KR101895175B1 - 열원기 및 열원 장치 - Google Patents

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유우지 마츠모토
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Abstract

열원기는 복수의 압축기와 컨트롤러를 구비한다. 이 컨트롤러는, 상기 복수의 압축기 중 어느 것의 능력을 저감하는 릴리스 제어가 실행된 경우, 상기 복수의 압축기 중 상기 릴리스 제어의 대상이 된 상기 압축기를 제외한 1개 또는 복수의 상기 압축기의 능력을, 상기 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시킨다.

Description

열원기 및 열원 장치{HEAT SOURCE MACHINE AND HEAT SOURCE DEVICE}
본 발명의 실시형태는 복수의 압축기를 구비한 열원기, 및 복수의 열원기를 구비한 열원 장치에 관한 것이다.
각각 압축기를 포함하는 복수의 냉동 사이클을 구비하고, 이들 냉동 사이클의 운전에 의해 얻어지는 온열 또는 냉열을 부하측(이용측)에 공급하는 열원기가 알려져 있다.
일본 특허 공개 제 2008-224182 호 공보
복수의 냉동 사이클을 구비한 열원기에서는, 각 냉동 사이클의 공기 열교환기에 이송되는 공기의 온도나 양에 편차가 생긴 경우 등 어느 냉동 사이클의 운전 상태가 악화되어, 그 냉동 사이클에 있어서의 압축기의 운전 전류가 이상 상승하는 경우가 있다. 이 경우, 운전 전류의 이상 상승을 억제하는 릴리스 제어가 들어가고, 그 영향으로, 열원기의 에너지 소비 효율, 이른바 COP(Coefficient-Of-Performance)가 저하되어 버린다.
본 발명의 실시형태의 목적은 에너지 소비 효율의 저하를 방지할 수 있는 열원기 및 열원 장치를 제공하는 것이다.
청구항 1의 열원기는 복수의 압축기와 컨트롤러를 구비한다. 이 컨트롤러는, 상기 복수의 압축기 중 어느 것의 능력을 저감하는 릴리스 제어가 실행된 경우, 상기 복수의 압축기 중 상기 릴리스 제어의 대상이 된 상기 압축기를 제외한 1개 또는 복수의 상기 압축기의 능력을, 상기 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시킨다.
청구항 5의 열원 장치는 복수의 열원기와 컨트롤러를 구비한다. 이 컨트롤러는, 상기 복수의 열원기 중 어느 것의 능력을 저감하는 릴리스 제어가 실행된 경우, 상기 복수의 열원기 중 상기 릴리스 제어가 실행된 상기 열원기를 제외한 1개 또는 복수의 상기 열원기의 능력을, 상기 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시킨다.
도 1은 제 1 실시형태의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 각 실시형태에 있어서의 각 열원기의 냉동 사이클의 구성을 도시하는 도면,
도 3은 제 1 실시형태에 있어서의 각 열원기의 모듈 컨트롤러의 구성을 도시하는 도면,
도 4는 제 1 실시형태에 있어서의 시스템 컨트롤러의 제어를 도시하는 흐름도,
도 5는 제 1 실시형태에 있어서의 각 열원기의 모듈 컨트롤러의 제어를 도시하는 흐름도,
도 6은 제 2 실시형태에 있어서의 각 열원기의 모듈 컨트롤러의 구성을 도시하는 도면,
도 7은 제 2 실시형태에 있어서의 시스템 컨트롤러의 구성을 도시하는 도면,
도 8은 제 2 실시형태에 있어서의 각 열원기의 모듈 컨트롤러의 제어를 도시하는 흐름도,
도 9는 제 2 실시형태에 있어서의 시스템 컨트롤러의 제어를 도시하는 흐름도.
[1] 제 1 실시형태
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 열원기(1a, 1b, … 1n)가 열매체 배관(2a)(이하, 수배관(水配管)(2a)이라 함) 및 열매체 배관(2b)(이하, 수배관(2b)이라 함)을 거쳐서 서로 병렬 접속된다. 이 병렬 접속에 의해, 열원기(1a, 1b, … 1n)를 각각 모듈로서 탑재한 열원 장치(1)가 구성된다.
열원기(1a)는 열매체 열교환기인, 예컨대 수열교환기(水熱交換器), 이 수열교환기의 냉매 유로를 포함하는 복수의 히트 펌프식 냉동 사이클, 및 펌프를 구비하고, 수배관(2b)의 물(열매체)을 펌프의 흡입압에 의해 수열교환기의 수류로(水流路)에 도입하고, 도입한 물을 각 히트 펌프식 냉동 사이클의 운전에 의한 냉매 순환에 의해 가열 또는 냉각하고, 그 가열 또는 냉각한 물을 펌프의 토출압에 의해 수배관(2a)에 공급한다. 열원기(1b, … 1n)도 동일한 구성을 갖는다.
