JP2004198088A - Gas heat pump system - Google Patents

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JP2004198088A JP2002370698A JP2002370698A JP2004198088A JP 2004198088 A JP2004198088 A JP 2004198088A JP 2002370698 A JP2002370698 A JP 2002370698A JP 2002370698 A JP2002370698 A JP 2002370698A JP 2004198088 A JP2004198088 A JP 2004198088A
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pressure
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Hiroaki Sekiguchi
洋明 関口
Minoru Okano
実 岡野
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Marelli Corp
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Calsonic Compressor Manufacturing Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To safely stop operation of a system even when there is an abnormal high pressure in a compressor interior, and a high pressure pressure sensor does not operate normally. <P>SOLUTION: The system is composed so that the high pressure pressure sensor 22 detecting a pressure of a discharged medium is provided in a midway part of a discharge piping 18 connecting a compressor 12 and a condenser 13, a relief valve 40 with a working pressure higher than a set pressure of the high pressure pressure sensor 22 is attached to a second discharge port 12b of the compressor 12, and a high pressure refrigerant passage 24 connected to the relief valve 40 is connected to an accumulator 16. When the relief valve 40 is operated, its mechanical movement is converted into an electric signal and outputted to an air conditioner CPU, and an electromagnetic clutch 12-2 is turned off to stop operation of the system. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内空調システムとして利用されるガスヒートポンプシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のガスヒートポンプシステムの構成例としては、例えば下記の特許文献1に開示されたものが知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−198220号公報
【0004】
特許文献1のシステムは、サブエンジンで駆動されるコンプレッサ,コンデンサ,レシーバ,スーパークーラ,膨張弁,エバポレータ,アキュームレータからなる冷凍サイクルが配管で連結され、それぞれ以下のように機能する。
【0005】
コンプレッサはサブエンジンで駆動され、冷凍サイクル内を流れる冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒を吐出する。コンデンサはコンプレッサから流入した高温高圧の冷媒を外気と熱交換して凝縮する。レシーバはコンデンサから流入した冷媒を貯留し、液冷媒のみをスーパークーラに流入させる。スーパークーラはレシーバから流入した高圧の液冷媒を過冷却する。膨張弁はスーパークーラから流入した高圧の液冷媒を減圧し、低温低圧の霧状の冷媒にする。エバポレータは膨張弁から流入した低温低圧の冷媒を外気と熱交換して外気を冷却し、冷媒をガス状の冷媒とする。アキュームレータはエバポレータからのガス状の冷媒を気液二層に分離する。
【0006】
このようにしてコンプレッサから吐出された高温高圧の冷媒は、コンデンサとスーパークーラで放熱し、膨張弁で減圧した後にエバポレータで吸熱し、アキュームレータを経由してコンプレッサに戻るというサイクルを繰り返す。
【0007】
ところで、このようなシステムにおいては、コンプレッサ内部の冷媒が異常高圧になった場合に備えて、通常コンプレッサの吐出側に温度センサや高圧圧力センサが設置されている。そして、圧縮冷媒の異常高圧が高圧圧力センサで検出されると、システムの運転を強制的に停止させるように構成されている。
【0008】
ところが、システムを長時間運転させた場合には、高圧圧力センサが常に正常に作動するとは限らず、コンプレッサ内部の異常高圧を検出できないことがある。その原因としては以下のようなことが考えられる。
【0009】
一般に、このようなシステムにおいては、配管の溶接時に発生した銅の切屑やロウあるいはコンプレッサ運転時のベーン摩耗で発生したアルミ粉などの異物が冷媒に混じってシステムの配管内を循環している。一方、高圧圧力センサの手前には、配管の内径よりも小さな内径を有するキャピラリチューブが配設されている。その理由は、コンプレッサから吐出された冷媒の圧力脈動が配管から高圧圧力センサへと直接伝わることによる高圧圧力センサの誤動作や故障を防ぐとともに、キャピラリチューブの絞りにより冷媒の圧力を平均的に高圧圧力センサに伝達させ、この冷媒の平均圧力が異常高圧となったことを検出できるようにするためである。このように高圧圧力センサの手前に内径の小さなキャピラリチューブが配設されていることから、配管内を循環している異物がキャピラリチューブの内部に詰まり易い。この異物はキャピラリチューブをシステムから取り外さない限り除去することはできず、異物が詰まったままの状態でシステムの運転が続けられると、キャピラリチューブから高圧圧力センサに到達する冷媒の圧力が正常な値とはならず、コンプレッサから吐出された冷媒の異常高圧を検出できない。加えて、高圧圧力センサは温度センサと比較すると正常に作動する可能性が低いことも要因である。
【0010】
一方、このような不具合を解消するために、コンプレッサの吐出側にコンプレッサ内の異常高圧時に開くリリーフバルブを追加する構成も考えられるが、この場合、コンプレッサ内部の冷媒をリリーフバルブから大気へと放出することになり、環境問題の観点からすると好ましくない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コンプレッサ内部の異常高圧が発生し、高圧圧力センサが正常に作動しない場合であってもシステムの運転を安全に停止させることができるとともに、高圧圧力センサが正常に作動しない原因を確実に究明できる信頼性の高いガスヒートポンプシステムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るガスヒートポンプシステムは、ガスエンジンにより駆動され、冷媒を吸入、圧縮、吐出するコンプレッサと、コンプレッサから吐出された高温高圧の冷媒を外気と熱交換して凝縮させ液化させるコンデンサと、コンデンサにて液化された冷媒を減圧するエキスパンションバルブと、エキスパンションバルブで減圧された液冷媒を外気と熱交換させるエバポレータと、エバポレータからの冷媒を気液二層に分離し、液冷媒を貯留して気冷媒のみをコンプレッサへ送出するアキュームレータと、コンプレッサとコンデンサとの間に設けられ、コンプレッサから吐出された冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、コンプレッサから吐出する冷媒の圧力が所定の圧力を超過したときに、冷媒をアキュームレータに開放送出する冷媒開放手段と、を具備することを特徴とする。
【0013】
本発明のガスヒートポンプシステムにおいて、冷媒開放手段は、コンプレッサに設けられてコンプレッサから吐出する冷媒の所定圧力超過時にのみ開くリリーフバルブと、リリーフバルブとアキュームレータとを連結する高圧冷媒通路と、を備えることを特徴とする。
【0014】
