CN100562695C - 制冷装置 - Google Patents
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Abstract
一种制冷装置,包括:具有利用侧热交换器(101、111、131)及热源侧压缩机(41、42、43),让制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(20);以及具有过冷却用热交换器(210)和将冷却用流体搬送到该过冷却用热交换器(210)的泵机构的冷却用流体回路,该制冷装置通过冷却用流体将提供给上述利用侧热交换器(101、111、131)的制冷剂在上述过冷却用热交换器(210)中过冷却,其特征在于:包括控制器(240),控制关于上述制冷剂回路(20)的功率消耗和关于上述冷却用流体回路的功率消耗:上述控制器(240),在负荷增大时,相对于上述制冷剂回路(20),优先让关于上述冷却用流体回路的功率消耗增大。
Description
本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2005/014122、国际申请日为2005年8月2日、进入中国国家阶段的申请号为200580001048.3、名称为“制冷装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有过冷却装置的制冷装置,该过冷却装置将从热源侧机器送到利用侧机器的制冷剂过冷却。
背景技术
以往,例如,如特开平10-185333号公报所示,包括:具有过冷却用热交换器的第1制冷剂回路、和具有利用侧热交换器及热源侧压缩机的第2制冷剂回路,通过过冷却用热交换器将第2制冷剂回路的第2制冷剂过冷却,谋求增大制冷能力的制冷装置众所周知。
为该制冷装置的空调机,包括室外机组、室内机组和过冷却机组。具体地说,该过冷却机组,被设置在连接室外机组和室内机组的液体侧连接管道的途中,同时,包括第1制冷剂回路(冷却用流体回路)。该过冷却机组,构成为在第1制冷剂回路中让第1制冷剂循环来进行制冷循环,在第1制冷剂回路的过冷却用热交换器中将从液体侧连接管道送入的空调机的第2制冷剂冷却。并且,该过冷却机组,通过将从空调机的室外机组送到室内机组的液体制冷剂冷却,让送到室内机组的液体制冷剂的焓降低来提高冷气能力。
如上所述,上述过冷却机组,是用来辅助空调机等制冷装置,增大其制冷能力的。因此,没有在制冷装置的停止中仅使过冷却机组运转的情况。并且,也没有如空调机的暖气运转那样,制冷装置在作为热泵动作的状态下使过冷却机组运转的情况。因此,决定是否应该使过冷却机组运转,是根据安装了过冷却机组的制冷装置的运转状态及室外气体温度等来判断的。
于是,在上述空调机中,将过冷却机组的控制部与空调机的控制部连接在一起来构成一个控制系统。从空调机的控制部向该过冷却机组的控制部输入表示空调机的运转状态的信号。并且,在该过冷却机组中,根据从空调机的控制部输入的信号来进行其运转控制。
但是,在上述以往的空调机(制冷装置)中,当负荷因室外气体温度的上升等而增大时,通常让第2制冷剂回路的压缩机运转容量增大,来确保冷气能力。
但是,若只在制冷循环的高低压差较大的第2制冷剂回路中让制冷剂循环量增大的话,则对于压缩机的输入增加,有时会导致性能系数降低的现象。其结果,存在有整个装置的功率消耗明显增大的问题。
并且,当对契约电力有限制时,特别是从夏季使用电力过大出发,强烈要求限制在第1制冷剂回路中使用的电力和在第2制冷剂回路中使用的电力的总和。
发明内容
鉴于上述各点,本发明的目的在于:通过调节在热源侧回路和过冷却用回路中运转容量的平衡,来让整个制冷装置更有效地运转,抑制整个装置的功率消耗。
本发明所研究的解决手段如下。
具体地说,第1解决手段是以这样的制冷装置为前提,包括:具有利用侧热交换器101、111、131及热源侧压缩机41、42、43,让制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路20;以及具有过冷却用热交换器210和将冷却用流体搬送到该过冷却用热交换器210的泵机构221的冷却用流体回路220,该制冷装置通过冷却用流体将提供给上述利用侧热交换器101、111、131的制冷剂在上述过冷却用热交换器210中过冷却,其特征在于:包括控制器240,该控制器240在不接收来自上述制冷剂回路20的信号的条件下,根据在上述过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或冷却用流体回路220的冷却用流体状态、和室外气体温度,来降低上述泵机构221的功率消耗,上述冷却用流体回路为具有作为泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222,作为冷却用流体的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220;上述控制器240,构成为根据在上述过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂状态、和室外气体温度,来降低上述过冷却用压缩机221的运转频率,由此降低该过冷却用压缩机221的功率消耗。
在上述解决手段中,在过冷却用制冷剂回路220中,重复这样的循环:从过冷却用压缩机221喷出的过冷却用制冷剂在热源侧热交换器222中例如与空气热交换,然后,在过冷却用热交换器210中与制冷剂回路20的制冷剂热交换,再返回到过冷却用压缩机221。在过冷却用热交换器210中,过冷却用制冷剂从制冷剂回路20的制冷剂吸热且蒸发,将制冷剂回路20的制冷剂冷却。
并且,控制器240,不从制冷剂回路20侧接受有关运转状态的信号,根据在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂状态、和室外气体温度,来降低过冷却用压缩机221的运转频率,让运转容量减少。
第2解决手段是以这样的制冷装置为前提,包括:具有利用侧热交换器101、111、131及热源侧压缩机41、42、43,让制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路20;以及具有过冷却用热交换器210和将冷却用流体搬送到该过冷却用热交换器210的泵机构221的冷却用流体回路220,该制冷装置通过冷却用流体将提供给上述利用侧热交换器101、111、131的制冷剂在上述过冷却用热交换器210中过冷却,其特征在于:包括控制器240,该控制器240在不接收来自上述制冷剂回路20的信号的条件下,根据在上述过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或冷却用流体回路220的冷却用流体状态、和室外气体温度,来降低上述泵机构221的功率消耗,上述冷却用流体回路为具有作为泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222,作为冷却用流体的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220;上述控制器240,构成为根据在上述过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂状态、和室外气体温度,来增大上述热源侧热交换器222的风扇230的运转频率,由此降低上述过冷却用压缩机221的功率消耗。
在上述解决手段中,在过冷却用制冷剂回路220中,重复这样的循环:从过冷却用压缩机221喷出的过冷却用制冷剂在热源侧热交换器222中与由风扇230取入的空气热交换,然后,在过冷却用热交换器210中与制冷剂回路20的制冷剂热交换,再返回到过冷却用压缩机221。
并且,控制器240,根据在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂状态、和室外气体温度,来增大热源侧热交换器222的风扇230的运转频率,让风量增大。那时,不让过冷却用压缩机221的运转容量变化。这样一来,由于过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力下降,因此过冷却用压缩机221中的压缩负荷减少,该过冷却用压缩机221的功率消耗降低。也就是说,在过冷却用压缩机221中,通过降低喷出压力来减少压缩的工作量。
第3解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上,在上述过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态,为过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度。
在上述解决手段中,将在过冷却用热交换器210中被过冷却之前的制冷剂回路20的制冷剂温度和被过冷却之后的制冷剂回路20的制冷剂温度的差作为过冷却度检测出来。并且,从该过冷却度推测在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。
具体地说,在过冷却度较大时,从在过冷却用热交换器210中制冷剂回路20的制冷剂被充分冷却的现象,能够判断出从制冷剂回路20流入过冷却用热交换器210的制冷剂回路20的制冷剂流量较少。控制器240能够从这里推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。此时,不降低泵机构221的功率消耗。而在过冷却度较小时,从在过冷却用热交换器210中制冷剂回路20的制冷剂没有被充分冷却的现象,能够判断出从制冷剂回路20流入过冷却用热交换器210的制冷剂回路20的制冷剂流量较多。能够从这里推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。此时,控制器240,降低泵机构221的功率消耗,将泵机构221的功率消耗和关于制冷剂回路20的功率消耗的合计抑制在规定值内。
第4解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上,在上述过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态,为在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量。
在上述解决手段中,直接将在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂流量检测出来。从该制冷剂流量推测出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。并且,控制器240,根据此制冷剂流量和室外气体温度,来降低泵机构221的功率消耗,将泵机构221的功率消耗和关于制冷剂回路20的功率消耗的合计抑制在规定值内。
第5解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上,上述冷却用流体回路220的冷却用流体状态,为在过冷却用热交换器210中将制冷剂回路20的制冷剂过冷却之前和过冷却之后的冷却用流体的温度差。
在上述解决手段中,检测出在冷却用流体回路220中过冷却之前和过冷却之后的冷却用流体的温度差。从该冷却用流体的温度差推测出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。
