JPH1163689A - 冷凍設備の加熱制御方法および冷凍設備 - Google Patents

冷凍設備の加熱制御方法および冷凍設備

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JPH1163689A
JPH1163689A JP24212297A JP24212297A JPH1163689A JP H1163689 A JPH1163689 A JP H1163689A JP 24212297 A JP24212297 A JP 24212297A JP 24212297 A JP24212297 A JP 24212297A JP H1163689 A JPH1163689 A JP H1163689A
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JP
Japan
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heater
heating
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temperature
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JP24212297A
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English (en)
Inventor
Nobuo Suzuki
信男 鈴木
Masahiro Nishihara
正博 西原
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Toyo Seisakusho KK
Original Assignee
Toyo Seisakusho KK
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Publication date
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Publication of JPH1163689A publication Critical patent/JPH1163689A/ja
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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

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷の変化に対し、被冷却流体の温度の振れ幅
をより小さくすることができる冷凍設備の加熱制御方法
および冷凍設備を提供する。 【解決手段】複数台の圧縮機1またはステップ式アンロ
ード型の圧縮機を有する冷凍回路を備え、連続的な負荷
変化に対し過剰側にステップ状の冷却出力変化を生じ、
負荷変化に対する前記冷却出力変化の過剰分を相殺する
ために被冷却流体をヒータ9で加熱して被冷却流体の温
度を一定に制御する冷凍設備の加熱制御方法において、
負荷が減少する場合には負荷変化にともなって前記ヒー
タ9の加熱出力を増加せしめ、同ヒータの加熱出力が所
定の上限値に達すると冷凍回路の冷却出力をステップ状
に減少せしめるとともにヒータの加熱出力もステップ状
に減少させ、一方、負荷が増加する場合には負荷変化に
ともなって前記ヒータの加熱出力を減少せしめ、同ヒー
タの加熱出力が所定の下限値に達すると冷凍回路の冷却
出力をステップ状に増加せしめるとともにヒータの加熱
出力もステップ状に増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍設備の加熱制御
方法および冷凍設備に関し、より詳しくは連続的な負荷
変化に対しステップ状の出力変化を生じる冷凍設備にお
いて過剰分の冷却出力を相殺するために被冷却流体をヒ
ータで加熱して被冷却流体の温度を一定に制御する加熱
制御方法および冷凍設備に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の圧縮機を備える冷凍設備の場合、
負荷の変化に対して一部の圧縮機の運転をON・OFF
制御することにより冷却出力を変化させているが、一部
の圧縮機をON・OFF制御すると冷凍設備の出力が少
なくとも圧縮機1台分変化し、被冷却流体を一定の温度
に保つことができない。そこで、負荷に対して過剰ぎみ
に冷却を行うようにして、冷却され過ぎた被冷却流体を
例えば電気ヒータ等のヒータで加熱することにより、温
度が一定に保たれるよう制御している。
【0003】電気ヒータの加熱出力は被冷却流体の吹出
