JP4585422B2 - Gas heat pump type air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、複数の室外機ユニットを組み合わせて使用するマルチ組合せ室外機を備えたガスヒートポンプ式空気調和装置に関する。 The present invention relates to a gas heat pump type air conditioner including a multi-combination outdoor unit that uses a plurality of outdoor unit units in combination.
従来より、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、絞り機構などの要素を備えた冷媒回路を用い、都市ガス等のガス燃料で運転されるガスエンジンが圧縮機を駆動して室内の冷房及び暖房などの空調運転を行うガスヒートポンプ式空気調和装置(以下、「GHP」と呼ぶ)が知られている。このGHPにおける室内の冷暖房は、冷媒が、室内熱交換器において室内の空気(以下「室内気」という。)と交換した熱を室外熱交換器に運び、室外熱交換器において外気と熱交換することにより行われている。
上述したGHPには、複数台の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えたものがある。
Conventionally, a gas engine operated with gas fuel such as city gas uses a refrigerant circuit having elements such as an indoor heat exchanger, a compressor, an outdoor heat exchanger, and a throttle mechanism, and drives the compressor to A gas heat pump type air conditioner (hereinafter referred to as “GHP”) that performs air conditioning operations such as cooling and heating is known. In the indoor air conditioning in this GHP, the refrigerant carries heat exchanged with indoor air (hereinafter referred to as “indoor air”) in the indoor heat exchanger to the outdoor heat exchanger, and exchanges heat with the outside air in the outdoor heat exchanger. Has been done.
Some GHPs described above include a multi-combination outdoor unit that connects and uses a plurality of outdoor unit units.
また、インバータ制御を行う複数台の電動圧縮機構を備えた空気調和装置(以下、「EHP」と呼ぶ)においては、インバータ制御により個別に容量制御運転を行い、要求される負荷に応じてインバータ駆動可能な最小周波数から最高周波数手前の中間周波数までを1台で容量制御し、それ以上の大きな負荷に対しては、複数台を同時にインバータ駆動可能な最小周波数から最大周波数の間で容量制御運転を行って、最小負荷から大負荷まで連続的に容量制御可能にすることが提案されている。(たとえば、特許文献1参照)
上述したように、複数台の圧縮機構(室外機ユニット)を備えた空気調和装置においては、室外機ユニット毎の冷媒循環量が異なると、冷房運転及び暖房運転により冷媒及び潤滑油の偏りが問題となる。このような冷媒及び潤滑油の偏りは、圧力損失の差が生じやすいこと、圧縮機が高回転数域ほどOC%(冷媒吐出量に対する油の吐出量)が高いことから、冷媒循環量が大きい運転領域ほど顕著である。なお、潤滑油に偏りが生じるのは、圧縮機を潤滑する潤滑油が冷媒とともに循環するためである。
そこで、室外機ユニットを複数台同時に運転する場合においては、冷媒及び潤滑油に偏りが生じるのを防止するため、各ユニットの圧縮機循環量をそろえることが一般的に行われている。
As described above, in an air conditioner including a plurality of compression mechanisms (outdoor unit units), if the refrigerant circulation amount is different for each outdoor unit, there is a problem in the bias of refrigerant and lubricating oil due to cooling operation and heating operation. It becomes. Such a bias of refrigerant and lubricating oil is likely to cause a difference in pressure loss, and the higher the rotation speed range of the compressor, the higher the OC% (the amount of oil discharged with respect to the amount of refrigerant discharged). The operation area is more prominent. The reason why the lubricating oil is biased is that the lubricating oil that lubricates the compressor circulates together with the refrigerant.
Therefore, in the case where a plurality of outdoor unit units are operated at the same time, in order to prevent the refrigerant and lubricating oil from being biased, it is common practice to align the compressor circulation amount of each unit.
しかし、マルチ組合せ室外機を備えたGHPにおいては、小容量運転時から中容量運転時に圧縮機循環量を均一にする運転を行うと、たとえば能力的には室外機ユニットの1台運転でもまかなえる状況にあっても複数台を同時運転することにより、効率(COP)を低下させるという問題が生じてくる。すなわち、ガスエンジンで圧縮機を駆動するGHPは、インバータ制御の電動機で圧縮機を駆動するEHPの容量制御に比べ、特に、小容量から中容量の運転領域で複数台の同時運転を行うことは、ガスエンジンの効率面で不利な回転数領域を使用することになるため好ましくない。 However, in a GHP equipped with a multi-combination outdoor unit, if the operation is performed to make the compressor circulation amount uniform during the small capacity operation to the medium capacity operation, for example, in terms of performance, even a single unit of the outdoor unit can be operated Even in this case, there is a problem that the efficiency (COP) is lowered by operating a plurality of units simultaneously. In other words, the GHP that drives the compressor with a gas engine is capable of operating multiple units simultaneously, especially in the small to medium capacity operating range, compared to the EHP capacity control that drives the compressor with an inverter-controlled motor. This is not preferable because a rotational speed region that is disadvantageous in terms of efficiency of the gas engine is used.
さらに、内燃機関のガスエンジンを使用するGHPの場合には、所定の運転時間毎にメンテナンスが必要になるので、中容量の運転領域まで極力室外ユニット1台で運転することで各室外機ユニットの運転時間を短縮することにより、マルチ組合せ室外機全体としてのメンテナンス期間や製品寿命を延長することが望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マルチ組合せ室外機を備えたGHPにおいて、装置全体としての効率向上とともに、メンテナンス期間及び製品寿命を延長することにある。
Furthermore, in the case of GHP using a gas engine of an internal combustion engine, maintenance is required every predetermined operation time. Therefore, by operating with one outdoor unit as much as possible up to a medium capacity operation region, It is desired to extend the maintenance period and product life of the multi-combination outdoor unit as a whole by shortening the operation time.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the efficiency of the entire apparatus and extend the maintenance period and product life in a GHP equipped with a multi-combination outdoor unit. It is in.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明は、複数の室外機ユニットを連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記室外機ユニットを1台運転して冷媒循環量を最小循環量から許容循環量までカバーする少中量冷媒運転制御領域を設けるとともに、冷媒循環量の要求が前記許容循環量を超えて前記室外機ユニットの追加運転を開始する場合に実施され、前記少中量冷媒運転制御領域から連続運転される室外機ユニットが追加運転した室外機ユニットの起動中に冷媒循環量の連続性を保つよう運転制御される補完制御領域を設けたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is a gas heat pump type air conditioner equipped with a multi-combination outdoor unit that is used by connecting a plurality of outdoor unit units,
A small / medium amount refrigerant operation control region is provided to operate one of the outdoor unit and cover the refrigerant circulation amount from the minimum circulation amount to the allowable circulation amount, and the demand for the refrigerant circulation amount exceeds the allowable circulation amount and the outdoor This operation is performed when the additional operation of the outdoor unit is started, and the outdoor unit that is continuously operated from the small and medium amount refrigerant operation control region is operated so as to maintain the continuity of the refrigerant circulation amount during the startup of the outdoor unit that has been additionally operated. A complementary control area to be controlled is provided.
