JP6518467B2 - Refrigeration system - Google Patents
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Description
本発明は、過冷却器を備えている冷凍装置に関し、特に、過冷却器下流側の冷媒配管への結露を抑制するものに好適である。 The present invention relates to a refrigeration system provided with a subcooler, and is particularly suitable for suppressing condensation on refrigerant piping downstream of the subcooler.
過冷却器を備えている従来の冷凍装置としては、特開2013−142487号公報(特許文献1)に記載されているものがある。この特許文献1のものでは、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒を凝縮器において凝縮し、この凝縮された液冷媒を更に過冷却させる過冷却器(過冷却熱交換器)を備えている。前記過冷却器は、冷媒が前記凝縮器で完全に凝縮しきらずにフラッシュガス化することを回避する目的や、液冷媒の温度低下による冷凍能力の向上を目的として用いられている。
As a conventional freezing apparatus provided with the subcooler, there are some which are described in JP, 2013-142487, A (patent documents 1). According to
前記過冷却器においては、主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記過冷却器を流れる前記主冷媒配管からの液冷媒を過冷却する液冷媒冷却回路を備えている。また、前記過冷却器において主冷媒配管を流れる高圧液冷媒を過冷却した後の前記減圧冷媒は、前記圧縮機の中間圧部に注入されるように構成されている。 In the subcooler, there is provided a liquid refrigerant cooling circuit for supercooling the liquid refrigerant from the main refrigerant pipe flowing through the subcooler by the decompressed refrigerant obtained by extracting and decompressing a part of the high pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe. Have. Further, the depressurized refrigerant after supercooling of the high pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe in the subcooler is configured to be injected into an intermediate pressure portion of the compressor.
上記特許文献1のものでは過冷却器により、該過冷却器下流側の冷媒配管を流れる冷媒の温度が露点温度以下まで低下する場合があり、この場合前記冷媒配管には結露が発生する。この結露を防止するため、従来は、現地において前記冷媒配管に断熱材を取り付けているが、現地施工時の作業負担が大きくなると共に、断熱材使用によるコストもかかるという課題があった。
In the case of
また、過冷却器を備えていない製品(冷凍装置)から過冷却器を具備した製品へのリプレース時に、既設の冷媒配管を利用する場合には、断熱材の取り付けが困難になる場合もあり、この場合には結露の発生を防止できないか、結露が発生しないように前記過冷却器における冷却量を抑制しなければならず冷凍能力を向上できないという課題があった。 In addition, when using existing refrigerant piping when replacing a product without a subcooler (refrigerator) with a product equipped with a supercooler, installation of a heat insulator may be difficult, In this case, there is a problem that the occurrence of condensation can not be prevented or the amount of cooling in the supercooler must be suppressed so that condensation does not occur, and the refrigeration capacity can not be improved.
一方、冷凍装置を設置する現地の冷媒配管に断熱施工がなされている場合もある。この場合には結露に関する問題がないので、液冷媒温度をできるだけ低くして冷凍能力を向上できるようにすることが望ましい。しかし、従来の冷凍装置では、液冷媒温度を低く制御して冷凍能力を向上させることに関して十分な配慮が為されていない。 On the other hand, there are also cases where heat insulation construction is performed on the local refrigerant piping where the refrigeration system is installed. In this case, since there is no problem regarding condensation, it is desirable to lower the liquid refrigerant temperature as much as possible to improve the refrigeration capacity. However, in the conventional refrigeration system, sufficient consideration has not been made in improving the refrigeration capacity by controlling the liquid refrigerant temperature low.
本発明の目的は、過冷却器下流側の冷媒配管に断熱材を使用しない場合でも結露の発生を抑制できると共に、冷凍能力の向上も図ることのできる冷凍装置を得ることにある。 An object of the present invention is to obtain a refrigeration system capable of suppressing the occurrence of condensation even when a heat insulating material is not used for refrigerant piping on the downstream side of the subcooler and also capable of improving the refrigeration capacity.
上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機と、該圧縮機から吐出される冷媒を凝縮する凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を更に過冷却する過冷却器と、これらの機器を接続する主冷媒配管と、前記主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記過冷却器を流れる前記主冷媒配管からの冷媒を過冷却すると共に、この過冷却後の前記減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路と、該液冷媒冷却回路を流れる冷媒の流量を制御すると共に減圧するための過冷却用膨張装置と、この過冷却用膨張装置を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサを備え、前記制御装置は、前記過冷却器下流側の液冷媒の目標温度を、前記外気温度センサで検出された外気温度に予め定めた任意の差分を与えた値とし、この目標温度に基づいて前記過冷却用膨張装置を制御する結露抑制モードを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor, a condenser for condensing a refrigerant discharged from the compressor, a supercooler for further supercooling the refrigerant condensed by the condenser, and The refrigerant from the main refrigerant pipe flowing through the supercooler is supercooled by a main refrigerant pipe connecting devices and a decompressed refrigerant obtained by extracting and reducing a part of the high pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe, and supercooling the refrigerant from the main refrigerant pipe flowing through A liquid refrigerant cooling circuit for injecting the decompressed refrigerant after supercooling into an intermediate pressure portion of a compressor, a supercooling expansion device for controlling and reducing the flow rate of refrigerant flowing through the liquid refrigerant cooling circuit, and The control device for controlling the expansion device for cooling, and the outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, the control device detects the target temperature of the liquid refrigerant downstream of the subcooler, the outside air detected by the outside air temperature sensor Any pre-determined temperature Min to a value given, characterized in that it comprises a condensation suppression mode for controlling the super cooling expansion device on the basis of the target temperature.
本発明の他の特徴は、圧縮機と、該圧縮機から吐出される冷媒を凝縮する凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を更に過冷却する過冷却器と、これらの機器を接続する主冷媒配管と、前記主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記過冷却器を流れる前記主冷媒配管からの冷媒を過冷却すると共に、この過冷却後の前記減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路と、該液冷媒冷却回路を流れる冷媒の流量を制御すると共に減圧するための過冷却用膨張装置と、この過冷却用膨張装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記過冷却器下流側の冷媒配管が結露するのを抑制する結露抑制モードと、前記過冷却器下流側の液冷媒温度をできるだけ低下させて高い冷凍能力で運転する液温最適モードを備え、前記結露抑制モードでは、前記過冷却器下流側の液冷媒の目標温度を、外気温度に予め定めた任意の差分を与えた値とし、この目標温度に基づいて前記過冷却用膨張装置を制御し、前記液温最適モードでは、前記過冷却用膨張装置の開度を液冷媒温度が低下する方向に増加或いは減少させ、液冷媒温度が低下する場合には前記開度を更に増加或いは減少させる動作を繰り返し、液冷媒温度の低下が停止或いは上昇に転じた場合、その開度の状態を保持するように前記過冷却用膨張装置を制御することにある。 Another feature of the present invention is to connect a compressor, a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, a subcooler for further supercooling the refrigerant condensed by the condenser, and these devices After supercooling the refrigerant from the main refrigerant pipe flowing through the subcooler with the main refrigerant piping, and the decompressed refrigerant obtained by extracting and decompressing a part of the high pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant piping, and after the supercooling A liquid refrigerant cooling circuit for injecting the decompressed refrigerant into the intermediate pressure portion of the compressor, a supercooling expansion device for controlling and depressurizing the flow rate of the refrigerant flowing through the liquid refrigerant cooling circuit, and the expansion for supercooling The control device includes a control device for controlling the device, and the control device reduces the temperature of the liquid refrigerant downstream of the subcooler as much as possible by reducing the dew condensation suppression mode for suppressing condensation of the refrigerant pipe downstream of the subcooler. Liquid temperature operating with high refrigeration capacity An appropriate mode is provided, and in the condensation suppression mode, the target temperature of the liquid refrigerant downstream of the subcooler is a value obtained by giving an arbitrary predetermined difference to the outside air temperature, and for the subcooling based on the target temperature The expansion device is controlled, and in the liquid temperature optimum mode, the opening degree of the supercooling expansion device is increased or decreased in the direction in which the liquid refrigerant temperature is lowered, and the liquid refrigerant temperature is further lowered when the liquid refrigerant temperature is lowered. The operation for increasing or decreasing is repeated, and when the decrease of the liquid refrigerant temperature is stopped or increased, the supercooling expansion device is controlled to maintain the opening state.
