JP3555575B2

JP3555575B2 - Refrigeration equipment

Info

Publication number: JP3555575B2
Application number: JP2000345806A
Authority: JP
Inventors: 順一下田; 弘宗松岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: JP2002147819A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルを行う冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空調機等として広く利用されている。上記冷凍装置の冷媒回路には、冷媒を圧縮するための圧縮機が設けられる。この圧縮機としては、電動機により駆動されるものが一般的である。また、電動機の回転数を変更する等によって、圧縮機の容量を可変とする場合も多い。上記冷凍装置では、電動機により圧縮機を駆動すると、冷媒回路で冷媒が相変化しつつ循環して冷凍サイクルが行われる。
【０００３】
ここで、オフィスビル等の商工業施設の場合、消費電力のピーク値（最大値）に基づいて電気料金が設定されるといった事情がある。このため、冷凍装置の消費電力を所定以下とするための制御が求められており、従来は、圧縮機の容量を制限することで対応していた。つまり、例えば消費電力を５０％削減する必要がある場合には、圧縮機の容量、具体的には圧縮機を駆動する電動機の回転速度（１秒間あたりの回転数）の上限を強制的に最大回転速度の５０％に制限し、電動機での消費電力を削減するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の圧縮機容量を制限する制御では、圧縮機の電動機における消費電力が確実に所定値以下となっているかどうかの保証は無く、電力ピークカットの要請に充分に応えられないという問題があった。つまり、圧縮機を駆動する電動機の消費電力は、その回転速度のみによって定まるものではなく、冷凍サイクルにおける冷媒の蒸発温度や凝縮温度等の運転条件によっても左右される。従って、単に電動機の回転速度を半分に落としたとしても、電動機の消費電力が半分になるとは限らない。このため、電動機の消費電力の削減量が不明となり、上述のような問題を招いていた。
【０００５】
また、従来の制御では電動機の消費電力の削減量が不明なため、消費電力が上限値を超えないように圧縮機の容量を小さく制限し過ぎてしまう場合も多い。つまり、必要以上に消費電力を削減した運転を行うおそれもあり、この点でも適切な電力ピークカットが困難であった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電力ピークカットの要請による消費電力の削減を確実に行うことのできる冷凍装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明が講じた第１の解決手段は、電動機で駆動される圧縮機（41,42）を１つ以上有する容量可変の圧縮機手段（40）を備え、該圧縮機手段（40）の圧縮機（41,42）が接続される冷媒回路（15）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象としている。そして、冷凍サイクルにおける冷媒の蒸発温度及び凝縮温度を検出するための冷媒状態検出手段（74,76）と、少なくとも上記冷媒状態検出手段（74,76）の検出値と圧縮機（41,42）の特性とに基づき、上記圧縮機手段（40）で電動機が消費する電力の値を算出する消費電力検出手段（91）と、上記消費電力検出手段（91）の検出電力値が所定の設定値以下となるように上記圧縮機手段（40）の容量を制御する制御手段（92,93）とを備える一方、上記消費電力検出手段（ 91 ）は、圧縮機（ 41,42 ）の特性に基づいて予め定められた特性関数に対して冷媒状態検出手段（ 74,76 ）が検出する冷媒の蒸発温度及び凝縮温度の値を代入して得られた値を算出値とし、該算出値を蒸発器出口における実際の冷媒の過熱度で補正して得られた値を上記圧縮機（ 41,42 ）の電動機が消費する電力の値として出力するように構成されるものである。
【０００８】
本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、制御手段（92,93）は、消費電力検出手段（91）の検出電力値が設定値未満の場合には利用側の負荷に応じて圧縮機手段（40）の容量を制御する負荷対応動作と、上記負荷対応動作により圧縮機手段（40）の容量を調節すると消費電力検出手段（91）の検出電力値が設定値を上回る場合には該検出電力値が設定値となるように圧縮機手段（40）の容量を制御する消費電力規制動作とを行うように構成されるものである。
【０００９】
本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、少なくとも圧縮機手段（40）及び冷媒状態検出手段（74,76）が設けられる本体部（11）と、少なくとも消費電力検出手段（91）が設けられて上記本体部（11）とは別体に形成される運転管理部（95）と、上記本体部（11）と上記運転管理部（95）の間で信号の授受を行わせる通信手段（96）とを備えるものである。
【００１０】
本発明が講じた第４の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、消費電力検出手段（91）は、特性関数の係数を外部信号により変更可能に構成されるものである。
【００１１】
本発明が講じた第５の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、制御手段（92,93）は、設定値を外部信号により変更可能に構成されるものである。
【００１２】
−作用−
上記第１の解決手段では、冷凍装置の冷媒回路（15）に圧縮機手段（40）の圧縮機（41,42）が接続される。圧縮機（41,42）は、電動機によって駆動されて冷媒を圧縮する。この圧縮機（41,42）としては、圧縮機構と電動機とが１つのハウジングに収納される全密閉型のものや、圧縮機構と電動機とが別体に構成されて互いに駆動軸で連結されるものが例示される。圧縮機手段（40）は、１台又は複数台の圧縮機（41,42）により構成される。圧縮機手段（40）は、例えば圧縮機（41,42）を駆動する電動機の回転数を変更することにより、その容量を変更できるように構成される。また、圧縮機手段（40）が複数台の圧縮機（41,42）で構成される場合には、圧縮機（41,42）の運転台数を変更することで圧縮機手段（40）の容量を変更してもよい。
【００１３】
電動機に通電して圧縮機（41,42）を駆動すると、冷媒回路（15）で冷媒が相変化しつつ循環して冷凍サイクルが行われる。つまり、冷媒回路（15）では、圧縮、凝縮、膨張、蒸発を順に繰り返しつつ冷媒が循環する。そして、冷媒が対象物から吸熱して蒸発する冷却動作や、冷媒が対象物へ放熱して凝縮する加熱動作が行われる。
【００１４】
本解決手段に係る冷凍装置には、冷媒状態検出手段（74,76）、消費電力検出手段（91）、及び制御手段（92,93）が設けられる。この冷媒状態検出手段（74,76）は、冷凍サイクル時に冷媒回路（15）を循環する冷媒の蒸発温度及び凝縮温度を検出するためのものである。消費電力検出手段（91）は、圧縮機（41,42）の特性と、冷媒状態検出手段（74,76）の検出値とを少なくとも用いて、圧縮機手段（40）において電動機が消費する電力を算出する。例えば、圧縮機手段（40）が複数台の圧縮機（41,42）で構成されて電動機が複数存在する場合、消費電力検出手段（91）は、各電動機における消費電力の合計値を検出電力値とする。一方、制御手段（92,93）は、消費電力検出手段（91）により検出された電力の値、即ち消費電力検出手段（91）の検出電力値が設定値を超えないように、圧縮機手段（40）の容量を適宜調節する。従って、電動機の消費電力は、所定の設定値以下に維持される。
【００１５】
また、本解決手段では、圧縮機（41,42）の特性に基づき定められた特性関数を利用して、消費電力検出手段（91）が電動機の消費電力を算出する。つまり、消費電力検出手段（91）は、冷媒状態検出手段（74,76）により検出された冷媒の蒸発温度及び凝縮温度の値を特性関数へ代入して算出値を得る。そして、消費電力検出手段（ 91 ）は、得られた算出値を蒸発器出口における実際の冷媒の過熱度で補正し、補正後の値をから電動機の消費電力として出力する。
【００１６】
上記第２の解決手段では、制御手段（92,93）が負荷対応動作を行う。負荷対応動作では、利用側の負荷変動に応じて、制御手段（92,93）が圧縮機手段（40）の容量を変更する。例えば、対象物の冷却を行う場合には、冷却負荷が増加すると圧縮機手段（40）の容量を増大させ、冷却負荷が低下すると圧縮機手段（40）の容量を削減する。この負荷対応動作は、消費電力検出手段（91）で検出される電動機の消費電力が所定の設定値未満の場合に行われる。
【００１７】
本解決手段に係る制御手段（92,93）は、負荷対応動作を行う一方で、消費電力規制動作も行う。この消費電力規制動作は、負荷対応動作によって圧縮機手段（40）の容量を利用側の負荷に対応したものとすると、消費電力検出手段（91）により検出される電動機の消費電力が所定の設定値を超えてしまう場合に行われる。このような場合、制御手段（92,93）は、消費電力規制動作として、消費電力検出手段（91）の検出電力値が設定値に保たれるように圧縮機手段（40）の容量を調節する動作を行う。この消費電力規制動作により、圧縮機手段（40）は、電動機の消費電力が設定値を超えない範囲における最大の容量で運転される。
【００１８】
上記第３の解決手段では、本体部（11）、運転管理部（95）、及び通信手段（96）が設けられる。本体部（11）には、圧縮機手段（40）及び冷媒状態検出手段（74,76）が少なくとも設けられる。運転管理部（95）には、消費電力検出手段（91）が少なくとも設けられる。尚、制御手段（92,93）については、本体部（11）に設けてもよいし、運転管理部（95）に設けてもよい。本体部（11）と運転管理部（95）とは、別体に形成されて別個の箇所に設置される。本体部（11）と運転管理部（95）の間では、通信手段（96）を介して信号のやりとりが行われる。つまり、本体部（11）と運転管理部（95）とは、通信手段（96）によって相互に通信可能となっている。
【００１９】
上記第４の解決手段では、消費電力検出手段（91）における特性関数の係数が、外部信号によって変更可能とされる。この外部信号は、冷凍装置に設けられた入力装置等から入力されるものであってもよいし、電話回線やインターネット等を通じて遠隔地から入力されるものであってもよい。
【００２０】
上記第５の解決手段では、制御手段（92,93）における設定値が、外部信号によって変更可能とされる。この外部信号は、冷凍装置に設けられた入力装置等から入力されるものであってもよいし、電話回線やインターネット等を通じて遠隔地から入力されるものであってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では、冷凍装置に消費電力検出手段（91）を設けて電動機の消費電力を検出している。このため、冷凍装置の運転中に電動機で実際に消費される電力の値を把握した上で、電動機の消費電力を設定値以下とするための動作を制御手段（92,93）に行わせることができる。従って、電力ピークカットの要請があった場合には、電動機の消費電力を確実に設定値以下に抑制でき、冷凍装置の消費電力を削減して電力ピークカットの要請に的確に応えることが可能となる。
【００２２】
更に、本発明では、冷媒状態検出手段（74,76）が検出した値を用いて、消費電力検出手段（91）が電動機の消費電力を算出している。ここで、冷凍装置の運転を制御するためには、冷凍サイクル時における冷媒の蒸発温度や凝縮温度の値が必要である。つまり、通常は、従来の冷凍装置においても、冷媒の蒸発温度や凝縮温度を検出するための冷媒状態検出手段（74,76）が設けられる。
【００２３】
このため、本発明によれば、従来の冷凍装置にも設けられる冷媒状態検出手段（74,76）の検出値を用いて、電動機の消費電力を検出することができる。従って、冷凍装置の部品点数の増加や製造コストの上昇を招くことなく、電動機の消費電力を検出して電力ピークカットの要請に的確に応えることが可能となる。
