CN1292215C - 冷冻装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供根据负载的变动使运转容量极其细微地发生变化，能够对于负载进行最佳运转，谋求节省能源效果的冷冻装置。该冷冻装置具有：涡旋型的逆变器压缩机(1a)以及恒速压缩机(1b、1c)，设置在吸入一侧的压力传感器(6)，进行控制使得从逆变器压缩机(1a)开始起动、起动以后根据由压力传感器(6)检测出的吸入压力值而确定逆变器压缩机(1a)的驱动频率以及恒速压缩机(1b、1c)的运转台数的单元控制器(7)。

Description

冷冻装置
技术领域
本发明涉及并列地搭载了多台压缩机，把其容量根据负载进行控制的冷冻装置，特别涉及具有逆变器驱动压缩机和恒速压缩机的冷冻装置。
背景技术
以往，在具备了逆变器驱动压缩机和恒速压缩机的冷冻装置中，已知在逆变器压缩机的驱动频率成为最高频率后，如果进一步增加负载，则恒速压缩机也运转并降低逆变器的驱动频率，特别是在日本特开平09-273819号公报中示出了在切换逆变器驱动压缩机与恒速压缩机的运转时使逆变器驱动压缩机停止预定时间，减少逆变器压缩机的运转时间来提高可靠性的技术。
上述的以往技术由于对于负载变动或者降低逆变器的驱动频率，或者使逆变器驱动压缩机停止预定时间，因此在负载发生了变化时难以对应其变化极其细微地控制容量，负载容量与运转容量有可能不匹配。
发明内容
本发明的目的在于能够使运转容量根据负载的变动极其细微地变化，能够对于负载进行最佳的运转，谋求节省能源的效果。
为了达到上述目的，本发明在具备了驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机的冷冻装置中，具有设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器，使得从逆变器压缩机开始起动的装置，以及起动后根据由压力传感器检测出的吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率或者压缩机的运转台数的装置。
由于从逆变器压缩机开始起动，因此在起动时能够形成与负载相吻合的平滑的起动。而且，由于以后根据压缩机的吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率或者压缩机的运转台数，因此即使负载发生很大变化，对应于其变化也能够确保充分的容量，而且能够极其细微地控制容量。由此，对于负载能够进行运转容量为最佳的运转，能够节省能源。
另外，在上述装置中，最好在吸入压力值成为预定值以上时，与逆变器压缩机的驱动频率无关使恒速压缩机起动。
另外，在上述装置中，最好在吸入压力值成为预定值以下时，与逆变器压缩机的驱动频率无关使恒速压缩机停止。
另外，在上述装置中，最好在逆变器压缩机的驱动频率达到了最高频率以后，顺序地使恒速压缩机起动。
另外，在上述装置中，最好在逆变器压缩机的驱动频率达到了最低频率以后，顺序地使上述恒速压缩机停止。
另外，在上述装置中，确定逆变器压缩机的驱动频率的最高频率以及最低频率，并且最好在达到了最高频率以后顺序地使恒速压缩机起动，在达到了最低频率以后，顺序地使恒速压缩机停止。
另外，本发明在具备了驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机的冷冻装置中，具有涡旋型的逆变器压缩机以及恒速压缩机，和设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器，在运转开始时当由压力传感器检测出的值为预定值以上时使逆变器压缩机以及恒速压缩机起动，然后决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的运转台数。
在开始运转时当压缩机的吸入压力值为预定值以上时由于使逆变器压缩机以及恒速压缩机起动，因此在起动时对于负载能够确保充分的运转容量，即使负载急剧地增加，也能够得到对应于其变化的平滑的起动。
而且，由于根据压缩机的吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的运转台数，因此能够对应于负载确保充分的容量以及实现极其细微的容量控制。
进而，本发明在具备了驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机的冷冻装置中，具有涡旋型的逆变器压缩机以及恒速压缩机，和设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器，根据由压力传感器检测出的吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的运转台数，能够把其容量控制范围取为15％～100％。
