JPH0448164A - 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） 本発明は冷凍ショーケース等に好適な冷凍装置に関する
。

（従来の技術） 冷凍ショーケース等においては、ショーケース内温度を
利用者が任意に設定した設定温度に一致するように冷凍
装置を運転する標準運転モードの他に省エネルギーのた
めの省エネ運転モード及びンヨーケース内に貯蔵された
冷却客体の鮮度を維持するための鮮度運転モードを選択
できるようにしたものが提案された。

省エネ運転においては設定温度を標準運転モード時のそ
れより高めに設定することによって０Ｎ−ＯＦＦ運転さ
れる圧縮機の停止時間の割合を増大させて圧縮機が消費
するエネルギーを節約する。

鮮度運転モードにおいては設定温度を標準運転モード時
のそれより低めに設定することによって、圧縮機の停止
回数を減少させて、ンヨーケース内温度の変動を少なく
する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、冷媒回路内に並列に組み込まれた複数台の圧縮
機の中その少なくとも１台を冷凍負荷に応じて容量が自
動的に変化する可変容量形圧縮機とした冷凍ショーケー
スにおいては、冷凍負荷に応じて可変容量膨圧縮機の容
量が自動的に変化し、かつ、圧縮機の運転台数が増減す
るため、上記省エネ運転モードや鮮度運転モードを実施
するのが難しいという問題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために発明されたものであ
って、その要旨とするところは、冷媒回路内に並列に組
み込まれた複数台の圧縮機の中その少なくとも１台を冷
凍負荷に応じて自動的に容量が変化する可変容量膨圧！
＠機とした冷凍装置において、複数種の運転モードを選
択する選択手段と、この選択手段により選択された運転
モードに対応じて設定値を自動的に補正する設定値補正
手段と、この設定値補正手段により補正された設定値に
基づいて上記圧縮機の負荷を判別する判別手段と、この
判別手段の判別結果に応じて複数台の圧縮機の運転態様
を決定する運転態様決定手段とを有する制御装置を設け
たことを特徴とする冷凍装置にある。

（作用） 本発明においては、上記構成を具えているため、選択さ
れた運転モードに対応じて設定値が自動的に補正され、
補正された設定値に基いて圧縮機の負荷が判別され、こ
の判別結果に応じて複数台の圧縮機の運転態様が決定さ
れる。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図ないし第３図に示されている
。

第１図には冷凍装置の系統図が示され、冷媒回路内に並
列に組み込まれた可変容量膨圧縮機３０Ａ及び定容量形
圧縮機３０Ｂから吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、
矢印で示すように、凝縮器３１に入り、ここで凝縮液化
して高圧の液冷媒となる。

この液冷媒はキャピラリチューブ、膨張弁等からなる絞
り機構３２に入り、ここで絞られることにより断熱膨張
して気液二相となる。次いで、この冷媒は革発器３３に
入り、ここで芸発気化して低温・低圧の冷媒ガスとなっ
て圧縮機３０Ａ及び３０Ｂに循環する。

可変容量形圧縮機３〇八に内臓された後述する容量可変
機構の作動室と吸入管３４とを連結するバイパス管３５
には制御弁３６が介装されている。

吸入管３４にはこの中を流れる冷媒の圧力又は温度、即
ち、冷凍負荷を検知するセンサ３７及び低圧圧力センサ
３８が取り付けられ、センサ３７及び低圧圧力センサ３
８の出力はコントローラ４０に入力される。運転モード
を選択するための選択手段５２及び設定値入力手段５１
からの指令がコントローラ４０に入力される。そして、
このコントローラ４０からの指令により制御弁３６の開
度が制御され、かつ、可変容量形圧縮１１３０Ａの駆動
用モータ３９Ａ及び定容量彫工ｍ　１１３０Ｂの駆動用
モータ３９Ｂが起動又は停止されるようになっている。

第３図には可変容量膨圧縮機３ＯＡの容量可変機構が示
されている。

第３図においては、１はシリンダ、２はピストン、３は
弁板、４はシリンダヘッド、５は吸入キャビティ、６は
吸入弁、７は吐出弁、８は吐出チャンバ、９はアンロー
ダシリンダ、１０はアンローダピストン、２３はシール
リング、２５はピストンリング、２６は座金である。

アンローダシリンダ９の下端は弁板３に固定され、その
上端はカバー２０によって掩蓋されている。

このアンローダシリンダ９内にアンローダピストン１０
を封密摺動自在に嵌装することによってこのアンローダ
ピストンＩＯの上方に作動室】６が、下方に室１９がそ
れぞれ限界されている。そして、この室１９は開口１８
を介してガス圧縮室１２に連通し、作動室１６はカバー
２０に穿設された絞り穴２４を介して吐出チャンバ８に
連通している。また、作動室１６は導圧管１５、弁板３
に穿設された通路２１を介してバイパス管３５に連通し
ている。

