CN1573256A - 冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷却设备，用以提高冷却效率、同时防止高压侧压力异常增加。所述冷却设备包括：使用二氧化碳作为制冷剂的制冷回路；用于在预定的最低和最高速度之间控制压缩机转速的控制装置；以及用于检测待由蒸发器冷却的制冷器主体中的冷却状态的冷却状态传感器，所述蒸发器包括在制冷回路中。如果由冷却状态传感器检测出的制冷器主体的室内温度较低，那么控制装置提高压缩机的最高转速。

Description

冷却设备

技术领域

本发明涉及一种冷却设备，所述冷却设备装备有制冷回路，所述制冷回路包括能够控制转速的压缩机并且使用二氧化碳作为制冷剂。

背景技术

在例如安装在商店的陈列柜的这种传统冷却设备中，通过顺序地将组成冷凝单元的压缩机、气体冷却器(冷凝器)和阻隔装置(毛细管等等)、经由环形管与安装在陈列柜主体上的蒸发器相连来构成制冷回路。将由压缩机压缩、以在温度和压力上变高的制冷气体排放到气体冷却器。将热量从气体冷却器中的制冷气体中散发，然后将制冷气体由阻隔装置进行阻隔，以便送到蒸发器中。制冷剂在那里蒸发，并且从其外界吸收热量，以便显示出冷却功能，由此来冷却陈列柜的室(待冷却的空间)(例如，参见第11-257830号已公开的日本专利申请)。

对于压缩机来说，通常由控制装置将其转速控制在最低速和最高速之间。也就是说，当陈列柜的室内温度达到上限时，控制装置启动(开启)压缩机。然后，控制装置基于来自不同传感器的输出、将压缩机的转速控制在预置的最低和最高速度范围内，其中所述传感器用于检测制冷剂的温度。当陈列柜的室内温度跌至下限时，停止压缩机(关闭)。据此，在陈列柜的室内维持预定温度。

顺便提及，为了解决臭氧层破坏问题，最近已经采取了在所述类型的冷却设备中使用二氧化碳作为制冷剂的方案。然而，在于冷却设备中利用二氧化碳作为制冷剂的情况中，压缩比变得非常高，并且压缩机本身的温度和排放到制冷回路中的制冷气体的温度变高。因此，很难获得所要求的冷却效率。

因此采取了一切努力来提高蒸发器处的冷却效率，例如通过提高匾缩机转速来增加制冷回路中循环的制冷剂量，通过设置内部热交换器来交换高压侧制冷剂和低压侧制冷剂之间的热量，通过使高压侧制冷剂过冷等等。

然而，如果将二氧化碳用作制冷剂，那么制冷回路的高压侧可能变得超临界(supercritical)。因此，高压侧压力因为外部气温而无法确定，特别是在启动或者外部气温较高的时候，将超过设备的设计压力，并且在最坏的情况下，存在毁坏设备的担忧。由此，通常将压缩机控制在最高转速，以便避免这种高压失常，由此产生了降低冷却效率的问题。

发明内容

本发明致力于解决上述技术问题，并且设计成能提供一种冷却设备，所述冷却设备在防止高压侧压力异常增加的同时，提高冷却效率。

本发明的第一方面在于：一种冷却设备，该设备包括使用二氧化碳作为制冷剂的制冷回路；控制装置，用于将压缩机转速控制在预定的最低和最高速度之间；以及冷却状态传感器，用于能够检测待由蒸发器冷却的空间的冷却状态，所述蒸发器包括在制冷回路中，其中，如果冷却状态传感器检测出冷却空间的温度很低时，控制装置提高压缩机的最高转速。

本发明的第二方面在于：上述冷却设备还包括用于检测外部气温的外部气温传感器，其中当外部气温传感器检测到外部气温较高时，所述控制装置提高压缩机的最高转速，而当外部气温较低时，降低压缩机最高转速。

本发明的其它目的在于：在防止冷却设备高压侧的压力异常增加的同时，提高蒸发器处的冷却效率。

本发明的第三方面在于：一种包括控制装置的冷却设备，所述控制装置用于控制压缩机的转速；以及冷却状态传感器，用于能够检测待由蒸发器冷却的空间的冷却状态，所述蒸发器包括在制冷回路中，其中所述控制装置基于由冷却状态传感器检测到的冷却空间的温度来设置蒸发器处的制冷剂的目标蒸发温度，并且控制压缩机的转速，以便将制冷剂的蒸发温度设置为等于蒸发器处的目标蒸发温度。

本发明的第四方面在于上述冷却设备，其中所述控制装置基于由冷却状态传感器检测到的冷却空间的温度、并且依照随冷却空间温度的升高而升高的关系来设置蒸发器处的制冷剂的目标蒸发温度。

本发明的第五方面在于上述冷却设备，其中所述控制装置依照以下关系来设置目标蒸发温度，所述关系为：在由冷却状态传感器检测到的冷却空间的高温区域中、随着冷却空间温度的变化来减小其变化，而在冷却空间低温区域中、随着冷却空间温度的变化来增大其变化。

