WO2024185830A1 - 空気調和装置の室外ユニット、および空気調和装置 - Google Patents
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Definitions
- An embodiment of the present invention relates to an outdoor unit for an air conditioner, and to an air conditioner.
- An air conditioning device includes an outdoor unit, multiple indoor units, multiple switching units, and a first jumper pipe, a second jumper pipe, and a third jumper pipe.
- the outdoor unit includes an outdoor heat exchanger and a compressor.
- the outdoor unit includes a first outdoor pipe that connects the outdoor heat exchanger and the first jumper pipe, a second outdoor pipe that connects the compressor and the second jumper pipe, and a third outdoor pipe that connects the compressor and the third jumper pipe.
- Each indoor unit includes an indoor heat exchanger.
- Each switching unit includes an indoor first pipe that connects the indoor heat exchanger and the first jumper pipe, an indoor second pipe that connects the indoor heat exchanger and the second jumper pipe, an indoor third pipe that connects the indoor heat exchanger and the third jumper pipe, and an indoor third pipe valve provided on the indoor third pipe.
- Each indoor third pipe valve switches the connection state between the three pipes of the outdoor unit and the two pipes of the respective indoor unit.
- This conventional air conditioner can perform heating operation in all indoor units or cooling operation in all indoor units, but can also perform heating operation in some indoor units and cooling operation in the remaining indoor units.
- a conventional air conditioner functions as a multi-type air conditioner in which all indoor units perform heating operation or all indoor units perform cooling operation.
- one outdoor pipe for example the third outdoor pipe, is not connected to a jumper valve and has its end closed.
- This third outdoor pipe With its closed end, becomes what is known as a dead end. There is a risk that the refrigerant and the refrigeration oil contained in the refrigerant will stagnate in this dead end pipe. If a large amount of refrigeration oil stagnates in the dead end, there is a risk that the compressor will not receive enough lubrication.
- the present invention aims to provide an outdoor unit for an air conditioner that can be used in both heat recovery and general multi-type systems, and that can prevent refrigeration oil from accumulating in the outdoor piping that is closed when used in a multi-type system, and an air conditioner.
- the outdoor unit of the air conditioning apparatus comprises a compressor that compresses a refrigerant, an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and outside air, a first switching valve that is capable of cutting off the connection between the discharge side of the compressor and the indoor heat exchangers of all indoor units to cause the outdoor heat exchanger to function as a condenser, or connecting the discharge side of the compressor to the indoor heat exchanger of at least one of the indoor units to cause the indoor heat exchanger of the at least one of the indoor units to function as a condenser, and a first switching valve that is capable of cutting off the connection between the discharge side of the compressor and the indoor heat exchanger of at least one of the indoor units to cause the outdoor heat exchanger to function as a condenser, and
- the system includes a second switching valve that can be connected to the outdoor heat exchanger on the suction side of the compressor to make the outdoor heat exchanger function as an evaporator, a
- the outdoor unit of the air conditioning apparatus comprises a compressor that compresses a refrigerant, an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and outside air, a first switching valve that is capable of cutting off the connection between the discharge side of the compressor and the indoor heat exchangers of all indoor units to cause the outdoor heat exchanger to function as a condenser, or connecting the discharge side of the compressor to the indoor heat exchanger of at least one of the indoor units to cause the indoor heat exchanger of the at least one of the indoor units to function as a condenser, a second switching valve that is capable of connecting the discharge side of the compressor to the outdoor heat exchanger to cause the outdoor heat exchanger to function as a condenser, or connecting the suction side of the compressor to the outdoor heat exchanger to cause the outdoor heat exchanger to function as an evaporator, and a first outdoor piping that connects the outdoor heat exchanger to the indoor unit.
- an outdoor second pipe which is one of the branches of the first switching valve and connects the compressor and the indoor unit
- an outdoor third pipe which is connected to one of the branches of the first switching valve and also connects to the compressor.
- the main pipe section of the outdoor unit of the air conditioner according to the embodiment of the present invention has a straight pipe section that extends vertically downward from the branching point between the main pipe section and the trap section so that the liquid contained in the refrigerant flows vertically downward.
- the outdoor unit of the air conditioning apparatus is provided with a recovery pipe that connects the outdoor third piping to the suction side of the compressor.
- the air conditioning apparatus includes the outdoor unit and a plurality of indoor units that exchange heat between the refrigerant and indoor air, the outdoor unit has an outdoor expansion valve connected to the discharge side of the outdoor heat exchanger, and each of the indoor units has an indoor heat exchanger and an indoor expansion valve connected to the outdoor heat exchanger.
- the air conditioning apparatus includes a plurality of switching units capable of switching the flow direction of the refrigerant flowing through the corresponding indoor units, the indoor units that perform cooling operation and the indoor units that perform heating operation can be mixed by making the flow direction of the refrigerant flowing through the indoor units different from each other.
- the flow direction of the refrigerant flowing through the indoor units is unified so that the refrigerant is sucked into the compressor through the first switching valve during cooling operation and the refrigerant is sent to the indoor units through the first switching valve during heating operation, and all of the indoor units perform cooling operation or heating operation.
- the present invention provides an outdoor unit for an air conditioner that can be used in both heat recovery and general multi-type systems, and that can prevent refrigeration oil from accumulating in the outdoor piping that is closed when used in a multi-type system, and an air conditioner.
- FIG. 1 is a block diagram of an air conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing a first example of a refrigerant flow in a cooling and mixed operation state of the air conditioning apparatus according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a diagram showing a second example of the flow of refrigerant in a cooling and mixing operation state of the air conditioning apparatus according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a flow of refrigerant in a heating and mixing operation state of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of an air conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic diagram of a comparative example of an eighth branch pipe of the outdoor unit according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a schematic diagram of a first example of an eighth branch pipe of the outdoor unit according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic diagram of a second example of an eighth branch pipe of the outdoor unit according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic diagram of a third example of an eighth branch pipe of the outdoor unit according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic diagram of a fourth example of an eighth branch pipe of the outdoor unit according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a block diagram of an air conditioning apparatus according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram of an air conditioning device according to an embodiment of the present invention.
- the air conditioner 1 is a heat recovery type (heat recovery method, heat recovery method) multi-air conditioner.
- the air conditioner 1 comprises at least one outdoor unit 5 having a compressor 2 that compresses a refrigerant, a plurality of indoor units 6A, 6B, ..., and a plurality of switching units 7A, 7B, ... that can respectively switch the flow direction of the refrigerant flowing through the indoor units 6A, 6B, ....
- the air conditioner 1 also comprises refrigerant piping 8 that sequentially connects the outdoor unit 5, the plurality of switching units 7A, 7B, ..., and the plurality of indoor units 6A, 6B, ... to circulate the refrigerant.
- the air conditioning device 1 circulates refrigerant between the outdoor unit 5 and the multiple indoor units 6A, 6B, ... to perform full cooling operation in which the outdoor unit 5 functions as a condenser and all the indoor units 6A, 6B, ... function as evaporators, and full heating operation in which the outdoor unit 5 functions as an evaporator and all the indoor units 6A, 6B, ... function as condensers.
- the air conditioner 1 can also mix indoor units 6A, 6B, ... that perform cooling operation and indoor units 6A, 6B, ... that perform heating operation by making the flow direction of the refrigerant flowing through the indoor units 6A, 6B, ... different from each other.
- the air conditioner 1 performs a cooling mixed operation in which the outdoor unit 5 functions as a condenser, some indoor units 6A, 6B function as evaporators, and the remaining indoor units 6C function as condensers, and a heating mixed operation in which the outdoor unit 5 functions as an evaporator, some indoor units 6A, 6B function as condensers, and the remaining indoor units 6C function as evaporators.
- the cooling mixed operation is a cooling-dominated operation in which many indoor units 6A, 6B perform cooling operation and a small number of indoor units 6C perform heating operation.
- the heating mixed operation is a heating-dominated operation in which many indoor units 6A, 6B perform heating operation and a small number of indoor units 6C perform cooling operation.
- the outdoor unit 5 includes a compressor 2 that compresses and discharges the sucked refrigerant, an oil separator 11 provided on the discharge side of the compressor 2, at least three switching valves 12A, 12B, 12C that switch the circulation path of the refrigerant circulating between the outdoor unit 5 and the indoor units 6A, 6B, ..., two outdoor heat exchangers 13 that exchange heat between the refrigerant and the outside air, two outdoor expansion valves 15 that reduce the pressure of the refrigerant flowing from the indoor units 6A, 6B, ... to the respective outdoor heat exchangers 13, and an accumulator 16 provided on the suction side of the compressor 2.
- the outdoor unit 5 also includes an outdoor fan 17 that circulates the outside air that is heat exchanged in the two outdoor heat exchangers 13.
- the outdoor unit 5 also includes an inverter circuit 18 that controls the operating frequency of the compressor 2, and a control unit 19 that controls the inverter circuit 18.
- the indoor unit 6A is equipped with an indoor heat exchanger 21A that exchanges heat between the refrigerant and indoor air, and an indoor expansion valve 22A that reduces the pressure of the refrigerant that flows from the outdoor unit 5 to the indoor heat exchanger 21A.
- the indoor unit 6A also has an indoor fan 23A that circulates the indoor air that is heat exchanged in the indoor heat exchanger 21A.
- the indoor unit 6A is equipped with an indoor control unit (not shown).
- the switching unit 7A is equipped with a discharge gas pipe shutoff valve 25A that allows or blocks the flow of refrigerant from the compressor 2 to the indoor heat exchanger 21A, and a suction gas pipe shutoff valve 26A that allows or blocks the flow of refrigerant from the indoor heat exchanger 21A to the compressor 2.
- a discharge gas pipe shutoff valve 25A that allows or blocks the flow of refrigerant from the compressor 2 to the indoor heat exchanger 21A
- a suction gas pipe shutoff valve 26A that allows or blocks the flow of refrigerant from the indoor heat exchanger 21A to the compressor 2.
- the compressor 2 is housed in the outdoor unit 5.
- the compressor 2 changes its operating frequency depending on the output of the inverter circuit 18.
- the air conditioning device 1 may be equipped with multiple compressors 2. In this case, it is preferable that the number of inverter circuits 18 is the same as the number of compressors 2, and each inverter circuit 18 individually controls the operating frequency of the corresponding compressor 2.
- the compressor 2 changes its operating frequency using known inverter control.
- the compressor 2 may be operated at a constant operating frequency.
- the compressor 2 includes a sealed case, a compression mechanism that compresses the refrigerant, and an electric motor that drives the compression mechanism.
- the sealed case houses the compression mechanism and the electric motor.
- the sealed case stores refrigeration oil that lubricates the compression mechanism.
- the discharge side of the compressor 2 is connected to an oil separator 11.
- the suction side of the compressor 2 is connected to an accumulator 16.
- the compressor 2 also includes an accumulator 2a that is smaller in capacity than the accumulator 16.
- This small-capacity accumulator 2a is a gas-liquid separator that separates gas refrigerant and liquid refrigerant and sends the gas refrigerant to the compressor 2.
- the small-capacity accumulator 2a is also called a suction muffler or suction cup, and is provided between the suction side of the compressor 2 and the large-capacity accumulator 16.
- the oil separator 11 separates the gas refrigerant discharged from the compressor 2 from the refrigeration oil.
- the refrigeration oil separated by the oil separator 11 is returned to the compressor 2 through a return pipe (not shown).
- the oil separator 11 is, for example, a centrifugal separator.
- the two outdoor heat exchangers 13 and the indoor heat exchanger 21A are, for example, fin-and-tube type heat exchangers.
- the two outdoor heat exchangers 13 and the indoor heat exchanger 21A are equipped with multiple paths 28 through which the refrigerant flows, a header 29 that distributes the refrigerant to the multiple paths 28 or merges the refrigerant distributed to the multiple paths 28, and multiple fins (not shown) that extend perpendicular to the multiple paths 28.
- the two outdoor heat exchangers 13 include a main heat exchanger 31a serving as a first outdoor heat exchanger, and a sub-heat exchanger 31b serving as a second outdoor heat exchanger connected in parallel to the main heat exchanger 31a.
- the main heat exchanger 31a is connected to the second switching valve 12B.
- the sub-heat exchanger 31b is connected to the third switching valve 12C.
- Each of the switching valves 12A, 12B, and 12C is electrically connected to the control unit 19 by a signal line (not shown).
- the air conditioning device 1 switches between cooling operation (refrigerant flow indicated by solid arrows in FIG. 1) and heating operation (refrigerant flow indicated by dashed arrows in FIG. 1) by switching the flow direction of the refrigerant with the three switching valves 12A, 12B, and 12C.
- the second switching valve 12B connects the discharge side of the compressor 2 to the main heat exchanger 31a, causing the main heat exchanger 31a to function as a condenser.
- the second switching valve 12B also connects the suction side of the compressor 2 to the main heat exchanger 31a, causing the main heat exchanger 31a to function as an evaporator.
- the third switching valve 12C connects the discharge side of the compressor 2 to the auxiliary heat exchanger 31b, causing the auxiliary heat exchanger 31b to function as a condenser.
- the third switching valve 12C also connects the suction side of the compressor 2 to the auxiliary heat exchanger 31b, causing the auxiliary heat exchanger 31b to function as an evaporator.
- the first switching valve 12A cuts off the connection between the discharge side of the compressor 2 and the indoor heat exchangers 21A, 21B, ... of all indoor units 6A, 6B, ..., allowing the two outdoor heat exchangers 13 to function as condensers, or connects the discharge side of the compressor 2 to the indoor heat exchanger 21A, 21B, ... of at least one indoor unit 6A, 6B, ..., allowing the indoor heat exchanger 21A, 21B, ... of at least one indoor unit 6A, 6B, ... to function as a condenser.
- the two outdoor expansion valves 15 are a first outdoor expansion valve 15a connected to the main heat exchanger 31a, and a second outdoor expansion valve 15b connected to the auxiliary heat exchanger 31b.
- the main heat exchanger 31a is disposed between the second switching valve 12B and the first outdoor expansion valve 15a
- the auxiliary heat exchanger 31b is disposed between the third switching valve 12C and the second outdoor expansion valve 15b.
- the refrigerant is distributed at the inlet sides of the main heat exchanger 31a and the auxiliary heat exchanger 31b, and merges at the outlet sides of the main heat exchanger 31a and the auxiliary heat exchanger 31b.
- the outdoor fan 17 and the indoor fan 23A are, for example, axial fans.
