JP2008164267A - Refrigerating cycle device using expander - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒などの膨張力を利用する膨張機を用いた動力回収装置、特に二酸化炭素を冷媒として用いる蒸気圧縮式冷凍装置の効率向上のための膨張機の制御装置に関する。 The present invention relates to a power recovery apparatus using an expander that uses an expansion force such as a refrigerant, and more particularly to an expander control apparatus for improving the efficiency of a vapor compression refrigeration apparatus using carbon dioxide as a refrigerant.
従来の一般的な蒸気圧縮式冷凍装置としては、図17に示す構成のものがある。図17の蒸気圧縮式冷凍装置は、圧縮機301、放熱器302、膨張弁303、及び蒸発器304から構成される。それらの要素は配管により連結され、冷媒が図示の白抜き矢印のように移動する。
As a conventional general vapor compression refrigeration apparatus, there is a structure shown in FIG. The vapor compression refrigeration apparatus in FIG. 17 includes a
上記蒸気圧縮式冷凍装置の運転原理は次のとおりである。冷媒蒸気の圧力及び温度は圧縮機301によって増大され、次いで、その冷媒蒸気が放熱器302に入り、そこで冷却される。この後、高圧冷媒は膨張弁303により蒸発圧力に絞られ、蒸発器304において気化し、その周辺から熱を吸収する。そして、蒸発器304の出口を通って冷媒蒸気は圧縮機301に戻る。この冷媒には、オゾン層を破壊せず地球温暖化係数の極めて小さい二酸化炭素が用いられる。
The operating principle of the vapor compression refrigeration system is as follows. The pressure and temperature of the refrigerant vapor is increased by the
しかし、二酸化炭素を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍装置は、一般に使用されてきたフロンを冷媒とする冷凍装置に比べ、エネルギー効率である成績係数(COP)が低い。さらに、同等の冷凍能力を考えた場合、フロンを冷媒とする冷凍装置より多くの電力が必要になる。そのため多くの化石燃料がエネルギーとして必要になるため、冷媒自体の地球温暖化係数が小さくても、結果的に多くの二酸化炭素が排出される。したがって、二酸化炭素を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍装置のCOPを向上させることが必要であり、既にさまざまな方法が提案されている。 However, a vapor compression refrigeration apparatus using carbon dioxide as a refrigerant has a lower coefficient of performance (COP), which is energy efficiency, than refrigeration apparatuses using chlorofluorocarbon as a refrigerant. Furthermore, when considering an equivalent refrigeration capacity, more electric power is required than a refrigeration apparatus using chlorofluorocarbon as a refrigerant. As a result, a lot of fossil fuel is required as energy, so that a large amount of carbon dioxide is discharged as a result even if the global warming potential of the refrigerant itself is small. Therefore, it is necessary to improve the COP of the vapor compression refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant, and various methods have already been proposed.
上記提案の一例として、図18に示す従来の膨張機を用いた冷凍装置(特許文献1を参照)がある。この冷凍装置では、原動機405により駆動される圧縮機401により、圧縮された冷媒は放熱器402で冷却され、その後、膨張機403を通過する際に、膨張機403に取り付けられた発電機404が発電し電力を発生する。そして、膨張機403内で膨張した冷媒は、蒸発器406内で外部より吸熱して気化した後、再び圧縮機401へ戻る。この時、圧力センサ410及び温度センサ411の情報に基づき、演算手段409により演算した最適高圧値になるように、回転数制御手段412により、発電機404の発電量、即ち膨張機403の回転数が制御される。また、圧縮機401の前後には、性能、信頼性向上のためオイルセパレータ407及びアキュムレータ408が設置されている。
As an example of the above proposal, there is a refrigeration apparatus (see Patent Document 1) using a conventional expander shown in FIG. In this refrigeration apparatus, the compressed refrigerant is cooled by the
このような構成の膨張機を使用する冷凍装置により、冷媒の膨張による力で発電機を回転させることにより電力を発生し、その電力を有効利用することにより総合的に使用されるエネルギー量は低減され、それによりCOPを向上させることが可能である。 With the refrigeration system using the expander having such a configuration, electric power is generated by rotating the generator with the force of expansion of the refrigerant, and the total amount of energy used is reduced by effectively using the electric power. It is possible to improve the COP.
図19は、従来の膨張機を用いた動力回収装置を示すブロック構成図である。図19において、交流電源601からの入力を整流回路602で直流に整流した直流電圧は、平滑コンデンサ603により平滑化されたあと、インバータ604により3相の交流電圧に変換され、この交流電圧によって電動機606が駆動される。そして、電動機606の駆動により圧縮機607が圧縮機能を果たす。
FIG. 19 is a block diagram showing a power recovery apparatus using a conventional expander. In FIG. 19, a DC voltage obtained by rectifying an input from an
このインバータ604は、直流電圧を交流に変換するためのスイッチング素子群605
などから構成されており、PWM(Pulse Width Modulation)方式でスイッチング素子群605を所定の交流周波数を実現するようにON−OFFさせることにより、任意の交流を出力することができるものである。
The
Arbitrary alternating current can be output by turning on and off the
一方、膨張機611により動力を回収するために設置された発電機610には、その発電機610により発電される3相交流電力を直流に変換するための可変速コンバータ608が接続されている。この可変速コンバータ608は、発電機610により発電される交流電力を直流に変換するとともに、内部に構成されたスイッチング素子群609をPWM方式でスイッチングすることにより、与えられる目標回転数で発電機610を回転させる機能を有する。
On the other hand, a
この発電機610の回転数を制御する機能により、発電機610を介して膨張機611の回転数を制御することが可能となり、それにより、膨張機611を用いた冷凍サイクル装置において、その膨張機611を最適な回転数で駆動することができる。
The function of controlling the rotational speed of the
また、可変速コンバータ608からの直流出力線は、整流回路602から平滑コンデンサ603を介して得られる直流電力ラインに並列接続される。これにより、可変速コンバータ608から回生された電力は、インバータ604を介し電動機606の駆動エネルギーに消費される。従って、通常運転時では、圧縮機607の消費する電動機電力Wmの方が、膨張機611によって回生される発電機電力Wgよりも大であるため、交流電源601からの入力電力Winは正の値となる。ここで、交流電源601から整流回路602を経て入力される電力をWin、インバータ604にて消費される電動機電力をWm、可変速コンバータ608により回生される発電機電力をWgとすると、下記の式が成り立つ。
Win=Wm-Wg (1)
また、システムの起動時、停止時、圧縮機の減速時、熱交換器の状態の急変時などでは、短時間であるが、電動機電力Wgよりも発電機電力Wgのほうが大となる期間が生じる場合がある。この場合、直流電力部の電圧が異常上昇し、構成要素部品である平滑コンデンサ603などを破壊する可能性があった。さらに直流電力部の電圧の上昇により可変速コンバータ608の保護機能が働き可変速コンバータ608は発電機610の制御を停止することで、膨張機611が冷凍サイクルの残圧によりフリーランするために膨張機611が破壊する恐れがあった。この課題を解決するために、特許文献2では、A発電機の発電効率を下げる。B電動機の駆動効率を下げる。C直流電力ラインに供給される電力の蓄電または消費をさせる。D電動機の回転数を上げる。E発電機の回転数を下げる。などの動作をすることで、直流電力部の電圧上昇を抑えることが述べられている。
