JP2016008771A - ヒートポンプ式チラー - Google Patents

Abstract

【課題】起動から運転中も含めて、被冷却液の凍結防止を図ることができるヒートポンプ式チラーを提供する。
【解決手段】ヒートポンプ式チラー１００は、圧縮機１０、冷媒−空気熱交換器２０、膨張弁４０、および冷媒−循環液熱交換器５０を備えており、冷媒と循環液との熱交換によって循環液を冷却する。冷媒−循環液熱交換器５０の循環液入口部、循環液出口部および表面部にはそれぞれ温度センサが設けられ、圧縮機１０の冷媒吸入経路には圧力センサが設けられている。３つの温度センサによる検知温度、または圧力センサによる検知圧力から換算される冷媒蒸発温度のいずれか一つの温度が所定温度以下であることを検知した場合には、圧縮機１０を停止させると共に、循環液を循環させるための循環ポンプ３００を動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換によって被冷却液の冷却を行うヒートポンプ式チラーに関する。

従来のヒートポンプ式チラーとして、特許文献１は、冷凍機を用いたチラーの凍結防止のために、図９に示す構成を開示している。特許文献１のチラーは、圧縮機５０１、凝縮器５０２、膨張弁５０３および蒸発器５０４にて冷凍サイクルを実行し、該サイクルを循環する冷媒との熱交換によって被冷却液の冷却を行っている。

特許文献１のチラーでは、膨張弁５０３の一次側に液電磁弁５０５を設け、起動時には、液電磁弁５０５の一次側の温度を第１温度センサ５０６で監視している。そして、第１温度センサ５０６での検出温度が第一設定値以下の場合は、液電磁弁５０５を閉じたままでバイパス弁５０７を開いて、圧縮機５０１から吐出される冷媒を膨張弁５０３の二次側にバイパスする。このように冷媒をバイパスすることにより、冷媒は冷凍サイクルを循環せず、蒸発器（熱交換器）５０４における冷水タンク５１０からの循環水（被冷却液）の凍結を防止することができる。

特許第５０９８４７２号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、液電磁弁５０５の一次側の温度は、定常運転に達すると温度が上昇するため、上記技術を運転中の凍結防止に流用することは困難である。

本発明は、起動から運転中も含めて、被冷却液の凍結防止を図ることができるヒートポンプ式チラーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るヒートポンプ式チラーは、冷媒を吸入・吐出する圧縮機、冷媒−空気熱交換器、膨張弁、および循環液と冷媒が熱交換する冷媒−循環液熱交換器を備え、前記循環液の流れ経路に循環ポンプを設けたヒートポンプ式チラーであって、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部、循環液出口部および表面部にそれぞれ温度センサを設け、前記圧縮機の冷媒吸入経路に圧力センサを設け、前記３つの温度センサによる検知温度、または前記圧力センサによる検知圧力から換算される冷媒蒸発温度のいずれか一つの温度が所定温度以下であることを検知した場合に、前記圧縮機を停止させると共に、前記循環ポンプを動作させることを特徴としている。

上記の構成によれば、循環液の温度に相当する温度を監視することで、チラーの運転期間全般に渡って循環液の凍結を防止できる。

また、上記ヒートポンプ式チラーにおいては、前記３つの温度センサおよび前記圧力センサの検知信号を複数のコントローラが分散して受信する構成とすることができる。

上記の構成によれば、センサ信号の受信コントローラを分散することで、コントローラ異常に対するリスク低減が図れる。

また、上記ヒートポンプ式チラーにおいては、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサ、および前記圧縮機の冷媒吸入経路の圧力センサの信号を第１コントローラが受信し、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液出口部、および表面部の温度センサの信号を第２コントローラが受信し、前記第１コントローラは、受信した信号自体の異常を検知する機能を有し、当該チラーの起動時には、前記圧縮機の駆動前に前記循環ポンプを動作させ、前記循環ポンプの動作後で圧縮機の駆動開始前に、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサによる検知温度と循環液出口部の温度センサによる検知温度との温度差の絶対値が第１所定値以上、または前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサによる検知温度と表面部の温度センサによる検知温度との温度差の絶対値が第１所定値よりも大きい第２所定値以上であることを検知した場合には、前記圧縮機の駆動を中止する構成とすることができる。

