JP2009192197A - Heat pump cycle system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の凝縮器を備えるヒートポンプサイクル装置に関する。 The present invention relates to a heat pump cycle apparatus including a plurality of condensers.
従来技術のヒートポンプサイクル装置は、暖房運転時において、循環される冷媒の圧力が上昇しすぎた場合、過負荷保護機能が働くように制御される(たとえば特許文献1および2参照)。複数の凝縮器を備えるヒートポンプサイクル装置では、過負荷保護機能として、たとえば室外ファンを停止して外気吸熱を停止、および複数の凝縮器に対応する複数の室内ファンを作動させて放熱を促進するように各部を制御する。
従来の技術では、複数の凝縮器を備えるヒートポンプサイクル装置の過負荷保護機能として、複数の室内ファンを動作させて放熱を促進するため、停止していた室内ファンを動作させる必要がある。したがって操作者は、動作指令を与えていない室内ファンから過負荷保護機能によって不所望に温風が吹き出されるので、不快な思いをするという問題がある。 In the conventional technology, as an overload protection function of a heat pump cycle device including a plurality of condensers, it is necessary to operate a stopped indoor fan in order to operate a plurality of indoor fans to promote heat dissipation. Therefore, the operator feels uncomfortable because hot air is undesirably blown out by the overload protection function from the indoor fan that has not given an operation command.
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、凝縮器に設けられる送風機を不所望に動作させることなく、過負荷を回避することができるヒートポンプサイクル装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a heat pump cycle device that can avoid an overload without undesirably operating a blower provided in a condenser. And
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.
本発明は、吐出量が可変であり、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(10)と、
圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる複数の凝縮器(30)と、
凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧手段(80)と、
減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させ、蒸発させた冷媒を圧縮機に与える蒸発器(40)と、
複数の凝縮器のそれぞれについて空気を外方に送風する複数の第1送風機(31)と、
蒸発器の周囲の空気を外方に送風する第2送風機(41)と、
循環する冷媒の状態量を検出する検出手段(81)と、
圧縮機の吐出量を制御し、第2送風機の動作を制御する制御手段と、を含み、
制御手段は、複数の第1送風機のうち少なくともいずれか1つの第1送風機が停止しており残りの第1送風機が動作している場合には、検出手段によって検出される冷媒の状態量に基づいてサイクル内が過負荷である過負荷動作またはサイクル内が過負荷になる前の高負荷である高負荷動作であると判定されたときに、圧縮機の吐出量を予め定める値以下となるように制御し、第2送風機に動作指令を与えることを特徴とするヒートポンプサイクル装置である。
The present invention provides a compressor (10) having a variable discharge amount and compressing and discharging a refrigerant;
A plurality of condensers (30) for condensing the refrigerant compressed by the compressor;
Decompression means (80) for decompressing the refrigerant condensed in the condenser;
An evaporator (40) for evaporating the refrigerant depressurized by the depressurizing means and supplying the evaporated refrigerant to the compressor;
A plurality of first blowers (31) for blowing air outward for each of the plurality of condensers;
A second blower (41) for blowing the air around the evaporator outward;
Detection means (81) for detecting a state quantity of the circulating refrigerant;
Control means for controlling the discharge amount of the compressor and controlling the operation of the second blower,
The control means is based on the state quantity of the refrigerant detected by the detection means when at least one of the plurality of first blowers is stopped and the remaining first blowers are operating. When it is determined that the overload operation is an overload in the cycle or the high load operation is a high load before the cycle is overloaded, the discharge amount of the compressor is less than a predetermined value. The heat pump cycle device is characterized in that the operation command is given to the second blower.
本発明に従えば、制御手段は、過負荷動作または高負荷動作のとき、圧縮機の吐出量を予め定める値以下となるように制御する。これによって循環する冷媒の圧力を低下させることができる。また制御手段は、過負荷動作または高負荷動作のとき、第2送風機に動作指令を与える。したがって蒸発器が放熱器として機能し、冷媒を冷却することができる。したがって過負荷動作になることを回避することができる。これによって従来の技術のヒートポンプサイクル装置のように停止している第1送風機を動作させることないので、本発明では操作者に不快な思いをさせることなく過負荷動作を回避することができる。 According to the present invention, the control means controls the discharge amount of the compressor to be a predetermined value or less during an overload operation or a high load operation. As a result, the pressure of the circulating refrigerant can be reduced. The control means gives an operation command to the second blower during an overload operation or a high load operation. Therefore, the evaporator functions as a radiator and can cool the refrigerant. Therefore, overload operation can be avoided. Thus, since the first blower that is stopped is not operated as in the heat pump cycle device of the prior art, in the present invention, the overload operation can be avoided without making the operator feel uncomfortable.
