JP4286064B2

JP4286064B2 - Cooling system

Info

Publication number: JP4286064B2
Application number: JP2003155006A
Authority: JP
Inventors: 晴久山崎; 兼三松本; 茂弥石垣; 正司山中; 賢太郎山口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: CN101012979A; JP2004354014A; CN100523647C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転数制御可能なコンプレッサを含み、二酸化炭素冷媒を使用する冷媒回路を備えた冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の此の種冷却装置、例えば店舗に設置されるショーケースは、コンデンシングユニットを構成するコンプレッサ、ガスクーラ（凝縮器）及び絞り手段（キャピラリチューブ等）と、ショーケース本体側に設けられた蒸発器とを順次環状に配管接続して冷媒回路が構成されている。そして、コンプレッサにて圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、ガスクーラに吐出される。このガスクーラにて冷媒ガスは放熱した後、絞り手段で絞られて蒸発器に供給される。そこで冷媒は蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮して、ショーケースの庫内（被冷却空間）を冷却するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５７８３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年ではオゾン層破壊問題の解消のため、此の種冷却装置においては二酸化炭素を冷媒として使用することが提案されている。係る冷却装置の冷媒として二酸化炭素を使用した場合、圧縮比が非常に高くなり、コンプレッサ自体の温度や冷媒回路内に吐出される冷媒ガスの温度が高くなる関係上、所望の冷却能力を得ることが困難であった。
【０００５】
そこで、コンプレッサの回転数を上昇させて冷媒回路内を循環する冷媒量を増加させたり、内部熱交換器を設けて高圧側の冷媒と低圧側の冷媒を熱交換させて、高圧側の冷媒を過冷却するなどして蒸発器における冷却能力の向上を図っていた。
【０００６】
しかしながら、二酸化炭素を冷媒として使用すると、冷媒回路の高圧側が超臨界となる場合があるため、外気温によって高圧側の圧力が定まらず、特に、起動時等の冷媒回路内が不安定な状態では機器の設計圧を超えてしまい、最悪の場合には機器の損傷を引き起こす恐れがあった。
【０００７】
本発明は、係る技術的課題を解決するために成されたものであり、冷却装置の高圧側圧力の異常上昇を回避しながら、蒸発器における冷却能力の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の冷却装置では、コンプレッサの回転数を制御する制御装置と、冷媒回路に含まれる蒸発器により冷却される被冷却空間の冷却状態を検出可能な冷却状態センサとを備え、制御装置は、冷却状態センサにより把握される被冷却空間の温度に基づき、当該被冷却空間の温度が高い程高くなる関係で蒸発器における冷媒の目標蒸発温度を設定し、蒸発器における冷媒の蒸発温度が当該目標蒸発温度となるようにコンプレッサの回転数を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の冷却装置では上記発明に加えて、制御装置は、冷却状態センサにより把握される被冷却空間の温度が高い領域においては当該被冷却空間の温度の変化に伴う目標蒸発温度の変化が小さく、被冷却空間の温度が低い領域においては当該被冷却空間の温度の変化に伴う目標蒸発温度の変化が大きくなる関係で目標蒸発温度を設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の冷却装置では上記各発明に加えて、外気温度を検出する外気温度センサを備え、制御装置は、外気温度センサが検出する外気温度が高い場合には、目標蒸発温度を高く補正することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の冷却装置では請求項３の発明に加えて、制御装置は、冷却状態センサにより把握される被冷却空間の温度が高い領域において外気温度による目標蒸発温度の補正を行うことを特徴とする。
【００１２】
【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は本発明を適用する冷却装置１１０の冷媒回路図である。この冷却装置１１０は、コンデンシングユニット１００と冷却機器本体となる冷蔵機器本体１０５とから構成される。尚、実施例の冷却装置１１０は例えば店舗に設置されるショーケースであり、従って、冷蔵機器本体１０５はショーケースの断熱壁から成る本体である。
【００１３】
前記コンデンシングユニット１００はコンプレッサ１０、ガスクーラ（凝縮器）４０、減圧手段としてのキャピラリチューブ５８等を備えて構成され、後述する冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２と配管接続されてコンプレッサ１０、ガスクーラ４０及びキャピラリチューブ５８が蒸発器９２と共に所定の冷媒回路を構成する。
【００１４】
即ち、コンプレッサ１０の冷媒吐出管２４はガスクーラ４０の入口に接続されている。ここで、実施例のコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサで、このコンプレッサ１０は図示しない密閉容器内に設けられた駆動要素としての電動要素と、この電動要素により駆動される第１の回転圧縮要素（１段目）及び第２の回転圧縮要素（２段目）にて構成されている。
【００１５】
図中２０はコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素で圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒を一旦、外部に吐出させて、第２の回転圧縮要素に導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２０の一端は図示しない第２の回転圧縮要素のシリンダと連通する。冷媒導入管２０は後述するガスクーラ４０に設けられた中間冷却回路３５を経て、他端は密閉容器内に連通する。
【００１６】
図中２２はコンプレッサ１０の図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダ内に冷媒を導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２２の一端は図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダと連通している。この冷媒導入管２２の他端はストレーナ５６の一端に接続されている。このストレーナ５６は冷媒回路内を循環する冷媒ガスに混入した塵埃や切削屑などの異物を確保して濾過するためのものであり、ストレーナ５６の他端側に形成された開口部とこの開口部からストレーナ５６の一端側に向けて細くなる略円錐形状を呈した図示しないフィルターを備えて構成されている。このフィルターの開口部はストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８に密着した状態で装着されている。
【００１７】
また、前記冷媒吐出管２４は、前記第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒をガスクーラ４０に吐出させるための冷媒配管である。
【００１８】
前述したガスクーラ４０は冷媒配管とこの冷媒配管に交熱的に設けられた熱交換用のフィンから構成され、前記冷媒配管２４は係るガスクーラ４０の冷媒配管の入口側に連通接続されている。また、このガスクーラ４０には外気温度を検出するための温度センサとしての外気温度センサ７４が設けられており、この外気温度センサ７４はコンデンシングユニット１００の制御装置としての後述するマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００１９】
ガスクーラ４０を構成する冷媒配管の出口側に接続された冷媒配管２６は内部熱交換器５０を通過する。この内部熱交換器５０はガスクーラ４０から出た第２の回転圧縮要素からの高圧側の冷媒と冷蔵機器本体１０５に設けられた蒸発器９２から出た低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。そして、内部熱交換器５０を通過した高圧側の冷媒配管２６は、前述同様のストレーナ５４を経て絞り手段であるキャピラリチューブ５８に至る。
【００２０】
また、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の一端は接続手段としてのスエッジロック継ぎ手にてコンデンシングユニット１００の冷媒配管２６に着脱可能に接続している。
【００２１】
一方、前記ストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８は、前記内部熱交換器５０を経て冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の他端に取り付けられた前述同様の接続手段としてのスエッジロック継ぎ手により冷媒配管９４に着脱可能に接続される。
【００２２】
前記冷媒吐出管２４にはコンプレッサ１０から吐出される冷媒ガスの温度を検出するための吐出温度センサ７０及び冷媒ガスの圧力を検出するための高圧スイッチ７２が設けられており、これらはマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２３】
また、キャピラリチューブ５８から出た冷媒配管２６には、キャピラリチューブ５８から出た冷媒の温度を検出するための冷媒温度センサ７６が設けられており、これも前記マイクロコンピュータ８０に接続されている。更に、冷媒配管２８の内部熱交換器５０の入口側には冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２から出た冷媒の温度を検出するための戻り温度センサ７８が設けられており、この戻り温度センサ７８もマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２４】
尚、４０Ｆはガスクーラ４０に通風して空冷するためのファンであり、９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の図示しないダクト内に設けられた蒸発器９２と熱交換した冷気を、当該蒸発器９２にて冷却される被冷却空間としての冷蔵機器本体１０５の庫内に循環するためのファンである。また、６５はコンプレッサ１０の前述した電動要素の通電電流を検出し、運転を制御するための電流センサである。ファン４０Ｆと電流センサ６５はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続され、ファン９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の後述する制御装置９０に接続される。
【００２５】