- the outdoor fan 17 promotes heat exchange between the outside air and the refrigerant flowing through the two outdoor heat exchangers 13.
- the indoor fan 23A promotes heat exchange between the indoor air and the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 21A.
- the two outdoor expansion valves 15 and the indoor expansion valve 22A are, for example, electronic expansion valves (Pulse Motor Valves, PMVs) with adjustable valve opening.
- the electronic expansion valve has a valve box with a through hole and a needle as a valve body that can advance and retreat into the through hole.
- the electronic expansion valve blocks the flow of refrigerant.
- the electronic expansion valve is in a closed state, and the valve opening of the electronic expansion valve is at its smallest.
- the electronic expansion valve maximizes the flow rate of the refrigerant.
- the electronic expansion valve is in a fully open state, and the valve opening of the electronic expansion valve is at its largest.
- the accumulator 16 is a gas-liquid separator that separates the gas refrigerant from the liquid refrigerant and sends the gas refrigerant to the compressor 2.
- the discharge gas pipe shutoff valve 25A and the suction gas pipe shutoff valve 26A may be open/close valves or electronic expansion valves with adjustable opening.
- the discharge gas pipe shutoff valve 25A allows or blocks the flow of refrigerant discharged from the compressor 2 and discharged to the indoor heat exchanger 21A through the first switching valve 12A.
- the suction gas pipe shutoff valve 26A allows or blocks the flow of refrigerant sucked from the indoor heat exchanger 21A to the compressor 2.
- the refrigerant piping 8 includes three jumper pipes 35, 36, 37 that connect the outdoor unit 5 to the multiple switching units 7A, 7B, ... and allow the refrigerant to flow, and two jumper pipes 38A, 39A that connect the switching unit 7A to the indoor unit 6A and allow the refrigerant to flow.
- the jumper pipes 35, 36, 37 are branch pipes that connect one outdoor unit 5 to the multiple switching units 7A, 7B, ....
- the outdoor unit 5 includes a pipe connection part 41 for connecting the jumper pipe 35, a pipe connection part 42 for connecting the jumper pipe 36, and a pipe connection part 43 for connecting the jumper pipe 37.
- the switching unit 7A includes a piping connection part 45A for connecting the jumper pipe 35, a piping connection part 46A for connecting the jumper pipe 36, and a piping connection part 47A for connecting the jumper pipe 37.
- the jumper pipe 35 is a branch pipe that connects one pipe connection 41 to multiple pipe connections 45A, 45B, ....
- the jumper pipe 36 is a branch pipe that connects one pipe connection 42 to multiple pipe connections 46A, 46B, ....
- the jumper pipe 37 is a branch pipe that connects one pipe connection 43 to multiple pipe connections 47A, 47B, ....
- the switching unit 7A also includes a piping connection part 48A that connects the jumper pipe 38A, and a piping connection part 49A that connects the jumper pipe 39A.
- the indoor unit 6A has a pipe connection part 51A to which the jumper pipe 38A is connected, and a pipe connection part 52A to which the jumper pipe 39A is connected.
- the pipe connections 41, 42, 43 of the outdoor unit 5, the pipe connections 45A, 45B, 45C, 46A, 46B, 46C, 47A, 47B, 47C of the switching units 7A, 7B, ... on the side of each of the outdoor units 5, the pipe connections 48A, 48B, 48C, 49A, 49B, 49C of the switching units 7A, 7B, ... on the side of each of the indoor units 6A, 6B, ... and the pipe connections 51A, 51B, 51C, 52A, 52B, 52C of the indoor units 6A, 6B, ... are packed valves (back seating type valves) that have a structure that prevents the refrigerant from being released into the atmosphere.
- the refrigerant piping 8 sequentially connects the compressor 2, the oil separator 11, the three switching valves 12A, 12B, 12C, the two outdoor heat exchangers 13, the two outdoor expansion valves 15, the multiple indoor expansion valves 22A, 22B, ..., the multiple indoor heat exchangers 21A, 21B, ..., the multiple discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ..., the multiple suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ..., and the accumulator 16.
- the refrigerant piping 8 in the outdoor unit 5 includes a first piping 61 that connects the discharge side of the compressor 2 to the oil separator 11, a second branch pipe 62 that connects the oil separator 11 to the three switching valves 12A, 12B, and 12C, a third piping 63 that connects the second switching valve 12B to one of the outdoor heat exchangers 13, a fourth piping 64 that connects the third switching valve 12C to the other outdoor heat exchanger 13, a fifth piping 65 that connects one of the outdoor heat exchangers 13 to one of the outdoor expansion valves 15, a sixth piping 66 that connects the other outdoor heat exchanger 13 to the other outdoor expansion valve 15, and a seventh branch pipe 67 that connects the two outdoor expansion valves 15 to the piping connection portion 41.
- the first pipe 61 and the second branch pipe 62 are refrigerant feed pipes that connect to the discharge side of the compressor 2 regardless of the switching state of the three switching valves 12A, 12B, and 12C.
- the refrigerant piping 8 in the outdoor unit 5 also includes an eighth branch pipe 68 that connects the piping connection 43, the three switching valves 12A, 12B, 12C, and the accumulator 16, a ninth pipe 69 that connects the accumulator 16 and the suction side of the compressor 2, and a tenth pipe 70 that connects the first switching valve 12A and the piping connection 42.
- the eighth branch pipe 68 and the ninth pipe 69 are refrigerant return pipes that connect to the suction side of the compressor 2 regardless of the switching state of the three switching valves 12A, 12B, and 12C.
- the refrigerant piping 8 in the switching unit 7A includes an eleventh piping 71A that connects the piping connection 45A and the piping connection 48A, a twelfth branch pipe 72A that connects the discharge gas pipe shutoff valve 25A, the suction gas pipe shutoff valve 26A, and the piping connection 49A, a thirteenth piping 73A that connects the piping connection 46A and the discharge gas pipe shutoff valve 25A, and a fourteenth piping 74A that connects the piping connection 47A and the suction gas pipe shutoff valve 26A.
- the refrigerant piping 8 in the indoor unit 6A includes a fifteenth piping 75A that connects the piping connection 51A and the indoor expansion valve 22A, a sixteenth piping 76A that connects the indoor expansion valve 22A and the indoor heat exchanger 21A, and a seventeenth piping 77A that connects the indoor heat exchanger 21A and the piping connection 52A.
- the inverter circuit 18 rectifies the AC power supplied from the commercial AC power source E, converts the rectified DC power to a frequency according to the command of the control unit 19, and outputs it to the motor of the compressor 2. In other words, the inverter circuit 18 can control the operating frequency of the compressor 2.
- the control unit 19 controls the inverter circuit 18 to control the operating frequency of the compressor 2.
- the control unit 19 also controls the three switching valves 12A, 12B, 12C, the multiple discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ..., and the multiple suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... based on operating operations input to a remote controller (not shown), and switches between full cooling operation (refrigerant flow indicated by solid arrows in Figure 1) and full heating operation (refrigerant flow indicated by dashed arrows in Figure 1) of the air conditioning device 1.
- the control unit 19 may be distributed between the outdoor unit 5 and the indoor units 6A, 6B, ...
- control unit 19 of the outdoor unit 5 controls the inverter circuit 18 and the three switching valves 12A, 12B, 12C, and the control units 19 of each of the indoor units 6A, 6B, ... control the corresponding discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ... and suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ....
- the compressor 2 discharges refrigerant to the first pipe 61 and the second branch pipe 62, and draws refrigerant from the eighth branch pipe 68 and the ninth pipe 69.
- the direction of refrigerant flow during full cooling operation is indicated by solid arrows in FIG. 1.
- the second switching valve 12B and the third switching valve 12C are switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the respective outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b). That is, the second branch pipe 62 is connected to the third pipe 63 and the fourth pipe 64.
- the first switching valve 12A is switched to cut off the connection between the discharge side of the compressor 2 and the tenth pipe 70.
- the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ... are fully closed.
- the suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... are fully opened to connect the indoor heat exchangers 21A, 21B, ... to the suction side of the compressor 2.
- the compressor 2 discharges high-temperature, high-pressure gas refrigerant into the first piping 61.
- the high-temperature, high-pressure gas refrigerant flows from the first piping 61 into the oil separator 11.
- the oil separator 11 separates refrigeration oil from the high-temperature, high-pressure gas refrigerant.
- the gas refrigerant from which the oil has been separated flows out of the oil separator 11 and passes through the second switching valve 12B and the third switching valve 12C to reach the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b).
- the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) exchange heat between the outside air and the gas refrigerant, condensing the refrigerant and causing the liquid refrigerant to flow out.
- the liquid refrigerant flowing out from the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) passes through the two outdoor expansion valves 15 (15a, 15b), the eleventh pipes 71A, 71B, ... in the respective switching units 7A, 7B, ..., and the respective indoor expansion valves 22A, 22B, ..., and reaches the respective indoor heat exchangers 21A, 21B, ....
- the two outdoor expansion valves 15 (15a, 15b) adjust the flow rate of the liquid refrigerant to adjust the degree of subcooling.
- the respective indoor expansion valves 22A, 22B, ... reduce the pressure of the liquid refrigerant to make it a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
- each indoor heat exchanger 21A, 21B, ... is sent back to the outdoor unit 5 through the suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... of each switching unit 7A, 7B, ....
- the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ... are fully closed, and the flow of refrigerant in the crossover pipe 36 is obstructed.
- the gas refrigerant that reaches the outdoor unit 5 is sucked into the accumulator 16 through the eighth branch pipe 68.
- the accumulator 16 separates a small amount of liquid refrigerant mixed in with the gas refrigerant.
- the gas refrigerant from which the liquid portion has been separated flows out of the accumulator 16 and is sucked into the compressor 2.
- the sucked gas refrigerant is compressed by the compressor 2 and discharged from the compressor 2 again.
- the refrigerant flows in roughly the opposite direction to cooling only operation.
- the first switching valve 12A is switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the switching units 7A, 7B, ....
- the second branch pipe 62 is connected to the tenth piping 70.
- the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ... are fully opened to connect the discharge side of the compressor 2 to the indoor heat exchangers 21A, 21B, ....
- the suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... are fully closed.
- the second switching valve 12B and the third switching valve 12C are switched to connect the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) to the suction side of the compressor 2.
- the gas refrigerant from which the oil has been separated flows out of the oil separator 11 and reaches each of the switching units 7A, 7B, etc. through the first switching valve 12A.
- the gas refrigerant that has reached each of the switching units 7A, 7B, etc. reaches each of the indoor heat exchangers 21A, 21B, etc. through each of the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, etc.
- the suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, etc. are fully closed.
- the indoor heat exchangers 21A, 21B, etc. exchange heat between the indoor air and the gas refrigerant, condensing the refrigerant and causing the liquid refrigerant to flow out.
- the liquid refrigerant flowing out of the indoor heat exchangers 21A, 21B, etc. reaches the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) through each of the indoor expansion valves 22A, 22B, etc., the eleventh pipes 71A, 71B, etc. in each of the switching units 7A, 7B, etc., and the two outdoor expansion valves 15 (15a, 15b).
- the two outdoor expansion valves 15 (15a, 15b) reduce the pressure of the liquid refrigerant to produce a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
- the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) exchange heat between the outside air and the gas-liquid two-phase refrigerant to evaporate the refrigerant and discharge the gas refrigerant.
- the gas refrigerant that flows out of the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) is sucked into the accumulator 16 through the second switching valve 12B and the third switching valve 12C.
- FIG. 2 is a diagram showing a first example of the flow of refrigerant during cooling and mixed operation of an air conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 illustrates a case where cooling operation is performed in which the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) function as condensers and the indoor heat exchangers 21A, 21B function as evaporators, while heating operation is performed in which the indoor heat exchanger 21C functions as a condenser.
- the flow direction of the refrigerant involved in cooling operation is shown by solid arrows in FIG. 2, and the flow direction of the refrigerant involved in heating operation is shown by dashed arrows in FIG. 2.
- the control unit 19 controls the three switching valves 12A, 12B, 12C, the multiple discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ..., and the multiple suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... based on the operation operations input to a remote controller (not shown), and performs the first example of cooling mixed operation of the air conditioning device 1.
- the second switching valve 12B and the third switching valve 12C are switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b).
- the first switching valve 12A is switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the switching units 7A, 7B, ....
- the discharge side of the compressor 2 is connected to the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) and at the same time is also connected to the switching units 7A, 7B, ....
- the switching state of the first switching valve 12A is different from that in the case of full cooling operation, and the open/closed states of the discharge gas pipe shutoff valve 25C and the suction gas pipe shutoff valve 26C connected to the indoor heat exchanger 21C performing heating operation are reversed.
- the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B connected to the indoor heat exchangers 21A, 21B performing cooling operation are fully closed, and the suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B connected to the indoor heat exchangers 21A, 21B performing cooling operation are fully opened.
- the indoor heat exchangers 21A, 21B are connected to the suction side of the compressor 2.
- the discharge gas pipe shutoff valve 25C connected to the indoor heat exchanger 21C performing heating operation is fully opened, and the suction gas pipe shutoff valve 26C connected to the indoor heat exchanger 21C performing heating operation is fully closed.
- the indoor heat exchanger 21C is connected to the discharge side of the compressor 2.
- the refrigerant flow in the cooling mixed operation of the first example will be explained focusing on the difference from the refrigerant flow in the full cooling operation.
- a part of the gas refrigerant from which the oil has been separated flows out of the oil separator 11 and reaches the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) through the second switching valve 12B and the third switching valve 12C, and the remaining part reaches the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ... of the respective switching units 7A, 7B, ... through the first switching valve 12A.
- the fully closed discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B shut off the flow of refrigerant toward the indoor units 6A, 6B, and the fully opened discharge gas pipe shutoff valve 25C allows the flow of refrigerant toward the indoor unit 6C.
- the indoor heat exchanger 21C exchanges heat between the indoor air and the gas refrigerant to condense the refrigerant and allow the liquid refrigerant to flow out.
- the liquid refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 21C passes through the indoor expansion valve 22C and the eleventh pipe 71C in the switching unit 7C, and merges with the refrigerant flowing into the other indoor heat exchangers 21A and 21B through the crossover pipe 35.
- FIG. 3 is a diagram showing a second example of the flow of refrigerant during cooling and mixed operation of an air conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 illustrates a case where cooling operation is performed in which the auxiliary heat exchanger 31b functions as a condenser and the indoor heat exchangers 21A and 21B function as evaporators, while heating operation is performed in which the indoor heat exchanger 21C functions as a condenser.
