JP2014202463A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner.
従来から、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機を備えた強制循環回路と、圧縮機のような冷媒を強制的に搬送する機構を有さない自然循環回路とを有する空気調和装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の技術は、室内機に対応する筐体内に、自然循環回路の蒸発器及び強制循環回路の蒸発器と、送風機とを搭載し、この送風機が取り込んだ空気をこれらの蒸発器で冷却した後に空調対象空間に放出することができるように構成されているものである。これにより、自然循環回路によって空調対象空間で発生している負荷を賄うことができる場合には、強制循環回路の圧縮機を停止して、消費電力を抑制することができるようになっている。
Conventionally, an air conditioner having a forced circulation circuit including a compressor that compresses and discharges a refrigerant and a natural circulation circuit that does not have a mechanism for forcibly conveying the refrigerant such as a compressor has been proposed. (For example, see Patent Document 1).
The technology described in
空気調和装置は、一定回転数で運転するもの以外に、空調対象空間などで発生している負荷に対応して、インバーター制御を行い、圧縮機の回転数を変化させるものが各種提案されている。また、室内機に搭載される送風機についても、一定回転数で運転するもの以外にも、インバーター制御などにより回転数が可変となっているものがある。
このような、空気調和装置では、制御方法として、たとえば、空調対象空間で発生している負荷に対応して圧縮機の回転数を変化させると、送風機の回転数(風量)もそれに応じて変化させるというものがある。
In addition to those that operate at a constant rotational speed, various types of air conditioners that perform inverter control and change the rotational speed of the compressor in response to the load generated in the air-conditioning target space have been proposed. . In addition, as for the blower mounted on the indoor unit, there is a fan whose rotational speed is variable by inverter control or the like, in addition to a fan that operates at a constant rotational speed.
In such an air conditioner, as a control method, for example, when the rotation speed of the compressor is changed in response to the load generated in the air-conditioning target space, the rotation speed (air volume) of the blower also changes accordingly. There is something to let you.
すなわち、空調対象空間で発生している負荷が小さくなると、圧縮機の回転数の運転数を低下させるとともに、送風機の回転数も低下させ、空調対象空間で発生している負荷が大きくなると、圧縮機の回転数の運転数を増加させるとともに、送風機の回転数も増加させるということである。
このように、圧縮機の回転数と送風機の回転数を連動させることによって、空調対象空間の温度をすみやかに設定温度にすること、及び消費電力を抑制することの両立などを実現している。
In other words, when the load generated in the air-conditioning target space is reduced, the compressor rotation speed is decreased and the blower rotation speed is also decreased. When the load generated in the air-conditioning target space is increased, the compressor is compressed. It means that the number of operation of the number of rotations of the machine is increased and the number of rotations of the blower is also increased.
In this way, by coordinating the rotation speed of the compressor and the rotation speed of the blower, it is possible to achieve both the prompt setting of the temperature of the air-conditioning target space to the set temperature and the reduction of power consumption.
特許文献1に記載の技術において、上述のような、圧縮機の回転数に送風機の回転数を連動させる制御方法を実施すると、自然循環回路の蒸発器の冷却能力が低下してしまい、空気調和装置全体として冷却能力不足になってしまうという課題があった。具体的には、次の通りである。
すなわち、自然循環回路の蒸発器の冷却能力は、蒸発器吸込み空気温度と凝縮器吸込み空気温度との温度差が同等かつ凝縮器通過風量が一定の条件においては、蒸発器の通過風量つまり送風機の回転数に依存している。このため、空調対象空間で発生している負荷が小さくなれば、その分圧縮機の回転数を低下させることになるが、それに伴い送風機の回転数も低下させるので、結果として自然循環回路の蒸発器に供給される空気の量が低下し、この蒸発器の冷却能力が低下する。
したがって、圧縮機の回転数を低下させたことにより強制循環回路の蒸発器の冷却能力の低下だけでなく、自然循環回路の蒸発器の冷却能力も低下することとなり、空気調和装置として冷却能力不足になってしまうという課題があった。
In the technique described in
That is, the cooling capacity of the evaporator of the natural circulation circuit is such that the temperature difference between the evaporator intake air temperature and the condenser intake air temperature is equal and the condenser air flow rate is constant, that is, It depends on the rotation speed. For this reason, if the load generated in the air-conditioning target space is reduced, the rotation speed of the compressor is reduced accordingly, but the rotation speed of the blower is also lowered accordingly, and as a result, evaporation of the natural circulation circuit The amount of air supplied to the evaporator decreases and the cooling capacity of the evaporator decreases.