ここで、マイクロコンピュータ８０はコンデンシングユニット１００の制御を司る制御装置であり、マイクロコンピュータ８０の入力には前記吐出温度センサ７０、高圧スイッチ７２、外気温度センサ７４、冷媒温度センサ７６、戻り温度センサ７８、電流センサ６５、冷蔵機器本体１０５の庫内に設けられた後述する庫内温度センサ９１及び冷蔵機器本体１０５の制御手段としての制御装置９０からの信号線が接続されている。そして、マイクロコンピュータ８０はこれらの入力に基づいて、出力に接続されたコンプレッサ１０の回転数をインバータ基板（図示しないが、マイクロコンピュータ８０の出力に接続されている。）により制御し、且つ、ファン４０Ｆの運転を制御する。
【００２６】
冷蔵機器本体１０５の前記制御装置９０には、前述した庫内温度を検出するための庫内温度センサ９１、庫内温度を調節するための温度調節ダイヤルや、その他コンプレッサ１０を停止するための機能が設けられている。そして、制御装置９０はこれらの出力に基づき、ファン９２Ｆを制御すると共に、コンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に前記信号線を介してＯＮ／ＯＦＦ信号を送出する。
【００２７】
係る冷却装置１１０の冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ₂）が使用され、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）など既存のオイルが使用される。
【００２８】
前記冷蔵機器本体１０５は全体としては断熱壁にて構成され、この断熱壁内に被冷却空間としての庫内が構成されている。前記ダクトはこの断熱壁内に庫内とは仕切られて構成されており、前記蒸発器９２及びファン９２Ｆは係るダクト内に配設される。蒸発器９２は蛇行状の前記冷媒配管９４と熱交換用の図示しないフィンとから構成されている。冷媒配管９４の両端部は前述の如くコンデンシングユニット１００の冷媒配管２６、２８と図示しないスエッジロック継ぎ手にて着脱可能に接続される。
【００２９】
以上の構成で、次に図２乃至図７を参照して本発明の冷却装置１１０の動作を説明する。尚、図２はコンプレッサ１０の回転数、高圧側圧力、冷蔵機器本体１０５の庫内温度及び蒸発器９２における冷媒の蒸発温度の推移を表す図であり、図３はマイクロコンピュータ８０の制御動作を示すフローチャートである。
【００３０】
（１）コンプレッサ制御の開始
冷蔵機器本体１０５に設けられた図示しない始動スイッチを入れるか、或いは、冷蔵機器本体１０５の電源ソケットがコンセントに接続されると、マイクロコンピュータ８０にも電源が投入され（図３のステップＳ１）、ステップＳ２で初期設定に入る。
【００３１】
この初期設定で、前述したインバータ基板の初期化が行われて、プログラムが開始される。プログラムが開始されると、マイクロコンピュータ８０はステップＳ３で各種関数や定数をＲＯＭから読み込む。尚、ステップＳ３のＲＯＭ読込でコンプレッサ１０の最高回転数以外の回転数情報や、後述する最高回転数の計算（図３のステップＳ１３）に必要なパラメータも読み込まれる。
【００３２】
図３のステップＳ３のＲＯＭ読込が完了すると、マイクロコンピュータ８０はステップＳ４に移行し、吐出温度センサ７０、外気温度センサ７４、冷媒温度センサ７６や戻り温度センサ７８等の各センサ情報や圧力スイッチ７２及びインバータ制御信号等を読み込んで、次に、マイクロコンピュータ８０はステップＳ５の異常判定に入る。
【００３３】
ステップＳ５で、マイクロコンピュータ８０は前記圧力スイッチ７２のＯＮ／ＯＦＦや前記各センサが検出する温度及び電流異常等の判定を行う。ここで、各センサ及び電流値に異常が発見されたり、圧力スイッチ７２がＯＦＦ状態の場合には、マイクロコンピュータ８０は、ステップＳ６に進み、所定のＬＥＤ（異常の発生を通知するランプ）を点灯させて、コンプレッサ１０の運転時には、コンプレッサ１０の運転を停止する。尚、前記圧力スイッチ７２は高圧側圧力の異常上昇を感知するスイッチであり、冷媒吐出管２４を通過する冷媒の圧力が例えば１３．５ＭＰａＧ以上になるとスイッチがＯＦＦになり、９．５ＭＰａＧに低下するとＯＮに復帰するものである。
【００３４】
このように、マイクロコンピュータ８０はステップＳ６で異常発生を通知した場合、所定時間待機した後、ステップＳ１に戻って前述した動作を繰り返す。
【００３５】
一方、ステップＳ５にて各センサが検出する温度及び電流値等に異常が認められず、且つ、圧力スイッチ７２がＯＮの状態の場合、マイクロコンピュータ８０はステップＳ７に進んで後述する除霜判定に入る。ここで、蒸発器９２の除霜を行う必要があると判定された場合には、マイクロコンピュータ８０はステップＳ８に進んでコンプレッサ１０の運転を停止し、ステップＳ９で除霜が完了したと判定されるまでステップＳ４乃至ステップＳ９の動作を繰り返す。
【００３６】
他方、ステップＳ７にて、蒸発器９２の除霜を行う必要が無いと判定された場合、及び、ステップＳ９で除霜完了と判定された場合、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１０に進んでコンプレッサ１０の回転数保持時間を計算する。
【００３７】
（２）コンプレッサ起動の回転数保持制御
ここで、コンプレッサ１０の回転数保持とは、起動時にマイクロコンピュータ８０が最低回転数より低い回転数で所定時間保持して運転するというものである。即ち、マイクロコンピュータ８０は通常運転時に後述するステップＳ１３の最高回転数の計算にて算出された最高回転数（ＭａｘＨｚ）と、ステップＳ３にて予め読み込まれた最低回転数の範囲内で目標回転数を設定し、コンプレッサ１０を運転するが、起動時においては最低回転数に至る以前に当該最低回転数より低い回転数で所定時間保持してコンプレッサ１０を運転する（図２の丸１の状態）。
【００３８】
例えば、図３のステップＳ３のＲＯＭ読込にて読み込まれた最低回転数が３０Ｈｚであるとした場合、マイクロコンピュータ８０は３０Ｈｚの９０％以下の回転数（本実施例では２５Ｈｚ）で所定時間回転数を保持してコンプレッサ１０を運転する。
【００３９】
この状態を図４を参照して詳述する。従来のように最低回転数より低い回転数で所定時間保持することなく、マイクロコンピュータ８０が最低回転数である３０Ｈｚでコンプレッサ１０の運転を開始した場合、図４に破線で示すように起動時に高圧側圧力が急激に上昇して、最悪の場合、冷媒回路に設けられた機器や配管等の設計圧（耐圧限界）を超えてしまう恐れがある。また、最低回転数を予め３０Ｈｚ以下に設定してコンプレッサ１０を運転した場合には、運転中に回転数を３０Ｈｚより低下させると、コンプレッサ１０から発生する騒音や振動が著しく増大するという問題が生じる。
【００４０】
しかしながら、図４の実線で示す如くマイクロコンピュータ８０により起動時にコンプレッサ１０の回転数が所定の最低回転数に至る以前に、最低回転数より低い回転数（２５Ｈｚ）で所定時間保持して運転すれば、高圧側圧力の異常上昇を未然に回避することができるようになる。
【００４１】
また、運転中に３０Ｈｚより低い回転数に低下することがないので、コンプレッサ１０の騒音や振動の発生も抑えることができるようになる。
【００４２】
更に、当該回転数の保持時間は、ステップＳ１０において蒸発器９２にて冷却される被冷却空間の温度である冷蔵機器本体１０５の庫内温度に基づいて決定される。即ち、本実施例では冷却状態センサとしての庫内温度センサ９１にて検出される庫内温度が＋２０℃以下の場合には、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の回転数を２５Ｈｚで例えば３０秒間保持して運転した後、回転数を最低回転数（３０Ｈｚ）まで上昇させる（図３の丸２の状態）。即ち、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が＋２０℃以下の場合、蒸発器９２内の温度が低く、冷媒が多く存在しているため、保持時間をさほど長く設定しなくても、高圧側圧力の異常上昇を避けることが可能であるため、保持時間を短くすることができる。これにより、通常の最高回転数と最低回転数に基づく回転数制御に短時間で移行することができるので、冷蔵機器本体１０５の庫内を早期に冷却することができるようになる。
【００４３】
従って、冷蔵機器本体１０５の庫内の冷却能力の低下を極力抑えながら、高圧側圧力の異常上昇を回避することが出来るようになる。
【００４４】
一方、庫内温度センサ９１にて検出される庫内温度が＋２０℃より高い場合には、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の回転数を２５Ｈｚで１０分間保持して運転した後、回転数を最低回転数まで上昇させる。冷蔵機器本体１０５の庫内温度が＋２０℃より高い場合、冷媒サイクル内が不安定な状態で、高圧側圧力が上昇し易い。即ち、前述のように保持時間を３０秒とした場合、回転数保持時間が短すぎて、前記高圧側圧力の異常上昇を回避することができない。このため、保持時間を１０分間と長くすることで、高圧側の異常上昇を確実に回避できるようになり、安定した運転状況を確保することができるようになる。
【００４５】
このように、マイクロコンピュータ８０は、コンプレッサの起動後、最低回転数に至る以前に２５Ｈｚで所定時間保持して運転すると共に、保持時間を冷蔵機器本体１０５の庫内温度により適宜変更することで、高圧側圧力の異常上昇を効果的に解消することができ、冷却装置１１０の信頼性及び性能の向上を図ることができるようになる。
【００４６】
図３のステップＳ１０にて上記の如く庫内温度に基づいたコンプレッサ１０の回転数保持時間を計算した後、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１１にてコンプレッサ１０を起動する。そして、現在までの運転時間とステップＳ１０にて算出された保持時間とを比較し、コンプレッサ１０の起動時からの運転時間がステップＳ１０にて算出された保持時間より短い場合には、ステップＳ１２に進む。ここで、マイクロコンピュータ８０は前述した２５Ｈｚの起動時Ｈｚをコンプレッサ１０の目標回転数に設定し、ステップＳ２０に進む。そして、ステップＳ２０でインバータ基板により後述する如くコンプレッサ１０を２５Ｈｚの回転数で運転する。
【００４７】
即ち、上記回転数によりコンプレッサ１０の電動要素が起動されると、コンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素に冷媒が吸い込まれて圧縮された後、密閉容器内に吐出される。そして、密閉容器内に吐出された冷媒ガスは冷媒導入管２０に入り、コンプレッサ１０から出て中間冷却回路３５に流入する。この中間冷却回路３５がガスクーラ４０を通過する過程で空冷方式により放熱する。
【００４８】
これにより、第２の回転圧縮要素に吸い込まれる冷媒を冷却することができるので、密閉容器内の温度上昇を抑え、第２の回転圧縮要素における圧縮効率も向上させることができるようになる。また、第２の回転圧縮要素で圧縮され、吐出される冷媒の温度上昇も抑えることができるようになる。
【００４９】
そして、冷却された中間圧の冷媒ガスはコンプレッサ１０の第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４より外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスはガスクーラ４０に流入し、そこで空冷方式により放熱した後、内部熱交換器５０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。
【００５０】
この内部熱交換器５０の存在により、ガスクーラ４０を出て、内部熱交換器５０を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器９２における冷却能力が向上する。
【００５１】
