JPWO2015194020A1 - 冷凍サイクル装置および冷凍サイクルシステム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献1等に記載の従来の冷凍サイクル装置では、熱媒体の加熱および冷却を同時に行うことができない構成であったため、このようなニーズに対応することは困難である。
図1は、この発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の一例を示す配管構成図である。図1に示すように、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、冷媒回路10および熱媒体回路60を備えている。
例えば、図2に示した冷凍サイクル装置100の場合、吸込口は、紙面表側の側面または紙面裏側の側面に形成される。この場合、吹出口は、吸込口が形成された側面と対向する側面またはケーシング7の上面に形成される。
また例えば、図2に示した冷凍サイクル装置100の場合、吸込口は、ケーシング7の上面に形成される。この場合、吹出口は、紙面表側の側面または裏側の側面に形成される。
後述のように、複数の冷凍サイクル装置100を連結設置する際、各冷凍サイクル装置100は、熱媒体入口配管60aおよび熱媒体出口配管60bの一方の端部近傍の側面と他方の端部近傍の側面とが対向するように設置される(以下、対向する側面を対向側側面と称する場合もある)。
つまり、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置100においては、吸込口および吹出口は、ケーシング7における対向側側面以外の面に形成されている。このような位置に吸込口および吹出口を形成することにより、吸込口および吹出口が塞がれることなく、複数の冷凍サイクル装置100を連結設置することができる。
また、以下の説明では、冷凍サイクル装置100について、図4において、右側から順に、第1冷凍サイクル装置100A、第2冷凍サイクル装置100B、第3冷凍サイクル装置100Cと称する。また、開閉部セット61について、図4において、右側から順に、第1開閉部セット61A、第2開閉部セット61B、第3開閉部セット61C、第4開閉部セット61Dと称する。
このとき、熱媒体入口配管60aおよび熱媒体出口配管60bの一方の端部(図4における右側端部)はケーシング7から突出して配置されているので、ケーシング7内に配置された他方の端部(図4における左側端部)と直接接続することができる。なお、端部の接続方法は特に限定されるものではなく、例えば管継手を用いた接続等、公知の方法で接続すればよい。
ステップS101にて、ユーザは、例えば、図5に示す入力部16を利用して、冷凍サイクルシステム300の運転モードを設定または変更する。例えば、この実施の形態では、ユーザは、第1運転モード〜第3運転モードを選択することができる。
図8は、図2に記載の冷凍サイクル装置の変形例1である。図9は、図4に記載の概略構成図の変形例1である。
例えば、図4に記載の第3冷凍サイクル装置100Cを、図8に示す冷凍サイクル装置101に置き換えて、冷凍サイクルシステム300と同様の冷凍サイクルシステム301(図9を参照)を得ることができる。冷凍サイクル装置101は、図8に示すように、熱媒体流入口5aおよび熱媒体流出口5bの両側で、熱媒体入口配管60aおよび熱媒体出口配管60bに開閉部セット61が設置されている。図9に示す冷凍サイクルシステム301では、第1負荷70および第2負荷80を、熱媒体入口流路60Aおよび熱媒体出口流路60Bの両側に直接的に連結することができる。
実施の形態1においては、熱媒体入口配管60aおよび熱媒体出口配管60bは、一方の端部のみがケーシング7内に配置されていた。実施の形態2では、実施の形態1と比較して、熱媒体入口第1配管部および熱媒体出口第1配管部の双方の端部が、ケーシングの端面から離間して、ケーシングの内部に位置した例について説明する。なお、実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能または構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図10に示すように、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置102においては、接続口となる熱媒体入口第1配管部60a1および熱媒体出口第1配管部60b1の双方の端部が、ケーシング7の端面から離間して、ケーシング7の内部に位置している。例えば、熱媒体入口第1配管部60a1および熱媒体出口第1配管部60b1の双方の端部は、ケーシング7の端面から、100〜200mm離間して、ケーシング7の内部に位置している。