口の温度に基づいて制御されるものとしてあり、負荷が
減少傾向にある場合には、電気ヒータの加熱出力が徐々
に増加するよう制御されて被冷却流体の温度が一定に保
たれる。
【0004】さらに負荷が減少して電気ヒータの出力が
上限値に達すると、圧縮機を1台停止せしめて冷凍回路
の冷却出力を下げ、冷却出力の低下にともなって被冷却
流体の吹出口の温度が上昇すると、電気ヒータの加熱出
力が下限値まで下げられる。以上、冷凍設備の負荷変化
が減少変化である場合について説明したが、増加変化で
ある場合においても概略同様である。
【0005】すなわち、負荷の増加にともなって電気ヒ
ータの出力が徐々に減少するように制御されて被冷却流
体の温度が一定に保たれ、さらに負荷が増加して電気ヒ
ータの出力が下限値に達すると、それまで停止していた
圧縮機のうちの1台を運転せしめて冷凍回路の冷却出力
を上げ、冷却出力の増加にともなって被冷却流体の吹出
口の温度が低下すると、電気ヒータの加熱出力が上限値
まで上げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術では負荷変化が減少変化である場合に、電気ヒータの
必要とされる加熱出力Cが設定されたある上限値(たと
えば加熱能力の90%)を超えると圧縮機の運転台数が
減少され、電気ヒータはそのままの加熱出力を続け、こ
れにより空気の吹き出し温度が高くなり、よって設定温
度との差が一定以上になったことが検知されると、電気
ヒータの加熱出力はそれまでの、たとえば90%から1
0%(下限値)にステップ状に変化させられる。
【0007】このため、負荷変化の後に電気ヒータはし
ばらく加熱出力をそのまま続けた後にステップ状に変化
するので、吹き出し温度すなわち被冷却流体の温度には
大きな振れ幅が生じてしまうという問題があった。ま
た、負荷変化が増加変化である場合も同様に被冷却流体
の温度の振れ幅が大であった。
【0008】
【本発明の目的】本発明は以上の問題点を解決するため
になされたもので、吹出口温度すなわち被冷却流体の温
度の振れ幅をより小さくすることができる冷凍設備の加
熱制御方法および冷凍設備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】以上の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、複数台の圧縮機またはステッ
プ式アンロード型の圧縮機を有する冷凍回路を備え、連
続的な負荷変化に対し過剰側にステップ状の冷却出力変
化を生じ、負荷変化に対する前記冷却出力変化の過剰分
を相殺するために被冷却流体をヒータで加熱して被冷却
流体の温度を一定に制御する冷凍設備の加熱制御方法に
おいて、負荷が減少する場合には負荷変化にともなって
前記ヒータの加熱出力を増加せしめ、同ヒータの加熱出
力が所定の上限値に達すると冷凍回路の冷却出力をステ
ップ状に減少せしめるとともにヒータの加熱出力もステ
ップ状に減少させ、一方、負荷が増加する場合には負荷
変化にともなって前記ヒータの加熱出力を減少せしめ、
同ヒータの加熱出力が所定の下限値に達すると冷凍回路
の冷却出力をステップ状に増加せしめるとともにヒータ
の加熱出力もステップ状に増加させることを特徴とする
冷凍設備の加熱制御方法である。
【0010】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の加熱制御方法において、前記ヒータの加熱出力の変化
幅は、冷凍回路のステップ状の冷却出力変化の変化幅と
同じとすることを特徴とする冷凍設備の加熱制御方法で
ある。
【0011】さらに、請求項3の発明は、複数台の圧縮
機またはステップ式アンロード型の圧縮機の吐出側に一
端が接続された冷媒往路の他端が凝縮器および膨張弁を
経て被冷却流体の流路中に設けた冷却コイルの冷媒入口
に接続され、同冷却コイルの冷媒出口に一端が接続され
た冷媒復路の他端が前記圧縮機の吸入側に接続されてな
る冷凍回路を備え、前記被冷却流体の流路における冷却
器の下流側にヒータを設け、また同ヒータの下流側に被
冷却流体の温度を検知する温度センサを設け、負荷が減
少して前記温度センサによる検知温度が設定温度を下回
ると、負荷変化にともなって前記ヒータの加熱出力を増
加せしめ、同ヒータの加熱出力が所定の上限値に達する
と冷凍回路の冷却出力をステップ状に減少せしめるとと
もにヒータの加熱出力もステップ状に減少させ、一方、
負荷が増加して前記温度センサによる検知温度が設定温
度を上回ると、負荷変化にともなって前記ヒータの加熱
出力を減少せしめ、同ヒータの加熱出力が所定の下限値
に達すると冷凍回路の冷却出力をステップ状に増加せし
めるとともにヒータの加熱出力もステップ状に増加させ
