JP2008209012A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の用途を有する冷凍サイクル装置において、高温用として利用する熱交換器の運転のみを停止させる手段として、新たにバイパス回路や流量調整弁が必要であり、コストが高くなってしまうこと。
【解決手段】 第1の冷媒回路110及び第2の冷媒回路111と、それぞれの回路の冷媒流量を制御する第1の流量制御弁104及び第2の流量制御弁109と、それぞれの回路を連結し、開閉を制御する開閉弁112を設け、冷媒流量及び冷媒流路を調整することによって、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
【選択図】 図5
【解決手段】 第1の冷媒回路110及び第2の冷媒回路111と、それぞれの回路の冷媒流量を制御する第1の流量制御弁104及び第2の流量制御弁109と、それぞれの回路を連結し、開閉を制御する開閉弁112を設け、冷媒流量及び冷媒流路を調整することによって、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
【選択図】 図5
Description
本発明は、給湯機や空調機など複数の機能を有する冷凍サイクル装置に関するものである。
従来の複数の機能を有する冷凍サイクル装置としては、図10に示すように、室内空気温調を行う室内空調ユニットと、床暖房を行う床暖房ユニットとを備えたものがある(例えば特許文献1参照)。すなわち、冷媒回路として、室内熱交換器33と、床暖用熱交換器34とは並列に接続されている。
上記のように構成された冷凍サイクル装置では、圧縮機31を駆動させると、室内熱交換器33及び床暖用熱交換器34が放熱器として機能し、室外熱交換器37が蒸発器として機能することで、室内暖房及び床温水暖房を行うことができる。
ところで、冬場において、室内暖房における吹出し温度は床暖房における温度よりも高温であることが望ましい。しかしながら、上記のような構成の場合、室内熱交換器33と床暖用熱交換器34に流入する冷媒温度は同じであり、快適性を満足させることができなかった。また、圧縮機31と床暖用熱交換器34の間に減圧弁などをさらに付与することにより、温度差を付けることも可能であるが、このような場合、無駄に高圧を上げる必要があるためシステム効率が低下するとともに、コスト高になるという課題があった。
そこで、このような課題を解決するために、図11に示すように、上流側を高温用として利用する第1の熱交換器6、下流側を低温用として利用する第2の熱交換器8として、それぞれを直列に配置したものがあった(例えば特許文献2参照)。
特開昭58−160776号公報
特開2006−322705号公報(第2図)
しかしながら、特許文献2に示されるような構成の場合、例えば高温用として利用する第1の熱交換器6の運転を停止させたい場合、開閉用バルブV1、V3を全閉とし、連絡配管30に設けられたバルブV2を開ける必要があった。このような場合、バルブ個数が多いためコスト高になるとともに、バルブ制御が複雑となるという課題があった。
本発明は、上述した課題に対して、バルブ個数を最小限にするとともに、第1の冷媒回路と第2の冷媒回路と、それぞれの回路の冷媒流量を制御する流量制御弁と、それぞれの回路を連結し、開閉を制御する開閉弁を設け、冷媒流量及び冷媒流路を調整することによって高い効率を実現することを目的とするものである。
前記課題を解決するために、請求項1記載の本発明の冷凍サイクル装置は、第1の圧縮機、給湯用熱交換器、温水暖房用熱交換器、絞り装置、蒸発器の順に循環する第1の冷媒回路と、前記第1の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第1の流量制御弁と、第2の圧縮機、空調暖房用熱交換器、前記絞り装置、前記蒸発器の順に循環する第2の冷媒回路と、前記第2の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第2の流量制御弁を設け、前記給湯用熱交換器出口を一端とし、他端を前記第2の圧縮機出口に接続するバイパス回路の途中に開閉弁を有することを特徴とする。
本構成によって、利用する熱交換器の温度帯に応じて、最適な圧力に調整することが出来るため、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
また、請求項2記載の本発明の冷凍サイクル装置は、給湯負荷及び温水暖房負荷に応じて、前記開閉弁の開閉を決定する制御手段を有したことを特徴とする。
本構成によって、温水暖房負荷と空調暖房負荷に応じて前記開閉弁の開閉制御を行い、前記第1の圧縮機と前記第2の圧縮機の運転周波数を最適な効率となるように制御することができるので、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
また、請求項3記載の本発明の冷凍サイクル装置は、給湯運転が停止した状態においては、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第1の流量制御弁と前記第2の流量制御弁の開度を制御する制御手段を有したことを特徴とする。
