JP2016008774A - Chiller system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒の凝縮熱または蒸発熱により熱媒体としての温調用の循環液の温度を調節するヒートポンプ式のチラーが複数台接続されるチラーシステムに関する。 The present invention relates to a chiller system in which a plurality of heat pump chillers that adjust the temperature of a circulating fluid for temperature control as a heat medium by the heat of condensation or evaporation of refrigerant are connected.
ヒートポンプにおいて、冷媒と空気との間で熱交換させる冷媒−空気熱交換器が蒸発器として作用するときに、外気温度等の条件によって冷媒−空気熱交換器内の配管に付着した霜を除去するデフロスト運転(除霜運転)を行う構成が従来から知られている(例えば特許文献1参照)。詳しくは、特許文献1は、デフロスト運転時に、室内熱交換器用膨張弁を全閉として室内熱交換器に冷媒を流さずに廃熱回収器でエンジン冷却水から吸熱して冷媒を蒸発させる構成を開示している。
In a heat pump, when a refrigerant-air heat exchanger that exchanges heat between refrigerant and air acts as an evaporator, frost attached to piping in the refrigerant-air heat exchanger is removed depending on conditions such as outside air temperature. The structure which performs defrost operation (defrost operation) is known conventionally (for example, refer to patent documents 1). Specifically,
一方、冷媒の凝縮熱または蒸発熱により熱媒体としての温調用(例えば空調用)の循環液の温度を調節するヒートポンプ式のチラーについても、同様に、冷媒−空気熱交換器内の配管に付着した霜を除去するデフロスト運転を行うことがあるが、ヒートポンプ式のチラーが複数台接続されるチラーシステムにおいて、デフロスト運転を行う場合、デフロスト運転中は循環液の温度の調節がなされないために、所定台数以上のチラー(特に全てのチラー)が同時期にデフロスト運転を行ってしまうと、循環液の温度の調節を十分に(或いは全く)行うことができない。 On the other hand, the heat pump chiller that adjusts the temperature of the circulating fluid for temperature control (for example, for air conditioning) as the heat medium by the heat of condensation or evaporation of the refrigerant is also attached to the pipe in the refrigerant-air heat exchanger. In the chiller system in which a plurality of heat pump chillers are connected, the temperature of the circulating fluid is not adjusted during the defrost operation. If a predetermined number or more of chillers (especially all chillers) perform the defrost operation at the same time, the temperature of the circulating fluid cannot be adjusted sufficiently (or at all).
この点に関し、特許文献2は、各チリングユニット(チラー)よりデフロスト運転の要求があると、予め設定された台数のチリングユニット(チラー)のみが同時にデフロスト運転を実行するように所定台数のチリングユニット(チラー)毎にデフロスト許可信号を出力し(特許文献2の段落0104参照)、デフロスト同時運転の可能台数が2台以上の場合、デフロスト要求信号に対して、可能台数になるまで、デフロスト許可信号を出力する(特許文献2の段落0111参照)構成を開示している。つまり、特許文献2は、デフロスト同時運転の可能台数まで先着順でデフロスト運転を許可する構成を開示している。
In this regard,
しかしながら、特許文献2は、デフロスト同時運転の可能台数まで先着順でデフロスト運転を許可する構成を開示しているものの、デフロスト運転待機中のチラー同士の優先順位までは開示していない。
However,
そこで、本発明は、ヒートポンプ式のチラーが複数台接続されるチラーシステムであって、所定台数まで先着順でデフロスト運転を許可する場合にデフロスト運転の待機中のチラー同士の優先順位を決定することができるチラーシステムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a chiller system in which a plurality of heat pump chillers are connected, and when defrosting operation is permitted on a first-come-first-served basis up to a predetermined number, the priority order of chillers waiting for defrosting operation is determined. The purpose is to provide a chiller system that can be used.
本発明は、前記課題を解決するために、冷媒の凝縮熱または蒸発熱により熱媒体としての温調用の循環液の温度を調節するヒートポンプ式のチラーが複数台接続されるチラーシステムであって、前記複数台のチラーのうち、何れか1台が親機のチラーに指定され、前記複数台のチラーのうち、デフロスト運転が必要なチラーは、前記親機のチラーに対して前記デフロスト運転を要求し、前記親機のチラーは、前記デフロスト運転を要求したチラーのうち、予め定めた所定の台数まで先着順で前記デフロスト運転を許可し、前記デフロスト運転の待機中のチラーは、所定周期で前記親機のチラーに対して前記デフロスト運転の要求し、前記親機のチラーは、前記デフロスト運転の待機中のチラーが複数台存在する場合は、前記デフロスト運転の要求回数または要求時間の大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可することを特徴とするチラーシステムを提供する。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a chiller system in which a plurality of heat pump chillers that adjust the temperature of the circulating fluid for temperature adjustment as a heat medium by the heat of condensation or evaporation of the refrigerant are connected, Any one of the plurality of chillers is designated as a chiller of the main unit, and among the plurality of chillers, a chiller requiring defrost operation requests the defrost operation from the chiller of the main unit. The chiller of the master unit permits the defrosting operation in a first-come-first-served basis up to a predetermined number of chillers that have requested the defrosting operation, and the chiller waiting for the defrosting operation is in a predetermined cycle. When the chiller of the master unit requests the defrost operation and the chiller of the master unit has a plurality of chillers waiting for the defrost operation, Providing a chiller system and permits the next of the defrost operation in order of determined number or request time.
本発明において、前記親機のチラーは、前記デフロスト運転の要求回数または要求時間が同じチラー同士については識別番号の小さい順または大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可する態様を例示できる。 In the present invention, the chiller of the master unit may be configured to permit the next defrosting operation in order of increasing or decreasing identification number for chillers having the same number of requests or the same time of the defrosting operation.
また、本発明は、冷媒の凝縮熱または蒸発熱により熱媒体としての温調用の循環液の温度を調節するヒートポンプ式のチラーが複数台接続されるチラーシステムであって、前記複数台のチラーに対して動作制御を行う制御機構を備え、前記複数台のチラーのうち、デフロスト運転が必要なチラーは、前記制御機構に対して前記デフロスト運転を要求し、前記制御機構は、前記デフロスト運転を要求したチラーのうち、予め定めた所定の台数まで先着順で前記デフロスト運転を許可し、前記デフロスト運転の待機中のチラーは、所定周期で前記制御機構に対して前記デフロスト運転を要求し、前記制御機構は、前記デフロスト運転の待機中のチラーが複数台存在する場合は、前記デフロスト運転の要求回数または要求時間の大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可することを特徴とするチラーシステムも提供する。 The present invention is also a chiller system in which a plurality of heat pump chillers that adjust the temperature of the circulating fluid for temperature control as a heat medium by the heat of condensation or evaporation of the refrigerant are connected to the plurality of chillers. A control mechanism that performs operation control on the chiller, and a chiller that requires defrost operation among the plurality of chillers requests the control mechanism to perform the defrost operation, and the control mechanism requests the defrost operation. Among the chillers, the defrost operation is permitted in a first-come-first-served basis to a predetermined number of chillers, and the chiller waiting for the defrost operation requests the control mechanism for the defrost operation at a predetermined cycle, and the control When there are a plurality of chillers waiting for the defrost operation, the mechanism determines the number of requests or the time required for the defrost operation in descending order. Also provides a chiller system and permits the defrost operation.
本発明によると、ヒートポンプ式のチラーが複数台接続されるチラーシステムにおいて、所定台数まで先着順でデフロスト運転を許可する場合にデフロスト運転の待機中のチラー同士の優先順位を決定することが可能となる。 According to the present invention, in a chiller system in which a plurality of heat pump chillers are connected, it is possible to determine the priority order of chillers that are waiting for defrost operation when permitting defrost operation on a first-come-first-served basis up to a predetermined number of units. Become.
