JP6750388B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration system.
従来、熱源ユニットにおいて、複数の圧縮機を有し、インジェクション管を介して各圧縮機に中間圧冷媒を流入させることで圧縮機の信頼性向上を図った冷凍装置が知られている。例えば、特許文献1(特開2010−54186号公報)に開示される冷凍装置では、インジェクション管に接続されたインジェクション弁の開度を、各圧縮機から吐出される冷媒の温度に基づいて調整することで、各圧縮機に流入させる中間圧冷媒の流量を調整している。 BACKGROUND ART Conventionally, there is known a refrigeration system having a plurality of compressors in a heat source unit and improving the reliability of the compressors by allowing an intermediate pressure refrigerant to flow into each compressor via an injection pipe. For example, in the refrigeration system disclosed in Patent Document 1 (JP 2010-54186 A), the opening degree of the injection valve connected to the injection pipe is adjusted based on the temperature of the refrigerant discharged from each compressor. As a result, the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant flowing into each compressor is adjusted.
特許文献1のような従来の冷凍装置においては、各インジェクション弁は共通の上流側共通配管と接続されるのが一般的である。このような従来の冷凍装置において、いずれかのインジェクション弁(対象インジェクション弁)の開度を変更した際には、上流側共通配管を経て他のインジェクション弁(非対象インジェクション弁)を通過する中間圧冷媒の流量、及び当該非対象インジェクション弁に対応する圧縮機へのインジェクション量が変動しうる。 In the conventional refrigeration system as disclosed in Patent Document 1, each injection valve is generally connected to a common upstream common pipe. In such a conventional refrigeration system, when the opening of one of the injection valves (target injection valve) is changed, the intermediate pressure passing through the other common injection valve (non-target injection valve) through the upstream common pipe. The flow rate of the refrigerant and the injection amount into the compressor corresponding to the asymmetrical injection valve may vary.
その結果、当該圧縮機から吐出される冷媒の温度が変化し、非対象インジェクション弁の開度が変動しうる。その後、非対象インジェクション弁の開度変更に伴い、上流側共通配管を経て対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量、及び対象インジェクション弁に対応する圧縮機へのインジェクション量が変動しうる。このため、当該圧縮機から吐出される冷媒の温度が変化し、対象インジェクション弁の開度が再び変更される、という事象が繰り返されるハンチング現象が生じうる。 As a result, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor may change, and the opening degree of the asymmetrical injection valve may change. Thereafter, as the opening degree of the non-target injection valve changes, the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the target injection valve via the upstream common pipe and the injection amount into the compressor corresponding to the target injection valve may change. Therefore, a hunting phenomenon in which the temperature of the refrigerant discharged from the compressor changes and the opening degree of the target injection valve changes again may occur.
係るハンチング現象が生じると、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となり、圧縮室内の冷媒が過度に過熱状態となる過熱運転状態、又は過度に湿り状態となる湿り運転状態となり、信頼性が低下することも想定される。 When such a hunting phenomenon occurs, in each compressor, the state of the intermediate pressure refrigerant flowing in becomes unstable, and the refrigerant in the compression chamber becomes an overheated operation state in which it becomes an overheated state, or becomes a wet operation state in which it becomes an excessively wet state. However, it is also assumed that the reliability will decrease.
そこで、本発明の課題は、圧縮機の信頼性低下を抑制する冷凍装置を提供することである。 Then, the subject of this invention is providing the refrigeration apparatus which suppresses the reliability fall of a compressor.
本発明の第1観点に係る冷凍装置は、複数の圧縮機と、複数のインジェクション管と、複数のインジェクション弁と、上流側共通配管と、コントローラと、を備える。複数の圧縮機は、互いに並列に配置される。圧縮機は、低圧冷媒を吸入し圧縮して高圧冷媒として吐出する。インジェクション管は、いずれかの圧縮機に対応する。インジェクション管は、対応する圧縮機に接続される。インジェクション管は、対応する圧縮機に中間圧冷媒を流入させる。インジェクション弁は、いずれかのインジェクション管に対応する。インジェクション弁は、対応するインジェクション管に一端が接続される。インジェクション弁は、対応するインジェクション管における中間圧冷媒の流量を調整する。上流側共通配管は、各インジェクション弁の他端に接続される。上流側共通配管は、各インジェクション弁に流入する中間圧冷媒が流れる。コントローラは、各インジェクション弁の動作を、状況に応じて制御する。コントローラは、対象インジェクション弁の開度変更時に、ハンチング抑制制御を実行する。対象インジェクション弁は、いずれかのインジェクション弁である。ハンチング抑制制御においては、非対象インジェクション弁の開度をハンチング抑制開度に変更する。非対象インジェクション弁は、対象インジェクション弁以外のインジェクション弁である。ハンチング抑制開度は、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機内における、対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化を、抑制する開度である。 A refrigeration system according to a first aspect of the present invention includes a plurality of compressors, a plurality of injection pipes, a plurality of injection valves, an upstream common pipe, and a controller. The plurality of compressors are arranged in parallel with each other. The compressor draws in low-pressure refrigerant, compresses it, and discharges it as high-pressure refrigerant. The injection pipe corresponds to either compressor. The injection pipe is connected to the corresponding compressor. The injection pipe allows the intermediate pressure refrigerant to flow into the corresponding compressor. The injection valve corresponds to either injection pipe. One end of the injection valve is connected to the corresponding injection pipe. The injection valve regulates the flow rate of the intermediate pressure refrigerant in the corresponding injection pipe. The upstream common pipe is connected to the other end of each injection valve. The intermediate-pressure refrigerant flowing into each injection valve flows through the upstream common pipe. The controller controls the operation of each injection valve according to the situation. The controller executes the hunting suppression control when changing the opening of the target injection valve. The target injection valve is any of the injection valves. In the hunting suppression control, the opening of the non-target injection valve is changed to the hunting suppression opening. The non-target injection valve is an injection valve other than the target injection valve. The hunting suppression opening is an opening that suppresses a change in the state of the refrigerant due to a change in the opening of the target injection valve in the compressor corresponding to the non-target injection valve.
本発明の第1観点に係る冷凍装置では、コントローラは、対象インジェクション弁(いずれかのインジェクション弁)の開度変更時にハンチング抑制制御を実行し、ハンチング抑制制御においては非対象インジェクション弁(他のインジェクション弁)の開度をハンチング抑制開度(非対象インジェクション弁に対応する圧縮機内における対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化を抑制する開度)に変更する。これにより、対象インジェクション弁の開度を変更した際には、非対象インジェクション弁の開度がハンチング抑制開度に変更される。その結果、対象インジェクション弁の開度が変更された際に、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機内において対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化が抑制される。このため、対象インジェクション弁の開度変更に起因して、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機から吐出される冷媒の温度変化が抑制される。これに関連して、特定のインジェクション弁の開度変更後、他のインジェクション弁の開度が変更され、その後再び特定のインジェクション弁の開度が変更される、というように各インジェクション弁の開度変更が交互に繰り返されるハンチング現象が抑制される。よって、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが抑制される。したがって、圧縮機の信頼性低下が抑制される。 In the refrigeration system according to the first aspect of the present invention, the controller executes the hunting suppression control when the opening degree of the target injection valve (any of the injection valves) is changed, and in the hunting suppression control, the non-target injection valve (another injection valve). Valve) is changed to a hunting suppression opening (an opening that suppresses a change in the state of the refrigerant caused by a change in the opening of the target injection valve in the compressor corresponding to the non-target injection valve). As a result, when the opening degree of the target injection valve is changed, the opening degree of the non-target injection valve is changed to the hunting suppression opening degree. As a result, when the opening degree of the target injection valve is changed, the state change of the refrigerant due to the opening degree change of the target injection valve is suppressed in the compressor corresponding to the non-target injection valve. Therefore, the temperature change of the refrigerant discharged from the compressor corresponding to the non-target injection valve is suppressed due to the change in the opening degree of the target injection valve. In this connection, after changing the opening of a specific injection valve, the opening of another injection valve is changed, and then the opening of the specific injection valve is changed again. A hunting phenomenon in which changes are alternately repeated is suppressed. Therefore, in each of the compressors, it is possible to prevent the inflowing intermediate pressure refrigerant from becoming unstable and becoming a wet operation state or an overheat operation state. Therefore, deterioration of reliability of the compressor is suppressed.
本発明の第2観点に係る冷凍装置は、第1観点に係る冷凍装置であって、コントローラは、ハンチング抑制開度決定部を含む。ハンチング抑制開度決定部は、ハンチング抑制開度を、非対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量が対象インジェクション弁の開度変更に起因して変動することを抑制する開度に決定する。 A refrigeration apparatus according to a second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein the controller includes a hunting suppression opening degree determination unit. The hunting suppression opening degree determination unit determines the hunting suppression opening degree to be an opening degree that suppresses the fluctuation of the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the non-target injection valve due to the change in the opening degree of the target injection valve.
これにより、対象インジェクション弁の開度を変更した際に、非対象インジェクション弁の開度は、非対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量が対象インジェクション弁の開度変更に起因して変動することを抑制する開度に変更される。その結果、対象インジェクション弁の開度が変更された際に、上流側共通配管を経て非対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量、及び非対象インジェクション弁に対応する圧縮機へのインジェクション量の変動が抑制される。このため、特定のインジェクション弁の開度変更後、各インジェクション弁の開度変更が交互に繰り返されるハンチング現象が抑制される。よって、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが抑制される。したがって、圧縮機の信頼性低下が抑制される。 Thereby, when the opening degree of the target injection valve is changed, the opening degree of the non-target injection valve changes due to the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the non-target injection valve due to the opening degree change of the target injection valve. It is changed to an opening degree that suppresses this. As a result, when the opening degree of the target injection valve is changed, the flow rate of the intermediate pressure refrigerant passing through the non-target injection valve via the upstream common pipe, and the injection amount of the compressor corresponding to the non-target injection valve Fluctuation is suppressed. Therefore, the hunting phenomenon in which the opening degree of each injection valve is alternately repeated after the opening degree of the specific injection valve is changed is suppressed. Therefore, in each of the compressors, it is possible to prevent the inflowing intermediate pressure refrigerant from becoming unstable and becoming a wet operation state or an overheat operation state. Therefore, deterioration of reliability of the compressor is suppressed.
