JP7348547B2 - 熱源ユニット及び冷凍装置 - Google Patents
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- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
Description
(1-1)全体構成
図1に示すように、冷凍装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、低温倉庫、輸送コンテナ、店舗のショーケース等の庫内の冷却を行う装置である。
(1-2-1)熱源ユニット
熱源ユニット2は、屋外に設置されている。熱源ユニット2は、上記のように、連絡配管6、7を介して利用ユニット5に接続されており、冷凍サイクルを行う冷媒回路10の一部を構成している。
利用ユニット5は、庫内を冷却する庫内ユニットである。利用ユニット5は、連絡配管6、7を介して熱源ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成する。
連絡配管6、7は、冷凍装置1を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。連絡配管6、7は、熱源ユニット2と利用ユニット5との組み合わせや設置場所等の条件に応じて長さや管径が異なるものである。このため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、連絡配管6、7の長さや管径等の条件に応じた適正な量の冷媒を充填する必要がある。ここでは、連絡配管6には液冷媒が流れ、連絡配管7にはガス冷媒が流れる。
図2に示すように、冷凍装置1は、構成機器の運転制御を行うために、第1制御部81と第2制御部82とリモコン60とが伝送線や通信線を介して接続された制御部8を備えている。第1制御部81は、熱源ユニット2に設けられている。第2制御部82は、利用ユニット5に設けられている。なお、ここでは、第1制御部81、第2制御部82及びリモコン60が伝送線や通信線を介して有線接続されているが、無線接続されていてもよい。
第1制御部81は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する。第1制御部81は、主として、第1CPU81aと、第1伝送部81bと、第1記憶部81cと、を有している。第1制御部81は、吸入圧力センサ41、吸入温度センサ43、吐出圧力センサ42、吐出温度センサ44、室外温度センサ45、第1熱交換器出口温度センサ46、過冷却熱交換器出口温度センサ47及びレシーバ出口温度センサ48の検出信号を受けることができるように構成されている。
第2制御部82は、利用ユニット5を構成する各部の動作を制御する。第2制御部82は、主として、第2CPU82aと、第2伝送部82bと、第2記憶部82cと、第2通信部82dと、を有している。第2制御部82は、庫内温度センサ54、第2熱交換器入口温度センサ55及び第2熱交換器出口温度センサ56の検出信号を受けることができるように構成されている。
リモコン60は、ユーザーが各種設定を入力するものである。リモコン60は、主として、リモコンCPU61と、リモコン記憶部62と、リモコン通信部63と、リモコン操作部64と、リモコン表示部65と、を有している。
第1制御部81は、通常運転と冷媒量検知運転とを切り換えて行うように制御する。第1制御部81は、通常運転時に、利用ユニット5からの熱負荷に応じて、各種機器21、22、25及び各種弁28、V1~V3を制御する。
次に、図1~図5を参照して、本実施形態の冷凍装置1の動作について説明する。冷凍装置1では、通常運転としての冷却運転及び加熱運転と、冷媒量検知運転とが行われる。以下、冷却運転及び冷媒量検知運転について説明する。なお、下記の冷凍装置1の動作は、冷凍装置1の機器構成を制御する第1制御部81及び第2制御部82を有する制御部8によって行われる。
冷却運転の動作について、図3を参照して説明する。冷却運転では、冷凍サイクルの低圧の値(吸入圧力センサ41の検出値)が一定値になるように圧縮機21の運転周波数が制御され、第2熱交換器52の出口の冷媒の過熱度が所定の目標値になるように、利用側膨張弁51の開度が調節される。
冷媒量検知運転の動作について、主に図2及び図4~図6を参照して説明する。ここでは、通常運転としての冷却運転が所定時間行われた後に、冷媒量検知運転を行って、冷媒回路10内の冷媒量が基準量を満たすかどうかを検知する例について、説明する。
ここでは、ステップS8において冷媒量が異常であると判定されると、冷媒回路10内の冷媒量が基準量を満たしていないので、冷媒漏洩が生じていることを報知する。
(3-1)
以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1及び熱源ユニット2は、圧縮機21と、第1熱交換器24と、レシーバ26と、第1流路P1と、第1弁V1と、を備える。圧縮機21は、冷媒を圧縮する。第1熱交換器24は、冷媒の凝縮器として用いられる。レシーバ26は、第1熱交換器24を凝縮器として用いる通常運転時に、第1熱交換器24から出た冷媒を溜める。第1流路P1は、第1熱交換器24をバイパスして、圧縮機21の吐出側とレシーバ26とを接続する。第1弁V1は、第1流路P1を開閉する。冷媒回路10内の冷媒量を検知するための冷媒量検知運転時に、第1弁V1が開く。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第1制御部81をさらに備える。第1制御部81は、通常運転時に、第1弁V1を閉め、かつ、冷媒量検知運転時に、第1弁V1を開ける。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第2流路P2をさらに備える。第2流路P2は、第1熱交換器24と接続され、レシーバ26をバイパスする。冷媒量検知運転時に、冷媒は、第1熱交換器24から第2流路P2に流れる。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第2弁V2をさらに備える。第2弁V2は、第2流路P2を開閉する。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第3弁V3をさらに備える。