Win = Wm-Wg (1)
In addition, when the system is started, stopped, when the compressor is decelerated, or when the state of the heat exchanger is suddenly changed, there is a period in which the generator power Wg is larger than the motor power Wg. There is a case. In this case, there is a possibility that the voltage of the DC power unit abnormally rises and damages the
しかしながら、図19における膨張機を用いた冷凍サイクル装置において、次のような課題がある。インバータ604の入力側直流電圧の上昇、1次側の電源が停止することによる入力側直流電圧の低下、電動機への入力電流が過電流設定値を超えたとき、その他インバータ604の保護機能が働いたときなど、インバータ604は電動機606の駆動を停止させる。ところが、冷凍サイクルの残圧によって膨張機611は発電機電力Wgを回収し続ける。つまり、(1)式に示した電動機電力Wmはゼロとなり。特許文献2に示された解決法A、B、D、Eでは直流電力部での余剰電力を吸収、消費することができない。また、解決法Cにおいては、回生ブレーキ抵抗等を新規に設置する必要があり、構成部品点数の増加につながる。
However, the refrigeration cycle apparatus using the expander in FIG. 19 has the following problems. When the input side DC voltage of the
したがって本発明は、上記の課題を解決するもので、電動機電力Wmが回収した発電機
電力Wgよりも大きくなる場合、例えばインバータ604の保護機能により電動機606の駆動が停止した場合においても、新規に回生ブレーキ抵抗等を設置せずに、しかし、たとえ設置しても回生ブレーキ抵抗の小型化が図れ、構成部品の破壊のないシステムを実現することにより、信頼性の高い膨張機を用いた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-described problem, and when the motor power Wm becomes larger than the collected generator power Wg, for example, even when the driving of the
上記課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、作動流体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器を通過した冷媒を膨張させる膨張機と、
前記膨張機により膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記圧縮機、放熱器、膨張機、蒸発器間を順次接続し、冷媒を循環させる冷媒配管と、
前記放熱器と前記蒸発器の少なくとも一方に送風させる送風用ファンと、
前記膨張機に接続して、前記膨張機の回転に応じて交流電力を発生させる発電機と、
前記発電機が出力する交流の発電機電力を変換して直流電力を出力するとともに前記発電機の駆動を制御する可変速コンバータと、
前記圧縮機に接続された電動機と、
直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換するとともに前記電動機の駆動を制御するインバータと、
前記発電機が出力する発電機電力が前記電動機へ入力する電動機電力を上回り前記直流電圧部に余剰電力が発生する場合において、前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御するファン回転数制御手段を設けたものである。
In order to solve the above problems, a refrigeration cycle apparatus of the present invention includes a compressor that compresses a working fluid,
A radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor;
An expander that expands the refrigerant that has passed through the radiator;
An evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the expander;
A refrigerant pipe for sequentially connecting the compressor, the radiator, the expander, and the evaporator, and circulating the refrigerant;
A blower fan for blowing air to at least one of the radiator and the evaporator;
A generator that is connected to the expander and generates AC power according to the rotation of the expander;
A variable speed converter that controls the drive of the generator and outputs the DC power by converting the AC generator power output by the generator;
An electric motor connected to the compressor;
An inverter that converts a DC voltage into an AC voltage having a predetermined frequency and controls the driving of the motor;
Fan rotation speed control for controlling to increase the rotation speed of the blower fan when the generator power output from the generator exceeds the motor power input to the motor and surplus power is generated in the DC voltage unit Means are provided.
本構成により、インバータの入力側である直流電力部に余剰電力が発生しても、送風用ファンの回転数を上昇させることで余剰電力を送風用ファンで消費することとなり、直流電力部の電圧が所定の電圧より大きく変動することなく、確実に構成部品の破壊がなく、信頼性をあげることができる。 With this configuration, even if surplus power is generated in the DC power section on the input side of the inverter, the surplus power is consumed by the blower fan by increasing the rotation speed of the blower fan, and the voltage of the DC power section is increased. Does not fluctuate more than a predetermined voltage, and there is no destruction of the component parts, and the reliability can be improved.
また、前記冷凍サイクル装置は、前記送風用ファンが前記蒸発器側に備えられ、空気との熱交換を促進させるものでもよい。 Further, the refrigeration cycle apparatus may be configured such that the blower fan is provided on the evaporator side and promotes heat exchange with air.
これにより、ヒートポンプ給湯器においては空気熱交換器である蒸発器は、室外側に設置されることとなり、圧縮機と膨張機に近接して設置することができる。 Thereby, in a heat pump water heater, the evaporator which is an air heat exchanger will be installed in the outdoor side, and can be installed close to a compressor and an expander.
さらに、本発明の冷凍サイクル装置は、前記インバータの入力端である前記直流電圧部に並列に接続された電圧検出手段を備え、前記電圧検出手段により得られた電圧情報がある設定値以上になると前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 Furthermore, the refrigeration cycle apparatus of the present invention includes voltage detection means connected in parallel to the DC voltage unit that is the input terminal of the inverter, and when the voltage information obtained by the voltage detection means exceeds a set value. You may control to increase the rotation speed of the said ventilation fan.
