(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイパス弁が設けられたバイパス配管で接続された還水側ヘッダ管および往水側ヘッダ管を介して、負荷側と接続される冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して冷媒配管に吐出する圧縮機と、
空気と前記冷媒配管を流れる冷媒との間で熱交換する空気熱交換器と、
前記冷媒配管を流れる冷媒の圧力を調節する膨張弁と、
前記還水側ヘッダ管から供給される水を前記冷媒との間で熱交換した後に前記往水側ヘッダ管に送出する水熱交換器と、
前記水熱交換器の水の出口側に設けられ、水圧を測定する出口圧力センサと、
前記圧縮機および前記膨張弁を制御する制御装置と、を有し、
前記還水側ヘッダ管に水配管を介して、水を補給するための開放型タンクが接続され、
前記水熱交換器、該水熱交換器に接続された水配管、前記還水側ヘッダ管、および前記往水側ヘッダ管の各構成の地面からの高さの最大値と最小値との差が１００ｃｍの範囲内であり、
前記開放型タンクの地面からの高さは、前記水熱交換器、該水熱交換器に接続された水配管、前記還水側ヘッダ管、および前記往水側ヘッダ管を含む水回路よりも１００〜２００ｃｍ高い位置であり、
前記制御装置は、
前記出口圧力センサが測定する水圧値が予め決められた目標値になるように前記バイパス弁の開度を制御する、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記還水側ヘッダ管から前記水熱交換器に水を送り出すポンプと信号線で接続され、
前記水圧値が前記目標値になるように、前記バイパス弁の開度および前記ポンプの運転周波数を制御する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記還水側ヘッダ管から前記水熱交換器に水を送り出すポンプの水の吸入口に設けられ、水圧を測定する入口圧力センサと信号線で接続され、
前記出口圧力センサが測定する水圧値と前記入口圧力センサが測定する水圧値との差圧が前記目標値になるように、前記バイパス弁の開度を制御する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧縮機、前記空気熱交換器、前記膨張弁、前記水熱交換器および前記出口圧力センサを含む熱源機が複数設けられ、
前記制御装置は、
前記目標値と比較する前記水圧値として、複数の前記出口圧力センサから収集する水圧値の平均値を用いる、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記圧縮機、前記空気熱交換器、前記膨張弁、前記水熱交換器、前記出口圧力センサおよび前記ポンプを含む熱源機を有し、
前記制御装置は、
前記出口圧力センサが測定する水圧値が前記目標値になるように、前記バイパス弁の開度および前記ポンプの運転周波数を制御する、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記熱源機が複数設けられ、
前記制御装置は、
前記目標値と比較する前記水圧値として、複数の前記出口圧力センサから収集する水圧値の平均値を用いる、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記圧縮機、前記空気熱交換器、前記膨張弁、前記水熱交換器、前記出口圧力センサ、前記ポンプおよび前記入口圧力センサを含む熱源機を有する、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記ポンプと信号線で接続され、
前記出口圧力センサが測定する水圧値と前記入口圧力センサが測定する水圧値との差圧が前記目標値になるように、前記バイパス弁の開度および前記ポンプの運転周波数を制御する、請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記熱源機が複数設けられ、
前記制御装置は、
前記差圧として、複数の前記出口圧力センサから収集する水圧値の平均値と複数の前記入口圧力センサから収集する水圧値の平均値との差圧を用いる、請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒と水との間で熱交換を行って水を冷却し、および冷媒と水との間で熱交換を行って水を加熱する水熱交換器を有し、冷水および温水を生成する冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空冷式ヒートポンプシステムは、熱源機を含む冷凍サイクル装置が還水側ヘッダ管および往水側ヘッダ管を介して負荷側と水配管で接続される構成である。空冷式ヒートポンプシステムは、水を冷却して冷水を生成し、生成した冷水を負荷に提供する。また、空冷式ヒートポンプシステムは、水を加熱して温水を生成し、生成した温水を負荷に提供する。【０００３】
冷水および温水を一定の流量で負荷に提供するには、還水側ヘッダ管の水圧と往水側ヘッダ管の水圧との差圧を一定に保つ必要がある。そのため、還水側ヘッダ管と往水側ヘッダ管とがバイパス配管で接続され、バイパス配管にバイパス弁が設けられている。また、その差圧を測定するための差圧計が還水側ヘッダ管と往水側ヘッダ管との間に設けられている。さらに、空冷式ヒートポンプシステムが単式ポンプシステムである場合、水を熱源機に送り込むポンプが、還水側ヘッダ管と熱源機とを接続する水配管に設けられている。このような構成を用いて、還水側ヘッダ管の水圧と往水側ヘッダ管の水圧との差圧が目標値になるように、バイパス弁の開度とポンプの運転周波数とが制御される。【０００４】
ツーポンプ方式であるが、ヘッダ間に差圧計が設けられた熱源制御システムの一例が特許文献１に開示されている。また、特許文献１には、差圧調整のための別の構成例として、熱源機側の往水１次ヘッダに圧力センサを設け、この圧力センサが測定する値を用いてバイパス弁の開度を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された熱源制御システムでは、システムを設置する際に、現地で差圧計または圧力センサをヘッダに取り付ける工事が必要になる。その結果、例えば、作業者が差圧計をヘッダ間に取り付けるための作業スペースが必要になるだけでなく、差圧計の取り付け作業の分だけ設置費用が高くなってしまう。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、装置の設置時において、ヘッダ間に差圧計を取り付ける工事が不要となる冷凍サイクル装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、バイパス弁が設けられたバイパス配管で接続された還水側ヘッダ管および往水側ヘッダ管を介して、負荷側と接続される冷凍サイクル装置であって、冷媒を圧縮して冷媒配管に吐出する圧縮機と、空気と前記冷媒配管を流れる冷媒との間で熱交換する空気熱交換器と、前記冷媒配管を流れる冷媒の圧力を調節する膨張弁と、前記還水側ヘッダ管から供給される水を前記冷媒との間で熱交換した後に前記往水側ヘッダ管に送出する水熱交換器と、前記水熱交換器の水の出口側に設けられ、水圧を測定する出口圧力センサと、前記圧縮機および前記膨張弁を制御する制御装置と、を有し、前記還水側ヘッダ管に水配管を介して、水を補給するための開放型タンクが接続され、前記水熱交換器、該水熱交換器に接続された水配管、前記還水側ヘッダ管、および前記往水側ヘッダ管の各構成の地面からの高さの最大値と最小値との差が１００ｃｍの範囲内であり、前記開放型タンクの地面からの高さは、前記水熱交換器、該水熱交換器に接続された水配管、前記還水側ヘッダ管、および前記往水側ヘッダ管を含む水回路よりも１００〜２００ｃｍ高い位置であり、前記制御装置は、前記出口圧力センサが測定する水圧値が予め決められた目標値になるように前記バイパス弁の開度を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、水熱交換器の水の出口側に設けられた出口圧力センサが測定する水圧値が還水側ヘッダ管の水圧と往水側ヘッダ管の水圧との差圧と同等なため、測定された水圧値を用いてバイパス弁の開度を制御でき、装置の設置時にヘッダ間に差圧計を取り付ける工事が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。