本発明の第3観点に係る冷凍装置は、第2観点に係る冷凍装置であって、コントローラは、変更前冷媒流量記憶部と、予測部と、差分値算出部と、をさらに含む。変更前冷媒流量記憶部は、変更前冷媒流量を記憶する。変更前冷媒流量は、対象インジェクション弁の開度変更前における非対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量である。予測部は、対象インジェクション弁の開度の増減分に基づき、変更後冷媒流量を予測する。変更後冷媒流量は、非対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量である。差分値算出部は、変更前冷媒流量と変更後冷媒流量との差分値を算出する。ハンチング抑制開度決定部は、ハンチング抑制開度を、差分値が0又は0に近似する値となる開度に決定する。 A refrigeration apparatus according to a third aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the second aspect, wherein the controller further includes a pre-change refrigerant flow rate storage unit, a prediction unit, and a difference value calculation unit. The pre-change refrigerant flow rate storage unit stores the pre-change refrigerant flow rate. The pre-change refrigerant flow rate is the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant that passes through the non-target injection valve before the opening degree of the target injection valve is changed. The predicting unit predicts the changed refrigerant flow rate based on the increase/decrease in the opening degree of the target injection valve. The changed refrigerant flow rate is the flow rate of the intermediate pressure refrigerant that passes through the asymmetrical injection valve. The difference value calculation unit calculates a difference value between the pre-change refrigerant flow rate and the post-change refrigerant flow rate. The hunting suppression opening degree determination unit determines the hunting suppression opening degree to be an opening degree having a difference value of 0 or a value close to 0.
これにより、ハンチング抑制開度は、変更前冷媒流量及び変更後冷媒流量の差分値に基づき決定される。その結果、ハンチング抑制開度は高精度に適正な開度に決定され、非対象インジェクション弁をハンチング抑制開度に変更後、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機内において対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化が高精度に抑制される。よって、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが高精度に抑制される。したがって、圧縮機の信頼性低下がさらに抑制される。 Accordingly, the hunting suppression opening degree is determined based on the difference value between the pre-change refrigerant flow rate and the post-change refrigerant flow rate. As a result, the hunting suppression opening is accurately determined to an appropriate opening, and after changing the non-target injection valve to the hunting suppression opening, the target injection valve opening is changed in the compressor corresponding to the non-target injection valve. The resulting change in the state of the refrigerant is suppressed with high accuracy. Therefore, in each compressor, the state of the inflowing intermediate-pressure refrigerant becomes unstable, and the wet operation state or the overheat operation state is suppressed with high accuracy. Therefore, the reduction in reliability of the compressor is further suppressed.
本発明の第4観点に係る冷凍装置は、第2観点又は第3観点に係る冷凍装置であって、コントローラは、特性情報記憶部をさらに含む。特性情報記憶部は、インジェクション弁特性情報を記憶する。インジェクション弁特性情報は、各インジェクション弁の開度と通過する中間圧冷媒の流量との相関関係を定義した情報である。ハンチング抑制開度決定部は、インジェクション弁特性情報に基づき、ハンチング抑制開度を決定する。 A refrigeration system according to a fourth aspect of the present invention is the refrigeration system according to the second or third aspect, wherein the controller further includes a characteristic information storage unit. The characteristic information storage unit stores the injection valve characteristic information. The injection valve characteristic information is information that defines the correlation between the opening degree of each injection valve and the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant that passes through. The hunting suppression opening determination unit determines the hunting suppression opening based on the injection valve characteristic information.
これにより、ハンチング抑制開度は、予め導出されている非対象インジェクション弁の特性に基づき決定される。その結果、ハンチング抑制開度は、非対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量が対象インジェクション弁の開度変更に起因して変動することを高精度に抑制する開度に決定される。このため、非対象インジェクション弁をハンチング抑制開度に変更後、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機内において対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化が高精度に抑制される。すなわち、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となり、湿り運転状態又は過熱運転状態となることが高精度に抑制される。したがって、圧縮機の信頼性低下がさらに抑制される。 As a result, the hunting suppression opening degree is determined based on the previously derived characteristics of the asymmetrical injection valve. As a result, the hunting suppression opening degree is determined to be an opening degree with which the fluctuation of the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the non-target injection valve due to the change in the opening degree of the target injection valve is highly accurately suppressed. Therefore, after the non-target injection valve is changed to the hunting suppression opening degree, the change in the refrigerant state due to the change in the opening degree of the target injection valve in the compressor corresponding to the non-target injection valve is highly accurately suppressed. That is, in each compressor, the inflowing intermediate-pressure refrigerant becomes unstable, and the wet operation state or the overheat operation state is highly accurately suppressed. Therefore, the reduction in reliability of the compressor is further suppressed.
本発明の第5観点に係る冷凍装置は、第1観点から第4観点のいずれかに係る冷凍装置であって、コントローラは、吐出冷媒温度制御を実行する。吐出冷媒温度制御は、各インジェクション弁の開度を最適開度に変更する制御である。最適開度は、対応する各圧縮機から吐出される高圧冷媒の温度が目標値となる、各インジェクション弁の開度である。コントローラは、吐出冷媒温度制御に伴い、ハンチング抑制制御を実行する。 A refrigeration apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any of the first to fourth aspects, wherein the controller executes discharge refrigerant temperature control. The discharge refrigerant temperature control is control for changing the opening degree of each injection valve to the optimum opening degree. The optimum opening is the opening of each injection valve at which the temperature of the high-pressure refrigerant discharged from each corresponding compressor becomes a target value. The controller executes the hunting suppression control along with the discharge refrigerant temperature control.
これにより、各圧縮機の吐出管温度が目標値に制御される。その結果、各圧縮機において、冷媒の状態が過度に高圧となる過熱運転状態や過度に湿り状態となる湿り運転状態となることが抑制される。また、吐出冷媒温度制御に伴うハンチング現象が抑制される。よって、圧縮機の信頼性低下がさらに抑制される。 As a result, the discharge pipe temperature of each compressor is controlled to the target value. As a result, in each of the compressors, it is possible to prevent the refrigerant from entering an overheat operation state where the pressure becomes excessively high or a wet operation state where the refrigerant becomes excessively wet. In addition, the hunting phenomenon that accompanies the discharge refrigerant temperature control is suppressed. Therefore, the deterioration of the reliability of the compressor is further suppressed.
本発明の第1観点に係る冷凍装置では、対象インジェクション弁の開度が変更された際に、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機内において対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化が抑制される。このため、対象インジェクション弁の開度変更に起因して、非対象インジェクション弁に対応する圧縮機から吐出される冷媒の温度変化が抑制される。これに関連して、特定のインジェクション弁の開度変更後、他のインジェクション弁の開度が変更され、その後再び特定のインジェクション弁の開度が変更される、というように各インジェクション弁の開度変更が交互に繰り返されるハンチング現象が抑制される。よって、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが抑制される。したがって、圧縮機の信頼性低下が抑制される。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, when the opening degree of the target injection valve is changed, the state change of the refrigerant due to the opening degree change of the target injection valve in the compressor corresponding to the non-target injection valve is changed. Suppressed. Therefore, the temperature change of the refrigerant discharged from the compressor corresponding to the non-target injection valve is suppressed due to the change in the opening degree of the target injection valve. In this connection, after changing the opening of a specific injection valve, the opening of another injection valve is changed, and then the opening of the specific injection valve is changed again. A hunting phenomenon in which changes are alternately repeated is suppressed. Therefore, in each of the compressors, it is possible to prevent the inflowing intermediate pressure refrigerant from becoming unstable and becoming a wet operation state or an overheat operation state. Therefore, deterioration of reliability of the compressor is suppressed.
本発明の第2観点に係る冷凍装置では、圧縮機の信頼性低下が抑制される。 In the refrigerating apparatus according to the second aspect of the present invention, the deterioration of reliability of the compressor is suppressed.
本発明の第3観点、第4観点又は第5観点に係る冷凍装置では、圧縮機の信頼性低下がさらに抑制される。 In the refrigerating apparatus according to the third aspect, the fourth aspect, or the fifth aspect of the present invention, deterioration in reliability of the compressor is further suppressed.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る冷凍装置100について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
Hereinafter, a
(1)冷凍装置100
図1は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置100の概略構成図である。冷凍装置100は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、例えば冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内等の利用側空間の冷却を行う装置である。冷凍装置100は、主として、熱源ユニット10と、複数(ここでは2台)の利用ユニット30(30a、30b)と、冷凍装置100の動作を制御するコントローラ50と、を有している。
(1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
冷凍装置100では、1台の熱源ユニット10と各利用ユニット30とが、ガス冷媒連絡配管G1及び液冷媒連絡配管L1を介して接続されることで、冷媒回路RCが構成されている。冷凍装置100では、冷媒回路RC内に封入された冷媒が、圧縮され、冷却又は凝縮され、減圧され、加熱又は蒸発された後に、再び圧縮される、という冷凍サイクルが行われる。冷媒回路RCには、例えば、R32やR410AのようなHFC冷媒が封入されている。なお、冷媒回路RCにおいては、例えばアンモニアやCO2等、HFC冷媒以外の冷媒が封入されていてもよい。
In the
(1−1)熱源ユニット10
(1−1−1)熱源ユニット10に配置される回路要素
熱源ユニット10は、ガス冷媒連絡配管G1及び液冷媒連絡配管L1を介して利用ユニット30と接続されており、冷媒回路RCの一部を構成している。熱源ユニット10は、主として、冷媒回路RCを構成する回路要素として、複数(ここでは3台)の圧縮機11(第1圧縮機11a、第2圧縮機11b、第3圧縮機11c)と、熱源側熱交換器12と、レシーバ13と、過冷却熱交換器14と、第1膨張弁15と、第2膨張弁16と、圧縮機11と同数(ここでは3つ)のインジェクション弁17(第1インジェクション弁17a、第2インジェクション弁17b、第3インジェクション弁17c)と、ガス側閉鎖弁SV1と、液側閉鎖弁SV2と、を有している。
(1-1)
(1-1-1) Circuit Elements Arranged in
各圧縮機11は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して圧縮し高圧冷媒として吐出する。圧縮機11は、例えばスクロール型式の圧縮機であり、ケーシング内において圧縮要素(図示省略)が圧縮機モータ(図示省略)によって回転駆動される密閉式構造を有している。本実施形態において、第1圧縮機11aは、運転時に圧縮機モータの回転数がインバータによって適宜制御される運転容量可変の「容量可変圧縮機」である。第2圧縮機11b及び第3圧縮機11cは、運転時における圧縮機モータの回転数が一定であり運転容量が一定の「容量一定圧縮機」である。第1圧縮機11a、第2圧縮機11b及び第3圧縮機11cは、互いに並列に配置されている。
Each
熱源側熱交換器12は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器又は凝縮器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器12は、冷媒が流れる伝熱管(図示省略)を含んでおり、伝熱管内の冷媒と熱源側ファン19(後述)によって生成される空気流とが熱交換を行うように構成されている。
The heat source
レシーバ13は、熱源側熱交換器12から流出した冷媒を一時的に溜める容器である。レシーバ13の内部には、冷媒回路RCに封入されている冷媒量に応じた容量の冷媒貯留空間が形成されている。
The receiver 13 is a container that temporarily stores the refrigerant flowing out from the heat source
過冷却熱交換器14は、例えば二重管熱交換器である。過冷却熱交換器14は、2つの冷媒流路(第1流路141及び第2流路142)を形成されている。第1流路141は、レシーバ13から流出した冷媒が通過する流路である。第2流路142は、第1流路141を通過後、第2膨張弁16によって減圧された中間圧冷媒が通過する流路である。過冷却熱交換器14は、第1流路141内の冷媒と、第2流路142内の冷媒と、が熱交換を行うように構成されている。
The
第1膨張弁15は、開度制御が可能な電動膨張弁であり、開度に応じて通過する冷媒を減圧する。第1膨張弁15は、過冷却熱交換器14の第1流路141を通過した高圧の液冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒とする。
The
第2膨張弁16は、開度制御が可能な電動膨張弁である。第2膨張弁16は、開度に応じて通過する冷媒を減圧する、若しくは通過する冷媒の流量を増減させる。第2膨張弁16は、過冷却熱交換器14の第1流路141を通過して高圧の液冷媒を減圧して中間圧の気液二相冷媒/液冷媒(中間圧冷媒)とする。第2膨張弁16は、インジェクション弁17の上流側を流れる上流側共通配管(後述する第12配管P12)の冷媒流れ上流側に配置され、上流側共通配管を流れる中間圧冷媒の流量を調整する「流量調整弁」として機能する。
The
各インジェクション弁17は、開度制御が可能な電動膨張弁である。各インジェクション弁17は、開度に応じて通過する冷媒を減圧する、若しくは通過する冷媒の流量を増減させる。各インジェクション弁17は、対応する圧縮機11のインジェクション管(後述する第4配管P4)に一端が接続され、通過する中間圧冷媒の流量を調整する。ここで、第1インジェクション弁17aは、第1圧縮機11a及び第4配管P4a(後述)に対応する。第2インジェクション弁17bは、第2圧縮機11b及び第4配管P4b(後述)に対応する。第3インジェクション弁17cは、第3圧縮機11c及び第4配管P4c(後述)に対応する。
Each
ガス側閉鎖弁SV1は、ガス冷媒連絡配管G1の一端に接続された手動弁である。液側閉鎖弁SV2は、液冷媒連絡配管L1の一端に接続された手動弁である。 The gas side closing valve SV1 is a manual valve connected to one end of the gas refrigerant communication pipe G1. The liquid side closing valve SV2 is a manual valve connected to one end of the liquid refrigerant communication pipe L1.
