JP2015232411A - Freezing device system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍装置システムに関し、特に、駆動周波数を変更可能な圧縮機を有する冷凍装置システムにおけるプルダウン運転時の圧縮機の駆動周波数制御に関する。 The present invention relates to a refrigeration system, and more particularly, to a drive frequency control of a compressor during pull-down operation in a refrigeration system having a compressor capable of changing a drive frequency.
冷凍装置システムは、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を冷媒配管で接続して構成された冷凍サイクルを備えており、蒸発器で冷媒と熱交換することにより冷却された被冷却媒体(冷蔵庫内の庫内空気)を冷蔵庫に供給する。また、冷凍装置システムは、大別して、圧縮機および凝縮器を有するコンデンシングユニットと、冷蔵庫内に配置され、膨張弁および蒸発器を有する冷却器と、これらを運転制御するコントローラと、で構成されている。 The refrigeration system includes a refrigeration cycle configured by connecting a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator with refrigerant piping, and is cooled by exchanging heat with the refrigerant in the evaporator (cooled medium ( Supply the air in the refrigerator) to the refrigerator. The refrigeration system is roughly divided into a condensing unit having a compressor and a condenser, a cooler disposed in the refrigerator and having an expansion valve and an evaporator, and a controller for controlling the operation thereof. ing.
コントローラには、サーモオン設定温度およびサーモオフ設定温度が予め記憶されている。コントローラは、庫内温度センサで検出した冷蔵庫内の庫内温度と、サーモオン設定温度やサーモオフ設定温度と、を比較し、その結果に応じて運転指令信号をコンデンシングユニットや冷却器に出力して冷凍装置システムを制御するようになっている。即ち、庫内温度がサーモオン設定温度以上になると、コントローラはコンデンシングユニットや冷却器に冷凍サイクルの運転開始の指令信号を出力する。これにより、コンデンシングユニットの制御装置は圧縮機を駆動制御するとともに凝縮器のファンを駆動させ、冷却器の制御装置は蒸発器のファンを駆動させ、蒸発器で冷却された庫内空気を冷蔵庫内で循環させる。また、庫内温度がサーモオフ設定温度未満になると、コントローラはコンデンシングユニットや冷却器に冷凍サイクルの運転停止の指令信号を出力する。これにより、コンデンシングユニットの制御装置は圧縮機および凝縮器のファンを停止させ、冷却器の制御装置は蒸発器のファンを停止させる。 The controller stores a thermo-on set temperature and a thermo-off set temperature in advance. The controller compares the refrigerator internal temperature detected by the internal temperature sensor with the thermo-on set temperature and thermo-off set temperature, and outputs an operation command signal to the condensing unit or cooler according to the result. The refrigeration system is controlled. That is, when the internal temperature becomes equal to or higher than the thermo-on set temperature, the controller outputs a command signal for starting the operation of the refrigeration cycle to the condensing unit and the cooler. Thus, the condensing unit control device drives and controls the compressor and drives the condenser fan, and the cooler control device drives the evaporator fan and cools the internal air cooled by the evaporator to the refrigerator. Circulate within. When the internal temperature becomes lower than the thermo-off set temperature, the controller outputs a command signal for stopping the operation of the refrigeration cycle to the condensing unit or the cooler. As a result, the condensing unit controller stops the compressor and condenser fans, and the cooler controller stops the evaporator fans.
冷蔵庫の庫内冷却負荷の指標として、圧縮機の吸入圧力がある。即ち、庫内温度が高い等、庫内冷却負荷が大きい場合、冷媒の特性上吸入圧力が高くなる。また、庫内温度が低い等、庫内冷却負荷が小さい場合、吸入圧力が低くなる。この特性を利用して、コンデンシングユニットの通常運転時には、圧縮機の吸入圧力(冷蔵庫の庫内冷却負荷)に応じて駆動周波数を増減させている。なお、実際の庫内冷却負荷(圧縮機の吸入圧力)に沿わないで駆動周波数を減速すると、冷媒の循環量が減ることにより、見かけ上の庫内冷却負荷が大きくなり、その結果吸入圧力が上昇する。吸入圧力が冷凍装置システムの仕様範囲を超えると、圧縮機が高温異常となり、その状態が長時間にわたって継続すると、圧縮機の損傷や信頼性低下につながることとなる。 An index of the refrigerator cooling load is the compressor suction pressure. That is, when the internal cooling load is large, such as when the internal temperature is high, the suction pressure increases due to the characteristics of the refrigerant. In addition, when the internal cooling load is small, such as when the internal temperature is low, the suction pressure is low. Using this characteristic, during normal operation of the condensing unit, the drive frequency is increased or decreased according to the suction pressure of the compressor (cooling load in the refrigerator). Note that if the drive frequency is decelerated without following the actual internal cooling load (compressor suction pressure), the amount of refrigerant circulating decreases, resulting in an increase in the apparent internal cooling load, resulting in a reduction in intake pressure. To rise. When the suction pressure exceeds the specification range of the refrigeration system, the compressor becomes abnormally hot, and if the state continues for a long time, the compressor is damaged and the reliability is lowered.
冷凍装置システムの新規導入時、蒸発器の除霜時によるコンデンシングユニットの一定期間停止後、庫外温度が高い場合の侵入熱、冷蔵庫内の収納物品の頻繁な入替え等の理由により、庫内温度がサーモオン温度よりもある一定温度以上高くなることがある。この場合、冷蔵庫内の収納物品の損傷を防ぐため、さらには、圧縮機の吸入圧力を早期に冷凍装置システムの仕様範囲内に収めるため、圧縮機を高回転速度(比較的高い駆動周波数)で運転するプルダウン運転を行い、冷蔵庫内を急速に冷やしこむ。 Due to reasons such as intrusion heat when the outside temperature is high, frequent replacement of stored items in the refrigerator, etc. The temperature may be higher than a certain temperature above the thermo-on temperature. In this case, the compressor is operated at a high rotational speed (relatively high driving frequency) in order to prevent damage to the stored articles in the refrigerator and further to keep the suction pressure of the compressor within the specification range of the refrigeration system. Perform pull-down operation to cool the refrigerator rapidly.
ここで、冷凍装置システムの消費電力を抑えるため、消費電力の大半を占める圧縮機の制御に着目し、プルダウン運転時の圧縮機駆動周波数を段階的に減速させる制御方式が知られている。 Here, in order to suppress the power consumption of the refrigeration system, attention is paid to the control of the compressor that occupies most of the power consumption, and a control method is known in which the compressor drive frequency during the pull-down operation is gradually reduced.
例えば、特許文献1(特開2013−152040号公報)には、目標温度へ到達するまでに割当てられた各温度範囲に対応して冷却コンプレッサの設定回転速度の各々を一定回転速度に設定し、前記目標温度へプルダウン冷却させる過程で前記設定回転速度を段階的に低下させる冷却コンプレッサ制御装置において、前記各温度範囲のうち少なくとも一つの温度範囲は、前記設定回転速度の各々に対応する冷却性能パラメータ同士の比に基づき形成される関数によって割当てられることを特徴とする冷却コンプレッサ制御装置が開示されている(請求項1参照)。 For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-152040), each set rotational speed of the cooling compressor is set to a constant rotational speed corresponding to each temperature range allocated until reaching the target temperature, In the cooling compressor control device that gradually decreases the set rotational speed in the process of pull-down cooling to the target temperature, at least one temperature range among the temperature ranges is a cooling performance parameter corresponding to each of the set rotational speeds. A cooling compressor control device is disclosed which is assigned by a function formed based on a ratio between them (see claim 1).
一般に、冷凍装置システムのCOP(Coefficient Of Performance;成績係数)は、圧縮機の回転速度(駆動周波数)が特定の回転速度域(例えば、1500rpm〜2500rpmの範囲)で極大値を迎える。 In general, the COP (Coefficient Of Performance) of the refrigeration system reaches a maximum value in a specific rotation speed range (for example, a range of 1500 rpm to 2500 rpm) of the compressor rotation speed (drive frequency).
このため、プルダウン運転の初期において、圧縮機を高回転速度(例えば、4500rpm)で運転すると、その運転時間に応じて冷凍装置システムのCOPが低下してしまう。一方、圧縮機を高回転速度で運転させなければ、庫内温度の冷却速度が低下し、運転開始時から目標庫内温度に到達するまでの所用時間が助長となり、場合によっては冷蔵庫内の収納物品の損傷を来たすこととなる。このように、冷却技術におけるCOPと所用時間とは、トレードオフの関係にあり、双方のメリットを同時的かつ最大限に発揮させることは事実上不可能である。 For this reason, when the compressor is operated at a high rotation speed (for example, 4500 rpm) in the initial stage of the pull-down operation, the COP of the refrigeration system decreases according to the operation time. On the other hand, if the compressor is not operated at a high rotational speed, the cooling rate of the internal temperature decreases, and the required time from the start of operation until the target internal temperature is reached is facilitated. This will cause damage to the goods. As described above, the COP and the required time in the cooling technology are in a trade-off relationship, and it is practically impossible to maximize both merits at the same time.
これに対し、特許文献1に開示された冷却コンプレッサ制御装置では、COPと所要時間(冷却速度)の両立を図るため、予め設定された圧縮機の情報に基づく圧縮機の各設定回転速度(駆動周波数)に優越度を設けて、高回転速度(比較的高い駆動周波数)での運転が削減されるようになっている。このため、ユーザが求める庫内温度の許容上限までの冷却時間については何ら言及されておらず、冷蔵庫内の収納物品の損傷を来たすおそれがある。
On the other hand, in the cooling compressor control device disclosed in
また、特許文献1に開示された冷却コンプレッサ制御装置では、圧縮機の吸入圧力の仕様範囲については何ら言及されておらず、かかる制御内容に従って運転すると、冷凍装置システムの仕様範囲から外れた状態が長時間にわたって継続するおそれがあり、信頼性を損なうおそれがある。
Moreover, in the cooling compressor control apparatus disclosed in
さらに、特許文献1に開示された冷却コンプレッサ制御装置では、プルダウン運転初期の庫外(庫内)温度により冷却時間やCOPの優越度を定めているが、実際は庫内温度が低下していくことで蒸発器との温度差が取りづらくなることや、冷凍装置システムの経年劣化により冷却時間やCOPの極値となる圧縮機の回転速度も一概に定められないのが実情である。
Furthermore, in the cooling compressor control apparatus disclosed in
そこで、本発明は、庫内温度管理、冷凍装置システムの信頼性の確保、および、運転消費電力の低減を図ったプルダウン運転を実施する冷凍装置システムを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the refrigeration apparatus system which implements pull-down driving | operation which aimed at the internal temperature management, ensuring the reliability of a refrigeration apparatus system, and reducing the operating power consumption.
