KR20190087551A - 히트 펌프 시스템 - Google Patents

히트 펌프 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190087551A
KR20190087551A KR1020197018177A KR20197018177A KR20190087551A KR 20190087551 A KR20190087551 A KR 20190087551A KR 1020197018177 A KR1020197018177 A KR 1020197018177A KR 20197018177 A KR20197018177 A KR 20197018177A KR 20190087551 A KR20190087551 A KR 20190087551A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
electric motor
refrigerant
power supply
power
Prior art date
Application number
KR1020197018177A
Other languages
English (en)
Inventor
다카유키 이케다
Original Assignee
얀마 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 얀마 가부시키가이샤 filed Critical 얀마 가부시키가이샤
Publication of KR20190087551A publication Critical patent/KR20190087551A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022Compressor control arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46Improving electric energy efficiency or saving
    • F24F11/47Responding to energy costs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/02Compressor arrangements of motor-compressor units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2327/00Refrigeration system using an engine for driving a compressor
    • F25B2327/001Refrigeration system using an engine for driving a compressor of the internal combustion type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/06Several compression cycles arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

냉매 회로의 압축기로서 엔진 구동 압축기와 전동 모터 구동 압축기를 구비한 소위 하이브리드식 히트 펌프 시스템에 있어서, 합리적인 구성을 채용하면서 용장성을 지닌 구성을 실현시킬 수 있는 기술을 제공한다. 운전 제어부 (A) 로서, 엔진 (21) 의 작동 제어를 실행하는 엔진 제어부 (25) 와, 전동 모터 (31) 의 작동 제어를 실행하는 전동 모터 제어부 (35) 를 각각 별도로 구비함과 함께, 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 운전 제어부 (A) 에 공급하는 전원부 (B) 로서, 엔진 제어부 (25) 에 작동 전력을 공급하는 엔진측 전원부 (23) 와, 전동 모터 제어부 (35) 에 작동 전력을 공급하는 전동 모터측 전원부 (33) 를 각각 별도로 구비한다.

Description

히트 펌프 시스템
본 발명은, 냉매가 순환되는 냉매 회로의 압축기로서, 엔진에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 엔진 구동 압축기와, 전동 모터에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 전동 모터 구동 압축기를 구비하고,
운전 제어부와, 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 상기 운전 제어부에 공급하는 전원부를 구비한 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.
냉매가 순환되는 냉매 회로 (히트 펌프 회로) 에 압축기를 구비한 압축식 히트 펌프 시스템으로서 엔진에 의해 구동되는 엔진 구동 압축기를 구비하여 엔진을 압축기의 구동원으로 하는 엔진 구동식 히트 펌프 시스템 (이하 「GHP」라고 하는 경우가 있다.) 이나, 전동 모터에 의해 구동되는 전동 모터 구동 압축기를 구비하여 전동 모터를 압축기의 구동원으로 하는 전동 모터 구동식 히트 펌프 시스템 (이하 「EHP」라고 하는 경우가 있다.) 이 널리 보급되고 있다.
또한, 엔진 구동 압축기와 전동 모터 구동 압축기를 구비하여 엔진과 전동 모터의 양방을 압축기의 구동원으로 할 수 있는 소위 하이브리드식 히트 펌프 시스템이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조.). 이와 같은 하이브리드식 히트 펌프 시스템은, 예를 들어 엔진 구동 압축기 및 전동 모터 구동 압축기의 운전 밸런스를 제어함으로써, 에너지 비용, 환경 부하, 편리성 등을 최적화할 수 있는 것으로 주목받고 있다.
일본 공개특허공보 2013-250004호
종래의 하이브리드식 히트 펌프 시스템에서는, 전원부에 누전이나 고장 등의 장해가 발생한 경우에, 엔진 및 전동 모터는 모두 운전 제어부에 의한 작동 제어를 할 수 없게 되어 이상 정지되게 되고, 냉매 회로에 있어서의 공조 처리를 계속할 수 없게 된다는 문제가 발생한다.
또한, 이와 같은 하이브리드식 히트 펌프 시스템은, GHP 나 EHP 와 비교해서 구조가 번잡하기 때문에, 비교적 고가인 것이 되지만, 널리 보급시키기 위해서는 가능한 한 합리적인 구성을 채용하여 비용 절감을 추진하는 것이 요망되고 있다.
