JP4465889B2

JP4465889B2 - Refrigeration equipment

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Publication number: JP4465889B2
Application number: JP2001026915A
Authority: JP
Inventors: 憲治谷本; 雅章竹上; 和秀野村
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: JP2002228297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源側ユニットと室内空調ユニットと冷却ユニットとを備えた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコンビニエンスストア等においては、店内の冷暖房と飲食物の冷却とを単一の冷凍装置で行っている。この種の冷凍装置は、冷暖房および飲食物の冷却を実行するために、圧縮機が設けられた室外ユニットと、室内空調を行う室内空調ユニットと、飲食物を冷却する冷却ユニット（冷蔵ユニット、冷凍ユニット等）とが接続されたいわゆるマルチ回路を備えている。
【０００３】
ところで、冷凍装置の負荷が小さいときには、蒸発器において冷媒が十分に蒸発しきれず、圧縮機には湿り気味の冷媒が戻ってくる。そのため、そのままの状態で運転を続けていくと、圧縮機の信頼性が低下するおそれがあった。そこで、従来の冷凍装置では、圧縮機の保護のために、以下のような制御を実行していた。
【０００４】
すなわち、冷房時の室内空調ユニットおよび冷却ユニットの各々は、室内空気温度または庫内温度が所定温度以下になると、運転を停止するサーモオフ状態に切り替わるとともに、サーモオフ状態であることを示すサーモオフ信号を室外ユニットに送信する。一方、室内空気温度または庫内温度が所定温度よりも高くなると、運転を再開するサーモオン状態に切り替わるとともに、サーモオン状態であることを示すサーモオン信号を室外ユニットに送信する。そして、室外ユニットは、すべての室内空調ユニットおよび冷却ユニットからサーモオフ信号を受信すると、湿り運転を回避するために圧縮機の運転を一時的に停止させる。圧縮機の運転停止後、室内空調ユニットおよび冷却ユニットの少なくとも一つからサーモオン信号を受信すると、圧縮機を再起動させる。従来は、以上のような制御により湿り運転を防止していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の装置では、室内空調ユニットと室外ユニット、および冷却ユニットと室外ユニットに、サーモオフ信号およびサーモオン信号を送受信するための伝送路が必要であった。そのため、伝送路の分だけ装置の構成が複雑になっていた。特に、マルチ回路を備えた冷凍装置ではユニット構成が複雑であるため、それに伴って伝送路も複雑化する傾向にあった。
【０００６】
また、複数のユニットを組み合わせて装置を構成する際に、室内空調ユニットまたは冷却ユニットには、室外ユニットと送受信可能なユニットを選定しなければならなかったため、ユニットの選択の自由度が少なかった。つまり、予め送受信可能に構成されたユニットを選択しなければならず、ユーザの好みに合ったユニットを自由に組み合わせることはできなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、サーモオフ信号およびサーモオン信号のための伝送路を削減することにより、装置の構成を簡単化するとともに、ユニットの自由な組み合わせを可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、容量制御自在な圧縮機を用いて容量制御を行い、圧縮機が最小容量で運転しているときに冷媒回路の低圧圧力が所定値以下になると圧縮機を停止させ、停止後所定時間が経過して低圧圧力が所定値以上になると、圧縮機を再起動することとした。
【０００９】
具体的に、第１の発明は、所定の最小容量と最大容量との間で容量制御自在な圧縮機(11)と熱源側熱交換器(13)とを有する熱源側ユニット(2)と、室内空気を加熱または冷却する室内熱交換器(42)を有する室内空調ユニット(3)と、冷却対象物を冷却する冷却用熱交換器(47,56)を有する冷却ユニット(4,5)とが少なくとも接続されてなる冷媒回路(6)を備えた冷凍装置であって、上記熱源側ユニット(2)における冷媒回路(6)の低圧圧力を検出する圧力検出手段(83)と、上記冷媒回路(6)の低圧圧力に基づき、該低圧圧力が予め設定された第１の所定値より低下した低圧状態が所定時間継続すると上記圧縮機(11)の容量を低下させる一方、上記低圧圧力が上記第１の所定値より高い第２の所定値以上に上昇した高圧状態が所定時間継続すると上記圧縮機(11)の容量を増加させる容量制御手段(91)と、上記圧縮機(11)を上記最小容量で運転しているときに上記冷媒回路(6)の低圧圧力が所定値以下になると、該圧縮機(11)の運転を停止させる一方、該圧縮機(11)の運転が停止してから所定時間が経過し且つ該冷媒回路(6)の低圧圧力が所定値以上になると、該圧縮機(11)の運転を再開させる発停制御手段(92)とを備えているものである。
【００１０】
上記第１の発明において、装置の能力が不足気味になって冷媒回路の低圧圧力が高くなると、容量制御手段は圧縮機の容量を増加させる。これにより、装置の能力は増大し、低圧圧力は低下する。一方、装置の能力が過剰気味になって低圧圧力が低くなると、容量制御手段は圧縮機の容量を減少させる。これにより、装置の能力は減少し、低圧圧力は上昇する。このような容量制御により、圧縮機の最小容量と最大容量との間で負荷に見合った運転が行われる。
【００１１】
しかし、圧縮機の容量を最小容量にまで低下させても依然として能力が過剰となる場合があり、そのような場合には吸入冷媒は湿り気味になる。この場合、圧縮機の容量を更に減少させることはできないため、容量制御によって湿り運転を回避することはできない。そこで、上記第１の発明では、能力が過剰になると低圧圧力が低下することに着目し、低圧圧力が所定値以下になったときには、運転状態が湿り運転状態になると推定し、圧縮機を停止させる。このことにより、湿り運転は回避される。一方、圧縮機の運転停止後は、冷凍負荷が増大していき、低圧圧力は上昇していく。そこで、圧縮機の運転が停止してから所定時間が経過し且つ低圧圧力が所定値以上になると、湿り運転のおそれがないことから、圧縮機は運転を再開する。このことにより、冷却ユニットにおいて冷却動作が再開されることになる。
【００１２】
以上のように、圧縮機の運転停止および再起動は、冷媒回路の低圧圧力に基づいて行われるので、室内空調ユニットと熱源側ユニット、および冷却ユニットと熱源側ユニットの間でサーモオフ信号およびサーモオン信号の送受信は不要となる。したがって、ユニット間の伝送レス化が達成される。これに伴い、装置の構成は簡単化され、また、ユニットの自由な組み合わせが可能となる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明に係る冷凍装置において、冷却ユニットは、冷蔵用熱交換器を有する冷蔵ユニットと、冷却対象物を該冷蔵用熱交換器よりも低い温度で冷却する冷凍用熱交換器を有する冷凍ユニットとを備えているものである。
【００１４】
上記第２の発明においては、冷媒回路の構成がより複雑になるので、伝送レス化の効果は一層顕著に発揮されることになる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、圧縮機の運転容量と冷媒回路の低圧圧力とに基づいて運転状態を推定し、湿り運転になりそうなときには圧縮機の運転を停止させることとしたので、サーモオフ信号を送受信するための伝送路がなくても湿り運転を回避することができる。また、圧縮機の運転停止後の経過時間と低圧圧力とに基づいて圧縮機を再起動するようにしたので、サーモオン信号を送受信するための伝送路がなくても自動的に運転を再開することができる。したがって、ユニット間の伝送レス化を達成することができ、装置の構成を簡単化することができる。また、ユニットの組み合わせの自由度を拡大することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
