JPS61195231A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JPS61195231A
JPS61195231A JP60035833A JP3583385A JPS61195231A JP S61195231 A JPS61195231 A JP S61195231A JP 60035833 A JP60035833 A JP 60035833A JP 3583385 A JP3583385 A JP 3583385A JP S61195231 A JPS61195231 A JP S61195231A
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JP
Japan
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compressor
compressors
selection means
capacity
refrigeration
Prior art date
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Pending
Application number
JP60035833A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Otsuka
大塚 信夫
Hideo Igarashi
英雄 五十嵐
Tonpuson Piita
ピータ・トンプソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS61195231A publication Critical patent/JPS61195231A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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

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〕 この発明はヒートポンプ式空気調和機等に用いられる圧
縮機能力可変形の冷凍装置に関するものである。
〔従来の技術〕
空気調和機や冷凍機などでは、熱負荷が大きい時は大能
力で冷凍装置を運転して温度を早く設定値に近づけ、熱
負荷が小さい時は負荷に見合った能力で冷凍装置を運転
し、圧縮機の発停を最少限にするように圧縮機の台数制
御や回転数制御など各種の能力制御法が実施されている
従来このような能力の変形の冷凍装置としては、第6図
に示すものが提案されている。
この第6図において、1は第1EEM機、2はこの第1
圧縮機に並列に接続された、第1圧縮機1よ多容量の小
さい第2圧縮機、13は四方弁、3は第1送風機14を
備えた第1熱交換器、4は膨張機構、5は第2送風機1
5を備えた第2熱交換器であシ、これらが環状に連結さ
れて冷凍回路6を構成している。また、16は上記第2
圧縮機2の回転数を制御するインバータである。
上記のように構成された従来の冷凍装置では、熱負荷の
大小に応じ圧縮機の台数制御および第2圧縮機2の回転
数制御を行なう。この冷凍装置における能力制御範囲は
、例えば商用周波数における第1圧縮機1の能力を「2
」、第2圧縮機2の能力をrlJとし、インバータ16
により能力が50%から150%に可変できるものとす
ると、第1圧縮機1で2、第2圧縮機2で0.5〜1.
5であ)、内圧縮機を組合せると0.5〜3.5の能力
範囲となる。なお内圧縮機1,2の能力が共に1.5の
場合、その能力制御範囲は0.75〜3.75になシ、
また能力「2」の第1圧縮機1にインバータ16を接続
し、能力rlJの第2圧縮機2と組合せた場合の能力制
御範囲は1〜4となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の冷凍装置では、2台の圧縮機と回転数制御用イン
バータを備えたにも係わらず能力制御範囲が狭いため、
熱負荷に十分対応した運転ができず、また内圧縮機の機
能が異なるため各々の運転時間に差が生じ、寿命を平均
化できないという問題があった。
この発明は上記従来の問題点を解決したもので、広い範
囲の能力制御が可能で、かつ各圧縮機の寿命が平均化で
きる冷凍装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明にかかる冷凍装置は、複数台の圧縮機、第1熱
交換器、膨張機構及び第2熱交換器からなる冷凍回路と
、温度調節器からの検出信号に基づき熱負荷を測定する
手段と、その測定結果に従って圧縮機の回転数を決定す
る能力決定手段と、また圧縮機選択手段により優先使用
する圧縮機t−選択し、該選択結果と上記能力決定結果
に基づき圧ね様の最終的な回転数と運転台数を選定する
圧縮台数選定手段と、この圧縮機台数選定手段の出力に
基づいて圧m機の回転数と運転台数を制御する圧縮機制
御手段とから構成したものである。
〔作用〕
この発明においては熱負荷測定手段が温度調節器からの
検出信号により設定温度と現在の温度から熱負荷を測定
し、能力決定手段が熱負荷測定゛手段で測定された熱負
荷により圧縮機の回転数の増減を決定し、さらに圧縮機
選択手段は優先使用する圧縮機を選択すると共に、圧縮
機台数選定手段は能力決定手段と圧縮機選択手段の出力
によって圧縮機の運転台数と最終的回転数を選定するも
のであシ、これにより冷凍装置の運転能力範囲を拡大し
、圧縮機寿命の平均化を行なう。
〔実施例〕
第1図はこの発明による冷凍装置の原理構成を示す機能
ブロック図である。この第1図から明らかなように1能
