JP2007225258A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内側装置を制御して効率のよい運転、信頼性を向上させるための運転を行う冷凍装置を提供するものである。さらに、運転する環境条件に応じて効率、信頼性を考慮した運転を行えるような冷凍装置を提供する。
【解決手段】主冷媒の循環量を制御して主冷媒回路における単位時間あたりの冷凍能力を制御する冷凍機ユニット１００と、過冷却用冷媒の循環量を制御して主冷媒を過冷却するための過冷却用冷媒回路における単位時間あたりの冷凍能力を制御する過冷却ユニット１１０と、冷凍機ユニット１００の冷凍能力と過冷却ユニット１１０との冷凍能力の和が所定値を超えないように制御する過冷却側制御手段１１１とを備えるものである。
【選択図】図１

Description

この発明は冷凍装置に関するものである。特に過冷却用のユニットが設けられた室外側装置の冷凍能力制御に関するものである。

近年、空調分野においては、例えばコンピュータ等の機器の増大により空気調和装置の冷房負荷が増大している。例えば、冷凍能力（単位時間あたりに除去できる熱量（仕事量））ができる限り損失しないようにするため、凝縮器と減圧器の間の液配管（冷媒経路）上に過冷却ユニットを設け、凝縮器が液体にした冷媒の熱をさらに奪って過冷却（サブクール）した上で蒸発器（冷却器）側に送りこみ、冷凍能力を高めた空気調和装置がある（例えば特許文献１参照）。このような空気調和装置では、室外側の冷凍機が有する圧縮機だけでまかなえない冷凍能力が必要であると判断すると過冷却ユニットの運転を開始（始動）させる。そして必要がなければ運転を停止させる（以下、運転の開始、停止を発停という）。

一方、空調分野よりも低い中低温（冷蔵、冷凍）分野で用いられている、食品等を冷凍、冷蔵するための冷凍装置においても、空気調和装置と同様、例えば店舗拡張等により冷凍負荷が増大する傾向にある。そこで、冷凍装置にも過冷却ユニットを設けると都合がよい。
特開平１０−１８５３３３号公報

上記のような装置では、過冷却ユニットには別の冷媒回路が設けられ、冷媒が循環している。そのため、ＣＯＰ（成績係数）の向上等による省エネルギを図るためには、過冷却ユニットにおける冷凍能力も考慮し、それぞれの冷媒回路における運転制御を効率よく行う必要がある。また、その上で、このような運転制御を行う際、さらに結露等の環境的な条件に合わせた運転制御を行えるようにすると、例えば、その条件に対する対策を設備面で行う必要がなく、設備コストを抑えること等が期待できる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、特に冷凍能力に着目して、室内側装置を制御して効率のよい運転、信頼性を向上させるための運転を行う冷凍装置を提供するものである。さらに、運転する環境条件に応じて効率、信頼性を考慮した運転を行えるような冷凍装置を提供する。

本発明に係る冷凍装置は、主冷媒の循環量を制御して主冷媒回路における単位時間あたりの冷凍能力を制御する冷凍機ユニットと、過冷却用冷媒の循環量を制御して主冷媒を過冷却するための過冷却用冷媒回路における単位時間あたりの冷凍能力を制御する過冷却ユニットと、冷凍機ユニットの冷凍能力と過冷却ユニットとの冷凍能力の和が所定値を超えないように制御する制御手段とを備えるものである。

本発明によれば、制御手段が、冷凍機ユニットの冷凍能力と過冷却ユニットとの冷凍能力の和が所定値を超えないように制御するようにしたので、冷凍機ユニット及び過冷却ユニットによる室外側装置について省エネルギ化を図った運転制御を行うことができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の構成を表す図である。図１において、冷凍装置は、室外側装置１０と室内側装置２０とを、ガス配管３０及び液配管３１により配管接続し、冷媒（例えばＲ４０４Ａ。以下、ここでは主冷媒という）の循環を行っている。室外側装置（コンデンシングユニット）１０は、主に冷凍機ユニット１００及び過冷却ユニット１１０からなる。

そして、冷凍機ユニット１００は、主として冷凍機側制御手段１０１、冷凍機側圧縮機１０２、冷凍機側凝縮器１０３及び冷凍機側液溜１０４で構成する。ここで、冷凍機側圧縮機１０２、冷凍機側凝縮器１０３及び後述する室内側膨張弁２０２、室内側蒸発器２０３を配管接続して主冷媒回路を構成している。

