CN101082457A - 冷冻装置 - Google Patents
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Abstract
冷冻装置具有至少一台驱动频率可变的变频压缩机(2)。还具有控制装置(8)，该控制装置(8)用于以可在基于变频装置(1)的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换该变频压缩机。该控制装置当变频压缩机的驱动源的电流值接近或达到变频装置的允许电流的上限值时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，当基于商用电源的驱动频率更高时，从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
Description
技术领域
本发明涉及具有驱动频率可变的变频压缩机的冷冻装置。
背景技术
作为这种现有技术，人们知道专利文献1中记载的技术。在该文献记载的现有技术中，当变频控制电路出现故障时，切换到商用电源并进行运行。
[专利文献1]特开2000-257964号公报(段落[0034]、图7)
在用于使压缩机进行可变速运行的变频装置中，作为允许电流预先确定使用电流的上限值。因此，压缩机的运行电流变大，当接近变频装置的允许电流的上限值时，一般进行的控制是，通过减小驱动频率使得电流值不上升到其以上，从而使得压缩机运行电流不会成为上限值。
成为这样状态是在夏季等的高户外气温时等，但在高户外气温时等，展示柜(show case)等的冷却器侧的负荷往往也很大。但是，在现有装置中，当由于高户外气温等而电流值接近时，进行动作使得驱动频率下降，所以对于冷却器侧而言由于驱动频率不足而引起冷冻能力不足，存在着展示柜等的温度达不到设定温度的课题。
如果提高用于变频装置中的构件的额定容量，则可以提高允许电流的上限，但出现了变频装置变得高价的问题。
发明内容
本发明的目的在于获得即便在高户外气温时等冷却器侧负荷大的情况下也可最大限度地抑制运行能力的下降并廉价的冷冻装置。
为达成上述目的，本发明的第一特征在于，在至少具有一台驱动频率可变的变频压缩机的冷冻装置中，具备控制单元，该控制单元用于以可在基于变频器的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换上述变频压缩机，上述控制单元当驱动变频压缩机的驱动源的电流值达到或接近变频装置的允许电流的上限值时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，当基于商用电源的驱动频率更高时，从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
本发明的第2特征在于，在至少具有一台驱动频率可变的变频压缩机的冷冻装置中，具备控制单元和负荷检测单元，该控制单元用于以可在基于变频器的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换上述变频压缩机，该负荷检测单元检测冷冻装置的负荷(冷却器侧的负荷)，上述控制单元当根据由上述负荷检测单元所检测出的负荷而判断为上述变频装置接近允许电流值的上限时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，当基于商用电源的驱动频率更高时，从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
此处，上述负荷检测单元是检测户外气温的温度检测单元，上述控制单元根据基于由上述温度检测单元检测出的户外气温的负荷，判断上述变频装置是否接近允许电流值的上限。或者，将上述负荷检测单元作为检测构成冷冻装置的冷冻环路的高压压力的高压压力检测单元，上述控制单元根据基于由上述高压压力检测单元所检测出的高压压力的负荷，判断上述变频装置是否接近允许电流值的上限。
本发明的第3特征在于，在至少具有一台驱动频率可变的变频压缩机的冷冻装置中，具备控制电路和电流检测器，该控制电路用于以可在基于变频器的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换上述变频压缩机，该电流检测器用于检测上述变频压缩机的运行电流，上述控制电路比较当由上述电流检测器所检测出的电流值接近变频装置的允许电流的上限值、被往减小驱动频率的方向控制时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，并进行控制，以便当基于商用电源的驱动频率更高时切换为商用电源，当基于商用电源的驱动频率更低时使上述变频装置的驱动频率不超过允许电流的上限值。