Therefore, lowering the rotation speed of the compressor not only reduces the cooling capacity of the evaporator in the forced circulation circuit, but also reduces the cooling capacity of the evaporator in the natural circulation circuit, resulting in insufficient cooling capacity as an air conditioner. There was a problem of becoming.
また、空調対象空間で発生している負荷が小さくなれば、圧縮機を停止する場合もある。この場合においても、圧縮機の回転数の低下に対応して送風機の回転数を低下させることになるが、この送風機の回転数の低下によって自然循環回路の蒸発器の冷却能力が低下してしまう。
圧縮機が停止しているので空気調和装置の冷却能力は、自然循環回路の蒸発器が賄うこととなるが、冷却能力が低下しているので、結果として空気調和装置全体としての冷却能力が不足してしまうことがある。この場合には、再び圧縮機を運転させて、足りない分の冷却能力を強制循環回路の蒸発器で賄うこととなる。
すなわち、特許文献1に記載の技術において、圧縮機の回転数に送風機の回転数を連動させる制御方法を実施すると、圧縮機の発停の頻度が増えてしまい、高効率に空気調和装置を運転することができないという課題があった。
Moreover, if the load which generate | occur | produces in the space for air conditioning becomes small, a compressor may be stopped. Even in this case, the rotational speed of the blower is reduced in response to the reduction in the rotational speed of the compressor. However, the reduction in the rotational speed of the blower reduces the cooling capacity of the evaporator of the natural circulation circuit. .
Since the compressor is stopped, the cooling capacity of the air conditioner is covered by the evaporator of the natural circulation circuit. However, the cooling capacity is reduced, and as a result, the cooling capacity of the entire air conditioner is insufficient. May end up. In this case, the compressor is operated again, and an insufficient cooling capacity is provided by the evaporator of the forced circulation circuit.
That is, in the technique described in
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、冷却能力不足となることを抑制しながら、消費電力を抑制する空気調和装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an air conditioner that suppresses power consumption while suppressing insufficient cooling capacity.
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第1の凝縮器、絞り装置及び第1の蒸発器を有する第1の循環回路と、第2の凝縮器及び第2の蒸発器を有し、循環する冷媒を強制的に搬送する動力を有さない第2の循環回路とを有する空気調和装置において、第1の蒸発器及び第2の蒸発器に空気を供給する室内送風手段と、圧縮機の回転数に比例するように室内送風手段の回転数を制御する第1の運転モードと、第1の運転モード時よりも室内送風手段の回転数を増加させるとともに圧縮機の回転数を低下させる第2の運転モードとのいずれかを行う制御装置と、を有し、制御装置は、第1の運転モードを実施しているときに、(a)第1の蒸発器の冷却能力よりも、予め設定される第2の蒸発器の冷却能力の方が大きく、且つ、(b)第1の運転モードの消費電力の方が第2の運転モードの消費電力よりも大きいと演算した場合には、第1の運転モードから第2の運転モードに移行するものである。 An air conditioner according to the present invention includes a first circulation circuit having a compressor, a first condenser, a throttling device, and a first evaporator, a second condenser and a second evaporator, An air conditioner having a second circulation circuit that does not have power to forcibly convey a circulating refrigerant, and an air blower that supplies air to the first evaporator and the second evaporator, and a compressor The first operation mode for controlling the rotation speed of the indoor air blowing means so as to be proportional to the rotation speed of the engine, and the rotation speed of the indoor air blowing means is increased and the rotation speed of the compressor is decreased as compared with the first operation mode. A control device that performs any one of the second operation modes, and when the control device performs the first operation mode, (a) than the cooling capacity of the first evaporator, The cooling capacity of the second evaporator set in advance is larger, and (b) the first operation Towards the power consumption mode when computed to be greater than the power consumption of the second operation mode is to transition from the first operating mode to the second operation mode.
