JPS63201470A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はスーパーショーケースや大型冷蔵庫等に使用き
れしかも圧縮機の回転数制御等により庫内の負荷に応じ
て能力が変更できる冷凍装置に係り、特に、庫内温度の
制御に高い精度が要求される冷凍装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、この種の冷凍装置は、特公昭６０−２３２６１号
公報または特開昭５８−２０５０５７号公報等に記載き
れ第４図に示すように、インバータ等の周波数可変装置
２７により能力制御跡れる圧縮機２８、凝縮器２９、蒸
発器３０、この蒸発器の入口側に設けられた温度式の膨
張弁３１とから構成されている。そして、圧縮機２８の
低圧圧力を検知する圧力センサー３２の信号を、制御器
３３を介して入力し負荷に見合った周波数指令を圧縮機
２８へ出力する前記周波数可変装置２７により冷凍装置
の能力制御を行なう一方、庫内温度を検出する温度セン
サー３４によって検知きれた温度が予め設定された上限
温度より高いときは継続して運転きせると共に予め設定
された下限温度より低いときは圧縮機２８を停止させる
という温度制御を併用することにより庫内温度を一定に
保てるようにしている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の構成によると、庫内の負荷が小さく
なって周波数可変装置２７の周波数指令が下限周波数に
なった状態で更に負荷が減少すると圧縮機２８は停止し
てしまうこと、庫内温度が予め設定された上限温度や下
限温度を越えると圧縮機は起動または停止を繰り返すこ
とから、庫内温度が急激に上昇したり下降したりして大
きく変動するという問題がある。また、庫内温度の変動
を小さく押えるためには周波数可変装置２７の下限周波
数をＯＲ，まで連続して制御できるようにしたり、前述
した上限温度と下限温度とのディファレンシャルを小さ
く設定すれば良いが、前者の場合には周波数可変装置２
７の制御できる周波数範囲に限界があり実際にはＯＨ，
まで連続した制御は行ないにくいこと、後者の場合には
圧縮機の起動、停止が頻繁となり圧縮機の制御部品が損
傷し易くなったり消費電力が増加したりするという問題
がある。このようなことから、斯る構成の冷凍装置では
庫内温度を例えば±０．５〜１°Ｃの範囲で制御すると
いった高い精度の温度制御を簡単な構造で達成するのは
困難であった。

斯る問題点に鑑み、本発明は冷凍装置の軽負荷時におけ
る圧縮機の停止回数を減らし、蒸発器の周囲温度の変化
を小さく押えて庫内温度の変動幅を小さくすることを目
的としている。

仲）問題点を解決するための手段 本発明は能力が変化する圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸
発器等から構成きれており、圧縮機の低圧側圧力に基づ
いてこの圧縮機の能力を変える冷凍装置において、前記
蒸発器の出口側にこの蒸発器の周囲温度を検出する温度
センサーからの検出値と設定値との差に基づいて開度が
変わる電動弁を設ける一方、前記圧縮機の低圧側と高圧
側とを連通ずるバイパス管を設け、圧縮機の低圧側圧力
が所定値以下でバイパス管を開路させると共に、このバ
イパス管が開路しかつ温度センサーの検出値が設定温度
以下では蒸発器に設けた電気ヒータを通電するものであ
る。

（＊）作用 このように構成された本発明の冷凍装置は、蒸発器の周
囲温度に基づいて電動弁の開度が変わり冷凍サイクル中
を循環する冷媒量を変えると共に低圧圧力に基づいて圧
縮機の運転能力が変わる。

また冷凍負荷の大きさが圧縮機の最低能力の大きき以下
となった時には、これを低圧圧力の低下で検出してバイ
パス管を開き冷凍サイクルの冷凍能力を低下させる。さ
らにこの冷凍サイクルの冷凍能力の大ききが冷凍負荷の
大きさを上回っている時は、これを温度センサーの検出
値の低下で検出して電気ヒータの通電を行なって冷凍負
荷の増加を図るものです。

（へ）実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
は冷凍装置の概略図であり、この図において１は能力が
変化する圧縮機、２は凝縮器、３は蒸発器４の出口側の
冷媒温度に基づいて絞り度が変わる膨張弁、４は蒸発器
、５は流量を制御する電動弁であり、これらの構成要素
は冷媒配管を介して順次環状に接続され冷凍サイクルを
構成している。

