JPH01262386A - 並列圧縮式冷凍装置 - Google Patents

並列圧縮式冷凍装置

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JPH01262386A
JPH01262386A JP63089405A JP8940588A JPH01262386A JP H01262386 A JPH01262386 A JP H01262386A JP 63089405 A JP63089405 A JP 63089405A JP 8940588 A JP8940588 A JP 8940588A JP H01262386 A JPH01262386 A JP H01262386A
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JP
Japan
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capacity
compressor
inverter
parallel
driven
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JP63089405A
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Toshiaki Yamaguchi
敏明 山口
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors
    • F25B2400/0751Details of compressors or related parts with parallel compressors the compressors having different capacities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばスーパーマーケットなど同一場所に
設置された複数台の冷凍・冷蔵ショーケース群で使用さ
れる冷凍装置、すなわち負荷変動の大きい冷凍装置にお
いて、常に最適な状態で運転できるようにした並列圧縮
式冷凍装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置としては、第3図に示すものがあっ
た。この!3図において、(A)は並列圧縮式冷凍装置
、(2)は複数台のショーケース(2a) 、(2b)
 =(2c)の組合せで構成された冷却装置である。t
l+は凝縮装置であり、水冷式の凝縮器(18)あるい
は空冷式凝縮器(図示せず)の下流側に接続される受液
器の上に圧縮機の定格容量比がはソ1対1.5対3に選
定されている大容量の圧縮機(1b)と中容量の圧縮機
(1c)と小容量の圧縮機(1d)の3台が並列に搭載
されており、かつ各圧縮機(1b)と(IC)と(1d
)の冷媒吐出管(1e)および吸入管(1f)が並列に
接続されている。
なお、(Ig)は各圧縮機(1b)と(IC)のクラン
ク室を相互に連通させる均圧均油管、(1h)は各圧縮
機(1b)と(1d)のクランク室を相互に連通させる
均圧均油管である。また、(3)は上記圧縮機(lb)
、(lc)および(1d)の低圧側の冷媒圧力を検出す
る圧力検出部(4)の出力信号に応じて上記圧縮機(l
b) 、(lc)および(1d)の運転を制御する制御
部である。
また、!4図に示すように、通常王力領M、は、容量ア
ップ圧力値、容量ダウン圧力値、低圧カット値の3つに
よって、並列圧縮式冷凍装置111に容量アップ信号を
出す容量アップ圧力値以上の領域に)と、並列圧縮式冷
凍装置(1)に容量ダウン信号も容量アップ信号も出さ
ない容量ダウン圧力値以上で、かつ容量アップ圧力値未
尭の領域(ハ)と、並列圧縮式冷凍装置fi+に容量ダ
ウン信号を出す容量ダウン圧力値未癌の領域(ロ)と、
並列圧縮式冷凍装置fi+に停止信号を出す低圧カット
値以下の領域(イ)の4つに分けられる。
次に動作について説明する。
例えば、冷却装置(2)の冷凍負荷に対する所要の冷凍
能力を得るための所要動力が27.51Pである場合に
、圧縮機(lb)の定格容量は15IP+圧縮機(IC
)の定格容量は7.5)P *圧縮機(1d)の定格容
量は5HPに選定されている。
一方、複数台のショーケース(2g)、(2b)、(2
c)からなる冷却装置(21では、各ショーケースの使
用状況によって冷凍負荷はOから100%まで大幅に変
動する。