このようなガスヒートポンプ式空気調和装置によれば、室外機ユニットを1台運転して冷媒循環量を最小循環量から許容循環量までカバーする少中量冷媒運転制御領域を設けるとともに、冷媒循環量の要求が前記許容循環量を超えて前記室外機ユニットの追加運転を開始する場合に実施され、少中量冷媒運転制御領域から連続運転される室外機ユニットが追加運転した室外機ユニットの起動中に冷媒循環量の連続性を保つよう運転制御される補完制御領域を設けた、室外機ユニット1台による運転範囲を最大限に広げ、さらに、補完制御領域では、室外機ユニット1台の運転から追加運転をする際に、たとえば圧縮機保護始動時に少中量冷媒運転制御領域から連続運転される室外機ユニットが循環冷媒量を増すなどして、運転中の室外機ユニットから供給される全冷媒循環量の連続性を保つことができる。
なお、この場合の冷媒循環量は、圧縮機を駆動するガスエンジンの回転数と読み替えることができる。
According to such a gas heat pump type air conditioner, a small-medium amount refrigerant operation control region is provided that operates one outdoor unit and covers the refrigerant circulation amount from the minimum circulation amount to the allowable circulation amount, and the refrigerant circulation amount. This is implemented when the additional unit operation is started when the additional unit operation exceeds the allowable circulation amount, and the outdoor unit that is continuously operated from the low-medium-quantity refrigerant operation control region is being activated. The supplementary control area that is controlled to maintain the continuity of the refrigerant circulation amount is provided with a wide range of operation by one outdoor unit, and in the supplementary control area, the operation of one outdoor unit is started. When performing additional operation, for example, an outdoor unit that is continuously operated from the small / medium amount refrigerant operation control region at the start of compressor protection increases the circulating refrigerant amount. It can maintain continuity of the total circulation amount of refrigerant supplied from the bets.
The refrigerant circulation amount in this case can be read as the rotation speed of the gas engine that drives the compressor.
上記の発明においては、前記補完制御領域終了後に冷媒循環量の要求が増すと、前記少中量冷媒運転領域から連続運転される室外機ユニットが最高効率点に固定して運転されることが好ましく、これにより、一方の室外機ユニットを最高効率点に固定して運転するため制御が安定し、しかも、効率のよい運転が可能になる。すなわち、追加運転される室外機ユニットは、最高効率点に固定して運転される室外機ユニットのみで不足する冷媒循環量を補うように運転制御される。 In the above invention, when the demand for the refrigerant circulation amount increases after the completion of the complementary control region, it is preferable that the outdoor unit that is continuously operated from the small and medium amount refrigerant operation region is operated at a maximum efficiency point. As a result, one of the outdoor unit units is operated at a maximum efficiency point, so that the control is stable and efficient operation is possible. That is, the outdoor unit that is additionally operated is controlled to compensate for the refrigerant circulation amount that is insufficient only by the outdoor unit that is fixedly operated at the maximum efficiency point.
上記の発明においては、前記追加運転した室外機ユニットが前記最高効率点に到達した後、さらに冷媒循環量の要求が増す場合には、運転する全室外機ユニットの冷媒循環量が同一量に設定されることが好ましく、これにより、冷媒及び潤滑油の偏りを防止することができる。 In the above invention, after the additional operated outdoor unit reaches the maximum efficiency point, when the demand for the refrigerant circulation amount further increases, the refrigerant circulation amount of all the outdoor unit operated is set to the same amount. It is preferable that the bias of the refrigerant and the lubricating oil can be prevented.
上述した本発明によれば、室外機ユニットを1台で運転できる領域が最大限に広がったため、運転時間に影響される装置全体のメンテナンス期間及び製品寿命を延長することができる。特に、冷媒や潤滑油の偏りが比較的生じにくい小容量から中容量の運転領域で室外機ユニットを1台で運転する領域を広げたので、ガスエンジンの効率面で不利な回転数領域を使用する割合が低減されて効率向上にも貢献する。
また、室外機ユニットを最高効率点に固定し、追加運転される室外機ユニットは最高効率点に固定して運転される室外機ユニットから供給される冷媒循環量の不足分を補うように運転されるので、広範囲にわたる連続的な容量制御を実施し装置全体として効率のよい運転が可能になる。
この結果、本発明のマルチ組合せ機を備えたGHPは、装置全体としての効率向上とともに、メンテナンス期間及び製品寿命を延長するという顕著な効果が得られる。
According to the present invention described above, since the area in which the outdoor unit can be operated by one unit has been maximized, the maintenance period and product life of the entire apparatus affected by the operation time can be extended. In particular, we have expanded the range in which the outdoor unit is operated with a single unit in the operating range of small to medium capacity, where the bias of refrigerant and lubricating oil is relatively unlikely to occur. This contributes to efficiency improvement.
Also, the outdoor unit is fixed at the highest efficiency point, and the additional outdoor unit is operated to compensate for the shortage of the refrigerant circulation amount supplied from the outdoor unit that is operated at the highest efficiency point. Therefore, continuous capacity control over a wide range is performed, and efficient operation as a whole apparatus becomes possible.
As a result, the GHP equipped with the multi-combination machine of the present invention has the remarkable effect of improving the efficiency of the entire apparatus and extending the maintenance period and product life.
以下、本発明に係る空気調和装置の一実施形態として、マルチ組合せ室外機を備えたガスヒートポンプ式空気調和装置(GHP)の構成例を図面に基づいて説明する。
図5は、本発明に係るGHPの全体構成を示す回路図である。
GHP(空気調和装置)1は、空調対象の室内に配置される1または複数の室内機ユニット3と、室外に配置される複数の室外機ユニット5と、室内機ユニット3及び室外機ユニット5との間で冷媒を循環させる冷媒回路7から概略構成されている。図示のGHP1は、2台の室外機ユニット5,5を連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えており、このマルチ組合せ室外機は、互いの冷媒出口配管及び冷媒戻り配管どうしを合流させた主冷媒配管7aを介して各室内機ユニット3と連結されている。なお、主冷媒配管7aは、冷媒が状態変化を繰り返して循環する冷媒回路7の一部を構成する配管である。
Hereinafter, as an embodiment of an air conditioner according to the present invention, a configuration example of a gas heat pump type air conditioner (GHP) including a multi-combination outdoor unit will be described based on the drawings.
FIG. 5 is a circuit diagram showing the overall configuration of the GHP according to the present invention.