−冷凍装置の構成−
図１に示すように、実施形態に係る冷凍装置(1)は、室内の空調と飲食物の冷蔵および冷凍を行う冷凍装置であって、コンビニエンスストアに設置されている。冷凍装置(1)は、室外ユニット(2)と、室内ユニット(3)と、冷蔵ユニット(4)と、冷凍ユニット(5)とが接続されてなる冷媒回路(6)を備えている。室外ユニット(2)は熱源側のユニットであり、室内ユニット(3)、冷蔵ユニット(4)および冷凍ユニット(5)は利用側のユニットである。冷媒回路(6)はいわゆるマルチ回路で構成されている。
【００１８】
室外ユニット(2)には、互いに並列に接続されたインバータ圧縮機(11)および非インバータ圧縮機(12)と、室外熱交換器(13)と、レシーバ(14)とが設けられている。インバータ圧縮機(11)は、容量制御が自在な圧縮機である。インバータ圧縮機(11)の運転周波数の範囲は特に限定されないが、本実施形態では３０Ｈｚ〜２００Ｈｚに設定されている。つまり、インバータ圧縮機(11)は、所定の最小容量と最大容量との間で容量が自在に変更されるように構成されている。
【００１９】
圧縮機(11,12)の吐出側には、四路切換弁(15)が設けられている。圧縮機(11,12)の吐出配管は、四路切換弁(15)の第１ポート（図１の下側のポート）に接続されている。圧縮機(11,12)と四路切換弁(15)との間には、油分離器(16)と温度センサ(81)と圧力センサ(82)とが設けられている。インバータ圧縮機(11)の吐出配管には、高圧圧力スイッチ(40)が設けられている。圧縮機(11,12)の吸入配管(17)には、冷媒回路(6)の低圧圧力ＬＰを検出するための低圧圧力センサ(83)が設けられている。油戻し管(18)は油分離器(16)と吸入配管(17)とを接続している。油戻し管(18)には、電磁弁(19)が設けられている。圧縮機(11,12)の均油管(20)の一端は、非インバータ圧縮機(12)の側部に接続され、均油管(20)の他端はインバータ圧縮機(11)の吸入配管(22)に接続されている。均油管(20)には、電磁弁(21)が設けられている。
【００２０】
なお、本冷凍装置(1)の冷媒回路(6)には、低圧圧力スイッチは設けられていない。したがって、冷媒回路(6)の低圧圧力が低下しても、低圧圧力スイッチによって圧縮機(11,12)が強制的に停止されることはない。
【００２１】
四路切換弁(15)の第２ポート（図１の右側のポート）は、冷媒配管を介して室外熱交換器(13)の一端に接続されている。室外熱交換器(13)の他端は、冷媒配管(24)を介してレシーバ(14)に接続されている。レシーバ(14)の液側配管(25)と冷媒配管(24)とは、バイパス管(26)を介して接続されている。バイパス管(26)には、電子膨張弁(27)が設けられている。バイパス管(26)における電子膨張弁(27)と液側配管(25)の接続部との間には、冷媒配管(28)の一端が接続されている。冷媒配管(28)の他端は、吸入配管(17)に接続されている。冷媒配管(28)には、電磁弁(29)が設けられている。
【００２２】
レシーバ(14)のガス側配管(30)は分岐しており、一方の分岐管(31)は吸入配管(17)に接続され、他方の分岐管(32)は非インバータ圧縮機(12)の吐出配管に接続されている。分岐管(31)には、電磁弁(33)および温度センサ(34)が設けられている。分岐管(32)には、圧縮機(11,12)からの冷媒の流れを阻止する逆止弁(CV1)が設けられている。
【００２３】
レシーバ(14)の液側配管(25)は２本の冷媒配管(35,36)に分岐し、これらの冷媒配管(35,36)は室外ユニット(2)の外部に延びている。冷媒配管(35)と冷媒配管(24)のレシーバ(14)寄りの部分とは、冷媒配管(41)を介して接続されている。冷媒配管(41)には、レシーバ(14)からの冷媒の流れを阻止する逆止弁(CV2)が設けられている。なお、冷媒配管(24)にも、レシーバ(14)からの冷媒の流れを阻止する逆止弁(CV3)が設けられている。
【００２４】
圧縮機(11,12)の吸入配管(17)は、四路切換弁(15)の第３ポート（図１の上側のポート）に接続している。吸入配管(17)には、温度センサ(37)が設けられている。吸入配管(17)における四路切換弁(15)との接続部と分岐管(31)との接続部との間には、室外ユニット(2)の外部に延びる冷媒配管(38)が接続されている。
【００２５】
四路切換弁(15)の第４ポート（図１の左側のポート）は、室外ユニット(2)の外部に延びる冷媒配管(39)に接続されている。なお、四路切換弁(15)は、下記の第１状態または第２状態に切り替え自在に設定されるものであり、第１状態は、第１ポートと第２ポートとを連通すると共に第３ポートと第４ポートとを連通する状態であり、第２状態は、第１ポートと第４ポートとを連通すると共に第２ポートと第３ポートとを連通する状態である。
【００２６】
さらに、室外ユニット(2)には、室外熱交換器(13)に空気を供給する室外ファン(23)と、室外空気温度を検出する温度センサ(50)とが設けられている。
【００２７】
室内ユニット(3)は、室内の空気調和を実行するものであり、室内熱交換器(42)と室内電子膨張弁(43)と室内ファン(44)とを備えている。室内熱交換器(42)の一端は、冷媒配管(39)に接続されている。室内熱交換器(42)の他端は、冷媒配管(35)に接続されている。室内電子膨張弁(43)は、冷媒配管(35)に設けられている。室内熱交換器(42)には温度センサ(45)が設けられ、冷媒配管(39)には温度センサ(46)が設けられている。なお、(51)は室内空気温度を検出する温度センサである。
【００２８】
冷蔵ユニット(4)は、飲食物を冷蔵するものであり、冷蔵用冷却器(47)と冷蔵用電子膨張弁(48)と冷蔵用ファン(49)とを備えている。冷蔵用冷却器(47)の一端は、冷媒配管(36)に接続されている。冷蔵用冷却器(47)の他端は、冷媒配管(38)に接続されている。冷蔵用電子膨張弁(48)は、冷媒配管(36)に設けられている。冷蔵用冷却器(47)には温度センサ(53)が設けられ、冷媒配管(38)には温度センサ(54)が設けられている。(52)は庫内温度を検出する温度センサである。
【００２９】
冷凍ユニット(5)は、飲食物を冷凍するものであり、冷凍用圧縮機(55)と、冷凍用冷却器(56)と、冷凍用電子膨張弁(57)と、冷凍用ファン(58)とを備えている。冷凍ユニット(5)は、冷媒配管(36)から分岐している冷媒配管(59)と、冷媒配管(38)から分岐している冷媒配管(60)とに接続されている。冷凍用電子膨張弁(57)、冷凍用冷却器(56)および冷凍用圧縮機(55)はこの順に接続されており、冷凍用電子膨張弁(57)は冷媒配管(59)に接続され、冷凍用圧縮機(55)の吐出側は冷媒配管(60)に接続されている。冷凍用冷却器(56)には温度センサ(61)が設けられ、冷凍用冷却器(56)の出口側配管（つまり、冷凍用冷却器(56)と冷凍用圧縮機(55)との間の配管）には、温度センサ(62)が設けられている。(63)は庫内温度を検出する温度センサである。
【００３０】
冷凍用圧縮機(55)は、容量可変型の圧縮機であり、インバータ圧縮機により構成されている。冷凍用圧縮機(55)の吐出配管には、油分離器(64)が設けられている。油分離器(64)の油戻し管(65)は、冷凍用圧縮機(55)の吸入配管(68)に接続されている。油戻し管(65)にはキャピラリーチューブ(66)が設けられている。なお、図１の(CV)は逆止弁、(F)はフィルターである。
【００３１】
室外ユニット(2)には、コントローラ(90)が設けられている。コントローラ(90)は、インバータ圧縮機(11)の容量制御を実行する容量制御部(91)と、インバータ圧縮機(11)の発停制御を実行する発停制御部(92)とを備えている。また、図示は省略するが、コントローラ(90)は、後述する第１タイマおよび第２タイマを備えている。
