JP5479625B2 - Refrigeration cycle apparatus and refrigeration cycle control method - Google Patents
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
本発明は、空調運転(冷房運転、暖房運転)及び給湯運転を同時に実行することができる空調給湯複合システムに関し、給湯時に凝縮温度が所定値以上となった場合は、高温給湯状態であると判定して、圧縮機を凝縮温度制御、減圧機構を開度制御にそれぞれすることで、高圧過昇を抑制し、圧縮機の使用範囲内にて所定の給湯能力を得る空調給湯複合システムに関するものである。 The present invention relates to an air-conditioning and hot-water supply complex system capable of simultaneously executing an air-conditioning operation (cooling operation and heating operation) and a hot water supply operation, and determines that the hot water supply state is present when the condensation temperature becomes a predetermined value or higher during hot water supply. Then, by controlling the compressor with condensation temperature control and the decompression mechanism with opening control, respectively, it is related to an air conditioning and hot water supply combined system that suppresses high pressure overheating and obtains a predetermined hot water supply capacity within the compressor use range. is there.
従来から、熱源ユニット(室外機)に対して給湯ユニット(給湯機)を配管接続することによって形成した冷媒回路を搭載し、給湯運転をすることをできるようにした給湯対応のヒートポンプシステムがある。このような給湯システムにて給湯温度が高温(例えば60℃以上)となる場合では凝縮温度が上昇し、高圧圧力の過昇が発生するため、給湯能力の確保が困難である問題があった。そのため、従来からこの問題に対する取組みがなされている。(たとえば、特許文献1〜2参照)。
特許文献1に記載されているヒートポンプ風呂給湯機では減圧装置の弁開度を吐出温度もしくは吐出圧力のうちの一つを目標にして制御する。運転効率は減圧装置の弁開度に対して極大値をもち、運転効率が最大となる場合の吐出温度もしくは吐出圧力を制御目標値として設定する。制御目標値を風呂の浴槽温度、沸き上げ温度、水側入口温度、圧縮機周波数によって変更することで、浴槽温度、沸き上げ温度、水側入口温度、圧縮機周波数が変化しても高い運転効率を実現することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a heat pump system for hot water supply in which a refrigerant circuit formed by piping connection of a hot water supply unit (hot water heater) to a heat source unit (outdoor unit) is mounted so that a hot water supply operation can be performed. In such a hot water supply system, when the hot water supply temperature becomes high (for example, 60 ° C. or higher), the condensation temperature rises and the high pressure is excessively increased, which makes it difficult to ensure the hot water supply capacity. For this reason, efforts have been made for this problem. (For example, refer to
In the heat pump bath water heater described in
特許文献2に記載されているヒートポンプ給湯装置では給湯運転時に吐出圧力を監視し、吐出圧力が上昇した場合に膨張弁を吐出圧力制御にすることで、圧縮機の使用範囲を超えることなく運転を継続させることができる。
In the heat pump hot water supply apparatus described in
特許文献1に記載されているヒートポンプ風呂給湯機では運転効率が最大となるポイントの吐出温度もしくは吐出圧力のどちらか一つにて減圧装置を制御している。しかし、高温給湯の場合にて、かつ、給湯要求能力が高くて圧縮機周波数が高くなるケースでは、減圧装置は吐出圧力の上昇によらず、運転効率によって制御されているため、吐出圧力が上昇し、結果として凝縮温度過昇の可能性がある。
In the heat pump bath water heater described in
また、特許文献2に記載されているヒートポンプ給湯装置では、高温給湯の場合にて、かつ、給湯要求能力が高く、圧縮機周波数が高くなるケースでは、減圧装置のみの制御で高圧圧力の上昇を抑えることができない場合があり、結果として凝縮温度過昇となる。
Further, in the heat pump hot water supply apparatus described in
また、給湯ユニットに加えて利用ユニット(室内機)を配管接続することによって形成した冷媒回路を搭載し、空調運転及び給湯運転を同時に実行することができるようにした空調給湯複合システムにおいても、高温給湯時において空調負荷及び高温給湯の給湯要求が同時にある状態では、両方を満たす運転方法の確立が必要とされてくる。 In addition to the hot water supply unit, an air conditioning and hot water supply complex system equipped with a refrigerant circuit formed by connecting a utilization unit (indoor unit) with a pipe so that an air conditioning operation and a hot water supply operation can be performed simultaneously is also high temperature. When there is an air conditioning load and a hot water supply request for hot water supply at the time of hot water supply, it is necessary to establish an operation method that satisfies both.
本発明は、給湯時に凝縮温度が所定値以上となった場合は、高温給湯状態であると判定して、圧縮機を凝縮温度制御にして、かつ、減圧機構を開度制御にする。これにより、高温給湯時においても、凝縮温度の過昇を抑制し、圧縮機の使用範囲内にて給湯能力を確保することができる空調給湯複合システムを提供する。 In the present invention, when the condensing temperature becomes equal to or higher than a predetermined value during hot water supply, it is determined that the hot water is supplied, the compressor is set to condensing temperature control, and the decompression mechanism is set to open degree control. Thereby, even at the time of high temperature hot water supply, an excessive increase in the condensation temperature is suppressed, and an air conditioning and hot water supply combined system capable of ensuring hot water supply capability within the use range of the compressor is provided.
本発明の冷凍サイクル装置は、運転周波数の制御が可能な圧縮機と、第1の放熱器と、開度の制御が可能な第1の減圧機構と、第1の蒸発器とを有し、冷媒が圧縮機、第1の放熱器、第1の減圧機構、第1の蒸発器の順に循環する冷凍サイクル機構と、圧縮機の吐出側から第1の減圧機構の液側までの高圧圧力を検出する高圧圧力センサと、圧縮機の運転周波数の制御、及び第1の放熱器の過冷却度に基づく第1の減圧機構の開度の制御をする制御装置と、を備え、制御装置は、高圧圧力センサによって検出された高圧圧力に対応する第1の放熱器の凝縮温度が、予め設定された凝縮温度目標値以上のときには、凝縮温度と凝縮温度目標値との差に基づいて圧縮機の運転周波数を低下させる凝縮温度制御を実行し、第1の減圧機構の開度を、過冷却度に基づいて制御されている第1の減圧機構の開度の制御のときよりも大きくする開度制御を実行するものである。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention includes a compressor capable of controlling the operating frequency, a first radiator, a first decompression mechanism capable of controlling the opening degree, and a first evaporator. A refrigeration cycle mechanism in which the refrigerant circulates in the order of the compressor, the first radiator, the first decompression mechanism, and the first evaporator, and the high pressure from the discharge side of the compressor to the liquid side of the first decompression mechanism A high pressure sensor to detect, a control device for controlling the operating frequency of the compressor, and a control device for controlling the opening of the first pressure reducing mechanism based on the degree of supercooling of the first radiator, When the condensation temperature of the first radiator corresponding to the high pressure detected by the high pressure sensor is equal to or higher than a preset condensation temperature target value, the compressor temperature is determined based on the difference between the condensation temperature and the condensation temperature target value. Condensation temperature control is performed to lower the operating frequency, and the opening of the first pressure reducing mechanism is And executes the opening control to be larger than when the control of the opening degree of the first pressure reducing mechanism is controlled based on the cooling degree.
本発明により、高温給湯時においても、凝縮温度の過昇が抑制され、圧縮機の使用範囲内にて給湯能力を確保可能な冷凍サイクル装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a refrigeration cycle apparatus that suppresses an excessive increase in the condensation temperature even during high-temperature hot-water supply and can ensure hot-water supply capability within the use range of the compressor.
実施の形態1.
以下、図1〜図14を参照して、実施の形態1について説明する。
図1は、実施の形態1における空調給湯複合システム100(冷凍サイクル装置)の冷媒回路構成図である。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、この明細書では、数式に使用する記号で初めて文中にでてくるものには、[ ]の中にその記号の単位を書くことにする。そして、無次元(単位なし)の場合は、[−]と表記する。
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a refrigerant circuit configuration diagram of an air conditioning and hot water supply complex system 100 (refrigeration cycle apparatus) according to
図2は、空調給湯複合システム100の給湯ユニット304から給湯タンク305までの水の流れを示す概略図である。
図3は、空調給湯複合システム100の各種センサ、制御装置110の測定部101、演算部102、制御部103、記憶部104を示す概略図である。以下、図1〜図3を参照して、空調給湯複合システム100の構成を説明する。この空調給湯複合システム100は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、利用ユニット303において選択された冷房運転又は暖房運転と給湯ユニット304における給湯運転とを同時に処理することができる3管式のマルチシステム空調給湯複合システムである。この空調給湯複合システム100は、給湯ユニット304で給湯運転を行っている場合に、高温給湯時においても高圧圧力の過昇を抑制し、給湯能力を確保することができる空調給湯複合システムである。図1に冷媒回路構成を、図2に給湯ユニット304から給湯タンク305までの水回路構成を示す。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow of water from the hot
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating various sensors of the air-conditioning and hot water
<装置構成>
空調給湯複合システム100は、熱源ユニット301と、分岐ユニット302と、利用ユニット303a,303bと、給湯ユニット304と、給湯タンク305と、を有している。熱源ユニット301と分岐ユニット302とは、冷媒配管である液延長配管6と冷媒配管であるガス延長配管12とで接続されている。給湯ユニット304は一方が冷媒配管である給湯ガス延長配管15を介して熱源ユニット301に接続され、他方が冷媒配管である給湯液配管18を介して分岐ユニット302に接続されている。利用ユニット303a,303bと分岐ユニット302とは、冷媒配管である室内ガス配管11a,11bと冷媒配管である室内液配管8a,8bとで接続されている。また、給湯タンク305と給湯ユニット304とは水配管である水上流配管20と水配管である水下流配管21とで接続されている。
<Device configuration>
The combined air conditioning and hot
なお、実施の形態1では熱源ユニット1台、利用ユニット2台、給湯ユニット1台、給湯タンク305の1台が接続された場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、それぞれ図示している以上又は以下の台数を備えていてもよい。また、空調給湯複合システム100に用いられる冷媒はR410Aであるが、空調給湯複合システム100に用いられる冷媒はこれに限られたものではなく、その他にも例えば、R407C、R404AなどのHFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒、R22、R134aなどのHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)冷媒、CO2などの臨界圧力以上にて作動する冷媒、などでもよい。
In the first embodiment, a case where one heat source unit, two utilization units, one hot water supply unit, and one hot
また空調給湯複合システム100は図1に示すように制御装置110を備えている。制御装置110は、測定部101、演算部102、制御部103、記憶部104を備えている。
以下に説明する制御は、すべて制御装置110によって実行される。図1では、制御装置110は、熱源ユニット301に配置されているが、一例である。制御装置110が配置される場所は限定されない。
Moreover, the air-conditioning hot-water
All the control described below is executed by the
<熱源ユニット301の運転モード>
空調給湯複合システム100が実行可能な運転モードについて簡単に説明する。空調給湯複合システム100では、接続されている給湯ユニット304の給湯負荷、及び、利用ユニット303a,303bの冷房負荷又は暖房負荷の有無によって、熱源ユニット301の運転モードが決定されるようになっている。空調給湯複合システム100は、以下の5つの運転モードを実行することが可能である。
すなわち、
冷房運転モードA、
暖房運転モードB、
給湯運転モードC、
暖房給湯同時運転モードD、
冷房給湯同時運転モードE。
<Operation mode of
The operation modes that can be executed by the air conditioning and hot water
That is,
Cooling operation mode A,
Heating operation mode B,
Hot water supply operation mode C,
Heating and hot water simultaneous operation mode D,
Cooling and hot water simultaneous operation mode E.
