JP5103065B2 - 冷凍機の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷凍機の冷凍サイクルを構成する少なくとも1台以上の圧縮機の運転を制御する制御装置に関するものである。
従来より、スーパーマーケット等の店舗に設置される複数のショーケースは、冷凍機により庫内が冷却され、陳列された商品が適正温度に保たれている。この冷凍機は、圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器などから冷媒サイクルが構成され、各ショーケース内に蒸発器が夫々設置されて、圧縮機は店舗内に設置されるショーケースとは別置きとされている。
特に、ショーケースの台数が多い場合には、複数台(例えば、2台〜5台)の圧縮機を設けて、ショーケースの負荷に応じて作動される圧縮機の台数を増減することにより、冷凍能力が制御されている。具体的に、従来は各圧縮機の冷媒吸込側に低圧側(入力側)の圧力を検出する圧力検出手段(例えば、機械式圧力スイッチ)が設けられ、当該機械式圧力スイッチにて検出される各圧縮機の低圧側の圧力により各圧縮機の動作が制御されて、適切な冷凍能力とされていた。
近年、このような圧力検出手段として、機械式圧力スイッチに換えて電子式圧力スイッチを使用に移行しつつある。即ち、機械式圧力スイッチは、低コストであるが、圧力の設定がドライバ等を用いたアナログ目盛調整のため、設定が困難で、且つ、精度が悪いという問題があり、高精度のデジタル方式の電子式圧力スイッチの使用へと移行しつつあった。しかしながら、電子式圧力スイッチの制御にはマイクロコンピュータの使用が必要となり、且つ、圧縮機の台数分だけ電子式圧力スイッチが必要となるため、機械式に比べてかなりコスト高となる問題が生じていた。
そこで、このような問題を解消するために、出願人は各圧縮機の低圧側の冷媒圧力を圧力信号として出力する検出手段と、この圧力信号と予め設定された3種類のON/OFF設定圧力とに基づき、2出力のON/OFFで4種の出力モードを制御すると共に、圧縮機の容量を異なる2つのグループに別けて、2出力の一方の出力のON/OFFで第1グループの圧縮機を制御し、他方の出力のON/OFFで第2グループの圧縮機を制御する制御手段を備えた圧縮機の制御装置を開発した。
これにより、圧縮機の制御を低コストで行うことが可能となり、且つ、圧力設定の簡略化を図ることが可能となった(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−337022号公報
しかしながら、上記制御装置により圧縮機を制御するためには、少なくとも当該制御装置を備えた専用の冷凍機に交換する必要があり、既在の冷凍機を制御することは不可能であった。
そこで、本発明は従来の係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、少なくとも1台以上の圧縮機を低コストで精度良く制御することを目的とし、特に、他種類の冷凍機であっても精度良く容量制御することができる冷凍機の制御装置を提供することを目的とする。
即ち、本発明の冷凍機の制御装置は、冷凍機の冷凍サイクルを構成する少なくとも1台以上の圧縮機の低圧側圧力に基づき、圧縮機の運転を制御するものであって、冷凍機の使用用途に応じて圧縮機の低圧側圧力の設定値を設定するための低圧側圧力設定操作手段と、圧縮機の低圧側圧力を検出する低圧側圧力検出手段と、この低圧側圧力検出手段が検出する圧縮機の低圧側圧力と低圧側圧力設定操作手段にて設定された設定値とに基づき、圧縮機の低圧側圧力が低圧側圧力設定操作手段にて設定された圧力範囲内となるように、所定の制御パターンにて圧縮機の運転制御を実行する制御手段と、冷凍機の冷凍サイクルで使用される冷媒の種類を切換設定するための切換操作手段とを備え、制御手段は、切換操作手段にて設定された冷媒の種類に応じて、低圧側圧力設定操作手段にて設定可能な前記圧力範囲を変更することを特徴とする。
請求項2の発明の冷凍機の制御装置は、外部の上位制御装置との間でデータの送受信を行うための送受信手段を備え、制御手段は、送受信手段を介して受け取った上位制御装置からの制御用データ中の低圧側圧力の設定値に基づき、圧縮機の運転制御を実行すると共に、上位制御装置との間でデータの送受信を行うための二線式及び四線式の通信線を接続可能な通信線接続部と、この通信線接続部に接続された通信線が二線式であるか四線式であるかに応じて回路を切り換えるための切換操作手段とを備えたことを特徴とする。
請求項3の発明の冷凍機の制御装置は、請求項1又は請求項2に記載の発明において制御手段により開閉制御される接点は、冷凍機に備えられた低圧スイッチと直列に接続されることを特徴とする。
本発明によれば、冷凍機の冷凍サイクルを構成する少なくとも1台以上の圧縮機の低圧側圧力に基づき、圧縮機の運転を制御する制御装置において、冷凍機の使用用途に応じて圧縮機の低圧側圧力の設定値を設定するための低圧側圧力設定操作手段と、圧縮機の低圧側圧力を検出する低圧側圧力検出手段と、この低圧側圧力検出手段が検出する圧縮機の低圧側圧力と低圧側圧力設定操作手段にて設定された設定値とに基づき、圧縮機の低圧側圧力が低圧側圧力設定操作手段にて設定された圧力範囲内となるように、所定の制御パターンにて圧縮機の運転制御を実行する制御手段と、冷凍機の冷凍サイクルで使用される冷媒の種類を切換設定するための切換操作手段とを備え、制御手段は、切換操作手段にて設定された冷媒の種類に応じて、低圧側圧力設定操作手段にて設定可能な前記圧力範囲を変更するので、複数台の圧縮機を精度良く制御することができる。特に、他機種の圧縮機であっても接続可能であるため、本発明の制御装置により、従来制御できなかった既在の冷凍機を精度良く容量制御することが可能となる。即ち、既在の冷凍機に本発明の制御装置を接続して。既在の冷凍機を精度良く容量制御することが可能であるため、コストの増大も極力抑えることができるようになる。
特に、請求項2の発明の如く、外部の上位制御装置との間でデータの送受信を行うための送受信手段を備え、制御手段は、送受信手段を介して受け取った上位制御装置からの制御用データ中の低圧側圧力の設定値に基づき、圧縮機の運転制御を実行するようにすれば、送受信手段を介して受け取った上位制御装置からの低圧側圧力の設定値に基づき、圧縮機の運転制御を実行する冷凍機を集中制御することができる。
また、上位制御装置との間でデータの送受信を行うための二線式及び四線式の通信線を接続可能な通信線接続部と、この通信線接続部に接続された通信線が二線式であるか四線式であるかに応じて回路を切り換えるための切換操作手段とを備えることで、二線式及び四線式のどちらの通信線を持つ上位制御装置にも対応可能となり、汎用性を高めることができる。
更に、請求項3の発明では、上記各発明において制御手段により開閉制御される接点は、冷凍機に備えられた低圧スイッチと直列に接続されるものとすれば、冷凍機の既在の低圧スイッチをフェールセーフとして使用することが可能となり、安全性の向上を図ることができる。
本発明は、少なくとも1台以上の圧縮機を低コストで精度良く制御することを目的とし、特に、既在の冷凍機を精度良く容量制御することができる冷凍機の制御装置を提供することを目的として成されたものである。既在の冷凍機を精度良く制御する冷凍機の制御装置を提供するという目的を、圧縮機の低圧側圧力の設定値を設定するための低圧側圧力設定操作手段と、圧縮機の低圧側圧力を検出する低圧側圧力検出手段と、この低圧側圧力検出手段が検出する圧縮機の低圧側圧力と低圧側圧力設定操作手段にて設定された設定値とに基づき、所定の制御パターンにて圧縮機の運転制御を実行する制御手段と、冷凍機の冷凍サイクルで使用される冷媒の種類を切換設定するための切換操作手段とを備え、制御手段は、切換操作手段にて設定された冷媒の種類に応じて、低圧側圧力設定操作手段にて設定可能な圧力範囲を変更することで実現した。以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の冷凍機の制御装置により運転制御される一実施例の冷凍機の冷凍サイクルの冷媒回路図、図2は本発明の冷凍機の制御装置の配置の一例を示す図である。この冷凍機は、複数台(図1では2台)のショーケース20の庫内冷却に用いられるものである。図1及び図2に示す本実施例の冷凍機Rは、2台の異出力の半密閉型圧縮機C1、C2を備えた冷凍機である。この冷凍機Rは、異出力の2台の圧縮機C1、C2と、この圧縮機C1、C2にて圧縮された冷媒を放熱する凝縮器(放熱器)13と、各ショーケース20内に設置された減圧手段としての膨張弁16A、16B及び蒸発器17A、17B等を配管接続することにより冷凍サイクルが構成されている。具体的に、2台の異出力の圧縮機C1、C2が相互に並列接続されており、各圧縮機C1、C2の冷媒吐出側にオイル分離器12が設けられている。このオイル分離器12は、各圧縮機C1、C2から吐出された高温高圧の冷媒ガス中に含まれるオイルを分離して、圧縮機C1、C2に戻すためのものである。
