この発明は、上記のような課題を鑑みてなされたもので、省エネルギー化を実現することができる熱源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る熱源装置は、熱媒体が流れる熱媒体流路と、冷媒が循環する複数の冷媒回路と、熱媒体流路の熱媒体と冷媒回路の冷媒とを熱交換させる複数の熱媒体熱交換器と、を備え、複数の熱媒体熱交換器は、少なくとも１つの冷媒回路が接続された第１の熱媒体熱交換器と、第１の熱媒体熱交換器よりも多数の冷媒回路が接続された第２の熱媒体熱交換器と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の熱源装置は、少なくとも１つの冷媒回路が接続された第１の熱媒体熱交換器と、第１の熱媒体熱交換器よりも多数の冷媒回路が接続された第２の熱媒体熱交換器と、を有している。この発明の熱源装置は、能力を低減するときに、冷媒回路の運転を選択的に停止することで、複数の熱媒体熱交換器の全体の熱交換効率の低下を抑制することができる。したがって、この発明によれば、省エネルギー化が実現された熱源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【図２】図１に記載の第１の熱媒体熱交換器または第３の熱媒体熱交換器の一例を示す図である。
【図３】図１に記載の第２の熱媒体熱交換器の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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一例を示す図である。図２は、図１に記載の第１の熱媒体熱交換器または第３の熱媒体熱交換器の一例を示す図である。図３は、図１に記載の第２の熱媒体熱交換器の一例を示す図である。図１に記載の冷凍サイクル装置１００は、例えば、大規模の建物等の空調を行うものである。冷凍サイクル装置１００は、熱源装置１が熱媒体を冷却し、冷却された熱媒体を利用して、空調を行うものである。なお、熱源装置１が熱媒体を加熱するものであるときは、冷凍サイクル装置１００は加熱された熱媒体を利用して、空調を行うことができる。熱源装置１が熱媒体の冷却または加熱を切り替えて行うものであるときは、冷凍サイクル装置１００は冷却または加熱された熱媒体を利用して、空調を行うことができる。熱源装置１が熱媒体の冷却および加熱を同時に行うものであるときは、冷凍サイクル装置１００は冷却および加熱された熱媒体を利用して、空調を行うことができる。
【００１１】
冷凍サイクル装置１００は、熱源装置１と熱媒体搬送装置５２と負荷装置５４とが熱媒体配管５１で接続されて形成された熱媒体流路５０を有している。熱媒体搬送装置５２は、熱媒体を搬送するものであり、例えばポンプである。熱媒体搬送装置５２は、熱源装置１または負荷装置５４に内蔵されていてもよい。熱媒体流路５０は、例えば環状に形成されており熱媒体が循環するものである。熱媒体流路５０は、熱媒体の少なくとも一部が循環しないものであってもよい。熱媒体流路５０の循環しない熱媒体は、例えば給湯等に利用される。熱媒体は、例えば水である。熱媒体は、ブラインまたは二酸化炭素等であってもよい。なお、冷凍サイクル装置１００は、熱媒体流路５０に、熱媒体を貯留するタンク、または熱媒体を供給する熱媒体供給装置等が設けられたものであってもよい。
【００１２】
負荷装置５４は、熱媒体の熱を利用するものである。負荷装置５４は、例えば空気調和装置の室内機であり、空調空間である室内の空調を行う。負荷装置５４は、例えばフィンおよびチューブで形成されたフィンチューブ式の熱交換器と該熱交換器に送風を行うファンとを有している。ファンが動作することで、熱交換器を通過して熱交換された空調空気が空調空間に吹き出される。なお、負荷装置５４は、輻射方式の熱交換器、または給湯器等であってもよい。図１の例では、１台の負荷装置５４が示されているが、２台以上の負荷装置５４を備えていてもよい。２台以上の負荷装置５４は、互いに並列または直列に接続される。
【００１３】
［熱源装置］
熱源装置１は、例えば空調空間の外部に設けられる室外機である。熱源装置１は、空調空間を形成する部屋の外部となる、屋外または機械室等に設けられる。熱源装置１は、熱媒体が流入する流入ポート５３と熱媒体が流出する流出ポート５５を有している。流入ポート５３から流入した熱媒体は、加熱または冷却されて、流出ポート５５から流出する。熱源装置１は、複数の冷媒回路１１と複数の熱媒体熱交換器１８と温度センサ１９と制御装置８０とを収容している。温度センサ１９は、熱媒体の温度を検出するものである。温度センサ１９は、例えばサーミスタまたは熱電対等を含んで形成されている。図１の熱源装置１は、第１の温度センサ１９−１と第２の温度センサ１９−２と第３の温度センサ１９−３とを有している。第１の温度センサ１９−１は、第１の熱媒体熱交換器１８−１から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、第２の温度センサ１９−２は、第２の熱媒体熱交換器１８−２から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、第３の温度センサ１９−３は、第３の熱媒体熱交換器１８−３から流出した熱媒体の温度を検出するものである。図１の熱源装置１は、３つの温度センサ１９を有しているが、この実施の形態の例の熱源装置１は、１つ以上の温度センサ１９を有するものであればよい。制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００の全体の制御を行うものである。制御装置８０は、例えば、マイクロコンピュータなどで構成されている。制御装置８０は、例えば、温度センサ１９が検出した検出値等を利用して、冷媒回路１１の圧縮機１２もしくは膨張弁１６等、または熱媒体流路５０の熱媒体搬送装置５２等の制御を行う。また、制御装置８０は、商用電源の周波数を取得することができる。制御装置８０は、商用電源の周波数に合わせて、圧縮機１２の容量の上限値を設定する。例えば、商用電源の周波数が５０Ｈｚのときは熱源装置１が１００ｋＷの冷却能力を発揮するように圧縮機１２の容量の上限値を設定し、商用電源の周波数が６０Ｈｚのときは熱源装置１が１２０ｋＷの冷却能力を発揮するように圧縮機１２の容量の上限値を変更する。制御装置８０は、商用電源の周波数に合わせて、圧縮機１２の容量の上限値を設定することで、熱源装置１の汎用性が向上する。
【００１４】
熱源装置１は、第１の冷媒回路１１ａと第２の冷媒回路１１ｂと第３の冷媒回路１１ｃと第４の冷媒回路１１ｄとを有している。図１の熱源装置１は、４つの冷媒回路１１を有するものであるが、この実施の形態の例の熱源装置１は、３つ以上の冷媒回路１１を有するものであればよい。
【００１５】
第１の冷媒回路１１ａは、第１の圧縮機１２ａと第１の熱源側熱交換器１４ａと第１の膨張弁１６ａと第１の熱媒体熱交換器１８−１とが第１の冷媒配管１７ａで環状に接続されて形成されている。図１の例では、第１の熱媒体熱交換器１８−１に、第１の冷媒回路１１ａのみが接続されているが、第１の熱媒体熱交換器１８−１に、２つ以上の冷媒回路１１が並列に接続されていてもよい。第１の熱源側熱交換器１４ａの近傍には、第１の熱源側熱交換器１４ａに送風を行う第１の送風機１５ａが設けられている。
【００１６】
第２の冷媒回路１１ｂは、第２の圧縮機１２ｂと第２の熱源側熱交換器１４ｂと第２の膨張弁１６ｂと第２の熱媒体熱交換器１８−２とが第２の冷媒配管１７ｂで環状に接続されて形成されている。第２の熱源側熱交換器１４ｂの近傍には、第２の熱源側熱交換器１４ｂに送風を行う第２の送風機１５ｂが設けられている。
