JP2010112651A - Refrigerating device - Google Patents

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宏一 北
Naohiro Tanaka
直宏 田中
Hiroshi Komano
宏 駒野
Daisuke Suzuki
大輔 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiple cooling system of high temperature controllability of a cooled object. <P>SOLUTION: In this multiple cooling system capable of cooling a plurality of cooled objects respectively to different temperatures, a refrigerant passing through a first evaporator 104 for cooling the first cooled object is introduced to a sucking section of a compressor 101, a refrigerant passing through a second evaporator 204 for cooling the second cooled object is guided to an intermediate connecting section 205, and a first cooled object temperature detecting section 51 for detecting a temperature of the first cooled object, and a second cooled object temperature detecting section 61 for detecting a temperature of the second cooled object are disposed. A first expansion valve control section 50 controls a temperature of the first cooled object by controlling a first expansion valve 103 for adjusting a flow of the refrigerant to the first evaporator 104, and a second expansion valve control section 60 controls a temperature of the first cooled object by controlling a second expansion valve 203 for adjusting a flow of the refrigerant to the second evaporator 204. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の被冷却物をそれぞれ異なる温度に冷却可能な冷凍装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration apparatus that can cool a plurality of objects to be cooled to different temperatures.

従来、1つの冷媒回路に蒸発器を複数備え、複数の被冷却物をそれぞれ異なる温度に冷却可能ないわゆるマルチ冷却システムを構成する冷凍装置が知られている(例えば特許文献1参照)。マルチ冷却システムは、1つの冷媒回路で複数の被冷却物を冷却することにより冷凍装置の構成が簡素化されるので、構成機器の数が削減されて信頼性が向上し、コストダウンも可能になるという利点がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigerating apparatus that constitutes a so-called multi-cooling system that includes a plurality of evaporators in one refrigerant circuit and can cool a plurality of objects to be cooled to different temperatures has been known (see, for example, Patent Document 1). The multi-cooling system simplifies the configuration of the refrigeration system by cooling multiple objects to be cooled with a single refrigerant circuit, reducing the number of components, improving reliability, and reducing costs. There is an advantage of becoming.

なお、特許文献1の冷凍装置は、1次冷媒が循環されて冷凍サイクルが実行される冷媒回路とは別に、2次冷媒(ブライン)が循環されて被冷却物を冷却する複数のブライン回路が、前記複数の蒸発器にそれぞれ接続され、温度の異なるブラインを該複数のブライン回路で循環させて被冷却物を冷却することで、マルチ冷却システムを構成している。
特許第3660961号公報
Note that the refrigeration apparatus of Patent Document 1 includes a plurality of brine circuits that circulate a secondary refrigerant (brine) and cool an object to be cooled separately from a refrigerant circuit in which a primary refrigerant is circulated and a refrigeration cycle is executed. The multi-cooling system is configured by cooling the object to be cooled by circulating the brines, which are connected to the plurality of evaporators and having different temperatures, in the plurality of brine circuits.
Japanese Patent No. 3660961

図5は、マルチ冷却システムを構成する特許文献1の冷凍装置を示す模式図である。このような特許文献1の構成において、第2蒸発器冷媒配管20の第2膨張弁203および第2蒸発器204と、冷媒回路10の第1膨張弁103および第1蒸発器104とは、凝縮器102の出口と圧縮機101’の吸入部との間に並列に接続されている。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the refrigeration apparatus of Patent Document 1 constituting the multi-cooling system. In such a configuration of Patent Document 1, the second expansion valve 203 and the second evaporator 204 of the second evaporator refrigerant pipe 20 and the first expansion valve 103 and the first evaporator 104 of the refrigerant circuit 10 are condensed. Between the outlet of the compressor 102 and the suction part of the compressor 101 ′.

そのため、凝縮器102から排出される冷媒の第1蒸発器104と第2蒸発器204とへの流量配分は、第1膨張弁103と第2膨張弁203との開度比で決まることになる。したがって、一方の蒸発器の能力を制御するためにその上流の膨張弁の開度を変更すると、他方の蒸発器の冷媒流量が変化するため、当該他方の蒸発器の能力も変化してしまう。すなわち、第1膨張弁103の制御と第2膨張弁203の制御とは、相互に干渉することとなる。   Therefore, the flow distribution of the refrigerant discharged from the condenser 102 to the first evaporator 104 and the second evaporator 204 is determined by the opening ratio between the first expansion valve 103 and the second expansion valve 203. . Therefore, when the opening degree of the upstream expansion valve is changed in order to control the ability of one evaporator, the refrigerant flow rate of the other evaporator changes, so the ability of the other evaporator also changes. That is, the control of the first expansion valve 103 and the control of the second expansion valve 203 interfere with each other.

このように、従来のマルチ冷却システムを構成する冷凍装置は、第1膨張弁と第2膨張弁の流量が、一方の変化に伴って他方も変化する。そのため、流量変化に伴う膨張弁のハンチングが発生しやすくなっている。その結果、被冷却物の温度の制御性が低下するという問題点を有している。   As described above, in the refrigeration apparatus constituting the conventional multi-cooling system, the flow rates of the first expansion valve and the second expansion valve change with one change. Therefore, it is easy for hunting of the expansion valve to occur due to the flow rate change. As a result, there is a problem that the controllability of the temperature of the object to be cooled is lowered.

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、第1膨張弁の制御と第2膨張弁の制御との干渉を防ぐことで膨張弁のハンチングを抑制し、被冷却物の温度制御性の高いマルチ冷却システムを構成する冷凍装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a conventional technical problem, and prevents hunting of the expansion valve by preventing interference between the control of the first expansion valve and the control of the second expansion valve. It aims at providing the freezing apparatus which comprises the multi-cooling system with high temperature controllability of a cooling material.

請求項1に記載の冷凍装置は、圧縮機と、凝縮器と、開度調節可能な第1膨張弁と、第1蒸発器と、が冷媒配管で接続された回路内を冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路における前記凝縮器と前記第1膨張弁との間の冷媒配管に設けられた分岐部から分岐され、前記圧縮機の圧縮機構の途中に設けられた接続部である中間接続部に接続される冷媒配管である第2蒸発器冷媒配管と、前記第2蒸発器冷媒配管の途中に設けられた第2蒸発器と、前記分岐部と前記第2蒸発器との間の前記冷媒配管に設けられた開度調節可能な第2膨張弁と、前記第1蒸発器によって冷却される第1被冷却物の温度を検出する第1被冷却物温度検出部と、前記第2蒸発器によって冷却される第2被冷却物の温度を検出する第2被冷却物温度検出部と、前記第1被冷却物温度検出部が検出した温度に基づいて、前記第1被冷却物の温度が所定の範囲内となるように前記第1膨張弁の開度を制御する第1膨張弁制御部と、前記第2被冷却物温度検出部が検出した温度に基づいて、前記第2被冷却物の温度が所定の範囲内となるように前記第2膨張弁の開度を制御する第2膨張弁制御部と、を備える。   The refrigeration apparatus according to claim 1 is a refrigerant in which a refrigerant circulates in a circuit in which a compressor, a condenser, a first expansion valve whose opening degree can be adjusted, and a first evaporator are connected by a refrigerant pipe. An intermediate connection that is branched from a branch portion provided in a refrigerant pipe between the circuit and the condenser and the first expansion valve in the refrigerant circuit and provided in the middle of the compression mechanism of the compressor A second evaporator refrigerant pipe which is a refrigerant pipe connected to a section, a second evaporator provided in the middle of the second evaporator refrigerant pipe, and the section between the branch section and the second evaporator A second expansion valve provided in the refrigerant pipe, the opening of which is adjustable, a first cooled object temperature detecting unit for detecting a temperature of the first cooled object cooled by the first evaporator, and the second evaporation. A second object-to-be-cooled temperature detector for detecting the temperature of the second object to be cooled that is cooled by the vessel; A first expansion valve control unit that controls the opening of the first expansion valve based on the temperature detected by the cooled object temperature detection unit so that the temperature of the first cooled object falls within a predetermined range; Second expansion valve control for controlling the opening of the second expansion valve based on the temperature detected by the second cooled object temperature detecting unit so that the temperature of the second cooled object falls within a predetermined range. A section.

請求項1に記載の冷凍装置によれば、前記第1蒸発器を通過した冷媒は前記圧縮機の吸入部へと導かれ、前記第2蒸発器を通過した冷媒は前記中間接続部へと導かれる。すなわち、前記第2蒸発器を通過した冷媒は、前記第2蒸発器冷媒配管をバイパスして前記中間接続部に流入することになる。そのため、前記第2膨張弁の開度変更にともなう前記第2蒸発器への冷媒流量の変化は、前記第1蒸発器を通過して前記圧縮機の吸入部へと流入する冷媒の循環量には殆ど影響しない。したがって、従来のマルチ冷却システムを構成する冷凍装置と比較して、流量変化に伴う膨張弁のハンチングの発生が抑制され、被冷却物の温度制御性を向上させることができる。   According to the refrigeration apparatus of the first aspect, the refrigerant that has passed through the first evaporator is guided to the suction portion of the compressor, and the refrigerant that has passed through the second evaporator is guided to the intermediate connection portion. It is burned. That is, the refrigerant that has passed through the second evaporator flows into the intermediate connection portion, bypassing the second evaporator refrigerant pipe. Therefore, the change in the refrigerant flow rate to the second evaporator due to the change in the opening of the second expansion valve is caused by the circulation amount of the refrigerant flowing through the first evaporator and flowing into the suction portion of the compressor. Has little effect. Therefore, as compared with the refrigeration apparatus constituting the conventional multi-cooling system, the occurrence of hunting of the expansion valve accompanying the flow rate change is suppressed, and the temperature controllability of the object to be cooled can be improved.