本発明に係る空気調和装置によれば、上記構成を有しているので、冷却能力の不足となることを抑制しながら、消費電力を抑制することができる。 Since the air conditioner according to the present invention has the above-described configuration, it is possible to suppress power consumption while suppressing a lack of cooling capacity.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る空気調和装置100の概要構成例図である。
本実施の形態に係る空気調和装置100は、冷却能力の不足となることを抑制しながら、消費電力を抑制することができる改良が加えられたものである。
なお、以下の説明では、空気調和装置100が冷房運転を実施する場合を例に説明する。また、以下の説明における空調対象空間とは、たとえば、室内、データセンター、サーバールーム、ビルの一室、倉庫などに対応するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration example diagram of an air-
The
In the following description, the case where the
[構成説明]
図1で示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置100は、強制循環回路室内機1と、強制循環回路室外機2と、自然循環回路室内機3と、自然循環回路室外機4とで構成されている。
強制循環回路室内機1と強制循環回路室外機2とは冷媒配管で接続され強制循環回路200を構成し、自然循環回路室内機3と自然循環回路室外機4とは、冷媒配管で接続され自然循環回路300を構成している。
[Description of configuration]
As shown in FIG. 1, the
The forced circulation circuit
(強制循環回路室内機1)
強制循環回路室内機1には、室内膨張弁(図示せず)と利用側熱交換器12とが直列に接続されて搭載されている。室内膨張弁は、冷媒を減圧膨張させるものであり、開度を可変とすることができる電子膨張弁で構成するとよい。
利用側熱交換器12は冷房運転時には蒸発器として機能するものである。なお、本実施の形態では、図1に示すように、空気調和装置100が冷房運転を実施する場合のみを例として説明している。仮に、強制循環回路200に四方弁などを設置して暖房運転を実施する場合には、利用側熱交換器12は凝縮器として機能する。
利用側熱交換器12には、空気を供給するための遠心ファンや多翼ファンなどで構成される室内送風手段13が付設されている。また、室内送風手段13はたとえばインバータにより回転数が制御され風量調整されるタイプのもので構成されている。つまり、利用側熱交換器12は、送風手段から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。
なお、本実施の形態では、室内送風手段13が強制循環回路室内機1に設置されている場合を例に説明するが、それに限定されるものではなく、室内送風手段13により形成される風路内に、強制循環回路室内機1および自然循環回路室内機3が設置されていればよい。たとえば、室内送風手段13が、自然循環回路室内機3に設置されていてもよいし、強制循環回路室内機1及び自然循環回路室内機3の両方に設置されていてもよい。
(Forced circulation circuit indoor unit 1)
The forced circulation circuit
The use
The use
In the present embodiment, the case where the indoor air blowing means 13 is installed in the forced circulation circuit
強制循環回路室内機1には、室内制御装置14が設けられており、汎用のCPU、データバス、入出力ポート、不揮発メモリ、タイマーなどを備えた演算装置で構成されている。この室内制御装置14は、運転情報(空調対象空間の空気の温度、設定温度、及び冷媒配管の温度など)によって、室内膨張弁の開度、室内送風手段13の回転数などの制御を行う。また、室内制御装置14は、後述の室外制御装置23と伝送線(図示せず)にて接続され、情報の送受信を行うことができるようになっている。
The forced circulation circuit
(強制循環回路室外機2)
強制循環回路室外機2には、圧縮機21と、熱源側熱交換器22とが直列に接続されて搭載されている。圧縮機21は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえばインバータにより回転数が制御され容量制御されるタイプのもので構成されている。
熱源側熱交換器22は、冷房運転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発器として機能するものである。この熱源側熱交換器22には、空気を供給するためのプロペラファンなどで構成される室外送風手段24が付設されている。つまり、熱源側熱交換器22は、送風手段から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。
(Forced circulation circuit outdoor unit 2)
The forced circulation circuit
The heat source
強制循環回路室外機2には、室外制御装置23が設けられており、汎用のCPU、データバス、入出力ポート、不揮発メモリ、タイマーなどを備えた演算装置で構成されている。この室外制御装置23は、強制循環回路室内機1からの運転情報(空調対象空間の空気の温度、設定温度、及び冷媒配管温度など)によって、圧縮機21の回転数(周波数)、室外送風手段24の回転数などに対し予め設定された制御を行う。
The forced circulation circuit
つまり、強制循環回路200は、圧縮機21と、熱源側熱交換器22と、室内膨張弁と、利用側熱交換器12とを順次環状に接続した冷凍サイクルにより構成されている。
That is, the forced
(自然循環回路室内機3)