열원 장치(1)로부터 도출되는 수배관(2a) 및 수배관(2b)에, 복수의 부하인 예컨대 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)가 접속된다. 이들 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)는, 수배관(2a, 2b)을 거쳐서 서로 병렬 접속된 상태에 있으며, 수배관(2a)으로부터 유입되는 물과 실내 팬으로부터 이송되는 실내 공기로 열교환하는 이용측 열교환기를 구비하고, 열교환한 후의 물을 수배관(2b)으로 유출한다.
이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 수류 출구로 이어지는 수배관(2b)의 지관에 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n)가 배설된다. 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n)는 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)에 흐르는 물의 양을 개도 변화에 의해 조정한다.
수배관(2b)에 있어서, 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 수류 출구로 이어지는 지관보다 하류측의 위치에 유량 센서(5)가 배치된다. 유량 센서(5)는 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)에 흐르는 물의 양(Q)을 검지한다.
수배관(2a)에 있어서의 열원기(1a, 1b, … 1n)의 접속 위치와 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 접속 위치와의 사이에 바이패스 배관(6)의 일단이 접속된다. 바이패스 배관(6)의 타단은 수배관(2b)에 있어서의 유량 센서(5)의 배치 위치보다 하류측의 위치에 접속된다. 바이패스 배관(6)은 열원기(1a, 1b, … 1n)로부터 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)로 흐르는 물을 바이패스하여 열원기(1a, 1b, … 1n)측으로 되돌린다. 이 바이패스 배관(6)의 중도부에 유량 조정 밸브(7)가 배설된다. 유량 조정 밸브(7)는 바이패스 밸브라고도 칭하며, 바이패스 배관(6)에 흐르는 물의 양을 개도 변화에 의해 조정한다.
바이패스 배관(6)의 일단과 타단 사이에, 압력차 검지 수단으로서 차압 센서(8)가 배치된다. 차압 센서(8)는 바이패스 배관(6)의 일단의 물의 압력과 타단의 물의 압력과의 차이(바이패스 배관(6)의 양단 간의 물의 압력차)(P)를 검지한다.
열원기(1a)에 탑재된 복수의 히트 펌프식 냉동 사이클을 도 2에 도시한다.
압축기(21)의 토출 냉매가 사방 밸브(22)를 거쳐서 공기 열교환기(23a, 23b)를 흐르고, 그 공기 열교환기(23a, 23b)를 지난 냉매가 전자 팽창 밸브(24a, 24b)를 거쳐서 수열교환기(열매체 열교환기)(30)의 제 1 냉매 유로를 흐른다. 수열교환기(30)의 제 1 냉매 유로를 지난 냉매는 사방 밸브(22) 및 어큐뮬레이터(25)를 통하여 압축기(21)에 흡입된다. 이 냉매 흐름 방향은 냉각 운전(냉수 생성 운전) 시의 것이며, 공기 열교환기(23a, 23b)가 응축기, 수열교환기(30)의 제 1 냉매 유로가 증발기로서 기능한다. 가열 운전(온수 생성 운전) 시는, 사방 밸브(22)의 유로가 전환되어 냉매의 흐름 방향이 역이 되고, 수열교환기(30)의 제 1 냉매 유로가 응축기, 공기 열교환기(23a, 23b)가 증발기로서 기능한다.
이 압축기(21), 사방 밸브(22), 공기 열교환기(23a, 23b), 전자 팽창 밸브(24a, 24b), 수열교환기(30)의 제 1 냉매 유로, 및 어큐뮬레이터(25)에 의해, 제 1 히트 펌프식 냉동 사이클이 구성된다. 공기 열교환기(23a, 23b)의 근방에, 외기 도입용의 실외 팬(26)이 배치된다. 공기 열교환기(23a, 23b)와 전자 팽창 밸브(24a, 24b) 사이의 냉매 배관에, 냉매의 응축 온도(Tc)를 검지하는 온도 센서(27a, 27b)가 장착된다.
