JP2017150689A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】暖房運転時に、能力の低い圧縮機を低出力で運転した場合でも、圧縮機の液バックの発生を防止することのできる空気調和装置を提供する。【解決手段】エンジンで駆動されるGHP圧縮機13を備えたGHP室外ユニット2と、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62を備えたEHP室外ユニット3とをユニット間配管5を介して室内ユニット4にそれぞれ接続し、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3を運転して室内ユニット4により室内の空調を行う空気調和装置において、システム制御部103を備え、システム制御部103は、エンジンで駆動されるGHP圧縮機13を適正能力で運転するとともに、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62を低出力で運転する際に、このEHP圧縮機62の最低駆動周波数を、外気温度に応じて液バックが発生しないように制御する。【選択図】図1
Description
本発明は、空気調和装置に係り、特に、GHP室外ユニットとEHP室外ユニットとを併用する空気調和装置に関する。
一般に、ガスエンジンなどにより駆動される圧縮機が搭載された室外ユニットと、電気により駆動される圧縮機が搭載された室外ユニットとを用いて、室内ユニットによる空調を行う空気調和装置が知られている。
このような空気調和装置として、従来、例えば、室外ユニットのうちの一方の室外ユニットに商用電源からの電力で駆動される圧縮機を内蔵するとともに、他方の室外ユニットにエンジンで駆動される圧縮機を内蔵し、いずれの室外ユニットを中心に運転させるかを選択し、選択された室外ユニットを中心に運転させるようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
このような空気調和装置として、従来、例えば、室外ユニットのうちの一方の室外ユニットに商用電源からの電力で駆動される圧縮機を内蔵するとともに、他方の室外ユニットにエンジンで駆動される圧縮機を内蔵し、いずれの室外ユニットを中心に運転させるかを選択し、選択された室外ユニットを中心に運転させるようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の空気調和装置では、例えば、暖房運転時において、GHP室外ユニットの圧縮機を通常の出力で運転し、EHP室外ユニットの圧縮機を低出力で運転している場合に、EHP室外ユニットの圧縮機の吐出圧力が高圧側に引っ張られることが発生する。
このようにEHP室外ユニットの圧縮機の吐出圧力が高圧側に引っ張られると、冷媒の蒸発が適正に行われなくなり、いわゆる液バックが発生してしまい、その結果、オイルレベルの低下を招き、EHP圧縮機62の動作不良などを招くおそれがあるという問題がある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、暖房運転時に、能力の低い圧縮機を低出力で運転した場合でも、圧縮機の液バックの発生を防止することのできる空気調和装置を提供することを目的とする。
このようにEHP室外ユニットの圧縮機の吐出圧力が高圧側に引っ張られると、冷媒の蒸発が適正に行われなくなり、いわゆる液バックが発生してしまい、その結果、オイルレベルの低下を招き、EHP圧縮機62の動作不良などを招くおそれがあるという問題がある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、暖房運転時に、能力の低い圧縮機を低出力で運転した場合でも、圧縮機の液バックの発生を防止することのできる空気調和装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、能力の高い圧縮機を備えた第2の室外ユニットと、能力の低い圧縮機を備えた第1の室外ユニットとをユニット間配管を介して室内ユニットにそれぞれ接続し、前記各室外ユニットを運転して前記室内ユニットにより室内の空調を行う空気調和装置において、制御部を備え、前記制御部は、前記能力の高い圧縮機を適正能力で運転するとともに、前記能力の低い圧縮機を低出力で運転する際に、前記能力の低い圧縮機の最低駆動周波数を、外気温度に応じて液バックが発生しないように制御することを特徴とする。
前記構成において、前記能力の高い圧縮機を備えた室外ユニットは、エンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えたGHP室外ユニットであり、前記能力の低い圧縮機を備えた室外ユニットは、商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えたEHP室外ユニットであることを特徴とする。
前記構成において、前記能力の低い圧縮機の最低駆動周波数は、外気温度の所定温度ごとにあらかじめ設定されていることを特徴とする。
本発明の空気調和装置によれば、能力の高い圧縮機を適正能力で運転するとともに、能力の低い圧縮機を低出力で運転する際に、能力の低い圧縮機の最低駆動周波数を、外気温度に応じて液バックが発生しないように制御することで、能力の低い圧縮機におけるオイルレベル低下を防止することができ、圧縮機の動作不良の発生を防止することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成図である。
空気調和装置1は、能力の高い圧縮機としてのガスエンジンで駆動される圧縮機を備えたGHP室外ユニット2(第2の室外ユニット)と、能力の低い圧縮機としての商用電源で駆動される圧縮機を備えたEHP室外ユニット3(第1の室外ユニット)と、複数の室内ユニット4とを備えている。GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および各室内ユニット4とは、ユニット間配管5およびオイルバランス管6を介して接続され、これにより、空調運転を行うための冷凍サイクル回路が構成されている。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成図である。
