JPH04366365A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の運転制御装
置に係り、特に膨張弁開度を固定してプルダウン運転を
行うようにしたものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平２―２４７４５
７号公報に開示される如く、容量の調節可能な圧縮機、
凝縮器、開度可能な膨張弁及び蒸発器を順次接続してな
る冷媒回路を備え、庫内に収納される生鮮食品を所定の
低温状態に保持するようにした冷凍装置の運転制御装置
として、蒸発器の入口側の冷媒温度と蒸発器の出口側の
冷媒温度との温度差を過熱度として検知し、この過熱度
が所定の目標値に収束するよう膨張弁の開度を制御する
一方、プルダウン運転時には、膨張弁の開度を高温限界
点にて固定することにより、冷媒状態を適切に維持しな
がら、高圧カットや過電流リレ―等の保護装置の作動を
防止するようにしたものは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、庫
内の温度をインレンジに収束させるプルダウン運転の時
間を短縮しようとするものである。プルダウン運転時に
は圧縮機が高容量で運転され、冷媒循環量も多いので蒸
発器における冷媒の圧力損失が大きい。そのために、冷
媒の出口温度と入口温度との差が実際の過熱度よりも小
さくなることがあった。すなわち、図４に示すように、
冷媒回路における冷媒の状態を示すモリエル線図におい
て、圧力損失によって、蒸発器出口側の冷媒状態が図中
下方にずれると、実際の過熱度は図中のＳｈ　のごとく
なるのに対して、センサの検出値Ｔｏ，Ｔｉ　の関係が
Ｔｏ　−Ｔｉ　＜０となって、見掛上過熱度がマイナス
の値となることもある。したがって、過熱度を一定値に
維持するよう膨張弁の開度を制御する（いわゆる過熱度
一定制御）と、膨張弁開度が絞られて蒸発器の能力が小
さくなり、庫内温度をインレンジにまで冷却するプルダ
ウン運転が非常に長時間に亘る虞れがあった。そこで、
上記従来のもののように、プルダウン運転時には、膨張
弁の開度を適正な冷媒状態を与えるような設定開度に維
持することにより、蒸発器の能力を維持し、庫内温度を
速やかにインレンジにまで冷却することが可能となる。

【０００４】しかるに、その場合、水分の多い積み荷が
収納されているときには、蒸発器における着霜量が多く
なるので、低圧側圧力が低下するのに対して膨張弁の開
度が固定されているために湿り運転となり、液圧縮を生
じる虞れがあった。また、低外気条件下でプルダウン運
転を行うときには、高圧側圧力が低下し低圧側圧力も低
下するが、膨張弁開度は固定されているためにやはり湿
り運転になる虞れがあった。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、膨張弁の開度を固定してプルダウン
運転を行うことにより、庫内を速やかにインレンジまで
冷却しながら、運転状態の変化に応じて膨張弁開度を過
熱度制御することにより、信頼性の向上を図ることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の解決手段は、図１に示すように、圧縮機（１
）、凝縮器（３）、開度の調節可能な膨張弁（５）及び
蒸発器（６）を順次接続してなる冷媒回路（８）を備え
た冷凍装置を前提とする。

【０００７】そして、冷凍装置の運転制御装置として、
冷凍装置のプルダウン運転時、上記膨張弁（５）の開度
を設定開度に固定する開度固定手段（５１）と、上記蒸
発器（６）の入口側の冷媒温度を検出する入口温度検出
手段（Ｔｈ１）と、蒸発器（６）の出口側の冷媒温度を
検出する出口温度検出手段（Ｔｈ２）と、上記入口温度
検出手段（Ｔｈ１）及び出口温度検出手段（Ｔｈ２）の
出力を受け、蒸発器（６）の出口側と入口側とにおける
冷媒温度の差を過熱度として演算する過熱度演算手段（
５０）と、上記入口温度検出手段（Ｔｈ１）及び出口温
度検出手段（Ｔｈ２）の出力を受け、冷凍装置のプルダ
ウン運転時、蒸発器（６）の出口側の冷媒温度が入口側
の冷媒温度よりも高くかつ入口側の冷媒温度が所定値よ
りも低くなったときには、上記開度固定手段（５１）の
作動を停止させて、上記過熱度演算手段（５０）で演算
される過熱度が所定の目標値に収束するよう上記膨張弁
（５）の開度を制御する開度制御手段（５２）とを設け
る構成としたものである。