(1)冷房運転モードAは、給湯要求信号(給湯要求ともいう)がなく、利用ユニット303a,303bが冷房運転を実行する場合の熱源ユニット301の運転モードである。
(2)暖房運転モードBは、給湯要求がなく、利用ユニット303a,303bが暖房運転を実行する場合の熱源ユニット301の運転モードである。
(3)給湯運転モードCは、空調負荷がなく、給湯ユニット304が給湯運転を実行する場合の熱源ユニット301の運転モードである。
(4)暖房給湯同時運転モードDは、利用ユニット303a,303bによる暖房運転と、給湯ユニット304による給湯運転との同時運転を実行する場合の熱源ユニット301の運転モードである。
(5)冷房給湯同時運転モードEは、利用ユニット303a,303bによる冷房運転と、給湯ユニット304による給湯運転との同時運転を実行する場合の熱源ユニット301の運転モードである。
(1) The cooling operation mode A is an operation mode of the
(2) The heating operation mode B is an operation mode of the
(3) Hot water supply operation mode C is an operation mode of the
(4) The heating / hot water simultaneous operation mode D is an operation mode of the
(5) Cooling and hot water simultaneous operation mode E is an operation mode of the
<利用ユニット303a,303b>
利用ユニット303a,303bは分岐ユニット302を介して、熱源ユニット301に接続している。利用ユニット303a,303bは、空調対象域に調和空気を吹き出すことができる場所(たとえば、屋内の天井への埋め込みや吊り下げ等により、又は、壁面への壁掛け等)に設置されている。利用ユニット303a,303bは、分岐ユニット302と液延長配管6及びガス延長配管12とを介して熱源ユニット301に接続されており、冷媒回路の一部を構成している。
<Use
The
利用ユニット303a,303bは、冷媒回路の一部を構成する室内側冷媒回路を備えている。この室内側冷媒回路は、利用側熱交換器としての室内熱交換器9a,9bにて構成されている。また、利用ユニット303a,303bには、室内熱交換器9a,9bの冷媒と熱交換した後の調和空気を室内等の空調対象域に供給するための室内送風機10a,10bが設けられている。
The
室内熱交換器9a,9bは、たとえば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成することができる。また、室内熱交換器9a,9bは、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、あるいは、二重管式熱交換器で構成してもよい。室内熱交換器9a,9bは、利用ユニット303a,303bが実行する運転モードが冷房運転モードAの場合では、冷媒の蒸発器として機能して空調対象域の空気を冷却し、暖房運転モードBの場合では冷媒の凝縮器(あるいは放熱器)として機能して空調対象域の空気を加熱するものである。
The
室内送風機10a,10bは、利用ユニット303a,303b内に室内空気を吸入させ、室内空気を室内熱交換器9a,9bで冷媒と熱交換させた後に、調和空気として空調対象域に供給する機能を有している。つまり、利用ユニット303a,303bでは、室内送風機10a,10bにより取り込まれる室内空気と室内熱交換器9a,9bを流れる冷媒との間で熱交換させることが可能となっている。室内送風機10a,10bは、室内熱交換器9a,9bに供給する調和空気の流量を可変することが可能なもので構成され、たとえば遠心ファンや多翼ファン等のファンと、このファンを駆動する、たとえば、DCファンモータからなるモータとを備えている。
The
また、利用ユニット303a,303bには、以下に示す各種センサが設けられている。
(1)室内熱交換器9a,9bの液側に設けられ、液冷媒の温度を検出する室内液温度センサ206a,206b;
(2)室内熱交換器9a,9bのガス側に設けられ、ガス冷媒の温度を検出する室内ガス温度センサ207a,207b;
(3)利用ユニット303a,303bの室内空気の吸入口側に設けられ、ユニット内に流入する室内空気の温度を検出する室内吸込温度センサ208a,208b;
In addition, the
(1) Indoor
(2) Indoor
(3) Indoor
なお、図3に示すように、室内送風機10a,10bの動作は、利用ユニット303a,303bの冷房運転モードA及び暖房運転モードBを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部103によって制御される。
As shown in FIG. 3, the operation of the
<給湯ユニット304>
給湯ユニット304は分岐ユニット302を介して、熱源ユニット301に接続している。図2に示すように、給湯ユニット304は、たとえば屋外等に設置された給湯タンク305に温水を供給し、給湯タンク305内の水を加熱して湯を沸き上げる機能を有している。給湯ユニット304のプレート水熱交換器16は、水下流配管21(水流入配管)が接続する接続部25(水流入配管接続部)と、水上流配管20(水流出配管)が接続する接続部26(水流出配管接続部)と、水下流配管21からの水が流入して水上流配管20へ流出する水配管27を備えている。また、給湯ユニット304は、一方が給湯ガス延長配管15を介して熱源ユニット301に接続されており、他方が給湯液配管18を介して分岐ユニット302に接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。
<Hot
The hot
給湯ユニット304は、冷媒回路の一部を構成する給湯側冷媒回路を備えている。この給湯側冷媒回路は、給湯側熱交換器としてのプレート水熱交換器16を要素機能として有している。また、給湯ユニット304には、プレート水熱交換器16の冷媒と熱交換した後の温水を給湯タンク305等に供給するための給水ポンプ17が設けられている。
The hot
プレート水熱交換器16は、給湯ユニット304が実行する給湯運転モードCにて、冷媒の凝縮器として機能し、給水ポンプ17にて供給される水を加熱するものである。給水ポンプ17は、給湯ユニット304内に水を供給して、水をプレート水熱交換器16で熱交換させて温水とした後に、給湯タンク305内に温水を供給して給湯タンク305内の水と熱交換させる機能を有している。つまり、給湯ユニット304では、給水ポンプ17により供給される水とプレート水熱交換器16を流れる冷媒とで熱交換させることが可能であり、かつ、給水ポンプ17により供給される水と給湯タンク305内の水と熱交換させることが可能となっている。また、プレート水熱交換器16に供給する水の流量を可変できるもので構成されている。
The plate
また、給湯ユニット304には、以下に示す各種センサが設けられている。
(1)プレート水熱交換器16の液側に設けられ、液冷媒の温度を検出する給湯液温度センサ209;
In addition, the hot
(1) A hot water supply
なお、給水ポンプ17の動作は、給湯ユニット304の給湯運転モードCを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部103によって制御される(図3参照)。
The operation of the water supply pump 17 is controlled by the
<給湯タンク305>
給湯タンク305はたとえば屋外に設置されており、給湯ユニット304により沸きあげられた湯を貯留する機能を有している。また、給湯タンク305は、一方が水上流配管20を介して給湯ユニット304に接続されており、他方が水下流配管21を介して給湯ユニット304に接続されており、空調給湯複合システム100における水回路の一部を構成している。給湯タンク305は満水式であり、使用者が湯を消費するとタンク上部より湯が出水し、その量に応じてタンク下部より市水が給水される。
<
The hot
給湯ユニット304にて給水ポンプ17により送水された水は、プレート水熱交換器16で冷媒により加熱されて温水となり、水上流配管20を経由して給湯タンク305内に流入する。温水は給湯タンク305の水に混合されることはなく、中間水としてタンク内にて水と熱交換をして冷水となる。その後、給湯タンク305を流出し、水下流配管21を経由して給湯ユニット304に再び流入して、給水ポンプ17にて再び送水された後プレート水熱交換器16にて温水となる。このようなプロセスにて給湯タンク305に湯が沸き上げられる。
The water supplied by the water supply pump 17 in the hot
なお、給湯タンク305の水の加熱方法は実施の形態1のような中間水による熱交換方式に限定されず、給湯タンク305の水を直接配管に流して、プレート水熱交換器16にて熱交換をさせて温水とし、再び給湯タンク305に戻す加熱方法にしてもよい。
The method for heating water in hot
また、給湯タンク305には、以下に示す各種センサが設けられている。
(1)給湯タンク305のタンク下部側面に設けられ、タンクの湯温を検出する給湯タンク水温センサ210;
The
(1) A hot water tank
<熱源ユニット301>
熱源ユニット301は、たとえば屋外に設置されており、液延長配管6とガス延長配管12と分岐ユニット302を介して利用ユニット303a,303bに接続されている。また、給湯ガス延長配管15、液延長配管6及び分岐ユニット302を介して給湯ユニット304に接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。
<
The
熱源ユニット301は冷媒回路の一部を構成する室外側冷媒回路を備えている。この室外側冷媒回路は冷媒を圧縮する圧縮機1と、室外運転モードに応じて冷媒の流れる方向を切換えるための2つの四方弁(第1四方弁2、第2四方弁13)と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器3と、余剰冷媒を貯留するためのアキュムレータ14と、を要素機器として有している。また、熱源ユニット301は、室外熱交換器3に空気を供給するための室外送風機4と、熱源側減圧機構として冷媒の分配流量を制御するための室外減圧機構5、とで構成されている。
The
圧縮機1は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。実施の形態1に搭載される圧縮機1は、運転容量を可変することが可能なものであり、たとえば、インバータにより制御されるモータ(図示省略)によって駆動される容積式圧縮機で構成されている。実施の形態1では、圧縮機1が1台のみである場合を例に示しているが、これに限定されず、利用ユニット303a,303b及び給湯ユニット304の接続台数等に応じて、2台以上の圧縮機1が並列に接続されたものであってもよい。また、圧縮機1に接続している吐出側配管は、途中で分岐されており、一方が第2四方弁13を介してガス延長配管12に接続され、他方が第1四方弁2を介して給湯ガス延長配管15に、それぞれ接続されている。
The
第1四方弁2及び第2四方弁13は、熱源ユニット301の運転モードによって冷媒の流れの方向を切換える流路切換装置としての機能を有している。
図4は、運転モードに対する四方弁の動作内容を示す図である。図4に表示されている「実線」及び「破線」は、図1に示している第1四方弁2と第2四方弁13の切換え状態を表している「実線」及び「破線」を意味している。
The first four-
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation content of the four-way valve with respect to the operation mode. “Solid line” and “broken line” displayed in FIG. 4 mean “solid line” and “broken line” indicating the switching state of the first four-
第1四方弁2は冷房運転モードAの場合では、「実線」となるように切換えられる。つまり、冷房運転モードAの場合では、室外熱交換器3を圧縮機1において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させるために、圧縮機1の吐出側と室外熱交換器3のガス側とを接続するように切換えられる。また、暖房運転モードB、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD又は冷房給湯同時運転モードEの場合では、第1四方弁2は「破線」となるように切換えられる。つまり、暖房運転モードB、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD又は冷房給湯同時運転モードEの場合では、室外熱交換器3を冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機1の吐出側とプレート水熱交換器16のガス側とを接続するとともに圧縮機1の吸入側を室外熱交換器3のガス側とを接続するように切換えられる。
In the case of the cooling operation mode A, the first four-
第2四方弁13は冷房運転モードA、給湯運転モードC又は冷房給湯同時運転モードEの場合では、「実線」となるように切換えられる。つまり、冷房運転モードA又は冷房給湯同時運転モードEの場合では、室内熱交換器9a,9bを圧縮機1において圧縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、また、給湯運転モードCでは利用ユニット303a,303bに冷媒が流れないように、圧縮機1の吸入側と室内熱交換器9a,9bのガス側とを接続するように切換えられる。また、暖房運転モードB、給湯運転モードC及び暖房給湯同時運転モードDの場合では、「破線」となるように切換えられる。つまり、暖房運転モードB、給湯運転モードC及び暖房給湯同時運転モードDの場合では、室内熱交換器9a,9bを冷媒の凝縮器として機能させるために、圧縮機1の吐出側と室内熱交換器9a,9bのガス側とを接続するように切換えられる。
In the case of the cooling operation mode A, the hot water supply operation mode C, or the cooling hot water supply simultaneous operation mode E, the second four-
室外熱交換器3は、ガス側が第1四方弁2に接続され、液側が室外減圧機構5に接続されている。室外熱交換器3は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成することができる。また、室外熱交換器3は、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、あるいは、二重管式熱交換器で構成してもよい。室外熱交換器3は、冷房運転モードAでは冷媒の凝縮器として機能して冷媒を冷却するものであり、暖房運転モードB、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD及び冷房給湯同時運転モードEでは冷媒の蒸発器として機能して冷媒を加熱するものである。
The
室外送風機4は、熱源ユニット301内に室外空気を吸入して、室外空気を室外熱交換器3にて熱交換した後に、室外に排出する機能を有している。つまり、熱源ユニット301では、室外送風機4により取り込まれる室外空気と室外熱交換器3を流れる冷媒とで熱交換させることが可能になっている。室外送風機4は、室外熱交換器3に供給する空気の流量を可変することが可能なもので構成され、プロペラファン等のファンと、このファンを駆動する、例えば、DCファンモータからなるモータとを備えている。
The outdoor blower 4 has a function of sucking outdoor air into the
アキュムレータ14は、圧縮機1の吸入側に設けられ、空調給湯複合システム100に異常が発生した時や運転制御の変更の際に伴う運転状態の過渡応答時において、液冷媒を貯留して圧縮機1への液バックを防ぐ機能を有している。
The
また、熱源ユニット301には、以下に示す各種センサが設けられている。
(1)圧縮機1の吐出側に設けられ、高圧側圧力を検出する高圧圧力センサ201;
(2)圧縮機1の吐出側に設けられ、吐出温度を検出する吐出温度センサ202;
(3)室外熱交換器3のガス側に設けられ、ガス冷媒温度を検出する室外ガス温度センサ203;
(4)室外熱交換器3の液側に設けられ、液冷媒の温度を検出する室外液温度センサ204;
(5)熱源ユニット301の室外空気の吸入口側に設けられ、ユニット内に流入する室外空気の温度を検出する外気温度センサ205;
In addition, the
(1) A high-
(2) A
(3) An outdoor
(4) An outdoor
(5) An outdoor
なお、圧縮機1、第1四方弁2、室外送風機4、室外減圧機構5、第2四方弁13の動作は、冷房運転モードA、暖房運転モードB、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD、冷房給湯同時運転モードCを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部103によって制御される。
The operations of the
<分岐ユニット302>
分岐ユニット302は、たとえば屋内に設置され、液延長配管6とガス延長配管12を介して熱源ユニット301とに接続され、室内液配管8a,8bと室内ガス配管11a,11bとを介して利用ユニット303a,303bと接続され、給湯液配管18とを介して給湯ユニット304に接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。分岐ユニット302は、利用ユニット303a,303b及び給湯ユニット304に要求されている運転に応じて冷媒の流れを制御する機能を有している。
<Branching
The
