JP2005048988A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吹出温度が設定温度へ収束する時間を短くすることができる冷凍装置を提供する。
【解決手段】冷凍装置の制御装置では、冷蔵運転を開始して、温度センサの吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げ、その後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときにコンプレッサの冷媒吸入ラインに設けた比例制御弁の絞り手段の絞り制御を開始する。また、前記制御装置では、コンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにはコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を上げる。
【選択図】 図３
【解決手段】冷凍装置の制御装置では、冷蔵運転を開始して、温度センサの吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げ、その後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときにコンプレッサの冷媒吸入ラインに設けた比例制御弁の絞り手段の絞り制御を開始する。また、前記制御装置では、コンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにはコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を上げる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍装置に関し、特に輸送用冷凍装置などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
輸送用冷凍装置はコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、冷凍能力制御装置とを有している。この輸送用冷凍装置によって保冷庫であるバン（冷凍車の冷蔵庫、鉄道コンテナ等）の内部を設定温度（例えば０℃）にしてバン内の積荷を冷蔵する場合、冷凍能力制御装置では、ファンによってエバポレータからバン内に吹出される冷風の温度（吹出し温度）を設定温度に維持するため、外部からバン内に進入する熱負荷と同一の冷凍能力となるように冷凍能力制御をする必要がある。即ち、外部進入熱負荷（熱量）と同一の熱量をバン内から排出することができるように冷凍装置の冷凍（冷却）能力を制御する必要がある。
【０００３】
冷凍能力制御方法としては、従来、インバータによってコンプレッサの運転周波数の変更することによるコンプレッサの圧縮能力制御と、冷媒吸入ラインに設置された比例制御弁の絞り制御とを実施している。冷凍装置によるバン内（積荷）の冷却には冷蔵と冷凍とがあるが、冷蔵の場合には積荷の冷やし過ぎ（冷凍事故）を防止する必要があるため、吹出温度に基づいて冷凍能力制御が行われる。
【０００４】
具体的には、例えば吹出温度設定値を０℃にしてバン内を３０℃の状態から０℃にする場合、まず、比例制御弁の絞り制御は行わず（比例制御弁を全開のままにして）、コンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を最大することにより、冷凍装置の冷凍能力を１００％にしてバン内を冷却する。そして、バン内の空気温度が低下し、温度センサによって検出される吹出温度検出値が吹出温度設定値に達したときにコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げ、同時に比例制御弁の絞り制御を開始する。その後は、吹出温度検出値と吹出温度設定値との偏差値に基づいて絞り量を算出し、比例制御弁の絞り量（開度）が、この算出した絞り量となるように絞り制御をすることによって、吹出温度を設定温度に維持する。
【０００５】
なお、インバータによるコンプレッサの運転周波数の変更によって冷凍能力を制御する冷凍装置の例としては、例えば下記の特許文献１がある。特許文献１の冷凍装置では、目標値と冷媒状態の測定値との差に応じてインバータによりコンプレッサの回転数制御をして、冷凍能力を可変としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３４７１０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の冷凍能力制御方法では、次のような問題点を有している。
【０００８】
第１の問題点は、吹出温度検出値が吹出温度設定値に達してコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げるのと同時に比例制御弁の絞り制御を開始するため、吹出温度が設定温度に収束するまでの時間（収束時間）が長くなる、ということである。
【０００９】
詳述すると、吹出温度の低下に比べて吸込温度の低下のほうが遅いため、吹出温度が設定温度に達したときに吹出温度と吸込温度との間には温度差がある（図４参照）。このため、コンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げると、一旦、吹出温度が上昇して（前記吸込温度に近づいて）、吹出温度と設定温度との偏差が大きくなるが、その後、吹出温度は再び低下して設定温度に収束する。ところが、従来はコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げると同時に比例制御弁の絞り制御も開始しているため、収束時間が長くなってしまう。つまり、吹出温度検出値が吹出温度設定値に達したときにコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げると、吹出温度と吸込温度との差が減少して吹出温度が例えば３〜４℃上昇する。その結果、吹出温度検出値と吹出温度設定値との偏差値が例えば３〜４℃と大きくなり、この偏差値に基づいて比例制御弁の絞り量制御が行われることになるため、収束時間が長くなってしまう。収束時間が長いと、生鮮食料品などの積荷へダメージを与える時間が長くなって、積荷の鮮度を低下させしまうおそれがある。
【００１０】
第２の問題点は、外気温度が比較的高い場合などには、外部進入熱負荷に対して、コンプレッサの運転周波数を下げたことによる冷凍能力の低下が大き過ぎてしまい、その後の吸込温度の低下が遅くなって収束時間が更に長くなってしまうことがある（場合によっては外部進入熱負荷が高過ぎて吹出温度が上昇してしまうこともある）、ということである。
【００１１】
従って本発明は上記の問題点に鑑み、吹出温度が設定温度へ収束する時間を短くすることができる冷凍装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の冷凍装置は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、
前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、
前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、
前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達したときに前記絞り手段の絞り制御を開始することを特徴とする。
【００１３】
また、第２発明の冷凍装置は、第１発明の冷凍装置において、
前記冷凍能力制御手段では、前記コンプレッサの圧縮能力を下げた後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とする。