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。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るチラーシステム1の概略構成を示す系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a
図1に示すチラーシステム1は、ヒートポンプ式のチラー100が複数台並列に接続される構成とされている。なお、ヒートポンプ式のチラーは、以下、単にチラーということがある。
The
詳しくは、チラーシステム1は、複数台のチラー100(1)〜100(n)(nは2以上の整数)と、循環液回路200とを備えている。各チラー100(1)〜100(n)は、同一の構成のものとされている。よって、各チラー100(1)〜100(n)の定格出力は、何れも同一のものとされている。なお、以下の説明において、各チラー100(1)〜100(n)に対して単に符号100を付することがある。
Specifically, the
チラーシステム1は、図示を省略した温調対象区域(例えば空調対象区域)に敷設されて熱媒体としての温調用(例えば空調用)の循環液を流通させる循環液回路200と、循環液回路200の複数台のチラー100(1)〜100(n)毎に設けられて循環液回路200に循環液を循環させる循環ポンプ300(1)〜300(n)とをさらに備え、循環ポンプ300(1)〜300(n)により循環液回路200に流れる循環液の温度を調節する構成とされている。ここで、循環液としては、熱媒体として作用するものであれば何れのものであってもよく、代表的には水を例示できる。但し、それに限定されるものではなく、循環液は、例えば、水に不凍液を含有したものであってもよい。
The
循環液回路200は、循環液を複数台のチラー100(1)〜100(n)に流入させる方向に流す流入幹管210と、流入幹管210からの循環液を複数台のチラー100(1)〜100(n)に向けてそれぞれ分流させる流入枝管211(1)〜211(n)と、循環液を複数台のチラー100(1)〜100(n)から流出させる方向に流す流出幹管220と、複数台のチラー100(1)〜100(n)からの循環液を流出幹管220に向けてそれぞれ合流させる流出枝管221(1)〜221(n)とで構成されている。
The circulating
具体的には、流入枝管211(1)〜211(n)は、それぞれ、流入幹管210の各チラー100(1)〜100(n)に対応する分岐部と各チラー100(1)〜100(n)の循環液流入側とを接続する。また、流出枝管221(1)〜221(n)は、それぞれ、各チラー100(1)〜100(n)の循環液流出側と流出幹管220の各チラー100(1)〜100(n)に対応する合流部とを接続する。流入枝管211(1)〜211(n)および流出枝管221(1)〜221(n)の何れか一方(この例では、流出枝管221(1)〜221(n))には、それぞれ、循環液回路200において循環液を循環させる循環ポンプ300(1)〜300(n)が設けられている。
Specifically, the inflow branch pipes 211 (1) to 211 (n) are respectively branched portions corresponding to the chillers 100 (1) to 100 (n) of the
かかる構成を備えたチラーシステム1では、循環ポンプ300(1)〜300(n)により循環される循環液は、流入幹管210から各流入枝管211(1)〜211(n)を介して各チラー100(1)〜100(n)に分配され、各チラー100(1)〜100(n)において温度が調節される。温度が調節された循環液は、各チラー100(1)〜100(n)から各流出枝管221(1)〜221(n)を介して流出幹管220に合流し、循環液回路200の温調対象区域(例えば空調対象区域)を循環する。流入幹管210および流出幹管220の負荷側は、例えば、図示しない熱交換器を介してそれぞれ接続されて閉回路を構成している。
In the
図2は、チラーシステム1における一のチラー100の概略ブロック図である。なお、図2において、流入枝管211(1)〜211(n)のうちの一の流入枝管211が示され、流出枝管221(1)〜221(n)のうちの一の流出枝管221が示され、また、循環ポンプ300(1)〜300(n)のうちの一の循環ポンプ300が示されている。
FIG. 2 is a schematic block diagram of one
チラー100は、冷媒を圧縮する圧縮機10を駆動し、冷媒の凝縮熱または蒸発熱により循環液の温度を調節するようになっている。
The
すなわち、チラー100は、冷媒を吸入・吐出する圧縮機10と、冷媒と空気(具体的には外気)との間で熱交換させる冷媒−空気熱交換器20と、冷媒−空気熱交換器20のための冷媒−空気熱交換器用ファン30と、圧縮機10で圧縮した冷媒を膨張させる膨張弁40と、循環液と冷媒との間で熱交換させる冷媒−循環液熱交換器50と、圧縮機10を駆動するエンジン60と、エンジン60の排熱を回収するエンジン排熱回収器70とを備え、後述する加熱運転、冷却運転またはデフロスト運転(除霜運転)を実行できるようになっている。膨張弁40は、この例では、閉塞可能な第1膨張弁41と閉塞可能な第2膨張弁42とで構成されている。
That is, the
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。
The
詳しくは、チラー100は、冷媒を流通させる冷媒回路110と、エンジン60を冷却するエンジン冷却水を流通させる冷却水回路120と、冷却水回路120用の循環ポンプ130と、制御装置140とをさらに備えている。
Specifically, the
冷媒回路110には、圧縮機10、冷媒−空気熱交換器20、冷媒−循環液熱交換器50、膨張弁40およびエンジン排熱回収器70が設けられている。
The
冷媒回路110は、四方弁111、ブリッジ回路112、高圧ガス冷媒経路113a、第1低圧ガス冷媒経路113b、第1ガス冷媒経路113c、第1冷媒経路113d、高圧液冷媒経路113e、第1低圧気液二相冷媒経路113f、第2冷媒経路113g、第2ガス冷媒経路113h、第2低圧気液二相冷媒経路113iおよび第2低圧ガス冷媒経路113jを備えている。
The
四方弁111は、制御装置140からの指示信号により、流入口(図2中の下側)と一方の接続口(図2中の左側)とを接続し、かつ、他方の接続口(図2中の右側)と流出口(図2中の上側)とを接続する第1接続状態(図2に示す状態)と、流入口と他方の接続口とを接続し、かつ、一方の接続口と流出口とを接続する第2接続状態とに切り替える構成とされている。これにより、四方弁111は、冷媒の流れ方向を切り替えることができる。
The four-
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)を備えており、二つの逆止弁(第1逆止弁112aおよび第2逆止弁112b)を含む第1逆止弁列1121と、残りの二つの逆止弁(第3逆止弁112cおよび第4逆止弁112d)を含む第2逆止弁列1122とで構成されている。
The
第1逆止弁列1121は、第1逆止弁112aおよび第2逆止弁112bを冷媒の流れる方向が同じになるように直列に接続したものとされている。第2逆止弁列1122は、第3逆止弁112cおよび第4逆止弁112dを冷媒の流れる方向が同じになるように直列に接続したものとされている。そして、第1逆止弁列1121および第2逆止弁列1122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。
The first
ブリッジ回路112において、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。
In the
高圧ガス冷媒経路113aは、圧縮機10の吐出口と四方弁111の流入口とを接続する。第1低圧ガス冷媒経路113bは、四方弁111の流出口と圧縮機10の吸入口とを接続する。第1ガス冷媒経路113cは、四方弁111の一方の接続口と冷媒−空気熱交換器20の一方の接続口とを接続する。第1冷媒経路113dは、冷媒−空気熱交換器20の他方の接続口とブリッジ回路112の第1中間接続点P1とを接続する。高圧液冷媒経路113eは、ブリッジ回路112の流出接続点P2と膨張弁40(具体的には第1膨張弁41および第2膨張弁42)の一方側とを接続する。第1低圧気液二相冷媒経路113fは、膨張弁40を構成する第1膨張弁41の他方側とブリッジ回路112の流入接続点P4とを接続する。第2冷媒経路113gは、ブリッジ回路112の第2中間接続点P3と冷媒−循環液熱交換器50の一方の冷媒接続口とを接続する。第2ガス冷媒経路113hは、冷媒−循環液熱交換器50の他方の冷媒接続口と四方弁111の他方の接続口とを接続する。第2低圧気液二相冷媒経路113iは、膨張弁40を構成する第2膨張弁42の他方側とエンジン排熱回収器70の冷媒流入口とを接続する。第2低圧ガス冷媒経路113jは、エンジン排熱回収器70の冷媒流出口と第1低圧ガス冷媒経路113bの途中の合流点P5とを接続する。ここで、第1低圧ガス冷媒経路113bにおいて合流点P5の下流側(圧縮機10側)は、合流経路113b1とされている。
The high-pressure
第1膨張弁41および第2膨張弁42は、何れも制御装置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、第1膨張弁41および第2膨張弁42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、第1膨張弁41および第2膨張弁42は、何れも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、第1膨張弁41および第2膨張弁42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。
Both the
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。
In the present embodiment,
オイルセパレータ81は、高圧ガス冷媒経路113aに設けられており、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、バルブ81a(具体的には電磁バルブ)を介して圧縮機10に戻す。アキュムレータ82は、第1低圧ガス冷媒経路113bの合流経路113b1に設けられており、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、高圧液冷媒経路113eに設けられており、ブリッジ回路112からの高圧液冷媒を一時的に蓄える。
The
冷却水回路120は、エンジン60を冷却するエンジン冷却水の経路を構成するものであり、第1サーモスタット型切替弁121と、第2サーモスタット型切替弁122と、ラジエータ123と、流出経路124aと、流入経路124bと、第1経路124cから第5経路124gとを備えている。
The
流出経路124aは、エンジン60の流出口と第1サーモスタット型切替弁121の流入口(図2中の下側)とを接続する。流入経路124bは、ラジエータ123の流出口とエンジン60の流入口とを接続する。第1経路124cは、第1サーモスタット型切替弁121の一方の流出口(図2中の上側)と第2サーモスタット型切替弁122の流入口(図2中の左側)とを接続する。第2経路124dは、第1サーモスタット型切替弁121の他方の流出口(図2中の右側)とラジエータ123の流入口とを接続する。第3経路124eは、第2サーモスタット型切替弁122の一方の流出口(図2中の上側)とエンジン排熱回収器70の冷却水流入口とを接続する。第4経路124fは、第2サーモスタット型切替弁122の他方の流出口(図2中の右側)と流入経路124bの途中の合流点P6とを接続する。第5経路124gは、エンジン排熱回収器70の冷却水流出口と流入経路124bの合流点P6よりも上流側の合流点P7とを接続する。循環ポンプ130は、流入経路124bにおいてエンジン60の流入口と合流点P6との間に設けられている。循環ポンプ130は、制御装置140からの指示信号により、冷却水回路120においてエンジン冷却水を循環させる。エンジン排熱回収器70は、冷媒回路110および冷却水回路120の双方に属している。