The GHP (air conditioner) 1 includes one or a plurality of
各室内機ユニット3には、室内熱交換器(吸熱器、放熱器)9と、冷房運転時に高圧の冷媒を減圧・膨張させる室内側電子膨張弁(絞り部)11と、室内側電子膨張弁11の前後に配置された異物を除去するストレーナ13と、冷媒の温度を検出する温度センサ15とが設けられている。
室内熱交換器9は、冷房運転時には室内の空気(室内気)から熱を奪い、低温低圧の液冷媒を蒸発させるエバポレータとして機能し、暖房運転時には室内気に熱を放出し、高温高圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサとして機能するものである。
Each
The indoor heat exchanger 9 functions as an evaporator that removes heat from the indoor air (room air) during cooling operation and evaporates the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, and releases heat to the indoor air during heating operation. It functions as a condenser that condenses the refrigerant.
室外機ユニット5は、たとえば図6に示すように、その内部において二つの大きな構成部分に分割される。
第1の構成部分は、後述する圧縮機や室外熱交換器などの機器を中心として室内機ユニット3とともに冷媒回路を構成する部分であり、以後「冷媒回路部」と呼ぶ。また、第2の構成部分は圧縮機駆動用のガスエンジンを中心として、これに付随する機器を備えた部分であり、以後「ガスエンジン部」と呼ぶ。
As shown in FIG. 6, for example, the
The first component part is a part that constitutes a refrigerant circuit together with the
冷媒回路部には、圧縮機17、オイルセパレータ19、四方弁(切替部)21、室外熱交換器(吸熱器、放熱器)23、室外ファン24、室外側膨張弁(絞り部)25、レシーバ27、過冷却コイル(冷却用熱交換器)29、水熱交換器31、逆止弁33、運転制御に伴い選択的に開閉動作がなされる電磁弁35、室内側に通じる主冷媒配管7a等の現地接続配管と室外側とを連結する操作弁36、ストレーナ13などが備えられており、それぞれが冷媒回路7により接続されている。
また、室外機ユニット5には、温度センサや圧力センサなどの出力に基づき、少なくとも室内側電子膨張弁11、室外側膨張弁25を制御する制御部37が配置されている。
The refrigerant circuit section includes a
The
圧縮機17は、後述するガスエンジン53により駆動され、室内熱交換器9または室外熱交換器23、水熱交換器31のいずれかから吸入される低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する。
圧縮機17の吐出側には、吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサ39と圧力を検出する吐出圧力センサ41とが配置され、吸入側には、吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ43と圧力を検出する吸入圧力センサ45とが配置されている。
なお、本実施形態においては、2台の圧縮機17を用いる実施形態に適用して説明している。
The
A
In the present embodiment, the description is applied to an embodiment using two
オイルセパレータ19は、圧縮機17と四方弁21との間に配置され、圧縮機17から吐出された冷媒中に含まれる圧縮機17の潤滑油を分離して、圧縮機17に戻すために設けられている。具体的には、各圧縮機17から吐出された冷媒が導入される2本の略円筒形状のオイル分離部と、その下方に配置されたオイル貯留部とから構成されている。オイル貯留部には、分離された潤滑油の温度を制御するヒータ47が配置されている。また、オイルセパレータ19のオイル貯留部と圧縮機17との間には、分離された潤滑油を圧縮機17に供給する供給回路が配置されている。
The
四方弁21は、オイルセパレータ19の下流側に配置されて冷媒の流れを切り替える流路切替弁であり、冷媒が流入・流出する4つのポートD,C,S,Eが設けられている。ポートDは圧縮機17の吐出側と接続され、ポートCは室外熱交換器23と、ポートSは圧縮機17の吸入側と、ポートEは室内熱交換器9と接続されている。
The four-
室外熱交換器23は、冷房運転時に外気に熱を放出して高温高圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサとして機能し、暖房運転時に外気から熱を奪い低温低圧の冷媒を蒸発させるエバポレータとして機能する。この室外熱交換器23は、外気を熱交換器部分に送風する室外ファン24を備えている。また、室外熱交換器23には、気相及び液相の冷媒温度を検出するため2箇所に温度センサ15が配置されている。
なお、本実施形態においては、2台の室外熱交換器23を用いる実施形態に適用して説明している。
The
In the present embodiment, the description is applied to an embodiment in which two
レシーバ27は、室外熱交換器23または室内熱交換器9から流出した冷媒に含まれるガス冷媒をトラップし、液冷媒のみを室内熱交換器9または室外熱交換器23に供給するものである。
室外熱交換器23とレシーバ27との間には室外側膨張弁25と逆止弁33とが並列に配置され、室外側膨張弁25及び逆止弁33の上流側、下流側にストレーナ13が配置されている。逆止弁33は、室外熱交換器23からレシーバ27に向けて冷媒を流すように配置されている。
The
An
過冷却コイル29は、レシーバ27と室内機ユニット3とを接続する冷媒回路に配置されている。過冷却コイル29には、レシーバ27と過冷却コイル29との間を流れる冷媒の一部を分流させて過冷却コイル29に導く冷媒配管が設けられ、この冷媒配管にはストレーナ13及び冷媒の圧力を減圧・膨張させる過冷却用膨張弁(冷却用絞り部)49が配置されている。過冷却コイル29を通過した一部の冷媒は、四方弁21と圧縮機17とを接続する冷媒回路に導かれる。
過冷却コイル29は、冷房運転時に、室内機ユニット3に必要な温度に冷却された冷媒を送るために設けられている。すなわち、過冷却用膨張弁49により形成された低温の冷媒により室内機ユニット3に送られる冷媒をより冷却して(過冷却度を高めて)いる。そのため、室内機ユニット3の配置位置が室外機ユニット5から離れ主冷媒配管7aでの配管圧損が大きい場合でも、室内機ユニット3の膨張弁入口の冷媒状態を液相で保持でき、適正な冷房能力を得ることができる。また、冷媒流動音の発生なども抑制することができる。
The supercooling
The supercooling
水熱交換器31は、室外熱交換器23とレシーバ27とを接続する冷媒回路から分岐して四方弁21と圧縮機17とを接続する冷媒回路に合流する冷媒配管に配置され、冷媒の流入側にはストレーナ13及び冷媒の圧力を減圧・膨張させる水熱交換器用膨張弁(加熱用絞り部)51が配置されている。また、水熱交換器31には、後述するガスエンジン53のエンジン冷却水が循環するように配置されている。
