JP2018021735A - Heat pump system - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することのできるヒートポンプシステムを提供する。【解決手段】冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、圧縮サイクルの蒸発器14で蒸発した冷媒を吸収器20で溶液に吸収させて吸収サイクル内を循環させ、吸収サイクルで再生器24で排熱と熱交換した後、溶液から分離した冷媒を圧縮サイクルに供給するものであり、圧縮サイクルの圧縮機10の吐出側に配置される冷媒用気液分離器11と、冷媒用気液分離器11に溜まった溶液を前記吸収サイクルに戻す第2溶液戻り用配管36とを備えている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump system capable of surely preventing uneven distribution of the amount of solution circulating in a compression cycle and an absorption cycle. SOLUTION: A compression cycle in which a refrigerant circulates and an absorption cycle in which a solution circulates are provided, and the refrigerant evaporated in the evaporator 14 of the compression cycle is absorbed by the solution in the absorber 20 to circulate in the absorption cycle, and the absorption cycle. After exchanging heat with the exhaust heat in the regenerator 24, the refrigerant separated from the solution is supplied to the compression cycle, and the refrigerant gas-liquid separator 11 arranged on the discharge side of the compressor 10 in the compression cycle, The second solution return pipe 36 for returning the solution accumulated in the refrigerant gas-liquid separator 11 to the absorption cycle is provided. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、ヒートポンプシステムに係り、特に、圧縮サイクルと吸収サイクルとを備えた圧縮吸収ヒートポンプシステムに関する。 The present invention relates to a heat pump system, and more particularly, to a compression absorption heat pump system including a compression cycle and an absorption cycle.
従来、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮サイクルと、原動機の排熱を、溶液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収サイクルとを併用する圧縮吸収ヒートポンプシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この圧縮吸収ヒートポンプシステムでは、圧縮サイクルの利用側熱交換器を経た冷媒を、吸収サイクルの吸収器において溶液に吸収させて循環させ、再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、圧縮サイクルの圧縮機の吸入側に供給し、利用側熱交換器を介して熱負荷に冷熱または温熱を供給している。
Conventionally, a compression absorption heat pump that uses both a compression cycle that uses the shaft output of a prime mover as a power source for a compressor that compresses refrigerant, and an absorption cycle that uses the exhaust heat of the prime mover as a heat source for a regenerator that heats the solution A system is known (see, for example, Patent Document 1).
In this compression absorption heat pump system, the refrigerant that has passed through the use side heat exchanger of the compression cycle is absorbed by the solution in the absorption cycle absorber and circulated, and after regeneration by the regenerator, the refrigerant is separated, and this refrigerant is compressed into the compression cycle. Is supplied to the suction side of the compressor, and cold heat or warm heat is supplied to the heat load through the use side heat exchanger.
しかしながら、特許文献1の圧縮吸収ヒートポンプシステムにおいては、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用して運転している場合に、圧縮サイクルを循環する溶液の量と、吸収サイクルを循環する溶液の量とに偏りが生じるおそれがある。
圧縮サイクルの圧縮機に所定量以上の溶液が溜まった場合、冷媒とともに溶液も一緒に圧縮機から吐出され、圧縮サイクルの空調性能を低下させてしまうという問題がある。また、吸収サイクルの溶液の量が不足してしまうため、吸収サイクルの性能低下を招いてしまうという問題がある。
一方、圧縮サイクルの圧縮機の溶液が所定量以下となった場合、溶液が圧縮機の潤滑剤としての機能を有するため、磨耗により圧縮機を故障させてしまうおそれがあるという問題がある。
However, in the compression absorption heat pump system of Patent Document 1, when the compression cycle and the absorption cycle are operated in combination, the amount of the solution circulating in the compression cycle and the amount of the solution circulating in the absorption cycle are There is a risk of bias.
When a predetermined amount or more of the solution is stored in the compressor of the compression cycle, there is a problem that the solution is discharged together with the refrigerant from the compressor, and the air conditioning performance of the compression cycle is deteriorated. Moreover, since the amount of the solution in the absorption cycle is insufficient, there is a problem that the performance of the absorption cycle is reduced.
On the other hand, when the solution of the compressor in the compression cycle becomes a predetermined amount or less, since the solution has a function as a lubricant for the compressor, there is a problem that the compressor may be damaged due to wear.
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することのできるヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat pump system that can reliably prevent a deviation in the amount of solution circulating in the compression cycle and the absorption cycle. It is.