また本発明は、蒸発器の周囲の外気温度を検出する外気温度検出手段をさらに含み、
検出手段によって検出される冷媒の状態量は、減圧手段と蒸発器との間における冷媒の温度を含み、
制御手段は、検出手段によって検出される冷媒の温度が外気温度検出手段によって検出される外気温度より高いと判定したときに、第2送風機に動作指令を与えることを特徴とする。
The present invention further includes an outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature around the evaporator,
The refrigerant state quantity detected by the detection means includes the temperature of the refrigerant between the decompression means and the evaporator,
The control means gives an operation command to the second blower when it is determined that the temperature of the refrigerant detected by the detection means is higher than the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means.
本発明に従えば、制御手段は、冷媒の温度が外気温度より高いと判定したときに、第2送風機に動作指令を与えるので、冷媒と外気温度とを熱交換させて冷媒の温度を効率よく低下させることができる。これによってサイクルが過負荷動作になることを確実に回避することができる。 According to the present invention, the control means gives an operation command to the second blower when it is determined that the temperature of the refrigerant is higher than the outside air temperature. Therefore, heat exchange is performed between the refrigerant and the outside air temperature, thereby efficiently changing the refrigerant temperature. Can be reduced. This reliably prevents the cycle from becoming an overload operation.
また本発明は、圧縮機を駆動する駆動源(130)と、
蒸発器から圧縮機に流れる冷媒を、駆動源で発生した熱で加熱する冷媒加熱器(50)と、をさらに含み、
制御手段は、冷媒加熱器による冷媒の加熱量を制御することを特徴とする。
The present invention also includes a drive source (130) for driving the compressor,
A refrigerant heater (50) for heating the refrigerant flowing from the evaporator to the compressor with the heat generated by the drive source,
The control means controls a heating amount of the refrigerant by the refrigerant heater.
本発明に従えば、冷媒加熱器によって冷媒を加熱する。したがって駆動源によって発生する熱を効率良く用いることができる。これによって圧縮機で圧縮された後の冷媒圧力が高圧力化することができ、暖房能力を向上することができる。 According to the present invention, the refrigerant is heated by the refrigerant heater. Therefore, the heat generated by the drive source can be used efficiently. As a result, the refrigerant pressure after being compressed by the compressor can be increased, and the heating capacity can be improved.
さらに本発明は、検出手段は、減圧手段と蒸発器との間における冷媒の温度を検出することを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the detection means detects the temperature of the refrigerant between the decompression means and the evaporator.
本発明に従えば、冷媒の温度を検出するので、制御手段は過負荷動作および高負荷動作か否かを確実に判断することができる。これによって制御手段は、適切なタイミングで圧縮機および第2送風機を制御することができる。 According to the present invention, since the temperature of the refrigerant is detected, the control means can reliably determine whether the operation is an overload operation or a high load operation. Thereby, the control means can control the compressor and the second blower at an appropriate timing.
さらに本発明は、検出手段は、減圧手段と蒸発器との間における冷媒の圧力を検出することを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the detecting means detects the pressure of the refrigerant between the pressure reducing means and the evaporator.
本発明に従えば、冷媒の圧力を検出するので、制御手段は過負荷動作および高負荷動作か否かを確実に判断することができる。これによって制御手段は、適切なタイミングで圧縮機および第2送風機を制御することができる。 According to the present invention, since the pressure of the refrigerant is detected, the control means can reliably determine whether the operation is an overload operation or a high load operation. Thereby, the control means can control the compressor and the second blower at an appropriate timing.