上記の構成によれば、圧縮機の駆動前に温度センサの異常有無を確認することができ、凍結防止検知の信頼性が向上する。

また、上記ヒートポンプ式チラーにおいては、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサ、および前記圧縮機の冷媒吸入経路の圧力センサの信号を第１コントローラが受信し、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液出口部、および表面部の温度センサの信号を第２コントローラが受信し、前記第１コントローラによって開閉される接続リレーであって、前記循環ポンプと電源との間に設けられる第１接続リレーと、前記第２コントローラによって開閉される接続リレーであって、前記循環ポンプと電源との間に設けられる第２接続リレーとを並列に設けた構成とすることができる。

上記の構成によれば、第１コントローラおよび第２コントローラのいずれのコントロ−ラからでも循環ポンプへ給電が可能となるので、コントローラ異常に対する循環ポンプの作動安全性が向上する。

本発明のヒートポンプ式チラーは、冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部、循環液出口部および表面部にそれぞれ温度センサを設け、前記圧縮機の冷媒吸入経路に圧力センサを設け、前記３つの温度センサによる検知温度、または前記圧力センサによる検知圧力から換算される冷媒蒸発温度のいずれか一つの温度が所定温度以下であることを検知した場合に、前記圧縮機を停止させると共に、前記循環ポンプを動作させる。

これにより、循環液の温度に相当する温度を監視し、これらの温度に基づいて循環液の凍結防止制御を行うことで、チラーの運転期間全般に渡って循環液の凍結を防止できるといった効果を奏する。

本実施の形態に係るヒートポンプ式チラーの概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るヒートポンプ式チラーにおける、循環液の凍結防止制御を行う制御系を示すブロック図である。 図２に示す制御系において、正常時における凍結防止制御を説明する図である。 図２に示す制御系において、メインＣＰＵの異常時における凍結防止制御を説明する図である。 図２に示す制御系において、メインＣＰＵへのセンサ入力異常時における凍結防止制御を説明する図である。 図２に示す制御系において、サブＣＰＵの異常時における凍結防止制御の制御動作を説明する図である。 図２に示す制御系において、サブＣＰＵへのセンサ入力異常時における凍結防止制御を説明する図である。 本実施の形態に係るヒートポンプ式チラーにおける、センサ異常検知動作を示すフローチャートである。 従来のヒートポンプ式チラーの概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係るヒートポンプ式チラー（以下、単にチラーと称する）１００の概略構成を示すブロック図である。チラー１００は、大略的に、冷媒を流通させる冷媒回路１１０と、循環液とを流通させる循環液回路２００とを備えている。また、制御装置１４０は、チラー１００全体の動作を制御する。

冷媒回路１１０は、圧縮機１０、冷媒−空気熱交換器２０、膨張弁４０および冷媒−循環液熱交換器５０を備えて構成されている。チラー１００は、冷媒を圧縮機１０、冷媒−空気熱交換器２０、膨張弁４０、冷媒−循環液熱交換器５０の順で循環させることによって冷凍サイクルを実行している。そして、チラー１００は、冷媒−循環液熱交換器５０での熱交換（循環液と冷媒との間での熱交換）によって循環液の冷却を行う（冷却運転）。

冷媒回路１１０において、圧縮機１０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。冷媒−空気熱交換器２０は、冷媒と空気（具体的には外気）との間で熱交換させる。膨張弁４０は、圧縮機１０で圧縮した冷媒を膨張させる。冷媒−循環液熱交換器５０は、循環液と冷媒との間で熱交換させる。圧縮機１０は、複数台の圧縮機を並列に接続したものであってもよく、同様に、冷媒−空気熱交換器２０は、複数台の冷媒−空気熱交換器を並列に接続したものであってもよい。