(1−1−2)熱源ユニット10に配置される冷媒配管
熱源ユニット10は、各回路要素を接続する複数の冷媒配管(具体的には、第1配管P1と、圧縮機11の数と同数(3本)の第2配管P2(P2a、P2b、P2c)、第3配管P3(P3a、P3b、P3c)及び第4配管P4(P4a、P4b、P4c)と、第5配管P5−第12配管P12)を有している。
(1-1-2) Refrigerant Pipes Arranged in
第1配管P1は、ガス側閉鎖弁SV1の一端と、各第2配管P2(吸入配管)の一端と、を個別に接続する。第1配管P1は、各圧縮機11の吸入配管を流れる冷媒(すなわち、各圧縮機11へ流入する低圧冷媒)が集合して流れる「低圧側冷媒配管」として機能する。 The first pipe P1 individually connects one end of the gas side stop valve SV1 and one end of each second pipe P2 (suction pipe). The first pipe P1 functions as a “low pressure side refrigerant pipe” in which the refrigerant flowing through the suction pipe of each compressor 11 (that is, the low pressure refrigerant flowing into each compressor 11) flows collectively.
各第2配管P2は、いずれかの圧縮機11に対応し、対応する圧縮機11の吸入ポートに接続され、対応する圧縮機11に流入する低圧冷媒が流れる「吸入配管」として機能する。第2配管P2aは第1圧縮機11aに対応し、第2配管P2bは第2圧縮機11bに対応し、第2配管P2cは第3圧縮機11cに対応している。
Each second pipe P2 corresponds to one of the
各第3配管P3は、いずれかの圧縮機11に対応し、対応する圧縮機11の吐出ポートに接続され、対応する圧縮機11から吐出される高圧冷媒が流れる吐出配管として機能する。第3配管P3aは第1圧縮機11aに対応し、第3配管P3bは第2圧縮機11bに対応し、第3配管P3cは第3圧縮機11cに対応している。
Each third pipe P3 corresponds to one of the
各第4配管P4は、いずれかの圧縮機11に対応し、対応する圧縮機11のインジェクションポートに接続され、対応する圧縮機11の圧縮室内に中間圧冷媒を流入させる「インジェクション管」として機能する。第4配管P4aは第1圧縮機11aに対応し、第4配管P4bは第2圧縮機11bに対応し、第4配管P4cは第3圧縮機11cに対応している。
Each of the fourth pipes P4 corresponds to one of the
第5配管P5は、各第3配管P3の一端と、熱源側熱交換器12のガス側と、を個別に接続する。第5配管P5は、各圧縮機11の吐出配管を流れる冷媒(すなわち、各圧縮機11から吐出される高圧冷媒)が集合して流れる「高圧側冷媒配管」として機能する。
The fifth pipe P5 individually connects one end of each third pipe P3 and the gas side of the heat source
第6配管P6は、熱源側熱交換器12の液側と、レシーバ13の冷媒流入口と、を接続する。第7配管P7は、レシーバ13の冷媒流出口と、過冷却熱交換器14の第1流路141の一端と、を接続する。第8配管P8は、過冷却熱交換器14の第1流路141の他端と、第1膨張弁15の一端と、を接続する。第9配管P9は、第1膨張弁15の一端と、液側閉鎖弁SV2の一端と、を接続する。第10配管P10は、第8配管P8の一端と他端との間から延びて第2膨張弁16の一端に接続される。第11配管P11は、第2膨張弁16の他端と、過冷却熱交換器14の第2流路142の一端と、を接続する。
The sixth pipe P6 connects the liquid side of the heat source
第12配管P12は、過冷却熱交換器14の第2流路142の他端と、各インジェクション弁17の他端と、を個別に接続する。より詳細には、第12配管P12は、一端が第2流路142に接続され、他端が3つに分岐しており各インジェクション弁17に個別に接続されている。第12配管P12は、各インジェクション弁17の他端に接続され、各インジェクション弁17に流入する中間圧冷媒が集合して流れる「上流側共通配管」として機能する。
The twelfth pipe P12 individually connects the other end of the
なお、冷媒回路RCにおいては、第10配管P10、第2膨張弁16、第11配管P11、過冷却熱交換器14の第2流路142、第12配管P12、各インジェクション弁17、及び各第4配管P4によって、インジェクションラインJ1が構成されている。インジェクションラインJ1は、第8配管P8を流れる冷媒の一部を分岐して各圧縮機11に流入させる(インジェクションさせる)ための冷媒流路である。
In the refrigerant circuit RC, the tenth pipe P10, the
(1−1−3)熱源ユニット10に配置される他の機器
熱源ユニット10は、熱源ユニット10外から熱源ユニット10内に流入して熱源側熱交換器12を通過した後に熱源ユニット10外へ流出する空気流を生成する熱源側ファン19を有している。熱源側ファン19は、熱源側熱交換器12を流れる冷媒の冷却源としての空気を熱源側熱交換器12に供給するための送風機である。熱源側ファン19は、例えばプロペラファンやシロッコファンであり、熱源側ファンモータ(図示省略)によって回転駆動される。
(1-1-3) Other Devices Arranged in
また、熱源ユニット10は、低圧側圧力センサ21、高圧側圧力センサ22、中間圧力センサ23、及び複数の吐出温度センサ25(第1吐出温度センサ25a、第2吐出温度センサ25b、第3吐出温度センサ25c)等、各種センサを有している。
The
低圧側圧力センサ21は、各圧縮機11の吸入配管(P2a、P2b、P2c)の冷媒流れ上流側に位置する第1配管P1(低圧側冷媒配管)に配置される。低圧側圧力センサ21は、第1配管P1を通過する冷媒(すなわち、各圧縮機11の吸入側における低圧冷媒)の圧力である低圧側圧力LPを検出する。
The low-pressure side pressure sensor 21 is arranged in the first pipe P1 (low-pressure side refrigerant pipe) located on the refrigerant flow upstream side of the suction pipes (P2a, P2b, P2c) of each
高圧側圧力センサ22は、各圧縮機11の吐出配管(P3a、P3b、P3c)の冷媒流れ下流側に位置する第5配管P5に配置される。高圧側圧力センサ22は、第5配管P5を通過する冷媒(すなわち、各圧縮機11の吐出側における高圧冷媒)の圧力である高圧側圧力HPを検出する。
The high-pressure
中間圧力センサ23は、各圧縮機11のインジェクション管(P4a、P4b、P4c)の冷媒流れ上流側に位置する第12配管P12(上流側共通配管)に配置される。中間圧力センサ23は、第12配管P12を通過する冷媒(すなわち、各インジェクション弁17に流入する中間圧冷媒)の圧力である中間圧力MPを検出する。
The
吐出温度センサ25は、対応する圧縮機11に接続される吐出配管(P3a、P3b、又はP3c)に配置され、対応する圧縮機11から吐出される高圧冷媒の温度(吐出冷媒温度HT)を検出する。第1吐出温度センサ25aは第1圧縮機11aに対応し、第2吐出温度センサ25bは第2圧縮機11bに対応し、第3吐出温度センサ25cは第3圧縮機11cに対応している。
The
(1−2)利用ユニット30
利用ユニット30は、ガス冷媒連絡配管G1及び液冷媒連絡配管L1を介して熱源ユニット10と接続されており、冷媒回路RCの一部を構成している。本実施形態においては、1台の熱源ユニット10に対して2台の利用ユニット30(30a及び30b)が接続されている。各利用ユニット30は、互いに並列に配置されている。
(1-2)
The
各利用ユニット30は、利用側膨張弁31と、利用側熱交換器32と、を有している。利用側膨張弁31は、開度に応じて通過する冷媒を減圧する、若しくは通過する冷媒の流量を増減させる。利用側熱交換器32は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器として機能して庫内の空気を冷却する熱交換器である。利用側熱交換器32は、冷媒が流れる伝熱管(図示省略)を含んでおり、伝熱管内の冷媒と利用側ファン35(後述)によって生成される空気流とが熱交換を行うように構成されている。
Each
また、利用ユニット30は、利用ユニット30外から利用ユニット30内に流入して利用側熱交換器32を通過した後に利用ユニット30外(利用側空間)へ流出する空気流を生成する利用側ファン35を有している。利用側ファン35は、利用側熱交換器32を流れる冷媒の加熱源としての空気を利用側熱交換器32に供給するためのファンである。利用側ファン35は、例えば遠心ファンやシロッコファンであり、利用側ファンモータ(図示省略)によって回転駆動される。
In addition, the
(1−3)コントローラ50
コントローラ50は、冷凍装置100に含まれる各アクチュエータの動作を制御することで、冷凍装置100の運転状態を制御する制御ユニットである。コントローラ50は、熱源ユニット10及び/又は利用ユニット30に配置される基板に実装されている(図示省略)。コントローラ50は、CPUやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。コントローラ50は、冷凍装置100に含まれる各アクチュエータと電気的に接続されており、信号の入出力を行う。また、コントローラ50は、冷凍装置100に含まれる各種センサと電気的に接続されており、検出結果に相当する信号を適宜入力される。コントローラ50の詳細については後述する。
(1-3)
The
(2)冷却運転時の冷媒回路RCにおける冷媒の流れ
以下、運転時における冷媒回路RC内の冷媒の流れについて説明する。冷凍装置100では、運転時に、利用ユニット30において要求される冷却負荷に応じて、第1圧縮機11a(容量可変圧縮機)が容量制御され、第2圧縮機11b及び第3圧縮機11c(容量一定圧縮機)が定格運転される。具体的には、低圧側圧力LP、高圧側圧力HP、及び/又は中間圧力MPに関し、それぞれの目標値が利用ユニット30で要求される冷却負荷に応じて設定され、設定された各目標値が実現されるように圧縮機11の駆動台数及び第1圧縮機11aの運転容量が制御される。これにより、冷媒回路RCに充填された冷媒が、主として、運転中のいずれかの圧縮機11、熱源側熱交換器12、レシーバ13、過冷却熱交換器14(第1流路141)、第1膨張弁15、利用側膨張弁31、利用側熱交換器32の順に循環する冷却運転(冷凍サイクル運転)が行われる。
(2) Flow of Refrigerant in Refrigerant Circuit RC During Cooling Operation Hereinafter, the flow of refrigerant in the refrigerant circuit RC during operation will be described. In the
冷却運転中、冷媒が吸入配管(P2a、P2b又はP2c)を介して駆動している圧縮機11に吸入されて圧縮された後、高圧冷媒として吐出される。ここで、冷凍サイクルにおける低圧は低圧側圧力センサ21によって検出される低圧側圧力LPであり、高圧は高圧側圧力センサ22によって検出される高圧側圧力HPであり、中間圧は中間圧力センサ23によって検出される中間圧力MPである。
During the cooling operation, the refrigerant is drawn through the suction pipe (P2a, P2b, or P2c) into the
各圧縮機11から吐出されたガス冷媒は、対応する吐出配管(P3a、P3b、P3c)を経て、第5配管P5において他の圧縮機11から吐出された冷媒と合流して流れ、熱源側熱交換器12のガス側端に流入する。なお、運転中の各圧縮機11においては、インジェクション管(第4配管P4)を介して圧縮室内に中間圧冷媒がインジェクションされ、吐出される高圧冷媒の温度が目標値となるように制御される。
