JP2013036695A - コンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備えた冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のコンデンシングユニットを備えた冷凍サイクルにおいて液溜りが生じ難い冷凍装置及びこの冷凍装置に用いられるコンデンシングユニットセットを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、複数のコンデンシングユニット3,3,…を備え、複数のコンデンシングユニット3,3,…は、親ユニット3aと1又は複数の子ユニット3b,3cとからなり、親ユニット3aの制御部41は、第1ユニットの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が、それ以外のコンデンシングユニットである第2ユニットの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも高い圧力になり、且つ、全てのコンデンシングユニット3a,3b,3cがそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように、第1ユニットとなるコンデンシングユニットを切り換える制御を実行することを特徴とする。
【選択図】図3
【解決手段】本発明は、複数のコンデンシングユニット3,3,…を備え、複数のコンデンシングユニット3,3,…は、親ユニット3aと1又は複数の子ユニット3b,3cとからなり、親ユニット3aの制御部41は、第1ユニットの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が、それ以外のコンデンシングユニットである第2ユニットの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも高い圧力になり、且つ、全てのコンデンシングユニット3a,3b,3cがそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように、第1ユニットとなるコンデンシングユニットを切り換える制御を実行することを特徴とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等に設置されるショーケースや冷蔵庫、冷凍庫等の室内ユニットに接続されるコンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備えた冷凍装置に関する。
従来、コンデンシングユニットを備えた冷凍装置として特許文献1に記載のものが知られている。
この冷凍装置は、図10に示されるように、蒸発器121及び膨張弁122を備えた室内ユニット120と、室内ユニット120に接続されて冷凍サイクル100を形成するコンデンシングユニットを備える。コンデンシングユニット110は、圧縮機111と、凝縮機112と、凝縮機112に送風するファン113と、冷凍サイクル100の低圧側の配管内を流れる冷媒の圧力(冷媒圧力)を計測する圧力センサ114と、圧力センサ114によって計測される冷媒圧力に基づいて圧縮機111とファン113とをそれぞれ制御する制御部115とを備える。
この冷凍装置100では、コンデンシングユニット110が室内ユニット120と伝送線を介した制御信号のやり取り等を行うことなく、冷凍サイクル100の低圧側の冷媒圧力に基づいて高圧側の冷媒圧力を調節することによって室内ユニット120の冷却状態(冷却能力)を制御する。
上記の冷凍サイクル100において複数の上記コンデンシングユニット110、110、…を並列に接続すると仮定した場合(即ち、各コンデンシングユニット110から吐出された冷媒が合流した後に室内ユニットに向かって流れ、室内ユニットから吐出された冷媒が各コンデンシングユニット110に分配されるような冷凍サイクルの場合)、冷凍サイクル100における高圧側である各コンデンシングユニット110の冷媒吐出部における冷媒圧力を完全に一致させることは困難であると予想される。そのため、このような複数のコンデンシングユニット110、110、…を並列に接続した冷凍サイクル100の場合、複数のコンデンシングユニット110、110、…のどれかが他のコンデンシングユニットに比べて冷媒吐出部から吐出される冷媒(吐出冷媒)の圧力が低くなる。
このように圧力が他のコンデンシングユニット110の吐出冷媒の圧力に比べて低くなっているコンデンシングユニット110の吐出冷媒は、他のコンデンシングユニット110から吐出された吐出冷媒との合流部に向けて流れ難くなる。これにより、冷凍サイクル100において、液化した冷媒が前記吐出冷媒の圧力の低いコンデンシングユニット110に偏って溜まる所謂液溜まりが生じる。
複数のコンデンシングユニット110、110、…を備える冷凍サイクル100において一部のコンデンシングユニット110に液溜まりが生じると、他のコンデンシングユニット110が冷媒不足となって当該コンデンシングユニットの圧縮機等に負担がかかることが懸念される。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、複数のコンデンシングユニットを備えた冷凍サイクルにおいて液溜りが生じ難いコンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備えた冷凍装置を提供することを課題とする。
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、蒸発器(23)と膨張弁(27)とを有する室内ユニット(2)が接続されることによって冷凍サイクル(10)を形成するコンデンシングユニットセットであって、圧縮機(31L,31M,31R)と前記圧縮機(31L,31M,31R)を制御する制御部(41)とをそれぞれ有する複数のコンデンシングユニット(3)を備える。そして、前記複数のコンデンシングユニット(3)は、特定のコンデンシングユニットである親ユニット(3a)と、前記親ユニット(3a)以外のコンデンシングユニットである1又は複数の子ユニット(3b,3c)とからなり、前記親ユニット(3a)の制御部(41)は、前記複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)のうちのいずれかのコンデンシングユニット(3)である第1ユニットに設けられた圧縮機(31L,31M,31R)からの吐出冷媒圧力が、それ以外のコンデンシングユニット(3)である第2ユニットに設けられた圧縮機(31L,31M,31R)からの吐出冷媒圧力よりも高い圧力になり、且つ、前記複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)のうちで全てのコンデンシングユニット(3a,3b,3c)がそれぞれ前記第1ユニットとなる時間帯を有するように、前記第1ユニットとなるコンデンシングユニット(3)を切り換える液溜まり防止制御を実行する。
本発明によれば、このコンデンシングセットが設けられた冷凍サイクル(10)において、全てのコンデンシングユニット(3a,3b,3c)がそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように切り換えられることによって、吐出冷媒の圧力が他のコンデンシングユニット(3)の吐出冷媒の圧力よりも常に低くなるコンデンシングユニット(3)が生じることを防ぐことができる。これにより、複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)を備えた冷凍サイクル(10)において一部のコンデンシングユニット(3)に冷媒が偏って液溜まりが生じることを防ぐことができる。
本発明に係るコンデンシングユニットセットにおいて、前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、凝縮器(33)と前記凝縮器(33)に送風するユニットファン(38)とをそれぞれ備える。そして、前記液溜まり防止制御は、前記第1ユニットと前記第2ユニットとの間に冷媒の圧力差を形成するための制御であって、前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)のユニットファン(38)に対する送風制御及び前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)の圧縮機(31L,31M,31R)に対する圧縮容量制御の少なくとも一方の制御を有することが好ましい。
このように、各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)においてユニットファン(38)に対する送風制御や圧縮機(31L,31M,31R)に対する圧縮容量制御が行われることにより、吐出冷媒の圧力制御を適切に行うことができる。
また、液溜まり防止制御が送風制御及び圧縮容量制御の両方の制御を有する場合には、前記液溜まり防止制御は、前記送風制御を前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)のユニットファン(38)に対してそれぞれ行った後に、前記送風制御によって前記圧力差が形成されないときに各圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量制御を行う一方、前記送風制御によって前記圧力差が形成されたときに各圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量の変更を行わない制御であることが好ましい。
このように、ユニットファン(38)の送風制御によって前記圧力差が形成できない場合にのみ圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量制御を行うことにより室内ユニット(2)の冷却能力に関わる圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量の変更をなるべく行わないようにし、これにより、室内ユニット(2)の冷却能力の変動を抑え、安定化を図ることができる。
また、前記液溜まり防止制御では、前記第1ユニットを順次他のコンデンシングユニットに切り換えていくことがより好ましい。
このように第1ユニットが順次切り換えられることにより、冷凍サイクル(10)における冷媒の偏りがより抑えられる。
前記コンデンシングユニットセットにおいて、前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)が、前記凝縮器(33)から前記室内ユニット(2)へ向けて流れる冷媒の一部を分流させて前記圧縮機(31L,31M,31R)の中間圧力部に導入する中間インジェクション回路(67)をそれぞれ備え、各中間インジェクション回路(67)が、膨張弁(69)をそれぞれ有することが好ましい。
かかる構成によれば、膨張弁(69)を通過することにより温度の下がった冷媒が圧縮機(31L,31M,31R)に導入されるため、圧縮機(31L,31M,31R)を過熱から保護することができる。
前記親ユニット(3a)は、前記複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)の中で冷媒不足状態になっているコンデンシングユニット(3)を判別する状態判別部(42)を備え、前記親ユニット(3a)の制御部(4a)は、前記第1ユニットにおいて前記状態判別部(42)によって冷媒不足状態となっていると判別されたときに、当該第1ユニットのユニットファン(38)の回転数を上げる冷媒不足解消制御を実行することが好ましい。
このコンデンシングユニットセットを備えた冷凍サイクル(10)では、冷凍サイクル(10)において液溜まりが生じても、この液溜まりによって冷媒不足状態となったコンデンシングユニットの圧縮機(31L,31M,31R)にかかる負担から当該圧縮機(31L,31M,31R)を保護することができる。
