JP2020073849A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】除霜運転を早期に終了させること、及び周囲のサーキットの運転能力を低下させないことを両立させる。【解決手段】冷凍サイクル装置は、送風機と、送風機を制御する第１のコントローラと、空気熱交換器と、をそれぞれ有するサーキットを複数長手方向に配置して構成される、複数の冷凍サイクルユニットと、複数の第１のコントローラを制御する第２のコントローラと、を備え、冷凍サイクルユニットの短手方向にそれぞれ隣接するように、各冷凍サイクルユニットが配置される。冷凍サイクル装置の運転中にサーキット毎に除霜運転する場合、第２のコントローラは、除霜運転を実行するサーキットの送風機を、周囲のサーキットにそれぞれ含まれる送風機の回転数より低い回転数で回転させる。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置に関する。
冷凍サイクル装置において、以下のような技術が知られている。複数の冷媒回路が連携して交互除霜を行う際、除霜運転を行っている冷媒回路に隣接等して暖房や給湯等の加熱運転を行っている冷媒回路において、熱交換器加熱段階になると可変式送風機の回転数を変化させて風量を抑え（例えば通常の暖房や給湯等の加熱運転時の約７０％）、除霜運転を行っている冷媒回路の熱源側熱交換器の周囲雰囲気を拡散しないようにして、除霜運転をはやく終了し、通常の給湯運転を行うようにすることにより、冷凍サイクル装置全体として効率のよい運転を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−６７９８３号公報
特許文献１に記載の冷凍サイクル装置によると、除霜運転をはやく終了することができるが、暖房・給湯運転に係る可変式送風機の回転数を、風量を抑えるように変化させるため、熱交換ユニット（以下、サーキットという）の加熱能力が低下する。
この技術を複数の冷凍サイクル回路を有する冷凍サイクルユニットを複数設置する冷凍サイクル装置に適用した場合、冷凍サイクルユニットの１つのサーキットの除霜運転が早期に終了することができる一方で、当該サーキットの周囲のサーキットの運転能力が低下するという問題が生じる。
本発明の目的は、除霜運転を早期に終了させること、及び周囲のサーキットの運転能力を低下させないことを両立させることができる冷凍サイクル装置を得ることにある。
請求項１の冷凍サイクル装置は、送風機と、前記送風機を制御する第１のコントローラと、空気熱交換器と、をそれぞれ有するサーキットを複数長手方向に配置して構成される、複数の冷凍サイクルユニットと、複数の前記第１のコントローラを制御する第２のコントローラと、を備え、前記冷凍サイクルユニットの短手方向にそれぞれ隣接するように、各前記冷凍サイクルユニットが配置される。また、冷凍サイクル装置において、前記冷凍サイクル装置の運転中に前記サーキット毎に除霜運転する場合、前記第２のコントローラは、前記除霜運転を実行する前記サーキットの前記送風機を、周囲の前記サーキットにそれぞれ含まれる前記送風機の回転数より低い回転数で回転させることを特徴とする。
請求項６の冷凍サイクル装置は、複数の冷凍サイクル回路と、前記複数の冷凍サイクル回路にそれぞれ設けられる空気熱交換器と、前記空気熱交換器にそれぞれ設けられる複数の送風機と、前記複数の冷凍サイクル回路に設けられる前記熱交換器及び前記送風機を長手方向に配置して構成される冷凍サイクルユニットと、前記複数の送風機を制御する送風機制御手段と、前記複数の冷凍サイクル回路をそれぞれ加熱運転又は除霜運転させる冷凍サイクル制御手段と、前記冷凍サイクル装置の加熱運転中に複数の前記冷凍サイクル回路の内、少なくとも１つの冷凍サイクル回路の除霜運転を実行させる場合に、加熱運転中の前記冷凍サイクル回路に送風する前記送風機の回転数よりも低い回転数で、前記除霜運転を実行している冷凍サイクル回路の前記送風機を回転させる手段と、を備えたことを特徴とする。
実施形態に係る空冷式ヒートポンプチリング装置の外観を示す図。 実施形態に係る空冷式ヒートポンプチリング装置の上部構造体の内部構成を説明するための図。 実施形態に係る空冷式ヒートポンプチリング装置の制御構成の一例を示す図。 実施形態に係る第１の制御ユニットの構成の一例を示す図。 実施形態に係る除霜運転時の処理の一例を示すフローチャート。 実施形態に係る外乱有無時の風速と指示回転数との関係の一例を示す図。 実施形態に係る外乱がある状態における温度とファン回転数との関係の一例を示す図。 実施形態に係る除霜運転時の除霜時間の一例を示す図。 実施形態に係る除霜運転時の除霜時間の一例を示す図。 除霜運転時のサーキットのファンを回転させない場合の作用の一例を示す図。 除霜運転時のサーキットのファンを回転させる場合の作用の一例を示す図。 実施形態の変形例における除霜運転時の処理の一例を示すフローチャート。
