JPS62116863A - 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〕 この発明は冷凍装置の容量制御方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来この種の方法として第８図に示すものがあった。図
において（１）は冷媒圧縮機、（２）は冷媒圧縮機（１
）と接続する凝縮器、（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）は
凝縮器（２）の下流側に互いに並列に接続された電磁弁
で、各電磁弁（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）には絞り装
置（４ａ）、（４ｂ）。

（４Ｃ）と蒸発器（５ａ）　、　（５ｂ）　、　（５ｃ
）とがそれぞれ直列に接続しである０以上のような冷媒
回路が冷媒配管（６）によって形成しである。

（７）は駆動軸（８）を介して冷媒圧縮機（１）を駆動
する゛Ｌゴ動機、（９）は容量制御用周波数変換器で、
ＱＯは電動機（７）への動力供給回路を示したものであ
る。

また、（２）は、低圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出
部０１の出力信号が、収束させようとする低圧側の冷媒
圧力を設定する圧力設定部Ｑ４で設定された冷媒圧力以
上か以下かを判定し、その判定結果に基づいて冷凍機容
量制御信号を発生する制御部、（９）は上記制御部（２
）の冷凍機容量制御信号を入力として上記冷媒圧縮機（
１）の回転数を制御することにより上記冷凍装置の容量
制御を行う容量制御用周波数変換器である。

また、第４図に示すように、通常圧力領域は、上記圧力
設定部α４によって設定される増速圧力設定値、減速圧
力設定値、低圧カット値の８つによって、容量制御用周
波数変換器（９）に増速信号を出す増速圧力設定碩以上
の領域に）と、容量制御用周波数変換器（９）に減速信
号も増速信号も出さない減速圧力設定値以上で、かり増
速圧力設定値未満の領域（ハ）と、容量制御用周波数変
換器（９）に減速信号を出す減速圧力設定値未満の領域
（ロ）と、容量制御用周波＃ｌｌ変換器（９）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。

ここで、冷却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０υか
ら制御部（２）に出力される圧力検出信号のレベルも低
下する。制御部（６）では、上記圧力検出信号を基準値
（増速圧力設定値あるいは減速圧力設定値）と比較する
比較回路全有しているため、圧力検出信号が減速圧力設
定値よりも低い場合、すなわち、領域（ロ）の場合には
、制御部（転）は冷媒ＦＥ縮機（１）の容量が低下する
ように冷凍機容量制御信号を発生し、この制御信号を入
力として容量制御用周波数変換器（９）が上記冷媒圧縮
機（１）の回転数を制御することによって、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、領域ハに収束し、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ＥＥ
側の冷媒圧力が上昇し、これに伴って圧力検出部（ロ）
から制御部（２）に出力される圧力検出信号ルベルが上
昇する。この結果、圧力検出信号が増速圧力設定値より
も高い場合、すなわち、領域二の場合には、制御部（２
）は冷媒圧縮機（１）の容量が上昇するように冷凍機容
量制御信号を発生し、この制御信号を入力として容量制
御用周波数変換器（９）が上記冷媒ＦＥ縮機（１）の回
転数を制御し、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、冷媒圧縮機（１）
を直ちに停止するようになっている。

次に動作について説明する。冷媒圧縮機（１）で圧縮さ
れた冷媒ガスは、凝縮器（２）で冷却液化され各電磁弁
（８ａ）、　（８ｂ）　、　（８ｃ）を経て各絞り装置
（４ａ）　、　（４ｂ）。