具体的には、親ユニット(3a)の制御部(4a)は、液溜まりが生じたときに、即ち、第1ユニットが状態判別部(42)によって冷媒不足状態であると判別されたときに、この第1ユニットのユニットファン(38)に対してその回転数を上げる制御を行って当該第1ユニットの凝縮器(33)の凝縮能力を増大させ、当該冷凍サイクル(10)を循環する冷媒が当該第1ユニットに引き込まれる量を多くする。これにより、冷凍サイクル(10)において冷媒が溜まっている一部のコンデンシングユニット(3)から冷媒が引き出されてこの冷媒が第1ユニットに引き込まれるため液溜まりが解消すると共に第1ユニットでの冷媒不足が解消される。その結果、冷媒不足状態での運転による負担から圧縮機(31L,31M,31R)を保護することができる。
また、前記制御部(41)は、前記ユニットファン(38)の回転数を上げる制御を行っても前記冷媒不足状態が解消されないときに、さらに、前記冷媒不足状態の第1ユニットの圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を下げる制御を行うことが好ましい。
このように、ユニットファン(38)の回転数を上げても前記冷媒不足状態が解消できない場合にのみ圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を下げるようにして室内ユニット(2)の冷却能力に関わる圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量の変更をなるべく行わないようにし、これにより、室内ユニットの冷却能力の安定化を図ることができる。
この場合、前記制御部(41)は、前記冷媒不足状態の第1ユニットの圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を下げたときに、前記第2ユニットの圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を上げる制御を行うことがより好ましい。
かかる構成によれば、室内ユニット(2)に供給される冷媒量の変動を抑えることができ、これにより、室内ユニット(2)の冷却能力の変動を好適に抑えることができる。
各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、その冷媒吐出部における冷媒の温度を計測する吐出冷媒温度検出部(TC1)をそれぞれ備え、前記状態判別部は、前記第1ユニットの冷媒吐出部における冷媒の温度が前記第2ユニットの冷媒吐出部における冷媒の温度よりも予め設定された所定の温度差以上のときに当該第1ユニットを冷媒不足状態であると判別してもよい。
第1ユニットが冷媒不足になると圧縮機(31L,31M,31R)から吐出される冷媒の温度が高くなるため、当該第1ユニットの冷媒吐出部における冷媒温度も上昇する。そのため、第1ユニットと第2ユニットと間の冷媒吐出部における冷媒の温度を比較するだけで、第1ユニットが冷媒不足状態であるか否かを容易に判別することができる。
前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、前記凝縮器(33)から前記室内ユニット(2)へ向けて流れる冷媒の一部を分流させて前記圧縮機(31L,31M,31R)の中間圧力部に導入する中間インジェクション回路(67)を備え、前記中間インジェクション回路(67)は、膨張弁(69)と、当該中間インジェクション回路(67)を流れる冷媒量を調節する開閉弁と、この開閉弁の開度を調節する開度調節部と、を有する。そして、前記状態判別部(42)は、前記第1ユニットの前記開度調節部から得られる前記開閉弁の開度が予め定められた値に達しているときに、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別してもよい。
かかる構成によれば、中間インジェクション回路(67)の開閉弁の開度のみによって第1ユニットが冷媒不足状態か否かが判別できるため、より容易且つ確実に判別することができる。
また、上記課題を解消すべく、本発明は、上記いずれかに記載のコンデンシングユニットセットと、蒸発器(23)と膨張弁(27)とを有し、前記コンデンシングユニットセットの各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)が接続されてこれら各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)と共に冷凍サイクル(10)を形成する室内ユニット(2)と、を備える。
本発明によれば、冷凍サイクル(10)において、全てのコンデンシングユニット(3a,3b,3c)が第1ユニットとなることを経験するように切り換えられることによって、吐出冷媒の圧力が他のコンデンシングユニット(3)の吐出冷媒の圧力よりも常に低くなるコンデンシングユニット(3)が生じることを防ぐことができる。これにより、一部のコンデンシングユニット(3)に冷媒が偏って液溜まりが生じることを防ぐことができる。
以上より、本発明によれば、複数のコンデンシングユニットを備えた冷凍サイクルにおいて液溜りが生じ難い冷凍装置、及びこの冷凍装置に用いられるコンデンシングユニットセットを提供することができる。
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1に示されるように、冷凍装置1は、複数(本実施形態では3台)のコンデンシングユニット(以下、単に「ユニット」とも称する。)3a,3b,3cからなるコンデンシングユニットセットと、このコンデンシングユニットセットの各ユニット3a,3b,3cが接続されてこれら各ユニット3a,3b,3cと共に冷媒回路(冷凍サイクル)10を形成する室内ユニット2と、を備える。当該冷凍装置1における室内ユニット2は、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等に設置されるショーケースや冷蔵庫、冷凍庫等である。
尚、図中において、3台のユニット3a,3b,3cは、同一の構成であるものとして、ユニット制御部4b,4cを除いてユニット3b,3c内の各部の記載を省略する。また、以下では、3台のユニット3a,3b,3cを総称して説明する場合に、コンデンシングユニット3と示すものとする。同様に、各ユニット3a,3b,3cのユニット制御部4a,4b,4cを総称して説明する場合に、ユニット制御部4と示すものとする。
各ユニット3a,3b,3cは、それぞれコンデンシングユニット回路(以下、単に「ユニット回路」とも称する。)30と、ユニット回路30を制御可能なユニット制御部4a,4b,4cと、を備え、室内ユニット2は、室内ユニット回路20と、室内ユニット制御部21と、を備える。また、冷凍装置1は、液冷媒配管11とガス冷媒配管12とを備え、各ユニット回路30と室内ユニット回路20とを液冷媒配管11及びガス冷媒配管12により接続して、同一の冷媒循環系統からなる冷媒回路(冷凍サイクル)10を構成(形成)する。
液冷媒配管11の一端は、3つに分岐され、分岐された各端部が各ユニット3a,3b,3cのユニット回路30の低圧側(吸入側)の端部に設けられる閉鎖弁13に接続される。この液冷媒配管11の3つに分岐された一端には、それぞれ逆止弁である流入防止弁15がそれぞれ設けられる。一方、液冷媒配管11の他端は、室内ユニット回路20の液側に接続される。
流入防止弁15は、閉鎖弁13から室内ユニット2へ向かう冷媒の流れのみを許容する。この流入防止弁15が設けられることにより、3台のユニット3a,3b,3cのうちの1台又は2台のユニット3から吐出される冷媒圧力が他のユニット3から吐出される冷媒圧力より低くても、吐出される冷媒圧力の低いユニット3内に冷媒が逆流することを防ぐことができる。尚、流入防止弁15が配置される場所は、液冷媒配管11の一端(各ユニット3a,3b,3cの外側)に限定されず、各ユニット3a,3b,3c内(例えば、第2液管66の下流側(流出側)の端部等)に設けられてもよい。
また、ガス冷媒配管12の一端は、3つに分岐され、分岐された各端部が各ユニット3a,3b,3cのユニット回路30の高圧側(吐出側)の端部に設けられる閉鎖弁14に接続される。一方、ガス冷媒配管12の他端は、室内ユニット回路20のガス側に接続される。
ユニット回路30は、3台の圧縮機31L,31M,31Rと、熱交換器(凝縮器)33と、レシーバ34と、エコノマイザ回路60と、を備える。
3台の圧縮機31L,31M,31Rは、例えば、全密閉式高圧ドーム型のスクロール圧縮機により構成され、互いに並列に接続される。圧縮機31Lは、図略のインバータの出力周波数を変化させて電動機の回転数を変化させることによって、容量が可変な容量可変圧縮機として構成される。圧縮機31M,31Rは、電動機が常時一定の所定回転数で運転され、容量が固定された(変更不能な)一定速圧縮機として構成される。
圧縮機31L,31M,31Rは、吸入管61L,61M,61Rから流入した冷媒を圧縮し、当該圧縮した高圧の冷媒を吐出管62L,62M,62Rへ吐出する。各吐出管62L,62M,62Rの各流出端は、吐出合流管62の一端(流入端)に接続される。この吐出合流管62の他端(流出端)は、熱交換器33の一端(ガス側)に接続される。この吐出合流管62は、各吐出管62L,62M,62Rからの冷媒を合流して熱交換器33に供給する。
吐出管62L,62M,62Rは、それぞれ油セパレータ91L,91M,91Rを備える。油セパレータ91L,91M,91Rは、圧縮機31L,31M,31Rから吐出された冷媒から冷凍機油を分離させる。各油セパレータ91L,91M,91Rには、それぞれ油戻し管92L,92M,92Rが接続されている。
油戻し管92L,92M,92Rは、油戻し合流管92の一端(流入端)に合流している。一方、油戻し合流管92の他端(流出端)は、インジェクション管68に接続されている。これによって、各油セパレータ91L,91M,91Rで分離された冷凍機油は、各圧縮機31L,31M,31Rの中間圧の圧縮室に流入する。
熱交換器(凝縮器)33は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成され、近傍に設けられたファン(ユニットファン)38によって送られる室外空気と熱交換器33内に循環される冷媒との間で熱交換を行う。熱交換器33の他端(液側)は、第1液管65を介してレシーバ34の頂部に接続される。
レシーバ34は、熱交換器33とエコノマイザ回路60の過冷却熱交換器63との間に配置され、熱交換器33において凝縮された高圧冷媒を一時的に貯留する。
エコノマイザ回路60は、液冷媒を過冷却状態にする回路であり、過冷却熱交換器63と、中間インジェクション回路67と、を有する。
過冷却熱交換器63は、例えば、プレート型熱交換器により構成され、第2液管66及び中間インジェクション回路67のインジェクション管68を流れる冷媒同士を熱交換させ、第2液管66を流れる冷媒を過冷却状態にする。第2液管66の流入端は、レシーバ34の底部に接続され、第2液管66の流出端は、閉鎖弁13に接続される。
中間インジェクション回路67は、第2液管66内をレシーバ34から閉鎖弁13に向けて流れる冷媒の一部を分流させて各圧縮機31L,31M,31Rにおける中間圧の圧縮室(中間圧力部)に導入(注入)するインジェクション管68と、インジェクション管68に設けられる過冷却用膨張弁69と、を有する。
インジェクション管68の流入端は、第2液管66における過冷却熱交換器63の下流側の部位に接続され、インジェクション管68の流出端は、各圧縮機31L,31M,31Rに接続される。詳しくは、インジェクション管68の流出端側は、3つの分岐インジェクション管68L,68M,68Rに分岐し、これら3つの分岐インジェクション管68L,68M,68Rは、それぞれ、各圧縮機31L,31M,31Rに接続され、中間圧の圧縮室に連通している。
過冷却用膨張弁69は、例えば、開度が調節可能な電子膨張弁により構成される。尚、本実施形態では、過冷却用膨張弁69の開度を調節して各圧縮機31L,31M,31Rに供給される冷媒(ガス冷媒)量を変更可能にしているが、これに限定されない。例えば、インジェクション管68に、開度が固定された膨張弁と、開閉弁と、この開閉弁の開度を調節する開度調節部とを設け、開度調節部による開閉弁の開度調節によって各圧縮機31L,31M,31R側に供給される冷媒(ガス冷媒)量を変更可能にしてもよい。
