JP2019060568A - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019060568A JP2019060568A JP2017186799A JP2017186799A JP2019060568A JP 2019060568 A JP2019060568 A JP 2019060568A JP 2017186799 A JP2017186799 A JP 2017186799A JP 2017186799 A JP2017186799 A JP 2017186799A JP 2019060568 A JP2019060568 A JP 2019060568A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- thermo
- state
- control device
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
【課題】庫内温度の冷えすぎを抑制することの可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置が備える制御装置は、庫内空気を蒸発器に送風するファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度Tret、および、蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度Tsupに基づき、冷凍装置の各構成を制御する。この制御装置は、ファンを継続して駆動させつつ、圧縮機を断続的に運転する断続運転を行う場合、吹出温度Tsupが設定温度Tsetより低い第1温度閾値以下になると、圧縮機を駆動させるサーモオンの状態から圧縮機を停止させるサーモオフの状態に切り換える。一方、制御装置は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretの両方が設定温度Tsetより高い第2温度閾値以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える。【選択図】図7
Description
本発明は、冷凍装置に関するものである。
従来、コンテナ、冷凍車または倉庫などの庫内空間の温度を調整する冷凍装置が知られている。冷凍装置は、例えば庫内をチルド温度帯に維持する場合など、精密な温度制御が求められることがある。
特許文献1に記載の冷凍装置は、圧縮機を駆動させるサーモオンの状態と、圧縮機の駆動を停止させるサーモオフの状態を繰り返すことで、庫内温度が設定温度を基準とした所定の温度範囲となるように制御している。
ところで、外気温が庫内温度より低い場合、圧縮機がサーモオフの状態であっても、外気の冷熱により庫内が冷やされることがある。その状態が継続すると、庫内温度が冷えすぎてしまい、庫内に保管した品物に凍結等のダメージを与えてしまうおそれがある。このような課題に関し、上述した特許文献1に記載の冷凍装置は、圧縮機がサーモオフの状態のとき、庫内温度が所定の温度範囲よりも低くなると、庫内空気を循環させているファンを駆動するファンモータの回転数を上げ、そのファンモータの発熱により庫内温度を上昇させている。しかしながら、ファンモータは消費電力に対する発熱量が小さいので、電力消費量が増加するだけでなく、庫内温度の冷えすぎを抑制することは困難である。
また、特許文献1に記載の冷凍装置は、蒸発器とファンとの間に設けられた温度センサにより検出された庫内温度に基づき、圧縮機のサーモオンとサーモオフの切り替えを制御している。しかしながら、庫内をチルド温度帯に維持する場合、サーモオンからサーモオフの切り替えは、ファンと蒸発器との間を流れる空気の温度ではなく、蒸発器から吹き出される空気の温度(以下「吹出温度」という)に基づいて制御することが好ましい。圧縮機のサーモオンの状態では、吹出温度は庫内温度よりも低温になるので、蒸発器から必要以上に低温の空気が吹き出されると、庫内に保管した品物に凍結等のダメージを与えるおそれがあるからである。
なお、特許文献1に記載の冷凍装置では、蒸発器とファンとの間に温度センサが設けられているので、その温度センサにより検出される温度は、ファンモータの発熱を受けており、実際の庫内温度よりも高い温度となる。この冷凍装置は、その温度センサで検出された温度を庫内温度として圧縮機のサーモオンとサーモオフの切り替えを制御しているので、庫内を冷やし過ぎることが懸念される。
本発明は上記点に鑑みて、庫内温度の冷えすぎを抑制することの可能な冷凍装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、庫内空間の温度を調整する冷凍装置において、圧縮機(4、5)、凝縮器(7)、膨張弁(10)、蒸発器(11)、ファン(20)および制御装置(15)を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐き出す。凝縮器は、圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる。膨張弁は、凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器は、膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出する。ファンは、庫内空気を蒸発器に送風する。制御装置は、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度(Tret)、および、蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度(Tsup)に基づき、冷凍装置の各構成を制御する。この制御装置は、ファンを継続して駆動させつつ、圧縮機を断続的に運転する断続運転を行う場合、次の制御を行う。すなわち、制御装置は、吹出温度が設定温度(Tset)より低い第1温度閾値(Tset−D)以下になると、圧縮機を駆動させるサーモオンの状態から圧縮機を停止させるサーモオフの状態に切り換える(S110;YES)。一方、制御装置は、吹出温度と戻り温度の両方が設定温度より高い第2温度閾値(Tset+D)以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える(S90;YES)。
これによれば、圧縮機が駆動しているサーモオンの状態では、庫内の空気が蒸発器で冷やされて吹き出されるので、吹出温度は庫内温度よりも低温となる。そのため、制御装置は、吹出温度が第1温度閾値以下になると、サーモオンの状態から圧縮機を停止させるサーモオフの状態に切り換える。これにより、庫内温度が第1温度閾値より低くなることが抑制され、庫内温度の冷え過ぎを抑制できる。
ところで、外気温が庫内温度より低い場合、外気の冷熱により庫内が冷やされることがある。その場合、サーモオフの状態でファンが継続して駆動していると、ファンモータにより加熱された空気がそのまま蒸発器から庫内に吹き出されるので、戻り温度よりも吹出温度が高くなることがある。具体的には、第2温度閾値または第1温度閾値よりも庫内温度が低いにもかかわらず、吹出温度が第2温度閾値より高くなることがある。この状態で、圧縮機の駆動が開始されると、庫内温度が冷えすぎるおそれがある。そこで、サーモオフの状態でファンが継続して駆動している場合、制御装置は、吹出温度と戻り温度の両方が第2温度閾値以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り替える。これにより、第2温度閾値または第1温度閾値よりも庫内温度が低いときに、圧縮機の駆動が開始されることが防がれる。したがって、この冷凍装置は、庫内温度の冷えすぎを抑制し、庫内に保管した品物に凍結等のダメージが与えられることを防ぐことができる。
請求項7に係る発明は、庫内空間の温度を調整する冷凍装置において、圧縮機(4、5)、凝縮器(7)、膨張弁(10)、蒸発器(11)、ファン(20)、ヒータ(22)および制御装置(15)を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐き出す。凝縮器は、圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる。膨張弁は、凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器は、膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出する。ファンは、庫内空気を蒸発器に送風する。ヒータは、庫内空気を加熱する。制御装置は、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度(Tret)、および、蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度(Tsup)に基づき、冷凍装置の各構成を制御する。この制御装置は、圧縮機を停止させるサーモオフの状態でファンを継続して駆動させている場合、吹出温度または戻り温度の少なくとも一方が設定温度(Tset)よりも低い所定の温度閾値(Tset−C)以下になると、ヒータをオンする制御を行う(S80;YES)。
