JP6276004B2 - refrigerator - Google Patents
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Description
本発明は、情報技術装置(以下「IT装置」と表記する。)や情報通信技術装置(以下、「ICT装置」と表記する。)を構成する多数のサーバやコンピュータなどの電子機器の冷却に用いられる冷凍機に関する。 The present invention is used to cool a large number of electronic devices such as servers and computers constituting an information technology device (hereinafter referred to as “IT device”) and an information communication technology device (hereinafter referred to as “ICT device”). The present invention relates to a refrigerator used.
データセンタにはIT装置やICT装置を構成する多数のサーバやコンピュータなどの電子機器がフロア内に配置されており、これらの電子機器から発生する熱を処理する冷凍機や空調システム等が用いられている。 In the data center, a large number of electronic devices such as servers and computers constituting IT devices and ICT devices are arranged on the floor, and refrigerators, air conditioning systems, and the like for processing heat generated from these electronic devices are used. ing.
この空調システム等には、蒸気圧縮式冷凍サイクルを採用したものが多く利用されている。電子機器から発生する熱は多量であり、かつ、温度が上昇しすぎると電子機器の正常な動作が確保できなくなるおそれがある。そのため、空調システム等における設計時には、想定される最大の発熱負荷(設計想定冷房負荷ともいう。)に対応できる空調システムとして設計することが一般的である。 Many of these air conditioning systems and the like that employ a vapor compression refrigeration cycle are used. The heat generated from the electronic device is large, and if the temperature rises too much, there is a risk that normal operation of the electronic device cannot be ensured. Therefore, when designing an air conditioning system or the like, it is common to design an air conditioning system that can cope with the assumed maximum heat generation load (also referred to as a design assumed cooling load).
その一方で、空調システム等が運用される段階になると、空調システム等のかかる熱負荷は、設計想定冷房負荷よりも小さくなる。特に運用当初では、その傾向が強くなり空調システム等は低負荷で運用されることが多い。例えば、圧縮機を2台搭載している中容量や大容量の空調システムでは、低負荷での運用に対応するために1台の圧縮機を停止し、残りの1台の圧縮機のみを運転することにより対応している。 On the other hand, when the air conditioning system or the like is operated, the heat load applied by the air conditioning system or the like becomes smaller than the design assumed cooling load. In particular, at the beginning of operation, the tendency becomes strong, and air conditioning systems and the like are often operated with a low load. For example, in a medium-capacity or large-capacity air conditioning system equipped with two compressors, one compressor is stopped and only the remaining one compressor is operated in order to support low-load operation. It corresponds by doing.
しかしながら圧縮機は定格冷房能力を発揮するように設計されており、定格冷房能力よりも大幅に負荷が小さい場合には、圧縮機の連続運転範囲外となり、安定した連続運転が困難、または不可能であった。このような部分負荷に対応するものとしてガスインジェクションサイクルを用いた空調システム等が提案されている(例えば特許文献1参照。)。このようなガスインジェクションサイクルを用いた空調システム等の場合には、圧縮機で圧縮する冷媒量を適正化することができるため、部分負荷への対応が容易になる。 However, the compressor is designed to exhibit the rated cooling capacity. If the load is much smaller than the rated cooling capacity, the compressor will be out of the continuous operation range, making stable continuous operation difficult or impossible. Met. An air conditioning system using a gas injection cycle or the like has been proposed as one corresponding to such a partial load (see, for example, Patent Document 1). In the case of an air conditioning system or the like using such a gas injection cycle, the amount of refrigerant to be compressed by the compressor can be optimized, so that it is easy to cope with partial loads.
上述の圧縮機を2台搭載している中容量や大容量の空調システムでは、上述のように定格冷房能力に満たない部分負荷への対応に限度があり、圧縮機の運転および停止(以下、「圧縮機の発停」と表記する。)を繰り返しにより対応しなければならないという問題があった。圧縮機の発停により、空調システムの吹出し温度も変動し、室内温度が安定しないという問題があった。さらに、圧縮機の発停を行うため、冷房運転の効率が低下しやすく消費電力の低減を図ることが難しいという問題があった。 In a medium capacity or large capacity air conditioning system equipped with two compressors as described above, there is a limit to dealing with partial loads that do not satisfy the rated cooling capacity as described above. There is a problem that it is necessary to deal with "compressor start / stop" repeatedly. Due to the start and stop of the compressor, the air temperature of the air conditioning system also fluctuated, and the room temperature was not stable. Furthermore, since the compressor is started and stopped, there is a problem that the efficiency of the cooling operation is liable to be reduced and it is difficult to reduce the power consumption.
上述の特許文献1に記載のガスインジェクションサイクルを用いた空調システム等であっても、負荷が予め想定した範囲を超えて低下すると、圧縮機の発停により対応しなければならず低負荷での安定した冷房運転ができないという問題があった。また、圧縮機の発停により、冷房運転の効率が低下しやすく消費電力の低減を図ることが難しいという問題があった。
Even in an air conditioning system or the like using the gas injection cycle described in
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、消費電力の低減を図ると共に低負荷での安定した冷房運転を実現することができる冷凍機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 an object of the present invention is to provide a refrigerator capable of reducing power consumption and realizing a stable cooling operation at a low load. .
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の冷凍機は、低温側の熱を高温側に移動させる冷凍装置において、高圧の冷媒を冷却する高圧熱交換器と、前記高圧熱交換器にて冷却された高圧の冷媒を減圧する第1減圧部と、前記第1減圧部にて減圧された低圧の冷媒を気体冷媒および冷媒液体に分離する気液分離器と、前記気液分離器により分離された前記液冷媒を更に減圧する第2減圧部と、前記第2減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる低圧熱交換器と、前記気液分離器により分離された前記気体冷媒、および、前記低圧熱交換器から流出した冷媒の少なくとも一方を圧縮して前記第1圧縮部および前記高圧熱交換器の間に吐出する第1圧縮部と、前記低圧熱交換器から流出した冷媒を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第2圧縮部と、前記気液分離器により分離された前記気体冷媒、および、前記低圧熱交換器から流出した冷媒の一方を選択して前記第1圧縮機に吸入させる選択部と、前記第1圧縮部および前記第2圧縮部の運転停止の制御、および、前記選択部による冷媒選択の制御を行うものであって、前記第1圧縮部を運転するとともに前記第2圧縮部を停止する低負荷制御、前記第2圧縮部を運転するとともに前記第1圧縮部を停止する中負荷制御、前記第1圧縮部および前記第2圧縮部の両者を運転するとともに、前記第1圧縮部には前記気液分離器により分離された前記気体冷媒を吸入させるインジェクション制御、並びに、前記第1圧縮部および前記第2圧縮部の両者を運転するとともに、前記第1圧縮部には前記低圧熱交換器から流出した冷媒を吸入させる高負荷制御を少なくとも行う制御部と、が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The refrigerator according to the present invention includes a high-pressure heat exchanger that cools a high-pressure refrigerant and a high-pressure refrigerant that is cooled by the high-pressure heat exchanger in a refrigeration apparatus that moves low-temperature heat to a high-temperature side. 1 decompression unit, a gas-liquid separator that separates the low-pressure refrigerant decompressed by the first decompression unit into a gas refrigerant and a refrigerant liquid, and a first decompression unit that further depressurizes the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator. 2 decompression sections, a low pressure heat exchanger that evaporates the refrigerant decompressed by the second decompression section, the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator, and the refrigerant that has flowed out of the low pressure heat exchanger A first compression section that compresses at least one and discharges it between the first compression section and the high-pressure heat exchanger; and compresses refrigerant discharged from the low-pressure heat exchanger and discharges the refrigerant toward the high-pressure heat exchanger To be separated by the second compression unit and the gas-liquid separator A selection unit that selects one of the gas refrigerant and the refrigerant that has flowed out of the low-pressure heat exchanger and sucks it into the first compressor, and the operation of stopping the first compression unit and the second compression unit. And control of refrigerant selection by the selection unit, which operates the first compression unit and stops the second compression unit, operates the second compression unit, and operates the second compression unit. Medium load control for stopping the first compression section, operating both the first compression section and the second compression section, and sucking the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator into the first compression section The injection control to be performed, and the first compression unit and the second compression unit are both operated, and at least high load control for sucking the refrigerant flowing out of the low-pressure heat exchanger is performed in the first compression unit. And a control unit, characterized in that is provided.
本発明の冷凍機によれば、第1圧縮部はインジェクション制御時にインジェクションサイクルを実現する圧縮部として使用されるだけでなく、高負荷制御時には低圧熱交換器における熱交換に寄与する圧縮部としても使用される。このように第1圧縮部をインジェクションサイクルの実現に用いることで、低負荷においても本発明の冷凍機を安定して冷房運転することができる。さらに第1圧縮部を、本発明の冷凍機による冷房にも寄与するように使うため冷凍機の運転効率が向上し、消費電力の低減を図ることができる。 According to the refrigerator of the present invention, the first compression unit is used not only as a compression unit that realizes an injection cycle during injection control, but also as a compression unit that contributes to heat exchange in the low-pressure heat exchanger during high load control. used. As described above, by using the first compression unit for realizing the injection cycle, the refrigerator of the present invention can be stably cooled even under a low load. Furthermore, since the first compression unit is used so as to contribute to cooling by the refrigerator of the present invention, the operation efficiency of the refrigerator can be improved and the power consumption can be reduced.
上記発明において前記第1圧縮部は、前記第2圧縮部と比較して前記冷媒の圧縮容量が小さく、前記低負荷制御の際には前記第2圧縮部が停止され、前記第1圧縮部が運転されることが好ましい。 In the above invention, the first compression unit has a smaller compression capacity of the refrigerant than the second compression unit, the second compression unit is stopped during the low load control, and the first compression unit Preferably it is operated.
このように第1圧縮部の圧縮容量を第2圧縮部の圧縮容量よりも小さくすることにより、冷凍機における消費電力の低減を更に図りやすくなるとともに、低負荷での安定した冷房運転を実現しやすくなる。一般に、圧縮部で消費される電力は、その圧縮容量が小さくなるに伴い減少する。そのため、低負荷制御で運転される第1圧縮部の圧縮容量を小さくすることにより、低負荷制御において消費される電力を低減しやすくなる。また、低負荷制御において冷凍機を連続運転した際の冷房能力がさらに小さくなるため、要求される冷房能力が小さい場合であっても冷凍機を発停させることなく連続して運転させやすくなる。なお、低負荷時制御が行われていない場合において第1圧縮部は、冷凍機の冷房能力に寄与しない冷媒(低圧熱交換器を流れない冷媒)を圧縮するものであるため、第2圧縮部と比較して圧縮容量を小さく設定することができる。 Thus, by making the compression capacity of the first compression part smaller than the compression capacity of the second compression part, it becomes easier to reduce the power consumption in the refrigerator, and realizes a stable cooling operation at a low load. It becomes easy. In general, the power consumed by the compression unit decreases as the compression capacity decreases. Therefore, it becomes easy to reduce the electric power consumed in low load control by reducing the compression capacity of the 1st compression part operated by low load control. Further, since the cooling capacity when the refrigerator is continuously operated in the low load control is further reduced, it is easy to continuously operate the refrigerator without starting and stopping even when the required cooling capacity is small. In addition, since the 1st compression part compresses the refrigerant | coolant (refrigerant which does not flow through a low voltage | pressure heat exchanger) which does not contribute to the cooling capacity of a refrigerator, when the low load control is not performed, it is 2nd compression part The compression capacity can be set small compared with.
上記発明において前記第2圧縮部は複数であり、一部の前記第2圧縮部から吐出される前記冷媒の単位時間当たりの容量である吐出容量は固定、または前記制御部により可変制御されるものであり、残りの前記第2圧縮部から吐出される前記吐出容量は前記制御部により可変制御されるものであることが好ましい。 In the above invention, there are a plurality of the second compression sections, and the discharge capacity, which is the capacity per unit time of the refrigerant discharged from some of the second compression sections, is fixed or variably controlled by the control section. It is preferable that the discharge capacity discharged from the remaining second compression unit is variably controlled by the control unit.