また、ユニット回路30は、各種センサを備える。具体的には、吐出管62L,62M,62Rに、それぞれ吐出管62L,62M,62Rの温度を検出する吐出管温度センサTL,TM,TRが設けられ、吸入合流管61に、吸入合流管61の温度を検出する吸入管温度センサTC2が設けられる。また、第2液管66に、当該ユニット3から液冷媒配管11に吐出される冷媒の温度を検出(計測)する吐出冷媒温度センサ(吐出冷媒温度検出部)TC1が設けられる。
また、ファン38の近傍には、外気温度を検出するための外気温センサ(温度検出部)Toutが設けられる。インジェクション管68には、過冷却用膨張弁69の下流側に過冷却熱交換器63に流入する冷媒の温度を検出する第1液温センサT1が設けられ、過冷却熱交換器63の下流側に当該過冷却熱交換器63から流出する冷媒の温度を検出する第2液温センサT2が設けられる。
更に、各吸入管61L,61M,61Rの合流箇所、即ち、吸入合流管61の流出端には、圧縮機31L,31M,31Rに分かれて吸入される低圧冷媒の圧力を検出する低圧圧力センサ(圧力検出部)PLが設けられる。一方、各吐出管62L,62M,62Rの合流箇所、即ち、吐出合流管62の流入端には、圧縮機31L,31M,31Rから吐き出されて合流した高圧冷媒の圧力(吐出冷媒圧力)を検出する高圧圧力センサPHが設けられる。
室内ユニット2の室内ユニット回路20は、室内膨張弁27と、室内熱交換器(蒸発器)23と、室内ファン28と、を備える。
室内膨張弁27は、例えば、開度が調整可能な電子膨張弁により構成されている。室内熱交換器23は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成され、近傍に設けられた室内ファン28によって送られる室内空気(又はショーケース内等の空気)と室内熱交換器23内に循環される冷媒との間で熱交換を行う。
室内ユニット制御部21は、室内膨張弁27の開度や室内ファン28等の室内ユニット回路の各構成要素を制御する。
ユニット制御部4は、ユニット3の各圧縮機31L,31M,31Rやファン38等の各構成要素の制御を司る部位であり、例えば、CPUと、ROMやRAM等のメモリと、を備えたマイクロコンピュータにより構成される。このユニット制御部4には、各温度センサT1,T2,TC1,TC2,TL,TM,TR,Tout及び各圧力センサPL,PHの検出値を示す制御信号が入力される。
ユニット制御部4は、メモリに予め格納されている制御プログラムを実行することにより、冷媒回路10にユニット3が1台しか設けられていないときには、低圧圧力センサPLにより検出(計測)された冷媒圧力に基づいて当該ユニット制御部4を備えたユニット3の各圧縮機31L,31M,31Rやファン38等を制御することにより室内ユニット2の冷却能力を調節する。一方、ユニット制御部4は、前記制御プログラムを実行することにより、冷媒回路10に複数台のユニット3,3,…が設けられているときには、当該ユニット制御部4を備えたユニット3を親ユニット又は子ユニットとして動作させる。ここで親ユニットとは、室内ユニット2の冷却能力を調節するために、他のユニット等からの指示がなくても自己のユニット制御部4が低圧圧力センサPLにより検出された冷媒圧力に基づいて当該ユニット(親ユニット)の各圧縮機31L,31M,31Rやファン38等を制御すると共に他のユニット(子ユニット)のユニット制御部4に制御の指示を行うことが可能なユニットである。また、子ユニットとは、親ユニットからの指示に基づいて当該子ユニットのユニット制御部4が当該子ユニットの各圧縮機31L,31M,31Rやファン38等を制御するユニットである。
本実施形態では、3台のユニット3a,3b,3cのうち、ユニット3aが親ユニットとして動作し、ユニット3b,3cが子ユニットとして動作する。そして、親ユニット3aのユニット制御部4aと各子ユニット3b,3cのユニット制御部4b,4cとの間は、制御信号等をやり取りできるように有線又は無線によってそれぞれ伝送接続されている。
親ユニットとして動作する親ユニットモードと、子ユニットとして動作する子ユニットモードとの切り換えは、各ユニット3a,3b,3cに設けられた制御切換スイッチsw1,sw2,sw3によって行われる。
例えば、制御切換スイッチsw1によって親ユニット(親ユニットモード)に切り換えられたユニット3aのユニット制御部4aは、前記制御プログラムの実行により、機能的に、冷凍サイクル運転制御部(制御部)41と、状態判別部42とを備える(図2参照)。
冷凍サイクル運転制御部41は、冷凍装置1の通常時(後述する液溜まり解消制御が行われていない時)の冷凍サイクル運転を行う通常運転制御部43と、冷凍装置1のいずれかのユニット3a,3b,3cに液溜まりが生じた場合にこの液溜まりを解消するための冷凍サイクル運転を行う液溜まり解消運転制御部44とを有する。
通常運転制御部43は、親ユニット3aのユニット回路30を制御すると共に子ユニット3b,3cのユニット制御部4b,4cを介して当該子ユニット3b,3cのユニット回路30を制御することにより、以下に説明する冷凍装置1の冷凍サイクル運転を行いつつ液溜まり防止制御を行う。
具体的に、通常運転制御部43は、各ユニット3a,3b,3cにそれぞれ設けられた3台の圧縮機31L,31M,31Rのうちの少なくとも1台を起動する。また、通常運転制御部43は、各ユニット3a,3b,3cの過冷却用膨張弁69の開度を適宜調整する。これにより、冷媒回路10において図中の矢印方向に冷媒が循環する。
各圧縮機31L,31M,31Rによって圧縮された高圧の冷媒は、各吐出管62L,62M,62Rを介して吐出合流管62に流入することによって合流し、この吐出合流管62から熱交換器33に流入する。
各吐出管62L,62M,62Rに備えられた油セパレータ91L,91M,91Rは、各吐出管62L,62M,62Rを流れる高圧の冷媒から冷凍機油を分離して貯留する。当該貯留された冷凍機油は、各油戻し管92L,92M,92R及び油戻し合流管92を介して、インジェクション管68に流入する。
熱交換器33は、流入した高圧冷媒を室外空気へ放熱させて凝縮させる。即ち、熱交換器33は、凝縮器として働く。当該凝縮された冷媒は、第1液管65、レシーバ34、及び第2液管66を順に流れる。第2液管66に流入した冷媒は、インジェクション管68と液冷媒配管11に分流される。
インジェクション管68に流入した冷媒は、過冷却用膨張弁69において減圧されることによって温度を下げられた後、過冷却熱交換器63を通過する。過冷却熱交換器63では、第2液管66を流れる冷媒とインジェクション管68を流れる冷媒とが熱交換し、これにより、第2液管66を流れる冷媒が過冷却される一方、インジェクション管68を流れる冷媒が蒸発する。そして、第2液管66において過冷却された液冷媒が液冷媒配管11に流入し、インジェクション管68において蒸発したガス冷媒が各圧縮機31L,31M,31Rに向かう。
液冷媒配管11に流入した冷媒は、室内ユニット回路20へ流入する。このとき、停止中のユニット3a,3b,3cがあっても、流入防止弁15によって、運転中(駆動中)のユニット(例えば、3a,3b)のユニット回路30から吐出された冷媒が液冷媒配管11を介して停止中の各ユニット(例えば3c)のユニット回路30内に逆流することが防がれている。
室内ユニット回路20に流入した冷媒は、室内膨張弁27で減圧された後、室内熱交換器23に流入する。
室内熱交換器23に流入した低圧冷媒は、室内空気から吸熱して蒸発する。これによって、室内ユニット(例えば、ショーケースや冷蔵庫等)2内が冷却される。当該蒸発した冷媒は、ガス冷媒配管12を介して各ユニット回路30に分流される。
各ユニット回路30に流入した冷媒は、吸入合流管61に流入した後、各吸入管61L,61M,61Rに分流される。そして、各吸入管61L,61M,61Rに流入した冷媒は、各圧縮機31L,31M,31Rに供給され、各圧縮機31L,31M,31Rにおいて圧縮された後再び吐出される。
一方、インジェクション管68に流入したガス冷媒は、油戻し合流管92に流入した冷凍機油と共に、各分岐インジェクション管68L,68M,68Rを介して各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮機構における中間圧の圧縮室へ導入される。尚、当該ガス冷媒のインジェクション量は、過冷却用膨張弁69の開度によって調整される。
冷凍装置1の通常の冷凍サイクル運転時には、通常運転制御部43によるユニット回路30の制御によってこのような冷媒の循環が繰り返される。
次に、上記の冷凍サイクル運転を行いつつ通常運転制御部43が行う液溜まり防止制御について説明する。
液溜まり防止制御は、冷凍装置1に設けられた複数のユニット3a,3b,3cのうちのいずれかのユニットを第1ユニットとすると共に第1ユニット以外のユニットを第2ユニットとし、且つ、複数のユニット3a,3b,3cのうちで全てのユニットがそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように、第1ユニットとなるユニットを切り換える制御である。ここで、第1ユニットとは、通常運転制御部43によって複数のユニット3a,3b,3cの中から選択されたユニットであり、この第1ユニットに選ばれたユニットは、圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力(吐出合流管62の流入端における前記圧縮機31L,31M,31Rから吐き出されて合流した高圧冷媒の圧力)が、第2ユニット(第1ユニット以外のユニット)に設けられた圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも高くなるように通常運転制御部43によって制御される。
本実施形態の通常運転制御部43は、3つのユニット3a,3b,3cのうち1つのユニットを第1ユニットとすると共に残りの2つのユニットを第2ユニットとし、第1ユニットを順次他のユニットに切り換えていく。尚、同じ時刻に第1ユニットになっているユニットの数は、1つに限定されず、複数であってもよい。この場合、各第1ユニットに設けられた圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力は全て同じである。また、各第2ユニットに設けられた圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力は、第1ユニットに設けられた圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも低ければ、全ての第2ユニットにおいて同じ圧力でなくてもよい。
例えば、通常運転制御部は、図3に示されるように、冷凍サイクル運転を開始したときに、先ず、ユニット3aを第1ユニットとし、ユニット3b,3cを第2ユニットとする。本実施形態の通常運転制御部43は、例えば10分毎に、第1ユニットを順次他のユニットに切り換えるため、前記冷凍サイクル運転の開始から10分が経過したときに、ユニット3bを第1ユニットとし、ユニット3a,3cを第2ユニットとする。さらに、10分経過したときに、通常運転制御部43は、ユニット3cを第1ユニットとし、ユニット3a,3bを第2ユニットとする。この一連の動作が繰り返される。このように、全てのユニット3a,3b,3cがそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように切り換えられることによって、いずれかのユニットの圧縮機31L,31M,31Rの吐出冷媒圧力が他のユニットに設けられた圧縮機31L,31M,31Rの吐出冷媒圧力よりも常に低くなるユニットが生じることを防ぐことができる。これにより、複数のユニット3a,3b,3cを備えた冷凍装置1において一部のユニットに冷媒が偏って液溜まりが生じることを防ぐことができる。
以下、図4〜図6も参照しつつ、液溜まり防止制御について詳しく説明する。図4は、液溜まり防止制御の全体の流れを説明するためのフロー図であり、図5は、図4のステップS2のサブルーチンを説明するためのフロー図であり、図6は、図4のステップS3のサブルーチンを説明するためのフロー図である。尚、以下の説明では、ユニット3bを第1の子ユニットと称し、また、ユニット3cを第2の子ユニットと称する。