本发明的第六方面在于上述冷却设备，其还包括用于检测外部气温的外部气温传感器，其中当外部气温传感器检测到的外部气温较高时，所述控制装置校正所述目标蒸发温度使其升高。

本发明的第七方面在于上述冷却设备，其中所述控制装置基于外部气温将目标蒸发温度校正在由冷却状态传感器检测出的冷却空间的高温范围中。

附图说明

图1是依照本发明的冷却设备的制冷回路图；

图2是示出了本发明的冷却设备中压缩机的转速、高压侧压力、制冷器主体的室内温度以及制冷剂蒸发温度方面的变化的视图；

图3是示出了由本发明的冷却设备的控制装置控制的压缩机的转速控制流程图；

图4是示出了在启动时、压缩机的转速以及高压侧压力变化的视图；

图5是示出了本发明的冷却设备中压缩机的外部气温和最高转速之间的关系的视图；

图6是示出了本发明的冷却设备中每一外部气温处的目标蒸发温度和室内温度之间的关系的视图；以及

图7是示出了本发明冷却设备的室内温度变化的视图。

具体实施方式

接下来，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。图1的冷却设备110包括冷凝单元100以及成为冷却器主体的制冷器主体105。本实施例的冷却设备110例如是安装在商店的陈列柜。由此，制冷器主体105由陈列柜的绝热壁构成。

所述冷凝单元100包括压缩机10、气体冷却器(冷凝器)40、毛细管58等等，以及包括经由导管连接到制冷器主体105(稍后描述)的蒸发器92。压缩机10、气体冷却器40和毛细管58连同蒸发器92构成预定的制冷回路。

也就是说，压缩机10的制冷剂排料管24与气体冷却器40的进口相连。这里，依照本实施例，压缩机10是内部中间压力型的多级(两级)压缩型回转式压缩机，其使用二氧化碳(CO₂)作为制冷剂。压缩机10包括作为驱动元件设置在密封容器(未示出)中的电气元件，以及包括由所述电气元件驱动的第一和第二旋转压缩元件(第一和第二级)。

在附图中，参考标记20表示受压缩机10的第一旋转压缩元件压缩的制冷剂导入管，用于将制冷剂首先从密封容器中排放出去，然后将制冷剂导入第二旋转压缩元件中。制冷剂导入管20的一端与第二旋转压缩元件的气缸(未示出)相连。制冷剂导入管20的另一端经由设置在气体冷却器40(稍后描述)中的中间冷却回路35与密封容器的内部连通。

在附图中，参考标记22表示制冷剂导入管，用于将制冷剂导入压缩机10的第一旋转压缩元件的气缸(未示出)中。制冷剂导入管22的一端与第一旋转压缩元件的气缸(未示出)相连。制冷剂导入管22的另一端与过滤器56的一端相连。所述过滤器56吸收并且过滤外来杂物，诸如过滤混入制冷回路中循环的制冷气体中的灰尘或者碎片，并且包括在其另一端面上形成的开口以及从所述开口开始朝向其一个端面逐渐变细的大致圆锥形状的滤机(未示出)。以这样一种方式来安装滤机的开口，即：将其焊接到与过滤器56另一端相连的制冷剂导管28上。

另外，制冷剂排料管24是用于将第二旋转压缩元件压缩的制冷剂排放到气体冷却器40中的制冷剂导管。

气体冷却器40包括制冷剂导管以及在制冷剂导管中热交换地设置的热交换叶片。制冷剂导管24是连通的，并且与气体冷却器40的制冷剂导管的进口端相连。将外部气温传感器74作为温度传感器设置在气体冷却器40中，以便检测外部气温。外部气温传感器74与作为冷凝单元100的控制装置的微型计算机80(稍后描述)相连。

与组成气体冷却器40的制冷剂导管的外侧相连的制冷剂导管26穿过内部热交换器50。所述内部热交换器50将从气体冷却器40排放的来自于第二旋转压缩元件的高压侧的制冷剂、与从设置在制冷器主体105中的蒸发器92排放的低压侧的制冷剂进行热交换。将穿过内部热交换器50高压侧的制冷剂导管26与上述操作类似地穿过过滤器54到达作为阻隔装置的毛细管53。

制冷器主体105的制冷剂导管94的一端由作为连接装置的铁模锁扣接头(swage locking joint)可拆卸地与冷凝单元100的制冷剂导管26相连。

同时，类似于上述操作，与过滤器56另一端相连的制冷剂导管28由作为连接装置的铁模锁扣接头、可拆卸地与制冷剂导管94相连，所述制冷剂导管28穿过内部热交换器50，连接于制冷器主体105的制冷剂导管94的另一端。

制冷剂排料管24包括被设置以检测从压缩机10排放的制冷气体温度的排料温度传感器70，以及被设置以检测制冷气体压力的高压开关72。将这些部件与微型计算机80相连。

出自毛细管58的制冷剂导管26包括制冷剂温度传感器76，其被设置以便检测出自毛细管58的制冷剂温度。也将此部件与微型计算机80相连。此外，在制冷剂导管28的内部热交换器50的进口端上，设置回返温度传感器78以检测出自制冷器主体105的蒸发器92的制冷剂温度。也将此回返温度传感器78与微型计算机80相连。

