JP2007278584A - 冷凍サイクル装置および冷凍サイクル装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】利用側熱交換器12の流入流体温度を検出する利用側熱交換器入口流体温度検出手段20と、熱源側熱交換器15の流入流体温度を検出する熱源側熱交換器入口流体温度検出手段19と、利用側熱交換器入口流体温度検出手段20と熱源側熱交換器入口流体温度検出手段19の少なくとも一方の検出値から目標膨張機構回転数を演算する目標膨張機構回転数演算手段42と、膨張機構14の回転数と目標膨張機構回転数の差が所定値以上であることを判定基準として冷媒不足を判定する冷媒不足判定手段61を設けた冷凍サイクル装置および冷凍サイクル装置の制御方法。
【選択図】図1
Description
しかし、冷凍サイクル装置の使用条件は必ずしも一定でないので、設計時に想定した設計容積比と実際の運転状態での密度比が異なる場合には、「密度比一定の制約」のために、最良な高圧側圧力に調整することが困難となる。
いるようにバイパス流路や、膨張機構の上流や下流に減圧器を設ける必要があり、上記特許文献1に提案された冷凍サイクル装置の減圧器を単純に膨張機構に置き換えて考えれば、冷媒不足を判定できるというものではない。
手段を設け、冷媒不足判定手段に通電電流の検出値が所定値未満であることを判定基準に加えたものである。これによると、圧縮機構が低負荷で運転されていることを判定できるために、誤って冷媒不足を判定するのを防止し、冷媒不足をより正確に検出することができ、信頼性の低下を防止できる。
本発明の第1の実施の形態における冷凍サイクル装置を、図1に概略構成図を示し、説
明する。図1の冷凍サイクル装置は、駆動手段10により駆動される圧縮機構11、利用側熱交換器としての給湯用熱交換器(放熱器)12の冷媒流路12a、発電機13により動力回収される膨張機構14、熱源側熱交換器としての蒸発器15などからなる冷媒回路Aと、利用側流体搬送手段としての給水ポンプ17、放熱器12の流体流路12b、給湯タンク18などからなる流体回路Bとから構成されている。
圧縮機構11で臨界圧力を越える圧力まで圧縮する。その圧縮された冷媒は、高温高圧状態となり、放熱器12の冷媒流路12aを流れる際に、流体流路12bを流れる水に放熱して冷却される。その後、冷媒は膨張機構14で減圧され低温低圧の気液二相状態となる。
張機構14の回転数)と、実際の冷凍サイクルの吐出温度に基づいて演算された第2目標膨張機構回転数、あるいは、第1目標膨張機構回転数と膨張機構回転数演算操作手段43が実際に操作した膨張機構14の回転数(すなわち、現状の膨張機構14の回転数)を比較して、冷媒不足の状態を判定するものである。具体的には、第2目標膨張機構回転数と第1目標膨張機構回転数との差があらかじめ定められた所定値以上であれば、冷媒不足の状態であると判定するものである。
本発明の第2の実施の形態における冷凍サイクル装置を、図5に概略構成図を示し、説明する。図5において、図1と同様の構成要素は図1と同じ番号を与え、説明を省略する。図5の冷凍サイクル装置では、膨張機構14は圧縮機構11とともに駆動手段10に軸70で直結されている。
とするので、予減圧器開度演算操作手段73、あるいは、バイパス弁開度演算操作手段83は高圧側圧力を望ましい圧力に調整しようとして、予膨張弁71の開度、あるいは、バイパス弁81の開度を開方向に操作しようとする。すなわち、現状の予膨張弁71の開度、あるいは、バイパス弁81の開度が、適正冷媒時の各々の開度より大幅に高い場合には、冷媒量が不足していると考えられる。
2)を演算する。
本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の形態、あるいは、第2の実施の形態に、より確実に冷媒不足を検知するための手段、あるいは、制御方法を追加したものである。以下、第1の実施の形態の冷凍サイクル装置を例にとり説明するが、第2の実施の形態の冷凍サイクル装置に追加する場合でも同様である。
。
以上のように、本実施の形態の冷凍サイクル装置では、誤って冷媒不足であると判定する可能性を低減でき、冷媒不足をより正確に検出することができる。
本発明の第4の実施の形態は、第1から第3のいずれかの実施の形態に、より確実に冷媒不足を検知するための手段、あるいは、制御方法を追加したものである。以下、第1の実施の形態の冷凍サイクル装置を例にとり説明するが、第2、第3の実施の形態の冷凍サイクル装置に追加する場合でも同様である。
以上のように、本実施の形態の冷凍サイクル装置では、誤って冷媒不足であると判定する可能性を低減でき、冷媒不足をより正確に検出することができる。
