JP6479213B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
以下、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置が空気調和装置である場合を例に、冷凍サイクル装置の構成及び動作を説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図1に示すように、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置300は、熱源側ユニットである室外ユニット100a及び室外ユニット100bと、利用側ユニットである室内ユニット200と、を有している。以下、室外ユニット100a及び室外ユニット100bを総称するとき、又は室外ユニット100a及び室外ユニット100bのうちの何れか一台を指すときは、単に「室外ユニット100」ともいう。
室外ユニット100a及び室内ユニット200においては、圧縮機1a、逆止弁2a、四方弁3a、室外熱交換器4a、過冷却用熱交換器5a、膨張装置7a、膨張装置12、室内熱交換器13、四方弁3a、及びアキュムレータ10aが、冷媒配管によって順次接続され、冷媒回路が構成されている。冷房運転時には、図1に示すように、圧縮機1a、逆止弁2a、四方弁3a、室外熱交換器4a、過冷却用熱交換器5a、膨張装置7a、膨張装置12、室内熱交換器13、四方弁3a、アキュムレータ10a、そして、再び圧縮機1aの順に接続された冷媒回路が構成され、冷凍サイクルが形成されている。
室外ユニット100b及び室内ユニット200においては、圧縮機1b、逆止弁2b、四方弁3b、室外熱交換器4b、過冷却用熱交換器5b、膨張装置7b、膨張装置12、室内熱交換器13、四方弁3b、及びアキュムレータ10bが、冷媒配管によって順次接続され、冷媒回路が構成されている。冷房運転時には、圧縮機1b、逆止弁2b、四方弁3b、室外熱交換器4b、過冷却用熱交換器5b、膨張装置7b、膨張装置12、室内熱交換器13、四方弁3b、アキュムレータ10b、そして、再び圧縮機1bの順に接続された冷媒回路が構成され、冷凍サイクルが形成されている。
圧縮機1aは、低温低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒として、四方弁3aへ向けて吐出するものである。ここで、室外ユニット100aは、圧縮機1aの運転周波数を制御するインバータ装置(図示せず)を有している。インバータ装置は、制御装置11aからの駆動信号に従って、圧縮機1aの運転周波数を調整し(任意に変化させ)、圧縮機1aの容量を変化させるものである。逆止弁2aは、四方弁3aから圧縮機1aへ向かう方向に冷媒が逆流することを防ぐものである。
室内熱交換器13は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、流入する冷媒と室内ファン13cから送風される空調対象空間の空気とを熱交換させるものである。室内ファン13cは、室内熱交換器13に併設されており、室内熱交換器13による熱交換を促進するものである。より具体的に、室内熱交換器13は、冷房運転時には、蒸発器として機能し、膨張装置12によって減圧された気液二相冷媒を空調対象空間の空気から吸熱させて蒸発させる。一方、室内熱交換器13は、暖房運転時には、放熱器として機能し、室外ユニット100aの圧縮機1a及び室外ユニット100bの圧縮機1bから流れてくる高温高圧の冷媒を空調対象空間の空気に対して放熱させて凝縮させる。膨張装置12は、例えば電子膨張弁からなり、室内ユニット200内を循環する冷媒の流量を調整し、冷媒を膨張及び減圧させるものである。
ここで、図3〜図6を参照して、複数駆動制御、順次駆動制御、及び複数駆動制御から順次駆動制御への制御切替処理について説明する。
図3に示すように、入力処理部21aは、起動時にデマンド信号の入力があった場合に、当該デマンド信号を駆動制御部24aへ出力する。駆動制御部24aは、起動時に入力処理部21aからデマンド信号の入力があった場合、圧縮機1a及び圧縮機1bを、何れも複数初期値Amで駆動させる。
図4に示すように、閾値判定部23aは、全周波数Fが増台閾値A2となったとき、増台信号を駆動制御部24aへ出力する。駆動制御部24aは、閾値判定部23aから増台信号を入力したときに、増台閾値A2の情報を含む駆動指令信号を駆動制御部24bへ送信すると共に、増台閾値A2の半分の運転周波数により圧縮機1aを駆動させる。そして、駆動制御部24bは、駆動制御部24aから出力される駆動指令信号に従って、増台閾値A2の半分の運転周波数により圧縮機1bを駆動させる。
駆動制御部24aは、順次駆動制御を実行している際にデマンド信号が入力された場合、図4及び図5に示すように、全周波数Fが、例えば減台閾値A1より小さい運転周波数D1のときであっても、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。すなわち、運転周波数D1のときにデマンド信号を入力すると、駆動制御部24aは、運転周波数D1の情報を含む駆動指令信号を駆動制御部24bへ送信すると共に、運転周波数D1の半分の運転周波数により圧縮機1aを駆動させる。そして、駆動制御部24bは、駆動制御部24aから送信される駆動指令信号に従って、運転周波数D1の半分の運転周波数により圧縮機1bを駆動させる。