本発明によれば、過冷却器下流側の冷媒配管に断熱材を使用しない場合でも結露の発生を抑制できると共に、冷凍能力の向上も図ることのできる冷凍装置を得ることができる効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of condensation even when the heat insulating material is not used for the refrigerant pipe on the downstream side of the subcooler, and to obtain the effect of obtaining the refrigeration apparatus capable of improving the refrigeration capacity. .
以下、本発明の冷凍装置の実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the refrigeration system of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の冷凍装置の実施例1を図1〜図3を用いて説明する。
図1は、本発明の冷凍装置の実施例1を示す冷凍サイクル系統図、図2は図1に示す制御装置における結露抑制モードで運転される場合の制御フローを示すフローチャート、図3は図1に示す制御装置における液温最適モードで運転される場合の制御フローを示すフローチャートである。
A first embodiment of the refrigeration system of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a system diagram of a refrigeration
図1において、100は冷熱源を生成するための熱源装置である冷凍機、200はこの冷凍機100に接続された負荷装置で、この負荷装置200として、本実施例では低圧機器である場合について説明する。前記冷凍機100と前記負荷装置(低圧機器)200が液側接続配管300及びガス側接続配管400により接続されて、冷凍サイクル装置500が構成されている。前記負荷装置200としては、冷蔵庫、冷凍庫、スーパーマーケット等の店舗内に設置され食品などを冷却するショーケース、或いは空気調和機の室内機などがあるが、本実施例では冷蔵庫である場合を例にとり説明する。なお、前記低圧機器200は1台に限らず、1つの冷凍機100に複数台接続される場合でも本発明は同様に実施できるものである。
In FIG. 1, 100 is a refrigerator which is a heat source device for generating a cold heat source, 200 is a load device connected to the
前記冷凍機100は、冷媒を吸引して圧縮するスクロール圧縮機などの圧縮機1、該圧縮機1から吐出されるガス冷媒を凝縮して液化する凝縮器2、この凝縮器2で凝縮された冷媒を更に冷却して過冷却するための過冷却器3、これらの機器を接続する主冷媒配管31などにより構成されている。
The
また、前記負荷装置(本実施例では、以下低圧機器ともいう)200は、前記過冷却器3で過冷却された液冷媒を減圧する減圧手段である膨張弁4と、該膨張弁4により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器5などから構成され、前記蒸発器5で蒸発されたガス冷媒は再び前記冷凍機100の圧縮機1に吸入されて冷凍サイクルを構成している。
Further, the load device (hereinafter also referred to as a low pressure device in the present embodiment) 200 is an
なお、前記圧縮機1として、本実施例ではスクロール圧縮機である場合を例にとり説明するが、他の形式の圧縮機、例えばスクリュー圧縮機など他の様々な形態の圧縮機を使用しても良い。
In the present embodiment, a scroll compressor is described as an example of the
本実施例においては、前記凝縮器2で凝縮された冷媒(液冷媒)を過冷却させるための前記過冷却器3が設けられているが、この過冷却器3を流れる主冷媒配管31からの冷媒を過冷却するために液冷媒冷却回路32が設けられている。この液冷媒冷却回路32は、前記主冷媒配管31を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記過冷却器3を流れる前記主冷媒配管31からの冷媒を過冷却すると共に、この過冷却後の前記減圧冷媒を前記圧縮機1の中間圧部に注入するように構成されており、この液冷媒冷却回路32の前記過冷却器3上流側には、該液冷媒冷却回路32を流れる冷媒(液冷媒)の流量を制御すると共に減圧するための過冷却用膨張装置6が設けられている。
In the present embodiment, the
即ち、前記液冷媒冷却回路32は、凝縮器2を通過後の主冷媒配管31から分岐した分岐配管32aと、この分岐配管32aに設けられた前記過冷却用膨張装置6などから構成されている。また、前記過冷却用膨張装置6は、電子膨張弁などの開度制御が可能な膨張弁で構成されており、冷凍装置100に備えられている制御装置30により制御される。
That is, the liquid
なお、前記過冷却器3を構成する過冷却熱交換器としては、本実施例ではプレート式熱交換器を用いている。前記過冷却熱交換器はプレート式熱交換器に限らず、二重管式熱交換器など、様々な形態の熱交換器を用いることができる。
In the present embodiment, a plate type heat exchanger is used as the subcooling heat exchanger constituting the
また、本実施例では、上記液冷媒冷却回路32の他に、前記圧縮機1を冷却するための液インジェクション回路33も設けられている。この液インジェクション回路33は、前記主冷媒配管31を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒を前記圧縮機1の中間圧部に注入して該圧縮機1を冷却するもので、前記凝縮器2を通過後の主冷媒配管31から分岐した分岐配管33aと、この分岐配管33aに設けられ液インジェクション回路を流れる流量を制御する液インジェクション用の流量調整装置7などから構成されている。前記流量調整装置7も、本実施例では、電子膨張弁などの開度制御が可能な膨張弁で構成されており、前記制御装置30により制御される。
Further, in the present embodiment, in addition to the liquid
前記液インジェクション回路33に設けられた前記流量調整装置7は、前記圧縮機1の温度、或いは該圧縮機1から吐出される吐出ガス温度または吐出ガスの過熱度などに基づいて前記制御装置30により制御される。即ち、圧縮機1の温度を検出する圧縮機温度センサや圧縮機1から吐出された吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度センサ(何れも図示せず)などからの検出値に基づいて、前記制御装置30は前記流量調整装置7を制御するように構成されている。
The flow rate adjustment device 7 provided in the
上記液冷媒冷却回路32の下流側と前記液インジェクション回路33の下流側は合流され、この合流された合流配管34を介して前記圧縮機1の中間圧力部に接続されるように構成されている。なお、前記中間圧力部とは、圧縮工程中の冷媒が存在する部分であり、その部分に前記合流配管34を介して冷媒が噴射され、圧縮機1が冷却される。なお、前記流量調整装置7としては、連続的に開度調整可能な電子膨張弁で構成することが好ましいが、複数並列に設けた流路に、流路面積の異なるキャピラリチューブなどの固定流量調整器と開閉弁を組み合わせて設け、前記開閉弁の開閉による流路の切り替えにより、流量を段階的に調整するようにしても良い。
The downstream side of the liquid
本実施例では、前記過冷却器3から出た液冷媒の温度を検出するための液冷媒温度センサ10と、外気温度を検出する外気温度センサ20も設けられており、これらの温度センサ10,20での検出値は前記制御装置30に入力される。この制御装置30は、前記液冷媒温度センサ10及び前記外気温度センサ20などからの検出値などに応じて前記液冷媒冷却回路32の過冷却用膨張装置6の開度を制御する。なお、前記制御装置30は、前記液インジェクション回路33に設けられた前記流量調整装置7についても、前記液冷媒温度センサ10や前記外気温度センサ20からの検出値も用いて制御するようにしても良い。
In this embodiment, a liquid
次に、上記のように構成されている実施例1の冷凍装置の基本動作について説明する。
前記圧縮機1に吸引された冷媒は圧縮され、圧縮された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器2において、例えば外気(室外空気)と熱交換することにより凝縮され、全部或いは大半が液冷媒となる。その後、この冷媒は過冷却器3に流入して過冷却された液冷媒となる。
Next, the basic operation of the refrigeration system of the first embodiment configured as described above will be described.
