JPS63243671A - 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】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は、圧縮機の運転をインバータにて可変速運転さ
せる冷凍装置の運転制御装置に関する。

従来の技術 従来冷凍装置の冷凍能力を可変するために、圧縮機モー
タの極数変換（例えば２Ｐ→４Ｐ）を行なう方法や、イ
ンバータを使う方法線種々の方法が考案されてきたが、
近年の半導体技術の著しい進歩に伴ないインバータの性
能並びに耐久性が一段と向上し、更に制御が比較的に容
易なことからインバータによる圧縮機の可変速運転を行
なうものが、ここ数年来の主流をなすものとなってきた
。そして、このインバータによる制御の方法として種々
の考案がなされており、なかでも特開昭６１−２３５６
６４号公報にあっては、負荷の状態に応じて圧縮機モー
タを高速回転から最低速回転まで変化許せ、更に最低速
回転による冷却の継続となしても庫内温度が設定温度を
下回る傾向にあるときには、加熱装置を動作きせるとい
う低温庫の運転方法を開示している。

発明が解決しようとする問題点 前記従来の技術にあっては、庫内空気を加熱するための
加熱装置として電熱線等のヒータが、蒸発器の空気入口
側面に配設されている。モして、最低速回転による冷却
運転の継続でも庫内温度が設定温度より下回る傾向にあ
る場合には、このヒータにて庫内空気を加熱するわけで
あるが、上述のような傾向にあることを制御部が温度セ
ンサ等にて検知して、加熱開始の指令を送出した後、ヒ
ータに通電きれ実質的に庫内空気の加熱を行なうまでに
はヒータの特性上時間遅れが生じるため、精密な設定温
度維持を行なうことが難かしいという問題を有していた
。

このため本発明は、圧縮機モータの最低速回転による冷
却運転の継続でも庫内温度が設定温度より下回る傾向に
あることを検知した場合に、速やかに作動できる補助冷
媒流路を有した冷凍装置を提供するものである。

〔発明の構成〕 問題点を解決するための手段 本発明の冷凍装置は、周波数制御装置により能力変化す
る圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に配管接
続せる主冷媒流路を有した冷凍装置において、前記凝縮
器の出口側と蒸発器の出口側との間に設けられ電動弁と
補助エバポレータとを有した補助流路と、前記蒸発器へ
の空気吸込側に配設され庫内温度を検知する庫内温度セ
ンサと、該庫内温度センサからの信号と前記周波数制御
装置からの信号との両信号により前記電動弁の開度を制
御する弁開度調整部とを備え、前記弁開度調整部は、圧
縮機が最低回転数で駆動し、かつ、庫内温度センサによ
る検知温度が設定温度より所定温度だけ低い基準温度以
下となったとき、前記電動弁を開動作させるものである
。

作用 凝縮器（３）の出口側と蒸発器（５）の出口側との間に
設けられ、貯蔵庫（７）庫外側に位置させた補助流路（
１２〉への流量制御のための電動式膨張弁（１３）の開
動作を、圧縮機（２）の駆動回転数が制御範囲内で最低
となったときで、かつ、庫内温度センサ（９〉による検
知温度が基準温度以下となったときに行なわせて、主冷
媒流路（１５）への冷媒流量を低下させて、冷却能力の
最低を圧縮機（２）だけの制御時に比べてより低いもの
としている。

実施例 以下本発明の実施例を第１図と第２図を参照して説明す
る。

（１）は圧縮機（２〉、凝縮器（３）、減圧装置として
の膨張弁（４）、蒸発器（５）、アキュムレータ（６）
等を環状に配管接続した冷凍装置であって、本例にあっ
ては、第１図に示す如く貯蔵庫（７）内に蒸発器（５〉
及び膨張弁（４〉が配設されるものとする。

（８〉は冷却運転時蒸発器（５）に空気を送って、貯蔵
庫（７）庫内空気を循環・冷却させる庫内側送風機、（
９）は貯蔵庫（７）庫内適所例えば蒸発器（５）への空
気の吸込側に配設きれ庫内温度を検知する庫内温度セン
サであり、後述する弁開度調整部（１０）及び周波数制
御装置としてのインバータ制御部（１１）に検知温度に
基づいた信号を送出する。インバータ制御部（１１）は
、温度設定手段（図示せず）による所望の庫内設定温度
に庫内温度を低下維持させるべく、庫内温度センサ（９
）の検知温度と設定温度との関係に基づいて圧縮機（２
）の駆動回転数を最高回転数から最低回転数の間で制御
する信号を送出する。

