JP5962063B2 - 冷凍装置用の電源制御装置、および冷凍システム - Google Patents

冷凍装置用の電源制御装置、および冷凍システム Download PDF

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本発明は、冷凍装置用の電源制御装置、および冷凍システムに関するものである。
従来より、太陽光などの自然エネルギーが電源として用いられた空気調和装置が知られている。特許文献1に示す空気調和装置では、ソーラーパネルで吸収した太陽光によって発電した電力を空気調和装置の電源として用いている。
特開平6−74522号公報
ところで、自然エネルギーを用いた発電装置(例えば太陽光発電装置)は、天候などによって発電電力が不安定となってしまう。このため、上記空気調和装置では、太陽電池の出力が不足し、電圧が低下した場合には、商用電源から電力供給されるように構成されている。つまり、太陽電池の発電電力が小さい場合に、該発電電力を有効に活用することができないという問題があった。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、太陽光パネルの発電電力が小さい場合であっても、該発電電力を有効活用することを目的とする。
第1及び第2の各発明は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する整流器(81)と、該整流器(81)に接続されて圧縮機へ交流を供給するインバータ(82)とを備えた冷凍装置の電源部(80)に接続される冷凍装置用の電源制御装置であって、自然エネルギーを用いて発電する発電装置(5)から直流が入力される入力部(91)と、上記冷凍装置(7)の電源部(80)における上記整流器(81)と上記インバータ(82)との間に接続される接続部(100)と、上記冷凍装置(7)の圧縮機を駆動するのに必要な上記整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)に直流を出力する出力部(94)と、上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記接続部(100)の両方に直流を流す一方、上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流すスイッチ部(104)とを備えている。
上記第1及び第2の各発明に係る電源制御装置は、入力部(91)と接続部(100)と出力部(94)とスイッチ部(104)を備え、冷凍装置の電源部(80)に接続されている。この電源部(80)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する整流器(81)と、該整流器(81)に接続されて圧縮機へ交流を供給するインバータ(82)とを備えている。
第1及び第2の各発明では、入力部(91)には、例えば太陽光などの自然エネルギーを用いて発電する発電装置(5)から直流が入力される。出力部(94)は、冷凍装置(7)の圧縮機を駆動するのに必要な整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)に直流を出力する。接続部(100)は、冷凍装置(7)の電源部(80)における整流器(81)とインバータ(82)との間に接続される。そして、スイッチ部(104)では、発電装置(5)の出力電圧と整流器(81)の出力電圧とを比較し、整流器(81)の出力電圧よりも発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、発電装置(5)から入力部(91)に入力された直流を出力部(94)と接続部(100)の両方へ流す。すなわち、発電装置(5)から入力部(91)に入力された直流は、出力部(94)から負荷(6)に流れる一方、接続部(100)から電源部(80)のインバータ(82)へ流れる。
また、スイッチ部(104)では、発電装置(5)の出力電圧と整流器(81)の出力電圧とを比較し、整流器(81)の出力電圧よりも発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、発電装置(5)から入力部(91)に入力された直流を出力部(94)にだけ流す。すなわち、発電装置(5)から入力部(91)に入力された直流は、出力部(94)から負荷(6)だけに流れる。
第1の発明は、上記の構成に加えて、上記冷凍装置(7)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)と繋がる第1圧縮機(11A)と熱源側熱交換器(15)とが設けられた熱源側回路(25)と、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられた空調冷媒回路(26)と、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)と繋がると共に低段側に設けられる第2圧縮機(43)と庫内を冷却するための冷却熱交換器(41)が設けられた冷却回路(28,29)とが接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備え、上記接続部(100)は、上記第1整流器(81)と上記第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、上記第2整流器(86)と上記第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えると共に、上記スイッチ部(104)は、上記空調用熱交換器(21)が蒸発器として動作する場合において、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第1接続部(100a)の両方に直流を流す一方、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第1スイッチ部(104a)と、上記空調用熱交換器(21)が放熱器として動作する場合において、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第2接続部(100b)の両方に直流を流す一方、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第2スイッチ部(104b)とを備えている。
上記第1の発明では、熱源側回路(25)と、空調冷媒回路(26)と、冷却回路(28,29)とが接続されて冷媒回路(14)において冷媒が可逆に循環する冷凍サイクルが行われる。熱源側回路(25)には、第1圧縮機(11A)と、熱源側熱交換器(15)とが設けられている。第1圧縮機(11A)には、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)が繋がれている。空調冷媒回路(26)には、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられている。冷却回路(28,29)には、第2圧縮機(43)と冷却熱交換器(41)とが設けられている。第2圧縮機(43)には、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)が繋がれている。
接続部(100)は、第1整流器(81)と第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、第2整流器(86)と第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えている。
第1スイッチ部(104a)では、空調用熱交換器(21)が蒸発器として動作する場合において、発電装置(5)の出力電圧と第1整流器(81)の出力電圧とを比較し、発電装置(5)の出力電圧よりも第1整流器(81)の出力電圧が低い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)と第1接続部(100a)の両方へ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)と、第1インバータ(82)の両方に供給される。一方、発電装置(5)の出力電圧よりも第1整流器(81)の出力電圧が高い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)にだけ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)のみに供給される。
一方、第2スイッチ部(104b)では、空調用熱交換器(21)が放熱器(凝縮器)として動作する場合において、発電装置(5)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が低い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)と第2接続部(100b)の両方へ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)と、第2インバータ(87)の両方に供給される。一方、発電装置(5)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が高い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)にだけ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)のみに供給される。
第2の発明は、上記の構成に加えて、上記冷凍装置(7)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)と繋がる第1圧縮機(11A)と熱源側熱交換器(15)とが設けられた熱源側回路(25)と、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられた空調冷媒回路(26)と、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)と繋がると共に低段側に設けられる第2圧縮機(43)と庫内を冷却するための冷却熱交換器(41)が設けられた冷却回路(28,29)とが接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備え、上記接続部(100)は、上記第1整流器(81)と上記第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、上記第2整流器(86)と上記第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えると共に、上記スイッチ部(104)は、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記第2整流器(86)の出力電圧が高い場合において、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第1接続部(100a)の両方に直流を流す一方、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第1スイッチ部(104a)と、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記第2整流器(86)の出力電圧が低い場合において、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第2接続部(100b)の両方に直流を流す一方、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第2スイッチ部(104b)とを備えている。
