JP3285395B2 - 冷凍サイクル - Google Patents
冷凍サイクルInfo
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- JP3285395B2 JP3285395B2 JP29570092A JP29570092A JP3285395B2 JP 3285395 B2 JP3285395 B2 JP 3285395B2 JP 29570092 A JP29570092 A JP 29570092A JP 29570092 A JP29570092 A JP 29570092A JP 3285395 B2 JP3285395 B2 JP 3285395B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/023—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
- F25B2313/0231—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units with simultaneous cooling and heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
など、複数の飽和温度を同時にしかも効率よく得ること
のできる冷凍サイクルの自律分散協調制御に関するもの
である。
1号公報に示された従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルを示
す冷媒回路図である。図において、1は圧縮機、11は
アキュムレータ、51a〜51cは熱交換器である。6
1は圧縮機1の吐出側に接続された高圧ガス管、63は
圧縮機1の吸入側にアキュムレータ11を介して接続さ
れた低圧ガス管、64は液管である。また、熱交換器5
1a〜51cには、高圧ガス管61、低圧ガス管63と
は開閉弁26a,26b,26cおよび28a,28
b,28cを介して分岐接続すると共に、液管64とは
流量制御弁である電子式膨張弁31a,31b,31c
をそれぞれ介して接続している。
図を図14に示す。ここでは、熱交換器51aを室外機
71内の室外熱交換器、熱交換器51b,51cをそれ
ぞれ室内機72b,72c内の室内熱交換器とし、室内
熱交換器51bが暖房、室内熱交換器51cが冷房状態
の動作について説明する。圧縮機1から吐出された高温
高圧の冷媒ガスは、高圧ガス管61から開閉弁26bを
通って暖房室内機51bへ流入し、凝縮液化する。この
液冷媒は、流量制御弁31bで減圧され、液管64へ流
入する。この液冷媒は、電子式膨張弁31aおよび31
cを通って低圧の二相状態となってそれぞれ室外熱交換
器51aと冷房室内熱交換器51cへ流入し、蒸発ガス
化する。このガス冷媒は、低圧ガス管63を通ってアキ
ュムレータ11を経て圧縮機1に戻る。
クルは、以上のように構成されているので、圧縮機1の
能力制御、室外熱交換器51aの送風機9の制御、室外
側膨張弁31a、室内機暖房モードの出口膨張弁31b
の制御、室内機冷房モードの入口膨張弁31cの制御が
必要であり、その制御信号が室内−室外間を行き来し、
複雑になり、従って信頼性、能力の安定性に欠けるとい
う問題があった。
るためになされたもので、室外機械室内の圧縮機の能力
制御および回路構成の切り替えを室外で取れる信号のみ
でできるとともに、室内側の冷房、暖房、給湯等の負荷
情報を必要としない自律分散型の冷凍サイクルの制御を
提供することを目的とする。
クルは、能力可変の第1〜第nの圧縮要素と、第1〜第
nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜第nの高圧ガ
ス管と、第1〜第nの高圧ガス管に接続された第1〜第
nの熱交換器と、第1〜第nの熱交換器に減圧装置を介
して接続された液管と、液管に減圧装置を介して接続さ
れた第n+1の熱交換器と、第n+1の熱交換器に接続
され、第1〜第nの圧縮要素の吸入側に接続された低圧
ガス管と、を順次接続した冷媒回路と、冷媒回路に設け
られ、第1〜第nの圧縮要素の接続状態を開閉弁及び逆
止弁により切り替える圧縮要素接続切り替え手段と、第
1〜第nの圧縮要素から吐出される各冷媒の状態を検出
する冷媒状態検出手段と、冷媒状態検出手段にて検出さ
れた各冷媒の状態に応じて第1〜第nの圧縮要素をその
合計能力で制御する制御装置と、を備えたことを特徴と
する。
と、第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜
第nの高圧ガス管と、第1〜第nの高圧ガス管に接続さ
れた第1〜第nの熱交換器と、第1〜第nの熱交換器に
減圧装置を介して接続された液管と、液管に減圧装置を
介して接続された第n+1の熱交換器と、第n+1の熱
交換器に接続され、第1〜第nの圧縮要素の吸入側に接
続された低圧ガス管と、を順次接続した冷媒回路と、冷
媒回路に設けられ、第1〜第nの圧縮要素の接続状態を
開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素接続切り替
え手段と、第1〜第nの圧縮要素から吐出される各冷媒
の状態を検出する冷媒状態検出手段と、冷媒状態検出手
段にて検出された各冷媒の状態に応じて圧縮要素接続切
り替え手段により第1〜第nの圧縮要素の接続状態を切
り替える制御装置と、を備えたことを特徴とする。