第３の冷媒回路１１ｃは、第３の圧縮機１２ｃと第３の熱源側熱交換器１４ｃと第３の膨張弁１６ｃと第２の熱媒体熱交換器１８−２とが第３の冷媒配管１７ｃで環状に接続されて形成されている。第３の熱源側熱交換器１４ｃの近傍には、第３の熱源側熱交換器１４ｃに送風を行う第３の送風機１５ｃが設けられている。
図１の例では、第２の熱媒体熱交換器１８−２に、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃが並列に接続されているが、第２の熱媒体熱交換器１８−２に３つ以上の冷媒回路１１が並列に接続されていてもよい。図１の例では、第２の熱源側熱交換器１４ｂの近傍に第２の送風機１５ｂが設けられ、第３の熱源側熱交換器１４ｃの近傍に第３の送風機１５ｃが設けられているが、第２の送風機１５ｂおよび第３の送風機１５ｃのうちの一方を省略することができる。すなわち、第２の送風機１５ｂおよび第３の送風機１５ｃのうちの一方を省略して、第２の送風機１５ｂまたは第３の送風機１５ｃが第２の熱源側熱交換器１４ｂおよび第３の熱源側熱交換器１４ｃに送風を行う構成とすることができる。送風機１５を共通化することで、熱源装置１の部材点数を低減することができる。
【００１７】
第４の冷媒回路１１ｄは、第４の圧縮機１２ｄと第４の熱源側熱交換器１４ｄと第４の膨張弁１６ｄと第３の熱媒体熱交換器１８−３とが第４の冷媒配管１７ｄで環状に接続されて形成されている。図１の例では、第３の熱媒体熱交換器１８−３に、第４の冷媒回路１１ｄのみが接続されているが、第３の熱媒体熱交換器１８−３に、２つ以上の冷媒回路１１が並列に接続されていてもよい。第４の熱源側熱交換器１４ｄの近傍には、第４の熱源側熱交換器１４ｄに送風を行う第４の送風機１５ｄが設けられている。
【００１８】
この実施の形態では理解を容易にするために、第１の冷媒回路１１ａと第２の冷媒回路１１ｂと第３の冷媒回路１１ｃと第４の冷媒回路１１ｄとを特に区別する必要がないときは、単に冷媒回路１１として説明を行い、第１の圧縮機１２ａと第２の圧縮機１２ｂと第３の圧縮機１２ｃと第４の圧縮機１２ｄとを特に区別する必要がないときは、単に圧縮機１２として説明を行い、第１の熱源側熱交換器１４ａと第２の熱源側熱交換器１４ｂと第３の熱源側熱交換器１４ｃと第４の熱源側熱交換器１４ｄとを特に区別する必要がないときは、単に熱源側熱交換器１４として説明を行い、第１の膨張弁１６ａと第２の膨張弁１６ｂと第３の膨張弁１６ｃと第４の膨張弁１６ｄとを特に区別する必要がないときは、単に膨張弁１６として説明を行い、第１の冷媒配管１７ａと第２の冷媒配管１７ｂと第３の冷媒配管１７ｃと第４の冷媒配管１７ｄとを特に区別する必要がないときは、単に冷媒配管１７として説明を行い、第１の送風機１５ａと第２の送風機１５ｂと第３の送風機１５ｃと第４の送風機１５ｄとを特に区別する必要がないときは、単に送風機１５として説明を行い、第１の熱媒体熱交換器１８−１と第２の熱媒体熱交換器１８−２と第３の熱媒体熱交換器１８−３とを特に区別する必要がないときは、単に熱媒体熱交換器１８として説明を行い、第１の温度センサ１９−１と第２の温度センサ１９−２と第３の温度センサ１９−３とを特に区別する必要がないときは、単に温度センサ１９として説明を行う。
【００１９】
冷媒回路１１は冷媒が循環するものである。冷媒回路１１に適用される冷媒は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｒ４１０ＡまたはＲ３２等の地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低い冷媒、プロパン等の自然冷媒、またはこれらのうちの少なくとも１つを含んだ混合冷媒である。なお、冷媒回路１１に封入される冷媒は、複数の冷媒回路１１のうちの２つ以上で、異なっていてもよい。この実施の形態の例では、複数の冷媒回路１１のそれぞれが独立しているため、例えば１つの冷媒回路１１に異常が生じたときに、異常が生じた冷媒回路１１を停止し、他の正常な冷媒回路１１を利用して、熱源装置１を動作させることができる。
【００２０】
冷媒回路１１のそれぞれは、複数台の圧縮機１２が設けられたものであってもよいが、１台の圧縮機１２が設けられた構成とするとよい。１台の圧縮機１２が設けられた冷媒回路１１とすることで、冷媒回路１１のそれぞれを小型化することができる。冷媒回路１１を小型化することで、圧縮機１２における冷凍機油の低減を抑制することができる。また、冷媒回路１１を小型化することで、冷媒配管１７を小径化することができる。冷媒配管１７を小径化することで、冷媒配管１７の低コスト化を実現すると共に、冷媒の流速の低下を抑制することができる。冷媒の流速の低下が抑制されることで、圧縮機１２を小容量で運転することができる。また、１台の圧縮機１２が設けられた冷媒回路１１とすることで、それぞれの圧縮機１２が自在に容量制御を行うことができるため、熱源装置１が細かな温度制御を行うことができる。
【００２１】
圧縮機１２は、吸入した冷媒を圧縮して、冷媒を高温および高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機１２は、例えば、インバータで制御が行われるインバータ圧縮機であり、運転周波数を任意に変化させて、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができる。例えば、圧縮機１２は、熱媒体の温度が目標温度に近づくと、運転周波数を低下させて、小容量で運転を行う。なお、圧縮機１２は、一定の運転周波数で動作する一定速圧縮機であってもよい。
【００２２】
熱源側熱交換器１４は、例えば、冷媒を空気と熱交換させる空気熱交換器であり、フィンおよびチューブで形成されたフィンチューブ式の熱交換器である。熱源側熱交換器１４は、プレート式の熱交換器で形成され、冷媒と熱媒体とが熱交換を行うものであってもよい。送風機１５は、熱源側熱交換器１４に送風を行って、冷媒と空気との熱交換を促進させるものである。膨張弁１６は、冷媒を膨張させるものである。膨張弁１６は、例えば開度を調整できる電子膨張弁、または温度式膨張弁等で形成されているが、開度を調整できないキャピラリーチューブ等で形成されてもよい。
【００２３】
熱媒体熱交換器１８は、冷媒回路１１の冷媒と熱媒体流路５０の熱媒体とを熱交換させるものである。熱媒体熱交換器１８は、例えばプレート式の熱交換器で形成されている。図１の熱源装置１は、３つの熱媒体熱交換器１８を有するものであるが、この実施の形態の例の熱源装置１は、２つ以上の熱媒体熱交換器１８を有するものであればよい。第１の熱媒体熱交換器１８−１、第３の熱媒体熱交換器１８−３、第２の熱媒体熱交換器１８−２はこれらの順に直列に接続されている。
【００２４】
第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３のそれぞれには、１つの冷媒回路１１のみが接続されている。第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３のそれぞれは、例えば、図２に示すように、熱媒体が流れる熱媒体流路１８０と冷媒が流れる冷媒流路１８１とが交互に形成されている。第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３は、熱媒体と冷媒とが対向して流れる対向流となるように流路を形成することで、効率よく熱交換を行うことができる。さらに、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３は、熱媒体が流れる熱媒体流路１８０の内側に冷媒が流れる冷媒流路１８１を形成し、熱媒体流路１８０が最も外側となる構成とすることで、冷媒の熱が空気に奪われることを抑制することができるため、冷媒の熱を熱媒体に効率よく伝達することができる。