このような課題を解決するために、本発明は、駆動周波数が可変とされた圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器からなる冷凍サイクルと、前記蒸発器で冷却された被冷却媒体が供給される冷蔵庫と、前記冷蔵庫の庫内温度を検出する庫内温度センサと、前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサと、前記庫内温度がサーモオン設定温度以上となった場合に前記冷凍サイクルの運転開始を指令し、前記庫内温度がサーモオフ設定温度以下となった場合に前記冷凍サイクルの運転停止を指令する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め入力された前記圧縮機の情報と、前記サーモオフ設定温度へ到達するまでに設けられた周波数シフト設定温度と、予め設定した周波数シフト設定吸入圧力と、に基づいて、前記圧縮機の駆動周波数を適宜変更する運転モードを備えることを特徴とする冷凍装置システムである。 In order to solve such a problem, the present invention provides a refrigeration cycle comprising a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator having a variable driving frequency, and a medium to be cooled cooled by the evaporator. A refrigerator to be supplied, an internal temperature sensor for detecting an internal temperature of the refrigerator, an intake pressure sensor for detecting an intake pressure of the compressor, and when the internal temperature is equal to or higher than a thermo-on set temperature, Control means for instructing the start of operation of the refrigeration cycle, and instructing to stop the operation of the refrigeration cycle when the internal temperature becomes equal to or lower than the thermo-off set temperature, and the control means includes the compression input in advance Based on the machine information, the frequency shift set temperature provided until the thermo-off set temperature is reached, and the preset frequency shift set suction pressure, the drive frequency of the compressor is optimized. A refrigeration system characterized in that it comprises the operation mode to be changed.
本発明によれば、庫内温度管理、冷凍装置システムの信頼性の確保、および、運転消費電力の低減を図ったプルダウン運転を実施する冷凍装置システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the refrigerator temperature system which implements the pull-down driving | operation which aimed at the internal temperature management, the ensuring of the reliability of a freezing apparatus system, and reduction of driving | operation power consumption can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
≪第1実施形態≫
<冷凍装置システム>
まず、第1実施形態に係る冷凍装置システムSについて、図1を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る冷凍装置システムSの構成模式図である。
<< First Embodiment >>
<Refrigeration system>
First, the refrigeration system S according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration system S according to the first embodiment.
冷蔵庫、冷凍庫、冷蔵ケース、冷凍ケース等の冷凍装置システムSは、コンデンシングユニット11と、冷蔵庫12の内部に配置される冷却器13と、コントローラ8と、を備えており、冷蔵庫12の庫内空気(被冷却媒体)を冷却器13(後述する蒸発器5)により冷却することができるようになっている。これにより、冷凍装置システムSは、冷蔵庫12の庫内に収納された収納物品(図示せず)を冷却することができるようになっている。
The refrigeration system S such as a refrigerator, a freezer, a refrigeration case, and a refrigeration case includes a
具体的には、冷凍装置システムSは、圧縮機1と、凝縮器2と、冷媒液用電磁弁3と、膨張弁4と、蒸発器5と、を備えており、これらの間で冷媒が循環するように冷媒配管で環状に接続された冷凍サイクルを備えている。また、図示は省略するが、冷凍装置システムSは、外気をコンデンシングユニット11に取り込んで凝縮器2を流れる冷媒と熱交換させるためのコンデンシングユニットファン(図示せず)と、冷蔵庫12の庫内空気(被冷却媒体)を冷却器13に取り込んで蒸発器5を流れる冷媒と熱交換させるとともに、蒸発器5で冷却された庫内空気(被冷却媒体)を冷蔵庫12に循環させるための冷却器ファン(図示せず)と、を備えている。
Specifically, the refrigeration system S includes a
なお、圧縮機1、凝縮器2およびコンデンシングユニットファン(図示せず)は、コンデンシングユニット11に配置されている。また、冷媒液用電磁弁3、膨張弁4、蒸発器5および冷却器ファン(図示せず)は、冷蔵庫12の冷却器13に配置されている。
The
冷凍サイクルを循環する冷媒の流れに沿って、冷凍装置システムSの各構成を説明する。 Each configuration of the refrigeration system S will be described along the flow of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle.
圧縮機1は、冷却器13(蒸発器5)からの冷媒ガスを圧縮し、高温高圧の冷媒ガスを凝縮器2へ吐出する。なお、圧縮機1は、インバータ(図示せず)を介して、後述するコンデンシングユニット制御装置10により、駆動制御されるようになっている。
The
凝縮器2は、空気−冷媒熱交換器であり、圧縮機1からの高温高圧の冷媒ガスを空気(外気)と熱交換させることにより、冷媒を冷却して凝縮し、冷媒液とする。凝縮器2からの冷媒液は、冷媒液用電磁弁3を介して、膨張弁4に流入する。
The condenser 2 is an air-refrigerant heat exchanger, and heat-exchanges high-temperature and high-pressure refrigerant gas from the
冷媒液用電磁弁3は、冷凍サイクルの運転中、即ち、圧縮機1の運転中は開弁しており、冷媒が通流可能になっている。一方、冷凍サイクルの運転停止中、即ち、圧縮機1の運転停止中は閉弁しており、冷媒が通流することを防止して、いわゆる冷媒寝込みを防止するようになっている。なお、冷媒液用電磁弁3は、後述する冷却器制御装置9により、開閉が制御されるようになっている。
The
膨張弁4は、凝縮器2からの高圧冷媒を減圧(断熱膨張)して、低温低圧冷媒とする。なお、第1実施形態に係る冷凍装置システムSの膨張弁4として、温度式自動膨張弁を用いることができる。膨張弁4からの低温低圧冷媒は、蒸発器5に流入する。
The
蒸発器5は、冷媒−熱媒体熱交換器であり、膨張弁4からの低温低圧冷媒を冷蔵庫12の庫内空気(被冷却媒体)と熱交換させることにより、庫内空気(被冷却媒体)を冷却するとともに、冷媒を蒸発させる。蒸発器5からの冷媒は、圧縮機1へと流入する。
The
このように、圧縮機1を運転して冷媒が冷凍サイクルを循環することにより、冷凍装置システムSは冷蔵庫12の庫内空気(被冷却媒体)を冷却する。
Thus, the refrigerating machine system S cools the internal air (cooled medium) of the
また、冷凍装置システムSは、庫内温度Tを検出する庫内温度センサ6と、吸入圧力Pを検出する吸入圧力センサ7と、冷凍装置システムSの全体を制御するコントローラ8と、冷却器13を制御する冷却器制御装置9と、コンデンシングユニット11を制御するコンデンシングユニット制御装置10と、をさらに備えている。
The refrigeration system S includes an internal temperature sensor 6 that detects the internal temperature T, an intake pressure sensor 7 that detects the intake pressure P, a
庫内温度センサ6は、冷蔵庫12の庫内に配置され、冷蔵庫12の庫内温度Tを検出することができるようになっている。庫内温度センサ6で検出された庫内温度Tの検出信号は、通信線を介してコントローラ8に出力され、さらにコントローラ8からコンデンシングユニット制御装置10に出力される。
The internal temperature sensor 6 is disposed in the
吸入圧力センサ7は、コンデンシングユニット11に設けられており、圧縮機1の吸入側の冷媒ガスの圧力である吸入圧力Pを検出することができるようになっている。吸入圧力センサ7で検出された吸入圧力Pの検出信号は、通信線を介してコンデンシングユニット制御装置10に出力される。
The suction pressure sensor 7 is provided in the condensing
コントローラ8は、庫内温度センサ6、冷却器制御装置9およびコンデンシングユニット制御装置10と通信線で通信可能に接続されている。
The
また、コントローラ8の記憶部8aには、庫内温度Tに対するサーモオン設定温度TONおよびサーモオフ設定温度TOFFが予め記憶されている。ここで、サーモオン設定温度TONとは、後述する冷凍装置システムSの通常運転(後述する図3参照)において、冷凍サイクルによる庫内空気(被冷却媒体)の冷却を開始する温度であり、サーモオフ設定温度TOFFとは、後述する冷凍装置システムSの通常運転(図3参照)において、冷凍サイクルによる庫内空気(被冷却媒体)の冷却を停止する温度である。
In addition, a thermo-on set temperature T ON and a thermo-off set temperature T OFF with respect to the internal temperature T are stored in the
また、コントローラ8には、スイッチやモニタ等で構成された操作部(設定温度変更部)8bが設けられており、ユーザが操作部8bを操作することにより、記憶部8aに記憶されているサーモオン設定温度TONおよびサーモオフ設定温度TOFFを変更することができるようになっている。具体的には、操作部(設定温度変更部)8bは、冷蔵庫12の庫内温度Tの目標温度TPを設定することができるようになっている。この設定された目標温度TPおよび予め設定された温度変化許容値Taから、サーモオン設定温度TON「TON=TP+Ta」およびサーモオフ設定温度TOFF「TOFF=TP−Ta」を設定し、記憶部8aに記憶する。なお、温度変化許容値Taも操作部8bで変更することができるようになっていてもよい。また、操作部8bは、サーモオン設定温度TONおよびサーモオフ設定温度TOFFを直接設定し、記憶部8aに記憶するものであってもよい。
Further, the
コントローラ8は、庫内温度センサ6で検出した庫内温度Tと、サーモオン設定温度TONやサーモオフ設定温度TOFFと、を比較し、その結果に応じて運転指令信号を出力するようになっている。即ち、庫内温度Tがサーモオン設定温度TON以上の場合、コントローラ8は、冷却器制御装置9およびコンデンシングユニット制御装置10に、冷凍サイクルの運転の開始を指令する運転開始指令信号を出力する。また、庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFF未満の場合、コントローラ8は、冷却器制御装置9およびコンデンシングユニット制御装置10に、冷凍サイクルの運転の停止を指令する運転停止指令信号を出力する。このように、コントローラ8は、運転指令信号(運転開始指令信号、運転停止指令信号)を出力することにより、コンデンシングユニット11および冷却器13を制御する、換言すれば、冷凍装置システムSの全体を制御することができるようになっている。
The
冷却器制御装置9は、冷却器13に設けられており、コントローラ8と通信線で通信可能に接続されている。
The
冷却器制御装置9は、コントローラ8の運転指令信号に基づいて冷却器13を制御する。即ち、冷却器制御装置9は、運転開始指令信号に応じて、冷媒液用電磁弁3を開弁するとともに、冷却器ファン(図示せず)を駆動させる。また、冷却器制御装置9は、運転停止指令信号に応じて、冷媒液用電磁弁3を閉弁するとともに、冷却器ファン(図示せず)を停止させる。
The
コンデンシングユニット制御装置10は、コンデンシングユニット11に設けられており、吸入圧力センサ7およびコントローラ8と通信線で通信可能に接続されている。
The condensing
また、コンデンシングユニット制御装置10の記憶部10aには、吸入圧力Pに対する上限設定圧力(開始設定圧力)PH、下限設定圧力PLおよび停止設定圧力PSが予め記憶されている。ここで、上限設定圧力PHとは、冷凍装置システムSにおける圧縮機1の吸入圧力Pに対する仕様範囲の上限圧力であり、下限設定圧力PLとは、冷凍装置システムSにおける圧縮機1の吸入圧力Pに対する仕様範囲の下限圧力である。また、停止設定圧力PSとは、圧縮機1の運転を停止するか否かを判定するための閾値を示す圧力である。なお、これらの設定圧力は、圧縮機1の特性等により決定される。
The
ここで、各設定温度(サーモオン設定温度TON、サーモオフ設定温度TOFF)と各設定圧力(上限設定圧力(開始設定圧力)PH、下限設定圧力PL、停止設定圧力PS)との関係について、図2を用いて説明する。図2は、各設定温度における飽和圧力および各設定圧力との大小関係を示す図である。 Here, the relationship between each set temperature (thermo-on set temperature T ON , thermo-off set temperature T OFF ) and each set pressure (upper limit set pressure (start set pressure) P H , lower limit set pressure P L , stop set pressure P S ) Will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the magnitude relationship between the saturation pressure at each set temperature and each set pressure.