空気調和装置1は、能力の高い圧縮機としてのガスエンジンで駆動される圧縮機を備えたGHP室外ユニット2(第2の室外ユニット)と、能力の低い圧縮機としての商用電源で駆動される圧縮機を備えたEHP室外ユニット3(第1の室外ユニット)と、複数の室内ユニット4とを備えている。GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および各室内ユニット4とは、ユニット間配管5およびオイルバランス管6を介して接続され、これにより、空調運転を行うための冷凍サイクル回路が構成されている。
GHP室外ユニット2は、外部のユニット間配管5と接続するための2つの外部接続バルブ10a,10bおよびオイルバランス管6を接続するためのオイル接続バルブ11を備えている。
GHP室外ユニット2には、エンジンとしてのガスエンジン12と、ガスエンジン12の駆動力により冷媒を圧縮するGHP圧縮機13とが設けられている。GHP圧縮機13は、並列に設けられる第1のGHP圧縮機13aおよび第2のGHP圧縮機13bから構成されている。
ガスエンジン12は、燃料調整弁(図示せず)を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁(図示せず)を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生するようになっている。
ガスエンジン12の出力軸と、GHP圧縮機13の従動軸との間には、駆動ベルト14が掛け渡されており、ガスエンジン12の駆動力を駆動ベルト14を介して伝達することで、GHP圧縮機13を駆動するように構成されている。
GHP室外ユニット2には、エンジンとしてのガスエンジン12と、ガスエンジン12の駆動力により冷媒を圧縮するGHP圧縮機13とが設けられている。GHP圧縮機13は、並列に設けられる第1のGHP圧縮機13aおよび第2のGHP圧縮機13bから構成されている。
ガスエンジン12は、燃料調整弁(図示せず)を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁(図示せず)を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生するようになっている。
ガスエンジン12の出力軸と、GHP圧縮機13の従動軸との間には、駆動ベルト14が掛け渡されており、ガスエンジン12の駆動力を駆動ベルト14を介して伝達することで、GHP圧縮機13を駆動するように構成されている。
GHP圧縮機13の吐出側には、オイルセパレータ15、四方弁16および2つの室外熱交換器17,17が順に接続され、各室外熱交換器17は、冷媒配管20を介して一方の外部接続バルブ10aに接続されている。室外熱交換器17の近傍には、室外熱交換器17と外気との熱交換を行うための室外送風機18が設けられている。
また、他方の外部接続バルブ10bには、冷媒配管20が接続されており、この冷媒配管20は、途中四方弁16およびアキュムレータ19を介してGHP圧縮機13の吸込側に接続されている。
また、他方の外部接続バルブ10bには、冷媒配管20が接続されており、この冷媒配管20は、途中四方弁16およびアキュムレータ19を介してGHP圧縮機13の吸込側に接続されている。
冷媒配管20の中途部には、電動弁24と逆止弁25とが並列に接続されており、冷媒配管20には、アキュムレータ19の流入側に接続されるリキッド管22が接続されている。室外熱交換器17と外部接続バルブ10aとの間には、ドライコア39が設けられている。
また、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20との間には、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20とを接続する熱交換冷媒配管23が接続されており、この熱交換冷媒配管23には、電動弁26が設けられている。熱交換冷媒配管23の電動弁26とGHP圧縮機13の吸込側との間には、プレート型熱交換器27が設けられている。
また、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20との間には、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20とを接続する熱交換冷媒配管23が接続されており、この熱交換冷媒配管23には、電動弁26が設けられている。熱交換冷媒配管23の電動弁26とGHP圧縮機13の吸込側との間には、プレート型熱交換器27が設けられている。
GHP室外ユニット2は、GHP圧縮機13の吐出側と吸込側とを接続するバイパス管28を備えている。バイパス管28の一端は、オイルセパレータ15と四方弁16との間に接続され、バイパス管28の他端は、アキュムレータ19と四方弁16との間に接続される。GHP圧縮機13の吐出側の冷媒の一部は、圧力差により、バイパス管28を通ってGHP圧縮機13の吸込側に流れる。
バイパス管28には、バイパス管28の流量を調整するバイパス弁29が設けられている。バイパス弁29は、段階的に開閉可能な電動弁である。
バイパス管28には、バイパス管28の流量を調整するバイパス弁29が設けられている。バイパス弁29は、段階的に開閉可能な電動弁である。
GHP室外ユニット2は、オイルセパレータ15とGHP圧縮機13の吸込側とを接続するオイル戻し管30を備えている。オイルセパレータ15の内部に貯留される潤滑用のオイルは、GHP圧縮機13の吐出側と吸込側との圧力差により、オイル戻し管30を通って吸込側に流される。