【００２５】
図１に示すように、第２の熱媒体熱交換器１８−２には、２つの冷媒回路１１が接続されている。第２の熱媒体熱交換器１８−２は、図３に示すように、熱媒体が流れる熱媒体流路１８２、２つの冷媒回路１１のうちの一方の冷媒回路１１の冷媒Ａが流れる冷媒流路１８３、熱媒体が流れる熱媒体流路１８２、２つの冷媒回路１１のうちの他方の冷媒回路１１の冷媒Ｂが流れる冷媒流路１８４、の順に並んだ流路が形成されている。熱媒体流路１８２は、２つの冷媒回路１１のうちの一方の冷媒回路１１の冷媒流路１８３と他方の冷媒回路１１の冷媒流路１８４とで挟まれている。第２の熱媒体熱交換器１８−２は、熱媒体と冷媒とが対向して流れる対向流となるように流路を形成することで、効率よく熱交換を行うことができる。さらに、第２の熱媒体熱交換器１８−２は、熱媒体が流れる熱媒体流路１８２の内側に冷媒Ａ，Ｂが流れる冷媒流路１８３，１８４を形成し、熱媒体流路１８２が最も外側となる構成とすることで、冷媒の熱が空気に奪われることを抑制することができるため、冷媒の熱を熱媒体に効率よく伝達することができる。
【００２６】
図１に示す熱媒体流路５０の動作について説明する。熱媒体搬送装置５２が動作することで、熱媒体流路５０の熱媒体が搬送される。熱媒体は、流入ポート５３から熱源装置１の内部に流入し、熱媒体熱交換器１８で冷媒と熱交換して、流出ポート５５から熱源装置１の外部に流出する。具体的には、流入ポート５３から熱源装置１の内部に流入した熱媒体は、第１の熱媒体熱交換器１８−１で第１の冷媒回路１１ａの冷媒と熱交換を行う。第１の熱媒体熱交換器１８−１で熱交換された熱媒体は、第３の熱媒体熱交換器１８−３で第４の冷媒回路１１ｄの冷媒と熱交換を行う。第３の熱媒体熱交換器１８−３で熱交換された熱媒体は、第２の熱媒体熱交換器１８−２で第２の冷媒回路１１ｂの冷媒および第３の冷媒回路１１ｃの冷媒と熱交換を行う。第２の熱媒体熱交換器１８−２で熱交換された熱媒体は、流出ポート５５から熱源装置１の外部に流出する。流出ポート５５から流出した熱媒体は、負荷装置５４に流入し、負荷装置５４で空気と熱交換する。
【００２７】
冷媒回路１１の動作について説明する。圧縮機１２で圧縮された高温高圧の冷媒は、熱源側熱交換器１４で凝縮しながら放熱する。熱源側熱交換器１４で凝縮した冷媒は、膨張弁１６で膨張する。膨張弁１６で膨張した冷媒は、熱媒体熱交換器１８で蒸発しながら熱媒体から吸熱し、熱媒体を冷却する。熱媒体熱交換器１８で蒸発した冷媒は、圧縮機１２に吸入され、再び圧縮される。
【００２８】
冷凍サイクル装置１００の動作の一例について説明する。例えば７℃の熱媒体が負荷装置５４に流入する。負荷装置５４にて、熱媒体は、室内の空気と熱交換を行って室内を冷却しながら、例えば１２℃まで温度が上昇する。負荷装置５４から流出した熱媒体は、第１の冷媒回路１１ａが接続された第１の熱媒体熱交換器１８−１で冷却され、例えば１０．７５℃まで温度が低下する。第１の熱媒体熱交換器１８−１で冷却された熱媒体は、第４の冷媒回路１１ｄが接続された第３の熱媒体熱交換器１８−３で冷却され、例えば９．５℃まで温度が低下する。第３の熱媒体熱交換器１８−３で冷却された熱媒体は、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃが接続された第２の熱媒体熱交換器１８−２で冷却され、例えば７℃まで温度が低下する。第２の熱媒体熱交換器１８−２で冷却されて例えば７℃となった熱媒体は、再び負荷装置５４に流入し室内の空気と熱交換する。上記のように、この実施の形態の例では、第１の熱媒体熱交換器１８−１、第３の熱媒体熱交換器１８−３、第２の熱媒体熱交換器１８−２がこれらの順に直列に接続されており、熱媒体の温度を段階的に変化させている。したがって、熱媒体熱交換器１８のそれぞれの熱媒体流出部付近において、冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることができる。熱媒体熱交換器１８のそれぞれの熱媒体流出部付近において冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることで、熱媒体熱交換器１８が熱媒体を効率よく冷却することができる。例えば、第１の熱媒体熱交換器１８−１、第３の熱媒体熱交換器１８−３、第２の熱媒体熱交換器１８−２の順に、目標蒸発温度を低くするとよい。直列に接続する熱媒体熱交換器１８の数量を多くすることで、熱媒体熱交換器１８の平均の蒸発温度を高く設定することができるため、低消費電力化を実現することができる。
【００２９】
例えば空調空間の温度が目標温度に近づくと、負荷装置５４の負荷が小さくなる。負荷装置５４の負荷が小さいときは、熱源装置１の能力を低減して、熱源装置１を低消費電力で動作させることができる。この実施の形態の例では、負荷装置５４の負荷が小さくなったときに、運転する冷媒回路１１の数量を減らすことで、熱源装置１の能力を低減する。なお、冷媒回路１１を運転するときは、圧縮機１２を運転し、冷媒回路１１の運転を停止するときは、圧縮機１２の運転を停止する。
【００３０】
例えば、第１の冷媒回路１１ａ、第２の冷媒回路１１ｂ、第３の冷媒回路１１ｃ、および第４の冷媒回路１１ｄのうちの１つの運転を停止するときは、第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止する。なぜなら、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃは、第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続されているため、第２の冷媒回路１１ｂまたは第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止すると、運転している冷媒回路１１の冷媒の熱が、停止している冷媒回路１１の冷媒に奪われる。さらに、第２の冷媒回路１１ｂまたは第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止すると、停止している冷媒回路１１が存在することで、第２の熱媒体熱交換器１８−２において冷媒回路１１から熱媒体が吸熱する伝熱面積が低減する。したがって、第２の冷媒回路１１ｂまたは第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止すると、第２の熱媒体熱交換器１８−２の熱交換の効率が低下する。
一方、第１の熱媒体熱交換器１８−１には、第１の冷媒回路１１ａのみが接続されており、第３の熱媒体熱交換器１８−３には、第４の冷媒回路１１ｄのみが接続されている。したがって、第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止したときは、第２の冷媒回路１１ｂまたは第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止したときと比較して、熱源装置１が熱交換効率の低下を抑制することができる。
上記のように、複数の冷媒回路１１のうちの１つの運転を停止するときは、第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止することで、熱源装置１は熱交換効率の低下を抑制することができる。熱交換効率の低下を抑制することで、熱源装置１の低消費電力化を実現することができる。