이 제 1 히트 펌프식 냉동 사이클과 마찬가지로, 압축기(41), 사방 밸브(42), 공기 열교환기(43a, 43b), 전자 팽창 밸브(44a, 44b), 수열교환기(30)의 제 2 냉매 유로, 및 어큐뮬레이터(45)에 의해 제 2 히트 펌프식 냉동 사이클이 구성되고, 압축기(51), 사방 밸브(52), 공기 열교환기(53a, 53b), 전자 팽창 밸브(54a, 54b), 수열교환기(60)의 제 1 냉매 유로, 및 어큐뮬레이터(55)에 의해 제 3 히트 펌프식 냉동 사이클이 구성되며, 압축기(71), 사방 밸브(72), 공기 열교환기(73a, 73b), 전자 팽창 밸브(74a, 74b), 수열교환기(60)의 제 2 냉매 유로, 및 어큐뮬레이터(75)에 의해 제 4 히트 펌프식 냉동 사이클이 구성된다.
또한, 공기 열교환기(43a, 43b)의 근방에 외기 도입용의 실외 팬(46)이 배치되고, 공기 열교환기(53a, 53b)의 근방에 외기 도입용의 실외 팬(56)이 배치되며, 공기 열교환기(73a, 73b)의 근방에 외기 도입용의 실외 팬(76)이 배치된다.
또한, 공기 열교환기(43a, 43b)와 전자 팽창 밸브(44a, 44b) 사이의 냉매 배관에, 냉매의 응축 온도(Tc)를 검지하는 온도 센서(47a, 47b)가 장착되고, 공기 열교환기(53a, 53b)와 전자 팽창 밸브(54a, 54b) 사이의 냉매 배관에, 냉매의 응축 온도(Tc)를 검지하는 온도 센서(57a, 57b)가 장착되며, 공기 열교환기(73a, 73b)와 전자 팽창 밸브(74a, 74b) 사이의 냉매 배관에, 냉매의 응축 온도(Tc)를 검지하는 온도 센서(77a, 77b)가 장착된다.
각 히트 펌프식 냉동 사이클에 있어서의 압축기(21, 41, 51, 71)는 인버터(91, 92, 93, 94)로부터 공급되는 교류 전압에 의해 동작하는 모터를 갖고, 그 모터의 회전수에 따라서 능력이 변화한다. 인버터(91, 92, 93, 94)는 상용 교류 전원(90)의 전압을 정류하고, 정류 후의 직류 전압을 후술의 시스템 컨트롤러(10)로부터의 지령에 따른 스위칭에 의해 소정 주파수의 교류 전압으로 변환하며, 변환한 교류 전압을 압축기(21, 41, 51, 71)의 모터에 대한 구동 전력으로서 출력한다.
인버터(91, 92, 93, 94)의 출력 전압의 주파수(출력 주파수)(F)를 변화시키는 것에 의해, 압축기(21, 41, 51, 71)의 모터의 회전수가 변화하고, 그에 따라서 압축기(21, 41, 51, 71)의 능력이 변화한다.
인버터(91, 92, 93, 94)의 출력단과 압축기(21, 41, 51, 71)의 모터와의 사이의 통전 라인에, 전류 센서(96, 97, 98, 99)가 각각 장착된다. 전류 센서(96, 97, 98, 99)는 압축기(21, 41, 51, 71)의 모터에 흐르는 전류(Im)를 각각 운전 전류로서 검지한다.
수배관(2b)의 물은 수열교환기(60) 및 수열교환기(30)의 각각 수류로를 통하여, 수배관(2a)으로 인도된다. 또한, 수배관(2b)에 입구 수온 센서(9b)가 마련되고, 수배관(2a)에 출구 수온 센서(9a)가 마련된다. 입구 수온 센서(9b)는 열원기에 도입되는 물의 온도(Twi)를 검지하고, 출구 수온 센서(9a)는 열원기로부터 도출되는 물의 온도(Two)를 검지한다.
수배관(2b)과 수열교환기(60)의 수류로와의 사이의 수배관에 펌프(80)가 배설된다. 펌프(80)는 인버터(95)로부터 공급되는 교류 전압에 의해 동작하는 모터를 갖고, 그 모터의 회전수에 따라서 능력(양정)이 변화한다. 인버터(95)는 상용 교류 전원(90)의 전압을 정류하고, 정류 후의 직류 전압을 후술의 모듈 컨트롤러(11a)로부터의 지령에 따른 스위칭에 의해 소정 주파수의 교류 전압으로 변환하고, 변환한 교류 전압을 펌프(80)의 모터에 대한 구동 전력으로서 출력한다. 이 인버터(95)의 출력 전압의 주파수(출력 주파수)(F)를 변화시키는 것에 의해, 펌프(80)의 모터의 회전수가 변화하고, 그에 따라서 펌프(80)의 능력이 변화한다.
이들 제 1 내지 제 4 히트 펌프식 냉동 사이클은 열원기(1b, … 1n)에도 탑재되어 있다.
