JP2015049024A - Refrigeration device and refrigerant amount adjustment method of refrigeration device - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍機と冷却機器とを高圧配管と低圧配管にて接続し、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置及びその冷媒量調整方法に関するものである。 The present invention relates to a refrigerating apparatus in which a refrigerator and a cooling device are connected by a high-pressure pipe and a low-pressure pipe, and a high-pressure side becomes a supercritical pressure, and a refrigerant amount adjusting method thereof.
従来よりスーパーマーケット等の店舗には複数台のショーケース(冷却機器)が設置され、商品を冷却しながら陳列販売している。そして、これらショーケースは店外に設置された冷凍機に対して並列に冷媒配管で接続されて冷凍装置の冷媒回路を構成し、各ショーケースに設けられた蒸発器に冷媒が供給されるものであった(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a plurality of showcases (cooling devices) are installed in a store such as a supermarket, and the products are displayed and sold while being cooled. These showcases are connected to the refrigerator installed outside the store in parallel by refrigerant piping to form a refrigerant circuit of the refrigeration apparatus, and the refrigerant is supplied to an evaporator provided in each showcase. (For example, see Patent Document 1).
また、近年この種の冷凍装置では、自然環境問題などからフロン系冷媒が使用できなくなってきている。このため、フロン冷媒の代替品として自然冷媒である二酸化炭素を使用するものが開発されている。この二酸化炭素冷媒は、高低圧差の激しい冷媒で、臨界圧力に対する温度が低く、圧縮により冷媒回路の高圧側が超臨界状態となることが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in recent years, in this type of refrigeration apparatus, it has become impossible to use chlorofluorocarbon-based refrigerants due to natural environmental problems. For this reason, the thing using the carbon dioxide which is a natural refrigerant | coolant is developed as a substitute of a fluorocarbon refrigerant | coolant. It is known that this carbon dioxide refrigerant is a refrigerant having a strong difference between high and low pressures, and has a low temperature with respect to the critical pressure, and the high pressure side of the refrigerant circuit is brought into a supercritical state by compression (see, for example, Patent Document 2).
前述したようなショーケースの冷凍装置では、据え付け現場(店舗)においてショーケースと冷凍機とを接続する高圧配管と低圧配管の接続工事が成される。そして、冷凍機の低圧側に設けた低圧サービス口より冷媒を冷媒回路内に所定量充填するものであるが、この場合の冷媒充填量は、当該店舗における高圧配管や低圧配管の配管長によって異なって来るため、予め容積を計算して最低限の量を充填するという方式が採られていた。 In the refrigeration apparatus for a showcase as described above, connection work for high-pressure piping and low-pressure piping for connecting the showcase and the refrigerator is performed at the installation site (store). The refrigerant circuit is filled with a predetermined amount of refrigerant from the low-pressure service port provided on the low-pressure side of the refrigerator. In this case, the refrigerant filling amount differs depending on the length of the high-pressure pipe or low-pressure pipe in the store. Therefore, the method of calculating the volume in advance and filling the minimum amount has been adopted.
しかしながら、実際に冷凍機の運転を開始すると、充填された冷媒量が過剰な場合には高圧圧力が異常に高くなり、所定の保護動作によって停止してしまうことになる。これは二酸化炭素冷媒を使用する場合には特に顕著なものとなる。また、充填された冷媒量が少ない場合には、蒸発器で所要の冷却能力を得られなくなる。そのため、従来では運転開始後の高圧圧力や冷却状況を見ながら、作業者が冷媒を補充したり、逆に抜く作業を複数回行うことにより、適正な冷媒量に調整しており、据え付け時の作業性が極めて繁雑なものとなっていた。 However, when the operation of the refrigerator is actually started, if the amount of refrigerant charged is excessive, the high pressure becomes abnormally high and stops due to a predetermined protection operation. This is particularly noticeable when a carbon dioxide refrigerant is used. Further, when the amount of refrigerant filled is small, the required cooling capacity cannot be obtained by the evaporator. For this reason, in the past, the operator adjusted the amount of refrigerant to an appropriate level by replenishing the refrigerant or removing it several times while observing the high pressure and cooling conditions after starting operation. Workability was extremely complicated.
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、冷凍機と冷却機器を据え付ける作業時の冷媒量調整作業を円滑化することができる冷凍装置及びその冷媒量調整方法を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the conventional technical problems, and a refrigeration apparatus capable of facilitating refrigerant amount adjustment work during installation of a refrigerator and a cooling device, and refrigerant amount adjustment thereof A method is provided.
請求項1の発明の冷凍装置は、圧縮手段と放熱器を有する冷凍機と、膨張弁と蒸発器を有する冷却機器とから構成され、これら冷凍機と冷却機器とを高圧配管及び低圧配管により接続して冷媒回路を構成し、圧縮手段にて圧縮され、放熱器を経た冷媒を高圧配管にて膨張弁に送り、蒸発器から出た冷媒を低圧配管にて圧縮手段に戻すと共に、高圧側が超臨界圧力となるものであって、圧縮手段及び膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、冷媒回路内の冷媒量を判定する機能を有することを特徴とする。 The refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention includes a refrigerator having a compression means and a radiator, and a cooling device having an expansion valve and an evaporator, and the refrigerator and the cooling device are connected by a high-pressure pipe and a low-pressure pipe. Thus, a refrigerant circuit is formed, and the refrigerant compressed by the compression means and passed through the radiator is sent to the expansion valve by the high-pressure pipe, and the refrigerant discharged from the evaporator is returned to the compression means by the low-pressure pipe, and the high-pressure side exceeds It is a critical pressure and includes control means for controlling the compression means and the expansion valve, and this control means has a function of determining the amount of refrigerant in the refrigerant circuit.
請求項2の発明の冷凍装置は、上記発明において冷媒回路の高圧圧力を検出する高圧圧力検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段とを備え、制御手段は、適正冷媒量における高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを保有しており、この適正高圧圧力−外気温度データと、高圧圧力検出手段が検出した高圧圧力及び外気温度検出手段が検出した外気温度とに基づき、当該外気温度における適正高圧圧力より高圧圧力検出手段が検出した高圧圧力が高い場合、冷媒回路内の冷媒量が過剰であると判定して出力することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a refrigeration apparatus comprising high pressure detecting means for detecting the high pressure of the refrigerant circuit and outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature in the above invention, wherein the control means is a high pressure pressure at an appropriate refrigerant amount. Appropriate high pressure-outside air temperature data relating to the relationship between the temperature and the outside air temperature, and the appropriate high pressure-outside air temperature data, the high pressure detected by the high pressure detecting means, and the outside temperature detected by the outside temperature detecting means. On the basis of the above, when the high pressure detected by the high pressure detecting means is higher than the appropriate high pressure at the outside air temperature, the refrigerant amount in the refrigerant circuit is determined to be excessive and output.
請求項3の発明の冷凍装置は、上記各発明において制御手段は、適正冷媒量おける冷却機器の正常な冷却状態での膨張弁の弁開度に関する適正弁開度データを保有しており、この適正弁開度データと、膨張弁の弁開度及び冷却機器の冷却状態とに基づき、冷却機器が正常に冷却されている状態での膨張弁の弁開度が、適正弁開度データより大きい場合、冷媒回路内の冷媒量が不足していると判定して出力することを特徴とする。
In the refrigeration apparatus of the invention of
請求項4の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒として二酸化炭素を使用したことを特徴とする。
The refrigeration apparatus of the invention of
請求項5の発明の冷媒量調整方法は、圧縮手段と放熱器を有する冷凍機と、膨張弁と蒸発器を有する冷却機器とから構成され、これら冷凍機と冷却機器とを高圧配管及び低圧配管にて接続して冷媒回路を構成し、圧縮手段にて圧縮され、放熱器を経た冷媒を高圧配管にて膨張弁に送り、蒸発器から出た冷媒を低圧配管にて圧縮手段に戻すと共に、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置において、適正冷媒量における冷媒回路の高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを作成しておき、冷凍装置を据え付ける際、高圧圧力と外気温度を検出し、当該外気温度における適正高圧圧力を適正高圧圧力−外気温度データから抽出し、この適正高圧圧力より検出した高圧圧力が高い場合、冷媒回路内から冷媒を抜くことを特徴とする。
The refrigerant amount adjusting method of the invention of
請求項6の発明の冷凍装置の冷媒量調整方法は、上記発明に加えて適正冷媒量おける冷却機器の正常な冷却状態での膨張弁の弁開度に関する適正弁開度データを作成しておき、冷却機器が正常に冷却されている状態で膨張弁の弁開度を確認し、当該弁開度が適正弁開度データより大きい場合、冷媒回路内に冷媒を補充することを特徴とする。 In addition to the above-described invention, the refrigerant amount adjusting method of the refrigeration apparatus according to the sixth aspect of the invention creates appropriate valve opening degree data relating to the opening degree of the expansion valve in the normal cooling state of the cooling device for the appropriate refrigerant amount. The valve opening degree of the expansion valve is confirmed in a state in which the cooling device is normally cooled, and when the valve opening degree is larger than the appropriate valve opening degree data, the refrigerant is replenished in the refrigerant circuit.