이런 실정을 감안하여, 본 발명의 주된 과제는, 냉매 회로의 압축기로서, 엔진에 의해 구동되는 엔진 구동 압축기와 전동 모터에 의해 구동되는 전동 모터 구동 압축기의 양방을 구비한 소위 하이브리드식 히트 펌프 시스템에 있어서, 비용 절감을 도모할 수 있는 합리적인 구성을 채용하면서 엔진 및 전동 모터 중 일방측이 누전이나 고장 등의 장해로 인해 이상 정지된 경우에도 냉매 회로의 작동을 계속할 수 있다는 용장성 (冗長性) 을 지닌 구성을 실현시킬 수 있는 기술을 제공하는 점에 있다.
본 발명의 제 1 특징 구성은, 냉매가 순환되는 냉매 회로의 압축기로서, 엔진에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 엔진 구동 압축기와, 전동 모터에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 전동 모터 구동 압축기를 구비하고,
운전 제어부와, 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 상기 운전 제어부에 공급하는 전원부를 구비한 히트 펌프 시스템으로서,
상기 운전 제어부로서, 상기 엔진의 작동 제어를 실행하는 엔진 제어부와, 상기 전동 모터의 작동 제어를 실행하는 전동 모터 제어부를 구비함과 함께,
상기 전원부로서, 상기 엔진 제어부에 작동 전력을 공급하는 엔진측 전원부와, 상기 전동 모터 제어부에 작동 전력을 공급하는 전동 모터측 전원부를 병렬 상태로 구비한다는 점에 있다.
본 구성에 따르면, 엔진측 및 전동 모터측 중 일방측의 운전 제어부 또는 전원부에 있어서 누전이나 고장 등의 장해가 발생한 경우에도, 타방측의 운전 제어부 및 전원부를 정상적인 상태로 유지할 수 있다. 이로써, 엔진 및 전동 모터 중, 일방측이 누전이나 고장 등의 장해로 인해 이상 정지된 경우에도, 타방측의 운전을 실행하여 냉매 회로의 작동을 계속할 수 있다는 용장성을 지닌 구성을 실현시킬 수 있다.
또한, 엔진 제어부 및 엔진측 전원부의 구성에 대해서는, 전동 모터측의 구성 영향을 받는 것이 아니므로, 일반적인 GHP 에서 이용되는 구성 부품의 대부분을 원용할 수 있다. 한편, 전동 모터 제어부 및 전동 모터측 전원부의 구성에 대해서는, 엔진측의 구성 영향을 받는 일이 없으므로, 일반적인 EHP 에서 이용되는 구성 부품의 대부분을 원용할 수 있다. 따라서, 합리적인 구성을 채용하여 비용 절감을 도모할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 합리적인 구성을 채용하면서 용장성을 지니게 할 수 있는 소위 하이브리드식 히트 펌프 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 2 특징 구성은, 상기 엔진측 전원부 및 상기 전동 모터측 전원부의 각각에 대하여 각각 별도의 누전 차단기를 통해서 상용 전력이 분배 공급된다는 점에 있다.
본 구성에 따르면, 엔진측 전원부 및 전동 모터측 전원부 중 일방측의 전원부에 접속된 누전 차단기가 작동하여 당해 일방측의 전원부에 대한 상용 전력의 공급이 정지된 경우에도, 타방측의 전원부에 대한 영향을 배제하고, 당해 타방측의 전원부에 대한 상용 전력의 공급을 계속할 수 있다. 이로써, 엔진 및 전동 모터의 일방이 누전 차단기의 작동에 의해 정지된 경우에도, 엔진 및 전동 모터의 타방에 의해 구동되는 압축기만을 작동시켜 냉매를 압축시키고, 냉매 회로의 작동을 계속할 수 있다.
본 발명의 제 3 특징 구성은, 상기 엔진 제어부와 상기 엔진측 전원부를 갖는 엔진측 회로부와, 상기 전동 모터 제어부와 상기 전동 모터측 전원부를 갖는 전동 모터측 회로부 중, 일방의 회로부에 대하여 타방의 회로부가 자유롭게 착탈할 수 있게 구성되어 있다는 점에 있다.
