JPS61291868A - 冷凍機の運転制御方式 - Google Patents
冷凍機の運転制御方式Info
- Publication number
- JPS61291868A JPS61291868A JP60132659A JP13265985A JPS61291868A JP S61291868 A JPS61291868 A JP S61291868A JP 60132659 A JP60132659 A JP 60132659A JP 13265985 A JP13265985 A JP 13265985A JP S61291868 A JPS61291868 A JP S61291868A
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- JP
- Japan
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- load
- refrigerator
- inverter
- hot gas
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【１発明の属する技術分野】
この発明は冷凍負荷の変動に応じて冷凍機の容量制御を
行う運転制御方式に関する。
行う運転制御方式に関する。
冷凍機の容量制御方式として、最近ではいわゆるイン４
＜−夕制御方式が広く採用されている。このインバータ
制御方式は冷凍機の圧縮機駆動モータの給電回路にイン
バータを付設し、冷凍負荷の変動に合わせて圧縮機の回
転数を制御することにより冷凍負荷と冷凍機の冷凍能力
とを整合させて冷却温度を一定に維持するようにした方
式である。 このインバータ制御方式によれば圧縮機の運転周波数を
連続的に変化させることができ、在来のサーモスタット
制御により圧縮機のオン、オフする方式と比べより一層
きめ細かな温度調整が行えるとともに、圧縮機のオン、
オフに伴うラッシュ電流の電力損失もなく、かつ低負荷
時にはモータが低速運転となるのでそれだけ消費電力の
面でも大きな省エネルギーの効果が発揮できる。しかし
てこのインバータ制御方式は、圧縮機が構造上の制約か
ら極端に低速運転できない等、その圧縮機の変速範囲、
したがって冷凍機の容量制御範囲が制限される。かかる
点、一般にインバータ制御方式による冷凍機の容量制御
範囲は全速運転時の冷凍能力の約４０％までが限界とさ
れており、それ以下の低負荷領域では前記した在来のサ
ーモスタットによる圧縮機のオン、オフ制御に鯨ってい
るのが現状である。このために負荷変動の大きな冷凍負
荷に対し、特にインバータ制御による運転範囲を超えた
低負荷の運転領域では圧縮機のオン、オフ制御のために
冷却温度が脈動化して安定した温度制御が行えない欠点
がある。 一方、低負荷時における冷凍機の容量制御方式として、
いわゆるホットガスバイパス法が以前より知られている
。この方式は低負荷時に冷凍機の冷媒回路内に設けたホ
ットガスバイパス回路を通じて圧縮機の吐出ガスの一部
を直接蒸発器側にバイパスさせて冷凍能力を制御する方
法であり、理論的には負荷θ％まで容量制御が行える。 しかしてこの方式では、低負荷、高負荷の如何にかかわ
らず圧縮機は一定速度、したがって一定人力で運転され
るために、特に低負荷運転領域での成績係数が悪く、省
エネルギー効果が得られない難点がある。
＜−夕制御方式が広く採用されている。このインバータ
制御方式は冷凍機の圧縮機駆動モータの給電回路にイン
バータを付設し、冷凍負荷の変動に合わせて圧縮機の回
転数を制御することにより冷凍負荷と冷凍機の冷凍能力
とを整合させて冷却温度を一定に維持するようにした方
式である。 このインバータ制御方式によれば圧縮機の運転周波数を
連続的に変化させることができ、在来のサーモスタット
制御により圧縮機のオン、オフする方式と比べより一層
きめ細かな温度調整が行えるとともに、圧縮機のオン、
オフに伴うラッシュ電流の電力損失もなく、かつ低負荷
時にはモータが低速運転となるのでそれだけ消費電力の
面でも大きな省エネルギーの効果が発揮できる。しかし
てこのインバータ制御方式は、圧縮機が構造上の制約か
ら極端に低速運転できない等、その圧縮機の変速範囲、
したがって冷凍機の容量制御範囲が制限される。かかる
点、一般にインバータ制御方式による冷凍機の容量制御
範囲は全速運転時の冷凍能力の約４０％までが限界とさ
れており、それ以下の低負荷領域では前記した在来のサ
ーモスタットによる圧縮機のオン、オフ制御に鯨ってい