参考标记40F表示风扇，所述风扇用于给气体冷却器40通风以便利用空气使其冷却。参考标记92F表示风扇，此风扇用于使与设置在制冷器主体105的管道(未示出)中的蒸发器92进行热交换的冷却物流通，其中所述管道是待由蒸发器92冷却的空间。参考标记65表示用于检测压缩机10的电气元件的激励电流以便控制运行的电流传感器。将风扇40F和电流传感器65与冷凝单元100的微型计算机80相连，同时将风扇92F与制冷器主体105的控制装置90(稍后描述)相连。

这里，微型计算机80是用于控制冷凝单元100的控制装置。来自于排料温度传感器70、高压开关72、外部气温传感器74、制冷剂温度传感器76、回返温度传感器78、电流传感器65、设置在制冷器主体105中的室91(稍后描述)内的温度传感器以及作为制冷器主体105的控制装置的控制装置90的信号线，与微型计算机80的输入端相连。根据这些输入，微型计算机80控制通过反相器衬底(invertersubstrate)(未示出，连接到微型计算机80的输出端)与输出端相连的压缩机10的转速，并且控制风扇40F的运行。

制冷器主体105的控制装置90包括被设置在室91内以检测室内温度的温度传感器，被设置以控制室内温度的温度控制刻度盘，被设置以停止压缩机10的功能等等。根据这些输出，控制装置90控制风扇92F，并且经由信号线向冷凝单元100的微型计算机80发送ON/OFF信号。

作为冷却设备110的制冷剂，考虑到全球环境、可燃性、毒性等等因素，使用了作为天然制冷剂的上述二氧化碳(CO₂)。对于作为润滑油的油来说，例如使用了诸如矿物油、烷基苯油、醚油、酯油或者聚二醇(PGA)之类的现有的油。

制冷器主体105整个由绝热壁构成，并且作为待冷却的空间的室以绝热壁构成。将所述管道与绝热壁中的室隔开。将蒸发器92以及风扇92F安装在所述管道中。蒸发器92包括用于热交换的弯曲形状的制冷剂导管94以及风扇(未示出)。如上所述，将制冷剂导管94的两端通过铁模锁扣接头(未示出)可拆卸地连接到冷凝单元100的制冷剂导管26、28上。

接下来，将参照图2到7来说明依照上述方式构成的本发明的冷却设备110的操作。图2是示出了压缩机10的转速、高压侧的压力、制冷器主体105的室内温度以及蒸发器92中的制冷剂的蒸发温度变化的视图。图3是示出了微型计算机80的控制操作的流程图。

(1)启动压缩机控制

当打开设置在制冷器主体105中的启动开关(未示出)、或者将制冷器主体105的电源插座与电源引出线相连时，向微型计算机80供电(图3的步骤S1)以便在步骤S2中输入初始设定。

在初始设定中，初始化反相器衬底以便启动程序。当启动所述程序时，在步骤S3中，微型计算机80读取来自于ROM的不同函数或者常量。在步骤S3中从ROM进行读取的过程中，读出不同于压缩机10的最高转速的转速信息以及计算最高转速所需的参数(稍后描述)(图3的步骤S13)。

在完成图3的步骤S3、即从ROM中进行读取的操作之后，微型计算机80前进到步骤S4，以读取排料温度传感器70、外部气温传感器74、制冷剂温度传感器76、回返温度传感器78等等的传感器信息，以及读取压力开关72、反相器等等的控制信号。接下来，微型计算机80进入步骤S5的异常确定步骤。

在步骤S5中，微型计算机80确定压力开关72的打开/关闭、每个传感器检测到的温度、电流的异常等等。这里，如果在每个检测器或者电流值中发现异常，或者如果压力开关72关闭，那么微型计算机80前进到步骤S6以点亮预定的LED(用于通知出现异常的灯)，并且当压缩机10正在运行时停止其运行。顺便提及，压力开关72可以感知高压侧压力的异常增加。当通过制冷剂排料管24的制冷剂压力例如变成13.5MPaG或者更高时，关闭所述开关，而当所述压力变成9.5MPaG或者更低时，打开该开关。

由此，当在步骤S6中通知出现异常时，微型计算机80待机一定时间，然后返回到步骤S1以重复上述的操作。

反之，如果在每个传感器检测到的温度、电流值等等中没有识别出异常，并且如果在步骤S5中压力开关72是打开的话，那么微型计算机80前进到步骤S7以进入除霜确定(defrosting determination)过程(稍后描述)。这里，如果确定需要对蒸发器92进行除霜，那么微型计算机80前进到步骤S8以便停止压缩机10的运行，并且重复步骤S4到步骤S9的操作，直到在步骤S9中确定完成了除霜。