自然循環回路室内機3には、蒸発器として機能する自然循環用蒸発器31が搭載されている。また、自然循環回路室内機3は、強制循環回路室内機1の空気吸込口の一次側(空気流入側)に設置され、強制循環回路室内機1の室内送風手段13により流通される空気が、自然循環用蒸発器31にも供給されるように構成されている。
なお、本実施の形態において、自然循環回路室内機3は、強制循環回路室内機1と別体であるものとして説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、自然循環用蒸発器31も、利用側熱交換器12とともに強制循環回路室内機1内に設置されている態様であってもよいし、強制循環回路室内機1の空気吸込口の一次側に接続されたダクト内部に設置されている態様であってもよい。
また、本実施の形態では、自然循環回路室内機3に流入した空気が自然循環用蒸発器31を通過した後に、利用側熱交換器12に供給されるように自然循環回路室内機3と強制循環回路室内機1とが構成されている場合を例に説明したが、それに限定されるものではない。
(Natural circulation circuit indoor unit 3)
The natural circulation circuit
In the present embodiment, the natural circulation circuit
In the present embodiment, the natural circulation circuit
(自然循環回路室外機4)
自然循環回路室外機4には、凝縮器として機能する自然循環用凝縮器41と、自然循環用凝縮器41に付設され、自然循環用凝縮器41に空気を供給する自然循環回路室外機送風手段42とが搭載されている。
自然循環回路室外機送風手段42は、通電時に運転するようになされている。
なお、自然循環回路室外機送風手段42の運転方法であるが、自然循環運転時のみ運転したり、強制循環回路室内機1から出力される運転信号により運転したりするといったように、予め設定された制御で運転を行うようにしてもよい。
(Natural circulation circuit outdoor unit 4)
The natural circulation circuit outdoor unit 4 includes a
The natural circulation circuit outdoor unit air blowing means 42 is operated when energized.
The natural circulation circuit outdoor unit air blowing means 42 is operated in advance, and is set in advance such that it is operated only during natural circulation operation or is operated by an operation signal output from the forced circulation circuit
このように、自然循環回路300は、自然循環用蒸発器31と自然循環用凝縮器41とを順次環状に接続した冷凍サイクルにより構成されている。
なお、本実施の形態では、強制循環回路200には冷媒が封入され、自然循環回路300にも冷媒が循環しているものとして説明するが、それに限定されるものでなく、自然循環回路300にはたとえば水などの熱媒体が封入されていてもよい。
Thus, the
In the present embodiment, it is assumed that the refrigerant is enclosed in the forced
[動作説明]
次に、空気調和装置100の動作について説明する。
空気調和装置100の強制循環回路200及び自然循環回路300には冷媒が封入されている。強制循環回路200において、この冷媒は、圧縮機21で高温・高圧にされ、圧縮機21から吐出して、熱源側熱交換器22に流入する。熱源側熱交換器22に流入した冷媒は、室外送風手段24から供給される空気と熱交換して凝縮液化する。
すなわち、冷媒は放熱して液体に状態変化するのである。凝縮液化した冷媒は、冷媒配管を導通し、室内膨張弁に流入する。
[Description of operation]
Next, the operation of the
A refrigerant is sealed in the forced
That is, the refrigerant dissipates heat and changes its state to liquid. The condensed and liquefied refrigerant flows through the refrigerant pipe and flows into the indoor expansion valve.
室内膨張弁に流入した冷媒は、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、利用側熱交換器12に流入する。利用側熱交換器12に流入した気液二相冷媒は、送風手段から供給される循環空気と熱交換して蒸発ガス化する。すなわち、空気から吸熱して(空気を冷却して)、気体に状態変化するのである。蒸発ガス化した冷媒は、利用側熱交換器12から流出し、冷媒配管を導通し、圧縮機21に再度吸入される。
The refrigerant flowing into the indoor expansion valve is decompressed and expanded, and changes its state to a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant of liquid and gas. This gas-liquid two-phase refrigerant flows into the use
利用側熱交換器12に供給される空気は、この利用側熱交換器12に流入した冷媒の蒸発熱により冷却される。そして、室内送風手段13の作用によって、強制循環回路室内機1が設置されている空調対象空間に供給され、その空調対象空間及び空調対象空間に設置されている発熱機器(たとえば、サーバー)などを冷却する。これにより、空調対象空間に供給された空気は、温度が上昇することになる。
そして、温度上昇した空気は、送風手段によって利用側熱交換器12に再度供給され、冷媒の蒸発熱で冷却される。このように、空調対象空間の空気が循環している。
The air supplied to the use
Then, the air whose temperature has risen is supplied again to the use-