The
第1サーモスタット型切替弁121は、エンジン冷却水の温度が予め定めた所定の第1温度(例えば71℃)未満の場合にはエンジン60からのエンジン冷却水を第2サーモスタット型切替弁122に向けて流す一方、エンジン冷却水が第1温度以上の場合にはエンジン60からのエンジン冷却水をラジエータ123に向けて流すようになっている。これにより、冷却水回路120は、エンジン冷却水が第1温度未満の場合に、エンジン冷却水を第2サーモスタット型切替弁122の方に循環させる一方、エンジン冷却水が第1温度以上の場合に、エンジン冷却水をラジエータ123の方に循環させることができる。
The first thermostat
第2サーモスタット型切替弁122は、エンジン冷却水の温度が第1温度よりも低い予め定めた所定の第2温度未満(例えば60℃)の場合には第1サーモスタット型切替弁121からのエンジン冷却水をエンジン排熱回収器70および流入経路124bの合流点P6の双方に向けて流す一方、第2温度以上の場合には第1サーモスタット型切替弁121からのエンジン冷却水をエンジン排熱回収器70に向けて流すようになっている。これにより、冷却水回路120は、エンジン冷却水が第2温度未満の場合に、エンジン冷却水をエンジン排熱回収器70および流入経路124bの合流点P6の方に循環させる一方、第2温度以上かつ第1温度未満の場合に、エンジン冷却水をエンジン排熱回収器70の方に循環させることができる。
The second thermostat
なお、エンジン冷却水の温度は、冷却水回路120に設けられた温度センサ(図示省略)により検知することができる。
The temperature of the engine coolant can be detected by a temperature sensor (not shown) provided in the
循環液回路200を構成する流入枝管211は、冷媒−循環液熱交換器50の循環液流入口と流入幹管210(図1参照)のチラー100に対応する分岐部とを接続する。循環液回路200を構成する流出枝管221は、冷媒−循環液熱交換器50の循環液流出口と流出幹管220(図1参照)のチラー100に対応する合流部とを接続する。冷媒−循環液熱交換器50は、冷媒回路110および循環液回路200の双方に属している。
The
圧縮機10は、クラッチ11を介してエンジン60に接続されている。クラッチ11は、制御装置140からの指示信号により、エンジン60から圧縮機10に駆動力を伝達する接続状態と、エンジン60から圧縮機10への駆動力の伝達を遮断する遮断状態とをとるようになっている。
The
チラー100は、第1圧力センサ151、第1温度センサ161、第2圧力センサ152、第2温度センサ162および回転数センサ170をさらに備えている。
The
第1圧力センサ151および第1温度センサ161は、それぞれ、合流経路113b1に設けられており、合流経路113b1内の冷媒の圧力および温度を検知する。第2圧力センサ152および第2温度センサ162は、それぞれ、第2低圧ガス冷媒経路113jに設けられており、第2低圧ガス冷媒経路113j内の冷媒の圧力および温度を検知する。回転数センサ170は、エンジン60に設けられており、エンジン60の回転数を検出する。
The
循環液回路200は、流入循環液温度センサ231および流出循環液温度センサ232を備えている。
The circulating
詳しくは、流入循環液温度センサ231は、流入枝管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(具体的には流入枝管211内の循環液)の温度を検出する。流出循環液温度センサ232は、流出枝管221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(具体的には流出枝管221内の循環液)の温度を検出する。
Specifically, the inflowing circulating
制御装置140は、各種センサからの検知信号に基づいて、冷媒回路110、冷却水回路120および循環液回路200の駆動を制御するようになっている。これにより、チラー100は、循環液回路200に流れる循環液の温度を調整することができる。
The
詳しくは、制御装置140は、圧縮機10により、第1低圧ガス冷媒経路113bから吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を高圧ガス冷媒経路113aに吐出する。制御装置140は、循環液回路200の循環液を冷却する冷却運転を行う冷却運転時には、四方弁111を、高圧ガス冷媒経路113aと第1ガス冷媒経路113cとを連通しかつ第2ガス冷媒経路113hと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通する第1接続状態にする。また、制御装置140は、循環液回路200の循環液を加熱する加熱運転を行う加熱運転時には、四方弁111を、高圧ガス冷媒経路113aと第2ガス冷媒経路113hとを連通しかつ第1ガス冷媒経路113cと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通する第2接続状態にする。
Specifically, the
冷媒−空気熱交換器20は、冷却運転時に冷媒が放熱して液化する凝縮器として機能し、加熱運転時に冷媒が吸熱して気化する蒸発器として機能する。冷媒−循環液熱交換器50は、冷却運転時に冷媒が吸熱して循環液を冷却する冷却器として機能し、加熱運転時に冷媒が放熱して循環液を加熱する加熱器として機能する。エンジン排熱回収器70は、冷媒が吸熱して気化する蒸発器として機能する。
The refrigerant-
第1膨張弁41および第2膨張弁42は、ブリッジ回路112の下流側に並列に配置されている。第1膨張弁41は、制御装置140からの指示信号により、冷却運転時ではブリッジ回路112を介して冷媒−循環液熱交換器50に向かう冷媒の流量を調整し、加熱運転時ではブリッジ回路112を介して冷媒−空気熱交換器20に向かう冷媒の流量を調整する。第2膨張弁42は、制御装置140からの指示信号により、エンジン排熱回収器70に向かう冷媒の流量を調整する。
The
制御装置140は、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータからなる処理部141と、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリ、RAM(Randam Access Memory)等の揮発性メモリを含む記憶部142とを有している。
The
制御装置140は、処理部141が記憶部142のROMに予め格納された制御プログラムを記憶部142のRAM上にロードして実行することにより、各種構成要素の作動制御を行うようになっている。
In the
以上説明したチラー100では、冷却運転または加熱運転を適宜行うことにより、循環液回路200に流れる循環液の温度を調整することができる。
In the
先ず、チラー100による冷却運転の運転動作について、図3を参照しながら、説明し、次に、チラー100による加熱運転の運転動作について、図4を参照しながら、説明する。
First, the operation of the cooling operation by the
[冷却運転]
図3は、冷却運転を行っている冷却運転状態を示すチラー100の概略ブロック図である。
[Cooling operation]
FIG. 3 is a schematic block diagram of the
チラー100では、冷却運転を行うにあたり、制御装置140は、四方弁111を第1接続状態に切り替えて高圧ガス冷媒経路113aと第1ガス冷媒経路113cとを連通しかつ第2ガス冷媒経路113hと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通する。こうすることで、圧縮機10から吐出される高圧ガス状態の冷媒(以下、高圧ガス冷媒という。)が、オイルセパレータ81を経由して冷媒−空気熱交換器20に流れる。
In the
冷媒−空気熱交換器20に流れる高圧ガス冷媒の温度は、冷媒−空気熱交換器20を流通する空気の温度よりも高い。このため、高圧ガス冷媒から空気に熱が移動する。この結果、高圧ガス冷媒は凝縮熱を失って液化し、高圧液状態の冷媒(以下、高圧液冷媒という。)になる。つまり、冷却運転では、冷媒−空気熱交換器20は、高圧ガス冷媒が放熱する冷媒の凝縮器として機能する。
The temperature of the high-pressure gas refrigerant flowing through the refrigerant-
高圧液冷媒は、冷媒−空気熱交換器20から第1冷媒経路113dを経由してブリッジ回路112の第1中間接続点P1に流れる。第1中間接続点P1は、第2逆止弁112bの流出口側かつ第1逆止弁112aの流入口側に位置しているため、高圧液冷媒は、第2逆止弁112bおよび第3逆止弁112cの方には流れず、第1中間接続点P1から第1逆止弁112aおよび流出接続点P2を経由して、高圧液冷媒経路113eに流れる。
The high-pressure liquid refrigerant flows from the refrigerant-
制御装置140は、冷却運転を行うにあたり、高圧液冷媒が第1膨張弁41側に流れる一方、第2膨張弁42側に流れないように、第1膨張弁41を開く一方、第2膨張弁42を閉じる。このため、高圧液冷媒は、高圧液冷媒経路113e上のレシーバ83を経由して第1膨張弁41を通過する。
In performing the cooling operation, the
第1膨張弁41において、高圧液冷媒は、膨張して低圧気液二相状態の冷媒(以下、低圧気液二相冷媒という。)となる。低圧気液二相冷媒は、第1低圧気液二相冷媒経路113fからブリッジ回路112の流入接続点P4に流れる。流入接続点P4は、第2逆止弁112bおよび第4逆止弁112dの流入口側にあるが、前述した高圧液冷媒が第1中間接続点P1および流出接続点P2に流れている。このため、低圧気液二相冷媒は、第1中間接続点P1および流出接続点P2に流れる高圧液冷媒との圧力差により、第2逆止弁112bおよび第3逆止弁112cの方には流れず、流入接続点P4から第4逆止弁112d、第2中間接続点P3および第2冷媒経路113gを経由して、冷媒−循環液熱交換器50に流れる。
In the
冷媒−循環液熱交換器50の冷媒回路110側に流れる低圧気液二相冷媒の温度は、冷媒−循環液熱交換器50の循環液回路200側に流れる循環液の温度よりも低い。このため、循環液から低圧気液二相冷媒に熱が移動する。この結果、低圧気液二相冷媒は蒸発熱を得て気化し、低圧ガス状態の冷媒(以下、低圧ガス冷媒という。)になる。一方、循環液は冷媒の吸熱作用により冷却される。つまり、冷却運転では、冷媒−循環液熱交換器50は、低圧気液二相冷媒が吸熱する循環液の冷却器として機能する。
The temperature of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing to the
その後、低圧ガス冷媒は、冷媒−循環液熱交換器50から第2ガス冷媒経路113hに流れる。このとき、制御装置140は、四方弁111により、第2ガス冷媒経路113hと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通しているので、低圧ガス冷媒は、第1低圧ガス冷媒経路113b上のアキュムレータ82を経由して圧縮機10に吸入される。