図２は冷凍装置におけるデータ等を含む信号の流れを表した図である。例えばマイクロコンピュータのような処理手段を中心に装置構成した冷凍機側制御手段１０１は、冷凍機側圧縮機１０２の運転周波数制御、冷凍機側凝縮器ファン１０３Ａの回転数等、冷凍機ユニット１００内の各機器を制御する。特に本実施の形態においては、通信手段を有し、過冷却ユニット１１０が有する過冷却側制御手段１１１との間で、データを含む信号の送受信を行うことができる。そして、過冷却ユニット１１０の冷凍能力（過冷却側圧縮機１１２の運転周波数）に基づいて、冷凍機ユニット１００の冷凍能力の上限（冷凍機側圧縮機１０２の最大運転周波数）を定める。各種センサから送信される温度、圧力等のデータを含む信号、指示のデータを含む信号等に基づいて、冷凍機ユニット１００の運転制御を行う。

冷凍機側圧縮機１０２は、例えば運転周波数を任意に変化させることにより容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を変化させることができる、インバータ回路を備えた容量可変のインバータ圧縮機である。図１では１つとして記載しているが、例えば複数の圧縮機を並列に設けて容量を高めるようにしてもよい。冷凍機側圧縮機１０２は、冷凍機側制御手段１０１の指示に基づく運転周波数で運転（仕事）を行い、室外側ガス冷媒入口１３０、冷凍機ガス冷媒入口１４０を介して吸入した主冷媒（気体）を圧縮し、運転周波数に基づく任意の圧力を加えて送り出す（吐出する）。ここで、圧縮機の前段には液分離器（アキュムレータ）が設けられていることもある。冷凍機側凝縮器１０３は冷凍機側圧縮機１０２から送られた主冷媒（気体）が有する熱を発散して液化する。このとき、冷凍機側凝縮器ファン１０３Ａが回転して空気の流れをつくり、主冷媒の熱を空気に奪わせる。冷凍機側液溜（受液器）１０４は、室外側装置１０と室内側装置２０との間の冷媒の需給調整を図るために、液化した主冷媒を一時的に溜める。液化した主冷媒は冷凍機液冷媒出口１４１から流出する。

ここで、本実施の形態の冷凍装置においては、外気温度を検知するための温度検知手段である温度センサ（サーミスタ）ＴＳ１０１が設けられているものとする。温度センサＴＳ１０１が検知した外気温度は、冷凍機側制御手段１０１が各機器を制御するための判断材料となる。また、冷凍機側圧縮機１０２の吐出圧力を検知するための圧力センサＰＳ１０１が設けられている。

冷凍機ユニット１００から流出した主冷媒は、過冷却液冷媒入口１５０を介して、後述する過冷却ユニット１１０が有する過冷却側熱交換器１１５内に設けられた配管等の通路を通過する。過冷却ユニット１１０は、過冷却側制御手段１１１、過冷却側圧縮機１１２、過冷却側凝縮器１１３、過冷却側膨張弁１１４及び過冷却側熱交換器１１５で構成する。過冷却ユニット１１０は、過冷却側圧縮機１１２、過冷却側凝縮器１１３、過冷却側膨張弁１１４及び過冷却側熱交換器１１５を配管接続して、主冷媒とは別の冷媒（例えばＲ４１０Ａ等。以下、過冷却用冷媒という）による過冷却用冷媒回路を構成し、過冷却用冷媒回路を循環させ、主冷媒と過冷却用冷媒との間で熱交換させて主冷媒を過冷却する。

過冷却側制御手段１１１も、例えばマイクロコンピュータのような処理手段を中心に構成された装置である。過冷却側圧縮機１１２の運転周波数制御、過冷却側凝縮器ファン１１３Ａの回転数、過冷却側膨張弁１１４の開度等、過冷却ユニット１１０内の各機器を制御する。特に本実施の形態においては、冷凍機側制御手段１０１と同様に通信手段（図示せず）を有しており、冷凍機側制御手段１１１との間で、データを含む信号の送受信を行うことができる。また、各種センサから送信される温度、圧力等のデータを含む信号等に基づいて、装置における環境を判断し、その環境における過冷却ユニット１１０の冷凍能力の上限を設定する。そして、設定した冷凍能力の上限に基づく、過冷却側圧縮機１１２の最大運転周波数を定め、その運転周波数を超えないように、過冷却ユニット１１０（過冷却側圧縮機１１２）の制御を行う。ここで、冷凍機側制御手段１０１は、記憶手段（図示せず）を有し、少なくとも環境条件を判断し、冷凍能力の上限を判断するための各種データ（例えば空気線図に関するデータ等）を記憶している。