本発明によれば、圧縮手段と放熱器を有する冷凍機と、膨張弁と蒸発器を有する冷却機器とから構成され、これら冷凍機と冷却機器とを高圧配管及び低圧配管により接続して冷媒回路を構成し、圧縮手段にて圧縮され、放熱器を経た冷媒を高圧配管にて膨張弁に送り、蒸発器から出た冷媒を低圧配管にて圧縮手段に戻すと共に、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置において、圧縮手段及び膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段が、冷媒回路内の冷媒量を判定する機能を有している。例えば、請求項2の発明の如く冷媒回路の高圧圧力を検出する高圧圧力検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段とを更に備え、制御手段が、適正冷媒量における高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを保有しており、この適正高圧圧力−外気温度データと、高圧圧力検出手段が検出した高圧圧力及び外気温度検出手段が検出した外気温度とに基づき、当該外気温度における適正高圧圧力より高圧圧力検出手段が検出した高圧圧力が高い場合、冷媒回路内の冷媒量が過剰であると判定して出力するので、冷媒回路内の冷媒量が過剰であることを的確且つ迅速に把握し、冷媒回路から抜くことが可能となる。 According to the present invention, the refrigerant circuit includes a refrigerator having a compression means and a radiator, and a cooling device having an expansion valve and an evaporator, and the refrigerator and the cooling device are connected by a high-pressure pipe and a low-pressure pipe. The refrigerant that has been compressed by the compression means and passed through the radiator is sent to the expansion valve by the high-pressure pipe, the refrigerant that has exited the evaporator is returned to the compression means by the low-pressure pipe, and the high-pressure side becomes the supercritical pressure. The refrigeration apparatus includes control means for controlling the compression means and the expansion valve, and this control means has a function of determining the amount of refrigerant in the refrigerant circuit. For example, as in the second aspect of the invention, the apparatus further comprises high pressure detecting means for detecting the high pressure of the refrigerant circuit and outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature, and the control means includes the high pressure and the outside air temperature at the appropriate refrigerant amount. Based on the proper high pressure-outside temperature data, the high pressure detected by the high pressure detecting means and the outside temperature detected by the outside temperature detecting means, When the high pressure detected by the high pressure detecting means is higher than the appropriate high pressure at the outside air temperature, the refrigerant amount in the refrigerant circuit is determined to be excessive and output, so the refrigerant amount in the refrigerant circuit is excessive. Can be accurately and quickly grasped and removed from the refrigerant circuit.
また、請求項3の発明の如く制御手段が、適正冷媒量における冷却機器の正常な冷却状態での膨張弁の弁開度に関する適正弁開度データを保有しており、この適正弁開度データと、膨張弁の弁開度及び冷却機器の冷却状態とに基づき、冷却機器が正常に冷却されている状態での膨張弁の弁開度が、適正弁開度データより大きい場合、冷媒回路内の冷媒量が不足していると判定して出力するようにすれば、冷媒回路内の冷媒量が不足であることも的確且つ迅速に把握し、冷媒回路へ補充することが可能となる。これにより、冷凍装置の据え付け時の作業性を著しく改善することが可能となり、これは請求項4の発明の如く二酸化炭素を冷媒として使用するときに、極めて顕著なものとなる。
Further, as in the third aspect of the invention, the control means has appropriate valve opening degree data relating to the opening degree of the expansion valve in the normal cooling state of the cooling device at the appropriate refrigerant amount. And when the opening degree of the expansion valve in the state where the cooling device is normally cooled is larger than the appropriate valve opening degree data based on the opening degree of the expansion valve and the cooling state of the cooling equipment, If the refrigerant amount is determined to be insufficient and output, the fact that the refrigerant amount in the refrigerant circuit is insufficient can be grasped accurately and quickly, and the refrigerant circuit can be replenished. This makes it possible to remarkably improve the workability at the time of installing the refrigeration apparatus, which becomes extremely remarkable when carbon dioxide is used as a refrigerant as in the invention of
請求項5の発明の冷媒量調整方法によれば、圧縮手段と放熱器を有する冷凍機と、膨張弁と蒸発器を有する冷却機器とから構成され、これら冷凍機と冷却機器とを高圧配管及び低圧配管にて接続して冷媒回路を構成し、圧縮手段にて圧縮され、放熱器を経た冷媒を高圧配管にて膨張弁に送り、蒸発器から出た冷媒を低圧配管にて圧縮手段に戻すと共に、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置において、適正冷媒量における冷媒回路の高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを作成しておき、冷凍装置を据え付ける際、高圧圧力と外気温度を検出し、当該外気温度における適正高圧圧力を適正高圧圧力−外気温度データから抽出し、この適正高圧圧力より検出した高圧圧力が高い場合、冷媒回路内から冷媒を抜くようにしたので、作業者は冷媒回路内の冷媒量が過剰であることを的確且つ迅速に把握し、冷媒回路から抜く作業を行うことが可能となる。
According to the refrigerant quantity adjusting method of the invention of
更に、請求項6の発明の如く適正冷媒量における冷却機器の正常な冷却状態での膨張弁の弁開度に関する適正弁開度データを作成しておき、冷却機器が正常に冷却されている状態で膨張弁の弁開度を確認し、当該弁開度が適正弁開度データより大きい場合、冷媒回路内に冷媒を補充するようにすれば、作業者は冷媒回路内の冷媒量が不足であることも的確且つ迅速に把握し、冷媒回路へ補充する作業を行うことが可能となり、冷凍装置の据え付け時の作業性を著しく改善することが可能となる。 Further, as in the sixth aspect of the invention, appropriate valve opening degree data relating to the opening degree of the expansion valve in the normal cooling state of the cooling device at an appropriate amount of refrigerant is prepared, and the cooling device is normally cooled. If the valve opening degree of the expansion valve is checked and the valve opening degree is larger than the appropriate valve opening degree data, if the refrigerant is replenished in the refrigerant circuit, the operator has insufficient refrigerant amount in the refrigerant circuit. It is possible to accurately and quickly grasp the situation and replenish the refrigerant circuit, and the workability when installing the refrigeration apparatus can be remarkably improved.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例の冷凍装置Rの冷凍サイクルを示す図、図2は冷凍装置Rの集中制御システム(集中制御装置)の構成を示す図である。本実施例における冷凍装置Rは、スーパーマーケット等の店舗に採用されるものであり、店外に設置された冷凍機3と冷却機器の一例としての店内に複数台設置されたショーケース5とから構成され、これら冷凍機3と各ショーケース5とが、据え付け現場において高圧配管7(液管)及び低圧配管9により接続されて、冷凍サイクルの所定の冷媒回路1を構成するものである(図1では一台のショーケース5のみ示す)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a refrigeration cycle of a refrigeration apparatus R according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a central control system (central control apparatus) of the refrigeration apparatus R. The refrigeration apparatus R in the present embodiment is employed in a store such as a supermarket, and includes a
この場合、冷凍機3には冷媒導出口3A及び冷媒導入口3Bが設けられており、各ショーケース5には冷媒導入口5A及び冷媒導出口5Bがそれぞれ設けられている。そして、高圧配管7の一端が冷凍機3の冷媒導出口3Aに接続され、他端側に各ショーケース5の冷媒導入口5Aがそれぞれ接続される。また、低圧配管9の一端が冷凍機3の冷媒導入口3Bに接続され、他端側に各ショーケース5の冷媒導出口5Bがそれぞれ接続される(各ショーケース5が高圧配管7と低圧配管9に対して並列に接続される)。
In this case, the
この冷凍サイクルは、高圧側の冷媒圧力(高圧圧力)がその臨界圧力以上(超臨界)となる二酸化炭素を冷媒として使用する。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である。また、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキルグリコール)等、既存のオイルが使用される。 In this refrigeration cycle, carbon dioxide whose refrigerant pressure (high pressure) on the high pressure side is equal to or higher than its critical pressure (supercritical) is used as the refrigerant. This carbon dioxide refrigerant is a natural refrigerant that is friendly to the global environment and takes into consideration flammability and toxicity. As the lubricating oil, existing oils such as mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, and PAG (polyalkyl glycol) are used.