上記第2の発明では、熱源側回路(25)と、空調冷媒回路(26)と、冷却回路(28,29)とが接続されて冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備えている。熱源側回路(25)には、第1圧縮機(11A)と、熱源側熱交換器(15)とが設けられている。第1圧縮機(11A)には、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)が繋がれている。空調冷媒回路(26)には、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられている。冷却回路(28,29)には、第2圧縮機(43)と冷却熱交換器(41)とが設けられている。第2圧縮機(43)には、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)が繋がれている。
接続部(100)は、第1整流器(81)と第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、第2整流器(86)と第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えている。
第1スイッチ部(104a)では、第1整流器(81)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が高い場合において、発電装置(5)の出力電圧と第1整流器(81)の出力電圧とを比較し、発電装置(5)の出力電圧よりも第1整流器(81)の出力電圧が低い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)と第1接続部(100a)の両方へ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)と、第1インバータ(82)の両方に供給される。一方、発電装置(5)の出力電圧よりも第1整流器(81)の出力電圧が高い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)にだけ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)のみに供給される。
一方、第2スイッチ部(104b)では、第1整流器(81)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が低い場合において、発電装置(5)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が低い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)と第2接続部(100b)の両方へ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)と、第2インバータ(87)の両方に供給される。一方、発電装置(5)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が高い場合、発電装置(5)の直流を入力部(91)から出力部(94)にだけ流す。こうすることで、発電装置(5)の直流が負荷(6)のみに供給される。
第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、上記スイッチ部(104)は、上記発電装置(5)の出力電圧よりも上記整流器(81)の出力電圧が高く、且つ上記発電装置(5)の出力電圧が所定の電圧よりも低い場合には、上記整流器(81)の直流を上記接続部(100)から上記出力部(94)へ流すよう構成されている。
上記第3の発明では、スイッチ部(104)は、発電装置(5)の出力電圧よりも整流器(81)の出力電圧が高く、且つ発電装置(5)の出力電圧が所定の電圧よりも低い場合には、整流器(81)の直流を接続部(100)から出力部(94)へ流すようにしている。すなわち、この場合、発電装置(5)の出力電圧が低く、出力が不足していると判断し、商用電源(3)から負荷(6)へ電力供給を行うようにしている。
第4の発明は、上記第1〜第3の発明の何れか1つにおいて、上記入力部(91)に入力された上記発電装置(5)の発電電力を蓄電する蓄電装置(109)を備えている。
上記第4の発明では、発電装置(5)から入力部(91)に入力された発電電力を蓄電装置(109)に蓄電するようにしている。こうすることで、発電電力の供給先がない場合であっても、蓄電装置(109)の発電電力を捨てることなく、活用することができる。
第5の発明は、上記第1〜第4の発明の何れか1つにおいて、上記入力部(91)から出力部(94)へ流れる直流の電圧を調節する電圧変換部(93)を備えている。
上記第5の発明では、電圧変換部(93)が入力部(91)から出力部(94)へ流れる直流の電圧を調節している。具体的には、電圧変換部(93)は、入力部(91)から入力された発電装置(5)の直流の電圧を昇降圧するなどして、負荷(6)の作動電圧に応じた電圧に変換している。
第6の発明は、上記第1〜第5の発明の何れか1つにおいて、上記入力部(91)に入力された発電装置(5)の直流を交流に変換するパワーコンディショナ(110)を備えている。
上記第6の発明では、パワーコンディショナ(110)が入力部(91)に入力された発電装置(5)の直流を交流に変換している。こうすることで、パワーコンディショナ(110)で変換された交流を屋内配線などに供給して冷凍装置(7)やその他の接続機器などに供給することができる。
第7の発明は、冷凍装置(7)と、第1〜第6の発明の何れか1つの電源制御装置(90)とを備えている。
上記第7の発明に係る冷凍システムでは、冷凍装置(7)と第1〜第6の発明に係る電源制御装置(90)とを備えている。
上記第1及び第2の各発明によれば、発電装置(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも高い場合に発電装置(5)の直流を負荷(6)とインバータ(82)に供給するようにしたため、発電電力によってインバータ(82)および負荷(6)を作動させることができる。これにより、商用電源(3)から入力される電力を節約することができる。
一方、発電装置(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも低い場合に発電装置(5)の直流を負荷(6)に供給するようにしたため、発電電力によって負荷(6)だけを作動させることができる。つまり、発電装置(5)の発電量が少ない場合、整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
上記第1の発明では、空調用熱交換器(21)が行う蒸発動作と放熱(凝縮)動作に応じて、発電装置(5)の直流の供給先を切り換えるようにスイッチ部(104)を構成した。
ここで、空調用熱交換器(21)が蒸発動作を行う際は、主に夏場の冷房なので、熱源側回路(25)の負荷が大きくなる。このため、発電装置(5)の発電電力を熱源側回路(25)の第1圧縮機(11A)に繋がる第1インバータ(82)に供給するようにしている。一方で、発電装置(5)の出力電圧が第1整流器(81)の出力電圧よりも低い場合には、発電装置(5)の直流を負荷(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によって負荷(6)だけを作動させることができる。つまり、発電装置(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きい熱源側回路(25)に対して電力供給を行う一方、発電装置(5)の発電量が少ない場合、第1整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
また、空調用熱交換器(21)が放熱(凝縮)動作を行う際は、主に冬場の暖房なので、冷却回路(28,29)の負荷が大きくなる。このため、発電装置(5)の発電電力を冷却回路(28,29)の第2圧縮機(43)に繋がる第2インバータ(87)に供給するようにしている。一方で、発電装置(5)の出力電圧が第2整流器(86)の出力電圧よりも低い場合には、発電装置(5)の直流を負荷(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によって負荷(6)だけを作動させることができる。つまり、発電装置(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きい冷却回路(28,29)に対して電力供給を行う一方、発電装置(5)の発電量が少ない場合、第2整流器(86)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
上記第2の発明では、第1整流器(81)の出力電圧と第2整流器(86)の出力電圧とに基づいて発電装置(5)の直流の供給先を切り換えるようにスイッチ部(104)を構成した。
ここで、第1整流器(81)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が高い場合、第1圧縮機(11A)における負荷が大きくなっている。このため、発電装置(5)の発電電力を第1圧縮機(11A)に繋がる第1インバータ(82)に供給するようにしている。一方で、発電装置(5)の出力電圧が第1整流器(81)の出力電圧よりも低い場合には、発電装置(5)の直流を負荷(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によって負荷(6)だけを作動させることができる。つまり、発電装置(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きい第1圧縮機(11A)に対して電力供給を行う一方、発電装置(5)の発電量が少ない場合、第1整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
また、第1整流器(81)の出力電圧よりも第2整流器(86)の出力電圧が低い場合、第2圧縮機(43)における負荷が大きくなっている。このため、発電装置(5)の発電電力を第2圧縮機(43)に繋がる第2インバータ(87)に供給するようにしている。一方で、発電装置(5)の出力電圧が第2整流器(86)の出力電圧よりも低い場合には、発電装置(5)の直流を負荷(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によって負荷(6)だけを作動させることができる。つまり、発電装置(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きい第2圧縮機(43)に対して電力供給を行う一方、発電装置(5)の発電量が少ない場合、第2整流器(86)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