第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止するときは、第１の冷媒回路１１ａの運転を優先的に停止するとよい。第１の冷媒回路１１ａが接続された第１の熱媒体熱交換器１８−１は、第４の冷媒回路１１ｄが接続された第３の熱媒体熱交換器１８−３よりも、熱媒体流路５０の上流に設けられている。したがって、第１の冷媒回路１１ａを運転し、第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止すると、第１の熱媒体熱交換器１８−１で熱交換した熱が、第３の熱媒体熱交換器１８−３で奪われる。なお、第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止するときは、停止する冷媒回路１１を例えば交互に変更することで、圧縮機１２等の冷媒回路１１を形成する要素の運転時間を均一化できるため、熱源装置１を長寿命化することができる。
【００３１】
また、例えば、第１の冷媒回路１１ａ、第２の冷媒回路１１ｂ、第３の冷媒回路１１ｃ、および第４の冷媒回路１１ｄのうちの２つの運転を停止するときは、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止する。第１の冷媒回路１１ａが接続された第１の熱媒体熱交換器１８−１と第４の冷媒回路１１ｄが接続された第３の熱媒体熱交換器１８−３とは、熱媒体流路５０に直列に接続されている。熱媒体流路５０に直列に接続された複数の熱媒体熱交換器１８が熱交換を行う構成とすることで、熱媒体熱交換器１８のそれぞれの熱媒体流出部付近において、冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることができる。熱媒体熱交換器１８の熱媒体流出部付近において、冷媒と熱媒体との温度差を大きくして熱交換を行うことで、熱媒体熱交換器１８が、伝熱面積を有効に利用して熱交換を行うことができるため、冷媒と熱媒体とを効率よく熱交換させることができる。
なお、第１の冷媒回路１１ａおよび第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止し、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃを運転するときは、第２の冷媒回路１１ｂと第３の冷媒回路１１ｃとが並列に接続されているため、第２の熱媒体熱交換器１８−２の熱媒体流入部付近において、冷媒と熱媒体との温度差を大きくする必要がある。したがって、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃの蒸発温度を低くすることとなり、消費電力が大きくなる。
また、上記のように、第２の冷媒回路１１ｂまたは第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止すると、第２の熱媒体熱交換器１８−２の熱交換の効率が低下する。したがって、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止することで、熱源装置１は、熱交換効率の低下を抑制することができる。
また、第２の熱媒体熱交換器１８−２は、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃが接続されているため、熱交換量が多い。したがって、仮に、第１の冷媒回路１１ａおよび第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止し、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃを運転しているときは、第２の熱媒体熱交換器１８−２での冷却能力が過剰となり、熱媒体が凍結するおそれがある。例えば、負荷装置５４の負荷が小さくなって熱媒体の流量が低下したとき等に、冷却能力が過剰となる。
一方、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止し、第１の冷媒回路１１ａおよび第４の冷媒回路１１ｄを運転しているときは、第１の温度センサ１９−１が第１の熱媒体熱交換器１８−１から流出した熱媒体の温度を検出している。したがって、例えば、第１の温度センサ１９−１が検出した温度が低くなったときに、第４の冷媒回路１１ｄの目標温度を上昇させることで熱媒体の凍結を抑制することができる。さらに、第３の熱媒体熱交換器１８−３には、第４の冷媒回路１１ｄのみが接続されているため、第２の熱媒体熱交換器１８−２と比較して熱交換量が少ない。したがって、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止し、第１の冷媒回路１１ａおよび第４の冷媒回路１１ｄを運転することで、熱媒体の凍結のおそれを抑制することができる。
【００３２】
また、例えば、第１の冷媒回路１１ａ、第２の冷媒回路１１ｂ、第３の冷媒回路１１ｃ、および第４の冷媒回路１１ｄのうちの３つの運転を停止するときは、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃ、ならびに第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止する。上記のように、第２の冷媒回路１１ｂまたは第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止すると、第２の熱媒体熱交換器１８−２の熱交換の効率が低下するため、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃの運転を停止することで、熱源装置１は熱交換効率の低下を抑制することができる。
第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止するときは、第１の冷媒回路１１ａの運転を優先的に停止するとよい。第１の冷媒回路１１ａが接続された第１の熱媒体熱交換器１８−１は、第４の冷媒回路１１ｄが接続された第３の熱媒体熱交換器１８−３よりも、熱媒体流路５０の上流に設けられているため、第１の冷媒回路１１ａを運転し、第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止すると、第１の熱媒体熱交換器１８−１で熱交換した熱が、第３の熱媒体熱交換器１８−３で奪われる。なお、第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄの運転を停止するときは、停止する冷媒回路１１を例えば交互に変更することで、圧縮機１２等の冷媒回路１１を形成する要素の運転時間を均一化できるため、熱源装置１を長寿命化することができる。
【００３３】
なお、この実施の形態は、上記で説明したものに限定されない。
【００３４】