圧縮機１は周波数可変装置６から出力される交流電力に
応じて能力が変わる。すなわち圧縮機１の交流モータの
回転数が交流電力の周波数に応じて変化するものである
。７は周波数設定器であり、圧縮機１の低圧側圧力を圧
力検出器８で検出して圧縮機１へ印加する周波数を設定
するものである。この周波数ｆの設定は、圧力検出器８
の検出値がＰｌ（チャタリングの防止のためディファレ
ンシャルを設けている。）以下ではｆ−０（Ｈ２）（停
止）、検出値がＰＩより大きくカットアウト圧力Ｐ　！
　（Ｐ　ｔ　＜　Ｐ　＊　）以下の時はｆ’＝ｆ’−１
（Ｈ２）（周波数を数Ｈ２きざみで変える時は変化分を
数Ｈ２にすればよい。）、検出値がＰ、より大きくカッ
トイン圧力Ｐａ（Ｐａ＜Ｐｓ）の時はｒ−ｆｃＨ２）、
検出値が２８以上の時はｒ−ｒ＋１（Ｈｚ）の関係を有
して行なわれる。尚、冷凍装置の起動時には、周波数可
変装置６の出力周波数をこの動作と関係なく一定時間の
間に予め定めた周波数まで上昇させた後上記の関係に基
づく運転をする。さらにこの周波数には上限周波数と下
限周波数とがあり上記周波数の設定はこの範囲内で行な
われる。

また上記では圧縮機１の能力を交流電力の周波数に応じ
て変えているがこれに限るものではない。例えば圧縮機
１のモータを直流モータとした時は周波数を変える換り
に直流の印加電圧を上記の関係を有して変えればよいも
のである。

次に９はバイパス管であり、圧縮機１の低圧側と高圧側
とを接続し、この管路中には圧力調整弁１０と常閉型の
電磁弁（電磁開閉弁）１１とが設けられている。この電
磁弁１１の開閉動作は圧力検出器１２が検出する圧縮機
１の低圧側圧力値に基づいて行なわれる。この圧力検出
器１２の検出値がＰ４以下では低圧スイッチ１３−が動
作して電磁弁１１を開状態にする。この圧力Ｐ４はＰｔ
＜Ｐ４〈Ｐ、の関係がある。また圧力検出器８，１２は
いずれか一方を共通に用いてもよい。このバイパス管９
は冷凍負荷の太ききが圧縮機１の運転可能な最低能力の
大きさ以下となった時に開状態となるものであるから、
圧力検出器１２を設けず周波数設定器７から下限周波数
による運転信号が周波数可変装置６に与えられている時
に、このバイパス管９が開状態となるようにしてもよい
。すなわち、圧縮機１の能力は低圧側の圧力に基づいて
定まるものであり、この圧縮機１の能力に基づいてバイ
パス管９の開閉を行なっても、実質的にはこのバイパス
管９を低圧側の圧力に基づいて制御した場合と同様な効
果を得ることができる。

次に電動弁５−は制御器１４からの電気信号に応じて開
度を変えるものである。この制御器１４は蒸発器４の周
囲温度（吹出し温度あるいは吸込み温度）を温度センサ
ー１５を介して入力し、予め定めた設定温度との差に基
づいて電動弁５の開度を設定するものである。すなわち
、温度センサー１５の検出温度が設定温度を下回った時
は、その下回った度合いに応じて電動弁５の開度を小さ
くし、温度センサー１５の検出温度が設定温度を上回っ
た時は、その上回った度合いに応じて電動弁５の開度を
大きくする。これによって冷凍サイクル中を循環する冷
媒の量が変わり、冷凍負荷の大ききの変動に対応できる
ものである。

この制御装置１４はさらに蒸発器４の一次側に設けられ
た電気ヒータ１６の通電を制御する。この電気ヒータ１
６の通電は前記したバイパス管９が開路し、かつ電動弁
５へ弁の開度を小さくする信号が出ている時、すなわち
低圧側圧力が所定値Ｐ４以下であり、かつ温度センサー
１５の検出値が所定値以下の時に行なわれる。従って、
この制御装置１４の主な動作は第２図のフローチャート
に示すようになる。尚、このフローチャートにおいて、
Ｔａは温度センサー１５の検出する温度であり、Ｔｓは
予め定められた設定温度である。

第３図は制御装置１４の動作を示す他の実施例のフロー
チャートであり、第２図に示したフローテ〜−トとの主
な違いは電気ヒータ１６の通電を判断する時にタイマ要
素を加えた点にある。すなわち、バイパス管９が開路状
態であり、かつ周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓ以下であっ
ても、すぐには電気ヒータ１６の通電を行なわず、タイ
マで定まる所定時間経過してから電気ヒータ１６の通電
を行なうものである。このようにすることによって瞬時
的又は短時間的な負荷変動時、不必要に電気ヒータが通
電されるのを抑制できるものである。

