JP6589946B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
(1)全体構成
図1は、本発明に係る冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置10の概略構成図である。図2は、空気調和装置10の概略の冷媒回路図である。
(2−1)熱源ユニット
熱源ユニット100について、図2を参照しながら説明する。
(2−1−1−1)圧縮機
圧縮機110は、冷媒を圧縮する機器である。タイプを限定するものではないが、圧縮機110は、例えばスクロール方式やロータリ方式などの容積式の圧縮機である。圧縮機110は、図示しない圧縮機用モータを内蔵する密閉式の構造を有する。圧縮機110は、圧縮機モータをインバータ制御することで運転容量を変更可能な圧縮機である。
油分離器122は、圧縮機110が吐出するガスから潤滑油を分離する機器である。油分離器122は、吐出配管110bに設けられている。油分離器122で分離された潤滑油は、キャピラリ126を介して圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)へと戻される(図2参照)。
アキュムレータ124は、吸入配管110aに設けられる(図2参照)。アキュムレータ124は、圧縮機110に吸入される低圧の冷媒を一時的に貯留し気液分離するための容器である。アキュムレータ124の内部では、気液二相状態の冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離され、圧縮機110には主にガス冷媒が流入する。
第1流路切換機構132は、熱源側冷媒回路50aを流れる冷媒の流れ方向を切り替える機構である。第1流路切換機構132は、例えば、図2のように四路切換弁で構成されている。なお、第1流路切換機構132として用いられる四路切換弁では、1の冷媒流路の冷媒の流れが遮断されるように構成されており、事実上、三方弁として機能する。
第2流路切換機構134は、熱源側冷媒回路50aを流れる冷媒の流れ方向を切り替える機構である。第2流路切換機構134は、例えば、図2のように四路切換弁で構成されている。なお、第2流路切換機構134として用いられる四路切換弁では、1の冷媒流路の冷媒の流れが遮断されるように構成されており、事実上、三方弁として機能する。
第1熱交換器の一例としての熱源側熱交換器140では、内部を流れる冷媒と、内部を流れる熱源としての液流体(本実施形態では水回路510を循環する冷却水や温水)との間で熱交換が行われる。熱源側熱交換器140は、例えばプレート式熱交換器である。熱源側熱交換器140は、冷媒のガス側が第1流路切換機構132と配管を介して接続され、冷媒の液側が熱源側流量調節弁150と配管を介して接続されている(図2参照)。
熱源側流量調節弁150は、熱源側熱交換器140を流れる冷媒の流量の調節等を行う弁である。熱源側流量調節弁150は、熱源側熱交換器140から利用側熱交換器310へと、又は、利用側熱交換器310から熱源側熱交換器140へと流れる冷媒の圧力を降下させる膨張機構の一例である。
レシーバ180は、熱源側熱交換器140と利用ユニット300との間を流れる冷媒を一時的に溜める容器である。レシーバ180は、熱源側熱交換器140の液側と利用ユニット300とを結ぶ配管の、熱源側流量調節弁150と液側閉鎖弁22との間に配置されている(図2参照)。レシーバ180の上部にはレシーバガス抜き管180aが接続されている(図2参照)。レシーバガス抜き管180aは、レシーバ180の上部と圧縮機110の吸入側とを結ぶ配管である。
熱源側冷媒回路50aには、レシーバ180と液側閉鎖弁22とを結ぶ配管から分岐部B1において分岐し、圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に接続される吸入戻し管170aが設けられている(図2参照)。吸入戻し管170aには、吸入戻し弁172が設けられている(図2参照)。吸入戻し弁172は、開度調節が可能な電動膨張弁である。
バイパス弁128は、圧縮機110の吐出配管110b(ここでは吐出配管110bに設けられた油分離器122)と圧縮機110の吸入配管110aとの間を接続するバイパス管128aに設けられる弁である(図2参照)。バイパス弁128は、開閉制御可能な電磁弁である。バイパス弁128が開くように制御されることで、圧縮機110が吐出した冷媒の一部が吸入配管110aへと流入する。
液側閉鎖弁22、高低圧ガス側閉鎖弁24、及び低圧ガス側閉鎖弁26は、冷媒の充填やポンプダウン等の際に開閉される手動の弁である。
熱源ユニット100は、冷媒の圧力を測定するための複数の圧力センサを有する。圧力センサには、高圧圧力センサP1と、低圧圧力センサP2と、を含む。
熱源ユニット100は、冷媒の温度を測定するための複数の温度センサを有する。