実施例の冷凍機3は、並列に配置された圧縮手段としての2台の圧縮機11を備える。本実施例において、圧縮機11は内部中間圧型多段圧縮式ロータリ圧縮機であり、密閉容器12と、この密閉容器12の内部に配置収納された電動要素(図示せず)及びこの電動要素により駆動される第1の回転圧縮要素(低段側の第1の圧縮要素)18及び第2の回転圧縮要素(高段側の第2の圧縮要素)20から成る回転圧縮機構部にて構成されている。
The
第1の回転圧縮要素18は、低圧配管9及び冷媒導入口3Bを介して冷媒回路1の低圧側から圧縮機11に吸い込まれる低圧冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して吐出し、第2の回転圧縮要素20は、第1の回転圧縮要素18で圧縮されて吐出された中間圧の冷媒を更に吸い込み、圧縮して高圧まで昇圧し、冷媒回路1の高圧側に吐出する。圧縮機11は、周波数可変型の圧縮機であり、前記電動要素の運転周波数を変更することで、第1の回転圧縮要素18及び第2の回転圧縮要素20の回転数を制御可能とされている。
The first
圧縮機11の密閉容器12の側面には、第1の回転圧縮要素18に連通する低段側吸込口22及び低段側吐出口24と、第2の回転圧縮要素20に連通する高段側吸込口26及び高段側吐出口28が形成されている。各圧縮機11の低段側吸込口22には、それぞれ冷媒導入管30が接続され、それぞれの上流側の冷媒導入管31で合流した後、冷媒導入口3Bにて低圧配管9に接続される。
On the side surface of the
低段側吸込口22により第1の回転圧縮要素18の低圧部に吸い込まれた低圧(LP:通常運転状態で2.6MPa程度)の冷媒ガスは、当該第1の回転圧縮要素18により中間圧(MP:通常運転状態で5.5MPa程)に昇圧されて密閉容器12内に吐出される。これにより、密閉容器12内は中間圧(MP)となる。
Low-pressure (LP: about 2.6 MPa in a normal operation state) refrigerant gas sucked into the low-pressure portion of the first
そして、密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスが吐出される各圧縮機11の低段側吐出口24には、それぞれ中間圧吐出配管36が接続され、それぞれの下流側で合流し、インタークーラ38の一端に接続される。このインタークーラ38は、第1の回転圧縮要素18から吐出された中間圧の冷媒を空冷するものであり、当該インタークーラ38の他端には、中間圧吸入管40が接続され、この中間圧吸入管40は2つに分岐した後に各圧縮機11の高段側吸込口26に接続される。
Then, intermediate
高段側吸込口26により第2の回転圧縮要素20の中圧部に吸い込まれた中圧(MP)の冷媒ガスは、当該第2の回転圧縮要素20により2段目の圧縮が行われて高温高圧(HP:通常運転状態で9MPa程の超臨界圧力)の冷媒ガスとなる。そして、各圧縮機11の第2の回転圧縮要素20の高圧室側に設けられた高段側吐出口28には、それぞれ高圧吐出配管42が接続され、それぞれの下流側で合流し、オイルセパレータ44、放熱器としてのガスクーラ46、スプリットサイクルを構成する中間熱交換器80を介し、冷媒導出口3Aにて高圧配管7に接続される。
The medium pressure (MP) refrigerant gas sucked into the intermediate pressure portion of the second
ガスクーラ46は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒を冷却するものであり、ガスクーラ46の近傍には当該ガスクーラ46を空冷するガスクーラ用送風機47が配設されている。本実施例では、ガスクーラ46は上述したインタークーラ38及びオイルクーラ74と並設されており、これらは同一の風路45に配設されている。当該風路45には、当該冷凍機3が配設される外気温度を検出する外気温度センサ(外気温度検出手段)56が設けられている。また、高段側吐出口28、28には、第2の回転圧縮要素20から吐出された冷媒の吐出圧力(高圧側圧力HP)を検出する吐出圧力センサ48と、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ(図示せず)等が設けられる。
The
一方、各ショーケース5はそれぞれ店内に設置され、高圧配管7及び低圧配管9にそれぞれ並列に接続される。各ショーケース5の冷媒導入口5Aの手前(冷媒上流側)には電磁弁60が取り付けられており、高圧配管7はこの電磁弁60を介して冷媒導入口5Aに接続されたかたちとなる。この電磁弁60は、通電時には流路を開き、非通電時には流路を封止する弁装置であり、口径が4mm以上10mm以下の大口径のもので、実施例では7.8mmの口径のものを使用している。
On the other hand, each
そして、この電磁弁60の冷媒下流側に冷媒導入口5A、絞り手段としての主膨張弁62(主絞り手段)、及び、蒸発器63が順次接続され、この蒸発器63の出口側が冷媒導出口5Bに接続されている。各蒸発器63には、それぞれ当該蒸発器63に送風する図示しない冷気循環用送風機が並設されている。そして、冷媒導出口5Bに接続された低圧配管9が、上述したように冷媒導入管31、30を介して各圧縮機11の第1の回転圧縮要素18に連通する低段側吸込口22に接続される。これにより、本実施例における冷凍装置Rの冷媒回路1が構成されることになる。尚、130は低圧配管9に接続された安全弁、131は安全弁130の入口側に接続された開閉弁(弁装置)、132はキャピラリチューブ(減圧手段)132であり、低圧圧力が設定値に上昇したときに開放して冷媒をリークさせる動作をする。
A
尚、図1の58は高圧圧力センサ(高圧圧力検出手段)、49は中間圧力センサ、32は低圧圧力センサ(低圧圧力検出手段)であり、冷凍機3に設けられて後述する端末コントローラSC(端末制御手段)に接続されている。前記吐出温度センサ(図示せず)は、各圧縮機11の高段側吐出口28に設けられ、第2の回転圧縮要素20から吐出された冷媒の吐出温度を検出する。高圧圧力センサ58は、冷媒回路1の高圧側、実施例では後述する分流器82に接続されて中間熱交換器80を経た冷媒の高圧側圧力HPを検出する。低圧圧力センサ32は、冷媒回路1の低圧側、実施例では各蒸発器63の下流側であって、圧縮機11の低段側吸込口22に接続される冷媒導入管31に設けられ、冷媒導入管30に向かう冷媒の吸込圧力(低圧側圧力LP)を検出する。中間圧圧力センサ49は、冷媒回路1の中間圧部、実施例では後述する電磁弁104の下流側の第3の連通回路103の圧力(中間圧力MP)を検出するものである。
1, 58 is a high-pressure sensor (high-pressure detector), 49 is an intermediate pressure sensor, and 32 is a low-pressure sensor (low-pressure detector). Terminal control means). The discharge temperature sensor (not shown) is provided at the high-
(A)集中制御システム
次に、実施例の冷凍装置Rは、集中制御システム(本発明の集中制御装置)により遠隔管理可能とされている。即ち、図2のP1、P2は何れもスーパーマーケット等の店舗を示しているものとする。実施例の集中制御システムは、各店舗P1、P2に設置された何れもマイクロコンピュータによって構成された上位制御手段としてのマスターコントローラMC及び端末制御手段としての端末コントローラSCと、店舗P1、P2のショーケース5や冷凍機3を遠隔管理するために、例えば保守管理会社P3に設置されたサーバから成る集中制御手段としての集中コントローラRCとから構築される。
(A) Centralized control system Next, the refrigeration apparatus R of the embodiment can be remotely managed by a centralized control system (the centralized control apparatus of the present invention). That is, both P1 and P2 in FIG. 2 indicate stores such as supermarkets. The centralized control system according to the embodiment includes a master controller MC as a high-order control means and a terminal controller SC as a terminal control means, each of which is installed in each store P1 and P2, and shows of the stores P1 and P2. In order to remotely manage the
集中コントローラRCは、図3に示す如くマイクロコンピュータ207と、このマイクロコンピュータ207に接続された記憶装置であるハードディスク208、及び、ROM209、RAM211、インターフェース212と、出力制御手段214及び入力制御手段216などから構成され、サーバとして機能する。インターフェース212は、SDカード210等の外部記憶媒体へのデータの書込と、当該外部記憶媒体からのデータの読込を可能とするものである。
As shown in FIG. 3, the centralized controller RC includes a
ハードディスク208には、集中コントローラRC自体の制御プログラムの他、各店舗P1、P2のマスターコントローラMCから送られてくる運転条件に関するデータや各ショーケース5や冷凍機3の運転状態に関するデータを含む各種データや、店舗P1やP2の位置に関する情報のデータが保存されており、また、通信プロトコル等も保存されている。
In addition to the control program for the centralized controller RC itself, the
出力制御手段214には出力手段としてのプリンタ218や表示手段としてのディスプレイ219が接続され、入力制御手段216には入力手段としてのキーボード221やマウス222が接続される。更に、マイクロコンピュータ207にはターミナルアダプタ223が接続されており、インターネット等の通信回線L1を介した前記各店舗P1及びP2のマスターコントローラMCと通信によりデータを授受する。
A
次に、マスターコントローラMCは各店舗P1、P2の管理室等に設けられ、図4に示す如く制御手段としてのマイクロコンピュータ324と、このマイクロコンピュータ324に接続された記憶装置であるROM326、RAM327、EEPROM340と、インターフェース325と、送受信手段329、出力制御手段331及び入力制御手段332などから構成される。送受信手段329はシリアルインターフェースにより構成され、通信線L2を介して後述する端末コントローラSCと接続される。
Next, the master controller MC is provided in the management room of each store P1, P2, etc., as shown in FIG. 4, a
また、ROM326は電気的に書き替えが可能であり、電源が断たれた場合にもデータを保持するフラッシュメモリ等から構成されており、このROM326には通信プロトコルやマスターコントローラMC自体の制御プログラム等が格納され、RAM327には端末コントローラSCから送られて来る各種データや端末コントローラSCへ送る各種データ、マスターコントローラMC自体の制御データ(液晶表示部334の表示データ等)が保存される。更に、EEPROM340にはショーケース5や冷凍機3の各種設定及び設置状態に関するデータが保存され、電源が断たれたときにも保持される。また、インターフェース325は、上記集中コントローラRCに設けられるインターフェース212と同様に、SDカード210等の外部記憶媒体へのデータの書込と、当該外部記憶媒体からのデータの読込を可能とするものである。
The
ここで、ROM326には適正高圧圧力−外気温度データと、適正弁開度データが書き込まれている。この適正高圧圧力−外気温度データは、冷媒回路1内に二酸化炭素冷媒が適正量充填されているとき(適正冷媒量)の外気温度と高圧圧力との関係を示すもので、例えば図7中にHPXで示す直線で示され、外気温度が高くなる程、適正高圧圧力HPXも高くなる傾向となる。また、適正弁開度データとは、冷媒回路1内に適正量の冷媒が充填されているときに(適正冷媒量)、ショーケース5の庫内が正常に冷却されている状態(正常な冷却状態)における主膨張弁62の弁開度の値である。これらを使用した動作及び操作については後述する。
Here, in the
出力制御手段331には例えば複数列・複数行の文字やグラフィックを表示する能力を有する表示手段としての液晶表示部334と、警報手段としてのブザー336が接続され、入力制御手段332には入力手段としてのキースイッチ(ファンクションキー等)337やディップスイッチ338及びスライドスイッチ339が接続されている。キースイッチ337は各種設定及び表示指令を行うためのスイッチであり、ディップスイッチ338は端末コントローラSCの接続状態を設定するためのスイッチである。また、スライドスイッチ339はショーケース5の照明制御や夜間停止に関する設定を行うスイッチである。
For example, a liquid