まず、サーモオン設定温度TONはサーモオフ設定温度TOFFよりも高くなるように設定されている。また、上限設定圧力(開始設定圧力)PHは下限設定圧力PLよりも高くなるように設定され、停止設定圧力PSは、下限設定圧力PLよりも低くなるように設定されている。 First, the thermo-on set temperature T ON is set to be higher than the thermo-off set temperature T OFF . Further, the upper limit set pressure (start set pressure) P H is set to be higher than the lower limit set pressure P L , and the stop set pressure P S is set to be lower than the lower limit set pressure P L.
そして、図2に示すように、上限設定圧力(開始設定圧力)PHはサーモオン設定温度TONにおける冷媒の飽和圧力より小さくなるように設定され、下限設定圧力PLはサーモオフ設定温度TOFFにおける冷媒の飽和圧力より大きくなるように設定され、停止設定圧力PSはサーモオフ設定温度TOFFにおける冷媒の飽和圧力より小さくなるように設定されている。 Then, as shown in FIG. 2, the upper limit set pressure (starting set pressure) P H is set to be smaller than the saturation pressure of the refrigerant at the thermo-on set temperature T ON, the lower limit set pressure P L is the thermo-off set temperature T OFF is set to be larger than the saturation pressure of the refrigerant, stop setting pressure P S is set to be smaller than the saturation pressure of the refrigerant in the thermo-off set temperature T OFF.
図1に戻り、コンデンシングユニット制御装置10は、コントローラ8の運転指令信号に基づいてコンデンシングユニット11を制御する。即ち、コンデンシングユニット制御装置10は、運転開始指令信号に応じて、コンデンシングユニット11に設けられたインバータ(図示せず)を介して圧縮機1を駆動制御するとともに、コンデンシングユニットファン(図示せず)を駆動させる。また、コンデンシングユニット制御装置10は、運転停止指令信号に応じて、インバータ(図示せず)を介して圧縮機1を停止させるとともに、コンデンシングユニットファン(図示せず)を停止させる。
Returning to FIG. 1, the condensing
さらに、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力センサ7で検出した吸入圧力Pと、上限設定圧力(開始設定圧力)PH、下限設定圧力PLおよび停止設定圧力PSと、を比較し、その結果に応じてインバータ(図示せず)を介して圧縮機1を駆動制御するようになっている。即ち、コンデンシングユニット制御装置10は、コントローラ8から運転開始指令信号が入力されると、吸入圧力Pが開始設定圧力(上限設定圧力)PH以上であるか否かを判定し、吸入圧力Pが開始設定圧力(上限設定圧力)PH以上であると判定した場合、圧縮機1の駆動を開始する。
Further, the condensing
そして、圧縮機1の駆動中において、吸入圧力Pが上限設定圧力PH以上である場合、コンデンシングユニット制御装置10は圧縮機1の回転速度を上昇させる、即ち、圧縮機1の駆動周波数fを上昇させる。これにより、吸入圧力Pを低下させ、圧縮機1の吸入圧力Pを仕様範囲内(PL〜PH)に収めるようになっている。また、圧縮機1の駆動中において、吸入圧力Pが上限設定圧力PH未満で下限設定圧力PL以上である場合、コンデンシングユニット制御装置10は圧縮機1の回転速度を維持させる、即ち、圧縮機1の駆動周波数fを維持させる。また、圧縮機1の駆動中において、吸入圧力Pが下限設定圧力PL未満で停止設定圧力PS以上である場合、コンデンシングユニット制御装置10は圧縮機1の回転速度を減少させる、即ち、圧縮機1の駆動周波数fを減少させる。これにより、吸入圧力Pを低下させ、圧縮機1の吸入圧力Pを仕様範囲内(PL〜PH)に収めるようになっている。さらに、圧縮機1の駆動中において、吸入圧力Pが停止設定圧力PS未満である場合、圧縮機1を停止させる。
Then, during operation of the
<参考例に係る冷凍装置システムの運転挙動>
次に、一般的な(参考例に係る)冷凍装置システムの運転挙動について、図3を用いて説明する。図3は、参考例に係る冷凍装置システムの運転挙動の概略図である。ここで、図3の横軸は時間を示し、縦軸は圧縮機1の駆動周波数f、冷蔵庫12の庫内温度T、圧縮機1の吸入圧力Pの時間変化を示す。なお、参考例に係る冷凍装置システムの構成は、図1に示す第1実施形態に係る冷凍装置システムSと同様であり、詳細な説明を省略する。ちなみに、第1実施形態に係る冷凍装置システムSと参考例に係る冷凍装置システムとは、後述するプルダウン運転における制御が異なっている。第1実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転における制御については図4等を用いて後述する。
<Operational behavior of the refrigeration system according to the reference example>
Next, the operation behavior of a general refrigeration system (according to a reference example) will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the operation behavior of the refrigeration system according to the reference example. Here, the horizontal axis of FIG. 3 represents time, and the vertical axis represents time variation of the driving frequency f of the
図3に示すように、参考例に係る冷凍装置システムは、庫内温度Tをサーモオン設定温度TONからサーモオフ設定温度TOFFまで冷却する通常運転Aと、蒸発器5の除霜を行う除霜運転Bと、冷凍装置システムの起動直後や除霜運転後に庫内温度Tをサーモオフ設定温度TOFFまで冷やしこむプルダウン運転Cと、を行うことができるようになっている。
As shown in FIG. 3, the refrigeration system according to the reference example includes a normal operation A for cooling the internal temperature T from the thermo-on set temperature T ON to the thermo-off set temperature T OFF, and defrosting for defrosting the
通常運転Aとは、冷蔵庫12の庫内温度Tが目標温度TP(TP±Taの範囲内)となるように冷却する運転である。即ち、まず、庫内温度Tがサーモオン設定温度TON未満の場合、圧縮機1を停止させている。その後、庫内温度Tがサーモオン設定温度TON以上になると、圧縮機1を駆動させ、前述のように吸入圧力Pに応じて圧縮機1の駆動周波数fを増減させながら冷蔵庫12の庫内を冷却していく。そして、庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFF以下に達すると、圧縮機1を停止させる。その後、冷蔵庫12の庫外から冷蔵庫12の庫内への侵入熱や、冷蔵庫12の庫内に収納された収納物品(図示せず)が持つ熱により庫内温度Tが上昇して、庫内温度Tがサーモオン設定温度TON以上になると、再び圧縮機1を駆動させ、以降同様の運転が繰り返される。
The normal operation A is an operation for cooling so that the internal temperature T of the
ここで、冷凍装置システムの通常運転Aにおいて、冷凍装置システムの冷却器13は、冷蔵庫12の庫内温度Tを氷点下または氷点下付近にまで冷却するようになっている。このため、庫内空気(被冷却媒体)中の水蒸気が昇華することにより、冷蔵庫12の内部に配置される蒸発器5に霜が着いてしまうことがある。蒸発器5に霜が着くと、冷媒と庫内空気(被冷却媒体)との熱交換の妨げとなり、著しく蒸発器5の性能を損なう。このため、冷凍装置システムは、蒸発器5に着いた霜を融かす除霜運転Bを行うことができるようになっている。除霜運転Bでは、庫内温度Tや吸入圧力Pによらず圧縮機1を停止させるとともに、蒸発器5に設けられた電気ヒータ(図示せず)に通電することにより、蒸発器5に着いた霜を融かす。
Here, in the normal operation A of the refrigeration system, the cooler 13 of the refrigeration system cools the internal temperature T of the
除霜運転Bの終了後は、庫外温度にもよるが、しばしば庫内温度Tがサーモオン設定温度TONよりもある一定温度Tb以上高く(T≧TON+Tb)なることがある。この場合、冷蔵庫12の庫内に収納された収納物品(図示せず)の損傷を防ぐため、さらには、圧縮機1の吸入圧力Pを早期に冷凍装置システムSの仕様範囲内(PL〜PH)に収めるため、圧縮機1を全速(または、比較的高い駆動周波数)で運転するプルダウン運転Cを行い、冷蔵庫12の庫内温度Tを急速に冷やし込むようになっている。
After completion of the defrosting operation B, depending on the outside temperature, the inside temperature T is often higher than the thermo-on set temperature T ON by a certain temperature T b or more (T ≧ T ON + T b ). In this case, in order to prevent damage to stored articles (not shown) stored in the
なお、庫内温度Tがサーモオン設定温度TONよりもある一定温度Tb以上高く(TON+Tb)なるのは、除霜運転Bの終了後のみに限ることではなく、例えば、新規に冷凍装置システムを導入した際の試運転時や収納物品(図示せず)の入替えの際の庫外からの侵入熱や収納物品自体の熱等により庫内温度Tが大きく上昇した際も考えられる。このような場合にも、プルダウン運転Cを行い、冷蔵庫12の庫内温度Tを急速に冷やしこむようになっている。
It should be noted that the internal temperature T is higher than the thermo-on set temperature T ON by a certain temperature T b or more (T ON + T b ) is not limited to only after the defrosting operation B is completed. It is also conceivable that the internal temperature T greatly increases due to intrusion heat from the outside of the warehouse, heat of the storage article itself, or the like during trial operation when the apparatus system is introduced or when the storage article (not shown) is replaced. Even in such a case, the pull-down operation C is performed, and the internal temperature T of the
プルダウン運転Cにより冷蔵庫12の庫内温度Tをサーモオフ設定温度TOFFまで冷却したら、圧縮機1を停止し、次のプルダウン運転Cとなるまで通常運転Aを繰り返す。
When the internal temperature T of the
<第1実施形態に係る冷凍装置システムの運転挙動(プルダウン運転)>
次に、第1実施形態に係る冷凍装置システムSの運転挙動について説明する。ここで、第1実施形態に係る冷凍装置システムSは、参考例に係る冷凍装置システムと同様に、通常運転Aと、除霜運転Bと、プルダウン運転Cと、を行うことができるようになっている。そして、第1実施形態に係る冷凍装置システムSは、参考例に係る冷凍装置システムと比較して、プルダウン運転Cにおける制御が異なっている。
<Operational behavior of the refrigeration system according to the first embodiment (pull-down operation)>
Next, the operation behavior of the refrigeration system S according to the first embodiment will be described. Here, the refrigeration system S according to the first embodiment can perform the normal operation A, the defrosting operation B, and the pull-down operation C, similarly to the refrigeration system according to the reference example. ing. And the refrigerating apparatus system S which concerns on 1st Embodiment differs in the control in the pull-down operation C compared with the refrigerating apparatus system which concerns on a reference example.
