JP4236371B2 - 冷凍装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の室内機と1又は多数の室外機で構成されるマルチ型冷凍装置の制御装置に係わり、詳しくは各々の室内機別の凍結状態を確認し、各々の状態に応じた除霜を可能にする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、複数の冷凍室に設置された室内機(室内熱交換器)を同一の冷媒配管系統にて室外機に接続し冷却を行わせるマルチ型冷凍装置が使用されていた。この様な形態の冷凍装置では、冷凍室を常に設定温度に保つ必要があり、複数の冷凍室を個別に冷却したい要望や、各々の冷却室の利用状況に合わせた制御が行われている。
【0003】
このような形態の冷凍装置では、冷却している室内機(室内熱交換器)が着霜することにより冷房能力が低下することを防止するため、霜を取り除く除霜制御を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマルチ型冷凍装置の除霜は、同一冷媒配管系統の機器を一括して行うため、本来除霜の不要な冷凍室の温度上昇を招き、常に設定温度に保つ要望に応えることができなかった。
【0005】
本発明では、上述した要望に応えるマルチ型冷凍装置の室内機(室内熱交換器)を個別に除霜制御することが可能な制御装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、圧縮機を備える1台の室外機に、冷凍室の庫内に設置される複数台の室内機が冷媒配管でつながれたマルチ型冷凍装置の制御装置において、該室内機の庫内の設定温度を設定するリモートコントローラと、該制御装置に複数の除霜運転の方法を備え、前記制御装置は前記各々の室内機に収納された室内熱交換器が蒸発器として作用している場合に、前記室内熱交換器の中間温度若しくは出口温度を検出し、これら温度のいずれかが凍結温度に達していると判断されると、該室内熱交換器に送風を行う送風除霜と、前記室内機をサーモオフさせ、庫内温度を利用して除霜するサーモオフ除霜と、四方弁を反転させて高温の冷媒ガスによるホットガス除霜とを備え、前記設定温度の設定値により、前記送風除霜と、前記サーモオフ除霜または前記ホットガス除霜とのいずれかを選択することを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記制御装置は、除霜間隔タイマの計測時間が設定された時間以上となっていた場合、前記設定温度の設定値を確認すると共に前記室内熱交換器の中間温度または出口温度のいずれかが凍結温度に達していることを検出し、前記設定温度の設定値に基づいて、一方の前記送風除霜を行うか、他方のサーモオフ除霜またはホットガス除霜を行うかのいずれかを選択することを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記サーモオフ除霜と、前記ホットガス除霜とは、前記圧縮機を停止させて所定時間後、前記設定温度の設定値によりいずれかが選択されることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0019】
図1は、本発明の冷凍装置の実施の形態を示すシステム構成及び冷媒系統図である。1〜3は、冷凍室を示している。冷凍室1に収納された室内機A1は、制御装置B1、電子膨張弁V1、室内熱交換器H1、センサC1(室内熱交換器H1の入口、中間、出口温度を計測する温度センサ)、リモートコントローラR1(以下、リモコンと称する。)で構成され、冷凍室2に収納された室内機A2は、制御装置B2、電子膨張弁V2、室内熱交換器H2、センサC2(室内熱交換器H2の入口、中間、出口温度を計測する温度センサ)、リモコンR2で構成され、冷凍室3に収納された室内機A3は、制御装置B3、電子膨張弁V3、室内熱交換器H3、センサC3(室内熱交換器H3の入口、中間、出口温度を計測する温度センサ)、リモコンR3で構成されている。10は、本システムの室外機で、11はガスエンジン、12は圧縮機、13は室外熱交換器、14は制御装置である。室内機A1〜A3と室外機は、冷媒ガス管15、冷媒液管16、及び除霜時に冷媒流れを反転させるための四方弁17でつながれて構成される。
【0020】