- the direction of refrigerant flow during cooling operation is indicated by solid arrows in FIG. 3, and the direction of refrigerant flow during heating operation is indicated by dashed arrows in FIG. 3.
- the control unit 19 controls the three switching valves 12A, 12B, 12C, the multiple discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ..., and the multiple suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... based on the operation operations input to a remote controller (not shown), and performs the second example of cooling mixed operation of the air conditioning device 1.
- the second switching valve 12B blocks the main heat exchanger 31a from the discharge side of the compressor 2, and the third switching valve 12C is switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the auxiliary heat exchanger 31b.
- the first switching valve 12A is switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the multiple switching units 7A, 7B, ....
- the discharge side of the compressor 2 is connected to the auxiliary heat exchanger 31b and at the same time is connected to the switching units 7A, 7B, ....
- the switching states of the second switching valve 12B and the first switching valve 12A are different from those in the full cooling operation, the open/close state of the first outdoor expansion valve 15a is reversed, and the open/close states of the discharge gas pipe shutoff valve 25C and the suction gas pipe shutoff valve 26C connected to the indoor heat exchanger 21C performing heating operation are reversed.
- the discharge gas pipe shutoff valves 25A and 25B connected to the indoor heat exchangers 21A and 21B performing cooling operation are fully closed, and the suction gas pipe shutoff valve 26C connected to the indoor heat exchangers 21A and 21B performing cooling operation is fully opened.
- the indoor heat exchangers 21A and 21B are connected to the suction side of the compressor 2.
- the discharge gas pipe shutoff valve 25C connected to the indoor heat exchanger 21C performing heating operation is fully opened, and the suction gas pipe shutoff valve 26C connected to the indoor heat exchanger 21C performing heating operation is fully closed.
- the indoor heat exchanger 21C is connected to the discharge side of the compressor 2.
- the refrigerant flows in roughly the same way as in the first example of cooling mixed operation, but the second switching valve 12B and the first outdoor expansion valve 15a block the flow of refrigerant to the main heat exchanger 31a.
- This second example of cooling and heating mixed operation does not require as much refrigeration capacity as the first example of cooling and heating mixed operation, and is an advantageous operating mode when the outside air temperature is close to the target temperature.
- the outdoor unit 5 of the air conditioning device 1 that does not perform the cooling mixed operation of the second example but performs the cooling mixed operation of the first example only needs to have at least one outdoor heat exchanger 13 and at least one outdoor expansion valve 15, and does not need to have the third switching valve 12C connected to the auxiliary heat exchanger 31b.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of the flow of refrigerant during heating and mixing operation of an air conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 illustrates a heating operation in which the two outdoor heat exchangers 13 (31a, 31b) function as evaporators and the indoor heat exchangers 21A, 21B function as condensers, and a cooling operation in which the indoor heat exchanger 21C functions as an evaporator.
- the flow direction of the refrigerant in the cooling operation is indicated by solid arrows in FIG. 4, and the flow direction of the refrigerant in the heating operation is indicated by dashed arrows in FIG. 4.
- the control unit 19 controls the three switching valves 12A, 12B, 12C, the multiple discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B, ..., and the multiple suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B, ... based on the operation operations input to a remote controller (not shown), and performs heating and mixing operation of the air conditioning device 1.
- the switching states of the three changeover valves 12A, 12B, and 12C during heating mixed operation are the same as the switching states of the three changeover valves 12A, 12B, and 12C during full heating operation.
- the discharge gas pipe shutoff valves 25A, 25B connected to the indoor heat exchangers 21A, 21B performing heating operation are fully opened, and the suction gas pipe shutoff valves 26A, 26B connected to the indoor heat exchangers 21A, 21B performing heating operation are fully closed.
- the indoor heat exchangers 21A, 21B are connected to the discharge side of the compressor 2.
- the discharge gas pipe shutoff valve 25C connected to the indoor heat exchanger 21C performing cooling operation is fully closed, and the suction gas pipe shutoff valve 26C connected to the indoor heat exchanger 21C performing cooling operation is fully opened.
- the indoor heat exchanger 21C is connected to the suction side of the compressor 2.
- the refrigerant flows in roughly the same way as in heating only operation, but the liquid refrigerant flowing out of the indoor heat exchangers 21A and 21B branches off at the crossover pipe 35, is depressurized at the indoor expansion valve 22C, and reaches the indoor heat exchanger 21C.
- the indoor heat exchanger 21C exchanges heat between the indoor air and the gas-liquid two-phase refrigerant to evaporate the refrigerant and discharge the gas refrigerant.
- the gas refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 21C is sucked into the accumulator 16 through the suction gas pipe shutoff valve 26C.
- FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of an air conditioning device according to an embodiment of the present invention.
- the air conditioning device 1 does not need to include multiple switching units 7A, 7B, ....
- the jumper pipe 35 connects one piping connection 41 of the outdoor unit 5 to each of the piping connections 51A, 51B, ... of the multiple indoor units 6A, 6B, ....
- the jumper pipe 36 connects one piping connection 42 of the outdoor unit 5 to each of the piping connections 52A, 52B, ... of the multiple indoor units 6A, 6B, ....
- the jumper pipe 37 is not necessary, and the piping connection 43 is maintained in a closed state.
- the first switching valve 12A of the outdoor unit 5 switches so that refrigerant is sucked from the multiple indoor units 6A, 6B, ... to the compressor 2 during cooling operation, and refrigerant is sent from the compressor 2 to the multiple indoor units 6A, 6B, ... during heating operation.
- the air conditioning device 1 may be provided with a sealing plug 81, shown by a two-dot chain line in Figure 5, which closes the piping connection part 43 of the outdoor unit 5.
- the air conditioning device 1 can be used in a second configuration in which the piping connection section 43 is blocked, there are no multiple switching units 7A, 7B, ... and no jumper pipe 37, and the outdoor unit 5 and the multiple indoor units 6A, 6B, ... are directly connected by jumper pipes 35, 36.
- the air conditioning device 1 in the second configuration performs cooling operation by circulating the refrigerant in the direction indicated by the solid arrow in Figure 5, and performs heating operation by circulating the refrigerant in the direction indicated by the dashed arrow in Figure 5.
- the second changeover valve 12B is switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 13 and block the eighth branch pipe 68 (outdoor third piping) from the discharge side of the compressor 2.
- the first changeover valve 12A is switched to connect the tenth piping 70 (outdoor second piping) to the eighth branch pipe 68 on the suction side of the compressor 2.
- the first switching valve 12A is switched to connect the discharge side of the compressor 2 to the tenth pipe 70 and to block the connection between the eighth branch pipe 68 and the discharge side of the compressor 2.
- the second switching valve 12B is switched to connect the outdoor heat exchanger 13 to the suction side of the compressor 2.
- the air conditioner 1 functions as a multi-type air conditioner that performs only cooling or heating operation.
- the outdoor heat exchanger 13 may be a single system.
- the outdoor unit 5 may be equipped with the main heat exchanger 31a.
- the third switching valve 12C, the auxiliary heat exchanger 31b, and the second outdoor expansion valve 15b are not required.
- FIG. 6 is a schematic diagram of a comparative example of the eighth branch pipe of the outdoor unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a schematic diagram of a first example of an eighth branch pipe of an outdoor unit according to an embodiment of the present invention.
- the comparative example of the eighth branch pipe 68 connects the three switching valves 12A, 12B, and 12C to the accumulator 16 arranged on the suction side of the compressor 2, and also connects the pipe connection part 43 to the accumulator 16.
- the eighth branch pipe 68 is a refrigerant pipe 8 that is connected to the suction side of the compressor 2 regardless of the operating state of the air conditioning device 1.
- the eighth branch pipe 68 has a branch part D where the pipes leading to the first switching valve 12A, the accumulator 16, and the pipe connection part 43 intersect.
- the eighth branch pipe 68 is not connected to the jumper pipe 37.
- the piping between the branch part D and the piping connection part 43 becomes a so-called dead end DE in the second form of the air conditioning device 1.
- This dead end DE may cause the refrigerant and the refrigeration oil mixed with the refrigerant to stagnate.
- the flow of the refrigerant and refrigeration oil mixed in the refrigerant in the eighth branch pipe 68 is indicated by a solid white arrow during cooling operation, a filled arrow during heating operation, and a hatched arrow common to both cooling and heating operations.
- the refrigerant flows from the first changeover valve 12A into the eighth branch pipe 68, and during heating operation, the refrigerant flows from the second changeover valve 12B and the third changeover valve 12C into the eighth branch pipe 68.
- the refrigerant stagnating in the dead end DE and the refrigeration oil mixed in the refrigerant are indicated by a hatched area FS.
- the eighth branch pipe 68A of the first example of the outdoor unit 5 includes a main pipe section 85 through which the refrigerant that is drawn into the compressor 2 via the first switching valve 12A in one of the switching states of the first switching valve 12A or the refrigerant that is drawn into the compressor 2 via the second switching valve 12B and the third switching valve 12C in one of the switching states of the second switching valve 12B and the third switching valve 12C flows, and a trap section 86 that intersects with the main pipe section 85, branches upward, and then descends downward.
- the refrigerant When the air conditioner is in cooling operation, the refrigerant is sucked into the compressor 2 via the first switching valve 12A.
- one of the switching states of the first switching valve 12A in which the refrigerant sucked into the compressor 2 via the first switching valve 12A flows into the mainstream pipe section 85, corresponds to the switching state of the first switching valve 12A in the full cooling operation of the air conditioner 1.
- the refrigerant is sucked into the compressor 2 via the second switching valve 12B and the third switching valve 12C.
- one of the switching states of the first switching valve 12A in which the refrigerant sucked into the compressor 2 via the second switching valve 12B and the third switching valve 12C flows into the mainstream pipe section 85, corresponds to the switching state of the second switching valve 12B and the third switching valve C in the full heating operation of the air conditioner 1.
- the main pipe section 85 has an upstream straight pipe section 85u that sends the refrigerant from the three switching valves 12A, 12B, and 12C to the branch section D.
- the main pipe section 85 also has a downstream straight pipe section 85d that extends vertically downward from a branching section D between the main pipe section 85 and the trap section 86 so that the liquid contained in the refrigerant flows vertically downward.
- the downstream straight pipe section 85d is part of the eighth branch pipe 68A that connects the branching section D and the accumulator 16.
- the trap section 86 has a straight pipe section 86a extending vertically upward from the branch section D.
- the straight pipe section 86a is part of the eighth branch pipe 68A that connects the branch section D and the pipe connection section 43, and is connected to the bent section 86b at a location away from the branch section D.
- the eighth branch pipe 68A beyond the bent section 86b preferably extends further downward and reaches the pipe connection section 43 below the upstream straight pipe section 85u of the main pipe section 85.
- the part of the eighth branch pipe 68A that connects the branch section D and the pipe connection section 43 is a dead end DE.
- the straight pipe section 86a, the bent section 86b, and the part of the eighth branch pipe 68A that connects the bent section 86b and the pipe connection section 43 are a dead end DE.
- the upstream straight pipe section 85u and the straight pipe section 86a of the trap section 86 preferably branch and intersect at an angle ⁇ 1 of 90 degrees or less.
- the upstream straight pipe section 85u and the downstream straight pipe section 85d preferably branch and intersect at an angle ⁇ 2 of 90 degrees or more.
- the downstream straight pipe section 85d and the straight pipe section 86a of the trap section 86 preferably form a continuous straight pipe.
- the shape of the branching section D is a recumbent T shape formed by the downstream straight pipe section 85d and the straight pipe section 86a of the trap section 86, which are continuous straight pipes extending vertically, and the upstream straight pipe section 85u which abuts against this straight pipe from the horizontal direction.
- the refrigerant flowing into the eighth branch pipe 68A shown in FIG. 7 flows in from the first switching valve 12A, reaches the branch portion D from the upstream straight pipe section 85u, and flows down as if drawn into the downstream straight pipe section 85d by gravity and the suction pressure of the compressor 2.
- the refrigerant flowing into the eighth branch pipe 68A flows in from the second switching valve 12B and the third switching valve 12C, reaches the branch portion D from the upstream straight pipe section 85u, and flows down as if drawn into the downstream straight pipe section 85d by gravity and the suction pressure of the compressor 2.
- the refrigerant that reaches the branch portion D from the upstream straight pipe section 85u stagnates when it hits the inner wall surface of the downstream straight pipe section 85d and the straight pipe section 86a of the trap section 86, slows down, and flows down as if drawn into the downstream straight pipe section 85d by gravity and the suction pressure of the compressor 2.
- a small amount of refrigerant tries to flow upward through the branch section D, but is blocked by the trap section 86, which has a straight pipe section 86a extending upward, and the end of the trap section 86 is a dead end DE, so the risk of refrigerant and refrigeration oil accumulating in the dead end DE is reduced.
- FIG. 8 is a schematic diagram of a second example of an eighth branch pipe of an outdoor unit according to an embodiment of the present invention.
- the eighth branch pipe 68B of the first example of the outdoor unit 5 has an upstream straight pipe section 85u and a downstream straight pipe section 85d that are continuously arranged vertically downward in a straight pipe shape, and a trap section 86 branches off horizontally from a branch point D midway through.
- the refrigerant that flows into the upstream straight pipe section 85u easily flows straight down the downstream straight pipe section 85d.
- a small amount of refrigerant tries to flow from the branch section D toward the trap section 86, but is blocked by the flow of refrigerant flowing through the main pipe section 85, which is straight and vertically downward, and because the end of the trap section 86 is a dead end DE, the risk of refrigerant and refrigeration oil accumulating in the dead end DE is reduced.
- FIG. 9 is a schematic diagram of a third example of an eighth branch pipe of an outdoor unit according to an embodiment of the present invention.
- the eighth branch pipe 68C of the third example of the outdoor unit 5 according to this embodiment has an inverted T-shaped branch portion D.
- the upstream straight pipe section 85u and downstream straight pipe section 85d of the main pipe section 85 are continuous horizontally in a straight pipe shape.
- the main pipe section 85 and the straight pipe section 86a of the trap section 86 intersect.
- the shape of the branch section D is an inverted T shape formed by the main pipe section 85, which extends horizontally, and the straight pipe section 86a of the trap section 86, which intersects with the main pipe section 85, branches off, and extends vertically.
- the refrigerant flowing through the eighth branch pipe 68C shown in FIG. 9 reaches the branch section D from the upstream straight pipe section 85u, and moves straight, being drawn into the downstream straight pipe section 85d by inertial force and the suction pressure of the compressor 2. At this time, a small amount of refrigerant tries to move upward through the branch section D, but is blocked by the trap section 86 having the straight pipe section 86a extending upward, and because the end of the trap section 86 is a dead end DE, the risk of refrigerant and refrigeration oil accumulating in the dead end DE is reduced.