るのが現状である。このために負荷変動の大きな冷凍負
荷に対し、特にインバータ制御による運転範囲を超えた
低負荷の運転領域では圧縮機のオン、オフ制御のために
冷却温度が脈動化して安定した温度制御が行えない欠点
がある。 一方、低負荷時における冷凍機の容量制御方式として、
いわゆるホットガスバイパス法が以前より知られている
。この方式は低負荷時に冷凍機の冷媒回路内に設けたホ
ットガスバイパス回路を通じて圧縮機の吐出ガスの一部
を直接蒸発器側にバイパスさせて冷凍能力を制御する方
法であり、理論的には負荷θ％まで容量制御が行える。 しかしてこの方式では、低負荷、高負荷の如何にかかわ
らず圧縮機は一定速度、したがって一定人力で運転され
るために、特に低負荷運転領域での成績係数が悪く、省
エネルギー効果が得られない難点がある。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、従
来の制御方式を改良してインバータ制御による広範囲な
容量制御が可能で、かつ特に低負荷時に高い省エネルギ
ー効果が発揮できるようにした冷凍機の運転制御方式を
提供することを目的とする。
来の制御方式を改良してインバータ制御による広範囲な
容量制御が可能で、かつ特に低負荷時に高い省エネルギ
ー効果が発揮できるようにした冷凍機の運転制御方式を
提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は圧縮機のインバ
ータ制御に加え、冷凍機の冷媒回路内に圧縮機の吐出ガ
スの一部を蒸発器の入口側へバイパスさせるバイパス弁
付きのホットガスバイパス回路を設け、かつ冷凍負荷の
大きい運転領域では前記バイパス弁を閉じた状態でイン
バータ制御運転を行い、冷凍負荷が圧縮機の運転限界に
近い所定値以下まで低下した低負荷の運転領域では、バ
イパス弁を開放してホットガスの一部を蒸発器側にバイ
パスさせて見掛は上の冷凍負荷を高め、この状態でイン
バータ制御運転を行うことにより、従来のインバータ制
御方式によるインバータ制御範囲を超えた低負荷運転領
域でもインバータ制御による容量制御が可能となるよう
にしたものである。
ータ制御に加え、冷凍機の冷媒回路内に圧縮機の吐出ガ
スの一部を蒸発器の入口側へバイパスさせるバイパス弁
付きのホットガスバイパス回路を設け、かつ冷凍負荷の
大きい運転領域では前記バイパス弁を閉じた状態でイン
バータ制御運転を行い、冷凍負荷が圧縮機の運転限界に
近い所定値以下まで低下した低負荷の運転領域では、バ
イパス弁を開放してホットガスの一部を蒸発器側にバイ
パスさせて見掛は上の冷凍負荷を高め、この状態でイン
バータ制御運転を行うことにより、従来のインバータ制
御方式によるインバータ制御範囲を超えた低負荷運転領
域でもインバータ制御による容量制御が可能となるよう
にしたものである。
第１図はこの発明の実施例による冷凍機の運転制御系統
図、第２図は第１図による運転制御特性図を示すもので
ある。まず第１図において、１は電動圧縮機、２は凝縮
器、３は膨張弁、４は蒸発器であり、電動圧縮機１に対
してその給電回路には商用電源との間に符号５で示すイ
ンバータが介装されている。なお６はインバータ５の調
節計であり、この調節計は負荷側の冷却温度ｔないしは
冷媒回路の吸込圧力ｐの検出値を基に温度設定値との偏
差からその時の冷凍負荷に対応した運転周波数信号ｆを
インバータ５に与え、もう一方では冷凍負荷が所定値以
下まで低下した際に後述するバイパス弁に弁の開放信号
Ｖを与えるものである。 一方、冷凍機の冷媒回路内には圧縮機１の吐出側と蒸発
器４の入口側との間を結んでホットガスバイパス回路７
が設けてあり、このバイパス回路には前記した調節計５
の指令を受けて開閉する常閉電磁弁としてのバイパス弁
８が介装されている。 なおインバータ５は前記調節計６からの指令に応じて出
力周波数を商用周波数（５０あるいは６０Ｈｚ）から２
５１（ｚまで連続的に変えて圧縮機駆動モータを可変速
運転させ、またホットガスバイパス回路７のバイパス弁
８はインバータ５への運転周波数指示値が２７Ｈｚまで
低下すると弁が開放し、逆に運転周波数指示値が４７Ｈ
ｚまで上昇すると弁が閉じるように負荷変動に応じて開
閉制御され、かつバイパス弁８が開放した際にはホット
ガスバイパス回路７を通じて例えば圧縮機の全速運転に
対応する冷凍能力の約３０％を打ち消す量のホットガス
を蒸発器側へバイパスさせるように設定されている。 次に上記制御系統による冷凍機の運転制御動作を第２図
に付いて説明する。まず冷凍負荷の大きい通常の運転領