（１２）は弁開度調整部（１０〉にてその開度が制御さ
れる電動弁としての電動式膨張弁（１３）及び補助エバ
ポレータ（以下補助エバと称す”）　（１４）を直列接
続した補助流路であって、凝縮器（３）の出口側と蒸発
器（５）の出口側ここではアキュムレータ（６）の入口
側との間に接続され、かつ、補助エバ（１４）を凝縮器
（３）の風下側に位置するように配設される。弁開度調
整部（１０）は、庫内温度センサ（９）からの検知温度
に基づいた信号及びインバータ制御部（１１）からの圧
縮機（２）駆動回転数を制御する信号を受け、両信号に
より電動式膨張弁（１３）の開度を決定するものであっ
て、圧縮機（２）が最小能力運転中、即ち駆動回転数が
最低回転数となるべく出力きれたインバータ制御部（１
１〉からの信号を受信している場合にあって、庫内温度
センサ（９）による検知温度が所定温度だけすなわち適
宜選定きれた温度デファレンシャル分だけ設定温度より
低下した温度（以下基準温度と称す）以下になると、検
知温度と基準温度との差に基づいて開度を決定しその開
度で電動式膨張弁（１３）を開動作させる信号を送出す
る。この電動式膨張弁（１３）の開動作により、凝縮器
（３）を出た冷媒は、蒸発器（５）と補助エバ（１４）
とに分配されることとなり、電動式膨張弁（１３）の閉
室時に比べて、蒸発器（５）への冷媒流量が減り、蒸発
器（５）の冷却能力を圧縮機（２）の最低能力による冷
却能力以下として、庫内温度の基準温度以下への低下を
抑制する。

以上の構成による動作を以下説明するが、貯蔵庫（７）
庫内に貯蔵物が適度に収容きれており、庫内温度が設定
温度を上回っているものとして説明する。庫内温度が設
定温度を上回っているため、冷凍装置（１）は通常の冷
却運転を行なう。即ち、庫内温度センサ（９）からの信
号により、インバータ制御部（１１）が駆動回転数を決
定し、この回転数に応じた圧縮機（２）の運転能力で冷
凍装置（１）の冷却能力すなわち冷媒流量が決定する。

そして、圧縮機（２）から吐出された高圧ガス冷媒は、
凝縮器（３）で凝縮されて液化し、膨張弁（４）で減圧
膨張され、蒸発器（５）内を通過する際に庫内空気と熱
交換を行なってガス化きれ、アキュムレータ（６）を経
て低圧ガス冷媒となって圧縮機（２）へ戻る（この冷媒
流路を主冷媒流路（１５）と称する）。この冷媒循環に
て庫内空気を冷却し、所望の設定温度まで庫内温度を低
下させる。この途中において、インバータ制御部（１１
）は庫内温度センサ（９）からの信号に基づき、駆動回
転数を制御する（温度が低下の傾向であれば回転数は徐
々に低下させる）。

そして、冷却運転の継続に伴ない庫内温度が低下して、
圧縮機（２）の駆動回転数も徐々に低下し、最低回転数
による冷却が行なわれるに至るにこで、負荷が小さい場
合や外気温の低い冬期及び寒冷地等においては、最低回
転数による冷却運転にもかかわらず、庫内温度が基準温
度を下回る傾向になることがある。このような状況は、
庫内温度センサ（９）の信号及びインバータ制御部（１
１）の信号の両者に受信する弁開度調整部（１０）にて
検知され、検知に伴なって、弁開度調整部（１０）が庫
内温度と基準温度との差を演算し、差に基づいた開度を
決定して、その開度にて電動式膨張弁（１３）を開動作
させる。このため、凝縮器（３）を出た冷媒は、主冷媒
流路（１５）と補助流路（１２）とに分流きれる。この
とき、補助流路（１２）における補助エバ（１４）は、
凝縮器（３）の風下側に位置するため、凝縮器（３）に
て熱交換された暖かい空気により暖められ、補助エバ（
１４）の蒸発温度が蒸発器（５）の蒸発温度よりも高く
なる。そして、補助流路（１２）における電動式膨張弁
（１３）の開度を変化させることで、主冷媒流路（１５
）への冷媒流量を変化妨せ、圧縮機（２）の最低回転数
による冷媒流量が一定であっても、主冷媒流路（１５）
への冷媒流量を少なくして、蒸発器（５）の冷却能力を
低下させる。この補助流路（１２）への分流にて、庫内
温度が設定温度に安定して維持できる。尚、この制御中
に庫内温度センサ（９）の検知温度に基づくインバータ
制御部（１１）の信号により、圧縮機（２）の回転数が
増加傾向にあることを、弁開度調整部（１０）が検知す
ると、弁開度調整部り１０）は電動式膨張弁（１３）を
閉動作させ、再び主冷媒流路（１５）のみによる冷却運
転を行なう。