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、例えば冷水もしくは温水を生成する空冷式ヒートポンプチリング装置１０の斜視図である。
空冷式ヒートポンプチリング装置１０は、３つの空冷式ヒートポンプチリングユニット１１，１２，１３が短手方向に隣接するようにそれぞれ配置されている。空冷式ヒートポンプチリング装置１０は、冷凍サイクル装置の一例であって、冷却モードおよび加熱モードで運転が可能である。なお、本実施形態では、空冷式ヒートポンプチリング装置１０は、３つの空冷式ヒートポンプチリングユニット１１，１２、１３を含む場合で説明するが、２つ、又は４つ以上の空冷式ヒートポンプチリングユニットを含むように構成されても良い。また、空冷式ヒートポンプチリング装置１０は、例えば建屋の屋上のような水平な設置面の上に据え付けられる。
空冷式ヒートポンプチリングユニットの筐体２は、奥行き寸法が幅寸法よりも格段に大きな略箱状に形成されている。ここで、本実施形態の空冷式ヒートポンプチリングユニットは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器（空気熱交換器３０ａ、３０ｂ）、膨張装置、利用側熱交換器（水熱交換器）を順次冷媒配管で接続された冷凍サイクル回路を４つ備えている。また、冷凍サイクル回路毎に空気熱交換器へ送風するための４つの送風機３８（図２参照）が設けられている。本実施形態の筐体２は、上部構造体２１、および下部構造体２２で構成されている。各上部構造体２１は、冷凍サイクル回路毎に空気熱交換器、及び送風機３８をそれぞれ含む４つのサーキット１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄが各空冷式ヒートポンプチリングユニット１１，１２，１３の長手方向にそれぞれ配置されて構成される。
図２は、上部構造体２１のサーキットの内部構造の一例を説明するための図である。室外熱交換器である空気熱交換器３０ａ，３０ｂは、ベースプレート３１の上に起立した姿勢で支持されている。空気熱交換器３０ａ，３０ｂは、筐体２の幅方向に間隔を存して向かい合うとともに、上方に進むに従い互いに遠ざかる方向に傾いている。空気熱交換器３０ａ，３０ｂの縁部の間の隙間は、一対の遮蔽板３２ａ，３２ｂで閉塞されている。このため、遮蔽板３２ａ，３２ｂおよび空気熱交換器３０ａ，３０ｂで囲まれた空間は、上下方向に延びた排気通路３３を構成している。
送風機３８は、ファンモータ３０Ｍ、ファンモータ３０Ｍに取り付けられるファン３４、ファンモータ３０Ｍを支持するファンベース３５により構成される。ファン３４は、排気通路３３の上端に位置するように空気熱交換器３０ａ，３０ｂの上端部の間にファンベース３５を介して支持されている。さらに、ファン３４は、天板３６で覆われている。天板３６は、ファン３４と向かい合う円筒状の排気口３７を有している。
このような空気熱交換器部において、ファン３４が図示矢印方向に駆動されると、外気が空気熱交換器３０ａ，３０ｂを通過して排気通路３３に吸い込まれる。排気通路３３に吸い込まれた外気は、排気口３７に向けて吸い上げられるとともに、当該排気口３７から上方に排出される。
次に、空冷式ヒートポンプチリング装置１０の制御構成の一例について説明する。
図３に示すように、空冷式ヒートポンプチリングユニット１１，１２，１３に対応するように制御部１１１，１１２，１１３がそれぞれ設けられている。なお、３つの制御部１１１，１１２，１１３の有する共通構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
制御部１１１，１１２，１１３は、第１のコントローラ１２０、第１の制御ユニット１２１、第１の中継ユニット１２２、第１の冷媒回路ＲＡ、第２の冷媒回路ＲＢ、第２の制御ユニット１２３、第２の中継ユニット１２４、第３の冷媒回路ＲＣ、第４の冷媒回路ＲＤを備えている。制御部１１２は、これらの構成に加えて、第２のコントローラ１３０を備えている。なお、第１の冷媒回路ＲＡから第４の冷媒回路ＲＤは、それぞれ、圧縮機や熱交換器等の冷凍サイクルに必要な要素を有している。
図３に示すように、第１の制御ユニット１２１は、第１のコントローラ１２０からの指令に応じて、第１の中継ユニット１２２を介して第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢを制御する。
同様に、第２の制御ユニット１２３は、第１のコントローラ１２０からの指令に応じて、第２の中継ユニット１２４を介して第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤを制御する。