しているが、圧縮機構11への通電電流が冷凍サイクル装置全体への通電電流の大部分を占めるために、送風装置(ファン)16や給水ポンプ17などへの通電電流を含む冷凍サイクル装置全体への通電電流を検出する構成及び方法にしても圧縮機構11の負荷を検出でき、同様の効果が得られる。また、所定値I0は、圧縮機構11の運転周波数に応じた複数の値を設定しても良い。
本発明の第5の実施の形態は、第1から第4のいずれかの実施の形態に、より確実に冷媒不足を検知するための手段、あるいは、制御方法を追加したものである。以下、第1の実施の形態の冷凍サイクル装置を例にとり説明するが、第2から第4の実施の形態の冷凍サイクル装置に追加する場合でも同様である。
なお、第1の実施の形態では、フィードフォワード制御の目標値(第1目標膨張機構回転数)とフィードバック制御の目標値(第2目標膨張機構回転数)とを比較して、膨張機構14の回転数変化方向を判定する構成や方法としているが、例えば、一定時間前の膨張機構14の回転数と膨張機構14の回転数とを比較して、膨張機構14の回転数が増加方向に調整されつつあるか、あるいは、低下方向に調整されつつあるかを判定する構成等にしても良い。
11 圧縮機構
12 利用側熱交換器(放熱器、給湯用熱交換器)
12a 冷媒流路
12b 流体流路
13 発電機
14 膨張機構
15 熱源側熱交換器(蒸発器)
16 熱源側流体搬送手段(送風装置、ファン)
17 利用側流体搬送手段(給水ポンプ)
18 給湯タンク
19 熱源側熱交換器入口流体温度検出手段
20 利用側熱交換器入口流体温度検出手段
21 利用側熱交換器出口流体温度検出手段
22 利用側熱交換器出口流体目標温度演算手段
23 利用側流体搬送量演算操作手段
24 利用側流体搬送量検出手段
25 利用側熱交換器出口流体温度差演算手段
31 電流検出手段
41 吐出温度検出手段
42 目標膨張機構回転数演算手段
43 膨張機構回転数演算操作手段
44 膨張機構回転数変化判定手段
51 除霜運転判定手段
61 冷媒不足判定手段
70 軸
71 予減圧器(予膨張弁)
72 目標予減圧器開度演算手段
73 予減圧器開度演算操作手段
74 予減圧器開度変化判定手段
80 バイパス流路
81 バイパス弁
82 目標バイパス弁開度演算手段
83 バイパス弁開度演算操作手段
84 バイパス弁開度変化判定手段
A 冷媒回路
B 流体回路
Claims (12)
- 少なくとも圧縮機構、利用側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、熱源側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記利用側熱交換器の流入流体温度を検出する利用側熱交換器入口流体温度検出手段と、前記熱源側熱交換器の流入流体温度を検出する熱源側熱交換器入口流体温度検出手段と、前記利用側熱交換器入口流体温度検出手段と前記熱源側熱交換器入口流体温度検出手段の少なくとも一方の検出値から目標膨張機構回転数を演算する目標膨張機構回転数演算手段と、前記膨張機構の回転数と前記目標膨張機構回転数の差が所定値以上であることを判定基準として冷媒不足を判定する冷媒不足判定手段とを設けることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 少なくとも圧縮機構、利用側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、熱源側熱交換器、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器を備えた冷凍サイクル装置において、前記利用側熱交換器の流入流体温度を検出する利用側熱交換器入口流体温度検出手段と、前記熱源側熱交換器の流入流体温度を検出する熱源側熱交換器入口流体温度検出手段と、前記利用側熱交換器入口流体温度検出手段と前記熱源側熱交換器入口流体温度検出手段の少なくとも一方の検出値から目標予減圧器開度を演算する目標予減圧器開度演算手段と、前記予減圧器の開度と前記目標予減圧器開度の差が所定値以上であることを判定基準として冷媒不足を判定する冷媒不足判定手段とを設けることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 少なくとも圧縮機構、利用側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、熱源側熱交換器、前記膨張機構をバイパスするバイパス回路に設けられたバイパス弁を備えた冷凍サイクル装置において、前記利用側熱交換器の流入流体温度を検出する利用側熱交換器入口流体温度検出手段と、前記熱源側熱交換器の流入流体温度を検出する熱源側熱交換器入口流体温度検出手段と、前記利用側熱交換器入口流体温度検出手段と前記熱源側熱交換器入口流体温度検出手段の少なくとも一方の検出値から目標バイパス弁開度を演算する目標バイパス弁開度演算手段と、前記バイパス弁の開度と前記目標バイパス弁開度の差が所定値以上であることを判定基準として冷媒不足を判定する冷媒不足判定手段とを設けることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 