膨張弁４０は、制御装置１４０からの指示信号により開度を調整できるようになっている。これにより、膨張弁４０は、冷媒回路１１０における冷媒の循環量を調整することができる。詳しくは、膨張弁４０は、閉塞可能な複数の膨張弁を並列に接続したものとされている。こうすることで、膨張弁４０は、開放する膨張弁を組み合わせて冷媒回路１１０における冷媒の循環量を調整することができる。

図１に示すチラー１００において、冷媒−空気熱交換器用ファン３０は、冷媒−空気熱交換器２０での熱交換を効率よく行うために設けられている。エンジン６０は、圧縮機１０を駆動する駆動源として設けられている。但し、本発明において、圧縮機１０を駆動する駆動源はエンジンに限定されるものではなく、他の駆動原（例えば、モータ）を用いてもよい。

本実施の形態に係るチラー１００は、冷却運転以外に、加熱運転を実行できる構成となっている。このため、チラー１００は、圧縮機１０の冷媒吐出側に四方弁１１１を備えると共に、ブリッジ回路１１２を備えている。

四方弁１１１は、制御装置１４０からの指示信号により、冷却運転時と加熱運転時とで冷媒の流れ方向を切り替える。すなわち、冷却運転時には、流入口（図１中の下側）と一方の接続口（図１中の左側）とを接続し、かつ、他方の接続口（図１中の右側）と流出口（図１中の上側）とを接続する（図１に示す実線経路）。また、加熱運転時には、流入口（図１中の下側）と他方の接続口（図１中の右側）とを接続し、かつ、一方の接続口（図１中の左側）と流出口（図１中の上側）とを接続する（図１に示す破線経路）。

ブリッジ回路１１２は、冷却運転時と加熱運転時とで冷媒の流れ方向が自動的に切り替わるものである。ブリッジ回路１１２は、４つの逆止弁（第１逆止弁１１２ａ、第２逆止弁１１２ｂ、第３逆止弁１１２ｃおよび第４逆止弁１１２ｄ）を備えている。第１逆止弁１１２ａおよび第２逆止弁１１２ｂは、冷媒の流れる方向が同じになるように直列に接続され、第１逆止弁列を構成している。第３逆止弁１１２ｃおよび第４逆止弁１１２ｄは、冷媒の流れる方向が同じになるように直列に接続され、第２逆止弁列を構成している。そして、第１逆止弁列および第２逆止弁列は、冷媒の流れる方向が同じになるように並列に接続されている。

ブリッジ回路１１２においては、第１逆止弁１１２ａと第２逆止弁１１２ｂとの間の接続点が第１中間接続点Ｐ１とされ、第１逆止弁１１２ａと第３逆止弁１１２ｃとの間の接続点が流出接続点Ｐ２とされ、第３逆止弁１１２ｃと第４逆止弁１１２ｄとの間の接続点が第２中間接続点Ｐ３とされ、第２逆止弁１１２ｂと第４逆止弁１１２ｄとの間の接続点が流入接続点Ｐ４とされている。

チラー１００の冷却運転時には、冷媒の流れ経路は、圧縮機１０、四方弁１１１、冷媒−空気熱交換器２０、ブリッジ回路１１２（Ｐ１からＰ２）、膨張弁４０、ブリッジ回路１１２（Ｐ４からＰ３）、冷媒−循環液熱交換器５０、四方弁１１１、圧縮機１０となり、冷凍サイクルを実行する。また、チラー１００の加熱運転時には、冷媒の流れ経路は、圧縮機１０、四方弁１１１、冷媒−循環液熱交換器５０、ブリッジ回路１１２（Ｐ３からＰ２）、膨張弁４０、ブリッジ回路１１２（Ｐ４からＰ１）、冷媒−空気熱交換器２０、四方弁１１１、圧縮機１０となり、加熱サイクルを実行する。

本実施の形態では、チラー１００は、オイルセパレータ８１、アキュムレータ８２およびレシーバ８３をさらに備えている。オイルセパレータ８１は、冷媒に含有する圧縮機１０の潤滑油を分離し、かつ分離した潤滑油を圧縮機１０に戻す。アキュムレータ８２は、蒸発器として作用する冷媒−循環液熱交換器５０または蒸発器として作用する冷媒−空気熱交換器２０で蒸発し切れなかった冷媒液を分離する。レシーバ８３は、ブリッジ回路１１２からの高圧液冷媒を一時的に蓄える。

