JP2000105012A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低段側冷媒回路(2)と高段側冷媒回路(3)とが
カスケードコンデンサ(5)を介して接続された二元式の
冷凍装置において、低段側冷媒回路(2)に対する高段側
冷媒回路(3)の運転の追従性を高め、運転効率を向上す
る。 【解決手段】 低段側圧縮機(4)、カスケードコンデン
サ(5)、低段側レシーバ(6)、感温式膨張弁から成る低段
側膨張弁(7)、及び蒸発器(8)を順に接続して構成された
低段側冷媒回路(2)を備える。高段側圧縮機(9)、凝縮器
(10)、高段側レシーバ(11)、電動膨張弁から成る高段側
膨張弁(12)、及びカスケードコンデンサ(5)を順に接続
して構成された高段側冷媒回路(3)を備える。低段側冷
媒回路(2)の高圧圧力を検出する高圧センサ(SPH2)の検
出圧力が所定の目標高圧になるように、高段側膨張弁(1
2)の開度を調節する。
カスケードコンデンサ(5)を介して接続された二元式の
冷凍装置において、低段側冷媒回路(2)に対する高段側
冷媒回路(3)の運転の追従性を高め、運転効率を向上す
る。 【解決手段】 低段側圧縮機(4)、カスケードコンデン
サ(5)、低段側レシーバ(6)、感温式膨張弁から成る低段
側膨張弁(7)、及び蒸発器(8)を順に接続して構成された
低段側冷媒回路(2)を備える。高段側圧縮機(9)、凝縮器
(10)、高段側レシーバ(11)、電動膨張弁から成る高段側
膨張弁(12)、及びカスケードコンデンサ(5)を順に接続
して構成された高段側冷媒回路(3)を備える。低段側冷
媒回路(2)の高圧圧力を検出する高圧センサ(SPH2)の検
出圧力が所定の目標高圧になるように、高段側膨張弁(1
2)の開度を調節する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に係り、
特に、低段側冷媒回路と高段側冷媒回路とを備えた二元
式の冷凍装置に関する。
特に、低段側冷媒回路と高段側冷媒回路とを備えた二元
式の冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、低温倉庫用の冷凍装置や熱衝
撃試験装置等として、二元式の冷凍装置が利用されてい
る。二元式冷凍装置は、例えば特開平９−２１０５１５
号公報に開示されているように、低段側冷媒回路と高段
側冷媒回路とがカスケードコンデンサを介して接続され
て成る。
撃試験装置等として、二元式の冷凍装置が利用されてい
る。二元式冷凍装置は、例えば特開平９−２１０５１５
号公報に開示されているように、低段側冷媒回路と高段
側冷媒回路とがカスケードコンデンサを介して接続され
て成る。
【０００３】図１３を参照しながら、従来の二元式冷凍
装置(200)を説明する。低段側冷媒回路(202)は、低段側
圧縮機(207)、カスケードコンデンサ(206)、低段側レシ
ーバ(208)、低段側膨張弁(204)、及び蒸発器(209)が順
に接続されて成り、高段側冷媒回路(203)は、高段側圧
縮機(210)、凝縮器(212)、高段側レシーバ(211)、高段
側膨張弁(205)、及びカスケードコンデンサ(206)が順に
接続されて成る。そして、従来の二元式冷凍装置(200)
では、高段側冷媒回路(203)及び低段側冷媒回路(202)の
各膨張弁(204),(205)はいずれも、感温式温度自動膨張
弁（以下、感温膨張弁という）で構成されていた。ま
た、カスケードコンデンサ(206)は、二重管式熱交換器
で構成されていた。
装置(200)を説明する。低段側冷媒回路(202)は、低段側
圧縮機(207)、カスケードコンデンサ(206)、低段側レシ
ーバ(208)、低段側膨張弁(204)、及び蒸発器(209)が順
に接続されて成り、高段側冷媒回路(203)は、高段側圧
縮機(210)、凝縮器(212)、高段側レシーバ(211)、高段
側膨張弁(205)、及びカスケードコンデンサ(206)が順に
接続されて成る。そして、従来の二元式冷凍装置(200)
では、高段側冷媒回路(203)及び低段側冷媒回路(202)の
各膨張弁(204),(205)はいずれも、感温式温度自動膨張
弁（以下、感温膨張弁という）で構成されていた。ま
た、カスケードコンデンサ(206)は、二重管式熱交換器
で構成されていた。
【０００４】高段側冷媒回路(203)では、高段側圧縮機
(210)から吐出された高段側冷媒は凝縮器(212)で凝縮
し、高段側膨張弁(205)で減圧され、カスケードコンデ
ンサ(206)内で蒸発して、高段側圧縮機(210)に戻る循環
動作を行う。一方、低段側冷媒回路(202)では、低段側
圧縮機(207)から吐出された低段側冷媒は、カスケード
コンデンサ(206)内で凝縮して高段側冷媒から冷熱を回
収し、低段側膨張弁(204)で減圧した後、蒸発器(209)で
蒸発して被冷却媒体（空気等）を冷却し、低段側圧縮機
(207)に戻る循環動作を行う。
(210)から吐出された高段側冷媒は凝縮器(212)で凝縮
し、高段側膨張弁(205)で減圧され、カスケードコンデ
ンサ(206)内で蒸発して、高段側圧縮機(210)に戻る循環
動作を行う。一方、低段側冷媒回路(202)では、低段側
圧縮機(207)から吐出された低段側冷媒は、カスケード
コンデンサ(206)内で凝縮して高段側冷媒から冷熱を回
収し、低段側膨張弁(204)で減圧した後、蒸発器(209)で
蒸発して被冷却媒体（空気等）を冷却し、低段側圧縮機
(207)に戻る循環動作を行う。
【０００５】ところで、装置(200)の起動時において、
カスケードコンデンサ(206)内の温度が低段側冷媒の所
定の凝縮温度にまで冷えていないことがある。例えば、
装置(200)を長時間停止していたときは、カスケードコ
ンデンサ(206)内の温度は常温付近にまで上昇してい
る。そのため、高段側圧縮機(210)及び低段側圧縮機(20
7)を同時に起動すると、低段側冷媒回路(202)の高圧圧
力が過上昇し、装置(200)の状態は正常であるにも拘わ
らず、高圧スイッチ等の保護装置が作動してしまうこと
がある。そこで、通常は、このような保護装置の意図し
ない動作を防止するため、低段側圧縮機(207)の起動に
先立って高段側圧縮機(210)を起動し、一定時間の経過
後に低段側圧縮機(207)を起動することとしている。
カスケードコンデンサ(206)内の温度が低段側冷媒の所
定の凝縮温度にまで冷えていないことがある。例えば、
装置(200)を長時間停止していたときは、カスケードコ
ンデンサ(206)内の温度は常温付近にまで上昇してい
る。そのため、高段側圧縮機(210)及び低段側圧縮機(20
7)を同時に起動すると、低段側冷媒回路(202)の高圧圧
力が過上昇し、装置(200)の状態は正常であるにも拘わ
らず、高圧スイッチ等の保護装置が作動してしまうこと
がある。そこで、通常は、このような保護装置の意図し
ない動作を防止するため、低段側圧縮機(207)の起動に
先立って高段側圧縮機(210)を起動し、一定時間の経過
後に低段側圧縮機(207)を起動することとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】二元式の冷凍装置で
は、主に低段側冷媒回路(202)の運転状態に依存してそ
の性能が定まるため、低段側冷媒回路(202)の高圧圧力
を安定させることが重要である。しかし、従来の二元冷
凍装置では、高段側冷媒回路(203)に感温膨張弁(205)を
用いているため、高段側圧縮機(210)を起動させてから
カスケードコンデンサ(206)の出口における高段側冷媒
の過熱度が安定するまでに相当の時間（例えば、５分程
度）が必要となり、たとえ低段側圧縮機(207)を一定時
間遅らせて始動しても、急激な負荷上昇に感温膨張弁(2
05)が追従できず、低段側冷媒回路(202)の保護装置が作
動してしまうという課題があった。
は、主に低段側冷媒回路(202)の運転状態に依存してそ
の性能が定まるため、低段側冷媒回路(202)の高圧圧力
を安定させることが重要である。しかし、従来の二元冷
凍装置では、高段側冷媒回路(203)に感温膨張弁(205)を
用いているため、高段側圧縮機(210)を起動させてから
カスケードコンデンサ(206)の出口における高段側冷媒
の過熱度が安定するまでに相当の時間（例えば、５分程
度）が必要となり、たとえ低段側圧縮機(207)を一定時
間遅らせて始動しても、急激な負荷上昇に感温膨張弁(2
05)が追従できず、低段側冷媒回路(202)の保護装置が作
動してしまうという課題があった。
【０００７】特に、複数台の低段側圧縮機を有する複数
系統の低段側冷媒回路を備えたいわゆるマルチシステム
の場合、低段側圧縮機の起動台数を変化させると、高段
側冷媒回路(203)の感温膨張弁(205)が低段側冷媒回路の
負荷変動に追従できず、低段側冷媒回路の保護装置が作
動しやすかった。
系統の低段側冷媒回路を備えたいわゆるマルチシステム
の場合、低段側圧縮機の起動台数を変化させると、高段
側冷媒回路(203)の感温膨張弁(205)が低段側冷媒回路の
負荷変動に追従できず、低段側冷媒回路の保護装置が作
動しやすかった。
【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、低段側冷媒回路に対
する高段側冷媒回路の運転の追従性を向上することにあ
る。
であり、その目的とするところは、低段側冷媒回路に対
する高段側冷媒回路の運転の追従性を向上することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、高段側冷媒回路の膨張機構に電動膨張弁
を用い、当該電動膨張弁を低段側冷媒回路の高圧圧力が
目標高圧になるように制御することとした。つまり、高
段側冷媒回路の膨張機構を低段側冷媒回路の状態に基づ
いて制御することとした。
に、本発明は、高段側冷媒回路の膨張機構に電動膨張弁
を用い、当該電動膨張弁を低段側冷媒回路の高圧圧力が
目標高圧になるように制御することとした。つまり、高
段側冷媒回路の膨張機構を低段側冷媒回路の状態に基づ
いて制御することとした。
【００１０】具体的には、第１の発明は、冷凍装置であ
って、高段側圧縮機(9,18,121)、凝縮器(10,122)、電動
膨張弁(12,EVL1,EVL2)及び冷媒熱交換器(5,111A,111B)
を順に接続して成る高段側冷媒回路(3,120)と、低段側
圧縮機(4,31A,31B,131A,131B)、上記冷媒熱交換器(5,11
1A,111B)、膨張機構(7,EV21)及び蒸発器(8,50)を順に接
続して成る低段側冷媒回路(2,103A,103B)と、上記低段
側冷媒回路(2,103A,103B)に設けられ、該低段側冷媒回
路(2,103A,103B)の高圧圧力を検出する高圧圧力検出手
段(SPH2)と、上記高圧圧力検出手段(SPH2)の検出圧力が
所定の目標高圧になるように上記高段側冷媒回路(2,12
0)の上記電動膨張弁(12,EVL1,EVL2)を制御する膨張弁制
御手段(16)とを備えていることとしたものである。
って、高段側圧縮機(9,18,121)、凝縮器(10,122)、電動
膨張弁(12,EVL1,EVL2)及び冷媒熱交換器(5,111A,111B)
を順に接続して成る高段側冷媒回路(3,120)と、低段側
圧縮機(4,31A,31B,131A,131B)、上記冷媒熱交換器(5,11
1A,111B)、膨張機構(7,EV21)及び蒸発器(8,50)を順に接
続して成る低段側冷媒回路(2,103A,103B)と、上記低段
側冷媒回路(2,103A,103B)に設けられ、該低段側冷媒回
路(2,103A,103B)の高圧圧力を検出する高圧圧力検出手
段(SPH2)と、上記高圧圧力検出手段(SPH2)の検出圧力が
所定の目標高圧になるように上記高段側冷媒回路(2,12
0)の上記電動膨張弁(12,EVL1,EVL2)を制御する膨張弁制
御手段(16)とを備えていることとしたものである。
【００１１】上記事項により、高段側冷媒回路(3,120)
においては、高段側冷媒は高段側圧縮機(9,18,121)から
吐出され、凝縮器(10,122)で凝縮し、電動膨張弁(12,EV
L1,EVL2)で減圧され、上記冷媒熱交換器(5,111A,111B)
で蒸発して、上記高段側圧縮機(9,18,121)に戻る循環動
作を行う。一方、低段側冷媒回路(2,103A,103B)におい
ては、低段側冷媒は低段側圧縮機(4,31A,31B,131A,131
B)から吐出され、冷媒熱交換器(5,111A,111B)で上記高
段側冷媒と熱交換を行って凝縮し、膨張機構(7,EV21)で
減圧され、蒸発器(8,50)で蒸発して被冷却媒体を冷却
し、当該低段側圧縮機(4,31A,31B,131A,131B)に戻る循
環動作を行う。高段側冷媒回路(3,120)の電動膨張弁(1
2,EVL1,EVL2)は、高圧圧力検出手段(SPH2)で検出する低
段側冷媒回路(2,103A,103B)の高圧圧力が所定の目標高
圧になるように、低段側冷媒回路(2,103A,103B)に対し
直接的に制御されるので、低段側冷媒回路(2,103A,103
B)に対する高段側冷媒回路(3,120)の運転の追従性が向
上する。
においては、高段側冷媒は高段側圧縮機(9,18,121)から
吐出され、凝縮器(10,122)で凝縮し、電動膨張弁(12,EV
L1,EVL2)で減圧され、上記冷媒熱交換器(5,111A,111B)
で蒸発して、上記高段側圧縮機(9,18,121)に戻る循環動
作を行う。一方、低段側冷媒回路(2,103A,103B)におい
ては、低段側冷媒は低段側圧縮機(4,31A,31B,131A,131
B)から吐出され、冷媒熱交換器(5,111A,111B)で上記高
段側冷媒と熱交換を行って凝縮し、膨張機構(7,EV21)で
減圧され、蒸発器(8,50)で蒸発して被冷却媒体を冷却
し、当該低段側圧縮機(4,31A,31B,131A,131B)に戻る循
環動作を行う。高段側冷媒回路(3,120)の電動膨張弁(1
2,EVL1,EVL2)は、高圧圧力検出手段(SPH2)で検出する低
段側冷媒回路(2,103A,103B)の高圧圧力が所定の目標高
圧になるように、低段側冷媒回路(2,103A,103B)に対し
直接的に制御されるので、低段側冷媒回路(2,103A,103
B)に対する高段側冷媒回路(3,120)の運転の追従性が向
上する。
【００１２】第２の発明は、上記第１の発明において、
蒸発器(8,50)によって冷却される被冷却媒体の温度を検
出する温度検出手段(Tx)と、上記温度検出手段(Tx)の検
出温度に基づいて膨張弁制御手段(16)の目標高圧を設定
する目標高圧設定手段(23)とを備えていることとしたも
のである。
蒸発器(8,50)によって冷却される被冷却媒体の温度を検
出する温度検出手段(Tx)と、上記温度検出手段(Tx)の検
出温度に基づいて膨張弁制御手段(16)の目標高圧を設定
する目標高圧設定手段(23)とを備えていることとしたも
のである。
【００１３】上記事項により、電動膨張弁(12,EVL1,EVL
2)の制御の基準となる低段側冷媒回路(2,103A,103B)の
目標高圧は、被冷却媒体の温度に基づいて適宜設定され
る。その結果、電動膨張弁(12,EVL1,EVL2)の制御は、負
荷に柔軟に対応するように行われる。
2)の制御の基準となる低段側冷媒回路(2,103A,103B)の
目標高圧は、被冷却媒体の温度に基づいて適宜設定され
る。その結果、電動膨張弁(12,EVL1,EVL2)の制御は、負
荷に柔軟に対応するように行われる。
【００１４】第３の発明は、上記第１の発明において、
低段側冷媒回路(2,103A,103B)に設けられ、該低段側冷
媒回路(2,103A,103B)の低圧圧力を検出する低圧圧力検
出手段(SPL2)と、上記低圧圧力検出手段(SPL2)の検出圧
力に基づいて膨張弁制御手段(16)の目標高圧を設定する
目標高圧設定手段(23)とを備えていることとしたもので
ある。
低段側冷媒回路(2,103A,103B)に設けられ、該低段側冷
媒回路(2,103A,103B)の低圧圧力を検出する低圧圧力検
出手段(SPL2)と、上記低圧圧力検出手段(SPL2)の検出圧
力に基づいて膨張弁制御手段(16)の目標高圧を設定する
目標高圧設定手段(23)とを備えていることとしたもので
ある。
【００１５】上記事項により、電動膨張弁(12,EVL1,EVL
2)の制御の基準となる低段側冷媒回路(2,103A,103B)の
目標高圧は、低段側冷媒回路(2,103A,103B)の低圧圧力
に基づいて適宜設定される。その結果、電動膨張弁(12,
EVL1,EVL2)の制御は、負荷に柔軟に対応するように行わ
れる。
2)の制御の基準となる低段側冷媒回路(2,103A,103B)の
目標高圧は、低段側冷媒回路(2,103A,103B)の低圧圧力
に基づいて適宜設定される。その結果、電動膨張弁(12,
EVL1,EVL2)の制御は、負荷に柔軟に対応するように行わ
れる。
【００１６】第４の発明は、上記第１の発明において、
蒸発器(8)によって冷却される被冷却媒体の温度を検出
する温度検出手段(Tx)と、低段側冷媒回路(2)に設けら
れ、該低段側冷媒回路(2)の低圧圧力を検出する低圧圧
