JP2019143900A - Freezing device - Google Patents

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Hidetaka Sasaki
英孝 佐々木
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Tsutomu Yamaguchi
勤 山口
博行 入澤
Hiroyuki Irisawa
博行 入澤
明文 富宇加
Akifumi Fuuka
明文 富宇加
栗田　文彦
Fumihiko Kurita
文彦 栗田
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Abstract

To provide a freezing device that can suppress increase in electric energy and increase in noise due to unnecessary increase in invertor frequency while maintaining required cooling performance by a simple configuration.SOLUTION: A freezing device 100 includes an invertor 102 for supplying power to a compressor 101. The invertor 102 has a frequency of which elevation speed is fixed when the frequency is within a first frequency region (20 to 55 Hz) but variable when the frequency is within a second frequency region (55 to 80 Hz) that is higher than the first frequency region.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インバーター制御方式の冷凍装置に関する。   The present invention relates to an inverter control type refrigeration apparatus.

従来、コンプレッサーの回転数をインバーター制御することにより、運転効率を向上させたインバーター制御方式の冷凍装置が広く用いられている。このようなインバーター制御方式の冷凍装置では、熱負荷に応じてコンプレッサーの回転数が制御されるため、熱負荷に応じた効率的な運転を行なうことが可能である。一般的には、熱負荷が大きくなるとコンプレッサーの回転数が上がり、熱負荷が小さくなるとコンプレッサーの回転数が下がる。このようなインバーター制御方式の冷凍装置については、例えば特許文献１、２に記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, inverter control type refrigeration apparatuses that improve operating efficiency by inverter-controlling the rotation speed of a compressor have been widely used. In such an inverter-controlled refrigeration apparatus, since the rotation speed of the compressor is controlled according to the heat load, it is possible to perform an efficient operation according to the heat load. In general, when the heat load increases, the rotation speed of the compressor increases, and when the heat load decreases, the rotation speed of the compressor decreases. Such an inverter control type refrigeration apparatus is described in Patent Documents 1 and 2, for example.

特開２００８−１５１４７８号公報JP 2008-151478 A 特開２０１７−１６１２０７号公報JP 2017-161207 A

上述したように、インバーター制御方式の冷凍装置では、冷凍装置に接続された熱負荷に応じて、コンプレッサーに供給するインバーターの周波数（以下これをインバーター周波数と呼ぶ）を最適制御することで、熱負荷を効率的に冷却できるようになっている。   As described above, in the inverter-controlled refrigeration system, the frequency of the inverter supplied to the compressor (hereinafter referred to as the inverter frequency) is optimally controlled in accordance with the thermal load connected to the refrigeration system. Can be cooled efficiently.

ところで、冷凍装置に熱負荷として温度帯の異なる複数のショーケースが接続された場合などには、負荷変動が多いので、冷凍装置はインバーター周波数を頻繁に昇降させることになる。インバーター周波数の頻繁な昇降（換言すれば過度のハンチング）は、インバーター周波数の無駄な上昇に繋がるおそれがあり、その結果、電力量の増加や騒音の増加を招くおそれがある。   By the way, when a plurality of showcases having different temperature zones are connected as a thermal load to the refrigeration apparatus, the refrigeration apparatus frequently raises and lowers the inverter frequency because there are many load fluctuations. Frequent increase / decrease of the inverter frequency (in other words, excessive hunting) may lead to a wasteful increase of the inverter frequency. As a result, there is a risk of increasing the amount of power and noise.

ここで、インバーター周波数を緻密に制御すれば、インバーター周波数の無駄な上昇を抑制することもできると考えられるが、このような緻密な制御を実現するためには制御回路の大型化及び複雑化を招く。   Here, it is considered that if the inverter frequency is precisely controlled, it is possible to suppress a wasteful increase in the inverter frequency, but in order to realize such a precise control, the control circuit is increased in size and complexity. Invite.

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、簡易な構成により、必要とされる冷却能力を維持しつつ、インバーター周波数の上昇による電力量の増加や騒音の増加を抑制し得る冷凍装置を提供する。   The present invention has been made in consideration of the above points, and with a simple configuration, it is possible to suppress an increase in electric power and an increase in noise due to an increase in inverter frequency while maintaining a required cooling capacity. A refrigeration apparatus is provided.

本発明の冷凍装置の一つの態様は、
インバーター制御方式の冷凍装置であって、
コンプレッサーと、
前記コンプレッサーに電力を供給するインバーターと、
を有し、
前記インバーターの周波数の上昇速度が、第１の周波数領域では固定であり、当該第１の周波数領域よりも高い第２の周波数領域では可変である。 One aspect of the refrigeration apparatus of the present invention is:
An inverter-controlled refrigeration system,
A compressor,
An inverter for supplying power to the compressor;
Have
The frequency increase rate of the inverter is fixed in the first frequency range and variable in the second frequency range higher than the first frequency range.