冷凍装置は、庫内をチルド温度帯に維持する場合、庫内温度が設定温度を基準とした所定の温度範囲より低くなることを防ぐため、圧縮機の駆動時に温度が最も低くなる蒸発器下流の吹出温度に基づいて圧縮機の駆動を制御することが好ましい。しかし、外気温が庫内温度より低い場合、外気の冷熱により庫内が冷やされることがある。その場合、圧縮機の駆動を停止させているサーモオフの状態でファンを継続して駆動させていると、ファンモータにより加熱された空気がそのまま蒸発器を経由して庫内に吹き出されるので、戻り温度よりも吹出温度が高くなることがある。具体的には、設定温度を基準とした所定の温度範囲よりも低く設定された所定の温度閾値よりも庫内温度が低いにもかかわらず、吹出温度がその所定の温度閾値よりも高くなることがある。この状態が継続すると、外気の冷熱により庫内がさらに冷えすぎるおそれがある。そこで、圧縮機がサーモオフの状態でファンを継続して駆動させている場合、制御装置は、吹出温度または戻り温度の少なくとも一方が所定の温度閾値以下になると、ヒータをオンする。これにより、所定の温度閾値より庫内温度が低くなる場合、即座にヒータをオンさせることが可能となる。したがって、この冷凍装置は、庫内温度の冷えすぎを抑制し、庫内に保管した品物に凍結等のダメージが与えられることを防ぐことができる。
なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
(第1実施形態)
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の冷凍装置1は、例えば、コンテナ、冷凍車または倉庫などの庫内空間の温度を調整するものである。
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の冷凍装置1は、例えば、コンテナ、冷凍車または倉庫などの庫内空間の温度を調整するものである。
<冷凍装置1の構成>
まず、冷凍装置1の構成について説明する。図1は、冷凍装置1が備える冷凍サイクルの一例を示したものである。この冷凍サイクルは、メイン回路2およびインジェクション回路3などを有している。メイン回路2は、低段側圧縮機4、高段側圧縮機5、オイルセパレータ6、凝縮器7、レシーバ8、エコノマイザ9、第1膨張弁10および蒸発器11などが配管により接続されている。インジェクション回路3は、メイン回路2に設けられた分岐部12と、低段側圧縮機4と高段側圧縮機5とを接続する配管の途中に設けられた合流部13とを接続する回路であり、第2膨張弁14およびエコノマイザ9などが配管により接続されている。制御装置15は、冷凍サイクルの各構成の駆動を制御する。
まず、冷凍装置1の構成について説明する。図1は、冷凍装置1が備える冷凍サイクルの一例を示したものである。この冷凍サイクルは、メイン回路2およびインジェクション回路3などを有している。メイン回路2は、低段側圧縮機4、高段側圧縮機5、オイルセパレータ6、凝縮器7、レシーバ8、エコノマイザ9、第1膨張弁10および蒸発器11などが配管により接続されている。インジェクション回路3は、メイン回路2に設けられた分岐部12と、低段側圧縮機4と高段側圧縮機5とを接続する配管の途中に設けられた合流部13とを接続する回路であり、第2膨張弁14およびエコノマイザ9などが配管により接続されている。制御装置15は、冷凍サイクルの各構成の駆動を制御する。
低段側圧縮機4と高段側圧縮機5はいずれも電動式の圧縮機であり、図示していない冷媒圧縮部、および、その冷媒圧縮部を回転駆動する図示していない電動モータを有している。冷媒圧縮部は、例えばロータリ式またはスクロール式など、種々の圧縮機構を採用可能である。本実施形態の冷媒圧縮部は、1回転に対する冷媒の吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構である。冷媒圧縮部は、電動モータの回転に同期して回転する。電動モータは、交流モータまたは直流モータなど、種々の電動機を採用可能である。電動モータは、制御装置15からインバータ16、17を介して供給される電流により回転が制御される。
低段側圧縮機4は、メイン回路2のうち蒸発器11側の配管から供給される冷媒を圧縮し、高段側圧縮機5に向けて吐き出す。高段側圧縮機5は、低段側圧縮機4から吐き出される冷媒と、インジェクション回路3から供給される冷媒を圧縮し、メイン回路2のうち凝縮器7側の配管に冷媒を吐き出す。高段側圧縮機5と凝縮器7との間には、オイルセパレータ6が設けられている。オイルセパレータ6は、高段側圧縮機5から吐き出された冷媒に含まれるオイルを分離し、そのオイルを高段側圧縮機5と低段側圧縮機4に戻すものである。なお、以下の説明で単に圧縮機4、5というときは、低段側圧縮機4と高段側圧縮機5の両方をいうものとする。
オイルセパレータ6の冷媒吐出口側の配管には、凝縮器7の冷媒入口が接続されている。凝縮器7は、高段側圧縮機5から吐き出された冷媒と、凝縮器用のファン18から送風された外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる熱交換器である。凝縮器用のファン18を駆動するファンモータ19(「コンデンサファンモータ」ということがある)は、制御装置15の駆動信号により回転が制御される。なお、図1では、凝縮器用のファン18の駆動により凝縮器7に送風される空気が流れる方向を、符号AF1を付した矢印で示している。
凝縮器7の冷媒出口側には、レシーバ8が設けられている。レシーバ8は、凝縮器7から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分離し、液相冷媒のみを下流側へ送り出している。メイン回路2のうちレシーバ8の下流側の配管には、分岐部12を介して、エコノマイザ9が設けられている。一方、分岐部12から合流部13までの間を、インジェクション回路3が接続している。エコノマイザ9およびインジェクション回路3については、後述する。
メイン回路2のうちエコノマイザ9の冷媒出口側の配管には、第1膨張弁10(「エバポレータ膨張弁」ということがある)が設けられている。第1膨張弁10は、エコノマイザ9から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧装置である。本実施形態の第1膨張弁10は、電子膨張弁であり、制御装置15から伝送される信号により流路開度が調整される。
なお、第1膨張弁10は、電子膨張弁に代えて、温度式膨張弁を使用することも可能である。その場合、温度式膨張弁は、蒸発器11の冷媒入口側の配管に接続される図示しない流路調整機構と、蒸発器11の冷媒出口側に設けられる図示しない感温部とを有する。温度式膨張弁は、感温部によって検出された過熱度が予め設定された所定値に近づくよう、流路調整機構の流路開度が機械的機構により自動調整されるものである。
第1膨張弁10の冷媒出口側の配管には、蒸発器11の冷媒入口が接続されている。蒸発器11は、蒸発器用のファン20(「エバポレータファン」ということがある)によって庫内空間を循環する空気と、第1膨張弁10から流出した気液二相状態の冷媒とを熱交換させる熱交換器である。エバポレータファン20は、庫内を循環する空気を蒸発器11に送風する。エバポレータファン20を駆動するファンモータ21(「エバポレータファンモータ」ということがある)は、制御装置15の駆動信号により回転が制御される。エバポレータファン20により蒸発器11に送風された空気は、蒸発器11を流れる冷媒の蒸発潜熱による吸熱作用により冷却された後、庫内に吹き出される。なお、図1では、エバポレータファン20の駆動により蒸発器11に送風される空気が流れる方向を、符号AF2を付した矢印で示している。
蒸発器11の風流れ方向下流側には、ヒータ22が設けられている。ヒータ22の駆動は、制御装置15により制御される。ヒータ22は、そのヒータ22を通過する空気を加熱することで、庫内空気を加熱することが可能である。
蒸発器11の冷媒出口側には、低段側圧縮機4の冷媒吸入口が接続されている。蒸発器11で蒸発した冷媒は、低段側圧縮機4に向けて流出し、その低段側圧縮機4に吸入される。
