JP4085933B2 - Heat pump equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプ装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a method for controlling a heat pump apparatus.
従来の技術として、ヒートポンプ装置は図3に示すような圧縮機101、放熱器(凝縮器)102、減圧装置103、蒸発器104を冷媒配管105で接続し冷媒を循環させている。また貯湯装置は、貯湯槽106、吸熱器102を水配管108で接続しポンプ107より水を循環させている。102は、ヒ−トポンプ装置では放熱器、貯湯装置では吸熱器の熱交換器として利用している。ヒ−トポンプ装置の放熱器102の冷媒と貯湯装置の吸熱器102の水にて熱交換する水冷媒熱交管器である。この吸熱した水は温水になり、貯湯槽106に貯めて利用している(特許文献1)。
As a conventional technique, a heat pump device connects a
このヒ−トポンプ装置において、臨界圧力以上まで加圧される冷媒(二酸化炭素)を使
用し、このヒートポンプ装置のモリエル線図は図4となる。
ここで、ヒ−トポンプ装置の運転起動時や外気温が高い場合などは、蒸発器の圧力が高くなり、冷凍サイクルの圧力差が小さくなるため、圧縮機の運転が不安定になり、転覆状態になるという課題を有していた。 Here, when the heat pump device is started up or when the outside air temperature is high, the pressure of the evaporator becomes high and the pressure difference of the refrigeration cycle becomes small. Had the problem of becoming.
上記課題を解決するために、本発明のヒートポンプ装置は、圧縮機、放熱器、開度可変の減圧装置、蒸発器を冷媒配管によって環状に接続して構成される冷凍サイクルと、前記ヒ−トポンプ装置に流れる電流値を検出する電流検出手段とを備え、前記電流検出手段で検出される電流値が所定時間あたりに所定量L1以上低下したときは、前記冷凍サイクルの高低圧力差を増加させるように前記減圧装置の開度を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the heat pump apparatus of the present invention, a compressor, a radiator, variable opening of the pressure reducing device, and the refrigeration cycle constituted an evaporator connected in a ring by refrigerant pipes, wherein the heat - and a current detecting means for detecting a current flowing through the Toponpu device, the current when the current value detected by the detection means has decreased the predetermined amount L1 or more per predetermined time, increases the high and low pressure difference of the refrigerating cycle Thus , the opening degree of the decompression device is controlled.
この電流値検知手段により、電流値が急激に減少したりあるいは通常運転時より小さい場合において冷凍サイクルの圧力差がとれず圧縮機が正常に圧縮していない(つまり正常に回転していない)ことを検知し、減圧装置のしぼり開度を減圧させ、冷凍サイクルの圧力差を保ち圧縮機を正常に圧縮した安定な運転状態にすることができる。その結果、冷凍サイクルが安定になり信頼性を確保することができる。 When the current value is suddenly decreased or smaller than during normal operation by this current value detection means, the pressure difference of the refrigeration cycle cannot be taken and the compressor is not normally compressed (that is, it is not rotating normally). Can be detected, and the opening degree of the decompression device can be reduced to maintain the pressure difference of the refrigeration cycle, and the compressor can be brought into a stable operation state in which the compressor is normally compressed. As a result, the refrigeration cycle becomes stable and reliability can be ensured.
前記圧縮機の運転回転数変化手段も、同様の現象にて発生し、同じ効果が得られる。 The operating speed changing means of the compressor is also generated by the same phenomenon and the same effect can be obtained.
本発明は、冷媒を使用するヒートポンプ装置において、起動時や外気温が高い場合などに対して安定した冷凍サイクル運転を行うことができる。 The present invention can perform a stable refrigeration cycle operation at the time of start-up or when the outside air temperature is high in a heat pump device using a refrigerant.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態におけるヒートポンプ装置を示したものである。本実施の形態のヒートポンプ装置は、圧縮機201、放熱器202、減圧装置203、蒸発器204を冷媒配管205で接続し冷媒を循環させている。
FIG. 1 shows a heat pump apparatus according to an embodiment. In the heat pump apparatus according to the present embodiment, a
また貯湯装置は、貯湯槽206、吸熱器202を水配管208で接続しポンプ207より水を循環させている。202は、ヒ−トポンプ装置では放熱器、貯湯装置では吸熱器の熱交換器として利用している。ヒ−トポンプ装置の放熱器202の冷媒と貯湯装置の吸熱器202の水にて熱交換する水冷媒熱交管器である。この吸熱した水は温水になり、貯湯槽206に貯めて利用している。
In the hot water storage apparatus, a hot
このようなヒ−トポンプ装置において、臨界圧力以上まで加圧される冷媒(二酸化炭素)を使用し、このヒートポンプ装置のモリエル線図は図2となる。 In such a heat pump apparatus, a refrigerant (carbon dioxide) pressurized to a critical pressure or higher is used, and the Mollier diagram of this heat pump apparatus is shown in FIG.