【００１４】
また、第３発明の冷凍装置は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、
前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、
前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、
前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とする。
【００１５】
【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き詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の系統構成図、図２は前記冷凍装置のエバポレータユニットをバン内に設置した状態を示す図、図３は前記輸送用冷凍装置における冷凍能力制御のフローチャート、図４は前記冷凍能力制御における温度変化の説明図である。
【００１７】
図１に示す本実施の形態の冷凍装置１は輸送用冷凍装置であり、図２に示すような保冷庫であるバン（冷凍車の冷蔵庫、鉄道コンテナ等）２の内部を冷却することにより、バン２内の積荷を冷蔵又は冷凍して輸送するためのものである。
【００１８】
図１に示すように、冷凍装置１はコンプレッサ１１やコンデンサ１２などから構成されたコンデンシングユニット３と、エバポレータ５や膨張弁１３などから構成されたエバポレータユニット４とを有している。図２に示すように、エバポレータユニット４は、バン２の内部に設置されている。なお、バン２の外側にエバポレータユニットを設置する場合もある。エバポレータユニット４のエバポレータ５にはファン６が装備されている。ファン６が作動すると、図２中に矢印で示すように、バン２内の空気がエバポレータ５に吸い込まれ、エバポレータ５で冷却された後、エバポレータ５から冷風となって吹き出される。
【００１９】
また、エバポレータ４の吸い込み側には温度センサ７が設置され、エバポレータ５の吹き出し側には吹出温度検出手段としての温度センサ８が設置されている。温度センサ７ではファン６によってエバポレータ４に吸い込まれるバン２内の空気の温度（以下、これを吸込温度という）を検出し、温度センサ８ではファン６によってエバポレータ５から吹き出される空気（冷風）の温度（以下、これを吹出温度という）を検出する。
【００２０】
図１に示すように、冷凍装置１はコンプレッサ１１、コンデンサ１２、膨張弁１３及びエバポレータ５などを有してなる冷凍サイクル系統を備えており、これらの各機器は冷媒配管Ｌ１によって接続されている。
【００２１】
コンプレッサ１１は電動機１１ａを駆動源とする電動式のものであり、電動機１１ａには図示しない電源からインバータ１４を介して電力が供給されるようになっている。即ち、コンプレッサ１１は、インバータ１４による運転周波数の変更によって圧縮能力が変更される。コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）は例えば「高（最大）」、「中」、「低」の３段階に変更可能とする。
【００２２】
また、コンプレッサ１１の吐出側と、コンデンサ１２の冷媒入口側との間には、オイルセパレータ１５とコンデンサ入口電磁弁１６とが設けられている。オイルセパレータ１５では冷媒とオイルとを分離し、分離されたオイルは細管Ｌ２を介してコンプレッサ１１の冷媒吸入ライン（冷媒配管Ｌ１）に戻される。コンデンサ入口電磁弁１６は冷却運転のときには開けられ、デフロスト運転のときには閉じられる。コンデンサ１２の冷媒出口側には、コンデンサ１２で凝縮された冷媒を受けるレシーバ１７が設けられている。レシーバ１７の冷媒出口側と、エバポレータ５の冷媒入口側との間には、ドライヤ１８、サイトグラス１９、ヒートアキュムレータ２０（管側）及び膨張弁１３が設けられている。
【００２３】
そして、エバポレータ５の冷媒出口側と、コンプレッサ１１の吸込み側との間には、ヒートアキュムレータ２０（容器側）、及び、絞り手段としての比例制御弁２１が設けられている。即ち、比例制御弁２１はコンプレッサ１１の冷媒吸入ラインに設置され、吸い込み圧力調整弁として機能する。比例制御弁２１は、連続運転をして吹出温度又は吸込温度を設定温度に維持するために設けられている。つまり、輸送用冷凍装置には一般に連続運転が要求されるが、コンプレッサ１１の運転周波数を変更するだけでは連続運転を行うことが困難であるため、比例制御弁１の絞り制御を行うことによって連続運転を実現している。
【００２４】
また、コンデンサ入口電磁弁１６の冷媒入口側と、エバポレータ５の冷媒入口側との間には、コンデンサ１２や膨張弁１３などをバイパスするバイパス配管Ｌ３とドレンバンヒータ２２とが設けられ、バイパス配管Ｌ３にはデフロスト電磁弁２３が設けられている。デフロスト電磁弁２３はデフロスト運転のときに開けられ、冷却運転のときには閉じられる。
【００２５】
また、レシーバ１７の冷媒出口側とコンプレッサ１１の冷媒吸入ラインは細管Ｌ４によってつながれ、細管Ｌ４には液インジェクション電磁弁２４が設けられている。液インジェクション電磁弁２４を必要に応じて開くことにより、細管Ｌ４を介して冷媒をレシーバ１７の冷媒出口側からコンプレッサ１１の冷媒吸入ラインへ戻すことができる。
【００２６】
かかる構成の冷凍装置１において冷却運転を行う場合には、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、膨張弁１３及びエバポレータ５を有してなる冷凍サイクル系統において図１中に矢印で示すように冷媒が循環する。
【００２７】
即ち、コンプレッサ１１で圧縮されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、コンプレッサ１１から吐出された後、オイルセパレータ１５を介してコンデンサ１２に流入する。コンデンサ１２に流入した冷媒は、外部の空気と熱交換（外部の空気に熱を与え、自らは凝縮）して高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒はレシーバ１７，ドライヤ１８、サイトグラス１９、ヒートアキュムレータ２０を流通し、膨張弁１３を流通する過程で断熱膨張して低温低圧の液冷媒となった後、エバポレータ５に流入する。
【００２８】
エバポレータ５に流入した液冷媒は、バン２内の空気と熱交換（バン２内の空気を冷却し、自らは蒸発）して低温低圧のガス冷媒（気相状態の冷媒）となる。この低温低圧のガス冷媒はエバポレータ５から流出した後、ヒートアキュムレータ２０を流通し、更に比例制御弁２１を流通した後、コンプレッサ１１に吸い込まれて再び圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００２９】
また、冷凍装置１には冷凍（冷却）能力制御手段としての制御装置３１も装備されている。制御装置３１は温度センサ７，８、温度設定値の入力や冷凍運転・冷蔵運転の選択信号の入力などを行うための入力装置３２、インバータ１４、比例制御弁２１、コンデンサ入口電磁弁１６、デフロスト電磁弁２３、液インジェクション電磁弁２４などの各機器と図１中に点線で示すように電気的に接続されている。
【００３０】
そして、冷凍装置１において上記のような冷却運転（冷凍運転又は冷蔵運転）を行う場合、制御装置３１では、温度センサ７の吸込温度検出値又は温度センサ８の吹出温度検出値と、吸込温度設定値又は吹出温度設定値とに基づいて、コンプレッサ１１の圧縮能力制御と、比例制御弁２１の絞り制御とを行うことにより、冷凍装置１の冷凍（冷却）能力制御を行う。
【００３１】