請求項2に記載の冷凍装置は、請求項1に記載の冷凍装置において、前記冷媒回路内の冷媒が前記第1蒸発器で飽和ガスであるときの温度である蒸発温度を検出する第1蒸発温度検出部と、前記第2蒸発器冷媒配管内の冷媒が前記第2蒸発器で飽和ガスであるときの温度である蒸発温度を検出する第2蒸発温度検出部と、前記圧縮機の運転状態を制御する圧縮機制御部と、をさらに備え、前記圧縮機制御部は、前記第1蒸発温度検出部が検出した温度に基づいて、前記第1蒸発器内を通過する冷媒の蒸発温度が所定の範囲内となるように前記圧縮機の回転数を制御し、前記第2膨張弁制御部は、前記制御に加えてさらに、前記第2蒸発温度検出部が検出した温度に基づいて、前記第2蒸発器内を通過する冷媒の蒸発温度が所定の範囲内となるように、前記第2膨張弁の開度の上限とする上限開度を設定する。   The refrigeration apparatus according to claim 2 is the refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the first evaporation that detects an evaporation temperature that is a temperature when the refrigerant in the refrigerant circuit is a saturated gas in the first evaporator. A temperature detection unit; a second evaporation temperature detection unit that detects an evaporation temperature that is a temperature when the refrigerant in the second evaporator refrigerant pipe is a saturated gas in the second evaporator; and an operating state of the compressor A compressor control unit that controls the temperature of the refrigerant passing through the first evaporator based on the temperature detected by the first evaporation temperature detection unit. The rotation speed of the compressor is controlled so as to fall within the range, and in addition to the control, the second expansion valve control unit further controls the second expansion valve control unit based on the temperature detected by the second evaporation temperature detection unit. 2 The evaporation temperature of the refrigerant passing through the evaporator is within a predetermined range. Sea urchin, sets an upper limit opening degree to a maximum opening degree of the second expansion valve.

請求項2に記載の冷凍装置によれば、蒸発器内を通過する冷媒の蒸発温度が所定の範囲内になるように制御される。したがって、蒸発器内の冷媒の蒸発温度が上昇することによる冷却能力の阻害を防止できる。なぜならば、膨張弁の開度を増加させた場合、該膨張弁の下流の蒸発器を通過する冷媒の流量が増加して、該蒸発器内の冷媒の圧力が上昇する、すなわち、蒸発器内の冷媒の蒸発温度が上昇して、該蒸発温度と被冷却物との温度差が小さくなるために、膨張弁の開度の増加は、冷媒流量の増加による冷却能力の向上を打ち消す方向に作用するが、この作用を抑制することができるからである。   According to the refrigeration apparatus of the second aspect, the evaporating temperature of the refrigerant passing through the evaporator is controlled so as to be within a predetermined range. Accordingly, it is possible to prevent the cooling capacity from being hindered due to an increase in the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator. This is because when the opening degree of the expansion valve is increased, the flow rate of the refrigerant passing through the evaporator downstream of the expansion valve increases, and the pressure of the refrigerant in the evaporator rises. As the refrigerant evaporating temperature rises and the temperature difference between the evaporating temperature and the object to be cooled decreases, the increase in the opening of the expansion valve acts to counteract the improvement in cooling capacity due to the increase in the refrigerant flow rate. However, this action can be suppressed.

請求項3に記載の冷凍装置は、請求項2に記載の冷凍装置において、前記第2膨張弁制御部は、前記第2被冷却物の温度と前記第2蒸発器を通過する冷媒の前記蒸発温度との温度差が所定値未満となった場合に、前記第2膨張弁の開度を減ずることで前記上限開度を設定する。   The refrigeration apparatus according to a third aspect is the refrigeration apparatus according to the second aspect, wherein the second expansion valve control unit is configured to perform the evaporation of the refrigerant passing through the temperature of the second cooled object and the second evaporator. When the temperature difference from the temperature is less than a predetermined value, the upper limit opening is set by reducing the opening of the second expansion valve.

前述のように、前記第2膨張弁の開度の増加は、冷媒流量の増加による冷却能力の向上を打ち消す方向に作用する。この作用は、前記第2被冷却物の温度と前記第2蒸発器を通過する冷媒の前記蒸発温度との温度差が所定値未満になった場合、すなわち前記第2膨張弁の開度が前記温度差に対応する上限値を超えると、冷媒流量の増加による冷却能力の向上を上回る。さらに、前記第2蒸発器を通過した冷媒は前記中間接続部へと導かれるので、前記圧縮機の回転数の増減による該冷媒の圧力変化は生じない。そのため、該圧縮機の回転数の制御によっては第2蒸発器内の冷媒の蒸発温度を制御することはできない。請求項3に記載の冷凍装置によれば、前記温度差が所定値未満となった場合に、前記第2膨張弁の開度を減ずることで前記上限開度を設定するので、前記第2蒸発器の冷却能力を最大化することができる。   As described above, the increase in the opening degree of the second expansion valve acts in a direction to cancel the improvement in the cooling capacity due to the increase in the refrigerant flow rate. This action is achieved when the temperature difference between the temperature of the second object to be cooled and the evaporation temperature of the refrigerant passing through the second evaporator becomes less than a predetermined value, that is, the opening of the second expansion valve is Exceeding the upper limit corresponding to the temperature difference exceeds the improvement in cooling capacity due to an increase in the refrigerant flow rate. Further, since the refrigerant that has passed through the second evaporator is guided to the intermediate connection portion, the pressure of the refrigerant does not change due to increase or decrease in the rotation speed of the compressor. Therefore, the evaporation temperature of the refrigerant in the second evaporator cannot be controlled by controlling the rotation speed of the compressor. According to the refrigeration apparatus of the third aspect, when the temperature difference becomes less than a predetermined value, the upper limit opening is set by reducing the opening of the second expansion valve. The cooling capacity of the vessel can be maximized.

請求項4に記載の冷凍装置は、請求項2又は3のいずれかに記載の冷凍装置において、前記第1蒸発温度検出部は、前記第1蒸発器と前記圧縮機の吸入部との間の前記冷媒配管を通過する冷媒ガスの圧力を検出する第1圧力検出部を備え、該圧力に基づいて蒸発温度を算出し、前記第2蒸発温度検出部は、前記第2蒸発器と前記中間接続部との間の前記冷媒配管を通過する冷媒ガスの圧力を検出する第2圧力検出部を備え、該圧力に基づいて蒸発温度を算出する。   A refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the second or third aspect, wherein the first evaporating temperature detecting unit is between the first evaporator and the suction unit of the compressor. A first pressure detection unit configured to detect a pressure of the refrigerant gas passing through the refrigerant pipe, and calculating an evaporation temperature based on the pressure, wherein the second evaporation temperature detection unit is connected to the second evaporator and the intermediate connection A second pressure detection unit that detects the pressure of the refrigerant gas passing through the refrigerant pipe between the first and second units, and calculates an evaporation temperature based on the pressure.

請求項4に記載の冷凍装置によれば、前記第1圧力検出部および前記第2圧力検出部が検出した冷媒ガスの圧力に対応する飽和温度を前記蒸発温度とするので、温度センサによって実測することが困難な冷媒の蒸発温度を容易に検出することができる。   According to the refrigeration apparatus according to claim 4, the saturation temperature corresponding to the pressure of the refrigerant gas detected by the first pressure detection unit and the second pressure detection unit is set as the evaporation temperature. It is possible to easily detect the evaporation temperature of the refrigerant that is difficult to perform.

請求項5に記載の冷凍装置は、請求項1〜4に記載のいずれかに記載の冷凍装置において、前記第1蒸発器に接続されたブライン回路であって、該ブライン回路内のブラインと前記冷媒回路内の冷媒とが前記第1蒸発器で熱交換されることで該ブラインが冷却される第1ブライン回路と、前記第2蒸発器に接続されたブライン回路であって、該ブライン回路内のブラインと前記第2蒸発器冷媒配管を通過する冷媒とが前記第2蒸発器で熱交換されることで該ブラインが冷却される第2ブライン回路と、をさらに備え、前記第1被冷却物温度検出部は、前記第1ブライン回路の前記第1蒸発器の出口部のブライン温度を検出し、前記第2被冷却物温度検出部は、前記第2ブライン回路の前記第2蒸発器の出口部のブライン温度を検出する。   The refrigeration apparatus according to claim 5 is the refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigeration apparatus is a brine circuit connected to the first evaporator, wherein the brine in the brine circuit and the brine circuit A first brine circuit in which the brine is cooled by heat exchange with the refrigerant in the refrigerant circuit in the first evaporator, and a brine circuit connected to the second evaporator, the brine circuit being in the brine circuit And a second brine circuit that cools the brine by heat exchange between the brine passing through the second evaporator refrigerant pipe and the second evaporator. The temperature detector detects the brine temperature at the outlet of the first evaporator of the first brine circuit, and the second cooled object temperature detector detects the outlet of the second evaporator of the second brine circuit. Part brine temperature is detected.

請求項5に記載の冷凍装置によれば、冷凍サイクルを実行する冷媒回路に設けられる蒸発器ではなく、該冷媒回路とは別に設けられるブライン回路によって被冷却物が冷却される。したがって、冷媒回路の配管長が抑えられるので装置を小型化できるとともに、冷凍装置の設置場所の自由度を高くすることができる。   According to the refrigeration apparatus of the fifth aspect, the object to be cooled is cooled not by the evaporator provided in the refrigerant circuit that executes the refrigeration cycle but by the brine circuit provided separately from the refrigerant circuit. Therefore, since the piping length of the refrigerant circuit can be suppressed, the apparatus can be miniaturized and the degree of freedom of the installation location of the refrigeration apparatus can be increased.

本発明によれば、構成機器の数が削減されて信頼性が向上し、コストダウンも可能になるという従来のマルチ冷却システムの利点はそのままに、従来のマルチ冷却システムの欠点である第1膨張弁の制御と第2膨張弁の制御との干渉と、該干渉に伴う膨張弁のハンチングを抑制することができる。したがって、被冷却物の温度制御性の高いマルチ冷却システムを構成する冷凍装置を提供することができる。   According to the present invention, the first expansion, which is a disadvantage of the conventional multi-cooling system, is maintained while maintaining the advantages of the conventional multi-cooling system, in which the number of components is reduced, reliability is improved, and the cost can be reduced. Interference between the control of the valve and the control of the second expansion valve, and hunting of the expansion valve associated with the interference can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a refrigeration apparatus constituting a multi-cooling system with high temperature controllability of an object to be cooled.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(冷凍装置の構成) 図1は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置1を示す模式図である。冷凍装置1は、冷媒回路10、第2蒸発器冷媒配管20、第1ブライン回路30、第2ブライン回路40、第1膨張弁制御部50、第2膨張弁制御部60、圧縮機制御部70を備える。   (Configuration of Refrigeration Apparatus) FIG. 1 is a schematic diagram showing a refrigeration apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The refrigerating apparatus 1 includes a refrigerant circuit 10, a second evaporator refrigerant pipe 20, a first brine circuit 30, a second brine circuit 40, a first expansion valve control unit 50, a second expansion valve control unit 60, and a compressor control unit 70. Is provided.

