JP2011208893A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置であって、特に、圧縮機の再起動時における制御に関する。 The present invention relates to a cooling device in which a refrigeration cycle is configured by a compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator, and more particularly to control at the time of restarting the compressor.
従来より例えば業務用冷蔵庫等には、庫内を冷却するための冷却装置が設けられている。この冷却装置は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続して構成された冷媒回路を備えており、圧縮機が運転されると、低圧側から吸い込まれて圧縮され、当該圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器内に流入する。放熱機内に流入した高温高圧のガス冷媒は、そこで放熱して凝縮液化された後、膨張弁で絞られて、蒸発器に流入し、そこで蒸発気化する。そのときに、周囲から熱を吸収することにより、冷却作用を発揮し、再び圧縮機の低圧側から吸い込まれる冷凍サイクルが構成される。 Conventionally, for example, a commercial refrigerator or the like has been provided with a cooling device for cooling the inside of the refrigerator. This cooling device is provided with a refrigerant circuit formed by sequentially connecting a compressor, a radiator, a decompression device, an evaporator, and the like in an annular manner. When the compressor is operated, the refrigerant is sucked in from the low pressure side and compressed. Then, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor flows into the radiator. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the radiator is dissipated and condensed into a condensate, and is then throttled by the expansion valve and flows into the evaporator where it evaporates. At that time, by absorbing heat from the surroundings, a cooling effect is exhibited, and a refrigeration cycle is again sucked from the low pressure side of the compressor.
この圧縮機は、庫内が所定の上限温度に達すると起動され、蒸発器により冷却によって庫内が所定の下限温度まで低下したところで停止されるサイクル運転がなされる。そして、圧縮機が停止した後は、冷媒回路の高圧側と低圧側の圧力差は時間の経過と共に小さくなっていくが、圧縮機が停止した直後に再起動されると、冷媒回路の高圧側と低圧側の圧力差が依然大きい状態であるため、圧縮機は高圧状態のところに更に冷媒を送り出さなければならなくなり、圧縮機には多大な負荷が加わる。 The compressor is started when the inside of the refrigerator reaches a predetermined upper limit temperature, and is operated in a cycle that is stopped when the interior of the refrigerator is lowered to a predetermined lower limit temperature by cooling with an evaporator. After the compressor is stopped, the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side of the refrigerant circuit decreases with time, but when restarted immediately after the compressor stops, the high pressure side of the refrigerant circuit Since the pressure difference between the low pressure side and the low pressure side is still large, the compressor has to send more refrigerant to the high pressure state, and a great load is applied to the compressor.
かかる過負荷によって巻線焼損(圧縮機の駆動用モータの巻線焼損)等が発生するため、当該過負荷を検出すると制御装置は、圧縮機の起動エラーと判断し、当該起動エラーと判断してから所定時間は、圧縮機の起動を禁止する。 Since this overload causes winding burnout (winding burnout of the motor for driving the compressor), etc., when the overload is detected, the control device determines that the compressor has started, and determines that the start error has occurred. The compressor is prohibited from starting for a predetermined time.
また、業務用冷蔵庫のコンセントを差し込んで圧縮機に電源が投入された後、及び圧縮機のサイクル運転中に停止した後等は、直ぐに圧縮機が起動しないように、電源投入後又は圧縮機停止後、所定時間は圧縮機の起動エラー(起動遅延時間)として、当該圧縮機の起動を禁止する。通常、この圧縮機の起動エラーは、確実に高圧側と低圧側との圧力平衡に要する時間を確保すべく、一律に3乃至5分間に設定される。 In addition, after plugging in a commercial refrigerator outlet and turning on the compressor, and after stopping during the compressor cycle operation, after turning on the power or shutting down the compressor so that the compressor does not start immediately. Thereafter, the predetermined time is regarded as a compressor start-up error (start-up delay time), and the start-up of the compressor is prohibited. Normally, the start-up error of the compressor is uniformly set to 3 to 5 minutes in order to ensure the time required for pressure equilibrium between the high pressure side and the low pressure side.
また、この種の冷媒回路においては、圧縮機が停止すると高圧側の温かい冷媒が蒸発器へ自然と逆流してしまうため、蒸発器の温度上昇を招来してしまう。そのため、停止した圧縮機から直接蒸発器内へと温かい冷媒が逆流してしまう不都合を解消すべく、圧縮機の吸込側には逆止弁が設けられている。 Further, in this type of refrigerant circuit, when the compressor is stopped, warm refrigerant on the high pressure side naturally flows back to the evaporator, leading to an increase in the temperature of the evaporator. For this reason, a check valve is provided on the suction side of the compressor in order to eliminate the disadvantage that the warm refrigerant flows backward from the stopped compressor directly into the evaporator.
かかる場合には、冷媒回路の高圧側と低圧側とが自然に平衡となるには、より多くの時間を要するため、このように圧縮機停止後は、所定時間、起動エラーとする必要がある。 In such a case, more time is required for the high-pressure side and the low-pressure side of the refrigerant circuit to be naturally balanced. Thus, after the compressor is stopped, it is necessary to make a start-up error for a predetermined time.