具体地说,在冷却用流体的温度差较大时,从在过冷却用热交换器210中制冷剂回路20的制冷剂被充分冷却的现象,能够判断出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量较少。因此,控制器240推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小,不降低泵机构221的功率消耗。而在冷却用流体的温度差较小时,从在过冷却用热交换器210中制冷剂回路20的制冷剂没有被充分冷却的现象,能够判断出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量较多。因此,控制器240推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大,降低泵机构221的功率消耗,将泵机构221的功率消耗和关于制冷剂回路20的功率消耗的合计抑制在规定值内。
第6解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上,上述冷却用流体回路220的冷却用流体状态,为在过冷却用热交换器210中流动的冷却用流体的流量。
在上述解决手段中,从在过冷却用热交换器210中流动的冷却用流体的流量,推测出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。具体地说,当冷却用流体的流量较少时,能够判断出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂流量也较少。此时,控制器240,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小,不降低泵机构221的功率消耗。而当冷却用流体的流量较多时,能够判断出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂流量也较多。此时,控制器240,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大,降低泵机构221的功率消耗,将泵机构221的功率消耗和关于制冷剂回路20的功率消耗的合计抑制在规定值内。
第7解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上,上述冷却用流体回路为具有作为泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222,作为冷却用流体的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220。并且,上述过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂状态,为过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力。
在上述解决手段中,从过冷却用制冷剂的高压压力推测出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。也就是说,当其高压压力较低时,判断出过冷却用热交换器210中的热交换量变少,制冷剂回路20的制冷剂流量较少,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。并且,当高压压力较高时,控制器240,判断出过冷却用热交换器210中的热交换量变多,制冷剂回路20的制冷剂流量较多,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。因此,降低过冷却用压缩机221的功率消耗。
第8解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上,上述冷却用流体回路为具有作为泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222,作为冷却用流体的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220。并且,上述过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂状态,为过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力差。
在上述解决手段中,从过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力差推测出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。具体地说,当其压力差较小时,由于低压压力通过膨胀阀等几乎被维持为固定不变,因此判断出高压压力比一般时低,判断出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量较少。因此,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。并且,当压力差较大时,判断出高压压力比一般时高,判断出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量较多。并且,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大,过冷却用压缩机221的功率消耗降低。
第9解决手段是以这样的制冷装置为前提,包括:具有利用侧热交换器101、111、131和热源侧压缩机41、42、43,让制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路20;以及具有过冷却用热交换器210和将冷却用流体搬送到该过冷却用热交换器210的泵机构的冷却用流体回路。该制冷装置利用冷却用流体将提供给上述利用侧热交换器101、111、131的制冷剂在上述过冷却用热交换器210中过冷却。
并且,包括控制器240,控制关于上述制冷剂回路20的功率消耗和关于上述冷却用流体回路的功率消耗。而且,上述控制器240,在负荷增大时,相对于上述制冷剂回路20,优先让关于上述冷却用流体回路的功率消耗增大。
在上述解决手段中,在冷却用流体回路中,通过泵机构221将用以过冷却制冷剂回路20的制冷剂的制冷剂和水等冷却用流体提供给过冷却用热交换器210。在过冷却用热交换器210中,制冷剂回路20的制冷剂和冷却用流体热交换。并且,在过冷却用热交换器210中,冷却用流体从制冷剂回路20的制冷剂吸热,将制冷剂回路20的制冷剂冷却。
在该制冷装置中,当负荷增大时,控制器240进行相对于制冷剂回路20优先让冷却用流体回路的功率消耗增大的运转控制。例如,让泵机构的运转容量增大,使关于冷却用流体回路的功率消耗增大。也就是说,在冷却用流体回路中,通过让泵机构等电器的工作量增大,来增大制冷能力。这样一来,即使不让制冷剂回路20中的热源侧压缩机41、42、43等电器的功率消耗(即,工作量)增大,过冷却用热交换器210的制冷能力也增大。因此,即使在制冷装置的负荷增大时,朝向利用侧热交换器101、111、131的制冷剂回路20的制冷剂的焓也被保持得较低,确保了在利用侧热交换器101、111、131的制冷能力。
第10解决手段是在上述第9解决手段的基础上,上述控制器240,构成为控制关于上述冷却用流体回路的功率消耗,以使上述过冷却用热交换器210的出口中的制冷剂温度成为目标值,且根据过冷却用热交换器210的周围条件设定上述目标值,以使在负荷增大时,优先让关于上述冷却用流体回路的功率消耗增大。
在上述解决手段中,控制器240,根据室外气体温度和制冷剂回路20的制冷剂流量等过冷却用热交换器210的周围条件来调节过冷却用热交换器210的制冷剂出口温度的目标值。也就是说,控制器240,从过冷却用热交换器210的周围条件来把握制冷装置的负荷状态,根据其负荷状态设定上述目标值。因此,当负荷增大时,与其负荷相应,相对于制冷剂回路20,让冷却用流体回路的功率消耗优先增大。
第11解决手段是在上述第9解决手段的基础上,上述控制器240,构成为通过让泵机构的功率消耗增大,来让关于冷却用流体回路的功率消耗优先增大。
在上述解决手段中,控制器240让泵机构的运转容量增大,使该泵机构的功率消耗增大。也就是说,在冷却用流体回路中,让提供给过冷却用热交换器210的冷却用流体的供给量增大,来增大过冷却用热交换器210的制冷能力。
第12解决手段是在上述第11解决手段的基础上,上述冷却用流体回路为具有构成泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222、供作为冷却用流体使用的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220。并且,上述控制器240,构成为通过让上述过冷却用压缩机221的运转频率增大,来让该过冷却用压缩机221的功率消耗增大。
在上述解决手段中,在过冷却用制冷剂回路220中,重复这样的循环:从过冷却用压缩机221喷出的过冷却用制冷剂在热源侧热交换器222中例如与空气热交换,然后,在过冷却用热交换器210中与制冷剂回路20的制冷剂热交换,再返回到过冷却用压缩机221。在过冷却用热交换器210中过冷却用制冷剂从制冷剂回路20的制冷剂吸热且蒸发,将制冷剂回路20的制冷剂冷却。
在该制冷装置中,当负荷增大时,让过冷却用压缩机221的运转频率(即,运转容量)增大,让该过冷却用压缩机221的功率消耗增大,以使过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度成为目标值。也就是说,在过冷却用热交换器210中,过冷却用制冷剂的流量增大,制冷能力提高。
第13解决手段是在上述第9解决手段的基础上,上述冷却用流体回路为具有构成泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222、供作为冷却用流体使用的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220。并且,上述控制器240,构成为通过让上述热源侧热交换器222的风扇230的运转频率增大,来让关于上述过冷却用制冷剂回路220的功率消耗优先增大。
在上述解决手段中,在过冷却用制冷剂回路220中,重复这样的循环:从过冷却用压缩机221喷出的过冷却用制冷剂在热源侧热交换器222中与由风扇230取入的空气热交换,然后,在过冷却用热交换器210中与制冷剂回路20的制冷剂热交换,再返回到过冷却用压缩机221。
在该制冷装置中,当负荷增大时,让热源侧热交换器222的风扇230的运转频率增大,来增大该风扇230的功率消耗。那时,不让过冷却用压缩机221的运转容量变化。这里,在让风扇230的运转频率增大后,过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力降低,过冷却用压缩机221的体积效率上升,在过冷却用热交换器210中流动的过冷却用制冷剂的流量增大。这样一来,过冷却用热交换器210的制冷能力增大。也就是说,让风扇230的工作量增大,来提高制冷能力。
第14解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为室外气体温度。
在上述解决手段中,根据室外气体温度来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据室外气体温度来推测制冷装置的负荷状态,在其室外气体温度变高后,判断出负荷已增大。