次に、このシステムの動作を詳述する。室外機10は、ガスエンジン11により圧縮機12を駆動し、凝縮器として作用する室外熱交換器13で液化された冷媒を冷媒液管16で室内機A1〜A3に供給し、室内熱交換器H1〜H3でガス化された冷媒を冷媒ガス管15を介して圧縮機12へ回収する。室内機の動作として例えば室内機A1について説明すると、室外機10から供給される液冷媒は、電子膨張弁V1で流量調整されて供給される。室内機D1の冷媒の入口温度と中間温度と出口温度は、センサC1で検出され制御装置B1へ伝達され、更に室外機10の制御装置14へ伝達される。また、室内機D1の温度設定を行うリモコンR1のデータも、室外機10の制御装置14へ伝達される。
【0021】
上述した一連の制御を、室外機10に具備する制御装置14が行っており、この制御に必要なセンサ信号を室内機A1のセンサC1、室内機A2のセンサC2、室内機A3のセンサC3、室内機A1のリモコンR1、室内機A2のリモコンR2、室内機A2のリモコンR2から受信し、判断し、各室内機の制御装置B1〜B3へ返している。
【0022】
次に、本発明の実施形態の制御装置14が行う除霜制御の動作を図2〜5に示す。
【0023】
除霜制御を行う条件としては、制御装置14の除霜モード設定により自動除霜と定刻除霜が選択できる。自動除霜は、室内熱交換器の温度によって除霜のタイミングを自動的に決めて行う除霜であり、定刻除霜はその除霜タイミングを予め設定された除霜時刻に行う除霜である。
【0024】
図2は、自動除霜の動作を示すフロー図であり、室内熱交換器H1〜H3の中間温度及び出口温度、室内機A1〜A3の設定温度(リモコンR1〜R3で設定する庫内温度設定)、除霜間隔の3つの要素で制御している。
【0025】
ステップS1では、除霜間隔タイマの計測時間が設定間隔を超えていれば、リモコンの設定温度を確認し(ステップS2)、設定間隔以下であれば処理を終了する。ステップS2においてリモコンの設定温度が低くなければ、熱交換器の中間もしくは出口温度が凍結温度に達しているか確認し、凍結温度に達していれば送風除霜を開始する(ステップS3→S4)。ステップS3において凍結温度に達していなければ処理を終了する。ステップS2において設定温度が低い場合(送風除霜できないほど庫内が低温の場合)は、熱交換器中間及び出口温度のいずれか低い方が凍結温度状態になっており、時間が経過していれば除霜方法の選択処理へ移行する(ステップS5→S6)。ステップS6において時間の経過が短ければ処理を終了する。
【0026】
図3は、図2で示したフロー図の除霜方法の選択処理の詳細な動作を示すフロー図である。この除霜方法は、サーモオフ除霜(室内機をサーモオフさせて庫内温度を利用して除霜する)と、温度の高い冷媒のよる除霜(ホットガス除霜)(四方弁を暖房側に切替えて運転し、高温高圧の冷媒ガスで除霜する)の2種類の方法を室内機別に選択している。
【0027】
ステップS7で室外機10の圧縮機12を停止させ、3分間経過したかを確認し、3分間経過していなければ処理を終了する(ステップS8)。次に、リモコンR1〜R3の設定温度が低いかどうか確認し、設定温度が低くなければ送風除霜を開始する(ステップS9→S10)。設定温度が低い場合は、熱交換器の中間及び出口温度のいずれか低い方が送風するだけで除霜ができる温度になっているか確認し、温度の高い冷媒による除霜を開始する(ステップS9→S11→S12)。
【0028】
図4は、庫内温度が高い場合に実行する送風除霜の詳細な動作を示すフロー図である。
【0029】
ステップS13で冷媒液の回収動作中であるか判断し、回収していない場合は室内膨張弁を閉めて(ステップS14)、ステップS18へ進む。冷媒液の回収中の場合は、室内ファンを停止し、四方弁が冷房側になっているか、暖房側になっているかで制御を切替えている(ステップS15→S16→S17)。次にステップS18で、熱交換器入口及び中間温度のいずれか低い方が除霜完了温度に達して、ある程度時間が経過したかどうか確認し、所定時間経過後に除霜運転を終了する(ステップS18→S20)。ステップS18において時間の経過が短い場合は、予め設定されている除霜運転時間の最長値を越えていないか確認し、超えている場合は除霜運転を終了する(ステップS19)。
【0030】
図5は、庫内温度が低く送風除霜が出来ない場合に実行する、温度の高い冷媒を室内熱交換器に流して行う除霜運転の詳細な動作を示すフロー図である。
【0031】
