CN107110550B - 制冷空调装置 - Google Patents
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Abstract
制冷空调装置(1)具备:制冷剂回路(2),利用制冷剂管(2a)连接压缩机(3)、热源热交换器(4)、膨胀部(5)及负荷热交换器(6),并供制冷剂流通;送风机(7);第一比较温度检测部;第二比较温度检测部;以及控制部(20),第一比较温度检测部是出口温度检测部(8),控制部(20)具有:频率降低单元(21),当在出口温度检测部(8)检测出的出口温度为降低阈值温度以下的温度时,使送风机(7)的驱动频率降低;压缩控制单元(23),当在第二比较温度检测部检测出的温度为基准温度以下的温度时,控制压缩机(3)以降低压缩能力;以及阈值设定单元(22),将基准温度设定为如下温度:维持压缩机(3)的压缩能力,直到被供给在负荷热交换器(6)与制冷剂热交换后的空气的负荷空间(12)的温度达到目标温度。
Description
技术领域
本发明涉及具备制冷剂回路的制冷空调装置。
背景技术
一直以来,在制冷空调装置中,已知有各种削减能耗的技术。在专利文献1中公开了如下的制冷空调装置,该制冷空调装置可进行如下切换:由变频器(日文:インバータ)驱动对压缩机进行驱动的电动机(马达),或者由商用电源直接驱动对压缩机进行驱动的电动机(马达)。专利文献1的制冷空调装置具有在商用电源与电动机之间设置有变频器的回路和不经由变频器而直接连接商用电源和电动机的旁通回路。由此,专利文献1根据负荷来抑制消耗过量的电力,从而削减能耗。
另外,在专利文献2中,公开了具备两个循环回路的空气调节装置。专利文献2的空气调节装置具备具有压缩机的强制循环回路和不具有压缩机的自然循环回路,并基于空气调节装置的能耗进行如下切换:由强制循环回路将负荷冷却,或者由自然循环回路将负荷冷却。这样,专利文献2利用不具有压缩机的自然循环回路来削减能耗。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-180748号公报
专利文献2:日本特开2014-202463号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,专利文献1公开的制冷空调装置仅对削减压缩机的能耗这一点进行了记载,在削减能耗方面是不充分的。另外,专利文献2公开的空气调节装置具备两个循环回路,所以零件数量增加,而且,也需要额外地确保安装空间。
本发明是以上述课题为背景而作出的,提供一种与以往相比进一步削减能耗而不增加零件数量也不增加安装空间的制冷空调装置。
用于解决课题的手段
本发明的制冷空调装置具备:制冷剂回路,所述制冷剂回路利用制冷剂管连接压缩机、热源热交换器、膨胀部及负荷热交换器,并供制冷剂流通;送风机,所述送风机向负荷热交换器供给空气;第一比较温度检测部,所述第一比较温度检测部检测用于送风机的动作的温度;第二比较温度检测部,所述第二比较温度检测部检测用于压缩机的动作的温度;以及控制部,所述控制部控制压缩机的压缩能力,第一比较温度检测部是检测从负荷热交换器流出的制冷剂的出口温度的出口温度检测部,控制部具有:频率降低单元,当在出口温度检测部检测出的出口温度为降低阈值温度以下的温度时,所述频率降低单元使送风机的驱动频率降低;压缩控制单元,当在第二比较温度检测部检测出的温度为基准温度以下的温度时,所述压缩控制单元对压缩机进行控制,以降低压缩机的压缩能力;以及阈值设定单元,所述阈值设定单元将基准温度设定为如下的温度:维持压缩机的压缩能力,直到被供给在负荷热交换器中与制冷剂进行热交换后的空气的负荷空间的温度达到目标温度。
发明的效果
根据本发明,频率降低单元使送风机的驱动频率降低,阈值设定单元将基准温度设定为如下的温度:维持压缩机的压缩能力,直到负荷空间的温度达到目标温度。因此,与以往相比,能够进一步削减能耗,而不增加零件数量,也不增加安装空间。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的回路图。
图2是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的框图。
图3是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的常规模式的动作的流程图。
图4是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的节能模式的动作的流程图。
图5是表示本发明的实施方式2的制冷空调装置1的框图。
图6是表示本发明的实施方式2的制冷空调装置1的动作的流程图。
图7是表示本发明的实施方式3的制冷空调装置1的框图。
图8是表示本发明的实施方式3的制冷空调装置1的节能模式的动作的流程图。
图9是表示本发明的实施方式4的送风机7的驱动频率的设定范围的图表。
图10是表示本发明的实施方式4的制冷空调装置1的节能模式的动作的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的制冷空调装置的实施方式进行说明。此外,本发明并不被以下说明的实施方式所限定。另外,包含图1在内,在以下的附图中,存在各构成构件的大小关系与实物不同的情况。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的回路图。基于该图1来说明制冷空调装置1。如图1所示,制冷空调装置1具备制冷剂回路2、送风机7、出口温度检测部8以及控制部20。制冷空调装置1还具备负荷温度检测部9、压缩机用变频器3b以及送风机用变频器7a。另外,制冷空调装置1还具备变频回路3c、旁通回路3d以及副制冷剂回路30。在图1中,用实线表示制冷剂回路2,用虚线表示电路。
制冷剂回路2利用制冷剂管2a连接压缩机3、热源热交换器4、膨胀部5及负荷热交换器6,并供制冷剂流通。压缩机3压缩制冷剂,并具有通过与电源10连接来驱动压缩机3的电动机3a。压缩机用变频器3b以规定的驱动频率驱动电动机3a。变频回路3c连接电源10和电动机3a,并设置有压缩机用变频器3b。旁通回路3d连接电源10和电动机3a,并绕过压缩机用变频器3b。此外,也可以使压缩机用变频器3b采用可变电阻器。另外,也可以省略旁通回路3d。
热源热交换器4例如使室外空气与制冷剂进行热交换。在本实施方式1中,热源热交换器4作为冷凝器发挥作用。膨胀部5使制冷剂膨胀并减压,例如是电子膨胀阀。负荷热交换器6例如使室内空气与制冷剂进行热交换。在本实施方式1中,负荷热交换器6作为蒸发器发挥作用。此外,负荷热交换器6设置于负荷空间12,该负荷空间12被供给在负荷热交换器6与制冷剂进行热交换后的空气。
送风机7向负荷热交换器6供给空气。送风机7以规定的驱动频率被送风机用变频器7a驱动。此外,也可以使送风机用变频器7a采用可变电阻器。在这里,在本实施方式1中,将向负荷热交换器6供给空气的送风机称为送风机7。此外,也可以在热源热交换器4的附近设置向热源热交换器4供给空气的热源送风机(未图示)。
出口温度检测部8检测从负荷热交换器6流出的制冷剂的出口温度。在本实施方式1中,由于负荷热交换器6作为蒸发器发挥作用,所以出口温度检测部8检测从蒸发器流出的制冷剂的温度。此外,出口温度检测部8每隔预定的时间地检测从负荷热交换器6流出的制冷剂的出口温度。另外,在本实施方式1中,出口温度检测部8相当于本发明的第一比较温度检测部,且相当于本发明的第二比较温度检测部。在这里,第一比较温度检测部检测用于送风机7的动作的温度,第二比较温度检测部检测用于压缩机3的动作的温度。
负荷温度检测部9检测负荷空间12的负荷温度。负荷温度检测部9包括多个负荷温度检测部,分别是:负荷侧代表温度检测部9a、第一负荷侧局部温度检测部9b、第二负荷侧局部温度检测部9c。负荷侧代表温度检测部9a将负荷空间12中的任意位置、例如负荷空间12的地板等的温度作为代表温度进行检测。另外,第一负荷侧局部温度检测部9b及第二负荷侧局部温度检测部9c将负荷空间12中的任意位置、例如负荷空间12的角落等的温度作为局部温度进行检测。
此外,在本实施方式1中,热源热交换器4作为冷凝器发挥作用,负荷热交换器6作为蒸发器发挥作用。即,仅进行对负荷空间12进行制冷的制冷运转,但不限定于此,也可以在制冷剂回路2中设置四通阀。在该情况下,也进行热源热交换器4作为蒸发器发挥作用、负荷热交换器6作为冷凝器发挥作用的制热运转。另外,制冷空调装置1例如也可以具有:节能器等过冷器、使流通于该过冷器的制冷剂膨胀的过冷器用电子膨胀阀及在冷却压缩机3的电动机3a时使用的马达冷却用电子膨胀阀。
副制冷剂回路30利用副制冷剂管30a连接副热源热交换器31以及设置于负荷空间12的副负荷热交换器32,并供制冷剂流通。副制冷剂回路30与制冷剂回路2独立地设置。副热源热交换器31例如使室外空气与制冷剂进行热交换。副负荷热交换器32例如使室内空气与制冷剂进行热交换。在该副制冷剂回路30中,在制冷运转时,仅在室内温度比室外温度高的情况下进行热交换。另外,在副制冷剂回路30中,在制热运转时,仅在室内温度比室外温度低的情况下进行热交换。此外,也可以省略副制冷剂回路30。
控制部20控制压缩机3的压缩能力。控制部20具有CPU及存储器等。
控制部20与出口温度检测部8、负荷侧代表温度检测部9a、第一负荷侧局部温度检测部9b、第二负荷侧局部温度检测部9c、压缩机用变频器3b及送风机用变频器7a连接,基于出口温度检测部8的检测结果、负荷侧代表温度检测部9a的检测结果、第一负荷侧局部温度检测部9b的检测结果及第二负荷侧局部温度检测部9c的检测结果,控制压缩机用变频器3b及送风机用变频器7a的动作。此外,第一出口阈值温度例如存储于控制部20的存储器等。
图2是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的框图。如图2所示,控制部20具有频率降低单元21、阈值设定单元22以及压缩控制单元23。
当在出口温度检测部8检测出的出口温度为预定的降低阈值温度以下的温度时,频率降低单元21使送风机7的驱动频率降低。具体而言,频率降低单元21对送风机用变频器7a进行控制,以降低送风机7的驱动频率。此外,降低阈值温度例如存储于控制部20的存储器等,但使用者也能够进行适当变更。
当在出口温度检测部8检测出的出口温度为基准温度以下的温度时,压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力。在这里,将该运转模式称为节能模式,将基准温度设为第二出口阈值温度。另外,压缩机3的压缩能力的降低是指利用恒温器使压缩机3停止或使压缩机3的驱动频率降低等。另外,当在出口温度检测部8检测出的出口温度为比第二出口阈值温度高的第一出口阈值温度以下的温度时,压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力。在这里,将该运转模式称为常规模式。
另外,节能模式是如下的运转模式:当在出口温度检测部8检测出的出口温度为降低阈值温度以下的温度时,频率降低单元21使送风机7的驱动频率降低。并且,常规模式是如下的运转模式:不论在出口温度检测部8检测出的出口温度如何,频率降低单元21维持送风机的驱动频率。
阈值设定单元22将基准温度设定为如下的温度:维持压缩机3的压缩能力,直到被供给在负荷热交换器6中与制冷剂进行热交换后的空气的负荷空间12的温度达到目标温度。此外,第二出口阈值温度例如存储于控制部20的存储器等。
接着,对制冷空调装置1的制冷运转进行说明。压缩机3吸入制冷剂,并将该制冷剂压缩而以高温高压的气体状态排出该制冷剂。该排出的制冷剂流入热源热交换器4,热源热交换器4通过与室外空气的热交换而将制冷剂冷凝。被冷凝的制冷剂流入膨胀部5,膨胀部5使冷凝的制冷剂膨胀并减压。然后,被减压而成为气液二相的制冷剂流入负荷热交换器6,负荷热交换器6通过与由送风机7供给的室内空气的热交换,将制冷剂蒸发。此时,室内空气被冷却,对负荷空间12进行制冷。然后,被蒸发而成为低温低压的气体状态的制冷剂被压缩机3吸入。
此外,在制冷空调装置1具有过冷器及过冷器用电子膨胀阀的情况下,使在制冷剂回路2循环的制冷剂的一部分旁通,并由过冷器用电子膨胀阀使其绝热膨胀。然后,由过冷器用电子膨胀阀绝热膨胀的制冷剂与在制冷剂回路2循环的制冷剂进行热交换。由此,制冷剂被过冷。此外,在制冷空调装置1具有马达冷却用电子膨胀阀的情况下,使在制冷剂回路2循环的制冷剂的一部分旁通,并由马达冷却用电子膨胀阀使其绝热膨胀。然后,由马达冷却用电子膨胀阀绝热膨胀的制冷剂将压缩机3的电动机3a冷却。
图3是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的常规模式的动作的流程图。接着,对制冷空调装置1的常规模式的动作进行说明。如图3所示,在开始控制时(步骤ST0),制冷空调装置1运转(步骤ST1)。具体而言,开始压缩机3的运转,也开始送风机7的运转。然后,以驱动频率Fc驱动压缩机3,并进行连续倍速控制(日文:順次倍速制御)(步骤ST2)。另外,以最大驱动频率Ffmax驱动送风机7(步骤ST3)。
接着,进行压缩机3的容量控制运转(步骤ST4)。在容量控制运转中,首先,判定压缩机3的驱动频率Fc是否低于压缩机3的最大驱动频率Fcmax(步骤ST5)。如果压缩机3的驱动频率Fc达到压缩机3的最大驱动频率Fcmax(步骤ST5为No),则进入步骤ST7。另一方面,在压缩机3的驱动频率Fc低于压缩机3的最大驱动频率Fcmax的情况下(步骤ST5为Yes),增加压缩机3的容量(步骤ST6)。即,使压缩机3的驱动频率Fc上升。
在步骤ST7中,判定在出口温度检测部8检测出的出口温度Te是否为第一出口阈值温度Tet以下的温度。在出口温度Te超过第一出口阈值温度Tet的情况下(步骤ST7为No),返回步骤ST4。另一方面,在出口温度Te为第一出口阈值温度Tet以下的温度的情况下(步骤ST7为Yes),利用压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力(步骤ST8)。具体而言,利用恒温器使压缩机3停止或使压缩机3的驱动频率Fc降低。
图4是表示本发明的实施方式1的制冷空调装置1的节能模式的动作的流程图。接着,对制冷空调装置1的节能模式的动作进行说明。在图4中,对于与图3通用的动作,标注相同的步骤编号并省略说明。如图4所示,到步骤ST6为止,与图3通用。在从步骤ST5进入步骤ST9的情况下,在步骤ST9中,判定在出口温度检测部8检测出的出口温度Te是否为降低阈值温度TeFfd以下的温度。另一方面,在从步骤ST6进入步骤ST9的情况下,为了使压缩机3的动作稳定,在经过一定时间之后,判定在出口温度检测部8检测出的出口温度Te是否为降低阈值温度TeFfd以下的温度。
在出口温度Te超过降低阈值温度TeFfd的情况下(步骤ST9为No),判定送风机7的驱动频率Ff是否为送风机7的最大驱动频率Ffmax(步骤ST10)。在送风机7的驱动频率Ff为送风机7的最大驱动频率Ffmax的情况下(步骤ST10为Yes),返回步骤ST4。另一方面,在送风机7的驱动频率Ff不是送风机7的最大驱动频率Ffmax的情况下(步骤ST10为No),将被降低的驱动频率Ff、即任意驱动频率Ffdown变更为最大驱动频率Ffmax(步骤ST11)。其后,返回步骤ST4。
与此相对,在出口温度Te为降低阈值温度TeFfd以下的温度的情况下(步骤ST9为Yes),判定送风机7的驱动频率Ff是否为送风机7的最大驱动频率Ffmax(步骤ST12)。在送风机7的驱动频率Ff不是送风机7的最大驱动频率Ffmax的情况下(步骤ST12为No),利用阈值设定单元22将基准温度设定为第二出口阈值温度Tet2(步骤ST14)。另一方面,在送风机7的驱动频率Ff为送风机7的最大驱动频率Ffmax的情况下(步骤ST12为Yes),利用频率降低单元21将送风机7的最大驱动频率Ffmax降低到任意驱动频率Ffdown(步骤ST13)。其后,进入步骤ST14,而且,在经过一定时间之后,进入步骤ST15。
在步骤ST15中,判定在出口温度检测部8检测出的出口温度Te是否为第二出口阈值温度Tet2以下的温度。在出口温度Te超过第二出口阈值温度Tet2的情况下(步骤ST15为No),判断为负荷空间12未被充分冷却,返回步骤ST4。另一方面,在出口温度Te为第二出口阈值温度Tet2以下的温度的情况下(步骤ST15为Yes),判断为负荷空间12已被充分冷却,利用压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力(步骤ST8)。具体而言,利用恒温器使压缩机3停止或使压缩机3的驱动频率Fc降低。
接着,对本实施方式1的制冷空调装置1的作用进行说明。在制冷空调装置1中,当在出口温度检测部8检测出的出口温度为降低阈值温度以下的温度时,频率降低单元21使送风机7的驱动频率降低。因此,送风机7中的马达等的发热量减少,从而削减能耗。而且,阈值设定单元22将基准温度设定为如下的温度:维持压缩机3的压缩能力,直到负荷空间12的温度达到目标温度。因此,能够推迟压缩机3的压缩能力降低的时刻。
制冷空调装置通常以使冷却的负荷空间的温度下降到目标温度并维持该目标温度为目的,在长时间运转或始终运转的情况下,期望削减运转时的能耗。在这里,在制冷空调装置中,对于消耗能量的主原因,可列举:压缩机的驱动电力、室外送风机的驱动电力以及负荷空间的送风机的驱动电力等。特别是,由于负荷空间的送风机使用商用电源以定转速进行驱动的情况较多,所以会消耗一定量(最大量)的电力,另外,驱动负荷空间的送风机的马达等的发热量也与所述消耗电力相当(由于马达等的发热会对负荷空间加热,所以会使制冷空调装置的制冷能力降低,引起能耗的增加)。因此,在削减制冷空调装置的能耗方面,使负荷空间的送风机的驱动频率降低可起到显著的效果。
在这里,在仅降低送风机的驱动频率的情况下,负荷热交换器的热交换量会降低。由此,从负荷热交换器流出的制冷剂的出口温度降低。并且,例如在由出口压力检测部检测出从负荷热交换器流出的制冷剂的出口压力的情况下,利用控制部的CPU来计算与出口压力相当的饱和温度。然后,对该饱和温度和基准温度进行比较。在饱和温度为基准温度以下的温度的情况下,尽管负荷空间的温度实际上并未达到目标温度,但控制部的CPU误判断为已将负荷空间冷却到目标温度,使压缩机的压缩能力降低。由此,负荷空间的温度有可能进一步上升而不到达目标温度。
与此相对,在本实施方式1中,即使降低送风机7的驱动频率,也将基准温度设定为如下的温度,即维持压缩机3的压缩能力,直到负荷空间12的温度达到目标温度,因而,能够推迟压缩机3的压缩能力降低的时刻。因此,能够削减能耗,并防止误判断为负荷空间12已冷却到目标温度。这样,本实施方式1不仅削减压缩机3的能耗,也削减送风机7的能耗,所以与以往相比能够进一步削减能耗。
另外,制冷空调装置1从开始运转起到出口温度下降为降低阈值温度以下的温度为止,以最大驱动频率驱动送风机7。因此,能够快速地将负荷空间12冷却。而且,在出口温度成为降低阈值温度以下的温度且接近目标的出口温度而将负荷空间12冷却某种程度的阶段,降低送风机7的驱动频率。因此,能够削减能耗而不给负荷空间12的冷却带来影响。
而且,在本实施方式1中,也能够将制冷剂回路2设为一个。因此,不会增加零件数量,也不会增加安装空间。在具有两个制冷剂回路的制冷空调装置中,在一方的制冷剂回路不具有压缩机的情况下,仅利用该制冷剂回路将负荷空间冷却到零下以下是困难的。另外,如果仅具有两个制冷剂回路,则难以消除在降低送风机的驱动频率时产生的上述误判断。与此相对,由于本实施方式1能够将制冷剂回路2设为一个,所以能够将负荷空间12冷却到零下以下并削减能耗。
此外,除了变频回路3c之外,设置于压缩机3的电动机3a还在旁通回路3d与电源10连接,所述变频回路3c在与电源10之间设置有驱动电动机3a的压缩机用变频器3b,所述旁通回路3d绕过该压缩机用变频器3b。由此,能够适当地选择由压缩机用变频器3b驱动压缩机3的电动机3a或者由电源10驱动压缩机3的电动机3a。利用多个驱动频率对压缩机1进行驱动,但例如在用与电源10同等的频率进行驱动的情况下,如果用电源10驱动电动机3a,则能够削减使用压缩机用变频器3b时的消耗电力。因此,能够抑制消耗过量的电力并进一步削减能耗。此外,在本实施方式1中,也可以省略旁通回路3d。
另外,制冷空调装置1也可以具备副制冷剂回路30,所述副制冷剂回路30利用副制冷剂管30a连接设置于负荷空间12的副负荷热交换器32及副热源热交换器31,并供制冷剂流通。由此,能够适当地选择利用具有压缩机3的制冷剂回路2来冷却负荷空间12或者利用不具有压缩机3的副制冷剂回路30来冷却负荷空间12。因此,能够进一步削减能耗。此外,在本实施方式1中,也可以省略副制冷剂回路30。
此外,在实施方式1中,示出了制冷空调装置1具有节能模式和常规模式这两种运转模式的例子,但也可以仅具有节能模式。
实施方式2.
接着,对本发明的实施方式2的制冷空调装置1进行说明。图5是表示本发明的实施方式2的制冷空调装置1的框图。本实施方式2在具备选择部11、控制部20具有判定单元24这些点与实施方式1不同。在本实施方式2中,对与实施方式1通用的部分标注相同的附图标记并省略说明,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
如图5所示,制冷空调装置1具备选择部11。在本实施方式2中,能够由选择部11来选择节能模式和常规模式。然后,控制部20的判定单元24判定在选择部11选择的运转模式是节能模式还是常规模式。
另外,阈值设定单元22将节能模式中的基准温度设定为比常规模式中的基准温度低。具体而言,阈值设定单元22将第二出口阈值温度设定为比第一出口阈值温度低。
图6是表示本发明的实施方式2的制冷空调装置1的动作的流程图。接着,对本实施方式2的制冷空调装置1的动作进行说明。步骤ST1到步骤ST6与实施方式1相同。如图6所示,在步骤ST4中,在进行压缩机3的容量控制运转时,从选择部11发送模式切换信号(步骤ST16)。然后,在步骤ST17中,利用判定单元24判定在选择部11选择的运转模式是节能模式还是常规模式。在运转模式为节能模式的情况下(步骤ST17为Yes,步骤ST18),进入步骤ST9。步骤ST9到步骤ST15与实施方式1相同。
另一方面,在运转模式为常规模式的情况下(步骤ST17为No,步骤ST19),判定送风机7的驱动频率Ff是否为送风机7的最大驱动频率Ffmax(步骤ST20)。在送风机7的驱动频率Ff为送风机7的最大驱动频率Ffmax的情况下(步骤ST20为Yes),进入步骤ST22。另一方面,在送风机7的驱动频率Ff不是送风机7的最大驱动频率Ffmax的情况下(步骤ST20为No),将被降低的驱动频率Ff、即任意驱动频率Ffdown变更为最大驱动频率Ffmax(步骤ST21)。其后,进入步骤ST22。
在步骤ST22中,判定在出口温度检测部8检测出的出口温度Te是否为第一出口阈值温度Tet以下的温度。由此,判断负荷空间12是否已被制冷空调装置1充分冷却。在出口温度Te超过第一出口阈值温度Tet的情况下(步骤ST22为No),返回步骤ST4。另一方面,在出口温度Te为第一出口阈值温度Tet以下的温度的情况下(步骤ST22为Yes),利用压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力(步骤ST8)。具体而言,利用恒温器使压缩机3停止或使压缩机3的驱动频率Fc降低。
这样,在节能模式中,即使出口温度成为降低阈值温度以下的温度而降低送风机7的驱动频率,通过将运转模式变更为常规模式,也能够使暂时被降低的送风机7的驱动频率返回到最大驱动频率。因此,在负荷空间12的冷却负荷变大的情况下,例如,在冷冻仓库的入口长时间开放或搬入新的物品的情况下,能够快速冷却负荷空间12及容纳在负荷空间12中的物品等。这样,在本实施方式2中,能够适当地选择优先削减能耗或者迅速冷却负荷空间12。
此外,在本实施方式2中,示出了通过向控制部20发送模式切换信号来变更运转模式的例子。由此,能够从远离制冷空调装置1的远方变更运转模式,但不限于此,也可以使用开关等物理装置进行运转模式的切换。
此外,除了变频回路3c之外,设置于压缩机3的电动机3a还在旁通回路3d与电源10连接,所述变频回路3c在与电源10之间设置有驱动电动机3a的压缩机用变频器3b,所述旁通回路3d绕过该压缩机用变频器3b。由此,能够适当地选择由压缩机用变频器3b驱动压缩机3的电动机3a或者由电源10驱动压缩机3的电动机3a。利用多个驱动频率对压缩机1进行驱动,但例如在用与电源10同等的频率进行驱动的情况下,如果用电源10驱动电动机3a,则能够削减使用压缩机用变频器3b时的消耗电力。因此,能够抑制消耗过量的电力并进一步削减能耗。此外,在本实施方式2中,也可以省略旁通回路3d。
另外,制冷空调装置1也可以具备副制冷剂回路30,所述副制冷剂回路30利用副制冷剂管30a连接设置于负荷空间12的副负荷热交换器32及副热源热交换器31,并供制冷剂流通。由此,能够适当地选择利用具有压缩机3的制冷剂回路2来冷却负荷空间12或者利用不具有压缩机3的副制冷剂回路30来冷却负荷空间12。因此,能够进一步削减能耗。此外,在本实施方式2中,也可以省略副制冷剂回路30。
实施方式3.
接着,对本发明的实施方式3的制冷空调装置1进行说明。图7是表示本发明的实施方式3的制冷空调装置1的框图。本实施方式3的压缩控制单元23的动作与实施方式1不同。在本实施方式3中,对与实施方式1通用的部分标注相同的附图标记并省略说明,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
如图7所示,当在负荷温度检测部9检测出的负荷温度为基准温度以下的温度时,压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力。在这里,在本实施方式3中,将基准温度设为负荷阈值温度。此外,在本实施方式3中,负荷温度检测部9相当于本发明的第二比较温度检测部。
图8是表示本发明的实施方式3的制冷空调装置1的节能模式的动作的流程图。接着,对本实施方式3的制冷空调装置1的动作进行说明。步骤ST1到步骤ST13与实施方式1相同。如图8所示,在步骤ST13中,在利用频率降低单元21将送风机7的最大驱动频率Ffmax降低到任意驱动频率Ffdown之后,利用阈值设定单元22将基准温度设定为负荷阈值温度Trt(步骤ST23)。
然后,判定在负荷温度检测部9检测出的负荷温度Tr是否为负荷阈值温度Trt以下的温度(步骤ST24)。在负荷温度Tr超过负荷阈值温度Trt的情况下(步骤ST24为No),判断为负荷空间12未被充分冷却,返回步骤ST4。另一方面,在负荷温度Tr为负荷阈值温度Trt以下的温度的情况下(步骤ST24为Yes),判断为负荷空间12已被充分冷却,利用压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力(步骤ST8)。具体而言,利用恒温器使压缩机3停止或使压缩机3的驱动频率Fc降低。
这样,本实施方式3基于负荷温度来确定使压缩机3的压缩能力降低的时刻。因此,能够更准确地将负荷空间12的温度冷却到目标温度,并能够更准确地将其维持在目标温度。
此外,在负荷温度检测部9检测出的负荷温度既可以为在负荷侧代表温度检测部9a检测出的负荷温度,也可以为在第一负荷侧局部温度检测部9b检测出的负荷温度,还可以为在第二负荷侧局部温度检测部9c检测出的负荷温度。而且,也可以并用在负荷侧代表温度检测部9a检测出的负荷温度、在第一负荷侧局部温度检测部9b检测出的负荷温度及在第二负荷侧局部温度检测部9c检测出的负荷温度。
在该情况下,当在多个负荷温度检测部9检测出的负荷温度为对应于多个负荷温度检测部9中的每一个的负荷阈值温度以下的温度时,压缩控制单元23对压缩机3进行控制,以降低压缩机3的压缩能力。由此,能够进一步更准确地将负荷空间12的温度冷却到目标温度,并能够更准确地将其维持在目标温度。
而且,也可以如实施方式2那样设为能够切换节能模式和常规模式的构成,使用者能够适当变更运转模式。
此外,除了变频回路3c之外,设置于压缩机3的电动机3a还在旁通回路3d与电源10连接,所述变频回路3c在与电源10之间设置有驱动电动机3a的压缩机用变频器3b,所述旁通回路3d绕过该压缩机用变频器3b。由此,能够适当地选择由压缩机用变频器3b驱动压缩机3的电动机3a或者由电源10驱动压缩机3的电动机3a。利用多个驱动频率对压缩机1进行驱动,但例如在用与电源10同等的频率进行驱动的情况下,如果用电源10驱动电动机3a,则能够削减使用压缩机用变频器3b时的消耗电力。因此,能够抑制消耗过量的电力并进一步削减能耗。此外,在本实施方式3中,也可以省略旁通回路3d。
另外,制冷空调装置1也可以具备副制冷剂回路30,所述副制冷剂回路30利用副制冷剂管30a连接设置于负荷空间12的副负荷热交换器32及副热源热交换器31,并供制冷剂流通。由此,能够适当地选择利用具有压缩机3的制冷剂回路2来冷却负荷空间12或者利用不具有压缩机3的副制冷剂回路30来冷却负荷空间12。因此,能够进一步削减能耗。此外,在本实施方式3中,也可以省略副制冷剂回路30。
实施方式4.
接着,对本发明的实施方式4的制冷空调装置1进行说明。图9是表示本发明的实施方式4的送风机7的驱动频率的设定范围的图表。本实施方式4的频率降低单元21的动作与实施方式1不同。在本实施方式4中,对与实施方式1通用的部分标注相同的附图标记并省略说明,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
当在出口温度检测部8检测出的出口温度为降低阈值温度以下的温度时,频率降低单元21基于将出口温度除以降低阈值温度而得到的值来降低送风机7的驱动频率。如图9所示,在与负荷热交换器6的出口压力相当的饱和温度超过降低阈值温度TeFfd时,送风机7以最大驱动频率Ffmax运转。
然后,饱和温度从降低阈值温度TeFfd到达第二出口阈值温度Tet2之前,送风机7以比例驱动频率Ffdownp运转。在这里,比例驱动频率Ffdownp是使最大驱动频率Ffmax乘以比率ΔTe而得到的值,该比率ΔTe是将出口温度Te除以降低阈值温度TeFfd而得到的值。即,比例驱动频率Ffdownp=最大驱动频率Ffmax×比率ΔTe。此外,由于出口温度检测部8每隔预定的时间地检测从负荷热交换器6流出的制冷剂的出口温度Te,所以比率ΔTe逐渐变小。在饱和温度为第二出口阈值温度以下的温度时,送风机7以最小驱动频率Ffmin运转。
图10是表示本发明的实施方式4的制冷空调装置1的节能模式的动作的流程图。接着,对本实施方式4的制冷空调装置1的动作进行说明。步骤ST1到步骤ST11与实施方式1相同。如图10所示,在步骤ST9中,判定在出口温度检测部8检测出的出口温度Te是否为降低阈值温度TeFfd以下的温度,在出口温度Te为降低阈值温度TeFfd以下的温度的情况下(步骤ST9为Yes),判定压缩控制单元23中的判定基准是否为第一出口阈值温度Tet(步骤ST25)。在判定基准不是第一出口阈值温度Tet的情况下(步骤ST25为No),进入步骤ST27。另一方面,在判定基准是第一出口阈值温度Tet的情况下(步骤ST25为Yes),利用阈值设定单元22将基准温度设定为第二出口阈值温度Tet2(步骤ST26)。
其后,在步骤ST27中,判定送风机7的驱动频率Ff是否超过最小驱动频率Ffmin。在送风机7的驱动频率Ff为最小驱动频率Ffmin的情况下(步骤ST27为No),由于无法使送风机7的驱动频率Ff进一步降低,所以保持最小驱动频率Ffmin不变,进入步骤ST15。另一方面,在送风机7的驱动频率Ff超过最小驱动频率Ffmin的情况下(步骤ST27为Yes),利用出口温度检测部8检测出口温度Te(步骤ST28)。然后,算出将出口温度Te除以降低阈值温度TeFfd而得到的比率ΔTe(步骤ST29)。其后,将送风机7的驱动频率Ff变更为比例驱动频率Ffdownp(步骤ST30)。其后,进入步骤ST15。步骤ST15与实施方式1相同。
这样,在本实施方式4中,将送风机7的驱动频率变更为基于将出口温度除以降低阈值温度而得到的比率的比例驱动频率。并且,由于出口温度检测部8每隔预定的时间地检测从负荷热交换器6流出的制冷剂的出口温度,所以比率逐渐变小,与此相伴,比例驱动频率也逐渐变小。这样,由于送风机7的驱动频率逐步降低,所以与直接大幅降低相比,能够缩短冷却负荷空间12的时间,从而能够进一步削减能耗。
而且,也可以如实施方式2那样设为能够切换节能模式和常规模式的构成,使用者能够适当变更运转模式。另外,也可以如实施方式3那样基于负荷温度来确定使压缩机3的压缩能力降低的时刻。由此,能够更准确地将负荷空间12的温度冷却到目标温度,并能够更准确地将其维持在目标温度。此外,负荷温度既可以为在负荷侧代表温度检测部9a检测出负荷温度,也可以为在第一负荷侧局部温度检测部9b检测出的负荷温度,还可以为在第二负荷侧局部温度检测部9c检测出的负荷温度。
此外,除了变频回路3c之外,设置于压缩机3的电动机3a还在旁通回路3d与电源10连接,所述变频回路3c在与电源10之间设置有驱动电动机3a的压缩机用变频器3b,所述旁通回路3d绕过该压缩机用变频器3b。由此,能够适当地选择由压缩机用变频器3b驱动压缩机3的电动机3a或者由电源10驱动压缩机3的电动机3a。利用多个驱动频率对压缩机1进行驱动,但例如在用与电源10同等的频率进行驱动的情况下,如果用电源10驱动电动机3a,则能够削减使用压缩机用变频器3b时的消耗电力。因此,能够抑制消耗过量的电力并进一步削减能耗。此外,在本实施方式4中,也可以省略旁通回路3d。
另外,制冷空调装置1也可以具备副制冷剂回路30,所述副制冷剂回路30利用副制冷剂管30a连接设置于负荷空间12的副负荷热交换器32及副热源热交换器31,并供制冷剂流通。由此,能够适当地选择利用具有压缩机3的制冷剂回路2来冷却负荷空间12或者利用不具有压缩机3的副制冷剂回路30来冷却负荷空间12。因此,能够进一步削减能耗。此外,在本实施方式4中,也可以省略副制冷剂回路30。
附图标记的说明
1制冷空调装置,2制冷剂回路,2a制冷剂管,3压缩机,3a电动机,3b压缩机用变频器,3c变频回路,3d旁通回路,4热源热交换器,5膨胀部,6负荷热交换器,7送风机,7a送风机用变频器,8出口温度检测部,9负荷温度检测部,9a负荷侧代表温度检测部,9b第一负荷侧局部温度检测部,9c第二负荷侧局部温度检测部,10电源,11选择部,12负荷空间,20控制部,21频率降低单元,22阈值设定单元,23压缩控制单元,24判定单元,30副制冷剂回路,30a副制冷剂管,31副热源热交换器,32副负荷热交换器。
Claims (8)
1.一种制冷空调装置,其中,所述制冷空调装置具备:
制冷剂回路,所述制冷剂回路利用制冷剂管连接压缩机、热源热交换器、膨胀部及负荷热交换器,并供制冷剂流通;
送风机,所述送风机向所述负荷热交换器供给空气;
第一比较温度检测部,所述第一比较温度检测部检测用于所述送风机的动作的温度;
第二比较温度检测部,所述第二比较温度检测部检测用于所述压缩机的动作的温度;以及
控制部,所述控制部控制所述压缩机的压缩能力,
所述第一比较温度检测部是检测从所述负荷热交换器流出的制冷剂的出口温度的出口温度检测部,
所述控制部具有:
频率降低单元,当在所述出口温度检测部检测出的出口温度为降低阈值温度以下的温度时,所述频率降低单元使所述送风机的驱动频率降低;
压缩控制单元,当在所述第二比较温度检测部检测出的温度为基准温度以下的温度时,所述压缩控制单元对所述压缩机进行控制,以降低所述压缩机的压缩能力;以及
阈值设定单元,所述阈值设定单元将所述基准温度设定为如下的温度:维持所述压缩机的压缩能力,直到被供给在所述负荷热交换器中与制冷剂进行热交换后的空气的负荷空间的温度达到目标温度,
所述制冷空调装置具有节能模式和常规模式作为运转模式,
所述节能模式是如下模式:当在所述出口温度检测部检测出的出口温度为所述降低阈值温度以下的温度时,所述频率降低单元使所述送风机的驱动频率降低,
所述常规模式是如下模式:不论在所述出口温度检测部检测出的出口温度如何,所述频率降低单元维持所述送风机的驱动频率,
所述阈值设定单元将所述节能模式中的基准温度设定为比所述常规模式中的基准温度低。
2.根据权利要求1所述的制冷空调装置,其中,
所述制冷空调装置还具备选择部,所述选择部选择所述节能模式和所述常规模式,
所述控制部还具有判定单元,所述判定单元判定在所述选择部选择的运转模式是节能模式还是常规模式。
3.根据权利要求1或2所述的制冷空调装置,其中,
所述第二比较温度检测部是检测从所述负荷热交换器流出的制冷剂的出口温度的出口温度检测部,
当在所述出口温度检测部检测出的出口温度为所述基准温度以下的温度时,所述压缩控制单元对所述压缩机进行控制,以降低所述压缩机的压缩能力。
4.根据权利要求1或2所述的制冷空调装置,其中,
所述第二比较温度检测部是检测所述负荷空间的负荷温度的负荷温度检测部,
当在所述负荷温度检测部检测出的负荷温度为所述基准温度以下的温度时,所述压缩控制单元对所述压缩机进行控制,以降低所述压缩机的压缩能力。
5.根据权利要求4所述的制冷空调装置,其中,
所述制冷空调装置具备多个所述负荷温度检测部,
当在多个所述负荷温度检测部检测出的负荷温度为对应于多个所述负荷温度检测部中的每一个的负荷阈值温度以下的温度时,所述压缩控制单元对所述压缩机进行控制,以降低所述压缩机的压缩能力。
6.根据权利要求1或2所述的制冷空调装置,其中,
所述出口温度检测部每隔预定的时间地检测从所述负荷热交换器流出的制冷剂的出口温度,
当在所述出口温度检测部检测出的出口温度为所述降低阈值温度以下的温度时,所述频率降低单元基于将该出口温度除以所述降低阈值温度而得到的值,使所述送风机的驱动频率降低。
7.根据权利要求1或2所述的制冷空调装置,其中,
所述压缩机具有与电源连接并驱动所述压缩机的电动机,
所述制冷空调装置具备驱动所述电动机的压缩机用变频器,
所述制冷空调装置还具备:变频回路,所述变频回路连接所述电源和所述电动机,并设置有所述压缩机用变频器;以及
旁通回路,所述旁通回路连接所述电源和所述电动机,并绕过所述压缩机用变频器。
8.根据权利要求1或2所述的制冷空调装置,其中,
所述制冷空调装置还具备副制冷剂回路,所述副制冷剂回路利用副制冷剂管连接副热源热交换器与设置于所述负荷空间的副负荷热交换器,并供制冷剂流通,
所述副制冷剂回路与所述制冷剂回路独立地设置。
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