JP6320618B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
DC/AC変換機1003は、圧縮機モーター1002を駆動するものである。
平滑コンデンサ1004は、DC/AC変換機1003に供給される電流を平滑化するものである。
リレー1005及び突入防止抵抗回路1006は、平滑コンデンサ1004に流れ込む突入電流を抑制するためのものである。
三相全波整流回路1007は、交流電流を直流電流に整流するものである。
ゼロクロスセンサー1014は、交流電圧の存在を検知するものである。
交流冷凍サイクル装置1000には、交流系統1009から供給される電圧が、系統インピーダンス1011及びAC遮断器1008を通して取り込まれる。交流冷凍サイクル装置1000に取り込まれた系統電圧は、三相全波整流回路1007にて交流から直流に変換される。
直流冷凍サイクル装置2000には、交流系統2009から供給される電圧が、AC/DC変換器2013で高圧の直流(AC400V系統の場合は、約DC380V)に変換され、その後DC遮断機2011を通して取り込まれる。直流冷凍サイクル装置2000に取り込まれた直流電圧は、リレー2005および突入防止抵抗回路2006を通し、さらに平滑コンデンサ2004に供給される。そして平滑コンデンサ2004で平滑化された直流電圧が、DC/AC変換機2003に入力される。こうして、圧縮機モーター2002を駆動する。
一方、DC入力方式の冷凍サイクル装置においては、漏電対応のブレーカーが少なく、高価である。そのため、DC入力方式の冷凍サイクル装置においては、漏電対応のブレーカーが取り付けられていることは少ない。
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100の構成を概略的に示す概略回路図である。図1に基づいて、冷凍サイクル装置100の機器構成について説明する。なお、ここで説明する冷凍サイクル装置100は、あくまでも冷凍サイクルを備えた装置の一例であり、ここで示す冷凍サイクル装置100だけに本発明が適用されるものではない。例えば、室外ユニット(熱源ユニット)及び室内ユニット(負荷側ユニット)の台数を限定するものではないし、それらに搭載されている構成機器の個数も限定するものではない。また、冷凍サイクル装置100の用途に応じて、構成機器の搭載ユニットを決定すればよい。
図1で示されるように、冷凍サイクル装置100は、室内ユニット60と、室外ユニット50と、を備えている。室内ユニット60と室外ユニット50とは、冷媒配管10,11で接続されている。
室内ユニット60には、膨張弁3と利用側熱交換器4と圧縮機1とが直列に接続されて搭載されている。室内ユニット60には、室内電磁弁5が圧縮機1と並列に接続されて搭載され、圧縮機1の吐出側には圧力開閉器9が搭載されている。また、室内ユニット60には、ファンモーター8aで回転する室内送風機8が搭載されている。さらに、室内ユニット60には、室内制御装置40が備えられている。
利用側熱交換器4は冷房運転時には蒸発器、暖房時には凝縮器として機能するものである。利用側熱交換器4の近傍には、空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される室内送風機8が設けられている。室内送風機8は、例えばインバータにより回転数が制御され風量制御されるタイプのもので構成されている。つまり、利用側熱交換器4は、室内送風機8から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。
また、圧縮機1には、冷媒の寝込みを防止するためのベルトヒーター1aが取り付けられている。
室内電磁弁5は、開閉が制御されることで、圧縮機1から吐出された冷媒の一部の導通を許容するものである。
圧力開閉器9は、保護装置として機能し、冷媒回路101内に封入されて冷媒の圧力が所定の圧力に達したことを検出するものである。
室外ユニット50には、熱源側熱交換器2が搭載されている。ここでは、熱源側熱交換器2が並列に2台接続されて搭載されている状態を例に示している。室外ユニット50には、1台の熱源側熱交換器2と直列に室外電磁弁6が搭載されている。また、室外ユニット50には、ファンモーター7aで回転する室外送風機7が搭載されている。さらに、室外ユニット50には、室外制御装置20が備えられている。
室外電磁弁6は、開閉が制御されることで、1台の熱源側熱交換器2に対して冷媒の一部の導通を許容するものである。
すなわち、冷凍サイクル装置100は、圧縮機1、熱源側熱交換器2、膨張弁3、利用側熱交換器4による冷凍サイクルにより構成された冷媒回路101を有している。
次に、冷凍サイクル装置100の動作について説明する。
ここでは、冷凍サイクル装置100が実行する冷房運転を中心に説明する。冷凍サイクル装置100の冷媒回路101には冷媒が封入されている。冷媒回路101において、この冷媒は、圧縮機1で高温・高圧にされ、圧縮機1から吐出して、熱源側熱交換器2に流入する。熱源側熱交換器2に流入した冷媒は、室外送風機7から供給される空気と熱交換して凝縮液化する。すなわち、冷媒は放熱して液体に状態変化するのである。凝縮液化した冷媒は、冷媒配管10を導通し、膨張弁3に流入する。
一旦、サーモオフとなった後、室内ユニットへの吸込み温度または室内ユニットからの吹出し温度とその目標値である設定温度との差によって、能力の要否を判断し、圧縮機1の運転を開始するサーモオン制御がなされる。
図2は、冷凍サイクル装置100の電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図2に基づいて、冷凍サイクル装置100の電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100は、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、直流電源からの給電を受けて動作する機器(圧縮機1及びファンモーター(ファンモーター7a及びファンモーター8a))の電気的な接続状態は、図20に示した通りである。
そして、室内ユニット60に、室外ユニット50が接続されている。つまり、室外ユニット50及び室内ユニット60には、直流電源装置200からの直流電源が給電されるようになっている。
室内ユニット60と室外ユニット50とは、通信線301により接続されている。
漏電センサー400は、直流電源装置200から給電される直流電源の漏洩を検知するものである。漏電センサー400により漏電が検知されると、漏電センサー400から漏電信号405がDC遮断器401に出力される。