例えば、熱源装置１は、熱媒体が流れる熱媒体流路５０と、冷媒が循環する複数の冷媒回路１１と、熱媒体流路５０の熱媒体と冷媒回路１１の冷媒とを熱交換させる複数の熱媒体熱交換器１８と、を備え、複数の熱媒体熱交換器１８は、少なくとも１つの冷媒回路１１が接続された第１の熱媒体熱交換器１８−１と、第１の熱媒体熱交換器１８−１よりも多数の冷媒回路１１が接続された第２の熱媒体熱交換器１８−２と、を有するものであればよい。例えば、熱源装置１の能力を低減するときに、停止する冷媒回路１１の数量が第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１の数量未満であるときは、第１の熱媒体熱交換器１８−１に接続された冷媒回路１１を優先的に停止する。例えば、熱源装置１の能力を低減するときに、停止する冷媒回路１１の数量が第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１の数量以上であるときは、第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１を優先的に停止する。上記のように、熱源装置１は、複数の熱媒体熱交換器１８のそれぞれに接続される冷媒回路１１の数量を異ならせることで、能力を低減するときに、冷媒回路１１の運転を選択的に停止することで、熱交換効率の低下を抑制することができる。
【００３５】
また、例えば、第１の熱媒体熱交換器１８−１と第２の熱媒体熱交換器１８−２とが熱媒体流路５０に並列に接続されていてもよいが、第１の熱媒体熱交換器１８−１と第２の熱媒体熱交換器１８−２とが熱媒体流路５０に直列に接続されるとよい。第１の熱媒体熱交換器１８−１と第２の熱媒体熱交換器１８−２とが直列に接続されることで、第１の熱媒体熱交換器１８−１の熱媒体流出部付近において、冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることができる。さらに、第３の熱媒体熱交換器１８−３の熱媒体流出部付近において、冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることができる。それぞれの熱媒体熱交換器１８の熱媒体流出部付近において、冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることで、熱媒体熱交換器１８が、冷媒と熱媒体とを効率よく熱交換させることができる。
【００３６】
また、例えば、第１の熱媒体熱交換器１８−１が、第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも、熱媒体流路５０の下流に設けられるとよい。
例えば、上記のように、停止する冷媒回路１１の数量が第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１の数量以上であるときは、第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１を優先的に停止する。第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１の運転を停止して、第１の熱媒体熱交換器１８−１に接続された冷媒回路を運転するときに、第１の熱媒体熱交換器１８−１が、第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも、熱媒体流路５０の下流に設けられることで、第１の熱媒体熱交換器１８−１で熱交換された熱媒体の熱が、第２の熱媒体熱交換器１８−２の冷媒に奪われない。第２の熱媒体熱交換器１８−２には、第１の熱媒体熱交換器１８−１よりも多数の冷媒回路１１が接続されている。したがって、第１の熱媒体熱交換器１８−１が、第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも、熱媒体流路５０の下流に設けられることで、第２の熱媒体熱交換器１８−２に接続された冷媒回路１１を停止したときの熱交換効率の低下を抑制することができる。
また、第２の熱媒体熱交換器１８−２は、第１の熱媒体熱交換器１８−１よりも多数の冷媒回路１１が接続されているため、第１の熱媒体熱交換器１８−１と比較して熱交換量が多い。例えば、熱源装置１が熱媒体を冷却するときに、第２の熱媒体熱交換器１８−２が、第１の熱媒体熱交換器１８−１よりも、熱媒体流路５０の上流に設けられることで、第２の熱媒体熱交換器１８−２の蒸発温度を、第１の熱媒体熱交換器１８−１の蒸発温度よりも高めることができる。熱交換量が多い第２の熱媒体熱交換器１８−２の蒸発温度を高めることで、熱媒体が凍結するおそれを抑制することができる。
【００３７】
また、例えば、複数の熱媒体熱交換器１８は、第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも少数の冷媒回路１１が接続された第３の熱媒体熱交換器１８−３を有するとよい。第１の熱媒体熱交換器１８−１と第２の熱媒体熱交換器１８−２と第３の熱媒体熱交換器１８−３とを有する構成とすることで、熱源装置１の能力を緻密に調整することができる。例えば、第３の熱媒体熱交換器１８−３は、第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも、熱媒体流路５０の下流に設けられるとよい。第３の熱媒体熱交換器１８−３が第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも下流に設けられることで、第１の熱媒体熱交換器１８−１が第２の熱媒体熱交換器１８−２よりも下流に設けられるときと同じく、熱源装置１の熱交換効率の低下のおそれを抑制し、または熱媒体の凍結のおそれを抑制することができる。なお、第１の熱媒体熱交換器１８−１に接続された冷媒回路１１の数量が、第３の熱媒体熱交換器１８−３に接続された冷媒回路１１の数量よりも少ない場合には、上記と同様に、第３の熱媒体熱交換器１８−３の下流に第１の熱媒体熱交換器１８−１を設けるとよい。すなわち、複数の熱媒体熱交換器１８を有し、熱媒体熱交換器１８のそれぞれに接続された冷媒回路１１の数量が異なるときは、接続された冷媒回路１１の数量が少ない熱媒体熱交換器１８を熱媒体流路５０の下流に設けるとよい。
【００３８】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。なお、図４において、図１と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略しまたは簡略化する。図４に示すように、この実施の形態の冷凍サイクル装置１００Ａの熱源装置１Ａは、ユニット化された複数の熱源ユニット１０が熱媒体配管５１で接続されることで形成されている。熱源装置１Ａは、第１の熱源ユニット１０−１と第２の熱源ユニット１０−２と第３の熱源ユニット１０−３とを有している。この実施の形態では理解を容易にするために、第１の熱源ユニット１０−１と第２の熱源ユニット１０−２と第３の熱源ユニット１０−３とを特に区別する必要がないときは、単に熱源ユニット１０として説明を行う。なお、熱源装置１Ａは、２つ以上の熱源ユニット１０を有するものであればよい。
【００３９】