分岐ユニット302は、冷媒回路の一部を構成する分岐冷媒回路を備えている。この分岐冷媒回路は利用側減圧機構として冷媒の分配流量を制御するための室内減圧機構7a,7bと、冷媒の分配流量を制御するための給湯減圧機構19と、を要素機器として有している。
The
室内減圧機構7a,7bは室内液配管8a,8bに設けられている。また、給湯減圧機構19は分岐ユニット302内における給湯液配管18に設けられている。室内減圧機構7a,7bは減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷房運転モードAにおいて液延長配管6を流れる冷媒を減圧して、冷房給湯同時運転モードEにおいて給湯減圧機構19を流れる冷媒を減圧して膨張させる。また、暖房運転モードB及び暖房給湯同時運転モードDでは室内液配管8a,8bを流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。給湯減圧機構19は減圧弁や膨張弁としての機能を有し、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードDにおいて給湯液配管18を流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。室内減圧機構7a,7b及び給湯減圧機構19は開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による精密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段で構成するとよい。
The
なお、給湯減圧機構19の動作は、図3に示すように、給湯ユニット304の給湯運転モードCを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御装置110の制御部103によって制御される。また、室内減圧機構7a,7bの動作は、利用ユニット303a,303bの冷房運転モードA及び暖房運転モードBを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部103によって制御される。
The operation of the hot water
<制御装置110>
また、図3に示すように、各種温度センサ、圧力センサによって検知された各諸量は、測定部101に入力され、演算部102にて処理される。そして制御部103は、演算部102の処理結果に基づき、圧縮機1と、第1四方弁2と、室外送風機4と、室外減圧機構5と、室内減圧機構7a,7bと、室内送風機10,10bと、第2四方弁13と、給水ポンプ17と、給湯減圧機構19と、を制御するようになっている。つまり、測定部101、演算部102、及び制御部103を備えた制御装置110によって、空調給湯複合システム100の運転操作が統括制御される。なお、制御装置110は、マイクロコンピュータで構成することができる。以下の実施の形態で説明する計算式は演算部102によって計算され、制御部103はその演算結果に従って、圧縮機1等の各機器を制御する。また記憶部104には、演算部102で使用するデータや、演算結果などが記憶される。
<
As shown in FIG. 3, various amounts detected by various temperature sensors and pressure sensors are input to the
具体的には、リモコンを介した運転モード(例えば利用ユニット303の冷房運転を要求する冷房要求信号)や、後述する給湯要求信号や、設定温度等の指示及び各種センサでの検出情報に基づいて、
制御部103は、
圧縮機1の運転周波数、
第1四方弁2の切換え、
室外送風機4の回転数(ON/OFF含む)、
室外減圧機構5の開度、
室内減圧機構7a,7bの開度、
室内送風機10a,10bの回転数(ON/OFF含む)、
第2四方弁13の切換え、
給水ポンプ17の回転数(ON/OFF含む)、
給湯減圧機構19の開度を制御し、
各運転モードを実行する。
なお、測定部101、演算部102及び制御部103は一体的に設けられてもよく、別々に設けられてもよい。また、測定部101、演算部102及び制御部103は、いずれのユニットに設けられるようにしてもよい。さらに、測定部101、演算部102及び制御部103は、ユニット毎に設けるようにしてもよい。
Specifically, based on an operation mode (for example, a cooling request signal for requesting cooling operation of the use unit 303) via a remote controller, a hot water supply request signal described later, an instruction such as a set temperature, and detection information from various sensors. ,
The
The operating frequency of the
Switching of the first four-
Number of rotations of outdoor fan 4 (including ON / OFF)
Opening degree of the outdoor decompression mechanism 5,
Openings of the indoor
Number of rotations (including ON / OFF) of the
Switching of the second four-
The rotation speed of the water supply pump 17 (including ON / OFF),
Controlling the opening of the hot water supply
Execute each operation mode.
Note that the
<運転モード>
空調給湯複合システム100は、利用ユニット303a,303bに要求される空調負荷及び給湯ユニット304に要求される給湯要求に応じて、熱源ユニット301、分岐ユニット302及び利用ユニット303a,303b、給湯ユニット304に搭載されている各機器の制御を行う。この制御によって、空調給湯複合システム100は、冷房運転モードA、暖房運転モードB、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD、冷房給湯同時運転モードE、を実行する。
<Operation mode>
In accordance with the air conditioning load required for the
冷房給湯同時運転モードEではさらに給湯ユニット304の給湯要求信号によって圧縮機1の運転周波数を制御する「給湯優先モード」と、利用ユニット303a,303bの冷房負荷によって圧縮機1の運転周波数を制御する「冷房優先モード」がある。給湯要求信号は給湯タンク305内に貯留されている水温が設定給湯温度未満の場合に、給湯ユニット304によって出力される。給湯要求信号が出力された場合、制御部103は、冷房負荷及び暖房負荷は室内吸込温度と室内設定温度の差温(室内差温)から推測し、室内差温が大きいほど冷房負荷及び暖房負荷が大きいとして制御する。
In the cooling hot water supply simultaneous operation mode E, the “hot water supply priority mode” in which the operation frequency of the
<動作>
空調給湯複合システム100が行う冷房運転モードA、暖房運転モードB、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD、冷房給湯同時運転モードEの具体的な冷媒流れ方法及び各の通常制御方法を説明する。各運転モードにおける四方弁の動作は図4に示す通りである。なお、給湯運転モードC、暖房給湯同時運転モードD、冷房給湯同時運転モードEでは、通常制御方法に加えて高温給湯時の制御動作方法も合わせて示す。
<Operation>
Specific refrigerant flow methods and normal control methods of the cooling operation mode A, the heating operation mode B, the hot water supply operation mode C, the heating and hot water simultaneous operation mode D, and the cooling and hot water simultaneous operation mode E performed by the combined air conditioning and hot
[冷房運転モードA]
冷房運転モードでは、給湯減圧機構19は全閉である。冷房運転モードAでは第1四方弁2が実線で示される状態、すなわち、圧縮機1の吐出側が室外熱交換器3のガス側に接続された状態となっている。また、第2四方弁13が実線で示される状態、すなわち、圧縮機1の吸入側がガス延長配管12を経由して室内熱交換器9a,9bに接続される状態となっている。
[Cooling operation mode A]
In the cooling operation mode, the hot water supply
この冷媒回路の状態で、圧縮機1、室外送風機4、室内減圧機構7a,7bを起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機1に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第1四方弁2を経由して、室外熱交換器3に流入し、室外送風機4によって供給される室外空気と熱交換を行なって凝縮され、高圧の液冷媒となる。室外熱交換器3から流出後、室外減圧機構5に流れ、減圧後、液延長配管6を経由して分岐ユニット302に流入する。この時、室外減圧機構5は最大開度に制御されている。分岐ユニット302に流入した冷媒は室内減圧機構7a,7bにて減圧され、低圧の気液二相の冷媒となった後、分岐ユニット302を流出し、室内液配管8a,8bを経由して利用ユニット303a,303bに流入する。
In the state of the refrigerant circuit, the
利用ユニット303a,303bに流入した冷媒は室内熱交換器9a,9bに流入し、室内送風機10a,10bによって供給される室内空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。ここで、室内減圧機構7a,7bは、利用ユニット303a,303bにおいて、室内吸込温度センサ208a、208bにより検出される室内吸込温度から設定温度を引いた温度差(冷房室内温度差)がなくなるように制御される。そのため、室内熱交換器9a,9bには、利用ユニット303a,303bが設置された空調空間において要求される冷房負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
The refrigerant that has flowed into the
室内熱交換器9a,9bを流出した冷媒は、利用ユニット303a,303bを流出し、室内ガス配管11a,11b及び分岐ユニット302を経由してからガス延長配管12に流れ、第2四方弁13を経由してアキュムレータ14を通過し、再び圧縮機1に吸入される。
The refrigerant that has flowed out of the
なお、圧縮機1の運転周波数は、蒸発温度が所定値となるように制御部103により制御されている。ここで、蒸発温度の所定値は室内液温度センサ206a,206bにより検出される温度である。蒸発温度の所定値は利用ユニット303a,303bのうち、室内吸込温度センサ208a、208bにより検出される室内吸込温度から設定温度を引いた温度差(冷房室内温度差)が最大の利用ユニット303a,303bの温度差にて求められる。
図5は、圧縮機制御において、冷房室内最大温度差からの蒸発温度目標値の決定方法を示す図である。具体的には図5に示したように、冷房室内最大温度差ΔTje[―]から対応する範囲の蒸発温度目標値を設定する。各冷房室内最大温度差範囲における蒸発温度目標値A1〜A4は試験等により決定される。また、室外送風機4の風量は、外気温度センサ205により検出される外気温度に応じて凝縮温度が所定値となるように制御部103により制御されている。ここで、凝縮温度は高圧圧力センサ201から検出される圧力により演算される飽和温度である。
The operation frequency of the
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for determining the evaporation temperature target value from the maximum temperature difference in the cooling chamber in the compressor control. Specifically, as shown in FIG. 5, a target evaporation temperature value in a corresponding range is set from the maximum temperature difference ΔTje [−] in the cooling chamber. Evaporation temperature target values A1 to A4 in each cooling chamber maximum temperature difference range are determined by tests or the like. Further, the air volume of the outdoor blower 4 is controlled by the
[暖房運転モードB]
暖房運転モードでは、給湯減圧機構19(第1の減圧機構)は全閉である。よって、第1四方弁2及び給湯ユニット304には冷媒は流れない。暖房運転モードBでは、第1四方弁2が破線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側がプレート水熱交換器16(第1の放熱器)のガス側に接続され、圧縮機1の吸入側が室外熱交換器3(第1の蒸発器)のガス側に接続される。また、第2四方弁13が破線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側が室内熱交換器9a,9bのガス側に接続される。
[Heating operation mode B]
In the heating operation mode, the hot water supply decompression mechanism 19 (first decompression mechanism) is fully closed. Therefore, no refrigerant flows through the first four-
この冷媒回路の状態で、圧縮機1、室外送風機4、室内送風機10a,10b、給水ポンプ17、を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機1に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第2四方弁13を流れる。
In the state of this refrigerant circuit, the
第2四方弁13に流入した冷媒は、熱源ユニット301より流出し、ガス延長配管12を経由し、分岐ユニット302へと流れる。その後、室内ガス配管11a,11b経由して利用ユニット303a,303bに流入する。利用ユニット303a,303bに流入した冷媒は、室内熱交換器9a,9bに流入し、室内送風機10a,10bによって供給される室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、室内熱交換器9a,9bを流出する。室内熱交換器9a,9bにて室内空気を加熱した冷媒は、利用ユニット303a,303bより流出し、室内液配管8a,8bを経由して分岐ユニット302に流入し、室内減圧機構7a,7bにより減圧され、低圧の気液二相又は液相の冷媒となる。その後、分岐ユニット302より流出する。
The refrigerant flowing into the second four-
室内減圧機構7a,7bは、利用ユニット303a,303bにおいて、室内吸込温度センサ208a、208bにより検出される室内吸込温度から室内設定温度を引いた温度差(暖房室内温度差)がなくなるように制御される。そのため、室内熱交換器9a,9bには、利用ユニット303a,303bが設置された空調空間において要求される暖房負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
The
分岐ユニット302を流出した冷媒は液延長配管6を経由して熱源ユニット301に流入し、室外減圧機構5を通過後、室外熱交換器3に流入する。なお、室外減圧機構5の開度は全開に制御されている。室外熱交換器3に流入した冷媒は、室外送風機4によって供給される室外空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。この冷媒は、室外熱交換器3から流出した後、第1四方弁2を経由して、アキュムレータ14を通過後、再び圧縮機1に吸入される。
The refrigerant that has flowed out of the
なお、圧縮機1の運転周波数は、凝縮温度が目標値となるように制御部103により制御されている。凝縮温度の求め方は冷房運転の場合と同様である。凝縮温度の目標値は利用ユニット303a,303bのうち、室内吸込温度センサ208a、208bにより検出される室内吸込温度から室内設定温度を引いた温度差(暖房室内温度差)が最大の利用ユニット303a,303bの暖房室内温度差にて決定される。
図6は、圧縮機制御において、暖房室内最大温度差からの凝縮温度目標値の決定方法を示す図である。具体的には図6に示したように、暖房室内最大温度差ΔTjc[―]から対応する範囲の凝縮温度目標値を設定する。各暖房室内最大温度差範囲における凝縮温度目標値B1〜B4は試験等により決定される。また、室外送風機4の風量は外気温度センサ205により検出される外気温度に応じて蒸発温度が所定値となるように制御部103により制御されている。ここで、蒸発温度は室外液温度センサ204により検出される温度により求められる。
