JP3668121B2 - 凝縮器用送風機の速度調整装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成する凝縮器の空冷を行なう凝縮器用送風機の速度調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より冷凍機の冷凍サイクルを構成する凝縮器は、凝縮圧力や外気温度によって、冷媒を最適に凝縮できるように、凝縮器に設けられた凝縮器用送風機の回転数を調整できるように構成している。この凝縮器用送風機の回転数と凝縮圧力と凝縮温度の関係を図4に示している。図中縦軸に凝縮器用送風機の回転数、横軸に凝縮器の凝縮圧力を示している。また、凝縮器用送風機の回転数は、縦軸下端を低速(0rpm)、上端を高速(1000rpm)で示しており、凝縮器の凝縮圧力は、横軸左端を高圧(2.30MPa)、右端を低圧(0.60MPa)で示している。尚、凝縮温度は、凝縮圧力が高圧(2.30MPa)の場合は高温(約+58.5℃)で凝縮し、低圧の場合は低温(約+10.0℃)で凝縮する。
【0003】
凝縮器用送風機の運転は、高モードM1、中モードM2、低モードM3の3モードあり、凝縮器用送風機の回転数は各モードM1、M2、M3によって変わる。高モードM1では、凝縮圧力と凝縮温度が高い状態(凝縮圧力が約0.92MPa、凝縮温度が約+24℃)で凝縮器用送風機が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。中モードM2では、凝縮圧力と凝縮温度が高モードM1より低い状態(凝縮圧力が約0.63MPa、凝縮温度が約+12℃)で凝縮器用送風機が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。
【0004】
また、低モードM3では、凝縮圧力と凝縮温度が中モードM2より更に低い状態(凝縮圧力が約0.77MPa、凝縮温度が約+17℃)で凝縮器用送風機が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。各モードM1、M2、M3は冷凍機が設置された時点で設備業者によって、寒冷地などで冷媒が凝縮し過ぎる場合や、ファン回転数を抑え、低騒音としたい場合は、凝縮能力を下げる高モードM1、凝縮圧力を低く抑え、COP(成績係数)を向上し、省エネ運転としたい場合は、凝縮能力を高める低モードM3など状況の応じたモードに設定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷凍機が特に外気温が低い寒冷地に設置された場合、凝縮器の温度(凝縮温度)は外気が低いので上昇しにくくなって、圧縮機の始動時に高圧側と低圧側の圧力が低下し運転時に低圧圧力が上昇しにくくなる。また、高圧側と低圧側の圧力が低下すると、圧縮機の始動時に凝縮器の凝縮圧力が上昇せずに蒸発側圧力も低いままの状態となるので圧縮機の運転、停止が短時間に繰り返えされて庫内の冷却不良が発生してしまう不具合(ショートサイクル運転)があった。そこで、凝縮圧力を検出する圧力スイッチを設け、圧縮機の始動時は、任意の圧力まで凝縮器用送風機を停止させ、凝縮圧力を上昇させる制御を行なっていた(図4)。しかし、この方式では凝縮器用送風機の運転時と停止時の回転数が大きく異なり、凝縮圧力が不安定となって蒸発圧力も不安定になってしまう問題があった。このため、外気温度が低い冬期に冷却不良が発生してしまう不都合が発生してしまう問題もあった。
【0006】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、冬期の寒冷地などにおける冷凍機の始動時でも、安定して圧縮機の運転制御を行なえる凝縮器用送風機の速度調整装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項1の発明の凝縮器用送風機の速度調整装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものであって、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、標準的パターンよりも凝縮器の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機を始動させるものである。
【0008】
また、請求項2の発明の凝縮器用送風機の速度調整装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものであって、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、この凝縮器温度センサの出力に基づいて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくものである。
【0009】
請求項1の発明によれば、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、標準的パターンよりも凝縮器の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機を始動させるようにしているので、例えば、請求項2の如く制御装置が、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていく ことにより、例えば、冬期の寒冷地などにおける外気温が低い場合などでも、冷凍サイクルを構成する冷凍機の始動後、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機を停止させて置き、そこから凝縮器用送風機を低速で回転させることが可能となる。これにより、凝縮器用送風機の停止時からの運転の回転数を徐々に上げていくことができるので、凝縮圧力と蒸発圧力を極めて安定させることが可能となる。従って、外気温度が低い冬期に冷却不良が発生する不都合を未然に阻止することができるようになるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の凝縮器用送風機11の速度調整装置18を適用した冷凍機の冷媒回路図、図2は本発明の速度調整装置18の凝縮圧力と凝縮温度と凝縮器用送風機11の回転数の関係を示す図、図3は本発明の速度調整装置18を構成する制御装置16のプログラムのフローチャートをそれぞれ示している。
