JP6222019B2 - 二段昇圧式冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について図1ないし図5を用いて詳細に説明し、効果について図6を用いて説明する。図1は、本発明の二段昇圧式冷凍サイクル装置を示す。この装置は、低段側圧縮機1と高段側圧縮機2との二つの圧縮機を持ち、低段側圧縮機1の吐出流量を次第にあげていき、最大となってから、高段側圧縮機2の吐出流量を増加させる制御をおこなうものである。なお、第1実施形態と第2実施形態とは、共に同じ二段昇圧式冷凍サイクル装置を使用し、制御が一部相違する。第1実施形態は作用を主体的に述べ発明の理解を促進する。従って、説明は重複する場合があり、第2実施形態の方が細部の構成に詳しい場合がある。
図6を用いて、上記第1実施形態の効果を説明する。図2のステップS202における特許文献1と同様のCOP向上運転モードに比べて、図2のステップS203からステップS209の大能力運転モードでの制御は、冷凍能力を約15%増大することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上記した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。なお、第2実施形態以下については、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図8において、二段昇圧式冷凍サイクル装置は、蒸発器10によって冷却される室内のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段31を備えている。そして、ドア開閉検出手段31の信号が制御装置7に導かれている。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。援用する図1において、大能力運転モードでの運転指令を指令する操作パネル8を備え、この操作パネル8には内部に押しボタンスイッチから成る大能力運転モードでの運転指令スイッチが設けられている。
上記の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に、特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
2 高段側圧縮機
3 凝縮器
3f 凝縮器ファン
5 副膨張弁
7 制御装置
9 主膨張弁
10 蒸発器
10f 蒸発器ファン
Claims (10)
- 低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機(1)と、
前記低段側圧縮機(1)から吐出された前記中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機(2)と、
前記高段側圧縮機(2)から吐出された前記高圧冷媒を室外空気と熱交換させて放熱させる凝縮器(3)と、
前記凝縮器(3)から流出した放熱後の前記高圧冷媒を減圧させて前記高段側圧縮機(2)の吸入側に導く副膨張弁(5)と、
前記凝縮器(3)から流出した放熱後の前記高圧冷媒を前記低圧冷媒となるまで減圧膨張させる主膨張弁(9)と、
前記主膨張弁(9)にて減圧された前記低圧冷媒を冷却対象空間となる室内に送風される送風空気と熱交換させて蒸発させ、前記低段側圧縮機(1)の吸入側へ流入させる蒸発器(10)と、
前記凝縮器(3)に前記室外空気を送風する凝縮器ファン(3f)と、
前記蒸発器(10)に前記室内を冷却するための空気を送風する蒸発器ファン(10f)と、
前記低段側圧縮機(1)と、前記高段側圧縮機(2)と、前記凝縮器ファン(3f)と、前記副膨張弁(5)とを制御する制御装置(7)と、を備える二段昇圧式冷凍サイクル装置であって、
前記制御装置(7)は、冷凍能力の要求が小さいときは、COPを向上させるために前記低段側圧縮機(1)と前記高段側圧縮機(2)とのうち、一方の圧縮機の冷媒吐出能力に基づいて、他方の圧縮機の冷媒吐出能力を決定する運転モードであるCOP向上運転モードで、前記低段側圧縮機(1)と前記高段側圧縮機(2)とを制御し、
一方、前記冷凍能力の要求が大きいときは、前記低段側圧縮機(1)の冷媒吐出量を増大させてから前記高段側圧縮機(2)の冷媒吐出量を増大させるという順で前記冷媒吐出量を制御する大能力運転モードで、前記低段側圧縮機(1)と前記高段側圧縮機(2)とを制御し、
前記大能力運転モードでは、前記低段側圧縮機(1)の冷媒吐出量の増大、前記高段側圧縮機(2)の冷媒吐出量の増大を制約するそれぞれの制約条件に入った場合に、それぞれの前記制約条件を脱出してからそれぞれの前記冷媒吐出量を増大させることを特徴とする二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 更に、前記制御装置(7)は、前記冷媒吐出量を増大させていく途中で前記冷媒吐出量の増大を妨げる制約条件に入った場合は、この制約条件から脱出するよう前記凝縮器ファン(3f)のファン風量又は前記副膨張弁(5)の開度を増大させることを特徴とする請求項1に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