このように複数台の第2圧縮部を備えることにより、低圧熱交換器における熱交換量(熱負荷)を増やすことができ、より高い冷房能力を発揮させることができる。さらに第2圧縮部の一部について吐出容量は固定または可変とし、残りについて吐出容量を可変とすることにより、高負荷制御時においても安定した冷房運転を実現することができる。 By providing a plurality of second compression units in this way, the amount of heat exchange (heat load) in the low-pressure heat exchanger can be increased, and higher cooling capacity can be exhibited. Furthermore, by making the discharge capacity fixed or variable for a part of the second compression section and making the discharge capacity variable for the rest, stable cooling operation can be realized even during high load control.
上記発明において前記制御部には、前記高負荷制御時に、前記第1圧縮部から吐出される前記冷媒の単位時間当たりの容量である吐出容量を増やす第1制御を行った際、前記第2圧縮部の吐出容量を増やす第2制御を行った際、並びに、前記第1圧縮部の前記吐出容量および前記第2圧縮部の前記吐出容量を増やす第3制御を行った際における前記第1圧縮部の特性、および前記第2圧縮部の特性が記憶され、前記高負荷制御時に、前記制御部が前記低圧熱交換器における熱交換能力を増やす場合には、前記第1制御、前記第2制御および前記第3制御の中から、前記第1圧縮部の特性および前記第2圧縮部の特性に基づいて消費電力が最も低い制御を選択することが好ましい。 In the above invention, when the controller performs the first control to increase the discharge capacity, which is the capacity per unit time, of the refrigerant discharged from the first compressor during the high load control, the second compression is performed. The first compression section when performing the second control for increasing the discharge capacity of the section, and when performing the third control for increasing the discharge capacity of the first compression section and the discharge capacity of the second compression section And the characteristics of the second compression unit are stored, and when the control unit increases the heat exchange capacity in the low pressure heat exchanger during the high load control, the first control, the second control, and It is preferable that the control with the lowest power consumption is selected from the third control based on the characteristics of the first compression section and the characteristics of the second compression section.
このように第1制御、第2制御および第3制御の中から、第1圧縮部の特性および第2圧縮部の特性に基づいて消費電力が最も低い制御を選択することにより、消費電力の削減を図ることができる。 Thus, by selecting the control with the lowest power consumption based on the characteristics of the first compression unit and the characteristics of the second compression unit from the first control, the second control, and the third control, the power consumption can be reduced. Can be achieved.
上記発明において前記制御部は、前記第1圧縮機および前記第2圧縮機の運転情報を取得し、記憶されている前記第1制御、前記第2制御および前記第3制御における前記第1圧縮部の特性および前記第2圧縮部の特性を、取得した前記運転情報に基づいて、所定の間隔で、更新することが好ましい。 In the above invention, the control unit obtains operation information of the first compressor and the second compressor, and stores the first compression unit in the first control, the second control, and the third control that are stored. It is preferable to update the characteristics of the second compression unit and the characteristics of the second compression unit at predetermined intervals based on the acquired operation information.
このように第1制御、第2制御および第3制御における第1圧縮部の運転情報および第2圧縮部の運転情報を、第1圧縮部および第2圧縮部の運転情報に基づいて更新することにより、消費電力が最も低い制御を選択する際の精度がより高くなる。 In this way, the operation information of the first compression unit and the operation information of the second compression unit in the first control, the second control, and the third control are updated based on the operation information of the first compression unit and the second compression unit. As a result, the accuracy in selecting the control with the lowest power consumption becomes higher.
上記発明において前記取得された前記第1圧縮機および前記第2圧縮機の運転情報は、前記制御部の記憶部に記憶されることが好ましい。
このように第1圧縮部の運転情報および第2圧縮部の運転情報を記憶部に記憶させることにより、記憶させた運転情報を第1圧縮部および第2圧縮部などの制御に用いることができ、消費電力の削減を図りやすくなる。
In the above invention, it is preferable that the acquired operation information of the first compressor and the second compressor is stored in a storage unit of the control unit.
By storing the operation information of the first compression unit and the operation information of the second compression unit in the storage unit in this way, the stored operation information can be used for controlling the first compression unit, the second compression unit, and the like. This makes it easier to reduce power consumption.
上記発明において前記制御部は、前記低負荷制御時に前記低圧熱交換器における熱交換能力を増やす場合には、前記第1圧縮部を運転した際の消費電力と、前記第2圧縮部を運転した際の消費電力とを比較し、消費電力が小さい圧縮部の運転を行うことが好ましい。 In the said invention, the said control part operated the power consumption at the time of driving | running a said 1st compression part, and the said 2nd compression part, when increasing the heat exchange capability in the said low pressure heat exchanger at the time of the said low load control It is preferable to operate the compression unit with low power consumption by comparing with the power consumption at the time.
このように第1圧縮部を運転した際の消費電力と、第2圧縮部を運転した際の消費電力とを比較し、消費電力が小さい圧縮部の運転を行うことにより、低負荷制御時に熱交換能力を増やす場合であっても、消費電力の削減を図ることができる。 Thus, by comparing the power consumption when operating the first compression unit with the power consumption when operating the second compression unit, and operating the compression unit with low power consumption, heat is reduced during low load control. Even when the exchange capacity is increased, the power consumption can be reduced.
上記発明において前記制御部は、前記中負荷制御またはインジェクション制御において、前記低圧熱交換器における熱交換能力を減らす際に、前記第1圧縮部の最大周波数で冷房運転が可能と判断された場合、前記第1圧縮部を運転した際の消費電力と、前記第2圧縮部を運転した際の消費電力とを比較し、消費電力が小さい圧縮部の運転を行うことが好ましい。 In the above invention, when the control unit determines that cooling operation is possible at the maximum frequency of the first compression unit when reducing the heat exchange capacity in the low pressure heat exchanger in the medium load control or injection control, It is preferable to compare the power consumption when the first compression unit is operated with the power consumption when the second compression unit is operated, and operate the compression unit with low power consumption.
このように第1圧縮部を運転した際の消費電力と、第2圧縮部を運転した際の消費電力とを比較し、消費電力が小さい圧縮部の運転を行うことにより、低負荷制御時に熱交換能力を増やす場合であっても、消費電力の削減を図ることができる。 Thus, by comparing the power consumption when operating the first compression unit with the power consumption when operating the second compression unit, and operating the compression unit with low power consumption, heat is reduced during low load control. Even when the exchange capacity is increased, the power consumption can be reduced.
上記発明において前記制御部は、前記第1圧縮部の吸入側圧力と吐出側圧力との比である圧力比が所定の圧力比以上であると判定された場合には、前記インジェクション制御の実行を許可することが好ましい。 In the above invention, the control unit executes the injection control when it is determined that the pressure ratio, which is the ratio of the suction side pressure and the discharge side pressure of the first compression unit, is equal to or greater than a predetermined pressure ratio. It is preferable to allow.
このように第1圧縮部の圧力比が所定の圧力比以上である場合にのみインジェクション制御を行うことにより、インジェクション制御を行っている間に、第1圧縮部を安定して運転することができる。なお、所定の圧力比としては、第1圧縮部を運転するために最低限な圧力比である最低許容圧力比を例示することができる。 As described above, by performing the injection control only when the pressure ratio of the first compression section is equal to or higher than the predetermined pressure ratio, the first compression section can be stably operated during the injection control. . In addition, as a predetermined pressure ratio, the minimum allowable pressure ratio which is a minimum pressure ratio in order to drive | operate a 1st compression part can be illustrated.
本発明の冷凍機によれば、第1圧縮部をインジェクション制御時にインジェクションサイクルを実現する圧縮部として使用するだけでなく、高負荷制御時には低圧熱交換器における熱交換に寄与する圧縮部としても使用することができるため、消費電力の低減を図ると共に低負荷での安定した冷房運転を実現することができるという効果を奏する。 According to the refrigerator of the present invention, the first compression unit is used not only as a compression unit that realizes an injection cycle during injection control, but also as a compression unit that contributes to heat exchange in a low-pressure heat exchanger during high load control. Therefore, the power consumption can be reduced and the stable cooling operation with a low load can be realized.
〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る空調システム(冷凍機)1ついて図1から図18を参照しながら説明する。本実施形態の空調システム1はデータセンタの空調に用いられるものであり、データセンタのフロアに配置されたサーバやコンピュータなどの電子機器から発生する大量の熱を処理するものである。
[First Embodiment]
Hereinafter, an air conditioning system (refrigerator) 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 18. The
空調システム1の室外ユニット10は、例えばデータセンタの屋上などの外気と接する屋外に配置され、室内ユニット20は、サーバなどの電子機器が配置されたフロアに配置されるとともに、当該フロアの室内空気を冷却できるように配置されている。図1では、説明を容易にするために室外ユニット10と、室内ユニット20とが1台ずつ備えた例が記載されているが、1台の室外ユニット10に対して複数台の室内ユニット20が備えられていてもよいし、複数台の室外ユニット10に対して複数台の室内ユニット20が備えられていてもよく、特に台数を限定するものではない。
The
空調システム1は、図1に示すように、室外ユニット10に配置された凝縮器(高圧熱交換器)11と、室内ユニット20に配置された第1膨張弁(第1減圧部)21、第1気液分離器(気液分離器)22、第2膨張弁(第2減圧部)23、蒸発器(低圧熱交換器)24、第2気液分離器25、第1圧縮機(第1圧縮部)26、第2圧縮機(第2圧縮部)27、第1制御弁(選択部)28および第2制御弁(選択部)29と、制御部40と、から主に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
凝縮器11は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の少なくとも一方から吐出された高温高圧の気体冷媒が流入する熱交換器であり、流入した冷媒の熱を外気に放出させて凝縮させるものである。凝縮器11には、室外ユニット10に設けられたファンなどの送風手段(図示せず)によって外気が導かれている。凝縮器11としては公知の形式の熱交換器を用いることができ、特にその形式を限定するものではない。さらに、上述のように導かれた外気に熱を放出する空冷式の熱交換器であってもよいし、外部から供給される水に熱を放出する液冷式の熱交換器であってもよい。
The
第1膨張弁21は、凝縮器11と、第1気液分離器22との間に配置されるものである。第1膨張弁21は、凝縮器11によって凝縮された冷媒を膨張させ、その圧力を減圧させるものであり、第1圧縮機26の吸入側の圧力を制御するものでもある。
The
第2膨張弁23は、第1気液分離器22と蒸発器24との間に配置されるものである。第2膨張弁23は、第1気液分離器22から供給される液冷媒を膨張させ、その圧力をさらに減圧させるものであり、蒸発器24および第2圧縮機27の吸入側の圧力を制御すものである。
The
第1膨張弁21および第2膨張弁23としては、公知の膨張弁または減圧機構を用いることができ、その形式などを特に限定するものではない。本実施形態では、第1膨張弁21は、第1圧縮機26の吸込み圧力(インジェクション圧力)を調整するものに適用して説明するともに、第2膨張弁23は、蒸発器24から流出した冷媒が、所望のスーパーヒートを有するように減圧の程度を調整する機構を備えるものに適用して説明する。
As the
第1気液分離器22は、第1膨張弁21と、第2膨張弁23および第1圧縮機26との間に配置される容器であり、第1膨張弁21により減圧された気液二層の冷媒が流入し、気体冷媒と液体冷媒とを分離させるものである。第1気液分離器22から第2膨張弁23につながる配管は、第1気液分離器22の下側であって液体冷媒が貯留する領域に接続されている。その一方で、第1気液分離器22から第1圧縮機26につながる配管は、第1気液分離器22の上側であって気体冷媒が存在する領域に接続されている。
The first gas-
蒸発器24は、第2膨張弁23と第2気液分離器25との間に配置される熱交換器であり、第2膨張弁23により減圧された冷媒と室内空気との間で熱交換を行うものである。蒸発器24に流入した冷媒は、室内空気の熱を吸収することにより蒸発して気体冷媒となる。その一方で室内空気は冷媒に熱を奪われるため温度が低下する。
The
蒸発器24には、室内ユニット20に設けられた送風ファンなどの送風手段により室内空気が導かれている。そのため、ICT装置などを構成する電子機器から発生した熱を吸収して温度が上昇した室内空気は、室内ユニット20に吸い込まれて蒸発器24により冷却される。冷却された室内空気は、室内ユニット20から室内に吹き出される。
Indoor air is guided to the
第2気液分離器25は、蒸発器24と、第1圧縮機26および第2圧縮機27との間に配置される容器であり、蒸発器24から流出した気体冷媒または気液二相の冷媒が流入し、気体冷媒と液体冷媒とを分離させるものである。第2気液分離器25から第1圧縮機26や第2圧縮機27につながる配管は、第2気液分離器25の上側であって気体冷媒が存在する領域に接続されている。
The second gas-
第1圧縮機26は、第1気液分離器22および第2気液分離器25と、凝縮器11との間に配置される圧縮機である。さらに、第1気液分離器22において分離された気体冷媒、および第2気液分離器25において分離された気体冷媒の一方を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を凝縮器11に向けて吐出するものである。
The
第2圧縮機27は、蒸発器24と凝縮器11との間に配置される圧縮機である。さらに、蒸発器24から流出した気体冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を凝縮器11に向けて吐出するものである。第1圧縮機26の冷媒を圧縮する圧縮容積は、第2圧縮機27の圧縮容積と比較して小さくなっている。
The
第1圧縮機26の吐出側には冷媒の逆流を防止する逆止弁26Aが配置され、第2圧縮機27の吐出側には冷媒の逆流を防止する逆止弁27Aが配置されている。逆止弁26Aは、第1圧縮機26が停止した場合に、第2圧縮機27や凝縮器11から冷媒が第1圧縮機26に逆流することを防止するものである。同様に逆止弁27Aは、第2圧縮機27が停止した場合に、第1圧縮機26や凝縮器11から冷媒が第2圧縮機27に逆流することを防止するものである。
On the discharge side of the
本実施形態では、第1圧縮機26および第2圧縮機27を、インバータ制御によって所定の範囲で回転数が制御される電動機によって駆動される固定容量の圧縮機である例に適用して説明する。第1圧縮機26および第2圧縮機27は後述する制御部40から出力される制御信号に基づいて制御される。より具体的には、制御信号に基づくインバータ制御によって電動機を制御することにより第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転が制御される。なお、第1圧縮機26および第2圧縮機27としては公知の形式のものを用いることができ、特に形式を限定するものではない。
In this embodiment, the
第1制御弁28は、第1気液分離器22から第1圧縮機26への冷媒の流入を制御するものであり、第1気液分離器22と第1圧縮機26の吸入部とをつなぐ配管に配置される開閉弁である。第2制御弁29は、第2気液分離器25から第1圧縮機26への冷媒の流入を制御するものであり、第2気液分離器25と第1圧縮機26の吸入部とをつなぐ配管であって、第2圧縮機27の吸入部へ延びる配管が分岐する分岐点と、第1制御弁28が配置された配管との合流点と、の間に配置される開閉弁である。
The
本実施形態では第1制御弁28および第2制御弁29の開閉はそれぞれに設けられたサーボモータなどのアクチュエータ手段により制御されている例に適用して説明する。このアクチュエータ手段は後述する制御部40から入力される制御信号に基づいて動作が制御されるものである。
In the present embodiment, the opening and closing of the
制御部40は空調システム1における運転状態を制御するものであり、CPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部40が配置される場所は、例えば図1に示すように、室内ユニット20内であってもよいし、室内ユニット20以外の場所であってもよく、特に限定するものではない。
The
ROM等に記憶されている制御プログラムは、図2の模式図に示すように、CPUを演算部41として機能させるものであり、ROM等を記憶部42として機能させるものである。制御部40による運転状態の制御は、従来の空調システムにおいて行われている室内空気の温度を設定温度とする制御や、本実施形態の特徴である低負荷時制御などを例示することができる。
As shown in the schematic diagram of FIG. 2, the control program stored in the ROM or the like causes the CPU to function as the
制御部40には、室内ユニット20に吸い込まれる熱交換前の室内空気の温度を測定する吸込み温度センサ32と、室内ユニット20から吹出される熱交換後の室内空気の温度を測定する吹出温度センサ33と、から測定した温度を示す測定信号が入力されている。さらに、第1圧縮機26に吸入される冷媒の圧力を測定する第1吸入圧力センサ34と、第1圧縮機26から吐出された冷媒の圧力を測定する第1吐出圧力センサ35と、第2圧縮機27に吸入される冷媒の圧力を測定する第2吸入圧力センサ36と、第2圧縮機27から吐出された冷媒の圧力を測定する第2吐出圧力センサ37と、から測定した圧力を示す測定信号が入力されている。
The
制御部40からは、第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転状態を制御する制御信号と、第1制御弁28および第2制御弁29の開閉を制御する制御信号と、が主に出力されている。なお、制御部40からは、従来の空調システムにおいて行われる制御に関するその他の制御信号も出力されている。
From the
次に、上記の構成からなる空調システム1における運転について図3から図6の回路図を参照しながら説明する。具体的には、空調システム1に対する熱負荷が最も低い低負荷の場合の制御(以下、「低負荷制御」と記載する。)、その次に熱負荷が少ない中負荷の場合の制御(以下、「中負荷制御」と記載する。)、中負荷の場合であってインジェクションサイクルでの運転が可能なインジェクションの場合の制御(以下、「インジェクション制御」と記載する。)、および、熱負荷が最も高い高負荷の場合の制御(以下、「高負荷制御」と記載する。)における運転について説明する。
Next, the operation in the
まず、低負荷制御における運転について図3を参照しながら説明する。この場合、空調システム1の制御部40は、第1制御弁28に対して弁を閉じる制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を開く制御信号を出力している。図において、黒塗りは弁が閉じられた状態を示し、白抜きは弁が開かれた状態を示している。
First, the operation in the low load control will be described with reference to FIG. In this case, the
また、制御部40は、第1圧縮機26に対して運転を行う制御信号を出力するとともに、第2圧縮機27に対して停止する制御信号を出力している。図において実線で表記された部分は冷媒が流れ、点線で表記された部分は冷媒が流れていない状態を示している。
Further, the
第1圧縮機26から吐出された高温高圧の気体冷媒は、凝縮器11において外気と熱交換して熱を放出する。熱を放出した冷媒は、凝縮して液冷媒となり、凝縮器11から流出して第1膨張弁21に向かう。高圧の液冷媒は第1膨張弁21において減圧されて気液二相の冷媒となる。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
気液二相の冷媒は、第1気液分離器22に流入して気体冷媒と液体冷媒とに分離される。液体冷媒は第1気液分離器22から第2膨張弁23により更に減圧されて蒸発器24に流入する。なお、第1制御弁28が閉じられているため、第1気液分離器22の気体冷媒は第1圧縮機26に吸入されていない。図では第1気液分離器22と第1圧縮機26とをつなぐ配管を点線で表すことにより冷媒が流れていないことを示している。
The gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first gas-
蒸発器24では、冷媒が室内ファン部31により導入された室内空気の熱を吸収する。吸収した熱により液体冷媒は蒸発して気体冷媒となる。その一方で、室内空気は熱を奪われることにより冷却され、室内ファン部31によってフロアに吹き出される。
In the
蒸発器24を流出した冷媒は、第2気液分離器25に流入して気体冷媒と液体冷媒とに分離される。気体冷媒は、第2制御弁29を介して第1圧縮機26に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として凝縮器11に向けて吐出される。
The refrigerant that has flowed out of the
制御部40は、入力された室内空気の設定温度と、吸込み温度センサ32により測定された室内空気の温度とを比較し、室内空気の温度が設定温度となるように空調システム1の制御を行う。例えば、室内空気の温度が設定温度よりも高いと判定された場合には、空調システム1の冷房能力を高める制御を行う。具体的には、室内ファン部31における室内ファンの回転周波数を増やして熱交換される室内空気の流量を増やす制御、第1圧縮機26の運転周波数を増やして空調システム1を循環する冷媒の流量を増やす制御などが行われる。
The
また、室内空気の温度が設定温度よりも低いと判定された場合には、空調システム1の冷房能力を抑える制御を行う。具体的には、室内ファン部31における室内ファンの回転周波数を減らして熱交換される室内空気の流量を減らす制御、第1圧縮機26の運転周波数を減らして空調システム1を循環する冷媒の流量を減らす制御などが行われる。
Moreover, when it determines with the temperature of indoor air being lower than preset temperature, control which suppresses the cooling capability of the
次に、中負荷制御における運転について図4を参照しながら説明する。この場合、空調システム1の制御部40は、第1制御弁28および第2制御弁29に対して弁を閉じる制御信号を出力している。また、第1圧縮機26に対して停止する制御信号を出力するとともに、第2圧縮機27に対して運転を行う制御信号を出力している。
Next, the operation in the medium load control will be described with reference to FIG. In this case, the
第2圧縮機27から吐出された冷媒は、凝縮器11において凝縮して高圧の液冷媒となり、凝縮器11から流出して第1膨張弁21に向かう。高圧の液冷媒は第1膨張弁21において減圧されて気液二相の冷媒となる。
The refrigerant discharged from the
気液二相の冷媒は、第1気液分離器22において気体冷媒と液体冷媒とに分離され、液体冷媒は第2膨張弁23により更に減圧されて蒸発器24に流入する。なお、第1制御弁28が閉じられているため、第1気液分離器22の気体冷媒は第1圧縮機26に吸入されていない。
The gas-liquid two-phase refrigerant is separated into gas refrigerant and liquid refrigerant in the first gas-
蒸発器24では液体冷媒は蒸発して気体冷媒となる。蒸発器24を流出した冷媒は、第2気液分離器25に流入して気体冷媒と液体冷媒とに分離される。気体冷媒は、第2圧縮機27に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として凝縮器11に向けて吐出される。なお、第2制御弁29が閉じられるとともに、第1圧縮機26が運転されていないため、第2気液分離器25の気体冷媒は第1圧縮機26に吸入されていない。
In the
次に、インジェクション制御における運転について図5を参照しながら説明する。この場合、空調システム1の制御部40は、第1制御弁28に対して弁を開く制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を閉じる制御信号を出力している。また、第1圧縮機26および第2圧縮機27に対して運転を行う制御信号を出力している。
Next, the operation in the injection control will be described with reference to FIG. In this case, the
第1圧縮機26および第2圧縮機27から吐出された冷媒は、凝縮器11において凝縮して高圧の液冷媒となり、凝縮器11から流出して第1膨張弁21に向かう。高圧の液冷媒は第1膨張弁21において減圧されて気液二相の冷媒となる。
The refrigerant discharged from the
気液二相の冷媒は、第1気液分離器22において気体冷媒と液体冷媒とに分離され、液体冷媒は第2膨張弁23により更に減圧されて蒸発器24に流入する。その一方で、気体冷媒は第1制御弁28を介して第1圧縮機26に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として凝縮器11に向けて吐出される。
The gas-liquid two-phase refrigerant is separated into gas refrigerant and liquid refrigerant in the first gas-
蒸発器24では液体冷媒は蒸発して気体冷媒となる。蒸発器24を流出した冷媒は、第2気液分離器25に流入して気体冷媒と液体冷媒とに分離される。気体冷媒は、第2圧縮機27に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として凝縮器11に向けて吐出される。なお、第2制御弁29が閉じられているため、第2気液分離器25の気体冷媒は第1圧縮機26に吸入されていない。
In the
次に、高負荷制御における運転について図6を参照しながら説明する。この場合、空調システム1の制御部40は、第1制御弁28に対して弁を閉じる制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を開く制御信号を出力している。また、第1圧縮機26および第2圧縮機27に対して運転を行う制御信号を出力している。
Next, the operation in the high load control will be described with reference to FIG. In this case, the
第1圧縮機26および第2圧縮機27から吐出された冷媒は、凝縮器11において凝縮して高圧の液冷媒となり、凝縮器11から流出して第1膨張弁21に向かう。高圧の液冷媒は第1膨張弁21において減圧されて気液二相の冷媒となる。
The refrigerant discharged from the
気液二相の冷媒は、第1気液分離器22において気体冷媒と液体冷媒とに分離され、液体冷媒は第2膨張弁23により更に減圧されて蒸発器24に流入する。なお、第1制御弁28が閉じられているため、第1気液分離器22の気体冷媒は第1圧縮機26に吸入されていない。
The gas-liquid two-phase refrigerant is separated into gas refrigerant and liquid refrigerant in the first gas-
蒸発器24では液体冷媒は蒸発して気体冷媒となる。蒸発器24を流出した冷媒は、第2気液分離器25に流入して気体冷媒と液体冷媒とに分離される。気体冷媒は、第1圧縮機26および第2圧縮機27に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として凝縮器11に向けて吐出される。
In the
空調システム1が運転されている間、制御部40は低負荷制御、中負荷制御、インジェクション制御、および、高負荷の場合の制御の何れを実行するか判定する処理を繰り返し行っている。この判定は、図7から図10に示すフローチャートに従って行われている。まず、室内温度が上昇した際に行われる判定処理について図7および図8を参照しながら説明する。
While the
まず制御部40の演算部41は、図7に示すように、室内ユニット20から吹出された空気の温度の測定を行う(S11)。具体的には、吹出温度センサ33から出力される測定信号を取り込み、当該測定信号に基づいて室内ユニット20から吹出された空気の温度を求める処理を行う。
First, as shown in FIG. 7, the
その後、演算部41は、吹出温度の測定値と、予め定められた吹出温度の設定値と、の温度差である吹出温度差を求める演算処理を行い(S12)、吹出温度差が、予め定められた閾値以上であるか否かの判定処理を行う(S13)。吹出温度差が閾値未満であると判定された場合(NOの場合)には、演算部41はS11に戻り、上述の処理を繰り返し行う。
Thereafter, the
S13の判定処理において、吹出温度差が閾値以上であると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26が運転され、かつ、第2圧縮機27が停止されているか(第1圧縮機26のみが運転されているか)否かの判定処理を行う(S14)。具体的には、低負荷制御が行われているか否か、図3に示す態様で冷媒が循環しているか否かの判定処理を行う。