また、マイクロコンピュータ324にはターミナルアダプタ224が接続され、やはり通信回線L1を用いて、集中コントローラRCと通信によりデータを授受することが可能とされている。更に、マスターコントローラMCにはバックアップ電源328が設けられている。このバックアップ電源328には常時充電が行われており、停電などが生じた場合には、このバックアップ電源328からマイクロコンピュータ324等に電力が所定期間供給される。
Further, a
次に、端末コントローラSCは図1のショーケース5及び冷凍機3にそれぞれ設けられており、図5に示す如くマイクロコンピュータ454と、このマイクロコンピュータ454に接続された記憶装置であるROM456、RAM457、EEPROM450と、インターフェース453と、送受信手段458、出力制御手段459及び入力制御手段461とから構成される。
Next, the terminal controller SC is provided in each of the
送受信手段458はシリアルインターフェースにより構成され、マスターコントローラMCに通信線L2を介して接続されている。また、インターフェース453は、集中コントローラRCに設けられるインターフェース212と同様に、SDカード210等の外部記憶媒体へのデータの書込と、当該外部記憶媒体からのデータの読込を可能とするものである。
The transmission / reception means 458 is configured by a serial interface, and is connected to the master controller MC via the communication line L2. Further, the
そして、ROM456には通信プロトコルや端末コントローラSC自体の制御プログラムが格納され、RAM457にはマスターコントローラMCから送られてくるショーケース5や冷凍機3の各種運転条件に関するデータが保存される。また、EEPROM450には端末コントローラSCで設定されたショーケース5や冷凍機3の各種運転条件の設定データが保存されており、電源が断たれても保持される。出力制御手段459には警報表示を行う表示手段462、警報手段としてのブザー413及びアクチュエータ463が接続される。
The
このアクチュエータ463はショーケース5の場合には主膨張弁62や電磁弁60、霜取り用のヒータや照明等であり、冷凍機3であれば圧縮機11やガスクーラ用送風機47、後述する補助膨張弁(補助絞り手段)83や各弁(電動膨張弁や電磁弁)等を意味するものである。入力制御手段461には設定スイッチ464と、ショーケース5の庫内温度や、冷凍機3の各部の温度、圧力を検出するセンサ(466で代表して示す)が接続されている。これらセンサ466で検出された温度や圧力のデータも前記RAM457やインターフェース453により装着されるSDカード210に書き込まれる。前記設定スイッチ464は当該端末コントローラSCの制御のために割り付けられる1〜50までのチャンネルナンバーを設定するためのものである。また、マイクロコンピュータ454は各ショーケース5及び冷凍機3毎に設定された個別の識別情報としてのセンサーIDを保有している。
In the case of the
ショーケース5や冷凍機3の設置に際して各端末コントローラSCには設定スイッチ464により1〜50までの内の1つを設定すると共に、当該端末コントローラSCが接続されるマスターコントローラMCにおいてはA〜Cまでの内の1つを設定することにより、各端末コントローラSCのチャンネルナンバー(例えばA01)を割当て設定する。
When the
以上の構成で、マスターコントローラMCにおいてはキースイッチ337、ディップスイッチ338及びスライドスイッチ339により、各端末コントローラSC毎に割り当てられたチャンネルナンバー(例えばA01)毎に庫内設定温度、各種警報、霜取りに関する各種設定値、管理温度等、冷却貯蔵庫(ショーケースSC)等の運転条件を設定することができる。
With the above configuration, in the master controller MC, the
このマスターコントローラMCで設定されたショーケース5や冷凍機3の運転条件に関するデータはマイクロコンピュータ324により前記RAM327、EEPROM340に保存されると共に、送受信手段329から各端末コントローラSCに送信される。また、インターフェース325に装着されているSDカード210に書き込まれる。
Data relating to the operating conditions of the
これらデータは前記チャンネルナンバー毎に区別されて送信及び書込が行われる。また、集中コントローラRCからの要求によりマスターコントローラMCのマイクロコンピュータ324は、前記キースイッチ337等にて設定されたデータをターミナルアダプタ224により集中コントローラRCに送信する。更に、マスターコントローラMCは集中コントローラRCからプログラムデータが送信された場合、ターミナルアダプタ224を介してそれを受信し、ROM326内のデータ及びインターフェース325に装着されているSDカード210内のデータを受信されたデータに書き替える。
These data are distinguished and transmitted and written for each channel number. In response to a request from the centralized controller RC, the
一方、端末コントローラSCでは送受信手段458が自らのチャンネルナンバー(01〜50)当ての運転条件に関するデータを受信すると、マイクロコンピュータ454はRAM457に当該データを保存する。同様にマイクロコンピュータ454は、インターフェース453に装着されているSDカード210に当該運転条件に関するデータを保存する。
On the other hand, in the terminal controller SC, when the transmission / reception means 458 receives data relating to the operation condition for its own channel number (01 to 50), the
ショーケース5に設けられた端末コントローラSCのマイクロコンピュータ454は前記センサ466からのショーケース5の庫内温度に関するデータと前記運転条件に関するデータの内の設定過熱度(蒸発器63における冷媒の過熱度設定値)とを比較してアクチュエータ463としての主膨張弁62を制御する。冷凍機3に設けられた端末コントローラSCのマイクロコンピュータ454は前記センサ466からの冷凍機3の各部の温度や圧力に関するデータと前記運転条件に関するデータの内の設定値とを比較してアクチュエータ463としての圧縮機11やガスクーラ用送風機47、補助膨張弁83や各電動膨張弁、電磁弁を制御する(詳しくは後述)。
The
このような各ショーケース5や冷凍機3の運転状態に関するデータはマイクロコンピュータ454によって逐次RAM457に保存され、更新されている。同様に、マイクロコンピュータ454によって逐次インターフェース453に装着されているSDカード210に当該運転状態に関するデータは保存され、更新されている。
Such data regarding the operating state of each
マスターコントローラMCのマイクロコンピュータ324は、例えば1分間に一回各端末コントローラSCにポーリングを行う。各端末コントローラSCのマイクロコンピュータ454はマスターコントローラMCからポーリングされると、自らのチャンネルナンバーと共にRAM457内に保存している自ら(ショーケース5、冷凍機3)の運転状態に関するデータを送受信手段458よりマスターコントローラMCに送信する。尚、端末コントローラSCはショーケース5や冷凍機3で前述した警報が発生したときには、自動的にマスターコントローラMCにデータを送信する。
The
マスターコントローラMCは送受信手段329によりこの運転状態に関するデータを受信し収集して、各端末コントローラSC毎に、即ちチャンネル別に例えば最大150台分の運転状態に関するデータをRAM327内及びインターフェース325に装着されているSDカード210内に格納する。このRAM327内及びSDカード210内の運転状態に関するデータは同様に次回のポーリングによって端末コントローラSCより運転状態に関するデータが送信されることにより更新される。
The master controller MC receives and collects data relating to the operation state by the transmission / reception means 329, and data relating to the operation state for, for example, a maximum of 150 units is installed in the
マスターコントローラMCは、このような手順にて各端末コントローラSCより各ショーケース5や冷凍機3の運転状態に関するデータを収集する。マイクロコンピュータ324はキースイッチ337の操作に基づき、RAM327内に収集したデータから例えば庫内温度とEEPROM340に保存されている庫内設定温度を読み出し、各チャンネルナンバーと共に液晶表示部334に表示する。また、前記キースイッチ337の操作により、特定のショーケース5の庫内温度の推移などをグラフにて液晶表示部334に表示する。
The master controller MC collects data related to the operation state of each
そして、集中コントローラRCからの要求に応じて、収集したRAM327内の運転状態に関するデータをターミナルアダプタ224を介して集中コントローラRCに送信する。また、マスターコントローラMCは警報(異常)発生時には自動的に集中コントローラRCにデータを送信する。この運転状態に関するデータ中には、実施例では少なくとも低圧圧力センサ32が検出する冷凍機3の低圧圧力、ショーケース5の主膨張弁62の弁開度、冷凍装置Rの消費電力量(冷凍機3等に設けられた電力量計等の図示しない電力量検出手段にて検出される)、冷凍機3の圧縮機11の運転状態(運転周波数やON(起動)/OFF(停止)の状態)、外気温度センサ56が検出する外気温度、高圧圧力センサ58が検出する高圧圧力、ショーケース5の庫内温度等に関するデータが含まれる。
Then, in response to a request from the centralized controller RC, the collected data regarding the operation state in the
保守管理会社P3の集中コントローラRCのマイクロコンピュータ207は、ターミナルアダプタ223を介して各店舗P1やP2のマスターコントローラMCから運転状態に関するデータを受け取ると、それをハードディスク208及びインターフェース212に装着されているSDカード210内に保存する。そして、マイクロコンピュータ207は所定のキーボード操作により、マスターコントローラMCから送信されたデータを解析し、統計等をとる(故障件数や故障内容の分布)。
When the
また、集中コントローラRCのマイクロコンピュータ207は、キーボード221やマウス22の操作により、各店舗P1、P2のショーケース5や冷凍機3(前記チャンネルナンバーで特定)の運転条件に関するデータを入力可能とされている。入力されたデータはハードディスク208等に保存される。そして、この入力された運転条件に関するデータは、集中コントローラRCからターミナルアダプタ223、通信回線L1、ターミナルアダプタ224を介してマスターコントローラMCに送信される。
Further, the
この運転条件に関するデータには後述する低圧制御値や圧縮機11の制御方式(運転周波数の上昇速度)等が含まれる。運転条件に関するデータを受信したマスターコントローラMCはそれをRAM327に保存すると共に、前記チャンネルナンバーと共に各端末コントローラSC宛、送信する。これにより、集中コントローラRCでは各店舗P1、P2のショーケース5や冷凍機3を遠隔制御し、また、運転状態の監視や分析を行うことができるように構成されている。
The data relating to the operating condition includes a low-pressure control value, a control method of the compressor 11 (an increasing speed of the operating frequency) and the like which will be described later. The master controller MC that has received the data relating to the operating conditions stores it in the
(B)端末コントローラSCによる基本的な制御
各ショーケース5の端末コントローラSCは、通常運転中は電源が投入されている間、電磁弁60を開放し、蒸発器63に主膨張弁62で絞られた冷媒を供給して蒸発させる。この場合、ガスクーラ46を経た超臨界状態の二酸化炭素冷媒は、高圧配管7を経て電磁弁60を通過し、主膨張弁62に至る。この主膨張弁62で絞られる過程で冷媒は液化していき、蒸発器63に流入する。そして、蒸発器63に流入した液冷媒が蒸発することで、冷却作用を発揮することになる。蒸発器63で冷却されたショーケース5の庫内の冷気は、前述した冷気循環用送風機で庫内に循環され、これにより各ショーケース5の庫内は冷却されることになる。
(B) Basic control by terminal controller SC The terminal controller SC of each