また、オイル分離器12の出口側には凝縮器13が設けられ、更にその出口側には受液器14が設置されている。受液器14は、上記凝縮器13で液化された冷媒を一時的に貯留し、膨張弁16A、16Bや蒸発器17A、17Bに液冷媒を安定して供給するためのものである。
そして、受液器14の出口側の配管は分岐し、それぞれ電磁弁15A、15Bを介してショーケース20内に設けられた膨張弁16A、16Bの入口に接続される。そして、膨張弁16A、16Bを出た配管は蒸発器17A、17Bの入口に接続される。蒸発器17A、17Bから出た配管は、各ショーケース20から出て合流した後、気液分離器18に至る。この気液分離器18は、ショーケース20内に設置された各蒸発器17A、17Bからの冷媒を気液分離し、気体分のみを圧縮機C1、C2に戻して、各圧縮機C1、C2が液圧縮する不都合を未然に防ぐためのものである。
そして、気液分離器18を出た配管は分岐してそれぞれ圧縮機C1、C2の冷媒吸込側に接続されている。尚、図1において、19は制御装置1の低圧圧力センサである。この低圧圧力センサ19は、圧縮機C1、C2の冷媒吸込側である圧縮機C1、C2の低圧側の冷媒圧力を検出するため低圧側圧力検出手段であり、後述する制御装置1に接続されている。また、図1において、29は圧縮機C1、C2の高圧側の冷媒圧力を検出する高圧圧力センサであり、低圧圧力センサ19と同様に制御装置1に接続されている。本実施例の冷凍機Rは、図2に示すようにユニットベース3上に横型の受液器14が固定され、この受液器14の上方に冷媒を圧縮する2台の圧縮機C1、C2と、既在の制御手段としてのコントローラ5とが並設されている。本発明では、このコントローラ5は、制御装置1と接続されて、当該制御装置1からの出力に基づき圧縮機C1、C2の運転制御を実行するものである。即ち、本実施例では、冷凍機Rの圧縮機C1、C2の運転は実質的に制御装置1により制御され、既在のコントローラ5は制御装置1の一部を構成するものとして使用されることとなる。コントローラ5は、電装箱7により外郭が構成されており、内部には制御基板が設けられている。
そして、電装箱7の側面には、既在の冷凍機Rに備えられた圧縮機C1、C2の高圧スイッチH1、H2と、低圧スイッチL1、L2とが設けられている。更に、電装箱7の背面側には、前述したオイル分離器12と気液分離器18が設置されている(図2では図示されず)。
一方、電装箱7の側方(図2では電装箱7の左方)には、本発明の制御装置1が設置されている。制御装置1は、ユニットベース3に4箇所アンカー固定されたキットスタンド6上に設置されている。制御装置1には、圧縮機の台数、又は、各圧縮機の容量、或いは、圧縮機の台数と各容量に応じた複数の制御パターンが書き込まれた記憶手段としてのメモリが内蔵されている。図3は制御装置1の正面図、図4は側面図(左側面図)、図5は平面図、図6は本体30のカバー35を開放した状態の正面図、図7は本体30内に配設された制御基板37の部品配置図の一部をそれぞれ示している。
制御装置1は、縦長四方状を呈した本体30とその本体30の上方に取り付けられた天板32から構成された電装箱33にて外郭が構成されている。本体30の正面にはカバー35が取り付けられ、当該カバー35により内部が開閉可能に閉塞されている。また、本体30の内部には、制御基板37が収容されている。
図6において、3P2は低圧圧力センサ19の配線接続部、3P3は高圧圧力センサ29の配線接続部、2P5は圧縮機C1、C2の吸入側(吸込側)冷媒温度を検出する吸入温度センサ(図示せず)の配線接続部、2P6は圧縮機C1、C2の吐出側冷媒温度を検出する吐出温度センサ(図示せず)の配線接続部であり、これらは何れの種類の冷凍機であっても共通して接続可能な配線接続部である。尚、本発明の冷凍機の制御装置1には、前述した低圧圧力センサ19が接続され、当該低圧圧力センサ19の出力に基づき、圧縮機の運転制御が実行されるため、従来冷凍機の運転制御に使用されていた低圧スイッチL1、L2は、制御装置1により開閉制御される接点に直列に接続して、低圧圧力のフェールセーフとして使用するものとする。
また、図6においてX1〜X8はリレーである。本実施例の制御装置1では、マルチ方式の冷凍機(圧縮機を備えたマルチ方式の冷凍機)を制御する場合には、X1は警報用のリレー(ONで接点開放、OFFで接点が導通され、警報作動)、X2は圧縮機の保護停止用のリレー(ONで接点導通、OFFで接点が開放され、全圧縮機が保護停止される)、X3はオイルバック停止用のリレー(OFFで接点導通、ONで接点が開放され、液管電磁弁が全閉)、X4〜X7は各圧縮機の容量制御用リレー(ONで接点導通、OFFで接点開放)、X8は凝縮器のファンの全速用リレー(ONで接点導通、OFFで接点開放)として使用するものとする。
一方、マルチ方式以外の冷凍機を制御する場合には、X1〜X3はそれぞれ凝縮器のファンモータの回転速度を全速にするリレー(X1とX3はONで接点開放、OFFで接点導通、X2はONで接点導通、OFFで接点開放)、X4〜X8は各圧縮機の容量制御用リレー(ONで接点導通、OFFで接点開放)として使用するものとする。
更に、マルチ方式の冷凍機が使用される場合には、2P3を電装箱33の温度異常用の接点、2P4をリセット用の接点として使用するものとする。また、3P1、2P1及び4P2は200Vの入力であり、マルチ方式の冷凍機を制御する場合、3P1は逆相入力、2P1は霜取入力、4P2は夜間入力として使用するものとする。更に、マルチ方式以外の冷凍機を制御する場合には2P1を冷凍機の各種異常入力として使用するものとする。
他方、図6及び図7に示すSW1は後述するLim値で全圧縮機を停止し、ON値で全圧縮機を運転させる強制モードと、自動モードとを切り換えるための自動強制切換スイッチ、SW3はモード切換用のディップスイッチ、SW4は機種切換用のディップスイッチ、SW6及びSW7は設定操作スイッチであり、これらは制御装置1のメモリーに書き込まれた複数の制御パターンから何れかの制御パターンを選択するための選択操作手段である。また、40は設定用のダイヤルである。上記自動強制切換スイッチSW1の自動モードでは、圧縮機を省エネ運転するための省エネモード、ショーケース内の商品を高鮮度に保つための高鮮度モード、圧縮機を1系統にて運転制御する1系統モード、若しくは、外部入力による夜間モード(本実施例の制御装置1では、夜間モードはマルチ方式の冷凍機の制御のみに適用可能な運転モード)の何れかが選択可能に構成されている。
また、実施例のスイッチSW3は、ON/OFF操作可能な8つのディップスイッチから成り、複数種類の冷凍機を通信制御するための冷凍機の機種選択スイッチと、冷凍機の冷凍サイクルで使用される冷媒の種類を切り換え設定するための冷媒選択スイッチ等を具備している。
また、スイッチSW4は、複数種類の冷凍機を通信制御するための冷凍機の機種選択スイッチで、ON/OFF操作可能な4つのディップスイッチから構成されており、各ディップスイッチのON/OFFを圧縮機の種類、容量及び台数に応じて予め決められた通り操作することで、それぞれの冷凍機を制御装置1により通信制御することができる。具体的に本実施例のスイッチSW4は図8に示すように予め冷凍機の種類に応じて各ディップスイッチのON/OFFが決められており、使用機種に応じて図8の如くSW4の1〜4のディップスイッチのON/OFFを操作することで、制御装置1にて各冷凍機の圧縮機を運転制御することができる。尚、図6及び図7において、45はデジタル表示部(実施例では4桁表示可能)である。デジタル表示部45は、各設定値、運転モード、各温度(圧縮機の吸入温度及び吐出温度)、故障内容(エラーコード)等を表示するための表示手段である。
例えば、運転モードを表示させたい場合には、ダイヤル40の運転モードが上(図7に示す運転の位置)に来るように操作すると、デジタル表示部45に現時点の運転モードが表示される。現時点の運転モードが省エネモードである場合には「Eco」、高鮮度モードである場合には「Fre」、1系統モードでは「Sin」とそれぞれデジタル表示部45に表示される。そして、運転モードを変更する場合には、前記各操作スイッチSW6、SW7を操作することで運転モードを設定(変更)することができる。
また、図7に示すようにダイヤル40の「運転」の表示が上に来るように操作すれば、デジタル表示部45に冷媒の低圧側の圧力が表示され、ダイヤル40の「高圧」の表示が上記の如く上に来るように操作すれば、デジタル表示部45に高圧圧力センサ29にて検出される高圧側圧力が0.01MPa単位で表示される。そして、ダイヤル40の「吸入」の表示が上に来るように操作すれば、デジタル表示部45に吸入温度センサにて検出される圧縮機に吸い込まれる冷媒の吸入温度が1℃毎に表示され、「吐出」が上に来るように操作すれば、吐出温度センサにて検出される圧縮機から吐出された冷媒の吐出温度が1℃毎に表示される。