熱源ユニット制御部190は、熱源ユニット100の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有している。熱源ユニット制御部190は、圧力センサP1,P2及び温度センサT1,T2,T3,T4,Tdを含む各種センサと電気的に接続されている。なお、図2では、熱源ユニット制御部190とセンサとの接続については描画を省略している。また、熱源ユニット制御部190は、接続ユニット200A,200Bの接続ユニット制御部290及び利用ユニット300A,300Bの利用ユニット制御部390と電気的に接続され、接続ユニット制御部290及び利用ユニット制御部390との間で制御信号等のやり取りを行う。また、熱源ユニット制御部190は、空気調和装置10の動作を制御する制御ユニット400と接続されている。熱源ユニット制御部190が各種センサから受信する信号(測定値を示す信号)は、熱源ユニット制御部190を介して制御ユニット400に対しても送信可能に構成される。なお、制御ユニット400は、利用ユニット300の各種センサと直接接続され、各種センサから制御ユニット400に対して直接送信されてくる信号を受信してもよい。
利用ユニット300Aについて、図2を参照しながら説明する。利用ユニット300Bは、利用ユニット300Aと同様の構成を有しているため、説明の重複を避けるために利用ユニット300Bの説明は省略する。
(2−2−1−1)利用側流量調節弁
利用側流量調節弁320は、利用側熱交換器310を流れる冷媒の流量の調節等を行う弁である。利用側流量調節弁320は、熱源側熱交換器140から利用側熱交換器310へと、又は、利用側熱交換器310から熱源側熱交換器140へと流れる冷媒の圧力を降下させる膨張機構の一例である。利用側流量調節弁320は、利用側熱交換器310の液側に設けられる(図2参照)。利用側流量調節弁320は、例えば開度調節が可能な電動膨張弁である。
利用側熱交換器310では、内部を流れる冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。利用側熱交換器310は、例えば、複数の伝熱管及びフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。なお、利用ユニット300Aは、利用ユニット300A内に室内空気を吸入して利用側熱交換器310に供給し、利用側熱交換器310で熱交換された後に室内に供給するための室内ファン(図示せず)を有している。室内ファンは、図示しない室内ファンモータによって駆動される。
利用ユニット300Aは、冷媒の温度を測定するための複数の温度センサを有する。冷媒の温度を測定するための温度センサには、利用側熱交換器310の液側に配置され、利用側熱交換器310の液側の冷媒の温度を検出する液側温度センサを含む(図示省略)。また、冷媒の温度を測定するための温度センサには、利用側熱交換器310のガス側に配置され、利用側熱交換器310のガス側の冷媒の温度を検出するガス側温度センサ(図示省略)を含む。
利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390は、利用ユニット300Aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有している。利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390は、温度センサを含む各種センサと電気的に接続されている。また、利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390は、熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190及び接続ユニット200Aの接続ユニット制御部290と電気的に接続され、熱源ユニット制御部190と接続ユニット制御部290との間で制御信号等のやり取りを行う。また、利用ユニット制御部390は、空気調和装置10の動作を制御する制御ユニット400と接続されている。利用ユニット制御部390が各種センサから受信する信号(測定値を示す信号)は、利用ユニット制御部390を介して制御ユニット400に対しても送信可能に構成される。なお、制御ユニット400は、熱源ユニット100の各種センサと直接接続され、各種センサから制御ユニット400に対して直接送信されてくる信号を受信してもよい。
接続ユニット200Aについて、図2を参照しながら説明する。なお、接続ユニット200Bは、接続ユニット200Aと同様の構成を有しているため、説明の重複を避けるために接続ユニット200Bの説明は省略する。
(2−3−1−1)液冷媒配管
液冷媒配管250は、主液冷媒配管252と、分岐液冷媒配管254と、主に含む。
ガス冷媒配管260は、高低圧ガス冷媒配管262と、低圧ガス冷媒配管264と、合流ガス冷媒配管266と、を有している。高低圧ガス冷媒配管262は、一端が高低圧ガス冷媒連絡管34に、他端が合流ガス冷媒配管266に接続される。低圧ガス冷媒配管264は、一端が低圧ガス冷媒連絡管36に、他端が合流ガス冷媒配管266に接続される。合流ガス冷媒配管266の一端は、高低圧ガス冷媒配管262及び低圧ガス冷媒配管264と接続され、合流ガス冷媒配管266の他端は、ガス接続管44と接続される。高低圧ガス冷媒配管262には、高低圧側弁230が設けられている。低圧ガス冷媒配管264には、低圧側弁240が設けられている。高低圧側弁230及び低圧側弁240は、例えば電動弁である。