これにより、前記直流電圧部に電圧を検出するための電圧検出手段を用いることで、余剰電力を電圧の上昇として検出し、送風用ファンの回転数を増加させることによって余剰電力を消費することができるため、前記直流電圧部電圧の上昇を抑え、構成機器の信頼性をあげることができる。 Thereby, by using the voltage detection means for detecting the voltage in the DC voltage section, it is possible to detect surplus power as an increase in voltage and consume surplus power by increasing the number of rotations of the blower fan. Therefore, the rise of the DC voltage section voltage can be suppressed and the reliability of the component equipment can be increased.
また、前記冷凍サイクル装置は、前記インバータの入力端である前記直流電圧部に並列に接続された電圧検出手段を備え、前記電圧検出手段により得られた電圧情報がある設定値以下になると前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 In addition, the refrigeration cycle apparatus includes voltage detection means connected in parallel to the DC voltage unit that is an input terminal of the inverter, and when the voltage information obtained by the voltage detection means falls below a certain set value, You may control to increase the rotation speed of the fan.
これにより、前記電圧検出手段により入力電力である1次側電源電圧が低下したことを検出すると、インバータが電動機の駆動を停止させる場合において送風用ファンの回転数
を増加させることで、余剰電力を消費することができるため、前記直流電圧部電圧の上昇を抑え、構成機器の信頼性をあげることができる。
As a result, when the primary power supply voltage, which is the input power, is detected by the voltage detection means, the surplus power can be reduced by increasing the rotational speed of the blower fan when the inverter stops driving the motor. Since it can be consumed, it is possible to suppress an increase in the voltage of the DC voltage section and increase the reliability of the constituent devices.
また、前記冷凍サイクル装置は、前記インバータの入力端である前記直流電圧部N母線ラインに接続されたシャント抵抗を備え、前記シャント抵抗の両端電圧を検出することにより得られた電流情報がある設定値以上になると前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 The refrigeration cycle apparatus includes a shunt resistor connected to the DC voltage unit N bus line that is an input terminal of the inverter, and there is a current information obtained by detecting a voltage across the shunt resistor. It may be controlled to increase the number of rotations of the blower fan when the value exceeds the value.
これにより、前記電流検出手段により電動機入力電流がある設定値よりも上昇したことを検出すると、インバータが電動機の駆動を停止させる場合において送風用ファンの回転数を増加させることで、余剰電力を消費することができるため、前記直流電圧部電圧の上昇を抑え、構成機器の信頼性をあげることができる。 As a result, when the current detecting means detects that the motor input current has risen above a certain set value, excess power is consumed by increasing the rotational speed of the blower fan when the inverter stops driving the motor. Therefore, it is possible to suppress an increase in the DC voltage section voltage and increase the reliability of the constituent devices.
また、前記冷凍サイクル装置は、前記圧縮機と前記放熱器間の前記冷媒配管に温度検出手段を備え、前記温度検出手段によって得られた温度情報がある設定値以上になると前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 Further, the refrigeration cycle apparatus includes a temperature detection unit in the refrigerant pipe between the compressor and the radiator, and when the temperature information obtained by the temperature detection unit exceeds a set value, the rotation of the blower fan You may control to increase a number.
これにより、前記温度検出手段により前記圧縮機と前記放熱器間の前記冷媒配管温度がある設定値よりも上昇したことを検出すると、インバータが電動機の駆動を停止させる場合において送風用ファンの回転数を増加させることで、余剰電力を消費することができるため、前記直流電圧部電圧の上昇を抑え、構成機器の信頼性をあげることができる。 Thus, when the temperature detecting means detects that the temperature of the refrigerant pipe between the compressor and the radiator has risen above a certain set value, the rotation speed of the blower fan when the inverter stops driving the motor By increasing the power consumption, surplus power can be consumed, so that an increase in the DC voltage section voltage can be suppressed and the reliability of the component equipment can be increased.
また、前記冷凍サイクル装置は、前記インバータによって生成されたインバータ保護信号の出力により前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 The refrigeration cycle apparatus may be controlled to increase the rotational speed of the blower fan by outputting an inverter protection signal generated by the inverter.
これにより、インバータ保護信号が出力されインバータが電動機の駆動を停止させる場合において送風用ファンの回転数を増加させることで、余剰電力を消費することができるため、前記直流電圧部電圧の上昇を抑え、構成機器の信頼性をあげることができる。 As a result, when the inverter protection signal is output and the inverter stops driving the electric motor, surplus power can be consumed by increasing the rotational speed of the blower fan. The reliability of the component equipment can be increased.
本発明の膨張機を用いた冷凍サイクル装置によれば、1次側入力電源電圧の低下や過電流などによりインバータの保護機能が動作し電動機の駆動を強制的に停止させると、電動機入力電力がゼロとなるため発電機によって回収された余剰電力により生じていた前記直流電力部の電圧の上昇自体を送風用ファンの回転数を増加させることで、余剰電力を消費することで回避することができ、前記直流電力部の電圧の制限値を超えることによって起こる前記可変速コンバータのシャットダウンがないため、常に安定した動作を保障し、構成部品の破壊のない信頼性の高いシステムを実現することができる。 According to the refrigeration cycle apparatus using the expander of the present invention, when the inverter protection function is activated due to a decrease in the primary side input power supply voltage or an overcurrent, and the driving of the motor is forcibly stopped, the motor input power is reduced. The increase in the voltage of the DC power unit itself caused by surplus power collected by the generator because it becomes zero can be avoided by consuming surplus power by increasing the rotation speed of the blower fan. Since there is no shutdown of the variable speed converter that occurs due to exceeding the voltage limit value of the DC power unit, it is possible to guarantee a stable operation at all times and realize a highly reliable system without destruction of components. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明による第1の実施例の冷凍サイクル装置を示すブロック構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to a first embodiment of the present invention.