本実施の形態に係るチラー１００は、四方弁１１１とブリッジ回路１１２とを備えることによって、冷却運転と加熱運転とを切替可能な構成となっているが、本発明は冷却運転時の動作に特徴を有するものである。このため、本発明は、冷却運転のみを実施可能なチラーに対しても適用可能である。

続いて、循環液回路２００について説明する。循環液回路２００を流れる循環液は、冷却運転時には、冷媒−循環液熱交換器５０における熱交換によって冷却される被冷却液となる。また、加熱運転時には、冷媒−循環液熱交換器５０における熱交換によって加熱される被加熱液となる。上記循環液は、例えば、建物の空調システムにて利用される冷水や温水として使用される。上記循環液には例えば水が使用されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、水に不凍剤等を混入した溶液であっても良い。

循環液回路２００は、流入管２１１と流出管２１２と循環ポンプ３００とを備えて構成されている。循環液は、流入管２１１を介して冷媒−循環液熱交換器５０に導入され、冷媒−循環液熱交換器５０において温度を調節される。温度調節された循環液は、流出管２１２を介してチラー１００から排出される。尚、チラー１００に含まれる循環液回路２００は、基本的には、循環液が流れる閉回路の一部のみを形成するものである。すなわち、本実施の形態に係るチラー１００を建物の空調システムに利用する場合には、空調システム側の循環液回路とチラー１００側の循環液回路２００とが接続されて閉回路をなし、この閉回路内を循環液が流れる。循環ポンプ３００は、上記閉回路内で循環液を循環させるためのポンプである。図１に示す構成では、循環ポンプ３００は流出管２１２に設けられているが、流入管２１１に設けられていても良い。

本実施の形態に係るチラー１００は、冷却運転時における循環液の凍結防止を図るために、流入循環液温度センサＴＷＲ、流出循環液温度センサＴＷＬ、熱交換器表面温度センサＴＷＳおよび圧力センサＰＬを備えている。

流入循環液温度センサＴＷＲは、流入管２１１に設けられており、冷媒−循環液熱交換器５０に流入する循環液（具体的には流入管２１１内の循環液）の温度を検出する。流出循環液温度センサＴＷＬは、流出管２１２に設けられており、冷媒−循環液熱交換器５０から流出する循環液（具体的には流出管２１２内の循環液）の温度を検出する。熱交換器表面温度センサＴＷＳは、冷媒−循環液熱交換器５０の表面に設けられ、該表面温度を検出する。圧力センサＰＬは、圧縮機１０の冷媒吸入経路に設けられ、冷媒−循環液熱交換器５０から流出する冷媒の圧力を検出する。尚、圧力センサＰＬによって検出される圧力からは、冷媒−循環液熱交換器５０から流出する冷媒の冷媒蒸発温度が求められる。

制御装置１４０は、冷却運転時における循環液の凍結防止を図るために、各種センサからの検知信号に基づいて以下の制御を行う。具体的には、流入循環液温度センサＴＷＲ、流出循環液温度センサＴＷＬおよび熱交換器表面温度センサＴＷＳの何れかによる検知温度、または、圧力センサＰＬの検知圧力から換算される冷媒蒸発温度が所定温度(例えば２℃)以下であることを検知した場合に、圧縮機１０を停止すると共に、循環ポンプ３００を動作させる。

すなわち、上記４つの温度の何れか一つでも所定温度(例えば２℃)以下であることを検知した場合には、そのまま冷却運転を実行し続けると循環液の凍結の虞があると判断され、これを防止するための制御が実行される。具体的には、圧縮機１０を停止することで冷媒回路１１０の冷凍サイクルを停止させ、さらに、循環ポンプ３００を動作させることで、循環液回路２００内の循環液を凍結させにくくする。尚、上記動作は、上記４つの温度の全てが所定温度以上になるまで継続されるものとする。このように、本実施の形態に係るチラー１００では、循環液の温度に相当する温度を常に監視することでチラーの運転期間全般に渡って凍結を防止できる。