第１の中継ユニット１２２は、例えば第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢを運転する際に必要な情報を得るための要素である。
第２の中継ユニット１２４は、第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤを運転する際に必要な情報を得るための要素である。
第２のコントローラ１３０は、制御部１１２内の第１のコントローラ１２０と接続されると共に、制御部１１１，１１３内の第１のコントローラ１２０とそれぞれ接続される。さらに、第２のコントローラは、操作パネル１４０と接続されている。第２のコントローラ１３０は、操作パネル１４０を介してオペレータにより設定された条件や、空冷式ヒートポンプチリング装置１０に接続されている負荷（図示省略）の状態等に基づいて、３つの第１のコントローラ１２０に指令を出力し、空冷式ヒートポンプチリング装置１０を、冷却モードおよび加熱モードで運転する。
図４は、第１の制御ユニット１２１の構成の一例を示す図である。第１の制御ユニット１２１および第２の制御ユニット１２３は、互いに共通の構成を有している。このため、本実施形態では、第１の制御ユニット１２１を代表して説明し、第２の制御ユニット１２３については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
第１の制御ユニット１２１は、第１の冷媒回路ＲＡを駆動制御する駆動制御回路５０ａ、および第２の冷媒回路ＲＢを駆動制御する駆動制御回路５０ｂを含む。第２の制御ユニット１２３は、第３の冷媒回路ＲＣを駆動制御する駆動制御回路５１ａ、および第４の冷媒回路ＲＤを駆動制御する駆動制御回路５１ｂを含む。これら駆動制御回路５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂおよびポンプ駆動制御回路２００は、５つのサーキットブレーカ１５１をそれぞれ介して商用三相交流電源１５０に接続される。
なお、駆動制御回路５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂは、互いに共通の構成を有するため、駆動制御回路５０ａの構成を代表して説明し、駆動制御回路５０ｂ，５１ａ，５１ｂの構成についてはその説明を省略する。
第１の制御ユニット１２１は、第１の冷媒回路ＲＡの圧縮機（図示省略）に印加する電圧および周波数を制御するための制御基板５２、この制御基板５２に搭載されたパワーモジュール（コンバータ）５３ａとパワーモジュール（インバータ）５３ｂ、平滑コンデンサ５４、力率改善用のリアクタ５５ａ，５５ｂ、フィルタ基板（ノイズフィルタ）５６、ファン制御基板（インバータ）５７、電磁接触器５８などの各種電気部品を備えている。
また、第１の制御ユニット１２１は、第２の冷媒回路ＲＢの圧縮機（図示省略）に印加する電圧および周波数を制御するための制御基板５２、この制御基板５２に搭載されたパワーモジュール（コンバータ）５３ａとパワーモジュール（インバータ）５３ｂ、平滑コンデンサ５４、力率改善用のリアクタ５５ａ，５５ｂ、フィルタ基板５６、ファン制御基板（インバータ）５７、電磁接触器５８などの各種電気部品を備えている。
駆動制御回路５０ａは、商用三相交流電源１５０からサーキットブレーカ１５１を介して入力される交流電圧をリアクタ５５ａ、フィルタ基板（ノイズフィルタ）５６、電磁接触器５８およびリアクタ５５ｂを介して制御基板５２上のパワーモジュール（コンバータ）５３ａに取込み、そのパワーモジュール５３ａで昇圧および整流した直流電圧を平滑コンデンサ５４に印加し、その平滑コンデンサ５４に生じる直流電圧を制御基板５２上のパワーモジュール（インバータ）５３ｂで所定周波数およびその周波数に対応するレベルの三相交流電圧に変換し圧縮機モータ２０Ｍへの駆動電力として出力するとともに、平滑コンデンサ５４に生じる直流電圧をファン制御基板（インバータ）５７で所定周波数およびその周波数に対応するレベルの三相交流電圧に変換しファンモータ３０Ｍへの駆動電力として出力する。また、ファン制御基板５７は、ファンモータ３０Ｍの電流変化に基づく回転数を検知することができ、ファン３０が逆方向（外気を吸気する方向）に回転したことを検知することができる。例えばモータ電流をベクトル演算し回転数を検出する方式や、ファンモータ３０Ｍから出力される電圧波形に基づいて検出できるようになっている。ファンモータ３０Ｍの逆回転の検出方式は、他の方式であっても良い。なお、サーキットブレーカ１５１とリアクタ５５ａとの間の各相電源ラインに、電流センサ１５２が配置される。
ポンプ駆動制御回路２００は、商用三相交流電源１５０からサーキットブレーカ１５１を介して入力される交流電圧を、ノイズフィルタ２０１を介してポンプ駆動部（コンバータおよびインバータ）２０２に取込み、そのポンプ駆動部２０２からポンプモータ５０Ｍに対する駆動電力（三相交流電圧）を出力する。