インジェクション回路3は、メイン回路2のうちレシーバ8とエコノマイザ9とを接続する配管の途中に設けられた分岐部12と、低段側圧縮機4と高段側圧縮機5とを接続する配管の途中に設けられた合流部13とを接続する回路である。インジェクション回路3には、第2膨張弁14(「エコノマイザ膨張弁」ということがある)およびエコノマイザ9などが設けられている。第2膨張弁14は、分岐部12からインジェクション回路3に分流された冷媒を、中間圧に減圧膨張させる減圧装置である。第2膨張弁14も、電子膨張弁であり、制御装置15から伝送される信号により流路開度が調整される。なお、第2膨張弁14も、電子膨張弁に代えて、温度式膨張弁を使用することが可能である。
エコノマイザ9は、メイン回路2のうち分岐部12の下流側を流れる液相冷媒と、分岐部12からインジェクション回路3に流れて第2膨張弁14で中間圧に減圧膨張された気液二相状態の冷媒とを熱交換させる熱交換器である。メイン回路2を流れる冷媒は、エコノマイザ9を通過することにより過冷却度が大きくなる。一方、インジェクション回路3を流れる冷媒は、エコノマイザ9を通過して気相冷媒となり、合流部13から高段側圧縮機5に吸い込まれる。これにより、インジェクション回路3を備えた冷凍サイクルは、蒸発器11による冷凍能力を高めると共に、高段側圧縮機5で圧縮される冷媒の過熱度を低下させることでCOPを向上することが可能である。
エバポレータファン20の風流れ上流側に、戻り温度センサ23が設けられている。戻り温度センサ23は、庫内空間からエバポレータファン20に吸い込まれる空気の温度、すなわち戻り温度を検出する。戻り温度は、庫内温度とほぼ同じ温度といえる。
蒸発器11およびヒータ22の風流れ下流側に、吹出温度センサ24が設けられている。吹出温度センサ24は、蒸発器11から吹き出される空気の温度、すなわち吹出温度を検出する。
また、凝縮器7の風流れ方向上流側に、外気温度センサ25が設けられている。外気温度センサ25は、外気温を検出する。
戻り温度センサ23により検出された戻り温度Tret、吹出温度センサ24により検出された吹出温度Tsup、および、外気温度センサ25により検出された外気温Toutは、いずれも制御装置15に伝送される。
制御装置15は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するROM、RAM等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。なお、制御装置15の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。制御装置15は、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各種制御処理および演算処理を行い、出力ポートに接続された各機器の作動を制御する。
制御装置15の出力ポート側には、圧縮機4、5に電流を供給するインバータ16、17、コンデンサファンモータ19、エバポレータファンモータ21、ヒータ22、第1膨張弁10および第2膨張弁14などが電気的に接続されている。制御装置15は、それらの機器の駆動を、戻り温度Tret、吹出温度Tsupおよび外気温Toutなどに基づいて制御する。
<冷凍装置1の作動>
次に、冷凍装置1の作動について説明する。図2は、冷凍装置1の運転状態の遷移図である。なお、本実施形態では、冷凍装置1の設定温度Tsetがチルド温度帯に設定された場合について説明する。チルド温度帯とは、庫内に保管する品物を凍結寸前の温度まで冷却して保存する温度帯であり、例えば5℃から−10℃までの温度をいう。
次に、冷凍装置1の作動について説明する。図2は、冷凍装置1の運転状態の遷移図である。なお、本実施形態では、冷凍装置1の設定温度Tsetがチルド温度帯に設定された場合について説明する。チルド温度帯とは、庫内に保管する品物を凍結寸前の温度まで冷却して保存する温度帯であり、例えば5℃から−10℃までの温度をいう。
ステップS1で冷凍装置1の電源がオンされる。次に、ステップS2でサイクルの初期化が行われる。このとき、制御装置15の初期化処理が実行される。続いて、ステップS3で冷凍装置1による庫内空間の冷却運転が行われる。制御装置15は、庫内温度が、設定温度Tsetを基準とした所定の温度範囲に維持されるように、冷凍サイクルを構成する各機器の駆動を制御する。なお、ステップS3の冷却運転とは、庫内を冷却する運転に加え、設定温度Tsetを基準とした所定の温度範囲よりも庫内温度が低くなった場合に庫内空間をヒータ22により加温する加温運転も含むものである。
冷凍装置1は、ステップS3の冷却運転中に蒸発器11に霜が付着した場合、ステップS4の除霜運転を行うことが可能である。除霜運転の開始指示は、自動制御または手動により行われる。ステップS5で冷凍装置1の電源がオフされると、冷凍装置1による冷却運転が停止する。
続いて、上述したステップS3の冷却運転について詳細に説明する。
図3に示すように、制御装置15は、冷却運転を開始する際、初期モード判定を行う。初期モード判定では、制御装置15は、冷却運転の最初にクールダウンモード、能力制御モード、または、加温モードのいずれの運転を行うのかを、吹出温度Tsupと設定温度Tsetに基づいて判定する。なお、制御装置15は、初期モード判定を戻り温度Tretと設定温度Tsetに基づいて判定してもよい。冷却運転の開始前は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretはいずれも庫内温度とほぼ同じ温度であるからである。
図3に示すように、本実施形態では、制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+A℃」以上の場合、クールダウンモードによる運転を実行する。なお、A℃は、実験などにより設定され、予め制御装置15に記憶されている値である。クールダウンモードでは、制御装置15は、冷凍サイクルによる冷却能力が最大となるよう、低段側圧縮機4を最大回転数で回転させ、高段側圧縮機5を低段側圧縮機4の回転数に対応した制御回転数で回転させる。
また、制御装置15は、吹出温度Tsupが設定温度Tset以上であり、且つ、「設定温度Tset+A℃」未満の場合、能力制御モードによる運転を実行する。能力制御モードでは、制御装置15は、吹出温度Tsupと設定温度Tsetとの差に基づいて、冷凍サイクルの熱負荷を算出する。そして制御装置15は、圧縮機4、5の回転数がその熱負荷に対応した値になるようにインバータ16、17を制御し、圧縮機4、5の回転数を制御する。
また、制御装置15は、吹出温度Tsupが設定温度Tsetより低い場合、加温モードによる運転を実行する。加温制御モードでは、制御装置15は、圧縮機4、5を停止させると共に、ヒータ22をオンする。
なお、本実施形態では、初期モード判定において、冷却運転の最初に断続運転モードを行う判定はしない。断続運転モードは、吹出温度Tsupと設定温度Tsetとの差に基づいて算出された冷凍サイクルの熱負荷に対し、圧縮機4、5の回転数が、その圧縮機4、5に設定された最低回転数より小さい値になるときに実行される。
図4の制御表は、上述したクールダウンモード、能力制御モード、断続運転モード、加温モードが実行されるときの冷凍サイクルの各機器の動作を示したものである。この表に示すように、制御装置15は、冷凍サイクルの各機器の動作を各運転モードに応じて制御する。なお、図4に示した制御表は、一般的な作動であり、保護制御等により変更になる場合がある。
冷凍装置1は、制御装置15による初期モード判定の後、冷却運転を開始する。図5は、冷却運転を実行している途中で制御装置15が運転モードを変更するときの判定図である。
図5の判定図に示したA〜Gの温度はいずれも、実験などにより設定され、予め制御装置15に記憶されている制御温度である。これらの温度は、−C<−B<(−Dまたは−F)<(+Dまたは+F)<+G<+E<+A の関係を有する。なお、−Dと+Dは、D同士が異なる値であってもよい。また−Fと+Fも、F同士が異なる値であってもよい。
具体的には、制御装置15は、クールダウンモードを実行しているときに、吹出温度Tsupが設定温度Tset以下になると、運転モードを能力制御モードに変更する。
制御装置15は、能力制御モードを実行しているときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+A」以上になると、運転モードをクールダウンモードに変更する。
一方、制御装置15は、能力制御モードを実行しているときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−B」以下になると、運転モードを断続運転モードに変更し、圧縮機4、5の駆動を停止させるサーモオフの状態にする。