このガスヒートポンプシステムにおいて、冷媒開放手段は、高圧冷媒通路内に冷媒が通過した場合に、システムの運転を停止させるシステム停止手段をさらに備えることが好ましい。
【0015】
システム停止手段の構成例としては各種考えられるが、例えばリリーフバルブの作動状態を検出するバルブ作動検出手段を設け、このバルブ作動検出手段が検出したリリーフバルブの作動を電気信号に変換し、変換した電気信号をシステムのCPUに出力する構成が考えられる。
【0016】
また、システム停止手段の他の構成例として、高圧冷媒通路内の温度変化を検出する冷媒温度検出手段を設け、この冷媒温度検出手段が検出した冷媒の温度変化を電気信号に変換し、変換した電気信号をシステムのCPUに出力する構成も考えられる。
【0017】
なお、冷媒圧力検出手段への通路を開閉する手動弁を備え、冷媒圧力手段がシステムから着脱可能に構成されていると良い。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態におけるガスヒートポンプシステムの全体構成を示す概略図である。
【0020】
本実施形態のガスヒートポンプシステムは室外機と室内機とから構成されており、室外機はガスエンジン11と、コンプレッサ12と、コンデンサ13と、エキスパンションバルブ14と、アキュームレータ16とを備え、室内機はエバポレータ15を備えて大略構成されている。
【0021】
コンプレッサ12は冷媒を吸入、圧縮、吐出する機能を有するもので、本体内部に冷媒圧縮機構(図示略)を有し、本体外部から冷媒を吸入する吸入ポート12cと、本体外部へと冷媒を吐出する第1吐出ポート12aと第2吐出ポート12bの2つの吐出ポートを有している。コンプレッサ12はガスエンジン11で駆動され、吸入ポート12cから吸入した冷媒を冷媒圧縮機構で圧縮し、圧縮した高温高圧の冷媒を第1吐出ポート12aから吐出する。
【0022】
コンデンサ13は冷媒を凝縮させる機能を有するもので、コンプレッサ12の吐出側に配設され、コンデンサ13とコンプレッサ12の第1吐出ポート12aとが四方弁17を介して吐出配管18で連結されている。コンデンサ13はコンプレッサ12から吐出された高温高圧の冷媒を外気と熱交換して凝縮させ液化させる。
【0023】
エキスパンションバルブ14は冷媒を減圧させる機能を有するもので、コンデンサ13の後段に配管20で連結されている。エキスパンションバルブ14はコンデンサ13にて液化された高圧の冷媒を微小なノズル孔を通して噴射して減圧させる。
【0024】
エバポレータ15は液冷媒を蒸発させる機能を有するもので、エキスパンションバルブ14の後段に配管20で連結されている。またエバポレータ15はコンプレッサ12の吸入側に配設され、エバポレータ15とコンプレッサ12の吸入ポート12cとが四方弁17を介して吸入配管19で連結されている。エバポレータ15はエキスパンションバルブ14で減圧された低温低圧の液冷媒を外気と熱交換して蒸発させ外気を冷却する。
【0025】
アキュームレータ16は冷媒を分離させる機能を有するもので、コンプレッサ12の吸入ポート12cと四方弁17とを連結する吸入配管19の途中に配設されている。アキュームレータ16はエバポレータ15からの冷媒を気液二層に分離し、液冷媒を貯留して気冷媒のみをコンプレッサ12へと送出する。
【0026】
なお、図1ではこのシステムの冷房時における冷媒の流れに従って説明しているが、四方弁17を切り替えて冷媒の流れを逆転させ、室内機のエバポレータ15をコンデンサとして機能させることにより、冷媒が液化するときに発生する熱で室内を暖房することが可能となる。
【0027】
コンプレッサ12と四方弁17とを連結する吐出配管18の途中には、温度センサ21が設置されている。この温度センサ21は、コンプレッサ12から吐出された冷媒の温度を検出し、異常高温となった冷媒が後段のコンデンサ13に流出して熱交換効率が低下しないように監視するためのものである。
【0028】
コンプレッサ12とアキュームレータ16とを連結する吸入配管19の途中には、圧力センサ23が設置されている。この圧力センサ23は、コンプレッサ12に吸入される冷媒の圧力を検出し、異常高圧となった冷媒がコンプレッサ12に流入して圧縮比率が低下しないように監視するためのものである。
【0029】
また、このシステムは、コンプレッサ12から吐出される冷媒の圧力が異常高圧になった場合を考慮して、コンプレッサ12から吐出された冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、この冷媒圧力検出手段が正常に作動しない場合に異常高圧となった冷媒を開放する冷媒開放手段とを備えていることが特徴である。
【0030】
始めに、冷媒圧力検出手段の詳細について図2を参照しながら説明する。図2は高圧圧力センサ近傍の構成を示すもので、図1におけるA部付近を拡大した断面図である。
【0031】
冷媒圧力検出手段は、本実施形態では高圧圧力センサ22で構成され、高圧圧力センサ22は、コンプレッサ12の第1吐出ポート12aと四方弁17とを連結する吐出配管18の途中に配設されている。
【0032】
高圧圧力センサ22付近を拡大すると、吐出配管18は後段のコンデンサ13に連通する主流路18−1と、これと分岐する副流路18−2とから構成されている。副流路18−2の先端には、キャピラリチューブ18−3を介して高圧圧力センサ22が接続されており、高圧圧力センサ22とキャピラリチューブ18−3は副流路18−2に対して着脱可能に構成されている。なお、キャピラリチューブ18−3は、コンプレッサ12から吐出された冷媒の圧力脈動が副流路18−2から高圧圧力センサ22へ直接伝達することを防ぎ、冷媒の圧力を平均化して伝達し、高圧圧力センサ22が冷媒の異常高圧を正常に検出できるようにする役割を果たしている。
【0033】
副流路18−2には冷媒の流れに沿って手前から、手動弁31と真空引きを行なうためのチャージバルブ32が設けられている。手動弁31は主流路18−1から副流路18−2へと冷媒を供給または遮断することができる。
【0034】
手動弁31を閉じると主流路18−1と副流路18−2との通路が遮断され、システム配管内の冷媒が高圧圧力センサ22に供給されない。手動弁31を開くと主流路18−1と副流路18−2との通路が連通し、システム配管内の冷媒がキャピラリチューブ18−3を経由して高圧圧力センサ22に供給される。
【0035】
なお、後述する真空引きを行なうときには、チャージバルブ32にチャージホースが接続され、チャージホースに真空ポンプ(図示略)が連結される。
【0036】
次に、冷媒開放手段の詳細について図3と図4を参照しながら説明する。図3はコンプレッサの構成を示す拡大平面図、図4はリリーフバルブの構成を示す拡大断面図である。
【0037】
図3に示すように、コンプレッサ12の吐出側には第1吐出ポート12aと第2吐出ポート12bの2つの吐出ポートが設けられている。
【0038】
第1吐出ポート12aは、上述したように、コンデンサ13に連結される吐出配管18と接続されている。
【0039】
第2吐出ポート12bには、高圧圧力センサ22が作動せず、コンプレッサ12から吐出される冷媒の圧力が所定の圧力を超過したときにのみ開くように、高圧圧力センサ22の設定圧力よりも高く作動圧力が設定されたリリーフバルブ40が装着されている。またリリーフバルブ40を介して第2吐出ポート12bに接続された配管は、アキュームレータ16に連結されて高圧冷媒通路24を構成している。
【0040】
ここで、高圧冷媒通路24がアキュームレータ16に連結されているのは、以下の理由による。
【0041】
異常高圧となった冷媒の流れを生み出すためにその連結先は低圧側である必要がある。低圧側のなかでも特に吸入配管19よりも容量の大きなアキュームレータ16に開放すれば高圧冷媒の圧力を低下させてコンプレッサ12に吸入させることができる。また仮に低圧側の吸入配管19に直接連結したとすると、まだコンプレッサ12が運転中であることから、高圧冷媒通路24を経由した冷媒が高圧のままコンプレッサ12内に吸入されてしまい、吐出される冷媒の異常高圧を増長することになるため好ましくない。
【0042】
このような理由からリリーフバルブ40は高圧冷媒通路24を介してアキュームレータ16に連結されており、リリーフバルブ40が作動してコンプレッサ12の第2吐出ポート12bが開となっても、コンプレッサ12内部の高圧冷媒は大気へと放出されることなく高圧冷媒通路24を経由してアキュームレータ16へと戻る。よって、冷媒をシステムの配管内にとどめておくことが可能となり、再運転の際に改めて冷媒をチャージする必要はない。
【0043】
さらに詳説すると、本実施形態のリリーフバルブ40は、図4に示すように、バルブの機械的動作を検出し、これを電気信号に変換してシステムのCPU(図示略)に出力できるような構造が採用されている。
【0044】
リリーフバルブ40は、絶縁体からなる円筒状のバルブケース41の底面に、導電体からなる第1バルブプレート42と第2バルブプレート43が着座され、両バルブプレート42,43の間にはシール部材44としてのパッキンが介挿されている。
【0045】
第1バルブプレート42は第2吐出ポート12bに連通する連通孔42aを有し、連通孔42aの周囲にリング状の凸部42bが突設されている。