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図5を用いて説明する。図1は、第1実施形態の冷凍サイクル装置300を簡略化して示すシステム図である。冷凍サイクル装置300は、駆動源としてエンジン130を用いるエンジン駆動式の冷凍サイクル装置300である。エンジン駆動式の冷凍サイクル装置300は、たとえば灯油、軽油およびガソリンを燃料とする水冷式のエンジン130によって駆動される。冷凍サイクル装置300は、固定設置型の空調装置として用いられ、屋内を冷暖房することができる。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a simplified system diagram showing a
冷凍サイクル装置300は、室内空調に供されるものであり、冷房運転と暖房運転の2つの運転モードを有している。暖房運転時には、エンジン130からの排熱を回収利用するヒートポンプサイクル装置として機能する。冷凍サイクル装置300は、室外機1、室内機2および制御装置(図示せず)を含んで構成される。室外機1は、圧縮機10、四方弁20、室外熱交換器40、および冷媒加熱器50を含む。室内機2は、室内熱交換器30を含む。サイクル中の冷媒循環経路には、圧縮機10、四方弁20、室内熱交換器30、室外熱交換器40、および冷媒加熱器50が配されている。
The
圧縮機10は、エンジン130によって駆動されるものであり、冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧気相冷媒を吐出する。圧縮機10は、吐出量が可変である可変容量式の圧縮機10である。図2は、圧縮機10の吸入圧力と制御電流との関係を示すグラフである。図2に示すように、圧縮機10を制御する制御電流を変化させることによって、吸入圧力が変化する。本実施の形態の圧縮機10では、制御電流を小さくすると吸入圧力が大きくなり、制御電流を大きくすると吸入圧力が小さくなる。制御装置は、吸入圧力を制御することによって、吐出量を制御している。
The
再び図1を参照して、四方弁20は、運転モードに応じて圧縮機10の冷媒吐出側および冷媒加熱器50の冷媒流入側のそれぞれを互い違いに室内熱交換器30および室外熱交換器40に接続して切り替える。具体的には、冷房運転時には、圧縮機10の冷媒吐出側と室外熱交換器40とを接続するとともに、室内熱交換器30と冷媒加熱器50の冷媒流入側とを接続する。暖房運転時には、圧縮機10の冷媒吐出側と室内熱交換器30とを接続するとともに、室外熱交換器40と冷媒加熱器50の冷媒流入側とを接続する。
Referring again to FIG. 1, the four-
圧縮機10と四方弁20との間には、圧縮機10から吐出された冷媒と、その冷媒に含まれる潤滑油とを分離するオイルセパレータ60が配されている。このオイルセパレータ60で分離された潤滑油は、圧縮機10の冷媒吸引側に戻される。
Between the
室内熱交換器30は、複数設けられるものであり、本実施の形態では2つ設けられる。各室内熱交換器30には、それぞれ第1送風ファン31が設けられる。第1送風ファン31は、第1送風機であって、各室内熱交換器30の周囲の空気を外方(室外)に送風する。したがって各室内熱交換器30は、第1送風ファン31により吹き付けられた室内空気と熱交換するようになっている。
A plurality of
室内熱交換器30は、暖房運転時には、室内空気を加熱して内部を流通する冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、室内熱交換器30は、冷房運転時には室内空気を冷却して内部を流通する冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
During the heating operation, the
室外熱交換器40は、複数設けられるものであり、本実施の形態では2つ設けられる。室外熱交換器40には、第2送風ファン41が設けられる。第2送風ファン41は、室外熱交換器40の周囲の空気を外方に送風する。したがって室外熱交換器40は、第2送風ファン41によって吹き付けられた室外空気と熱交換するようになっている。
A plurality of
室外熱交換器40は、冷房運転時には、室外空気を加熱して内部を流通する冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、室外熱交換器40は、暖房運転時には、室外空気を冷却して内部を流通する冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
The
室内熱交換器30と室外熱交換器40との間には、気液分離器70および膨張弁80が配置されている。気液分離器70は、液相冷媒と気相冷媒とを分離し、液相冷媒のみを外部に流出させるものである。膨張弁80は、減圧手段であって、気液分離器70よりも室外熱交換器40側に位置しており、冷房運転時には全開状態とされる一方、暖房運転時には弁開度の調整により室内熱交換器30を流出した冷媒を減圧膨張する。
A gas-
各室内熱交換器30のうち気液分離器70に連なる配管には、それぞれ室内側膨張弁32およびストレーナ33が設けられている。室内側膨張弁32は、冷房運転時には、室外熱交換器40から流出する冷媒を減圧膨張する膨張弁として機能し、暖房運転時には全開状態とされる。また、ストレーナ33は、冷媒中の塵埃を除去するものであり、各室内側膨張弁32の冷媒流れ上下流側にそれぞれ設けられている。
The indoor-
室内側の室内機2と室外側の気液分離器70とを連結する冷媒配管には、それぞれ開閉バルブ110およびストレーナ120が設けられている。開閉バルブ110は、室外側と室内側との冷媒流路を開閉するものである。また、ストレーナ120は、室内熱交換器30に設けられたストレーナ33と同様である。
On the refrigerant pipe connecting the