この場合、ショーケース5の端末コントローラSCは、受信した自ら宛の運転条件に関するデータに基づき、アクチュエータ463としての主膨張弁62を制御して蒸発器63における冷媒の過熱度を前述した設定過熱度に制御する。即ち、蒸発器63から出る冷媒の過熱度が設定過熱度より高い場合には弁開度を拡大し、低い場合には縮小する。そして、ショーケース5の庫内が冷えていくことで蒸発器63における冷媒の蒸発は緩慢となるので、主膨張弁62の弁開度は縮小されていき、最低弁開度に収束する。蒸発器63では冷媒が蒸発することにより冷却能力が得られるので、過熱度を設定過熱度に制御することで、庫内温度も庫内設定温度に制御されることになる。
In this case, the terminal controller SC of the
冷凍機3の端末コントローラSCは、受信した自ら宛の運転条件に関するデータに基づいてアクチュエータ463としての圧縮機11やガスクーラ用送風機47の運転と各弁(電動膨張弁、電磁弁)の開度/開閉の制御を行い、また、後述する冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116への冷媒の回収とそれらから冷媒回路1への冷媒の放出の制御等を行う。
The terminal controller SC of the
この場合、冷凍機3の端末コントローラSCは、上記運転条件に関するデータ中のON値、OFF値、ディファレンシャル値から成る前記低圧制御値と低圧圧力センサ32が検出する冷媒回路1の低圧側圧力LPとに基づいて圧縮機11、11の運転周波数を制御する。この場合、ディファレンシャル値とはOFF値より低い低圧カット値と当該OFF値との差であり、各値の関係はON値>OFF値>低圧カット値となる。各ショーケース5において冷却能力が不足する場合、主膨張弁62の弁開度は拡大されるので、低圧側圧力LPは上昇する。冷凍機3の端末コントローラSCは、低圧圧力センサ32が検出する低圧側圧力LPがON値より高くなった場合、前述した所定の上昇速度で圧縮機11の運転周波数の上昇させる。これにより、各ショーケース5の蒸発器63における冷却能力を確保する。
In this case, the terminal controller SC of the
逆にショーケース5において冷却能力が過剰となると、主膨張弁62は弁開度を縮小させるので、低圧側圧力LPも低下する。冷凍機3の端末コントローラSCは上記低圧側圧力LPがOFF値より低くなった場合、所定の低下速度で圧縮機11の運転周波数を低下させる。尚、圧縮機11の運転周波数の可変範囲は例えば30Hz〜60Hzである。これにより、過剰な冷却能力を削減する。尚、低圧側圧力LPがOFF値以上、ON値以下の範囲にある場合には、圧縮機11の運転周波数は現状維持となる。また、圧縮機11の運転周波数を低下させても低圧側圧力LPが尚も低下し、低圧カット値まで低下した場合、端末コントローラSCは圧縮機11、11を停止させ、再度ON値に上昇した時点で圧縮機11、11を再起動する制御を実行する。
On the contrary, if the cooling capacity becomes excessive in the
(C)据え付け時の冷媒充填作業
次に、店舗P1やP2に冷凍装置Rの冷凍機3やショーケース5を据え付けるときの冷媒充填時の動作と操作について図6、図7を参照して説明する。
(C) Refrigerant charging operation during installation Next, operations and operations during refrigerant charging when the
(C−1)マスターコントローラMCの冷媒量判定機能
前述したように冷凍機3とショーケース5とを高圧配管7と低圧配管9で接続した後、後述する増設冷媒量調整装置111を接続する以前に、低圧サービス口から冷媒回路1内に二酸化炭素冷媒を封入する。この場合に封入する冷媒量は、当該店舗P1、P2の高圧配管7及び高圧配管9の配管長、冷凍機3に接続されるショーケース5の台数によって冷媒回路1内の容積を計算し、当該容積に対して必要最低限の量とする。このときに冷媒回路1内に封入される量の冷媒が初期冷媒となる(後述する図6のフローチャートのステップS1)。
(C-1) Refrigerant amount determination function of master controller MC After connecting the
このように先ず計算した量の冷媒(初期冷媒)を冷媒回路1に封入した後、作業者がマスターコントローラMCより各端末コントローラSCに起動の運転条件に関するデータを送信し、冷凍機3の圧縮機11を起動して冷凍装置Rの運転を開始する。図6は係る運転開始時にマスターコントローラMCが実行する冷媒量判定のフローチャートである。前述した初期冷媒が封入(ステップS1)された後、マスターコントローラMCのマイクロコンピュータ324はショーケース5の庫内が正常に冷却された状態(庫内設定温度の上下所定範囲内まで冷却)まで冷凍装置Rを運転する。次に、ステップS2で冷凍機3の端末コントローラ5から送られてきた外気温度センサ56が検出する外気温度を取り込み、ROM326に格納されている前述した適正高圧圧力−外気温度データ(図7)を参照し、外気温度センサ56が検出するそのときの外気温度に対応する適正高圧圧力HPXを算出(抽出)する。
In this way, first, after the calculated amount of refrigerant (initial refrigerant) is sealed in the
次に、マスターコントローラMCのマイクロコンピュータ324は、ステップS3で冷凍機3の端末コントローラ5から送られてきた高圧圧力センサ58が検出する冷媒回路1の高圧圧力HPを取り込み、高圧圧力センサ58が検出した現在の高圧圧力HPと適正高圧圧力HPXとを比較し、高圧圧力HPが適正高圧圧力HPXより高いか否か判断する。そして、HP>HPXである場合、高圧圧力HPが高過ぎるので冷媒回路1内の冷媒量が過剰であるものと判定し、ステップS5で液晶表示部334に「冷媒量:過剰」の表示(出力)を行う。
Next, the
ステップS3でHP≦HPXであった場合、マスターコントローラMCのマイクロコンピュータ324は高圧圧力HPは適正と判断し、次にステップS4でショーケース5の端末コントローラ5から送られてきた主膨張弁62の現在の弁開度を取り込み、ROM326に格納されている適正弁開度データを読み込む。そして、現在の弁開度が適正弁開度データの値よりも大きい場合、冷媒回路1内の冷媒量が少ない(不足)ものと判断し、ステップS6で液晶表示部334に「冷媒量:不足」の表示(出力)を行う。
If HP ≦ HPX in step S3, the
以後、冷媒の過剰、及び/又は、不足が解消されない限り、マイクロコンピュータ324はステップS4(或いはステップS3)からステップS1に戻り、係る冷媒量の判定を繰り返す。そして、ステップS3で過剰でない場合、且つ、ステップS4で不足でない場合、マイクロコンピュータ324はステップS4で冷媒回路1内の冷媒量は適正と判定して、上記表示を消す。
Thereafter, unless the excess and / or deficiency of the refrigerant is resolved, the
(C−2)冷媒調整作業
一方、作業者は冷凍装置Rの運転を開始してショーケース5の庫内が正常に冷却された後、マスターコントローラMCの液晶表示部334に「冷媒量:過剰」が表示された場合(図6のフローチャートのステップS5)、高圧サービス口112から冷媒回路1内の冷媒を抜いていく。逆に、液晶表示部334に「冷媒量:不足」が表示された場合には(図6のフローチャートのステップS6)、低圧サービス口114から所定量の冷媒を冷媒回路1内に補充(追加)していく。そして、何れの場合も表示が消えた時点で抜く作業、或いは、補充作業を終了する。
(C-2) Refrigerant Adjustment Work On the other hand, after the operator starts the operation of the refrigeration apparatus R and the inside of the
このように、マスターコントローラMCが冷媒回路1内の冷媒量を判定する機能を有しており、適正冷媒量における高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを保有しており、この適正高圧圧力−外気温度データと、高圧圧力センサ58が検出した高圧圧力及び外気温度センサ56が検出した外気温度とに基づき、当該外気温度における適正高圧圧力より高圧圧力センサ58が検出した高圧圧力が高い場合、冷媒回路1内の冷媒量が過剰であると判定して出力するので、冷媒回路1内の冷媒量が過剰であることを的確且つ迅速に把握し、冷媒回路1から抜くことが可能となる。
As described above, the master controller MC has a function of determining the refrigerant amount in the
また、マスターコントローラMCは、適正冷媒量おけるショーケース5の庫内の正常な冷却状態での主膨張弁62の弁開度に関する適正弁開度データを保有しており、この適正弁開度データと、主膨張弁62の弁開度及びショーケース5の冷却状態とに基づき、ショーケース5が正常に冷却されている状態での主膨張弁62の弁開度が、適正弁開度データより大きい場合、冷媒回路1内の冷媒量が不足していると判定して出力するので、冷媒回路1内の冷媒量が不足であることも的確且つ迅速に把握し、冷媒回路1へ補充することが可能となる。これらにより、冷凍装置Rを店舗P1やP2に据え付けるときの作業性を著しく改善することが可能となる。
In addition, the master controller MC has appropriate valve opening data regarding the valve opening of the
(D)スプリットサイクル
次に、図1に戻って実施例の冷凍装置Rのスプリットサイクルについて説明する。実施例における冷凍装置Rは、各圧縮機11の前記第1の回転圧縮要素18(低段側)、インタークーラ38、2つの流体の流れを合流させる合流装置としての合流器81、各圧縮機11の前記第2の回転圧縮要素20(高段側)、オイルセパレータ44、ガスクーラ46、分流器82、補助膨張弁83、中間熱交換器80、電磁弁60、主膨張弁(主絞り手段)62、蒸発器63とから冷凍サイクルが構成される。
(D) Split Cycle Next, returning to FIG. 1, the split cycle of the refrigeration apparatus R of the embodiment will be described. The refrigeration apparatus R in the embodiment includes the first rotary compression element 18 (low stage side) of each
分流器82は、ガスクーラ46から出た冷媒を二つの流れに分岐させる分流装置である。即ち、本実施例の分流器82は、ガスクーラ46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の冷媒流を補助回路に流し、第2の冷媒流を主回路に流すように構成されている。
The flow divider 82 is a flow dividing device that divides the refrigerant from the
図1における主回路とは、圧縮機11の第1の回転圧縮要素18、インタークーラ38、合流器81、第2の回転圧縮要素20、ガスクーラ46、分流器82、中間熱交換器80の第2の流路80B、電磁弁60、主膨張弁62、蒸発器63から成る環状の冷媒回路であり、補助回路とは、分流器82から補助膨張弁83、中間熱交換器80の第1の流路80Aを順次経て合流器81に至る回路を示す。後述する電磁弁106、キャピラリチューブ107の下流側の前記第2の連通回路105は、補助膨張弁83の下流側の第1の流路80A入口に合流している。
The main circuit in FIG. 1 is the first
補助膨張弁83は、上記分流器82で分流され、補助回路を流れる第1の冷媒流を減圧するものである。中間熱交換器80は、補助膨張弁83で減圧された補助回路の第1の冷媒流及び第2の連通回路105を介して、後述する冷媒量調整タンク100の下部から放出された冷媒(以下、これらを総じて第1の冷媒流という)と分流器82で分流された第2の冷媒流との熱交換を行う熱交換器である。当該中間熱交換器80には、第2の冷媒流が流れる第2の流路80Bと、上記第1の冷媒流が流れる第1の流路80Aとが熱交換可能な関係で設けられており、該中間熱交換器80の第2の流路80Bを通過することにより、第2の冷媒流は第1の流路80Aを流れる第1の冷媒流により冷却されるので、蒸発器63における比エンタルピが小さくなる。
The
即ち、スプリットサイクルを備えた実施例における冷凍装置Rでは、ガスクーラ46で放熱した後の冷媒を分流し、補助膨張弁83で減圧膨張された第1の冷媒流により、第2の冷媒流を冷却することができるようになり、蒸発器63入口の比エンタルピを小さくすることができるようになる。これにより、冷凍効果を大きくすることが可能となり、従来の装置に比べて効果的に性能を向上させることができるようになる。また、分流された第1の冷媒流は圧縮機11の高段側吸込口26から第2の回転圧縮要素20(中間圧部)に戻されるため、圧縮機11の低段側吸込口22から第1の回転圧縮要素18(低圧部)に吸い込まれる第2の冷媒流の量が減少し、低圧から中間圧まで圧縮するための第1の回転圧縮要素18(低段部)における圧縮仕事量が減少する。その結果、圧縮機11における圧縮動力が低下して成績係数が向上する。