本実施の形態に係るチラー１００において、制御装置１４０は複数のコントローラによって形成され、前記３つの温度センサおよび前記圧力センサの検知信号を複数のコントローラで分散して受信する構成とすることが好ましい。このように、センサ信号の受信コントローラを分散することでコントローラ異常に対するリスク低減を図ることができる。受信コントローラを分散する構成について、以下に詳細に説明する。

制御装置１４０は、図２に示すように、メインボード１４１とサブボード１４２によって構成されており、メインボード１４１にはメインＣＰＵ（第１コントローラ）１４３が搭載され、サブボード１４２にはサブＣＰＵ（第２コントローラ）１４４が搭載されている。メインＣＰＵ１４３とサブＣＰＵ１４４とは、通信ライン１４５を介して互いに通信可能に接続されている。

図２の例では、メインＣＰＵ１４３に流出循環液温度センサＴＷＬの検知信号と圧力センサＰＬの検知信号とが入力され、サブＣＰＵ１４４に流入循環液温度センサＴＷＲの検知信号と熱交換器表面温度センサＴＷＳの検知信号とが入力されるものとする。

さらに、メインＣＰＵ１４３は、パワーボード１４６における接続リレーＲＹ１（第１接続リレー）を制御してモータ３０１に動力を供給することが可能である。サブＣＰＵ１４４は、接続リレーＲＹ２（第２接続リレー）および接続リレーＲＹ（ＭＣ）（第２接続リレー）を制御してモータ３０１に動力を供給することが可能である。モータ３０１は循環ポンプ３００を駆動するためのモータであり、モータ３０１に動力を供給することによって循環ポンプ３００が動作する。すなわち、メインＣＰＵ１４３によって開閉される第１接続リレー（接続リレーＲＹ１）と、サブＣＰＵ１４４によって開閉される第２接続リレー（接続リレーＲＹ２および接続リレーＲＹ（ＭＣ））とが並列に設けられており、モータ３０１に対しては、メインＣＰＵ１４３およびサブＣＰＵ１４４のいずれのコントロ−ラからでも循環ポンプへ給電が可能となる。これにより、コントローラ異常に対する循環ポンプ３００の作動安全性が向上する。

先ずは、正常時における凍結防止制御の制御動作を図３を参照して説明する。正常時においては、メインＣＰＵ１４３およびサブＣＰＵ１４４の両方が正常に動作しており、かつ、流入循環液温度センサＴＷＲ、流出循環液温度センサＴＷＬ、熱交換器表面温度センサＴＷＳおよび圧力センサＰＬの全てから正常な検知信号が入力される。

この場合、上述した凍結防止制御はメインＣＰＵ１４３によって行われる。メインＣＰＵ１４３には、流出循環液温度センサＴＷＬおよび圧力センサＰＬからの検知信号が直接入力されると共に、流入循環液温度センサＴＷＲおよび熱交換器表面温度センサＴＷＳからの検知信号がサブＣＰＵ１４４を介して入力される。メインＣＰＵ１４３は、これら４つの信号から検出される温度を監視し、その何れかが所定温度(例えば２℃)以下となった場合に、上述した凍結防止制御を行う。

具体的には、メインＣＰＵ１４３は、接続リレーＲＹ１を制御してモータ３０１に動力を供給し、循環ポンプ３００を動作させる。さらに、メインＣＰＵ１４３は、ガスバルブＧＶを閉じる制御を行う。本例では、ガスバルブＧＶはエンジン６０への燃料供給を調整するバルブであり、これを閉じることによってエンジン６０が停止し、圧縮機１０が停止する。尚、ガスバルブＧＶを閉じるのは、圧縮機１０を停止させるための制御の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、圧縮機１０の駆動源がエンジンであり、エンジンが完全に駆動開始する前に圧縮機１０を停止させる場合には、エンジンのスタータへの給電を停止する制御であっても良い。あるいは、圧縮機１０の駆動源がモータである場合には、該モータへの給電を停止する制御であっても良い。