また膨張弁80と室外熱交換器40との間には、冷媒の状態量を検出するセンサ81が設けられる。センサ81は、たとえば温度センサおよび圧力センサによって実現され、冷媒の状態量として温度および圧力を検出する。センサ81は、検出した状態量に基づく検出情報を制御装置に与える。
A
また室外熱交換器40の付近には、室外熱交換器40の周囲の外気温度を検出する外気温度検出手段(図示せず)が設けられる。外気温度検出手段は、外気温度を検出し、検出した外気温度に基づく検出情報を制御装置に与える。
In addition, an outdoor air temperature detecting means (not shown) for detecting the outdoor air temperature around the
冷媒加熱器50は、例えば、プレート式熱交換器により構成されており、内部を流通する冷媒をエンジン冷却水により加熱するものである。この冷媒加熱器50内を流通させるエンジン冷却水の流量は、三方弁90の弁開度により調整されるようになっている。
The
冷媒加熱器50の冷媒流出側と圧縮機10の冷媒吸引側との間には、アキュムレータ100が配置されている。アキュムレータ100は、冷媒加熱器50を流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離し、分離後の気相冷媒を圧縮機10の冷媒吸引側に流出させるようになっている。
An
エンジン130は、圧縮機10を駆動するものであり、負荷状態、たとえば圧縮機10の圧縮能力に応じて回転数を変更する。このエンジン130からの排熱は、内部を流通するエンジン冷却水に回収され、エンジン冷却水が冷却水回路140を流通することで、回収された排熱が外部に放熱され、または冷媒加熱器50内を流通する冷媒に回収される。
The
エンジン冷却水回路140には、エンジン130と冷媒加熱器50との間を循環する加熱器側経路RAと、エンジン130とラジエター131との間を循環するラジエター側経路RBとの2つの経路が設けられている。この2つの経路RA,RBへの切替は、三方弁90の弁開度により調整されるようになっている。また、各経路RA,RBへ流入させるエンジン冷却水の流量比についてもこの三方弁90の弁開度により調整されるようになっている。
The
冷却水回路140には、エンジン130を流出したエンジン冷却水を前述の各経路RA,RB側に流通させることなくエンジン130に流入させるためのバイパス通路RCが形成されており、このバイパス通路RCと各経路RA,RB側との分岐点にはサーモ弁150が配されている。このサーモ弁150は、通過するエンジン冷却水の温度が所定温度、たとえば65℃よりも低いときには、バイパス通路RC側へエンジン冷却水を流すように弁体を開く。また、エンジン冷却水の温度が所定温度以上となっているときには、各経路RA,RB側へエンジン冷却水を流すように弁体を開く。また、バイパス通路RCとエンジン130のエンジン冷却水流入側との間には、エンジン冷却水を循環させるための冷却水ポンプ160が配されている。
The cooling
冷媒加熱器50には、プレート表面温度を検出するための第1温度センサ(図示せず)が設けられている。また、三方弁90のうちエンジン冷却水の流入側には、冷媒加熱器50に流入するエンジン冷却水の温度を検出する第2温度センサ(図示せず)が設けられている。各温度センサの検出信号は、サイクル中の構成要素の動作を制御する制御装置(図示せず)に出力される。
The
制御装置は、制御手段であって、空調要求および負荷状態に応じて、四方弁20、室内側膨張弁32、膨張弁80、三方弁90、エンジン130、第1送風ファン31および第2送風ファン41等の制御を行う。制御装置は、たとえば運転モードおよびセンサ81から与えられる検出情報に基づいて、膨張弁の弁開度を制御する。制御装置は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。
The control device is a control means, and according to the air conditioning request and the load state, the four-
次に、冷凍サイクル装置300の動作について、冷房運転と暖房運転とに分けて説明する。先ずは、冷房運転時に関して説明する。操作パネル(図示せず)の冷房スイッチが起動されると、四方弁3が冷房側(図1に示す破線)に切り換えられ、冷媒は図1の破線矢印の方向に流れる。制御装置は、与えられる空調要求である冷房要求に基づいて、四方弁20を切替制御して、圧縮機10の冷媒吐出側と室外熱交換器40とを接続するとともに、室内熱交換器30と冷媒加熱器50の冷媒流入側とを接続する。そして、室内側膨張弁32の弁開度を負荷状態に応じて調整するとともに、膨張弁80を全開状態とする。
Next, the operation of the
したがってサイクル中の冷媒は、圧縮機10、室外熱交換器40、室内熱交換器30、冷媒加熱器50の順番で流通し(図1中の破線矢印の方向に流通)、室内熱交換器30では、第1送風ファン31により吹き付けられた室内空気を冷却する。また、冷房運転時には、冷媒にエンジン130の排熱を回収させる必要がないため、三方弁90を制御して、エンジン冷却水をラジエター側経路RBに流通させる。
Therefore, the refrigerant in the cycle circulates in the order of the
次に、暖房運転時に関して説明する。操作パネル(図示せず)の暖房スイッチが起動されると、四方弁3が暖房側(図1に示す実線)に切り換えられ、冷媒は図1の実線矢印の方向に流れる。制御装置は、与えられる空調要求である暖房要求に基づいて、四方弁20を切替制御して、圧縮機10の冷媒吐出側と室内熱交換器30とを接続するとともに、室外熱交換器40と冷媒加熱器50の冷媒流入側とを接続する。そして、膨張弁80の弁開度を負荷状態に応じて調整するとともに、室内側膨張弁32を全開状態とする。