しかしながら、何らかの原因によって圧縮機の運転中、又は、サーモオフ中に電源プラグがコンセントから抜けてしまう場合や給電系統による瞬時停電等が生じる場合がある。この際に、直ぐに給電が復帰した場合であっても、一旦、電源が切断されてしまうため、圧縮機は停止してしまう。そのため、電源投入直後は、圧縮機の起動エラーとなり、圧縮機は、所定時間、起動することができない。 However, there is a case where the power plug is disconnected from the outlet during the operation of the compressor or the thermo is turned off for some reason, or an instantaneous power failure due to the power supply system may occur. At this time, even if the power supply is immediately restored, the compressor is stopped because the power supply is once cut off. Therefore, immediately after the power is turned on, a compressor start error occurs, and the compressor cannot be started for a predetermined time.
この場合、庫内はそれまでの冷却装置の運転によって所定温度に冷却されている。ここで、圧縮機が停止してから、実際には圧縮機の低圧側と高圧側とが平衡となっている状況となっていても、圧縮機は強制的に所定時間、通常、上述したように一律に3乃至5分間の設定された時間だけ停止してしまう。そのため、その間、冷却運転が行われないことで、庫内の温度の上昇を招来する。一旦、庫内温度が上昇してしまい、設定温度と大きな差が生じると、圧縮機が再起動された際のプルダウン運転によって、庫内温度を安定して設定温度とするのに著しく時間を要してしまう。 In this case, the inside of the refrigerator is cooled to a predetermined temperature by the operation of the cooling device so far. Here, even after the compressor is stopped, the compressor is forcibly set for a predetermined time, usually as described above, even if the low pressure side and the high pressure side of the compressor are actually balanced. Will stop for a set time of 3 to 5 minutes. Therefore, during that period, the cooling operation is not performed, which causes an increase in the temperature in the warehouse. Once the internal temperature rises and there is a large difference from the set temperature, it takes a long time to stabilize the internal temperature to the set temperature by pull-down operation when the compressor is restarted. Resulting in.
本発明は、従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、格別に圧力センサを設けることなく、瞬時停電等を原因とする給電復帰時に、安全、且つ、迅速に圧縮機を起動可能とする冷却装置を提供する。 The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and without any special pressure sensor, the compressor can be started safely and quickly when power is restored due to an instantaneous power failure or the like. A cooling device is provided.
上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成されたものであって、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ETIを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ETOを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度DTを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ATを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、電源が投入されたときに、蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、及び、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a cooling device according to the present invention includes a compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator, in which a refrigeration cycle is configured, and a check valve connected to the suction side of the compressor An evaporator inlet temperature sensor that detects the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator, an evaporator outlet temperature sensor that detects the refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator, and a discharge gas temperature sensor that detects the discharge gas temperature DT of the compressor And an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature AT, and a control device that controls the operation of the compressor based on the output of these temperature sensors. When the power is turned on, the control device The refrigerant inlet temperature ETI is not more than the set value A, the difference ETI-ETO between the refrigerant inlet temperature ETI and the refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator is not more than the set value B, and the discharge gas temperature DT is the outside air temperature AT + It is value C or more, if all conditions are met, the high-low pressure difference of the refrigerating cycle is characterized by a time delaying the start of the compressor required to equilibrate.
請求項2の発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ETIを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ETOを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度DTを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ATを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、サーモサイクル時に、蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、及び、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、上記各発明において、各設定値A、B及びCを変更可能としたことを特徴とする。 The invention of claim 3 is characterized in that, in each of the above inventions, the set values A, B and C can be changed.
請求項4の発明は、上記各発明において、冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されていることを特徴とする。
The invention of
本発明によれば、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ETIを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ETOを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度DTを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ATを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、電源が投入されたときに、蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、及び、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機を起動させることができる。 According to the present invention, in the cooling device in which the refrigeration cycle is configured by the compressor, the radiator, the decompression device, and the evaporator, the check valve connected to the suction side of the compressor and the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator An evaporator inlet temperature sensor to detect, an evaporator outlet temperature sensor to detect the refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator, a discharge gas temperature sensor to detect the discharge gas temperature DT of the compressor, and an outside air temperature to detect the outside air temperature AT And a control device for controlling the operation of the compressor based on the outputs of the temperature sensors. The control device is configured such that the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator is equal to or lower than a set value A when the power is turned on. The difference ETI-ETO between the refrigerant inlet temperature ETI and the refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator is not more than the set value B, and the discharge gas temperature DT is not less than the outside air temperature AT + the set value C. If the condition of Te are met, the time required for the high-low pressure difference of the refrigerating cycle is balanced, by delaying the start of the compressor can be started safely and quickly compressor.
特に、本発明では、電源が投入されたときに、蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であることの条件から、冷却装置が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であることの条件から、圧縮機が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させる。 In particular, in the present invention, when the power is turned on, the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator is equal to or lower than the set value A, and the difference ETI-ETO between the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator and the refrigerant outlet temperature ETO is set. When the cooling device is immediately after stopping from the condition that it is equal to or less than the value B, and from the condition that the discharge gas temperature DT is equal to or higher than the outside air temperature AT + the set value C, the compressor is operating until just before. In this case, the start-up of the compressor is delayed for a time required for the high / low pressure difference of the refrigeration cycle to be balanced.