本構成によって、温水暖房負荷が空調暖房負荷よりも大きい場合は前記第1の流量制御弁の開度を大きくし、温水暖房負荷が空調暖房負荷よりも小さい場合は前記第1の流量制御弁の開度を小さくすることで、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
また、請求項4記載の本発明の冷凍サイクル装置は、給湯運転も空調暖房運転も停止した状態で温水暖房運転のみを行う場合は、前記開閉弁を開くように制御し、前記第2の圧縮機のみ運転することを特徴とする。
本構成によって、温水暖房運転のみの運転の場合は、前記第2の圧縮機のみをONすることで、給湯用熱交換器に冷媒を流すことがないので、給湯用熱交換器の入口出口に閉止用バルブを設けることなく、低コストで冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
また、請求項5記載の本発明の冷凍サイクル装置は、温水暖房運転が停止した状態においては、給湯と空調暖房の運転状態に応じて前記第1の流量制御弁及び前記第2の流量制御弁の開度を制御することを特徴とする。
本構成によって、給湯も空調暖房も運転している場合、給湯用熱交換器と空調暖房用熱交換器を流れる冷媒圧力は異なるが、前記第1の流量制御弁及び第2の流量制御弁を制御することで冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
また、請求項6記載の本発明の冷凍サイクル装置は、前記絞り装置が膨張機であることを特徴とする。
本構成によって、膨張機入口温度が高くなった場合にも、冷凍サイクル装置全体の効率を高く保つことができる。
本発明の冷凍サイクル装置によれば、温水暖房負荷と空調暖房負荷に応じて前記開閉弁の開閉制御を行い、前記第1の圧縮機と前記第2の圧縮機のON/OFFを最適に制御することができるので、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
以下本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
本発明の冷凍サイクル装置の構成を図5を用いて説明する。
本発明の冷凍サイクル装置の構成を図5を用いて説明する。
図5に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、例えば二酸化炭素等の冷媒を作動流体とし、冷媒を昇圧する第1の圧縮機101と、この第1の圧縮機101で昇圧された冷媒を冷却する給湯用熱交換器102と、温水暖房用熱交換器103と、冷媒流量を制御する第1の流量制御弁104と、冷媒を減圧膨張する絞り装置105と、この絞り装置105で減圧された冷媒を加熱する蒸発器106を順次配管接続して第1の冷媒回路110が構成され、冷媒を昇圧する第2の圧縮機107と、この第2の圧縮機107で昇圧された冷媒を冷却する空調暖房用熱交換器108と、冷媒流量を制御する第2の流量制御弁109と、前記絞り装置105と、前記蒸発器106を順次配管接続して第2の冷媒回路111が構成されている。
また、113は前記給湯用熱交換器102の出口と前記第2の圧縮機107の出口とを接続するバイパス回路113であり、途中に開閉弁112を設けている。
制御手段として、第1の圧縮機101の運転ON/OFFを制御する第1の圧縮機運転制御手段118と、第2の圧縮機107の運転ON/OFFを制御する第2の圧縮機運転制御手段119と、開閉弁112の開閉を制御する開閉弁制御手段120が設けられ、第1の圧縮機101出口に冷媒吐出温度を検出する第1の圧縮機吐出温度検出手段121と、第2の圧縮機107出口に冷媒吐出温度を検出する第2の圧縮機吐出温度検出手段122が設けられている。
また、本実施形態の冷凍サイクル装置は、給湯ユニット、温水暖房ユニット、空調暖房ユニットを有する。
給湯ユニットは、給湯用温水回路114と、給湯用温水回路114に接続され、給湯用水を冷媒で加熱する給湯用熱交換器102と、給湯用温水回路114に接続され、加熱された水を貯蔵する貯湯タンク116を有する。給湯ユニットは、給湯運転時に作動する。
温水暖房ユニットは、温水暖房用温水回路115と、温水暖房用温水回路に接続され、温水暖房用の水を冷媒で加熱する温水暖房用熱交換器103と、温水暖房用温水回路115に接続され、温水暖房用熱交換器103によって加熱された温水を放熱するラジエータ117とを有する。温水暖房ユニットは、温水暖房時に作動する。なお、温水暖房に利用できる用途であれば、117はラジエータに限らず例えば床暖房でも構わない。
空調暖房ユニットは、空気と冷媒の熱交換を行う空調暖房用熱交換器108と、空調暖房用熱交換器108に暖房用の空気を送る送風ファンを有する。空調暖房ユニットは、空調暖房時に作動する。
以上のように構成された冷凍サイクル装置の冷媒の作動状態について、図2のモリエル線図を用いて説明する。