Next, the heating operation will be described. When the heating switch of the operation panel (not shown) is activated, the four-way valve 3 is switched to the heating side (solid line shown in FIG. 1), and the refrigerant flows in the direction of the solid line arrow in FIG. The control device switches and controls the four-
したがってサイクル中の冷媒は、圧縮機10、室内熱交換器30、室外熱交換器40、冷媒加熱器50の順番で流通し(図1中の実線矢印の方向に流通)、室内熱交換器30では、第1送風ファン31により吹き付けられた室内空気を加熱する。また、暖房運転時には、エンジン130の排熱を冷媒に回収させるために、三方弁90を制御してエンジン冷却水を加熱器側経路RAに流通させる。
Therefore, the refrigerant in the cycle flows in the order of the
暖房運転時に室内熱交換器30の熱負荷が比較的高い高負荷状態では、室内熱交換器30での加熱能力を保持すべく冷媒加熱器50にエンジン冷却水を流入させることによって冷媒を加熱する。冷媒加熱器50に流入させるエンジン冷却水の流入量は、熱負荷に応じた流入量に調整する。流入量の調整は、制御装置によって三方弁90の加熱器側経路RAへの弁開度を制御することにより行う。
In a high load state where the heat load of the
また室内空気が所望の温度に到達した、あるいは、室内熱交換器30のいくつかが休止状態に移行した等により、室内熱交換器30での熱負荷が低下した低負荷状態では、室内熱交換器30の加熱能力を低減させるために冷媒加熱器50へのエンジン冷却水の流入量をゼロとする。
Further, in a low load state in which the heat load in the
室内熱交換器30の熱負荷が低負荷状態から上昇した負荷上昇状態では、熱負荷の上昇に応じた加熱能力を得るために、冷媒加熱器50へのエンジン冷却水の流入量を増加させる。本実施形態では、三方弁90の加熱器側経路RAへの弁開度を切替えてエンジン冷却水の流入量をゼロから最大流入量へと増加させる。
In the load increase state where the heat load of the
次に、制御装置の過負荷回避処理に関して説明する。図3は、制御装置の過負荷回避処理を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートの各処理は、制御装置によって実行される。制御装置は、前述した暖房運転時の低負荷状態であって、複数の第1送風ファン31のうち少なくともいずれか1つの第1送風ファン31が動作し、少なくともいずれか1つの第1送風ファン31が停止している部分動作状態であるときに図3に示す動作を短時間に繰返す。本実施の形態の部分動作状態では、第1送風ファン31が2つであるので、一方の第1送風ファン31が動作し、他方の第1送風ファン31が停止している状態である。
Next, the overload avoidance process of the control device will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an overload avoidance process of the control device. Each process of the flowchart shown in FIG. 3 is executed by the control device. The control device is in the low load state during the heating operation described above, and at least one of the plurality of
ステップa1では、センサ81から冷媒の状態、たとえば室外熱交換器40の冷媒入口温度の検出情報が与えられ、ステップa2に移る。ステップa2では、検出情報である冷媒入口温度に基づいて、暖房余剰能力運転であるか否かを判断し、暖房余剰能力運転である場合、ステップa3に移り、暖房余剰能力運転ではない場合、すなわち許容負荷の暖房運転である場合、本フローを終了する。ここで暖房余剰能力運転とはサイクルの過負荷動作と同義であって、暖房要求に対してサイクル内の冷媒循環量が過多である運転である。暖房余剰能力運転は、本フローでは暖房要求に基づいて室内熱交換器30のいくつかが休止状態である部分動作状態であり、室内熱交換器30での熱負荷が低下した低負荷状態において、暖房する能力が暖房要求に対して余っている運転状態である。このような暖房余剰能力運転であるか否かは、冷媒の状態量、たとえば冷媒入口温度が予め定めるしきい値より大きいか否かによって判断される。
In step a1, detection information of the refrigerant state, for example, the refrigerant inlet temperature of the
ステップa3では、暖房余剰能力運転であるので、圧縮機10の吐出圧力を低下し、ステップa4に移る。吐出圧力は、たとえば圧縮機10が可変可能な最低値となるように設定される。
In step a3, since the heating surplus capacity operation is performed, the discharge pressure of the
ステップa4では、ステップa1にて検出された冷媒の温度と外気温度検出手段が検出した外気温度とを比較し、冷媒入口温度が大きい場合、ステップa5に移り、冷媒入口温度が大きくない場合、本フローを終了する。ステップa5では、冷媒入口温度が大きいので、第2送風ファン41と動作するように駆動指令を与え、本フローを終了する。
