JP2021032445A

JP2021032445A - 冷凍機

Info

Publication number: JP2021032445A
Application number: JP2019151273A
Authority: JP
Inventors: 聡田部井; Satoshi Tabei
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-03-01
Also published as: CN112413920A

Abstract

【課題】少なくともインバータ駆動の圧縮機１台と、少なくとも定速駆動の圧縮機1台を搭載した冷凍機において、騒音を低減できる冷凍機を提供することを目的とする。【解決手段】少なくともインバータ駆動の圧縮機１台と、少なくとも定速駆動の圧縮機複数台を搭載した冷凍機１において、インバータ駆動の圧縮機２と定速駆動の圧縮機２の２台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が６０ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を６０ＨＺとする制限をかける制御を行い、かつ、インバータ駆動の圧縮機１と定速駆動の圧縮機２及び３の３台運転時には、インバータ駆動の圧縮機１が４５ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を４５ＨＺとする制限をかける制御を行う冷凍機を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する冷凍機において、インバータ駆動の運転周波数の上限を制限することにより、騒音を低減した冷凍機に関する。

一般的な冷凍機は、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、１台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させることにより、冷凍負荷に応じたマルチ制御運転を行っている。具体的には、インバータ駆動の圧縮機を冷凍負荷に応じて、下限周波数２０ＨＺから上限周波数である８０ＨＺまで可変速で運転させると共に、２台目及び３台目の圧縮機を電源周波数で定速運転或いは停止させ、冷凍負荷に応じた能力制御を行っている。

一方、この種の冷凍機は、屋内の機械室或いは屋外に設置されるのが一般的であるが、圧縮機の運転、停止或いはインバータ駆動による騒音が発生し、この騒音が大きいと近隣に迷惑がかかる等の問題があり、環境面から低騒音化が要望されている。

特開平３−１７２５８７号公報

特許文献１に開示されているように、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、１台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させる冷凍機において、１台目、２台目と運転した場合に、インバータ駆動の圧縮機が、６０ＨＺ以上で騒音が激しくなり、３台目を運転させると４５ＨＺ以上でも騒音が大きくなることが判明した。即ち、図４に示すように、インバータ駆動の圧縮機の1台運転の場合、冷凍負荷に応じて周波数が２０ＨＺから８０ＨＺまで可変するが、冷凍負荷が大きくなって６０ＨＺ〜８０ＨＺの範囲での運転が続くと、冷凍機の騒音が大きい状態での運転が続き、斯かる騒音を低減する必要があった。また、インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機１台の２台運転の場合も、同様であり、６０ＨＺ〜８０ＨＺの範囲での運転が続くと、冷凍機の騒音が大きい状態での運転が続いてしまい斯かる騒音を低減する必要があった。更に、インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機の２台運転の３台運転の場合は、４５ＨＺ〜８０ＨＺの範囲での運転が続くと、冷凍機の騒音が大きい状態での運転が続いてしまい斯かる騒音を低減する必要があった。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、インバータ駆動の圧縮機１台運転時、及び、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機の１台或いは複数台の運転時に、インバータ駆動の圧縮機が所定の周波数以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を制限することにより、騒音を低減できる冷凍機を提供することを目的とする。

本発明の冷凍機の態様としては、インバータ駆動の圧縮機１台運転時、及び、インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機１台の2台運転時には、６０ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を６０ＨＺとする制限をかける制御を行い、かつ、インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機２台の３台運転時には、４５ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を４５ＨＺとする制限をかけ
る制御を行うものである。

本発明によれば、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、１台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させる冷凍機において、１台目のインバータ駆動の圧縮機と、２台目の定速駆動の圧縮機を運転した場合に、インバータ駆動の圧縮機が、６０ＨＺ以上で運転することはなくなり、また、３台目の定速駆動の圧縮機を運転させ３台運転とした場合に、４５ＨＺ以上で運転する時間を短くし、冷凍機の騒音を低減できる。

本発明を適用した冷凍機の構成を示す概略図。本発明の周波数制限制御を示す説明図。本発明の周波数制限の変更、解除の制御を示す説明図。従来の周波数制限制御を示す説明図。

＜１＞本開示に至った経緯
実施の形態を説明する前に、本発明に至った経緯について説明する。

しかしながら、インバータ駆動の圧縮機を冷凍負荷に応じて、下限周波数２０Ｈｚから上限周波数である８０ＨＺまで可変速で運転させる場合、インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機１台の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が６０ＨＺ以上を超え、８０ＨＺまで上昇すると冷凍機から発生する騒音が急激に２ｄＢ大きくなることが判明した。