（４ｃ）で減圧される。次に各蒸発器（５ａＬ（５ｂ）
、（５ｃ）で負荷と熱交換して蒸発し、再び冷媒圧縮機
（１）に吸入されて所定の冷凍サイクルが形成される。

この冷凍サイクルの冷凍能力と負荷の大きさとの関係を
第５図に示す。横軸は蒸発温度（蒸発圧力飽和温度）　
（’ｌ”）　、縦軸は熱ｍ（Ｑ）である。第５図におい
て、αηは冷媒圧縮機（１）の定格時（１００％）にお
ける定格能力曲線、（ト）は蒸発器（５ａ）、（５ｂ）
、（５ｃ）の１００係の定格負荷条件下における熱交換
能力を示す曲線で、定格時、両者の交点は０点となり、
蒸発温度は０点、熱交換能力は０点で装置が運転される
。一方、蒸発器（５Ｃ）に相当する被冷却媒体の温度が
所定温度まで下がり電磁弁（８Ｃ）が閉状態となると、
負荷量は定格値の約６７優に低下した熱交換能力曲線α
９となる。この時、冷凍能力を示す定格能力曲線（１７
）と熱交換能力曲線Ｑｌとのバランス点は０点となり、
蒸発温度（ηが低下する。この蒸発温度飽和圧力の低下
を検知して、容量制御用周波数変換器（９）が周波数を
６７％まで減じ、冷凍機能力曲線（１）で示される冷凍
能力となる。従ってバランス点は０点となり、蒸発温度
■、熱交換能力■で運転される。さらに、冬季などで蒸
発器（５ａ）、（５ｂ）の負荷量が定格負荷条件である
夏季の約６０％まで低下するような条件下では、所要冷
凍能力は０．６７　Ｘ　Ｏ，６’；　０．４となり、熱
交換能力曲線（１９ａ）となる。そして上述と同様に、
バランス点の圧力の低下を検知して容量制御用周波数変
換器（９）が周波数を４０％まで減じ１冷凍能力曲線（
２０ａ）となり、冷媒圧縮機（１）も４０チの容量制御
運転を行なう。従ってバランス点は０点となり、蒸発温
度は０点で、熱交換能力は０点で装置は運転される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来のこの容量制御方法では、負荷の蒸発器
運転台数が減少した時は、冷媒圧縮機の容量制御により
省エネ化を図ることができるが、負荷がオープン式ショ
ーケーヌのように負荷の蒸発器の運転台数が同数でも周
囲温度の低下により１台の蒸発器負荷そのものが減少し
た場合でも、例えば夏季の設計条件と同じ蒸発温度で制
御していた。従って負荷そのものに対する所要能力が減
少している時は、蒸発器側の熱交換のための温度差も設
計条件より小さくてもよく、冬季には蒸発温度を上げて
も冷却可能にもかかわらず、従来の装置では蒸発圧力を
一定にして制御しており、さらに省エネ化の余地が残さ
れていた。

この発明は上記のような欠点を除去するためになされた
もので、負荷の蒸発器の運転台数の変動と、負荷の周囲
条件の変動による負荷変動にも追従して装置の蒸発温度
を制御して容量制御を行ない、さらに省エネ化を図るこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明における冷凍装置は、上記冷凍サイクルの低Ｆ
ｆ　ＩＱＩＩ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、設計条件における上記低ｒ＝
　ｎ＋の冷媒圧力の収束圧力値を設定する圧力設定部と
、上記冷凍装置の周囲温度を検出する周囲温センナ、上
記周囲温センサにより検出された実際の冷凍装置の周囲
温度により、上記圧力設定部で設定された冷媒圧力の収
束圧力値を、補正係数×（設計条件の冷凍装置の周囲温
度／＊際の冷凍装置の周囲温度）Ｘ設計条件の収束圧力
値に制御する制御圧力設定部と、上記圧力検出信号が上
記制御圧力設定部で制御された上記収束圧力値以上か以
下かを判定し、その判定結果に基づいて冷凍機容量制御
信号を発生する制御部と、この制御部の冷凍機容量制御
信号を入力として上記冷媒ｐＥｌａ機の回転数を制御す
る容量制御用周波数変換器とを設けることにより冷凍装
置を構成して上記目的を達成するものである。

〔作用〕

この発明における冷凍装置は、周囲温センサにより実際
の冷凍装置の周囲温度を検出するとともに、制御圧力設
定部により、実際の冷凍装置の周囲温度すなわち負荷の
周囲条件によって、収束させようとする冷媒圧力の収束
圧力値を補正係数×（設計条件の冷凍装置の周囲温度／
実際の冷凍装置の周囲温度）Ｘ設計条件の収束圧力値に
制御するようにしているので、負荷の蒸発器の運転台数
の変動と、負荷の周囲条件の変動による負荷変動にも追
従して装置の蒸発温度を制御して容量制御を行ない、さ
らに省エネ化をはかることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図によって説明する。第１
および第２図は、この発明の一実施例である冷凍装置の
制御方法を示したもので、図中第８図および第５図と同
一符号は同−又は相当部分を示す。第１図において（１
）は冷媒圧縮機１（２）は冷媒圧縮機（１）と接続する
凝縮器、（８ａ）、　（８ｂ）、　（８ｃ）は凝縮器（
２）の下流側に互いに並列に接続された電磁弁で、各電
磁弁（８ａ）、　（Ｊｉｂ）、　（８ｃ）には絞り装置
（４ａ）。