ステップS21では、熱交換器入口及び中間温度のいずれか低い方が除霜完了温度に達して、ある程度時間が経過したかどうか確認する。時間経過が短い場合は、次に熱交換器入口及び中間温度のいずれか低い方がすぐ除霜を終了しなければならない温度に達していないか確認する(ステップS22)。更に、予め設定されている除霜運転時間の最長値を超えていないか確認し、最長除霜時間を経過し、且つ熱交換器中間温度か出口温度のいずれか低い方の温度が期待値より上がらなかった場合、除霜不良と判定し除霜を終了する(ステップS23→S25)。そして、除霜後の運転時に室内熱交換器の温度が下がるまで室内ファンを停止し、処理を終了する(ステップS27)。また、ステップ23で最長除霜時間が経過してしまった場合は除霜運転を終了する。
【0032】
このとき、リモコンには除霜運転中を示す表示を行う。また、四方弁が暖房側になっていても運転モードの表示は「冷房」のままとする。
【0033】
制御装置14のその他の制御としては、温度の高い冷媒による除霜運転をいずれかの室内機で実施している場合は、他の室内機の冷媒弁は閉じておく。また、除霜不良に至った場合は、リモコンに「除霜」及び「点検」を同じに表示し、室外機の制御装置14が具備する表示装置に警報を表示させる。ただし、通常の冷房運転はそのまま継続することができ、次の除霜時期に来た時に除霜不良を解除する。この時、再び除霜不良に至れば再度警報を表示する。
【0034】
以上、本発明を上述した実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0035】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1に記載の発明によれば、本発明の制御装置は、各々の室内熱交換器ごとに最適な除霜方法を実施するので、必要最低限の除霜運転を選択することが可能となると共に、除霜に必要な時間を最小に近づけることが可能となり、冷凍室の庫内温度上昇を必要最低限に抑えられる。
【0036】
請求項2に記載の発明によれば、本発明の制御装置は、必要な室内熱交換器のみ除霜運転を実施するため、他の熱交換器の運転には影響しないため、除霜が必要でない冷凍室の温度上昇を防ぐことができる。
【0037】
請求項3に記載の発明によれば、圧縮機を停止させて所定時間後、サーモオフ除霜、或いはホットガス除霜を行うため、最適な除霜方法を実施するので、運転効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスヒートポンプ式冷凍装置の構造を示した冷媒回路図である。
【図2】本発明に係る自動除霜制御の動作を示すチャート図である。
【図3】本発明に係る除霜方法の選択の動作を示すチャート図である。
【図4】本発明に係る送風除霜の動作を示すチャート図である。
【図5】本発明に係る温度の高い冷媒による除霜の動作を示すチャート図である。
【符号の説明】
10 室外機
14 制御装置
15、16 冷媒配管
A1、A2、A3 室内機
C1、C2、C3 温度検出手段
H1、H2、H3 室内熱交換器
V1、V2、V3 冷媒弁
Claims (3)
- 圧縮機を備える1台の室外機に、冷凍室の庫内に設置される複数台の室内機が冷媒配管でつながれたマルチ型冷凍装置の制御装置において、
該室内機の庫内の設定温度を設定するリモートコントローラと、該制御装置に複数の除霜運転の方法を備え、前記制御装置は前記各々の室内機に収納された室内熱交換器が蒸発器として作用している場合に、前記室内熱交換器の中間温度若しくは出口温度を検出し、これら温度のいずれかが凍結温度に達していると判断されると、該室内熱交換器に送風を行う送風除霜と、
前記室内機をサーモオフさせ、庫内温度を利用して除霜するサーモオフ除霜と、
四方弁を反転させて高温の冷媒ガスによるホットガス除霜とを備え、
前記設定温度の設定値により、前記送風除霜と、前記サーモオフ除霜または前記ホットガス除霜とのいずれかを選択することを特徴とする冷凍装置の制御装置。 - 前記制御装置は、除霜間隔タイマの計測時間が設定された時間以上となっていた場合、前記設定温度の設定値を確認すると共に前記室内熱交換器の中間温度または出口温度のいずれかが凍結温度に達していることを検出し、前記設定温度の設定値に基づいて、一方の前記送風除霜を行うか、他方のサーモオフ除霜またはホットガス除霜を行うかのいずれかを選択することを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置の制御装置。
- 前記サーモオフ除霜と、前記ホットガス除霜とは、前記圧縮機を停止させて所定時間後、前記設定温度の設定値によりいずれかが選択されることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の冷凍装置の制御装置。
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