また、インバータ駆動の圧縮機１台と、定速駆動の圧縮機２台の３台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が４５ＨＺを超え、８０ＨＺまで上昇すると冷凍機から発生する騒音が急激に３ｄB大きくなることが判明した。

本発明者らは、斯かる点に着目し、インバータ駆動の圧縮機１台と、定速駆動の圧縮機１台の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が６０ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を６０ＨＺとする制限をかける制御を行うこと、及び、インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機２台の３台運転時には、インバータ駆動の圧縮機ができる限り４５ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を４５ＨＺとする制限をかける制御を行うことにより、冷凍機の騒音が３ｄBと大幅に低減できることを見出した。

＜２＞実施の形態
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明を適用した冷凍機１の構成を示す概略図である。なお、図１は本発明を適用した形態の一例であって、本発明の形態は図１に限らない。

冷凍機１は、複数台の圧縮機２、３、４（圧縮機２と３は定速駆動型、４はインバータ駆動型）、凝縮器５、後述する制御装置１１等からなり、これを膨張弁６及び蒸発器７を配管接続することにより冷凍サイクル８を構成する。そして、冷凍機１は、インバータ駆動の圧縮機２と、定速駆動の圧縮機３．４を搭載し、蒸発器７に対応する冷凍負荷に応じたマルチ制御運転を行っている。具体的には、インバータ駆動の圧縮機２を冷凍負荷に応じて、下限周波数２０ＨＺから上限周波数である８０ＨＺまで可変速で運転させると共に、２台目及び３台目の圧縮機を電源周波数で定速運転或いは停止させ、冷凍負荷に応じた能力制御を行っている。

ここで、インバータ駆動の圧縮機２と、定速駆動の圧縮機３、４の３台運転の場合、冷凍負荷の増大により、冷凍能力が不足する場合は、制御装置１１により、周波数の制限が段階的に解除される。具体的には、全数運転である３台運転している状態で、冷凍負荷が増大し、冷媒循環量の低下と共に、低圧圧力が下がらなくなり、低圧センサー１２により、冷凍サイクル８の低圧側の圧力が所定の圧力以下にならない場合、制御装置１１のインバータ１４、制御部１５から、４５ＨＺとなっているインバータの周波数上限の制限を段階的に上昇させる信号が出力され、インバータ駆動の圧縮機２の周波数制限を５５Ｈｚとする。それでもなお低圧側の圧力が所定の圧力以下にならない場合、インバータ駆動の圧縮機２の周波数制限を６５Ｈｚとし、最後には周波数制限を解除し８０Ｈｚで運転する。これにより、冷凍能力が不足するような運転を回避できる。

また、制御装置１１は、冷凍サイクル８を循環する冷媒の圧力に対する露点データ及び沸点データからなる制御データを、複数の冷媒に関して記憶する記憶部９と、複数の冷媒の中のいずれかを選択するための操作部１０と、この記憶部９に記憶された制御データのうち、前記操作部１０により選択された冷媒に関する制御データを用いて冷凍サイクル８を制御している。
この制御装置１１は、冷凍サイクル８の低圧側配管に設置された低圧センサー１２や、高圧側配管に設置された高圧センサー１３からの信号により、インバータ駆動の圧縮機２の周波数可変制御を行うと共に、定速駆動の圧縮機３，４の発停や容量制御を行うことにより、蒸発器７の温度制御を行っている。そして、冷凍機１を構成する圧縮機２，３，４や制御装置１１はラックでユニット化され、例えば室外に設置される一方、蒸発器７は、冷凍冷蔵ショーケース（図示せず）に格納され、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。

冷凍機１は、圧縮機２，３と、圧縮機４に電力を供給するインバータ１４と、凝縮器５と、制御部１５と、操作部１０と、記憶部９と、警報部１６と、表示装置１７と、を有する。これにより、冷凍機１は、制御部１５によってインバータ１４のインバータ周波数を制御することにより、圧縮機４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。

制御装置１１の記憶部９には、各冷媒についての、圧力に対する露点データ及び沸点データが記憶されている。

警報部１６は、冷媒の異常を判定し警報を出力する。警報部１６は、圧縮機２，３，４の吸入管における冷媒の液バック及び過熱を判定し、判定結果に応じて警報を出力する。また、警報部１６は、圧縮機２，３，４から吐出される冷媒の高温高圧異常を判定し、判定結果に応じて警報を出力する。

警報部１６は、圧縮機２，３，４の冷媒の吸入側の警報判定時には、記憶部９から冷媒の圧力に対する露点データを読み出し、これを用いて警報判定を行う。一方、警報部１６
は、圧縮機２，３，４の冷媒の吐出側の警報判定時には、記憶部９から冷媒の圧力に対する沸点データを読み出し、これを用いて警報判定を行う。