第１のコントローラ１２０に、第２のコントローラ１３０、外気温度センサ９５などが接続される。外気温度センサ９５は、外気の温度Ｔｏを検知する。
第２のコントローラ１３０は、操作パネル１４０、制御部１１２，１１３が接続される。また、第２のコントローラ１３０は、３つの第１コントローラ１２０を介して空冷式ヒートポンプチリング装置１０の運転を全体的に制御するとともに、除霜運転に関わる主要な機能として次の手段を有する。
空冷式ヒートポンプチリング装置１０の運転中にサーキットの１つを除霜運転する場合、除霜運転を実行するサーキットに含まれるファン３４を、周囲のサーキットにそれぞれ含まれるファンの回転数より低い回転数で回転させる手段である。
また、この手段は、より詳細には、ファン３４が外気を取り込む方向へ回転していることを検出したときに、ファンを既述の低い回転数で回転させる。この検出は、除霜運転するサーキットに含まれるファン３４が、外気を取り込む方向へ回転しているか否かを検出する検出手段により実行される。
さらに、検出手段は、外気を取り込む方向への回転をファンの回転に基づいて発生する電流値変化により検出する。本実施形態においては、検出手段は、ファン制御基板５７である。
次に、空冷式ヒートポンプチリング装置１０の運転中に、サーキット毎に除霜運転を行う処理を説明する。図５は、第２のコントローラ１３０が実行する除霜運転処理の一例を示すフローチャートである。
空冷式ヒートポンプチリング装置１０の運転中に除霜運転が開始されると、第２のコントローラ１３０は、除霜運転を行うサーキットを特定する（ＳＴ１１）。例えば、予め設定された順序に基づいてサーキットの除霜を行う設定の場合、その設定に基づいて、除霜運転を行うサーキットを特定する。以下では、サーキット１２ｂが除霜運転を行う場合で説明する。
そして、第２のコントローラ１３０は、特定したサーキット１２ｂの第１のコントローラ１２０にファン３４の状態を問い合わせる（ＳＴ１２）。ここで、問い合わせ内容には、ファン制御基板５７が検出する既述の電流値変化が発生しているか否かの情報を含む。第１のコントローラ１２０は、この問い合わせを受信すると、ファン制御基板５７が電流値変化を検出しているか否かを判断し、電流値変化が発生しているか否かを含む情報をファンの状態として第２のコントローラ１３０に送信する。
第２のコントローラ１３０は、第１のコントローラ１２０からファンの状態を受信すると（ＳＴ１３）、受信したファンの状態に基づいて、電流値変化が発生しているか否かを判断する（ＳＴ１４）。
電流値変化が発生していると判断した場合（ＳＴ１４：ＹＥＳ）、第２のコントローラ１３０は、除霜運転を実行していない周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１２ｄ，１３ａ〜１３ｃの第１のコントローラ１２０に問い合わせを行う（ＳＴ１５）。この問い合わせは、ファン３４の回転数の問い合わせを含む。各第１のコントローラ１２０は、問い合わせを受信すると、ファン３４の回転数を第２のコントローラ１３０に送信する。
第２のコントローラ１３０は、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数を受信すると（ＳＴ１６）、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数より低い回転数を算出し（ＳＴ１７）、その算出した回転数を除霜中のサーキットの第１のコントローラ１２０に指示する（ＳＴ１８）。ここで、除霜中のサーキット１２ｂに隣接しているサーキット１１ｂ，１３ｂは、空気熱交換器３０ａ，３０ｂによりサーキット１２ｂの側面側から外気を取り込んで排気口３７から上方に排気している。この影響を受け、除霜運転中のサーキット１２ｂ内の空気が空気熱交換器３０ａ，３０ｂを介して隣接しているサーキット１１ｂ，１３ｂに吸気され、サーキット１２ｂの排気通路３３が負圧になり、図１０に示すように外気を取り込み、吸気方向へ風が発生する。この風を打ち消すために周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４より低いファン３４の回転数を算出し、その算出した回転数でファン３４を回転させる。これにより、図１１に示すように、サーキット１２ｂが外気を吸気することを防止することができる。このように、第２のコントローラ１３０は、周囲のサーキットの運転状況に応じて、サーキット１２ｂのファン３４を回転させることができる。
なお、既述のように、サーキット１２ｂに隣接するサーキット１１ｂ，１３ｂは、最もサーキット１２ｂの排気通路３３に発生する風に影響があるため、サーキット１２ｂのファン３４の回転数を算出する際に、比重を高くしても良い。一方、サーキット１２ａ，１２ｃは、サーキット１２ｂの排気通路３３に発生する風に影響ないため、サーキット１２ｂのファン３４の回転数を算出する際に、比重を低くしても良い。