また、ダイヤル40の「故障履歴」の表示が上に来るように操作すれば、デジタル表示部45に故障の内容がコード表示される。具体的に、マルチ方式の冷凍機に適用した場合、異常の原因が逆相である時はデジタル表示部45にE00が表示され、電装箱33の温度異常が原因である場合にはE01、低圧圧力異常が原因である場合はE02、圧縮機の保護ではE04、高圧圧力異常ではE06、吸入温度異常ではE07、吐出温度異常ではE040、何らかの通信異常が生じた場合にはE19がそれぞれデジタル表示部45にそれぞれ表示される。
一方、マルチ方式以外の既在の冷凍機に制御装置1を適用した場合、低圧圧力異常が原因である場合はE05、高圧圧力異常ではE06、吸入温度異常ではE07、吐出温度異常ではE04、何らかの通信異常が生じた場合にはE19がそれぞれデジタル表示部45に表示される。
また、図6及び図7において、51は後述する故障の発生時に点滅、若しくは、点灯して、故障の発生を表示するための警報ランプ、52は各圧縮機のリレーのコイルON時に各圧縮機がONされていることをそれぞれ表示するための圧縮機運転ランプ、53は基板チェックプログラムの作動を表示するためのチェックランプである。この基板チェックプログラムは、運転停止時に基板のチェックを行うためのものである。即ち、通常運転停止時にSW2をONすることで制御基板37のチェックを行うことができる。当該基板チェックプログラムの作動時には前記デジタル表示部45に「CHEC」が表示される。また、通常運転時にこのSW2がONされると、即ち、通常運転時には、基板チェックを行うことができず、誤操作であるため、デジタル表示部45に誤設定である旨の表示「−CH−」が表示される(使用者に誤設定であることを知らせて、SW2のOFFを促すための表示)。
更に、54、55は低圧側の圧力値を表示する圧力値表示ランプであり、54が低圧圧力センサ19にて検出される圧力値が設定値(後述するON値とOFF値の範囲内)より高い時に点灯するHIGHランプ、55が低圧圧力センサ19にて検出される圧力値が設定値(後述するON値とOFF値の範囲内)より低いときに点灯するLOWランプである。56は霜取り運転時に点灯する霜取ランプである。
ここで、制御装置1は、上述したように冷凍機の種類(圧縮機の台数及び各圧縮機の容量、若しくは、圧縮機の台数、又は、圧縮機の容量等)に応じてメモリに書き込まれた複数の制御パターンから前記各スイッチ(SW1、SW3、SW4、SW6、SW7)の操作により選択された何れかの制御パターンにてコントローラ5を介して圧縮機の運転制御を実行する。具体的に、制御装置1は上記制御パターンにて低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力が決められた圧力範囲(ON値とOFF値との範囲内)となるように圧縮機の運転をステップ制御する。
この低圧圧力のON値及びOFF値は、冷凍機の使用用途と冷媒の種類により制御装置1のメモリに書き込み可能に構成されている。図9は、冷凍機の使用用途と冷媒の種類により設定されたON値、OFF値の一例を示している。制御装置1には例えば、図9に示すようにno.1〜no.6の6つの設定をメモリに書き込むことができ、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7の操作により冷凍機の使用用途と冷媒の種類により最も適した設定を選択することで、制御装置1は、設定可能な圧力範囲(ON値とOFF値の範囲)を変更して、この選択された設定のON値とOFF値との範囲内となるように圧縮機の運転を制御する。
具体的には、ダイヤル40の表示値が上(ダイヤル40の「標準圧力設定」の表示が図7に示す「運転」の位置)に来るように操作する。そして、所望の設定値のno.を操作スイッチSW6、SW7を操作することで選択して、デジタル表示部45に表示させ、この状態でダイヤル40を操作して「運転」の表示を元の位置(図7に示す位置)に戻すことで、係るno.に記憶されたON値、OFF値で圧縮機が運転制御される。
尚、各no.にON値及びOFF値を書き込む場合(即ち、初期設定された各no.のON値、OFF値を新たに変更して、書き込む場合)には、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7とを操作することで変更することが可能である。即ち、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7とにより本発明の低圧側圧力設定操作手段が構成されている。
具体的に、圧力設定のON値を書き込む場合には、ダイヤル40の圧力設定のONが上に来るように操作する(圧力設定のONが図7に示すダイヤル40の「運転」の位置)。これにより、デジタル表示部45に現時点の圧力設定のON値が表示される。そして、ダイヤル40の位置をそのままの状態(ダイヤル40の圧力設定のONが上に在る状態)として、操作スイッチSW6、SW7を操作、例えば、ONの圧力設定値を上げたい場合には、デジタル表示部45に表示されるONの設定圧力が所望の値となるまで繰り返し操作スイッチSW7を操作すれば、設定値を上げることができる。また、ONの圧力設定値を下げる変更を行う場合には、ダイヤル40の位置をそのままの状態(ダイヤル40の圧力設定のONが上に在る状態)として、操作スイッチSW6を所望の値となるまで操作すれば、設定値を下げることができる。
一方、圧力設定のOFF値を書き込む場合は、ダイヤル40の圧力設定のOFFが上に来るように操作する(圧力設定のOFFが図7に示すダイヤル40の「運転」の位置)と、デジタル表示部45に現時点のOFFの圧力設定値が表示される。そして、ダイヤル40の位置をそのままの状態(ダイヤル40の圧力設定のOFFが上にある状態)として、操作スイッチSW6、SW7を操作、例えば、OFFの圧力設定値を上げたい場合には、デジタル表示部45に表示されるOFFの設定圧力が所望の値となるまで繰り返し操作スイッチSW7を操作すれば、設定値を上げることができる。また、OFFの圧力設定値を下げる変更を行う場合には、ダイヤル40の位置をそのままの状態(ダイヤル40の圧力設定のOFFが上に在る状態)として、操作スイッチSW6を所望の値となるまで操作すれば、設定値を下げることができる。
更に、制御装置1は、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値により複数のゾーンに区分し、その低圧圧力値が属するゾーンにより各ステップの切換時間を変化させている。具体的に、ゾーンは、上述した設定値のON値とOFF値の範囲内を中間(ゾーンC)として、そのゾーンCの範囲の圧力値より上に、2つのゾーン(ゾーンA及びゾーンB)が設定されている。ゾーンBは、ON値以上の圧力値であって、ON値より決定される所定の値(本実施例では、(ON値+0.1)×1.2−0.1)未満である範囲とされ、この値より上の圧力値にある場合にはゾーンAとして区分される。
また、ゾーンCの範囲の圧力値より下に、2つのゾーン(ゾーンD、ゾーンE)が設定されている。ゾーンDは、OFF値以下の圧力値であって、OFF値より決定される所定の値(本実施例では、(OFF値+0.1)×0.8−0.095)より高い範囲とされ、この値より低い圧力値にある場合にはゾーンEとして区分されている。そして、制御装置1は、検出された低圧圧力に基づき、ゾーン分けし、更に、運転モードを加味して圧縮機の容量のステップ制御方法(ステップ数など)とそのステップの切換時間とを決定し、これらに基づいて圧縮機の運転制御を行う。更に、使用する冷媒の種類と、OFF値に応じて全圧縮機を停止する圧力値(前述したLim値)が決定される。即ち、制御装置1は低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がこのLim値に低下すると、全圧縮機の運転を停止する。
具体的に本実施例では、冷媒としてR22が使用される場合、即ち、スイッチSW3のうち、冷媒の種類を選択するディップスイッチがR22に切り換えられている場合であって、OFF値が0.170MPa以上の場合には、Lim値は0.050MPaとされ、OFF値が0.100MPa以上であって、0.170MPa未満の場合には、0.030MPa、OFF値が0.100未満の圧力値であるときは、−0.010MPaに設定される。
一方、冷媒としてR404Aが使用される場合(ディップスイッチがR404Aに切り換えられている場合)であって、OFF値が0.240MPa以上の場合には、Lim値は0.090MPaとされ、OFF値が0.150MPa以上であって、0.240MPa未満の場合には、0.030MPa、OFF値が0.150未満の圧力値であるときには、−0.010MPaに設定される。