Thereafter, the low-pressure gas refrigerant flows from the refrigerant-circulated
チラー100では、以降、同様にして、前述した一連の冷却運転の動作が繰り返される。
In the
[加熱運転]
図4は、加熱運転を行っている加熱運転状態を示すチラー100の概略ブロック図である。
[Heating operation]
FIG. 4 is a schematic block diagram of the
チラー100では、加熱運転を行うにあたり、制御装置140は、四方弁111を第2接続状態に切り替えて高圧ガス冷媒経路113aと第2ガス冷媒経路113hとを連通しかつ第1ガス冷媒経路113cと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通する。こうすることで、圧縮機10から吐出される高圧ガス冷媒が、オイルセパレータ81を経由して冷媒−循環液熱交換器50に流れる。
In the
冷媒−循環液熱交換器50の冷媒回路110側に流れる高圧ガス冷媒の温度は、冷媒−循環液熱交換器50の循環液回路200側に流れる循環液の温度よりも高い。このため、高圧ガス冷媒から循環液に熱が移動する。この結果、高圧ガス冷媒は凝縮熱を失って液化し、高圧液冷媒になる。一方、循環液は冷媒の放熱作用により加熱される。つまり、加熱運転では、冷媒−循環液熱交換器50は、高圧ガス冷媒が放熱する循環液の加熱器として機能する。
The temperature of the high-pressure gas refrigerant flowing to the
高圧液冷媒は、冷媒−循環液熱交換器50から第2冷媒経路113gを経由してブリッジ回路112の第2中間接続点P3に流れる。第2中間接続点P3は、第3逆止弁112cの流入口側かつ第4逆止弁112dの流出口側に位置しているため、高圧液冷媒は、第1逆止弁112aおよび第4逆止弁112dの方には流れず、第2中間接続点P3から第3逆止弁112cおよび流出接続点P2を経由して、高圧液冷媒経路113eに流れる。
The high-pressure liquid refrigerant flows from the refrigerant-circulating
制御装置140は、加熱運転を行うにあたり、高圧液冷媒が第1膨張弁41側に流れる一方、第2膨張弁42側に流れないように、第1膨張弁41を開く一方、第2膨張弁42を閉じる。このため、高圧液冷媒は、高圧液冷媒経路113e上のレシーバ83を経由して第1膨張弁41を通過する。
In performing the heating operation, the
第1膨張弁41において、高圧液冷媒は、膨張して低圧気液二相冷媒となる。低圧気液二相冷媒は、第1低圧気液二相冷媒経路113fからブリッジ回路112の流入接続点P4に流れる。流入接続点P4は、第2逆止弁112bおよび第4逆止弁112dの流入口側にあるが、前述した高圧液冷媒が第2中間接続点P3および流出接続点P2に流れている。このため、低圧気液二相冷媒は、第2中間接続点P3および流出接続点P2に流れる高圧液冷媒との圧力差により、第4逆止弁112dおよび第1逆止弁112aの方には流れず、流入接続点P4から第2逆止弁112bおよび第1冷媒経路113dを経由して、冷媒−空気熱交換器20に流れる。
In the
冷媒−空気熱交換器20に流れる低圧気液二相冷媒の温度は、冷媒−空気熱交換器20を流通する空気の温度よりも低い。このため、空気から低圧気液二相冷媒に熱が移動する。この結果、低圧気液二相冷媒は蒸発熱を得て気化し、低圧ガス冷媒になる。つまり、加熱運転では、冷媒−空気熱交換器20は、低圧気液二相冷媒が吸熱する冷媒の蒸発器として機能する。
The temperature of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing through the refrigerant-
その後、低圧ガス冷媒は、冷媒−空気熱交換器20から第1ガス冷媒経路113cに流れる。このとき、制御装置140は、四方弁111により、第1ガス冷媒経路113cと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通しているので、低圧ガス冷媒は、第1低圧ガス冷媒経路113b上のアキュムレータ82を経由して圧縮機10に吸入される。
Thereafter, the low-pressure gas refrigerant flows from the refrigerant-
チラー100では、以降、同様にして、前述した一連の加熱運転の動作が繰り返される。
In the
[デフロスト運転]
ところで、加熱運転を行っている場合、冷媒−空気熱交換器20に低圧気液二相冷媒が供給されるので、冷媒−空気熱交換器20内の配管が冷却される。このとき、外気温度等の条件によっては冷媒−空気熱交換器20内の配管に霜が付着することがある。この場合、チラー100は、デフロスト運転を行う。
[Defrost operation]
By the way, when the heating operation is performed, since the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is supplied to the refrigerant-
次に、チラー100によるデフロスト運転の運転動作について、図5を参照しながら、説明する。
Next, the operation of the defrost operation by the
図5は、デフロスト運転を行っているデフロスト運転状態を示すチラー100の概略ブロック図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram of the
チラー100では、デフロスト運転を行うにあたり、制御装置140は、冷却運転と同様、四方弁111を第1接続状態に切り替えて高圧ガス冷媒経路113aと第1ガス冷媒経路113cとを連通しかつ第2ガス冷媒経路113hと第1低圧ガス冷媒経路113bとを連通する。こうすることで、圧縮機10から吐出される高圧ガス冷媒が、オイルセパレータ81を経由して冷媒−空気熱交換器20に流れる。
In the
冷媒−空気熱交換器20に流れる高圧ガス冷媒は、冷却運転と同様、凝縮熱を失って液化し、高圧液冷媒になる。つまり、デフロスト運転では、冷媒−空気熱交換器20は、高圧ガス冷媒が放熱する冷媒の凝縮器として機能する。
The high-pressure gas refrigerant flowing in the refrigerant-
高圧液冷媒は、冷却運転と同様、冷媒−空気熱交換器20から第1冷媒経路113d、ブリッジ回路112の第1中間接続点P1、第1逆止弁112aおよび流出接続点P2を経由して、高圧液冷媒経路113eに流れる。
Similar to the cooling operation, the high-pressure liquid refrigerant passes from the refrigerant-
制御装置140は、デフロスト運転を行うにあたり、高圧液冷媒が第2膨張弁42側に流れる一方、第1膨張弁41側に流れないように、第2膨張弁42を開く一方、第1膨張弁41を閉じる。このため、高圧液冷媒は、高圧液冷媒経路113e上のレシーバ83を経由して第2膨張弁42を通過する。
In performing the defrost operation, the
第2膨張弁42において、高圧液冷媒は、膨張して低圧気液二相冷媒となる。低圧気液二相冷媒は、第2低圧気液二相冷媒経路113iからエンジン排熱回収器70に流れる。
In the
エンジン排熱回収器70の冷媒回路110側に流れる低圧気液二相冷媒の温度は、エンジン排熱回収器70の冷却水回路120側に流れるエンジン冷却水の温度よりも低い。このため、エンジン冷却水から低圧気液二相冷媒に熱が移動する。この結果、低圧気液二相冷媒は蒸発熱を得て気化し、低圧ガス冷媒になる。つまり、デフロスト運転では、エンジン排熱回収器70は、低圧気液二相冷媒が吸熱する冷媒の蒸発器として機能する。
The temperature of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing to the
その後、低圧ガス冷媒は、エンジン排熱回収器70から第2低圧ガス冷媒経路113j、第1低圧ガス冷媒経路113bの合流点P5、合流経路113b1およびアキュムレータ82を経由して圧縮機10に吸入される。
Thereafter, the low-pressure gas refrigerant is sucked into the
チラー100では、以降、同様にして、前述した一連のデフロスト運転の動作が繰り返される。
In the
以上説明したデフロスト運転では、冷媒−空気熱交換器20に高圧ガス冷媒が供給されるので、冷媒−空気熱交換器20内の配管が加熱される。この結果、加熱運転において冷媒−空気熱交換器20に付着した霜が除去される。また、デフロスト運転では、低圧気液二相冷媒が冷媒−循環液熱交換器50に流れないので、冷媒蒸発に伴う循環液の温度の低下は生じない。
In the defrost operation described above, since the high-pressure gas refrigerant is supplied to the refrigerant-
[チラーシステムの各チラーに対する制御について]
ところで、複数台のチラー100(1)〜100(n)が接続されるチラーシステム1においては、冷媒−空気熱交換器20内の配管に付着した霜を除去するデフロスト運転を行う場合、デフロスト運転中は循環液の温度の調節(詳しくは加熱運転)がなされないために、所定台数以上のチラー100(特に全てのチラー100(1)〜100(n))が同時期にデフロスト運転を行ってしまうと、循環液の温度の調節を十分に(或いは全く)行うことができない。
[Control for each chiller in the chiller system]
By the way, in the
この点に関し、従来のチラーシステムでは、既述のとおり、各チラーよりデフロスト運転の要求があると、予め設定された台数のチラーのみが同時にデフロスト運転を実行し、デフロスト同時運転の可能台数が2台以上の場合、デフロスト同時運転の可能台数まで先着順でデフロスト運転を許可する構成となっているが(特許文献2参照)、デフロスト運転待機中のチラー同士の優先順位を決定する構成にはなっていない。 In this regard, in the conventional chiller system, as described above, when there is a request for defrost operation from each chiller, only the preset number of chillers execute the defrost operation at the same time, and the number of possible defrost simultaneous operations is 2 In the case of the number of units or more, the defrost operation is permitted on a first-come-first-served basis up to the number of units capable of simultaneous defrost operation (see Patent Document 2), but the configuration is such that the priority order of the chillers waiting for defrost operation is determined. Not.