と、第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜
第nの高圧ガス管と、第1〜第nの高圧ガス管に接続さ
れた第1〜第nの熱交換器と、第1〜第nの熱交換器に
減圧装置を介して接続された液管と、液管に減圧装置を
介して接続された第n+1の熱交換器と、第n+1の熱
交換器に接続され、第1〜第nの圧縮要素の吸入側に接
続された低圧ガス管と、を順次接続した冷媒回路と、冷
媒回路に設けられ、第1〜第nの圧縮要素の接続状態を
開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素接続切り替
え手段と、第1〜第nの圧縮要素から吐出される各冷媒
の状態を検出する冷媒状態検出手段と、冷媒状態検出手
段にて検出された冷媒の状態とあらかじめ設定された目
標値との差に応じて、第1〜第nの圧縮要素をその合計
能力で制御するとともに1〜第nの圧縮要素の接続状態
を切り替える制御装置と、を備えたことを特徴とする。
と、第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜
第nの高圧ガス管と、第1〜第nの高圧ガス管に接続さ
れた第1〜第nの熱交換器と、第1〜第nの熱交換器に
減圧装置を介して接続された液管と、液管に減圧装置を
介して接続された第n+1の熱交換器と、第n+1の熱
交換器に接続され、第1〜第nの圧縮要素の吸入側に接
続された低圧ガス管と、を順次接続した冷媒回路と、冷
媒回路に設けられ、第1〜第nの圧縮要素の接続状態を
開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素接続切り替
え手段と、第1〜第nの圧縮要素の合計能力に応じて圧
縮要素接続切り替え手段を切り替える制御装置と、を備
えたことを特徴とする。
nの熱交換器を開閉弁を介して接続し、低圧ガス管に第
n+1の熱交換器を開閉弁を介して接続し、第1〜第n
の圧縮要素から吐出される冷媒を、第1〜第n+1の熱
交換器へ循環させ、複数の飽和温度を同時に生成するこ
とを特徴とする。
出することを特徴とする。
度を検出することを特徴とする。
ル内に設けられたことを特徴とする。
媒の状態とあらかじめ設定された目標値との差の量に応
じて前記第1〜第nの圧縮要素の運転状態の変化幅をあ
らかじめ設定することを特徴とする。
媒の状態のあらかじめ設定された目標値に応じて圧縮要
素接続切り替え手段が現在の状態から切り替えられるこ
とを特徴とする。
媒の各圧力とあらかじめ設定された各圧力の目標値との
偏差に応じて第1〜第nの圧縮要素の合計能力変更量を
決定し、第1〜第nの圧縮要素を制御することを特徴と
する。
媒の冷媒の状態とあらかじめ設定された各冷媒の状態の
目標値との各偏差に対し、優先的に運転したい圧縮要素
の偏差と他の圧縮要素の偏差との大小関係を変化させて
第1〜第nの圧縮要素の合計能力を決定し、選択された
圧縮要素を優先的に運転させることを特徴とする。
態で異なる冷媒回路毎に、あらかじめ設定された各冷媒
状態の目標値が異なることを特徴とする。
応じて、あらかじめ設定された各冷媒状態の目標値が異
なることを特徴とする。
媒の各圧力とあらかじめ設定された各圧力の目標値の少
なくとも一つに応じて圧縮要素接続切り替え手段を切り
替えることを特徴とする。
〜第nの圧縮要素の接続状態を、第1〜第nの圧縮要素
同士の吐出側が連通した並列接続、又は第1〜第nの圧
縮要素同士の吐出側が連通していない並列接続、又は少
なくとも第1〜第nの圧縮要素の中の連続した二つの圧
縮要素により多段圧縮を可能にする部分的直列接続に切
り替えることを特徴とする。
出手段にて検出された各冷媒の状態に応じて第1〜第n
の圧縮要素をその合計能力で制御する。
冷媒の状態に応じて圧縮要素接続切り替え手段により第
1〜第nの圧縮要素の接続状態を切り替える。
媒の状態とあらかじめ設定された目標値との差に応じ
て、第1〜第nの圧縮要素をその合計能力で制御すると
ともに第1〜第nの圧縮要素の接続状態を切り替える。
応じて圧縮要素接続切り替え手段を切り替える。
る冷媒を各流量制御器を介して第1〜第n+1の熱交換
器へ循環させ、複数の飽和温度を同時に生成する。
圧縮要素から吐出される各冷媒の圧力を検出する。
圧縮要素から吐出される各冷媒の各凝縮温度を検出す
る。
ル内に設けるので、圧縮要素が小形になる。
1〜第nの圧縮要素の吐出する冷媒の状態とあらかじめ
設定された目標値との差の量に応じてあらかじめ設定す
る。
〜第nの圧縮要素の吐出する冷媒の状態のあらかじめ設
定された目標値に応じて、現在の状態から切り替えられ
る。
媒の各圧力ととあらかじめ設定された各圧力の目標値と
の偏差に応じて圧縮要素の合計能力変更量を決定し、圧
縮要素を制御する。
媒の冷媒の状態とあらかじめ設定された各冷媒の状態の
目標値との各偏差に対し、優先的に運転したい圧縮要素
の偏差と他の圧縮要素の偏差との大小関係を変化させて
圧縮要素の合計能力を決定し、選択された圧縮要素を優
先的に運転させる。
態で異なる冷媒回路毎に、あらかじめ設定された各冷媒
状態の目標値が異なるので、適正な凝縮温度が得られ
る。
かじめ設定された各冷媒状態の目標値が異なるので、適
正な凝縮温度が得られる。
媒の各圧力とあらかじめ設定された各圧力の目標値の少
なくとも一つに応じて圧縮要素接続切り替え手段を切り
替えて、室内側の負荷情報を必要としない自律分散制御
ができる。