上述のように、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置102においては、接続口となる熱媒体入口第1配管部60a1および熱媒体出口第1配管部60b1の双方の端部が、ケーシング7の端面から、100〜200mm離間して、ケーシング7の内部に位置している。
このため、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置102を連結設置する際、隣接する冷凍サイクル装置102は、熱媒体入口第1配管部60a1の端部同士が熱媒体入口第2配管部200aを介して接続されている。
同様に、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置102を連結設置する際、隣接する冷凍サイクル装置102は、熱媒体出口第1配管部60b1の端部同士が熱媒体出口第2配管部200bを介して接続されている。
そして、熱媒体入口第2配管部200aに、第1開閉部61aが設置され、熱媒体出口第2配管部200bに、第2開閉部61bが設置されている。
図12は、図10に記載の冷凍サイクル装置の変形例1である。図13は、図10に記載の冷凍サイクル装置の変形例2である。図14は、図11に記載の概略構成図の変形例1である。
例えば、図11に示す冷凍サイクル装置102を、図12に記載の冷凍サイクル装置103または図13に記載の冷凍サイクル装置103に置き換えて、図11に示す冷凍サイクルシステム302と同様の冷凍サイクルシステム303を得ることができる(図14を参照)。冷凍サイクル装置103は、図12に示すように、熱媒体流入口5aおよび熱媒体流出口5bの片側で、熱媒体入口第1配管部60a1および熱媒体出口第1配管部60b1に、開閉部セット61が設置されている。また、冷凍サイクル装置103は、図13に示すように、熱媒体流入口5aおよび熱媒体流出口5bの両側で、熱媒体入口第1配管部60a1および熱媒体出口第1配管部60b1に、開閉部セット61が設置されている。これらの冷凍サイクル装置を接続する際には、図14に示すように、第1開閉部61aおよび第2開閉部61bが設置されていない、第2配管部200a1,200b1を介して接続すればよい。
この場合、ケーシング7から突出した端部とケーシング7の内部に配置された端部を接続する際、例えばこれら端部を直接接続すればよい。また、ケーシング7の内部に配置された端部同士を接続する際、例えばこれら端部を第2配管部200a,200bを介して接続すればよい。
実施の形態1および実施の形態2では、3台の冷凍サイクル装置を連結して構成した冷凍サイクルシステムの例について説明したが、実施の形態3では、4台の冷凍サイクル装置を連結して構成した冷凍サイクルシステムについて説明する。なお、この実施の形態において、特に記述しない項目については実施の形態1または実施の形態2と同様とし、同一の機能または構成については同一の符号を用いて述べることとする。
以下の説明では、冷凍サイクル装置100について、図15において、右側から順に、第1冷凍サイクル装置100A、第2冷凍サイクル装置100B、第3冷凍サイクル装置100C、第4冷凍サイクル装置100Dと称する。また、開閉部セット61について、右側から順に、第1開閉部セット61A、第2開閉部セット61B、第3開閉部セット61C、第4開閉部セット61D、第5開閉部セット61Eと称する。
ステップS201にて、図5に記載の制御部15は、熱媒体の温度t1が第1下限定格温度T1と第1上限定格温度T2との間にあるか否かを判断する。なお、第1下限定格温度T1は、例えば6℃であり、第1上限定格温度T2は、例えば8℃である。ステップS201にて、熱媒体の温度t1が第1下限定格温度T1と第1上限定格温度T2との間にない場合には、ステップS202にて、制御部15は、第1冷凍サイクル装置100A〜第4冷凍サイクル装置100Dの運転を変更する。ステップS202で第1冷凍サイクル装置100A〜第4冷凍サイクル装置100Dの運転を変更した後に、ステップS203にて、制御部15は、第1開閉部セット61A〜第5開閉部セット61Eを切り替える。
図17は、この発明の実施の形態3に係る冷凍サイクルシステムの動作モードを説明する表である。