【００２４】
また、上記第２の解決手段では、制御手段（92,93）が消費電力規制動作を行うように構成される。このため、電動機の消費電力を設定値以下とする制約の下において可能な最大容量で圧縮機手段（40）を運転でき、消費電力を設定値以下に抑えつつ、可能な範囲で最大の冷凍能力を発揮させることができる。従って、電力ピークカットの要請に応えつつ、これに伴う冷却能力の不足を最小限に留めることができる。
【００２５】
特に、上記第４の解決手段では、消費電力検出手段（91）における特性関数の係数を外部信号によって変更可能としている。このため冷凍装置の設置後においても、その運転状況に応じた適切な特性関数の係数を消費電力検出手段（91）へ入力することができ、電動機の消費電力の算出値を一層正確なものとすることができる。
【００２６】
また、上記第５の解決手段では、制御手段（92,93）における設定値を外部信号によって変更可能としている。このため冷凍装置の設置後において設定値を変更が必要となった場合にも、そのような利用者の要求に的確に応えることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る冷凍装置を構成する空調機（10）である。この空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００２８】
図１に示すように、上記空調機（10）は、１台の室外機（11）と２台の室内機（12,13）とを備え、いわゆるマルチ型に構成されている。また、上記空調機（10）は、冷媒回路（15）とコントローラ（90）とを備えている。尚、本実施形態では室内機（12,13）を２台としたが、これは一例であり、室外機（11）の能力や用途に応じて室内機（12,13）の台数を適宜定めればよい。
【００２９】
《冷媒回路の構成》
上記冷媒回路（15）は、１つの室外回路（20）と、２つの室内回路（60,65）と、液側連絡管（16）と、ガス側連絡管（17）とにより構成されている。室外回路（20）には、液側連絡管（16）及びガス側連絡管（17）を介して、２つの室内回路（60,65）が並列に接続されている。
【００３０】
上記室外回路（20）は、室外機（11）に収納されている。この室外回路（20）には、圧縮機ユニット（40）、四路切換弁（21）、室外熱交換器（22）、室外膨張弁（24）、レシーバ（23）、液側閉鎖弁（25）、及びガス側閉鎖弁（26）が設けられている。
【００３１】
上記圧縮機ユニット（40）は、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）を並列に接続したものであって、圧縮機手段を構成している。第１，第２圧縮機（41,42）は、何れも密閉型のスクロール圧縮機である。つまり、これら圧縮機（41,42）は、圧縮機構と該圧縮機構を駆動する電動機とを、円筒状のハウジングに収納して構成されている。尚、圧縮機構及び電動機は、図示を省略する。第１圧縮機（41）は、電動機が常に一定回転数で駆動される一定容量のものである。第２圧縮機（42）は、電動機の回転数が段階的に又は連続的に変更される容量可変のものである。そして、上記圧縮機ユニット（40）は、第１圧縮機（41）の発停や第２圧縮機（42）の容量変更によって、ユニット全体の容量が可変となっている。
【００３２】
上記圧縮機ユニット（40）は、吸入管（43）及び吐出管（44）を備えている。吸入管（43）は、その入口端が四路切換弁（21）の第１のポートに接続され、その出口端が２つに分岐されて各圧縮機（41,42）の吸入側に接続されている。吐出管（44）は、その入口端が２つに分岐されて各圧縮機（41,42）の吐出側に接続され、その出口端が四路切換弁（21）の第２のポートに接続されている。また、第１圧縮機（41）に接続する吐出管（44）の分岐管には、吐出側逆止弁（45）が設けられている。この吐出側逆止弁（45）は、第１圧縮機（41）から流出する方向への冷媒の流通のみを許容する。
【００３３】
また、上記圧縮機ユニット（40）は、油分離器（51）、油戻し管（52）、及び均油管（54）を備えている。油分離器（51）は、吐出管（44）の途中に設けられている。この油分離器（51）は、圧縮機（41,42）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。油戻し管（52）は、その一端が油分離器（51）に接続され、その他端が吸入管（43）に接続されている。この油戻し管（52）は、油分離器（51）で分離された冷凍機油を、圧縮機（41,42）の吸入側へ戻すためのものであって、油戻し電磁弁（53）を備えている。均油管（54）は、その一端が第１圧縮機（41）に接続され、その他端が吸入管（43）における第２圧縮機（42）の吸入側近傍に接続されている。この均油管（54）は、各圧縮機（41,42）のハウジング内に貯留される冷凍機油の量を平均化するためのものであって、均油電磁弁（55）を備えている。
【００３４】
上記四路切換弁（21）は、その第３のポートがガス側閉鎖弁（26）と配管接続され、その第４のポートが室外熱交換器（22）の上端部と配管接続されている。四路切換弁（21）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。この四路切換弁（21）の切換動作によって、冷媒回路（15）における冷媒の循環方向が反転する。
【００３５】
上記レシーバ（23）は、円筒状の容器であって、冷媒を貯留するためのものである。このレシーバ（23）は、流入管（30）及び流出管（33）を介して、室外熱交換器（22）と液側閉鎖弁（25）とに接続されている。
【００３６】
流入管（30）は、その入口端側が２つの分岐管（30a,30b）に分岐され、その出口端がレシーバ（23）の上端部に接続されている。流入管（30）の第１分岐管（30a）は、室外熱交換器（22）の下端部に接続されている。この第１分岐管（30a）には、第１流入逆止弁（31）が設けられている。第１流入逆止弁（31）は、室外熱交換器（22）からレシーバ（23）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。流入管（30）の第２分岐管（30b）は、液側閉鎖弁（25）に接続されている。この第２分岐管（30b）には、第２流入逆止弁（32）が設けられている。第２流入逆止弁（32）は、液側閉鎖弁（25）からレシーバ（23）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。
【００３７】
流出管（33）は、その入口端がレシーバ（23）の下端部に接続され、その出口端側が２つの分岐管（33a,33b）に分岐されている。流出管（33）の第１分岐管（33a）は、室外熱交換器（22）の下端部に接続されている。この第１分岐管（33a）には、上記室外膨張弁（24）が設けられている。流出管（33）の第２分岐管（33b）は、液側閉鎖弁（25）に接続されている。この第２分岐管（33b）には、流出逆止弁（34）が設けられている。流出逆止弁（34）は、レシーバ（23）から液側閉鎖弁（25）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。
【００３８】
上記室外熱交換器（22）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。この室外熱交換器（22）では、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室外空気とが熱交換を行う。
【００３９】
上記室外回路（20）には、更にガス抜き管（35）と均圧管（37）とが設けられている。ガス抜き管（35）は、その一端がレシーバ（23）の上端部に接続され、その他端が吸入管（43）に接続されている。また、ガス抜き管（35）には、ガス抜き電磁弁（36）が設けられている。一方、均圧管（37）は、その一端がガス抜き管（35）におけるガス抜き電磁弁（36）とレシーバ（23）の間に接続され、その他端が吐出管（44）に接続されている。また、均圧管（37）には、その一端から他端に向かう冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁（38）が設けられている。この均圧管（37）は、空調機（10）の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバ（23）の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がすことでレシーバ（23）の破裂を防止するためのものである。従って、空調機（10）の運転中において、均圧管（37）を冷媒が流れることは無い。
【００４０】
上記室内回路（60,65）は、各室内機（12,13）に１つずつ設けられている。具体的には、第１室内回路（60）が第１室内機（12）に収納され、第２室内回路（65）が第２室内機（13）に収納されている。
【００４１】
第１室内回路（60）は、第１室内熱交換器（61）と第１室内膨張弁（62）とを直列に接続したものである。第１室内膨張弁（62）は、第１室内熱交換器（61）の下端部に配管接続されている。第２室内回路（65）は、第２室内熱交換器（66）と第２室内膨張弁（67）とを直列に接続したものである。第２室内膨張弁（67）は、第２室内熱交換器（66）の下端部に配管接続されている。
【００４２】
第１及び第２室内熱交換器（61,66）は、共にクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されている。各室内熱交換器（61,66）では、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室内空気とが熱交換を行う。
【００４３】
上記液側連絡管（16）は、その一端が液側閉鎖弁（25）に接続されている。この液側連絡管（16）は、他端側で２つに分岐されており、その一方が第１室内回路（60）における第１室内膨張弁（62）側の端部に接続され、他方が第２室内回路（65）における第２室内膨張弁（67）側の端部に接続されている。上記ガス側連絡管（17）は、その一端がガス側閉鎖弁（26）に接続されている。このガス側連絡管（17）は、他端側で２つに分岐されており、その一方が第１室内回路（60）における第１室内熱交換器（61）側の端部に接続され、他方が第２室内回路（65）における第２室内熱交換器（66）側の端部に接続されている。
【００４４】
上記室外機（11）には、室外ファン（70）が設けられている。この室外ファン（70）は、室外熱交換器（22）へ室外空気を送るためのものである。一方、第１，第２室内機（12,13）には、それぞれ室内ファン（80）が設けられている。この室内ファン（80）は、室内熱交換器（61,66）へ室内空気を送るためのものである。
【００４５】
上記空調機（10）には、温度や圧力のセンサが設けられている。具体的に、室外機（11）には、室外空気の温度を検出するための外気温センサ（71）が設けられている。室外熱交換器（22）には、その伝熱管温度を検出するための室外熱交換器温度センサ（72）が設けられている。吸入管（43）には、圧縮機（41,42）の吸入冷媒温度を検出するための吸入管温度センサ（73）と、圧縮機（41,42）の吸入冷媒圧力を検出するための低圧圧力センサ（74）とが設けられている。吐出管（44）には、圧縮機（41,42）の吐出冷媒温度を検出するための吐出管温度センサ（75）と、圧縮機（41,42）の吐出冷媒圧力を検出するための高圧圧力センサ（76）と、高圧圧力スイッチ（77）とが設けられている。各室内機（12,13）には、室内空気の温度を検出するための内気温センサ（81）が１つずつ設けられている。各室内熱交換器（61,66）には、その伝熱管温度を検出するための室内熱交換器温度センサ（82）が１つずつ設けられている。各室内回路（60,65）における室内熱交換器（61,66）の上端近傍には、室内回路（60,65）を流れるガス冷媒温度を検出するためのガス側温度センサ（83）が１つずつ設けられている。
【００４６】
《コントローラの構成》