かかる観点から、本実施の形態に係るチラーシステム1は、各チラー100(1)〜100(n)に対して次のような動作制御を行う制御機構を備えている。
From such a viewpoint, the
すなわち、本実施形態では、かかる制御機構は、各チラー100(1)〜100(n)の制御装置140の集合体であり、各制御装置140(1)〜140(n)は互いに通信可能に接続されている。チラーシステム1は、複数台のチラー100(1)〜100(n)のうち、何れか1台が親機のチラー100(i)(iは1からnまでの何れかの整数)に指定されている。なお、制御機構は、各チラー100(1)〜100(n)を統括制御する制御装置とされ、該制御装置が各チラー100(1)〜100(n)とは別に設けられていてもよい。
That is, in the present embodiment, the control mechanism is an aggregate of the
各チラー100(1)〜100(n)は、冷媒−空気熱交換器20に付着した霜を除去するために、デフロスト運転のデフロスト制御を実行する。加熱運転中のチラー100は、例えば、加熱運転の連続実行時間が所定時間を超えている場合にデフロスト運転が必要であると判定する。デフロスト運転が必要との判定が行われた場合に対処するため、デフロスト制御が用意されている。デフロスト制御は、デフロスト運転が必要であると判定した加熱運転中のチラー100に同時期に予め定めた所定の台数(同時期にデフロスト運転を許可する台数である同時デフロスト許可台数)を超えてデフロスト運転を実行させることなく、同時デフロスト許可台数を限度にデフロスト運転を実行させる制御である。
Each chiller 100 (1) to 100 (n) performs defrost control of defrost operation in order to remove frost attached to the refrigerant-
本実施の形態では、同時デフロスト許可台数は、チラー100が接続されている台数である接続台数から1台引いた台数を、デフロスト運転を許可するための基準となる許可基準台数(この例では4台)で割った値の小数点以下を切り捨てた値に1台を加えた台数とすることができる。
In the present embodiment, the simultaneous defrost permitted number is the permitted reference number (4 in this example) as a reference for permitting the defrost operation, which is obtained by subtracting one from the number of connected units to which the
つまり、接続台数をn(n≧2)とし、許可基準台数をcとすると、同時デフロスト許可台数mは、次の式(1)で算出することができる。 That is, assuming that the number of connected devices is n (n ≧ 2) and the permitted reference number is c, the simultaneous defrost permitted number m can be calculated by the following equation (1).
m=INT[(n−1)/c]+1 … 式(1)
但し、式(1)内の「INT」は、角括弧内の式[(n−1)/c]の値の小数点以下を切り捨てる関数である。
m = INT [(n−1) / c] +1 Formula (1)
However, “INT” in the expression (1) is a function for truncating the decimal part of the value of the expression [(n−1) / c] in the square brackets.
例えば、許可基準台数cを4とした場合、接続台数nが2台以上4台以下では、同時デフロスト許可台数mは1台となり、接続台数nが5台以上8台以下では、同時デフロスト許可台数mは2台となる。 For example, when the permitted reference number c is 4, when the number n of connections is 2 or more and 4 or less, the number m of simultaneous defrost permits is 1, and when the number of connections n is 5 or more and 8 or less, the number of simultaneous defrost permits m is two.
また、親機のチラー100(i)を含む複数台のチラー100(1)〜100(n)(子機)が、デフロスト運転が必要であると判定した場合、デフロスト運転が必要なチラー100は、親機のチラー100(i)(具体的には制御装置140(i))に対してデフロスト運転を要求(具体的にはデフロスト運転を要求する信号を発信)する構成とされている。なお、デフロスト運転を要求するチラー100が親機のチラー100(i)自身である場合は、親機のチラー100(i)は、自らに対してデフロスト運転を要求する。
In addition, when a plurality of chillers 100 (1) to 100 (n) (child devices) including the chiller 100 (i) of the parent device determines that the defrost operation is necessary, the
また、親機のチラー100(i)は、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求したチラー100のうち、同時デフロスト許可台数mまでデフロスト運転を要求した先着順でデフロスト運転を許可(具体的にはデフロスト運転を許可する信号を発信)する構成とされている。なお、デフロスト運転の許可を受けるチラー100が親機のチラー100(i)自身である場合は、親機のチラー100(i)は、自らがデフロスト運転の許可を受ける。
In addition, the chiller 100 (i) of the parent machine performs the defrosting operation on a first-come-first-served basis that requests the defrosting operation up to the number m of simultaneous defrosting permitted among the
例えば、チラー100の接続台数nを8台とした場合、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求したチラー100(1)、チラー100(4)、100(6)〜100(8)のうち、チラー100(1)、チラー100(4)、100(6)、100(7)および100(8)の順でデフロスト運転を要求した場合、親機のチラー100(i)は、同時デフロスト許可台数m(この例では2台)までチラー100(1)およびチラー100(4)の先着順でデフロスト運転を許可する。
For example, when the number n of
また、各チラー100(1)〜100(n)において、デフロスト運転の待機中のチラー100は、所定周期で(具体的には所定の処理時間毎に)親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求(具体的にはデフロスト運転を要求する信号を発信)する構成とされている。
In each of the chillers 100 (1) to 100 (n), the
ここで、待機中のチラー100とは、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求しているが、親機のチラー100(i)がデフロスト運転を許可していない(運転を禁止している)チラーをいう。
Here, the
そして、親機のチラー100(i)は、デフロスト運転の待機中のチラー100が複数台存在する場合は、デフロスト運転の要求回数または要求時間(後述する図6から図10に示す例では要求回数)の大きい順に次回のデフロスト運転を許可する構成とされている。ここで、デフロスト運転の要求回数は、デフロスト運転が必要なチラー100によるデフロスト運転の最初の要求時から親機のチラー100(i)によるデフロスト運転の最新の許可判定時までにデフロスト運転を要求した回数である。また、デフロスト運転の要求時間は、デフロスト運転が必要なチラー100によるデフロスト運転の最初の要求時から親機のチラー100(i)によるデフロスト運転の最新の許可判定時までに要した時間である。
When there are a plurality of
また、各チラー100(1)〜100(n)には、互いに異なる識別番号(この例では1〜n)が付されており、親機のチラー100(i)は、デフロスト運転の要求回数または要求時間が同じチラー100同士については、識別番号の小さい順または大きい順(図6から図10に示す例では小さい順)に次回のデフロスト運転を許可する構成とされている。
Also, each chiller 100 (1) to 100 (n) is assigned a different identification number (1 to n in this example), and the chiller 100 (i) of the master unit can receive the number of defrost operation requests or The
図6から図8は、チラー100の接続台数nを8台とした場合のチラーシステム1において、各チラー100(1)〜100(8)から親機のチラー100(i)へのデフロスト運転の要求、および、親機のチラー100(i)の各チラー100(1)〜100(8)に対するデフロスト運転の許可または禁止を行っている状態の一例を示す概念図である。
FIGS. 6 to 8 show the defrost operation of each chiller 100 (1) to 100 (8) from the chiller 100 (1) to 100 (8) to the chiller 100 (i) of the master unit in the
なお、図6から図8の例では、各チラー100(1)〜100(8)のうち、負荷容量に対してチラー100の6台分の運転容量で足りることから、2台のチラー100(3),100(5)が停止している一方、6台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)で加熱運転を行う例を示している。詳しくは、加熱運転を行う各チラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)のうち、デフロスト運転が必要であると判定して親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求したチラー100(1),100(4),100(6)〜100(8)のうち、デフロスト運転を要求した先着順で上位2台のチラー100の順序は、チラー100(1)およびチラー100(4)の順とされ、残りのチラー100(6)〜100(8)の順序は、デフロスト運転の要求回数が大きい順でチラー100(6)、チラー100(8)およびチラー100(7)の順とされる例を示している。
In the examples of FIGS. 6 to 8, among the chillers 100 (1) to 100 (8), the operating capacity of six
すなわち、図6は、親機のチラー100(i)がデフロスト運転を要求した先着順で早かった2台のチラー100(1),100(4)のデフロスト運転を許可し、2台のチラー100(1),100(4)よりも遅かった3台のチラー100(6)〜100(8)のデフロスト運転を禁止している状態を示している。
That is, FIG. 6 shows that two chillers 100 (1) and 100 (4), which were earlier in the first-come-first-served basis in which the chiller 100 (i) of the parent machine requested the defrost operation, are permitted, and the two
図7は、親機のチラー100(i)が図6に示す2台のチラー100(1),100(4)のデフロスト運転終了後にデフロスト運転の要求回数順で要求回数が大きかった待機中の2台のチラー100(6),100(8)のデフロスト運転を許可し、2台のチラー100(6),100(8)よりも小さかった1台のチラー100(7)のデフロスト運転を禁止(待機状態を継続)している状態を示している。 FIG. 7 shows that the chiller 100 (i) of the master unit is in a standby state in which the number of requests is large in the order of the number of requests for defrost operation after the defrost operation of the two chillers 100 (1) and 100 (4) shown in FIG. Allow defrost operation of two chillers 100 (6) and 100 (8), and prohibit defrost operation of one chiller 100 (7) that is smaller than two chillers 100 (6) and 100 (8) This indicates a state in which the standby state is continued.