본 구성에 따르면, 엔진측 회로부에 대하여 전동 모터측 회로부가 자유롭게 착탈할 수 있거나, 또는 전동 모터측 회로부에 대하여 엔진 회로부가 자유롭게 착탈할 수 있게 구성된다. 따라서, 엔진측 회로부와 전동 모터측 회로부를 장착함으로써, 엔진 구동식 히트 펌프 시스템과 전동 모터 구동식 히트 펌프 시스템을 조합한 하이브리드식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 및 전원부를 구축할 수 있다. 또한, 하이브리드식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 및 전원부로부터 전동 모터측 회로부를 제거함으로써, 엔진 구동식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 및 전원부를 구축할 수 있다. 또한, 하이브리드식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 및 전원부로부터 엔진측 회로부를 제거함으로써, 전동 모터 구동식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 및 전원부를 구축할 수 있다. 이로써, 하이브리드식과 엔진 구동식의 사이 또는 하이브리드식과 전동 모터 구동식의 사이에서 형식 변경을 간단하면서 또한 합리적으로 실현시킬 수 있고, 구성 부품의 공통화에 따른 비용 절감을 한층 더 도모할 수 있다.
본 발명의 제 4 특징 구성은, 상기 냉매 회로에 있어서, 상기 엔진 구동 압축기 및 상기 전동 모터 구동 압축기가 병렬 상태로 접속되어 있다는 점에 있다.
본 구성에 따르면, 냉매 회로에 있어서 엔진 구동 압축기 및 전동 모터 구동 압축기가 병렬 상태로 접속되어 있다. 이런 점으로 엔진 및 전동 모터의 일방이 이상 정지된 경우에도, 엔진 및 전동 모터의 타방에 의해 구동되는 압축기만을 작동시켜 냉매를 압축시키고, 냉매 회로의 작동을 계속할 수 있다.
도 1 은 실시형태에 관련된 히트 펌프 시스템의 개략 구성도
본 발명의 실시형태에 대해서 도면에 의거하여 설명한다.
도 1 에 나타내는 히트 펌프 시스템은, 냉매가 순환되는 냉매 회로 (10) 를 구비한다. 이 냉매 회로 (10) 는, 기상 냉매를 압축기 (11) 로 압축시킨 후에 응축기로 응축시켜 응축열을 냉매로부터 공기 중으로 방출시키고, 당해 응축 후의 액상 냉매를 팽창 밸브 (15) 로 팽창시킨 후에 증발기로 증발시켜 공기 중으로부터 증발열을 냉매에 흡수시키는 소위 압축식 냉동 사이클을 실현시키는 것으로 구성되어 있다.
냉매 회로 (10) 에는, 오일 세퍼레이터 (12) 나 사방 밸브 (13) 가 형성되어 있다. 오일 세퍼레이터 (12) 는, 압축기 (11) 로 압축된 기상 냉매로부터 액상 냉매를 분리하여 압축기 (11) 에 되돌린다. 사방 밸브 (13) 는, 오일 세퍼레이터 (12) 를 통과한 기상 냉매의 송출처를, 실외기에 형성된 실외기 열교환기 (14) 측과 실내기에 형성된 실내기 열교환기 (16) 측에서 전환하는 것으로 구성되어 있다. 사방 밸브 (13) 를, 도 1 에 나타내는 상태로 전환함으로써, 실외기 열교환기 (14) 를 응축기로서 기능시킴과 함께, 실내기 열교환기 (16) 를 증발기로서 기능시키는 형태로, 당해 실내기 열교환기 (16) 에서 실내 공기를 냉각시키는 소위 냉방 운전을 실행할 수 있다. 한편, 사방 밸브 (13) 를, 도 1 에 나타내는 상태로부터 90 도 회전시키는 상태로 전환함으로써, 실외기 열교환기 (14) 를 증발기로서 기능시킴과 함께, 실내기 열교환기 (16) 를 응축기로서 기능시키는 형태로, 당해 실내기 열교환기 (16) 에서 실내 공기를 가열하는 소위 난방 운전을 실행할 수 있다.
본 히트 펌프 시스템에는, 냉매 회로 (10) 의 압축기 (11) 로서 엔진 (21) 에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 엔진 구동 압축기 (20) 와, 전동 모터 (31) 에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 전동 모터 구동 압축기 (30) 가 형성되어 있다.