反之，如果在步骤S7中确定不需要对蒸发器92进行除霜，或者如果在步骤S9中确定除霜已完成，那么微型计算机80前进到步骤S10以便计算压缩机10的转速保持时间。

(2)压缩机启动的转速保持控制

这里，压缩机10的转速保持指的是当微型计算机80在一预定时间内保持低于启动时最低转速的转速时、压缩机10的运行。也就是说，微型计算机80将目标转速设置在正常运转期间、于计算步骤S13(稍后描述)的最高转速计算过程中获得的最高转速(MaxHz)和在步骤S3中预先读取的最低转速的范围内，以此来运行压缩机10。然而在启动时，在达到最低转速以运行压缩机10以前(图2的状态(1))，微型计算机80在一预定时间内保持低于最低转速的转速。

例如，如果在图3的步骤S3中从ROM读取了最低转速，那么微型计算机80在一预定时间内保持等于/低于30Hz的90％的转速(依照本实施例为25Hz)来运行压缩机10。

将参照图4详细说明上述状态。如果以不同于传统的方式使微型计算机80以30Hz启动压缩机10的运行，其中30Hz是没有在一预定时间内保持低于最低转速的最低转速，那么如图4所示，高压侧的压力在启动时会突然升高，并且在最坏的情况下，存在超过设置在制冷回路中的装置、导管的设计压力(经受压力的极限)的担心。假定将最低转速预置为30Hz或者更低来运行压缩机10，那样的话，如果在运行期间转速低于30Hz，那么就会出现在压缩机10生成的噪声或者振动方面急剧增加的问题。

然而，如果在压缩机10的转速到达预定转速以前、微型计算机80通过在一预定时间内保持低于最低转速的转速(25Hz)来运行压缩机10，那么如图4的实线所示，在启动时能够防止高压侧压力的异常增加。

另外，由于转速在运行期间决不会低于30Hz，所以甚至能够抑制来自于压缩机10的噪声或者振动。

此外，根据制冷器主体105的室内温度来判定转速的保持时间，所述室内温度是在步骤S10中待由蒸发器92冷却的空间的温度。也就是说，依照本实施例，如果由作为冷却状态传感器的室91中的温度传感器检测出的室内温度等于/低于+20℃，那么微型计算机80例如通过使压缩机10将其转速保持在25Hz达30秒之久来运行压缩机10，然后将转速提高到最低转速(30Hz)(图3中的状态(2))。换言之，如果制冷器主体105的室内温度等于/低于+20℃，那么蒸发器中温度较低，并且存在许多制冷剂。由此，即便不将保持时间设定得很长，也可以防止高压侧压力的异常增加以便缩短保持时间。据此，由于能够在短时间内、根据最高以及最低转速来转入正常转速控制，所以可以很快地冷却制冷器主体105的室。

因此，在尽可能地抑制制冷器主体105中冷却效率降低的同时，能够防止高压侧压力的异常增加。

另一方面，如果室91中的温度传感器检测出室内温度高于+20℃，那么微型计算机80运行压缩机10使其转速保持在25Hz到10秒之久，然后将转速提高到最低转速。如果制冷器主体105的室内温度高于+20℃，那么在制冷周期中状态是不稳定的，并且高压侧的压力容易升高。换言之，如果如上所述，保持时间是30秒，那么转速的保持时间太短，以至于无法防止高压侧压力的异常增加。由此，通过将保持时间扩大到10分钟，能够安全地防止高压侧压力的异常增加，并且能够保证稳定运行状态。

因此，在启动压缩机之后，在达到最低转速以前，微型计算机80通过在一预定时间内使其转速保持在25Hz来运行压缩机，并且根据制冷器主体105的室内温度来正确地改变保持时间，借此可以有效地防止高压侧压力的异常增加，并且可以提高冷却设备110的可靠性以及性能。

如上所述地在图3的步骤S10中、根据室内温度计算压缩机10的转速保持时间之后，在步骤S11中，微型计算机80启动压缩机10。然后，将到目前为止的运行时间与步骤S10中计算的保持时间进行比较。如果从启动压缩机10开始的运行时间短于步骤S10中计算的保持时间，那么过程前进到步骤S12。这里，微型计算机80将25Hz的上述启动时间Hz设置为等于压缩机10的目标转速，并且前进到步骤S20。随后，在步骤S20中，压缩机10通过反相器衬底以25Hz的转速运行，如稍后所描述的那样。

也就是说，当以上述转速启动压缩机10的电气元件时，将制冷剂吸进压缩机10的第一旋转压缩元件以待压缩，然后将其排放到密封容器中。排放到密封容器中的制冷气体进入制冷剂导入管20，并且从压缩机10出去以流入中间冷却回路35。当穿过气体冷却器40的时候，中间冷却回路35通过气冷系统进行散热。

据此，由于可以冷却吸进第二旋转压缩元件的制冷剂，所以可以在密封容器中抑制温度升高，并且可以提高第二旋转压缩元件的压缩效率。此外，能够抑制由第二旋转压缩元件压缩的待排放的制冷剂的温度升高。

然后，将中间压力的冷却的制冷气体吸进压缩机10的第二旋转压缩元件，使其经受第二级的压缩以便成为高压高温的制冷气体，并且经由制冷剂排料管24排放到外面。此时，已经将制冷剂压缩到适当的超临界压力。从制冷剂排料管24排放的制冷气体流入气体冷却器40，通过气冷系统在其中进行散热，然后穿过内部热交换器50。通过那里的低压侧的制冷剂来去除制冷剂的热量，以便进行进一步的冷却。