【0046】
第2バルブプレート43は凸部42bに嵌合するリング状の凹部43bを有し、圧縮バネ45のバネ力で下方に付勢されている。第1バルブプレート42と第2バルブプレート43にはそれぞれリード線46,46が接続され、リード線46,46はエアコンCPUと電気的に接続されている。
【0047】
このように構成されたリリーフバルブ40によれば、コンプレッサ12内の冷媒が所定圧力の時には、図4(a)に示すように、圧縮バネ45のバネ力で付勢され、第1バルブプレート42の凸部42bと第2バルブプレート43の凹部43bとが接触し、バルブが閉の状態となる。このため、リード線46,46が通電し、エアコンCPUに電力が供給されてシステムの運転が継続される。
【0048】
一方、コンプレッサ12内の冷媒が異常高圧の時には、図4(b)に示すように、第2バルブプレート43が高圧冷媒の圧力によって圧縮バネ45のバネ力に抗して持ち上げられ、第1バルブプレート42の凸部42bと第2バルブプレート43の凹部43bとが非接触となり、バルブが開の状態となる。このため、リード線46,46の通電が断たれ、エアコンCPUには電力が供給されず、電磁クラッチ12−2がOFFになり、システムの運転が強制的に停止される。
【0049】
次に、本実施形態におけるガスヒートポンプシステムの動作について、図5に示した異常高圧発生から再運転までのフローチャート図を参照しながら詳細に説明する。
【0050】
コンプレッサケース12−1内に異常高圧が発生(ステップ501)したとすると、通常であれば、第1吐出ポート12aから吐出された高圧冷媒が、吐出配管18を経由し、副流路18−2,キャピラリチューブ18−3を順次通過して高圧圧力センサ22へと到達し、該高圧圧力センサ22が作動する(ステップ502でYES)。
【0051】
高圧圧力センサ22が作動すると作業者に対してシステムのエラーメッセージが表示される(ステップ515)。その表示内容としては、例えば“高圧異常”のようにシステムを停止させる原因を表示する。一方、高圧圧力センサ22が作動すると電磁クラッチ12−2がOFFになり(ステップ516)、ガスエンジン11からコンプレッサ12への動力の伝達が遮断され、コンプレッサ12の運転が止まり、システムが停止する(ステップ517)。
【0052】
一方、何らかの要因、例えばキャピラリチューブ18−3の詰まりや高圧圧力センサ22の故障により高圧圧力センサ22が作動しない異常事態の場合(ステップ502でNO)、図4で説明した要領でリリーフバルブ40が作動する(ステップ503)。
【0053】
リリーフバルブ40が作動すると作業者に対してシステムのエラーメッセージが表示される(ステップ504)。その表示内容としては、例えば“高圧異常”のようにシステムを停止させる原因を表示する。なお、ここでのエラーメッセージは、ステップ515におけるエラーメッセージの場合とはシステム停止の直接的原因が異なるため、例えば“高圧異常(リリーフバルブ作動)”のように、システム停止の原因が高圧圧力センサ22の作動しない異常事態であることを表示して区別すると良い。
【0054】
一方、リリーフバルブ40が作動すると、第1バルブプレート42の凸部42bと第2バルブプレート43の凹部43bとが非接触となり、リード線46,46の通電が断たれる(ステップ505)。すると、エアコンCPUに電力が供給されなくなり、電磁クラッチ12−2がOFFになる(ステップ506)。
【0055】
電磁クラッチ12−2がOFFになると、ガスエンジン11からコンプレッサ12への動力の伝達が遮断され、コンプレッサ12の運転が止まり、システムが停止する(ステップ507)。
【0056】
ステップ504またはステップ515の結果、作業者は、エラーメッセージの表示内容を見ることでシステムが停止した理由を確認できるとともに、停止したシステムを以下の手順に従って復旧させることができる。
【0057】
まず、高圧圧力センサ22の手前に設けられた手動弁31を閉じて(ステップ508)、吐出配管18の主流路18−1と副流路18−2との連通を遮断し、システム配管内部の冷媒が外部へと漏れないようにする。
【0058】
次に、システム停止の原因となっている高圧圧力センサ22を取り外し(ステップ509)、替わりに新品の高圧圧力センサ22を取り付ける(ステップ510)。高圧圧力センサ22を取り付けた後、チャージバルブ32にチャージホースを接続し、チャージホースに連結した真空ポンプを使用してシステム配管内部の真空引きを行なう(ステップ511)。
【0059】
そして、閉じていた手動弁31を開き(ステップ512)、遮断されていた主流路18−1と副流路18−2との連通を復帰させると、副流路18−2からキャピラリチューブ18−3を経由して高圧圧力センサ22へと流れる冷媒の流路が確保される。
【0060】
最後に、リセットボタンを押してシステムのエラーメッセージを解除する(ステップ513)ことによって、システムの再運転が可能になる(ステップ514)。
【0061】
このように、配管からシステム外部への冷媒の漏洩を防ぎつつ、問題となっている高圧圧力センサ22をシステムから取り外すことができることから、取り外した高圧圧力センサ22とキャピラリチューブ18−3とを精密に検査することが可能となる。よって、高圧圧力センサ22が正常に作動せずにリリーフバルブ40が作動してシステムが停止した原因が、高圧圧力センサ22の故障によるものなのか、あるいは故障ではなくキャピラリチューブ18−3内の異物の詰まりによるものなのかを確実に究明することができる。その際、作業者はエラーメッセージの表示内容を見ることで、システム停止の直接的原因が高圧圧力センサ22の作動なのかリリーフバルブ40の作動なのかを確認できるため、システム復旧までの作業時間の短縮化を図ることができる。
【0062】
[第2の実施形態]
高圧冷媒通路24に冷媒が通過した場合にシステムの運転を停止させるシステム停止手段の構成例としては各種考えられるが、例えば図6に示すような構成を採用することもできる。図6はコンプレッサの他の構成例を示す拡大平面図である。なお、本実施形態におけるガスヒートポンプシステムの基本的な構成については第1の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【0063】
第1の実施形態と同様に、コンプレッサ12の吐出側に設けられた第2吐出ポート12bにはリリーフバルブ40が装着されており、リリーフバルブ40を介して第2吐出ポート12bに接続された配管は、アキュームレータ16に連結されて高圧冷媒通路24を構成している。
【0064】
本実施形態では、リリーフバルブ40の直後で配管の外部に温度センサ50を装着する構造を採用している。この温度センサ50は、リリーフバルブ40が作動する異常事態に、コンプレッサ12の運転を停止させるシステム停止手段として機能する温度検出方法の一例である。
【0065】
温度センサ50は配管に接触して高圧冷媒通路24内部の温度を検出する。リリーフバルブ40が作動してコンプレッサ12内部の高圧冷媒が吐出されると、高圧冷媒通路24内に高圧冷媒が通過する。このとき、高圧冷媒通路24内部の温度は高圧冷媒の温度により通常の雰囲気温度から上昇して高温となる。温度センサ50はこの温度変化を検出すると電気信号に変換し、変換した電気信号がリード線51を介してシステムを制御するエアコンCPU(図示略)に出力されるようになっている。
【0066】
よって、エアコンCPUがこの電気信号を入力した場合に、ガスエンジン11の駆動を伝達する電磁クラッチ12−2をOFFにする制御回路を備えれば、リリーフバルブ40が作動する異常事態が発生した場合にコンプレッサ12が止まり、即座にシステムの運転を停止させることができる。
【0067】
なお、温度センサには接触式と非接触式とがあるが、ここでは配管と接触して通路内の温度を測定することから接触式温度センサを使用するものとし、例えばサーミスタ,熱電対,白金測温抵抗体などが利用できる。また、このような冷媒の温度検出によるシステム停止手段としては、温度センサに替えてサーマルプロテクタを利用しても良い。
【0068】
次に、第2の実施形態におけるガスヒートポンプシステムの動作について、図7に示した異常高圧発生から再運転までのフローチャート図を参照しながら詳細に説明する。
【0069】
コンプレッサケース12−1内に異常高圧が発生(ステップ701)したとすると、通常であれば、第1吐出ポート12aから吐出された高圧冷媒が、吐出配管18を経由し、副流路18−2,キャピラリチューブ18−3を順次通過して高圧圧力センサ22へと到達し、該高圧圧力センサ22が作動する(ステップ702でYES)。
【0070】
高圧圧力センサ22が作動すると作業者に対してシステムのエラーメッセージが表示される(ステップ715)。その表示内容としては、例えば“高圧異常”のようにシステムを停止させる原因を表示する。一方、高圧圧力センサ22が作動すると電磁クラッチ12−2がOFFになり(ステップ716)、ガスエンジン11からコンプレッサ12への動力の伝達が遮断され、コンプレッサ12の運転が止まり、システムが停止する(ステップ717)。
【0071】
一方、何らかの要因、例えばキャピラリチューブ18−3の詰まりや高圧圧力センサ22の故障により高圧圧力センサ22が作動しない異常事態の場合(ステップ702でNO)、図4で説明した要領でリリーフバルブ40が作動する(ステップ703)。
