JP5370560B2 - 冷媒サイクルシステム - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しつつ、本発明の第1実施形態の冷媒サイクルシステムの例を挙げて説明する。
冷媒サイクルシステム100は、室外ユニット1と、室内ユニット4と、が冷媒連絡配管を介して接続されおり、冷媒回路10を備えている。
冷房運転時は、制御部7は、室外膨張弁18を全開状態となるように制御しつつ、室内熱交換器45の出口冷媒(もしくは、圧縮機15の吸入冷媒)の過熱度が一定になるように室内膨張弁46の弁開度を制御している。
暖房運転時は、制御部7は、室内膨張弁46を全開状態にしつつ、室外熱交換器17の出口冷媒(もしくは、圧縮機15の吸入冷媒)の過熱度が一定になるように室外膨張弁18の弁開度を制御している。
以下、冷媒サイクルシステム100において冷房運転が行われている場合に、凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19mが目標蒸発温度になるように制御される点、および、更新される目標凝縮温度Tcを室内熱交換器45での能力を維持できる範囲内に保つ点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以下、冷媒サイクルシステム100において冷房運転が行われている場合に、蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、この蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御は、上述した凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御と同時に進行させてもよく、その場合には各省エネ制御の処理タイミングをずらすことが好ましい。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19mが目標蒸発温度になるように制御される点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以下、冷媒サイクルシステム100において冷房運転が行われている場合に、凝縮温度Tcおよび蒸発温度Teの両方を好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19mが目標蒸発温度になるように制御される点、および、更新される目標凝縮温度Tcを室内熱交換器45での能力を維持できる範囲内に保つ点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
b)−A(T室内温度−Te)
c) 0
ここで、Aは、1以下の蒸発温度調整定数であり、予め定められた値である(例えば、好まし範囲として0.03〜0.05の範囲に定めてもよい。)。また、Teは、現状の蒸発温度である。T室内温度は、室内温度センサ49が検知する温度である。a)は目標蒸発温度を上げる変化に相当し、b)は目標蒸発温度を下げる変化に相当し、c)は目標蒸発温度を変更しない場合に相当する。
f)−B(Tc−T室外温度)
g) 0
ここで、Bは、1以下の凝縮温度調整定数であり、予め定められた値である(例えば、好まし範囲として0.03〜0.05の範囲に定めてもよい。)。また、Tcは、現状の凝縮温度である。T室外温度は、室外温度センサ11が検知する温度である。e)は目標凝縮温度を上げる変化に相当し、f)は目標凝縮温度を下げる変化に相当し、g)は目標凝縮温度を変更しない場合に相当する。
例えば、室外ファン19を駆動させる室外ファンモータ19mの入力エネルギを増大させた場合には、冷凍サイクルにおける高圧側の圧力が低下し、これにより、高圧と低圧との差圧が小さくなるため、圧縮機15における圧縮比が小さくなる。これにより、圧縮機駆動モータ15mにおいて必要となる入力エネルギが減少する。このように、室外ファンモータ19mや圧縮機駆動モータ15m等に対する入力エネルギは、相関があり、入力エネルギを最も小さく抑えることができる運転条件が存在する。
以下、図面を参照しつつ、本発明の第2実施形態の冷媒サイクルシステムの例を挙げて説明する。
冷媒サイクルシステム200は、上記第1実施形態の冷媒サイクルシステム100の冷媒回路10に対して、室内ユニット5、室内ユニット6が並列に追加された冷媒回路210を備えている。なお、第1実施形態と実質的に同じ部材については、同じ参照符号を付して、説明を省略する。
冷房運転時は、制御部207は、室外膨張弁18を全開状態となるように制御しつつ、圧縮機15の吸入冷媒の過熱度が同じ値で一定になるように室内膨張弁46、57、67の弁開度をそれぞれ制御している。
暖房運転時は、制御部207は、室内膨張弁46、56、66を全開状態にしつつ、圧縮機15の吸入冷媒の過熱度が一定になるように室外膨張弁18の弁開度を制御している。
以下、冷媒サイクルシステム200において冷房運転が行われている場合に、凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19mが目標蒸発温度になるように制御される点、および、更新される目標凝縮温度Tcを室内熱交換器45、55、65での能力を維持できる範囲内に保つ点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以下、冷媒サイクルシステム200において冷房運転が行われている場合に、蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、この蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御は、上述した凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御と同時に進行させてもよく、その場合には各省エネ制御の処理タイミングをずらすことが好ましい。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19mが目標蒸発温度になるように制御される点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以下、冷媒サイクルシステム200において冷房運転が行われている場合に、凝縮温度Tcおよび蒸発温度Teの両方を好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19mが目標蒸発温度になるように制御される点および、更新される目標凝縮温度Tcを室内熱交換器45、55、65での能力を維持できる範囲内に保つ点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
