JP2007271214A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷凍装置2は、CO2を冷媒とする圧縮式冷凍回路で構成され、運転周波数の選択によって能力が変更される圧縮機21を備えている。所定の低外気条件のとき、圧縮機21の吐出管温度を下げるための圧縮機保護制御を行う。
【選択図】図4
Description
この冷凍装置は、圧縮機にとって過負荷になり易い低外気条件になったときに、吐出管温度を下げることによって、圧縮機の負荷を軽減させる。このため、圧縮機の温度上昇が抑制される。
ここでは、所定の低外気条件のときに吐出管温度検出値の補正量が大きくとられることで、実際の吐出管温度と目標吐出管温度との間に余裕ができる。このため、圧縮機内部の温度上昇が抑制され、圧縮機の熱的損傷が防止される。
ここでは、圧縮機にとって過負荷になり易い低外気条件になったとき、吐出管温度が実際より高くなるように補正される。このため、圧縮機内部の温度上昇が抑制され、圧縮機の熱的損傷が防止される。
ここでは、圧縮機にとって過負荷になり易い低外気条件になったときに、目標吐出管温度が低くなる。このため、圧縮機内部の温度上昇が抑制され、圧縮機の熱的損傷が防止される。
ここでは、外気温−20℃の状況下で冷凍装置が運転されても、圧縮機内部の温度上昇は抑制される。このため、圧縮機の熱的損傷が防止される。
第2発明に係る冷凍装置は、所定の低外気条件のときに吐出管温度検出値の補正量が大きくとられることで、実際の吐出管温度と目標吐出管温度との間に余裕ができる。このため、圧縮機内部の温度上昇が抑制され、圧縮機の熱的損傷が防止される。
第4発明に係る冷凍装置は、圧縮機にとって過負荷になり易い低外気条件になったときに、目標吐出管温度が低くなる。このため、圧縮機内部の温度上昇が抑制され、圧縮機の熱的損傷が防止される。
第6発明に係る冷凍装置は、外気温−20℃の状況下で冷凍装置が運転されても、圧縮機内部の温度上昇は抑制される。このため、圧縮機の熱的損傷が防止される。
ヒートポンプ式給湯装置のシステムを図1に示す。ヒートポンプ式給湯装置1は、冷凍装置2と貯湯装置3とによって構成されている。冷凍装置2は、マフラー21a、圧縮機21、水熱交換器22内の冷媒管22a、減圧手段としての膨張弁23、及び空気熱交換器24が、冷媒配管25によって環状に接続された圧縮式の冷凍回路20を有する。
貯湯装置3は、貯湯タンク31、水熱交換器22内の水管22b及び水循環ポンプ32が、水配管35によって環状に接続された水循環回路30を有する。
<冷凍装置の構造>
図2は、冷凍装置の内部構造を示す断面図である。図2において、断熱壁2cの右側区画が機械室2aであり、断熱壁2cの左側区画がファン室2bである。機械室2aには、圧縮機21、膨張弁23が配置されている。
図3は、冷凍装置の制御ブロック図である。マイコン6は、外気温センサ8、空気熱交換器24の温度センサ10からの検出信号に基づき、目標吐出管温度設定部62で目標吐出管温度を設定する。そして、マイコン6は、吐出管温度センサ9で検出される吐出管温度が目標吐出管温度に近づくように、膨張弁開度制御部63を介して膨張弁23の開度を制御する。なお、目標吐出管温度の設定に必要なデータは、マイコン6内に予め記憶されている。
マイコン6は、冷媒の吐出温度を直接に検出することはできないため、圧縮機21の吐出管表面に設置された吐出管温度センサ9によって吐出管温度を監視している。但し、吐出管温度センサ9自身もある程度の体積を有するので、設置されている吐出管の温度を正確に検出しているとは言えず、吐出管温度センサ9の検出値と、実際の吐出管温度との間にはズレが存在する。そこで、外気温t1に対する吐出管温度センサ9の検出値と実際の吐出管温度との差を補正する補正量が実験的に求められ、マイコン6の温度補正部61の第1補正手段61a内に記憶されている。実際には、吐出管温度センサ9の検出値の補正された値が、目標吐出管温度に近づくように、膨張弁開度制御部63を介して膨張弁23の開度が制御されている。
つまり、吐出管温度センサ9の検出値は、外気温t1>−20℃の温度範囲では、第1補正手段61aによって補正され、外気温t1≦−20℃の温度範囲では、第2補正手段61bによって補正される。
図4は、圧縮機保護制御のフローチャートである。外気温センサ8で外気温t1を検出し(S1)、吐出管温度センサ9で吐出管温度t2を検出する(S2)。そして、外気温t1が−20℃より高いか否かを判定し(S3)、Yesの場合は、t2を第1補正手段61aで補正する(S4)。S3においてNoの場合は、t2を第2補正手段61bで補正する(S5)。t2の補正後の値を冷媒の吐出管温度Tとして、吐出管温度Tが120℃未満であるか否かを判定し(S6)、Yesならば、目標吐出管温度Tmと吐出管温度Tとを比較して膨張弁の開度を決定し(S7)、膨張弁の開閉動作を行う(S8)。一方、S6でNo、すなわち吐出管温度Tが120℃以上ならば、圧縮機21の温度上昇を抑制するために、運転周波数を下げ(S9)、圧縮機21を保護する。
(1)