【００３２】
本実施形態では、圧縮機(11,12)全体の容量制御は以下のようにして行われる。すなわち、負荷が小さいときにはインバータ圧縮機(11)のみを駆動し、インバータ圧縮機(11)の容量を負荷に応じて調節する。一方、負荷が大きいときには、インバータ圧縮機(11)および非インバータ圧縮機(12)の両方を駆動する。なお、非インバータ圧縮機(12)の起動時には、圧縮機(11,12)全体の容量が連続的に変化するように、インバータ圧縮機(11)の容量を低下させる。インバータ圧縮機(11)および非インバータ圧縮機(12)の両方が駆動しているときも、負荷に応じてインバータ圧縮機(11)の容量を調節する。以上のような制御により、広範囲の負荷に対応した容量制御が行われることになる。
【００３３】
インバータ圧縮機(11)の容量制御および発停制御については、後述する。
【００３４】
−冷凍装置の運転動作−
＜冷房運転＞
冷房運転のときには、四路切換弁(15)は第１ポートと第２ポートとが連通するとともに第３ポートと第４ポートとが連通する状態（第１状態）に設定される。室外ユニット(2)の電子膨張弁(27)は、全閉状態に設定される。そして、冷媒回路(6)の冷媒は、図２に示すように循環する。
【００３５】
具体的には、圧縮機(11または12)から吐出された冷媒は、室外熱交換器(13)において凝縮し、レシーバ(14)に流入する。レシーバ(14)内の冷媒は、室外ユニット(2)を流出した後、室内ユニット(3)と冷蔵ユニット(4)と冷凍ユニット(5)とに分流する。室内ユニット(3)に流入した冷媒は、室内電子膨張弁(43)によって減圧された後、室内熱交換器(42)において蒸発し、室内空気を冷却する。冷蔵ユニット(4)に流入した冷媒は、冷蔵用電子膨張弁(48)によって第１所定圧力ＰＬ１にまで減圧された後、冷蔵用冷却器(47)において蒸発し、庫内空気を冷却する。
【００３６】
一方、冷凍ユニット(5)に流入した冷媒は、冷凍用電子膨張弁(57)によって、上記第１所定圧力ＰＬ１よりも低い第２所定圧力ＰＬ２にまで減圧される。減圧された冷媒は、冷凍用冷却器(56)において蒸発し、庫内空気を冷却する。冷凍用冷却器(56)を流出した冷媒は、冷凍用圧縮機(55)によって第１所定圧力ＰＬ１にまで昇圧され、冷蔵用冷却器(47)を流出した冷媒と合流し、室外ユニット(2)に流入する。室外ユニット(2)に流入した冷媒は、室内ユニット(3)から室外ユニット(2)に戻ってきた冷媒と合流し、圧縮機(11または12)に吸入される。
【００３７】
圧縮機(11または12)に吸入された冷媒は、当該圧縮機(11または12)によって圧縮され、再び上記の循環動作を繰り返す。以上の運転によって、冷媒回路(6)において２段圧縮式冷凍サイクルが形成される。
【００３８】
冷凍ユニット(5)において、油分離器(64)によって分離された冷凍機油は、油戻し管(65)を通じて吸入配管(68)に戻り、冷凍用圧縮機(55)に回収される。
【００３９】
＜暖房運転＞
暖房運転は、室外熱交換器(13)を使用する運転と、室外熱交換器(13)を使用しない運転とに分けられる。室外熱交換器(13)を使用しない運転は、室内ユニット(3)の暖房能力と冷蔵ユニット(4)および冷凍ユニット(5)の冷凍能力とが釣り合う場合に行われる運転であり、利用側ユニット同士において熱バランスが保たれる運転である。当該運転にあっては、室外熱交換器(13)を介して外部に熱を放出する必要がないので、無駄な熱交換を行わなくてもよい。そのため、省エネルギー化を促進することができる。
【００４０】
まず、室外熱交換器(13)を使用する暖房運転について説明する。この運転においては、四路切換弁(15)は第１ポートと第４ポートとが連通し、第２ポートと第３ポートとが連通する状態（第２状態）に設定される。室外ユニット(2)の電子膨張弁(27)は開いた状態に設定され、その開度は運転状態に応じて適宜調節される。
【００４１】
冷媒回路(6)の冷媒は、図３に示すように循環する。具体的には、圧縮機(11または12)から吐出された冷媒は、室内ユニット(3)に流入し、室内熱交換器(42)において凝縮して室内空気を加熱する。室内熱交換器(42)を流出した冷媒は、室外ユニット(2)に戻り、レシーバ(14)に流入する。レシーバ(14)を流出した冷媒は分流し、一方の冷媒は電子膨張弁(27)で減圧された後、室外熱交換器(13)において蒸発する。他方の冷媒は室外ユニット(2)を流出し、冷蔵ユニット(4)と冷凍ユニット(5)とに分流する。冷蔵ユニット(4)および冷凍ユニット(5)においては、前述した冷房運転時と同様にして冷却および冷凍が実行される。冷蔵ユニット(4)および冷凍ユニット(5)を流出した冷媒は合流し、室外ユニット(2)に流入する。室外ユニット(2)に流入した冷媒は、室外熱交換器(13)を流出した冷媒と合流し、圧縮機(11または12)に吸入される。この冷媒は、圧縮機(11または12)によって圧縮され、再び上記の循環動作を繰り返す。
【００４２】
次に、室外熱交換器(13)を使用しない暖房運転について説明する。当該暖房運転においても、四路切換弁(15)は第１ポートと第４ポートとが連通し、第２ポートと第３ポートとが連通する状態に設定される。しかし、本暖房運転では、室外ユニット(2)の電子膨張弁(27)は全閉状態に設定される。
【００４３】
冷媒回路(6)の冷媒は、図４に示すように循環する。具体的には、圧縮機(11または12)から吐出された冷媒は、室内ユニット(3)に流入し、室内熱交換器(42)において凝縮して室内空気を加熱する。室内熱交換器(42)を流出した冷媒は、室外ユニット(2)に戻り、レシーバ(14)に流入する。レシーバ(14)を流出した冷媒は室外ユニット(2)を流出し、冷蔵ユニット(4)と冷凍ユニット(5)とに分流する。冷蔵ユニット(4)および冷凍ユニット(5)においては、前述した冷房運転時と同様にして冷却および冷凍が実行される。冷蔵ユニット(4)および冷凍ユニット(5)を流出した冷媒は合流し、室外ユニット(2)に流入する。室外ユニット(2)に流入した冷媒は、圧縮機(11または12)に吸入される。吸入された冷媒は圧縮機(11または12)によって圧縮され、再び上記の循環動作を繰り返す。
【００４４】
−インバータ圧縮機の制御−
インバータ圧縮機(11)に対しては、運転周波数が３０Ｈｚ（最低周波数）〜２００Ｈｚの間で容量制御が行われる。
【００４５】
具体的には、運転周波数が上記最低周波数でない場合には、
（１）低圧圧力ＬＰ＜２．５ｋｇ／ｃｍ^２の運転状態が所定時間（例えば６０秒間）継続したときには周波数を減少させ、
（２）２．５ｋｇ／ｃｍ^２≦低圧圧力ＬＰ＜３ｋｇ／ｃｍ^２のときには周波数は変更せず、
（３）３ｋｇ／ｃｍ^２≦低圧圧力ＬＰの運転状態が所定時間（例えば６０秒間）継続したときには周波数を増加させる。
【００４６】
なお、上記および下記において、各圧力はゲージ圧を示す。上記（１）および（３）において、所定の運転状態が所定時間継続しなければ周波数の変更を行わないこととした理由は、ハンチングを防止するためである。
【００４７】
一方、運転周波数が最低周波数の場合には、
（１）低圧圧力ＬＰ≦０ｋｇ／ｃｍ^２のときにはインバータ圧縮機(11)の運転を停止し、
（２）０ｋｇ／ｃｍ^２＜低圧圧力ＬＰ＜３ｋｇ／ｃｍ^２のときには最低周波数の運転を継続し、
（３）３ｋｇ／ｃｍ^２≦低圧圧力ＬＰの運転状態が所定時間（例えば６０秒間）継続したときには周波数を増加させる。
【００４８】
−容量制御−
次に、図５〜図８を参照しながら、インバータ圧縮機(11)の容量制御を詳細に説明する。図５に示すように、まず、ステップＳＴ１において、低圧圧力ＬＰが３ｋｇ／ｃｍ^２以上か否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳＴ２に進み、第１タイマＴ１をリセットする。この第１タイマＴ１は、低圧圧力ＬＰが２．５ｋｇ／ｃｍ^２未満の運転状態の継続時間を計測するためのタイマである。
【００４９】