係る内部熱交換器５０で冷却された高圧側の冷媒ガスはストレーナ５４を経て、キャピラリチューブ５８に至る。冷媒はキャピラリチューブ５８において圧力が低下し、その後、図示しないスエッジロック継ぎ手を経て冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４から蒸発器９２内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して冷蔵機器本体１０５の庫内を冷却する。
【００５２】
その後、冷媒は蒸発器９２から流出して、冷媒配管９４から図示しないスエッジロック継ぎ手を経てコンデンシングユニット１００の冷媒配管２６に入り、内部熱交換器５０に至る。そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、蒸発器９２で蒸発して低温となり、蒸発器９２を出た冷媒は、完全に気体の状態ではなく液体が混在した状態であるが、内部熱交換器５０を通過させて高圧側の冷媒と熱交換させることで、冷媒が加熱される。この時点で、冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
【００５３】
これにより、蒸発器９２から出た冷媒を確実にガス化させることができるようになるので、低圧側にアキュムレータなどを設けること無く、コンプレッサ１０に液冷媒が吸い込まれる液バックを確実に防止し、コンプレッサ１０が液圧縮にて損傷を受ける不都合を回避することができるようになる。従って、冷却装置１１０の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００５４】
尚、内部熱交換器５０で加熱された冷媒は、ストレーナ５６を経て冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５５】
（３）外気温度によるコンプレッサの最高回転数の変更制御
係る起動から時間が経過し、ステップＳ１１で現在までの運転時間が図３のステップＳ１０にて算出された保持時間に達すると、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の回転数を前記最低回転数（３０Ｈｚ）まで上昇させる（図３の丸２の状態）。そして、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１０からステップＳ１３に進み、最高回転数（ＭａｘＨｚ）を計算する。この最高回転数は外気温度センサ７４にて検出される外気温度に基づいて算出される。
【００５６】
即ち、マイクロコンピュータ８０は、外気温度センサ７４が検出する外気温度が高い場合にはコンプレッサ１０の最高回転数を低下させ、前記外気温度が低い場合には前記コンプレッサの最高回転数を上昇させる。これは、図５に示す如く予め設定された上限値（実施例では４５Ｈｚ）と下限値（実施例では３０Ｈｚ）の範囲内で、最高回転数が算出される。この最高回転数は、図５に示す如く外気温度の上昇に伴い一次関数的に低下し、外気温度の低下に伴い一次関数的に上昇している。
【００５７】
外気温度が高い場合には、冷媒回路内を循環する冷媒の温度が高くなり、高圧側圧力の異常上昇が生じ易いため、最高回転数を低く設定することで、高圧側圧力の異常上昇を極力回避することができるようになる。一方、外気温度が低い場合には、冷媒回路内を循環する冷媒の温度も低く、高圧側圧力が異常上昇しにくいので、最高回転数を高く設定することが可能となる。
【００５８】
従って、後述する目標回転数は最高回転数以下の回転数となるため、最高回転数が高圧側圧力の異常上昇が生じにくい値に予め設定されることで、高圧側圧力の異常上昇を効果的に回避することができるようになる。
【００５９】
（４）蒸発器における目標蒸発温度制御
図３のステップＳ１３にて上記のように最高回転数が決定されると、次に、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１４に進んで目標蒸発温度Ｔｅｖａの計算に入る。マイクロコンピュータ８０は庫内温度センサ９１により把握される冷蔵機器本体１０５の庫内温度に基づいて蒸発器９２における冷媒の目標蒸発温度を予め設定し、蒸発器９２に流入した冷媒の蒸発温度が当該目標蒸発温度となるようにコンプレッサ１０の最高回転数と最低回転数の範囲内で前述した目標回転数を設定し、コンプレッサ１０を運転するものである。
【００６０】
そして、マイクロコンピュータ８０は庫内温度センサ９１により把握される庫内温度に基づき、庫内温度が高い程高くなる関係で蒸発器９２における冷媒の目標蒸発温度を設定する。この場合における目標蒸発温度Ｔｅｖａの計算は、ステップＳ１５にて行われる。
【００６１】
即ち、Ｔｙａ＝Ｔｘ×０．３５−８．５及びＴｙｃ＝Ｔｘ×０．２−６＋ｚの２式にて算出されるＴｙａとＴｙｃのうち、数値の小さい方の値を目標蒸発温度Ｔｅｖａとして設定する。尚、上記式でＴｘは庫内温度センサ９１にて検出される庫内温度（被冷却空間である庫内の冷却状態を示す指標の一つ）であり、ｚは外気温度センサ７４にて検出される外気温度Ｔｒから３２（ｄｅｇ）を引いた値（ｚ＝Ｔｒ（外気温度）−３２）である。
【００６２】
この場合の外気温度センサ７４にて検出される外気温度Ｔｒが＋３２℃、＋３５℃、＋４１℃における目標蒸発温度Ｔｅｖａの推移を図６に示す。図６に示すように、上記式にて設定された目標蒸発温度Ｔｅｖａは、庫内温度Ｔｘが高い領域においては、庫内温度の変化に伴う目標蒸発温度Ｔｅｖａの変化が小さく、庫内温度Ｔｘが低い領域においては、庫内温度Ｔｘの変化に伴う目標蒸発温度Ｔｅｖａの変化が大きくなることがわかる。
【００６３】
即ち、マイクロコンピュータ８０は外気温度センサ７４が検出する外気温度Ｔｒが高い場合には、目標蒸発温度Ｔｅｖａを高く補正し、庫内温度センサ９１にて把握される被冷却空間の温度が高い領域においては外気温度Ｔｒによる目標蒸発温度Ｔｅｖａの補正を行うことがわかる。ここで、外気温度Ｔｒが＋３２℃の場合における目標蒸発温度Ｔｅｖａについて説明すると、庫内温度が＋７℃以上では、庫内温度の低下に伴い目標蒸発温度Ｔｅｖａが比較的なだらかに低下しているが、庫内温度が＋７℃より低下すると庫内温度の低下に伴い目標蒸発温度Ｔｅｖａが急激に低下してしていることがわかる。即ち、庫内温度が高い状態では、冷媒回路内を流れる冷媒が不安定な状態であるため、目標蒸発温度Ｔｅｖａを比較的高く設定することで、高圧側圧力の異常上昇を回避することができるようになる。
【００６４】
また、庫内温度が低い状態では、冷媒回路内を流れる冷媒の状態が安定してくるため、目標蒸発温度Ｔｅｖａを比較的低く設定することで、冷蔵機器本体１０５の庫内を早期に冷却することが出来るようになる。これにより、除霜後の再起動等で冷蔵機器本体１０５の庫内温度を迅速に冷却でき、庫内に収納された商品の温度を適正値に維持することができるようになる。
【００６５】
そして、上記式にて目標蒸発温度Ｔｅｖａが算出されると、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１４に進み、現在の蒸発温度と目標蒸発温度Ｔｅｖａを比較して、現在の蒸発温度が目標蒸発温度Ｔｅｖａより低い場合には、ステップＳ１６にてコンプレッサ１０の回転数を下げ、現在の蒸発温度が目標蒸発温度Ｔｅｖａより高い場合には、ステップＳ１７にてコンプレッサ１０の回転数を上昇させる。次に、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１８において、ステップＳ１３にて決定された最高回転数と最低回転数の範囲とステップＳ１６、若しくは、ステップＳ１７にて増減された回転数との判定を行う。
【００６６】
ここで、ステップＳ１６、若しくは、ステップＳ１７にて増減された回転数が最高回転数と最低回転数の範囲内であれば、その回転数を目標回転数として設定し、ステップＳ２０にて前述した如くインバータ基板によりコンプレッサ１０を当該目標回転数で運転する。
【００６７】
他方、ステップＳ１６、若しくは、ステップＳ１７にて増減された回転数が最高回転数と最低回転数の範囲外である場合は、マイクロコンピュータ８０はステップＳ１９に進み、ステップＳ１６、若しくは、ステップＳ１７にて増減された回転数に基づいて、最高回転数と最低回転数の範囲内で最適な回転数となるように調整して、調整された回転数を目標回転数とし、ステップＳ２０にてコンプレッサ１０の電動要素を当該目標回転数で運転する。以後、ステップＳ４に戻って以降のステップを繰り返す。
【００６８】
尚、冷蔵機器本体１０５に設けられた図示しない始動スイッチが切られる、或いは、冷蔵機器本体１０５の電源ソケットがコンセントから抜かれると、マイクロコンピュータ８０への通電も停止するため（図３のステップＳ２１）、プログラムを終了する（ステップＳ２２）。
【００６９】
（５）蒸発器の除霜制御
一方、冷蔵機器本体１０５の庫内が充分に冷却されて庫内温度が設定された下限温度（＋３℃）まで低下すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０はマイクロコンピュータ８０にコンプレッサ１０のＯＦＦ信号を送出する。マイクロコンピュータ８０は係るＯＦＦ信号を受け取ると、図３のステップＳ７における除霜判定で除霜開始と判断し、ステップＳ８に進んでコンプレッサ１０の運転を停止して、蒸発器９２の除霜（ＯＦＦサイクル除霜）を開始する。
【００７０】
係るコンプレッサ１０の停止後、冷蔵機器本体１０５の庫内の温度が設定された上限温度（＋７℃）に達すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０はマイクロコンピュータ８０にコンプレッサ１０のＯＮ信号を送出する。マイクロコンピュータ８０は係るＯＮ信号を受け取ると、ステップＳ９で除霜完了と判定し、ステップＳ１０以降に進んで前述したようなコンプレッサ１０の運転を再開する。
【００７１】
（６）コンプレッサの強制停止
ここで、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０が所定時間連続して運転された場合、図３のステップＳ７における除霜判定で除霜開始と判定し、ステップＳ８に進んで、コンプレッサ１０の運転を強制的に停止した後、蒸発器９２の除霜を開始する。また、コンプレッサ１０を停止する当該コンプレッサ１０の連続運転時間は、庫内温度センサ９１により把握される冷蔵機器本体１０５の庫内温度に基づいて変更され、この場合、マイクロコンピュータ８０は庫内温度が低い程コンプレッサ１０を停止するコンプレッサ１０の連続運転時間を短く設定する。
【００７２】
即ち、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が、例えば＋１０℃以下のような低い温度では短時間で冷蔵機器本体１０５の庫内に収納された商品等が凍結する恐れがあるからである。このため、本実施例では、例えば庫内温度が＋１０℃以下で３０分連続運転された場合には、コンプレッサ１０の運転を強制的に停止することで、庫内に収納された商品が凍結する不都合を回避することができるようになる。
【００７３】
そして、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定された上限温度（＋７℃）に達すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０はマイクロコンピュータ８０にコンプレッサ１０のＯＮ信号を送出するので、これにより、マイクロコンピュータ８０は前述同様にコンプレッサ１０の運転を再開する（図３のステップＳ９）。
【００７４】