由于能够根据吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的运转台数，并且把其容量控制范围取为15％～100％，因此对于考虑为空调机的负载能够使运转容量为最佳，能够谋求节省能源。
另外，本发明在具备了驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机的冷冻装置中，具有涡旋型的逆变器压缩机以及恒速压缩机，设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器，根据由压力传感器检测出的吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的旋转台数的装置，以及判断驱动逆变器压缩机的逆变器的故障的装置，在由判断故障的装置判断为逆变器出现故障时，使逆变器压缩机以及恒速压缩机的运转台数发生变化继续进行容量控制。
由于即使逆变器是故障状态，也能够使逆变器压缩机以及恒速压缩机的运转台数发生变化继续进行容量控制，因此即使不进行频率控制也能够细微地进行阶梯性的容量控制。
进而，本发明在具备了驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机的冷冻装置中，具有涡旋型的逆变器压缩机以及恒速压缩机，设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机吸入一侧的压力传感器，在由压力传感器检测出的吸入压力值(Ps)比预先设定的值(PsU)大时使得从逆变器压缩机开始起动的装置，起动以后在吸入压力值成为预定值(C)以上时根据吸入压力值(Ps)与预先设定的值(PsU)的差降低逆变器压缩机的驱动频率的装置，以及在驱动频率下降以后使恒速压缩机起动的装置。
在吸入压力值(Ps)比预先设定的值(PsU)大时，从逆变器压缩机开始起动，在吸入压力值成为预定的值(C)以上时，根据吸入压力值(Ps)与预先设定的值(PsU)的差降低逆变器压缩机的驱动频率，在驱动器频率降低以后使恒速压缩机起动，因此即使压缩机的运转台数发生变化也能够减小运转容量的变化，能够对于负载变动确保充分的能力以及能够进行更细微的容量控制。
附图说明
图1是本发明一实施形态的制冷循环系统图。
图2是本发明一实施形态的冷冻装置的逆变器压缩机中的运转流程图。
图3A，3B分别是本发明一实施形态的冷制装置的恒速压缩机中的运转流程图。
图4是本发明一实施形态的冷冻装置的恒速压缩机中的运转流程图。
图5A，5B，5C分别是本发明一实施形态的冷冻装置的恒速压缩机中的运转流程图。
图6是示出本发明一实施形态的冷冻装置的压缩机的运转控制范围的曲线图。
图7是本发明一实施形态的框图。
图8是本发明一实施形态的冷冻装置的恒速压缩机的运转流程图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的一实施形态。
图1是示出一实施形态中的冷冻装置的基本制冷循环的一个例子。图1中，1a，1b，1c每一个都是涡旋压缩机，1a是逆变器压缩机，1b，1c是恒速压缩机，与除此以外的冷凝器2，储液器3，膨胀阀4，蒸发器5的主要设备形成制冷循环。另外，在压缩机输入一侧的管路上设置着压力传感器6，在单元控制器7中处理由压力传感器6检测出的吸入压力值，决定该时刻的运转容量。
单元控制器7向逆变器8输出压缩机1a的运转频率的指令，向多路控制器9分别输出恒速压缩机1b，1c的运转指令进行涡旋压缩机的转数控制以及运转台数控制，实现与该时刻的负载容量相吻合的最佳运转容量。
其次，参照图2～图6说明涡旋压缩机1a，1b，1c的容量控制方法。
图2示出一实施形态的冷冻装置的运转流程，图2主要示出由逆变器8控制的逆变器压缩机，图3A，3B，4，5A～5C示出由多路控制器9控制的恒速压缩机1b，1c的运转流程。图6示出图2，3A，3B，4，5A～5C中的符号A～F与吸入压力的关系，示出对于吸入压力的压缩机1a，1b，1c运转控制范围。
说明由逆变器8控制的压缩机1a的运转流程。运转开始时，当由图1的压力传感器6检测出的吸入压力比预先设定的压缩机1a的起动条件值PsU大时，即，如果是图6的A～C的区域，则从单元控制器7对逆变器8输出运转指令，开始压缩机1a的运转。另外，起动时的运转频率是预先设定的运转频率范围的下限频率，例如以30Hz运转。
然后，用压力传感器6检测Ps，在Ps比PsU大时，即相对于运转容量负载大时，从单元控制器7向逆变器8输出运转频率的指令使得增加运转频率。其中，运转频率的上限取为预先设定的运转频率范围的上限频率，例如80Hz。
接着，逆变器8在由单元控制器7指定的频率下进行控制使得涡旋压缩机1a的转数增加。
在Ps小于PsD，即如果是图6E、F区域，则由于相对于运转容量负载小，因此使运转频率降低。其下限取为预先设定的运转频率范围的下限频率(30Hz)。其中，在运转过程中如果成为Ps  ，则停止压缩机1a的运转。