- FIG. 10 is a schematic diagram of a fourth example of an eighth branch pipe of an outdoor unit according to an embodiment of the present invention.
- the eighth branch pipe 68D of the fourth example of the outdoor unit 5 has a first branch portion D and a second branch portion D'.
- the eighth branch pipe 68D of the fourth example has a second branch portion D' in the middle of the straight pipe portion 86a that faces vertically downward and extends to the pipe connection portion 43 of the trap portion 86 in the eighth branch pipe 68A of the first example.
- the second main pipe portion 85' which flows the refrigerant that is sucked into the compressor 2 via the first switching valve 12A, is connected to the second branch portion D'.
- the refrigerant is drawn into the compressor 2 via the first changeover valve 12A.
- one of the changeover states of the first changeover valve 12A in which the refrigerant drawn into the compressor 2 via the first changeover valve 12A flows through the second mainstream pipe section 85', corresponds to the changeover state of the first changeover valve 12A in full cooling operation of the air conditioner 1.
- the second main pipe section 85' has a second upstream straight pipe section 85u' that sends the refrigerant from the first switching valve 12A to the second branch section D'.
- the second upstream straight pipe section 85u' passes through the second branch section D' and the trap section 86, merges with the first branch section D at the first branch section D, and connects to the downstream straight pipe section 85d.
- the second upstream straight pipe section 85u' and the straight pipe section 86a of the trap section 86 preferably branch off and intersect at an angle ⁇ 2' of 90 degrees or more.
- the second upstream straight pipe section 85u' and the straight pipe section 86a extending to the piping connection section 43 preferably branch off and intersect at an angle ⁇ 1' of 90 degrees or less.
- the shape of the second branched portion D' is a recumbent T shape formed by the straight pipe section 86a extending to the piping connection section 43 of the trap section 86 as a continuous straight pipe extending vertically, and the second upstream straight pipe section 85u' abutting this straight pipe from the horizontal direction.
- the eighth branch pipe 68D of the fourth example includes a second branch portion D', a second main pipe section 85', and a second upstream straight pipe section 85u', and is identical in configuration to the eighth branch pipe 68A of the first example except that the first switching valve 12A is connected to the second main pipe section 85', and detailed descriptions of the identical parts will be omitted.
- the refrigerant flowing through the eighth branch pipe 68D during cooling operation reaches the second branch section D' from the second upstream straight pipe section 85u' and is drawn into the trap section 86 by the suction pressure of the compressor 2. After passing through the trap section 86, it flows down as if drawn into the downstream straight pipe section 85d by gravity and the suction pressure of the compressor 2. At this time, a small amount of refrigerant flows downward into the second branch section D', and there is a risk that the refrigerant and refrigeration oil will stagnate.
- the refrigerant flowing into the eighth branch pipe 68D from the second switching valve 12B and the third switching valve 12C during heating operation is blocked by the trap section 86 having the straight pipe section 86a extending upward, and the end of the trap section 86 is a dead end DE, so that the risk of the refrigerant and refrigeration oil stagnation is reduced compared to the comparative example shown in FIG. 6.
- FIG. 11 is a block diagram of a third embodiment of an air conditioning device according to an embodiment of the present invention.
- the outdoor unit 5 of the air conditioning device 1 may include a recovery pipe 101 that connects the pipe connection portion 43 to the suction side of the accumulator 16.
- the recovery pipe 101 directly connects the dead end DE of each of the eighth branch pipes 68, 68A, 68B, 68C, and 68D to the vicinity of the accumulator 16 that is connected to each of the eighth branch pipes 68, 68A, 68B, 68C, and 68D, and recovers the refrigerant and refrigeration oil that are retained in the dead end DE to the compressor 2.
- the recovery pipe 101 is the branch portion of the eighth branch pipes 68, 68A, 68B, 68C, and 68D, and directly connects the dead end DE to the vicinity of the accumulator 16 so as to bypass the branch portions to the three switching valves 12A, 12B, and 12C.
- the eighth branch pipes 68A, 68B, 68C, and 68D in the first to fourth examples have a piping structure that prevents refrigerant and refrigeration oil from accumulating in the cul-de-sac DE. Therefore, the amount of refrigerant and refrigeration oil that can accumulate in the cul-de-sac DE is not large. However, as long as there is flow in the main pipe section 85, it is difficult to completely prevent the refrigerant and refrigeration oil from entering the cul-de-sac DE.
- the recovery pipe 101 completely eliminates the small amount of refrigerant and refrigeration oil that accumulates in the cul-de-sac DE.
- the outdoor unit 5 of this embodiment is equipped with a first switching valve 12A that is capable of cutting off the connection between the discharge side of the compressor 2 and the indoor heat exchangers 21A, 21B, ... of all indoor units 6A, 6B, ... to cause the outdoor heat exchanger 13 to function as a condenser, or connecting the discharge side of the compressor 2 to the indoor heat exchangers 21A, 21B, ... of at least one indoor unit 6A, 6B, ... to cause the indoor heat exchanger 21A, 21B, ... of at least one indoor unit 6A, 6B, ...
- a second switching valve 12B that is capable of connecting the discharge side of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 13 to cause the outdoor heat exchanger 13 to function as a condenser, or connecting the suction side of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 13 to cause the outdoor heat exchanger 13 to function as an evaporator.
- the outdoor unit 5 also includes a seventh branch pipe 67 as a first outdoor pipe connecting the outdoor heat exchanger 13 and the indoor units 6A, 6B, ..., a tenth pipe 70 as a second outdoor pipe that is one of the branches of the first switching valve 12A and connects the compressor 2 and the indoor units 6A, 6B, ..., and eighth branch pipes 68A, 68B, 68C, 68D as a third outdoor pipe that is connected to one of the branches of the first switching valve 12A and bypasses the first switching valve 12A to connect the compressor 2 and the indoor units 6A, 6B, ....
- the eighth branch pipe 68A, 68B, 68C, 68D has a main pipe section 85 through which the refrigerant that is drawn into the compressor 2 via the first switching valve 12A flows when the first switching valve 12A is in one of its switching states, and a trap section 86 that intersects with the main pipe section 85 and then descends downward. Therefore, the air conditioning device 1 and the outdoor unit 5 can reduce the risk of the refrigerant and refrigeration oil accumulating in the part of the refrigerant piping 8 that becomes a dead end DE in the second configuration.
- the outdoor unit 5 in this embodiment is equipped with a first switching valve 12A that is capable of cutting off the connection between the discharge side of the compressor 2 and the indoor heat exchangers 21A, 21B, ... of all indoor units 6A, 6B, ... to cause the outdoor heat exchanger 13 to function as a condenser, or connecting the discharge side of the compressor 2 to the indoor heat exchangers 21A, 21B, ... of at least one indoor unit 6A, 6B, ... to cause the indoor heat exchanger 21A, 21B, ... of at least one indoor unit 6A, 6B, ...
- a second switching valve 12B that is capable of connecting the discharge side of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 13 to cause the outdoor heat exchanger 13 to function as a condenser, or connecting the suction side of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 13 to cause the outdoor heat exchanger 13 to function as an evaporator.
- the outdoor unit 5 also includes a seventh branch pipe 67 as a first outdoor piping connecting the outdoor heat exchanger 13 and the indoor units 6A, 6B, ..., a tenth pipe 70 which is one of the branches of the first switching valve 12A and serves as a second outdoor piping connecting the compressor 2 and the indoor units 6A, 6B, ..., and eighth branch pipes 68A, 68B, 68C, 68D which are connected to one of the branches of the first switching valve 12A and serve as a third outdoor piping connected to the compressor 2.
- the seventh branch pipe 67, the tenth pipe 70, and the eighth branch pipes 68A, 68B, 68C, 68D are connected to the indoor units 6A, 6B, ...
- the eighth branch pipes 68A, 68B, 68C, 68D bypass the first switching valve 12A and connect the compressor 2 to the indoor units 6A, 6B, ...
- the eighth branch pipes 68A, 68B, 68C, 68D are provided with a main pipe section 85 through which the refrigerant sucked into the compressor 2 via the first switching valve 12A flows in one of the switching states of the first switching valve 12A, and a trap section 86 that intersects with the main pipe section 85 and then descends downward. Therefore, the air conditioning device 1 and the outdoor unit 5 can reduce the risk of refrigerant and refrigeration oil stagnation in the part of the refrigerant piping 8 that becomes a dead end DE in the second form.
- the outdoor unit 5 is provided with a downstream straight pipe section 85d that extends vertically downward from the branching section D between the main pipe section 85 and the trap section 86 so that the liquid contained in the refrigerant flows vertically downward. Therefore, the air conditioning device 1 and the outdoor unit 5 reduce the risk of the refrigerant and refrigeration oil stagnating in the section that becomes the dead end DE in the second form, and can smoothly return the liquid contained in the refrigerant to the compressor 2.
- the outdoor unit 5 is equipped with a recovery pipe 101 that connects the eighth branch pipe 68, 68A, 68B, 68C, and 68D to the suction side of the compressor 2. Therefore, the air conditioning device 1 and the outdoor unit 5 can completely eliminate the small amount of refrigerant and refrigeration oil that accumulates in the dead end DE.
- the air conditioning device 1 includes an outdoor unit 5, a plurality of indoor units 6A, 6B, ..., and a plurality of switching units 7A, 7B, ....
- the air conditioning device 1 including a plurality of switching units 7A, 7B, ... can mix indoor units 6A, 6B, ... that perform cooling operation by making the flow direction of the refrigerant flowing through the indoor units 6A, 6B, ... different from each other, and indoor units 6A, 6B, ... that perform heating operation.
- the air conditioning device 1 according to this embodiment includes an outdoor unit 5 and a plurality of indoor units 6A, 6B, ..., and one of the branches of the first switching valve 12A may be blocked.
- the air conditioning device 1 not including a plurality of switching units 7A, 7B, ... and having one of the branches of the first switching valve 12A blocked unifies the flow direction of the refrigerant flowing through the indoor units 6A, 6B, ..., and performs cooling operation or heating operation on all the indoor units 6A, 6B, ....
- the air conditioner 1 can function as a heat recovery multi-type air conditioner by selecting multiple switching units 7A, 7B, ..., and can function as a multi-type air conditioner by selecting not to apply multiple switching units 7A, 7B, ....
- the air conditioning device 1 and outdoor unit 5 of the air conditioning device 1 can be applied to both heat recovery type and general multi-type, and can suppress retention of refrigeration oil in the eighth branch pipe 68, 68A, 68B, 68C, 68D that is closed when applied to the multi-type.
- Reference Signs List 1...air conditioning device, 2...compressor, 2a...accumulator, 5...outdoor unit, 6A, 6B, 6C...indoor unit, 7A, 7B, 7C...switching unit, 8...refrigerant piping, 11...oil separator, 12A...first switching valve, 12B...second switching valve, 12C...third switching valve, 13...outdoor heat exchanger, 15, 15a, 15b...outdoor expansion valve, 16...accumulator, 17...outdoor fan, 18...inverter circuit, 19...control unit, 21A, 21B, 21C...indoor heat exchanger, 22A, 22B , 22C... indoor expansion valve, 23A, 23B, 23C... indoor fan, 25A, 25B, 25C...
- discharge gas pipe shutoff valve 26A, 26B, 26C... suction gas pipe shutoff valve, 28... path, 29... header, 31a... main heat exchanger, 31b... auxiliary heat exchanger, 35, 36, 37, 38A, 38B, 38C, 39A, 39B, 39C... jumper pipe, 41, 42, 43... outdoor unit piping connection part, 45A, 45B, 45C, 46A, 46B, 46C, 47A, 47B, 47C...