他方、庫内温度が例えば＋１０℃より高い温度で所定時間運転された場合、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の運転を停止する。これは、コンプレッサ１０が長時間連続運転されると蒸発器９２に着霜が発生し、蒸発器９２内を通過する冷媒が周囲の空気と熱交換でき難くなり、冷蔵機器本体１０５の庫内が充分に冷却されない恐れがあるからである。このため、例えば、＋１０℃より高く＋２０℃以下の庫内温度の範囲内で１０時間以上連続運転された場合や、＋２０℃より高い庫内温度で２０時間以上連続運転された場合、マイクロコンピュータ８０はステップＳ７における除霜判定で除霜開始と判断し、ステップＳ８でコンプレッサ１０の運転を強制的に停止して蒸発器９２の除霜を実行する。
【００７５】
この状態を、図７を参照して説明する。図７において、破線は庫内温度センサ９１にて検出される庫内温度が＋１０℃より高く＋２０℃以下で１０時間以上コンプレッサ１０を連続運転した場合にコンプレッサ１０の運転を停止して除霜を行わない場合の庫内温度の推移、実線は庫内温度が＋１０℃より高く＋２０℃以下で１０時間以上連続運転した場合に、コンプレッサ１０の運転を停止して、除霜を行った場合の庫内温度の推移を示している。
【００７６】
図７に示すように、＋１０℃より高く＋２０℃以下の庫内温度で１０時間以上連続運転した場合に強制的にコンプレッサ１０を停止することで、蒸発器９２の着霜を除霜することができ、コンプレッサ１０を停止して、除霜を行わない場合より、除霜後の蒸発器９２における冷媒の熱交換能力が向上し、早期に目標庫内温度とすることができるようになる。これにより、冷却能力の向上を図ることができるようになる。
【００７７】
また、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が低い程、コンプレッサ１０を停止するコンプレッサ１０の連続運転時間を短く設定するものとしたので、上記のように除霜後の蒸発器９２における冷媒の熱交換能力の向上を図りながら、庫内温度が低い場合における庫内に収納された商品の凍結を未然に回避することができるようになる。
【００７８】
（７）コンプレッサの最高回転数上昇制御
次に、庫内温度センサ９１にて検出される冷蔵機器本体１０５の庫内温度が低い場合には、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の最高回転数（ＭａｘＨｚ）を上昇させる。例えば、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が＋２０℃に低下するとマイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の最高回転数を若干（例えば、４Ｈｚ）上昇させて運転する（図２の丸３の状態）。即ち、前述した外気温度に基づく最高回転数の制御に加えて、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が＋２０℃に低下すると、マイクロコンピュータ８０は外気温度センサ７４にて検出される外気温度に基づいて前述の如く決定された最高回転数を４Ｈｚ上昇させてコンプレッサ１０を運転する。
【００７９】
冷蔵機器本体１０５の庫内温度が＋２０℃以下に低下すると、低圧側の圧力が低くなるため、高圧側圧力も低下し、冷媒回路内の冷媒も状態が安定してくる。この状態で回転数を上昇させれば、図２の丸４で示すように高圧側の圧力が少し上昇したとしても、高圧側の機器や配管等の設計圧を超えるほど異常上昇する不都合を回避することができる。
【００８０】
また、最高回転数を上昇させることで、冷媒回路内を循環する冷媒循環量が増加するので、蒸発器９２にて循環空気と熱交換できる冷媒量が増加し、蒸発器９２における冷却能力の向上を図ることができるようになる。これにより、図２の丸５に示すように蒸発器９２内における冷媒の蒸発温度も低くなり、早期に冷蔵機器本体１０５の庫内を冷却することができるようになる。
【００８１】
尚、本実施例ではマイクロコンピュータ８０は冷蔵機器本体１０５の庫内温度が、＋１０℃以下で３０分以上、＋１０℃より高く＋２０℃以下の庫内温度の範囲内で１０時間以上、若しくは、＋２０℃より高い庫内温度で２０時間以上連続運転された場合、コンプレッサ１０の運転を強制的に停止するものとしたが、連続運転時間や温度はこれらに限らず、使用用途等により適宜変更可能である。
【００８２】
また、本実施例では冷蔵機器本体１０５の庫内温度を直接庫内温度を検出する庫内温度センサ９１の検出に基づいて、連続運転時間を変更するものとしたが、これに限らず、マイクロコンピュータ８０は、例えば蒸発器９２の出口側の冷媒温度を検出する温度センサの出力に基づいて、連続運転時間を変更するものとしても良い。この場合には、蒸発器の出口の過熱度制御等で使用している当該温度センサを用いることで、庫内温度センサを廃止することができ、生産コストの低減を図ることができる。
【００８３】
一方、冷蔵機器本体１０５の庫内に収納された物品の温度を検出する温度センサの出力に基づいて、連続運転時間を変更するものとしても構わない。この場合には、冷蔵機器本体１０５の庫内に収納された物品の温度に基づいて、より厳密な制御を行うことが出来るようになり、制御精度の向上を図ることができるようになる。
【００８４】
更に、本実施例では冷却装置１１０を店舗に設置されるショーケースとしたが、これに限らず、本発明の冷却装置を冷蔵庫や自動販売機、空気調和機として使用しても構わない。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、コンプレッサの回転数を制御する制御装置と、冷媒回路に含まれる蒸発器により冷却される被冷却空間の冷却状態を検出可能な冷却状態センサとを備え、制御装置は、冷却状態センサにより把握される被冷却空間の温度に基づき、当該被冷却空間の温度が高い程高くなる関係で蒸発器における冷媒の目標蒸発温度を設定し、蒸発器における冷媒の蒸発温度が当該目標蒸発温度となるようにコンプレッサの回転数を制御するので、高圧側圧力の異常上昇を回避することができるようになる。
【００８６】
これにより、コンプレッサの回転数を最適な回転数とすることができ、冷却装置の信頼性及び性能の向上を図ることができるようになる。
【００８７】
また、請求項２の発明によれば制御装置は、冷却状態センサにより把握される被冷却空間の温度が高い領域においては当該被冷却空間の温度の変化に伴う前記目標蒸発温度の変化が小さく、前記被冷却空間の温度が低い領域においては当該被冷却空間の温度の変化に伴う前記目標蒸発温度の変化が大きくなる関係で前記目標蒸発温度を設定するものとしているので、被冷却空間の温度が高い領域において生じやすい高圧側圧力の異常上昇を効果的に回避しながら、被冷却空間の温度が低い領域における冷却能力の向上を図ることができる。
【００８８】
更に、上記各発明に加えて請求項３及び請求項４の発明の冷却装置によれば、外気温度を検出する外気温度センサを備え、制御装置は外気温度センサが検出する外気温度が高い場合には、目標蒸発温度を高く補正し、冷却状態センサにより把握される被冷却空間の温度が高い領域において外気温度による目標蒸発温度の補正を行うようにしているので、より的確な回転数制御を実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の冷却装置におけるコンプレッサの回転数、高圧側圧力、冷蔵機器本体の庫内温度及び冷媒の蒸発温度の推移を表す図である。
【図３】本発明の冷却装置の制御装置によるコンプレッサの回転数制御を示すフローチャートである。
【図４】起動時のコンプレッサの回転数と高圧側圧力の推移を表す図である。
【図５】本発明の冷却装置における外気温度とコンプレッサの最高回転数の関係を示す図である。
【図６】本発明の冷却装置における各外気温度における目標蒸発温度と庫内温度の関係を示す図である。
【図７】本発明の冷却装置における庫内温度の推移を表す図である。
【符号の説明】
１０コンプレッサ
３５中間冷却回路
４０ガスクーラ
５０内部熱交換器
５８キャピラリチューブ
７０吐出温度センサ
７２圧力スイッチ
７４外気温度センサ
７６冷媒温度センサ
７８戻り温度センサ
８０マイクロコンピュータ
９０制御装置
９１庫内温度センサ
９２蒸発器
１００コンデンシングユニット
１０５冷蔵機器本体
１１０冷却装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a cooling device that includes a compressor capable of controlling the rotation speed and includes a refrigerant circuit that uses a carbon dioxide refrigerant.
[0002]
[Prior art]
  This type of conventional cooling device, for example, a showcase installed in a store, has a compressor, a gas cooler (condenser) and a throttle means (capillary tube, etc.) constituting a condensing unit, and an evaporation provided on the showcase body side. The refrigerant circuit is configured by pipe-connecting the vessel sequentially in an annular manner. Then, the refrigerant gas compressed by the compressor and having a high temperature and a high pressure is discharged to the gas cooler. The refrigerant gas radiates heat in the gas cooler, and is then squeezed by the squeezing means and supplied to the evaporator. Therefore, the refrigerant evaporates, and at that time, it absorbs heat from the surroundings to exert a cooling action to cool the inside of the showcase (cooled space) (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
          JP-A-11-257830
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  In recent years, in order to solve the ozone depletion problem, it has been proposed to use carbon dioxide as a refrigerant in this type of cooling device. When carbon dioxide is used as the refrigerant of such a cooling device, the compression ratio becomes very high, and the desired cooling capacity is obtained because the temperature of the compressor itself and the temperature of the refrigerant gas discharged into the refrigerant circuit become high. It was difficult.