接続ユニット制御部290は、接続ユニット200Aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有している。接続ユニット制御部290は、熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190及び利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390と電気的に接続され、熱源ユニット制御部190と利用ユニット制御部390との間で制御信号等のやり取りを行う。また、接続ユニット制御部290は、空気調和装置10の動作を制御する制御ユニット400と接続されている。
接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aが冷房運転を行う際には、低圧側弁240を開けた状態にして、液冷媒連絡管32から主液冷媒配管252に流入する冷媒を、液接続管42を介して、利用ユニット300Aの利用側冷媒回路50bの利用側流量調節弁320を通じて利用側熱交換器310に送る。また、接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310において室内空気と熱交換して蒸発し、ガス接続管44へと流入した冷媒を、合流ガス冷媒配管266及び低圧ガス冷媒配管264を通じて、低圧ガス冷媒連絡管36へと送る。
水側ユニット500は、熱源側熱交換器140において冷媒と熱交換を行う第2流体の一例としての水が循環する水回路510を主に有する。水回路510は、ポンプ520によって第2流体が循環する第2回路の一例である。なお、ここでは、第2流体は水であるが、第2流体は水に限定されるものではない。第2流体は、他の液体状の熱媒体(例えば、ブラインや、水和物スラリのような蓄熱媒体)であってもよい。
水回路510は、ポンプ520と、流量調節弁530と、熱源側熱交換器140(水側)と、図示しない水を冷却/加熱するための機器等を配管によって接続した回路である。
ポンプ520は、送液装置である。ポンプ520が運転されることで、水回路510内を水が循環する。タイプを限定するものではないが、ポンプ520は、例えば渦巻きポンプなどの遠心式のポンプである。ポンプ520は、ポンプモータ(図示せず)をインバータ制御することで運転容量を変更可能なポンプである。
流量調節弁530は、水回路510を流れる水量の調節等を行う弁である。流量調節弁530は、水回路510内を水が流れる方向において、ポンプ520より下流側、かつ、熱源側熱交換器140より上流側に設けられる(図2参照)。ただし、これに限定されるものではなく、流量調節弁530は、水回路510内を水が流れる方向において、熱源側熱交換器140より下流流側、かつ、ポンプ520より上流側に設けられてもよい(図2参照)。流量調節弁530は、例えば開度調節が可能な(開度可変の)電動弁である。
水側ユニット500は、水の温度を測定するための複数の温度センサを有する。
制御ユニット400は、主に、図示しないマイクロコンピュータやメモリから構成される制御装置である。制御ユニット400は、熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190、利用ユニット300の利用ユニット制御部390及び接続ユニット200の接続ユニット制御部290と協働して、空気調和装置10の動作を制御する。なお、以下では、空気調和装置10の制御を行う制御ユニット400、熱源ユニット制御部190、利用ユニット制御部390及び接続ユニット制御部290をまとめて、空調コントローラと呼ぶ場合がある。
操作部410は、ユーザ等が制御ユニット400に対する各種指令や各種情報を入力する機器である。例えば、操作部410はタッチパネル式のディスプレイである。
記憶部420には、制御ユニット400のマイクロコンピュータが後述する制御部430及び算出部440として機能するために実行するプログラムが記憶されている。
制御部430は、主には調整制御を行う。つまり、制御部430は、主な機能として、空気調和装置10の能力を確保しつつ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する制御を実行する。制御部430は、調整制御の際、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量の調整の前後で熱源側熱交換器140における冷媒と水との間の熱交換量が維持されるように、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量を調整する。
算出部440は、冷媒循環量算出部440aと、水循環量算出部440bと、を含む。冷媒循環量算出部440aは、第1循環量算出部の一例である。水循環量算出部440bは、第2循環量算出部の一例である。