次に、ステップＳＴ３において、第２タイマＴ２が所定の継続時間を計測中か否かを判定する。この第２タイマＴ２は、低圧圧力ＬＰが３ｋｇ／ｃｍ^２以上の運転状態の継続時間を計測するためのタイマである。ステップＳＴ３の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳＴ４において第２タイマＴ２の計測を開始する。一方、ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ５に進む。
【００５０】
ステップＳＴ５においては、第２タイマＴ２の計測時間が所定時間（本実施形態では６０秒）に達したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ６に進んで周波数上昇制御を行う。一方、判定結果がＮＯの場合は、運転周波数を変更することなく、再びステップＳＴ１以降の処理を続ける。
【００５１】
図６は、ステップＳＴ６における周波数上昇制御の詳細を示すフローチャートである。周波数上昇制御では、ステップＳＴ３１において、目標周波数が所定の最高周波数ｆmax以上か否かを判定する。なお、目標周波数は公知の方法によって算出することができる。例えば、低圧圧力に基づいて算出した周波数の増分Δｆを、その時点での運転周波数ｆに加えること等によって算出することができる。ステップＳＴ３１の判定結果がＹＥＳの場合には、最高周波数ｆmaxを目標周波数とし、最高周波数ｆmaxで運転を行う（ステップＳＴ３２）。一方、判定結果がＮＯの場合には、運転周波数を所定周波数だけ上昇させる（ステップＳＴ３３）。
【００５２】
図５に示すように、ステップＳＴ６の周波数上昇制御が終了すると、ステップＳＴ７に進み、第２タイマＴ２をリセットする。
【００５３】
これに対し、ステップＳＴ１の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳＴ８に進み、低圧圧力ＬＰが２．５ｋｇ／ｃｍ^２以上かつ３ｋｇ／ｃｍ^２未満か否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、低圧圧力ＬＰは適正範囲内にあるので、運転周波数の変更は行わない。一方、判定結果がＮＯの場合には、ステップＳＴ９に進み、第２タイマＴ２をリセットする。続いて、ステップＳＴ１０において、第１タイマＴ１が所定の継続時間を計測中か否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ１２に進む。一方、判定結果がＮＯの場合は、ステップＳＴ１１に進み、第１タイマＴ１の計測を開始する。
【００５４】
ステップＳＴ１２においては、第１タイマＴ１の計測時間が所定時間（本実施形態では６０秒）に達したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ１３に進み、周波数減少制御を行う。一方、判定結果がＮＯの場合は、周波数を変更することなく、再びステップＳＴ１以降の処理を続ける。
【００５５】
図７は、ステップＳＴ１３における周波数減少制御の詳細を示すフローチャートである。周波数減少制御では、ステップＳＴ４１において、目標周波数が所定の最低周波数ｆmin以下か否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、最低周波数ｆminを目標周波数として運転を行う（ステップＳＴ４２）。一方、判定結果がＮＯの場合には、運転周波数を所定周波数だけ減少させる（ステップＳＴ４３）。
【００５６】
図５に示すように、ステップＳＴ１３の周波数減少制御が終了すると、ステップＳＴ１４に進み、第１タイマＴ１をリセットする。
【００５７】
−発停制御−
前述したように、運転周波数が最低周波数のときに低圧圧力が所定圧力以下になると、インバータ圧縮機(11)は停止する。そして、その後は図８に示す起動制御が実行される。
【００５８】
具体的には、まずステップＳＴ２１において、インバータ圧縮機(11)の運転を停止してから所定時間（例えば３〜５分）が経過したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ２２に進み、低圧圧力ＬＰが２．５ｋｇ／ｃｍ^２以上か否かを判定する。一方、ステップＳＴ２１の判定結果がＮＯの場合は、再びステップＳＴ２１以降の処理を行う。
【００５９】
ステップＳＴ２２の判定結果がＹＥＳの場合は、最低周波数を運転周波数として、インバータ圧縮機(11)の運転を再開する（ステップＳＴ２３）。一方、ステップＳＴ２２の判定結果がＮＯの場合は、再びステップＳＴ２１以降の処理を行う。
【００６０】
−実施形態の効果−
以上のように、本冷凍装置(1)では、インバータ圧縮機(11)の運転周波数が最低周波数のときに低圧圧力ＬＰが所定圧力以下になると、インバータ圧縮機(11)を一時的に停止することとした。そのため、利用側ユニット(3,4,5)から室外ユニット(2)に対してサーモオフ信号を送信しなくても、湿り運転を回避することができる。また、インバータ圧縮機(11)の運転を停止してから所定時間が経過し且つ低圧圧力ＬＰが所定圧力以上になると、インバータ圧縮機(11)を再起動することとした。そのため、利用側ユニット(3,4,5)から室外ユニット(2)に対してサーモオン信号を送信しなくても、自動的に運転を再開することができる。したがって、サーモオフ信号およびサーモオン信号を送受信するための伝送路を削減することができ、ユニット間の伝送レス化を達成することが可能となる。
【００６１】
伝送レス化に伴い、装置の配線の構成が簡単になる。また、利用側ユニット(3,4,5)を室外ユニット(2)の種類に合わせて選定する必要がなくなり、ユニットの組み合わせの自由度が拡大する。
【００６２】
なお、暖房運転時において利用側ユニット同士で熱バランスが保たれるときは、室内熱交換器(42)を凝縮器とし、冷蔵用冷却器(47)および冷凍用冷却器(56)を蒸発器として利用し、室外熱交換器(13)を利用しないこととしたので、室外に熱を放出することがなく、無駄な熱交換をなくすことができる。したがって、省エネルギー化を図ることができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、冷媒回路(6)は２段圧縮式冷凍サイクルを形成するように構成されていたが、カスケード熱交換器を別途設けることにより、２元式の冷凍サイクルを形成するように構成されていてもよいことは勿論である。
【００６４】
上記実施形態で明示した圧力や時間等の数値は例示であり、本発明に係る所定時間および所定圧力等は、それらの値に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】冷房運転時の冷媒の循環動作を説明するための冷媒回路図である。
【図３】室外熱交換器を使用する暖房運転時の冷媒循環動作を説明するための冷媒回路図である。
【図４】室外熱交換器を使用しない暖房運転時の冷媒循環動作を説明するための冷媒回路図である。
【図５】インバータ圧縮機の容量制御のフローチャートである。
【図６】周波数上昇制御のフローチャートである。
【図７】周波数減少制御のフローチャートである。
【図８】起動制御のフローチャートである。
【符号の説明】
(1) 冷凍装置
(2) 室外ユニット（熱源側ユニット）
(3) 室内ユニット（室内空調ユニット）
(4) 冷蔵ユニット
(5) 冷凍ユニット
(6) 冷媒回路
(11) インバータ圧縮機
(12) 非インバータ圧縮機
(13) 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
(42) 室内熱交換器
(47) 冷蔵用冷却器（冷蔵用熱交換器）
(56) 冷凍用冷却器（冷凍用熱交換器）
(83) 低圧圧力センサ（圧力検出手段）
(90) コントローラ
(91) 容量制御部（容量制御手段）
(92) 発停制御部（発停制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration apparatus including a heat source side unit, an indoor air conditioning unit, and a cooling unit.
