JP7174936B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
このような空気調和装置として、従来、例えば、能力の高い圧縮機、四方弁、室外熱交換器を備えた第二の室外ユニットと、能力の低い圧縮機、四方弁、室外熱交換器を備えた第一の室外ユニットと、これらの室外ユニットに1つの冷媒系統により接続された室内ユニットと、を備えた空気調和装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
この場合に、停止室外ユニットと運転室外ユニットとが切り替わる際に、運転状態から停止する室外ユニットは速やかに停止するが、停止状態から起動する室外ユニットは所定の起動準備動作を行うため速やかに起動できず、空気調和が一時的に途切れてしまうことがあり、空調性が悪化してしまう場合があった。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、空気調和が途切れることなく、複数の室外ユニットの切り替えを行うことができ、空気調和性の悪化を防止することのできる空気調和装置を提供することを目的とする。
これによれば、制御部により、室外ユニットの運転を切り替える際に、停止中の室外ユニットを起動させた後、運転中の室外ユニットを停止させるように制御するので、空気調和運転が一時的に途切れてしまうことを防止することができ、空気調和の連続した運転を行うことが可能となる。
これによれば、制御部により、室外ユニットの運転を切り替える際に、停止中の室外ユニットを起動させた後、運転中の室外ユニットを停止させるように制御するので、空気調和運転が一時的に途切れてしまうことを防止することができ、連続した空調システムの運転が可能となり、その結果、空気調和性の悪化を防止することができる。
これによれば、コントローラ制御部から送られる切り替え指示信号に基づいて、停止中の室外ユニットの制御部により停止中の室外ユニットを起動し、運転中の前記室外ユニットの前記制御部は、当該室外ユニットを停止するので、コントローラ制御部による切り替え指示信号にかかわらず、各室外ユニットの制御部により、室外ユニットの起動および停止を空調システムの運転が途切れないように制御することができる。その結果、連続した空調システムの運転が可能となり、空気調和性の悪化を防止することができる。
これによれば、複数の室外ユニットをGHP室外ユニットおよびEHP室外ユニットで構成することができ、GHP室外ユニットとEHP室外ユニットとの運転を切り替える場合に、空調システムの運転が途切れてしまうことがなく、連続した空調システムの運転が可能となり、その結果、空気調和性の悪化を防止することができる。
図1は、本発明に係る空気調和装置の実施の形態を示す構成図である。
図1に示すように、空気調和装置1は、能力の高い圧縮機としてのガスエンジンで駆動される圧縮機を備えたGHP室外ユニット2(第2の室外ユニット)と、能力の低い圧縮機としての商用電源で駆動される圧縮機を備えたEHP室外ユニット3(第1の室外ユニット)と、複数の室内ユニット4とを備えている。GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および各室内ユニット4とは、ユニット間配管5およびオイルバランス管6を介して接続され、これにより、空調運転を行うための冷凍サイクル回路が構成されている。
GHP室外ユニット2には、エンジンとしてのガスエンジン12と、ガスエンジン12の駆動力により冷媒を圧縮するGHP圧縮機13とが設けられている。GHP圧縮機13は、並列に設けられる第1のGHP圧縮機13aおよび第2のGHP圧縮機13bから構成されている。
ガスエンジン12は、燃料調整弁(図示せず)を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁(図示せず)を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生するようになっている。
ガスエンジン12の出力軸と、GHP圧縮機13の従動軸との間には、駆動ベルト14が掛け渡されており、ガスエンジン12の駆動力を駆動ベルト14を介して伝達することで、GHP圧縮機13を駆動するように構成されている。
また、他方の外部接続バルブ10bには、冷媒配管20が接続されており、この冷媒配管20は、途中四方弁16およびアキュムレータ19を介してGHP圧縮機13の吸込側に接続されている。
また、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20との間には、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20とを接続する熱交換冷媒配管23が接続されており、この熱交換冷媒配管23には、電動弁26が設けられている。熱交換冷媒配管23の電動弁26とGHP圧縮機13の吸込側との間には、プレート型熱交換器27が設けられている。