そのため、瞬時停電等の短時間における電源の入切によって、電源が投入された場合に、従来の如く、圧縮機の起動エラーが発生したとして一律に設定された待機時間を経ることなく、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機を起動させることができる。 Therefore, when the power is turned on by turning on / off the power in a short time such as an instantaneous power failure, the refrigeration cycle does not go through a waiting time that is uniformly set as if a compressor startup error has occurred as in the past. The compressor can be started safely by delaying the minimum time required for the high and low pressure differentials to equilibrate.
従って、かかる場合に、電源投入後、圧縮機起動エラーによる待機時間の経過によって当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。 Therefore, in such a case, after the power is turned on, it is possible to effectively suppress an increase in the product temperature in the space to be cooled by the cooling device due to the elapse of the standby time due to the compressor start error, thereby realizing an appropriate cooling operation. It becomes possible.
請求項2の発明によれば、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ETIを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ETOを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度DTを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ATを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、サーモサイクル時に、蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、及び、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機を起動させることができる。
According to the invention of
特に、請求項2の発明では、サーモサイクル時に、蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であることの条件から、冷却装置が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であることの条件から、圧縮機が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させる。
In particular, in the invention of
そのため、サーモオン時において、従来の如く、圧縮機の起動エラーが発生したとして一律に設定された待機時間を経ることなく、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機を起動させることができる。 Therefore, at the time of the thermo-on, the minimum time necessary for the high-low pressure difference of the refrigeration cycle to be balanced is delayed without passing through the standby time that is uniformly set as if a compressor start-up error has occurred. Thus, the compressor can be started safely.
従って、かかる場合に、サーモオン時に、圧縮機起動エラーによる待機時間の経過によって当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。 Therefore, in such a case, it is possible to effectively suppress an increase in the product temperature in the space to be cooled by the cooling device due to the elapse of the standby time due to the compressor start error when the thermo is turned on, and realize an appropriate cooling operation. Is possible.
また、請求項3の発明によれば、上記各発明に加えて、各設定値A、B及びCを変更可能としたので、機器や使用状況に応じて各設定値を適宜選択することができ、利便性の向上を図ることができる。また、的確な圧縮機の遅延を行うことが可能となる。 Further, according to the invention of claim 3, in addition to the above-described inventions, the setting values A, B and C can be changed, so that each setting value can be appropriately selected according to the device and the use situation. , The convenience can be improved. In addition, an accurate compressor delay can be performed.
請求項4の発明によれば、上記各発明において、冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されているので、高圧側の圧力がより高くなり、圧縮機起動エラーが生じやすくなるが、このような場合において上記各発明を適用することで、より有利となる。
According to the invention of