【図２】図１に示した制御装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。
【図９】図１に示した冷凍サイクル装置の制御装置において、空冷式ヒートポンプシステムの設置条件が入力された場合の動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態１における冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。図１に示す空冷式ヒートポンプシステムは、単式ポンプシステムの一例である。空冷式ヒートポンプシステムは、冷凍サイクル装置１と、往水側ヘッダ管２２と、還水側ヘッダ管２０と、タンク３３とを有する。冷凍サイクル装置１は、空冷式ヒートポンプチラーの一例である。冷凍サイクル装置１は、図１に示す熱源機１０を有する。熱源機１０は往水側ヘッダ管２２および還水側ヘッダ管２０を介して負荷側と接続されている。
【００１２】
還水側ヘッダ管２０は、熱源機１０と接続される還水側ヘッダ管２３と、負荷側と接続される還水側ヘッダ管２５とを有する。還水側ヘッダ管２３および還水側ヘッダ管２５は水配管５１で接続されている。還水側ヘッダ管２３には、水を溜めるタンク３３が水配管５３を介して接続されている。本実施の形態１では、タンク３３は開放型タンクである。負荷は、図１に示す構成例では、２台のファンコイルユニット６０である。ファンコイルユニット６０は、熱交換器６１、ファン６２および開閉弁６３を有する。ファンコイルユニット６０は、往水側ヘッダ管２２と還水側ヘッダ管２５とを接続する水配管５２に設けられている。往水側ヘッダ管２２から水配管５２を介してファンコイルユニット６０に流れた水は、空気との間で熱交換を行った後、水配管５２を介して還水側ヘッダ管２５に戻る。
【００１３】
還水側ヘッダ管２３と往水側ヘッダ管２２とはバイパス配管３１で接続されている。バイパス配管３１には、還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧を調整するバイパス弁３２が設けられている。還水側ヘッダ管２３は熱源機１０と水配管５４を介して接続されている。水配管５４には、還水側ヘッダ管２３から供給される水を熱源機１０に送り出すポンプ２１が設けられている。ポンプ２１には、ポンプ２１のモータを駆動するインバータ２４が設けられている。往水側ヘッダ管２２は熱源機１０と水配管５５を介して接続されている。
【００１４】
熱源機１０は、圧縮機１１と、四方弁１６と、空気熱交換器１２と、ファン１３と、膨張弁１４と、水熱交換器１５と、制御装置１７とを有する。圧縮機１１、四方弁１６、空気熱交換器１２、膨張弁１４、および水熱交換器１５が冷媒配管１８で接続されている。具体的に説明すると、四方弁１６に設けられた４つの接続口のうち、２つの接続口の一方が圧縮機１１の吸入口に接続され、他方が圧縮機１１の吐出口に接続されている。残りの２つの接続口のうち、一方の接続口が空気熱交換器１２、膨張弁１４および水熱交換器１５を介して、他方の接続口に接続されている。
【００１５】
水熱交換器１５には水配管３４、３５が接続されている。水熱交換器１５は、水配管３４、５４を介してポンプ２１と接続される。また、水熱交換器１５は、水配管３５、５５を介して往水側ヘッダ管２２と接続される。本実施の形態１では、水熱交換器１５の水の出口側の水配管３５に、水圧を測定する出口圧力センサ４１が設けられている。出口圧力センサ４１は熱源機１０に設けられている。
【００１６】
また、本実施の形態１では、水配管３４、３５、往水側ヘッダ管２２、還水側ヘッダ管２３およびタンク３３は、地面からの高さが実質的に同じである。このことを具体的に説明する。水熱交換器１５、水配管３４、３５、往水側ヘッダ管２２、および還水側ヘッダ管２３の各構成の地面からの高さについて、最大値と最小値との差は、例えば、１００ｃｍの範囲内である。タンク３３は、水熱交換器１５、水配管３４、３５、往水側ヘッダ管２２、および還水側ヘッダ管２３を含む水回路よりも上方、例えば、１００〜２００ｃｍ上方に設けられている。タンク３３が水回路よりも高い位置に設けられるのは、水回路の水が不足したとき、タンク３３が水を水回路に補給するためである。水回路とタンク３３との間には、水がタンク３３から水回路に補給されるのに必要な高さがあればよく、大きな水圧を得るほどの高さを必要としない。そのため、水回路およびタンク３３の地面からの高さは実質的に同じと言える。
【００１７】
熱源機１０に設けられた構成について説明する。圧縮機１１は、吸入する冷媒を圧縮して吐出する。空気熱交換器１２は、空気と冷媒との間で熱交換を行う。四方弁１６は、冷媒の流路を切り替える。ファン１３は、外気を空気熱交換器１２に供給する。膨張弁１４は、冷媒の圧力を調節する。水熱交換器１５は、還水側ヘッダ管２３から供給される水を冷媒との間で熱交換した後に往水側ヘッダ管２２に送出する。
【００１８】
図２は、図１に示した制御装置の一構成例を示すブロック図である。制御装置１７は、冷凍サイクルを含む制御のためのプログラムを記憶するメモリ７１と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７２とを有する。また、メモリ７１は、還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧の目標値およびその許容範囲の情報を記憶している。制御装置１７は、例えば、マイクロコンピュータである。
【００１９】
図１に示すように、制御装置１７は、圧縮機１１、四方弁１６、膨張弁１４、ファン１３、出口圧力センサ４１、バイパス弁３２およびインバータ２４と、信号線１９を介して接続されている。図１では、信号線１９を破線で示す。制御装置１７は、冷房運転および暖房運転等の運転状態に対応して、四方弁１６の冷媒の流路を切り替える。制御装置１７は、ファンコイルユニット６０に流れる水の温度とその設定温度とに基づいて、圧縮機１１およびファン１３の運転周波数と、膨張弁１４の開度とを制御する。制御装置１７は、出口圧力センサ４１が測定する水圧とメモリ７１が記憶する目標値とに基づいて、バイパス弁３２の開度を制御し、インバータ２４を介してポンプ２１の運転周波数を制御する。
【００２０】
なお、図１は、空冷式ヒートポンプシステムが還水側ヘッダ管２３、２５を有する場合の構成を示しているが、還水側ヘッダ管２５が設けられていなくてもよい。また、制御装置１７がバイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数を制御する場合で説明するが、制御対象はいずれか一方であってもよい。
【００２１】