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Abstract
ヒートリカバリー形およびマルチ形のいずれにも適用可能であり、マルチ形への適用時に閉鎖される室外配管での冷凍機油の滞留を抑制可能な空気調和装置の室外ユニット、および空気調和装置を提供する。室外ユニット(5)は、室外熱交換器(13)と室内ユニット(6A、6B、…)とを繋ぐ第七分岐管(67)と、第一切替弁(12A)の分岐の1つであって、圧縮機(2)と室内ユニット(6A、6B、…)とを繋ぐ第十配管(70)と、第一切替弁(12A)の分岐の1つに繋がり、かつ第一切替弁(12A)を迂回して圧縮機(2)と室内ユニット(6A、6B、…)とを繋ぐ第八分岐管(68A)と、を備える。第八分岐管(68A)は、第一切替弁(12A)を経由して圧縮機(2)へ吸い込まれる冷媒を流す主流管部(85)と、主流管部(85)に交差して分岐し、後に下方へ下るトラップ部(86)と、を備える。
Description
本発明の実施形態は、空気調和装置の室外ユニット、および空気調和装置に関する。
室外ユニットと、複数の室内ユニットと、複数の切替ユニットと、第一渡り管、第二渡り管、第三渡り管と、を備える空気調和装置が知られている。室外ユニットは、室外熱交換器と、圧縮機と、を備えている。室外ユニットは、室外熱交換器と第一渡り管とを接続する室外第一配管と、圧縮機と第二渡り管とを接続する室外第二配管と、圧縮機と第三渡り配管とを接続する室外第三配管と、を備えている。それぞれの室内ユニットは、室内熱交換器を備えている。
それぞれの切替ユニットは、室内熱交換器と第一渡り管とを接続する室内第一配管と、室内熱交換器と第二渡り管とを接続する室内第二配管と、室内熱交換器と第三渡り管とを接続する室内第三配管と、室内第三配管に設けられる室内第三配管弁と、を備えている。それぞれの室内第三配管弁は、室外ユニットの3つの配管とそれぞれの室内ユニットの2つの配管との接続状態を切り替える。
この従来の空気調和装置は、全ての室内ユニットで暖房運転を実行し、または全ての室内ユニットで冷房運転を実行するだけでなく、一部の室内ユニットで暖房運転を実行し、残部の室内ユニットで冷房運転を実行できる。
従来の空気調和装置は、いわゆるヒートリカバリー形(ヒートリカバリー方式、熱回収方式)のマルチ空気調和装置である。
ところで、切替ユニットを介在させずに、2つの渡り管、例えば第一渡り管および第二渡り管で室外ユニットと複数の室内ユニットとを直結すると、従来の空気調和装置は、全ての室内ユニットで暖房運転を実行し、または全ての室内ユニットで冷房運転を実行するマルチ形の空気調和装置として機能する。その場合、3つの室外配管(室外第一配管、室外第二配管、室外第三配管)のうち、1つの室外配管、例えば室外第三配管は、渡り弁に接続されることなく、末端を閉じられる。
この末端を閉じた室外第三配管は、いわゆる袋小路になってしまう。この袋小路の配管は、冷媒、および冷媒に含まれる冷凍機油を滞留させる虞がある。袋小路に大量の冷凍機油が滞留すると、圧縮機の潤滑が不足する虞がある。
そこで、本発明は、ヒートリカバリー形、および一般的なマルチ形のいずれにも適用可能であって、マルチ形への適用時に閉鎖される室外配管での冷凍機油の滞留を抑制可能な空気調和装置の室外ユニット、および空気調和装置を提供することを目的とする。
前記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、前記圧縮機の吐出側と全ての室内ユニットの室内熱交換器との繋がりを遮断して前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吐出側を少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器に繋いで前記少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器を凝縮器として機能させることが可能な第一切替弁と、前記圧縮機の吐出側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吸込側に前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を蒸発器として機能させることが可能な第二切替弁と、前記室外熱交換器と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第一配管と、前記第一切替弁の分岐の1つであって、前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第二配管と、前記第一切替弁の分岐の1つに繋がり、かつ前記第一切替弁を迂回して前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第三配管と、を備え、前記室外第三配管は、前記第一切替弁を経由して前記圧縮機へ吸い込まれる前記冷媒を流す主流管部と、前記主流管部に交差して分岐し、後に下方へ下るトラップ部と、を備えている。
また、前記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、前記圧縮機の吐出側と全ての室内ユニットの室内熱交換器との繋がりを遮断して前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吐出側を少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器に繋いで前記少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器を凝縮器として機能させることが可能な第一切替弁と、前記圧縮機の吐出側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吸込側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を蒸発器として機能させることが可能な第二切替弁と、前記室外熱交換器と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第一配管と、前記第一切替弁の分岐の1つであって、前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第二配管と、前記第一切替弁の分岐の1つに繋がり、かつ前記圧縮機に繋がる室外第三配管と、を備え、前記室外第一配管、前記室外第二配管、および前記室外第三配管を、前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を切り替え可能な複数の切替ユニットを介在させて前記室内ユニットに繋ぐ場合には、前記室外第三配管は、前記第一切替弁を迂回して前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぎ、前記室外第一配管、および前記室外第二配管を、前記複数の切替ユニットを介在させずに前記室内ユニットに繋ぐ場合には、前記室外第三配管は、前記第一切替弁を経由して前記圧縮機へ吸い込まれる前記冷媒を流す主流管部と、前記主流管部に交差して分岐し、後に下方へ下るトラップ部と、を備えている
さらに、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットの前記主流管部は、前記冷媒に含まれる液分が鉛直下向きに流れ落ちるように、前記主流管部と前記トラップ部との分岐部分から鉛直下向きに延びる直管部を有していることが好ましい。
さらに、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットは、前記室外第三配管を前記圧縮機の吸込側に繋ぐ回収管を備えていることが好ましい。
また、前記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る空気調和装置は、前記室外ユニットと、前記冷媒と室内の空気とを熱交換する複数の室内ユニットと、を備え、前記室外ユニットは、前記室外熱交換器の吐出側に接続される室外膨張弁を有し、それぞれの前記室内ユニットは、室内熱交換器と、前記室外熱交換器に接続される室内膨張弁と、を有し、対応する前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を切り替え可能な複数の切替ユニットを備えている場合には、前記複数の前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を相互に異ならせて冷房運転する前記室内ユニットと暖房運転する前記室内ユニットとを混在可能であり、前記複数の切替ユニットを備えていない場合には、冷房運転時に前記第一切替弁を通って前記圧縮機に前記冷媒が吸い込まれ、暖房運転時に前記第一切替弁を通って前記複数の室内ユニットに前記冷媒が送られるように、前記複数の前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を統一させて全ての前記室内ユニットを冷房運転または暖房運転させる。
本発明により、ヒートリカバリー形、および一般的なマルチ形のいずれにも適用可能であって、マルチ形への適用時に閉鎖される室外配管での冷凍機油の滞留を抑制可能な空気調和装置の室外ユニット、および空気調和装置が提供される。
本発明に係る空気調和装置の実施形態、および空気調和装置の室外ユニットの実施形態について図1から図11を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付している。
図1は、本発明の実施形態に係る空気調和装置のブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係る空気調和装置1は、ヒートリカバリー形(ヒートリカバリー方式、熱回収方式)のマルチ空気調和装置である。空気調和装置1は、冷媒を圧縮する圧縮機2を有する少なくとも1つの室外ユニット5と、複数の室内ユニット6A、6B、…と、室内ユニット6A、6B、…に流れる冷媒の流通方向をそれぞれ切り替え可能な複数の切替ユニット7A、7B、…と、を備えている。また、空気調和装置1は、室外ユニット5と複数の切替ユニット7A、7B、…と複数の室内ユニット6A、6B、…とを順次に接続して冷媒を循環させる冷媒配管8を備えている。
空気調和装置1は、室外ユニット5と複数の室内ユニット6A、6B、…との間で冷媒を循環させて、室外ユニット5を凝縮器として機能させ、全ての室内ユニット6A、6B、…を蒸発器として機能させる全冷房運転と、室外ユニット5を蒸発器として機能させ、全ての室内ユニット6A、6B、…を凝縮器として機能させる全暖房運転と、を行う。
また、空気調和装置1は、複数の室内ユニット6A、6B、…に流れる冷媒の流通方向を相互に異ならせて冷房運転する室内ユニット6A、6B、…と暖房運転する室内ユニット6A、6B、…とを混在させることができる。空気調和装置1は、室外ユニット5を凝縮器として機能させ、一部の室内ユニット6A、6Bを蒸発器として機能させ、かつ残部の室内ユニット6Cを凝縮器として機能させる冷房混合運転と、室外ユニット5を蒸発器として機能させ、一部の室内ユニット6A、6Bを凝縮器として機能させ、かつ残部の室内ユニット6Cを蒸発器として機能させる暖房混合運転と、を行う。冷房混合運転は、多数の室内ユニット6A、6Bで冷房運転を行い、かつ少数の室内ユニット6Cで暖房運転を行う冷房主体の運転である。暖房混合運転は、多数の室内ユニット6A、6Bで暖房運転を行い、かつ少数の室内ユニット6Cで冷房運転を行う暖房主体の運転である。
室外ユニット5は、吸い込んだ冷媒を圧縮して吐出する圧縮機2と、圧縮機2の吐出側に設けられるオイルセパレーター11と、室外ユニット5と室内ユニット6A、6B、…との間を循環する冷媒の循環経路を切り替える少なくとも3つの切替弁12A、12B、12Cと、冷媒と外気とを熱交換する2つの室外熱交換器13と、室内ユニット6A、6B、…からそれぞれの室外熱交換器13へ流れ込む冷媒を減圧する2つの室外膨張弁15と、圧縮機2の吸込側に設けられるアキュムレーター16と、を備えている。また、室外ユニット5は、2つの室外熱交換器13で熱交換される外気を流動させる室外ファン17を備えている。さらに、室外ユニット5は、圧縮機2の運転周波数を制御するインバーター回路18と、インバーター回路18を制御する制御部19と、を備えている。
複数の室内ユニット6A、6B、…は、いずれも同様の構成を有している。以下、代表的な1つの室内ユニット6Aについて説明する。室内ユニット6Aは、冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器21Aと、室外ユニット5から室内熱交換器21Aへ流れ込む冷媒を減圧する室内膨張弁22Aと、を備えている。また、室内ユニット6Aは、室内熱交換器21Aで熱交換される室内空気を流動させる室内ファン23Aを備えている。さらに、室内ユニット6Aは、室内制御部(図示省略)を備えている。
複数の切替ユニット7A、7B、…は、いずれも同様の構成を有している。以下、代表的な1つの切替ユニット7Aについて説明する。切替ユニット7Aは、圧縮機2から室内熱交換器21Aへ向かう冷媒の流れを許可または遮断する吐出ガス管遮断弁25Aと、室内熱交換器21Aから圧縮機2へ向かう冷媒の流れを許可または遮断する吸込ガス管遮断弁26Aと、を備えている。吐出ガス管遮断弁25Aを閉じ、吸込ガス管遮断弁26Aを開くことで、室内ユニット6Aの室内熱交換器21Aは蒸発器として機能する。吐出ガス管遮断弁25Aを開き、吸込ガス管遮断弁26Aを閉じることで、室内熱交換器21Aは凝縮器として機能する。
圧縮機2は、室外ユニット5に収容されている。圧縮機2は、インバーター回路18の出力によって運転周波数を変更する。空気調和装置1は、複数の圧縮機2を備えていても良い。この場合には、インバーター回路18の数量は、圧縮機2の数量と同数であることが好ましく、それぞれのインバーター回路18は、対応する圧縮機2の運転周波数を個別に制御する。圧縮機2は、公知のインバーター制御により運転周波数を変更する。圧縮機2は、一定の運転周波数で運転されるものであっても良い。
圧縮機2は、密閉ケースと、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動させる電動機と、を備えている。密閉ケースは、圧縮機構と電動機とを収容する。密閉ケースは、圧縮機構を潤滑する冷凍機油を貯めている。圧縮機2の吐出側は、オイルセパレーター11に接続されている。圧縮機2の吸込側は、アキュムレーター16に接続されている。また、圧縮機2は、アキュムレーター16よりも小容量のアキュムレーター2aを備えている。この小容量のアキュムレーター2aは、ガス冷媒と液冷媒とを分離し、ガス冷媒を圧縮機2へ送る気液分離器である。小容量のアキュムレーター2aは、サクションマフラーあるいはサクションカップとも呼ばれ、圧縮機2の吸込側と大容量のアキュムレーター16との間に設けられている。
オイルセパレーター11は、圧縮機2から吐出されるガス冷媒と冷凍機油とを分離する。オイルセパレーター11で分離された冷凍機油は、戻り管(図示省略)を通じて圧縮機2へ戻される。オイルセパレーター11は、例えば遠心分離方式の分離器である。
2つの室外熱交換器13、および、室内熱交換器21Aは、例えばフィンアンドチューブ型の熱交換器である。2つの室外熱交換器13、および、室内熱交換器21Aは、冷媒を流通させる複数のパス28と、複数のパス28へ冷媒を分配し、または複数のパス28へ分配された冷媒を合流させるヘッダー29と、複数のパス28に直交して延びる複数のフィン(図示省略)と、を備えている。
2つの室外熱交換器13は、室外第一熱交換器としての主熱交換器31aと、主熱交換器31aに並列に接続される室外第二熱交換器としての副熱交換器31bと、を含んでいる。主熱交換器31aは、第二切替弁12Bに接続されている。副熱交換器31bは、第三切替弁12Cに接続されている。
それぞれの切替弁12A、12B、12Cは、信号線(図示省略)で制御部19に電気的に接続されている。空気調和装置1は、3つの切替弁12A、12B、12Cで冷媒の流通方向を切り替えることによって、冷房運転(図1中、実線矢印で示す冷媒の流れ)と暖房運転(図1中、破線矢印で示す冷媒の流れ)とを切り替える。
第二切替弁12Bは、圧縮機2の吐出側を主熱交換器31aに繋いで主熱交換器31aを凝縮器として機能させる。また、第二切替弁12Bは、圧縮機2の吸込側を主熱交換器31aに繋いで主熱交換器31aを蒸発器として機能させる。