In the determination process of S13, when it is determined that the blowing temperature difference is equal to or greater than the threshold (in the case of YES), the
第1圧縮機26のみが運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、図8に示すように、第1圧縮機26が最大周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S15)。第1圧縮機26が最大周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26に対して運転周波数を上げる制御信号を出力する(S16)。
When it is determined that only the
S15の判定処理において、第1圧縮機26が最大周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27で冷房運転を行う制御処理を行う(S17)。
In the determination process of S15, when it is determined that the
その後、演算部41は、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比(所定の圧力比)以上であるか否かの判定処理を行う(S18)。具体的には、第1吸入圧力センサ34および第1吐出圧力センサ35の測定信号に基づき、第1圧縮機26の吸入圧力と吐出圧力との比である圧力比を求め、この圧力比が、第1圧縮機26を運転するために最低限必要な圧力比である最低許容圧力比以上であるか否かを判定する。最低許容圧力比としては、例えば1.2などの値を挙げることができるが、この値に限定するものではない。
Thereafter, the
第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26でインジェクションを行い、かつ、第2圧縮機27の運転を行う制御処理を行う(S19)。具体的には、インジェクション制御を行い、図5に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined that the pressure ratio of the
S18の判定において、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比未満あると判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27のみで冷房運転を行う制御処理を行う(S20)。具体的には、中負荷制御を行い、図4に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined in S18 that the pressure ratio of the
その一方、図7に示すS14の判定において、第1圧縮機26のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第2圧縮機27のみが運転されているか(第1圧縮機26が停止され、かつ、第2圧縮機27が運転されているか)否かの判定処理を行う(S21)。
On the other hand, in the determination of S14 shown in FIG. 7, when it is determined that only the
第2圧縮機27のみが運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、図8に示すように、第2圧縮機27が最大周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S22)。第2圧縮機27が最大周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27に対して運転周波数を上げる制御信号を出力する(S23)。その後、演算部41は上述のS18以降の制御処理を行う。
When it is determined that only the
S22の判定処理において、第2圧縮機27が最大周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転を行う制御処理を行う(S24)。具体的には、高負荷制御を行い、図6に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
In the determination process of S22, when it is determined that the
その後、演算部41は、次の第1制御、第2制御および第3制御のいずれかを選択する処理を行う(S25)。ここで、第1制御は第1圧縮機26の運転周波数を上昇させる制御であり、第2制御は第2圧縮機27の運転周波数を上昇させる制御であり、第3制御は第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転周波数を上昇させる制御である。
Thereafter, the
演算部41は、記憶部42に記憶されている第1圧縮機26の特性、および、第2圧縮機27の特性に基づいて第1制御を行った場合の消費電力、第2制御を行った場合の消費電力、および、第3制御を行った場合の消費電力のうち、最も消費電力が少ない制御を選択する。第1圧縮機26および第2圧縮機27の特性としては、圧縮機における吸入圧力および吐出圧力や、運転周波数や、消費電力などのデータを例示することができる。この特性は、空調システム1の運転時に定期的に取得されるデータに基づいて更新される。
The
その一方、図7に示すようにS21の判定において、第2圧縮機27のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、インジェクションサイクルで運転されているか否かの判定処理を行う(S26)。
On the other hand, as shown in FIG. 7, in the determination of S21, when it is determined that only the
インジェクションサイクルで運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、S22以降の一連の制御処理を行う。その一方で、インジェクションサイクルで運転されていると判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26の運転周波数を上昇させる制御信号を出力する(S27)。
When it is determined that the vehicle is operating in the injection cycle (in the case of YES), the
S16,S19,S20,S25,S27の後、制御部40は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の特性を取得し、記憶部42に記憶させて蓄積させる制御処理を行う(S28)。特性を蓄積する処理が終わると、制御部40は再びS11に戻り、上述の処理を繰り返し行う。
After S16, S19, S20, S25, and S27, the
次に、室内温度が低下した際に行われる判定処理について図9から図11を参照しながら説明する。ここでは、制御部40の演算部41が、室内ユニット20から吹出された空気の温度の測定を行うところ(S11)から、第1圧縮機26のみが運転されているか否かの判定処理を行うところ(S14)までは、室内温度が上昇した際に行われる判定処理(図7参照)と同様であるため、図9にそのフローチャートを示して説明を省略する。
Next, determination processing performed when the room temperature decreases will be described with reference to FIGS. 9 to 11. Here, the
第1圧縮機26のみが運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、図10に示すように、第1圧縮機26が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S31)。第1圧縮機26が最小周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26に対して運転周波数を下げる制御信号を出力する(S32)。その一方で、第1圧縮機26が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26を停止する制御信号を出力する(S33)。
When it is determined that only the
その一方、図9に示すS14の判定において、第1圧縮機26のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第2圧縮機27のみが運転されているか(第1圧縮機26が停止され、かつ、第2圧縮機27が運転されているか)否かの判定処理を行う(S21)。
On the other hand, in the determination of S14 shown in FIG. 9, when it is determined that only the
第2圧縮機27のみが運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、図10に示すように、第2圧縮機27が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S34)。第2圧縮機27が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26を運転し、かつ、第2圧縮機27と停止する制御信号を出力する(S35)。具体的には低負荷制御を行い、図3に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined that only the
第2圧縮機27が最小周波数で運転されていないと判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27に対して運転周波数を下げる制御信号を出力する(S36)。その後、演算部41は、S18と同様に、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であるか否かの判定処理を行う(S37)。
When it is determined that the
第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26でインジェクションを行い、かつ、第2圧縮機27の運転を行う制御処理を行う(S38)。具体的には、インジェクション制御を行い、図5に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined that the pressure ratio of the
S37の判定において、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比未満あると判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27のみで冷房運転を行う制御処理を行う(S39)。具体的には、中負荷制御を行い、図4に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined in S37 that the pressure ratio of the
その一方、図9に示すS21の判定において、第2圧縮機27のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、インジェクションサイクルで運転されているか否かの判定処理を行う(S26)。
On the other hand, in the determination of S21 shown in FIG. 9, when it is determined that only the
インジェクションサイクルで運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41はその後、S34以降の一連の制御処理を行う。その一方で、インジェクションサイクルで運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、上記のS25において第1制御が選択されていたか否かの判定処理を行う(S40)。第1制御が選択されていたと判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、図10に示すように、第1圧縮機26が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S41)。
When it is determined that the vehicle is operating in the injection cycle (in the case of YES), the
第1圧縮機26が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26を停止する制御信号を出力する(S42)。その一方で、第1圧縮機26が最小周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26に対して運転周波数を下げる制御信号を出力する(S43)。
When it is determined that the
S40の判定において、第1制御が選択されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、上記のS25において第2制御が選択されていたか否かの判定処理を行う(S44)。第2制御が選択されていたと判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、図11に示すように、第2圧縮機27が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S45)。ここで、第2圧縮機27の最小周波数とは、高負荷制御において第2圧縮機27が運転を開始した際の周波数のことである。
If it is determined in S40 that the first control is not selected (in the case of NO), the
S45の判定において、第2圧縮機27が最低周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26を停止する制御信号を出力する(S46)。その一方で、第2圧縮機27が最低周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27の運転周波数を低下させる制御信号を出力する(S47)。
When it is determined in S45 that the
S44の判定において、第2制御が選択されていないと判定された場合(NOの場合)には)、第3制御が選択されていたことになり、制御部40は、図11に示すように、第1圧縮機26および第2圧縮機27が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S48)。ここで、第1圧縮機26の最小周波数とは、高負荷制御において第1圧縮機26が運転を開始した際の周波数のことであり、第2圧縮機27の最小周波数についても同様である。
If it is determined in S44 that the second control is not selected (in the case of NO), the third control is selected, and the
S48の判定において、第1圧縮機26および第2圧縮機27が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26の運転を停止する制御信号を出力する(S49)。その一方で、第1圧縮機26および第2圧縮機27が最小周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転周波数を低下させる制御信号を出力する(S50)。
When it is determined in S48 that the
S32,S33,S35,S38,S39,S42,S43,S46,S47,S49,S50の後、図10に示すように、制御部40は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の特性を取得し、記憶部42に記憶させて蓄積させる制御処理を行う(S51)。特性を蓄積する処理が終わると、制御部40は再び図9のS11に戻り、上述の処理を繰り返し行う。
After S32, S33, S35, S38, S39, S42, S43, S46, S47, S49, and S50, as shown in FIG. 10, the
次に、低負荷制御、中負荷制御、インジェクション制御および高負荷制御における負荷と、圧縮機の回転数との関係を、図12(a)および図12(b)のグラフを参照しながら説明する。ここでは、高負荷制御において第1制御が選択された例について説明する。図12(a)および図12(b)のグラフでは、縦軸を圧縮機の回転数(運転周波数と同義)、横軸を空調システム1の負荷としている。
Next, the relationship between the load in the low load control, the medium load control, the injection control and the high load control and the rotation speed of the compressor will be described with reference to the graphs of FIGS. 12 (a) and 12 (b). . Here, an example in which the first control is selected in the high load control will be described. In the graphs of FIG. 12A and FIG. 12B, the vertical axis represents the rotation speed of the compressor (synonymous with the operating frequency), and the horizontal axis represents the load of the
さらに、グラフにおける負荷が低い領域(図の左側)から負荷が高い領域(図の右側)に向かって、低負荷制御の領域、中負荷制御またはインジェクション制御の領域、高負荷制御の領域となっている。グラフにおいて符号Aが付された線は第1圧縮機26を表し、符号Bが付された線は第2圧縮機27を表している。
Furthermore, from the low load area (left side of the figure) to the high load area (right side of the figure), it becomes a low load control area, a medium load control or injection control area, and a high load control area. Yes. In the graph, the line with the symbol A represents the
まず、図12(a)を参照しながら負荷が低負荷から高負荷に増加する場合について説明する。この場合、低負荷制御の領域では、第1圧縮機26を運転し、第2圧縮機27を停止しているため、第2圧縮機27のみを運転し続ける場合(点線で示している場合)と比較して、空調システム1が対応できる負荷の最低値が低くなっている。
First, a case where the load increases from a low load to a high load will be described with reference to FIG. In this case, since the
中負荷制御またはインジェクション制御の領域では、第2圧縮機27の回転数が負荷に応じて調整されるとともに、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上で有る場合には、点線で示すように第1圧縮機26がインジェクション量および圧力に応じて回転数が調整されている。高負荷制御領域では、第2圧縮機27が負荷に関わらず最大回転数で運転され、第1圧縮機26の回転数が負荷に応じて調整されている。
In the middle load control or injection control region, the rotational speed of the
次に、図12(b)を参照しながら負荷が高負荷から低負荷に減少する場合について説明する。この場合、圧縮機の回転数が負荷に応じて調整されている点においては図12(a)の場合と同様である。図12(a)と異なるのは、中負荷制御またはインジェクション制御の領域から、低負荷制御の領域に切り替わる負荷が異なる点である。 Next, a case where the load decreases from a high load to a low load will be described with reference to FIG. In this case, it is the same as in the case of FIG. 12A in that the rotation speed of the compressor is adjusted according to the load. The difference from FIG. 12A is that the load for switching from the middle load control or injection control region to the low load control region is different.