[0005]
  Therefore, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit is increased by increasing the rotation speed of the compressor, or an internal heat exchanger is provided to exchange heat between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant. The cooling capacity of the evaporator was improved by supercooling.
[0006]
  However, when carbon dioxide is used as a refrigerant, the high pressure side of the refrigerant circuit may become supercritical, so the pressure on the high pressure side is not determined by the outside air temperature, especially in the unstable state of the refrigerant circuit such as at startup. The design pressure of the equipment was exceeded, and in the worst case, the equipment could be damaged.
[0007]
  The present invention has been made to solve the technical problem, and an object thereof is to improve the cooling capacity of the evaporator while avoiding an abnormal increase in the high-pressure side pressure of the cooling device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the cooling device of the present invention includes a control device that controls the rotational speed of the compressor, and a cooling state sensor that can detect the cooling state of the space to be cooled that is cooled by the evaporator included in the refrigerant circuit. Is based on the temperature of the space to be cooled, as determined by the cooling state sensor.Then, the target evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator is set so as to increase as the temperature of the space to be cooled increases, and the rotation speed of the compressor is controlled so that the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator becomes the target evaporation temperature. It is characterized by that.
[0009]
  In the cooling device of the invention of claim 2, in addition to the above invention,In the region where the temperature of the space to be cooled ascertained by the cooling state sensor is high, the control device has a small change in the target evaporation temperature accompanying the change in temperature of the space to be cooled, and in the region where the temperature of the space to be cooled is low. Set the target evaporation temperature so that the change in the target evaporation temperature with the change in the temperature of the space to be cooled increases.It is characterized by that.
[0010]
  In the cooling device of the invention of claim 3In addition to the above inventions, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature is provided, and the control device corrects the target evaporation temperature to be high when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is high.
[0011]
  In the cooling device of the invention of claim 4,In addition to the invention of claim 3, the control device corrects the target evaporation temperature by the outside air temperature in a region where the temperature of the space to be cooled ascertained by the cooling state sensor is high.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a cooling device 110 to which the present invention is applied. The cooling device 110 includes a condensing unit 100 and a refrigeration equipment main body 105 serving as a cooling equipment main body. The cooling device 110 according to the embodiment is, for example, a showcase installed in a store. Therefore, the refrigeration equipment main body 105 is a main body formed of a heat insulating wall of the showcase.
[0013]
  The condensing unit 100 includes a compressor 10, a gas cooler (condenser) 40, a capillary tube 58 as decompression means, and the like. The condensing unit 100 is connected to an evaporator 92 of a refrigeration apparatus main body 105 to be described later by piping. The capillary tube 58 and the evaporator 92 constitute a predetermined refrigerant circuit.
[0014]
  That is, the refrigerant discharge pipe 24 of the compressor 10 is connected to the inlet of the gas cooler 40. Here, the compressor 10 of the embodiment has carbon dioxide (CO₂) As an internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) rotary compressor, the compressor 10 is an electric element as a driving element provided in a sealed container (not shown), and a first driven by the electric element. The rotary compression element (first stage) and the second rotary compression element (second stage).
[0015]
  In the figure, reference numeral 20 denotes a refrigerant introduction pipe for temporarily discharging the refrigerant compressed by the first rotary compression element of the compressor 10 and discharged into the hermetic container to the outside and introducing it into the second rotary compression element. One end of the refrigerant introduction pipe 20 communicates with a cylinder of a second rotary compression element (not shown). The refrigerant introduction pipe 20 passes through an intermediate cooling circuit 35 provided in a gas cooler 40, which will be described later, and the other end communicates with the sealed container.
[0016]
  In the figure, reference numeral 22 denotes a refrigerant introduction pipe for introducing refrigerant into a cylinder of a first rotary compression element (not shown) of the compressor 10, and one end of the refrigerant introduction pipe 22 is connected to a cylinder of the first rotary compression element (not shown). Communicate. The other end of the refrigerant introduction pipe 22 is connected to one end of a strainer 56. The strainer 56 is for securing and filtering foreign matters such as dust and cutting waste mixed in the refrigerant gas circulating in the refrigerant circuit, and an opening formed on the other end side of the strainer 56 and the opening. To the one end side of the strainer 56 is provided with a filter (not shown) having a substantially conical shape that becomes narrower. The opening of the filter is mounted in close contact with the refrigerant pipe 28 connected to the other end of the strainer 56.
[0017]
  The refrigerant discharge pipe 24 is a refrigerant pipe for causing the gas cooler 40 to discharge the refrigerant compressed by the second rotary compression element.
[0018]
  The gas cooler 40 described above includes a refrigerant pipe and heat exchange fins provided in the refrigerant pipe in a heat exchange manner, and the refrigerant pipe 24 is connected to the inlet side of the refrigerant pipe of the gas cooler 40. The gas cooler 40 is provided with an outside air temperature sensor 74 as a temperature sensor for detecting the outside air temperature. The outside air temperature sensor 74 is connected to a microcomputer 80, which will be described later, as a control device of the condensing unit 100. Has been.
[0019]
  The refrigerant pipe 26 connected to the outlet side of the refrigerant pipe constituting the gas cooler 40 passes through the internal heat exchanger 50. This internal heat exchanger 50 is for exchanging heat between the high-pressure side refrigerant from the second rotary compression element coming out of the gas cooler 40 and the low-pressure side refrigerant coming out of the evaporator 92 provided in the refrigeration equipment main body 105. Is. The high-pressure-side refrigerant pipe 26 that has passed through the internal heat exchanger 50 reaches a capillary tube 58 that is a throttling means through a strainer 54 similar to that described above.
[0020]
  Further, one end of the refrigerant pipe 94 of the refrigeration equipment body 105 is detachably connected to the refrigerant pipe 26 of the condensing unit 100 by a sedge lock joint as a connection means.
[0021]
  On the other hand, the refrigerant pipe 28 connected to the other end of the strainer 56 is connected to the other end of the refrigerant pipe 94 of the refrigeration equipment main body 105 via the internal heat exchanger 50, and the same as the above-described connecting means. The joint is detachably connected to the refrigerant pipe 94 by a joint.
[0022]
  The refrigerant discharge pipe 24 is provided with a discharge temperature sensor 70 for detecting the temperature of the refrigerant gas discharged from the compressor 10 and a high pressure switch 72 for detecting the pressure of the refrigerant gas. It is connected to the.
[0023]
  The refrigerant pipe 26 exiting from the capillary tube 58 is provided with a refrigerant temperature sensor 76 for detecting the temperature of the refrigerant exiting from the capillary tube 58, and this is also connected to the microcomputer 80. Further, a return temperature sensor 78 is provided on the inlet side of the internal heat exchanger 50 of the refrigerant pipe 28 to detect the temperature of the refrigerant that has exited from the evaporator 92 of the refrigeration equipment body 105. Is also connected to the microcomputer 80.
[0024]
  Reference numeral 40F denotes a fan for ventilating the air through the gas cooler 40, and reference numeral 92F denotes cooling by the evaporator 92 after cooling air exchanged with an evaporator 92 provided in a duct (not shown) of the refrigeration equipment body 105. It is a fan for circulating in the store | warehouse | chamber of the refrigeration apparatus main body 105 as a to-be-cooled space. Reference numeral 65 denotes a current sensor for detecting the energization current of the aforementioned electric element of the compressor 10 and controlling the operation. The fan 40F and the current sensor 65 are connected to the microcomputer 80 of the condensing unit 100, and the fan 92F is connected to a control device 90 (described later) of the refrigeration equipment body 105.
[0025]
  Here, the microcomputer 80 is a control device that controls the condensing unit 100, and the discharge temperature sensor 70, the high-pressure switch 72, the outside air temperature sensor 74, the refrigerant temperature sensor 76, and the return temperature sensor are input to the microcomputer 80. 78, a current sensor 65, an inside temperature sensor 91 provided in the inside of the refrigeration equipment body 105, and a signal line from a control device 90 as a control means of the refrigeration equipment body 105 are connected. Based on these inputs, the microcomputer 80 controls the rotation speed of the compressor 10 connected to the output by an inverter board (not shown, but connected to the output of the microcomputer 80), and a fan. 40F operation is controlled.
[0026]
  The control device 90 of the refrigeration apparatus main body 105 includes the above-described internal temperature sensor 91 for detecting the internal temperature, the temperature adjustment dial for adjusting the internal temperature, and other functions for stopping the compressor 10. Is provided. Based on these outputs, the control device 90 controls the fan 92F and sends an ON / OFF signal to the microcomputer 80 of the condensing unit 100 via the signal line.
[0027]
  As the refrigerant of the cooling device 110, the above-mentioned carbon dioxide (CO) which is environmentally friendly and is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity.₂For example, mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, and PAG (polyalkylene glycol) are used as the lubricating oil.
[0028]
  The refrigeration equipment main body 105 as a whole is constituted by a heat insulating wall, and an interior as a space to be cooled is formed in the heat insulating wall. The duct is configured to be partitioned from the inside of the inside of the heat insulating wall, and the evaporator 92 and the fan 92F are disposed in the duct. The evaporator 92 includes the meandering refrigerant pipe 94 and heat exchange fins (not shown). As described above, both ends of the refrigerant pipe 94 are detachably connected to the refrigerant pipes 26 and 28 of the condensing unit 100 by a sedge lock joint (not shown).
[0029]
  Next, the operation of the cooling device 110 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 is a graph showing changes in the rotation speed of the compressor 10, the high-pressure side pressure, the internal temperature of the refrigerator main body 105, and the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator 92. FIG. 3 shows the control operation of the microcomputer 80. It is a flowchart to show.