次に、メインＣＰＵ１４３の異常時における凍結防止制御の制御動作を図４を参照して説明する。メインＣＰＵ１４３の異常時においては、メインＣＰＵ１４３に入力される流出循環液温度センサＴＷＬおよび圧力センサＰＬからの検知信号を検出できない。この場合、残りの検知信号のみに基づいて凍結防止制御を行うと、不完全な制御のために循環液の凍結が発生する虞がある。このため、メインＣＰＵ１４３の異常時には、各センサの検知結果に関らず、サブＣＰＵ１４４が凍結防止制御を行う。

この場合、サブＣＰＵ１４４は、メインＣＰＵ１４３との通信エラーによってメインＣＰＵ１４３の異常を検出する。そして、サブＣＰＵ１４４は、メインＣＰＵ１４３の異常を検出すると、接続リレーＲＹ２および接続リレーＲＹ（ＭＣ）を制御してモータ３０１に動力を供給し、循環ポンプ３００を動作させる。

また、圧縮機１０を停止する制御としては、サブＣＰＵ１４４がガスバルブＧＶを閉じる制御を行ってもよいが、ここでは補助ＣＰＵ１４７が該制御を行う場合を例示する。すなわち、補助ＣＰＵ１４７は、メインＣＰＵ１４３との通信エラーによってメインＣＰＵ１４３の異常を検出することができる。そして、補助ＣＰＵ１４７は、メインＣＰＵ１４３の異常を検出すると、ガスバルブＧＶを閉じて、圧縮機１０を停止させる。

次に、メインＣＰＵ１４３へのセンサ入力異常時における凍結防止制御の制御動作を図５を参照して説明する。メインＣＰＵ１４３へのセンサ入力異常とは、流出循環液温度センサＴＷＬまたは圧力センサＰＬに異常が生じて検知信号が出力されなくなった場合や、これらセンサの検知信号が信号線の断線によってメインＣＰＵ１４３に入力されなくなった場合を指す。この場合も、不完全なセンサ入力のみに基づいて凍結防止制御を行うと、不完全な制御となって循環液の凍結が発生する虞がある。このため、メインＣＰＵ１４３は、各センサの検知結果に関らず、以下の凍結防止制御を行う。

流出循環液温度センサＴＷＬまたは圧力センサＰＬの検知信号がメインＣＰＵ１４３に入力されなくなると、メインＣＰＵ１４３はセンサ入力異常を検出する。センサ入力異常を検出したメインＣＰＵ１４３は、接続リレーＲＹ１を制御して循環ポンプ３００を動作させると共に、ガスバルブＧＶを閉じて圧縮機１０を停止させる。

次に、サブＣＰＵ１４４の異常時における凍結防止制御の制御動作を図６を参照して説明する。サブＣＰＵ１４４の異常時においては、サブＣＰＵ１４４に入力される流入循環液温度センサＴＷＲおよび熱交換器表面温度センサＴＷＳからの検知信号を検出できない。この場合、残りの検知信号のみに基づいて凍結防止制御を行うと、不完全な制御のために循環液の凍結が発生する虞がある。このため、サブＣＰＵ１４４の異常時には、各センサの検知結果に関らず、メインＣＰＵ１４３が凍結防止制御を行う。

この場合、メインＣＰＵ１４３は、サブＣＰＵ１４４との通信エラーによってサブＣＰＵ１４４の異常を検出する。そして、メインＣＰＵ１４３は、サブＣＰＵ１４４の異常を検出すると、接続リレーＲＹ１を制御して循環ポンプ３００を動作させると共に、ガスバルブＧＶを閉じて圧縮機１０を停止させる。

次に、サブＣＰＵ１４４へのセンサ入力異常時における凍結防止制御の制御動作を図７を参照して説明する。サブＣＰＵ１４４へのセンサ入力異常とは、流入循環液温度センサＴＷＲまたは熱交換器表面温度センサＴＷＳに異常が生じて検知信号が出力されなくなった場合や、これらセンサの検知信号が信号線の断線によってサブＣＰＵ１４４に入力されなくなった場合を指す。この場合も、不完全なセンサ入力のみに基づいて凍結防止制御を行うと、不完全な制御となって循環液の凍結が発生する虞がある。このため、メインＣＰＵ１４３は、各センサの検知結果に関らず、以下の凍結防止制御を行う。