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の冷却装置10を適用する実施例としての業務用冷凍庫(低温貯蔵庫)Rの縦断側面図を示している。実施例の冷凍庫Rは、例えばホテルやレストランの厨房などに設置されるものであり、前面開口22が扉6にて開閉自在に閉塞される断熱箱体1により本体が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1: has shown the vertical side view of the commercial freezer (low temperature storage) R as an Example which applies the
この断熱箱体1は、何れもステンレスなどの鋼板から成る外箱2、及び、この外箱2内に組み込まれた内箱3と、内外両箱2、3間に現場発泡方式にて充填されたポリウレタン断熱材4から構成されている。そして、この断熱箱体1(内箱3)内を貯蔵室(被冷却空間)5としている。
The
また、貯蔵室5内上部には、本願発明にかかる冷却装置10の蒸発器11と冷気循環用送風機12が取り付けられる冷却室14が仕切板13によって区画形成されている。冷気循環用送風機12より貯蔵室5から冷却室14に吸い込まれた冷気は、蒸発器11と熱交換された後、冷却室14後方の開口から吐出されて、貯蔵室5内は所定の温度に冷却される。
A cooling
一方、断熱箱体1の天面には前面パネル16及び両側面及び後面を構成するパネルによって機械室17が画成されており、この機械室17内には冷却装置10を構成する圧縮機18や放熱器19などが設置され、蒸発器11と共に冷却装置10の周知の冷凍サイクルを構成している。20は、放熱器用送風機である。
On the other hand, a
ここで、図2の冷媒回路図を参照して本実施例における冷却装置10の冷媒回路7について説明する。本実施例における冷却装置10の冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されており、高圧側の冷媒圧力(高圧圧力)がその臨界圧力以上(超臨界)となるスプリットサイクル(二段圧縮一段膨張中間冷却サイクル)を採用する。
Here, the
本実施例の冷却装置10は、圧縮機(圧縮手段)18を構成する低段側の圧縮要素(低段側圧縮手段)18Aと、同じく圧縮手段を構成する高段側の圧縮要素(高段側圧縮手段)18Bと、放熱器19と、分流器37と、合流器38と、副減圧装置としての補助膨張弁39と、中間熱交換器40と、内部熱交換器41と、主減圧装置としての膨張弁8と、蒸発器11とから冷媒回路7が構成されている。
The
上記放熱器19は高段側の圧縮要素18Bから出た高温高圧の冷媒を放熱させることによって、当該高段側の圧縮要素18Bから出た冷媒を冷却する。本実施例では、ガスクーラ熱交換器により放熱器19を構成する。分流器37は、放熱器19から出た冷媒を第1の冷媒流と第2の冷媒流とに分流し、第1の冷媒流を副回路42に流し、第2の冷媒流を主回路43に流す。
The
図2における主回路43は、分流器37にて分流された冷媒が、中間熱交換器40の内管40B、内部熱交換器41の内管41B、ストレーナ44、膨張弁8、蒸発器11、内部熱交換器41の外管41A、逆止弁45、及びストレーナ46を順次通り、低段側圧縮手段を構成する圧縮要素18Aの吸込側へ供給されるように接続されている。副回路42は、分流器37にて分流された冷媒が、ストレーナ47、補助膨張弁39及び中間熱交換器40の外管40Aを順次通り、高段側圧縮手段を構成する圧縮要素18Bの吸込側へ供給されるように接続されている。
In the
本実施例における圧縮機18は、冷媒を低段側圧縮手段としての圧縮要素18Aと、高段側圧縮手段としての圧縮要素18Bが単一の密閉容器内に収納される内部中間圧二段圧縮式ロータリ圧縮機を採用している。これら圧縮要素18A、18Bは、同一の密閉容器内に収納される圧縮機モータ(電動要素。DCモータ)により駆動される。
The
低段側圧縮要素18Aの吸込側には、逆止弁45、更には、ストレーナ46から流出した冷媒が導入される冷媒導入管23が接続され、当該低段側圧縮要素18Aに取り込まれた冷媒は、ここで中間圧まで昇圧される。この低段側圧縮要素18Aにて圧縮された冷媒は、図示しない連通管より密閉容器内に吐出される。密閉容器には、合流器38を介して副回路42が接続されている。
On the suction side of the low-
高段側圧縮要素18Bの吸込側には、一端が密閉容器内にて開放した冷媒導入管が設けられ、低段圧縮要素18Aにて中間圧まで昇圧された冷媒と、副回路42からの中間圧冷媒とが混合された冷媒が、当該冷媒導入管より高段側圧縮要素18B内に流入され、ここで更に所定の高圧まで昇圧される。このとき、この高段側圧縮要素18Bにて圧縮された冷媒は、超臨界状態とされ、冷媒吐出管24を介して、放熱器19に流入される。尚、本実施例では、前記圧縮機18を構成する各圧縮要素18A、18Bは単一のモータで一体に結合された構成としているが、これに限定されない。
On the suction side of the high-
放熱器19を出た冷媒は通過する過程で冷却された後、分流器37に入り、第1の冷媒流が流れる副回路42と、第2の冷媒流が流れる主回路43とに分流される。分流器37で分流された一方の冷媒流(第1の冷媒流)は、副回路42に入り、補助膨張弁39で中間圧(即ち、低段側圧縮要素18Aの吐出圧力であり、高段側圧縮要素18Bの吸込圧力と略同圧)まで減圧される。そして、中間熱交換器40の外管40A内を通過し、当該外管40A内を通過する過程で、内管40Bを通過する分流器37で分流された後の他方の冷媒流である第2の冷媒流と熱交換して蒸発する。その後、合流器38にて、低段側の圧縮要素18Aで圧縮された後の第2の冷媒流と合流して、高段側圧縮要素18Bに吸い込まれる。
The refrigerant exiting the
一方、分流器37で分流された他方の冷媒流(第2の冷媒流)は、主回路43に入り、中間熱交換器40の内管40B内を通過する過程で、補助膨張弁39によって減圧された第1の冷媒流と熱交換して冷却された後、内部熱交換器41の内管41B内を通過する。当該内管41B内を通過する過程で、外管41A内を流れる蒸発器11から流出された冷媒と熱交換して冷却される。
On the other hand, the other refrigerant flow (second refrigerant flow) divided by the
そして、内部熱交換器40から流出された第1の冷媒流は、膨張弁8にて蒸発圧力まで減圧された後、蒸発器11内に流入し貯蔵室5内(被冷却空間)を熱源として蒸発し、内部熱交換器41の外管41Aを経て低段側の圧縮要素18に帰還する。尚、内部熱交換器41は、膨張弁8に流入する冷媒を、蒸発器11から流出した低温冷媒と熱交換させることによって、冷却性能の向上を図るものである。
The first refrigerant flow that has flowed out of the
このように、本実施例の冷却装置10は、冷媒として自然冷媒であり、臨界圧力が低く、冷媒サイクルの高圧が超臨界状態となる二酸化炭素を使用するものである。そのため、環境への負荷軽減を図ることができると共に、冷却能力の確保を図ることができる。また、放熱器19で冷却された後の冷媒を分流し、減圧膨張させた一方の副回路42を流れる第1の冷媒流により、分流された他方の主回路43を流れる第2の冷媒流を冷却する、所謂、スプリットサイクル冷却装置を用いることで、蒸発器11の入口の比エンタルピを小さくし、冷凍効果を大きくすることが可能となる。