冷媒回路10は、冷凍サイクルが実行される回路であり、圧縮機101と、凝縮器102と、開度調節可能な第1膨張弁103と、第1蒸発器104と、が冷媒配管で接続されている。   The refrigerant circuit 10 is a circuit in which a refrigeration cycle is executed, and a compressor 101, a condenser 102, an adjustable first expansion valve 103, and a first evaporator 104 are connected by a refrigerant pipe. ing.

圧縮機101は、例えばスクロール型の圧縮機構を備える。圧縮機101は、第1蒸発器104から送られてきた低温・低圧の冷媒蒸気を圧縮して、高温・高圧の冷媒蒸気とする。なお、従来の冷凍装置と同様、圧縮機101の保護のために、圧縮機101の吐出部に設けられた図略の圧力センサ又は温度センサの検出値に基づいて、圧縮機101から吐出される冷媒ガスの温度制御が行われている。   The compressor 101 includes, for example, a scroll type compression mechanism. The compressor 101 compresses the low-temperature / low-pressure refrigerant vapor sent from the first evaporator 104 into a high-temperature / high-pressure refrigerant vapor. As in the case of the conventional refrigeration apparatus, the compressor 101 is discharged from the compressor 101 based on the detection value of a pressure sensor or a temperature sensor (not shown) provided in the discharge section of the compressor 101 in order to protect the compressor 101. The temperature control of the refrigerant gas is performed.

凝縮器102は、例えばプレート式熱交換器であり、冷媒回路10を循環する冷媒と例えば冷却水とを熱交換させることによって、圧縮機101から吐出された高温・高圧の冷媒を冷却し、過冷却状態の高圧液冷媒とする。   The condenser 102 is, for example, a plate heat exchanger, and cools the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 101 by exchanging heat between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 and, for example, cooling water. Let it be a high-pressure liquid refrigerant in a cooled state.

第1膨張弁103は、例えばステッピングモータによって駆動される電子膨張弁であり、ステッピングモータのパルス数を変更することで自在に開度を調整する。第1膨張弁103での絞り膨張によって、前記高圧液冷媒は低温・低圧の冷媒となり、第1蒸発器104に送られる。   The first expansion valve 103 is an electronic expansion valve that is driven by, for example, a stepping motor, and freely adjusts the opening degree by changing the number of pulses of the stepping motor. By the expansion of the first expansion valve 103, the high-pressure liquid refrigerant becomes a low-temperature / low-pressure refrigerant and is sent to the first evaporator 104.

第1蒸発器104は、例えばプレート式熱交換器であり、第1ブライン回路30を循環するブラインと冷媒回路10を循環する冷媒とを熱交換させる。その結果、冷媒は前記ブラインから熱を奪って蒸発し、該ブラインが冷却される。蒸発した冷媒は、飽和温度からわずかに過熱状態にある過熱蒸気となって圧縮機101の吸入部へと向かう。第1蒸発器104と圧縮機101との間には、低圧圧力センサ72(第1圧力検出部)が設けられている。   The first evaporator 104 is, for example, a plate heat exchanger, and exchanges heat between the brine circulating in the first brine circuit 30 and the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10. As a result, the refrigerant takes heat from the brine and evaporates, and the brine is cooled. The evaporated refrigerant becomes superheated steam that is slightly overheated from the saturation temperature and travels to the suction portion of the compressor 101. A low pressure sensor 72 (first pressure detector) is provided between the first evaporator 104 and the compressor 101.

低圧圧力センサ72は、第1蒸発器104と圧縮機101との間を通過する前記の過熱蒸気の状態の冷媒の圧力を検出する。   The low-pressure sensor 72 detects the pressure of the refrigerant in the superheated steam state passing between the first evaporator 104 and the compressor 101.

第2蒸発器冷媒配管20は、凝縮器102と第1膨張弁103との間の冷媒配管に設けられた分岐部201から分岐され、圧縮機101の圧縮機構の途中に設けられた接続部である中間接続部205に接続される。第2蒸発器冷媒配管20は、途中に設けられた第2蒸発器204と、分岐部201と第2蒸発器204との間に設けられた開度調節可能な第2膨張弁203と、を備える。   The second evaporator refrigerant pipe 20 is branched from a branch part 201 provided in the refrigerant pipe between the condenser 102 and the first expansion valve 103, and is a connection part provided in the middle of the compression mechanism of the compressor 101. Connected to a certain intermediate connection unit 205. The second evaporator refrigerant pipe 20 includes a second evaporator 204 provided in the middle, and a second expansion valve 203 having an adjustable opening degree provided between the branch portion 201 and the second evaporator 204. Prepare.

第2膨張弁203は、第1膨張弁103と同じく、例えばステッピングモータによって駆動される電子膨張弁であり、ステッピングモータのパルス数を変更することで自在に開度を調整する。第2膨張弁203での絞り膨張によって、前記高圧液冷媒は第1膨張弁103通過後の冷媒よりは高温・高圧の中温・中圧の冷媒となり、第2蒸発器204に送られる。   Similar to the first expansion valve 103, the second expansion valve 203 is an electronic expansion valve driven by, for example, a stepping motor, and freely adjusts the opening degree by changing the number of pulses of the stepping motor. By the expansion of the second expansion valve 203, the high-pressure liquid refrigerant becomes a higher-temperature / high-pressure medium-temperature / medium-pressure refrigerant than the refrigerant after passing through the first expansion valve 103, and is sent to the second evaporator 204.

第2膨張弁203通過後の冷媒が、第1膨張弁103通過後の冷媒よりは高温・高圧となる理由を以下に説明する。第1蒸発器104内の冷媒は圧縮機101の吸入部へ、第2蒸発器204内の冷媒は圧縮機101の圧縮機構の途中に設けられた接続部である中間接続部205へ、と向かう。中間接続部205の圧力は圧縮機101の吸入部の圧力よりも当然に高くなるから、第2蒸発器204内の冷媒は第1蒸発器104内の冷媒より圧力が高くなり、蒸発温度も高くなるのである。   The reason why the refrigerant after passing through the second expansion valve 203 is higher in temperature and pressure than the refrigerant after passing through the first expansion valve 103 will be described below. The refrigerant in the first evaporator 104 goes to the suction part of the compressor 101, and the refrigerant in the second evaporator 204 goes to the intermediate connection part 205 which is a connection part provided in the middle of the compression mechanism of the compressor 101. . Since the pressure in the intermediate connection portion 205 is naturally higher than the pressure in the suction portion of the compressor 101, the refrigerant in the second evaporator 204 is higher in pressure than the refrigerant in the first evaporator 104, and the evaporation temperature is also higher. It becomes.

第2蒸発器204は、第1蒸発器104と同じく、例えばプレート式熱交換器であり、第2ブライン回路40を循環するブラインと第2蒸発器冷媒配管20を通過する冷媒とを熱交換させる。その結果、冷媒は前記ブラインから熱を奪って蒸発し、該ブラインが冷却される。蒸発した冷媒は、飽和温度からわずかに過熱状態にある過熱蒸気となって中間接続部205へと向かう。第2蒸発器204と中間接続部205との間には、中間圧圧力センサ62(第2圧力検出部)が設けられている。   Similarly to the first evaporator 104, the second evaporator 204 is, for example, a plate heat exchanger, and exchanges heat between the brine circulating in the second brine circuit 40 and the refrigerant passing through the second evaporator refrigerant pipe 20. . As a result, the refrigerant takes heat from the brine and evaporates, and the brine is cooled. The evaporated refrigerant becomes superheated steam that is slightly overheated from the saturation temperature and travels toward the intermediate connection portion 205. An intermediate pressure sensor 62 (second pressure detector) is provided between the second evaporator 204 and the intermediate connector 205.

中間圧圧力センサ62は、第2蒸発器204と中間接続部205との間を通過する前記の過熱蒸気の状態の冷媒の圧力を検出する。   The intermediate pressure sensor 62 detects the pressure of the refrigerant in the superheated steam state passing between the second evaporator 204 and the intermediate connection portion 205.

第1ブライン回路30は、冷凍サイクルを担う冷媒回路10とは別に設けられる、被冷却物を冷却するための回路であり、第1蒸発器104に接続される。第1ブライン回路30内のブラインと冷媒回路10内の冷媒とが第1蒸発器104で熱交換されることで、被冷却物を冷却して吸熱、昇温した第1ブライン回路30内のブラインが冷却される。第1ブライン回路30の第1蒸発器104の出口部には、該出口部のブライン温度Tb1を検出する第1ブライン温度センサ51(第1被冷却物温度検出部)が設けられている。   The first brine circuit 30 is a circuit for cooling an object to be cooled, which is provided separately from the refrigerant circuit 10 that bears the refrigeration cycle, and is connected to the first evaporator 104. The brine in the first brine circuit 30 that has cooled and absorbed the temperature of the object to be cooled by heat exchange between the brine in the first brine circuit 30 and the refrigerant in the refrigerant circuit 10 by the first evaporator 104. Is cooled. A first brine temperature sensor 51 (first cooled object temperature detecting unit) that detects a brine temperature Tb1 of the outlet unit is provided at the outlet of the first evaporator 104 of the first brine circuit 30.

第1ブライン温度センサ51は、例えば半導体製造装置用の冷凍装置(半導体チラー)のように精密なブライン温度制御を求められる場合には、白金測温抵抗体を用いる白金温度計が使用され、ブライン温度Tb1を検出する。   The first brine temperature sensor 51 uses a platinum thermometer that uses a platinum resistance thermometer when precise brine temperature control is required, such as a refrigeration apparatus (semiconductor chiller) for semiconductor manufacturing equipment. The temperature Tb1 is detected.