更にまた、本発明の制御装置1には、外部の上位制御装置としてのマスターコントローラMCとの間でデータの送受信を行うための送受信手段を備えており、本実施例では制御装置1の制御基板37に設けられた外部通信接続部5P1、5P2が送受信手段に相当する。この外部通信接続部5P1、5P2には、複数(実施例では各々5つ)の接続部が設けられており、二線式及び四線式の通信線と接続可能に構成されている。更に、制御基板37には、接続された通信線が二線式であるか四線式であるかに応じて回路を切り換えるための切換操作手段としての切換スイッチSW8が設けられている。具体的に、本実施例の制御装置1において、二線式の通信線と接続する場合には、図7に示す外部通信接続部5P2のうち、上から2つめと3つめの接続部を通信線と接続すると共に、切換スイッチSW8を操作することで、制御装置1と二線式の通信線を持つマスタコントローラMCとの間でデータの送受信を行い、上位制御装置からの制御用データに基づいて制御パターンを選択して圧縮機の運転制御を行うことができるようになる。
また、四線式の通信線を備えたマスターコントローラMCと接続する場合には、図7に示す外部通信部5P2のうち最も上の接続部以外の接続部を通信線と接続すると共に、切換スイッチSW8を操作することで、四線式の通信線を持つマスタコントローラMCとの間でデータの送受信行い、マスターコントローラMCからの制御用データに基づいて制御パターンを選択して圧縮機の運転制御を行うことができるようになる。
以上の構成で次に本発明の制御装置1による冷凍機の制御動作を説明する。
(1)3台の圧縮機を備えたマルチ方式(25HP)の冷凍機
始めに、同出力の2台の圧縮機(例えば、各出力10HP)とこれら2台の圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、出力5HP)を備えたマルチ方式の冷凍機の制御動作について図10を用いて説明する。この場合、制御装置1は当該冷凍機を6ステップ容量制御する。また、各ゾーンにおけるステップ移行時間は図11に示すように運転モードにより決定される。具体的に、省エネモードで本冷凍機を制御する動作を説明する。尚、本冷凍機には図1及び図2で示した冷凍機Rと同様に既在の冷凍機の制御手段としてのコントローラ5が取り付けられており、制御装置1はこのコントローラ5を介して圧縮機の運転を制御するものとして説明する。また、制御装置1の制御基板37には冷凍機の各配線が正しく接続されているものとする。
先ず、使用者により、機種切換用のスイッチSW4のON/OFFが操作され(即ち、図8のマルチ25HP)、自動強制切換スイッチSW1が自動モードに切り換えられると共に、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7により省エネモードが選択されると、制御装置1は、コントローラ5を介して圧縮機の運転制御を開始する。当該冷凍機が接続される場合には、制御装置1は圧縮機を6ステップ制御する。当該6ステップ制御は、低圧側圧力に応じて3台の圧縮機の運転を制御して6段階の出力に変化させて運転するものであり、図10に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は5HPの圧縮機3のみを運転(出力5HP)、ステップ3では10HPの圧縮機2のみを運転(出力10HP)、ステップ4では5HPの圧縮機3と10HPの圧縮機2の双方を運転(出力15HP)、ステップ5では10HPの圧縮機1と圧縮機2を運転(出力20HP)、ステップ6では全圧縮機1、2、3を運転(出力25HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
ここで、ステップ4(圧縮機2と圧縮機3が運転で出力15HP)での運転時に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに突入すると、制御装置1は、図11に示すように1分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ5に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンAにある場合には、制御装置1は、図11に示すように1.5分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ6に移行)する。
一方、係る出力アップにより低圧圧力値が低下して、ON値とOFF値の間の圧力値であるゾーンCになると、制御装置1は現在の出力を維持する(図11に示す変化なし)。更にまた、低圧圧力値がゾーンDに低下すると、制御装置1は、図11に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ5に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンDにある場合には、制御装置1は図11に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ4に移行)する。
そして、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンEに低下すると、制御装置1は図11に示す如く10秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を2ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を2ステップダウン(即ち、ステップ2に移行)する。更に、低圧圧力値が継続して、ゾーンEにある場合には、制御装置1は図11に示す如く20秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を2ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。係る信号によりコントローラ5は、圧縮機の出力をダウンし、全圧縮機の運転が停止される(ステップ1)。尚、何れのステップで運転中であっても、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が所定のLim値に低下した場合には、制御装置1は直ちに、コントローラ5に全圧縮機停止の信号を送出し、これにより全圧縮機が停止される(ステップ1に移行)。
一方、全圧縮機停止中(即ち、ステップ1)に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに上昇すると、制御装置1は図11に示すように1分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。他方、全圧縮機停止中に、低圧圧力値がゾーンBに上昇すると、制御装置1は図11に示すように2分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。
(2)3台の同出力の圧縮機を備えたマルチ方式(30HP)の冷凍機
次に、同出力の3台の圧縮機(例えば、各出力10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機の制御動作について図12を用いて説明する。この場合、制御装置1は当該冷凍機を4ステップ容量制御する。また、各ゾーンにおけるステップ移行時間は図13に示すように運転モードにより決定される。具体的に、高鮮度モードで本冷凍機を制御する動作を説明する。尚、本冷凍機には図1及び図2で示した冷凍機Rと同様に既在の冷凍機の制御手段としてのコントローラ5が取り付けられており、制御装置1はこのコントローラ5を介して圧縮機の運転を制御するものとして説明する。また、制御装置1の制御基板37には冷凍機の各配線が正しく接続されているものとする。
先ず、使用者により、機種切換用のスイッチSW4のON/OFFが操作され(即ち、図8のマルチ30HP)、自動強制切換スイッチSW1が自動モードに切り換えられると共に、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7により高鮮度モードが選択されると、制御装置1は、コントローラ5を介して圧縮機の運転制御を開始する。当該冷凍機が接続される場合、制御装置1は圧縮機を4ステップ制御する。当該4ステップ制御は、低圧側圧力に応じて3台の圧縮機の運転を制御して4段階の出力に変化させて運転するものであり、図12に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機3のみを運転(出力10HP)、ステップ3では2台の圧縮機2及び圧縮機3を運転(出力20HP)、ステップ4では全圧縮機1、2、3を運転(出力30HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
ここで、ステップ2(圧縮機3のみ運転で出力10HP)での運転時に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに突入すると、制御装置1は、図13に示すように1分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ3に移行)する。