本実施例の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機501と、圧縮機501により圧縮された冷媒を冷却する放熱器502と、放熱器502を通過した冷媒を膨張させる膨張機503と、膨張機503により膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器504と、以上の各要素機器間に冷媒を循環させる冷媒配管518と、膨張機503に接続された永久磁石型同期発電機507(以下、発電機507)と、発電機507が出力する交流電力を変換して直流電力を出力するとともに発電機507の駆動を制御する機能を有した可変速コンバ
ータ508とを具備して構成される。なお、発電機507の駆動を制御する機能とは、例えば、発電機507の回転数もしくは電流値を所定の値に制御するものである。
The refrigeration cycle apparatus according to this embodiment includes a
そして、後述するが可変速コンバータ508は、冷凍サイクルが最適効率圧力になるように前記可変速コンバータ508によって発電機507を駆動制御する機能を有する構成となっている。
As will be described later, the
さらに、本実施例の冷凍サイクル装置は、圧縮機501を駆動する電動機505(ここではIPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)を用いる)と、直流を所定の周波数の交流に変換するとともに電動機505の回転数もしくは電流値を所定の値に制御するインバータ装置506(以下、インバータ506)と、膨張機回転数決定手段509と、放熱器502の出口温度を検出する温度センサ516と、放熱器502の出口圧力を検出する圧力センサ517と、直流電力部に接続され蒸発器に送風させる送風ファン522と、送風ファン522の回転数を制御するファン回転数制御手段521とを備えている。
Furthermore, the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment converts an electric motor 505 (in this case, using an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)) that drives a
また、制御回路の一部としての直流電力部には、整流回路511及び平滑コンデンサ512から構成されるコンバータが設けられている。このコンバータは、交流電源510からの入力した交流を整流回路511で直流に変換し、平滑コンデンサ512でその電圧を平滑化する。すなわち直流電力部は、可変速コンバータ508の直流出力をコンバータの直流出力端ならびにインバータ506の直流入力端に接続し、交流電源510及び発電機507からの電力をインバータ506に供給して、膨張機503での膨張力等によって得られた電力を圧縮機501の駆動力として利用することができる構成となっている。
Further, a DC power unit as a part of the control circuit is provided with a converter including a
さらに、直流電力部には、当該直流電力部の電圧(以下、DC電圧)を検出するための、電圧検出センサ520が設けられている。 Further, the DC power unit is provided with a voltage detection sensor 520 for detecting the voltage of the DC power unit (hereinafter referred to as DC voltage).
上記冷凍サイクル装置の冷凍サイクルの動作について説明する。 The operation of the refrigeration cycle of the refrigeration cycle apparatus will be described.
図1において、インバータ506により制御される電動機505によって圧縮機501が駆動され、圧縮機501により冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、放熱器502で冷却され、その後、可変速コンバータ508により制御される発電機507に連結している、膨張機503を通過する。このとき冷媒は、膨張機503内で膨張し、蒸発器504内で外部より吸熱して気化した後、再び圧縮機501へ戻る。
In FIG. 1, a
次に、冷凍サイクル装置の制御回路の動作について説明する。 Next, the operation of the control circuit of the refrigeration cycle apparatus will be described.
図1において、交流電源510を整流回路511で整流して得られた直流電力は、平滑コンデンサ512によりその電圧が平滑化されたあと、インバータ506により3相の交流電力に変換されて、電動機505に供給される。それにより電動機505が駆動されて圧縮機501が圧縮機能を果たす。
In FIG. 1, the DC power obtained by rectifying the
また、冷媒の膨張力により発生した膨張機503のトルクは、発電機507の回転力となり発電が行われる。この発電機507により発電された交流電力は、可変速コンバータ508により直流電力に変換された後、平滑コンデンサ512の両端に供給される。これにより、膨張機503により発電された電力は、圧縮機501のモータ駆動の補助動力として使用されることになる。
Further, the torque of the
ここで、膨張機503及び発電機507の回転数は、可変速コンバータ508により制御される。また、圧縮機501及び電動機505の回転数は、インバータ506により制
御される。可変速コンバータ508には、膨張機回転数決定手段509より目標回転数が与えられる。膨張機回転数決定手段509は、温度センサ516からの放熱器出口温度、および圧力センサ517からの放熱器出口圧力の値により、目標回転数の最適な膨張機回転数を決定する。
Here, the rotational speeds of the
最適な膨張機回転数は、図2に示す、放熱器出口圧力、放熱器出口温度に対する冷凍サイクルの効率のデータにより決定される。この図に示すように、本冷凍サイクル装置の冷凍サイクルの効率は、放熱器502の出口圧力及び温度により最大となる点が異なり、その最大点を結んだ線が図中の最適効率圧力線である。この圧力線を用いて、放熱器出口温度を計測することにより、そのときの放熱器出口圧力として最適圧力が求められる。
The optimum expander rotational speed is determined by data of the efficiency of the refrigeration cycle with respect to the radiator outlet pressure and the radiator outlet temperature shown in FIG. As shown in this figure, the efficiency of the refrigeration cycle of this refrigeration cycle apparatus differs in that it becomes the maximum depending on the outlet pressure and temperature of the
次に、膨張機回転数決定手段509の動作について説明する。 Next, the operation of the expander rotation speed determination means 509 will be described.
図3は、本実施例の冷凍サイクル装置における膨張機回転数決定のフローチャートであり、膨張機回転数決定手段509におけるサイクル効率を最大にする膨張機回転数の最適値の決定手順を示す。 FIG. 3 is a flowchart for determining the expander rotation speed in the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment, and shows a procedure for determining the optimum value of the expander rotation speed that maximizes the cycle efficiency in the expander rotation speed determination means 509.