第1実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転Cについて、図4から図7を用いて説明する。図4は、第1実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転Cにおける運転挙動の概略図である。ここで、図4の横軸は時間を示し、縦軸は圧縮機1の駆動周波数f、冷蔵庫12の庫内温度T、圧縮機1の吸入圧力Pの時間変化を示す。
The pull-down operation C of the refrigeration system S according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic diagram of the operation behavior in the pull-down operation C of the refrigeration system S according to the first embodiment. Here, the horizontal axis of FIG. 4 represents time, and the vertical axis represents time variation of the driving frequency f of the
図4に示すように、第1実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転Cは、庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFFに到達するまでの温度範囲を、詳細は後述する冷却優先運転域と、吸入圧力安定優先運転域と、高COP優先運転域と、の3区分に分け、各温度範囲に対応して圧縮機1の駆動周波数fを変更する。即ち、図4に示すように、第1実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転Cでは、冷却優先運転C1と、吸入圧力安定優先運転C2と、高COP優先運転C3と、の3段階の運転を行うことができるようになっている。
As shown in FIG. 4, the pull-down operation C of the refrigeration system S according to the first embodiment is a temperature range until the internal temperature T reaches the thermo-off set temperature T OFF, and a cooling priority operation region, which will be described later in detail. And the suction frequency stability priority operation region and the high COP priority operation region, and the drive frequency f of the
<冷却優先運転>
まず、冷却優先運転C1について、図4を参照しつつ図5を用いて説明する。図5は、冷却優先運転C1における制御フローチャートである。冷却優先運転C1とは、庫内温度Tが周波数シフト設定温度(以下、シフト温度とする。)Tshift以下、かつ、吸入圧力Pが周波数シフト設定吸入圧力(以下、シフト圧力とする。)Pshift以下となるまで、圧縮機1の駆動周波数fを全速(最大駆動周波数fmax)として冷やしこむ運転である。
<Cooling priority operation>
First, the cooling priority operation C1 will be described with reference to FIG. 5 and FIG. FIG. 5 is a control flowchart in the cooling priority operation C1. In the cooling priority operation C1, the internal temperature T is a frequency shift set temperature (hereinafter referred to as a shift temperature) T shift or less, and the suction pressure P is a frequency shift set intake pressure (hereinafter referred to as a shift pressure) P. The operation is to cool the
コンデンシングユニット制御装置10は、コントローラ8から運転開始指令信号を受信すると、以下の処理を開始する。
When receiving the operation start command signal from the
ステップS1において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tがサーモオン設定温度TONよりある一定温度(Tb)以上高いか否かを判定する(T≧TON+Tb?)。ここで、ある一定温度Tbとは、通常運転Aによる冷却を行うか、プルダウン運転Cによる冷却を行うかを判定するための閾値であり、コンデンシングユニット制御装置10の記憶部10aに予め記憶されている。
In step S1, the condensing
庫内温度Tがサーモオン設定温度TONよりある一定温度以上高い場合(S1・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS2に進む。庫内温度Tがサーモオン設定温度TONよりある一定温度以上高くない場合(S1・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS8に進み、通常運転A(図3参照)を実施する。
When the internal temperature T is higher than the thermo-on set temperature T ON by a certain temperature or more (S1 · Yes), the processing of the condensing
ステップS2において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tが、シフト温度Tshift以上であるか否かを判定する(T≧Tshift?)。ここで、シフト温度Tshiftとは、ユーザが任意に設定することができるようになっており、例えば、庫内高温異常の警報を発する温度とし、好ましくは、冷蔵庫12に収納された収納物品(図示せず)を損傷しない範囲の温度とし、より好ましくは、冷蔵庫12に収納された収納物品(図示せず)を損傷しない範囲の最高温度とする。このため、シフト温度Tshiftは、サーモオン設定温度TONよりも高い温度が設定される。
In step S2, the condensing
庫内温度Tがシフト温度Tshift以上である場合(S2・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS3に進む。庫内温度Tがシフト温度Tshift以上でない場合(S2・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS9に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。即ち、後述する図6のステップS11に進む。
When the internal temperature T is equal to or higher than the shift temperature T shift (S2 · Yes), the processing of the condensing
ステップS3において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力Pが、冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲(下限設定圧力PL〜上限設定圧力PH)の範囲外であるか否かを判定する(P<PLまたはP>PH?)。ここで、冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲とは、前述の下限設定圧力PL以上であり、かつ、前述の上限設定圧力PH以下の範囲をいう。
In step S3, the condensing
吸入圧力Pが仕様範囲外である場合(S3・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS4に進む。吸入圧力Pが仕様範囲外でない場合(S3・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS9に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
When the suction pressure P is out of the specification range (S3 / Yes), the processing of the condensing
ステップS4において、コンデンシングユニット制御装置10は、冷却優先運転C1(プルダウン運転C)を開始する。具体的には、コンデンシングユニット制御装置10は、インバータ(図示せず)を介して、駆動周波数fを全速(最大駆動周波数fmax)で圧縮機1を駆動させる。そして、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS5に進む。
In step S4, the condensing
ステップS5において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tが、シフト温度Tshift以下であるか否かを判定する(T≦Tshift?)。庫内温度Tがシフト温度Tshift以下でない場合(S5・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS5に戻り、圧縮機1の駆動周波数fを最大駆動周波数fmaxとしたまま運転を継続する。庫内温度Tがシフト温度Tshift以下である場合(S5・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS6に進む。
In step S5, the condensing
ステップS6において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力Pが、シフト圧力Pshift以下であるか否かを判定する(P≦Pshift?)。ここで、シフト圧力Pshiftとは、冷凍装置システムSの情報(コンデンシングユニット11の情報、例えば、上限設定圧力PH、下限設定圧力PL等)に基づいて設定され、例えば、冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲上限の80%(Pshift=0.8×PH)としてもよい。このようにシフト圧力Pshiftを設定することにより、吸入圧力Pの仕様範囲上限から余裕を持たせることができ、後述するように圧縮機1の駆動周波数fを減速することにより吸入圧力Pが上昇しても、冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲内とし、冷凍装置システムSの信頼性を確保することができる。このため、シフト圧力Pshiftは、下限設定圧力PL以上かつ上限設定圧力PHより小さい範囲内で設定される。
In step S6, the condensing
吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下でない場合(S6・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS5に戻り、圧縮機1の駆動周波数fを最大駆動周波数fmaxとしたまま運転を継続する。吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下である場合(S6・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS7に進む。
If the suction pressure P is not less than or equal to the shift pressure P shift (S6, No), the processing of the condensing
ステップS7において、コンデンシングユニット制御装置10は、冷却優先運転C1を終了して、圧縮機1の駆動周波数fを減速して、吸入圧力安定優先運転C2に移行する。なお、ここでの駆動周波数fの減速量は、後述する吸入圧力安定優先運転C2の減速量(後述する図6のステップS16参照)と同様にする。
In step S7, the condensing
<吸入圧力安定優先運転>
次に、吸入圧力安定優先運転C2について、図4を参照しつつ図6を用いて説明する。図6は、吸入圧力安定優先運転C2における制御フローチャートである。吸入圧力安定優先運転C2とは、吸入圧力Pを冷凍装置システムSの仕様範囲内(下限設定圧力PL〜上限設定圧力PH)、かつ、シフト圧力Pshift以上を維持しながら、圧縮機1の駆動周波数fを後述する高COP周波数fCOPまで順次減速していく運転である。
<Suction pressure stability priority operation>
Next, the suction pressure stability priority operation C2 will be described using FIG. 6 with reference to FIG. FIG. 6 is a control flowchart in the suction pressure stability priority operation C2. The suction pressure stability priority operation C2 means that the suction pressure P is within the specification range of the refrigeration system S (lower limit set pressure P L to upper limit set pressure P H ) and the shift pressure P shift or more is maintained while the
ここで、図4に示すように、一般的に圧縮機1の駆動周波数fを減速すると、吸入圧力Pが上昇し、その後、庫内温度Tが低下することで吸入圧力Pも減少していく。即ち、吸入圧力安定優先運転C2では、吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下となれば駆動周波数fを減速する。駆動周波数fの減速直後は、冷媒の循環量が減ることにより、見かけ上の庫内冷却負荷が大きくなるため、吸入圧力Pが上昇する。その後、庫内温度Tが低下することで吸入圧力Pも減少していき、吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下となれば同様に駆動周波数fを減速する。
Here, as shown in FIG. 4, generally, when the drive frequency f of the
ステップS11において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力Pが、シフト圧力Pshift以上であるか否かを判定する(P≧Pshift?)。吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以上である場合(S11・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS12に進む。吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以上でない場合(S11・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS19に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
In step S11, the condensing
ステップS12において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tが、シフト温度Tshift以下であるか否かを判定する(T≦Tshift?)。庫内温度Tがシフト温度Tshift以下である場合(S12・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS13に進む。庫内温度Tがシフト温度Tshift以下でない場合(S12・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS19に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