즉, 본 히트 펌프 시스템은, 압축기 (11) 의 구동원을 엔진 (21) 으로 하는 엔진 구동식 히트 펌프 시스템 (GHP) 과, 압축기 (11) 의 구동원을 전동 모터 (31) 로 하는 전동 모터 구동식 히트 펌프 시스템 (EHP) 을 조합한 하이브리드식 히트 펌프 시스템으로 구성되어 있다. 또, 엔진 (21) 으로는, 엔진 형식이나 사용 연료 등을 특별히 한정할 필요는 없지만, 예를 들어 도시 가스를 사용 연료로 한 레시프로케이팅 엔진이나 가스 터빈 엔진 등을 채용할 수 있다.
냉매 회로 (10) 에 있어서, 엔진 구동 압축기 (20) 및 전동 모터 구동 압축기 (30) 는 병렬 상태로 접속되어 있다. 상세하게는 엔진 구동 압축기 (20) 의 냉매 토출부와 전동 모터 구동 압축기 (30) 의 냉매 토출부는, 사방 밸브 (13) 의 상류측 상세하게는 오일 세퍼레이터 (12) 의 상류측에서 합류되고 있다. 한편, 엔진 구동 압축기 (20) 의 냉매 유입부와 전동 모터 구동 압축기 (30) 의 냉매 유입부는, 사방 밸브 (13) 의 하류측 상세하게는 오일 세퍼레이터 (12) 에 의해 분리된 액상 냉매의 합류부의 하류측에서 분기되어 있다.
즉, 냉매 회로 (10) 에 있어서, 엔진 구동 압축기 (20) 로 압축된 냉매 및 전동 모터 구동 압축기 (30) 로 압축된 냉매의 각각은, 공통된 오일 세퍼레이터 (12) 및 사방 밸브 (13) 를 통류하게 된다.
본 히트 펌프 시스템에는, 운전 제어를 실행하는 운전 제어부 (A) 와 전원부 (B) 가 형성되어 있다. 전원부 (B) 는, 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 운전 제어부 (A) 에 공급한다. 보다 상세하게는 전원부 (B) 는, 상용 전원 (42) 으로부터 공급되는 교류의 상용 전력을 AC-DC 컨버터 등으로 직류의 작동 전력으로 변환시켜 당해 직류의 작동 전력을 운전 제어부 (A) 에 공급한다.
운전 제어부 (A) 로는, 엔진 (21) 의 작동 제어를 실행하는 엔진 제어부 (25) 와, 전동 모터 (31) 의 작동 제어를 실행하는 전동 모터 제어부 (35) 가 각각 별도로 형성되어 있다. 한편, 전원부 (B) 로는, 엔진 제어부 (25) 에 작동 전력을 공급하는 엔진측 전원부로서의 전력 변환부 (23) 와, 전동 모터 제어부 (35) 에 작동 전력을 공급하는 전동 모터측 전원부로서의 전력 변환부 (33) 가 병렬 상태로 형성되어 있다.
구체적으로 엔진 제어부 (25) 및 전력 변환부 (23) 는, 엔진측 회로부인 GHP 컨트롤러 (22) 에 실장되는 형태로 형성되어 있다. 이 GHP 컨트롤러 (22) 에는, 이들 이외에 냉매 회로 (10) 의 작동 제어를 실행하는 메인 제어부 (24) 가 실장되어 있다. 전력 변환부 (23) 는, 엔진 제어부 (25) 에 작동 전력을 공급한다. 전력 변환부 (23) 는, 엔진 제어부 (25) 에 더하여 다른 전기 기기에도 작동 전력을 공급할 수 있다. 또한, GHP 컨트롤러 (22) 의 전력 변환부 (23) 에 대해서는, 상용 전원 (42) 에 접속된 단자부 (40) 로부터 분기된 상용 전력이 누전 차단기 (28) 를 통해서 분배 공급된다.
한편, 전동 모터 제어부 (35) 및 전력 변환부 (33) 는, 상기 GHP 컨트롤러 (22) 와는 별도로 형성된 전동 모터측 회로부인 EHP 컨트롤러 (32) 에 실장되어 있다. 이 EHP 컨트롤러 (32) 에 실장된 전력 변환부 (33) 는, 전동 모터 제어부 (35) 에 더하여 다른 전기 기기에도 작동 전력을 공급할 수 있다. 또한, EHP 컨트롤러 (32) 의 전력 변환부 (33) 에 대해서는, 상용 전원 (42) 에 접속된 단자부 (40) 로부터 분기된 상용 전력이 누전 차단기 (38) 를 통해서 분배 공급된다.