由于存在内部热交换器50，所以自气体冷却器40排出的制冷剂的热量、穿过内部热交换器50通过低压侧制冷剂得以去除，并且由此将制冷剂的过冷度增大了相应的量。因此，可以提高蒸发器92的冷却效率。

通过内部热交换器50冷却的高压侧制冷气体经由过滤器54到达毛细管58。在毛细管58中降低制冷剂的压力，然后穿过铁模锁扣接头(未示出)，以便从制冷器主体105的制冷剂导管94流入蒸发器92。制冷剂在那里蒸发，并且从外界空气中吸入热量，以便显示出冷却功能，由此冷却制冷器主体105的室。

随后，出自蒸发器92的制冷剂、从制冷剂导管94经由铁模锁扣接头(未示出)流入冷凝单元100的制冷剂导管26，并且到达内部热交换器50。在那里将热量从高压侧的制冷剂中去除，并且使制冷剂经受加热操作。这里，由蒸发器92蒸发的制冷剂在温度上变低，并且不完全以气态、而是以与液体混合的状态从其中排放。然而，使制冷剂穿过内部热交换器50以便与高压侧的制冷剂进行热交换，并且由此加热所述制冷剂。此时，保证制冷剂因过热程度而完全成为气体。

据此，由于在没有在低压侧设置储能器的情况下、出自蒸发器92的制冷剂可以安全地得以气化，因此能够安全地防止吸进压缩机10的液体制冷剂返回，并且防止液态压缩带给压缩机10的损坏问题。因此，能够提高冷却设备110的可靠性。

顺便提及，由内部热交换器50加热的制冷剂，重复穿过过滤器56以便从制冷剂导入管22吸入压缩机10的第一旋转压缩元件的周期。

(3)根据外部气温控制压缩机最高转速的变化

当时间从启动开始度过时，并且在步骤S11中当运行时间到目前为止达到在图3的步骤S10中计算的保持时间时，微型计算机80将压缩机10的转速提高到最低转速(30Hz)(图3中的状态(2))。然后，微型计算机80从步骤S10进入到步骤S13，以便计算最高转速(MaxHz)。此最高转速根据外部气温传感器74检测出的外部气温来计算。

也就是说，如果由外部气温传感器74检测出的外部气温较高，那么微型计算机80降低压缩机10的最高转速，而如果外部气温较低，那么提高其最高转速。在如图5所示的预置上下限值的范围内(依照本实施例分别是45Hz和30Hz)来计算最高转速。当外部气温提高时，将此最高转速以线性泛函方式降低，而当外部气温降低时，以相同的方式增加，如图5所示。

如果外部气温较高，那么在制冷回路中循环的制冷剂温度变高，由此引起高压侧压力易于异常增加。由此，通过将最高转速设定得较低，能够尽可能地防止高压侧压力的异常增加。另一方面，如果外部气温较低，那么降低制冷回路中循环的制冷剂温度，以便使高压侧的压力难于异常增加。由此，能够将最高转速设定得较高。

因此，由于通过将最高转速设定为高压侧压力难以异常增加的值、以使目标转速(稍后描述)变成等于/低于最高转速，所以能够有效地防止高压侧压力的异常增加。

(4)蒸发器处的目标蒸发温度控制

在如上所述那样在图3的步骤S13中判定最高转速之后，微型计算机80前进到步骤S14，以便计算目标蒸发温度Teva。微型计算机80根据由室91中的温度传感器检测出的制冷器主体105的室内温度、预置蒸发器92处的制冷剂的目标蒸发温度，并且将目标转速设定在压缩机10的最高和最低转速范围内，以便使流入蒸发器92的制冷剂的蒸发温度可以是目标蒸发温度，由此运行压缩机10。

然后，微型计算机80根据由室91中的温度传感器检测出的室内温度、依照随室内温度的升高而升高的关系来设定蒸发器92处的制冷剂的目标蒸发温度。在步骤S15中执行在该情况下的目标蒸发温度Teva的计算。

也就是说，将由两个等式：Tya＝Tx×0.35-8.5和Tyc＝Tx×0.2-6+z计算的Tya和Tyc，较小数值设置为目标蒸发温度Teva。顺便提及，在所述等式中，Tx表示由室91中的温度传感器检测出的室内温度(其中一个下标表示作为待冷却的空间的室内冷却状态)，而z表示从由外部气温传感器74检测出的外部气温Tr中减去32(度)获得的值(z＝Tr(外部气温)-32)。

图6示出了在该情况下、在由外部气温传感器74检测出的外部气温Tr的+32℃、+35℃和+41℃处的目标蒸发温度Teva的变化。如图6所示，在室内温度变化之后、由上述等式设定的目标蒸发温度的变化在室内高温Tx的区域中较小，而室内温度变化之后、目标蒸发温度Teva的变化在室内低温Tx的区域中较大。