在上述中，也可采用变频多联冷冻机，该冷冻机除了驱动频率可变的变频压缩机之外，还搭载至少一台以上的恒速压缩机。
另外，当基于商用电源的驱动频率小于上述变频装置的驱动频率时，往减小上述变频装置的驱动频率的方向进行控制，使得达不到上述变频装置的允许电流的上限值。
此处，当进行控制使得上述变频装置的驱动频率不超过允许电流的上限值时，在基于变频装置的运行频率降低到低于商用电源频率为止，由变频装置继续原样运行，在判断为基于变频装置的运行频率降低到低于商用电源频率的时刻，切换为商用电源进行运行。
并且，当基于商用电源的驱动频率更高时，立刻从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
并且，进行控制，以便当切换为基于商用电源的恒速运行之后、再次切换为基于变频装置的运行时，经过一段时间之后切换。
并且，当变频压缩机切换为基于商用电源的运行之后，根据冷冻装置的工作状况(冷却器侧的负荷)而自动地切换为基于变频装置的运行。
根据本发明，成为当由于冷却器侧的负荷变大、接近驱动变频压缩机的变频装置的允许电流值的上限而降低驱动频率的状况时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，当基于商用电源的驱动频率更高时，从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行，所以，可最大限度地限制驱动频率下降到基于商用电源的驱动频率以下的频度，并且没有必要提高用于变频装置中的构件的额定容量，可获得廉价的冷冻装置。
并且，当成为降低驱动频率的状况时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，所以即便降低变频装置的驱动频率，在判断为基于变频装置的驱动频率比基于商用电源的驱动频率更高时，也可进行控制使得不切换为商用电源，所以可获得能以高于平常的频率运行的效果。
因此，根据本发明，即便在高户外气温等的冷却器侧的负荷大的情况下，也可最大限度地抑制运行能力的降低，可获得抑制冷却器侧的温度上升并且廉价的冷冻装置。特别地，当用于变频压缩机的驱动频率的上限为60Hz左右的冷冻装置中时格外有效。
附图说明
图1为示出本发明的冷冻装置中的压缩机的驱动控制电路的一例的电路图。
图2为说明图1的压缩机驱动控制电路中的变频装置的运行频率增减控制的一例的图。
图3为说明为了使运行电流不超过允许值而进行控制的保护控制的例子的控制图。
图4为说明从基于变频装置的可变速运行切换为基于商用电源的恒速运行的控制的一例的流程图。
图5为说明从恒速运行切换为变频运行的控制的一例的流程图。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1为说明用于本发明的冷冻装置中的变频压缩机的驱动控制电路的图，图2为说明变频压缩机的驱动频率的控制的图。
在图1中，1是变频装置，成为通过闭合电磁接触器3、4的触点而变频驱动变频压缩机2的电路。在商用电源运行时，通过断开电磁接触器3、4的触点、闭合电磁接触器5的触点，从而可使压缩机2按基于商用电源的一定的频率运行。并且，6为恒速压缩机，通过开关电磁接触器7而运行、停止。这样通过具有一台以上的恒速压缩机6，可做成多联冷冻机。当具备多台恒速压缩机6时，根据负荷控制台数。
下面通过图1、图2说明变频压缩机的驱动频率控制。9是检测构成冷冻装置的冷冻环路(未图示)的低压侧的压力的低压压力传感器，同样11是检测冷冻环路的高压侧压力的高压压力传感器(高压压力检测单元)，10是检测户外气温的户外气温温度传感器(温度检测单元)，这些信号被输入到单元控制器(控制单元)8，控制器8基于这些信号经由变频装置而控制变频压缩机2的驱动频率。即，如图2所示，通过由单元控制器8预先设定加载压力值(PsU)和减载压力值(PsD)，调整变频压缩机2的驱动频率使得冷冻机吸入压力处于加载压力值和减载压力值之间的B范围之内。
此处，为了保护变频装置，设置有图3所示的保护控制，使得压缩机2的驱动频率的通常的运行电流不过大(不超过允许值)。即，当运行电流I上升到驱动频率上升禁止开始值(接近允许电流的上限值的值)I2时，禁止驱动频率的上升，在电流I下降到驱动频率上升禁止解除值I1为止，继续禁止驱动频率的上升。另外，即便根据驱动频率上升禁止值开始值I2而禁止驱动频率的上升，也有由于户外气温的上升或负荷的增大等而运行电流I进一步上升，直至上升到驱动频率强制减少开始值(允许电流的上限制或与其极其接近的值)I4的情况，在该情况下，强制性地逐渐减少驱动频率，当运行电流I下降为驱动频率强制减少解除值I3之后，解除压缩机驱动频率的强制减少，并固定频率。然后根据电流值反复进行同样的操作。