力検出手段(SPL2)と、予め設定した所定の判定条件に基
づいて運転の過渡状態を判定し、過渡状態を検出すると
所定の過渡状態信号を出力する一方、非過渡状態を検出
すると所定の非過渡状態信号を出力する過渡状態検出手
段(23a)と、上記過渡状態信号を受けると上記温度検出
手段(Tx)の検出温度に基づいて膨張弁制御手段(16)の目
標高圧を設定する一方、上記非過渡状態信号を受けると
上記低圧圧力検出手段(SPL2)の検出圧力に基づいて該目
標高圧を設定する目標圧力設定手段(23)とを備えている
こととしたものである。
蒸発器(8)によって冷却される被冷却媒体の温度を検出
する温度検出手段(Tx)と、低段側冷媒回路(2)に設けら
れ、該低段側冷媒回路(2)の低圧圧力を検出する低圧圧
力検出手段(SPL2)と、予め設定した所定の判定条件に基
づいて運転の過渡状態を判定し、過渡状態を検出すると
所定の過渡状態信号を出力する一方、非過渡状態を検出
すると所定の非過渡状態信号を出力する過渡状態検出手
段(23a)と、上記過渡状態信号を受けると上記温度検出
手段(Tx)の検出温度に基づいて膨張弁制御手段(16)の目
標高圧を設定する一方、上記非過渡状態信号を受けると
上記低圧圧力検出手段(SPL2)の検出圧力に基づいて該目
標高圧を設定する目標圧力設定手段(23)とを備えている
こととしたものである。
【００１７】上記事項により、運転が過渡状態のときに
は、被冷却媒体の温度に基づいて目標高圧が設定され、
運転が非過渡状態すなわち安定しているときには、低段
側冷媒回路(2)の低圧圧力に基づいて目標高圧が設定さ
れることになる。
は、被冷却媒体の温度に基づいて目標高圧が設定され、
運転が非過渡状態すなわち安定しているときには、低段
側冷媒回路(2)の低圧圧力に基づいて目標高圧が設定さ
れることになる。
【００１８】第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか
一つの発明において、高段側冷媒回路(3,120)の高段側
圧縮機(18,121)の吸入ガス冷媒の過熱度を検出する過熱
度検出手段(27)を備え、膨張弁制御手段(16)は、高圧圧
力検出手段(SPH2)の検出圧力及び上記過熱度検出手段(2
7)の検出過熱度がそれぞれ所定の目標高圧及び目標過熱
度になるように高段側冷媒回路(3,120)の電動膨張弁(1
2,EVL1,EVL2)を制御するように構成されていることとし
たものである。
一つの発明において、高段側冷媒回路(3,120)の高段側
圧縮機(18,121)の吸入ガス冷媒の過熱度を検出する過熱
度検出手段(27)を備え、膨張弁制御手段(16)は、高圧圧
力検出手段(SPH2)の検出圧力及び上記過熱度検出手段(2
7)の検出過熱度がそれぞれ所定の目標高圧及び目標過熱
度になるように高段側冷媒回路(3,120)の電動膨張弁(1
2,EVL1,EVL2)を制御するように構成されていることとし
たものである。
【００１９】上記事項により、電動膨張弁(12,EVL1,EVL
2)は、低段側冷媒回路(2,103A,103B)の高圧圧力が目標
高圧になり、且つ高段側冷媒回路(3,120)の高段側圧縮
機(9,121)の吸入ガス冷媒の過熱度が目標過熱度になる
ように制御される。その結果、高段側圧縮機(9,121)を
液バック等から保護しながら、低段側冷媒回路(2,103A,
103B)の高圧圧力が適切な値に維持される。
2)は、低段側冷媒回路(2,103A,103B)の高圧圧力が目標
高圧になり、且つ高段側冷媒回路(3,120)の高段側圧縮
機(9,121)の吸入ガス冷媒の過熱度が目標過熱度になる
ように制御される。その結果、高段側圧縮機(9,121)を
液バック等から保護しながら、低段側冷媒回路(2,103A,
103B)の高圧圧力が適切な値に維持される。
【００２０】第６の発明は、上記第５の発明において、
膨張弁制御手段(16)は、高圧圧力検出手段(SPH2)の検出
圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV1)を算出し、過熱
度検出手段(27)の検出過熱度に基づいて第２開度変更量
(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量(ΔEV1)及び該第２
開度変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(3)の電動
膨張弁(12)の開度を変更するように設定され、上記検出
過熱度が所定範囲外の値であり且つ上記第１開度変更量
(ΔEV1)が正の量であるときに、上記膨張弁制御手段(1
6)が上記第２開度変更量(ΔEV2)のみに基づいて上記電
動膨張弁(12)の開度を変更するように該膨張弁制御手段
(16)の設定を変更する設定変更手段(22b)を備えている
こととしたものである。
膨張弁制御手段(16)は、高圧圧力検出手段(SPH2)の検出
圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV1)を算出し、過熱
度検出手段(27)の検出過熱度に基づいて第２開度変更量
(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量(ΔEV1)及び該第２
開度変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(3)の電動
膨張弁(12)の開度を変更するように設定され、上記検出
過熱度が所定範囲外の値であり且つ上記第１開度変更量
(ΔEV1)が正の量であるときに、上記膨張弁制御手段(1
6)が上記第２開度変更量(ΔEV2)のみに基づいて上記電
動膨張弁(12)の開度を変更するように該膨張弁制御手段
(16)の設定を変更する設定変更手段(22b)を備えている
こととしたものである。
【００２１】上記事項により、高段側冷媒回路(3)の電
動膨張弁(12)の開度は、原則的に、低段側冷媒回路(2)
の高圧圧力に基づいて算出された第１開度変更量(ΔEV
1)と、高段側冷媒回路(3)の吸入ガス過熱度に基づいて
算出された第２開度変更量(ΔEV2)とに基づいて変更さ
れる。そして、上記吸入ガス過熱度が所定範囲外の値で
あって、且つ上記第１開度変更量(ΔEV1)が正の量であ
るときには、例外的に、電動膨張弁(12)の開度は上記第
２開度変更量(ΔEV2)のみに基づいて変更されることに
なる。
動膨張弁(12)の開度は、原則的に、低段側冷媒回路(2)
の高圧圧力に基づいて算出された第１開度変更量(ΔEV
1)と、高段側冷媒回路(3)の吸入ガス過熱度に基づいて
算出された第２開度変更量(ΔEV2)とに基づいて変更さ
れる。そして、上記吸入ガス過熱度が所定範囲外の値で
あって、且つ上記第１開度変更量(ΔEV1)が正の量であ
るときには、例外的に、電動膨張弁(12)の開度は上記第
２開度変更量(ΔEV2)のみに基づいて変更されることに
なる。
【００２２】第７の発明は、上記第１の発明において、
高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、低段側冷
媒回路(103A,103B)における低段側圧縮機(31A,31B,131
A,131B)の吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度検出手
段(STH2)とを備え、膨張弁制御手段(16)は、低段側冷媒
回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて第１開度変更量
(ΔEV11,ΔEV21)を算出し、上記過熱度検出手段(27)の
検出過熱度に基づいて第２開度変更量(ΔEV2)を算出
し、該第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開度
変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(120)の電動膨
張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように設定され、上
記吐出ガス温度検出手段(STH2)の検出温度が所定温度以
上のときに、該検出温度に基づく開度増加量(ΔEV13,Δ
EV23)を算出し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１開
度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(ΔEV
2)に加え、該開度増加量(ΔEV13,ΔEV23)に基づいて上
記電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように該膨
張弁制御手段(16)の設定を変更する設定変更手段(23c)
を備えていることとしたものである。
高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、低段側冷
媒回路(103A,103B)における低段側圧縮機(31A,31B,131
A,131B)の吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度検出手
段(STH2)とを備え、膨張弁制御手段(16)は、低段側冷媒
回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて第１開度変更量
(ΔEV11,ΔEV21)を算出し、上記過熱度検出手段(27)の
検出過熱度に基づいて第２開度変更量(ΔEV2)を算出
し、該第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開度
変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(120)の電動膨
張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように設定され、上
記吐出ガス温度検出手段(STH2)の検出温度が所定温度以
上のときに、該検出温度に基づく開度増加量(ΔEV13,Δ
EV23)を算出し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１開
度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(ΔEV
2)に加え、該開度増加量(ΔEV13,ΔEV23)に基づいて上
記電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように該膨
張弁制御手段(16)の設定を変更する設定変更手段(23c)
を備えていることとしたものである。
【００２３】上記事項により、高段側冷媒回路(120)の
電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度は、原則的に、低段側冷
媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて算出された第
１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)と、高段側冷媒回路(120)
の吸入ガス過熱度に基づいて算出された第２開度変更量
(ΔEV2)とに基づいて変更される。そして、低段側圧縮
機(31A,31B,131A,131B)の吐出ガス温度が所定温度以上
のときには、例外的に、上記第１開度変更量(ΔEV11,Δ
EV21)及び第２開度変更量(ΔEV2)に加えて、上記吐出ガ
ス温度に基づく開度増加量(ΔEV13,ΔEV23)をも加味し
て電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度が変更されることにな
る。
電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度は、原則的に、低段側冷
媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて算出された第
１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)と、高段側冷媒回路(120)
の吸入ガス過熱度に基づいて算出された第２開度変更量
(ΔEV2)とに基づいて変更される。そして、低段側圧縮
機(31A,31B,131A,131B)の吐出ガス温度が所定温度以上
のときには、例外的に、上記第１開度変更量(ΔEV11,Δ
EV21)及び第２開度変更量(ΔEV2)に加えて、上記吐出ガ
ス温度に基づく開度増加量(ΔEV13,ΔEV23)をも加味し
て電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度が変更されることにな
る。
【００２４】第８の発明は、上記第１の発明において、
高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、高段側冷
媒回路(120)における高段側圧縮機(121)の吐出ガス温度
を検出する吐出ガス温度検出手段(STH1)とを備え、膨張
弁制御手段(16)は、低段側冷媒回路(103A,103B)の高圧
圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)を算出
し、上記過熱度検出手段(27)の検出過熱度に基づいて第
２開度変更量(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量(ΔEV
11,ΔEV21)及び該第２開度変更量(ΔEV2)に基づいて高
段側冷媒回路(120)の電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変
更するように設定され、上記吐出ガス温度検出手段(STH
1)の検出温度が所定温度以上のときに、該検出温度に基
づく開度増加量(ΔEV4)を算出し、上記膨張弁制御手段
(16)が上記第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び上記第
２開度変更量(ΔEV2)に加え、該開度増加量(ΔEV4)に基
づいて上記電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するよ
うに該膨張弁制御手段(16)の設定を変更する設定変更手
段(23c)を備えていることとしたものである。
高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、高段側冷
媒回路(120)における高段側圧縮機(121)の吐出ガス温度
を検出する吐出ガス温度検出手段(STH1)とを備え、膨張
弁制御手段(16)は、低段側冷媒回路(103A,103B)の高圧
圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)を算出
し、上記過熱度検出手段(27)の検出過熱度に基づいて第
２開度変更量(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量(ΔEV
11,ΔEV21)及び該第２開度変更量(ΔEV2)に基づいて高
段側冷媒回路(120)の電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変
更するように設定され、上記吐出ガス温度検出手段(STH
1)の検出温度が所定温度以上のときに、該検出温度に基
づく開度増加量(ΔEV4)を算出し、上記膨張弁制御手段
(16)が上記第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び上記第
２開度変更量(ΔEV2)に加え、該開度増加量(ΔEV4)に基
づいて上記電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するよ
うに該膨張弁制御手段(16)の設定を変更する設定変更手
段(23c)を備えていることとしたものである。
【００２５】上記事項により、高段側冷媒回路(120)の
電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度は、原則的に、低段側冷
媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて算出された第
１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)と、高段側冷媒回路(120)
の吸入ガス過熱度に基づいて算出された第２開度変更量
(ΔEV2)とに基づいて変更される。そして、高段側圧縮
機(121)の吐出ガス温度が所定温度以上のときには、例
外的に、上記第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び第２
開度変更量(ΔEV2)に加えて、上記吐出ガス温度に基づ
く開度増加量(ΔEV4)をも加味して電動膨張弁(EVL1,EVL
2)の開度が変更されることになる。
電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度は、原則的に、低段側冷
媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて算出された第
１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)と、高段側冷媒回路(120)
の吸入ガス過熱度に基づいて算出された第２開度変更量
(ΔEV2)とに基づいて変更される。そして、高段側圧縮
機(121)の吐出ガス温度が所定温度以上のときには、例
外的に、上記第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び第２
開度変更量(ΔEV2)に加えて、上記吐出ガス温度に基づ
く開度増加量(ΔEV4)をも加味して電動膨張弁(EVL1,EVL
2)の開度が変更されることになる。
【００２６】第９の発明は、上記第１の発明において、
高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、高段側冷
媒回路(120)における高段側圧縮機(121)の吐出ガス温度
を検出する吐出ガス温度検出手段(STH1)と、所定の判定
条件に基づいて高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(12
1)の吸入ガス冷媒が湿り状態か否かを判定し、湿り状態
を検出すると所定の湿り状態信号を出力する湿り状態検
出手段(22a)とを備え、膨張弁制御手段(16)は、低段側
冷媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて第１開度変
更量(ΔEV11,ΔEV21)を算出し、上記過熱度検出手段(2
7)の検出過熱度に基づいて第２開度変更量(ΔEV2)を算
出し、該第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開
度変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(120)の電動
膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように設定され、
上記湿り状態検出手段(22a)から上記湿り状態信号を受
けると、湿り状態に基づく開度減少量(ΔEV5)を算出
し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１開度変更量(ΔE
V11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(ΔEV2)に加え、該
開度減少量(ΔEV5)に基づいて上記電動膨張弁(EVL1,EVL
2)の開度を変更するように該膨張弁制御手段(16)の設定
を変更する設定変更手段(23c)を備えていることとした
ものである。
高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、高段側冷
媒回路(120)における高段側圧縮機(121)の吐出ガス温度
を検出する吐出ガス温度検出手段(STH1)と、所定の判定
条件に基づいて高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(12
1)の吸入ガス冷媒が湿り状態か否かを判定し、湿り状態
を検出すると所定の湿り状態信号を出力する湿り状態検
出手段(22a)とを備え、膨張弁制御手段(16)は、低段側
冷媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて第１開度変
更量(ΔEV11,ΔEV21)を算出し、上記過熱度検出手段(2
7)の検出過熱度に基づいて第２開度変更量(ΔEV2)を算
出し、該第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開
度変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(120)の電動
膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように設定され、
上記湿り状態検出手段(22a)から上記湿り状態信号を受
けると、湿り状態に基づく開度減少量(ΔEV5)を算出
し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１開度変更量(ΔE
V11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(ΔEV2)に加え、該
開度減少量(ΔEV5)に基づいて上記電動膨張弁(EVL1,EVL
2)の開度を変更するように該膨張弁制御手段(16)の設定
を変更する設定変更手段(23c)を備えていることとした
ものである。
【００２７】上記事項により、高段側冷媒回路(120)の
電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度は、原則的に、低段側冷
媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて算出された第
１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)と、高段側冷媒回路(120)
の吸入ガス過熱度に基づいて算出された第２開度変更量
(ΔEV2)とに基づいて変更される。そして、高段側圧縮
機(121)の吸入ガスが湿り状態になると、例外的に、上
記第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び第２開度変更量
(ΔEV2)に加え、湿り状態に基づく開度減少量(ΔEV5)を
も考慮して、電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度が設定され
ることになる。
電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度は、原則的に、低段側冷
媒回路(103A,103B)の高圧圧力に基づいて算出された第
１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)と、高段側冷媒回路(120)
の吸入ガス過熱度に基づいて算出された第２開度変更量
(ΔEV2)とに基づいて変更される。そして、高段側圧縮
機(121)の吸入ガスが湿り状態になると、例外的に、上
記第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び第２開度変更量
(ΔEV2)に加え、湿り状態に基づく開度減少量(ΔEV5)を
も考慮して、電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度が設定され
ることになる。
【００２８】第１０の発明は、上記第１〜第９のいずれ
か一つの発明において、電動膨張弁(12)の開度を検出
し、該開度が大きいときには開度変更量を増加させる一
方、該開度が小さいときには開度変更量を減少させるよ
うに該開度に応じて膨張弁制御手段(16)による開度変更
量を変更する開度量変更手段(22d)を備えていることと
したものである。
か一つの発明において、電動膨張弁(12)の開度を検出
し、該開度が大きいときには開度変更量を増加させる一
方、該開度が小さいときには開度変更量を減少させるよ
うに該開度に応じて膨張弁制御手段(16)による開度変更
量を変更する開度量変更手段(22d)を備えていることと
したものである。
【００２９】上記事項により、開度変更量は、電動膨張
弁(12)の開度が大きいときには相対的に大きく再設定さ
れ、当該開度が小さいときには相対的に小さく再設定さ
れる。この結果、電動膨張弁(12)の開けすぎ及び閉じす
ぎが防止される。
弁(12)の開度が大きいときには相対的に大きく再設定さ
れ、当該開度が小さいときには相対的に小さく再設定さ
れる。この結果、電動膨張弁(12)の開けすぎ及び閉じす
ぎが防止される。
【００３０】第１１の発明は、上記第１〜第９のいずれ
か一つの発明において、高段側冷媒回路(3)における冷
媒熱交換器(5)と高段側圧縮機(18)の吸入側との間に設
けられたアキュムレータ(24)と、電動膨張弁(12)の開度
の変化を検出し、該開度が増加しているときには開度変
更量を減少させる一方、該開度が減少しているときには
開度変更量を増加させるように該開度の増減に応じて膨
張弁制御手段(16)による開度変更量を変更する開度量変
更手段(22d)とを備えていることとしたものである。
か一つの発明において、高段側冷媒回路(3)における冷
媒熱交換器(5)と高段側圧縮機(18)の吸入側との間に設
けられたアキュムレータ(24)と、電動膨張弁(12)の開度
の変化を検出し、該開度が増加しているときには開度変
更量を減少させる一方、該開度が減少しているときには
開度変更量を増加させるように該開度の増減に応じて膨
張弁制御手段(16)による開度変更量を変更する開度量変
更手段(22d)とを備えていることとしたものである。
【００３１】上記事項により、開度変更量は、電動膨張
弁(12)の開度が増加しているときには相対的に小さく再
設定され、開度が減少しているときには相対的に大きく
再設定される。その結果、アキュムレータ(24)への過剰
な液溜まりが防止される。
弁(12)の開度が増加しているときには相対的に小さく再
設定され、開度が減少しているときには相対的に大きく
再設定される。その結果、アキュムレータ(24)への過剰
な液溜まりが防止される。
【００３２】第１２の発明は、上記第１〜第１１のいず
れか一つの発明において、冷媒熱交換器は、プレート式
熱交換器(5)によって構成されていることとしたもので
ある。
れか一つの発明において、冷媒熱交換器は、プレート式
熱交換器(5)によって構成されていることとしたもので
ある。
【００３３】上記事項により、プレート式熱交換器は、
出口冷媒に過熱度を設けることが難しいという性質を有
していることから、上記第１〜第１１の発明の効果が顕
著に発揮されることになる。
出口冷媒に過熱度を設けることが難しいという性質を有
していることから、上記第１〜第１１の発明の効果が顕
著に発揮されることになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００３５】＜第１実施形態＞図１に示すように、第１
実施形態に係る冷凍装置(1)は、低温倉庫に設けられた
いわゆる二元式冷凍装置であって、低段側冷媒回路(2)
と高段側冷媒回路(3)とを備えている。
実施形態に係る冷凍装置(1)は、低温倉庫に設けられた
いわゆる二元式冷凍装置であって、低段側冷媒回路(2)
と高段側冷媒回路(3)とを備えている。
【００３６】低段側冷媒回路(2)は、低段側圧縮機(4)、
冷媒熱交換器としてのカスケードコンデンサ(5)、低段
側レシーバ(6)、低段側膨張弁(7)、及び庫内空気を冷却
するための蒸発器(8)が順に接続されて構成されてい
る。低段側膨張弁(7)は感温式の膨張弁で構成されてい
る。低段側膨張弁(7)と接続された感温筒(14)は、蒸発
器(8)と低段側圧縮機(4)との間における蒸発器(8)の近
傍の冷媒配管に固定されている。カスケードコンデンサ
(5)は多数の伝熱プレートが積層されて成るプレート式
熱交換器で構成されている。低段側圧縮機(4)とカスケ
ードコンデンサ(5)との間には、低段側冷媒回路(2)の高
圧圧力を検出するための高圧圧力検出手段として高圧セ
ンサ(SPH2)が設けられている。
冷媒熱交換器としてのカスケードコンデンサ(5)、低段
側レシーバ(6)、低段側膨張弁(7)、及び庫内空気を冷却
するための蒸発器(8)が順に接続されて構成されてい
る。低段側膨張弁(7)は感温式の膨張弁で構成されてい
る。低段側膨張弁(7)と接続された感温筒(14)は、蒸発
器(8)と低段側圧縮機(4)との間における蒸発器(8)の近
傍の冷媒配管に固定されている。カスケードコンデンサ
(5)は多数の伝熱プレートが積層されて成るプレート式
熱交換器で構成されている。低段側圧縮機(4)とカスケ
ードコンデンサ(5)との間には、低段側冷媒回路(2)の高
圧圧力を検出するための高圧圧力検出手段として高圧セ
ンサ(SPH2)が設けられている。
【００３７】高段側冷媒回路(3)は、高段側圧縮機(9)、
凝縮器(10)、高段側レシーバ(11)、電動膨張弁から成る
高段側膨張弁(12)、及び上記カスケードコンデンサ(5)
が順に接続されて構成されている。
凝縮器(10)、高段側レシーバ(11)、電動膨張弁から成る
高段側膨張弁(12)、及び上記カスケードコンデンサ(5)
が順に接続されて構成されている。
【００３８】冷凍装置(1)は、低段側高圧検出部(15)及
び膨張弁制御部(16)を有するコントローラ(17)を備えて
いる。低段側高圧検出部(15)は高圧センサ(SPH2)に接続
され、高圧センサ(SPH2)の検出圧力が入力されるように
構成されている。膨張弁制御部(16)は低段側高圧検出部
(15)と接続され、高圧センサ(SPH2)の検出圧力が所定の
目標高圧になるように当該検出圧力に基づいて高段側膨
張弁(12)の開度の変更量を決定し、この開度変更量に応
じたパルス信号を高段側膨張弁(12)に出力するように構
成されている。
び膨張弁制御部(16)を有するコントローラ(17)を備えて
いる。低段側高圧検出部(15)は高圧センサ(SPH2)に接続
され、高圧センサ(SPH2)の検出圧力が入力されるように
構成されている。膨張弁制御部(16)は低段側高圧検出部
(15)と接続され、高圧センサ(SPH2)の検出圧力が所定の
目標高圧になるように当該検出圧力に基づいて高段側膨
張弁(12)の開度の変更量を決定し、この開度変更量に応
じたパルス信号を高段側膨張弁(12)に出力するように構
成されている。
【００３９】本冷凍装置(1)では、低段側圧縮機(4)及び
高段側圧縮機(9)を同時に起動し、低段側冷媒回路(2)及
び高段側冷媒回路(3)の両冷媒回路を同時に運転する。
なお、低段側冷媒回路(2)及び高段側冷媒回路(3)におけ
る冷媒の循環動作は従来と同様であるので、その説明は
省略する。
高段側圧縮機(9)を同時に起動し、低段側冷媒回路(2)及
び高段側冷媒回路(3)の両冷媒回路を同時に運転する。
なお、低段側冷媒回路(2)及び高段側冷媒回路(3)におけ
る冷媒の循環動作は従来と同様であるので、その説明は
省略する。
【００４０】次に、冷凍装置(1)の膨張弁制御を説明す
る。本実施形態では、冷凍装置(1)が設置された倉庫の
設定温度は、一定の所定温度（例えば−２０℃）に設定
されている。言い換えると、冷凍装置(1)は、倉庫内の
温度を−２０℃に維持するように冷凍動作を実行する。
具体的には、膨張弁制御部(16)は、低段側冷媒回路(2)
の高圧圧力が所定の目標高圧（例えば、１５℃の飽和温
度に相当する飽和圧力の値）になるような制御を行う。
る。本実施形態では、冷凍装置(1)が設置された倉庫の
設定温度は、一定の所定温度（例えば−２０℃）に設定
されている。言い換えると、冷凍装置(1)は、倉庫内の
温度を−２０℃に維持するように冷凍動作を実行する。
具体的には、膨張弁制御部(16)は、低段側冷媒回路(2)
の高圧圧力が所定の目標高圧（例えば、１５℃の飽和温
度に相当する飽和圧力の値）になるような制御を行う。
【００４１】詳しくは、コントローラ(17)の低段側高圧
検出部(15)は、一定時間ごと（例えば、１０秒ごと）に
高圧センサ(SPH2)からの検出圧力を受け取り、その値を
膨張弁制御部(16)に出力する。膨張弁制御部(16)は、低
段側冷媒回路(2)の高圧圧力に基づいて、高段側膨張弁
(12)の開度を以下のように決定する。
検出部(15)は、一定時間ごと（例えば、１０秒ごと）に
高圧センサ(SPH2)からの検出圧力を受け取り、その値を
膨張弁制御部(16)に出力する。膨張弁制御部(16)は、低
段側冷媒回路(2)の高圧圧力に基づいて、高段側膨張弁
(12)の開度を以下のように決定する。
【００４２】すなわち、高圧センサ(SPH2)から高圧圧力
を検出する一定時間ごとの時刻をｔ N-1、ｔN、・・・と
表し、時刻ｔN-1、ｔNのときの低段側冷媒回路(2)の高
圧圧力の相当飽和温度をそれぞれＴｃN-1、ＴｃN（℃）
とした場合、各時刻での制御量の偏差は、それぞれε
N-1＝ＴｃN-1−１５、εN＝ＴｃN−１５となる。そし
て、膨張弁制御部(16)は、高段側膨張弁(12)の開度の変
更量（出力パルス数）ΔＥＶを、ΔＥＶ＝ａεN＋ｂ
（εN−εN-1）に決定する。なお、ここでａ，ｂはそれ
ぞれ所定の定数である。例えば、ａ＝１、ｂ＝５、Ｔｃ
N-1＝１６℃、ＴｃN＝１７℃の場合には、ΔＥＶ＝７パ
ルスとなり、高段側膨張弁(12)は時刻ｔN-1から時刻ｔN
までの１０秒間に７パルス分だけ開かれることになる。
を検出する一定時間ごとの時刻をｔ N-1、ｔN、・・・と
表し、時刻ｔN-1、ｔNのときの低段側冷媒回路(2)の高
圧圧力の相当飽和温度をそれぞれＴｃN-1、ＴｃN（℃）
とした場合、各時刻での制御量の偏差は、それぞれε
N-1＝ＴｃN-1−１５、εN＝ＴｃN−１５となる。そし
て、膨張弁制御部(16)は、高段側膨張弁(12)の開度の変
更量（出力パルス数）ΔＥＶを、ΔＥＶ＝ａεN＋ｂ