i)−A(T平均室温−Te)
j) 0
ここで、Aは、1以下の蒸発温度調整定数であり、予め定められた値である(例えば、好まし範囲として0.03〜0.05の範囲に定めてもよい。)。また、Teは、現状の目標蒸発温度である。T平均室温は、室内温度センサ49が検知している温度と、室内温度センサ59が検知している温度と、室内温度センサ69が検知している温度と、の平均値である。h)は目標蒸発温度を上げる変化に相当し、i)は目標蒸発温度を下げる変化に相当し、j)は目標蒸発温度を変更しない場合に相当する。
l)−B(Tc−T室外温度)
m) 0
ここで、Bは、1以下の凝縮温度調整定数であり、予め定められた値である(例えば、好まし範囲として0.03〜0.05の範囲に定めてもよい。)。また、Tcは、現状の目標凝縮温度である。T室外温度は、室外温度センサ11が検知する温度である。k)は目標凝縮温度を上げる変化に相当し、l)は目標凝縮温度を下げる変化に相当し、m)は目標凝縮温度を変更しない場合に相当する。
以上の第2実施形態の冷媒サイクルシステム200では、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の第3実施形態の冷媒サイクルシステムの例を挙げて説明する。
冷媒サイクルシステム300は、上記第2実施形態の冷媒サイクルシステム200の冷媒回路210に対して、室外ユニット2が並列に追加された冷媒回路310を備えている。なお、第1実施形態や第2実施形態と実質的に同じ部材については、同じ参照符号を付して、説明を省略する。
冷房運転時は、制御部307は、室外膨張弁18を全開状態となるように制御しつつ、圧縮機15および圧縮機25の吸入冷媒の過熱度が同じ値で一定になるように室内膨張弁46、56、66の弁開度をそれぞれ制御している。
暖房運転時は、制御部307は、室内膨張弁46、56、66を全開状態にしつつ、圧縮機15の吸入冷媒の過熱度および圧縮機25の吸入冷媒の過熱度が同じ値で一定になるように、室外膨張弁18および室外膨張弁28の弁開度をそれぞれ制御する。
以下、冷媒サイクルシステム300において冷房運転が行われている場合に、凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15m、25mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19m、29mが目標蒸発温度になるように制御される点、および、更新される目標凝縮温度Tcを室内熱交換器45、55、65での能力を維持できる範囲内に保つ点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以下、冷媒サイクルシステム300において冷房運転が行われている場合に、蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、この蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御は、上述した凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御と同時に進行させてもよく、その場合には各省エネ制御の処理タイミングをずらすことが好ましい。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15m、25mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19m、29mが目標蒸発温度になるように制御される点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以下、冷媒サイクルシステム300において冷房運転が行われている場合に、凝縮温度Tcおよび蒸発温度Teの両方を好適化することによる省エネ制御の例を説明する。なお、暖房運転では、圧縮機駆動モータ15m、25mが目標凝縮温度になるように制御され、室外ファンモータ19m、29mが目標蒸発温度になるように制御される点、および、更新される目標凝縮温度Tcを室内熱交換器45、55、65での能力を維持できる範囲内に保つ点以外は、以下の冷房運転における制御と同様であるため、説明を省略する。
以上の第3実施形態の冷媒サイクルシステム300では、上記第1、2実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の実施形態は、上記実施形態1〜3実施形態に限られるものではなく、例えば、以下の実施形態も本発明の実施形態に含まれる。
上記第1〜第3実施形態では、凝縮温度もしくは蒸発温度に対するアクチュエータの入力エネルギの関数の一次微分により、現状の凝縮温度もしくは現状の蒸発温度における接線の傾きに着目して、入力エネルギを低減させることが可能な目標凝縮温度もしくは目標蒸発温度に更新する場合を例に挙げて説明した。
上記第1〜第3実施形態では、凝縮温度Tcを好適化することによる省エネ制御、蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御、および、凝縮温度Tcおよび蒸発温度Teを好適化することによる省エネ制御の全てを選択的に実行可能な例を挙げて説明した。
上記第1〜第3実施形態では、圧縮機やファン等のアクチュエータに関して、蒸発温度もしくは凝縮温度に対する入力エネルギの変化に着目して省エネ制御を行う場合を例に挙げて説明した。
上記第1〜第3実施形態では、室外熱交換器17、27に対して流体としての空気を供給する熱源側流体供給部としての室外ファン19、29や、室内熱交換器45、55、65に対して流体としての空気を供給する利用側流体供給部としての室内ファン47、57、67を例に挙げて説明した。
上記第1〜第3実施形態では、関係式を冷媒状態量で一次微分して得られる式に代入する値として、現状の冷媒状態量の値を採用することで、冷媒状態量を変化させた場合の傾向を把握している例を挙げて説明した。