另外，图3示出了检测电流值并进行控制的例子，但在检测高压压力、根据基于高压压力的负荷而推断电流值的情况下，或检测户外气温、根据基于户外气温的负荷而推断电流值的情况下也可进行同样的控制。
由于上述用于保护变频装置的控制，当运行频率下降时冷冻能力下降。所以，出现展示柜(冷却器)侧的温度达不到设定温度的问题。
在本实施例中，做成为了上述的保护控制而可将运行频率降低并且最大限度地抑制冷冻能力下降。根据图4的流程图说明本实施例的控制。图4为说明从基于变频装置的可变速运行切换为基于商用电源的恒速运行的控制的图。通过图3说明的保护控制，压缩机的驱动频率减少，即便成为吸入压力处于图2所示的A区、即压缩机运行频率的上升指示区域中的状态，由于接近变频装置的允许电流值的上限而不能提高驱动频率时，也比较此时的变频装置的驱动频率和商用电源频率。其结果，当基于商用电源的频率值比当前的变频驱动频率更高时，切换为商用运行电源并使变频压缩机2按商用电源频率恒速运行。这样可确保冷冻能力，能够进行稳定的冷却运行。
并且，在比较变频装置的驱动频率和商用电源频率的结果基于变频装置的驱动频率比基于商用电源的频率更高时，继续基于变频装置的运行。此时，控制驱动频率使得不超过变频装置的允许电流的上限值，在基于变频装置的运行频率降低到低于商用电源频率为止，由变频装置继续原样运行，在判断为基于变频装置的运行频率比商用电源频率低的时刻，切换为商用电源并进行运行。
如上所述，根据本实施例，可以较高的频率驱动变频压缩机。
下面，根据图5说明从恒速运行切换为基于变频装置的可变速运行的控制。根据图4的控制，在从基于变频装置的可变速运行切换为基于商用电源的恒速运行之后，当由于户外气温的下降等而冷却器侧的负荷减少、运行电流值成为图3中的I2以下时(或者根据所检测的户外气温、高压压力等而推断为运行电流值为I2以下时)，解除保护控制，当由变频装置按商用电源频率以上的频率进行运行成为可能时，切换为基于变频装置的可变速运行。通过切换为基于变频装置的可变速运行而能够节能。
并且，该从商用电源到基于变频装置的运行的切换也可在切换为商用电源开始、经过一定时间之后自动进行。但是，自动切换后负荷大的状态也没有改变的话，再次进行向商用电源的切换，但该切换最好在经过一定时间之后进行。
(实施例2)
进一步说明具体的实施例。
本实施例是以60Hz的商用电源运行时的例子。构成冷冻环路的制冷剂采用R404A或者R22。检测变频压缩机的次级电流，当该电流值成为48.0A(R404A的情况)或者47.5A(R22的情况)以上时，当此时的驱动频率在54Hz以下继续了10分钟时，通过临时地将变频压缩机切换为基于商用电源的恒速运行，可以以60Hz进行运行。
(实施例3)
在实施例2中示出了通过检测变频压缩机的次级电流而进行控制的具体的例子，但在本实施例中，说明检测冷冻环路的高压压力或者户外气温并进行控制的例子。
在检测高压压力的情况下，由压力传感器等检测冷冻环路的高压侧压力，当该压力值变成2.85MPa(R404A的情况)或者2.65MPa(R22的情况)以上时，当此时的驱动频率在54Hz以下继续了10分钟以上时，通过临时地将变频压缩机切换为基于商用电源的恒速运行，可以以60Hz进行运行，并且可确保运行容量。
同样地，在检测户外气温的情况下，利用温度传感器等检测户外气温，当该温度变成40℃以上时，当此时的驱动频率在54Hz以下继续了10分钟时，临时地将变频压缩机切换为基于商用电源的恒速运行。
在上述的检测高压压力的情况或者检测户外气温的情况下，构成为以在切换为商用电源之后、经过2个小时之后自动地返回变频装置的运行的方式进行控制。
Claims (11)
1.一种冷冻装置，该冷冻装置具有至少一台驱动频率可变的变频压缩机，其特征在于，
具有控制单元，该控制单元用于以可在基于变频器的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换上述变频压缩机，
上述控制单元当驱动变频压缩机的驱动源的电流值达到或接近变频装置的允许电流的上限值时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，当基于商用电源的驱动频率更高时，从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
2.一种冷冻装置，该冷冻装置具有至少一台驱动频率可变的变频压缩机，其特征在于，具有：
控制单元，该控制单元用于以可在基于变频器的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换上述变频压缩机，以及
检测冷冻装置的负荷的负荷检测单元，