オイル戻し管30は、オイルセパレータ15のオイル流出口とGHP圧縮機13の吸込側とを接続する第1の戻し管31と、第1の戻し管31に対して並列に設けられる第2の戻し管36とを備えている。
第1の戻し管31は、キャピラリチューブ32を備えている。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ32をバイパスするように第1の戻し管31に接続されており、第2の戻し管36の一端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の上流側に接続され、第2の戻し管36の他端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の下流側に接続される。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ33と、キャピラリチューブ33の下流に設けられるオイル戻し弁34とを備えている。
第1の戻し管31は、キャピラリチューブ32を備えている。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ32をバイパスするように第1の戻し管31に接続されており、第2の戻し管36の一端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の上流側に接続され、第2の戻し管36の他端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の下流側に接続される。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ33と、キャピラリチューブ33の下流に設けられるオイル戻し弁34とを備えている。
オイル接続バルブ11には、オイル管35が接続されている。オイル管35は、途中で分岐し、その一方は、冷媒配管20のオイルセパレータ15より下流側に接続されるとともに、他方は、第2の戻し管32のキャピラリチューブ33とオイル戻し弁34との間に接続されている。
冷媒配管20に接続される外部接続バルブ10aには、ユニット間配管5を介して各室内ユニット4の室内熱交換器40の一端が接続されている。ユニット間配管5の中途部には、膨張弁41が設けられている。
各室内ユニット4の内部には、室内熱交換器40と室内空気との熱交換を行うための室内送風機42が設けられている。
また、各室内熱交換器40の他端には、ユニット間配管5を介して冷媒配管20に接続される外部接続バルブ10bが接続されている。
各室内ユニット4の内部には、室内熱交換器40と室内空気との熱交換を行うための室内送風機42が設けられている。
また、各室内熱交換器40の他端には、ユニット間配管5を介して冷媒配管20に接続される外部接続バルブ10bが接続されている。
また、GHP室外ユニット2は、ガスエンジン12の冷却水回路50を備えている。
冷却水回路50は、ガスエンジン12から冷却水配管51を介して順に接続される冷却水三方弁52と、プレート型熱交換器27と、一方の室外熱交換器17に近接配置されたラジエータ53と、冷却水ポンプ54と、ガスエンジン12の排気ガス熱交換器55とを備え、冷却水ポンプ54を駆動することにより、この回路内に冷却水を循環させるように構成されている。
冷却水回路50の冷却水配管51は、図1に二重線で示されるとともに、冷却水の流れは、実線の矢印で示される。
ラジエータ53では、外気と冷却水との熱交換が行われる。
また、プレート型熱交換器27では、電動弁26の動作で、GHP圧縮機13に戻る冷媒が冷却水配管51内を流れる冷却水によって加熱される。これにより、冷媒の低圧圧力が上昇し、暖房効率が向上する。
冷却水回路50は、ガスエンジン12から冷却水配管51を介して順に接続される冷却水三方弁52と、プレート型熱交換器27と、一方の室外熱交換器17に近接配置されたラジエータ53と、冷却水ポンプ54と、ガスエンジン12の排気ガス熱交換器55とを備え、冷却水ポンプ54を駆動することにより、この回路内に冷却水を循環させるように構成されている。
冷却水回路50の冷却水配管51は、図1に二重線で示されるとともに、冷却水の流れは、実線の矢印で示される。
ラジエータ53では、外気と冷却水との熱交換が行われる。
また、プレート型熱交換器27では、電動弁26の動作で、GHP圧縮機13に戻る冷媒が冷却水配管51内を流れる冷却水によって加熱される。これにより、冷媒の低圧圧力が上昇し、暖房効率が向上する。
冷却水回路50は、ガスエンジン12、冷却水三方弁52、ラジエータ53、冷却水ポンプ54、排気ガス熱交換器55およびガスエンジン12の順に冷却水が流れる第1経路を形成可能である。
また、冷却水回路50は、冷却水を、ガスエンジン12、冷却水三方弁52、プレート型熱交換器27、冷却水ポンプ54、排気ガス熱交換器55およびガスエンジン12の順に冷却水が流れる第2経路を形成可能である。
また、冷却水回路50は、冷却水を、ガスエンジン12、冷却水三方弁52、プレート型熱交換器27、冷却水ポンプ54、排気ガス熱交換器55およびガスエンジン12の順に冷却水が流れる第2経路を形成可能である。
次に、EHP室外ユニット3について説明する。
EHP室外ユニット3は、外部のユニット間配管5と接続するための2つの外部接続バルブ60およびオイルバランス管6を接続するためのオイル接続バルブ61を備えている。
EHP室外ユニット32は、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62を備えている。このEHP圧縮機62は、例えば、出力を可変することのできるインバータ式の圧縮機とされている。
EHP室外ユニット3は、外部のユニット間配管5と接続するための2つの外部接続バルブ60およびオイルバランス管6を接続するためのオイル接続バルブ61を備えている。