本発明によれば、簡易な構成により、必要とされる冷却能力を維持しつつ、インバーター周波数の上昇による電力量の増加や騒音の増加を抑制し得る冷凍装置を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the refrigeration apparatus which can suppress the increase in the electric energy by the raise of an inverter frequency and the increase in a noise can be implement | achieved by a simple structure, maintaining required cooling capacity.

実施の形態に係る冷凍システムの基本構成を示す概略図Schematic showing a basic configuration of a refrigeration system according to an embodiment 実施の形態のインバーター周波数の昇降速度の説明に供する図The figure which uses for description of the raising / lowering speed of the inverter frequency of embodiment 図３Ａは昇降速度を調節するためのアップダウンボタンを示す図、図３Ｂは可変の昇降速度の例を示す図FIG. 3A is a diagram showing an up / down button for adjusting the lifting speed, and FIG. 3B is a diagram showing an example of a variable lifting speed.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍装置を含む冷凍システム１０の基本構成を示す概略図である。 <Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a refrigeration system 10 including a refrigeration apparatus according to an embodiment of the present invention.

冷凍システム１０は、冷凍装置１００と、複数のショーケース２００−１〜２００−ｎと、統合コントローラ３００と、を有する。冷凍装置１００は例えば室外に設置され、ショーケース２００−１〜２００−ｎは例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗の室内に設置される。各ショーケース２００−１〜２００−ｎ内には冷却対象である食料品や飲料水が配置される。   The refrigeration system 10 includes a refrigeration apparatus 100, a plurality of showcases 200-1 to 200-n, and an integrated controller 300. The refrigeration apparatus 100 is installed outside the room, for example, and the showcases 200-1 to 200-n are installed inside the room of a store such as a convenience store or a supermarket. In each showcase 200-1 to 200-n, food items and drinking water to be cooled are arranged.

冷凍装置１００は、コンプレッサー１０１と、コンプレッサー１０１に電力を供給するインバーター１０２と、凝縮器１０３と、制御部１０４と、操作部１０５と、を有する。これにより、冷凍装置１００は、制御部１０４によってインバーター１０２のインバーター周波数を制御することにより、コンプレッサー１０１の出力ひいては冷却能力を細かく調整することができるように構成されている。なお、図ではコンプレッサー１０１とインバーター１０２とを別体に示したが、インバーター１０２はコンプレッサー１０１内に設けられていてもよい。   The refrigeration apparatus 100 includes a compressor 101, an inverter 102 that supplies power to the compressor 101, a condenser 103, a control unit 104, and an operation unit 105. Thus, the refrigeration apparatus 100 is configured such that the output of the compressor 101 and thus the cooling capacity can be finely adjusted by controlling the inverter frequency of the inverter 102 by the control unit 104. Although the compressor 101 and the inverter 102 are shown separately in the figure, the inverter 102 may be provided in the compressor 101.

ショーケース２００−１〜２００−ｎはそれぞれ、図示しない蒸発器、膨張弁などを有し、冷凍装置１００から冷媒配管１１を介して送られてきた冷媒が、膨張弁を介して蒸発器に送られ、再び冷媒配管１２を介して冷凍装置１００に戻される。   Each of the showcases 200-1 to 200-n has an evaporator, an expansion valve, and the like (not shown), and the refrigerant sent from the refrigeration apparatus 100 via the refrigerant pipe 11 is sent to the evaporator via the expansion valve. And returned to the refrigeration apparatus 100 via the refrigerant pipe 12 again.

統合コントローラ３００には、各ショーケース２００−１〜２００−ｎの庫内温度などが入力され、統合コントローラ３００はこの庫内温度に基づいて冷凍装置１００を制御する。実際には、統合コントローラ３００から冷凍装置１００の制御部１０４に制御信号が送られ、制御部１０４がコンプレッサー１０１、インバーター１０２及び凝縮器１０３などを制御することにより、冷却動作を制御する。また、統合コントローラ３００を有しないシステム（例えば低圧圧力値によって制御を行うシステム）においても、本発明は有効である。   The integrated controller 300 receives the internal temperature of each showcase 200-1 to 200-n, and the integrated controller 300 controls the refrigeration apparatus 100 based on the internal temperature. In practice, a control signal is sent from the integrated controller 300 to the control unit 104 of the refrigeration apparatus 100, and the control unit 104 controls the compressor 101, the inverter 102, the condenser 103, and the like, thereby controlling the cooling operation. The present invention is also effective in a system that does not have the integrated controller 300 (for example, a system that performs control based on a low pressure value).