也就是说，如果由外部气温传感器74检测出的外部气温Tr较高，那么微型计算机80向高来校正目标蒸发温度Teva，并且根据室91中的温度传感器检测出的冷却空间的高温区域中的外部气温来校正所述目标蒸发温度Teva。现在，描述当外部气温是+32℃时的目标蒸发温度Teva。当室内温度是+7℃或者更高时，随着室内温度的下降，伴随而来的是目标蒸发温度Teva的相对缓慢的降低。当室内温度低于+7℃时，随着室内温度的下降，伴随而来的是目标蒸发温度Teva的突然降低。也就是说，流入制冷回路的制冷剂在室内高温状态中不稳定。由此，通过将目标蒸发温度Teva设置为相对高、能够防止高压侧压力的异常增加。

在室内低温状态中，流入制冷回路的制冷剂状态变得稳定。由此，通过将目标蒸发温度Teva设置为相对低，可以很快地冷却制冷器主体105的室。因此，在除霜之后、在重启等等过程中，能够很快地降低制冷器主体105的室内温度，并且能够将其中放置的物品温度维持在适当的值。

在通过上述等式计算了目标蒸发温度Teva之后，微型计算机80前进到步骤S14，以便比较当前蒸发温度与目标蒸发温度Teva。如果当前蒸发温度低于目标蒸发温度Teva，那么在步骤S16中降低压缩机10的转速。如果当前蒸发温度高于目标蒸发温度Teva，那么在步骤S17中提高压缩机10的转速。接下来，在步骤S18中，微型计算机80确定在步骤S13中判定的最高和最低转速的范围，并且确定在步骤S16或者S17中提高/降低的转速。

这里，如果在步骤S16或者S17中提高/降低的转速在最高和最低转速的范围之内，那么将转速设置为目标转速。如上所述，在步骤S20中，由反相器衬底以目标转速来运行压缩机10。

另一方面，如果在步骤S16或者S17中提高/降低的转速超过最高和最低转速范围之外，那么微型计算机80前进到步骤S19，根据在步骤S16或者S17中提高/降低的转速来进行调节，以便实现在最高和最低转速范围内的最佳转速，将调节了的转速设定为目标转速，并且在步骤S20中以目标转速来运行压缩机10的电气元件。此后，过程返回到步骤S4以重复后面的步骤。

顺便提及，当切断设置在制冷器主体105中的启动开关(未示出)、或者将电源插头从其电源插座中取出时，停止微型计算机80的通电(图3的步骤S21)，并且由此完成程序(步骤S22)。

(5)蒸发器的除霜控制

同时，当充分冷却制冷器主体105的室以便将室内温度降低到所设定的下限(+3℃)时，制冷器主体105的控制装置90向微型计算机80发送压缩机10的OFF信号。当接收到OFF信号时，微型计算机80在图3的步骤S7的除霜确定过程中确定启动除霜，前进到步骤S8以便停止压缩机10的运行，并且启动蒸发器92的除霜(OFF周期除霜)。

在停止压缩机10之后，当制冷器主体105的室内温度达到所设定的上限(+7℃)时，制冷器主体105的控制装置90向微型计算机80的压缩机10发送ON信号。当接收到ON信号时，微型计算机80确定在步骤S9中完成除霜，并且前进到步骤S10，并且之后如上所述的恢复压缩机10的运行。

(6)压缩机的强制停止

这里，如果压缩机10已经连续运行了一预定时间之后，那么微型计算机80在图3的除霜确定步骤S7中确定启动除霜，前进到步骤S8以便强制地停止压缩机10的运行，然后启动蒸发器92的除霜。另外，根据由室91中的温度传感器检测出的微型计算机105的室内温度、改变用于停止压缩机10的压缩机连续运行时间。在该情况下，随着室内温度的降低，微型计算机80将用于停止压缩机10的压缩机连续运行时间设定得越短。

特殊的理由在于：如果制冷器主体105的室内温度较低，例如是+10℃，那么存在放置在制冷器主体105中的物品会冻结的担忧。由此，依照本实施例，如果压缩机10连续地运行了例如30分钟，同时室内温度是+10℃或者更低，那么能够通过强制地停止其运行来防止放置在室内的物品的冻结问题。

当制冷器主体105的室内温度达到所设定的上限(+7℃)时，制冷器主体105的控制装置90向微型计算机80发送压缩机10的ON信号。由此，与先前的情况相同，微型计算机80恢复压缩机10的运行(图3的步骤S9)。

另一方面，如果已经在一预定时间内、以例如高于+10℃的室内温度来运行压缩机10，那么微型计算机80停止其运行。这是因为，如果将压缩机10连续地运行很长一段时间，在蒸发器92中会出现霜，并且穿过蒸发器92的制冷剂无法与外界空气进行热交换，由此引起了无法充分冷却制冷器主体105室的担忧。由此，例如，如果将压缩机10以高于+10℃到20℃或者更低范围的室内温度连续地运行10小时或更多，或者以高于20℃的室内温度连续地运行20小时或更多，那么微型计算机80在步骤S7的除霜确定过程中确定启动除霜，并且强制地停止压缩机10的运行，以在步骤S8中执行蒸发器92的除霜。