冷媒循環量算出部440aは、圧縮機110の容量(回転数)に基づいて、冷媒回路50における冷媒の循環量(熱源側熱交換器140を通過する冷媒の流量)を算出する。冷媒循環量算出部440aは、例えば、記憶部420に記憶されている、圧縮機110の容量と膨張機構(熱源側流量調節弁150及び利用側流量調節弁320)の弁の開度と冷媒回路50における冷媒の循環量との関係に関する情報と、現在の圧縮機110の容量及び膨張機構としての流量調節弁150,320の開度と、に基づいて、冷媒回路50における冷媒の循環量を算出する。
水循環量算出部440bは、熱源ユニット100のガス側温度センサT3及び液側温度センサT4、水入口温度センサTwi、及び水出口温度センサTwoの計測結果と、冷媒循環量算出部440aの算出結果と、に基づいて、水回路510における水の循環量((熱源側熱交換器140を通過する水の流量)を算出する。
Gw=Q÷(Cw×ΔTw)=(Gr×Δh)÷(Cw×ΔTw) (1)
なお、ここで、各記号は、以下の量を意味する。
Gw:水回路510の水量[kg/h]
Q:熱源側熱交換器140において冷媒と水との間で熱交換される熱量[J/h]
Cw:水の比熱[J/kg・K]
ΔTw:水入口温度センサTwiの計測結果から水出口温度センサTwoの計測結果を差し引いた、熱源側熱交換器140における水の入口と出口との温度差の絶対値[K]
Gr:冷媒循環量算出部440aにより算出される冷媒回路50における冷媒の循環量[kg/h]
Δh:ガス側温度センサT3及び液側温度センサT4の計測結果から求められる熱源側熱交換器140における冷媒の入口と出口との比エンタルピ差の絶対値[J/kg]
利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に冷房運転を行う場合、利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に暖房運転を行う場合、利用ユニット300Aが冷房運転を利用ユニット300Bが暖房運転を行う場合の空気調和装置10の運転について以下に説明する。
利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に冷房運転を行う場合、つまり、利用ユニット300A及び利用ユニット300Bの利用側熱交換器310が冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能し、熱源側熱交換器140が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能する場合について説明する。
利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に暖房運転を行う場合、つまり、利用ユニット300A及び利用ユニット300Bの利用側熱交換器310が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能し、熱源側熱交換器140が冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能する場合について説明する。
(a)蒸発負荷が主体の場合
冷暖同時運転の運転であって、かつ、利用ユニット300の蒸発負荷の方が多い場合について、空気調和装置10の運転を説明する。利用ユニット300の蒸発負荷の方が多い場合とは、例えば、多数ある利用ユニットの大部分が冷房運転を行い、少数が暖房運転を行っているような場合に発生する。ここでは、利用ユニット300が2台しかなく、その利用側熱交換器310が冷媒の蒸発器として機能する利用ユニット300Aの冷房負荷が、その利用側熱交換器310が冷媒の放熱器として機能する利用ユニット300Bの暖房負荷よりも大きい場合を例にして以下の説明を行う。
冷暖同時運転の運転であって、かつ、利用ユニット300の放熱負荷の方が多い場合について、空気調和装置10の運転を説明する。利用ユニット300の放熱負荷の方が多い場合とは、例えば、多数ある利用ユニットの大部分が暖房運転を行い、少数が冷房運転を行っているような場合に発生する。ここでは、利用ユニット300が2台しかなく、その利用側熱交換器310が冷媒の放熱器として機能する利用ユニット300Bの暖房負荷が、その利用側熱交換器310が冷媒の蒸発器として機能する利用ユニット300Aの冷房負荷よりも大きい場合を例にして以下の説明を行う。
図7のフローチャートを参照しながら、制御部430による調整制御(予測型調整制御)を説明する。
(5−1)