The refrigerant drawn into the
その後、過冷却された液冷媒は、液側冷媒配管300を介して低圧機器200に流入し、膨張弁4で減圧される。この減圧された気液二相流の冷媒は蒸発器5に流入して2次冷媒(例えば冷蔵庫内の空気)と熱交換して、前記2次冷媒から熱を奪って該2次冷媒を冷却し、自らは蒸発する。蒸発した冷媒はガス側冷媒配管400を介して、再び前記冷凍機100の前記圧縮機1に吸引され、冷凍サイクルを構成する。なお、前記蒸発器5で冷媒により冷却された前記2次冷媒は、冷蔵庫(低圧機器)内に供給されて庫内の食品などを冷却する。
Thereafter, the subcooled liquid refrigerant flows into the
なお、本実施例では、負荷装置が冷蔵庫などの低圧機器である場合について説明したが、前記圧縮機1から吐出された冷媒を、四方切替弁を介して冷媒の流れを逆向きにすることで、負荷装置200を加熱するように構成することも可能である。
In the present embodiment, although the case where the load device is a low pressure device such as a refrigerator has been described, the refrigerant discharged from the
上述したように構成されている本実施例の冷凍装置においては、前記過冷却器3下流側の冷媒配管(主冷媒配管31及び液側冷媒配管300)が結露するのを抑制する「結露抑制モード」と、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度をできるだけ低下させて高い冷凍能力で運転できるようにした「液温最適モード」を備えており、以下これらの各モードについて説明する。
In the refrigeration apparatus of the present embodiment configured as described above, “condensation suppression mode suppresses condensation of refrigerant piping (main
最初に、上記「結露抑制モード」における制御内容について説明する。
前記「結露抑制モード」は、前記過冷却器3下流側の液冷媒が流れる冷媒配管の結露を抑制する運転を希望する場合に選択される。この「結露抑制モード」では、前記過冷却器3下流側の冷媒配管が結露しないような液冷媒の目標温度を決める。本実施例では、この目標温度は、前記外気温度センサ20で検出された外気温度に、予め定めた任意の差分(ディファレンシャル)を与えた値としている。前記制御装置30は、前記目標温度を算出し、この目標温度に基づいて、前記過冷却用膨張装置6を制御することで、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度が、前記目標温度に近づくように制御している。
First, control contents in the above-mentioned "condensation suppression mode" will be described.
The “condensation suppression mode” is selected when it is desired to operate to suppress condensation of refrigerant piping through which the liquid refrigerant downstream of the
なお、この「結露抑制モード」における前記「液冷媒の目標温度」とは、前記過冷却器3下流側の液冷媒の目標温度だけでなく、該液冷媒が流れる冷媒配管の目標温度も含むものであり、図1に示す液冷媒温度センサ10は冷媒配管内を流れる液冷媒温度を検知するものだけでなく、冷媒配管の温度を検知するものであっても良く、本実施例では冷媒配管の温度を検知するものを使用している。
The “target temperature of liquid refrigerant” in the “condensation suppression mode” includes not only the target temperature of liquid refrigerant downstream of the
本実施例における「結露抑制モード」の特徴は、前記過冷却器3下流側の液冷媒の目標温度を、外気温度に、予め定めた任意の差分を与えた値としている点にあり、前記差分を任意に決めることにより、前記液冷媒の目標温度も任意に設定できるようにしている。従来のものでも「結露抑制モード」を備えているものがあるが、従来のものでは、液冷媒の目標温度を外気温度と等しくしているため、運転状態のばらつきなどで、液冷媒温度が一時的に外気温度を下回ってしまう場合があることについては考慮されておらず、結露を十分に回避することはできない。
The feature of the "condensation suppression mode" in this embodiment is that the target temperature of the liquid refrigerant on the downstream side of the
これに対し、上述した本実施例においては、上述したように前記差分を任意に決めることにより、前記液冷媒の目標温度を、外気温度よりも任意に決めた差分だけ高く設定できるので、冷凍装置における運転状態がばらついても、液冷媒温度が外気温度以下になるのを抑制できる効果があり、より結露に対し裕度をもたせた運転状態を実現できる効果が得られる。従って、前記目標温度における前記任意の差分は、冷凍装置における運転状態がばらついても、前記過冷却器下流側の液冷媒温度が外気温度以下になるのを抑制できる大きさに決めると良い。 On the other hand, in the above-described embodiment, the target temperature of the liquid refrigerant can be set higher than the outside air temperature by an arbitrarily determined difference by arbitrarily determining the difference as described above. Even when the operating condition in the case of (4) is dispersed, it is possible to suppress the liquid refrigerant temperature from becoming equal to or lower than the outside air temperature, and it is possible to obtain the effect of realizing the operating condition with a margin for condensation. Therefore, the arbitrary difference in the target temperature may be set to a size that can suppress the liquid refrigerant temperature on the downstream side of the subcooler from being equal to or lower than the outside air temperature even if the operating condition in the refrigeration apparatus varies.