That is, in the refrigeration apparatus R in the embodiment having a split cycle, the refrigerant after radiating heat by the
(E)オイルセパレータ
上述した圧縮機11の高段側吐出口28とガスクーラ46とを接続する高圧吐出配管42には、オイルセパレータ44が介設されている。このオイルセパレータ44は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒中に含まれるオイルを冷媒と分離して捕捉するものであり、このオイルセパレータ44には、捕捉したオイルを圧縮機11に戻すオイル戻し回路73が接続されている。このオイル戻し回路73中には、オイルタンク79と、捕捉したオイルを冷却するオイルクーラ74が設けられ、このオイルクーラ74の下流側で、オイル戻し回路73は2系統に分岐され、それぞれ流量調整弁(電動弁)76を介して圧縮機11の密閉容器12に接続される。圧縮機11の密閉容器12内は、上述のように中間圧に保たれるため、捕捉されたオイルは、オイルセパレータ44内の高圧と密閉容器12内の中間圧との差圧によって当該密閉容器12内に戻される。また、圧縮機11の密閉容器12には、この密閉容器12内に保有するオイルのレベルを検出するオイルレベルフロートスイッチ77が設けられている。
(E) Oil Separator
また、オイルクーラ74はガスクーラ46と同一の風路45に設置されており、ガスクーラ用送風機47により空冷される。そして、オイルクーラ74を経た後、二系統に分離して流量調整弁76を経て圧縮機11に戻る。これにより、高温冷媒と共に高温とされたオイルは、オイルクーラ74にて冷却されて圧縮機11に帰還するため、圧縮機11の温度上昇を抑制することができる。
The
(F)バイパス配管
また、冷凍機3にはインタークーラ38の出口側の冷媒回路1の中間圧部、実施例ではインタークーラ38の出口側の中間圧吸入管40と、冷媒回路1の低圧側、実施例では冷媒導入管31とを連通するバイパス配管84が設けられている。また、このバイパス配管84には、通電時に流路を開き、非通電時には流路を封止する電磁弁85が介設されている。
(F) Bypass piping Further, the
このバイパス配管84の電磁弁85は、圧縮機11が停止した後、再起動する際に、圧縮機11が起動から所定の運転周波数に上昇するまでの間、開放される。電磁弁85が開放されると、第1の回転圧縮要素18により中間圧に昇圧され、低段側吐出口24から中間圧吐出配管36に吐出された冷媒は、インタークーラ38を経てバイパス配管84を介し、冷媒回路1の低圧側である冷媒導入管31に流入することになる。
The
これにより、冷媒回路1の中間圧部と低圧側とが均圧されるので、圧縮機11の起動時にトルク不足が生じている間、中間圧部の圧力と高圧側の圧力とが接近してしまうことによる始動不良を未然に回避することができるようになる。尚、圧縮機11の運転周波数が所定の値まで上昇した後は、電磁弁85は非通電とされる(閉)。
As a result, the intermediate pressure portion and the low pressure side of the
(G)冷媒量調整タンク
次に、実施例における冷凍装置Rの冷媒回路1の循環冷媒量の調整について説明する。冷媒回路1の超臨界圧力となる高圧側、本実施例では冷凍機3の中間熱交換器80の下流側には、第1の連通回路101を介して冷媒量調整タンク100が接続されている。この冷媒量調整タンク100は圧縮機11やガスクーラ46等と共に冷凍機3に内蔵されているもので、所定の容積を有するものであり、当該タンク100上部に第1の連通回路101が接続されている。この第1の連通回路101には、絞り機能を有する第1の弁装置として電動膨張弁102が介設されている。
(G) Refrigerant amount adjustment tank Next, adjustment of the circulating refrigerant amount of the
そして、この冷媒量調整タンク100には、当該タンク100内上部と、冷媒回路1の中間圧部とを連通する前記第3の連通回路103が接続されている。本実施例では、第3の連通回路103の他端は、中間圧部としての冷媒回路1のインタークーラ38の出口側の中間圧吸入管40に連通させる。この第3の連通回路103には、第3の弁装置としての電磁弁104が介設されている。
The refrigerant
また、この冷媒量調整タンク100には、当該タンク100内下部と、冷媒回路1の中間圧部とを連通する前記第2の連通回路105が接続されている。本実施例では、第2の連通回路105の他端は、中間圧部の一例として前記中間圧吸入管40に連通した中間熱交換器80の第1の流路80Aの入口に連通させる。この第2の連通回路105には、第2の弁装置としての前記電磁弁106とキャピラリチューブ107が介設されている。
The refrigerant
(G−1)増設冷媒量調整タンク
更に、実施例の冷凍装置Rには増設冷媒量調整装置111が接続される。この増設冷媒量調整装置111は、冷凍装置Rの規模に応じて冷媒量調整タンク100に対して増設冷媒量調整タンク116(これも冷媒量調整タンク)を増設するために、冷凍機3にオプション的に取り付けられるものであり、冷凍機3の外部に設けられ(増設)、冷媒回路1に着脱可能に接続される。この場合、増設冷媒量調整装置111は、図示しない外装ケース内部に所定の容量を有した増設冷媒量調整タンク116を備えると共に、増設冷媒量調整タンク116の上部に絞り機能を有する第1の弁装置としての電動膨張弁117を介して連通する第1のサービス口(サービスバルブ)118と、増設冷媒量調整タンク116の上部に第3の弁装置としての電磁弁119を介して連通する第3のサービス口(サービスバルブ)121と、増設冷媒量調整タンク116の下部に第2の弁装置としての電磁弁122と図示しないキャピラリチューブを介して連通する第2のサービス口(サービスバルブ)124を備え、これらサービス口118、121、124は増設冷媒量調整装置111より外部に露出している。
(G-1) Additional refrigerant amount adjusting tank Further, the additional refrigerant amount adjusting device 111 is connected to the refrigeration apparatus R of the embodiment. This additional refrigerant amount adjusting device 111 is an option for the
一方、冷媒回路1の超臨界圧力となる高圧側、本実施例では冷凍機3の中間熱交換器80の下流側には、高圧サービス口(サービスバルブ)112が連通して取り付けられており、中間圧領域となる中間圧吸入管40に連通された第3の連通回路103には、中間圧サービス口(サービスバルブ)113が連通して予め取り付けられている。また、冷媒回路1の低圧側である冷媒導入管31には、低圧サービス口(サービスバルブ)114が連通して予め取り付けられており、これらサービス口112〜114も冷凍機3より外部に露出している。
On the other hand, a high-pressure service port (service valve) 112 is connected in communication with the high-pressure side, which is the supercritical pressure of the
そして、この増設冷媒量調整装置111を冷媒回路1に接続する際には、第1の増設連通回路(第1の連通回路)を構成する第1の増設連通配管126により第1のサービス口118を高圧サービス口112に着脱可能に接続して連通させ、第3の増設連通回路(第3の連通回路)を構成する第3の増設連通配管127により第3のサービス口121を中間圧サービス口113に着脱可能に接続して連通させ、第2の増設連通回路(第2の連通回路)を構成する第2の増設連通配管128により第2のサービス口124を低圧サービス口114に着脱可能に接続して連通させる。
When the additional refrigerant amount adjusting device 111 is connected to the
これにより、増設冷媒量調整タンク116の上部は第1の増設連通配管126を介して冷媒回路1の高圧側に連通され、電動膨張弁117は第1の増設連通回路内に設けられたかたちとなり、増設冷媒量調整タンク116の上部はまた第3の増設連通配管127を介して冷媒回路1の中間圧部に連通され、電磁弁119は第3の増設連通回路内に設けられたかたちとなる。また、増設冷媒量調整タンク116の下部は第2の増設連通配管128を介して冷媒回路1の低圧側に連通され、電磁弁122は第2の増設連通回路内に設けられたかたちとなる。
As a result, the upper part of the additional refrigerant
(G−2)冷媒回収/冷媒放出制御
以下、冷凍機3の端末コントローラSCによる冷媒回路1から冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116への冷媒の回収とそれらから冷媒回路1への冷媒の放出の制御について説明する。尚、冷凍機3の端末コントローラSCは高圧圧力センサ58が検出する高圧側圧力HPが所定の高圧保護値(例えば、12MPa)を超えた場合、圧縮機11の運転を停止する高圧遮断動作を実行するものとする。これを前提として以下の冷媒回収と放出に関する制御を説明する。
(G-2) Refrigerant recovery / refrigerant release control Hereinafter, recovery of the refrigerant from the
冷凍機3の端末コントローラSCは、外気温度センサ56が検出する外気温度に基づいて目標高圧THPを決定する。この場合、外気温度が低い程、高圧側圧力の目標高圧THPを低くする方向で決定する。次に、この目標高圧THPと、高圧圧力センサ58が検出する冷媒回路1の高圧側圧力HPに基づいて電動膨張弁(第1の弁装置)102及び電動膨張弁(第1の増設弁装置)117、電磁弁(第2の弁装置)106及び電磁弁(第2の増設弁装置)122、電磁弁(第3の弁装置)104及び電磁弁(第3の増設弁装置)119を制御することにより、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116に冷媒を回収しながら、それらより冷媒を放出すると共に、冷媒の回収と冷媒の放出の度合いを調整することで、冷媒回路1内の循環冷媒量を制御する。
The terminal controller SC of the
次に、冷凍機3の端末コントローラSCによる具体的な冷媒回収と冷媒放出の制御を説明する。尚、以下の説明では冷媒量調整タンク100の冷媒回収と放出制御(電動膨張弁102、電磁弁106、104の制御)についてのみ説明するが、増設冷媒量調整タンク116についても、電動膨張弁102、電磁弁106、104にそれぞれ対応する電動膨張弁117、電磁弁122、119が冷媒量調整タンク100の場合と同様に制御されるものとして説明を省略する。但し、増設冷媒量調整タンク116は電磁弁122により冷媒回路1の低圧側に連通され、冷媒が放出される点で冷媒量調整タンク100とは異なる。
Next, specific refrigerant recovery and refrigerant discharge control by the terminal controller SC of the
今、高圧圧力センサ58が検出する冷媒回路1の高圧側圧力HPが目標高圧THP付近にあるものとすると、端末コントローラSCは電動膨張弁102(増設冷媒量調整タンク116の場合は電動膨張弁117。以下、同じ)の弁開度を全閉状態とし、電磁弁106(増設冷媒量調整タンク116の場合は電磁弁119。以下、同じ)を開き、電磁弁104(増設冷媒量調整タンク116の場合は電磁弁122。以下、同じ)を閉じている。この状態では冷媒量調整タンク100(及び増設冷媒量調整タンク116。以下、同じ)内は高圧側に連通されず、上部も中間圧領域に連通されず、下部のみが中間圧領域(増設冷媒量調整タンク116の場合は低圧側)に連通される。従って、冷媒量調整タンク100内の冷媒は全て冷媒回路1の中間圧領域(増設冷媒量調整タンク116の場合は低圧側。以下、同じ)に放出され、冷媒量調整タンク100内は空となった状態となるので所謂液封が防止される。
Now, assuming that the high-pressure side pressure HP of the
端末コントローラSCは所定のサンプリングタイミングT1(例えば、200ms等)毎に高圧圧力センサ58が検出する高圧側圧力HPを取り込み、目標高圧THPと比較する。そして、高圧側圧力HPが上昇し、例えば目標高圧THP+1.0(MPa)より高くなると(目標高圧THP+1.0<高圧側圧力HP)、端末コントローラSCは電磁弁106を閉じ、電動膨張弁102の弁開度を全閉状態(零ステップ)から所定ステップS(例えば、100ステップ等)開いた状態とする。また、電磁弁104を開放する。
The terminal controller SC takes in the high pressure side pressure HP detected by the
これにより、圧縮機11の高段側吐出口28から吐出された高温高圧冷媒は、オイルセパレータ44を経て、ガスクーラ46、中間熱交換器80にて冷却された後、その一部が開放されている電動膨張弁102が介設された第1の連通回路101(増設冷媒量調整タンク116の場合は第1の増設連通配管126。以下、同じ)を介して冷媒量調整タンク100内に流入する。
As a result, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the high-