한편, 열원기(1a)는 해당 열원기(1a)에 탑재된 제 1 내지 제 4 히트 펌프식 냉동 사이클의 운전을 제어하는 모듈 컨트롤러(11a)를 구비한다. 나머지의 열원기(1b, … 1n)도 제 1 내지 제 4 히트 펌프식 냉동 사이클의 운전을 제어하는 모듈 컨트롤러(11b, … 11n)를 구비한다.
모듈 컨트롤러(11a, 11b, … 11n)는 시스템 컨트롤러(10)에 통신선 접속된다. 시스템 컨트롤러(10)에는, 상기 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n), 유량 센서(5), 유량 조정 밸브(7), 차압 센서(8)도 접속된다.
시스템 컨트롤러(10)는, 열원기(1a, 1b, … 1n), 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n) 및 유량 조정 밸브(7)를 통괄적으로 제어하는 것이며, 주요한 기능으로서, 제 1 제어부(101) 및 제 2 제어부(102)를 포함한다.
제 1 제어부(101)는 부하인 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 요구 능력(실내 공기 온도(Ta)와 설정 온도(Ts)의 차이)에 따라서 열원기(1a, 1b, … 1n)의 운전 대수 및 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n)의 조정량(개도)을 제어한다.
제 2 제어부(102)는 유량 센서(5)의 검지 유량(Qt)에 따라서 유량 조정 밸브(7)의 조정량(개도)을 제어한다.
모듈 컨트롤러(11a)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 주요한 기능으로서, 능력 제어부(111), 릴리스 제어부(112) 및 능력 보상 제어부(113)를 포함한다.
능력 제어부(111)는, 출구 수온 센서(9b)에서 검지된 수온(Two)이 미리 설정된 목표 출구 수온(Twt)이 되도록 압축기(21, 41, 51, 71)의 능력(운전 주파수(F))을 제어한다.
릴리스 제어부(112)는, 압축기(21, 41, 51, 71) 중 어느 것의 운전 전류(전류 센서(96, 97, 98, 99)의 검지 전류)(Im)가 이상 상승하여 허용 상한값에 가까운 규정값(Ims)에 도달한 경우, 그 이상 상승한 압축기의 능력(운전 주파수(F))을 저감하는, 이른바 릴리스 제어를 실행한다.
능력 보상 제어부(113)는, 상기 릴리스 제어가 실행된 경우, 압축기(21, 41, 51, 71) 중 상기 릴리스 제어의 대상이 된 압축기를 제외한 1개 또는 복수의 압축기(운전 중)의 능력을 상기 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시킨다.
또한, 능력 보상 제어부(113)는, 구체적으로는, 상기 릴리스 제어가 실행된 경우, 압축기(21, 41, 51, 71) 중 상기 릴리스 제어의 대상이 된 압축기의 그 릴리스 제어에 의한 능력 저감량을, 그 릴리스 제어의 대상이 된 압축기를 제외한 1개 또는 복수의 압축기(운전 중)로 안분한다. 그리고, 능력 보상 제어부(113)는, 상기 릴리스 제어의 대상이 된 압축기를 제외한 1개 또는 복수의 압축기(운전 중)의 능력을 상기 안분한 능력분만큼 증가시킨다.
모듈 컨트롤러(11b, … 11n)도 동일하게 능력 제어부(111), 릴리스 제어부(112), 능력 보상 제어부(113)를 포함한다.
다음에, 시스템 컨트롤러(10)가 실행하는 제어를 도 4의 흐름도를 참조하면서 설명한다.
시스템 컨트롤러(10)는 부하인 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 요구 능력(실내 공기 온도(Ta)와 설정 온도(Ts)의 차이)에 따라서 열원기(1a, 1b, … 1n)의 운전 대수 및 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n)의 조정량(개도)을 제어한다(단계(S1)). 그리고, 시스템 컨트롤러(10)는 유량 센서(5)의 검지 유량(Qt)에 따라서 유량 조정 밸브(7)의 조정량(개도)을 제어한다(단계(S2)). 그 후, 시스템 컨트롤러(10)는 단계(S1)의 처리로 되돌아온다.
한편, 모듈 컨트롤러(11a)가 실행하는 제어를 도 5의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 또한, 모듈 컨트롤러(11b, … 11n)가 실행하는 제어는 모듈 컨트롤러(11a)가 실행하는 제어와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
모듈 컨트롤러(11a)는 출구 수온 센서(9b)에서 검지된 수온(Two)이 미리 설정된 목표 출구 수온(Twt)이 되도록 압축기(21, 41, 51, 71)의 능력(운전 주파수(F))을 제어한다(단계(S11)).
