WO2019017370A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2019017370A1
WO2019017370A1 PCT/JP2018/026855 JP2018026855W WO2019017370A1 WO 2019017370 A1 WO2019017370 A1 WO 2019017370A1 JP 2018026855 W JP2018026855 W JP 2018026855W WO 2019017370 A1 WO2019017370 A1 WO 2019017370A1
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pump
compressor
unit
capacity
heat exchanger
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PCT/JP2018/026855
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Inventor
明治 小島
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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    • 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
    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration system, and more particularly to a refrigeration system in which heat exchange is performed between a refrigerant circulating in a refrigerant circuit and a fluid fed by a pump in a heat exchanger.
  • Patent Document 1 in the heat exchanger of the refrigerant circuit, heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit and the fluid fed by the pump. Refrigeration systems are known.
  • An object of the present invention is a refrigeration system in which heat exchange is performed between a refrigerant circulating in a refrigerant circuit and a fluid fed by a pump in a heat exchanger of the refrigerant circuit, the efficiency of suppressing energy consumption To provide a refrigeration system capable of realizing a good system.
  • a refrigeration apparatus includes a first circuit through which a first fluid circulates, and a second circuit.
  • the first circuit includes a compressor, a first heat exchanger and a second heat exchanger, and an expansion mechanism.
  • the compressor compresses a first fluid as a refrigerant.
  • a first fluid flows through the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the expansion mechanism reduces the pressure of the first fluid flowing from the first heat exchanger to the second heat exchanger or from the second heat exchanger to the first heat exchanger.
  • a second fluid that exchanges heat with the first fluid in the first heat exchanger is circulated by the pump.
  • the refrigeration apparatus further includes a control unit.
  • the control unit performs adjustment control to adjust the capacity of the compressor and the capacity of the pump so as to reduce the sum of the energy consumed by the compressor and the energy consumed by the pump while securing the capacity of the refrigeration system.
  • the capacity of the refrigeration system refers to the cooling / cooling of the control target of the refrigeration system (for example, the air in the air-conditioned space if the refrigeration system is an air conditioner, the water to be temperature controlled if the refrigeration system is a water heater) It means heating capacity.
  • the capacity of the compressor and the capacity of the pump mean the capacity of the compressor and the pump.
  • the capacity of the compressor is the number of revolutions of the motor of the compressor.
  • the volume of the pump is the flow rate of the second fluid discharged from the pump.
  • the capacities of the compressor and the pump are adjusted such that the total energy consumption of the compressor and the pump is reduced while securing the capacity of the refrigeration system. Therefore, this refrigeration system can realize efficient operation with reduced energy consumption of the main power device of the system.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein the control unit controls the first heat exchanger before and after adjustment of the capacity of the compressor and the capacity of the pump during adjustment control.
  • the volume of the compressor and the volume of the pump are adjusted such that the amount of heat exchange between the first fluid and the second fluid in the fluid flow is maintained.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the first aspect or the second aspect, wherein the adjustment control includes a predictive adjustment control.
  • the control unit calculates, as part of the process of predictive adjustment control, a change in the sum of the energy consumption of the compressor and the energy consumption of the pump when the capacity of the pump or the capacity of the compressor is changed, and the calculation result Determine whether to adjust the capacity of the compressor and the capacity of the pump based on
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the third aspect, further comprising a receiving unit.
  • the receiving unit receives pump characteristic information on the relationship between the energy consumption of the pump and the discharge amount of the pump.
  • the control unit derives a change in the sum of the energy consumption of the compressor and the energy consumption of the pump based on the pump characteristic information.
  • the relationship between the energy consumption and the discharge amount of the pump is grasped based on the pump characteristic information, and the total change of the energy consumption of the compressor and the pump is compared It is possible to accurately calculate, and based on this, it is possible to determine whether to adjust the capacity of the compressor and the pump.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the third aspect or the fourth aspect, wherein the control unit changes the capacity of the pump or the capacity of the compressor.
  • the condensation temperature or the evaporation temperature of the first fluid in is predicted, and the change in the sum of the energy consumption of the compressor and the energy consumption of the pump is calculated based on the prediction result.
  • a change in the total energy consumption of the compressor and the pump is calculated. It can be calculated. Therefore, it is possible to determine whether the adjustment of the capacity of the compressor and the pump is to be performed or not, after relatively accurately calculating the change in the total energy consumption of the compressor and the pump.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to any one of the third to fifth aspects, wherein the first temperature sensor, the second temperature sensor, the third temperature sensor, and the fourth temperature sensor are provided. It further comprises a temperature sensor, a first circulation amount calculation unit, and a second circulation amount calculation unit.
  • the first temperature sensor measures the temperature at the inlet of the first fluid to the first heat exchanger.
  • the second temperature sensor measures the temperature at the outlet from the first heat exchanger of the first fluid.
  • the third temperature sensor measures the temperature at the inlet of the second fluid to the first heat exchanger.
  • the fourth temperature sensor measures the temperature at the outlet from the first heat exchanger of the second fluid.
  • the first circulation amount calculation unit calculates the circulation amount of the first fluid in the first circuit from the capacity of the compressor.
  • the second circulation amount calculation unit is configured to calculate the second circulation amount based on the measurement results of the first temperature sensor, the second temperature sensor, the third temperature sensor, and the fourth temperature sensor, and the calculation result of the first circulation amount calculation unit.
  • the circulation amount of the second fluid in the circuit is calculated.
  • the control unit calculates a change in the sum of the energy consumption of the compressor and the energy consumption of the pump based on the circulation amount of the second fluid calculated by the second circulation amount calculation unit.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a first measurement unit and a second measurement unit.
  • the first measuring unit measures an amount related to energy consumption of the compressor.
  • the second measurement unit measures an amount related to energy consumption of the pump.
  • the adjustment control includes an actual measurement adjustment control.
  • the control unit performs the first capacity adjustment to increase or decrease the capacity of the pump or the capacity of the pump as the measurement type adjustment control, and the measurement result by the first measurement unit and the second measurement unit after the execution of the first capacity adjustment It is judged whether the sum of the energy consumption of the compressor and the energy consumption of the pump has increased based on the above, and if it is judged that the total has increased, the second capacity adjustment reverse to the first capacity adjustment is performed .
  • the second displacement adjustment is, for example, control to decrease the displacement of the pump when the first displacement adjustment is control to increase the displacement of the pump, and the first displacement adjustment is control to decrease the displacement of the pump. In some cases, this is control to increase the volume of the pump.
  • the second capacity adjustment is, for example, control to reduce the capacity of the compressor when the first capacity adjustment is control to increase the capacity of the compressor, and the first capacity adjustment decreases the capacity of the compressor In the case of the control to be performed, it is the control to increase the capacity of the compressor.
  • the capacities of the compressor and the pump are adjusted such that the total energy consumption of the compressor and the pump is reduced while securing the capacity of the refrigeration system. Therefore, this refrigeration system can realize efficient operation with reduced energy consumption of the main power device of the system.
  • the change in the total energy consumption of the compressor and the pump is calculated with relatively high accuracy, and based on this, the adjustment of the capacity of the compressor and the pump is performed Non-execution can be determined.
  • FIG. 1 It is a block diagram showing typically the air harmony device concerning a 1st embodiment of the freezing device of the present invention. It is the figure which showed schematically the refrigerant circuit of the air conditioning apparatus of FIG. It is a figure for demonstrating the flow of the refrigerant
  • (A) shows the change in the amount of energy consumption of the compressor with respect to the change in the condensation temperature when the heat source side heat exchanger functions as a radiator of the refrigerant
  • (b) shows the heat absorber of the refrigerant
  • (3) is a graph conceptually showing the change in the amount of energy consumption of the compressor with respect to the change in the evaporation temperature when functioning as a
  • It is a flowchart for demonstrating the flow of adjustment control (prediction type
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 10 as an embodiment of a refrigeration system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic refrigerant circuit diagram of the air conditioner 10.
  • the air conditioning apparatus 10 is an apparatus that cools / heats a target space (for example, a room in a building) by performing a vapor compression refrigeration cycle operation.
  • a target space for example, a room in a building
  • the freezing apparatus which concerns on this invention is not limited to an air conditioning apparatus, A refrigerator, a freezer, a hot-water supply apparatus, etc. may be sufficient.
  • the air conditioner 10 mainly includes one heat source unit 100, a plurality of usage units 300 (300A, 300B), a plurality of connection units 200 (200A, 200B), and refrigerant communication pipes 32, 34, 36, The connection pipes 42 and 44, the water side unit 500, and the control unit 400 are provided (refer FIG. 1).
  • the connection unit 200A is a unit that switches the flow of the refrigerant to the usage unit 300A.
  • the connection unit 200B is a unit that switches the flow of refrigerant to the usage unit 300B.
  • the refrigerant communication pipes 32, 34, and 36 are refrigerant pipes that connect the heat source unit 100 and the connection unit 200.
  • the refrigerant communication pipes 32, 34, and 36 include a liquid refrigerant communication pipe 32, a high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34, and a low pressure gas refrigerant communication pipe 36.
  • the connection pipes 42 and 44 are refrigerant pipes that connect the connection unit 200 and the usage unit 300.
  • the connection pipes 42 and 44 include a liquid connection pipe 42 and a gas connection pipe 44.
  • the refrigerant circuit 50 is configured by connecting the heat source unit 100 and the connection unit 200 by the refrigerant communication pipes 32, 34 and 36, and connecting the connection unit 200 and the usage unit 300 by the connection pipes 42 and 44.
  • the control unit 400 controls the operation of the air conditioner 10 in cooperation with a heat source unit control unit 190 of the heat source unit 100 described later, a usage unit control unit 390 of the usage unit 300 and a connection unit control unit 290 of the connection unit 200.
  • Unit to be The water side unit 500 is a water circuit 510 in which water used by the heat source unit 100 as a heat source (water that performs heat exchange with the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 50 in the heat source side heat exchanger 140 of the heat source unit 100 described later) circulates. Is a unit having
  • the numbers of the heat source units 100, the usage units 300, and the connection units 200 shown in FIG. 1 are examples, and the present invention is not limited.
  • the number of heat source units 100 is plural, and may be connected in parallel.
  • the plurality of heat source units 100 may be connected in parallel to one water circuit 510, or the water circuit 510 may be provided for each of the heat source units 100.
  • the number of use units 300 and connection units 200 may be one or three or more (for example, a large number of ten or more).
  • one connection unit 200 is individually provided corresponding to each usage unit 300 here, the present invention is not limited to this, and a plurality of connection units described below are included in one unit. It may be summarized.
  • each of the use units 300 can perform the cooling operation or the heating operation independently of the other use units 300. That is, in the air conditioning apparatus 10, when a part of use units (for example, use unit 300A) is performing the cooling operation for cooling the air conditioning target space of the use unit, the other use units (for example, use unit 300B) It is possible to perform heating operation which heats the air-conditioning object space of the utilization unit.
  • the air conditioning apparatus 10 is configured to be able to recover heat between the use units 300 by sending the refrigerant from the use unit 300 performing the heating operation to the use unit 300 performing the cooling operation.
  • the air conditioning apparatus 10 is configured to balance the heat load of the heat source unit 100 according to the heat load of the entire usage unit 300 in consideration of the above-described heat recovery.
  • the heat source unit 100 is installed in a machine room (indoor) of a building in which the air conditioning apparatus 10 is installed, although the installation location is not limited. However, the heat source unit 100 may be installed outdoors.
  • the heat source unit 100 uses water as a heat source. That is, in the heat source unit 100, heat exchange is performed with the water circulating in the water circuit 510 in order to heat or cool the refrigerant.
  • the heat source unit 100 is connected to the utilization unit 300 via the refrigerant connection pipes 32, 34, 36, the connection unit 200, and the connection pipes 42, 44, and constitutes the refrigerant circuit 50 together with the utilization unit 300 (see FIG. 2) ).
  • the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 50.
  • the refrigerant used in the present embodiment and as an example of the first fluid absorbs heat from the surroundings in the liquid state to be a gas, and releases the heat to the surroundings in the gas state to discharge the liquid.
  • the refrigerant is a fluorocarbon refrigerant, although the type is not limited.
  • the heat source unit 100 mainly includes a heat source side refrigerant circuit 50 a which constitutes a part of the refrigerant circuit 50.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a includes a compressor 110, a heat source side heat exchanger 140 as a main heat exchanger, and a heat source side flow control valve 150.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a also includes a first flow path switching mechanism 132 and a second flow path switching mechanism 134.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a includes an oil separator 122 and an accumulator 124.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a includes a receiver 180 and a degassing pipe flow rate control valve 182.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a includes a subcooling heat exchanger 170 and a suction return valve 172.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a also includes a bypass valve 128.
  • the heat source side refrigerant circuit 50 a includes a liquid side closing valve 22, a high and low pressure gas side closing valve 24, and a low pressure gas side closing valve 26.
  • the heat source unit 100 further includes pressure sensors P1 and P2, temperature sensors T1, T2, T3, T4 and Td, and a heat source unit controller 190 (see FIG. 2).
  • the compressor 110 is a device for compressing a refrigerant. Although the type is not limited, the compressor 110 is, for example, a positive displacement compressor such as a scroll type or a rotary type. The compressor 110 has a closed structure incorporating a compressor motor (not shown). The compressor 110 is a compressor whose operating capacity can be changed by performing inverter control on a compressor motor.
  • a suction pipe 110a is connected to a suction port (not shown) of the compressor 110 (see FIG. 2).
  • the compressor 110 compresses the low-pressure refrigerant sucked through the suction port and then discharges it from a discharge port (not shown).
  • a discharge pipe 110b is connected to the discharge port of the compressor 110 (see FIG. 2).
  • the oil separator 122 is an apparatus for separating lubricating oil from the gas discharged by the compressor 110.
  • the oil separator 122 is provided in the discharge pipe 110b.
  • the lubricating oil separated by the oil separator 122 is returned to the suction side (suction pipe 110a) of the compressor 110 via the capillary 126 (see FIG. 2).
  • the accumulator 124 is provided in the suction pipe 110a (see FIG. 2).
  • the accumulator 124 is a container for temporarily storing and separating the low-pressure refrigerant sucked into the compressor 110 into gas and liquid. Inside the accumulator 124, the gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and the gas refrigerant mainly flows into the compressor 110.
  • the first channel switching mechanism 132 is a mechanism that switches the flow direction of the refrigerant flowing through the heat source side refrigerant circuit 50a.
  • the first flow passage switching mechanism 132 is, for example, a four-way switching valve as shown in FIG.
  • the four-way switching valve used as the first flow path switching mechanism 132 is configured to shut off the flow of the refrigerant in the one refrigerant flow path, and effectively functions as a three-way valve.
  • the first flow path switching mechanism 132 connects the discharge side (discharge piping 110b) of the compressor 110 and the gas side of the heat source side heat exchanger 140 (see the solid line of the first flow path switching mechanism 132 in FIG. 2).
  • the first flow path The switching mechanism 132 connects the suction pipe 110a and the gas side of the heat source side heat exchanger 140 (see the broken line of the first flow path switching mechanism 132 in FIG. 2).
  • the second channel switching mechanism 134 is a mechanism that switches the flow direction of the refrigerant flowing through the heat source side refrigerant circuit 50a.
  • the second flow path switching mechanism 134 is configured by, for example, a four-way switching valve as shown in FIG.
  • the four-way switching valve used as the second flow path switching mechanism 134 is configured to shut off the flow of the refrigerant in the one refrigerant flow path, and effectively functions as a three-way valve.
  • the second flow path switching mechanism 134 In the case where the high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 110 is sent to the high and low pressure gas refrigerant connection pipe 34 (hereinafter, may be referred to as “heat load operation state”), the second flow path switching mechanism 134 The discharge side (discharge piping 110b) of the compressor 110 and the high and low pressure gas side closing valve 24 are connected (see the broken line of the second flow path switching mechanism 134 in FIG. 2).
  • the second flow path switching mechanism 134 connects the high and low pressure gas side closing valve 24 and the suction pipe 110a of the compressor 110 (see the solid line of the second flow path switching mechanism 134 in FIG. 2).
  • (2-1-1-6) Heat source side heat exchanger In the heat source side heat exchanger 140 as an example of the first heat exchanger, the refrigerant flowing inside and the liquid fluid as a heat source flowing inside (in the present embodiment) Heat exchange takes place with the cooling water or hot water circulating in the water circuit 510.
  • the heat source side heat exchanger 140 is, for example, a plate type heat exchanger.
  • the gas side of the refrigerant is connected to the first flow path switching mechanism 132 via a pipe, and the liquid side of the refrigerant is connected to the heat source side flow control valve 150 via a pipe (see FIG. 2) ).
  • the heat source side flow rate control valve 150 is a valve that adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 140, and the like.
  • the heat source side flow control valve 150 is an expansion mechanism that lowers the pressure of the refrigerant flowing from the heat source side heat exchanger 140 to the use side heat exchanger 310 or from the use side heat exchanger 310 to the heat source side heat exchanger 140 An example of
  • the heat source side flow control valve 150 is provided on the liquid side of the heat source side heat exchanger 140 (a pipe connecting the heat source side heat exchanger 140 and the liquid side shut-off valve 22) (see FIG. 2).
  • the heat source side flow control valve 150 is provided in a pipe that connects the heat source side heat exchanger 140 and the use side heat exchanger 310 of the use unit 300.
  • the heat source side flow control valve 150 is, for example, an electric expansion valve whose opening degree can be adjusted (variable opening degree).
  • the receiver 180 is a container for temporarily accumulating the refrigerant flowing between the heat source side heat exchanger 140 and the utilization unit 300.
  • the receiver 180 is disposed between the heat source side flow control valve 150 and the liquid side shut-off valve 22 in a pipe connecting the liquid side of the heat source side heat exchanger 140 and the utilization unit 300 (see FIG. 2).
  • a receiver vent pipe 180a is connected to the top of the receiver 180 (see FIG. 2).
  • the receiver degassing pipe 180 a is a pipe that connects the upper portion of the receiver 180 and the suction side of the compressor 110.
  • the receiver degassing pipe 180 a is provided with a degassing pipe flow control valve 182 in order to adjust the flow rate of the refrigerant degassed from the receiver 180.
  • the degassing pipe flow control valve 182 is, for example, an electric expansion valve capable of adjusting the opening degree.
  • a supercooling heat exchanger 170 is provided, which is a pipe that connects the receiver 180 and the liquid side shut-off valve 22 and is closer to the liquid side shut-off valve 22 than the branch portion B1.
  • heat exchange is performed between the refrigerant flowing in the pipe connecting the receiver 180 and the liquid side shut-off valve 22 and the refrigerant flowing in the suction return pipe 170a, and the receiver 180 and the liquid side shut-off valve 22 The refrigerant flowing in the pipe connecting the two is cooled.
  • the subcooling heat exchanger 170 is, for example, a double-pipe heat exchanger.
  • the bypass valve 128 is disposed between the discharge pipe 110b of the compressor 110 (here, the oil separator 122 provided on the discharge pipe 110b) and the suction pipe 110a of the compressor 110. It is a valve provided in the bypass pipe 128a to be connected (see FIG. 2).
  • the bypass valve 128 is a solenoid valve that can be opened and closed. By controlling the bypass valve 128 to open, a part of the refrigerant discharged by the compressor 110 flows into the suction pipe 110a.
  • the opening and closing of the bypass valve 128 is appropriately controlled in accordance with the operating condition of the air conditioner 10. For example, even if the compressor motor is subjected to inverter control to reduce the operating capacity of the compressor 110 and the capacity is still excessive, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 50 can be reduced by opening the bypass valve 128. Further, by opening the bypass valve 128 at a predetermined time, the degree of superheat on the suction side of the compressor 110 can be increased, and liquid compression can be prevented.
  • Liquid side shut off valve, high and low pressure gas side shut off valve, and low pressure gas side shut off valve Liquid side shut off valve 22, high and low pressure gas side shut off valve 24, and low pressure gas side shut off valve 26 It is a manual valve that is opened and closed when the refrigerant is charged or the pump is down.
  • liquid side shut-off valve 22 One end of the liquid side shut-off valve 22 is connected to the liquid refrigerant communication pipe 32, and the other end is connected to a refrigerant pipe extending to the heat source side flow control valve 150 via the receiver 180 (see FIG. 2).
  • One end of the high / low pressure gas side closing valve 24 is connected to the high / low pressure gas refrigerant communication pipe 34, and the other end is connected to a refrigerant pipe extending to the second flow path switching mechanism 134 (see FIG. 2).
  • One end of the low-pressure gas side shut-off valve 26 is connected to the low-pressure gas refrigerant communication pipe 36, and the other end is connected to a refrigerant pipe extending to the suction pipe 110a (see FIG. 2).
  • the heat source unit 100 has a plurality of pressure sensors for measuring the pressure of the refrigerant.
  • the pressure sensor includes a high pressure sensor P1 and a low pressure sensor P2.
  • the high pressure sensor P1 is disposed in the discharge pipe 110b (see FIG. 2).
  • the high pressure sensor P1 measures the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 110. That is, the high pressure sensor P1 measures the high pressure in the refrigeration cycle.
  • the low pressure sensor P2 is disposed in the suction pipe 110a (see FIG. 2).
  • the low pressure sensor P2 measures the pressure of the refrigerant drawn into the compressor 110. That is, the low pressure sensor P2 measures the low pressure in the refrigeration cycle.
  • the heat source unit 100 has a plurality of temperature sensors for measuring the temperature of the refrigerant.
  • the temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant includes, for example, a liquid refrigerant temperature sensor T1 provided in a pipe connecting the receiver 180 and the liquid side shut-off valve 22 (see FIG. 2). Further, the temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant includes, for example, a suction refrigerant temperature sensor T2 provided on the suction pipe 110a on the upstream side of the accumulator 124 (see FIG. 2). Further, the temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant includes, for example, a discharge temperature sensor Td provided in the discharge pipe 110 b of the compressor 110.
  • the temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant includes, for example, temperature sensors (not shown) provided on the upstream side and the downstream side of the subcooling heat exchanger 170 in the flow direction of the refrigerant in the suction return pipe 170a. .
  • a gas side temperature sensor T3 provided on the gas side of the heat source side heat exchanger 140 and a liquid side provided on the liquid side of the heat source side heat exchanger 140 And a temperature sensor T4 (see FIG. 2).
  • the gas side temperature sensor T3 functions as a sensor (first temperature sensor) that measures the temperature at the inlet to the heat source side heat exchanger 140 of the refrigerant
  • the liquid side temperature sensor T4 functions as a sensor (second temperature sensor) that measures the temperature at the outlet of the heat source side heat exchanger 140 of the refrigerant.
  • the liquid side temperature sensor T4 is a sensor (first temperature sensor) that measures the temperature at the inlet to the heat source side heat exchanger 140 of the refrigerant.
  • the gas side temperature sensor T3 functions as a sensor (second temperature sensor) that measures the temperature at the outlet of the heat source side heat exchanger 140 of the refrigerant.
  • the heat source unit controller 190 has a microcomputer and a memory provided to control the heat source unit 100.
  • the heat source unit control unit 190 is electrically connected to various sensors including the pressure sensors P1 and P2 and the temperature sensors T1, T2, T3, T4 and Td.
  • drawing is abbreviate
  • the heat source unit control unit 190 is electrically connected to the connection unit control unit 290 of the connection units 200A and 200B and the use unit control unit 390 of the use units 300A and 300B, and the connection unit control unit 290 and the use unit control unit 390. Exchange control signals etc.
  • the heat source unit control unit 190 is connected to a control unit 400 that controls the operation of the air conditioner 10.
  • the signals received by the heat source unit control unit 190 from the various sensors can also be transmitted to the control unit 400 via the heat source unit control unit 190.
  • the control unit 400 may be directly connected to various sensors of the usage unit 300, and may receive signals directly transmitted from the various sensors to the control unit 400.
  • the usage unit 300A will be described with reference to FIG. Since the usage unit 300B has the same configuration as the usage unit 300A, the description of the usage unit 300B is omitted to avoid duplication of description.
  • the usage unit 300A is, for example, a ceiling-embedded unit embedded in the ceiling of a room such as a building as shown in FIG.
