JP5717903B2 - 冷凍空調装置 - Google Patents
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Description
このようなものにおいては、上流側ヒートポンプ給湯機の凝縮温度を下げることができるため、単一の冷凍サイクルで構成されているヒートポンプ給湯機に比べて高い効率で運転できるとされている。
このようなものにおいては、被冷却流体として例えば温度差の大きい冷水を段階的に冷却する場合に、各冷凍サイクルの蒸発器の蒸発温度を冷水の流れ方向から順に低く設定できるため、高い効率で運転できるとされている。
さらに、熱源側熱交換器および負荷側熱交換器を通過する冷媒と各液媒体が運転モードによらず常に対向流的に流れるような流路構成となるように各冷凍サイクルの冷媒流路切替弁と熱源側熱媒体流路切替弁と負荷側熱媒体流路切替弁を制御するので、負荷側水熱交換器で冷温水を生成できる。このため、負荷側装置へ搬送する水の温度範囲を広げることができ、利便性の高い運転が実現できる。
以下、本発明の実施の形態1を図1に示す。図1は本発明の冷凍空調装置の冷媒回路図である。冷凍空調装置である熱源機1内には、同一回路構成の冷凍サイクル2a,2bが搭載されている。冷凍サイクル2aには、圧縮機3a、熱源側熱交換器である熱源側水熱交換器4a、減圧装置である膨張弁5a、負荷側熱交換器である負荷側水熱交換器6aが内蔵され、図示されるように環状に接続され冷媒回路を構成する。また、冷凍サイクル2bにおいても、同様にして、圧縮機3b、熱源側水熱交換器4b、膨張弁5b、負荷側水熱交換器6bが内蔵されており、図示されるように環状に接続され冷媒回路を構成する。なお、以下の説明においては、例えば冷凍サイクル2a及び2bを総称するときには冷凍サイクル2と称するものとし、このことは他の機器および他の実施の形態においても同様とし、圧縮機3、熱源側水熱交換器4、膨張弁5、負荷側水熱交換器6とそれぞれ称するものとする。
図8のグラフ(B)の縦軸温度差は、上記のようにして求めた2凝縮回路の温度差と1凝縮回路の温度差の差を表す。
図13は本発明の実施の形態2に係る冷凍空調装置の冷媒回路図であり、図中、前述の実施の形態1と同一部分には同一符号を付してある。本実施の形態の冷凍サイクル2には、凝縮器である熱源側水熱交換器4から流出する冷媒と、蒸発器である負荷側水熱交換器6から流出する冷媒とを熱交換させるための、内部熱交換器7を備えている。内部熱交換器7は、例えば二重管タイプのものを用いる。また、内部熱交換器7を流出し、膨張弁5へ流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出器22g,22hを備えている。その他の構成および圧縮機運転容量制御については、実施の形態1と同様なので省略する。
図17は本発明の実施の形態3に係る冷凍空調装置の冷媒回路図であり、図中、前述の実施の形態2と同一部分には同一符号を付してある。本実施の形態の冷凍空調装置は、負荷側水熱交換器6で冷水と温水ができるように、冷凍サイクル2に四方弁8a(8b)と逆止弁9a,9b,9c,9d(9e,9f,9g,9h)を設けるとともに、熱源側熱媒体回路および負荷側熱媒体回路にそれぞれ四方弁8c,8dを設け、運転モードによらず熱源側水熱交換器4および負荷側水熱交換器6において冷媒と熱媒体の流れが対向流となるように構成した点が前述の実施の形態2と異なっており、それ以外の構成は実施の形態2と同様である。
Claims (4)
- 運転容量が可変である圧縮機と、冷媒流路を切り替える冷媒流路切替弁と、熱源側熱交換器と、減圧装置と、負荷側熱交換器とを環状に接続して構成される冷凍サイクルを複数備えるとともに、各冷凍サイクルの熱源側熱交換器に接続される熱源側熱媒体回路の熱媒体流路を切り替える熱源側熱媒体流路切替弁と、各冷凍サイクルの負荷側熱交換器に接続される負荷側熱媒体回路の熱媒体流路を切り替える負荷側熱媒体流路切替弁とを有し、
各冷凍サイクルの熱源側熱交換器において熱源側熱媒体である液媒体へ放熱または吸熱するとともに、熱源側熱媒体である液媒体の流路が各冷凍サイクルの熱源側熱交換器を直列に流れるように構成され、
各冷凍サイクルの負荷側熱交換器において負荷側熱媒体である液媒体を冷却または加熱し、冷温熱を供給するとともに、負荷側熱媒体である液媒体の流路が各冷凍サイクルの負荷側熱交換器を直列に流れるように構成され、