図2のモリエル線図において、第1の冷媒回路110を流れる冷媒の流れはA→B→C→Dで示され、第2の冷媒回路111を流れる冷媒の流れはA→E→F→Dで示される。給湯用途として要求される温水(またはブライン)の温度は、温水暖房用途や空調暖房用途に比べて高い値になるため、給湯用途に用いるサイクルの高圧は10〜12MPaに制御する必要がある。一方、温水暖房用途や空調暖房用途としても利用される温度は給湯用よりも低い温度になるため、冷凍サイクルの高圧は8〜10MPaに制御するのが、冷凍サイクル装置全体の効率を高くするためには望ましい。すなわち、冷凍サイクルの高圧は
、要求される温度が高くなるほど大きくする必要があり、給湯用途の場合の温水出口温度は60〜90℃であるのに対し、温水暖房用途の温水出口温度は35〜45℃、空調暖房用途の温風温度は40〜45℃であるので、給湯用途の冷凍サイクルの高圧が最も高くなるように制御するのが望ましい。
、要求される温度が高くなるほど大きくする必要があり、給湯用途の場合の温水出口温度は60〜90℃であるのに対し、温水暖房用途の温水出口温度は35〜45℃、空調暖房用途の温風温度は40〜45℃であるので、給湯用途の冷凍サイクルの高圧が最も高くなるように制御するのが望ましい。
したがって図2に示すように、給湯、温水暖房、空調暖房がいずれも運転する冷凍サイクルにおいては、第1の冷媒回路110と第2の冷媒回路111の高圧が同じではなくそれぞれ最適な値に制御することで、高効率な冷凍サイクルを実現することができる。例えば、給湯と空調暖房の両方を運転する場合は、第1の冷媒回路の高圧を第2の冷媒回路の高圧より高くすれば良い。
本実施形態の冷凍サイクル装置は、給湯、温水暖房、空調暖房のいずれを運転するか否かによって、制御方法が異なる。そこで、次に、どのような用途に本実施形態の冷凍サイクル装置を利用するかによって異なる運転パターンに付いて説明する。
図1に給湯、温水暖房、空調暖房がそれぞれON/OFFした場合のフローチャートを示す。例えば、給湯、温水暖房、空調暖房、いずれの用途も利用する場合には、運転パターンaを選択する。また、別の例としては、空調暖房運転と温水暖房運転を行い、給湯運転は行わない場合には、運転パターンeを選択する。
このような運転パターンごとに、温水暖房ユニット、給湯ユニット、空調暖房ユニット、第1の圧縮機101、第2の圧縮機107、第1の流量制御弁104、第2の流量制御弁109および開閉弁112をどのように制御するかを表1に示す。
例えば、運転パターンaの場合には、温水暖房ユニット、給湯ユニット、空調暖房ユニットを全て運転し、さらに、第1の圧縮機および第2の圧縮機を運転する。また、第1の流量制御弁および第2の流量制御弁は、流量制御状態とし、開閉弁は閉状態とすることを示す。また、温水暖房運転および給湯運転を行い、空調暖房運転を行わない場合については、第1および第2の圧縮機の運転を行う場合と、第1の圧縮機のみ運転して第2の圧縮機を運転しない場合とがある。そこで、前者の運転パターンをb−1、後者の運転パターンをb−2と分けて記載した。
以下、各運転パターンに付いて、詳細に説明する。
(a) 温水暖房運転、給湯運転および空調暖房運転を実施する場合
給湯、温水暖房及び空調暖房の全てが運転開始するように指示がある場合、ステップ201で、第1の圧縮機101及び第2の圧縮機107はそれぞれ運転を開始し、開閉弁112は全閉となるように制御され、ステップ202に移る。ステップ202では、第1の圧縮機吐出温度検出手段121により検出された温度Td1と設定温度Tm1が比較され、Td1がTm1より大きい場合には、ステップ203に移り、第1の流量制御弁104の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td1は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ205に移る。また、Td1がTm1以下の場合には、ステップ204に移り、第1の流量制御弁104の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td1は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ205に移る。ステップ205では、第2の圧縮機吐出温度検出手段122により検出された温度Td2と設定温度Tm2が比較され、Td2がTm2より大きい場合には、ステップ206に移り、第2の流量制御弁109の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ201に戻る。また、Td2がTm2以下の場合には、ステップ207に移り、第2の流量制御弁109の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ201に戻る。なお、フローチャートには明示していないが、絞り装置105は第1の圧縮機101及び第2の圧縮機107の吸入スーパーヒートが最適な値(例えば5℃)となるように弁開度が制御される。したがって、吐出温度を合わせるように制御することで、ねらいとする吐出圧力に合わせることができる。