図8は、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図9は、図8の冷凍サイクル装置における複数駆動制御を例示するグラフである。図10は、図8の冷凍サイクル装置における順次駆動制御を例示するグラフである。図11は、図8の冷凍サイクル装置における順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理の一例を示すグラフである。図8〜図11を参照して、本実施の形態2の冷凍サイクル装置の構成及び動作を説明する。前述した実施の形態1における冷凍サイクル装置300と同様の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
図9に示すように、制御装置11aは、起動時にデマンド信号の入力があった場合、圧縮機1a、圧縮機1b、及び圧縮機1cを、何れも順次初期値Asで駆動させる。以下では、圧縮機1a、圧縮機1b、及び圧縮機1cを「三台の圧縮機1」ともいい、圧縮機1a、圧縮機1b、及び圧縮機1cのうちの何れか二台を「二台の圧縮機1」ともいい、圧縮機1a、圧縮機1b、及び圧縮機1cのうちの何れか一台を「一台の圧縮機1」ともいう。また、起動時以降において、制御装置11aは、負荷に応じて、三台の圧縮機1の運転台数及び三台の圧縮機1の各々の運転周波数を調整する。
図10に示すように、制御装置11aは、起動時にデマンド信号の入力がなかった場合、一台の圧縮機1を順次初期値Asで駆動させる。制御装置11aは、全周波数Fが増台閾値A2となったときに、増台閾値A2の情報を含む駆動指令信号を制御装置11bへ送信すると共に、増台閾値A2の半分の運転周波数により圧縮機1aを駆動させる。制御装置11bは、制御装置11aから送信される駆動指令信号に従って、増台閾値A2の半分の運転周波数により圧縮機1bを駆動させる。
制御装置11aは、順次駆動制御を実行している際にデマンド信号が入力された場合、全周波数Fが増台閾値A2よりも小さいときであっても、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。すなわち、図11に例示するように、全周波数Fが増台閾値A2よりも小さい運転周波数D3であっても、制御装置11aは、デマンド信号が入力されたときに、順次駆動制御から複数駆動制御への切替処理を実行する。より具体的に、制御装置11aは、例えば運転周波数D3のときにデマンド信号を入力すると、運転周波数D3の情報を含む駆動指令信号を制御装置11bへ送信すると共に、運転周波数D3の半分の運転周波数により圧縮機1aを駆動させる。そして、制御装置11bは、制御装置11aから送信される駆動指令信号に従って、運転周波数D3の半分の運転周波数により圧縮機1bを駆動させる。
図12は、本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図12を参照して、本実施の形態3の冷凍サイクル装置の全体構成を説明する。前述した実施の形態1における冷凍サイクル装置300と同様の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。すなわち、実施の形態1と相違する点を中心に説明する。
そこで、本実施の形態3に係る冷凍サイクル装置500は、サーモOFFする頻度の増加を抑制する構成を採っている。
Claims (5)
- 圧縮機、室外熱交換器、及び膨張装置を有する複数の室外ユニットが、それぞれ、室内熱交換器を有する室内ユニットに冷媒配管によって接続され、複数の冷凍サイクルが形成された冷凍サイクル装置において、
複数の前記室外ユニットの動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、デマンド信号の入力があったときに、少なくとも二台の前記室外ユニットを負荷に応じて運転させる複数駆動制御を実行する駆動制御部を有し、
前記駆動制御部は、
一台の前記室外ユニットを運転している場合に、前記デマンド信号の入力があったとき、前記複数駆動制御を開始するものである冷凍サイクル装置。 - 前記駆動制御部は、起動時に前記デマンド信号の入力があり、前記複数駆動制御を開始する際、二台の前記室外ユニットを運転させるものである請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 室内ユニットは、前記室内熱交換器に併設され、前記室内熱交換器に送風する室内ファンを有し、
前記制御装置は、
負荷に応じて、各圧縮機による運転周波数の合計である全周波数を求める周波数演算部と、
前記複数駆動制御を実行しているとき、前記周波数演算部が求めた前記全周波数が、一台の前記圧縮機で賄える運転周波数よりも小さい値に設定された閾値未満となった場合に、前記室内ファンの送風量を当該全周波数に応じた量だけ低下させる風量制御部と、を有する請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記閾値は、一台の前記圧縮機を当該閾値で駆動させた場合の消費電力と、二台の前記圧縮機をそれぞれ当該閾値の半分で駆動させた場合の消費電力とが等しくなるように設定されている請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記全周波数と前記室内ファンの送風量の低下量とを関連づけたテーブル情報が格納された記憶部を備え、
前記風量制御部は、前記室内ファンの送風量を低下させる際、前記周波数演算部が求めた前記全周波数を前記テーブル情報に照らして、当該全周波数に応じた前記室内ファンの送風量の低下量を求めるものである請求項3又は4に記載の冷凍サイクル装置。
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