In step S12, the condensing
ステップS13において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力Pが、冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲(下限設定圧力PL〜上限設定圧力PH)の範囲内であるか否かを判定する(PL≦P≦PH?)。吸入圧力Pが仕様範囲内である場合(S13・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS14に進む。吸入圧力Pが仕様範囲内でない場合(S13・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS19に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
In step S13, the condensing
ステップS14において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力安定優先運転C2(プルダウン運転C)を開始する。具体的には、コンデンシングユニット制御装置10は、インバータ(図示せず)を介して、駆動周波数fを維持して(減速しない)圧縮機1を駆動させる。そして、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS15に進む。
In step S14, the condensing
ステップS15において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力Pが、シフト圧力Pshift以下であるか否かを判定する(P≦Pshift?)。吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下でない場合(S15・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS12に戻り、圧縮機1の駆動周波数fを維持したまま運転を継続する。吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下である場合(S15・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS16に進む。
In step S15, the condensing
ステップS16において、コンデンシングユニット制御装置10は、駆動周波数fを減速する。ここで、図4に示すように、一回に減速する駆動周波数fの減少量Δfは、駆動周波数fの減速後に上昇する吸入圧力Pが冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲(下限設定圧力PL〜上限設定圧力PH)の範囲内におさまるように設定することが望ましく、具体的には10Hzを最大とすることが望ましい。また、駆動周波数fの減速後、減速された駆動周波数fでの運転維持時間Δtを最低でも30秒間は維持することが望ましい。これにより、急激に駆動周波数fを減速することで吸入圧力Pの急激な上昇することを防止し、冷凍装置システムSの信頼性を確保することができる。そして、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS17に進む。
In step S16, the condensing
ステップS17において、コンデンシングユニット制御装置10は、駆動周波数fが高COP周波数fCOPとなったか否かを判定する(f=fCOP?)。ここで、高COP周波数fCOPとは、圧縮機1(冷凍装置システムS)のCOPが高くなる(望ましくは極大値となる)駆動周波数であり、圧縮機1の特性等により決定され、コンデンシングユニット制御装置10の記憶部10aに記憶されている。駆動周波数fが高COP周波数fCOPでない場合(S17・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS15に戻る。駆動周波数fが高COP周波数fCOPである場合(S17・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS18に進む。
In step S17, the condensing
ステップS18において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力安定優先運転C2を終了し、高COP優先運転C3に移行する。
In step S18, the condensing
<高COP優先運転>
次に、高COP優先運転C3について、図4を参照しつつ図7を用いて説明する。図7は、高COP優先運転C3における制御フローチャートである。高COP優先運転C3とは、圧縮機1(冷凍装置システムS)のCOPが高くなる高COP周波数fCOPで圧縮機1を駆動し、庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFFとなるまで冷却する運転である。
<High COP priority operation>
Next, the high COP priority operation C3 will be described with reference to FIG. 7 and FIG. FIG. 7 is a control flowchart in the high COP priority operation C3. The high COP priority operation C3 drives the
ステップS21において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力優先運転C2(図6参照)を経たか否かを判定する。吸入圧力優先運転C2を経た場合(S21・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS22に進む。吸入圧力優先運転C2を経ていない場合(S21・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS27に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
In step S21, the condensing
ステップS22において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tが、シフト温度Tshift以下であるか否かを判定する(T≦Tshift?)。庫内温度Tがシフト温度Tshift以下である場合(S22・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS23に進む。庫内温度Tがシフト温度Tshift以下でない場合(S22・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS27に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
In step S22, the condensing
ステップS23において、コンデンシングユニット制御装置10は、吸入圧力Pが、冷凍装置システムSの圧縮機1の吸入圧力Pの仕様範囲(下限設定圧力PL〜上限設定圧力PH)の範囲内であるか否かを判定する(PL≦P≦PH?)。吸入圧力Pが仕様範囲内である場合(S23・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS24に進む。吸入圧力Pが仕様範囲内でない場合(S23・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS27に進み、他の区分の判定によりプルダウン運転を実施する。
In step S23, the condensing
ステップS24において、コンデンシングユニット制御装置10は、高COP優先運転C3(プルダウン運転C)を開始する。具体的には、コンデンシングユニット制御装置10は、インバータ(図示せず)を介して、駆動周波数fを高COP周波数fCOPで圧縮機1を駆動させる。そして、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS25に進む。
In step S24, the condensing
ステップS25において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tが、サーモオフ設定温度TOFF以下であるか否かを判定する(T≦TOFF?)。庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFF以下でない場合(S25・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS22に戻り、圧縮機1の駆動周波数fを高COP周波数fCOPとしたまま運転を継続する。庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFF以下である場合(S25・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS26に進む。
In step S25, the condensing
ステップS26において、コンデンシングユニット制御装置10は、高COP優先運転C3(プルダウン運転C)を終了し、圧縮機1を停止させる。
In step S26, the condensing
以上のように構成された第1実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転Cおいては、まず、冷却優先運転C1により冷凍装置システムSの信頼性を確保しながら、最低限の要求庫内温度(シフト温度Tshift)に応え、次に、吸入圧力安定優先運転C2により冷凍装置システムSの信頼性を確保しながらCOP向上を図り、最後に、高COP優先運転によりCOP向上を図りながら要求庫内温度(サーモオフ設定温度TOFF)を満たすことにより、庫内温度管理、冷凍装置システムの信頼性の確保、および、運転消費電力の低減を図ったプルダウン運転を実施することができる。 In the pull-down operation C of the refrigeration system S according to the first embodiment configured as described above, first, while ensuring the reliability of the refrigeration system S by the cooling priority operation C1, the minimum required storage space is maintained. Responding to temperature (shift temperature T shift ), next, request COP improvement while ensuring reliability of refrigeration system S by suction pressure stability priority operation C2, and finally improve COP by high COP priority operation By satisfying the internal temperature (thermo-off set temperature T OFF ), it is possible to carry out pull-down operation for managing internal temperature, ensuring the reliability of the refrigeration system, and reducing operating power consumption.
≪第2実施形態≫
次に、第2実施形態に係る冷凍装置システムSについて説明する。第2実施形態に係る冷凍装置システムSは、第1実施形態に係る冷凍装置システムSと同様の構成(図1参照)を有し、第1実施形態に係る冷凍装置システムSと同様に、プルダウン運転において、庫内温度Tと吸入圧力Pに基づいて、冷却優先運転域と、吸入圧力安定優先運転域と、高COP優先運転域の3区分に分け、各運転域に対応して圧縮機1の駆動周波数fを変更するようになっている。
<< Second Embodiment >>
Next, the refrigeration system S according to the second embodiment will be described. The refrigeration apparatus system S according to the second embodiment has the same configuration (see FIG. 1) as the refrigeration apparatus system S according to the first embodiment, and pulls down similarly to the refrigeration apparatus system S according to the first embodiment. In operation, based on the internal temperature T and the suction pressure P, the
前述のとおり、冷却優先運転C1において庫内温度Tがシフト温度Tshift以下、かつ、吸入圧力Pがシフト圧力Pshift以下となるまで冷却し、庫内の収納物品(図示せず)の熱による損傷を防ぐと、吸入圧力安定優先運転C2に移行し、シフト圧力Pshiftを維持しながら、圧縮機1の駆動周波数fを高COP周波数fCOPまで順次減速していく。
As described above, in the cooling priority operation C1, cooling is performed until the internal temperature T is equal to or lower than the shift temperature T shift and the suction pressure P is equal to or lower than the shift pressure P shift, and the heat is stored in the internal storage article (not shown). When the damage is prevented, the operation shifts to the suction pressure stability priority operation C2, and the drive frequency f of the
ここで、第1実施形態に係る冷凍装置システムSの吸入圧力安定優先運転C2(図6参照)においては、庫内温度Tが駆動周波数fの減速条件に含まれていないため、場合によっては駆動周波数fを減速したことにより、冷凍サイクルの冷却能力が不足し、サーモオフ設定温度TOFFまで冷却することが不能となるおそれがある。また、このような冷却不能という状態は、機器異常が生じていた場合や、シフト温度Tshiftやシフト圧力Pshift等の設定不良による場合もある。 Here, in the suction pressure stability priority operation C2 (see FIG. 6) of the refrigeration system S according to the first embodiment, the internal temperature T is not included in the deceleration condition of the drive frequency f, so that the drive is sometimes performed. By decelerating the frequency f, the cooling capacity of the refrigeration cycle is insufficient, and there is a possibility that cooling to the thermo-off set temperature T OFF becomes impossible. In addition, such a state of being unable to cool may be caused by a malfunction of the device or by a setting failure such as the shift temperature T shift or the shift pressure P shift .