を、第1〜第nの圧縮要素同士の吐出側が連通した並列
接続、又は第1〜第nの圧縮要素同士の吐出側が連通し
ていない並列接続、又は少なくとも第1〜第nの圧縮要
素の中の連続した二つの圧縮要素により多段圧縮を可能
にする部分的直列接続に切り替えることができる。
において、71は室外機械室、1は室外機械室71内の
第1圧縮機、2は室外機械室71内の第2圧縮機、11
は第1アキュムレータ、12は第2アキュムレータ、5
1a,51b,51cは熱交換器である。61は第1圧
縮機1の吐出側に接続された第1高圧ガス管、62は第
2圧縮機2の吐出側に第1開閉弁21を介して接続され
た第2高圧ガス管、63は第1圧縮機1の吸入側に第1
アキュムレータ11を介して接続された低圧ガス管、6
4は液管である。第1圧縮機1と第1アキュムレータ1
1の間の配管には第1圧縮機1側から順に第2開閉弁2
2と第1逆止弁41が設けられている。23は第2圧縮
機2と第1開閉弁21の間の配管と第1高圧ガス管61
とを接続する配管に設けられた第3開閉弁、24は第2
圧縮機2と第3開閉弁23との間の配管と第2開閉弁2
2と第1逆止弁41の間の配管とを接続する配管に設け
られた第4開閉弁、25は第2高圧ガス管62と第2ア
キュムレータ12の間の配管に設けられた第5開閉弁、
42は第1圧縮機1と第2アキュムレータ12の間の配
管に設けられた第2逆止弁であり、第1〜第5開閉弁お
よび第1、第2逆止弁により圧縮機接続切り替え機構を
構成している。また、熱交換器51a,51b,51c
は第1高圧ガス管61、第2高圧ガス管62、低圧ガス
管63とそれぞれ開閉弁26a,27a,28aおよび
26b,27b,28bおよび26c,27c,28c
を介して分岐接続するとともに、液管64とは流量制御
器である電子式膨張弁31a,31b,31cをそれぞ
れ介して接続している。
検知器PQ と第2高圧圧力検知器PH とが設けられ、制
御器15に取り込まれて制御信号になり、第1圧縮機1
および第2圧縮機2の合計能力をコントロールするもの
である。
熱交換器、熱交換器51bが第2凝縮熱交換器、熱交換
器51cが室外蒸発熱交換器として使用される場合で、
1つの凝縮温度と1つの蒸発温度を生成する2温度生成
時を想定して詳細に述べる。運転動作状態図を図2に示
す。このとき、第4開閉弁24、第5開閉弁25、およ
び開閉弁27a,28a,26b,28b,26c,2
7cは閉止状態にある。室外機械室71内の第1圧縮機
1および第2圧縮機2で圧縮された高温高圧のガス冷媒
は、第1高圧ガス管61および第2高圧ガス管62に流
入し、開閉弁26aを経て熱交換器51aおよび開閉弁
27bを経て熱交換器51bへ流入し、凝縮液化する。
この液冷媒は、電子式膨張弁31aおよび31bを通っ
て液管64に流入する。この液冷媒は、電子式膨張弁3
1cを通って低圧の二相状態となって熱交換器51cへ
流入し蒸発ガス化する。このガス冷媒は、低圧ガス管6
3を通って第1アキュムレータ11を経て、第1圧縮機
1および第2圧縮機2に吸入される。このようにして、
熱交換器51aおよび熱交換器51bで同一の凝縮温度
が、熱交換器51cでは蒸発温度が得られ、暖房給湯同
時運転回路が構成されている。
内の第1圧縮機1の吐出から第1高圧ガス管61にかけ
ての第1高圧ガス部に第1高圧圧力検知器PQ と、室外
機械室71内の第2圧縮機2の吐出から第2高圧ガス管
62にかけての第2高圧ガス部に第2高圧圧力検知器P
H とを設け、両検知器の信号を受けて、制御器15が第
1圧縮機1および第2圧縮機2の合計能力を制御する。
は上昇する。これを、暖房給湯同時運転モードについて
定量式化すると次のようになる。 ΔPQ =1/2α・ΔQCOMP ΔPH =1/2β・ΔQCOMP (α,β>0) これらの式を変形した後加えると、 ΔQCOMP=αΔPQ +βΔPH となる。
第1圧縮機1および第2圧縮機2の合計能力QCOMPを第
1圧縮機1および第2圧縮機2それぞれの運転周波数の
合計で表すと、係数αはΔPQ 1Kg/cm2 に対して
αHz、係数βはΔPH 1Kg/cm2 に対してβHz
の能力変更量に対応し、これらの値は現在のQCOMP、外
気温、給湯貯湯槽内水温など運転状態に応じて適当な値
を実験によって求めておく。仮に、これらの係数α、β
の設定が大きすぎた場合は、冷凍サイクルのハンチング
の原因となり、逆に小さすぎた場合は、目標圧力への収
束に時間がかかることになる。
縮機1および第2圧縮機2の合計能力からそれぞれの能
力を決定する方法を図4によって説明する。ここでは、
第1圧縮機1は60Hz一定回転運転のノーマルタイ
プ、第2圧縮機2は30〜120Hz可変速回転運転の
インバータタイプの圧縮機で、ストロークボリュームが
等しい場合について説明する。まず、合計能力QCOMPが
30Hz以上90Hz未満の場合は、第1圧縮機1は停
止、第2圧縮機2の運転周波数はQCOMPHzで運転され
る。次に、合計能力QCOMPが90Hz以上120Hz以
下の場合は、第1圧縮機1が運転されているときは、第
1圧縮機1はそのまま運転を続け(60Hz運転)、第
2圧縮機2の運転周波数はQCOMP−60Hzで運転さ
れ、一方、第1圧縮機1が運転されていないときは、第
1圧縮機1はそのまま停止で、第2圧縮機2の運転周波
数はQCOMPHzで運転される。最後に、合計能力QCOMP
が120Hzより大きく180Hz以下の場合は、第1
圧縮機1は60Hz一定回転運転、第2圧縮機2の運転