次に、本実施の形態１の冷凍サイクル装置１の動作を説明する。図３は、本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の動作手順を示すフローチャートである。制御装置１７は、出口圧力センサ４１から水圧値を一定時間毎に受信する（ステップＳ１０１）。本実施の形態１では、熱源機１０の外にポンプ２１が設けられている。また、還水側ヘッダ管２３に接続されたタンク３３は開放型タンクである。このような状況下において、水配管３４、３５、往水側ヘッダ管２２、還水側ヘッダ管２３およびタンク３３は地面からの高さが実質的に同じなので、還水側ヘッダ管２３からポンプ２１への水配管５４の水圧はほとんどゼロに等しい。そのため、出口圧力センサ４１が測定する水圧値は、往水側ヘッダ管２２の水圧と還水側ヘッダ管２３の水圧との差圧と同等になる。
【００２２】
制御装置１７は、ステップＳ１０１で受信した水圧値とメモリ７１が記憶する目標値とを比較し、水圧値が目標値の許容範囲に収まっているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、水圧値が許容範囲に収まっていない場合、制御装置１７は、出口圧力センサ４１が測定する水圧値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数を制御する（ステップＳ１０３）。例えば、水圧値が許容範囲を超える場合、制御装置１７は、差圧を小さくするために、バイパス弁３２の開度を大きくし、ポンプ２１の運転周波数を下げる。水圧値が許容範囲を下回る場合、制御装置１７は、差圧を大きくするために、バイパス弁３２の開度を小さくし、ポンプ２１の運転周波数を上げる。ステップＳ１０２の判定の結果、水圧値が許容範囲に収まっている場合、制御装置１７は、ステップＳ１０１に戻る。
【００２３】
なお、制御装置１７は、水配管３４、３５、往水側ヘッダ管２２、還水側ヘッダ管２３およびタンク３３の高さ方向の位置関係に関する情報を利用して、目標値を補正してもよい。例えば、水配管３４、３５、往水側ヘッダ管２２および還水側ヘッダ管２３を含む水回路の高さとタンク３３の高さとの違いが大きい場合、制御装置１７は、高さの違いを水圧に変換して目標値を補正することができる。これらの構成の位置関係に関する情報を、メモリ７１が記憶していてもよく、作業者がメモリ７１に登録してもよい。メモリ７１は、水圧を算出するためのパラメータとして、上記構成の位置関係に関する情報の他に、水配管５３の管の直径およびタンク３３の底面積などの情報を記憶していてもよい。
【００２４】
本実施の形態１の冷凍サイクル装置１は、圧縮機１１と、空気熱交換器１２と、膨張弁１４と、還水側ヘッダ管２３から供給される水を冷媒との間で熱交換した後に往水側ヘッダ管２２に送出する水熱交換器１５と、水熱交換器１５の水の出口側に設けられ、水圧を測定する出口圧力センサ４１と、制御装置１７とを有し、制御装置１７は、出口圧力センサが測定する水圧値が予め決められた目標値になるように、バイパス弁３２の開度を制御するものである。
【００２５】
本実施の形態１によれば、水熱交換器１５の水の出口側に設けられた出口圧力センサ４１が測定する水圧値が還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧と同等であるため、測定された水圧値が目標値になるようにバイパス弁３２の開度を制御すればよい。そのため、還水側ヘッダ管２３と往水側ヘッダ管２２との間に差圧計を設ける必要がない。その結果、冷凍サイクル装置１の設置時に、作業者が差圧計をヘッダ間に取り付ける工事が不要となり、その作業のための作業スペースも不要となる。また、差圧計の取り付け作業の分だけ設置費用を削減できるだけでなく、設置工事を短縮化できる。
【００２６】
また、制御装置１７がポンプ２１と信号線で接続されている場合、出口圧力センサ４１の水圧値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数を制御することができる。熱源機１０の外にポンプ２１が設けられていても、制御装置１７がポンプ２１の運転周波数を制御して、ヘッダ間の水圧差を調整できる。
【００２７】
また、本実施の形態１では、還水側ヘッダ管２０に水配管５３を介して接続されたタンク３３が開放型タンクである。水を補給するタンク３３を開放型タンクとすることで、密閉型タンクの場合と比較して、制御装置１７が行う、ヘッダ間の差圧の計算が容易となる。また、目標値の補正の計算も容易となる。タンク３３が開放型タンクの場合、タンク３３の水面に大気圧がかかっているが、還水側ヘッダ管２０を含む水回路に生じた水圧の変動は、タンク３３から大気に吸収される。そのため、還水側ヘッダ管２０における水圧は、上述したように、還水側ヘッダ管２０とタンク３３との位置関係が支配的である。一方、タンク３３が密閉型タンクの場合、タンク３３に水が満たされた状態で密閉されているため、水回路に生じた水圧の変動は逃げ場がなく、その変動が還水側ヘッダ管２０に伝達するも考えられる。この場合、還水側ヘッダ管２０に生じる水圧の変動を、制御装置１７が予測するのは困難となる。
【００２８】
さらに、本実施の形態１では、水熱交換器１５、水配管３４、３５、還水側ヘッダ管２０、および往水側ヘッダ管２２は地面からの高さが実質的に同じである。そのため、出口圧力センサ４１によって測定される水圧値が、往水側ヘッダ管２２の水圧と還水側ヘッダ管２０の水圧との差圧と同等になる。
【００２９】
実施の形態２．
本実施の形態２は、冷凍サイクル装置が実施の形態１で説明した熱源機１０を複数有する場合である。本実施の形態２では、実施の形態１と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。ただし、実施の形態１で説明した構成と同一の符号が付された構成であっても、構成の一部が異なる場合、異なる点を詳しく説明する。
【００３０】
本実施の形態２における冷凍サイクル装置の構成を説明する。図４は、本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。図４では、負荷側の構成を示すことを省略している。図４に示す空冷式ヒートポンプシステムは、単式ポンプシステムの一例である。空冷式ヒートポンプシステムは、熱源機１０ａ〜１０ｄを含む冷凍サイクル装置１ａを有する。熱源機１０ａ〜１０ｄは実施の形態１で説明した熱源機１０に相当する。本実施の形態２では、熱源機１０の台数が４台であり、２台の熱源機１０に１台のポンプ２１が接続されているが、熱源機１０およびポンプ２１の台数の比はこの場合に限定されない。例えば、１台の熱源機１０に１台のポンプ２１が接続されてもよい。
【００３１】
空冷式ヒートポンプシステムにおける水配管の接続構成を、図４を参照して説明する。還水側ヘッダ管２３に水配管５４ａ、５４ｂが接続されている。水配管５４ａにはポンプ２１ａが設けられている。水配管５４ａは分岐配管５６ａ、５６ｂに分岐している。分岐配管５６ａは熱源機１０ａと接続されている。分岐配管５６ｂは熱源機１０ｂと接続されている。熱源機１０ａに接続された分岐配管５７ａと熱源機１０ｂに接続された分岐配管５７ｂとが水配管５５ａに合流している。水配管５５ａは往水側ヘッダ管２２に接続されている。ポンプ２１ａには、ポンプ２１ａのモータを駆動するインバータ２４ａが設けられている。
【００３２】
水配管５４ｂには、ポンプ２１ｂが設けられている。水配管５４ｂは分岐配管５６ｃ、５６ｄに分岐している。分岐配管５６ｃは熱源機１０ｃと接続されている。分岐配管５６ｄは熱源機１０ｄと接続されている。熱源機１０ｃに接続された分岐配管５７ｃと熱源機１０ｄに接続された分岐配管５７ｄとが水配管５５ｂに合流している。水配管５５ｂは往水側ヘッダ管２２に接続されている。ポンプ２１ｂには、ポンプ２１ｂのモータを駆動するインバータ２４ｂが設けられている。
【００３３】
