JP6380088B2 - ヒートポンプサイクルの制御方法、および加熱システム - Google Patents
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ヒートポンプサイクル(20)には、ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)が接続されており、
電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御ステップ(S3)と、
電力管理用制御信号の変化があった後に、圧縮機(21)の吐出口側から減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、減圧装置(23)の絞り開度を制御する変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)と、を有することを特徴としている。
また、請求項2に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)と、圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)と、加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)と、を備えるヒートポンプサイクルの制御方法であって、
ヒートポンプサイクル(20)には、ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)が接続されており、
電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御ステップ(S3)と、
電力管理用制御信号が変化した際に、圧縮機(21)の吐出口側から減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、減圧装置(23)の絞り開度を制御する変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)と、を有し、
変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)は、電力管理用制御信号が変化してから、圧縮機(21)の単位時間当たりの回転数の変動量が予め定めた基準変動量以下となるまで、実行されることを特徴としている。
これによれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項3に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)と、圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)と、加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)と、を備えるヒートポンプサイクルの制御方法であって、
ヒートポンプサイクル(20)には、ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)が接続されており、
電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御ステップ(S3)と、
電力管理用制御信号が変化した際に、圧縮機(21)の吐出口側から減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、減圧装置(23)の絞り開度を制御する変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)と、を有し、
変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)は、電力管理用制御信号が変化してから、予め定めた基準経過時間(KTm)が経過するまで、実行されることを特徴としている。
これによれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
ヒートポンプサイクル(20)は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)、圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)、加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)、圧縮機(21)の作動を制御する吐出能力制御手段(40a)、および減圧装置(23)の作動を制御する絞り開度制御手段(40b)を有し、
吐出能力制御手段(40a)は、電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御するものであり、
絞り開度制御手段(40b)は、電力管理用制御信号の変化があった後に、圧縮機(21)の吐出口側から減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、減圧装置(23)の絞り開度を制御するものである加熱システムを特徴としている。
以下、図面を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、ヒートポンプサイクル20によって給湯水(加熱対象流体)を加熱するヒートポンプ式給湯システム1(加熱システム)について説明する。このヒートポンプ式給湯システム1は、図1に示すように、ヒートポンプサイクル20へ供給される電力を管理する電力管理装置10を備えている。
Eex=Ei2−Es−Eo2 …(F1)
ここで、Esは、電力管理装置10が別の制御ルーチンで決定した売電量であり、Eo2は、電力管理装置10が別の制御ルーチンで決定した空調装置30に消費させる消費指示電力量Eo2である。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図7に示すように、給湯用制御装置40が実行する制御処理を変更した例を説明する。図7は、第1実施形態で説明した図4に対応するフローチャートであり、第1実施形態と同一もしくは均等の制御処理が実行される制御ステップには、同一の符号を付している。このことは、以下のフローチャートにおいても同様である。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図8に示すように、給湯用制御装置40が実行する制御処理を変更した例を説明する。図8は、第1実施形態で説明した図4に対応するフローチャートである。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
12 太陽光発電装置(発電装置)
20 ヒートポンプサイクル
21 圧縮機
22 水−冷媒熱交換器(加熱用熱交換器)
23 電気式膨張弁(減圧装置)
40 給湯用制御装置
40a 吐出能力制御手段
40b 絞り開度制御手段
Claims (11)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)と、
前記圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)と、
前記加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)と、を備えるヒートポンプサイクルの制御方法であって、
前記ヒートポンプサイクル(20)には、前記ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)が接続されており、
前記電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、前記圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御ステップ(S3)と、