上記第1〜第3実施形態では、冷媒状態量の例として蒸発温度や凝縮温度を更新する場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、目標凝縮温度の変化分ΔTcsを求める際に「式(5)」で示す式を用いる例、および、目標蒸発温度の変化分ΔTesを求める際に「式(6)」で示す式を用いる場合を例に挙げて説明した。
上記第3実施形態では、凝縮温度Tcに対する室外ファンモータ19m、29mへの入力エネルギの関係式の特定方法において、「dP外Fan/dN」の項を用いる場合において、「dP外Fan/dN」が、室外ファンモータ19m、29mの性能毎によって定まるファン入力特性式を回転数Nで微分して得られる項として説明した。すなわち、室外ファンモータ19mの性能によって定まるファン入力特性式であるP外1Fan=x1N3+x2N2+x3Nから「dP外1Fan/dN外1Fan」を求め、室外ファンモータ29mの性能によって定まるファン入力特性式であってP外1Fanとは別の式であるP外2Fan=x4N3+x5N2+x6Nから「dP外2Fan/dN外2Fan」を求める場合を例に挙げて説明した。
上記第2実施形態では、蒸発温度Teに対する、室内ファンモータ47m、57m、67mへの入力エネルギの関係式の特定方法において、「dP内Fan/dN」の項を用いる場合において、「dP内Fan/dN」が、室内ファンモータ47m、57m、67mの性能毎によって定まるファン入力特性式を回転数Nで微分して得られる項として説明した。すなわち、室内ファンモータ47mの性能によって定まるファン入力特性式であるP内1Fan=y1N3+y2N2+y3Nから「dP内1Fan/dN内1Fan」を求め、室内ファンモータ57mの性能によって定まるファン入力特性式であるP内2Fan=y4N3+y5N2+y6NであってP内1Fanとは異なる式から「dP内2Fan/dN内2Fan」を求め、室内ファンモータ67mの性能によって定まるファン入力特性式であるP内3Fan=y7N3+y8N2+y9NであってP内1FanともP内2Fanとも異なる式から「dP内3Fan/dN内3Fan」を求める場合を例に挙げて説明した。
上記(4−8)では、「dP外1Fan/dN外1Fan」および「dP外2Fan/dN外2Fan」を、室外ファンモータ19m、29mの各入力特性式から求めるのではなく、現在の入力値および現在の回転数からを求める場合を説明した。また、上記(4−9)では、「dP内1Fan/dN内1Fan」、「dP内2Fan/dN内2Fan」および「dP内3Fan/dN内3Fan」を、室内ファンモータ47m、57m、67mの各入力特性式から求めるのではなく、現在の入力値および現在の回転数からを求める場合を説明した。
上記実施形態では、「dPComp/dTe」が、圧縮機の駆動周波数R(r/min)、蒸発温度Te、および、凝縮温度Tcをパラメータに含む回帰式として、予め特定された凝縮温度Tcに対する圧縮機駆動モータ15mへの入力エネルギの関係式、および、蒸発温度Teに対する圧縮機駆動モータ15mへの入力エネルギの関係式が第1室外記憶部1b等に記憶されている場合を例に挙げて説明した。
上記第1〜第3実施形態および他の実施形態(4−1)〜(4−11)に記載の例を適宜組み合わせて構成される実施形態についても、当然に、本発明に含まれる。
1b 第1室外記憶部(記憶部)
2 室外ユニット
2b 第2室外記憶部(記憶部)
4 室内ユニット
5 室内ユニット
6 室内ユニット
7 制御部
10 冷媒回路
11 室外温度センサ(冷媒状態量取得手段)
12 吐出冷媒温度センサ(冷媒状態量取得手段)
13 吐出冷媒圧力センサ(冷媒状態量取得手段)
14 室外熱交換器温度センサ(冷媒状態量取得手段)
15 圧縮機
15m 圧縮機駆動モータ(アクチュエータ、第1アクチュエータ、第3アクチュエータ、第6アクチュエータ)
17 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
18 室外膨張弁(膨張弁)
19 室外ファン(熱源側流体供給部)
19m 室外ファンモータ(アクチュエータ、第2アクチュエータ、第5アクチュエータ、第7アクチュエータ)
21 室外温度センサ(冷媒状態量取得手段)
22 吐出冷媒温度センサ(冷媒状態量取得手段)
23 吐出冷媒圧力センサ(冷媒状態量取得手段)
24 室外熱交換器温度センサ(冷媒状態量取得手段)
25 圧縮機
25m 圧縮機駆動モータ(アクチュエータ、第1アクチュエータ、第3アクチュエータ、第6アクチュエータ)
27 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
28 室外膨張弁(膨張弁)
29 室外ファン(熱源側流体供給部)
29m 室外ファンモータ(アクチュエータ、第2アクチュエータ、第5アクチュエータ、第7アクチュエータ)
42 第1室内記憶部(記憶部)
44 室内熱交換器温度センサ(冷媒状態量取得手段)
45 室内熱交換器(利用側熱交換器)
46 室内膨張弁(膨張弁)
47 室内ファン(利用側流体供給部)
47m 室内ファンモータ(アクチュエータ、第4アクチュエータ、第8アクチュエータ)
52 第2室内記憶部(記憶部)
54 室内熱交換器温度センサ(冷媒状態量取得手段)
55 室内熱交換器(利用側熱交換器)
56 室内膨張弁(膨張弁)
57 室内ファン(利用側流体供給部)
57m 室内ファンモータ(アクチュエータ、第4アクチュエータ、第8アクチュエータ)
62 第3室内記憶部(記憶部)
64 室内熱交換器温度センサ(冷媒状態量取得手段)
65 室内熱交換器(利用側熱交換器)
66 室内膨張弁(膨張弁)
67 室内ファン(利用側流体供給部)
67m 室内ファンモータ(アクチュエータ、第4アクチュエータ、第8アクチュエータ)
100 冷媒サイクルシステム
200 冷媒サイクルシステム
207 制御部
210 冷媒回路
300 冷媒サイクルシステム
307 制御部
310 冷媒回路
Claims (11)
- 圧縮機(15、25)、熱源側熱交換器(17、27)、膨張弁(18、28、46、56、66)および利用側熱交換器(45、55、65)が接続されることで構成された冷媒回路(10、210、310)に、冷媒が循環する冷媒サイクルシステム(100、200、300)であって、