第3弁V3は、通常運転時に、レシーバ26の下流側に配置される。冷媒量検知運転時に、第3弁V3の開度が小さくなる。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第2流路P2をさらに備える。第2流路P2は、レシーバ26及び第3弁V3をさらにバイパスする。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2において、冷媒量検知運転時には、第1弁V1が開いた後に、第2弁V2が開くとともに、第3弁V3の開度が小さくなる。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、冷媒量検知運転は、第1熱交換器24を凝縮器として用いるときの凝縮器出口温度、冷媒回路10の高圧、冷媒回路10の低圧、レシーバ26の出口温度、外気温、蒸発温度、及び圧縮機21の回転数の少なくとも1つを用いて、冷媒量の検知を行う。
本実施形態の冷凍装置1は、熱源ユニット2と、利用ユニット5と、を備える。利用ユニット5は、熱源ユニット2と接続され、第2熱交換器52を含む。
(4-1)変形例A
上記実施形態では、冷媒量検知運転は、通常運転としての冷却運転が所定時間行われた後に、冷媒量検知運転を行う動作を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の冷媒量検知運転は、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態を安定させる運転を行いつつ、冷媒回路10内の冷媒量が目標量に到達するまで冷媒回路10に冷媒を充填する運転に適用してもよい。
上記実施形態では、冷媒量検知運転時に、レシーバ26内の液冷媒が排出されたか否かを判定する工程(ステップS4)では、過冷却熱交換器29の出口の過冷却度を用いて判定しているが、これに限定されない。本開示の冷媒量検知運転では、ステップS4において、別の指標を用いてもよく、レシーバ26内に貯留される液冷媒の液面を検出してもよい。
上記実施形態では、冷媒量検知運転時に、熱源ユニット2が検出する指標を用いて、冷媒量の検知を行うが、これに限定されない。冷媒量検知運転は、利用ユニット5が検出する指標を用いてもよく、熱源ユニット2及び利用ユニット5が検出する指標を用いてもよい。本変形例では、冷媒量検知運転は、利用ユニット5の利用側膨張弁51の開度、第2熱交換器52の出口温度などを用いて、冷媒量の検知を行う。
上記実施形態では、1つの利用ユニット5を備える冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の冷凍装置は、2つ以上の利用ユニットを備えてもよい。この場合、各利用ユニットの容量は、同じでもよく、異なっていてもよい。
上記実施形態では、過冷却回路を備える冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、分岐配管27、過冷却膨張弁28及び過冷却熱交換器29は、省略されている。
上記実施形態では、冷却運転及び加熱運転が可能な冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、冷却運転専用の冷凍装置である。
2 :熱源ユニット
5 :利用ユニット
10 :冷媒回路
21 :圧縮機
24 :第1熱交換器
26 :レシーバ
52 :第2熱交換器
81 :第1制御部(制御部)
P1 :第1流路
P2 :第2流路
V1 :第1弁
V2 :第2弁
V3 :第3弁
Claims (9)
- 利用ユニット(5)と接続されることにより、冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を構成する熱源ユニット(2)であって、
冷媒を圧縮する圧縮機(21)と、
前記冷媒の凝縮器として用いられる第1熱交換器(24)と、
前記第1熱交換器を凝縮器として用いる通常運転時に、前記第1熱交換器から出た前記冷媒を溜めるレシーバ(26)と、
前記第1熱交換器をバイパスして、前記圧縮機の吐出側と前記レシーバとを接続する第1流路(P1)と、
前記第1流路を開閉する第1弁(V1)と、
を備え、
前記レシーバは、前記通常運転時の前記冷媒回路における前記第1熱交換器と前記利用ユニットの間に設けられ、
前記冷媒回路内の冷媒量を検知するための冷媒量検知運転時に、前記第1弁が開く、
熱源ユニット。 - 前記通常運転時に、前記第1弁を閉め、かつ、前記冷媒量検知運転時に、前記第1弁を開ける、制御部(81)をさらに備える、
請求項1に記載の熱源ユニット。 - 前記第1熱交換器と接続され、前記レシーバをバイパスする第2流路(P2)をさらに備え、
前記冷媒量検知運転時に、前記冷媒は、前記第1熱交換器から前記第2流路に流れる、
請求項1または2に記載の熱源ユニット。 - 前記第2流路を開閉する第2弁(V2)をさらに備える、
請求項3に記載の熱源ユニット。 - 前記通常運転時に、前記レシーバの下流側に配置される第3弁(V3)をさらに備え、
前記冷媒量検知運転時に、前記第3弁の開度が小さくなる、
請求項1~4のいずれか1項に記載の熱源ユニット。 - 前記第1熱交換器と接続され、前記レシーバをバイパスする第2流路(P2)をさらに備え、
前記第2流路は、前記第3弁をバイパスする、
請求項5に記載の熱源ユニット。 - 前記第1熱交換器と接続され、前記レシーバをバイパスする第2流路(P2)と、
前記第2流路を開閉する第2弁(V2)と、
をさらに備え、
前記冷媒量検知運転時には、前記第1弁が開いた後に、前記第2弁が開くとともに、第3弁の開度が小さくなる、
請求項5または6に記載の熱源ユニット。 - 前記冷媒量検知運転は、前記第1熱交換器を凝縮器として用いるときの凝縮器出口温度、前記冷媒回路の高圧、前記冷媒回路の低圧、前記レシーバの出口温度、外気温、蒸発温度、及び前記圧縮機の回転数の少なくとも1つを用いて、冷媒量の検知を行う、
請求項1~7のいずれか1項に記載の熱源ユニット。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の熱源ユニットと、
前記熱源ユニットと接続され、第2熱交換器を含む利用ユニットと、
を備える、
冷凍装置(1)。
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