前記電力管理用制御信号の変化があった後に、前記圧縮機(21)の吐出口側から前記減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、前記減圧装置(23)の絞り開度を制御する変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)と、を有することを特徴とするヒートポンプサイクルの制御方法。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)と、
前記圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)と、
前記加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)と、を備えるヒートポンプサイクルの制御方法であって、
前記ヒートポンプサイクル(20)には、前記ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)が接続されており、
前記電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、前記圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御ステップ(S3)と、
前記電力管理用制御信号が変化した際に、前記圧縮機(21)の吐出口側から前記減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、前記減圧装置(23)の絞り開度を制御する変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)と、を有し、
前記変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)は、前記電力管理用制御信号が変化してから、前記圧縮機(21)の単位時間当たりの回転数の変動量が予め定めた基準変動量以下となるまで、実行されることを特徴とするヒートポンプサイクルの制御方法。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)と、
前記圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)と、
前記加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)と、を備えるヒートポンプサイクルの制御方法であって、
前記ヒートポンプサイクル(20)には、前記ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)が接続されており、
前記電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、前記圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御ステップ(S3)と、
前記電力管理用制御信号が変化した際に、前記圧縮機(21)の吐出口側から前記減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、前記減圧装置(23)の絞り開度を制御する変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)と、を有し、
前記変化時絞り開度制御ステップ(S8、S81、S82)は、前記電力管理用制御信号が変化してから、予め定めた基準経過時間(KTm)が経過するまで、実行されることを特徴とするヒートポンプサイクルの制御方法。 - サイクルの成績係数(COP)が極大値に近づくように、前記減圧装置(23)の絞り開度を制御する通常時絞り開度制御ステップ(S7)を有し、
前記変化時絞り開度制御ステップ(S8)では、前記通常時絞り開度制御ステップ(S7)よりも、単位時間当たりの前記絞り開度の変化量を増加させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルの制御方法。 - 前記ヒートポンプサイクル(20)は、前記高圧側冷媒圧力(Pd)を検出する高圧側冷媒圧力検出手段(46)を備え、
前記電力管理用制御信号が変化する直前の高圧側冷媒圧力(Pd)を直前高圧側冷媒圧力(Pd_OLD)としたときに、
前記変化時絞り開度制御ステップ(S81)では、前記高圧側冷媒圧力(Pd)が前記直前高圧側冷媒圧力(Pd_OLD)に維持されるように、前記減圧装置(23)の絞り開度を変化させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルの制御方法。 - 前記変化時絞り開度制御ステップ(S82)では、前記減圧装置(23)の絞り開度を変化させる制御周期(τ)を、前記電力管理用制御信号が変化する直前よりも短縮させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルの制御方法。
- 前記電力管理用制御信号は、前記ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルの制御方法。
- 前記ヒートポンプサイクル(20)は、前記高圧側冷媒圧力(Pd)が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成していることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルの制御方法。
- 前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項8に記載のヒートポンプサイクルの制御方法。
- 前記電力管理装置(10)には、電力を生じさせる発電装置(12)が接続されており、
前記電力管理装置(10)は、前記発電装置(12)の発電量に基づいて、前記電力管理用制御信号を決定するものであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルの制御方法。 - 電力を生じさせる発電装置(12)と、
電力を供給されることによって作動するヒートポンプサイクル(20)と、
前記発電装置(12)にて発電された電力のうち前記ヒートポンプサイクル(20)に消費させる消費指示電力量(Eo1)に相関を有する電力管理用制御信号を出力する電力管理装置(10)と、を備え、
前記ヒートポンプサイクル(20)は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)、前記圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器(22)、前記加熱用熱交換器(22)から流出した冷媒を減圧させる減圧装置(23)、前記圧縮機(21)の作動を制御する吐出能力制御手段(40a)、および前記減圧装置(23)の作動を制御する絞り開度制御手段(40b)を有し、
前記吐出能力制御手段(40a)は、前記電力管理用制御信号に応じて決定される目標冷媒吐出能力に近づくように、前記圧縮機(21)の冷媒吐出能力を制御するものであり、
前記絞り開度制御手段(40b)は、前記電力管理用制御信号の変化があった後に、前記圧縮機(21)の吐出口側から前記減圧装置(23)の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の高圧側冷媒圧力(Pd)の変動を抑制するように、前記減圧装置(23)の絞り開度を制御するものであることを特徴とする加熱システム。
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