まず、ステップ101において、測定された放熱器出口圧力及び温度の値を入力する。そして、図2に示す最適圧力のデータに従って、効率を最大にする最適圧力の値が演算される(ステップ102)。次に、測定された現在の出口圧力が、最適圧力より大きいかをステップ103にて判定する。出口圧力が最適圧力よりも大の場合には、出口圧力を下げるように膨張機503の目標回転数が上げられる(ステップ104)。即ち、膨張機回転数決定手段509は出口圧力を下降させる目標回転数を可変速コンバータ508に出力する。それにより、膨張機503における入口、出口の圧力差が低減し、結果として冷凍サイクルにおける高圧の圧力が低下していく(ステップ105)。
First, in
また、出口圧力が最適圧力よりも小の場合には、出口圧力を上げるように膨張機503の目標回転数が下げられる(ステップ106)。即ち、膨張機回転数決定手段509は可変速コンバータ508に出口圧力を上昇させる目標回転数を出力する。それにより、膨張機における入口、出口の圧力差が増加し、結果として冷凍サイクルにおける高圧の圧力が上昇していく(ステップ107)。これらの制御により、放熱器出口の圧力は、冷凍サイクルの効率を最大にするように制御される。以上のように、本実施例の冷凍サイクル装置では成績係数(COP)を高めることができるので、冷媒として地球温暖化係数が小さい二酸化炭素が利用できることに繋がる。
If the outlet pressure is lower than the optimum pressure, the target rotational speed of the
また、図1において、蒸発器504に設置された送風ファン522はDC電圧部と平行に接続され、蒸発器504内部において冷媒と空気の熱交換を促進させている。さらに送風ファン522はファン回転数制御手段521によりその回転数を制御される。次に、通常運転時におけるファン回転数制御手段521の動作について説明する。特開2003−161545(ヒートポンプ式給湯装置:ダイキン工業株式会社)にあるように、インバータ506から得られた圧縮機501の回転周波数に対応してファン回転数制御手段521の回転数を決定している(表1)。例えば、圧縮機501の周波数が86Hzのときに蒸発器504の送風ファン522のファン回転数を550rpmとし、圧縮機501の周波数が74Hzのときにファン回転数を500rpmとし、圧縮機501の周波数が58Hzのときにファン回転数を500rpmとし、圧縮機501の周波数が44Hzのときにファン回転数を500rpmとし、圧縮機501の周波数が40Hzのときにファン回転数を450rpmとしている。
In FIG. 1, the
次に、本発明において重要なファン回転数制御手段521が直流電力部の電圧を制御する動作について詳細に説明する。図4は、本構成による直流電力部の電圧部の制御方法について、ファン回転数制御手段521の動作について説明した図である。直流電力部の電圧が280V(基準値)+20V=300V以下の場合には、ファン回転数制御手段521は表1に示したように送風ファン522を所定の回転数になるように制御する。しかし、圧縮機501の非常停止、冷凍サイクルの過渡時などに圧縮機501に直結された電動機505への電動機電力Wmの急激な減少により、電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507の発電機電力Wgのほうが大きくなる(Wm<Wg)場合がある。この例として、図4では圧縮機501が非常停止した場合について説明する。圧縮機501が停止すると、電動機505への電動機電力Wmが突然ゼロ(Wm=0)になり、発電機507によって回収された発電機電力Wgが直流電力部で余剰電力となり、直流電力部の電圧Vdcは急激に上昇をはじめる。このとき、電圧検出センサ520によって得られた直流電力部の電圧Vdcが300Vを超えると、ファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように指令し、直流電力部における余剰電力分を送風ファン522によって消費させることができる。これにより、直流電力部の電圧Vdcを所定の範囲に収めることが可能となる。その後、冷凍サイクルに残る高圧側と低圧側の差圧は膨張機503により徐々に均圧されるため、膨張機の発電機電力Wgはゼロに収束する。
Next, the operation in which the fan rotation speed control means 521 important in the present invention controls the voltage of the DC power unit will be described in detail. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the fan speed control means 521 in the method for controlling the voltage unit of the DC power unit according to the present configuration. When the voltage of the DC power unit is 280 V (reference value) +20 V = 300 V or less, the fan rotation speed control means 521 controls the
図5は、上記制御によるファン回転数制御手段521のフローチャートであり、直流電力部の電圧Vdcを所定の範囲内に抑える制御手順を示す。まず、ステップ201では、電圧検出センサ520により現在の直流電力部の電圧Vdcを検出し、前述した電圧制限値である300V以下であるか判定する(ステップ202)。ステップ202で判定された結果が300V以下であれば、現在の圧縮機501の周波数を読み取り(ステップ203)、送風ファン522の回転数を表1により決定(ステップ204)し、送風ファン522を指定の回転数で制御する(ステップ205)。また、ステップ202により検出された直流電力部の電圧Vdcが300Vを超えた場合、ステップ206により送風ファン522の回転数を増加させるように制御する。このことにより電動機505への電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507によって回収された発電機電力Wgのほうが大きくなった場合においても、送風ファン522により確実に余剰電力を消費し、直流電力部の電圧Vdcを所定範囲内に制御することができるため、機器の安全性、信頼性が飛躍的に向上する。
FIG. 5 is a flowchart of the fan rotation speed control means 521 by the above control, and shows a control procedure for suppressing the voltage Vdc of the DC power unit within a predetermined range. First, in step 201, the voltage detection sensor 520 detects the current voltage Vdc of the DC power unit, and determines whether it is equal to or less than the above-described voltage limit value of 300V (step 202). If the result determined in
以上にこの発明の具他的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
なお、ここでは冷凍サイクルの効率が最適になるように制御しているが、圧縮機501と放熱器502の間の冷媒配管518に取り付けられた温度センサ(図示せず)の温度情報によってその温度が一定になるように膨張機503の回転数を決定してもよい。
Here, although the control is performed so that the efficiency of the refrigeration cycle is optimized, the temperature is determined by temperature information of a temperature sensor (not shown) attached to the
また、上記実施例で用いたファン回転数制御手段521における電圧の制限値(300V)はインバータ506が本来持っている保護機能である直流電圧の上限値Vmaxより低い値で設定されていたが、ファン回転数制御手段521における電圧の制限値とインバータ506が本来持っている保護機能である直流電圧の上限値Vmaxは同じ値に設定してもよい。ここで、この直流電圧の上限値Vmaxとは直流電力部の電圧がこの上限値Vmaxを超えると、インバータ506を保護する目的でインバータ506の駆動を停止するしきい電圧である。図6は、ファン回転数制御手段521における電圧の制限値とインバータ506が持っている直流電圧の上限値Vmaxとを同じ値に設定した場合の、ファン回転数制御手段521の動作について説明した図である。これにより、インバータ506が停止すると同時にファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御することで、送風ファン522により確実に余剰電力を消費することができる。
Further, the voltage limit value (300 V) in the fan rotation speed control means 521 used in the above embodiment was set to a value lower than the upper limit value Vmax of the DC voltage, which is a protection function that the
また、インバータによって生成された上記インバータ保護信号の出力により前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 Moreover, you may control so that the rotation speed of the said fan for ventilation may be increased with the output of the said inverter protection signal produced | generated by the inverter.