また、第２のコントローラ１３０は、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数から算出した回転数が、所定の閾値より低い回転数の場合、電流値変化が検出されたものの、それほどサーキット１２ｂの排気通路３３の風量が多くない場合であるため、ファン３４の回転をさせないように構成しても良い。
次に、第２のコントローラ１３０は、サーキット１２ｂの除霜処理が終了したか否かを判断する（ＳＴ１９）。除霜処理が終了していない場合（ＳＴ１９：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、待機状態になる。
サーキット１２ｂの除霜処理が終了した場合（ＳＴ１９：ＹＥＳ）、第２のコントローラ１３０は、除霜運転が終了したか否かを判断する（ＳＴ２０）。つまり、第２のコントローラは、サーキット１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄの全てに対して除霜運転を行ったか否かが判断される。除霜運転が終了していない場合（ＳＴ２０：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、ステップＳＴ１１以下の処理を実行する。除霜運転が終了した場合（ＳＴ２０：ＹＥＳ）、この処理を終了する。
また、ステップＳＴ１４で電流値変化が発生していない場合（ＳＴ１４：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、サーキット１２ｂの除霜処理が終了したか否かを判断する（ＳＴ２１）。除霜処理が終了していない場合（ＳＴ２１：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、ステップＳＴ１２以下の処理を実行する。
サーキット１２ｂの除霜処理が終了した場合（ＳＴ２１：ＹＥＳ）、第２のコントローラ１３０は、除霜運転が終了したか否かを判断する（ＳＴ２２）。除霜運転が終了していない場合（ＳＴ２２：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、ステップＳＴ１１以下の処理を実行する。除霜運転が終了した場合（ＳＴ２２：ＹＥＳ）、この処理を終了する。
図６は、図１に示すサーキット１２ｂの排気通路３３を通過する風の風速と、サーキット１２ｂのファン３４の指示回転数との関係の一例を示す図である。グラフ８１は、外乱が無いときの風速の変化を示しており、グラフ８２は、外乱があるときの風速の変化を示している。ここで、外乱とは、除霜運転を行うサーキットの周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃが運転していることにより、サーキット１２ｂ内の排気通路３３に負圧が発生する場合をいう。周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の指示回転数を、例えばＮａとし、除霜運転を行うサーキットのファン指示回転数をＮｂとして説明する。グラフ８１が示すように、外乱が無い場合は、指示回転数と、風速とが比例して上昇する関係になっている。これに対し、外乱がある場合は、指示回転数を上昇させると、風速が少しずつ落ちていき、Ｎｂ＝１／６Ｎａ付近で最も小さくなったあと、少しずつ上昇するものの指示回転数が０のときの風速を超えない関係になっている。つまり、外乱がある場合、Ｎｂ＝１／６Ｎａ程度（１／８Ｎａから１／４Ｎａ）の指示回転数でファンを回転させた方が、排気通路３３内の風量を抑制することができる。したがって、例えば冬季に排気通路３３に冷たい外気を吸気することがなくなる。
図７は、空冷式ヒートポンプチリング装置１０が冷却運転中の温度と、ファン３４のファン回転数との関係の一例を示す図である。グラフ８３は凝縮温度とファン回転数との関係を示しており、グラフ８４は蒸発温度とファン回転数との関係を示している。
グラフ８３，８４が共に示すように、ファン回転数Ｎｂが１／６Ｎａ程度（１／８Ｎａから１／４Ｎａ）で温度が高くなっている。つまり、周囲のサーキットを加熱モードで運転することで外乱が発生している場合には、ファン３４を１／６Ｎａ程度で回転させると、冷媒回路に含まれる装置の温度、詳細には、凝縮温度、及び蒸発温度共に高くなり、除霜をし易くなることを示している。
図８は、除霜運転時のファン回転数が０の場合における、冷媒回路に含まれる圧縮機の周波数と、凝縮温度との関係の一例を示す図である。除霜運転期間Ｔ１は、除霜運転開始時間ｔ１から、凝縮温度が除霜完了したとみなせる所定温度θに到達した時間ｔ２までの時間である。