なお、冷凍システム１０の詳細な構成や制御動作については、例えば特許文献２などに記載された既知の技術なので、ここではその説明は省略する。   Since the detailed configuration and control operation of the refrigeration system 10 are known techniques described in, for example, Patent Document 2, the description thereof is omitted here.

＜インバーター周波数の昇降速度＞
次に、本実施の形態のインバーター周波数の昇降速度について説明する。 <Inverter frequency lifting speed>
Next, the raising / lowering speed of the inverter frequency of this Embodiment is demonstrated.

図２は、本実施の形態のインバーター周波数の昇降速度の説明に供する図である。本実施の形態のインバーター１０２はインバーター周波数を２０〜８０Ｈｚの範囲で変えることができる。つまりコンプレッサー１０１は０〜８０Ｈｚのインバーター周波数で駆動され、２０〜８０Ｈｚの範囲ではインバーター周波数が可変である。因みに、図２の点線で示したようにインバーター周波数の可変範囲は０〜８０Ｈｚの範囲であってもよい。   FIG. 2 is a diagram for explaining the raising / lowering speed of the inverter frequency according to the present embodiment. Inverter 102 of the present embodiment can change the inverter frequency in the range of 20 to 80 Hz. That is, the compressor 101 is driven at an inverter frequency of 0 to 80 Hz, and the inverter frequency is variable in the range of 20 to 80 Hz. Incidentally, as shown by the dotted line in FIG. 2, the variable range of the inverter frequency may be in the range of 0 to 80 Hz.

本実施の形態のインバーター１０２は、インバーター周波数が２０〜５５Ｈｚの周波数領域ではインバーター周波数の昇降速度が固定であり、インバーター周波数が５５〜８０Ｈｚの周波数領域ではインバーター周波数の昇降速度が可変である。具体的には、２０〜５５Ｈｚの周波数領域のインバーター周波数の昇降速度は２Ｈｚ／秒で固定とされている。これに対して、５５〜８０Ｈｚの周波数領域のインバーター周波数の昇降速度は、操作部１０５を用いてユーザーが調節できるように構成されている。因みに、境界値である２０Ｈｚ、５５Ｈｚ、８０Ｈｚは単なる例示であって、この境界値は適宜変更可能である。例えば図２の点線で示したように、インバーター周波数の昇降速度の固定領域を０〜５５Ｈｚに拡張してもよい。   In the inverter 102 according to the present embodiment, the inverter speed of the inverter frequency is fixed in a frequency range of 20 to 55 Hz, and the inverter frequency is variable in a frequency range of 55 to 80 Hz. Specifically, the raising / lowering speed of the inverter frequency in the frequency region of 20 to 55 Hz is fixed at 2 Hz / second. On the other hand, the raising / lowering speed of the inverter frequency in the frequency region of 55 to 80 Hz can be adjusted by the user using the operation unit 105. Incidentally, the boundary values 20 Hz, 55 Hz, and 80 Hz are merely examples, and the boundary values can be appropriately changed. For example, as shown by the dotted line in FIG. 2, the fixed range of the raising / lowering speed of the inverter frequency may be expanded to 0 to 55 Hz.

図３は、可変領域におけるインバーター周波数の昇降速度の説明に供する図である。操作部１０５には図３Ａに示したようなアップダウンボタン１０５ａが設けられており、ユーザーによるアップダウンボタン１０５ａの操作によりインバーター周波数の昇降速度が調節される。勿論、調節はダイヤル式の操作子などの他の操作手段によって行うようにしてもよい。   FIG. 3 is a diagram for explaining the raising / lowering speed of the inverter frequency in the variable region. The operation unit 105 is provided with an up / down button 105a as shown in FIG. 3A, and the raising / lowering speed of the inverter frequency is adjusted by the user's operation of the up / down button 105a. Of course, the adjustment may be performed by other operation means such as a dial type operator.

図３Ｂに示したように、本実施の形態では、インバーター周波数の昇降速度を１６段階で調節できるようになっている。最も速い昇降速度は固定領域の昇降速度と同じ２Ｈｚ／秒である。その昇降速度から段階的に遅くすることができ、最も遅い昇降速度は（１／１５）Ｈｚ／秒である。   As shown in FIG. 3B, in the present embodiment, the raising / lowering speed of the inverter frequency can be adjusted in 16 stages. The fastest lifting speed is 2 Hz / second, the same as the lifting speed of the fixed region. The ascending / descending speed can be gradually reduced, and the slowest ascending / descending speed is (1/15) Hz / second.