그리고, 모듈 컨트롤러(11a)는 압축기(21)의 운전 전류(Im)와 규정값(Ims)을 비교한다(단계(S12)). 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 규정값(Ims) 미만인 경우(단계(S12)의 아니오), 모듈 컨트롤러(11a)는 상기 단계(S11)의 처리로 되돌아온다.
설치 조건이나 환경 조건 등의 변화에 의해, 열원기(1a)에 있어서의 제 1 내지 제 4 히트 펌프식 냉동 사이클의 각 공기 열교환기로 이송되는 공기의 온도나 양에 편차가 생기고, 그것이 원인이 되어 예컨대 제 1 히트 펌프식 냉동 사이클의 운전 상태가 악화되어 열원기(1a)에 있어서의 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 이상 상승한 경우를 예로 설명한다.
압축기(21)의 운전 전류(Im)가 이상 상승하여 규정값(Ims)에 도달한 경우(단계(S12)의 예), 모듈 컨트롤러(11a)는 인버터(91)의 출력 주파수(F)를 소정값(Fa)만큼 저감하는 릴리스 제어를 실행한다(단계(S13)). 이 릴리스 제어의 실행에 의해, 압축기(21)의 능력이 저감하여, 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 규정값(Ims) 미만으로 억제된다. 이 억제에 의해, 열원기(1a)에 있어서의 전기 기기의 불필요한 온도 상승을 방지할 수 있다.
이 릴리스 제어의 실행에 따라서, 모듈 컨트롤러(11a)는 릴리스 제어의 대상이 된 압축기(21)를 제외한 다른 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기(압축기(41, 51, 71) 중 어느 것)의 능력을, 그 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시킨다(단계(S14)).
구체적으로는, 모듈 컨트롤러(11a)는 릴리스 제어에 의한 압축기(21)의 능력 저감량을 다른 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기(압축기(41, 51, 71) 중 어느 것)로 안분하고, 안분한 능력분에 각각 대응하는 주파수(ΔF)만큼 1개 또는 복수의 인버터(인버터(92, 93, 94) 중 어느 것)의 출력 주파수(F)를 각각 증가시킨다. 즉, 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기(압축기(41, 51, 71) 중 어느 것)의 능력이 상기 안분한 능력분만큼 각각 증가된다. 또한, 모듈 컨트롤러(11a)는, 상기 안분 시에, 안분의 비율을 운전 중의 압축기(41, 51, 71)의 정격 용량이나 현시점의 능력 등에 근거하여 결정한다.
이와 같이, 릴리스 제어에 의한 압축기(21)의 능력 저감량을 다른 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기(압축기(41, 51, 71) 중 어느 것)로 안분하고, 안분한 능력분만큼 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기(압축기(41, 51, 71) 중 어느 것)의 능력을 각각 증가시킴으로써, 릴리스 제어에 의한 압축기(21)의 능력의 저감을 보상할 수 있다.
릴리스 제어에 의해 압축기(21)의 능력이 저감된 채로는, 열원기(1a)의 에너지 소비 효율, 이른바 COP(Coefficient-Of-Performance)가 저하되어 버리지만, 릴리스 제어에 의한 압축기(21)의 능력 저감분을 다른 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기(압축기(41, 51, 71) 중 어느 것)의 능력 증가에 의해 보상하므로, 열원기(1a)의 COP의 저하를 방지할 수 있다.
시스템 컨트롤러(10)는 단계(S14)의 처리 후 상기 단계(S11)의 처리로 되돌아온다.
[2] 제 2 실시형태
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
모듈 컨트롤러(11a)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 능력 제어부(211) 및 릴리스 제어부(212)를 포함한다.
능력 제어부(211)는 출구 수온 센서(9b)에서 검지된 수온(Two)이 미리 설정된 목표 출구 수온(Twt)이 되도록 압축기(21, 41, 51, 71)의 능력(운전 주파수(F))을 제어한다. 또한, 능력 제어부(211)는, 시스템 컨트롤러(10)의 후술의 능력 보상 제어부(203)로부터 능력의 증가가 지령된 경우에, 그 지령에 따른 능력 증가분만큼 압축기(21, 41, 51, 71)의 능력(운전 주파수(F))을 증가시키는 제어를 적절히 실행한다.
릴리스 제어부(212)는, 압축기(21, 41, 51, 71) 중 어느 것의 운전 전류(전류 센서(96, 97, 98, 99)의 검지 전류)(Im)가 이상 상승하여 허용 상한값에 가까운 규정값(Ims)에 도달한 경우, 그 이상 상승한 압축기의 능력(운전 주파수(F))을 저감하는, 이른바 릴리스 제어를 실행한다.