冷凍サイクルシステム304は、例えば、第1動作モードで運転している。第1動作モードでは、第1冷凍サイクル装置100Aが冷房運転を行っており、第4冷凍サイクル装置100Dが暖房運転を行っている。このときに、第1開閉部セット61Aは開放されており、第2開閉部セット61B〜第4開閉部セット61Dは閉止されており、第5開閉部セット61Eは開放されている。すなわち、第1負荷70には、第1冷凍サイクル装置100Aで冷却された冷媒が循環しており、第2負荷80には、第4冷凍サイクル装置100Dで加熱された冷媒が循環している。
このときに、閉止された第2開閉部セット61Bと閉止された第3開閉部セット61Cとの間に位置する熱媒体熱交換器50を備えた第2冷凍サイクル装置100B、および、閉止された第3開閉部セット61Cと閉止された第4開閉部セット61Dとの間に位置する熱媒体熱交換器50を備えた第3冷凍サイクル装置100Cは、運転を停止している。
冷凍サイクルシステム304が、第1動作モードで運転している場合に、図16に示すステップS201にて、熱媒体の温度t1が第1上限定格温度T2よりも高くなった場合には、第1負荷70の冷房負荷が大きいと考えられる。そこで、制御部15は、例えば、図17に示す第1動作モードから第2動作モードに切り替える。すなわち、ステップS202にて、第2冷凍サイクル装置100Bの冷房運転を開始する。そして、ステップS203にて、第2開閉部セットを開放する。このようにして、第1負荷70の冷房負荷が大きくなったときに、冷凍サイクル装置を追加起動する。
なお、上記の説明では、1台の第2冷凍サイクル装置100Bを追加起動する例について説明したが、制御部15は、第2冷凍サイクル装置100Bおよび第3冷凍サイクル装置100Cを追加起動してもよい。また、制御部15は、第2冷凍サイクル装置100B、第3冷凍サイクル装置100Cおよび第4冷凍サイクル装置100Dを追加起動してもよい。
実施の形態3では、熱媒体入口流路に流れる熱媒体の温度に基づいて、冷凍サイクルシステムの動作モードを切り替える例についての説明を行ったが、実施の形態4では、圧縮機の運転周波数に基づいて、冷凍サイクルシステムの動作モードを切り替える。なお、この実施の形態において、特に記述しない項目については実施の形態3と同様とし、同一の機能または構成については同一の符号を用いて述べることとする。
ステップS301にて、図5に記載の制御部15は、圧縮機1の運転周波数f1が第1下限周波数F1と第1上限周波数F2との間にあるか否かを判断する。例えば、運転周波数f1が第1下限周波数F1以下の場合は、冷房負荷が小さい場合であり、運転周波数f1が第1上限周波数F2以上の場合は、冷房負荷が大きい場合である。ここで、圧縮機1の運転周波数f1は、運転されている複数台または1台の圧縮機1の運転周波数の合計である。圧縮機1の運転周波数f1は、運転されている各々の圧縮機1の運転周波数であってもよい。ステップS301にて、圧縮機1の運転周波数f1が第1下限周波数F1と第1上限周波数F2との間にない場合には、ステップS302にて、制御部15は、第1冷凍サイクル装置100A〜第4冷凍サイクル装置100Dの運転を変更する。ステップS302で第1冷凍サイクル装置100A〜第4冷凍サイクル装置100Dの運転を変更した後に、ステップS303にて、制御部15は、第1開閉部セット61A〜第5開閉部セット61Eを切り替える。
Claims (11)
- 圧縮機と、流路切替装置と、熱源側熱交換器と、膨張装置と、熱媒体が流れる熱媒体流路と該熱媒体と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路とを有する熱媒体熱交換器の該冷媒流路と、が、冷媒配管で接続され、内部を前記冷媒が循環する冷媒回路を備え、
複数台が連結されて冷凍サイクルシステムを構成する冷凍サイクル装置であって、
両端部が連結部であり、途中部が前記熱媒体熱交換器の熱媒体流入口に接続された熱媒体入口配管と、
両端部が連結部であり、途中部が前記熱媒体熱交換器の熱媒体流出口に接続された熱媒体出口配管と、
前記熱媒体入口配管および前記熱媒体出口配管の、前記途中部と前記両端部のうちの少なくとも一方の端部との間に設置された開閉手段セットと、を備えた冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒回路を収容したケーシングをさらに備え、
前記熱媒体入口配管および前記熱媒体出口配管の少なくとも一方は、一方の端部が前記ケーシングの端面から離間して前記ケーシングの内部に位置し、他方の端部が前記ケーシングの端面から突出している請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒回路を収容したケーシングをさらに備え、