除霜運転期間Ｔ１において、ファン回転数は０であり、この状態において、除霜運転開始時間ｔ１から凝縮温度が少しずつ上昇していき、除霜完了時間ｔ２に到達すると、凝縮温度が所定温度に到達し除霜が完了する。
これに対して、図９は図８で示した例と着霜量、外気温を同一条件として、除霜運転時のファン回転数Ｎｂが周囲の加熱モード運転を行っているサーキットのファン回転数Ｎａよりも低い１／６Ｎａで回転させた場合における、冷媒回路に含まれる圧縮機の周波数と、凝縮温度との関係の一例を示す図である。除霜運転期間Ｔ２は、除霜運転開始時間ｔ１から除霜完了温度到達時間ｔ３までの時間である。
除霜運転期間Ｔ２において、ファン回転数Ｎｂが１／６Ｎａであり、圧縮機は一定の回転数で作動している。この状態において、除霜運転開始時間ｔ１から凝縮温度が少しずつ上昇していき、ｔ２よりも早い段階ｔ３の時点で除霜完了となる所定温度θに到達する。この除霜完了温度到達時間ｔ３は、図８に示す除霜完了時間ｔ２より大幅（例えば、２７％）に短縮されている。つまり、除霜運転中のサーキットにおけるファン３４を、周囲の加熱モード運転中のサーキットにおけるファン３４の回転数よりも低い回転数で回転させることにより、除霜運転期間を大幅に短縮できることを示している。換言すると、除霜運転を行っているサーキットの周囲で外乱が発生している場合には、ファンを停止せずに、一定の回転数で外乱を打ち消す運転を行うことで余分な放熱がなく除霜時間を短縮することができる。
以上のように構成された空冷式ヒートポンプチリング装置１０によると、運転中にサーキット１２ｂを除霜運転する場合、第２のコントローラ１３０は、除霜運転を実行するサーキット１２ｂに含まれるファン３４を、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃにそれぞれ含まれるファン３４の回転数より低い回転数で回転させる。このため、排気通路３３が負圧になることによって外部から吸気される風を打ち消すことができるので、空冷式ヒートポンプチリング装置１０は、凝縮器を早く暖めることができ除霜運転を早期に終了させること、及び周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃの運転能力を低下させないことを両立させることができる。
また、第２のコントローラ１３０は、電流値変化を検出した後、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数を取得し、その取得した回転数に基づいて、サーキット１２ｂのファン３４の回転数を指示するため、空冷式ヒートポンプチリング装置１０の運転状況に応じた回転数でサーキット１２ｂのファン３４を回転させることができる。なお、本実施形態では、電流値変化が検出された場合、周囲のサーキットのファンの回転数に基づいて、ファンの回転数を算出する場合で説明したが、電流値変化が検出された場合、予め設定された回転数でファンを回転させるように構成することも可能である。
さらに、上記実施形態では、ステップＳＴ１５からＳＴ１８において、サーキット１２ｂのファン３４の回転数を指示した場合、サーキット１２ｂの除霜運転が完了するまで同一の回転数でファン３４が動作する処理を説明したがこれに限るものではない。例えば、サーキット１２ｂの除霜運転が終了でない場合（ステップＳＴ１９：ＮＯ９）、所定の間隔でステップＳＴ１５の処理へ戻るように構成すれば、その所定の間隔毎に、サーキット３４のファン３４の回転数を設定することが可能になり、さらに空冷式ヒートポンプチリング装置１０の運転状況に応じたファン回転数を設定することが可能になる。
（変形例）
本変形例においては、第２のコントローラ１３０は、電流値変化を検出したか否かに基づいてファン３４を制御するのではなく、除霜運転を行っていない周囲のサーキットのファンを回転状況に基づいて、除霜運転を行っているサーキットのファンを制御する点が相違する。また、上記実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略することとする。
本変形例における第２のコントローラ１３０は、以下の手段を有する。
除霜運転を実行するサーキットの周囲のサーキットに含まれる第１のコントローラからファンの回転数をそれぞれ取得し、取得するファンの回転数に基づいて、除霜運転を実行するサーキットに含まれるファンの回転数を決定する手段。
図１２は、本変形例における第２のコントローラ１３０が実行する除霜運転処理の一例を示すフローチャートである。本変形例においても、サーキット１２ｂが除霜運転を行う場合で説明する。