모듈 컨트롤러(11b, … 11n)도 동일하게 능력 제어부(211) 및 릴리스 제어부(212)를 포함한다.
시스템 컨트롤러(10)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제 1 제어부(201), 제 2 제어부(202) 및 능력 보상 제어부(103)를 포함한다.
제 1 제어부(201)는 부하인 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 요구 능력(실내 공기 온도(Ta)와 설정 온도(Ts)의 차이)에 따라서 열원기(1a, 1b, … 1n)의 운전 대수 및 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n)의 조정량(개도)을 제어한다.
제 2 제어부(202)는 유량 센서(5)의 검지 유량(Qt)에 따라서 유량 조정 밸브(7)의 조정량(개도)을 제어한다.
능력 보상 제어부(203)는, 열원기(1a, 1b, … 1n) 중 어느 것에서 릴리스 제어가 실행된 경우, 열원기(1a, 1b, … 1n) 중 그 릴리스 제어가 실행된 열원기를 제외한 운전 중의 1개 또는 복수의 열원기의 능력을, 그 릴리스 제어에 의한 능력 저감분만큼 증가시키기 위해, 그 취지를 열원기(1a, 1b, … 1n)의 모듈 컨트롤러(11a, 11b, … 11n)에 지령한다.
또한, 능력 보상 제어부(103)는, 구체적으로는, 열원기(1a, 1b, … 1n) 중 어느 것에서 릴리스 제어가 실행된 경우, 그 릴리스 제어가 실행된 열원기의 그 릴리스 제어에 의한 능력 저감량을, 그 릴리스 제어가 실행된 열원기를 제외한 운전 중의 1개 또는 복수의 열원기로 안분한다. 그리고, 능력 보상 제어부(103)는, 상기 릴리스 제어가 실행된 열원기를 제외한 운전 중의 1개 또는 복수의 열원기의 능력을 상기 안분한 능력분만큼 증가시킨다.
다른 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 그 설명은 생략한다.
다음에, 모듈 컨트롤러(11a)가 실행하는 제어를 도 8의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 또한, 모듈 컨트롤러(11b, … 11n)가 실행하는 제어는 모듈 컨트롤러(11a)가 실행하는 제어와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
모듈 컨트롤러(11a)는, 출구 수온 센서(9b)에서 검지된 수온(Two)이 미리 설정된 목표 출구 수온(Twt)이 되도록 압축기(21, 41, 51, 71)의 능력(운전 주파수(F))을 제어한다(단계(S21)).
그리고, 모듈 컨트롤러(11a)는 압축기(21)의 운전 전류(Im)와 규정값(Ims)을 비교한다(단계(S22)). 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 규정값(Ims) 미만인 경우(단계(S22)의 아니오), 모듈 컨트롤러(11a)는 상기 단계(S21)의 처리로 되돌아온다.
설치 조건이나 환경 조건 등의 변화에 의해, 열원기(1a)에 있어서의 제 1 내지 제 4 히트 펌프식 냉동 사이클의 각 공기 열교환기에 이송되는 공기의 온도나 양에 편차가 생기고, 그것이 원인이 되어 예컨대 제 1 히트 펌프식 냉동 사이클의 운전 상태가 악화되어 열원기(1a)에 있어서의 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 이상 상승한 경우를 예로 설명한다.
열원기(1a)에 있어서의 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 이상 상승하여 규정값(Ims)에 도달한 경우(단계(S22)의 예), 모듈 컨트롤러(11a)는 인버터(91)의 출력 주파수(F)를 소정값(Fa)만큼 저감하는 릴리스 제어를 실행한다(단계(S23)). 이 릴리스 제어의 실행에 의해, 압축기(21)의 능력이 저감되어, 압축기(21)의 운전 전류(Im)가 규정값(Ims) 미만으로 억제된다. 이 억제에 의해, 열원기(1a)에 있어서의 전기 기기의 불필요한 온도 상승을 방지할 수 있다.
한편, 시스템 컨트롤러(10)가 실행하는 제어를 도 9의 흐름도를 참조하면서 설명한다.
시스템 컨트롤러(10)는 부하인 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 요구 능력(실내 공기 온도(Ta)와 설정 온도(Ts)의 차이)에 따라서 열원기(1a, 1b, … 1n)의 운전 대수 및 유량 조정 밸브(4a, 4b, … 4n)의 조정량(개도)을 제어한다(단계(S31)). 나아가, 시스템 컨트롤러(10)는 유량 센서(5)의 검지 유량(Qt)에 따라서 유량 조정 밸브(7)의 조정량(개도)을 제어한다(단계(S32)).