第三切替弁12Cは、圧縮機2の吐出側を副熱交換器31bに繋いで副熱交換器31bを凝縮器として機能させる。また、第三切替弁12Cは、圧縮機2の吸込側を副熱交換器31bに繋いで副熱交換器31bを蒸発器として機能させる。
第一切替弁12Aは、圧縮機2の吐出側と全ての室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…との繋がりを遮断して2つの室外熱交換器13を凝縮器として機能させ、または圧縮機2の吐出側を少なくとも1つの室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…に繋いで少なくとも1つの室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…を凝縮器として機能させる。
2つの室外膨張弁15は、主熱交換器31aに接続される第一室外膨張弁15a、および副熱交換器31bに接続される第二室外膨張弁15bである。
主熱交換器31aは、第二切替弁12Bと第一室外膨張弁15aとの間に配置され、副熱交換器31bは、第三切替弁12Cと第二室外膨張弁15bとの間に配置されている。つまり、冷媒は、主熱交換器31aおよび副熱交換器31bの入口側で分配され、主熱交換器31aおよび副熱交換器31bの出口側で合流する。
室外ファン17および室内ファン23Aは、例えば軸流ファンである。室外ファン17は、外気と2つの室外熱交換器13に流れる冷媒との熱交換を促進させる。室内ファン23Aは、室内空気と室内熱交換器21Aに流れる冷媒との熱交換を促進させる。
2つの室外膨張弁15、および室内膨張弁22Aは、例えば、弁開度を調整可能な電子膨張弁(Pulse Motor Valve、PMV)である。電子膨張弁は、貫通孔を有する弁箱と、貫通孔に対して進退可能な弁体としてのニードルと、を有している。ニードルが貫通孔を塞ぐと、電子膨張弁は、冷媒の流れを遮断する。このとき、電子膨張弁は閉じた状態であり、電子膨張弁の弁開度は最も小さい。ニードルが貫通孔から最も離れると、電子膨張弁は、冷媒の流量を最大化する。このとき、電子膨張弁は全開状態であり、電子膨張弁の弁開度は最も大きい。
アキュムレーター16は、ガス冷媒と液冷媒とを分離し、ガス冷媒を圧縮機2へ送る気液分離器である。
吐出ガス管遮断弁25Aおよび吸込ガス管遮断弁26Aは、開閉弁であっても良いし、開度を調節可能な電子膨張弁であっても良い。吐出ガス管遮断弁25Aは、圧縮機2から吐出されて第一切替弁12Aを通じて室内熱交換器21Aへ吐出される冷媒の流れを許可し、または遮断する。吸込ガス管遮断弁26Aは、室内熱交換器21Aから圧縮機2へ吸い込まれる冷媒の流れを許可し、または遮断する。
冷媒配管8は、室外ユニット5と複数の切替ユニット7A、7B、…とを繋げて冷媒を往来させる3つの渡り管35、36、37と、切替ユニット7Aと室内ユニット6Aとを繋げて冷媒を往来させる2つの渡り管38A、39Aと、を含んでいる。渡り管35、36、37は、1つの室外ユニット5と複数の切替ユニット7A、7B、…とを接続する分岐管である。
室外ユニット5は、渡り管35を接続する配管接続部41と、渡り管36を接続する配管接続部42と、渡り管37を接続する配管接続部43と、を備えている。
切替ユニット7Aは、渡り管35を接続する配管接続部45Aと、渡り管36を接続する配管接続部46Aと、渡り管37を接続する配管接続部47Aと、を備えている。
渡り管35は、1つの配管接続部41と複数の配管接続部45A、45B、…とを接続する分岐管である。渡り管36は、1つの配管接続部42と複数の配管接続部46A、46B、…とを接続する分岐管である。渡り管37は、1つの配管接続部43と複数の配管接続部47A、47B、…とを接続する分岐管である。
また、切替ユニット7Aは、渡り管38Aを接続する配管接続部48Aと、渡り管39Aを接続する配管接続部49Aと、を備えている。
室内ユニット6Aは、渡り管38Aを接続する配管接続部51Aと、渡り管39Aを接続する配管接続部52Aと、を備えている。
室外ユニット5の配管接続部41、42、43、切替ユニット7A、7B、…それぞれの室外ユニット5側の配管接続部45A、45B、45C、46A、46B、46C、47A、47B、47C、切替ユニット7A、7B、…それぞれの室内ユニット6A、6B、…側の配管接続部48A、48B、48C、49A、49B、49C、および室内ユニット6A、6B、…の配管接続部51A、51B、51C、52A、52B、52Cは、大気へ冷媒が放出されることを妨げる構造を有するパックドバルブ(packed valve、back seating type valve)である。
冷媒配管8は、圧縮機2、オイルセパレーター11、3つの切替弁12A、12B、12C、2つの室外熱交換器13、2つの室外膨張弁15、複数の室内膨張弁22A、22B、…、複数の室内熱交換器21A、21B、…、複数の吐出ガス管遮断弁25A、25B、…、複数の吸込ガス管遮断弁26A、26B、…、およびアキュムレーター16を順次に接続する。
室外ユニット5内の冷媒配管8は、圧縮機2の吐出側とオイルセパレーター11とを接続する第一配管61と、オイルセパレーター11と3つの切替弁12A、12B、12Cとを接続する第二分岐管62と、第二切替弁12Bと一方の室外熱交換器13とを接続する第三配管63と、第三切替弁12Cと他方の室外熱交換器13とを接続する第四配管64と、一方の室外熱交換器13と一方の室外膨張弁15とを接続する第五配管65と、他方の室外熱交換器13と他方の室外膨張弁15とを接続する第六配管66と、2つの室外膨張弁15と配管接続部41とを接続する第七分岐管67と、を含んでいる。
第一配管61、および第二分岐管62は、3つの切替弁12A、12B、12Cの切替状態に係わらず、圧縮機2の吐出側に繋がる冷媒の送り管である。
また、室外ユニット5内の冷媒配管8は、配管接続部43、3つの切替弁12A、12B、12C、およびアキュムレーター16を接続する第八分岐管68と、アキュムレーター16と圧縮機2の吸込側とを接続する第九配管69と、第一切替弁12Aと配管接続部42とを接続する第十配管70と、を含んでいる。
第八分岐管68、および第九配管69は、3つの切替弁12A、12B、12Cの切替状態に係わらず、圧縮機2の吸込側に繋がる冷媒の戻り管である。
切替ユニット7A内の冷媒配管8は、配管接続部45Aと配管接続部48Aとを接続する第十一配管71Aと、吐出ガス管遮断弁25A、吸込ガス管遮断弁26A、および配管接続部49Aを接続する第十二分岐管72Aと、配管接続部46Aと吐出ガス管遮断弁25Aとを接続する第十三配管73Aと、配管接続部47Aと吸込ガス管遮断弁26Aとを接続する第十四配管74Aと、を含んでいる。
室内ユニット6A内の冷媒配管8は、配管接続部51Aと室内膨張弁22Aとを接続する第十五配管75Aと、室内膨張弁22Aと室内熱交換器21Aとを接続する第十六配管76Aと、室内熱交換器21Aと配管接続部52Aとを接続する第十七配管77Aと、を含んでいる。
インバーター回路18は、商用交流電源Eから供給される交流電力を整流し、整流後の直流電力を制御部19の指令に応じた周波数に変換して圧縮機2の電動機へ出力する。つまり、インバーター回路18は、圧縮機2の運転周波数を制御することができる。
制御部19は、インバーター回路18を制御して圧縮機2の運転周波数を制御する。また、制御部19は、リモートコントローラー(図示省略)に入力される運転操作に基づいて3つの切替弁12A、12B、12C、複数の吐出ガス管遮断弁25A、25B、…、および複数の吸込ガス管遮断弁26A、26B、…を制御し、空気調和装置1の全冷房運転(図1中、実線矢印で示す冷媒の流れ)と全暖房運転(図1中、破線矢印で示す冷媒の流れ)とを切り替える。なお、制御部19は、室外ユニット5と、室内ユニット6A、6B、…とに分散して配置されていても良い。例えば、室外ユニット5の制御部19は、インバーター回路18と3つの切替弁12A、12B、12Cとを制御し、それぞれの室内ユニット6A、6B、…の制御部19は、対応する吐出ガス管遮断弁25A、25B、…、および吸込ガス管遮断弁26A、26B、…を制御する。
ここで、空気調和装置1の運転状態を説明する。いずれの運転の場合も、圧縮機2は、第一配管61および第二分岐管62へ冷媒を吐出し、第八分岐管68および第九配管69から冷媒を吸い込む。
全冷房運転の冷媒の流れ方向を図1に実線矢印で示す。第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cは、圧縮機2の吐出側をそれぞれの室外熱交換器13(31a、31b)に接続するよう切り替えられる。つまり、第二分岐管62は、第三配管63および第四配管64に接続される。第一切替弁12Aは、圧縮機2の吐出側と第十配管70との接続を遮断するよう切り替えられる。吐出ガス管遮断弁25A、25B、…は全閉される。吸込ガス管遮断弁26A、26B、…は全開されて室内熱交換器21A、21B、…を圧縮機2の吸込側に接続する。
圧縮機2は、高温高圧のガス冷媒を第一配管61へ吐出する。高温高圧のガス冷媒は、第一配管61からオイルセパレーター11へ流れ込む。オイルセパレーター11は、高温高圧のガス冷媒から冷凍機油を分離する。油分が分離されたガス冷媒は、オイルセパレーター11から流出し、第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cを経て2つの室外熱交換器13(31a、31b)に到達する。2つの室外熱交換器13(31a、31b)は、外気とガス冷媒とを熱交換し冷媒を凝縮し、液冷媒を流出させる。2つの室外熱交換器13(31a、31b)から流出する液冷媒は、2つの室外膨張弁15(15a、15b)、それぞれの切替ユニット7A、7B、…内の第十一配管71A、71B、…、およびそれぞれの室内膨張弁22A、22B、…を経てそれぞれの室内熱交換器21A、21B、…に到達する。2つの室外膨張弁15(15a、15b)は、液冷媒の流量を調整して過冷却度を調整する。それぞれの室内膨張弁22A、22B、…は、液冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒にする。それぞれの室内熱交換器21A、21B、…は、室内の空気と気液二相冷媒とを熱交換して冷媒を蒸発させ、ガス冷媒を流出させる。それぞれの室内熱交換器21A、21B、…から流出するガス冷媒は、それぞれの切替ユニット7A、7B、…の吸込ガス管遮断弁26A、26B、…を通じて室外ユニット5へ送り返される。このとき、吐出ガス管遮断弁25A、25B、…は全閉されていて渡り管36における冷媒の流れは阻害されている。室外ユニット5へ達したガス冷媒は、第八分岐管68を通じてアキュムレーター16に吸い込まれる。アキュムレーター16は、ガス冷媒に混ざっている少量の液冷媒を分離する。液分が分離されたガス冷媒は、アキュムレーター16から流出し、圧縮機2に吸い込まれる。吸い込まれたガス冷媒は、圧縮機2で圧縮されて、再び圧縮機2から吐出される。
次いで、全暖房運転の冷媒の流れ方向を図1に破線矢印で示す。冷媒は、概ね全冷房運転の反対方向へ流れる。第一切替弁12Aは、圧縮機2の吐出側と切替ユニット7A、7B、…とを接続するよう切り替えられる。つまり、第二分岐管62は、第十配管70に接続される。吐出ガス管遮断弁25A、25B、…は全開されて圧縮機2の吐出側と室内熱交換器21A、21B、…とを接続する。吸込ガス管遮断弁26A、26B、…は全閉される。第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cは、2つの室外熱交換器13(31a、31b)を圧縮機2の吸込側に接続するよう切り替えられる。
油分が分離されたガス冷媒は、オイルセパレーター11から流出し、第一切替弁12Aを経てそれぞれの切替ユニット7A、7B、…に到達する。それぞれの切替ユニット7A、7B、…に達したガス冷媒は、それぞれの吐出ガス管遮断弁25A、25B、…を通じてそれぞれの室内熱交換器21A、21B、…に到達する。このとき、吸込ガス管遮断弁26A、26B、…は全閉されている。室内熱交換器21A、21B、…は、室内空気とガス冷媒とを熱交換し冷媒を凝縮し、液冷媒を流出させる。室内熱交換器21A、21B、…から流出する液冷媒は、それぞれの室内膨張弁22A、22B、…、それぞれの切替ユニット7A、7B、…内の第十一配管71A、71B、…、2つの室外膨張弁15(15a、15b)を経て2つの室外熱交換器13(31a、31b)に到達する。2つの室外膨張弁15(15a、15b)は、液冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒にする。2つの室外熱交換器13(31a、31b)は、外気と気液二相冷媒とを熱交換して冷媒を蒸発させ、ガス冷媒を流出させる。2つの室外熱交換器13(31a、31b)から流出するガス冷媒は、第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cを通じてアキュムレーター16に吸い込まれる。
図2は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の冷房混合運転状態での冷媒の流れの第一例を示す図である。
図2は、2つの室外熱交換器13(31a、31b)が凝縮器として機能し、室内熱交換器21A、21Bが蒸発器として機能する冷房運転を行うと同時に室内熱交換器21Cが凝縮器として機能する暖房運転を行う場合について図示している。冷房運転に係わる冷媒の流れ方向を図2に実線矢印で示し、暖房運転に係わる冷媒の流れ方向を図2に破線矢印で示す。
制御部19は、リモートコントローラー(図示省略)に入力される運転操作に基づいて3つの切替弁12A、12B、12C、複数の吐出ガス管遮断弁25A、25B、…、および複数の吸込ガス管遮断弁26A、26B、…を制御し、空気調和装置1の第一例の冷房混合運転を実行する。
第一例の冷房混合運転の場合には、第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cは、圧縮機2の吐出側を2つの室外熱交換器13(31a、31b)に接続するよう切り替えられる。第一切替弁12Aは、圧縮機2の吐出側と切替ユニット7A、7B、…とを接続するよう切り替えられる。つまり、圧縮機2の吐出側は、2つの室外熱交換器13(31a、31b)に接続されると同時に切替ユニット7A、7B、…にも接続される。
第一例の冷房混合運転では、全冷房運転の場合に比べて第一切替弁12Aの切り替え状態が異なり、暖房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吐出ガス管遮断弁25Cおよび吸込ガス管遮断弁26Cの開閉状態が反転している。
冷房運転を行う室内熱交換器21A、21Bに繋がる吐出ガス管遮断弁25A、25Bは全閉され、冷房運転を行う室内熱交換器21A、21Bに繋がる吸込ガス管遮断弁26A、26Bは全開される。室内熱交換器21A、21Bは、圧縮機2の吸込側に接続される。
また、暖房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吐出ガス管遮断弁25Cは全開され、暖房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吸込ガス管遮断弁26Cは全閉される。室内熱交換器21Cは、圧縮機2の吐出側に接続される。
第一例の冷房混合運転における冷媒の流れについて、全冷房運転における冷媒の流れとの差異に絞って説明する。油分が分離されたガス冷媒の一部は、オイルセパレーター11から流出し、第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cを経て2つの室外熱交換器13(31a、31b)に到達し、残部は、第一切替弁12Aを経てそれぞれの切替ユニット7A、7B、…の吐出ガス管遮断弁25A、25B、…に到達する。全閉された吐出ガス管遮断弁25A、25Bは、室内ユニット6A、6Bへ向かう冷媒の流れを遮断し、全開された吐出ガス管遮断弁25Cは、室内ユニット6Cへ向かう冷媒の流れを許可する。室内熱交換器21Cは、室内の空気とガス冷媒とを熱交換して冷媒を凝縮し、液冷媒を流出させる。室内熱交換器21Cから流出する液冷媒は、室内膨張弁22C、切替ユニット7C内の第十一配管71Cを経て渡り管35で他の室内熱交換器21A、21Bへ流れ込む冷媒に合流する。
図3は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の冷房混合運転状態での冷媒の流れの第二例を示す図である。