前記熱源側熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換させるための流体を供給する熱源側流体供給部(19)と、
前記冷媒回路で冷凍サイクルを行わせるために設けられた、前記圧縮機を駆動させるための第1アクチュエータ(15m)および前記熱源側流体供給部を駆動させるための第2アクチュエータ(19m)と、
前記冷媒回路内を流れる冷媒の凝縮温度の制御目標値に対する前記第1アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第1関係式と、前記第1アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第1アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第1関係式を作成するための情報と、前記第1アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第1アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第1関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第1アクチュエータに対応させて記憶しつつ、
前記凝縮温度の制御目標値に対する前記第2アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第2関係式と、前記第2アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第2アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第2関係式を作成するための情報と、前記第2アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第2アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第2関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第2アクチュエータに対応させて記憶している記憶部(1b、2b、42、52、62)と、
前記凝縮温度の制御目標値に対応する、前記冷媒回路内を流れる冷媒の凝縮温度の現状値を取得する冷媒状態量取得手段(12、13、14、22、23、24、44、54、64)と、
現状の前記凝縮温度から変化させたと仮定した場合の、前記第1アクチュエータと前記第2アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第1関係式について前記凝縮温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記凝縮温度を代入して得られる値と前記第2関係式について前記凝縮温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記凝縮温度を代入して得られる値とを合計することにより求め、
前記第1アクチュエータと前記第2アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和が低い値になるように、前記凝縮温度の制御目標値を更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45)が蒸発器として機能する場合には前記第2アクチュエータ(19m)を、前記利用側熱交換器(45)が凝縮器として機能する場合には前記第1アクチュエータ(15m)を、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値に近づくように制御する制御部(7、207、307)と、
を備え、
前記制御部(7)は、前記利用側熱交換器において要求される能力の変化幅が所定能力条件を満たす範囲内で、前記凝縮温度の制御目標値を更新し、
前記第1関係式と前記第2関係式の和は、前記凝縮温度の制御目標値に対する前記第1アクチュエータの入力エネルギ量と前記第2アクチュエータの入力エネルギ量の合計値が極小となる極小点を有する関数である、
冷媒サイクルシステム(100、200、300)。 - 前記熱源側熱交換器(17、27)は、複数設けられており、
前記圧縮機(15、25)は、複数の前記熱源側熱交換器に対応するように複数設けられており、
前記熱源側流体供給部(19、29)は、複数の前記熱源側熱交換器に対応するように複数設けられており、
前記第1アクチュエータ(15m、25m)は、複数の前記圧縮機に対応するように複数設けられており、
前記第2アクチュエータ(19m、29m)は、複数の前記熱源側流体供給部に対応するように複数設けられており、
前記記憶部は、前記第1関係式と、前記第1アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第1アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第1関係式を作成するための情報と、前記第1アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第1アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第1関係式を得るための情報と、のいずれかを、複数の前記第1アクチュエータ(15m、25m)毎にそれぞれ記憶しており、かつ、前記第2関係式と、前記第2アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第2アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第2関係式を作成するための情報と、前記第2アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第2アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第2関係式を得るための情報と、のいずれかを、複数の前記第2アクチュエータ(19m、29m)毎にそれぞれ記憶しており、
前記制御部は、