前記熱媒体入口配管および前記熱媒体出口配管の少なくとも一方は、前記途中部を有し前記途中部から両側に延びる第1配管部、および前記第1配管部の少なくとも一方の側に接続される第2配管部を含み、
前記第1配管部の両方の端部は、前記ケーシングの端面から離間して前記ケーシングの内部に位置しており、
前記第2配管部の前記第1配管部に接続されない側の端部は、前記ケーシングの端面から突出する状態で接続され、
前記開閉手段セットは、前記第1配管部に設置された請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒回路を収容したケーシングをさらに備え、
前記熱媒体入口配管および前記熱媒体出口配管の少なくとも一方は、前記途中部を有し前記途中部から両側に延びる第1配管部、および前記第1配管部の少なくとも一方の側に接続される第2配管部を含み、
前記第1配管部の両方の端部は、前記ケーシングの端面から離間して前記ケーシングの内部に位置しており、
前記第2配管部の前記第1配管部に接続されない側の端部は、前記ケーシングの端面から突出する状態で接続され、
前記開閉手段セットは、前記第2配管部に設置された請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 請求項2〜請求項4の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置が複数台連結された冷凍サイクルシステムであって、
前記熱媒体入口配管および前記熱媒体出口配管の端部は、複数の前記ケーシングのいずれかの内部で接続されていることを特徴とする冷凍サイクルシステム。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置を複数台備え、
複数の前記熱媒体入口配管が連結された熱媒体入口流路および複数の前記熱媒体出口配管が連結された熱媒体出口流路の一端側に、第1負荷が接続され、他端側に、第2負荷が接続されており、
前記熱媒体入口流路および前記熱媒体出口流路における、複数の前記熱媒体熱交換器のうちの少なくとも1台の前記熱媒体熱交換器の、前記熱媒体流入口および前記熱媒体流出口の両側に、前記開閉手段セットが設置されるように、前記冷凍サイクル装置が連結された冷凍サイクルシステム。 - 圧縮機と、流路切替装置と、熱源側熱交換器と、膨張装置と、熱媒体が流れる熱媒体流路と該熱媒体と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路とを有する熱媒体熱交換器の該冷媒流路と、が、冷媒配管で接続され、内部を前記冷媒が循環する複数の冷媒回路と、
前記複数の熱媒体熱交換器の熱媒体流入口のそれぞれが接続された熱媒体入口流路と、
前記複数の熱媒体熱交換器の熱媒体流出口のそれぞれが接続された熱媒体出口流路と、
前記熱媒体入口流路および前記熱媒体出口流路における、前記複数の熱媒体熱交換器のうちの少なくとも1台の前記熱媒体熱交換器の前記熱媒体流入口および前記熱媒体流出口の両側に設置された開閉手段セットと、を備え、
前記熱媒体入口流路および前記熱媒体出口流路の一端側に、第1負荷が接続され、他端側に、第2負荷が接続された冷凍サイクルシステム。 - 前記流路切替装置および前記開閉手段セットの制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記第1負荷に加熱した前記熱媒体を供給し、且つ、前記第2負荷に冷却した前記熱媒体を供給するように、前記流路切替装置および前記開閉手段セットの制御を行う請求項6または請求項7に記載の冷凍サイクルシステム。 - 前記制御部は、閉止された前記開閉手段セットの間に位置する前記熱媒体熱交換器に接続された前記圧縮機の動作を停止する請求項8記載の冷凍サイクルシステム。
- 前記熱媒体入口流路に設置され、前記熱媒体入口流路内の熱媒体の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記圧縮機、前記流路切替装置および前記開閉手段セットの制御を行うことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の冷凍サイクルシステム。 - 前記圧縮機の運転周波数を検出する圧縮機運転周波数検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記圧縮機運転周波数検出部の検出結果に基づいて、前記圧縮機、前記流路切替装置および前記開閉手段セットの制御を行うことを特徴とする請求項8〜請求項10の何れか1項に記載の冷凍サイクルシステム。
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