【0072】
リリーフバルブ40が作動すると作業者に対してシステムのエラーメッセージが表示される(ステップ704)。その表示内容としては、例えば“高圧異常”のようにシステムを停止させる原因を表示する。なお、ここでのエラーメッセージは、ステップ715におけるエラーメッセージの場合とはシステム停止の直接的原因が異なるため、例えば“高圧異常(リリーフバルブ作動)”のように、システム停止の原因が高圧圧力センサ22の作動しない異常事態であることを表示して区別すると良い。
【0073】
一方、リリーフバルブ40が作動したとき、コンプレッサ12内の圧力とアキュームレータ16内の圧力とを比較すると、コンプレッサ12内の圧力の方が高い圧力差が生じている。このため、コンプレッサ12内の冷媒は、高圧冷媒通路24を経由して低圧側のアキュームレータ16へと流れ込む。このとき、高温高圧の冷媒が高圧冷媒通路24内を通過することから、図6で説明した要領でリリーフバルブ40直後の温度センサ50が作動し(ステップ705)、電磁クラッチ12−2がOFFになる(ステップ706)。
【0074】
電磁クラッチ12−2がOFFになると、ガスエンジン11からコンプレッサ12への動力の伝達が遮断され、コンプレッサ12の運転が止まり、システムが停止する(ステップ707)。
【0075】
ステップ704またはステップ715の結果、作業者は、エラーメッセージの表示内容を見ることでシステムが停止した理由を確認できるとともに、停止したシステムを以下の手順に従って復旧させることができる。
【0076】
まず、高圧圧力センサ22の手前に設けられた手動弁31を閉じて(ステップ708)、吐出配管18の主流路18−1と副流路18−2との連通を遮断し、システム配管内部の冷媒が外部へと漏れないようにする。
【0077】
次に、システム停止の原因となっている高圧圧力センサ22を取り外し(ステップ709)、替わりに新品の高圧圧力センサ22を取り付ける(ステップ710)。高圧圧力センサ22を取り付けた後、チャージバルブ32にチャージホースを接続し、チャージホースに連結した真空ポンプを使用してシステム配管内部の真空引きを行なう(ステップ711)。
【0078】
そして、閉じていた手動弁31を開き(ステップ712)、遮断されていた主流路18−1と副流路18−2との連通を復帰させると、副流路18−2からキャピラリチューブ18−3を経由して高圧圧力センサ22へと流れる冷媒の流路が確保される。
【0079】
最後に、リセットボタンを押してシステムのエラーメッセージを解除する(ステップ713)ことによって、システムの再運転が可能になる(ステップ714)。
【0080】
このように、本実施形態においても異常高圧が発生するとシステムの運転が停止し、停止したシステムを再運転することもできるため、上述した第1の実施形態と同様な効果を有する。
【0081】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るガスヒートポンプシステムによれば以下のような効果を奏する。
【0082】
(1)高圧圧力センサの故障やキャピラリチューブの詰まりが原因で、高圧圧力センサが正常に作動しない場合であっても、リリーフバルブが作動してシステムの運転を安全に停止させることができる。
【0083】
(2)リリーフバルブが作動してコンプレッサ内部の高圧冷媒は、大気へと放出されることなくアキュームレータへと戻るため、冷媒をシステムの配管内にとどめておくことが可能となり、再運転の際に改めて冷媒をチャージする必要がなくなる。
【0084】
(3)取り外した高圧圧力センサとキャピラリチューブとを精密に検査することが可能となるため、高圧圧力センサが正常に作動せずにシステムが停止した原因を確実に究明することができる。その際、作業者はエラーメッセージの表示内容を見ることで、システム停止の直接的原因を確認できるため、システム復旧までの作業時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態におけるガスヒートポンプシステムの全体構成を示す概略図。
【図2】第1の実施形態における高圧圧力センサ近傍の構成を示す拡大断面図。
【図3】第1の実施形態におけるコンプレッサの構成を示す拡大平面図。
【図4】第1の実施形態におけるリリーフバルブの構成を示す拡大断面図。
【図5】第1の実施形態における動作を説明するフローチャート図。
【図6】第2の実施形態におけるコンプレッサの構成例を示す拡大平面図。
【図7】第2の実施形態における動作を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
11 ガスエンジン
12 コンプレッサ
12−1 コンプレッサケース
12−2 電磁クラッチ
12a 第1吐出ポート
12b 第2吐出ポート
12c 吸入ポート
13 コンデンサ
14 エキスパンションバルブ
15 エバポレータ
16 アキュームレータ
17 四方弁
18 吐出配管
18−1 主流路
18−2 副流路
18−3 キャピラリチューブ
19 吸入配管
20 配管
21 温度センサ
22 高圧圧力センサ
23 圧力センサ
24 高圧冷媒通路
31 手動弁
32 チャージバルブ
40 リリーフバルブ
41 バルブケース
42 第1バルブプレート
42a 連通孔
42b 凸部
43 第2バルブプレート
43b 凹部
44 シール部材
45 圧縮バネ
46 リード線
50 温度センサ
51 リード線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas heat pump system used as an indoor air conditioning system.
[0002]
[Prior art]
As a configuration example of a conventional gas heat pump system, for example, a configuration disclosed in Patent Document 1 below is known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-198220
[0004]
In the system of Patent Document 1, a refrigeration cycle including a compressor, a condenser, a receiver, a supercooler, an expansion valve, an evaporator, and an accumulator driven by a sub-engine is connected by piping, and each functions as follows.
[0005]
The compressor is driven by the sub-engine and compresses the refrigerant flowing in the refrigeration cycle to discharge high-temperature and high-pressure refrigerant. The condenser condenses the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing from the compressor by exchanging heat with the outside air. The receiver stores the refrigerant flowing from the condenser, and allows only the liquid refrigerant to flow into the super cooler. The supercooler supercools the high-pressure liquid refrigerant flowing from the receiver. The expansion valve decompresses the high-pressure liquid refrigerant that has flowed in from the supercooler, and converts it into a low-temperature, low-pressure mist-like refrigerant. The evaporator exchanges heat between the low-temperature and low-pressure refrigerant flowing from the expansion valve and the outside air to cool the outside air, and turns the refrigerant into a gaseous refrigerant. The accumulator separates the gaseous refrigerant from the evaporator into two gas-liquid layers.