熱源ユニット１０は、１つの熱媒体熱交換器１８および当該１つの熱媒体熱交換器１８と接続された冷媒回路１１を収容している。第１の熱源ユニット１０−１は、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第１の熱媒体熱交換器１８−１と接続された第１の冷媒回路１１ａを収容している。第２の熱源ユニット１０−２は、第２の熱媒体熱交換器１８−２ならびに第２の熱媒体熱交換器１８−２と接続された第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃを収容している。第３の熱源ユニット１０−３は、第３の熱媒体熱交換器１８−３および第３の熱媒体熱交換器１８−３と接続された第４の冷媒回路１１ｄを収容している。また、熱源ユニット１０のそれぞれは、収容している冷媒回路１１の熱源側熱交換器１４に送風を行う送風機１５、および収容している熱媒体熱交換器１８を通過した熱媒体の温度を検出する温度センサ１９を収容している。上記のように、ユニット化された複数の熱源ユニット１０を熱媒体配管５１で接続して熱源装置１Ａを形成する構成とすることで、熱源装置１Ａの設置の自由度が向上する。熱源装置１Ａは熱媒体熱交換器１８を有しており大型となるため、設置の自由度が向上する効果が顕著となる。さらに、熱源装置１Ａを複数の熱源ユニット１０で形成する構成とすることで、熱源ユニット１０を共通化することができるため、構成部材の共通化によるコスト低減を実現することができる。さらに、熱源装置１Ａを複数の熱源ユニット１０で形成する構成とすることで、熱源ユニット１０の組み合わせを変更するのみで、熱源装置１Ａの仕様を自在に変更することができる。
【００４０】
また、この実施の例では、熱媒体流路５０Ａはバイパス流路２１を有している。バイパス流路２１は、熱媒体熱交換器１８と並列に設けられている。熱媒体流路５０Ａには、バイパス制御弁２２が設けられている。バイパス制御弁２２は、バイパス流路２１への熱媒体の流入を制御するものである。バイパス制御弁２２は、例えば、熱媒体熱交換器１８またはバイパス流路２１に熱媒体を流すように流路を切り替える。バイパス制御弁２２は、熱媒体熱交換器１８に流す熱媒体の量とバイパス流路２１に流す熱媒体の量とを調整できるものであってもよい。バイパス制御弁２２は、例えば三方弁で形成されているが、１つまたは複数の二方弁で形成されてもよい。バイパス制御弁２２は、例えば、制御装置８０によって制御されるが、手動で動作させるものであってもよい。図４の例の熱源装置１Ａは、第１の熱媒体熱交換器１８−１と並列に設けられた第１のバイパス流路２１−１および第１のバイパス流路２１−１への熱媒体の流入を制御する第１のバイパス制御弁２２−１と、第２の熱媒体熱交換器１８−２と並列に設けられた第２のバイパス流路２１−２および第２のバイパス流路２１−２への熱媒体の流入を制御する第２のバイパス制御弁２２−２と、第３の熱媒体熱交換器１８−３と並列に設けられた第３のバイパス流路２１−３および第３のバイパス流路２１−３への熱媒体の流入を制御する第３のバイパス制御弁２２−３と、を有している。この実施の形態では理解を容易にするために、第１のバイパス流路２１−１と第２のバイパス流路２１−２と第３のバイパス流路２１−３とを特に区別する必要がないときは、単にバイパス流路２１として説明を行い、第１のバイパス制御弁２２−１と第２のバイパス制御弁２２−２と第３のバイパス制御弁２２−３とを特に区別する必要がないときは、単にバイパス制御弁２２として説明を行う。
【００４１】
この実施の形態の例では、負荷装置５４の負荷が小さくなったときに、運転する冷媒回路１１の数量を減らすことで、熱源装置１の能力を低減し、停止した冷媒回路１１の熱媒体熱交換器１８と並列に接続されたバイパス流路２１に熱媒体を流す。熱媒体熱交換器１８をバイパスさせてバイパス流路２１に熱媒体を流すことで、熱媒体流路５０Ａの抵抗が低減するため、熱媒体が流れやすくなる。したがって、熱媒体熱交換器１８をバイパスさせてバイパス流路２１に熱媒体を流すことで、熱媒体搬送装置５２の消費電力を低減することができる。なお、例えば冷媒回路１１がメンテナンスまたは異常等で停止しているときに、バイパス流路２１に熱媒体を流してもよい。例えば、第１の冷媒回路１１ａが停止したときは、第１の熱媒体熱交換器１８−１をバイパスさせて、第１のバイパス流路２１−１に熱媒体を流す。第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃが停止したときは、第２の熱媒体熱交換器１８−２をバイパスさせて、第２のバイパス流路２１−２に熱媒体を流す。第４の冷媒回路１１ｄが停止したときは、第３の熱媒体熱交換器１８−３をバイパスさせて、第３のバイパス流路２１−３に熱媒体を流す。
【００４２】
なお、この実施の形態は、上記で説明したものに限定されない。
【００４３】
例えば、図４の例では、熱媒体熱交換器１８のそれぞれに対応付けてバイパス流路２１およびバイパス制御弁２２が設けられているが、バイパス流路２１およびバイパス制御弁２２は、複数の熱媒体熱交換器１８のうちの少なくとも１つと対応付けて設けられていればよい。
【００４４】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。なお、図５において、図１と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略しまたは簡略化する。図５に示すように、この実施の形態の冷凍サイクル装置１００Ｂの熱源装置１Ｂは、第１の熱媒体熱交換器１８−１と第３の熱媒体熱交換器１８−３とが熱媒体流路５０Ｂに並列に接続されている。第２の熱媒体熱交換器１８−２は、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３と熱媒体流路５０Ｂに直列に接続されている。第２の熱媒体熱交換器１８−２は、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３の熱媒体流路５０Ｂの上流に設けられている。熱媒体流路５０Ｂは、第２の熱媒体熱交換器１８−２の下流に、分岐部８４を有している。熱媒体流路５０Ｂの分岐部８４の下流には、第１の熱媒体熱交換器１８−１と第３の熱媒体熱交換器１８−３とが並列に接続されている。熱媒体流路５０Ｂは、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３の下流に、合流部８６を有している。分岐部８４および合流部８６は熱源装置１Ｂの内部に収容されている。なお、第２の熱媒体熱交換器１８−２は、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３の熱媒体流路５０Ｂの下流に設けられてもよい。
【００４５】
熱媒体流路５０Ｂの動作について説明する。熱媒体搬送装置５２が動作することで、熱媒体流路５０Ｂの熱媒体が搬送される。第２の熱媒体熱交換器１８−２で第２の冷媒回路１１ｂの冷媒および第３の冷媒回路１１ｃの冷媒と熱交換を行った熱媒体は、分岐部８４で、第１の熱媒体熱交換器１８−１に流入する熱媒体と、第３の熱媒体熱交換器１８−３に流入する熱媒体と、に分岐する。第１の熱媒体熱交換器１８−１で第１の冷媒回路１１ａの冷媒と熱交換を行った熱媒体と、第３の熱媒体熱交換器１８−３で第４の冷媒回路１１ｄの冷媒と熱交換を行った熱媒体と、が合流部８６で合流して負荷装置５４に流入する。負荷装置５４で空気と熱交換した熱媒体は、第２の熱媒体熱交換器１８−２に流入する。なお、第１の熱媒体熱交換器１８−１に流入する熱媒体と、第３の熱媒体熱交換器１８−３に流入する熱媒体と、の分流比は、分岐部８４から合流部８６までの配管抵抗等によって決まるものであり、弁の開閉または配管設計等によって設定することができる。この実施の形態の例では、上記の分流比が１対１となっている。
【００４６】