現状の前記凝縮温度から変化させたと仮定した場合の、複数の前記第1アクチュエータと複数の前記第2アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、複数の前記第1関係式について前記凝縮温度によって一次微分することで得られる式のそれぞれに現状の前記凝縮温度を代入して得られる値のそれぞれと複数の前記第2関係式について前記凝縮温度によって一次微分することで得られる式のそれぞれに現状の前記凝縮温度を代入して得られる値のそれぞれとを合計することにより求め、
複数の前記第1アクチュエータと複数の前記第2アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和が低い値になるように、前記凝縮温度の制御目標値を更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45)が蒸発器として機能する場合には複数の前記第2アクチュエータを、前記利用側熱交換器(45)が凝縮器として機能する場合には複数の前記第1アクチュエータを、前記冷媒状態量取得手段によって取得される前記凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値に近づくように制御する、
請求項1に記載の冷媒サイクルシステム。 - 前記制御部は、前記凝縮温度の制御目標値を更新させた後、所定の待機条件を満たした場合に、前記凝縮温度の制御目標値のさらなる更新を行う、
請求項1または2に記載の冷媒サイクルシステム。 - 圧縮機(15、25)、熱源側熱交換器(17、27)、膨張弁(18、28、46、56、66)および利用側熱交換器(45、55、65)が接続されることで構成された冷媒回路(10、210、310)に、冷媒が循環する冷媒サイクルシステム(100、200、300)であって、
前記熱源側熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換させるための流体を供給する熱源側流体供給部(19)と、
前記利用側熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換させるための流体を供給する利用側流体供給部(47)と、
前記冷媒回路で冷凍サイクルを行わせるために設けられた、前記圧縮機を駆動させるための第3アクチュエータ(15m)、前記利用側流体供給部を駆動させるための第4アクチュエータ(47m)および前記熱源側流体供給部を駆動させるための第5アクチュエータ(19m)と、
前記冷媒回路内を流れる冷媒の蒸発温度の制御目標値に対する前記第3アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第3関係式と、前記第3アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第3アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第3関係式を作成するための情報と、前記第3アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第3アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第3関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第3アクチュエータに対応させて記憶しつつ、
前記蒸発温度の制御目標値に対する前記第4アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第4関係式と、前記第4アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第4アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第4関係式を作成するための情報と、前記第4アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第4アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第4関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第4アクチュエータに対応させて記憶している記憶部(1b、2b、42、52、62)と、
前記蒸発温度の制御目標値に対応する前記冷媒回路内を流れる冷媒の蒸発温度の現状値を取得する冷媒状態量取得手段(12、13、14、22、23、24、44、54、64)と、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、前記第3アクチュエータと前記第4アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第3関係式について前記蒸発温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記蒸発温度を代入して得られる値と前記第4関係式について前記蒸発温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記蒸発温度を代入して得られる値とを合計することにより求め、
前記第3アクチュエータと前記第4アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和が低い値になるように、前記蒸発温度の制御目標値を更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45)が蒸発器として機能する場合には前記第3アクチュエータを、前記利用側熱交換器(45)が凝縮器として機能する場合には前記第5アクチュエータを、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値に近づくように制御する制御部(7、207、307)と、
を備え、
前記制御部(7)は、前記利用側熱交換器において要求される能力の変化幅が所定能力条件を満たす範囲内で、前記蒸発温度の制御目標値を更新し、
前記第3関係式と前記第4関係式の和は、前記蒸発温度の制御目標値に対する前記第3アクチュエータの入力エネルギ量と前記第4アクチュエータの入力エネルギ量の合計値が極小となる極小点を有する関数である、