第15解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为该过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度。
在上述解决手段中,根据制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据制冷剂的过冷却度来推测制冷装置的负荷状态,在其过冷却度变小后,判断出负荷已增大。此时,例如,将目标值设定得较低。
第16解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为在该过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量。
在上述解决手段中,根据过冷却用热交换器210的制冷剂流量来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据过冷却用热交换器210的制冷剂流量来推测制冷装置的负荷状态,在其制冷剂流量变多后,判断出负荷已增大。那时,例如,将目标值设定得较低。
第17解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为在该过冷却用热交换器210中将制冷剂回路20的制冷剂过冷却之前和过冷却之后的冷却用流体回路的冷却用流体的温度差。
在上述解决手段中,根据冷却用流体的过冷却前后的温度差来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据冷却流体的过冷却前后的温度差来推测制冷装置的负荷状态,在其温度差变小后,判断出负荷已增大。那时,例如,将目标值设定得较低。
第18解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为在该过冷却用热交换器210中流动的冷却用流体回路的冷却用流体的流量。
在上述解决手段中,根据过冷却用热交换器210的冷却用流体的流量来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据冷却用流体的流量来推测制冷装置的负荷状态,在其流量变多后,判断出负荷已增大。那时,例如,将目标值设定得较低。
第19解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述冷却用流体回路为具有作为泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222,作为冷却用流体的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220。并且,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力。
在上述解决手段中,根据过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂的高压压力来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据过冷却用制冷剂的高压压力来推测制冷装置的负荷状态,在其高压压力变高后,判断出负荷已增大。那时,例如,将目标值设定得较低。
第20解决手段是在上述第10解决手段的基础上,上述冷却用流体回路为具有作为泵机构的过冷却用压缩机221和热源侧热交换器222,作为冷却用流体的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路220。并且,上述过冷却用热交换器210的周围条件,为过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力差。
在上述解决手段中,根据过冷却用制冷剂回路220的过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力差来设定过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度的目标值。也就是说,控制器240,根据过冷却用制冷剂的高低压差来推测制冷装置的负荷状态,在其高低压差变大后,判断出负荷已增大。那时,例如,将目标值设定得较低。
第21解决手段是在上述第14解决手段的基础上,上述控制器240,构成为随着室外气体温度变高而使上述目标值较低。
在上述解决手段中,若室外气体温度变高,则制冷装置的负荷增大的现象出发,即使假设不改变目标值,为了将过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度保持为目标值,也必须例如让泵机构的运转容量增大。另一方面,在该解决手段中,随着室外气体温度变高,控制器240使目标值降低。并且,为了使过冷却用热交换器210的出口制冷剂温度为更低的目标值,必须要进一步让泵机构的运转容量增大,也就是说,让泵机构的冷却用流体的供给工作量增大。因此,在本发明中,当因室外气体温度的上升,制冷装置的负荷增大时,控制器240通过调节目标值,来优先增大关于冷却用流体回路的功率消耗。
-效果-
因此,根据第1解决手段,控制器240,根据在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态或冷却用流体回路220的冷却用流体的状态和室外气体温度,来降低泵机构221的功率消耗。因此,控制器240,能够在不从制冷剂回路20侧接受关于制冷剂回路20的运转状态的信号的情况下,降低压缩机等的泵机构221的功率消耗。这样一来,能够使关于冷却用流体回路220的功率消耗降低,抑制整个制冷装置的功率消耗。其结果,能够确实地在合同电量内运转。
而且,当用后附着将冷却用流体回路220装在制冷装置中时,不必设置用以在制冷剂回路20和冷却用流体回路220之间授受信号的通信用布线。因此,能够削减用以安装冷却用流体回路220的作业数,还能够在未然防止因错误布线等设置作业时的人为过失而造成的事故的同时,让制冷能力提高。
并且,根据第2解决手段,由于根据制冷剂回路20的制冷剂状态等来推测有关制冷剂回路20的功率消耗,因此能够确实地把握关于冷却用流体回路220的功率消耗的减少量。所以,能够确实地在合同电量内运转。
并且,根据第9解决手段,在过冷却用热交换器210中的冷却用流体的吸热温度或蒸发温度,高于在利用侧热交换器101、111、131中的制冷剂的蒸发温度。冷却用流体回路220的泵机构221前后的冷却用流体的高低压差,小于制冷剂回路20中的制冷循环的高低压差。并且,本发明的制冷装置,为了不是在高低压差较大的制冷剂回路20中让制冷剂循环量增大,而是在高低压差更小的冷却用流体回路220中让冷却用流体的流量增大,而增大泵机构221等的功率消耗(工作量),优先增加关于冷却用流体回路220的功率消耗。也就是说,通过优先增加本来负担较小的泵机构221等的工作量,来对应于负荷的增大。因此,能够抑制为了对应于负荷的增大所需的输入的增加,能够抑制性能系数的降低。其结果,能够抑制整个制冷装置的功率消耗的增大量。
并且,根据第10解决手段,根据室外气体温度和制冷剂流量等的过冷却用热交换器210的周围条件来设定目标值,以便在负荷增大时优先增大关于冷却用流体回路220的功率消耗。因此,能够确实地根据负荷状态优先增大关于冷却用流体回路220的功率消耗。
并且,由于仅用在冷却用流体回路220中获得的信息来推测制冷装置的负荷状态,因此不必设置用以在制冷剂回路20和冷却用流体回路220之间授受信号的通信用布线。
并且,根据第12或第13解决手段,仅通过调节过冷却用压缩机221或风扇230的运转容量,就能够很容易地让过冷却用制冷剂回路220的功率消耗增大,能够抑制整个制冷装置的功率消耗。
并且,根据第21解决手段,随着室外气体温度变高,相对于制冷剂回路20的热源侧压缩机41、42、43等,让冷却用流体回路220的泵机构221等的功率消耗优先增大。这样一来,从能够更进一步地根据负荷状态优先增大关于冷却用流体回路220的功率消耗出发,能够更容易且更有效地抑制制冷装置的性能系数的降低,能够抑制整个功率消耗的增加。
附图的简单说明
图1为示出了包括过冷却机组的制冷装置的结构的管道系统图。
图2为示出了制冷装置的冷气运转时的动作的管道系统图。
图3为示出了制冷装置的暖气运转时的动作的管道系统图。
图4为示出了第1实施例中的室外机组的电量变化的坐标图。
图5为示出了第1实施例的变形例中的室外机组的电量变化的坐标图。
图6为示出了第4实施例中的控制器的运转控制的流程图。
图7为示出了第4实施例中的目标液体制冷剂出口温度的坐标图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施例加以详细说明。
(第1实施例)
本第1实施例的制冷装置10,是设置在方便商店等中,进行店内的空气调和和陈列柜内的冷却的。如图1所示,上述制冷装置10,具有过冷却用热交换器210及过冷却用压缩机221,包括作为冷却用流体的过冷却用制冷剂流动的过冷却用制冷剂回路220;和具有利用侧热交换器101、111、131及热源侧压缩机41、42、43的、让制冷剂流动的制冷剂回路20。制冷装置10,构成为通过过冷却用制冷剂回路220的过冷却用热交换器210来过冷却在制冷剂回路20中流动的制冷剂。也就是说,过冷却用制冷剂回路220构成本发明所涉及的冷却用流体回路。
以下,对制冷装置10的结构加以具体说明。
在制冷装置10中设置有室外机组11、空调机组12、冷藏陈列柜13、冷冻陈列柜14、增压机组15和过冷却机组200。在该制冷装置10中,将室外机组11和过冷却机组200设置在屋外,将剩下的空调机组12等设置在方便商店等的店内。
上述过冷却机组200,包括制冷剂通路205、过冷却用制冷剂回路220、过冷却用热交换器210和作为控制装置的控制器240。
另一方面,在室外机组11设置有室外回路40,在空调机组12设置有空调回路100,在冷藏陈列柜13设置有冷藏回路110,在冷冻陈列柜14设置有冷冻回路130,在增压机组15设置有增压回路140。在制冷装置10中,通过用管道将这些回路40、100、...和过冷却机组200的制冷剂通路205连接在一起来构成让制冷剂流动的制冷装置10的制冷剂回路20。
并且,在制冷剂回路20设置有第1液体侧连接管道21、第2液体侧连接管道22、第1气体侧连接管道23和第2气体侧连接管道24。
第1液体侧连接管道21,将过冷却机组200的制冷剂通路205的一端连接在室外回路40上。第2液体侧连接管道22的一端连接在制冷剂通路205的另一端。第2液体侧连接管道22的另一端,分为3个分支,连接在空调回路100、冷藏回路110和冷冻回路130上。在第2液体侧连接管道22中的连接在冷冻回路130的分歧管设置有液体侧关闭阀25。
第1气体侧连接管道23的一端,分为两个分支,连接在冷藏回路110和增压回路140上。在第1气体侧连接管道23中的连接在增压回路140的分歧管设置有气体侧关闭阀26。第1气体侧连接管道23的另一端,连接在室外回路40上。第2气体侧连接管道24,将空调回路100连接在室外回路40上。
<室外机组>
室外机组11构成制冷装置10的热源侧机器。该室外机组11包括室外回路40。
在室外回路40设置有作为热源侧压缩机的可变容量压缩机41、第1固定容量压缩机42和第2固定容量压缩机43。并且,在室外回路40设置有室外热交换器44、储液器(receiver)45和室外膨胀阀46。并且,在室外回路40设置有3个吸入管61、62、63、两个喷出管64、65、4个液体管81、82、83、84和一个高压气体管66。而且,在室外回路40设置有3个四路切换阀51、52、53、一个液体侧关闭阀54和两个气体侧关闭阀55、56.
