JP5627564B2 - 冷凍サイクルシステム - Google Patents
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図1は本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクルシステムの構成を示す図である。図1の冷凍サイクルシステムにおいては、例えば空気調和等において熱の搬送媒体となる水、不凍液、ブライン等の流体(以下、代表して水とする)がシステムにおける負荷(冷熱、温熱の供給対象)となるものとする。図1に示すように、本実施の形態における冷凍サイクルシステムは、負荷側水流路11と熱源側水流路12における水の流れに対して、上流側に位置する上流側冷凍サイクル装置10a及び上流側冷凍サイクル装置10aより下流側に位置する下流側冷凍サイクル装置10bの2つの冷凍サイクル装置を有している。負荷側水流路11と熱源側水流路12とは配管等で構成され、水が流れる流路となる。特に限定するものではないが、例えば負荷側水流路11や熱源側水流路12の配管を環状に接続して水が循環するようにしてもよい。ここで、本実施の形態の冷凍サイクルシステムは、負荷側熱交換器4で水を冷却し、熱源側熱交換器2で水を加熱するものとして説明する。また、例えば以下で説明する温度、圧力の高低、上下関係等については、特に絶対的な値との関係で定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。また、添字を付している機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合もある。そして、特に限定するものではないが、ここでは同種の機器については性能が同じであるものとして説明を行う。
η=(hd−hs)/(hd’−hs) …(1)
図11は本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクルシステムの構成を示す図である。本実施の形態の冷凍サイクルシステムにおいては、負荷側熱交換器4では水が冷却されて流出されるため、熱交換器の内部で水が凍結して、熱交換器の破壊に至る可能性がある。そこで、バイパス流路を形成するバイパス配管13とバイパス弁14を設置する。そして、水が凍結を起こす可能性があると制御装置9が判断すると、バイパス弁14を開けることで熱源側水回路12を流れる高温の水を負荷側水流路11にバイパスさせて、負荷側熱交換器の水温を即座に上昇させ、凍結を予防することで機器の信頼性を向上させることができる。ここで、バイパス配管13は、少なくとも、熱源側水流路12から負荷側水流路11へ水をバイパスできれば良く、図11に示す位置に限定するものではない。また、バイパス配管13によるバイパス流路において、確実に熱源側流路12から負荷側水流路11へ水をバイパスするために、ポンプ等を設置してもよい。
図12は本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクルシステムの構成を示す図である。本実施の形態の冷凍サイクルシステムにおいては、各冷凍サイクル装置10の第一及び第二の冷凍サイクル回路において、冷媒の流れを切り替えるための流路切替装置9を有している。流路切替装置により切り替えることで、負荷側熱交換器4を放熱器(凝縮器)、蒸発器として機能させることができる。これにより、水流路10を流れる水の冷却、加熱を選択して行うことができ、利便性を向上させることができる。ここで、本実施の形態では、各冷凍サイクル装置10の各冷凍サイクル回路に流路切替装置15を設けるようにしたが、すべての冷凍サイクル回路に設けるか否かについては特に限定するものではない。
上述の実施の形態では、2つの冷凍サイクル装置10を負荷側水流路11と熱源側水流路12に対し直列に配置し、各冷凍サイクル装置10は、2つの独立した冷凍サイクル回路を構成するようにしたが、配置数、構成数については、特に限定しない。例えば、実施の形態1では、第一及び第二の冷凍サイクル回路を有する冷凍サイクル装置10を2台有し、圧縮機2台1蒸発1凝縮運転又は圧縮機2台2蒸発2凝縮運転を判定するため、圧縮機1を2台駆動させる場合について特別に判断するようにした。冷凍サイクル装置数、冷凍サイクル回路数が3以上の場合の判断は、任意に定めることができる。
Claims (7)
- 圧縮機、熱源側流路を流れる熱源側流体との熱交換を行う熱源側熱交換器、絞り装置及び負荷側流路を流れる負荷側流体との熱交換を行う負荷側熱交換器を配管接続して構成する冷凍サイクル回路を複数有する冷凍サイクル装置を備え、
前記冷凍サイクル装置を前記熱源側流体の流れに沿って前記熱源側流路に複数台配置し、また、前記冷凍サイクル装置を前記負荷側流体の流れに沿って前記負荷側流路に複数台配置し、
前記負荷側流路に対して最下流側に位置する前記冷凍サイクル装置から流出する前記負荷側流体の出口温度を検知する負荷側出口温度検知手段と、
前記出口温度と、任意に設定された前記出口温度の目標温度との差に基づいて、前記圧縮機の駆動台数及び駆動に係る圧縮機の容量を決定する制御装置と
を備え、
前記熱源側流路に対して最上流側に位置する前記冷凍サイクル装置に流入する前記熱源側流体の入口温度を検知する熱源側入口温度検知手段と、
前記熱源側流路に対して最下流側に位置する前記冷凍サイクル装置から流出する前記熱源側流体の出口温度を検知する熱源側出口温度検知手段と、
前記負荷側流路に対して最上流側に位置する前記冷凍サイクル装置に流入する前記負荷側流体の入口温度を検知する負荷側入口温度検知手段とをさらに備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の駆動台数を複数台と決定したとき、前記熱源側熱交換器の出口温度と入口温度との差及び前記負荷側熱交換器の出口温度と入口温度との差と、あらかじめ定めたそれぞれの基準温度差とに基づいて、前記熱源側熱交換器の出口温度と入口温度との差及び前記負荷側熱交換器の出口温度と入口温度との差が基準温度差以上である場合には、前記複数台の冷凍サイクル装置がそれぞれ有する各1の冷凍サイクル回路における前記熱源側流体と前記負荷側流体との熱交換を優先して行う分散運転を行い、前記熱源側熱交換器の出口温度と入口温度との差及び前記負荷側熱交換器の出口温度と入口温度との差が基準温度差以上でない場合には、1台の前記冷凍サイクル装置の複数の前記冷凍サイクル回路における前記熱源側流体と前記負荷側流体との熱交換を優先して行う集中運転を行う決定をする処理をさらに行うことを特徴とする冷凍サイクルシステム。 - 前記制御装置は、前記負荷側流体の出口温度が設定温度以下であると判断すると、出入口温度差と基準温度差との関係に関わらず、前記集中運転を行わせることを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルシステム。
- 時間を計測するためのタイマーをさらに備え、
前記制御装置は、各圧縮機の積算駆動時間に基づいて、駆動させる圧縮機を選択する処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍サイクルシステム。 - 時間を計測するためのタイマーをさらに備え、
前記制御装置は、前記熱源側流体と負荷側流体の出入口温度差と前記基準温度差とに基づいて運転を切り替えた後、所定時間以内は再度の切り替えを行わないようにすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の冷凍サイクルシステム。 - 前記熱源側流体を前記負荷側流体に流入させるバイパス流路を備え、
負荷側流体の出口温度が設定温度以下であると判断すると、前記バイパス流路を通じて熱源側流体を負荷側流体へ流入させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍サイクルシステム。 - 前記冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替え手段を、前記1又は複数の冷凍サイクル回路に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の冷凍サイクルシステム。
- 前記負荷側熱交換器は、ダブルサーキットのプレート熱交換器で構成することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクルシステム。
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