【０００８】

【作用】以上の構成により、冷凍装置のプルダウン運転
時、開度固定手段（５１）により、膨張弁（５）の開度
が所定開度に固定され、蒸発器（６）の能力が確保され
るので、蒸発器（６）における冷媒の圧力損失に起因す
る過熱度の実際の値からのずれにより膨張弁（５）の開
度が必要以上に絞られてプルダウン時間が過大になるよ
うなことがなく、庫内温度が速やかに設定温度に収束す
るように運転される。

【０００９】そのとき、庫内に収納される積み荷の水分
が多い場合や外気温度が低い場合には、プルダウン運転
の進行につれて、着霜や高圧の低下に起因して蒸発温度
が低下することがあり、膨張弁（５）の開度が固定され
ていると湿り運転となり液圧縮を生じる虞れがあるが、
本発明では、出口温度検出手段（Ｔｈ２）で検出される
蒸発器（６）出口側の冷媒温度が入口温度検出手段（Ｔ
ｈ１）で検出される蒸発器（６）入口側の冷媒温度より
も高くかつ蒸発器（６）入口側の冷媒温度が所定値より
も低くなったときには、開度制御手段（５２）により、
上記開度固定手段（５１）の制御を強制的に停止させて
、過熱度演算手段（５０）で演算される過熱度が所定の
目標値に収束するよう膨張弁（５）の開度が制御される
ので、吸入冷媒の湿り状態が適正状態に維持され、液圧
縮の虞れが未然に防止されることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】図２は冷凍コンテナに設けられる冷凍装置
（Ａ）の冷媒配管系統を示し、この冷凍装置（Ａ）は図
示しないコンテナ本体内を冷却するものである。ここで
、冷媒回路（８）は、容量の可変な圧縮機（１）と、凝
縮器（３）と、レシーバ（４）と、開度が調節可能な膨
張弁である電動膨張弁（５）と、蒸発器（６）と、アキ
ュームレータ（１９）とが順に冷媒配管（２０）によっ
て接続されて閉回路に構成されている。そして、上記凝
縮器（３）には庫外ファン（Ｆ１）が、蒸発器（６）に
は庫内ファン（Ｆ２）がそれぞれ付設される一方、上記
圧縮機（１）と凝縮器（３）との間には３方電磁弁（２
）が介設されている。該３方電磁弁（２）にはホットガ
スバイパス路（９）の一端が接続され、該ホットガスバ
イパス路（９）は他端が上記電動膨張弁（５）と蒸発器
（６）との間に接続されると共に、ドレンパンヒータ（
１１）が形成されている。そして、上記ホットガスバイ
パス路（９）はデフロスト運転時にホットガスを圧縮機
（１）から蒸発器（６）に供給し、該蒸発器（６）及び
ドレンパン（図示省略）の着霜を融解するように構成さ
れている。

【００１２】また、上記冷凍装置（Ａ）には各種のセン
サが設けられており、（ＨＰＳ）は圧縮機（１）の吐出
側の高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ、（Ｔｈ１）は
蒸発器（６）の入口側の液管温度を入口温度Ｔｉ　とし
て検出する入口温度検出手段である液管温度センサ、（
Ｔｈ２）は蒸発器（６）の出口側のガス管温度を出口温
度Ｔｏ　として検出する出口温度検出手段であるガス管
温度センサ、（Ｔｈ３）は蒸発器（６）の空気吸込側の
吸込空気温度Ｔｒ　を検出する吸込温度センサ、（Ｔｈ
４）は蒸発器（６）の空気吹出側の吹出空気温度を検出
する吹出温度センサである。

【００１３】そして、上記各センサ（ＨＰＳ），（Ｔｈ
１）〜（Ｔｈ４）の検出信号はコントローラ（２１）に
入力される一方、該コントローラ（２１）は上記圧縮機
（１）、電動膨張弁（５）及び３方電磁弁（２）等を制
御するように構成されている。

【００１４】次に、上記冷凍装置（Ａ）の運転動作につ
いて説明する。

【００１５】先ず、圧縮機（１）より吐出した冷媒は凝
縮器（３）で凝縮し、電動膨張弁（５）で膨張した後、
蒸発器（６）で蒸発して圧縮機（１）に戻り、コンテナ
本体内を冷却する一方、デフロスト運転時には３方電磁
弁（２）を切換え、ホットガスを圧縮機（１）からホッ
トガスバイパス路（９）に流し、蒸発器（６）に供給し
てデフロストを行う。