前記目的を達成するため、本発明は、冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、前記圧縮サイクルの蒸発器で蒸発した冷媒を吸収器で溶液に吸収させて前記吸収サイクル内を循環させ、前記吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、前記溶液から分離した冷媒を前記圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、前記圧縮サイクルの圧縮機の吐出側に配置される冷媒用気液分離器と、前記冷媒用気液分離器に溜まった溶液を前記吸収サイクルに戻す溶液戻り用配管とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a compression cycle in which a refrigerant circulates and an absorption cycle in which a solution circulates, and the refrigerant evaporated in the evaporator of the compression cycle is absorbed in the solution by the absorber, and the absorption cycle. A heat pump system that circulates the inside and exchanges heat with exhaust heat in the regenerator in the absorption cycle, and then supplies the refrigerant separated from the solution to the compression cycle, and is disposed on the discharge side of the compressor in the compression cycle And a solution return pipe for returning the solution accumulated in the refrigerant gas-liquid separator to the absorption cycle.
これによれば、溶液戻り用配管により、冷媒用気液分離器に溜まった溶液を吸収サイクルに戻すことができるので、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することができる。 According to this, the solution return pipe can return the solution accumulated in the refrigerant gas-liquid separator to the absorption cycle, thereby reliably preventing the deviation of the amount of the solution circulating in the compression cycle and the absorption cycle, respectively. can do.
本発明によれば、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することができるので、圧縮サイクルに所定量以上の溶液が循環して、圧縮サイクルの空調性能を低下させてしまうことを防止することができるとともに、吸収サイクルを循環する溶液の量を確保することができ、吸収サイクルの性能を向上させることができる。 According to the present invention, since it is possible to reliably prevent a deviation in the amount of solution circulating in the compression cycle and the absorption cycle, a predetermined amount or more of the solution circulates in the compression cycle, thereby improving the air conditioning performance of the compression cycle. While being able to prevent that it falls, the quantity of the solution which circulates through an absorption cycle can be ensured, and the performance of an absorption cycle can be improved.
第1の発明は、冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、前記圧縮サイクルの蒸発器で蒸発した冷媒を吸収器で溶液に吸収させて前記吸収サイクル内を循環させ、前記吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、前記溶液から分離した冷媒を前記圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、前記圧縮サイクルの圧縮機の吐出側に配置される冷媒用気液分離器と、前記冷媒用気液分離器に溜まった溶液を前記吸収サイクルに戻す溶液戻り用配管とを備えていることを特徴とするヒートポンプシステムである。
これにより、溶液戻り用配管により、冷媒用気液分離器に溜まった溶液を吸収サイクルに戻すことができるので、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することができる。その結果、圧縮サイクルに所定量以上の溶液が循環して、圧縮サイクルの空調性能を低下させてしまうことを防止することができるとともに、吸収サイクルを循環する溶液の量を確保することができ、吸収サイクルの性能を向上させることができる。
The first invention comprises a compression cycle in which the refrigerant circulates and an absorption cycle in which the solution circulates, the refrigerant evaporated in the evaporator of the compression cycle is absorbed in the solution by the absorber and circulated in the absorption cycle, A heat pump system for supplying a refrigerant separated from the solution to the compression cycle after exchanging heat with exhaust heat in the absorption cycle in the absorption cycle, wherein the refrigerant gas is disposed on the discharge side of the compressor of the compression cycle. A heat pump system comprising: a liquid separator; and a solution return pipe for returning the solution accumulated in the refrigerant gas-liquid separator to the absorption cycle.
As a result, the solution return pipe can return the solution accumulated in the refrigerant gas-liquid separator to the absorption cycle, so that it is possible to reliably prevent a deviation in the amount of the solution circulating in the compression cycle and the absorption cycle. Can do. As a result, it is possible to prevent a predetermined amount or more of the solution from circulating in the compression cycle and reduce the air conditioning performance of the compression cycle, and to secure the amount of the solution that circulates in the absorption cycle, The performance of the absorption cycle can be improved.
第2の発明は、前記吸収サイクルの前記再生器の下流側に配置される溶液用気液分離器と、前記溶液用気液分離器に溜まった溶液を前記圧縮機の吸入側に戻す溶液戻り用配管とを備えていることを特徴とするヒートポンプシステムである。
これにより、溶液戻り用配管により、溶液用気液分離器に溜まった溶液を圧縮サイクルに戻すことができるので、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することができる。その結果、圧縮サイクルの圧縮機の溶液の量を適正にすることができ、圧縮機の磨耗を防止して、圧縮機の故障を防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a solution gas-liquid separator disposed downstream of the regenerator of the absorption cycle, and a solution return for returning the solution accumulated in the solution gas-liquid separator to the suction side of the compressor It is the heat pump system characterized by having a piping for operation.