制御装置15は、断続運転モードを実行し、サーモオフの状態のときに、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset−C℃」以下になると、運転モードを加温モードに変更し、ヒータ22をオンする。
一方、制御装置15は、断続運転モードを実行し、サーモオフの状態のときに、吹出温度Tsupおよび戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset+D℃」以上になると、圧縮機4、5を駆動させるサーモオンの状態にする。
制御装置15は、断続運転モードを実行し、サーモオンの状態のときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−D℃」以下になると、サーモオフの状態にする。
一方、制御装置15は、断続運転モードを実行し、サーモオンの状態のときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+E℃」以上になると、運転モードを能力制御モードに変更する。
制御装置15は、加温モードを実行し、ヒータオンの状態のときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+F℃」以上になると、ヒータ22をオフする。
制御装置15は、加温モードを実行し、ヒータオフの状態のときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−F℃」以下になると、ヒータ22をオンする。
一方、制御装置15は、加温モードを実行し、ヒータオフの状態のときに、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+G℃」以上になると、運転モードを断続運転モードに変更し、圧縮機4、5を駆動させるサーモオンの状態とする。
続いて、上述した冷凍装置1が冷却運転を実行するときの制御処理の一例について、図6のフローチャートを参照してさらに詳細に説明する。
冷凍装置1の電源がオンされ、制御装置15の初期化が行われた後、冷凍装置1による庫内空間の冷却運転が行われる。このとき、ステップS10で制御装置15は、冷却運転を開始する際、上述した初期モード判定を行う。
制御装置15は、初期モード判定において、クールダウンモードによる運転を実行することを判定した場合、処理をステップS20に移行する。また、制御装置15は、初期モード判定において、能力制御モードによる運転を実行することを判定した場合、処理をステップS40に移行する。また、制御装置15は、初期モード判定において、加温モードによる運転を実行することを判定した場合、処理をステップS130に移行する。
次に、ステップS20で制御装置15は、クールダウンモードによる運転を実行する。続くステップS30で制御装置15は、吹出温度Tsupが設定温度Tsetより高い場合、クールダウンモードによる運転を継続する。一方、ステップS30で制御装置15は、吹出温度Tsupが設定温度Tset以下になると、処理をステップS40に移行し、運転モードをクールダウンモードから能力制御モードに変更する。ここで、本実施形態の冷凍装置1は、クールダウンモード、能力制御モード、および、加温モードの実行中における運転モードの変更判定を、吹出温度Tsupに基づいて判定する。圧縮機4、5の駆動時には、蒸発器11の下流の吹出温度Tsupが最も低い温度になるからである。これにより、蒸発器11から必要以上に低温の空気が吹き出されて庫内に保管される品物にダメージが与えられることを防ぐことができる。
ステップS40で制御装置15は、能力制御モードによる運転を実行する。続くステップS50で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+A℃」以上になると、処理をステップS20に移行し、運転モードを能力制御モードからクールダウンモードに変更する。一方、ステップS50で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+A℃」より低い場合、処理をステップS60に移行する。
ステップS60で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−B℃」より高い場合、処理をステップS40に移行し、能力制御モードによる運転を継続する。一方、ステップS60で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−B℃」以下になると、処理をステップS70に移行し、運転モードを能力制御モードから断続運転モードに変更する。
ステップS70で制御装置15は、断続運転モードによる運転を実行し、圧縮機4、5の駆動を停止させるサーモオフの状態とする。続くステップS80で制御装置15は、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset−C℃」以下になると、処理をステップS130に移行し、運転モードを断続運転モードから加温モードに変更し、ヒータ22をオンする。
ここで、本実施形態の冷凍装置1は、ステップS70の断続運転モードにおけるサーモオフの状態で、蒸発器用のファン20を継続して駆動させている場合、運転モードの変更判定を、吹出温度Tsupと戻り温度Tretに基づいて判定する。これは、外気温Toutが庫内温度より低い場合、外気の冷熱により庫内が冷やされると、エバポレータファンモータ21により加熱された空気がそのまま蒸発器11を経由して庫内に吹き出されることで、戻り温度Tretよりも吹出温度Tsupが高くなることがあるからである。具体的には、庫内温度が「設定温度Tset−C℃」より低いにもかかわらず、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−C℃」よりも高くなることがある。この状態が継続すると、外気の冷熱により庫内がさらに冷えすぎるおそれがある。そこで、断続運転モードにおけるサーモオフの状態でエバポレータファン20を継続して駆動させている場合、制御装置15は、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset−C℃」以下になると、ヒータ22をオンする。これにより、庫内温度が「設定温度Tset−C℃」より低くなる場合、即座にヒータ22をオンさせることで、庫内温度の冷えすぎを防ぐことができる。なお、本実施形態における「設定温度Tset−C℃」は、特許請求の範囲に記載の「所定の温度閾値」および「第3温度閾値」に相当する。なお、ステップS130以降の加温モードの処理については後述する。
ステップS80で制御装置15は、吹出温度Tsupおよび戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset−C℃」より高い場合、処理をステップS90に移行する。
ステップS90で制御装置15は、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset+D℃」より低い場合、処理をステップS70に移行し、断続運転モードにおけるサーモオフの状態を継続する。一方、ステップS90で制御装置15は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset+D℃」以上になると、処理をステップS100に移行し、断続運転モードにおいて圧縮機4、5を駆動させるサーモオンの状態に変更する。
ここでも、本実施形態の冷凍装置1は、断続運転モードにおけるサーモオフからサーモオンへの変更判定を、吹出温度Tsupと戻り温度Tretに基づいて判定する。これは、上述したように、断続運転モードにおけるサーモオフの状態で、エバポレータファン20を継続して駆動させている場合、外気温Toutが庫内温度より低いときには、戻り温度Tretよりも吹出温度Tsupが高くなることがあるからである。具体的には、庫内温度が「設定温度Tset+D℃」または「設定温度Tset−D℃」より低いにもかかわらず、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+D℃」よりも高くなることがある。この状態で圧縮機4、5の駆動が開始されると、庫内温度が冷えすぎるおそれがある。そこで、断続運転モードにおけるサーモオフの状態でエバポレータファン20を継続して駆動させている場合、制御装置15は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset+D℃」以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り替える。これにより、庫内温度が「設定温度Tset+D℃」または「設定温度Tset−D℃」より低いときに、圧縮機4、5の駆動が開始されることを防ぐことができる。なお、本実施形態における「設定温度Tset+D℃」は、特許請求の範囲に記載の「第2温度閾値」に相当する。