上記第3の発明によれば、発電装置(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも低く、且つ所定電圧よりも低い場合には、整流器(81)の直流を出力部(94)へ流すようにしたため、発電装置(5)の出力電圧が低下した場合に、整流器(81)の直流を負荷(6)に供給することができる。つまり、発電装置(5)の出力不足に応じて商用電源(3)から負荷(6)に電力を供給することができる。これにより、発電電力の不足によって負荷(6)の作動が停止するのを防止することができる。
上記第4の発明によれば、発電装置(5)の発電電力を蓄電する蓄電装置(109)を設けたため、発電装置(5)の発電電力を捨てることなく、溜めることができる。
上記第5の発明によれば、電圧変換部(93)を設けたため、発電装置(5)から入力した直流の電圧を調節することができる。これにより、発電装置(5)から入力した直流の電圧を負荷(6)の作動電圧に応じて調節することができる。
上記第6の発明によれば、入力された発電装置(5)の直流を交流に変換するパワーコンディショナ(110)を備えたため、変換された交流を屋内配線などに供給することができる。
本実施形態1に係る冷凍システムを示す構成図である。 本実施形態1に係る電源制御装置を示す構成図である。 本実施形態2に係る冷凍システムを示す構成図である。 本実施形態2に係る冷凍装置を示す配管系統図である。 本実施形態2に係る電源制御装置を示す構成図である。 本実施形態3に係る冷凍システムを示す構成図である。 本実施形態3に係る電源制御装置を示す構成図である。 本実施形態4に係る電源制御装置を示す構成図である。 本実施形態5に係る電源制御装置を示す構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〈発明の実施形態1〉
図1および図2に示すように、本実施形態1に係る冷凍システム(1)は、空気調和装置(7)と、電源制御装置(90)と、PVアレイ(5)と、LED照明(6)とを備えて構成されている。
〈空気調和装置の構成〉
図1に示すように、本実施形態1に係る冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う空気調和装置(7)に本発明の冷凍装置を適用したものである。
上記空気調和装置(7)は、室外ユニット(10)と室内ユニット(20)とを備え、該両ユニット(10,20)の内部に冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成すると共に、冷媒循環の可逆な冷媒回路が設けられている。室外ユニット(10)の内部には、圧縮機と室外熱交換器と膨張弁が収容され、室内ユニット(20)の内部には、室内熱交換器が収容されている。
上記冷媒回路は、圧縮機と、四路切換弁と、熱源側の熱交換器である室外熱交換器と、膨張機構である膨張弁と、利用側の熱交換器である室内熱交換器とが冷媒配管によって順に直列に接続されて構成されている。
〈空調装置の電源の構成〉
次に、本実施形態1に係る冷凍システム(1)の電源の構成について説明する。図1に示すように、上記冷凍システム(1)には、商用電源(3)、およびPVアレイ(5)が電源として設けられている。
上記商用電源(3)には、上記空気調和装置(7)の室外ユニット(10)および室内ユニット(20)が電源ライン(4)によって接続されている。上記PVアレイ(5)には、電源制御装置(90)を介して上記冷凍装置(7)の室外ユニット(10)およびLED照明(6)とがDCライン(2a,2b)によって接続されている。
〈電源制御装置の構成〉
次に、本実施形態1に係る電源制御装置(90)について説明する。図2に示すように、上記電源制御装置(90)は、入力部(91)と、出力部(94)と、接続回路(100)と、制御部(95)と、コンバータ(93)とを備えている。電源制御装置(90)は、接続回路(100)によって室外ユニット(10)の電源部(80)と接続され、出力部(94)によってLED照明(6)に接続され、入力部(91)によってPVアレイ(5)に接続されている。
上記室外ユニット(10)では、電源部(80)と商用電源(3)とが電源ライン(4)によって接続されている。電源部(80)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する整流器(81)と、該整流器(81)に接続されて圧縮機へ交流を供給するインバータ(82)とを備えている。つまり、商用電源(3)の交流が整流器(81)によって電力変換されて直流となってインバータ(82)に供給される。
上記LED照明(6)は、電源制御装置(90)の出力部(94)に接続され、出力部(94)から出力された直流によって作動するものである。LED照明(6)は、本発明に係る負荷を構成している。つまり、LED照明(6)は、上記圧縮機を駆動するのに必要な整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低い電圧によって作動するようになっている。尚、LED照明(6)は、PVアレイ(5)の出力電圧よりも低い電圧で作動するようにしてもよい。
上記入力部(91)は、PVアレイ(5)から直流を入力するものである。上記PVアレイ(5)は、太陽電池パネルで構成されている。このPVアレイ(5)は、太陽光が照射されることで直流電力を発電する。PVアレイ(5)は、本発明に係る発電装置を構成している。
具体的に、上記入力部(91)は、逆電圧保護部(92)を備え、一端がPVアレイ(5)に接続され、他端がコンバータ(93)に接続されている。入力部(91)には、PVアレイ(5)によって発電された直流が入力される。逆電圧保護部(92)は、PVアレイ(5)からコンバータ(93)の向きの電流のみを許容する。入力部(91)では、MPPT(Maximum Power Point Tracking)制御が行われる。MPPT制御は、山のぼり法ともいわれる。つまり、入力部(91)は、PVアレイ(5)の各パネルの出力電力(動作点)が最大電力点に近づくように、各パネルの出力電圧を調整する。
上記コンバータ(93)は、DC/DCコンバータに構成されている。コンバータ(93)は、接続回路(100)、入力部(91)、出力部(94)、および制御部(95)に接続される。コンバータ(93)では、入力部(91)から入力された直流を、出力部(94)、接続回路(100)、および制御部(95)に供給している。
具体的に、コンバータ(93)は、入力部(91)から入力された直流の電圧を降圧させて出力部(94)からLED照明(6)に出力している。つまり、出力部(94)の出力によってLED照明(6)が作動する。また、コンバータ(93)では、入力部(91)から入力された直流の一部を接続回路(100)に供給する。そして、コンバータ(93)では、入力部(91)から入力された直流の一部を制御部(95)に供給している。制御部(95)は、コンバータ(93)から供給された直流によって作動している。
上記接続回路(100)は、接続ライン(101)と、該接続ライン(101)に設けられる保護器(103)、スイッチ部(104)、および保護回路(102)とを備えている。
上記接続ライン(101)は、一端がコンバータ(93)に接続される一方、他端が上記室外ユニット(10)の電源部(80)における整流器(81)とインバータ(82)に接続されている。上述したように、接続ライン(101)には、保護回路(102)と、スイッチ部(104)と、保護器(103)とが設けられている。
上記保護回路(102)は、接続回路(100)に異常な電圧が印加された場合に、該接続回路(100)を遮断して接続回路(100)に接続される機器を保護するものである。保護回路(102)は、通常時は常にオン状態となっており、後述する電圧検知部(96)において異常電圧が検知された場合、切断制御部(97)によって切断される。
上記保護器(103)は、接続回路(100)における電位差を吸収するための抵抗素子である。尚、保護器(103)の代わりにリアクトルを用いてもよい。
上記スイッチ部(104)は、サイリスタによって構成された双方向スイッチである。スイッチ部(104)は、制御部(95)のスイッチ制御部(98)によってオン/オフが制御される。スイッチ部(104)がオン状態になると、接続回路(100)を介してコンバータ(93)と電源部(80)とが接続される。一方、スイッチ部(104)がオフ状態になると、接続回路(100)が遮断され、コンバータ(93)と電源部(80)とが切断される。尚、スイッチ部(104)は、GTOなどによって構成してもよい。
上記制御部(95)は、電圧検知部(96)と、切断制御部(97)と、スイッチ制御部(98)とを備えている。
上記電圧検知部(96)は、上記コンバータ(93)から接続回路(100)へ出力される直流の電圧(V1)を検知する一方、整流器(81)の出力電圧(V2)を検知するものである。
上記切断制御部(97)は、上記保護回路(102)のオン/オフを制御するものである。切断制御部(97)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)に基づいて保護回路(102)のオン/オフを切り換えることで接続回路(100)を断続させる。具体的には、切断制御部(97)は、検知電圧(V1,V2)が異常である場合に保護回路(102)をオフにして接続回路(100)を切断する。
上記スイッチ制御部(98)は、上記スイッチ部(104)のオンとオフを切り換えるものである。具体的に、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)を比較し、V1がV2よりも大きい場合、スイッチ部(104)をオン状態に切り換える。こうすることで、接続回路(100)を介してコンバータ(93)と、電源部(80)とが接続される。PVアレイ(5)の直流が接続回路(100)へ付与され、圧縮機のインバータ(82)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、インバータ(82)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
一方、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)を比較し、V1がV2よりも低い場合、スイッチ部(104)をオフ状態に切り換える。こうすることで、接続回路(100)が遮断され、コンバータ(93)と電源部(80)とが切断される。このとき、接続回路(100)には、PVアレイ(5)で発電された直流は付与されず、該直流は、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に付与される。つまり、PVアレイ(5)の直流はLED照明(6)にだけに流れる。尚、接続回路(100)の遮断には、保護回路(102)を利用してもよい。
さらに、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)を比較し、V1がV2よりも低く、且つ検知電圧(V1)が所定の電圧よりも低い場合、スイッチ部(104)をオン状態に切り換える。こうすると、接続回路(100)を介してコンバータ(93)と、電源部(80)とが接続される。そして、商用電源(3)から整流器(81)で整流された直流がコンバータ(93)に付与される。そして、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、LED照明(6)に対して商用電源(3)の直流が流れる。尚、PVアレイ(5)の出力停止状態においても同様の制御を行う。
−実施形態1の効果−