また、実際に冷媒配管に結露するかどうかは、該冷媒配管の温度が、外気温度ではなく、温度と湿度によって決まる露点温度以下になるかどうかである。本実施例では、前記液冷媒の目標温度を、外気温度に、予め定めた任意の差分を与えた値としているので、前記差分を、冷凍装置の使用環境における湿度を考慮して決めることにより、外気温度より低いが露点温度よりは高い温度を目標温度として設定することも可能となる。即ち、前記目標温度を、外気温度より低く露点温度よりも高い温度になるように、前記任意の差分を決めることにより、冷媒配管が結露しない範囲で、できるだけ液冷媒の温度を下げるように制御できるから、冷凍装置をより高い冷凍能力で運転することも可能になる。 In addition, whether condensation actually occurs on the refrigerant pipe is whether the temperature of the refrigerant pipe is equal to or lower than the dew point temperature determined by the temperature and humidity, not the outside air temperature. In this embodiment, since the target temperature of the liquid refrigerant is a value obtained by giving an arbitrary predetermined difference to the outside air temperature, the difference is determined in consideration of the humidity in the usage environment of the refrigeration apparatus. It is also possible to set a target temperature that is lower than the ambient temperature but higher than the dew point temperature. That is, the temperature of the liquid refrigerant can be controlled as low as possible within the range in which the refrigerant piping does not condense by determining the arbitrary difference so that the target temperature is lower than the outside air temperature and higher than the dew point temperature. Therefore, it is also possible to operate the refrigeration system with higher refrigeration capacity.
次に、図2を用いて、本実施例における「結露抑制モード」の制御フローを説明する。なお、ここでは前記過冷却用膨張装置6として電子膨張弁を使用している場合について説明する。 Next, the control flow of the "condensation suppression mode" in this embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where an electronic expansion valve is used as the supercooling expansion device 6 will be described.
結露抑制モードを開始する時点で、既に前記過冷却用膨張装置(電子膨張弁)6がある開度に開弁されている場合には、まず前記過冷却用膨張装置6の開度を全閉とする(ステップS1)。これにより、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度を素早く外気温度以上とすることができ、結露の発生を抑制できる。
When the condensation suppression mode is started, if the supercooling expansion device (electronic expansion valve) 6 has already been opened to a certain degree, the supercooling expansion device 6 is fully closed first. And (step S1). As a result, the liquid refrigerant temperature on the downstream side of the
次に、ステップS2に移り、前記液冷媒温度センサ10で検出された過冷却器3下流側の液冷媒温度TLが、前記外気温度センサ20で検出された外気温度以上か否かを比較し、前記液冷媒温度TLが外気温度未満(NO)の場合には、制御時間(一定時間)経過後、再び前記ステップS2を繰り返す。
Next, in step S2, whether or not the liquid refrigerant temperature TL on the downstream side of the
前記ステップS2において、前記液冷媒温度TLが外気温度以上(YES)の場合には、ステップS3に移り、前記液冷媒温度TLと液冷媒の前記目標温度(外気温度に、予め定めた任意の差分を与えた値)とを比較する。この比較結果に応じて、前記過冷却用膨張装置6の開度を適宜調整することで、前記過冷却器3下流側の液冷媒の温度を目標温度に到達させるようにしている。このステップS3における処理の詳細については後述する。
In step S2, when the liquid refrigerant temperature TL is equal to or higher than the outside air temperature (YES), the process proceeds to step S3, and the liquid refrigerant temperature TL and the target temperature of the liquid refrigerant (an arbitrary difference predetermined to the outside air temperature) Compare with the value given). By appropriately adjusting the opening degree of the supercooling expansion device 6 according to the comparison result, the temperature of the liquid refrigerant on the downstream side of the
なお、前記結露抑制モードの開始時点で、前記過冷却用膨張装置6が既に全閉状態であった場合には、上記ステップS2以降を実施すれば良い。 If the supercooling expansion device 6 is already fully closed at the start of the condensation suppression mode, step S2 and subsequent steps may be performed.
本実施例において重要な点は、結露抑制モードの制御開始後、直ぐに電子膨張弁7を全閉とする制御(ステップS1)を行うことである。即ち、結露する原因は、液冷媒が過冷却器3において過冷却されることである。過冷却器3を備えておらず、前記凝縮器2において、冷媒が外気と熱交換して冷却するだけであれば、凝縮された液冷媒の温度は外気温度以下には冷却されないから、基本的には結露しない。従って、前記過冷却用膨張装置6を一旦全閉とし、過冷却効果を消失させることが、結露抑制の観点では大きな効果を発揮する。
The important point in the present embodiment is that control (step S1) is performed to fully close the electronic expansion valve 7 immediately after the control of the condensation suppression mode is started. That is, the cause of condensation is that the liquid refrigerant is subcooled in the
なお、結露抑制モードの制御開始後、直ぐに電子膨張弁7を全閉とする制御を行わず、前記過冷却用膨張装置6の開度を増加または減少させて、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度を、外気温度(結露抑制温度)まで調整することも考えられるが、前記過冷却用膨張装置6が開弁していると冷媒を過冷却する効果が発生している。従って、本実施例のように、前記過冷却用膨張装置6を一旦全閉として過冷却効果を消失させる方が、素早く結露抑制温度以上にすることができるので、結露抑制の観点で効果的である。 In addition, immediately after the control of the condensation suppression mode is started, the electronic expansion valve 7 is not fully closed immediately, and the opening degree of the supercooling expansion device 6 is increased or decreased to It is also conceivable to adjust the liquid refrigerant temperature to the outside air temperature (condensation suppression temperature), but when the supercooling expansion device 6 is open, an effect of supercooling the refrigerant is generated. Therefore, as in the present embodiment, it is possible to quickly set the supercooling expansion device 6 to be fully closed once and lose the supercooling effect more quickly than the condensation suppression temperature, which is effective from the viewpoint of condensation suppression. is there.
また、過冷却器3下流側の液冷媒温度を直ちに増加させるために、冷媒配管にヒータなどを取り付け、物理的に加熱することも考えられるが、加熱しすぎると液冷媒がフラッシュガス化して、冷却能力を低下させてしまう虞がある。
In order to increase the temperature of the liquid refrigerant on the downstream side of the
更に、結露抑制の観点からは、前記過冷却用膨張装置6を常に全閉とし、過冷却器3での過冷却効果を発生させないようにすることも考えられる。しかし、過冷却効果を常に発生させない運転では、冷凍装置を高い冷凍能力で運転することが困難になる。
Furthermore, from the viewpoint of condensation suppression, it is also conceivable to always fully close the subcooling expansion device 6 so as not to generate the subcooling effect in the
これに対し、本実施例における「結露抑制モード」では、結露を抑制できる液冷媒の目標温度(外気温度に、予め定めた任意の差分を与えた値)を設定して、前記過冷却用膨張装置6を制御することにより、結露を発生しない前記目標温度まで液冷媒温度を低下させることができ、結露を確実に抑制できる範囲で、高い冷凍能力で冷凍装置を運転できる効果が得られる。即ち、前記過冷却用膨張装置6を常に全閉とする運転と比較し、本実施例によれば、結露を抑制し且つ高い冷凍能力で運転できる効果が得られる。 On the other hand, in the "condensation suppression mode" in the present embodiment, the target temperature (a value obtained by giving an arbitrary predetermined difference to the outside air temperature) of the liquid refrigerant that can suppress condensation is set, By controlling the device 6, it is possible to lower the liquid refrigerant temperature to the target temperature at which condensation does not occur, and in the range where condensation can be reliably suppressed, an effect of operating the refrigeration system with high refrigeration capacity is obtained. That is, as compared with the operation in which the supercooling expansion device 6 is always fully closed, according to this embodiment, the effect of suppressing condensation and operating with a high refrigeration capacity can be obtained.
