JP2013178039A - 冷凍装置用の電源制御装置、および冷凍システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源制御装置90は、PVアレイ5から直流が入力される入力部91と、空気調和装置の電源部80における整流器81とインバータ82との間に接続される接続回路100と、空気調和装置の圧縮機を駆動するのに必要な整流器81の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動するLED照明6に直流を出力する出力部94と、PVアレイ5の出力電圧よりも整流器81の出力電圧が低い場合には、入力部91から出力部94と接続回路100の両方に直流を流す一方、PVアレイ5の出力電圧よりも整流器81の出力電圧が高い場合には、入力部91から出力部94に直流を流すスイッチ部104とを備えている。
【選択図】図2
Description
図1および図2に示すように、本実施形態1に係る冷凍システム(1)は、空気調和装置(7)と、電源制御装置(90)と、PVアレイ(5)と、LED照明(6)とを備えて構成されている。
図1に示すように、本実施形態1に係る冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う空気調和装置(7)に本発明の冷凍装置を適用したものである。
次に、本実施形態1に係る冷凍システム(1)の電源の構成について説明する。図1に示すように、上記冷凍システム(1)には、商用電源(3)、およびPVアレイ(5)が電源として設けられている。
次に、本実施形態1に係る電源制御装置(90)について説明する。図2に示すように、上記電源制御装置(90)は、入力部(91)と、出力部(94)と、接続回路(100)と、制御部(95)と、コンバータ(93)とを備えている。電源制御装置(90)は、接続回路(100)によって室外ユニット(10)の電源部(80)と接続され、出力部(94)によってLED照明(6)に接続され、入力部(91)によってPVアレイ(5)に接続されている。
上記実施形態1によれば、PVアレイ(5)の出力電圧が整流器(81)の出力電圧よりも高い場合にPVアレイ(5)の直流をLED照明(6)とインバータ(82)に供給するようにしたため、発電電力によってインバータ(82)およびLED照明(6)を作動させることができる。これにより、商用電源(3)から入力させる電力を節約することができる。
図3および図4に示すように、本実施形態2に係る冷凍システム(1)は、冷凍装置(7)と、電源制御装置(90)と、PVアレイ(5)と、LED照明(6)とを備えて構成されている。
本実施形態2に係る冷凍装置(7)は、例えばコンビニエンスストアに設けられる。この冷凍装置(7)は、図4に示すように、室外に設置される庫外ユニット(10)と、店内空間を空調する空調ユニット(20)と、冷蔵ショーケースの庫内を冷却する冷蔵ユニット(30)と、冷凍ショーケースの庫内を冷却する冷凍ユニット(40)と、後述するブースタ圧縮機(43)が設けられるブースタユニット(50)とを備えている。
庫外ユニット(10)は、熱源側回路である庫外回路(25)を備えている。庫外回路(25)には、3台の圧縮機(11)によって構成された圧縮機構(12)、熱源側熱交換器である庫外熱交換器(15)、レシーバ(17)、第1四路切換弁(71)、第2四路切換弁(72)、及び第3四路切換弁(73)が設けられている。
空調ユニット(20)には、空調冷媒回路(26)が収容されている。空調冷媒回路(26)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、空調用膨張弁(22)と空調用熱交換器(21)とが設けられている。
冷蔵ユニット(30)には、第1冷却回路(75)を構成する冷蔵回路(27)が収容されている。冷蔵回路(27)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第1庫内膨張弁(32)と第1冷却熱交換器(31)とが設けられている。
冷凍ユニット(40)には、冷凍回路(28)が収容されている。冷凍回路(28)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第2庫内膨張弁(42)と第2冷却熱交換器(41)とが設けられている。
ブースタユニット(50)には、冷凍回路(28)及び接続ガス管(38)と共に第2冷却回路(76)を構成するブースタ回路(29)が収容されている。ブースタユニット(50)には、ブースタ圧縮機(43)が設けられている。ブースタ圧縮機(43)は、後述する冷凍回路(28)の冷却動作の実行中に第2冷却熱交換器(41)で蒸発した冷媒を圧縮して圧縮機構(12)へ送る補助圧縮機を構成している。ブースタ圧縮機(43)は、例えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。ブースタ圧縮機(43)には、ブースタ用電源部(85)を介して電力が供給される。ブースタ圧縮機(43)は、ブースタ用電源部(85)のブースタ用インバータ(87)の出力周波数を変化させることによって、その運転容量を段階的に調節することができるように構成されている。ブースタ圧縮機(43)の運転容量は、複数段階(例えば20段階)に調節可能に構成されている。尚、上記ブースタ用インバータ(87)は、本発明に係るインバータを構成している。また、ブースタユニット(50)に、ブースタ圧縮機(43)が複数台設けられていてもよい。その場合、複数のブースタ圧縮機(43)は互いに並列に接続される。
次に、本実施形態2に係る冷凍システム(1)の電源の構成について説明する。図3に示すように、上記冷凍システム(1)には、商用電源(3)、およびPVアレイ(5)が電源として設けられている。
次に、本実施形態2に係る電源制御装置(90)について説明する。図5に示すように、上記電源制御装置(90)は、入力部(91)と、出力部(94)と、接続回路(100)と、制御部(95)と、コンバータ(93)とを備えている。電源制御装置(90)は、接続回路(100)によって庫外ユニット(10)の第1電源部(80)と接続され、出力部(94)によってLED照明(6)に接続され、入力部(91)によってPVアレイ(5)に接続されている。尚、図5に示すように、庫外ユニット(10)の代わりにブースタユニット(50)のブースタ用電源部(85)に接続するようにしてもよい。