第2ブライン回路40は、冷凍サイクルを担う冷媒回路10とは別に設けられる回路であり、第1ブライン回路30とは別の被冷却物を冷却する。第2ブライン回路40は第2蒸発器204に接続される。第2ブライン回路40内のブラインと第2蒸発器冷媒配管20内の冷媒とが第2蒸発器204で熱交換されることで、被冷却物を冷却して吸熱、昇温した第2ブライン回路40内のブラインが冷却される。第2ブライン回路40の第2蒸発器204の出口部には、該出口部のブライン温度Tb2を検出する第2ブライン温度センサ61(第2被冷却物温度検出部)が設けられている。   The second brine circuit 40 is a circuit provided separately from the refrigerant circuit 10 that bears the refrigeration cycle, and cools an object to be cooled that is different from the first brine circuit 30. The second brine circuit 40 is connected to the second evaporator 204. The second brine circuit in which the brine in the second brine circuit 40 and the refrigerant in the second evaporator refrigerant pipe 20 are heat-exchanged by the second evaporator 204, thereby cooling the object to be cooled and absorbing heat and increasing the temperature. The brine in 40 is cooled. A second brine temperature sensor 61 (second cooled object temperature detection unit) that detects a brine temperature Tb2 of the outlet unit is provided at the outlet of the second evaporator 204 of the second brine circuit 40.

第2ブライン温度センサ61は、第1ブライン温度センサ51と同じく、例えば半導体チラーのように精密なブライン温度制御を求められる場合には、白金測温抵抗体を用いる白金温度計が使用され、ブライン温度Tb2を検出する。   Similarly to the first brine temperature sensor 51, the second brine temperature sensor 61 uses a platinum thermometer using a platinum resistance thermometer when precise brine temperature control is required, such as a semiconductor chiller. The temperature Tb2 is detected.

このように、本実施形態に係る冷凍装置1では、第1ブライン回路30および第2ブライン回路40によって被冷却物が冷却される。したがって、冷媒回路10の配管長が抑えられるので装置を小型化できるとともに、冷凍装置1の設置場所の自由度を高くすることができる。   Thus, in the refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment, the object to be cooled is cooled by the first brine circuit 30 and the second brine circuit 40. Therefore, since the piping length of the refrigerant circuit 10 can be suppressed, the apparatus can be miniaturized and the degree of freedom of the installation place of the refrigeration apparatus 1 can be increased.

第1膨張弁制御部50は、ブライン温度Tb1の制御目標値がT1℃、Tb1の温度制御の不感帯が例えば±0.1℃であるとき、第1ブライン温度センサ51が検出したTb1が(T1+0.1)℃よりも高いときは、第1膨張弁103の開度を増して第1蒸発器104への冷媒流量を増加させることで冷却能力を増大させ、(T1−0.1)℃よりも低いときには、第1膨張弁の開度を減じて第1蒸発器104への冷媒流量を減少させることで冷却能力を減少させて、第1ブライン回路のブライン温度を一定に制御する。なお、Tb1の温度制御の不感帯は、第1膨張弁103の1パルスあたりのブライン温度変化幅に相当する。また、ブライン温度制御目標値T1は、冷凍装置1の能力の範囲内、例えば−10℃〜60℃の間で任意の温度に設定可能である。   When the control target value of the brine temperature Tb1 is T1 ° C. and the temperature control dead zone of Tb1 is, for example, ± 0.1 ° C., the first expansion valve control unit 50 detects that the Tb1 detected by the first brine temperature sensor 51 is (T1 + 0). .1) When higher than [deg.] C., the cooling capacity is increased by increasing the opening of the first expansion valve 103 and increasing the flow rate of refrigerant to the first evaporator 104, and from (T1-0.1) [deg.] C. If it is lower, the cooling capacity is reduced by reducing the flow rate of the refrigerant to the first evaporator 104 by reducing the opening of the first expansion valve, and the brine temperature of the first brine circuit is controlled to be constant. The dead zone for temperature control of Tb1 corresponds to the brine temperature change width per pulse of the first expansion valve 103. Moreover, the brine temperature control target value T1 can be set to an arbitrary temperature within the range of the capacity of the refrigeration apparatus 1, for example, between −10 ° C. and 60 ° C.

第2膨張弁制御部60は、ブライン温度Tb2の制御目標値がT2℃、Tb2の温度制御の不感帯が例えば±0.1℃であるとき、第2ブライン温度センサ61が検出したTb2が(T2+0.1)℃よりも高いときは、第2膨張弁203の開度を増して第2蒸発器204への冷媒流量を増加させることで冷却能力を増大させ、(T2−0.1)℃よりも低いときには、第2膨張弁203の開度を減じて第2蒸発器204への冷媒流量を減少させることで冷却能力を減少させて、第2ブライン回路40のブライン温度を一定に制御する。なお、Tb1の温度制御の場合と同様に、Tb2の温度制御の不感帯は、第2膨張弁203の1パルスあたりのブライン温度変化幅に相当する。また、ブライン温度制御目標値T2は、冷凍装置1の能力の範囲内、例えば30℃〜100℃の間で任意の温度に設定可能である。   When the control target value of the brine temperature Tb2 is T2 ° C. and the dead zone of the temperature control of Tb2 is, for example, ± 0.1 ° C., the second expansion valve control unit 60 determines that the Tb2 detected by the second brine temperature sensor 61 is (T2 + 0). .1) When higher than [deg.] C., the cooling capacity is increased by increasing the opening of the second expansion valve 203 and increasing the flow rate of refrigerant to the second evaporator 204, and from (T2-0.1) [deg.] C. Is lower, the cooling capacity is decreased by decreasing the refrigerant flow rate to the second evaporator 204 by reducing the opening of the second expansion valve 203, and the brine temperature of the second brine circuit 40 is controlled to be constant. As in the case of the temperature control of Tb1, the dead zone of the temperature control of Tb2 corresponds to the brine temperature change width per pulse of the second expansion valve 203. Moreover, the brine temperature control target value T2 can be set to any temperature within the range of the capacity of the refrigeration apparatus 1, for example, between 30 ° C and 100 ° C.

ただし設定温度は、T2>T1とする必要がある。前述の通り、第2膨張弁203通過後の冷媒は、第1膨張弁103通過後の冷媒よりは高温であるので、冷媒と熱交換されて冷却されるブラインの温度も、第2蒸発器204に接続される第2ブライン回路40内のブラインの温度Tb2の方が、第1蒸発器104に接続される第1ブライン回路30内のブラインの温度Tb1よりも高くなるからである。   However, the set temperature needs to satisfy T2> T1. As described above, since the refrigerant after passing through the second expansion valve 203 is hotter than the refrigerant after passing through the first expansion valve 103, the temperature of the brine that is cooled by heat exchange with the refrigerant is also the second evaporator 204. This is because the brine temperature Tb2 in the second brine circuit 40 connected to the second brine circuit 40 is higher than the brine temperature Tb1 in the first brine circuit 30 connected to the first evaporator 104.

第2膨張弁制御部60はさらに、中間圧圧力センサ62が検出した第2蒸発器204と中間接続部205との間を通過する冷媒ガスの圧力を用いて、第2蒸発器204を通過する冷媒が第2蒸発器204で飽和ガスであるときの温度である蒸発温度Tv2を算出することで、第2蒸発温度検出部として機能する。第2膨張弁制御部60は、蒸発温度Tv2と第2ブライン回路40のブライン温度Tb2との温度差が所定の範囲内となるように、第2膨張弁203の開度の上限とする上限開度を設定する。この上限開度の設定については、後に詳しく説明する。   The second expansion valve control unit 60 further passes through the second evaporator 204 using the pressure of the refrigerant gas passing between the second evaporator 204 and the intermediate connection unit 205 detected by the intermediate pressure sensor 62. By calculating the evaporation temperature Tv2, which is the temperature when the refrigerant is a saturated gas in the second evaporator 204, it functions as a second evaporation temperature detector. The second expansion valve control unit 60 opens the upper limit as the upper limit of the opening of the second expansion valve 203 so that the temperature difference between the evaporation temperature Tv2 and the brine temperature Tb2 of the second brine circuit 40 is within a predetermined range. Set the degree. The setting of the upper limit opening will be described in detail later.

圧縮機制御部70は、圧縮機101の運転を制御する。圧縮機制御部70はさらに、低圧圧力センサ72が検出した冷媒ガスの圧力を用いて、第1蒸発器104を通過する冷媒が第1蒸発器104で飽和ガスであるときの温度である蒸発温度Tv1を算出することで、第1蒸発温度検出部として機能する。圧縮機制御部70は、蒸発温度Tv1の制御目標値がT3℃、Tv1の温度制御の不感帯が±例えば1.0℃であるとき、低圧圧力センサ72が検出した冷媒ガスの圧力から算出されたTv1が(T3+1.0)℃よりも高いときは、圧縮機101の回転数Nを増して圧縮機101の吸入部での圧力を下げることでTv1を低下させ、(T3−1.0)℃よりも低いときには、圧縮機101の回転数Nを減じて圧縮機101の吸入部での圧力を上げることでTv1を上昇させて、Tv1を一定に制御する。なお、Tv1の温度制御の不感帯は、圧縮機回転数1ステップあたりの蒸発温度変化幅に相当する。   The compressor control unit 70 controls the operation of the compressor 101. The compressor controller 70 further uses the refrigerant gas pressure detected by the low-pressure sensor 72 to evaporate the refrigerant that passes through the first evaporator 104 as a saturated gas in the first evaporator 104. By calculating Tv1, it functions as a first evaporation temperature detector. The compressor control unit 70 is calculated from the pressure of the refrigerant gas detected by the low-pressure sensor 72 when the control target value of the evaporation temperature Tv1 is T3 ° C. and the dead zone of the temperature control of Tv1 is ± eg 1.0 ° C. When Tv1 is higher than (T3 + 1.0) ° C., Tv1 is decreased by increasing the rotation speed N of the compressor 101 and lowering the pressure at the suction portion of the compressor 101, and (T3-1.0) ° C. If it is lower than that, Tv1 is increased by decreasing the rotation speed N of the compressor 101 and increasing the pressure at the suction portion of the compressor 101, and Tv1 is controlled to be constant. The dead zone of Tv1 temperature control corresponds to the evaporation temperature change width per step of the compressor rotation speed.