Note that the operating frequency of the
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for determining the condensation temperature target value from the maximum temperature difference in the heating chamber in the compressor control. Specifically, as shown in FIG. 6, a condensing temperature target value in a corresponding range is set from the heating room maximum temperature difference ΔTjc [−]. Condensation temperature target values B1 to B4 in each heating room maximum temperature difference range are determined by a test or the like. Further, the air volume of the outdoor blower 4 is controlled by the
[給湯運転モードC]
給湯運転モードCでは、第1四方弁2が破線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側がプレート水熱交換器16のガス側に接続され、圧縮機1の吸入側が室外熱交換器3のガス側に接続される。また、第2四方弁13が実線示される状態、圧縮機1の吸入側がガス延長配管12を経由して室内熱交換器9a,9bに接続される状態となっている。
[Hot water supply operation mode C]
In the hot water supply operation mode C, the state where the first four-
この冷媒回路の状態で、圧縮機1、室外送風機4、室内送風機10a,10b、給水ポンプ17、を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機1に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第1四方弁2を流れる。
In the state of this refrigerant circuit, the
第1四方弁2に流入した冷媒は、熱源ユニット301から流出し、給湯ガス延長配管15を経由して給湯ユニット304に流入する。給湯ユニット304に流入した冷媒は、プレート水熱交換器16に流入し、給水ポンプ17によって供給される水と熱交換を行なって凝縮され、高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器16から流出する。プレート水熱交換器16で水を加熱した冷媒は、給湯ユニット304を流出後、給湯液配管18を経由して分岐ユニット302に流入し、給湯減圧機構19により減圧され、低圧の気液二相の冷媒となる。その後、冷媒は分岐ユニット302より流出し、液延長配管6を介して熱源ユニット301に流入する。
The refrigerant flowing into the first four-
給湯運転モードでは、給湯減圧機構19は、プレート水熱交換器16の液側の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部103により制御される。プレート水熱交換器16の液側の過冷却度は、高圧圧力センサ201(高圧圧力センサ)により検出される圧力(高圧圧力)から飽和温度(算出凝縮温度)を演算(算出)し、給湯液温度センサ209により検出される温度を差し引くことによって求められる。給湯減圧機構19は、プレート水熱交換器16の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるように、プレート水熱交換器16を流れる冷媒の流量を制御している。このため、プレート水熱交換器16において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。このように、プレート水熱交換器16には、給湯ユニット304が設置された施設の湯の利用状況において要求される給湯要求に応じた流量の冷媒が流れている。
In the hot water supply operation mode, the hot water
分岐ユニット302を流出した冷媒は液延長配管6を経由して熱源ユニット301に流入し、室外減圧機構5を通過後、室外熱交換器3に流入する。なお、室外減圧機構5の開度は全開に制御されている。室外熱交換器3に流入した冷媒は、室外送風機4によって供給される室外空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。この冷媒は、室外熱交換器3から流出した後、第1四方弁2を経由して、アキュムレータ14を通過後、再び圧縮機1に吸入される。
The refrigerant that has flowed out of the
なお、圧縮機1の運転周波数は高くするように制御部103により制御されている。すなわち給湯運転の場合は、制御装置110は、給湯タンク水温センサ210により検出される給湯要求信号に応答して、給湯タンク305内の水温を設定給湯温度にできるだけ短時間で上昇させようとするために、高い給湯能力を確保する。また、室外送風機4の風量は外気温度センサ205により検出される外気温度に応じて蒸発温度が所定値となるように制御部103により制御されている。ここで、蒸発温度は室外液温度センサ204により検出される温度である。
Note that the
給湯温度が高温(例えば60℃)となる場合はプレート水熱交換器16の入口水温(接続部25に流入する水温)も高くなり、凝縮温度も上昇する。この場合に圧縮機1の運転周波数を高く制御すると、高圧圧力が上昇し、圧縮機1の適正運転範囲外となる。そのため、高圧圧力センサ201の検出値から演算された凝縮温度が上昇の上限値(例えば60℃)に達した場合には、圧縮機1を式(1)及び式(2)にて示す凝縮温度制御とすることで、凝縮温度の上昇を防止する。
When the hot water supply temperature is high (for example, 60 ° C.), the inlet water temperature of the plate water heat exchanger 16 (water temperature flowing into the connecting portion 25) is also increased, and the condensation temperature is also increased. In this case, if the operating frequency of the
ここで、
Fm:圧縮機1の目標運転周波数[Hz]、
F:圧縮機1の現在の運転周波数[Hz]、
ΔF:圧縮機1の運転周波数変更量[Hz]、
CTm:凝縮温度目標値[℃]、
CT:算出凝縮温度[℃]、
kcT,comp:圧縮機周波数変更ゲイン補正[―]。
凝縮温度目標値CTmには、例えば圧縮機1の使用適正範囲として許容可能な凝縮温度の最大値(例えば60℃)とする。凝縮温度CTは、高圧圧力センサ201より検出される圧力から演算される飽和温度である。圧縮機周波数変更ゲイン補正kcT,compは試験やシミュレーションにより凝縮温度CTが凝縮温度目標値CTmから上昇せず、かつ急激な周波数ダウンとならない程度の大きさに設定する。実施の形態1では高圧圧力センサ201は圧縮機1と第1四方弁2の間に設けられているが、これに限定されず、冷凍サイクルの高圧側の位置となる圧縮機1の吐出側から給湯減圧機構19の液側の間ならばいずれの位置に設けられても良い。ここで、高圧圧力センサ201が第1四方弁2から給湯減圧機構19の液側の間に設置された場合は暖房運転モードBにて凝縮温度を求めるために、圧縮機1と第2四方弁13の間に別の圧力センサを設置する。
here,
Fm: target operating frequency [Hz] of the
F: Current operating frequency [Hz] of the
ΔF: operation frequency change amount [Hz] of the
CTm: condensation temperature target value [° C.]
CT: calculated condensation temperature [° C.]
k cT, comp : compressor frequency change gain correction [-].
The condensation temperature target value CTm is, for example, the maximum value (for example, 60 ° C.) of the condensation temperature that is allowable as an appropriate use range of the
高温給湯にて算出凝縮温度CTが凝縮温度目標値CTmに達した場合には、CT>CTmとなる。そのときには、式(1)、式(2)により、圧縮機1の運転周波数のダウンとなり、凝縮温度CTが凝縮温度目標値CTmより高くなるのを防ぐことができる。ここで、圧縮機1の運転周波数が低くなると、給湯能力が減少する。そこで、給湯能力の減少量を調整するため、所定の給湯能力が確保できるように、減圧機構開度の開度制御を行う。本実施の形態1では給湯減圧機構19の開度を制御する。具体的には式(3)、式(4)にて給湯減圧機構19の開度制御を行い、所定の給湯能力が確保できるような開度に制御する。
When the calculated condensation temperature CT reaches the condensation temperature target value CTm with high-temperature hot water supply, CT> CTm. At that time, the operating frequency of the
ここで、
Sj:開度変更後の減圧機構開度[pulse]、
Sj−1:現在の減圧機構開度[pulse]、
ΔSj:減圧機構開度変更量[pulse]、
Sjm:減圧機構開度目標(減圧機構開度目標値という場合もある)[pulse]、である。
here,
S j : Depressurization mechanism opening [pulse] after opening change,
S j-1 : Current decompression mechanism opening [pulse],
ΔS j : Depressurization mechanism opening change amount [pulse],
S j m: Depressurization mechanism opening target (also referred to as depressurization mechanism opening target value) [pulse].
減圧機構開度目標Sjm[pulse]は、以下のように開発段階にて決定することができる。
図7は開度目標と、給湯能力及び運転効率との関係を示す図である。図7(a)は、給湯減圧機構19の開度に対する、プレート水熱交換器16の給湯能力を示す。横軸は給湯減圧機構19の開度であり、縦軸はプレート水熱交換器16の給湯能力目標値である。図7(b)は、給湯減圧機構19の開度に対する、運転効率(COP)を示す。横軸は給湯減圧機構19の開度であり、縦軸は運転効率である。高温給湯にて入口水温が高くなり、圧縮機1にて凝縮温度制御を行う場合、給湯減圧機構19の開度に対してプレート水熱交換器16の給湯能力、運転効率(COP)は図7(a),(b)に示す変化となる。給湯減圧機構19の開度が大きくなるほど、圧縮機1の運転周波数が高くなるため、給湯能力は増加する。逆に運転効率は低下する。減圧機構開度目標Sjmは、最低限確保したい給湯能力を実現する開度として図7より決定することができる。すなわち、開度目標値は、プレート水熱交換器16(第1の放熱器)の給湯能力(放熱能力)の目標値に対応して、設定する。減圧機構開度目標Sjm、は開発時に試験やシミュレーションにより決定する。また、給湯温度が高温となり、入口水温が高くなるほど(つまりCT>CTmにおいてCTが大きくなるほど)、圧縮機1の凝縮温度制御(式(1)、式(2))によって、圧縮機1の運転周波数が低くなり、給湯能力が低下する。そのため、入口水温が最も高くなる場合において開度目標を決定する。入口水温の推定は、例えば、給湯温度の最大値が60℃であり、定格の給湯能力にてプレート水熱交換器16の入口水温と出口水温との温度差が5℃となるような水流量が流れているとする。この場合、給湯温度は60℃のため、出口水温は60℃となり、入口水温は55℃となる。つまり、最も高い入口水温は55℃となる。入口水温が低くなる分には給湯能力は増加するので、入口水温が最も高くなる場合にて開度目標を決定することで最低限の給湯能力(プレート水熱交換器16の放熱能力)を確保することが可能となる。また、図7から分かるように、給湯能力目標を小さくして、開度目標Sjmを小さくすることによって、運転効率を高めることができる。
なおプレート水熱交換器16の給湯能力の目標値は、水下流配管21からプレート水熱交換器16の水配管に流入する水の入口水温の設計上の上限値に対応して、設定するようにしてもよい。
The decompression mechanism opening target S j m [pulse] can be determined at the development stage as follows.
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the opening degree target, the hot water supply capacity, and the operation efficiency. FIG. 7A shows the hot water supply capacity of the plate
The target value of the hot water supply capacity of the plate
上記にて説明した減圧機構開度目標Sjmにて実機にて運用した場合、圧縮機1は凝縮温度制御となっており、圧縮機1の運転周波数によらず、減圧機構開度目標Sjmは一定値として運転される。そのため、入口水温が55℃では最低限の給湯能力確保できており、入口水温が54℃、53℃と低い場合では、圧縮機運転周波数を高くすることとなる。給湯能力は圧縮機1の運転周波数に比例して増加するため、したがって、入口水温が低い場合は給湯能力が過剰となり、給湯完了時間を短縮できるものの運転効率の悪化を招く。給湯能力を最低限確保できればなるべく高い運転効率にて給湯を行うことが望ましい。そのため、入口水温が54℃、53℃と低い場合には給湯減圧機構19の開度を小さくして、給湯能力の過剰を抑制し、最低限の給湯能力を確保できるようにするようにしてもよい。給湯減圧機構19の開度を小さくすることによって給湯減圧機構19の差圧が増加し、凝縮温度上昇の方向となるため、圧縮機1の運転周波数は低くなる。
When operating in the actual machine with the pressure reduction mechanism opening target S j m described above, the
図8は、給湯減圧機構開度目標値を圧縮機周波数によって変更する制御を実施する場合の試験を示す図である。具体的に実施方法を説明するため図8に試験内容を示す。先ほど説明した開発段階にて減圧機構開度目標を決める場合に、入口水温が最も高い55℃の場合に加えて54℃、53℃、の入口水温にて試験を実施し、圧縮機1が凝縮温度制御(凝縮温度目標を例えば60℃とする)している場合の最低限確保したい給湯能力を実現する開度の減圧機構開度目標Sjmをそれぞれ求める。この時に圧縮機周波数Fも記録しておき、試験による取得点から圧縮機周波数Fに対する減圧機構開度目標Sjmの関数f(F)を作成する。なお、減圧機構開度目標Sjmの関数は試験する入口水温の点を多くするほど高精度に求めることが可能である。また、入口水温が低いほど、圧縮機1の運転周波数が高くなり、冷媒流量が多くなるため、減圧機構開度目標Sjmも大きくなる。実機運転では、圧縮機1が凝縮温度制御となった場合に、開発時に作成した、式(5)に示す関数f(F)により、減圧機構開度目標Sjmを決定する。制御装置110は、下記の式(5)を記憶部104に周波数/開度対応情報として格納している。
FIG. 8 is a diagram showing a test in the case of performing control for changing the hot water supply pressure reducing mechanism opening target value according to the compressor frequency. The test contents are shown in FIG. 8 in order to specifically explain the implementation method. When determining the opening degree of the pressure reduction mechanism at the development stage explained earlier, in addition to the case where the inlet water temperature is 55 ° C, which is the highest, the test is performed at the inlet water temperature of 54 ° C and 53 ° C, and the
このように動作させるようにすることで最低限の給湯能力を確保しつつ高い運転効率を実現することができる。 By making it operate | move in this way, high operating efficiency is realizable, ensuring the minimum hot_water | molten_metal supply capability.