요컨대, 전력 변환부 (23) 는, 상용 전원 (42) 으로부터 분배 공급되는 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 엔진 제어부 (25) 에 공급하고, 전력 변환부 (33) 도, 상용 전원 (42) 으로부터 분배 공급되는 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 전동 모터 제어부 (35) 에 공급한다. 이와 같이 엔진측 전원부인 전력 변환부 (23) 와 전동 모터측 전원부인 전력 변환부 (33) 는 병렬 상태로 구비되어 있다.
그리고, 엔진 제어부 (25) 는, 전력 변환부 (23) 로부터 작동 전력의 공급을 받아 엔진 (21) 의 작동 제어를 실행함으로써, 냉매 회로 (10) 를 작동시켜 공조 처리 등을 실시할 수 있다. 한편, 전동 모터 제어부 (35) 도, 전력 변환부 (33) 로부터 작동 전력의 공급을 받아 전동 모터 (31) 의 작동 제어를 실행함으로써, 냉매 회로 (10) 를 작동시켜 공조 처리 등을 실시할 수 있다. 이와 같이 엔진측 전원부인 전력 변환부 (23) 에 의한 작동 전력의 공급에 의해서도, 전동 모터측 전원부인 전력 변환부 (33) 에 의한 작동 전력의 공급에 의해서도, 냉매 회로 (10) 를 작동시켜 공조 처리 등을 실시할 수 있다.
또한, GHP 컨트롤러 (22) 와 EHP 컨트롤러 (32) 는, 통신부 (26, 36) 를 통해 서로 통신할 수 있게 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 예를 들어 냉매 회로 (10) 에 있어서 요구된 공조 처리를 실시하면서 에너지 비용이나 환경 부하 등이 최적화되도록 엔진 제어부 (25) 및 전동 모터 제어부 (35) 는, 엔진 (21) 및 전동 모터 (31) 각각의 출력을, 서로 협조시켜 제어할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 본 히트 펌프 시스템에서는, 엔진 제어부 (25) 및 전력 변환부 (23) 를 실장하는 GHP 컨트롤러 (22) 와, 전동 모터 제어부 (35) 및 전력 변환부 (33) 를 실장하는 EHP 컨트롤러 (32) 가 병렬 상태로 각각 별도로 형성되어 있다. 그래서, GHP 컨트롤러 (22) 및 EHP 컨트롤러 (32) 중, 일방측에 누전이나 고장 등의 장해가 발생한 경우에도, 타방측이 정상적인 상태로 유지되게 된다. 따라서, 엔진 (21) 및 전동 모터 (31) 의 일방측이 상기 장해로 인해 이상 정지된 경우에도, 타방측의 운전을 실행하여 냉매 회로 (10) 에 있어서의 공조 처리 등의 작동을 계속한다는 용장성을 지닌 구성이 실현되게 된다.
또한, 냉매 회로 (10) 에 있어서, 엔진 구동 압축기 (20) 와 전동 모터 구동 압축기 (30) 가 병렬 상태로 접속되어 있다. 그래서, 엔진 (21) 또는 전동 모터 (31) 가 이상 정지된 경우에도, 이상 정지되지 않은 엔진 (21) 또는 전동 모터 (31) 에 의해 구동되는 압축기 (11) 만을 작동시켜 냉매를 압축시키고, 냉매 회로 (10) 의 작동을 계속할 수 있다.
또한, 상용 전력의 분기부인 단자부 (40) 보다 하류에 누전 차단기 (28, 38) 가 형성되어 있다. 누전 차단기 (28, 38) 의 하류에는, 각각 엔진측 전원부인 전력 변환부 (23) 및 전동 모터측 전원부인 전력 변환부 (33) 가 형성되어 있다. 따라서, 상용 전원 (42) 으로부터 공급되는 상용 전력이, 단자부 (40) 에서 분기되어 각각 별도의 누전 차단기 (28, 38) 를 통해서 GHP 컨트롤러 (22) 의 전력 변환부 (23) 및 EHP 컨트롤러 (32) 의 전력 변환부 (33) 각각에 공급된다. 그래서, 어떠한 장해로 일방측의 누전 차단기 (28, 38) 가 작동한 경우에도, 그 영향을 받지 않고 타방측의 누전 차단기 (28, 38) 에 접속되어 있는 전력 변환부 (23, 33) 에 대한 상용 전력의 공급을 계속하여, 엔진 (21) 또는 전동 모터 (31) 의 운전을 계속할 수 있다.
