JP6069910B2 - ヒートポンプシステム - Google Patents
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Description
〈冷媒回路及び熱媒体回路の運転動作〉
両圧縮機(11a,11b)が駆動されると、低段側圧縮機(11a)で圧縮された冷媒は高段側圧縮機(11b)で更に圧縮されて高圧冷媒となる。高段側圧縮機(11b)から吐出された高圧冷媒は、放熱器(12)で熱媒体回路(20)の熱媒体と熱交換して凝縮し、熱媒体が100℃以上(例えば、120℃)に加熱される。放熱器(12)で凝縮した高圧冷媒は、一部がインジェクション通路(19)に流れ、残りが過冷却熱交換器(15)の高温流路(15b)に流れる。インジェクション通路(19)に流れた高圧冷媒は、流量調整弁(16)で減圧された後、過冷却熱交換器(15)の低温流路(15a)に流れて高温流路(15b)の高圧冷媒と熱交換する。これによって、高温流路(15b)の高圧冷媒は過冷却される一方、低温流路(15a)の冷媒は蒸発して中間圧の過熱ガス冷媒となる。高温流路(15b)の高圧冷媒は、過冷却されたことによって冷媒のエンタルピーが減少する。
この急速加熱制御は、主に、恒温槽(23)の水を常温から加熱するとき、又は、恒温槽(23)の水が急速に低下してしまいヒートポンプの容量制御では対応できないときに行われる。この急速加熱制御を、図2の制御フロー図に基いて説明する。
次に、コントローラ(40)の調整部(49)が行う学習機能制御について説明する。尚、この学習機能制御が本発明の動作制御部(40)の第2動作である。
ここで、前回の到達時間(t1)が目標到達時間(t0)の2倍であった場合には、許容誤差(Terr)を0.5倍にすることが考えられるが、式(1)では、外乱を考慮して許容誤差(Terr)を0.75倍となる。許容誤差(Terr)が小さくなれば閾値(Tobj-Terr)が大きくなって、前回に比べて加熱ヒータ(1)の停止が遅くなる。また、前回の到達時
間(t1)が目標到達時間(t0)の0.5倍であった場合には、オーバシュートを防ぐため、許容誤差(Terr)を2倍にすることが考えられるが、式(1)では、外乱を考慮して許容誤差(Terr)を1.5倍となる。許容誤差(Terr)が大きくなれば閾値(Tobj-Terr)が小さくなって、前回に比べて加熱ヒータ(1)の停止が早まる。
本実施形態によれば、加熱ヒータ(1)で直接的に対象流体を加熱するように構成したので、従来とは違い、前記冷媒回路(50)の放熱器(12)において、該放熱器(12)へ流入する熱媒体の温度が冷媒の温度を超えてしまうという不具合が生じなくなる。したがって、冷媒回路(50)の動作を継続させながら、加熱ヒータ(1)を動作させることが可能となり、恒温槽(23)の水温(To)を目標温度(Tobj)に素早く近づけることができる。
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
10 ヒートポンプシステム
12 放熱器(第1熱交換器)
22 加熱熱交換器 (第2熱交換器)
23 恒温槽
20 熱媒体回路
40 コントローラ(動作制御部)
50 冷媒回路
Claims (2)
- 放熱器として機能する第1熱交換器(12)の1次側流路(12a)が接続された蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路(50)と、
前記第1熱交換器(12)の2次側流路(12b)と第2熱交換器(22)とが接続され且つ前記第1熱交換器(12)と前記第2熱交換器(22)との間を熱媒体が循環して前記第2熱交換器(22)で前記熱媒体が対象流体を加熱する熱媒体回路(20)とを備え、
前記第1熱交換器(12)は、前記熱媒体回路(20)の熱媒体を前記冷媒回路(50)の冷媒によって100℃以上に加熱するヒートポンプシステムであって、
前記対象流体を加熱する補助加熱部(1)と、
前記対象流体の温度の目標値よりも小さな閾値を設定し且つ前記対象流体の温度が前記閾値よりも小さいときに前記補助加熱部(1)の動作を許可し、前記対象流体の温度が前記閾値以上のときに前記補助加熱部(1)の動作を禁止する第1動作を行う動作制御部(40)と、
を備え、
前記動作制御部(40)は、前記補助加熱部(1)の動作を禁止してから前記対象流体の温度が目標値に到達するまでの到達時間(t1)を記憶し、該到達時間(t1)が目標到達時間(t0)よりも長い場合に前記閾値を前記対象流体の温度の目標値に近づけ、該到達時間(t1)が目標到達時間(t0)よりも短い場合に前記閾値を前記対象流体の温度の目標値から遠ざける第3動作を行うことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 請求項1において、
前記動作制御部(40)は、前記補助加熱部(1)の動作を許可しているときに、前記対象流体の温度が前記閾値に近づくように前記補助加熱部(1)の加熱容量をPI制御又はPID制御で調整する第2動作を行うことを特徴とするヒートポンプシステム。
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JP2012147853A JP6069910B2 (ja) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | ヒートポンプシステム |
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