過冷却側圧縮機１１２も例えばインバータ圧縮機であり、運転周波数を制御することにより、過冷却用冷媒（気体）を吸入、圧縮し、任意の圧力で吐出することができる。過冷却側凝縮器１１３は過冷却側圧縮機１１２から送られた過冷却用冷媒が有する熱を奪って液化する。このとき、過冷却側凝縮器ファン１１３Ａが回転して空気の流れをつくり、過冷却用冷媒の熱を空気に奪わせる。減圧器である過冷却側膨張弁１１４は、過冷却用冷媒の流れを制限等し、過冷却用冷媒に加わる圧力が、所定の圧力（低圧力）になるようにして過冷却側熱交換器１１５に過冷却用冷媒を供給する。本実施の形態では、過冷却側熱交換器１１５における過冷却用冷媒の蒸発温度を一定にするために、過冷却側制御手段１１１の制御に基づいて開度調整し、過冷却側熱交換器１１５に供給する冷媒の量を調整する。蒸発器（冷却器）である、例えば二重管熱交換器、プレート熱交換器等の過冷却側熱交換器１１５は、主冷媒と過冷却用冷媒との間で熱交換を行って主冷媒を過冷却し、過冷却液冷媒出口１５１から過冷却した冷媒を出す。ここではプレート熱交換器を用いるものとし、例えば主冷媒用の通路と過冷却用冷媒用の通路を設けて熱交換を行うものとする。過冷却側熱交換器１１５の通路を通過し、過冷却された主冷媒は、室外側液冷媒出口１３１を介して液配管３１を通過し、室内側液冷媒入口２１０から室内側装置２０に入る。

ここで、本実施の形態の冷凍装置においては、過冷却側圧縮機１１２の吸入側の圧力、温度を検知するため、圧力検知手段である圧力センサＰＳ１１１、温度検知手段である温度センサＴＳ１１１が設けられている。また、主冷媒の通路の出口側にも温度センサＴＳ１１２が設けられている。

例えば、ショーケース、冷蔵庫、冷凍庫等に取り付けられた室内側装置２０は、主として室内側制御手段２０１、減圧器となる室内側膨張弁２０２及び冷却器（熱交換器）である室内側蒸発器２０３で構成する。ここでは、店内にあるショーケース内に取り付けられているものとする（室内側制御手段２０１についてはショーケース内又は店内に設けられる）。図１では１の室内側装置２０がガス配管３０及び液配管３１に配管接続しているが、複数の室内側装置２０をガス配管３０及び液配管３１に接続してもよい。室内側制御手段２０１は、室内側装置２０の各機器の制御を行う。本実施の形態では、特に、室内側に備えられた温度センサ及び湿度センサが検知した温度、湿度のデータを含む信号を室外側装置２０に送信する。

減圧器である室内側膨張弁２０２は液配管３１を介して送られた主冷媒の流れを制限等し、主冷媒に加わる圧力が、所定の圧力（低圧力）になるようにして室内側蒸発器２０３に主冷媒を供給する。そして、冷却器である室内側蒸発器２０３において主冷媒が圧力に応じた温度（蒸発温度）において蒸発（気化）される。このときに主冷媒がケース、庫内等の空気等の熱を奪って熱交換を行うことでケース、庫内等の冷凍（冷却）が行われる。このとき室内側蒸発器ファン２０３Ａが回転して空気の流れをつくり、効率よく空気の熱を主冷媒に奪わせる。室内側蒸発器２０３を通過した主冷媒（気体）は、室内側ガス冷媒出口２１１を介してガス配管３０を通過し、室外側装置１０に戻る。ここで電磁弁である開閉弁２０４は、例えば複数の室内側装置２０が液配管３１（ガス配管３０）に接続されている場合に、運転している室内側装置２０では弁を開き、停止する場合には弁を閉じる。