上記コントローラ（90）は、消費電力検出部（91）と、負荷対応部（92）と、消費電力規制部（93）とを備えている。このコントローラ（90）は、上記のセンサ類からの信号やリモコン等からの指令信号を受けて空調機（10）の運転制御を行うものである。具体的に、コントローラ（90）は、室外膨張弁（24）及び室内膨張弁（62,67）の開度調節や、四路切換弁（21）の切換、ガス抜き電磁弁（36）、油戻し電磁弁（53）、及び均油電磁弁（55）の開閉操作、更には圧縮機ユニット（40）の容量制御を行う。コントローラ（90）の消費電力検出部（91）は消費電力検出手段を構成し、負荷対応部（92）及び消費電力規制部（93）は制御手段を構成している。
【００４７】
消費電力検出部（91）は、第１及び第２圧縮機（41,42）の電動機において消費される電力を、いわゆるコンプレッサ・カーブ法と同様の手法で算出するように構成されている。消費電力検出部（91）には、圧縮機（41,42）の特性に基づいて定められる特性関数が予め記録されている。また、消費電力検出部（91）には、冷媒状態検出手段を構成する低圧圧力センサ（74）及び高圧圧力センサ（76）の検出値が入力されている。消費電力検出部（91）は、低圧圧力センサ（74）の検出値Ｐ_Eにおける冷媒の相当飽和温度を冷媒の蒸発温度Ｔ_Eとし、高圧圧力センサ（76）の検出値Ｐ_Cにおける冷媒の相当飽和温度を冷媒の凝縮温度Ｔ_Cとする。そして、消費電力検出部（91）は、圧力センサ（74,76）の検出値から得られる冷媒の蒸発温度Ｔ_E及び凝縮温度Ｔ_Cを記録されている特性関数へ代入することで各圧縮機（41,42）の電動機の消費電力をそれぞれ算出し、圧縮機（41,42）の電動機ごとに算出した消費電力の合計値を検出電力値として出力する。
【００４８】
消費電力検出部（91）に記録されている特性関数について、図２を参照しながら説明する。蒸発器出口の冷媒の過熱度SH及び凝縮器出口の冷媒の過冷却度SCを、適当な値に固定しておく。冷媒の蒸発温度Ｔ_Eが分かれば、過熱度SHが固定されていることから、圧縮機の吸入冷媒の温度及び圧力を特定できる。また、冷媒の凝縮温度Ｔ_Cが分かれば、圧縮機の吐出冷媒の温度及び圧力を特定できる。従って、圧縮機の吸入側及び吐出側における冷媒圧力を特定でき、圧縮機について予め行った性能試験の結果より、圧縮機から吐出される冷媒の流量や圧縮機の電動機で消費される電力が求められる。つまり、冷媒の過熱度SH及び過冷却度SCを固定すれば、式<１>に示すように、圧縮機の電動機の消費電力Ｗ_iは、冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮温度Ｔ_C及び蒸発温度Ｔ_Eの関数として表される。
【００４９】
Ｗ_i＝ｆ(Ｔ_C,Ｔ_E) … <１>
Ｗ_i：電動機の消費電力
Ｔ_C：冷媒の凝縮温度
Ｔ_E：冷媒の蒸発温度
上記式<１>で示される特性関数の具体例としては、式<２>で示されるようなものが挙げられる。この式<２>で示される特性関数は、圧縮機（41,42）として採用される機種について予め行った性能試験の結果を二次近似式として表したものである。
【００５０】
Ｗ_i＝R(1)＋R(2)Ｔ_C＋R(3)Ｔ_E＋R(4)Ｔ_C ²＋R(5)Ｔ_CＴ_E＋R(6)Ｔ_E ² … <２>
R(i),i=1〜6：係数
本実施形態に係るコントローラ（90）の消費電力検出部（91）は、上記式<２>で示される特性関数と係数R(i)とを予め記憶している。この係数R(i)については、第１圧縮機（41）に関するものと、第２圧縮機（42）に関するものとを別個に記憶している。
【００５１】
ここで、容量可変に構成された第２圧縮機（42）については、第２圧縮機（42）の電動機の回転速度（１秒間あたりの回転数）によって係数R(i)の値が異なる。このため、消費電力検出部（91）は、下記の表１に示すように、３つの回転速度３０,６０,９０[1/s]ごとに６つの係数R(i)を記憶している。具体的には、回転速度３０[1/s]の場合の係数R(i)としてｒ₁₁,…,ｒ₆₁を、回転速度６０[1/s]の場合の係数R(i)としてｒ₁₂,…,ｒ₆₂を、回転速度９０[1/s]の場合の係数R(i)としてｒ₁₃,…,ｒ₆₃をそれぞれ記憶している。
【００５２】
【表１】

【００５３】
そして、第２圧縮機（42）の電動機の消費電力を算出する場合、消費電力検出部（91）は、その時の電動機の回転速度に対応する係数R(i)を補完により求め、得られた係数R(i)の値を用いて消費電力を算出する。尚、冷媒の凝縮温度Ｔ_C及び蒸発温度Ｔ_Eだけでなく、電動機の回転速度をも変数として含む特性関数により、消費電力Ｗ_iを表してもよい。
【００５４】
尚、上記特性関数の係数R(i)は、空調機（10）の出荷時から消費電力検出部（91）に記憶させておいてもよいし、空調機（10）を試運転した後に消費電力検出部（91）へ入力するようにしてもよい。また、空調機（10）の設置後に、遠隔地のサービスセンターから電話回線等を通じて外部信号を入力することで、消費電力検出部（91）が記憶している係数R(i)の値を変更するようにしてもよい。
【００５５】
負荷対応部（92）は、利用側の負荷、即ち室内の冷房負荷や暖房負荷に応じて圧縮機ユニット（40）の容量を制御する負荷対応動作を行うように構成されている。具体的に、負荷対応部（92）は、リモコン等により入力された室内の設定温度と上記内気温センサ（81）の検出温度との差に基づき、第１圧縮機（41）の発停や第２圧縮機（42）の容量変更を行って圧縮機ユニット（40）の容量を調節する。
【００５６】
消費電力規制部（93）は、上記負荷対応部（92）の負荷対応動作に割り込むかたちで、消費電力規制動作を行う。この消費電力規制動作は、負荷対応動作に基づく圧縮機ユニット（40）の容量とすると消費電力検出部（91）の検出電力値が設定値を上回ってしまう場合に限って行われる。そして、消費電力規制部（93）は、消費電力規制動作として、消費電力検出部（91）の検出電力値が設定値に保たれるように圧縮機ユニット（40）の容量を調節する動作を行う。
【００５７】
上記消費電力規制部（93）の設定値は、空調機（10）を設置する際に適宜設定されるものである。ただし、空調機（10）の設置後に、遠隔地のサービスセンターから電話回線等を通じて外部信号を入力することで、消費電力規制部（93）の設定値を変更するようにしてもよい。
【００５８】
−運転動作−
上記空調機（10）の運転時には、冷媒回路（15）において冷媒が相変化しつつ循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。また、空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００５９】
《冷房運転》
冷房運転時には、室内熱交換器（61,66）が蒸発器となる冷却動作が行われる。この冷房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に実線で示す状態となる。室外膨張弁（24）は全閉とされ、第１，第２室内膨張弁（62,67）はそれぞれ所定の開度に調節される。ガス抜き電磁弁（36）は閉鎖状態に保持され、油戻し電磁弁（53）及び均油電磁弁（55）は適宜開閉される。これら弁の操作は、コントローラ（90）により行われる。その際、コントローラ（90）は、各室内熱交換器（61,66）から流出するガス冷媒の過熱度が一定となるように、各室内膨張弁（62,67）の開度を調節する。
【００６０】
圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）を運転すると、これら圧縮機（41,42）で圧縮された冷媒が吐出管（44）へ吐出される。この冷媒は、四路切換弁（21）を通って室外熱交換器（22）へ流入する。室外熱交換器（22）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、流入管（30）の第１分岐管（30a）へ流入し、第１流入逆止弁（31）を通過してレシーバ（23）へ流入する。その後、冷媒は、レシーバ（23）から流出管（33）へ流入し、流出逆止弁（34）を通過して液側連絡管（16）へ流入する。
【００６１】
液側連絡管（16）へ流入した冷媒は、二手に分流されて、一方が第１室内回路（60）へ流入し、他方が第２室内回路（65）へ流入する。各室内回路（60,65）では、流入した冷媒が室内膨張弁（62,67）で減圧された後に室内熱交換器（61,66）へ流入する。室内熱交換器（61,66）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内熱交換器（61,66）では、室内空気が冷却される。
【００６２】
各室内熱交換器（61,66）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡管（17）へ流入し、合流した後に室外回路（20）へ流入する。その後、冷媒は、四路切換弁（21）を通過し、吸入管（43）を通って圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）に吸入される。これら圧縮機（41,42）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（15）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００６３】
《暖房運転》
暖房運転時には、室内熱交換器（61,66）が凝縮器となる加熱動作が行われる。この暖房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に破線で示す状態となる。室外膨張弁（24）、及び第１，第２室内膨張弁（62,67）は、それぞれ所定の開度に調節される。油戻し電磁弁（53）及び均油電磁弁（55）は、適宜開閉される。ガス抜き電磁弁（36）は、加熱動作が行われている間は常に開放状態に保持される。これら弁の操作は、コントローラ（90）により行われる。
【００６４】
圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）を運転すると、圧縮された冷媒が圧縮機（41,42）から吐出管（44）へ吐出される。吐出管（44）を流れる冷媒は、四路切換弁（21）を通過してガス側連絡管（17）へ流入し、各室内回路（60,65）へ分配される。
【００６５】
第１室内機（12）の第１室内回路（60）へ流入した冷媒は、第１室内熱交換器（61）で室内空気に放熱して凝縮する。第１室内熱交換器（61）では、冷媒の放熱により室内空気が加熱される。第１室内熱交換器（61）で凝縮した冷媒は、第１室内膨張弁（62）で減圧された後に液側連絡管（16）へ流入する。
【００６６】
第２室内機（13）の第２室内回路（65）へ流入した冷媒は、第２室内熱交換器（66）で室内空気に放熱して凝縮する。第２室内熱交換器（66）では、冷媒の放熱により室内空気が加熱される。第２室内熱交換器（66）で凝縮した冷媒は、第２室内膨張弁（67）で減圧された後に液側連絡管（16）へ流入する。
【００６７】
第１室内回路（60）及び第２室内回路（65）から液側連絡管（16）へ流入した冷媒は、合流した後に室外回路（20）へ流入する。室外回路（20）へ流入した冷媒は、流入管（30）の第２分岐管（30b）を流れ、第２流入逆止弁（32）を通過してレシーバ（23）へ流入する。レシーバ（23）へ流入する冷媒は気液二相状態であり、この冷媒のうち液冷媒がレシーバ（23）の下部に溜まり、ガス冷媒がレシーバ（23）の上部に溜まる。つまり、レシーバ（23）では、流入した気液二相状態の冷媒が、液冷媒とガス冷媒とに分離される。
【００６８】
レシーバ（23）に貯留する液冷媒は、流出管（33）を通って室外膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器（22）へ送られ、室外空気から吸熱して蒸発する。この蒸発した冷媒は、四路切換弁（21）を通過して吸入管（43）へ流入する。一方、レシーバ（23）に貯留するガス冷媒は、ガス抜き管（35）へ流入する。ガス抜き管（35）を流れる冷媒は、ガス抜き電磁弁（36）を通過する際に減圧され、その後に吸入管（43）へ流入する。吸入管（43）では、室外熱交換器（22）からのガス冷媒とガス抜き管（35）からのガス冷媒とが合流する。そして、合流後のガス冷媒が、圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41,42）に吸入される。これら圧縮機（41,42）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（15）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００６９】
《コントローラの動作》