以上のような冷凍装置では、庫内負荷（冷凍負荷）の変
動の影響を即座に受は易い蒸発器４の周囲温度を温度セ
ンサー１５で検出し、この検出値に基づいて冷凍サイク
ル中を循環する冷媒の量を変えると共に圧縮機１の能力
を低圧側圧力に基づいて変え、蒸発器４の周囲温度が常
に一定になるように制御するものである。

このような運転中に冷凍負荷が軽くなり圧縮機１が最低
能力で運転を行なっている時に、さらに冷凍負荷が軽く
なり従来技術では圧縮機の運転を停止しなければならな
いような場合でも、この状態を圧力検出器１２で検出し
てバイパス管９を開路して圧縮機１の能力を小キくシて
圧縮機１の停止を抑制するものである。

また、このような状態から外気温度の低下や負荷の極端
な低減などが生じた時、蒸発器４の温度が低くなり過ぎ
この蒸発器４の周囲温度が設定温度より低くなれば電気
ヒータ１６を通電して負荷の増加を図り蒸発器４の周囲
温度の低下を肪止するものである。

従って、従来技術では圧縮機の運転を停止しなければな
らないような軽負荷の時は、まずバイパス管を開路し、
次に電気ヒータの通電を行なって冷凍能力の低下及び負
荷の増加を図り圧縮機の停止回数を減らすものである。

すなわち冷凍サイクルの運転能力の下限値が低くなり圧
縮機の停止による温度変動幅を小さくすることができる
。

（ト）発明の効果 以上のように本発明は能力が変化する圧縮機、凝縮器、
減圧装置、蒸発器等から構成され工おり、圧縮機の低圧
側圧力に基づいてこの圧縮機の能力を変える冷凍装置に
おいて、前記蒸発器の出口側にこの蒸発器の周囲温度を
検出する温度センサーからの検出値と設定値との差に基
づいて開度が変わる電動弁を設ける一方、前記圧縮機の
低圧側と高圧側とを連通ずるバイパス管を設け、圧縮機
の低圧側圧力が所定値以下でこのバイパス管を開路させ
ると共に、このバイパス管が開路しかつ温度センサーの
検出値が設定温度以下では蒸発器に設けた電気ヒータを
通電するので、電動弁の開度と圧縮機の運転能力とを変
えて蒸発器の周囲温度をほぼ一定に保つものである。こ
のような運転を行なっている間、冷凍負荷が圧縮機の下
限能力以下となった時にはバイパス管を連通きせ、冷凍
機全体の冷凍能力を圧縮機の下限能力以下に設定して冷
凍機の低負荷運転を可能にしている。さらにこの低負荷
運転による負荷の大きき以下に負荷が軽くなれば電気ヒ
ータを通電して負荷を増加させる。すなわち疑似的に冷
凍機全体の冷凍能力をさらに小さくすることになる。こ
のようにバイパス管と電気ヒータとを用いることにより
冷凍機全体の最低能力が小きくなり圧縮機を停止させる
ことなく対応できる負荷の大きさをさらに小さくするこ
とができる。

すなわち、軽負荷運転時の圧縮機の停止回数を少なくす
ることができ、軽負荷運転時に圧縮機の発停で生じる庫
内の温度変動幅を小さくすることができ安定した温度制
御が行なえるものである。

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図式 は第１図に示した制御器の主な動作を示すフローチャー
ト、第３図は第２図に示したフローチャート・・圧縮機
、　２・・・凝縮器、　３・・・膨張弁、４・・・蒸発
器、　　５・・・電動弁、　９・・・バイパス管、１２
・・・圧力検出器、　　１４・・・制御器、　１５・・
・温度センサー、　　１６・・・電気ヒータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）能力が変化する圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発
   器等から構成されており、圧縮機の低圧側圧力に基づい
   てこの圧縮機の能力を変える冷凍装置において、前記蒸
   発器の出口側にこの蒸発器の周囲温度を検出する温度セ
   ンサーからの検出値と設定値との差に基づいて開度が変
   わる電動弁を設ける一方、前記圧縮機の低圧側と高圧側
   とを連通するバイパス管を設け、圧縮機の低圧側圧力が
   所定値以下でこのバイパス管を開路させると共に、この
   バイパス管が開路しかつ温度センサーの検出値が設定温
   度以下では蒸発器に設けた電気ヒータを通電することを
   特徴とする冷凍装置。