また、図8は、親機のチラー100(i)が図7に示す2台のチラー100(6),100(8)のデフロスト運転終了後に残り1台のチラー100(7)のデフロスト運転を許可している状態を示している。 Further, FIG. 8 shows that the chiller 100 (i) of the master unit performs the defrosting operation of the remaining chiller 100 (7) after the defrosting operation of the two chillers 100 (6) and 100 (8) shown in FIG. Indicates the permitted state.
図9は、図6から図8に示す例において、チラーシステム1の温調能力、および、各チラー100(1)〜100(8)の運転状態のタイミングチャートを示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a temperature control capability of the
なお、図9において、サーモオンは、圧縮機10が稼働している状態を意味し、サーモオフは、圧縮機10が停止している状態を意味する。また、デフロスト運転オンは、デフロスト運転を行っている状態を意味し、デフロスト運転オフは、デフロスト運転を行っていない状態を意味する。図6から図9に示す例では、サーモオン状態のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)は、デフロスト運転オフのときに加熱運転を行い、デフロスト運転オンのときにデフロスト運転を行う。また、本来は停止中のチラー100(3),100(5)は、サーモオフのときに停止しており、サーモオンのときに加熱運転を行う。
In FIG. 9, thermo-on means a state where the
(親機のチラーの各チラーへの制御動作について)
次に、親機のチラー100(i)の各チラー100(1)〜100(n)への制御動作について、図6から図9に示す例を参照しながら以下に説明する。
(About the control action of each chiller of the master unit)
Next, the control operation of each chiller 100 (1) to 100 (n) of the chiller 100 (i) of the master unit will be described below with reference to the examples shown in FIGS.
図10は、親機のチラー(i)の各チラー100(1)〜100(n)へのデフロスト制御による制御動作の一例の流れを示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an example of a control operation by defrost control of each of the chillers 100 (1) to 100 (n) of the chiller (i) of the parent device.
チラーシステム1において、8台のチラー100(1)〜100(8)のうち、2台のチラー100(3),100(5)が停止しており、6台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)が加熱運転を行っているとき(図9中のα1参照)、加熱運転中のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)は、デフロスト運転が必要か否かを判定する(ステップS1)。この判定結果により、加熱運転中の6台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)のうち、5台のチラー100(1),100(4),100(6)〜100(8)がデフロスト運転を行う必要がある場合、デフロスト運転が必要なチラー100(1),100(4),100(6)〜100(8)は、デフロスト要求フラグFLa(1),FLa(4),FLa(6)〜FLa(8)をオンし(図6参照)、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求する(ステップS2)。ここで、デフロスト要求フラグFLa(1)〜FLa(8)および後述するデフロスト許可フラグFLb(1)〜FLb(8)は、初期状態ではオフになっている。
In the
次に、親機のチラー100(i)は、各チラー100(1)〜100(8)に対応するデフロスト許可フラグFLb(1)〜FLb(8)において、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求しているチラー100(この例ではチラー100(1),100(4),100(6)〜100(8))のうちデフロスト運転を要求した先着順で同時デフロスト許可台数m(この例では2台)分のチラー100(この例ではチラー100(1),100(4))のデフロスト許可フラグFLb(1),FLb(4)をオンし(図6参照)、デフロスト運転を要求した先着順で同時デフロスト許可台数(この例では2台)分のチラー100(1),100(4)に対してデフロスト運転を許可する(ステップS3)。
Next, the chiller 100 (i) of the parent device sets the chiller 100 (i) of the parent device in the defrost permission flags FLb (1) to FLb (8) corresponding to the chillers 100 (1) to 100 (8). For the
そうすると、デフロスト運転が許可された2台のチラー100(1),100(4)は、加熱運転からデフロスト運転になり(ステップS4)、加熱運転中のチラー100が6台から2台減って4台のチラー100(2),100(6)〜100(8)になることから、空量能力が減少する(図9中のα2参照)。このため、親機のチラー100(i)は、サーモオフしている停止中の2台のチラー100(3),100(5)をサーモオンにして加熱運転を行い、加熱運転中のチラー100を4台から2台増やして6台のチラー100(2),100(3),100(5),100(6)〜100(8)にする(図9中のα3参照)。
Then, the two chillers 100 (1) and 100 (4) for which the defrost operation is permitted are changed from the heating operation to the defrost operation (step S4), and the
次に、デフロスト運転中のチラー100(1),100(4)がデフロスト運転中である場合には(ステップS5:No)、デフロスト運転の待機中のチラー100(6)〜100(8)は、所定周期で親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求する(ステップS6)。一方、デフロスト運転中のチラー100(1),100(4)において、霜が除去されてデフロスト運転が不要になると(ステップS5:Yes)、デフロスト運転を終了し(ステップS7)、デフロスト要求フラグFLa(1),FLa(4)をオフし、親機のチラー100(i)は、デフロスト許可フラグFLb(1),FLb(4)をオフする(図7参照)。 Next, when the chillers 100 (1) and 100 (4) in the defrost operation are in the defrost operation (step S5: No), the chillers 100 (6) to 100 (8) in the defrost operation standby are The defrost operation is requested to the chiller 100 (i) of the master unit at a predetermined cycle (step S6). On the other hand, in the chillers 100 (1) and 100 (4) during the defrost operation, when the frost is removed and the defrost operation becomes unnecessary (step S5: Yes), the defrost operation is terminated (step S7), and the defrost request flag FLa (1), FLa (4) is turned off, and chiller 100 (i) of the master unit turns off defrost permission flags FLb (1), FLb (4) (see FIG. 7).
