JP5804774B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、病院やホテルなど大型施設の空調に使用される冷凍サイクル装置、特に運転時の騒音を低減する冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus used for air conditioning of large facilities such as hospitals and hotels, and more particularly to a refrigeration cycle apparatus that reduces noise during operation.
従来より、室内を空調しているときに室外機及び室内機から発せられる運転音(騒音)を低減する冷凍サイクル装置がある。例えば、おやすみモードが選択された場合、所定時間後に室内ファンモーター及び室外ファンモーターの回転数を下げ、これに加えて、圧縮機モーターの回転数を通常運転のときより下げて、運転音を低くしている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are refrigeration cycle apparatuses that reduce operating noise (noise) emitted from an outdoor unit and an indoor unit when the room is air-conditioned. For example, when the sleep mode is selected, the rotational speed of the indoor fan motor and outdoor fan motor is decreased after a predetermined time, and in addition to this, the rotational speed of the compressor motor is decreased compared with that during normal operation to reduce the operation sound. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、前述した特許文献1に記載の技術では、圧縮機モータとファンモーターの両方が低回転となる。そのため、冷凍サイクル装置としての冷却能力が低下し、効率も低下するという課題がある。
However, in the technique described in
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、騒音低下を行っても空調能力及び効率の低下を最小限に抑えることができ、しかも、任意に騒音低下の時間帯を設定できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even if noise is reduced, the reduction in air conditioning capability and efficiency can be minimized, and a time zone for noise reduction can be arbitrarily set. It aims at providing the refrigerating-cycle apparatus which can be set.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも空調能力及び効率の低下を最小限に抑えるために、少なくとも、圧縮機、ファンモーターを有する第1熱交換器、膨張弁、第2熱交換器が順次に冷媒管により接続されて構成され、第2熱交換器内で冷媒と水とを熱交換する冷媒回路と、計時手段と、圧縮機の周波数を負荷に応じて設定し、ファンモーターの周波数を通常運転時より低くするモードA、圧縮機の周波数の上限値を抑制し、ファンモーターの周波数を通常運転時と同じにするモードB、及び圧縮機の周波数の上限値を抑制し、ファンモーターの周波数を通常運転時より低くするモードCが時刻毎に設定され、計時手段の計時に基づいて時刻を判定し、その時刻から当該時刻に設定されたモードA、モードB及びモードCのうち何れかのモードを選択し、選択したモードに基づいて圧縮機及びファンモーターの回転数をそれぞれ制御し、圧縮機及びファンモーターから発生する騒音を低下させる制御手段とを備えたものである。 In the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, at least a compressor, a first heat exchanger having a fan motor, an expansion valve, and a second heat exchanger are sequentially arranged in order to minimize a decrease in air conditioning capacity and efficiency. A refrigerant circuit that is connected by a refrigerant pipe and that exchanges heat between the refrigerant and water in the second heat exchanger, a time measuring means, and the frequency of the compressor are set according to the load, and the frequency of the fan motor is normally set. Mode A that is lower than during operation, mode B that suppresses the upper limit of the compressor frequency, mode B that makes the fan motor frequency the same as during normal operation, and the upper limit of the compressor frequency are suppressed, and the frequency of the fan motor the normally set in the mode C is each time lower than during operation, to determine the time based on counting of the timer means, set from the time to the time to the mode a, which of the mode B and mode C Select mode, in which a control means for reducing the noise compressor and fan motor rotation speed was controlled based on the selected mode, generated from the compressor and the fan motor.
本発明によれば、圧縮機の周波数を負荷に応じて設定し、ファンモーターの周波数を通常運転時より低くするモードA、圧縮機の周波数の上限値を抑制し、ファンモーターの周波数を通常運転時と同じにするモードB、及び圧縮機の周波数の上限値を抑制し、ファンモーターの周波数を通常運転時より低くするモードCが時刻毎に設定され、計時手段の計時に基づいて時刻を判定し、その時刻から当該時刻に設定されたモードA、モードB及びモードCのうち何れかのモードを選択し、選択したモードに基づいて圧縮機及びファンモーターの回転数をそれぞれ制御し、圧縮機及びファンモーターから発生する騒音を低下させるようにしている。これにより、冷凍サイクル装置としての空調能力及び効率の低下を最小限に抑えながら騒音低下を図ることができる。 According to the present invention, the frequency of the compressor is set according to the load, the mode A in which the frequency of the fan motor is lower than that during normal operation, the upper limit value of the compressor frequency is suppressed, and the frequency of the fan motor is normally operated. Mode B, which is the same as the time, and Mode C, which suppresses the upper limit of the compressor frequency and lowers the fan motor frequency compared to normal operation, are set at each time, and the time is determined based on the time measured by the time measuring means. Then, any one of mode A, mode B and mode C set at that time is selected from that time, and the rotation speeds of the compressor and the fan motor are controlled based on the selected mode , respectively. In addition, the noise generated from the fan motor is reduced. Thereby, noise reduction can be aimed at, suppressing the fall of the air-conditioning capability and efficiency as a refrigerating-cycle apparatus to the minimum.