コントローラ（90）の消費電力検出部（91）は、圧縮機（41,42）の電動機で消費される電力の値を算出する動作を行う。具体的に、消費電力検出部（91）は、入力された低圧圧力センサ（74）及び高圧圧力センサ（76）の検出値から、冷凍サイクルにおける冷媒の蒸発温度及び凝縮温度を求める。そして、消費電力検出部（91）は、得られた冷媒の蒸発温度及び凝縮温度の値を上記式<２>で示される特性関数へ代入して各圧縮機（41,42）における電動機の消費電力をそれぞれ算出し、各電動機について得られた値の合計値を検出電力値として出力する。
【００７０】
ここで、上記式<２>の特性関数における係数R(i)を定めるときに仮定した冷媒の過熱度SH及び過冷却度SCの値と、実際に行われている冷凍サイクルでの冷媒の過熱度SH及び過冷却度SCの値とが異なる場合もある。このような場合、消費電力検出部（91）は、冷媒の蒸発温度及び凝縮温度を上記式<２>へ代入して得られた値を、実際の冷媒の過熱度SH及び過冷却度SCの値を用いて補正する。
【００７１】
コントローラ（90）の負荷対応部（92）及び消費電力規制部（93）の動作について、図３を参照しながら説明する。この図３は、夏期に冷房運転を行う際の空調機（10）の消費電力、即ち圧縮機（41,42）における電動機の消費電力について、１日のうちにおける時間変化を示したものである。
【００７２】
８時頃に電源が投入されると、圧縮機（41,42）の電動機に対して電力が供給され、空調機（10）の冷房運転が開始される。圧縮機ユニット（40）の容量は、負荷対応部（92）の負荷対応動作により冷房負荷の変化に応じて変更される。圧縮機ユニット（40）の容量が変化すると、消費電力検出部（91）の検出電力値、即ち、圧縮機ユニット（40）において圧縮機（41,42）の電動機が消費する電力の値も変化する。午前中は冷房負荷がさほど大きくなく、消費電力検出部（91）の検出電力値が所定の設定値Ａ(kW)以下であるため、負荷対応部（92）による圧縮機ユニット（40）の容量制御が継続される。
【００７３】
その後、外気温の上昇に伴って冷房負荷が増大し、消費電力検出部（91）の検出電力値も増加してゆく。そして、１２時過ぎに消費電力検出部（91）の検出電力値が設定値Ａに達すると、負荷対応部（92）の負荷対応動作に代えて、消費電力規制部（93）の消費電力規制動作により圧縮機ユニット（40）の容量が制御される。つまり、消費電力検出部（91）の検出電力値が設定値Ａに保たれるように、圧縮機ユニット（40）の容量が調節される。
【００７４】
ここで、消費電力規制部（93）が圧縮機ユニット（40）の容量を制御する間は、冷房負荷に対して空調機（10）の冷房能力が不足するため、室内の快適性が損なわれることとなる。しかしながら、消費電力規制部（93）は、消費電力検出部（91）の検出電力値が設定値Ａとなるように圧縮機ユニット（40）の容量を調節しているため、圧縮機ユニット（40）の容量は、電動機の消費電力が設定値Ａを超えない範囲内で最大となっている。つまり、空調機（10）は、電動機の消費電力を設定値Ａ以下に保つという制約の下で得られる最大の冷房能力を発揮する。従って、消費電力を制限することによる快適性の低下は、最小限に抑制される。
【００７５】
１４時頃を過ぎて外気温が下がりはじめると、それにつれて室内の冷房負荷も低下してゆく。１６時頃になると、負荷対応部（92）により圧縮機ユニット（40）の容量を制御する場合であっても、消費電力検出部（91）の検出電力値が設定値Ａを下回るようになる。そこで、消費電力規制部（93）の消費電力規制動作に代えて、負荷対応部（92）の負荷対応動作による圧縮機ユニット（40）の容量制御を再開する。その後は負荷対応部（92）によって圧縮機ユニット（40）の容量を制御しつつ冷房運転を継続し、２０時頃に空調機（10）の電源が落とされる。
【００７６】
−実施形態の効果−
本実施形態では、コントローラ（90）の消費電力検出部（91）へセンサの検出値を入力し、圧縮機（41,42）における電動機の消費電力を消費電力検出部（91）で算出している。このため、空調機（10）の運転中に圧縮機（41,42）の電動機で実際に消費される電力の値を把握した上で、電動機の消費電力を設定値以下とするための動作をコントローラ（90）に行わせることができる。従って、電力ピークカットの必要がある場合には、消費電力検出部（91）の検出電力値を考慮しながら圧縮機ユニット（40）の容量制御を行うことができ、圧縮機（41,42）における電動機の消費電力を確実に設定値以下に抑制して電力ピークカットの要請に的確に応えることが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態では、低圧圧力センサ（74）及び高圧圧力センサ（76）の検出値を利用することで、消費電力検出部（91）において圧縮機（41,42）の電動機が消費する電力を算出している。ここで、低圧圧力センサ（74）や高圧圧力センサ（76）は、電動機の消費電力の算出を行わない従来の空調機においても、その運転制御のために設けられるセンサである。従って、本実施形態によれば、従来の空調機にも設けられるセンサの検出値を利用して、消費電力検出部（91）において電動機の消費電力を算出できる。このため、空調機（10）の部品点数の増加や製造コストの上昇を招くことなく、電動機の消費電力を検出して電力ピークカットの要請に的確に応えることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、コントローラ（90）の消費電力規制部（93）によって、圧縮機（41,42）における電動機の消費電力が設定値に保たれるように圧縮機ユニット（40）の容量制御を行っている。このため、本実施形態によれば、電力ピークカットの要請に対応することで生じる快適性の低下を最小限に留めることができる。
【００７９】
この効果について説明すると、上述のように、従来は、電動機の消費電力が設定値を下回るであろうと見込まれる容量にまで圧縮機ユニット（40）の容量を一律に制限し、電動機の消費電力を設定値以下に保とうとしていた。ところが、例えば圧縮機ユニット（40）の容量を半分にしたからといって電動機の消費電力が半分になるとは限らない。このため、この従来の手法によれば、図４に示すように、圧縮機ユニット（40）の容量を必要以上に小さな値に制限してしまうおそれがあり、空調機（10）の冷房能力が小さくなりすぎて快適性を大幅に損なう場合が多かった。
【００８０】
これに対して、本実施形態によれば、消費電力規制部（93）の消費電力規制動作により、圧縮機（41,42）の電動機に対して可能な限り最大の電力を供給できる。このため、電動機の消費電力を設定値Ａ以下に制限した場合における最大の容量で圧縮機ユニット（40）を運転でき、可能な範囲で最大の冷房能力を得ることができる。従って、本実施形態によれば、電動機の消費電力を設定値Ａ以下に保って電力ピークカットの要請に応えつつ、それに伴う快適性の低下を最小限に抑えることができる。
【００８１】
−実施形態の変形例−
上記実施形態では、室外機（11）のコントローラ（90）に消費電力検出部（91）を設けるようにしているが、これに代えて、図５に示すように、本体部である室外機（11）とは別体の運転管理部（95）を設置し、この運転管理部（95）に消費電力検出部（91）を設けるようにしてもよい。
【００８２】
本変形例において、運転管理部（95）は、空調機（10）が設けられる建物から離れた場所に設置されている。遠隔地に設置された運転管理部（95）と空調機（10）とは、通信手段である電話回線（96）により通信可能となっている。
【００８３】
室外機（11）において低圧圧力センサ（74）及び高圧圧力センサ（76）が検出した値は、電話回線（96）を通じて運転管理部（95）へ送信される。運転管理部（95）の消費電力検出部（91）は、入力された検出値を特性関数へ代入することによって、圧縮機ユニット（40）において圧縮機（41,42）の電動機が消費する電力の値を算出する。消費電力検出部（91）で算出された消費電力の値は、電話回線（96）を通じて室外機（11）のコントローラ（90）へ送信される。コントローラ（90）では、入力された消費電力の値に基づき、負荷対応部（92）や消費電力規制部（93）によって圧縮機ユニット（40）の容量制御が行われる。
【００８４】
尚、本変形例では、消費電力検出部（91）だけを運転管理部（95）に設けるようにしたが、消費電力検出部（91）及び消費電力規制部（93）の両方を運転管理部（95）に設けてもよい。この場合、運転管理部（95）では、消費電力検出部（91）における消費電力の算出と、消費電力規制部（93）における圧縮機ユニット（40）の容量の決定とが行われる。消費電力規制部（93）で決定された圧縮機ユニット（40）の容量は、電話回線（96）を通じて室外機（11）のコントローラ（90）へ送信される。そして、コントローラ（90）は、入力された信号に基づいて圧縮機ユニット（40）の容量制御を行う。
【００８５】
また、本変形例では通信手段として電話回線（96）を用いているが、電話回線（96）に代えてインターネット等を利用してもよい。
【００８６】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態では、圧縮機（41,42）の電動機の消費電力Ｗ_iを冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮温度Ｔ_C及び蒸発温度Ｔ_Eの特性関数として表し（式<１>参照）、この特性関数をコントローラ（90）の消費電力検出部（91）に記憶させている。これに対し、圧縮機（41,42）の電動機に流れる電流値を冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮温度Ｔ_C及び蒸発温度Ｔ_Eの特性関数として表し、この特性関数を消費電力検出部（91）に記憶させてもよい。この場合、消費電力検出部（91）は、得られた凝縮温度Ｔ_C及び蒸発温度Ｔ_Eを記憶する特性関数に代入して電動機に流れる電流値を算出し、得られた電流値から電動機の消費電力を導き出すこととなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る空調機における冷媒回路の配管系統図である。
【図２】実施形態に係るコントローラの消費電力検出部が記憶する特性関数を説明するためのモリエル線図である。
【図３】実施形態に係る空調機の冷房運転時における消費電力の変化を示す消費電力と時刻の関係図である。
【図４】従来技術に係る空調機の冷房運転時における消費電力の変化を示す消費電力と時刻の関係図である。
【図５】実施形態の変形例に係る空調機の概略構成図である。
【符号の説明】
（15）冷媒回路
（40）圧縮機ユニット（圧縮機手段）
（41）第１圧縮機
（42）第２圧縮機
（74）低圧圧力センサ（冷媒状態検出手段）
（76）高圧圧力センサ（冷媒状態検出手段）
（91）消費電力検出部（消費電力検出手段）
（92）負荷対応部（制御手段）
（93）消費電力規制部（制御手段）
（95）運転管理部
（96）電話回線（通信手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit has been known, and is widely used as an air conditioner or the like. In the refrigerant circuit of the refrigeration apparatus, a compressor for compressing the refrigerant is provided. This compressor is generally driven by an electric motor. In many cases, the capacity of the compressor is made variable by changing the rotation speed of the electric motor. In the refrigeration apparatus, when the compressor is driven by the electric motor, the refrigerant circulates while changing the phase in the refrigerant circuit to perform a refrigeration cycle.