EHP室外ユニット32は、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62を備えている。このEHP圧縮機62は、例えば、出力を可変することのできるインバータ式の圧縮機とされている。
EHP圧縮機62の吐出側には、オイルセパレータ63、四方弁64および2つの室外熱交換器65,65が順に接続され、室外熱交換器65は、冷媒配管21を介して一方の外部接続バルブ60aに接続されている。室外熱交換器65の近傍には、室外熱交換器65と外気との熱交換を行うための室外送風機66(図2を参照)が設けられている。
室外熱交換器65と外部接続バルブ60aとの間には、レシーバタンク67が設けられている。
室外熱交換器65には、2系統の管路が形成されており、四方弁64側の冷媒配管21およびレシーバタンク67側の冷媒配管21は、それぞれ分岐して室外熱交換器65に接続されるように構成されている。また、室外熱交換器65のレシーバタンク67側の冷媒配管21には、それぞれ室外用電子制御弁68,68が設けられている。
室外熱交換器65と外部接続バルブ60aとの間には、レシーバタンク67が設けられている。
室外熱交換器65には、2系統の管路が形成されており、四方弁64側の冷媒配管21およびレシーバタンク67側の冷媒配管21は、それぞれ分岐して室外熱交換器65に接続されるように構成されている。また、室外熱交換器65のレシーバタンク67側の冷媒配管21には、それぞれ室外用電子制御弁68,68が設けられている。
他方の外部接続バルブ60には、冷媒配管21を介して、EHP圧縮機62の吸込側に接続されており、冷媒配管の中途部には、四方弁64およびアキュムレータ69が設けられている。
また、EHP圧縮機62とオイルセパレータ63との間の冷媒配管21の中途部には、分岐してEHP圧縮機62とアキュムレータ69との間の冷媒配管21に接続される冷媒戻し配管70が設けられている。冷媒戻し配管70の中途部には、冷媒戻し用電磁弁71が設けられている。そして、冷媒戻し用電磁弁71を開くと、冷媒の一部は、冷凍サイクルを循環せずにEHP圧縮機62の吸込側に導かれる。
また、オイルセパレータ63の下部には、オイル管72が接続されており、オイル管72の中途部には、EHP圧縮機62の吸込側に接続されるオイル戻し配管73が接続されている。オイル戻し配管73は、オイル管72から分岐する2つの分岐管74,75を備えており、一方の分岐管74には、オイル戻し用電磁弁7631が設けられるとともに、他方の分岐管75には、キャピラリチューブ78が設けられている。また、オイル配管27の各分岐管74,75の接続部分の間には、キャピラリチューブ79が設けられている。
オイルセパレータ63と四方弁64との間の冷媒配管21の中途部には、途中分岐してオイル管72の中途部に接続される高圧冷媒配管80が接続されている。高圧冷媒配管80の中途部には、高圧冷媒用電磁弁81が設けられている。
また、アキュムレータ69は、冷媒配管21の冷媒が流入される流入管82と、アキュムレータ69の内部のガス冷媒をEHP圧縮機62に送る流出管83とを備えている。流出管83は、アキュムレータ69の内部上方に開口するように構成されており、アキュムレータ69の内部上方に溜まったガス冷媒をEHP圧縮機62に送るように構成されている。
また、EHP圧縮機62には、EHP圧縮機62の吸込側に接続されるオーバーフロー管84が接続されている。このオーバーフロー管84には、ストレーナ85と、油を減圧するための絞り86が組み込まれている。
さらに、EHP室外ユニット3には、外部温度を検出するための外気温センサ90が設けられている。
また、EHP圧縮機62には、EHP圧縮機62の吸込側に接続されるオーバーフロー管84が接続されている。このオーバーフロー管84には、ストレーナ85と、油を減圧するための絞り86が組み込まれている。
さらに、EHP室外ユニット3には、外部温度を検出するための外気温センサ90が設けられている。
EHP室外ユニット3の外部接続バルブ60aには、ユニット間配管5の一端が接続され、このユニット間配管5の他端は、GHP室外ユニット2の外部接続バルブ10aと室内ユニット4とを接続するユニット間配管5の中途部に接続されている。EHP室外ユニット3の冷媒配管に接続される外部接続バルブ60bには、ユニット間配管5の一端が接続され、このユニット間配管5の他端は、GHP室外ユニット2の外部接続バルブ10bと室内ユニット4とを接続するユニット間配管5の中途部に接続されている。
また、EHP室外ユニット3のオイル接続バルブ61と、GHP室外ユニット2のオイル接続バルブ11とは、オイルバランス配管を介して接続されている。これにより、オイルバランス配管を介して、GHP室外ユニット2のEHP圧縮機62と、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62との間で、オイルを互いに供給することでき、GHP室外ユニット2のEHP圧縮機62と、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62とのオイル量のバランスを保持することができる。
そして、冷房運転を行う場合には、図1中実線矢印で示すように、冷媒が流れ、暖房運転を行う場合は、図1中破線で示すように、冷媒が流れる。
そして、冷房運転を行う場合には、図1中実線矢印で示すように、冷媒が流れ、暖房運転を行う場合は、図1中破線で示すように、冷媒が流れる。
次に、本実施形態の空気調和装置の制御構成について説明する。図2は本実施形態における制御構成を示すブロック図である。
図2に示すように、本実施形態においては、GHP室外ユニット2は、GHP制御部100を備えており、EHP室外ユニット3は、EHP制御部101を備えている。また、室内ユニット4は、それぞれ室内制御部102を備えている。空気調和装置は、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御する制御部としてのシステム制御部103を備えている。