即ち、制御装置３１では、冷凍運転が選択された場合はバン２内の積荷を確実に冷凍状態に維持するため、温度センサ７の吸込温度検出値が所定の吸込温度設定値（例えば−１８℃など）となるようにコンプレッサ１１及び比例制御弁２１を制御し、冷蔵運転が選択された場合はバン２内の積荷の冷やし過ぎ（冷凍事故）を防止するため、温度センサ８の吹出温度検出値が所定の吹出温度設定値（例えば０℃、５℃など）となるようにコンプレッサ１１及び比例制御弁２１を制御する（詳細後述）。また、制御装置３１では、コンデンサ入口電磁弁１６、デフロスト電磁弁２３及び液インジェクション電磁弁２４の開閉制御なども行う。
【００３２】
ここで、冷蔵運転の場合の冷凍能力制御について図３及び図４も参照して詳細に説明する。図３のフローチャート（ステップＳ１〜ステップＳ６）には、制御装置３２による冷蔵運転の際の冷凍能力制御を示している。図４には、前記冷凍能力制御を実施した際の吹出温度（温度センサ８の吹出温度検出値）及び吸込温度（温度センサ７の吸込温度検出値）の変化を例示している。なお、ここではバン２内を３０℃の状態から設定温度の０℃まで冷却する場合を例に挙げて説明する。
【００３３】
制御装置３１では、まず、コンプレッサ１１の運転周波数を「高（最大）」にして圧縮能力を１００％にする。即ち、制御装置３１ではインバータ１４を制御することにより、インバータ１４から電動機１１ａに供給する電力の周波数を「高（最大）」する。このときに比例制御弁２１の絞り制御は行わず、比例制御弁２１の開度を全開のままにする。かくして１００％の冷凍（冷却）能力で冷却（冷蔵）運転を開始する。
【００３４】
その結果、図４に実線で示すように吹出温度（温度センサ８の吹出温度検出値Ｔｄ）が低下し、図４に点線で示すように吸込温度（温度センサ７の吸込温度検出値）も低下する。但し、吹出温度が低下してもバン２内の空気温度はすぐには低下しないため、吸込温度は吹出温度よりも遅れて低下し、吸込温度と吹出温度との間には温度差が生じる。
【００３５】
図３に示すように制御装置３１では、冷凍能力制御を開始すると、まず、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓ（ここでは０℃）に達したか否かを判定する（ステップＳ１）。吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達するまではステップＳ１の判定を繰り返す。
【００３６】
その後、図４に例示すように時刻Ｔ１において吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）が０℃になると、図３のステップＳ１において吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したと判定し、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げる（ステップＳ２）。即ち、制御装置３１ではインバータ１４を制御することにより、インバータ１４から電動機１１ａに供給する電力の周波数を下げて「低」にする。
【００３７】
その結果、冷凍装置１の冷凍能力が下がるため、図４に示すように時刻Ｔ１においてコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げた直後は、一旦、吹出温度が上昇して（吸込温度に近づいて）、吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）と設定温度（吹出温度設定値Ｔｓ）との差が大きくなるが、その後、吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）は再び低下する。なお、この間にも、吸込温度は徐々に低下して設定温度に近づく。
【００３８】
そして、図３に示すようにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。図４に例示すように時刻Ｔ２において再び吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）が０℃になると、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度検出値Ｔｄに再び達したと判定して、比例制御弁２１の絞り制御を開始する（ステップＳ４）。
【００３９】
時刻Ｔ２において絞り制御を開始してからは、吹出温度検出値Ｔｄと吹出温度設定値Ｔｓとの偏差値に基づいて絞り量を算出し、比例制御弁２１の絞り量が、この算出した絞り量となるように比例制御弁２１の絞り制御を行う。つまり、前記偏差値が小さくなれば前記絞り量を多くして（弁開度を小さくして）冷凍能力を下げ、前記偏差値が大きくなれば前記絞り量を少なくして（弁開度を大きくして）冷凍能力を上げる。このことによって外部侵入熱負荷と同一の冷凍能力となるように冷凍能力制御が行われ、吹出温度（吹出温度設定値Ｔｓ）が設定温度（吹出温度設定値Ｔｓ）に維持される。
【００４０】
一方、ステップＳ３において吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達していないと判断した場合には、時刻Ｔ１でコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げてから、所定時間ｔｓが経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。所定時間ｔｓが経過していなかれば、ステップＳ３に戻る。なお、所定時間ｔｓの具体的な値は、積荷に与えるダメージなどを考慮した所望の収束時間（吹出温度が設定温度に収束する時間）との兼ね合いなどによって適宜設定すればよい。
【００４１】
そして、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに（ステップＳ３の判定結果がＮｏ）、所定時間ｔｓが経過したとき（ステップＳ５の判定結果がＹＥＳ）、即ち、所定時間ｔｓが経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないときには、バン２内にバン２の外部（外気）から進入する熱負荷である外部進入熱負荷（熱量）に比べ、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）が小さ過ぎる（冷凍能力が小さすぎる）と判断して、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「低」から「中」に上げる（ステップＳ６）。その結果、冷凍装置１の冷凍能力が上がる。
【００４２】
なお、図示は省略しているが、勿論、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を上げて冷凍能力を上げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達すれば、比例制御弁２１の絞り制御を開始する。
【００４３】
以上のように、本実施の形態の冷凍装置１によれば、制御装置３１では、冷蔵運転を開始して（コンプレッサ１１の圧縮能力を高い状態（本実施の形態では最大の１００％）にして）、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにコンプレッサ１１の圧縮能力を「低」に下げ、その後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときに比例制御弁２１の絞り制御を開始するため、従来に比べて、吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）が設定温度（吹出温度設定値Ｔｓ）に収束する時間を短くすることができ、生鮮食料品などの積荷へダメージを与える時間が短くなって、積荷の鮮度を維持することができる。
【００４４】