図3は、副熱交換器31bが凝縮器として機能し、室内熱交換器21A、21Bが蒸発器として機能する冷房運転を行うと同時に室内熱交換器21Cが凝縮器として機能する暖房運転を行う場合について図示している。冷房運転に係わる冷媒の流れ方向を図3に実線矢印で示し、暖房運転に係わる冷媒の流れ方向を図3に破線矢印で示す。
制御部19は、リモートコントローラー(図示省略)に入力される運転操作に基づいて3つの切替弁12A、12B、12C、複数の吐出ガス管遮断弁25A、25B、…、および複数の吸込ガス管遮断弁26A、26B、…を制御し、空気調和装置1の第二例の冷房混合運転を実行する。
第二例の冷房混合運転の場合には、第二切替弁12Bは、圧縮機2の吐出側から主熱交換器31aを遮断し、第三切替弁12Cは、圧縮機2の吐出側を副熱交換器31bに接続するよう切り替えられる。
第一切替弁12Aは、圧縮機2の吐出側と複数の切替ユニット7A、7B、…とを接続するよう切り替えられる。つまり、圧縮機2の吐出側は、副熱交換器31bに接続されると同時に切替ユニット7A、7B、…にも接続される。
第二例の冷房混合運転では、全冷房運転の場合に比べて第二切替弁12B、および第一切替弁12Aの切り替え状態が異なり、第一室外膨張弁15aの開閉状態が反転し、暖房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吐出ガス管遮断弁25Cおよび吸込ガス管遮断弁26Cの開閉状態が反転している。
冷房運転を行う室内熱交換器21A、21Bに繋がる吐出ガス管遮断弁25A、25Bは全閉され、冷房運転を行う室内熱交換器21A、21Bに繋がる吸込ガス管遮断弁26Cは全開される。室内熱交換器21A、21Bは、圧縮機2の吸込側に接続する。
また、暖房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吐出ガス管遮断弁25Cは全開され、暖房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吸込ガス管遮断弁26Cは全閉される。室内熱交換器21Cは、圧縮機2の吐出側に接続される。
第二例の冷房混合運転では、冷媒は、概ね第一例の冷房混合運転と同じように流れるが、第二切替弁12Bおよび第一室外膨張弁15aは、主熱交換器31aへの冷媒の流通を遮断している。
このような第二例の冷房混合運転は、第一例の冷房混合運転に比べて冷凍能力を必要としない、外気温が目標温度に近い場合に有利な運転態様である。
なお、第二例の冷房混合運転を行わず、第一例の冷房混合運転を行う空気調和装置1の室外ユニット5は、少なくとも1つの室外熱交換器13と、少なくとも1つの室外膨張弁15と、を備えていれば良く、かつ副熱交換器31bに繋がる第三切替弁12Cを備えていなくても良い。
図4は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の暖房混合運転状態での冷媒の流れの一例を示す図である。
図4は、2つの室外熱交換器13(31a、31b)が蒸発器として機能し、室内熱交換器21A、21Bが凝縮器として機能する暖房運転であり、室内熱交換器21Cが蒸発器として機能する冷房運転である場合について図示している。冷房運転に係わる冷媒の流れ方向を図4に実線矢印で示し、暖房運転に係わる冷媒の流れ方向を図4に破線矢印で示す。
制御部19は、リモートコントローラー(図示省略)に入力される運転操作に基づいて3つの切替弁12A、12B、12C、複数の吐出ガス管遮断弁25A、25B、…、および複数の吸込ガス管遮断弁26A、26B、…を制御し、空気調和装置1の暖房混合運転を実行する。
暖房混合運転における3つの切替弁12A、12B、12Cの切り替え状態は、全暖房運転における3つの切替弁12A、12B、12Cの切り替え状態と同じである。
暖房混合運転では、全暖房運転の場合に比べて冷房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吐出ガス管遮断弁25Cおよび吸込ガス管遮断弁26Cの開閉状態が反転している。
暖房運転を行う室内熱交換器21A、21Bに繋がる吐出ガス管遮断弁25A、25Bは全開され、暖房運転を行う室内熱交換器21A、21Bに繋がる吸込ガス管遮断弁26A、26Bは全閉される。つまり、室内熱交換器21A、21Bは、圧縮機2の吐出側に接続される。
また、冷房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吐出ガス管遮断弁25Cは全閉され、冷房運転を行う室内熱交換器21Cに繋がる吸込ガス管遮断弁26Cは全開される。つまり、室内熱交換器21Cは、圧縮機2の吸込側に接続される。
暖房混合運転では、冷媒は、概ね全暖房運転と同じように流れるが、室内熱交換器21A、21Bから流出する液冷媒は、渡り管35で分岐し、室内膨張弁22Cで減圧されて室内熱交換器21Cに到達する。室内熱交換器21Cは、室内空気と気液二相冷媒とを熱交換して冷媒を蒸発させ、ガス冷媒を流出させる。室内熱交換器21Cから流出するガス冷媒は、吸込ガス管遮断弁26Cを通じてアキュムレーター16に吸い込まれる。
図5は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の第二形態のブロック図である。
図5に示すように、本実施形態に係る空気調和装置1は、複数の切替ユニット7A、7B、…を備えていなくても良い。渡り管35は、室外ユニット5の1つの配管接続部41と複数の室内ユニット6A、6B、…のそれぞれの配管接続部51A、51B、…とを接続する。渡り管36は、室外ユニット5の1つの配管接続部42と複数の室内ユニット6A、6B、…のそれぞれの配管接続部52A、52B、…とを接続する。渡り管37は必要なく、配管接続部43は閉じた状態で維持される。室外ユニット5の第一切替弁12Aは、冷房運転時に複数の室内ユニット6A、6B、…から圧縮機2に冷媒が吸い込まれ、暖房運転時に圧縮機2から複数の室内ユニット6A、6B、…に冷媒が送られるように切り替わる。
空気調和装置1は、室外ユニット5の配管接続部43を塞ぐ、図5中に二点鎖線で示す封止栓81を備えていても良い。
つまり、空気調和装置1は、配管接続部43を塞がれ、複数の切替ユニット7A、7B、…、および渡り管37を備えず、室外ユニット5と複数の室内ユニット6A、6B、…とを渡り管35、36で直結した第二形態で利用することができる。第二形態の空気調和装置1は、図5中に実線矢印へ示す方向へ冷媒を循環させることで冷房運転を行い、図5中に破線矢印へ示す方向へ冷媒を循環させることで暖房を行う。
第二形態の空気調和装置1で全冷房運転を行う場合には、第二切替弁12Bは、圧縮機2の吐出側と室外熱交換器13とを繋ぎ、第八分岐管68(室外第三配管)と圧縮機2の吐出側とを遮断するよう切り替えられる。第一切替弁12Aは、第十配管70(室外第二配管)と圧縮機2の吸込側の第八分岐管68とを繋ぐよう切り替えられる。
第二形態の空気調和装置1が全暖房運転を行う場合には、第一切替弁12Aは、圧縮機2の吐出側と第十配管70とを繋ぎ、第八分岐管68と圧縮機2の吐出側とを遮断するよう切り替えられる。第二切替弁12Bは、室外熱交換器13と圧縮機2の吸込側と繋ぐよう切り替えられる。
したがって、室外ユニット5の配管接続部43を塞ぐと、空気調和装置1は、全冷房運転、または全暖房運転を行うマルチ形の空気調和装置として機能する。
なお、図1から図5について、室外熱交換器13は1系統のみでも良い。例えば、室外ユニット5は、主熱交換器31aを備えていれば良い。この場合には、第三切替弁12C、副熱交換器31b、第二室外膨張弁15bは、要らない。
図6は、本発明の実施形態に係る室外ユニットの第八分岐管の比較例の模式図である。
図7は、本発明の実施形態に係る室外ユニットの第八分岐管の第一例の模式図である。
図5および図6に示すように、第八分岐管68の比較例は、3つの切替弁12A、12B、12Cと圧縮機2の吸込側に配置されるアキュムレーター16とを繋ぎ、かつ配管接続部43とアキュムレーター16とを繋ぐ。つまり、第八分岐管68は、空気調和装置1の運転状態に係わらず圧縮機2の吸込側に繋がる冷媒配管8である。第八分岐管68は、それら第一切替弁12A、アキュムレーター16、および配管接続部43に向かう配管が交差する分岐部分Dを有している。
第二形態の空気調和装置1では、第八分岐管68は、渡り管37に接続されていない。換言すると、分岐部分Dと配管接続部43との間の配管は、第二形態の空気調和装置1では、いわゆる袋小路DEになってしまう。この袋小路DEは、冷媒および冷媒に混在する冷凍機油を滞留させる虞がある。
なお、第八分岐管68内の冷媒および冷媒に混在する冷凍機油の流れについて、冷房運転時を白抜き実線矢印で示し、暖房運転時を黒塗り矢印で示し、冷房運転・暖房運転共通をハッチング矢印で示す。冷房運転時の冷媒は、第一切替弁12Aから第八分岐管68に流入し、暖房運転時の冷媒は、第二切替弁12B、第三切替弁12Cから第八分岐管68に流入する。また、袋小路DEに滞留する冷媒および冷媒に混在する冷凍機油をハッチング領域FSで示す。
そこで、図7に示すように、本実施形態に係る室外ユニット5の第一例の第八分岐管68Aは、第一切替弁12Aの切替状態の1つにおいて第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒、または、第二切替弁12B、第三切替弁12Cの切替状態の1つにおいて第二切替弁12B、第三切替弁12Cを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒を流す主流管部85と、主流管部85に交差して上方へ分岐し、後に下方へ下るトラップ部86と、を備えている。
なお、空気調和装置を冷房運転している場合に、冷媒は、第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる。つまり、主流管部85に第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒が流れる、第一切替弁12Aの切替状態の1つとは、空気調和装置1の全冷房運転における第一切替弁12Aの切替状態に相当する。また、空気調和装置を暖房運転している場合に、冷媒は、第二切替弁12B、および第三切替弁12Cを経由して圧縮機2へ吸い込まれる。つまり、主流管部85に第二切替弁12B、および第三切替弁12Cを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒が流れる、第一切替弁12Aの切替状態の1つとは、空気調和装置1の全暖房運転における第二切替弁12B、および第三切替弁Cの切替状態に相当する。
主流管部85は、冷媒を3つの切替弁12A、12B、12Cから分岐部分Dへ送り込む上流直管部85uを有している。
また、主流管部85は、冷媒に含まれる液分が鉛直下向きに流れ落ちるように、主流管部85とトラップ部86との分岐部分Dから鉛直下向きに延びる下流直管部85dを有している。下流直管部85dは、分岐部分Dとアキュムレーター16とを繋ぐ第八分岐管68Aの一部である。
トラップ部86は、分岐部分Dから鉛直上向きに延びる直管部86aを有している。直管部86aは、分岐部分Dと配管接続部43とを繋ぐ第八分岐管68Aの一部であって、分岐部分Dから離れた箇所で屈曲部86bに繋がる。屈曲部86bより先の第八分岐管68Aは、さらに下方へ延びて、主流管部85の上流直管部85uよりも下方で配管接続部43に達していることが好ましい。分岐部分Dと配管接続部43とを繋ぐ第八分岐管68Aの一部は、袋小路DEである。つまり、直管部86a、屈曲部86b、および屈曲部86bと配管接続部43とを繋ぐ第八分岐管68Aの一部は、袋小路DEである。
上流直管部85uとトラップ部86の直管部86aとは、90度以下の角度θ1をなして分岐し、交差していることが好ましい。上流直管部85uと下流直管部85dとは、90度以上の角度θ2をなして分岐し、交差していることが好ましい。また、下流直管部85dとトラップ部86の直管部86aとは、一続きの直管であることが好ましい。一例として、分岐部分Dの形状は、鉛直方向へ延びる一続きの直管としての下流直管部85dおよびトラップ部86の直管部86aと、この直管に水平方向から突き当たる上流直管部85uと、が描く、横臥したT文字形状である。
図7に示す第八分岐管68Aに流れる冷媒は、冷房運転時は、第一切替弁12Aから流入し、上流直管部85uから分岐部分Dへ達し、重力、および圧縮機2の吸込圧によって下流直管部85dに引き込まれるようにして流れ落ちる。同様に、暖房運転時は、第八分岐管68Aに流れる冷媒は、第二切替弁12B、および第三切替弁12Cから流入し、上流直管部85uから分岐部分Dへ達し、重力、および圧縮機2の吸込圧によって下流直管部85dに引き込まれるようにして流れ落ちる。また、上流直管部85uから分岐部分Dへ達した冷媒は、下流直管部85dおよびトラップ部86の直管部86aの内壁面に当たって淀み、減速して重力、および圧縮機2の吸込圧によって下流直管部85dに引き込まれるようにして流れ落ちる。このとき、少量の冷媒が分岐部分Dを上方へ向かおうとするが、上方へ延びる直管部86aを有するトラップ部86に阻まれ、かつトラップ部86の先が袋小路DEであるので、袋小路DEに冷媒、および冷凍機油が滞留する虞が低減される。
図8は、本発明の実施形態に係る室外ユニットの第八分岐管の第二例の模式図である。
図8に示すように、本実施形態に係る室外ユニット5の第一例の第八分岐管68Bは、主流管部85の上流直管部85uおよび下流直管部85dが、直管状に鉛直下向きに連続して設けられ、その途中の分岐部分Dからトラップ部86が水平方向に分岐している。
主流管部85の上流直管部85uおよび下流直管部85dが、直管状に鉛直下向きに連続して設けられているため、上流直管部85uに流入した冷媒は、そのままストレートに下流直管部85dを下方へ容易に流れ落ちる。このとき、少量の冷媒が分岐部分Dからトラップ部86の方へ向かおうとするが、鉛直方向下向きの直管状の主流管部85を流れる冷媒の流れに阻まれ、かつトラップ部86の先が袋小路DEであるので、袋小路DEに冷媒、および冷凍機油が滞留する虞が低減される。
図9は、本発明の実施形態に係る室外ユニットの第八分岐管の第三例の模式図である。
図9に示すように、本実施形態に係る室外ユニット5の第三例の第八分岐管68Cは、倒立したT文字形状の分岐部分Dを有している。
主流管部85の上流直管部85uおよび下流直管部85dは、直管状に水平方向に連続している。主流管部85とトラップ部86の直管部86aとは、交差している。つまり、分岐部分Dの形状は、水平方向に延びる主流管部85と、主流管部85に交差し、分岐して鉛直方向へ延びるトラップ部86の直管部86aと、が描く、倒立したT文字形状である。
図9に示す第八分岐管68Cに流れる冷媒は、上流直管部85uから分岐部分Dへ達し、慣性力、および圧縮機2の吸込圧によって下流直管部85dに引き込まれるようにして直進する。このとき、少量の冷媒が分岐部分Dを上方へ向かおうとするが、上方へ延びる直管部86aを有するトラップ部86に阻まれ、かつトラップ部86の先が袋小路DEであるので、袋小路DEに冷媒、および冷凍機油が滞留する虞が低減される。
図10は、本発明の実施形態に係る室外ユニットの第八分岐管の第四例の模式図である。
図10に示すように、本実施形態に係る室外ユニット5の第四例の第八分岐管68Dは、第一分岐部分Dと第二分岐部分D’とを有している。
第四例の第八分岐管68Dは、第一例の第八分岐管68Aにおける、トラップ部86の配管接続部43に延びる鉛直方向下向きの直管部86aの途中に第二分岐部分D’を備えている。第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒を流す第二主流管部85’が、第二分岐部分D’に接続される。
なお、空気調和装置を冷房運転している場合に、冷媒は、第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる。つまり、第二主流管部85’に第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒が流れる、第一切替弁12Aの切替状態の1つとは、空気調和装置1の全冷房運転における第一切替弁12Aの切替状態に相当する。
第二主流管部85’は、冷媒を第一切替弁12Aから第二分岐部分D’へ送り込む第二上流直管部85u’を有している。
第二上流直管部85u’は、第二分岐部分D’およびトラップ部86を経由して、第一分岐部分Dで第一分岐部分Dに合流し、下流直管部85dに繋がる。