In step a4, the refrigerant temperature detected in step a1 is compared with the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means. If the refrigerant inlet temperature is high, the flow proceeds to step a5, and if the refrigerant inlet temperature is not high, End the flow. In step a5, since the refrigerant inlet temperature is high, a drive command is given to operate with the
このように制御装置は、部分動作状態である場合、センサ81によって検出される冷媒の状態量に基づいて、過負荷動作のとき、圧縮機10の吐出量を予め定める値以下である最低値となるように制御し、第2送風ファン41に動作指令を与える。このような制御装置の制御による冷媒の状態の変化に関して、モリエル線図を用いて説明する。
As described above, when the control device is in the partial operation state, based on the refrigerant state amount detected by the
図4は、本実施の形態の過負荷回避処理における冷凍サイクル装置300内の冷媒の状態をモリエル線図上に示した図である。図5は、従来の技術の過負荷回避処理における冷凍サイクル装置内の冷媒の状態をモリエル線図上に示した図である。従来の技術の過負荷回避処理は、図3におけるステップa3〜ステップa5の処理に替えて、暖房余剰能力運転であるとき、停止している第1送風ファン31に動作指令を与える処理である。また従来の技術の冷凍サイクル装置は、圧縮機10Aが可変容量型の圧縮機10ではなく、一定の吐出量の圧縮機10Aである。
FIG. 4 is a diagram showing the state of the refrigerant in the
本実施の形態の過負荷回避処理では、ステップa3にて圧縮機10の吐出圧力を低下するので、圧縮機10の制御電流(図2参照)を最小電流(0.3A)にする。これによって圧縮機10の低圧Ps1は上昇して吸入圧力(1MPa)に制御され、高圧Pd1は低下する。このように吐出圧力である高圧Pd1が低下するので、冷媒の飽和圧力温度T1が低下して、たとえば10℃となる。この場合にステップa4にて、外気温度TODと比較して、飽和圧力温度T1より高い場合には、第2送風ファン41を動作させ、低い場合については、第2送風ファン41は停止のままとする。
In the overload avoidance process according to the present embodiment, since the discharge pressure of the
このように第2送風ファン41が動作している場合について、図4に示すモリエル線図では、圧縮機10によって圧縮された冷媒は暖房要求のある第1送風ファン31のみにて放熱し、室外熱交換器40に流入する。この時の飽和圧力温度T1は、外気温度TODより、高いので室外熱交換器40は放熱器として作用する。
In the case where the
従来の技術の過負荷回避処理では、第2送風ファン41が停止しており、停止していた第1送風ファン31を動作させている。具体的には、図5に示すように、圧縮機10Aによって圧縮された高温高圧Pd2(>Pd1)のガスは、2つの第1送風ファン31にて放熱および凝縮され、膨張弁80を通り、室外熱交換器40へ流入し、再び圧縮機10Aに低圧Ps2(<Ps1)で吸入される。従来の技術の冷凍サイクル装置では、圧縮機10Aの吸入圧力Ps2が一定であるので、飽和圧力温度T2を高くすることができずに、停止していた第1送風ファン31を動作させることによって、放熱させている。このように従来の技術では、操作者によって暖房要求が与えられていない第1送風ファン31を、過負荷動作を回避するために動作させている。
In the conventional overload avoidance process, the
以上説明したように本実施の形態の冷凍サイクル装置300では、制御装置は、前述の部分動作状態である場合、過負荷動作のとき、圧縮機10の吐出量を予め定める値以下である最低値となるように制御する。これによって循環する冷媒の圧力を低下させることができる。また制御装置は、部分動作状態のとき、第2送風ファン41に動作指令を与える。これによって室外熱交換器40が放熱器として機能し、冷媒を冷却することができる。したがって過負荷動作になることを回避することができる。これによって従来の技術の冷凍サイクル装置(図5参照)のように停止している第1送風ファン31を動作させることないので、本実施の形態の冷凍サイクル装置300では操作者に不快な思いをさせることなく過負荷動作を回避することができる。
As described above, in the
また可変容量型の圧縮機10では、吐出量を低くすると、吐出圧力Pd1が低下し、吸入圧力Ps1が上昇する特性を有する。したがって前述のように部分動作状態の過負荷動作のときに、圧縮機10の制御電流を小さくすることによって、吸入圧力Ps1が上昇するので、冷媒の飽和圧力温度T1を高くすることができる。これによって外気温度TODより冷媒の飽和圧力温度T1を高くすることができる。したがって可変容量型の圧縮機10の特性を活かして、室外熱交換器40を放熱器として機能させることができる。
Further, the
また本実施の形態では、冷媒加熱器50によって冷媒を加熱する。したがってエンジン130によって発生する熱を効率良く用いることができる。これによって圧縮機10で圧縮された後の冷媒圧力が高圧力化することができ、暖房能力を向上することができる。
In the present embodiment, the refrigerant is heated by the
また本実施の形態では、センサ81によって冷媒の温度を検出するので、制御装置は過負荷動作か否かを確実に判断することができる。これによって制御装置は、適切なタイミングで圧縮機10および第2送風ファン41を制御することができる。