DC遮断器401は、漏電センサー400から出力された漏電信号405を受け取ると、直流電源を遮断する。
図4は、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置100Aの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図4に基づいて、冷凍サイクル装置100Aの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Aは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Aの電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。
漏電センサー400Aは、直流電源装置200から給電される直流電源の漏洩を検知するものである。漏電センサー400Aにより漏電が検知されると、漏電センサー400Aから漏電信号405AがDC遮断器401Aに出力される。
DC遮断器401Aは、漏電センサー400Aから出力された漏電信号405Aを受け取ると、直流電源を遮断する。
漏電センサー400Bは、直流電源装置200から給電される直流電源の漏洩を検知するものである。漏電センサー400Bにより漏電が検知されると、漏電センサー400Bから漏電信号405BがDC遮断器401Bに出力される。
DC遮断器401Bは、漏電センサー400Bから出力された漏電信号405Bを受け取ると、直流電源を遮断する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置100Bの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図6に基づいて、冷凍サイクル装置100Bの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Bは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。加えて、冷凍サイクル装置100Bは、直流電源だけでなく、交流電源からも給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Bの交流電源から給電構成、電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。
室内ユニット60と室外ユニット50とは、直流電源用の通信線301A及び交流電源用の通信線301Bにより接続されている。また、交流電源装置300と室内ユニット60とは、通信線211により接続されている。
一方、冷凍サイクル装置に搭載される構成機器のうち、電磁弁、圧力開閉器及びベルトヒーターでは、圧縮機及び送風機と比べて比較的消費電力が少ない。
また、冷凍サイクル装置100Bでは、電磁弁(室内電磁弁5、室外電磁弁6)、圧力開閉器9及びベルトヒーター1aへは、交流電源装置300からの交流電源を給電するようにしている。
漏電センサー410は、交流電源装置300から給電される交流電源の漏洩を検知するものである。漏電センサー410により漏電が検知されると、漏電センサー410から漏電信号415がAC遮断器411に出力される。
AC遮断器411は、漏電センサー410から出力された漏電信号415を受け取ると、交流電源を遮断する。
図8は、本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置100Cの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図8に基づいて、冷凍サイクル装置100Cの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Cは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。加えて、冷凍サイクル装置100Cは、実施の形態3に係る冷凍サイクル装置100Bと同様に、直流電源だけでなく、交流電源からも給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Cの交流電源から給電構成、電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。
直流電源装置200と室外ユニット50との間には、漏電センサー400B及びDC遮断器401Bが接続されている。
これにより、冷凍サイクル装置100Bにおいては、直流電源の漏電時においても、漏電センサー400A,400B及びDC遮断器401A,401Bが安全装置として機能することによって、安全を確保することが可能になっている。
漏電センサー410Aは、交流電源装置300から給電される交流電源の漏洩を検知するものである。漏電センサー410Aにより漏電が検知されると、漏電センサー410Aから漏電信号415AがAC遮断器411Aに出力される。
AC遮断器411Aは、漏電センサー410Aから出力された漏電信号415Aを受け取ると、交流電源を遮断する。
漏電センサー410Bは、交流電源装置300から給電される交流電源の漏洩を検知するものである。漏電センサー410Bにより漏電が検知されると、漏電センサー410Bから漏電信号415BがAC遮断器411Bに出力される。
AC遮断器411Bは、漏電センサー410Bから出力された漏電信号415Bを受け取ると、交流電源を遮断する。
図10は、本発明の実施の形態5に係る冷凍サイクル装置100Dの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図10に基づいて、冷凍サイクル装置100Dの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Dは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。加えて、冷凍サイクル装置100Dは、実施の形態3に係る冷凍サイクル装置100Bと同様に、直流電源だけでなく、交流電源からも給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Dの交流電源から給電構成、電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。