一方、係る出力アップにより低圧圧力値が低下して、ON値とOFF値の間の圧力値であるゾーンCになると、制御装置1は現在の出力を維持する(図13に示す変化なし)。更にまた、低圧圧力値がゾーンDに低下すると、制御装置1は、図13に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ2に移行)する。
そして、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンEに低下すると、制御装置1は図13に示す如く10秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウンし、全圧縮機の運転が停止される(ステップ1)。尚、何れのステップで運転中であっても、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が所定のLim値に低下した場合には、制御装置1は直ちに、コントローラ5に全圧縮機停止の信号を送出し、これにより全圧縮機が停止される(ステップ1に移行)。
一方、全圧縮機停止中(即ち、ステップ1)に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに上昇すると、制御装置1は図13に示すように直ちに、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。他方、全圧縮機停止中に、低圧圧力値がゾーンBに上昇すると、制御装置1は図13に示すように1.5分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。
(3)4台の圧縮機を備えたマルチ方式(36HP)の冷凍機
次に、各々2台ずつ同出力の圧縮機(例えば、出力10HPの2台の圧縮機と出力8HPの2台の圧縮機)を備えたマルチ方式の冷凍機の制御動作について図14を用いて説明する。この場合、制御装置1は当該冷凍機を6ステップ容量制御する。また、各ゾーンにおけるステップ移行時間は図11に示すように運転モードにより決定される。具体的に、外部入力による夜間モード(図11に示す夜間入力時)で本冷凍機を制御する動作を説明する。尚、本冷凍機には上記各冷凍機と同様に既在の冷凍機の制御手段としてのコントローラ5が取り付けられており、制御装置1はこのコントローラ5を介して圧縮機の運転を制御するものとして説明する。また、制御装置1の制御基板37には冷凍機の各配線が正しく接続されているものとする。
先ず、使用者により、機種切換用のスイッチSW4のON/OFFが操作され(即ち、図8のマルチ36HP)、自動強制切換スイッチSW1が自動モードに切り換えられると共に、4P2からの外部入力により夜間モードが選択されると、制御装置1は、コントローラ5を介して圧縮機の運転制御を開始する。当該冷凍機が接続される場合には、制御装置1は圧縮機を6ステップ制御する。当該6ステップ制御は、低圧側圧力に応じて4台の圧縮機の運転を制御して6段階の出力に変化させて運転するものであり、図14に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は10HPの圧縮機1のみを運転(出力10HP)、ステップ3では8HPの2台の圧縮機3及び圧縮機4の双方が運転(出力16HP)、ステップ4では10HPの2台の圧縮機1及び圧縮機2の双方が運転(出力20HP)、ステップ5では8HPの2台の圧縮機3及び圧縮機4と、10HPの1台の圧縮機2が運転(出力26HP)、ステップ6では全圧縮機1、2、3、4が運転(出力36HP)を運転することで、制御装置1が圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
ここで、ステップ4(圧縮機1及び圧縮機2の双方が運転で出力20HP)での運転時に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに突入すると、制御装置1は、図11に示すように2分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ5に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンAにある場合には、制御装置1は、図11に示すように2分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ6に移行)する。
係る出力アップにより低圧圧力値がゾーンBになると、制御装置1は現在の出力を維持する(図11に示す変化無し)、この夜間モードでは低圧圧力値がゾーンBにある場合にはゾーンCと同様に出力を変更することなく、現在の出力を維持して運転する。
一方、低圧圧力値がゾーンDに低下すると、制御装置1は、図11に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ5に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンDにある場合には、制御装置1は図11に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ4に移行)する。
他方、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンEに低下すると、制御装置1は図11に示す如く10秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ3に移行)する。更に、低圧圧力値が継続して、ゾーンEにある場合には、制御装置1は図11に示す如く20秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。係る信号によりコントローラ5は、圧縮機の出力をダウン(ステップ2に移行)する。尚、何れのステップで運転中であっても、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が所定のLim値に低下した場合には、制御装置1は直ちに、コントローラ5に全圧縮機停止の信号を送出し、これにより全圧縮機が停止される(ステップ1に移行)。
また、全圧縮機停止中(即ち、ステップ1)に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに上昇すると、制御装置1は図11に示すように2分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。
(4)4台の同出力の圧縮機を備えたマルチ方式(40HP)の冷凍機
更に、同出力の4台の圧縮機(例えば、各出力10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では図15に示すように圧縮機の運転が5ステップ制御される。即ち、当該5ステップ制御は、低圧側圧力に応じて4台の圧縮機の運転を制御して5段階の出力に変化させて運転するものであり、図15に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機4のみを運転(出力10HP)、ステップ3では2台の圧縮機3及び圧縮機4を運転(出力20HP)、ステップ4では3台の圧縮機2、3、4を運転(出力30HP)、ステップ5では全圧縮機1、2、3、4を運転(出力40HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
また、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記(2)の冷凍機と同様に図13に示すように運転モードにより決定される。具体的に、省エネモードで本冷凍機を制御する動作を説明する。尚、本冷凍機には上述した各冷凍機と同様に既在の冷凍機の制御手段としてのコントローラ5が取り付けられており、制御装置1はこのコントローラ5を介して圧縮機の運転を制御するものとして説明する。同様に、制御装置1の制御基板37には冷凍機の各配線が正しく接続されているものとする。
先ず、使用者により、機種切換用のスイッチSW4のON/OFFが操作され(即ち、図8のマルチ40HP)、自動強制切換スイッチSW1が自動モードに切り換えられると共に、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7により省エネモードが選択されると、制御装置1は、コントローラ5を介して圧縮機の運転制御を開始する。
ここで、ステップ2(圧縮機4のみ運転で出力10HP)での運転時に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンBに突入すると、制御装置1は図13に示すように3分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ3に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンBにある場合には、制御装置1は図13に示すように2分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ4に移行)する。