[0002]
[Prior art]
For example, in a convenience store or the like, in-store air conditioning and food and food cooling are performed by a single refrigeration apparatus. This type of refrigeration apparatus includes an outdoor unit provided with a compressor, an indoor air conditioning unit that performs indoor air conditioning, and a cooling unit that cools food and drink (refrigeration unit, refrigeration unit) in order to perform cooling and heating and cooling of food and drink. A so-called multi-circuit connected to a unit or the like).
[0003]
By the way, when the load of the refrigeration apparatus is small, the refrigerant cannot be sufficiently evaporated in the evaporator, and the damp refrigerant returns to the compressor. Therefore, if the operation is continued as it is, the reliability of the compressor may be lowered. Therefore, in the conventional refrigeration apparatus, the following control is executed to protect the compressor.
[0004]
That is, each of the indoor air conditioning unit and the cooling unit during cooling switches to a thermo-off state in which the operation is stopped when the indoor air temperature or the interior temperature falls below a predetermined temperature, and outputs a thermo-off signal indicating the thermo-off state. Send to unit. On the other hand, when the indoor air temperature or the interior temperature becomes higher than the predetermined temperature, the operation is switched to the thermo-on state where the operation is resumed, and a thermo-on signal indicating the thermo-on state is transmitted to the outdoor unit. When the outdoor unit receives the thermo-off signal from all the indoor air-conditioning units and cooling units, the outdoor unit temporarily stops the operation of the compressor in order to avoid the wet operation. When the thermo-on signal is received from at least one of the indoor air conditioning unit and the cooling unit after the compressor is stopped, the compressor is restarted. Conventionally, wet operation was prevented by the above control.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus, a transmission path for transmitting and receiving the thermo-off signal and the thermo-on signal to the indoor air conditioning unit and the outdoor unit, and the cooling unit and the outdoor unit is necessary. Therefore, the configuration of the apparatus is complicated by the transmission path. In particular, in a refrigeration apparatus having a multi-circuit, the unit configuration is complicated, and accordingly, the transmission path tends to be complicated.
[0006]
Further, when the apparatus is configured by combining a plurality of units, the unit that can transmit and receive with the outdoor unit must be selected as the indoor air conditioning unit or the cooling unit, so that the degree of freedom in selecting the unit is small. That is, it is necessary to select a unit configured to be able to transmit and receive in advance, and it has not been possible to freely combine units that meet user preferences.
[0007]
The present invention has been made in view of such points, and by reducing the thermo-off signal and the transmission path for the thermo-on signal, the configuration of the apparatus is simplified and the units can be freely combined. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention performs capacity control using a compressor whose capacity is freely controlled, and performs compression when the low-pressure pressure of the refrigerant circuit becomes a predetermined value or less when the compressor is operating at the minimum capacity. The machine was stopped, and the compressor was restarted when a predetermined time elapsed after the stop and the low pressure became a predetermined value or more.
[0009]
Specifically, the first invention comprises a heat source side unit (2) having a compressor (11) and a heat source side heat exchanger (13) whose capacity can be controlled between a predetermined minimum capacity and a maximum capacity, An indoor air conditioning unit (3) having an indoor heat exchanger (42) for heating or cooling indoor air, and a cooling unit (4, 5) having a cooling heat exchanger (47,56) for cooling an object to be cooled; Is a refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit (6) connected at least, In the heat source side unit (2) Based on the pressure detection means (83) for detecting the low pressure of the refrigerant circuit (6), and the low pressure of the refrigerant circuit (6), When the low-pressure state in which the low-pressure pressure has decreased from a preset first predetermined value continues for a predetermined time, the capacity of the compressor (11) is reduced, while the low-pressure pressure is higher than the first predetermined value. When the high pressure state that has risen above the predetermined value continues for a predetermined time, the capacity of the compressor (11) is increased. Capacity control means (91) and the compressor (11) when the compressor (11) is operating at the minimum capacity, and the low pressure of the refrigerant circuit (6) falls below a predetermined value, the operation of the compressor (11) On the other hand, when a predetermined time has passed since the operation of the compressor (11) stopped and the low pressure of the refrigerant circuit (6) exceeds a predetermined value, the operation of the compressor (11) is resumed. And start / stop control means (92).
[0010]
In the first aspect of the invention, the capacity control means increases the capacity of the compressor when the capacity of the apparatus becomes insufficient and the low pressure of the refrigerant circuit increases. This increases the capacity of the device and reduces the low pressure. On the other hand, when the capacity of the apparatus becomes excessive and the low pressure is lowered, the capacity control means decreases the capacity of the compressor. This reduces the capacity of the device and increases the low pressure. By such capacity control, operation corresponding to the load is performed between the minimum capacity and the maximum capacity of the compressor.
[0011]
However, even when the capacity of the compressor is reduced to the minimum capacity, the capacity may still be excessive. In such a case, the sucked refrigerant becomes damp. In this case, since the capacity of the compressor cannot be further reduced, the damp operation cannot be avoided by the capacity control. Therefore, in the first invention, focusing on the fact that the low pressure decreases when the capacity becomes excessive, when the low pressure falls below a predetermined value, it is estimated that the operating state becomes the wet operating state, and the compressor is stopped. Let This avoids wet operation. On the other hand, after the compressor is stopped, the refrigeration load increases and the low-pressure pressure increases. Therefore, when a predetermined time has elapsed since the operation of the compressor stopped and the low pressure exceeds a predetermined value, the compressor restarts the operation because there is no fear of the wet operation. As a result, the cooling operation is resumed in the cooling unit.
[0012]
As described above, since the compressor is stopped and restarted based on the low pressure of the refrigerant circuit, the thermo-off signal and the thermo-on signal are transmitted between the indoor air conditioning unit and the heat source side unit, and between the cooling unit and the heat source side unit. No transmission / reception is required. Therefore, transmission-less between units is achieved. Accordingly, the configuration of the apparatus is simplified, and the units can be freely combined.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus according to the first aspect, the cooling unit includes a refrigeration unit having a refrigeration heat exchanger, and a refrigeration unit that cools an object to be cooled at a lower temperature than the refrigeration heat exchanger. And a refrigeration unit having a heat exchanger.
[0014]
In the second aspect of the invention, since the configuration of the refrigerant circuit becomes more complicated, the effect of transmission-lessness is exhibited more remarkably.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the operation state is estimated based on the operation capacity of the compressor and the low pressure of the refrigerant circuit, and the operation of the compressor is stopped when the operation is likely to be wet. Even if there is no transmission path for transmitting and receiving the thermo-off signal, the damp operation can be avoided. In addition, since the compressor is restarted based on the elapsed time and low pressure after the compressor is shut down, the operation can be automatically resumed even if there is no transmission path for transmitting and receiving the thermo-on signal. Can do. Therefore, transmission between units can be eliminated, and the configuration of the apparatus can be simplified. Moreover, the freedom degree of the combination of a unit can be expanded.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
-Configuration of refrigeration equipment-
As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus (1) according to the embodiment is a refrigeration apparatus that performs indoor air conditioning and refrigeration and freezing of food and drink, and is installed in a convenience store. The refrigeration apparatus (1) includes a refrigerant circuit (6) in which an outdoor unit (2), an indoor unit (3), a refrigeration unit (4), and a refrigeration unit (5) are connected. The outdoor unit (2) is a heat source side unit, and the indoor unit (3), the refrigeration unit (4), and the refrigeration unit (5) are use side units. The refrigerant circuit (6) is a so-called multi-circuit.