  • the type of the usage unit 300A is not limited to the ceiling-embedded type, and may be a ceiling-hanging type, a wall-hanging type installed on an indoor wall surface, or the like. Further, the type of usage unit 300A may not be the same as the type of usage unit 300B.
  • the usage unit 300A is connected to the heat source unit 100 via the connection pipes 42 and 44, the connection unit 200A, and the refrigerant communication pipes 32, 34 and 36.
  • the utilization unit 300A constitutes the refrigerant circuit 50 together with the heat source unit 100.
  • the usage unit 300A has a usage-side refrigerant circuit 50b that constitutes a part of the refrigerant circuit 50.
  • the use-side refrigerant circuit 50b mainly includes a use-side flow rate adjustment valve 320 as an example of an expansion mechanism, and a use-side heat exchanger 310 as an example of a second heat exchanger. Further, the use unit 300A includes a temperature sensor and a use unit control unit 390.
  • the use-side flow control valve 320 is a valve that adjusts the flow rate of refrigerant flowing through the use-side heat exchanger 310, etc. It is.
  • the use side flow control valve 320 is an expansion mechanism that lowers the pressure of the refrigerant flowing from the heat source side heat exchanger 140 to the use side heat exchanger 310 or from the use side heat exchanger 310 to the heat source side heat exchanger 140
  • An example of The use side flow control valve 320 is provided on the liquid side of the use side heat exchanger 310 (see FIG. 2).
  • the use-side flow control valve 320 is, for example, an electric expansion valve capable of adjusting the opening degree.
  • the use-side heat exchanger 310 heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the indoor air.
  • the use-side heat exchanger 310 is, for example, a fin-and-tube heat exchanger composed of a plurality of heat transfer tubes and fins.
  • the use unit 300A sucks indoor air into the use unit 300A and supplies it to the use side heat exchanger 310, and the room fan is supplied with heat after being exchanged by the use side heat exchanger 310 (Fig. Not shown).
  • the indoor fan is driven by an indoor fan motor (not shown).
  • the usage unit 300A has a plurality of temperature sensors for measuring the temperature of the refrigerant.
  • the temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant includes a liquid side temperature sensor which is disposed on the liquid side of the use side heat exchanger 310 and detects the temperature of the refrigerant on the liquid side of the use side heat exchanger 310 (shown in FIG. Omitted).
  • the temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant is disposed on the gas side of the use side heat exchanger 310, and detects the temperature of the refrigerant on the gas side of the use side heat exchanger 310 (shown in FIG. Omitted.
  • the usage unit 300A has a space temperature sensor (not shown) for measuring the temperature in the room of the space (the air conditioning target space) that is the temperature adjustment target of the usage unit 300A.
  • the usage unit control unit 390 of the usage unit 300A has a microcomputer and a memory provided to control the usage unit 300A.
  • the usage unit control unit 390 of the usage unit 300A is electrically connected to various sensors including a temperature sensor.
  • the usage unit control unit 390 of the usage unit 300A is electrically connected to the heat source unit control unit 190 of the heat source unit 100 and the connection unit control unit 290 of the connection unit 200A, and the heat source unit control unit 190 and the connection unit control unit 290. Exchange control signals etc.
  • the usage unit control unit 390 is connected to a control unit 400 that controls the operation of the air conditioning apparatus 10.
  • the signals received by the usage unit control unit 390 from the various sensors can also be transmitted to the control unit 400 via the usage unit control unit 390.
  • the control unit 400 may be directly connected to various sensors of the heat source unit 100, and may receive signals directly transmitted from the various sensors to the control unit 400.
  • connection unit 200A (2-3) Connection Unit
  • connection unit 200B has the same configuration as the connection unit 200A, the description of the connection unit 200B will be omitted to avoid duplication of the description.
  • connection unit 200A is installed together with the usage unit 300A.
  • the connection unit 200A is installed in the vicinity of the usage unit 300A in the ceiling of the room.
  • connection unit 200A is connected to the heat source unit 100 via the refrigerant communication pipes 32, 34, and 36. Also, the connection unit 200A is connected to the usage unit 300A via the connection pipes 42 and 44. The connection unit 200A constitutes a part of the refrigerant circuit 50. The connection unit 200A is disposed between the heat source unit 100 and the usage unit 300A, and switches the flow of the refrigerant flowing into the heat source unit 100 and the usage unit 300A.
  • the connection unit 200A includes a connection-side refrigerant circuit 50c that constitutes a part of the refrigerant circuit 50.
  • the connection-side refrigerant circuit 50 c mainly includes a liquid refrigerant pipe 250 and a gas refrigerant pipe 260.
  • the connection unit 200A further includes a connection unit control unit 290.
  • the liquid refrigerant piping 250 mainly includes a main liquid refrigerant pipe 252 and a branched liquid refrigerant pipe 254.
  • the main liquid refrigerant pipe 252 connects the liquid refrigerant communication pipe 32 and the liquid connection pipe 42.
  • the branched liquid refrigerant pipe 254 connects the main liquid refrigerant pipe 252 and the low pressure gas refrigerant pipe 264 of the gas refrigerant pipe 260 described later.
  • the branch liquid refrigerant pipe 254 is provided with a branch pipe control valve 220.
  • the branch pipe control valve 220 is, for example, an electric expansion valve capable of adjusting the opening degree.
  • a subcooling heat exchanger 210 is provided on the liquid connection pipe 42 side of a portion of the main liquid refrigerant pipe 252 where the branched liquid refrigerant pipe 254 branches.
  • the branch pipe control valve 220 is opened when the refrigerant flows from the liquid side to the gas side of the utilization side heat exchanger 310 of the utilization unit 300A, so that the refrigerant flowing through the main liquid refrigerant pipe 252 in the subcooling heat exchanger 210; Heat exchange is performed between the branched liquid refrigerant piping 254 and the refrigerant flowing from the main liquid refrigerant piping 252 side to the low pressure gas refrigerant piping 264, and the refrigerant flowing through the main liquid refrigerant piping 252 is cooled.
  • the subcooling heat exchanger 210 is, for example, a double-pipe heat exchanger.
  • Gas refrigerant piping 260 includes a high and low pressure gas refrigerant piping 262, a low pressure gas refrigerant piping 264, and a combined gas refrigerant piping 266.
  • One end of the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 is connected to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34, and the other end is connected to the combined gas refrigerant pipe 266.
  • One end of the low pressure gas refrigerant pipe 264 is connected to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36, and the other end is connected to the combined gas refrigerant pipe 266.
  • the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 is provided with a high and low pressure side valve 230.
  • the low pressure gas refrigerant pipe 264 is provided with a low pressure side valve 240.
  • the high and low pressure side valve 230 and the low pressure side valve 240 are, for example, motor operated valves.
  • connection unit controller 290 has a microcomputer and a memory provided to control the connection unit 200A.
  • the connection unit control unit 290 is electrically connected to the heat source unit control unit 190 of the heat source unit 100 and the usage unit control unit 390 of the usage unit 300A, and control signals between the heat source unit control unit 190 and the usage unit control unit 390 Exchange etc. Further, the connection unit control unit 290 is connected to a control unit 400 that controls the operation of the air conditioner 10.
  • connection unit 200A causes the low pressure side valve 240 to be opened from the liquid refrigerant communication pipe 32 when the use unit 300A performs a cooling operation.
  • the refrigerant flowing into the main liquid refrigerant pipe 252 is sent to the use side heat exchanger 310 through the use side flow control valve 320 of the use side refrigerant circuit 50b of the use unit 300A via the liquid connection pipe 42.
  • the connection unit 200A exchanges heat with room air in the use side heat exchanger 310 of the use unit 300A, evaporates, and flows the refrigerant flowing into the gas connection pipe 44 into the combined gas refrigerant pipe 266 and the low pressure gas refrigerant pipe 264. Through the low pressure gas refrigerant communication pipe 36.
  • connection unit 200A closes the low pressure side valve 240 and opens the high and low pressure side valve 230 when the utilization unit 300A performs a heating operation, so that the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34
  • the refrigerant flowing into the refrigerant pipe 262 is sent to the use-side heat exchanger 310 of the use-side refrigerant circuit 50b of the use unit 300A via the combined gas refrigerant pipe 266 and the gas connection pipe 44.
  • the connection unit 200A exchanges heat with room air in the use side heat exchanger 310, radiates heat, and passes the use side flow control valve 320 and flows into the liquid connection pipe 42 as the main liquid refrigerant piping 252 To the liquid refrigerant communication pipe 32.
  • the water side unit 500 mainly includes a water circuit 510 in which water as an example of the second fluid that exchanges heat with the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 circulates.
  • the water circuit 510 is an example of a second circuit in which the pump 520 circulates the second fluid.
  • the second fluid is water
  • the second fluid is not limited to water.
  • the second fluid may be another liquid heat transfer medium (for example, a heat storage medium such as brine or hydrate slurry).
  • the water circuit 510 In the water circuit 510, a pump 520 and a flow control valve 530 are disposed (see FIG. 1). Further, the water circuit 510 is provided with an apparatus (not shown) for cooling / heating water (for example, a cooling tower for cooling water, a heat exchanger for cooling / heating water), and the like.
  • an apparatus for cooling / heating water (for example, a cooling tower for cooling water, a heat exchanger for cooling / heating water), and the like.
  • the water side unit 500 has temperature sensors Twi and Two (see FIGS. 1 and 2).
  • the water circuit 510 and the temperature sensors Twi, Two will be further described below.
  • the water circuit 510 is provided with a pump 520, a flow control valve 530, a heat source side heat exchanger 140 (water side), and a pipe (not shown) for cooling / heating water etc. Is a circuit connected by
  • the pump 520 is a liquid transfer device. Water is circulated in the water circuit 510 by operating the pump 520. Although the type is not limited, the pump 520 is a centrifugal pump such as, for example, a centrifugal pump. The pump 520 is a pump whose operating capacity can be changed by inverter control of a pump motor (not shown).
  • the pump 520 is electrically connected to the control unit 400.
  • the control unit 400 controls the operation / stop of the pump motor and the number of rotations.
  • the flow adjustment valve 530 is a valve for adjusting the amount of water flowing through the water circuit 510, and the like.
  • the flow control valve 530 is provided downstream of the pump 520 and upstream of the heat source side heat exchanger 140 in the direction of water flow in the water circuit 510 (see FIG. 2).
  • the present invention is not limited to this, and the flow control valve 530 is provided downstream of the heat source side heat exchanger 140 and upstream of the pump 520 in the direction in which water flows in the water circuit 510. Also good (see Figure 2).
  • the flow rate adjustment valve 530 is, for example, a motorized valve whose opening degree can be adjusted (variable opening degree).
  • the flow control valve 530 is electrically connected to the control unit 400.
  • the control unit 400 controls the opening and closing of the flow rate adjustment valve 530.
  • the water side unit 500 has a plurality of temperature sensors for measuring the temperature of water.
  • the temperature sensor for measuring the temperature of water includes, for example, a water inlet temperature sensor Twi that measures the temperature at the inlet to the heat source side heat exchanger 140 of water.
  • the water inlet temperature sensor Twi is an example of a third temperature sensor.
  • the temperature sensor for measuring the temperature of water includes, for example, a water outlet temperature sensor Two that measures the temperature at the outlet from the heat source side heat exchanger 140 of water.
  • the water outlet temperature sensor Two is an example of a fourth temperature sensor.
  • the temperature sensors of the water side unit 500 including the water inlet temperature sensor Twi and the water outlet temperature sensor Two are electrically connected to the control unit 400.
  • the control unit 400 receives the transmitted signal (measurement value) of the water side unit 500.
  • the control unit 400 is a control device mainly composed of a microcomputer and a memory (not shown).
  • the control unit 400 controls the operation of the air conditioner 10 in cooperation with the heat source unit control unit 190 of the heat source unit 100, the usage unit control unit 390 of the usage unit 300, and the connection unit control unit 290 of the connection unit 200.
  • the control unit 400 that controls the air conditioning apparatus 10, the heat source unit control unit 190, the usage unit control unit 390, and the connection unit control unit 290 may be collectively referred to as an air conditioning controller.
  • the control unit 400 has a function of performing adjustment control as one of control of the operation of the air conditioner 10.
  • the adjustment control adjusts the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 so as to reduce the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 while securing the capacity of the air conditioner 10 It is control.
  • the capacity of the air conditioning apparatus 10 means the cooling / heating capacity to the air of the air conditioning target space which is the control target of the air conditioning apparatus 10.
  • the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 mean the capabilities of the compressor 110 and the pump 520 (for example, the number of revolutions of the motor).
  • control unit 400 is a unit physically independent of the heat-source unit control part 190, the connection unit control part 290, and the utilization unit control part 390 here, it is not limited to this.
  • the heat source unit control unit 190 may have the same function as the control unit 400 described here.
  • the control unit 400 causes the microcomputer of the control unit 400 to execute a program stored in the memory or the like of the control unit 400 to cooperate with the heat source unit control unit 190, the connection unit control unit 290, and the usage unit control unit 390. Then, the operation of the air conditioner 10 is controlled.
  • the air conditioning controller (that is, the control unit 400, the heat source unit control unit 190, the connection unit control unit 290, and the usage unit control unit 390) measures measured values of various sensors of the air conditioning apparatus 10 and an operation unit (not shown) (for example, remote control)
  • the operations of the heat source unit 100, the connection unit 200, the usage unit 300, and various constituent devices of the water side unit 500 are controlled based on the user's commands and settings input to the device.
  • the devices to be controlled by the operation of the air conditioning controller include the compressor 110 of the heat source unit 100, the heat source side flow control valve 150, the first flow path switching mechanism 132, the second flow path switching mechanism 134, and the degassing pipe flow control valve 182. , Suction return valve 172, and bypass valve 128.
  • the apparatus of the control target of the operation of the air conditioning controller includes the use side flow control valve 320 of the use unit 300 and the indoor fan.
  • the device to be controlled of the operation of the air conditioning controller includes the branch pipe control valve 220, the high and low pressure side valve 230, and the low pressure side valve 240 of the connection unit 200.
  • the pump 520 of the water side unit 500 and the flow control valve 530 are included in the apparatus of the control object of operation
  • the air conditioning controller is based on the measured value of the sensor, the set temperature, etc., so as to realize appropriate operating conditions (for example, evaporation temperature (during cooling), condensation temperature (during heating), degree of supercooling, degree of superheat, etc. Adjust the capacity (number of revolutions) of the compressor 110 and set the opening degree of the heat source side flow control valve 150, the use side flow control valve 320, etc. adjust.
  • control unit 400 adjustment control by the control unit 400 will be further described.
  • the control unit 400 includes an operation unit 410, a storage unit 420, a control unit 430, and a calculation unit 440 as functional units related to adjustment control.
  • the microcomputer of the control unit 400 functions as the control unit 430 and the calculation unit 440 by executing the program for adjustment control stored in the storage unit 420.
  • the operation unit 410 is a device through which a user or the like inputs various instructions and information to the control unit 400.
  • the operation unit 410 is a touch panel display.
  • the operation unit 410 is an example of a receiving unit, and receives pump characteristic information on the relationship between the energy consumption of the pump 520 and the discharge amount of the pump 520.
  • the pump characteristic information includes, for example, the maximum flow rate of the pump 520 and the energy consumption (power consumption) of the motor of the pump 520 when the pump 520 is operated at the maximum flow rate.
  • the pump characteristic information is not limited to such information, and may be, for example, an arbitrary flow rate within the operable range of the pump 520 and energy consumption of the motor of the pump 520 when operating at that flow rate. It may be.
  • the pump characteristic information may be a plurality of arbitrary flow rates of the pump 520 and energy consumption of a motor of the pump 520 when operated at each flow rate.
  • the pump characteristic information may be a value of a parameter in a formula representing the relationship between the flow rate of the pump 520 and the energy consumption.
  • the control unit 400 has the operation unit 410 that receives the pump characteristic information, the specification of the pump 520 is not standardized, and the specification of the pump 520 is determined according to the installation condition of the air conditioner 10 or the like. Even when the existing pump existing before the installation of the air conditioning apparatus 10 is used as the pump 520, the adjustment control can be easily performed.
  • Control unit 400 uses, as a receiving unit, a communication unit that receives various commands transmitted from an information portable terminal (for example, a smart phone) used by the user instead of operation unit 410, and various information including pump characteristic information. You may have.
  • an information portable terminal for example, a smart phone
  • the storage unit 420 stores programs executed by the microcomputer of the control unit 400 to function as a control unit 430 and a calculation unit 440 described later.
  • the storage unit 420 stores information derived by the control unit 400 from the pump characteristic information input from the operation unit 410.
  • the information derived from the pump characteristic information is information indicating the relationship between the amount of water of the pump 520 and the amount of energy consumption of the pump 520 as shown in FIG. 4. In general, the amount of water consumed by the pump 520 and the amount of energy consumed by the pump 520 increase as the amount of water increases.
  • the information derived from the pump characteristic information may be, for example, a table showing the relationship between the amount of water and the energy consumption of the pump 520, or a mathematical formula showing the relationship between the amount of water and the energy consumption of the pump 520. It may be.
  • the circulation amount of water in the water circuit 510 (the amount of water discharged by the pump 520 and passing through the heat source side heat exchanger 140) and the condensing temperature (the heat source side Information indicating the relationship with the case where the heat exchanger 140 functions as a refrigerant radiator is stored in advance.
  • the amount of water in the water circuit 510 and the condensing temperature that the condensing temperature decreases as the amount of water increases.
  • the indicated information is stored in advance.
  • These pieces of information may be, for example, in the form of a table or in the form of a mathematical expression.
  • the temperature of the cooling water or the hot water supplied to the heat source side heat exchanger 140 may differ depending on the installation place of the air conditioner 10, such information is provided for each temperature of the cooling water or the hot water May be
  • information indicating the relationship between the condensation temperature of the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 and the amount of energy consumption of the compressor 110 as shown in FIG. 6A is stored in the storage unit 420 in advance.
  • the storage unit 420 stores, in advance, information indicating the relationship between the evaporation temperature of the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 and the amount of energy consumption of the compressor 110 as illustrated in FIG. 6B. .
  • the storage unit 420 stores the relationship between the capacity of the compressor 110 (the number of rotations of the compressor motor) and the energy consumption of the compressor 110.
  • Control Unit 430 mainly performs adjustment control. That is, as the main function, the control unit 430 ensures the capacity of the air conditioner 10 while reducing the total of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520, Control to adjust the volume of the pump 520 is performed. Control unit 430 performs compression so that the amount of heat exchange between the refrigerant and water in heat source side heat exchanger 140 is maintained before and after adjustment of the capacity of compressor 110 and the capacity of pump 520 during adjustment control. Adjust the capacity of the machine 110 and the capacity of the pump 520.
  • control unit 430 executes predictive adjustment control as the adjustment control.
  • the predictive adjustment control actually calculates a change in the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the consumption energy of the pump 520 when the capacity of the pump 520 is changed, and the sum is calculated to decrease. Control of changing the capacity of the pump 520 (as a result, the capacity of the compressor 110 also changes, and the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 are adjusted).
  • a change in the total energy of the consumption energy of the compressor 110 and the consumption energy of the pump 520 when the capacity of the pump 520 is changed is calculated, and A process of determining whether to adjust the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 is determined.
  • Control unit 430 derives a change in the sum of the energy consumption of compressor 110 and the energy consumption of pump 520, based on the pump characteristic information received by operation unit 410. In addition, the control unit 430 predicts the condensation temperature or the evaporation temperature of the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 when the capacity of the pump 520 or the capacity of the compressor 110 is changed, and the compressor 110 is calculated based on the prediction result. The change in the sum of the energy consumption of the and the energy consumption of the pump 520 is calculated.
  • control unit 430 calculates the change amount of the total consumption energy of the compressor 110 and the consumption energy of the pump 520 by the circulation amount of water calculated by the water circulation amount calculation unit 440b described later (passing through the heat source side heat exchanger 140 Calculation based on the amount of water).
  • control unit 430 Details of the process executed by the control unit 430 will be described later.
  • the calculation unit 440 includes a refrigerant circulation amount calculation unit 440a and a water circulation amount calculation unit 440b.
  • the refrigerant circulation amount calculation unit 440a is an example of a first circulation amount calculation unit.
  • the water circulation amount calculation unit 440 b is an example of a second circulation amount calculation unit.
  • the refrigerant circulation amount calculation unit 440a is configured to calculate the circulation amount of refrigerant in the refrigerant circuit 50 (heat source side heat exchanger 140) based on the capacity (rotational speed) of the compressor 110. Calculate the flow rate of the refrigerant that passes through For example, the refrigerant circulation amount calculation unit 440a stores the capacity of the compressor 110 and the opening degree of the expansion mechanism (the heat source side flow control valve 150 and the use side flow control valve 320) stored in the storage unit 420 and the refrigerant circuit.
  • Water circulation amount calculation unit 440b measures the gas side temperature sensor T3 and the liquid side temperature sensor T4 of the heat source unit 100, the water inlet temperature sensor Twi, and the water outlet temperature sensor Two. Based on the result and the calculation result of the refrigerant circulation amount calculation unit 440a, the circulation amount of water ((flow rate of water passing through the heat source side heat exchanger 140) in the water circuit 510 is calculated.
  • the water circulation amount calculation unit 440b calculates the circulation amount of water in the water circuit 510 using Expression (1).
  • each symbol means the following amount.
  • Gw Water volume of water circuit 510 [kg / h]
  • Q Heat quantity exchanged between refrigerant and water in heat source side heat exchanger 140 [J / h]
  • Cw Specific heat of water [J / kg ⁇ K]
  • Tw Absolute value [K] of the temperature difference between the water inlet and outlet in the heat source side heat exchanger 140 obtained by subtracting the measurement result of the water outlet temperature sensor Two from the measurement result of the water inlet temperature sensor Twi Gr: Circulating amount [kg / h] of refrigerant in the refrigerant circuit 50 calculated by the refrigerant circulation amount calculating unit 440a ⁇ h: absolute value [J / kg] of the specific enthalpy difference between the inlet and the outlet of the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 determined from the measurement results of the gas side temperature sensor T3 and the liquid side temperature sensor T4
  • the air conditioning controller always adjusts the opening degree of the flow control valve 530 to full open during operation of the air conditioner 10.
  • the present invention is not limited to this, and the opening degree of the flow rate control valve 530 may be adjusted to a predetermined opening degree other than full opening.
  • the air conditioning controller operates the pump 520 at a predetermined capacity (predetermined flow rate).
  • the predetermined flow rate is, for example, when both of the use units 300A and 300B perform the cooling operation, when both of the use units 300A and 300B perform the heating operation, and when the use unit 300A performs the cooling operation and the use unit 300B performs the heating operation.
  • the air conditioning controller starts adjustment control at a predetermined timing, and changes the volume of the pump 520 (the amount of water discharged by the pump 520).
  • the control unit 430 determines that the capacity of the compressor 110 (the number of revolutions of the compressor motor) is constant. Adjustment control starts when the state continues for a predetermined time or more). Also, for example, the control unit 430 may start adjustment control when a predetermined time has elapsed from the start of operation of the air conditioning apparatus 10. Control of the displacement of the pump 520 during adjustment control will be described later.
  • the control unit 400 switches the heat source side heat exchanger 140 by switching the first flow path switching mechanism 132 to the heat dissipation operation state (state shown by the solid line of the first flow path switching mechanism 132 in FIG. 2). It functions as a refrigerant radiator. Further, the control unit 400 switches the second flow path switching mechanism 134 to the evaporation load operating state (the state shown by the solid line of the second flow path switching mechanism 134 in FIG. 2). In addition, the control unit 400 adjusts the opening degree of the heat source side flow control valve 150 and the suction return valve 172 appropriately. Further, the control unit 400 controls the degassing pipe flow rate control valve 182 to be in a fully closed state.
  • the control unit 400 closes the branch pipe control valve 220 and opens the high and low pressure side valve 230 and the low pressure side valve 240 to use heat exchange on the use units 300A and 300B.
  • the unit 310 functions as a refrigerant evaporator.
  • the control unit 400 opens the high and low pressure side valve 230 and the low pressure side valve 240 so that the use side heat exchangers 310 of the usage units 300A and 300B and the suction side of the compressor 110 of the heat source unit 100 have high and low pressure gas refrigerants.