[0030]
(1) Start of compressor control
  When a start switch (not shown) provided in the refrigeration equipment body 105 is turned on, or when the power socket of the refrigeration equipment body 105 is connected to an outlet, the microcomputer 80 is also turned on (step S1 in FIG. 3). Initial setting is entered in step S2.
[0031]
  With this initial setting, the above-described inverter board is initialized and the program is started. When the program is started, the microcomputer 80 reads various functions and constants from the ROM in step S3. It should be noted that by reading the ROM in step S3, rotation speed information other than the maximum rotation speed of the compressor 10 and parameters necessary for calculating the maximum rotation speed (step S13 in FIG. 3) described later are also read.
[0032]
  When the reading of the ROM in step S3 in FIG. 3 is completed, the microcomputer 80 proceeds to step S4, and sensor information such as the discharge temperature sensor 70, the outside air temperature sensor 74, the refrigerant temperature sensor 76, the return temperature sensor 78, etc., and the pressure switch 72. Then, after reading the inverter control signal and the like, the microcomputer 80 enters the abnormality determination in step S5.
[0033]
  In step S5, the microcomputer 80 determines ON / OFF of the pressure switch 72, temperature and current abnormality detected by the sensors, and the like. Here, if an abnormality is found in each sensor and current value, or if the pressure switch 72 is OFF, the microcomputer 80 proceeds to step S6 and turns on a predetermined LED (a lamp for notifying the occurrence of the abnormality). Thus, during the operation of the compressor 10, the operation of the compressor 10 is stopped. The pressure switch 72 is a switch that senses an abnormal increase in the high-pressure side pressure. When the pressure of the refrigerant passing through the refrigerant discharge pipe 24 becomes, for example, 13.5 MPaG or more, the switch is turned off, and when the pressure drops to 9.5 MPaG. It returns to ON.
[0034]
  As described above, when the microcomputer 80 notifies the occurrence of abnormality in step S6, after waiting for a predetermined time, the microcomputer 80 returns to step S1 and repeats the above-described operation.
[0035]
  On the other hand, if no abnormality is recognized in the temperature and current value detected by each sensor in step S5 and the pressure switch 72 is in the ON state, the microcomputer 80 proceeds to step S7 and performs a defrost determination described later. enter. Here, if it is determined that it is necessary to defrost the evaporator 92, the microcomputer 80 proceeds to step S8 to stop the operation of the compressor 10, and it is determined that the defrosting is completed in step S9. Steps S4 to S9 are repeated until
[0036]
  On the other hand, if it is determined in step S7 that it is not necessary to defrost the evaporator 92, and if it is determined in step S9 that defrosting is complete, the microcomputer 80 proceeds to step S10 and the compressor 10 Calculate the rotation speed retention time.
[0037]
(2) Rotational speed maintenance control for starting the compressor
  Here, holding the rotational speed of the compressor 10 means that the microcomputer 80 operates at a rotational speed lower than the minimum rotational speed for a predetermined time at the time of startup. That is, the microcomputer 80 sets the target rotational speed within the range of the maximum rotational speed (Max Hz) calculated by calculating the maximum rotational speed in step S13, which will be described later, during normal operation and the minimum rotational speed read in advance in step S3. Is set, and the compressor 10 is operated. At the time of start-up, the compressor 10 is operated while being held for a predetermined time at a speed lower than the minimum speed before reaching the minimum speed (see FIG. 2).1 roundState).
[0038]
  For example, assuming that the minimum rotation speed read by reading the ROM in step S3 in FIG. 3 is 30 Hz, the microcomputer 80 has a rotation speed of 90% or less of 30 Hz (25 Hz in this embodiment) for a predetermined time. And the compressor 10 is operated.
[0039]
  This state will be described in detail with reference to FIG. When the microcomputer 80 starts the operation of the compressor 10 at the minimum rotation speed of 30 Hz without holding the rotation speed lower than the minimum rotation speed for a predetermined time as in the prior art, as shown by the broken line in FIG. The side pressure rises rapidly, and in the worst case, there is a possibility that the design pressure (pressure resistance limit) of equipment or piping provided in the refrigerant circuit may be exceeded. Further, when the compressor 10 is operated with the minimum number of revolutions set to 30 Hz or less in advance, there is a problem that noise and vibration generated from the compressor 10 are remarkably increased if the number of revolutions is reduced below 30 Hz during the operation. .
[0040]
  However, as shown by the solid line in FIG. 4, if the microcomputer 80 operates at a speed lower than the minimum speed (25 Hz) for a predetermined time before the compressor 10 reaches the predetermined minimum speed at startup, the microcomputer 80 operates. Thus, an abnormal increase in the high-pressure side pressure can be avoided in advance.
[0041]
  In addition, since the rotation speed does not decrease to less than 30 Hz during operation, the generation of noise and vibration of the compressor 10 can be suppressed.
[0042]
  Further, the rotation time holding time is determined based on the internal temperature of the refrigeration equipment body 105, which is the temperature of the space to be cooled that is cooled by the evaporator 92 in step S10. That is, in this embodiment, when the internal temperature detected by the internal temperature sensor 91 as the cooling state sensor is + 20 ° C. or less, the microcomputer 80 holds the rotation speed of the compressor 10 at 25 Hz for 30 seconds, for example. After the operation, the rotational speed is increased to the minimum rotational speed (30 Hz) (see FIG. 3Round 2State). That is, when the internal temperature of the refrigeration apparatus main body 105 is + 20 ° C. or lower, the temperature in the evaporator 92 is low and a large amount of refrigerant exists, so the high pressure side pressure can be maintained without setting the holding time so long. Since the abnormal rise can be avoided, the holding time can be shortened. Thereby, since it can transfer to rotation speed control based on the normal maximum rotation speed and the minimum rotation speed in a short time, the inside of the refrigerator | coolant apparatus main body 105 can be cooled early.
[0043]
  Accordingly, it is possible to avoid an abnormal increase in the high-pressure side pressure while suppressing a decrease in the cooling capacity in the refrigerator of the refrigeration equipment body 105 as much as possible.
[0044]
  On the other hand, when the internal temperature detected by the internal temperature sensor 91 is higher than + 20 ° C., the microcomputer 80 operates while holding the rotational speed of the compressor 10 at 25 Hz for 10 minutes, and then rotates the rotational speed to the minimum speed. Raise to a number. When the internal temperature of the refrigeration equipment main body 105 is higher than + 20 ° C., the high-pressure side pressure tends to increase in an unstable state in the refrigerant cycle. That is, when the holding time is set to 30 seconds as described above, the rotation speed holding time is too short to prevent an abnormal increase in the high-pressure side pressure. For this reason, by making the holding time as long as 10 minutes, it becomes possible to reliably avoid an abnormal increase on the high-pressure side, and to ensure a stable operating condition.
[0045]
  As described above, the microcomputer 80 is operated by holding at 25 Hz for a predetermined time before starting the minimum rotation speed after starting the compressor, and appropriately changing the holding time according to the internal temperature of the refrigeration apparatus main body 105. An abnormal increase in the high-pressure side pressure can be effectively eliminated, and the reliability and performance of the cooling device 110 can be improved.
[0046]
  After calculating the rotation speed holding time of the compressor 10 based on the internal temperature as described above in step S10 of FIG. 3, the microcomputer 80 starts the compressor 10 in step S11. Then, the operation time up to the present time is compared with the retention time calculated in step S10. If the operation time from the start of the compressor 10 is shorter than the retention time calculated in step S10, the process proceeds to step S12. move on. Here, the microcomputer 80 sets the above-described 25 Hz start-up Hz as the target rotational speed of the compressor 10, and proceeds to step S20. In step S20, the compressor 10 is operated at a rotational speed of 25 Hz as will be described later using the inverter board.
[0047]
  That is, when the electric element of the compressor 10 is started at the above rotational speed, the refrigerant is sucked into the first rotary compression element of the compressor 10 and compressed, and then discharged into the sealed container. The refrigerant gas discharged into the sealed container enters the refrigerant introduction pipe 20, exits the compressor 10, and flows into the intermediate cooling circuit 35. The intermediate cooling circuit 35 dissipates heat by an air cooling method while passing through the gas cooler 40.
[0048]
  Thereby, since the refrigerant | coolant suck | inhaled by the 2nd rotation compression element can be cooled, the temperature rise in an airtight container can be suppressed and the compression efficiency in a 2nd rotation compression element can also be improved. Further, it is possible to suppress an increase in the temperature of the refrigerant that is compressed and discharged by the second rotary compression element.
[0049]
  Then, the cooled intermediate-pressure refrigerant gas is sucked into the second rotary compression element of the compressor 10 and compressed in the second stage to become high-pressure and high-temperature refrigerant gas, which is discharged to the outside through the refrigerant discharge pipe 24. . At this time, the refrigerant is compressed to an appropriate supercritical pressure. The refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge pipe 24 flows into the gas cooler 40, where it dissipates heat by an air cooling method and then passes through the internal heat exchanger 50. The refrigerant is further cooled by taking heat away from the low-pressure side refrigerant.
[0050]
  Due to the presence of the internal heat exchanger 50, the refrigerant that exits the gas cooler 40 and passes through the internal heat exchanger 50 is deprived of heat by the low-pressure side refrigerant, and accordingly, the degree of supercooling of the refrigerant increases. . Therefore, the cooling capacity in the evaporator 92 is improved.
[0051]
  The high-pressure side refrigerant gas cooled by the internal heat exchanger 50 reaches the capillary tube 58 via the strainer 54. The pressure of the refrigerant drops in the capillary tube 58, and then flows into the evaporator 92 from the refrigerant pipe 94 of the refrigeration apparatus main body 105 via a sedge lock joint (not shown). Therefore, the refrigerant evaporates and absorbs heat from the surrounding air, thereby exerting a cooling action to cool the inside of the refrigerator apparatus main body 105.