将参考图7描述此状态。在图7中，虚线表示在这样一种情况下、当不停止压缩机10的运行以执行除霜时的室内温度方面的变化，所述情况为：以高于+10℃但等于/低于20℃的室内温度连续运行压缩机10达10小时或更长时间，其中所述温度由室91中的温度传感器检测。实线表示在这样一种情况下、当停止压缩机10的运行以执行除霜时的室内温度方面的变化，所述情况为：以高于+10℃但等于/低于+20℃的室内温度连续运行压缩机10达10小时或更长时间。

如图7所示，在将压缩机10以高于+10℃但等于/低于+20℃的室内温度连续运行10小时或更长时间的情况下，可以通过强制地停止压缩机10来对蒸发器92进行除霜。与不停止压缩机10来执行除霜的情况相比较，可以提高除霜之后蒸发器92中的制冷剂的热交换效率，并且可以及早达到室内的目标温度。由此，能够提高冷却效率。

此外，随着制冷器主体105的室内温度的降低，将用于停止它的压缩机10的连续运行时间设定得越短。由此，能够防止当室内温度较低时、放置在其中的物品的冻结，同时如上所述，除霜之后提高了蒸发器92中的制冷剂的热交换效率。

(7)控制压缩机最高转速的提高

接下来，如果由室91中的温度传感器检测出制冷器主体105的室内温度较低，那么微型计算机80提高压缩机10的最高转速(MaxHz)。例如，当将制冷器主体105的室内温度降低到+20℃时，微型计算机80轻徽地提高最高转速(例如4Hz)以便运行压缩机10(图2的状态(3))。也就是说，除上述根据外部气温控制最高转速之外，当制冷器主体105的室内温度降低到+20℃时，微型计算机80将根据如上所述的由外部气温传感器74检测出的外部气温判定的最高转速提高到4Hz，以运行压缩机10。

当制冷器主体105的室内温度跌至+20℃或者更低时，低压侧的压力变低。据此，也降低高压侧的压力，以便稳定制冷回路中的制冷剂。如果在此状态中提高转速，即使当高压侧的压力轻徽地提高时，如图2的(4)所示，也能够防止超过高压侧的装置、导管等等的设计压力的异常增加问题。

另外，通过提高最高转速来提高制冷回路中循环的制冷剂量。由此，提高与蒸发器92中循环的空气进行热交换的制冷剂量，以便能够改进其冷却效率。因此，如图2的(5)中所示，还降低了蒸发器92中的制冷剂的蒸发温度，并且可以及早冷却制冷器主体105的室。

如上所述，微型计算机80根据外部气温传感器74检测出的外部气温来改变压缩机10的最高转速，并且当室91中的温度传感器检测出的制冷器主体105的室内温度降低到预定温度时，提高最高转速以运行压缩机10。由此，能够提高蒸发器92的冷却效率，同时防止高压侧压力的异常增加。

此外，由于可以及早冷却制冷器主体105的室，所以能够提高冷却设备110的性能。

依照本实施例，当制冷器主体105的室内温度降低到+20℃时，微型计算机80将最高转速提高到4Hz来运行压缩机10。然而，微型计算机80将最高转速提高到的温度、以及提高了的转速的数值不局限于上述值。人们可以根据冷却设备110的尺寸以及使用目的来适当地改变。

依照本实施例，微型计算机80根据室91中的温度传感器的输出来改变压缩机10的最高转速，所述温度传感器用于直接地检测制冷器主体105的室内温度。然而，不局限于此，微型计算机80可以例如根据温度传感器的输出来改变压缩机10的最高转速，其中所述温度传感器用于检测蒸发器92出口侧的制冷剂温度。在这种情况下，通过在蒸发器出口处使用用于过热程度控制的温度传感器，可以拆除室内的温度传感器，以便降低生产成本。

另外，微型计算机80可以根据用于检测放置在制冷器主体105中的物品温度的温度传感器的输出、来改变压缩机10的最高转速。在这种情况下，可以根据放置在制冷器主体105中的物品温度来执行严格的控制，借此能够提高控制精度。

依照本实施例，在以设定为+10℃或者更低的制冷器主体105的室内温度连续运行压缩机10长达30分钟或更长时间、在高于+10℃到+20℃或者更低范围的室内温度内连续运行10小时或更长时间、或者以高于+20℃的室内温度连续运行20小时或更长时间的情况下，微型计算机80强制地停止压缩机10的运行。然而，连续运行时间或者温度不局限于此。根据使用目的等等可以进行适当的改变。

依照本实施例，可以根据室91中的温度传感器的检测来改变连续运行时间，所述温度传感器用于直接地检测制冷器主体105的室内温度。然而，不局限于此，微型计算机80可以例如根据温度传感器的输出来改变连续运行时间，其中所述温度传感器用于检测蒸发器92出口侧的制冷剂温度。在这种情况下，通过在蒸发器出口处使用用于过热程度控制的温度传感器，可以拆除室内的温度传感器，以便降低生产成本。