[0006]
The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor in this way repeats a cycle of radiating heat by the condenser and the super cooler, reducing the pressure by the expansion valve, absorbing heat by the evaporator, and returning to the compressor via the accumulator.
[0007]
By the way, in such a system, a temperature sensor and a high-pressure sensor are usually installed on the discharge side of the compressor in case the refrigerant inside the compressor has an abnormally high pressure. When the abnormal high pressure of the compressed refrigerant is detected by the high pressure sensor, the operation of the system is forcibly stopped.
[0008]
However, when the system is operated for a long time, the high-pressure sensor does not always operate normally, and sometimes an abnormally high pressure inside the compressor cannot be detected. The possible causes are as follows.
[0009]
Generally, in such a system, foreign matters such as copper chips and brazing generated at the time of welding pipes or aluminum powder generated by vane abrasion during compressor operation are mixed with the refrigerant and circulated in the piping of the system. On the other hand, in front of the high pressure sensor, a capillary tube having an inner diameter smaller than the inner diameter of the pipe is provided. The reason is that the pressure pulsation of the refrigerant discharged from the compressor is directly transmitted from the pipe to the high-pressure pressure sensor, preventing malfunction and failure of the high-pressure pressure sensor. This is for transmitting to the sensor and detecting that the average pressure of the refrigerant has become abnormally high. Since the capillary tube having a small inner diameter is disposed in front of the high-pressure sensor as described above, foreign matter circulating in the pipe is likely to be clogged in the capillary tube. This foreign matter cannot be removed unless the capillary tube is removed from the system, and if the system continues to operate with the foreign matter clogged, the refrigerant pressure reaching the high-pressure pressure sensor from the capillary tube reaches the normal value. Therefore, the abnormal high pressure of the refrigerant discharged from the compressor cannot be detected. In addition, the high pressure sensor is less likely to operate normally than the temperature sensor.
[0010]
On the other hand, in order to solve such a problem, it is conceivable to add a relief valve to the discharge side of the compressor at the time of abnormally high pressure in the compressor, but in this case, the refrigerant inside the compressor is discharged from the relief valve to the atmosphere. This is not preferable from the viewpoint of environmental problems.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to operate the system even when abnormal high pressure occurs inside the compressor and the high-pressure pressure sensor does not operate normally. The present invention is to provide a highly reliable gas heat pump system that can safely stop the operation of a high-pressure pressure sensor and can reliably determine the cause of a malfunction of a high-pressure pressure sensor.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a gas heat pump system according to the present invention is driven by a gas engine, sucks, compresses, and discharges a refrigerant, and heat-exchanges a high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor with outside air. A condenser that condenses and liquefies, an expansion valve that depressurizes the refrigerant liquefied by the condenser, an evaporator that heat-exchanges the liquid refrigerant depressurized by the expansion valve with the outside air, and separates the refrigerant from the evaporator into two gas-liquid layers An accumulator that stores liquid refrigerant and sends only gas refrigerant to the compressor; a refrigerant pressure detection unit that is provided between the compressor and the condenser and detects a pressure of the refrigerant discharged from the compressor; and a refrigerant that is discharged from the compressor. Accumulate refrigerant when the pressure exceeds a predetermined pressure Characterized by comprising a refrigerant releasing means for releasing sent to over data, the.
[0013]
In the gas heat pump system of the present invention, the refrigerant release means includes a relief valve provided in the compressor and opened only when a predetermined pressure of the refrigerant discharged from the compressor is exceeded, and a high-pressure refrigerant passage connecting the relief valve and the accumulator. It is characterized by.
[0014]
In this gas heat pump system, it is preferable that the refrigerant release unit further includes a system stop unit that stops the operation of the system when the refrigerant passes through the high-pressure refrigerant passage.
[0015]
Various examples of the configuration of the system stop unit are conceivable. For example, a valve operation detection unit that detects the operation state of the relief valve is provided, and the operation of the relief valve detected by the valve operation detection unit is converted into an electric signal and converted. A configuration for outputting an electric signal to the CPU of the system is conceivable.
[0016]
Further, as another configuration example of the system stop unit, a refrigerant temperature detecting unit that detects a temperature change in the high-pressure refrigerant passage is provided, and the temperature change of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting unit is converted into an electric signal and converted. A configuration for outputting an electric signal to the CPU of the system is also conceivable.
[0017]
Preferably, a manual valve for opening and closing the passage to the refrigerant pressure detecting means is provided, and the refrigerant pressure means is configured to be detachable from the system.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire configuration of the gas heat pump system according to the first embodiment.
[0020]
The gas heat pump system of the present embodiment includes an outdoor unit and an indoor unit, and the outdoor unit includes a gas engine 11, a compressor 12, a condenser 13, an expansion valve 14, and an accumulator 16, and the indoor unit is It is roughly configured with an evaporator 15.
[0021]
The compressor 12 has a function of sucking, compressing, and discharging the refrigerant, has a refrigerant compression mechanism (not shown) inside the main body, and has a suction port 12c for sucking the refrigerant from outside the main body, and discharges the refrigerant to the outside of the main body. It has two discharge ports, a first discharge port 12a and a second discharge port 12b. The compressor 12 is driven by the gas engine 11, compresses the refrigerant drawn from the suction port 12c by a refrigerant compression mechanism, and discharges the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant from the first discharge port 12a.
[0022]
The condenser 13 has a function of condensing the refrigerant, and is disposed on the discharge side of the compressor 12. The condenser 13 and the first discharge port 12 a of the compressor 12 are connected by a discharge pipe 18 via a four-way valve 17. . The condenser 13 exchanges heat with high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 with outside air to condense and liquefy.
[0023]
The expansion valve 14 has a function of reducing the pressure of the refrigerant, and is connected to a downstream side of the condenser 13 by a pipe 20. The expansion valve 14 injects high-pressure refrigerant liquefied by the condenser 13 through minute nozzle holes to reduce the pressure.
[0024]
The evaporator 15 has a function of evaporating the liquid refrigerant, and is connected to the downstream side of the expansion valve 14 by a pipe 20. Further, the evaporator 15 is disposed on the suction side of the compressor 12, and the evaporator 15 and the suction port 12 c of the compressor 12 are connected by a suction pipe 19 via a four-way valve 17. The evaporator 15 heat-exchanges the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant decompressed by the expansion valve 14 with the outside air to evaporate and cool the outside air.
[0025]
The accumulator 16 has a function of separating the refrigerant, and is provided in the middle of a suction pipe 19 connecting the suction port 12 c of the compressor 12 and the four-way valve 17. The accumulator 16 separates the refrigerant from the evaporator 15 into two layers of gas and liquid, stores the liquid refrigerant, and sends out only the gas refrigerant to the compressor 12.
[0026]
Although FIG. 1 illustrates the flow of the refrigerant during cooling in this system, the refrigerant is liquefied by switching the four-way valve 17 to reverse the flow of the refrigerant and causing the evaporator 15 of the indoor unit to function as a condenser. It is possible to heat the room with the heat generated when the heat is generated.
[0027]
A temperature sensor 21 is installed in the discharge pipe 18 connecting the compressor 12 and the four-way valve 17. The temperature sensor 21 detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 12 and monitors the refrigerant, which has reached an abnormally high temperature, so as not to flow out to the condenser 13 at the subsequent stage to reduce the heat exchange efficiency.