また、高圧側圧力HPが更に上昇し、例えば目標高圧THP+1.3(MPa)より高くなると(目標高圧THP+1.3<高圧側圧力HP)、端末コントローラSCは電磁弁106を閉じ、電動膨張弁102の弁開度を更に所定ステップS開き、全閉状態から合わせてステップ2S(200ステップ)開いた状態に弁開度を拡大する。また、電磁弁104は開放したままである。これにより、電動膨張弁102を介して第1の連通回路101から冷媒量調整タンク100に流入する冷媒の回収速度が上昇する。
Further, when the high-pressure side pressure HP further increases, for example, becomes higher than the target high-pressure THP + 1.3 (MPa) (target high-pressure THP + 1.3 <high-pressure side pressure HP), the terminal controller SC closes the
また、高圧側圧力HPが更に上昇し、例えば目標高圧THP+1.6(MPa)より高くなると(目標高圧THP+1.6<高圧側圧力HP)、端末コントローラSCは電磁弁106を閉じ、電動膨張弁102の弁開度をステップ2S(200ステップ)から更に所定ステップS開き、全閉状態から合わせてステップ3S(300ステップ)開いた状態に弁開度を拡大する。また、電磁弁104は開放したままである。これにより、電動膨張弁102を介して第1の連通回路101から冷媒量調整タンク100に流入する冷媒の回収速度が更に上昇する。
Further, when the high-pressure side pressure HP further increases, for example, becomes higher than the target high-pressure THP + 1.6 (MPa) (target high-pressure THP + 1.6 <high-pressure side pressure HP), the terminal controller SC closes the
これまでの間、電磁弁104が開放されていることにより、冷媒量調整タンク100の上部と冷媒回路1の中間圧領域とを連通する第3の連通回路103(増設冷媒量調整タンク116の場合には第3の増設連通配管127。以下、同じ)を介して、冷媒量調整タンク100内の圧力をタンク外にそれぞれ逃がすことができる。そのため、外気温度が高くなった場合など、冷媒回路1内の冷媒が液化しない超臨界サイクル運転している場合であっても、冷媒量調整タンク100内の圧力が低下して当該冷媒量調整タンク100内に流入した冷媒は液化し、冷媒量調整タンク100内に溜まる。即ち、冷媒量調整タンク100内の圧力は超臨界圧力以下に降下することによって、冷媒がガス領域から飽和領域となり、液面を確保することができる。
The third communication circuit 103 (in the case of the additional refrigerant amount adjustment tank 116) that connects the upper part of the refrigerant
これにより、迅速に、且つ、効率的に、冷媒回路1内の冷媒を冷媒量調整タンク100(及び増設冷媒量調整タンク116)に回収することができる。従って、冷媒回路1内の高圧側が余剰となった冷媒によって異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常による圧縮機11の過負荷運転を防止することが可能となる。
Thereby, the refrigerant | coolant in the
このように、端末コントローラSCは高圧側圧力HPが上昇するに伴って電動膨張弁102の弁開度を拡大していき、冷媒量調整タンク100への冷媒回収速度を上昇させていく。
Thus, the terminal controller SC increases the opening degree of the
次に、このように冷媒量調整タンク100に冷媒を回収したことで、高圧圧力センサ58が検出する高圧側圧力HPが低下し、高圧側圧力HPが例えば目標高圧THP+0.6(MPa)以下に低下した場合、端末コントローラSCは電動膨張弁102の弁開度をステップS/2(全閉状態から50ステップ開いた状態。冷媒回収速度は最も低くなる。)に縮小すると共に、電磁弁104は閉じる。また、電磁弁106を所定時間t1(例えば、10s)開いた後、閉じる。これにより、電動膨張弁102を介して冷媒量調整タンク100内に冷媒を回収しながら、電磁弁104を介して冷媒量調整タンク100内から所定量の冷媒が冷媒回路1の中間圧領域に放出される。
Next, by collecting the refrigerant in the refrigerant
係る冷媒の放出によっても高圧側圧力HPが依然下がり続け、例えば目標高圧THP+1.2(MPa)以下に低下した場合(高圧側圧力HP≦目標高圧+1.2)、端末コントローラSCは同様に電動膨張弁102の弁開度をステップS/2に縮小した状態とし、電磁弁104も閉じたままとする。また、電磁弁106を再度所定時間t1開いた後、閉じる。これにより、電動膨張弁102を介して冷媒量調整タンク100内に冷媒を回収しながら、電磁弁104を介して冷媒量調整タンク100内から更に所定量の冷媒が冷媒回路1の中間圧領域に放出される。
When the refrigerant is discharged, the high pressure side pressure HP continues to decrease, for example, when the target high pressure THP + 1.2 (MPa) or lower (high pressure side pressure HP ≦ target high pressure + 1.2), the terminal controller SC similarly performs the electric expansion. The valve opening degree of the
また、係る冷媒の放出によっても高圧側圧力HPが依然下がり続け、例えば目標高圧THP+0.9(MPa)以下に低下した場合(高圧側圧力HP≦目標高圧+0.9)、端末コントローラSCは電動膨張弁102の弁開度をステップS/2に縮小した状態とし、電磁弁104も閉じたままとする。また、電磁弁106を再度所定時間t1開いた後、閉じる。これにより、電動膨張弁102を介して冷媒量調整タンク100内に冷媒を回収しながら、電磁弁104を介して冷媒量調整タンク100内から更に所定量の冷媒が冷媒回路1の中間圧領域に放出される。
In addition, when the refrigerant is released, the high pressure side pressure HP continues to decrease, for example, when the target high pressure THP + 0.9 (MPa) or lower (high pressure side pressure HP ≦ target high pressure + 0.9), the terminal controller SC is electrically expanded. The valve opening degree of the
そして、係る冷媒の放出によっても高圧側圧力HPが依然下がり続け、例えば目標高圧THP以下に低下した場合(高圧側圧力≦目標高圧)、端末コントローラSCは電動膨張弁102を全閉とし、電磁弁104も閉じたままとする。また、電磁弁106は開放状態とする。
When the refrigerant is discharged, the high pressure side pressure HP continues to decrease. For example, when the pressure falls below the target high pressure THP (high pressure side pressure ≦ target high pressure), the terminal controller SC fully closes the
このように、端末コントローラSCは高圧側圧力HPが低下するに伴って冷媒量調整タンク100から冷媒を徐々に、即ち、電磁弁106を最短でサンプリングタイミングT2毎に所定時間t1開くことで徐々に低圧側に放出していく。
Thus, the terminal controller SC gradually releases the refrigerant from the refrigerant
このように冷媒回路1に冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116が接続されていることで、冷媒回路1内の余剰となった冷媒を高圧側から冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116に回収し、また、冷媒量調整タンク100から冷媒回路1の中間圧領域に、増設冷媒量調整タンク116からは低圧側に冷媒を放出して冷媒回路1内の循環冷媒量を適切に維持することが可能となる。これにより、冷媒回路1内の高圧側が異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常による圧縮機11の過負荷運転を防止することが可能となる。
By connecting the refrigerant
特に、冷凍機3の端末コントローラSCは冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116に冷媒を回収しながら放出し、目標高圧THPに基づいて回収と放出の度合いを調整することで循環冷媒量を制御するので、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116への冷媒の回収とそれらからの冷媒の放出に伴う循環冷媒量の急激な変動を防止することが可能となる。
In particular, the terminal controller SC of the
また、冷凍機3の端末コントローラSCは冷媒回路1の高圧側圧力HPの上昇に伴い、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116への冷媒回収速度を変更すると共に、高圧側圧力HPが上昇するのに伴って冷媒回収速度を上昇させるので、過剰な冷媒回収を未然に防止することができるようになり、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116への冷媒の回収に伴う循環冷媒量の急激な変動を効果的に防止することが可能となる。
The terminal controller SC of the
更に、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116に冷媒を回収しながら、冷媒回路1の高圧側圧力HPに基づき、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116より冷媒を放出し、そして、冷媒回路1の高圧側圧力HPが低下するに伴い、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116から冷媒を徐々に放出するので、冷媒量調整タンク100及び増設冷媒量調整タンク116からの冷媒の放出に伴う循環冷媒量の急激な変動を効果的に防止することが可能となる。
Further, while collecting the refrigerant in the refrigerant
これらにより、高圧側が臨界圧力となる冷凍装置Rの冷媒回路1内の循環冷媒量を適切に維持管理し、安定した冷却性能を実現することができるようになる。
Accordingly, it is possible to appropriately maintain and manage the circulating refrigerant amount in the
尚、実施例では冷凍装置Rの据え付け時にマスターコントローラMCの表示出力に応じて作業者が冷媒量の調整を行うように説明したが、それに限らず、高圧サービス口や低圧サービス口に電磁弁等を取り付けおき、低圧サービス口の電磁弁には更に冷媒タンクを取り付け、マスターコントローラMCが冷凍機3の端末コントローラSCに指示を送ってこれら電磁弁を開閉させ、過剰と判定したときには冷媒回路1から冷媒を所定量抜き、不足と判定したときには冷媒タンクから冷媒回路1内に所定量補充するように作業を自動化してもよい。
In the embodiment, it is described that the operator adjusts the refrigerant amount according to the display output of the master controller MC when installing the refrigeration apparatus R. However, the present invention is not limited to this, and an electromagnetic valve or the like is provided in the high-pressure service port or the low-pressure service port. A refrigerant tank is further attached to the solenoid valve of the low-pressure service port, and the master controller MC sends an instruction to the terminal controller SC of the