本実施形態に係る冷凍装置1において、低圧圧力センサ72および中間圧圧力センサ62が検出した冷媒ガスの圧力に対応する飽和温度を、それぞれ第1蒸発器104内の冷媒の蒸発温度Tv1、第2蒸発器204内の冷媒の蒸発温度Tv2、としているのは、冷媒の蒸発温度であるTv1およびTv2は、温度センサによって実測することが困難なためである。   In the refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment, the saturation temperatures corresponding to the refrigerant gas pressures detected by the low pressure sensor 72 and the intermediate pressure sensor 62 are set as the refrigerant evaporation temperature Tv1 and second refrigerant temperature in the first evaporator 104, respectively. The reason why the refrigerant evaporating temperature Tv2 in the evaporator 204 is set is that it is difficult to actually measure the refrigerant evaporating temperatures Tv1 and Tv2 with a temperature sensor.

なお、図1では、第1膨張弁制御部50、第2膨張弁制御部60、圧縮機制御部70をそれぞれ別々に図示しているが、1つのコントローラが、第1膨張弁制御部50、第2膨張弁制御部60、圧縮機制御部70として機能するようにしてもよいことは勿論のことである。   In FIG. 1, the first expansion valve control unit 50, the second expansion valve control unit 60, and the compressor control unit 70 are illustrated separately, but one controller is used for the first expansion valve control unit 50, Of course, the second expansion valve control unit 60 and the compressor control unit 70 may function.

本実施形態の冷凍装置1では、従来のマルチ冷却システムを構成する冷凍装置とは異なり、第1蒸発器104を通過した冷媒は圧縮機101の吸入部へと導かれ、第2蒸発器204を通過した冷媒は中間接続部205へと導かれる。そのため、第1膨張弁103の制御と第2膨張弁203の制御とが干渉しない。このことにつき以下の例で説明する。   In the refrigeration apparatus 1 of the present embodiment, unlike the refrigeration apparatus constituting the conventional multi-cooling system, the refrigerant that has passed through the first evaporator 104 is guided to the suction portion of the compressor 101, and the second evaporator 204 is The passed refrigerant is guided to the intermediate connection portion 205. Therefore, the control of the first expansion valve 103 and the control of the second expansion valve 203 do not interfere. This is illustrated in the following example.

この例では、圧縮機101の回転数がN、第1膨張弁103の開度がEV1、第2膨張弁203の開度がEV2で安定している一定負荷の平衡状態から、第2蒸発器204の負荷増加よって第2ブライン回路40の第2蒸発器204出口側のブライン温度が上昇したため、第2膨張弁制御部60が、第2蒸発器204の冷却能力を増加させるために第2膨張弁203の開度を増加させたものとする(図1参照)。   In this example, from the equilibrium state of a constant load where the rotation speed of the compressor 101 is N, the opening degree of the first expansion valve 103 is EV1, and the opening degree of the second expansion valve 203 is stable at EV2, the second evaporator Since the brine temperature on the outlet side of the second evaporator 204 of the second brine circuit 40 has increased due to the increase in the load of 204, the second expansion valve controller 60 performs the second expansion in order to increase the cooling capacity of the second evaporator 204. It is assumed that the opening degree of the valve 203 is increased (see FIG. 1).

第2膨張弁203の開度増大にともない、第2蒸発器204を流れる冷媒循環量Gev2は増加する。このとき、圧縮機101からの吐出冷媒循環量Gcoutは、Gev2が増加する分だけ増加する。しかし、Gev2の増加分の冷媒は、第2蒸発器冷媒配管20をバイパスして中間接続部205に流入することになるので、圧縮機101への吸入冷媒循環量Gcinには殆ど影響しない。   As the opening degree of the second expansion valve 203 increases, the refrigerant circulation amount Gev2 flowing through the second evaporator 204 increases. At this time, the refrigerant circulation amount Gcout discharged from the compressor 101 is increased by an increase in Gev2. However, since the refrigerant corresponding to the increase in Gev2 bypasses the second evaporator refrigerant pipe 20 and flows into the intermediate connection portion 205, the refrigerant circulation amount Gcin sucked into the compressor 101 is hardly affected.

また、第1蒸発器104を流れる冷媒循環量Gev1は圧縮機吸入冷媒循環量Gcinと等しい。すなわち、圧縮機吸入冷媒循環量Gcinが殆ど変化しなければ第1蒸発器104を流れる冷媒循環量Gev1も殆ど変化しないので、第2膨張弁203の開度が増大しても、第1蒸発器104の能力は殆ど変化しない。したがって、第1膨張弁103の開度を変更する必要はない。また、第1蒸発器104の蒸発温度の殆ど変化しないので、該蒸発温度を一定に制御するために圧縮機101の回転数Nを変化させる必要もない。   The refrigerant circulation amount Gev1 flowing through the first evaporator 104 is equal to the compressor suction refrigerant circulation amount Gcin. That is, since the refrigerant circulation amount Gev1 flowing through the first evaporator 104 hardly changes unless the compressor suction refrigerant circulation amount Gcin changes substantially, even if the opening of the second expansion valve 203 increases, the first evaporator The ability of 104 hardly changes. Therefore, it is not necessary to change the opening degree of the first expansion valve 103. Further, since the evaporation temperature of the first evaporator 104 hardly changes, it is not necessary to change the rotation speed N of the compressor 101 in order to control the evaporation temperature to be constant.

すなわち、第2蒸発器204の負荷変動に対応するために、第2膨張弁制御部60によって第2膨張弁203の開度が変更されても、第1蒸発器104の能力への干渉がごく僅かであるため、第1膨張弁103による流量調整頻度が減少して、第1膨張弁103の流量変化に伴うハンチングの発生が抑制される。したがって、ブライン温度の安定性が向上し、その結果ブライン温度の制御性も向上する。   That is, even if the opening degree of the second expansion valve 203 is changed by the second expansion valve control unit 60 in order to cope with the load fluctuation of the second evaporator 204, the interference with the capacity of the first evaporator 104 is extremely small. Therefore, the frequency of the flow rate adjustment by the first expansion valve 103 is reduced, and the occurrence of hunting associated with the flow rate change of the first expansion valve 103 is suppressed. Therefore, the stability of the brine temperature is improved, and as a result, the controllability of the brine temperature is also improved.

以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1によれば、第2蒸発器204を通過した冷媒は、第2蒸発器冷媒配管20をバイパスして中間接続部205に流入することになる。そのため、第2膨張弁203の開度変更にともなう第2蒸発器204への冷媒流量の変化は、第1蒸発器104を通過して圧縮機101の吸入部へと流入する冷媒回路10の冷媒の循環量には殆ど影響しない。したがって、従来のマルチ冷却システムを構成する冷凍装置と比較して、流量変化に伴う第1膨張弁103のハンチングの発生が抑制されるので、ブラインの温度制御性を向上させることができる。   As described above, according to the refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment, the refrigerant that has passed through the second evaporator 204 bypasses the second evaporator refrigerant pipe 20 and flows into the intermediate connection portion 205. . Therefore, the change in the refrigerant flow rate to the second evaporator 204 due to the change in the opening of the second expansion valve 203 is the refrigerant in the refrigerant circuit 10 that passes through the first evaporator 104 and flows into the suction portion of the compressor 101. Has little effect on the circulation rate. Therefore, as compared with the refrigeration apparatus constituting the conventional multi-cooling system, the occurrence of hunting of the first expansion valve 103 accompanying the flow rate change is suppressed, so that the brine temperature controllability can be improved.

(第2膨張弁の上限開度設定の原理) 図2は、第2膨張弁203の開度と冷凍装置1における第2ブライン回路40の冷却能力との関係を示す図である。   (Principle of setting the upper limit opening of the second expansion valve) FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the opening of the second expansion valve 203 and the cooling capacity of the second brine circuit 40 in the refrigeration apparatus 1.

第2膨張弁203の開度(本実施形態ではステッピングモータのパルス数に相当する)が0(全閉)から順次増加するにともない、第2蒸発器204を流れる冷媒循環量Gmが増加する。冷媒が第2蒸発器204で受ける熱量、すなわち冷媒の能力Qrは、第2蒸発器204入口の冷媒の比エンタルピh1と第2蒸発器204出口の冷媒の比エンタルピh2との差h2−h1をΔHとすると、Qr=Gm・ΔHであるから、第2蒸発器204を流れる冷媒循環量Gmが増加すると、Qrも増加する(曲線OB)。   As the opening degree of the second expansion valve 203 (corresponding to the number of pulses of the stepping motor in this embodiment) sequentially increases from 0 (fully closed), the refrigerant circulation amount Gm flowing through the second evaporator 204 increases. The amount of heat that the refrigerant receives in the second evaporator 204, that is, the capacity Qr of the refrigerant, is a difference h2-h1 between the specific enthalpy h1 of the refrigerant at the inlet of the second evaporator 204 and the specific enthalpy h2 of the refrigerant at the outlet of the second evaporator 204. Assuming that ΔH, since Qr = Gm · ΔH, when the refrigerant circulation amount Gm flowing through the second evaporator 204 increases, Qr also increases (curve OB).

このとき、Gmの増加にともなって、中間接続部205における冷媒の圧力が増加するため、第2蒸発器204内の冷媒の蒸発温度Tv2が上昇する(曲線CD)。第2蒸発器204におけるブラインと冷媒との伝熱、すなわち第2蒸発器204の能力Qeは、平均熱通過率をK、伝熱面積をA、第2蒸発器204入り口部のブライン温度をTb2(直線DD’)、ブラインと冷媒との温度差(Tb2−Tv2)をΔTとすると、Qe=K・A・ΔTである。したがって、第2蒸発器204内の冷媒の蒸発温度が上昇する、すなわちΔTが減少すると、第2蒸発器204の能力Qeが低下する(曲線EF)。   At this time, as the Gm increases, the refrigerant pressure at the intermediate connection portion 205 increases, and the refrigerant evaporation temperature Tv2 in the second evaporator 204 rises (curve CD). The heat transfer between the brine and the refrigerant in the second evaporator 204, that is, the capacity Qe of the second evaporator 204 is the average heat passage rate K, the heat transfer area A, and the brine temperature at the inlet of the second evaporator 204 Tb2. (Line DD ′), where ΔT is the temperature difference (Tb2−Tv2) between the brine and the refrigerant, Qe = K · A · ΔT. Therefore, when the evaporation temperature of the refrigerant in the second evaporator 204 increases, that is, when ΔT decreases, the capacity Qe of the second evaporator 204 decreases (curve EF).