実施の形態.
図1は実施の形態を示す冷凍サイクル装置の概略図、図2は実施の形態における冷凍サイクル装置のユニット容量に対するユニット騒音値の変化を示す線図、図3は実施の形態における冷凍サイクル装置のユニット容量に対するユニット騒音値とユニット効率の変化を示す線図である。
Embodiment.
1 is a schematic diagram of a refrigeration cycle apparatus showing an embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a change in unit noise value with respect to a unit capacity of the refrigeration cycle apparatus in the embodiment, and FIG. 3 is a diagram of the refrigeration cycle apparatus in the embodiment. It is a diagram which shows the unit noise value with respect to unit capacity, and the change of unit efficiency.
図1に示す冷凍サイクル装置は、例えば、ホテルや病院など大型施設の空調に使用される空冷式ヒートポンプチラーからなり、圧縮機1、室外ファンモーター3を有する凝縮器2(第1熱交換器)、膨張弁4、蒸発器5(第2熱交換器)などが順次に冷媒管6に接続されて構成される冷媒回路と、制御回路11と、圧縮機駆動回路12と、室外ファンモーター駆動回路13と、操作部14と、計時手段であるタイマー15とが1つのユニットに納められて構成されている。
The refrigeration cycle apparatus shown in FIG. 1 is composed of, for example, an air-cooled heat pump chiller used for air conditioning of large facilities such as hotels and hospitals, and a condenser 2 (first heat exchanger) having a
冷凍サイクル装置の運転時、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器2に入って室外ファンモーター3により冷却され、低温高圧の液冷媒となる。次いで、この液冷媒は、膨張弁4により減圧されて低温低圧の液冷媒となり蒸発器5に流入する。蒸発器5に流入した液冷媒は、水管7内の高温水と熱交換して低圧のガス冷媒となり圧縮機1に流入する。一方、蒸発器5内に流入した水管7内の高温水は、低温低圧の液冷媒から熱を吸収して低温水となり、図示せぬ室内機内に流入する。室内機に流入した低温水は、室内の空気と熱交換されて高温水となり、蒸発器5内に流入する。
During operation of the refrigeration cycle apparatus, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
制御回路11は、後述する運転モードが設定されていない場合には、通常運転として、室内温度が操作部14の操作で設定された設定温度になるように、圧縮機駆動回路12及び室外ファンモーター駆動回路13を介して圧縮機1と室外ファンモーター3の回転数(容量)を制御し、膨張弁4の開度を制御する。
When the operation mode to be described later is not set, the
また、制御回路11には、後述するが、冷媒回路の能力及び効率向上の何れかを重視して組み合わせた圧縮機1及び室外ファンモーター3の各周波数が時刻毎に設定され、タイマー15の計時に基づいて時刻を判定し、その時刻から圧縮機1及び室外ファンモーター3の各周波数を選択し、選択した周波数に基づいて圧縮機1及び室外ファンモーター3の回転数をそれぞれ制御し、圧縮機1及び室外ファンモーター3から発生する騒音を低下させる制御手段が設けられている。
As will be described later, the
ここで、冷凍サイクル装置のユニット内の圧縮機1と室外ファンモーター3の回転数に基づくユニット容量と、ユニットから発せられるユニット騒音値及び冷凍サイクル装置の効率(以下、「ユニット効率」という)との相関について図2及び図3を参照しながら説明する。
図2に示すように、ユニット容量が大きくなるに従ってユニット騒音値が高くなる。また、図3に示すように、ユニット容量を小さくしていった場合には、ユニット騒音値が低下し、これに伴ってユニット効率も低下する。逆にユニット容量を大きくしていったときには、ユニット効率は徐々に高くなってMAXを超えたときに低下し、一方、ユニット騒音値はユニット容量に比例して高くなる。
Here, the unit capacity based on the number of revolutions of the
As shown in FIG. 2, the unit noise value increases as the unit capacity increases. Further, as shown in FIG. 3, when the unit capacity is reduced, the unit noise value is lowered, and accordingly, the unit efficiency is also lowered. Conversely, when the unit capacity is increased, the unit efficiency gradually increases and decreases when it exceeds MAX, while the unit noise value increases in proportion to the unit capacity.