冷媒サイクルシステム(100、200、300)。 - 前記利用側熱交換器(45、55、65)は、複数設けられており、
前記利用側流体供給部(47、57、67)も、複数の前記利用側熱交換器に対応するように複数設けられており、
前記第4アクチュエータ(47m、57m、67m)は、複数の前記利用側流体供給部に対応するように複数設けられており、
前記記憶部は、前記第4関係式と、前記第4アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第4アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第4関係式を作成するための情報と、前記第4アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第4アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第4関係式を得るための情報と、のいずれかを、複数の前記第4アクチュエータ(47m、57m、67m)毎にそれぞれ記憶しており、
前記制御部は、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、前記第3アクチュエータと複数の前記第4アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第3関係式について前記蒸発温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記蒸発温度を代入して得られる値と複数の前記第4関係式について前記蒸発温度によって一次微分することで得られる式のそれぞれに現状の前記蒸発温度を代入して得られる値のそれぞれとを合計することにより求め、
前記第3アクチュエータと複数の前記第4アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和が低い値になるように、前記蒸発温度の制御目標値を更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45、55、65)が蒸発器として機能する場合には前記第3アクチュエータを、前記利用側熱交換器(45、55、65)が凝縮器として機能する場合には前記第5アクチュエータを、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値に近づくように制御する、
請求項4に記載の冷媒サイクルシステム。 - 前記制御部は、前記蒸発温度の制御目標値を更新させた後、所定の待機条件を満たした場合に、前記蒸発温度の制御目標値のさらなる更新を行う、
請求項4または5に記載の冷媒サイクルシステム。 - 圧縮機(15、25)、熱源側熱交換器(17、27)、膨張弁(18、28、46、56、66)および利用側熱交換器(45、55、65)が接続されることで構成された冷媒回路(10、210、310)に、冷媒が循環する冷媒サイクルシステム(100、200、300)であって、
前記熱源側熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換させるための流体を供給する熱源側流体供給部(19)と、
前記利用側熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換させるための流体を供給する利用側流体供給部(47)と、
前記冷媒回路で冷凍サイクルを行わせるために設けられた、前記圧縮機を駆動させるための第6アクチュエータ(15m)、前記熱源側流体供給部を駆動させるための第7アクチュエータ(19m)および前記利用側流体供給部を駆動させるための第8アクチュエータ(47m)と、
前記冷媒回路内を流れる冷媒の凝縮温度の制御目標値に対する前記第6アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第6凝縮関係式、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第6凝縮関係式を作成するための情報と、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第6凝縮関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第6アクチュエータに対応させて記憶しつつ、
前記冷媒回路内を流れる冷媒の蒸発温度の制御目標値に対する前記第6アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第6蒸発関係式、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第6蒸発関係式を作成するための情報と、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第6蒸発関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第6アクチュエータに対応させて記憶しつつ、
前記凝縮温度の制御目標値に対する前記第7アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第7関係式、前記第7アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第7アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第7関係式を作成するための情報と、前記第7アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第7アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第7関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第7アクチュエータに対応させて記憶しつつ、