  • the connection pipe 34 and the low pressure gas refrigerant communication pipe 36 are in a connected state. Further, the control unit 400 adjusts the opening degree of each of the use-side flow rate adjustment valves 320 of the use units 300A and 300B as appropriate.
  • the control unit 400 operates each part of the air conditioning apparatus 10, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 50 as indicated by the arrow in FIG. 3A.
  • the high pressure gas refrigerant compressed and discharged by the compressor 110 is sent to the heat source side heat exchanger 140 through the first flow path switching mechanism 132.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 140 exchanges heat with water as a heat source in the heat source side heat exchanger 140, thereby radiating heat and condensing.
  • the refrigerant that has dissipated heat in the heat source side heat exchanger 140 is sent to the receiver 180 after the flow rate is adjusted in the heat source side flow control valve 150.
  • the refrigerant sent to the receiver 180 is temporarily stored in the receiver 180 and then flows out, a part of which flows from the branch part B1 to the suction return pipe 170a, and the remaining flows to the liquid refrigerant communication pipe 32.
  • the refrigerant flowing from the receiver 180 to the liquid refrigerant communication pipe 32 exchanges heat with the refrigerant flowing toward the suction pipe 110a of the compressor 110 by the subcooling heat exchanger 170 and is cooled. It flows into the liquid refrigerant communication pipe 32 through the shutoff valve 22.
  • the refrigerant sent to the liquid refrigerant communication pipe 32 is divided into two and sent to the main liquid refrigerant piping 252 of each connection unit 200A, 200B.
  • the refrigerant sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection units 200A and 200B is sent to the use-side flow rate adjustment valve 320 of the use units 300A and 300B through the liquid connection pipe 42, respectively.
  • the heat exchange with the indoor air supplied by the indoor fan (not shown) is performed in the use side heat exchanger 310. Evaporate to form a low pressure gas refrigerant.
  • indoor air is cooled and supplied indoors.
  • the low-pressure gas refrigerant flowing out of the use-side heat exchanger 310 of the use units 300A and 300B is sent to the combined gas refrigerant piping 266 of the connection units 200A and 200B, respectively.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the combined gas refrigerant pipe 266 is sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 through the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 and to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36 through the low pressure gas refrigerant pipe 264.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 is returned to the suction side (the suction pipe 110 a) of the compressor 110 through the high and low pressure gas side closing valve 24 and the second flow path switching mechanism 134.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36 is returned to the suction side (the suction pipe 110 a) of the compressor 110 through the low pressure gas side shut-off valve 26.
  • the control unit 400 switches the heat source side heat exchanger 140 by switching the first flow path switching mechanism 132 to the evaporation operation state (the state shown by the broken line of the first flow path switching mechanism 132 in FIG. 2). It functions as a refrigerant heat sink (evaporator). Further, the control unit 400 switches the second flow path switching mechanism 134 to the heat radiation load operating state (the state indicated by the broken line of the second flow path switching mechanism 134 in FIG. 2). In addition, the control unit 400 adjusts the opening degree of the heat source side flow control valve 150 as appropriate.
  • the control unit 400 closes the branch pipe control valve 220 and the low pressure side valve 240, and opens the high and low pressure side valve 230 to use the use side heat exchanger 310 of the use units 300A and 300B.
  • the control unit 400 opens the high and low pressure side valve 230, the discharge side of the compressor 110 and the use side heat exchanger 310 of the usage units 300A and 300B are connected via the high and low pressure gas refrigerant connection pipe 34. It becomes a state. Further, the control unit 400 adjusts the opening degree of each of the use-side flow rate adjustment valves 320 of the use units 300A and 300B as appropriate.
  • the control unit 400 operates each part of the air conditioner 10, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 50 as indicated by the arrow in FIG. 3B.
  • the high pressure gas refrigerant compressed and discharged by the compressor 110 is sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 through the second flow path switching mechanism 134 and the high and low pressure gas side closing valve 24.
  • the high pressure gas refrigerant sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 branches and flows into the high and low pressure gas refrigerant pipes 262 of the connection units 200A and 200B.
  • the high pressure gas refrigerant flowing into the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 is sent to the use side heat exchanger 310 of the use units 300A and 300B through the high and low pressure side valve 230, the combined gas refrigerant pipe 266 and the gas connection pipe 44.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the use side heat exchanger 310 releases heat by exchanging heat with the indoor air supplied by the indoor fan in the use side heat exchanger 310 and condenses. On the other hand, indoor air is heated and supplied indoors.
  • the refrigerant that has dissipated heat in the use side heat exchanger 310 of the use unit 300A, 300B is adjusted in flow rate by the use side flow control valve 320 of the use unit 300A, 300B, and then the main of the connection unit 200A, 200B through the liquid connection pipe 42 It is sent to the liquid refrigerant pipe 252.
  • the refrigerant sent to the main liquid refrigerant pipe 252 is sent to the liquid refrigerant communication pipe 32, and is sent to the receiver 180 through the liquid side shut-off valve 22.
  • the refrigerant sent to the receiver 180 is temporarily stored in the receiver 180 and then flows out, and is sent to the heat source side flow control valve 150.
  • the refrigerant sent to the heat source side flow rate adjustment valve 150 is vaporized by heat exchange with water as a heat source in the heat source side heat exchanger 140 and becomes a low pressure gas refrigerant, and the first flow path switching mechanism Sent to 132.
  • the low-pressure gas refrigerant sent to the first flow path switching mechanism 132 is returned to the suction side (the suction pipe 110 a) of the compressor 110.
  • the control unit 400 switches the heat source side heat exchanger 140 by switching the first flow path switching mechanism 132 to the heat dissipation operation state (the state shown by the solid line of the first flow path switching mechanism 132 in FIG. 2). It functions as a refrigerant radiator. Further, the control unit 400 switches the second flow path switching mechanism 134 to the heat radiation load operating state (the state indicated by the broken line of the second flow path switching mechanism 134 in FIG. 2). In addition, the control unit 400 adjusts the opening degree of the heat source side flow control valve 150 and the suction return valve 172 appropriately. Further, the control unit 400 controls the degassing pipe flow rate control valve 182 to be in a fully closed state.
  • connection unit 200A the control unit 400 closes the branch pipe control valve 220 and the high and low pressure side valve 230 and opens the low pressure side valve 240 to use the use side heat exchanger 310 of the use unit 300A as a refrigerant.
  • the control unit 400 closes the branch pipe control valve 220 and the low pressure side valve 240 and opens the high and low pressure side valve 230 to use the use side heat exchanger 310 of the use unit 300B as a refrigerant. Function as a heat sink.
  • the use-side heat exchanger 310 of the use unit 300A and the suction side of the compressor 110 of the heat source unit 100 are connected via the low pressure gas refrigerant communication pipe 36. It will be Further, by controlling the valve of the connection unit 200B as described above, the discharge side of the compressor 110 of the heat source unit 100 and the use side heat exchanger 310 of the use unit 300B are connected via the high and low pressure gas refrigerant connection pipe 34. Will be connected. Further, the control unit 400 adjusts the opening degree of each of the use-side flow rate adjustment valves 320 of the use units 300A and 300B as appropriate.
  • the control unit 400 operates each part of the air conditioner 10, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 50 as indicated by the arrow in FIG. 3C.
  • the high pressure gas refrigerant sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 is sent to the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 of the connection unit 200B.
  • the high pressure gas refrigerant sent to the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 is sent to the use side heat exchanger 310 of the use unit 300 B through the high and low pressure side valve 230 and the combined gas refrigerant pipe 266.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the use-side heat exchanger 310 of the use unit 300B releases heat by exchanging heat with the indoor air supplied by the indoor fan in the use-side heat exchanger 310 and condenses. On the other hand, indoor air is heated and supplied indoors.
  • the refrigerant that has dissipated heat in the use side heat exchanger 310 of the use unit 300B is sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200B after the flow rate is adjusted by the use side flow control valve 320 of the use unit 300B.
  • the refrigerant sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200 B is sent to the liquid refrigerant communication pipe 32.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 140 exchanges heat with water as a heat source in the heat source side heat exchanger 140 to dissipate heat and condense. Then, the refrigerant that has dissipated heat in the heat source side heat exchanger 140 is sent to the receiver 180 after the flow rate is adjusted in the heat source side flow control valve 150. The refrigerant sent to the receiver 180 is temporarily stored in the receiver 180 and then flows out, a part of which flows from the branch part B1 to the suction return pipe 170a, and the remaining flows to the liquid refrigerant communication pipe 32.
  • the refrigerant flowing from the receiver 180 to the liquid refrigerant communication pipe 32 exchanges heat with the refrigerant flowing toward the suction pipe 110a of the compressor 110 by the subcooling heat exchanger 170 and is cooled. It flows into the liquid refrigerant communication pipe 32 through the shutoff valve 22.
  • the refrigerant flowing into the liquid refrigerant communication pipe 32 through the liquid side shut-off valve 22 merges with the refrigerant flowing from the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200B.
  • the refrigerant of the liquid refrigerant communication pipe 32 is sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200A.
  • the refrigerant sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200A is sent to the use-side flow rate adjustment valve 320 of the use unit 300A.
  • the refrigerant sent to the usage-side flow control valve 320 of the usage unit 300A is adjusted in flow rate by the usage-side flow control valve 320, and then room air supplied by the indoor fan in the usage-side heat exchanger 310 of the usage unit 300A. And heat exchange to evaporate the low pressure gas refrigerant.
  • indoor air is cooled and supplied indoors.
  • the low-pressure gas refrigerant flowing out of the use-side heat exchanger 310 of the use unit 300A is sent to the combined gas refrigerant pipe 266 of the connection unit 200A.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the combined gas refrigerant pipe 266 of the connection unit 200A is sent to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36 through the low pressure gas refrigerant pipe 264 of the connection unit 200A.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36 is returned to the suction side (the suction pipe 110 a) of the compressor 110 through the low pressure gas side shut-off valve 26.
  • the control unit 400 switches the heat source side heat exchanger 140 by switching the first flow path switching mechanism 132 to the evaporation operation state (the state shown by the broken line of the first flow path switching mechanism 132 in FIG. 2). It functions as a refrigerant evaporator. Further, the control unit 400 switches the second flow path switching mechanism 134 to the heat radiation load operating state (the state indicated by the broken line of the second flow path switching mechanism 134 in FIG. 2). In addition, the control unit 400 adjusts the opening degree of the heat source side flow control valve 150 as appropriate.
  • connection unit 200A the control unit 400 closes the high and low pressure side valve 230 and opens the low pressure side valve 240 to cause the use side heat exchanger 310 of the use unit 300A to function as a refrigerant evaporator. .
  • control unit 400 appropriately adjusts the opening degree of the branch pipe control valve 220 in the connection unit 200A.
  • connection unit 200B the control unit 400 closes the branch pipe control valve 220 and the low pressure side valve 240 and opens the high and low pressure side valve 230 to use the use side heat exchanger 310 of the use unit 300B as a refrigerant. Function as a heat sink.
  • the use side heat exchanger 310 of the use unit 300A and the suction side of the compressor 110 of the heat source unit 100 are connected via the low pressure gas refrigerant communication pipe 36. It will be connected. Further, by controlling the valves of the connection units 200A and 200B as described above, the discharge side of the compressor 110 of the heat source unit 100 and the use side heat exchanger 310 of the use unit 300B are high pressure / low pressure gas refrigerant communication pipe 34 It will be connected via Further, the control unit 400 adjusts the opening degree of each of the use-side flow rate adjustment valves 320 of the use units 300A and 300B as appropriate.
  • the control unit 400 operates each part of the air conditioning apparatus 10, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 50 as shown by the arrow in FIG. 3D.
  • the high pressure gas refrigerant compressed and discharged by the compressor 110 is sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 through the second flow path switching mechanism 134 and the high and low pressure gas side closing valve 24.
  • the high pressure gas refrigerant sent to the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 34 is sent to the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 of the connection unit 200B.
  • the high pressure gas refrigerant sent to the high and low pressure gas refrigerant pipe 262 is sent to the use side heat exchanger 310 of the use unit 300 B through the high and low pressure side valve 230 and the combined gas refrigerant pipe 266.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the use-side heat exchanger 310 of the use unit 300B releases heat by exchanging heat with the indoor air supplied by the indoor fan in the use-side heat exchanger 310 and condenses. On the other hand, indoor air is heated and supplied indoors.
  • the refrigerant that has dissipated heat in the use side heat exchanger 310 of the use unit 300B is sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200B after the flow rate is adjusted by the use side flow control valve 320 of the use unit 300B.
  • the refrigerant sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200 B is sent to the liquid refrigerant communication pipe 32. Part of the refrigerant in the liquid refrigerant communication pipe 32 is sent to the main liquid refrigerant pipe 252 of the connection unit 200A, and the remainder is sent to the receiver 180 through the liquid side shut-off valve 22.
  • the refrigerant flowing in the main liquid refrigerant pipe 252 to the use side flow rate adjustment valve 320 is cooled after exchanging heat with the refrigerant flowing in the branch liquid refrigerant pipe 254 toward the low pressure gas refrigerant pipe 264 in the subcooling heat exchanger 210. , Flows into the user-side flow control valve 320.
  • the refrigerant sent to the usage-side flow control valve 320 of the usage unit 300A is flow-regulated by the usage-side flow control valve 320 of the usage unit 300A, and then supplied by the indoor fan in the usage-side heat exchanger 310 of the usage unit 300A. By heat exchange with the room air, it evaporates to a low pressure gas refrigerant. On the other hand, indoor air is cooled and supplied indoors. Then, the low-pressure gas refrigerant flowing out of the use-side heat exchanger 310 is sent to the combined gas refrigerant pipe 266 of the connection unit 200A.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the combined gas refrigerant pipe 266 flows into the low pressure gas refrigerant pipe 264, joins with the refrigerant flowing from the branched liquid refrigerant pipe 254, and is sent to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36.
  • the low pressure gas refrigerant sent to the low pressure gas refrigerant communication pipe 36 is returned to the suction side (the suction pipe 110 a) of the compressor 110 through the low pressure gas side shut-off valve 26.
  • the refrigerant sent from the liquid refrigerant communication pipe 32 to the receiver 180 is temporarily stored in the receiver 180 and then flows out, and is sent to the heat source side flow control valve 150. Then, the refrigerant sent to the heat source side flow rate adjustment valve 150 is vaporized by heat exchange with water as a heat source in the heat source side heat exchanger 140 and becomes a low pressure gas refrigerant, and the first flow path switching mechanism Sent to 132. Then, the low-pressure gas refrigerant sent to the first flow path switching mechanism 132 is returned to the suction side (the suction pipe 110 a) of the compressor 110.
  • Adjustment control predictive adjustment control
  • Adjustment control prediction type adjustment control
  • the air conditioning controller operates the pump 520 at a predetermined capacity (predetermined flow rate). Thereafter, the control unit 430 starts adjustment control at a predetermined timing, and changes the volume of the pump 520 (the amount of water discharged by the pump 520).
  • the water circulation amount calculation unit 440b calculates the amount of water Gw1 (the amount of water circulation in the water circuit 510) passing through the heat source side heat exchanger 140 by the method as described above (step S1).
  • control unit 430 determines the amount of water calculated in step S1 and information derived from the pump characteristic information stored in the storage unit 420 (the relationship between the amount of water of the pump 520 as shown in FIG. 4 and the energy consumption of the pump And the current consumption energy of the pump 520 (input power to the pump 520) is calculated (step S2).
  • control unit 430 determines the amount of water from the current amount of water Gw1 (within a feasible range in view of the capacity of pump 520).
  • the energy consumption of the pump 520 when it is increased or decreased by a fixed amount is calculated (step S3). For example, based on the information derived from the pump characteristic information stored in storage unit 420, control unit 430 increases the amount of water by a predetermined percentage (for example, 5%) from the current amount of water (the amount of water is Gw2).
  • the control unit 430 subtracts the current consumption energy of the pump 520 (calculated in step S2) from the energy consumption of the pump 520 when the water amount is increased or decreased by the predetermined amount from the current water amount, The amount of increase / decrease in the energy consumption of the pump 520 at the time of increase / decrease of the flow rate of
  • step S4 when the heat source side heat exchanger 140 is in the heat release operation, the control unit 430 stores the amount of water and condensation in the water circuit 510 as illustrated in FIG. 5A stored in the storage unit 420. Based on the relationship with temperature, the condensation temperature Tc2 when the amount of water in the water circuit 510 is Gw2 and the condensation temperature Tc3 when the amount of water in the water circuit 510 is Gw3 are calculated. Further, in step S4, when the heat source side heat exchanger 140 is in the endothermic operation, the control unit 430 stores the amount of water and the evaporation temperature in the water circuit 510 as illustrated in FIG. 5B stored in the storage unit 420. The evaporation temperature Te2 when the water quantity in the water circuit 510 is Gw2 and the evaporation temperature Te3 when the water quantity in the water circuit 510 is Gw3 is calculated based on the relationship with
  • step S5 when the condensing temperature is calculated in step S4, the control unit 430 stores the condensing temperature of the refrigerant as shown in FIG. 6A and the compressor 110, which are stored in the storage unit 420.
  • the energy consumption of the compressor 110 with respect to the condensation temperatures Tc2 and Tc3 is calculated based on the information indicating the relationship with the amount of energy consumption.
  • step S5 when the evaporation temperature is calculated in step S4, the control unit 430 stores the evaporation temperature of the refrigerant and the temperature of the compressor 110 as shown in FIG. 6 (b) stored in the storage unit 420.
  • the energy consumption of the compressor 110 with respect to the evaporation temperatures Te2 and Te3 is calculated based on the information indicating the relationship with the energy consumption. Furthermore, the control unit 430 determines the consumption energy of the compressor 110 when the amount of water in the water circuit 510 is Gw2 and Gw3 (in other words, the consumption energy of the compressor 110 with respect to the condensation temperatures Tc2 and Tc3, or the evaporation temperatures Te2 and Te3).
  • the energy consumption of the compressor 110 is calculated by subtracting the energy consumption of the compressor 110 calculated from the current capacity of the compressor 110 from the energy consumption of the compressor 110 for Do.
  • control unit 430 increases or decreases the overall consumed energy when the flow rate of water circuit 510 increases or decreases (increased or decreased amount of consumed energy of pump 520).
  • the sum with the increase / decrease amount of the energy consumption of the compressor 110 is calculated.
  • the increase / decrease amount of the total energy consumption when increasing the flow rate of the water circuit 510 to the flow rate Gw2 is ⁇ E1
  • the increase / decrease amount of the total consumed energy when decreasing the flow rate of the water circuit 510 to the flow rate Gw3 is ⁇ E2.
  • step S7 the control unit 430 determines whether there is a negative value in the increase / decrease amount of total consumed energy at the time of flow rate increase / decrease of the water circuit 510 calculated at step S6 (when the flow rate of the water circuit 510 increases / decreases Determine whether the energy consumption of the system may be reduced below the current level). If there is no negative value in the increase / decrease amount of the whole consumed energy at the time of flow rate increase / decrease of the water circuit 510, it will progress to step S8. On the other hand, if there is a negative value in the increase / decrease amount of the total energy consumption when the flow rate of the water circuit 510 increases / decreases, the process proceeds to step S9.
  • step S8 it is determined whether or not a predetermined time (for example, several tens of seconds) has elapsed after execution of the process of step S7. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process returns to step S1. The process of step S8 is repeatedly determined until it is determined that the predetermined time has elapsed.
  • a predetermined time for example, several tens of seconds
  • step S9 the increase / decrease amount ⁇ E1 of the total consumed energy when the flow rate of the water circuit 510 calculated in step S6 is increased to the flow rate Gw2 decreases the flow rate of the water circuit 510 calculated in step S6 to the flow rate Gw3. It is determined whether or not it is smaller than the increase / decrease amount ⁇ E2 of the entire consumed energy at the time of the change.
  • step S10 the increase / decrease amount ⁇ E1 of consumed energy when the flow rate of the water circuit 510 is increased to the flow rate Gw2 is smaller than the increase / decrease amount ⁇ E2 of the consumed energy when the flow rate of the water circuit 510 is decreased to the flow rate Gw3 If it is calculated that increasing the flow rate of the water circuit 510 reduces the total energy consumption rather than reducing the flow rate of the water circuit 510, the process proceeds to step S10. On the other hand, when the flow rate of the water circuit 510 is increased to the flow rate Gw2, the increase / decrease amount ⁇ E1 of the total energy consumption is at least the increase / decrease amount ⁇ E2 of the total energy consumed when the flow rate of the water circuit 510 is decreased to the flow rate Gw3. If there is, the process proceeds to step S11.
  • control unit 430 changes the capacity of pump 520 to increase the flow rate of water circuit 510 to flow rate Gw2.
  • the system of the air conditioner 10 is stabilized (the desired cooling operation, heating operation, simultaneous operation of heating and cooling is realized by the air conditioner 10), the compressor The capacity of 110 is adjusted.
  • the control unit 430 responds to the change in the capacity of the pump 520 (instead of waiting for the change in the capacity of the compressor 110 based on measured values of various sensors etc.) while changing the capacity of the pump 520.
  • the capacity of the compressor 110 may be adjusted by changing the input energy to the compressor 110 to the consumed energy calculated in step S5. After execution of step S10, the process proceeds to step S8.
  • control unit 430 changes the volume of pump 520 to reduce the flow rate of water circuit 510 to flow rate Gw3.
  • the system of the air conditioner 10 is stabilized (the desired cooling operation, heating operation, simultaneous operation of heating and cooling is realized by the air conditioner 10), the compressor The capacity of 110 is adjusted.
  • the control unit 430 responds to the change in the capacity of the pump 520 (instead of waiting for the change in the capacity of the compressor 110 based on measured values of various sensors etc.) while changing the capacity of the pump 520.
  • the capacity of the compressor 110 may be adjusted by changing the input energy to the compressor 110 to the consumed energy calculated in step S5. After execution of step S11, the process proceeds to step S8.
  • the control unit 430 may first calculate the increase / decrease amount of the consumed energy (of the pump 520 and the compressor 110) when the flow rate of the water circuit 510 increases. Then, when it is determined that the total energy consumption decreases, the control unit 430 increases the flow rate of the water circuit 510 without calculating the increase or decrease of the total energy consumption when the flow rate of the water circuit 510 decreases. It is also good.
  • the control unit 430 calculates the increase / decrease amount of the total energy consumption when the flow rate of the water circuit 510 decreases, and the total consumption If it is determined that the energy decreases, the flow rate of the water circuit 510 may be reduced. In addition, contrary to the method exemplified here, the control unit 430 first calculates the increase / decrease amount of the total consumed energy at the time of the flow rate decrease of the water circuit 510, and thereafter, the whole of the time of the flow rate increase of the water circuit 510. The amount of increase or decrease in energy consumption may be calculated.
  • the air conditioning apparatus 10 as an example of the refrigeration apparatus according to the above-described embodiment includes a refrigerant circuit 50 in which a refrigerant as the first fluid circulates, and a water circuit 510.
  • the refrigerant circuit 50 is an example of a first circuit
  • the water circuit 510 is an example of a second circuit.
  • the refrigerant circuit 50 includes a compressor 110, a heat source side heat exchanger 140 and a use side heat exchanger 310, and flow control valves 150 and 320.
  • the heat source side heat exchanger 140 is an example of a first heat exchanger
  • the use side heat exchanger 310 is an example of a second heat exchanger.
  • the heat source side flow control valve 150 and the use side flow control valve 320 are an example of an expansion mechanism.
  • the compressor 110 compresses the refrigerant.
  • a refrigerant flows inside the heat source side heat exchanger 140 and the use side heat exchanger 310.
  • the flow control valves 150 and 320 lower the pressure of the refrigerant flowing from the heat source side heat exchanger 140 to the use side heat exchanger 310 or from the use side heat exchanger 310 to the heat source side heat exchanger 140.
  • water that exchanges heat with the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 is circulated by the pump 520.
  • the air conditioner 10 further includes a control unit 430.
  • the control unit 430 adjusts the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 so as to reduce the sum of the energy consumed by the compressor 110 and the energy consumed by the pump 520 while securing the capacity of the air conditioner 10. Perform adjustment control.
