JPH0490455A - 並列圧縮式冷凍装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たと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
縮式冷凍装置に間する。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開昭６２−７７１号公報に示された従
来の並列圧縮式冷凍装置の冷媒回路図である。

この第３図において、（Ａ）は凝縮装置（１）と冷却装
置（２）とで構成された冷凍装置、口は複数台のショー
ケース（２ａ）、（２ｂ）、　（２ｃ）の組合せで構成
された冷却装置である。（１）は凝縮装置であり、水冷
式の凝縮器（ｌａ）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
がほぼ１対２に選定されている大容量の圧縮機（Ｉｂ）
と小容量の圧縮機（１ｃ）の２台が並列に搭載されてお
り、かつ各圧縮機（Ｉｂ）と（ｌｃ）の冷媒吐出管＜Ｉ
ｄ）および吸入管（１ｅ）が並列に接続されている。

なお、（１ｆ）は各圧縮機（１ｂ）と（ｌｃ）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、（５
１は上記圧縮機（ｌｂ）および（ｌｃ）の低圧側の冷媒
圧力を検出する圧力検出部口）の出力信号と圧力設定部
（２）で設定される収束させようとする上記低圧側の冷
媒圧力の収束圧力値に応じて上記圧縮機（１ｂ）（１ｃ
）の運転を制御する制御部である。

また、第４図に示すように、通常圧力領域は、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、冷凍装置（Ａ）に容量アップ信号を出す容量アッ
プ圧力値以上の領域−と、並列圧縮式冷凍装置（Ａ）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満の領域（ハ）
と、冷凍装置（Ａ）に容量ダウン信号を出す容量ダウン
圧力値未満の領域（ロ）と、冷凍装置（Ａ）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。たとえば、冷却装置■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
１５８Ｐである場合に、圧縮機（ｌｂ）の定格容量はｌ
０ＨＰ、圧縮機（ｌｃ）の定格容量は５）（Ｐに選定さ
れている。

一方、複数台のショーケース（２ａ）、　（２ｂ）、　
（２ｃ）からなる冷却装置■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０）
から制御部（５１に出力される圧力検出信号のレベルも
低下する。

制御部口では、上記圧力検出信号を基準値（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
を有しているため、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、領域（ロ）の場合には、制御
部（５］は冷凍装置（Ａ）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ｔ４（ハ）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Ｂ）から
制御部（５１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（１）の場合には、制御部
（５）は冷凍装置（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（ハ）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）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３３％
以下の部分負荷時には定格容量５ＨＰの圧縮機（１ｃ）
のみが単独運転される。また、冷凍負荷が３３〜６７％
の範囲では定格容量１０８Ｐの圧縮機（ｌｂ）のみが単
独運転される。

さらに、冷凍負荷が６７〜１００％の範囲では圧縮機（
ｌｂ）と（ｌｃ）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、第５図に示されているように圧縮機の定格容
量比がほぼ１対２に選定されている大小の圧縮機を選択
的に運転、停止制御することによって０．３３．６７．
１００％の４段階の容量制御運転を行うことができる。

〔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てい
るので、０１３３．６７．１００％の４段階の容量制御
運転しかできず、冷凍負荷が０〜３３％の間、３３〜６
７％の間、６７〜１００％の間の部分負荷域では圧縮機
の過剰運転となって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、０．２０．３３．４０．６０．６７．７３．８
７．１００％の９段階の容量制御運転ができ、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〕