しかして、ピストン２が復動すると、冷媒ガスが吸入キ
ャビティ５から弁板３に穿設された吸入通路１１を通り
、吸入弁６を押し開いてガス圧縮室１２内に吸入される
。

ピストン２が往動すると、ガス圧縮室１２内の冷媒ガス
が圧縮されて吐出弁７を押し開き、通Ｂ１３を通って吐
出チャンバ８内に入り、ここから図示しない吐出管を経
て吐出される。

室１９には開口１８を経てガス圧縮室１２内の冷媒ガス
が流入する。一方、作動室１６には絞り穴２４を経て吐
出チャンバ８内の吐出ガスが流入する。そして、作動室
１６のガスは導圧管１５、通路２１、制御弁３６、バイ
パス管３５を通って吸入管３４に流出する。

このバイパス管３５を通るガスの流量を制御弁３６で制
御することによって作動室１６内の圧力を任意の圧力に
設定できる。

かくして、アンローダピストン１０は作動室１６に作用
する圧力と室１９に作用する平均筒内圧力との差に応じ
て上下に移動し、この上下位置に応じて室１９及び開口
１８によって構成されるトップクリアランスボリューム
が変化し、これに伴って可変容量膨圧縮機３０Ａの容量
が連続して無段階に変化する。

第２図にはコントローラ４０の機能ブロック図が示され
ている。

センサ３７によって検知された吸入管３４内を流れる冷
媒ガスの圧力又は温度はコントローラ４０の比較手段４
１に入力され、ここで設定手段４２から入力される設定
値と比較されることにより両者の偏差が算出される。こ
の偏差は開度決定手段４３に入力され、ここで記憶手段
４４から入力される制御ルールに従って制御弁３６の開
度が決定される。なお、記憶手段４４には偏差及びその
変化率に対応じて制御弁３６の開度を決定する制御ルー
ル（例えば、ＰＩＤ制御、テーブル対比制御、ファジー
制御等）が記憶されている。決定された開度は出力手段
４５を経て制御弁３６に出力され、制御弁３６はこの決
定された開度となり、これに伴って可変容量形圧縮１１
３ＯＡの容量が決まる。

可変容量膨圧縮機３０Ａ及び定容量刑圧縮機３０Ｂの同
時運転中は冷凍負荷の変動に応じて可変容量膨圧縮機３
０Ａの容量が自動的に変化してこれら圧縮機３０Ａ及び
３０Ｂの各圧縮能力を合算した全圧縮能力が冷凍負荷と
合致し、かつ、低圧圧力が一定に維持される。

設定値入力手段５１から入力された設定圧力はコントロ
ーラ４０の設定値補正手段５３に入力され、ここで選択
手段５２からの入力に応じて補正される。

例えば、設定圧力が２嘘／−のとき選択手段５１によっ
て省エネ運転モードが選択されると、設定圧力は０，３
瞼／−高い２．３　ｋｇ／ｃｊに補正され、鮮度運転モ
ードが選択されると、設定圧力は０．３　ｋｒ／ｄ低い
１．７　ｋｇ／ａＪに補正される。

冷凍負荷が判らない状態で可変容量膨圧縮機３０Ａ及び
定容量刑圧縮機３０Ｂの同時運転が時間設定手段４６に
予め設定された一定時間継続すると、この時間設定手段
４６からの指令を受けて開度決定手段４３は制御弁３６
の開度を上記時間設定手段４６に予め設定された所定時
間だけ零とする旨を決定し、この指令は出力手段４５を
経て制御弁３６に出力され、制御弁３６の開度は零とな
る。すると、可変容量形圧縮１！３０Ａは所定時間だけ
フルロード運転され、この間可変容量水圧ＦＭ機３０Ａ
と定容量刑圧縮機３０Ｂの各圧縮能力を合算した全圧縮
能力は冷凍負荷より増大し、これに伴って吸入管３４内
を流れる冷媒ガスの圧力、即ち、低圧圧力が低下する。

この圧力は低圧圧力センサ３８によって検知され、この
出力は判別手段４７に入力される０判別手段４７はこの
低圧圧力を設定値補正手段５３で補正された没前の可変
容量膨圧縮機３０Ａの負荷が低負荷か否かを判別する。