(第2の実施形態)
以下、本発明の膨張機を用いた冷凍サイクル装置の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the refrigeration cycle apparatus using the expander of the present invention will be described.
本第2の実施形態の構成は、図1に示す第1の実施形態のブロック構成図と同じであるが、そのファン回転数制御手段521の動作のみが第1の実施形態とは異なる。 The configuration of the second embodiment is the same as the block configuration diagram of the first embodiment shown in FIG. 1, but only the operation of the fan rotation speed control means 521 is different from that of the first embodiment.
図7は本実施形態による直流電力部の電圧部の制御方法について、ファン回転数制御手段521の動作について説明した図である。本来、インバータ506は直流電力部の電圧の下限値Vminを設定している。つまり、直流電力部の電圧がVmin以下になった場合、インバータ506を保護する目的で、インバータ506はその動作を停止する。以下に、ファン回転数制御手段521の動作を説明する。直流電力部の電圧がVmin以上の場合には、第1の実施形態と同様、ファン回転数制御手段521は表1に示したように送風ファン522を所定の回転数になるように制御している。しかし、一次側の入力電源などの瞬時停止によって、直流電力部の電圧が下降し、Vminよりも小さくなると、インバータ506はその動作を停止する。それによって501に直結された電動機505への電動機電力Wmがゼロとなり、第1の実施形態と同様に電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507によって回収される発電機電力Wgのほうが大きくなる(Wm<Wg)。このとき、図11に示したように直流電力部の電圧がVminを下回ると、ファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御し、送風ファン522によってその余剰電力を消費する。これにより、直流電力部の電圧を所定の範囲に収めることが可能となる。その後、冷凍サイクルにおける高圧側と低圧側の差圧は膨張機により均圧されるため、膨張機の発電機電力Wgはゼロに収束する。図8は、上記制御によるファン回転数制御手段521のフローチャートであり、直流電力部の電圧を所定の範囲内に抑える制御手順を示す。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the fan speed control means 521 in the method for controlling the voltage unit of the DC power unit according to this embodiment. Originally, the
まず、ステップ301では、電圧検出センサ520により現在の直流電力部の電圧Vdcを検出し、前述した直流電圧の下限値Vmin以上であるか判定する(ステップ302)。ステップ302で判定された結果がVmin以上であれば、現在の圧縮機501の周波数を読み取り(ステップ303)、送風ファン522の回転数を表1により決定(ステップ304)し、送風ファン522を指定の回転数で制御する(ステップ305)。また、ステップ303により直流電力部の電圧Vdcが直流電圧の下限値Vmin以下の場合、ステップ306により送風ファン522の回転数を増加させるように制御する。このことにより電動機505への電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507の発電機電力Wgのほうが大きくなった場合においても、送風ファン522により確実に余剰電力を消費し、直流電力部の電圧を所定範囲内に制御することができるため、機器の安全性、信頼性が飛
躍的に向上する。
First, in
以上にこの発明の具他的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施例で用いたファン回転数制御手段521における直流の電圧下限値はインバータ506が本来持っている保護機能である直流電圧の下限値Vminと同じになるように設定していたが、ファン回転数制御手段521における直流の電圧下限値とインバータ506が本来持っている保護機能である直流電圧の下限値Vminとがそれぞれ異なるように設定してもよい。例えば、インバータ506が本来持っている保護機能である直流電圧の下限値Vminよりもファン回転数制御手段521における直流の電圧の下限値を大きく設定しておくことにより、インバータ506が停止する以前にファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御することができる。
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, although the DC voltage lower limit value in the fan rotation speed control means 521 used in this embodiment is set to be the same as the DC voltage lower limit value Vmin, which is a protection function that the
また、インバータによって生成された上記インバータ保護信号の出力により前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 Moreover, you may control so that the rotation speed of the said fan for ventilation may be increased with the output of the said inverter protection signal produced | generated by the inverter.
(第3の実施形態)
以下、本発明の膨張機を用いた冷凍サイクル装置の第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the refrigeration cycle apparatus using the expander of the present invention will be described.
図9は、本発明による第1の実施例の冷凍サイクル装置を示すブロック構成図である。 FIG. 9 is a block diagram showing the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本第3の実施形態の構成は、図1に示す第1の実施形態のブロック構成図とほぼ同じであるが、そのファン回転数制御手段521への入力情報が直流電力部のDC電圧ではなくて、インバータ506に流れるインバータ電流値である部分が第1の実施形態とは異なる。また、その他の動作については本発明による第1の実施例における動作と同じである。
The configuration of the third embodiment is almost the same as the block configuration diagram of the first embodiment shown in FIG. 1, but the input information to the fan rotation speed control means 521 is not the DC voltage of the DC power unit. Thus, the portion of the inverter current value flowing through the
図10は、本発明による第3の実施形態における図7のインバータ506の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of the
インバータ506は、電動機505、駆動手段104、2個の電流センサ105a、105bと、2軸電流変換手段106、回転子位置回転数推定手段107、正弦波電圧出力手段109、電流制御手段110、電流指令作成手段111、及び回転数制御手段112とから成る電子回路とから構成される。電動機505は外部より与えられる目標回転数の情報に基づいて回転数制御手段112により電流指令(トルク指令)を作成し、電流指令作成手段111によりγδ軸における電流指令(iγ*、iδ*)を作成する。電流センサ105a、105bによって得られた相電流Iu、Ivを2軸電流変換手段106によりγδ座標に変換したγδ軸電流(iγ、iδ)とγδ軸における電流指令(iγ*、iδ*)とにより電流制御手段110は電圧指令(vγ*、vδ*)を作成する。電動機505への3相交流の入力は、電流制御手段110によって作成された電圧指令vγ、vδに基づいて正弦波電圧手段109が出力のデューティを決定し、駆動手段104が出力デューティに基づいた電圧を電動機505に出力する。このようにして電動機505は回転数が目標回転数となるように制御が行われる。
The
図11は図10に示す電動機505の制御装置の駆動手段104の構成図である。この駆動手段104は、スイッチング素子113a、113b、113c、113d、113e、113f及び還流ダイオード114a、114b、114c、114d、114e、114fが対になった変換回路と、ベースドライバ116、平滑コンデンサ117、直流電源118、シャント抵抗120から構成される。駆動手段104の3相交流の電動機入力は、スイッチング素子を介して、例えば直流電源118側から供給されるように接続されている。ここで、直流電源118は、ダイオードブリッジなどによって整流された出力
に相当する。正弦波電圧出力手段109によって作成されたスイッチングパターン信号は、ベースドライバ116によってスイッチング素子113a〜113fを電気的に駆動するためのドライブ信号に変換され、これらのドライブ信号にしたがって各スイッチング素子113a〜113fが動作する構成となっている。また、シャント抵抗120の両端で検出されたシャント電圧は、ファン回転数制御手段521へ接続されている。