これらGHP制御部100、EHP制御部101、室内制御部102およびシステム制御部103は、例えば、CPUなどの演算処理回路、記憶手段としてのROM、RAMなどを備え、所定のプログラムを実行することにより、所定の制御を行うものである。
図2に示すように、本実施形態においては、GHP室外ユニット2は、GHP制御部100を備えており、EHP室外ユニット3は、EHP制御部101を備えている。また、室内ユニット4は、それぞれ室内制御部102を備えている。空気調和装置は、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御する制御部としてのシステム制御部103を備えている。
これらGHP制御部100、EHP制御部101、室内制御部102およびシステム制御部103は、例えば、CPUなどの演算処理回路、記憶手段としてのROM、RAMなどを備え、所定のプログラムを実行することにより、所定の制御を行うものである。
図2に示すように、GHP制御部100は、ガスエンジン12および室外送風機18を駆動制御するように構成されている。
EHP制御部101は、外気温センサ90による検出値に基づいて、EHP圧縮機62および室外送風機66を駆動制御するように構成されている。
なお、本実施形態においては、EHP室外ユニット3のみに外気温センサ90を設けるようにしているが、GHP室外ユニット2にも外気温センサ90を設けるようにしてもよい。
室内制御部102は、室温センサによる検出値に基づいて、室内送風機42および弁動作を駆動制御するように構成されている。
システム制御部103は、室内ユニット4の運転台数、設定温度、外気温度などに基づいて、GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および室内ユニット4を制御することで、GHP室外ユニット2による運転と、EHP室外ユニット3による運転とが、最も省エネルギになるように、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に制御信号を出力する。これにより、GHP制御部100によりGHP室外ユニット2の運転制御、EHP制御部101によりEHP室外ユニット3の運転制御、室内制御部102により室内ユニット4の運転制御をそれぞれ効率よく行うように構成されている。
EHP制御部101は、外気温センサ90による検出値に基づいて、EHP圧縮機62および室外送風機66を駆動制御するように構成されている。
なお、本実施形態においては、EHP室外ユニット3のみに外気温センサ90を設けるようにしているが、GHP室外ユニット2にも外気温センサ90を設けるようにしてもよい。
室内制御部102は、室温センサによる検出値に基づいて、室内送風機42および弁動作を駆動制御するように構成されている。
システム制御部103は、室内ユニット4の運転台数、設定温度、外気温度などに基づいて、GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および室内ユニット4を制御することで、GHP室外ユニット2による運転と、EHP室外ユニット3による運転とが、最も省エネルギになるように、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に制御信号を出力する。これにより、GHP制御部100によりGHP室外ユニット2の運転制御、EHP制御部101によりEHP室外ユニット3の運転制御、室内制御部102により室内ユニット4の運転制御をそれぞれ効率よく行うように構成されている。
この場合において、例えば、暖房時において、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を通常の出力で運転し、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を低出力で運転した場合に、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の吐出圧力が高圧側が引っ張られることが発生する。
図3は、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3をそれぞれ単体で運転したときの状態を示すp−h線図である。図4は、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3を同時に運転したときの状態を示すp-h線図である。
図3では、GHP室外ユニット2により、GHP圧縮機13の吐出側圧力が3.1MPaで運転している場合の状態を実線で示す。また、EHP室外ユニット3により、EHP圧縮機62の吐出側圧力が2.90MPaで運転している場合の状態を破線で示す。このようにGHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を運転した場合と、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を運転した場合では、異なるp-h線を示すことになる。
図3は、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3をそれぞれ単体で運転したときの状態を示すp−h線図である。図4は、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3を同時に運転したときの状態を示すp-h線図である。
図3では、GHP室外ユニット2により、GHP圧縮機13の吐出側圧力が3.1MPaで運転している場合の状態を実線で示す。また、EHP室外ユニット3により、EHP圧縮機62の吐出側圧力が2.90MPaで運転している場合の状態を破線で示す。このようにGHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を運転した場合と、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を運転した場合では、異なるp-h線を示すことになる。