図9は、外気温度と開度目標値の関係を示す図である。また、図9に示すように、外気温度が高くなると、低圧側圧力が上昇し、高圧側圧力も上昇するため、圧縮機1の運転周波数が低くなり、給湯能力を確保するための開度目標値Sjmも増加する。外気温度に応じて開度目標Sjmを変更することで、外気温度が上昇する場合など、外気温度の変化に対して常に一定の給湯能力を確保することが可能となる。
制御装置110は、記憶部104に図9に示す外気温度と開度目標値の関係を、外気温度/開度対応情報として格納する。そして、制御装置110の制御部103は、凝縮温度制御と開度制御とを並行して実行している場合に、外気温度/開度対応情報を参照することにより、外気温度センサ205によって検出された外気温度に対応する開度目標値を外気温度/開度対応情報から特定し、特定された開度目標値を開度制御の開度目標値として採用する。
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the outside air temperature and the opening target value. As shown in FIG. 9, when the outside air temperature increases, the low-pressure side pressure increases and the high-pressure side pressure also increases. Therefore, the operating frequency of the
The
これまで、減圧機構開度目標Sjmの決定において、開発試験段階にて給湯能力が一定となるように開度目標を決定していた。しかしながら、実機では減圧機構にはそれぞれ個体差が存在し、同じ減圧機構開度だとしても、給湯能力が一定とならない場合がある。この問題に対しては次の様な構成とすることができる。実機運転中の運転状態から給湯能力を直接求め、求めた給湯能力を用いて「目標とする一定の給湯能力」を最低限確保できるような減圧機構開度目標を設定することで、減圧機構の個体差のズレ又は経年劣化による、給湯能力のズレを防止し、予期せぬ給湯能力の低下を防止できる。 Up to now, in the determination of the pressure reduction mechanism opening target S j m, the opening target has been determined so that the hot water supply capacity is constant in the development test stage. However, there are individual differences in the decompression mechanism in the actual machine, and even with the same decompression mechanism opening, the hot water supply capacity may not be constant. The following configuration can be adopted for this problem. By directly determining the hot water supply capacity from the operating state during actual machine operation and using the calculated hot water supply capacity to set the target of the pressure reduction mechanism opening so that a `` target constant hot water supply capacity '' can be secured at a minimum, It is possible to prevent deviations in hot water supply capacity due to individual differences or aging deterioration, and to prevent an unexpected decrease in hot water supply capacity.
図10は、給湯能力Qcと、蒸発能力Qe及び圧縮機入力Wとの関係を示す図である。具体的な実施方法としては以下の通りである。室外熱交換器3の蒸発能力と圧縮機1の入力との合計が、プレート水熱交換器16の給湯能力となる。このため、室外熱交換器3の蒸発能力と、圧縮機1の入力(圧縮機1による、冷媒に対する圧縮仕事)とをそれぞれ求めて、給湯能力を決定する。室外熱交換器3の蒸発能力は、試験にて外気温度と蒸発温度の温度差に対する蒸発能力の表を作成し、その表により求める。
図11は、開度目標値を給湯能力によって変更する制御を実施する場合の開発段階の試験内容を示す図である。試験内容は図11に示す通りである。圧縮機1を凝縮温度制御にして、最も高い入口水温の55℃にて、給湯能力を確保できるような給湯減圧機構19の開度を求める。その時の「外気温度と蒸発温度との差」と、室外熱交換器3の「蒸発能力」とを記録する。なお、本実施の形態1では、蒸発温度は室外液温度センサ204の検出値に基づく。次に、先ほど求めた給湯減圧機構19の開度から少し変化(例えば50pulse程度など)させた状態にて、その時の「外気温度と蒸発温度との差」と、室外熱交換器3の蒸発能力を記録する。このようにして図11の空欄を埋めていく。図11の表を完成させて実機運転にて適用することで、外気温度と蒸発温度から蒸発能力を演算できる。なお、実機運転にて試験で求めなかった外気温度と蒸発温度の差が検出された場合は表の値を線形補間して、蒸発能力を求める。すなわち図11で得た「外気温度と蒸発温度の差」と、蒸発能力の関係とを制御装置110に入力する。制御装置110は、「外気温度と蒸発温度の差」と、蒸発能力の関係(図11では3組)の結果を補間して、「外気温度と蒸発温度の差」と、蒸発能力の関数を算出する。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the hot water supply capacity Qc, the evaporation capacity Qe, and the compressor input W. The specific implementation method is as follows. The sum of the evaporation capacity of the
FIG. 11 is a diagram showing test contents at a development stage in the case of performing control for changing the target opening value according to the hot water supply capacity. The contents of the test are as shown in FIG. The
圧縮機1の入力W[kW]は圧縮機1の運転周波数F[Hz]、凝縮温度CT[℃]、蒸発温度ET[℃]、より、下記の式(6)によって、演算することができる。なお、圧縮機1の吸入過熱度は簡易的に0とする。
The input W [kW] of the
圧縮機1の運転周波数Fは運転情報として得られる。凝縮温度CTは高圧圧力センサ201により検出される飽和圧力として得られる。蒸発温度ETの求め方は蒸発能力の演算の場合と同様である。以上から、蒸発能力Qe[kW]、圧縮機1の入力W[kW]を求めることができるので、式(7)によって給湯能力Qc[kW]を求めることができる。
The operating frequency F of the
求めた給湯能力Qcと最低限確保した給湯能力の目標値Qcm[kW]によって、減圧機構開度目標Sjmを決定することができる。 The decompression mechanism opening target S j m can be determined based on the obtained hot water supply capacity Qc and the target value Qcm [kW] of the minimum hot water supply capacity.
ここで、kQc,Sjmは減圧機構開度目標変更ゲイン補正[―]であり、試験やシミュレーションにより求める。以上のように蒸発能力と圧縮機1の入力から給湯能力を求めて減圧機構開度目標Sjmを求める。これによって、減圧機構の個体差による給湯能力のバラツキを抑制することが可能となり、どの実機においても高温給湯時において最低限の給湯能力を確保することができる。なお、この方法は外気温度を用いて給湯能力を求め、減圧機構開度目標Sjmを演算しているため、図9にて示した外気温度補正を必要としない。
Here, k Qc and Sjm are pressure reduction mechanism opening target change gain correction [-], which is obtained by a test or simulation. As described above, the hot water supply capacity is obtained from the evaporation capacity and the input of the
具体的には、次の様である。制御装置110は、室外熱交換器3の周辺の外気温度と室外熱交換器3の蒸発温度との温度差と、この温度差に対応する室外熱交換器3の蒸発能力との2組以上のデータを入力する。制御装置110は、入力されたデータに基づき、その温度差と蒸発能力との関数関係を補間により求め、求めた関数関係を参照することにより、外気温度センサ205によって検出された外気温度と、室外液温度センサ204によって検出された蒸発温度との温度差に対応する蒸発能力を関数関係から特定する。そして、制御装置110は、圧縮機1の運転周波数と、算出凝縮温度と、室外液温度センサ204によって検出された蒸発温度とから圧縮機1による冷媒への圧縮仕事を示す圧縮機入力Wを算出する(式(6))。また制御装置110は、特定された蒸発能力Qeと算出された圧縮機入力Wとからプレート水熱交換器16の給湯能力Qcを算出する(式(7))。制御装置110は、算出された給湯能力Qcと、予め保有する給湯能力の目標値Qcmとの差に応じて開度目標値を決定し、決定された開度目標値を開度制御の開度目標値として採用する(式(8))。
Specifically, it is as follows. The
図12は、高温給湯とそれ以外の給湯(通常給湯)の判定の流れを示したフローチャートである。まず、ステップS11にて、制御装置110は、凝縮温度が所定値CTmよりも上昇したかどうか判定する。凝縮温度の所定値CTmは、例えば圧縮機1の使用適正範囲の最大値(例えば60℃)とする。凝縮温度CTが所定値よりも上昇した場合はステップS12へ移行し、高温給湯状態として、圧縮機1を式(1)、式(2)にて示す凝縮温度制御、給湯減圧機構19を式(3)、式(4)にて示す開度制御とする。また、凝縮温度CTが所定値よりも低い場合はステップS13へ移行し、通常給湯状態として、圧縮機1及び給湯減圧機構19ともに通常制御を行う。このようにすることで、凝縮温度CTの上昇に対して確実に高温給湯対応の制御に切換えることが可能であり、凝縮温度上昇を抑制することができる。
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of determination of high-temperature hot water supply and other hot water supply (normal hot water supply). First, in step S11,
以上の動作によって、給湯要求により給湯運転を行い、凝縮温度が所定値CTmよりも高くなる高温給湯時において、圧縮機1を凝縮温度制御、減圧機構を開度制御にそれぞれ制御することによって、高圧過昇を抑制し、所定の給湯能力を得ることができる。
With the above operation, a hot water supply operation is performed in response to a hot water supply request, and at the time of high temperature hot water supply where the condensation temperature is higher than the predetermined value CTm, the
また、本実施の形態1では凝縮温度CTが所定値CTm以上となる高温給湯時において開度制御を行う減圧機構を給湯減圧機構19としていたが、これは一例である。給湯減圧機構19の制御に限定されず、室外減圧機構5にて開度制御を行うようにしてもよい。この場合は、開度制御を行う減圧機構を給湯減圧機構19としていたときに室外減圧機構5の開度を全開としていたのと同様に、給湯減圧機構19の開度を全開とする。
In the first embodiment, the hot-water supply pressure-reducing
また、本実施の形態1では空調給湯複合システム100を例としているが、これに限定されず、熱源ユニット301と給湯ユニット304とが冷媒連絡配管にて接続した給湯システム、つまり、空調を行う機能を有しておらず、給湯運転のみが可能な給湯システムの給湯運転においても本開発技術の高温給湯の制御を適用することができる。
Moreover, although the air-conditioning hot-water
また、本実施の形態1では冷媒を作動圧力が臨界圧力以下となるR410A冷媒を使用したが、R410A冷媒に限定されず、例えばCO2冷媒などの作動圧力が臨界圧力以上となる冷媒(圧縮機吐出部の圧力など、高圧側の圧力が臨界圧力以上となる冷媒)を使用してもよい。この場合は、制御装置110は高圧圧力センサ201にて検出される圧力(高圧圧力)が所定の高圧圧力(例えばCO2冷媒の場合は14.5MPaG)以上となった場合は圧縮機1を式(9)及び式(10)にて示す高圧圧力制御とすることで、高圧圧力の上昇を防止する。
In
ここで、
Fm:圧縮機1の目標運転周波数[Hz]、
F:圧縮機1の現在の運転周波数[Hz]、
ΔF:圧縮機1の運転周波数変更量[Hz]、
Pmhigh:高圧圧力目標値[MPaG]、
Phigh:演算凝縮温度[MPaG]、
kP,comp:圧縮機周波数変更ゲイン補正[―]
である。
高圧圧力目標値Pmhighには、例えば圧縮機1の使用適正範囲として許容可能な高圧圧力の最大値(例えばCO2冷媒の場合は14.5MPaG)とする。また、給湯能力の減少量を調整するため、所定の給湯能力が確保できるように、給湯減圧機構19の開度を式(3)、式(4)にて制御する。このように制御することによって、R410A冷媒などの臨界圧力以下に作動する冷媒の場合と同様に、臨界圧力以上にて動作する冷媒においても本開発技術を適用可能とし、高温給湯時においても高圧過昇を抑制し、所定の給湯能力を得ることができる。
here,
Fm: target operating frequency [Hz] of the
F: Current operating frequency [Hz] of the
ΔF: operation frequency change amount [Hz] of the
Pm high : high pressure target value [MPaG],
P high : calculated condensation temperature [MPaG],
k P, comp : Compressor frequency change gain correction [-]
It is.