つまり、従来のようにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げると同時に比例制御弁２１の絞り制御を開始した場合には、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げることによって吹出温度と吸込温度との差が減少して吹出温度が例えば３〜４℃上昇するため、吹出温度検出値Ｔｄと吹出温度設定値Ｔｓとの偏差値が例えば３〜４℃と大きくなり、この偏差値で比例制御弁２１の絞り量制御が行われることになるため、例えば図４に一点鎖線で示すように吹出温度の低下が遅くなって設定温度への収束時間が長くなってしまう。そこで本実施の形態では、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにはコンプレッサ１１の圧縮能力を下げることだけを行い、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときに始めて比例制御弁２１の絞り制御を開始することによって前記収束時間の短縮化を図っている。
【００４５】
また、本実施の形態の冷凍装置１によれば、制御装置３１では、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「低」に下げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにはコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「中」に上げるため、外部侵入熱負荷（熱量）に対して冷凍能力（コンプレッサ１１の圧縮能力）が妥当であるか否かのチェックを確実に短時間で行って、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を適切に制御することができる。このため、前記収束時間を、より短縮することができる。
【００４６】
なお、このような、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにはコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を上げる、という処理は、必ずしも上記のように吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときに比例制御弁２１の絞り制御を開始するという処理とともに行う場合に限らず、例えば従来のようにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げると同時に比例制御弁２１の絞り制御を開始する場合にも、適用することができる。
【００４７】
また、上記のように吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を一度上げるだけでなく、その後、更に所定時間が経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達しないときには、更にコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を上げるようにしてもよい。例えば、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を例えば「高（最大）」、「中１」、「中２」、「低」に変更可能とし、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「低」とした後、第１の所定時間が経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達しないときには、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「中２」に上げ、その後、第２の所定時間が経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達しないときには、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を更に「中１」に上げるようにしてもよい。
【００４８】
また、上記ではコンプレッサ１１の運転周波数を変更することによってコンプレッサ１１の圧縮能力を変更しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、他の手段によってコンプレッサの圧縮能力を変更するようにしてもよい。例えば、コンプレッサがレシプロ式のものである場合には、コンプレッサの使用気筒数を変更することによってコンプレッサの圧縮能力を変更するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の冷凍装置によれば、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達したときに前記絞り手段の絞り制御を開始することを特徴とするため、従来に比べて、吹出温度（吹出温度検出値）が設定温度（吹出温度設定値）に収束する時間を短くすることができ、生鮮食料品などの積荷へダメージを与える時間が短くなって、積荷の鮮度を維持することができる。
【００５０】
また、第２発明の冷凍装置によれば、第１発明の冷凍装置において、前記冷凍能力制御手段では、前記コンプレッサの圧縮能力を下げた後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とするため、外部侵入熱負荷（熱量）に対して冷凍能力（コンプレッサの圧縮能力）が妥当であるか否かのチェックを確実に短時間で行って、コンプレッサ圧縮能力を適切に制御することができる。このため、前記収束時間を、より短縮することができる。
【００５１】
また、第３発明の冷凍装置によれば、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とするため、外部侵入熱負荷（熱量）に対して冷凍能力（コンプレッサの圧縮能力）が妥当であるか否かのチェックを確実に短時間で行って、コンプレッサ圧縮能力を適切に制御することができる。このため、吹出温度（吹出温度検出値）が設定温度（吹出温度設定値）に収束する時間を、短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の系統構成図である。
【図２】前記冷凍装置のエバポレータユニットをバン内に設置した状態を示す図である。
【図３】前記輸送用冷凍装置における冷凍能力制御のフローチャートである。
【図４】前記冷凍能力制御における温度変化の説明図である。
【符号の説明】
１ 輸送用冷凍装置
２ バン
３ コンデンシングユニット
４ エバポレータユニット
５ エバポレータ
６ ファン
７，８ 温度センサ
１１ コンプレッサ
１１ａ 電動機
１２ コンデンサ
１３ 膨張弁
１４ インバータ
１５ オイルセパレータ
１６ コンデンサ入口電磁弁
１７ レシーバ
１８ ドライヤ
１９ サイトグラス
２０ ヒートアキュムレータ
２１ 比例制御弁
２２ ドレンバンヒータ
２３ デフロスト電磁弁
２４ 液インジェクション電磁弁
３１ 制御装置
３２ 入力装置
Ｌ１ 冷媒配管
Ｌ２ 細管
Ｌ３ バイパス配管
Ｌ４ 細管
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍装置に関し、特に輸送用冷凍装置などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
輸送用冷凍装置はコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、冷凍能力制御装置とを有している。この輸送用冷凍装置によって保冷庫であるバン（冷凍車の冷蔵庫、鉄道コンテナ等）の内部を設定温度（例えば０℃）にしてバン内の積荷を冷蔵する場合、冷凍能力制御装置では、ファンによってエバポレータからバン内に吹出される冷風の温度（吹出し温度）を設定温度に維持するため、外部からバン内に進入する熱負荷と同一の冷凍能力となるように冷凍能力制御をする必要がある。即ち、外部進入熱負荷（熱量）と同一の熱量をバン内から排出することができるように冷凍装置の冷凍（冷却）能力を制御する必要がある。