定格容量比がほぼ１対２に選定されている大容量および
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、の凝縮装置に接続された冷却装置とか
ら構成される装置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、収
束させようとする上記低圧側の冷媒圧力の収束圧力値を
設定する圧力設定部と、上記小容量の圧縮機および大容
量の圧縮機をその定格容量のほぼ６０％に容量制御する
容量制御部、及び上記圧力検出信号に応じ、上記容量制
御部を介して上記小容量および大容量の圧縮機の容量を
それぞれ０、ほぼ６０、１００％に容量制御することに
より、低圧側の冷媒圧力を上記圧力設定部で設定される
圧力設定値に収束される制御部とを備え、その制御部の
出力に基づき、上記冷却装置の冷凍負荷が２０％以下で
は上記容量制御部により上記小容量の圧縮機のみその定
格容量のほぼ６０％に容量制御し、冷凍負荷が２０〜３
３％では上記小容量の圧縮機のみその定格容量の１００
％に容量制御し、冷凍負荷が３３〜４０％では上記容量
制御部により上記大容量の圧縮機のみその定格容量のほ
ぼ６０％に容量制御し、冷凍負荷が４０〜６０％では上
記小容量の圧縮機を上記容量制御部によりその定格容量
のほぼ６０％に容量制御するとともに上記大容量の圧縮
機を上記容量制御部によりその定格容量のほぼ６０％に
容量制御し、冷凍負荷が６０〜６７％では上記大容量の
圧縮機のみその定格容量の１００％に容量制御し、冷凍
負荷が６７〜７３％では上記大容量の圧縮機を上記容量
制御部によりその定格容量のほぼ６０％に容量制御する
とともに上記小容量の圧縮機をその定格容量の１００％
に容量制御し、冷凍負荷が７３〜８７％では上記小容量
の圧縮機を上記容量制御部によりその定格容量のほぼ６
０％に容量制御するとともに上記大容量の圧縮機をその
定格容量の１００％に容量制御し、冷凍負荷が８７〜１
００％では上記小容量および大容量圧縮機をそれぞれそ
の定格容量の１００％に容量制御して並列運転させるよ
うにしたものである。

〔作　　用〕

この発明における並列圧縮式冷凍装置は、制御部の出力
に基づき、容量制御部を介して上記小容量および大容量
の圧縮機の容量が０、ほぼ６０。

１００％に容量制御され、上記冷凍装置の冷凍負荷が２
０％以下では上記容量制御部により上記小容量の圧縮機
のみその定格容量のほぼ６０％に容量制御され、冷凍負
荷が２０〜３３％では上記小容量の圧縮機のみその定格
容量の１００％に容量制御され、冷凍負荷が３３〜４０
％では上記容量制御部により上記大容量の圧縮機のみそ
の定格容量のほぼ６０％に容量制御され、冷凍負荷が４
０〜６０％では上記小容量の圧縮機が上記容量制御部に
よりその定格容量のほぼ６０％に容量制御されるととも
に上記大容量の圧縮機を上記容量制御部によりその定格
容量のほぼ６０％に容量制御され、冷凍負荷が６０〜６
７％では上記大容量の圧縮機のみその定格容量の１００
％に容量制御され、冷凍負荷が６７〜７３％では上記大
容量の圧縮機を上記容量制御によりその定格容量のほぼ
６０％に容量制御されるとともに上記小容量の圧縮機が
その定格容量の１００％に容量制御され、冷凍負荷が７
３〜８７％では上記小容量の圧縮機が上記容量制御部に
よりその定格容量のほぼ６０％に容量制御されるととも
に上記大容量の圧縮機がその定格容量の１００％に容量
制御され、冷凍負荷が８７〜１００％では上記小容量お
よび大容量圧縮機がその定格容量の１００％に容量制御
されて並列運転されることに・より、冷凍負荷の０１２
０．３３．４０．６０．６７．７３．８７．１００％の
変動域で冷凍負荷に追従した最適な運転が行なわれる。

〔実施例〕

以下、この発明による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、第３図と異なるところは凝縮装置（１）を構成
する圧縮機（ｌｂ）、　（ｌｃ）にそれぞれの定格容量
のほぼ６０％に容量制御する容量制御部（Ｉｇ）、（ｌ
ｈ）を設け、圧縮機（Ｉｂ）　（ｌｃ）の低圧側冷媒圧
力を検出する圧力検出部（３）の出力信号と、圧力設定
部（イ）で設定される収束させようとする上記低圧側の
冷媒圧力の収束圧力値とに基づき、上記容量制御部（１
ｇ）　（ｌｈ）を介して、上記圧縮８１（ｌｂ）（ｌｃ
）の運転容量を制御部（５１により制御するようにした
点である。なお、容量制御部（Ｉｇ）、（１ｈ）はそれ
ぞれ圧縮機＜ｌｂ）、（１ｃ）の吐出ガスを圧縮段階の
途中からバイパスされるアンローダ機構をそなえている
。

