JPH1047802A - 冷凍機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量の制御機能を備えた１つの冷凍機１０か
ら伸びる配管１２を介して複数のショーケース１４に冷
媒を送り、各ショーケース１４毎に個別の温度制御を可
能とした冷凍冷却システムにおいて、冷凍機１０の発停
回数を減少するなど的確な容量制御を可能とし、消費エ
ネルギーの無駄を排除するとともに、各ショーケース１
４における温度制御も追従性よく行える様にする。 【解決手段】 冷凍機１０に対する負荷の増減に関する
情報、特に冷媒の供給時期を規制する電磁弁２０のオン
オフ情報を利用し、冷凍機１０の吸入ガス圧を一定にす
る方向の容量制御を行う。電磁弁２０のオンオフ情報
は、電磁弁２０に流れる総電流値の変化を測定し、何台
の電磁弁２０がオンしているかを知るとともに、別に測
定した吸入ガス圧との相関関係を利用し、冷凍機容量の
増減割合を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、容量制御機能を
備えた冷凍機の制御装置であって、特に複数台のショー
ケースを同時に冷却可能とする冷凍機の容量制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数台の圧縮機を備えるとともに
オンさせる圧縮機の数を増減させることにより、あるい
は１台の圧縮機における回転速度を変化させることによ
り、容量の制御機能を備えた冷凍機が各種提供されてい
る。

【０００３】通常この種の冷凍機は、１または複数の冷
却室に対して１台の冷凍機を備えるとともに、例えば冷
凍機としての能力を２段階に切り換えることにより、冷
蔵運転と冷凍運転とを択一的に切り換え可能とするな
ど、冷凍機としての冷凍能力の違いを積極的に利用した
容量制御が一般的である。

【０００４】これに対し、１台の冷凍機から複数台のシ
ョーケースに対して共通の配管を通じて冷媒を供給した
際、冷凍機における吸入ガス圧から各ショーケースに備
えた蒸発器に供給される冷媒温度が推測されることを利
用し、この吸入ガス圧が一定に維持される様な容量制御
を行うことにより、冷凍機の冷却能力を効率良く使用す
ることも行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記した吸入
ガス圧を利用した冷凍機の容量制御は、季節変化など運
転環境の変化に応じた再調整を必要とするなど、必要且
つ十分な制御を達成することが難しいことが知られる。
かかる不都合に対し、外気温度の変化に対応して設定ガ
ス圧を自動調整するものも提案されているが、依然とし
て的確な自動制御は難しい。

【０００６】上記した問題に鑑みて本発明者は研究を行
った結果、冷凍機に対する負荷が変化すると、所定の時
間遅れをもって吸入ガス圧も影響を受けることを知見し
た。すなわち、従来は１台の冷凍機が受け持つショーケ
ースが少数でしかも配管が短く、負荷変動に起因する吸
入ガス圧の変動はその変動を抑える方向の容量制御を行
うことによって抑制される。

【０００７】しかしながら近年における大規模スーパー
に見られる様に、１台の冷凍機が受け持つショーケース
の数が大幅に増大するとともに配管の総延長距離も無視
できないくらい長くなった結果、単に吸入ガス圧を知っ
て容量制御するのでは不足で、負荷側の情報を利用して
冷凍機の制御を行わない限り、的確な容量制御は行えな
いのである。

【０００８】本発明は上記した知見に基づいてなされた
ものであって、冷凍機に対する負荷の増減に関する情
報、特に冷媒の供給時期を規制する電磁弁のオンオフ情
報を利用して冷凍機の容量制御を行うことにより、冷凍
機の発停回数を減少するなど的確な容量制御を可能と
し、消費エネルギーの無駄を排除するとともに、各ショ
ーケースにおける温度制御も追従性よく行える冷凍機の
容量制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる容量制御
装置２４は、図１にその全体的な構成を概略的に示す如
く、容量の制御機能を備えた１つの冷凍機１０から伸び
る配管１２を介して複数のショーケース１４に冷媒を送
り、各ショーケース１４毎に個別の温度制御を可能とし
た冷凍冷却システムに適用されるものである。

【００１０】更に、上記ショーケース１４の冷却状態を
検出する手段１６と、冷凍機１０の吸入ガス圧力を検出
する手段１８とを備え、上記冷却状態の検出手段１６か
ら出力される信号入力に対応して、上記吸入ガス圧力を
設定値に維持する方向の容量制御動作を行うことを特徴
とする。