前記蒸発温度の制御目標値に対する前記第8アクチュエータの入力エネルギ量の関係を示した第8関係式、前記第8アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第8アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第8関係式を作成するための情報と、前記第8アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第8アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第8関係式を得るための情報と、のいずれかを前記第8アクチュエータに対応させて記憶している記憶部(1b、2b、42、52、62)と、
前記凝縮の制御目標値に対応する前記冷媒回路内を流れる冷媒の凝縮温度の現状値および前記蒸発温度の制御目標値に対応する前記冷媒回路内を流れる冷媒の蒸発温度の現状値を取得する冷媒状態量取得手段(12、13、14、22、23、24、44、54、64)と、
現状の前記凝縮温度から変化させたと仮定した場合の、前記第6アクチュエータと前記第7アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第6凝縮関係式および前記第7関係式に基づいて求め、凝縮温度に関する関係式から得られる値、当該値の負の値、および、0を乗じて得られる3つの凝縮温度関係値を算出し、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、前記第6アクチュエータと前記第8アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第6蒸発関係式および前記第8関係式に基づいて求め、蒸発温度に関する関係式から得られる値、当該値の負の値、および、0を乗じて得られる3つの蒸発温度関係値を算出し、
3つの前記凝縮温度関係値と、3つの前記蒸発温度関係値と、の和の組合せのうち最小値となる組合せを特定し、
前記特定された組合せの前記凝縮温度関係値および前記蒸発温度関係値を、現状の前記凝縮温度および現状の前記蒸発温度にそれぞれ反映させることで、前記凝縮温度の制御目標値および前記蒸発温度の制御目標値をそれぞれ更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45)が蒸発器として機能する場合には、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値となるように前記第6アクチュエータを制御しつつ、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値となるように前記第7アクチュエータを制御し、
前記利用側熱交換器(45)が凝縮器として機能する場合には、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値となるように前記第7アクチュエータを制御しつつ、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値となるように前記第6アクチュエータを制御する制御部(7、207、307)と、
を備え、
前記制御部(7)は、前記利用側熱交換器において要求される能力の変化幅が所定能力条件を満たす範囲内で、前記凝縮温度の制御目標値および前記蒸発温度の制御目標値を更新し、
前記第6凝縮関係式および前記第7関係式の和は、前記凝縮温度の制御目標値に対する前記第6アクチュエータの入力エネルギ量と前記第7アクチュエータの入力エネルギ量の合計値が極小となる極小点を有する関数であり、
前記第6蒸発関係式および前記第8関係式の和は、前記蒸発温度の制御目標値に対する前記第6アクチュエータの入力エネルギ量と前記第8アクチュエータの入力エネルギ量の合計値が極小となる極小点を有する関数である、
冷媒サイクルシステム(100、200、300)。 - 前記熱源側熱交換器(17、27)は、複数設けられており、
前記圧縮機(15、25)は、複数の前記熱源側熱交換器に対応するように複数設けられており、
前記熱源側流体供給部(19、29)は、複数の前記熱源側熱交換器に対応するように複数設けられており、
前記第6アクチュエータ(15m、25m)は、複数の前記圧縮機に対応するように複数設けられており、
前記第7アクチュエータ(19m、29m)は、複数の前記熱源側流体供給部に対応するように複数設けられており、
前記記憶部は、前記第6凝縮関係式、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第6凝縮関係式を作成するための情報と、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第6凝縮関係式を得るための情報と、のいずれかを複数の前記第6アクチュエータ(15m、25m)毎にそれぞれ記憶しており、前記第6蒸発関係式、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第6蒸発関係式を作成するための情報と、前記第6アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第6アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第6蒸発関係式を得るための情報と、のいずれかを複数の前記第6アクチュエータ(15m、25m)毎にそれぞれ記憶しており、かつ、前記第7関係式、前記第7アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第7アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第7関係式を作成するための情報と、前記第7アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第7アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第7関係式を得るための情報と、のいずれかを複数の前記第7アクチュエータ(19m、29m)毎にそれぞれ記憶しており、
前記制御部は、