另外，连续运行时间可以根据用于检测放置在制冷器主体105中的物品温度的温度传感器的输出来改变。在这种情况下，可以根据放置在制冷器主体105中的物品温度来执行严格的控制，借此能够提高控制精度。

此外，依照本实施例，冷却设备110是安装在商店中的陈列柜。然而不局限于此，本发明的冷却设备可以用作制冷器、自动售货机或者空调器。

如上文详细地描述，依照本发明，所述冷却设备包括用于在预定的最低和最高速度之间控制压缩机转速的控制装置，以及包括用于检测待由蒸发器冷却的空间的冷却状态的冷却状态传感器，其中所述蒸发器包括在制冷回路中。如果由冷却状态传感器检测的冷却空间的温度很低时，控制装置提高压缩机的最高转速。由此，能够提高蒸发器的冷却效率，同时防止高压侧的压力的异常增加。

因此，由于可以及早冷却待由蒸发器冷却的空间，所以能够提高冷却设备110的性能。

依照本发明，除上述内容之外，所述冷却设备还包括用于检测外部气温的外部气温传感器。当由外部气温传感器检测出的外部气温较高时，控制装置降低压缩机的最高转速，而当外部气温较低时，提高压缩机的最高转速。由此，能够有效地防止高压侧压力的异常增加。

依照本发明，所述冷却设备包括用于控制压缩机转速的控制装置，以及包括用于检测待由蒸发器冷却的空间的冷却状态的冷却状态传感器，其中所述蒸发器包括在制冷回路中。所述控制装置根据由冷却状态传感器检测出的冷却空间的温度来设定蒸发器处的制冷剂的目标蒸发温度，并且控制压缩机的转速，以便将制冷剂的蒸发温度设定为等于蒸发器处的目标蒸发温度。由此，例如根据由冷却状态传感器检测出的冷却空间的温度，控制装置依照随着冷却空间温度的升高而升高的关系来设定蒸发器中的制冷剂的目标蒸发温度，借此能够防止高压侧压力的异常增加。

因此，可以将压缩机的转速设置为光速，以提高冷却设备的可靠性以及性能。

依照本发明，所述控制装置依照以下关系来设置目标蒸发温度，所述关系为：在由冷却状态传感器检测到的冷却空间的高温区域中、伴随冷却空间温度的变化而减小其变化，而在冷却空间低温区域中、伴随冷却空间温度的变化而增大其变化。由此，能够提高冷却空间低温区域中的冷却效率，同时有效地防止了易于在其高温区出现的高压侧压力的异常增加。

此外，除上述内容之外，依照本发明，所述冷却设备还包括用于检测外部气温的外部气温传感器。当由外部气温传感器检测出的外部气温较高时，控制装置将目标蒸发温度校正为较高，并且根据外部气温、校正由冷却状态传感器检测出的冷却空间的高温区域中的目标蒸发温度。由此，能够实现更加精确的转速控制。

Claims (7)

1.一种冷却设备，包括：

制冷回路，包括能够控制转速的压缩机，并且使用二氧化碳作为制冷剂；

控制装置，用于将压缩机转速控制在预定的最低和最高速之间；

以及

冷却状态传感器，能够检测待由蒸发器冷却的空间的冷却状态，所述蒸发器包括在制冷回路中，

其中，如果冷却状态传感器检测出冷却空间的温度很低时，控制装置提高压缩机的最高转速。

2.如权利要求1所述的冷却设备，还包括用于检测外部气温的外部气温传感器，

其中，当由外部气温传感器检测出的外部气温较高时，控制装置提高压缩机的最高转速，而当外部气温较低时，降低压缩机的最高转速。

3.一种冷却设备，包括：

制冷回路，包括能够控制转速的压缩机，并且使用二氧化碳致冷剂；

控制装置，用于控制压缩机的转速；以及

冷却状态传感器，能够检测待由蒸发器冷却的空间的冷却状态，所述蒸发器包括在制冷回路中，

其中，所述控制装置根据由冷却状态传感器检测出的冷却空间的温度来设定蒸发器处的制冷剂的目标蒸发温度，并且控制压缩机的转速，以便将制冷剂的蒸发温度设定为等于蒸发器处的目标蒸发温度。

4.如权利要求3所述的冷却设备，

其中，所述控制装置根据由冷却状态传感器检测出的冷却空间的温度、并且依照随着冷却空间温度的升高而升高的关系来设置蒸发器处的制冷剂的目标蒸发温度。

5.如权利要求4所述的冷却设备，

其中所述控制装置依照以下关系来设置目标蒸发温度，所述关系为：在由冷却状态传感器检测到的冷却空间的高温区域中、伴随冷却空间温度的变化而减小其变化，而在冷却空间低温区域中、伴随冷却空间温度的变化而增大其变化。

6.如权利要求3到5任一项所述的冷却设备，还包括用于检测外部气温的外部气温传感器，

其中，当由外部气温传感器检测出的外部气温较高时，所述控制装置将目标蒸发温度校正为较高。

7.如权利要求6所述的冷却设备，

其中，所述控制装置根据外部气温、在由冷却状态传感器检测出的冷却空间的高温区域中校正目标蒸发温度。

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