ここで、冷凍負荷が少なくなると、冷凍サイクルの低圧
側の冷媒圧力が下がり、これに伴って圧力検出部(4)
から制御部(3)に出力される圧力検出信号のレベルも
低下する。
制御部(3)では、上記圧力検出信号を基単値(容量ア
ップ圧力値あるいは容量ダウン圧力値)と比較する比較
回路を有している九め、圧力検出信号が容量ダウン圧力
値よりも低い場合、すなわち領[仲)の場合には、制御
部(3)は並列圧縮式冷凍装置偽)の容量が低下するよ
うに制御し、冷却能力を下げる。このようにして冷却能
力が下げられると、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力が
上昇し、領域f→に収束し、運転は安定する。
また、冷却負荷が高い場合には、冷凍サイクルの低圧側
の冷媒圧力が上昇し、これに伴って圧力検出部(4)か
ら制御部(3)に出力される圧力検出信号のレベルが上
昇する。この結果、圧力検出信号が容量アップ圧力値よ
りも高い場合、すなわち領域に)の場合には、制御部(
3)は並列圧縮式冷凍装置(A)の容量がアップするよ
うに制御し、冷却能力を増加させる。このようにして冷
却能力が増加すると、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力
は低下し、領域(→に収束し、運転は安定する。
なお、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力が低圧カット値
以下、すなわち領域(イ)になった場合、圧縮機(lb
 )、(lc) 、(ld)は直ちに停止するようにな
っている。
したがって、上記の冷凍負荷変動に対し、冷凍負荷が1
8%以下の部分負荷時には定格容量5Wの圧縮機(1d
)のみが単独運転される。また、冷凍負荷が18〜27
チの範囲では定格容量7.5fPの圧縮機(1c)のみ
が単独運転される。冷凍負荷が27〜45チの範囲では
圧縮機(IC)と(1d)が同時に並列運転される。
さらに、冷凍負荷が45〜55%の範囲では定格容fi
15)Pの圧縮機(1b)のみが単独運転される。冷凍
負荷が55〜73%の範囲では圧縮機(1b)と(1d
)が同時に並列運転される。冷凍負荷が73〜82%の
範囲では圧縮機(1b)と(IC)が同時に並列運転さ
れる。冷凍負荷が82〜100%の範囲では圧縮機(l
b)と(IC)と(1d)が同時に並列運転される。こ
の容量制御運転の推移を示せば第5図のようになる。
すなわち、%5図に示されているように圧縮機の定格容
量比がはソ1対1.5対3に選定されている大中小の圧
縮機を選択的に運転、停止制御することによって、0.
18.27.45.55.73.82.100%の8段
陥の容量制御運転を行なうことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の並列圧縮式冷凍装置は以上のように構成されティ
るノテ、0,18.27.45.55.73.82.1
00% (7)8段階の容量制御運転しかできず、冷凍
負荷が0〜1昨の間、18〜27チの間、27〜45チ
の間、柘〜5鍾の間、55〜73%の間、73〜82%
の間、および82〜100チの間の部分負荷域では圧縮
機の過剰運転となり運転効率が著しく低下する欠点があ
った。
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、冷凍負荷の9〜118チの変動域で冷凍負荷に
追従した最適な運転ができ、部分負荷に対する運転効率
が向上できる並列圧縮式冷凍装置を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明においては、定格容量比がは譬1対1.5対3
に選定されている大容量、中容量および小容量の圧縮機
を有し、かつこの圧縮機に凝縮器を接続し念凝縮装置、
並びにこの凝縮装置に接続された冷却装置から構成され
る装置 冷凍装置の低圧側における冷媒圧力を検出して圧力検出
信号を発生する圧力検出部と、出力周波数に応じ上記小
容量の圧縮機のみその定格容量の50〜200チまで連
続的に制御するインバータ、および上記圧力検出信号に
応じて上記インバータの出力周波数を制御すると共に大
容量並びに中容量の圧縮機の運転をON, OFF制御
することにより、低圧側の冷媒圧力を所定の設定値に収
束させる制御部とを備え、その制御部の出力に基づき上
記冷却装置の冷凍負荷が9〜36%では上記インバータ
により上記小容量の圧縮機のみを駆動すると共に冷凍負
