JP6707192B2 - チリングユニット及び水循環温調システム - Google Patents
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Description
図1及び図2に基づき、チリングユニットの構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るチリングユニットの構成を示す概略構成図である。図2は、本発明の実施の形態1に係るチリングユニットの制御装置の機能を示すブロック図である。
実施の形態1において、チリングユニット100は、冷媒が循環する1つの冷媒回路10と、熱媒体が流れる熱媒体回路30の配管等から構成される。冷媒回路10は、圧縮機1と、第1流路切替装置2と、一対の空気側熱交換器と、第2流路切替装置8と、減圧装置と、熱媒体側熱交換器7等とを有し、これらは冷媒配管を介して接続されている。またチリングユニット100は、熱媒体回路30の一部を含み、熱媒体回路30の一部には、循環ポンプ31と、上記の熱媒体側熱交換器7と、これらを接続する配管等とが含まれる。
冷却運転において、圧縮機1に吸入された冷媒は圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機1から吐出されたガス冷媒は、第1流路切替装置2を経て冷媒配管13と冷媒配管14とに分流し、凝縮器となる第1空気側熱交換器3と第2空気側熱交換器4にそれぞれ流入して周囲の空気に放熱しながら冷却され、高圧中温の冷媒となる。このとき、冷媒配管14に設けられた第2流路切替装置8は通常制御時の接続状態となっている。つまり、三方弁8aは、第1流路切替装置2と第2空気側熱交換器4とを接続し、三方弁8bは、第2空気側熱交換器4と減圧装置とを接続している。その後、高圧中温の冷媒は、合流し、減圧装置の膨張弁5で減圧されて低圧二相の状態になり、蒸発器である熱媒体側熱交換器7に流入する。このとき、副膨張弁6は閉となっており、バイパス回路に冷媒は流れない。そして、低圧二相の冷媒は、熱媒体側熱交換器7において、熱媒体回路30を流れる熱媒体から熱を吸収して加熱蒸発され、低圧低温のガス冷媒となる。熱媒体側熱交換器7から流出したガス冷媒は、第1流路切替装置2を経た後、再度圧縮機1に吸入される。一方、熱媒体側熱交換器7において温度が低下した熱媒体は、チリングユニット100から負荷側機器に送られる。
通常制御の運転時に、負荷側機器の負荷が圧縮機1の最低容量以下の低負荷になると、発停回避制御が実施され、第2流路切替装置8の接続状態が切り替えられる。このとき、三方弁8aは、第2空気側熱交換器4と第2バイパス管17とを接続し、三方弁8bは、第1バイパス管16と第2空気側熱交換器4とを接続する。つまり、第1空気側熱交換器3と第2空気側熱交換器4との並列接続は解除され、第2空気側熱交換器4と熱媒体側熱交換器7とが並列接続される。図3に示すように、第2空気側熱交換器4の冷媒流れの方向は、発停回避制御時には通常制御時とは逆方向となる。またこのとき、副膨張弁6は開とされ、膨張弁5及び副膨張弁6の開度がそれぞれ調整される。
図5及び図6に基づき、実施の形態2のチリングユニット200について説明する。図5は、本発明の実施の形態2に係るチリングユニットの構成を示す概略構成図である。図6は、本発明の実施の形態2に係るチリングユニットの制御装置が負荷側機器の低負荷時に行う制御を示すフローチャートである。以下、実施の形態2のチリングユニット200において、実施の形態1の場合と異なる構成について説明し、相当する構成については説明を省略するものとする。
冷却運転において、圧縮機1bに吸入された冷媒は圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機1bから吐出されたガス冷媒は、第1流路切替装置2bを経て、凝縮器となる空気側熱交換器3bに流入して周囲の空気に放熱し、高圧中温の冷媒となる。空気側熱交換器3bを流出した高圧中温の冷媒は、膨張弁5bで減圧されて低圧二相の状態になり、蒸発器である熱媒体側熱交換器7bに流入する。熱媒体側熱交換器7bにおいて、低圧二相の冷媒は、熱媒体回路230を流れる熱媒体から熱を吸収して加熱蒸発され、低圧低温のガス冷媒となる。熱媒体側熱交換器7bから流出したガス冷媒は、第1流路切替装置2bを経た後、再度圧縮機1bに吸入される。一方、熱媒体側熱交換器7bにおいて熱を放出し、温度が低下した熱媒体は、チリングユニット200から負荷側機器に送られる。
図8は、本発明の実施の形態3に係る温調システムの概略構成図である。図8に示すように、水循環温調システム500は、実施の形態1のチリングユニット100を一つの水回路530に対して複数台使用して構成される。
Claims (5)
- 圧縮機、流路切替装置、空気側熱交換器、膨張弁及び熱媒体側熱交換器を有し、これらが配管接続されて冷媒を循環する、2組の冷媒回路と、
負荷側機器に接続され、前記2組の冷媒回路の熱媒体側熱交換器においてそれぞれの前記冷媒と熱交換する熱媒体が流通する配管と、
前記2組の冷媒回路の熱媒体側熱交換器のそれぞれについて、出入口の前記熱媒体の温度を測定する複数の温度センサと、
前記2組の冷媒回路の熱媒体側熱交換器のそれぞれについて、出入口の前記熱媒体の差圧を測定する複数の圧力センサと、
前記2組の冷媒回路のそれぞれの前記圧縮機、前記流路切替装置及び前記膨張弁を制御する制御装置と
を備え、
前記2組の冷媒回路のそれぞれの前記流路切替装置は、前記熱媒体側熱交換器が凝縮器となる加熱側の流路と蒸発器となる冷却側の流路とを切り替えるものであり、
前記制御装置は、
予め設定された熱媒体の目標出口温度と、前記複数の温度センサにより測定された熱媒体の温度と、前記複数の圧力センサにより測定された熱媒体の差圧とに基づいて前記圧縮機を制御し、
前記負荷側機器の負荷が前記圧縮機の最低容量以下の低負荷になった場合に、前記圧縮機の最低容量運転を維持した状態で、前記2組の冷媒回路の一方の前記流路切替装置を切り替える
チリングユニット。 - 前記制御装置は、前記負荷側機器の負荷が0になった場合に、加熱運転を実施している冷媒回路の加熱能力と、冷却運転を実施している冷媒回路の冷却能力とが等しくなるように、前記2組の冷媒回路の少なくとも一方の前記圧縮機の運転容量を制御する
請求項1に記載のチリングユニット。 - 前記熱媒体の流量を可変にするインバータ式の循環ポンプをさらに備え、
前記制御装置は、前記熱媒体を冷却する冷却運転において、前記負荷側機器の負荷が低負荷である場合に、冷却運転を実施している冷媒回路の前記熱媒体側熱交換器が凍結しない冷媒温度を維持するように、当該冷媒回路の前記膨張弁の開度を制御する
請求項1又は2に記載のチリングユニット。 - 前記2組の冷媒回路の前記熱媒体側熱交換器は、前記配管が構成する熱媒体回路において直列に接続され、
前記制御装置は、前記熱媒体を冷却する冷却運転において、前記負荷側機器の負荷が低負荷である場合に、前記熱媒体側熱交換器が上流に配置されている方の冷媒回路の前記流路切替装置を加熱側に切り替える
請求項1〜3のいずれか一項に記載のチリングユニット。 - 一つの熱媒体回路に対して複数台配置された請求項1〜4のいずれか一項に記載のチリングユニットと、
複数台の前記チリングユニットのそれぞれの前記配管が接続されるヘッダ配管と
を備える
水循環温調システム。
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