在此室外回路40中,将第1液体侧连接管道21连接在液体侧关闭阀54上,将第1气体侧连接管道23连接在第1气体侧关闭阀55上,将第2气体侧连接管道24连接在第2气体侧关闭阀56上。
可变容量压缩机41、第1固定容量压缩机42及第2固定容量压缩机43都是全封闭型,高压圆顶型涡型压缩机。通过倒相器(inverter)向可变容量压缩机41供电。该可变容量压缩机41,能够通过让倒相器的输出频率变化,改变压缩机电动机的旋转速度,来改变其容量。而第1、第2固定容量压缩机42、43为压缩机电动机总在一定的旋转速度下运转的压缩机,其容量不能改变。
第1吸入管61,其一端连接在第1气体侧关闭阀55上。该第1吸入管61,在另一端分支为第1分歧管61a和第2分歧管61b,第1分歧管61a连接在可变容量压缩机41的吸入侧,第2分歧管61b连接在第3四路切换阀53上。在第1吸入管61的第2分歧管61b设置有只允许制冷剂从第1气体侧关闭阀55流向第3四路切换阀53的单向阀CV-1。
第2吸入管62,其一端连接在第3四路切换阀53上,另一端连接在第1固定容量压缩机42的吸入侧。
第3吸入管63,其一端连接在第2四路切换阀52上。此第3吸入管63,在另一端分支为第1分歧管63a和第2分歧管63b,第1分歧管63a连接在第2固定容量压缩机43的吸入侧,第2分歧管63b连接在第3四路切换阀53上。在第3吸入管63的第2分歧管63b设置有只允许制冷剂从第2四路切换阀52流向第3四路切换阀53的单向阀CV-2。
第1喷出管64,在一端分支为第1分歧管64a和第2分歧管64b,第1分歧管64a连接在可变容量压缩机41的喷出侧,第2分歧管64b连接在第1固定容量压缩机42的喷出侧。第1喷出管64的另一端连接在第1四路切换阀51上。在第1喷出管64的第2分歧管64b设置有只允许制冷剂从第1固定容量压缩机42流向第1四路切换阀51的单向阀CV-3。
第2喷出管65,其一端连接在第2固定容量压缩机43的吸入侧,另一端连接在第1喷出管64中的第1四路切换阀51的正前面。在第2喷出管65设置有只允许制冷剂从第2固定容量压缩机43流向第1四路切换阀51的单向阀CV-4。
室外热交换器44为横向翼片式的翼片管型热交换器。在此室外热交换器44中,在制冷剂和室外空气之间进行热交换。室外热交换器44的一端通过关闭阀57连接在第1四路切换阀51上。而室外热交换器44的另一端通过第1液体管81连接在储液器45的顶部。在此第1液体管81设置有只允许制冷剂从室外热交换器44流向储液器45的单向阀CV-5。
通过关闭阀58将第2液体管82的一端连接在储液器45的底部。第2液体管82的另一端连接在液体侧关闭阀54上。在该第2液体管82设置有只允许制冷剂从储液器45流向液体侧关闭阀54的单向阀CV-6。
将第3液体管83的一端连接在第2液体管82中的单向阀CV-6和液体侧关闭阀54之间。第3液体管83的另一端,通过第1液体管81连接在储液器45的顶部。并且,在第3液体管83设置有只允许制冷剂从其一端流向另一端的单向阀CV-7。
将第4液体管84的一端连接在第2液体管82中的单向阀CV-6和关闭阀58之间。第4液体管84的另一端连接在第1液体管81中的室外热交换器44和单向阀CV-5之间。并且,在第4液体管84,从其一端朝着另一端依次设置有单向阀CV-8和室外膨胀阀46。该单向阀CV-8只允许制冷剂从第4液体管84的一端流向另一端。并且,室外膨胀阀46由电子膨胀阀构成。
高压气体管66,其一端连接在第1喷出管64中的第1四路切换阀51的正前面。高压气体管66,在另一端分支为第1分歧管66a和第2分歧管66b,第1分歧管66a连接在第1液体管81中的单向阀CV-5的下流侧,第2分歧管66b连接在第3四路切换阀53上。在高压气体管66的第1分歧管66a设置有电磁阀SV-7和单向阀CV-9。该单向阀CV-9,布置在电磁阀SV-7的下流侧,只允许制冷剂从电磁阀SV-7流向第1液体管81。
第1四路切换阀51,第1通道(port)连接在第1喷出管64的终端,第2通道连接在第2四路切换阀52,第3通道连接在室外热交换器44,第4通道连接在第2气体侧关闭阀56。该第1四路切换阀51能够切换成第1状态(图1用实线表示的状态)和第2状态(图1用虚线表示的状态),其中,所述第1状态为第1通道和第3通道相互连通,第2通道和第4通道相互连通的状态,所述第2状态为第1通道和第4通道相互连通,第2通道和第3通道相互连通的状态。
第2四路切换阀52,第1通道连接在第2喷出管65中的单向阀CV-4的下流侧,第2通道连接在第3吸入管63的起始端,第4通道连接在第1四路切换阀51的第2通道。并且,第2四路切换阀52的第3通道被封住。该第2四路切换阀52能够切换成第1状态(图1用实线表示的状态)和第2状态(图1用虚线表示的状态),其中,上述第1状态为第1通道和第3通道相互连通,第2通道和第4通道相互连通的状态,上述第2状态为第1通道和第4通道相互连通,第2通道和第3通道相互连通的状态。
第3四路切换阀53,第1通道连接在高压气体管66的第2分歧管66b的终端,第2通道连接在第2吸入管62的起始端,第3通道连接在第1吸入管61的第2分歧管61b的终端,第4通道连接在第3吸入管63的第2分歧管63b的终端。该第3四路切换阀53能够切换成第1状态(图1用实线表示的状态)和第2状态(图1用虚线表示的状态),其中,上述第1状态为第1通道和第3通道相互连通,第2通道和第4通道相互连通的状态,上述第2状态为第1通道和第4通道相互连通,第2通道和第3通道相互连通的状态。
在室外回路40还设置有喷射管85、连通管87、油分离器75及回油管76。并且,在室外回路40也设置有4个均油管71、72、73、74。
喷射管85是用以进行所谓的液体喷射的。喷射管85,其一端连接在第4液体管84中的单向阀CV-8和室外膨胀阀46之间,另一端连接在第1吸入管61上。在该喷射管85,从其一端朝向另一端依次设置有关闭阀59和流量调节阀86。流量调节阀86由电子膨胀阀构成。
连通管87,其一端连接在喷射管85中的关闭阀59和流量调节阀86之间,另一端连接在高压气体管66的第1分歧管66a中的电磁阀SV-7的上流侧。在该连通管87设置有只允许制冷剂从其一端流向另一端的单向阀CV-10。
油分离器75,设置在第1喷出管64中的比第2喷出管65及高压气体管66的连接位置靠上流侧的位置上。此油分离器75是用来从压缩机41、42的喷出气体中将冷冻机油分离出来的。
回油管76,其一端连接在油分离器75上。回油管76,在另一端分支为第1分歧管76a和第2分歧管76b,第1分歧管76a连接在喷射管85中的流量调节阀86的下流侧,第2分歧管76b连接在第3吸入管63上。并且,在回油管76的第1分歧管76a和第2分歧管76b分别设置有一个电磁阀SV-5、SV-6。在打开第1分歧管76a的电磁阀SV-5后,在油分离器75中分离的冷冻机油通过喷射管85被送回到第1吸入管61。另一方面,在打开第2分歧管76b的电磁阀SV-6后,在油分离器75中分离的冷冻机油被送回到第2吸入管62。
第1均油管71,其一端连接在可变容量压缩机41上,另一端连接在第2吸入管62上。在该第1均油管71设置有电磁阀SV-1。第2均油管72,其一端连接在第1固定容量压缩机42上,另一端连接在第3吸入管63的第1分歧管63a上。在该第2均油管72设置有电磁阀SV-2。第3均油管73,其一端连接在第2固定容量压缩机43上,另一端连接在第1吸入管61的第1分歧管61a上。在该第3均油管73设置有电磁阀SV-3。第4均油管74,其一端连接在第2均油管72中的电磁阀SV-2的上流侧,另一端连接在第1吸入管61的第1分歧管61a上。在该第4均油管74设置有电磁阀SV-4。通过适当地打开或关闭各均油管71~74的电磁阀SV-1~SV-4,来将各压缩机41、42、43中的冷冻机油的存积量平均化。
在室外回路40也设置有各种传感器和压力开关,图中没有示出。
并且,在室外机组11设置有室外风扇48。通过此室外风扇48将室外空气送到室外热交换器44。
<空调机组>
空调机组12构成利用侧机器。空调机组12包括空调回路100。该空调回路100,其液体侧那端连接在第2液体侧连接管道22,气体侧那端连接在第2气体侧连接管道24。
在空调回路100中,从其液体侧那端朝着气体侧那端依次设置有空调膨胀阀102和作为利用侧热交换器的空调热交换器101。空调热交换器101为横翼片式的翼片管型热交换器。在该空调热交换器101中,在制冷剂和室内空气之间进行热交换。另一方面,空调膨胀阀102由电子膨胀阀构成。
在空调机组12设置有空调风扇105。通过此空调风扇105将店内的室内空气送到空调热交换器101。
<冷藏陈列柜>
冷藏陈列柜13构成利用侧机器。冷藏陈列柜13包括冷藏回路110。该冷藏回路110,其液体侧那端连接在第2液体侧连接管道22,气体侧那端连接在第1气体侧连接管道23。
在冷藏回路110中,从其液体侧那端朝着气体侧那端依次设置有冷藏电磁阀114、冷藏膨胀阀112和作为利用侧热交换器的冷藏热交换器111。冷藏热交换器111为横翼片式的翼片管型热交换器。在该冷藏热交换器111中,在制冷剂和库内空气之间进行热交换。冷藏膨胀阀112由温度自动膨胀阀构成。冷藏膨胀阀112的感温筒113安装在冷藏热交换器111的出口侧管道上。
在冷藏陈列柜13设置有冷藏库内风扇115。通过该冷藏库内风扇115将冷藏陈列柜13的库内空气送到冷藏热交换器111。
<冷冻陈列柜>
冷冻陈列柜14构成利用侧机器。冷冻陈列柜14包括冷冻回路130。该冷冻回路130,其液体侧那端连接在第2液体侧连接管道22。并且,冷冻回路130的气体侧那端通过管道连接在增压机组15。
在冷冻回路130中,从其液体侧那端朝着气体侧那端依次设置有冷冻电磁阀134、冷冻膨胀阀132和作为利用侧热交换器的冷冻热交换器131。冷冻热交换器131为横翼片式的翼片管型热交换器。在该冷冻热交换器131中,在制冷剂和库内空气之间进行热交换。冷冻膨胀阀132由温度自动膨胀阀构成。冷冻膨胀阀132的感温筒133安装在冷冻热交换器131的出口侧管道上。
在冷冻陈列柜14设置有冷冻库内风扇135。通过该冷冻库内风扇135将冷冻陈列柜14的库内空气送到冷冻热交换器131。