表示装置１７は、例えば、高圧側（圧縮機の吐出側）の凝縮温度を、沸点データを用いて温度換算して求めて表示する。これにより、適正な凝縮温度を表示できるようになる。

表示装置１７の構成は、７セグＬＥＤの表示機能を有し、使用冷媒と制御装置１１の設定冷媒の切替を、ユーザーに円滑、速やかに実施してもらうよう促すために、定期的に現在の設定冷媒を表示する。
ここで、制御装置１１は、制御部１５により、インバータ駆動の圧縮機２と定速駆動の圧縮機３の２台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が６０ＨＺ以上の運転にならないように、インバータの駆動周波数の上限を６０ＨＺとする制限をかける制御を行っている。また、インバータ駆動の圧縮機２と定速駆動の圧縮機３及び４の３台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が４５ＨＺ以上の運転にならないように、インバータの駆動周波数の上限を４５ＨＺとする制限をかける制御を行っている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、少なくともインバータ駆動の圧縮機１台と、少なくとも定速駆動の圧縮機１台を搭載した冷凍機において、インバータ駆動の圧縮機２と定速駆動の圧縮機３の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が６０ＨＺ以上の運転にならないように、制御装置１１により、インバータの駆動周波数の上限を６０ＨＺとする制限をかける制御を行うので、冷凍機１の騒音を低減できる。
また、インバータ駆動の圧縮機２と定速駆動の圧縮機３、４の３台運転時には、インバータ駆動の圧縮機２が４５ＨＺ以上の運転にならないように、制御装置１１により、インバータの駆動周波数の上限を４５ＨＺとする制限をかける制御を行うので、冷凍機１の騒音を低減できる。
また、インバータ駆動の圧縮機２と、定速駆動の圧縮機３、４の３台運転の場合、冷凍負荷の増大により、冷凍能力が不足する場合は、制御装置１１により、周波数の制限を段階的に変更、解除するため、冷凍能力不足を起こすことを回避できる。
即ち、図３に示すように、インバータ駆動の圧縮機２と、定速駆動の圧縮機３、４の３台運転の場合は、制御装置１１により、４５ＨＺで運転制御されているが、冷凍負荷が増大し、圧力センサーが冷媒不足（低圧圧力が所定値Ａ以下に下がらない）を感知すると、５５ＨＺの制限周波数に変更する制御を行う。５５ＨＺの制限周波数の運転でも、所定時間（１８０秒）内に低圧圧力が所定値Ｂ以下に下がらない場合は、６５ＨＺの制限周波数に変更する制御を行う。更に、６５ＨＺの制限周波数の運転でも、所定時間（１８０秒）内に低圧圧力が所定値Ｃ以下に下がらない場合は、周波数制限制御を解除する、という段階的な周波数制限解除運転を行うことにより、冷凍機１の騒音を低減しつつ、冷凍能力不足の運転を回避できるようにしている。

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、これらによって本開示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。

本発明は、インバータ駆動の圧縮機１台運転時、及び、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機の１台或いは複数台の運転を行うマルチ冷凍機において、騒音を低減できる冷凍機を提供できる。

１冷凍機
２，３，４圧縮機
５凝縮器
６膨張弁
７蒸発器
８冷凍サイクル
９記憶部
１０操作部
１１制御装置
１２低圧センサー
１３高圧センサー
１４インバータ
１５制御部
１６警報部
１７表示装置

Claims

少なくともインバータ駆動の圧縮機１台と、少なくとも定速駆動の圧縮機１台を搭載した冷凍機において、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機１台或いは複数台の運転時には、インバータ駆動の圧縮機が所定周波数以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限に制限をかける制御を行うことを特徴とした冷凍機。
少なくともインバータ駆動の圧縮機１台と、少なくとも定速駆動の圧縮機１台を搭載した冷凍機において、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機１台の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が６０ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を６０ＨＺとする制限をかける制御を行うことを特徴とした冷凍機。
インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機２台の３台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が４５ＨＺ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を４５ＨＺとする制限をかける制御を行うことを特徴とした請求項１記載の冷凍機。
全数運転している状態で冷凍負荷が増大した場合には、インバータ駆動の圧縮機の周波数上限の制限を解除するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷凍機。
インバータ駆動の圧縮機１台と定速駆動の圧縮機２台の３台運転時に、冷凍負荷が増大した場合には、インバータ駆動の圧縮機の周波数上限の制限を解除するようにしたことを特徴とする請求項３記載の冷凍機。