冷凍装置1による第2ブライン回路40の冷却能力は、冷媒の能力Qrと第2蒸発器204の能力Qeとの小さいほうで決まる(曲線OJF)。したがって、冷媒の能力が熱交換器の能力を超える場合(Qr>Qe)、すなわち第2膨張弁203の開度が、Qr=Qeとなる場合のΔTの値であるTh℃に対応する開度Pthを超えると、第2膨張弁203を開けるほど冷却能力が低下する。前記Thの値は、冷媒の能力特性と、平均熱通過率Kと、第2蒸発器204の伝熱面積Aと、が異なると当然に異なることになるが、概ね=5℃〜15℃程度である。   The cooling capacity of the second brine circuit 40 by the refrigeration apparatus 1 is determined by the smaller one of the capacity Qr of the refrigerant and the capacity Qe of the second evaporator 204 (curve OJF). Therefore, when the capacity of the refrigerant exceeds the capacity of the heat exchanger (Qr> Qe), that is, the opening degree of the second expansion valve 203 corresponds to Th ° C. which is the value of ΔT when Qr = Qe. When Pth is exceeded, the cooling capacity decreases as the second expansion valve 203 is opened. The value of Th is naturally different when the refrigerant performance characteristics, the average heat transfer rate K, and the heat transfer area A of the second evaporator 204 are different, but are approximately about 5 ° C. to 15 ° C. It is.

以上説明した理由により、第2膨張弁203は上限開度設定が必要となる。そして第2膨張弁203の上限開度は、ΔT=Thとなるときの開度とすればよい。なお、第1膨張弁103の開度増大にともない、第1蒸発器104を流れる冷媒循環量Gev1が増加する場合には、圧縮機制御部70は、圧縮機101の回転数Nを増して圧縮機101の吸入部での圧力を下げるため、第1蒸発器104の蒸発温度が上昇することはない。したがって、第2膨張弁203とは異なり、第1膨張弁103について上限開度設定は不要である。   For the reason described above, the second expansion valve 203 needs to set an upper limit opening. The upper limit opening of the second expansion valve 203 may be the opening when ΔT = Th. When the refrigerant circulation amount Gev1 flowing through the first evaporator 104 increases as the opening of the first expansion valve 103 increases, the compressor control unit 70 increases the rotation speed N of the compressor 101 to compress the refrigerant. Since the pressure at the suction portion of the machine 101 is lowered, the evaporation temperature of the first evaporator 104 does not increase. Therefore, unlike the second expansion valve 203, it is not necessary to set an upper limit opening degree for the first expansion valve 103.

(第2膨張弁の制御) 第2膨張弁203の上限開度設定は、ブラインと冷媒との温度差ΔTを前記Thに相当する所定値(本実施形態では10℃)未満とすることでなされ、第2ブライン回路のブライン温度制御は、第2膨張弁203の開度調節によってなされる。以下にその詳細を説明する。   (Control of the second expansion valve) The upper limit opening of the second expansion valve 203 is set by setting the temperature difference ΔT between the brine and the refrigerant to be less than a predetermined value (10 ° C. in the present embodiment) corresponding to the Th. The brine temperature control of the second brine circuit is performed by adjusting the opening degree of the second expansion valve 203. Details will be described below.

図3は、第2膨張弁203の制御を説明するためのフローチャートである。冷凍装置1が起動されると、第2膨張弁制御部60は、中間圧圧力センサ62が検出した圧力を用いて第2蒸発器204を通過する冷媒の蒸発温度Tv2を算出し、第2ブライン温度センサ61が検出した第2ブライン回路40の第2蒸発器204出口部のブライン温度Tb2からTv2を減算してΔTを算出する(ステップS1)。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the control of the second expansion valve 203. When the refrigeration apparatus 1 is activated, the second expansion valve control unit 60 calculates the evaporation temperature Tv2 of the refrigerant passing through the second evaporator 204 using the pressure detected by the intermediate pressure sensor 62, and the second brine ΔT is calculated by subtracting Tv2 from the brine temperature Tb2 at the outlet of the second evaporator 204 of the second brine circuit 40 detected by the temperature sensor 61 (step S1).

ΔTが所定値(本実施形態では10℃)未満の場合(ステップS1でYES)、第2膨張弁制御部60は、第2膨張弁203の開度を減ずる(ステップS2)。ΔTが10℃以上の場合は(ステップS1でNO)、ステップS5に進んで第2膨張弁203の開度調節によるブライン温度制御を行う。   When ΔT is less than a predetermined value (10 ° C. in the present embodiment) (YES in step S1), the second expansion valve control unit 60 decreases the opening of the second expansion valve 203 (step S2). When ΔT is 10 ° C. or more (NO in step S1), the process proceeds to step S5, and brine temperature control is performed by adjusting the opening of the second expansion valve 203.

第2膨張弁203の開度を減ずることによってΔTが10℃以上となれば(ステップS3でYES)、第2膨張弁制御部60は、その開度を上限開度に設定する(ステップS4)。ΔTが10℃未満の場合は(ステップS3でNO)、第2膨張弁制御部60はステップS2とステップS3を繰り返し、ΔTが10℃以上となるまで第2膨張弁203の開度を減じ、上限開度を設定する(ステップS4)。   If ΔT becomes 10 ° C. or more by reducing the opening of second expansion valve 203 (YES in step S3), second expansion valve control unit 60 sets the opening to the upper limit opening (step S4). . If ΔT is less than 10 ° C. (NO in step S3), the second expansion valve control unit 60 repeats steps S2 and S3, and decreases the opening of the second expansion valve 203 until ΔT becomes 10 ° C. or more. An upper limit opening is set (step S4).

ΔTが前記所定値である10℃以上であれば、第2膨張弁制御部60は、第2膨張弁203の開度調節によるブライン温度Tb2の制御を行う。以下、ブライン温度制御目標値をT2℃、温度制御の不感帯を±0.1℃とする。第2ブライン温度センサ61が検出した温度Tb2が(T2+0.1)℃よりも高い場合は(ステップS5でYES)、第2膨張弁制御部60は、第2蒸発器204への冷媒流量を増加させて冷却能力を増大させるために、ステップS4で設定した上限開度を限度として第2膨張弁203の開度を増す(ステップS6)。   If ΔT is equal to or higher than the predetermined value of 10 ° C., the second expansion valve control unit 60 controls the brine temperature Tb2 by adjusting the opening of the second expansion valve 203. Hereinafter, the brine temperature control target value is set to T2 ° C., and the dead zone for temperature control is set to ± 0.1 ° C. When the temperature Tb2 detected by the second brine temperature sensor 61 is higher than (T2 + 0.1) ° C. (YES in step S5), the second expansion valve control unit 60 increases the refrigerant flow rate to the second evaporator 204. In order to increase the cooling capacity, the opening of the second expansion valve 203 is increased up to the upper limit opening set in step S4 (step S6).

Tb2が(T2+0.1)℃以下の場合(ステップS5でNO)、Tb2=(T2±0.1)℃のときは(ステップS7でYES)、ブライン温度Tb2は目標温度の範囲内、すなわち第2蒸発器204の冷却能力が適正であるので、第2膨張弁制御部60は、第2膨張弁203の開度を維持させる(ステップS8)。   When Tb2 is equal to or lower than (T2 + 0.1) ° C. (NO in step S5), when Tb2 = (T2 ± 0.1) ° C. (YES in step S7), the brine temperature Tb2 is within the target temperature range, that is, Since the cooling capacity of the two evaporator 204 is appropriate, the second expansion valve control unit 60 maintains the opening degree of the second expansion valve 203 (step S8).

Tb2が(T2−0.1)℃未満のときは(ステップS7でNO)、第2膨張弁制御部60は、第2蒸発器204への冷媒流量を減少させて冷却能力を低下させるために第2膨張弁203の開度を減ずる(ステップS9)。   When Tb2 is lower than (T2-0.1) ° C. (NO in step S7), the second expansion valve control unit 60 reduces the cooling capacity by decreasing the refrigerant flow rate to the second evaporator 204. The opening degree of the second expansion valve 203 is reduced (step S9).

ステップS6、S8、S9のいずれの場合にも、ステップS1に戻り、第2膨張弁制御部60は、ΔTを算出する。このようにして、冷凍装置1の運転中はステップS1〜ステップS9が繰り返されことになる。   In any of steps S6, S8, and S9, the process returns to step S1, and the second expansion valve control unit 60 calculates ΔT. Thus, steps S1 to S9 are repeated during operation of the refrigeration apparatus 1.

以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1によれば、第2膨張弁制御部60は、第2ブライン回路40のブライン温度Tb2と第2蒸発器を通過する冷媒の蒸発温度Tv2との温度差ΔTが所定値(本実施形態では10℃)未満となった場合に、第2膨張弁203の開度を減ずることで第2膨張弁203の上限開度を設定する。これにより、第2蒸発器204の冷却能力が最大化される。   As described above, according to the refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment, the second expansion valve control unit 60 includes the brine temperature Tb2 of the second brine circuit 40 and the evaporation temperature Tv2 of the refrigerant passing through the second evaporator. When the temperature difference ΔT is less than a predetermined value (10 ° C. in this embodiment), the upper limit opening of the second expansion valve 203 is set by reducing the opening of the second expansion valve 203. Thereby, the cooling capacity of the second evaporator 204 is maximized.

(第1膨張弁および圧縮機の回転数制御) 図4は、第1膨張弁103の開度設定に係る制御および圧縮機101の回転数制御を説明するためのフローチャートである。ブライン温度Tb1の制御目標値をT1℃、Tb1の温度制御の不感帯を±0.1℃、蒸発温度Tv1の制御目標値をT3℃、Tv1の温度制御の不感帯を±1.0℃とする。   (First Expansion Valve and Rotational Speed Control of Compressor) FIG. 4 is a flowchart for explaining the control related to the opening degree setting of the first expansion valve 103 and the rotational speed control of the compressor 101. The control target value of the brine temperature Tb1 is T1 ° C., the Tb1 temperature control dead zone is ± 0.1 ° C., the control target value of the evaporation temperature Tv1 is T3 ° C., and the Tv1 temperature control dead zone is ± 1.0 ° C.