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。   Next, the effect of this Embodiment is demonstrated.

冷凍装置１００には熱負荷として温度帯の異なる複数のショーケースが接続されている。このため、負荷変動が多いので、冷凍装置１００はインバーター周波数を頻繁に昇降させることになる。   A plurality of showcases having different temperature zones are connected to the refrigeration apparatus 100 as heat loads. For this reason, since there are many load fluctuations, the refrigeration apparatus 100 frequently raises and lowers the inverter frequency.

ここで、昇降速度が速すぎると、行き過ぎたインバーター周波数の上昇を招くおそれがあり、その結果、電力量の増加や騒音の増加を招く可能性が高い。逆に、昇降速度が遅すぎると、冷却速度が遅くなる（換言すれば冷却能力が低下する）デメリットがある。   Here, if the ascending / descending speed is too fast, there is a possibility that an excessive increase in inverter frequency may be caused. As a result, there is a high possibility that an increase in electric energy or an increase in noise will be caused. On the contrary, if the raising / lowering speed is too slow, there is a demerit that the cooling speed becomes slow (in other words, the cooling capacity is lowered).

本実施の形態では、これらを考慮して以下の着想の下、本実施の形態の構成に至った。
（１）低周波数領域（実施の形態の場合、２０〜５５Ｈｚ）は、そもそも低消費電力、低騒音なので、その領域では昇降速度を速いままで維持する。
（２）高周波数領域（実施の形態の場合、５５〜８０Ｈｚ）は、高消費電力、高騒音なので、その領域ではユーザーの用途に応じて昇降速度を調整可能とする。 In the present embodiment, in consideration of these, the configuration of the present embodiment has been achieved under the following idea.
(1) Since the low frequency region (20 to 55 Hz in the embodiment) is originally low power consumption and low noise, the ascending / descending speed is kept high in that region.
(2) Since the high frequency region (55 to 80 Hz in the embodiment) has high power consumption and high noise, the ascending / descending speed can be adjusted according to the user's application in that region.

因みに、冷凍装置１００はインバーター周波数が例えば４０Ｈｚ近辺で電力効率が最大となる。本実施の形態では、この電力効率が最大であるインバーター周波数を含む領域は、最も速い昇降速度を維持させている。これにより、冷却能力及び低消費電力を両立させることができる。   Incidentally, the refrigeration apparatus 100 has the maximum power efficiency when the inverter frequency is around 40 Hz, for example. In the present embodiment, the region including the inverter frequency where the power efficiency is maximum maintains the fastest lifting speed. Thereby, both cooling capacity and low power consumption can be achieved.

一方で、電力消費が大きく、騒音が発生し易い高周波数領域は、昇降速度を調整可能としている。これにより、この領域では、ユーザーによって、たとえ消費電力の増加や騒音の増加があったとしても冷却能力を上げたいといった要望があったときのみ、昇降速度を上げることができるようになっている。   On the other hand, in a high frequency region where power consumption is large and noise is likely to occur, the lifting speed can be adjusted. As a result, in this region, the raising / lowering speed can be increased only when there is a request from the user to increase the cooling capacity even if there is an increase in power consumption or noise.

以上説明したように、本実施の形態によれば、コンプレッサー１０１に電力を供給するインバーター１０２を有し、インバーター１０２の周波数の昇降速度が、第１の周波数領域（実施の形態の場合、２０〜５５Ｈｚ）では固定であり、当該第１の周波数領域よりも高い第２の周波数領域（実施の場合、５５〜８０Ｈｚ）では可変としたことにより、簡易な構成により、必要とされる冷却能力を維持しつつ、インバーター周波数の無駄な上昇による電力量の増加や騒音の増加を抑制し得る冷凍装置１００を実現できる。   As described above, according to the present embodiment, the inverter 102 that supplies power to the compressor 101 is provided, and the frequency of the inverter 102 is increased and decreased in the first frequency range (in the case of the embodiment, 20 to 20). 55Hz) is fixed, and in the second frequency range higher than the first frequency range (in the case of 55 to 80 Hz in the case of implementation), the required cooling capacity is maintained with a simple configuration. However, the refrigeration apparatus 100 that can suppress an increase in the amount of electric power and an increase in noise due to an unnecessary increase in the inverter frequency can be realized.

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or main features thereof.