ステップS100で制御装置15は、断続運転モードにおけるサーモオンの状態とし、圧縮機4、5を駆動させる。続くステップS110で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−D℃」以下になると、処理をステップS70に移行し、断続運転モードにおけるサーモオフの状態に変更し、圧縮機4、5の駆動を停止させる。
ここで、本実施形態の冷凍装置1は、断続運転モードにおけるサーモオンからサーモオフへの変更判定を、吹出温度Tsupに基づいて判定する。これは、圧縮機4、5が駆動しているサーモオンの状態では、蒸発器11の下流の吹出温度Tsupが最も低い温度になるからである。そこで、制御装置15は、断続運転モードにおけるサーモオンからサーモオフへの変更判定を、吹出温度Tsupに基づいて判定することで、庫内温度が「設定温度Tset−D℃」より低くなることを防ぐことができる。なお、本実施形態における「設定温度Tset−D℃」は、特許請求の範囲に記載の「第1温度閾値」に相当する。
一方、ステップS110で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−D℃」より高い場合、処理をステップS120に移行する。ステップS120で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+E℃」より低い場合、処理をステップS100に移行し、断続運転モードにおけるサーモオンの状態を継続する。一方、ステップS100で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+E℃」以上になると、処理をステップS40に移行し、運転モードを断続運転モードから能力制御モードに変更する。
次に、ステップS130以降の加温モードの処理について説明する。ステップS130で制御装置15は、加温モードを実行し、ヒータ22をオンする。続くステップS140で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+F℃」より低い場合、処理をステップS130に移行し、加温モードにおけるヒータオンの状態を継続する。一方、ステップS140で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+F℃」以上になると、処理をステップS150に移行する。
ステップS150で制御装置15は、加温モードにおいてヒータ22をオフする。続くステップS160で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−F℃」以下になると、処理をステップS130に移行し、ヒータオフの状態からヒータオンの状態に変更する。一方、ステップS160で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−F℃」より高い場合、処理をステップS170に移行する。
ステップS170で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+G℃」より低い場合、処理をステップS150に移行し、加温モードにおけるヒータオフの状態を継続する。一方、ステップS170で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+G℃」以上になると、処理をステップS100に移行し、断続運転モードにおけるサーモオンの状態に変更し、圧縮機4、5を駆動させる。
本実施形態の冷凍装置1は、上述した制御処理により、チルド温度帯に設定された設定温度Tsetを基準とした所定の温度範囲に庫内温度を維持することが可能である。
以上説明した第1実施形態の冷凍装置1は、次の作用効果を奏することができる。
(1)第1実施形態では、制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset−D℃」以下になると、圧縮機4、5をサーモオンの状態からサーモオフの状態に切り換える。これにより、庫内温度が「設定温度Tset−D℃」より低くなることが抑制される。一方、制御装置15は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset+D℃」以上になると、圧縮機4、5をサーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える。これにより、「設定温度Tset+D℃」または「設定温度Tset−D℃」よりも庫内温度が低いときに、圧縮機4、5がサーモオンされることが防がれる。したがって、この冷凍装置1は、庫内温度の冷えすぎを抑制し、庫内に保管した品物に凍結等のダメージが与えられることを防ぐことができる。
(2)第1実施形態では、制御装置15は、圧縮機4、5がサーモオフの状態でファン18を継続して駆動させている場合、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset−C℃」以下になると、ヒータ22をオンする制御を行う。これにより、エバポレータファンモータ21の発熱により戻り温度よりも吹出温度Tsupが高くなっている場合でも、戻り温度Tretが「設定温度Tset−C℃」以下になると、即座にヒータ22をオンさせることが可能となる。したがって、この冷凍装置1は、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
(3)第1実施形態の冷凍サイクルには、戻り温度センサ23と吹出温度センサ24が設けられる。これにより、制御装置15は、その戻り温度センサ23と吹出温度センサ24により、戻り温度Tretと吹出温度Tsupを正確に検出することが可能となる。したがって、冷凍装置1は、庫内温度を精密に制御し、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
(4)第1実施形態では、冷凍装置1は、圧縮機4、5のサーモオンの状態とサーモオフの状態とを切り換える制御を行い、庫内をチルド温度帯に維持する。この冷凍装置1は、設定温度Tsetがチルド温度帯に設定された場合、庫内温度を、その設定温度Tsetを基準とした所定の温度範囲に保つことができる。
(第2実施形態)
第2実施形態について、図7のフローチャートを参照して説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して、冷凍装置1が冷却運転を実行するときの制御処理の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第2実施形態について、図7のフローチャートを参照して説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して、冷凍装置1が冷却運転を実行するときの制御処理の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図7に示すように、第2実施形態の制御処理においても、ステップS10からステップS80までの処理は、第1実施形態で説明した処理と同一である。また、ステップS100からステップS170までの処理も、第1実施形態で説明した処理と同一である。
第2実施形態では、制御装置15は、ステップS80で吹出温度Tsupおよび戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset−C℃」より高い場合、処理をステップS85に移行する。ステップS85で制御装置15は、外気温Toutが設定温度Tsetより低いか否かを判定する。具体的には、制御装置15は、外気温度センサ25によって検出された外気温Toutが設定温度Tsetより低い場合、処理をステップS90に移行する。ステップS90の処理は、第1実施形態で説明した処理と同一である。一方、制御装置15は、外気温Toutが設定温度Tset以上である場合、処理をステップS95に移行する。