域では前記したバイパス弁８は閉じており、第１図にお
いて冷媒は実線矢印Ｈのように流れる。一方、この高負
荷運転領域ではインバータ制御により、冷凍機は冷凍負
荷の変動に応じて第２図における実線の特性ｖＡＡに沿
って商用周波数の全速運転に対応する冷凍能力から全速
運転時の約４０％能力まで連続的に容量制御される。 ここで冷凍負荷が低下し、これに伴って調節計６からの
インバータ５への運転周波数指示値が２７Ｈｚまで低下
するといままで閉じていたバイパス弁８に開弁信号が与
えられてバイパス弁８が開放し、第１図のように冷媒回
路内では破線矢印りのように圧縮機１から吐出たホット
ガスの一部はホットガスバイパス回路７を通じて直接蒸
発器４側にバイパスするように流れる。この状態になる
と第２図における冷凍機の運転動作点は前記した特性線
Ａ上の動作点■から一旦■まで垂下した後に破線の特性
線Ｂに沿って■−■の経過をたどって変化し、■の点で
安定運転となる。ここでさらに冷凍負荷が低下すれば運
転動作点は破線特性線Ｂ上を■−■へ移動して変化する
。これにより冷凍機は全速運転時の冷凍能力を１００％
として冷凍負荷の変動に応じて冷凍能力を１００％から
約１０％まで連続的に変えられるようにインバータ制御
による容量制御が可能となる。一方、前記の■で示した
低負荷の動作点から冷凍負荷が上昇するようになると、
まず運転動作点は第２図における鎖線矢印で示すように
特性線Ｂに沿って■−■へ変化し、かつ■の点で調節器
６からの運転周波数指令値が４１Ｈｚまで上昇すると調
節計６の指令信号によりいままで開放したいたバイパス
弁８が閉じる。この状態になると冷凍機の運転動作点は
特性ｖＡＢ上の点■から一旦特性ｖＡＡ上の点■へ移り
、ここから特性線Ａに沿って■−■へ変化し■の点で安
定運転となる。その後にさらに冷凍負荷が上昇すれば特
性線Ａ上に沿って■から■へ向けて変化する。なおバイ
パス弁８の開閉に伴うハンチングを防止するために、弁
の開閉に対応する動作点■と０間には冷凍能力の上であ
る程度のディファレンシャルｄを設定しておくのがよい
、これにより上記の実施例では冷凍負荷の変動に対応し
て冷凍機の冷凍能力を全速運転時の１００％から約１０
％まで連続的にインバータ制御法による容量制御が可能
となる。 なおホットガスバイパス回路７で設定したホットガスバ
イパス量を調整することによりインバータ制御による容
量制御範囲幅の設定を広範囲に変えることができる。
図、第２図は第１図による運転制御特性図を示すもので
ある。まず第１図において、１は電動圧縮機、２は凝縮
器、３は膨張弁、４は蒸発器であり、電動圧縮機１に対
してその給電回路には商用電源との間に符号５で示すイ
ンバータが介装されている。なお６はインバータ５の調
節計であり、この調節計は負荷側の冷却温度ｔないしは
冷媒回路の吸込圧力ｐの検出値を基に温度設定値との偏
差からその時の冷凍負荷に対応した運転周波数信号ｆを
インバータ５に与え、もう一方では冷凍負荷が所定値以
下まで低下した際に後述するバイパス弁に弁の開放信号
Ｖを与えるものである。 一方、冷凍機の冷媒回路内には圧縮機１の吐出側と蒸発
器４の入口側との間を結んでホットガスバイパス回路７
が設けてあり、このバイパス回路には前記した調節計５
の指令を受けて開閉する常閉電磁弁としてのバイパス弁
８が介装されている。 なおインバータ５は前記調節計６からの指令に応じて出
力周波数を商用周波数（５０あるいは６０Ｈｚ）から２
５１（ｚまで連続的に変えて圧縮機駆動モータを可変速
運転させ、またホットガスバイパス回路７のバイパス弁
８はインバータ５への運転周波数指示値が２７Ｈｚまで
低下すると弁が開放し、逆に運転周波数指示値が４７Ｈ
ｚまで上昇すると弁が閉じるように負荷変動に応じて開
閉制御され、かつバイパス弁８が開放した際にはホット
ガスバイパス回路７を通じて例えば圧縮機の全速運転に
対応する冷凍能力の約３０％を打ち消す量のホットガス
を蒸発器側へバイパスさせるように設定されている。 次に上記制御系統による冷凍機の運転制御動作を第２図
に付いて説明する。まず冷凍負荷の大きい通常の運転領
域では前記したバイパス弁８は閉じており、第１図にお
いて冷媒は実線矢印Ｈのように流れる。一方、この高負
荷運転領域ではインバータ制御により、冷凍機は冷凍負
荷の変動に応じて第２図における実線の特性ｖＡＡに沿
って商用周波数の全速運転に対応する冷凍能力から全速
運転時の約４０％能力まで連続的に容量制御される。 ここで冷凍負荷が低下し、これに伴って調節計６からの