또, 각각의 누전 차단기 (28, 38) 의 하류측에 있어서 각각 별도의 노이즈 필터 (도시 생략) 를 설치하고, 당해 각각 별도의 노이즈 필터를 통해서 상용 전력을 GHP 컨트롤러 (22) 의 전력 변환부 (23) 및 EHP 컨트롤러 (32) 의 전력 변환부 (33) 각각에 대하여 공급할 수 있다. 또한, 각 누전 차단기 (28, 38) 에 대한 상용 전력의 분기부의 상류측에 공통된 노이즈 필터를 설치하고, 당해 공통된 노이즈 필터를 통해서 상용 전력을 GHP 컨트롤러 (22) 의 전력 변환부 (23) 및 EHP 컨트롤러 (32) 의 전력 변환부 (33) 각각에 대하여 분배 공급할 수도 있다.
GHP 컨트롤러 (22) 는, EHP 컨트롤러 (32) 와 병렬로 배치되어 있다. 그래서, GHP 컨트롤러 (22) 의 관련 구성과 EHP 컨트롤러 (32) 의 관련 구성이 서로 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 일반적인 GHP 에 본 실시형태에 관련된 히트 펌프 시스템을 적용하여 당해 GHP 를 하이브리드식 히트 펌프 시스템으로 변경하는 경우, 당해 GHP 에서 이용되는 구성 부품의 대부분을 원용할 수 있어, 비용 절감을 도모할 수 있다. 한편, 일반적인 EHP 에 본 실시형태에 관련된 히트 펌프 시스템을 적용하여 당해 EHP 를 하이브리드식 히트 펌프 시스템으로 변경하는 경우, 당해 EHP 에서 이용되는 구성 부품의 대부분을 원용할 수 있어, 비용 절감을 도모할 수 있다.
또한, 전동 모터 제어부 (35) 및 전동 모터측 전원부로서의 전력 변환부 (33) 를 갖는 전동 모터측 회로부인 EHP 컨트롤러 (32) 가, 엔진 제어부 (25) 및 엔진측 전원부로서의 전력 변환부 (23) 를 갖는 엔진측 회로부인 GHP 컨트롤러 (22) 에 대하여 자유롭게 착탈할 수 있게 구성되어 있다. 즉, GHP 컨트롤러 (22) 에 대하여 EHP 컨트롤러 (32) 를 장착하는 것만으로, 하이브리드식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 (A) 및 전원부 (B) 가 구축되어 있다. 한편, EHP 컨트롤러 (32) 를 제거하면, GHP 컨트롤러 (22) 만에 의해 엔진 구동식 히트 펌프 시스템용의 운전 제어부 (A) 및 전원부 (B) 가 구축된다. 이로써, 하이브리드식과 엔진 구동식의 형식 변경이 간단하면서 또한 합리적으로 실현되게 되어, 구성 부품의 공통화에 따른 비용 절감을 한층 더 도모할 수 있게 된다.
또, 이와 같은 GHP 컨트롤러 (22) 측으로부터의 EHP 컨트롤러 (32) 의 분리는, GHP 컨트롤러 (22) 의 통신부 (26) 에 대한 EHP 컨트롤러 (32) 의 통신부 (36) 의 통신선에 의한 접속을 해제함과 함께, 상용 전원 (42) 에 접속된 단자부 (40) 에 대한 EHP 컨트롤러 (32) 측의 누전 차단기 (38) 의 전기 접속을 해제함으로써 행해진다. 또한, EHP 컨트롤러 (32) 를 분리하는 경우에는, 당연히 누전 차단기 (38) 나 전동 모터 (31), 전동 모터 구동 압축기 (30) 등의 EHP 컨트롤러 (32) 에 관련된 기기에 대해서도 분리할 수 있다.