그리고, 시스템 컨트롤러(10)는 열원기(1a, 1b, … 1n)에 있어서의 릴리스 제어의 실행을 감시한다(단계(S33)). 열원기(1a, 1b, … 1n) 중 어느 것에서도 릴리스 제어가 실행되지 않는 경우(단계(S33)의 아니오), 시스템 컨트롤러(10)는 상기 단계(S31)의 처리로 되돌아온다.
예컨대 열원기(1a)에서 릴리스 제어가 실행된 경우(단계(S33)의 예), 시스템 컨트롤러(10)는, 릴리스 제어가 실행된 열원기(1a)를 제외한 다른 운전 중의 1개 또는 복수의 열원기(열원기(1b, … 1n) 중 어느 것)의 능력을 그 릴리스 제어에 의한 능력의 저감분만큼 증가시킨다(단계(S34)).
구체적으로는, 시스템 컨트롤러(10)는 상기 릴리스 제어에 의한 열원기(1a)의 능력 저감량을 다른 운전 중의 1개 또는 복수의 열원기(열원기(1b, … 1n) 중 어느 것)로 안분하고, 이 안분의 결과를 운전 중의 1개 또는 복수의 열원기(열원기(1b, … 1n) 중 어느 것)의 모듈 컨트롤러(모듈 컨트롤러(11b~11n) 중 어느 것)에 통보한다. 또한, 시스템 컨트롤러(10)는, 상기 안분 시에, 안분의 비율을 열원기(1b~1n)의 정격 용량이나 현시점의 능력 등에 근거하여 결정한다.
안분의 통보를 받은 운전 중의 예컨대 열원기(1b)의 모듈 컨트롤러(11b)는, 단계(S21)의 능력 제어의 처리에 있어서, 해당 열원기(1b)에 안분된 능력분만큼, 해당 열원기(1b)에 있어서의 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기의 능력을 증가시킨다. 이 경우, 모듈 컨트롤러(11b)는, 예컨대, 해당 열원기(1b)에 안분된 능력분을 해당 열원기(1b)에 있어서의 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기로 안분하고, 안분한 능력분에 각각 대응하는 주파수(ΔF)만큼 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기의 운전 주파수(F)를 증가시킨다. 즉, 해당 열원기(1b)에 있어서의 운전 중의 1개 또는 복수의 압축기의 총 능력이, 해당 열원기(1b)에 안분된 능력분만큼 증가된다.
안분의 통보를 받은 다른 운전 중의 열원기(1c~1n)의 모듈 컨트롤러(11c~11n)도 열원기(1b)의 모듈 컨트롤러(11b)와 마찬가지의 제어를 실행한다.
이와 같이, 릴리스 제어에 의한 열원기(1a)의 능력 저감량을 다른 운전 중의 열원기(1b~1n)로 안분하고, 안분한 능력분만큼 열원기(1b~1n)의 능력을 각각 증가시키는 것에 의해, 릴리스 제어에 의한 열원기(1a)의 능력의 저감을 보상할 수 있다.
릴리스 제어에 의해 열원기(1a)의 능력이 저감된 채로는, 열원 장치(1)의 에너지 소비 효율, 이른바 COP가 저하되어 버리지만, 릴리스 제어에 의한 열원기(1a)의 능력 저감분을 다른 운전 중의 열원기(1b~1n)의 능력 증가에 의해 보상하므로, 열원 장치(1)의 COP의 저하를 방지할 수 있다.
시스템 컨트롤러(10)는 단계(S34)의 처리 후 상기 단계(S31)의 처리로 되돌아온다.
[변형예]
상기 제 1 실시형태에서는, 릴리스 제어에 의한 능력 저감량을 다른 운전 중의 압축기의 능력 증가에 의해 보상하는 구성으로 했지만, 그 능력 증가를 실외 팬(26, 46, 56, 76)의 회전수 변화에 의해 실행하는 구성으로 해도 좋다. 혹은, 압축기의 능력 증가 및 실외 팬(26, 46, 56, 76)의 회전수 변화의 양쪽을 실행하는 구성으로 해도 좋다.
모듈 컨트롤러(11a)는, 냉각 운전 시, 공기 열교환기(23a~73b)에 있어서의 냉매의 응축 온도(온도 센서(27a~77b)의 검지 온도)(Tc)와 외기 온도(To)의 차이인, 이른바 열교 핀치를 구하고, 그 열교 핀치가 일정해지도록 실외 팬(26~76)의 회전수를 제어하고 있으며, 이 회전수 제어를 상기 능력 증가에 이용한다. 동일한 회전수 제어를 다른 모듈 컨트롤러(11b~11n)도 실행한다.