そこで、本実施の形態においては、冷凍サイクル装置の運転中にユニットから発生する騒音値を低下させるために、以下に示す各モードが制御回路11に設定されている。例えば制御回路11には、圧縮機1の周波数を負荷(設定温度)に応じて設定(上限値なし)し、室外ファンモーター3の周波数を通常運転時より低くするモードAと、圧縮機1の周波数の上限値を抑制し、室外ファンモーター3の周波数を通常運転時と同じにするモードBと、圧縮機1の周波数の上限値を抑制し、室外ファンモーター3の周波数を通常運転時より低くするモードCとが設定されている。
Therefore, in the present embodiment, the following modes are set in the
圧縮機1の周波数の上限値を抑制するとは、圧縮機1を定格容量で運転しているときの周波数よりも低い周波数にすることである。室外ファンモーター3の周波数を通常運転時より低くするとは、通常運転時の室外ファンモーター3の周波数より低い周波数にすることである。
To suppress the upper limit value of the frequency of the
制御回路11は、例えば、操作部14により時刻毎に低騒音化のためのモードが入力されると、図7に示すように、時刻毎にモードを関連づけたスケジュールを作成しメモリ(図示せず)に格納する。そのスケジュールとタイマー15とでスケジュールタイマーが構成される。なお、図7に示す時刻毎のモードの設定は、一例であって、限定されるものではない。制御回路11は、タイマー15の計時から時刻が変わったと判定したときに、その時刻に設定されたモードに基づいて圧縮機駆動回路12及び室外ファンモーター駆動回路13を制御する。
For example, when a mode for noise reduction is input at each time by the
モードAでは、室外ファンモーター3の周波数を低下させることで低騒音化を図り、圧縮機1の周波数の上限値を低下させることがないため、冷却能力は低下することはない。モードBでは、圧縮機1の周波数の上限値を抑制しているため、消費電力が低下し、COPを落とすことなく低騒音化となる。また、モードCでは、圧縮機1の周波数の上限値を低下させ、更に室外ファンモーター3の周波数を落とすことで、冷却能力とCOPの両方が低下するが、最も低騒音化となる。
In mode A, since the noise is reduced by lowering the frequency of the
圧縮機駆動回路12及び室外ファンモーター駆動回路13は、交流電源16からの交流電圧を直流電圧に変換する整流部と、整流部から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバーター部を有している。圧縮機駆動回路12は、制御回路11からの指示に基づいて圧縮機1の周波数を判定し、判定した周波数で圧縮機1が回転するように、インバーター部を駆動する。室外ファンモーター駆動回路13は、前記と同様に、制御回路11からの指示に基づいて室外ファンモーター3の周波数を判定し、判定した周波数で室外ファンモーター3が回転するように、インバーター部を駆動する。
The
次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置の動作を図4乃至図6に示すフローチャート、図7に示すスケジュールに基づいて説明する。
図4は実施の形態に係る冷凍サイクル装置のモードAにおける動作を示すフローチャート、図5は図4に続くモードBにおける動作を示すフローチャート、図6は図5に続くモードCにおける動作を示すフローチャートである。
なお、制御回路11には、操作部14の操作によって設定された図7のスケジュールが設定されているものとする。
Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment will be described based on the flowcharts shown in FIGS. 4 to 6 and the schedule shown in FIG.
4 is a flowchart showing an operation in mode A of the refrigeration cycle apparatus according to the embodiment, FIG. 5 is a flowchart showing an operation in mode B following FIG. 4, and FIG. 6 is a flowchart showing an operation in mode C following FIG. is there.