[0052]
  Thereafter, the refrigerant flows out of the evaporator 92, enters the refrigerant pipe 26 of the condensing unit 100 through the sedge lock joint (not shown) from the refrigerant pipe 94, and reaches the internal heat exchanger 50. Therefore, heat is taken from the above-described high-pressure side refrigerant and is subjected to a heating action. Here, the refrigerant 92 evaporates to a low temperature, and the refrigerant exiting the evaporator 92 is not in a completely gas state but in a liquid mixture. However, the refrigerant passes through the internal heat exchanger 50 and is on the high pressure side. The refrigerant is heated by exchanging heat with the refrigerant. At this point, the degree of superheat of the refrigerant is ensured and is completely gas.
[0053]
  Thereby, since the refrigerant discharged from the evaporator 92 can be reliably gasified, it is possible to reliably prevent liquid back into which the liquid refrigerant is sucked into the compressor 10 without providing an accumulator or the like on the low pressure side. The disadvantage that the compressor 10 is damaged by liquid compression can be avoided. Therefore, the reliability of the cooling device 110 can be improved.
[0054]
  The refrigerant heated by the internal heat exchanger 50 repeats a cycle of being sucked into the first rotary compression element of the compressor 10 from the refrigerant introduction pipe 22 via the strainer 56.
[0055]
(3) Change control of the maximum rotation speed of the compressor according to the outside air temperature
  When time elapses from the start and the operation time up to the present time reaches the holding time calculated in step S10 of FIG. 3 in step S11, the microcomputer 80 sets the rotation speed of the compressor 10 to the minimum rotation speed (30 Hz). (Fig. 3Round 2State). Then, the microcomputer 80 proceeds from step S10 to step S13, and calculates the maximum rotation speed (MaxHz). This maximum rotational speed is calculated based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 74.
[0056]
  That is, the microcomputer 80 decreases the maximum rotation speed of the compressor 10 when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 74 is high, and increases the maximum rotation speed of the compressor when the outside air temperature is low. As shown in FIG. 5, the maximum rotational speed is calculated within a range between a preset upper limit value (45 Hz in the embodiment) and a lower limit value (30 Hz in the embodiment). As shown in FIG. 5, the maximum rotation speed decreases linearly as the outside air temperature increases, and increases linearly as the outside air temperature decreases.
[0057]
  When the outside air temperature is high, the temperature of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit becomes high, and an abnormal increase in the high-pressure side pressure is likely to occur. It will be possible to avoid. On the other hand, when the outside air temperature is low, the temperature of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is low, and the high-pressure side pressure hardly rises abnormally, so that the maximum rotation speed can be set high.
[0058]
  Therefore, since the target rotational speed described later is a rotational speed that is equal to or lower than the maximum rotational speed, the abnormal increase in the high-pressure side pressure is effectively achieved by setting the maximum rotational speed in advance to a value that is unlikely to cause an abnormal increase in the high-pressure side pressure. Will be able to avoid.
[0059]
(4) Target evaporation temperature control in the evaporator
  When the maximum rotational speed is determined as described above in step S13 of FIG. 3, the microcomputer 80 proceeds to step S14 and starts calculating the target evaporation temperature Teva. The microcomputer 80 presets the target evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator 92 based on the internal temperature of the refrigeration equipment main body 105 grasped by the internal temperature sensor 91, and the evaporation temperature of the refrigerant flowing into the evaporator 92 The compressor 10 is operated by setting the target rotational speed described above within the range of the maximum rotational speed and the minimum rotational speed of the compressor 10 so as to reach the target evaporation temperature.
[0060]
  And the microcomputer 80 sets the target evaporation temperature of the refrigerant | coolant in the evaporator 92 on the basis of the internal temperature grasped | ascertained by the internal temperature sensor 91 so that it may become so high that the internal temperature is high. In this case, the target evaporation temperature Teva is calculated in step S15.
[0061]
  That is, the smaller value of Tya and Tyc calculated by two formulas of Tya = Tx × 0.35-8.5 and Tyc = Tx × 0.2-6 + z is set as the target evaporation temperature Teva. To do. In the above equation, Tx is the internal temperature detected by the internal temperature sensor 91 (one of the indexes indicating the cooling state in the internal space that is the space to be cooled), and z is detected by the outside air temperature sensor 74. It is a value obtained by subtracting 32 (deg) from the outside air temperature Tr (z = Tr (outside air temperature) −32).
[0062]
  FIG. 6 shows the transition of the target evaporation temperature Teva when the outside air temperature Tr detected by the outside air temperature sensor 74 in this case is + 32 ° C., + 35 ° C., and + 41 ° C. As shown in FIG. 6, the target evaporation temperature Teva set by the above equation has a small change in the target evaporation temperature Teva accompanying the change in the inside temperature in the region where the inside temperature Tx is high, and the inside temperature Tx. It can be seen that in the region where the temperature is low, the change in the target evaporation temperature Teva accompanying the change in the internal temperature Tx becomes large.
[0063]
  In other words, when the outside air temperature Tr detected by the outside air temperature sensor 74 is high, the microcomputer 80 corrects the target evaporation temperature Teva so that the temperature of the cooled space grasped by the inside temperature sensor 91 is high. It can be seen that the target evaporation temperature Teva is corrected by the outside air temperature Tr. Here, the target evaporation temperature Teva when the outside air temperature Tr is + 32 ° C. will be described. When the inside temperature is + 7 ° C. or more, the target evaporation temperature Teva is relatively lowered as the inside temperature decreases. When the internal temperature falls below + 7 ° C., it can be seen that the target evaporation temperature Teva is drastically reduced as the internal temperature decreases. That is, when the internal temperature is high, the refrigerant flowing in the refrigerant circuit is in an unstable state. Therefore, an abnormal increase in the high-pressure side pressure can be avoided by setting the target evaporation temperature Teva relatively high. It becomes like this.
[0064]
  In addition, since the state of the refrigerant flowing in the refrigerant circuit becomes stable when the inside temperature is low, the inside of the refrigerator body 105 is cooled early by setting the target evaporation temperature Teva relatively low. It will be possible. Thereby, the internal temperature of the refrigerator main body 105 can be quickly cooled by restarting after defrosting, and the temperature of the product stored in the internal storage can be maintained at an appropriate value.
[0065]
  When the target evaporation temperature Teva is calculated by the above formula, the microcomputer 80 proceeds to step S14, and compares the current evaporation temperature with the target evaporation temperature Teva, so that the current evaporation temperature is lower than the target evaporation temperature Teva. In this case, the rotational speed of the compressor 10 is decreased in step S16, and when the current evaporation temperature is higher than the target evaporation temperature Teva, the rotational speed of the compressor 10 is increased in step S17. Next, in step S18, the microcomputer 80 determines the range of the maximum rotational speed and the minimum rotational speed determined in step S13 and the rotational speed increased or decreased in step S16 or step S17.
[0066]
  Here, if the rotational speed increased or decreased in step S16 or step S17 is within the range between the maximum rotational speed and the minimum rotational speed, the rotational speed is set as the target rotational speed, and as described above in step S20. The compressor 10 is operated at the target rotational speed by the inverter board.
[0067]
  On the other hand, if the rotational speed increased or decreased in step S16 or step S17 is outside the range of the maximum rotational speed and the minimum rotational speed, the microcomputer 80 proceeds to step S19, and in step S16 or step S17. Based on the increased / decreased number of revolutions, the optimum number of revolutions is adjusted within the range of the maximum number of revolutions and the minimum number of revolutions, and the adjusted number of revolutions is set as the target number of revolutions. The electric element is operated at the target rotational speed. Thereafter, the process returns to step S4 and the subsequent steps are repeated.
[0068]
  Note that when the start switch (not shown) provided in the refrigeration equipment body 105 is turned off or the power socket of the refrigeration equipment body 105 is removed from the outlet, the power supply to the microcomputer 80 is also stopped (step S21 in FIG. 3). ) And the program is terminated (step S22).
[0069]
(5) Evaporator defrost control
  On the other hand, when the inside of the refrigerator main body 105 is sufficiently cooled and the inside temperature is lowered to the set lower limit temperature (+ 3 ° C.), the control device 90 of the refrigerator main body 105 sends an OFF signal to the compressor 10 to the microcomputer 80. Is sent out. When the microcomputer 80 receives the OFF signal, it determines that the defrosting is started in the defrosting determination in step S7 of FIG. 3, proceeds to step S8, stops the operation of the compressor 10, and defrosts (OFF) the evaporator 92. Cycle defrosting is started.
[0070]
  After the compressor 10 stops, when the temperature inside the refrigerator main body 105 reaches the set upper limit temperature (+ 7 ° C.), the control device 90 of the refrigerator main body 105 sends an ON signal of the compressor 10 to the microcomputer 80. To do. When the microcomputer 80 receives the ON signal, the microcomputer 80 determines in step S9 that the defrosting is complete, and proceeds to step S10 and subsequent steps to restart the operation of the compressor 10 as described above.
[0071]
(6) Compressor forced stop
  Here, when the compressor 10 is continuously operated for a predetermined time, the microcomputer 80 determines that the defrosting is started in the defrosting determination in step S7 of FIG. 3, and proceeds to step S8 to forcibly operate the compressor 10. Then, defrosting of the evaporator 92 is started. Further, the continuous operation time of the compressor 10 for stopping the compressor 10 is changed based on the internal temperature of the refrigeration apparatus main body 105 grasped by the internal temperature sensor 91. In this case, the microcomputer 80 has an internal temperature of The lower the value is, the shorter the continuous operation time of the compressor 10 that stops the compressor 10 is.
[0072]
  That is, if the internal temperature of the refrigeration equipment main body 105 is a low temperature such as + 10 ° C. or less, the goods stored in the refrigeration equipment main body 105 may freeze in a short time. For this reason, in this embodiment, for example, when the internal temperature is + 10 ° C. or lower and the continuous operation is performed for 30 minutes, the operation stored in the internal storage is frozen by forcibly stopping the operation of the compressor 10. Inconvenience can be avoided.