また、実施例では冷却機器の一例として店舗に設置されるショーケースを採り上げたが、冷凍機から冷媒が供給されるクーリングコイルにも本発明は有効である。更に、本発明における店舗の概念としては、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等に限らず、生産工場やオフィス等の施設も含むものとする。更にまた、実施例で例示した各数値は、それに限定されるものでは無く、冷凍装置Rに応じて適宜設定するとよい。 In the embodiment, a showcase installed in a store is taken as an example of a cooling device, but the present invention is also effective for a cooling coil to which a refrigerant is supplied from a refrigerator. Furthermore, the concept of the store in the present invention is not limited to a supermarket or a convenience store, but includes facilities such as production factories and offices. Furthermore, each numerical value illustrated in the embodiment is not limited thereto, and may be appropriately set according to the refrigeration apparatus R.
MC マスターコントローラ
R 冷凍装置
RC 集中コントローラ
SC 端末コントローラ
1 冷媒回路
3 冷凍機
5 ショーケース
7 高圧配管
9 低圧配管
11 圧縮機
32 低圧圧力センサ
56 外気温度センサ
58 高圧圧力センサ
60 電磁弁
62 主膨張弁
85 電磁弁
100 冷媒量調整タンク
111 増設冷媒量調整装置
112 高圧サービス口
114 低圧サービス口
116 増設冷媒量調整タンク
MC master controller R refrigeration equipment RC centralized controller
Claims (6)
圧縮手段及び膨張弁を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記冷媒回路内の冷媒量を判定する機能を有することを特徴とする冷凍装置。 The compressor comprises a refrigerator having a compression means and a radiator, and a cooling device having an expansion valve and an evaporator. The refrigerator and the cooling device are connected by a high-pressure pipe and a low-pressure pipe to form a refrigerant circuit, and the compression The refrigerant that has been compressed by the means and passed through the radiator is sent to the expansion valve by the high-pressure pipe, the refrigerant that has exited the evaporator is returned to the compression means by the low-pressure pipe, and the high-pressure side is supercritical pressure. In the refrigeration apparatus
A refrigeration apparatus comprising control means for controlling the compression means and the expansion valve, the control means having a function of determining the amount of refrigerant in the refrigerant circuit.
外気温度を検出する外気温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、適正冷媒量における前記高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを保有しており、
該適正高圧圧力−外気温度データと、前記高圧圧力検出手段が検出した高圧圧力及び前記外気温度検出手段が検出した外気温度とに基づき、当該外気温度における適正高圧圧力より前記高圧圧力検出手段が検出した高圧圧力が高い場合、前記冷媒回路内の冷媒量が過剰であると判定して出力することを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。 High pressure detection means for detecting high pressure of the refrigerant circuit;
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature,
The control means has appropriate high pressure-outside temperature data relating to the relationship between the high pressure and the outside air temperature in an appropriate amount of refrigerant,
Based on the appropriate high pressure-outside temperature data, the high pressure detected by the high pressure detection means, and the outside temperature detected by the outside temperature detection means, the high pressure detection means detects the appropriate high pressure at the outside temperature. 2. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein when the high pressure is high, the refrigerant amount in the refrigerant circuit is determined to be excessive and output.
該適正弁開度データと、前記膨張弁の弁開度及び前記冷却機器の冷却状態とに基づき、該冷却機器が正常に冷却されている状態での前記膨張弁の弁開度が、前記適正弁開度データより大きい場合、前記冷媒回路内の冷媒量が不足していると判定して出力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷凍装置。 The control means has appropriate valve opening degree data relating to the opening degree of the expansion valve in a normal cooling state of the cooling device in an appropriate refrigerant amount,
Based on the appropriate valve opening data, the valve opening of the expansion valve, and the cooling state of the cooling device, the valve opening of the expansion valve when the cooling device is normally cooled is 3. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein when it is larger than the valve opening degree data, it is determined that the amount of refrigerant in the refrigerant circuit is insufficient and is output.
適正冷媒量における前記冷媒回路の高圧圧力と外気温度との関係に関する適正高圧圧力−外気温度データを作成しておき、
前記高圧圧力と外気温度を検出し、当該外気温度における適正高圧圧力を前記適正高圧圧力−外気温度データから抽出し、該適正高圧圧力より検出した前記高圧圧力が高い場合、前記冷媒回路内から冷媒を抜くことを特徴とする冷凍装置の冷媒量調整方法。 A refrigerator having a compression means and a radiator, and a cooling device having an expansion valve and an evaporator, and connecting the refrigerator and the cooling device with a high-pressure pipe and a low-pressure pipe to constitute a refrigerant circuit, The refrigerant compressed by the compression means and passed through the radiator is sent to the expansion valve by the high-pressure pipe, and the refrigerant discharged from the evaporator is returned to the compression means by the low-pressure pipe, and the high-pressure side is supercritical pressure. A refrigerant amount adjustment method for a refrigeration apparatus,
Create appropriate high pressure-outside air temperature data regarding the relationship between the high pressure of the refrigerant circuit and the outside air temperature at an appropriate amount of refrigerant,
The high-pressure pressure and the outside air temperature are detected, the appropriate high-pressure pressure at the outside-air temperature is extracted from the proper high-pressure pressure-outside air temperature data, and when the detected high-pressure pressure is higher than the appropriate high-pressure pressure, A refrigerant amount adjusting method for a refrigeration apparatus, characterized in that
前記冷却機器が正常に冷却されている状態で前記膨張弁の弁開度を確認し、当該弁開度が前記適正弁開度データより大きい場合、前記冷媒回路内に冷媒を補充することを特徴とする請求項5に記載の冷凍装置の冷媒量調整方法。 Create appropriate valve opening data regarding the valve opening of the expansion valve in the normal cooling state of the cooling device in an appropriate amount of refrigerant,
The valve opening of the expansion valve is confirmed in a state where the cooling device is normally cooled, and when the valve opening is larger than the appropriate valve opening data, the refrigerant is replenished in the refrigerant circuit. The refrigerant quantity adjustment method of the refrigeration apparatus according to claim 5.
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