利用側熱交換器へ流入する流体の搬送量を検出する利用側流体搬送量検出手段と、利用側熱交換器出口流体温度の目標値を演算する利用側熱交換器出口流体目標温度演算手段と、利用側熱交換器出口流体温度を検出する利用側熱交換器出口流体温度検出手段と、前記目標値と前記利用側熱交換器出口流体温度検出手段の検出値との温度差を演算する利用側熱交換器出口流体温度差演算手段を設け、前記冷媒不足判定手段は、前記循環量の検出値が所定値未満であってかつ前記温度差の演算値が所定値以上であることを判定基準に加えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクル装置の通電電流を検出する電流検出手段を設け、前記冷媒不足判定手段は、前記通電電流の検出値が所定値未満であることを判定基準に加えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクル装置が除霜運転中か否かを判定する除霜運転判定手段を設け、前記冷媒不足判定手段は、前記冷凍サイクル装置が除霜運転中でないことを判定基準に加えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 少なくとも圧縮機構、利用側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、熱源側熱交換器で形成する冷凍サイクルの制御方法であって、前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器の流入流体温度を検出し、前記利用側熱交換器の流入流体温度と前記熱源側熱交換器との流入流体温度の少なくとも一方から目標膨張機構回転数を演算し、前記膨張機構の回転数と前記
目標膨張機構回転数の差が所定値以上であるときに、冷媒不足と判定することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。 - 少なくとも圧縮機構、利用側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、熱源側熱交換器、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器で形成する冷凍サイクルの制御方法であって、前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器の流入流体温度を検出し、前記利用側熱交換器の流入流体温度と前記熱源側熱交換器との流入流体温度の少なくとも一方から目標予減圧器開度を演算し、前記予減圧器の開度と前記目標予減圧器開度の差が所定値以上であるときに、冷媒不足と判定することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
- 少なくとも圧縮機構、利用側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、熱源側熱交換器、前記膨張機構をバイパスするバイパス回路に設けられたバイパス弁で形成する冷凍サイクルの制御方法であって、前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器の流入流体温度を検出し、前記利用側熱交換器の流入流体温度と前記熱源側熱交換器との流入流体温度の少なくとも一方から目標バイパス弁開度を演算し、前記バイパス弁の開度と前記目標バイパス弁開度の差が所定値以上であるときに、冷媒不足と判定することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
- 前記冷凍サイクル装置の利用側熱交換器に流入する流体の循環量と前記流体の利用側熱交換器出口温度とを検出し、前記利用側熱交換器出口温度の検出値と前記利用側熱交換器出口温度の目標値との温度差を演算し、前記循環量の検出値が所定値未満であり、前記温度差の演算値が所定値以上であることを、さらに判定基準に加えることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
- 前記冷凍サイクル装置の通電電流を検出し、前記通電電流の検出値が所定値以下であることを、さらに判定基準に加えることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
- 前記冷凍サイクル装置が除霜運転中でないことを、さらに判定基準に加えることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
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