次に動作について説明する。たとえば、冷却装置口の冷
却負荷に対する所要の冷凍能力を得るための所要動力が
１５１（Ｐである場合に、圧縮機＜ｌｂ）の定格容量は
ｌ０ＨＰ、圧縮機（ｌｃ）の定格容量は５８Ｐに選定さ
れ、その圧縮機（Ｉｂ）の容量は容量制御部（Ｉｇ）に
より、０　、６ＨＰ　（はぼ６０％容量制御）、１０Ｈ
Ｐと容量が変化し、圧縮機＜ｌｃ）の容量は容量制御部
（ｌｈ）により、Ｏ，３）ＩＰ　（はぼ６０％容量制御
）、５８Ｐと容量が変化する。しかして、制御部（５）
は、圧力検出部（３）の出力信号と圧力設定部（イ）で
設定された収束圧力値に応じて、圧縮機（Ｉｂ）、　（
ｌｃ）共停止、圧縮機（ｌｃ）のみ容量制御部（ｌｈ）
によりほぼ６０％容量制御運転、圧縮機＜ｌｃ）のみそ
の定格容量の１００％に容量制御し商用交流電源で運転
、圧縮機（ｌｂ）のみ容量制御部（１ｇ）によりほぼ６
０％容量制御運転、圧縮機（１ｂ）を容量制御部（Ｉｇ
）によりほぼ６０％容量制御運転し圧縮機（Ｉｃ）を容
量制御部（ｌｈ）によりほぼ６０％容量制御運転、圧縮
機（１ｂ）のみその定格容量の１００％に容量制御し商
用交流電源で運転、圧縮！１（ｌｂ）を容量制御部（Ｉ
ｇ）によりほぼ６０％容量制御運転し圧縮機（ｌｃ）を
その定格容量の１００％に容量制御し商用交流電源で運
転、圧縮機（１ｂ）をその定格容量の１００％に容量制
御し商用交流電源で運転し圧縮機（１ｃ）を容量制御部
（ｌｈ）によりほぼ６０％容量制御運転、圧縮機＜ｌｂ
）、　（ｌｃ）をその定格容量の１００％に容量制御し
商用交流電源で運転の順に容量を増加、または上記と逆
順に容量を減小するように制御する。

また、冷却装置口の冷凍負荷変動に対し、冷凍負荷が２
０％以下の部分負荷時には定格容量５ＨＰの圧縮機（１
ｃ）のみが容量制御部（ｌｈ）により、その定格容量の
ほぼ６０％に容量制御され単独運転される。

冷凍負荷が２０〜３３％の範囲では定格容量５ＨＰの圧
縮１！（Ｉｃ）のみがその定格容量の１００％に容量制
御され単独運転される。また、冷凍負荷が３３〜４０％
では定格容量１０ＨＰの圧縮機（１ｂ）のみ容量制御部
（Ｉｇ）により、その定格容量のほぼ６０％に容量制御
して単独運転される。冷凍負荷が４０〜６０％では定格
容量１０）ＩＰの圧縮機（ｌｂ）を容量制御部（Ｉｇ）
により、その定格容量のほぼ６０％に容量制御し、定格
容量５８Ｐの圧縮機（ｌｃ）を容量制御部（ｌｈ）によ
り、その定格容量のほぼ６０％に容量制御して並列運転
される。冷凍負荷が６０〜６７％では定格容量１０１（
Ｐの圧縮機（１ｂ）のみがその定格容量の１００％に容
量制御され単独運転される。冷凍負荷が６７〜７３％で
は、定格容量５８Ｐの圧縮機（ｌｃ）をその定格容量の
１００％に容量制御され商用電源で駆動され定格容量１
０ＨＰの圧縮機（１ｂ）を容量制御部（Ｉｇ）により、
その定格容量のほば６０％に容量制御して並列運転され
る。冷凍負荷が７３〜８７％では、定格容量１０ＨＰの
圧縮機（１ｂ）をその定格容量の１００％に容量制御し
商用電源で駆動し、定格容量５８Ｐの圧縮機（１ｃ）を
容量制御部＜ｌｈ）により、その定格容量のほぼ６０％
に容量制御して並列運転される。冷凍負荷が８７〜１０
０％では、定格容量１０８Ｐの圧縮機（ｌｂ）と定格容
量５ＨＰの圧縮機（Ｉｃ）がそれぞれその定格容量の１
００％に容量制御され商用電源で並列運転される。