周波数はQCOMP−60Hzで運転される。
利用した例を取り上げたが、ひとつのシェル内に2つの
圧縮室を有する1台の圧縮機を利用した場合も同様に圧
縮機の合計能力を制御することは言うまでもない。
器、熱交換器51bが第2凝縮熱交換器、熱交換器51
cが室外蒸発熱交換器として使用される場合で、2つの
凝縮温度と1つの蒸発温度を生成する3温度生成時で、
比較的給湯貯湯槽内温度が低い場合を想定して詳細に述
べる。運転動作状態図を図5に示す。このとき、第3開
閉弁23、第4開閉弁24、第5開閉弁25、および開
閉弁27a,28a,26b,28b,26c,27c
は閉止状態にある。室外機械室71内の第1圧縮機1で
圧縮された高温高圧のガス冷媒は、第1高圧ガス管6
1、開閉弁26aを経て熱交換器51aへ流入し、凝縮
液化する。この液冷媒は、電子式膨張弁31aを通って
液管64に流入する。一方、第2圧縮機2で圧縮された
高温高圧のガス冷媒は、第1開閉弁21を経て第2高圧
ガス管62に流入し、開閉弁27bを通って熱交換器5
1bに流入し、凝縮液化する。この液冷媒は、電子式膨
張弁31bを通って液管64に流入し、熱交換器51a
からの液冷媒と合流する。この合流した液冷媒は、電子
式膨張弁31cを通って低圧の二相状態となって熱交換
器51cへ流入し蒸発ガス化する。このガス冷媒は、低
圧ガス管63を通って第1アキュムレータ11を経て、
第1圧縮機1および第2圧縮機2に吸入される。このよ
うにして、熱交換器51aでは第1の凝縮温度が熱交換
器51bでは第2の凝縮温度が、熱交換器51cでは蒸
発温度が得られ、暖房給湯同時運転回路が構成されてい
る。
内の第1圧縮機1の吐出から第1高圧ガス管61にかけ
ての第1高圧ガス部に第1高圧圧力検知器PQ と、室外
機械室71内の第2圧縮機2の吐出から第2高圧ガス管
62にかけての第2高圧ガス部に第2高圧圧力検知器P
H とを設け、両検知器の信号を受けて、制御器15が第
1圧縮機1および第2圧縮機2の合計能力を実施例1と
同様の演算により制御する。
力PH は、第1凝縮温度TQ 、第2凝縮温度TH でもよ
い。
器、熱交換器51bが第2凝縮熱交換器、熱交換器51
cが室外蒸発熱交換器として使用される場合で、2つの
凝縮温度と1つの蒸発温度を生成する3温度生成時で、
比較的給湯貯湯槽内温度が高い場合を想定して詳細に述
べる。運転動作状態図を図6に示す。このとき、第3開
閉弁23、第5開閉弁25、および開閉弁27a,28
a,26b,28b,26c,27cは閉止状態にあ
る。室外機械室71内の第2圧縮機2で吐出された冷媒
ガスの一部は、第4開閉弁24および第2開閉弁22を
通って第1圧縮機1に吸入され、高温高圧のガス冷媒と
なって第1高圧ガス管61、開閉弁26aを経て熱交換
器51aへ流入し、凝縮液化する。この液冷媒は、電子
式膨張弁31aを通って液管64に流入する。一方、第
2圧縮機2から吐出された冷媒ガスの残りは、第1開閉
弁21を経て第2高圧ガス管62に流入し、開閉弁27
bを通って熱交換器51bに流入し、凝縮液化する。こ
の液冷媒は、電子式膨張弁31bを通って液管64に流
入し、熱交換器51aからの液冷媒と合流する。この合
流した液冷媒は、電子式膨張弁31cを通って低圧の二
相状態となって熱交換器51cへ流入し蒸発ガス化す
る。このガス冷媒は、低圧ガス管63を通って第1アキ
ュムレータ11を経て、第2圧縮機2に吸入される。こ
のようにして、熱交換器51aでは第1の凝縮温度が、
熱交換器51bでは第2の凝縮温度が、熱交換器51c
では蒸発温度が得られ、暖房高温給湯同時二段圧縮運転
回路が構成されている。
内の第1圧縮機1の吐出から第1高圧ガス管61にかけ
ての第1高圧ガス部に第1高圧圧力検知器PQ と、室外
機械室71内の第2圧縮機2の吐出から第2高圧ガス管
62にかけての第2高圧ガス部に第2高圧圧力検知器P
H とを設け、両検知器の信号を受けて、制御器15が第
1圧縮機1および第2圧縮機2の合計能力を実施例1と
同様の演算により制御する。
る。暖房運転を優先させる場合は、前述の実施例1ある
いは実施例2、実施例3の暖房給湯同時運転時におい
て、給湯側の係数αを小さくして、例えば、α=0とし
て、 ΔQCOMP=βΔPH だけで制御部15が第1圧縮機1および第2圧縮機2の
合計能力を制御する。
実施例1あるいは実施例2、実施例3の暖房給湯同時運
転時において、暖房側の係数βを小さくして、例えば、
β=0として、 ΔQCOMP=αΔPQ だけで制御部15が第1圧縮機1および第2圧縮機2の
合計能力を実施例1と同様の演算により制御する。
器、熱交換器51cを室外蒸発熱交換器として使用し、
熱交換器51aは第1凝縮熱交換器であるが停止してい
る場合、即ち、1つの凝縮温度と1つの蒸発温度を生成
する2温度生成時を想定して詳細に述べる。運転動作状
態図を図7に示す。このとき、第4開閉弁24、第5開
閉弁25、および開閉弁26a,27a,28a,26
b,28b,26c,27cは閉止状態にある。室外機
械室71内の第1圧縮機1および第2圧縮機2で圧縮さ
れた高温高圧のガス冷媒は第2高圧ガス管62で合流
し、開閉弁27bを通って熱交換器51bに流入し、凝
縮液化する。この液冷媒は、電子式膨張弁31bを通っ
て液管64に流入し、電子式膨張弁31cを通って低圧
の二相状態となって熱交換器51cへ流入し、蒸発ガス
化する。このガス冷媒は、低圧ガス管63を通って第1
アキュムレータ11を経て、第1圧縮機1および第2圧