[0028]
A pressure sensor 23 is installed in the suction pipe 19 connecting the compressor 12 and the accumulator 16. The pressure sensor 23 detects the pressure of the refrigerant sucked into the compressor 12, and monitors the refrigerant so as to prevent the refrigerant having an abnormally high pressure from flowing into the compressor 12 and lowering the compression ratio.
[0029]
In addition, the system includes a refrigerant pressure detecting unit that detects a pressure of the refrigerant discharged from the compressor 12 in consideration of a case where a pressure of the refrigerant discharged from the compressor 12 becomes abnormally high, and a refrigerant pressure detecting unit. And a refrigerant releasing means for releasing the refrigerant which has become abnormally high pressure when the device does not operate normally.
[0030]
First, details of the refrigerant pressure detecting means will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a configuration in the vicinity of the high-pressure sensor, and is an enlarged sectional view of the vicinity of the portion A in FIG.
[0031]
In the present embodiment, the refrigerant pressure detecting means is constituted by a high pressure sensor 22. The high pressure sensor 22 is disposed in the middle of a discharge pipe 18 connecting the first discharge port 12 a of the compressor 12 and the four-way valve 17. I have.
[0032]
When the vicinity of the high-pressure sensor 22 is enlarged, the discharge pipe 18 is composed of a main flow path 18-1 communicating with the condenser 13 at the subsequent stage, and a sub flow path 18-2 branched from the main flow path 18-1. A high pressure sensor 22 is connected to the tip of the sub flow path 18-2 via a capillary tube 18-3. The high pressure sensor 22 and the capillary tube 18-3 are attached to and detached from the sub flow path 18-2. It is configured to be possible. The capillary tube 18-3 prevents the pressure pulsation of the refrigerant discharged from the compressor 12 from being directly transmitted from the sub flow path 18-2 to the high-pressure pressure sensor 22, and averages and transmits the refrigerant pressure. The pressure sensor 22 plays a role of enabling normal detection of an abnormally high pressure of the refrigerant.
[0033]
The sub flow path 18-2 is provided with a manual valve 31 and a charge valve 32 for performing evacuation from the near side along the flow of the refrigerant. The manual valve 31 can supply or shut off the refrigerant from the main flow path 18-1 to the sub flow path 18-2.
[0034]
When the manual valve 31 is closed, the passage between the main flow path 18-1 and the sub flow path 18-2 is shut off, and the refrigerant in the system piping is not supplied to the high pressure sensor 22. When the manual valve 31 is opened, the passage between the main flow path 18-1 and the sub flow path 18-2 communicates, and the refrigerant in the system piping is supplied to the high pressure sensor 22 via the capillary tube 18-3.
[0035]
Note that when performing vacuum evacuation described below, a charge hose is connected to the charge valve 32, and a vacuum pump (not shown) is connected to the charge hose.
[0036]
Next, details of the refrigerant release means will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an enlarged plan view showing the configuration of the compressor, and FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the configuration of the relief valve.
[0037]
As shown in FIG. 3, two discharge ports, a first discharge port 12a and a second discharge port 12b, are provided on the discharge side of the compressor 12.
[0038]
The first discharge port 12a is connected to the discharge pipe 18 connected to the condenser 13 as described above.
[0039]
The second discharge port 12b is higher than the set pressure of the high pressure sensor 22 so that the high pressure sensor 22 does not operate and opens only when the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 12 exceeds a predetermined pressure. A relief valve 40 for which an operating pressure is set is mounted. Further, a pipe connected to the second discharge port 12b via the relief valve 40 is connected to the accumulator 16 to form the high-pressure refrigerant passage 24.
[0040]
Here, the reason why the high-pressure refrigerant passage 24 is connected to the accumulator 16 is as follows.
[0041]
In order to generate the flow of the refrigerant having an abnormally high pressure, the connection destination needs to be on the low pressure side. Opening to the accumulator 16 having a larger capacity than the suction pipe 19 especially on the low pressure side enables the compressor 12 to suck the refrigerant by reducing the pressure of the high pressure refrigerant. Further, if the compressor 12 is directly connected to the low-pressure side suction pipe 19, the refrigerant passing through the high-pressure refrigerant passage 24 is sucked into the compressor 12 at a high pressure and discharged since the compressor 12 is still operating. It is not preferable because the abnormally high pressure of the refrigerant is increased.
[0042]
For this reason, the relief valve 40 is connected to the accumulator 16 via the high-pressure refrigerant passage 24, and even if the relief valve 40 is operated and the second discharge port 12b of the compressor 12 is opened, the inside of the compressor 12 The high-pressure refrigerant returns to the accumulator 16 via the high-pressure refrigerant passage 24 without being released to the atmosphere. Therefore, it is possible to keep the refrigerant in the piping of the system, and it is not necessary to charge the refrigerant again at the time of re-operation.
[0043]
More specifically, as shown in FIG. 4, the relief valve 40 of the present embodiment has a structure capable of detecting a mechanical operation of the valve, converting the mechanical operation into an electric signal, and outputting the electric signal to a CPU (not shown) of the system. Has been adopted.
[0044]
In the relief valve 40, a first valve plate 42 and a second valve plate 43 made of a conductive material are seated on the bottom surface of a cylindrical valve case 41 made of an insulator, and a sealing member is provided between the two valve plates 42, 43. A packing as 44 is inserted.
[0045]
The first valve plate 42 has a communication hole 42a communicating with the second discharge port 12b, and a ring-shaped convex portion 42b protrudes around the communication hole 42a.
[0046]
The second valve plate 43 has a ring-shaped concave portion 43b fitted to the convex portion 42b, and is urged downward by the spring force of the compression spring 45. Lead wires 46, 46 are respectively connected to the first valve plate 42 and the second valve plate 43, and the lead wires 46, 46 are electrically connected to the air conditioner CPU.
[0047]
According to the relief valve 40 configured as described above, when the refrigerant in the compressor 12 has a predetermined pressure, as shown in FIG. 4A, the refrigerant is urged by the spring force of the compression spring 45, and the first valve plate 42 Is in contact with the concave portion 43b of the second valve plate 43, and the valve is closed. Therefore, the lead wires 46, 46 are energized, power is supplied to the air conditioner CPU, and the operation of the system is continued.
[0048]
On the other hand, when the refrigerant in the compressor 12 has an abnormally high pressure, the second valve plate 43 is lifted by the pressure of the high-pressure refrigerant against the spring force of the compression spring 45, as shown in FIG. The convex portion 42b of the plate 42 and the concave portion 43b of the second valve plate 43 become out of contact with each other, and the valve is opened. Therefore, the power supply to the lead wires 46, 46 is cut off, no power is supplied to the air conditioner CPU, the electromagnetic clutch 12-2 is turned off, and the operation of the system is forcibly stopped.
[0049]
Next, the operation of the gas heat pump system according to the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart from the occurrence of abnormally high pressure to the restart shown in FIG.
[0050]
If an abnormally high pressure is generated in the compressor case 12-1 (step 501), the high-pressure refrigerant discharged from the first discharge port 12a normally flows through the discharge pipe 18 through the sub flow path 18-2. , Sequentially pass through the capillary tube 18-3, reach the high pressure sensor 22, and the high pressure sensor 22 operates (YES in step 502).
[0051]
When the high pressure sensor 22 is activated, a system error message is displayed to the operator (step 515). As the display content, a cause for stopping the system, such as “high pressure abnormality”, is displayed. On the other hand, when the high pressure sensor 22 operates, the electromagnetic clutch 12-2 is turned off (step 516), the transmission of power from the gas engine 11 to the compressor 12 is interrupted, the operation of the compressor 12 stops, and the system stops ( Step 517).