[0003]
Here, in the case of a commercial or industrial facility such as an office building, there is a situation that an electricity rate is set based on a peak value (maximum value) of power consumption. For this reason, control for reducing the power consumption of the refrigeration apparatus to a predetermined value or less is required, and conventionally, this has been dealt with by limiting the capacity of the compressor. That is, for example, when it is necessary to reduce the power consumption by 50%, the capacity of the compressor, specifically, the upper limit of the rotation speed (the number of rotations per second) of the motor driving the compressor is forcibly set to the maximum. The speed was limited to 50% of the rotation speed to reduce the power consumption of the electric motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described control for limiting the compressor capacity, there is no guarantee that the power consumption of the motor of the compressor is surely equal to or lower than a predetermined value. there were. That is, the power consumption of the electric motor that drives the compressor is determined not only by the rotation speed but also by operating conditions such as the evaporation temperature and condensation temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle. Therefore, even if the rotation speed of the motor is simply reduced to half, the power consumption of the motor is not necessarily reduced to half. For this reason, the amount of reduction in the power consumption of the electric motor is unknown, which has caused the above-described problem.
[0005]
Further, in the conventional control, since the amount of reduction in the power consumption of the electric motor is unknown, the capacity of the compressor is often limited too small so that the power consumption does not exceed the upper limit. In other words, there is a possibility that the operation with the power consumption reduced more than necessary may be performed, and it is difficult to appropriately cut the power peak in this regard.
[0006]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can reliably reduce power consumption due to a request for a power peak cut.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first solution implemented by the present invention is to provide a variable capacity compressor means (40) having at least one compressor (41, 42) driven by an electric motor, and the compression of the compressor means (40). A refrigeration system that circulates refrigerant in a refrigerant circuit (15) to which the machines (41, 42) are connected to perform a refrigeration cycle. And a refrigerant state detecting means (74, 76) for detecting an evaporation temperature and a condensation temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle, and at least a detection value of the refrigerant state detecting means (74, 76) and a compressor (41, 42). Power consumption detecting means (91) for calculating a value of electric power consumed by the electric motor in the compressor means (40) based on the characteristics of the compressor means (40), and the detected power value of the power consumption detecting means (91) is a predetermined set value. Control means (92, 93) for controlling the capacity of the compressor means (40) as follows:While the power consumption detecting means ( 91 ) Is the compressor ( 41,42 ), A refrigerant state detecting means ( 74,76 ) Is obtained by substituting the values of the evaporating temperature and the condensing temperature of the refrigerant detected as the calculated value, and correcting the calculated value with the actual superheat degree of the refrigerant at the evaporator outlet, and obtaining the value obtained above. Compressor ( 41,42 ) Is configured to output as the value of the power consumed by the motorThings.
[0008]
According to a second solution taken by the present invention, in the first solution, the control means (92, 93) is arranged so that, when the detected power value of the power consumption detection means (91) is less than the set value, The load corresponding operation of controlling the capacity of the compressor means (40) according to the load of the compressor, and the detected power value of the power consumption detecting means (91) is set by adjusting the capacity of the compressor means (40) by the load corresponding operation. When the value exceeds the value, the power consumption regulating operation for controlling the capacity of the compressor means (40) is performed so that the detected power value becomes the set value.
[0009]
A third solution taken by the present invention is the main body (11) provided with at least the compressor means (40) and the refrigerant state detection means (74, 76) in the first or second solution, An operation management unit (95) provided at least with power consumption detection means (91) and formed separately from the main body (11); and an operation management unit (95) between the main body (11) and the operation management unit (95). And communication means (96) for transmitting and receiving signals.
[0010]
The present invention has taken4thThe solution of the above1st or 2ndThe power consumption detecting means (91) is configured so that the coefficient of the characteristic function can be changed by an external signal.
[0011]
The present invention has takenFifthAccording to a first aspect of the present invention, in the first or the second aspect, the control means (92, 93) is configured to be able to change a set value by an external signal.
[0012]
-Action-
In the first solution, the compressors (41, 42) of the compressor (40) are connected to the refrigerant circuit (15) of the refrigeration system. The compressors (41, 42) are driven by the electric motor to compress the refrigerant. As the compressors (41, 42), a compression mechanism and an electric motor are housed in a single housing in a completely hermetic type, or a compression mechanism and an electric motor are formed separately and connected to each other by a drive shaft. Are exemplified. The compressor means (40) is composed of one or more compressors (41, 42). The compressor means (40) is configured such that its capacity can be changed, for example, by changing the rotation speed of an electric motor that drives the compressors (41, 42). When the compressor means (40) is composed of a plurality of compressors (41, 42), the capacity of the compressor means (40) is changed by changing the number of operating compressors (41, 42). May be changed.
[0013]
When the electric motor is energized to drive the compressors (41, 42), the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (15) while changing its phase, thereby performing a refrigeration cycle. That is, in the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates while repeating compression, condensation, expansion, and evaporation in that order. Then, a cooling operation in which the refrigerant absorbs heat from the object and evaporates, and a heating operation in which the refrigerant radiates heat to the object and condenses, are performed.
[0014]
The refrigeration apparatus according to this solution means includes a refrigerant state detecting means (74, 76), a power consumption detecting means (91), and a control means (92, 93). The refrigerant state detecting means (74, 76) is for detecting the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) during the refrigeration cycle. The power consumption detecting means (91) uses at least the characteristics of the compressors (41, 42) and the detection values of the refrigerant state detecting means (74, 76) to determine the power consumed by the electric motor in the compressor means (40). Is calculated. For example, when the compressor means (40) is composed of a plurality of compressors (41, 42) and there are a plurality of motors, the power consumption detection means (91) determines the total value of the power consumption of each motor as the detected power. Value. On the other hand, the control means (92, 93) controls the compressor means so that the value of the power detected by the power consumption detecting means (91), that is, the detected power value of the power consumption detecting means (91) does not exceed the set value. Adjust the volume of (40) appropriately. Therefore, the power consumption of the motor is maintained at or below the predetermined set value.
[0015]
In addition, the present solutionThen, the power consumption detecting means (91) calculates the power consumption of the electric motor using a characteristic function determined based on the characteristics of the compressors (41, 42). That is, the power consumption detecting means (91) substitutes the values of the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant detected by the refrigerant state detecting means (74, 76) into the characteristic function.Obtain the calculated value. Then, the power consumption detecting means ( 91 ) Corrects the calculated value with the actual superheat of the refrigerant at the evaporator outlet, and calculates the corrected value.Motor power consumption fromOutput as.
[0016]
In the second solving means, the control means (92, 93) performs a load handling operation. In the load handling operation, the control means (92, 93) changes the capacity of the compressor means (40) according to the load fluctuation on the user side. For example, when cooling an object, the capacity of the compressor means (40) is increased when the cooling load increases, and the capacity of the compressor means (40) is reduced when the cooling load decreases. This load handling operation is performed when the power consumption of the electric motor detected by the power consumption detecting means (91) is less than a predetermined set value.
[0017]
The control means (92, 93) according to the present solution means performs a power consumption control operation while performing a load response operation. In this power consumption regulating operation, assuming that the capacity of the compressor means (40) corresponds to the load on the user side by the load handling operation, the power consumption of the motor detected by the power consumption detecting means (91) is set to a predetermined value. It is performed when the value is exceeded. In such a case, the control means (92, 93) adjusts the capacity of the compressor means (40) such that the detected power value of the power consumption detection means (91) is maintained at the set value as the power consumption regulating operation. Perform the operation of By this power consumption regulating operation, the compressor means (40) is operated at the maximum capacity within a range where the power consumption of the electric motor does not exceed the set value.
[0018]
In the third solution, a main body (11), an operation management unit (95), and a communication unit (96) are provided. The main body (11) is provided with at least compressor means (40) and refrigerant state detecting means (74, 76). The operation management unit (95) is provided with at least a power consumption detection unit (91). The control means (92, 93) may be provided in the main body (11) or may be provided in the operation management section (95). The main body section (11) and the operation management section (95) are formed separately and installed at separate locations. Signals are exchanged between the main unit (11) and the operation management unit (95) via communication means (96). That is, the main unit (11) and the operation management unit (95) can communicate with each other by the communication means (96).
[0019]
the above4thIn the above solution, the coefficient of the characteristic function in the power consumption detecting means (91) can be changed by an external signal. This external signal may be input from an input device or the like provided in the refrigeration apparatus, or may be input from a remote location through a telephone line, the Internet, or the like.
[0020]
the aboveFifthIn the solution of (1), the set value in the control means (92, 93) can be changed by an external signal. This external signal may be input from an input device or the like provided in the refrigeration apparatus, or may be input from a remote location through a telephone line, the Internet, or the like.
[0021]
【The invention's effect】
In the present invention, the power consumption detecting means (91) is provided in the refrigeration system to detect the power consumption of the electric motor. For this reason, after grasping the value of the electric power actually consumed by the electric motor during the operation of the refrigeration system, the control means (92, 93) is required to perform an operation for reducing the electric power consumption of the electric motor to a set value or less. Can be. Therefore, when there is a request for the power peak cut, the power consumption of the electric motor can be reliably suppressed to a set value or less, and the power consumption of the refrigeration system can be reduced and the request for the power peak cut can be appropriately met. Become.
[0022]
Further, in the present invention, the power consumption detecting means (91) calculates the power consumption of the electric motor using the value detected by the refrigerant state detecting means (74, 76). Here, in order to control the operation of the refrigeration apparatus, the values of the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant during the refrigeration cycle are required. That is, usually, also in the conventional refrigeration apparatus, the refrigerant state detecting means (74, 76) for detecting the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant is provided.
[0023]
For this reason, according to the present invention, it is possible to detect the power consumption of the electric motor using the detection value of the refrigerant state detection means (74, 76) also provided in the conventional refrigeration system. Therefore, the power consumption of the electric motor can be detected and the request for the power peak cut can be appropriately responded without increasing the number of parts of the refrigeration apparatus and the production cost.
[0024]
Further, in the second solving means, the control means (92, 93) is configured to perform the power consumption regulating operation. For this reason, the compressor means (40) can be operated with the maximum capacity possible under the constraint that the power consumption of the motor is equal to or less than the set value, and the maximum refrigeration capacity within the possible range while suppressing the power consumption to the set value or less. Can be demonstrated. Accordingly, it is possible to minimize the shortage of the cooling capacity accompanying the demand for the power peak cut.
[0025]
In particular,4thAccording to the solution, the coefficient of the characteristic function in the power consumption detecting means (91) can be changed by an external signal. For this reason, even after the installation of the refrigeration apparatus, it is possible to input a coefficient of an appropriate characteristic function according to the operating condition to the power consumption detection means (91), and to make the calculated value of the power consumption of the motor more accurate. can do.
[0026]
Also, the aboveFifthIn the means for solving the problems, the set value in the control means (92, 93) can be changed by an external signal. Therefore, even when the set value needs to be changed after the installation of the refrigeration apparatus, it is possible to accurately respond to such a user request.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present embodiment is an air conditioner (10) constituting a refrigeration apparatus according to the present invention. The air conditioner (10) switches between a cooling operation and a heating operation.
[0028]
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) includes one outdoor unit (11) and two indoor units (12, 13), and is configured as a so-called multi-type. The air conditioner (10) includes a refrigerant circuit (15) and a controller (90). In this embodiment, the number of the indoor units (12, 13) is two, but this is an example, and the number of the indoor units (12, 13) is appropriately determined according to the capacity and use of the outdoor unit (11). Just do it.