自然循環回路300においては、自然循環用蒸発器31の冷媒が、空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となり冷媒配管を導通し、自然循環用凝縮器41へ流入する。自然循環用凝縮器41においてガス冷媒は、自然循環回路室外機送風手段42により流通する外気との熱交換により凝縮して液冷媒となる。この液冷媒はガス冷媒との密度差による自然循環により冷媒配管を導通して自然循環用蒸発器31へ戻る。
In the
ここで、自然循環回路300内の冷媒が自然循環し、自然循環用蒸発器31が冷却能力を発揮している場合は、自然循環回路室内機3は、強制循環回路室内機1の空気吸込口の一次側(空気流入側)に設置されているため、強制循環回路室内機1に流入する空調対象空間の空気は、自然循環用蒸発器31にて一次冷却される。この一次冷却された室内空気は、必要に応じて強制循環回路室内機1にて冷却される。
Here, when the refrigerant in the
[冷却能力について]
空気調和装置100の冷却能力について説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜上のため、室内制御装置14及び室外制御装置23を併せて制御装置400と総称するものとする。
制御装置400は、強制循環回路室内機1の冷房運転を実施するにあたり、「空調対象空間の空気の温度又は空調対象空間に吹きだされる空気の温度」を、「予め設定された温度又は予め設定された温度範囲」に近づけるように、室内送風手段13の回転数、室外送風手段24の回転数、自然循環回路室外機送風手段42の回転数、圧縮機21の回転数、及び図示省略の室内膨張弁の開度などの制御を実施している。
ここで、空気調和装置100の冷房運転における「冷却能力」について説明する。
空調対象空間では、空調対象空間に設置された機器の発熱量、実際の空調対象空間の温度や湿度、及び空調対象空間外の温度などに応じた負荷が発生している。
たとえば、空気調和装置100を起動して間もないとき、季節が夏であるとき、機器の発熱量が大きいなどの場合には、この負荷がその分大きくなる。そのため、空気調和装置100は、負荷が大きい分だけ、「冷却能力」を増大させて運転を行う。
また、冷却対象機器の発熱量が低下した場合などに、負荷が小さくなっている。そのため、空気調和装置100は、負荷が小さくなった分だけ、「冷却能力」を低下させて運転を行う。
[Cooling capacity]
The cooling capacity of the
When performing the cooling operation of the forced circulation circuit
Here, the “cooling capacity” in the cooling operation of the
In the air-conditioning target space, loads are generated according to the amount of heat generated by the devices installed in the air-conditioning target space, the actual temperature and humidity of the air-conditioning target space, the temperature outside the air-conditioning target space, and the like.
For example, when the
Further, the load is reduced when the heat generation amount of the cooling target device is reduced. Therefore, the air-
このように、空気調和装置100は、空調対象空間で発生する負荷に応じて「冷却能力」の増減をしている。「冷却能力」の増減を行うには、室内送風手段13の回転数を一定として考えたとき、強制循環回路200の利用側熱交換器12に供給される冷媒の温度及び冷媒流量の少なくとも一方と、自然循環回路300に供給される冷媒(熱媒体)の温度及び冷媒流量の少なくとも一方とを変化させることで実施することができる。
なお、空気調和装置100の冷却能力としては、強制循環回路200の利用側熱交換器12による冷却に起因するものと、自然循環回路300の自然循環用蒸発器31による冷却に起因するものとに分けることができる。
そこで、前者を「強制循環回路200の冷却能力」と称し、後者を「自然循環回路300の冷却能力」と称するものとする。
Thus, the
Note that the cooling capacity of the
Therefore, the former is referred to as “cooling capacity of the forced
[制御装置400の動作説明]
次に、制御装置400の詳しい動作について説明する。
制御装置400は、後述する(a)及び(b)の条件を満たすと、「強制循環回路200の圧縮機21を運転して利用側熱交換器12を蒸発器として機能させる第1の運転モード」から、「強制循環回路200の圧縮機21を停止する第2の運転モード」に移行する。すなわち、自然循環回路300で能力を満足する場合は、圧縮機21を停止し強制循環回路200は冷房に寄与しないように制御されるということである。
[Description of Operation of Control Device 400]
Next, detailed operation of the
When the conditions of (a) and (b) to be described later are satisfied, the
より詳細には、第1の運転モードは、「空調対象空間で発生している負荷に対応するように、圧縮機21の回転数が予め設定されている」とともに、「この圧縮機21に設定されている回転数に対応するように、室内送風手段13の回転数が予め設定されている」運転モードである。このため、第1の運転モードでは、室内送風手段13の作用によって、強制循環回路室内機1及び自然循環回路室内機3に取り込まれた空気が、利用側熱交換器12及び自然循環用蒸発器31によって冷却されることとなる。
More specifically, in the first operation mode, “the rotation speed of the