冷凍装置1において冷凍サイクル運転が開始されると、親ユニット3aの通常運転制御部43は、当該親ユニット3aが第1ユニットであることを確認する(ステップS1)。
親ユニット3aが第1ユニットであれば(ステップS1;YES)、通常運転制御部43は、高圧維持ファン制御処理を行い(ステップS2)、次に、高圧維持圧縮機制御処理を行う(ステップS3)。即ち、通常運転制御部43は、第1ユニットの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力を第2ユニットの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも予め設定された所定の圧力差(本実施形態では、例えば、0.2MPa)だけ高く維持するために、ファン制御(ファン38の送風制御)を行った後に、前記圧力差が形成されないときに各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量制御を行う一方、前記ファン制御によって前記圧力差が形成されたときに各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量制御を行わない。(つまり、通常運転制御部43は、前記ファン制御によって前記圧力差が形成されたときには圧縮容量制御を禁止する。)尚、親ユニット3aが第1ユニットでなければ(ステップS1;NO)、通常運転制御部43は、第1子ユニット3bが第1ユニットであるか否かの判断(ステップS5)に進む。
高圧維持ファン制御処理は、具体的には以下のように行われる。ここでは、図5を参照しつつ説明する。
通常運転制御部43は、以下の第1条件を満たし、且つ、以下の第2条件又は第3条件を満たすか否かを判断する(ステップS21)。
ここで、第1条件は、高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力(本実施形態では、吐出合流管62の流入端(各圧縮機31L,31M,31Rから吐出された冷媒が合流する位置)における冷媒圧力)が予め設定された目標圧力(本実施形態では、例えば2.7MPa)よりも小さいこと(即ち、親ユニット3aのHPの値<目標圧力(2.7MPa))である。尚、目標圧力は、各圧縮機31L,31M,31Rの制御可能な冷媒圧力の範囲内で設定される圧力であり、本実施形態における各圧縮機31L,31M,31Rの制御可能な冷媒圧力の範囲は、3.3MPa未満である。
また、第2条件は、第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中であり、且つ、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第1の子ユニット3bの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力よりも小さいこと(即ち、親ユニット3aのPHの値<第1子ユニット3bのPHの値)である。また、第3条件は、第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中であり、且つ、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第2の子ユニット3cの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力よりも小さいこと(即ち、親ユニット3aのPHの値<第2子ユニット3cのPHの値)である。
第1条件及び第2条件、又は第1条件及び第3条件を満たす場合は(ステップS21;YES)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力よりも低い状態である。従って、通常運転制御部43は、第1ユニットの熱交換器33への送風量を下げて熱交換機33における冷媒の凝縮量を減らして冷媒回路10の高圧側の圧力(詳しくは、高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力)を上げるために親ユニット3aのファン38に送風量ダウン信号を伝送する(ステップS22)。この送風量ダウン信号を受信したファン38は、熱交換器33への送風量を減少させる。一方、第1条件を満たさない、又は、第2条件及び第3条件の両条件を満たさない場合には(ステップS21;NO)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力であるか、又は、目標圧力よりも高い状態である。従って、通常運転制御部43は、冷媒回路10の高圧側の圧力を上げる必要がないため、ファン38への送風量ダウン信号の伝送を行わずに次の判断に進む。
次に、通常運転制御部43は、以下の第4条件、第5条件、及び第6条件のいずれか一つの条件を満たすか否かを判断する(ステップS23)。
ここで、第4条件は、以下の3つの条件(第4−1条件,第4−2条件,第4−3条件)を全て満たすことにより満たされる。即ち、前記3つの条件の少なくとも1の条件を満たさない場合は、第4条件は満たされない。
(1)第4−1条件は、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第1の子ユニット3bの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力に予め設定された所定の圧力差(本実施形態では、例えば、0.2MPa)を加えた値よりも高いこと(即ち、親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa))である。
(2)第4−2条件は、第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中である。
(3)第4−3条件は、第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが停止中である。
(1)第4−1条件は、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第1の子ユニット3bの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力に予め設定された所定の圧力差(本実施形態では、例えば、0.2MPa)を加えた値よりも高いこと(即ち、親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa))である。
(2)第4−2条件は、第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中である。
(3)第4−3条件は、第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが停止中である。
また、第5条件は、以下の3つの条件(第5−1条件,第5−2条件,第5−3条件)を全て満たすことにより満たされる。即ち、前記3つの条件の少なくとも1の条件を満たさない場合は、第5条件は満たされない。
(1)第5−1条件は、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第2の子ユニット3bの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力に前記予め設定された所定の圧力差を加えた値よりも高いこと(即ち、親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa))である。
(2)第5−2条件は、第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが停止中である。
(3)第5−3条件は、第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中である。
(1)第5−1条件は、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第2の子ユニット3bの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力に前記予め設定された所定の圧力差を加えた値よりも高いこと(即ち、親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa))である。
(2)第5−2条件は、第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが停止中である。
(3)第5−3条件は、第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中である。
また、第6条件は、以下の4つの条件(第6−1条件,第6−2条件,第6−3条件,第6−4条件)を全て満たすことにより満たされる。即ち、前記4つの条件の少なくとも1の条件を満たさない場合は、第6条件は満たされない。
(1)第6−1条件は、第4−1条件と同じである。即ち、第6−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第6−2条件は、第5−1条件と同じである。即ち、第6−2条件は、「親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3cのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(3)第6−3条件は、第4−2条件と同じである。即ち、第6−3条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(4)第6−4条件は、第5−3条件と同じである。即ち、第6−4条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(1)第6−1条件は、第4−1条件と同じである。即ち、第6−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第6−2条件は、第5−1条件と同じである。即ち、第6−2条件は、「親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3cのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(3)第6−3条件は、第4−2条件と同じである。即ち、第6−3条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(4)第6−4条件は、第5−3条件と同じである。即ち、第6−4条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
通常運転制御部43は、第4条件、第5条件、及び第6条件のいずれか一つの条件を満たす場合は(ステップS23;YES)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力よりも高い状態である。従って、通常運転制御部43は、熱交換器33への送風量を上げて熱交換器33における冷媒の凝縮量を増やして冷媒回路10の高圧側の圧力(詳しくは、高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力)を下げるために親ユニット3aのファン38に送風量アップ信号を伝送する(ステップS24)。この送風量アップ信号を受信したファン38は、熱交換器33への送風量を増大させる。一方、第4条件、第5条件、及び第6条件の全てを満たさない場合には(ステップS23;NO)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力の状態であるか、又は、目標圧力よりも低い状態である。従って、通常運転制御部43は、冷媒回路10の高圧側の圧力を下げる必要がないため、ファン38への送風量アップ信号の伝送を行わず、次の処理へ進む。
高圧維持圧縮機制御処理は、具体的には以下のように行われる。ここでは、図6を参照しつつ説明する。
通常運転制御部43は、以下の第7条件を満たし、且つ、以下の第8条件又は第9条件を満たすか否かを判断する(ステップS31)。