特に、室外ユニット50に搭載されている室外制御装置及び室内ユニット60に搭載されている室内制御装置は、汎用のCPU、データバス、入出力ポート、不揮発メモリ、タイマーなどを有し、構成機器を制御する機能を有しているため、電源が給電されなくなるといった事態を少しでも回避したい。そこで、UPSを、これらの制御装置が接続されている通信線に接続し、給電を継続可能にしておくとよい。
これにより、冷凍サイクル装置100Dにおいては、直流電源の漏電時においても、漏電センサー400及びDC遮断器401が安全装置として機能することによって、安全を確保することが可能になっている。
これにより、冷凍サイクル装置100Dにおいては、直流電源の漏電時だけでなく、交流電源の漏電時においても、漏電センサー410及びAC遮断器411が安全装置として機能することによって、安全を確保することが可能になっている。
図12は、本発明の実施の形態6に係る冷凍サイクル装置100Eの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図12に基づいて、冷凍サイクル装置100Eの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Eは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。加えて、冷凍サイクル装置100Eは、実施の形態3に係る冷凍サイクル装置100Bと同様に、直流電源だけでなく、交流電源からも給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Eの交流電源から給電構成、電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。
図14は、本発明の実施の形態7に係る冷凍サイクル装置100Fの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図14に基づいて、冷凍サイクル装置100Fの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Fは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。加えて、冷凍サイクル装置100Fは、実施の形態3に係る冷凍サイクル装置100Bと同様に、直流電源だけでなく、交流電源からも給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Fの交流電源から給電構成、電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。
加えて、DC/ACコンバータ装置500の下流側で通信線201を分岐させることにより、室内ユニット60及び室外ユニット50に対してDC/ACコンバータ装置500を共通利用可能としている。
このような構成としても、図14と同様に、安全を確保することが可能になる。
図16は、本発明の実施の形態8に係る冷凍サイクル装置100Gの電源遮断構成の一例を概略的に示すシステム構成図である。図16に基づいて、冷凍サイクル装置100Gの電源遮断構成の一例について説明する。
冷凍サイクル装置100Gは、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100と同様に、直流電源からの給電を受けて動作することが可能に構成されている。
なお、冷凍サイクル装置100Gの電源遮断構成以外の構成については、実施の形態1で説明した通りである。また、冷凍サイクル装置100Gは、交流電源(交流電源装置300又はDC/ACコンバータ装置500)からの交流電源の給電も受ける構成となっている。
電源用コントローラー600は、入力された漏電信号405から漏電レベルを検出し、そのレベルに応じてDC遮断器401をOFFするか判断する機能を有している。
漏電レベルがβの場合、電源用コントローラー600は、直流電源を遮断する。つまり、漏電レベルがβの場合、電源用コントローラー600は、図18に示すように、補機系機器及びパワー系機器のいずれにおいても動作も停止させる。
Claims (15)
- 圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び、蒸発器が冷媒配管で接続された冷媒回路と、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも1つに付設されている送風機と、を有し、
外部に設けられている直流電源装置からの給電によって動作可能に構成された冷凍サイクル装置であって、
前記直流電源装置から給電される直流電源の漏洩を検知する直流漏電センサーと、
前記直流漏電センサーからの信号により前記直流電源装置から給電される直流電源を遮断するDC遮断器と、を備え、
前記直流漏電センサー及び前記DC遮断器を前記直流電源装置の下流側に設け、
前記直流電源装置を、前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットのそれぞれに接続するものにおいて、
前記DC遮断器及び前記直流漏電センサーを、前記直流電源装置と前記室内ユニット及び前記室外ユニットとを接続している通信線のそれぞれに設けた
冷凍サイクル装置。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び、蒸発器が冷媒配管で接続された冷媒回路と、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも1つに付設されている送風機と、を有し、
外部に設けられている直流電源装置からの給電によって動作可能に構成された冷凍サイクル装置であって、
前記直流電源装置から給電される直流電源の漏洩を検知する直流漏電センサーと、
前記直流漏電センサーからの信号により前記直流電源装置から給電される直流電源を遮断するDC遮断器と、を備え、
前記直流漏電センサー及び前記DC遮断器を前記直流電源装置の下流側に設け、
前記直流電源装置を、前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットのそれぞれに接続するものにおいて、
前記DC遮断器及び前記直流漏電センサーを、前記直流電源装置と前記室内ユニット及び前記室外ユニットとを接続している通信線の分岐前に共通して設けた
冷凍サイクル装置。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び、蒸発器が冷媒配管で接続された冷媒回路と、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも1つに付設されている送風機と、を有し、