<增压机组>
增压机组15包括增压回路140。在该增压回路140设置有增压压缩机141、吸入管143、喷出管144和旁通管150。
增压压缩机141为全密封型的高压圆顶型涡型压缩机。通过倒相器向增压压缩机141供电。该增压压缩机141,能够通过使倒相器的输出频率变化,改变压缩机电动机的旋转速度,来改变其容量。
吸入管143,其终端连接在增压压缩机141的吸入侧。吸入管143的起始端通过管道连接在冷冻回路130的气体侧那端。
喷出管144,其起始端连接在增压压缩机141的喷出侧,终端连接在第1气体侧连接管道23。在该喷出管144,从其起始端朝着终端依次设置有高压压力开关148、油分离器145和喷出侧单向阀149。喷出侧单向阀149只允许制冷剂从喷出管144的起始端流向终端。
油分离器145是用以将冷冻机油从增压压缩机141的喷出气体中分离出来的。回油管146的一端连接在油分离器145上。回油管146的另一端连接在吸入管143上。在回油管146设置有毛细管147。在油分离器145中分离的冷冻机油,通过回油管146被送回到增压压缩机141的吸入侧。
旁通管150,其起始端连接在吸入管143,终端连接在喷出管64中的油分离器145和喷出侧单向阀149之间。在该旁通管150设置有只允许制冷剂从其起始端流向终端的旁通单向阀151。
<过冷却机组>
如上所述,过冷却机组200,包括:制冷剂通路205、过冷却用制冷剂回路220、过冷却用热交换器210和控制器240。
制冷剂通路205,其一端连接在第1液体侧连接管道21,另一端连接在第2液体侧连接管道22。
过冷却用制冷剂回路220为用管道依次将过冷却用压缩机221、过冷却用室外热交换器222、为膨胀机构的过冷却用膨胀阀223和过冷却用热交换器210连接而成的闭回路。在该过冷却用制冷剂回路220中,利用过冷却用压缩机221让被填充的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环。也就是说,在该过冷却用制冷剂回路220中,让与在上述制冷装置10的制冷剂回路20中流动的制冷剂不同的过冷却用制冷剂循环。并且,在本实施例中,过冷却用压缩机221构成泵机构,过冷却用室外热交换器222构成热源侧热交换器。
过冷却用压缩机221为全密封型的高压圆顶型涡型压缩机。通过倒相器向过冷却用压缩机221供电。该过冷却用压缩机221,能够通过使倒相器的输出频率变化,改变压缩机电动机的旋转速度,来改变其容量。过冷却用室外热交换器222为横向翼片式的翼片管型热交换器。在此过冷却用室外热交换器222中,在过冷却用制冷剂和室外空气之间进行热交换。过冷却用膨胀阀223由电子膨胀阀构成。
过冷却用热交换器210由所谓的板式热交换器构成。在过冷却用热交换器210分别形成多个第1流路211和第2流路212。将过冷却用制冷剂回路220连接在第1流路211上,将制冷剂通路205连接在第2流路212上。并且,该过冷却用热交换器210使流通第1流路211的过冷却用制冷剂和流通第2流路212的制冷装置10的制冷剂热交换。
在过冷却机组200设置有各种传感器和压力开关。具体地说,在制冷剂通路205中的过冷却用热交换器210的两侧设置有作为温度检测器的温度传感器237、238。在制冷剂通路205中,在靠近过冷却用热交换器210另一端的部分,即在靠近连接在第2液体侧连接管道22的端部的部分设置有出口侧制冷剂温度传感器237。并且,在该制冷剂通路205中,在靠近过冷却用热交换器210一端的部分,即靠近连接在第1液体侧连接管道21的端部的部分设置有入口侧制冷剂温度传感器238。
并且,在过冷却机组200设置有检测室外气体温度的外气温传感器231和室外风扇230。通过该室外风扇230将室外空气送到过冷却用室外热交换器222。
向控制器240输入出口侧制冷剂温度传感器237的检测值、入口侧制冷剂温度传感器238的检测值、外气温传感器231的检测值等。并且,该控制器240构成为根据被输入的传感器的检测值来控制过冷却用压缩机221的起动和停止。来自由室外机组11和空调机组12等构成的制冷装置10的信号均没有输入到该控制器240中。也就是说,控制器240仅根据设置在过冷却机组200的传感器的检测值等,在过冷却机组200的内部获得的信息来进行过冷却用压缩机221的运转容量控制。
-冷冻系统的运转动作-
对上述制冷装置10进行的运转动作中的主要动作加以说明。
<冷气运转>
冷气运转为在冷藏陈列柜13及冷冻陈列柜14中进行库内空气的冷却,在空调机组12中进行室内空气的冷却,将店内制冷的运转。
如图2所示,在冷气运转中将第1四路切换阀51、第2四路切换阀52及第3四路切换阀53分别设定为第1状态。并且,将室外膨胀阀46全部关闭,另一方面,适当调节空调膨胀阀102、冷藏膨胀阀112及冷冻膨胀阀132的开度。在此状态下,使可变容量压缩机41、第1固定容量压缩机42、第2固定容量压缩机43及增压压缩机141运转。在该冷气运转中,过冷却机组200成为运转状态。以后对过冷却机组200的运转动作加以说明。
从可变容量压缩机41、第1固定容量压缩机42及第2固定容量压缩机43喷出的制冷剂通过第1四路切换阀51被送到室外热交换器44。在室外热交换器44中,制冷剂向室外空气放热,冷凝。在室外热交换器44中冷凝的制冷剂依次通过第1液体管81、储液器45和第2液体管82流入第1液体侧连接管道21。
流入第1液体侧连接管道21的制冷剂流入过冷却机组200的制冷剂通路205。流入制冷剂通路205的制冷剂,在通过过冷却用热交换器210的第2流路212期间进一步被冷却。在过冷却用热交换器210中被冷却的过冷却状态的液体制冷剂(过冷却用制冷剂)通过第2液体侧连接管道22分配到空调回路100、冷藏回路110和冷冻回路130。
流入空调回路100的制冷剂在通过空调膨胀阀102时被减压后导入空调热交换器101。在空调热交换器101中,制冷剂从室内空气吸热,蒸发。那时,在空调热交换器101中,将制冷剂蒸发温度设定为例如5℃左右。在空调机组12中,将在空调热交换器101中被冷却的室内空气向店内提供。
在空调热交换器101中蒸发的制冷剂,通过第2气体侧连接管道24流入室外回路40,然后,依次通过第1四路切换阀51和第2四路切换阀52流入第3吸入管63。流入第3吸入管63的制冷剂,其一部分通过第1分歧管63a吸入第2固定容量压缩机43,剩下的依次通过第2分歧管63b、第3四路切换阀53和第2吸入管62被吸入第1固定容量压缩机42。
流入冷藏回路110的制冷剂在通过冷藏膨胀阀112时被减压后导入冷藏热交换器111。在冷藏热交换器111中,制冷剂从库内空气吸热,蒸发。那时,在冷藏热交换器111中,将制冷剂蒸发温度设定为例如-5℃左右。在冷藏热交换器111中蒸发的制冷剂流入第1气体侧连接管道23。在冷藏陈列柜13中将在冷藏热交换器111中被冷却的库内空气提供给库内,将库内温度保持在例如5℃左右。
流入冷冻回路130的制冷剂在通过冷冻膨胀阀132时被减压后导入冷冻热交换器131。在冷冻热交换器131中,制冷剂从库内空气吸热,蒸发。那时,在冷冻热交换器131将制冷剂蒸发温度设定为例如-30℃左右。在冷冻陈列柜14中将在冷冻热交换器131中被冷却的库内空气提供给库内,将库内温度保持在例如-20℃左右。
在冷冻热交换器131中蒸发的制冷剂,流入增压回路140,被吸入增压压缩机141。在增压压缩机141中压缩的制冷剂通过喷出管144流入第1气体侧连接管道23。
在第1气体侧连接管道23中,从冷藏回路110送入的制冷剂、和从增压回路140送入的制冷剂合流。并且,这些制冷剂通过第1气体侧连接管道23流入室外回路40的第1吸入管61。流入第1吸入管61的制冷剂通过它的第1分歧管61a被吸入可变容量压缩机41。
<暖气运转>
暖气运转为在冷藏陈列柜13及冷冻陈列柜14中进行库内空气的冷却,在空调机组12中进行室内空气的加热,给店内供暖的运转。
如图3所示,在室外回路40中将第1四路切换阀51设定为第2状态,将第2四路切换阀52设定为第1状态,将第3四路切换阀53设定为第1状态。并且,将室外膨胀阀46全部关闭,另一方面,适当调节空调膨胀阀102、冷藏膨胀阀112及冷冻膨胀阀132的开度。在此状态下,使可变容量压缩机41及增压压缩机141运转,使第1固定容量压缩机42及第2固定容量压缩机43停止。并且,室外热交换器44,在没有被送入制冷剂时成为停止状态。在该第1暖气运转中,过冷却机组200成为停止状态。
从可变容量压缩机41喷出的制冷剂依次通过第1四路切换阀51和第2气体侧连接管道24导入空调回路100的空调热交换器101,向室内空气放热,冷凝。在空调机组12中,在空调热交换器101中加热的室内空气被提供给店内。在空调热交换器101中冷凝的制冷剂通过第2液体侧连接管道22分配给冷藏回路110和冷冻回路130。
在冷藏陈列柜13及冷冻陈列柜14中,与上述冷气运转时一样,进行库内空气的冷却。流入冷藏回路110的制冷剂在冷藏热交换器111中蒸发后流入第1气体侧连接管道23。另一方面,流入冷冻回路130的制冷剂在冷冻热交换器131中蒸发后,在增压压缩机141中被压缩,然后流入第1气体侧连接管道23。流入第1气体侧连接管道23的制冷剂,在通过第1吸入管61后,被吸入可变容量压缩机41,被压缩。
这样一来,在第1暖气运转中,在冷藏热交换器111及冷冻热交换器131中制冷剂吸热,在空调热交换器101中制冷剂放热。并且,在冷藏热交换器111及冷冻热交换器131中制冷剂利用从库内空气吸收的热,向店内供暖。
另外,在暖气运转中,也可以使第1固定容量压缩机42运转。是否使第1固定容量压缩机42运转是根据冷藏陈列柜13及冷冻陈列柜14中的冷却负荷来决定的。
这样一来,由于在暖气运转中,室外气体温度较低,仅使用制冷装置10就能够充分地发挥规定的能力,因此没有如冷气运转时那样使用过冷却用压缩机221的情况。
-过冷却机组的运转动作-
对过冷却机组200的运转动作加以说明。在过冷却机组200的运转状态下,过冷却用压缩机221运转,同时适当调节过冷却用膨胀阀223的开度。