これに対して、図4に示すように、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13およびEHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を同時に運転した場合は、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の吐出側の高圧側の圧力が、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13による吐出圧力に引っ張られ、上昇してしまう。これにより、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の吸入側の低圧側の圧力も一緒に上昇してしまい、EHP室外ユニット3のp-h線が高圧側にシフトして運転されることになる。
このようにEHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の吐出圧力の低圧側が高圧側にシフトしてしまうと、冷媒の蒸発温度が外気温を上回ってしまい、冷媒の蒸発が適正に行われなくなり、未蒸発の冷媒がEHP圧縮機62に戻る、いわゆる液バックが発生してしまう。液バックの発生は、オイルレベルの低下を招き、EHP圧縮機62の動作不良などを招くおそれがある。
一方、GHP室外ユニット2には、プレート型熱交換器27があり、このプレート型熱交換器27によってGHP圧縮機13の吸込側の冷媒は、冷却水三方弁52の開放によってエンジン12の冷却による排熱で加熱されるので、所定の蒸発圧力が得られる。
一方、GHP室外ユニット2には、プレート型熱交換器27があり、このプレート型熱交換器27によってGHP圧縮機13の吸込側の冷媒は、冷却水三方弁52の開放によってエンジン12の冷却による排熱で加熱されるので、所定の蒸発圧力が得られる。
そのため、本実施形態においては、外気温に対するEHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の液バックが発生する領域をあらかじめ評価しておく。
図5は、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を通常の出力で運転し、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の出力を変化させた場合に、EHP室外ユニット3に液バックが発生するEHP圧縮機62の駆動周波数と外気温度の関係を示すグラフである。図5中の黒四角で示すポイントは、液バックが発生するポイントを示している。
図5に示すように、液バックが発生するポイントを結ぶと、液バックは、EHP圧縮機62の駆動周波数と外気温度との間に反比例する関係があることがわかる。液バックが発生するポイントを結んだ線より下方が液バックが発生する領域である。
これを参照し、外気温度を10℃ごとに区切って、それぞれの外気温度に応じたEHP圧縮機62の最低駆動周波数を決定しておく。例えば、外気温度が10〜20℃および20℃〜30℃の場合は、EHP圧縮機62の最低駆動周波数を30%に設定し、外気温度が0〜10℃の場合は、EHP圧縮機62の最低駆動周波数を50%に設定し、外気温度が0℃以下の場合は、EHP圧縮機62の最低駆動周波数を100%に設定する。
図5は、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を通常の出力で運転し、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62の出力を変化させた場合に、EHP室外ユニット3に液バックが発生するEHP圧縮機62の駆動周波数と外気温度の関係を示すグラフである。図5中の黒四角で示すポイントは、液バックが発生するポイントを示している。
図5に示すように、液バックが発生するポイントを結ぶと、液バックは、EHP圧縮機62の駆動周波数と外気温度との間に反比例する関係があることがわかる。液バックが発生するポイントを結んだ線より下方が液バックが発生する領域である。
これを参照し、外気温度を10℃ごとに区切って、それぞれの外気温度に応じたEHP圧縮機62の最低駆動周波数を決定しておく。例えば、外気温度が10〜20℃および20℃〜30℃の場合は、EHP圧縮機62の最低駆動周波数を30%に設定し、外気温度が0〜10℃の場合は、EHP圧縮機62の最低駆動周波数を50%に設定し、外気温度が0℃以下の場合は、EHP圧縮機62の最低駆動周波数を100%に設定する。
EHP制御部101は、外気温センサ90により検出された外気温度の検出値をシステム制御部103に送り、システム制御部103は、設定された外気温度に応じたEHP圧縮機62の最低駆動周波数に基づいて、EHP圧縮機62の最低駆動周波数が液バック領域に到達しないように制御信号をEHP制御部101に送るように構成されている。EHP制御部101は、システム制御部103から送られる最低駆動周波数に基づいて、EHP圧縮機62の駆動制御を行う。
この際、GHP制御部100においては、例えば、EHP制御部101からの周波数に応じて、ガスエンジン12の回転数を低下させて、EHP制御部101によるEHP室外ユニット3と、GHP室外ユニット2とを合計した適正能力が、要求負荷となるように調整する。
この際、GHP制御部100においては、例えば、EHP制御部101からの周波数に応じて、ガスエンジン12の回転数を低下させて、EHP制御部101によるEHP室外ユニット3と、GHP室外ユニット2とを合計した適正能力が、要求負荷となるように調整する。
このEHP圧縮機62の最低駆動周波数の制御を行うのは、EHP室外ユニット3とGHP室外ユニット2が同時に運転されている場合であり、EHP室外ユニット3が単独で運転されている場合には、適用しない。