（εN−εN-1）に決定する。なお、ここでａ，ｂはそれ
ぞれ所定の定数である。例えば、ａ＝１、ｂ＝５、Ｔｃ
N-1＝１６℃、ＴｃN＝１７℃の場合には、ΔＥＶ＝７パ
ルスとなり、高段側膨張弁(12)は時刻ｔN-1から時刻ｔN
までの１０秒間に７パルス分だけ開かれることになる。
【００４３】なお、高段側膨張弁(12)の開度制御は、上
記のＰＩ制御に限らず、下記のテーブルに示すように、
偏差εNに応じて予め開度変更量を設定しておき、これ
ら設定量に基づいて行ってもよい。つまり、予め制御量
の偏差εNを複数の領域に分け、各領域に応じて段階的
に開度変更量を設定しておいてもよい。
記のＰＩ制御に限らず、下記のテーブルに示すように、
偏差εNに応じて予め開度変更量を設定しておき、これ
ら設定量に基づいて行ってもよい。つまり、予め制御量
の偏差εNを複数の領域に分け、各領域に応じて段階的
に開度変更量を設定しておいてもよい。
【００４４】
【表１】
【００４５】従って、本冷凍装置(1)によれば、高段側
冷媒回路(3)の高段側膨張弁(12)を電動膨張弁で構成
し、低段側冷媒回路(2)の高圧圧力が目標高圧になるよ
うに当該高段側膨張弁(12)の開度を制御することとした
ので、高段側冷媒回路(3)を低段側冷媒回路(2)に対し迅
速且つ正確に追従させることができる。
冷媒回路(3)の高段側膨張弁(12)を電動膨張弁で構成
し、低段側冷媒回路(2)の高圧圧力が目標高圧になるよ
うに当該高段側膨張弁(12)の開度を制御することとした
ので、高段側冷媒回路(3)を低段側冷媒回路(2)に対し迅
速且つ正確に追従させることができる。
【００４６】また、プレート式熱交換器は出口冷媒の過
熱度をつけにくいという特性を有しているが、高段側膨
張弁(12)は低段側冷媒回路(2)の高圧圧力に基づいて制
御されるので、カスケードコンデンサ(5)にプレート式
熱交換器を用いても効率の良い運転（ＥＥＲの高い運
転）を行うことができるようになった。
熱度をつけにくいという特性を有しているが、高段側膨
張弁(12)は低段側冷媒回路(2)の高圧圧力に基づいて制
御されるので、カスケードコンデンサ(5)にプレート式
熱交換器を用いても効率の良い運転（ＥＥＲの高い運
転）を行うことができるようになった。
【００４７】＜第２実施形態＞図２に示すように、第２
実施形態に係る冷凍装置(1a)は、第１実施形態の冷凍装
置(1)に対して以下の変更を加えたものである。第１実
施形態の冷凍装置(1)と同様の部分には同様の符号を付
し、その説明は省略する。
実施形態に係る冷凍装置(1a)は、第１実施形態の冷凍装
置(1)に対して以下の変更を加えたものである。第１実
施形態の冷凍装置(1)と同様の部分には同様の符号を付
し、その説明は省略する。
【００４８】本冷凍装置(1a)では、高段側冷媒回路(3)
の高段側圧縮機(18)は、容量制御が自在な圧縮機で構成
されており、例えばインバータ圧縮機で構成されてい
る。低段側冷媒回路(2)の低段側圧縮機(18)の吸入側に
は、低圧圧力を検出するための低圧圧力検出手段として
低圧センサ(SPL2)が設けられている。また、倉庫内に
は、庫内の空気温度を検出するための温度検出手段とし
て温度センサ(Tx)が設置されている。
の高段側圧縮機(18)は、容量制御が自在な圧縮機で構成
されており、例えばインバータ圧縮機で構成されてい
る。低段側冷媒回路(2)の低段側圧縮機(18)の吸入側に
は、低圧圧力を検出するための低圧圧力検出手段として
低圧センサ(SPL2)が設けられている。また、倉庫内に
は、庫内の空気温度を検出するための温度検出手段とし
て温度センサ(Tx)が設置されている。
【００４９】コントローラ(17)は、低段側高圧検出部(1
5)及び膨張弁制御部(16)に加えて、低段側低圧検出部(2
1)、庫内温度検出部(22)及び目標高圧設定部(23)を備え
ている。低段側低圧検出部(21)は低圧センサ(SPL2)に接
続され、低圧センサ(SPL2)の検出圧力の信号が入力され
るように構成されている。庫内温度検出部(22)は、温度
センサ(Tx)に接続され、温度センサ(Tx)の検出温度の信
号が入力されるように構成されている。目標高圧設定部
(23)は低段側低圧検出部(21)及び庫内温度検出部(22)に
接続され、低段側冷媒回路(2)の低圧圧力及び庫内温度
に基づいて低段側冷媒回路(2)の目標高圧を適宜設定
し、当該目標高圧に対応する所定の制御信号を膨張弁制
御部(16)に出力するように構成されている。また、コン
トローラ(17)には、所定の判定条件に基づいて運転が過
渡状態か否かを判定し、膨張弁制御部(16)に対し過渡状
態信号または非過渡状態信号を出力する過渡状態検出部
(23a)が設けられている。
5)及び膨張弁制御部(16)に加えて、低段側低圧検出部(2
1)、庫内温度検出部(22)及び目標高圧設定部(23)を備え
ている。低段側低圧検出部(21)は低圧センサ(SPL2)に接
続され、低圧センサ(SPL2)の検出圧力の信号が入力され
るように構成されている。庫内温度検出部(22)は、温度
センサ(Tx)に接続され、温度センサ(Tx)の検出温度の信
号が入力されるように構成されている。目標高圧設定部
(23)は低段側低圧検出部(21)及び庫内温度検出部(22)に
接続され、低段側冷媒回路(2)の低圧圧力及び庫内温度
に基づいて低段側冷媒回路(2)の目標高圧を適宜設定
し、当該目標高圧に対応する所定の制御信号を膨張弁制
御部(16)に出力するように構成されている。また、コン
トローラ(17)には、所定の判定条件に基づいて運転が過
渡状態か否かを判定し、膨張弁制御部(16)に対し過渡状
態信号または非過渡状態信号を出力する過渡状態検出部
(23a)が設けられている。
【００５０】第１実施形態では低段側冷媒回路(2)の目
標高圧は一定であったが、本冷凍装置(1a)では、庫内温
度あるいは低段側冷媒回路(2)の低圧圧力に基づいて目
標高圧を適宜変更する。
標高圧は一定であったが、本冷凍装置(1a)では、庫内温
度あるいは低段側冷媒回路(2)の低圧圧力に基づいて目
標高圧を適宜変更する。
【００５１】目標高圧設定部(23)は、図３に示す庫内温
度と目標高圧との関係、及び図４に示す低段側低圧相当
飽和温度と目標高圧との関係を記憶している。そして、
これらの関係に基づき、図５に示すフローチャートに従
って、目標高圧を設定する。すなわち、まずステップＳ
Ｔ１において、高圧センサ(SPH2)により低段側冷媒回路
(2)の高圧圧力を検出し、低圧センサ(SPL2)により低段
側冷媒回路(2)の低圧圧力を検出し、当該高圧圧力に相
当する飽和温度ＴｃL、及び当該低圧圧力に相当する飽和
温度ＴｅLを算出する。また、温度センサ(Tx)により庫
内温度Ｔｘを検出する。次に、ステップＳＴ２及びステ
ップＳＴ３において、過渡状態検出部(23a)が運転が過
渡状態か否かを判定する。ステップＳＴ２では、低段側
圧縮機(4)が所定時間（５分）以上の間連続して運転し
ていたか否かを判定する。連続運転を行っていた場合は
ステップＳＴ３に進み、所定時間以上の連続運転を行っ
ていない場合は、過渡状態であると判定してステップＳ
Ｔ５に進む。ステップＳＴ３では、高段側圧縮機(18)の
容量は所定時間の間ほぼ一定であったか否かを判定す
る。ＹＥＳの場合は被過渡状態であると判定してステッ
プＳＴ４に進み、ＮＯの場合は過渡状態であると判定し
てステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ４は、運転が安
定している被過渡状態における開度変更量の決定処理で
ある。このステップＳＴ４では、目標高圧の相当飽和温
度ＴｃLM（℃）を、ＴｃLM＝０．４ＴｅL＋２２に決定
する。これに対し、ステップＳＴ５は、過渡状態におけ
る開度変更量の決定処理である。ステップＳＴ５では、
目標高圧の相当飽和温度ＴｃLM（℃）を、ＴｃLM＝０．
４Ｔｘ＋１８に決定する。なお、これらステップＳＴ４
及びＳＴ５の処理は、目標高圧設定部(23)によって行わ
れる。そして、これらの相当飽和温度ＴｃLM（℃）から
目標高圧を算出し、その後は第１実施形態と同様にし
て、低段側冷媒回路(2)の高圧圧力が当該目標高圧にな
るように高段側膨張弁(12)の開度を調節する。
度と目標高圧との関係、及び図４に示す低段側低圧相当
飽和温度と目標高圧との関係を記憶している。そして、
これらの関係に基づき、図５に示すフローチャートに従
って、目標高圧を設定する。すなわち、まずステップＳ
Ｔ１において、高圧センサ(SPH2)により低段側冷媒回路
(2)の高圧圧力を検出し、低圧センサ(SPL2)により低段
側冷媒回路(2)の低圧圧力を検出し、当該高圧圧力に相
当する飽和温度ＴｃL、及び当該低圧圧力に相当する飽和
温度ＴｅLを算出する。また、温度センサ(Tx)により庫
内温度Ｔｘを検出する。次に、ステップＳＴ２及びステ
ップＳＴ３において、過渡状態検出部(23a)が運転が過
渡状態か否かを判定する。ステップＳＴ２では、低段側
圧縮機(4)が所定時間（５分）以上の間連続して運転し
ていたか否かを判定する。連続運転を行っていた場合は
ステップＳＴ３に進み、所定時間以上の連続運転を行っ
ていない場合は、過渡状態であると判定してステップＳ
Ｔ５に進む。ステップＳＴ３では、高段側圧縮機(18)の
容量は所定時間の間ほぼ一定であったか否かを判定す
る。ＹＥＳの場合は被過渡状態であると判定してステッ
プＳＴ４に進み、ＮＯの場合は過渡状態であると判定し
てステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ４は、運転が安
定している被過渡状態における開度変更量の決定処理で
ある。このステップＳＴ４では、目標高圧の相当飽和温
度ＴｃLM（℃）を、ＴｃLM＝０．４ＴｅL＋２２に決定
する。これに対し、ステップＳＴ５は、過渡状態におけ
る開度変更量の決定処理である。ステップＳＴ５では、
目標高圧の相当飽和温度ＴｃLM（℃）を、ＴｃLM＝０．
４Ｔｘ＋１８に決定する。なお、これらステップＳＴ４
及びＳＴ５の処理は、目標高圧設定部(23)によって行わ
れる。そして、これらの相当飽和温度ＴｃLM（℃）から
目標高圧を算出し、その後は第１実施形態と同様にし
て、低段側冷媒回路(2)の高圧圧力が当該目標高圧にな
るように高段側膨張弁(12)の開度を調節する。
【００５２】従って、第２実施形態によれば、庫内温度
を下げるプルダウン運転を含め、広範囲の運転領域にお
いて低段側冷媒回路(2)の高圧圧力を適切に制御するこ
とができる。さらに、蒸発器(8)に着霜が生じて低段側
冷媒回路(2)の低圧圧力が低下した場合であっても、低
段側冷媒回路(2)の高圧圧力を適正値に維持することが
可能となる。
を下げるプルダウン運転を含め、広範囲の運転領域にお
いて低段側冷媒回路(2)の高圧圧力を適切に制御するこ
とができる。さらに、蒸発器(8)に着霜が生じて低段側
冷媒回路(2)の低圧圧力が低下した場合であっても、低
段側冷媒回路(2)の高圧圧力を適正値に維持することが
可能となる。
【００５３】＜第３実施形態＞第３実施形態に係る冷凍
装置(1b)も、第１実施形態の冷凍装置(1)に変更を加え
たものである。第１実施形態と同様の部分には同様の符
号を付し、その説明は省略する。
装置(1b)も、第１実施形態の冷凍装置(1)に変更を加え
たものである。第１実施形態と同様の部分には同様の符
号を付し、その説明は省略する。
【００５４】本冷凍装置(1b)では、高段側冷媒回路(3)
の高段側圧縮機(18)は容量制御が自在な圧縮機で構成さ
れている。倉庫内には、庫内空気温度を検出する温度セ
ンサ(Tx)が設置されている。高段側冷媒回路(3)の高段
側圧縮機(18)の吸入側配管には、高段側冷媒回路(3)の
低圧圧力を検出するための低圧圧力検出手段として低圧
センサ(SPL1)が設けられている。カスケードコンデンサ
(5)と高段側圧縮機(18)との間には、アキュムレータ(2
4)が設けられている。カスケードコンデンサ(5)とアキ
ュムレータ(24)との間の配管には、配管内の冷媒の温度
を検出するための温度センサ(STL1)が固定されている。
の高段側圧縮機(18)は容量制御が自在な圧縮機で構成さ
れている。倉庫内には、庫内空気温度を検出する温度セ
ンサ(Tx)が設置されている。高段側冷媒回路(3)の高段
側圧縮機(18)の吸入側配管には、高段側冷媒回路(3)の
低圧圧力を検出するための低圧圧力検出手段として低圧
センサ(SPL1)が設けられている。カスケードコンデンサ
(5)と高段側圧縮機(18)との間には、アキュムレータ(2
4)が設けられている。カスケードコンデンサ(5)とアキ
ュムレータ(24)との間の配管には、配管内の冷媒の温度
を検出するための温度センサ(STL1)が固定されている。
【００５５】コントローラ(17)は、低段側高圧検出部(1
5)及び膨張弁制御部(16)に加えて、庫内温度検出部(2
2)、目標高圧設定部(23)及び過熱度検出部(27)を備えて
いる。庫内温度検出部(22)は、温度センサ(Tx)に接続さ
れ、温度センサ(Tx)の検出信号が入力されるように構成
されている。目標高圧設定部(23)は、庫内温度検出部(2
2)に接続され、庫内温度に基づいて低段側冷媒回路(2)
の目標高圧を設定し、当該目標高圧に対応した所定の制
御信号を膨張弁制御部(16)に出力するように構成されて
いる。過熱度検出部(27)は、低圧センサ(SPL1)及び温度
センサ(STL1)に接続され、低圧センサ(SPL1)が検出する
高段側冷媒回路(3)の低圧圧力と、温度センサ(STL1)が
検出する高段側圧縮機(18)の吸入ガス温度とに基づい
て、高段側冷媒回路(3)の吸入ガス過熱度を検出する。
そして、過熱度検出部(27)は、吸入ガス過熱度に対応す
る所定の検出信号を膨張弁制御部(16)に出力する。膨張
弁制御部(16)は、低段側高圧検出部(15)、目標高圧設定
部(23)及び過熱度検出部(27)に接続され、高段側膨張弁
(12)の開度制御量を決定する。膨張弁制御部(16)は、低
段側高圧検出部(15)からの検出信号及び目標高圧設定部
(23)からの制御信号に基づいて第１の開度変更量ΔEV1
を算出し、過熱度検出部(27)からの検出信号に基づいて
第２の開度変更量ΔEV2を算出し、これら第１開度変更
量ΔEV1及び第２開度変更量ΔEV2の合計値に応じて高段
側膨張弁(12)の開度を変更するように構成されている。
また、コントローラ(17)には、高段側圧縮機(18)の吸入
ガス冷媒の湿り状態を判定し、湿り状態を検出すると所
定の湿り状態信号を出力する湿り状態検出部(22a)と、
湿り状態に応じて膨張弁制御部(16)の設定を変更する設
定変更部(22b)とが設けられている。さらに、コントロ
ーラ(17)には、高段側膨張弁(12)の開度または開度の変
化に応じて、開度変更量を変更する開度量変更部(22d)
が設けられている。
5)及び膨張弁制御部(16)に加えて、庫内温度検出部(2
2)、目標高圧設定部(23)及び過熱度検出部(27)を備えて
いる。庫内温度検出部(22)は、温度センサ(Tx)に接続さ
れ、温度センサ(Tx)の検出信号が入力されるように構成
されている。目標高圧設定部(23)は、庫内温度検出部(2
2)に接続され、庫内温度に基づいて低段側冷媒回路(2)
の目標高圧を設定し、当該目標高圧に対応した所定の制
御信号を膨張弁制御部(16)に出力するように構成されて
いる。過熱度検出部(27)は、低圧センサ(SPL1)及び温度
センサ(STL1)に接続され、低圧センサ(SPL1)が検出する
高段側冷媒回路(3)の低圧圧力と、温度センサ(STL1)が
検出する高段側圧縮機(18)の吸入ガス温度とに基づい
て、高段側冷媒回路(3)の吸入ガス過熱度を検出する。
そして、過熱度検出部(27)は、吸入ガス過熱度に対応す
る所定の検出信号を膨張弁制御部(16)に出力する。膨張
弁制御部(16)は、低段側高圧検出部(15)、目標高圧設定
部(23)及び過熱度検出部(27)に接続され、高段側膨張弁
(12)の開度制御量を決定する。膨張弁制御部(16)は、低
段側高圧検出部(15)からの検出信号及び目標高圧設定部
(23)からの制御信号に基づいて第１の開度変更量ΔEV1
を算出し、過熱度検出部(27)からの検出信号に基づいて
第２の開度変更量ΔEV2を算出し、これら第１開度変更
量ΔEV1及び第２開度変更量ΔEV2の合計値に応じて高段
側膨張弁(12)の開度を変更するように構成されている。
また、コントローラ(17)には、高段側圧縮機(18)の吸入
ガス冷媒の湿り状態を判定し、湿り状態を検出すると所
定の湿り状態信号を出力する湿り状態検出部(22a)と、
湿り状態に応じて膨張弁制御部(16)の設定を変更する設
定変更部(22b)とが設けられている。さらに、コントロ
ーラ(17)には、高段側膨張弁(12)の開度または開度の変
化に応じて、開度変更量を変更する開度量変更部(22d)
が設けられている。
【００５６】低段側冷媒回路(2)の目標高圧は、第２実
施形態と同様にして、庫内温度に基づいて決定される。
高段側膨張弁(12)の開度変更量ΔEVは、図７のフローチ
ャートに従って決定される。
施形態と同様にして、庫内温度に基づいて決定される。
高段側膨張弁(12)の開度変更量ΔEVは、図７のフローチ
ャートに従って決定される。
【００５７】すなわち、まずステップＳＴ１１におい