如图2所示,从过冷却用压缩机221喷出的过冷却用制冷剂在过冷却用室外热交换器222中向室外空气放热,冷凝。在过冷却用室外热交换器222中冷凝的过冷却用制冷剂,在通过过冷却用膨胀阀223时被减压,然后流入过冷却用热交换器210的第1流路211。在过冷却用热交换器210的第1流路211中,过冷却用制冷剂从第2流路212的制冷剂吸热,蒸发。在过冷却用热交换器210中蒸发的过冷却用制冷剂被吸入过冷却用压缩机221,被压缩。
向上述控制器240输入外气温传感器231的检测值、出口侧制冷剂温度传感器237的检测值和入口侧制冷剂温度传感器238的检测值。控制器240,对过冷却用压缩机221的运转中的两个制冷剂温度传感器237、238的检测值进行比较,从该比较结果推测出在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的为制冷剂状态的过冷却度。构成为根据该过冷却度和由外气温传感器231检测出的室外气体温度来决定是让过冷却用压缩机221的运转继续还是停止。
对该控制器240的控值动作加以说明。
首先,从由上述温度检测器237、238检测出的制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度来推测在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。当过冷却度较大时,从制冷剂回路20的制冷剂通过过冷却用热交换器210被充分冷却的现象,能够判断出从制冷剂回路20流入过冷却用热交换器210的制冷剂回路20的制冷剂较少。控制器240能够从这里推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较少。
而当过冷却度较小时,从制冷剂回路20的制冷剂没有通过过冷却用热交换器210被充分冷却的现象,能够判断出从制冷剂回路20流入过冷却用热交换器210的制冷剂回路20的制冷剂较多。能够从这里推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。
具体地说,如图4所示,使用预先准备的推测曲线,控制器240从过冷却度和室外气体温度来推测室外机组11的电量。并且,计算出室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计,判断其合计是否在限制值内。该限制值只要是与其它功率消耗机器的总计不超过合同电量就可以。
控制器240,当判断出室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计超过限制值时,就让过冷却用压缩机221的运转停止。而当判断出室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计没有超过限制值时,就让过冷却用压缩机221的运转继续。
另外,在本实施例中,虽然通过让过冷却用压缩机221的运转停止,来将整个冷冻系统的电量降低在限制值内,但是也可以让过冷却用压缩机221的运转频率下降,来降低整个制冷装置10的电量。也就是说,本发明通过直接降低过冷却用压缩机221的运转频率,来降低该过冷却用压缩机221的功率消耗。
-第1实施例的效果-
在上述过冷却机组200中,控制器240,根据设置在过冷却机组200中的传感器的检测值等,仅在过冷却机组200内获得的信息来控制过冷却用压缩机221的运转。也就是说,在此过冷却机组200中,即使与制冷剂回路20之间不进行信号的授受等,也能够根据制冷剂回路20的运转状态来控制过冷却用压缩机221的运转。因此,例如,当将上述过冷却机组200安装在制冷剂回路20中时,只要将过冷却机组200的制冷剂通路205连接在制冷剂回路20的第1、第2液体侧连接管道21、22上就行,不必设置用以在制冷剂回路20和过冷却机组200之间授受信号的通信用布线。
因此,使用本发明,能够削减将过冷却机组200安装在制冷装置10中时的作业数,还能够未然防止因错误布线等设置作业时的人为过失而引起的事故,同时,能够一边在契约电力内运转过冷却装置,抑制整个制冷装置10的电量,一边提高其制冷能力。
-第1实施例的各变形例-
各变形例(第1变形例~第5变形例),为根据制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度以外的各种参数来推测室外机组11的电量的例子。
-第1变形例-
在本第1变形例的过冷却机组200中,也可以在制冷剂通路205设置作为流量检测器的流量传感器,根据该流量传感器检测出的制冷剂通路205的流量来运转控制过冷却用压缩机221。也就是说,流量传感器的检测流量表示在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂状态。
具体地说,在该过冷却机组200中,向控制器240输入流量传感器的检测值和外气温传感器231的检测值。如图5所示,使用预先准备的推测曲线,控值器240,从流量传感器的检测值和外气温传感器231的检测值来推测室外机组11的电量。并且,计算出该推测出的室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计,判断其合计是否在限制值内。此限制值只要与其它功率消耗机器的总计不超过合同电量就可以。
控值器240,当判断出室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计超过限制值时,让过冷却用压缩机221的运转停止。而当判断出室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计没有超过限制值时,让过冷却用压缩机221的运转继续。
-第2变形例-
在本第2变形例的过冷却机组200中,也可以在过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用热交换器210的两侧,也就是第1流路211的上下流侧设置作为过冷却用制冷剂的温度检测器的温度传感器,根据这两个温度传感器检测出的检测温度差来运转控制过冷却用压缩机221。也就是说,上述检测出的过冷却用制冷剂的温度差,为将制冷剂回路20的制冷剂过冷却之前和过冷却之后的过冷却用制冷剂的温度差,表示过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的状态。
在该过冷却机组200中,向控制器240输入各温度传感器的检测值和外气温传感器231的检测值。控值器240,使用预先准备的推测曲线,从各温度传感器的检测值的差和外气温传感器231的检测值来推测室外机组11的电量,图中没有示出。例如,当各温度传感器的检测值的差较大时,从在过冷却用热交换器210中制冷剂回路20的制冷剂被充分冷却的现象,能够判断出过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量较少,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。并且,当各温度传感器的检测值的差较小时,从在过冷却用热交换器210中制冷剂回路20的制冷剂没有被充分冷却的现象,能够判断出过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量较多,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。
-第3变形例-
在本第3变形例的过冷却机组200中,也可以在过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用热交换器210的入口侧或出口侧设置作为流量检测器的流量传感器,根据该检测出的流量来运转控制过冷却用压缩机221。也就是说,检测出的流量表示为过冷却用制冷剂状态的在过冷却用热交换器210中流动的过冷却用制冷剂的流量。
在该过冷却机组200中,向控制器240输入流量传感器的检测值和外气温传感器231的检测值。控值器240,使用预先准备的推测曲线,从流量传感器的检测值和外气温传感器231的检测值来推测室外机组11的电量,图中没有示出。例如,当流量传感器的检测值较小时,判断出过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量较少,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。并且,当流量传感器的检测值较大时,判断出过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量较多,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。
-第4变形例-
在本第4变形例的过冷却机组200中,也可以设置作为检测过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力的压力检测器的压力传感器,根据此检测出的压力来运转控制过冷却用压缩机221。也就是说,检测出的压力表示过冷却用制冷剂的状态。
在该过冷却机组200中,向控制器240输入压力传感器的检测值和外气温传感器231的检测值。控值器240,使用预先准备的推测曲线,从压力传感器的检测值和外气温传感器231的检测值来推测室外机组11的电量,图中没有示出。例如,当压力传感器的检测值较小时,判断出过冷却用室外热交换器222及过冷却用热交换器210中的过冷却用制冷剂的流量较少,过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量也较少。因此,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。并且,当压力传感器的检测值较大时,判断出过冷却用室外热交换器222及过冷却用热交换器210中的过冷却用制冷剂的流量较多,过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量也较多。所以,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。
-第5变形例-