力の等しい第1圧縮機1及び第2圧縮機2と、第1熱交
換器3と、膨張機構4と、第2熱交換器5とで構成され
る冷凍回路6と、設定温度と現在の温度を検出する温度
調節器Tを備え、さらに上記温度調節器Tの検出信号を
入力として熱負荷の大小を測定する熱負荷測定手段8と
、その出力に基づき圧縮機1,2の回転数の増減を決定
する能力決定手段9と、単独運転する場合の優先使用す
る圧縮機の選択を行なう圧縮機選択手段10と、この選
択手段10及び上記能力決定手段90両出力に基づき運
転すべき圧縮機とその最終的回転数を選定する圧縮機台
数選定手段11と、この選定手段11の出力に基づいて
圧縮機を制御する圧縮機制御手段12を備えている。
第2図は第1図における冷凍回路の詳細を示すもので、
冷凍回路6を構成する各要素に付した、第6図と同一の
符号は同一部分を表わしておシ、また、第1及び第2圧
縮機1及び2はインバータ16に並列に接続され、この
インバータ16と第1及び第2圧縮機1.2とを結ぶ電
源ラインには、リレーの接点17&及び18mがそれぞ
れ直列に接続されている。
第3図は第1図の機能ブロック図に対応するこの発明の
冷凍装置の具体例を示す制御回路図である。図中20は
制御装置19内のマイクロコンピュータで、CPU21
、メモリー22、入力回路23及び出力回路24から構
成されている。25は上記温度調節器7の検出信号が入
力されるアナログマルチブレツサ、26はその出力をデ
ジタル、−7信号に変換するA/D変換器であシ、その
出力ば上記入力回路23に与えられる。27a〜27g
は上記出力回路24に接続された複数のホトカプラ・S
SRで、ホトカプラ・5SR27bには上記インバータ
16が接続され、ホトカプラ・SSR27g、27aに
はリレー17.18が接続され、その各接点17m、1
8mは第1及び第2圧縮機1.2とインバータ16を結
ぶ回路に直列に接続されている。また、ホトカプラ・5
SR27dには第1送風機14が、ホトカプラ・5SR
27・には第2の送風機15が、ホトカプラ・5SR2
7fには膨張機構4が、さらにホトカプラ・SSR27
gには四方弁13がそれぞれ接続されている。
28は各機器を粗動するための電源で、上記ホトカプラ
・5SR27a〜27gが接続されている。
次に上記実施例の動作を第4図のフローチャートを参照
しながら説明する。この第4図はマイクロコンピュータ
20のメモリー22に格納された制御プログラムの中の
圧縮機制御用サブルーチンである。なお、ここでは圧縮
機制御の説明に限定し、その他の機器の動作については
省略する。また説明をわかシやすくするため暖房運転の
みについて述べる。
先ず、温度調節器7から設定温度Toと現在の温度Tt
vM号がアナログマルテプレツサ25に入力され、A/
D変換器26でデジタル信号に変換された後、入力回路
23を介してCPU21に敗込まれる(ステップ29)
。次にステップ30でT。
とTの関係が判定され、To ) Tならば能力が不足
しているので現在のインバータ16の出力周波数■2に
ToとTの差に比例した変数aが加算される(ステップ
31)。またTo(Tの関係ならばステップ32に進ん
で変数風が減算される。なおTがT。
の不感帯以内ならば周波数の変更を行なわずに次のステ
ップ33へ進む。ステップ33では、第1圧縮機1と第
2圧縮機2のそれぞれの運転時間の積算を行なう。次の
ステップ34では現在運転されている圧縮機の台数が判
定される。もし運転合端4」拳 ^ ムよ −13−二
、Hj+/  リ e + 嚇 7.    Aヒ^ 
岬品勢リプ31.32で決定された周波数の判定が行な
われる。ことで決定周波数値が、例えば30Hz以ヤな
らば、そのまま次のステップ46へ進み、また、30内
1以上ならば、ステップ36へ移行して圧縮機t−i台
運転させる。この時、運転される圧縮機は先のステップ
33で積算された運転時間の短い方である。
また、先のステップ34で現在の運転台数が1台と判定
された場合は、ステップ3Tへ進み出力周波数の判定が
行なわれる。ここで30H2以下ならば周波数を下限の
30七に設定しくステップ3麻ステツプ39で圧縮機を
停止する。周波数が30から90Hzの間ならは、その
まま次のステップ46に進み、90H2以上ならは、ス
テップ40へ移行して周波数H2の値を1/2に変更し
、次のステップ41で運転台数の追加を行なう。さらに
先のステップ34で現在の運転台数が2台と判定された
場合は、ステップ42へ進み、周波数の判定を行々う。
ここで90m以上ならば、周波数を上限の90HzIC
i&宏1− (ステップA 3 )、45力λち90H
zO間ならばそのまま次のステップ46に進む。
また、45Hz以下ならばステップ44で周波数の値を
2倍に変更し、次のステップ45で1台運転を停止させ
る。この時停止させる圧縮機は先のステップ33で積算
された運転時間の長い方である。
以上のステップ34〜45で決定された運転周波数と運
転台数の結果はCPU21から出力回路24を経由して
ホトカプラ・5SR27a〜27cからインバータ16
とリレー17.18へ出力され第1圧縮機1、第2圧縮
機2を運転制御する(ステップ46)。なお第4図には
図示していないが、運転台数を0台から1台、または1
台から2台に変更する場合は、起動時の過電流からイン
バータ16を保護するため一度周波数6o七に設定し、
リレー17.18の操作を行ない次いで正しい周波数に
設定しなおす。
第5図は以上説明した圧縮機の運転台数と周波数の変更
の関係をわかシやすく説明したものである。この冷凍装
置における能力制御範囲は両圧縮機の能力が等しく、そ
の能力を1.5とした場合、インバータ16により能力
が50%から150%に可変できるものとすると、0.