て、低段側高圧検出部(15)は高圧センサ(SPH2)の検出信
号を受け、庫内温度検出部(22)は温度センサ(Tx)の検出
信号を受け、過熱度検出部(27)は温度センサ(STL1)及び
低圧センサ(SPL1)の検出信号を受け、それぞれ低段側冷
媒回路(2)の高圧圧力の相当飽和温度ＴｃL、庫内温度Ｔ
ｘ、高段側冷媒回路(3)の低圧圧力の相当飽和温度Ｔ
ｅH、高段側冷媒回路(3)の吸入ガス温度ＴSHが入力され
る。
て、低段側高圧検出部(15)は高圧センサ(SPH2)の検出信
号を受け、庫内温度検出部(22)は温度センサ(Tx)の検出
信号を受け、過熱度検出部(27)は温度センサ(STL1)及び
低圧センサ(SPL1)の検出信号を受け、それぞれ低段側冷
媒回路(2)の高圧圧力の相当飽和温度ＴｃL、庫内温度Ｔ
ｘ、高段側冷媒回路(3)の低圧圧力の相当飽和温度Ｔ
ｅH、高段側冷媒回路(3)の吸入ガス温度ＴSHが入力され
る。
【００５８】次に、ステップＳＴ１２に進み、高段側冷
媒回路(3)の吸入ガス過熱度ＳＨ、低段側冷媒回路(2)の
目標高圧ＴｃLM、低段側冷媒回路(2)の高圧圧力の偏差
（以下、低段側高圧偏差という）εをそれぞれ算出す
る。
媒回路(3)の吸入ガス過熱度ＳＨ、低段側冷媒回路(2)の
目標高圧ＴｃLM、低段側冷媒回路(2)の高圧圧力の偏差
（以下、低段側高圧偏差という）εをそれぞれ算出す
る。
【００５９】そして、ステップＳＴ１３に進み、低段側
高圧偏差εに応じた第１開度変更量ΔEV1を決定する。
次に、ステップＳＴ１４に進み、高段側冷媒回路(3)の
吸入ガス過熱度に応じた第２開度変更量ΔEV2を決定す
る。
高圧偏差εに応じた第１開度変更量ΔEV1を決定する。
次に、ステップＳＴ１４に進み、高段側冷媒回路(3)の
吸入ガス過熱度に応じた第２開度変更量ΔEV2を決定す
る。
【００６０】次に、ステップＳＴ１５において、高段側
冷媒回路(3)の吸入ガスが湿り状態にあるか否かを判定
する。具体的には、高段側の吸入ガス過熱度が所定温度
（５℃）よりも小さいか否かに基づいて、湿り状態を判
定する。吸入ガス過熱度が５℃以上の場合には湿り状態
ではないと判定し、ステップＳＴ１８に進む。これに対
し、吸入ガス過熱度が５℃よりも小さい場合は、湿り状
態であると判定してステップＳＴ１６に進む。ステップ
ＳＴ１６では、第１開度変更量ΔEV1の値が正の値か否
か、つまり低段側高圧偏差εに基づく第１開度変更量Δ
EV1が高段側膨張弁(12)を開く方向の制御量か否かを判
定する。当該判定の結果、ＹＥＳの場合はステップＳＴ
１７に進み、ΔEV1をゼロに再設定してからステップＳ
Ｔ１８に進む。つまり、第２開度変更量のみに基づいて
開度変更量を設定する。なお、このステップＳＴ１６及
びステップＳＴ１７の処理は、設定変更部(22b)によっ
て行われる。一方、ステップＳＴ１６において判定結果
がＮＯの場合は、そのままステップＳＴ１８に進む。
冷媒回路(3)の吸入ガスが湿り状態にあるか否かを判定
する。具体的には、高段側の吸入ガス過熱度が所定温度
（５℃）よりも小さいか否かに基づいて、湿り状態を判
定する。吸入ガス過熱度が５℃以上の場合には湿り状態
ではないと判定し、ステップＳＴ１８に進む。これに対
し、吸入ガス過熱度が５℃よりも小さい場合は、湿り状
態であると判定してステップＳＴ１６に進む。ステップ
ＳＴ１６では、第１開度変更量ΔEV1の値が正の値か否
か、つまり低段側高圧偏差εに基づく第１開度変更量Δ
EV1が高段側膨張弁(12)を開く方向の制御量か否かを判
定する。当該判定の結果、ＹＥＳの場合はステップＳＴ
１７に進み、ΔEV1をゼロに再設定してからステップＳ
Ｔ１８に進む。つまり、第２開度変更量のみに基づいて
開度変更量を設定する。なお、このステップＳＴ１６及
びステップＳＴ１７の処理は、設定変更部(22b)によっ
て行われる。一方、ステップＳＴ１６において判定結果
がＮＯの場合は、そのままステップＳＴ１８に進む。
【００６１】ステップＳＴ１８では、ΔEV1とΔEV2との
合計値ΔEVSUMを算出する。そして、ステップＳＴ１９
に進み、高段側膨張弁(12)の開度に応じて開度変更量Δ
EVを再設定する。本実施形態では、高段側膨張弁(12)
は、出力パルス数が０パルスのときに全閉状態となり、
出力パルス数が２０００パルスのときに全開状態とな
り、これら０〜２０００パルスに対応して開度が変更さ
れる。
合計値ΔEVSUMを算出する。そして、ステップＳＴ１９
に進み、高段側膨張弁(12)の開度に応じて開度変更量Δ
EVを再設定する。本実施形態では、高段側膨張弁(12)
は、出力パルス数が０パルスのときに全閉状態となり、
出力パルス数が２０００パルスのときに全開状態とな
り、これら０〜２０００パルスに対応して開度が変更さ
れる。
【００６２】ここでは、ステップＳＴ１８で算出したΔ
EVSUMが等しくても、高段側膨張弁(12)の開度が大きい
ほど開度変更量は大きく、逆に高段側膨張弁(12)の開度
が小さいほど開度変更量は小さくなるように開度の制御
を行う。つまり、当該開度に応じて開度変更量を変更す
る。この開度変更量の変更は、開度量変更部(22d)によ
って行われる。具体的には、ステップＳＴ１９におい
て、現時点での高段側膨張弁(12)の開度をＥＶＰとし
て、開度変更量ΔEVを、ΔEV＝（ＥＶＰ／１０００）×
１０×ΔＥＶSUMに変更する。
EVSUMが等しくても、高段側膨張弁(12)の開度が大きい
ほど開度変更量は大きく、逆に高段側膨張弁(12)の開度
が小さいほど開度変更量は小さくなるように開度の制御
を行う。つまり、当該開度に応じて開度変更量を変更す
る。この開度変更量の変更は、開度量変更部(22d)によ
って行われる。具体的には、ステップＳＴ１９におい
て、現時点での高段側膨張弁(12)の開度をＥＶＰとし
て、開度変更量ΔEVを、ΔEV＝（ＥＶＰ／１０００）×
１０×ΔＥＶSUMに変更する。
【００６３】次に、ステップＳＴ２０に進み、ΔEVの符
号を判定する。そして、ΔEVが負のパルス数の場合、つ
まり高段側膨張弁(12)を閉じる方向の開度変更量の場合
（開度が減少している場合）には、ステップＳＴ２２に
進む。なお、ステップＳＴ２２に進む前に、ΔEVに１よ
りも大きな所定数を乗ずるようなΔEVの再設定を行うよ
うにしてもよい。一方、ΔEVが正のパルス数の場合、つ
まり高段側膨張弁(12)を開ける方向の開度変更量の場合
（開度が増加している場合）には、ステップＳＴ２１に
進んでΔEVに１よりも小さな所定数を乗ずるようなΔEV
の再設定を行う。ここでは、ステップＳＴ１９で決定し
たΔEVに対し、０．７を乗じる。なお、このようなΔEV
の再設定は、開度量変更部(22d)によって行われる。ス
テップＳＴ２２では、上記のΔEVを高段側膨張弁(12)に
出力し、高段側膨張弁(12)の開度を変更する。
号を判定する。そして、ΔEVが負のパルス数の場合、つ
まり高段側膨張弁(12)を閉じる方向の開度変更量の場合
（開度が減少している場合）には、ステップＳＴ２２に
進む。なお、ステップＳＴ２２に進む前に、ΔEVに１よ
りも大きな所定数を乗ずるようなΔEVの再設定を行うよ
うにしてもよい。一方、ΔEVが正のパルス数の場合、つ
まり高段側膨張弁(12)を開ける方向の開度変更量の場合
（開度が増加している場合）には、ステップＳＴ２１に
進んでΔEVに１よりも小さな所定数を乗ずるようなΔEV
の再設定を行う。ここでは、ステップＳＴ１９で決定し
たΔEVに対し、０．７を乗じる。なお、このようなΔEV
の再設定は、開度量変更部(22d)によって行われる。ス
テップＳＴ２２では、上記のΔEVを高段側膨張弁(12)に
出力し、高段側膨張弁(12)の開度を変更する。
【００６４】本冷凍装置(1b)では、高段側冷媒回路(3)
にアキュムレータ(24)を備えているので、高段側冷媒回
路(3)の吸入ガスが一旦湿り状態になると、液冷媒がア
キュムレータ(24)に溜まってしまい、高段側レシーバ(1
1)の液冷媒が減少する。そのため、高段側膨張弁(12)の
開度を増加させたとしてもカスケードコンデンサ(5)に
おける高段側冷媒の冷却量は増加せず、低段側冷媒回路
(2)の高圧圧力は、高段側膨張弁(12)の開度の増加量に
見合うほどは低下しない傾向がある。そこで、本実施形
態では、このような装置の特性を考慮に入れ、ステップ
ＳＴ１５〜ステップＳＴ１７の処理を行うことにより、
高段側膨張弁(12)の開きすぎを防止することとしてい
る。
にアキュムレータ(24)を備えているので、高段側冷媒回
路(3)の吸入ガスが一旦湿り状態になると、液冷媒がア
キュムレータ(24)に溜まってしまい、高段側レシーバ(1
1)の液冷媒が減少する。そのため、高段側膨張弁(12)の
開度を増加させたとしてもカスケードコンデンサ(5)に
おける高段側冷媒の冷却量は増加せず、低段側冷媒回路
(2)の高圧圧力は、高段側膨張弁(12)の開度の増加量に
見合うほどは低下しない傾向がある。そこで、本実施形
態では、このような装置の特性を考慮に入れ、ステップ
ＳＴ１５〜ステップＳＴ１７の処理を行うことにより、
高段側膨張弁(12)の開きすぎを防止することとしてい
る。
【００６５】また、たとえアキュムレータ(24)を設けな
い場合であっても、高段側膨張弁(12)を過度に開きすぎ
ると、高段側圧縮機(18)の液バックを招くおそれがあ
る。しかし、このような場合であっても、ステップＳＴ
１５〜ステップＳＴ１７の処理を行うことにより、上記
液バックを未然に回避することができる。
い場合であっても、高段側膨張弁(12)を過度に開きすぎ
ると、高段側圧縮機(18)の液バックを招くおそれがあ
る。しかし、このような場合であっても、ステップＳＴ
１５〜ステップＳＴ１７の処理を行うことにより、上記
液バックを未然に回避することができる。
【００６６】本実施形態では、ステップＳＴ２０及びス
テップＳＴ２１において、高段側膨張弁(12)の開度に応
じて、開度変更量ΔEVを変更するようにしているので、
高段側膨張弁(12)の開けすぎによりアキュムレータ(24)
に液冷媒が過剰に溜まることを防止することができる。
テップＳＴ２１において、高段側膨張弁(12)の開度に応
じて、開度変更量ΔEVを変更するようにしているので、
高段側膨張弁(12)の開けすぎによりアキュムレータ(24)
に液冷媒が過剰に溜まることを防止することができる。
【００６７】なお、本実施形態では、ステップＳＴ１８
において、ΔEV1とΔEV2との合計値をΔＥＶSUMとして
いるが、両開度変更量ΔEV1,ΔEV2に所定の係数を乗ず
ることにより所定の重みづけを行い、低段側冷媒回路
(2)の高圧圧力または高段側冷媒回路(3)の吸入冷媒の過
熱度のいずれかを優先的に制御するようにしてもよい。
つまり、各開度変更量に所定の係数を適宜乗ずることに
より、複数の状態パラメータ（高圧圧力、吸入冷媒の過
熱度等）に優先順位をつけることができる。
において、ΔEV1とΔEV2との合計値をΔＥＶSUMとして
いるが、両開度変更量ΔEV1,ΔEV2に所定の係数を乗ず
ることにより所定の重みづけを行い、低段側冷媒回路
(2)の高圧圧力または高段側冷媒回路(3)の吸入冷媒の過
熱度のいずれかを優先的に制御するようにしてもよい。
つまり、各開度変更量に所定の係数を適宜乗ずることに
より、複数の状態パラメータ（高圧圧力、吸入冷媒の過
熱度等）に優先順位をつけることができる。
【００６８】＜第４実施形態＞図８及び図９に示すよう
に、第４実施形態に係る二元式冷凍装置(110)は、冷蔵
庫又は冷凍庫を冷却するものであって、室外ユニット(1
01A)とカスケードユニット(101B)とクーリングユニット
(101C)とを備えている。この各ユニット(101A),(101B),
(101C)は、図示しないが、それぞれ所定のケーシングに
構成機器を収納して形成されている。そして、室外ユニ
ット(101A)とカスケードユニット(101B)の一部とによっ
て高段側冷媒回路(120)が構成されている。また、カス
ケードユニット(101B)とクーリングユニット(101C)とに
亘って、２つの低段側冷媒回路(103A),(103B)が構成さ
れている。
に、第４実施形態に係る二元式冷凍装置(110)は、冷蔵
庫又は冷凍庫を冷却するものであって、室外ユニット(1
01A)とカスケードユニット(101B)とクーリングユニット
(101C)とを備えている。この各ユニット(101A),(101B),
(101C)は、図示しないが、それぞれ所定のケーシングに
構成機器を収納して形成されている。そして、室外ユニ
ット(101A)とカスケードユニット(101B)の一部とによっ
て高段側冷媒回路(120)が構成されている。また、カス
ケードユニット(101B)とクーリングユニット(101C)とに
亘って、２つの低段側冷媒回路(103A),(103B)が構成さ
れている。
【００６９】高段側冷媒回路(120)は、冷媒循環方向を
正サイクルと逆サイクルとに切り換える可逆運転が可能
に構成されている。そして、高段側冷媒回路(120)は、
高段側圧縮機(121)と凝縮器(122)と２つの冷媒熱交換器
（カスケード熱交換器）(111A),(111B)の蒸発部とを備
えている。この冷媒熱交換器(111A),(111B)の蒸発部は
高段側冷媒回路(120)の蒸発器を構成している。
正サイクルと逆サイクルとに切り換える可逆運転が可能
に構成されている。そして、高段側冷媒回路(120)は、
高段側圧縮機(121)と凝縮器(122)と２つの冷媒熱交換器
（カスケード熱交換器）(111A),(111B)の蒸発部とを備
えている。この冷媒熱交換器(111A),(111B)の蒸発部は
高段側冷媒回路(120)の蒸発器を構成している。
【００７０】高段側圧縮機(121)の吐出側には第１ガス
配管(40)が接続され、吸込側に第２ガス配管(41)が接続
されている。第１ガス配管(40)は、高段側圧縮機(121)
から油分離器(123)と四路切換弁(124)とを順に接続し、
凝縮器(122)の一端に接続されている。凝縮器(122)の他
端には液配管(42)の一端が接続され、液配管(42)は、主
配管(104a)と２つの分岐配管(104b),(104c)とによって
形成されている。そして、各分岐配管(104b),(104c)が
２つの冷媒熱交換器(111A),(111B)の各蒸発部に接続さ
れている。
配管(40)が接続され、吸込側に第２ガス配管(41)が接続
されている。第１ガス配管(40)は、高段側圧縮機(121)
から油分離器(123)と四路切換弁(124)とを順に接続し、
凝縮器(122)の一端に接続されている。凝縮器(122)の他
端には液配管(42)の一端が接続され、液配管(42)は、主
配管(104a)と２つの分岐配管(104b),(104c)とによって
形成されている。そして、各分岐配管(104b),(104c)が
２つの冷媒熱交換器(111A),(111B)の各蒸発部に接続さ
れている。
【００７１】液配管(42)の主配管(104a)には、第２ガス
配管(41)に接続されたバイパス管(104h)が接続されてい
る。このバイパス管(104h)には、電磁弁(SV)及び感温式
膨張弁(EV)が設けられている。上記分岐配管(104b),(10
4c)には第１及び第２冷却用電動膨張弁(EVL1),(EVL2)が
それぞれ設けられている。これらの冷却用電動膨張弁(E
VL1),(EVL2)は、本発明でいうところの「電動膨張弁」
に対応する。
配管(41)に接続されたバイパス管(104h)が接続されてい
る。このバイパス管(104h)には、電磁弁(SV)及び感温式
膨張弁(EV)が設けられている。上記分岐配管(104b),(10
4c)には第１及び第２冷却用電動膨張弁(EVL1),(EVL2)が
それぞれ設けられている。これらの冷却用電動膨張弁(E
VL1),(EVL2)は、本発明でいうところの「電動膨張弁」
に対応する。
【００７２】第２ガス配管(41)は、主配管(104d)と２つ
の分岐配管(104e),(104f)とによって形成されている。
第２ガス配管(41)の主配管(104d)は、高段側圧縮機(12
1)からアキュムレータ(126)と四路切換弁(124)とを順に
接続する一方、上記各分岐配管(104e),(104f)が各冷媒
熱交換器(111A),(111B)の蒸発部に接続されている。つ
まり、上記２つの冷媒熱交換器(111A),(111B)の蒸発部
は、高段側冷媒回路(120)において互いに並列に接続さ
れている。
の分岐配管(104e),(104f)とによって形成されている。
第２ガス配管(41)の主配管(104d)は、高段側圧縮機(12
1)からアキュムレータ(126)と四路切換弁(124)とを順に
接続する一方、上記各分岐配管(104e),(104f)が各冷媒
熱交換器(111A),(111B)の蒸発部に接続されている。つ
まり、上記２つの冷媒熱交換器(111A),(111B)の蒸発部
は、高段側冷媒回路(120)において互いに並列に接続さ
れている。
【００７３】尚、上記液配管(42)及び第２ガス配管(41)
の分岐配管(104b),(104c),(104e),(104f)は、カスケー
ドユニット(101B)に設けられている。
の分岐配管(104b),(104c),(104e),(104f)は、カスケー
ドユニット(101B)に設けられている。
【００７４】第１ガス配管(40)とレシーバ(125)との間