As a result, the solution return pipe can return the solution accumulated in the gas-liquid separator for solution to the compression cycle, so that it is possible to reliably prevent a deviation in the amount of the solution that circulates in the compression cycle and the absorption cycle. Can do. As a result, the amount of the compressor solution in the compression cycle can be made appropriate, the compressor can be prevented from being worn, and the compressor can be prevented from being broken.
第3の発明は、前記溶液戻り用配管に弁を設け、前記弁を開閉することで、溶液の戻りを制御することを特徴とするヒートポンプシステムである。
これにより、弁を開閉制御することで、溶液戻り用配管を介して溶液の戻りを制御することができる。
A third aspect of the present invention is a heat pump system, wherein a valve is provided in the solution return pipe, and the return of the solution is controlled by opening and closing the valve.
Thereby, the return of the solution can be controlled through the solution return pipe by controlling the opening and closing of the valve.
第4の発明は、前記弁は、開度の制御が可能な電子膨張弁であることを特徴とするヒートポンプシステムである。
これにより、電子膨張弁を開閉制御することで、溶液戻り用配管を介して溶液の戻りを制御することができる。
A fourth invention is a heat pump system, wherein the valve is an electronic expansion valve capable of controlling an opening degree.
Thereby, the return of the solution can be controlled through the solution return pipe by controlling the opening and closing of the electronic expansion valve.
第5の発明は、前記圧縮機、前記冷媒用気液分離器、前記溶液用気液分離器における溶液の液面を検出する液面センサを設け、前記各液面センサによる検出値に基づいて、前記圧縮機、前記冷媒用気液分離器、前記溶液用気液分離器における溶液の量を判断し、前記電子膨張弁の開閉制御を行う制御装置を備えていることを特徴とするヒートポンプシステムである。
これにより、制御装置により、液面センサによる検出値に基づいて、圧縮機、冷媒用気液分離器、溶液用気液分離器における溶液の量を判断し、電子膨張弁の開閉制御を行うことで、圧縮機、冷媒用気液分離器または溶液用気液分離器の溶液の量に応じて、圧縮サイクルまたは吸収サイクルへの溶液の戻り制御を行うことができる。
5th invention provides the liquid level sensor which detects the liquid level of the solution in the said compressor, the said gas-liquid separator for refrigerant | coolants, and the said gas-liquid separator for solutions, Based on the detected value by each said liquid level sensor A heat pump system comprising: a control device that determines the amount of solution in the compressor, the gas-liquid separator for refrigerant, and the gas-liquid separator for solution, and controls opening and closing of the electronic expansion valve. It is.
Thus, the control device determines the amount of the solution in the compressor, the gas-liquid separator for the refrigerant, and the gas-liquid separator for the solution based on the detection value by the liquid level sensor, and performs opening / closing control of the electronic expansion valve. Thus, the return control of the solution to the compression cycle or the absorption cycle can be performed according to the amount of the solution in the compressor, the gas-liquid separator for refrigerant, or the gas-liquid separator for solution.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るヒートポンプシステムの通常動作を示す構成図である。図2は、本実施形態に係るヒートポンプシステムの分離動作を示す構成図である。
図1に示すように、ヒートポンプシステム1は、冷媒ガスを低温低圧の溶液に吸収させて熱交換した後、溶液と冷媒ガスとを分離する吸収サイクルと、圧縮して高温高圧となった冷媒を凝縮する時の放熱を利用する圧縮サイクルとを備えている。
なお、本実施の形態に係るヒートポンプシステム1では、冷媒として二酸化炭素を利用することが想定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a normal operation of the heat pump system according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a separation operation of the heat pump system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the heat pump system 1 absorbs a refrigerant gas in a low-temperature and low-pressure solution and exchanges heat, and then absorbs the refrigerant and the refrigerant that has been compressed to a high temperature and high pressure after separating the solution and the refrigerant gas. And a compression cycle that utilizes heat dissipation during condensation.
In heat pump system 1 concerning this embodiment, it is assumed that carbon dioxide is used as a refrigerant.
まず、圧縮サイクルについて説明する。
図1に示すように、圧縮サイクルは、圧縮機10と、冷媒用気液分離器11と、ガスクーラ12と、室内膨張弁13と、蒸発器14とを、冷媒配管15により接続して構成されている。図1および図2中破線矢印は、冷媒の流れを示している。
また、圧縮機10の吐出側には、冷媒用気液分離器11が配置されており、冷媒用気液分離器11において分離された冷媒ガス(すなわち気体の二酸化炭素)は、適切な圧力レベル、例えば臨界圧力以上の任意の圧力値まで昇圧されてガスクーラ12に送られる。
First, the compression cycle will be described.