It is assumed that the schedule of FIG. 7 set by the operation of the
制御回路11は、操作部14の操作による運転開始の信号が入力されると(S1)、タイマー15の計時から現在の時刻を判定し、その時刻にモードAが設定されているかどうかを判定する(S2)。制御回路11は、その時刻にモードBが設定されていると判定したときにはS7に進み、その時刻にモードCが設定されていると判定したときにはS12に進むが、例えば時刻(5時)にモードAが設定されていると判定したときには、圧縮機1の周波数を負荷(設定温度)に応じて設定する指示を圧縮機駆動回路12に出力する(S3)。次いで、制御回路11は、室外ファンモータ3の周波数を通常運転時より低い周波数に設定する指示を室外ファンモーター駆動回路13に出力する(S4)。その後、制御回路11は、タイマー15の計時による時刻に対してモードAが設定されているかどうかを判定し(S5)、モードAが設定されているときには、S3に戻ってモードAが終了するまで動作を繰り返す。
When a signal for starting operation by the operation of the
一方、圧縮機駆動回路12は、前述した指示を受けたときには、圧縮機1の定格容量を超えない範囲内で、かつ負荷(設定温度)に応じて圧縮機1が回転するように、インバーター部を駆動する。室外ファンモーター駆動回路13は、制御回路11からの指示に基づいて室外ファンモーター3の周波数を判定し、判定した周波数で室外ファンモーター3が回転するように、インバーター部を駆動する。この場合は、室外ファンモーター3の周波数を低下させることで低騒音化を図り、圧縮機1の周波数の上限値を低下させることがないため、冷却能力は低下することはない。
On the other hand, when the
制御回路11は、S5において、モードAが終了したと判定したときには、タイマー15の計時による時刻(10時)にモードB又はCの何れかが設定されているかどうかを判定する(S6)。制御回路11は、その時刻にモードCが設定されていると判定したときにはS13に進むが、その時刻(10時)にモードBが設定されていると判定したときには、圧縮機1の周波数に上限値を設定する指示を圧縮機駆動回路12に出力する(S8)。次いで、制御回路11は、ファンモータ3の周波数を通常運転時と同様の指示を室外ファンモーター駆動回路13に出力する(S9)。その後、制御回路11は、タイマー15の計時による時刻にモードBが設定されているかどうかを判定し(S10)、モードBが設定されているときには、S8に戻ってモードBが終了するまで動作を繰り返す。
When it is determined in S5 that the mode A has ended, the
一方、圧縮機駆動回路12は、前述した指示を受けたときには、圧縮機1の定格容量より低い容量の範囲内で、かつ負荷(設定温度)に応じて圧縮機1が回転するように、インバーター部を駆動する。室外ファンモーター駆動回路13は、制御回路11からの指示に従って室外ファンモーター3が通常運転時と同じ周波数により回転するように、インバーター部を駆動する。この場合は、圧縮機1の周波数の上限値を抑制しているため、モードAと比べ、消費電力が低下し、COPを落とすことなく、より低騒音化を図ることができる。
On the other hand, when the
制御回路11は、S10において、モードBが終了したと判定したときには、タイマー15の計時による時刻(17時)にモードA又はCの何れかが設定されているかどうかを判定する(S11)。制御回路11は、その時刻にモードCが設定されていると判定したときにはS13に進むが、その時刻(17時)にモードAが設定されていると判定したときには、S3に戻って、前述した動作を繰り返す。この場合も、前述したように、室外ファンモーター3の周波数を低下させることで低騒音化を図り、圧縮機1の周波数の上限値を低下させることがないため、冷却能力は低下することはない。
When it is determined in S10 that the mode B has ended, the
制御回路11は、S5において、モードAが終了したと判定したときには、タイマー15の計時による時刻(22時)にモードB又はCの何れかが設定されているかどうかを判定する(S6)。制御回路11は、その時刻にモードBが設定されていると判定したときにはS8に進むが、その時刻(22時)にモードCが設定されていると判定したときには、S13において、圧縮機1の周波数に上限値を設定する指示を圧縮機駆動回路12に出力する。次いで、制御回路11は、室外ファンモータ3の周波数を通常運転時より低い周波数に設定する指示を室外ファンモーター駆動回路13に出力する(S14)。その後、制御回路11は、タイマー15の計時による時刻にモードCが設定されているかどうかを判定し(S15)、モードCが設定されているときには、S13に戻ってモードCが終了するまで動作を繰り返す。
When it is determined in S5 that the mode A has ended, the
一方、圧縮機駆動回路12は、前述した指示を受けたときには、圧縮機1の定格容量より低い容量の範囲内で、かつ負荷(設定温度)に応じて圧縮機1が回転するように、インバーター部を駆動する。室外ファンモーター駆動回路13は、制御回路11からの指示に従って室外ファンモーター3が通常運転時より低い周波数で回転するように、インバーター部を駆動する。この場合は、圧縮機1の周波数の上限値を低下させ、更に室外ファンモーター3の周波数を落とすことで、冷却能力とCOPの両方が低下するが、最も低騒音化となる。
On the other hand, when the
以上のように本実施の形態においては、圧縮機1の周波数を負荷(設定温度)に応じて設定(上限値なし)し、室外ファンモーター3の周波数を通常運転時より低くするモードAと、圧縮機1の周波数の上限値を抑制し、室外ファンモーター3の周波数を通常運転時と同じにするモードBと、圧縮機1の周波数の上限値を抑制し、室外ファンモーター3の周波数を通常運転時より低くするモードCを用いて、使用者が任意に設定した時刻毎に圧縮機と室外ファンモーターを制御するようにしている。このため、冷凍サイクル装置としての冷却能力及び効率の低下を最小限に抑えながら騒音低下を図ることができる。
また、時刻毎にモードA、B、Cを任意に設定できるようにしているので、ユーザーのニーズに応じた騒音低下のための運転が実現可能になる。
As described above, in the present embodiment, the mode A in which the frequency of the
In addition, since modes A, B, and C can be arbitrarily set for each time, it is possible to realize an operation for noise reduction according to the user's needs.