この冷凍装置2は、所定の低外気条件のとき、圧縮機21の吐出管温度を下げるための圧縮機保護制御を行う。つまり、圧縮機21にとって過負荷になり易い低外気条件になったときに、吐出管温度を下げることによって、圧縮機の負荷を軽減させる。このため、外気温に起因する過負荷から圧縮機21を保護することができる。
この冷凍装置2は、外気温センサ8の検出値が−20℃より高いとき、吐出管温度センサ9の検出値を第1補正手段61aによって補正する。また、外気温センサ8の検出値が−20℃以下のとき、吐出管温度センサ9の検出値を第2補正手段61bによって補正する。第2補正手段61bによる補正量は、第1補正手段61aによる補正量よりも大きいため、外気温が−20℃以下という過酷な条件でも、吐出管温度が、120℃未満に保持され、圧縮機21内部の急激な温度上昇は抑制され、圧縮機の熱的損傷が未然に防止される。
上記の実施形態では、外気温−20℃以下のときに吐出管温度センサ9の検出値の補正量を大きくすることによって実際の吐出管温度を低く抑える手段を採用したが、外気温―20℃以下のときに目標吐出管温度を低くする手段でもよい。図6は、本変形例における冷凍装置の制御ブロック図である。
つまり、目標吐出管温度は、外気温t1>−20℃の温度範囲では、第1設定手段62aによって設定され、外気温t1≦−20℃の温度範囲では、第2設定手段62bによって設定される。
図7は、変形例における圧縮機保護制御のフローチャートである。外気温センサ8で外気温t1を検出し(S11)、吐出管温度センサ9で吐出管温度t2を検出する(S12)。そして、検出された吐出管温度の誤差補正を行う(S13)。なお、S13における誤差補正とは、吐出管温度センサ9の検出値と、実際の吐出管温度との間に存在するズレを修正するものである。なお、ここでは、補正後の吐出管温度をTとする。
この冷凍装置2は、外気温センサ8の検出値が−20℃より高いとき、目標吐出管温度を第1設定手段62aによって設定する。また、外気温センサ8の検出値が−20℃以下のとき、目標吐出管温度を第2設定手段62bによって設定する。第2設定手段62bによる設定値は、第1設定手段62aによる設定値よりも低いので、外気温が−20℃以下という過酷な条件でも、吐出管温度が、120℃未満に保持され、圧縮機内部の急激な温度上昇は抑制され、圧縮機の熱的損傷が未然に防止される。
以上、本発明について説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
たとえば、上記実施形態では低外気条件であるか否かを、外気温センサ8から検出される外気温値に基づいて検出していたが、蒸発温度、低圧側圧力、或いは高低圧差に基づいて低外気条件を検出してもよい。
2 冷凍装置
6 マイコン(制御手段)
8 外気温センサ
9 吐出管温度センサ
61a 第1補正手段
61b 第2補正手段
62a 第1設定手段
62b 第2設定手段
Claims (6)
- CO2を冷媒とする圧縮式冷凍回路で構成され、運転周波数の選択によって能力が変更される圧縮機(21)を備えた冷凍装置(2)であって、
所定の低外気条件のとき、前記圧縮機(21)の吐出管温度を下げるための圧縮機保護制御を行う、
冷凍装置(2)。 - 前記圧縮機(21)の吐出管温度を検出する吐出管温度センサ(9)と、
前記圧縮機(21)の吐出管温度を、運転状態に基づいて設定される目標吐出管温度に近づけていく制御手段(6)と、
をさらに備え、
前記所定の低外気条件のときに、前記吐出管温度センサ(9)の検出値が、前記所定の低外気条件でないときと比べて高めに補正され、前記補正後の値が前記圧縮機(21)の吐出管温度として前記制御手段(6)に読み取られる、
請求項1に記載の冷凍装置(2) - 前記制御手段(6)は、前記吐出管温度センサ(9)の検出値を補正する第1補正手段(61a)と、前記吐出管温度センサ(9)の検出値を前記第1補正手段(61a)よりも高めに補正する第2補正手段(61b)とを有し、
前記所定の低外気条件のとき、前記吐出管温度センサ(9)の検出値が前記第2補正手段(61b)によって補正される、
請求項2に記載の冷凍装置(2) - 前記圧縮機(21)の吐出管温度を検出する吐出管温度センサ(9)と、
前記圧縮機(21)の吐出管温度を、運転状態に基づいて設定される目標吐出管温度に近づけていく制御手段(6)と、
をさらに備え、
前記所定の低外気条件のときに、前記目標吐出管温度が、前記所定の低外気条件でないときと比べて低く設定される、
請求項1に記載の冷凍装置(2) - 前記制御手段(6)は、前記圧縮機(21)の目標吐出管温度を設定する第1設定手段(62a)と、前記圧縮機(21)の目標吐出管温度を前記第1設定手段(62b)よりも低く設定する第2設定手段(62b)とを有し、
前記所定の低外気条件のとき、前記目標吐出管温度が前記第2設定手段(62b)によって設定される、
請求項4に記載の冷凍装置(2) - 前記低外気条件が、外気温値−20℃以下である、
請求項1に記載の冷凍装置(2)。
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