縮機2に吸入される。このようにして、熱交換器51b
では第2凝縮温度が、熱交換器51cでは蒸発温度が得
られ、暖房運転回路が構成されている。
内の第1圧縮機1の吐出から第1高圧ガス管61にかけ
ての第1高圧ガス部に設けられた第1高圧圧力検知器P
Q と、室外機械室71内の第2圧縮機2の吐出から第2
高圧ガス管62にかけての第2高圧ガス部に設けられた
第2高圧圧力検知器PH との信号を受け、それぞれの目
標値PQ *とPH *との各偏差ΔPQ 、ΔPH を演算した
後、停止している給湯器側の係数α=0、即ち、 ΔQCOMP=βΔPH として、制御器15が第1圧縮機1および第2圧縮機2
の合計能力を実施例1と同様の演算により制御する。
器、熱交換器51cを室外蒸発熱交換器として使用し、
熱交換器51bは第2凝縮熱交換器であるが停止してい
る場合で、1つの特に高温度の凝縮温度と1つの蒸発温
度を生成する2温度生成時を想定して詳細に述べる。運
転動作状態図を図8に示す。このとき、第3開閉弁2
3、第5開閉弁25、および開閉弁27a,28a,2
6b,27b,28b,26c,27cは閉止状態にあ
る。室外機械室71内の第2圧縮機2で圧縮されたガス
冷媒は、第4開閉弁24および第2開閉弁22を通って
第1圧縮機1に吸入され、高温高圧のガス冷媒となって
第1高圧ガス管に流入する。このガス冷媒は、開閉弁2
6aを通って熱交換器51aに流入し、凝縮液化する。
この液冷媒は、電子式膨張弁31aを通って液管64に
流入し、電子式膨張弁31cを通って低圧の二相状態と
なって熱交換器51cへ流入し、蒸発ガス化する。この
ガス冷媒は、低圧ガス管63を通って第1アキュムレー
タ11を経て、第2圧縮機2に吸入される。このように
して、熱交換器51aでは第1高温凝縮温度が、熱交換
器51cでは蒸発温度が得られ、高温給湯二段圧縮運転
回路が構成されている。
内の第1圧縮機1の吐出から第1高圧ガス管61にかけ
ての第1高圧ガス部に設けられた第1高圧圧力検知器P
Q と、室外機械室71内の第2圧縮機2の吐出から第2
高圧ガス管62にかけての第2高圧ガス部に設けられた
第2高圧圧力検知器PH との信号を受け、それぞれの目
標値PQ *とPH *との各偏差ΔPQ 、ΔPH を演算した
後、停止している暖房機側の係数β=0、即ち、 ΔQCOMP=αΔPQ として、制御器15が第1圧縮機1および第2圧縮機2
の合計能力を実施例1と同様の演算により制御する。
とに、目標第1高圧圧力PQ *あるいは前記目標第2高圧
圧力PH *を切り替えて第1圧縮機1および第2圧縮機2
の合計能力を制御する例について述べる。例えば、実施
例6の高温給湯二段圧縮運転回路において、目標第2高
圧圧力PH *を、 PH *=√PQ *・PS * ただし、PS *は目標低圧圧力 とするとよい。後は実施例1と同様に、室外機械室71
内の第1圧縮機1の吐出から第1高圧ガス管61にかけ
ての第1高圧ガス部に設けられた第1高圧圧力検知器P
Q と、室外機械室71内の第2圧縮機2の吐出から第2
高圧ガス管62にかけての第2高圧ガス部に設けられた
第2高圧圧力検知器PH との信号を受け、それぞれの目
標値PQ *とPH *との各偏差ΔPQ 、ΔPH を演算した
後、第1圧縮機1および第2圧縮機2の合計能力変更量
ΔQCOMPを、 ΔQCOMP=αΔPQ +βΔPH にて決定し、実施例1と同様の演算により制御する。
給湯貯湯槽内水温に応じて変化させたり、第1高圧圧力
検知器PQ の検知信号に応じて変化させるのもよい。
成する回路から、図5に示す2つの凝縮温度と1つの蒸
発温度を生成する回路への切り替え方法について述べ
る。図2において、第4開閉弁24、第5開閉弁25、
および開閉弁27a,28a,26b,28b,26
c,27cは閉止状態にある。制御装置15内にある演
算部は、実時間計測の第1圧縮機1および第2圧縮機2
の合計能力を記憶部に記憶されている合計能力の最大値
となったかどうかを比較計測し、最大値となった場合に
制御装置15が第3開閉弁23を閉止する。これによっ
て、第1圧縮機1と第2圧縮機2の吐出側を分け、図5
に示す2つの異なる凝縮温度と1つの蒸発温度を生成す
る暖房給湯同時運転回路に切り替える。制御フローチャ
ートを図9に示す。この場合でも、圧縮機の能力制御は
実施例1あるいは実施例2と同様に継続する。
成する回路から、図6に示す暖房高温給湯同時二段圧縮
運転回路への切り替え方法について述べる。図2におい
て、第4開閉弁24、第5開閉弁25、および開閉弁2
7a,28a,26b,28b,26c,27cは閉止
状態にある。制御装置15内の演算部は実時間計測の第
1高圧圧力PQ が記憶部に記憶されている切り替え用高
圧圧力PQ1 * を越えたかどうかを比較計測し、これを越
えた場合に制御装置15が、第3開閉弁23を閉止し、
第4開閉弁24を開放する。これによって、図5に示す
暖房高温給湯同時二段圧縮運転回路への切り替えが行わ
れる。制御フローチャートを図10に示す。この場合で
も、圧縮機の能力制御は実施例1あるいは実施例3、実
施例4、実施例7と同様に継続する。
成する回路から、図2に示す1つの凝縮温度と1つの蒸
発温度を生成する回路への切り替え方法について述べ
る。図4において、第3開閉弁23、第4開閉弁24、
第5開閉弁25、および開閉弁27a,28a,26
b,28b,26c,27cは閉止状態にある。制御装
置15内にある演算部は実時間計測の第1圧縮機1およ
び第2圧縮機2の合計能力を記憶部に記憶されている合