次に、本実施形態3について説明する。本実施形態3は、図6および図7に示すように、上記実施形態2とは電源制御装置(90)の構成が異なっている。具体的には、本実施形態3に係る電源制御装置(90)は、上記実施形態2のものとは、制御部(95)および接続回路(100)の構成が異なっている。本実施形態3では、上記実施形態2と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
次に、本実施形態3に係る冷凍システム(1)の電源の構成について説明する。図6に示すように、上記冷凍システム(1)には、商用電源(3)、およびPVアレイ(5)が電源として設けられている。
冷凍装置(7)において、冷蔵ユニット(30)及び冷凍ユニット(40)での庫内の冷却と空調ユニット(20)での冷房とを同時に行う運転が行われると、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも大きい場合、第1スイッチ部(104a)をオン状態に切り換える。こうすることで、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と第1電源部(80)とが接続され、第1接続回路(100a)を介して第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
上記冷凍装置(7)において、庫外熱交換器(15)を用いず、冷蔵ユニット(30)及び冷凍ユニット(40)での庫内の冷却と空調ユニット(20)での暖房とを行う100%熱回収運転が行われると、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも大きい場合、第2スイッチ部(104b)をオン状態に切り換える。こうすると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)とブースタ用電源部(85)とが接続され、第2接続回路(100b)を介してブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流電圧が付与される。つまり、ブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
上記実施形態3では、空調用熱交換器(21)が行う蒸発動作と凝縮動作に応じて、PVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えるようにした。
次に、本実施形態3の変形例について説明する。本変形例は、上記実施形態3が冷凍装置(7)の運転状態に応じて、PVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えていたのに代えて、第1整流器(81)の出力電圧とブースタ用整流器(86)の出力電圧とに基づいてPVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えるようにしたものである。
第1整流器(81)の出力電圧(V5)よりもブースタ用整流器(86)の出力電圧(V6)のほうが高い場合、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V3,V5)を比較し、V3がV5よりも大きい場合、第1スイッチ部(104a)をオン状態に切り換える。こうすることで、第1接続回路(100a)を介してコンバータ(93)と、第1電源部(80)とが接続され、第1接続回路(100a)を介して第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流が付与される。つまり、第1圧縮機(11A)の第1インバータ(82)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
第1整流器(81)の出力電圧(V5)よりもブースタ用整流器(86)の出力電圧(V6)のほうが低い場合、スイッチ制御部(98)は、電圧検知部(96)の検知電圧(V4,V6)を比較し、V4がV6よりも大きい場合、第2スイッチ部(104b)をオン状態に切り換える。こうすると、第2接続回路(100b)を介してコンバータ(93)と、ブースタ用電源部(85)とが接続され、第2接続回路(100b)を介してブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)に対して直流が付与される。また、同時にコンバータ(93)から出力部(94)を介してLED照明(6)に直流電圧が付与される。つまり、ブースタ圧縮機(43)のブースタ用インバータ(87)、およびLED照明(6)に対してPVアレイ(5)で発電された直流が供給される。
上記本変形例では、第1整流器(81)の出力電圧とブースタ用整流器(86)の出力電圧との比較に基づいてPVアレイ(5)の直流の供給先を切り換えるようにした。
次に、本発明の実施形態4について説明する。本実施形態4は、上記実施形態1とは電源制御装置(90)の構成が異なっている。実施形態4では、上記実施形態1と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
次に、本発明の実施形態5について説明する。本実施形態5は、上記実施形態1の冷凍システム(1)の構成とは異なっている。実施形態5では、上記実施形態1と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
本発明は、上記実施形態1〜5(各変形例も含む)について、以下のような構成としてもよい。
5 PVアレイ
6 LED照明
7 空調装置、冷凍装置
11A 第1圧縮機
14 冷媒回路
21 空調用熱交換器
25 庫外回路
26 空調回路
41 第2冷却熱交換器
43 ブースタ圧縮機
50 ブースタユニット
81 整流器、第1整流器
82 インバータ、第1インバータ
86 ブースタ用整流器
87 ブースタ用インバータ
90 電力制御装置
91 入力部
94 出力部
100 接続回路
100a 第1接続回路
100b 第2接続回路
104 スイッチ部
104a 第1スイッチ部
104b 第2スイッチ部
109 蓄電池
110 パワーコンディショナ
Claims (8)
- 商用電源(3)に接続されて直流を出力する整流器(81)と、該整流器(81)に接続されて圧縮機へ交流を供給するインバータ(82)とを備えた冷凍装置の電源部(80)に接続される冷凍装置用の電源制御装置であって、
自然エネルギーを用いて発電する発電装置(5)から直流が入力される入力部(91)と、
上記冷凍装置(7)の電源部(80)における上記整流器(81)と上記インバータ(82)との間に接続される接続部(100)と、