インバータ５への運転周波数指示値が２７Ｈｚまで低下
するといままで閉じていたバイパス弁８に開弁信号が与
えられてバイパス弁８が開放し、第１図のように冷媒回
路内では破線矢印りのように圧縮機１から吐出たホット
ガスの一部はホットガスバイパス回路７を通じて直接蒸
発器４側にバイパスするように流れる。この状態になる
と第２図における冷凍機の運転動作点は前記した特性線
Ａ上の動作点■から一旦■まで垂下した後に破線の特性
線Ｂに沿って■−■の経過をたどって変化し、■の点で
安定運転となる。ここでさらに冷凍負荷が低下すれば運
転動作点は破線特性線Ｂ上を■−■へ移動して変化する
。これにより冷凍機は全速運転時の冷凍能力を１００％
として冷凍負荷の変動に応じて冷凍能力を１００％から
約１０％まで連続的に変えられるようにインバータ制御
による容量制御が可能となる。一方、前記の■で示した
低負荷の動作点から冷凍負荷が上昇するようになると、
まず運転動作点は第２図における鎖線矢印で示すように
特性線Ｂに沿って■−■へ変化し、かつ■の点で調節器
６からの運転周波数指令値が４１Ｈｚまで上昇すると調
節計６の指令信号によりいままで開放したいたバイパス
弁８が閉じる。この状態になると冷凍機の運転動作点は
特性ｖＡＢ上の点■から一旦特性ｖＡＡ上の点■へ移り
、ここから特性線Ａに沿って■−■へ変化し■の点で安
定運転となる。その後にさらに冷凍負荷が上昇すれば特
性線Ａ上に沿って■から■へ向けて変化する。なおバイ
パス弁８の開閉に伴うハンチングを防止するために、弁
の開閉に対応する動作点■と０間には冷凍能力の上であ
る程度のディファレンシャルｄを設定しておくのがよい
、これにより上記の実施例では冷凍負荷の変動に対応し
て冷凍機の冷凍能力を全速運転時の１００％から約１０
％まで連続的にインバータ制御法による容量制御が可能
となる。 なおホットガスバイパス回路７で設定したホットガスバ
イパス量を調整することによりインバータ制御による容
量制御範囲幅の設定を広範囲に変えることができる。
以上述べたようにこの発明によれば、圧縮機のインバー
タ制御に加え、冷凍機の冷媒回路内に圧縮機の吐出ガス
の一部を蒸発器の入口側へバイパスさせるバイパス弁付
きのホットガスバイパス回路を設け、かつ冷凍負荷の大
きい運転量域では前記バイパス弁を閉じた状態でインバ
ータ制御運転を行い、冷凍負荷が所定値以下に低下した
低負荷運転領域ではバイパス弁を開放してホットガスの
一部をバイパス回路にバイパスさせた状態でインバータ
制御運転を行うようにしたことにより、従来のインバー
タ制御方式による制御範囲を趨えた低負荷運転領域でも
連続したインバータ制御が可能となり、かつこれにより
従来のインバータ制御方式では為し得なかった低負荷領
域でのきめ細かな負荷冷却温度の一定制御が可能となる
。また低負荷運転領域でも圧縮機の入力が変化しない従
来のホットガスバイパス法と比較して低負荷運転領域で
の消費電力を低減して省エネルギー化が図れる等の利点
が得られる。
タ制御に加え、冷凍機の冷媒回路内に圧縮機の吐出ガス
の一部を蒸発器の入口側へバイパスさせるバイパス弁付
きのホットガスバイパス回路を設け、かつ冷凍負荷の大
きい運転量域では前記バイパス弁を閉じた状態でインバ
ータ制御運転を行い、冷凍負荷が所定値以下に低下した
低負荷運転領域ではバイパス弁を開放してホットガスの
一部をバイパス回路にバイパスさせた状態でインバータ
制御運転を行うようにしたことにより、従来のインバー
タ制御方式による制御範囲を趨えた低負荷運転領域でも
連続したインバータ制御が可能となり、かつこれにより
従来のインバータ制御方式では為し得なかった低負荷領
域でのきめ細かな負荷冷却温度の一定制御が可能となる
。また低負荷運転領域でも圧縮機の入力が変化しない従
来のホットガスバイパス法と比較して低負荷運転領域で
の消費電力を低減して省エネルギー化が図れる等の利点
が得られる。
第１図はこの発明の実施例による冷凍機の運転制御系統
図、第２図は第１図による運転制御特性図である０図に
おいて、 １：電動圧縮機、２：凝縮器、４：蒸発器、５：インバ
ータ、６；インバータの調節計、７：ホットガスバイパ
ス回路、８；バイパス弁。
図、第２図は第１図による運転制御特性図である０図に
おいて、 １：電動圧縮機、２：凝縮器、４：蒸発器、５：インバ
ータ、６；インバータの調節計、７：ホットガスバイパ
ス回路、８；バイパス弁。
Claims (1)
- １）インバータ制御により電動圧縮機の回転数を冷凍負
荷の変動に応じて変化させて冷凍機の容量制御を行う冷