75〜4.5となる。
なおこの冷凍装置では両圧縮機の能力’i2:1にして
もその能力制御範囲は0.5〜4.5であシ先の値と大
きく違わない。
なお、上記実施例では優先的に運転する圧縮機をその秩
算運転時間の長短により決定する場合について述べたが
、マイクロコンピュータ20内にクロックを設け、日付
により、つまシ偶数日ならば第1圧縮機1を、奇数日な
らは第2圧縮機2を優先的に使用するようにしても運転
時間の平均化が計れる。さらに圧縮機の発停のたびに両
圧縮機に交互に優先順位を割シ当てるようにしてもよい
また、上記実施例では両圧縮機が停止していて熱負荷が
発生した時、まず1台の圧縮機を運転させる場合につい
て述べたが、最初の運転開始時のみ2台の圧縮機を同時
運転させるようにすれは早い立上シが得られ設定温度に
早く近づく。
さらに上記実施例では、1つの冷凍回路6に2台の圧縮
機1,2を並列に設けているが、1つの熱負荷に対し2
つの冷凍回路をもつ冷凍装置にも応用できることは言う
までもない。
また、上記実施例ではヒートポンプ式空気調和機に本冷
凍装置を適用した場合について述べたが、各糧冷凍・冷
蔵・空調装置にも応用できるものである。
さらに上記実施例では圧縮機が2台の場合について説明
したが、3台あるいはそれ以上の場合についても制御の
考え方は同じである。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、1台のインバータに複
数台の圧縮機を接続しこの圧縮機を18または複数台運
転し、1台のみ運転する場合は優先順位の高い方の圧縮
機を選択するよう構成したので、冷凍装置を広い能力範
囲で運転することができ、圧縮機の寿命が平均化できる
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による冷凍装置の原理構成図、第2図
はその冷凍回路詳細を示す図、第3図は第1図の原理機
能ブロック図に対応するこの発明の具体的回路図、第4
図はその動作を示すフローチャート、第5図はその動作
説明用線図、第6図は従来の冷凍回路を示す図である。 図中、1は第1圧縮機、2は第2圧縮機、3は第1熱交
換器、4は膨張機構、5は第2熱交換器、6は冷凍回路
、7は温度調節器、8は熱負荷測定手段、9は能力決定
手段、10は圧縮機選択手段、11は圧縮機台数選定手
段、12は圧縮機制御手段、19ハ制御装置、20はマ
イクロコンピュータである。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 少なくとも2台の圧縮機と、第1熱交換器と、
    膨張機構と、第2熱交換器とを連結してなる冷凍回路、
    設定温度を現在の温度を検出する温度調節器からの検出
    信号に基づいて熱負荷を測定する熱負荷測定手段、この
    熱負荷測定手段の出力に基づき上記圧縮機の回転数を決
    定する能力決定手段、どの圧縮機を優先的に運転させる
    か選択する圧縮機選択手段、この圧縮機選択手段と上記
    能力決定手段の出力に基づき圧縮機の最終的回転数と運
    転台数を決定する圧縮機台数選定手段、この圧縮機台数
    選定手段の出力に基づき圧縮機の台数と回転数を制御す
    る圧縮機制御手段を備えた冷凍装置。
  2. (2) 容量の等しい2台の圧縮機を用いたことを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の冷凍装置。
  3. (3) 圧縮機選択手段は、各圧縮機の積算運転時間の
    長短によつて運転すべき圧縮機の選択を行なうようにな
    つている特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記
    載の冷凍装置。
  4. (4) 圧縮機選択手段は、日付により交互に圧縮機の
    選択を行なうようになつている特許請求の範囲第(1)
    項または第(2)項記載の冷凍装置。
  5. (5) 圧縮機選択手段は、選択時に運転順序のつけら
    れた圧縮機をその順番に沿つて選択を行なうようになつ
    ている特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載
    の冷凍装置。
  6. (6) 圧縮機制御手段は、複数台の圧縮機に対し1台
    のインバータにより回転数の制御を行なうと共にインバ
    ータの二次側に設けた各スイツチにより圧縮機の発停を
    制御するようにした特許請求の範囲第(1)ないし第(
    5)項の何れかに記載の冷凍装置。
  7. (7) 熱負荷測定手段、能力決定手段、圧縮機選択手
    段、圧縮機台数選定手段がマイクロコンピユータで実現
    される特許請求の範囲第(1)項ないし第(6)項の何
    れかに記載の冷凍装置。
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