In the present embodiment, since the temperature of the refrigerant is detected by the
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
前述の実施の形態では、ステップa1で検出される冷媒の状態量は、冷媒の温度であったが、冷媒の状態量は温度に限ることはなく、冷媒の圧力を検出してもよい。冷媒入口圧力を検出した場合、暖房余剰能力運転であるか否かは、冷媒入口圧力が予め定めるしきい値より大きいか否かによって判断される。これによって同様の作用および効果を達成することができる。 In the above-described embodiment, the refrigerant state quantity detected in step a1 is the refrigerant temperature. However, the refrigerant state quantity is not limited to temperature, and the refrigerant pressure may be detected. When the refrigerant inlet pressure is detected, whether or not the heating surplus capacity operation is performed is determined by whether or not the refrigerant inlet pressure is larger than a predetermined threshold value. As a result, similar actions and effects can be achieved.
また前述の実施の形態では、ステップa2にて、暖房余剰能力であるか否かを判断しているが、暖房余剰能力(過負荷動作)になる前の高負荷動作であるか否かを判断してもよい。高負荷動作とは、過負荷動作となる可能性が高い動作状態である。したがってサイクルは、高負荷動作からさらに負荷が大きくなると過負荷動作となる。これによって高負荷状態から暖房余剰能力の状態となることを未然に防止することができる。 Further, in the above-described embodiment, it is determined in step a2 whether or not it is a heating surplus capacity, but it is determined whether or not it is a high load operation before becoming a heating surplus capacity (overload operation). May be. The high load operation is an operation state that is highly likely to be an overload operation. Therefore, the cycle becomes an overload operation when the load is further increased from the high load operation. As a result, it is possible to prevent the state of being in a heating surplus capacity from a high load state.
また前述の実施の形態では、ステップa4にて冷媒入口温度と外気温度とを比較して、第2送風ファン41の動作の有無を決定しているが、このような温度を比較することなく、第2送風ファン41を動作させてもよい。すなわち暖房余剰能力となった場合、第2送風ファン41を動作させてもよい。これによって第2送風ファン41の動作によって室外熱交換器40の放熱を促進することができる。
In the above-described embodiment, the refrigerant inlet temperature and the outside air temperature are compared in step a4 to determine whether or not the
また前述の実施の形態では、熱媒体としてエンジン冷却水を用いた構成であったが、たとえば、エンジン130の排気、あるいはオイルクーラのオイルを熱媒体として、これらを冷媒加熱器50で熱交換させる構成であっても良い。
In the above-described embodiment, the engine cooling water is used as the heat medium. However, for example, exhaust gas from the
また前述の実施の形態では、冷媒加熱器50はプレート式の熱交換器を用いた構成を示したが、2重管式の熱交換器やシェルアンドチューブ式の熱交換器により構成しても良い。
In the above-described embodiment, the
また前述の実施の形態では、駆動源としてエンジン130を用いたが、例えば、モータなど他の駆動源であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また前述の実施の形態では、冷凍サイクル装置300を室内空調に適用した例を示したが、たとえば、冷温水機に適用してもよい。また暖房機能だけを有するヒートポンプサイクル装置に適用してもよい。
Moreover, although the example which applied the
10…圧縮機
30…室内熱交換器(凝縮器)
31…第1送風ファン(第1送風機)
40…室外熱交換器(蒸発器)
41…第2送風ファン(第2送風機)
50…冷媒加熱器
80…膨張弁(減圧手段)
81…センサ(検出手段)
130…エンジン(駆動源)
300…冷凍サイクル装置(ヒートポンプサイクル装置)
10 ...