上記実施形態に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置10は、第1流体としての冷媒が循環する冷媒回路50と、水回路510とを備える。冷媒回路50は、第1回路の一例であり、水回路510は、第2回路の一例である。冷媒回路50は、圧縮機110と、熱源側熱交換器140及び利用側熱交換器310と、流量調節弁150,320と、を含む。熱源側熱交換器140は第1熱交換器の一例であり、利用側熱交換器310は第2熱交換器の一例である。熱源側流量調節弁150及び利用側流量調節弁320は、膨張機構の一例である。圧縮機110は、冷媒を圧縮する。熱源側熱交換器140及び利用側熱交換器310には、冷媒が内部を流れる。流量調節弁150,320は、熱源側熱交換器140から利用側熱交換器310へと、又は、利用側熱交換器310から熱源側熱交換器140へと流れる冷媒の圧力を降下させる。水回路510には、熱源側熱交換器140において冷媒と熱交換を行う水が、ポンプ520によって循環する。空気調和装置10は、更に制御部430を備える。制御部430は、空気調和装置10の能力を確保しつつ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する、調整制御を行う。
上記実施形態に係る空気調和装置10では、制御部430は、調整制御の際、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量の調整の前後で熱源側熱交換器140における冷媒と水との間の熱交換量が維持されるように、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量を調整する。
上記実施形態に係る空気調和装置10では、調整制御は、予測型調整制御を含む。制御部430は、予測型調整制御の処理の一部として、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づきポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定する。
上記実施形態に係る空気調和装置10は、受付部の一例としての操作部410を備える。操作部410は、ポンプ520の消費エネルギーとポンプ520の吐出量との関係に関するポンプ特性情報を受け付ける。制御部430は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を、ポンプ特性情報に基づいて導出する。
上記実施形態に係る空気調和装置10では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させた場合の熱源側熱交換器140における冷媒の凝縮温度又は蒸発温度を予測し、予測結果に基づいて、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を演算する。
上記実施形態に係る空気調和装置10は、第1温度センサ及び第2温度センサの一例としてのガス側温度センサT3及び液側温度センサT4と、第3温度センサの一例としての水入口温度センサTwiと、第4温度センサの一例としての水出口温度センサTwoと、第1循環量算出部の一例としての冷媒循環量算出部440aと、第2循環量算出部の一例としての水循環量算出部440bと、を備える。ガス側温度センサT3及び液側温度センサT4は、一方が冷媒の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測し、他方が冷媒の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測する。水入口温度センサTwiは、水の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測する。水出口温度センサTwoは、水の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測する。冷媒循環量算出部440aは、圧縮機110の容量から、冷媒回路50における冷媒の循環量を算出する。水循環量算出部440bは、ガス側温度センサT3と、液側温度センサT4と、水入口温度センサTwiと、水出口温度センサとの計測結果と、冷媒循環量算出部440aの算出結果と、に基づいて、水回路510における水の循環量を算出する。制御部430は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を、水循環量算出部440bが算出する水の循環量に基づいて演算する。
以下に、第1実施形態の変形例を示す。なお、変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。
第1実施形態の制御部430の調整制御(予測型調整制御)の処理フローは一例に過ぎず、上述したフローに限定されるものではない。例えば、他の形態では、制御部430は、以下のような方法で調整制御を実行してもよい。
第1実施形態では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を事前に演算し、合計が減少すると演算される場合にポンプ520の容量を変化させるが、本願発明の冷凍装置は、このような態様に限定されるものではない。
第1実施形態では、空気調和装置10は、接続ユニット200を備え、一部の利用ユニット300で冷房運転を、他の一部の利用ユニット300で暖房運転を実行できる装置であるが、これに限定されるものではない。例えば、本願発明に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置は、冷暖房同時運転を実行することのできない装置であってもよい。