水熱交換器31は、後述するエンジン冷却水の熱を冷媒に回収させるために設けられている。すなわち、暖房運転時において、冷媒は室外熱交換器23における熱交換のみに頼るのではなく、ガスエンジン53のエンジン冷却水からも排熱を回収することとなり、暖房運転の効率をより高めることができる。また、冷房運転時においても、低外気で室内機ユニット3の運転負荷が非常に小さい場合、水熱交換器31をエバポレータとして活用することで適正な高低圧を維持することができる。
The
The
一方、ガスエンジン部には、ガスエンジン53を中心として、冷却水系55及び燃料吸入系57のほか、燃焼ガスの排気系やエンジンオイル系(いずれも図示せず)が設けられている。
ガスエンジン53は、冷媒回路内に設置されている圧縮機17をシャフトまたはベルトなどを介して駆動している。
On the other hand, in addition to the
The
冷却水系55は、水ポンプ59、リザーバタンク61、ラジエータ63等を備え、これらを配管にて接続して構成される回路(図中の破線で表示)を循環するエンジン冷却水(冷却媒体)によって、ガスエンジン53を冷却する系である。
水ポンプ59は、ガスエンジン53の冷却水を循環させるために配置され、リザーバタンク61は、この回路を循環する冷却水の余剰分を一時貯蔵するため、あるいは、回路を循環する冷却水が不足する場合に冷却水を供給するために配置されている。ラジエータ63は、エンジン冷却水がガスエンジン53から奪った排熱を放出するため、室外熱交換器23の近傍に配置されている。
The cooling
The
また、冷却水系55には、上述した構成のほかに、排気ガス熱交換器65が設けられている。排気ガス熱交換器65は、ガスエンジン53から排出される排気ガスの熱を、エンジン冷却水に回収するためのものである。また、冷却水系55には、前述した水熱交換器31が配置され、冷媒回路部及び冷却水系55の両系にまたがるように配置されている。
そのため、エンジン冷却水はガスエンジン53から熱を奪うだけではなく、排気ガスからも熱を回収し、かつ、その回収した熱を、水熱交換器31を介して冷媒に与える構成になっている。
なお、冷却水系55におけるエンジン冷却水の流量制御は、2つの流量制御弁67A,67Bによりおこなわれている。
The cooling
Therefore, the engine cooling water not only takes heat from the
The flow rate control of the engine coolant in the
燃料吸入系57は、ガスエンジン53に液化天然ガス(LNG)などの都市ガスをガス燃料として供給するための系であり、ガス燃料の供給量を調節する燃料ガス弁69が備えられている。燃料吸入系57からガスエンジン53に供給された燃料ガスは、ガスエンジン53の吸気孔(図示せず)から吸入された空気と混合された後、ガスエンジン53の燃焼室に供給されている。
The
次に、上記構成からなるGHP1について、室内を冷暖房するそれぞれの運転時の作用について説明する。
最初に、図5及び図6に基づいて暖房運転時について説明する。なお、各弁類の開閉状態は黒塗りで図示した弁類が閉であり、冷媒及びエンジン冷却水の流れ方向が矢印で示されている。なお、図1においては、暖房運転時の冷媒流れ方向を実線矢印で示し、後述する冷房運転時の冷媒流れ方向を破線矢印で示す。
Next, regarding the
First, the heating operation will be described based on FIGS. 5 and 6. In addition, the open / closed state of each valve is black, the illustrated valves are closed, and the flow directions of the refrigerant and the engine cooling water are indicated by arrows. In FIG. 1, the refrigerant flow direction during heating operation is indicated by a solid arrow, and the refrigerant flow direction during cooling operation described later is indicated by a dashed arrow.
暖房運転が選択されると、冷媒回路部の四方弁21が切り替えられて、ポートD/E間及びポートC/S間が連通され、圧縮機17の吐出側と室内熱交換器9とが接続される。また、室外側膨張弁25及び水熱交換器用膨張弁51過冷却用膨張弁49が制御部37により制御される。室内側電子膨張弁11は、室内機ユニット3に設置した図示省略の制御部により制御される。
When the heating operation is selected, the four-
まず、圧縮機17から吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ19に流入してガス冷媒中に含まれる潤滑油が分離される。潤滑油が分離されたガス冷媒は、四方弁21のポートDからポートEへ流れて室内熱交換器9に流入する。このガス冷媒は、室内熱交換器9において室内気に熱を放出して凝縮・液化される。室内気はガス冷媒から熱を吸収して暖められる。液化した冷媒は、室内側電子膨張弁11、過冷却コイル29を通過してレシーバ27に流入する。レシーバ27において冷媒は気液分離され、液冷媒のみがレシーバ27から流出する。
レシーバ27から流出した液冷媒の一部は、室外側膨張弁25を通って室外熱交換器23に流入する。残りの冷媒は、水熱交換器用膨張弁51を通って水熱交換器31に流入する。
First, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
A part of the liquid refrigerant flowing out from the
室外熱交換器23に流入する冷媒は、室外側膨張弁25を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒となる。室外熱交換器23において、低温低圧の液冷媒は外気などから熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
水熱交換器31に流入する冷媒は、水熱交換器用膨張弁51を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となる。水熱交換器31では、低温低圧の液冷媒がエンジン冷却水から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
The refrigerant flowing into the
The refrigerant flowing into the
室外熱交換器23において蒸発したガス冷媒は、四方弁21のポートCからポートSを経て圧縮機17の吸入口に流入する。一方、水熱交換器31において蒸発したガス冷媒も同様に、四方弁21のポートSと圧縮機17の吸入口との間を接続する冷媒配管に流入する。
こうして圧縮機17に吸入されたガス冷媒は、圧縮機17により圧縮され高温高圧のガス冷媒となり、再びオイルセパレータ19に向けて吐出される。以降、同様の過程が繰り返される。
The gas refrigerant evaporated in the
The gas refrigerant sucked into the
続いて、図5及び図7に基づいて、冷房運転時について説明する。
冷房運転が選択されると、四方弁21のポートD/C間及びポートE/S間が連通するため、圧縮機17の吐出側と室外熱交換器23とが接続される。
また、過冷却用膨張弁49、水熱交換器用膨張弁51が制御部37により制御され、室外側膨張弁25が全開にされる。室内側電子膨張弁11は、室内機ユニット3に設置した図示省略の制御部により制御される。
Next, the cooling operation will be described based on FIGS. 5 and 7.