つまり、第1圧縮機26でも、第2圧縮機27でも対応可能な負荷の領域において、負荷が増加する図12(a)の場合には第1圧縮機26の運転で対応しているのに対して、負荷が減少する図12(b)の場合には第2圧縮機27の運転で対応している点が異なっている。
That is, in the case of FIG. 12A where the load increases in the load region that can be handled by both the
なお、高負荷制御時に第2制御が選択された際については図13(a)のグラフに、第3制御が選択された際については図13(b)のグラフに表されている。 When the second control is selected during the high load control, it is shown in the graph of FIG. 13 (a), and when the third control is selected, it is shown in the graph of FIG. 13 (b).
第2制御が選択された場合には、図13(a)に示すように、高負荷制御領域の全体にわたって第1圧縮機26が最大回転数で運転され、第2圧縮機27の回転数は負荷に応じて制御されている。また、第3制御が選択された場合には、図13(b)に示すように、第1圧縮機26および第2圧縮機27の回転数は負荷に応じて制御されている。
When the second control is selected, as shown in FIG. 13A, the
図13(b)では、第2圧縮機27と比較して、負荷の変化に対する第1圧縮機26の回転数の変化の割合が大きい例が示されている。なお、この変化の割合は、第2圧縮機27の方が大きくてもよいし、同じであってもよく、特に限定するものではない。
FIG. 13B shows an example in which the ratio of the change in the rotational speed of the
上記の構成の空調システム1によれば、第1圧縮機26はインジェクション制御時にインジェクションサイクルを実現する圧縮機として使用されるだけでなく、高負荷制御時には蒸発器24における熱交換に寄与する圧縮機としても使用される。このように第1圧縮機26をインジェクションサイクルの実現に用いることで、低負荷においても空調システム1を安定して冷房運転することができる。さらに第1圧縮機26を、空調システム1による冷房にも寄与するように使うため空調システム1の運転効率が向上し、消費電力の低減を図ることができる。
According to the
第1圧縮機26の圧縮容量を第2圧縮機27の圧縮容量よりも小さくすることにより、空調システム1における消費電力の低減を更に図りやすくなるとともに、低負荷での安定した冷房運転を実現しやすくなる。一般に、圧縮機で消費される電力は、その圧縮容量が小さくなるに伴い減少する。また、負荷率が下がると効率も低下する。そのため、低負荷制御で運転される第1圧縮機26の圧縮容量を小さくすることにより、低負荷制御において消費される電力を低減しやすくなる。また、低負荷制御において空調システム1を連続運転した際の冷房能力がさらに小さくなるため、要求される冷房能力が小さい場合であっても空調システム1を発停させることなく連続して運転させやすくなる。なお、低負荷時制御が行われていない場合において第1圧縮機26は、空調システム1の冷房能力に寄与しない冷媒(蒸発器24を流れない冷媒)を圧縮するものであるため、第2圧縮機27と比較して圧縮容量を小さく設定することができる。
By making the compression capacity of the
第1制御、第2制御および第3制御の中から、第1圧縮機26の特性および第2圧縮機27の特性に基づいて消費電力が最も低い制御を選択することにより、消費電力の削減を図ることができる。
By selecting the control with the lowest power consumption based on the characteristics of the
さらに、第1制御、第2制御および第3制御における第1圧縮機26の特性および第2圧縮機27の特性を、第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転情報に基づいて更新することにより、消費電力が最も低い制御を選択する際の精度がより高くなる。
Furthermore, the characteristics of the
第1圧縮機26の特性および第2圧縮機27の特性を記憶部42に記憶させることにより、記憶させた運転情報を第1圧縮機26および第2圧縮機27などの制御に用いることができ、消費電力の削減を図りやすくなる。
By storing the characteristics of the
なお、上述の実施形態では、図7や図9に示すように、室内ユニット20から吹出された空気の温度と、予め定められた吹出温度の設定値との差である吹出温度差が、予め定められた閾値以上か否かを判定する(S11からS13)例に適用して説明しているが、室内ユニット20に吸入される空気の温度と、予め定められた吸入温度の設定値との差である吸入温度差が、予め定められた閾値以上か否かを判定してもよく、特に限定するものではない。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 7 and FIG. 9, the temperature difference between the temperature of the air blown out from the
また、図8のS25において第1制御、第2制御および第3制御を選択する際に、空調システム1の運転時に定期的に取得されるデータに基づいて更新された第1圧縮機26の特性、および、第2圧縮機27の特性に基づいて選択を行う例に適用して説明したが、第1圧縮機26の特性、および、第2圧縮機27の特性は、予め定められた特性のままであっても(更新されなくても)よく、特に限定するものではない。特性を更新しない場合には、S28やS51における特性の蓄積処理を行わなくてもよいし、行ってもよい。
In addition, when the first control, the second control, and the third control are selected in S25 of FIG. 8, the characteristics of the
さらには、S25において最初から第1制御を選択することとし、図9のS40においても第1制御が選択されている場合(YESの場合)のみが選択されることとしてもよい。このようにすることにより、制御部40における演算処理量を減らすことができる。
Furthermore, the first control may be selected from the beginning in S25, and only when the first control is selected (YES) in S40 of FIG. By doing so, the amount of calculation processing in the
その他に、S27において第1制御に相当する第1圧縮機26の運転周波数を上昇させる制御処理が行われる例に適用して説明したが、第2制御に相当する制御処理や、第3制御に相当する制御処理が行われてもよく、特に限定するものではない。
In addition, although it applied and demonstrated to the example in which the control process which raises the operating frequency of the
また、記憶部42に記憶させた運転情報は、上述のように第1圧縮機26の特性および第2圧縮機27の特性の更新に用いてもよいし、吹出し空気の温度変化や、吸込み空気の温度変化に応じた第1圧縮機26や第2圧縮機27の運転周波数の変化幅の制御に利用してもよく、特に限定するものではない。この場合、記憶部42に記憶される運転情報には、前回の記憶時から変化量である差分も記憶される。
Further, the operation information stored in the
記憶部42に運転情報の差分を記憶する場合、記憶した運転情報などを、吹出空気温度などの変化状況に応じた将来の制御状態の予測に用いることもでき、運転情報などの利用目的を特に限定するものではない。
When storing the difference of the operation information in the
〔第1の実施形態の第1変形例〕
次に、本発明の第1の実施形態の第1変形例について図14を参照しながら説明する。本変形例の空調システムの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、室内温度が上昇した際に行われる判定処理における第1圧縮機のみが運転されていると判定された以降(図7におけるS14のYES以降)の制御内容が異なっている。
[First Modification of First Embodiment]
Next, a first modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the air conditioning system of the present modification is the same as that of the first embodiment. However, only the first compressor is operated in the determination process performed when the room temperature rises. The contents of control after the determination is made (after YES in S14 in FIG. 7) are different.
本変形例においては、図14を用いて第1圧縮機のみが運転されていると判定された以降の制御内容についてのみを説明し、その他の制御内容等の説明を省略する。
本変形例の空調システム1において制御部40の演算部41は、第1圧縮機26のみが運転されていると判定すると(図7におけるS14のYES)、図14に示すように、第2圧縮機27の最小周波数でも運転可能か否かの判定処理を行う(S60)。つまり、第2圧縮機27を最小周波数で運転した場合の冷房能力が、空調システム1に要求される負荷に対して過大になっていないか否かの判定処理を行う。
In this modification, only the control content after it is determined that only the first compressor is operating will be described using FIG. 14, and description of other control content and the like will be omitted.
When the
第2圧縮機27が最小周波数でも運転可能と判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26を運転した場合の消費電力と比較して、第2圧縮機27を運転した場合の消費電力が小さいか否かの判定処理を行う(S61)。つまり、第1圧縮機26の運転でも、第2圧縮機27の運転でも対応可能場合において、どちらの圧縮機を運転すると消費電力が小さくなるか判定する処理を行う。
When it is determined that the
第2圧縮機27を運転した場合の消費電力が小さいと判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27を運転して冷房運転を行う制御信号を出力する(S62)。その後、演算部41は、S18と同様に、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であるか否かの判定処理を行う(S63)。
When it is determined that the power consumption when operating the
第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26でインジェクションを行い、かつ、第2圧縮機27の運転を行う制御処理を行う(S64)。その一方で、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比未満あると判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27のみで冷房運転を行う制御処理を行う(S65)。
When it is determined that the pressure ratio of the
S60の判定において、第2圧縮機27の最小周波数では運転不可能と判定された場合(NOの場合)、および、S61の判定において、第2圧縮機27を運転した場合の消費電力が小さくない(消費電力が大きい)と判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26に対して運転周波数を上げる制御信号を出力する(S66)。
When it is determined in S60 that operation is not possible at the minimum frequency of the second compressor 27 (in the case of NO), and in the determination of S61, power consumption is not small when the
S64,S65,S66の後、制御部40は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の特性を取得し、記憶部42に記憶させて蓄積させる制御処理を行う(S28)。特性を蓄積する処理が終わると、制御部40は再びS11に戻り(図7参照)、上述の処理を繰り返し行う。
After S64, S65, and S66, the
本変形例の空調システム1によれば、室内温度が上昇した際に行われる判定処理において、第1圧縮機26でも、第2圧縮機27でも運転できる領域に対して、消費電力が小さくなる圧縮機を用いた運転を行うことができる。そのため、空調システム1の消費電力の更なる低減を図ることができる。
According to the
〔第1の実施形態の第2変形例〕
次に、本発明の第1の実施形態の第2変形例について図15を参照しながら説明する。本変形例の空調システムの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、室内温度が低下した際に行われる判定処理における第2圧縮機のみが運転されていると判定された以降(図9におけるS21のYES以降)、インジェクションサイクルでの運転が行われていると判定された以降(図9におけるS26のYES以降)の制御内容が異なっている。
[Second Modification of First Embodiment]
Next, a second modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the air conditioning system of the present modification is the same as that of the first embodiment, but only the second compressor is operated in the determination process that is performed when the room temperature decreases. The control contents after the determination that the operation in the injection cycle is performed (after YES in S26 in FIG. 9) are different.