  • the capacities of the compressor 110 and the pump 520 are adjusted such that the total energy consumption of the compressor 110 and the pump 520 is reduced while securing the capability of the air conditioner 10. Therefore, in the air conditioning apparatus 10, it is possible to realize an efficient operation in which the energy consumption of the main power device of the system is suppressed.
  • control unit 430 performs the adjustment control between the refrigerant and the water in the heat source side heat exchanger 140 before and after the adjustment of the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520.
  • the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 are adjusted so that the heat exchange amount is maintained.
  • the adjustment control includes a predictive adjustment control.
  • the control unit 430 calculates a change in the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the consumption energy of the pump 520 when the capacity of the pump 520 is changed, as part of the process of the predictive adjustment control, Based on the determination of whether to adjust the capacity of the pump 520 is determined.
  • the capacity of the pump 520 it is possible to determine whether to adjust the capacity of the pump 520 based on the change in the total energy consumption of the compressor 110 and the pump 520 when the capacity of the pump 520 is changed. That is, here, if it is expected that the total consumption energy is reduced by changing the capacity of the pump 520, the capacity of the compressor 110 and the pump 520 is adjusted, and conversely, the capacity of the pump 520 is changed. If it is expected that the total energy consumption will increase, then it may be decided not to adjust the capacity of the compressor 110 and the pump 520. Therefore, in the air conditioning apparatus 10, it is easy to perform efficient operation in which the energy consumption of the main power device of the system is suppressed.
  • the air conditioning apparatus 10 includes an operation unit 410 as an example of a reception unit.
  • the operation unit 410 receives pump characteristic information on the relationship between the energy consumption of the pump 520 and the discharge amount of the pump 520.
  • the control unit 430 derives a change in the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 based on the pump characteristic information.
  • the relationship between the energy consumption and the discharge amount of the pump is grasped based on the pump characteristic information, and the total change of the energy consumption of the compressor 110 and the pump 520 Can be calculated relatively accurately, and based on this, it can be determined whether to adjust the capacity of the compressor 110 and the pump 520.
  • control unit 430 predicts the condensation temperature or the evaporation temperature of the refrigerant in the heat source side heat exchanger 140 when the capacity of the pump 520 is changed, and based on the prediction result, A change in the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 is calculated.
  • the air conditioner 10 includes the gas side temperature sensor T3 and the liquid side temperature sensor T4 as an example of the first temperature sensor and the second temperature sensor, and the water inlet temperature sensor Twi as an example of the third temperature sensor.
  • a water outlet temperature sensor Two as an example of a fourth temperature sensor, a refrigerant circulation amount calculation unit 440a as an example of a first circulation amount calculation unit, and a water circulation amount calculation unit 440b as an example of a second circulation amount calculation unit And.
  • One of the gas side temperature sensor T3 and the liquid side temperature sensor T4 measures the temperature at the inlet to the heat source side heat exchanger 140 of the refrigerant, and the other measures the temperature at the outlet from the heat source side heat exchanger 140 of the refrigerant. .
  • the water inlet temperature sensor Twi measures the temperature at the inlet to the heat source side heat exchanger 140 of water.
  • the water outlet temperature sensor Two measures the temperature at the outlet from the heat source side heat exchanger 140 of water.
  • the refrigerant circulation amount calculation unit 440 a calculates the circulation amount of the refrigerant in the refrigerant circuit 50 from the capacity of the compressor 110.
  • the water circulation amount calculation unit 440b measures the measurement results of the gas side temperature sensor T3, the liquid side temperature sensor T4, the water inlet temperature sensor Twi, and the water outlet temperature sensor Two, and the calculation result of the refrigerant circulation amount calculation unit 440a.
  • the circulation amount of water in the water circuit 510 is calculated based on
  • the control unit 430 calculates a change in the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 based on the circulation amount of water calculated by the water circulation amount calculation unit 440b.
  • the current flow rate of water can be grasped and the total change of the energy consumption of the compressor 110 and the pump 520 compared It is possible to determine whether or not to adjust the capacity of the compressor 110 and the pump 520 after calculating accurately.
  • control unit 430 of the first embodiment is merely an example, and is not limited to the above-described flow.
  • control unit 430 may execute adjustment control in the following manner.
  • the air conditioner may have a power meter that measures the current supplied to the pump 520.
  • the power meter is preferably electrically connected to the control unit 400 and configured to transmit the measured power value to the control unit 400. Then, instead of calculating the consumption energy of the pump 520 based on the flow rate of water flowing through the water circuit 510 calculated by the water circulation amount calculation unit 440b, the control unit 430 uses the actual measurement value of the power meter as the consumption energy of the pump 520. Good.
  • the water circuit 510 may be provided with a flow meter that measures the water supply amount of the pump 520.
  • the flow meter is preferably electrically connected to the control unit 400 and configured to transmit the measured flow rate to the control unit 400. Then, instead of calculating the energy consumption of the pump 520 based on the flow rate of water flowing through the water circuit 510 calculated by the water circulation amount calculation unit 440b, the control unit 430 uses the energy consumption of the pump 520 based on the measured value of the flow rate. It may be calculated.
  • the control unit 430 controls the water flowing in the water circuit 510 calculated by the water circulation amount calculation unit 440b in the first step S2.
  • the energy consumption of the pump 520 may be calculated based on the known flow rate of the pump 520 at the start of operation of the air conditioner 10, instead of calculating the energy consumption of the pump 520 based on the flow rate of.
  • the flow rate of the pump 520 can be determined even after the increase or decrease of the capacity of the pump 520 without measurement by the water circulation amount calculation unit 440b. it can.
  • step S1 once the flow rate of water flowing through the water circuit 510 is once calculated by the water circulation amount calculation unit 440 b in step S1, if it is understood how much the water amount is increased or decreased at the time of increase or decrease, the water circulation is performed again.
  • the flow rate of the pump 520 can be grasped without calculation by the amount calculation unit 440b.
  • control unit 430 calculates in advance the change in the sum of the energy consumption of compressor 110 and the consumption energy of pump 520 when the capacity of pump 520 is changed, and calculates that the sum decreases In this case, the capacity of the pump 520 is changed, but the refrigeration system of the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the control unit 430 calculates in advance the total change of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 when the capacity (rotational speed) of the compressor 110 is changed by using the same method.
  • the capacity of the compressor 110 may be changed if it is calculated that the sum decreases.
  • the volume of the pump 520 may be adjusted based on, for example, the measurement values of the water inlet temperature sensor Twi and the water outlet temperature sensor Two.
  • the air conditioning apparatus 10 includes the connection unit 200, and is a device capable of performing the cooling operation in some of the usage units 300 and the heating operation in the other some usage units 300. It is not limited.
  • the air conditioning apparatus as an example of the refrigeration apparatus according to the present invention may be an apparatus that can not perform simultaneous heating and cooling operation.
  • the air conditioner 10 may be a device dedicated to the cooling operation or a device dedicated to the heating operation.
  • the refrigerant used in the air conditioner 10 is a refrigerant accompanied by a phase change, but is not limited to this.
  • the refrigerant used in the air conditioning apparatus 10 may be a refrigerant such as carbon dioxide which does not cause a phase change.
  • the capacity of the pump 520 may be adjusted by changing the number of operating pumps connected in parallel.
  • the pump 520 is a constant flow pump, and the volume of the pump (the amount of water passing through the heat source side heat exchanger 140) is adjusted by adjusting the opening degree of the flow control valve 530 to change the flow rate.
  • the energy consumption (energy input to the pump) may be varied accordingly.
  • the energy consumption reduced by reducing the opening degree of the flow control valve 530 is smaller compared to the case where the pump 520 is a pump with variable rotation speed, so the motor of the pump 520 can be inverter controlled. Is preferred.
  • the air conditioner 10 includes the pump 520 and the flow control valve 530, but is not limited thereto.
  • the pump 520 and the flow control valve 530 are devices other than the air conditioner 10, and the control unit 430 can transmit a signal so that the pump 520 and the flow control valve 530 can be controlled as in the above embodiment. It may be configured.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an air conditioning apparatus 10A as a second embodiment of the refrigeration system according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic refrigerant circuit diagram of the air conditioner 10A.
  • the air conditioning apparatus 10A includes a control unit 400A instead of the control unit 400 (see FIG. 8).
  • the control unit 400A physically has the same configuration as the control unit 400.
  • the control unit 400A does not have the control unit 430 that executes the preliminary adjustment control as the adjustment control, but has a control unit 430A that performs the actual measurement adjustment control as the adjustment control.
  • the control unit 400A of the second embodiment that performs the measurement type adjustment control may not have the calculation unit 440 of the control unit 400 of the first embodiment.
  • the air conditioner 10A also includes a first ammeter C1 that measures the value of the current supplied to the compressor 110, and a current supplied to the pump 520. And a second ammeter C2 for measuring a value (see FIGS. 8 and 9).
  • the first ammeter C1 is an example of a first measurement unit.
  • the second ammeter C2 is an example of a second measurement unit.
  • the first ammeter C1 and the second ammeter C2 are electrically connected to the control unit 400A.
  • the air conditioner 10A may have a power meter instead of the ammeters C1 and C2.
  • the air conditioner 10A is the same as the air conditioner 10 of the first embodiment in the other points, and thus the description thereof is omitted.
  • Measurement-type adjustment control changes the capacity of the pump 520 (actually) and then measures the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 to obtain the capacity of the pump 520
  • the change of the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 before and after the change is calculated to determine whether the capacity of the pump 520 has been changed.
  • the actual adjustment control if the sum of the energy consumed by the compressor 110 and the energy consumed by the pump 520 is increased as a result of changing the displacement of the pump 520, the displacement of the pump 520 is reversed. Change.
  • control unit 430A of the control unit 400A performs the first capacity adjustment to increase or decrease the capacity of the pump 520, and the measurement result by the first ammeter C1 and the second ammeter C2 after the execution of the first capacity adjustment. It is determined whether the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 has increased based on the above, and if it is determined that the total has increased, the second capacity adjustment reverse to the first capacity adjustment is performed. Do.
  • Adjustment control (measurement-type adjustment control) by the control unit 430A will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the air conditioning controller operates the pump 520 at a predetermined predetermined volume (predetermined flow rate). Thereafter, the control unit 430A starts adjustment control at a predetermined timing, and changes the volume of the pump 520 (the flow rate of the pump 520).
  • control unit 430A sums the currents of the compressor 110 and the pump 520 from the measured value of the first ammeter C1 and the measured value of the second ammeter C2 (total current value A1). Is calculated (step S101). The calculated total value of the current is stored in storage unit 420 as total current value M.
  • the sum of the current of the compressor 110 and the pump 520 corresponds to the sum of the energy consumed by the compressor 110 and the energy consumed by the pump 520.
  • the increase / decrease of the total current of the compressor 110 and the pump 520 and the increase / decrease of the total energy of the consumption of the compressor 110 and the energy of the pump 520 are used in the same sense. There is.
  • the control unit 430A increases the displacement of the pump 520 by a predetermined amount (increases the water amount of the pump 520 (the circulation amount of the water circuit 510) by a predetermined amount (step S102). Increase the water volume by a predetermined percentage (for example, 5%) from the water volume As a result of increasing the flow rate of the water circuit 510, the system of the air conditioner 10A becomes stable (desired cooling operation and heating in the air conditioner 10A The capacity of the compressor 110 is adjusted so that the operation and the simultaneous operation of heating and cooling are realized) The control unit 430A changes the capacity of the pump 520 and at the same time (based on measured values of various sensors, etc. Rather than waiting for the capacity of the compressor 110 to change, the capacity of the compressor 110 may be adjusted to accommodate changes in the capacity of the pump 520.
  • a predetermined percentage for example, 5%
  • step S103 it is determined whether or not a predetermined time (for example, several tens of seconds) has elapsed after execution of the process of step S102. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S104. The process of step S103 is repeatedly determined until it is determined that the predetermined time has elapsed.
  • a predetermined time for example, several tens of seconds
  • step S104 the control unit 430A calculates the sum (total current value A2) of the currents of the compressor 110 and the pump 520 from the measurement value of the first ammeter C1 and the measurement value of the second ammeter C2. calculate.
  • control unit 430A determines whether calculated total current value A2 is larger than total current value M stored in storage unit 420. If the total current value A2 is larger than the total current value M, the process proceeds to step S107. If the total current value A2 is equal to or less than the total current value M, the process proceeds to step S106.
  • step S106 the total current value A2 calculated in step S104 is stored in the storage unit 420 as the total current value M. Thereafter, the process returns to step S102.
  • step S107 the total current value A2 calculated in step S104 is stored in the storage unit 420 as the total current value M. Thereafter, the process proceeds to step S108.
  • control unit 430A decreases the volume of pump 520 by a predetermined amount (the amount of water of pump 520 (the circulation amount of water circuit 510)) by a predetermined amount (step S108). For example, the control unit 430A reduces the amount of water from the current amount of water by a predetermined ratio (for example, 5%). As a result of reducing the flow rate of the water circuit 510, the compressor 110 is stabilized so that the system of the air conditioner 10A is stabilized (the desired cooling operation, heating operation, simultaneous operation of heating and cooling is realized by the air conditioner 10A). Capacity is adjusted.
  • the control unit 430A responds to the change in the capacity of the pump 520 (instead of waiting for the change in the capacity of the compressor 110 based on measured values of various sensors etc.) while changing the capacity of the pump 520.
  • the capacity of the compressor 110 may be adjusted to
  • step S109 it is determined whether or not a predetermined time (for example, several tens of seconds) has elapsed after execution of the process of step S108. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S110. The process of step S109 is repeatedly determined until it is determined that the predetermined time has elapsed.
  • a predetermined time for example, several tens of seconds
  • step S110 the control unit 430A calculates the sum (total current value A3) of the current of the compressor 110 and the pump 520 from the measurement value of the first ammeter C1 and the measurement value of the second ammeter C2. calculate.
  • control unit 430A determines whether or not calculated total current value A3 is larger than total current value M stored in storage unit 420. If the total current value A3 is larger than the total current value M, the process proceeds to step S112. If the total current value A3 is equal to or less than the total current value M, the process proceeds to step S113.
  • step S112 the total current value A3 calculated in step S110 is stored in the storage unit 420 as the total current value M. Thereafter, the process returns to step S102.
  • step S113 the total current value A3 calculated in step S110 is stored in the storage unit 420 as the total current value M. Thereafter, the process returns to step S108.
  • the air conditioner 10A when the capacity of the pump 520 or the compressor 110 was increased or decreased as adjustment control, the total consumed energy actually decreased based on the sum of the actually consumed energy of the compressor 110 and the pump 520. It is determined whether or not the energy consumption is increased, but a reverse adjustment is made on the pump capacity. Therefore, it is particularly easy to realize highly efficient operation.
  • the air conditioning apparatus 10A of the second embodiment also has the same features as the features (5-1) and (5-2) of the air conditioning apparatus 10 of the first embodiment.
  • the configuration of the second embodiment may be combined with the configuration of the first embodiment as appropriate, as long as no contradiction occurs.
  • the control unit of the air conditioner may execute both predictive adjustment control and actual measurement adjustment control.
  • the control unit further measures the value of the current supplied to the compressor 110 and the pump 520, and adjusts the capacity of the pump 520 (first capacity adjustment).
  • the second capacity adjustment may be performed reverse to the first capacity adjustment.
  • control unit 430 changes the capacity of the pump 520 and determines whether the sum of the energy consumption of the compressor 110 and the energy consumption of the pump 520 has increased, but is limited thereto is not.
  • the controller 430 may change the capacity of the compressor 110 to determine whether the sum of the energy consumed by the compressor 110 and the energy consumed by the pump 520 has increased.
  • the volume of the pump 520 may be adjusted based on, for example, the measurement values of the water inlet temperature sensor Twi and the water outlet temperature sensor Two.
  • heat exchange is performed between the refrigerant and the liquid fluid (for example, water) circulated by the pump 520 by the water circuit 510.
  • Adjustment control is performed to adjust the capacity of the compressor 110 and the capacity of the pump 520 so as to reduce the sum of the consumed energy and the consumed energy of the pump 520.
  • the aspect of the present invention is not limited to the above first and second embodiments.
  • the refrigeration system of the present invention includes a compressor 610 for compressing a refrigerant, a use side heat exchanger 620 and a heat source side heat exchanger 630 through which the refrigerant flows, and an expansion mechanism (flow control valve And a water circuit 680 through which a pump 660 circulates water as an example of a liquid fluid that exchanges heat with the refrigerant in the use-side heat exchanger 620. It may be a chiller 600.
  • the water circuit 680 is provided with a flow control valve 670.
  • illustration is abbreviate
  • the energy consumption of the compressor 610 and the energy consumption of the pump 660 are ensured by the control unit (not shown) of the control unit while securing the ability of the chiller 600 in the same manner as the first and second embodiments.
  • An adjustment control is performed to adjust the capacity of the compressor 610 and the capacity of the pump 660 to reduce the sum of The configurations of the first and second embodiments and the configurations of the modifications thereof are applied to the chiller 600 of the third embodiment without contradiction.
  • the refrigeration system of the present invention may be a device for heating the liquid fluid in the use side heat exchanger 620.
  • the heat source of the heat source side heat exchanger 630 may be a liquid fluid circulating in a fluid circuit different from the water circuit 680, or may be a gas such as air.
  • the heat source of the heat source side heat exchanger 630 is a liquid fluid, the same adjustment control as that in the first and second embodiments may be performed on the heat source side heat exchanger 630 side.
  • the present invention is widely applicable to refrigeration systems and useful.