[0029]
<< Configuration of refrigerant circuit >>
The refrigerant circuit (15) includes one outdoor circuit (20), two indoor circuits (60, 65), a liquid-side communication pipe (16), and a gas-side communication pipe (17). . Two indoor circuits (60, 65) are connected in parallel to the outdoor circuit (20) via a liquid-side communication pipe (16) and a gas-side communication pipe (17).
[0030]
The outdoor circuit (20) is housed in an outdoor unit (11). The outdoor circuit (20) includes a compressor unit (40), a four-way switching valve (21), an outdoor heat exchanger (22), an outdoor expansion valve (24), a receiver (23), and a liquid-side shutoff valve (25). ), And a gas side shut-off valve (26).
[0031]
The compressor unit (40) is configured by connecting a first compressor (41) and a second compressor (42) in parallel, and constitutes compressor means. Each of the first and second compressors (41, 42) is a hermetic scroll compressor. That is, these compressors (41, 42) are configured such that a compression mechanism and an electric motor for driving the compression mechanism are housed in a cylindrical housing. The illustration of the compression mechanism and the electric motor is omitted. The first compressor (41) has a constant capacity in which the electric motor is always driven at a constant rotation speed. The second compressor (42) is of a variable capacity in which the number of revolutions of the electric motor is changed stepwise or continuously. The capacity of the compressor unit (40) is variable due to the start / stop of the first compressor (41) and the change of the capacity of the second compressor (42).
[0032]
The compressor unit (40) includes a suction pipe (43) and a discharge pipe (44). The inlet end of the suction pipe (43) is connected to the first port of the four-way switching valve (21), and the outlet end is branched into two and connected to the suction sides of the compressors (41, 42). Have been. The discharge pipe (44) has an inlet end branched into two and connected to the discharge side of each compressor (41, 42), and an outlet end connected to the second port of the four-way switching valve (21). Have been. A discharge-side check valve (45) is provided in a branch pipe of the discharge pipe (44) connected to the first compressor (41). The discharge-side check valve (45) allows only the refrigerant to flow in the direction flowing out of the first compressor (41).
[0033]
The compressor unit (40) includes an oil separator (51), an oil return pipe (52), and an oil equalizing pipe (54). The oil separator (51) is provided in the middle of the discharge pipe (44). This oil separator (51) is for separating refrigeration oil from refrigerant discharged from the compressors (41, 42). The oil return pipe (52) has one end connected to the oil separator (51) and the other end connected to the suction pipe (43). The oil return pipe (52) is for returning the refrigerating machine oil separated by the oil separator (51) to the suction side of the compressors (41, 42), and is provided with an oil return solenoid valve (53). Have. One end of the oil equalizing pipe (54) is connected to the first compressor (41), and the other end is connected to the suction pipe (43) near the suction side of the second compressor (42). The oil equalizing pipe (54) is for averaging the amount of refrigerating machine oil stored in the housing of each of the compressors (41, 42), and includes an oil equalizing solenoid valve (55).
[0034]
The four-way switching valve (21) has a third port connected to the gas-side shut-off valve (26) by piping, and a fourth port connected to the upper end of the outdoor heat exchanger (22) by piping. . The four-way switching valve (21) has a state in which the first port and the third port are in communication and the second port and the fourth port are in communication (a state shown by a solid line in FIG. 1); And the fourth port communicates with each other and the second and third ports communicate with each other (the state shown by the broken line in FIG. 1). By the switching operation of the four-way switching valve (21), the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit (15) is reversed.
[0035]
The receiver (23) is a cylindrical container for storing a refrigerant. The receiver (23) is connected to the outdoor heat exchanger (22) and the liquid-side shutoff valve (25) via the inflow pipe (30) and the outflow pipe (33).
[0036]
The inlet end of the inflow pipe (30) is branched into two branch pipes (30a, 30b), and the outlet end is connected to the upper end of the receiver (23). The first branch pipe (30a) of the inflow pipe (30) is connected to the lower end of the outdoor heat exchanger (22). The first branch pipe (30a) is provided with a first inflow check valve (31). The first inflow check valve (31) allows only the flow of the refrigerant from the outdoor heat exchanger (22) to the receiver (23). The second branch pipe (30b) of the inflow pipe (30) is connected to the liquid-side stop valve (25). The second branch pipe (30b) is provided with a second inflow check valve (32). The second inflow check valve (32) allows only the flow of the refrigerant from the liquid-side stop valve (25) to the receiver (23).
[0037]
The outflow pipe (33) has an inlet end connected to the lower end of the receiver (23), and an outlet end side branched into two branch pipes (33a, 33b). The first branch pipe (33a) of the outflow pipe (33) is connected to the lower end of the outdoor heat exchanger (22). The first branch pipe (33a) is provided with the outdoor expansion valve (24). The second branch pipe (33b) of the outflow pipe (33) is connected to the liquid-side stop valve (25). The second branch pipe (33b) is provided with an outflow check valve (34). The outflow check valve (34) allows only the flow of the refrigerant from the receiver (23) to the liquid-side stop valve (25).
[0038]
The outdoor heat exchanger (22) is configured by a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. In the outdoor heat exchanger (22), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the outdoor air exchange heat.
[0039]
The outdoor circuit (20) is further provided with a degassing pipe (35) and a pressure equalizing pipe (37). One end of the degassing pipe (35) is connected to the upper end of the receiver (23), and the other end is connected to the suction pipe (43). Further, the gas venting pipe (35) is provided with a gas venting solenoid valve (36). On the other hand, the pressure equalizing pipe (37) has one end connected between the gas venting solenoid valve (36) and the receiver (23) in the gas venting pipe (35), and the other end connected to the discharge pipe (44). . The equalizing pipe (37) is provided with an equalizing check valve (38) that allows only the flow of the refrigerant from one end to the other end. This equalizing pipe (37) allows the gas refrigerant to escape when the outside air temperature rises abnormally while the air conditioner (10) is stopped and the pressure in the receiver (23) becomes too high. This is to prevent rupture. Therefore, the refrigerant does not flow through the pressure equalizing pipe (37) during the operation of the air conditioner (10).
[0040]
One indoor circuit (60, 65) is provided for each indoor unit (12, 13). Specifically, the first indoor circuit (60) is housed in the first indoor unit (12), and the second indoor circuit (65) is housed in the second indoor unit (13).
[0041]
The first indoor circuit (60) includes a first indoor heat exchanger (61) and a first indoor expansion valve (62) connected in series. The first indoor expansion valve (62) is connected to the lower end of the first indoor heat exchanger (61) by piping. The second indoor circuit (65) is obtained by connecting a second indoor heat exchanger (66) and a second indoor expansion valve (67) in series. The second indoor expansion valve (67) is connected to the lower end of the second indoor heat exchanger (66) by piping.
[0042]
The first and second indoor heat exchangers (61, 66) are both constituted by a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. In each of the indoor heat exchangers (61, 66), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the indoor air exchange heat.
[0043]
One end of the liquid side communication pipe (16) is connected to the liquid side closing valve (25). The liquid side communication pipe (16) is branched into two at the other end, one of which is connected to the end of the first indoor circuit (60) on the side of the first indoor expansion valve (62). Is connected to the end of the second indoor circuit (65) on the side of the second indoor expansion valve (67). One end of the gas side communication pipe (17) is connected to a gas side closing valve (26). The other end of the gas-side communication pipe (17) is branched into two, one of which is connected to the end of the first indoor circuit (60) on the first indoor heat exchanger (61) side, The other is connected to the end of the second indoor circuit (65) on the side of the second indoor heat exchanger (66).
[0044]
The outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (70). The outdoor fan (70) is for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (22). On the other hand, each of the first and second indoor units (12, 13) is provided with an indoor fan (80). The indoor fan (80) is for sending indoor air to the indoor heat exchangers (61, 66).
[0045]
The air conditioner (10) is provided with temperature and pressure sensors. Specifically, the outdoor unit (11) is provided with an outside air temperature sensor (71) for detecting the temperature of outdoor air. The outdoor heat exchanger (22) is provided with an outdoor heat exchanger temperature sensor (72) for detecting the heat transfer tube temperature. The suction pipe (43) has a suction pipe temperature sensor (73) for detecting the suction refrigerant temperature of the compressor (41, 42) and a low pressure for detecting the suction refrigerant pressure of the compressor (41, 42). A pressure sensor (74) is provided. The discharge pipe (44) has a discharge pipe temperature sensor (75) for detecting the discharge refrigerant temperature of the compressor (41, 42) and a high pressure for detecting the discharge refrigerant pressure of the compressor (41, 42). A pressure sensor (76) and a high pressure switch (77) are provided. Each indoor unit (12, 13) is provided with one internal air temperature sensor (81) for detecting the temperature of indoor air. Each indoor heat exchanger (61, 66) is provided with one indoor heat exchanger temperature sensor (82) for detecting the heat transfer tube temperature. Near the upper end of the indoor heat exchanger (61, 66) in each indoor circuit (60, 65), a gas-side temperature sensor (83) for detecting the temperature of the gas refrigerant flowing through the indoor circuit (60, 65) is provided. Are provided one by one.
[0046]
<Controller configuration>
The controller (90) includes a power consumption detecting section (91), a load handling section (92), and a power consumption regulating section (93). The controller (90) controls the operation of the air conditioner (10) in response to a signal from the sensors and a command signal from a remote controller or the like. Specifically, the controller (90) controls the opening degree of the outdoor expansion valve (24) and the indoor expansion valves (62, 67), switches the four-way switching valve (21), the gas release solenoid valve (36), Open / close operation of the return electromagnetic valve (53) and the oil equalizing electromagnetic valve (55), and further control of the capacity of the compressor unit (40). The power consumption detection section (91) of the controller (90) constitutes power consumption detection means, and the load handling section (92) and the power consumption regulation section (93) constitute control means.
[0047]
The power consumption detecting section (91) is configured to calculate the power consumed by the electric motors of the first and second compressors (41, 42) by a method similar to a so-called compressor curve method. In the power consumption detecting section (91), a characteristic function determined based on the characteristics of the compressor (41, 42) is recorded in advance. Further, the detection values of the low pressure sensor (74) and the high pressure sensor (76) constituting the refrigerant state detecting means are input to the power consumption detecting section (91). The power consumption detecting section (91) detects the detected value P of the low pressure pressure sensor (74)._EEquivalent saturation temperature of the refrigerant at_EAnd the detection value P of the high pressure sensor (76)_CThe equivalent saturation temperature of the refrigerant at_CAnd Then, the power consumption detection section (91) detects the evaporation temperature T of the refrigerant obtained from the detection values of the pressure sensors (74, 76)._EAnd condensation temperature T_CCalculate the power consumption of each compressor (41, 42) motor by substituting into the recorded characteristic function, and detect the total value of the power consumption calculated for each motor of the compressor (41, 42) Output as power value.