〔다른 실시형태〕
(1) 상기 실시형태에서는, 냉매 회로 (10) 에 있어서 엔진 구동 압축기 (20) 와 전동 모터 구동 압축기 (30) 를 병렬 상태로 접속하도록 구성했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 냉매 회로에 있어서 엔진 구동 압축기와 전동 모터 구동 압축기를 직렬 상태로 접속시켜도 상관없다. 또한, 엔진 구동 압축기와 전동 모터 구동 압축기를 공통된 압축기로 구성함과 함께, 엔진의 축 출력과 전동 모터의 축 출력을 합성하여, 그 공통된 압축기에 입력하도록 구성해도 상관없다.
(2) 상기 실시형태에서는, 전동 모터측 회로부인 EHP 컨트롤러 (32) 를 엔진측 회로부인 GHP 컨트롤러 (22) 에 대하여 자유롭게 착탈할 수 있게 구성하고, 하이브리드식과 엔진 구동식의 형식 변경을 간단하면서 또한 합리적으로 실시하도록 구성했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 엔진측 회로부인 GHP 컨트롤러 (22) 를 전동 모터측 회로부인 EHP 컨트롤러 (32) 에 대하여 자유롭게 착탈할 수 있게 구성하고, 하이브리드식과 전동 모터 구동식의 형식 변경을 간단하면서 또한 합리적으로 실시하도록 구성해도 상관없다.
(3) 상기 실시형태에서는, 냉매 회로 (10) 에 있어서, 엔진 구동 압축기 (20) 의 냉매 토출부와 전동 모터 구동 압축기 (30) 의 냉매 토출부를 사방 밸브 (13) 의 상류측에서 합류시키고, 엔진 구동 압축기 (20) 로 압축된 냉매 및 전동 모터 구동 압축기 (30) 로 압축된 냉매의 각각을 공통된 사방 밸브 (13) 를 유통시키도록 구성했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 엔진 구동 압축기측 및 전동 모터 구동 압축기측의 각각에 사방 밸브 등을 형성하고, 엔진 구동 압축기 (20) 의 냉매 토출부와 전동 모터 구동 압축기 (30) 의 냉매 토출부를, 응축기의 상류측에서 합류시키도록 구성해도 상관없다. 또한, 엔진 구동 압축기로 압축된 냉매가 순환되는 냉매 회로와, 전동 모터 구동 압축기로 압축된 냉매가 순환되는 냉매 회로를 각각 별도로 구성해도 상관없다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 냉매 회로의 압축기로서 엔진 구동 압축기와 전동 모터 구동 압축기를 구비한 소위 하이브리드식 히트 펌프 시스템에 적용할 수 있다.
10 : 냉매 회로
11 : 압축기
20 : 엔진 구동 압축기
21 : 엔진
22 : GHP 컨트롤러 (엔진측 회로부)
23 : 전력 변환부 (엔진측 전원부)
25 : 엔진 제어부
30 : 전동 모터 구동 압축기
31 : 전동 모터
32 : EHP 컨트롤러 (전동 모터측 회로부)
33 : 전력 변환부 (전동 모터측 전원부)
35 : 전동 모터 제어부
A : 운전 제어부
B : 전원부

Claims (4)

  1. 냉매가 순환되는 냉매 회로의 압축기로서, 엔진에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 엔진 구동 압축기와, 전동 모터에 의해 구동되어 냉매를 압축시키는 전동 모터 구동 압축기를 구비하고,
    운전 제어부와, 상용 전력을 작동 전력으로 변환시켜 당해 작동 전력을 상기 운전 제어부에 공급하는 전원부를 구비한 히트 펌프 시스템으로서,
    상기 운전 제어부로서, 상기 엔진의 작동 제어를 실행하는 엔진 제어부와, 상기 전동 모터의 작동 제어를 실행하는 전동 모터 제어부를 구비함과 함께,
    상기 전원부로서, 상기 엔진 제어부에 작동 전력을 공급하는 엔진측 전원부와, 상기 전동 모터 제어부에 작동 전력을 공급하는 전동 모터측 전원부를 병렬 상태로 구비한 히트 펌프 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진측 전원부 및 상기 전동 모터측 전원부의 각각에 대하여 각각 별도의 누전 차단기를 통해서 상용 전력이 분배 공급되는 히트 펌프 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 엔진 제어부와 상기 엔진측 전원부를 갖는 엔진측 회로부와, 상기 전동 모터 제어부와 상기 전동 모터측 전원부를 갖는 전동 모터측 회로부 중, 일방의 회로부에 대하여 타방의 회로부가 자유롭게 착탈할 수 있게 구성되어 있는 히트 펌프 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매 회로에 있어서, 상기 엔진 구동 압축기 및 상기 전동 모터 구동 압축기가 병렬 상태로 접속되어 있는 히트 펌프 시스템.