そうすると、デフロスト要求フラグFLa(1),FLa(4)をオフした2台のチラー100(1),100(4)は、デフロスト運転から加熱運転に戻り、加熱運転中のチラー100が6台から2台増えて8台のチラー100(1)〜100(8)になることから、空量能力が増加する(図9中のα4参照)。このため、親機のチラー100(i)は、本来は停止中であるにも拘わらずサーモオンしている加熱運転中の2台のチラー100(3),100(5)をサーモオフにして停止し、加熱運転中のチラー100を8台から2台減らして6台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)にする(図9中のα5参照)。
Then, the two chillers 100 (1) and 100 (4) whose defrost request flags FLa (1) and FLa (4) are turned off return from the defrost operation to the heating operation, and the
次に、ステップS8(ステップS8:Yes)およびステップS9(ステップS9Yes)を経てステップS10に移行し、親機のチラー100(i)は、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求しているチラー100(この例ではチラー100(6)〜100(8))をデフロスト運転の要求回数の大きい順(降順)でかつ要求回数が同じチラー100同士については識別番号の小さい順(昇順)に並び替え(ステップS10)、チラー100(6)〜100(8)の順序をチラー100(6)、チラー100(8)およびチラー100(7)の順にする。なお、この例では、チラー100(8)の要求回数がチラー100(7)の要求回数よりも大きいため、チラー100(6)〜100(8)の順序は、チラー100(6)、チラー100(8)およびチラー100(7)の順になるが、例えば、チラー100(8)およびチラー100(7)が同じ要求回数である場合には、チラー100(8)の識別番号は「8」であるのに対してチラー100(7)の識別番号は「7」であるから、チラー100(6)〜100(8)の順序は、チラー100(6)、チラー100(7)およびチラー100(8)の順になる。
Next, the process proceeds to step S10 through step S8 (step S8: Yes) and step S9 (step S9 Yes), and the chiller 100 (i) of the parent device performs defrost operation on the chiller 100 (i) of the parent device. Requesting chillers 100 (in this example, chillers 100 (6) to 100 (8)) are ordered in descending order of the number of requests for defrost operation (descending order), and the
その後、親機のチラー100(i)は、各チラー100(1)〜100(8)に対応するデフロスト許可フラグFLb(1)〜FLb(8)において、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求しているチラー100(この例ではチラー100(6)〜100(8))のうちデフロスト運転の要求回数順で要求回数が大きいかつ要求回数が同じチラー同士では識別番号の小さい同時デフロスト許可台数m(この例では2台)分のチラー100(この例ではチラー100(6),100(8))のデフロスト許可フラグFLb(6),FLb(8)をオンし(図7参照)、デフロスト運転の要求回数順で要求回数が大きいかつ要求回数が同じチラー同士では識別番号の小さい同時デフロスト許可台数(この例では2台)分のチラー100(6),100(8)に対してデフロスト運転を許可する(ステップS11)。
After that, the chiller 100 (i) of the parent device is in response to the chiller 100 (i) of the parent device in the defrost permission flags FLb (1) to FLb (8) corresponding to the chillers 100 (1) to 100 (8). Among the
そうすると、デフロスト運転が許可された2台のチラー100(6),100(8)は、加熱運転からデフロスト運転になり(ステップS4)、加熱運転中のチラー100が6台から2台減って4台のチラー100(1),100(2),100(4),100(7)になることから、空量能力が減少する(図9中のα6参照)。このため、親機のチラー100(i)は、サーモオフしている停止中の2台のチラー100(3),100(5)をサーモオンにして加熱運転を行い、加熱運転中のチラー100を4台から2台増やして6台のチラー100(1)〜100(5),100(7)にする(図9中のα7参照)。
Then, the two chillers 100 (6) and 100 (8) for which the defrosting operation is permitted are changed from the heating operation to the defrosting operation (step S4), and the
次に、デフロスト運転中のチラー100(6),100(8)がデフロスト運転中である場合には(ステップS5:No)、デフロスト運転の待機中のチラー100(7)は、所定周期で親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求する(ステップS6)。一方、デフロスト運転中のチラー100(1),100(4)において、霜が除去されてデフロスト運転が不要になると(ステップS5:Yes)、デフロスト運転を終了し(ステップS7)、デフロスト要求フラグFLa(6),FLa(8)をオフし、親機のチラー100(i)は、デフロスト許可フラグFLb(6),FLb(8)をオフする(図8参照)。 Next, when the chillers 100 (6) and 100 (8) in the defrost operation are in the defrost operation (step S5: No), the chiller 100 (7) in the defrost operation standby is set to the parent cycle at a predetermined cycle. The defrosting operation is requested to the chiller 100 (i) of the machine (step S6). On the other hand, in the chillers 100 (1) and 100 (4) during the defrost operation, when the frost is removed and the defrost operation becomes unnecessary (step S5: Yes), the defrost operation is terminated (step S7), and the defrost request flag FLa (6), FLa (8) is turned off, and chiller 100 (i) of the master unit turns off defrost permission flags FLb (6), FLb (8) (see FIG. 8).
そうすると、デフロスト要求フラグFLa(6),FLa(8)をオフした2台のチラー100(6),100(8)は、デフロスト運転から加熱運転に戻り、加熱運転中のチラー100が6台から2台増えて8台のチラー100(1)〜100(8)になることから、空量能力が増加する(図9中のα8参照)。このため、親機のチラー100(i)は、本来は停止中であるにも拘わらずサーモオンしている加熱運転中の2台のチラー100(3),100(5)をサーモオフにして停止し、加熱運転中のチラー100を8台から2台減らして6台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)にする(図9中のα9参照)。
Then, the two chillers 100 (6) and 100 (8) whose defrost request flags FLa (6) and FLa (8) are turned off return to the heating operation from the defrost operation, and the
次に、ステップS8(ステップS8:Yes)およびステップS9(ステップS9:No)を経てステップS12に移行し、親機のチラー100(i)は、各チラー100(1)〜100(8)に対応するデフロスト許可フラグFLb(1)〜FLb(8)において、親機のチラー100(i)に対してデフロスト運転を要求している残りの1台のチラー100(この例ではチラー100(7))のデフロスト許可フラグFLb(7)をオンし(図8参照)、残りの1台のチラー100(7)に対してデフロスト運転を許可する(ステップS12)。 Next, the process proceeds to step S12 through step S8 (step S8: Yes) and step S9 (step S9: No), and the chiller 100 (i) of the parent device is transferred to each chiller 100 (1) to 100 (8). In the corresponding defrost permission flags FLb (1) to FLb (8), the remaining one chiller 100 (in this example, chiller 100 (7)) requesting the defrost operation from the chiller 100 (i) of the master unit. ) Defrost permission flag FLb (7) is turned on (see FIG. 8), and the remaining one chiller 100 (7) is permitted to defrost (step S12).
そうすると、デフロスト運転が許可された1台のチラー100(7)は、加熱運転からデフロスト運転になり(ステップS4)、加熱運転中のチラー100が6台から1台減って5台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6),100(8)になることから、空量能力が減少する(図9中のα10参照)。このため、親機のチラー100(i)は、サーモオフしている停止中の1台のチラー100(この例ではチラー100(3))をサーモオンにして加熱運転を行い、加熱運転中のチラー100を5台から1台増やして6台のチラー100(1)〜100(4),100(6),100(8)にする(図9中のα11参照)。
Then, the one chiller 100 (7) in which the defrost operation is permitted is changed from the heating operation to the defrost operation (step S4), and the
次に、デフロスト運転中のチラー100(7)において、霜が除去されてデフロスト運転が不要になると(ステップS5:Yes)、デフロスト運転を終了し(ステップS7)、デフロスト要求フラグFLa(7)をオフし、親機のチラー100(i)は、デフロスト許可フラグFLb(7)をオフする。 Next, in the chiller 100 (7) during the defrost operation, when the frost is removed and the defrost operation becomes unnecessary (step S5: Yes), the defrost operation is terminated (step S7), and the defrost request flag FLa (7) is set. The master unit chiller 100 (i) turns off the defrost permission flag FLb (7).
そうすると、デフロスト要求フラグFLa(7)をオフした1台のチラー100(7)は、デフロスト運転から加熱運転に戻り、加熱運転中のチラー100が6台から1台増えて7台のチラー100(1)〜100(4),100(6)〜100(8)になることから、空量能力が増加する(図9中のα12参照)。このため、親機のチラー100(i)は、本来は停止中であるにも拘わらずサーモモオンしている加熱運転中の1台のチラー100(3)をサーモオフにして停止し、加熱運転中のチラー100を7台から1台減らして6台のチラー100(1),100(2),100(4),100(6)〜100(8)にする(図9中のα13参照)。
Then, one chiller 100 (7) with the defrost request flag FLa (7) turned off returns from the defrost operation to the heating operation, and the number of
そして、デフロスト運転の待機中のチラー100が無くなると(ステップS8:No)、デフロスト制御を終了する。
Then, when there is no
なお、図6から図10に示す例では、チラー100の台数を8台としたが、それに限定されるものではなく、チラー100の台数は、2台〜7台或いは9台以上であってもよい。
In the examples shown in FIGS. 6 to 10, the number of
また、図6から図10に示す例では、デフロスト運転の待機中のチラーが複数台存在する場合、要求回数の大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可するようにしたが、要求時間の大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可するようにしてもよい。 Further, in the example shown in FIGS. 6 to 10, when there are a plurality of chillers waiting for defrost operation, the next defrost operation is permitted in order of the number of requests, but the next time in the order of request time. The defrosting operation may be permitted.