FIG. 11 is a block diagram of the driving means 104 of the control device of the
図12は本実施形態による直流電力部の電圧部の制御方法について、ファン回転数制御手段521の動作について説明した図である。ファン回転数制御手段521は逐次インバータ506に流れるインバータ電流Iinvをシャント抵抗120にかかるシャント電圧よりV=I×Rの関係を用いて計算している。本来、インバータ506は電流が過大に流れるのを防止するために、インバータ電流Iinvの上限値Imaxを設定している。つまり、インバータ電流Iinvの上限値Imax以上の電流がインバータ506に流れた場合、インバータ506はその動作を停止する。以下にファン回転数制御手段521の動作を詳しく説明する。インバータ電流IinvがImax以下の場合には、第1の実施形態と同様に、ファン回転数制御手段521は表1に示したように送風ファン522を所定の回転数になるように制御している。しかし、冷凍サイクルの過負荷時などにおいて、過大なインバータ電流Iinvが流れ、インバータ電流Iinvの上限値Imaxよりも大きくなると、インバータ506はその動作を停止する。それによって501に直結された電動機505への電動機電力Wmがゼロとなり、第1の実施形態と同様に電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507の発電機電力Wgのほうが大きくなる(Wm<Wg)。このとき、図12に示したようにインバータ電流Iinvがインバータ電流Iinvの上限値Imaxを上回ると、ファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御し、送風ファン522によってその余剰電力を消費する。これにより、直流電力部の電圧を所定の範囲に収めることが可能となる。その後、冷凍サイクルにおける高圧側と低圧側の差圧は膨張機により均圧されるため、膨張機の発電機電力Wgはゼロに収束する。図13は、上記制御によるファン回転数制御手段521のフローチャートであり、直流電力部の電圧を所定の範囲内に抑える制御手順を示す。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the fan rotation speed control means 521 in the method for controlling the voltage unit of the DC power unit according to this embodiment. The fan rotation speed control means 521 calculates the inverter current Iinv flowing through the
まず、ステップ401では、ファン回転数制御手段521は現在のシャント電圧によりインバータ電流Iinv検出し、インバータ電流Iinvの上限値Imax以下であるか判定する(ステップ402)。ステップ402で判定された結果がImax以下であれば、現在の圧縮機501の周波数を読み取り(ステップ403)、送風ファン522の回転数を表1により決定(ステップ404)し、送風ファン522を指定の回転数で制御する(ステップ405)。また、ステップ402によりインバータ電流IinvがImaxを超えた場合、ステップ406により送風ファン522の回転数を増加させるように制御する。このことにより電動機505への電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507の発電機電力Wgのほうが大きくなった場合においても、送風ファン522により確実に余剰電力を消費し、直流電力部の電圧を所定範囲内に制御することができるため、機器の安全性、信頼性が飛躍的に向上する。
First, in
以上にこの発明の具他的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。本実施例で用いたファン回転数制御手段521における電流の上限値はインバータ506が本来持っている保護機能である電流の上限値Imaxと同じ値であったが、それぞれ異なるように設定してもよい。例えばインバータ506のの上限値Imaxよりもファン回転数制御手段521における電流の上限値を小さく設定しておくことにより、インバータ506が停止する以前にファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御することができる。
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. Although the upper limit value of the current in the fan rotation speed control means 521 used in this embodiment is the same value as the upper limit value Imax of the current which is a protection function inherent to the
また、インバータによって生成された上記インバータ保護信号の出力により前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 Moreover, you may control so that the rotation speed of the said fan for ventilation may be increased with the output of the said inverter protection signal produced | generated by the inverter.
(第4の実施形態)
以下、本発明の膨張機を用いた冷凍サイクル装置の第4の実施形態について説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the refrigeration cycle apparatus using the expander of the present invention will be described.
図14は、本発明による第4の実施例の冷凍サイクル装置を示すブロック構成図である。 FIG. 14 is a block diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
本第4の実施形態の構成は、図1に示す第1の実施形態のブロック構成図とほぼ同じであるが、圧縮機501と放熱器502との間に吐出温度センサ523を設置し、ファン回転数制御手段521への入力情報が直流電力部のDC電圧ではなくて、吐出温度センサ523によって得られた温度である部分が第1の実施形態とは異なる。
The configuration of the fourth embodiment is almost the same as the block configuration diagram of the first embodiment shown in FIG. 1, but a
図15は本実施形態による直流電力部の電圧部の制御方法について、ファン回転数制御手段521の動作について説明した図である。ファン回転数制御手段521は吐出温度を吐出温度センサ523より取得している。本来、インバータ506は吐出温度Toutが過大になるのを防止するために、吐出温度Toutの制限値Tmaxを設定している。つまり、Tmax以上となった場合、インバータ506はその動作を停止する。以下にファン回転数制御手段521の動作を説明する。吐出温度ToutがTmax以下の場合には、第1の実施形態と同様に、ファン回転数制御手段521は表1に示したように送風ファン522を所定の回転数になるように制御している。しかし、沸き上げ終了間際や、入水温度が高い時などにおいて、吐出温度Toutが高くなり、Tmaxよりも大きくなると、インバータ506はその動作を停止する。それによって501に直結された電動機505への電動機電力Wmがゼロとなり、第1の実施形態と同様に電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507の発電機電力Wgのほうが大きくなる(Wm<Wg)。このとき、
図14に示したように吐出温度ToutがTmaxを上回ると、ファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御し、送風ファン522によってその余剰電力を消費する。これにより、直流電力部の電圧を所定の範囲に収めることが可能となる。その後、冷凍サイクルにおける高圧側と低圧側の差圧は膨張機により均圧されるため、膨張機の発電機電力Wgはゼロに収束する。図15は、上記制御によるファン回転数制御手段521のフローチャートであり、直流電力部の電圧を所定の範囲内に抑える制御手順を示す。
FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the fan speed control means 521 in the method for controlling the voltage unit of the DC power unit according to this embodiment. The fan rotation speed control means 521 acquires the discharge temperature from the
As shown in FIG. 14, when the discharge temperature Tout exceeds Tmax, the fan rotation speed control means 521 controls the rotation speed of the
まず、ステップ501では、現在の吐出温度センサ523により吐出温度Toutを検出し、前述した吐出温度制限値であるTmax以内であるか判定する(ステップ502)。ステップ502で判定された結果がTmax以内であれば、現在の圧縮機501の周波数を読み取り(ステップ503)、送風ファン522の回転数を表1により決定(ステップ504)し、送風ファン522を指定の回転数で制御する(ステップ505)。また、ステップ502により吐出温度ToutがTmaxを超えた場合、ステップ506により送風ファン522の回転数を増加させるように制御する。このことにより電動機505への電動機電力Wmよりも膨張機503に直結された発電機507の発電機電力Wgのほうが大きくなった場合においても、送風ファン522により確実に余剰電力を消費し、直流電力部の電圧を所定範囲内に制御することができるため、機器の安全性、信頼性が飛躍的に向上する。