上記実施形態1によれば、PVアレイ(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも高い場合にPVアレイ(5)の直流をLED照明(6)とインバータ(82)に供給するようにしたため、発電電力によってインバータ(82)およびLED照明(6)を作動させることができる。これにより、商用電源(3)から入力させる電力を節約することができる。
一方、PVアレイ(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも低い場合にPVアレイ(5)の直流をLED照明(6)に供給するようにしたため、発電電力によってLED照明(6)だけを作動させることができる。つまり、PVアレイ(5)の発電量が少ない場合、整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動するLED照明(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
また、PVアレイ(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも低く、且つ所定電圧よりも低い場合には、整流器(81)の直流を出力部(94)へ流すようにしたため、PVアレイ(5)の出力電圧が低下した場合に、整流器(81)の直流をLED照明(6)に供給することができる。つまり、PVアレイ(5)の出力不足に応じて商用電源(3)からLED照明(6)に電力を供給することができる。これにより、PVアレイ(5)の発電電力の不足によってLED照明(6)の作動が停止するのを防止することができる。
また、コンバータ(93)を設けたため、PVアレイ(5)から入力した直流の電圧を調節することができる。これにより、PVアレイ(5)から入力した直流の電圧をLED照明(6)の作動電圧に応じて調節することができる。
〈発明の実施形態2〉
図3および図4に示すように、本実施形態2に係る冷凍システム(1)は、冷凍装置(7)と、電源制御装置(90)と、PVアレイ(5)と、LED照明(6)とを備えて構成されている。
〈冷凍装置の全体構成〉
本実施形態2に係る冷凍装置(7)は、例えばコンビニエンスストアに設けられる。この冷凍装置(7)は、図4に示すように、室外に設置される庫外ユニット(10)と、店内空間を空調する空調ユニット(20)と、冷蔵ショーケースの庫内を冷却する冷蔵ユニット(30)と、冷凍ショーケースの庫内を冷却する冷凍ユニット(40)と、後述するブースタ圧縮機(43)が設けられるブースタユニット(50)とを備えている。
この冷凍装置(7)では、これらのユニット(10,20,30,40,50)がガス側連絡配管(51,52,53)及び液側連絡配管(54,55,56,57)で接続されることによって、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(14)が構成されている。
〈庫外ユニット〉
庫外ユニット(10)は、熱源側回路である庫外回路(25)を備えている。庫外回路(25)には、3台の圧縮機(11)によって構成された圧縮機構(12)、熱源側熱交換器である庫外熱交換器(15)、レシーバ(17)、第1四路切換弁(71)、第2四路切換弁(72)、及び第3四路切換弁(73)が設けられている。
圧縮機構(12)は、運転容量が可変の第1圧縮機(11A)と、運転容量が固定の第2圧縮機(11B)と、運転容量が固定の第3圧縮機(11C)とから構成されている。これらの圧縮機(11A,11B,11C)は、互いに並列に接続されている。
第1圧縮機(11A)、第2圧縮機(11B)、及び第3圧縮機(11C)は何れも、例えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。第1圧縮機(11A)には、第1電源部(80)を介して電力が供給される。第1圧縮機(11A)は、第1電源部(80)の第1インバータ(82)の出力周波数を変化させることによって、その運転容量を段階的に調節することができるように構成されている。第1圧縮機(11A)の運転容量は、複数段階(例えば20段階)に調節可能に構成されている。一方、第2圧縮機(11B)及び第3圧縮機(11C)は、電動機が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その運転容量が変更不能となっている。尚、上記第1インバータ(82)は、本発明に係るインバータを構成している。
第1圧縮機(11A)の第1吐出管(56a)、第2圧縮機(11B)の第2吐出管(56b)及び第3圧縮機(11C)の第3吐出管(56c)は、1本の高圧ガス管(57)に接続されている。各吐出管(56a,56b,56c)には、逆止弁(CV1,CV2,CV3)と高圧圧力スイッチ(78a,78b,78c)とがそれぞれ設けられている。各逆止弁(CV1,CV2,CV3)は、高圧ガス管(57)へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。また、各高圧圧力スイッチ(78a,78b,78c)は、異常高圧時に同じ吐出管(56)に接続する圧縮機(11)を緊急停止させるように構成されている。また、高圧ガス管(57)には、圧縮機構(12)の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器(13)が設けられている。
庫外熱交換器(15)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。庫外熱交換器(15)の近傍には、庫外熱交換器(15)に庫外空気を送る庫外ファン(16)が設けられている。庫外熱交換器(15)では、冷媒と庫外空気との間で熱交換が行われる。
庫外熱交換器(15)の液側には、室外液管(62)の一端が接続されている。室外液管(62)の他端は、第3閉鎖弁(18c)を介して集合液管(54)に接続されている。室外液管(62)には、液冷媒を貯留するためのレシーバ(17)が設けられている。レシーバ(17)の頂部には、室外液管(62)の庫外熱交換器(15)側を構成する第1室外液管(62a)が接続されている。レシーバ(17)の底部には、室外液管(62)の集合液管(54)側を構成する第2流入管(62b)が接続されている。第1室外液管(62a)には、レシーバ(17)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV6)が設けられている。第2流入管(62b)には、集合液管(54)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV7)が設けられている。
室外液管(62)には、共にレシーバ(17)をバイパスする第1液分岐管(65)及び第2液分岐管(66)が接続されている。第1液分岐管(65)は、一端が第1室外液管(62a)における庫外熱交換器(15)と逆止弁(CV6)との間に接続され、他端が第2流入管(62b)におけるレシーバ(17)と逆止弁(CV7)との間に接続されている。第2液分岐管(66)は、一端が第1室外液管(62a)におけるレシーバ(17)と逆止弁(CV6)との間に接続され、他端が第2流入管(62b)における逆止弁(CV7)と第3閉鎖弁(18c)との間に接続されている。第1液分岐管(65)には、開度の調節が可能な電子膨張弁として構成された第1庫外膨張弁(19)が設けられている。第2液分岐管(66)には、開度の調節が可能な電子膨張弁として構成された第2庫外膨張弁(24)と、レシーバ(17)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV8)が設けられている。また、第2液分岐管(66)には、第2庫外膨張弁(24)に対して並列に配置された第1電磁弁(SV1)が設けられている。
この実施形態2では、庫外回路(25)に第4四路切換弁(74)が設けられている。第4四路切換弁(74)の第1ポート(P1)には、第1吸入管(61a)から分岐した第3吸入分岐管(61f)が接続されている。第4四路切換弁(74)の第2ポート(P2)には、第4閉鎖弁(18d)を介して第2ガス側連絡配管(52)に接続された第3室外ガス管(58c)が接続されている。第4四路切換弁(74)の第3ポート(P3)は、閉塞された閉鎖ポートに構成されている。第4四路切換弁(74)の第4ポート(P4)には、第1吐出管(56a)から分岐した分岐吐出管(56d)が接続されている。なお、第4四路切換弁(74)の代わりに、三路切換弁を用いてもよい。また、第4四路切換弁(74)の代わりに、第3室外ガス管(58c)と分岐吐出管(56d)と第3吸入分岐管(61f)とを直接接続して分岐吐出管(56d)と第3吸入分岐管(61f)にそれぞれ電磁弁を設けてもよい。
第1四路切換弁(71)、第2四路切換弁(72)、第3四路切換弁(73)、及び第4四路切換弁(74)は、共に、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通して第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1状態と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通して第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2状態との間で切り換え自在に構成されている。
第1四路切換弁(71)は、空調ユニット(20)の運転状態を暖房運転と冷房運転との間で切り換えるためのものである。第1四路切換弁(71)は、圧縮機構(12)の吐出側の連通先を空調ユニット(20)と庫外熱交換器(15)との間で切り換える。
第2四路切換弁(72)は、補助ガス管(59)が庫外熱交換器(15)に連通する状態と連通しない状態との間の切り換えを行う。
第3四路切換弁(73)は、第2圧縮機(11B)を空調ユニット(20)側で使用する状態と、第2圧縮機(11B)を冷蔵ユニット(30)及び冷凍ユニット(40)側で使用する状態との間の切り換えを行うためのものである。第3四路切換弁(73)は、第2圧縮機(11B)の吸入管(61b)が第1圧縮機(11A)の吸入管(61a)に連通する状態と、第2圧縮機(11B)の吸入管(61b)が第3圧縮機(11C)の吸入管(61c)に連通する状態との間の切り換えを行う。
第4四路切換弁(74)は、第2冷却回路(76)の動作状態を、第2冷却熱交換器(41)が蒸発器として動作する冷却動作と、第2冷却熱交換器(41)が凝縮器(放熱器)として動作することによって第2冷却熱交換器(41)に付着した氷を融解させる氷融解動作との間で切り換えるためのものである。第4四路切換弁(74)は、ブースタ回路(29)を介して第2冷却熱交換器(41)のガス側に繋がる第2ガス側連絡配管(52)の連通先だけを、圧縮機構(12)の吐出側と吸入側との間で切り換える切換手段(74)を構成している。
〈空調ユニット〉
空調ユニット(20)には、空調冷媒回路(26)が収容されている。空調冷媒回路(26)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、空調用膨張弁(22)と空調用熱交換器(21)とが設けられている。
空調用膨張弁(22)は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。また、空調用熱交換器(21)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。空調用熱交換器(21)の近傍には、空調用熱交換器(21)に室内空気を送る室内ファン(23)が設けられている。空調用熱交換器(21)では、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。