[0018]
The outdoor unit (2) is provided with an inverter compressor (11) and a non-inverter compressor (12), an outdoor heat exchanger (13), and a receiver (14) connected in parallel to each other. The inverter compressor (11) is a compressor whose capacity can be freely controlled. The range of the operating frequency of the inverter compressor (11) is not particularly limited, but is set to 30 Hz to 200 Hz in this embodiment. That is, the inverter compressor (11) is configured such that the capacity can be freely changed between a predetermined minimum capacity and a maximum capacity.
[0019]
A four-way switching valve (15) is provided on the discharge side of the compressor (11, 12). The discharge pipes of the compressors (11, 12) are connected to the first port (the lower port in FIG. 1) of the four-way switching valve (15). An oil separator (16), a temperature sensor (81), and a pressure sensor (82) are provided between the compressors (11, 12) and the four-way selector valve (15). The discharge pipe of the inverter compressor (11) is provided with a high pressure switch (40). The suction pipe (17) of the compressor (11, 12) is provided with a low pressure sensor (83) for detecting the low pressure LP of the refrigerant circuit (6). The oil return pipe (18) connects the oil separator (16) and the suction pipe (17). The oil return pipe (18) is provided with a solenoid valve (19). One end of the oil leveling pipe (20) of the compressor (11, 12) is connected to the side part of the non-inverter compressor (12), and the other end of the oil leveling pipe (20) is the suction pipe of the inverter compressor (11) ( 22) connected. The oil equalizing pipe (20) is provided with a solenoid valve (21).
[0020]
The refrigerant circuit (6) of the refrigeration apparatus (1) is not provided with a low pressure switch. Therefore, even if the low pressure of the refrigerant circuit (6) decreases, the compressor (11, 12) is not forcibly stopped by the low pressure switch.
[0021]
The second port (the right port in FIG. 1) of the four-way selector valve (15) is connected to one end of the outdoor heat exchanger (13) via the refrigerant pipe. The other end of the outdoor heat exchanger (13) is connected to the receiver (14) via the refrigerant pipe (24). The liquid side pipe (25) and the refrigerant pipe (24) of the receiver (14) are connected via a bypass pipe (26). The bypass pipe (26) is provided with an electronic expansion valve (27). One end of the refrigerant pipe (28) is connected between the electronic expansion valve (27) and the connection part of the liquid side pipe (25) in the bypass pipe (26). The other end of the refrigerant pipe (28) is connected to the suction pipe (17). The refrigerant pipe (28) is provided with an electromagnetic valve (29).
[0022]
The gas side pipe (30) of the receiver (14) is branched, one branch pipe (31) is connected to the suction pipe (17), and the other branch pipe (32) is connected to the non-inverter compressor (12). Connected to the discharge pipe. The branch pipe (31) is provided with a solenoid valve (33) and a temperature sensor (34). The branch pipe (32) is provided with a check valve (CV1) that blocks the flow of refrigerant from the compressor (11, 12).
[0023]
The liquid side pipe (25) of the receiver (14) branches into two refrigerant pipes (35, 36), and these refrigerant pipes (35, 36) extend to the outside of the outdoor unit (2). The refrigerant pipe (35) and the portion of the refrigerant pipe (24) near the receiver (14) are connected via the refrigerant pipe (41). The refrigerant pipe (41) is provided with a check valve (CV2) that blocks the flow of refrigerant from the receiver (14). The refrigerant pipe (24) is also provided with a check valve (CV3) that blocks the flow of refrigerant from the receiver (14).
[0024]
The suction pipe (17) of the compressor (11, 12) is connected to the third port (upper port in FIG. 1) of the four-way switching valve (15). The suction pipe (17) is provided with a temperature sensor (37). A refrigerant pipe (38) extending to the outside of the outdoor unit (2) is connected between the connection part of the intake pipe (17) with the four-way selector valve (15) and the connection part of the branch pipe (31). ing.
[0025]
A fourth port (left port in FIG. 1) of the four-way selector valve (15) is connected to a refrigerant pipe (39) extending to the outside of the outdoor unit (2). The four-way switching valve (15) is set so as to be freely switchable to the following first state or second state. In the first state, the first port communicates with the second port and the third state is set. The second state is a state in which the first port and the fourth port are communicated with each other, and the second port and the third port are in communication with each other.
[0026]
Further, the outdoor unit (2) is provided with an outdoor fan (23) for supplying air to the outdoor heat exchanger (13) and a temperature sensor (50) for detecting the outdoor air temperature.
[0027]
The indoor unit (3) performs indoor air conditioning, and includes an indoor heat exchanger (42), an indoor electronic expansion valve (43), and an indoor fan (44). One end of the indoor heat exchanger (42) is connected to the refrigerant pipe (39). The other end of the indoor heat exchanger (42) is connected to the refrigerant pipe (35). The indoor electronic expansion valve (43) is provided in the refrigerant pipe (35). The indoor heat exchanger (42) is provided with a temperature sensor (45), and the refrigerant pipe (39) is provided with a temperature sensor (46). Incidentally, (51) is a temperature sensor for detecting the indoor air temperature.
[0028]
The refrigeration unit (4) refrigerates food and drinks, and includes a refrigeration cooler (47), a refrigeration electronic expansion valve (48), and a refrigeration fan (49). One end of the refrigeration cooler (47) is connected to the refrigerant pipe (36). The other end of the refrigeration cooler (47) is connected to the refrigerant pipe (38). The refrigeration electronic expansion valve (48) is provided in the refrigerant pipe (36). The refrigeration cooler (47) is provided with a temperature sensor (53), and the refrigerant pipe (38) is provided with a temperature sensor (54). (52) is a temperature sensor for detecting the internal temperature.
[0029]
The refrigeration unit (5) is for freezing food and drink, a refrigeration compressor (55), a refrigeration cooler (56), a refrigeration electronic expansion valve (57), and a refrigeration fan (58) And. The refrigeration unit (5) is connected to a refrigerant pipe (59) branched from the refrigerant pipe (36) and a refrigerant pipe (60) branched from the refrigerant pipe (38). The refrigeration electronic expansion valve (57), the refrigeration cooler (56) and the refrigeration compressor (55) are connected in this order, and the refrigeration electronic expansion valve (57) is connected to the refrigerant pipe (59), The discharge side of the refrigeration compressor (55) is connected to the refrigerant pipe (60). The refrigeration cooler (56) is provided with a temperature sensor (61) and is connected to the outlet side piping of the refrigeration cooler (56) (that is, between the refrigeration cooler (56) and the refrigeration compressor (55)). ) Is provided with a temperature sensor (62). (63) is a temperature sensor for detecting the internal temperature.
[0030]
The refrigeration compressor (55) is a variable capacity compressor, and is composed of an inverter compressor. An oil separator (64) is provided in the discharge pipe of the refrigeration compressor (55). The oil return pipe (65) of the oil separator (64) is connected to the suction pipe (68) of the refrigeration compressor (55). The oil return pipe (65) is provided with a capillary tube (66). In FIG. 1, (CV) is a check valve, and (F) is a filter.
[0031]
The outdoor unit (2) is provided with a controller (90). The controller (90) includes a capacity control unit (91) that performs capacity control of the inverter compressor (11), and a start / stop control unit (92) that performs start / stop control of the inverter compressor (11). Yes. Although not shown, the controller (90) includes a first timer and a second timer described later.