The high pressure target value Pm high is, for example, the maximum value of the high pressure that is allowable as an appropriate use range of the compressor 1 (for example, 14.5 MPaG in the case of a CO 2 refrigerant). Further, in order to adjust the decrease amount of the hot water supply capacity, the opening degree of the hot water supply
[暖房給湯同時運転モードD]
暖房給湯同時運転モードD(放熱並行運転)では、図4において、第1四方弁2が「破線」で示される状態である。すなわち圧縮機1の吐出側がプレート水熱交換器16のガス側に接続され、圧縮機1の吸入側が室外熱交換器3のガス側に接続される。また、第2四方弁13が「破線」で示される状態である。すなわち圧縮機1の吐出側が室内熱交換器9a,9bのガス側に接続される。第1四方弁2、第2四方弁13はいずれも「破線」の状態であり、「暖房運転モード」と同様であるが、「暖房運転モード」は給湯減圧機構19が閉じられていたのに対し、暖房給湯同時運転モードDで開いている。
[Heating and hot water simultaneous operation mode D]
In the heating and hot water supply simultaneous operation mode D (heat radiation parallel operation), the first four-
この冷媒回路の状態で、圧縮機1、室外送風機4、室内送風機10a,10b、給水ポンプ17、を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機1に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第1四方弁2又は第2四方弁13を流れるように分配される。
In the state of this refrigerant circuit, the
第1四方弁2に流入した冷媒は、熱源ユニット301から流出し、給湯ガス延長配管15を経由して給湯ユニット304に流入する。給湯ユニット304に流入した冷媒は、プレート水熱交換器16に流入し、給水ポンプ17によって供給される水と熱交換を行なって凝縮され、高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器16から流出する。プレート水熱交換器16で水を加熱した冷媒は、給湯ユニット304を流出後、給湯液配管18を経由して分岐ユニット302に流入し、給湯減圧機構19により減圧され、低圧の気液二相の冷媒となる。その後、室内減圧機構7a,7bを流れてきた冷媒と合流して分岐ユニット302より流出する。なお、圧縮機1の吐出側から分岐する、第2四方弁13、室内熱交換器9a,9b、室内減圧機構7a,7bに至る流路は、給湯運転の流路に対して分岐流路となっている。
The refrigerant flowing into the first four-
なお、給湯減圧機構19は、プレート水熱交換器16の液側の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部103により制御される。プレート水熱交換器16の液側の過冷却度は、給湯運転の場合と同様である。給湯減圧機構19は、プレート水熱交換器16の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるようにプレート水熱交換器16を流れる冷媒の流量を制御している。このため、プレート水熱交換器16において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。このように、プレート水熱交換器16には、給湯ユニット304が設置された施設の湯の利用状況において要求される給湯要求に応じた流量の冷媒が流れている。
The hot water
一方、第2四方弁13に流入した冷媒は、熱源ユニット301より流出し、ガス延長配管12を経由し、分岐ユニット302へと流れる。その後、室内ガス配管11a,11b経由して利用ユニット303a,303bに流入する。利用ユニット303a,303bに流入した冷媒は、室内熱交換器9a,9bに流入し、室内送風機10a,10bによって供給される室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、室内熱交換器9a,9bを流出する。室内熱交換器9a,9bにて室内空気を加熱した冷媒は、利用ユニット303a,303bより流出し、室内液配管8a,8bを経由して分岐ユニット302に流入し、室内減圧機構7a,7bにより減圧され、低圧の気液二相又は液相の冷媒となる。その後、室内減圧機構7a,7bを流出した冷媒は、給湯減圧機構19を流れてきた冷媒と合流し、分岐ユニット302より流出する。
On the other hand, the refrigerant flowing into the second four-
室内減圧機構7a,7bは、利用ユニット303a,303bにおいて、室内吸込温度センサ208a,208b(室内温度センサ)により検出される室内吸込温度から室内設定温度を引いた温度差(暖房室内温度差)がなくなるように制御される。そのため、室内熱交換器9a,9bには、利用ユニット303a,303bが設置された空調空間において要求される暖房負荷に応じた流量の冷媒が流れている。
The
分岐ユニット302を流出した冷媒は液延長配管6を経由して熱源ユニット301に流入し、室外減圧機構5を通過後、室外熱交換器3に流入する。なお、室外減圧機構5の開度は全開に制御されている。室外熱交換器3に流入した冷媒は、室外送風機4によって供給される室外空気と熱交換を行なって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この冷媒は、室外熱交換器3から流出した後、第1四方弁2を経由して、アキュムレータ14を通過後、再び圧縮機1に吸入される。
The refrigerant that has flowed out of the
なお、給湯タンク水温センサ210により検出される給湯要求信号があるため、高い給湯能力を確保できるように圧縮機1の運転周波数は高くなるように制御部103により制御されている。室外送風機4の風量は外気温度センサ205により検出される外気温度に応じて蒸発温度が所定値となるように制御部103により制御されている。ここで、蒸発温度は室外液温度センサ204により検出される温度である。
Since there is a hot water supply request signal detected by the hot water tank
給湯温度が高温(例えば60℃)となる場合はプレート水熱交換器16の入口水温も高くなり、凝縮温度も上昇する。給湯運転の場合と違い、暖房給湯同時運転モードDでは、利用ユニット303a,303bにて暖房運転を行っている。このため、圧縮機1にて式(1)及び式(2)の凝縮温度制御を行い、給湯減圧機構19にて式(3)及び式(4)の開度制御を行っても、給湯能力を確保できない場合があり、かつ、給湯減圧機構19にて暖房室内の状態によらず開度が制御される。したがって、利用ユニット303a,303bにて暖房能力を確保できなくなり、不暖となる可能性がある。そのため、暖房給湯同時運転時の場合は、凝縮温度CTが所定値よりも上昇した場合は暖房と給湯との同時運転を止める。そして、制御装置110は、暖房運転と給湯運転とを交互に切換えて運転する切換え処理を行うことによって暖房と給湯とを行う。
When the hot water supply temperature is high (for example, 60 ° C.), the inlet water temperature of the plate
図13は、暖房給湯同時運転での高温給湯時の運転方法を示すフローチャートである。具体的には図13に示すフローチャートに従って運転を行う。まず、ステップS21にて凝縮温度が所定値よりも上昇していないかを判定する。凝縮温度CTの所定値は、給湯温度の場合と同様に圧縮機1の使用適正範囲として許容可能な凝縮温度の最大値(例えば60℃)とする。凝縮温度CTが所定値以下の場合、ステップS22にて暖房給湯同時運転にて通常制御を継続して実施する。凝縮温度が所定値を超える場合は、ステップS23にて暖房運転モードに移行する。ここで、利用ユニット303a,303bを暖房サーモOFFとして、給湯運転モードへの移行を狙い、次のような制御を実施する。暖房運転では通常、「室内吸込温度(室内吸込温度センサで検出)−室内設定温度」である「暖房室内温度差」がなくなるように室内減圧機構7a,7bを制御する。これを、「暖房室内温度差」が正の数、例えば+1℃(所定の正の数)となるように、室内減圧機構7a,7bを制御する(S23)。かつ、圧縮機1の運転周波数は、凝縮温度CTが目標値CTmとなるように制御されている。通常、凝縮温度の目標値CTmは、「暖房室内温度差」が最大の利用ユニット303a,303bの暖房室内温度差にて決定される。しかし、これを、「凝縮温度の目標値CTmは、「暖房室内温度差−1℃」が最大の利用ユニット303a,303bの暖房室内温度差−1℃にて決定されるようにする。このように制御することで、「暖房室内温度差」(室内吸込温度−室内設定温度)を+1℃とすることができる。
FIG. 13 is a flowchart showing an operation method at the time of high-temperature hot water supply in heating and hot water simultaneous operation. Specifically, the operation is performed according to the flowchart shown in FIG. First, in step S21, it is determined whether the condensation temperature has risen above a predetermined value. The predetermined value of the condensation temperature CT is set to the maximum value (for example, 60 ° C.) of the condensation temperature that is acceptable as an appropriate use range of the
次に、ステップS24にて暖房室内温度差が+1℃以上かを判定し、+1℃未満の場合はステップS23に戻る。+1℃以上の場合はステップS25に移行して、利用ユニット303a,303bの暖房サーモOFFとして、給湯ユニット304のサーモONとして給湯運転モードCを開始する。すなわち、暖房給湯同時運転モードDの状態から給湯運転モードCの状態に移行する。すなわち、第1四方弁2、第2四方弁13は図4の給湯運転モードCとなる。この状態では凝縮温度CTが所定値以上となっているため、高温給湯状態となり、制御装置110は圧縮機1を凝縮温度制御、給湯減圧機構19を開度制御とする。次にステップS26にて制御装置110は、暖房室内温度差(室内吸込温度−室内設定温度))が0℃以上かを判定する。0℃未満の場合は処理はステップS23に戻り、制御装置110は、暖房運転モードBを実行する。0℃以上の場合はステップS27に移行し、制御装置110は、給湯要求の有無(給湯完了)かを判定する。給湯要求がある場合は処理はステップS25に戻り、制御装置110は、引き続き給湯運転モードCを行う。給湯要求がない場合は処理はステップS28に移行して、制御装置110は、給湯ユニット304を停止し、利用ユニット303a,303bを暖房サーモONにして通常の暖房運転を開始する。
Next, it is determined in step S24 whether the temperature difference in the heating room is + 1 ° C. or more. If it is less than + 1 ° C., the process returns to step S23. When the temperature is + 1 ° C. or higher, the process proceeds to step S25, and the hot water supply operation mode C is started with the heating thermo OFF of the
以上のような手順を行うことによって、暖房負荷と給湯要求が同時にあって、かつ、高温給湯にて入口水温が高い状態においても、一定の暖房能力及び給湯能力を確保することができる。 By performing the procedure as described above, it is possible to ensure a certain heating capacity and hot water supply capacity even when there is a heating load and a hot water supply request at the same time and the inlet water temperature is high with high temperature hot water supply.
[冷房給湯同時運転モードE]
冷房給湯同時運転モードE(吸熱放熱並行運転)では利用ユニット303a,303bは冷房運転、給湯ユニット304は給湯運転となる。図4に示すように、冷房給湯同時運転モードEでは第1四方弁2が破線で示される状態であり第2四方弁13が実線で示される状態である。すなわち圧縮機1の吐出側が給湯ガス延長配管15を経由してプレート水熱交換器16に接続され、かつ、圧縮機1の吸入側が室外熱交換器3のガス側に接続される。なおプレート水熱交換器16を流出した冷媒は、給湯減圧機構19を経た後、室内減圧機構7a,7bに流入する冷媒と、液延長配管6に流入する冷媒とに分岐する。
[Cooling and hot water simultaneous operation mode E]
In the cooling hot water supply simultaneous operation mode E (endothermic heat release heat parallel operation), the
この冷媒回路の状態で、圧縮機1、室外送風機4、室内送風機10a,10b、給水ポンプ17、を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機1に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第1四方弁2に流入する。
When the
第1四方弁2に流入した冷媒は、熱源ユニット301を流出し、給湯ガス延長配管15を経由して給湯ユニット304に流入する。給湯ユニット304に流入した冷媒は、プレート水熱交換器16に流入し、給水ポンプ17によって供給される水と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器16より流出する。プレート水熱交換器16にて水を加熱した冷媒は、給湯ユニット304を流出し、給湯液配管18を経由して分岐ユニット302に流入する。
The refrigerant flowing into the first four-
分岐ユニット302に流入した冷媒は給湯減圧機構19により減圧され、中間圧の気液二相又は液相の冷媒となる。ここで、給湯減圧機構19は、最大開度に制御される。その後、液延長配管6に流入する冷媒と、室内減圧機構7a,7bに流入する冷媒とに分配される。図1に示すように室内ユニットに向かう冷媒は、分岐部28で分岐する。また図1において、室内減圧機構7a,7b(第2の減圧機構)、室内熱交換器9a,9b(第2の蒸発器)、第2四方弁13の流路は、吸熱分岐流路をなす。
The refrigerant flowing into the
室内減圧機構7a,7bに流入した冷媒は、減圧されて、低圧の気液二相状態となり、室内液配管8a,8bを経由して利用ユニット303a,303bに流入する。利用ユニット303a,303bに流入した冷媒は室内熱交換器9a,9bに流入し、室内送風機10a,10bによって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。
The refrigerant that has flowed into the
ここで、室内減圧機構7a,7bは、利用ユニット303a,303bにおいて、室内吸込温度センサ208a,208bにより検出される室内吸込温度から設定温度を引いた温度差(冷房室内温度差)がなくなるように制御される。そのため、室内熱交換器9a,9bには、利用ユニット303a,303bが設置された空調空間において要求される冷房負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
Here, the
室内熱交換器9a,9bを流れた冷媒はその後、利用ユニット303a,303bを流出し、室内ガス配管11a,11b、分岐ユニット302及びガス延長配管12を経由して、熱源ユニット301に流入する。熱源ユニット301に流入した冷媒は第2四方弁13を通過後、室外熱交換器3を通過した冷媒と合流する。
The refrigerant that has flowed through the
一方、液延長配管6に流入した冷媒は、その後、熱源ユニット301に流入し、室外減圧機構5にて低圧の気液二相冷媒に減圧後、室外熱交換器3に流入し、室外送風機4によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。その後、第1四方弁2を経由して、室内熱交換器9a,9bを通過した冷媒と合流する。その後、アキュムレータ14を通過して再び圧縮機1に吸入される。
On the other hand, the refrigerant that has flowed into the liquid extension pipe 6 then flows into the
冷房給湯同時運転モードEが給湯優先モードの場合、給湯ユニット304に対する給湯要求によって、設定給湯温度に給湯タンク305内の水温をできるだけ短時間で上昇させようとする。このため、高い給湯能力を確保できるように、圧縮機1の運転周波数を高くするように制御部103により制御される。そのため、利用ユニット303a,303bの冷房負荷に対して冷房能力が等しくなるようにするため、室外熱交換器3にて吸熱が必要となる。室外減圧機構5の開度は室外熱交換器3ガス側の過熱度が所定値になるように制御部103により制御される。室外熱交換器3ガス側の過熱度は、室外ガス温度センサ203により検出される温度から室外液温度センサ204により検出される温度を差し引くことによって求められる。室外送風機4の風量は、蒸発温度が所定値となるように制御される。
蒸発温度は室内液温度センサ206a,206bにより検出される温度である。蒸発温度の所定値は利用ユニット303a,303bのうち、室内吸込温度センサ208a、208bにより検出される室内吸込温度から設定温度を引いた温度差(冷房室内温度差)が最大の利用ユニット303a,303bの温度差にて求められる。
When the cooling and hot water simultaneous operation mode E is the hot water supply priority mode, the hot water supply request to the hot
The evaporation temperature is a temperature detected by the indoor