また、時刻毎にモードA、B、Cを任意に設定できるようにしているので、夜間運転時など冷却能力が必要ない場合にはモードBを選択し、昼間運転時など冷却能力が必要だが、騒音値を抑制したい場合などにはモードAを選択する、というように3つのモードをユーザーのニーズに合わせて組み替えることが可能になる。 In addition, mode A, B, and C can be set arbitrarily at each time, so if cooling capacity is not required, such as during night driving, select mode B, and cooling capacity is required during daytime driving, When it is desired to suppress the noise level, the mode A is selected, and the three modes can be rearranged according to the user's needs.
なお、実施の形態では、スケジュールとタイマー15を用いてスケジュールタイマーとしたが、ハード構成のスケジュールタイマーを制御回路11と接続して用いるようにしても良い。
In the embodiment, the schedule timer is configured using the schedule and the
また、実施の形態では、冷房運転のみとする冷凍サイクル装置について述べたが、これに限定されるものではなく、冷媒回路に四方弁を設けて暖房運転も可能な冷凍サイクル装置でも良い。 In the embodiment, the refrigeration cycle apparatus having only the cooling operation has been described. However, the present invention is not limited to this, and a refrigeration cycle apparatus in which a four-way valve is provided in the refrigerant circuit and heating operation can be used.
1 圧縮機、2 凝縮器、3 室外ファンモーター、4 膨張弁、5 蒸発器、6冷媒管、7 水管、11 制御回路、12 圧縮機駆動回路、13 室外ファンモーター駆動回路、14 操作部、15 タイマー、16 交流電源。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
計時手段と、
前記圧縮機の周波数を負荷に応じて設定し、前記ファンモーターの周波数を通常運転時より低くするモードA、前記圧縮機の周波数の上限値を抑制し、前記ファンモーターの周波数を通常運転時と同じにするモードB、及び前記圧縮機の周波数の上限値を抑制し、前記ファンモーターの周波数を通常運転時より低くするモードCが時刻毎に設定され、前記計時手段の計時に基づいて時刻を判定し、その時刻から当該時刻に設定された前記モードA、前記モードB及び前記モードCのうち何れかのモードを選択し、選択したモードに基づいて前記圧縮機及び前記ファンモーターの回転数をそれぞれ制御し、前記圧縮機及び前記ファンモーターから発生する騒音を低下させる制御手段と
を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。 At least a compressor, a first heat exchanger having a fan motor, an expansion valve, and a second heat exchanger are sequentially connected by a refrigerant pipe, and heat is exchanged between the refrigerant and water in the second heat exchanger. A refrigerant circuit to
Timekeeping means,
The frequency of the compressor is set according to the load, the mode A in which the frequency of the fan motor is set lower than that during normal operation, the upper limit value of the frequency of the compressor is suppressed, and the frequency of the fan motor is set during normal operation. Mode B to be the same and mode C to suppress the upper limit value of the frequency of the compressor and lower the frequency of the fan motor than during normal operation are set for each time, and the time is set based on the time of the time measuring means. The mode is selected, and the mode A, the mode B, and the mode C set at the time is selected from that time, and the rotation speeds of the compressor and the fan motor are determined based on the selected mode. A refrigeration cycle apparatus comprising control means for controlling and reducing noise generated from the compressor and the fan motor, respectively.
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