[0032]
In the present embodiment, the overall capacity control of the compressors (11, 12) is performed as follows. That is, when the load is small, only the inverter compressor (11) is driven, and the capacity of the inverter compressor (11) is adjusted according to the load. On the other hand, when the load is large, both the inverter compressor (11) and the non-inverter compressor (12) are driven. When the non-inverter compressor (12) is started, the capacity of the inverter compressor (11) is reduced so that the capacity of the entire compressor (11, 12) continuously changes. Even when both the inverter compressor (11) and the non-inverter compressor (12) are driven, the capacity of the inverter compressor (11) is adjusted according to the load. Through the above control, capacity control corresponding to a wide range of loads is performed.
[0033]
The capacity control and start / stop control of the inverter compressor (11) will be described later.
[0034]
-Operation of refrigeration equipment-
<Cooling operation>
During the cooling operation, the four-way selector valve (15) is set to a state (first state) in which the first port and the second port communicate with each other and the third port and the fourth port communicate with each other. The electronic expansion valve (27) of the outdoor unit (2) is set to a fully closed state. The refrigerant in the refrigerant circuit (6) circulates as shown in FIG.
[0035]
Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (11 or 12) is condensed in the outdoor heat exchanger (13) and flows into the receiver (14). The refrigerant in the receiver (14) flows out of the outdoor unit (2) and then is divided into the indoor unit (3), the refrigeration unit (4), and the refrigeration unit (5). The refrigerant flowing into the indoor unit (3) is decompressed by the indoor electronic expansion valve (43) and then evaporated in the indoor heat exchanger (42) to cool the indoor air. The refrigerant flowing into the refrigeration unit (4) is depressurized to the first predetermined pressure PL1 by the refrigeration electronic expansion valve (48) and then evaporated in the refrigeration cooler (47) to cool the internal air.
[0036]
On the other hand, the refrigerant flowing into the refrigeration unit (5) is depressurized by the refrigeration electronic expansion valve (57) to a second predetermined pressure PL2 lower than the first predetermined pressure PL1. The decompressed refrigerant evaporates in the refrigeration cooler (56) to cool the internal air. The refrigerant that has flowed out of the refrigeration cooler (56) is boosted to the first predetermined pressure PL1 by the refrigeration compressor (55), and merges with the refrigerant that has flowed out of the refrigeration cooler (47). ). The refrigerant that has flowed into the outdoor unit (2) joins with the refrigerant that has returned from the indoor unit (3) to the outdoor unit (2), and is sucked into the compressor (11 or 12).
[0037]
The refrigerant sucked into the compressor (11 or 12) is compressed by the compressor (11 or 12), and the above-described circulation operation is repeated again. With the above operation, a two-stage compression refrigeration cycle is formed in the refrigerant circuit (6).
[0038]
In the refrigeration unit (5), the refrigeration oil separated by the oil separator (64) returns to the suction pipe (68) through the oil return pipe (65) and is collected by the refrigeration compressor (55).
[0039]
<Heating operation>
The heating operation is divided into an operation using the outdoor heat exchanger (13) and an operation not using the outdoor heat exchanger (13). The operation without using the outdoor heat exchanger (13) is an operation performed when the heating capacity of the indoor unit (3) is balanced with the refrigeration capacity of the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5). This is an operation in which heat balance is maintained between each other. In this operation, since it is not necessary to release heat to the outside via the outdoor heat exchanger (13), unnecessary heat exchange need not be performed. Therefore, energy saving can be promoted.
[0040]
First, the heating operation using the outdoor heat exchanger (13) will be described. In this operation, the four-way selector valve (15) is set to a state (second state) in which the first port and the fourth port communicate and the second port and the third port communicate. The electronic expansion valve (27) of the outdoor unit (2) is set in an open state, and the opening degree is appropriately adjusted according to the operating state.
[0041]
The refrigerant in the refrigerant circuit (6) circulates as shown in FIG. Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (11 or 12) flows into the indoor unit (3), condenses in the indoor heat exchanger (42), and heats indoor air. The refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger (42) returns to the outdoor unit (2) and flows into the receiver (14). The refrigerant flowing out of the receiver (14) is diverted, and one refrigerant is decompressed by the electronic expansion valve (27) and then evaporated in the outdoor heat exchanger (13). The other refrigerant flows out of the outdoor unit (2) and is divided into the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5). In the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5), cooling and freezing are performed in the same manner as in the cooling operation described above. The refrigerant flowing out of the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5) merges and flows into the outdoor unit (2). The refrigerant that has flowed into the outdoor unit (2) joins with the refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger (13), and is sucked into the compressor (11 or 12). This refrigerant is compressed by the compressor (11 or 12) and repeats the above circulation operation again.
[0042]
Next, heating operation without using the outdoor heat exchanger (13) will be described. Also in the heating operation, the four-way selector valve (15) is set in a state where the first port and the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other. However, in the main heating operation, the electronic expansion valve (27) of the outdoor unit (2) is set to a fully closed state.
[0043]
The refrigerant in the refrigerant circuit (6) circulates as shown in FIG. Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (11 or 12) flows into the indoor unit (3), condenses in the indoor heat exchanger (42), and heats indoor air. The refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger (42) returns to the outdoor unit (2) and flows into the receiver (14). The refrigerant flowing out of the receiver (14) flows out of the outdoor unit (2) and is divided into the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5). In the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5), cooling and freezing are performed in the same manner as in the cooling operation described above. The refrigerant flowing out of the refrigeration unit (4) and the refrigeration unit (5) merges and flows into the outdoor unit (2). The refrigerant flowing into the outdoor unit (2) is sucked into the compressor (11 or 12). The sucked refrigerant is compressed by the compressor (11 or 12), and the above circulation operation is repeated again.
[0044]
-Control of inverter compressor-
For the inverter compressor (11), capacity control is performed at an operating frequency of 30 Hz (minimum frequency) to 200 Hz.
[0045]
Specifically, when the operating frequency is not the lowest frequency,
(1) Low pressure LP <2.5kg / cm ² When the driving state continues for a predetermined time (for example, 60 seconds), the frequency is decreased,
(2) 2.5kg / cm ² ≦ Low pressure LP <3kg / cm ² The frequency is not changed when
(3) 3kg / cm ² ≦ When the operation state of the low pressure LP continues for a predetermined time (for example, 60 seconds), the frequency is increased.
[0046]
In the above and below, each pressure indicates a gauge pressure. the above (1) and (3) The reason why the frequency is not changed unless the predetermined operation state continues for a predetermined time is to prevent hunting.
[0047]
On the other hand, when the operating frequency is the lowest frequency,
(1) Low pressure LP ≦ 0kg / cm ² In the case of, stop the operation of the inverter compressor (11),
(2) 0 kg / cm ² <Low pressure LP <3kg / cm ² In the case of, continue the operation of the lowest frequency,
(3) 3kg / cm ² ≦ When the operation state of the low pressure LP continues for a predetermined time (for example, 60 seconds), the frequency is increased.
[0048]
-Capacity control-
Next, the capacity control of the inverter compressor (11) will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, first, in step ST1, the low pressure LP is 3 kg / cm. ² It is determined whether it is above. If the determination result is YES, the process proceeds to step ST2, and the first timer T1 is reset. The first timer T1 has a low pressure LP of 2.5 kg / cm. ² It is a timer for measuring the duration of the operating state below.
[0049]
Next, in step ST3, it is determined whether or not the second timer T2 is measuring a predetermined duration. The second timer T2 has a low pressure LP of 3 kg / cm. ² This is a timer for measuring the duration of the above operating state. If the decision result in the step ST3 is NO, the measurement of the second timer T2 is started in a step ST4. On the other hand, if the determination result of step ST3 is YES, the process proceeds to step ST5.
[0050]
In step ST5, it is determined whether or not the measurement time of the second timer T2 has reached a predetermined time (in this embodiment, 60 seconds). If the determination result is yes, the process proceeds to step ST6 to perform frequency increase control. On the other hand, if the determination result is NO, the processing after step ST1 is continued again without changing the operating frequency.