〈冷蔵ユニット〉
冷蔵ユニット(30)には、第1冷却回路(75)を構成する冷蔵回路(27)が収容されている。冷蔵回路(27)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第1庫内膨張弁(32)と第1冷却熱交換器(31)とが設けられている。
第1庫内膨張弁(32)は、開度の調節が可能な電子膨張弁により構成されている。また、第1冷却熱交換器(31)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。第1冷却熱交換器(31)の近傍には、第1冷却熱交換器(31)に庫内空気を送る第1庫内ファン(33)が設けられている。第1冷却熱交換器(31)では、冷媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。なお、第1冷却熱交換器(31)のガス側は、常に圧縮機構(12)の吸込側に連通している。
〈冷凍ユニット〉
冷凍ユニット(40)には、冷凍回路(28)が収容されている。冷凍回路(28)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第2庫内膨張弁(42)と第2冷却熱交換器(41)とが設けられている。
第2庫内膨張弁(42)は、開度の調節が可能な電子膨張弁により構成されている。また、第2冷却熱交換器(41)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。第2冷却熱交換器(41)の近傍には、第2冷却熱交換器(41)に庫内空気を送る第2庫内ファン(46)が設けられている。第2冷却熱交換器(41)では、冷媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。
〈ブースタユニット〉
ブースタユニット(50)には、冷凍回路(28)及び接続ガス管(38)と共に第2冷却回路(76)を構成するブースタ回路(29)が収容されている。ブースタユニット(50)には、ブースタ圧縮機(43)が設けられている。ブースタ圧縮機(43)は、後述する冷凍回路(28)の冷却動作の実行中に第2冷却熱交換器(41)で蒸発した冷媒を圧縮して圧縮機構(12)へ送る補助圧縮機を構成している。ブースタ圧縮機(43)は、例えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。ブースタ圧縮機(43)には、ブースタ用電源部(85)を介して電力が供給される。ブースタ圧縮機(43)は、ブースタ用電源部(85)のブースタ用インバータ(87)の出力周波数を変化させることによって、その運転容量を段階的に調節することができるように構成されている。ブースタ圧縮機(43)の運転容量は、複数段階(例えば20段階)に調節可能に構成されている。尚、上記ブースタ用インバータ(87)は、本発明に係るインバータを構成している。また、ブースタユニット(50)に、ブースタ圧縮機(43)が複数台設けられていてもよい。その場合、複数のブースタ圧縮機(43)は互いに並列に接続される。
ブースタ圧縮機(43)の吐出管(68)は、第2ガス側連絡配管(52)に接続されている。吐出管(68)には、庫外回路(25)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV9)と、ブースタ圧縮機(43)の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器(44)と、異常高圧時にブースタ圧縮機(43)を緊急停止させる高圧圧力スイッチ(78d)とが設けられている。ブースタ圧縮機(43)の吸入管(60)は、接続ガス管(38)に接続されている。
ブースタ回路(29)は、第1バイパス管(47)と第2バイパス管(48)とを備えている。第1バイパス管(47)と第2バイパス管(48)は、共に吸入管(60)と吐出管(68)とを接続している。第2バイパス管(48)は、後述する冷凍回路(28)の氷融解動作の実行中に圧縮機構(12)から吐出された冷媒がブースタ圧縮機(43)をバイパスして流れるバイパス通路を構成している。
吸入管(60)では、第1バイパス管(47)が第2バイパス管(48)よりもブースタ圧縮機(43)側に接続されている。吐出管(68)では、第2バイパス管(48)が第1バイパス管(47)よりもブースタ圧縮機(43)側に接続されている。吐出管(68)では、第2バイパス管(48)が油分離器(44)に接続されている。第1バイパス管(47)には、吐出管(68)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV10)が設けられている。第2バイパス管(48)には、第2電磁弁(SV2)が設けられている。
〈冷凍装置の電源の構成〉
次に、本実施形態2に係る冷凍システム(1)の電源の構成について説明する。図3に示すように、上記冷凍システム(1)には、商用電源(3)、およびPVアレイ(5)が電源として設けられている。
商用電源(3)には、上記冷凍装置(7)の空調ユニット(20)、冷凍ユニット(40)、冷蔵ユニット(30)の電源部、冷凍装置(7)の庫外ユニット(10)およびブースタユニット(50)の電源部(80,85)が電源ライン(4)によって接続されている。上記PVアレイ(5)には、電源制御装置(90)を介して上記冷凍装置(7)の庫外ユニット(10)、およびLED照明(6)とがDCライン(2a,2b)によって接続されている。
〈電源制御装置の構成〉
次に、本実施形態2に係る電源制御装置(90)について説明する。図5に示すように、上記電源制御装置(90)は、入力部(91)と、出力部(94)と、接続回路(100)と、制御部(95)と、コンバータ(93)とを備えている。電源制御装置(90)は、接続回路(100)によって庫外ユニット(10)の第1電源部(80)と接続され、出力部(94)によってLED照明(6)に接続され、入力部(91)によってPVアレイ(5)に接続されている。尚、図5に示すように、庫外ユニット(10)の代わりにブースタユニット(50)のブースタ用電源部(85)に接続するようにしてもよい。
上記庫外ユニット(10)では、第1電源部(80)と商用電源(3)とが電源ライン(4)によって接続されている。第1電源部(80)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)と、該第1整流器(81)に接続されて第1圧縮機(11A)へ交流を供給する第1インバータ(82)とを備えている。つまり、商用電源(3)の交流が第1整流器(81)によって電力変換されて直流となって第1インバータ(82)に供給される。
上記接続回路(100)は、接続ライン(101)と、該接続ライン(101)に設けられる保護器(103)、スイッチ部(104)、および保護回路(102)とを備えている。
上記接続ライン(101)は、一端がコンバータ(93)に接続される一方、他端が上記庫外ユニット(10)の第1電源部(80)における第1整流器(81)と第1インバータ(82)に接続されている。上述したように、接続ライン(101)には、保護回路(102)と、スイッチ部(104)と、保護器(103)とが設けられている。
上記保護回路(102)は、接続回路(100)に異常な電圧が印加された場合に、該接続回路(100)を遮断して接続回路(100)に接続される機器を保護するものである。保護回路(102)は、通常時は常にオン状態となっており、後述する電圧検知部(96)において異常電圧が検知された場合、切断制御部(97)によって切断される。
上記保護器(103)は、接続回路(100)における電位差を吸収するための抵抗素子である。尚、保護器(103)の代わりにリアクトルを用いてもよい。
上記スイッチ部(104)は、サイリスタによって構成された双方向スイッチである。スイッチ部(104)は、制御部(95)のスイッチ制御部(98)によってオン/オフが制御される。スイッチ部(104)がオン状態になると、接続回路(100)を介してコンバータ(93)と第1電源部(80)とが接続される。一方、スイッチ部(104)がオフ状態になると、接続回路(100)が遮断され、コンバータ(93)と第1電源部(80)とが切断される。尚、スイッチ部(104)は、GTOなどによって構成してもよい。
上記制御部(95)は、電圧検知部(96)と、切断制御部(97)と、スイッチ制御部(98)とを備えている。
上記電圧検知部(96)は、上記コンバータ(93)から接続回路(100)へ出力される直流の電圧(V1)を検知する一方、第1整流器(81)の出力電圧(V2)を検知するものである。
上記切断制御部(97)は、上記保護回路(102)のオン/オフを制御するものである。切断制御部(97)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)に基づいて保護回路(102)のオン/オフを切り換えることで接続回路(100)を断続させる。具体的には、切断制御部(97)は、検知電圧(V1,V2)が異常である場合に保護回路(102)をオフにして接続回路(100)を切断する。
上記スイッチ制御部(98)は、上記スイッチ部(104)のオンとオフを切り換えるものである。具体的に、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)を比較し、V1がV2よりも大きい場合、スイッチ部(104)をオン状態に切り換える。こうすることで、接続回路(100)を介してコンバータ(93)と、第1電源部(80)とが接続される。PVアレイ(5)の直流が接続回路(100)へ付与され、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、第1インバータ(82)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
一方、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)を比較し、V1がV2よりも低い場合、スイッチ部(104)をオフ状態に切り換える。こうすることで、接続回路(100)が遮断され、コンバータ(93)と第1電源部(80)とが切断される。このとき、接続回路(100)には、PVアレイ(5)で発電された直流は付与されず、該直流は、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に付与される。つまり、PVアレイ(5)の直流はLED照明(6)にだけに流れる。
さらに、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V1,V2)を比較し、V1がV2よりも低く、且つ検知電圧(V1)が所定の電圧よりも低い場合、スイッチ部(104)をオン状態に切り換える。こうすると、接続回路(100)を介してコンバータ(93)と、第1電源部(80)とが接続される。そして、商用電源(3)から第1整流器(81)で整流された直流がコンバータ(93)に付与される。そして、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、LED照明(6)に対して商用電源(3)の直流が流れる。
〈発明の実施形態3〉