荷が36〜63チでは上記中容量の圧縮機を商用交流電
源で駆動し小容量の圧縮機を上記インバータにて駆動し
て並列運転し、かつ冷凍負荷が63〜90%では上記の
大容量の圧縮機を商用交流電源で駆動し、・小容量の圧
縮機を上記インバータにて駆動して並列運転する。さら
に冷凍負荷が90〜118%では上記中容量および大容
量の圧縮機を商用交流電源で駆動し、小容量の圧縮機を
上記インバータにて駆動して並列運転させることにより
上記目的を達成するものである。
〔作用〕
この発明における冷凍装置は、制御部の出力に基き、イ
ンバータを介して上記小容量の圧縮機のみその定格容量
の50〜200%まで連続的に制御すると共に大容量並
びに中容量の圧縮機の運転をON。
OFF制御するものであり、上記冷却装置の冷凍負荷が
9〜36チでは上記インバータにより上記小容量の圧縮
機のみ全駆動し、かつ冷凍負荷が36〜63%では上記
中容量の圧縮機を商用交流電源で駆動し、小容量の圧縮
it−上記インバータにて駆動して並列運転し、冷凍負
荷が63〜90チでは上記大容量の圧縮機を商用交流電
源で駆動し、小容量の圧縮機を上記インバータにて駆動
して並列運転する。さらに冷凍負荷が90〜118%で
は上記中容量および大容量の圧縮機を商用交流電源で駆
動し小容量の圧縮機を上記インバータにて駆動して並列
運転することにより、冷凍負荷の9〜118チの変動域
で冷凍負荷に追従した最適な運転ができ、非常に経済的
で省エネルギ化に有利となる。
〔実施例〕
以下、この発明の並列圧縮式冷凍装置の実施例を図につ
いて説明する。第1図はその一実施例の冷媒回路図であ
り、この並列圧縮式冷凍装置(A)には第3図と同様に
互いに並列に配管接続されている複数台のショーケース
(21)〜(2c)で構成された冷却装置{2}が接続
されている。
一方、並列圧縮式冷凍装置(A)は第3図と異り、小容
量の圧縮機(1d)にはその定格容量の50〜200%
まで連続的に制御できるインバータ(1l)が接続され
ている。なお、他の構成機器はgFja図と同じである
次に、以上のように構成されたこの発明の並列圧縮式冷
凍装置(A)の動作について説明する。
たとえば、冷却装置(2)の冷凍負荷に対する所要の冷
凍能力を得るための所要動力が27.51Fである場合
に、圧縮機(1b)の定格容量は15IP#圧縮機(l
a)の定格容量は7.51?・圧縮機(1d)の定格容
量は511’に選定され、圧縮機(1d)の容量はイン
バータ(II)により2.5〜l0IPまで連続的に変
動させることができる。制御部(3)は負荷容量に応じ
て、圧縮機(lb)= (lc)、(ld)共停止の状
態から、圧縮機(1d)のみインバータ(11)で単独
運転、圧縮機(1d)をインバータ(]j)で圧縮機(
1c)を商用交流t#で運転、圧縮機(ld)をインバ
ータ(11)で圧縮機(1b)を商用交流を源で運転、
圧縮機(ld) tインバータ(11)で圧縮機(lb
)、(lc)を商用交流電源で運転の順に容量を増加さ
せるように制御する。
冷却装置(2)の冷凍負荷変動に対し、冷凍負荷が36
%以下の部分負荷時には定格容量5Pの圧縮機αd)の
みがインバータ(11)により単独運転され、冷凍負荷
に追従するようにインバータ(11)によシ圧縮凝(1
d)の容量が2.5〜101Pまで変動する。
また、冷凍負荷が36〜64チになれば圧縮機αd)は
インバータ(11)により運転され、圧縮機(1c)は
商用交流電源により同時に並列運転される。
このとき冷凍負荷に追従するようにインバータ(11)
により圧縮機(1d)の容量が2.5〜10PPまで変
動し、圧縮機(1c)の定格容Ji7.5wが加わるの
で、並列圧縮式冷凍装置全体としては容量は10−17
.5Wまで変動する。冷凍負荷が64〜91チになれば
圧縮機(1d)はインバータ(11)により運転され、
圧縮機(1b)は商用交流電源により同時に並列運転さ
れる。このとき冷凍負荷に追従するようにインバータ(
11)により圧縮機(1d)の容量が2.5〜IOPま
で変動し、圧縮機(1b)の定格容量15)Pが加わる
ので、並列圧縮式冷凍装置全体としては、容量は17.
5〜25)Pまで変動する。冷凍負荷が91〜118優
になれば圧縮機(1d)はインバータ(11)により運
転され、圧縮機(xb)、(lc)は商用交流電源によ
り同時に並列運転される。このとき冷凍負荷に追従する
ようにインバータ(11)により圧縮機側(1d)の容
量が2.5〜101Fまで変動し、圧縮* (lb)の
定格容815)Pおよび圧縮機(1c)の定格容量7.