現状の前記凝縮温度から変化させたと仮定した場合の、複数の前記第6アクチュエータと複数の前記第7アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、複数の前記第6凝縮関係式および複数の前記第7関係式に基づいて求めることで、凝縮温度に関する関係式から得られる値、当該値の負の値、および、0を乗じて得られる3つの凝縮温度関係値を算出し、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、複数の前記第6アクチュエータと前記第8アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、複数の前記第6蒸発関係式および前記第8関係式に基づいて求めることで、蒸発温度に関する関係式から得られる値、当該値の負の値、および、0を乗じて得られる3つの蒸発温度関係値を算出し、
3つの前記凝縮温度関係値と、3つの前記蒸発温度関係値と、の和の組合せのうち最小値となる組合せを特定し、
前記特定された組合せの前記凝縮温度関係値および前記蒸発温度関係値を、現状の前記凝縮温度および現状の前記蒸発温度にそれぞれ反映させることで、前記凝縮温度の制御目標値および前記蒸発温度の制御目標値をそれぞれ更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45)が蒸発器として機能する場合には、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値となるように複数の前記第6アクチュエータを制御しつつ、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値となるように複数の前記第7アクチュエータを制御し、
前記利用側熱交換器(45)が凝縮器として機能する場合には、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値となるように複数の前記第7アクチュエータを制御しつつ、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値となるように複数の前記第6アクチュエータを制御する、
請求項7に記載の冷媒サイクルシステム。 - 前記利用側熱交換器(45、55、65)は、複数設けられており、
前記利用側流体供給部(47、57、67)も、複数の前記利用側熱交換器に対応するように複数設けられており、
前記第8アクチュエータ(47m、57m、67m)は、複数の前記利用側流体供給部に対応するように複数設けられており、
前記記憶部は、前記第8関係式、前記第8アクチュエータへの入力値および前記入力値に対する前記第8アクチュエータの状態を示す値を用いること無く前記第8関係式を作成するための情報と、前記第8アクチュエータへの入力値および前記入力値に対応する前記第8アクチュエータの状態を示す値を用いて前記第8関係式を得るための情報と、のいずれかを、複数の前記第8アクチュエータ(47m、57m、67m)毎にそれぞれ記憶しており、
前記制御部は、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、前記第6アクチュエータと前記第7アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第6凝縮関係式および前記第7関係式に基づいて求めることで、凝縮温度に関する関係式から得られる値、当該値の負の値、および、0を乗じて得られる3つの凝縮温度関係値を算出し、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、前記第6アクチュエータと複数の前記第8アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和を、前記第6蒸発関係式および複数の前記第8関係式に基づいて求めることで、蒸発温度に関する関係式から得られる値、当該値の負の値、および、0を乗じて得られる3つの蒸発温度関係値を算出し、
3つの前記凝縮温度関係値と、3つの前記蒸発温度関係値と、の和の組合せのうち最小値となる組合せを特定し、
前記特定された組合せの前記凝縮温度関係値および前記蒸発温度関係値を、現状の前記凝縮温度および現状の前記蒸発温度にそれぞれ反映させることで、前記凝縮温度の制御目標値および前記蒸発温度の制御目標値をそれぞれ更新させつつ、
前記利用側熱交換器(45)が蒸発器として機能する場合には、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値となるように複数の前記第6アクチュエータを制御しつつ、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値となるように複数の前記第7アクチュエータを制御し、
前記利用側熱交換器(45)が凝縮器として機能する場合には、前記冷媒状態量取得手段によって取得される蒸発温度の現状値が更新された前記蒸発温度の制御目標値となるように複数の前記第7アクチュエータを制御しつつ、前記冷媒状態量取得手段によって取得される凝縮温度の現状値が更新された前記凝縮温度の制御目標値となるように複数の前記第6アクチュエータを制御する、
請求項7に記載の冷媒サイクルシステム。 - 前記制御部は、
現状の前記凝縮温度から変化させたと仮定した場合の、前記第6アクチュエータと前記第7アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和は、前記アクチュエータ毎の前記関係式について前記凝縮温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記凝縮温度を代入して得られる値を、前記アクチュエータ毎に求めて合計することにより算出し、
現状の前記蒸発温度から変化させたと仮定した場合の、前記第6アクチュエータと前記第8アクチュエータの入力エネルギの変化量の総和は、前記アクチュエータ毎の前記関係式について前記蒸発温度によって一次微分することで得られる式に現状の前記蒸発温度を代入して得られる値を、前記アクチュエータ毎に求めて合計することにより算出する、
請求項7から9のいずれかに記載の冷媒サイクルシステム。 - 前記制御部は、前記凝縮温度の制御目標値と前記蒸発温度の制御目標値を更新させた後、所定の待機条件を満たした場合に、前記凝縮温度の制御目標値と前記蒸発温度の制御目標値のさらなる更新を行う、
請求項7から10のいずれか1項に記載の冷媒サイクルシステム。
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