ここで本実施の形態の室内側装置２０には、ショーケース、庫内等の温度を検知するため、温度センサＴＳ２０１が設けられている。また、室内側蒸発器２０３の出口側（室内側膨張弁２０２が設けられている方と反対側）部分の温度を検知する温度センサＴＳ２０２が設けられている。さらに、例えば室内側装置２０がショーケース等に設けられている場合に、ショーケース付近の例えば店内における温度を検知するための温度センサＴＳ２０３、湿度を検知するための湿度センサＨＴ２０１を設けている。これらのセンサの検知による温度、湿度のデータを含む信号は過冷却側制御手段１１１、冷凍機側制御手段１０１に送信されるものとする（通信方法、経路等は限定しない）。

本実施の形態の冷凍装置は、主冷媒を循環させるための冷凍機ユニット１００と過冷却冷媒を循環させるための過冷却ユニット１１０の運転を独立させずに連動して制御することにより、両ユニットによる冷凍能力の和が所定値（これをＲ１とする）を超えないようにする。

特に本実施の形態では、過冷却ユニット１１０における冷凍能力を基準に考え、環境等の条件に応じて過冷却ユニット１１０の冷凍能力の上限（その上限に基づく過冷却側圧縮機１１２の運転周波数の上限）を定める。冷凍機ユニット１００については、過冷却側圧縮機１１２の運転周波数に基づいて算出される過冷却ユニット１１０の冷凍能力との和が所定値Ｒ１を超えないように、冷凍能力の上限が定められ、その上限を超えないように冷凍機側圧縮機１０２の運転周波数が制限される。本実施の形態は、効率のよい冷媒を用いた過冷却ユニット１１０をより多く利用するようにしてでＣＯＰ（成績係数）を高める等、さらなる省エネルギを図る。

ここで、通常、１日における冷凍能力（以下、単に冷凍能力という）は基本的に次式（１）で表される。Ｒは冷凍トン、Ｖは標準回転数における１時間あたりのピストン押しのけ量、Ｃは冷媒定数（例えば気筒体積５０００ｃｍ³ 以下において、Ｒ４０４Ａでは８．２、Ｒ４１０Ａでは５．７となる）を表す。本実施の形態のようなインバータ圧縮機においては、運転周波数が変化するとその（圧縮）容量も変わり、ピストン押しのけ量Ｖも変化する。ここで、（１）式との関係上、本実施の形態における冷凍トンとは法定冷凍トンをいうものとし、冷凍能力を冷凍トンで表すものとする。（ただし、これに限定するものではない）。
Ｒ＝Ｖ／Ｃ …（１）

以下、本実施の形態においては、冷凍機ユニット１００の冷凍能力が最大１５冷凍トン、過冷却ユニット１１０の冷凍能力が最大１２冷凍トンであるものとする（以下、特に断らない限り、最大の冷凍能力を表すものとする）。それぞれが別の冷媒を循環させているため、それぞれ完全に独立して運転を行うと冷凍能力が２７冷凍トンとなる可能性があるが、本実施の形態では、次式（２）で表されるように、所定値Ｒ１を１９冷凍トンとし、両ユニットの冷凍能力の和が所定値Ｒ１の範囲内になるようにする。ここで、冷凍機側圧縮機１０２におけるピストン押しのけ量Ｖ１、主冷媒の冷媒定数Ｃ１、過冷却側圧縮機１１２におけるピストン押しのけ量Ｖ２、過冷却用冷媒の冷媒定数Ｃ２とする。また、所定値Ｒ１は、法令により届出等が定められた規定値（５冷凍トン、２０冷凍トン、５０冷凍トン）等に基づいて定めるようにしてもよい。
Ｖ１／Ｃ１＋Ｖ２／Ｃ２＜Ｒ１ …（２）

図３は各条件における過冷却ユニット１１０の冷凍能力の上限例を表した図である。次に環境的な条件により、ある状況が発生する可能性がある場合の各ユニット（特に過冷却ユニット１１０）の冷凍能力の上限設定について説明する。まず、通常時の各ユニットの運転について説明する。通常時の運転においては、過冷却ユニット１１０の冷凍能力に特に制限を設けず、最大１２冷凍トンとなるような制御を行う。過冷却については、過冷却用冷媒は蒸発温度を主冷媒のような低温にする必要がなく、また、冷凍能力に関して効率がよいので、冷凍装置全体としてＣＯＰを高められる等、省エネルギを図ることができる。また、過冷却ユニット１１０の運転時間を多くさせることにもなるので発停回数を減らすことができ、頻繁な発停による悪影響を抑え、信頼性を向上させることができる。そこで、過冷却ユニット１１０により主冷媒を過冷却して、液体の状態で主冷媒を室内側蒸発器２０３に供給して蒸発させるようにし、冷凍能力（冷凍量）の損失を効率的に抑え、従来からの冷凍能力を高める。