計能力の最小値となったかどうかを比較計測し、最小値
となった場合に制御装置15が第3開閉弁23を開放す
る。これによって、第1圧縮機1と第2圧縮機2の吐出
側を合流させ、図2に示す1つの凝縮温度と1つの蒸発
温度を生成する暖房給湯同時運転回路に切り替える。制
御フローチャートを図11に示す。この場合でも、圧縮
機の能力制御は実施例1あるいは実施例4、実施例5と
同様に継続する。
ら図2に示す1つの凝縮温度と1つの蒸発温度を生成す
る回路への切り替え方法について述べる。図6におい
て、第3開閉弁23、第5開閉弁25、および開閉弁2
7a,28a,26b,28b,26c,27cは閉止
状態にある。制御装置15内の演算部は実時間計測の第
1高圧圧力PQ が記憶部に記憶されている第2の切り替
え用高圧圧力PQ2 * を下回ったかどうかを比較計測し、
これを下回った場合に制御装置15が、第3開閉弁23
を開放し、第4開閉弁24を閉止する。これによって、
図2に示す1つの凝縮温度と1つの蒸発温度を生成する
暖房給湯同時運転回路へ切り替える。制御フローチャー
トを図12に示す。この場合でも、圧縮機の能力制御は
実施例1あるいは実施例4、実施例5と同様に継続す
る。
態検出手段にて検出された各冷媒の状態に応じて複数の
圧縮要素をその合計能力で制御するので、第1〜第nの
圧縮機の能力制御を室外で取れる信号のみでできるとと
もに、室内側の負荷情報を必要としない自律分散型の冷
凍サイクルの制御を提供することができる。
冷媒の状態に応じて圧縮要素接続切り替え手段により第
1〜第nの圧縮要素の接続状態を切り替えるので、回路
構成の切り替えを室外で取れる信号のみでできるととも
に、室内側の負荷情報を必要としない自律分散型の冷凍
サイクルの制御を提供することができる。
媒の状態とあらかじめ設定された目標値との差に応じ
て、第1〜第nの圧縮要素をその合計能力で制御すると
ともに第1〜第nの圧縮要素の接続状態を切り替えるの
で、第1〜第nの圧縮要素の能力制御および回路構成の
切り替えを室外で取れる信号のみでできるとともに、室
内側の負荷情報を必要としない自律分散型の冷凍サイク
ルの制御を提供することができる。
応じて圧縮要素接続切り替え手段を切り替えるので、回
路構成の切り替えを室外で取れる信号のみでできるとと
もに、室内側の負荷情報を必要としない自律分散型の冷
凍サイクルの制御を提供することができる。
る冷媒を各流量制御器を介して第1〜第n+1の熱交換
器へ循環させる冷媒回路を備え、複数の飽和温度を同時
に生成するので、暖房・冷房・給湯等それぞれに適した
飽和温度が得られる。
る各冷媒の状態を検出する冷媒状態検出手段は冷媒の圧
力を検出するので、検出時の応答が早い。
る各冷媒の状態を検出する冷媒状態検出手段は冷媒の各
凝縮温度を検出するので、冷媒状態検出手段を安価にで
きる。
ル内に設けたので、室外機を小形にできる。
媒の状態とあらかじめ設定された目標値との差の量に応
じて圧縮要素の運転状態の変化幅をあらかじめ設定する
ので、第1〜第nの圧縮機の能力制御を室外で取れる信
号のみでできるとともに、室内側の負荷情報を必要とし
ない自律分散型の冷凍サイクルの制御を提供することが
できる。
媒の状態のあらかじめ設定された目標値に応じて圧縮要
素接続切り替え手段が現在の状態から切り替えられるの
で、回路構成の切り替えを室外で取れる信号のみででき
るとともに、室内側の負荷情報を必要としない自律分散
型の冷凍サイクルの制御を提供することができる。
媒の各圧力ととあらかじめ設定された各圧力の目標値と
の偏差に応じて圧縮要素の合計能力変更量を決定し、圧
縮要素を制御するので、第1〜第nの圧縮機の能力制御
を室外で取れる信号のみでできるとともに、室内側の負
荷情報を必要としない自律分散型の冷凍サイクルの制御
を提供することができる。
媒の冷媒の状態とあらかじめ設定された各冷媒の状態の
目標値との各偏差に対し、優先的に運転したい圧縮要素
の偏差と他の圧縮要素の偏差との大小関係を変化させて
圧縮要素の合計能力を決定し、選択された圧縮要素を優
先的に運転させるので、状況に応じた信頼性の高い、安
定な運転が実現できる。
態で異なる冷媒回路毎に、あらかじめ設定された各冷媒
状態の目標値が異なるので、適正な凝縮温度が得られ、
効率的な運転ができる。
かじめ設定された各冷媒状態の目標値が異なるので、適
正な凝縮温度が得られ、効率的な運転ができる。
媒の各圧力とあらかじめ設定された各圧力の目標値の少
なくとも一つに応じて圧縮要素接続切り替え手段を切り
替えるので、回路構成の切り替えを室外で取れる信号の
みでできるとともに、室内側の負荷情報を必要としない
自律分散型の冷凍サイクルの制御を提供することができ
る。
〜第nの圧縮要素の接続状態を、第1〜第nの圧縮要素
同士の吐出側が連通した並列接続、又は第1〜第nの圧
縮要素同士の吐出側が連通していない並列接続、又は少
なくとも第1〜第nの圧縮要素の中の連続した二つの圧
縮要素により多段圧縮を可能にする部分的直列接続に切
り替えることにより、例えば温度の異なる給湯運転回路
を構成することができる。
構成図である。
蒸発温度を生成する2温度生成時の冷凍サイクルの運転
動作状態図である。
る。
運転状態を合計能力から決定するための関係図である。
蒸発温度を生成する3温度生成時の冷凍サイクルの運転
動作状態図である。
蒸発温度を生成する3温度生成時の冷凍サイクルの運転
動作状態図である。
蒸発温度を生成する2温度生成時の冷凍サイクルの運転
動作状態図である。