[0052]
On the other hand, in the case of an abnormal situation in which the high-pressure sensor 22 does not operate due to some cause, for example, clogging of the capillary tube 18-3 or failure of the high-pressure sensor 22 (NO in step 502), the relief valve 40 is operated as described with reference to FIG. It operates (step 503).
[0053]
When the relief valve 40 is operated, a system error message is displayed to the operator (step 504). As the display content, a cause for stopping the system, such as “high pressure abnormality”, is displayed. Note that the error message here is different from the error message in step 515 in that the cause of the system stop is different from that in the case of the error message in step 515. It is preferable to display and distinguish that an abnormal situation in which the operation of the engine 22 does not work.
[0054]
On the other hand, when the relief valve 40 is operated, the convex portion 42b of the first valve plate 42 and the concave portion 43b of the second valve plate 43 become non-contact, and the power supply to the lead wires 46, 46 is cut off (step 505). Then, power is not supplied to the air conditioner CPU, and the electromagnetic clutch 12-2 is turned off (step 506).
[0055]
When the electromagnetic clutch 12-2 is turned off, the transmission of power from the gas engine 11 to the compressor 12 is interrupted, the operation of the compressor 12 stops, and the system stops (step 507).
[0056]
As a result of step 504 or step 515, the operator can confirm the reason why the system has stopped by looking at the display contents of the error message, and can recover the stopped system according to the following procedure.
[0057]
First, the manual valve 31 provided in front of the high pressure sensor 22 is closed (step 508), and the communication between the main flow path 18-1 and the sub flow path 18-2 of the discharge pipe 18 is cut off. Prevent the refrigerant from leaking to the outside.
[0058]
Next, the high pressure sensor 22 causing the system stop is removed (step 509), and a new high pressure sensor 22 is attached instead (step 510). After the high pressure sensor 22 is attached, a charge hose is connected to the charge valve 32, and the inside of the system piping is evacuated using a vacuum pump connected to the charge hose (step 511).
[0059]
Then, the closed manual valve 31 is opened (step 512), and the communication between the main flow path 18-1 and the sub flow path 18-2 that has been shut off is restored. The flow path of the refrigerant flowing to the high-pressure sensor 22 via 3 is secured.
[0060]
Finally, the system can be restarted (step 514) by pressing the reset button to release the system error message (step 513).
[0061]
As described above, the high-pressure pressure sensor 22 in question can be removed from the system while preventing the refrigerant from leaking from the piping to the outside of the system, so that the removed high-pressure pressure sensor 22 and the capillary tube 18-3 can be precisely connected. Can be inspected. Therefore, the reason why the system is stopped due to the operation of the relief valve 40 without the normal operation of the high-pressure pressure sensor 22 is the failure of the high-pressure pressure sensor 22, or the failure is not caused by the foreign matter in the capillary tube 18-3. Can be ascertained as to whether or not it is due to clogging. At this time, the operator can confirm whether the direct cause of the system stop is the operation of the high-pressure pressure sensor 22 or the operation of the relief valve 40 by looking at the display content of the error message. Shortening can be achieved.
[0062]
[Second embodiment]
Various examples of the configuration of the system stopping means for stopping the operation of the system when the refrigerant has passed through the high-pressure refrigerant passage 24 are conceivable. For example, a configuration as shown in FIG. 6 may be employed. FIG. 6 is an enlarged plan view showing another configuration example of the compressor. Note that the basic configuration of the gas heat pump system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
[0063]
As in the first embodiment, a relief valve 40 is mounted on a second discharge port 12b provided on the discharge side of the compressor 12, and a pipe connected to the second discharge port 12b via the relief valve 40. Are connected to the accumulator 16 to form a high-pressure refrigerant passage 24.
[0064]
In the present embodiment, a structure in which the temperature sensor 50 is attached to the outside of the pipe immediately after the relief valve 40 is employed. The temperature sensor 50 is an example of a temperature detection method that functions as a system stop unit that stops the operation of the compressor 12 in an abnormal situation in which the relief valve 40 operates.
[0065]
The temperature sensor 50 contacts the pipe and detects the temperature inside the high-pressure refrigerant passage 24. When the high-pressure refrigerant inside the compressor 12 is discharged by operating the relief valve 40, the high-pressure refrigerant passes through the high-pressure refrigerant passage 24. At this time, the temperature inside the high-pressure refrigerant passage 24 rises from a normal ambient temperature due to the temperature of the high-pressure refrigerant and becomes high. When the temperature sensor 50 detects this temperature change, it converts it into an electric signal, and the converted electric signal is output via a lead wire 51 to an air conditioner CPU (not shown) for controlling the system.
[0066]
Therefore, if the air conditioner CPU is provided with a control circuit that turns off the electromagnetic clutch 12-2 that transmits the drive of the gas engine 11 when the electric signal is input, an abnormal situation in which the relief valve 40 operates may occur. Then, the compressor 12 stops, and the operation of the system can be stopped immediately.
[0067]
In addition, there are a contact type and a non-contact type temperature sensor. Here, a contact type temperature sensor is used because the temperature in the passage is measured by contacting the pipe. For example, a thermistor, a thermocouple, a platinum A resistance thermometer can be used. Further, as such a system stop unit for detecting the temperature of the refrigerant, a thermal protector may be used instead of the temperature sensor.
[0068]
Next, the operation of the gas heat pump system according to the second embodiment will be described in detail with reference to the flowchart from the occurrence of abnormally high pressure to the restart shown in FIG.
[0069]
If an abnormally high pressure is generated in the compressor case 12-1 (step 701), normally, the high-pressure refrigerant discharged from the first discharge port 12a passes through the discharge pipe 18 and passes through the sub flow path 18-2. , Sequentially pass through the capillary tube 18-3 to reach the high pressure sensor 22, and the high pressure sensor 22 is activated (YES in step 702).
[0070]
When the high pressure sensor 22 is activated, a system error message is displayed to the operator (step 715). As the display content, a cause for stopping the system, such as “high pressure abnormality”, is displayed. On the other hand, when the high pressure sensor 22 operates, the electromagnetic clutch 12-2 is turned off (step 716), the transmission of power from the gas engine 11 to the compressor 12 is cut off, the operation of the compressor 12 is stopped, and the system is stopped ( Step 717).
[0071]
On the other hand, in the case of an abnormal situation in which the high-pressure sensor 22 does not operate due to any cause, for example, clogging of the capillary tube 18-3 or failure of the high-pressure sensor 22 (NO in step 702), the relief valve 40 is operated in the manner described with reference to FIG. It operates (step 703).
[0072]
When the relief valve 40 is actuated, a system error message is displayed to the operator (step 704). As the display content, a cause for stopping the system, such as “high pressure abnormality”, is displayed. Note that the error message here is different from the error message in step 715 in the direct cause of the system stop. For example, as in the case of “high pressure abnormality (relief valve operation)”, the cause of the system stop is the high pressure sensor. It is preferable to display and distinguish that an abnormal situation in which the 22 does not operate.
[0073]
On the other hand, when the pressure in the compressor 12 is compared with the pressure in the accumulator 16 when the relief valve 40 is operated, a higher pressure difference is generated in the compressor 12. For this reason, the refrigerant in the compressor 12 flows into the low-pressure accumulator 16 via the high-pressure refrigerant passage 24. At this time, since the high-temperature and high-pressure refrigerant passes through the high-pressure refrigerant passage 24, the temperature sensor 50 immediately after the relief valve 40 operates in the manner described with reference to FIG. 6 (step 705), and the electromagnetic clutch 12-2 is turned off. (Step 706).