バイパス管28には、バイパス管28の流量を調整するバイパス弁29が設けられている。バイパス弁29は、段階的に開閉可能な電動弁である。
第1の戻し管31は、キャピラリチューブ32を備えている。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ32をバイパスするように第1の戻し管31に接続されており、第2の戻し管36の一端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の上流側に接続され、第2の戻し管36の他端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の下流側に接続される。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ33と、キャピラリチューブ33の下流に設けられるオイル戻し弁34とを備えている。
各室内ユニット4の内部には、室内熱交換器40と室内空気との熱交換を行うための室内送風機42が設けられている。
また、各室内熱交換器40の他端には、ユニット間配管5を介して冷媒配管20に接続される外部接続バルブ10bが接続されている。
冷却水回路50は、ガスエンジン12から冷却水配管51を介して順に接続される冷却水三方弁52と、プレート型熱交換器27と、一方の室外熱交換器17に近接配置されたラジエータ53と、冷却水ポンプ54と、ガスエンジン12の排気ガス熱交換器55とを備え、冷却水ポンプ54を駆動することにより、この回路内に冷却水を循環させるように構成されている。
冷却水回路50の冷却水配管51は、図1に二重線で示されるとともに、冷却水の流れは、実線の矢印で示される。
ラジエータ53では、外気と冷却水との熱交換が行われる。
また、プレート型熱交換器27では、電動弁26の動作で、GHP圧縮機13に戻る冷媒が冷却水配管51内を流れる冷却水によって加熱される。これにより、冷媒の低圧圧力が上昇し、暖房効率が向上する。
また、冷却水回路50は、冷却水を、ガスエンジン12、冷却水三方弁52、プレート型熱交換器27、冷却水ポンプ54、排気ガス熱交換器55およびガスエンジン12の順に冷却水が流れる第2経路を形成可能である。
EHP室外ユニット3は、外部のユニット間配管5と接続するための2つの外部接続バルブ60およびオイルバランス管6を接続するためのオイル接続バルブ61を備えている。
EHP室外ユニット3は、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62を備えている。このEHP圧縮機62は、例えば、出力を可変することのできるインバータ式の圧縮機とされている。
室外熱交換器65と外部接続バルブ60aとの間には、過冷却熱交換器90が設けられている。
室外熱交換器65には、2系統の管路が形成されており、四方弁64側の冷媒配管66および過冷却熱交換器90側の冷媒配管66は、それぞれ分岐して室外熱交換器65に接続されるように構成されている。また、室外熱交換器65の過冷却熱交換器90側の冷媒配管66には、それぞれ室外用電子制御弁68,68が設けられている。
各熱交換ユニット91は、本実施の形態においては、二重管式の熱交換器とされており、熱交換ユニット91の外側の配管には、室外熱交換器65側の冷媒配管66および外部接続バルブ60a側の冷媒配管67がそれぞれ接続されるように構成されている。
また、EHP圧縮機62には、EHP圧縮機62の吸込側に接続されるオーバーフロー管84が接続されている。このオーバーフロー管84には、ストレーナ85と、油を減圧するための絞り86が組み込まれている。
そして、冷房運転を行う場合には、図1中実線矢印で示すように、冷媒が流れ、暖房運転を行う場合は、図1中破線で示すように、冷媒が流れる。
図2に示すように、本実施の形態においては、GHP室外ユニット2は、制御部としてのGHP制御部100を備えており、EHP室外ユニット3は、制御部としてのEHP制御部101を備えている。また、室内ユニット4は、それぞれ室内制御部102を備えている。
コントローラ110は、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御するためのコントローラ制御部111を備えている。
これらGHP制御部100、EHP制御部101、室内制御部102およびコントローラ制御部111は、例えば、CPUなどの演算処理回路、記憶手段としてのROM、RAMなどを備え、所定のプログラムを実行することにより、所定の制御を行うものである。
EHP制御部101は、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62、室外送風機105の駆動制御を行うとともに、EHP室外ユニット3の外部接続バルブ60a,60b、オイル接続バルブ61、室外用電子制御弁68、冷媒戻し用電磁弁71、オイル戻し弁76、高圧冷媒用電磁弁81および過冷却用電子制御弁22の開閉制御または開度制御を行うように構成されている。
これらGHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102による制御は、コントローラ制御部111から送られる制御指示信号に基づいて行われる。
このとき、本実施の形態においては、GHP制御部100はマスター、EHP制御部101および室内制御部102はスレイブに設定されており、コントローラ制御部111からの制御指示信号は、最初にGHP制御部100に送信され、この制御指示信号は、GHP制御部100からEHP制御部101、室内制御部102に順次送信されるように構成されている。
システム制御部103は、室内ユニット4の運転台数、設定温度、外気温度などに基づいて、GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および室内ユニット4を制御することで、GHP室外ユニット2による運転と、EHP室外ユニット3による運転とが、最も省エネルギになるように、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に制御信号を出力する。これにより、GHP制御部100によりGHP室外ユニット2の運転制御、EHP制御部101によりEHP室外ユニット3の運転制御、室内制御部102により室内ユニット4の運転制御をそれぞれ効率よく行うように構成されている。
例えば、EHP室外ユニット3を運転中に、EHP室外ユニット3を停止させてGHP室外ユニット2に運転を切り替える場合は、コントローラ制御部111は、GHP制御部100に、GHP室外ユニット2を起動させるための起動指示信号を送る。そして、GHP制御部100は、コントローラ制御部111からの起動指示信号に基づいてGHP室外ユニット2のガスエンジン12を起動し、GHP室外ユニット2を起動させる。
GHP室外ユニット2の起動が完了した場合、GHP制御部は、EHP制御部に停止指示信号を送り、この停止指示信号に基づいて、EHP制御部101は、EHP室外ユニット3を停止させるように制御する。
そして、GHP制御部は、EHP室外ユニットの起動状態を監視し、EHP室外ユニットの起動が完了したと判断した場合は、GHP制御部100は、GHP室外ユニット2を停止させるように制御する。
これにより、運転が一時的に停止してしまうことがなく、連続運転が可能となる。
図3はGHP室外ユニット2とEHP室外ユニット3との運転および停止のタイミングチャート例である。
図3に示すように、本実施の形態においては、まず、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3が停止している状態から、EHP室外ユニット3を起動させる場合について説明する。
コントローラ制御部111は、EHP制御部101に起動指示信号を送り、EHP制御部101は、起動指示信号に基づいて、EHP圧縮機62を起動する。この状態で、空調システムの運転が開始される。
これにより、EHP室外ユニット3からGHP室外ユニット2に運転を切り替える場合に、空調システムの運転が途切れてしまうことがなく、連続した空調システムの運転が可能となる。
そして、GHP制御部は、EHP室外ユニットの起動状態を監視し、EHP室外ユニットの起動が完了したと判断した場合は、GHP制御部100は、GHP室外ユニット2を停止させる。
これにより、GHP室外ユニット2からEHP室外ユニット3に運転を切り替える場合にも、空調システムの運転が途切れてしまうことがなく、連続した空調システムの運転が可能となる。
前記実施の形態においては、複数の室外ユニットとして、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、室外ユニットを複数のGHP室外ユニット2のみで構成してもよいし、複数のEHP室外ユニット3のみで構成してもよい。
また、マスター、スレイブの設定を行わず、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を並列にコントローラ制御部111に接続し、コントローラ制御部111からGHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に個別に制御指示信号を送信するようにしてもよい。
2 GHP室外ユニット
3 EHP室外ユニット
4 室内ユニット
12 ガスエンジン
13 GHP圧縮機
15 オイルセパレータ
17,65 室外熱交換器
40 室内熱交換器
62 EHP圧縮機
100 GHP制御部
101 EHP制御部
102 室内制御部
110 コントローラ
111 コントローラ制御部
Claims (5)
- 商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えるEHP室外ユニットと、ガスエンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えるGHP室外ユニットと、室内ユニットとを有する空気調和装置であって、