As shown in FIG. 1, the compression cycle is configured by connecting a
In addition, a refrigerant gas-
ガスクーラ12は、ガスクーラファン16を備えており、ガスクーラ12は、ガスクーラファン16を駆動することで、外気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を冷却してエンタルピーを下げ、高圧冷媒として室内膨張弁13に送るように構成されている。
室内膨張弁13および蒸発器14は、例えば、空調などの室内ユニット17に収容されており、ガスクーラ12から送られた冷媒は、室内膨張弁13により冷媒を減圧して膨張されて蒸発器14に送られ、蒸発器14において、室内空気と熱交換して蒸発される。これにより、室内空気が冷却され室内の冷房が行われる。
蒸発器14は、冷媒配管15を介して圧縮機10の吸入側に接続されている。冷媒配管15の中途部には、第1電子膨張弁40が設けられている。
The
The
The
次に、吸収サイクルについて説明する。
吸収サイクルは、吸収器20と、溶液タンク21と、溶液ポンプ22と、溶液熱交換器23と、再生器24と、溶液用気液分離器25と、動力回収ポンプ26とを、溶液配管27により接続して構成されている。
Next, the absorption cycle will be described.
The absorption cycle includes an
吸収器20には、蒸発器14が第2電子膨張弁41を介して接続されており、吸収器20は、蒸発器14から供給される二酸化炭素の冷媒ガスを溶液に吸収させるものである。
吸収器20には、吸収過程での吸収熱を除去するための吸収器ファン28が配置されている。
吸収器20には、溶液タンク21を介して溶液ポンプ22が接続されており、溶液ポンプ22を駆動することで、溶液は、溶液熱交換器23を介して再生器24に送られる。
The
The
A
再生器24には、例えば、温水や温風などの排熱が循環する排熱配管30が接続されており、再生器24に送られた溶液は、排熱配管30を循環する排熱により加熱されて濃縮され、溶液用気液分離器25に送られる。溶液用気液分離器25は、再生器24から送られる溶液を貯留し、溶液用気液分離器25の内部において、溶液から冷媒ガスを分離するものである。
For example, an
溶液用気液分離器25の上部には、冷媒戻り用配管31が接続されており、この冷媒戻り用配管31は、第3電子膨張弁42を介して放熱器32に接続されている。
放熱器32は、放熱器ファン33を備えており、放熱器32は、放熱器ファン33を駆動することで、外気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を冷却して低温となった冷媒は、圧縮機10に戻される。
A
The
また、溶液用気液分離器25の下部は、溶液配管27を介して溶液熱交換器23に接続されている。
溶液熱交換器23は、吸収器20から送られる溶液と溶液用気液分離器25から送られる溶液との間で熱交換を行うものであり、再生器24における加熱により溶液に与えられた熱量の回収を行うものである。これにより、吸収サイクルの効率を向上させることができる。
溶液熱交換器23で熱交換された後の溶液は、動力回収ポンプ26を介して吸収器20に送られる。
The lower part of the solution gas-
The
The solution after heat exchange in the
溶液タンク21の上部には、第2冷媒戻り用配管34が接続されており、第2冷媒戻り用配管34は、途中、第4電子膨張弁43を介して圧縮機10の吸入側に接続されている。
また、溶液用気液分離器25の下部には、溶液戻り用配管35が接続されており、溶液戻り用配管35は、途中、第5電子膨張弁44を介して圧縮機10の吸入側に接続されている。
冷媒用気液分離器11の下部には、第2溶液戻り用配管36が接続されており、第2溶液戻り用配管36は、途中、第6電子膨張弁45を介して溶液用気液分離器25と溶液熱交換器23との間の溶液配管27に接続されている。
A second
A
A second
前記第1電子膨張弁40、第2電子膨張弁41、第3電子膨張弁42、第4電子膨張弁43、第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45は、全閉である0パルスから全開である480パルスの間で、開度を制御することができる弁である。なお、第4電子膨張弁43は、本実施形態においては、開度を制御することができる弁を用いているが、例えば、開度を制御しない逆止弁で構成するようにしてもよい。
The first
また、圧縮機10、冷媒用気液分離器11および溶液用気液分離器25には、それぞれ内部の液面位置を検出する液面センサ50a,50b,50cが取り付けられている。
また、再生器24の出口側の溶液配管27には、溶液の出口側の温度を検出する温度センサ51が設けられている。
圧縮機10の吸入側には、冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ52が設けられており、溶液タンク21の出口側には、溶液の圧力を検出する溶液圧力センサ53が設けられている。
In addition,
The
A
次に、本実施形態の制御構成について説明する。
図3は、本実施形態の制御構成を示すブロック図である。
図3に示すように、本実施形態のヒートポンプシステムは、制御装置55を備えている。
制御装置55は、ヒートポンプシステムの各部を中枢的に制御するものであり、演算実行部としてのCPU、このCPUによって実行可能な基本制御プログラムや所定のデータ等を不揮発的に記憶するROM、RAMなどのメモリ、その他の周辺回路などを備えている。
Next, the control configuration of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the heat pump system of this embodiment includes a control device 55.