【０００３】
冷凍能力制御方法としては、従来、インバータによってコンプレッサの運転周波数の変更することによるコンプレッサの圧縮能力制御と、冷媒吸入ラインに設置された比例制御弁の絞り制御とを実施している。冷凍装置によるバン内（積荷）の冷却には冷蔵と冷凍とがあるが、冷蔵の場合には積荷の冷やし過ぎ（冷凍事故）を防止する必要があるため、吹出温度に基づいて冷凍能力制御が行われる。
【０００４】
具体的には、例えば吹出温度設定値を０℃にしてバン内を３０℃の状態から０℃にする場合、まず、比例制御弁の絞り制御は行わず（比例制御弁を全開のままにして）、コンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を最大することにより、冷凍装置の冷凍能力を１００％にしてバン内を冷却する。そして、バン内の空気温度が低下し、温度センサによって検出される吹出温度検出値が吹出温度設定値に達したときにコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げ、同時に比例制御弁の絞り制御を開始する。その後は、吹出温度検出値と吹出温度設定値との偏差値に基づいて絞り量を算出し、比例制御弁の絞り量（開度）が、この算出した絞り量となるように絞り制御をすることによって、吹出温度を設定温度に維持する。
【０００５】
なお、インバータによるコンプレッサの運転周波数の変更によって冷凍能力を制御する冷凍装置の例としては、例えば下記の特許文献１がある。特許文献１の冷凍装置では、目標値と冷媒状態の測定値との差に応じてインバータによりコンプレッサの回転数制御をして、冷凍能力を可変としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３４７１０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の冷凍能力制御方法では、次のような問題点を有している。
【０００８】
第１の問題点は、吹出温度検出値が吹出温度設定値に達してコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げるのと同時に比例制御弁の絞り制御を開始するため、吹出温度が設定温度に収束するまでの時間（収束時間）が長くなる、ということである。
【０００９】
詳述すると、吹出温度の低下に比べて吸込温度の低下のほうが遅いため、吹出温度が設定温度に達したときに吹出温度と吸込温度との間には温度差がある（図４参照）。このため、コンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げると、一旦、吹出温度が上昇して（前記吸込温度に近づいて）、吹出温度と設定温度との偏差が大きくなるが、その後、吹出温度は再び低下して設定温度に収束する。ところが、従来はコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げると同時に比例制御弁の絞り制御も開始しているため、収束時間が長くなってしまう。つまり、吹出温度検出値が吹出温度設定値に達したときにコンプレッサの運転周波数（圧縮能力）を下げると、吹出温度と吸込温度との差が減少して吹出温度が例えば３〜４℃上昇する。その結果、吹出温度検出値と吹出温度設定値との偏差値が例えば３〜４℃と大きくなり、この偏差値に基づいて比例制御弁の絞り量制御が行われることになるため、収束時間が長くなってしまう。収束時間が長いと、生鮮食料品などの積荷へダメージを与える時間が長くなって、積荷の鮮度を低下させしまうおそれがある。
【００１０】
第２の問題点は、外気温度が比較的高い場合などには、外部進入熱負荷に対して、コンプレッサの運転周波数を下げたことによる冷凍能力の低下が大き過ぎてしまい、その後の吸込温度の低下が遅くなって収束時間が更に長くなってしまうことがある（場合によっては外部進入熱負荷が高過ぎて吹出温度が上昇してしまうこともある）、ということである。
【００１１】
従って本発明は上記の問題点に鑑み、吹出温度が設定温度へ収束する時間を短くすることができる冷凍装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の冷凍装置は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、
前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、
前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、
前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達したときに前記絞り手段の絞り制御を開始することを特徴とする。
【００１３】
また、第２発明の冷凍装置は、第１発明の冷凍装置において、
前記冷凍能力制御手段では、前記コンプレッサの圧縮能力を下げた後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とする。
【００１４】
また、第３発明の冷凍装置は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、
前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、
前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、
前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とする。
【００１５】
【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き詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の系統構成図、図２は前記冷凍装置のエバポレータユニットをバン内に設置した状態を示す図、図３は前記輸送用冷凍装置における冷凍能力制御のフローチャート、図４は前記冷凍能力制御における温度変化の説明図である。
【００１７】
図１に示す本実施の形態の冷凍装置１は輸送用冷凍装置であり、図２に示すような保冷庫であるバン（冷凍車の冷蔵庫、鉄道コンテナ等）２の内部を冷却することにより、バン２内の積荷を冷蔵又は冷凍して輸送するためのものである。
【００１８】
図１に示すように、冷凍装置１はコンプレッサ１１やコンデンサ１２などから構成されたコンデンシングユニット３と、エバポレータ５や膨張弁１３などから構成されたエバポレータユニット４とを有している。図２に示すように、エバポレータユニット４は、バン２の内部に設置されている。なお、バン２の外側にエバポレータユニットを設置する場合もある。エバポレータユニット４のエバポレータ５にはファン６が装備されている。ファン６が作動すると、図２中に矢印で示すように、バン２内の空気がエバポレータ５に吸い込まれ、エバポレータ５で冷却された後、エバポレータ５から冷風となって吹き出される。
【００１９】
また、エバポレータ４の吸い込み側には温度センサ７が設置され、エバポレータ５の吹き出し側には吹出温度検出手段としての温度センサ８が設置されている。温度センサ７ではファン６によってエバポレータ４に吸い込まれるバン２内の空気の温度（以下、これを吸込温度という）を検出し、温度センサ８ではファン６によってエバポレータ５から吹き出される空気（冷風）の温度（以下、これを吹出温度という）を検出する。