温度と1つの蒸発温度を生成する2温度生成時の冷凍サ
イクルの運転動作状態図である。
フローチャート図である。
すフローチャート図である。
示すフローチャート図である。
示すフローチャート図である。
である。
である。
Claims (16)
- 【請求項1】 能力可変の第1〜第nの圧縮要素と、前
記第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜第
nの高圧ガス管と、前記第1〜第nの高圧ガス管に接続
された第1〜第nの熱交換器と、前記第1〜第nの熱交
換器に減圧装置を介して接続された液管と、前記液管に
減圧装置を介して接続された第n+1の熱交換器と、前
記第n+1の熱交換器に接続され、前記第1〜第nの圧
縮要素の吸入側に接続された低圧ガス管と、を順次接続
した冷媒回路と、 前記冷媒回路に設けられ、前記第1〜第nの圧縮要素の
接続状態を開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素
接続切り替え手段と、 前記第1〜第nの圧縮要素から吐出される各冷媒の状態
を検出する冷媒状態検出手段と、 前記冷媒状態検出手段にて検出された各冷媒の状態に応
じて前記第1〜第nの圧縮要素をその合計能力で制御す
る制御装置と、 を備えたことを特徴とする冷媒サイクル。 - 【請求項2】 能力可変の第1〜第nの圧縮要素と、前
記第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜第
nの高圧ガス管と、前記第1〜第nの高圧ガス管に接続
された第1〜第nの熱交換器と、前記第1〜第nの熱交
換器に減圧装置を介して接続された液管と、前記液管に
減圧装置を介して接続された第n+1の熱交換器と、前
記第n+1の熱交換器に接続され、前記第1〜第nの圧
縮要素の吸入側に接続された低圧ガス管と、を順次接続
した冷媒回路と、 前記冷媒回路に設けられ、前記第1〜第nの圧縮要素の
接続状態を開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素
接続切り替え手段と、 前記第1〜第nの圧縮要素から吐出される各冷媒の状態
を検出する冷媒状態検出手段と、 前記冷媒状態検出手段にて検出された各冷媒の状態に応
じて前記圧縮要素接続切り替え手段により前記第1〜第
nの圧縮要素の接続状態を切り替える制御装置と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項3】 能力可変の第1〜第nの圧縮要素と、前
記第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜第
nの高圧ガス管と、前記第1〜第nの高圧ガス管に接続
された第1〜第nの熱交換器と、前記第1〜第nの熱交
換器に減圧装置を介して接続された液管と、前記液管に
減圧装置を介して接続された第n+1の熱交換器と、前
記第n+1の熱交換器に接続され、前記第1〜第nの圧
縮要素の吸入側に接続された低圧ガス管と、を順次接続
した冷媒回路と、 前記冷媒回路に設けられ、前記第1〜第nの圧縮要素の
接続状態を開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素
接続切り替え手段と、 前記第1〜第nの圧縮要素から吐出される各冷媒の状態
を検出する冷媒状態検出手段と、 前記冷媒状態検出手段にて検出された冷媒の状態とあら
かじめ設定された目標値との差に応じて、前記第1〜第
nの圧縮要素をその合計能力で制御するとともに前記第
1〜第nの圧縮要素の接続状態を切り替える制御装置
と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項4】 能力可変の第1〜第nの圧縮要素と、前
記第1〜第nの圧縮要素の吐出側に接続された第1〜第
nの高圧ガス管と、前記第1〜第nの高圧ガス管に接続
された第1〜第nの熱交換器と、前記第1〜第nの熱交
換器に減圧装置を介して接続された液管と、前記液管に
減圧装置を介して接続された第n+1の熱交換器と、前
記第n+1の熱交換器に接続され、前記第1〜第nの圧
縮要素の吸入側に接続された低圧ガス管と、を順次接続
した冷媒回路と、 前記冷媒回路に設けられ、前記第1〜第nの圧縮要素の
接続状態を開閉弁及び逆止弁により切り替える圧縮要素
接続切り替え手段と、 前記第1〜第nの圧縮要素の合計能力に応じて前記圧縮
要素接続切り替え手段を切り替える制御装置と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項5】 前記第1〜第nの高圧ガス管に前記第1
〜第nの熱交換器を開閉弁を介して接続し、前記低圧ガ
ス管に前記第n+1の熱交換器を開閉弁を介して接続
し、前記第1〜第nの圧縮要素から吐出される冷媒を、
前記第1〜第n+1の熱交換器へ循環させ、複数の飽和
温度を同時に生成することを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載の冷凍サイクル。 - 【請求項6】 前記冷媒状態検出手段は冷媒の圧力を検
出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の冷凍サイクル。 - 【請求項7】 前記冷媒状態検出手段は冷媒の各凝縮温
度を検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の冷凍サイクル。 - 【請求項8】 前記第1〜第nの圧縮要素が一つのシェ