なお、図5においては、外気温度を10℃ごとに区切ってEHP圧縮機62の最低駆動周波数を設定するようにしているが、これに限定されない。例えば、5℃ごとに最低駆動周波数を設定するようにしてもよい。
また、外気温度が0℃以下の場合には、EHP圧縮機62をほぼ100%の出力で駆動し、最低駆動周波数を設定していないが、0℃以下の場合でも、外気温に応じて最低駆動周波数を設定するようにしてもよい。
なお、図5においては、外気温度を10℃ごとに区切ってEHP圧縮機62の最低駆動周波数を設定するようにしているが、これに限定されない。例えば、5℃ごとに最低駆動周波数を設定するようにしてもよい。
また、外気温度が0℃以下の場合には、EHP圧縮機62をほぼ100%の出力で駆動し、最低駆動周波数を設定していないが、0℃以下の場合でも、外気温に応じて最低駆動周波数を設定するようにしてもよい。
次に、本実施形態の動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。
空気調和装置により暖房運転を開始すると(ST1)、システム制御部103は、設定室温に基づいて、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に制御信号を出力することで、GHP室外ユニット2の運転制御、EHP室外ユニット3の運転制御および室内ユニット4の運転制御を行って室内の空調を行う。
空気調和装置により暖房運転を開始すると(ST1)、システム制御部103は、設定室温に基づいて、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に制御信号を出力することで、GHP室外ユニット2の運転制御、EHP室外ユニット3の運転制御および室内ユニット4の運転制御を行って室内の空調を行う。
そして、システム制御部103により、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を通常能力で運転し、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を低出力で運転するように制御する場合は(ST2:YES)、EHP室外ユニット3の外気温センサ90により、外気温度を検出する(ST3)。外気温度が検出されたら、EHP制御部101により、外気温度の検出値をシステム制御部103に送る(ST4)。
システム制御部103は、外気温度に基づいて、あらかじめ設定された外気温度に応じたEHP圧縮機62の最低駆動周波数を決定し、EHP圧縮機62の最低駆動周波数が液バック領域に到達しないようにEHP制御部101に制御信号を送る(ST5)。EHP制御部101は、送られた最低駆動周波数に基づいて、EHP圧縮機62の駆動制御を行う(ST6)。
システム制御部103は、外気温度に基づいて、あらかじめ設定された外気温度に応じたEHP圧縮機62の最低駆動周波数を決定し、EHP圧縮機62の最低駆動周波数が液バック領域に到達しないようにEHP制御部101に制御信号を送る(ST5)。EHP制御部101は、送られた最低駆動周波数に基づいて、EHP圧縮機62の駆動制御を行う(ST6)。
以上説明したように、本発明を適用した実施形態においては、エンジンで駆動されるGHP圧縮機13(能力の高い圧縮機)を備えたGHP室外ユニット2(室外ユニット)と、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62(能力の低い圧縮機)を備えたEHP室外ユニット3(室外ユニット)とをユニット間配管5を介して室内ユニット4にそれぞれ接続し、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3を運転して室内ユニット4により室内の空調を行う空気調和装置において、システム制御部103(制御部)を備え、システム制御部103は、エンジンで駆動されるGHP圧縮機13を適正能力で運転するとともに、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62を低出力で運転する際に、このEHP圧縮機62の最低駆動周波数を、外気温度に応じて液バックが発生しないように制御する。
これによれば、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を適正能力で運転し、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を低出力で運転するように制御した場合でも、外気温度に応じて、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62による液バックを確実に防止することかできる。その結果、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62におけるオイルレベル低下を防止することができ、EHP圧縮機62の動作不良の発生を防止することが可能となる。
なお、GHP圧縮機13の適正能力とは、EHP圧縮機62の出力が液バック防止を目的に多少上昇させたことに対応して、GHP圧縮機13の回転数を多少下降させ、GHP圧縮機13(GHP室外ユニット2)とEHP圧縮機12(EHP室外ユニット3)の合計の能力を適正に保つことである。
これによれば、GHP室外ユニット2のGHP圧縮機13を適正能力で運転し、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62を低出力で運転するように制御した場合でも、外気温度に応じて、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62による液バックを確実に防止することかできる。その結果、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62におけるオイルレベル低下を防止することができ、EHP圧縮機62の動作不良の発生を防止することが可能となる。