ここで、第7条件は、高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が目標圧力よりも大きいこと(即ち、親ユニット3aのHPの値>目標圧力(2.7MPa):ファン制御のみでは調整できない範囲)、又は、高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が目標圧力よりも小さい状態が予め設定された所定時間(本実施形態では、例えば、5分)連続していること(即ち、ファン制御を行っても吐出冷媒圧力に変化がない状態)である。また、第8条件は、第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中であり、且つ、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第1の子ユニット3bの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力よりも小さいこと(即ち、親ユニット3aのPHの値<第1の子ユニット3bのPHの値)である。また、第9条件は、第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中であり、且つ、親ユニット3aの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が第2の子ユニット3cの高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力よりも小さいこと(即ち、親ユニット3aのPHの値<第2の子ユニット3cのPHの値)である。
第7条件及び第8条件、又は第7条件及び第9条件を満たす場合は(ステップS31;YES)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力よりも低くファン制御だけでは目標圧力まで上がらない状態である。従って、通常運転制御部43は、圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を上げることによって冷媒回路10の高圧側の圧力(詳しくは、高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力)を上げるために親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rに圧縮容量アップ信号を伝送する(ステップS32)。この圧縮容量アップ信号を受信した圧縮機31L,31M,31Rは、停止していた場合には起動し、圧縮容量アップ信号を受信した圧縮機が容量可変圧縮機31Lである場合には圧縮容量を上げる。一方、第7条件を満たさない、又は、第8条件及び第9条件の両条件を満たさない場合には(ステップS31;NO)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力であるか、又は、目標圧力よりも高い状態である。従って、通常運転制御部43は、冷媒回路10の高圧側の圧力を上げる必要がないため、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量アップ信号の伝送を行わずに次の判断に進む。
その後、通常運転制御部43は、以下の第10条件、第11条件、及び第12条件のいずれか一つの条件を満たすか否かを判断する(ステップS33)。
ここで、第10条件は、第4条件と同じである。即ち、以下の3つの条件(第10−1条件,第10−2条件,第10−3条件)を全て満たすことにより満たされる。
(1)第10−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第10−2条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(3)第10−3条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが停止中」である。
(1)第10−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第10−2条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(3)第10−3条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが停止中」である。
また、第11条件は、第5条件と同じである。即ち、以下の3つの条件(第11−1条件,第11−2条件,第11−3条件)を全て満たすことにより満たされる。
(1)第11−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3cのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第11−2条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが停止中」である。
(3)第11−3条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(1)第11−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3cのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第11−2条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが停止中」である。
(3)第11−3条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
また、第12条件は、第6条件と同じである。即ち、以下の4つの条件(第12−1条件,第12−2条件,第12−3条件,第12−4条件)を全て満たすことにより満たされる。
(1)第12−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第12−2条件は、「親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(3)第12−3条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(4)第12−4条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(1)第12−1条件は、「親ユニット3aのPHの値>第1の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(2)第12−2条件は、「親ユニット3aのPHの値>第2の子ユニット3bのPHの値+所定圧力差(0.2MPa)」である。
(3)第12−3条件は、「第1の子ユニット3bの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
(4)第12−4条件は、「第2の子ユニット3cの圧縮機31L,31M,31Rが駆動中」である。
通常運転制御部43は、第10条件、第11条件、及び第12条件のいずれか一つの条件を満たす場合は(ステップS33;YES)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力よりも高くファン制御だけでは目標圧力まで下がらない状態である。従って、通常運転制御部43は、圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を下げることによって冷媒回路10の高圧側の圧力(詳しくは、高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力)を下げるために親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rに圧縮容量ダウン信号を伝送する(ステップS34)。この圧縮容量ダウン信号を受信した圧縮機が駆動中の一定速圧縮機31M,31Rの場合は停止し、圧縮容量ダウン信号を受信した圧縮機が容量可変圧縮機31Lの場合には圧縮容量を下げる。一方、第10条件、第11条件、及び第12条件の全てを満たさない場合には(ステップS33;NO)、親ユニット3aの圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力が目標圧力の状態である。従って、通常運転制御部43は、冷媒回路10の高圧側の圧力を下げる必要がないため、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量ダウン信号の伝送を行わず、次の処理へ進む。
ここで図4に戻って説明を続ける。以上の高圧維持ファン制御処理と高圧維持圧縮機制御処理とが、親ユニット3aが第1ユニットになってから所定時間(本実施形態では、例えば、10分)経過するまで繰り返される(ステップS4;NO)。そして、所定時間が経過すると(ステップS4;YES)、通常運転制御部43は、第1ユニットを親ユニット3aから第1の子ユニット3bに切り換える。
次に、通常運転制御部43は、第1の子ユニット3bが第1ユニットであることを確認する(ステップS5)。
第1の子ユニット3bが第1ユニットであれば(ステップS5;YES)、通常運転制御部43は、上記の高圧維持ファン制御処理(ステップS2)と同じ制御処理を第1の子ユニット3bのユニット制御部4bを介して当該第1の子ユニット3bのユニット回路30に対して行う(ステップS6)。そして、通常運転制御部43は、上記の高圧維持圧縮機制御処理(ステップS3)と同じ制御処理を第1の子ユニット3bのユニット制御部4bを介して当該第1の子ユニット3bのユニット回路30に対して行う(ステップS7)。即ち、通常運転制御部43は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力を第2ユニット(親ユニット3a及び第2の子ユニット3c)の圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも予め設定された所定の圧力差だけ高く維持するために、第1の子ユニット3bにおいてファン制御(ファン38の送風制御)を行った後に、前記圧力差が形成されないときに第1の子ユニット3bの各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量制御を行う一方、前記ファン制御によって前記圧力差が形成されたときに第1の子ユニット3bの各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量の変更を行わない。尚、第1の子ユニット3bが第1ユニットでなければ(ステップS5;NO)、通常運転制御部43は、第2の子ユニット3cが第1ユニットであるか否かの判断(ステップS9)に進む。
以上の第1の子ユニット3bに対する高圧維持ファン制御処理と高圧維持圧縮機制御処理とが、当該第1の子ユニット3bが第1ユニットになってから所定時間(10分)経過するまで繰り返される(ステップS8;NO)。そして、所定時間が経過すると(ステップS8;YES)、通常運転制御部43は、第1ユニットを第1の子ユニット3bから第2の子ユニット3cに切り換える。
次に、通常運転制御部43は、第2の子ユニット3cが第1ユニットであることを確認する(ステップS9)。
第2の子ユニット3cが第1ユニットであれば(ステップS9;YES)、通常運転制御部43は、上記の高圧維持ファン制御処理(ステップS2)と同じ制御処理を第2の子ユニット3cのユニット制御部4cを介して当該第2の子ユニット3cのユニット回路30に対して行う(ステップS10)。そして、通常運転制御部43は、上記の高圧維持圧縮機制御処理(ステップS3)と同じ制御処理を第2の子ユニット3cのユニット制御部4cを介して当該第2の子ユニット3cのユニット回路30に対して行う(ステップS11)。即ち、通常運転制御部43は、第1ユニット(第2の子ユニット3c)の圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力を第2ユニット(親ユニット3a及び第1の子ユニット3b)の圧縮機31L,31M,31Rからの吐出冷媒圧力よりも予め設定された所定の圧力差だけ高く維持するために、第2の子ユニット3cにおいてファン制御(ファン38の送風制御)を行った後に、前記圧力差が形成されないときに第2の子ユニット3cの各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量制御を行う一方、前記ファン制御によって前記圧力差が形成されたときに第2の子ユニット3cの各圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量の変更を行わない。尚、第2の子ユニット3cが第1ユニットでなければ(ステップS9;NO)、通常運転制御部43は、親ユニット3aが第1ユニットであるか否かの判断(ステップS1)に戻る。