流入循環液温度センサＴＷＲまたは熱交換器表面温度センサＴＷＳの検知信号がサブＣＰＵ１４４に入力されなくなると、メインＣＰＵ１４３に対してもこれらの検知信号は入力されなくなる。これにより、メインＣＰＵ１４３はセンサ入力異常を検出する。センサ入力異常を検出したメインＣＰＵ１４３は、接続リレーＲＹ１を制御して循環ポンプ３００を動作させると共に、ガスバルブＧＶを閉じて圧縮機１０を停止させる。

また、本実施の形態に係るチラー１００は、その起動時において、流入循環液温度センサＴＷＲ、流出循環液温度センサＴＷＬ、熱交換器表面温度センサＴＷＳおよび圧力センサＰＬの異常の有無を検知する機能を有する。このセンサ異常検知動作について、図８を参照して説明する。すなわち、制御装置１４０は、チラー１００の起動時には、センサ異常の有無を検知するために、図８のフローチャートに示す動作を行う。

チラー１００の起動時には、制御装置１４０は、最初に流出循環液温度センサＴＷＬおよび圧力センサＰＬの異常検知を行う（ＳＴ１）。すなわち、制御装置１４０は、メインＣＰＵ１４３に信号を入力する流出循環液温度センサＴＷＬと圧力センサＰＬとについては、メインＣＰＵ１４３が受信した信号自体の異常を検知する自己チェック機能を有する。この場合の流出循環液温度センサＴＷＬおよび圧力センサＰＬの異常は、メインＣＰＵ１４３によって検出される。この異常検知は、例えば、流出循環液温度センサＴＷＬおよび圧力センサＰＬにおける検出信号の有無や、信号値が規定範囲内にあるか否かを確認することで判定できる。具体的には、検出信号が無い場合や、信号があっても規定範囲に無い場合はセンサ異常と判定することができる。流出循環液温度センサＴＷＬおよび圧力センサＰＬに異常が無ければ（ＳＴ１でＹＥＳ）、ＳＴ２に処理を移行し、異常があればＳＴ１でＹＥＳ）ＳＴ５に移行する。尚、センサの異常検知が終了するまで、圧縮機１０は駆動しないものとする。

ＳＴ２では、制御装置１４０が流入循環液温度センサＴＷＲ、流出循環液温度センサＴＷＬおよび熱交換器表面温度センサＴＷＳのそれぞれから検知温度を取得する。

ついで、制御装置１４０は、流入循環液温度センサＴＷＲと流出循環液温度センサＴＷＬとの検知温度差を求め、その温度差の絶対値が第１所定値（例えば、２．０℃）以上であるか否かを判定する（ＳＴ３）。チラー１００の起動直後では、循環液は冷却も加熱も受けていないため、流入循環液温度センサＴＷＲの検知温度と流出循環液温度センサＴＷＬの検知温度とに殆ど差は無いと考えられる。このため、ＳＴ３において、上記温度差が所定温度以上である場合（ＳＴ３でＹＥＳ）には、流入循環液温度センサＴＷＲに異常があると判断され、ＳＴ５の処理に移行する。

ＳＴ３において、上記温度差が２．０未満である場合（ＳＴ３でＮＯ）には、制御装置１４０は、流出循環液温度センサＴＷＬと熱交換器表面温度センサＴＷＳとの検知温度差を求め、その温度差の絶対値が第２所定値（＞第１所定値；例えば、３．０℃）以上であるか否かを判定する（ＳＴ４）。ＳＴ４において、上記温度差が所定温度以上である場合（ＳＴ４でＹＥＳ）には、熱交換器表面温度センサＴＷＳに異常があると判断され、ＳＴ５の処理に移行する。