상기 각 실시형태에서는, 4개의 히트 펌프식 냉동 사이클 및 2개의 수열교환기가 탑재된 열원기(1a, 1b, … 1n)를 예로 설명했지만, 각 열원기에 있어서의 히트 펌프식 냉동 사이클의 개수 및 수열교환기의 개수에 대해서는 적절하게 선정 가능하다.
상기 각 실시형태에서는, 부하가 공기 열교환기인 경우를 예로 설명했지만, 부하에 대해 한정은 없으며, 예컨대 저탕 탱크의 물을 부하로 하는 경우도 마찬가지로 실시 가능하다.
상기 각 실시형태에서는, 시스템 컨트롤러(10)는, 부하인 이용측 기기(3a, 3b, … 3n)의 요구 능력(실내 공기 온도(Ta)와 설정 온도(Ts)의 차이)에 따라서, 열원기(1a, 1b, … 1n)의 운전 대수를 제어하는 예를 설명했지만, 시스템 컨트롤러(10)는 각 열원기(1a, 1b, … 1n)의 입구 수온 센서(9b), 출구 수온 센서(9a)에서 검지된 수온 및 목표 출구 수온(Twt)으로부터 산출된 열원 장치(1)의 필요 능력에 따라서 열원기(1a, 1b, … 1n)의 운전 대수를 제어하는 것도 가능하다.
그 이외, 상기 각 실시형태 및 변형예는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이 신규 실시형태 및 변형예는 그 이외의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 개서, 변경을 실행할 수 있다. 이들 실시형태나 변형은, 발명의 범위는 요지에 포함되는 동시에, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
1: 열원 장치, 1a~1n: 열원기, 2a, 2b: 수배관(열매체 배관), 3: 이용측 기기(부하), 4a~4n: 유량 조정 밸브, 5: 유량 센서, 6: 바이패스 배관, 7: 유량 조정 밸브, 8: 차압 센서, 10: 시스템 컨트롤러, 11a~11n: 모듈 컨트롤러, 21, 41, 51, 71: 압축기, 23a~73b: 공기 열교환기, 30, 60: 수열교환기(열매체 열교환기), 80: 펌프, 90: 상용 교류 전원, 91~95: 인버터, 96~99: 전류 센서

Claims (7)

  1. 복수의 압축기와,
    상기 복수의 압축기 중 어느 것의 능력을 저감하는 릴리스 제어가 실행된 경우, 상기 복수의 압축기 중 상기 릴리스 제어의 대상이 된 상기 압축기를 제외한 1개 또는 복수의 상기 압축기의 능력을, 상기 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시키는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 릴리스 제어의 대상이 된 상기 압축기의 그 릴리스 제어에 의한 능력 저감량을, 상기 복수의 압축기 중 상기 릴리스 제어의 대상이 된 상기 압축기를 제외한 복수의 상기 압축기로 안분하고,
    상기 복수의 압축기 중, 상기 릴리스 제어의 대상이 된 상기 압축기를 제외한 복수의 상기 압축기의 능력을, 상기 안분한 능력분만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는
    열원기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 압축기 중 어느 것의 운전 전류가 이상 상승한 경우에, 그 이상 상승한 압축기의 능력을 저감하는 릴리스 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는
    열원기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압축기를 각각 포함하는 복수의 냉동 사이클을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
    열원기.
  5. 복수의 열원기와,
    상기 복수의 열원기 중 어느 것의 능력을 저감하는 릴리스 제어가 실행된 경우, 상기 복수의 열원기 중 상기 릴리스 제어가 실행된 상기 열원기를 제외한 1개 또는 복수의 상기 열원기의 능력을, 상기 릴리스 제어에 의한 상기 능력 저감분만큼 증가시키는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 릴리스 제어가 실행된 상기 열원기의 그 릴리스 제어에 의한 능력 저감량을, 상기 복수의 열원기 중 상기 릴리스 제어가 실행된 상기 열원기를 제외한 복수의 상기 열원기로 안분하고,
    상기 복수의 열원기 중, 상기 릴리스 제어가 실행된 상기 열원기를 제외한 복수의 상기 열원기의 능력을, 상기 안분한 능력분만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는
    것을 특징으로 하는
    열원 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 열원기는 적어도 1개의 압축기를 각각 포함하며, 그 압축기의 운전 전류가 이상 상승한 경우에 그 압축기의 능력을 저감하는 릴리스 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는
    열원 장치.
  7. 삭제
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