[0048]
The characteristic function recorded in the power consumption detecting section (91) will be described with reference to FIG. The superheat degree SH of the refrigerant at the outlet of the evaporator and the supercooling degree SC of the refrigerant at the outlet of the condenser are fixed to appropriate values. Refrigerant evaporation temperature T_E, The superheat degree SH is fixed, so that the temperature and pressure of the refrigerant sucked into the compressor can be specified. Also, the condensation temperature T of the refrigerant_C, The temperature and pressure of the refrigerant discharged from the compressor can be specified. Therefore, the refrigerant pressure on the suction side and the discharge side of the compressor can be specified, and the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor and the electric power consumed by the motor of the compressor can be obtained from the performance test performed in advance on the compressor. Can be That is, if the degree of superheating SH and the degree of supercooling SC of the refrigerant are fixed, the power consumption W_iIs the condensation temperature T of the refrigerant in the refrigeration cycle._CAnd evaporation temperature T_EAs a function of
[0049]
W_i= F (T_C, T_E)… <1>
W_i： Motor power consumption
T_C: Refrigerant condensation temperature
T_E: Refrigerant evaporation temperature
As a specific example of the characteristic function represented by the above equation <1>, one shown by equation <2> may be mentioned. The characteristic function represented by the expression <2> expresses, as a quadratic approximation, a result of a performance test performed in advance on a model adopted as the compressor (41, 42).
[0050]
W_i= R (1) + R (2) T_C+ R (3) T_E+ R (4) T_C ^Two+ R (5) T_CT_E+ R (6) T_E ^Two … <2>
R (i), i = 1 to 6: Coefficient
The power consumption detection unit (91) of the controller (90) according to the present embodiment stores in advance the characteristic function and the coefficient R (i) represented by the above equation <2>. As the coefficient R (i), the coefficient relating to the first compressor (41) and the coefficient relating to the second compressor (42) are separately stored.
[0051]
Here, for the second compressor (42) configured to have a variable capacity, the value of the coefficient R (i) varies depending on the rotation speed (the number of rotations per second) of the electric motor of the second compressor (42). Therefore, as shown in Table 1 below, the power consumption detection unit (91) stores six coefficients R (i) for each of the three

rotation speeds

30, 60, and 90 [1 / s]. Specifically, the coefficient R (i) at a rotational speed of 30 [1 / s] is r₁₁,…, R₆₁Is defined as a coefficient R (i) at a rotational speed of 60 [1 / s] as r₁₂,…, R₆₂Is given as r as a coefficient R (i) at a rotational speed of 90 [1 / s].₁₃,…, R₆₃Are respectively stored.
[0052]
[Table 1]

[0053]
Then, when calculating the power consumption of the motor of the second compressor (42), the power consumption detection unit (91) obtains the coefficient R (i) corresponding to the rotation speed of the motor at that time by complementation. Power consumption is calculated using the value of the coefficient R (i). Note that the refrigerant condensation temperature T_CAnd evaporation temperature T_EIn addition, the characteristic function including the rotation speed of the motor as a variable as well as the power consumption W_iMay be represented.
[0054]
Incidentally, the coefficient R (i) of the characteristic function may be stored in the power consumption detecting section (91) from the time of shipment of the air conditioner (10), or the power consumption may be measured after the air conditioner (10) has been tested. You may make it input into a detection part (91). Also, after installing the air conditioner (10), the value of the coefficient R (i) stored in the power consumption detector (91) is changed by inputting an external signal from a remote service center through a telephone line or the like. You may make it.
[0055]
The load corresponding unit (92) is configured to perform a load corresponding operation of controlling the capacity of the compressor unit (40) according to the load on the user side, that is, the cooling load or the heating load in the room. Specifically, the load corresponding unit (92) starts and stops the first compressor (41) based on the difference between the set room temperature input by a remote controller or the like and the temperature detected by the inside air temperature sensor (81). The capacity of the second compressor (42) is changed to adjust the capacity of the compressor unit (40).
[0056]
The power consumption regulating unit (93) performs the power consumption regulating operation by interrupting the load handling operation of the load handling unit (92). This power consumption regulation operation is performed only when the detected power value of the power consumption detection unit (91) exceeds the set value, given the capacity of the compressor unit (40) based on the load handling operation. Then, the power consumption regulating unit (93) performs, as a power consumption regulating operation, an operation of adjusting the capacity of the compressor unit (40) such that the detected power value of the power consumption detecting unit (91) is maintained at the set value. Do.
[0057]
The set value of the power consumption regulating section (93) is appropriately set when the air conditioner (10) is installed. However, after the air conditioner (10) is installed, the set value of the power consumption regulating unit (93) may be changed by inputting an external signal from a remote service center through a telephone line or the like.
[0058]
-Driving operation-
During operation of the air conditioner (10), the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (15) while changing its phase, and a vapor compression refrigeration cycle is performed. The air conditioner (10) switches between a cooling operation and a heating operation.
[0059]
《Cooling operation》
During the cooling operation, a cooling operation in which the indoor heat exchangers (61, 66) become evaporators is performed. During the cooling operation, the four-way switching valve (21) is in a state shown by a solid line in FIG. The outdoor expansion valve (24) is fully closed, and the first and second indoor expansion valves (62, 67) are each adjusted to a predetermined opening. The gas venting solenoid valve (36) is kept closed, and the oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are opened and closed as appropriate. The operation of these valves is performed by the controller (90). At this time, the controller (90) adjusts the opening degree of each indoor expansion valve (62, 67) so that the degree of superheat of the gas refrigerant flowing out of each indoor heat exchanger (61, 66) becomes constant.
[0060]
When the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) are operated, the refrigerant compressed by the compressors (41, 42) is discharged to the discharge pipe (44). This refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (22) through the four-way switching valve (21). In the outdoor heat exchanger (22), the refrigerant releases heat to outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (22) flows into the first branch pipe (30a) of the inflow pipe (30), passes through the first inflow check valve (31), and flows into the receiver (23). . Thereafter, the refrigerant flows from the receiver (23) into the outflow pipe (33), passes through the outflow check valve (34), and flows into the liquid-side communication pipe (16).
[0061]
The refrigerant that has flowed into the liquid side communication pipe (16) is divided into two flows, one of which flows into the first indoor circuit (60), and the other flows into the second indoor circuit (65). In each of the indoor circuits (60, 65), the inflowing refrigerant flows into the indoor heat exchanger (61, 66) after being decompressed by the indoor expansion valves (62, 67). In the indoor heat exchangers (61, 66), the refrigerant absorbs heat from indoor air and evaporates. That is, the indoor air is cooled in the indoor heat exchangers (61, 66).
[0062]
The refrigerant evaporated in each of the indoor heat exchangers (61, 66) flows into the gas side communication pipe (17), and after joining, flows into the outdoor circuit (20). Thereafter, the refrigerant passes through the four-way switching valve (21), and is sucked into the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) through the suction pipe (43). These compressors (41, 42) compress the sucked refrigerant and discharge it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0063]
《Heating operation》
During the heating operation, a heating operation in which the indoor heat exchangers (61, 66) serve as condensers is performed. During this heating operation, the four-way switching valve (21) is in the state shown by the broken line in FIG. The outdoor expansion valve (24) and the first and second indoor expansion valves (62, 67) are each adjusted to a predetermined opening. The oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are opened and closed as appropriate. The degassing solenoid valve (36) is always kept open during the heating operation. The operation of these valves is performed by the controller (90).
[0064]
When the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) are operated, the compressed refrigerant is discharged from the compressors (41, 42) to the discharge pipe (44). The refrigerant flowing through the discharge pipe (44) passes through the four-way switching valve (21), flows into the gas-side communication pipe (17), and is distributed to each indoor circuit (60, 65).
[0065]
The refrigerant flowing into the first indoor circuit (60) of the first indoor unit (12) releases heat to indoor air in the first indoor heat exchanger (61) and condenses. In the first indoor heat exchanger (61), the indoor air is heated by heat release of the refrigerant. The refrigerant condensed in the first indoor heat exchanger (61) flows into the liquid side communication pipe (16) after being decompressed by the first indoor expansion valve (62).
[0066]
The refrigerant flowing into the second indoor circuit (65) of the second indoor unit (13) releases heat to indoor air in the second indoor heat exchanger (66) and condenses. In the second indoor heat exchanger (66), indoor air is heated by heat release of the refrigerant. The refrigerant condensed in the second indoor heat exchanger (66) flows into the liquid side communication pipe (16) after being depressurized by the second indoor expansion valve (67).
[0067]
The refrigerant flowing from the first indoor circuit (60) and the second indoor circuit (65) to the liquid-side communication pipe (16) merges and then flows into the outdoor circuit (20). The refrigerant flowing into the outdoor circuit (20) flows through the second branch pipe (30b) of the inflow pipe (30), passes through the second inflow check valve (32), and flows into the receiver (23). The refrigerant flowing into the receiver (23) is in a gas-liquid two-phase state. Among the refrigerant, the liquid refrigerant accumulates in a lower portion of the receiver (23), and the gas refrigerant accumulates in an upper portion of the receiver (23). That is, in the receiver (23), the inflow gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant.
[0068]
The liquid refrigerant stored in the receiver (23) passes through the outflow pipe (33) and is decompressed by the outdoor expansion valve (24). The depressurized refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger (22), where it absorbs heat from outdoor air and evaporates. The evaporated refrigerant flows into the suction pipe (43) through the four-way switching valve (21). On the other hand, the gas refrigerant stored in the receiver (23) flows into the degassing pipe (35). The refrigerant flowing through the degassing pipe (35) is decompressed when passing through the degassing solenoid valve (36), and then flows into the suction pipe (43). In the suction pipe (43), the gas refrigerant from the outdoor heat exchanger (22) and the gas refrigerant from the degassing pipe (35) merge. Then, the combined gas refrigerant is sucked into the compressors (41, 42) of the compressor unit (40). These compressors (41, 42) compress the sucked refrigerant and discharge it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0069]
<Controller operation>
The power consumption detection section (91) of the controller (90) performs an operation of calculating a value of power consumed by the electric motor of the compressor (41, 42). Specifically, the power consumption detection unit (91) obtains the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle from the input detection values of the low pressure sensor (74) and the high pressure sensor (76). Then, the power consumption detection unit (91) substitutes the obtained values of the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant into the characteristic function represented by the above equation <2> to reduce the consumption of the electric motor in each of the compressors (41, 42). The electric power is calculated, and the total value of the values obtained for the electric motors is output as a detected electric power value.
[0070]
Here, the values of the degree of superheating SH and the degree of supercooling SC of the refrigerant assumed when determining the coefficient R (i) in the characteristic function of the above equation <2>, and the degree of superheating of the refrigerant in the refrigeration cycle actually performed The degree SH and the degree of supercooling SC may be different from each other. In such a case, the power consumption detection unit (91) substitutes the values obtained by substituting the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant into the above equation <2> to obtain the actual superheat degree SH and supercool degree SC of the refrigerant. Correct using the value.
[0071]
The operation of the load handling unit (92) and the power consumption regulating unit (93) of the controller (90) will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a change over time in one day regarding the power consumption of the air conditioner (10) when performing the cooling operation in summer, that is, the power consumption of the electric motor in the compressors (41, 42). .