以上のステップS1〜ステップS12が繰り返されることにより、液溜まり防止制御が行われる。
状態判別部42は、第1ユニットとして機能するユニット3a,3b,3cが冷媒不足状態になっているか否かを判別する。本実施形態の状態判別部42は、以下の(1)〜(3)のうちの少なくとも1つに当てはまれば第1ユニットを冷媒不足状態であると判断する。
(1)状態判別部42は、第1ユニットの吐出冷媒温度センサTC1により検出された温度と、高圧圧力センサPHにより検出された吐出冷媒圧力と、を取得し、前記温度が予め設定された値(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値:本実施形態では、例えば、105℃)に達し、且つ、前記吐出冷媒圧力が予め設定された値(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値:本実施形態では、例えば、0.5MPa)に達しているときに、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する。
(2)状態判別部42は、第1ユニットの中間インジェクション回路67に設けられる過冷却用膨張弁69の開度を検出し、この開度が予め設定された値(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値に達している場合に、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する。尚、過冷却用膨張弁69の開度の検出は、検出対象となる過冷却用膨張弁69を備えたユニット(第1ユニット)3のユニット制御部4を介して行われる。
(3)状態判別部42は、第1ユニットの吐出冷媒温度センサTC1により検出される温度が第2ユニットの吐出冷媒温度センサTC1によって検出される温度よりも予め設定された温度差(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値:本実施形態では、例えば、20℃)以上高いときに、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する。
(1)状態判別部42は、第1ユニットの吐出冷媒温度センサTC1により検出された温度と、高圧圧力センサPHにより検出された吐出冷媒圧力と、を取得し、前記温度が予め設定された値(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値:本実施形態では、例えば、105℃)に達し、且つ、前記吐出冷媒圧力が予め設定された値(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値:本実施形態では、例えば、0.5MPa)に達しているときに、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する。
(2)状態判別部42は、第1ユニットの中間インジェクション回路67に設けられる過冷却用膨張弁69の開度を検出し、この開度が予め設定された値(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値に達している場合に、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する。尚、過冷却用膨張弁69の開度の検出は、検出対象となる過冷却用膨張弁69を備えたユニット(第1ユニット)3のユニット制御部4を介して行われる。
(3)状態判別部42は、第1ユニットの吐出冷媒温度センサTC1により検出される温度が第2ユニットの吐出冷媒温度センサTC1によって検出される温度よりも予め設定された温度差(冷媒不足が生じている場合に取り得る値として予め定められた値:本実施形態では、例えば、20℃)以上高いときに、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する。
以上の状態判別部42における判別は、上記の通常運転制御部43による冷凍サイクル運転中に定期的に行われてもよく、また、図略のスイッチの切り換え等によって任意のタイミングで行われてもよい。
液溜まり解消運転制御部44は、状態判別部42において第1ユニットが冷媒不足状態であると判別された場合に、親ユニット3aのユニット回路30を制御すると共に第1及び第2の子ユニット3b,3cのユニット制御部4b,4cを介して当該第1及び第2の子ユニット3b,3cのユニット回路30を制御することにより、液溜まり解消制御(冷媒不足解消制御)を行う。
具体的に、液溜まり解消制御は、以下のように行われる。図7は、液溜まり解消制御の全体の流れを説明するためのフロー図である。
状態判別部42は、各ユニット3a,3b,3cのうちのどのユニットが第1ユニットであるかを確認する(ステップS41)。
状態判別部42が、例えば、第1の子ユニット3bが第1ユニットであると確認すると、続いて、第1ユニット(例えば、第1子ユニット3b)が冷媒不足状態か否かを判断する(ステップS42)。尚、以下では、第1の子ユニット3bが第1ユニットで、親ユニット3a及び第2の子ユニット3cが第2ユニットのときの例を説明する。
状態判別部42が、第1ユニット(第1の子ユニット3b)が冷媒不足状態であると判断した場合(ステップS42;YES)、液溜まり解消運転制御部44は、通常運転制御部43の代わり第1ユニット(第1の子ユニット3b)のユニット回路30の制御を行い、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)の冷媒不足時処理に入る(ステップS43)。
一方、ステップS42において、状態判別部42が、第1ユニット(第1の子ユニット3b)が冷媒不足状態ではないと判断した場合は(ステップS42;NO)、液溜まり解消運転制御部44は、ステップS43の冷媒不足時処理を行うことなく処理を終了する。即ち、通常運転制御部43が第1ユニット(第1の子ユニット3b)のユニット回路30の制御を続ける。
次に、図8を参照しつつ、冷媒不足時処理について、説明する。図8は、冷媒不足時における第1ユニット(第1の子ユニット3b)の制御を示すフロー図である。
上記のように、液溜まり解消運転制御部44は、状態判別部42が第1ユニット(第1の子ユニット3b)を冷媒不足状態であると判別すると、通常運転制御部43に代わって第1ユニット(第1の子ユニット3b)のユニット回路30の制御を開始する。
液溜まり解消運転制御部44は、先ず、第1ユニット(第1の子ユニット3b)に対して、ファン38の風量を増加させる制御を行っているか否かを判断する(ステップS51)。
液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)に対して、ファン38の風量を増加させる制御を行っていない場合は(ステップS51;YES)、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)のファン38に、回転数を、通常運転時における予め設定された回転数よりも予め設定された値だけ増加させる(ステップS52)。即ち、液溜まり解消運転制御部44は、ファン38が熱交換器33に供給する風量を増加させる。これにより、当該熱交換器33の凝縮能力を増大させて第1ユニット(例えば、第1子ユニット3b)に引き込まれる冷媒の量を多くし、レシーバ34に溜まる冷媒量を増加させる。このように、冷媒回路10において液溜まりが生じているユニット3a又は3cから冷媒が引き出され前記液溜まりが解消し、この引き出された冷媒が第1ユニットに多く引き込まれることにより当該第1ユニットの液不足が解消する。
一方、液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)に対して、既にファン38の風量を増加させる制御を行っている場合には(ステップS51;NO)、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHにより検出された吐出冷媒圧力が、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHにより検出された吐出冷媒圧力よりも高い状態が、予め設定された時間t1(例えば、30秒)継続しているかを判断する(ステップS53)。ここで、液溜まり解消運転制御部44は、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHにより検出された吐出冷媒圧力が、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHにより検出された吐出冷媒圧力よりも高い状態が時間t1継続していると判断した場合(ステップS53;YES)、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)のファン38に回転数を上記予め設定された値だけ更に増加させる(ステップS52)。即ち、液溜まり解消運転制御部44により上記のようにステップS53においてYESと判断された状況では、冷媒回路10を循環する冷媒を、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)に引き込むには、熱交換器33の能力が不十分であるとして、更に熱交換器33の凝縮能力を向上させる。
また、液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力よりも高い状態が上記予め設定された時間t1継続していないと判断した場合(ステップS53;NO)、この時点で既に行っている上記ファン38の回転数を増加させる処理を予め設定された時間t2(本実施形態では、例えば、5分)継続しているかを判断する(ステップS54)。
液溜まり解消運転制御部44は、上記ファン38の回転数を増加させる制御を上記予め設定された時間t2以内であると判断した場合(ステップS54;YES)、当該ファン38の回転数の増加制御を続行する(ステップS52)。ここでの液溜まり解消運転制御部44による処理は、ファン38の回転数を維持する処理である。液溜まり解消運転制御部44は、上記ファン38の回転数を増加させる制御が予め設定された時間t2を超えたと判断した場合(ステップS54;NO)、当該ファン38の回転数の増加制御を中止する(ステップS55)。即ち、通常運転時のファン38の制御が行われる。
上記の冷媒不足時におけるファン制御を行った後においても、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力よりも高い状態が続いている場合は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)について更なる制御が行われる。図9は当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)についての更なる制御を示すフロー図である。
図8に示される冷媒不足時における第1ユニット(第1の子ユニット3b)の制御を一定時間又は一定回数行った後、液溜まり解消運転制御部44は、状態判別部42に第1ユニット(第1の子ユニット3b)の冷媒不足状態が解消しているか否かを判別させる(ステップS61)。第1ユニット(第1の子ユニット3b)の冷媒不足状態が解消していない、即ち、第1ユニット(第1の子ユニット3b)が冷媒不足状態であると状態判別部42が判別した場合は(ステップS61;YES)、以下に示すように、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンさせる制御を更に行う。一方、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の冷媒不足状態が解消されたと状態判別部42が判断した場合は(ステップS61;NO)、以降の処理は行わずに処理を終了する。