The control device 55 centrally controls each part of the heat pump system, and includes a CPU as a calculation execution unit, a basic control program that can be executed by the CPU, a ROM that stores predetermined data, and the like in a nonvolatile manner. Memory and other peripheral circuits.
制御装置55には、温度センサ51、冷媒圧力センサ52、溶液圧力センサ53、各液面センサ50a,50b,50cの検出値がそれぞれ入力させるように構成されている。
制御装置55は、温度センサ51、冷媒圧力センサ52、溶液圧力センサ53および各液面センサ50a,50b,50cによる検出値に基づいて、圧縮機10、ガスクーラファン16、吸収器ファン28、放熱器ファン33、各電子膨張弁40,41,42,43,44,45を制御するように構成されている。
The control device 55 is configured to input detection values of the
The control device 55 includes the
具体的には、起動時においては、制御装置55は、第1電子膨張弁40および第4電子膨張弁43を「開」、第2電子膨張弁41、第3電子膨張弁42、第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45を「閉」に制御する。
この場合において、第4電子膨張弁43は、全開に制御するものではなく、480パルスで全開となる場合、例えば、100〜250パルス程度に開くように制御される。
なお、第4電子膨張弁43が逆止弁の場合は、開度制御は不要である。
Specifically, at the time of startup, the control device 55 “opens” the first
In this case, the fourth
Note that when the fourth
この状態で、制御装置55は、圧縮機10を起動させるとともに、溶液ポンプ22および動力回収ポンプ26を起動させるように制御する。
このように制御することで、圧縮機10から吐出された冷媒は、冷媒配管15を介して、冷媒用気液分離器11、ガスクーラ12、室内膨張弁13、蒸発器14を循環する圧縮サイクルが形成される。一方、溶液ポンプ22により送られる溶液は、溶液配管27を介して、吸収器20、溶液タンク21、溶液ポンプ22、溶液熱交換器23、再生器24、溶液用気液分離器25、溶液熱交換器23、動力回収ポンプ26を順次循環する吸収サイクルが形成される。
このとき、第4電子膨張弁43を「開」にしているので、溶液タンク21の上部に溜まっている冷媒ガスは、圧縮機10の吸入側に流れる。
In this state, the control device 55 controls the
By controlling in this way, the refrigerant discharged from the
At this time, since the fourth
また、制御装置55は、温度センサ51による再生器24の出口側の溶液温度を検出し、検出温度が所定温度に達したと判断したら、制御装置55は、第1電子膨張弁40および第4電子膨張弁43を「閉」、第2電子膨張弁41および第3電子膨張弁42を「開」に動作させるように制御する。これにより、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用する圧縮吸収ハイブリッドサイクルに切り換えられる。
In addition, when the control device 55 detects the solution temperature on the outlet side of the
また、本実施形態においては、制御装置55は、各液面センサ50a,50b,50cによる検出値を入力し、各液面センサ50a,50b,50cによる検出値が、所定の範囲にある場合は溶液の量が「普通」、検出値が所定範囲より低い場合は溶液の量が「少」、検出値が所定範囲より高い場合は溶液の量が「多」であると判断する。
そして、制御装置は、各液面センサ50a,50b,50cによる検出値に基づいて溶液の量が「普通」であると判断した場合は、第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45を閉に制御する。この状態では、圧縮サイクルと吸収サイクルとの間で、溶液の流れは停止されている。
In the present embodiment, the control device 55 inputs detection values from the
When the control device determines that the amount of the solution is “ordinary” based on the detection values of the
制御装置は、圧縮機10の液面センサ50aおよび冷媒用気液分離器11の液面センサ50bによる検出値に基づいて溶液の量が「少」であり、溶液用気液分離器25の液面センサ50cによる検出値に基づいて溶液の量が「多」であると判断した場合は、吸収サイクル内の溶液が余っており、圧縮サイクル内の溶液が不足している状態となっている。
そのため、この場合には、制御装置は、第5電子膨張弁44を「開」、第6電子膨張弁45を「閉」に制御する。このとき、第5電子膨張弁44は、全開に制御するものではなく、480パルスで全開となる場合、例えば、100〜250パルス程度に開くように制御される。
これにより、溶液用気液分離器25に溜まった溶液を溶液戻り用配管35を介して圧縮機10の吸入側に送ることができるようになっている。
The amount of the solution is “low” based on the detected values by the
Therefore, in this case, the control device controls the fifth
As a result, the solution accumulated in the solution gas-