冷凍装置1が起動されると、第1膨張弁制御部50は、第1膨張弁103の開度調節によるブライン温度Tb1の制御を行う。第1ブライン温度センサ51が検出した温度Tb1が(T1+0.1)℃よりも高い場合は(ステップS101でYES)、第1膨張弁制御部50は、第1蒸発器104への冷媒流量を増加させて冷却能力を増大させるために、第1膨張弁103の開度を増す(ステップS102)。   When the refrigeration apparatus 1 is activated, the first expansion valve control unit 50 controls the brine temperature Tb1 by adjusting the opening degree of the first expansion valve 103. When the temperature Tb1 detected by the first brine temperature sensor 51 is higher than (T1 + 0.1) ° C. (YES in step S101), the first expansion valve control unit 50 increases the refrigerant flow rate to the first evaporator 104. In order to increase the cooling capacity, the opening degree of the first expansion valve 103 is increased (step S102).

Tb1が(T1+0.1)℃以下の場合(ステップS101でNO)、Tb1=(T1±0.1)℃のときは(ステップS104でYES)、ブライン温度Tb1は目標温度の範囲内、すなわち第1蒸発器104の冷却能力が適正であるので、第1膨張弁制御部50は、第1膨張弁103の開度を維持する(ステップS105)。   When Tb1 is equal to or lower than (T1 + 0.1) ° C. (NO in step S101), when Tb1 = (T1 ± 0.1) ° C. (YES in step S104), the brine temperature Tb1 is within the target temperature range, that is, Since the cooling capacity of the one evaporator 104 is appropriate, the first expansion valve control unit 50 maintains the opening degree of the first expansion valve 103 (step S105).

Tb1が(T1−0.1)℃未満のときは(ステップS104でNO)、第1膨張弁制御部50は、第1蒸発器104への冷媒流量を減少させて冷却能力を低下させるために第1膨張弁103の開度を減ずる(ステップS107)。   When Tb1 is less than (T1-0.1) ° C. (NO in step S104), the first expansion valve control unit 50 decreases the cooling capacity by decreasing the refrigerant flow rate to the first evaporator 104. The opening degree of the first expansion valve 103 is reduced (step S107).

第1膨張弁103の開度が変化すると、圧縮機101の吸入部での圧力が変化して蒸発温度Tv1も変化する。したがって、Tv1=(T3±1.0)に制御するために、圧縮機制御部70は、第1膨張弁103の開度変化に応じて圧縮機101の回転数Nを制御する。すなわち、圧縮機制御部70は、第1膨張弁103の開度が増した場合は(ステップS102)、圧縮機101の回転数Nを増して圧縮機101の吸入部での圧力を下げ(ステップS103)、第1膨張弁103の開度が維持された場合は(ステップS105)、圧縮機101の回転数Nを維持し(ステップS106)、第1膨張弁103の開度が減じられた場合は(ステップS107)、圧縮機101の回転数Nを減じて圧縮機101の吸入部での圧力を上げる(ステップS108)。   When the opening degree of the first expansion valve 103 changes, the pressure at the suction portion of the compressor 101 changes and the evaporation temperature Tv1 also changes. Therefore, in order to control to Tv1 = (T3 ± 1.0), the compressor control unit 70 controls the rotation speed N of the compressor 101 according to the opening degree change of the first expansion valve 103. That is, when the opening degree of the first expansion valve 103 increases (step S102), the compressor control unit 70 increases the rotational speed N of the compressor 101 and decreases the pressure at the suction unit of the compressor 101 (step S102). S103) When the opening degree of the first expansion valve 103 is maintained (step S105), the rotation speed N of the compressor 101 is maintained (step S106), and the opening degree of the first expansion valve 103 is reduced. (Step S107), the rotational speed N of the compressor 101 is reduced to increase the pressure at the suction portion of the compressor 101 (Step S108).

ステップS103、S106、S108のいずれの場合にも、圧縮機制御部70は、低圧圧力センサ72が検出した冷媒ガスの圧力を用いてTv1を算出し、圧縮機101の回転数Nの制御の結果、Tv1が(T3±1.0)の範囲に収まっているか否かを判定する。Tv1が(T3+1.0)℃よりも高い場合は(ステップS109でYES)、圧縮機制御部70は、圧縮機101の回転数Nを増して圧縮機101の吸入部での圧力を下げることでTv1を低下させる(ステップS110)。   In any of steps S103, S106, and S108, the compressor control unit 70 calculates Tv1 using the pressure of the refrigerant gas detected by the low-pressure sensor 72, and results of control of the rotational speed N of the compressor 101. , Tv1 is determined to be within the range of (T3 ± 1.0). When Tv1 is higher than (T3 + 1.0) ° C. (YES in step S109), the compressor control unit 70 increases the rotation speed N of the compressor 101 and decreases the pressure at the suction unit of the compressor 101. Tv1 is lowered (step S110).

Tv1が(T3+1.0)℃以下の場合(ステップS109でNO)、Tv1=(T3±1.0)℃のときは(ステップS111でYES)、Tv1は目標温度の範囲内であるので、圧縮機制御部70は、圧縮機101の回転数Nを維持させる(ステップS112)。   When Tv1 is equal to or lower than (T3 + 1.0) ° C. (NO in step S109), when Tv1 = (T3 ± 1.0) ° C. (YES in step S111), Tv1 is within the target temperature range. The machine control unit 70 maintains the rotational speed N of the compressor 101 (step S112).

Tv1が(T3−1.0)℃未満のときは(ステップS111でNO)、圧縮機制御部70は、圧縮機101の回転数Nを減じて圧縮機101の吸入部での圧力を上げることでTv1を上昇させる(ステップS113)。   When Tv1 is less than (T3-1.0) ° C. (NO in step S111), the compressor control unit 70 increases the pressure at the suction unit of the compressor 101 by reducing the rotation speed N of the compressor 101. To increase Tv1 (step S113).

ステップS110、S112、S113のいずれの場合にも、ステップS101に戻り、第1膨張弁制御部50によるブライン温度Tb1の制御が行われる。このようにして、冷凍装置1の運転中はステップS101〜ステップS113が繰り返されことになる。   In any of steps S110, S112, and S113, the process returns to step S101, and the first expansion valve control unit 50 controls the brine temperature Tb1. In this way, steps S101 to S113 are repeated during operation of the refrigeration apparatus 1.

以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1によれば、第1蒸発器104を通過する冷媒の蒸発温度が所定の範囲内になるように制御される。したがって、第1膨張弁103の開度を増加させることによって第1膨張弁103の下流の第1蒸発器104を通過する冷媒の蒸発温度が上昇してブラインとの温度差が小さくなるために、冷却能力が低下することを防止できる。   As described above, according to the refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment, the evaporation temperature of the refrigerant passing through the first evaporator 104 is controlled to be within a predetermined range. Therefore, since the evaporation temperature of the refrigerant passing through the first evaporator 104 downstream of the first expansion valve 103 is increased by increasing the opening degree of the first expansion valve 103, the temperature difference from the brine is reduced. It is possible to prevent the cooling capacity from being lowered.

以上、本発明の実施形態に係る冷凍装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることもできる。   The refrigeration apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and for example, the following modified embodiment can be taken.

(1)上記実施形態においては、低圧圧力センサ72および中間圧圧力センサ62が検出した冷媒ガスの圧力に対応する飽和温度を、それぞれ第1蒸発器104内の冷媒の蒸発温度Tv1、第2蒸発器204内の冷媒の蒸発温度Tv2、としている。低圧圧力センサ72および中間圧圧力センサ62に換えて、第1膨張弁103と第1蒸発器104との間および第2膨張弁203と第2蒸発器204との間にそれぞれ温度センサを設けて、該温度センサが検出した温度を、それぞれTv1およびTv2として用いてもよい。   (1) In the above embodiment, the saturation temperature corresponding to the pressure of the refrigerant gas detected by the low pressure sensor 72 and the intermediate pressure sensor 62 is set to the evaporation temperature Tv1 and the second evaporation of the refrigerant in the first evaporator 104, respectively. The evaporation temperature Tv2 of the refrigerant in the vessel 204 is set. Instead of the low pressure sensor 72 and the intermediate pressure sensor 62, temperature sensors are provided between the first expansion valve 103 and the first evaporator 104 and between the second expansion valve 203 and the second evaporator 204, respectively. The temperatures detected by the temperature sensor may be used as Tv1 and Tv2, respectively.

(2)上記実施形態においては、圧縮機101をスクロール圧縮機としているが、圧縮機の圧縮機構はスクロール型に限定されるものではなく、圧縮機構の途中に中間接続部を設ければ、例えばロータリー圧縮機のようなスクロール圧縮機とは異なる圧縮機構を備える圧縮機であってもよい。   (2) In the above embodiment, the compressor 101 is a scroll compressor. However, the compression mechanism of the compressor is not limited to the scroll type, and if an intermediate connection portion is provided in the middle of the compression mechanism, for example, A compressor having a compression mechanism different from a scroll compressor such as a rotary compressor may be used.