そこで、第2実施形態に係る冷凍装置システムSは、高温警報を発することができるようになっている。図8は、第2実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転における庫内温度高温異常警報を発するまでの制御フローである。 Therefore, the refrigeration system S according to the second embodiment can issue a high temperature alarm. FIG. 8 is a control flow until the inside temperature high temperature abnormality alarm is issued in the pull-down operation of the refrigeration system S according to the second embodiment.
ステップS31において、コンデンシングユニット制御装置10は、プルダウン運転中か否かを判定する。プルダウン運転中である場合(S31・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS32に進む。プルダウン運転中でない場合(S31・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS38に進み、通常運転中または運転停止であるとして図8に示す処理を終了する(ステップS38)。
In step S31, the condensing
ステップS32において、コンデンシングユニット制御装置10は、各区分(冷却優先運転C1、吸入圧力安定優先運転C2、高COP優先運転C3)の運転時間を計測し、その総和である総和プルダウン運転時間を演算する。
In step S32, the condensing
ステップS33において、コンデンシングユニット制御装置10は、ステップS32で演算した総和プルダウン運転時間が、あらかじめ設定された設定プルダウン時間より長いか否かを判定する。総和プルダウン運転時間が設定プルダウン時間より短い場合(S33・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS32に戻る。総和プルダウン運転時間が設定プルダウン時間より長い場合(S33・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS34に進む。
In step S33, the condensing
ステップS34において、駆動周波数fを最大駆動周波数fmaxまで順次増速し、冷却優先運転に移行する。但し、図5に示す通常の冷却優先運転C1は、シフト温度Tshiftまで冷却するのに対し、ステップS34における冷却優先運転はサーモオフ設定温度TOFFまで冷却することを目的とする。 In step S34, the driving frequency f Hayashi sequentially increased until the maximum drive frequency f max, the process proceeds to preferential cooling operation. However, while the normal cooling priority operation C1 shown in FIG. 5 cools to the shift temperature T shift , the cooling priority operation in step S34 aims at cooling to the thermo-off set temperature T OFF .
ステップS35において、コンデンシングユニット制御装置10は、庫内温度Tが、サーモオフ設定温度TOFF以下であるか否かを判定する(T≦TOFF?)。庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFF以下でない場合(S35・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS36に進む。庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFF以下である場合(S35・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS39に進み、プルダウン運転Cを終了し、圧縮機1を停止させる(ステップS39)。
In step S35, the condensing
ステップS36において、コンデンシングユニット制御装置10は、冷却優先運転の運転時間が予め設定した制限時間より長いか否かを判定する。冷却優先運転の運転時間が予め設定した制限時間より短い場合(S36・No)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS35に戻る。冷却優先運転の運転時間が予め設定した制限時間より長い場合(S36・Yes)、コンデンシングユニット制御装置10の処理はステップS37に進む。
In step S36, the condensing
ステップS37において、コンデンシングユニット制御装置10は、アラームやランプ等の警報手段(図示せず)により、庫内温度高温異常警報を発報する。
In step S <b> 37, the condensing
以上のように、第2実施形態に係る冷凍装置システムSは、プルダウン運転の運転時間が設定プルダウン運転時間を超えると、冷却優先運転に移行して、庫内温度Tがサーモオフ設定温度TOFFとなるまで圧縮機1の駆動周波数fを全速(最大駆動周波数fmax)で運転する。そして、冷却優先運転に移行した後の運転時間である冷却優先運転時間が、制限時間を超えると庫内温度高温異常警報を発報するようになっている。これにより、庫内の収納物品の損傷を防止するとともに、機器異常を検知し、警報によりユーザに警告することができる。
As described above, when the operation time of the pull-down operation exceeds the set pull-down operation time, the refrigeration apparatus system S according to the second embodiment shifts to the cooling priority operation, and the internal temperature T becomes the thermo-off set temperature T OFF . The drive frequency f of the
また、第2実施形態に係る冷凍装置システムSのコントローラ8は、前述の各区分(冷却優先運転C1、吸入圧力安定優先運転C2、高COP優先運転C3)における運転時間を予め定められた周期(例えば1ヶ月)で記録しており、プルダウン運転時は各区分の運転終了時に最新の運転時間とその蓄積データを比較する。一般的に、機器を長く使用していれば経年劣化により運転時間が長くなるが、1ヶ月等の短周期であればさほど偏差はないはずである。ここで、偏差が極端に表れた場合、コントローラ8は機器以上と判断し、機器異常警報を発し、ユーザに警告する。
In addition, the
図9は、第2実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転における機器異常警報を発するまでの制御フローである。 FIG. 9 is a control flow until a device abnormality alarm is issued in the pull-down operation of the refrigeration system S according to the second embodiment.
ステップS41において、コントローラ8は、各区分(冷却優先運転C1、吸入圧力安定優先運転C2、高COP優先運転C3)の運転時間を計測する。
In step S41, the
ステップS42において、コントローラ8は、各区分ごとに、今回の運転時間と、過去の運転時間とを比較して、その偏差(演算各区分運転時間偏差)を演算する。
In step S42, the
ステップS43において、コントローラ8は、ステップS42で演算した各区分ごとの運転時間の偏差(演算各区分運転時間偏差)が、あらかじめ設定した偏差上限よりも大きいか否かを判定する。演算各区分運転時間偏差が偏差上限よりも大きい場合(S43・Yes)、コントローラ8の処理はステップS44に進み、アラームやランプ等の警報手段(図示せず)により、機器異常警報を発報する(ステップS44)。演算各区分運転時間偏差が偏差上限よりも小さい場合(S43・No)、コントローラ8の処理はステップS45に進み、ステップS41で計測した各区分の運転時間を蓄積データとして記憶する(ステップS45)。
In step S43, the
以上のように、第2実施形態に係る冷凍装置システムSは、各区分(冷却優先運転C1、吸入圧力安定優先運転C2、高COP優先運転C3)における運転時間を計測し、各区分における過去の運転時間と比較することにより、機器の異常を検知し、警報によりユーザに警告することができる。 As described above, the refrigeration system S according to the second embodiment measures the operation time in each section (cooling priority operation C1, suction pressure stability priority operation C2, and high COP priority operation C3), and the past in each section. By comparing with the operation time, an abnormality of the device can be detected, and a warning can be given to the user.
また、コントローラ8は、各駆動周波数fと、電動機1をその駆動周波数fで駆動させた際の消費電力との関係を示すテーブル(図示せず)を記憶しており、各区分の運転時間と、各区分における電動機1の駆動周波数fに基づいて、各区分における消費電力量を算出し、各区分における消費電力量の総和である総消費電力量を算出し、蓄積データとして記憶することができ、蓄積されたデータを任意に出力することができるようになっている。
The
これにより、ユーザは、蓄積されたデータに基づいて、シフト温度Tshiftやシフト圧力Pshiftを好適に設定変更することができる。また、同情報を持って、デマンド制御やピークカット制御として活用することができる。 Thereby, the user can suitably change the setting of the shift temperature T shift and the shift pressure P shift based on the accumulated data. In addition, the same information can be used as demand control or peak cut control.