上述控制单元当根据由上述负荷检测单元所检测出的负荷而判断为上述变频装置接近允许电流值的上限时，比较此时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，当基于商用电源的驱动频率更高时，从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
3.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于，
上述负荷检测单元是检测外气温度的温度检测单元，
上述控制单元根据基于由上述温度检测单元所检测出的外气温度的负荷，判断上述变频装置是否接近允许电流值的上限。
4.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于，
上述负荷检测单元是检测构成冷冻装置的冷冻环路的高压压力的高压压力检测单元，
上述控制单元根据基于由上述高压压力检测单元所检测出的高压压力的负荷，判断上述变频装置是否接近允许电流值的上限。
5.一种冷冻装置，该冷冻装置具有至少一台驱动频率可变的变频压缩机，其特征在于，具有：
控制电路，该控制电路用于以可在基于变频器的可变速运行和基于商用电源的恒速运行的任一个中运行的方式切换上述变频压缩机，以及
检测上述变频压缩机的运行电流的电流检测器，
上述控制电路比较当由上述电流检测器所检测出的电流值接近变频装置的允许电流的上限值、被往减小驱动频率的方向控制时的变频装置的驱动频率和基于商用电源的驱动频率，并进行控制，以便当基于商用电源的驱动频率更高时切换为商用电源，当基于商用电源的驱动频率更低时使上述变频装置的驱动频率不超过允许电流的上限值。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，
除了驱动频率可变的变频压缩机之外，还搭载至少一台恒速压缩机。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，
当基于商用电源的驱动频率小于上述变频装置的驱动频率时，往减小变频装置的驱动频率的方向进行控制，使得不会达到上述变频装置的允许电流的上限值。
8.根据权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于，
当进行控制使得上述变频装置的驱动频率不超过允许电流的上限值时，在基于变频装置的运行频率降低到低于商用电源频率为止，由上述变频装置继续原样运行，在判断为基于变频装置的运行频率降低到低于商用电源频率的时刻，切换为商用电源进行运行。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，
当基于商用电源的驱动频率更高时，立即从基于变频器的可变速控制切换为基于商用电源的恒速运行。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，
进行控制，以便在切换为基于商用电源的恒速运行之后、再次切换为基于变频装置的运行时，经过一定时间之后切换。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，
在变频压缩机切换为基于商用电源的运行之后，根据冷冻装置的负荷而自动地切换为基于变频装置的运行。
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160812 Address after: Hongkong, China Patentee after: Johnson Controls Hitachi air conditioning technology (Hong Kong) Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Appliances, Inc. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180710 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: HITACHI-JOHNSON CONTROLS AIR CONDITIONING, Inc. Address before: Hongkong, China Patentee before: Johnson Controls Hitachi air conditioning technology (Hong Kong) Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100616 |