この第1ユニット(第1の子ユニット3b)の圧縮機制御においては、液溜まり解消運転制御部44は、先ず、第1ユニット(第1の子ユニット3b)に対して、既に上記圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンさせる制御を行っているか否かを判断する(ステップS62)。
液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)に対して、圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量のダウン制御を行っていない場合は(ステップS62;YES)、当該第1ユニット(第1の子ユニット3b)の圧縮機31L,31M,31Rに圧縮容量ダウン信号を伝送する。このとき、圧縮容量ダウン信号を受け取った圧縮機が駆動中の一定速圧縮機31M,31Rの場合は停止し、圧縮容量ダウン信号を受け取った圧縮機が容量可変圧縮機31Lの場合は、常運転時における予め設定された圧縮容量よりも低下させる(ステップS63)。尚、当該圧縮容量を低下させる処理は、各圧縮機31L,31M,31Rのいずれかのみ又は全てを対象として行われる。即ち、第1ユニット(第1の子ユニット3b)において必要な分だけ圧縮容量が低下するように処理される。この場合、一定速圧縮機31M,31Rについては、駆動又は駆動停止の制御のみである。
さらに液溜まり解消運転制御部44は、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)に対しては、圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をアップさせる制御を行う(ステップS64)。即ち、液溜まり解消運転制御部44は、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)に対して圧縮容量アップ信号を伝送する。このとき、圧縮容量アップ信号を受け取った圧縮機が停止中の一定速圧縮機31M,31Rの場合は起動し、圧縮容量アップ信号を受け取った圧縮機が容量可変圧縮機31Lの場合は、通常運転時における予め設定された圧縮容量よりも増加させる。尚、当該圧縮容量をアップさせる処理は、各圧縮機31L,31M,31Rのいずれかのみ又は全てを対象として行われる。即ち、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)において必要な分だけ圧縮容量が増加するように処理される。この場合、一定速圧縮機31M,31R23,24については、駆動又は駆動停止の制御のみである。
このステップS63及びステップS64により、第1ユニット(第1の子ユニット3b)における冷媒の流量が減少する一方で、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)における冷媒の流量が増加するため、冷媒回路10において室内ユニット回路20に供給される冷媒の流量が一定となる。これにより、室内ユニット2における冷却能力が安定する。但し、当該ステップS64の処理は行わないことも可能であり、後述するステップS68も同様である(ステップS64及びステップS68の省略は、以下にステップS63及びステップS67を実行する場合について同様)。
一方、液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(例えば、第1の子ユニット3b)に対して、既に圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンする制御を行っている場合には(ステップS62;NO)、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力が第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力よりも高い状態が、予め設定された時間t3(本実施形態では、例えば、30秒)継続しているかを判断する(ステップS65)。ここで、液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力が、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力よりも高い状態が予め設定された時間t3継続していると判断した場合(ステップS65;YES)、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を予め設定された値だけ更にダウンさせ(ステップS63)、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をアップする制御(ステップS64)を行う。
また、液溜まり解消運転制御部44は、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の高圧圧力センサPHによって検出された吐出冷媒圧力が、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力よりも高い状態が上記予め設定された時間t3継続していないと判断した場合(ステップS65;NO)、上記圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンする制御を予め設定された時間t4(本実施形態では、例えば、2分)継続しているかを判断する(ステップS66)。
液溜まり解消運転制御部44は、上記圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンする制御が予め設定された時間t4以内の実行であると判断した場合(ステップS66;YES)、当該圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンする制御(ステップS63)と、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をアップする制御(ステップS64)とを続行する。ここでの液溜まり解消運転制御部44による処理は、この時点での圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を維持する処理である。
液溜まり解消運転制御部44は、上記圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンする制御を予め設定された時間t4を超えたと判断した場合(ステップS66;NO)、第1ユニット(第1の子ユニット3b)の圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をダウンする制御を中止し(ステップS67)、第2ユニット(親ユニット3a,第2の子ユニット3c)の圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量をアップする制御も中止する(ステップS68)。すなわち、通常運転時の圧縮機31L,31M,31Rの制御が行われる。
以上の冷凍装置1によれば、全てのユニット3a,3b,3cがそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように切り換えられることによって、吐出冷媒の圧力(高圧圧力センサPHによって検出される吐出冷媒圧力)が他のユニットの吐出冷媒圧力よりも常に低くなるユニットが生じることを防ぐことができる。これにより、複数のユニット3a,3b,3cを備えた冷媒回路10において一部のユニットに冷媒が偏って液溜まりが生じることを防ぐことができる。
また、本実施形態の冷凍装置1のように、液溜まり防止制御において、ファン38の送風制御によって第1ユニットからの吐出冷媒圧力と第2ユニットからの吐出冷媒圧力との間に所定の圧力差が形成できない場合にのみ圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を変更する制御を行うことによって室内ユニット2の冷却能力に関わる圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量の変更をなるべく行わないようにし、これにより、室内ユニット2の冷却能力の変動を抑え、安定化を図ることができる。
また、本実施形態の冷凍装置1のように、第1ユニットが順次切り換えられることにより、冷媒回路10における冷媒の偏りがより抑えられる。
また、本実施形態の冷凍装置1ように、各ユニット3a,3b,3cが過冷却用膨張弁69を有する中間インジェクション回路67を備えることにより、過冷却用膨張弁69を通過することにより温度の下がった冷媒が圧縮機31L,31M,31Rに導入されるため、圧縮機31L,31M,31Rを過熱から保護することができる。
また、本実施形態の冷凍装置1によれば、冷媒回路10において液溜まりが生じても、この液溜まりによって冷媒不足状態となったユニット3の圧縮機31L,31M,31Rにかかる負担から当該圧縮機31L,31M,31Rを保護することができる。
具体的には、親ユニット3aのユニット制御部4a(詳しくは、液溜まり解消運転制御部44)は、液溜まりが生じたときに、即ち、第1ユニットが状態判別部42によって冷媒不足状態であると判別されたときに、この第1ユニットのファン38に対してその回転数を上げる制御を行って当該第1ユニットの熱交換器33の凝縮能力を増大させ、当該冷媒回路10を循環する冷媒が当該第1ユニットに引き込まれる量を多くする。これにより、冷媒回路10において冷媒が溜まっている一部のユニット3から冷媒が引き出されてこの冷媒が第1ユニットに引き込まれるため前記液溜まりが解消すると共に第1ユニットでの冷媒不足が解消される。その結果、冷媒不足状態での運転による負担から圧縮機(31L,31M,31R)を保護することができる。
また、本実施形態の冷凍装置1では、ファン38の回転数を上げても第1ユニットの冷媒不足状態が解消できない場合にのみ圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を下げるようにして室内ユニット2の冷却能力に関わる圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量の変更をなるべく行わないようにし、これにより、室内ユニット2の冷却能力の安定化を図ることができる。
この場合、本実施形態の冷凍装置1では、冷媒不足状態の第1ユニットの圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を下げたとき第2ユニットの圧縮機31L,31M,31Rの圧縮容量を上げることにより、室内ユニット2に供給される冷媒量の変動を抑えることができる。その結果、室内ユニット2の冷却能力の変動が好適に抑えられる。
第1ユニットが冷媒不足になると圧縮機31L,31M,31Rから吐出される冷媒の温度が高くなるため、当該第1ユニットから吐出される冷媒の温度も上昇する。そのため、本実施形態の冷凍装置1では、第1ユニットから吐出される冷媒温度(第1ユニットの吐出冷媒温度センサTC1によって検出される温度)と、第2ユニットから吐出される冷媒の温度(第2ユニットの吐出冷媒温度センサTC1によって検出される温度)とを比較することにより、第1ユニットが冷媒不足状態であるか否かを容易に判別することができる。
尚、本発明のコンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備える冷凍装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
上記実施形態の液溜まり防止制御では、第1ユニットとなるユニットが順次切り換えられているが、これに限定されず、第1ユニットとなるユニットがランダムに切り換えられてもよい。即ち、液溜まり防止制御は、全てのユニットがそれぞれ第1ユニットとなる時間帯を有するように切り換えられればよく、複数のユニットが順に第1ユニットになる制御でもよく、複数のユニットがランダムに第1ユニットになる制御でもよい。