5)Pが加わるので並列圧縮式冷凍装置全体としては容
量25〜32.5)Pまで変動する。
この容量制御運転の推移を示せば1g2図のようになる
。すなわち!!!2図に示されているように圧縮機の定
格容量比がはy1対1.5対3に選定されている大中小
の圧縮機(lb)= (Ic)、 (ld)を選択的に
運転、停止制御するとともにインバータにより小容量の
圧縮機(1d)の容量を50〜200%まで連続的に容
量制御することにより、0および9〜118Stで連続
的に容量制御運転を行なうことができる。
この結果、冷凍負荷の9〜118%の変動域で冷凍負荷
に追従した最適な運転ができ、gIJa図の従来方式と
比較して省エネルギ化に有利な並列圧縮式冷凍装置とな
る。しかも、3台の圧縮機のうち、小容量の圧縮機(1
d)の容量を50〜200チまで制御できるインバータ
1台により上記の容量制御が可能となり、非常に経済的
である。
な右、並列圧縮式冷凍装置(A)の容量の4以下で圧縮
機を運転すれば、冷媒循環量が減少し、ショーケースな
どの油滞溜量が増加し、圧縮機の摺動部への潤滑油の供
給不良などによる焼付が起こる恐れがあり、9ts以下
で冷凍負荷に追従して容量制御運転を行なうことは危険
である。
〔発明の効果〕
以上のよって、この並列圧縮式冷凍装置によれば、圧縮
機の定格容量比がは11″1対1.5対3に選定されて
いる大、中、小3台の圧縮機を並列接続した冷凍装置に
おいて、上記冷凍装置の低圧側の冷媒圧力を検出する圧
力検出部と、この圧力検出部の圧力検出信号を入力とし
、上記大容量並びに中容量の圧縮機の運転をON、 O
FF制御すると共にインバータの出力周波数を制御する
ことにより小容量の圧縮機の容量を50〜200%まで
連続的に容量制御する制御部とを設けたことにより冷凍
負荷の9〜118%の変動域で冷凍負荷に追従した最適
な運転ができ、非常に経済的で、省エネルギ化に有利に
なるものである。
【図面の簡単な説明】
gS1図はこの発明の一実施例による並列圧縮式冷凍装
置の冷媒回路図、第2図は第1図の並列圧縮式冷凍装置
の容量制御運転の説明図、第3図は従来の並列圧縮式冷
凍装置の冷媒回路図、第4図は低圧側の冷媒圧力の領*
’に示す図、第5図は第3図の並列圧縮式冷凍装置の容
量制御運転の説明図である。 これらの図において、偽)は並列圧縮式冷凍装置、11
+は凝縮装置、(1層)は凝縮器、(lb)、(lc)
、 (ld)はそれぞれ大、中、小容量の圧縮機、(I
I)はインバータ、(2)は冷却装置、(3)は制御部
、(4)は圧力検出部である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 定格容量比がほゞ1対1.5対3に選定されている大容
    量、中容量および小容量の圧縮機を有し、かつこの圧縮
    機に凝縮器を接続した凝縮装置と、この凝縮装置に接続
    された冷却装置が構成された冷凍装置と、この冷凍装置
    の低圧側における冷媒圧力を検出して圧力検出信号を発
    生する圧力検出部と、出力周波数に応じ、上記小容量の
    圧縮機のみその定格容量の50〜200%まで連続的に
    制御する可変周波数のインバータ、及び上記圧力検出信
    号に応じて上記インバータの出力周波数を制御すると共
    に上記大容量並びに中容量の圧縮機の運転をON、OF
    F制御することにより、低圧側の冷媒圧力を所定の設定
    値に収束させる制御部とを備え、その制御部の出力に基
    づき上記冷却装置の冷凍負荷が36%以下では上記イン
    バータにより上記小容量の圧縮機のみを駆動するととも
    に冷凍負荷があ〜64%では上記中容量の圧縮機を商用
    交流電源で駆動し小容量の圧縮機を上記インバータにて
    駆動して並列運転し、冷凍負荷が64〜91%では上記
    大容量の圧縮機を商用交流電源で駆動し小容量の圧縮機
    を上記インバータにて駆動して並列運転し、かつ冷凍負
    荷が91〜118%では上記中容量および大容量の圧縮
    機を商用交流電源で駆動し小容量の圧縮機を上記インバ
    ータにて駆動して並列運転させることを特徴とする並列
    圧縮式冷凍装置。
JP63089405A 1988-04-12 1988-04-12 並列圧縮式冷凍装置 Pending JPH01262386A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5211031A (en) * 1990-05-24 1993-05-18 Hitachi, Ltd. Scroll type compressor and refrigeration cycle using the same
JP2014074395A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Haruo Orihashi 圧縮機運転制御装置
EP1985939A4 (en) * 2006-02-17 2015-03-11 Daikin Ind Ltd AIR CONDITIONING

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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