【００１１】なお上記した冷却状態の検出手段１６は、
図２および図３に例示するごとく、各ショーケース１４
に伸びる配管１２中に介装した電磁弁２０に供給する総
電流量を検出するものであることが好ましい。更に、上
記した冷却状態の検出手段１６で検出された総電流量ま
たはその増加割合が大きく、且つ、吸入ガス圧力の検出
手段１８で検出された圧力またはその増加割合が設定値
より大きいほど冷凍機１０の容量をより大きく増大さ
せ、上記した冷却状態の検出手段１６で検出された総電
流量またはその増加割合が小さく、且つ、吸入ガス圧力
の検出手段１８で検出された圧力またはその減少割合が
設定値より大きいほど冷凍機１０の容量をより大きく減
少させる制御を行うことが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明を、マーケットなどに
配設される複数台のショーケースに対し、それらとは別
置した冷凍機から配管を通じて冷媒を供給する冷凍冷却
システムに実施した一例を示すがこれに限らず、冷凍機
から冷媒を供給する対象は適宜変更して実施できること
は勿論である。また本発明は、ショーケースの台数が多
くまた冷媒を供給する配管が長い場合により有効である
が、それらの多少あるいは長短が限定されるものでもな
い。またシステム全体としての基本的な構成は従来と略
同様であるため、本発明と関係する部分の説明のみにと
どめ、詳細な説明は省略している。

【００１３】本発明が実施される冷凍冷却システムは、
図２にその全体的な構成を示すごとく、複数台のショー
ケース１４と、１台の冷凍機１０と、その冷凍機１０と
各ショーケース１４間を並列に接続する配管１２と、冷
凍機１０の容量を制御するための容量制御装置２４とか
ら構成される。

【００１４】各ショーケース１４は、従来と略同様に、
その前面側が解放されたあるいは開閉自在に閉じられた
冷却室２６と、その冷却室２６内の適所に配設された蒸
発器２８と、冷凍機１０から蒸発器２８に伸びる配管１
２上に介装された電磁弁２０と、電磁弁２０の開閉時期
を規制する温度制御装置２２とから構成される。

【００１５】温度制御装置２２は、冷却室２６内の適所
に温度センサ３０を備え、温度センサ３０の検出値が設
定温度を超えると電磁弁２０を開き、設定温度を下回る
と電磁弁２０を閉じる制御を行うことにより、冷却室２
６内を設定温度に維持する温度制御動作が行われる。

【００１６】冷凍機１０は、例えば容量の異なる圧縮機
を複数台備え、オンさせる圧縮機を適宜組み合わせるこ
とにより、全ての圧縮機が停止した出力ゼロの状態か
ら、全ての圧縮機が作動したフル出力状態まで、その出
力容量を変更できる。本実施例にあっては更に各圧縮機
の回転速度制御が行われ、その結果、冷凍機１０の容量
は出力ゼロの状態から出力最大の状態まで、無段階で容
量制御が行われる様に構成している。

【００１７】本発明は上記した構成にあって、冷凍機１
０の容量制御を可能とする容量制御装置２４の構成にそ
の特徴を有する。容量制御装置２４は、例えばマイクロ
プロセッサを利用してプログラムでその制御動作が規制
されるものであって、図３に示す各手段が擬似的に構成
される様にしている。

【００１８】すなわち、電磁弁２０のソレノイド３２に
供給される電流値から電磁弁２０のオン数を検出する電
流検出部３４と、冷凍機１０における入力側のガス圧を
検出するガス圧検出部３６と、両検出部３４・３６から
出力される信号ｃ・ｄをデータテーブル３８に予め記憶
した比較データＡと照合し、所定の条件に対応した信号
ｅを出力する演算部４０と、演算部４０から出力される
信号ｅに対応した大きさの制御信号ｆを冷凍機１０に向
けて出力する冷凍機制御部４２とから構成される。

【００１９】ここで電流検出部３４は、制御すべき全シ
ョーケース１４に備えた電磁弁２０のソレノイド３２に
対する通電回路を並列接続し、同一電源から駆動電流が
供給される様に構成するとともに、その共通回路に流れ
る電流値を電流センサ４４で検出することにより、その
電流値の大小に対応してオンしている電磁弁２０の数を
間接的に検知できる様にしている。更にこの電磁弁２０
のオン数の変化は経時的に記録され、その変化が上昇傾
向にあるのか下降傾向にあるのか、およびその変化割合
を連続的にあるいは所定時間間隔で検出可能とする。

【００２０】ガス圧検出部３６は、ショーケース１４側
から冷凍機１０に戻る配管１２中で、冷凍機１０の入力
側に接近した位置におけるガス圧力を圧力センサ４６で
検出して経時的に記録するものであって、吸入ガス圧力
の絶対値と変化割合が連続的にあるいは所定時間間隔で
検出される。