ステップS95で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+D℃」より低いか否かを判定する。具体的には、ステップS95で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+D℃」より低い場合、処理をステップS70に移行し、断続運転モードにおけるサーモオフの状態を継続する。一方、ステップS95で制御装置15は、吹出温度Tsupが「設定温度Tset+D℃」以上になると、処理をステップS100に移行し、断続運転モードにおけるサーモオフの状態から、圧縮機4、5を駆動させるサーモオンの状態に変更する。
第2実施形態では、外気温Toutが設定温度Tsetより高い場合、外気の温熱により庫内が加熱されることがある。その場合、制御装置15は、吹出温度Tsupのみによりサーモオフの状態からサーモオンの状態への切り替え判定を行う。これにより、制御装置15は、庫内温度が「設定温度Tset+D℃」以上になる場合、即座に圧縮機4、5を駆動開始させることが可能である。したがって、この冷凍装置1は、庫内温度を「設定温度Tset−D℃」と「設定温度Tset+D℃」との間に保つことができる。
なお、第2実施形態でも制御装置15は、外気温Toutが設定温度Tsetより低い場合は、第1実施形態と同様に、吹出温度Tsupと戻り温度Tretの両方によりサーモオフの状態からサーモオンの状態への切り替え判定を行う。これにより、冷凍装置1は、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態に対して、冷凍装置1構成の一部と、それに伴う制御の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態に対して、冷凍装置1構成の一部と、それに伴う制御の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態の冷凍装置1は、第1実施形態に対して、吹出温度センサ24を備えておらず、戻り温度センサ23を備えているものとする。この場合、制御装置15は、戻り温度Tret、圧縮機4、5の回転数、および、膨張弁10、14の開度に基づき、吹出温度Tsupを推定する。具体的には、戻り温度Tretに対し、圧縮機4、5の回転数が高いほど、吹出温度Tsupが低くなる。また、戻り温度Tretに対し、膨張弁10、14の開度が大きいほど吹出温度Tsupが低くなる。そのため、制御装置15は、戻り温度Tret、圧縮機4、5の回転数、および、膨張弁10、14の開度に基づき、演算処理または制御マップなどにより、吹出温度Tsupを推定することが可能である。
これによれば、第3実施形態の冷凍装置1は、戻り温度センサ23を備え、吹出温度センサ24を備えていない場合でも、戻り温度Tret、および、その戻り温度Tretから推定した吹出温度Tsupに基づいて庫内温度を精密に制御し、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
(第4実施形態)
第4実施形態について説明する。第4実施形態も、第1実施形態に対して、冷凍装置1の構成の一部と、それに伴う制御の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第4実施形態について説明する。第4実施形態も、第1実施形態に対して、冷凍装置1の構成の一部と、それに伴う制御の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第4実施形態の冷凍装置1は、第1実施形態に対して、戻り温度センサ23を備えておらず、吹出温度センサ24を備えているものとする。この場合、制御装置15は、吹出温度Tsup、エバポレータファン20の風量、および、エバポレータファンモータ21の発熱量に基づき、戻り温度Tretを推定する。具体的には、吹出温度Tsupに対し、エバポレータファン20の風量が大きいほど、戻り温度Tretは高いものといえる。また、吹出温度Tsupに対し、エバポレータファンモータ21の発熱量が大きいほど戻り温度Tretは高いものといえる。そのため、制御装置15は、吹出温度Tsup、エバポレータファン20の風量、および、エバポレータファンモータ21の発熱量に基づき、演算処理または制御マップなどにより、戻り温度Tretを推定することが可能である。
また、制御装置15は、エバポレータファン20を一時的に停止させた状態で吹出温度センサ24により検出した吹出温度Tsupを庫内温度として推定することも可能である。
これによれば、第4実施形態の冷凍装置1は、吹出温度センサ24を備え、戻り温度センサ23を備えていない場合でも、吹出温度Tsupと、その吹出温度Tsupから推定した戻り温度Tretまたは庫内温度に基づいて庫内温度を精密に制御し、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(1)上記第1実施形態では、冷凍装置1は、低段側圧縮機4と高段側圧縮機5を備えるものとして説明した。これに対し、他の実施形態では、冷凍装置1は、1個の圧縮機を備えるものであってもよい。
(2)上記第1実施形態では、冷凍装置1は、インジェクション回路3を備えるものとして説明した。これに対し、他の実施形態では、冷凍装置1は、インジェクション回路3を備えていないものであってもよい。
(3)上記第1、第2実施形態で説明した制御処理では、制御装置15は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretに基づいて各ステップの判定を行うものとして説明した。これに対し、他の実施形態では、制御処理は、吹出温度Tsupと戻り温度Tretに加え、時間経過を含めて各ステップの判定を行うようにしてもよい。例えば、各判定ステップにおいて、吹出温度Tsup(または戻り温度Tret)が所定の温度閾値以上(または所定の温度閾値以下)となる時間が所定時間継続したとき、次のステップに移行するようにしてもよい。
また、所定の判定ステップにおいて、吹出温度Tsup(または戻り温度Tret)が短時間で大きく変わったら、第1、第2実施形態で説明したステップとは異なるステップに移行するようにしてもよい。例えば、能力制御モードで運転中、吹出温度Tsupが短時間で「設定温度Tset−C℃」以下となった場合、断続運転モードに移行することなく、加温モードにおけるヒータオンの状態に移行してもよい。
例えば、加温モードおけるヒータオフの状態のとき、吹出温度Tsupが短時間で「設定温度Tset+A℃」以上となった場合、断続運転モードや能力制御モードに移行することなく、クールダウンモードに移行してもよい。
(4)上記第1、第2実施形態で説明した制御処理では、制御装置15は、ステップS160とステップS170でいずれも、吹出温度Tsupに基づいて判定を行うものとして説明した。これに対し、他の実施形態では、ステップS160で制御装置15は、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset−F℃」以下の場合にステップS130に移行し、吹出温度Tsupおよび戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset−F℃」より高い場合にステップS170に移行するようにしてもよい。
また、ステップS170で制御装置15は、吹出温度Tsupおよび戻り温度Tretの両方が「設定温度Tset+G℃」以上の場合にステップS100に移行し、吹出温度Tsupまたは戻り温度Tretの少なくとも一方が「設定温度Tset+G℃」より低い場合にステップS150に移行するようにしてもよい。
すなわち、圧縮機4、5の駆動が停止している状態で、エバポレータファン20が継続して駆動しているときは、吹出温度Tsupおよび戻り温度Tretに基づいて判定をすることが好ましい。
(まとめ)
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、庫内空間の温度を調整する冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、ファンおよび制御装置を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐き出す。凝縮器は、圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる。膨張弁は、凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器は、膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出する。ファンは、庫内空気を蒸発器に送風する。制御装置は、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度、および、蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度に基づき、冷凍装置の各構成を制御する。この制御装置は、ファンを継続して駆動させつつ、圧縮機を断続的に運転する断続運転を行う場合、次の制御を行う。すなわち、制御装置は、吹出温度が設定温度より低い第1温度閾値以下になると、圧縮機を駆動させるサーモオンの状態から圧縮機を停止させるサーモオフの状態に切り換える。一方、制御装置は、吹出温度と戻り温度の両方が設定温度より高い第2温度閾値以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える。