また、図6から図10に示す例では、親機のチラー100(i)は、デフロスト運転の要求回数が同じチラー100同士については、識別番号の小さい順に次回のデフロスト運転を許可するようにしたが、識別番号の大きい順に次回のデフロスト運転を許可するようにしてもよい。
Further, in the example shown in FIGS. 6 to 10, the chiller 100 (i) of the master unit permits the next defrost operation for the
(本実施の形態について)
以上説明したように、本実施の形態に係るチラーシステム1によれば、制御機構(この例では親機のチラー100(i))は、デフロスト運転を要求したチラー100のうち、予め定めた所定の台数(同時デフロスト許可台数m)まで先着順でデフロスト運転を許可し、デフロスト運転の待機中のチラー100は、所定周期で制御機構(この例では親機のチラー100(i))に対してデフロスト運転を要求し、親機のチラー100(i)は、デフロスト運転の待機中のチラー100が複数台存在する場合は、デフロスト運転の要求回数または要求時間の大きい順に次回のデフロスト運転を許可することで、デフロスト運転の待機中のチラー100同士で必要性の高い順に次回のデフロスト運転を許可することができる。従って、所定台数まで先着順でデフロスト運転を許可する場合にデフロスト運転の待機中のチラー100同士の優先順位を決定することが可能となる。
(About this embodiment)
As described above, according to the
また、本実施の形態では、制御機構(この例では親機のチラー100(i))は、デフロスト運転の要求回数または要求時間が同じチラー100同士については識別番号の小さい順または大きい順に次回のデフロスト運転を許可することで、デフロスト運転の要求回数または要求時間が同じチラー100同士について、デフロスト運転の待機中のチラー100同士で確実に優先順位を決定することができる。
Further, in this embodiment, the control mechanism (in this example, the chiller 100 (i) of the master unit), the
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various other forms. Therefore, such an embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
1 チラーシステム
10 圧縮機
11 クラッチ
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
41 第1膨張弁
42 第2膨張弁
50 冷媒−循環液熱交換器
60 エンジン
70 エンジン排熱回収器
81 オイルセパレータ
81a バルブ
82 アキュムレータ
83 レシーバ
100 チラー
110 冷媒回路
111 四方弁
112 ブリッジ回路
1121 第1逆止弁列
1122 第2逆止弁列
112a 第1逆止弁
112b 第2逆止弁
112c 第3逆止弁
112d 第4逆止弁
113a 高圧ガス冷媒経路
113b 第1低圧ガス冷媒経路
113b1 合流経路
113c 第1ガス冷媒経路
113d 第1冷媒経路
113e 高圧液冷媒経路
113f 第1低圧気液二相冷媒経路
113g 第2冷媒経路
113h 第2ガス冷媒経路
113i 第2低圧気液二相冷媒経路
113j 第2低圧ガス冷媒経路
120 冷却水回路
121 第1サーモスタット型切替弁
122 第2サーモスタット型切替弁
123 ラジエータ
124a 流出経路
124b 流入経路
124c 第1経路
124d 第2経路
124e 第3経路
124f 第4経路
124g 第5経路
130 循環ポンプ
140 制御装置
141 処理部
142 記憶部
151 第1圧力センサ
152 第2圧力センサ
161 第1温度センサ
162 第2温度センサ
170 回転数センサ
200 循環液回路
210 流入幹管
211 流入枝管
220 流出幹管
221 流出枝管
231 流入循環液温度センサ
232 流出循環液温度センサ
300 循環ポンプ
FLa デフロスト要求フラグ
FLb デフロスト許可フラグ
P1 第1中間接続点
P2 流出接続点
P3 第2中間接続点
P4 流入接続点
P5 合流点
P6 合流点
P7 合流点
c 許可基準台数
m 同時デフロスト許可台数
n 接続台数
1 Chiller System 10 Compressor 11 Clutch 20 Refrigerant-Air Heat Exchanger 30 Refrigerant-Air Heat Exchanger Fan 40 Expansion Valve 41 First Expansion Valve 42 Second Expansion Valve 50 Refrigerant-Circulating Fluid Heat Exchanger 60 Engine 70 Engine Waste Heat Recovery device 81 Oil separator 81a Valve 82 Accumulator 83 Receiver 100 Chiller 110 Refrigerant circuit 111 Four-way valve 112 Bridge circuit 1121 First check valve row 1122 Second check valve row 112a First check valve 112b Second check valve 112c Second 3 check valve 112d 4th check valve 113a high pressure gas refrigerant path 113b first low pressure gas refrigerant path 113b1 merge path 113c first gas refrigerant path 113d first refrigerant path 113e high pressure liquid refrigerant path 113f first low pressure gas-liquid two-phase refrigerant Path 113g second refrigerant path 113h second gas refrigerant path 113i second low Gas-liquid two-phase refrigerant path 113j Second low-pressure gas refrigerant path 120 Cooling water circuit 121 First thermostat type switching valve 122 Second thermostat type switching valve 123 Radiator 124a Outflow path 124b Inflow path 124c First path 124d Second path 124e Third Path 124f Fourth path 124g Fifth path 130 Circulating pump 140 Controller 141 Processing unit 142 Storage unit 151 First pressure sensor 152 Second pressure sensor 161 First temperature sensor 162 Second temperature sensor 170 Rotation speed sensor 200 Circulating fluid circuit 210 Inflow trunk pipe 211 Inflow branch pipe 220 Outflow trunk pipe 221 Outflow branch pipe 231 Inflow circulation fluid temperature sensor 232 Outflow circulation fluid temperature sensor 300 Circulation pump FLa Defrost request flag FLb Defrost permission flag P1 First intermediate connection point P2 Outflow connection point P3 First 2 indirect Point P4 inflow connection point P5 merging point P6 merging point P7 confluence c permission criteria Number m simultaneous defrost Permitted Number n connected units
Claims (3)
前記複数台のチラーのうち、何れか1台が親機のチラーに指定され、
前記複数台のチラーのうち、デフロスト運転が必要なチラーは、前記親機のチラーに対して前記デフロスト運転を要求し、
前記親機のチラーは、前記デフロスト運転を要求したチラーのうち、予め定めた所定の台数まで先着順で前記デフロスト運転を許可し、
前記デフロスト運転の待機中のチラーは、所定周期で前記親機のチラーに対して前記デフロスト運転を要求し、
前記親機のチラーは、前記デフロスト運転の待機中のチラーが複数台存在する場合は、前記デフロスト運転の要求回数または要求時間の大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可することを特徴とするチラーシステム。 A chiller system in which a plurality of heat pump chillers that adjust the temperature of the circulating fluid for temperature control as a heat medium by the heat of condensation or evaporation of the refrigerant are connected,
Any one of the plurality of chillers is designated as a chiller of the master unit,
Of the plurality of chillers, a chiller that requires defrost operation requests the defrost operation from the chiller of the master unit,
The chiller of the master unit permits the defrost operation on a first-come-first-served basis up to a predetermined number of chillers that have requested the defrost operation,
The chiller waiting for the defrost operation requests the defrost operation from the chiller of the master unit at a predetermined cycle,
When there are a plurality of chillers waiting for the defrost operation, the chiller of the master unit permits the next defrost operation in descending order of the number of requests or the required time of the defrost operation. .
前記親機のチラーは、前記デフロスト運転の要求回数または要求時間が同じチラー同士については識別番号の小さい順または大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可することを特徴とするチラーシステム。 The chiller system according to claim 1,
The chiller system according to claim 1, wherein the chiller of the base unit permits the next defrosting operation in order of increasing or decreasing identification number for chillers having the same number of requests or the same time for the defrosting operation.
前記複数台のチラーに対して動作制御を行う制御機構を備え、
前記複数台のチラーのうち、デフロスト運転が必要なチラーは、前記制御機構に対して前記デフロスト運転を要求し、
前記制御機構は、前記デフロスト運転を要求したチラーのうち、予め定めた所定の台数まで先着順で前記デフロスト運転を許可し、
前記デフロスト運転の待機中のチラーは、所定周期で前記制御機構に対して前記デフロスト運転を要求し、
前記制御機構は、前記デフロスト運転の待機中のチラーが複数台存在する場合は、前記デフロスト運転の要求回数または要求時間の大きい順に次回の前記デフロスト運転を許可することを特徴とするチラーシステム。 A chiller system in which a plurality of heat pump chillers that adjust the temperature of the circulating fluid for temperature control as a heat medium by the heat of condensation or evaporation of the refrigerant are connected,
A control mechanism for controlling the operation of the plurality of chillers;
Of the plurality of chillers, a chiller that requires defrost operation requests the defrost operation from the control mechanism,
The control mechanism permits the defrost operation on a first-come-first-served basis up to a predetermined number of chillers that have requested the defrost operation,
The chiller waiting for the defrost operation requests the control mechanism for the defrost operation at a predetermined cycle,
The control mechanism, when there are a plurality of chillers waiting for the defrost operation, permits the next defrost operation in descending order of the number of requests or the required time of the defrost operation.
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