【００２１】演算部４０は、上記した電流検出部３４と
ガス圧検出部３６から出力される検出信号ａ・ｂを入力
とし、更に両者は個別に設定値と比較される。本実施例
にあっては、図４および図５に示すごとく、両検出部３
４・３６から出力される信号ｃ・ｄと比較される設定値
を５段階に設定し、それらが何れの段階にあるのかを判
定する。

【００２２】更に演算部４０では、判定された各段階を
図４および図５に例示するデータテーブル３８の表にあ
てはめ、冷凍機１０の容量の制御情報Ａを取得する。こ
の制御情報Ａは、現在の冷凍機容量をそのまま維持する
状態を中心とし、それから冷凍機１０の容量をどの様に
増減するかを決定するものである。本実施例にあって
は、容量制御を上下それぞれ２段階とし、それに対応し
た制御信号ｆを冷凍機制御部４２に送る。

【００２３】冷凍機制御部４２は、演算部４０から送ら
れる制御信号ｆに基づき、冷凍機１０の容量を現在値に
そのまま維持し、あるいは指定された設定割合で増加あ
るいは減少させる制御を行う。なお、冷凍機１０の容量
制御を上下２段階で段階的に行う例を示したがこれに限
らず、その制御段数増減できるものであり、無段階で増
減させてもよい。また図４および図５の関係および設定
値は、単なる例示であって、適用するシステムに応じて
適宜に変更されるものである。

【００２４】また演算部４０では、図４または図５に示
す関係の内の何れか一方のみを利用して冷凍機１０の容
量制御をすることも可能であるし、何れか一方の基準に
基づいた制御を行いながら、他方の基準による判定結果
を加味した容量制御を行うこともできる。

【００２５】更にまた、電磁弁２０に流れる総電流量を
検出して負荷状態を判定するのに代えて、個々のショー
ケース１４における電磁弁２０のオン時期の様な動作情
報を取得し、その情報を演算部４０に対する入力信号と
することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上記の如く、冷凍機１０に対す
る負荷の増減に関する情報、特に冷媒の供給時期を規制
する電磁弁２０のオンオフ情報を利用して冷凍機１０の
容量制御を行うことにより、冷凍機１０の発停回数を減
少するなど的確な制御を可能とし、消費エネルギーの無
駄を排除するとともに、各ショーケース１４における温
度制御が追従性よく行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成を示す概略図である。

【図２】本発明の全体的な構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明にかかる容量制御装置の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】容量制御装置における制御例を示す説明図であ
って、検出された絶対値に基づいて容量制御をする場合
を示す。

【図５】容量制御装置における制御例を示す説明図であ
って、検出された変化割合に基づいて容量制御をする例
を示す。

【符号の説明】

１０ 冷凍機 １２ 配管 １４ ショーケース １６ 冷却状態検出手段 １８ ガス圧力検出手段 ２０ 電磁弁 ２２ 温度制御装置 ２４ 容量制御装置 ２６ 冷却室 ２８ 蒸発器 ３０ 温度センサ ３２ ソレノイド ３４ 電流検出部 ３６ ガス圧検出部 ３８ データテーブル ４０ 演算部 ４２ 冷凍機制御部 ４４ 電流センサ ４６ 圧力センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量の制御機能を備えた１つの冷凍機
   （１０）から伸びる配管（１２）を介して複数のショー
   ケース（１４）に冷媒を送り、各ショーケース（１４）
   毎に個別の温度制御を可能とした冷凍冷却システムにお
   いて、 上記ショーケース（１４）の冷却状態を検出する手段
   （１６）と、 冷凍機（１０）の吸入ガス圧力を検出する手段（１８）
   とを備え、 上記冷却状態の検出手段（１６）から出力される信号入
   力に対応して、上記吸入ガス圧力を設定値に維持する方
   向の容量制御動作を行うことを特徴とする冷凍機の容量
   制御装置。
2. 【請求項２】 上記した冷却状態の検出手段（１６）
   は、 各ショーケース（１４）に伸びる配管（１２）中に介装
   した電磁弁（２０）に供給する総電流量を検出するもの
   である請求項１記載の容量制御装置。
3. 【請求項３】 上記した冷却状態の検出手段（１６）で
   検出された総電流量またはその増加割合が大きく、且
   つ、吸入ガス圧力の検出手段（１８）で検出された圧力
   またはその増加割合が設定値より大きいほど冷凍機（１
   ０）の容量をより大きく増大させ、 上記した冷却状態の検出手段（１６）で検出された総電
   流量またはその増加割合が小さく、且つ、吸入ガス圧力
   の検出手段（１８）で検出された圧力またはその減少割
   合が設定値より大きいほど冷凍機（１０）の容量をより
   大きく減少させる制御を行う請求項２記載の容量制御装
   置。