次に、冷凍サイクル装置１００Ｂの動作の一例について説明する。例えば７℃の熱媒体が負荷装置５４に流入する。負荷装置５４にて、熱媒体は、室内の空気と熱交換を行って室内を冷却しながら、例えば１２℃まで温度が上昇する。負荷装置５４から流出した熱媒体は、第２の冷媒回路１１ｂおよび第３の冷媒回路１１ｃが接続された第２の熱媒体熱交換器１８−２で冷却され、例えば９．５℃まで温度が低下する。第２の熱媒体熱交換器１８−２で冷却された熱媒体は、分岐部８４で、第１の熱媒体熱交換器１８−１に流入する熱媒体と第３の熱媒体熱交換器１８−３に流入する熱媒体とに分岐される。第１の冷媒回路１１ａが接続された第１の熱媒体熱交換器１８−１で冷却された冷媒は、例えば７℃まで温度が低下する。第４の冷媒回路１１ｄが接続された第３の熱媒体熱交換器１８−３に流入した冷媒は、例えば７℃まで温度が低下する。第１の熱媒体熱交換器１８−１で冷却された熱媒体と第３の熱媒体熱交換器１８−３で冷却された熱媒体とが合流部８６で合流して、再び負荷装置５４に流入し室内の空気と熱交換する。上記のように、この実施の形態の例では、第２の熱媒体熱交換器１８−２と第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３とが直列に接続されており、熱媒体の温度を段階的に変化させている。したがって、熱媒体熱交換器１８の熱媒体流出部付近において、冷媒の温度と熱媒体の温度との温度差を大きくして熱交換させることができるため、熱媒体を効率よく冷却することができる。例えば、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３の目標蒸発温度を、第２の熱媒体熱交換器１８−２の目標蒸発温度よりも、低くするとよい。
【００４７】
上記のように、この実施の形態の例では、第１の熱媒体熱交換器１８−１と第３の熱媒体熱交換器１８−３とが並列に接続されているため、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３のそれぞれに流れる熱媒体の量を低減することができる。したがって、この実施の形態の例によれば、熱媒体流路５０の抵抗を低減することができるため、熱媒体搬送装置５２の消費電力を低減することができる。
【００４８】
さらに、この実施の形態の例によれば、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３のそれぞれに流れる熱媒体の量を低減することができるため、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３のそれぞれが設けられた経路の熱媒体配管５１の径を小さくすることができる。熱媒体配管５１の径を小さくすることで、熱媒体配管５１の施工性が向上し、熱媒体配管５１を低コスト化することができる。
【００４９】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。なお、図６において、図５と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略しまたは簡略化する。図６に示すように、この実施の形態の冷凍サイクル装置１００Ｃは、負荷装置５４および負荷装置５６を有している。この実施の形態において、負荷装置５４は「第１の負荷装置」に相当し、負荷装置５６は「第２の負荷装置」に相当する。負荷装置５４と負荷装置５６とは、並列に接続されている。熱源装置１Ｃは、第１の熱媒体熱交換器１８−１の下流に設けられた第１の流出ポート５５ａと第３の熱媒体熱交換器１８−３の下流に設けられた第２の流出ポート５５ｂとを有している。第１の流出ポート５５ａから流出した熱媒体は、負荷装置５４に供給される。第２の流出ポート５５ｂから流出した熱媒体は、負荷装置５６に供給される。熱媒体流路５０Ｃは、負荷装置５４および負荷装置５６の下流に合流部８６を有している。合流部８６は、熱源装置１Ｃの外部に設けられており、合流部８６の下流には、熱媒体搬送装置５２が設けられている。合流部８６の下流に、熱媒体搬送装置５２が設けられているため、負荷装置５４と負荷装置５６とで熱媒体搬送装置５２を共通化することができる。この実施の形態の例の熱源装置１Ｃは、第１の熱媒体熱交換器１８−１を通過した熱媒体が流出する第１の流出ポート５５ａと、第３の熱媒体熱交換器１８−３を通過した熱媒体が流出する第２の流出ポート５５ｂと、を備えている。したがって、例えば、第１の流出ポート５５ａと接続された負荷装置５４と、第２の流出ポート５５ｂと接続された負荷装置５６と、を有する冷凍サイクル装置１００Ｃを形成することができる。例えば、負荷装置５４および負荷装置５６のそれぞれが、温度の異なる熱媒体を利用するときに、この実施の形態の冷凍サイクル装置１００Ｃを適用するとよい。
【００５０】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。なお、図７において、図５と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略しまたは簡略化する。この実施の形態の例の冷凍サイクル装置１００Ｄの熱源装置１Ｄは、熱媒体流路５０Ｂに設けられた流入制御弁５８を有している。流入制御弁５８は、第１の熱媒体熱交換器１８−１または第３の熱媒体熱交換器１８−３への熱媒体の流入を制御するものである。流入制御弁５８は、例えば制御装置８０によって制御されるものであるが、手動で動作させるものであってもよい。流入制御弁５８は、例えば、第１の熱媒体熱交換器１８−１への熱媒体の流入を制御する第１の流入制御弁５８−１と、第３の熱媒体熱交換器１８−３への熱媒体の流入を制御する第２の流入制御弁５８−２と、を有している。第１の流入制御弁５８−１および第２の流入制御弁５８−２は、例えば開閉を切り替える開閉弁であるが、開度を調整できる電動弁であってもよい。
【００５１】
例えば、熱媒体の流量が低下したとき等に、冷却能力が過剰となり、熱媒体が凍結するおそれがある。そこで、この実施の形態の例では、冷却能力が過剰となると、第１の流入制御弁５８−１または第２の流入制御弁５８−２を閉止し、熱媒体が流入しない熱媒体熱交換器１８と接続された冷媒回路１１の運転を停止する。第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３の一方に熱媒体を流すことで、熱媒体が流れる一方の熱媒体熱交換器１８における熱媒体の流速が早くなるため、熱媒体の凍結が抑制される。なお、第１の流入制御弁５８−１または第２の流入制御弁５８−２を省略することができるが、第１の流入制御弁５８−１および第２の流入制御弁５８−２を有する構成とすることで、第１の熱媒体熱交換器１８−１および第３の熱媒体熱交換器１８−３のそれぞれへの熱媒体の流入を制御することができる。第１の流入制御弁５８−１および第２の流入制御弁５８−２を有する構成とすることで、運転を停止する冷媒回路１１を例えば交互に変更し、圧縮機１２等の冷媒回路１１を形成する要素の運転時間を均一化することができる。冷媒回路１１を形成する要素の運転時間を均一化することで、熱源装置１を長寿命化することができる。さらに、第１の冷媒回路１１ａまたは第４の冷媒回路１１ｄに異常が生じたときに、異常が発生した冷媒回路１１と接続された熱媒体熱交換器１８への熱媒体の流入を止めて、熱源装置１を動作させることができる。
【００５２】
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。
【００５３】