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Abstract

熱交換器において、冷媒回路を循環する冷媒とポンプにより送液される流体との間で熱交換が行われる冷凍装置であって、エネルギー消費を抑制した効率の良いシステムを実現可能な冷凍装置を提供する。空気調和装置(10)は、冷媒が循環する冷媒回路(50)と、水回路(510)と、制御部(430)と、を備える。冷媒回路は、圧縮機(110)と、冷媒が内部を流れる熱源側熱交換器(140)及び利用側熱交換器(310)と、冷媒の圧力を降下させる膨張機構(150,320)とを含む。水回路には、熱源側熱交換器において冷媒と熱交換を行う水が、ポンプによって循環する。制御部は、空気調和装置の能力を確保しつつ、圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機の容量とポンプの容量とを調整する、調整制御を行う。

Description

冷凍装置
 本発明は、冷凍装置、特には熱交換器において冷媒回路を循環する冷媒とポンプにより送液される流体との間で熱交換が行われる冷凍装置に関する。
 従来、特許文献1(国際公開第2015/114839号公報)のように、冷媒回路が有する熱交換器において、冷媒回路を循環する冷媒とポンプにより送液される流体との間で熱交換が行われる冷凍装置が知られている。
 このような冷凍装置においてポンプにより送液される流体の流量を一定とすると、運転条件によっては流体の流量の過不足が生じる可能性がある。
 これに対し、特許文献1(国際公開第2015/114839号公報)の冷凍装置では、熱交換器を通過する流体の入口-出口の温度差をモニタリングし、温度差が所定範囲に収まるように流体の流量を調整する弁の開度を自動調整することで、流体の流量を適正化することが開示されている。
 しかし、特許文献1(国際公開第2015/114839号公報)の冷凍装置では、システムの主な動力機器である圧縮機及びポンプの消費エネルギー削減に着目した制御は特に行われておらず、効率化の観点から改善の余地がある。
 本発明の課題は、冷媒回路が有する熱交換器において、冷媒回路を循環する冷媒とポンプにより送液される流体との間で熱交換が行われる冷凍装置であって、エネルギー消費を抑制した効率の良いシステムを実現可能な冷凍装置を提供することにある。
 本発明の第1観点に係る冷凍装置は、第1流体が循環する第1回路と、第2回路とを備える。第1回路は、圧縮機と、第1熱交換器及び第2熱交換器と、膨張機構と、を含む。圧縮機は、冷媒としての第1流体を圧縮する。第1熱交換器及び第2熱交換器には、第1流体が内部を流れる。膨張機構は、第1熱交換器から第2熱交換器へと、又は、第2熱交換器から第1熱交換器へと流れる第1流体の圧力を降下させる。第2回路には、第1熱交換器において第1流体と熱交換を行う第2流体が、ポンプによって循環する。冷凍装置は、更に制御部を備える。制御部は、冷凍装置の能力を確保しつつ、圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機の容量とポンプの容量とを調整する、調整制御を行う。
 ここで、冷凍装置の能力とは、冷凍装置の制御対象(例えば、冷凍装置が空気調和装置であれば空調対象空間の空気、冷凍装置が給湯装置であれば温度調整対象の水)に対する冷却/加熱能力を意味する。また、ここでは、圧縮機の容量及びポンプの容量は、圧縮機及びポンプの能力を意味する。限定するものではないが、例えば、圧縮機の容量は、圧縮機のモータの回転数である。また、限定するものではないが、例えば、ポンプの容量は、ポンプから吐出される第2流体の流量である。
 本冷凍装置では、冷凍装置の能力を確保しつつ、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計が低減されるように圧縮機及びポンプの容量が調整される。そのため、本冷凍装置では、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を実現できる。
 本発明の第2観点に係る冷凍装置は、第1観点に係る冷凍装置であって、制御部は、調整制御の際、圧縮機の容量及びポンプの容量の調整の前後で第1熱交換器における第1流体と第2流体との間の熱交換量が維持されるように、圧縮機の容量及びポンプの容量を調整する。
 ここでは、第1熱交換器における流体間の熱交換量を維持することで、冷凍装置の能力を確保しつつ、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を実現できる。
 本発明の第3観点に係る冷凍装置は、第1観点又は第2観点に係る冷凍装置であって、調整制御は、予測型調整制御を含む。制御部は、予測型調整制御の処理の一部として、ポンプの容量又は圧縮機の容量を変化させた場合の圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づき圧縮機の容量及びポンプの容量の調整の実行/非実行を決定する。
 ここでは、圧縮機又はポンプの容量を変化させた場合の圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計の変化を演算した上で、圧縮機及びポンプの容量の調整の実行/非実行を決定できる。つまり、ここでは、圧縮機又はポンプの容量を変化させることで消費エネルギーの合計が減ると予想される場合には圧縮機及びポンプの容量の調整を行い、逆に圧縮機又はポンプの容量を変化させることで消費エネルギーの合計が増えると予想される場合には圧縮機及びポンプの容量の調整を行なわないという決定をできる。そのため、本冷凍装置では、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を行うことが容易である。
 本発明の第4観点に係る冷凍装置は、第3観点に係る冷凍装置であって、受付部を更に備える。受付部は、ポンプの消費エネルギーとポンプの吐出量との関係に関するポンプ特性情報を受け付ける。制御部は、圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計の変化を、ポンプ特性情報に基づいて導出する。
 ここでは、現場毎にポンプが選定される場合であっても、ポンプの消費エネルギーと吐出量との関係をポンプ特性情報に基づいて把握し、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算し、これに基づいて圧縮機及びポンプの容量の調整の実行/非実行を決定することができる。
 本発明の第5観点に係る冷凍装置は、第3観点又は第4観点に係る冷凍装置であって、制御部は、ポンプの容量又は圧縮機の容量を変化させた場合の第1熱交換器における第1流体の凝縮温度又は蒸発温度を予測し、予測結果に基づいて、圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算する。
 ここでは、ポンプの容量又は圧縮機の容量を変化させた場合の第1熱交換器における第1流体の予測凝縮温度又は予測蒸発温度に基づいて、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計の変化を演算できる。そのため、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算した上で、圧縮機及びポンプの容量の調整の実行/非実行を決定することができる。
 本発明の第6観点に係る冷凍装置は、第3観点から第5観点のいずれかに係る冷凍装置であって、第1温度センサと、第2温度センサと、第3温度センサと、第4温度センサと、第1循環量算出部と、第2循環量算出部と、を更に備える。第1温度センサは、第1流体の第1熱交換器への入口における温度を計測する。第2温度センサは、第1流体の第1熱交換器からの出口における温度を計測する。第3温度センサは、第2流体の第1熱交換器への入口における温度を計測する。第4温度センサは、第2流体の第1熱交換器からの出口における温度を計測する。第1循環量算出部は、圧縮機の容量から、第1回路における第1流体の循環量を算出する。第2循環量算出部は、第1温度センサ、第2温度センサ、第3温度センサ、及び第4温度センサの計測結果と、第1循環量算出部の算出結果と、に基づいて、第2回路における第2流体の循環量を算出する。制御部は、圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計の変化を、第2循環量算出部が算出する第2流体の循環量に基づいて演算する。
 ここでは、第2流体の流量を直接測定しない(できない)場合であっても、現在の第2流体の流量を把握し、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算した上で、圧縮機及びポンプの容量の調整の実行/非実行を決定できる。
 本発明の第7観点に係る冷凍装置は、第1観点から第6観点のいずれかに係る冷凍装置であって、第1計測部と、第2計測部と、を更に備える。第1計測部は、圧縮機の消費エネルギーに関する量を計測する。第2計測部は、ポンプの消費エネルギーに関する量を計測する。調整制御は、実測型調整制御を含む。制御部は、実測型調整制御として、ポンプの容量又は圧縮機の容量を増加又は減少させる第1容量調整を行い、第1容量調整の実行後の第1計測部及び第2計測部による計測結果に基づき圧縮機の消費エネルギーとポンプの消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断し、増加していると判断された場合に、第1容量調整とは逆の第2容量調整を行う。
 なお、第2容量調整は、例えば第1容量調整がポンプの容量を増加させる制御である場合には、ポンプの容量を減少させる制御であり、第1容量調整がポンプの容量を減少させる制御である場合には、ポンプの容量を増加させる制御である。また、第2容量調整は、例えば第1容量調整が圧縮機の容量を増加させる制御である場合には、圧縮機の容量を減少させる制御であり、第1容量調整が圧縮機の容量を減少させる制御である場合には、圧縮機の容量を増加させる制御である。
 ここでは、調整制御としてポンプ又は圧縮機の容量を増減させた場合に、圧縮機及びポンプの実測された消費エネルギーの合計に基づいて実際に合計の消費エネルギーが減少したか否かが判断され、消費エネルギーが却って増加した場合にはポンプの容量に関し逆の調整が行われる。そのため、効率の高い運転を実現することが特に容易である。
 本発明の第1観点に係る冷凍装置では、冷凍装置の能力を確保しつつ、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計が低減されるように圧縮機及びポンプの容量が調整される。そのため、本冷凍装置では、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を実現できる。
 本発明の第2観点に係る冷凍装置では、冷凍装置の能力を確保しつつ、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を実現できる。
 本発明の第3観点に係る冷凍装置では、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を行うことが容易である。
 本発明の第4観点から第6観点に係る冷凍装置では、圧縮機及びポンプの消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算し、これに基づいて圧縮機及びポンプの容量の調整の実行/非実行を決定することができる。
 本発明の第7観点に係る冷凍装置では、効率の高い運転を実現することが特に容易である。
本発明の冷凍装置の第1実施形態に係る空気調和装置を模式的に示すブロック図である。 図1の空気調和装置の冷媒回路を概略的に示した図である。 図1の空気調和装置において2台の利用ユニットが共に冷房運転を行う場合の、冷媒回路における冷媒の流れを説明するための図である。 図1の空気調和装置において2台の利用ユニットが共に暖房運転を行う場合の、冷媒回路における冷媒の流れを説明するための図である。 図1の空気調和装置において1台の利用ユニットが冷房運転を行い、他の1台の利用ユニットが暖房運転を行う場合であって、蒸発負荷が主体である時の、冷媒回路における冷媒の流れを説明するための図である。 図1の空気調和装置において1台の利用ユニットが冷房運転を行い、他の1台の利用ユニットが暖房運転を行う場合であって、放熱負荷が主体である時の、冷媒回路における冷媒の流れを説明するための図である。 図1の空気調和装置の水側ユニットのポンプの水量とポンプの消費エネルギー量との関係を概念的に示すグラフである。 図1の空気調和装置の水側ユニットのポンプの水量を変化させた場合の(a)冷凍サイクルにおける凝縮温度の変化(熱源側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する場合)及び(b)冷凍サイクルにおける蒸発温度の変化(熱源側熱交換器が冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能する場合)を概念的に示すグラフである。 図1の空気調和装置の冷媒回路において凝縮温度/蒸発温度が変化する場合の圧縮機の消費エネルギー量の変化を概念的に示すグラフである。(a)は熱源側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する場合の凝縮温度の変化に対する圧縮機の消費エネルギー量の変化を、(b)は熱源側熱交換器が冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能する場合の蒸発温度の変化に対する圧縮機の消費エネルギー量の変化を、概念的に示すグラフである。 図1の空気調和装置の制御ユニットによる調整制御(予測型調整制御)の流れを説明するためのフローチャートである。 本発明の冷凍装置の第2実施形態に係る空気調和装置を模式的に示すブロック図である。 図8の空気調和装置の冷媒回路を概略的に示した図である。 図8の空気調和装置の制御ユニットによる調整制御(実測型調整制御)の流れを説明するためのフローチャートである。 本発明の冷凍装置の第3実施形態に係るチラーの構成を模式的に示した図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る冷凍装置について説明する。なお、以下の実施形態及び変形例は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
 <第1実施形態>
 (1)全体構成
 図1は、本発明に係る冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置10の概略構成図である。図2は、空気調和装置10の概略の冷媒回路図である。
 空気調和装置10は、蒸気圧縮方式の冷凍サイクル運転を行うことで、対象空間(例えばビルの室内等)を冷房/暖房する装置である。なお、本発明に係る冷凍装置は、空気調和装置に限定されるものではなく、冷蔵庫・冷凍庫や、給湯装置等であってもよい。
 空気調和装置10は、主として、1台の熱源ユニット100と、複数の利用ユニット300(300A,300B)と、複数の接続ユニット200(200A,200B)と、冷媒連絡管32,34,36と、接続管42,44と、水側ユニット500と、制御ユニット400と、を備えている(図1参照)。接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aへの冷媒の流れを切り換えるユニットである。接続ユニット200Bは、利用ユニット300Bへの冷媒の流れを切り換えるユニットである。冷媒連絡管32,34,36は、熱源ユニット100と接続ユニット200とを接続する冷媒配管である。冷媒連絡管32,34,36には、液冷媒連絡管32と、高低圧ガス冷媒連絡管34と、低圧ガス冷媒連絡管36とを含む。接続管42,44は、接続ユニット200と利用ユニット300とを接続する冷媒配管である。接続管42,44には、液接続管42及びガス接続管44を含む。熱源ユニット100と接続ユニット200とが冷媒連絡管32,34,36で接続され、接続ユニット200と利用ユニット300とが接続管42,44で接続されることで、冷媒回路50が構成される。制御ユニット400は、後述する熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190、利用ユニット300の利用ユニット制御部390及び接続ユニット200の接続ユニット制御部290と協働して、空気調和装置10の動作を制御するユニットである。水側ユニット500は、熱源ユニット100が熱源として利用する水(後述する熱源ユニット100の熱源側熱交換器140において、冷媒回路50を循環する冷媒と熱交換を行う水)が循環する水回路510を有するユニットである。
 なお、図1で示した熱源ユニット100、利用ユニット300及び接続ユニット200の台数は、例示であり、本発明を限定するものではない。例えば、熱源ユニット100の台数は複数であり、並列に接続されてもよい。また、熱源ユニット100が複数ある場合には、1つの水回路510に複数の熱源ユニット100が並列で接続されてもよいし、熱源ユニット100毎に水回路510が設けられてもよい。また、利用ユニット300及び接続ユニット200の台数は、1台であっても、3台以上(例えば10台以上の多数)であってもよい。また、ここでは、各利用ユニット300に対応して、個別に1台の接続ユニット200が設けられるが、これに限定されるものではなく、以下で説明する複数の接続ユニットが1台のユニットにまとめられていてもよい。
 本空気調和装置10では、利用ユニット300のそれぞれが、他の利用ユニット300とは独立して冷房運転又は暖房運転を行うことが可能である。つまり、本空気調和装置10では、一部の利用ユニット(例えば利用ユニット300A)がその利用ユニットの空調対象空間を冷却する冷房運転を行っている時に、他の利用ユニット(例えば利用ユニット300B)がその利用ユニットの空調対象空間を加熱する暖房運転を行うことが可能である。本空気調和装置10では、暖房運転を行う利用ユニット300から冷房運転を行う利用ユニット300へと冷媒を送ることで、利用ユニット300間で熱回収を行うことが可能に構成されている。空気調和装置10では、上記の熱回収も考慮した利用ユニット300全体の熱負荷に応じて、熱源ユニット100の熱負荷をバランスさせるように構成されている。
 (2)詳細構成
 (2-1)熱源ユニット
 熱源ユニット100について、図2を参照しながら説明する。
 熱源ユニット100は、設置場所を限定するものではないが、空気調和装置10が設置されるビルの機械室(室内)に設置されている。ただし、熱源ユニット100は、屋外に設置されていてもよい。
 本実施形態では、熱源ユニット100は、水を熱源として利用する。つまり、熱源ユニット100では、冷媒を加熱又は冷却するため、水回路510を循環する水との間で熱交換が行われる。
 熱源ユニット100は、冷媒連絡管32,34,36、接続ユニット200、及び接続管42,44を介して利用ユニット300と接続され、利用ユニット300と共に冷媒回路50を構成している(図2参照)。空気調和装置10の運転時に、冷媒回路50内を冷媒が循環する。
 なお、本実施形態で用いられ第1流体の一例としての冷媒は、冷媒回路50内において、液体の状態で周囲から熱を吸収して気体となり、気体の状態で周囲に熱を放出して液体となる物質である。例えば、冷媒は、種類を限定するものではないが、フルオロカーボン系の冷媒である。
 熱源ユニット100は、図2のように、冷媒回路50の一部を構成する熱源側冷媒回路50aを主に有している。熱源側冷媒回路50aは、圧縮機110と、主熱交換器としての熱源側熱交換器140と、熱源側流量調節弁150とを含む。また、熱源側冷媒回路50aは、第1流路切換機構132と、第2流路切換機構134とを含む。また、熱源側冷媒回路50aは、油分離器122と、アキュムレータ124とを含む。また、熱源側冷媒回路50aは、レシーバ180と、ガス抜き管流量調節弁182とを含む。また、熱源側冷媒回路50aは、過冷却熱交換器170と、吸入戻し弁172とを含む。また、熱源側冷媒回路50aは、バイパス弁128を含む。また、熱源側冷媒回路50aは、液側閉鎖弁22と、高低圧ガス側閉鎖弁24と、低圧ガス側閉鎖弁26とを含む。
 また、熱源ユニット100は、圧力センサP1,P2と、温度センサT1,T2,T3,T4,Tdと、熱源ユニット制御部190と、を有する(図2参照)。
 以下では、熱源側冷媒回路50aの各種構成と、圧力センサP1,P2と、温度センサT1,T2,T3,T4,Tdと、熱源ユニット制御部190とについて更に説明する。
 (2-1-1)熱源側冷媒回路
 (2-1-1-1)圧縮機
 圧縮機110は、冷媒を圧縮する機器である。タイプを限定するものではないが、圧縮機110は、例えばスクロール方式やロータリ方式などの容積式の圧縮機である。圧縮機110は、図示しない圧縮機用モータを内蔵する密閉式の構造を有する。圧縮機110は、圧縮機モータをインバータ制御することで運転容量を変更可能な圧縮機である。
 圧縮機110の吸入口(図示省略)には、吸入配管110aが接続されている(図2参照)。圧縮機110は、吸入口を介して吸入した低圧の冷媒を圧縮した後、吐出口(図示省略)から吐出する。圧縮機110の吐出口には、吐出配管110bが接続されている(図2参照)。
 (2-1-1-2)油分離器
 油分離器122は、圧縮機110が吐出するガスから潤滑油を分離する機器である。油分離器122は、吐出配管110bに設けられている。油分離器122で分離された潤滑油は、キャピラリ126を介して圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)へと戻される(図2参照)。
 (2-1-1-3)アキュムレータ
 アキュムレータ124は、吸入配管110aに設けられる(図2参照)。アキュムレータ124は、圧縮機110に吸入される低圧の冷媒を一時的に貯留し気液分離するための容器である。アキュムレータ124の内部では、気液二相状態の冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離され、圧縮機110には主にガス冷媒が流入する。
 (2-1-1-4)第1流路切換機構
 第1流路切換機構132は、熱源側冷媒回路50aを流れる冷媒の流れ方向を切り替える機構である。第1流路切換機構132は、例えば、図2のように四路切換弁で構成されている。なお、第1流路切換機構132として用いられる四路切換弁では、1の冷媒流路の冷媒の流れが遮断されるように構成されており、事実上、三方弁として機能する。
 熱源側熱交換器140を、熱源側冷媒回路50aを流れる冷媒の放熱器(凝縮器)として機能させる場合(以下、「放熱運転状態」と呼ぶ場合がある)には、第1流路切換機構132は、圧縮機110の吐出側(吐出配管110b)と熱源側熱交換器140のガス側とを接続する(図2の第1流路切換機構132の実線を参照)。一方、熱源側熱交換器140を、熱源側冷媒回路50aを流れる冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能させる場合(以下、「吸熱運転状態」と呼ぶ場合がある)には、第1流路切換機構132は、吸入配管110aと熱源側熱交換器140のガス側とを接続する(図2の第1流路切換機構132の破線を参照)。
 (2-1-1-5)第2流路切換機構
 第2流路切換機構134は、熱源側冷媒回路50aを流れる冷媒の流れ方向を切り替える機構である。第2流路切換機構134は、例えば、図2のように四路切換弁で構成されている。なお、第2流路切換機構134として用いられる四路切換弁では、1の冷媒流路の冷媒の流れが遮断されるように構成されており、事実上、三方弁として機能する。
 圧縮機110から吐出された高圧のガス冷媒を高低圧ガス冷媒連絡管34へと送る場合(以下、「放熱負荷運転状態」と呼ぶ場合がある)には、第2流路切換機構134は、圧縮機110の吐出側(吐出配管110b)と高低圧ガス側閉鎖弁24とを接続する(図2の第2流路切換機構134の破線を参照)。一方、圧縮機110から吐出された高圧のガス冷媒を高低圧ガス冷媒連絡管34には送らない場合(以下、「蒸発負荷運転状態」と呼ぶ場合がある)には、第2流路切換機構134は、高低圧ガス側閉鎖弁24と圧縮機110の吸入配管110aとを接続する(図2の第2流路切換機構134の実線を参照)。
 (2-1-1-6)熱源側熱交換器
 第1熱交換器の一例としての熱源側熱交換器140では、内部を流れる冷媒と、内部を流れる熱源としての液流体(本実施形態では水回路510を循環する冷却水や温水)との間で熱交換が行われる。熱源側熱交換器140は、例えばプレート式熱交換器である。熱源側熱交換器140は、冷媒のガス側が第1流路切換機構132と配管を介して接続され、冷媒の液側が熱源側流量調節弁150と配管を介して接続されている(図2参照)。
 (2-1-1-7)熱源側流量調節弁
 熱源側流量調節弁150は、熱源側熱交換器140を流れる冷媒の流量の調節等を行う弁である。熱源側流量調節弁150は、熱源側熱交換器140から利用側熱交換器310へと、又は、利用側熱交換器310から熱源側熱交換器140へと流れる冷媒の圧力を降下させる膨張機構の一例である。
 熱源側流量調節弁150は、熱源側熱交換器140の液側(熱源側熱交換器140と液側閉鎖弁22とを結ぶ配管)に設けられる(図2参照)。言い換えれば、熱源側流量調節弁150は、熱源側熱交換器140と利用ユニット300の利用側熱交換器310とを結ぶ配管に設けられる。熱源側流量調節弁150は、例えば開度調節が可能な(開度可変の)電動膨張弁である。
 (2-1-1-8)レシーバ及びガス抜き管流量調節弁
 レシーバ180は、熱源側熱交換器140と利用ユニット300との間を流れる冷媒を一時的に溜める容器である。レシーバ180は、熱源側熱交換器140の液側と利用ユニット300とを結ぶ配管の、熱源側流量調節弁150と液側閉鎖弁22との間に配置されている(図2参照)。レシーバ180の上部にはレシーバガス抜き管180aが接続されている(図2参照)。レシーバガス抜き管180aは、レシーバ180の上部と圧縮機110の吸入側とを結ぶ配管である。
 レシーバガス抜き管180aには、レシーバ180からガス抜きされる冷媒の流量調節等を行うために、ガス抜き管流量調節弁182が設けられている。ガス抜き管流量調節弁182は、例えば開度調節が可能な電動膨張弁である。
 (2-1-1-9)過冷却熱交換器及び吸入戻し流量調節弁
 熱源側冷媒回路50aには、レシーバ180と液側閉鎖弁22とを結ぶ配管から分岐部B1において分岐し、圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に接続される吸入戻し管170aが設けられている(図2参照)。吸入戻し管170aには、吸入戻し弁172が設けられている(図2参照)。吸入戻し弁172は、開度調節が可能な電動膨張弁である。
 また、レシーバ180と液側閉鎖弁22とを結ぶ配管であって、分岐部B1より液側閉鎖弁22側には、過冷却熱交換器170が設けられている。過冷却熱交換器170では、レシーバ180と液側閉鎖弁22とを結ぶ配管を流れる冷媒と、吸入戻し管170aを流れる冷媒との間で熱交換が行われ、レシーバ180と液側閉鎖弁22とを結ぶ配管を流れる冷媒が冷却される。過冷却熱交換器170は、例えば、二重管熱交換器である。
 (2-1-1-10)バイパス弁
 バイパス弁128は、圧縮機110の吐出配管110b(ここでは吐出配管110bに設けられた油分離器122)と圧縮機110の吸入配管110aとの間を接続するバイパス管128aに設けられる弁である(図2参照)。バイパス弁128は、開閉制御可能な電磁弁である。バイパス弁128が開くように制御されることで、圧縮機110が吐出した冷媒の一部が吸入配管110aへと流入する。
 バイパス弁128の開閉は、空気調和装置10の運転状況に応じて適宜制御される。例えば、圧縮機モータをインバータ制御して圧縮機110の運転容量を低減してもなお能力が過剰な場合に、バイパス弁128を開くことで、冷媒回路50における冷媒の循環量を低減できる。また、バイパス弁128は、所定時に開くことで、圧縮機110の吸入側の過熱度を上昇させ、液圧縮を防止できる。
 (2-1-1-11)液側閉鎖弁、高低圧ガス側閉鎖弁、及び低圧ガス側閉鎖弁
 液側閉鎖弁22、高低圧ガス側閉鎖弁24、及び低圧ガス側閉鎖弁26は、冷媒の充填やポンプダウン等の際に開閉される手動の弁である。
 液側閉鎖弁22は、一端が液冷媒連絡管32に接続され、他端がレシーバ180を介して熱源側流量調節弁150へと延びる冷媒配管に接続されている(図2参照)。
 高低圧ガス側閉鎖弁24は、一端が高低圧ガス冷媒連絡管34に接続され、他端が第2流路切換機構134まで延びる冷媒配管に接続されている(図2参照)。
 低圧ガス側閉鎖弁26は、一端が低圧ガス冷媒連絡管36に接続され、他端が吸入配管110aへと延びる冷媒配管に接続されている(図2参照)。
 (2-1-2)圧力センサ
 熱源ユニット100は、冷媒の圧力を測定するための複数の圧力センサを有する。圧力センサには、高圧圧力センサP1と、低圧圧力センサP2と、を含む。
 高圧圧力センサP1は、吐出配管110bに配置される(図2参照)。高圧圧力センサP1は、圧縮機110から吐出される冷媒の圧力を測定する。つまり、高圧圧力センサP1は、冷凍サイクルにおける高圧の圧力を測定する。
 低圧圧力センサP2は、吸入配管110aに配置される(図2参照)。低圧圧力センサP2は、圧縮機110に吸入される冷媒の圧力を測定する。つまり、低圧圧力センサP2は、冷凍サイクルにおける低圧の圧力を測定する。
 (2-1-3)温度センサ
 熱源ユニット100は、冷媒の温度を測定するための複数の温度センサを有する。
 冷媒の温度を測定するための温度センサには、例えば、レシーバ180と液側閉鎖弁22とを接続する配管に設けられる液冷媒温度センサT1を含む(図2参照)。また、冷媒の温度を測定するための温度センサには、例えば、吸入配管110aの、アキュムレータ124よりも上流側に設けられる吸入冷媒温度センサT2を含む(図2参照)。また、冷媒の温度を測定するための温度センサには、例えば、圧縮機110の吐出配管110bに設けられる吐出温度センサTdを含む。また、冷媒の温度を測定するための温度センサには、例えば、吸入戻し管170aの冷媒の流れ方向において過冷却熱交換器170の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた図示されない温度センサを含む。