（４ｂ）　、　（４ｃ）と蒸発器（５ａ）、（５ｂ）、
（５ｃ）がそれぞれ直列に接続しである。以上のような
冷媒回路が冷媒配管（６）によって形成しである。（７
）は駆動軸（８）を介して冷媒ｒＩＥ縮機（１）を駆動
する電動機、（９）は容量制御用周波Ｉｆ換器で、αＧ
は電動機（７）への動力供給回路、αＱは蒸発器（５ａ
）、　（５ｂ）＝　（５ｃ）の周囲温度を検出する周囲
温センサー、α４は設計条件における冷媒圧力の収束圧
力値を設定する圧力設定部であり、（至）は、上記周囲
温センサ（ト）により検出された実際の冷凍装置の周囲
温度により、上記圧力設定部Ｑ４で設定された冷媒圧力
の収束圧力値を補正係数×（設計条件の冷凍装置の周囲
温度／実際の冷凍装置の周囲温度）Ｘ設計条件の収束圧
力値に制御する制御圧力設定部である。αＱは周囲部セ
ンサα場の信号を上記制御圧力設定部に伝達する信号線
である。また、（２）は低圧側の冷媒圧力を検出する圧
力検出部αυの出力信号が収束させようとする低圧側の
冷媒圧力を設定する制御圧力設定部０で設定された冷媒
圧力以上か以下かを判定し、その判定結果に基づいて冷
凍機容量制御信号を発生する制御部である。（９）は上
記制御部（２）の冷凍機容量制御信号を入力として上記
冷媒圧縮機（１）の回転数を制御することにより冷凍機
の容量制御を行う容量制御用周波数変換器である。次に
動作について説明する。冷媒圧縮機（１）で圧縮された
冷媒ガスは凝縮器（２）で冷却液化され、各電磁弁（８
ａ）　、　（８ｂ）　、　（８ｃ）を経て各絞り装置（
４ａ）、　（４ｂ）、　（４ｃ）で減圧される。次に各
蒸発器（５ａ）、　（５ｂ）、　（５ｃ）で負荷と熱交
換して蒸発し再び冷凍圧縮機（１）に吸入されて所定の
冷凍サイクルが形成される。この冷凍サイクルの冷凍能
力と負荷の大きさとの関係図を第２図に示す。横軸は蒸
発温度（蒸発圧力飽和温度）（Ｔ）、縦軸は熱量（Ｑｌ
である。

第２図において、定格負荷条件時においては、定格負荷
における熱交換能力を示す曲線に）と冷媒８：＃ｆ機（
１）の定格能力曲線αηとの交点■で、蒸発温度０点、
熱交換能力０点で運転される。次に蒸発器（５ｃ）に対
応する被冷却媒体温度が所定温度まで下がり、電磁弁（
８ｃ）が閉状態となりかつ負荷の周囲温度が低く、蒸発
器（５ａ）、（５ｂ）の負荷が夏季の約６０％程度に低
下した条件（例えば、オープンショーケースの場合、夏
季に対して店内温湿度の低い冬季では、夏季の約６０俤
程度の必要能力に低下する。）では、従来は所要冷凍能
力は０．６７　Ｘ　Ｏ，６：０．４となり第２図の０点
で運転されるが、信号回路（至）を介して周囲温センサ
ー（ト）から制御圧力設定部餞へ信号を送り、制御圧力
設定部口により冷媒圧力の収束圧力値を補正係数×（設
計条件の冷凍装置の周囲温度／実際の冷凍装置の周囲温
度）×設計条件の収束圧力値すなわち［Ｆ］点に制御さ
れ、０点で運転される。従って、冷凍能力は０点、蒸発
温度は［Ｆ］点となり、冷凍能力は従来と変わらず、蒸
発温度が線分■［Ｆ］分だけ高い運転が可能となり、冷
媒圧縮機（１）の圧縮比が小さくなり効率のよい運転が
できる。