本変形例においては、図15を用いて第2圧縮機27のみが運転されていると判定された以降、インジェクションサイクルでの運転が行われていると判定された以降の制御内容についてのみを説明し、その他の制御内容等の説明を省略する。
In this modification, only the control contents after it is determined that the operation in the injection cycle is performed after it is determined that only the
本変形例の空調システム1において制御部40の演算部41は、第2圧縮機27のみが運転されていると判定すると(図9におけるS21のYES)、または、インジェクションサイクルで運転されていると判定すると(図9におけるS26のYES)、図15に示すように、第1圧縮機26の最大周波数でも運転可能か否かの判定処理を行う(S70)。つまり、第1圧縮機26を最大周波数で運転した場合の冷房能力が、空調システム1に要求される負荷を満たすか否かの判定処理を行う。
When the
第1圧縮機26が最小周波数でも運転可能と判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、第2圧縮機27を運転した場合の消費電力と比較して、第1圧縮機26を運転した場合の消費電力が小さいか否かの判定処理を行う(S71)。つまり、第1圧縮機26の運転でも、第2圧縮機27の運転でも対応可能場合において、どちらの圧縮機を運転すると消費電力が小さくなるか判定する処理を行う。
When it is determined that the
S70の判定において、第1圧縮機26の最大周波数では運転不可能と判定された場合(NOの場合)、および、S71の判定において、第1圧縮機26を運転した場合の消費電力が小さくない(消費電力が大きい)と判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27に対して運転周波数を下げる制御信号を出力する(S72)。
When it is determined in S70 that operation is not possible at the maximum frequency of the first compressor 26 (in the case of NO), and in the determination of S71, power consumption is not small when the
その後、演算部41は、S18と同様に、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であるか否かの判定処理を行う(S73)。第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であると判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第1圧縮機26でインジェクションを行い、かつ、第2圧縮機27の運転を行う制御処理を行う(S74)。その一方で、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比未満あると判定された場合(NOの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27のみで冷房運転を行う制御処理を行う(S75)。
Thereafter, the
その一方で、S71の判定において、第1圧縮機26を運転した場合の消費電力が小さいと判定された場合(YESの場合)には、制御部40は、第2圧縮機27を停止し、第1圧縮機26を運転する制御信号を出力する(S76)。
On the other hand, in the determination of S71, when it is determined that the power consumption when the
S74,S75,S76の後、制御部40は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の特性を取得し、記憶部42に記憶させて蓄積させる制御処理を行う(S51)。特性を蓄積する処理が終わると、制御部40は再びS11に戻り(図9参照)、上述の処理を繰り返し行う。
After S74, S75, and S76, the
本変形例の空調システム1によれば、室内温度が低下した際に行われる判定処理において、第1圧縮機26でも、第2圧縮機27でも運転できる領域に対して、消費電力が小さくなる圧縮機を用いた運転を行うことができる。そのため、空調システム1の消費電力の更なる低減を図ることができる。
According to the
〔第1の実施形態の第3変形例〕
次に、本発明の第1の実施形態の第3変形例について図16から図18を参照しながら説明する。本変形例の空調システムの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、高負荷制御における中負荷制御またはインジェクション制御との境界付近での第1圧縮機26および第2圧縮機27に対する制御内容が異なっている。
[Third Modification of First Embodiment]
Next, a third modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic configuration of the air conditioning system of the present modification is the same as that of the first embodiment, but is different from the first embodiment in the first compressor near the boundary with the medium load control or the injection control in the high load control. 26 and the control content for the
まず、図16(a)を参照しながら、高負荷制御において第1制御が選択された場合での第1圧縮機26および第2圧縮機27に対する回転数の制御について説明する。
本変形例の空調システム1において制御部40は、中負荷制御またはインジェクション制御から高負荷制御に切り替わる際に、第2圧縮機27の回転数を最大回転数から所定量だけ低下させると同時に、最小回転数にて第1圧縮機26の運転を開始する。ここで、低下させる所定量としては、第2圧縮機27から吐出される冷媒の流量が、第1圧縮機26が最小回転数で運転された際に吐出される冷媒流量と等しい冷媒流量だけ減少する回転数の変化幅を例示することができる。
First, referring to FIG. 16 (a), the control of the rotational speed for the
In the
その後、第2圧縮機27の回転数が負荷の増加に応じて増加し、最大回転数になるまでの領域では、第1圧縮機26は最小回転数で運転される。第2圧縮機27の回転数が最大回転数に達した後は、第1圧縮機26の回転数は負荷の増加に応じて増加する。
Thereafter, the
負荷が減少する場合では、上述の説明を逆に辿ることになる。つまり、負荷が高い状態においては第1圧縮機26の回転数が負荷の減少に応じて減少し、第2圧縮機27は最大回転数で運転されている。第1圧縮機26の回転数が最小回転数に達すると、第2圧縮機27の回転数が、負荷の減少に応じて減少する。高負荷制御から中負荷制御またはインジェクション制御に切り替わると、第2圧縮機27の回転数が最大回転数に上昇し、その後、負荷の減少に応じて第2圧縮機27の回転数は減少する。
When the load decreases, the above description is reversed. That is, when the load is high, the rotation speed of the
このように第1圧縮機26および第2圧縮機27の回転数を制御することにより、空調システム1を循環する冷媒流量が、制御の切り替わりの際に大きく変動すること(ハンチングすること)が抑制され、安定した運転を行うことができる。
By controlling the rotation speeds of the
次に、図16(b)を参照しながら、高負荷制御において第2制御が選択された場合での第1圧縮機26および第2圧縮機27に対する回転数の制御について説明する。
本変形例の空調システム1において制御部40は、中負荷制御またはインジェクション制御から高負荷制御に切り替わる際に、第1圧縮機26を最大回転数で運転するとともに、第2圧縮機27の回転数を、第1の実施形態での運転開始時の回転数よりも所定量だけ低下した回転数で運転を行う。第2圧縮機27の回転数は、第1の実施形態における回転数まで急速に増加し、その後は第1実施形態と同様に負荷の増加に応じて増加する。
Next, with reference to FIG. 16B, the control of the rotational speed for the
In the
負荷が減少する場合では、上述の説明を逆に辿ることになる。
このように第2圧縮機27の回転数を制御することにより、空調システム1を循環する冷媒流量が、制御の切り替わりの際に大きく変動すること(ハンチングすること)が抑制され、安定した運転を行うことができる。
When the load decreases, the above description is reversed.
By controlling the rotational speed of the
次に、図17(a)から図18を参照しながら、高負荷制御において第3制御が選択された場合での第1圧縮機26および第2圧縮機27に対する回転数の制御について説明する。
本変形例の空調システム1において制御部40は、中負荷制御またはインジェクション制御から高負荷制御に切り替わる際に、次に説明する3つの制御のうちいずれかを行う。制御部40はこの3つの制御のうちいずれかを予め選択して行ってもよいし、圧縮機の特性に基づいて選択してもよい。
Next, with reference to FIG. 17A to FIG. 18, the control of the rotational speed for the
In the
まず、図17(a)に示すように、第1圧縮機26の回転数を、第1の実施形態での運転開始時の回転数よりも所定量だけ低下した回転数で運転を行う。第2圧縮機27の回転数については、第1の実施形態と同様に制御される。
First, as shown in FIG. 17A, the
次に、図17(b)に示すように、第2圧縮機27の回転数を、第1の実施形態での運転開始時の回転数よりも所定量だけ低下した回転数で運転を行う。第1圧縮機26の回転数については、第1の実施形態と同様に制御される。
Next, as shown in FIG. 17B, the
最後に、図18に示すように、第1圧縮機26の回転数を、第1の実施形態での運転開始時の回転数よりも所定量だけ低下した回転数で運転を行うとともに、第2圧縮機27の回転数を、第1の実施形態での運転開始時の回転数よりも所定量だけ低下した回転数で運転を行う。
Finally, as shown in FIG. 18, the
負荷が減少する場合では、上述の説明を逆に辿ることになる。
このように第1圧縮機26および第2圧縮機27の回転数を制御することにより、空調システム1を循環する冷媒流量が、制御の切り替わりの際に大きく変動すること(ハンチングすること)が抑制され、安定した運転を行うことができる。
When the load decreases, the above description is reversed.
By controlling the rotation speeds of the
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図19から図35を参照して説明する。本実施形態の空調システムの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは設けられている圧縮機の台数が異なっている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic configuration of the air conditioning system of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the number of compressors provided is different from that of the first embodiment.