【００２０】
図１に示すように、冷凍装置１はコンプレッサ１１、コンデンサ１２、膨張弁１３及びエバポレータ５などを有してなる冷凍サイクル系統を備えており、これらの各機器は冷媒配管Ｌ１によって接続されている。
【００２１】
コンプレッサ１１は電動機１１ａを駆動源とする電動式のものであり、電動機１１ａには図示しない電源からインバータ１４を介して電力が供給されるようになっている。即ち、コンプレッサ１１は、インバータ１４による運転周波数の変更によって圧縮能力が変更される。コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）は例えば「高（最大）」、「中」、「低」の３段階に変更可能とする。
【００２２】
また、コンプレッサ１１の吐出側と、コンデンサ１２の冷媒入口側との間には、オイルセパレータ１５とコンデンサ入口電磁弁１６とが設けられている。オイルセパレータ１５では冷媒とオイルとを分離し、分離されたオイルは細管Ｌ２を介してコンプレッサ１１の冷媒吸入ライン（冷媒配管Ｌ１）に戻される。コンデンサ入口電磁弁１６は冷却運転のときには開けられ、デフロスト運転のときには閉じられる。コンデンサ１２の冷媒出口側には、コンデンサ１２で凝縮された冷媒を受けるレシーバ１７が設けられている。レシーバ１７の冷媒出口側と、エバポレータ５の冷媒入口側との間には、ドライヤ１８、サイトグラス１９、ヒートアキュムレータ２０（管側）及び膨張弁１３が設けられている。
【００２３】
そして、エバポレータ５の冷媒出口側と、コンプレッサ１１の吸込み側との間には、ヒートアキュムレータ２０（容器側）、及び、絞り手段としての比例制御弁２１が設けられている。即ち、比例制御弁２１はコンプレッサ１１の冷媒吸入ラインに設置され、吸い込み圧力調整弁として機能する。比例制御弁２１は、連続運転をして吹出温度又は吸込温度を設定温度に維持するために設けられている。つまり、輸送用冷凍装置には一般に連続運転が要求されるが、コンプレッサ１１の運転周波数を変更するだけでは連続運転を行うことが困難であるため、比例制御弁１の絞り制御を行うことによって連続運転を実現している。
【００２４】
また、コンデンサ入口電磁弁１６の冷媒入口側と、エバポレータ５の冷媒入口側との間には、コンデンサ１２や膨張弁１３などをバイパスするバイパス配管Ｌ３とドレンバンヒータ２２とが設けられ、バイパス配管Ｌ３にはデフロスト電磁弁２３が設けられている。デフロスト電磁弁２３はデフロスト運転のときに開けられ、冷却運転のときには閉じられる。
【００２５】
また、レシーバ１７の冷媒出口側とコンプレッサ１１の冷媒吸入ラインは細管Ｌ４によってつながれ、細管Ｌ４には液インジェクション電磁弁２４が設けられている。液インジェクション電磁弁２４を必要に応じて開くことにより、細管Ｌ４を介して冷媒をレシーバ１７の冷媒出口側からコンプレッサ１１の冷媒吸入ラインへ戻すことができる。
【００２６】
かかる構成の冷凍装置１において冷却運転を行う場合には、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、膨張弁１３及びエバポレータ５を有してなる冷凍サイクル系統において図１中に矢印で示すように冷媒が循環する。
【００２７】
即ち、コンプレッサ１１で圧縮されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、コンプレッサ１１から吐出された後、オイルセパレータ１５を介してコンデンサ１２に流入する。コンデンサ１２に流入した冷媒は、外部の空気と熱交換（外部の空気に熱を与え、自らは凝縮）して高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒はレシーバ１７，ドライヤ１８、サイトグラス１９、ヒートアキュムレータ２０を流通し、膨張弁１３を流通する過程で断熱膨張して低温低圧の液冷媒となった後、エバポレータ５に流入する。
【００２８】
エバポレータ５に流入した液冷媒は、バン２内の空気と熱交換（バン２内の空気を冷却し、自らは蒸発）して低温低圧のガス冷媒（気相状態の冷媒）となる。この低温低圧のガス冷媒はエバポレータ５から流出した後、ヒートアキュムレータ２０を流通し、更に比例制御弁２１を流通した後、コンプレッサ１１に吸い込まれて再び圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００２９】
また、冷凍装置１には冷凍（冷却）能力制御手段としての制御装置３１も装備されている。制御装置３１は温度センサ７，８、温度設定値の入力や冷凍運転・冷蔵運転の選択信号の入力などを行うための入力装置３２、インバータ１４、比例制御弁２１、コンデンサ入口電磁弁１６、デフロスト電磁弁２３、液インジェクション電磁弁２４などの各機器と図１中に点線で示すように電気的に接続されている。
【００３０】
そして、冷凍装置１において上記のような冷却運転（冷凍運転又は冷蔵運転）を行う場合、制御装置３１では、温度センサ７の吸込温度検出値又は温度センサ８の吹出温度検出値と、吸込温度設定値又は吹出温度設定値とに基づいて、コンプレッサ１１の圧縮能力制御と、比例制御弁２１の絞り制御とを行うことにより、冷凍装置１の冷凍（冷却）能力制御を行う。
【００３１】
即ち、制御装置３１では、冷凍運転が選択された場合はバン２内の積荷を確実に冷凍状態に維持するため、温度センサ７の吸込温度検出値が所定の吸込温度設定値（例えば−１８℃など）となるようにコンプレッサ１１及び比例制御弁２１を制御し、冷蔵運転が選択された場合はバン２内の積荷の冷やし過ぎ（冷凍事故）を防止するため、温度センサ８の吹出温度検出値が所定の吹出温度設定値（例えば０℃、５℃など）となるようにコンプレッサ１１及び比例制御弁２１を制御する（詳細後述）。また、制御装置３１では、コンデンサ入口電磁弁１６、デフロスト電磁弁２３及び液インジェクション電磁弁２４の開閉制御なども行う。
【００３２】
ここで、冷蔵運転の場合の冷凍能力制御について図３及び図４も参照して詳細に説明する。図３のフローチャート（ステップＳ１〜ステップＳ６）には、制御装置３２による冷蔵運転の際の冷凍能力制御を示している。図４には、前記冷凍能力制御を実施した際の吹出温度（温度センサ８の吹出温度検出値）及び吸込温度（温度センサ７の吸込温度検出値）の変化を例示している。なお、ここではバン２内を３０℃の状態から設定温度の０℃まで冷却する場合を例に挙げて説明する。
【００３３】
制御装置３１では、まず、コンプレッサ１１の運転周波数を「高（最大）」にして圧縮能力を１００％にする。即ち、制御装置３１ではインバータ１４を制御することにより、インバータ１４から電動機１１ａに供給する電力の周波数を「高（最大）」する。このときに比例制御弁２１の絞り制御は行わず、比例制御弁２１の開度を全開のままにする。かくして１００％の冷凍（冷却）能力で冷却（冷蔵）運転を開始する。
【００３４】
その結果、図４に実線で示すように吹出温度（温度センサ８の吹出温度検出値Ｔｄ）が低下し、図４に点線で示すように吸込温度（温度センサ７の吸込温度検出値）も低下する。但し、吹出温度が低下してもバン２内の空気温度はすぐには低下しないため、吸込温度は吹出温度よりも遅れて低下し、吸込温度と吹出温度との間には温度差が生じる。
【００３５】
図３に示すように制御装置３１では、冷凍能力制御を開始すると、まず、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓ（ここでは０℃）に達したか否かを判定する（ステップＳ１）。吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達するまではステップＳ１の判定を繰り返す。
【００３６】