First, in
以上にこの発明の具他的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。本実施例で用いたファン回転数制御手段521における吐出温度の制限値Tmaxはインバータ506が本来持っている保護機能である吐出温度の上限値と同じ値であったが、吐出温度の上限温度Tmaxが異なるように設定してもよい。例えば吐出温度制限値Tmaxよりも、ファン風量回転数手段509のほうが小さく設定しておくことにより、インバータ506が停止する以前にファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御してもよい。
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. The discharge temperature limit value Tmax in the fan rotation speed control means 521 used in this embodiment is the same value as the upper limit value of the discharge temperature, which is a protection function inherent in the
以上にこの発明の具他的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。本実施例で用いたファン回転数制御手段521における吐出温度の上限値はインバータ506が本来持っている保護機能である吐出温度の上限値Tmaxと同じ値であったが、それぞれ異なるように設定してもよい。例えばインバータ506の吐出温度制限値Tmaxよりもファン回転数制御手段521における吐出温度の上限値を小さく設定しておくことにより、インバータ506が停止する以前にファン回転数制御手段521は送風ファン522の回転数を上昇するように制御することができる。
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. The upper limit value of the discharge temperature in the fan rotation speed control means 521 used in this embodiment is the same value as the upper limit value Tmax of the discharge temperature, which is a protection function inherent to the
また、インバータによって生成された上記インバータ保護信号の出力により前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御してもよい。 Moreover, you may control so that the rotation speed of the said fan for ventilation may be increased with the output of the said inverter protection signal produced | generated by the inverter.
以上のように、本発明の膨張機を用いた冷凍サイクル装置は、構成部品の破壊がなく信頼性を高める効果を有し、冷暖房装置や給湯機などのヒートポンプ式冷凍装置などに有用である。 As described above, the refrigeration cycle apparatus using the expander according to the present invention has an effect of improving reliability without destruction of components, and is useful for a heat pump refrigeration apparatus such as an air conditioner or a water heater.
104 駆動手段
105a、105b 電流センサ
106 2軸電流変換手段
107 回転子位置・回転子速度推定手段
109 正弦波電圧出力手段
110 電流制御手段
111 電流指令作成手段
112 回転数制御手段
501 圧縮機
502 放熱器
503 膨張機
504 蒸発器
505 電動機
506 インバータ装置
507 発電機
508 可変速コンバータ
509 膨張機回転数決定手段
510 交流電源
511 整流回路
512 平滑コンデンサ
513 スイッチング素子
514 負荷抵抗
515 電圧処理手段
516 温度センサ
517 圧力センサ
518 冷媒配管
520 電圧検出センサ
521 ファン回転数制御手段
522 送風ファン
523 吐出温度センサ
803a〜803f スイッチング素子
804a〜804f 還流ダイオード
805a、805b 電流センサ
806 2軸電流変換手段
807 回転子位置回転数推定手段
808 ベースドライバ
809 正弦波電圧出力手段
810 電流制御手段
811 電流指令作成手段
812 回転数制御手段
104 Driving means 105a, 105b
Claims (7)
前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器を通過した冷媒を膨張させる膨張機と、
前記膨張機により膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記圧縮機、放熱器、膨張機、蒸発器間を順次接続し、冷媒を循環させる冷媒配管と、
前記放熱器と前記蒸発器の少なくとも一方に送風させる送風用ファンと、
前記膨張機に接続して、前記膨張機の回転に応じて交流電力を発生させる発電機と、
前記発電機が出力する交流の発電機電力を変換して直流電力を出力するとともに前記発電機の駆動を制御する可変速コンバータと、
前記圧縮機に接続された電動機と、
直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換するとともに前記電動機の駆動を制御するインバータと、
前記発電機が出力する発電機電力が前記電動機へ入力する電動機電力を上回り前記直流電圧部に余剰電力が発生する場合において、前記送風用ファンの回転数を増加させるように制御するファン回転数制御手段とを有する冷凍サイクル装置 A compressor for compressing the working fluid;
A radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor;
An expander that expands the refrigerant that has passed through the radiator;
An evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the expander;
A refrigerant pipe for sequentially connecting the compressor, the radiator, the expander, and the evaporator, and circulating the refrigerant;
A blower fan for blowing air to at least one of the radiator and the evaporator;
A generator that is connected to the expander and generates AC power according to the rotation of the expander;
A variable speed converter that converts the AC generator power output by the generator to output DC power and controls the driving of the generator;
An electric motor connected to the compressor;
An inverter that converts a DC voltage into an AC voltage having a predetermined frequency and controls the driving of the motor;
Fan rotational speed control for controlling the rotational speed of the blower fan to increase when the generator power output by the generator exceeds the motor power input to the motor and surplus power is generated in the DC voltage unit Refrigeration cycle apparatus having means
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010216678A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Daikin Ind Ltd | Refrigerating device |
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2007
- 2007-01-05 JP JP2007000366A patent/JP2008164267A/en active Pending
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JP2010216678A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Daikin Ind Ltd | Refrigerating device |
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