第1実施形態では、空気調和装置10に用いられる冷媒は、相変化を伴う冷媒であるが、これに限定されるものではない。空気調和装置10に用いられる冷媒は、相変化を伴わない、例えば二酸化炭素等の冷媒であってもよい。
第1実施形態では、ポンプ520のモータをインバータ制御することでポンプ520の容量が調整されるが、これに限定されるものではない。
第1実施形態では、空気調和装置10がポンプ520及び流量調節弁530を有するが、これに限定されるものではない。例えば、ポンプ520や流量調節弁530は空気調和装置10とは別の装置であって、制御部430が、ポンプ520や流量調節弁530を上記実施形態のように制御できるよう信号を送信可能に構成されてもよい。
図8は、本発明に係る冷凍装置の第2実施形態としての空気調和装置10Aの概略構成図である。図9は、空気調和装置10Aの概略の冷媒回路図である。
実測型調整制御は、ポンプ520の容量を(実際に)変化させた後、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとを実測することで、ポンプ520の容量の変化前後の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を算出して、ポンプ520の容量を変化させた是非を判断する制御である。なお、実測型調整制御では、ポンプ520の容量を変化させた結果、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加している場合には、ポンプ520の容量を逆向きに変化させる。言い換えれば、実測型調整制御では、ポンプ520の容量を増加させた結果、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加している場合には、ポンプ520の容量が減少させられる。また、実測型調整制御では、ポンプ520の容量を減少させた結果、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加している場合には、ポンプ520の容量が増加させられる。
第2実施形態の構成は、互いに矛盾しない範囲で第1実施形態の構成と適宜組み合わされてもよい。例えば、空気調和装置の制御部は、予測型調整制御と実測型調整制御とを両方実行するものであってもよい。例えば、制御部は、予測型調整制御を実行した上で、更に圧縮機110及びポンプ520に供給される電流値を測定し、ポンプ520の容量を調整(第1容量調整)することで、全体(圧縮機110及びポンプ520)の消費エネルギーが増加してしまった場合には、第1容量調整とは逆の第2容量調整を行うように構成されてもよい。
上記実施形態では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断するが、これに限定されるものではない。
上記の第1及び第2実施形態では熱源側熱交換器140において、冷媒と水回路510をポンプ520により循環させられる液流体(例えば水)との間で熱交換が行われ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する調整制御が行われる。しかし、本願発明の態様は上記の第1及び第2実施形態に限定されるものではない。
50 冷媒回路(第1回路)
110 圧縮機
140 熱源側熱交換器(第1熱交換器)
150 熱源側流量調節弁(膨張機構)
310 利用側熱交換器(第2熱交換器)
320 利用側流量調節弁(膨張機構)
410 操作部(受付部)
430,430A 制御部
440a 冷媒循環量算出部(第1循環量算出部)
440b 水循環量算出部(第2循環量算出部)
510 水回路(第2回路)
520 ポンプ
600 チラー(冷凍装置)
610 圧縮機
620 利用側熱交換器(第1熱交換器)
630 熱源側熱交換器(第2熱交換器)
640 膨張機構
650 冷媒回路(第1回路)
660 ポンプ
670 流量調節弁
680 水回路(第2回路)
C1 第1電流計(第1計測部)
C2 第2電流計(第2計測部)
T3 ガス側温度センサ(第1温度センサ、第2温度センサ)
T4 液側温度センサ(第1温度センサ、第2温度センサ)
Twi 水入口温度センサ(第3温度センサ)
Two 水出口温度センサ(第4温度センサ)
Claims (4)
- 冷媒としての第1流体を圧縮する圧縮機(110,610)と、前記第1流体が内部を流れる第1熱交換器(140,620)及び第2熱交換器(310,630)と、前記第1熱交換器から前記第2熱交換器へと、又は、前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へと流れる前記第1流体の圧力を降下させる膨張機構(150,320,640)と、を含み、前記第1流体が循環する第1回路(50,650)と、
前記第1熱交換器において前記第1流体と熱交換を行う第2流体がポンプ(520,660)によって循環する第2回路(510,680)と、