なお、この第1の運転モードでは、制御装置400が、室内送風手段13を予め設定された回転数(回転数範囲)となるように制御している。
より詳細には、制御装置400は、第1の運転モードでは、強制循環回路室内機1の冷却能力を100%とする場合には室内送風手段13の回転数もたとえば100%となるようにし、強制循環回路室内機1の冷却能力を70%とする場合には室内送風手段13の回転数もたとえば70%となるようにし、概ね冷却能力と回転数とが比例するように室内送風手段13を制御している。但し、室内送風手段13の回転数が回転数範囲の下限に達した場合は、冷却能力によらず回転数は下限値で制御される。
なお、第1の運転モードにおいて、強制循環回路室内機1の冷却能力が100%未満となる運転のことを部分負荷運転とも称する。すなわち、上述した強制循環回路室内機1の冷却能力を70%とする場合については、部分負荷運転を実施しているということである。
In the first operation mode, the
More specifically, in the first operation mode, when the cooling capacity of the forced circulation circuit
In the first operation mode, an operation in which the cooling capacity of the forced circulation circuit
また、第2の運転モードは、「圧縮機21を停止する」とともに、「室内送風手段13の回転数が最大に設定されている」運転モードである。このため、第2の運転モードでは、室内送風手段13の作用によって、強制循環回路室内機1及び自然循環回路室内機3に取り込まれた空気が、自然循環用蒸発器31によって冷却されることとなる。
The second operation mode is an operation mode in which “the
制御装置400は、「(a)強制循環回路200の冷却能力と自然循環回路300の冷却能力との大小関係」及び「(b)第1の運転モードにおける消費電力と第2の運転モードにおける消費電力との大小関係」に基づいて、第1の運転モードから第2の運転モードに移行するか否かの演算を行っている。
まず、(a)について説明する。
強制循環回路200の冷却能力をQcompと定義し、自然循環回路300の冷却能力をQgravと定義する。
Qcompは、「圧縮機21の回転数」、強制循環回路200の「冷媒圧力」及び「冷媒温度」に基づいて算出される量である。
Qgravは、「室内送風手段13の回転数」及び「空調対象空間と空調対象空間外との温度差」に基づいて算出される量である。
「冷媒圧力」、「冷媒温度」及び「蒸発器吸込み空気温度(室内機吸込み温度)と凝縮器吸込み空気温度(室外機吸込み温度)との温度差」の検出方法であるが、図示省略の圧力センサ及び温度センサなどで実施することができる。
ここで、Qgravの最大値とは、「蒸発器吸込み空気温度と凝縮器吸込み空気温度との温度差」がある値である場合においては、「室内送風手段13の回転数」が最大のときである。この最大のQgravの値を、自然循環回路300の冷却能力の最大値Qgrav*と定義する。
制御装置400は、強制循環回路200の冷却能力Qcompよりも自然循環回路300の冷却能力の最大値Qgrav*の方が大きいか否かの演算をしている。
The
First, (a) will be described.
The cooling capacity of the forced
Qcomp is an amount calculated based on “the number of rotations of the
Qgrav is an amount calculated based on “the rotational speed of the indoor air blowing means 13” and “the temperature difference between the air-conditioning target space and the outside of the air-conditioning target space”.
This is a method for detecting “refrigerant pressure”, “refrigerant temperature” and “temperature difference between evaporator intake air temperature (indoor unit intake temperature) and condenser intake air temperature (outdoor unit intake temperature)”, but pressure not shown It can be implemented with sensors and temperature sensors.
Here, the maximum value of Qgrav is when the “rotational speed of the indoor air blowing means 13” is the maximum when the “temperature difference between the evaporator intake air temperature and the condenser intake air temperature” is a certain value. is there. The maximum value of Qgrav is defined as the maximum value Qgrav * of the cooling capacity of the
The
次に、(b)について説明する。
第1の運転モードのときにおける消費電力をW1と定義し、第2の運転モードのときにおける消費電力をW2と定義する。
W1は、「圧縮機21の回転数に応じた消費電力」及び「室内送風手段13の回転数に応じた消費電力」に基づいて算出される量である。
W2は、「室内送風手段13の回転数が最大回転数であるときの消費電力」に基づいて算出される量である。
なお、実際には、たとえば制御装置400の演算による消費電力、図示省略の室内膨張弁の動作による消費電力などといった消費電力があるが、本実施の形態では、これらについては便宜的に考慮しないものとする。
制御装置400は、第2の運転モードの消費電力W2よりも第1の運転モードの消費電力W1の方が消費電力が大きいか否かの演算をしている。
Next, (b) will be described.