なお、結露抑制モードの制御開始後、直ぐに前記過冷却用膨張装置6を全閉としたり、液冷媒温度を前記目標温度にするために、前記過冷却用膨張装置6の開度を小さくすると、圧縮機の中間圧部への冷媒注入が停止したり減少するため、前記圧縮機1の温度上昇を引き起こす可能性がある。
If the supercooling expansion device 6 is fully closed immediately after the start of control of the condensation suppression mode, or if the opening degree of the supercooling expansion device 6 is reduced in order to set the liquid refrigerant temperature to the target temperature, Since the refrigerant injection to the intermediate pressure portion of the compressor is stopped or reduced, the temperature rise of the
これに対して、本実施例では、液インジェクション回路33も設け、圧縮機1の温度、或いは該圧縮機1から吐出される吐出ガス温度または吐出ガスの過熱度に基づいて、前記液インジェクション回路33の流量調整装置7を制御するようにしているので、液インジェクション回路33から前記圧縮機1に注入される液冷媒流量を必要に応じて増加させることができる。従って、上述した結露抑制モードで運転しても、圧縮機1の温度上昇も確実に抑制できる効果が得られ、この点からも本実施例では結露を確実に抑制しつつ高い冷凍能力で運転できる効果が得られる。
On the other hand, in the present embodiment, the
次に、図2に示す前記ステップS3の処理の詳細について説明する。
前記ステップS2において、液冷媒温度TLが外気温度以上となった場合、ステップS3に移る。このステップS3では、前記液冷媒温度TLと液冷媒の前記目標温度とを比較し、この比較結果に応じて、前記過冷却用膨張装置6の開度を調整し、前記過冷却器3下流側の液冷媒の温度を目標温度に近づける処理を行う。
Next, details of the process of step S3 shown in FIG. 2 will be described.
In step S2, when the liquid refrigerant temperature TL becomes equal to or higher than the outside air temperature, the process proceeds to step S3. In step S3, the liquid refrigerant temperature TL is compared with the target temperature of the liquid refrigerant, and the degree of opening of the supercooling expansion device 6 is adjusted according to the comparison result. Perform processing to bring the temperature of the liquid refrigerant closer to the target temperature.
即ち、図2のステップS3の(1)〜(4)に示す通り、液冷媒温度TLと目標温度との比較結果に応じて、前記過冷却用膨張装置6の開度変化量は制御される。ステップS3に示すα及びβはそれぞれ任意の温度(℃)で、「α<β」の関係にある。また、A及びBは、前記過冷却用膨張装置6の開度を制御するための任意の開度変化量で、A<Bの関係にある。本実施例では、前記A及びBは電子膨張弁の開度を制御するパルス数である。例えば、前記αを1℃、βを3℃、前記Aを1パルス、Bを5パルスとする。 That is, as shown in (1) to (4) of step S3 in FIG. 2, the opening degree change amount of the supercooling expansion device 6 is controlled according to the comparison result of the liquid refrigerant temperature TL and the target temperature. . Α and β shown in step S3 are in an “α <β” relationship at any temperature (° C.). Further, A and B are arbitrary opening change amounts for controlling the opening degree of the supercooling expansion device 6 and have a relation of A <B. In the present embodiment, A and B are the number of pulses for controlling the opening degree of the electronic expansion valve. For example, let α be 1 ° C., β be 3 ° C., A be one pulse, and B be five pulses.
ステップS3の(1)のケースは、液冷媒温度TLが、「目標温度+β(任意の温度でこの例では3℃)」よりも高い場合である。このケースは、液冷媒温度TLが目標温度に対してかなり高い状態にあり、速やかに目標温度に近づけたいので、液冷媒温度には比較的大きな過冷却効果を与える必要がある。このため、前記過冷却用膨張装置6の開度変化量を比較的大きなBパルス(この例では5パルス)分開弁し、速やかに液冷媒温度を減少させるようにしている。 The case of (1) in step S3 is the case where the liquid refrigerant temperature TL is higher than "target temperature + β (3 ° C. in this example at an arbitrary temperature)". In this case, since the liquid refrigerant temperature TL is relatively high with respect to the target temperature and it is desired to quickly approach the target temperature, the liquid refrigerant temperature needs to have a relatively large supercooling effect. For this reason, the opening degree change amount of the supercooling expansion device 6 is opened for a relatively large B pulse (five pulses in this example), and the liquid refrigerant temperature is rapidly decreased.
ステップS3の(2)のケースは、液冷媒温度TLが、「目標温度+α(任意の温度でこの例では1℃)」以上で、且つ「目標温度+β(3℃)」未満の範囲にある場合である。このケースは、液冷媒温度TLが目標温度に対して少し高い状態にあり、液冷媒温度が下がりすぎないように比較的ゆっくりと温度を下げたい場合である。このため、液冷媒温度には(1)のケースよりも小さな過冷却効果を与える必要があり、前記過冷却用膨張装置6の開度変化量を比較的小さなAパルス(この例では1パルス)分開弁し、ゆっくりと液冷媒温度を減少させるようにしている。 In the case of (2) in step S3, the liquid refrigerant temperature TL is in the range above “target temperature + α (1 ° C. in this example at any temperature)” and below “target temperature + β (3 ° C)” That's the case. In this case, the liquid refrigerant temperature TL is slightly higher than the target temperature, and it is desirable to lower the temperature relatively slowly so that the liquid refrigerant temperature does not fall too low. Therefore, it is necessary to give the liquid refrigerant temperature a supercooling effect smaller than that of the case (1), and the opening change amount of the supercooling expansion device 6 is relatively small A pulse (1 pulse in this example) The valve is opened to slowly reduce the temperature of the liquid refrigerant.
ステップS3の(3)のケースは、液冷媒温度TLが、目標温度以上で、且つ「目標温度+α(1℃)」未満の範囲にある場合である。このケースは、液冷媒温度TLがほぼ目標温度に達して制御目標範囲を達成している状態である。この場合、液冷媒温度は適切な状態にあるから、前記過冷却用膨張装置6の開度は変化させず、現在の液冷媒温度を保持する。 The case of (3) in step S3 is a case where the liquid refrigerant temperature TL is equal to or higher than the target temperature and in the range below “target temperature + α (1 ° C.)”. In this case, the liquid refrigerant temperature TL has almost reached the target temperature to achieve the control target range. In this case, since the liquid refrigerant temperature is in an appropriate state, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is not changed, and the current liquid refrigerant temperature is maintained.