負荷側熱媒体である液媒体の流路に対して最上流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の負荷側熱媒体流入温度と負荷側熱媒体である液媒体の流路に対して最下流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の負荷側熱媒体流出温度を検出する熱媒体温度検出手段と、
各冷凍サイクルの凝縮温度を検出する冷媒温度検出手段と、
熱媒体温度検出手段にて検出される前記最上流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の前記負荷側熱媒体流入温度と前記最下流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の前記負荷側熱媒体流出温度との温度差が所定値となるように、各冷凍サイクルの圧縮機運転容量の合計値を制御するとともに、各冷凍サイクルの凝縮温度が所定値以上となった場合、凝縮温度が所定値以上となった冷凍サイクルの圧縮機運転容量を減少させ、そして合計運転容量が一致するように、凝縮温度が所定値以下の冷凍サイクルの圧縮機運転容量を増加させるように各冷凍サイクルの圧縮機運転容量を制御し、かつ熱源側熱交換器および負荷側熱交換器を通過する冷媒と各液媒体が運転モードによらず常に対向流的に流れるような流路構成となるように各冷凍サイクルの冷媒流路切替弁と熱源側熱媒体流路切替弁と負荷側熱媒体流路切替弁を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする冷凍空調装置。 - 運転容量が可変である圧縮機と、冷媒流路を切り替える冷媒流路切替弁と、熱源側熱交換器と、減圧装置と、負荷側熱交換器とを環状に接続して構成される冷凍サイクルを複数備えるとともに、各冷凍サイクルの熱源側熱交換器に接続される熱源側熱媒体回路の熱媒体流路を切り替える熱源側熱媒体流路切替弁と、各冷凍サイクルの負荷側熱交換器に接続される負荷側熱媒体回路の熱媒体流路を切り替える負荷側熱媒体流路切替弁とを有し、
各冷凍サイクルの熱源側熱交換器において熱源側熱媒体である液媒体へ放熱または吸熱するとともに、熱源側熱媒体である液媒体の流路が各冷凍サイクルの熱源側熱交換器を直列に流れるように構成され、
各冷凍サイクルの負荷側熱交換器において負荷側熱媒体である液媒体を冷却または加熱し、冷温熱を供給するとともに、負荷側熱媒体である液媒体の流路が各冷凍サイクルの負荷側熱交換器を直列に流れるように構成され、
負荷側熱媒体である液媒体の流路に対して最上流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の負荷側熱媒体流入温度と負荷側熱媒体である液媒体の流路に対して最下流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の負荷側熱媒体流出温度を検出する熱媒体温度検出手段と、
各冷凍サイクルの蒸発温度を検出する冷媒温度検出手段と、
熱媒体温度検出手段にて検出される前記最上流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の前記負荷側熱媒体流入温度と前記最下流に位置する冷凍サイクルの負荷側熱交換器の前記負荷側熱媒体流出温度との温度差が所定値となるように、各冷凍サイクルの圧縮機運転容量の合計値を制御するとともに、各冷凍サイクルの蒸発温度が所定値以上となった場合、蒸発温度が所定値以上となった冷凍サイクルの圧縮機容量を増加させ、そして合計運転容量が一致するように、蒸発温度が所定値以下の冷凍サイクルの圧縮機容量を減少させるように各冷凍サイクルの圧縮機容量を制御し、かつ熱源側熱交換器および負荷側熱交換器を通過する冷媒と各液媒体が運転モードによらず常に対向流的に流れるような流路構成となるように各冷凍サイクルの冷媒流路切替弁と熱源側熱媒体流路切替弁と負荷側熱媒体流路切替弁を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする冷凍空調装置。 - 3つ以上の冷凍サイクルで構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の冷凍空調装置。
- 制御装置に供給される電源周波数によって各冷凍サイクルの圧縮機運転容量の最大値を変更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空調装置。
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