制御装置は、圧縮機10の液面センサ50aによる検出値に基づいて溶液の量が「普通」であり、冷媒用気液分離器11の液面センサ50bによる検出値に基づいて溶液の量が「多」であり、溶液用気液分離器25の液面センサ50cによる検出値に基づいて溶液の量が「少」であると判断した場合は、圧縮サイクル内の溶液が余っており、吸収サイクル内の溶液が不足している状態となっている。
そのため、この場合には、制御装置は、第5電子膨張弁44を「閉」、第6電子膨張弁45を「開」に制御する。このとき、第6電子膨張弁45は、全開に制御するものではなく、480パルスで全開となる場合、例えば、100〜250パルス程度に開くように制御される。
これにより、冷媒用気液分離器11に溜まった溶液を第2溶液戻り用配管36を介して溶液用気液分離器25の出口側に送ることができるようになっている。
In the control device, the amount of the solution is “ordinary” based on the detection value by the
Therefore, in this case, the control device controls the fifth
Thereby, the solution accumulated in the refrigerant gas-
次に、本実施形態による制御について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、ヒートポンプシステムを起動すると(ST1)、制御装置55は、第1電子膨張弁40および第4電子膨張弁43を「開」、第2電子膨張弁41、第3電子膨張弁42、第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45を「閉」に制御して、圧縮サイクルと吸収サイクルとを分離させる(ST2)。
この状態で、制御装置55は、圧縮機10を起動させるとともに、溶液ポンプ22および動力回収ポンプ26を起動させるように制御する(ST3)。
Next, control according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
First, when the heat pump system is activated (ST1), the control device 55 “opens” the first
In this state, the controller 55 controls the
このように制御することで、圧縮機10から吐出された冷媒は、冷媒配管15を介して、冷媒用気液分離器11、ガスクーラ12、室内膨張弁13、蒸発器14を循環する圧縮サイクルが形成される。一方、溶液ポンプ22により送られる溶液は、溶液配管27を介して、吸収器20、溶液タンク21、溶液ポンプ22、溶液熱交換器23、再生器24、溶液用気液分離器25、溶液熱交換器23、動力回収ポンプ26を順次循環する吸収サイクルが形成される。
このように起動時には、圧縮サイクルと吸収サイクルとがそれぞれ独立して駆動される。
By controlling in this way, the refrigerant discharged from the
Thus, at the time of start-up, the compression cycle and the absorption cycle are driven independently.
次に、制御装置55は、温度センサ51による再生器24の出口側の溶液温度を検出し、検出温度が所定温度に達したか否かを判断する(ST5)。そして、検出温度が所定温度に達していない場合は(ST5:NO)、そのまま圧縮サイクルと吸収サイクルとを独立して駆動するように制御する。
そして、制御装置55は、再生器24の出口側の溶液温度が所定温度に達したら(ST5:YES)、第1電子膨張弁40および第4電子膨張弁43を「閉」、第2電子膨張弁41および第3電子膨張弁42を「開」に動作させ、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用し(ST6)、圧縮吸収ハイブリッドサイクルでの運転制御を行う(ST7)。
Next, the control device 55 detects the solution temperature on the outlet side of the
Then, when the solution temperature on the outlet side of the
このように制御することで、圧縮機10から吐出された冷媒は、冷媒配管15を介して、冷媒用気液分離器11、ガスクーラ12、室内膨張弁13、蒸発器14を循環した後、第2電子膨張弁41を介して吸収器20に流入される。
吸収器20に流入した冷媒は、吸収器20において、溶液に吸収され溶液タンク21に送られる。溶液は、溶液熱交換器23を介して再生器24に送られ、排熱と熱交換して加熱されて濃縮される。再生器24において、濃縮された溶液は、溶液用気液分離器25に送られ、溶液と冷媒とが分離される。
分離された冷媒は、第3電子膨張弁42を通って放熱器32に送られ、放熱器32において熱交換した後、圧縮機10に吸入される。
一方、溶液用気液分離器25で冷媒が分離された後の溶液は、溶液熱交換器23を介して吸収器20から送られる溶液と熱交換した後、動力回収ポンプ26を介して吸収器20に送られる。
このようにヒートポンプシステムを圧縮吸収ハイブリッドサイクルで動作させることで、溶液を利用して冷媒を循環させることで、効率のよい冷房運転を行うことができる。
By controlling in this way, the refrigerant discharged from the
The refrigerant flowing into the
The separated refrigerant is sent to the
On the other hand, the solution after the refrigerant is separated by the solution gas-
By operating the heat pump system in the compression absorption hybrid cycle as described above, it is possible to perform efficient cooling operation by circulating the refrigerant using the solution.