には、ガス通路(43)が接続されている。ガス通路(43)の
一端は、第１ガス配管(40)における四路切換弁(124)と
凝縮器(122)との間に接続され、他端は、レシーバ(125)
の上部に接続されている。そして、ガス通路(43)は、開
閉弁(SV)が設けられ、冷却運転時の高圧制御とデフロス
ト運転時のガス抜きとを行うように構成されている。ま
た、このガス通路(43)には、第２ガス配管(41)に接続さ
れたバイパス管(104g)が接続されている。バイパス管(1
04g)には、開閉弁(SV)及びキャピラリチューブ(CP)が設
けられている。
には、ガス通路(43)が接続されている。ガス通路(43)の
一端は、第１ガス配管(40)における四路切換弁(124)と
凝縮器(122)との間に接続され、他端は、レシーバ(125)
の上部に接続されている。そして、ガス通路(43)は、開
閉弁(SV)が設けられ、冷却運転時の高圧制御とデフロス
ト運転時のガス抜きとを行うように構成されている。ま
た、このガス通路(43)には、第２ガス配管(41)に接続さ
れたバイパス管(104g)が接続されている。バイパス管(1
04g)には、開閉弁(SV)及びキャピラリチューブ(CP)が設
けられている。
【００７５】油分離器(123)と高段側圧縮機(121)の吸込
側との間には、キャピラリチューブ(CP)を備えた油戻し
通路(44)が接続されている。高段側圧縮機(121)の吐出
側と吸込側との間には、キャピラリチューブ(CP)と開閉
弁(SV)とを備えたアンロード通路(45)が接続され、該ア
ンロード通路(45)の途中は高段側圧縮機(121)に接続さ
れている。
側との間には、キャピラリチューブ(CP)を備えた油戻し
通路(44)が接続されている。高段側圧縮機(121)の吐出
側と吸込側との間には、キャピラリチューブ(CP)と開閉
弁(SV)とを備えたアンロード通路(45)が接続され、該ア
ンロード通路(45)の途中は高段側圧縮機(121)に接続さ
れている。
【００７６】また、高段側圧縮機(121)の吐出側の第１
ガス配管(40)には、高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ
(SPH1)と、高圧冷媒圧力が過上昇して所定の圧力になる
とオフ信号を出力する高圧開閉器(HPS1)とが設けられて
いる。また、高段側圧縮機(121)の吸込側の第２ガス配
管(41)には、低圧冷媒圧力を検出する低圧センサ(SPL1)
が設けられている。
ガス配管(40)には、高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ
(SPH1)と、高圧冷媒圧力が過上昇して所定の圧力になる
とオフ信号を出力する高圧開閉器(HPS1)とが設けられて
いる。また、高段側圧縮機(121)の吸込側の第２ガス配
管(41)には、低圧冷媒圧力を検出する低圧センサ(SPL1)
が設けられている。
【００７７】一方、第１低段側冷媒回路(103A)は、冷媒
循環方向が正サイクルと逆サイクルとに切り換えて可逆
運転可能に構成されている。そして、第１低段側冷媒回
路(103A)は、第１及び第２の低段側圧縮機(31A),(131A)
と第１の冷媒熱交換器(111A)の凝縮部と蒸発用伝熱管(1
05a)とを備えている。この冷媒熱交換器(111A)の凝縮部
は、第１低段側冷媒回路(103A)の凝縮器を構成してい
る。第１低段側圧縮機(31A)と第２低段側圧縮機(131A)
とは、互いに並列に接続されている。
循環方向が正サイクルと逆サイクルとに切り換えて可逆
運転可能に構成されている。そして、第１低段側冷媒回
路(103A)は、第１及び第２の低段側圧縮機(31A),(131A)
と第１の冷媒熱交換器(111A)の凝縮部と蒸発用伝熱管(1
05a)とを備えている。この冷媒熱交換器(111A)の凝縮部
は、第１低段側冷媒回路(103A)の凝縮器を構成してい
る。第１低段側圧縮機(31A)と第２低段側圧縮機(131A)
とは、互いに並列に接続されている。
【００７８】上記各圧縮機(31A),(131A)の吐出側には、
それぞれ油分離器(32),(132)が設けられている。両油分
離器(32),(132)の下流側は、四路切換弁(33)及び第１ガ
ス配管(60)を介して第１の冷媒熱交換器(111A)における
凝縮部の一端に接続されている。該凝縮部の他端は、液
配管(61)によって逆止弁(CV)とレシーバ(34)と冷却用膨
張弁(EV21)とを介して蒸発用伝熱管(105a)の一端に接続
されている。蒸発用伝熱管(105a)の他端は、第２ガス配
管(62)によって逆止弁(CV)と四路切換弁(33)とアキュム
レータ(35)とを介して両低段側圧縮機(31A),(131A)の吸
込側に接続されている。
それぞれ油分離器(32),(132)が設けられている。両油分
離器(32),(132)の下流側は、四路切換弁(33)及び第１ガ
ス配管(60)を介して第１の冷媒熱交換器(111A)における
凝縮部の一端に接続されている。該凝縮部の他端は、液
配管(61)によって逆止弁(CV)とレシーバ(34)と冷却用膨
張弁(EV21)とを介して蒸発用伝熱管(105a)の一端に接続
されている。蒸発用伝熱管(105a)の他端は、第２ガス配
管(62)によって逆止弁(CV)と四路切換弁(33)とアキュム
レータ(35)とを介して両低段側圧縮機(31A),(131A)の吸
込側に接続されている。
【００７９】上記第１の冷媒熱交換器(111A)は、高段側
冷媒回路(120)の蒸発部と第１低段側冷媒回路(103A)の
凝縮部とを有するカスケードコンデンサであって、プレ
ート式熱交換器によって構成されている。そして、この
第１の冷媒熱交換器(111A)は、第１低段側冷媒回路(103
A)の冷媒と高段側冷媒回路(120)の冷媒とが熱交換を行
い、第１低段側冷媒回路(103A)の冷媒が放熱して凝縮す
る一方、高段側冷媒回路(120)の冷媒が吸熱して蒸発す
る。
冷媒回路(120)の蒸発部と第１低段側冷媒回路(103A)の
凝縮部とを有するカスケードコンデンサであって、プレ
ート式熱交換器によって構成されている。そして、この
第１の冷媒熱交換器(111A)は、第１低段側冷媒回路(103
A)の冷媒と高段側冷媒回路(120)の冷媒とが熱交換を行
い、第１低段側冷媒回路(103A)の冷媒が放熱して凝縮す
る一方、高段側冷媒回路(120)の冷媒が吸熱して蒸発す
る。
【００８０】尚、上記冷却用膨張弁(EV21)は、感温式膨
張弁であって、感温筒(TS)が蒸発用伝熱管(105a)の出口
側の第２ガス配管(62)に設けられている。
張弁であって、感温筒(TS)が蒸発用伝熱管(105a)の出口
側の第２ガス配管(62)に設けられている。
【００８１】上記第１低段側冷媒回路(103A)は、逆サイ
クルのデフロスト運転を行うように構成されているの
で、ドレンパン通路(63)とガスバイパス通路(64)と減圧
通路(65)とを備えている。ドレンパン通路(63)は、第２
ガス通路(62)における逆止弁(CV)の両端部に接続され、
ドレンパンヒータ(106a)と逆止弁(CV)とが設けられ、圧
縮機(31)の吐出冷媒(ホットガス)が流れるように構成さ
れている。
クルのデフロスト運転を行うように構成されているの
で、ドレンパン通路(63)とガスバイパス通路(64)と減圧
通路(65)とを備えている。ドレンパン通路(63)は、第２
ガス通路(62)における逆止弁(CV)の両端部に接続され、
ドレンパンヒータ(106a)と逆止弁(CV)とが設けられ、圧
縮機(31)の吐出冷媒(ホットガス)が流れるように構成さ
れている。
【００８２】ガスバイパス通路(64)は、液配管(61)にお
ける冷却用膨張弁(EV21)の両端に接続され、逆止弁(CV)
を備え、デフロスト運転時に液冷媒が冷却用膨張弁(EV2
1)をバイパスするように構成されている。
ける冷却用膨張弁(EV21)の両端に接続され、逆止弁(CV)
を備え、デフロスト運転時に液冷媒が冷却用膨張弁(EV2
1)をバイパスするように構成されている。
【００８３】減圧通路(65)は、液配管(61)における逆止
弁(CV)の両端に接続され、開閉弁(SV)とデフロスト用膨
張弁(EV22)とを備え、デフロスト運転時に液冷媒を減圧
するように構成されている。尚、デフロスト用膨張弁(E
V22)は、感温式膨張弁であって、感温筒が第２ガス配管
(62)におけるアキュムレータ(35)の上流側に設けられて
いる。
弁(CV)の両端に接続され、開閉弁(SV)とデフロスト用膨
張弁(EV22)とを備え、デフロスト運転時に液冷媒を減圧
するように構成されている。尚、デフロスト用膨張弁(E
V22)は、感温式膨張弁であって、感温筒が第２ガス配管
(62)におけるアキュムレータ(35)の上流側に設けられて
いる。
【００８４】また、レシーバ(34)の上部には、ガス抜き
通路(66)の一端が接続されている。ガス抜き通路(66)
は、開閉弁(SV)とキャピラリチューブ(CP)とを備え、他
端が、第２ガス配管(62)におけるアキュムレータ(35)の
上流側に接続されている。
通路(66)の一端が接続されている。ガス抜き通路(66)
は、開閉弁(SV)とキャピラリチューブ(CP)とを備え、他
端が、第２ガス配管(62)におけるアキュムレータ(35)の
上流側に接続されている。
【００８５】各油分離器(32),(132)と各低段側圧縮機(3
1A),(131A)の吸込側との間には、キャピラリチューブ(C
P)を備えた油戻し通路(67),(67)がそれぞれ接続されて
いる。
1A),(131A)の吸込側との間には、キャピラリチューブ(C
P)を備えた油戻し通路(67),(67)がそれぞれ接続されて
いる。
【００８６】また、各低段側圧縮機(31A),(131A)の吐出
側の第１ガス配管(60),(60)には、高圧冷媒圧力が過上
昇して所定の圧力になるとオフ信号を出力する高圧圧力
開閉器(HPS2),(HPS2)と、吐出ガス冷媒の温度を検出す
る温度センサ(STH2),(STH2)が設けられている。両低段
側圧縮機(31A),(131A)の吐出側配管の合流点と四路切換
弁(33)との間には、高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ
(SPH2)が設けられている。両低段側圧縮機(31A),(131A)
の吸込側の第２ガス配管(62)には、低圧冷媒圧力を検出
する低圧センサ(SPL2)が設けられている。
側の第１ガス配管(60),(60)には、高圧冷媒圧力が過上
昇して所定の圧力になるとオフ信号を出力する高圧圧力
開閉器(HPS2),(HPS2)と、吐出ガス冷媒の温度を検出す
る温度センサ(STH2),(STH2)が設けられている。両低段
側圧縮機(31A),(131A)の吐出側配管の合流点と四路切換
弁(33)との間には、高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ
(SPH2)が設けられている。両低段側圧縮機(31A),(131A)
の吸込側の第２ガス配管(62)には、低圧冷媒圧力を検出
する低圧センサ(SPL2)が設けられている。
【００８７】第２低段側冷媒回路(103B)は、第１低段側
冷媒回路(103A)とほぼ同様な構成であるが、デフロスト
運転は行わず、冷却運転のみを行うように構成されてい
る。第２低段側冷媒回路(103B)は、第１低段側冷媒回路
(103A)における四路切換弁(124)を備えず、その上、ド
レンパン通路(63)とガスバイパス通路(64)と減圧通路(6
5)とが設けられていない。つまり、第２低段側冷媒回路
(103B)は、第１及び第２の低段側圧縮機(31B),(131B)と
第２の冷媒熱交換器(111B)の凝縮部とレシーバ(34)と冷
却用膨張弁(EV21)と蒸発用伝熱管(105b)とアキュムレー
タ(35)とが第１ガス配管(60)と液配管(61)と第２ガス配
管(62)とによって順に接続されて構成されている。上記
第２の冷媒熱交換器(111B)の凝縮部は第２低段側冷媒回
路(103B)の凝縮器を構成している。
冷媒回路(103A)とほぼ同様な構成であるが、デフロスト
運転は行わず、冷却運転のみを行うように構成されてい
る。第２低段側冷媒回路(103B)は、第１低段側冷媒回路
(103A)における四路切換弁(124)を備えず、その上、ド
レンパン通路(63)とガスバイパス通路(64)と減圧通路(6
5)とが設けられていない。つまり、第２低段側冷媒回路
(103B)は、第１及び第２の低段側圧縮機(31B),(131B)と
第２の冷媒熱交換器(111B)の凝縮部とレシーバ(34)と冷
却用膨張弁(EV21)と蒸発用伝熱管(105b)とアキュムレー
タ(35)とが第１ガス配管(60)と液配管(61)と第２ガス配
管(62)とによって順に接続されて構成されている。上記
第２の冷媒熱交換器(111B)の凝縮部は第２低段側冷媒回
路(103B)の凝縮器を構成している。
【００８８】冷却用膨張弁(EV21)は、感温式膨張弁であ
って、感温筒が蒸発用伝熱管(105b)の出口側の第２ガス
配管(62)に設けられている。また、上記第２の冷媒熱交
換器(111B)は、高段側冷媒回路(120)の蒸発部と第２低
段側冷媒回路(103B)の凝縮部とを有するカスケードコン
デンサであって、プレート形熱交換器によって構成され
ている。そして、この第２の冷媒熱交換器(111B)は、第
２低段側冷媒回路(103B)の冷媒と高段側冷媒回路(120)
の冷媒とが熱交換を行い、第２低段側冷媒回路(103B)の
冷媒が放熱して凝縮する一方、高段側冷媒回路(120)の
冷媒が吸熱して蒸発する。
って、感温筒が蒸発用伝熱管(105b)の出口側の第２ガス
配管(62)に設けられている。また、上記第２の冷媒熱交
換器(111B)は、高段側冷媒回路(120)の蒸発部と第２低
段側冷媒回路(103B)の凝縮部とを有するカスケードコン
デンサであって、プレート形熱交換器によって構成され
ている。そして、この第２の冷媒熱交換器(111B)は、第
２低段側冷媒回路(103B)の冷媒と高段側冷媒回路(120)
の冷媒とが熱交換を行い、第２低段側冷媒回路(103B)の
冷媒が放熱して凝縮する一方、高段側冷媒回路(120)の
冷媒が吸熱して蒸発する。
【００８９】上記両低段側冷媒回路(103A),(103B)にお
ける蒸発用伝熱管(105a),(105b)は、１つの蒸発器(50)
に構成されており、蒸発器(50)において、両低段側冷媒
回路(103A),(103B)の冷媒と庫内空気とを熱交換させて
いる。そして、上記蒸発器(50)、冷却用膨張弁(EV21)及
びドレンパン通路(63)がクーリングユニット(101C)に設
けられる一方、他の圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)
などが上記カスケードユニット(101B)に設けられてい
る。
ける蒸発用伝熱管(105a),(105b)は、１つの蒸発器(50)
に構成されており、蒸発器(50)において、両低段側冷媒
回路(103A),(103B)の冷媒と庫内空気とを熱交換させて
いる。そして、上記蒸発器(50)、冷却用膨張弁(EV21)及
びドレンパン通路(63)がクーリングユニット(101C)に設
けられる一方、他の圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)
などが上記カスケードユニット(101B)に設けられてい
る。
【００９０】また、第１低段側冷媒回路(103A)における
液配管(61)の分流器(51)の手前には、液冷媒の温度を検
出する液温度センサ(Th21)が設けられる一方、上記蒸発
器(50)には該蒸発器(50)の温度を検出する蒸発器温度セ
ンサ(Th22)が設けられている。
液配管(61)の分流器(51)の手前には、液冷媒の温度を検
出する液温度センサ(Th21)が設けられる一方、上記蒸発
器(50)には該蒸発器(50)の温度を検出する蒸発器温度セ
ンサ(Th22)が設けられている。
【００９１】倉庫内には、庫内の空気温度を検出する庫
内温度センサ(Tx)が設けられている。
内温度センサ(Tx)が設けられている。
【００９２】図１０に示すように、コントローラ(17)
は、低段側高圧検出部(15)、過熱度検出部(27)、庫内温
度検出部(22)、目標高圧設定部(23)、高段側吐出温度検
出部(22e)、設定変更部(23c)、湿り状態検出部(22a)、
及び膨張弁制御部(16)を備えている。
は、低段側高圧検出部(15)、過熱度検出部(27)、庫内温
度検出部(22)、目標高圧設定部(23)、高段側吐出温度検
出部(22e)、設定変更部(23c)、湿り状態検出部(22a)、
及び膨張弁制御部(16)を備えている。
【００９３】−冷凍装置の運転動作−次に、冷凍装置(1
10)の冷却運転動作について説明する。
10)の冷却運転動作について説明する。
【００９４】本冷凍装置(110)では、庫内の冷凍負荷が
小さいときは第１低段側冷媒回路(103A)の第１及び第２
低段側圧縮機(31A),(131A)を運転し、庫内の冷凍負荷が
大きいときは両低段側冷媒回路(103A),(103B)の第１及
び第２低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)を運転