本実施形態の空調システム101には、図19に示すように、凝縮器11と、第1膨張弁21、第1気液分離器22、第2膨張弁23、蒸発器24、第2気液分離器25、第1圧縮機26、第2圧縮機27、第3圧縮機(第2圧縮部)127、第1制御弁28および第2制御弁29と、制御部140と、から主に構成されている。
As shown in FIG. 19, the
第3圧縮機127は、第2圧縮機27と同様に、蒸発器24と凝縮器11との間に配置される圧縮機であり、冷媒を圧縮する圧縮容積が第2圧縮機27と等しいものである。第3圧縮機127と第2圧縮機27とを比較すると、第2圧縮機27はインバータ制御により運転周波数が可変制御されるのに対して、第3圧縮機127は運転周波数が固定されている点が異なっている。
Similarly to the
また、第3圧縮機127の吐出側には冷媒の逆流を防止する逆止弁127Aが配置されている。逆止弁127Aは、第3圧縮機127が停止した場合に、第1圧縮機26や第2圧縮機27や凝縮器11から冷媒が第3圧縮機127に逆流することを防止するものである。
In addition, a
制御部140は空調システム101における運転状態を制御するものであり、CPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部140が配置される場所は、例えば図19に示すように、室内ユニット20内であってもよいし、室内ユニット20以外の場所であってもよく、特に限定するものではない。
The
ROM等に記憶されている制御プログラムは、図20の模式図に示すように、CPUを演算部41として機能させるものであり、ROM等を記憶部42として機能させるものである。制御部140による運転状態の制御は、従来の空調システムにおいて行われている室内空気の温度を設定温度とする制御や、本実施形態の特徴である低負荷時制御などを例示することができる。
The control program stored in the ROM or the like causes the CPU to function as the
制御部140には、第1の実施形態の制御部40と比較して、第3圧縮機127に吸入される冷媒の圧力を測定する第3吸入圧力センサ136と、第3圧縮機127から吐出された冷媒の圧力を測定する第3吐出圧力センサ137と、から測定した圧力を示す測定信号が更に入力されている点が異なっている。また、制御部40からは、第1の実施形態の制御部40と比較して、第3圧縮機127の運転状態を制御する制御信号が出力される点が異なっている。
Compared with the
次に、上記の構成からなる空調システム101における運転について図21から図26の回路図を参照しながら説明する。具体的には、空調システム101に対する熱負荷が最も低い低負荷の場合の制御(以下、「低負荷制御」と記載する。)、その次に熱負荷が少ない中負荷の場合の制御(以下、「中負荷制御」と記載する。)、中負荷の場合であってインジェクションサイクルでの運転が可能なインジェクションの場合の制御(特許請求の範囲におけるインジェクション制御に相当し、以下「中負荷インジェクション制御」と記載する。)、熱負荷が高い高負荷の場合の制御(特許請求の範囲における中負荷制御に相当し、以下「高負荷制御」と記載する。)、高負荷の場合であってインジェクションサイクルでの運転が可能なインジェクションの場合の制御(特許請求の範囲におけるインジェクション制御に相当し、以下、「高負荷インジェクション制御」と記載する。)、および、熱負荷が最も高い高負荷の場合の制御(特許請求の範囲における高負荷制御に相当し、以下「超負荷制御」と記載する。)における運転について説明する。
Next, the operation in the
まず、低負荷制御における運転について図21を参照しながら説明する。この場合、空調システム101の制御部140は、第1制御弁28に対して弁を閉じる制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を開く制御信号を出力している。
First, the operation in the low load control will be described with reference to FIG. In this case, the
また、制御部140は、第1圧縮機26に対して運転を行う制御信号を出力し、第2圧縮機27および第3圧縮機127に対して停止する制御信号を出力している。この場合における冷媒の流れは、第1の実施形態における低負荷制御の場合と同様であるため、その説明を省略する。
In addition, the
次に、中負荷制御における運転について図22を参照しながら説明する。この場合、空調システム101の制御部140は、第1制御弁28および第2制御弁29に対して弁を閉じる制御信号を出力している。また、第1圧縮機26および第3圧縮機127に対して停止する制御信号を出力するとともに、第2圧縮機27に対して運転を行う制御信号を出力している。この場合における冷媒の流れは、第1の実施形態における中負荷制御の場合と同様であるため、その説明を省略する。
Next, the operation in the medium load control will be described with reference to FIG. In this case, the
次に、中負荷インジェクション制御における運転について図23を参照しながら説明する。この場合、空調システム101の制御部140は、第1制御弁28に対して弁を開く制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を閉じる制御信号を出力している。また、第1圧縮機26および第2圧縮機27に対して運転を行う制御信号を出力するとともに、第3圧縮機127に対して停止する制御信号を出力する。この場合における冷媒の流れは、第1の実施形態におけるインジェクション制御の場合と同様であるため、その説明を省略する。
Next, the operation in the medium load injection control will be described with reference to FIG. In this case, the
次に、高負荷制御における運転について図24を参照しながら説明する。この場合、空調システム101の制御部140は、第1制御弁28および第2制御弁29に対して弁を閉じる制御信号を出力している。また、第1圧縮機26に対して停止する制御信号を出力するとともに、第2圧縮機27および第3圧縮機127に対して運転を行う制御信号を出力する。
Next, the operation in the high load control will be described with reference to FIG. In this case, the
この場合における冷媒の流れは、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転され、第1圧縮機26が停止されている点を除き、第1の実施形態における高負荷制御の場合と同様であるため、その説明を省略する。
The refrigerant flow in this case is the same as in the case of the high load control in the first embodiment, except that the
次に、高負荷インジェクション制御における運転について図25を参照しながら説明する。この場合、空調システム101の制御部140は、第1制御弁28に対して弁を開く制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を閉じる制御信号を出力している。また、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127に対して運転を行う制御信号を出力する。
Next, the operation in the high load injection control will be described with reference to FIG. In this case, the
この場合における冷媒の流れは、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されている点を除き、第1の実施形態におけるインジェクション制御の場合と同様であるため、その説明を省略する。
Since the refrigerant flow in this case is the same as that in the case of the injection control in the first embodiment except that the
最後に、超負荷制御における運転について図26を参照しながら説明する。この場合、空調システム101の制御部140は、第1制御弁28に対して弁を閉じる制御信号を出力するとともに、第2制御弁29に対して弁を開く制御信号を出力している。また、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127に対して運転を行う制御信号を出力する。
Finally, the operation in the super load control will be described with reference to FIG. In this case, the
この場合における冷媒の流れは、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されている点を除き、第1の実施形態における高負荷制御の場合と同様であるため、その説明を省略する。
The refrigerant flow in this case is the same as that in the case of the high load control in the first embodiment except that the
空調システム101が運転されている間、制御部140は低負荷制御、中負荷制御、中負荷インジェクション制御、高負荷制御、高負荷インジェクション制御、および、超負荷制御の何れを実行するか判定する処理を繰り返し行っている。この判定は、図27から図32に示すフローチャートに従って行われている。まず、室内温度が上昇した際に行われる判定処理について図27から図29を参照しながら説明する。
While the
制御部140の演算部41が、室内ユニット20から吹出された空気の温度の測定を行うところ(S11)から、第2圧縮機27に対して運転周波数を上げる制御信号を出力する(S23)までは、第1の実施形態で行われる判定処理(図7および図8参照)と同様であるため、図27および図28にそのフローチャートを示して説明を省略する。
From where the
S22の判定処理において、第2圧縮機27が最大周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、第2圧縮機27および第3圧縮機127の運転を行う制御処理を行う(S124)。具体的には、高負荷制御を行い、図24に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
In the determination process of S22, when it is determined that the
その後、演算部41は、S18と同様に、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であるか否かの判定処理を行う(S125)。第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26でインジェクションを行い、かつ、第2圧縮機27および第3圧縮機127の運転を行う制御処理を行う(S126)。具体的には、高負荷インジェクション制御を行い、図25に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
Thereafter, the
S125の判定において、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比未満あると判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第2圧縮機27および第3圧縮機127のみで冷房運転を行う制御処理を行う(S127)。具体的には、高負荷制御を行い、図24に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined in S125 that the pressure ratio of the
その一方、図27に示すS21の判定において、第2圧縮機27のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27が運転されているか否かの判定処理を行う(S128)。
On the other hand, in the determination of S21 shown in FIG. 27, when it is determined that only the
第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27が運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、S22以降の一連の制御処理を行う。その一方で、第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27が運転されていると判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第2圧縮機27および第3圧縮機127のみが運転されているか否かの判定処理を行う(S129)。
When it is determined that the
第2圧縮機27および第3圧縮機127のみが運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、図29に示すように、第2圧縮機27が最大周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S130)。第2圧縮機27が最大周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第2圧縮機27に対して運転周波数を上げる制御信号を出力する(S131)。その後、制御部140はS125以降の制御処理を行う。
When it is determined that only the
S130の判定において、第2圧縮機27が最大周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127を運転する制御信号を出力する(S132)。具体的には、超負荷制御を行い、図6に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。その後演算部41は、S25と同様に、第1制御、第2制御および第3制御のいずれかを選択する処理を行う(S133)。
When it is determined in S130 that the
その一方、図27に示すようにS129の判定において、第2圧縮機27および第3圧縮機127のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されているか否かの判定処理を行う(S134)。
On the other hand, as shown in FIG. 27, when it is determined in S129 that only the
第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、S130以降の演算処理を行う。その一方で、第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されてないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26の運転周波数を上げる制御信号を出力する(S135)。
When it is determined that the
S16,S19,S20,S126,S127,S133,S135の後、制御部140は、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127の特性を取得し、記憶部42に記憶させて蓄積させる制御処理を行う(S136)。特性を蓄積する処理が終わると、制御部140は再び図27のS11に戻り、上述の処理を繰り返し行う。
After S16, S19, S20, S126, S127, S133, and S135, the
次に、室内温度が低下した際に行われる判定処理について図30から図32を参照しながら説明する。ここでは、制御部140の演算部41が、室内ユニット20から吹出された空気の温度の測定を行うところ(S11)から、制御部140が第2圧縮機27のみで冷房運転を行う制御処理を行うところ(S39)までは、第1の実施形態における制御(図9および図10参照)と同様であるため、図30および図31にそのフローチャートを示して説明を省略する。
Next, a determination process that is performed when the room temperature decreases will be described with reference to FIGS. 30 to 32. Here, since the
図30に示すS21の判定において、第2圧縮機27のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26でインジェクションサイクルが運転され、第2圧縮機27で冷房運転がされているか否かの判定処理を行う(S128)。第1圧縮機26でインジェクションサイクルが運転され、第2圧縮機27で冷房運転がされていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41はその後、S34以降の一連の制御処理を行う。
In the determination of S21 shown in FIG. 30, when it is determined that only the
その一方で、第1圧縮機26でインジェクションサイクルが運転され、第2圧縮機27で冷房運転がされていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26および第2圧縮機27のみが運転されているか否かの判定処理を行う(S129)。第1圧縮機26および第2圧縮機27のみが運転されていると判定された場合(YESの場合)には、演算部41は、図31に示すように、第2圧縮機27が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S234)。
On the other hand, when it is determined that the injection cycle is operated by the
第2圧縮機27が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は第3圧縮機127を停止し、第2圧縮機27を運転する制御信号を出力する(S235)。その後制御部140は、上述のS37以降の制御処理を行う。
When it is determined that the
S234の判定において、第2圧縮機27が採用周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は第2圧縮機27の運転周波数を低下させる制御信号を出力する(S236)。その後演算部41は、S18と同様に、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であるか否かの判定処理を行う(S237)。
When it is determined in S234 that the
第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上であると判定された場合(YESの場合)には、第1圧縮機26でインジェクションを行い、かつ、第2圧縮機27および第3圧縮機127の運転を行う制御処理を行う(S238)。具体的には、高負荷インジェクション制御を行い、図25に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined that the pressure ratio of the
S237の判定において、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比未満あると判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第2圧縮機27および第3圧縮機127のみで冷房運転を行う制御処理を行う(S239)。具体的には、高負荷制御を行い、図24に示す態様で冷媒を循環させる制御処理を行う。
When it is determined in S237 that the pressure ratio of the
その一方、図30に示すS129の判定において、第2圧縮機27および第3圧縮機127のみが運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部41は、第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されているか否かの判定処理を行う(S134)。第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は上述のS234以降の制御処理を行う。
On the other hand, in the determination of S129 shown in FIG. 30, when it is determined that only the
第1圧縮機26がインジェクションサイクルで運転され、第2圧縮機27および第3圧縮機127が運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、上記のS133において第1制御が選択されていたか否かの判定処理を行う(S240)。第1制御が選択されていたと判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、図32に示すように、第1圧縮機26が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S241)。
When it is determined that the
第1圧縮機26が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26を停止する制御信号を出力する(S242)。その一方で、第1圧縮機26が最小周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26に対して運転周波数を下げる制御信号を出力する(S243)。
When it is determined that the
S240の判定において、第1制御が選択されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、上記のS133において第2制御が選択されていたか否かの判定処理を行う(S244)。第2制御が選択されていたと判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、図32に示すように、第2圧縮機27が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S245)。
If it is determined in S240 that the first control is not selected (NO), the
S245の判定において、第2圧縮機27が最低周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26を停止する制御信号を出力する(S246)。その一方で、第2圧縮機27が最低周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第2圧縮機27の運転周波数を低下させる制御信号を出力する(S247)。
When it is determined in S245 that the
S244の判定において、第2制御が選択されていないと判定された場合(NOの場合)には)、第3制御が選択されていたことになり、制御部140は、図32に示すように、第1圧縮機26および第2圧縮機27が最小周波数で運転されているか否かの判定処理を行う(S248)。
When it is determined in S244 that the second control is not selected (in the case of NO), the third control is selected, and the
S248の判定において、第1圧縮機26および第2圧縮機27が最小周波数で運転されていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26の運転を停止する制御信号を出力する(S249)。その一方で、第1圧縮機26および第2圧縮機27が最小周波数で運転されていないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の運転周波数を低下させる制御信号を出力する(S250)。