 また、冷媒の温度を測定するための温度センサには、熱源側熱交換器140のガス側に設けられたガス側温度センサT3と、熱源側熱交換器140の液側に設けられた液側温度センサT4とを含む(図2参照)。熱源側熱交換器140が放熱器(凝縮器)として機能する時、ガス側温度センサT3は冷媒の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測するセンサ(第1温度センサ)として機能し、液側温度センサT4は冷媒の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測するセンサ(第2温度センサ)として機能する。また、熱源側熱交換器140が吸熱器(蒸発器)として機能する時、液側温度センサT4は冷媒の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測するセンサ(第1温度センサ)として機能し、ガス側温度センサT3は冷媒の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測するセンサ(第2温度センサ)として機能する。
 (2-1-4)熱源ユニット制御部
 熱源ユニット制御部190は、熱源ユニット100の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有している。熱源ユニット制御部190は、圧力センサP1,P2及び温度センサT1,T2,T3,T4,Tdを含む各種センサと電気的に接続されている。なお、図2では、熱源ユニット制御部190とセンサとの接続については描画を省略している。また、熱源ユニット制御部190は、接続ユニット200A,200Bの接続ユニット制御部290及び利用ユニット300A,300Bの利用ユニット制御部390と電気的に接続され、接続ユニット制御部290及び利用ユニット制御部390との間で制御信号等のやり取りを行う。また、熱源ユニット制御部190は、空気調和装置10の動作を制御する制御ユニット400と接続されている。熱源ユニット制御部190が各種センサから受信する信号(測定値を示す信号)は、熱源ユニット制御部190を介して制御ユニット400に対しても送信可能に構成される。なお、制御ユニット400は、利用ユニット300の各種センサと直接接続され、各種センサから制御ユニット400に対して直接送信されてくる信号を受信してもよい。
 (2-2)利用ユニット
 利用ユニット300Aについて、図2を参照しながら説明する。利用ユニット300Bは、利用ユニット300Aと同様の構成を有しているため、説明の重複を避けるために利用ユニット300Bの説明は省略する。
 利用ユニット300Aは、例えば図1のように、ビル等の室内の天井に埋め込まれる天井埋め込み型のユニットである。ただし、利用ユニット300Aのタイプは、天井埋め込み型に限定されるものではなく、天井吊り下げ型、室内の壁面に設置される壁掛け型等であってもよい。また、利用ユニット300Aのタイプと、利用ユニット300Bのタイプとは同一でなくてもよい。
 利用ユニット300Aは、接続管42,44、接続ユニット200A、及び冷媒連絡管32、34、36を介して熱源ユニット100に接続されている。利用ユニット300Aは、熱源ユニット100と共に冷媒回路50を構成している。
 利用ユニット300Aは、冷媒回路50の一部を構成している利用側冷媒回路50bを有している。利用側冷媒回路50bは、主として、膨張機構の一例としての利用側流量調節弁320と、第2熱交換器の一例としての利用側熱交換器310とを有している。また、利用ユニット300Aは、温度センサと、利用ユニット制御部390と、を有している。
 (2-2-1)利用側冷媒回路
 (2-2-1-1)利用側流量調節弁
 利用側流量調節弁320は、利用側熱交換器310を流れる冷媒の流量の調節等を行う弁である。利用側流量調節弁320は、熱源側熱交換器140から利用側熱交換器310へと、又は、利用側熱交換器310から熱源側熱交換器140へと流れる冷媒の圧力を降下させる膨張機構の一例である。利用側流量調節弁320は、利用側熱交換器310の液側に設けられる(図2参照)。利用側流量調節弁320は、例えば開度調節が可能な電動膨張弁である。
 (2-2-1-2)利用側熱交換器
 利用側熱交換器310では、内部を流れる冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。利用側熱交換器310は、例えば、複数の伝熱管及びフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。なお、利用ユニット300Aは、利用ユニット300A内に室内空気を吸入して利用側熱交換器310に供給し、利用側熱交換器310で熱交換された後に室内に供給するための室内ファン(図示せず)を有している。室内ファンは、図示しない室内ファンモータによって駆動される。
 (2-2-2)温度センサ
 利用ユニット300Aは、冷媒の温度を測定するための複数の温度センサを有する。冷媒の温度を測定するための温度センサには、利用側熱交換器310の液側に配置され、利用側熱交換器310の液側の冷媒の温度を検出する液側温度センサを含む(図示省略)。また、冷媒の温度を測定するための温度センサには、利用側熱交換器310のガス側に配置され、利用側熱交換器310のガス側の冷媒の温度を検出するガス側温度センサ(図示省略)を含む。
 また、利用ユニット300Aは、利用ユニット300Aの温度調節の対象の空間(空調対象空間)の室内の温度を測定するための、空間温度センサ(図示省略)を有する。
 (2-2-3)利用ユニット制御部
 利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390は、利用ユニット300Aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有している。利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390は、温度センサを含む各種センサと電気的に接続されている。また、利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390は、熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190及び接続ユニット200Aの接続ユニット制御部290と電気的に接続され、熱源ユニット制御部190と接続ユニット制御部290との間で制御信号等のやり取りを行う。また、利用ユニット制御部390は、空気調和装置10の動作を制御する制御ユニット400と接続されている。利用ユニット制御部390が各種センサから受信する信号(測定値を示す信号)は、利用ユニット制御部390を介して制御ユニット400に対しても送信可能に構成される。なお、制御ユニット400は、熱源ユニット100の各種センサと直接接続され、各種センサから制御ユニット400に対して直接送信されてくる信号を受信してもよい。
 (2-3)接続ユニット
 接続ユニット200Aについて、図2を参照しながら説明する。なお、接続ユニット200Bは、接続ユニット200Aと同様の構成を有しているため、説明の重複を避けるために接続ユニット200Bの説明は省略する。
 接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aと共に設置されている。例えば、接続ユニット200Aは、室内の天井裏の、利用ユニット300Aの近傍に設置されている。
 接続ユニット200Aは、冷媒連絡管32,34,36を介して熱源ユニット100と接続されている。また、接続ユニット200Aは、接続管42,44を介して利用ユニット300Aと接続されている。接続ユニット200Aは、冷媒回路50の一部を構成している。接続ユニット200Aは、熱源ユニット100と利用ユニット300Aとの間に配設され、熱源ユニット100及び利用ユニット300Aへ流入する冷媒の流れを切り換える。
 接続ユニット200Aは、冷媒回路50の一部を構成している接続側冷媒回路50cを有している。接続側冷媒回路50cは、主として、液冷媒配管250と、ガス冷媒配管260と、を有している。また、接続ユニット200Aは、接続ユニット制御部290と、を有している。
 (2-3-1)接続側冷媒回路
 (2-3-1-1)液冷媒配管
 液冷媒配管250は、主液冷媒配管252と、分岐液冷媒配管254と、主に含む。
 主液冷媒配管252は、液冷媒連絡管32と、液接続管42とを接続している。分岐液冷媒配管254は、主液冷媒配管252と、後述するガス冷媒配管260の低圧ガス冷媒配管264とを接続している。分岐液冷媒配管254には、分岐配管調節弁220が設けられている。分岐配管調節弁220は、例えば開度調節が可能な電動膨張弁である。また、主液冷媒配管252の、分岐液冷媒配管254が分岐する部分より液接続管42側には、過冷却熱交換器210が設けられている。利用ユニット300Aの利用側熱交換器310を液側からガス側に冷媒が流れる時に分岐配管調節弁220が開かれることで、過冷却熱交換器210では、主液冷媒配管252を流れる冷媒と、分岐液冷媒配管254を主液冷媒配管252側から低圧ガス冷媒配管264へと流れる冷媒との間で熱交換が行われ、主液冷媒配管252を流れる冷媒が冷却される。過冷却熱交換器210は、例えば、二重管熱交換器である。
 (2-3-1-2)ガス冷媒配管
 ガス冷媒配管260は、高低圧ガス冷媒配管262と、低圧ガス冷媒配管264と、合流ガス冷媒配管266と、を有している。高低圧ガス冷媒配管262は、一端が高低圧ガス冷媒連絡管34に、他端が合流ガス冷媒配管266に接続される。低圧ガス冷媒配管264は、一端が低圧ガス冷媒連絡管36に、他端が合流ガス冷媒配管266に接続される。合流ガス冷媒配管266の一端は、高低圧ガス冷媒配管262及び低圧ガス冷媒配管264と接続され、合流ガス冷媒配管266の他端は、ガス接続管44と接続される。高低圧ガス冷媒配管262には、高低圧側弁230が設けられている。低圧ガス冷媒配管264には、低圧側弁240が設けられている。高低圧側弁230及び低圧側弁240は、例えば電動弁である。
 (2-3-2)接続ユニット制御部
 接続ユニット制御部290は、接続ユニット200Aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有している。接続ユニット制御部290は、熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190及び利用ユニット300Aの利用ユニット制御部390と電気的に接続され、熱源ユニット制御部190と利用ユニット制御部390との間で制御信号等のやり取りを行う。また、接続ユニット制御部290は、空気調和装置10の動作を制御する制御ユニット400と接続されている。
 (2-3-3)接続ユニットによる冷媒の流路の切り換え
 接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aが冷房運転を行う際には、低圧側弁240を開けた状態にして、液冷媒連絡管32から主液冷媒配管252に流入する冷媒を、液接続管42を介して、利用ユニット300Aの利用側冷媒回路50bの利用側流量調節弁320を通じて利用側熱交換器310に送る。また、接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310において室内空気と熱交換して蒸発し、ガス接続管44へと流入した冷媒を、合流ガス冷媒配管266及び低圧ガス冷媒配管264を通じて、低圧ガス冷媒連絡管36へと送る。
 また、接続ユニット200Aは、利用ユニット300Aが暖房運転を行う際には、低圧側弁240を閉じ、かつ、高低圧側弁230を開けた状態にして、高低圧ガス冷媒連絡管34を通じて高低圧ガス冷媒配管262に流入する冷媒を、合流ガス冷媒配管266及びガス接続管44を介して、利用ユニット300Aの利用側冷媒回路50bの利用側熱交換器310に送る。また、接続ユニット200Aは、利用側熱交換器310において室内空気と熱交換して放熱し、利用側流量調節弁320を通過して液接続管42へと流入した冷媒を、主液冷媒配管252を通じて、液冷媒連絡管32へと送る。
 (2-4)水側ユニット
 水側ユニット500は、熱源側熱交換器140において冷媒と熱交換を行う第2流体の一例としての水が循環する水回路510を主に有する。水回路510は、ポンプ520によって第2流体が循環する第2回路の一例である。なお、ここでは、第2流体は水であるが、第2流体は水に限定されるものではない。第2流体は、他の液体状の熱媒体(例えば、ブラインや、水和物スラリのような蓄熱媒体)であってもよい。
 水回路510には、ポンプ520と、流量調節弁530とが配置されている(図1参照)。また、水回路510には、図示しない水を冷却/加熱するための機器(例えば、水を冷却する冷却塔や、水を冷却/加熱する熱交換器)等が設けられている。
 また、水側ユニット500は、温度センサTwi,Twoを有する(図1及び図2参照)。
 以下では、水回路510と、温度センサTwi,Twoと、について更に説明する。
 (2-4-1)水回路
 水回路510は、ポンプ520と、流量調節弁530と、熱源側熱交換器140(水側)と、図示しない水を冷却/加熱するための機器等を配管によって接続した回路である。
 (2-4-1-1)ポンプ
 ポンプ520は、送液装置である。ポンプ520が運転されることで、水回路510内を水が循環する。タイプを限定するものではないが、ポンプ520は、例えば渦巻きポンプなどの遠心式のポンプである。ポンプ520は、ポンプモータ(図示せず)をインバータ制御することで運転容量を変更可能なポンプである。
 ポンプ520は、制御ユニット400と電気的に接続されている。制御ユニット400は、ポンプモータの運転/停止や回転数を制御する。
 (2-4-1-2)流量調節弁
 流量調節弁530は、水回路510を流れる水量の調節等を行う弁である。流量調節弁530は、水回路510内を水が流れる方向において、ポンプ520より下流側、かつ、熱源側熱交換器140より上流側に設けられる(図2参照)。ただし、これに限定されるものではなく、流量調節弁530は、水回路510内を水が流れる方向において、熱源側熱交換器140より下流流側、かつ、ポンプ520より上流側に設けられてもよい(図2参照)。流量調節弁530は、例えば開度調節が可能な(開度可変の)電動弁である。
 流量調節弁530は、制御ユニット400と電気的に接続されている。制御ユニット400は、流量調節弁530の開閉や開度を制御する。
 (2-4-2)温度センサ
 水側ユニット500は、水の温度を測定するための複数の温度センサを有する。
 水の温度を測定するための温度センサには、例えば、水の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測する水入口温度センサTwiを含む。水入口温度センサTwiは、第3温度センサの一例である。また、水の温度を測定するための温度センサには、例えば、水の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測する水出口温度センサTwoを含む。水出口温度センサTwoは、第4温度センサの一例である。水入口温度センサTwi及び水出口温度センサTwoを含む水側ユニット500の温度センサは、制御ユニット400と電気的に接続されている。制御ユニット400は、水側ユニット500の送信されてくる信号(測定値)を受信する。
 (2-5)制御ユニット
 制御ユニット400は、主に、図示しないマイクロコンピュータやメモリから構成される制御装置である。制御ユニット400は、熱源ユニット100の熱源ユニット制御部190、利用ユニット300の利用ユニット制御部390及び接続ユニット200の接続ユニット制御部290と協働して、空気調和装置10の動作を制御する。なお、以下では、空気調和装置10の制御を行う制御ユニット400、熱源ユニット制御部190、利用ユニット制御部390及び接続ユニット制御部290をまとめて、空調コントローラと呼ぶ場合がある。
 制御ユニット400は、空気調和装置10の動作の制御の1つとして、調整制御を行う機能を有する。調整制御は、空気調和装置10の能力を確保しつつ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する制御である。ここで、空気調和装置10の能力とは、空気調和装置10の制御対象である空調対象空間の空気に対する冷却/加熱能力を意味する。また、ここでは、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量とは、圧縮機110及びポンプ520の能力(例えばモータの回転数)を意味する。
 なお、ここでは、制御ユニット400は、熱源ユニット制御部190、接続ユニット制御部290及び利用ユニット制御部390とは物理的に独立したユニットであるが、これに限定されるものではない。例えば、熱源ユニット制御部190が、ここで説明する制御ユニット400と同様の機能を有してもよい。
 制御ユニット400は、制御ユニット400のメモリ等に記憶されたプログラムを、制御ユニット400のマイクロコンピュータが実行することで、熱源ユニット制御部190、接続ユニット制御部290及び利用ユニット制御部390と協働して空気調和装置10の動作を制御する。
 空調コントローラ(つまり、制御ユニット400、熱源ユニット制御部190、接続ユニット制御部290及び利用ユニット制御部390)は、空気調和装置10の各種センサの測定値や、図示しない操作部(例えば、リモコン)に入力されるユーザの指令や設定に基づいて、熱源ユニット100、接続ユニット200、利用ユニット300及び水側ユニット500の各種構成機器の動作を制御する。空調コントローラの動作の制御対象の機器には、熱源ユニット100の圧縮機110、熱源側流量調節弁150、第1流路切換機構132、第2流路切換機構134、ガス抜き管流量調節弁182、吸入戻し弁172、及びバイパス弁128を含む。また、空調コントローラの動作の制御対象の機器には、利用ユニット300の利用側流量調節弁320及び室内ファンを含む。また、空調コントローラの動作の制御対象の機器には、接続ユニット200の分岐配管調節弁220、高低圧側弁230、及び低圧側弁240を含む。また、空調コントローラの動作の制御対象の機器には、水側ユニット500のポンプ520及び流量調節弁530を含む。
 空気調和装置10の冷房運転時(利用ユニット300A,300Bの両方が冷房運転を行う時)、暖房運転時(利用ユニット300A,300Bの両方が暖房運転を行う時)、及び冷暖房同時運転時(一方の利用ユニット300が冷房運転を,他方の利用ユニット300が暖房運転を行う時)の、空調コントローラによる空気調和装置10の各種構成機器の制御の概要については、後ほど説明する。空調コントローラは、センサの計測値や設定温度等に基づいて、適切な運転条件が実現されるように(例えば、蒸発温度(冷房時)、凝縮温度(暖房時)、過冷却度、過熱度等の値のいずれか又は複数が目標値となるように)、圧縮機110の容量(回転数)を調節すると共に、熱源側流量調節弁150や利用側流量調節弁320等の弁の開度を調整する。
 ここでは、制御ユニット400による、調整制御に関し、更に説明する。
 制御ユニット400は、調整制御に関わる機能部として、操作部410、記憶部420、制御部430、及び算出部440を有する。制御ユニット400のマイクロコンピュータは、記憶部420に記憶された調整制御のためのプログラムを実行することで、制御部430及び算出部440として機能する。
 (2-5-1)操作部
 操作部410は、ユーザ等が制御ユニット400に対する各種指令や各種情報を入力する機器である。例えば、操作部410はタッチパネル式のディスプレイである。
 操作部410は、受付部の一例であり、ポンプ520の消費エネルギーとポンプ520の吐出量との関係に関するポンプ特性情報を受け付ける。ポンプ特性情報には、例えば、ポンプ520の最大流量と、ポンプ520を最大流量で運転した時のポンプ520のモータの消費エネルギー(消費電力)とを含む。ただし、ポンプ特性情報は、このような情報に限定されるものではなく、例えば、ポンプ520の運転可能範囲内の任意の流量と、その流量で運転した時のポンプ520のモータの消費エネルギーとであってもよい。また、ポンプ特性情報は、ポンプ520の複数の任意の流量と、それぞれの流量で運転した時のポンプ520のモータの消費エネルギーとであってもよい。また、ポンプ特性情報は、ポンプ520の流量と消費エネルギーとの関係を表す式中のパラメータの値等であってもよい。
 制御ユニット400がポンプ特性情報を受け付ける操作部410を有することで、ポンプ520の仕様が規格化されておらず、空気調和装置10の設置条件等に応じてポンプ520の仕様が決定される場合や、空気調和装置10の設置前から存在した既存のポンプがポンプ520として利用される場合でも、容易に調整制御を行うことができる。
 なお、制御ユニット400は、操作部410に代えて、ユーザの使用する情報携帯端末(例えばスマートフォン)等から送信される各種指令や、ポンプ特性情報を含む各種情報を受信する通信部を受付部として有してもよい。
 (2-5-2)記憶部
 記憶部420には、制御ユニット400のマイクロコンピュータが後述する制御部430及び算出部440として機能するために実行するプログラムが記憶されている。
 また、記憶部420には、操作部410から入力されたポンプ特性情報から制御ユニット400により導出される情報が記憶される。ポンプ特性情報から導出される情報は、図4のようなポンプ520の水量とポンプ520の消費エネルギー量との関係を示した情報である。ポンプ520の水量とポンプ520の消費エネルギー量との間には、一般に、水量が多くなると消費エネルギー量が増加するという関係がある。ポンプ特性情報から導出される情報は、例えば、水量とポンプ520の消費エネルギー量との関係を示した表であってもよいし、水量とポンプ520の消費エネルギー量との関係を示した数式であってもよい。
 また、記憶部420には、図5(a)のような、水回路510における水の循環量(ポンプ520が吐出し、熱源側熱交換器140を通過する水量)と、凝縮温度(熱源側熱交換器140が冷媒の放熱器として機能する場合)との関係を示した情報が予め記憶されている。水回路510における水量と凝縮温度との間には、一般に、水量が多くなると凝縮温度が下がるという関係がある。また、記憶部420には、図5(b)のような、水回路510における水の循環量と、蒸発温度(熱源側熱交換器140が冷媒の蒸発器として機能する場合)との関係を示した情報が予め記憶されている。水回路510における水量と蒸発温度との間には、一般に、水量が多くなると蒸発温度が上がるという関係がある。なお、これらの情報は、例えば、表の形式であってもよいし、数式の形式であってもよい。また、熱源側熱交換器140に供給される冷却水や温水の温度が空気調和装置10の設置場所によって異なる可能性がある場合には、これらの情報は、冷却水や温水の温度別に設けられてもよい。
 また、記憶部420には、図6(a)のような、熱源側熱交換器140における冷媒の凝縮温度と、圧縮機110の消費エネルギー量との関係を示した情報が予め記憶されている。凝縮温度と圧縮機110の消費エネルギー量との間には、一般には、凝縮温度が高くなると圧縮機110の消費エネルギー量が大きくなるという関係がある。また、記憶部420には、図6(b)のような、熱源側熱交換器140における冷媒の蒸発温度と、圧縮機110の消費エネルギー量との関係を示した情報が予め記憶されている。蒸発温度と圧縮機110の消費エネルギー量との間には、一般には、蒸発温度が高くなると圧縮機110の消費エネルギー量が下がるという関係がある。なお、これらの情報は、例えば、表の形式であってもよいし、数式の形式であってもよい。
 また、記憶部420には、圧縮機110の容量(圧縮機モータの回転数)と、圧縮機110の消費エネルギーとの関係が記憶されている。
 (2-5-3)制御部
 制御部430は、主には調整制御を行う。つまり、制御部430は、主な機能として、空気調和装置10の能力を確保しつつ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する制御を実行する。制御部430は、調整制御の際、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量の調整の前後で熱源側熱交換器140における冷媒と水との間の熱交換量が維持されるように、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量を調整する。
 ここでは、制御部430は、調整制御として、予測型調整制御を実行する。
 予測型調整制御は、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を事前に演算し、合計が減少すると演算される場合に、実際にポンプ520の容量を変化させる制御である(その結果、圧縮機110の容量も変化し、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とが調整される)。
 制御部430の実行する予測型調整制御の処理には、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づき圧縮機110の容量及びポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定する処理を含む。
 制御部430は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を、操作部410が受け付けたポンプ特性情報に基づいて導出する。また、制御部430は、ポンプ520の容量又は圧縮機110の容量を変化させた場合の熱源側熱交換器140における冷媒の凝縮温度又は蒸発温度を予測し、予測結果に基づいて、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を演算する。また、制御部430は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を、後述する水循環量算出部440bが算出する水の循環量(熱源側熱交換器140を通過している水量)に基づいて演算する。
 制御部430の実行する処理の詳細については後述する。
 (2-5-4)算出部
 算出部440は、冷媒循環量算出部440aと、水循環量算出部440bと、を含む。冷媒循環量算出部440aは、第1循環量算出部の一例である。水循環量算出部440bは、第2循環量算出部の一例である。
 (2-5-4-1)冷媒循環量算出部
 冷媒循環量算出部440aは、圧縮機110の容量(回転数)に基づいて、冷媒回路50における冷媒の循環量(熱源側熱交換器140を通過する冷媒の流量)を算出する。冷媒循環量算出部440aは、例えば、記憶部420に記憶されている、圧縮機110の容量と膨張機構(熱源側流量調節弁150及び利用側流量調節弁320)の弁の開度と冷媒回路50における冷媒の循環量との関係に関する情報と、現在の圧縮機110の容量及び膨張機構としての流量調節弁150,320の開度と、に基づいて、冷媒回路50における冷媒の循環量を算出する。
 (2-5-4-2)水循環量算出部
 水循環量算出部440bは、熱源ユニット100のガス側温度センサT3及び液側温度センサT4、水入口温度センサTwi、及び水出口温度センサTwoの計測結果と、冷媒循環量算出部440aの算出結果と、に基づいて、水回路510における水の循環量((熱源側熱交換器140を通過する水の流量)を算出する。
 水循環量算出部440bは、式(1)を用いて、水回路510における水の循環量を算出する。
 Gw=Q÷(Cw×ΔTw)=(Gr×Δh)÷(Cw×ΔTw)   (1)
 なお、ここで、各記号は、以下の量を意味する。
 Gw:水回路510の水量[kg/h]
 Q:熱源側熱交換器140において冷媒と水との間で熱交換される熱量[J/h]
 Cw:水の比熱[J/kg・K]
 ΔTw:水入口温度センサTwiの計測結果から水出口温度センサTwoの計測結果を差し引いた、熱源側熱交換器140における水の入口と出口との温度差の絶対値[K]
 Gr:冷媒循環量算出部440aにより算出される冷媒回路50における冷媒の循環量[kg/h]
 Δh:ガス側温度センサT3及び液側温度センサT4の計測結果から求められる熱源側熱交換器140における冷媒の入口と出口との比エンタルピ差の絶対値[J/kg]
 (3)空気調和装置の運転
 利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に冷房運転を行う場合、利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に暖房運転を行う場合、利用ユニット300Aが冷房運転を利用ユニット300Bが暖房運転を行う場合の空気調和装置10の運転について以下に説明する。
 まず、水側ユニット500のポンプ520及び流量調節弁530の動作の制御について説明する。
 空調コントローラは、空気調和装置10の運転中、流量調節弁530の開度を常に全開に調節する。ただし、これに限定されるものではなく、流量調節弁530の開度は、全開以外の所定の開度に調節されてもよい。
 また、空調コントローラは、空気調和装置10の運転が開始されると、ポンプ520を予め決定された所定容量(所定流量)で運転する。所定流量は、例えば、利用ユニット300A,300Bが共に冷房運転を行う場合、利用ユニット300A,300Bが共に暖房運転を行う場合、及び利用ユニット300Aが冷房運転を利用ユニット300Bが暖房運転を行う場合でそれぞれ変更されてもよいし、いずれの場合にも同じであってもよい。その後、空調コントローラ(特に制御部430)は、所定のタイミングで、調整制御を開始し、ポンプ520の容量(ポンプ520の吐出する水の量)を変更する。例えば、制御部430は、空気調和装置10の運転が安定した時点で(具体的には、例えば、圧縮機110の起動制御後、圧縮機110の容量(圧縮機モータの回転数)が一定の状態が所定時間以上続いた時点で)、調整制御を開始する。また、例えば、制御部430は、空気調和装置10の運転開始から所定時間が経過した時点で、調整制御を開始してもよい。調整制御中のポンプ520の容量の制御については後述する。
 以下では、冷媒回路50側の構成機器の動作について説明する。なお、ここで説明する空気調和装置10の動作は例示であって、利用ユニット300A,300Bが冷房/暖房という所望の機能を発揮可能な範囲で適宜変更されてもよい。