≪第3実施形態≫
次に、第3実施形態に係る冷凍装置システムSについて説明する。第1実施形態に係る冷凍装置システムS(図1参照)は、膨張弁4として温度式自動膨張弁を備えているものとして説明したのに対し、第3実施形態に係る冷凍装置システムSは、電子膨張弁4Eを備え、冷却器制御装置9により電子膨張弁4Eの弁開度が制御可能に構成されている。その他の構成は同様であり、詳細な説明は省略する。
«Third embodiment»
Next, the refrigeration system S according to the third embodiment will be described. While the refrigeration system S (see FIG. 1) according to the first embodiment has been described as having a temperature type automatic expansion valve as the
また、第3実施形態に係る冷凍装置システムSは、第1実施形態に係る冷凍装置システムSと同様に、プルダウン運転において、庫内温度Tと吸入圧力Pに基づいて、冷却優先運転域と、吸入圧力安定優先運転域と、高COP優先運転域の3区分に分け、各運転域に対応して圧縮機1の駆動周波数fを変更するようになっている。
Further, the refrigeration system S according to the third embodiment is similar to the refrigeration system S according to the first embodiment, in the pull-down operation, based on the internal temperature T and the suction pressure P, the cooling priority operation region, The driving frequency f of the
第3実施形態に係る冷凍装置システムSは、電子膨張弁4Eの弁開度を制御することにより、冷却器13の冷媒出口温度と冷却器13の冷媒入口温度との温度差である冷却器過熱度を制御する。一般に、電子膨張弁4Eの弁開度を減少させると冷却器過熱度は大きくなり、電子膨張弁4Eの弁開度を増加させると冷却器過熱度は小さくなる。
The refrigeration apparatus system S according to the third embodiment controls the valve opening degree of the
電子膨張弁4Eの弁開度を大きくすればするほど冷却器13(蒸発器5)を流れる冷媒も多くなり、蒸発器5での熱交換が促されるため、システム能力が向上し省エネに寄与する。一方で、電子膨張弁4Eの弁開度を大きくしすぎると、冷却器13で熱交換されず、液のまま圧縮機1に戻る、いわゆる「液バック現象」が起こりやすくなり、冷凍装置システムSの信頼性低下を招くおそれがある。このため、電子膨張弁4Eは、液バック現象が生じない範囲で、冷却器過熱度を小さくするように弁開度を制御することが望ましい。
As the opening degree of the
ユーザがコントローラ8の操作部8bを操作することにより、冷却器過熱度の設定値(過熱度設定値)を設定できるようになっている。冷却器制御装置9は、コントローラ8から運転開始指令信号が入力されると、冷却器過熱度を随時演算し、演算された値が設定値以上であるか否かを判定する。そして、設定値以上であると場合、冷却器制御装置9は電子膨張弁4Eの弁開度を予め設定された量だけ開き、設定値未満であると判定した場合、冷却器制御装置9は電子膨張弁4Eの弁開度を予め設定された量だけ閉じることにより、冷却器過熱度が過熱度設定値となるように弁開度を調整する。
The user can set the set value (superheat degree set value) of the cooler superheat degree by operating the
前述のとおり、冷却負荷と吸入圧力Pに相互関係があるため、冷却負荷に直結する冷媒流量を調整する電子膨張弁4Eの弁開度を制御することにより、吸入圧力Pを調整することができる。
As described above, since the cooling load and the suction pressure P are interrelated, the suction pressure P can be adjusted by controlling the valve opening degree of the
ここで、例えば、吸入圧力Pを減少させるために電子膨張弁4Eの弁開度を減少させると、冷却器過熱度も増加するため、その後、冷却器制御装置9は、冷却器過熱度を設定過熱度にするために電子膨張弁4Eの弁開度を増加させようと制御することとなる。このような制御では、冷却器過熱度が安定しない、いわゆるハンチング現象が生じ、圧縮機1の吸入圧力Pも不安定となる。吸入圧力Pの安定とその制御は、そのまま冷凍装置システムSのCOPや信頼性に関わるため、電子膨張弁4Eもプルダウン運転Cの各区分において適宜制御することで、より高COP、高信頼性を図ることができる。
Here, for example, if the valve opening degree of the
そこで、第3実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転Cの各区分において、電子膨張弁4Eの制御を冷却器過熱度を過熱度設定値になるように制御する従来の制御から変更させ、以下の図11から図13に示す制御に変更する。
Therefore, in each section of the pull-down operation C of the refrigeration system S according to the third embodiment, the control of the
図11は、第3実施形態に係る冷凍装置システムSの冷却優先運転C1における電子膨張弁4Eの制御フローである。
FIG. 11 is a control flow of the
ステップS51において、冷却器制御装置9は、電子膨張弁4Eの弁開度をシステム最大まで開く。
In step S51, the
ステップS52において、冷却器制御装置9は、冷却器13の冷媒出口温度を検出する温度センサ(図示せず)で検出した冷媒出口温度と、冷却器13の冷媒入口温度を検出する温度センサ(図示せず)で検出した冷媒入口温度とから、冷却器過熱度を演算する。そして、演算された冷却器過熱度が、液バック現象が生じない冷却器過熱度の範囲の下限値以上であるか否かを判定する。
In step S <b> 52, the
冷却器過熱度が下限値以上でない場合(S52・No)、冷却器制御装置9の処理はステップS53に進み、電子膨張弁4Eの弁開度を減少させる(ステップS53)。そして、冷却器制御装置9の処理はステップS52に戻る。
If the cooler superheat degree is not equal to or greater than the lower limit (S52, No), the process of the
冷却器過熱度が下限値以上である場合(S52・Yes)、冷却器制御装置9の処理はステップS54に進み、電子膨張弁4Eの弁開度を維持させる(ステップS54)。
When the cooler superheat degree is equal to or higher than the lower limit (S52 / Yes), the process of the
図12は、第3実施形態に係る冷凍装置システムSの吸入圧力安定優先運転における電子膨張弁4Eの制御フローである。
FIG. 12 is a control flow of the
ステップS61において、冷却器制御装置9は、冷却器13の冷媒出口温度を検出する温度センサ(図示せず)で検出した冷媒出口温度と、冷却器13の冷媒入口温度を検出する温度センサ(図示せず)で検出した冷媒入口温度とから、冷却器過熱度を演算する。そして、演算された冷却器過熱度が、液バック現象が生じない冷却器過熱度の範囲の下限値以上であるか否かを判定する。
In step S <b> 61, the
冷却器過熱度が下限値以上でない場合(S61・No)、冷却器制御装置9の処理はステップS62に進み、電子膨張弁4Eの弁開度を減少させる(ステップS62)。なお、ステップS62における弁開度の減少速度(弁閉速度)は、後述するステップS63における弁開度の増加速度(弁開速度)よりも低く設定する。そして、冷却器制御装置9の処理はステップS61に戻る。
When the degree of superheater of the cooler is not equal to or lower than the lower limit (S61 / No), the process of the
冷却器過熱度が下限値以上である場合(S61・Yes)、冷却器制御装置9の処理はステップS63に進み、電子膨張弁4Eの弁開度を増加させる(ステップS63)。そして、冷却器制御装置9の処理はステップS61に戻る。
When the cooler superheat degree is equal to or greater than the lower limit value (S61 / Yes), the process of the
図13は、第3実施形態に係る冷凍装置システムSの高COP優先運転における電子膨張弁4Eの制御フローである。
FIG. 13 is a control flow of the
ステップS71において、冷却器制御装置9は、冷却器13の冷媒出口温度を検出する温度センサ(図示せず)で検出した冷媒出口温度と、冷却器13の冷媒入口温度を検出する温度センサ(図示せず)で検出した冷媒入口温度とから、冷却器過熱度を演算する。そして、演算された冷却器過熱度が、液バック現象が生じない冷却器過熱度の範囲の下限値以上であるか否かを判定する。
In step S <b> 71, the
冷却器過熱度が下限値以上でない場合(S71・No)、冷却器制御装置9の処理はステップS72に進み、電子膨張弁4Eの弁開度を減少させる(ステップS72)。なお、ステップS72における弁開度の減少速度(弁閉速度)は、後述するステップS73における弁開度の増加速度(弁開速度)よりも低く設定する。そして、冷却器制御装置9の処理はステップS71に戻る。
If the cooler superheat degree is not equal to or greater than the lower limit (S71, No), the process of the
冷却器過熱度が下限値以上である場合(S71・Yes)、冷却器制御装置9の処理はステップS73に進み、電子膨張弁4Eの弁開度を増加させる(ステップS73)。そして、冷却器制御装置9の処理はステップS74に進む。
When the cooler superheat degree is equal to or higher than the lower limit (S71 / Yes), the process of the
ステップS74において、冷却器制御装置9は、電子膨張弁4Eの弁開度がシステム最大であり、なおかつ、吸入圧力Pがシフト圧力以下であるか否かを判定する。電子膨張弁4Eの弁開度がシステム最大でなく、または、吸入圧力Pがシフト圧力以下でない場合(S74・No)、冷却器制御装置9の処理はステップS71に戻る。電子膨張弁4Eの弁開度がシステム最大であり、なおかつ、吸入圧力Pがシフト圧力以下である場合(S74・Yes)、冷却器制御装置9の処理はステップS75に進む。
In step S74, the
ステップS75において、冷却器制御装置9は、予め設定された冷却器過熱度の設定値にしたがって、電子膨張弁4Eの弁開度を制御する。
In step S75, the
即ち、図11に示すように、冷却優先運転C1では、速やかに庫内温度T及び吸入圧力Pを減少させたいため、比較的大きな弁開度で冷媒を多く流し、また信頼性確保のため弁開度速度を高く設定し、液バックが生じないように流量調整の応答性を早くする。 That is, as shown in FIG. 11, in the cooling priority operation C1, in order to quickly reduce the internal temperature T and the suction pressure P, a large amount of refrigerant is flowed at a relatively large valve opening, and the valve is set to ensure reliability. The opening speed is set high, and the response of flow rate adjustment is accelerated so that liquid back does not occur.
また、図12に示すように、吸入圧力安定優先運転C2においても、吸入圧力Pを冷凍装置システムSの仕様範囲内(PL〜PH)で減少させ、早急に高COP優先運転C3に移行したいため、吸入圧力Pを仕様上限以下になる範囲で弁開度を増減する。 Further, as shown in FIG. 12, also in the suction pressure stability priority operation C2, the suction pressure P is decreased within the specification range (P L to P H ) of the refrigeration system S, and the operation immediately shifts to the high COP priority operation C3. Therefore, the valve opening is increased or decreased within a range where the suction pressure P is less than the upper limit of the specification.
また、図13に示すように、高COP優先運転C3では、吸入圧力Pを冷凍装置システムSの仕様範囲内(PL〜PH)でシフト圧力Pshift以上に維持したいため、それに従って弁開度を増減させる。 In addition, as shown in FIG. 13, in the high COP priority operation C3, the suction pressure P is maintained within the specification range (P L to P H ) of the refrigeration system S, so that the shift pressure P shift or more is maintained. Increase or decrease the degree.
ここで、プルダウン運転C(冷却優先運転C1、吸入圧力安定優先運転C2、高COP優先運転C3)において、前述の過熱度設定値は一時無視され、冷凍装置システムSの仕様範囲内(PL〜PH)でシフト圧力Pshift以上になるように目標過熱度及び弁開度速度を調整する。そして、弁開度を上限まで開いても吸入圧力Pをシフト圧力Pshift以上に維持できなくなった場合(S74・Yes)、前述の過熱度設定値に沿って電子膨張弁4Eの弁開度を調整する。
Here, in the pull-down operation C (cooling priority operation C1, suction pressure stability priority operation C2, high COP priority operation C3), the above-described superheat degree set value is temporarily ignored and within the specification range of the refrigeration system S (P L to The target superheat degree and the valve opening speed are adjusted so that the shift pressure P shift or more is reached at P H ). If the suction pressure P cannot be maintained at the shift pressure P shift or more even when the valve opening is opened to the upper limit (Yes in S74), the valve opening of the
また、圧縮機1の駆動周波数制御の場合と同様に、急激な弁開度の減少により急激に吸入圧力Pが上昇することを防止するため、弁開速度には制約(但し、弁開速度>弁閉速度)を持たせる。
Further, as in the case of the drive frequency control of the
また、液バック現象を防止するため、冷却器過熱度の下限値を設定し、冷却器過熱度の下限値未満となれば、電子膨張弁4Eの弁開度を閉じるように制御する。
In order to prevent the liquid back phenomenon, a lower limit value of the cooler superheat degree is set, and when the cooler superheat degree is less than the lower limit value, the opening degree of the
以上のように構成された本実施形態においては、冷凍装置システムの信頼性の確保、最小限の要求庫内温度管理を満たした上で、更に前述した実施例より高COPとなる運転を実施することが出来る。 In the present embodiment configured as described above, after the reliability of the refrigeration system is ensured and the minimum required internal temperature control is satisfied, an operation with a higher COP than the above-described embodiment is performed. I can do it.