When the cooling operation is selected, the ports D / C and the ports E / S of the four-
In addition, the supercooling
まず、圧縮機17から吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ19により潤滑油が分離され、四方弁21を通過して室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23において、ガス冷媒は熱を放出して凝縮・液化して液冷媒となる。室外熱交換器23から流出した液冷媒は、逆止弁33を通過してレシーバ27に流入し、気液分離されて液冷媒のみがレシーバ27から流出する。
レシーバ27から流出した液冷媒の一部は、過冷却コイル29及び室内側電子膨張弁11を通って室内熱交換器9に流入する。残りの冷媒は、過冷却用膨張弁49を通って過冷却コイル29に流入する。なお、冷房負荷が非常に小さい時は、室外熱交換器23から流出した冷媒の一部が水熱交換器用膨張弁51を経て水熱交換器31を通過し、低温低圧の液冷媒がエンジン冷却水から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となることで吸熱量を確保し、適正な運転点を維持する。
First, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
A part of the liquid refrigerant flowing out from the
室内熱交換器9に流入する冷媒は、過冷却コイル29を通過する過程で、後述する過冷却用膨張弁49を通過した低温低圧の液冷媒に熱を奪われる。その後、室内側電子膨張弁11を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒となる。室内熱交換器9において、低温低圧の液冷媒は、室内気から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
過冷却コイル29に流入する冷媒は、過冷却用膨張弁49を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒となる。この液冷媒は、過冷却コイル29において上述した室内熱交換器9に流入する液冷媒から熱を奪い、蒸発・気化してガス冷媒となる。
In the process of passing through the supercooling
The refrigerant flowing into the supercooling
室内熱交換器9において蒸発したガス冷媒は、四方弁21のポートEからポートSを経て圧縮機17の吸入口に流入する。一方、過冷却コイル29において蒸発したガス冷媒も同様に、四方弁21のポートSと圧縮機17の吸入口との間を接続する冷媒配管に流入する。
こうして圧縮機17に吸入されたガス冷媒は、圧縮機17により圧縮された高温高圧のガス冷媒となり、再びオイルセパレータ19に向けて吐出され、以降は同様の過程が繰り返される。
The gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 9 flows from the port E of the four-
The gas refrigerant sucked into the
さて、上述したように2台の室外機ユニット5,5を連結して使用するマルチ組合せ室外機を備えているGHP1においては、運転負荷の増加に伴って室外機ユニット5の運転台数が1台運転から2台運転に変更される。以下では、室外機ユニット5を1台運転から2台運転へ変更する運転制御を図1及び図2に基づいて説明する。
図1(a)〜(c)は、本発明の運転制御を受けて運転負荷に応じた変化をする冷媒循環量の推移を示しており、(a)はGHP1全体(装置全体)の冷媒循環量、(b)は1台運転から2台運転まで継続して運転される室外機ユニット(連続運転室外機)5の冷媒循環量、(c)は2台運転開始時に運転される室外機ユニット(追加運転室外機)5の冷媒循環量である。なお、以下の説明では、室外機ユニット5に設置された2台の圧縮機17が1台のガスエンジン53により同じ回転数で駆動されるものとし、従って、冷媒循環量は圧縮機17の回転数またはガスエンジン53の回転数と読み替えることができる。
As described above, in the
FIGS. 1A to 1C show changes in the refrigerant circulation amount that changes according to the operation load in response to the operation control of the present invention. FIG. 1A shows the refrigerant circulation of the entire GHP 1 (the entire apparatus). (B) is the refrigerant circulation amount of the outdoor unit (continuous operation outdoor unit) 5 that is continuously operated from one unit operation to two units operation, and (c) is the outdoor unit unit that is operated at the start of the two unit operation. (Additional cab outdoor unit) 5 refrigerant circulation amount. In the following description, it is assumed that the two
図1(a)に示した運転制御は、室外機ユニット5を1台運転する小中量冷媒運転制御領域と、室外機ユニット5が1台運転から2台運転に変更された直後の2台運転移行領域と、2台運転移行領域後の冷媒循環量同一制御領域とを備え、運転負荷(空調負荷)の要求が増すにつれて冷媒循環量を略連続的に増加させる。
最初の小中量冷媒運転領域は、室外機ユニット5を1台運転してGHP1の冷媒循環量を最小循環量から許容循環量までカバーする領域である。この運転領域では、図1(b)に示すように、1台の室外機ユニット5が起動されると、圧縮機17の回転数が所定の低速回転数まで上昇して冷媒循環量を0から連続的に若干増加させる。この後、圧縮機17の運転は、回転数の上昇を所定時間だけ規制する圧縮機保護始動領域に入る。この圧縮機保護始動領域では、圧縮機17の回転数が所定の低速回転数に維持されるため、運転負荷の要求を増しても冷媒循環量は変動することなく比較的少量の一定値に維持される。
The operation control shown in FIG. 1A includes a small / medium amount refrigerant operation control region in which one
The first small / medium amount refrigerant operation region is a region in which one
圧縮機保護始動領域が終了すると、運転負荷の要求を増すことにより圧縮機17の回転数が上昇し、冷媒循環量を許容循環量まで増加させる。この許容循環量は、室外機ユニット5として冷媒循環量0から連続性を得やすいポイントに設定するが、好ましくは1台の室外機ユニット5で可能な限り広範囲にわたって冷媒供給するため、圧縮機17の最大許容回転数に近いポイントに設定する。
また、上述した許容循環量のポイントは、後述する室外機ユニット5の2台運転に変更された後、運転負荷が減少してもすぐに1台運転に戻ることがない値を選択して設定することが好ましい。
また、上述した許容循環量のポイントは、冷媒中に潤滑油が溶け込んで高希釈状態になった場合、高回転数で運転できないような状況でも、2台目の室外機ユニット5を連続的に起動できるような値に設定することが好ましい。
When the compressor protection start region ends, the demand for the operating load increases to increase the rotational speed of the
In addition, the point of the above-mentioned allowable circulation amount is set by selecting a value that does not immediately return to the single operation even if the operation load decreases after the operation of the
In addition, the point of the above-mentioned allowable circulation amount is that the second
2台運転移行領域は、上述した小中量冷媒運転制御領域において、冷媒循環量を許容循環量まで増加させても依然として冷媒循環量が不足する場合に選択される。この運転領域は、1台運転のため休止状態にある室外機ユニット5の追加運転が開始された場合に実施されるものであり、補完制御領域及び最高効率点固定領域を備えている。
補完制御領域は、少中量冷媒運転制御領域から連続運転される室外機ユニット(以下、「連続運転室外機」と呼ぶ)が、1台運転から新たに追加運転された室外機ユニット(以下、「追加運転室外機」と呼ぶ)の起動中に冷媒循環量の連続性を保つように運転制御する領域である。すなわち、この補完制御領域は、追加運転室外機が起動された直後に実施される運転制御であり、上述した1台目(連続運転室外機)の起動時と同様に追加運転室外機の起動時にも実施される圧縮機保護始動領域周辺において、追加運転室外機側に生じる冷媒循環量の非連続性を連続運転室外機側で補うように制御することにより、装置全体における冷媒循環量の推移に連続性を保つものである。
The two-unit operation transition region is selected when the refrigerant circulation amount is still insufficient even if the refrigerant circulation amount is increased to the allowable circulation amount in the small and medium amount refrigerant operation control region described above. This operation region is performed when the additional operation of the
The supplementary control region is an outdoor unit (hereinafter referred to as “continuous operation outdoor unit”) that is continuously operated from the small and medium amount refrigerant operation control region (hereinafter referred to as “continuous operation outdoor unit”). This is an area in which operation control is performed so as to maintain the continuity of the refrigerant circulation amount during startup of the “additional operation outdoor unit”. That is, this complementary control area is operation control that is performed immediately after the additional operation outdoor unit is activated, and at the time of activation of the additional operation outdoor unit in the same manner as the activation of the first unit (continuous operation outdoor unit) described above. In the vicinity of the compressor protection start area that is also implemented, by controlling the continuous circulation outdoor unit side to compensate for the discontinuity of the refrigerant circulation amount that occurs on the additional operation outdoor unit side, It keeps continuity.