更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに突入すると、制御装置1は図13に示す如く1分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ5に移行)する。
一方、係る出力アップにより低圧圧力値が低下して、ON値とOFF値の間の圧力値であるゾーンCになると、制御装置1は現在の出力を維持する(図13に示す変化なし)。更にまた、低圧圧力値がゾーンDに低下すると、制御装置1は、図13に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ4に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンDにある場合には、制御装置1は図13に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ3に移行)する。
そして、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンEに低下すると、制御装置1は図13に示す如く10秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ2に移行)する。更に、低圧圧力値が継続して、ゾーンEにある場合には、制御装置1は図13に示す如く20秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。係る信号によりコントローラ5は、圧縮機の出力をダウンし、全圧縮機の運転が停止される(ステップ1)。
尚、何れのステップで運転中であっても、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が所定のLim値に低下した場合には、制御装置1は直ちに、コントローラ5に全圧縮機停止の信号を送出し、これにより全圧縮機が停止される(ステップ1に移行)。
一方、全圧縮機停止中(即ち、ステップ1)に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに上昇すると、制御装置1は図13に示すように1分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。他方、全圧縮機停止中に、低圧圧力値がゾーンBに上昇すると、制御装置1は図13に示すように3分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。
(5)4台の圧縮機を備えたマルチ方式(65HP)の冷凍機
次に、2台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)と、この2台の圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、15HP)と、更にこれら圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図16に示すように圧縮機の運転が7ステップ制御される。即ち、当該7ステップ制御は、低圧側圧力に応じて4台の圧縮機の運転を制御して7段階の出力に変化させて運転するものであり、図16に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機4のみを運転(出力10HP)、ステップ3では1台の圧縮機2のみ運転(出力20HP)、ステップ4では2台の圧縮機2及び圧縮機4を運転(出力30HP)、ステップ5では2台の圧縮機1及び圧縮機2を運転(出力40HP)、ステップ6では3台の圧縮機1、2、4を運転(出力50HP)、ステップ7では全圧縮機1〜4を運転(出力65HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は図11に示すように運転モードにより決定される。具体的に、高鮮度モードで本冷凍機を制御する動作を説明する。尚、本冷凍機には上述した各冷凍機と同様に既在の冷凍機の制御手段としてのコントローラ5が取り付けられており、制御装置1はこのコントローラ5を介して圧縮機の運転を制御するものとして説明する。同様に、制御装置1の制御基板37には冷凍機の各配線が正しく接続されているものとする。
先ず、使用者により、機種切換用のスイッチSW4のON/OFFが操作され(即ち、図8のマルチ65HP)、自動強制切換スイッチSW1が自動モードに切り換えられると共に、ダイヤル40と操作スイッチSW6、SW7により高鮮度モードが選択されると、制御装置1は、コントローラ5を介して圧縮機の運転制御を開始する。
ここで、ステップ2(圧縮機4のみ運転で出力10HP)での運転時に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンBに突入すると、制御装置1は図11に示すように1.5分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ3に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンBにある場合には、制御装置1は図11に示すように1.5分後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(即ち、ステップ4に移行)する。
更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに突入すると、制御装置1は図11に示す如く1分後にコントローラ5に圧縮機の出力を2ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を2ステップアップ(即ち、ステップ6に移行)する。
一方、係る出力アップにより低圧圧力値が低下して、ON値とOFF値の間の圧力値であるゾーンCになると、制御装置1は現在の出力を維持する(図11に示す変化なし)。更にまた、低圧圧力値がゾーンDに低下すると、制御装置1は、図11に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ5に移行)する。更に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が継続して、ゾーンDにある場合には、制御装置1は図11に示す如く40秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を1ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップダウン(即ち、ステップ4に移行)する。
そして、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンEに低下すると、制御装置1は図11に示す如く10秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を2ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を2ステップダウン(即ち、ステップ2に移行)する。更に、低圧圧力値が継続して、ゾーンEにある場合には、制御装置1は図11に示す如く20秒後にコントローラ5に圧縮機の出力を2ステップダウンするようステップダウンの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力をダウンし、全圧縮機が停止される(ステップ1)。
尚、何れのステップで運転中であっても、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値が所定のLim値に低下した場合には、制御装置1は直ちに、コントローラ5に全圧縮機停止の信号を送出し、これにより全圧縮機が停止される(ステップ1に移行)。
一方、全圧縮機停止中(即ち、ステップ1)に、低圧圧力センサ19にて検出される低圧圧力値がゾーンAに上昇すると、制御装置1は図11に示すように直ちに、コントローラ5に圧縮機の出力を2ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を2ステップアップ(ステップ3に移行)する。他方、全圧縮機停止中に、低圧圧力値がゾーンBに上昇すると、制御装置1は図11に示すように1.5分後に、コントローラ5に圧縮機の出力を1ステップアップするようステップアップの信号を送る。これにより、コントローラ5は、圧縮機の出力を1ステップアップ(ステップ2に移行)する。
(6)4台の圧縮機を備えたマルチ方式(70HP)の冷凍機