Thus, the
これにより、冷却装置10が運転されると、冷却室14にて蒸発器11と熱交換された冷気は、冷気循環用送風機12により貯蔵室5に吐出されて、貯蔵室5内を循環した後、再び送風機12によって冷却室14内に帰還する循環を行う。
Thus, when the
次に、図3を参照して本実施例における制御装置9について説明する。制御装置9は、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、冷却装置10の制御を司る。この制御装置9は、時限手段としてのタイマ32、演算処理部33、記憶部34を内蔵している。
Next, the
制御装置9には、各種設定スイッチや表示部などを備えたコントロールパネル35が接続されている。各種設定スイッチには、詳細は後述する如く各設定値を任意に設定可能とするLCDパネル(設定手段)36も含まれる。
A
また、当該制御装置9の入力側には、庫内の現在温度を検出する庫内温度センサ(現在温度検出手段)31、蒸発器11の冷媒入口温度ETIを検出するための蒸発器入口温度センサ29、蒸発器11の冷媒出口温度ETOを検出するための蒸発器出口温度センサ30、圧縮機18の吐出ガス温度DT(実際には、圧縮機18の吐出配管(冷媒吐出管)24)の温度)を検出する吐出ガス温度センサ49、外気温度ATを検出するための外気温度センサ48等が接続されている。
Further, on the input side of the
ここで、庫内温度センサ31は、例えば、仕切板13の冷気吸込口の近傍に設けられており、冷気が蒸発器11を通過した後の貯蔵室5内の温度を測定し、これを貯蔵室5内の温度である現在温度として取り扱うものである。
Here, the
他方、制御装置9の出力側には、圧縮機18を駆動させる圧縮機モータ(DCモータ)18Mと、冷気循環用送風機12を駆動させる送風機モータ12M、放熱器用送風機20を駆動させる送風機モータ20M、膨張弁8、補助膨張弁39等が接続されている。ここで、圧縮機モータ18Mは、インバータ装置25を介して接続されており、これによって、電源の周波数を変化させ、圧縮機モータ18Mの回転数を変化させることにより圧縮機18における冷媒の圧縮量を変化可能とされている。また、送風機モータ12M、20Mは、それぞれチョッパ回路などの駆動回路26、27を介して接続されており、これによって、回転数を任意に変更可能とされている。そして、前述した各出力に基づいて、制御装置9は、膨張弁8の開度を制御し、各モータ18M、12M、20Mの回転数を制御している。
On the other hand, on the output side of the
これにより、制御装置9は、庫内温度センサ31により検出される庫内の現在温度を冷却目標温度とするように、また、蒸発器11における過熱度(蒸発器入口側温度と蒸発器出口側温度との差)が所定の適正値となるように、圧縮機モータ18Mの運転周波数制御及び、膨張弁8の開度制御を行う。また、制御装置9は、上記圧縮機18の周波数制御に加えて庫内温度センサ31により検出される現在の庫内温度が冷却目標温度より所定温度高い上限温度に達した場合、圧縮機モータ18Mを起動し、冷却目標温度よりも所定温度低い下限温度に達した場合、圧縮機モータ18Mを停止するサーモサイクルを行い、庫内温度を冷却目標温度に制御する。
As a result, the
以上の構成で、本実施例における冷凍庫Rの圧縮機18の起動遅延制御について図4のフローチャートを参照して説明する。先ず、ステップS1で、使用者により電源が投入された時点では、制御装置9は、詳細は後述する起動遅延時間の間、圧縮機18の運転を禁止する。言い換えると、制御装置9は、電源が投入された時点では圧縮機18の運転を直ぐに実行しない。
With the above configuration, the startup delay control of the
そして、制御装置9は、ステップS2に進み、各アクチュエータの原点出し(初期動作)、即ち、全てをリセットした後、ステップS3に進む。ステップS3では、制御装置9は、当該電源の投入が瞬断、即ち、瞬時停電や、冷却運転を行っていたところ電源プラグがコンセントから抜かれて直ぐに再投入された状況等であるか否かの判断を行う。
Then, the
本発明では、ステップS3における当該電源の投入が瞬断によるものであるか否かの判断は、第1乃至第3の条件に基づき行う。第1の条件は、蒸発器18の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、第2の条件は、蒸発器18の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、第3の条件は、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であることである。
In the present invention, the determination as to whether or not the power is turned on in step S3 is due to a momentary interruption based on the first to third conditions. The first condition is that the refrigerant inlet temperature ETI of the
第1の条件は、蒸発器18の冷媒入口温度ETIから電源投入直前まで冷却装置10が運転していたか否かを判断するものである。即ち、電源投入直後は、蒸発器入口温度ETIは外気温度による影響を未だそれほど受けていないため、冷却運転時と同様に低温である。そのため、設定値Aを、冷却運転時における蒸発器入口温度ETIよりも少許高い温度(所定値だけ高い温度)に設定する。制御装置9は、蒸発器入口温度ETIが設定値A以下である場合、電源投入直前まで冷却装置10が運転されていたであろうと判定する材料とすることができる。
The first condition is to determine whether or not the
第2の条件は、蒸発器18の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差から蒸発器18の状況を判断するものである。ここで、蒸発器11の圧縮機18の運転状況に基づく温度変化について説明する。圧縮機18が運転している場合、制御装置9は、蒸発器入口温度センサ29により検出される蒸発器11の冷媒入口温度ETIと、蒸発器出口温度センサ30により検出される蒸発器11の冷媒出口温度ETOの出力に基づき蒸発器11における冷媒の過熱度が適正な値となるように、膨張弁8の開度を制御する。そのため、蒸発器出口温度ETOは、過熱度分だけ、蒸発器入口温度ETIよりも高い(ETI<ETO)。
The second condition is to determine the state of the evaporator 18 from the difference between the refrigerant inlet temperature ETI and the refrigerant outlet temperature ETO of the
そして、圧縮機18が停止した直後は、蒸発器11への冷媒流入が停止するため、蒸発器11内における冷媒温度が平衡し、蒸発器入口温度ETIと蒸発器出口温度ETOは、差が所定値以下、即ち、ほぼ平衡状態となる(ETI≒ETO)。
