JP5659773B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。同図1に示すように、空気調和装置1の室外機10には、ガス会社から供給される燃料ガス(例えばプロパンガス、天然ガス等)を燃焼等することで回転動力を発生するガスエンジン11が設置されるとともに、該ガスエンジン11に回転駆動され回転に伴い冷媒を圧縮する圧縮機12が設置されている。この圧縮機12は、その吸入管12aから吸入した冷媒(ガス冷媒)を圧縮するとともに、その吐出管12bに冷媒配管13aを介して接続された四方弁14に冷媒を送り出す。なお、冷媒配管13aには、油分離器16が設けられている。この油分離器16は、冷媒に混入する圧縮機12の潤滑油(いわゆる冷凍機油)を分離するとともに、該潤滑油を溜める。
次に、空気調和装置1の冷媒の流れについて説明する。なお、冷房及び暖房の各運転時における冷媒の流れを実線矢印及び破線矢印にて表している。
図1に示すように、室外機10には、ガスエンジン11及び四方弁14等を駆動制御する制御装置41が設けられている。この制御装置41は、マイコンを主体に構成されており、冷房運転時における室外機熱交換器15の下流側で冷媒配管13hに設けられた温度センサ42に電気的に接続されている。この温度センサ42は、除霜運転時に室外機熱交換器15から排出された冷媒の配管温度(表面温度)Tを検出する。また、制御装置41は、ガスエンジン11の回転速度を検出する回転速度センサ43に電気的に接続されている。
まず、制御装置41により、前記ガスエンジン11(圧縮機12)の回転速度が前記最大回転速度Nmaxを下回るように制御する通常制御が実施されているとする。このとき、集中制御機器51を介して最大能力制限制御指示を受信すると、制御装置41は、「A条件」が非成立であれば、当該最大能力制限制御指示に応じた省エネルギー率を実現すべく、ガスエンジン11の最大回転速度を低減する。これにより、空調時の省エネルギー化が実現される。
(1)本実施形態では、最大能力制限制御指示があるときに最大能力制限制御が実施されることで、ガスエンジン11(圧縮機12)の回転速度に許容される最大回転速度が低減される。これにより、ガスエンジン11(圧縮機12)の最大回転速度を抑えことができ、ガス消費量を減少させて省エネルギー性を向上させることができる。一方、機器保護制御(除霜制御又は四方弁14の切替え制御)の実施中に最大能力制限制御指示があったとき、該最大能力制限制御指示が無効化される。従って、機器保護制御を好適に実施することができる。また、最大能力制限制御の実施中に機器保護制御指示(除霜制御指示、切替え制御指示)があったとき、最大能力制限制御指示が無効化される。従って、最大能力制限制御の実施を中止して、機器保護制御(除霜制御又は四方弁14の切替え制御)を好適に実施(開始)することができる。
(4)本実施形態では、最大能力制限制御指示に含まれる省エネルギー率が高いほど、最大回転速度をより大きく低減させる。従って、要求される省エネルギー率に合わせて最大回転速度の低減態様を変更できるため、ガスエンジン11(圧縮機12)の最大回転速度をより好適に抑えて省エネルギー性を向上させることができる。
図4を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態は、並列接続の2台の室外機10を各室内機30に接続したことが前記第1の実施形態とは異なる構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。図4では、便宜的に図1に共通する一部の構成を簡略化して図示している。
そして、潤滑油循環量g1,g2は、下式(2)のように表される。
g1=G1×OCR1×(1−SE1)
g2=G2×OCR2×(1−SE2) …(2)
なお、SE1,SE2は、各室外機101,102の油分離器16で回収される油量に相関する油分離効率で、冷媒循環量G1,G2が大きくなるほど大きくなるものである。そして、潤滑油循環量g1’,g2’は、下式(3)のように表される。
g2’=(g1+g2)×G2/(G1+G2) …(3)
従って、G1=G2になるように設定することで、各室外機101,102に戻る潤滑油は同等となって、オイル偏りの発生が抑制される。冷媒循環量G1,G2が、室外機101,102のガスエンジン11の回転速度に相関することはいうまでもない。つまり、室外機101,102のガスエンジン11の回転速度を同等に設定することで、オイル偏りの発生が抑制される。
まず、制御装置61等により、前記ガスエンジン11(圧縮機12)の回転速度が前記最大回転速度Nmaxを下回るように制御する通常制御が実施されているとする。このとき、集中制御機器51を介して最大能力制限制御指示を受信すると、制御装置61は、「A条件」が非成立であれば、当該最大能力制限制御指示に応じた省エネルギー率を実現すべく、各室外機10の制御装置41を通じてガスエンジン11の最大回転速度を低減させる。これにより、空調時の省エネルギー化が実現される。