次に、3台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)と、これら圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図17に示すように圧縮機の運転が8ステップ制御される。即ち、当該8ステップ制御は、低圧側圧力に応じて4台の圧縮機の運転を制御して8段階の出力に変化させて運転するものであり、図17に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機4のみを運転(出力10HP)、ステップ3では1台の圧縮機3のみ運転(出力20HP)、ステップ4では2台の圧縮機3及び圧縮機4を運転(出力30HP)、ステップ5では2台の圧縮機2及び圧縮機3を運転(出力40HP)、ステップ6では3台の圧縮機2、3、4を運転(出力50HP)、ステップ7では3台の圧縮機1〜3を運転(出力60HP)、ステップ8では全圧縮機1〜4を運転(出力70HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記図11に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(7)4台の圧縮機を備えたマルチ方式(75HP)の冷凍機
次に、3台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)と、これら圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、15HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図18に示すように圧縮機の運転が5ステップ制御される。即ち、当該5ステップ制御は、低圧側圧力に応じて4台の圧縮機の運転を制御して5段階の出力に変化させて運転するものであり、図18に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機4のみを運転(出力15HP)、ステップ3では2台の圧縮機3及び圧縮機4を運転(出力35HP)、ステップ4では3台の圧縮機2〜4を運転(出力55HP)、ステップ5では全圧縮機1〜4を運転(出力75HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記図13に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(8)4台の同出力の圧縮機を備えたマルチ方式(80HP)の冷凍機
更に、4台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図19に示すように圧縮機の運転が5ステップ制御される。即ち、当該5ステップ制御は、低圧側圧力に応じて4台の圧縮機の運転を制御して5段階の出力に変化させて運転するものであり、図19に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機4のみを運転(出力20HP)、ステップ3では2台の圧縮機3及び圧縮機4を運転(出力40HP)、ステップ4では3台の圧縮機2〜4を運転(出力60HP)、ステップ5では全圧縮機1〜4を運転(出力80HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記図13に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(9)5台の圧縮機を備えたマルチ方式(85HP)の冷凍機
更に、3台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)と、これら3台の圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、出力15HP)と、更にこれら圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、出力10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図20に示すように圧縮機の運転が9ステップ制御される。即ち、この9ステップ制御は、低圧側圧力に応じて5台の圧縮機の運転を制御して9段階の出力に変化させて運転するものであり、図20に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機5のみを運転(出力10HP)、ステップ3では1台の圧縮機3のみ運転(出力20HP)、ステップ4では2台の圧縮機3及び圧縮機5を運転(出力30HP)、ステップ5では2台の圧縮機2及び圧縮機3を運転(出力40HP)、ステップ6では3台の圧縮機2、3及び圧縮機5を運転(出力50HP)、ステップ7では同出力の3台の圧縮機1〜3を運転(出力60HP)、ステップ8では4台の圧縮機1〜3及び圧縮機5を運転(出力70HP)、ステップ9では全圧縮機1〜5を運転(出力85HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記図11に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(10)5台の圧縮機を備えたマルチ方式(90HP)の冷凍機
更にまた、4台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)と、これら4台の圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、出力10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図21に示すように圧縮機の運転が10ステップ制御される。即ち、当該10ステップ制御は、低圧側圧力に応じて5台の圧縮機の運転を制御して10段階の出力に変化させて運転するものであり、図21に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機5のみを運転(出力10HP)、ステップ3では1台の圧縮機4のみ運転(出力20HP)、ステップ4では2台の圧縮機4及び圧縮機5を運転(出力30HP)、ステップ5では2台の圧縮機3及び圧縮機4を運転(出力40HP)、ステップ6では3台の圧縮機3〜5を運転(出力50HP)、ステップ7では同出力の3台の圧縮機2〜4を運転(出力60HP)、ステップ8では4台の圧縮機2〜4と圧縮機5を運転(出力70HP)、ステップ9では4台の同出力の圧縮機1〜4を運転(出力80HP)、ステップ10では全圧縮機1〜5を運転(出力90HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記図11に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため説明を省略する。
(11)5台の圧縮機を備えたマルチ方式(95HP)の冷凍機
更にまた、4台の同出力の圧縮機(例えば、出力20HP)と、これら4台の圧縮機と異出力の1台の圧縮機(例えば、出力15HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図22に示すように圧縮機の運転が6ステップ制御されている。この6ステップ制御は、低圧側圧力に応じて5台の圧縮機の運転を制御して6段階の出力に変化させて運転するものであり、図22に示す如くステップ1では全圧縮機が停止(出力0HP)、ステップ2は1台の圧縮機5のみを運転(出力15HP)、ステップ3では2台の圧縮機4及び圧縮機5を運転(出力35HP)、ステップ4では3台の圧縮機3〜5を運転(出力55HP)、ステップ5では4台の圧縮機2〜5を運転(出力75HP)、ステップ6では全圧縮機1〜5を運転(出力95HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は前記図13に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため説明を省略する。尚、5台の同出力の圧縮機を備えたマルチ方式の冷凍機も図22と同様に5ステップ制御するものとする。
(12)2台の異出力の圧縮機を備えたマルチ方式の冷凍機
尚、本実施例の図1及び図2で説明した冷凍機Rのように2台の異出力の圧縮機(例えば、出力20HPの圧縮機と出力10HPの圧縮機)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図23に示すように圧縮機の運転が4ステップ制御される。当該4ステップ制御は、低圧側圧力に応じて2台の圧縮機の運転を制御して4段階の出力に変化させて運転するものであり、図23に示すようにステップ1では全圧縮機が(出力0HP)、ステップ2は圧縮機2のみを運転(出力10HP)、ステップ3では圧縮機1のみ運転(出力20HP)、ステップ4では両圧縮機1、2を運転(出力30HP)することで、圧縮機の運転及び容量制御を行っている。
この場合、各ゾーンにおけるステップ移行時間は前記図13に示すように運転モードにより決定される。具体的な制御動作は上記各冷凍機と同様であるため説明を省略する。
(13)2台の同出力の圧縮機及び3台の同出力の圧縮機を備えたマルチ方式の冷凍機