[0072]
When the power is turned on around 8:00, power is supplied to the electric motors of the compressors (41, 42), and the cooling operation of the air conditioner (10) is started. The capacity of the compressor unit (40) is changed according to the change in the cooling load by the load handling operation of the load handling unit (92). When the capacity of the compressor unit (40) changes, the detected power value of the power consumption detection unit (91), that is, the value of the power consumed by the motor of the compressor (41, 42) in the compressor unit (40) also changes. I do. In the morning, the cooling load is not so large, and the detected power value of the power consumption detecting unit (91) is equal to or less than a predetermined set value A (kW). Therefore, the capacity of the compressor unit (40) by the load corresponding unit (92) is reduced. Control is continued.
[0073]
Thereafter, the cooling load increases with an increase in the outside air temperature, and the detected power value of the power consumption detection unit (91) also increases. Then, when the detected power value of the power consumption detecting section (91) reaches the set value A shortly after 12:00, the power consumption regulating section (93) replaces the load corresponding operation of the load corresponding section (92). The operation controls the capacity of the compressor unit (40). That is, the capacity of the compressor unit (40) is adjusted such that the detected power value of the power consumption detection unit (91) is maintained at the set value A.
[0074]
Here, while the power consumption regulation unit (93) controls the capacity of the compressor unit (40), the cooling capacity of the air conditioner (10) with respect to the cooling load is insufficient, so that indoor comfort is impaired. It will be. However, the power consumption regulation unit (93) adjusts the capacity of the compressor unit (40) so that the detected power value of the power consumption detection unit (91) becomes the set value A. The capacity of ()) is maximum within a range where the power consumption of the motor does not exceed the set value A. That is, the air conditioner (10) exhibits the maximum cooling capacity obtained under the constraint that the power consumption of the electric motor is kept at or below the set value A. Therefore, a decrease in comfort due to the limitation of power consumption is minimized.
[0075]
When the outside temperature starts to fall after about 14:00, the cooling load in the room also decreases accordingly. At about 16:00, even when the capacity of the compressor unit (40) is controlled by the load handling unit (92), the detected power value of the power consumption detecting unit (91) falls below the set value A. . Therefore, instead of the power consumption regulating operation of the power consumption regulating unit (93), the capacity control of the compressor unit (40) by the load handling operation of the load handling unit (92) is restarted. Thereafter, the cooling operation is continued while the capacity of the compressor unit (40) is controlled by the load handling unit (92), and the power of the air conditioner (10) is turned off at about 20:00.
[0076]
-Effects of Embodiment-
In the present embodiment, the detection value of the sensor is input to the power consumption detection unit (91) of the controller (90), and the power consumption of the electric motor in the compressor (41, 42) is calculated by the power consumption detection unit (91). I have. For this reason, after grasping the value of the electric power actually consumed by the electric motor of the compressor (41, 42) during the operation of the air conditioner (10), the operation for reducing the electric power consumption of the electric motor to the set value or less is performed. This can be performed by the controller (90). Therefore, when it is necessary to cut off the power peak, the capacity of the compressor unit (40) can be controlled while considering the detected power value of the power consumption detection unit (91), and the compressors (41, 42) can be controlled. In this case, the power consumption of the electric motor can be reliably suppressed to a set value or less, and it is possible to accurately meet the demand for the power peak cut.
[0077]
Further, in the present embodiment, by using the detection values of the low pressure sensor (74) and the high pressure sensor (76), the electric power consumed by the electric motors of the compressors (41, 42) in the power consumption detector (91) is used. Is calculated. Here, the low-pressure pressure sensor (74) and the high-pressure pressure sensor (76) are sensors provided for operation control even in a conventional air conditioner that does not calculate the power consumption of the electric motor. Therefore, according to the present embodiment, the power consumption of the electric motor can be calculated in the power consumption detection unit (91) using the detection value of the sensor provided also in the conventional air conditioner. For this reason, the power consumption of the electric motor can be detected and the request for the power peak cut can be accurately responded without increasing the number of components of the air conditioner (10) and the production cost.
[0078]
In the present embodiment, the capacity of the compressor unit (40) is controlled by the power consumption regulating unit (93) of the controller (90) such that the power consumption of the electric motor in the compressors (41, 42) is maintained at a set value. Control. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to minimize a decrease in comfort caused by responding to the request for the power peak cut.
[0079]
To explain the effect, as described above, conventionally, the capacity of the compressor unit (40) is uniformly limited to a capacity where the power consumption of the motor is expected to fall below the set value, and the power consumption of the motor is reduced. You tried to keep it below the set value. However, halving the capacity of the compressor unit (40) does not necessarily mean that the power consumption of the electric motor is halved. For this reason, according to this conventional method, as shown in FIG. 4, there is a possibility that the capacity of the compressor unit (40) may be limited to an unnecessarily small value, and the cooling capacity of the air conditioner (10) may be reduced. In many cases, they became too small and greatly reduced comfort.
[0080]
On the other hand, according to the present embodiment, the maximum possible power can be supplied to the electric motor of the compressor (41, 42) by the power consumption regulating operation of the power consumption regulating unit (93). Therefore, the compressor unit (40) can be operated with the maximum capacity when the power consumption of the electric motor is limited to the set value A or less, and the maximum cooling capacity can be obtained as much as possible. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to keep the power consumption of the electric motor at or below the set value A and respond to the request for the power peak cut, while minimizing the accompanying decrease in comfort.
[0081]
-Modification of Embodiment-
In the above-described embodiment, the controller (90) of the outdoor unit (11) is provided with the power consumption detection unit (91). Instead, as shown in FIG. An operation management unit (95) separate from 11) may be installed, and the operation management unit (95) may be provided with a power consumption detection unit (91).
[0082]
In the present modification, the operation management unit (95) is installed at a location away from the building where the air conditioner (10) is provided. The operation management unit (95) and the air conditioner (10) installed at remote locations can communicate with each other via a telephone line (96) as communication means.
[0083]
The values detected by the low pressure sensor (74) and the high pressure sensor (76) in the outdoor unit (11) are transmitted to the operation management unit (95) through the telephone line (96). The power consumption detection unit (91) of the operation management unit (95) substitutes the input detection value into the characteristic function to thereby reduce the power consumed by the electric motor of the compressor (41, 42) in the compressor unit (40). Is calculated. The value of the power consumption calculated by the power consumption detector (91) is transmitted to the controller (90) of the outdoor unit (11) through the telephone line (96). In the controller (90), the capacity of the compressor unit (40) is controlled by the load handling unit (92) and the power consumption regulating unit (93) based on the input power consumption value.
[0084]
In this modification, only the power consumption detection section (91) is provided in the operation management section (95). However, both the power consumption detection section (91) and the power consumption regulation section (93) are provided in the operation management section. (95). In this case, the operation management unit (95) calculates the power consumption in the power consumption detection unit (91) and determines the capacity of the compressor unit (40) in the power consumption regulation unit (93). The capacity of the compressor unit (40) determined by the power consumption regulating unit (93) is transmitted to the controller (90) of the outdoor unit (11) through the telephone line (96). Then, the controller (90) controls the capacity of the compressor unit (40) based on the input signal.
[0085]
In this modification, the telephone line (96) is used as the communication means, but the Internet or the like may be used instead of the telephone line (96).
[0086]
Other Embodiments of the Invention
In the above embodiment, the power consumption W of the electric motor of the compressor (41, 42)_iIs the condensation temperature T of the refrigerant in the refrigeration cycle._CAnd evaporation temperature T_E(See Equation <1>), and this characteristic function is stored in the power consumption detection section (91) of the controller (90). On the other hand, the current value flowing through the electric motor of the compressor (41, 42) is determined by the condensing temperature T_CAnd evaporation temperature T_EAnd the characteristic function may be stored in the power consumption detection unit (91). In this case, the power consumption detection unit (91) determines the obtained condensation temperature T_CAnd evaporation temperature T_EIs substituted for the characteristic function to be stored, the value of the current flowing through the motor is calculated, and the power consumption of the motor is derived from the obtained current value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a piping diagram of a refrigerant circuit in an air conditioner according to an embodiment.
FIG. 2 is a Mollier diagram for describing a characteristic function stored in a power consumption detection unit of the controller according to the embodiment.
FIG. 3 is a relationship diagram between power consumption and time showing a change in power consumption during a cooling operation of the air conditioner according to the embodiment.
FIG. 4 is a relational diagram between power consumption and time showing a change in power consumption during a cooling operation of an air conditioner according to the related art.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a modified example of the embodiment.
[Explanation of symbols]
(15) Refrigerant circuit
(40) Compressor unit (compressor means)
(41) First compressor
(42) Second compressor
(74) Low pressure sensor (refrigerant state detection means)
(76) High pressure sensor (refrigerant state detection means)
(91) Power consumption detection unit (power consumption detection means)
(92) Load handling unit (control means)
(93) Power consumption regulation unit (control means)
(95) Operation Management Department
(96) Telephone line (communication means)

Claims

A refrigerant circuit having variable capacity compressor means (40) having one or more compressors (41, 42) driven by an electric motor, to which the compressors (41, 42) of the compressor means (40) are connected (15) a refrigeration apparatus for circulating a refrigerant to perform a refrigeration cycle,
Refrigerant state detection means (74, 76) for detecting the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle;
Power consumption detecting means for calculating a value of electric power consumed by the electric motor in the compressor means (40) based on at least a detected value of the refrigerant state detecting means (74, 76) and characteristics of the compressor (41, 42). (91)
While the detection power value of the power detecting means (91) is Ru and control means (92, 93) for controlling the capacity of said compressor means to be equal to or less than a predetermined set value (40),
The power detecting means (91), evaporation temperature of the refrigerant detected refrigerant state detection means (74, 76) is for a predetermined characteristic function based on the characteristics of the compressor (41, 42) and the condensation temperature Is used as a calculated value, and the calculated value is corrected by the actual degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and the obtained value is used by the electric motor of the compressor ( 41, 42 ). A refrigeration apparatus configured to output the value of the power to be applied .

The refrigeration apparatus according to claim 1,
The control means (92, 93)
When the detected power value of the power consumption detecting means (91) is less than the set value, a load-corresponding operation of controlling the capacity of the compressor means (40) according to the load on the user side;
When the capacity of the compressor means (40) is adjusted by the above-mentioned load corresponding operation, if the detected power value of the power consumption detecting means (91) exceeds a set value, the compressor means ( 40) A refrigeration apparatus configured to perform the power consumption regulation operation of controlling the capacity.

The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2,
A main body (11) provided with at least compressor means (40) and refrigerant state detection means (74, 76);
An operation management unit (95) provided at least with power consumption detection means (91) and formed separately from the main body (11);
A refrigerating apparatus comprising: a communication unit (96) for transmitting and receiving signals between the main body (11) and the operation management unit (95).

The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2 ,
A refrigeration apparatus wherein the power consumption detecting means (91) is configured to be able to change the coefficient of the characteristic function by an external signal.

The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2,
The refrigerating apparatus is configured such that the control means (92, 93) can change a set value by an external signal.