次に室内側装置２０が用いられている室内において、配管に結露が生じる可能性がある状態（結露条件）について考える。例えば、過冷却ユニット１１０が主冷媒を過冷却することにより、露点温度よりも温度が低くなると、配管に結露が生じる場合がある。例えば店内等の配管の場合、結露により発生した水が店内に流れ、店内が汚染される可能性がある。そこで、過冷却ユニット１１０の冷凍能力を制限し、主冷媒を結露を発生させる温度まで低下させないようにすることで配管における結露を防ぐ。

そのため、温度センサＴＳ２０３が検知した温度のデータ及び湿度センサＨＴ２０１が検知した湿度のデータに基づいて、過冷却側制御手段１１１が空気線図のデータから露点温度ＤＴを算出する。例えば、店内において温度２５℃、湿度が６０％の場合、露点温度は１６．７℃となる。そして、温度センサＴＳ１１２が検知した主冷媒の液体温度を表す温度（これをＴＳ１１２とする）と露点温度ＤＴとを比較し、ＴＳ１１２−ＤＴ＜３℃であると判断すると、結露条件を満たすものと判断する。このとき、ＴＳ１１２−ＤＴ＞５℃となるように過冷却ユニット１１０の過冷却側圧縮機１１２の最大運転周波数を決定する。ここで、過冷却側制御手段１１１は、この間の過冷却ユニット１１０の最大周波数から冷凍能力が例えば最大４冷凍トンと決定する。

一方、冷凍機ユニット１００については、通常と同様に、過冷却側制御手段１１１からの信号により送信される過冷却側圧縮機１１２の冷凍能力に基づいて、冷凍機側圧縮機１０２の最大運転周波数（４冷凍トンのときは、１９−４＝１５冷凍トン）を算出し、その範囲内で冷凍機側圧縮機１０２の運転周波数を制御する。

次に液ハンマー（ウォーターハンマー、水撃ともいう）が発生する可能性がある状態（液ハンマー条件）について説明する。液ハンマー現象とは、液密度が高い液体の流れを急に発生、停止させようとすることにより、冷媒回路における振動、衝撃圧、衝撃音等が発生するものである。例えば、流れを大きく変化させる室内側膨張弁２０２、室内側開閉弁２０４において発生する可能性が高く、加わる圧力により、これらの機器が破損してしまう可能性がある。

例えば主冷媒の液体温度が低く、液密度が高い状態の時に、室内側開閉弁２０４を開けると、室内側膨張弁２０２に大きな衝撃圧が加わる。そこで、液ハンマー現象が発生する可能性がある場合、温度センサＴＳ１１２が検知した主冷媒の液体温度を表す温度ＴＳ１１２が、３℃より低い（ＴＳ１１２＜３℃）と過冷却側制御手段１１１が判断すると、液ハンマー条件を満たしているものと判断する。このとき、ＴＳ１１２＞５℃となるように過冷却ユニット１１０の過冷却側圧縮機１１２の最大運転周波数を決定する。ここで、過冷却側制御手段１１１は、この間の過冷却ユニット１１０の冷凍能力を、前記最大運転周波数により例えば最大９冷凍トンと決定する。一方、冷凍機ユニット１００については、結露条件のときと同様の冷凍機側圧縮機１０２の運転周波数制御が行われるので説明を省略する。

さらに、過冷却側熱交換器１１５の圧力疲労を回避しようとする場合（熱交換器圧力疲労条件）について説明する。過冷却ユニット１１０において主冷媒を過冷却する際、過冷却側熱交換器１１５には主冷媒と過冷却用冷媒とが通過し、熱交換を行う。このとき、高温、高圧の主冷媒（液体）と低温、低圧の過冷却用冷媒（気体又は気液混合体）とで温度差、圧力差が生じる。例えば、夏場等のようなときに、主冷媒と過冷却用冷媒との温度差が大きくなるような運転がなされるが、過冷却熱交換器１１５が圧力差が大きくなると、歪み等の圧力疲労が発生する。圧力疲労が蓄積すると、過冷却熱交換器１１５が破損してしまうおそれがある。