ステップS3の(4)のケースは、液冷媒温度TLが、目標温度未満となった場合であり、前記目標温度を外気温度以下に設定している場合には結露のおそれが生じる場合である。このケースでは、液冷媒温度を直ちに上昇させる必要があるため、前記過冷却用膨張装置6の開度を一旦全閉にするように制御し、これにより液冷媒温度を直ちに外気温度以上にする。 The case of (4) in step S3 is the case where the liquid refrigerant temperature TL becomes lower than the target temperature, and when the target temperature is set to the outside temperature or lower, there is a possibility of condensation. In this case, since it is necessary to immediately raise the liquid refrigerant temperature, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is controlled to once be fully closed, whereby the liquid refrigerant temperature is immediately raised to the outside air temperature or more.
なお、前記目標温度を外気温度よりも比較的高い温度に設定した場合には、前記過冷却用膨張装置6の開度を全閉にしても、液冷媒温度は凝縮器2において外気温度に近い温度まで冷却されて、目標温度以下となってしまうような場合も考えられる。しかし、この場合、少なくとも過冷却効果は消失しているため、結露が発生する問題はない。
When the target temperature is set to a temperature relatively higher than the outside air temperature, the liquid refrigerant temperature is close to the outside air temperature in the
以上説明したように、上述した本実施例の「結露抑制モード」は、過冷却器3下流側の液冷媒の目標温度を、外気温度センサ20で検出された外気温度に予め定めた任意の差分を与えた値とし、この目標温度に基づいて過冷却用膨張装置6を制御するようにしているので、過冷却器3下流側の冷媒配管に断熱材を使用しない場合でも結露の発生を抑制できると共に、冷凍能力の向上も図ることのできる冷凍装置を得ることができる。
As described above, in the “condensation suppression mode” of the above-described embodiment, an arbitrary difference in which the target temperature of the liquid refrigerant on the downstream side of the
次に、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度をできるだけ低下させて高い冷凍能力で運転できるようにした前記「液温最適モード」について説明する。この液温最適モードは、少なくとも過冷却器3下流側の冷媒配管に断熱施工が為されており、液冷媒温度が露点以下となっても結露の問題がない場合で、冷凍装置をより高い冷凍能力で運転させたい場合に選択されるモードである。
Next, the "liquid temperature optimum mode" in which the liquid refrigerant temperature on the downstream side of the
この液温最適モードでは、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度ができるだけ低くなるように、前記過冷却用膨張装置6を制御するものである。即ち、前記過冷却用膨張装置6が、例えば電子膨張弁であるとき、前記過冷却用膨張装置6の開度が大きすぎると、前記過冷却用膨張装置6における1次側の圧力に対する2次側の圧力の減少幅は小さくなる。このため、液冷媒冷却回路32を流れる冷媒の温度低下幅も小さくなり、前記過冷却器3で主冷媒配管31を流れる冷媒を冷却する能力が小さくなり、過冷却器3下流側の主冷媒配管31を流れる冷媒の温度が下がらない。
In this liquid temperature optimum mode, the supercooling expansion device 6 is controlled such that the temperature of the liquid refrigerant downstream of the
一方、前記過冷却用膨張装置6の開度が小さすぎると、この過冷却用膨張装置6を通過する冷媒流量が減少しすぎるため、この場合にも前記過冷却器3で主冷媒配管31を流れる冷媒を冷却する能力が小さくなり、過冷却器3下流側の主冷媒配管31を流れる冷媒の温度が下がらない。
On the other hand, if the degree of opening of the supercooling expansion device 6 is too small, the flow rate of the refrigerant passing through the supercooling expansion device 6 decreases too much. The ability to cool the flowing refrigerant is reduced, and the temperature of the refrigerant flowing through the main
このように、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度を最小にするための前記過冷却用膨張装置6の開度には、冷凍装置の各種運転条件に応じて最適な開度が存在する。この「液温最適モード」では、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度を最小にするために、前記過冷却用膨張装置6を最適な開度になるように制御していくものである。
Thus, the opening degree of the supercooling expansion device 6 for minimizing the liquid refrigerant temperature on the downstream side of the
本実施例における前記「液温最適モード」の制御フローを図3により説明する。本実施例では、前記過冷却用膨張装置6として電子膨張弁を使用しており、前記制御装置30により制御される。
液温最適モードを開始する時点で、前記過冷却用膨張装置(電子膨張弁)6が閉弁或いは任意の開度となっている場合、まず前記過冷却用膨張装置6の開度を予め定めた規定開度にする(ステップS4)。この規定開度については、例えば、製品開発時に、いくつかの運転条件別に、大よそ適当であるという開度を調査し、決定しておくと良い。初めに前記規定開度にすることで、前記過冷却器3下流側の液冷媒温度を、主な運転条件において大よそ最少付近とすることができる。
A control flow of the "liquid temperature optimum mode" in the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, an electronic expansion valve is used as the supercooling expansion device 6 and is controlled by the
If the supercooling expansion device (electronic expansion valve) 6 is closed or has an arbitrary opening degree when the liquid temperature optimum mode is started, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is first determined in advance To the specified opening degree (step S4). About this regulation opening, for example, it is good to investigate and determine an opening that it is almost appropriate according to some operation conditions at the time of product development. By setting the opening degree to the specified opening first, the temperature of the liquid refrigerant on the downstream side of the
しかし、上述のように前記過冷却用膨張装置6の好ましい前記規定開度を予め実験などにより求めておいたとしても、前記過冷却用膨張装置6自身の個体ばらつきや、外気温度などの冷凍装置が使用される環境条件の違いにより、液冷媒温度は最少になっていない場合も多い。 However, even if the preferred specified opening degree of the supercooling expansion device 6 is determined in advance by experiments etc. as described above, the individual dispersion of the supercooling expansion device 6 itself, the freezing device such as the outside air temperature, etc. The liquid refrigerant temperature is often not minimized due to differences in the environmental conditions in which
そこで、本実施例においては、次にステップS5に移り、前記過冷却用膨張装置6の開度を予め定めた一定量だけ増加させるように制御し、過冷却器3下流側の液冷媒温度が低下するか否かを確認する(ステップS6)。このステップS6で、液冷媒温度が低下した場合(YESの場合)は、前記過冷却用膨張装置6の開度を増加させる方向が正しいということなので、前記ステップS5に戻り、更に開度を一定量増加させる。前記液冷媒温度が低下する限り、これを繰り返すことにより過冷却器3下流側の液冷媒温度を最少となる方向に制御することができる。
Therefore, in the present embodiment, next, in step S5, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is controlled to be increased by a predetermined fixed amount, and the temperature of the liquid refrigerant downstream of the
前記ステップS6において、液冷媒温度が上昇した場合は(NOの場合)、ステップS7に移る。なお、上記ステップS4からS5に移って最初に過冷却用膨張装置6の開度を増加させた結果、液冷媒温度が上昇した場合(ステップS6のNOの場合)にも、同様にステップS7に移る。 In step S6, when the liquid refrigerant temperature rises (in the case of NO), the process proceeds to step S7. If the liquid refrigerant temperature rises as a result of increasing the opening degree of the supercooling expansion device 6 first from the step S4 to the step S5, the process similarly proceeds to the step S7. Move.