続いて、熱源機１０ａ〜１０ｄの構成を、図４を参照して説明する。熱源機１０ａ〜１０ｄにおいて、冷媒回路を構成する各要素は、図１を参照した説明したように冷媒配管１８で接続されている。熱源機１０ａにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は分岐配管５６ａと接続され、水配管３５は分岐配管５７ａと接続されている。熱源機１０ｂにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は分岐配管５６ｂと接続され、水配管３５は分岐配管５７ｂと接続されている。熱源機１０ｃにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は分岐配管５６ｃと接続され、水配管３５は分岐配管５７ｃと接続されている。熱源機１０ｄにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は分岐配管５６ｄと接続され、水配管３５は分岐配管５７ｄと接続されている。
【００３４】
また、本実施の形態２では、熱源機１０ａにおける水熱交換器１５に接続された水配管３５に、出口圧力センサ４１ａが設けられている。熱源機１０ｂにおいては、水熱交換器１５に接続された水配管３５に出口圧力センサ４１ｂが設けられている。熱源機１０ｃにおいては、水熱交換器１５に接続された水配管３５に出口圧力センサ４１ｃが設けられている。熱源機１０ｄにおいては、水熱交換器１５に接続された水配管３５に出口圧力センサ４１ｄが設けられている。なお、本実施の形態２では、熱源機１０ａ〜１０ｄの水配管３４、３５と、往水側ヘッダ管２２および還水側ヘッダ管２３と、タンク３３とは、地面からの高さが実質的に同じである。
【００３５】
熱源機１０ａ〜１０ｄのそれぞれに制御装置１７ａ〜１７ｄのそれぞれが設けられている。制御装置１７ｂ〜１７ｄは信号線を介して制御装置１７ａと接続されている。制御装置１７ａ〜１７ｄは、例えば、マイクロコンピュータである。制御装置１７ａ〜１７ｄは、実施の形態１で説明した制御装置１７と同様な構成であるが、以下では、制御装置１７と異なる部分を中心に説明する。
【００３６】
制御装置１７ａは、熱源機１０ａ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ｂは、熱源機１０ｂ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ｃは、熱源機１０ｃ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ｄは、熱源機１０ｄ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ、インバータ２４ａおよびバイパス弁３２と信号線を介して接続されている。制御装置１７ｂは出口圧力センサ４１ｂと信号線を介して接続されている。制御装置１７ｃは、出口圧力センサ４１ｃおよびインバータ２４ｃと信号線を介して接続されている。制御装置１７ｄは出口圧力センサ４１ｄと信号線を介して接続されている。制御装置１７ｂ〜１７ｄは、出口圧力センサ４１ｂ〜４１ｄが測定する水圧値を一定時間毎に制御装置１７ａに送信する。
【００３７】
制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄが測定する水圧値の平均値を算出し、平均値とメモリ７１が記憶する目標値とに基づいて、バイパス弁３２の開度を制御し、インバータ２４ａ、２４ｂを介してポンプ２１ａ、２１ｂの運転周波数を制御する。制御装置１７ａは、ポンプ２１ｂの運転周波数を制御する際、運転周波数を示す制御情報を制御装置１７ｃに送信する。制御装置１７ｃは、制御装置１７ａから受信する制御情報にしたがって、インバータ２４ｂを介してポンプ２１ｂの運転周波数を制御する。
【００３８】
なお、本実施の形態２では、制御装置１７ａが出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄから収集した水圧値の平均値を算出し、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ、２１ｂの運転周波数を制御する場合で説明するが、他の制御装置が行ってもよい。また、制御装置１７ａが制御装置１７ｃを介してポンプ２１ｂを制御している場合で説明するが、制御装置１７ａとインバータ２４ｂとが信号線を介して接続されていてもよい。この場合、制御装置１７ａがポンプ２１ｂの運転周波数を直接に制御してもよい。さらに、制御装置１７ａ〜１７ｄの代わりに、制御装置１７ａ〜１７ｄの機能を備えた１台の制御装置が冷凍サイクル装置１ａに設けられていてもよい。ヘッダ間の水圧差調整のための制御対象は、バイパス弁３２および運転中のポンプ２１ａ〜２１ｄのうち、少なくともいずれか１つであってもよい。
【００３９】
次に、本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ａの動作を説明する。図５は、本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の動作手順を示すフローチャートである。制御装置１７ａは、一定時間毎に、出口圧力センサ４１ａから水圧値を受信し、制御装置１７ｂ〜１７ｄから出口圧力センサ４１ｂ〜４１ｄが測定した水圧値を受信することで、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄの水圧値を収集する（ステップＳ２０１）。そして、制御装置１７ａは、収集した水圧値の平均値を算出する（ステップＳ２０２）。
【００４０】
本実施の形態２では、熱源機１０ａ〜１０ｄの外にポンプ２１ａ、２１ｂが設けられ、還水側ヘッダ管２３に接続されたタンク３３が開放型タンクである。この条件下では、タンク３３、還水側ヘッダ管２３、往水側ヘッダ管２２および熱源機１０ａ〜１０ｄの水配管３４、３５の高さが実質的に同じなので、還水側ヘッダ管２３からポンプ２１ａ、２１ｂへの水配管５４の水圧はほとんどゼロに等しい。そのため、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄが測定する水圧値の平均値は、往水側ヘッダ管２２の水圧と還水側ヘッダ管２３の水圧との差圧と同等になる。
【００４１】
制御装置１７ａは、ステップＳ２０２で算出した平均値とメモリ７１が記憶する目標値とを比較し、平均値が目標値の許容範囲に収まっているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。判定の結果、平均値が許容範囲に収まっていない場合、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄが測定する水圧値の平均値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ、２１ｂの運転周波数を制御する（ステップＳ２０４）。
【００４２】
例えば、平均値が許容範囲を超える場合、制御装置１７ａは、差圧を小さくするために、バイパス弁３２の開度を大きくし、運転中のポンプ２１ａ、２１ｂのうち、少なくともいずれかのポンプの運転周波数を下げる。平均値が許容範囲を下回る場合、制御装置１７ａは、差圧を大きくするために、バイパス弁３２の開度を小さくし、運転中のポンプ２１ａ、２１ｂのうち、少なくともいずれかのポンプの運転周波数を上げる。ステップＳ２０３の判定の結果、平均値が許容範囲に収まっている場合、制御装置１７ａは、ステップＳ２０１に戻る。
【００４３】