ＳＴ５では、制御装置１４０は、ガスバルブＧＶを閉じて圧縮機１０を停止させ（すなわち、圧縮機１０の駆動を開始しない）、かつ、循環ポンプ３００の運転を開始すると共に、センサに異常が生じていることを報知するアラームを発する。また、ＳＴ４において、上記温度差が所定温度未満である場合（ＳＴ４でＮＯ）には、全てのセンサに異常がないため、ＳＴ６に移行してチラー１００の運転を開始する。

このように、圧縮機１０の駆動前に温度センサの異常有無を確認することで凍結防止検知の信頼性が向上する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ 圧縮機
２０ 冷媒−空気熱交換器
３０ 冷媒−空気熱交換器用ファン
４０ 膨張弁
５０ 冷媒−循環液熱交換器
６０ エンジン
１００ ヒートポンプ式チラー
１１０ 冷媒回路
１４０ 制御装置
１４３ メインＣＰＵ（第１コントローラ）
１４４ サブＣＰＵ（第２コントローラ）
１４７ 補助ＣＰＵ
２００ 循環液回路
２１１ 流入管
２１２ 流出管
３００ 循環ポンプ
ＴＷＲ 流入循環液温度センサ
ＴＷＬ 流出循環液温度センサ
ＴＷＳ 熱交換器表面温度センサ
ＰＬ 圧力センサ
ＧＶ ガスバルブ
ＲＹ１ 接続リレー（第１接続リレー）
ＲＹ２ 接続リレー（第２接続リレー）
ＲＹ（ＭＣ） 接続リレー（第２接続リレー）

Claims (4)

1. 冷媒を吸入・吐出する圧縮機、冷媒−空気熱交換器、膨張弁、および循環液と冷媒が熱交換する冷媒−循環液熱交換器を備え、前記循環液の流れ経路に循環ポンプを設けたヒートポンプ式チラーにおいて、
   前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部、循環液出口部および表面部にそれぞれ温度センサを設け、前記圧縮機の冷媒吸入経路に圧力センサを設け、
   前記３つの温度センサによる検知温度、または前記圧力センサによる検知圧力から換算される冷媒蒸発温度のいずれか一つの温度が所定温度以下であることを検知した場合に、前記圧縮機を停止させると共に、前記循環ポンプを動作させることを特徴とするヒートポンプ式チラー。
2. 請求項１に記載のヒートポンプ式チラーにおいて、
   前記３つの温度センサおよび前記圧力センサの検知信号を複数のコントローラが分散して受信することを特徴とするヒートポンプ式チラー。
3. 請求項２に記載のヒートポンプ式チラーにおいて、
   前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサ、および前記圧縮機の冷媒吸入経路の圧力センサの信号を第１コントローラが受信し、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液出口部、および表面部の温度センサの信号を第２コントローラが受信し、
   前記第１コントローラは、受信した信号自体の異常を検知する機能を有し、
   当該チラーの起動時には、前記圧縮機の駆動前に前記循環ポンプを動作させ、
   前記循環ポンプの動作後で圧縮機の駆動開始前に、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサによる検知温度と循環液出口部の温度センサによる検知温度との温度差の絶対値が第１所定値以上、または前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサによる検知温度と表面部の温度センサによる検知温度との温度差の絶対値が第１所定値よりも大きい第２所定値以上であることを検知した場合には、前記圧縮機の駆動を停止することを特徴とするヒートポンプ式チラー。
4. 請求項２に記載のヒートポンプ式チラーにおいて、
   前記冷媒−循環液熱交換器の循環液入口部の温度センサ、および前記圧縮機の冷媒吸入経路の圧力センサの信号を第１コントローラが受信し、前記冷媒−循環液熱交換器の循環液出口部、および表面部の温度センサの信号を第２コントローラが受信し、
   前記第１コントローラによって開閉される接続リレーであって、前記循環ポンプと電源との間に設けられる第１接続リレーと、前記第２コントローラによって開閉される接続リレーであって、前記循環ポンプと電源との間に設けられる第２接続リレーとを並列に設けたことを特徴とするヒートポンプ式チラー。

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