図４は過冷却熱交換器１１５における圧力差と繰り返し可能回数の関係例を表す図である。図４から、過冷却側熱交換器１１５の繰り返し可能回数は圧力差が大きくなると指数関数的に低下することがわかる。一方で、冷凍機ユニットの生涯繰り返し回数が２５００００回の場合、過冷却熱交換器１１５において圧力差が大きくなるような運転を繰り返していると、過冷却熱交換器１１５（過冷却ユニット１１０）の寿命が短くなり、室外側装値１０全体の信頼性を高め、維持することができなくなる。

そこで、夏場等のように外気温度が高く、主冷媒の高圧側の圧力が高いときに、過冷却側制御手段１１１は、冷凍機ユニット１００の主冷媒が通過する高圧側の圧力センサＰＳ１０１が検知した圧力（主冷媒に加わる圧力）ＰＳ１０１と過冷却用冷媒が通過する低圧側の圧力センサＰＳ１１１が検知した圧力（過冷却側冷媒に加わる圧力）ＰＳ１１１との圧力差を算出し、次式（３）のように、圧力差が、例えば２．５Ｍｐａ以上であると判断した場合は、過冷却ユニット１１０の運転を停止させ、圧力のバランスを図る（冷凍能力は０となる）。
ＰＳ１０１−ＰＳ１１１＞２．５Ｍｐａ …（３）

例えば圧力センサＰＳ１０１が検知した圧力ＰＳ１０１が２．７Ｍｐａ、圧力センサＰＳ１１１が検知した圧力ＰＳ１１１が０．１Ｍｐａの場合、その圧力差は２．６Ｍｐａとなるので、過冷却ユニット１１０の運転を停止させる。このとき、圧力センサＰＳ１１１が検知する圧力ＰＳ１１１は約１．３Ｍｐａとなるため、圧力差はＰＳ１０１−ＰＳ１１１＝２．７−１．３＝１．４Ｍｐａとなり、過冷却側熱交換器１１５の圧力疲労は低減される。過冷却側圧縮機１１２の運転周波数はゼロであり、冷凍能力もゼロとなる。そのため、冷凍機側圧縮機１０２は最大運転周波数まで運転することができ、冷凍機ユニット１００だけで冷凍負荷に対応する冷凍能力を供給する。

以上のように、実施の形態１の冷凍装置によれば、両ユニットにおける冷凍能力の範囲を所定値によって定め、定めた所定値を超えないように冷凍能力を制御するようにしたので、冷凍機ユニット１００及び過冷却ユニット１１０による室外側装置１０（冷凍装置全体）について省エネルギ化を図った運転制御を行うことができる。特に所定値と過冷却ユニット１１０の運転による冷凍能力との差に基づいて、冷凍機ユニット１００の冷凍能力の最大値を決定するようにし、効率のよい過冷却ユニット１１０の運転（冷凍能力）を優先させるようにしたので、さらに省エネルギ化を図った運転制御を行うことができる。

また、過冷却側制御手段１１１が、室内温度、湿度等、環境的な条件に基づいて、過冷却ユニット１１０の運転による冷凍能力の最大値（過冷却側圧縮機１１２の最大運転周波数）を制限するようにしたので、さらに効率のよい運転を行うことができる。特に過冷却ユニット１１０の運転状況による主冷媒の温度等から結露、液ハンマー、過冷却熱交換器１１５における圧力疲労等の発生可能性を判断し、判断に基づいて、冷凍能力の最大値を制限するようにしたので、さらに効率のよい運転を行うことができる。そして、例えば液ハンマー、圧力疲労の蓄積等による破損を防ぐことができるため、信頼性を高めることができる。また、結露、液ハンマー等を運転制御によって回避することができ、そのための設備をさらに設ける必要がないので、設備コストを抑えることができる。