[0073]
  When the internal temperature of the refrigeration equipment main body 105 reaches the set upper limit temperature (+ 7 ° C.), the control device 90 of the refrigeration equipment main body 105 sends an ON signal of the compressor 10 to the microcomputer 80. The microcomputer 80 resumes the operation of the compressor 10 as described above (step S9 in FIG. 3).
[0074]
  On the other hand, when the internal temperature is operated for a predetermined time at a temperature higher than + 10 ° C., for example, the microcomputer 80 stops the operation of the compressor 10. This is because, when the compressor 10 is continuously operated for a long time, frost is generated in the evaporator 92, and it becomes difficult for the refrigerant passing through the evaporator 92 to exchange heat with the surrounding air, and the inside of the refrigerator main body 105 is This is because it may not be sufficiently cooled. For this reason, for example, when the continuous operation is performed for 10 hours or more within the range of the internal temperature higher than + 10 ° C. and lower than + 20 ° C., or when the continuous operation is performed for 20 hours or more at the internal temperature higher than + 20 ° C., the microcomputer 80 The defrosting determination in step S7 determines that the defrosting is started, and in step S8, the operation of the compressor 10 is forcibly stopped and the evaporator 92 is defrosted.
[0075]
  This state will be described with reference to FIG. In FIG. 7, when the internal temperature detected by the internal temperature sensor 91 is higher than + 10 ° C. and lower than + 20 ° C. and the compressor 10 is continuously operated for 10 hours or more, the broken line indicates the defrosting by stopping the operation of the compressor 10. The transition of the internal temperature when not performed, the solid line is the storage when the operation of the compressor 10 is stopped and defrosting is performed when the internal temperature is continuously higher than + 10 ° C. and lower than + 20 ° C. for 10 hours or more. It shows the transition of the internal temperature.
[0076]
  As shown in FIG. 7, when the compressor 10 is forcibly stopped when continuously operating for 10 hours or more at an internal temperature higher than + 10 ° C. and lower than + 20 ° C., defrosting of the evaporator 92 can be defrosted. It is possible to improve the heat exchange capacity of the refrigerant in the evaporator 92 after defrosting and to reach the target internal temperature at an early stage as compared with the case where the compressor 10 is stopped and defrosting is not performed. As a result, the cooling capacity can be improved.
[0077]
  Further, since the continuous operation time of the compressor 10 that stops the compressor 10 is set to be shorter as the internal temperature of the refrigeration apparatus body 105 is lower, the heat exchange of the refrigerant in the evaporator 92 after defrosting is performed as described above. While improving the capability, freezing of the goods stored in the store when the store temperature is low can be avoided.
[0078]
(7) Maximum compressor speed control
  Next, when the internal temperature of the refrigeration apparatus main body 105 detected by the internal temperature sensor 91 is low, the microcomputer 80 increases the maximum rotational speed (Max Hz) of the compressor 10. For example, when the internal temperature of the refrigeration equipment main body 105 decreases to + 20 ° C., the microcomputer 80 operates by slightly increasing the maximum rotational speed of the compressor 10 (for example, 4 Hz) (FIG. 2).Round 3State). That is, in addition to the control of the maximum number of revolutions based on the outside air temperature described above, when the inside temperature of the refrigeration apparatus main body 105 is lowered to + 20 ° C., the microcomputer 80 is based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 74. The compressor 10 is operated by increasing the maximum rotational speed determined as described above by 4 Hz.
[0079]
  When the internal temperature of the refrigeration apparatus main body 105 is lowered to + 20 ° C. or lower, the pressure on the low pressure side is lowered, so the pressure on the high pressure side is also lowered, and the state of the refrigerant in the refrigerant circuit is stabilized. If the number of revolutions is increased in this state, FIG.Round 4Even if the pressure on the high-pressure side is slightly increased as shown in Fig. 8, it is possible to avoid the disadvantage that the pressure increases abnormally as the design pressure of the high-pressure side equipment or piping is exceeded.
[0080]
  Also, by increasing the maximum rotation speed, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit increases, so the amount of refrigerant that can exchange heat with the circulating air in the evaporator 92 increases, and the cooling capacity in the evaporator 92 improves. Can be planned. As a result, FIG.Round 5As shown, the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator 92 is also lowered, and the inside of the refrigerator body 105 can be cooled early.
[0081]
  In the present embodiment, the microcomputer 80 has a refrigerator temperature of the refrigerator main body 105 of + 10 ° C. or lower for 30 minutes or longer, a temperature higher than + 10 ° C. and a temperature of + 20 ° C. or lower for 10 hours or longer, or +20 The compressor 10 is forcibly stopped when continuously operated for 20 hours or more at an internal temperature higher than ℃. However, the continuous operation time and temperature are not limited to these, and can be changed as appropriate depending on the intended use. is there.
[0082]
  In the present embodiment, the continuous operation time is changed based on the detection of the internal temperature sensor 91 that directly detects the internal temperature of the internal refrigerator 105. However, the present invention is not limited to this. For example, the computer 80 may change the continuous operation time based on the output of a temperature sensor that detects the refrigerant temperature on the outlet side of the evaporator 92. In this case, by using the temperature sensor used for controlling the degree of superheat at the outlet of the evaporator, the internal temperature sensor can be eliminated, and the production cost can be reduced.
[0083]
  On the other hand, the continuous operation time may be changed based on the output of the temperature sensor that detects the temperature of the article stored in the refrigerator of the refrigeration equipment body 105. In this case, it becomes possible to perform more strict control based on the temperature of the article stored in the refrigerator of the refrigeration equipment body 105, and to improve the control accuracy.
[0084]
  Furthermore, in this embodiment, the cooling device 110 is a showcase installed in a store. However, the present invention is not limited to this, and the cooling device of the present invention may be used as a refrigerator, a vending machine, or an air conditioner.
[0085]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the present invention, the controller includes a control device that controls the rotation speed of the compressor, and a cooling state sensor that can detect the cooling state of the space to be cooled that is cooled by the evaporator included in the refrigerant circuit. The control device is based on the temperature of the space to be cooled as determined by the cooling state sensor.Then, the target evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator is set so as to increase as the temperature of the space to be cooled increases, and the rotation speed of the compressor is controlled so that the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator becomes the target evaporation temperature. Therefore, an abnormal increase in the high-pressure side pressure can be avoided.
[0086]
  Thereby, the rotation speed of a compressor can be made into the optimal rotation speed, and the reliability and performance of a cooling device can be improved.
[0087]
  Also,Claim 2According to the invention, in the region where the temperature of the cooled space grasped by the cooling state sensor is high, the control device has a small change in the target evaporation temperature due to the change in the temperature of the cooled space, and the temperature of the cooled space. Since the target evaporating temperature is set so that the change in the target evaporating temperature accompanying the change in the temperature of the cooled space increases in a region where the temperature of the cooled space is low, the high pressure that is likely to occur in the region where the temperature of the cooled space is high It is possible to improve the cooling capacity in a region where the temperature of the space to be cooled is low while effectively avoiding an abnormal increase in side pressure.
[0088]
  In addition to the above inventionsClaims 3 and 4According to the cooling device of the invention, the outside temperature sensor for detecting the outside temperature is provided, and the control device corrects the target evaporation temperature to be high and grasps it by the cooling state sensor when the outside temperature detected by the outside temperature sensor is high. Since the target evaporation temperature is corrected by the outside air temperature in a region where the temperature of the cooled space is high, more accurate rotation speed control can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a cooling device of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing changes in the compressor rotation speed, the high-pressure side pressure, the internal temperature of the refrigeration equipment body, and the evaporation temperature of the refrigerant in the cooling device of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing compressor speed control by the control device for a cooling device of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the transition of the rotational speed of the compressor and the high-pressure side pressure during startup.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the outside air temperature and the maximum rotational speed of the compressor in the cooling device of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the target evaporation temperature and the internal temperature at each outside air temperature in the cooling device of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the transition of the internal temperature in the cooling device of the present invention.
[Explanation of symbols]
  10 Compressor
  35 Intermediate cooling circuit
  40 Gas cooler
  50 Internal heat exchanger
  58 Capillary tube
  70 Discharge temperature sensor
  72 Pressure switch
  74 Outside temperature sensor
  76 Refrigerant temperature sensor
  78 Return temperature sensor
  80 Microcomputer
  90 Control device
  91 Internal temperature sensor
  92 Evaporator
  100 Condensing unit
  105 Refrigeration equipment
  110 Cooling device

Claims

In a cooling device including a compressor capable of controlling the rotation speed and having a refrigerant circuit using a carbon dioxide refrigerant,
A control device for controlling the rotational speed of the compressor;
A cooling state sensor capable of detecting a cooling state of a space to be cooled that is cooled by an evaporator included in the refrigerant circuit;
The control device, wherein is grasped by the cooled state sensor-out based on the temperature of the cooling space, sets a target evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator with higher relation as the temperature of the object to be cooled space is high, The cooling apparatus characterized by controlling the rotation speed of the compressor so that the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator becomes the target evaporation temperature.

The control device has a small change in the target evaporation temperature due to a change in the temperature of the cooled space in a region where the temperature of the cooled space is grasped by the cooling state sensor, and the temperature of the cooled space is 2. The cooling device according to claim 1 , wherein in the low region, the target evaporation temperature is set so that a change in the target evaporation temperature accompanying a change in the temperature of the space to be cooled increases .

It has an outside temperature sensor that detects the outside temperature,
3. The cooling device according to claim 1, wherein the control device corrects the target evaporation temperature to be high when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is high .

The said control apparatus correct | amends the said target evaporation temperature by the said outside temperature in the area | region where the temperature of the said to-be-cooled space grasped | ascertained by the said cooling state sensor is high .