[0051]
FIG. 6 is a flowchart showing details of the frequency increase control in step ST6. In the frequency increase control, in step ST31, it is determined whether or not the target frequency is equal to or higher than a predetermined maximum frequency fmax. The target frequency can be calculated by a known method. For example, the frequency increment Δf calculated based on the low pressure can be calculated by adding it to the operating frequency f at that time. If the decision result in the step ST31 is YES, the operation is performed at the maximum frequency fmax with the maximum frequency fmax as the target frequency (step ST32). On the other hand, if the determination result is NO, the operating frequency is increased by a predetermined frequency (step ST33).
[0052]
As shown in FIG. 5, when the frequency increase control in step ST6 is completed, the process proceeds to step ST7, and the second timer T2 is reset.
[0053]
On the other hand, if the determination result of step ST1 is NO, the process proceeds to step ST8, where the low pressure LP is 2.5 kg / cm. ² More than 3kg / cm ² It is determined whether it is less than or not. When the determination result is YES, the low frequency pressure LP is within an appropriate range, and therefore the operation frequency is not changed. On the other hand, if the determination result is NO, the process proceeds to step ST9 to reset the second timer T2. Subsequently, in step ST10, it is determined whether or not the first timer T1 is measuring a predetermined duration. If the determination result is yes, the process proceeds to step ST12. On the other hand, if the determination result is NO, the process proceeds to step ST11, and measurement of the first timer T1 is started.
[0054]
In step ST12, it is determined whether or not the measurement time of the first timer T1 has reached a predetermined time (in this embodiment, 60 seconds). If the determination result is YES, the process proceeds to step ST13 to perform frequency reduction control. On the other hand, if the determination result is NO, the processing after step ST1 is continued again without changing the frequency.
[0055]
FIG. 7 is a flowchart showing details of the frequency reduction control in step ST13. In the frequency reduction control, in step ST41, it is determined whether or not the target frequency is equal to or lower than a predetermined minimum frequency fmin. If the determination result is YES, operation is performed with the lowest frequency fmin as the target frequency (step ST42). On the other hand, if the determination result is NO, the operating frequency is decreased by a predetermined frequency (step ST43).
[0056]
As shown in FIG. 5, when the frequency reduction control in step ST13 is completed, the process proceeds to step ST14, and the first timer T1 is reset.
[0057]
-Start / stop control-
As described above, the inverter compressor (11) stops when the low-pressure pressure becomes equal to or lower than the predetermined pressure when the operation frequency is the lowest frequency. Thereafter, the startup control shown in FIG. 8 is executed.
[0058]
Specifically, first, in step ST21, it is determined whether or not a predetermined time (for example, 3 to 5 minutes) has elapsed since the operation of the inverter compressor (11) was stopped. If the determination result is YES, the process proceeds to step ST22 where the low pressure LP is 2.5 kg / cm. ² It is determined whether it is above. On the other hand, if the decision result in the step ST21 is NO, the processes after the step ST21 are performed again.
[0059]
If the decision result in the step ST22 is YES, the operation of the inverter compressor (11) is restarted with the lowest frequency as the operation frequency (step ST23). On the other hand, if the decision result in the step ST22 is NO, the processes after the step ST21 are performed again.
[0060]
-Effect of the embodiment-
As described above, in the refrigeration apparatus (1), when the low-pressure pressure LP becomes a predetermined pressure or less when the operating frequency of the inverter compressor (11) is the lowest frequency, the inverter compressor (11) is temporarily stopped. It was decided. Therefore, it is possible to avoid the wet operation without transmitting a thermo-off signal from the use side units (3,4, 5) to the outdoor unit (2). In addition, when the predetermined time has elapsed since the operation of the inverter compressor (11) was stopped and the low pressure LP became equal to or higher than the predetermined pressure, the inverter compressor (11) was restarted. Therefore, the operation can be automatically restarted without transmitting a thermo-on signal from the use side unit (3,4, 5) to the outdoor unit (2). Therefore, the transmission path for transmitting and receiving the thermo-off signal and the thermo-on signal can be reduced, and transmission between units can be reduced.
[0061]
As transmission is reduced, the wiring configuration of the device becomes simple. Further, it is not necessary to select the use side unit (3,4, 5) according to the type of the outdoor unit (2), and the degree of freedom of unit combination is expanded.
[0062]
When the heat balance is maintained between the usage-side units during heating operation, the indoor heat exchanger (42) is a condenser, and the refrigeration cooler (47) and the refrigeration cooler (56) are evaporators. Since the outdoor heat exchanger (13) is not used, heat is not released to the outside, and wasteful heat exchange can be eliminated. Therefore, energy saving can be achieved.
[0063]
In the above embodiment, the refrigerant circuit (6) is configured to form a two-stage compression refrigeration cycle, but a cascade heat exchanger is provided separately to form a two-way refrigeration cycle. Of course, it may be comprised.
[0064]
Numerical values such as pressure and time specified in the above embodiment are examples, and the predetermined time and the predetermined pressure according to the present invention are not limited to these values.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram for explaining a refrigerant circulation operation during cooling operation.
FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram for explaining refrigerant circulation operation during heating operation using an outdoor heat exchanger.
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram for explaining refrigerant circulation operation during heating operation without using an outdoor heat exchanger.
FIG. 5 is a flowchart of capacity control of the inverter compressor.
FIG. 6 is a flowchart of frequency increase control.
FIG. 7 is a flowchart of frequency reduction control.
FIG. 8 is a flowchart of activation control.
[Explanation of symbols]
(1) Refrigeration equipment
(2) Outdoor unit (heat source side unit)
(3) Indoor unit (indoor air conditioning unit)
(4) Refrigeration unit
(5) Refrigeration unit
(6) Refrigerant circuit
(11) Inverter compressor
(12) Non-inverter compressor
(13) Outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
(42) Indoor heat exchanger
(47) Refrigeration cooler (refrigeration heat exchanger)
(56) Refrigeration cooler (refrigeration heat exchanger)
(83) Low pressure sensor (pressure detection means)
(90) Controller
(91) Capacity control unit (capacity control means)
(92) Start / stop control unit (start / stop control means)

Claims

A heat source side unit (2) having a compressor (11) and a heat source side heat exchanger (13) whose capacity can be controlled between a predetermined minimum capacity and maximum capacity;
An indoor air conditioning unit (3) having an indoor heat exchanger (42) for heating or cooling indoor air;
A refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit (6) connected at least with a cooling unit (4, 5) having a cooling heat exchanger (47, 56) for cooling an object to be cooled,
Pressure detecting means (83) for detecting the low pressure of the refrigerant circuit (6 ) in the heat source side unit (2) ;
Based on the low pressure of the refrigerant circuit (6), when the low pressure state in which the low pressure is lowered from a first predetermined value set in advance continues for a predetermined time, the capacity of the compressor (11) is reduced while the low pressure is reduced. When high pressure pressure rises to the second predetermined value or more higher than the first predetermined value continues for a predetermined time the compressor capacity control means Ru increases the capacity of the (11) (91),
When the compressor (11) is operating at the minimum capacity and the low pressure of the refrigerant circuit (6) falls below a predetermined value, the compressor (11) is stopped while the compressor (11) A start / stop control means (92) for restarting the operation of the compressor (11) when a predetermined time elapses after the operation of 11) is stopped and the low pressure of the refrigerant circuit (6) exceeds a predetermined value; A refrigeration apparatus.

The refrigeration apparatus according to claim 1,
The cooling unit includes a refrigeration unit (4) having a refrigeration heat exchanger (47), and a refrigeration heat exchanger (56) for cooling an object to be cooled at a lower temperature than the refrigeration heat exchanger (47). A refrigeration apparatus comprising the refrigeration unit (5).