在本第5变形例的过冷却机组200中,也可以设置作为检测过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力检测器的两个压力传感器,根据这两个检测出的压力差来运转控制过冷却用压缩机221。也就是说,此检测出的压力差表示过冷却用制冷剂的状态。
在该过冷却机组200中,向控制器240输入各压力传感器的检测值和外气温传感器231的检测值。控值器240,使用预先准备的推测曲线,从各压力传感器的检测值的差和外气温传感器231的检测值来推测室外机组11的电量,图中没有示出。例如,当各压力传感器的检测值的差较小时,由于通过过冷却用膨胀阀223的开度控制,低压压力几乎被维持为固定不变,因此判断出高压压力比通常低,判断出过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量较少,如上所述。所以,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小。并且,当各压力传感器的检测值的差较大时,判断出高压压力比通常高,判断出过冷却用热交换器210中的制冷剂回路20的制冷剂流量也较多,如上所述。因此,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大。
(第2实施例)
本第2实施例的制冷装置10,通过让过冷却用室外热交换器222的室外风扇230的运转频率增大,降低过冷却用压缩机221的功率消耗,来代替上述第1实施例直接让过冷却用压缩机221的运转停止,降低该过冷却用压缩机221的功率消耗。也就是说,在本实施例中,过冷却用压缩机221的运转频率固定不变。
具体地说,控制器240,当制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度较大时,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较小,不让室外风扇230的运转频率变化。而控制器240,当过冷却度较小时,推测出关于制冷剂回路20的功率消耗较大,让室外风扇230的运转频率增大为大风量。这样一来,过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力降低。也就是说,过冷却用压缩机221的喷出压力降低。因此,在过冷却用压缩机221中,由于压缩工作量减少,因此功率消耗减少。其结果,即使不与制冷剂回路20之间进行信号的授受等,也能够根据制冷剂回路20的运转状态控制过冷却用压缩机221的运转,能够使室外机组11的电量和过冷却用压缩机221的电量的合计在限制值内。
另外,在本实施例中,虽然在让室外风扇230的运转频率增大后,室外风扇230的功率消耗增大,但是过冷却用压缩机221中的功率消耗的减少量远远大于其增大量,能够确实地降低过冷却机组200的功率消耗。并且,在上述第1实施例的各变形例中,若推测出制冷剂回路20的功率消耗较大的话,则与上述一样运转控制室外风扇230。
(第3实施例)
本第3实施例的制冷装置10,由冷却水流动的冷却水回路构成,来代替在上述第1实施例中由过冷却用制冷剂在冷却用流体回路中循环的制冷剂回路构成,图中没有示出。具体地说,该冷却水回路,包括过冷却用热交换器210及泵,冷却塔的冷却水由该泵搬送到过冷却用热交换器210。并且,在上述过冷却用热交换器210中,冷却水与制冷剂通路205的制冷剂热交换,将该制冷剂冷却。也就是说,在本实施例的冷却用流体回路中,冷却水作为冷却用流体流动。
此时,控制器240,根据制冷装置10的制冷剂的过冷却度和室外气体温度来调节泵的运转容量。具体地说,控制器240,当过冷却度较大时,不让泵的运转频率变化。并且,当过冷却度较小时,让泵的运转频率降低,降低泵的运转容量。这样一来,能够让泵的功率消耗降低。其结果,即使在与制冷剂回路20之间不进行信号的授受等,也能够根据其制冷剂回路20的运转状态控制泵的运转,能够将整个制冷装置10的电量抑制在限制值内。
(第4实施例)
本第4实施例的制冷装置10,通过在负荷增大时优先增大过冷却机组200的功率消耗,抑制整个制冷装置10的功率消耗,来代替上述第1实施例通过降低过冷却用压缩机221的功率消耗,限制过冷却机组200的功率消耗,来抑制整个制冷装置10的功率消耗。
具体地说,向本实施例的控制器240输入为外气温传感器231的检测值的室外气体温度Ta、和为出口侧制冷剂温度传感器237的检测值的液体制冷剂出口温度Tout。并且,控制器240,根据上述室外气体温度Ta来决定是继续过冷却用压缩机221的运转还是停止。也就是说,在本实施例中,将室外气体温度Ta作为过冷却用热交换器210的周围条件使用。
对此控制器240的控制动作加以说明。
如图6所示,设定有作为预先准备好的目标值的目标液体制冷剂出口温度Eom。根据此目标液体制冷剂出口温度Eom,控制器240控制过冷却用压缩机221的运转容量。此目标液体制冷剂出口温度Eom被设定为随着室外气体温度Ta变高而变低。
具体地说,目标液体制冷剂出口温度Eom,当室外气体温度Ta为25℃≤Ta≤40℃时,Eom=-(Ta-40)+10℃。并且,Ta<25℃时,Eom=25℃(固定不变),Ta>40℃时,Eom=10℃(固定不变)。
其次,利用图7对控制器240的过冷却用压缩机221的运转容量的控制加以说明。
首先,过冷却用压缩机221的频率为所规定的频率。并且,在步骤S1中,控制器240,计算出液体制冷剂出口温度Tout和目标液体制冷剂出口温度Eom的差(Tout-Eom),当该差未满-1.0℃(图7的区域A)时,转移到步骤S2。并且,当该差为-1.0以上且不满1.0(同图的区域B)时,结束。而且,当该差超过-1.0℃(同图的区域C)时,转移到步骤S4。
在步骤S2中,控制器240,判断过冷却用压缩机221的频率是否是最低频率。并且,若是最低频率的话,就结束,若不是最低频率的话,就转移到步骤S3。
在步骤S3中,使过冷却用压缩机221的频率降低所规定的一级,结束。
而在步骤S4中,判断过冷却用压缩机221的频率是否是最高频率。并且,若是最高频率的话,就结束,若不是最高频率的话,就转移到步骤S5。
在步骤S5中,使过冷却用压缩机221的频率增加所规定的一级,结束。
控制器240以30秒为单位进行上述程序。
这样一来,随着室外气体温度Ta变高,控制器240将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。并且,为了让液体制冷剂出口温度Tout接近更低的目标液体制冷剂出口温度Eom,必须让过冷却用压缩机221的运转频率上升,更进一步地增大运转容量。因此,在本实施例中,当因室外气体温度Ta的上升,制冷装置10的负荷增大时,控制器240通过调节目标液体制冷剂出口温度Eom,来让过冷却用压缩机221的运转容量优先增大。其结果,过冷却用压缩机221的功率消耗增大,过冷却用制冷剂回路220的功率消耗优先增大。
另外,在本实施例的过冷却机组200中,虽然当液体制冷剂出口温度Tout与目标液体制冷剂出口温度Eom的差为1.0℃或1.0℃以上时,通过控制器240让过冷却用压缩机221的运转容量变化,但是也可以在有±1.5℃和±2.0℃的差时,让其变化。
(第4实施例的效果)
如上所述,在过冷却用热交换器210的过冷却用制冷剂的蒸发温度,高于在利用侧热交换器101、111、131中的制冷剂的蒸发温度。在过冷却用制冷剂回路220的制冷循环的高低压差,小于在制冷剂回路20的制冷循环的高低压差。并且,本实施例的制冷装置10,为了不是在制冷循环的高低压差较大的制冷剂回路20中让制冷剂循环量增大,而是在制冷循环的高低压差更小的过冷却用制冷剂回路220中让过冷却用制冷剂的循环量增大,而让过冷却用压缩机221的运转频率增大,优先增加其功率消耗(工作量)。也就是说,通过优先增加本来负担较小的过冷却用压缩机221的运转容量,来对应于负荷的增大。因此,能够抑制为了对应于负荷的增大所需的输入的增加,能够抑制性能系数的下降。其结果,能够抑制整个制冷装置10的功率消耗的增加。
并且,在本实施例中,随着室外气体温度变高,相对于热源侧压缩机41、42、43,让过冷却用压缩机221的运转容量优先增大。所以,由于能够根据与室外气体温度相应的制冷循环的高低压差的变化,让过冷却用压缩机221的运转容量优先增大,因此能够更容易且有效地抑制制冷装置10的性能系数的下降,能够抑制整个功率消耗的增加量。
-第4实施例的各变形例-
各变形例(第1变形例~第6变形例),为根据室外气体温度以外的各种参数作为过冷却用热交换器210的周围条件,来设定过冷却用热交换器210的出口中的制冷剂温度的目标值的例子。
-第1变形例-
在本第1变形例中,将在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂的过冷却度用作过冷却用热交换器210的周围条件。此时,在制冷剂通路205中的过冷却用热交换器210的入口侧及出口侧设置作为制冷剂的温度检测器的温度传感器,图中没有示出。这些温度传感器的检测温度被输入控制器240,其检测温度差被用作过冷却度。并且,在控制器240中,根据制冷剂的过冷却度来设定目标液体制冷剂出口温度Eom。也就是说,随着过冷却度变小,推测出负荷增大,将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。
-第2变形例-
在本第2变形例的制冷装置10中,将在过冷却用热交换器210中流动的制冷剂回路20的制冷剂流量用作过冷却用热交换器210的周围条件。此时,在制冷剂通路205设置作为制冷剂的流量检测器的流量传感器,图中没有示出,将该检测流量输入到控制器240。并且,在控制器240中,根据制冷剂流量设定目标液体制冷剂出口温度Eom。也就是说,随着制冷剂流量变多,推测出负荷增大,将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。
-第3变形例-