Immediately after the
その後、圧縮機18の吸込側には、蒸発器18から圧縮機18に向かう方向を順方向とする逆止弁45が設けられているため、圧縮機18の停止によって、圧縮機18の吐出側から流出したホットガス冷媒は、蒸発器11の入口側からのみ蒸発器11内に流入してくる。そのため、冷却運転中とは逆に蒸発器入口温度ETIは、蒸発器出口温度ETOよりも高くなる(ETI>ETO)。
After that, a
更に時間が経過することで、ホットガスの蒸発器11への流入による影響が緩和され、蒸発器入口温度ETIと蒸発器出口温度ETOとは、差が所定値以下、即ち、ほぼ平衡状態となる(ETI≒ETO)。
Further, as time elapses, the influence of the hot gas flowing into the
そのため、第2の条件における設定値Bを、蒸発器11の入口側から圧縮機18の停止によって流出したホットガス冷媒の流入による温度上昇が発生する以前と判断することができる値、即ち、蒸発器18の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOが平衡(差ETI−ETOが零)若しくは、当該平衡状態と近似した状態(差ETI−ETOが小さい値)と判断することができる値に設定する。制御装置9は、冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOの差ETI−ETOが設定値B以下である場合、電源投入直前まで冷却装置10が運転されていたであろうと判定する材料とすることができる。
Therefore, the set value B in the second condition is a value that can be determined to be before the temperature rise due to the inflow of hot gas refrigerant that has flowed out due to the stop of the
このように、第1の条件と第2の条件とから電源投入直前まで冷却装置10が運転されており、これによって、冷媒回路の高圧側と低圧側との圧力差が依然として大きい状況であるか否かを判定することができる。
As described above, whether the
第3の条件は、圧縮機18の吐出ガス温度(吐出側配管の温度)DTから電源投入直前まで圧縮機18が運転していたか否かを判断するものである。上記第1の条件と第2の条件のみでは、外気温度ATが著しく低い場合には第1の条件を満たし、且つ、冷却装置10が停止してから蒸発器の温度が外気温と略平衡する程度にまで至った場合には、差ETI−ETOが設定値B以下となり第2の条件を満たしてしまう。
The third condition is to determine whether or not the
一方、電源投入直前に圧縮機18を運転していたのなら吐出ガス温度(吐出側配管の温度)DTが外気温ATよりかなり高くなっていることが予想される。そのため、設定値Cを外気温度ATに加算することで、それまで圧縮機18が運転していたか否かを判断可能な値に設定する。これにより、制御装置9は、吐出ガス温度(吐出側配管の温度)DTが外気温ATより設定値C以上高い場合には、電源投入直前まで圧縮機18が運転されていたと判断することができる。
On the other hand, if the
そして、制御装置9は、ステップS3において、上記各第1乃至第3の条件が全て満たされている場合、ステップS4に進む。制御装置9は、ステップS4において、冷凍サイクルの高圧側と低圧側との圧力差が平衡するために必要な時間(圧縮機起動エラー回避遅延時間)、例えば、50秒が経過したか否かを判断する。
And the
当該圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過後、制御装置9は、ステップS5に進み、圧縮機18を起動させる。
After the compressor activation error avoidance delay time has elapsed, the
このように、本発明では、電源投入直前に冷却装置10が運転されていたか否かを第1乃至第3の条件全てを判定し、これを満たす場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機18の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機18を起動させることができる。
As described above, in the present invention, whether or not the
特に、本実施例では、上述したように、電源が投入されたときに、蒸発器11の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること(第1の条件)、蒸発器11の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること(第2の条件)の条件から、冷却装置10が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であることの条件(第3の条件)から、圧縮機18が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機18の起動を遅延させる。
In particular, in this embodiment, as described above, when the power is turned on, the refrigerant inlet temperature ETI of the
そのため、瞬時停電等の短時間における電源の入切によって、電源が投入された場合に、従来の如く、圧縮機起動エラーが発生したとして、一律に設定された待機時間(従来では3分乃至5分の設定時間)を経ることなく、且つ、格別に圧力検出手段等を設けることなく、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機18を起動させることができる。 Therefore, when the power is turned on by turning on / off the power in a short time such as an instantaneous power failure, it is assumed that a compressor start-up error has occurred as in the conventional case, and a uniformly set waiting time (3 minutes to 5 in the past). The minimum time required for the high / low pressure difference of the refrigeration cycle to equilibrate is delayed without passing through the set time of minutes) and without any special pressure detection means. Can be activated.