【0011】
図1において、ロータリーコンプレッサ、スクロールコンプレッサ等からなる圧縮機1の吐出側の配管2には凝縮器3を構成する配管4が接続され、この凝縮器3の出口側は配管6を介して減圧装置としての膨張弁7に接続されている。この膨張弁7は蒸発器8に接続され、蒸発器8の出口側は圧縮機1に接続されて環状の冷凍サイクルを構成している。
【0012】
前記凝縮器3は、複数の熱交換フィンに前記配管4が挿通された熱交換器9と凝縮器用送風機11とからなり、凝縮器用送風機11はモーター12とプロペラファン13とから構成されている。そして、蒸発器8は室内に設置されると共に、圧縮機1及び凝縮器3は屋外に設置される。また、凝縮器3の熱交換器9の配管4には凝縮器温度センサ14が取り付けられると共に、凝縮器温度センサ14は凝縮器用送風機11の制御装置16に接続されている。
【0013】
この制御装置16には更に凝縮器3が設置された屋外の温度、即ち、外気温度を検出する外気温度センサ17が接続され、これら制御装置16、凝縮器温度センサ14及び外気温度センサ17により凝縮器用送風機11の速度調整装置18が構成されている。また、凝縮器3の出口側配管6には凝縮器用送風機11を全速で回転させる圧力スイッチ10が接続されており、この圧力スイッチ10も制御装置16に接続されている。
【0014】
そして、圧縮機1が起動されると、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は配管2を経て凝縮器3の熱交換器9に流入する。熱交換器9には後述する如く凝縮器用送風機11から外気が通風されており、熱交換器9に流入した冷媒は空冷されて凝縮液化する。凝縮器3から出た冷媒は配管6を経て膨張弁7に至り、そこで減圧された後、蒸発器8に流入してそこで蒸発する。このときの吸熱作用により庫内を冷却する。そして、蒸発器8から出た冷媒は圧縮機1に吸入される。尚、圧縮機1の吸込側(低圧側)には図示しない低圧圧力スイッチが設けられており、設定圧力(低圧側)の上限と下限を検知して圧縮機1を運転・停止する。
【0015】
一方、図2に速度調整装置18による凝縮器用送風機11の運転制御を示している。凝縮器用送風機11の運転は従来同様の高モードM1、中モードM2、低モードM3の3モードと、外気温度センサ17の出力に基づいて、所定の低外気温時(外気温度が低い冬期など)には、凝縮器3の温度が通常よりも高い値となるまで遅延させて凝縮器用送風機11を始動する寒冷地用特性カーブの寒冷地モードM4とを備えている(図2点線)。該寒冷地モードM4は、凝縮圧力が約1.21MPa、凝縮温度が約+33℃の状態で凝縮器用送風機11が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。
【0016】
即ち、制御装置16は外気温度センサ17の出力に基づいて、所定の低外気温時には、標準的パターン(高モードM1、中モードM2、低モードM3で凝縮器用送風機11を運転するパターン)よりも凝縮器3の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機11を始動する。具体的には、外気温度が例えば+3℃以下の場合は、寒冷地モードM4で始動する。該寒冷地モードM4の特性は、凝縮圧力が約1.21MPa、凝縮温度が約+33℃の状態で凝縮器用送風機11の回転を開始させて、これにより、凝縮器3の温度上昇を促すように構成している。尚、始動時外気温度が+3℃を越える場合は通常のモード(高モードM1、中モードM2、低モードM3)で凝縮器用送風機11の回転制御を行なう。
【0017】
次に、図3のフローチャートを用いて速度調整装置18の制御装置16による凝縮器用送風機11の回転数制御につき説明する。ステップS1で圧縮機1の始動が開始してステップS2に進む。ステップS2で制御装置16は外気温度センサ17の出力信号に基づき外気温度ATを入力し、外気温度ATが+3℃以下か否か判断する。
【0018】
そして、制御装置16は外気温度ATが+3℃以下でない場合は、ステップS3に進んで通常モード(高モードM1、中モードM2、低モードM3の標準的パターン)にて凝縮器用送風機11の運転を行なう。即ち、制御装置16は、外気温度ATが+3℃以下でない場合、この場合、凝縮器温度センサ14から入力した凝縮器3の熱交換器9の温度(凝縮温度)が高モードM1の場合、凝縮圧力が約0.92MPa、凝縮温度が約+24℃の状態で凝縮器用送風機11が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンで凝縮器用送風機11の回転制御を行なう。
【0019】
また、制御装置16は、凝縮器温度センサ14から入力した凝縮器3の熱交換器9の温度が中モードM2の範囲の場合は、凝縮圧力と凝縮温度が高モードM1より低い凝縮圧力が約0.77MPa、凝縮温度が約+17℃の状態から凝縮器用送風機11が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンで凝縮器用送風機11の回転制御を行なう。
【0020】
また、制御装置16は、凝縮器温度センサ14から入力した凝縮器3の熱交換器9の温度が低モードM3の範囲の場合は、凝縮圧力と凝縮温度が中モードM2より更に低い凝縮圧力が約0.63MPa、凝縮温度が約+12℃の状態から凝縮器用送風機11が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンで凝縮器用送風機11の回転制御を行なう。そして、凝縮器用送風機11を通常モード制御で運転し、ステップS4に進んで圧縮機1の運転が停止するとステップS1に戻りこれが繰り返えされる。