The gas refrigerant discharged from each
熱源側熱交換器12のガス側端に流入したガス冷媒は、熱源側熱交換器12において、熱源側ファン19によって供給される空気と熱交換を行って放熱して凝縮し、高圧の液冷媒/気液二相冷媒となって熱源側熱交換器12の液側端から流出する。熱源側熱交換器12の液側端から流出した冷媒は、第6配管P6を経て、レシーバ13の冷媒流入口に流入する。レシーバ13に流入した冷媒は、レシーバ13において飽和状態の液冷媒として一時的に溜められた後に、レシーバ13の冷媒流出口から流出する。
The gas refrigerant flowing into the gas-side end of the heat-source-
レシーバ13の出口から流出した液冷媒は、第7配管P7を経て、過冷却熱交換器14の第1流路141に流入する。過冷却熱交換器14の第1流路141に流入した液冷媒は、過冷却熱交換器14において、第2流路142を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却され、過冷却状態の液冷媒となって過冷却熱交換器14から流出する。
The liquid refrigerant flowing out from the outlet of the receiver 13 flows into the
過冷却熱交換器14から流出した過冷却状態の液冷媒は、第8配管P8を流れる。第8配管P8を流れる冷媒は、二手に分岐する。第8配管P8において二手に分岐した冷媒のうち、一方は第1膨張弁15に流入する。第1膨張弁15に流入した冷媒は、第1膨張弁15の開度に応じて減圧され低圧の気液二相冷媒となる。第1膨張弁15を通過した気液二相冷媒は、第9配管P9を経て液側閉鎖弁SV2を通過して、熱源ユニット10から流出する。
The supercooled liquid refrigerant flowing out from the
一方、第8配管P8において二手に分岐した冷媒のうち、他方はインジェクションラインJ1に流入する。インジェクションラインJ1に流入した冷媒は、第10配管P10を経て第2膨張弁16に流入する。第2膨張弁16に流入した冷媒は、第2膨張弁16の開度に応じて減圧され中間圧の液冷媒/気液二相冷媒となる。第2膨張弁16を通過した冷媒は、第11配管P11を経て過冷却熱交換器14の第2流路142に流入する。なお、インジェクションラインJ1を流れる冷媒流量は、主として、第2膨張弁16の開度や各インジェクション弁17の開度、又は駆動中の圧縮機11の周波数等に基づき変動する。
On the other hand, the other of the two branched refrigerants in the eighth pipe P8 flows into the injection line J1. The refrigerant flowing into the injection line J1 flows into the
過冷却熱交換器14の第2流路142に流入した液冷媒は、過冷却熱交換器14において、第1流路141を流れる冷媒と熱交換を行って加熱され、中間圧の気液二相冷媒/ガス冷媒となって過冷却熱交換器14から流出する。過冷却熱交換器14から流出した中間圧の気液二相冷媒/ガス冷媒は、第12配管P12を流れる。なお、過冷却熱交換器14の第2流路142及び第12配管P12を流れる冷媒の流量は、第2膨張弁16の開度に応じて増減する。
The liquid refrigerant flowing into the
第12配管P12を流れる冷媒は、3つに分岐して各インジェクション弁17に流入する。各インジェクション弁17に流入した冷媒は、インジェクション弁17の開度に応じて減圧/流量調整され、インジェクション管(第4配管P4)を経て圧縮機11の圧縮室内にインジェクションされる。
The refrigerant flowing through the twelfth pipe P12 branches into three and flows into each
ここで、係るインジェクションは、圧縮機11から吐出される冷媒の温度を目標値に制御することを目的として行われる。すなわち、運転中の圧縮機11において圧縮後の高圧冷媒が過度に過熱度のついた状態となる過熱運転状態となると、圧縮機11の信頼性が低下する。係る事態となることを抑制すべく、状況に応じて圧縮機11へ最適な流量(最適インジェクション量)の中間圧冷媒がインジェクションされる。係る最適インジェクション量は、各吐出温度センサ25の検出値(すなわち吐出冷媒温度HT)に応じて、適宜調整される。
Here, the injection is performed for the purpose of controlling the temperature of the refrigerant discharged from the
熱源ユニット10から流出した低圧の二相冷媒は、液冷媒連絡配管L1を経て各利用ユニット30に流入する。利用ユニット30に流入した冷媒は、利用側膨張弁31に流入し利用側膨張弁31の開度に応じて減圧/流量調整され、利用側熱交換器32の液側端に流入する。
The low-pressure two-phase refrigerant flowing out of the
利用側熱交換器32の液側端に流入した冷媒は、利用側熱交換器32において、利用側ファン35によって供給される空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器32のガス側端から流出する。
The refrigerant flowing into the liquid side end of the usage-
利用側熱交換器32のガス側端から流出したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管G1及びガス側閉鎖弁SV1を経て、熱源ユニット10に流入する。熱源ユニット10に流入した冷媒は、第1配管P1を流れて再び駆動中の圧縮機11に吸入される。
The gas refrigerant flowing out from the gas side end of the usage
(3)コントローラ50の詳細
図2は、コントローラ50の概略構成と、コントローラ50に接続される各部と、を模式的に示したブロック図である。
(3) Details of
コントローラ50は、熱源ユニット10に含まれる各アクチュエータ(具体的には、圧縮機11(圧縮機モータ)、第1膨張弁15、インジェクション弁17、及び熱源側ファン19(熱源側ファンモータ)と、各種センサ(低圧側圧力センサ21、高圧側圧力センサ22、中間圧力センサ23及び各吐出温度センサ25等)と、電気的に接続されている。また、コントローラ50は、各利用ユニット30(30a及び30b)に含まれるアクチュエータ(具体的には、利用側ファン35(利用側ファンモータ)及び利用側膨張弁31等)と電気的に接続されている。
The
コントローラ50は、主として、記憶部51と、入力制御部52と、駆動信号出力部53と、アクチュエータ制御部54と、INJ弁制御部55と、を有している。なお、コントローラ50内におけるこれらの各部は、コントローラ50を構成する各要素(CPU、各種メモリ、通信モジュール、各種インターフェース、及び各種電気部品等)が有機的に機能することによって実現されている。
The
(3−1)記憶部51(変更前冷媒流量記憶部、特性情報記憶部)
記憶部51は、例えば、ROM、RAM、及び/又はフラッシュメモリ等の各種メモリで構成されており、複数の記憶領域を含む。例えば、記憶部51には、コントローラ50の各部における処理を定義した制御プログラムを記憶するためのプログラム記憶領域511が含まれている。
(3-1) Storage unit 51 (pre-change refrigerant flow rate storage unit, characteristic information storage unit)
The storage unit 51 is composed of various memories such as a ROM, a RAM, and/or a flash memory, and includes a plurality of storage areas. For example, the storage unit 51 includes a
また、記憶部51には、特性情報記憶領域512が含まれている。特性情報記憶領域512は、冷凍装置100に含まれる各弁(具体的には、第2膨張弁16及び各インジェクション弁17等)のそれぞれの特性情報を個別に記憶するための記憶領域である。ここで、特性情報は、弁開度と、通過する冷媒の流量と、の相関関係を定義した情報であり、予め導出されている。
Further, the storage unit 51 includes a characteristic
また、記憶部51には、センサ値記憶領域513が含まれている。センサ値記憶領域513は、冷凍装置100に含まれる各センサ(具体的には低圧側圧力センサ21、高圧側圧力センサ22、中間圧力センサ23、及び各吐出温度センサ25等)のそれぞれの検出値(すなわち、低圧側圧力LP、中間圧力MP、高圧側圧力HP、及び各吐出冷媒温度HT等)を個別に記憶するための記憶領域である。
In addition, the storage unit 51 includes a sensor
また、記憶部51には、INJ量記憶領域514が含まれている。INJ量記憶領域514は、所定時間当たりにインジェクション管(P4)を介して各圧縮機11に流入する中間圧冷媒の流量(以下、「インジェクション量IJ1」と称する)を特定する情報を個別に記憶するための記憶領域である。換言すると、インジェクション量IJ1は、所定時間当たりに、対応するインジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の流量である。
The storage unit 51 also includes an INJ
また、記憶部51には、変更後INJ量記憶領域515が含まれている。INJ差分値記憶領域516は、後述する吐出冷媒温度制御に伴うインジェクション弁17の開度変更後に、所定時間当たりにインジェクション管(P4)を介して各圧縮機11に流入する中間圧冷媒の流量の予測値(以下、「変更後インジェクション量IJ2」と称する)を特定する情報を個別に記憶するための記憶領域である。
The storage unit 51 also includes a changed INJ
また、記憶部51には、INJ差分値記憶領域516が含まれている。INJ差分値記憶領域516は、各変更後インジェクション量IJ2と、対応するインジェクション量IJ1(すなわち、対象インジェクション弁17の開度変更前におけるインジェクション量IJ1)と、の差分値である差分値DVを特定する情報を個別に記憶するための記憶領域である。
The storage unit 51 also includes an INJ difference
また、記憶部51には、冷凍装置100に含まれる各弁(具体的には、第1膨張弁15、第2膨張弁16及び各インジェクション弁17等)の開度の状態を判別するための複数のフラグが設けられている。例えば、記憶部51には、第1フラグFL1、第2フラグFL2、第3フラグFL3及び第4フラグFL4が設けられている。各フラグは、所定数のビットを含み、対応する弁の開度の状態(例えばパルス数)に応じて立てられる。すなわち、各フラグの状態を参照することで、各弁の開度状態(現在開度)についてリアルタイムに判別可能となっている。本実施形態において、第1フラグFL1は第1インジェクション弁17aに対応し、第2フラグFL2は第2インジェクション弁17bに対応し、第3フラグFL3は第3インジェクション弁17cに対応し、第4フラグFL4は第2膨張弁16に対応している。
In addition, the storage unit 51 is provided for determining the state of the opening degree of each valve (specifically, the
また、記憶部51には、ユーザによって入力される各種コマンド(例えば各利用ユニット30の設定温度等)を判別可能なコマンド判別フラグ(図示省略)等が設けられている。 Further, the storage unit 51 is provided with a command determination flag (not shown) and the like capable of determining various commands input by the user (for example, the set temperature of each usage unit 30).