この容量制御運転の推移を示せば、第２図のようになる
。すなわち、第２図に示されているように圧縮機の定格
容量比がほぼ１対２に選定されている大小の圧縮８！　
（Ｉｂ）、　（Ｉｃ）を容量制御部（Ｉｇ）、（ｌｈ）
によりそれぞれ０、はぼ６０．１００％に容量制御する
ことにより、０．２０．３３．４０．６０．６７．７３
．８７．１００％に容量制御することができ、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
ギ化に有利である。

なお、並列圧縮式冷凍装置（Ａ）の容量の２０％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る恐れがあり、２０％以
下で冷凍負荷に追従して容量制御運転を行うことは危険
である。

〔発明の効果〕

以上のように、この並列圧縮式冷凍装置によれば、圧縮
機の定格容量比がほぼ１対２に選定されている大、小２
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収束させ
ようとする上記低圧側の冷媒圧力の収束圧力値を設定す
る圧力設定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小容量圧縮機の容量を容量制御部に
より、それぞれＯｌはぼ６０．１００％に容量制御して
いるので、０．２０．３３．４０．６０．６７．７３．
８７．１００％に容量制御することがてき、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
化される等効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１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！の冷媒回路図、第４図は低圧側の冷媒圧力の領域を
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、（Ａ）は冷凍装置、（１）は凝縮
装置、（Ｉａ）は凝縮器、（ｌｂ）、（１ｃ）はそれぞ
れ大、小容量の圧縮機、（Ｉｇ）、　（ｌｈ）は容量制
御部、（２）は冷却装置、（３）は圧力検出部、（イ）
は圧力設定部、（５）は制御部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　　　弁理士　　大　　岩　　
増　　雄第１図 機　伺　（％） 第８図 第４図 第５図 負 碕 （′／、）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定格容量比がほぼ１対２に選定されている大容量および
   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と
   から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、収束させようとする上記低圧側の冷媒圧力の収
   束圧力値を設定する圧力設定部と、上記小容量の圧縮機
   および大容量の圧縮機をその定格容量のほぼ６０％に容
   量制御する容量制御部、及び上記圧力検出信号に応じ、
   上記容量制御部を介して上記小容量および大容量の圧縮
   機の容量をそれぞれ０、ほぼ６０、１００％に容量制御
   することにより、低圧側の冷媒圧力を上記圧力設定部で
   設定される圧力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２
   ０％以下では上記容量制御部により上記小容量の圧縮機
   のみその定格容量のほぼ６０％に容量制御し、冷凍負荷
   が２０〜３３％では上記小容量の圧縮機のみその定格容
   量の１００％に容量制御し、冷凍負荷が３３〜４０％で
   は上記容量制御部により上記大容量の圧縮機のみその定
   格容量のほぼ６０％に容量制御し、冷凍負荷が４０〜６
   ０％では上記小容量の圧縮機を上記容量制御部によりそ
   の定格容量のほぼ６０％に容量制御するとともに上記大
   容量の圧縮機を上記容量制御部によりその定格容量のほ
   ぼ６０％に容量制御し、冷凍負荷が６０〜６７％では上
   記大容量の圧縮機のみその定格容量の１００％に容量制
   御し、冷凍負荷が６７〜７３％では上記大容量の圧縮機
   を上記容量制御部によりその定格容量のほぼ６０％に容
   量制御するとともに上記小容量の圧縮機をその定格容量
   の１００％に容量制御し、冷凍負荷が７３〜８７％では
   上記小容量の圧縮機を上記容量制御部によりその定格容
   量のほぼ６０％に容量制御するとともに上記大容量の圧
   縮機をその定格容量の１００％に容量制御し、冷凍負荷
   が８７〜１００％では上記小容量および大容量圧縮機を
   それぞれその定格容量の１００％に容量制御して並列運
   転させることを特徴とする並列圧縮式冷凍装置。