ここで、上述した補完制御領域における冷媒循環量の推移について、図1に基づいて具体的に説明する。
図1(c)において追加運転室外機が起動されると、圧縮機保護始動領域まで冷媒循環量が連続的に若干増加する。この冷媒循環量増加と同時に、連続運転室外機は冷媒循環量を許容循環量から追加運転室外機側の増加速度に応じて適切に減少させ、両室外機ユニットから供給される冷媒循環量の合計値が小中量冷媒運転制御領域から連続的に上昇するよう調整する。
次に、追加運転室外機が圧縮機保護始動領域に入ると、所定時間一定量に維持される追加運転室外機側の冷媒循環量を補うため、連続運転室外機側の冷媒循環量を増して合計値が小中量冷媒運転制御領域から連続的に上昇するよう調整する。
最後に、追加運転室外機の圧縮機保護始動領域が終了した後には、追加運転室外機側の冷媒循環量を増加させるとともに、連続運転室外機側の冷媒循環量を減少させて、冷媒循環量の合計値が小中量冷媒運転制御領域から連続的に上昇するよう調整する。そして、連続運転室外機側の冷媒循環量が最高効率点に対応する値まで減少すると、この時点で補完制御領域が終了して最高効率点固定領域に移行する。
Here, the transition of the refrigerant circulation amount in the above-described complementary control region will be specifically described with reference to FIG.
When the additional cab outdoor unit is started in FIG. 1 (c), the refrigerant circulation amount continuously increases slightly to the compressor protection start region. Simultaneously with this increase in the amount of refrigerant circulation, the continuous operation outdoor unit appropriately reduces the refrigerant circulation amount from the allowable circulation amount according to the increasing speed on the additional operation outdoor unit side, and the total refrigerant circulation amount supplied from both outdoor unit units The value is adjusted so as to continuously increase from the small and medium amount refrigerant operation control region.
Next, when the additional operation outdoor unit enters the compressor protection start region, the refrigerant circulation amount on the continuous operation outdoor unit side is increased to compensate for the refrigerant circulation amount on the additional operation outdoor unit side that is maintained at a constant amount for a predetermined time. The total value is adjusted so as to continuously increase from the small / medium amount refrigerant operation control region.
Finally, after the compressor protection start area for the additional oper- ating outdoor unit is completed, the refrigerant circulation amount on the additional operation outdoor unit side is increased and the refrigerant circulation amount on the continuous operation outdoor unit side is decreased to reduce the refrigerant circulation amount. Is adjusted so as to continuously increase from the small and medium amount refrigerant operation control region. And if the refrigerant | coolant circulation amount by the side of a continuous driving | running | working outdoor unit decreases to the value corresponding to a maximum efficiency point, a complement control area | region will be complete | finished at this time and it will transfer to a maximum efficiency point fixed area | region.
最高効率点固定領域は、連続運転室外機を最も効率のよい運転状況に固定し、追加運転室外機の冷媒循環量のみを増加させることで、冷媒循環量の連続性を保つように運転制御する領域である。従って、この最高効率固定領域では、追加運転室外機が冷媒循環量を固定した連続運転室外機の不足分を補完して、最高効率点に到達するまで運転される。すなわち、最高効率固定領域の運転制御は、連続運転室外機及び追加運転室外機の両方が最高効率点に到達するまで継続され、追加運転室外機側を調整することで、冷媒循環量の推移を2台運転移行領域から連続的に増加させることができる。 The maximum efficiency point fixed area controls the operation so as to maintain the continuity of the refrigerant circulation rate by fixing the continuous operation outdoor unit to the most efficient operating condition and increasing only the refrigerant circulation rate of the additional outdoor unit. It is an area. Therefore, in this maximum efficiency fixed region, the additional operation outdoor unit is operated until the shortage of the continuous operation outdoor unit in which the refrigerant circulation amount is fixed is reached and the maximum efficiency point is reached. That is, the operation control in the maximum efficiency fixed region is continued until both the continuous operation outdoor unit and the additional operation outdoor unit reach the maximum efficiency point, and the transition of the refrigerant circulation amount is adjusted by adjusting the additional operation outdoor unit side. It can be increased continuously from the two-unit operation transition region.
冷媒循環量同一制御領域は、何れも最高効率点に到達した連続運転室外機及び追加運転室外機の冷媒循環量を同一にして、運転負荷の増大に応じて2台運転移行領域から連続的に冷媒循環量の合計値を上限まで増加させる運転制御である。従って、最も冷媒循環量の合計値が大きい運転領域となるが、連続運転室外機及び追加運転室外機のガスエンジン53を同一の回転数とする運転制御がなされているため、両室外機間における冷媒循環量及び潤滑油循環量の偏りを防止して信頼性の高い運転が可能になる。
In the same control range for the refrigerant circulation amount, the refrigerant circulation amount of the continuous operation outdoor unit and the additional operation outdoor unit that have reached the maximum efficiency point are set to be the same, and continuously from the two-unit operation transition region as the operation load increases. This is operation control for increasing the total value of the refrigerant circulation amount to the upper limit. Therefore, although it becomes an operation region where the total value of the refrigerant circulation amount is the largest, since the operation control is performed so that the
ここで、上述した室外機1台運転による小中量冷媒運転制御領域、室外機2台運転による2台運転移行領域及び冷媒循環量同一制御領域の選択切換制御について、図2のフローチャートに基づいて説明する。
最初のステップS1で運転負荷がある「負荷有」になると、次のステップS2に進んで室外機ユニット1台運転が実施され、上述した小中量冷媒運転制御領域の運転制御が実施される。すなわち、冷媒循環量0から許容循環量の範囲内で、運転負荷に応じたエンジン回転数の制御がなされる。この室外機ユニット1台運転は、冷媒循環量が小中量と比較的少ない運転領域であるから、この運転実施中には次のステップS3で負荷判定が逐次行われる。
Here, the selection switching control of the above-described small / medium amount refrigerant operation control region by single unit operation, two unit operation transition region by two outdoor unit operation, and the same refrigerant circulation amount control region is based on the flowchart of FIG. explain.