(3−2)入力制御部52
入力制御部52は、コントローラ50に対して他の各部から出力された信号を取得して記憶部51に当該信号を格納する。例えば、入力制御部52は、各種センサ(21−23、25等)から出力された検出結果に相当する信号を受け、所定の識別データを付加してセンサ値記憶領域513に個別に格納する。
(3-2)
The
(3−3)駆動信号出力部53
駆動信号出力部53は、各アクチュエータ(11a―11c、15、16、17a―17c、19、35、36等)に対して所定の駆動信号(駆動電圧)を出力する。駆動信号出力部53は、複数のインバータ(図示省略)を含み、第1圧縮機11a、熱源側ファン19、及び各利用側ファン35に対しては、対応するインバータを介して駆動信号を出力する。
(3-3) Drive
The drive
(3−4)アクチュエータ制御部54
アクチュエータ制御部54は、制御プログラムに沿って、状況に応じて、冷凍装置100(熱源ユニット10及び利用ユニット30)に含まれる各アクチュエータの動作を制御する。例えば、アクチュエータ制御部54は、設定温度や各種センサの検出値等に応じて、圧縮機11の回転数、熱源側ファン19及び各利用側ファン35の回転数、第1膨張弁15の開度、第2膨張弁16の開度、及び各利用側膨張弁31の開度を、コマンドの種別、冷却負荷の大きさ、及び各センサ(21、22、23、25)の検出値等に応じてリアルタイムに制御する。
(3-4)
The
(3−5)INJ弁制御部55
INJ弁制御部55は、制御プログラムに沿って、状況に応じて各インジェクション弁17の動作を状況に応じて制御する。INJ弁制御部55は、運転時に、各インジェクション弁17(17a、17b、17c)の開度を各圧縮機11から吐出される高圧冷媒の温度が目標値となる最適開度に制御する吐出冷媒温度制御、を実行する吐出冷媒温度制御部56を含んでいる。また、INJ弁制御部55は、吐出冷媒温度制御に伴うインジェクション弁17の開度変更に起因するハンチング現象を抑制するためのハンチング抑制制御、を実行するハンチング抑制制御部57を含んでいる。
(3-5) INJ
The INJ
(3−5−1)吐出冷媒温度制御部56
吐出冷媒温度制御部56は、吐出冷媒温度制御において、センサ値記憶領域513に格納されている各圧縮機11の吐出冷媒温度HTを適宜参照し、各吐出冷媒温度HTが目標値と合致するように、各圧縮機11に関し最適インジェクション量を個別に算出する。特に、吐出冷媒温度制御部56は、吐出冷媒温度制御において、吐出冷媒温度HTが目標値に合致する圧縮機11が存在する場合には、まず当該圧縮機11のインジェクション量IJ1を最適インジェクション量として算出し、算出した最適インジェクション量に基づき、他の圧縮機11のインジェクション量IJ1を算出する。
(3-5-1) Discharge refrigerant
In the discharge refrigerant temperature control, the discharge refrigerant
例えば、第2圧縮機11b(容量一定圧縮機)の吐出冷媒温度HTが目標値に合致し、第1圧縮機11a(容量可変圧縮機)及び第3圧縮機11c(容量一定圧縮機)の吐出冷媒温度HTが目標値と合致しない場合には、吐出冷媒温度制御部56は、まず、第2圧縮機11bの吐出冷媒温度HTが目標値と合致していることに基づき、第2圧縮機11bに関し現在のインジェクション量IJ1を最適インジェクション量として算出する。なお、第2圧縮機11bの現在のインジェクション量IJ1については、センサ値記憶領域513に格納されている中間圧力MPから低圧側圧力LPを除した差分値(以下、「圧力差DP」と称する)と、対応する第2インジェクション弁17bの現在開度と、に基づき算出される。
For example, the discharge refrigerant temperature HT of the second compressor 11b (constant capacity compressor) matches the target value, and the discharge of the first compressor 11a (variable capacity compressor) and the
次に、「容量可変圧縮機」である第1圧縮機11aの最適インジェクション量については、第2圧縮機11bの最適インジェクション量と、第1圧縮機11aの回転数、及び第2圧縮機11bの回転数の比と、に基づき以下のような算出式(A)を用いて算出される。
第1圧縮機11aの最適インジェクション量=(第2圧縮機11bの最適インジェクション量+第1圧縮機11aの回転数)/第2圧縮機11bの回転数・・・(A)
そして、第2圧縮機11bと同様、「容量一定圧縮機」である第3圧縮機11cの最適インジェクション量については、第2圧縮機11bの最適インジェクション量と同一の流量として算出する。
Next, regarding the optimum injection amount of the first compressor 11a, which is a “variable capacity compressor”, the optimum injection amount of the second compressor 11b, the rotation speed of the first compressor 11a, and the second compressor 11b. It is calculated using the following calculation formula (A) based on the rotation speed ratio.