次に、本実施形態3について説明する。本実施形態3は、図6および図7に示すように、上記実施形態2とは電源制御装置(90)の構成が異なっている。具体的には、本実施形態3に係る電源制御装置(90)は、上記実施形態2のものとは、制御部(95)および接続回路(100)の構成が異なっている。本実施形態3では、上記実施形態2と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
〈冷凍装置の電源の構成〉
次に、本実施形態3に係る冷凍システム(1)の電源の構成について説明する。図6に示すように、上記冷凍システム(1)には、商用電源(3)、およびPVアレイ(5)が電源として設けられている。
商用電源(3)には、上記冷凍装置(7)の空調ユニット(20)、冷凍ユニット(40)、冷蔵ユニット(30)の電源部、冷凍装置(7)の庫外ユニット(10)およびブースタユニット(50)の電源部(80,85)が電源ライン(4)によって接続されている。上記PVアレイ(5)には、電源制御装置(90)を介して上記冷凍装置(7)の庫外ユニット(10)、ブースタユニット(50)およびLED照明(6)とがDCライン(2a,2b)によって接続されている。
上記ブースタユニット(50)では、ブースタ用電源部(85)と商用電源(3)とが電源ライン(4)によって接続されている。ブースタ用電源部(85)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力するブースタ用整流器(86)と、該ブースタ用整流器(86)に接続されてブースタ圧縮機(43)へ交流を供給するブースタ用インバータ(87)とを備えている。つまり、商用電源(3)の交流がブースタ用整流器(86)によって電力変換されて直流となってブースタ用インバータ(87)に供給される。
本実施形態3に係る電源制御装置(90)は、接続回路として第1接続回路(100a)と第2接続回路(100b)とを備えている。
上記第1接続回路(100a)は、第1接続ライン(101a)と、該第1接続ライン(101a)に設けられる第1保護器(103a)、第1スイッチ部(104a)、および第1保護回路(102a)とを備えている。
上記第1接続ライン(101a)は、一端がコンバータ(93)に接続される一方、他端が上記第1電源部(80)の第1整流器(81)と、第1インバータ(82)との間に接続されている。第1接続ライン(101a)には、第1保護回路(102a)と、第1スイッチ部(104a)と、第1保護器(103a)とが設けられている。
上記第1保護回路(102a)は、第1接続回路(100a)に異常な電圧が印加された場合に、該第1接続回路(100a)を遮断して第1接続回路(100a)に接続される機器を保護するものである。第1保護回路(102a)は、通常時は常にオン状態となっており、後述する電圧検知部(96)において異常電圧が検知された場合、切断制御部(97)によって切断される。
上記第1保護器(103a)は、第1接続回路(100a)における電位差を吸収するための抵抗素子である。尚、第1保護器(103a)の代わりにリアクトルを用いてもよい。
上記第1スイッチ部(104a)は、サイリスタによって構成された双方向スイッチである。第1スイッチ部(104a)は、制御部(95)のスイッチ制御部(98)によってオン/オフが制御される。第1スイッチ部(104a)がオン状態になると、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と、第1電源部(80)とが接続される。一方、第1スイッチ部(104a)がオフ状態になると、第1接続回路(100a)が遮断され、コンバータ(93)と第1電源部(80)とが切断される。
上記第2接続回路(100b)は、第2接続ライン(101b)と、該第2接続ライン(101b)に設けられる第2保護器(103b)、第2スイッチ部(104b)、および第2保護回路(102b)とを備えている。
上記第2接続ライン(101b)は、一端がコンバータ(93)に接続される一方、他端がブースタ用電源部(85)におけるブースタ用整流器(86)と、ブースタ用インバータ(87)との間に接続されている。第2接続ライン(101b)には、第2保護回路(102b)と、第2スイッチ部(104b)と、第2保護器(103b)とが設けられている。
上記第2保護回路(102b)は、第2接続回路(100b)に異常な電圧が印加された場合に、該第2接続回路(100b)を遮断して第2接続回路(100b)に接続される機器を保護するものである。第2保護回路(102b)は、通常時は常にオン状態となっており、後述する電圧検知部(96)において異常電圧が検知された場合、切断制御部(97)によって切断される。
上記第2保護器(103b)は、第2接続回路(100b)における電位差を吸収するための抵抗素子である。尚、第2保護器(103b)の代わりにリアクトルを用いてもよい。
上記第2スイッチ部(104b)は、サイリスタによって構成された双方向スイッチである。第2スイッチ部(104b)は、制御部(95)のスイッチ制御部(98)によってオン/オフが制御される。第2スイッチ部(104b)がオン状態になると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)と、ブースタ用電源部(85)とが接続される。一方、第2スイッチ部(104b)がオフ状態になると、第2接続回路(100b)が遮断され、コンバータ(93)と、ブースタ用電源部(85)とが切断される。
上記制御部(95)は、電圧検知部(96)と、切断制御部(97)と、スイッチ制御部(98)とを備えている。
上記電圧検知部(96)は、上記コンバータ(93)から第1接続回路(100a)へ出力される直流の電圧(V3)と、コンバータ(93)から第2接続回路(100b)へ出力される直流の電圧(V4)と、第1整流器(81)の出力電圧(V5)と、ブースタ用整流器(86)の出力電圧(V6)とを検知するものである。
上記切断制御部(97)は、上記第1および第2保護回路(102a,102b)のオン/オフを制御するものである。切断制御部(97)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V3〜V6)に基づいて第1および第2保護回路(102a,102b)のオン/オフを切り換えることで第1および第2接続回路(100a,100b)を断続させる。具体的には、切断制御部(97)は、検知電圧(V3〜V6)が異常である場合に第1および第2保護回路(102a,102b)のオフにして第1および第2接続回路(100a,100b)を切断する。
上記スイッチ制御部(98)は、冷凍装置(7)のコントローラに接続され、該冷凍装置(7)の運転状態に応じて、第1スイッチ部(104a)および第2スイッチ部(104b)のオンとオフを切り換えるものである。
具体的に、スイッチ制御部(98)は、冷凍装置(7)のコントローラと、第1スイッチ部(104a)と、第2スイッチ部(104b)に接続されている。そして、スイッチ制御部(98)は、冷凍装置(7)において冷却運転が行われた場合、第1スイッチ部(104a)を制御する一方、暖房運転が行われた場合、第2スイッチ部(104b)を制御するよう構成されている。
−空調ユニットで冷却運転が行われる場合−
冷凍装置(7)において、冷蔵ユニット(30)及び冷凍ユニット(40)での庫内の冷却と空調ユニット(20)での冷房とを同時に行う運転が行われると、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも大きい場合、第1スイッチ部(104a)をオン状態に切り換える。こうすることで、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と第1電源部(80)とが接続され、第1接続回路(100a)を介して第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
一方、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも低い場合、第1スイッチ部(104a)をオフ状態に切り換える。こうすることで、第1接続回路(100a)が遮断され、コンバータ(93)と第1電源部(80)とが切断される。このとき、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)にはPVアレイ(5)で発電された直流は供給されず、該直流は、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に付与される。つまり、PVアレイ(5)で発電された直流はLED照明(6)だけに供給される。
さらに、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも低く、且つ検知電圧(V3)が所定の電圧よりも低い場合、第1スイッチ部(104a)をオン状態に切り換える。こうすると、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と第1電源部(80)とが接続される。そして、第1整流器(81)の出力電圧が第1接続回路(100a)に付与され、コンバータ(93)に流れ、出力部(94)からLED照明(6)に直流が付与される。つまり、LED照明(6)に対して商用電源(3)の電力が供給される。
−空調ユニットで暖房運転が行われる場合−
上記冷凍装置(7)において、庫外熱交換器(15)を用いず、冷蔵ユニット(30)及び冷凍ユニット(40)での庫内の冷却と空調ユニット(20)での暖房とを行う100%熱回収運転が行われると、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも大きい場合、第2スイッチ部(104b)をオン状態に切り換える。こうすると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)とブースタ用電源部(85)とが接続され、第2接続回路(100b)を介してブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流電圧が付与される。つまり、ブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
一方、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも低い場合、第2スイッチ部(104b)をオフ状態に切り換える。こうすることで、第2接続回路(100b)が遮断され、コンバータ(93)とブースタ用電源部(85)とが切断される。このとき、ブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)にはPVアレイ(5)で発電された直流は供給されず、該直流は、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に付与される。つまり、PVアレイ(5)で発電された直流はLED照明(6)のみに供給される。
さらに、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも低く、且つ検知電圧(V4)が所定の電圧よりも低い場合、第2スイッチ部(104b)をオン状態に切り換える。こうすると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)と、ブースタ用電源部(85)とが接続される。そして、ブースタ用整流器(86)の出力電圧が第2接続回路(100b)に付与され、コンバータ(93)に流れ、出力部(94)からLED照明(6)に直流が付与される。つまり、LED照明(6)に対して商用電源(3)の電力が供給される。