第二上流直管部85u’とトラップ部86の直管部86aとは、90度以上の角度θ2’をなして分岐し、交差していることが好ましい。第二上流直管部85u’と配管接続部43に延びる直管部86aとは、90度以下の角度θ1’をなして分岐し、交差していることが好ましい。一例として、第二分岐部分D’の形状は、鉛直方向へ延びる一続きの直管としてのトラップ部86の配管接続部43まで延びる直管部86aと、この直管に水平方向から突き当たる第二上流直管部85u’と、が描く、横臥したT文字形状である。
第四例の第八分岐管68Dは、第二分岐部分D’、第二主流管部85’、および第二上流直管部85u’を備え、第一切替弁12Aが第二主流管部85’に接続される構成以外は、第一例の第八分岐管68Aの構成と同一であり、同一部分については、その詳細な説明は省略する。
冷房運転時に第八分岐管68Dに流れる冷媒は、第二上流直管部85u’から第二分岐部分D’へ達し、圧縮機2の吸込圧によってトラップ部86に引き込まれ、トラップ部86を通過した後は、重力、および圧縮機2の吸込圧によって下流直管部85dに引き込まれるようにして流れ落ちる。このとき、少量の冷媒が第二分岐部分D’を下方へ流れ、冷媒および冷凍機油が滞留する虞がある。しかしながら、暖房運転時に第二切替弁12Bおよび第三切替弁12Cから第八分岐管68Dに流入する冷媒は、上方へ延びる直管部86aを有するトラップ部86に阻まれ、かつトラップ部86の先が袋小路DEであるので、図6に示す比較例と比べると、冷媒、および冷凍機油が滞留する虞が低減される。
図11は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の第三形態のブロック図である。
図11に示すように、本実施形態に係る空気調和装置1の室外ユニット5は、配管接続部43とアキュムレーター16の吸込側に繋げる回収管101を備えていても良い。回収管101は、第八分岐管68、68A、68B、68C、68Dのそれぞれの袋小路DEを、第八分岐管68、68A、68B、68C、68Dのそれぞれに繋がるアキュムレーター16の近傍に直接接続して袋小路DEに滞留する冷媒および冷凍機油を圧縮機2へ回収する。つまり、回収管101は、第八分岐管68、68A、68B、68C、68Dの分岐部分であって、3つの切替弁12A、12B、12Cへの分岐部分を迂回するように、袋小路DEをアキュムレーター16の近傍に直結する。
第一例から第四例の第八分岐管68A、68B、68C、68Dは、そもそも袋小路DEに冷媒および冷凍機油の滞留を抑制する配管構造を有している。そのため、袋小路DEに滞留し得る冷媒および冷凍機油の量は、多くはない。しかしながら、主流管部85に流れが生じている限り、袋小路DEへの冷媒および冷凍機油の侵入を完全に阻止することは難しい。回収管101は、袋小路DEでの冷媒および冷凍機油の微量な滞留を完全に解消する。
以上のように、本実施形態に係る室外ユニット5は、圧縮機2の吐出側と全ての室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…との繋がりを遮断して室外熱交換器13を凝縮器として機能させ、または圧縮機2の吐出側を少なくとも1つの室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…に繋いで少なくとも1つの室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…を凝縮器として機能させることが可能な第一切替弁12Aと、圧縮機2の吐出側を室外熱交換器13に繋いで室外熱交換器13を凝縮器として機能させ、または圧縮機2の吸込側を室外熱交換器13に繋いで室外熱交換器13を蒸発器として機能させることが可能な第二切替弁12Bと、を備えている。また、室外ユニット5は、室外熱交換器13と室内ユニット6A、6B、…とを繋ぐ室外第一配管としての第七分岐管67と、第一切替弁12Aの分岐の1つであって、圧縮機2と室内ユニット6A、6B、…とを繋ぐ室外第二配管としての第十配管70と、第一切替弁12Aの分岐の1つに繋がり、かつ第一切替弁12Aを迂回して圧縮機2と室内ユニット6A、6B、…とを繋ぐ室外第三配管としての第八分岐管68A、68B、68C、68Dを備えている。
そして、第八分岐管68A、68B、68C、68Dは、第一切替弁12Aの切替状態の1つにおいて第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒を流す主流管部85と、主流管部85に交差して後に下方へ下るトラップ部86と、を備えている。そのため、空気調和装置1および室外ユニット5は、第二形態において袋小路DEになる冷媒配管8の一部において、冷媒、および冷凍機油が滞留する虞を低減できる。
また、本実施形態に係る室外ユニット5は、圧縮機2の吐出側と全ての室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…との繋がりを遮断して室外熱交換器13を凝縮器として機能させ、または圧縮機2の吐出側を少なくとも1つの室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…に繋いで少なくとも1つの室内ユニット6A、6B、…の室内熱交換器21A、21B、…を凝縮器として機能させることが可能な第一切替弁12Aと、圧縮機2の吐出側を室外熱交換器13に繋いで室外熱交換器13を凝縮器として機能させ、または圧縮機2の吸込側を室外熱交換器13に繋いで室外熱交換器13を蒸発器として機能させることが可能な第二切替弁12Bと、を備えている。また、室外ユニット5は、室外熱交換器13と室内ユニット6A、6B、…とを繋ぐ室外第一配管としての第七分岐管67と、第一切替弁12Aの分岐の1つであって、圧縮機2と室内ユニット6A、6B、…とを繋ぐ室外第二配管としての第十配管70と、第一切替弁12Aの分岐の1つに繋がり、かつ圧縮機2に繋がる室外第三配管としての第八分岐管68A、68B、68C、68Dを備えている。第七分岐管67、第十配管70、および第八分岐管68A、68B、68C、68Dを、室内ユニット6A、6B、…に流れる冷媒の流通方向を切り替え可能な複数の切替ユニット7A、7B、…を介在させて室内ユニット6A、6B、…に繋ぐ場合には、第八分岐管68A、68B、68C、68Dは、第一切替弁12Aを迂回して圧縮機2と室内ユニット6A、6B、…とを繋ぐ。
そして、第七分岐管67および第十配管70を、複数の切替ユニットを介在させずに前記室内ユニット6A、6B、…に繋ぐ場合には、第八分岐管68A、68B、68C、68Dは、第一切替弁12Aの切替状態の1つにおいて第一切替弁12Aを経由して圧縮機2へ吸い込まれる冷媒を流す主流管部85と、主流管部85に交差して後に下方へ下るトラップ部86と、を備えている。そのため、空気調和装置1および室外ユニット5は、第二形態において袋小路DEになる冷媒配管8の一部において、冷媒、および冷凍機油が滞留する虞を低減できる。
さらに、本実施形態に係る室外ユニット5は、冷媒に含まれる液分が鉛直下向きに流れるように、主流管部85とトラップ部86との分岐部分Dから鉛直下向きに延びる下流直管部85dを備えている。そのため、空気調和装置1および室外ユニット5は、第二形態で袋小路DEになる部分において、冷媒、および冷凍機油が滞留する虞を低減し、かつ冷媒に含まれる液分を圧縮機2へ円滑に戻すことができる。
さらに、本実施形態に係る室外ユニット5は、第八分岐管68、68A、68B、68C、68Dを圧縮機2の吸込側に繋ぐ回収管101を備えている。そのため、空気調和装置1および室外ユニット5は、袋小路DEでの冷媒および冷凍機油の微量な滞留を完全に解消できる。
そして、本実施形態に係る空気調和装置1は、室外ユニット5と、複数の室内ユニット6A、6B、…と、複数の切替ユニット7A、7B、…と、を備えている。複数の切替ユニット7A、7B、…を備える空気調和装置1は、複数の室内ユニット6A、6B、…に流れる冷媒の流通方向を相互に異ならせて冷房運転する室内ユニット6A、6B、…と暖房運転する室内ユニット6A、6B、…とを混在できる。本実施形態に係る空気調和装置1は、室外ユニット5と、複数の室内ユニット6A、6B、…と、を備え、第一切替弁12Aの分岐の1つを塞いでいても良い。複数の切替ユニット7A、7B、…を備えず、第一切替弁12Aの分岐の1つを塞いだ空気調和装置1は、複数の室内ユニット6A、6B、…に流れる冷媒の流通方向を統一させて全ての室内ユニット6A、6B、…を冷房運転または暖房運転させる。つまり、空気調和装置1は、複数の切替ユニット7A、7B、…を選択することでヒートリカバリーマルチ形の空気調和装置として機能し、複数の切替ユニット7A、7B、…の不適用を選択することでマルチ形の空気調和装置として機能することができる。
したがって、本実施形態に係る空気調和装置1、および空気調和装置1の室外ユニット5によれば、ヒートリカバリー形および一般的なマルチ形のいずれにも適用可能であって、マルチ形への適用時に閉鎖される第八分岐管68、68A、68B、68C、68Dでの冷凍機油の滞留を抑制できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…空気調和装置、2…圧縮機、2a…アキュムレーター、5…室外ユニット、6A、6B、6C…室内ユニット、7A、7B、7C…切替ユニット、8…冷媒配管、11…オイルセパレーター、12A…第一切替弁、12B…第二切替弁、12C…第三切替弁、13…室外熱交換器、15、15a、15b…室外膨張弁、16…アキュムレーター、17…室外ファン、18…インバーター回路、19…制御部、21A、21B、21C…室内熱交換器、22A、22B、22C…室内膨張弁、23A、23B、23C…室内ファン、25A、25B、25C…吐出ガス管遮断弁、26A、26B、26C…吸込ガス管遮断弁、28…パス、29…ヘッダー、31a…主熱交換器、31b…副熱交換器、35、36、37、38A、38B、38C、39A、39B、39C…渡り管、41、42、43…室外ユニットの配管接続部、45A、45B、45C、46A、46B、46C、47A、47B、47C…切替ユニットの室外ユニット側の配管接続部、48A、48B、48C、49A、49B、49C…切替ユニットの室内ユニット側の配管接続部、51A、51B、51C、52A、52B、52C…室内ユニットの配管接続部、61…第一配管、62…第二分岐管、63…第三配管、64…第四配管、65…第五配管、66…第六配管、67…第七分岐管、68、68A、68B、68C、68D…第八分岐管、69…第九配管、70…第十配管、71A、71B、71C…第十一配管、72A、72B、72C…第十二分岐管、73A、73B、73C…第十三配管、74A、74B、74C…第十四配管、75A、75B、75C…第十五配管、76A、76B、76C…第十六配管、77A、77B、77C…第十七配管、81…封止栓、85…主流管部、85…主流管部、85u…上流直管部、85u…上流直管部、85d…下流直管部、85d…下流直管部、86…トラップ部、86a…直管部、86b…屈曲部、88…気液分離部、101…回収管。
Claims (5)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、
前記圧縮機の吐出側と全ての室内ユニットの室内熱交換器との繋がりを遮断して前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吐出側を少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器に繋いで前記少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器を凝縮器として機能させることが可能な第一切替弁と、
前記圧縮機の吐出側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吸込側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を蒸発器として機能させることが可能な第二切替弁と、
前記室外熱交換器と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第一配管と、
前記第一切替弁の分岐の1つであって、前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第二配管と、
前記第一切替弁の分岐の1つに繋がり、かつ前記第一切替弁を迂回して前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第三配管と、を備え、
前記室外第三配管は、前記第一切替弁を経由して前記圧縮機へ吸い込まれる前記冷媒を流す主流管部と、前記主流管部に交差して分岐し、後に下方へ下るトラップ部と、を備える空気調和装置の室外ユニット。 - 冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、
前記圧縮機の吐出側と全ての室内ユニットの室内熱交換器との繋がりを遮断して前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吐出側を少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器に繋いで前記少なくとも1つの前記室内ユニットの前記室内熱交換器を凝縮器として機能させることが可能な第一切替弁と、
前記圧縮機の吐出側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、または前記圧縮機の吸込側を前記室外熱交換器に繋いで前記室外熱交換器を蒸発器として機能させることが可能な第二切替弁と、
前記室外熱交換器と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第一配管と、
前記第一切替弁の分岐の1つであって、前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぐ室外第二配管と、
前記第一切替弁の分岐の1つに繋がり、かつ前記圧縮機に繋がる室外第三配管と、を備え、
前記室外第一配管、前記室外第二配管、および前記室外第三配管を、前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を切り替え可能な複数の切替ユニットを介在させて前記室内ユニットに繋ぐ場合には、前記室外第三配管は、前記第一切替弁を迂回して前記圧縮機と前記室内ユニットとを繋ぎ、
前記室外第一配管、および前記室外第二配管を、前記複数の切替ユニットを介在させずに前記室内ユニットに繋ぐ場合には、前記室外第三配管は、前記第一切替弁を経由して前記圧縮機へ吸い込まれる前記冷媒を流す主流管部と、前記主流管部に交差して分岐し、後に下方へ下るトラップ部と、を備える空気調和装置の室外ユニット。 - 前記主流管部は、前記冷媒に含まれる液分が鉛直下向きに流れ落ちるように、前記主流管部と前記トラップ部との分岐部分から鉛直下向きに延びる直管部を有する請求項1または2に記載の空気調和装置の室外ユニット。
- 前記室外第三配管を前記圧縮機の吸込側に繋ぐ回収管を備える請求項1から3のいずれか1項に記載に記載の空気調和装置の室外ユニット。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の室外ユニットと、
前記冷媒と室内の空気とを熱交換する複数の室内ユニットと、を備え、
前記室外ユニットは、前記室外熱交換器の吐出側に接続される室外膨張弁を有し、
それぞれの前記室内ユニットは、室内熱交換器と、前記室外熱交換器に接続される室内膨張弁と、を有し、
対応する前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を切り替え可能な複数の切替ユニットを備えている場合には、前記複数の前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を相互に異ならせて冷房運転する前記室内ユニットと暖房運転する前記室内ユニットとを混在可能であり、
前記複数の切替ユニットを備えていない場合には、冷房運転時に前記第一切替弁を通って前記圧縮機に前記冷媒が吸い込まれ、暖房運転時に前記第一切替弁を通って前記複数の室内ユニットに前記冷媒が送られるように、前記複数の前記室内ユニットに流れる前記冷媒の流通方向を統一させて全ての前記室内ユニットを冷房運転または暖房運転させる空気調和装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24767196 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |