CN113544443A

CN113544443A - 制冷循环装置

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Publication number: CN113544443A
Application number: CN201980093513.2A
Authority: CN
Inventors: 森有辉; 藤塚正史; 中井孝洋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: US11754330B2; WO2020183560A1; CN113544443B; US20220136751A1; JP6594596B1; EP3926252A1; EP3926252A4; JPWO2020183560A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够将能力控制为最佳的制冷循环装置。本发明的制冷循环装置具备：转速可变的压缩机(3)；以及控制装置(2)，其计算对压缩机(3)的转速进行操作的压缩机(3)的转速指令，控制装置(2)具备：能力控制部(101)，其为了使当前能力值成为适时确定的能力目标值而计算压缩机(3)的转速作为能力转速，所述当前能力值表示制冷循环装置(1)的当前的能力；保护控制部(102)，其为了使保护变量成为适时确定的保护目标值而计算压缩机(3)的转速作为保护转速，所述保护变量是与包含制冷循环装置(1)上的保护的限制项目相关的变量；以及转速选择部(103)，其选择能力控制部(101)计算出的能力转速和保护控制部(102)计算出的保护转速中的任一个作为压缩机(3)的转速指令，计算压缩机(3)的转速指令，以使当前能力值接近能力目标值和保护变量接近保护目标值中的至少任一方成立。

Description

制冷循环装置

技术领域

本发明涉及利用蒸汽压缩制冷循环的制冷循环装置，特别是涉及具备转速可变的压缩机的制冷循环装置。

背景技术

以往，公开了一种制冷循环装置的控制装置，该控制装置利用PI控制等，求出适合于负荷的变频马达的速度指令，并且为了将制冷剂的高压压力抑制为容许值，基于高压压力的限制值以及高压侧的检测压力，根据曲线图计算变频马达的速度指令的上限速度(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-16753号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所公开的控制装置未考虑用于将制冷剂的高压压力抑制为容许值的上限速度因周边环境的变化、构成制冷循环装置的设备的性能的偏差、以及制冷循环装置的时效变化等的影响而时时刻刻发生变化。因此，根据制冷循环装置的运转条件，有时控制装置计算出的变频马达的速度指令的上限速度与本来的上限速度相比过快或过慢。结果，存在如下问题：若控制装置计算出的变频器的速度指令的上限速度超过本来的上限速度，则构成制冷循环装置的设备产生不良情况的可能性变高。另外，存在如下问题：若控制装置计算出的变频器的速度指令的上限速度低于本来的上限速度，则制冷循环装置的能力降低。

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够将能力控制为最佳的制冷循环装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题，本发明的制冷循环装置具备：转速可变的压缩机；以及控制装置，其计算对压缩机的转速进行操作的压缩机的转速指令，控制装置具备：能力控制部，其为了使表示制冷循环装置的当前的能力的当前能力值成为适时确定的能力目标值而计算压缩机的转速作为能力转速；保护控制部，其为了使与包含制冷循环装置上的保护的限制项目相关的变量即保护变量成为适时确定的保护目标值而计算压缩机的转速作为保护转速；以及转速选择部，其选择能力控制部计算出的能力转速和保护控制部计算出的保护转速中的任一个作为压缩机的转速指令，计算压缩机的转速指令，以使当前能力值接近能力目标值和保护变量接近保护目标值中的至少任一方成立。

发明效果

根据本发明，制冷循环装置具备转速可变的压缩机和计算对压缩机的转速进行操作的压缩机的转速指令的控制装置，计算压缩机的转速指令，以使当前能力值接近能力目标值和保护变量接近保护目标值中的至少任一方成立，因此，能够将制冷循环装置的能力控制为最佳。

本发明的目的、特征、方式以及优点通过以下的详细说明和附图而变得更加清楚。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的空调装置的结构的一例的概略图。

图2是表示本发明的实施方式1的控制装置的结构的一例的框图。

图3是表示本发明的实施方式1的PI控制器的结构的一例的框图。

图4是用于说明本发明的实施方式1的空调装置的动作的图。

图5是用于说明本发明的实施方式1的空调装置的动作的图。

图6是用于说明本发明的实施方式1的空调装置的动作的图。

图7是表示本发明的实施方式2的控制装置的结构的一例的框图。

图8是表示本发明的实施方式3的控制装置的结构的一例的框图。

图9是表示本发明的实施方式4的控制装置的结构的一例的框图。

图10是表示本发明的实施方式5的空调装置的结构的一例的概略图。

图11是表示本发明的实施方式5的控制装置的结构的一例的框图。

图12是表示本发明的实施方式6的控制装置的结构的一例的框图。

图13是表示本发明的实施方式7的控制装置的结构的一例的框图。

图14是表示本发明的实施方式8的控制装置的结构的一例的框图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

＜实施方式1＞

＜结构＞

图1是表示本发明的实施方式1的空调装置1的结构的一例的概略图。

如图1所示，作为制冷循环装置的空调装置1具备控制装置2、压缩机3、四通阀4、室外热交换器5、电动膨胀阀6以及室内热交换器7。压缩机3、四通阀4、室外热交换器5、电动膨胀阀6以及室内热交换器7通过配管连接，制冷剂在配管内流动。

空调装置1根据需要而具备压缩机温度传感器10、排出温度传感器11、室外热交换器温度传感器12、室内热交换器温度传感器13、室温传感器14、高压压力传感器15、低压压力传感器16以及电流传感器17。

控制装置2基于各种传感器信息或外部输入来控制压缩机3的转速。在此，压缩机3的转速与构成压缩机3的变频马达的速度同义。

此外，也可以在压缩机3的吸入侧连接储液器。另外，也可以在室外热交换器5与电动膨胀阀6之间连接接收器，并且在接收器与室外热交换器5之间连接与电动膨胀阀6不同的其他电动热膨胀阀。

对空调装置1的制冷循环进行说明。通过压缩机3压缩而高温高压化的制冷剂从压缩机3排出。之后，制冷剂通过四通阀4的实线所示的配管，在室外热交换器5中向室外散热而在高压下液化。通过了室外热交换器5的制冷剂由电动膨胀阀6减压而成为低温的两相状态，在室内热交换器7中从室内吸热而在低压下气化。在室内热交换器7中气化后的制冷剂被吸入压缩机3而被压缩。通过反复进行这样的动作，实现空调装置1的制冷循环。

对空调装置1的制热循环进行说明。从压缩机3排出的高温高压的制冷剂通过四通阀4的虚线所示的配管，在室内热交换器7中向室内散热而在高温下液化。在室内热交换器7中液化后的制冷剂由电动膨胀阀6减压而成为低温的两相状态，在室外热交换器5中从室外吸热而气化。在室外热交换器5中气化后的制冷剂被吸入压缩机3而被压缩。通过反复进行这样的动作，实现空调装置1的制热循环。

图2是表示控制装置2的结构的一例的框图。

如图2所示，控制装置2具备能力控制部101、保护控制部102、转速选择部103以及上下限限制器104。

能力控制部101由作为包含积分器的动态控制设备的PI控制器构成。能力控制部101将从室温传感器14获取的室温定义为表示当前的能力的当前能力值，将适时确定的设定室温定义为能力目标值，计算为了使室温与设定室温逐渐接近或一致所需的压缩机3的转速指令即能力转速。

保护控制部102计算为了使保护变量与适时或预先确定的保护目标值逐渐接近或一致所需的压缩机3的转速指令即保护转速，该保护变量是为了保护构成空调装置1的设备所需的预先确定的变量。在此，预先确定的变量是压缩机温度、排出温度、冷凝温度、蒸发温度、高压压力、低压压力以及电流。压缩机温度是压缩机温度传感器10检测出的温度。排出温度是排出温度传感器11检测出的温度。冷凝温度在制冷循环时是室外热交换器温度传感器12检测出的温度，在制热循环时是室内热交换器温度传感器13检测出的温度。蒸发温度在制冷循环时是室内热交换器温度传感器13检测出的温度，在制热循环时是室外热交换器温度传感器12检测出的温度。高压压力是高压压力传感器15检测出的压力。低压压力是低压压力传感器16检测出的压力。电流是电流传感器17检测出的电流。另外，保护目标值是压缩机温度上限值、排出温度上限值、冷凝温度上限值、蒸发温度下限值、高压压力上限值、低压压力下限值以及电流上限值。

保护控制部102针对上述的各保护变量具有PI控制器，针对每个保护变量计算保护转速。

此外，上述的保护变量例示了为了保护设备所需的代表性的变量，也可以采用上述以外的变量作为保护变量。其中，采用的保护变量具有如下特征：该保护变量的保护目标值对于在增大压缩机3的转速时增大的保护变量是该保护变量的上限值，对于在增大压缩机3的转速时减少的保护变量是该保护变量的下限值。

转速选择部103具有最小转速选择部105。最小转速选择部105选择从能力控制部101输出的能力转速和从保护控制部102输出的各保护转速中的最小的转速作为控制转速。

图2所例示的所有保护变量具有在压缩机3的转速增大时向脱离各制约的方向变化的特征。例如，排出温度在使压缩机3的转速增大时增大，向超过排出温度上限值的方向变化。因此，最小转速选择部105选择从能力控制部101输出的能力转速和从保护控制部102输出的各保护转速中的最小的转速作为控制转速，从而能够在上下限以内控制所有的保护变量。

上下限限制器104保持预先确定的转速上限值Rmax以及转速下限值Rmin。上下限限制器104在转速选择部103所选择的控制转速为转速下限值Rmin以下时输出转速下限值Rmin，在控制转速为转速上限值Rmax以上时输出转速上限值Rmax，在除此之外时直接输出控制转速。压缩机3按照从上下限限制器104输出的转速进行驱动。从上下限限制器104输出的转速反馈到能力控制部101以及保护控制部102，用于积分值的复位功能中的计算。

<积分值的复位功能>

图3是表示进行比例(P)·积分(I)控制的控制器即PI控制器111的结构的一例的框图。此外，PI控制器111相当于图2所示的能力控制部101以及保护控制部102各自所具有的PI控制器。

PI控制器111具有2个输入和1个输出。参数是比例增益112(Kp)、积分增益113(Ki)以及常数114(Ka)。

首先，计算从PI控制器111的输出即output中减去定义为压缩机3的转速的input2得到的值乘以常数114而得到的值a。此外，常数114是设定参数，在PI控制中往往设为比例增益112的倒数。

接着，计算从偏差信息即input1中减去a而得到的值ε。最后，将input1乘以比例增益112得到的值和ε的累计值乘以积分增益113以及控制周期Ts得到的值相加而得到的值作为output输出。

若用数式表示上述的说明，则将反复计算中的步骤数设为k，得到下述的式(1)。

[数式1]

a(k)＝Ka×(output(k-1)-input2(k))

ε(k)＝input1(k)-a(k)

通过上述说明的方法，使积分器115所保持的积分值不会发散。该积分值的复位功能是连续的处理，若控制周期Ts变小，则接近于连续系统的行为。

＜动作＞

图4～6是用于说明空调装置1的动作的图。在此，作为一例，对保护变量包含压缩机温度的制热动作进行说明。

如图4所示，作为能力目标值的设定室温从0分钟到30分钟为止设定为22℃，从30分钟到60分钟为止设定为27℃，以及从60分钟到90分钟为止设定为22℃。此外，图4中的实线表示室温。

如图5所示，针对压缩机温度的保护目标值即压缩机温度上限值设定为100℃。此外，在图5中，实线表示压缩机温度。

如图6所示，从0分钟到30分钟为止，能力转速低于保护转速，转速选择部103选择能力转速。结果，室温逐渐接近设定室温，压缩机温度变得比压缩机温度上限值小，空调装置1在制约内运转。另外，由于积分值的复位功能，尽管压缩机温度与压缩机温度上限值之差不为零，保护转速也不会继续增大而避免发散。

当在30分钟的时间点将设定室温变更为27℃时，保护转速低于能力转速，因此，转速选择部103选择保护转速。结果，压缩机温度逐渐接近压缩机温度上限值，室温变得比设定室温小，空调装置1在制约内运转。另外，由于积分值的复位功能，保护转速与能力转速不会大幅偏离，因此，在空调装置1的运转条件发生了变化时，控制转速瞬间切换，能够实现压缩机3的转速的高精度的控制。

此外，在压缩机温度逐渐接近压缩机温度上限值的时间内，室温未达到设定室温，能力比要求小，但若为了进一步增大能力而增大转速，则压缩机温度会超过压缩机温度上限值。因此，压缩机温度逐渐接近压缩机温度上限值的运转状态是持续地最大限度发挥构成空调装置1的设备的性能、使空调装置1的能力最大化的运转状态。

当在60分钟的时间点将设定室温再次变更为22℃时，能力转速立即低于保护转速，转速选择部103选择能力转速。结果，室温逐渐接近设定室温，压缩机温度变得比压缩机温度上限值小，空调装置1在制约内运转。

＜变形例＞

在上述中，对定义7个保护变量的情况进行了说明，但不限于此，也可以根据构成空调装置1的设备和空调装置1的运转条件来选择保护变量。例如，也可以仅将压缩机温度作为保护变量，或者将压缩机温度以及排出温度这2个作为保护变量。在限定保护变量的情况下，也可以从空调装置1的结构中排除与不限定的变量对应的传感器。

空调装置1也可以不具备高压压力传感器15及低压压力传感器16等压力传感器。在该情况下，也可以采用根据冷凝温度计算的高压压力以及根据蒸发温度计算的低压压力分别作为保护变量。在计算高压压力的情况下，也可以不采用冷凝温度上限值作为保护变量。在计算低压压力的情况下，也可以不采用蒸发温度下限值作为保护变量。

能力控制部101以及保护控制部102不限于PI控制器，只要由至少包含积分器的动态控制器构成即可，例如也可以使用PID(比例·积分·微分)控制器或I(积分)控制器等。

在上述中，对位置型的PI控制器进行了说明，但也可以为速度型的PI控制器。

上述说明的实施方式1的变形例也能够同样地应用于后述的其他实施方式。

＜效果＞

根据本实施方式1，能够抑制周边环境的变化、构成制冷循环装置的设备的性能的偏差、以及制冷循环装置的时效变化等的影响，使室温、压缩机温度、排出温度、冷凝温度、蒸发温度、高压压力、低压压力以及电流中的任一个逐渐接近目标值。例如，在室温逐渐接近目标值的情况下，压缩机温度为压缩机温度上限值以下，排出温度为排出温度上限值以下，冷凝温度为冷凝温度上限值以下，蒸发温度为蒸发温度下限值以上，高压压力为高压压力上限值以下，低压压力为低压压力下限值以上。即，空调装置1保证所有的保护变量在制约内运转。在保护变量的1个逐渐接近保护目标值的情况下，保证其他的所有保护变量在制约内。

在保护变量逐渐接近保护目标值的情况下，虽然室温未必逐渐接近设定室温，但压缩机3以制约内的最大的转速进行动作，因此，空调装置1的能力被最大化，室温与设定室温的偏差被最小化。即，能够将构成空调装置1的设备的性能发挥到极限附近。在由于积分值的复位功能而使保护变量发生变化这样的状况下，由转速选择部103选择的控制转速自动立即且平滑地切换，能够实现能够进行构成空调装置1的设备的连续保护的空调系统。

能力目标值以及保护目标值也可以作为可变的值而从外部设定。例如，也可以以节能为目的，与使设定室温在预先确定的时刻变化的上位系统协作，将从上位系统输出的设定室温定义为能力目标值。另外，例如，在从上位系统有将电流限制为适时(适宜、在规定的适当的时间)确定的值以下的请求的情况下，通过将与该请求对应的电流值定义为保护目标值，能够实现与电力管制等对应的空调装置1的运转。或者，如果是设置有电力计的系统，则能够实现能够应对来自上位系统的将电力限制为预先确定的值以下的请求的空调系统。

＜实施方式2＞

图7是表示本实施方式2的控制装置2的结构的一例的框图。

如图7所示，本实施方式2的控制装置2的特征在于，保护控制部102具有与排出过热度对应的PI控制器，转速选择部103具有最大转速选择部106。其他结构及动作与实施方式1相同，因此在此省略详细的说明。

如图7所示，在本实施方式2中，作为保护变量包含排出过热度，作为保护目标值包含排出过热度下限值。其中，在实施方式1中说明的保护变量所包含的压缩机温度、排出温度、冷凝温度、蒸发温度、高压压力、低压压力以及电流在使压缩机3的转速增大时脱离制约，但排出过热度具有如下特征：在使压缩机3的转速减少时脱离制约。例如，排出温度在使压缩机3的转速增大时增大而向超过排出温度上限值的方向变化，但排出过热度在使压缩机3的转速减少时减少而向低于排出过热度下限值的方向变化。因此，压缩机3的转速优选大于与排出过热度对应的PI控制器计算出的保护转速。

本实施方式2的转速选择部103具有最大转速选择部106和最小转速选择部105。最大转速选择部106对由能力控制部101计算出的能力转速和由与排出过热度对应的PI控制器计算出的保护转速进行比较，将较大的一方的转速作为选择转速输出。最小转速选择部105对从最大转速选择部106输出的选择转速和由与排出过热度以外的保护变量对应的PI控制器计算出的保护转速进行比较，选择最小的转速作为控制转速。

根据以上内容，根据本实施方式2，以用于使排出过热度逐渐接近排出过热度下限值的转速以上的转速来控制压缩机3。因此，能够防止液体的制冷剂流入压缩机3，实现构成空调装置1的设备的长寿命化。

此外，在上述中，对采用排出过热度作为保护变量的情况进行了说明，但也可以采用排出过热度以外的变量作为保护变量。

输入到最大转速选择部106的保护转速也可以是多个。其中，与输入到最大转速选择部106的保护转速对应的保护变量具有如下特征：该保护变量的保护目标值对于在增大压缩机3的转速时增大的保护变量是该保护变量的下限值，对于在增大压缩机3的转速时减少的保护变量是该保护变量的上限值。

在空调装置1的运转时的温度条件或空调装置1的实际运转的过渡状态下，与排出过热度对应的保护转速有可能大于与排出过热度以外的保护变量对应的保护转速。对于排出过热度的制约，在脱离后立即产生问题的情况比较少，因此，在这样的情况下，需要通过将排出过热度设为排出过热度下限值以下，使其他保护变量优先处于制约内。为了实现这样的运转，在转速选择部103中，最小转速选择部105的运算在最大转速选择部106的运算之后进行。通过设为这样的结构，能够实现对保护变量附加了优先顺序的空调系统。

＜实施方式3＞

图8是表示本实施方式3的控制装置2的结构的一例的框图。

如图8所示，本实施方式3的控制装置2的特征在于，在制热运转时，将冷凝温度定义为当前能力值，将冷凝温度目标值定义为能力目标值，计算用于使冷凝温度逐渐接近冷凝温度目标值的压缩机3的转速。其他结构及动作与实施方式2相同，因此在此省略详细的说明。

冷凝温度也可以使用室内热交换器温度传感器13检测出的温度。另外，冷凝温度也可以使用通过根据高压压力传感器15检测出的压力求出饱和温度的计算式变换得到的温度。

冷凝温度目标值也可以使用预先确定的常数。另外，冷凝温度目标值也可以是根据室温和设定室温逐次计算的值，使用具有如下特征的变量：在室温低于设定室温时值变大，在室温大于设定室温时值变小。或者，也可以以节能为目的而与使冷凝温度目标值在各时刻变化的上位系统协作，将从上位系统输出的冷凝温度目标值定义为能力目标值。

根据以上内容，根据本实施方式3，能够减小由于对室温的检测值的干扰而受到的影响，实现急剧变化小的空调系统。另外，通过设为冷凝温度目标值不使用室温信息的结构，即使没有室温传感器14也能够控制空调装置1的能力。并且，通过设为根据高压压力传感器15检测出的压力求出冷凝温度的结构，即使没有室内机的信息，也能够利用仅有室外机的信息来控制空调装置1，因此，能够实现室外机不受通信等制约的影响而能够独立地进行控制的空调系统。

＜实施方式4＞

图9是表示本实施方式4的控制装置2的结构的一例的框图。

如图9所示，本实施方式4的控制装置2的特征在于，在制冷运转时，将蒸发温度定义为当前能力值，将蒸发温度目标值定义为能力目标值，计算用于使蒸发温度逐渐接近蒸发温度目标值的压缩机3的转速。其他结构及动作与实施方式2相同，因此在此省略详细的说明。

蒸发温度也可以使用室内热交换器温度传感器13检测出的温度。另外，蒸发温度也可以使用通过根据低压压力传感器16检测出的压力求出饱和温度的计算式变换得到的温度。

蒸发温度目标值也可以使用预先确定的常数。另外，蒸发温度目标值也可以是根据室温和设定室温逐次计算的值，使用具有如下特征的变量：在室温低于设定室温时值变大，在室温大于设定室温时值变小。或者，也可以以节能为目的而与使蒸发温度目标值在各时刻变化的上位系统协作，将从上位系统输出的蒸发温度目标值定义为能力目标值。

根据以上内容，根据本实施方式4，能够减小由于对室温的检测值的干扰而受到的影响，实现急剧变化小的空调系统。另外，通过设为蒸发温度目标值不使用室温信息的结构，即使没有室温传感器14也能够控制空调装置1的能力。并且，通过设为根据低压压力传感器16检测出的压力求出蒸发温度的结构，即使没有室内机的信息，也能够利用仅有室外机的信息来控制空调装置1，因此，能够实现室外机不受通信等制约的影响而能够独立地进行控制的空调系统。

＜实施方式5＞

图10是表示本发明的实施方式5的空调装置20的结构的一例的概略图。

如图10所示，空调装置20的特征在于是水空调系统。具体而言，空调装置20的特征在于，具备水制冷剂热交换器21以及水式室内热交换器22。其他结构及动作与实施方式2的空调装置1相同，因此在此省略详细的说明。

水制冷剂热交换器21与水式室内热交换器22通过配管连接，水在该配管内流动。水制冷剂热交换器21在制冷剂与水之间进行热交换，热交换后的水在配管中循环。另外，在水制冷剂热交换器21的出口设置有出口水温传感器32。出口水温传感器32测量水制冷剂热交换器21的出口水温。并且，在水制冷剂热交换器21设置有水制冷剂热交换器温度传感器31。水制冷剂热交换器温度传感器31测量水制冷剂热交换器21的温度。

图11是表示空调装置20所具备的控制装置2的结构的一例的框图。

如图11所示，在本实施方式5中，作为保护变量包含出口水温，作为制热时的保护目标值包含出口水温上限值，作为制冷时的保护目标值包含出口水温下限值。

根据以上内容，根据本实施方式5，在应要保护出口水温的状况下，作为保护变量包含出口水温，作为制热时的保护目标值包含出口水温上限值，作为制冷时的保护目标值包含出口水温下限值。而且，在制热时以使出口水温逐渐接近出口水温上限值的方式控制压缩机3的转速，在制冷时以用于使出口水温逐渐接近出口水温下限值的转速以下的转速控制压缩机3。因此，能够防止在制热时出口水温变得过高，防止在制冷时水的冻结。

另外，根据水空调系统，有时会在出口水温脱离了容许的范围时向压缩机3要求停止。对于这样的系统，通过将与出口水温对应的保护目标值设定在容许的范围内，能够防止对压缩机3的不必要的停止要求，实现水空调系统的高效率的运转。

＜实施方式6＞

图12是表示本实施方式6的控制装置2的结构的一例的框图。

如图12所示，本实施方式6的控制装置2的特征在于，在制热运转时，将冷凝温度定义为当前能力值，将冷凝温度目标值定义为能力目标值，计算用于使冷凝温度逐渐接近冷凝温度目标值的压缩机3的转速。其他结构及动作与实施方式5相同，因此在此省略详细的说明。

冷凝温度也可以使用水制冷剂热交换器温度传感器31检测出的温度。另外，冷凝温度也可以使用通过根据高压压力传感器15检测出的压力求出饱和温度的计算式变换得到的温度。

根据以上内容，根据本实施方式6，能够减小由于对室温的检测值的干扰而受到的影响，实现急剧变化小的水空调系统。另外，通过设为冷凝温度目标值不使用室温信息的结构，即使没有室温传感器14也能够控制空调装置1的能力。并且，通过设为根据高压压力传感器15检测出的压力求出冷凝温度的结构，即使没有室内机的信息，也能够利用仅有室外机的信息来控制空调装置20，因此，能够实现室外机不受通信等制约的影响而能够独立地进行控制的水空调系统。

＜实施方式7＞

图13是表示本实施方式7的控制装置2的结构的一例的框图。

如图13所示，本实施方式7的控制装置2的特征在于，在制冷运转时，将蒸发温度定义为当前能力值，将蒸发温度目标值定义为能力目标值，计算用于使蒸发温度逐渐接近蒸发温度目标值的压缩机3的转速。其他结构及动作与实施方式5相同，因此在此省略详细的说明。

蒸发温度也可以使用水制冷剂热交换器温度传感器31检测出的温度。另外，蒸发温度也可以使用通过根据低压压力传感器16检测出的压力求出饱和温度的计算式变换得到的温度。

根据以上内容，根据本实施方式7，能够减小由于对室温的检测值的干扰而受到的影响，实现急剧变化小的水空调系统。另外，通过设为蒸发温度目标值不使用室温信息的结构，即使没有室温传感器14也能够控制空调装置1的能力。并且，通过设为根据低压压力传感器16检测出的压力求出蒸发温度的结构，即使没有室内机的信息，也能够利用仅有室外机的信息来控制空调装置20，因此，能够实现室外机不受通信等制约的影响而能够独立地进行控制的水空调系统。

＜实施方式8＞

图14是表示本实施方式8的控制装置2的结构的一例的框图。

如图14所示，本实施方式8的控制装置2的特征在于，将出口水温定义为当前能力值，将出口水温目标值定义为能力目标值，计算用于使出口水温逐渐接近出口水温目标值的压缩机3的转速。其他结构及动作与实施方式5相同，因此在此省略详细的说明。

出口水温也可以使用出口水温传感器32检测出的温度。

出口水温目标值也可以使用预先确定的常数。该常数也可以由用户设定。另外，出口水温目标值也可以是根据室温和设定室温逐次计算的值，使用具有如下特征的变量：在室温低于设定室温时值变大，在室温大于设定室温时值变小。或者，也可以以节能为目的而与使出口水温目标值在各时刻变化的上位系统协作，将从上位系统输出的出口水温目标值定义为能力目标值。

根据以上内容，根据本实施方式8，能够减小由于对室温的检测值的干扰而受到的影响，实现急剧变化小的水空调系统。

<实施方式9>

在实施方式1～8中的能力控制部101以及保护控制部102所具有的PI控制器或PID控制器中，积分值的复位功能也可以通过基于不连续的处理的方法来执行。该方法例如通过下述的式(2)来实现。

[数式2]

output(k)＝Kp×input1(k)+I(k)…(2)

在此，I是积分器115所保持的积分值。积分值的复位方法也可以在各控制器中不同。

在实施方式1中说明的基于连续的处理的积分值的复位的方法是在控制周期足够小时有效的方法。因此，在控制周期小的情况下可以执行连续的处理，在控制周期大的情况下可以执行不连续的处理。例如，在控制周期小于积分时间Ti＝Kp/Ki的情况下可以执行连续的处理，在控制周期为积分时间以上的情况下可以执行不连续的处理。

此外，基于不连续的处理的积分值的复位功能的实现方法不限于上述方法。只要将控制器的输出与上下限限制器104的输出进行比较，在值不同时执行与通常的积分动作不同的处理，则其实现方法不限。

根据以上内容，根据本实施方式9，即使在各控制器中控制周期不同的情况下，各控制器也具有适当的积分值的复位功能。结果，在保护变量根据空调装置1、20的运转状况的变化而切换时，生成输入到转速选择部103的保护转速的控制器立即切换，能够在不脱离制约的情况下稳定地继续空调装置1、20的运转。

此外，本发明能够在其发明的范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当进行变形、省略。

虽然详细地说明了本发明，但上述的说明在所有的方式中都是例示，本发明并不限定于此。应理解为在不脱离本发明的范围的情况下能够想到未例示的无数的变形例。

附图标记说明

1空调装置、2控制装置、3压缩机、4四通阀、5室外热交换器、6电动膨胀阀、7室内热交换器、10压缩机温度传感器、11排出温度传感器、12室外热交换器温度传感器、13室内热交换器温度传感器、14室温传感器、15高压压力传感器、16低压压力传感器、17电流传感器、20空调装置、21水制冷剂热交换器、22水式室内热交换器、31水制冷剂热交换器温度传感器、32出口水温传感器、101能力控制部、102保护控制部、103转速选择部、104上下限限制器、105最小转速选择部、106最大转速选择部、111PI控制器、112比例增益、113积分增益、114常数、115积分器。

Claims

1.一种制冷循环装置(1)，具备：

转速可变的压缩机(3)；以及

控制装置(2)，其计算对所述压缩机(3)的转速进行操作的所述压缩机(3)的转速指令，

所述制冷循环装置的特征在于，

所述控制装置(2)具备：

能力控制部(101)，其为了使当前能力值成为适时确定的能力目标值而计算所述压缩机(3)的转速作为能力转速，所述当前能力值表示所述制冷循环装置(1)的当前的能力；

保护控制部(102)，其为了使保护变量成为适时确定的保护目标值而计算所述压缩机(3)的转速作为保护转速，所述保护变量是与包含所述制冷循环装置(1)上的保护的限制项目相关的变量；以及

转速选择部(103)，其选择所述能力控制部(101)计算出的所述能力转速和所述保护控制部(102)计算出的所述保护转速中的任一个作为所述压缩机(3)的转速指令，

计算所述压缩机(3)的转速指令，以使所述当前能力值接近所述能力目标值和所述保护变量接近所述保护目标值中的至少任一方成立。

2.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述保护控制部(102)是至少包含积分器的动态控制器。

3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述当前能力值是室温，所述能力目标值是设定室温。

4.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述制冷循环装置(1)进行制冷运转时，

所述当前能力值是蒸发温度，所述能力目标值是适时确定的蒸发温度目标值。

5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述制冷循环装置(1)进行制热运转时，

所述当前能力值是冷凝温度，所述能力目标值是适时确定的冷凝温度目标值。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述保护变量是排出过热度、压缩机温度、排出温度、冷凝温度、蒸发温度、高压压力、低压压力以及电流中的至少1个。

7.根据权利要求6所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述保护变量有多个的情况下，

所述保护控制部(102)计算针对各所述保护变量的所述保护转速。

8.根据权利要求6或7所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述保护变量不包含所述排出过热度的情况下，

所述转速选择部(103)选择所述能力转速和所述保护转速中的最小值作为所述压缩机(3)的转速指令。

9.根据权利要求6或7所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述保护变量包含所述排出过热度的情况下，

所述转速选择部(103)选择所述能力转速和与所述排出过热度对应的所述保护转速中的较大的一方的转速作为选择转速，选择所述选择转速和与所述排出过热度以外的所述保护变量对应的所述保护转速中的最小的转速作为所述控制转速。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述能力控制部(101)以及所述保护控制部(102)是PI控制器。

11.根据权利要求10所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述PI控制器在控制周期为积分时间以上的情况下进行基于不连续的方法的积分复位，在控制周期小于积分时间的情况下进行基于连续的方法的积分复位。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述能力目标值和所述保护目标值中的至少1个能够从所述制冷循环装置(1)的外部设定。