尚、上述の実施例にあっては、圧縮機（２）の駆動回転
数の制御のために、庫内温度センサ（９）の信号に基づ
いてインバータ制御を行なわせたが、第２図に示す如く
圧力センサ（２０）を圧縮機（２）の低圧側に配置し、
この圧力センサ（２０）の検知圧力に基づく信号により
、インバータ制御部（１１）を制御させるようにしても
よい。ここで、第２図における（２１）は、蒸発器（５
）にて冷却きれた空気の出口側に配設される出口温度セ
ンサであり、この出口温度センサ（２１）の出力に基づ
き弁制御部（２２）が電動弁（２３）の開閉を制御する
。

以上のように凝縮器り３）の出口側に主冷媒流路（１５
）と別個に電動式膨張弁（１３）と補助エバ（１４）を
有した補助流路（１２）を設け、電動式膨張弁（１３）
の開度を弁開度調整部（１０）にて制御して、凝縮器°
（３）を出た冷媒も主冷媒流路（１５）と補助流路（１
２）とに分流させ、主冷媒流路（１５）に流れる冷媒量
を制御して、冷却能力を可変できるため、圧縮機（２）
の駆動回転数による冷媒流量制御だけのときに比べ、流
量制御範囲が拡大し、冷却能力の制御幅が拡大できる。

特に、インバータ制御部（１１）からの最低周波数信号
により、圧縮機（２）が最低回転数運転されているとき
にあって、庫内温度センサ（９）による検知温度が基準
温度以下となった場合に、電動式流量弁（１３）を開動
作させるようにしたことで、従来における最低冷却能力
以下での冷却能力制御が可能となり、低負荷時における
設定温度維持が行なえる。また、従来のようなヒータ制
御による設定温度維持に比べ、低負荷時の温度制御が素
速く実現できる。そして、補助エバ（１４）を凝縮器（
３）の風下側に配設し、熱交換させるようにしたことで
、補助エバ（１４）の除霜部材を別設設ける必要がない
。更に、最低回転数での冷媒流量が分流することから、
補助エバ（１４）としては小型のものでよい。また、電
動式膨張弁（１３）を経て液化した冷媒を補助エバ（１
４）によりガス化することができるため、圧縮機（２〉
に液冷媒が帰還しない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、電動弁の開度を弁
開度調整部にて制御して、凝縮器を出た冷媒を主冷媒流
路と補助流路とに分流させることで、主冷媒流路に流れ
る冷媒量を制御することができるため、圧縮機の駆動回
転数制御による冷媒流量制御に加えて更なる冷媒流量制
御が行なえることとなって、冷却能力制御範囲が拡大で
きる。

特に従来における冷却能力の下限より更に低い冷却能力
を得られるため、低負荷時の連続運転に対して安定した
設定温度維持が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における冷媒回路の一実施例、第２図は
他の実施例による冷媒回路図である。 （１）・・・冷凍装置、　（２）・・・圧縮機、　（３
）・・・凝縮器、　（５）・・・蒸発器、　（７）・・
・貯蔵庫、　（９）・・・庫内温度センサ、　（１０）
・・・弁開度調整部、　（１１）・・・インバータ制御
部、　（１２〉・・・補助流路、　（１３〉・・・電動
式膨張弁、　（１４）・・・補助エバ、　（１５）・・
・主冷媒流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、周波数制御装置により能力変化する圧縮機、凝縮器
   、減圧装置、蒸発器等を環状に配管接続せる主冷媒流路
   を有した冷凍装置において、前記凝縮器の出口側と蒸発
   器の出口側との間に設けられ電動弁と補助エバポレータ
   とを有した補助流路と、前記蒸発器の空気吸込側に配設
   され庫内温度を検知する庫内温度センサと、該庫内温度
   センサからの信号と前記周波数制御装置からの信号との
   両信号により前記電動弁の開度を制御する弁開度調整部
   とを備え、前記弁開度調整部は、圧縮機が最低回転数で
   駆動し、かつ、庫内温度センサによる検知温度が設定温
   度より所定温度だけ低い基準温度以下となったとき、前
   記電動弁を開動作させることを特徴とする冷凍装置。