そして、制御装置は、各液面センサ50a,50b,50cによる検出値に基づいて溶液の量を判断し、圧縮機10の液面センサ50a、冷媒用気液分離器11の液面センサ50b、溶液用気液分離器25の液面センサ50cによる検出値に基づいて、液面がぞれぞれ「普通」であると判断した場合には(ST8〜ST10)、制御装置は、第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45を閉に制御する(ST11)。この状態では、圧縮サイクルと吸収サイクルとの間で、溶液の流れは停止されている。
And a control apparatus judges the quantity of a solution based on the detection value by each
また、制御装置により、圧縮機10の液面センサ50a、冷媒用気液分離器11の液面センサ50bによる検出値に基づいて、液面が「少」、溶液用気液分離器25の液面センサ50cによる検出値に基づいて、液面が「多」であると判断した場合には(ST8〜ST10)、制御装置は、第5電子膨張弁44を「開」、第6電子膨張弁45を「閉」に制御する(ST12)。これにより、溶液用気液分離器25に溜まった溶液は、溶液戻り用配管35を介して圧縮機10の吸入側に送られる。
Further, the control device controls the liquid level of the gas-
また、制御装置により、圧縮機10の液面センサ50aによる検出値に基づいて、液面が「普通」、冷媒用気液分離器11の液面センサ50bによる検出値に基づいて、液面が「多」、溶液用気液分離器25の液面センサ50cによる検出値に基づいて、液面が「少」であると判断した場合には(ST8〜ST10)、制御装置は、第5電子膨張弁44を「閉」、第6電子膨張弁45を「開」に制御する(ST13)。これにより、冷媒用気液分離器11に溜まった溶液は、第2溶液戻り用配管36を介して溶液用気液分離器25の出口側に送られる。
このように制御することで、圧縮サイクルおよび吸収サイクルにおける溶液の量が適正になるように調整することができる。
Further, the control device determines that the liquid level is “normal” based on the detection value by the
By controlling in this way, it can adjust so that the quantity of the solution in a compression cycle and an absorption cycle may become appropriate.
以上説明したように、本実施形態においては、圧縮サイクルの圧縮機10の吐出側に配置される冷媒用気液分離器11と、冷媒用気液分離器11に溜まった溶液を前記吸収サイクルに戻す第2溶液戻り用配管36(溶液戻り用配管)とを備えている。
これによれば、第2溶液戻り用配管36により、冷媒用気液分離器11に溜まった溶液を吸収サイクルに戻すことができるので、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することができる。その結果、圧縮サイクルに所定量以上の溶液が循環して、圧縮サイクルの空調性能を低下させてしまうことを防止することができるとともに、吸収サイクルを循環する溶液の量を確保することができ、吸収サイクルの性能を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the refrigerant gas-
According to this, since the solution accumulated in the refrigerant gas-
また、本実施形態においては、吸収サイクルの再生器の下流側に配置される溶液用気液分離器25と、溶液用気液分離器25に溜まった溶液を圧縮機10の吸入側に戻す溶液戻り用配管35とを備えている。
これによれば、溶液戻り用配管35により、溶液用気液分離器25に溜まった溶液を圧縮サイクルに戻すことができるので、圧縮サイクルと吸収サイクルとをそれぞれ循環する溶液の量の偏りを確実に防止することができる。その結果、圧縮サイクルの圧縮機10の溶液の量を適正にすることができ、圧縮機10の磨耗を防止して、圧縮機10の故障を防止することができる。
Further, in the present embodiment, the solution gas-
According to this, since the solution collected in the gas-liquid separator for
また、本実施形態においては、溶液戻り用配管35および第2溶液戻り用配管36に第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45(弁)を設け、第5電子膨張弁44および第6電子膨張弁45を開閉することで、溶液の戻りを制御する。
これによれば、第5電子膨張弁44または第6電子膨張弁45を開閉制御することで、溶液戻り用配管35または第2溶液戻り用配管36を介して溶液の戻りを制御することができる。
In the present embodiment, the fifth
According to this, the return of the solution can be controlled via the
また、本実施形態においては、第5電子膨張弁44(弁)または第6電子膨張弁45(弁)は、開度の制御が可能な膨張弁である。
これによれば、第5電子膨張弁44または第6電子膨張弁45を開閉制御することで、溶液戻り用配管35または第2溶液戻り用配管36を介して溶液の戻りを制御することができる。
In the present embodiment, the fifth electronic expansion valve 44 (valve) or the sixth electronic expansion valve 45 (valve) is an expansion valve capable of controlling the opening degree.