 (3-1)運転される利用ユニットが全て冷房運転を行う場合
 利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に冷房運転を行う場合、つまり、利用ユニット300A及び利用ユニット300Bの利用側熱交換器310が冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能し、熱源側熱交換器140が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能する場合について説明する。
 この時、制御ユニット400は、第1流路切換機構132を放熱運転状態(図2の第1流路切換機構132の実線で示された状態)に切り換えることで、熱源側熱交換器140を冷媒の放熱器として機能させる。また、制御ユニット400は、第2流路切換機構134を蒸発負荷運転状態(図2の第2流路切換機構134の実線で示された状態)に切り換えている。また、制御ユニット400は、熱源側流量調節弁150及び吸入戻し弁172を適宜開度調節する。また、制御ユニット400は、ガス抜き管流量調節弁182を全閉状態に制御する。また、制御ユニット400は、接続ユニット200A,200Bにおいて、分岐配管調節弁220を閉状態にすると共に、高低圧側弁230及び低圧側弁240を開状態にし、利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310を冷媒の蒸発器として機能させる。制御ユニット400が高低圧側弁230及び低圧側弁240を開状態にすることで、利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310と熱源ユニット100の圧縮機110の吸入側とが高低圧ガス冷媒連絡管34及び低圧ガス冷媒連絡管36を介して接続された状態になる。また、制御ユニット400は、利用ユニット300A,300Bの利用側流量調節弁320のそれぞれを適宜開度調節する。
 上記のように制御ユニット400が空気調和装置10の各部を動作させることによって、冷媒回路50内には、図3Aに矢印で示しているように冷媒が循環する。
 つまり、圧縮機110で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、第1流路切換機構132を通じて、熱源側熱交換器140に送られる。熱源側熱交換器140に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器140において熱源としての水と熱交換を行うことによって放熱し、凝縮する。そして、熱源側熱交換器140において放熱した冷媒は、熱源側流量調節弁150において流量調節された後、レシーバ180に送られる。レシーバ180に送られた冷媒は、レシーバ180内に一時的に溜められた後に流出し、その一部は分岐部B1から吸入戻し管170aに流れ、残りは液冷媒連絡管32に向かって流れる。レシーバ180から液冷媒連絡管32へと流れる冷媒は、過冷却熱交換器170で吸入戻し管170aを圧縮機110の吸入配管110aに向かって流れる冷媒と熱交換して冷却された後に、液側閉鎖弁22を通って液冷媒連絡管32へと流入する。液冷媒連絡管32に送られた冷媒は、2方に分かれて、各接続ユニット200A,200Bの主液冷媒配管252に送られる。接続ユニット200A,200Bの主液冷媒配管252に送られた冷媒は、それぞれ、液接続管42を通って、利用ユニット300A,300Bの利用側流量調節弁320に送られる。利用側流量調節弁320に送られた冷媒は、利用側流量調節弁320において流量調節された後、利用側熱交換器310において、図示しない室内ファンによって供給される室内空気と熱交換を行うことによって蒸発して低圧のガス冷媒となる。一方、室内空気は、冷却されて室内に供給される。利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310から流出する低圧のガス冷媒は、それぞれ、接続ユニット200A,200Bの合流ガス冷媒配管266に送られる。合流ガス冷媒配管266に送られた低圧のガス冷媒は、高低圧ガス冷媒配管262を通じて高低圧ガス冷媒連絡管34に、低圧ガス冷媒配管264を通じて低圧ガス冷媒連絡管36に送られる。そして、高低圧ガス冷媒連絡管34に送られた低圧のガス冷媒は、高低圧ガス側閉鎖弁24及び第2流路切換機構134を通じて圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に戻される。低圧ガス冷媒連絡管36に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁26を通じて圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に戻される。
 (3-2)運転される利用ユニットが全て暖房運転を行う場合
 利用ユニット300A及び利用ユニット300Bが共に暖房運転を行う場合、つまり、利用ユニット300A及び利用ユニット300Bの利用側熱交換器310が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能し、熱源側熱交換器140が冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能する場合について説明する。
 この時、制御ユニット400は、第1流路切換機構132を蒸発運転状態(図2の第1流路切換機構132の破線で示された状態)に切り換えることで、熱源側熱交換器140を冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能させる。また、制御ユニット400は、第2流路切換機構134を放熱負荷運転状態(図2の第2流路切換機構134の破線で示された状態)に切り換えている。また、制御ユニット400は、熱源側流量調節弁150を適宜開度調節する。また、制御ユニット400は、接続ユニット200A,200Bにおいて、分岐配管調節弁220及び低圧側弁240を閉状態にし、高低圧側弁230を開状態にし、利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310を冷媒の放熱器(凝縮器)として機能させる。制御ユニット400が高低圧側弁230を開状態にすることで、圧縮機110の吐出側と利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310とが高低圧ガス冷媒連絡管34を介して接続された状態となる。また、制御ユニット400は、利用ユニット300A,300Bの利用側流量調節弁320のそれぞれを適宜開度調節する。
 上記のように制御ユニット400が空気調和装置10の各部を動作させることによって、冷媒回路50内には、図3Bに矢印で示しているように冷媒が循環する。
 つまり、圧縮機110で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、第2流路切換機構134及び高低圧ガス側閉鎖弁24を通じて、高低圧ガス冷媒連絡管34に送られる。高低圧ガス冷媒連絡管34に送られた高圧のガス冷媒は、分岐して各接続ユニット200A,200Bの高低圧ガス冷媒配管262に流入する。高低圧ガス冷媒配管262に流入した高圧のガス冷媒は、高低圧側弁230、合流ガス冷媒配管266及びガス接続管44を通じて、利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310に送られる。利用側熱交換器310に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器310において、室内ファンによって供給される室内空気と熱交換を行うことによって放熱し、凝縮する。一方、室内空気は、加熱されて室内に供給される。利用ユニット300A,300Bの利用側熱交換器310において放熱した冷媒は、利用ユニット300A,300Bの利用側流量調節弁320において流量調節された後、液接続管42を通じて、接続ユニット200A,200Bの主液冷媒配管252に送られる。主液冷媒配管252に送られた冷媒は、液冷媒連絡管32に送られ、液側閉鎖弁22を通じて、レシーバ180に送られる。レシーバ180に送られた冷媒は、レシーバ180内に一時的に溜められた後に流出し、熱源側流量調節弁150に送られる。そして、熱源側流量調節弁150に送られた冷媒は、熱源側熱交換器140において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発して低圧のガス冷媒になり、第1流路切換機構132に送られる。そして、第1流路切換機構132に送られた低圧のガス冷媒は、圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に戻される。
 (3-3)冷房/暖房同時運転が行われる場合
 (a)蒸発負荷が主体の場合
 冷暖同時運転の運転であって、かつ、利用ユニット300の蒸発負荷の方が多い場合について、空気調和装置10の運転を説明する。利用ユニット300の蒸発負荷の方が多い場合とは、例えば、多数ある利用ユニットの大部分が冷房運転を行い、少数が暖房運転を行っているような場合に発生する。ここでは、利用ユニット300が2台しかなく、その利用側熱交換器310が冷媒の蒸発器として機能する利用ユニット300Aの冷房負荷が、その利用側熱交換器310が冷媒の放熱器として機能する利用ユニット300Bの暖房負荷よりも大きい場合を例にして以下の説明を行う。
 この時、制御ユニット400は、第1流路切換機構132を放熱運転状態(図2の第1流路切換機構132の実線で示された状態)に切り換えることによって、熱源側熱交換器140を冷媒の放熱器として機能させる。また、制御ユニット400は、第2流路切換機構134を放熱負荷運転状態(図2の第2流路切換機構134の破線で示された状態)に切り換えている。また、制御ユニット400は、熱源側流量調節弁150及び吸入戻し弁172を適宜開度調節する。また、制御ユニット400は、ガス抜き管流量調節弁182を全閉状態に制御する。また、制御ユニット400は、接続ユニット200Aにおいて、分岐配管調節弁220及び高低圧側弁230を閉状態にすると共に、低圧側弁240を開状態にし、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310を冷媒の蒸発器として機能させる。また、制御ユニット400は、接続ユニット200Bにおいて、分岐配管調節弁220及び低圧側弁240を閉状態にすると共に、高低圧側弁230を開状態にし、利用ユニット300Bの利用側熱交換器310を冷媒の放熱器として機能させる。上記のように接続ユニット200Aの弁が制御されることで、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310と熱源ユニット100の圧縮機110の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡管36を介して接続された状態になる。また、上記のように接続ユニット200Bの弁が制御されることで、熱源ユニット100の圧縮機110の吐出側と利用ユニット300Bの利用側熱交換器310とが高低圧ガス冷媒連絡管34を介して接続された状態になる。また、制御ユニット400は、利用ユニット300A,300Bの利用側流量調節弁320のそれぞれを適宜開度調節する。
 上記のように制御ユニット400が空気調和装置10の各部を動作させることによって、冷媒回路50内には、図3Cに矢印で示しているように冷媒が循環する。
 つまり、圧縮機110で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、その一部が、第2流路切換機構134及び高低圧ガス側閉鎖弁24を通じて高低圧ガス冷媒連絡管34に送られ、残りが、第1流路切換機構132を通じて熱源側熱交換器140に送られる。
 高低圧ガス冷媒連絡管34に送られた高圧のガス冷媒は、接続ユニット200Bの高低圧ガス冷媒配管262に送られる。高低圧ガス冷媒配管262に送られた高圧のガス冷媒は、高低圧側弁230及び合流ガス冷媒配管266を通じて、利用ユニット300Bの利用側熱交換器310に送られる。利用ユニット300Bの利用側熱交換器310に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器310において、室内ファンによって供給される室内空気と熱交換を行うことによって放熱し、凝縮する。一方、室内空気は、加熱されて室内に供給される。利用ユニット300Bの利用側熱交換器310において放熱した冷媒は、利用ユニット300Bの利用側流量調節弁320において流量調節された後、接続ユニット200Bの主液冷媒配管252に送られる。接続ユニット200Bの主液冷媒配管252に送られた冷媒は、液冷媒連絡管32に送られる。
 また、熱源側熱交換器140に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器140において、熱源としての水と熱交換を行うことによって放熱し、凝縮する。そして、熱源側熱交換器140において放熱した冷媒は、熱源側流量調節弁150において流量調節された後、レシーバ180に送られる。レシーバ180に送られた冷媒は、レシーバ180内に一時的に溜められた後に流出し、その一部は分岐部B1から吸入戻し管170aに流れ、残りは液冷媒連絡管32に向かって流れる。レシーバ180から液冷媒連絡管32へと流れる冷媒は、過冷却熱交換器170で吸入戻し管170aを圧縮機110の吸入配管110aに向かって流れる冷媒と熱交換して冷却された後に、液側閉鎖弁22を通って液冷媒連絡管32へと流入する。液側閉鎖弁22を通って液冷媒連絡管32へと流入する冷媒は、接続ユニット200Bの主液冷媒配管252から流入する冷媒と合流する。
 液冷媒連絡管32の冷媒は、接続ユニット200Aの主液冷媒配管252に送られる。接続ユニット200Aの主液冷媒配管252に送られた冷媒は、利用ユニット300Aの利用側流量調節弁320に送られる。利用ユニット300Aの利用側流量調節弁320に送られた冷媒は、利用側流量調節弁320において流量調節された後、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310において、室内ファンによって供給される室内空気と熱交換を行うことによって蒸発して低圧のガス冷媒となる。一方、室内空気は、冷却されて室内に供給される。利用ユニット300Aの利用側熱交換器310から流出する低圧のガス冷媒は、接続ユニット200Aの合流ガス冷媒配管266に送られる。接続ユニット200Aの合流ガス冷媒配管266に送られた低圧のガス冷媒は、接続ユニット200Aの低圧ガス冷媒配管264を通じて低圧ガス冷媒連絡管36に送られる。低圧ガス冷媒連絡管36に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁26を通じて、圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に戻される。
 (b)放熱負荷が主体の場合
 冷暖同時運転の運転であって、かつ、利用ユニット300の放熱負荷の方が多い場合について、空気調和装置10の運転を説明する。利用ユニット300の放熱負荷の方が多い場合とは、例えば、多数ある利用ユニットの大部分が暖房運転を行い、少数が冷房運転を行っているような場合に発生する。ここでは、利用ユニット300が2台しかなく、その利用側熱交換器310が冷媒の放熱器として機能する利用ユニット300Bの暖房負荷が、その利用側熱交換器310が冷媒の蒸発器として機能する利用ユニット300Aの冷房負荷よりも大きい場合を例にして以下の説明を行う。
 この時、制御ユニット400は、第1流路切換機構132を蒸発運転状態(図2の第1流路切換機構132の破線で示された状態)に切り換えることによって、熱源側熱交換器140を冷媒の蒸発器として機能させる。また、制御ユニット400は、第2流路切換機構134を放熱負荷運転状態(図2の第2流路切換機構134の破線で示された状態)に切り換えている。また、制御ユニット400は、熱源側流量調節弁150を適宜開度調節する。また、制御ユニット400は、接続ユニット200Aにおいて、高低圧側弁230を閉状態にすると共に、低圧側弁240を開状態にし、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310を冷媒の蒸発器として機能させる。また、制御ユニット400は、接続ユニット200Aにおいて、分岐配管調節弁220を適宜開度調節する。また、制御ユニット400は、接続ユニット200Bにおいて、分岐配管調節弁220及び低圧側弁240を閉状態にすると共に、高低圧側弁230を開状態にし、利用ユニット300Bの利用側熱交換器310を冷媒の放熱器として機能させる。上記のように接続ユニット200A,200Bの弁が制御されることで、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310と熱源ユニット100の圧縮機110の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡管36を介して接続された状態になる。また、上記のように接続ユニット200A,200Bの弁が制御されることで、熱源ユニット100の圧縮機110の吐出側と利用ユニット300Bの利用側熱交換器310とが高低圧ガス冷媒連絡管34を介して接続された状態になる。また、制御ユニット400は、利用ユニット300A,300Bの利用側流量調節弁320のそれぞれを適宜開度調節する。
 上記のように制御ユニット400が空気調和装置10の各部を動作させることによって、冷媒回路50内には、図3Dに矢印で示しているように冷媒が循環する。
 つまり、圧縮機110で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、第2流路切換機構134及び高低圧ガス側閉鎖弁24を通じて、高低圧ガス冷媒連絡管34に送られる。高低圧ガス冷媒連絡管34に送られた高圧のガス冷媒は、接続ユニット200Bの高低圧ガス冷媒配管262に送られる。高低圧ガス冷媒配管262に送られた高圧のガス冷媒は、高低圧側弁230及び合流ガス冷媒配管266を通じて、利用ユニット300Bの利用側熱交換器310に送られる。利用ユニット300Bの利用側熱交換器310に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器310において、室内ファンによって供給される室内空気と熱交換を行うことによって放熱し、凝縮する。一方、室内空気は、加熱されて室内に供給される。利用ユニット300Bの利用側熱交換器310において放熱した冷媒は、利用ユニット300Bの利用側流量調節弁320において流量調節された後、接続ユニット200Bの主液冷媒配管252に送られる。接続ユニット200Bの主液冷媒配管252に送られた冷媒は、液冷媒連絡管32に送られる。液冷媒連絡管32の冷媒は、その一部が、接続ユニット200Aの主液冷媒配管252に送られ、残りが、液側閉鎖弁22を通じて、レシーバ180に送られる。
 そして、接続ユニット200Aの主液冷媒配管252に送られた冷媒は、その一部が分岐液冷媒配管254に流れ、残りは利用ユニット300Aの利用側流量調節弁320に向かって流れる。主液冷媒配管252を利用側流量調節弁320へと流れる冷媒は、過冷却熱交換器210で分岐液冷媒配管254を低圧ガス冷媒配管264に向かって流れる冷媒と熱交換して冷却された後に、利用側流量調節弁320へと流入する。利用ユニット300Aの利用側流量調節弁320に送られた冷媒は、利用ユニット300Aの利用側流量調節弁320において流量調節された後、利用ユニット300Aの利用側熱交換器310において、室内ファンによって供給される室内空気と熱交換を行うことによって蒸発して低圧のガス冷媒となる。一方、室内空気は、冷却されて室内に供給される。そして、利用側熱交換器310から流出する低圧のガス冷媒は、接続ユニット200Aの合流ガス冷媒配管266に送られる。合流ガス冷媒配管266に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス冷媒配管264へと流入し、分岐液冷媒配管254から流入する冷媒と合流し、低圧ガス冷媒連絡管36に送られる。低圧ガス冷媒連絡管36に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁26を通じて、圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に戻される。
 一方、液冷媒連絡管32からレシーバ180に送られた冷媒は、レシーバ180内に一時的に溜められた後に流出し、熱源側流量調節弁150に送られる。そして、熱源側流量調節弁150に送られた冷媒は、熱源側熱交換器140において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発して低圧のガス冷媒になり、第1流路切換機構132に送られる。そして、第1流路切換機構132に送られた低圧のガス冷媒は、圧縮機110の吸入側(吸入配管110a)に戻される。
 (4)調整制御(予測型調整制御)
 図7のフローチャートを参照しながら、制御部430による調整制御(予測型調整制御)を説明する。
 前述のように、空調コントローラは、空気調和装置10の運転が開始されると、ポンプ520を予め決定された所定容量(所定流量)で運転する。その後、制御部430は、所定のタイミングで、調整制御を開始し、ポンプ520の容量(ポンプ520の吐出する水の量)を変更する。
 調整制御が開始されると、水循環量算出部440bが、上記のような方法で熱源側熱交換器140を通過している水量Gw1(水回路510の水循環量)を算出する(ステップS1)。
 次に、制御部430は、ステップS1で算出された水量と、記憶部420に記憶されたポンプ特性情報から導出される情報(図4のようなポンプ520の水量とポンプの消費エネルギーとの関係)とに基づいて、現在のポンプ520の消費エネルギー(ポンプ520に対する入力電力)を算出する(ステップS2)。
 次に、制御部430は、記憶部420に記憶されたポンプ特性情報から導出される情報に基づいて、現在の水量Gw1から、(ポンプ520の能力から見て実現可能な範囲で)水量を所定量だけ増減させた場合のポンプ520の消費エネルギーを算出する(ステップS3)。例えば、制御部430は、記憶部420に記憶されたポンプ特性情報から導出される情報に基づいて、現在の水量から所定割合だけ(例えば5%だけ)水量を増加させた場合(水量をGw2とした場合)のポンプ520の消費エネルギーと、現在の水量から所定割合だけ(例えば5%だけ)水量を減少させた場合(水量をGw3とした場合)のポンプ520の消費エネルギーとを、それぞれ算出する。さらに制御部430は、水量を現在の水量から所定量だけ増減させた場合のポンプ520の消費エネルギーから、(ステップS2で算出されている)現在のポンプ520の消費エネルギーを差し引いて、水回路510の流量増減時のポンプ520の消費エネルギーの増減量を算出する。
 次に、ステップS4では、制御部430は、熱源側熱交換器140が放熱運転中であれば、記憶部420に記憶されている、図5(a)のような水回路510における水量と凝縮温度との関係に基づいて、水回路510における水量をGw2とした場合の凝縮温度Tc2と、水回路510における水量をGw3とした場合の凝縮温度Tc3と、を算出する。また、ステップS4では、制御部430は、熱源側熱交換器140が吸熱運転中であれば、記憶部420に記憶されている、図5(b)のような水回路510における水量と蒸発温度との関係に基づいて、水回路510における水量をGw2とした場合の蒸発温度Te2と、水回路510における水量をGw3とした場合の蒸発温度Te3と、を算出する。
 次に、ステップS5では、制御部430は、ステップS4で凝縮温度が算出された場合には、記憶部420に記憶されている、図6(a)のような冷媒の凝縮温度と圧縮機110の消費エネルギー量との関係を示した情報に基づいて、凝縮温度Tc2,Tc3に対する圧縮機110の消費エネルギーを算出する。また、ステップS5では、制御部430は、ステップS4で蒸発温度が算出された場合には、記憶部420に記憶されている、図6(b)のような冷媒の蒸発温度と圧縮機110の消費エネルギーとの関係を示した情報に基づいて、蒸発温度Te2,Te3に対する圧縮機110の消費エネルギーを算出する。さらに、制御部430は、水回路510における水量をGw2,Gw3とした場合の圧縮機110の消費エネルギー(言い換えれば、凝縮温度Tc2,Tc3に対する圧縮機110の消費エネルギー、又は、蒸発温度Te2,Te3に対する圧縮機110の消費エネルギー)から、現在の圧縮機110の容量から算出される圧縮機110の消費エネルギーを差し引いて、水回路510の流量増減時の圧縮機110の消費エネルギーの増減量を算出する。
 次に、ステップS6では、制御部430は、ステップS3及びステップS5の算出結果に基づいて、水回路510の流量増減時の、全体の消費エネルギーの増減量(ポンプ520の消費エネルギーの増減量と圧縮機110の消費エネルギーの増減量との合計)を算出する。ここでは、水回路510の流量を流量Gw2に増加させる時の全体の消費エネルギーの増減量をΔE1とし、水回路510の流量を流量Gw3に減少させる時の全体の消費エネルギーの増減量をΔE2とする。
 次に、ステップS7では、制御部430が、ステップS6で算出された水回路510の流量増減時の全体の消費エネルギーの増減量にマイナスの値があるか(水回路510の流量増減時に、全体の消費エネルギーが現在よりも減少する場合があるか)を判定する。水回路510の流量増減時の全体の消費エネルギーの増減量にマイナスの値がなければステップS8に進む。一方、水回路510の流量増減時の全体の消費エネルギーの増減量にマイナスの値があれば、ステップS9に進む。
 ステップS8では、ステップS7の処理の実行後に、所定時間(例えば数十秒)が経過したか否かが判定される。所定時間が経過したと判定されるとステップS1に戻る。ステップS8の処理は、所定時間が経過したと判定されるまで繰り返し判定される。
 ステップS9では、ステップS6で算出された水回路510の流量を流量Gw2に増加させた時の全体の消費エネルギーの増減量ΔE1が、ステップS6で算出された水回路510の流量を流量Gw3に減少させた時の全体の消費エネルギーの増減量ΔE2より小さいか否かが判定される。水回路510の流量を流量Gw2に増加させた時の全体の消費エネルギーの増減量ΔE1が、水回路510の流量を流量Gw3に減少させた時の全体の消費エネルギーの増減量ΔE2より小さければ(水回路510の流量を増加させた方が、水回路510の流量を減少させるよりも全体の消費エネルギーが小さくなると演算されれば)、ステップS10に進む。一方、水回路510の流量を流量Gw2に増加させた時の全体の消費エネルギーの増減量ΔE1が、水回路510の流量を流量Gw3に減少させた時の全体の消費エネルギーの増減量ΔE2以上であれば、ステップS11に進む。
 ステップS10では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させ、水回路510の流量を流量Gw2に増加させる。水回路510の流量Gw2に増加させた結果、空気調和装置10のシステムが安定するように(空気調和装置10で所望の冷房運転、暖房運転、冷暖房同時運転が実現されるように)、圧縮機110の容量が調整される。その結果、通常、ポンプ520及び圧縮機110の消費エネルギーが低減される。なお、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させると同時に、(各種センサの計測値等に基づいて圧縮機110の容量が変化するのを待つのではなく)ポンプ520の容量の変化に対応するようにステップS5で算出した消費エネルギーに圧縮機110に対する入力エネルギーを変化させることで、圧縮機110の容量を調整してもよい。ステップS10の実行後、ステップS8に進む。
 ステップS11では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させ、水回路510の流量を流量Gw3に減少させる。水回路510の流量Gw3に減少させた結果、空気調和装置10のシステムが安定するように(空気調和装置10で所望の冷房運転、暖房運転、冷暖房同時運転が実現されるように)、圧縮機110の容量が調整される。その結果、通常、ポンプ520及び圧縮機110の消費エネルギーが低減される。なお、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させると同時に、(各種センサの計測値等に基づいて圧縮機110の容量が変化するのを待つのではなく)ポンプ520の容量の変化に対応するようにステップS5で算出した消費エネルギーに圧縮機110に対する入力エネルギーを変化させることで、圧縮機110の容量を調整してもよい。ステップS11の実行後、ステップS8に進む。
 なお、ここでは、ステップS6において、水回路510の流量増加時及び流量減少時の両方について全体の消費エネルギーの増減量が算出されるが、これに限定されるものではない。例えば、制御部430は、先ず、水回路510の流量増加時の全体の(ポンプ520及び圧縮機110の)消費エネルギーの増減量を算出してもよい。そして、制御部430は、全体の消費エネルギーが減少すると判断する場合には、水回路510の流量減少時の全体の消費エネルギーの増減量は算出せずに、水回路510の流量を増加させてもよい。一方、水回路510の流量増加時に全体の消費エネルギーが増加すると判断される場合には、制御部430は、水回路510の流量減少時の全体の消費エネルギーの増減量を算出し、全体の消費エネルギーが減少すると判断される場合に、水回路510の流量を減少させてもよい。なお、ここで例示した方法とは逆に、制御部430は、先に水回路510の流量減少時の全体の消費エネルギーの増減量を算出し、その後、水回路510の流量増加時の全体の消費エネルギーの増減量を算出してもよい。
 (5)特徴
 (5-1)