なお、GHP圧縮機13の適正能力とは、EHP圧縮機62の出力が液バック防止を目的に多少上昇させたことに対応して、GHP圧縮機13の回転数を多少下降させ、GHP圧縮機13(GHP室外ユニット2)とEHP圧縮機12(EHP室外ユニット3)の合計の能力を適正に保つことである。
また、本実施形態においては、EHP室外ユニット3に備えられる商用電源で駆動されるEHP圧縮機62の最低駆動周波数は、外気温度の所定温度ごとにあらかじめ設定されている。
これによれば、外気温度の所定温度ごとにEHP圧縮機62の最低駆動周波数を設定しているので、一定の範囲の外気温度ごとにEHP圧縮機62の最低駆動周波数を制御することができる。
これによれば、外気温度の所定温度ごとにEHP圧縮機62の最低駆動周波数を設定しているので、一定の範囲の外気温度ごとにEHP圧縮機62の最低駆動周波数を制御することができる。
なお、前記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
前記実施形態においては、能力の高いGHP圧縮機13を備えた室外ユニットとしてGHP室外ユニット2、能力の低いEHP圧縮機62を備えた室外ユニットとしてEHP室外ユニット3を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、能力の異なるエンジン駆動のGHP圧縮機13を備えた2つのGHP室外ユニット2または能力の異なる商用電源駆動のEHP圧縮機62を備えた2つのEHP室外ユニット3を用いる場合でも、適用することができる。また、室外ユニットを3つ以上用いる場合にも適用することができる。
また、本実施形態においては、システム制御部103により、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、空気調和装置のシステムを管理する管理会社が、サーバなどを経由して、システム制御部103などを直接制御するようにしてもよい。
前記実施形態においては、能力の高いGHP圧縮機13を備えた室外ユニットとしてGHP室外ユニット2、能力の低いEHP圧縮機62を備えた室外ユニットとしてEHP室外ユニット3を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、能力の異なるエンジン駆動のGHP圧縮機13を備えた2つのGHP室外ユニット2または能力の異なる商用電源駆動のEHP圧縮機62を備えた2つのEHP室外ユニット3を用いる場合でも、適用することができる。また、室外ユニットを3つ以上用いる場合にも適用することができる。
また、本実施形態においては、システム制御部103により、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、空気調和装置のシステムを管理する管理会社が、サーバなどを経由して、システム制御部103などを直接制御するようにしてもよい。
1 空気調和装置
2 GHP室外ユニット
3 EHP室外ユニット
4 室内ユニット
12 ガスエンジン
13 GHP圧縮機
15 オイルセパレータ
17,65 室外熱交換器
40 室内熱交換器
62 EHP圧縮機
100 GHP制御部
101 EHP制御部
102 室内制御部
103 システム制御部
2 GHP室外ユニット
3 EHP室外ユニット
4 室内ユニット
12 ガスエンジン
13 GHP圧縮機
15 オイルセパレータ
17,65 室外熱交換器
40 室内熱交換器
62 EHP圧縮機
100 GHP制御部
101 EHP制御部
102 室内制御部
103 システム制御部
Claims (3)
- 能力の高い圧縮機を備えた第2の室外ユニットと、能力の低い圧縮機を備えた第1の室外ユニットとをユニット間配管を介して室内ユニットにそれぞれ接続し、前記各室外ユニットを運転して前記室内ユニットにより室内の空調を行う空気調和装置において、
制御部を備え、
前記制御部は、前記能力の高い圧縮機を適正能力で運転するとともに、前記能力の低い圧縮機を低出力で運転する際に、前記能力の低い圧縮機の最低駆動周波数を、外気温度に応じて液バックが発生しないように制御することを特徴とする空気調和装置 - 前記能力の高い圧縮機を備えた室外ユニットは、エンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えたGHP室外ユニットであり、前記能力の低いEHP圧縮機を備えた室外ユニットは、商用電源で駆動される圧縮機を備えたEHP室外ユニットであることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記能力の低い圧縮機の最低駆動周波数は、外気温度の所定温度ごとにあらかじめ設定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108716758A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调机组的控制方法及相关设备 |
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JP2011075162A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Aisin Seiki Co Ltd | 空気調和機調整装置及び空気調和装置 |
-
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- 2016-02-22 JP JP2016031328A patent/JP2017150689A/ja active Pending
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