KR1020197018177A 2017-03-16 2018-03-01 히트 펌프 시스템 KR20190087551A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017051001A JP2018155427A (ja) 2017-03-16 2017-03-16 ヒートポンプシステム
JPJP-P-2017-051001 2017-03-16
PCT/JP2018/007764 WO2018168491A1 (ja) 2017-03-16 2018-03-01 ヒートポンプシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190087551A true KR20190087551A (ko) 2019-07-24

Family

ID=63523273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197018177A KR20190087551A (ko) 2017-03-16 2018-03-01 히트 펌프 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20200049390A1 (ko)
EP (1) EP3598014A4 (ko)
JP (1) JP2018155427A (ko)
KR (1) KR20190087551A (ko)
CN (1) CN110418923A (ko)
AU (1) AU2018235320A1 (ko)
CA (1) CA3052557A1 (ko)
WO (1) WO2018168491A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013250004A (ja) 2012-05-31 2013-12-12 Panasonic Corp ハイブリッド空気調和装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4426737B2 (ja) * 2000-06-28 2010-03-03 東芝キヤリア株式会社 車両用冷凍装置
JP3855866B2 (ja) * 2001-12-26 2006-12-13 株式会社デンソー ハイブリッドコンプレッサ装置
JP2004106614A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Calsonic Kansei Corp 車両用空調機および空調機用パワーモジュール
US8590330B2 (en) * 2010-06-03 2013-11-26 Thermo King Corporation Electric transport refrigeration unit with temperature-based diesel operation
JP6201354B2 (ja) * 2013-03-15 2017-09-27 アイシン精機株式会社 空気調和装置
DE102014212277A1 (de) * 2013-07-02 2015-01-08 Ford Global Technologies, Llc Vorrichtung zur vorklimatisierung eines innenraums in einem nicht-elektrofahrzeug unter verwendung von energie von einer externen quelle
JP6154331B2 (ja) * 2014-01-10 2017-06-28 東京瓦斯株式会社 空気調和装置
JP6351478B2 (ja) * 2014-10-17 2018-07-04 大阪瓦斯株式会社 空気調和システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013250004A (ja) 2012-05-31 2013-12-12 Panasonic Corp ハイブリッド空気調和装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3598014A4 (en) 2021-01-13
CA3052557A1 (en) 2018-09-20
EP3598014A1 (en) 2020-01-22
US20200049390A1 (en) 2020-02-13
JP2018155427A (ja) 2018-10-04
AU2018235320A1 (en) 2019-09-19
CN110418923A (zh) 2019-11-05
WO2018168491A1 (ja) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2627996C2 (ru) Система охлаждения
US8109103B2 (en) Load driving device, outdoor unit of air conditioner, and driving method of load
EP1712854A2 (en) Wide temperature range heat pump
US11300086B2 (en) Fuel and oil system
US10012419B2 (en) Heat-pump system
EP3048376B1 (en) Air conditioner
JP6100180B2 (ja) 空気調和装置、および、空気調和システム
JP2007010291A (ja) 空気調和機
JP2004316934A (ja) 発電機能付きのエンジン駆動式空気調和装置
JP6154331B2 (ja) 空気調和装置
EP3649412B1 (en) Refrigeration system and control method for starting refrigeration system
KR20190087551A (ko) 히트 펌프 시스템
GB2571842A (en) Air conditioning device
CN111868459B (zh) 超低温制冷机
US20150075206A1 (en) Engine driven heat pump
US11313572B2 (en) Configuration management systems for heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems
CN111788439B (zh) 超低温制冷机及超低温制冷机的配管系统
JP5924040B2 (ja) 発電空気調和システム
KR102225432B1 (ko) 히트 펌프
JP2006317052A (ja) 自家発電機能付エンジンヒートポンプ
JP4585422B2 (ja) ガスヒートポンプ式空気調和装置
JP6271012B2 (ja) 液冷式圧縮機及びその運転方法
WO2022210128A1 (ja) 空気調和装置
JP5193632B2 (ja) 空調・発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application