 上記実施形態に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置10は、第1流体としての冷媒が循環する冷媒回路50と、水回路510とを備える。冷媒回路50は、第1回路の一例であり、水回路510は、第2回路の一例である。冷媒回路50は、圧縮機110と、熱源側熱交換器140及び利用側熱交換器310と、流量調節弁150,320と、を含む。熱源側熱交換器140は第1熱交換器の一例であり、利用側熱交換器310は第2熱交換器の一例である。熱源側流量調節弁150及び利用側流量調節弁320は、膨張機構の一例である。圧縮機110は、冷媒を圧縮する。熱源側熱交換器140及び利用側熱交換器310には、冷媒が内部を流れる。流量調節弁150,320は、熱源側熱交換器140から利用側熱交換器310へと、又は、利用側熱交換器310から熱源側熱交換器140へと流れる冷媒の圧力を降下させる。水回路510には、熱源側熱交換器140において冷媒と熱交換を行う水が、ポンプ520によって循環する。空気調和装置10は、更に制御部430を備える。制御部430は、空気調和装置10の能力を確保しつつ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する、調整制御を行う。
 本空気調和装置10では、空気調和装置10の能力を確保しつつ、圧縮機110及びポンプ520の消費エネルギーの合計が低減されるように圧縮機110及びポンプ520の容量が調整される。そのため、本空気調和装置10では、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を実現できる。
 (5-2)
 上記実施形態に係る空気調和装置10では、制御部430は、調整制御の際、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量の調整の前後で熱源側熱交換器140における冷媒と水との間の熱交換量が維持されるように、圧縮機110の容量及びポンプ520の容量を調整する。
 ここでは、熱源側熱交換器140における流体間の熱交換量を維持することで、空気調和装置10の能力を確保しつつ、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を実現できる。
 (5-3)
 上記実施形態に係る空気調和装置10では、調整制御は、予測型調整制御を含む。制御部430は、予測型調整制御の処理の一部として、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づきポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定する。
 ここでは、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110及びポンプ520の消費エネルギーの合計の変化を演算した上で、ポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定できる。つまり、ここでは、ポンプ520の容量を変化させることで消費エネルギーの合計が減ると予想される場合には圧縮機110及びポンプ520の容量の調整を行い、逆にポンプ520の容量を変化させることで消費エネルギーの合計が増えると予想される場合には圧縮機110及びポンプ520の容量の調整を行なわないという決定をできる。そのため、本空気調和装置10では、システムの主動力機器のエネルギー消費を抑制した効率のよい運転を行うことが容易である。
 (5-4)
 上記実施形態に係る空気調和装置10は、受付部の一例としての操作部410を備える。操作部410は、ポンプ520の消費エネルギーとポンプ520の吐出量との関係に関するポンプ特性情報を受け付ける。制御部430は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を、ポンプ特性情報に基づいて導出する。
 ここでは、現場毎にポンプが選定される場合であっても、ポンプの消費エネルギーと吐出量との関係をポンプ特性情報に基づいて把握し、圧縮機110及びポンプ520の消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算し、これに基づいて圧縮機110及びポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定することができる。
 (5-5)
 上記実施形態に係る空気調和装置10では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させた場合の熱源側熱交換器140における冷媒の凝縮温度又は蒸発温度を予測し、予測結果に基づいて、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を演算する。
 ここでは、ポンプ520の容量を変化させた場合の熱源側熱交換器140における冷媒の予測凝縮温度又は予測蒸発温度に基づいて、圧縮機110及びポンプ520の消費エネルギーの合計の変化を演算できる。そのため、圧縮機110及びポンプ520の消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算した上で、圧縮機110及びポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定することができる。
 (5-6)
 上記実施形態に係る空気調和装置10は、第1温度センサ及び第2温度センサの一例としてのガス側温度センサT3及び液側温度センサT4と、第3温度センサの一例としての水入口温度センサTwiと、第4温度センサの一例としての水出口温度センサTwoと、第1循環量算出部の一例としての冷媒循環量算出部440aと、第2循環量算出部の一例としての水循環量算出部440bと、を備える。ガス側温度センサT3及び液側温度センサT4は、一方が冷媒の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測し、他方が冷媒の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測する。水入口温度センサTwiは、水の熱源側熱交換器140への入口における温度を計測する。水出口温度センサTwoは、水の熱源側熱交換器140からの出口における温度を計測する。冷媒循環量算出部440aは、圧縮機110の容量から、冷媒回路50における冷媒の循環量を算出する。水循環量算出部440bは、ガス側温度センサT3と、液側温度センサT4と、水入口温度センサTwiと、水出口温度センサTwoとの計測結果と、冷媒循環量算出部440aの算出結果と、に基づいて、水回路510における水の循環量を算出する。制御部430は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を、水循環量算出部440bが算出する水の循環量に基づいて演算する。
 ここでは、水の流量を直接測定しない場合や、水の流量を直接測定できない場合であっても、現在の水の流量を把握し、圧縮機110及びポンプ520の消費エネルギーの合計の変化を比較的精度良く演算した上で、圧縮機110及びポンプ520の容量の調整の実行/非実行を決定できる。
 (6)変形例
 以下に、第1実施形態の変形例を示す。なお、変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。
 (6-1)変形例1A
 第1実施形態の制御部430の調整制御(予測型調整制御)の処理フローは一例に過ぎず、上述したフローに限定されるものではない。例えば、他の形態では、制御部430は、以下のような方法で調整制御を実行してもよい。
 例えば、空気調和装置は、ポンプ520に供給される電流を計測する電力計を有してもよい。電力計は、制御ユニット400と電気的に接続され、制御ユニット400に対し測定した電力値を送信するように構成されることが好ましい。そして、制御部430は、水循環量算出部440bが算出した水回路510を流れる水の流量に基づいてポンプ520の消費エネルギーを算出する代わりに、電力計の実測値をポンプ520の消費エネルギーとしてもよい。
 また、例えば、水回路510には、ポンプ520の送水量を測定する流量計が設けられてもよい。流量計は、制御ユニット400と電気的に接続され、制御ユニット400に対し測定した流量を送信するように構成されることが好ましい。そして、制御部430は、水循環量算出部440bが算出した水回路510を流れる水の流量に基づいてポンプ520の消費エネルギーを算出する代わりに、流量の実測値に基づいてポンプ520の消費エネルギーを算出してもよい。
 また、例えば、空気調和装置10の運転開始時のポンプ520の流量が既知である場合には、制御部430は、初回のステップS2において、水循環量算出部440bが算出した水回路510を流れる水の流量に基づいてポンプ520の消費エネルギーを算出する代わりに、既知である空気調和装置10の運転開始時のポンプ520の流量に基づいて、ポンプ520の消費エネルギーを算出してもよい。また、流量の増減時にどれだけ水量を増減させたかを把握しておけば、ポンプ520の容量の増減後も、水循環量算出部440bにより計測しなくても、ポンプ520の流量を把握することができる。
 また、上記実施形態において、水回路510を流れる水の流量がステップS1において水循環量算出部440bにより一旦算出された後は、増減時にどれだけ水量を増減させたかを把握しておけば、再び水循環量算出部440bにより算出しなくても、ポンプ520の流量を把握することができる。
 (6-2)変形例1B
 第1実施形態では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を事前に演算し、合計が減少すると演算される場合にポンプ520の容量を変化させるが、本願発明の冷凍装置は、このような態様に限定されるものではない。
 制御部430は、同様の手法を用いて、逆に圧縮機110の容量(回転数)を変化させた場合の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を事前に演算し、合計が減少すると演算される場合に圧縮機110の容量を変化させてもよい。なお、この場合には、ポンプ520の容量は、例えば、水入口温度センサTwi及び水出口温度センサTwoの測定値に基づいて調整されればよい。
 (6-3)変形例1C
 第1実施形態では、空気調和装置10は、接続ユニット200を備え、一部の利用ユニット300で冷房運転を、他の一部の利用ユニット300で暖房運転を実行できる装置であるが、これに限定されるものではない。例えば、本願発明に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置は、冷暖房同時運転を実行することのできない装置であってもよい。
 また、例えば、空気調和装置10は冷房運転専用、又は、暖房運転専用の装置であってもよい。
 (6-4)変形例1D
 第1実施形態では、空気調和装置10に用いられる冷媒は、相変化を伴う冷媒であるが、これに限定されるものではない。空気調和装置10に用いられる冷媒は、相変化を伴わない、例えば二酸化炭素等の冷媒であってもよい。
 (6-5)変形例1E
 第1実施形態では、ポンプ520のモータをインバータ制御することでポンプ520の容量が調整されるが、これに限定されるものではない。
 例えば、ポンプ520の容量は、並列に接続された複数のポンプの運転台数を変更することで調整されてもよい。
 また、例えば、ポンプ520は定流量のポンプであって、流量調節弁530の開度を調節して流量を変更することで、ポンプの容量(熱源側熱交換器140を通過する水量)を調整し、これにより消費エネルギー(ポンプに対して入力されるエネルギー)を変動させるようにしてもよい。ただし、一般に、流量調節弁530の開度を小さくすることで低減される消費エネルギーは、ポンプ520を回転数可変のポンプとする場合と比較すると小さいため、ポンプ520のモータはインバータ制御可能であることが好ましい。
 (6-6)変形例1F
 第1実施形態では、空気調和装置10がポンプ520及び流量調節弁530を有するが、これに限定されるものではない。例えば、ポンプ520や流量調節弁530は空気調和装置10とは別の装置であって、制御部430が、ポンプ520や流量調節弁530を上記実施形態のように制御できるよう信号を送信可能に構成されてもよい。
 <第2実施形態>
 図8は、本発明に係る冷凍装置の第2実施形態としての空気調和装置10Aの概略構成図である。図9は、空気調和装置10Aの概略の冷媒回路図である。
 空気調和装置10Aは、制御ユニット400の代わりに、制御ユニット400Aを備える(図8参照)。制御ユニット400Aは、物理的に制御ユニット400と同様の構成を有する。制御ユニット400Aは、調整制御として予備型調整制御を実行する制御部430ではなく、調整制御として実測型調整制御を実行する制御部430Aを有する。実測型調整制御を行う第2実施形態の制御ユニット400Aは、第1実施形態の制御ユニット400の算出部440を有さなくてもよい。
 また、空気調和装置10Aは、第1実施形態の空気調和装置10の構成に加え、圧縮機110に供給される電流の値を計測する第1電流計C1と、ポンプ520に供給される電流の値を計測する第2電流計C2と、を備える(図8及び図9参照)。第1電流計C1は、第1計測部の一例である。第2電流計C2は、第2計測部の一例である。第1電流計C1及び第2電流計C2は、制御ユニット400Aと電気的に接続されている。なお、空気調和装置10Aは、電流計C1,C2に代えて、電力計を有していてもよい。
 ここでは、空気調和装置10Aについて、主に制御部430Aの実行する実測型調整制御について説明する。その他の点については、空気調和装置10Aは第1実施形態の空気調和装置10同様であるため、説明を省略する。
 (1)実測型調整制御
 実測型調整制御は、ポンプ520の容量を(実際に)変化させた後、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとを実測することで、ポンプ520の容量の変化前後の圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計の変化を算出して、ポンプ520の容量を変化させた是非を判断する制御である。なお、実測型調整制御では、ポンプ520の容量を変化させた結果、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加している場合には、ポンプ520の容量を逆向きに変化させる。言い換えれば、実測型調整制御では、ポンプ520の容量を増加させた結果、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加している場合には、ポンプ520の容量が減少させられる。また、実測型調整制御では、ポンプ520の容量を減少させた結果、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加している場合には、ポンプ520の容量が増加させられる。
 つまり、制御ユニット400Aの制御部430Aは、ポンプ520の容量を増加又は減少させる第1容量調整を行い、第1容量調整の実行後の第1電流計C1及び第2電流計C2による計測結果に基づき圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断し、増加していると判断された場合に、第1容量調整とは逆の第2容量調整を行う。
 図10のフローチャートを参照しながら、制御部430Aによる調整制御(実測型調整制御)を説明する。
 第1実施形態と同様に、空調コントローラは、空気調和装置10Aの運転が開始されると、ポンプ520を予め決定された所定容量(所定流量)で運転する。その後、制御部430Aは、所定のタイミングで、調整制御を開始し、ポンプ520の容量(ポンプ520の流量)を変更する。
 調整制御が開始されると、制御部430Aは、第1電流計C1の測定値と、第2電流計C2の測定値とから、圧縮機110及びポンプ520の電流の合計(合計電流値A1)を算出する(ステップS101)。算出された電流の合計の値は、記憶部420に合計電流値Mとして記憶される。
 なお、圧縮機110及びポンプ520の電流の合計は、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計に対応している。ここでは、圧縮機110及びポンプ520の電流の合計が増加/減少することと、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加/減少することとを、同じ意味合いで用いている。
 次に、制御部430Aは、ポンプ520の容量を所定量だけ増加させる(ポンプ520の水量(水回路510の循環量)を所定量増加させる(ステップS102)。例えば、制御部430Aは、現在の水量から所定割合だけ(例えば5%だけ)水量を増加させる。水回路510の流量を増加させた結果、空気調和装置10Aのシステムが安定するように(空気調和装置10Aで所望の冷房運転、暖房運転、冷暖房同時運転が実現されるように)、圧縮機110の容量が調整される。なお、制御部430Aは、ポンプ520の容量を変化させると同時に、(各種センサの計測値等に基づいて圧縮機110の容量が変化するのを待つのではなく)ポンプ520の容量の変化に対応するように圧縮機110の容量を調整してもよい。
 次に、ステップS103では、ステップS102の処理の実行後に、所定時間(例えば数十秒)が経過したか否かが判定される。所定時間が経過したと判定されるとステップS104に進む。ステップS103の処理は、所定時間が経過したと判定されるまで繰り返し判定される。
 次に、ステップS104では、制御部430Aは、第1電流計C1の測定値と、第2電流計C2の測定値とから、圧縮機110及びポンプ520の電流の合計(合計電流値A2)を算出する。
 次に、ステップS105では、制御部430Aは、算出された合計電流値A2が記憶部420に記憶された合計電流値Mより大きいか否かを判断する。合計電流値A2が合計電流値Mより大きい場合には、ステップS107に進む。合計電流値A2が合計電流値M以下である場合には、ステップS106に進む。
 ステップS106では、ステップS104で算出された合計電流値A2が、合計電流値Mとして記憶部420に記憶される。その後ステップS102に戻る。
 ステップS107では、ステップS104で算出された合計電流値A2が、合計電流値Mとして記憶部420に記憶される。その後、ステップS108に進む。
 次に、制御部430Aは、ポンプ520の容量を所定量だけ減少させる(ポンプ520の水量(水回路510の循環量))を所定量減少させる(ステップS108)。例えば、制御部430Aは、現在の水量から所定割合だけ(例えば5%だけ)水量を減少させる。水回路510の流量を減少させた結果、空気調和装置10Aのシステムが安定するように(空気調和装置10Aで所望の冷房運転、暖房運転、冷暖房同時運転が実現されるように)、圧縮機110の容量が調整される。なお、制御部430Aは、ポンプ520の容量を変化させると同時に、(各種センサの計測値等に基づいて圧縮機110の容量が変化するのを待つのではなく)ポンプ520の容量の変化に対応するように圧縮機110の容量を調整してもよい。
 次に、ステップS109では、ステップS108の処理の実行後に、所定時間(例えば数十秒)が経過したか否かが判定される。所定時間が経過したと判定されるとステップS110に進む。ステップS109の処理は、所定時間が経過したと判定されるまで繰り返し判定される。
 次に、ステップS110では、制御部430Aは、第1電流計C1の測定値と、第2電流計C2の測定値とから、圧縮機110及びポンプ520の電流の合計(合計電流値A3)を算出する。
 次に、ステップS111では、制御部430Aは、算出された合計電流値A3が記憶部420に記憶された合計電流値Mより大きいか否かを判断する。合計電流値A3が合計電流値Mより大きい場合には、ステップS112に進む。合計電流値A3が合計電流値M以下である場合には、ステップS113に進む。
 ステップS112では、ステップS110で算出された合計電流値A3が、合計電流値Mとして記憶部420に記憶される。その後ステップS102に戻る。
 ステップS113では、ステップS110で算出された合計電流値A3が、合計電流値Mとして記憶部420に記憶される。その後、ステップS108に戻る。
 空気調和装置10Aでは、調整制御としてポンプ520又は圧縮機110の容量を増減させた場合に、圧縮機110及びポンプ520の実測された消費エネルギーの合計に基づいて実際に合計の消費エネルギーが減少したか否かが判断され、消費エネルギーが却って増加した場合にはポンプの容量に関し逆の調整が行われる。そのため、効率の高い運転を実現することが特に容易である。
 第2実施形態の空気調和装置10Aも、第1実施形態の空気調和装置10の(5-1),(5-2)の特徴と同様の特徴を有する。
 (2)変形例
 第2実施形態の構成は、互いに矛盾しない範囲で第1実施形態の構成と適宜組み合わされてもよい。例えば、空気調和装置の制御部は、予測型調整制御と実測型調整制御とを両方実行するものであってもよい。例えば、制御部は、予測型調整制御を実行した上で、更に圧縮機110及びポンプ520に供給される電流値を測定し、ポンプ520の容量を調整(第1容量調整)することで、全体(圧縮機110及びポンプ520)の消費エネルギーが増加してしまった場合には、第1容量調整とは逆の第2容量調整を行うように構成されてもよい。
 以下に、その他の第2実施形態の変形例を示す。なお、変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。また、第1実施形態の変形例についても、矛盾がない範囲で第2実施形態に適用されてもよい。
 (2-1)変形例2A
 上記実施形態では、制御部430は、ポンプ520の容量を変化させ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断するが、これに限定されるものではない。
 制御部430は、逆に圧縮機110の容量を変化させ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断してもよい。なお、この場合には、ポンプ520の容量は、例えば、水入口温度センサTwi及び水出口温度センサTwoの測定値に基づいて調整されればよい。
 <第3実施形態>
 上記の第1及び第2実施形態では熱源側熱交換器140において、冷媒と水回路510をポンプ520により循環させられる液流体(例えば水)との間で熱交換が行われ、圧縮機110の消費エネルギーとポンプ520の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機110の容量とポンプ520の容量とを調整する調整制御が行われる。しかし、本願発明の態様は上記の第1及び第2実施形態に限定されるものではない。
 例えば、本願発明の冷凍装置は、図11のように、冷媒を圧縮する圧縮機610と、冷媒が内部を流れる利用側熱交換器620及び熱源側熱交換器630と、膨張機構(流量調節弁)640と、を含み、冷媒が循環する冷媒回路650と、利用側熱交換器620において冷媒と熱交換を行う液流体の一例としての水がポンプ660によって循環する水回路680と、を備えたチラー600であってもよい。水回路680には、流量調節弁670が設けられる。なお、水回路680に設けられる負荷側機器(ラジエーター等)については図示を省略している。チラー600では、図示しない制御ユニットの制御部により、上記の第1及び第2実施形態と同様の方法で、チラー600の能力を確保しつつ、圧縮機610の消費エネルギーとポンプ660の消費エネルギーとの合計を低減するように、圧縮機610の容量とポンプ660の容量とを調整する調整制御が行われる。第3実施形態のチラー600には、矛盾しない範囲で、第1及び第2実施形態の構成や、それらの変形例の構成が適用される。
 なお、ここでは利用側熱交換器620において液流体を冷却するチラーを例に説明したが、本願発明の冷凍装置は、利用側熱交換器620において液流体を加熱する装置であってもよい。
 また、熱源側熱交換器630の熱源は、水回路680とは別の流体回路を循環する液流体であってもよいし、空気等の気体であってもよい。なお、熱源側熱交換器630の熱源を液流体とする場合には、熱源側熱交換器630側についても、上記の第1及び第2実施形態と同様の調整制御が行われてもよい。
 本発明は、冷凍装置に広く適用でき有用である。
10        空気調和装置(冷凍装置)
50        冷媒回路(第1回路)
110       圧縮機
140       熱源側熱交換器(第1熱交換器)
150       熱源側流量調節弁(膨張機構)
310       利用側熱交換器(第2熱交換器)
320       利用側流量調節弁(膨張機構)
410       操作部(受付部)
430,430A  制御部
440a      冷媒循環量算出部(第1循環量算出部)
440b      水循環量算出部(第2循環量算出部)
510       水回路(第2回路)
520       ポンプ
600       チラー(冷凍装置)
610       圧縮機
620       利用側熱交換器(第1熱交換器)
630       熱源側熱交換器(第2熱交換器)
640       膨張機構
650       冷媒回路(第1回路)
660       ポンプ
670       流量調節弁
680       水回路(第2回路)
C1        第1電流計(第1計測部)
C2        第2電流計(第2計測部)
T3        ガス側温度センサ(第1温度センサ、第2温度センサ)
T4        液側温度センサ(第1温度センサ、第2温度センサ)
Twi       水入口温度センサ(第3温度センサ)
Two       水出口温度センサ(第4温度センサ)
国際公開第2015/114839号公報

Claims (7)

  1.  冷媒としての第1流体を圧縮する圧縮機(110,610)と、前記第1流体が内部を流れる第1熱交換器(140,620)及び第2熱交換器(310,630)と、前記第1熱交換器から前記第2熱交換器へと、又は、前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へと流れる前記第1流体の圧力を降下させる膨張機構(150,320,640)と、を含み、前記第1流体が循環する第1回路(50,650)と、
     前記第1熱交換器において前記第1流体と熱交換を行う第2流体がポンプ(520,660)によって循環する第2回路(510,680)と、
    を備えた冷凍装置であって、
     前記冷凍装置の能力を確保しつつ、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計を低減するように、前記圧縮機の容量と前記ポンプの容量とを調整する、調整制御を行う制御部(430,430A)を更に備える、
    冷凍装置(10,600)。
  2.  前記制御部は、前記調整制御の際、前記圧縮機の容量及び前記ポンプの容量の調整の前後で前記第1熱交換器における前記第1流体と前記第2流体との間の熱交換量が維持されるように、前記圧縮機の容量及び前記ポンプの容量を調整する、
    請求項1に記載の冷凍装置。
  3.  前記調整制御は、予測型調整制御を含み、
     前記制御部(430)は、前記予測型調整制御の処理の一部として、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を変化させた場合の前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算し、演算結果に基づき前記圧縮機の容量及び前記ポンプの容量の調整の実行/非実行を決定する、
    請求項1又は2に記載の冷凍装置。
  4.  前記ポンプの消費エネルギーと前記ポンプの吐出量との関係に関するポンプ特性情報を受け付ける受付部(410)を更に備え、
     前記制御部は、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を、前記ポンプ特性情報に基づいて導出する、
    請求項3に記載の冷凍装置。
  5.  前記制御部は、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を変化させた場合の前記第1熱交換器における前記第1流体の凝縮温度又は蒸発温度を予測し、予測結果に基づいて、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を演算する、
    請求項3又は4に記載の冷凍装置。
  6.  前記第1流体の前記第1熱交換器への入口における温度を計測する第1温度センサ(T3,T4)と、
     前記第1流体の前記第1熱交換器からの出口における温度を計測する第2温度センサ(T4,T3)と、
     前記第2流体の前記第1熱交換器への入口における温度を計測する第3温度センサ(Twi)と、
     前記第2流体の前記第1熱交換器からの出口における温度を計測する第4温度センサ(Two)と、
     前記圧縮機の容量から、前記第1回路における前記第1流体の循環量を算出する第1循環量算出部(440a)と、
     前記第1温度センサ、前記第2温度センサ、前記第3温度センサ、及び前記第4温度センサの計測結果と、前記第1循環量算出部の算出結果と、に基づいて、前記第2回路における前記第2流体の循環量を算出する第2循環量算出部(440b)と、
    を更に備え、
     前記制御部は、前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計の変化を、前記第2循環量算出部が算出する前記第2流体の循環量に基づいて演算する、
    請求項3から5のいずれか1項に記載の冷凍装置。
  7.  前記圧縮機の消費エネルギーに関する量を計測する第1計測部(C1)と、
     前記ポンプの消費エネルギーに関する量を計測する第2計測部(C2)と、
    を更に備え、
     前記調整制御は、実測型調整制御を含み、
     前記制御部(430A)は、前記実測型調整制御として、前記ポンプの容量又は前記圧縮機の容量を増加又は減少させる第1容量調整を行い、前記第1容量調整の実行後の前記第1計測部及び前記第2計測部による計測結果に基づき前記圧縮機の消費エネルギーと前記ポンプの消費エネルギーとの合計が増加したか否かを判断し、増加していると判断された場合に、前記第1容量調整とは逆の第2容量調整を行う、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の冷凍装置。
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