圧縮機201は、吸引した冷媒を圧縮して吐出し、吐出された高温高圧の冷媒は、貯湯槽206内から供給された液体(水)と放熱器202を介して熱交換される。 放熱器202を流れる冷媒(二酸化炭素)は圧縮機201によって加圧されている為、放熱器202を通過する液体に放熱して温度低下しても凝縮(冷媒2相域)することはない。減圧装置203は、放熱器202から流出する冷媒(二酸化炭素)を減圧する装置のことで、弁開度を電気的に制御する電磁式膨張弁である。冷媒(二酸化炭素)は、この減圧装置20
3によって冷媒2相域となるまで減圧されたのち、蒸発器204によって吸熱冷媒が蒸発気化した後、再び圧縮機201に吸引される。 しかし、外気温が高い場合や、圧縮機201の起動時などのように蒸発器側の負荷が大きい場合には、冷凍サイクルの高低圧力差がとれなくなり、圧縮機201の運転が不安定になる。そして冷凍サイクルが不安定になり、圧縮機201が転覆状態になることがある。
The
3, after the pressure is reduced until the refrigerant reaches the two-phase region, the endothermic refrigerant evaporates by the
さらに、圧縮機201や冷媒配管205が大きく振動して、騒音を発生する。そして、転覆した場合は、電流値が急激に低下したり、正常運転と比べると極端に電流値が小さくなる。このような課題を解決する為に、本発明は圧縮機201が正常に圧縮しなくなり電流値が急変して減少したり通常運転より小さい場合に、ヒ−トポンプ装置内の減圧装置203により開度を変化させて、つまり通常運転時より減圧させることにより、ヒ−トポンプ装置の冷凍サイクルの圧力差をとり、圧縮機運転を安定させることにより転覆が防止でき圧縮機201、冷媒配管205の騒音、振動を防止することができる。
Further, the
また、圧縮機201の運転回転数変化手段によっても同様にヒートポンプ装置の冷凍サイクルに圧力差をとり、圧縮機201を安定させて冷凍サイクルが安定し、圧縮機201、冷媒配管205の騒音、振動を防止することができる。
Similarly, the operating speed changing means of the
なお、実施の形態に示したように、貯湯槽206内の液体は、給湯用に用いるだけではなく、床暖房用、室内空調用としても使用して良い。
更に、圧縮機201の冷媒吸込側に冷媒を貯留するアキュムレータが設置されていても、実施の形態の効果は同様に得られる。
As shown in the embodiment, the liquid in the hot
Furthermore, even if the accumulator which stores a refrigerant | coolant is installed in the refrigerant | coolant suction side of the
本発明のヒートポンプ装置は、冷凍サイクルの高低圧差が小さくなり、圧縮機の運転が不安定になる場合において、運転電流を検知し、減圧装置や圧縮機を制御して圧力差をとるようにするので、安定した冷凍サイクルの動作を確保できる。従って、冷凍サイクルを備えたヒートポンプ装置に有効であり、特に圧縮比の変動が激しい冷凍サイクルを具備するヒートポンプ装置において有効である。 The heat pump device of the present invention detects the operating current and controls the pressure reducing device and the compressor to take the pressure difference when the high / low pressure difference of the refrigeration cycle becomes small and the operation of the compressor becomes unstable. Therefore, stable refrigeration cycle operation can be ensured. Therefore, it is effective for a heat pump device provided with a refrigeration cycle, and particularly effective for a heat pump device provided with a refrigeration cycle in which the fluctuation of the compression ratio is severe.
101 圧縮機
102 ヒ−トポンプ装置:放熱器、貯湯装置:吸熱器
103 減圧装置
104 蒸発器(蒸発器)
105 冷媒配管
106 貯湯槽
107 ポンプ(ウォーターポンプ)
108 水配管
201 圧縮機
202 ヒ−トポンプ装置:放熱器、貯湯装置:吸熱器
203 減圧装置
204 蒸発器(蒸発器)
205 冷媒配管
206 貯湯槽
207 ポンプ(ウォーターポンプ)
208 水配管
209 電流検知手段(制御部)
DESCRIPTION OF
105 Refrigerant piping 106 Hot
108
205
208
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