Optimal injection amount of the first compressor 11a=(optimal injection amount of the second compressor 11b+revolution of the first compressor 11a)/revolution of the second compressor 11b (A)
Then, similar to the second compressor 11b, the optimum injection amount of the
また、例えば、第3圧縮機11cの吐出冷媒温度HTが目標値に合致し、第1圧縮機11a及び第2圧縮機11bの吐出冷媒温度HTが目標値と合致しない場合の処理については、上記例における第2圧縮機11bを第3圧縮機11cと読み替え、第3圧縮機11cを第2圧縮機11bと読み替えて行われる。
In addition, for example, regarding the processing when the discharge refrigerant temperature HT of the
なお、吐出冷媒温度制御において、各圧縮機11の吐出冷媒温度HTの目標値、及び最適インジェクション量の算出方法については、入力されているコマンドの種別、冷却負荷の大きさや圧縮機11の回転数に応じて、所定の算出式が制御プログラムに個別に定義され、又は所定のテーブルがプログラム記憶領域511に格納されており、係る算出式及び/又はテーブルが用いられる。
In the discharge refrigerant temperature control, regarding the target value of the discharge refrigerant temperature HT of each
吐出冷媒温度制御部56は、算出した各圧縮機11の最適インジェクション量に基づき、各インジェクション弁17の開度を個別に決定する。この際、吐出冷媒温度制御部56は、特性情報記憶領域512に格納されている各インジェクション弁17の特性情報(開度と通過する冷媒の流量との相関関係を定義したインジェクション弁特性情報)を参照し、係る特性情報に基づき最適インジェクション量に合致する開度(最適開度)をインジェクション弁17毎に個別に決定する。
The discharge refrigerant
その後、吐出冷媒温度制御部56は、各インジェクション弁17に対し、現在開度から最適開度に必要な駆動信号(パルス信号)を駆動信号出力部53に出力させる。また、吐出冷媒温度制御部56は、各インジェクション弁17の現在開度に基づき、記憶部51の所定のフラグ(FL1、FL2、FL3)を立てる。
After that, the discharge refrigerant
(3−5−2)ハンチング抑制制御部57
ハンチング抑制制御部57は、次の観点に基づき、ハンチング抑制制御を実行するように構成されている。すなわち、吐出冷媒温度制御に伴い、いずれかのインジェクション弁17(以下、「対象インジェクション弁17」と称する)の最適開度が変更されると中間圧力MPが変動しうるところ、中間圧力MPの変動が生じた際には他のインジェクション弁17(以下、「非対象インジェクション弁17」と称する)の最適開度が変更されうる。そして、非対象インジェクション弁17の最適開度が変更された場合には中間圧力MPが再び変動しうるところ、中間圧力MPの変動が生じた時には対象インジェクション弁17の最適開度が再び変更されうる。このように、吐出冷媒温度制御に伴い、各インジェクション弁17の開度変更が交互に繰り返されるハンチング現象が生じうる。係るハンチング現象が生じると、各圧縮機11において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となり、圧縮室内の冷媒が過度に過熱状態となる過熱運転状態、又は過度に湿り状態となる湿り運転状態となり、信頼性が低下することも想定される。ハンチング抑制制御部57は、係るハンチング現象を抑制すべく、ハンチング抑制制御を実行するように構成されている。
(3-5-2) Hunting
The hunting
ハンチング抑制制御部57は、ハンチング抑制制御に関連して、変更後INJ量予測部571(予測部)と、差分値算出部572と、ハンチング抑制開度決定部573と、を含んでいる。
The hunting
変更後INJ量予測部571は、吐出冷媒温度制御に伴い、記憶部51に含まれる各フラグ(FL1、FL2、FL3)において各インジェクション弁17の開度のいずれかが変更されると、開度変更されたインジェクション弁17(すなわち対象インジェクション弁17)の変更後の開度(開度の増減分)、記憶部51に記憶している各インジェクション量IJ1、及び圧縮機11の回転数等に基づき、変動する中間圧力MPに関し予測される値(以下、「変更後中間圧力MP´」と記載)を算出する。そして、開度変更されていないインジェクション弁17(すなわち非対象インジェクション弁17)の開度と、圧力差DP(変更後中間圧力MP´から低圧側圧力LPを除した差分値)と、に基づき所定時間あたりに各非対象インジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の予測流量(変更後インジェクション量IJ2)を個別に算出する。すなわち、変更後INJ量予測部571は、対象インジェクション弁17の開度の増減分等に基づき、変更後インジェクション量IJ2を予測する。変更後INJ量予測部571は、算出した変更後インジェクション量IJ2を、記憶部51の変更後INJ量記憶領域515に個別に格納する。
The post-change INJ
差分値算出部572は、変更後INJ量記憶領域515に新たに変更後インジェクション量IJ2が格納されると、当該変更後インジェクション量IJ2と、INJ量記憶領域514における対応するインジェクション量IJ1(すなわち、変更後インジェクション量IJ2の変更前のインジェクション量IJ1)と、の差分値DVを算出する。差分値算出部572は、算出した差分値DVを記憶部51のINJ差分値記憶領域516に格納する。
When the changed injection amount IJ2 is newly stored in the changed INJ
ハンチング抑制開度決定部573は、非対象インジェクション弁17の開度に関し、差分値DVを相殺する開度、すなわち差分値DVが0又は0に近似する値となる開度(以下、「ハンチング抑制開度」と称する)に決定する。より具体的には、ハンチング抑制開度決定部573は、変更後インジェクション量IJ2に対応する非対象インジェクション弁17の現在開度から、差分値DVに応じて増減する開度を、ハンチング抑制開度として決定する。これにより、ハンチング抑制開度は、対象インジェクション弁17が最適開度に変更される前と変更された後における非対象インジェクション弁17の前後差圧が同一となる開度に決定される。すなわち、ハンチング抑制開度は、対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11内における対象インジェクション弁17の開度変更に起因する冷媒の状態変化、を抑制する開度である。
The hunting suppression opening degree determination unit 573 relates to the opening degree of the
なお、ここでの「非対象インジェクション弁17の前後差圧が同一となる開度」については、対象インジェクション弁17が最適開度に変更される前と変更された後における非対象インジェクション弁17の前後差圧が完全に同一となる開度はもちろん、略同一となる開度も含む。すなわち、対象インジェクション弁17が最適開度に変更される前と変更された後における非対象インジェクション弁17の前後差圧が異なる場合でもその誤差が微差であれば、「対象インジェクション弁17が最適開度に変更される前と変更された後における非対象インジェクション弁17の前後差圧が同一」であると解釈する。
It should be noted that the "opening degree at which the differential pressure across the
なお、ハンチング抑制開度決定部573は、特性情報記憶領域512に格納されている非対象インジェクション弁17の特性情報(開度と、所定時間あたりに通過する冷媒の流量と、の相関関係に関するインジェクション弁情報)に基づき、ハンチング抑制開度を決定する。このため、ハンチング抑制開度が、非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11内における対象インジェクション弁17の開度変更に起因する冷媒の状態変化を抑制する開度、に高精度に決定されるようになっている。
Note that the hunting suppression opening determination unit 573 is configured to inject the characteristic information of the
その後、ハンチング抑制開度決定部573は、対応する非対象インジェクション弁17に関し、現在開度から決定したハンチング抑制開度に必要な駆動信号(パルス信号)を駆動信号出力部53に出力させるとともに、記憶部51の所定のフラグ(FL1、FL2、FL3)を立てる。
After that, the hunting suppression opening degree determination unit 573 causes the drive
(4)コントローラ50の処理の流れ
以下、コントローラ50による吐出冷媒温度制御及びハンチング抑制制御の流れの一例について、図3を参照しながら説明する。図3は、コントローラ50による吐出冷媒温度制御及びハンチング抑制制御に係る処理の流れの一例について示したフローチャートである。図3では、特にステップS102−S105において吐出冷媒温度制御に係る処理が示されており、ステップS106−S110においてハンチング抑制制御に係る処理が示されている。なお、図3に示される処理の流れは、一例であり、適宜変更可能である。例えば、矛盾のない範囲でステップの順序が変更されてもよいし、一部のステップが他のステップと並列に実行されてもよい。また、コントローラ50は、吐出冷媒温度制御及びハンチング抑制制御に係る処理を、他の制御に係る処理と並行して実行する。
(4) Process Flow of
コントローラ50は、運転中、図3に示すステップS101からS110に示すような流れで吐出冷媒温度制御及びハンチング抑制制御に係る処理を実行する。
During operation, the
ステップS101において、コントローラ50は、各インジェクション弁17の現在開度と、圧力差DP(中間圧力MPから低圧側圧力LPを除した差分値)と、に基づき各圧縮機11のインジェクション量IJ1を個別に算出する。その後、ステップS102へ進む。
In step S101, the
ステップS102において、コントローラ50は、各圧縮機11の吐出冷媒温度HTが目標値と合致する場合(すなわち、YESの場合)には、ステップS101に戻る。一方、各圧縮機11の吐出冷媒温度HTが目標値と合致しない場合(すなわち、NOの場合)にはステップS103へ進む。
In step S102, the
ステップS103において、コントローラ50は、吐出冷媒温度HTが目標値から外れている各圧縮機11に関し、吐出冷媒温度HTが目標値と合致するように最適インジェクション量を算出する。その後、ステップS104へ進む。
In step S103, the
ステップS104において、コントローラ50は、算出した最適インジェクション量に係る圧縮機11に対応するインジェクション弁17(対象インジェクション弁17)に関し、特性情報に基づき、最適インジェクション量に合致する開度(最適開度)を決定する。その後、ステップS105へ進む。
In step S104, the
ステップS105において、コントローラ50は、対象インジェクション弁17に対し、現在開度から最適開度に必要な駆動信号(パルス信号)を出力し、各インジェクション弁17を最適開度に制御する。その後、ステップS106へ進む。
In step S105, the
ステップS106において、コントローラ50は、吐出冷媒温度制御により対象インジェクション弁17の開度を最適開度に変更しことに伴い、対象インジェクション弁17の変更後の開度(開度増減分)、記憶部51に記憶している各インジェクション量IJ1、及び圧縮機11の回転数等に基づき、変更後中間圧力MP´(中間圧力MPの予測値)を算出する。その後、ステップS107へ進む。
In step S106, the
ステップS107において、コントローラ50は、各非対象インジェクション弁17に関し、非対象インジェクション弁17の開度と、圧力差DP(変更後中間圧力MP´から低圧側圧力LPを除した差分値)と、に基づき、変更後インジェクション量IJ2(所定時間あたりに各非対象インジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の予測流量)を個別に算出する。その後、ステップS108へ進む。
In step S107, the
ステップS108において、コントローラ50は、差分値DV(各変更後インジェクション量IJ2と、対応するインジェクション量IJ1と、の差分値)をそれぞれ算出する。その後、ステップS109へ進む。
In step S108, the
ステップS109において、コントローラ50は、算出した各差分値DVに基づき、各非対象インジェクション弁17に関し、ハンチング抑制開度を個別に決定する。より具体的には、コントローラ50は、各非対象インジェクション弁17に関し、現在開度から差分値DVに応じて増減する開度を、ハンチング抑制開度として決定する。この際、コントローラ50は、非対象インジェクション弁17の特性情報(開度と通過する冷媒の流量との相関関係に関するインジェクション弁特性情報)に基づき、ハンチング抑制開度を決定する。その後、ステップS110へ進む。
In step S109, the
ステップS110において、コントローラ50は、各非対象インジェクション弁17に対し、現在開度から決定したハンチング抑制開度に必要な駆動信号(パルス信号)を個別に出力し、各非対象インジェクション弁17をハンチング抑制開度に制御する。その後、ステップS101に戻る。
In step S110, the
(5)冷凍装置100の特徴
(5−1)
上記実施形態に係る冷凍装置100では、圧縮機11の信頼性低下が抑制されている。
(5) Features of the refrigeration system 100 (5-1)
In the
すなわち、各圧縮機に接続されるインジェクション管に接続されたインジェクション弁の開度を、各圧縮機から吐出される冷媒の温度に基づいて調整することで、各圧縮機に流入させる中間圧冷媒の流量を調整する従来の冷凍装置では、各インジェクション弁は共通の上流側共通配管と接続されるのが一般的である。このような従来の冷凍装置において、いずれかのインジェクション弁(対象インジェクション弁)の開度を変更した際には、上流側共通配管を経て他のインジェクション弁(非対象インジェクション弁)を通過する中間圧冷媒の流量、及び当該非対象インジェクション弁に対応する圧縮機へのインジェクション量が変動しうる。 That is, by adjusting the opening degree of the injection valve connected to the injection pipe connected to each compressor, based on the temperature of the refrigerant discharged from each compressor, of the intermediate pressure refrigerant to flow into each compressor. In a conventional refrigeration system that adjusts the flow rate, each injection valve is generally connected to a common upstream common pipe. In such a conventional refrigeration system, when the opening of one of the injection valves (target injection valve) is changed, the intermediate pressure passing through the other common injection valve (non-target injection valve) through the upstream common pipe. The flow rate of the refrigerant and the injection amount into the compressor corresponding to the asymmetrical injection valve may vary.