なお、ポンプ２１ａ、２１ｂのうち、いずれかのポンプが運転を停止している場合、図５に示すステップＳ２０２において、制御装置１７ａは、運転しているポンプに接続された熱源機の出口圧力センサの水圧値を用いて、平均値を算出する。例えば、ポンプ２１ａが運転しているが、ポンプ２１ｂが停止している場合、ステップＳ２０２において、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ、４１ｂの水圧値を用いて平均値を算出する。また、本実施の形態２では、冷凍サイクル装置１ａに設けられる熱源機の台数が複数の場合として４台の場合で説明したが、熱源機の台数は４台に限定されない。さらに、冷凍サイクル装置１ａに設けられる熱源機の台数は１台であってもよい。
【００４４】
本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ａは、複数の熱源機１０ａ〜１０ｄを有し、制御装置１７ａは、複数の出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄから収集する水圧値の平均値を、目標値と比較する値に用いるものである。複数の出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄから収集する水圧値の平均値が、還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧と同等になる。そのため、制御装置１７ａが水圧値の平均値を用いてバイパス弁３２の開度を制御すれば、ヘッダ間の水圧差が調整され、ヘッダ間に差圧計を取り付ける工事が不要となる。その結果、熱源機が複数であっても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００４５】
また、制御装置１７ａは、ポンプ２１ａ、２１ｂと信号線で接続されている場合、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｄの水圧値の平均値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ、２１ｂの運転周波数を制御してもよい。熱源機１０ａ〜１０ｄの外にポンプ２１ａ、２１ｂが設けられていても、制御装置１７ａはポンプ２１ａ、２１ｂと信号線で接続されているため、ポンプ２１ａ、２１ｂの運転周波数を制御して、ヘッダ間の水圧差を調整できる。
【００４６】
実施の形態３．
本実施の形態３は、冷凍サイクル装置が実施の形態１で説明した熱源機１０を複数有するとともに、各熱源機１０がポンプ２１を備えている場合である。本実施の形態３では、実施の形態１および２と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。ただし、実施の形態１および２で説明した構成と同一の符号が付された構成であっても、構成の一部が異なる場合には、異なる点を詳しく説明する。
【００４７】
本実施の形態３における冷凍サイクル装置の構成を説明する。図６は、本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。図６では、負荷側の構成を示すことを省略している。図６に示す空冷式ヒートポンプシステムは、単式ポンプシステムの一例である。空冷式ヒートポンプシステムは、熱源機１０ａ〜１０ｃを含む冷凍サイクル装置１ｂを有する。熱源機１０ａ〜１０ｃの各熱源機は、実施の形態１で説明した熱源機１０が備える構成の他に、ポンプ２１を有する。本実施の形態３では、熱源機１０の台数が３台であり、各熱源機１０に１台のポンプ２１が設けられている。
【００４８】
空冷式ヒートポンプシステムにおける水配管の接続構成を、図６を参照して説明する。還水側ヘッダ管２３に水配管５４ａ〜５４ｃが接続されている。水配管５４ａは熱源機１０ａと接続されている。水配管５４ｂは熱源機１０ｂと接続されている。水配管５４ｃは熱源機１０ｃと接続されている。往水側ヘッダ管２２に水配管５５ａ〜５５ｃが接続されている。水配管５５ａは熱源機１０ａと接続されている。水配管５５ｂは熱源機１０ｂと接続されている。水配管５５ｃは熱源機１０ｃと接続されている。本実施の形態３では、還水側ヘッダ管２３に水配管５３を介して接続されたタンク３３は、開放型タンクおよび密閉型タンクのうち、いずれであってもよい。
【００４９】
続いて、熱源機１０ａ〜１０ｃの構成を、図６を参照して説明する。熱源機１０ａ〜１０ｃにおいて、冷媒回路を構成する各要素は、図１を参照した説明したように冷媒配管１８で接続されている。熱源機１０ａにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は水配管５４ａと接続され、水配管３５は水配管５５ａと接続されている。水配管３５に出口圧力センサ４１ａが設けられている。水配管３４には、ポンプ２１ａと、水配管３４の水圧を測定する入口圧力センサ４２ａとが設けられている。入口圧力センサ４２ａはポンプ２１ａの水の吸入口側に設けられている。ポンプ２１ａには、ポンプ２１ａのモータを駆動するインバータ２４ａが設けられている。
【００５０】
熱源機１０ｂにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は水配管５４ｂと接続され、水配管３５は水配管５５ｂと接続されている。水配管３５に出口圧力センサ４１ｂが設けられている。水配管３４には、ポンプ２１ｂと、水配管３４の水圧を測定する入口圧力センサ４２ｂとが設けられている。入口圧力センサ４２ｂはポンプ２１ｂの水の吸入口側に設けられている。ポンプ２１ｂには、ポンプ２１ｂのモータを駆動するインバータ２４ｂが設けられている。
【００５１】
熱源機１０ｃにおいて、水熱交換器１５に接続された水配管３４、３５のうち、水配管３４は水配管５４ｃと接続され、水配管３５は水配管５５ｃと接続されている。水配管３５に出口圧力センサ４１ｃが設けられている。水配管３４には、ポンプ２１ｃと、水配管３４の水圧を測定する入口圧力センサ４２ｃとが設けられている。入口圧力センサ４２ｃはポンプ２１ｃの水の吸入口側に設けられている。ポンプ２１ｃには、ポンプ２１ｃのモータを駆動するインバータ２４ｃが設けられている。本実施の形態３では、熱源機１０ａ〜１０ｃの水配管３４、３５と、往水側ヘッダ管２２および還水側ヘッダ管２３と、タンク３３とは、地面からの高さが実質的に同じである。
【００５２】
熱源機１０ａ〜１０ｃのそれぞれに制御装置１７ａ〜１７ｃのそれぞれが設けられている。制御装置１７ｂ、１７ｃは信号線を介して制御装置１７ａと接続されている。制御装置１７ａ〜１７ｃは、例えば、マイクロコンピュータである。制御装置１７ａ〜１７ｃは、実施の形態１で説明した制御装置１７と同様な構成であるが、以下では、制御装置１７と異なる部分を中心に説明する。
【００５３】
制御装置１７ｂは、熱源機１０ｂ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ｂは、出口圧力センサ４１ｂ、入口圧力センサ４２ｂおよびインバータ２４ｂと信号線を介して接続されている。制御装置１７ｂは、出口圧力センサ４１ｂが測定する水圧値と入口圧力センサ４２ｂが測定する水圧値とを、一定時間毎に制御装置１７ａに送信する。制御装置１７ｃは、熱源機１０ｃ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ｃは、出口圧力センサ４１ｃ、入口圧力センサ４２ｃおよびインバータ２４ｃと信号線を介して接続されている。制御装置１７ｃは、出口圧力センサ４１ｃが測定する水圧値と入口圧力センサ４２ｃが測定する水圧値とを、一定時間毎に制御装置１７ａに送信する。
【００５４】