−実施形態3の効果−
上記実施形態3では、空調用熱交換器(21)が行う蒸発動作と凝縮動作に応じて、PVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えるようにした。
ここで、空調用熱交換器(21)が蒸発動作を行う際は、主に夏場の冷房なので、庫外回路(25)の負荷が大きくなる。このため、PVアレイ(5)の発電電力を庫外回路(25)の第1圧縮機(11A)と繋がる第1インバータ(82)に供給するようにしている。一方で、PVアレイ(5)の出力電圧が第1整流器(81)の出力電圧よりも低い場合には、PVアレイ(5)の直流をLED照明(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によってLED照明(6)だけを作動させることができる。つまり、PVアレイ(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きい庫外回路(25)に対して電力供給を行う一方、PVアレイ(5)の発電量が少ない場合、第1整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動するLED照明(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
また、空調用熱交換器(21)が凝縮動作を行う際は、主に冬場の暖房なので、冷凍回路(28)の負荷が大きくなる。このため、PVアレイ(5)の発電電力をブースタ回路(29)のブースタ圧縮機(43)に繋がるブースタ用インバータ(87)に供給するようにしている。一方で、PVアレイ(5)の出力電圧がブースタ用整流器(86)の出力電圧よりも低い場合には、PVアレイ(5)の直流をLED照明(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によってLED照明(6)だけを作動させることができる。つまり、PVアレイ(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きいブースタ回路(29)に対して電力供給を行う一方、PVアレイ(5)の発電量が少ない場合、ブースタ用整流器(86)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動するLED照明(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。その他の構成、作用・効果は実施形態2と同様である。
−実施形態3の変形例−
次に、本実施形態3の変形例について説明する。本変形例は、上記実施形態3が冷凍装置(7)の運転状態に応じて、PVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えていたのに代えて、第1整流器(81)の出力電圧とブースタ用整流器(86)の出力電圧とに基づいてPVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えるようにしたものである。
具体的には、本変形例に係るスイッチ制御部(98)は、第1整流器(81)の出力電圧(V5)とブースタ用整流器(86)の出力電圧(V6)とを比較して第1スイッチ部(104a)および第2スイッチ部(104b)のオンとオフを切り換えるものである。
スイッチ制御部(98)は、V5よりもV6が高い場合、第1スイッチ部(104a)を制御する一方、V5よりもV6が低い場合、第2スイッチ部(104b)を制御するよう構成されている。
−V5<V6の場合−
第1整流器(81)の出力電圧(V5)よりもブースタ用整流器(86)の出力電圧(V6)のほうが高い場合、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも大きい場合、第1スイッチ部(104a)をオン状態に切り換える。こうすることで、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と、第1電源部(80)とが接続され、第1接続回路(100a)を介して第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
一方、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも低い場合、第1スイッチ部(104a)をオフ状態に切り換える。こうすることで、第1接続回路(100a)が遮断され、コンバータ(93)と第1電源部(80)とが切断される。このとき、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)にはPVアレイ(5)で発電された直流は供給されず、該直流は、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に付与される。つまり、PVアレイ(5)で発電された直流はLED照明(6)だけに供給される。
さらに、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも低く、且つ検知電圧(V3)が所定の電圧よりも低い場合、第1スイッチ部(104a)をオン状態に切り換える。こうすると、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と、第1電源部(80)とが接続される。そして、第1整流器(81)の出力電圧が第1接続回路(100a)に付与される。そして、第1接続回路(100a)からコンバータ(93)に流れて出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、LED照明(6)に対して商用電源(3)の電力が供給される。
−V5>V6の場合−
第1整流器(81)の出力電圧(V5)よりもブースタ用整流器(86)の出力電圧(V6)のほうが低い場合、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも大きい場合、第2スイッチ部(104b)をオン状態に切り換える。こうすると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)と、ブースタ用電源部(85)とが接続され、第2接続回路(100b)を介してブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流電圧が付与される。つまり、ブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
一方、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも低い場合、第2スイッチ部(104b)をオフ状態に切り換える。こうすることで、第2接続回路(100b)が遮断され、コンバータ(93)とブースタ用電源部(85)とが切断される。このとき、ブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)にはPVアレイ(5)で発電された直流は供給されず、該直流は、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に付与される。つまり、PVアレイ(5)で発電された直流はLED照明(6)のみに供給される。
さらに、スイッチ制御部(98)は、上記電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも低く、且つ検知電圧(V4)が所定の電圧よりも低い場合、第2スイッチ部(104b)をオン状態に切り換える。こうすると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)と、ブースタ用電源部(85)とが接続される。そして、ブースタ用整流器(86)の出力電圧が第2接続回路(100b)に付与される。そして、第2接続回路(100b)からコンバータ(93)に流れ、出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、LED照明(6)に対して商用電源(3)の電力が供給される。
−実施形態3の変形例の効果−
上記本変形例では、第1整流器(81)の出力電圧とブースタ用整流器(86)の出力電圧との比較に基づいてPVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えるようにした。
ここで、第1整流器(81)の出力電圧よりもブースタ用整流器(86)の出力電圧が高い場合、第1圧縮機(11A)における負荷が大きくなっている。このため、PVアレイ(5)の発電電力を第1圧縮機(11A)に繋がる第1インバータ(82)に供給するようにしている。一方で、PVアレイ(5)の出力電圧が第1整流器(81)の出力電圧よりも低い場合には、PVアレイ(5)の直流をLED照明(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によってLED照明(6)だけを作動させることができる。つまり、PVアレイ(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きい第1圧縮機(11A)に対して電力供給を行う一方、PVアレイ(5)の発電量が少ない場合、第1整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動するLED照明(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。
また、第1整流器(81)の出力電圧よりもブースタ用整流器(86)の出力電圧が低い場合、ブースタ圧縮機(43)における負荷が大きくなっている。このため、PVアレイ(5)の発電電力をブースタ圧縮機(43)に繋がるブースタ用インバータ(87)に供給するようにしている。一方で、PVアレイ(5)の出力電圧がブースタ用整流器(86)の出力電圧よりも低い場合には、PVアレイ(5)の直流をLED照明(6)だけに供給するようにしたため、発電電力によってLED照明(6)だけを作動させることができる。つまり、PVアレイ(5)の発電量が十分に多い場合は、負荷の大きいブースタ圧縮機(43)に対して電力供給を行う一方、PVアレイ(5)の発電量が少ない場合、ブースタ用整流器(86)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動するLED照明(6)だけを作動させることで、該発電電力を捨てることなく、有効に利用することができる。その他の構成、作用・効果は実施形態3と同様である。
〈発明の実施形態4〉
次に、本発明の実施形態4について説明する。本実施形態4は、上記実施形態1とは電源制御装置(90)の構成が異なっている。実施形態4では、上記実施形態1と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
具体的には、図8に示すように、本実施形態4に係る電源制御装置(90)には、蓄電用コンバータ(108)と、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電池(109)とが蓄電ライン(107)によって接続されている。蓄電ライン(107)は、その一端が第1整流器(81)とコンバータ(93)との間に接続される一方、その他端が蓄電用コンバータ(108)を介して蓄電池(109)に接続されている。上記蓄電用コンバータ(108)は、DC/DCコンバータに構成されている。