在Ps为PsD≤Ps≤PsU时，即如果是图6的D区域则由于成为最佳运转频率，因此维持该时刻的运转频率。
参照图3A，3B，4，5A～5C说明由多路控制器9控制的恒速压缩机1b、1c的运转流程。首先，用图3A说明压缩机1a运转过程中的恒速压缩机的起动控制。在Ps为PsU≤Ps≤C，处于图6的C区域中，而且压缩机1a的运转频率达到了最高频率以后，如果最高频率下的运转持续预先设定的时间(容量上升检测时间)以上，则判断为负载大，使1台恒速压缩机1b或者1c运转，增加运转容量。
如果持续同一条件，则再运转1台。即使运转频率不是最高频率，但在对于当前的运转容量负载急剧加大，Ps成为C值以上，即成为图6的区域A，B时，也能够与运转频率无关使1台恒速压缩机运转。由此能够确保对负载急剧变动的跟踪性。
其次，用图4说明压缩机1a和恒速压缩机1b，1c运转时的恒速压缩机的停止控制。在Ps≤PsD，即图6的E区域的状态持续预定时间，例如5分钟以上，则判断为负载小，使恒速压缩机1b或者1c停止，减少运转容量。进而，如果持续同一条件则再使1台停止，成为仅压缩机1a进行运转。即使Ps≤PsD没有持续5分钟以上，但是在对于当前的运转容量负载急剧减小，Ps成为B值以下，即成为图6的区域F时，使1台恒速压缩机停止。由此，与容量上升时相同，能够确保对于负载急剧变动的跟踪性。
如图3B那样，在Ps为PsD≤Ps≤PsU时是最佳的运转容量，维持其运转台数。
在全部压缩机停止后，即将起动前的负载大，Ps为Ps≥C+0.05MPa时，即图6的区域A时，如图5A那样，使全部压缩机1a，1b，1c同时起动。
另外，在Ps为C≤Ps≤C+0.05MPa，即图6的区域B时，如图5B那样，使压缩机1a和恒速压缩机1b，1c的任1台共2台同时起动。进而，在Ps为PsU＜Ps＜C，即图6的区域C时，如图5C那样恒速压缩机维持停止，仅进行压缩机1a的起动。由此，即使在除霜等长时间停止制冷循环的运转，Ps刚刚上升了之后的起动下，也能够使对于负载的跟踪性良好。其中，由于如果全部压缩机同时起动则起动电流大，因此希望起动定时各错开5秒进行起动。
根据图8的流程说明在使恒速涡旋压缩机1b或者1c起动时，暂时降低压缩机1a的运转频率的控制。
如果由逆变器8控制的压缩机1a的运转频率达到最高频率，使恒速涡旋压缩机1b或者1c起动的条件成立，则首先为了起动恒速压缩机使起动旁路阀置为ON。而且，如果从使起动旁路阀置为ON后经过20秒，则把压缩机1a的运转频率降低到预先设定的频率。
把频率下降到多少为止由恒速压缩机的起动条件成立时的Ps与PsU的差决定。即，在Ps与PsU的差比预先设定的值a小时，取控制范围的最低频率把运转容量变化取为最小限度，可以谋求节省能源。而且，在Ps与PsU的差比预先设定的值a大时，取控制范围的中间频率确保负载跟踪性。然后，把起动旁路阀置为OFF，使恒速压缩机起动而转移到通常控制。根据以上所述，即使变化压缩机的运转台数，运转容量也不发生很大变化，能够以极其细微的运转容量进行容量控制。
其次，参照图7说明逆变器故障的时的运转。
逆变器8正常的情况下，电磁接触器11与电磁接触器12闭合，电源向涡旋压缩机1a用的电动机10通电。在检测出逆变器8的温度异常上升了时等，检测出某些异常时，从逆变器8自身向单元控制器7发出异常信号。另外，用设置在逆变器8二次侧的电流检测器14检测电流，尽管单元控制器7向逆变器8发出运转指令，在由电流检测器14没有检测出电流等时判断为故障。
判断为异常或者故障时，断开电磁接触器11与电磁接触器12，闭合电磁接触器13，商用电源直接向涡旋压缩机1a用的电动机10通电。
作为涡旋压缩机1a的运转条件，在Ps＞PsU下开始运转，在Ps≤A下停止。恒速涡旋压缩机1b、1c由多路控制器9a以与正常时相同的控制值继续运转。如此，虽然没有进行频率控制但是能够进行阶梯性的容量控制，继续运转。
如以上那样，在通过使涡旋压缩机的转数以及运转台数发生变化进行容量控制的冷冻机中，能够以对应于负载的极其细微的运载容量进行运转，能够谋求节省能源的效果。
另外，即使对于负载的急剧变动，也能够与由逆变器控制的涡旋压缩机的运转频率无关，通过使恒速压缩机ON/OFF，确保与负载的跟踪性。
如果依据本发明，则由于从涡旋型的逆变器压缩机开始起动，在起动时能够获得与负载相吻合的平滑的起动，然后根据压缩机的输入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的运转台数，因此即使负载发生很大变化，也能够对应于其变化确保充分的容量，而且能够极其细微地控制容量。由此，对于负载能够进行运转容量为最佳的运转，能够节省能源。
另外，如果依据本发明，则由于在运转开始时当压缩机的吸入压力值为预先设定的值以上时使逆变器压缩机以及恒速压缩机起动，因此在起动时对于负载能够确保充分的运转容量，即使负载急剧增加，也能够得到对应于其增加的平滑的起动。