前記過冷却用膨張装置6の開度を増加させることにより液冷媒温度が上昇した場合(ステップS6でNOの場合)には、前記過冷却用膨張装置6の開度を減少させる方向に制御することが正しいということであるから、ステップS7では、前記過冷却用膨張装置6の開度を減少させるように制御する。この結果、過冷却器3下流側の液冷媒温度が低下した場合(ステップS8のYESの場合)には、前記過冷却用膨張装置6の開度を減少させる方向が正しいことが確認されたので、前記ステップS7に戻り、更に開度を一定量減少させる。前記液冷媒温度が低下する限り、これを繰り返すことにより過冷却器3下流側の液冷媒温度が最少となる方向に制御することができる。
When the liquid refrigerant temperature rises by increasing the opening degree of the supercooling expansion device 6 (in the case of NO in step S6), the opening degree of the supercooling expansion device 6 is controlled to be decreased In step S7, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is controlled to be reduced. As a result, when the temperature of the liquid refrigerant on the downstream side of the
前記ステップS8において、前記液冷媒温度の低下が停止したり上昇に転じたら(ステップS8でNOの場合)、前記液冷媒温度が最小になっていると判定し、その開度の状態を保持するようにして制御を終了する(ステップS9)。これにより、過冷却器3下流側の液冷媒温度を最少にすることができる。
In step S8, when the drop of the liquid refrigerant temperature stops or turns to increase (NO in step S8), it is determined that the liquid refrigerant temperature is minimum, and the state of the opening is maintained Thus, the control is ended (step S9). As a result, the temperature of the liquid refrigerant downstream of the
なお、前記ステップS9の後、一定時間経過後に再び上記S5〜S9を繰り返すように、前記制御装置30により制御する構成にすると良い。
また、上述した例では、最初にステップS5において前記過冷却用膨張装置6の開度を増加させるように制御しているが、逆に最初は前記開度を減少させるように制御し、前記ステップS7において前記開度を増加させるように制御しても良い。
After the step S9, the
In the example described above, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is controlled to increase at first in step S5, but conversely, the opening degree is controlled to decrease at first. Control may be performed to increase the opening degree at S7.
更に、上記ステップS5やS7において、前記過冷却用膨張装置6の開度を増加或いは減少させる速度(開度変化速度)については、例えば、製品開発時に実験などにより適当な値を調査し、制御装置30に予め設定しておくと良い。前記開度変化速度が速すぎると、液冷媒温度が安定していない状態で更に開度が変化してしまい、液冷媒温度がふらつくことが考えられ、一方、開度変化速度が遅すぎると、液冷媒温度が最少となるまでに時間がかかりすぎてしまうためである。
Furthermore, for the speed (opening change rate) for increasing or decreasing the opening degree of the supercooling expansion device 6 in the above steps S5 and S7, for example, an appropriate value is investigated by an experiment etc. It is preferable to set the
また、前記過冷却用膨張装置6を開閉することにより、圧縮機1の温度変化を引き起こすことも考えられるが、本実施例では前述したように、圧縮機1の温度管理用として前記液インジェクション回路33も設けているので、液インジェクション回路33の流量調整装置7を、前記圧縮機1の温度などに応じて制御することにより、前記圧縮機1の温度上昇を抑制することができる。
It is also conceivable to cause the temperature change of the
上述した本実施例の「液温最適モード」では、最初に過冷却用膨張装置6の開度を増加或いは減少させ、液冷媒温度が低下する場合には前記開度を更に増加或いは減少させる制御を繰り返し、液冷媒の温度が上昇した場合、次に前記過冷却用膨張装置の開度を反対方向に減少或いは増加させるように制御し、液冷媒温度が低下する場合には前記開度を更に減少或いは増加させる制御を繰り返し、液冷媒温度の低下が停止或いは上昇に転じたら、液冷媒温度が最小になっていると判定し、その開度の状態を保持して終了するので、過冷却器3下流側の液冷媒温度が最小になるように制御することができる。従って、冷凍装置の冷凍能力を更に向上できる効果が得られる。 In the "liquid temperature optimum mode" of the present embodiment described above, control is first performed to increase or decrease the opening degree of the subcooling expansion device 6, and to further increase or decrease the opening degree when the liquid refrigerant temperature decreases. Control to decrease or increase the degree of opening of the supercooling expansion device in the opposite direction when the temperature of the liquid refrigerant rises, and when the temperature of the liquid refrigerant decreases, the degree of opening is further increased. The control to decrease or increase is repeated, and when the drop of the liquid refrigerant temperature is stopped or increased, it is determined that the liquid refrigerant temperature is minimum, and the state of the opening is maintained and the process is terminated. The temperature of the liquid refrigerant on the downstream side can be controlled to be minimum. Therefore, the effect of further improving the refrigeration capacity of the refrigeration system is obtained.
なお、上記液温最適モードでは、前記過冷却用膨張装置6の開度を液冷媒温度が低下する方向に増加或いは減少させ、液冷媒温度が低下する場合には前記開度を更に増加或いは減少させる動作を繰り返し、液冷媒温度の低下が停止或いは上昇に転じた場合、その開度の状態を保持するように前記過冷却用膨張装置6を制御するようにしても良い。即ち、前記過冷却用膨張装置6の開度を液冷媒温度が低下する方向に増加或いは減少させ、その後液冷媒温度の低下が停止或いは上昇に転じた場合、その時点の開度で液冷媒温度が最小になっていると判定することもできるためである。 In the liquid temperature optimum mode, the opening degree of the supercooling expansion device 6 is increased or decreased in the direction in which the liquid refrigerant temperature decreases, and the opening degree is further increased or decreased when the liquid refrigerant temperature decreases. The supercooling expansion device 6 may be controlled so as to maintain the state of the opening degree when the decrease of the liquid refrigerant temperature is stopped or increased by repeating the operation to be performed. That is, if the opening degree of the supercooling expansion device 6 is increased or decreased in the direction in which the liquid refrigerant temperature decreases and then the liquid refrigerant temperature stops decreasing or turns to rising, the liquid refrigerant temperature at the opening degree at that time Is determined to be minimized.