When it is determined in S248 that the
S32,S33,S35,S38,S39,S238,S239,S242,S243,S246,S247,S249,S250の後、図31に示すように、制御部140は、第1圧縮機26および第2圧縮機27の特性を取得し、記憶部42に記憶させて蓄積させる制御処理を行う(S51)。特性を蓄積する処理が終わると、制御部140は再び図30のS11に戻り、上述の処理を繰り返し行う。
After S32, S33, S35, S38, S39, S238, S239, S242, S243, S246, S247, S249, S250, as shown in FIG. 31, the
次に、低負荷制御、中負荷制御、中負荷インジェクション制御、高負荷制御、高負荷インジェクション制御および超負荷制御における負荷と、圧縮機の回転数との関係を、図33のグラフを参照しながら説明する。ここでは、超負荷制御において第1制御が選択された例について説明する。図33のグラフでは、縦軸を圧縮機の回転数(運転周波数と同義)、横軸を空調システム1の負荷としている。
Next, the relationship between the load in the low load control, the medium load control, the medium load injection control, the high load control, the high load injection control, and the super load control and the rotation speed of the compressor is referred to the graph of FIG. explain. Here, an example in which the first control is selected in the super load control will be described. In the graph of FIG. 33, the vertical axis represents the rotation speed of the compressor (synonymous with the operating frequency), and the horizontal axis represents the load of the
低負荷制御、中負荷制御および中負荷インジェクション制御の領域における圧縮機の回転数との関係は、第1の実施形態と同様であるためその説明を省略する。高負荷制御および高負荷インジェクション制御の領域では、第3圧縮機127が一定の回転数で運転されるとともに、第2圧縮機27の回転数が負荷に応じて調整される。また、第1圧縮機26の圧力比が最低許容圧力比以上で有る場合には、点線で示すように第1圧縮機26が負荷に応じて回転数が調整されている。超負荷制御では、第2圧縮機27および第3圧縮機127が一定の回転数で運転されるとともに、第1圧縮機26は負荷に応じて回転数が調整されている。
Since the relationship with the rotation speed of the compressor in the low load control, medium load control, and medium load injection control regions is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted. In the region of high load control and high load injection control, the
なお、超負荷制御時に第2制御が選択された際については図34のグラフに、第3制御が選択された際については図35のグラフに表されている。第1の実施形態の場合と同様に、第2制御が選択された場合には、図34に示すように、超負荷制御領域の全体にわたって第1圧縮機26が最大回転数で運転され、第2圧縮機27の回転数は負荷に応じて制御されている。また、第3制御が選択された場合には、図35に示すように、第1圧縮機26および第2圧縮機27の回転数は負荷に応じて制御されている。
When the second control is selected during the super load control, the graph of FIG. 34 is shown, and when the third control is selected, the graph of FIG. 35 is shown. As in the case of the first embodiment, when the second control is selected, as shown in FIG. 34, the
上記の構成の空調システム101によれば、第2圧縮機27および第3圧縮機127を備えることにより、蒸発器24における熱交換量(熱負荷)を増やすことができ、より高い冷房能力を発揮させることができる。さらに第3圧縮機127について吐出容量は固定とし、第2圧縮機27について吐出容量を可変とすることにより、高負荷制御時や超負荷制御時においても安定した冷房運転を実現することができる。
According to the
なお、上述の実施形態では第3圧縮機127が定速で回転駆動される吐出容量が固定された圧縮機である例に適用して説明したが、第2圧縮機27などと同様にインバータ制御によって運転周波数が可変制御され吐出容量を制御できる圧縮機であってもよい。この場合、第1圧縮機26、第2圧縮機27および第3圧縮機127に対して、図36から図38に示すようなインバータ制御を行ってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、本実施形態に係る空調システム101については、第1の実施形態の場合と同様に、第1変形例から第3変形例などの適用が可能であり本実施形態にのみ限定するものではない。
Moreover, about the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施の形態においては、空調システムとして代替フロンなどを利用した蒸気圧縮式冷凍サイクルを適用したものとして説明したが、二酸化炭素などを利用した超臨界サイクルを適用したものであってもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the description has been made assuming that a vapor compression refrigeration cycle using an alternative chlorofluorocarbon or the like is applied as an air conditioning system, but a supercritical cycle using carbon dioxide or the like may be applied. Good.
1,101…空調システム(冷凍機)、11…凝縮器(高圧熱交換器)、21…第1膨張弁(第1減圧部)、22…第1気液分離器(気液分離器)、23…第2膨張弁(第2減圧部)、24…蒸発器(低圧熱交換器)、26…第1圧縮機(第1圧縮部)、27…第2圧縮機(第2圧縮部)、28…第1制御弁(選択部)、29…第2制御弁(選択部)、40,140…制御部、127…第3圧縮機(第2圧縮部) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Air-conditioning system (refrigerator), 11 ... Condenser (high pressure heat exchanger), 21 ... 1st expansion valve (1st pressure reduction part), 22 ... 1st gas-liquid separator (gas-liquid separator), 23 ... 2nd expansion valve (2nd pressure reduction part), 24 ... Evaporator (low pressure heat exchanger), 26 ... 1st compressor (1st compression part), 27 ... 2nd compressor (2nd compression part), 28 ... 1st control valve (selection part), 29 ... 2nd control valve (selection part), 40, 140 ... control part, 127 ... 3rd compressor (2nd compression part)
Claims (9)
高圧の冷媒を冷却する高圧熱交換器と、
前記高圧熱交換器にて冷却された高圧の冷媒を減圧する第1減圧部と、
前記第1減圧部にて減圧された低圧の冷媒を気体冷媒および冷媒液体に分離する気液分離器と、
前記気液分離器により分離された前記液冷媒を更に減圧する第2減圧部と、
前記第2減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる低圧熱交換器と、
前記気液分離器により分離された前記気体冷媒、および、前記低圧熱交換器から流出した冷媒の少なくとも一方を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第1圧縮部と、
前記低圧熱交換器から流出した冷媒を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第2圧縮部と、
前記気液分離器により分離された前記気体冷媒、および、前記低圧熱交換器から流出した冷媒の一方を選択して前記第1圧縮部に吸入させる選択部と、
前記第1圧縮部および前記第2圧縮部の運転停止の制御、および、前記選択部による冷媒選択の制御を行うものであって、
前記第1圧縮部を運転するとともに前記第2圧縮部を停止する低負荷制御、前記第2圧縮部を運転するとともに前記第1圧縮部を停止する中負荷制御、前記第1圧縮部および前記第2圧縮部の両者を運転するとともに、前記第1圧縮部には前記気液分離器により分離された前記気体冷媒を吸入させるインジェクション制御、並びに、前記第1圧縮部および前記第2圧縮部の両者を運転するとともに、前記第1圧縮部には前記低圧熱交換器から流出した冷媒を吸入させる高負荷制御を少なくとも行う制御部と、
が設けられ、
前記制御部は、負荷の増加に応じて前記低負荷制御から前記中負荷制御または前記インジェクション制御へ切り替え、前記負荷の減少に応じて記中負荷制御または前記インジェクション制御から前記低負荷制御へ切り替える制御を行い、
前記中負荷制御または前記インジェクション制御から前記低負荷制御への切り替えは、前記低負荷制御から前記中負荷制御または前記インジェクション制御への切り替えが行われる際よりも低い負荷で行われることを特徴とする冷凍機。 In the refrigeration system that moves the heat on the low temperature side to the high temperature side,
A high-pressure heat exchanger that cools the high-pressure refrigerant;
A first decompression unit that decompresses the high-pressure refrigerant cooled in the high-pressure heat exchanger;
A gas-liquid separator that separates the low-pressure refrigerant decompressed by the first decompression unit into a gaseous refrigerant and a refrigerant liquid;
A second decompression unit for further decompressing the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator;
A low pressure heat exchanger for evaporating the refrigerant decompressed in the second decompression unit;
The gas refrigerant separated by the gas-liquid separator, and a first compression unit for ejecting before Symbol higher pressure heat exchanger by compressing at least one of the refrigerant flowing from the low pressure heat exchanger,
A second compression section that compresses the refrigerant flowing out of the low-pressure heat exchanger and discharges the refrigerant toward the high-pressure heat exchanger;
A selection unit that selects one of the gaseous refrigerant separated by the gas-liquid separator and the refrigerant that has flowed out of the low-pressure heat exchanger and sucks it into the first compression unit ;
Control of operation stop of the first compression unit and the second compression unit, and control of refrigerant selection by the selection unit,
Low load control for operating the first compression unit and stopping the second compression unit, middle load control for operating the second compression unit and stopping the first compression unit, the first compression unit and the first compression unit Both the two compression sections are operated, and the first compression section is configured to inject the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator, and both the first compression section and the second compression section A control unit that performs at least a high load control for sucking the refrigerant that has flowed out of the low-pressure heat exchanger into the first compression unit,
Is provided ,
The control unit switches from the low load control to the medium load control or the injection control according to an increase in load, and switches from the medium load control or the injection control to the low load control according to a decrease in the load. And
Switching from the medium load control or the injection control to the low load control is performed at a lower load than when the low load control is switched to the medium load control or the injection control. refrigerator.
一部の前記第2圧縮部から吐出される前記冷媒の単位時間当たりの容量である吐出容量は固定、または前記制御部により可変制御されるものであり、
残りの前記第2圧縮部から吐出される前記吐出容量は前記制御部により可変制御されるものであることを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍機。 The second compression unit is plural,
The discharge capacity, which is the capacity per unit time of the refrigerant discharged from some of the second compression units, is fixed or variably controlled by the control unit,
The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the discharge capacity discharged from the remaining second compression section is variably controlled by the control section.
前記第1圧縮部から吐出される前記冷媒の単位時間当たりの容量である吐出容量を増やす第1制御を行った際、
前記第2圧縮部の吐出容量を増やす第2制御を行った際、並びに、
前記第1圧縮部の前記吐出容量および前記第2圧縮部の前記吐出容量を増やす第3制御を行った際における前記第1圧縮部の特性、および前記第2圧縮部の特性が記憶され、
前記高負荷制御時に、前記制御部が前記低圧熱交換器における熱交換能力を増やす場合には、前記第1制御、前記第2制御および前記第3制御の中から、前記第1圧縮部の特性および前記第2圧縮部の特性に基づいて消費電力が最も低い制御を選択することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍機。 In the control unit, during the high load control,
When performing the first control to increase the discharge capacity that is the capacity per unit time of the refrigerant discharged from the first compression unit,
When performing the second control to increase the discharge capacity of the second compression unit, and
The characteristics of the first compression section and the characteristics of the second compression section when the third control for increasing the discharge capacity of the first compression section and the discharge capacity of the second compression section are stored.
When the control unit increases the heat exchange capacity of the low pressure heat exchanger during the high load control, the characteristics of the first compression unit are selected from the first control, the second control, and the third control. The refrigerator according to any one of claims 1 to 3, wherein the control with the lowest power consumption is selected based on characteristics of the second compression unit.
記憶されている前記第1制御、前記第2制御および前記第3制御における前記第1圧縮部の特性および前記第2圧縮部の特性を、取得した前記運転情報に基づいて、所定の間隔で、更新することを特徴とする請求項4記載の冷凍機。 The control unit acquires operation information of the first compression unit and the second compression unit ,
Based on the acquired operation information, the characteristics of the first compression unit and the characteristics of the second compression unit in the stored first control, second control, and third control are determined at predetermined intervals. The refrigerating machine according to claim 4, wherein the refrigerating machine is updated.
前記第1圧縮部を運転した際の消費電力と、前記第2圧縮部を運転した際の消費電力とを比較し、消費電力が小さい圧縮部の運転を行うことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の冷凍機。 When the control unit increases the heat exchange capacity in the low pressure heat exchanger during the low load control,
The power consumption when the first compression unit is operated is compared with the power consumption when the second compression unit is operated, and the compression unit with low power consumption is operated. The refrigerator according to any one of 6.
前記第1圧縮部を運転した際の消費電力と、前記第2圧縮部を運転した際の消費電力とを比較し、消費電力が小さい圧縮部の運転を行うことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の冷凍機。 In the medium load control or the injection control, when the control unit determines that the cooling operation is possible at the maximum frequency of the first compression unit when reducing the heat exchange capacity in the low pressure heat exchanger,
The power consumption when the first compression unit is operated is compared with the power consumption when the second compression unit is operated, and the compression unit with low power consumption is operated. The refrigerator according to any one of 7.
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