更に、2台の同出力の圧縮機(例えば、出力10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図24に示すように圧縮機の運転が3ステップ制御され、各ゾーンにおけるステップ移行時間は前記図13に示す運転モードにより決定されるものとする。更にまた、3台の同出力の圧縮機(例えば、出力10HP)を備えたマルチ方式の冷凍機では、図25に示すように圧縮機の運転が4ステップ制御され、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記同様に図13に示す運転モードにより決定されるものとする。
(14)1台の圧縮機からなる冷凍機(シングル機種)
尚、上記(1)〜(14)では複数台(2台〜5台)の圧縮機を備えた冷凍機についての制御であったが、圧縮機1台のみを本発明の制御装置1により制御することも勿論可能である。例えば、出力10HPの圧縮機から成る冷凍機では、図26に示すように制御され、各ゾーンにおけるステップ移行時間は上記同様に図13に示す運転モードにより決定される。
以上、詳述したように本発明の制御装置1は複数の容量制御パターンを持ち、圧縮機の台数に応じてこれら制御パターンを選択することができるので、少なくとも1台以上の圧縮機を精度良く制御することができる。特に、制御方法の異なる他社の冷凍機であっても本発明の制御装置1と接続可能であり、本制御装置1にて精度良く容量制御することができる。更に、既在の冷凍機に本発明の制御装置1を接続することで既在の冷凍機を精度良く容量制御することが可能であるため、コストの増大も極力抑えることができるようになる。
特に、冷凍機の冷凍サイクルで使用される冷媒の種類を切換設定するための切換操作手段とを備え、切換操作手段にて設定された冷媒の種類に応じて、低圧側圧力設定操作手段にて設定可能な圧力範囲を変更することができる。
また、既在の冷凍機に備えられた低圧スイッチを本発明の制御装置1により開閉制御される接点に直列に接続することで、冷凍機の既在の低圧スイッチをフェールセーフとして使用することが可能となり、安全性の向上を図ることができる。
更に、本発明の制御装置1は、前述したように外部の上位制御装置としてのマスターコントローラMCとの間でデータの送受信を行うための送受信手段を備えているので、送受信手段を介して受け取った上位制御装置からの制御用データに基づいて制御パターンを選択し、圧縮機の運転制御を実行することができる。これにより、図27に示すように複数の冷凍機にそれぞれ本発明の制御装置1を接続することで、これらをマスターコントローラMCにて集中制御することも可能となる。
特に、送受信手段を介して受け取ったマスターコントローラMCからの制御用データ中の低圧側圧力の設定値に基づき、圧縮機の運転制御を実行することで、冷凍機の集中制御をより一層精度良く行うことが可能となる。
更にまた、本発明の制御装置1は、前述の如くマスターコントローラMCとの間でデータの送受信を行うための二線式及び四線式の通信線を接続可能な通信線接続部と、この通信線接続部に接続された通信線が二線式であるか四線式であるかに応じて回路を切り換えるための切換操作手段とを備えることで、二線式及び四線式のどちらの通信線を持つ上位制御装置にも対応可能である。これにより、汎用性を更に高めることができるようになる。
本発明の冷凍機の制御装置により制御される一実施例の冷凍機の冷媒回路図である。 本発明の冷凍機の制御装置の配置の一例を示す図である。 図1の制御装置の正面図である。 図1の制御装置の側面図(左側面図)である。 図1の制御装置の平面図である。 図2の制御装置の扉を開放した状態を示す図である。 図2の制御装置の制御基板の部品配置図の一部である。 本実施例の制御装置の機種に応じたスイッチSW4のON/OFF操作の一例を示す図である。 本実施例の制御装置のメモリに書き込まれたON値及びOFF値の一例を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(25HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の各運転モードにおける各ゾーンのステップ移行時間を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(30HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の各運転モードにおける各ゾーンのステップ移行時間を示すもう一つの図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(36HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(40HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(65HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(70HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(75HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(80HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(85HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(90HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置によるマルチ(95HP)の圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置による異出力2台マルチの圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置による同出力2台マルチの圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置による同出力3台マルチの圧縮機のステップ制御を示す図である。 本実施例の制御装置による1台の圧縮機(シングル機種)のステップ制御を示す図である。 本発明の制御装置を複数台用いて外部の上位制御装置にて集中制御する場合の一例の電気回路図である。
R 冷凍機
C1、C2 圧縮機
1 制御装置
3 ユニットペース
5 コントローラ
6 キットスタンド
7 電装箱
12 オイル分離器
13 凝縮器(放熱器)
14 受液器
15 電磁弁
16 膨張弁(減圧手段)
17 蒸発器
18 気液分離器
19 低圧圧力センサ(低圧側圧力検出手段)
20 ショーケース
29 高圧圧力センサ
30 本体
32 天板
33 電装箱
35 カバー
37 基板部
40 ダイヤル
45 デジタル表示部
5P1、5P2 外部通信接続部(送受信手段)
L1、L2 低圧スイッチ
SW1〜SW7 スイッチ
SW8 切換スイッチ(通信線切換用の切換操作手段)

Claims (3)

  1. 冷凍機の冷凍サイクルを構成する少なくとも1台以上の圧縮機の低圧側圧力に基づき、前記圧縮機の運転を制御する制御装置において、
    前記冷凍機の使用用途に応じて前記圧縮機の低圧側圧力の設定値を設定するための低圧側圧力設定操作手段と、
    前記圧縮機の低圧側圧力を検出する低圧側圧力検出手段と、
    該低圧側圧力検出手段が検出する前記圧縮機の低圧側圧力と前記低圧側圧力設定操作手段にて設定された設定値とに基づき、前記圧縮機の低圧側圧力が前記低圧側圧力設定操作手段にて設定された圧力範囲内となるように、所定の制御パターンにて前記圧縮機の運転制御を実行する制御手段と、
    前記冷凍機の冷凍サイクルで使用される冷媒の種類を切換設定するための切換操作手段とを備え、
    前記制御手段は、前記切換操作手段にて設定された冷媒の種類に応じて、前記低圧側圧力設定操作手段にて設定可能な前記圧力範囲を変更することを特徴とする冷凍機の制御装置。
  2. 外部の上位制御装置との間でデータの送受信を行うための送受信手段を備え、前記制御手段は、前記送受信手段を介して受け取った前記上位制御装置からの制御用データ中の低圧側圧力の設定値に基づき、前記圧縮機の運転制御を実行すると共に、
    前記上位制御装置との間でデータの送受信を行うための二線式及び四線式の通信線を接続可能な通信線接続部と、該通信線接続部に接続された前記通信線が二線式であるか四線式であるかに応じて回路を切り換えるための切換操作手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の冷凍機の制御装置。
  3. 前記制御手段により開閉制御される接点は、前記冷凍機に備えられた低圧スイッチと直列に接続されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷凍機の制御装置。
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