給湯、温水暖房及び空調暖房の全てが運転開始するように指示がある場合、ステップ201で、第1の圧縮機101及び第2の圧縮機107はそれぞれ運転を開始し、開閉弁112は全閉となるように制御され、ステップ202に移る。ステップ202では、第1の圧縮機吐出温度検出手段121により検出された温度Td1と設定温度Tm1が比較され、Td1がTm1より大きい場合には、ステップ203に移り、第1の流量制御弁104の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td1は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ205に移る。また、Td1がTm1以下の場合には、ステップ204に移り、第1の流量制御弁104の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td1は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ205に移る。ステップ205では、第2の圧縮機吐出温度検出手段122により検出された温度Td2と設定温度Tm2が比較され、Td2がTm2より大きい場合には、ステップ206に移り、第2の流量制御弁109の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ201に戻る。また、Td2がTm2以下の場合には、ステップ207に移り、第2の流量制御弁109の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ201に戻る。なお、フローチャートには明示していないが、絞り装置105は第1の圧縮機101及び第2の圧縮機107の吸入スーパーヒートが最適な値(例えば5℃)となるように弁開度が制御される。したがって、吐出温度を合わせるように制御することで、ねらいとする吐出圧力に合わせることができる。
以上のように、利用する熱交換器の温度帯に応じて、それぞれの利用側熱交換器の圧力を最適な値に調整することが出来るため、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
(b−1)、(b−2) 温水暖房運転、給湯運転実施し、空調暖房運転を実施しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転、給湯運転を実施し、空調暖房運転を実施しない場合の動作を、図6のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転、給湯運転を実施し、空調暖房運転を実施しない場合の動作を、図6のフローチャートを用いて説明する。
給湯、温水暖房が運転を開始し、空調暖房のみが運転停止する指示がある場合、ステップ301で、第1の圧縮機101は運転を開始し、第2の圧縮機107は停止するように制御され、ステップ302に移る。ステップ302では、第1の圧縮機吐出温度検出手段121により検出された温度Td1と設定温度Tm1が比較され、Td1がTm1より大きい場合には、ステップ303に移り、第1の流量制御弁104の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td1は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ305に移る。また、Td1がTm1以下の場合には、ステップ304に移り、第1の流量制御弁104の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td1は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ305に移る。ステップ305では、温水暖房負荷Qdと給湯負荷Qkyの総和Q1と設定負荷Qm1(例えば、第1の圧縮機101の最大能力6kW)が比較され、Q1がQm1より大きい場合には、第1の圧縮機のみでは要求負荷を満足させることができないことを示しており、ステップ306に移り、第2の圧縮機107をONとし、開閉弁112を全開とし、第2の流量制御弁109の開度を全閉となるように制御する。このことにより、第2の圧縮機で吐出された冷媒は温水暖房用熱交換器103を流れるので、要求負荷を満たすことが可能となり、ステップ301に戻る。また、Q1がQm1以下の場合には、第1の圧縮機のみで要求負荷が満たされることを示しており、ステップ307に移り、第2の圧縮機107をOFFとし、開閉弁112を全閉となるように制御したのち、ステップ301に戻る。すなわち、ス
テップ306が運転パターンb−1であり、ステップ307が運転パターンb−2である。
テップ306が運転パターンb−1であり、ステップ307が運転パターンb−2である。
図4に、本発明の実施の形態2における圧縮機周波数と圧縮機効率の関係を示す。すなわち、圧縮機の回転数はある値で圧縮機効率がピークとなることを表しており、1台の圧縮機にて高回転数(C点)で運転するよりも、2台の圧縮機をそれぞれ最適な回転数(B点)に近い値で運転する方が高効率な冷凍サイクル運転を行うことができる。つまり、設定負荷Qm1は、必ずしも、第1の圧縮機101の最大能力6kWでなく、それより低い値を選択しても良い。