[0074]
When the electromagnetic clutch 12-2 is turned off, the transmission of power from the gas engine 11 to the compressor 12 is interrupted, the operation of the compressor 12 stops, and the system stops (step 707).
[0075]
As a result of step 704 or step 715, the operator can confirm the reason why the system has stopped by looking at the display contents of the error message, and can recover the stopped system according to the following procedure.
[0076]
First, the manual valve 31 provided in front of the high pressure sensor 22 is closed (step 708), and the communication between the main flow path 18-1 and the sub flow path 18-2 of the discharge pipe 18 is cut off. Prevent the refrigerant from leaking to the outside.
[0077]
Next, the high pressure sensor 22 causing the system stoppage is removed (step 709), and a new high pressure sensor 22 is attached instead (step 710). After the high pressure sensor 22 is attached, a charge hose is connected to the charge valve 32, and the inside of the system piping is evacuated using a vacuum pump connected to the charge hose (step 711).
[0078]
Then, the closed manual valve 31 is opened (step 712), and when the communication between the closed main flow path 18-1 and the sub flow path 18-2 is restored, the capillary tube 18- is moved from the sub flow path 18-2. The flow path of the refrigerant flowing to the high-pressure sensor 22 via 3 is secured.
[0079]
Finally, the system can be restarted (step 714) by pressing the reset button to release the system error message (step 713).
[0080]
As described above, also in the present embodiment, when an abnormally high pressure occurs, the operation of the system is stopped, and the stopped system can be restarted. Therefore, the same effects as those in the first embodiment described above are obtained.
[0081]
【The invention's effect】
As described in detail above, the gas heat pump system according to the present invention has the following effects.
[0082]
(1) Even when the high-pressure sensor does not operate normally due to a failure of the high-pressure sensor or clogging of the capillary tube, the relief valve operates and the operation of the system can be stopped safely.
[0083]
(2) Since the high-pressure refrigerant inside the compressor returns to the accumulator without being released to the atmosphere due to the operation of the relief valve, it is possible to keep the refrigerant in the piping of the system. There is no need to charge the refrigerant again.
[0084]
(3) Since the detached high-pressure sensor and capillary tube can be inspected precisely, it is possible to surely investigate the cause of the system stoppage due to the inoperative high-pressure sensor. At this time, the operator can confirm the direct cause of the system stop by looking at the display content of the error message, so that the work time until the system is restored can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a gas heat pump system according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration near a high-pressure sensor according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged plan view illustrating a configuration of a compressor according to the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a configuration of a relief valve according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation according to the first embodiment.
FIG. 6 is an enlarged plan view illustrating a configuration example of a compressor according to a second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Gas engine
12 Compressor
12-1 Compressor case
12-2 Electromagnetic clutch
12a First discharge port
12b Second discharge port
12c suction port
13 Capacitor
14 Expansion valve
15 Evaporator
16 Accumulator
17 Four-way valve
18 Discharge piping
18-1 Main flow path
18-2 Sub flow path
18-3 Capillary tube
19 Suction piping
20 piping
21 Temperature sensor
22 High pressure sensor
23 Pressure sensor
24 High-pressure refrigerant passage
31 Manual valve
32 charge valve
40 relief valve
41 Valve case
42 1st valve plate
42a communication hole
42b convex part
43 2nd valve plate
43b recess
44 Sealing member
45 Compression spring
46 Lead wire
50 temperature sensor
51 Lead wire

Claims (6)

ガスエンジンにより駆動され、冷媒を吸入、圧縮、吐出するコンプレッサと、
上記コンプレッサから吐出された高温高圧の冷媒を外気と熱交換して凝縮させ液化させるコンデンサと、
上記コンデンサにて液化された冷媒を減圧するエキスパンションバルブと、
上記エキスパンションバルブで減圧された液冷媒を外気と熱交換させるエバポレータと、
上記エバポレータからの冷媒を気液二層に分離し、液冷媒を貯留して気冷媒のみを上記コンプレッサへ送出するアキュームレータと、
上記コンプレッサと上記コンデンサとの間に設けられ、該コンプレッサから吐出された冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
上記コンプレッサから吐出する冷媒の圧力が所定の圧力を超過したときに、該冷媒を上記アキュームレータに開放送出する冷媒開放手段と、
を具備することを特徴とするガスヒートポンプシステム。
A compressor driven by a gas engine to suck, compress, and discharge refrigerant;
A condenser that exchanges heat and exchanges high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor with outside air to condense and liquefy,
An expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant liquefied by the condenser,
An evaporator that causes the liquid refrigerant decompressed by the expansion valve to exchange heat with outside air,
An accumulator that separates the refrigerant from the evaporator into two layers of gas and liquid, stores the liquid refrigerant, and sends only the gas refrigerant to the compressor.
Refrigerant pressure detection means provided between the compressor and the condenser, for detecting the pressure of the refrigerant discharged from the compressor,
When the pressure of the refrigerant discharged from the compressor exceeds a predetermined pressure, refrigerant releasing means for releasing and transmitting the refrigerant to the accumulator,
A gas heat pump system comprising:
上記冷媒開放手段は、上記コンプレッサに設けられて該コンプレッサから吐出する冷媒の所定圧力超過時にのみ開くリリーフバルブと、該リリーフバルブと上記アキュームレータとを連結する高圧冷媒通路と、を備えることを特徴とする請求項1記載のガスヒートポンプシステム。The refrigerant release means includes a relief valve provided in the compressor and opened only when a predetermined pressure of the refrigerant discharged from the compressor is exceeded, and a high-pressure refrigerant passage connecting the relief valve and the accumulator, The gas heat pump system according to claim 1. 上記冷媒開放手段は、上記高圧冷媒通路内に冷媒が通過した場合に、システムの運転を停止させるシステム停止手段をさらに備えることを特徴とする請求項2記載のガスヒートポンプシステム。3. The gas heat pump system according to claim 2, wherein the refrigerant release unit further includes a system stop unit that stops the operation of the system when the refrigerant passes through the high-pressure refrigerant passage. 上記システム停止手段は、リリーフバルブの作動状態を検出するバルブ作動検出手段が設けられ、該バルブ作動検出手段が検出したリリーフバルブの作動を電気信号に変換し、変換した電気信号をシステムのCPUに出力することを特徴とする請求項3記載のガスヒートポンプシステム。The system stopping means is provided with valve operation detecting means for detecting an operation state of the relief valve, converts the operation of the relief valve detected by the valve operation detecting means into an electric signal, and transmits the converted electric signal to the CPU of the system. The gas heat pump system according to claim 3, wherein the gas heat pump system outputs the output. 上記システム停止手段は、高圧冷媒通路内の温度変化を検出する冷媒温度検出手段が設けられ、該冷媒温度検出手段が検出した冷媒の温度変化を電気信号に変換し、変換した電気信号をシステムのCPUに出力することを特徴とする請求項3記載のガスヒートポンプシステム。The system stopping means is provided with a refrigerant temperature detecting means for detecting a temperature change in the high-pressure refrigerant passage, converts the temperature change of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting means into an electric signal, and converts the converted electric signal into a system signal. 4. The gas heat pump system according to claim 3, wherein the signal is output to a CPU. 上記冷媒圧力検出手段への通路を開閉する手動弁を備え、該冷媒圧力手段がシステムから着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のガスヒートポンプシステム。The gas heat pump according to any one of claims 1 to 5, further comprising a manual valve for opening and closing a passage to the refrigerant pressure detection means, wherein the refrigerant pressure means is configured to be detachable from the system. system.
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