(1)本実施形態では、均油制御の実施中に最大能力制限制御指示があったとき、または最大能力制限制御の実施中に均油制御指示があったとき、該最大能力制限制御指示が無効化されることで、一の室外機10(圧縮機)における潤滑油不足に伴う不具合の発生を抑えることができる。
・空気調和装置1の運転時の騒音レベルを一定レベルに抑えるためにガスエンジン11(圧縮機12)の最大回転速度を抑える静音設定モードを搭載する場合、該静音設定モード中に最大能力制限制御指示があった場合は、これに対応するガスエンジン11(圧縮機12)の最大回転速度及び静音設定モードに対応するガスエンジン11(圧縮機12)の回転速度のうちの小さいほうの回転速度を採択してもよい。
・前記第2の実施形態において、制御装置61の機能は、集中制御機器51に搭載してもよい。また、制御装置61は、両制御装置41の機能を内蔵したものであってもよい。この場合、制御装置61は、両室外機10のガスエンジン11を直接駆動制御すればよい。
・前記第2の実施形態において、少なくとも1台の室外機10が除霜制御中又は四方弁14の切換え制御中であれば、最大能力制限制御指示を無効化するようにしてもよい。
・前記各実施形態において、圧縮機12の回転速度を監視して、該圧縮機12の回転速度を直接制御するようにしてもよい。
(イ)請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記最大能力制限制御指示に含まれる省エネルギー率が高いほど、前記最大回転速度をより大きく低減させることを特徴とする空気調和装置。同構成によれば、要求される省エネルギー率に合わせて前記最大回転速度の低減態様を変更できるため、前記圧縮機の最大回転速度をより好適に抑えて省エネルギー性を向上させることができる。
前記圧縮機を回転駆動するガスエンジンを備え、
前記最大能力制限制御における前記最大回転速度の低減は、前記ガスエンジンの回転速度に基づいて実施されることを特徴とする空気調和装置。同構成によれば、前記圧縮機の回転速度を監視する必要がなく、前記ガスエンジンの既存の回転速度制御機能を流用して前記圧縮機の回転速度を制御できるため、より簡易な構成にできる。
Claims (3)
- 回転に伴い冷媒を圧縮する圧縮機及び冷房運転時は冷媒の凝縮器として機能し暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能する室外機熱交換器を有する室外機と、冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能し暖房運転時は冷媒の凝縮器として機能する室内機熱交換器を有する室内機と、最大能力制限制御指示があるときに空調の最大能力を制限すべく前記圧縮機の回転速度に許容される最大回転速度を低減させる最大能力制限制御を実施する制御装置とを備える空気調和装置において、
前記制御装置は、
機器保護制御指示があるときに機器保護制御を行う機器保護制御手段と、
前記機器保護制御の実施中に前記最大能力制限制御指示があったとき、または前記最大能力制限制御の実施中に前記機器保護制御指示があったとき、前記最大能力制限制御指示を無効にする無効手段とを備え、
前記最大能力制限制御は、第1の最大能力制限制御と、運転時の騒音レベルを抑えるために前記圧縮機の最大回転速度を抑える静音設定モードとしての第2の最大能力制限制御とを含み、
前記制御装置は、前記第2の最大能力制限制御の実施中において、前記第1の最大能力制限制御を実施するための前記最大能力制限制御指示があった場合には、前記第1の最大能力制限制御に対応する前記圧縮機の最大回転速度、及び前記第2の最大能力制限制御に対応する前記圧縮機の最大回転速度のうちの小さいほうの回転速度を適用した前記最大能力制限制御を実施し、前記機器保護制御指示があった場合には、前記第2の最大能力制限制御の実施を中止することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1に記載の空気調和装置において、
前記機器保護制御は、前記室外機の除霜を実施する除霜制御及び冷房・暖房運転間で冷凍サイクルの冷媒の流路を切り替える四方弁の切替え制御の少なくとも一方であることを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1に記載の空気調和装置において、
前記室外機は、複数台が前記冷媒の冷媒回路に並列接続されてなり、
前記複数台の室外機に配設され、冷媒に混入する前記圧縮機の潤滑油を分離するとともに溜まった該潤滑油を前記圧縮機に戻す油分離器を備え、
前記機器保護制御は、前記複数台の室外機間の前記潤滑油の不均等状態が検出されたとき、前記潤滑油が少ない一の前記室外機の冷媒循環量が、前記潤滑油が多い他の前記室外機の冷媒循環量よりも大きくなるように各対応する前記圧縮機を駆動制御する均油制御であることを特徴とする空気調和装置。
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