実施の形態２．
上記の実施の形態では特に示さなかったが、例えば、運転の状況を表示させるような表示手段を室外側装置１０に設け、表示を行わせるようにしてもよい。表示の態様は特に限定するものではないが、例えば、冷凍機側圧縮機１０２と過冷却側圧縮機１１２のそれぞれの運転周波数から割り出した冷凍トンをそれぞれ個別に表示することができる。また、合算した冷凍トン表示を行うようにしてもよい。これらの表示を行うことにより、管理者等にわかりやすく運転状況を教示することができる。

実施の形態３．
上記の実施の形態では、過冷却側制御手段１１１が、環境的な条件から結露条件等を判断するようにしたが、これに限定するものではない。例えば冷凍機側制御手段１０１が判断し、過冷却制御手段１１１に命令等を行うようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、それぞれのユニットに制御手段を備え、それぞれの制御手段が、各ユニットの機器を制御するようにしたが、これに限定するものではない。例えば冷凍機ユニット１００と過冷却ユニット１１０を構成する各機器を両方制御する制御手段を別途設けるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、過冷却ユニット１１０の最大の冷凍能力（過冷却側圧縮機１１２の最大運転周波数）が決定してから、冷凍機ユニット１００の冷凍能力を決定するようにしたが、これに限定するものでなく、冷凍機ユニット１００の冷凍能力を先に決定するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、室外側装値１０内に冷凍機ユニット１００と過冷却ユニット１１０とが一体となって構成されるようにしたが、特に限定するものではない。

本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の構成を表す図である。 冷凍装置におけるデータ等を含む信号の流れを表した図である。 各環境条件における過冷却ユニット１１０の冷凍能力の上限例の図である。 過冷却熱交換器１１５での圧力差と繰り返し可能回数の関係を表す図である。

符号の説明

１０ 室外側装置、１００ 冷凍機ユニット、１０１ 冷凍機側制御手段、１０２ 冷凍機側圧縮機、１０３ 冷凍機側凝縮器、１０３Ａ 冷凍機側凝縮器ファン、１０４ 冷凍機側液溜、ＴＳ１０１ 温度センサ、ＰＳ１０１ 圧力センサ、１１０ 過冷却ユニット、１１１ 過冷却側制御手段、１１２ 過冷却側圧縮機、１１３ 過冷却側凝縮器、１１３Ａ 過冷却側凝縮器ファン、１１４ 過冷却側膨張弁、１１５ 過冷却側熱交換器、ＰＳ１１１ 圧力センサ、ＴＳ１１１，ＴＳ１１２ 温度センサ、１３０ 室外側ガス冷媒入口、１３１ 室外側液冷媒出口、１４０ 冷凍機ガス冷媒入口、１４１ 冷凍機液冷媒出口、１５０ 過冷却液冷媒入口、１５１ 過冷却液冷媒出口、２０ 室内側装置、２０１ 室内側制御手段、２０２ 室内側膨張弁、２０３ 室内側蒸発器、２０３Ａ 室内側蒸発器ファン、２０４ 開閉弁、ＴＳ２０１，ＴＳ２０２，ＴＳ２０３ 温度センサ、ＨＳ２０１ 湿度センサ、２１０ 室内側液冷媒入口、２１１ 室内側ガス冷媒出口、３０ ガス配管、３１ 液配管。

Claims (5)

1. 主冷媒の循環量を制御して主冷媒回路における単位時間あたりの冷凍能力を制御する冷凍機ユニットと、
   過冷却用冷媒の循環量を制御して前記主冷媒を過冷却するための過冷却用冷媒回路における単位時間あたりの冷凍能力を制御する過冷却ユニットと、
   冷凍機ユニットの冷凍能力と過冷却ユニットとの冷凍能力の和が所定値を超えないように制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする冷凍装置。
2. 前記制御手段は、前記所定値と前記過冷却ユニットの運転に基づく冷凍能力との差を、前記冷凍機ユニットの冷凍能力の最大値とすることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
3. 前記制御手段は、環境的な条件に基づいて前記過冷却ユニットによる冷凍能力の最大値を決定することを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍装置。
4. 前記環境的な条件に基づいて、結露、液ハンマ、熱交換器の圧力疲労のうち、１又は複数の発生可能性を判断し、前記判断に基づいて前記過冷却ユニットによる冷凍能力の最大値を決定することを特徴とする請求項３記載の冷凍装置。
5. 前記冷凍機ユニットの冷凍能力及び過冷却ユニットとの冷凍能力並びに／又はそれらの和の値を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍装置。
   

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