【００１６】ここで、図３は上記コントロ―ラ（２１）
による制御内容を示し、ステップＳＴ１で、電動膨張弁
（５）の開度を固定し、ステップＳＴ２で、圧縮機（１
）の運転を開始する。そして、ステップＳＴ３で、上記
ガス管温度センサ（Ｔｈｏ）で検出される蒸発器（６）
の出口温度Ｔｏ　と、液管温度センサ（Ｔｈｉ）で検出
される蒸発器（６）の入口温度Ｔｉ　と、上記吸込温度
センサ（Ｔｈ３）で検出される吸込空気温度Ｔｒ　を庫
内温度として入力し、ステップＳＴ４でＳｈ＝Ｔｏ　−
Ｔｉ　として、過熱度Ｓｈを算出する。そして、ステッ
プＳＴ５で、過熱度Ｓｈ（＝Ｔｏ　−Ｔｉ　）が正の値
か否か、つまり出口温度Ｔｏ　が入口温度Ｔｉ　よりも
高いか否かを判別し、（Ｔｏ　−Ｔｉ　）＞０でなけれ
ば圧力損失のためにセンサの値が正確でないと判断して
、ステップＳＴ６に進んで、庫内温度Ｔｒ　が設定温度
Ｔｓよりも低いか否かを判別し、Ｔｒ　＜Ｔｓ　になる
までステップＳＴ５に戻って上記制御を繰返し、Ｔｒ　
＜Ｔｓ　になると、インレンジに入ったと判断してステ
ップＳＴ７に進んで圧縮機（１）を停止させる。

【００１７】一方、上記ステップＳＴ５の判別で、（Ｔ
ｏ　−Ｔｉ　）＞０であれば、センサの出力値が信頼し
得ると判断してステップＳＴ８に進み、Ｔｉ　＜−１０
（℃）か否かつまり低圧側圧力が所定値よりも低いか否
かを判別し、Ｔｉ　＜−１０（℃）でなければ、さらに
ステップＳＴ９で、庫内温度Ｔｒ　が設定温度Ｔｓ　よ
りも低いか否かを判別して、Ｔｒ　＜Ｔｓ　になるまで
はステップＳＴ８に戻って上記制御を繰返し、Ｔｒ　＜
Ｔｓ　になると、ステップＳＴ１０に進んで圧縮機（１
）を停止させる。

【００１８】さらに、上記ステップＳＴ８の判別で、Ｔ
ｉ　＜−１０（℃）になると、低圧側圧力が低下してい
るにも拘らず電動膨張弁（５）の開度が固定されている
と湿り運転となって液圧縮の虞れがあると判断して、ス
テップＳＴ１１に進み、電動膨張弁（５）の開度を過熱
度Ｓｈが目標値に収束するよう制御する過熱度一定制御
を行う。すなわち、上記ステップＳＴ４で算出される過
熱度Ｓｈがその目標値（例えば５℃程度の値）よりも大
きいときには電動膨張弁（５）の開度を増大させ、過熱
度Ｓｈがその目標値よりも小さいときには電動膨張弁（
５）の開度を低減するよう制御することにより、冷媒の
湿り度を適正な範囲に維持する。

【００１９】そして、ステップＳＴ１２で、庫内温度Ｔ
ｒ　が設定温度Ｔｓ　よりも低くなるまで待って、ステ
ップＳＴ１３に進んで圧縮機（１）を停止させる。なお
、デフロスト運転が終了したときにも、上記ステップＳ
Ｔ１以下の制御を行う。

【００２０】以上のフロ―において、ステップＳＴ４の
制御により、本発明にいう過熱度演算手段（５０）が構
成され、ステップＳＴ１の制御により、開度固定手段（
５１）が構成され、ステップＳＴ１１の制御により、開
度制御手段（５２）が構成されている。