また、冷房給湯同時運転モードEが「冷房優先モード」の場合、圧縮機1の運転周波数は利用ユニット303a,303bの冷房負荷に応じて蒸発温度が所定値となるように制御部103により制御される。蒸発温度の所定値は、利用ユニット303a,303bのうち、室内吸込温度センサ208a、208bにより検出される室内吸込温度から設定温度を引いた温度差(冷房室内温度差)が最大の利用ユニット303a,303bの温度差にて求められる。圧縮機1の運転周波数は利用ユニット303a,303bの冷房負荷に応じて設定されるため、室外熱交換器3にて吸熱を行う必要がない。そのため、室外減圧機構5の開度は微開になるように制御部103により制御され、室外送風機4は停止となるように制御部103により制御される。
When the cooling / hot water simultaneous operation mode E is the “cooling priority mode”, the operation frequency of the
冷房給湯同時運転モードEでは、通常、冷房優先モードにて運転を行い、冷房負荷に応じた運転をすることで室内の快適性を良好にする。しかし、冷房負荷が小さく、圧縮機1の運転周波数が低くなり、結果、給湯能力が小さい状態が長く続くと、給湯完了までに時間がかかり、湯切れ発生の要因となる。そのため、湯切れ発生を防止するため、給湯要求を一定時間連続で検知している場合(例えば2時間連続で発生した場合)、冷房給湯同時運転モードEを給湯優先にて行い、湯切れの発生を防ぐ。
In the cooling and hot water supply simultaneous operation mode E, the operation is normally performed in the cooling priority mode, and the indoor comfort is improved by performing the operation according to the cooling load. However, if the cooling load is small and the operating frequency of the
給湯温度が高温(例えば60℃)となる場合はプレート水熱交換器16の入口水温も高くなり、凝縮温度CTも上昇する。給湯運転の場合と違い、冷房給湯同時運転では利用ユニット303a,303bにて冷房運転を行っている。このため、圧縮機1にて式(1)及び式(2)の凝縮温度制御を行い、給湯減圧機構19にて式(3)及び式(4)の開度制御を行うと、圧縮機1が凝縮温度制御にて運転周波数が低くなり、利用ユニット303a,303bにて冷房能力を確保できなくなるため、「不冷」となる場合がある。そのため、冷房給湯同時運転時において凝縮温度が所定値よりも上昇した場合は、暖房給湯同時運転の場合と同様に同時運転をやめて、冷房運転及び給湯運転を交互に切換えて運転する切換え処理を行うことによって冷房と給湯を行う。
When the hot water supply temperature is high (for example, 60 ° C.), the inlet water temperature of the plate
図14は、冷房給湯同時運転モードでの高温給湯時の運転方法を示すフローチャートである。具体的には図14に示すフローチャートに従って運転を行う。まず、ステップS31にて凝縮温度が所定値よりも上昇していないかを判定する。凝縮温度の所定値は給湯温度の場合と同様に圧縮機1の使用適正範囲として許容可能な凝縮温度の最大値(例えば60℃)とする。凝縮温度が所定値以下の場合、ステップS32にて冷房給湯同時運転にて通常制御を継続して実施する。凝縮温度が所定値以上の場合はステップS33にて冷房運転モードAに移行する。ここで、利用ユニット303a,303bを冷房サーモOFFとして、給湯運転モードCへの移行を狙い、次のような制御を実施する。冷房運転では通常、「室内吸込温度(室内吸込温度センサで検出)−室内設定温度」である冷房室内温度差がなくなるように室内減圧機構7a,7bを制御する。これを、冷房室内温度差が負の数、例えば−1℃(所定の負の数)以下となるように室内減圧機構7a,7bを制御する。かつ、圧縮機1の運転周波数は、蒸発温度が目標値となるように制御されており、通常、蒸発温度の目標値は利用ユニット303a,303bのうち、冷房室内温度差が最大の利用ユニット303a,303bの冷房室内温度差にて決定される。としているが、これを、圧縮機1の運転周波数の蒸発温度の目標値は冷房室内温度差+1℃が最大の利用ユニット303a,303bの冷房室内温度差+1℃にて決定されるとする。このように制御することで、冷房室内温度差を−1℃とすることができる。
FIG. 14 is a flowchart showing an operation method at the time of high-temperature hot water supply in the cooling hot water supply simultaneous operation mode. Specifically, the operation is performed according to the flowchart shown in FIG. First, in step S31, it is determined whether the condensation temperature has risen above a predetermined value. The predetermined value of the condensation temperature is set to the maximum value (for example, 60 ° C.) of the condensation temperature that can be accepted as the proper use range of the
次に、ステップS34にて冷房室内温度差が−1℃以下かを判定し、−1℃以下でない場合はステップS33に戻り、−1℃以下の場合はステップS35に移行して利用ユニット303a,303bを冷房サーモOFFとして給湯運転モードCに移行する。給湯運転モードCでは凝縮温度が所定値以上となるため、高温給湯状態となり、圧縮機1を凝縮温度制御、給湯減圧機構19を開度制御とする。次にステップS36にて冷房室内温度差が0℃以下が判定し、0℃以上の場合はステップS33に戻り、冷房運転モードAにする。0℃以下の場合はステップS37に移行し、給湯要求の有無(給湯完了)かを判定する。給湯要求がある場合はステップS35に移行し、引き続き給湯運転モードCを行う。給湯要求がない場合はステップS38に移行して、給湯ユニット304を停止し、利用ユニット303a,303bを冷房サーモONにして通常の冷房運転を開始する。
Next, in step S34, it is determined whether the temperature difference in the cooling chamber is -1 ° C or less. If not less than -1 ° C, the process returns to step S33. 303b is set as the cooling thermo-OFF and the hot water supply operation mode C is entered. In the hot water supply operation mode C, the condensing temperature is equal to or higher than a predetermined value, so that a high temperature hot water supply state is set, the
以上のような手順を行うことによって、冷房負荷と給湯要求が同時にあって、かつ、高温給湯にて入口水温が高い状態においても、一定の給湯能力を確保し、かつ冷房も行うことができる。 By performing the procedure as described above, it is possible to ensure a certain hot water supply capacity and perform cooling even when there is a cooling load and a hot water supply request at the same time and the inlet water temperature is high with high temperature hot water supply.
本実施の形態1の空調給湯複合システム100によれば、高温給湯時においても、凝縮温度の過昇が抑制され、圧縮機1の使用範囲内で給湯能力の確保が可能となる。
According to the air-conditioning and hot water supply combined
なお以上の実施の形態では、空調給湯複合システム100(冷凍サイクル装置)を説明したが、空調給湯複合システム100の動作を冷凍サイクル制御方法として把握することも可能である。
In the above embodiment, the combined air conditioning and hot water supply system 100 (refrigeration cycle apparatus) has been described. However, the operation of the combined air conditioning and hot
1 圧縮機、2 第1四方弁、3 室外熱交換器、4 室外送風機、5 室外減圧機構、6 液延長配管、7a,7b 室内減圧機構、8a,8b 室内液配管、9a,9b 室内熱交換器、10a,10b 室内送風機、11a,11b 室内ガス配管、12 ガス延長配管、13 第2四方弁、14 アキュムレータ、15 給湯ガス延長配管、16 プレート水熱交換器、17 給水ポンプ、18 給湯液配管、19 給湯減圧機構、20 水上流配管、21 水下流配管、100 空調給湯複合システム、110 制御装置、101 測定部、102 演算部、103 制御部、104 記憶部、201 高圧圧力センサ、202 吐出温度センサ、203 室外ガス温度センサ、204 室外液温度センサ、205 外気温度センサ、206a,206b 室内液温度センサ、207a,207b 室内ガス温度センサ、208a,208b 室内吸込温度センサ、209 給湯液温度センサ、210 給湯タンク水温センサ、301 熱源ユニット、302 分岐ユニット、303a,303b 利用ユニット、304 給湯ユニット、305 給湯タンク。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記圧縮機の吐出側から前記第1の減圧機構の液側までの高圧圧力を検出する高圧圧力センサと、
前記圧縮機の運転周波数の制御、及び前記第1の放熱器の過冷却度に基づく前記第1の減圧機構の開度の制御をする制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記高圧圧力センサによって検出された前記高圧圧力に対応する前記第1の放熱器の凝縮温度が、予め設定された凝縮温度目標値以上のときには、
前記凝縮温度と前記凝縮温度目標値との差に基づいて前記圧縮機の運転周波数を低下させる凝縮温度制御を実行し、
前記第1の減圧機構の開度を、前記過冷却度に基づいて制御されている前記第1の減圧機構の開度の制御のときよりも大きくする開度制御を実行する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 A compressor capable of controlling an operating frequency; a first radiator; a first decompression mechanism capable of controlling an opening; and a first evaporator, wherein the refrigerant is the compressor, the first A refrigeration cycle mechanism that circulates in order of one radiator, the first pressure reducing mechanism, and the first evaporator;
A high pressure sensor for detecting a high pressure from the discharge side of the compressor to the liquid side of the first pressure reducing mechanism;
A control device for controlling the operating frequency of the compressor and controlling the opening of the first decompression mechanism based on the degree of supercooling of the first radiator;
With
The control device includes:
When the condensation temperature of the first radiator corresponding to the high pressure detected by the high pressure sensor is equal to or higher than a preset condensation temperature target value,
Performing condensation temperature control to lower the operating frequency of the compressor based on the difference between the condensation temperature and the condensation temperature target value;
An opening degree control is performed in which the opening degree of the first pressure reducing mechanism is made larger than that of the first pressure reducing mechanism controlled based on the degree of supercooling. Refrigeration cycle equipment.
前記第1の放熱器の放熱能力が所定量確保できるように、予め設定された開度目標値に基づいて前記開度制御を実行する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The first pressure reducing mechanism includes:
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the opening degree control is executed based on a preset opening degree target value so that a predetermined amount of heat radiation capability of the first radiator can be secured.
水が流入する水流入配管が接続される水流入配管接続部と、
水が流出する水流出配管が接続される水流出配管接続部と、
前記水流入配管から流入する水が通過して前記水流出配管に流出する水配管とを備えると共に、前記水配管を通過する水を放熱によって加熱し、
前記第1の放熱器の放熱能力の目標値は、
前記水流入配管から前記水配管に流入する水の入口水温の設計上の上限値に対応して、設定される
ことを特徴とする請求項2記載の冷凍サイクル装置。 The first radiator is
A water inflow piping connection part to which a water inflow piping into which water flows in is connected;
A water outflow pipe connection to which a water outflow pipe through which water flows out is connected;
A water pipe through which water flowing in from the water inflow pipe passes and flows out into the water outflow pipe, and heats the water passing through the water pipe by heat radiation,
The target value of the heat dissipation capability of the first radiator is
The refrigeration cycle apparatus according to claim 2, wherein the refrigeration cycle apparatus is set in accordance with a design upper limit value of an inlet water temperature of water flowing from the water inflow pipe into the water pipe.
前記圧縮機の運転周波数と前記第1の減圧機構の予め設定された開度目標値とを対応付けた周波数開度対応情報を記憶する記憶部を備えると共に、
前記凝縮温度制御と前記開度制御とを並行して実行している場合に、
前記周波数開度対応情報を参照することにより、前記圧縮機の現在の運転周波数に対応する前記開度目標値を前記周波数開度対応情報から特定し、特定された前記開度目標値を前記開度制御の前記開度目標値として採用する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The control device includes:
A storage unit that stores frequency opening correspondence information that associates an operating frequency of the compressor with a preset opening target value of the first decompression mechanism;
When performing the condensation temperature control and the opening degree control in parallel,
By referring to the frequency opening correspondence information, the opening target value corresponding to the current operating frequency of the compressor is identified from the frequency opening correspondence information, and the identified opening target value is opened. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration cycle apparatus is employed as the target opening value for degree control.