上記冷凍装置(7)の圧縮機を駆動するのに必要な上記整流器(81)の出力電圧の最小値よりも低電圧で作動する負荷(6)に直流を出力する出力部(94)と、
上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記接続部(100)の両方に直流を流す一方、
上記整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流すスイッチ部(104)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 請求項1において、
上記スイッチ部(104)は、上記発電装置(5)の出力電圧よりも上記整流器(81)の出力電圧が高く、且つ上記発電装置(5)の出力電圧が所定の電圧よりも低い場合には、上記整流器(81)の直流を上記接続部(100)から上記出力部(94)へ流すよう構成されている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 請求項1又は2において、
上記冷凍装置(7)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)と繋がる第1圧縮機(11A)と熱源側熱交換器(15)とが設けられた熱源側回路(25)と、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられた空調冷媒回路(26)と、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)と繋がると共に低段側に設けられる第2圧縮機(43)と庫内を冷却するための冷却熱交換器(41)が設けられた冷却回路(28,29)とが接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備え、
上記接続部(100)は、上記第1整流器(81)と上記第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、上記第2整流器(86)と上記第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えると共に、
上記スイッチ部(104)は、上記空調用熱交換器(21)が蒸発器として動作する場合において、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第1接続部(100a)の両方に直流を流す一方、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第1スイッチ部(104a)と、
上記空調用熱交換器(21)が放熱器として動作する場合において、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第2接続部(100b)の両方に直流を流す一方、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第2スイッチ部(104b)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 請求項1又は2において、
上記冷凍装置(7)は、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第1整流器(81)に接続される第1インバータ(82)と繋がる第1圧縮機(11A)と熱源側熱交換器(15)とが設けられた熱源側回路(25)と、室内を冷却するための空調用熱交換器(21)が設けられた空調冷媒回路(26)と、商用電源(3)に接続されて直流を出力する第2整流器(86)に接続される第2インバータ(87)と繋がると共に低段側に設けられる第2圧縮機(43)と庫内を冷却するための冷却熱交換器(41)が設けられた冷却回路(28,29)とが接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路(14)を備え、
上記接続部(100)は、上記第1整流器(81)と上記第1インバータ(82)との間に接続される第1接続部(100a)と、上記第2整流器(86)と上記第2インバータ(87)との間に接続される第2接続部(100b)とを備えると共に、
上記スイッチ部(104)は、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記第2整流器(86)の出力電圧が高い場合において、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第1接続部(100a)の両方に直流を流す一方、上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第1スイッチ部(104a)と、
上記第1整流器(81)の出力電圧よりも上記第2整流器(86)の出力電圧が低い場合において、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が高い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)と上記第2接続部(100b)の両方に直流を流す一方、上記第2整流器(86)の出力電圧よりも上記発電装置(5)の出力電圧が低い場合には、上記入力部(91)から上記出力部(94)に直流を流す第2スイッチ部(104b)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 請求項1〜4の何れか1つにおいて、
上記入力部(91)に入力された発電装置(5)の発電電力を蓄電する蓄電装置(109)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 請求項1〜5の何れか1つにおいて、
上記入力部(91)から出力部(94)へ流れる直流の電圧を調節する電圧変換部(93)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 請求項1〜6の何れか1つにおいて、
上記入力部(91)に入力された発電装置(5)の直流を交流に変換するパワーコンディショナ(110)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置用の電源制御装置。 - 冷凍装置(7)と、請求項1〜7の何れか1つの電源制御装置(90)とを備えている
ことを特徴とする冷凍システム。
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