【００２１】したがって、上記実施例において、冷凍装
置のプルダウン運転時、運転開始直後の冷媒循環量が多
い運転状態では、蒸発器（６）における冷媒の圧力損失
が大いので、液管温度センサ（Ｔｈ１）及びガス管温度
センサ（Ｔｈ２）の検出値に基づき過熱度演算手段（５
０）で演算される過熱度Ｓｈが見掛上実際の値よりも小
さくなる。すなわち、図４に示すように、蒸発器（６）
における冷媒の圧力降下によって、ガス管温度センサ（
Ｔｈ２）で検出される蒸発器（６）の出口温度Ｔｏ　が
実際の値よりも低い値として検出され、条件によっては
、液管温度センサ（Ｔｈ２）で検出される蒸発器（６）
の入口温度Ｔｉ　よりも低下するようなこともあるから
である。したがって、この過熱度Ｓｈを指標として電動
膨張弁（５）の開度を制御すると、電動膨張弁（５）の
開度が必要以上に絞られ、能力の低減によってプルダウ
ン時間が過大になる虞れがある。そのとき、上記実施例
では、開度固定手段（５１）により、電動膨張弁（５）
の開度が所定開度に固定されるので、蒸発器（６）の能
力が確保され、庫内温度Ｔｒが速やかに設定温度Ｔｓ　
に収束するように運転される。

【００２２】ところが、庫内に収納される積み荷の種類
や外気温度が低い場合には、プルダウン運転の進行につ
れて、着霜や高圧の低下に起因して蒸発温度が低下する
ことがあり、電動膨張弁（５）の開度が固定されている
と湿り運転となり、液圧縮を生じる虞れがある。ここで
、上記実施例では、蒸発器（６）の出口温度が入口温度
よりも高くかつ入口温度が所定値よりも低くなったとき
には、開度制御手段（５２）により、上記開度固定手段
（５１）の制御を強制的に停止させて、電動膨張弁（５
）の開度を過熱度Ｓｈが所定の目標値に収束するよう制
御する過熱度一定制御が行われるので、吸入冷媒の湿り
状態が適正状態に維持され、液圧縮の虞れが未然に防止
される。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷凍装置
の運転制御装置によれば、圧縮機、凝縮器、開度の調節
可能な膨張弁及び蒸発器を順次接続してなる冷媒回路を
備えた冷凍装置の運転制御装置として、膨張弁の開度を
固定して運転を開始する一方、蒸発器出口側の冷媒温度
が蒸発器入口側の冷媒温度よりも高くかつ蒸発器入口側
の冷媒温度が所定値よりも低くなったときには、蒸発器
出口側の冷媒温度と蒸発器入口側の冷媒温度との温度差
として求められる過熱度が所定の目標値に収束するよう
膨張弁の開度を制御するようにしたので、吸入冷媒の湿
り状態を適正状態に維持することにより液圧縮の虞れを
有効に防止することができ、よって、信頼性の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る冷凍装置の冷媒配管系統図である
。

【図３】コントロ―ラの制御内容を示すフロ―チャ―ト
図である。

【図４】冷媒回路における冷媒状態の変化を示すモリエ
ル線図である。

【符号の説明】

１　　　　圧縮機 ３　　　　凝縮器 ４　　　　膨張弁 ６　　　　蒸発器 ５０　　過熱度演算手段 ５１　　開度固定手段 ５２　　開度制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機（１）、凝縮器（３）、開度の
   調節可能な膨張弁（５）及び蒸発器（６）を順次接続し
   てなる冷媒回路（８）を備えた冷凍装置において、冷凍
   装置のプルダウン運転時、上記膨張弁（５）の開度を設
   定開度に固定する開度固定手段（５１）と、上記蒸発器
   （６）の入口側の冷媒温度を検出する入口温度検出手段
   （Ｔｈ１）と、蒸発器（６）の出口側の冷媒温度を検出
   する出口温度検出手段（Ｔｈ２）と、上記入口温度検出
   手段（Ｔｈ１）及び出口温度検出手段（Ｔｈ２）の出力
   を受け、蒸発器（６）の出口側と入口側とにおける冷媒
   温度の差を過熱度として演算する過熱度演算手段（５０
   ）と、上記入口温度検出手段（Ｔｈ１）及び出口温度検
   出手段（Ｔｈ２）の出力を受け、冷凍装置のプルダウン
   運転時、蒸発器（６）の出口側の冷媒温度が入口側の冷
   媒温度よりも高くかつ入口側の冷媒温度が所定値よりも
   低くなったときには、上記開度固定手段（５１）の作動
   を停止させて、上記過熱度演算手段（５０）で演算され
   る過熱度が所定の目標値に収束するよう上記膨張弁（５
   ）の開度を制御する開度制御手段（５２）とを備えたこ
   とを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。