The power consumption in the first operation mode is defined as W1, and the power consumption in the second operation mode is defined as W2.
W1 is an amount calculated based on “power consumption according to the rotational speed of the
W2 is an amount calculated based on “power consumption when the rotational speed of the indoor air blowing means 13 is the maximum rotational speed”.
Actually, there is power consumption such as power consumption by calculation of the
The
制御装置400は、「(a)強制循環回路200の冷却能力Qcompよりも自然循環回路300の冷却能力の最大値Qgrav*の方が大きく」、且つ、「(b)第2の運転モードの消費電力W2よりも第1の運転モードの消費電力W1の方が消費電力が大きい」ときに、第1の運転モードから第2の運転モードへの移行をする。より詳細には、制御装置400は、(a)且つ(b)の条件をみたし、第1の運転モードのうちの部分負荷運転を実施しているときに、第1の運転モードから第2の運転モードに移行する。
なお、「(a)強制循環回路200の冷却能力Qcompよりも自然循環回路300の冷却能力の最大値Qgrav*の方が大きい」場合というのは、強制循環回路200の圧縮機21を停止して利用側熱交換器12による冷却がなくなってしまっても、室内送風手段13の回転数を最大として自然循環用蒸発器31の冷却分を増大させることで、賄い得るということである。
このため、第2の運転モードに移行することで、冷却能力不足となることを抑制しながら、消費電力を抑制することができることになる。
The
Note that, “(a) the maximum value Qgrav * of the cooling capacity of the
For this reason, by shifting to the second operation mode, the power consumption can be suppressed while suppressing the cooling capacity from being insufficient.
[変形例]
なお、本実施の形態において、第2の運転モードでは、室内送風手段13の回転数を最大とする場合を一例に説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、室内送風手段13の回転数を、第1の運転モードのときよりも大きい設定値としても、同様の効果を得ることができる。なお、この場合には、W2を「室内送風手段13の回転数が最大回転数であるときの消費電力」ではなく、「第1の運転モードのときの回転数よりも大きい設定値における消費電力」とすればよい。
[Modification]
In addition, in this Embodiment, although the case where the rotation speed of the indoor ventilation means 13 was made into the maximum was demonstrated as an example in 2nd operation mode, it is not limited to it. For example, the same effect can be obtained even if the rotational speed of the indoor air blowing means 13 is set to a larger set value than in the first operation mode. In this case, W2 is not “power consumption when the rotation speed of the indoor air blowing means 13 is the maximum rotation speed”, but “power consumption at a set value larger than the rotation speed in the first operation mode”. "And it is sufficient.
また、本実施の形態において、第2の運転モードでは、圧縮機21の運転を停止する場合を一例に説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、圧縮機21の回転数を予め設定された値まで低下させることでも、同様の効果を得ることができる。なお、この場合には、予め設定された回転数における圧縮機21の消費電力についてもW2に加えて算出すればよい。
ただし、第2の運転モードでは、室内送風手段13の回転数を最大とし、圧縮機21の運転を停止することで、冷却能力不足となることを抑制しながら、消費電力を抑制するという効果をより顕著に得ることができる。
In the present embodiment, in the second operation mode, the case where the operation of the
However, in the second operation mode, the rotation speed of the indoor air blowing means 13 is maximized and the operation of the
さらに、本実施の形態において、(a)の条件はそれに限定されるものではない。必ずしも、自然循環回路300の冷却能力の最大値Qgrav*を用いる必要はないということである。すなわち、(a)の条件を、「強制循環回路200の冷却能力Qcompよりも、この最大値Qgrav*よりも低い任意の値として予め設定される自然循環回路300の冷却能力の方が大きく」としてもよい。
Further, in the present embodiment, the condition (a) is not limited thereto. That is, it is not always necessary to use the maximum value Qgrav * of the cooling capacity of the
さらに、本実施の形態の第2の運転モードにおいて、予め設定される室内温度の目標値(設定温度)もしくは一定の範囲内に、一定時間到達しない場合などは、自然循環回路300が冷却能力を発揮していないと判断し、前述の(a)及び(b)の条件によらず、第1の運転モードに移行するといった制御としてもよい。
Furthermore, in the second operation mode of the present embodiment, the
[実施の形態に係る空気調和装置100の有する効果]
本実施の形態に係る空気調和装置100は、第1の運転モードから第2の運転モードに移行することができるので、冷却能力の不足となることを抑制しながら、消費電力を抑制することができる。
[Effects of
Since the
1 強制循環回路室内機、2 強制循環回路室外機、3 自然循環回路室内機、4 自然循環回路室外機、12 利用側熱交換器(第1の凝縮器)、13 室内送風手段、14 室内制御装置、21 圧縮機、22 熱源側熱交換器(第1の凝縮器)、23 室外制御装置、24 室外送風手段、31 自然循環用蒸発器(第2の蒸発器)、41 自然循環用凝縮器、42 自然循環回路室外機送風手段、100 空気調和装置、200 強制循環回路(第1の循環回路)、300 自然循環回路(第2の循環回路)、400 制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に空気を供給する室内送風手段と、
前記圧縮機の回転数に比例するように前記室内送風手段の回転数を制御する第1の運転モードと、前記第1の運転モード時よりも前記室内送風手段の回転数を増加させるとともに前記圧縮機の回転数を低下させる第2の運転モードとのいずれかを行う制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記第1の運転モードを実施しているときに、