その後、図４に例示すように時刻Ｔ１において吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）が０℃になると、図３のステップＳ１において吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したと判定し、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げる（ステップＳ２）。即ち、制御装置３１ではインバータ１４を制御することにより、インバータ１４から電動機１１ａに供給する電力の周波数を下げて「低」にする。
【００３７】
その結果、冷凍装置１の冷凍能力が下がるため、図４に示すように時刻Ｔ１においてコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げた直後は、一旦、吹出温度が上昇して（吸込温度に近づいて）、吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）と設定温度（吹出温度設定値Ｔｓ）との差が大きくなるが、その後、吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）は再び低下する。なお、この間にも、吸込温度は徐々に低下して設定温度に近づく。
【００３８】
そして、図３に示すようにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。図４に例示すように時刻Ｔ２において再び吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）が０℃になると、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度検出値Ｔｄに再び達したと判定して、比例制御弁２１の絞り制御を開始する（ステップＳ４）。
【００３９】
時刻Ｔ２において絞り制御を開始してからは、吹出温度検出値Ｔｄと吹出温度設定値Ｔｓとの偏差値に基づいて絞り量を算出し、比例制御弁２１の絞り量が、この算出した絞り量となるように比例制御弁２１の絞り制御を行う。つまり、前記偏差値が小さくなれば前記絞り量を多くして（弁開度を小さくして）冷凍能力を下げ、前記偏差値が大きくなれば前記絞り量を少なくして（弁開度を大きくして）冷凍能力を上げる。このことによって外部侵入熱負荷と同一の冷凍能力となるように冷凍能力制御が行われ、吹出温度（吹出温度設定値Ｔｓ）が設定温度（吹出温度設定値Ｔｓ）に維持される。
【００４０】
一方、ステップＳ３において吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達していないと判断した場合には、時刻Ｔ１でコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げてから、所定時間ｔｓが経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。所定時間ｔｓが経過していなかれば、ステップＳ３に戻る。なお、所定時間ｔｓの具体的な値は、積荷に与えるダメージなどを考慮した所望の収束時間（吹出温度が設定温度に収束する時間）との兼ね合いなどによって適宜設定すればよい。
【００４１】
そして、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに（ステップＳ３の判定結果がＮｏ）、所定時間ｔｓが経過したとき（ステップＳ５の判定結果がＹＥＳ）、即ち、所定時間ｔｓが経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないときには、バン２内にバン２の外部（外気）から進入する熱負荷である外部進入熱負荷（熱量）に比べ、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）が小さ過ぎる（冷凍能力が小さすぎる）と判断して、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「低」から「中」に上げる（ステップＳ６）。その結果、冷凍装置１の冷凍能力が上がる。
【００４２】
なお、図示は省略しているが、勿論、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を上げて冷凍能力を上げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達すれば、比例制御弁２１の絞り制御を開始する。
【００４３】
以上のように、本実施の形態の冷凍装置１によれば、制御装置３１では、冷蔵運転を開始して（コンプレッサ１１の圧縮能力を高い状態（本実施の形態では最大の１００％）にして）、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにコンプレッサ１１の圧縮能力を「低」に下げ、その後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときに比例制御弁２１の絞り制御を開始するため、従来に比べて、吹出温度（吹出温度検出値Ｔｄ）が設定温度（吹出温度設定値Ｔｓ）に収束する時間を短くすることができ、生鮮食料品などの積荷へダメージを与える時間が短くなって、積荷の鮮度を維持することができる。
【００４４】
つまり、従来のようにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げると同時に比例制御弁２１の絞り制御を開始した場合には、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げることによって吹出温度と吸込温度との差が減少して吹出温度が例えば３〜４℃上昇するため、吹出温度検出値Ｔｄと吹出温度設定値Ｔｓとの偏差値が例えば３〜４℃と大きくなり、この偏差値で比例制御弁２１の絞り量制御が行われることになるため、例えば図４に一点鎖線で示すように吹出温度の低下が遅くなって設定温度への収束時間が長くなってしまう。そこで本実施の形態では、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにはコンプレッサ１１の圧縮能力を下げることだけを行い、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときに始めて比例制御弁２１の絞り制御を開始することによって前記収束時間の短縮化を図っている。
【００４５】
また、本実施の形態の冷凍装置１によれば、制御装置３１では、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「低」に下げた後、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにはコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「中」に上げるため、外部侵入熱負荷（熱量）に対して冷凍能力（コンプレッサ１１の圧縮能力）が妥当であるか否かのチェックを確実に短時間で行って、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を適切に制御することができる。このため、前記収束時間を、より短縮することができる。
【００４６】
なお、このような、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにはコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を上げる、という処理は、必ずしも上記のように吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達したときに比例制御弁２１の絞り制御を開始するという処理とともに行う場合に限らず、例えば従来のようにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を下げると同時に比例制御弁２１の絞り制御を開始する場合にも、適用することができる。