室外に配置され、
前記冷凍サイクル装置は、
前記第1の蒸発器の周辺の外気温度を検出する外気温度センサを備え、
前記制御装置は、
外気温度と前記第1の減圧機構の予め設定された開度目標値とを対応付けた外気温度開度対応情報を記憶する記憶部を備えると共に、
前記凝縮温度制御と前記開度制御とを並行して実行している場合に、
前記外気温度開度対応情報を参照することにより、前記外気温度センサによって検出された外気温度に対応する前記開度目標値を前記外気温度開度対応情報から特定し、特定された前記開度目標値を前記開度制御の前記開度目標値として採用する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The first evaporator is
Placed outside,
The refrigeration cycle apparatus includes:
An outside air temperature sensor for detecting outside air temperature around the first evaporator;
The control device includes:
A storage unit for storing outside air temperature opening correspondence information in which the outside air temperature and a preset opening target value of the first pressure reducing mechanism are associated;
When performing the condensation temperature control and the opening degree control in parallel,
By referring to the outside air temperature opening correspondence information, the opening degree target value corresponding to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is specified from the outside air temperature opening correspondence information, and the specified opening target The value is adopted as the opening target value of the opening control. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein:
室外に設置され、
前記冷凍サイクル装置は、
前記第1の蒸発器の周辺の外気温度を検出する外気温度センサと、
前記第1の蒸発器における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度センサと
を備え、
前記制御装置は、
前記第1の蒸発器の周辺の外気温度と前記第1の蒸発器の蒸発温度との温度差と、前記温度差に対応する前記第1の蒸発器の蒸発能力との2組以上のデータを入力し、入力された前記データに基づいて前記温度差と前記蒸発能力との関数関係を求め、求められた前記関数関係を参照することにより、前記外気温度センサによって検出された外気温度と前記蒸発温度センサによって検出された蒸発温度との温度差に対応する前記蒸発能力を前記関数関係から特定し、
前記圧縮機の運転周波数と、前記凝縮温度と、前記蒸発温度センサによって検出された前記蒸発温度とから前記圧縮機による冷媒への圧縮仕事を示す圧縮機入力を算出し、
特定された前記蒸発能力と算出された前記圧縮機入力とから前記第1の放熱器の放熱能力を算出し、算出された前記放熱能力と、予め保有する放熱能力の目標値との差に応じて前記第1の減圧機構の開度目標値を決定し、決定された前記開度目標値を前記開度制御の前記開度目標値として採用する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The first evaporator is
Installed outside,
The refrigeration cycle apparatus includes:
An outside air temperature sensor for detecting outside air temperature around the first evaporator;
An evaporation temperature sensor for detecting the evaporation temperature of the refrigerant in the first evaporator,
The control device includes:
Two or more sets of data including the temperature difference between the ambient temperature around the first evaporator and the evaporation temperature of the first evaporator, and the evaporation capacity of the first evaporator corresponding to the temperature difference are obtained. Input, obtain a functional relationship between the temperature difference and the evaporation capability based on the inputted data, and refer to the obtained functional relationship to detect the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor and the evaporation Identifying the evaporation capability corresponding to the temperature difference with the evaporation temperature detected by the temperature sensor from the functional relationship;
Calculating the compressor input indicating the compression work to the refrigerant by the compressor from the operating frequency of the compressor, the condensation temperature, and the evaporation temperature detected by the evaporation temperature sensor;
The heat dissipation capacity of the first radiator is calculated from the specified evaporation capacity and the calculated compressor input, and according to the difference between the calculated heat dissipation capacity and the target value of the heat dissipation capacity previously held. The refrigeration cycle according to claim 1, wherein a target opening value of the first decompression mechanism is determined and the determined target opening value is adopted as the target opening value of the opening control. apparatus.
前記圧縮機の吐出側から分岐する分岐流路であって、第2の放熱器と第2の減圧機構とを有し、前記圧縮機の前記吐出側から前記第2の放熱器、前記第2の減圧機構の順に接続され、前記第1の減圧機構と前記第1の蒸発器との間に合流する分岐流路を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機から吐出された吐出冷媒を前記第1の放熱器と前記第2の放熱器とに流入させて循環させる放熱並行運転を実行すると共に、
前記放熱並行運転中に前記凝縮温度が前記凝縮温度目標値以上になった場合には、前記第1の放熱器への前記吐出冷媒の流入と、前記第2の放熱器への吐出冷媒の流入とを交互に切換える切換え処理を実行する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus includes:
A branch flow path branched from the discharge side of the compressor, having a second radiator and a second pressure reducing mechanism, wherein the second radiator and the second radiator from the discharge side of the compressor Are connected in the order of the pressure reducing mechanism, and includes a branch flow path that merges between the first pressure reducing mechanism and the first evaporator,
The control device includes:
While performing a heat radiation parallel operation of flowing the refrigerant discharged from the compressor into the first radiator and the second radiator and circulating the refrigerant,
When the condensation temperature becomes equal to or higher than the condensation temperature target value during the heat dissipation parallel operation, the discharge refrigerant flows into the first radiator and the discharge refrigerant flows into the second radiator. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein a switching process for alternately switching between and is executed.
室内の空気と熱交換し、
前記冷凍サイクル装置は、
前記室内の温度を検出する室内温度センサを備え、
前記制御装置は、
前記室内温度センサによって検出された前記室内の温度から、予め保有する室内設定温度を引いた差温に基づいて、前記切換え処理を実行する
ことを特徴とする請求項7記載の冷凍サイクル装置。 The second radiator is
Heat exchange with indoor air,
The refrigeration cycle apparatus includes:
An indoor temperature sensor for detecting the indoor temperature;
The control device includes:
The refrigeration cycle apparatus according to claim 7, wherein the switching process is executed based on a temperature difference obtained by subtracting a preset indoor temperature from the temperature of the room detected by the room temperature sensor.
前記切換え処理により前記第2の放熱器のみへ吐出冷媒を流入させている場合には、前記差温が、所定の正の数よりも大きくなるように前記圧縮機の運転周波数と前記第1の減圧機構の開度とを制御し、
前記差温が前記所定の正の数よりも大きくなったときに、前記切換え処理を実行することより、前記第1の放熱器のみへ吐出冷媒を流入させる
ことを特徴とする請求項8記載の冷凍サイクル装置。 The control device includes:
In the case where the discharged refrigerant is caused to flow only into the second radiator by the switching process, the operating frequency of the compressor and the first frequency are set so that the temperature difference is larger than a predetermined positive number. Control the opening of the decompression mechanism,
The discharged refrigerant is allowed to flow only into the first radiator by executing the switching process when the differential temperature becomes larger than the predetermined positive number. Refrigeration cycle equipment.
前記第1の減圧機構と前記第1の蒸発器との間の分岐部から分岐して前記圧縮機の吸入側に合流する吸熱分岐流路であって、第2の蒸発器と前記第2の蒸発器用の減圧機構とを有し、前記分岐部から前記吐出側に向かって前記第2の蒸発器用の減圧機構、前記第2の蒸発器の順に接続され、前記圧縮機の前記吸入側に合流する吸熱分岐流路を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機から吐出された吐出冷媒を前記第1の放熱器、前記第1の減圧機構、前記分岐部、前記第1の蒸発器を経て前記吸入側から前記圧縮機に吸入させる前記第1の放熱器の放熱運転と、
前記吐出冷媒を前記第1の放熱器、前記第1の減圧機構、前記分岐部、前記第2の蒸発器用の減圧機構、前記第2の蒸発器を経て前記吸入側から前記圧縮機に吸入させる前記第2の蒸発器の吸熱運転との並行運転である吸熱放熱並行運転を実行すると共に、
前記吸熱放熱並行運転中に前記凝縮温度が前記凝縮温度目標値以上になった場合には、前記放熱運転と前記吸熱運転とを交互に切換える切換え処理を実行する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus includes:
An endothermic branch passage branched from a branch portion between the first pressure reducing mechanism and the first evaporator and joined to the suction side of the compressor, wherein the second evaporator and the second evaporator A decompression mechanism for the evaporator, and is connected in order of the second decompression mechanism for the second evaporator and the second evaporator from the branch portion toward the discharge side, and joins the suction side of the compressor Endothermic branch flow path
The control device includes:
The first refrigerant that causes the refrigerant discharged from the compressor to be sucked into the compressor from the suction side through the first radiator, the first pressure reducing mechanism, the branch portion, and the first evaporator. Heat dissipation operation of the radiator,
The discharged refrigerant is sucked into the compressor from the suction side through the first radiator, the first pressure reducing mechanism, the branching portion, the pressure reducing mechanism for the second evaporator, and the second evaporator. While performing an endothermic heat release parallel operation that is a parallel operation with the endothermic operation of the second evaporator,
The switching process for alternately switching between the heat dissipation operation and the endothermic operation is performed when the condensation temperature becomes equal to or higher than the condensation temperature target value during the endothermic heat dissipation parallel operation. Refrigeration cycle equipment.
室内の空気と熱交換し、
前記冷凍サイクル装置は、
前記室内の温度を検出する室内温度センサを備え、
前記制御装置は、
前記室内温度センサによって検出された前記室内の温度から、予め保有する室内設定温度を引いた差温に基づいて、前記切換え処理を実行する
ことを特徴とする請求項10記載の冷凍サイクル装置。 The second evaporator is
Heat exchange with indoor air,
The refrigeration cycle apparatus includes:
An indoor temperature sensor for detecting the indoor temperature;
The control device includes:
The refrigeration cycle apparatus according to claim 10, wherein the switching process is executed based on a temperature difference obtained by subtracting a preset indoor temperature from the temperature of the room detected by the room temperature sensor.
前記切換え処理により前記吸熱運転のみを実行している場合には、
前記差温が、所定の負の数よりも小さくなるように前記圧縮機の運転周波数と前記第1の減圧機構の開度とを制御し、前記差温が前記所定の負の数よりも小さくなったときに、前記切換え処理を実行することより、前記放熱運転のみを実行する
ことを特徴とする請求項11記載の冷凍サイクル装置。 The control device includes:
When only the endothermic operation is performed by the switching process,
The operating frequency of the compressor and the opening of the first pressure reducing mechanism are controlled so that the differential temperature is smaller than a predetermined negative number, and the differential temperature is smaller than the predetermined negative number. The refrigeration cycle apparatus according to claim 11, wherein only the heat dissipation operation is executed by executing the switching process.
臨界圧力以上にて動作する冷媒を使用し、
前記制御装置は、
前記高圧圧力センサによって検出された前記高圧圧力が予め設定された高圧圧力目標値以上のときには、前記高圧圧力と前記高圧圧力目標値との差に基づいて前記圧縮機の運転周波数を制御する高圧圧力制御を実行すると共に、
前記高圧圧力制御と並行して、前記第1の減圧機構の現在の開度と予め設定された開度目標値との差に基づいて前記第1の減圧機構の開度を制御する開度制御を実行する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus includes:
Use a refrigerant that operates above the critical pressure,
The control device includes:
When the high pressure detected by the high pressure sensor is equal to or higher than a preset high pressure target value, a high pressure that controls the operating frequency of the compressor based on the difference between the high pressure and the high pressure target value While performing the control,
In parallel with the high pressure control, an opening control for controlling the opening of the first pressure reducing mechanism based on the difference between the current opening of the first pressure reducing mechanism and a preset opening target value. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein:
前記圧縮機の吐出側から前記第1の減圧機構の液側までの高圧圧力を検出する高圧圧力センサとを備え、
前記圧縮機の運転周波数の制御、及び前記第1の放熱器の過冷却度に基づく前記第1の減圧機構の開度の制御をする冷凍サイクル装置に対して、
前記高圧圧力センサによって検出された前記高圧圧力に対応する前記第1の放熱器の凝縮温度が、予め設定された凝縮温度目標値以上のときには、
前記凝縮温度と前記凝縮温度目標値との差に基づいて前記圧縮機の運転周波数を低下させる凝縮温度制御を実行し、
前記第1の減圧機構の開度を、前記過冷却度に基づいて制御されている前記第1の減圧機構の開度の制御のときよりも大きくする開度制御を実行する
ことを特徴とする冷凍サイクル制御方法。 A compressor capable of controlling an operating frequency; a first radiator; a first decompression mechanism capable of controlling an opening; and a first evaporator, wherein the refrigerant is the compressor, the first A refrigeration cycle mechanism that circulates in order of one radiator, the first pressure reducing mechanism, and the first evaporator;
A high pressure sensor for detecting a high pressure from the discharge side of the compressor to the liquid side of the first pressure reducing mechanism;
For the refrigeration cycle apparatus that controls the operating frequency of the compressor and the opening degree of the first pressure reducing mechanism based on the degree of supercooling of the first radiator,
When the condensation temperature of the first radiator corresponding to the high pressure detected by the high pressure sensor is equal to or higher than a preset condensation temperature target value,
Performing condensation temperature control to lower the operating frequency of the compressor based on the difference between the condensation temperature and the condensation temperature target value;
An opening degree control is performed in which the opening degree of the first pressure reducing mechanism is made larger than that of the first pressure reducing mechanism controlled based on the degree of supercooling. Refrigeration cycle control method.
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