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、庫内空間の温度を調整する冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、ファンおよび制御装置を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐き出す。凝縮器は、圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる。膨張弁は、凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器は、膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出する。ファンは、庫内空気を蒸発器に送風する。制御装置は、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度、および、蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度に基づき、冷凍装置の各構成を制御する。この制御装置は、ファンを継続して駆動させつつ、圧縮機を断続的に運転する断続運転を行う場合、次の制御を行う。すなわち、制御装置は、吹出温度が設定温度より低い第1温度閾値以下になると、圧縮機を駆動させるサーモオンの状態から圧縮機を停止させるサーモオフの状態に切り換える。一方、制御装置は、吹出温度と戻り温度の両方が設定温度より高い第2温度閾値以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える。
第2の観点によれば、制御装置は、外気温が設定温度より低い場合、吹出温度と戻り温度の両方が設定温度より高い第2温度閾値以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える制御を行う。また、制御装置は、外気温が設定温度より高い場合、吹出温度が設定温度より高い第2温度閾値以上になると、サーモオフの状態からサーモオンの状態に切り換える制御を行う。
これによれば、外気温が設定温度より低い場合、外気の冷熱により庫内が冷やされることがある。その場合、制御装置は、吹出温度と戻り温度の両方によりサーモオフの状態からサーモオンの状態への切り替え判定を行う。これにより、冷凍装置は、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
一方、外気温が設定温度より高い場合、外気の温熱により庫内が加熱されることがある。その場合、制御装置は、吹出温度のみによりサーモオフの状態からサーモオンの状態への切り替え判定を行う。これにより、制御装置は、庫内温度が第2温度閾値以上になる場合、即座に圧縮機を駆動開始させることが可能である。したがって、この冷凍装置は、庫内温度を設定温度を基準とした所定の温度範囲に確実に保つことができる。
第3の観点によれば、冷凍装置は、庫内空気を加熱するヒータをさらに備える。制御装置は、サーモオフの状態でファンを継続して駆動させている場合、吹出温度または戻り温度の少なくとも一方が設定温度を基準とした所定の温度範囲よりも低く設定された第3温度閾値以下になると、ヒータをオンする制御を行う。
これによれば、外気温が庫内温度より低い場合、圧縮機の駆動を停止させているサーモオフの状態でファンを継続して駆動させていると、庫内温度よりも吹出温度が高くなることがある。そこで、制御装置は、サーモオフの状態でファンを継続して駆動させている場合、吹出温度または戻り温度の少なくとも一方が第3温度閾値以下になると、ヒータをオンする。これにより、庫内温度が第3温度閾値以下になると、即座にヒータをオンさせることが可能となる。したがって、この冷凍装置は、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
第4の観点によれば、冷凍装置は、戻り温度センサと吹出温度センサを備える。戻り温度センサは、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度を検出する。吹出温度センサは、蒸発器から吹き出される空気の温度を検出する。
これによれば、制御装置は、戻り温度センサと吹出温度センサにより、戻り温度と吹出温度を正確に検出することが可能となる。したがって、冷凍装置は、庫内温度を精密に制御し、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
第5の観点によれば、冷凍装置は、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度を検出する戻り温度センサを備える。制御装置は、戻り温度、圧縮機の回転数、および、膨張弁の開度に基づき、吹出温度を推定する。
これによれば、冷凍装置は、戻り温度センサを備え、吹出温度センサを備えていない場合でも、戻り温度と吹出温度に基づいて庫内温度を精密に制御し、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
第6の観点によれば、冷凍装置は、蒸発器から吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサを備える。制御装置は、吹出温度、ファンの風量、および、ファンを駆動するモータの発熱量に基づき、戻り温度を推定する。
これによれば、冷凍装置は、吹出温度センサを備え、戻り温度センサを備えていない場合でも、戻り温度と吹出温度に基づいて庫内温度を精密に制御し、庫内温度の冷えすぎを抑制することができる。
第7の観点によれば、庫内空間の温度を調整する冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、ファン、ヒータおよび制御装置を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐き出す。凝縮器は、圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる。膨張弁は、凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器は、膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出する。ファンは、庫内空気を蒸発器に送風する。ヒータは、庫内空気を加熱する。制御装置は、庫内空間からファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度、および、蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度に基づき、冷凍装置の各構成を制御する。この制御装置は、圧縮機を停止させるサーモオフの状態でファンを継続して駆動させている場合、吹出温度または戻り温度の少なくとも一方が設定温度よりも低い所定の温度閾値以下になると、ヒータをオンする制御を行う。
第8の観点によれば、制御装置は、圧縮機のサーモオンの状態とサーモオフの状態とを切り換える制御を行い、庫内をチルド温度帯に維持することが可能である。
これによれば、冷凍装置は、設定温度がチルド温度帯に設定された場合、その設定温度を基準とした所定の温度範囲に庫内温度を保つことができる。
1 冷凍装置
4 低段側圧縮機
5 高段側圧縮機
7 凝縮器
10 第1膨張弁
11 蒸発器
20 エバポレータファン
15 制御装置
4 低段側圧縮機
5 高段側圧縮機
7 凝縮器
10 第1膨張弁
11 蒸発器
20 エバポレータファン
15 制御装置
Claims (8)
- 庫内空間の温度を調整する冷凍装置において、
冷媒を圧縮して吐き出す圧縮機(4、5)と、
前記圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる凝縮器(7)と、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる膨張弁(10)と、