- 前記制約条件に入る場合とは、前記高圧冷媒の温度があらかじめ設定された所定の上限温度を超える場合、前記高圧冷媒の圧力があらかじめ設定された所定の上限圧力を超える場合、前記低段側圧縮機(1)又は前記高段側圧縮機(2)を構成する電動圧縮機の駆動電流があらかじめ設定された所定の上限電流を超える場合のうち、いずれかの場合であることを特徴とする請求項2に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
- 更に、前記凝縮器(3)から流出した前記高圧冷媒と前記副膨張弁にて減圧された冷媒とを熱交換する中間熱交換器(6)を備え、
前記副膨張弁(5)は、前記凝縮器(3)から流出した前記高圧冷媒の流れを分岐する分岐部(4)にて分岐された一方の前記高圧冷媒を減圧膨張させて前記中間熱交換器(6)に導き、
前記主膨張弁(9)は、前記分岐部(4)にて分岐され前記中間熱交換器(6)で冷却された他方の前記高圧冷媒を減圧膨張させ、
更に、前記副膨張弁(5)と前記中間熱交換器(6)とを通過した冷媒を前記高段側圧縮機(2)の吸い込み側に流入させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置(7)は、前記大能力運転モードにおいて、前記低段側圧縮機(1)の前記冷媒吐出量を最大にしてから前記高段側圧縮機(2)の前記冷媒吐出量を増大させるように制御することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
- 前記制御装置(7)は、前記冷却対象空間となる前記室内の空気温度(Tfr)と前記室内の目標冷却温度(Tset)との温度偏差(ΔT)の絶対値が、予め定めた基準温度偏差(ΔKT)より小さくなった場合に、前記COP向上運転モードで前記高段側圧縮機(2)と前記低段側圧縮機(1)とを制御し、前記温度偏差(ΔT)の絶対値が予め定めた前記基準温度偏差(ΔKT)以上となったときに、前記大能力運転モードで、前記高段側圧縮機(2)と前記低段側圧縮機(1)と、を制御することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
- 更に、前記蒸発器(10)によって冷却される前記室内のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段(31)を備え、
前記制御装置(7)は、前記ドア開閉検出手段からの信号で前記ドアが閉じられている判断した場合に、前記低段側圧縮機(1)及び前記高段側圧縮機(2)を前記COP向上運転モードで制御し、
前記制御装置(7)は、前記ドア開閉検出手段(31)からの信号で前記ドアが開かれたと判断した場合に、前記低段側圧縮機(1)と前記高段側圧縮機(2)とを前記大能力運転モードで制御することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 更に、前記制御装置(7)に、前記大能力運転モードでの運転指令を指令する操作パネル(8)を備え、
前記制御装置(7)は、前記操作パネル(8)から前記大能力運転モードでの前記運転指令が来ていない場合に、前記低段側圧縮機(1)及び前記高段側圧縮機(2)を前記COP向上運転モードで制御し、
前記制御装置(7)は、前記操作パネル(8)から前記大能力運転モードでの前記運転指令が来た場合に、前記低段側圧縮機(1)及び前記高段側圧縮機(2)を前記大能力運転モードで制御することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置(7)は、前記高圧冷媒の温度が前記上限温度を超えて前記制約条件に入ったときには、前記凝縮器ファン(3f)の回転数を増速させるか、又は前記副膨張弁(5)の開度を増大させ、
前記低段側圧縮機(1)又は前記高段側圧縮機(2)の駆動電流が前記上限電流を超えて前記制約条件に入ったときには、前記制御装置(7)は、前記凝縮器ファン(3f)を増速させることを特徴とする請求項3に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置(7)は、前記高圧冷媒の圧力が上限圧力を超えて前記制約条件に入ったときには、前記凝縮器ファン(3f)の回転数を増速させることを特徴とする請求項9に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
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