ここで、温水暖房負荷Qdは、温水暖房入口温度検出手段123により検出された温水暖房入口温度T1(例えば30℃)と、ユーザーなどからの温水暖房要求温度T2(例えば35℃)と、温水暖房用水回路115の水流量Gd(例えば6L/min)を用いて、下の(式1)のように求められ、給湯負荷Qkyは、給湯入口温度検出手段124により検出された給湯入口温度T3(例えば10℃)と、給湯要求温度T4(例えば90℃)と、給湯用水回路114の水流量Gky(例えば1L/min)を用いて、下の(式2)のように求めることができる。このときのQdは約2.0kW、Qkyは約5.5kWである。
Qd=Gd*C*(T2−T1)・・・(式1)
Qky=Gky*C*(T4−T3)・・・(式2)
C:水比熱*水密度
式1、式2から分かるように、要求される温水温度と入口温水温度との差が大きいほど、要求負荷は大きくなる。なお、Gd、Gkyはあらかじめ水ポンプ回転数と流量の関係を把握していれば、ある程度推定できるので必ずしもリアルタイムで測る必要はない。
Qky=Gky*C*(T4−T3)・・・(式2)
C:水比熱*水密度
式1、式2から分かるように、要求される温水温度と入口温水温度との差が大きいほど、要求負荷は大きくなる。なお、Gd、Gkyはあらかじめ水ポンプ回転数と流量の関係を把握していれば、ある程度推定できるので必ずしもリアルタイムで測る必要はない。
以上のように、利用する熱交換器の要求負荷の総和に応じて圧縮機の運転台数及び冷媒回路を制御することが可能となり、比較的高い圧縮機効率となる圧縮機回転数で運転しつつ要求負荷を満たすことができるので、ユーザーの快適性を損なうことなく高効率な冷凍サイクル装置の運転を行うことができる。
(c) 温水暖房運転および空調暖房運転を実施し、給湯運転を実施しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転および空調暖房運転を実施し、給湯運転を実施しない場合の動作を、図7のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転および空調暖房運転を実施し、給湯運転を実施しない場合の動作を、図7のフローチャートを用いて説明する。
温水暖房、空調暖房が運転を開始し、給湯のみが運転停止する指示がある場合、ステップ401で、第1の圧縮機101は運転を停止し、第2の圧縮機107は運転を開始し、開閉弁112は全開となるように制御してステップ402に移る。ステップ402では、第2の圧縮機吐出温度検出手段122により検出された温度Td2と設定温度Tm2が比較され、Td2がTm2より大きい場合には、ステップ403に移り、絞り装置105の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ405に移る。また、Td2がTm2以下の場合には、ステップ404に移り、絞り装置105の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ405に移る。ステップ405では、温水暖房負荷Qdと、空調暖房負荷Qkuと設定負荷Qm2との総和とが比較され、Qdが(Qku+Qm2)より大きい場合には、温水暖房負荷が空調暖房負荷よりも一定値以上大きいことを示しており、ステップ406に移り、第1の流量制御弁104の弁開度を大きくするように、第2の流量制御弁109の弁開度を小さくするように制御する。
このことにより、冷媒流量は温水暖房用熱交換器に多く流れるため、圧縮機の追加運転や運転周波数を変化させることなく温水暖房能力を増大させることができ、ステップ401に戻る。また、Qdが(Qku+Qm2)より小さい場合には、温水暖房負荷が必要以上に大きくないことを示しており、ステップ407に移り、第1の流量制御弁104の弁開度を小さくするように、第2の流量制御弁109の弁開度を大きくするように制御する。このことにより、冷媒流量は空調暖房用熱交換器に多く流れるため、絞り装置105の入口で合流する冷媒温度を下げることができるので、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができ、ステップ401に戻る。
なお空調暖房負荷Qkuは空気入口温度検出手段125により検出された空気入口温度T5(例えば20℃)と、ユーザーなどからの室内要求温度T6(例えば25℃)と、T6に対応する空気出口温度T7(例えば45℃)と、ユーザーなどからの室内要求風量Q1(例えば10m3/h)から、下の簡易的な(式3)によって求められる。このときのQkuは約4.6kWである。
Qku=C*Q1*(T7−T5)・・・(式3)
C:空気比熱
以上のように、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第1の流量制御弁と前記第2の流量制御弁の開度を制御することで、快適性を損なうことなく、冷凍サイクル装置の効率を高くすることができる。
C:空気比熱
以上のように、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第1の流量制御弁と前記第2の流量制御弁の開度を制御することで、快適性を損なうことなく、冷凍サイクル装置の効率を高くすることができる。