制御装置１７ａは、熱源機１０ａ内の冷媒回路の冷凍サイクルを制御する。制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ、入口圧力センサ４２ａ、インバータ２４ａおよびバイパス弁３２と信号線を介して接続されている。制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃが測定する水圧値の平均値ＡＰｏｕｔを算出する。また、制御装置１７ａは、入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃが測定する水圧値の平均値ＡＰｉｎを算出する。そして、制御装置１７ａは、これらの平均値の差圧（ＡＰｏｕｔ−ＡＰｉｎ）を算出する。さらに、制御装置１７ａは、求めた差圧とメモリ７１が記憶する目標値とに基づいて、バイパス弁３２の開度を制御し、インバータ２４ａ〜２４ｃを介してポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御する。制御装置１７ａは、ポンプ２１ｂ、２１ｃの運転周波数を制御する際、運転周波数を示す制御情報を制御装置１７ｂ、１７ｃに送信する。制御装置１７ｂは、制御装置１７ａから受信する制御情報にしたがって、インバータ２４ｂを介してポンプ２１ｂの運転周波数を制御する。制御装置１７ｃは、制御装置１７ａから受信する制御情報にしたがって、インバータ２４ｃを介してポンプ２１ｃの運転周波数を制御する。
【００５５】
なお、本実施の形態３では、制御装置１７ａがバイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御する場合で説明するが、他の制御装置が行ってもよい。また、制御装置１７ａ〜１７ｃの代わりに、制御装置１７ａ〜１７ｃの機能を備えた１台の制御装置が冷凍サイクル装置１ｂに設けられていてもよい。ヘッダ間の水圧差調整のための制御対象は、バイパス弁３２および運転中のポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、少なくともいずれか１つであってもよい。
【００５６】
次に、本実施の形態３の冷凍サイクル装置１ｂの動作を説明する。図７は、本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置の動作手順を示すフローチャートである。制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａおよび入口圧力センサ４２ａから水圧値を受信する。また、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ｂ、４１ｃおよび入口圧力センサ４２ｂ、４２ｃが測定した水圧値を制御装置１７ｂ、１７ｃから受信する。このようにして、図７に示すステップＳ３０１において、制御装置１７ａは、一定時間毎に、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃおよび入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃの水圧値を収集する。
【００５７】
続いて、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃの水圧値の平均値ＡＰｏｕｔを算出し、入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃの水圧値の平均値ＡＰｉｎを算出する。さらに、制御装置１７ａは、これらの平均値の差圧（ＡＰｏｕｔ−ＡＰｉｎ）を算出する（ステップＳ３０２）。
【００５８】
本実施の形態３では、熱源機１０ａ〜１０ｃ内にポンプ２１ａ〜２１ｃが設けられ、還水側ヘッダ管２３に接続されたタンク３３が開放型タンクまたは密閉型タンクである。この条件下において、タンク３３、還水側ヘッダ管２３、往水側ヘッダ管２２および熱源機１０ａ〜１０ｃの水配管３４、３５の高さが実質的に同じなので、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃの水圧の平均値と入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃの水圧の平均値との差圧は、往水側ヘッダ管２２と還水側ヘッダ管２３との差圧とほぼ同等となる。
【００５９】
制御装置１７ａは、ステップＳ３０２で算出した差圧とメモリ７１が記憶する目標値とを比較し、差圧が目標値の許容範囲に収まっているか否かを判定する（ステップＳ３０３）。判定の結果、差圧が許容範囲に収まっていない場合、制御装置１７ａは、差圧（ＡＰｏｕｔ−ＡＰｉｎ）が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御する（ステップＳ３０４）。
【００６０】
例えば、差圧が許容範囲を超える場合、制御装置１７ａは、差圧を小さくするために、バイパス弁３２の開度を大きくし、運転中のポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、少なくともいずれかのポンプの運転周波数を下げる。差圧が許容範囲を下回る場合、制御装置１７ａは、差圧を大きくするために、バイパス弁３２の開度を小さくし、運転中のポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、少なくともいずれかのポンプの運転周波数を上げる。ステップＳ３０３の判定の結果、差圧が許容範囲に収まっている場合、制御装置１７ａは、ステップＳ３０１に戻る。
【００６１】
なお、ポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、いずれかのポンプが運転を停止している場合については、制御装置１７ａの動作は実施の形態２で説明した動作と同様である。例えば、ポンプ２１ａ、２１ｂが運転しているが、ポンプ２１ｃが停止している場合、ステップＳ３０２において、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ、４１ｂおよび入口圧力センサ４２ａ、４２ｂの水圧値を用いて、２つの平均値の差圧（ＡＰｏｕｔ−ＡＰｉｎ）を算出する。また、本実施の形態３では、冷凍サイクル装置１ｂに設けられる熱源機の台数が複数の場合として３台の場合で説明したが、熱源機の台数は３台に限定されない。さらに、冷凍サイクル装置１ｂに設けられる熱源機の台数は１台であってもよい。
【００６２】
本実施の形態３の冷凍サイクル装置１ｂは、熱源機１０ａが出口圧力センサ４１ａ、ポンプ２１ａおよび入口圧力センサ４２ａを有し、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａが測定する水圧値と入口圧力センサ４２ａが測定する水圧値との差圧を目標値と比較する値に用いるものである。この場合、タンク３３が密閉型タンクであっても、出口圧力センサ４１ａが測定する水圧値と入口圧力センサ４２ａが測定する水圧値との差圧が還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧と同等になる。そのため、制御装置１７がこれらのセンサの水圧値の差圧を用いてバイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａの運転周波数を制御すれば、ヘッダ間の水圧差が調整され、ヘッダ間に差圧計を取り付ける工事が不要となる。その結果、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００６３】