る制御回路を備える冷凍設備である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
1乃至図3に基づいて説明する。図1に本実施形態に係
る冷凍設備の全体概略図を示す。冷凍設備は複数台の圧
縮機1を有し、その冷凍回路は圧縮機1によって圧縮さ
れた冷媒が凝縮器2によって凝縮され、冷媒往路3を通
って各開閉弁4及び膨脹弁5を通って冷却コイル6に導
かれ、空調機7内を流過する被冷却流体を冷却せしめた
後、冷媒復路8を通って各圧縮機1へ戻される構成とし
てある。
【0013】冷却コイル6を通る被冷却流体である空気
の下流側には、例えば電気ヒータ9等のヒータが設けら
れ、さらに下流側には送風機10が設けられており、同
送風機10の下流側には温度センサ11が設けられてい
る。
【0014】温度センサ11で検知された被冷却流体の
温度は温度信号として信号線12により制御回路13に
送られる。制御回路は図示省略の入力手段により被冷却
流体たる空気の設定温度を予め入力できるものとしてあ
って、設定温度と温度センサで検知された温度とを比較
し、この比較結果に基づいて信号線14により加熱制御
信号を加熱制御装置15に送り、同加熱制御装置15は
前記制御回路13からの加熱制御信号に基づいて電気ヒ
ータ9の加熱出力を制御する。また、制御回路13は電
気ヒータ9の加熱出力から後述する制御方法に基づいて
各圧縮機1へ信号線16により運転制御信号を発する。
【0015】次に、本実施形態における制御方法を図2
および図3において説明する。負荷変化が連続的な減少
変化として表れ、負荷の熱量Aが図中左下がりの直線で
表れる場合に、冷凍回路の冷却出力(冷熱量)が負荷を
上回る程度が大きくなって余剰が生じ、この出力の余剰
分を相殺するために吹き出し空気を加熱する電気ヒータ
9に要求される加熱出力Cがある一定出力値C1 以上に
なると、制御回路13から圧縮機の運転制御信号が発せ
られ、運転する圧縮機1の台数を例えば4台から3台、
あるいは3台から2台へと減らし、1台の圧縮機を止め
る。これにより、図に示すように直線的な負荷変化Aに
対し、この負荷変化Aの上側、すなわち過剰側にステッ
プ状の出力変化Bが生じる。
【0016】そして、圧縮機1を1台止めると同時に、
電気ヒータ9の加熱出力C2 (図3(b) )をそれまでの
上限値(例えば90%)から直ちに急激にステップ状に
減少せしめ、下限値(例えば10%)の出力に制御す
る。これにより、被冷却流体の温度、すなわち吹き出し
温度の振れ幅を理論上0にできる。
【0017】実際上は、1台の圧縮機の運転を止めたこ
とによる冷凍回路の出力変化、及び電気ヒータの加熱出
力の出力変化の応答性の差により、若干の温度の振れ幅
2(図3(c) )が生じる可能性はあるが、この振れ幅
は従来よりも遥かに小である。
【0018】なお、この実施形態において電気ヒータ9
の出力容量のうち上限値と下限値の差は、圧縮機1の1
台分に対応する冷凍回路の出力能力に相当するものに設
定しておき、電気ヒータの加熱出力の変化幅を冷凍回路
のステップ状の出力の変化幅と同じとしておく。
【0019】以上、負荷変化が減少変化である場合につ
いて説明したが、増加変化である場合においても概略同
様である。すなわち、負荷の熱量Aが図2、3中右上が
りの直線で表れる場合に、加熱出力Cが小となり下限値
(例えば10%以下)になったら、制御回路13から運
転制御信号が発せられ、運転する圧縮機1の台数を例え
ば3台から4台、あるいは2台から3台へと増加せし
め、図に示すように直線的な負荷変化Aの上側にすなわ
ち過剰側にステップ状の出力変化Bが生じる。
【0020】そして、運転する圧縮機1の台数を増加す
ると同時に、電気ヒータ9の加熱出力C3 (図3(b) )
をそれまでの下限値から直ちに急激に増加せしめ、上限
値(例えば90%)の出力に制御する。この場合にも、
被冷却流体の温度、すなわち吹き出し温度の振れ幅を理
論上0にでき、あるいは若干の温度の振れ幅D3 (図3
(c) )にとどめることが可能である。
【0021】(他の実施形態)以上の実施形態において
は、冷凍設備は冷凍回路に複数台の圧縮機1を有するタ
イプのステップ状の出力変化を生じるものとしたが、他
の実施形態においてはステップ式アンロードタイプの圧
縮機を備えてステップ状の冷却出力変化を生じるものと
してもよく、これらの場合にも、上述した実施形態と同
等の効果を得ることができる。
【0022】また、上述した実施形態においては圧縮機
の台数は4台であったが、他の形態においては2台、3
台、または5台以上とすることもできる。さらに、以上
の実施形態においては負荷変化に伴い加熱出力C2、C3
(図3((b) )は、急激にステップ状に変化するもので
あったが、圧縮機の台数変化と同時に変化させるのであ