(d) 温水暖房運転のみ実施し、給湯運転および空調運転を実施しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転のみ実施し、給湯運転および空調運転を実施しない場合の動作を、図8のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転のみ実施し、給湯運転および空調運転を実施しない場合の動作を、図8のフローチャートを用いて説明する。
温水暖房運転を開始し、給湯及び空調暖房が運転停止する指示がある場合、ステップ501で、第1の圧縮機101は運転を停止し、第2の圧縮機107は運転を開始し、開閉弁112は全開とし、第2の流量制御弁109は全閉となるように制御してステップ502に移る。ステップ502では、第2の圧縮機吐出温度検出手段122により検出された温度Td2と設定温度Tm2が比較され、Td2がTm2より大きい場合には、ステップ503に移り、絞り装置105の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ501に戻る。また、Td2がTm2以下の場合には、ステップ504に移り、絞り装置105の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Td2は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ501に戻る。
すなわち、給湯運転が停止している場合は、第1の圧縮機101を運転させず、第2の圧縮機107のみを運転して、高圧が8〜10MPaとなるように制御することが望ましい。
以上のように、給湯用熱交換器に不必要に冷媒を流すことがないので、冷凍サイクル装置の効率を高くすることができる。
(e,f,g) 温水暖房運転しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転しない場合の動作を、図9のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転しない場合の動作を、図9のフローチャートを用いて説明する。
温水暖房を運転停止する指示がある場合、ステップ601で、開閉弁112の弁開度は
全閉となるように制御され、ステップ602に移り、給湯運転がONかどうかを判定する。給湯運転が「ON」であると判定されるとステップ603に移り、第1の圧縮機101を「ON」としたのちステップ605に移り、空調暖房運転が「ON」かどうかを判定する。空調暖房運転が「ON」であると判定されるとステップ607に移り、第2の圧縮機107を「ON」としたのちステップ610に移り、吐出温度Td1が設定温度Tm1となるように、及び吐出温度Td2が設定温度Tm2となるように制御したのちステップ601に戻る。このステップ610は、第1の流量制御弁104と第2の流量制御弁109の弁開度を制御する制御手段Aであり、図3のステップ201から207と同じ動作であるので説明を省略する。なお、ステップ605で空調暖房運転が「OFF」と判定された場合、ステップ608に移り第2の圧縮機107を「OFF」としたのちステップ610にすすむ。
全閉となるように制御され、ステップ602に移り、給湯運転がONかどうかを判定する。給湯運転が「ON」であると判定されるとステップ603に移り、第1の圧縮機101を「ON」としたのちステップ605に移り、空調暖房運転が「ON」かどうかを判定する。空調暖房運転が「ON」であると判定されるとステップ607に移り、第2の圧縮機107を「ON」としたのちステップ610に移り、吐出温度Td1が設定温度Tm1となるように、及び吐出温度Td2が設定温度Tm2となるように制御したのちステップ601に戻る。このステップ610は、第1の流量制御弁104と第2の流量制御弁109の弁開度を制御する制御手段Aであり、図3のステップ201から207と同じ動作であるので説明を省略する。なお、ステップ605で空調暖房運転が「OFF」と判定された場合、ステップ608に移り第2の圧縮機107を「OFF」としたのちステップ610にすすむ。
ステップ602で給湯運転が「OFF」であると判定されるとステップ604に移り、第1の圧縮機101を「OFF」としたのちステップ606に移り、空調暖房運転が「ON」かどうかを判定する。空調暖房運転が「ON」であると判定されるとステップ607に移る。ステップ606で空調暖房運転が「OFF」と判定された場合、ステップ609に移り第2の圧縮機107を「ON」としたのちステップ611にすすむ。ステップ611では、吐出温度Td2が設定温度Tm2となるように制御したのちステップ601に戻る。このステップ611は、第2の流量制御弁109の弁開度を制御する制御手段Bであり、図3のステップ205から207と同じ動作であるので説明を省略する。
すなわち、ステップ601から607を経由して610に至る経路が運転パターンeであり、ステップ601から608を経由して610に至る経路が運転パターンfであり、ステップ601から609を経由して611に至る経路が運転パターンgである。