その結果、当該圧縮機から吐出される冷媒の温度が変化し、非対象インジェクション弁の開度が変動しうる。その後、非対象インジェクション弁の開度変更に伴い、上流側共通配管を経て対象インジェクション弁を通過する中間圧冷媒の流量、及び対象インジェクション弁に対応する圧縮機へのインジェクション量が変動しうる。このため、当該圧縮機から吐出される冷媒の温度が変化し、対象インジェクション弁の開度が再び変更される、という事象が繰り返されるハンチング現象が生じうる。 As a result, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor may change, and the opening degree of the asymmetrical injection valve may change. Thereafter, as the opening degree of the non-target injection valve changes, the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the target injection valve via the upstream common pipe and the injection amount into the compressor corresponding to the target injection valve may change. Therefore, a hunting phenomenon may occur in which the temperature of the refrigerant discharged from the compressor is changed and the opening degree of the target injection valve is changed again.
係るハンチング現象が生じると、各圧縮機において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となり、圧縮室内の冷媒が過度に過熱状態となる過熱運転状態、又は過度に湿り状態となる湿り運転状態となり、信頼性が低下することも想定される。 When such a hunting phenomenon occurs, in each compressor, the state of the intermediate pressure refrigerant flowing in becomes unstable, and the refrigerant in the compression chamber becomes an overheated operation state in which it becomes an overheated state, or becomes a wet operation state in which it becomes an excessively wet state. However, it is also assumed that the reliability will decrease.
この点、上記実施形態の冷凍装置100では、コントローラ50は、対象インジェクション弁17(いずれかのインジェクション弁17)の開度変更時にハンチング抑制制御を実行し、ハンチング抑制制御においては非対象インジェクション弁17(他のインジェクション弁17)の開度をハンチング抑制開度(非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11内における対象インジェクション弁17の開度変更に起因する冷媒の状態変化を抑制する開度)に変更する。これにより、対象インジェクション弁17の開度を変更した際には、非対象インジェクション弁17の開度がハンチング抑制開度に変更されるようになっている。
In this respect, in the
その結果、対象インジェクション弁17の開度が変更された際に、非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11内において対象インジェクション弁17の開度変更に起因する冷媒の状態変化が抑制されるようになっている。このため、対象インジェクション弁17の開度変更に起因して、非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11から吐出される冷媒の温度変化が抑制されている。これに関連して、特定のインジェクション弁17の開度変更後、他のインジェクション弁17の開度が変更され、その後再び特定のインジェクション弁17の開度が変更される、というように各インジェクション弁17の開度変更が交互に繰り返されるハンチング現象が抑制されている。
As a result, when the opening degree of the
よって、各圧縮機11において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが抑制されている。したがって、圧縮機11の信頼性低下が抑制されている。
Therefore, in each
(5−2)
上記実施形態に係る冷凍装置100では、コントローラ50は、ハンチング抑制開度決定部573を含んでいる。ハンチング抑制開度決定部573は、ハンチング抑制開度を、非対象インジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の流量が対象インジェクション弁17の開度変更に起因して変動することを抑制する開度に決定している。
(5-2)
In the
これにより、対象インジェクション弁17の開度を変更した際に、非対象インジェクション弁17の開度は、非対象インジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の流量が対象インジェクション弁17の開度変更に起因して変動することを抑制する開度に変更されるようになっている。その結果、対象インジェクション弁17の開度が変更された際に、上流側共通配管(P12)を経て非対象インジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の流量、及び非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11へのインジェクション量の変動が抑制されている。このため、特定のインジェクション弁17の開度変更後、各インジェクション弁17の開度変更が交互に繰り返されるハンチング現象が抑制されている。よって、各圧縮機11において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが抑制されている。したがって、圧縮機11の信頼性低下が抑制されている。
Accordingly, when the opening degree of the
(5−3)
上記実施形態に係る冷凍装置100では、コントローラ50は、インジェクション量IJ1(変更前冷媒流量)を記憶する記憶部51(INJ量記憶領域514)と、対象インジェクション弁17の開度の増減分に基づき変更後インジェクション量IJ2(変更後冷媒流量)を予測する変更後INJ量予測部571と、インジェクション量IJ1及び変更後インジェクション量IJ2の差分値DVを算出する差分値算出部572と、を含んでいる。ハンチング抑制開度決定部573は、ハンチング抑制開度を、差分値DVが0又は0に近似する値となる開度に決定している。
(5-3)
In the
これにより、ハンチング抑制開度は、インジェクション量IJ1及び変更後インジェクション量IJ2の差分値DVに基づき決定されるようになっている。その結果、ハンチング抑制開度は高精度に適正な開度に決定され、非対象インジェクション弁17をハンチング抑制開度に変更後、非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11内において対象インジェクション弁17の開度変更に起因する冷媒の状態変化が高精度に抑制されている。よって、各圧縮機11において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となって湿り運転状態又は過熱運転状態となることが高精度に抑制されている。したがって、圧縮機11の信頼性低下が高精度に抑制されている。
Thus, the hunting suppression opening is determined based on the difference value DV between the injection amount IJ1 and the changed injection amount IJ2. As a result, the hunting suppression opening is accurately determined to an appropriate opening, and after changing the
(5−4)
上記実施形態に係る冷凍装置100では、コントローラ50は記憶部51を含み、記憶部51(特性情報記憶領域512)において各インジェクション弁17の開度と通過する中間圧冷媒の流量との相関関係を定義した特性情報(インジェクション弁特性情報)を記憶している。ハンチング抑制開度決定部573は、特性情報に基づきハンチング抑制開度を決定している。
(5-4)
In the
これにより、ハンチング抑制開度は、予め導出されている非対象インジェクション弁17の特性に基づき決定されるようになっている。その結果、ハンチング抑制開度は、非対象インジェクション弁17を通過する中間圧冷媒の流量が対象インジェクション弁17の開度変更に起因して変動することを高精度に抑制する開度に決定されるようになっている。このため、非対象インジェクション弁17をハンチング抑制開度に変更後、非対象インジェクション弁17に対応する圧縮機11内において対象インジェクション弁17の開度変更に起因する冷媒の状態変化が高精度に抑制されている。すなわち、各圧縮機11において、流入する中間圧冷媒の状態が不安定となり、湿り運転状態又は過熱運転状態となることが高精度に抑制されている。よって、圧縮機11の信頼性低下が高精度に抑制されている。
As a result, the hunting suppression opening degree is determined based on the characteristics of the
(5−5)
上記実施形態に係る冷凍装置100では、コントローラ50は、各インジェクション弁17の開度を最適開度(対応する各圧縮機11から吐出される高圧冷媒の温度が目標値となる、各インジェクション弁17の開度)に変更する吐出冷媒温度制御を実行し、吐出冷媒温度制御に伴いハンチング抑制制御を実行している。
(5-5)
In the
これにより、各圧縮機11の吐出管温度が目標値に制御されるようになっている。その結果、各圧縮機11において、冷媒の状態が過度に高圧となる過熱運転状態や過度に湿り状態となる湿り運転状態となることが抑制されている。また、吐出冷媒温度制御に伴うハンチング現象が抑制されている。よって、圧縮機11の信頼性低下が特に抑制されている。
As a result, the discharge pipe temperature of each
(6)変形例
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。
(6) Modifications The above-described embodiment can be modified as appropriate as shown in the following modifications. Note that each modification may be applied in combination with another modification as long as no contradiction occurs.
(6−1)変形例A
上記実施形態では、コントローラ50は、吐出冷媒温度制御に伴いハンチング抑制制御を実行するように構成されていた。しかし、係る条件については適宜変更が可能である。例えば、コントローラ50は、吐出冷媒温度制御とは観点が異なる他の制御によっていずれかのインジェクション弁17の開度が変更される場合に、ハンチング抑制制御を実行するように構成されてもよい。
(6-1) Modification A
In the above embodiment, the
(6−2)変形例B
上記実施形態における最適インジェクション量、最適開度、インジェクション量IJ1、変更後インジェクション量IJ2、及び/又はハンチング抑制開度の算出方法は、あくまでも一例であり、上記実施形態で説明した方法とは異なる算出方法が適宜採用されてもよい。
(6-2) Modification B
The calculation method of the optimum injection amount, the optimum opening amount, the injection amount IJ1, the changed injection amount IJ2, and/or the hunting suppression opening amount in the above embodiment is merely an example, and is different from the method described in the above embodiment. The method may be appropriately adopted.
(6−3)変形例C
上記実施形態における冷媒回路RCの回路構成及び冷凍装置100に配置される機器については適宜変更が可能であり、一部の回路要素や機器については適宜省略が可能である。例えば、熱源ユニット10に配置されるレシーバ13や、各利用ユニット30に配置される利用側膨張弁31については必ずしも必要ではなく、適宜省略が可能である。また、利用側膨張弁31については電動膨張弁ではなく、感温式の膨張弁やキャピラリーチューブ等の減圧機構を採用してもよい。
(6-3) Modification C
The circuit configuration of the refrigerant circuit RC and the devices arranged in the
また、冷媒回路RCにおいては、各回路要素や各機器に代えて/とともに、他の回路要素や機器が含まれていてもよい。例えば、冷媒回路RCにおいて、四路切換弁を新たに配置して、熱源ユニット10及び利用ユニット30間において冷却運転時とは逆サイクルで冷媒が流れるデフロスト運転や暖房運転を可能に構成してもよい。係る場合、四路切換弁は、第1配管P1を上下流に分割することで構成される各配管、及び第5配管P5を上下流に分割することで構成される各配管に接続され、逆サイクル時に熱源側熱交換器12が冷媒の蒸発器として機能するとともに利用側熱交換器32が冷媒の放熱器又は凝縮器として機能するように制御されればよい。
Further, in the refrigerant circuit RC, other circuit elements or devices may be included instead of/in addition to the circuit elements or devices. For example, in the refrigerant circuit RC, a four-way switching valve may be newly arranged to allow defrost operation or heating operation in which the refrigerant flows between the
(6−4)変形例D
上記実施形態では、本発明が冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内の冷却を行う冷凍装置100に適用されていた。しかし、これに限定されず、本発明は、他の冷凍装置にも適用可能である。例えば、本発明は、輸送コンテナ内の冷却を行う冷凍装置に適用されてもよい。また、例えば、本発明は、建物内の冷房等を行うことで空気調和を実現する空調システム(エアコン)や、給湯器やヒートポンプチラー等にも適用可能である。
(6-4) Modification D
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
(6−5)変形例E
上記実施形態では、1台の熱源ユニット10と、3台の利用ユニット30と、を有していた。しかし、冷凍装置100に配置される熱源ユニット10の台数については特に限定されず、2台以上であってもよい。また、冷凍装置100が有する利用ユニット30の台数については特に限定されず、1台であってもよいし、3台以上であってもよい。
(6-5) Modification E
In the above-mentioned embodiment, it has one
(6−6)変形例F
上記実施形態では、熱源ユニット10に配置される複数の圧縮機11のうち、容量可変圧縮機については第1圧縮機11aの1台であり、容量一定圧縮機は第2圧縮機11b、第3圧縮機11cの2台であった。しかし、容量可変圧縮機及び容量一定圧縮機の台数配分については、設計仕様に応じて適宜変更が可能である。例えば、容量可変圧縮機については2台又は3台であってもよい。また、例えば全ての圧縮機11を容量可変圧縮機としてもよい。また、例えば全ての圧縮機11を容量一定圧縮機としてもよい。
(6-6) Modification F
In the above-described embodiment, among the plurality of
また、上記実施形態においては、圧縮機11は全部で3台配置されたが、圧縮機11の台数については、設計仕様に応じて適宜変更が可能である。例えば、圧縮機11は2台であってもよいし、4台以上であってもよい。係る場合、容量可変圧縮機及び容量一定圧縮機の台数配分については、適宜選択されればよい。
Further, in the above embodiment, three
(6−7)変形例G
上記実施形態では、コントローラ50の配置位置については特に限定していなかった。コントローラ50については、必ずしも熱源ユニット10及び/又は利用ユニット30と同一の空間に設置される必要はなく、熱源ユニット10及び/又は利用ユニット30と通信ネットワークを介して接続された遠隔地に設置されてもよい。また、コントローラ50を構成する各要素(CPU、メモリ、及び各種電気部品等)は必ずしも同一位置に設置される必要はなく、分散的に異なる空間に配置された各要素が通信ネットワークを介して接続されることでコントローラ50が構成されてもよい。
(6-7) Modification G
In the above embodiment, the arrangement position of the
本発明は、冷凍装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for refrigeration equipment.