<変形例>
なお、本実施形態に係る冷凍装置システムSは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
<Modification>
Note that the refrigeration system S according to this embodiment is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本実施形態に係る冷凍装置システムSのプルダウン運転制御を、一つの冷却モードとし、ディップスイッチ等でユーザが容易に選択・切替えすることができるようにしてもよい。 The pull-down operation control of the refrigeration system S according to the present embodiment may be set to one cooling mode so that the user can easily select and switch with a dip switch or the like.
各種設定値(Tb、Tshift、Pshift、fCOP、Δf、Δt等)は、あらかじめ設定され記憶部に記憶されているものとして説明したが、コントローラ8の操作部8bを操作することにより、ユーザが設定することができるようになっていてもよい。
Various setting values (T b , T shift , P shift , f COP , Δf, Δt, etc.) have been described as being set in advance and stored in the storage unit, but by operating the
コントローラ8は、コンデンシングユニット11および冷蔵庫12とは別体に設けるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、コンデンシングユニット11の筺体にコントローラ8が設けられていてもよく、冷蔵庫12の筺体にコントローラ8が設けられていてもよい。また、コントローラ8、冷却器制御装置9およびコンデンシングユニット制御装置10により、冷凍装置システムSを制御するものとして説明したが、これに限られるものではなく、1つの制御手段が冷凍装置システムS全体を制御するものであってもよい。
Although the
S 冷凍装置システム
1 圧縮機
2 凝縮器
3 冷媒液用電磁弁
4 膨張弁
4E 電子膨張弁
5 蒸発器
6 庫内温度センサ
7 吸入圧力センサ
8 コントローラ(制御手段)
9 冷却器制御装置(制御手段)
10 コンデンシングユニット制御装置(制御手段)
11 コンデンシングユニット
12 冷蔵庫
13 冷却器
T 庫内温度
TON サーモオン設定温度
TOFF サーモオフ設定温度
TP 目標温度
Tshift シフト温度(周波数シフト設定温度)
Pshift シフト圧力(周波数シフト設定吸入圧力)
f 駆動周波数
fmax 最大駆動周波数(第1駆動周波数)
fCOP 高COP周波数(第2駆動周波数)
9 Cooler control device (control means)
10 Condensing unit control device (control means)
11
P shift shift pressure (frequency shift setting suction pressure)
f Drive frequency f max Maximum drive frequency (first drive frequency)
f COP high COP frequency (second drive frequency)
Claims (9)
前記蒸発器で冷却された被冷却媒体が供給される冷蔵庫と、
前記冷蔵庫の庫内温度を検出する庫内温度センサと、
前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサと、
前記庫内温度がサーモオン設定温度以上となった場合に前記冷凍サイクルの運転開始を指令し、前記庫内温度がサーモオフ設定温度以下となった場合に前記冷凍サイクルの運転停止を指令する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
予め入力された前記圧縮機の情報と、
前記サーモオフ設定温度へ到達するまでに設けられた周波数シフト設定温度と、
予め設定した周波数シフト設定吸入圧力と、に基づいて、
前記圧縮機の駆動周波数を適宜変更する運転モードを備える
ことを特徴とする冷凍装置システム。 A refrigeration cycle consisting of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator whose driving frequency is variable;
A refrigerator to which a medium to be cooled cooled by the evaporator is supplied;
An internal temperature sensor for detecting the internal temperature of the refrigerator;
A suction pressure sensor for detecting the suction pressure of the compressor;
Control means for instructing operation start of the refrigeration cycle when the internal temperature is equal to or higher than a thermo-on set temperature, and instructing to stop operation of the refrigeration cycle when the internal temperature is equal to or lower than a thermo-off set temperature; With
The control means includes
Information on the compressor input in advance;
A frequency shift set temperature provided until the thermo-off set temperature is reached;
Based on the preset frequency shift set suction pressure,
A refrigeration system comprising an operation mode for appropriately changing the drive frequency of the compressor.
前記庫内温度が前記サーモオン設定温度より一定温度以上高い温度の状態から、前記サーモオフ設定温度へ冷却するプルダウン運転において、前記サーモオフ設定温度に到達するまでの温度範囲を、
前記圧縮機の駆動周波数を第1駆動周波数として、前記庫内温度が前記周波数シフト設定温度以下、かつ、前記吸入圧力が前記周波数シフト設定吸入圧力以下となるまで冷却する冷却優先運転域と、
前記周波数シフト設定吸入圧力を維持しながら前記圧縮機の駆動周波数を減速していく吸入圧力安定優先運転域と、
前記圧縮機の駆動周波数を予め入力された前記圧縮機の情報に基づいて設定された効率のよい駆動周波数である第2駆動周波数として、前記サーモオフ設定温度まで冷却する高COP優先運転域と、の3区分に分け、
各温度範囲に対応して前記圧縮機の駆動周波数を変更する
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍装置システム。 The control means includes
In the pull-down operation in which the internal temperature is higher than the thermo-on set temperature by a certain temperature or more, the temperature range until the thermo-off set temperature is reached in the pull-down operation for cooling to the thermo-off set temperature,
A cooling priority operation region in which the compressor is driven until the internal temperature is equal to or lower than the frequency shift set temperature and the suction pressure is equal to or lower than the frequency shift set suction pressure, with the drive frequency of the compressor as the first drive frequency;
A suction pressure stable priority operation region in which the drive frequency of the compressor is decelerated while maintaining the frequency shift set suction pressure;
A high COP priority operation range for cooling to the thermo-off set temperature as a second drive frequency that is an efficient drive frequency set based on the compressor information inputted in advance as the drive frequency of the compressor; Divided into 3 categories
The refrigeration system according to claim 1, wherein a driving frequency of the compressor is changed corresponding to each temperature range.
前記吸込圧力が前記周波数シフト設定吸入圧力以下になる毎に、前記圧縮機の駆動周波数を1段階減速し、
前記圧縮機の駆動周波数が前記第2駆動周波数まで減速されると、前記高COP優先運転域に移行する
ことを特徴とする請求項2記載の冷凍装置システム。 The suction pressure stability priority operation range is
Each time the suction pressure falls below the frequency shift set suction pressure, the drive frequency of the compressor is reduced by one step,
The refrigeration system according to claim 2, wherein when the drive frequency of the compressor is decelerated to the second drive frequency, the compressor shifts to the high COP priority operation range.
前記冷蔵庫内に収納された収納物品を損傷しない範囲の最高温度である
ことを特徴とする請求項2に記載の冷凍装置システム。 The frequency shift set temperature is
The refrigeration system according to claim 2, wherein the temperature is a maximum temperature within a range that does not damage the stored articles stored in the refrigerator.
前記吸入圧力安定優先運転域で前記圧縮機の駆動周波数を1段階減速した際、前記吸入圧力が上昇しても前記冷凍サイクルの仕様範囲内となるように設定される
ことを特徴とする請求項3に記載の冷凍装置システム。 The frequency shift set suction pressure is
The compressor is set so as to be within a specification range of the refrigeration cycle even when the suction pressure increases when the drive frequency of the compressor is decelerated by one step in the suction pressure stability priority operation region. 4. The refrigeration system according to 3.
前記圧縮機の駆動周波数の減速は、10Hz以下とし、
前回の減速から次回の減速までに30秒以上のインターバルを設ける
ことを特徴とする請求項3に記載の冷凍装置システム。 When the drive frequency of the compressor is decelerated by one step in the suction pressure stability priority operation range,
The drive frequency of the compressor is reduced to 10 Hz or less,
4. The refrigeration system according to claim 3, wherein an interval of 30 seconds or more is provided from the previous deceleration to the next deceleration.
前記冷却優先運転域と、前記吸入圧力安定優先運転域と、前記高COP優先運転域と、の各運転時間を計測し、
その総和である実測の運転時間が予め設定された設定運転時間を経過すると、
前記圧縮機の駆動周波数を第1駆動周波数として、前記庫内温度が前記サーモオフ設定温度以下となるまで冷却する冷却優先運転に切り替える
ことを特徴とする請求項2記載の冷凍装置システム。 The control means includes
Measure each operation time of the cooling priority operation region, the suction pressure stability priority operation region, and the high COP priority operation region,
When the measured operation time, which is the sum of all, exceeds a preset operation time,
3. The refrigeration system according to claim 2, wherein the compressor is switched to a cooling priority operation in which cooling is performed until the internal temperature becomes equal to or lower than the thermo-off set temperature with the driving frequency of the compressor as a first driving frequency.
前記圧縮機の情報の一つとして各駆動周波数における前記圧縮機の消費電力量を消費電力量情報として記憶しており、
前記各運転時間と、前記圧縮機の各駆動周波数及び前記消費電力量情報から、全消費電力量を演算し、
演算した前記全消費電力量と、過去の前記全消費電力量とに基づいて、該冷凍装置システムの状態を判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の冷凍装置システム。 The control means includes
As one of the information of the compressor, the power consumption amount of the compressor at each driving frequency is stored as power consumption amount information,
From each operation time, each drive frequency of the compressor and the power consumption information, to calculate the total power consumption,
The refrigeration system according to claim 2, wherein the state of the refrigeration system is determined based on the calculated total power consumption and the past total power consumption.
前記制御手段により弁開度及び弁開度速度を制御可能な電子膨張弁であり、
前記制御手段は、
前記プルダウン運転において、
前記吸入圧力を前記冷凍サイクルの仕様範囲内で前記周波数シフト設定吸入圧力以上に維持するように弁開度及び弁開度速度を制御し、
前記膨張弁の弁開度の上限に達しても、前記周波数シフト設定吸入圧力以上に維持できなくなった場合、予め設定された前記蒸発器の出口過熱度に基づいて弁開度を制御する
ことを特徴とする請求項2記載の冷凍装置システム。 The expansion valve is
An electronic expansion valve capable of controlling the valve opening and the valve opening speed by the control means,
The control means includes
In the pull-down operation,
Controlling the valve opening and the valve opening speed so as to maintain the suction pressure at or above the frequency shift set suction pressure within the specification range of the refrigeration cycle;
Even if the upper limit of the opening degree of the expansion valve is reached, if it becomes impossible to maintain the frequency shift set suction pressure or higher, the valve opening degree is controlled based on a preset outlet superheat degree of the evaporator. The refrigeration system according to claim 2, wherein
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