また、上記実施形態の液溜まり防止制御は、ファン38へのファン制御と圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御とにより第1ユニットの吐出冷媒圧力と第2ユニットの吐出冷媒圧力との間に所定の圧力差を形成しているが、これに限定されない。例えば、液溜まり防止制御は、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御を行わずに(換言すると、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御を禁止する制御を行い)、ファン38へのファン制御のみによって前記所定の圧力差を形成してもよい。また、液溜まり防止制御は、ファン38へのファン制御を行わずに(換言すると、ファン38へのファン制御を禁止する制御を行い)、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御のみによって前記所定の圧力差を形成してもよい。
また、上記実施形態の液溜まり解消制御は、ファン38へのファン制御と圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御とにより冷媒回路10における冷媒の偏り(液溜まり)を解消することにより第1ユニットの液不足を解消しているが、これに限定されない。例えば、液溜まり解消制御は、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御を行わずに(換言すると、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御を禁止する制御を行い)、ファン38へのファン制御のみによって第1ユニットの液不足を解消してもよい。また、液溜まり解消制御は、ファン38へのファン制御を行わずに(換言すると、ファン38へのファン制御を禁止する制御を行い)、圧縮機31L,31M,31Rへの圧縮容量制御のみによって第1ユニットの液不足を解消してもよい。
また、上記実施形態の冷凍装置1において、ユニットの数は、2台又は4台以上でもよい。
また、上記実施形態の冷凍装置1では、室内ユニット2が1台であるが、複数台の室内ユニット2,2,…が設けられてもよい。
また、上記実施形態の冷凍装置1においてエコノマイザ回路60が省略されてもよい。
1 冷凍装置
3 コンデンシングユニット
3a 親ユニット
3b 第1子ユニット(子ユニット)
3c 第2子ユニット(子ユニット)
4,4a,4b,4c ユニット制御部
10 冷媒回路(冷凍サイクル)
31L,31M,31R 圧縮機
33 熱交換器(凝縮器)
38 ファン(ユニットファン)
41 冷凍サイクル運転制御部(制御部)
42 状態判別部
67 中間インジェクション回路
69 過冷却用膨張弁(膨張弁)
TC1 吐出冷媒温度センサ(吐出冷媒温度検出部)
3 コンデンシングユニット
3a 親ユニット
3b 第1子ユニット(子ユニット)
3c 第2子ユニット(子ユニット)
4,4a,4b,4c ユニット制御部
10 冷媒回路(冷凍サイクル)
31L,31M,31R 圧縮機
33 熱交換器(凝縮器)
38 ファン(ユニットファン)
41 冷凍サイクル運転制御部(制御部)
42 状態判別部
67 中間インジェクション回路
69 過冷却用膨張弁(膨張弁)
TC1 吐出冷媒温度センサ(吐出冷媒温度検出部)
Claims (11)
- 蒸発器(23)と膨張弁(27)とを有する室内ユニット(2)が接続されることによって冷凍サイクル(10)を形成するコンデンシングユニットセットであって、
圧縮機(31L,31M,31R)と前記圧縮機(31L,31M,31R)を制御する制御部(41)とをそれぞれ有する複数のコンデンシングユニット(3)を備え、
前記複数のコンデンシングユニット(3)は、特定のコンデンシングユニットである親ユニット(3a)と、前記親ユニット(3a)以外のコンデンシングユニットである1又は複数の子ユニット(3b,3c)とからなり、
前記親ユニット(3a)の制御部(41)は、前記複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)のうちのいずれかのコンデンシングユニットである第1ユニットに設けられた圧縮機(31L,31M,31R)からの吐出冷媒圧力が、それ以外のコンデンシングユニットである第2ユニットに設けられた圧縮機(31L,31M,31R)からの吐出冷媒圧力よりも高い圧力になり、且つ、前記複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)のうちで全てのコンデンシングユニット(3)がそれぞれ前記第1ユニットとなる時間帯を有するように、前記第1ユニットとなるコンデンシングユニット(3)を切り換える液溜まり防止制御を実行するコンデンシングユニットセット。 - 前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、凝縮器(33)と前記凝縮器(33)に送風するユニットファン(38)とをそれぞれ備え、
前記液溜まり防止制御は、前記第1ユニットと前記第2ユニットとの間に冷媒の圧力差を形成するための制御であって、前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)のユニットファン(38)に対する送風制御及び前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)の圧縮機(31L,31M,31R)に対する圧縮容量制御の少なくとも一方の制御を有する請求項1に記載のコンデンシングユニットセット。 - 前記液溜まり防止制御は、前記送風制御を前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)のユニットファン(38)に対してそれぞれ行った後に、前記送風制御によって前記圧力差が形成されないときに各圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量制御を行う一方、前記送風制御によって前記圧力差が形成されたときに各圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量の変更を行わない制御である請求項2に記載のコンデンシングユニットセット。
- 前記液溜まり防止制御では、前記第1ユニットを順次他のコンデンシングユニットに切り換えていく請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコンデンシングユニットセット。
- 前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、前記凝縮器(33)から前記室内ユニット(2)へ向けて流れる冷媒の一部を分流させて前記圧縮機(31L,31M,31R)の中間圧力部に導入する中間インジェクション回路(67)をそれぞれ備え、
各中間インジェクション回路(67)は、膨張弁(69)をそれぞれ有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のコンデンシングユニットセット。 - 前記親ユニット(3a)は、前記複数のコンデンシングユニット(3a,3b,3c)の中で冷媒不足状態になっているコンデンシングユニット(3)を判別する状態判別部(42)を備え、
前記親ユニット(3a)の制御部(4a)は、前記第1ユニットにおいて前記状態判別部(42)によって冷媒不足状態となっていると判別されたときに、当該第1ユニットのユニットファン(38)の回転数を上げる冷媒不足解消制御を実行する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコンデンシングユニットセット。 - 前記制御部(41)は、前記ユニットファン(38)の回転数を上げる制御を行っても前記冷媒不足状態が解消されないときに、さらに、前記冷媒不足状態の第1ユニットの圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を下げる制御を行う請求項6に記載のコンデンシングユニットセット。
- 前記制御部(41)は、前記冷媒不足状態の第1ユニットの圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を下げたときに、前記第2ユニットの圧縮機(31L,31M,31R)の圧縮容量を上げる制御を行う請求項7に記載のコンデンシングユニットセット。
- 各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、その冷媒吐出部における冷媒の温度を計測する吐出冷媒温度検出部(TC1)をそれぞれ備え、
前記状態判別部(42)は、前記第1ユニットの冷媒吐出部における冷媒の温度が前記第2ユニットの冷媒吐出部における冷媒の温度よりも予め設定された所定の温度差以上のときに当該第1ユニットを冷媒不足状態であると判別する請求項6乃至8のいずれか1項に記載のコンデンシングユニットセット。 - 前記各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)は、前記凝縮器(33)から前記室内ユニット(2)へ向けて流れる冷媒の一部を分流させて前記圧縮機(31L,31M,31R)の中間圧力部に導入する中間インジェクション回路(67)を備え、
前記中間インジェクション回路(67)は、膨張弁(69)と、当該中間インジェクション回路(67)を流れる冷媒量を調節する開閉弁と、この開閉弁の開度を調節する開度調節部と、を有し、
前記状態判別部(42)は、前記第1ユニットの前記開度調節部から得られる前記開閉弁の開度が予め定められた値に達しているときに、当該第1ユニットが冷媒不足状態であると判別する請求項5乃至8のいずれか1項に記載のコンデンシングユニットセット。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載のコンデンシングユニットセットと、
蒸発器(23)と膨張弁(27)とを有し、前記コンデンシングユニットセットの各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)が接続されてこれら各コンデンシングユニット(3a,3b,3c)と共に冷凍サイクル(10)を形成する室内ユニット(2)と、を備える冷凍装置。
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JP2011173747A JP2013036695A (ja) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | コンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備えた冷凍装置 |
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JP2011173747A JP2013036695A (ja) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | コンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備えた冷凍装置 |
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JP2011173747A Withdrawn JP2013036695A (ja) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | コンデンシングユニットセット、及びこのユニットセットを備えた冷凍装置 |
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2011
- 2011-08-09 JP JP2011173747A patent/JP2013036695A/ja not_active Withdrawn
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