【００４７】
また、上記のように吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに再び達しないうちに所定時間ｔｓが経過したときにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を一度上げるだけでなく、その後、更に所定時間が経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達しないときには、更にコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を上げるようにしてもよい。例えば、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を例えば「高（最大）」、「中１」、「中２」、「低」に変更可能とし、吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに最初に達したときにコンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「低」とした後、第１の所定時間が経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達しないときには、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を「中２」に上げ、その後、第２の所定時間が経過しても吹出温度検出値Ｔｄが吹出温度設定値Ｔｓに達しないときには、コンプレッサ１１の運転周波数（圧縮能力）を更に「中１」に上げるようにしてもよい。
【００４８】
また、上記ではコンプレッサ１１の運転周波数を変更することによってコンプレッサ１１の圧縮能力を変更しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、他の手段によってコンプレッサの圧縮能力を変更するようにしてもよい。例えば、コンプレッサがレシプロ式のものである場合には、コンプレッサの使用気筒数を変更することによってコンプレッサの圧縮能力を変更するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の冷凍装置によれば、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達したときに前記絞り手段の絞り制御を開始することを特徴とするため、従来に比べて、吹出温度（吹出温度検出値）が設定温度（吹出温度設定値）に収束する時間を短くすることができ、生鮮食料品などの積荷へダメージを与える時間が短くなって、積荷の鮮度を維持することができる。
【００５０】
また、第２発明の冷凍装置によれば、第１発明の冷凍装置において、前記冷凍能力制御手段では、前記コンプレッサの圧縮能力を下げた後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とするため、外部侵入熱負荷（熱量）に対して冷凍能力（コンプレッサの圧縮能力）が妥当であるか否かのチェックを確実に短時間で行って、コンプレッサ圧縮能力を適切に制御することができる。このため、前記収束時間を、より短縮することができる。
【００５１】
また、第３発明の冷凍装置によれば、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とするため、外部侵入熱負荷（熱量）に対して冷凍能力（コンプレッサの圧縮能力）が妥当であるか否かのチェックを確実に短時間で行って、コンプレッサ圧縮能力を適切に制御することができる。このため、吹出温度（吹出温度検出値）が設定温度（吹出温度設定値）に収束する時間を、短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の系統構成図である。
【図２】前記冷凍装置のエバポレータユニットをバン内に設置した状態を示す図である。
【図３】前記輸送用冷凍装置における冷凍能力制御のフローチャートである。
【図４】前記冷凍能力制御における温度変化の説明図である。
【符号の説明】
１ 輸送用冷凍装置
２ バン
３ コンデンシングユニット
４ エバポレータユニット
５ エバポレータ
６ ファン
７，８ 温度センサ
１１ コンプレッサ
１１ａ 電動機
１２ コンデンサ
１３ 膨張弁
１４ インバータ
１５ オイルセパレータ
１６ コンデンサ入口電磁弁
１７ レシーバ
１８ ドライヤ
１９ サイトグラス
２０ ヒートアキュムレータ
２１ 比例制御弁
２２ ドレンバンヒータ
２３ デフロスト電磁弁
２４ 液インジェクション電磁弁
３１ 制御装置
３２ 入力装置
Ｌ１ 冷媒配管
Ｌ２ 細管
Ｌ３ バイパス配管
Ｌ４ 細管
Claims (3)
- コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、
前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、
前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、
前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達したときに前記絞り手段の絞り制御を開始することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項１に記載の冷凍装置において、
前記冷凍能力制御手段では、前記コンプレッサの圧縮能力を下げた後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に再び達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とする冷凍装置。 - コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを有してなる冷凍サイクル系統と、
前記コンプレッサの冷媒吸入ラインに設置されて同冷媒吸入ラインを絞る絞り手段と、
前記エバポレータからファンによって保冷庫内に吹き出される冷風の温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記コンプレッサの圧縮能力制御と、前記絞り手段の絞り制御とを行う冷凍能力制御手段とを備えた冷凍装置であって、
前記冷凍能力制御手段では、冷蔵運転を開始して、前記吹出温度検出手段の吹出温度検出値が吹出温度設定値に最初に達したときに前記コンプレッサの圧縮能力を下げ、その後、前記吹出温度検出値が前記吹出温度設定値に達しないうちに所定時間が経過したときには前記コンプレッサの圧縮能力を上げることを特徴とする冷凍装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003204399A JP2005048988A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 冷凍装置 |
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| JP2005048988A true JP2005048988A (ja) | 2005-02-24 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-07-31 JP JP2003204399A patent/JP2005048988A/ja not_active Withdrawn
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