除霜運転が開始されると、第２のコントローラ１３０は、除霜運転を実行するサーキット１２ｂを特定する（ＳＴ３１）。そして、第２のコントローラ１３０は、除霜運転を実行していない周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃの第１のコントローラ１２０に問い合わせを行う（ＳＴ３２）。この問い合わせは、ファン３４の回転数を含む。各第１のコントローラ１２０は、問い合わせを受信すると、ファン３４の回転数を第２のコントローラ１３０に送信する。
第２のコントローラ１３０は、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数を受信すると（ＳＴ３３）、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数より低い回転数を決定する（ＳＴ３４）。この回転数の決定は、例えば、以下のように行う。サーキット１２ｂが除霜運転を行っている場合に、周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数と、除霜運転を行っているサーキット１２ｂのファン３４の回転数との対応関係、言い換えれば、除霜運転を行っているサーキットの排気通路３３に吸気される外気をファン３４の回転により発生する風で打ち消すことができる関係を示す対応情報を第２のコントローラ１３０に保持させておく。そして、第２のコントローラ１３０は、ステップＳＴ３３で受信した周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃのファン３４の回転数と、対応情報とを利用して、除霜運転を行うサーキット１２ｂのファン３４の回転数を決定する。
第２のコントローラ１３０は、このように決定した回転数を除霜中のサーキットの第１のコントローラ１２０に指示する（ＳＴ３５）。
次に、第２のコントローラ１３０は、サーキットの除霜処理が終了したか否かを判断する（ＳＴ３６）。除霜処理が終了していない場合（ＳＴ３６：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、待機状態になり、サーキットの除霜処理が終了した場合（ＳＴ３６：ＹＥＳ）、第２のコントローラ１３０は、除霜運転が終了したか否かを判断する（ＳＴ３７）。除霜運転が終了していない場合（ＳＴ３７：ＮＯ）、第２のコントローラ１３０は、ステップＳＴ３１以下の処理を実行する。除霜運転が終了した場合（ＳＴ３７：ＹＥＳ）、この処理を終了する。
このように空冷式ヒートポンプチリング装置１０を構成しても、サーキット１２ｂの除霜運転を早期に終了させること、及び周囲のサーキット１１ａ〜１１ｃ，１２ａ，１２ｃ，１３ａ〜１３ｃの運転能力を低下させないことを両立させることができる。
なお、上記変形例では、ステップＳＴ３１からＳＴ３５において、ファン３４の回転数を決定した場合、サーキット１２ｂの除霜運転が完了するまで同一の回転数でファン３４が動作する処理を説明したがこれに限るものではない。例えば、サーキット１２ｂの除霜運転が終了でない場合（ステップＳＴ３６：ＮＯ）、所定の間隔でステップＳＴ３２の処理へ戻るように構成すれば、その所定の間隔毎に、ファン３４の回転数を設定することが可能になるのは、上記実施形態と同様である。
また、上記実施形態では、除霜運転を行っているサーキットの周囲で加熱モード運転を行っているサーキットのファン回転数を検出したが、代表となるファンの回転数や加熱モード運転中のサーキットのファンの平均回転数を検出しても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、第２のコントローラ１３０が第１のコントローラ１２０とは物理的に別要素として説明しているが、第１のコントローラ１２０の１つが第１のコントローラ１２０および第２のコントローラ１３０の機能を実現するように構成しても良い。言い換えると、第２のコントローラ１３０は、複数の第１のコントローラ１２０のうちの１つに含まれるようにしても良い。
その他、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０…空冷式ヒートポンプチリング装置、１１，１２，１３…空冷式ヒートポンプチリングユニット、１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄ…サーキット、２１…上部構造体、３０ａ，３０ｂ…空気熱交換器、３４…ファン、３８…送風機、５７…ファン制御基板、１２０…第１のコントローラ、１３０…第２のコントローラ