上記蓄電池(109)は、リチウムイオンバッテリー(LIB)に構成され、PVアレイ(5)で発電された発電電力の一部が蓄電される。蓄電池(109)に蓄電された電力は、蓄電用コンバータ(108)で電力変換された後、コンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)などに出力される。
上記実施形態4によれば、PVアレイ(5)の発電電力を蓄電する蓄電装置(109)を設けたため、PVアレイ(5)の発電電力を捨てることなく、溜めることができる。その他の構成、作用・効果は実施形態1と同様である。
〈発明の実施形態5〉
次に、本発明の実施形態5について説明する。本実施形態5は、上記実施形態1の冷凍システム(1)の構成とは異なっている。実施形態5では、上記実施形態1と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
具体的には、図9に示すように、本実施形態5に係る冷凍システム(1)には、パワーコンディショナ(110)が接続されている。このパワーコンディショナ(110)は、PVアレイ(5)で発電された直流を交流に変換するものである。このパワーコンディショナ(110)で変換された交流は、売電されることなく、屋内配線に供給されて冷凍装置(7)やその他の接続機器に対して供給される。
こうすることで、PVアレイ(5)の直流を交流に変換するパワーコンディショナ(110)を備えたため、変換された交流を屋内配線などに供給することができる。その他の構成、作用・効果は実施形態1と同様である。
〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態1〜5(各変形例も含む)について、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態1〜5に係る電源制御装置(90)では、本発明に係る発電装置としてPVアレイ(5)を用いたが、本発明はこれに限られず、自然エネルギーとして風力発電や水力発電などの多種の発電態様を適用することができる。
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、冷凍装置用の電源制御装置、および冷凍システムについて有用である。
3 商用電源
5 PVアレイ
6 LED照明
7 空調装置、冷凍装置
11A 第1圧縮機
14 冷媒回路
21 空調用熱交換器
25 庫外回路
26 空調回路
41 第2冷却熱交換器
43 ブースタ圧縮機
50 ブースタユニット
81 整流器、第1整流器
82 インバータ、第1インバータ
86 ブースタ用整流器
87 ブースタ用インバータ
90 電力制御装置
91 入力部
94 出力部
100 接続回路
100a 第1接続回路
100b 第2接続回路
104 スイッチ部
104a 第1スイッチ部
104b 第2スイッチ部
109 蓄電池
110 パワーコンディショナ

Claims (7)

  1. 商用電源(3)に接続されて直流を出力する整流器(81)と、該整流器(81)に接続されて圧縮機へ交流を供給するインバータ(82)とを備えた冷凍装置の電源部(80)に接続される冷凍装置用の電源制御装置であって、
    自然エネルギーを用いて発電する発電装置(5)から直流が入力される入力部(91)と、
    上記冷凍装置(7)の電源部(80)における上記整流器(81)と上記インバータ(82)との間に接続される接続部(100)と、
    上記冷凍装置(7)の圧縮機を駆動するのに必要な上記整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)に直流を出力する出力部(94)と、
    上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記接続部(100)の両方に直流を流し、上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流すスイッチ部(104)とを備える一方、
    上記冷凍装置(7)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)と繋がる第1圧縮機(11A)と熱源側熱交換器(15)とが設けられた熱源側回路(25)と、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられた空調冷媒回路(26)と、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)と繋がると共に低段側に設けられる第2圧縮機(43)と庫内を冷却するための冷却熱交換器(41)が設けられた冷却回路(28,29)とが接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備え、
    上記接続部(100)は、上記第1整流器(81)と上記第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、上記第2整流器(86)と上記第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えると共に、
    上記スイッチ部(104)は、
    上記空調用熱交換器(21)が蒸発器として動作する場合において、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第1接続部(100a)の両方に直流を流す一方、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第1スイッチ部(104a)と、
    上記空調用熱交換器(21)が放熱器として動作する場合において、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第2接続部(100b)の両方に直流を流す一方、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第2スイッチ部(104b)とを備えている
    ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。
  2. 商用電源(3)に接続されて直流を出力する整流器(81)と、該整流器(81)に接続されて圧縮機へ交流を供給するインバータ(82)とを備えた冷凍装置の電源部(80)に接続される冷凍装置用の電源制御装置であって、
    自然エネルギーを用いて発電する発電装置(5)から直流が入力される入力部(91)と、
    上記冷凍装置(7)の電源部(80)における上記整流器(81)と上記インバータ(82)との間に接続される接続部(100)と、
    上記冷凍装置(7)の圧縮機を駆動するのに必要な上記整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)に直流を出力する出力部(94)と、
    上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記接続部(100)の両方に直流を流し、上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流すスイッチ部(104)とを備える一方、
    上記冷凍装置(7)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)と繋がる第1圧縮機(11A)と熱源側熱交換器(15)とが設けられた熱源側回路(25)と、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられた空調冷媒回路(26)と、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)と繋がると共に低段側に設けられる第2圧縮機(43)と庫内を冷却するための冷却熱交換器(41)が設けられた冷却回路(28,29)とが接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備え、
    上記接続部(100)は、上記第1整流器(81)と上記第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、上記第2整流器(86)と上記第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えると共に、
    上記スイッチ部(104)は、
    上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記第2整流器(86)の出力電圧が高い場合において、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第1接続部(100a)の両方に直流を流す一方、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第1スイッチ部(104a)と、
    上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記第2整流器(86)の出力電圧が低い場合において、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第2接続部(100b)の両方に直流を流す一方、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第2スイッチ部(104b)とを備えている
    ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。
  3. 請求項1又は2において、
    上記スイッチ部(104)は、上記発電装置(5)の出力電圧よりも上記整流器(81)の出力電圧が高く、且つ上記発電装置(5)の出力電圧が所定の電圧よりも低い場合には、上記整流器(81)の直流を上記接続部(100)から上記出力部(94)へ流すよう構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。
  4. 請求項1〜3の何れか1つにおいて、
    上記入力部(91)に入力された発電装置(5)の発電電力を蓄電する蓄電装置(109)を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。
  5. 請求項1〜4の何れか1つにおいて、
    上記入力部(91)から出力部(94)へ流れる直流の電圧を調節する電圧変換部(93)を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。
  6. 請求項1〜5の何れか1つにおいて、
    上記入力部(91)に入力された発電装置(5)の直流を交流に変換するパワーコンディショナ(110)を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。
  7. 冷凍装置(7)と、請求項1〜6の何れか1つの電源制御装置(90)とを備えていることを特徴とする冷凍システム。
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