When the operation load becomes “loaded” in the first step S1, the operation proceeds to the next step S2 where one outdoor unit is operated, and the above-described operation control in the small and medium quantity refrigerant operation control region is performed. That is, the engine speed is controlled in accordance with the operating load within the range of the
この負荷判定の結果、運転負荷に対して冷媒循環量が不足する場合は次のステップS4に進んで室外機ユニット2台運転を実施する。この場合の室外機ユニット2台運転は、上述した2台運転移行領域になるため、小中量冷媒運転制御領域から連続して冷媒循環量を増すことができる。
一方、ステップS3の負荷判定により運転負荷に対して冷媒循環量がバランスまたは過剰と判断された場合には、前のステップS2に戻って室外機ユニット1台運転を継続することになる。このとき、冷媒循環量がバランスしていればガスエンジン53の回転数を維持し、冷媒循環量が過剰と判断された場合にはエンジン回転数を低下させる。
As a result of the load determination, when the refrigerant circulation amount is insufficient with respect to the operation load, the process proceeds to the next step S4 and the two outdoor unit units are operated. In this case, the operation of the two outdoor unit units is in the above-described two-unit operation transition region, so that the refrigerant circulation amount can be continuously increased from the small / medium amount refrigerant operation control region.
On the other hand, when it is determined by the load determination in step S3 that the refrigerant circulation amount is balanced or excessive with respect to the operation load, the operation returns to the previous step S2 and the single outdoor unit is operated. At this time, if the refrigerant circulation amount is balanced, the rotational speed of the
上述した2台運転移行領域の室外機2台運転でも冷媒循環量は連続的に増加するが、この運転実施中にも次のステップS5で負荷判定が逐次行われる。
この負荷判定の結果、運転負荷に対して冷媒循環量が不足する場合は次のステップS6に進んで室外機ユニット2台運転を実施する。この場合の室外機ユニット2台運転は、上述した冷媒循環量同一制御領域になるため、2台運転移行領域から連続して最も冷媒循環量が多い運転領域の運転制御に移行される。
一方、ステップS5の負荷判定により運転負荷に対して冷媒循環量がバランスしていると判断された場合には、前のステップS4に戻って2台運転移行領域の室外機2台運転を継続する。また、ステップS5の負荷判定により運転負荷に対して冷媒循環量が過剰と判断された場合には、前のステップS2に戻って室外機ユニット1台運転に戻す。
The refrigerant circulation amount continuously increases even in the two-unit outdoor unit operation in the two-unit operation transition region described above, but load determination is sequentially performed in the next step S5 even during the operation.
As a result of the load determination, when the refrigerant circulation amount is insufficient with respect to the operation load, the process proceeds to the next step S6 and the two outdoor unit units are operated. In this case, since the operation of the two outdoor unit units is in the above-described refrigerant circulation amount control region, the operation control is shifted from the two-unit operation transition region to the operation region in which the refrigerant circulation amount is the largest continuously.
On the other hand, when it is determined by the load determination in step S5 that the refrigerant circulation amount is balanced with respect to the operation load, the operation returns to the previous step S4 to continue the operation of the two outdoor units in the two-unit operation transition region. . If it is determined by the load determination in step S5 that the refrigerant circulation amount is excessive with respect to the operation load, the flow returns to the previous step S2 to return to the single outdoor unit operation.
上述した冷媒循環量同一制御領域の室外機2台運転でも冷媒循環量は上限まで連続的に増加するが、この運転実施中にも次のステップS7で負荷判定が逐次行われる。
この負荷判定の結果、運転負荷に対して冷媒循環量がバランスまたは不足していると判断された場合には、前のステップS6に戻って冷媒循環量同一制御領域の室外機2台運転を継続する。また、ステップS7の負荷判定により運転負荷に対して冷媒循環量が過剰と判断された場合には、前のステップS4に戻って2台運転移行領域の室外機2台運転を実施する。
このように、上述したGHP1は、室外機ユニット1台運転及び室外機ユニット2台運転の各制御領域で逐次負荷判定を行い、運転負荷に対して冷媒循環量が不足、バランスまたは過剰の判断結果に応じて運転制御領域を継続または変更し、運転負荷に対して連続的に冷媒循環量を推移させることができる。
The refrigerant circulation amount continuously increases to the upper limit even in the above-described operation of the two outdoor units in the same refrigerant circulation amount control region, but load determination is sequentially performed in the next step S7 even during the operation.
As a result of the load determination, when it is determined that the refrigerant circulation amount is balanced or insufficient with respect to the operation load, the operation returns to the previous step S6 to continue the operation of the two outdoor units in the refrigerant circulation amount identical control region. To do. Further, when it is determined by the load determination in step S7 that the refrigerant circulation amount is excessive with respect to the operation load, the flow returns to the previous step S4 to perform the two outdoor unit operation in the two-unit operation transition region.
As described above, the
また、上述したGHP1では、補完制御領域の終了後に冷媒循環量の要求が増すと、少中量冷媒運転領域から連続運転される連続運転室外機が最高効率点に固定して運転されるため、制御が安定するとともに効率のよい運転が可能になる。さらに、ガスエンジン53を1台のみ運転する制御領域が広いので、中冷媒量の領域で効率が向上する。
図4は、横軸をGHP1の能力(最大能力を100%として無次元化)とし、縦軸に効率COP(最高COPを基準値としたCOP比)を示したものである。この場合の室外機ユニット5には容量制御可能な2台の圧縮機17が設置され、各圧縮機17毎にパーシャルロード運転(P)からフルロード運転(F)までの容量制御が可能であり、かつ、クラッチ等の切換動作により1台の圧縮機17を運転停止にすることも可能である。
Further, in the above-described GHP1, when the demand for the refrigerant circulation amount increases after the completion of the complementary control region, the continuous operation outdoor unit that is continuously operated from the small and medium amount refrigerant operation region is operated while being fixed at the highest efficiency point. Control becomes stable and efficient operation is possible. Furthermore, since the control region where only one
In FIG. 4, the horizontal axis indicates the capacity of GHP 1 (the maximum capacity is 100% and is dimensionless), and the vertical axis indicates the efficiency COP (COP ratio with the maximum COP as a reference value). In this case, the