进而，如果依据本发明，则由于根据吸入压力值决定逆变器压缩机的驱动频率以及恒速压缩机的运转台数，并且能够把其容量控制范围取为15％～100％，因此对于作为空调机所考虑的负载，能够使运转容量为最佳，能够谋求节省能源。
进而，如果依据本发明，则即使在逆变器发生故障时，由于使逆变器压缩机以及恒速压缩机的运转台数发生变化持续进行容量控制，因此即使不进行频率控制也能够持续阶梯性的容量控制。
另外，如果依据本发明，在吸入压力值(Ps)比预先设定的值(PsU)大时从逆变器压缩机起动，在吸入压力值为预定的值(C)以上时，根据吸入压力值(Ps)与预先设定的值(PsU)的差降低逆变器压缩器的驱动频率，在降低了驱动频率以后使恒速压缩机起动，因此即使变化压缩机的运转台数也能够减小运转容量的变化，由此能够对于负载变动确保充分的能力。

Claims (8)

1.一种冷冻装置，具备驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机，其特征在于：
具有：设置在上述逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器；以及进行控制使得从上述逆变器压缩机开始起动、起动后根据由上述压力传感器检测出的吸入压力值而确定上述逆变器压缩机的驱动频率或者上述恒速压缩机的运转台数的单元控制器，
在上述吸入压力值为预定的值以上时，与上述逆变器压缩机的驱动频率无关地使上述恒速压缩机起动，
在上述吸入压力值为预定的值以下时，与上述逆变器压缩机的驱动频率无关地使上述恒速压缩机停止。
2.如权利要求1中记述的冷冻装置，其特征在于：
在上述逆变器压缩机的驱动频率达到了最高频率以后，使上述恒速压缩机顺序地起动。
3.如权利要求1中记述的冷冻装置，其特征在于：
在上述逆变器压缩机的驱动频率达到了最低频率以后，使上述恒速压缩机顺序地停止。
4.如权利要求1中记述的冷冻装置，其特征在于：
决定上述逆变器压缩机的驱动频率的最高频率以及最低频率，在达到了最高频率以后使上述恒速压缩机顺序地起动，在达到了最低频率以后使上述恒速压缩机顺序地停止。
5.一种冷冻装置，具备驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机，其特征在于：
上述逆变器压缩机以及上述恒速压缩机为涡旋型压缩机，
具有：设置在上述逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器；以及在运转开始时当由上述压力传感器检测出的值为预先设定的值以上时进行控制使得上述逆变器压缩机以及上述恒速压缩机起动、然后确定上述逆变器压缩机的驱动频率以及上述恒速压缩机的运转台数的单元控制器。
6.一种冷冻装置，具备驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机，其特征在于：
上述逆变器压缩机以及上述恒速压缩机为涡旋型压缩机，
具有：设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器；以及根据由上述压力传感器检测出的吸入压力值而确定上述逆变器压缩机的驱动频率以及上述恒速压缩机的运转台数的单元控制器，
在上述吸入压力值为预定的值以上时，与上述逆变器压缩机的驱动频率无关地使上述恒速压缩机起动。
7.一种冷冻装置，具备驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机，其特征在于：
上述逆变器压缩机以及上述恒速压缩机为涡旋型压缩机，
具有：设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机的吸入一侧的压力传感器；以及根据由上述压力传感器检测出的吸入压力值而确定上述逆变器压缩机的驱动频率以及上述恒速压缩机的旋转台数、判断驱动上述逆变器压缩机的逆变器的故障的单元控制器，
在由上述单元控制器判断为逆变器出现故障时，使上述逆变器压缩机以及上述恒速压缩机的运转台数发生变化后继续进行容量控制。
8.一种冷冻装置，具备驱动频率可变的逆变器压缩机和驱动频率恒定的恒速压缩机，其特征在于：
上述逆变器压缩机以及上述恒速压缩机为涡旋型压缩机，
具有：设置在逆变器压缩机以及恒速压缩机吸入一侧的压力传感器；以及在由上述压力传感器检测出的吸入压力值(Ps)比预先设定的值(PsU)大时进行控制使得从上述逆变器压缩机开始起动、起动后在上述吸入压力值成为预定值(C)以上时根据吸入压力值(Ps)与预先设定的值(PsU)的差降低上述逆变器压缩机的驱动频率、在上述驱动频率下降以后使上述恒速压缩机起动的单元控制器。
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