31 ... 1st blower fan (1st blower)
40 ... Outdoor heat exchanger (evaporator)
41 ... 2nd ventilation fan (2nd air blower)
50 ...
81 ... Sensor (detection means)
130 ... Engine (drive source)
300 ... Refrigeration cycle apparatus (heat pump cycle apparatus)
Claims (5)
前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる複数の凝縮器(30)と、
前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧手段(80)と、
前記減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させ、蒸発させた冷媒を前記圧縮機に与える蒸発器(40)と、
前記複数の凝縮器のそれぞれについて空気を外方に送風する複数の第1送風機(31)と、
前記蒸発器の周囲の空気を外方に送風する第2送風機(41)と、
循環する冷媒の状態量を検出する検出手段(81)と、
前記圧縮機の吐出量を制御し、前記第2送風機の動作を制御する制御手段と、を含み、
前記制御手段は、前記複数の第1送風機のうち少なくともいずれか1つの前記第1送風機が停止しており残りの前記第1送風機が動作している場合には、前記検出手段によって検出される前記冷媒の状態量に基づいてサイクル内が過負荷である過負荷動作またはサイクル内が過負荷になる前の高負荷である高負荷動作であると判定されたときに、前記圧縮機の吐出量を予め定める値以下となるように制御し、前記第2送風機に動作指令を与えることを特徴とするヒートポンプサイクル装置。 A compressor (10) having a variable discharge amount and compressing and discharging the refrigerant;
A plurality of condensers (30) for condensing the refrigerant compressed by the compressor;
Decompression means (80) for decompressing the refrigerant condensed in the condenser;
An evaporator (40) for evaporating the refrigerant depressurized by the depressurizing means and supplying the evaporated refrigerant to the compressor;
A plurality of first fans (31) for blowing air outward for each of the plurality of condensers;
A second blower (41) for blowing the air around the evaporator outward;
Detection means (81) for detecting a state quantity of the circulating refrigerant;
Control means for controlling the discharge amount of the compressor and controlling the operation of the second blower,
The control means detects the detection means when the at least one of the plurality of first blowers is stopped and the remaining first blowers are operating. When it is determined based on the state quantity of the refrigerant that the overload operation is an overload in the cycle or the high load operation is a high load before the cycle is overloaded, the discharge amount of the compressor is A heat pump cycle device that is controlled to be equal to or less than a predetermined value and gives an operation command to the second blower.
前記検出手段によって検出される冷媒の状態量は、前記減圧手段と前記蒸発器との間における冷媒の温度を含み、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出される冷媒の温度が前記外気温度検出手段によって検出される外気温度より高いと判定したときに、前記第2送風機に動作指令を与えることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプサイクル装置。 An outside air temperature detecting means for detecting outside air temperature around the evaporator;
The state quantity of the refrigerant detected by the detection means includes the temperature of the refrigerant between the decompression means and the evaporator,
The said control means gives an operation command to a said 2nd air blower, when it determines with the temperature of the refrigerant | coolant detected by the said detection means being higher than the outside temperature detected by the said outside temperature detection means. Item 2. The heat pump cycle apparatus according to Item 1.
前記蒸発器から前記圧縮機に流れる前記冷媒を、前記駆動源で発生した熱で加熱する冷媒加熱器(50)と、をさらに含み、
前記制御手段は、前記冷媒加熱器による冷媒の加熱量を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプサイクル装置。 A drive source (130) for driving the compressor;
A refrigerant heater (50) for heating the refrigerant flowing from the evaporator to the compressor with heat generated by the drive source;
The heat pump cycle device according to claim 1 or 2, wherein the control means controls a heating amount of the refrigerant by the refrigerant heater.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008036288A JP2009192197A (en) | 2008-02-18 | 2008-02-18 | Heat pump cycle system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014038470A1 (en) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | ヤンマー株式会社 | Engine-driven heat pump chiller |
CN106969433A (en) * | 2015-12-17 | 2017-07-21 | 艾森曼欧洲公司 | air supply device |
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2008
- 2008-02-18 JP JP2008036288A patent/JP2009192197A/en active Pending
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