10 :熱源ユニット
11 :圧縮機
11a−11c :第1圧縮機−第3圧縮機
12 :熱源側熱交換器
13 :レシーバ
14 :過冷却熱交換器
15 :第1膨張弁
16 :第2膨張弁
17 :インジェクション弁(対象インジェクション弁、非対象インジェクション弁)
17a−17c :第1インジェクション弁−第3インジェクション弁
19 :熱源側ファン
21 :低圧側圧力センサ
22 :高圧側圧力センサ
23 :中間圧力センサ
25 :吐出温度センサ
25a−25c :第1吐出温度センサ−第3吐出温度センサ
30 :利用ユニット
50 :コントローラ
51 :記憶部(変更前冷媒流量記憶部、特性情報記憶部)
52 :入力制御部
53 :駆動信号出力部
54 :アクチュエータ制御部
55 :INJ弁制御部
56 :吐出冷媒温度制御部
57 :ハンチング抑制制御部
100 :冷凍装置
141 :第1流路
142 :第2流路
571 :変更後INJ量予測部(予測部)
572 :差分値算出部
573 :ハンチング抑制開度決定部
DV :差分値
FL1−FL4 :第1フラグ−第4フラグ
G1 :ガス冷媒連絡配管
IJ1 :インジェクション量(変更前冷媒流量)
IJ2 :変更後インジェクション量(変更後冷媒流量)
J1 :インジェクションライン
L1 :液冷媒連絡配管
MP´ :変更後中間圧力
P1 :第1配管
P2(P2a、P2b、P2c) :第2配管(吸入配管)
P3(P3a、P3b、P3c) :第3配管(吐出配管)
P4(P4a、P4b、P4c) :第4配管(インジェクション管)
P5−P11 :第5配管−第11配管
P12 :第12配管(上流側共通配管)
RC :冷媒回路
SV1 :ガス側閉鎖弁
SV2 :液側閉鎖弁
10: Heat source unit 11: Compressor 11a-11c: 1st compressor-3rd compressor 12: Heat source side heat exchanger 13: Receiver 14: Supercooling heat exchanger 15: 1st expansion valve 16: 2nd expansion valve 17: Injection valve (target injection valve, non-target injection valve)
17a-17c: 1st injection valve-3rd injection valve 19: Heat source side fan 21: Low pressure side pressure sensor 22: High pressure side pressure sensor 23: Intermediate pressure sensor 25: Discharge temperature sensor 25a-25c: 1st discharge temperature sensor- Third discharge temperature sensor 30: Utilization unit 50: Controller 51: Storage unit (pre-change refrigerant flow rate storage unit, characteristic information storage unit)
52: Input control unit 53: Drive signal output unit 54: Actuator control unit 55: INJ valve control unit 56: Discharge refrigerant temperature control unit 57: Hunting suppression control unit 100: Refrigeration device 141: First flow path 142: Second flow Path 571: changed INJ amount prediction unit (prediction unit)
572: Difference value calculation part 573: Hunting suppression opening degree determination part DV: Difference value FL1-FL4: 1st flag-4th flag G1: Gas refrigerant connection piping IJ1: Injection amount (refrigerant flow rate before change)
IJ2: injection amount after change (refrigerant flow rate after change)
J1: injection line L1: liquid refrigerant communication pipe MP': post-change intermediate pressure P1: first pipe P2 (P2a, P2b, P2c): second pipe (suction pipe)
P3 (P3a, P3b, P3c): Third pipe (discharge pipe)
P4 (P4a, P4b, P4c): Fourth pipe (injection pipe)
P5-P11: 5th piping-11th piping P12: 12th piping (upstream common piping)
RC: Refrigerant circuit SV1: Gas side closing valve SV2: Liquid side closing valve
Claims (5)
いずれかの前記圧縮機に対応し、対応する前記圧縮機に接続され中間圧冷媒を流入させる複数のインジェクション管(P4)と、
いずれかの前記インジェクション管に対応し、対応する前記インジェクション管に一端が接続され、前記中間圧冷媒の流量を調整する複数のインジェクション弁(17)と、
各前記インジェクション弁の他端に接続され、各前記インジェクション弁に流入する前記中間圧冷媒が流れる上流側共通配管(P12)と、
各前記インジェクション弁の動作を、状況に応じて制御するコントローラ(50)と、
を備え、
前記コントローラは、
いずれかの前記インジェクション弁である対象インジェクション弁の開度変更時にハンチング抑制制御を実行し、
前記ハンチング抑制制御においては、前記対象インジェクション弁以外の前記インジェクション弁である非対象インジェクション弁の開度を、前記非対象インジェクション弁に対応する前記圧縮機内における前記対象インジェクション弁の開度変更に起因する冷媒の状態変化を抑制するハンチング抑制開度に変更する、
冷凍装置(100)。 A plurality of compressors (11) arranged in parallel with each other, which suck in low-pressure refrigerant, compress it, and discharge it as high-pressure refrigerant;
A plurality of injection pipes (P4) corresponding to any of the compressors, which are connected to the corresponding compressors and allow an intermediate pressure refrigerant to flow thereinto;
A plurality of injection valves (17) corresponding to any of the injection pipes, one end of which is connected to the corresponding injection pipe, and which adjusts the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant;
An upstream common pipe (P12) connected to the other end of each injection valve, through which the intermediate-pressure refrigerant flowing into each injection valve flows,
A controller (50) for controlling the operation of each of the injection valves according to the situation;
Equipped with
The controller is
Performing hunting suppression control at the time of changing the opening of the target injection valve that is any of the injection valves,
In the hunting suppression control, the opening degree of the non-target injection valve which is the injection valve other than the target injection valve, due to the opening degree change of the target injection valve in the compressor corresponding to the non-target injection valve. Change to a hunting suppression opening that suppresses changes in the state of the refrigerant,
Refrigeration system (100).
請求項1に記載の冷凍装置(100)。 The controller determines the hunting suppression opening to an opening that suppresses fluctuation of the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the non-target injection valve due to a change in the opening of the target injection valve. Including a suppression opening determination unit (573),
The refrigeration system (100) according to claim 1.
前記対象インジェクション弁の開度変更前の前記非対象インジェクション弁を通過する前記中間圧冷媒の流量である変更前冷媒流量(IJ1)を記憶する変更前冷媒流量記憶部(51)と、
前記対象インジェクション弁の開度の増減分に基づき、前記非対象インジェクション弁を通過する前記中間圧冷媒の流量である変更後冷媒流量(IJ2)を予測する予測部(571)と、
前記変更前冷媒流量と前記変更後冷媒流量との差分値を算出する差分値算出部(572)と、
をさらに含み、
前記ハンチング抑制開度決定部は、前記ハンチング抑制開度を、前記差分値が0又は0に近似する値となる開度に決定する、
請求項2に記載の冷凍装置(100)。 The controller is
A pre-change refrigerant flow rate storage unit (51) that stores a pre-change refrigerant flow rate (IJ1) that is a flow rate of the intermediate-pressure refrigerant that passes through the non-target injection valve before changing the opening degree of the target injection valve;
A prediction unit (571) for predicting a changed refrigerant flow rate (IJ2) which is a flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing through the non-target injection valve, based on an increase/decrease in the opening degree of the target injection valve;
A difference value calculation unit (572) for calculating a difference value between the pre-change refrigerant flow rate and the post-change refrigerant flow rate,
Further including,
The hunting suppression opening degree determination unit determines the hunting suppression opening degree to be an opening degree at which the difference value is 0 or a value close to 0.
The refrigeration system (100) according to claim 2.
前記ハンチング抑制開度決定部は、前記インジェクション弁特性情報に基づき前記ハンチング抑制開度を決定する、
請求項2又は3に記載の冷凍装置(100)。 The controller further includes a characteristic information storage unit (51) that stores injection valve characteristic information that defines a correlation between the opening degree of each of the injection valves and the flow rate of the intermediate-pressure refrigerant passing therethrough,
The hunting suppression opening determination unit determines the hunting suppression opening based on the injection valve characteristic information,
The refrigeration system (100) according to claim 2 or 3.
各前記インジェクション弁の開度を、対応する各前記圧縮機から吐出される前記高圧冷媒の温度が目標値となる最適開度に変更する吐出冷媒温度制御を実行し、
前記吐出冷媒温度制御に伴い前記ハンチング抑制制御を実行する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。 The controller is
The opening of each of the injection valves, the temperature of the high-pressure refrigerant discharged from each of the corresponding compressor to perform a discharge refrigerant temperature control to change to an optimal opening of a target value,
The hunting suppression control is executed along with the discharge refrigerant temperature control,
The refrigeration system (100) according to any one of claims 1 to 4.
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