する。つまり、庫内負荷が小さいときは合計２台の圧縮
機(31A),(131A)を動作させ、逆に、庫内負荷が大きいと
きは合計４台の圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)を動
作させる。
小さいときは第１低段側冷媒回路(103A)の第１及び第２
低段側圧縮機(31A),(131A)を運転し、庫内の冷凍負荷が
大きいときは両低段側冷媒回路(103A),(103B)の第１及
び第２低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)を運転
する。つまり、庫内負荷が小さいときは合計２台の圧縮
機(31A),(131A)を動作させ、逆に、庫内負荷が大きいと
きは合計４台の圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)を動
作させる。
【００９５】ここでは、庫内負荷の大きな場合の運転動
作を説明する。この場合、高段側冷媒回路(120)の高段
側圧縮機(121)及び両低段側冷媒回路(103A),(103B)の第
１及び第２低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)を
共に駆動する。この状態において、高段側冷媒回路(12
0)では、四路切換弁(124)を図８の実線側に切り換える
一方、後述する各冷却用電動膨張弁(EVL1),(EVL2)の開
度制御を実行する。
作を説明する。この場合、高段側冷媒回路(120)の高段
側圧縮機(121)及び両低段側冷媒回路(103A),(103B)の第
１及び第２低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)を
共に駆動する。この状態において、高段側冷媒回路(12
0)では、四路切換弁(124)を図８の実線側に切り換える
一方、後述する各冷却用電動膨張弁(EVL1),(EVL2)の開
度制御を実行する。
【００９６】高段側冷媒回路(120)にあっては、高段側
圧縮機(121)から吐出された高段側冷媒は、凝縮器(122)
で凝縮して液冷媒となり、カスケードユニット(101B)に
流れる。そして、上記液冷媒は、２つの分岐配管(104
b),(104c)に分かれ、冷却用電動膨張弁(EVL1),(EVL2)で
減圧される。その後、上記液冷媒は、２つの冷媒熱交換
器(111A),(111B)の各蒸発部で蒸発してガス冷媒となっ
て高段側圧縮機(121)に戻り、この循環を繰り返す。
圧縮機(121)から吐出された高段側冷媒は、凝縮器(122)
で凝縮して液冷媒となり、カスケードユニット(101B)に
流れる。そして、上記液冷媒は、２つの分岐配管(104
b),(104c)に分かれ、冷却用電動膨張弁(EVL1),(EVL2)で
減圧される。その後、上記液冷媒は、２つの冷媒熱交換
器(111A),(111B)の各蒸発部で蒸発してガス冷媒となっ
て高段側圧縮機(121)に戻り、この循環を繰り返す。
【００９７】一方、第１低段側冷媒回路(103A)では、四
路切換弁(33)を図９の実線側に切り換える一方、デフロ
スト用膨張弁(EV22)を全閉とし、冷却用膨張弁(EV21)を
過熱度制御する。また、第２低段側冷媒回路(103B)で
は、冷却用膨張弁(EV21)を過熱度制御する。
路切換弁(33)を図９の実線側に切り換える一方、デフロ
スト用膨張弁(EV22)を全閉とし、冷却用膨張弁(EV21)を
過熱度制御する。また、第２低段側冷媒回路(103B)で
は、冷却用膨張弁(EV21)を過熱度制御する。
【００９８】上記両低段側冷媒回路(103A),(103B)にお
いて、低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)から吐
出された低段側冷媒は、冷媒熱交換器(111A),(111B)の
凝縮部で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒は、冷却用
膨張弁(EV21),(EV21)で減圧する。その後、上記液冷媒
は、蒸発用伝熱管(105a),(105b)で蒸発してガス冷媒と
なって低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)に戻
り、この循環を繰り返す。
いて、低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)から吐
出された低段側冷媒は、冷媒熱交換器(111A),(111B)の
凝縮部で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒は、冷却用
膨張弁(EV21),(EV21)で減圧する。その後、上記液冷媒
は、蒸発用伝熱管(105a),(105b)で蒸発してガス冷媒と
なって低段側圧縮機(31A),(131A),(31B),(131B)に戻
り、この循環を繰り返す。
【００９９】そして、上記各冷媒熱交換器(111A),(111
B)においては、高段側冷媒と低段側冷媒とが熱交換し、
低段側冷媒回路(103A),(103B)の低段側冷媒が冷却され
て凝縮する。一方、上記蒸発器(50)では、低段側冷媒が
蒸発して冷却空気を生成し、庫内を冷却する。
B)においては、高段側冷媒と低段側冷媒とが熱交換し、
低段側冷媒回路(103A),(103B)の低段側冷媒が冷却され
て凝縮する。一方、上記蒸発器(50)では、低段側冷媒が
蒸発して冷却空気を生成し、庫内を冷却する。
【０１００】−運転制御− 次に、図１１及び図１２のフローチャートを参照しなが
ら、冷凍装置(110)の冷却運転の制御方法を説明する。
ら、冷凍装置(110)の冷却運転の制御方法を説明する。
【０１０１】まず、ステップＳＴ３１において、各セン
サ(SPH2),(STH2),(Tx),(SPH1),(SPL1),(STH1),(STL1)か
らの検出信号を受け、第１低段側冷媒回路(103A)の高圧
圧力に対する相当飽和温度ＴｃL1、第２低段側冷媒回路
(103B)の高圧圧力に対する相当飽和温度ＴｃL2、第１低
段側冷媒回路(103A)の第１及び第２低段側圧縮機(31A),
(131A)の吐出ガス温度ＴｄL11，ＴｄL12、第２低段側冷
媒回路(103B)の第１及び第２低段側圧縮機(31B),(131B)
の吐出ガス温度ＴｄL21、ＴｄL22、庫内空気温度Ｔｘ、
高段側冷媒回路(120)の高圧圧力に対する相当飽和温度
ＴｃH、高段側冷媒回路(120)の低圧圧力に対する相当飽
和温度ＴｅH、高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(12
1)の吐出ガス温度ＴｄH、及び高段側圧縮機(121)の吸入
ガス温度ＴSHを入力する。
サ(SPH2),(STH2),(Tx),(SPH1),(SPL1),(STH1),(STL1)か
らの検出信号を受け、第１低段側冷媒回路(103A)の高圧
圧力に対する相当飽和温度ＴｃL1、第２低段側冷媒回路
(103B)の高圧圧力に対する相当飽和温度ＴｃL2、第１低
段側冷媒回路(103A)の第１及び第２低段側圧縮機(31A),
(131A)の吐出ガス温度ＴｄL11，ＴｄL12、第２低段側冷
媒回路(103B)の第１及び第２低段側圧縮機(31B),(131B)
の吐出ガス温度ＴｄL21、ＴｄL22、庫内空気温度Ｔｘ、
高段側冷媒回路(120)の高圧圧力に対する相当飽和温度
ＴｃH、高段側冷媒回路(120)の低圧圧力に対する相当飽
和温度ＴｅH、高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(12
1)の吐出ガス温度ＴｄH、及び高段側圧縮機(121)の吸入
ガス温度ＴSHを入力する。
【０１０２】次に、ステップＳＴ３２に進み、高段側吸
入ガス過熱度ＳＳＨ＝ＴSH−ＴｅH、高段側吐出ガス過
熱度ＤＳＨ＝ＴｄH−ＴｃH、低圧側目標高圧に対する相
当飽和温度ＴｃLM＝０．４Ｔｘ＋１８、第１低段側冷媒
回路(103A)の高圧圧力の偏差ε1＝ＴｃL1−ＴｃLM、第
２低段側冷媒回路(103B)の高圧圧力の偏差ε2＝ＴｃL2
−ＴｃLM、第１低段側冷媒回路(103A)の吐出ガス最高温
度Ｔｄ1max＝ＭＡＸ（ＴｄL11，ＴｄL12）、及び第２低
段側冷媒回路(103B)の吐出ガス最高温度Ｔｄ2max＝ＭＡ
Ｘ（ＴｄL21，ＴｄL22）を算出する。
入ガス過熱度ＳＳＨ＝ＴSH−ＴｅH、高段側吐出ガス過
熱度ＤＳＨ＝ＴｄH−ＴｃH、低圧側目標高圧に対する相
当飽和温度ＴｃLM＝０．４Ｔｘ＋１８、第１低段側冷媒
回路(103A)の高圧圧力の偏差ε1＝ＴｃL1−ＴｃLM、第
２低段側冷媒回路(103B)の高圧圧力の偏差ε2＝ＴｃL2
−ＴｃLM、第１低段側冷媒回路(103A)の吐出ガス最高温
度Ｔｄ1max＝ＭＡＸ（ＴｄL11，ＴｄL12）、及び第２低
段側冷媒回路(103B)の吐出ガス最高温度Ｔｄ2max＝ＭＡ
Ｘ（ＴｄL21，ＴｄL22）を算出する。
【０１０３】次に、ステップＳＴ３３〜ステップＳＴ３
９において、各状態変数に基づく開度変更量を順次算出
する。
９において、各状態変数に基づく開度変更量を順次算出
する。
【０１０４】具体的には、ステップＳＴ３３において、
第１低段側冷媒回路(103A)の高圧圧力の偏差ε1に基づ
く開度変更量ΔEV11を決定する。次に、ステップＳＴ３
４に進み、第２低段側冷媒回路(103B)の高圧圧力の偏差
ε2に基づく開度変更量ΔEV21を決定する。なお、これ
らΔEV11及びΔEV21は、本発明でいうところの「第１開
度変更量」に対応する。次に、ステップＳＴ３５に進
み、高段側吸入ガス過熱度ＳＳＨに基づく開度変更量Δ
EV2（「第２開度変更量」）を決定する。次に、ステッ
プＳＴ３６に進み、第１低段側冷媒回路(103A)の吐出ガ
ス最高温度Ｔｄ1maxに基づく開度変更量ΔEV13を決定す
る。次に、ステップＳＴ３７に進み、第２低段側冷媒回
路(103B)の吐出ガス最高温度Ｔｄ2maxに基づく開度変更
量ΔEV23を決定する。なお、これらΔEV13及びΔEV23
は、本発明でいうところの「開度増加量」に対応する。
次に、ステップＳＴ３８に進み、高段側吐出ガス温度Ｔ
ｄHに基づく開度変更量ΔEV4（「開度増加量」）を決定
する。次に、ステップＳＴ３９に進み、高段側吐出ガス
過熱度ＤＳＨに基づく開度変更量ΔEV5（「開度減少
量」）を決定する。
第１低段側冷媒回路(103A)の高圧圧力の偏差ε1に基づ
く開度変更量ΔEV11を決定する。次に、ステップＳＴ３
４に進み、第２低段側冷媒回路(103B)の高圧圧力の偏差
ε2に基づく開度変更量ΔEV21を決定する。なお、これ
らΔEV11及びΔEV21は、本発明でいうところの「第１開
度変更量」に対応する。次に、ステップＳＴ３５に進
み、高段側吸入ガス過熱度ＳＳＨに基づく開度変更量Δ
EV2（「第２開度変更量」）を決定する。次に、ステッ
プＳＴ３６に進み、第１低段側冷媒回路(103A)の吐出ガ
ス最高温度Ｔｄ1maxに基づく開度変更量ΔEV13を決定す
る。次に、ステップＳＴ３７に進み、第２低段側冷媒回
路(103B)の吐出ガス最高温度Ｔｄ2maxに基づく開度変更
量ΔEV23を決定する。なお、これらΔEV13及びΔEV23
は、本発明でいうところの「開度増加量」に対応する。
次に、ステップＳＴ３８に進み、高段側吐出ガス温度Ｔ
ｄHに基づく開度変更量ΔEV4（「開度増加量」）を決定
する。次に、ステップＳＴ３９に進み、高段側吐出ガス
過熱度ＤＳＨに基づく開度変更量ΔEV5（「開度減少
量」）を決定する。
【０１０５】そして、ステップＳＴ４０に進み、第１冷
却用電動膨張弁(EVL1)の開度変更量ΔEVL1を、ΔEVL1＝
７ΔEV11＋８ΔEV2＋４ΔEV13＋２０ΔEV4＋５ΔEV5に
より決定する。
却用電動膨張弁(EVL1)の開度変更量ΔEVL1を、ΔEVL1＝
７ΔEV11＋８ΔEV2＋４ΔEV13＋２０ΔEV4＋５ΔEV5に
より決定する。
【０１０６】次に、ステップＳＴ４１に進み、第２低段
側冷媒回路(103B)が運転中か否かを検出する。ＹＥＳの
場合はステップＳＴ４２に進み、第２冷却電動膨張弁(E
VL2)の開度変更量ΔEVL2を、ΔEVL2＝７ΔEV21＋８ΔEV
2＋４ΔEV23＋２０ΔEV4＋５ΔEV5により決定する。Ｎ
Ｏの場合は、第２冷却電動膨張弁(EVL2)の開度変更は行
わない。
側冷媒回路(103B)が運転中か否かを検出する。ＹＥＳの
場合はステップＳＴ４２に進み、第２冷却電動膨張弁(E
VL2)の開度変更量ΔEVL2を、ΔEVL2＝７ΔEV21＋８ΔEV
2＋４ΔEV23＋２０ΔEV4＋５ΔEV5により決定する。Ｎ
Ｏの場合は、第２冷却電動膨張弁(EVL2)の開度変更は行
わない。
【０１０７】以上のように、第４実施形態によれば、第
１冷却用電動膨張弁(EVL1)は、第１低段側冷媒回路(103
A)の高圧圧力、高段側冷媒回路(120)の吸入ガス過熱度
に加えて、第１低段側冷媒回路(103A)の吐出ガス温度、
高段側冷媒回路(120)の吐出ガス温度、及び高段側冷媒
回路(120)の吸入ガス過熱度に基づいて制御され、第２
冷却電動膨張弁(EVL2)は、第２低段側冷媒回路(103B)の
高圧圧力、高段側冷媒回路(120)の吸入ガス過熱度に加
えて、第２低段側冷媒回路(103B)の吐出ガス温度、高段
側冷媒回路(120)の吐出ガス温度、及び高段側冷媒回路
(120)の吸入ガス過熱度に基づいて制御される。
１冷却用電動膨張弁(EVL1)は、第１低段側冷媒回路(103
A)の高圧圧力、高段側冷媒回路(120)の吸入ガス過熱度
に加えて、第１低段側冷媒回路(103A)の吐出ガス温度、
高段側冷媒回路(120)の吐出ガス温度、及び高段側冷媒
回路(120)の吸入ガス過熱度に基づいて制御され、第２
冷却電動膨張弁(EVL2)は、第２低段側冷媒回路(103B)の
高圧圧力、高段側冷媒回路(120)の吸入ガス過熱度に加
えて、第２低段側冷媒回路(103B)の吐出ガス温度、高段
側冷媒回路(120)の吐出ガス温度、及び高段側冷媒回路
(120)の吸入ガス過熱度に基づいて制御される。
【０１０８】このように、本実施形態は、低段側冷媒回
路(103A,103B)が複数の系統から成るいわゆるマルチシ
ステムであり、低段側冷媒回路(103A,103B)の負荷変動
が極めて大きいことから、本発明の効果がより顕著に発
揮される。
路(103A,103B)が複数の系統から成るいわゆるマルチシ
ステムであり、低段側冷媒回路(103A,103B)の負荷変動
が極めて大きいことから、本発明の効果がより顕著に発
揮される。
【０１０９】
【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、低
段側冷媒回路の高圧圧力が所定の目標高圧になるように
高段側冷媒回路の電動膨張弁を制御することとしたの
で、低段側冷媒回路の運転状態に応じて高段側冷媒回路
の運転を直接的に制御することができ、高段側冷媒回路
の運転の追従性を向上させることができる。また、低段
側冷媒回路の高圧圧力を直接的に調節することができる
ので、高効率の冷却運転が可能となる。また、低段側冷
媒回路の急激な負荷変動に対して高段側冷媒回路を迅速
に対応させることができ、低段側冷媒回路の保護装置の
不適切な作動を未然に防止することができる。特に、低
段側冷媒回路が複数の系統から成るいわゆるマルチシス
テムの場合には、低段側冷媒回路の負荷変動が極めて大
きいことから、本発明の効果がより顕著に発揮される。
段側冷媒回路の高圧圧力が所定の目標高圧になるように
高段側冷媒回路の電動膨張弁を制御することとしたの
で、低段側冷媒回路の運転状態に応じて高段側冷媒回路
の運転を直接的に制御することができ、高段側冷媒回路
の運転の追従性を向上させることができる。また、低段
側冷媒回路の高圧圧力を直接的に調節することができる
ので、高効率の冷却運転が可能となる。また、低段側冷
媒回路の急激な負荷変動に対して高段側冷媒回路を迅速
に対応させることができ、低段側冷媒回路の保護装置の
不適切な作動を未然に防止することができる。特に、低
段側冷媒回路が複数の系統から成るいわゆるマルチシス
テムの場合には、低段側冷媒回路の負荷変動が極めて大
きいことから、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【０１１０】さらに、第２の発明によれば、被冷却媒体
の温度に基づいて目標高圧を適宜設定することとしたの
で、倉庫内の荷物の入れ替えや除霜運転後等のように庫
内温度が著しく上昇したときであっても、低段側冷媒回
路の高圧圧力を負荷変動に応じて適切に設定することが
でき、装置の効率を向上させることができる。また、被
冷却媒体の種類に応じて負荷を変更した場合、例えば倉
庫内の品物の種類に応じて庫内温度設定を変更したよう
な場合であっても、目標高圧が適宜設定されるので、高
効率の運転が可能となる。
の温度に基づいて目標高圧を適宜設定することとしたの
で、倉庫内の荷物の入れ替えや除霜運転後等のように庫
内温度が著しく上昇したときであっても、低段側冷媒回
路の高圧圧力を負荷変動に応じて適切に設定することが
でき、装置の効率を向上させることができる。また、被
冷却媒体の種類に応じて負荷を変更した場合、例えば倉