在本第3变形例的制冷装置10中,将过冷却用热交换器210中的过冷却用制冷剂的过冷却前后的温度差用作过冷却用热交换器210的周围条件。此时,在过冷却用热交换器210的入口侧及出口侧设置作为过冷却用制冷剂的温度检测器的温度传感器,图中没有示出。将这些温度传感器的检测温度输入到控制器240,将其检测温度差用作过冷却用制冷剂的过冷却前后的温度差。并且,在控制器240中,根据过冷却用制冷剂的温度差设定目标液体制冷剂出口温度Eom。也就是说,随着其温度差变小,推测出负荷增大,将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。
-第4变形例-
在本第4变形例的制冷装置10中,将在过冷却用热交换器210中流动的过冷却用制冷剂的流量用作过冷却用热交换器210的周围条件。此时,在过冷却用热交换器210的入口侧或出口侧设置作为过冷却用制冷剂的流量检测器的流量传感器,图中没有示出,将该检测流量输入到控制器240。并且,在控制器240中,根据检测流量设定目标液体制冷剂出口温度Eom。也就是说,随着其过冷却用制冷剂的流量变多,推测出负荷增大,将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。
-第5变形例-
在本第5变形例的制冷装置10中,将过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力用作过冷却用热交换器210的周围条件。此时,在过冷却用压缩机221的喷出侧设置作为压力检测器的压力传感器,图中没有示出,将该检测压力输入到控制器240。并且,在控制器240中,根据检测压力设定目标液体制冷剂出口温度Eom。也就是说,随着其过冷却用制冷剂的高压压力变高,推测出负荷增大,将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。
-第6变形例-
在本第6变形例的制冷装置10中,将过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力差用作过冷却用热交换器210的周围条件。此时,在过冷却用压缩机221的喷口侧及吸入侧设置作为压力检测器的压力传感器,图中没有示出,将那些检测压力输入到控制器240。并且,在控制器240中,根据各检测压力的压力差设定目标液体制冷剂出口温度Eom。也就是说,随着其压力差变大,推测出负荷增大,将目标液体制冷剂出口温度Eom设定得较低。
(第5实施例)
本第5实施例的制冷装置10,通过让过冷却用室外热交换器222的室外风扇230的运转频率增大,使过冷却用制冷剂回路220的功率消耗增大,来代替上述第4实施例直接使过冷却用压缩机221的运转频率上升,使该过冷却用压缩机221的功率消耗增大。也就是说,在本实施例中,即使负荷增大,也不让过冷却用压缩机221的运转频率变化。
具体地说,若让上述室外风扇230的运转频率增大的话,则过冷却用热交换器210中的过冷却用制冷剂的流量增大,制冷能力增加。也就是说,若让室外风扇230的运转频率增大的话,则过冷却用制冷剂回路220中的过冷却用制冷剂的高压压力降低,过冷却用压缩机221的体积效率提高,制冷剂的循环量增大。因此,液体制冷剂出口温度Tout降低。其结果,室外风扇230的功率消耗增大,过冷却用制冷剂回路220的功率消耗优先增大。
另外,在本实施例中,虽然为了使过冷却用压缩机221的运转效率变好,将其功率消耗减少,但是室外风扇230的功率消耗的增大量极其大,因此整个过冷却机组200的功率消耗确实上升。
在本实施例,控制器240的控制动作如下。在图6的步骤S2中,判断室外风扇230的频率是否为最低频率。并且,若为最低频率的话,则结束,若不为最低频率的话,则转移到步骤S3。在步骤S3中,将室外风扇230的频率降低所规定的一级,结束。
而在步骤S4中,判断室外风扇230的频率是否为最高频率。并且,若为最高频率的话,则结束,若不为最高频率的话,则转移到步骤S5。在步骤S5中,将过冷却用压缩机221的频率增加所规定的一级,结束。控制器240,以30秒为单位进行上述程度。
这样一来,当因室外气体温度Ta的上升,制冷装置10的负荷增大时,控制器240通过调节目标液体制冷剂出口温度Eom,来让室外风扇230的运转容量优先增大。其结果,过冷却用制冷剂回路220的功率消耗优先增大,抑制了整个制冷装置10的功率消耗的增加量。其它结构、作用及效果与第4实施例一样。
(第6实施例)
本第6实施例的制冷装置10,用由冷却水流动的冷却水回路构成,来代替在上述第1实施例中由过冷却用制冷剂在冷却用流体回路中循环的制冷剂回路构成,图中没有示出。具体地说,该冷却水回路,包括过冷却用热交换器210及泵,冷却塔的冷却水通过该泵被搬送到过冷却用热交换器210。并且,在上述过冷却用热交换器210中,冷却水与制冷剂通路205的制冷剂热交换,将该制冷剂冷却。也就是说,在本实施例的冷却用流体回路中,冷却水作为冷却用流体流动。
此时,控制器240,当制冷装置10的负荷增大时,让泵的运转容量增大,以使液体制冷剂出口温度Tout成为目标液体制冷剂出口温度Eom。其结果,泵的功率消耗增大,关于冷却水回路的功率消耗优先增大,抑制了整个制冷装置10的功率消耗的增加量。其它结构、作用及效果与第4实施例一样。
另外,上述实施例及其变形例,为在性质上适于本发明的例子,本发明并不刻意限制其适用物或其用途范围。
(实用性)
如上所述,本发明对在过冷却用热交换器中将制冷剂过冷却的制冷装置有用。
Claims (13)
1、一种制冷装置,包括:具有利用侧热交换器(101、111、131)及热源侧压缩机(41、42、43),让制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(20);以及具有过冷却用热交换器(210)和将冷却用流体搬送到该过冷却用热交换器(210)的泵机构的冷却用流体回路,该制冷装置通过冷却用流体将提供给上述利用侧热交换器(101、111、131)的制冷剂在上述过冷却用热交换器(210)中过冷却,其特征在于:
包括控制器(240),控制关于上述制冷剂回路(20)的功率消耗和关于上述冷却用流体回路的功率消耗:
上述控制器(240),在负荷增大时,相对于上述制冷剂回路(20),优先让关于上述冷却用流体回路的功率消耗增大。
2、根据权利要求1所述的制冷装置,其特征在于:
上述控制器(240),构成为控制关于上述冷却用流体回路的功率消耗,以使上述过冷却用热交换器(210)的出口中的制冷剂温度成为目标值,且根据过冷却用热交换器(210)的周围条件设定上述目标值,以使在负荷增大时,优先让关于上述冷却用流体回路的功率消耗增大。
3、根据权利要求1所述的制冷装置,其特征在于:
上述控制器(240),构成为通过让泵机构的功率消耗增大,来优先让关于冷却用流体回路的功率消耗增大。
4、根据权利要求3所述的制冷装置,其特征在于:
上述冷却用流体回路为具有构成泵机构的过冷却用压缩机(221)和热源侧热交换器(222)、供作为冷却用流体使用的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路(220);
上述控制器(240),构成为通过让上述过冷却用压缩机(221)的运转频率增大,来让该过冷却用压缩机(221)的功率消耗增大。
5、根据权利要求1所述的制冷装置,其特征在于:
上述冷却用流体回路为具有构成泵机构的过冷却用压缩机(221)和热源侧热交换器(222)、供作为冷却用流体使用的过冷却用制冷剂循环、来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路(220);
上述控制器(240),构成为通过增大上述热源侧热交换器(222)的风扇(230)的运转频率,来优先让关于上述过冷却用制冷剂回路(220)的功率消耗增大。
6、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为室外气体温度。
7、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为该过冷却用热交换器(210)中的制冷剂回路(20)的制冷剂的过冷却度。
8、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为在该过冷却用热交换器(210)中流动的制冷剂回路(20)的制冷剂流量。
9、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为在该过冷却用热交换器(210)中将制冷剂回路(20)的制冷剂过冷却之前和过冷却之后的冷却用流体回路的冷却用流体的温度差。
10、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为在该过冷却用热交换器(210)中流动的冷却用流体回路的冷却用流体的流量。
11、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述冷却用流体回路为具有构成泵机构的过冷却用压缩机(221)和热源侧热交换器(222)、供作为冷却用流体使用的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路(220);
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为过冷却用制冷剂回路(220)中的过冷却用制冷剂的高压压力。
12、根据权利要求2所述的制冷装置,其特征在于:
上述冷却用流体回路为具有构成泵机构的过冷却用压缩机(221)和热源侧热交换器(222)、供作为冷却用流体使用的过冷却用制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的过冷却用制冷剂回路(220);
上述过冷却用热交换器(210)的周围条件,为过冷却用制冷剂回路(220)中的过冷却用制冷剂的高压压力及低压压力的压力差。
13、根据权利要求6所述的制冷装置,其特征在于:
上述控制器(240),构成为随着室外气体温度变高而将上述目标值降低。
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