(a)前記第1の蒸発器の冷却能力よりも、予め設定される前記第2の蒸発器の冷却能力の方が大きく、且つ、(b)前記第1の運転モードの消費電力の方が前記第2の運転モードの消費電力よりも大きいと演算した場合には、前記第1の運転モードから前記第2の運転モードに移行する
ことを特徴とする空気調和装置。 A first circulation circuit having a compressor, a first condenser, a throttling device, and a first evaporator, and a second condenser and a second evaporator, forcibly conveying the circulating refrigerant. In the air conditioner having the second circulation circuit having no power,
Indoor blowing means for supplying air to the first evaporator and the second evaporator;
A first operation mode for controlling the rotation speed of the indoor air blowing means so as to be proportional to the rotation speed of the compressor, and the rotation speed of the indoor air blowing means is increased and the compression is performed as compared with the first operation mode. A control device for performing any one of the second operation mode for reducing the rotational speed of the machine;
Have
The controller is
When performing the first operation mode,
(A) The cooling capacity of the second evaporator set in advance is larger than the cooling capacity of the first evaporator, and (b) the power consumption in the first operation mode is greater. When it is calculated that the power consumption is larger than that of the second operation mode, the air conditioner shifts from the first operation mode to the second operation mode.
前記第1の運転モード時の消費電力及び前記第2の運転モード時の消費電力を、前記室内送風手段の回転数及び前記圧縮機の回転数に基づいて算出している
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 The controller is
The power consumption during the first operation mode and the power consumption during the second operation mode are calculated based on the number of rotations of the indoor blower and the number of rotations of the compressor. Item 2. The air conditioner according to Item 1.
前記第2の運転モード時に前記圧縮機を停止し、前記室内送風手段の回転数を最大回転数とする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置。 The controller is
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the compressor is stopped during the second operation mode, and the rotation speed of the indoor air blowing unit is set to a maximum rotation speed.
前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の冷却能力を、前記室内送風手段の回転数及び空調対象空間と空調対象空間外との温度差に基づいて算出する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和装置。 The controller is
The cooling capacity of the first evaporator and the second evaporator is calculated based on the number of rotations of the indoor blower and the temperature difference between the air-conditioning target space and the outside of the air-conditioning target space. The air conditioning apparatus as described in any one of 1-3.
予め設定される前記第2の蒸発器の冷却能力として、前記第2の蒸発器の冷却能力の最大値が設定されている
ことを特徴とする請求項4に記載の空気調和装置。 The controller is
The air conditioning apparatus according to claim 4, wherein a maximum value of the cooling capacity of the second evaporator is set as the cooling capacity of the second evaporator set in advance.
前記第2の運転モードを実施しているときに、前記第2の循環回路が冷却能力を発揮していないと判断すると、
(a)前記第1の蒸発器の冷却能力よりも、予め設定される前記第2の蒸発器の冷却能力の方が大きいという条件、及び(b)前記第1の運転モードの消費電力の方が前記第2の運転モードの消費電力よりも大きいという条件によらず、前記第1の運転モードに移行する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の空気調和装置。 The controller is
When it is determined that the second circulation circuit does not exhibit the cooling capacity when the second operation mode is being performed,
(A) the condition that the cooling capacity of the second evaporator set in advance is larger than the cooling capacity of the first evaporator, and (b) the power consumption of the first operation mode. The air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein the air conditioner shifts to the first operation mode regardless of a condition that the power consumption is larger than the power consumption of the second operation mode.
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