庫内の品物の種類に応じて庫内温度設定を変更したよう
な場合であっても、目標高圧が適宜設定されるので、高
効率の運転が可能となる。
【０１１１】第３の発明によれば、蒸発器に着霜が生じ
た場合等、低段側冷媒回路の負荷が著しく上昇したよう
な場合であっても、低段側冷媒回路の目標高圧を適切な
値に適宜設定することができる。従って、低段側冷媒回
路の高圧圧力を常に適切な値に維持することができ、装
置の効率を向上させることができる。第４の発明によれ
ば、運転が過渡状態のときには被冷却媒体の温度に基づ
いて目標高圧を設定し、運転が安定しているときには低
段側冷媒回路の低圧圧力に基づいて目標高圧を設定する
こととしたので、過渡状態の際に目標高圧が急変動する
ことが防止され、安定した運転が可能となる。
た場合等、低段側冷媒回路の負荷が著しく上昇したよう
な場合であっても、低段側冷媒回路の目標高圧を適切な
値に適宜設定することができる。従って、低段側冷媒回
路の高圧圧力を常に適切な値に維持することができ、装
置の効率を向上させることができる。第４の発明によれ
ば、運転が過渡状態のときには被冷却媒体の温度に基づ
いて目標高圧を設定し、運転が安定しているときには低
段側冷媒回路の低圧圧力に基づいて目標高圧を設定する
こととしたので、過渡状態の際に目標高圧が急変動する
ことが防止され、安定した運転が可能となる。
【０１１２】第５または第６の各発明によれば、高段側
冷媒回路の吸入ガス過熱度をも考慮して電動膨張弁を制
御することとしたので、蒸発器に過剰に着霜を生じた場
合等、過酷な使用環境下にあっても、高段側冷媒回路の
高段側圧縮機を保護しながら、低段側冷媒回路の高圧圧
力を適正に維持することができる。
冷媒回路の吸入ガス過熱度をも考慮して電動膨張弁を制
御することとしたので、蒸発器に過剰に着霜を生じた場
合等、過酷な使用環境下にあっても、高段側冷媒回路の
高段側圧縮機を保護しながら、低段側冷媒回路の高圧圧
力を適正に維持することができる。
【０１１３】第７の発明によれば、低段側圧縮機の吐出
ガス温度が過上昇した場合であっても、低段側圧縮機を
保護することができ、装置の信頼性が向上する。
ガス温度が過上昇した場合であっても、低段側圧縮機を
保護することができ、装置の信頼性が向上する。
【０１１４】第８の発明によれば、高段側圧縮機の吐出
ガス温度が過上昇した場合であっても、高段側圧縮機を
保護することができ、装置の信頼性が向上する。
ガス温度が過上昇した場合であっても、高段側圧縮機を
保護することができ、装置の信頼性が向上する。
【０１１５】第９の発明によれば、運転の過渡時や過酷
な使用環境下等においても、高段側圧縮機の液バックを
未然に防止することができるので、装置の信頼性が向上
する。
な使用環境下等においても、高段側圧縮機の液バックを
未然に防止することができるので、装置の信頼性が向上
する。
【０１１６】第１０の発明によれば、電動膨張弁の開度
変更量を開度に応じて変更することとしたので、電動膨
張弁の開けすぎ及び閉じすぎを防止することができ、安
定した制御を実現することが容易になる。
変更量を開度に応じて変更することとしたので、電動膨
張弁の開けすぎ及び閉じすぎを防止することができ、安
定した制御を実現することが容易になる。
【０１１７】第１１の発明によれば、電動膨張弁を開け
る方向に制御するときには開度変更を比較的緩慢に行
い、閉じる方向に制御するときには開度変更を比較的急
激に行うこととしたので、アキュムレータへの過剰な液
溜まりを防止することができ、安定した制御を実現する
ことが容易になる。
る方向に制御するときには開度変更を比較的緩慢に行
い、閉じる方向に制御するときには開度変更を比較的急
激に行うこととしたので、アキュムレータへの過剰な液
溜まりを防止することができ、安定した制御を実現する
ことが容易になる。
【０１１８】第１２の発明によれば、冷媒熱交換器をプ
レート式熱交換器で構成することとしたので、上記第１
〜第１１の発明の効果がより顕著に発揮される。
レート式熱交換器で構成することとしたので、上記第１
〜第１１の発明の効果がより顕著に発揮される。
【図１】第１実施形態に係る冷凍装置の構成図である。
【図２】第２実施形態に係る冷凍装置の構成図である。
【図３】庫内温度に基づく目標高圧を示す図である。
【図４】低段側冷媒回路の低圧圧力に対する相当飽和温
度に基づく目標高圧を示す図である。
度に基づく目標高圧を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る膨張弁制御のフローチャー
トである。
トである。
【図６】第３実施形態に係る冷凍装置の構成図である。
【図７】第３実施形態に係る膨張弁制御のフローチャー
トである。
トである。
【図８】第４実施形態に係る冷凍装置の一部の冷媒回路
図である。
図である。
【図９】第４実施形態に係る冷凍装置の一部の冷媒回路
図である。
図である。
【図１０】第４実施形態に係る膨張弁制御部のブロック
構成図である。
構成図である。
【図１１】第４実施形態に係る膨張弁制御のフローチャ
ートの一部である。
ートの一部である。
【図１２】第４実施形態に係る膨張弁制御のフローチャ
ートの一部である。
ートの一部である。
【図１３】従来の冷凍装置の構成図である。
(2) 低段側冷媒回路 (3) 高段側冷媒回路 (4) 低段側圧縮機 (5) カスケードコンデンサ（冷媒熱交換器） (8) 蒸発器 (9) 高段側圧縮機 (10) 凝縮器 (12) 高段側膨張弁（電動膨張弁） (13) 高圧センサ（高圧圧力検出手段） (15) 低段側高圧検出部 (16) 膨張弁制御部（膨張弁制御手段） (17) コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向谷 俊昭 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 植野 武夫 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内
Claims (12)
- 【請求項１】 高段側圧縮機(9,18,121)、凝縮器(10,12
2)、電動膨張弁(12,EVL1,EVL2)及び冷媒熱交換器(5,111
A,111B)を順に接続して成る高段側冷媒回路(3,120)と、 低段側圧縮機(4,31A,31B,131A,131B)、上記冷媒熱交換
器(5,111A,111B)、膨張機構(7,EV21)及び蒸発器(8,50)
を順に接続して成る低段側冷媒回路(2,103A,103B)と、 上記低段側冷媒回路(2,103A,103B)に設けられ、該低段
側冷媒回路(2,103A,103B)の高圧圧力を検出する高圧圧
力検出手段(SPH2)と、 上記高圧圧力検出手段(SPH2)の検出圧力が所定の目標高
圧になるように上記高段側冷媒回路(2,120)の上記電動
膨張弁(12,EVL1,EVL2)を制御する膨張弁制御手段(16)と
を備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷凍装置において、 蒸発器(8,50)によって冷却される被冷却媒体の温度を検
出する温度検出手段(Tx)と、 上記温度検出手段(Tx)の検出温度に基づいて膨張弁制御
手段(16)の目標高圧を設定する目標高圧設定手段(23)と
を備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の冷凍装置において、 低段側冷媒回路(2,103A,103B)に設けられ、該低段側冷
媒回路(2,103A,103B)の低圧圧力を検出する低圧圧力検
出手段(SPL2)と、 上記低圧圧力検出手段(SPL2)の検出圧力に基づいて膨張
弁制御手段(16)の目標高圧を設定する目標高圧設定手段
(23)とを備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の冷凍装置において、 蒸発器(8)によって冷却される被冷却媒体の温度を検出
する温度検出手段（Ｔｘ）と、 低段側冷媒回路（２）に設けられ、該低段側冷媒回路
(2)の低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段(SPL2)と、 予め設定した所定の判定条件に基づいて運転の過渡状態
を判定し、過渡状態を検出すると所定の過渡状態信号を
出力する一方、非過渡状態を検出すると所定の非過渡状
態信号を出力する過渡状態検出手段(23a)と、 上記過渡状態信号を受けると上記温度検出手段(Tx)の検
出温度に基づいて膨張弁制御手段(16)の目標高圧を設定
する一方、上記非過渡状態信号を受けると上記低圧圧力
検出手段(SPL2)の検出圧力に基づいて該目標高圧を設定
する目標圧力設定手段(23)とを備えていることを特徴と
する冷凍装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の冷
凍装置において、 高段側冷媒回路(3,120)の高段側圧縮機(18,121)の吸入
ガス冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)を備
え、 膨張弁制御手段(16)は、高圧圧力検出手段(SPH2)の検出
圧力及び上記過熱度検出手段(27)の検出過熱度がそれぞ
れ所定の目標高圧及び目標過熱度になるように高段側冷
媒回路(3,120)の電動膨張弁(12,EVL1,EVL2)を制御する
ように構成されていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の冷凍装置において、 膨張弁制御手段(16)は、高圧圧力検出手段(SPH2)の検出
圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV1)を算出し、過熱
度検出手段(27)の検出過熱度に基づいて第２開度変更量
(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量(ΔEV1)及び該第２
開度変更量(ΔEV2)に基づいて高段側冷媒回路(3)の電動
膨張弁(12)の開度を変更するように設定され、 上記検出過熱度が所定範囲外の値であり且つ上記第１開
度変更量(ΔEV1)が正の量であるときに、上記膨張弁制
御手段(16)が上記第２開度変更量(ΔEV2)のみに基づい
て上記電動膨張弁(12)の開度を変更するように該膨張弁
制御手段(16)の設定を変更する設定変更手段(22b)を備
えていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の冷凍装置において、 高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、 低段側冷媒回路(103A,103B)における低段側圧縮機(31A,
31B,131A,131B)の吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度
検出手段(STH2)とを備え、 膨張弁制御手段(16)は、低段側冷媒回路(103A,103B)の
高圧圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)を
算出し、上記過熱度検出手段(27)の検出過熱度に基づい
て第２開度変更量(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量
(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開度変更量(ΔEV2)に基づい
て高段側冷媒回路(120)の電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度
を変更するように設定され、 上記吐出ガス温度検出手段(STH2)の検出温度が所定温度
以上のときに、該検出温度に基づく開度増加量(ΔEV13,
ΔEV23)を算出し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１
開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(Δ
EV2)に加え、該開度増加量(ΔEV13,ΔEV23)に基づいて
上記電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度を変更するように該
膨張弁制御手段(16)の設定を変更する設定変更手段(23
c)を備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の冷凍装置において、 高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、 高段側冷媒回路(120)における高段側圧縮機(121)の吐出
ガス温度を検出する吐出ガス温度検出手段(STH1)とを備
え、 膨張弁制御手段(16)は、低段側冷媒回路(103A,103B)の
高圧圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)を
算出し、上記過熱度検出手段(27)の検出過熱度に基づい
て第２開度変更量(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量
(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開度変更量(ΔEV2)に基づい
て高段側冷媒回路(120)の電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度
を変更するように設定され、 上記吐出ガス温度検出手段(STH1)の検出温度が所定温度
以上のときに、該検出温度に基づく開度増加量(ΔEV4)
を算出し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１開度変更
量(ΔEV11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(ΔEV2)に加
え、該開度増加量(ΔEV4)に基づいて上記電動膨張弁(EV
L1,EVL2)の開度を変更するように該膨張弁制御手段(16)
の設定を変更する設定変更手段(23c)を備えていること
を特徴とする冷凍装置。 - 【請求項９】 請求項１に記載の冷凍装置において、 高段側冷媒回路(120)の高段側圧縮機(121)の吸入ガス冷
媒の過熱度を検出する過熱度検出手段(27)と、 高段側冷媒回路(120)における高段側圧縮機(121)の吐出
ガス温度を検出する吐出ガス温度検出手段(STH1)と、 所定の判定条件に基づいて高段側冷媒回路(120)の高段
側圧縮機(121)の吸入ガス冷媒が湿り状態か否かを判定
し、湿り状態を検出すると所定の湿り状態信号を出力す
る湿り状態検出手段(22a)とを備え、 膨張弁制御手段(16)は、低段側冷媒回路(103A,103B)の
高圧圧力に基づいて第１開度変更量(ΔEV11,ΔEV21)を
算出し、上記過熱度検出手段(27)の検出過熱度に基づい
て第２開度変更量(ΔEV2)を算出し、該第１開度変更量
(ΔEV11,ΔEV21)及び該第２開度変更量(ΔEV2)に基づい
て高段側冷媒回路(120)の電動膨張弁(EVL1,EVL2)の開度
を変更するように設定され、 上記湿り状態検出手段(22a)から上記湿り状態信号を受
けると、湿り状態に基づく開度減少量(ΔEV5)を算出
し、上記膨張弁制御手段(16)が上記第１開度変更量(ΔE
V11,ΔEV21)及び上記第２開度変更量(ΔEV2)に加え、該
開度減少量(ΔEV5)に基づいて上記電動膨張弁(EVL1,EVL
2)の開度を変更するように該膨張弁制御手段(16)の設定
を変更する設定変更手段(23c)を備えていることを特徴
とする冷凍装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一つに記載の
冷凍装置において、 電動膨張弁(12)の開度を検出し、該開度が大きいときに
は開度変更量を増加させる一方、該開度が小さいときに
は開度変更量を減少させるように該開度に応じて膨張弁
制御手段(16)による開度変更量を変更する開度量変更手
段(22d)を備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれか一つに記載の
冷凍装置において、 高段側冷媒回路(3)における冷媒熱交換器(5)と高段側圧
縮機(18)の吸入側との間に設けられたアキュムレータ(2
4)と、 電動膨張弁(12)の開度の変化を検出し、該開度が増加し
ているときには開度変更量を減少させる一方、該開度が
減少しているときには開度変更量を増加させるように該
開度の増減に応じて膨張弁制御手段(16)による開度変更
量を変更する開度量変更手段(22d)とを備えていること
を特徴とする冷凍装置。 - 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか一つに記載
の冷凍装置において、 冷媒熱交換器は、プレート式熱交換器(5)によって構成
されていることを特徴とする冷凍装置。
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