れば、徐々に加熱出力を変化させることもでき、このよ
うに徐々に変化させても温度の振れ幅を従来より格段に
小とすることができる。また、上述した実施形態におい
てはヒータを電気ヒータとしたが、加熱出力を制御でき
るものであれば、他のヒータを用いてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればヒ
ータの加熱出力を冷凍回路の冷却出力変化と同時に変化
させ、しかも連続的に変化させることにより、従来のよ
うに被冷却流体の吹出口温度が変化してからヒータの加
熱出力をステップ状に変化させる場合に比べ、ヒータの
加熱制御を殆どタイムラグなしに行うことができ、した
がって被冷却流体の温度の振れ幅を小とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る冷凍設備全体の概略
回路図。
【図2】本発明の一実施形態に係る冷凍設備の加熱制御
方法を説明するグラフ。
【図3】(a) は図1の本発明の実施形態における負荷変
化と冷凍設備の出力変化及びヒータの加熱出力変化の関
係を示すグラフ、(b) は本発明の実施形態のヒータの加
熱出力変化を示すグラフ、(c) は本発明の実施形態にお
ける吹き出し温度変化を示すグラフ。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 凝縮器 4 開閉弁 5 膨脹弁 6 冷却コイル 9 電気ヒータ 10 送風機 11 温度センサ 13 制御回路 15 加熱制御装

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数台の圧縮機またはステップ式アンロー
    ド型の圧縮機を有する冷凍回路を備え、連続的な負荷変
    化に対し過剰側にステップ状の冷却出力変化を生じ、負
    荷変化に対する前記冷却出力変化の過剰分を相殺するた
    めに被冷却流体をヒータで加熱して被冷却流体の温度を
    一定に制御する冷凍設備の加熱制御方法において、負荷
    が減少する場合には負荷変化にともなって前記ヒータの
    加熱出力を増加せしめ、同ヒータの加熱出力が所定の上
    限値に達すると冷凍回路の冷却出力をステップ状に減少
    せしめるとともにヒータの加熱出力もステップ状に減少
    させ、一方、負荷が増加する場合には負荷変化にともな
    って前記ヒータの加熱出力を減少せしめ、同ヒータの加
    熱出力が所定の下限値に達すると冷凍回路の冷却出力を
    ステップ状に増加せしめるとともにヒータの加熱出力も
    ステップ状に増加させることを特徴とする冷凍設備の加
    熱制御方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の加熱制御方法において、
    前記ヒータの加熱出力の変化幅は、冷凍回路のステップ
    状の冷却出力変化の変化幅と同じとすることを特徴とす
    る冷凍設備の加熱制御方法。
  3. 【請求項3】複数台の圧縮機またはステップ式アンロー
    ド型の圧縮機の吐出側に一端が接続された冷媒往路の他
    端が凝縮器および膨張弁を経て被冷却流体の流路中に設
    けた冷却コイルの冷媒入口に接続され、同冷却コイルの
    冷媒出口に一端が接続された冷媒復路の他端が前記圧縮
    機の吸入側に接続されてなる冷凍回路を備え、前記被冷
    却流体の流路における冷却器の下流側にヒータを設け、
    また同ヒータの下流側に被冷却流体の温度を検知する温
    度センサを設け、負荷が減少して前記温度センサによる
    検知温度が設定温度を下回ると、負荷変化にともなって
    前記ヒータの加熱出力を増加せしめ、同ヒータの加熱出
    力が所定の上限値に達すると冷凍回路の冷却出力をステ
    ップ状に減少せしめるとともにヒータの加熱出力もステ
    ップ状に減少させ、一方、負荷が増加して前記温度セン
    サによる検知温度が設定温度を上回ると、負荷変化にと
    もなって前記ヒータの加熱出力を減少せしめ、同ヒータ
    の加熱出力が所定の下限値に達すると冷凍回路の冷却出
    力をステップ状に増加せしめるとともにヒータの加熱出
    力もステップ状に増加させる制御回路を備える冷凍設
    備。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016057054A (ja) * 2014-09-04 2016-04-21 日本電子株式会社 温度制御装置、温度制御方法、および荷電粒子線装置
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