例えば、実施の形態２の熱源ユニット１０の構造は、実施の形態１、実施の形態３、実施の形態４、または実施の形態５に適用することができる。また、例えば、実施の形態２のバイパス流路２１およびバイパス制御弁２２は、実施の形態１、実施の形態３、実施の形態４、または実施の形態５に適用することができる。また、例えば、実施の形態５の流入制御弁５８は、実施の形態４に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  熱源装置、１Ａ  熱源装置、１Ｂ  熱源装置、１Ｃ  熱源装置、１Ｄ  熱源装置、１０  熱源ユニット、１０−１  第１の熱源ユニット、１０−２  第２の熱源ユニット、１０−３  第３の熱源ユニット、１１  冷媒回路、１１ａ  第１の冷媒回路、１１ｂ  第２の冷媒回路、１１ｃ  第３の冷媒回路、１１ｄ  第４の冷媒回路、１２  圧縮機、１２ａ  第１の圧縮機、１２ｂ  第２の圧縮機、１２ｃ  第３の圧縮機、１２ｄ  第４の圧縮機、１４  熱源側熱交換器、１４ａ  第１の熱源側熱交換器、１４ｂ  第２の熱源側熱交換器、１４ｃ  第３の熱源側熱交換器、１４ｄ  第４の熱源側熱交換器、１５  送風機、１５ａ  第１の送風機、１５ｂ  第２の送風機、１５ｃ  第３の送風機、１５ｄ  第４の送風機、１６  膨張弁、１６ａ  第１の膨張弁、１６ｂ  第２の膨張弁、１６ｃ  第３の膨張弁、１６ｄ  第４の膨張弁、１７  冷媒配管、１７ａ  第１の冷媒配管、１７ｂ  第２の冷媒配管、１７ｃ  第３の冷媒配管、１７ｄ  第４の冷媒配管、１８  熱媒体熱交換器、１８−１  第１の熱媒体熱交換器、１８−２  第２の熱媒体熱交換器、１８−３  第３の熱媒体熱交換器、１９  温度センサ、１９−１  第１の温度センサ、１９−２  第２の温度センサ、１９−３  第３の温度センサ、２１  バイパス流路、２１−１  第１のバイパス流路、２１−２  第２のバイパス流路、２１−３  第３のバイパス流路、２２  バイパス制御弁、２２−１  第１のバイパス制御弁、２２−２  第２のバイパス制御弁、２２−３  第３のバイパス制御弁、５０  熱媒体流路、５０Ａ  熱媒体流路、５０Ｂ  熱媒体流路、５０Ｃ  熱媒体流路、５１  熱媒体配管、５２  熱媒体搬送装置、５３  流入ポート、５４  負荷装置、５５  流出ポート、５５ａ  第１の流出ポート、５５ｂ  第２の流出ポート、５６  負荷装置、５８  流入制御弁、５８−１  第１の流入制御弁、５８−２  第２の流入制御弁、８０  制御装置、８４  分岐部、８６  合流部、１００  冷凍サイクル装置、１００Ａ  冷凍サイクル装置、１００Ｂ  冷凍サイクル装置、１００Ｃ  冷凍サイクル装置、１００Ｄ  冷凍サイクル装置、１８０  熱媒体流路、１８１  冷媒流路、１８２  熱媒体流路、１８３  冷媒流路、１８４  冷媒流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月24日(2020.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流れる熱媒体流路と、
冷媒が循環する複数の冷媒回路と、
前記熱媒体流路の熱媒体と前記冷媒回路の冷媒とを熱交換させる複数の熱媒体熱交換器と、を備え、
前記複数の熱媒体熱交換器は、少なくとも１つの前記冷媒回路が接続された第１の熱媒体熱交換器と、前記第１の熱媒体熱交換器よりも多数の前記冷媒回路が接続された第２の熱媒体熱交換器と、を有する、
熱源装置。
【請求項２】
前記第１の熱媒体熱交換器と前記第２の熱媒体熱交換器とが前記熱媒体流路に直列に接続された、
請求項１に記載の熱源装置。
【請求項３】
前記第１の熱媒体熱交換器が、前記第２の熱媒体熱交換器よりも、前記熱媒体流路の下流に設けられた、
請求項２に記載の熱源装置。
【請求項４】
前記第１の熱媒体熱交換器および前記第１の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路を収容した第１の熱源ユニットと、
前記第１の熱源ユニットと熱媒体配管で接続され、前記第２の熱媒体熱交換器および前記第２の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路を収容した第２の熱源ユニットと、を備えた、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項５】
前記複数の熱媒体熱交換器は、前記第２の熱媒体熱交換器よりも少数の前記冷媒回路が接続された第３の熱媒体熱交換器を有する、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項６】
前記第３の熱媒体熱交換器が、前記第２の熱媒体熱交換器よりも、前記熱媒体流路の下流に設けられた、
請求項５に記載の熱源装置。
【請求項７】
前記第１の熱媒体熱交換器と前記第３の熱媒体熱交換器とが並列に接続され、
前記第１の熱媒体熱交換器および前記第３の熱媒体熱交換器と前記第２の熱媒体熱交換器とが直列に接続された、
請求項５または請求項６に記載の熱源装置。
【請求項８】
前記熱媒体流路に設けられ、前記第１の熱媒体熱交換器または前記第３の熱媒体熱交換器への熱媒体の流入を制御する流入制御弁を備えた、
請求項７に記載の熱源装置。
【請求項９】
前記第３の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路が１つである、
請求項５〜請求項８の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項１０】
前記第１の熱媒体熱交換器と接続された前記冷媒回路が１つである、
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項１１】
前記熱媒体流路は、前記複数の熱媒体熱交換器のうちの少なくとも１つと並列に設けられたバイパス流路を有し、
前記バイパス流路への熱媒体の流入を制御するバイパス制御弁を備えた、
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の熱源装置。
【請求項１２】
前記第１の熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体が流出する第１の流出ポートと、
前記第３の熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体が流出する第２の流出ポートと、を備えた、
請求項６または請求項７に記載の熱源装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の熱源装置と、
前記第１の流出ポートと接続された第１の負荷装置と、
前記第２の流出ポートと接続された第２の負荷装置と、を備えた
冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載の熱源装置と、
前記熱源装置と接続された第１の負荷装置と、を備えた
冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
各冷媒回路は、圧縮機を有し、
複数の前記冷媒回路の前記圧縮機を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記冷媒回路の運転を停止するときには前記圧縮機の運転を停止するものであって、
運転を停止する冷媒回路の数量が前記第２の熱媒体熱交換器に接続された前記冷媒回路の数量未満であるときは、前記第１の熱媒体熱交換器に接続された前記冷媒回路を、前記第２の熱媒体熱交換器に接続された前記冷媒回路よりも優先的に停止し、
運転を停止する冷媒回路の数量が前記第２の熱媒体熱交換器に接続された前記冷媒回路の数量以上であるときは、前記第２の熱媒体熱交換器に接続された前記冷媒回路を優先的に停止する
請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載の熱源装置。
【国際調査報告】
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