このようなGHP1の運転において、運転負荷の増加に応じて能力を増すため、連続運転室外機において圧縮機17を1台パーシャルロード運転する場合の効率COPが(a)に、圧縮機17を1台フルロード運転する場合の効率COPが(b)に、圧縮機17の1台をフルロード運転に固定してもう1台をパーシャルロード運転する場合の効率COPが(c)に、圧縮機17を2台ともフルロード運転する場合の効率COPが(d)に示されている。
また、連続運転室外機の2台の圧縮機17をフルロード運転に固定し、追加運転室外機の圧縮機17を1台パーシャルロード運転する場合の効率COPが(e)に、圧縮機17を1台フルロード運転する場合の効率COPが(f)に、圧縮機17の1台をフルロード運転に固定しもう1台をパーシャルロード運転する場合の効率COPが(g)に、圧縮機17を2台ともフルロード運転する場合の効率COPが(h)に示されている。
すなわち、図3のグラフは、上述したGHP1の運転制御に圧縮機17毎の容量制御を加えた運転制御の効率COPを示している。
In such operation of GHP1, in order to increase the capacity as the operating load increases, the efficiency COP in the case of partial load operation of one
In addition, the efficiency COP when the two
That is, the graph of FIG. 3 shows the efficiency COP of the operation control obtained by adding the capacity control for each
一方、図4に示すグラフは、同性能とした室外機ユニッ5のガスエンジン53を2台とも同じ回転数で運転することを基本とした従来技術について、同様のグラフを示したものである。
このグラフでは、運転負荷の増加に応じて能力を増すため、連続運転室外機において圧縮機17を1台パーシャルロード運転する場合の効率COPが(a)に、圧縮機17を1台フルロード運転する場合の効率COPが(b)に、両方室外機ユニットの圧縮機17を2台ともフルロード運転する場合の効率COPが(f)に示されており、これらの運転形態は図3の(a),(b),(h)と同じである。
On the other hand, the graph shown in FIG. 4 shows a similar graph with respect to the prior art based on operating both
In this graph, in order to increase the capacity as the operating load increases, the efficiency COP when performing partial load operation of one
しかし、能力の中間領域では、連続運転室外機及び追加運転室外機の冷媒循環量を同一にするという配慮がなされているため、上述した図3の運転形態と異なる運転形態となっている。そして、連続運転室外機の圧縮機1台をフルロード運転にして追加運転室外機の圧縮機をパーシャルロード運転する場合の効率COPが(c)に、連続運転室外機及び追加運転室外機で各々1台ずつの圧縮機17をフルロード運転する場合の効率COPが(d)に、両方室外機ユニットの圧縮機17が各々フルロード運転1台及びパーシャルロード運転1台とする場合の効率COPが(e)に示されている。
すなわち、この中間領域を示す(c)〜(e)では、2台のガスエンジン53がともに運転された状態となる。
However, in the middle region of the capacity, consideration is given to the same refrigerant circulation amount of the continuous operation outdoor unit and the additional operation outdoor unit, so that the operation mode is different from the operation mode of FIG. 3 described above. The efficiency COP when one compressor of the continuous operation outdoor unit is fully loaded and the partial operation of the compressor of the additional operation outdoor unit is (c), respectively, in the continuous operation outdoor unit and the additional operation outdoor unit. The efficiency COP when one
That is, in (c) to (e) showing the intermediate region, the two
そこで、図3及び図4の効率COPを比較すると、ガスエンジン53の運転が1台ですむ運転形態、すなわち、図4に示した従来技術と同様の運転形態になる冷媒循環量が少量の(a)及び(b)と冷媒循環量が多量の(h)とに挟まれた中間の(c)〜(g)において、効率COPの向上が顕著である。従って、ガスエンジン53の運転台数が1台の運転領域をできるだけ広くし、冷媒循環量の推移に連続性を有する運転制御は、特に、冷媒循環量が中間的な領域で大きな効率向上となる。
Therefore, comparing the efficiency COPs in FIGS. 3 and 4, the refrigerant circulation amount in which the
上述したように、本発明のGHP1によれば、室外機ユニット5を1台で運転できる領域が最大限に広がったため、特にガスエンジン53の運転時間に影響されるGHP1全体のメンテナンス期間及び製品寿命を延長することができる。また、冷媒や潤滑油の偏りが比較的生じにくい小容量から中容量の運転領域で室外機ユニット5を1台で運転する領域を広げたので、ガスエンジン53の効率面で不利な回転数領域を使用する割合を低減して効率(COP)を向上させる効果が得られる。
また、連続運転室外機を最高効率点に固定し、追加運転室外機は連続運転室外機が供給する冷媒循環量の不足分を補うように運転されるので、広範囲にわたる連続的な容量制御を実施しGHP1全体として効率のよい運転が可能になる。
As described above, according to the
In addition, the continuous operation outdoor unit is fixed at the highest efficiency point, and the additional operation outdoor unit is operated to compensate for the shortage of the refrigerant circulation amount supplied by the continuous operation outdoor unit. In addition, the
この結果、本発明のマルチ組合せ機を備えたGHP1は、装置全体としての効率向上とともに、メンテナンス期間及び製品寿命を延長するという顕著な効果が得られる。
ところで、上述した実施形態では、室外機ユニット5が2台連結された構成について説明したが、3台あるいはそれ以上の場合についても、同様の制御により順次運転台数を追加すればよい。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
As a result, the
In the above-described embodiment, the configuration in which two
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
1 ガスヒートポンプ式空気調和装置(空気調和装置)
3 室内機ユニット
5 室外機ユニット
9 室内熱交換器(吸熱器、放熱器)
11 室内側電子膨張弁(絞り部)
17 圧縮機
21 四方弁(切替部)
23 室外熱交換器(吸熱器、放熱器)
25 室外側膨張弁(絞り部)
29 過冷却コイル(冷却用熱交換器)
31 水熱交換器(加熱用熱交換器)
37 制御部
49 過冷却用膨張弁(冷却用絞り部)
51 水熱交換器用膨張弁(加熱用絞り部)
1 Gas heat pump type air conditioner (air conditioner)
3
11 Indoor electronic expansion valve (throttle part)
17
23 Outdoor heat exchanger (heat absorber, radiator)
25 Outdoor expansion valve (throttle part)
29 Supercooling coil (cooling heat exchanger)
31 Water heat exchanger (heat exchanger for heating)
37
51 Expansion valve for water heat exchanger (throttle for heating)
Claims (3)
前記室外機ユニットを1台運転して冷媒循環量を最小循環量から許容循環量までカバーする少中量冷媒運転制御領域を設けるとともに、
冷媒循環量の要求が前記許容循環量を超えて前記室外機ユニットの追加運転を開始する場合に実施され、前記少中量冷媒運転制御領域から連続運転される室外機ユニットが追加運転した室外機ユニットの起動中に冷媒循環量の連続性を保つよう運転制御される補完制御領域を設けたことを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。 In a gas heat pump type air conditioner equipped with a multi-combination outdoor unit that connects and uses a plurality of outdoor unit units,
A small-medium amount refrigerant operation control region that operates one of the outdoor unit and covers the refrigerant circulation amount from the minimum circulation amount to the allowable circulation amount;
An outdoor unit that is implemented when the request for the refrigerant circulation amount exceeds the allowable circulation amount and starts the additional operation of the outdoor unit, and the outdoor unit that is continuously operated from the small and medium amount refrigerant operation control region additionally operates. A gas heat pump type air conditioner characterized in that a supplementary control region that is operated and controlled so as to maintain the continuity of the refrigerant circulation amount during startup of the unit is provided.
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