上述した本実施例において、冷凍装置は、前記結露抑制モードと、前記液温最適モードを備えており、これらの各モードは前記制御装置30により制御される。また、前記結露抑制モードと前記液温最適モードは任意に選択して運転することができるようになっている。従って、結露を抑制したい場合は結露抑制モードを選択し、液冷媒温度を最小化して高い冷凍能力で冷凍装置を運転させたい場合には液温最適モードを選択して運転することができる。
In the present embodiment described above, the refrigeration system is provided with the condensation suppression mode and the liquid temperature optimum mode, and these modes are controlled by the
なお、上述した本実施例では、冷凍装置が、前記結露抑制モードと前記液温最適モードの両方を備えているもので説明したが、前記結露抑制モード或いは前記液温最適モードの何れか1つのモードのみを備えるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the refrigeration apparatus is described as having both the condensation suppression mode and the liquid temperature optimum mode. However, any one of the condensation suppression mode and the liquid temperature optimum mode is described. Only the mode may be provided.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. Further, the above-described embodiments are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
1:圧縮機、2:凝縮器、3:過冷却器、
4:膨張弁、5:蒸発器、
6:過冷却用膨張装置、7:流量調整装置、
10:液冷媒温度センサ、20:外気温度センサ、
30:制御装置、
31:主冷媒配管、
32:液冷媒冷却回路、32a:分岐配管、
33:液インジェクション回路、33a:分岐配管、
34:合流配管、
100:熱源装置、200:負荷装置(低圧機器)、
300:液側冷媒配管、400:ガス側冷媒配管、
500:冷凍サイクル装置。
1: Compressor, 2: Condenser, 3: Subcooler,
4: Expansion valve, 5: Evaporator,
6: Supercooling expander, 7: Flow regulator,
10: Liquid refrigerant temperature sensor, 20: Outside air temperature sensor,
30: Control device,
31: Main refrigerant piping,
32: Liquid refrigerant cooling circuit, 32a: Branch piping,
33: Liquid injection circuit, 33a: Branch piping,
34: Joint piping,
100: heat source device, 200: load device (low pressure device),
300: Liquid side refrigerant piping, 400: Gas side refrigerant piping,
500: refrigeration cycle device.
Claims (5)
前記主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記過冷却器を流れる前記主冷媒配管からの冷媒を過冷却すると共に、この過冷却後の前記減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路と、該液冷媒冷却回路を流れる冷媒の流量を制御すると共に減圧するための過冷却用膨張装置と、
この過冷却用膨張装置を制御する制御装置と、
外気温度を検出する外気温度センサと、前記過冷却器下流側の液冷媒温度を検出する液冷媒温度センサを備え、
前記制御装置は、前記過冷却器下流側の液冷媒の目標温度を、前記外気温度センサで検出された外気温度に予め定めた任意の差分を与えた値として算出し、
前記目標温度における前記任意の差分は、前記過冷却器下流側の液冷媒温度が外気温度以下になるのを抑制できる大きさに決められ、
前記算出された目標温度に基づいて前記過冷却用膨張装置を制御する結露抑制モードを備え、且つ
前記制御装置は、前記結露抑制モードの制御開始後、直ぐに前記過冷却用膨張装置を全閉とし、その後前記液冷媒温度センサで検出された液冷媒の温度が、前記目標温度に近づくように前記過冷却用膨張装置を制御し、
前記主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒を前記圧縮機の中間圧部に注入する液インジェクション回路と、該液インジェクション回路を流れる流量を制御する流量調整装置を更に備えていることを特徴とする冷凍装置。 A compressor, a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, a supercooler for further supercooling the refrigerant condensed by the condenser, and a main refrigerant pipe for connecting these devices;
The refrigerant from the main refrigerant pipe flowing through the subcooler is supercooled by the depressurized refrigerant obtained by extracting and decompressing a part of the high pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe, and the decompressed refrigerant after the supercooling is compressed A liquid refrigerant cooling circuit injected into an intermediate pressure portion of the compressor, and a supercooling expansion device for controlling and reducing the flow rate of the refrigerant flowing through the liquid refrigerant cooling circuit;
A controller for controlling the subcooling expansion device;
An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, and a liquid refrigerant temperature sensor for detecting the liquid refrigerant temperature downstream of the subcooler;
Wherein the control device, wherein the target temperature subcooler downstream of the liquid refrigerant, calculated as the value that gave any difference determined in advance on the outside air temperature sensor at the detected outside air temperature,
The arbitrary difference in the target temperature is determined to be a size that can suppress the liquid refrigerant temperature on the downstream side of the subcooler from becoming equal to or lower than the outside air temperature,
A condensation suppression mode for controlling the expansion device for supercooling based on the calculated target temperature is provided, and the control device fully closes the expansion device for supercooling immediately after the control of the condensation suppression mode is started. After that, the supercooling expansion device is controlled such that the temperature of the liquid refrigerant detected by the liquid refrigerant temperature sensor approaches the target temperature;
A liquid injection circuit for injecting into the intermediate pressure portion of the compressor a decompressed refrigerant obtained by extracting and decompressing a part of the high-pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe; and a flow control device for controlling the flow rate flowing through the liquid injection circuit. The refrigeration apparatus further comprising:
前記主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記過冷却器を流れる前記主冷媒配管からの冷媒を過冷却すると共に、この過冷却後の前記減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路と、該液冷媒冷却回路を流れる冷媒の流量を制御すると共に減圧するための過冷却用膨張装置と、
この過冷却用膨張装置を制御する制御装置と、
外気温度を検出する外気温度センサと、前記過冷却器下流側の液冷媒温度を検出する液冷媒温度センサを備え、
前記制御装置は、前記過冷却器下流側の液冷媒の目標温度を、前記外気温度センサで検出された外気温度に予め定めた任意の差分を与えた値として算出し、
前記目標温度は、外気温度より低く露点温度よりも高い温度になるように、前記任意の差分を決め、
前記算出された目標温度に基づいて前記過冷却用膨張装置を制御する結露抑制モードを備え、且つ
前記制御装置は、前記結露抑制モードの制御開始後、直ぐに前記過冷却用膨張装置を全閉とし、その後前記液冷媒温度センサで検出された液冷媒の温度が、前記目標温度に近づくように前記過冷却用膨張装置を制御し、
前記主冷媒配管を流れる高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒を前記圧縮機の中間圧部に注入する液インジェクション回路と、該液インジェクション回路を流れる流量を制御する流量調整装置を更に備えていることを特徴とする冷凍装置。 A compressor, a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, a supercooler for further supercooling the refrigerant condensed by the condenser, and a main refrigerant pipe for connecting these devices;
The refrigerant from the main refrigerant pipe flowing through the subcooler is supercooled by the depressurized refrigerant obtained by extracting and decompressing a part of the high pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe, and the decompressed refrigerant after the supercooling is compressed A liquid refrigerant cooling circuit injected into an intermediate pressure portion of the compressor, and a supercooling expansion device for controlling and reducing the flow rate of the refrigerant flowing through the liquid refrigerant cooling circuit;
A controller for controlling the subcooling expansion device;
An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, and a liquid refrigerant temperature sensor for detecting the liquid refrigerant temperature downstream of the subcooler;
The control device calculates a target temperature of the liquid refrigerant downstream of the subcooler as a value obtained by giving an arbitrary predetermined difference to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor,
The arbitrary difference is determined such that the target temperature is lower than the ambient temperature and higher than the dew point temperature .
A condensation suppression mode for controlling the expansion device for supercooling based on the calculated target temperature, and
The control device fully closes the supercooling expansion device immediately after the start of control of the condensation suppression mode, and thereafter the temperature of the liquid refrigerant detected by the liquid refrigerant temperature sensor approaches the target temperature. Control the supercooling expansion device,
A liquid injection circuit for injecting into the intermediate pressure portion of the compressor a decompressed refrigerant obtained by extracting and decompressing a part of the high-pressure liquid refrigerant flowing through the main refrigerant pipe; and a flow control device for controlling the flow rate flowing through the liquid injection circuit. The refrigeration apparatus further comprising:
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