上述の実施の形態では、インバーター周波数の昇降速度について述べたが、インバーター周波数の上昇速度のみを上述の実施の形態のように制御し、下降速度については実施の形態以外の制御を行うようにしてもよい。つまり、電力量の増加や騒音の増加の主な原因はインバーター周波数が上昇し過ぎることにあるので、上昇速度のみを実施の形態のように制御しても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the raising / lowering speed of the inverter frequency has been described. However, only the rising speed of the inverter frequency is controlled as in the above-described embodiment, and the lowering speed is controlled other than in the embodiment. Also good. In other words, the main cause of the increase in electric energy and noise is that the inverter frequency is excessively increased. Therefore, even if only the increase speed is controlled as in the embodiment, the same effect as in the above embodiment is obtained. Can be obtained.

上述の実施の形態では、複数のショーケース２００−１〜２００−ｎが接続された冷凍装置１００について述べたが、本発明の冷凍装置はショーケース以外の複数の熱負荷が接続された場合にも同様の効果を得ることができる。つまり、本発明の冷凍装置は複数の熱負荷が接続されて負荷変動が多くなった状況下において広く有効である。   In the above-described embodiment, the refrigeration apparatus 100 to which a plurality of showcases 200-1 to 200-n are connected has been described. However, the refrigeration apparatus of the present invention is used when a plurality of heat loads other than showcases are connected. The same effect can be obtained. That is, the refrigeration apparatus of the present invention is widely effective in a situation where a plurality of heat loads are connected and the load fluctuation increases.

また、本発明の冷凍装置１００は、複数の熱負荷が接続されたときに特に有利な効果を発揮するのであって、必ずしも複数の熱負荷が接続される用途に限定されない。例えば、冷凍装置１００が１つの冷凍庫のみに接続されて用いられる場合には、負荷変動が小さいので、ユーザーは操作部１０５によって第２の周波数領域（実施の場合、５５〜８０Ｈｚ）の昇降速度を第１の周波数領域（実施の形態の場合、２０〜５５Ｈｚ）と同じに調整すればよい。   In addition, the refrigeration apparatus 100 of the present invention exhibits a particularly advantageous effect when a plurality of heat loads are connected, and is not necessarily limited to applications where a plurality of heat loads are connected. For example, when the refrigeration apparatus 100 is used by being connected to only one freezer, since the load fluctuation is small, the user increases the ascending / descending speed in the second frequency region (55 to 80 Hz in the case of implementation) by the operation unit 105. What is necessary is just to adjust to the same as the 1st frequency area | region (in the case of embodiment, 20-55 Hz).

本発明は、比較的簡易な構成により、必要とされる冷却能力を維持しつつ、インバーター周波数の無駄な上昇による電力量の増加や騒音の増加を抑制し得るといった効果を有し、例えば複数のショーケースが接続された冷凍装置に好適である。   The present invention has an effect of suppressing an increase in electric power and noise due to an unnecessary increase in inverter frequency while maintaining a required cooling capacity with a relatively simple configuration. It is suitable for a refrigeration apparatus to which a showcase is connected.

１０ 冷凍システム
１１、１２ 冷媒配管
１００ 冷凍装置
１０１ コンプレッサー
１０２ インバーター
１０３ 凝縮器
１０４ 制御部
１０５ 操作部
１０５ａ アップダウンボタン
２００−１〜２００−ｎ ショーケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Refrigeration system 11, 12 Refrigerant piping 100 Refrigeration apparatus 101 Compressor 102 Inverter 103 Condenser 104 Control part 105 Operation part 105a Up / down button 200-1 to 200-n Showcase

Claims (4)

インバーター制御方式の冷凍装置であって、
コンプレッサーと、
前記コンプレッサーに電力を供給するインバーターと、
を有し、
前記インバーターの周波数の上昇速度が、第１の周波数領域では固定であり、当該第１の周波数領域よりも高い第２の周波数領域では可変である、
冷凍装置。 An inverter-controlled refrigeration system,
A compressor,
An inverter for supplying power to the compressor;
Have
The rate of increase in the frequency of the inverter is fixed in the first frequency range and variable in the second frequency range higher than the first frequency range.
Refrigeration equipment. さらに、前記第２の周波数領域での前記上昇速度をユーザーが調整可能な操作部を有する、
請求項１に記載の冷凍装置。 Furthermore, it has an operation part in which the user can adjust the rising speed in the second frequency region,
The refrigeration apparatus according to claim 1. 前記第２の周波数領域で可変である前記上昇速度は、前記第１の周波数領域の上昇速度以下である、
請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置。 The rising speed that is variable in the second frequency domain is less than or equal to the rising speed of the first frequency domain,
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2. 冷媒配管によって複数のショーケースに接続されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷凍装置。 Connected to multiple showcases by refrigerant piping,
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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