を備えた冷凍装置であって、
前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計を低減するように、前記圧縮機の容量と前記ポンプの容量とを調整する、調整制御を行う制御部(430,430A)を更に備え、
前記調整制御は、予測型調整制御を含み、
前記制御部(430)は、前記予測型調整制御の処理の一部として、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を変化させた場合の前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づき前記圧縮機の容量及び前記ポンプの容量の調整の実行/非実行を決定し、
前記制御部は、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を変化させた場合の前記第1熱交換器における前記第1流体の凝縮温度又は蒸発温度を予測し、予測結果に基づいて、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算する、
冷凍装置(10,600)。 - 冷媒としての第1流体を圧縮する圧縮機(110,610)と、前記第1流体が内部を流れる第1熱交換器(140,620)及び第2熱交換器(310,630)と、前記第1熱交換器から前記第2熱交換器へと、又は、前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へと流れる前記第1流体の圧力を降下させる膨張機構(150,320,640)と、を含み、前記第1流体が循環する第1回路(50,650)と、
前記第1熱交換器において前記第1流体と熱交換を行う第2流体がポンプ(520,660)によって循環する第2回路(510,680)と、
を備えた冷凍装置であって、
前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計を低減するように、前記圧縮機の容量と前記ポンプの容量とを調整する、調整制御を行う制御部(430,430A)を更に備え、
前記調整制御は、予測型調整制御を含み、
前記制御部(430)は、前記予測型調整制御の処理の一部として、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を変化させた場合の前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づき前記圧縮機の容量及び前記ポンプの容量の調整の実行/非実行を決定し、
前記冷凍装置は、
前記第1流体の前記第1熱交換器への入口における温度を計測する第1温度センサ(T3,T4)と、
前記第1流体の前記第1熱交換器からの出口における温度を計測する第2温度センサ(T4,T3)と、
前記第2流体の前記第1熱交換器への入口における温度を計測する第3温度センサ(Twi)と、
前記第2流体の前記第1熱交換器からの出口における温度を計測する第4温度センサ(Two)と、
前記圧縮機の容量から、前記第1回路における前記第1流体の循環量を算出する第1循環量算出部(440a)と、
前記第1温度センサ、前記第2温度センサ、前記第3温度センサ、及び前記第4温度センサの計測結果と、前記第1循環量算出部の算出結果と、に基づいて、前記第2回路における前記第2流体の循環量を算出する第2循環量算出部(440b)と、
を更に備え、
前記制御部は、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を、前記第2循環量算出部が算出する前記第2流体の循環量に基づいて演算する、
冷凍装置。 - 前記ポンプの消費エネルギーと前記ポンプの吐出量との関係に関するポンプ特性情報を受け付ける受付部(410)を更に備え、
前記制御部は、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を、前記ポンプ特性情報に基づいて導出する、
請求項1又は2に記載の冷凍装置。 - 前記圧縮機の消費エネルギーに関する量を計測する第1計測部(C1)と、
前記ポンプの消費エネルギーに関する量を計測する第2計測部(C2)と、
を更に備え、
前記調整制御は、実測型調整制御を含み、
前記制御部(430A)は、前記実測型調整制御として、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を増加又は減少させる第1容量調整を行い、前記第1容量調整の実行後の前記第1計測部及び前記第2計測部による計測結果に基づき前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断し、増加していると判断された場合に、前記第1容量調整とは逆の第2容量調整を行う、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置。
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