【0021】
前記、ステップS2で制御装置16は、外気温度センサ17の出力信号に基づき入力した外気温度ATが+3℃以下の場合ステップS5に進み、寒冷地モードM4で凝縮器用送風機11を始動(標準的パターンよりも凝縮器3の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機11を始動)する。具体的には制御装置16は、外気温度ATが+3℃以下の場合には、凝縮圧力が約1.2MPa、凝縮温度が約+33℃に上昇するまで凝縮器用送風機11の運転始動(回転)を遅らせている。
【0022】
そして、凝縮圧力が約1.2MPa、凝縮温度が約+33℃に上昇した時点で制御装置16は凝縮器用送風機11のモーター12の運転(回転)を低速で開始し、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていく。これによって、外気温度ATが+3℃以下での凝縮器3の空冷能力を調整し、凝縮器3内の凝縮圧力を適正値に制御する。次に、ステップS4に進んで圧縮機1の運転が停止するとステップS1に戻りこれが繰り返えされる。
【0023】
このように、外気温度センサ17の出力に基づき、所定の低外気温時に、凝縮器3の温度が通常よりも高い値となるまで制御装置16は凝縮器用送風機11の始動を遅らせたのち回転を開始するようにしているので、冬期の寒冷地などにおける外気温が低い場合でも、圧縮機1が運転、停止を繰り返えしてしまうのを防止することが可能となる。これにより、外気温度ATが低い冬期に冷却不良が発生してしまう不都合を未然に阻止することができるようになる。
【0024】
尚、凝縮器用送風機11の速度調整装置18を冷凍機の冷媒回路に用いたがこれに限らず、冷蔵冷凍庫、冷却冷凍庫などに凝縮器用送風機11の速度調整装置18を用いても差し支えない。
【0025】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、標準的パターンよりも凝縮器の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機を始動させるようにしているので、例えば、請求項2の如く制御装置が、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくことにより、例えば、冬期の寒冷地などにおける外気温が低い場合などでも、冷凍サイクルを構成する冷凍機の始動後、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機を停止させて置き、そこから凝縮器用送風機を低速で回転させることが可能となる。これにより、凝縮器用送風機の停止時からの運転の回転数を徐々に上げていくことができるので、凝縮圧力と蒸発圧力を極めて安定させることが可能となる。従って、外気温度が低い冬期に冷却不良が発生する不都合を未然に阻止することができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の凝縮器用送風機の速度調整装置を適用した冷凍機の冷媒回路図である。
【図2】 本発明の速度調整装置の凝縮圧力と凝縮温度と凝縮器用送風機の回転数の関係を示す図である。
【図3】 本発明の速度調整装置を構成する制御装置のプログラムのフローチャートである。
【図4】 従来の速度調整装置の凝縮圧力と凝縮温度と凝縮器用送風機の回転数の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 圧縮機
3 凝縮器
7 膨張弁
8 蒸発器
11 凝縮器用送風機
12 モーター
14 凝縮器温度センサ
16 制御装置
17 外気温度センサ
18 速度調整装置
M1 高モード
M2 中モード
M3 低モード
M4 寒冷地モード
Claims (2)
- 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、前記凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものにおいて、
前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて前記凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備え、
前記制御装置は、前記外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、前記標準的パターンよりも前記凝縮器の温度上昇を促すパターンにて前記凝縮器用送風機を始動させることを特徴とする凝縮器用送風機の速度調整装置。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、前記凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものにおいて、
前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、この凝縮器温度センサの出力に基づいて前記凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備え、
前記制御装置は、前記外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、前記凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで前記凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、前記凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくことを特徴とする凝縮器用送風機の速度調整装置。
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