According to this, the return of the solution can be controlled via the
また、本実施形態においては、圧縮機10、冷媒用気液分離器11、溶液用気液分離器25における溶液の液面を検出する液面センサ50a,50b,50cを設け、各液面センサ50a,50b,50cによる検出値に基づいて、圧縮機10、冷媒用気液分離器11、溶液用気液分離器25における溶液の量を判断し、第5電子膨張弁44または第6電子膨張弁45の開閉制御を行う制御装置を備えている。
これによれば、制御装置により、液面センサ50a,50b,50cによる検出値に基づいて、圧縮機10、冷媒用気液分離器11、溶液用気液分離器25における溶液の量を判断し、第5電子膨張弁44または第6電子膨張弁45の開閉制御を行うことで、圧縮機10、冷媒用気液分離器11または溶液用気液分離器25の溶液の量に応じて、圧縮サイクルまたは吸収サイクルへの溶液の戻り制御を行うことができる。
In the present embodiment, the
According to this, the control device determines the amount of the solution in the
なお、本実施形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は前記実施形態に限定されない。
例えば、本実施形態では、圧縮サイクルのガスクーラ12は、ガスクーラファン16による空冷方式としたが、水冷方式としてもよい。また、圧縮サイクルの放熱器32は、放熱器ファン33による空冷方式としたが、水冷方式としてもよいし、放熱器32の代わりに絞り弁を用いるようにしてもよい。
また、吸収サイクルの動力回収ポンプ26の代わりに絞り弁を用いるようにしてもよい。さらに、吸収サイクルの溶液熱交換器23および溶液タンク21は省略してもよい。
In addition, this embodiment shows the one aspect | mode which applied this invention, Comprising: This invention is not limited to the said embodiment.
For example, in the present embodiment, the
A throttle valve may be used instead of the
以上のように、本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用したヒートポンプシステムとして、効率のよい運転を行うことができるヒートポンプとして好適に利用することができる。 As described above, the heat pump system according to the present invention can be suitably used as a heat pump capable of performing an efficient operation as a heat pump system using both a compression cycle and an absorption cycle.
1 ヒートポンプシステム
10 圧縮機
11 冷媒用気液分離器
12 ガスクーラ
13 室内膨張弁
14 蒸発器
15 冷媒配管
17 室内ユニット
20 吸収器
22 溶液ポンプ
23 溶液熱交換器
24 再生器
25 溶液用気液分離器
27 溶液配管
30 排熱配管
31 冷媒戻り用配管
32 放熱器
34 第2冷媒戻り用配管
35 溶液戻り用配管
36 第2溶液戻り用配管
40 第1電子膨張弁
41 第2電子膨張弁
42 第3電子膨張弁
43 第4電子膨張弁
44 第5電子膨張弁
45 第6電子膨張弁
50a,50b,50c 液面センサ
51 温度センサ
52 冷媒圧力センサ
53 溶液圧力センサ
55 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記圧縮サイクルの圧縮機の吐出側に配置される冷媒用気液分離器と、前記冷媒用気液分離器に溜まった溶液を前記吸収サイクルに戻す溶液戻り用配管とを備えていることを特徴とするヒートポンプシステム。 A compression cycle in which the refrigerant circulates and an absorption cycle in which the solution circulates, the refrigerant evaporated in the evaporator of the compression cycle is absorbed in the solution by the absorber and circulated in the absorption cycle, and the regenerator in the absorption cycle A heat pump system for supplying the refrigerant separated from the solution to the compression cycle after exchanging heat with exhaust heat.
A refrigerant gas-liquid separator disposed on the discharge side of the compressor of the compression cycle, and a solution return pipe for returning the solution accumulated in the refrigerant gas-liquid separator to the absorption cycle. And heat pump system.
前記各液面センサによる検出値に基づいて、前記圧縮機、前記冷媒用気液分離器、前記溶液用気液分離器における溶液の量を判断し、前記電子膨張弁の開閉制御を行う制御装置を備えていることを特徴とする請求項4に記載のヒートポンプシステム。 A liquid level sensor for detecting the liquid level of the solution in the compressor, the gas-liquid separator for refrigerant, and the gas-liquid separator for solution;
A control device that determines the amount of solution in the compressor, the gas-liquid separator for refrigerant, and the gas-liquid separator for solution based on the detection value by each liquid level sensor, and performs opening / closing control of the electronic expansion valve The heat pump system according to claim 4, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016154521A JP2018021735A (en) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Heat pump system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016154521A JP2018021735A (en) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Heat pump system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018021735A true JP2018021735A (en) | 2018-02-08 |
Family
ID=61165427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016154521A Pending JP2018021735A (en) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Heat pump system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018021735A (en) |
-
2016
- 2016-08-05 JP JP2016154521A patent/JP2018021735A/en active Pending
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