従って、かかる場合に、電源投入後、圧縮機起動エラーによる待機時間の経過によって当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。 Therefore, in such a case, after the power is turned on, it is possible to effectively suppress an increase in the product temperature in the space to be cooled by the cooling device due to the elapse of the standby time due to the compressor start error, thereby realizing an appropriate cooling operation. It becomes possible.
尚、上記において、各設定値A、設定値B、設定値C、更には、圧縮機起動エラー回避遅延時間は、コントロールパネル35のLCDパネル36によって、任意に変更可能とされる。そのため、機器や使用状況に応じて各設定値を適宜選択することができ、利便性の向上を図ることができる。また、的確な圧縮機18の遅延を行うことが可能となる。
In the above description, the setting value A, the setting value B, the setting value C, and the compressor start error avoidance delay time can be arbitrarily changed by the
他方、上記ステップS3において、制御装置9が上記各第1乃至第3の条件が全て満たしていないと判断した場合には、制御装置9は、ステップS5に進み、圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過を待つことなく圧縮機18を起動させる。
On the other hand, when the
一方、上述した如き圧縮機18のサーモサイクルを実行している際において、圧縮機18を停止した状態から、庫内温度が所定の上限温度に達し、サーモオン信号が発せられた場合(ステップS6)では、制御装置9は、ステップS7に進み、前回圧縮機18が運転を停止してから所定の圧縮機遅延時間が経過したか否かを判断する。当該圧縮機遅延時間は、確実に高圧側と低圧側との圧力平衡に要する時間を確保すべく、一律に3乃至5分間に設定される。
On the other hand, when the thermocycle of the
そして、当該圧縮機遅延時間が経過した後、制御装置9は、上述した如きステップS3に進み、第1乃至第3の条件に基づき、圧縮機起動エラー回避遅延条件を満たしているかを判断する。即ち、第1の条件と第2の条件とからサーモオン時直前まで冷却装置10が運転されており、これによって、冷媒回路の高圧側と低圧側との圧力差が依然として大きい状況であるか否かを判定する。そして、第3の条件により、圧縮機18の吐出ガス温度(吐出側配管の温度)DTからサーモオン時直前まで圧縮機18が運転していたか否かを判断する。
Then, after the compressor delay time has elapsed, the
そして、制御装置9は、ステップS3において、上記各第1乃至第3の条件が全て満たされている場合、ステップS4に進み、冷凍サイクルの高圧側と低圧側との圧力差が平衡するために必要な時間(圧縮機起動エラー回避遅延時間)、例えば、50秒が経過したか否かを判断する。当該圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過後、制御装置9は、ステップS5に進み、圧縮機18を起動させる。
Then, when all the first to third conditions are satisfied in step S3, the
このように、本発明では、サーモオン時直前に冷却装置10が運転されていたか否かを第1乃至第3の条件全てを判定し、これを満たす場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機18の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機18を起動させることができる。
As described above, in the present invention, it is determined whether or not the
特に、本実施例では、電源が投入されたときに、蒸発器11の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること(第1の条件)、蒸発器11の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること(第2の条件)の条件から、冷却装置10が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度DTが外気温度AT+設定値C以上であることの条件(第3の条件)から、圧縮機18が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機18の起動を遅延させる。
In particular, in this embodiment, when the power is turned on, the refrigerant inlet temperature ETI of the
そのため、第1乃至第3の条件に基づき冷媒回路の高低圧差が依然として大きい状況であるか否かを格別に圧力検出手段等を設けることなく適切に判定し、全てを満たす場合には、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機18を起動させることができる。
Therefore, based on the first to third conditions, it is appropriately determined whether or not the difference between the high and low pressures of the refrigerant circuit is still large without providing any special pressure detection means. The
従って、サーモオン時において圧縮機18を起動する際に、圧縮機起動エラーが生じてしまうことで、圧縮機起動エラーの待機時間の経過を待つという不都合を回避することができる。これにより、当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。
Accordingly, when starting the
尚、上記において、各設定値A、設定値B、設定値C、更には、圧縮機起動エラー回避遅延時間は、コントロールパネル35のLCDパネル36によって、任意に変更可能とされる。そのため、機器や使用状況に応じて各設定値を適宜選択することができ、利便性の向上を図ることができる。また、的確な圧縮機18の遅延を行うことが可能となる。
In the above description, the setting value A, the setting value B, the setting value C, and the compressor start error avoidance delay time can be arbitrarily changed by the
他方、上記ステップS3において、制御装置9が上記各第1乃至第3の条件が全て満たしていないと判断した場合には、制御装置9は、ステップS5に進み、圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過を待つことなく圧縮機18を起動させる。
On the other hand, when the
本実施例のように、冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されている場合、蒸発温度と冷媒及び機器の特性上、凝縮圧力を高く設定する必要がある。また、冷却装置10のサーモサイクル運転時におけるサーモオフ時に貯蔵室5内の温度を極力上昇させないために、圧縮機18の吸込側に逆止弁45が設けられている。そのため、他の冷媒を用いた場合と比べて、圧縮機18の停止後に、冷凍サイクルの高圧側と低圧側との圧力が平衡となるのにより長い時間を要するため、圧縮機起動エラーが生じやすくなるが、このような場合において上記各発明を適用することで、より有利となる。
As in the present embodiment, when carbon dioxide is enclosed as a refrigerant in the refrigeration cycle, it is necessary to set the condensation pressure high due to the evaporation temperature and the characteristics of the refrigerant and equipment. Further, a