タンク３３が密閉型タンクの場合、還水側ヘッダ管２０に生じる水圧の変動を制御装置１７が予測するのは困難であるが、本実施の形態３では、ポンプ２１ａ〜２１ｃの水の吸入口に入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃが設けられている。そのため、制御装置１７は、還水側ヘッダ管２０に生じる水圧の変動を、入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃが測定する水圧値で認識することができる。
【００６４】
また、冷凍サイクル装置１ｂが、出口圧力センサ４１ａ、ポンプ２１ａおよび入口圧力センサ４２ａを有する熱源機１０ａを複数有している場合、制御装置１７ａは、複数の出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃから収集する水圧値の平均値と複数の入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃから収集する水圧値の平均値との差圧を、目標値と比較する値に用いればよい。この場合、制御装置１７ａは、これら２つの平均値の差圧を用いてバイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御して、ヘッダ間の水圧差を調整できる。その結果、ヘッダ間に差圧計を設ける工事が不要となり、熱源機が複数であっても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
なお、実施の形態１において、ポンプ２１の水の吸入口に入口圧力センサ４２ａを設け、制御装置１７が入口圧力センサ４２ａおよび出口圧力センサ４１の水圧値を用いて、本実施の形態３と同様に、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数のうち、一方または両方を制御してもよい。また、実施の形態２において、ポンプ２１ａの水の吸入口に入口圧力センサ４２ａを設け、ポンプ２１ｂの水の吸入口に入口圧力センサ４２ｂを設けてもよい。この場合、制御装置１７ａは、本実施の形態３と同様に、入口圧力センサ４２ａ、４２ｂおよび出口圧力センサ４１ａ〜４２ｄの水圧値を用いて、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ、２１ｂの運転周波数のうち、少なくともいずれか１つを制御してもよい。
【００６６】
実施の形態４．
本実施の形態４は、冷凍サイクル装置が実施の形態３で説明した熱源機１０ａ〜１０ｃを有しているが、入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃが設けられていない場合である。本実施の形態４では、実施の形態１〜３と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。ただし、実施の形態１〜３で説明した構成と同一の符号が付された構成であっても、構成の一部が異なる場合には、異なる点を詳しく説明する。
【００６７】
本実施の形態４における冷凍サイクル装置の構成を説明する。図８は、本発明の実施の形態４における冷凍サイクル装置を含む空冷式ヒートポンプシステムの一構成例を示す回路図である。図８では、負荷側の構成を示すことを省略している。図８に示す空冷式ヒートポンプシステムは、単式ポンプシステムの一例である。空冷式ヒートポンプシステムは、熱源機１０ａ〜１０ｃを含む冷凍サイクル装置１ｃを有する。空冷式ヒートポンプシステムにおける水配管の接続構成は、還水側ヘッダ管２３に水配管５３を介して接続されたタンク３３が開放型タンクである点を除いて、図６を参照して説明した構成と同様なため、詳細な説明を省略する。
【００６８】
続いて、図８に示す熱源機１０ａ〜１０ｃの構成を、図６に示した構成と対比して説明する。本実施の形態３では、熱源機１０ａ〜１０ｃにおいて、図６に示した入口圧力センサ４２ａ〜４２ｃが設けられていない。制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃが測定する水圧値の平均値を算出し、平均値とメモリ７１が記憶する目標値とに基づいて、バイパス弁３２の開度を制御し、インバータ２４ａ〜２４ｃを介してポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御する。制御装置１７ａは、ポンプ２１ｂ、２１ｃの運転周波数を制御する際、運転周波数を示す制御情報を制御装置１７ｂ、１７ｃに送信する。制御装置１７ｂは、制御装置１７ａから受信する制御情報にしたがって、インバータ２４ｂを介してポンプ２１ｂの運転周波数を制御する。制御装置１７ｃは、制御装置１７ａから受信する制御情報にしたがって、インバータ２４ｃを介してポンプ２１ｃの運転周波数を制御する。本実施の形態４では、熱源機１０ａ〜１０ｃの水配管３４、３５と、往水側ヘッダ管２２および還水側ヘッダ管２３と、タンク３３とは、地面からの高さが実質的に同じである。
【００６９】
なお、本実施の形態４では、制御装置１７ａがバイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御する場合で説明するが、他の制御装置が行ってもよい。また、制御装置１７ａ〜１７ｃの代わりに、制御装置１７ａ〜１７ｃの機能を備えた１台の制御装置が冷凍サイクル装置１ｃに設けられていてもよい。ヘッダ間の水圧差調整のための制御対象は、バイパス弁３２および運転中のポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、いずれか１つであってもよい。
【００７０】
次に、本実施の形態４の冷凍サイクル装置１ｃの動作を説明する。本実施の形態４の冷凍サイクル装置１ｃの動作は、図５に示した手順と同様なため、図５を参照して説明する。
【００７１】
図５に示したステップＳ２０１において、制御装置１７ａは、一定時間毎に、出口圧力センサ４１ａから水圧値を受信し、制御装置１７ｂ、１７ｃから出口圧力センサ４１ｂ、４１ｃが測定した水圧値を受信することで、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃの水圧値を収集する。そして、ステップＳ２０２において、制御装置１７ａは、収集した水圧値の平均値を算出する。
【００７２】
本実施の形態４では、熱源機１０ａ〜１０ｃ内にポンプ２１ａ〜２１ｃが設けられている。また、還水側ヘッダ管２３に接続されたタンク３３が開放型タンクである。この条件下において、タンク３３、還水側ヘッダ管２３、往水側ヘッダ管２２および熱源機１０ａ〜１０ｃの水配管３４、３５の高さが実質的に同じなので、還水側ヘッダ管２３からポンプ２１ａ〜２１ｃまでの水配管５４ａ〜５４ｃの水圧はほとんどゼロに等しい。そのため、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃが測定する水圧値の平均値は、往水側ヘッダ管２２の水圧と還水側ヘッダ管２３の水圧との差圧と同等になる。
【００７３】
制御装置１７ａは、ステップＳ２０２で算出した平均値とメモリ７１が記憶する目標値とを比較し、ステップＳ２０３において、平均値が目標値の許容範囲に収まっているか否かを判定する。判定の結果、平均値が許容範囲に収まっていない場合、ステップＳ２０４において、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃが測定する水圧値の平均値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御する。
【００７４】