以上のように、給湯用熱交換器と空調暖房用熱交換器を流れる冷媒圧力は異なるが、給湯と空調暖房の運転状態に応じて、前記第1の流量制御弁及び第2の流量制御弁を制御することで冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
本発明にかかる冷凍サイクル装置は、浴室乾燥用や融雪用など、他の用途の冷凍サイクル装置として利用することができる。
6 第1の熱交換器
8 第2の熱交換器
30 連絡配管
31 圧縮機
33 室内熱交換器
34 床暖用熱交換器
37 室外熱交換器
101 第1の圧縮機
102 給湯用熱交換器
103 温水暖房用熱交換器
104 第1の流量制御弁
105 絞り装置
106 蒸発器
107 第2の圧縮機
108 空調暖房用熱交換器
109 第2の流量制御弁
110 第1の冷媒回路
111 第2の冷媒回路
112 開閉弁
113 バイパス回路
114 給湯用温水回路
115 温水暖房用温水回路
116 貯湯タンク
117 ラジエータ
118 第1の圧縮機運転制御手段
119 第2の圧縮機運転制御手段
120 開閉弁制御手段
121 第1の圧縮機吐出冷媒温度検出手段
122 第2の圧縮機吐出冷媒温度検出手段
123 温水暖房入口温度検出手段
124 給湯入口温度検出手段
125 空気入口温度検出手段
8 第2の熱交換器
30 連絡配管
31 圧縮機
33 室内熱交換器
34 床暖用熱交換器
37 室外熱交換器
101 第1の圧縮機
102 給湯用熱交換器
103 温水暖房用熱交換器
104 第1の流量制御弁
105 絞り装置
106 蒸発器
107 第2の圧縮機
108 空調暖房用熱交換器
109 第2の流量制御弁
110 第1の冷媒回路
111 第2の冷媒回路
112 開閉弁
113 バイパス回路
114 給湯用温水回路
115 温水暖房用温水回路
116 貯湯タンク
117 ラジエータ
118 第1の圧縮機運転制御手段
119 第2の圧縮機運転制御手段
120 開閉弁制御手段
121 第1の圧縮機吐出冷媒温度検出手段
122 第2の圧縮機吐出冷媒温度検出手段
123 温水暖房入口温度検出手段
124 給湯入口温度検出手段
125 空気入口温度検出手段
Claims (6)
- 冷媒が、第1の圧縮機、給湯用熱交換器、温水暖房用熱交換器、絞り装置、蒸発器の順に循環する第1の冷媒回路と、前記第1の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第1の流量制御弁と、第2の圧縮機、空調暖房用熱交換器、前記絞り装置、前記蒸発器の順に循環する第2の冷媒回路と、前記第2の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第2の流量制御弁を設け、給湯用熱交換器出口を一端とし、他端を前記第2の圧縮機出口に接続するバイパス回路の途中に開閉弁を有する冷凍サイクル装置。
- 給湯負荷と温水暖房負荷の総和に応じて、前記第2の圧縮機の運転を制御する第2の圧縮機運転制御手段と、前記開閉弁の開閉を決定する開閉弁制御手段を有したことを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 給湯運転が停止した状態においては、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第1の流量制御弁と前記第2の流量制御弁の開度を制御する制御手段を有したことを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 給湯運転も空調暖房運転も停止した状態で温水暖房運転のみを行う場合は、前記開閉弁を開くように制御し、前記第2の圧縮機のみ運転することを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 温水暖房運転が停止した状態においては、給湯と空調暖房の運転状態に応じて前記第1の流量制御弁および前記第2の流量制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記絞り装置が膨張機であることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007043221A JP2008209012A (ja) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | 冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007043221A JP2008209012A (ja) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | 冷凍サイクル装置 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2007
- 2007-02-23 JP JP2007043221A patent/JP2008209012A/ja active Pending
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