R 業務用冷凍庫(低温貯蔵庫)
1 断熱箱体
5 貯蔵室(被冷却空間)
7 冷媒回路
8 膨張弁(主減圧装置)
9 制御装置
10 冷却装置
11 蒸発器
18 圧縮機
19 放熱器
23 冷媒導入管
24 冷媒吐出管
29 蒸発器入口温度センサ
30 蒸発器出口温度センサ
32 タイマ(時限手段)
35 コントロールパネル
36 LCDパネル(設定手段)
45 逆止弁
48 外気温度センサ
49 吐出ガス温度センサ
R Commercial freezer (low temperature storage)
1
7
DESCRIPTION OF
35
45
Claims (4)
前記圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、
前記蒸発器の冷媒入口温度ETIを検出する蒸発器入口温度センサと、
前記蒸発器の冷媒出口温度ETOを検出する蒸発器出口温度センサと、
前記圧縮機の吐出ガス温度DTを検出する吐出ガス温度センサと、
外気温度ATを検出する外気温度センサと、
これら温度センサの出力に基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、電源が投入されたときに、
前記蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、
前記蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、及び、
前記吐出ガス温度DTが前記外気温度AT+設定値C以上であること、
の全ての条件が満たされている場合、前記冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、前記圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device in which the refrigeration cycle is composed of a compressor, a radiator, a decompressor, and an evaporator,
A check valve connected to the suction side of the compressor;
An evaporator inlet temperature sensor for detecting the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator;
An evaporator outlet temperature sensor for detecting a refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator;
A discharge gas temperature sensor for detecting a discharge gas temperature DT of the compressor;
An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature AT;
A control device for controlling the operation of the compressor based on the output of these temperature sensors,
When the control device is turned on,
The refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator is not more than a set value A;
The difference ETI-ETO between the refrigerant inlet temperature ETI and the refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator is not more than a set value B, and
The discharge gas temperature DT is not less than the outside air temperature AT + set value C;
When all of the above conditions are satisfied, the cooling device is characterized in that the start-up of the compressor is delayed for a time required for the high-low pressure difference of the refrigeration cycle to be balanced.
前記圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、
前記蒸発器の冷媒入口温度ETIを検出する蒸発器入口温度センサと、
前記蒸発器の冷媒出口温度ETOを検出する蒸発器出口温度センサと、
前記圧縮機の吐出ガス温度DTを検出する吐出ガス温度センサと、
外気温度ATを検出する外気温度センサと、
これら温度センサの出力に基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、サーモサイクル時に、
前記蒸発器の冷媒入口温度ETIが設定値A以下であること、
前記蒸発器の冷媒入口温度ETIと冷媒出口温度ETOとの差ETI−ETOが設定値B以下であること、及び、
前記吐出ガス温度DTが前記外気温度AT+設定値C以上であること、
の全ての条件が満たされている場合、前記冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、前記圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device in which the refrigeration cycle is composed of a compressor, a radiator, a decompressor, and an evaporator,
A check valve connected to the suction side of the compressor;
An evaporator inlet temperature sensor for detecting the refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator;
An evaporator outlet temperature sensor for detecting a refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator;
A discharge gas temperature sensor for detecting a discharge gas temperature DT of the compressor;
An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature AT;
A control device for controlling the operation of the compressor based on the output of these temperature sensors,
The controller is in a thermocycle
The refrigerant inlet temperature ETI of the evaporator is not more than a set value A;
The difference ETI-ETO between the refrigerant inlet temperature ETI and the refrigerant outlet temperature ETO of the evaporator is not more than a set value B, and
The discharge gas temperature DT is not less than the outside air temperature AT + set value C;
When all of the above conditions are satisfied, the cooling device is characterized in that the start-up of the compressor is delayed for a time required for the high-low pressure difference of the refrigeration cycle to be balanced.
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