外部に設けられている直流電源装置からの給電によって動作可能に構成された冷凍サイクル装置であって、
前記直流電源装置から給電される直流電源の漏洩を検知する直流漏電センサーと、
前記直流漏電センサーからの信号により前記直流電源装置から給電される直流電源を遮断するDC遮断器と、を備え、
前記直流漏電センサー及び前記DC遮断器を前記直流電源装置の下流側に設け、
交流電源から前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットの少なくとも1つに給電可能に構成し、
前記交流電源の漏洩を検知する交流漏電センサーと、
前記交流漏電センサーからの信号により前記交流電源を遮断するAC遮断器と、を更に備え、
前記交流電源を、前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットのそれぞれに接続するものにおいて、
前記AC遮断器及び前記交流漏電センサーを、前記交流電源と前記室内ユニット及び前記室外ユニットとを接続している通信線のそれぞれに設けた
冷凍サイクル装置。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び、蒸発器が冷媒配管で接続された冷媒回路と、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも1つに付設されている送風機と、を有し、
外部に設けられている直流電源装置からの給電によって動作可能に構成された冷凍サイクル装置であって、
前記直流電源装置から給電される直流電源の漏洩を検知する直流漏電センサーと、
前記直流漏電センサーからの信号により前記直流電源装置から給電される直流電源を遮断するDC遮断器と、を備え、
前記直流漏電センサー及び前記DC遮断器を前記直流電源装置の下流側に設け、
交流電源から前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットの少なくとも1つに給電可能に構成し、
前記交流電源の漏洩を検知する交流漏電センサーと、
前記交流漏電センサーからの信号により前記交流電源を遮断するAC遮断器と、を更に備え、
前記交流電源を、前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットのそれぞれに接続するものにおいて、
前記AC遮断器及び前記交流漏電センサーを、前記交流電源と前記室内ユニット及び前記室外ユニットとを接続している通信線の分岐前に共通して設けた
冷凍サイクル装置。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び、蒸発器が冷媒配管で接続された冷媒回路と、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも1つに付設されている送風機と、を有し、
外部に設けられている直流電源装置からの給電によって動作可能に構成された冷凍サイクル装置であって、
前記直流電源装置から給電される直流電源の漏洩を検知する直流漏電センサーと、
前記直流漏電センサーからの信号により前記直流電源装置から給電される直流電源を遮断するDC遮断器と、を備え、
前記直流漏電センサー及び前記DC遮断器を前記直流電源装置の下流側に設け、
交流電源から前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットの少なくとも1つに給電可能に構成した
DC/ACコンバータ装置を更に備え、
前記DC/ACコンバータ装置を、前記冷凍サイクル装置を構成する室内ユニット及び室外ユニットの少なくとも1つに接続するものにおいて、
前記DC/ACコンバータ装置を、前記直流電源装置と前記室内ユニット及び前記室外ユニットとを接続している通信線から分岐させた通信線に設けた
冷凍サイクル装置。 - 交流電源から前記室内ユニット及び前記室外ユニットの少なくとも1つに給電可能に構成した
請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記交流電源の漏洩を検知する交流漏電センサーと、
前記交流漏電センサーからの信号により前記交流電源を遮断するAC遮断器と、を備え、
前記交流漏電センサー及び前記AC遮断器を前記室内ユニット及び前記室外ユニットの少なくとも1つの上流側に設けた
請求項6に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記交流電源の漏洩を検知する交流漏電センサーと、
前記交流漏電センサーからの信号により前記交流電源を遮断するAC遮断器と、を備え、
前記AC遮断器を、前記室内ユニット及び前記室外ユニットの少なくとも1つの上流側に設け、
前記交流漏電センサーを、前記室内ユニット及び前記室外ユニットの少なくとも1つの内部に設けた
請求項6に記載の冷凍サイクル装置。 - DC/ACコンバータ装置を備え、
前記交流電源は、
前記直流電源装置から給電される直流電源を前記DC/ACコンバータ装置によりコンバートさせたものである
請求項3、4、7又は8のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記DC/ACコンバータ装置を、前記AC遮断器の上流側に設けた
請求項9に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記DC/ACコンバータ装置を、前記室内ユニット及び前記室外ユニットの少なくとも1つの内部に設けた
請求項5に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記直流漏電センサー及び前記交流漏電センサーからの信号により前記DC遮断器及び前記AC遮断器を制御する電源用コントローラーを備えた
請求項3、4、7、8のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機及び前記送風機の少なくとも一つは、
前記直流電源で駆動させ、
前記減圧装置は、
前記交流電源を利用して駆動させる
請求項3〜5、7〜12のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記直流電源装置が既設されている施設に据え付けられる
請求項1〜13のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記施設がデータセンターである
請求項14に記載の冷凍サイクル装置。
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