なお、上記実施例では容量制御用周波数変換器（９）に
よる容量制御の実施例について説明したが、並列圧縮式
容量制御においても同様の効果が得られる。

このように負荷の蒸発器（５ａ）　、　（５ｂ）　、　
（５ｃ）の運転台数による負荷変動以外に、周囲温セン
サー（ト）により、負荷が少ない時には蒸発温度を上昇
させて運転することができるので、冷媒圧縮機（１）の
圧縮比が小さくなり従って省エネルギー運転を行うこと
ができ、また、蒸発器（５ａ）　、（５ｂ）　、　（５
ｃ）　ヘの着霜も少ないので除媚のだめのエネルギーも
少なくでき、より省エネルギー運転を行うことができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、この発明によれば、冷媒ＦｆＥ縮
機、凝縮器、絞り装置、蒸発器と、これらを連通ずる冷
媒配管、および上記冷凍サイクルの低ａ：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
、設計条件におけ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、上記冷凍装置の周囲温度を検
出する周囲温七どす、上記周囲温センサにより検出され
た実際の冷凍装置の周囲温度により、上記圧力設定部で
設定された冷媒圧力の収束圧力値を補正係数×（設計条
件の冷凍装置の周囲温度／実際の冷凍装置の周囲温度）
×設計条件の収束圧力値に制御する制御圧力設定部と、
上記圧力検出信号が上記制御圧力設定部で制御された上
記収束圧力値以上か以下かを判定し、その判定結果に基
づいて冷凍機容量制御信号を発生する制御部と、こめ制
御部の冷凍機容量制御信号を入力として上記冷媒Ｉｆ圧
縮機回転数を制御する容量制御用周波数変換器とを設け
たことにより運転台数の変動と、負荷の周囲条件の変動
による負荷変動に追従し、冷凍装置の蒸発温度を制御し
て容量制御され、省エネルギー運転をすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の冷凍装置の冷媒回路と制御回路とを
示す説明図、第２図はこの発明による冷凍装置の容量制
御方法を説明するための冷凍能力と負荷の大きさとの関
係を示す線図、第８図は従来の冷凍装置の冷媒回路と制
御回路を示す説明図、第４図は低圧側の冷媒圧力の領域
を示す図、第５図は従来の冷凍装置の容量制御方法を説
明するための冷凍能力と負荷の大きさとの関係を示す線
図である。 （１）・・・冷媒圧縮機、（２）−・・凝縮器、（５ａ
）、（５ｂ）、（５ｃ）・・・蒸発器、（９）・・・容
量制御用周波数変換器、αυ・・・圧力検出部、（２）
・・・制御部、（至）・・・制御圧力設定部、α尋・・
・圧力設定部、Ｑ１０・・・周囲温センサなお、図中同
一部分または相当部分は同一符号により示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 冷媒圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器が閉回路を
   形成するように順次配管接続された冷凍回路、この冷凍
   回路の低圧側の冷媒圧力を検出し、この冷媒圧力に応じ
   た圧力検出信号を発生する圧力検出部、設計条件の冷凍
   装置の周囲温度で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、上記冷凍装置
   の周囲温度を検出する周囲温センサ、上記周囲温センサ
   により検出された実際の冷凍装置の周囲温度により、上
   記圧力設定部で設定された冷媒圧力の収束圧力値を、 補正係数×設計条件の冷凍装置の周囲温度／実際の冷凍
   装置の周囲温度×設計条件の収束圧力値 に制御する制御圧力設定部、上記圧力検出信号が上記制
   御圧力設定部で制御された収束圧力値以上か以下かを判
   定し、その判定結果に基づいて冷凍機容量制御信号を発
   生する制御部、及びこの制御部の冷凍機容量制御信号を
   入力として上記冷媒圧縮機の回転数を制御する容量制御
   用周波数変換器を備えた冷凍装置。