請求項１の冷凍サイクル装置は、送風機と、空気熱交換器と、をそれぞれ有するサーキットを複数配置して構成され、前記送風機を制御する第１のコントローラを有する、複数の冷凍サイクルユニットと、複数の前記第１のコントローラを制御する第２のコントローラと、を備え、前記冷凍サイクルユニットのそれぞれに隣接するように、各前記冷凍サイクルユニットが配置され、前記冷凍サイクル装置の運転中に前記サーキット毎に除霜運転する場合、前記第２のコントローラは、周囲の前記サーキットに含まれる前記第１のコントローラから前記送風機の回転数をそれぞれ取得し、取得する前記送風機の回転数に基づいて、前記除霜運転を実行する前記サーキットに含まれる前記送風機の回転数を決定し、前記除霜運転を実行する前記サーキットの前記送風機を、周囲の前記サーキットにそれぞれ含まれる前記送風機の回転数より低い回転数で回転させることを特徴とする。
請求項２の冷凍サイクル装置は、送風機と、空気熱交換器と、をそれぞれ有するサーキットを複数長手方向に配置して構成され、前記送風機を制御する第１のコントローラを有する、複数の冷凍サイクルユニットと、複数の前記第１のコントローラを制御する第２のコントローラと、を備え、前記冷凍サイクルユニットの短手方向にそれぞれ隣接するように、各前記冷凍サイクルユニットが配置され、前記冷凍サイクル装置の運転中に前記サーキット毎に除霜運転する場合、前記第２のコントローラは、周囲の前記サーキットに含まれる前記第１のコントローラから前記送風機の回転数をそれぞれ取得し、取得する前記送風機の回転数に基づいて、前記除霜運転を実行する前記サーキットに含まれる前記送風機の回転数を決定し、前記除霜運転を実行する前記サーキットの前記送風機を、周囲の前記サーキットにそれぞれ含まれる前記送風機の回転数より低い回転数で回転させることを特徴とする。

Claims (6)

  1. 送風機と、前記送風機を制御する第１のコントローラと、空気熱交換器と、をそれぞれ有するサーキットを複数長手方向に配置して構成される、複数の冷凍サイクルユニットと、
    複数の前記第１のコントローラを制御する第２のコントローラと、
    を備え、
    前記冷凍サイクルユニットの短手方向にそれぞれ隣接するように、各前記冷凍サイクルユニットが配置される冷凍サイクル装置であって、
    前記冷凍サイクル装置の運転中に前記サーキット毎に除霜運転する場合、
    前記第２のコントローラは、前記除霜運転を実行する前記サーキットの前記送風機を、周囲の前記サーキットにそれぞれ含まれる前記送風機の回転数より低い回転数で回転させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
  2. 除霜運転を実行中に、前記除霜運転する前記サーキットに含まれる前記送風機が、回転しているか否かを検出する検出手段を備え、
    前記第２のコントローラは、前記送風機が回転していることを検出したときに、前記送風機を前記低い回転数で回転させることを特徴とする、
    請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 前記検出手段は、前記送風機が外気を取り込む方向へ回転しているか否かを前記送風機の回転に基づいて発生する電流値変化により検出することを特徴とする、
    請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 前記第２のコントローラは、
    前記周囲のサーキットに含まれる前記第１のコントローラから前記送風機の回転数をそれぞれ取得し、取得する前記送風機の回転数に基づいて、前記除霜運転を実行する前記サーキットに含まれる前記送風機の回転数を決定することを特徴とする、
    請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 前記第２のコントローラは、前記周囲のサーキットに含まれる前記送風機の回転状況に応じて、前記除霜運転中の前記サーキットに含まれる前記送風機の回転数を変化させることを特徴とする、
    請求項２又は４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 複数の冷凍サイクル回路と、前記複数の冷凍サイクル回路にそれぞれ設けられる空気熱交換器と、前記空気熱交換器にそれぞれ設けられる複数の送風機と、前記複数の冷凍サイクル回路に設けられる前記熱交換器及び前記送風機を長手方向に配置して構成される冷凍サイクルユニットと、
    前記複数の送風機を制御する送風機制御手段と、
    前記複数の冷凍サイクル回路をそれぞれ加熱運転又は除霜運転させる冷凍サイクル制御手段と、
    前記冷凍サイクル装置の加熱運転中に複数の前記冷凍サイクル回路の内、少なくとも１つの冷凍サイクル回路の除霜運転を実行させる場合に、加熱運転中の前記冷凍サイクル回路に送風する前記送風機の回転数よりも低い回転数で、前記除霜運転を実行している冷凍サイクル回路の前記送風機を回転させる手段と、
    を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
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