ル内に設けられたことを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の冷凍サイクル。 - 【請求項9】 前記第1〜第nの圧縮要素の吐出する冷
媒の状態とあらかじめ設定された目標値との差の量に応
じて前記第1〜第nの圧縮要素の運転状態の変化幅をあ
らかじめ設定することを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の冷凍サイクル。 - 【請求項10】 前記第1〜第nの圧縮要素の吐出する
冷媒の状態のあらかじめ設定された目標値に応じて圧縮
要素接続切り替え手段が現在の状態から切り替えられる
ことを特徴とする請求項2記載の冷凍サイクル。 - 【請求項11】 前記第1〜第nの圧縮要素の吐出する
冷媒の各圧力とあらかじめ設定された各圧力の目標値と
の偏差に応じて前記第1〜第nの圧縮要素の合計能力変
更量を決定し、前記第1〜第nの圧縮要素を制御するこ
とを特徴とする請求項6記載の冷凍サイクル。 - 【請求項12】 前記第1〜第nの圧縮要素の吐出する
冷媒の冷媒の状態とあらかじめ設定された各冷媒の状態
の目標値との各偏差に対し、優先的に運転したい圧縮要
素の偏差と他の圧縮要素の偏差との大小関係を変化させ
て前記第1〜第nの圧縮要素の合計能力を決定し、選択
された圧縮要素を優先的に運転させることを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の冷凍サイクル。 - 【請求項13】 前記圧縮要素接続切り替え手段の動作
状態で異なる冷媒回路毎に、あらかじめ設定された各冷
媒状態の目標値が異なることを特徴とする請求項1〜3
記載の冷凍サイクル。 - 【請求項14】 前記第1〜第nの熱交換器の負荷状態
に応じて、あらかじめ設定された各冷媒状態の目標値が
異なることを特徴とする請求項5記載の冷凍サイクル。 - 【請求項15】 前記第1〜第nの圧縮要素の吐出する
冷媒の各圧力とあらかじめ設定された各圧力の目標値の
少なくとも一つに応じて前記圧縮要素接続切り替え手段
を切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の冷凍サイクル。 - 【請求項16】 前記圧縮要素接続切り替え手段は、前
記第1〜第nの圧縮要素の接続状態を、前記第1〜第n
の圧縮要素同士の吐出側が連通した並列接続、又は前記
第1〜第nの圧縮要素同士の吐出側が連通していない並
列接続、又は少なくとも前記第1〜第nの圧縮要素の中
の連続した二つの圧縮要素により多段圧縮を可能にする
部分的直列接続に切り替えることを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載の冷凍サイクル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29570092A JP3285395B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 冷凍サイクル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29570092A JP3285395B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 冷凍サイクル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06147691A JPH06147691A (ja) | 1994-05-27 |
JP3285395B2 true JP3285395B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17824035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29570092A Expired - Lifetime JP3285395B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 冷凍サイクル |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3285395B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4479828B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2010-06-09 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
JP2014029237A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 2段圧縮ヒートポンプシステム |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP29570092A patent/JP3285395B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06147691A (ja) | 1994-05-27 |
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