前記膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を前記圧縮機に向けて流出する蒸発器(11)と、
庫内空気を前記蒸発器に送風するファン(20)と、
前記庫内空間から前記ファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度(Tret)、および、前記蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度(Tsup)に基づき、前記冷凍装置の各構成を制御する制御装置(15)と、を備え、
前記制御装置は、前記ファンを継続して駆動させつつ、前記圧縮機を断続的に運転する断続運転を行う場合、
吹出温度が設定温度(Tset)より低い第1温度閾値(Tset−D)以下になると、前記圧縮機を駆動させるサーモオンの状態から前記圧縮機を停止させるサーモオフの状態に切り換え(S110;YES)、
吹出温度と戻り温度の両方が設定温度より高い第2温度閾値(Tset+D)以上になると、前記サーモオフの状態から前記サーモオンの状態に切り換える制御を行う(S90;YES)、冷凍装置。 - 前記制御装置は、前記ファンを継続して駆動させつつ、前記圧縮機を断続的に運転する断続運転を行う場合、
外気温(Tout)が設定温度より低い場合(S85;YES)、吹出温度と戻り温度の両方が設定温度より高い第2温度閾値以上になると、前記サーモオフの状態から前記サーモオンの状態に切り換える制御を行い(S90;YES)、
外気温が設定温度より高い場合(S85;NO)、吹出温度が設定温度より高い第2温度閾値以上になると、前記サーモオフの状態から前記サーモオンの状態に切り換える制御を行う(S95;YES)、請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記冷凍装置は、庫内空気を加熱するヒータ(22)を備え、
前記制御装置は、前記サーモオフの状態で前記ファンを継続して駆動させている場合、吹出温度または戻り温度のいずれか一方が設定温度を基準とした所定の温度範囲よりも低く設定された第3温度閾値(Tset−C)以下になると、前記ヒータをオンする制御を行う(S80;YES)、請求項1または2に記載の冷凍装置。 - 前記冷凍装置は、
前記庫内空間から前記ファンに吸い込まれる空気の温度を検出する戻り温度センサ(23)と、
前記蒸発器から吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ(24)と、を備える、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍装置。 - 前記冷凍装置は、前記庫内空間から前記ファンに吸い込まれる空気の温度を検出する戻り温度センサを備え、
前記制御装置は、戻り温度、前記圧縮機の回転数、前記膨張弁の開度に基づき、吹出温度を推定する、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍装置。 - 前記冷凍装置は、前記蒸発器から吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサを備え、
前記制御装置は、吹出温度、前記ファンの風量、および、前記ファンを駆動するモータの発熱量に基づき、戻り温度を推定する、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍装置。 - 庫内空間の温度を調整する冷凍装置において、
冷媒を圧縮して吐き出す圧縮機(4、5)と、
前記圧縮機から吐き出された冷媒と外気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させる凝縮器(7)と、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる膨張弁(10)と、
前記膨張弁から流出した冷媒と庫内空気とを熱交換させ、蒸発した冷媒を前記圧縮機に向けて流出する蒸発器(11)と、
庫内空気を前記蒸発器に送風するファン(20)と、
庫内空気を加熱するヒータ(22)と、
前記庫内空間から前記ファンに吸い込まれる空気の温度である戻り温度(Tret)、および、前記蒸発器から吹き出される空気の温度である吹出温度(Tsup)に基づき、前記冷凍装置の各構成を制御する制御装置(15)と、を備え、
前記制御装置は、前記圧縮機を停止させるサーモオフの状態で前記ファンを継続して駆動させている場合、吹出温度または戻り温度の少なくとも一方が設定温度(Tret)より低い所定の温度閾値(Tset−C)以下になると、前記ヒータをオンする制御を行う(S80;YES)、冷凍装置。 - 前記制御装置は、前記圧縮機の前記サーモオンの状態と前記サーモオフの状態とを切り換える制御を行い、庫内をチルド温度帯に維持することが可能である、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の冷凍装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017186799A JP2019060568A (ja) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017186799A JP2019060568A (ja) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 冷凍装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019060568A true JP2019060568A (ja) | 2019-04-18 |
Family
ID=66176761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017186799A Pending JP2019060568A (ja) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019060568A (ja) |
-
2017
- 2017-09-27 JP JP2017186799A patent/JP2019060568A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5575192B2 (ja) | 二元冷凍装置 | |
US10845096B2 (en) | Refrigeration cycle device | |
US10753675B2 (en) | Refrigerator and method of controlling the same | |
JP5641875B2 (ja) | 冷凍装置 | |
TW200523514A (en) | Refrigerator | |
KR102341711B1 (ko) | 냉장고 및 그 제어 방법 | |
KR101620430B1 (ko) | 냉장고 및 그 제어방법 | |
CN104613698A (zh) | 冰箱及其控制方法 | |
JP2013181678A (ja) | 制御装置および方法並びにプログラム、それを備えた空気調和装置 | |
US20200208898A1 (en) | Refrigerator and method for controlling the same | |
JP2004354017A (ja) | 冷却装置 | |
JP2016099013A (ja) | 冷凍装置 | |
JP5558132B2 (ja) | 冷凍機及びこの冷凍機が接続された冷凍装置 | |
WO2019058450A1 (ja) | 冷凍機 | |
JP2010101552A (ja) | ガスインジェクション冷凍システム | |
WO2021070758A1 (ja) | 冷蔵庫、冷却制御方法及びプログラム | |
KR20180107573A (ko) | 냉장고 및 그의 제어방법 | |
KR102617277B1 (ko) | 냉장고 및 그의 제어방법 | |
JP6536061B2 (ja) | 冷却装置 | |
JP4021209B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2019060568A (ja) | 冷凍装置 | |
JP2000283568A (ja) | 冷凍装置の制御方法及び冷凍装置 | |
JP6254065B2 (ja) | 冷却庫の制御装置及び制御方法 | |
JP2013053801A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP7456107B2 (ja) | 二元冷凍機 |