凍機の運転制御方式において、冷凍機の冷媒回路内に圧
縮機の吐出ガスの一部を蒸発器の入口側へバイパスさせ
るバイパス弁付きのホットガスバイパス回路を設け、か
つ冷凍負荷の大きい運転領域では前記バイパス弁を閉じ
た状態でインバータ制御運転を行い、冷凍負荷が所定値
以下に低下した低負荷運転領域ではバイパス弁を開放し
てホットガスの一部をバイパス回路にバイパスさせた状
態でインバータ制御運転を行うようにしたことを特徴と
する冷凍機の運転制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132659A JPS61291868A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 冷凍機の運転制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132659A JPS61291868A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 冷凍機の運転制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291868A true JPS61291868A (ja) | 1986-12-22 |
Family
ID=15086490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60132659A Pending JPS61291868A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 冷凍機の運転制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291868A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02154945A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置の運転制御装置 |
| JP2019039596A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | 株式会社ノーリツ | ヒートポンプ熱源機 |
| JP2020165593A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空気調和機 |
| JP2020165594A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空気調和機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57172150A (en) * | 1982-03-29 | 1982-10-22 | Kobe Steel Ltd | Operation of heat pump apparatus |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP60132659A patent/JPS61291868A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57172150A (en) * | 1982-03-29 | 1982-10-22 | Kobe Steel Ltd | Operation of heat pump apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02154945A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置の運転制御装置 |
| JP2019039596A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | 株式会社ノーリツ | ヒートポンプ熱源機 |
| JP2020165593A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空気調和機 |
| JP2020165594A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空気調和機 |
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