例えば、平均値が許容範囲を超える場合、制御装置１７ａは、差圧を小さくするために、バイパス弁３２の開度を大きくし、運転中のポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、少なくともいずれかのポンプの運転周波数を下げる。平均値が許容範囲を下回る場合、制御装置１７ａは、差圧を大きくするために、バイパス弁３２の開度を小さくし、運転中のポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、少なくともいずれかのポンプの運転周波数を上げる。ステップＳ２０３の判定の結果、平均値が許容範囲に収まっている場合、制御装置１７ａは、ステップＳ２０１に戻る。
【００７５】
なお、ポンプ２１ａ〜２１ｃのうち、いずれかのポンプが運転を停止している場合については、制御装置１７ａの動作は実施の形態２で説明した動作と同様である。例えば、ポンプ２１ａ、２１ｂが運転しているが、ポンプ２１ｃが停止している場合、ステップＳ２０２において、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａ、４１ｂの水圧値を用いて、平均値を算出する。また、本実施の形態４では、冷凍サイクル装置１ｃに設けられる熱源機の台数が複数の場合として３台の場合で説明したが、熱源機の台数は３台に限定されない。さらに、冷凍サイクル装置１ｃに設けられる熱源機の台数は１台であってもよい。
【００７６】
本実施の形態４の冷凍サイクル装置１ｃは、熱源機１０ａが出口圧力センサ４１ａおよびポンプ２１ａを有し、制御装置１７ａは、出口圧力センサ４１ａが測定する水圧値を、目標値と比較する値に用いるものである。この場合、出口圧力センサ４１ａが測定する水圧値が還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧と同等になる。そのため、制御装置１７ａが測定された水圧値を用いてバイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａの運転周波数を制御すれば、ヘッダ間の水圧差が調整される。その結果、ヘッダ間に差圧計を取り付ける工事が不要となり、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
また、冷凍サイクル装置１ｃが、出口圧力センサ４１ａおよびポンプ２１ａを有する熱源機１０ａを複数有している場合、制御装置１７ａは、複数の出口圧力センサ４１ａ〜４１ｃから収集する水圧値の平均値を、目標値と比較する値に用いればよい。この場合、制御装置１７ａがこれらの水圧値の平均値を用いてバイパス弁３２の開度およびポンプ２１ａ〜２１ｃの運転周波数を制御すれば、ヘッダ間の水圧差が調整される。その結果、ヘッダ間に差圧計を設ける工事が不要となり、熱源機が複数であっても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００７８】
なお、空冷式ヒートポンプシステムを設置する際の条件を作業者が制御装置１７に入力することで、実施の形態１〜４で説明した制御のうち、いずれかの制御を制御装置１７に実行させてもよい。この場合の動作手順を、図１に示した制御装置１７の場合で説明する。図９は、図１に示した冷凍サイクル装置の制御装置において、空冷式ヒートポンプシステムの設置条件が入力された場合の動作手順を示すフローチャートである。ここでは、冷凍サイクル装置１に設けられた熱源機１０が複数の場合で説明するが、熱源機１０の台数は１台であってもよい。
【００７９】
ステップＳ５０１において、制御装置１７は、還水側ヘッダ管２３から複数の熱源機１０に水を送るポンプ２１が複数の熱源機１０に設けられているか否かを判定する。ポンプ２１が熱源機１０内に設けられている場合、制御装置１７は、ステップＳ５０２の判定処理に進む。一方、ポンプ２１が熱源機１０の外に設けられている場合、制御装置１７は、ステップＳ５０８の判定処理に進む。
【００８０】
ステップＳ５０１において、ポンプ２１が熱源機１０内に設けられている場合、制御装置１７は、タンク３３が密閉型タンクか否かを判定する（ステップＳ５０２）。タンク３３が密閉型タンクである場合、制御装置１７は、実施の形態３で説明した制御を実行する。図９を参照して説明すると、ステップＳ５０３において、制御装置１７は、複数の出口圧力センサが測定する水圧値の平均値ＡＰｏｕｔを算出する。続いて、制御装置１７は、複数の入口圧力センサが測定する水圧値の平均値ＡＰｉｎを算出する（ステップＳ５０４）。その後、制御装置１７は、（ＡＰｏｕｔ−ＡＰｉｎ）の値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数を制御する（ステップＳ５０５）。
【００８１】
ステップＳ５０２において、タンク３３が密閉型タンクでない場合、制御装置１７は、実施の形態４で説明した制御を実行する。図９を参照して説明すると、ステップＳ５０６において、制御装置１７は、複数の出口圧力センサが測定する水圧値の平均値を算出する。続いて、制御装置１７は、平均値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数を制御する（ステップＳ５０７）。
【００８２】
一方、ステップＳ５０１において、ポンプ２１が熱源機１０の外に設けられている場合、制御装置１７は、タンク３３が密閉型タンクか否かを判定する（ステップＳ５０８）。タンク３３が密閉型タンクでない場合、制御装置１７は、実施の形態２で説明した制御を実行する。図９を参照して説明すると、ステップＳ５０９において、制御装置１７は、複数の出口圧力センサが測定する水圧値の平均値を算出する。続いて、制御装置１７は、平均値が目標値になるように、バイパス弁３２の開度およびポンプ２１の運転周波数を制御する（ステップＳ５１０）。
【００８３】
なお、図９に示すフローチャートにおいて、ポンプ２１が複数設けられている場合には、図９に示すステップＳ５０３、Ｓ５０４、Ｓ５０６およびＳ５０９の演算処理において、制御装置１７は、水圧値の平均値を算出する際、運転しているポンプ２１が水を供給する水熱交換器１５の熱源機１０に設けられた圧力センサから受信する水圧値を用いる。
【００８４】
このようにして、制御装置１７は、空冷式ヒートポンプシステムについて予め入力される設置条件に基づいて、還水側ヘッダ管２３の水圧と往水側ヘッダ管２２の水圧との差圧をモニタする値を適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１、１ａ〜１ｃ  冷凍サイクル装置、１０、１０ａ〜１０ｄ  熱源機、１１  圧縮機、１２  空気熱交換器、１３  ファン、１４  膨張弁、１５  水熱交換器、１６  四方弁、１７、１７ａ〜１７ｄ  制御装置、１８  冷媒配管、１９  信号線、２０  還水側ヘッダ管、２１、２１ａ〜２１ｃ  ポンプ、２２  往水側ヘッダ管、２３  還水側ヘッダ管、２４、２４ａ〜２４ｃ  インバータ、２５  還水側ヘッダ管、３１  バイパス配管、３２  バイパス弁、３３  タンク、３４、３５  水配管、４１、４１ａ〜４１ｄ  出口圧力センサ、４２ａ〜４２ｃ  入口圧力センサ、５１〜５４、５４ａ〜５４ｃ  水配管、５５、５５ａ〜５５ｃ  水配管、５６ａ〜５６ｄ、５７ａ〜５７ｄ  分岐配管、６０  ファンコイルユニット、６１  熱交換器、６２  ファン、６３  開閉弁、７１  メモリ、７２  ＣＰＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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