前記EHP室外ユニットは、EHP制御部を備え、
前記GHP室外ユニットは、GHP制御部を備え、
前記EHP室外ユニットが運転し、前記GHP室外ユニットが停止している状態から、前記EHP室外ユニットが停止し、前記GHP室外ユニットが運転する状態に切り替える場合に、前記GHP室外ユニットを起動させるための起動指示信号を前記GHP制御部が受信し、
前記起動指示信号を受信した前記GHP制御部は、前記GHP室外ユニットを起動させ、
前記GHP室外ユニットの起動には、前記ガスエンジンの起動が少なくとも含まれ、
前記GHP室外ユニットの起動が完了すると、前記GHP制御部は停止指示信号を前記EHP制御部に送り、
前記停止指示信号を受信した前記EHP制御部は、前記EHP室外ユニットを停止させることを特徴とする空気調和装置。 - 商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えるEHP室外ユニットと、ガスエンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えるGHP室外ユニットと、室内ユニットとを有する空気調和装置であって、
前記EHP室外ユニットは、EHP制御部を備え、
前記GHP室外ユニットは、GHP制御部を備え、
前記GHP室外ユニットがマスターに設定され、前記EHP室外ユニットがスレイブに設定されている場合であって、かつ、前記EHP室外ユニットが運転し、前記GHP室外ユニットが停止している状態から、前記EHP室外ユニットが停止し、前記GHP室外ユニットが運転する状態に切り替える場合に、前記GHP室外ユニットを起動させるための起動指示信号を前記GHP制御部が受信し、
前記起動指示信号を受信した前記GHP制御部は、前記GHP室外ユニットを起動させ、
前記GHP室外ユニットの起動には、前記ガスエンジンの起動が少なくとも含まれ、
前記GHP室外ユニットの起動が完了すると、前記GHP制御部は停止指示信号を前記EHP制御部に送り、
前記停止指示信号を受信した前記EHP制御部は、前記EHP室外ユニットを停止させることを特徴とする空気調和装置。 - 商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えるEHP室外ユニットと、ガスエンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えるGHP室外ユニットと、室内ユニットとを有する空気調和装置であって、
前記EHP室外ユニットは、EHP制御部を備え、
前記GHP室外ユニットは、GHP制御部を備え、
前記EHP室外ユニットが停止し、前記GHP室外ユニットが運転している状態から、前記EHP室外ユニットが運転し、前記GHP室外ユニットが停止する状態に切り替える場合に、前記EHP室外ユニットを起動させるための起動指示信号を前記GHP制御部が受信し、
前記起動指示信号を受信した前記GHP制御部は、前記起動指示信号を前記EHP制御部に送り、
前記起動指示信号を受信した前記EHP制御部は、前記EHP室外ユニットを起動させ、
前記EHP室外ユニットの起動には、前記EHP圧縮機の起動が少なくとも含まれ、
前記EHP室外ユニットの起動が完了したと前記GHP制御部が判断した場合に、前記前記GHP制御部は、前記GHP室外ユニットを停止させることを特徴とする空気調和装置。 - 商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えるEHP室外ユニットと、ガスエンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えるGHP室外ユニットと、室内ユニットとを有する空気調和装置であって、
前記EHP室外ユニットは、EHP制御部を備え、
前記GHP室外ユニットは、GHP制御部を備え、
前記GHP室外ユニットがマスターに設定され、前記EHP室外ユニットがスレイブに設定されている場合であって、かつ、前記EHP室外ユニットが停止し、前記GHP室外ユニットが運転している状態から、前記EHP室外ユニットが運転し、前記GHP室外ユニットが停止する状態に切り替える場合に、前記EHP室外ユニットを起動させるための起動指示信号を前記GHP制御部が受信し、
前記起動指示信号を受信した前記GHP制御部は、前記起動指示信号を前記EHP制御部に送り、
前記起動指示信号を受信した前記EHP制御部は、前記EHP室外ユニットを起動させ、
前記EHP室外ユニットの起動には、前記EHP圧縮機の起動が少なくとも含まれ、
前記EHP室外ユニットの起動が完了したと前記GHP制御部が判断した場合に、前記前記GHP制御部は、前記GHP室外ユニットを停止させることを特徴とする空気調和装置。 - 前記GHP制御部は、前記起動指示信号をコントローラから受信することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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