本発明の一実施形態に係る冷凍装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the freezing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 第2膨張弁の開度と冷凍装置における第2ブライン回路の冷却能力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the opening degree of a 2nd expansion valve, and the cooling capacity of the 2nd brine circuit in a freezing apparatus. 第2膨張弁の制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating control of a 2nd expansion valve. 第1膨張弁の開度設定に係る制御および圧縮機101の回転数制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control which concerns on the opening degree setting of a 1st expansion valve, and the rotation speed control of the compressor 101. FIG. マルチ冷却システムを構成する従来の冷凍装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the conventional freezing apparatus which comprises a multi-cooling system.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷凍装置
10 冷媒回路
101 圧縮機
102 凝縮器
103 第1膨張弁
104 第1蒸発器
20 第2蒸発器冷媒配管
201 分岐部
203 第2膨張弁
204 第2蒸発器
205 中間接続部
30 第1ブライン回路
40 第2ブライン回路
50 第1膨張弁制御部(第1蒸発温度検出部)
51 第1ブライン温度センサ(第1被冷却物温度検出部)
60 第2膨張弁制御部(第2蒸発温度検出部)
61 第2ブライン温度センサ(第2被冷却物温度検出部)
62 中間圧圧力センサ(第2蒸発温度検出部、第2圧力検出部)
70 圧縮機制御部
72 低圧圧力センサ(第1蒸発温度検出部、第1圧力検出部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration apparatus 10 Refrigerant circuit 101 Compressor 102 Condenser 103 1st expansion valve 104 1st evaporator 20 2nd evaporator refrigerant piping 201 Branch part 203 2nd expansion valve 204 2nd evaporator 205 Intermediate connection part 30 1st brine Circuit 40 Second brine circuit 50 First expansion valve control unit (first evaporation temperature detection unit)
51 1st brine temperature sensor (1st to-be-cooled object temperature detection part)
60 Second expansion valve control unit (second evaporation temperature detection unit)
61 2nd brine temperature sensor (2nd to-be-cooled object temperature detection part)
62 Intermediate pressure sensor (second evaporation temperature detector, second pressure detector)
70 Compressor controller 72 Low pressure sensor (first evaporating temperature detector, first pressure detector)

Claims (5)

圧縮機(101)と、凝縮器(102)と、開度調節可能な第1膨張弁(103)と、第1蒸発器(104)と、が冷媒配管で接続された回路内を冷媒が循環する冷媒回路(10)と、
前記冷媒回路(10)における前記凝縮器(102)と前記第1膨張弁(103)との間の冷媒配管に設けられた分岐部(201)から分岐され、前記圧縮機(101)の圧縮機構の途中に設けられた接続部である中間接続部(205)に接続される冷媒配管である第2蒸発器冷媒配管(20)と、
前記第2蒸発器冷媒配管の途中に設けられた第2蒸発器(204)と、
前記分岐部(201)と前記第2蒸発器(204)との間の前記冷媒配管に設けられた開度調節可能な第2膨張弁(203)と、
前記第1蒸発器(104)によって冷却される第1被冷却物の温度を検出する第1被冷却物温度検出部(51)と、
前記第2蒸発器(204)によって冷却される第2被冷却物の温度を検出する第2被冷却物温度検出部(61)と、
前記第1被冷却物温度検出部(51)が検出した温度に基づいて、前記第1被冷却物の温度が所定の範囲内となるように前記第1膨張弁(103)の開度を制御する第1膨張弁制御部(50)と、
前記第2被冷却物温度検出部(61)が検出した温度に基づいて、前記第2被冷却物の温度が所定の範囲内となるように前記第2膨張弁(203)の開度を制御する第2膨張弁制御部(60)と、を備える冷凍装置。
A refrigerant circulates in a circuit in which a compressor (101), a condenser (102), a first expansion valve (103) whose opening degree can be adjusted, and a first evaporator (104) are connected by a refrigerant pipe. A refrigerant circuit (10) for
A compression mechanism of the compressor (101) branched from a branch (201) provided in a refrigerant pipe between the condenser (102) and the first expansion valve (103) in the refrigerant circuit (10). A second evaporator refrigerant pipe (20) which is a refrigerant pipe connected to an intermediate connection part (205) which is a connection part provided in the middle of
A second evaporator (204) provided in the middle of the second evaporator refrigerant pipe;
A second expansion valve (203) with adjustable opening, provided in the refrigerant pipe between the branch (201) and the second evaporator (204);
A first object to be cooled temperature detector (51) for detecting a temperature of the first object to be cooled cooled by the first evaporator (104);
A second object to be cooled temperature detector (61) for detecting the temperature of the second object to be cooled cooled by the second evaporator (204);
Based on the temperature detected by the first object to be cooled temperature detector (51), the opening degree of the first expansion valve (103) is controlled so that the temperature of the first object to be cooled is within a predetermined range. A first expansion valve controller (50) that
Based on the temperature detected by the second cooled object temperature detection unit (61), the opening degree of the second expansion valve (203) is controlled so that the temperature of the second cooled object falls within a predetermined range. And a second expansion valve control unit (60).
前記冷媒回路(10)内の冷媒が前記第1蒸発器(104)で飽和ガスであるときの温度である蒸発温度を検出する第1蒸発温度検出部(70、72)と、
前記第2蒸発器冷媒配管内の冷媒が前記第2蒸発器で飽和ガスであるときの温度である蒸発温度を検出する第2蒸発温度検出部(60、62)と、
前記圧縮機の運転状態を制御する圧縮機制御部(70)と、をさらに備え、
前記圧縮機制御部(70)は、前記第1蒸発温度検出部(70、72)が検出した温度に基づいて、前記第1蒸発器(104)内を通過する冷媒の蒸発温度が所定の範囲内となるように前記圧縮機(101)の回転数を制御し、
前記第2膨張弁制御部(60)は、前記制御に加えてさらに、前記第2蒸発温度検出部(60、62)が検出した温度に基づいて、前記第2蒸発器(204)内を通過する冷媒の蒸発温度が所定の範囲内となるように、前記第2膨張弁(203)の開度の上限とする上限開度を設定する請求項1に記載の冷凍装置。
A first evaporating temperature detecting section (70, 72) for detecting an evaporating temperature which is a temperature when the refrigerant in the refrigerant circuit (10) is a saturated gas in the first evaporator (104);
A second evaporation temperature detector (60, 62) for detecting an evaporation temperature which is a temperature when the refrigerant in the second evaporator refrigerant pipe is a saturated gas in the second evaporator;
A compressor control unit (70) for controlling the operating state of the compressor,
The compressor control unit (70) is configured so that the evaporation temperature of the refrigerant passing through the first evaporator (104) is within a predetermined range based on the temperature detected by the first evaporation temperature detection unit (70, 72). The number of revolutions of the compressor (101) is controlled to be within,
In addition to the control, the second expansion valve control unit (60) further passes through the second evaporator (204) based on the temperature detected by the second evaporation temperature detection unit (60, 62). The refrigerating apparatus according to claim 1, wherein an upper limit opening is set as an upper limit of the opening of the second expansion valve (203) so that an evaporation temperature of the refrigerant to be within a predetermined range.
前記第2膨張弁制御部(60)は、前記第2被冷却物の温度と前記第2蒸発器(204)を通過する冷媒の前記蒸発温度との温度差が所定値未満となった場合に、前記第2膨張弁(203)の開度を減ずることで前記上限開度を設定する請求項2に記載の冷凍装置。   When the temperature difference between the temperature of the second object to be cooled and the evaporation temperature of the refrigerant passing through the second evaporator (204) becomes less than a predetermined value, the second expansion valve control unit (60) The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the upper limit opening is set by reducing the opening of the second expansion valve (203). 前記第1蒸発温度検出部(70、72)は、前記第1蒸発器(104)と前記圧縮機(101)の吸入部との間の前記冷媒配管を通過する冷媒ガスの圧力を検出する第1圧力検出部(72)を備え、該圧力に基づいて蒸発温度を算出し、
前記第2蒸発温度検出部(60、62)は、前記第2蒸発器(204)と前記中間接続部(205)との間の前記冷媒配管を通過する冷媒ガスの圧力を検出する第2圧力検出部(62)を備え、該圧力に基づいて蒸発温度を算出する請求項2又は3のいずれかに記載の冷凍装置。
The first evaporating temperature detecting unit (70, 72) detects the pressure of the refrigerant gas passing through the refrigerant pipe between the first evaporator (104) and the suction unit of the compressor (101). 1 pressure detector (72), the evaporation temperature is calculated based on the pressure,
The second evaporation temperature detector (60, 62) detects a pressure of the refrigerant gas passing through the refrigerant pipe between the second evaporator (204) and the intermediate connector (205). The refrigeration apparatus according to claim 2, further comprising a detection unit (62), wherein the evaporation temperature is calculated based on the pressure.
前記第1蒸発器(104)に接続されたブライン回路であって、該ブライン回路内のブラインと前記冷媒回路(10)内の冷媒とが前記第1蒸発器(104)で熱交換されることで該ブラインが冷却される第1ブライン回路(30)と、
前記第2蒸発器(204)に接続されたブライン回路であって、該ブライン回路内のブラインと前記第2蒸発器冷媒配管(20)を通過する冷媒とが前記第2蒸発器(204)で熱交換されることで該ブラインが冷却される第2ブライン回路(40)と、をさらに備え、
前記第1被冷却物温度検出部(51)は、前記第1ブライン回路(30)の前記第1蒸発器(104)の出口部のブライン温度を検出し、
前記第2被冷却物温度検出部(61)は、前記第2ブライン回路(40)の前記第2蒸発器(204)の出口部のブライン温度を検出する請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍装置。
A brine circuit connected to the first evaporator (104), wherein the brine in the brine circuit and the refrigerant in the refrigerant circuit (10) are heat-exchanged in the first evaporator (104). A first brine circuit (30) in which the brine is cooled;
A brine circuit connected to the second evaporator (204), wherein the brine in the brine circuit and the refrigerant passing through the second evaporator refrigerant pipe (20) are in the second evaporator (204). A second brine circuit (40) in which the brine is cooled by heat exchange, and
The first object-to-be-cooled temperature detector (51) detects a brine temperature at the outlet of the first evaporator (104) of the first brine circuit (30),
The said 2nd to-be-cooled object temperature detection part (61) detects the brine temperature of the exit part of the said 2nd evaporator (204) of the said 2nd brine circuit (40). Refrigeration equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013519066A (en) * 2011-04-12 2013-05-23 ツィンファ ユニバーシティ Heat source and cold source of air conditioning system with independent control of temperature and humidity
WO2020042768A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-05 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 Refrigerant circulation system
CN114489175A (en) * 2021-12-31 2022-05-13 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 Temperature control system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013519066A (en) * 2011-04-12 2013-05-23 ツィンファ ユニバーシティ Heat source and cold source of air conditioning system with independent control of temperature and humidity
WO2020042768A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-05 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 Refrigerant circulation system
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