低負荷でなければ、判別手段４７の判別結果は運転態様
決定手段４８に入力され、ここで可変容量膨圧縮機３０
Ａの容量制御運転及び定容量刑圧縮機３０Ｂの同時運転
が決定される。この決定結果は出力手段４９を経て可変
容量膨圧縮機３０Ａ及び定容量刑圧縮機３０Ｂの駆動用
モータ３９Ａ及び３９Ｂに出力され、可変容量膨圧縮機
３０Ａと定容量刑圧縮機３０Ｂとの同時運転が継続され
る。

しかし、低負荷であれば、判別手段４７の判別結果を受
けて運転態様決定手段４８は定容量刑圧縮機３０Ｂの停
止を決定し、この決定結果は出力手段４９を経て定容量
刑圧縮機３０Ｂの駆動用モータ３９Ｂに出力され、定容
量刑圧縮機３０Ｂは停止する。

以後、可変容量膨圧縮機３０Ａのみによる容量制御運転
が継続する。

可変容量膨圧縮機３０Ａのみの容量制御運転が一定時間
継続すると、可変容量形圧縮１１３ＯＡは所定時間だけ
フルロード運転され、これに伴って低圧圧力が低下する
。この低圧圧力が設定値補正手段５３で補正された設定
圧力より高い場合には判別手段４７がフルロード運転直
前の可変容量膨圧縮機３０Ａは低負荷でないと判別し、
可変容量膨圧ｖｓｍ３０Ａのみの容量制御運転が継続さ
れる。

しかし、低圧圧力が補正された設定圧力より低い場合に
は判別手段４７はフルロード運転直前の可変容量形圧縮
１！３ＯＡの負荷が低負荷であると判別し、この判別結
果を受けて運転態様決定手段４８は可変容量膨圧縮機３
０Ａの停止を決定し、以後、可変容量膨圧ｗＭＩ！３０
＾も停止する。

可変容量膨圧縮機３０Ａのみの容量制御運転中、冷凍負
荷が可変容量膨圧縮機３０Ａの容量調整範囲を越えて増
大した場合には、これを検知したセンサ３７からの出力
が比較手段４１を経て開度決定手段４３に入り、これか
らの指令により運転態様決定手段４８は定容量膨圧縮機
３０Ｂの運転を決定する。かくして、以後、可変容量膨
圧縮機３０Ａの容量制御運転と定容量形圧縮ｌ５１３０
Ｂの同時運転が行われる。

上記実施例においては、２台の圧縮機３０Ａ、３０Ｂを
組み込んでいるが、３台又はそれ以上の台数の圧縮機を
組み込むことができ、この場合には可変容量膨圧縮機を
２台又はそれ以上とすることができ、また、複数台の圧
縮機の運転順序を予め定められた順序又は適宜選択した
順序で起動又は停止することができる。

上記実施例においては、選択手段５２によって省エネ運
転モードと鮮度運転モードの２種類の運転モードを選択
できるようにしたが、３種類以上の運転モードを選択す
ることができ、また、選択された運転モードに応じて任
意の温度中だけ設定圧力を補正しうるようにすることが
できる。

また、上記実施例においては、可変容量膨圧縮機３０Ａ
のフルロード運転時における倶圧圧力を補正された設定
圧力と比較することによってフルロード運転直前の可変
容量膨圧縮機３ＯＡの負荷が低負荷か否かを判別してい
るが、運転中の圧縮機の負荷を代表する出力を補正され
た設定値と比較してその結果に応じて複数台の圧縮機の
運転態様を決定することもできる。

（考案の効果） 本発明においては、複数種の運転モードを選択する選択
手段、この選択手段により選択された運転モードに対応
じて設定値を自動的に補正する設定値補正手段とを有す
るため、運転モードを選択すれば設定値が自動的に補正
される。

また、設定値補正手段により補正された設定値に基づい
て圧縮機の負荷を判別する判断手段と、この判別手段の
判別結果に応じて複数台の圧縮機の運転態様を決定する
運転態様決定手段とを有するため、冷凍負荷に応じて容
量が自動的に変化する可変容量膨圧縮機を含む複数台の
圧縮機の運転態様を選択された運転モードに応じて自動
的に決定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の１実施例を示し、第１図
は冷凍装置の系統図、第２図はコントローラの機能ブロ
ック図、第３図は容量可変機構の部分的縦断面図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒回路内に並列に組み込まれた複数台の圧縮機の中そ
   の少なくとも１台を冷凍負荷に応じて自動的に容量が変
   化する可変容量形圧縮機とした冷凍装置において、複数
   種の運転モードを選択する選択手段と、この選択手段に
   より選択された運転モードに対応して設定値を自動的に
   補正する設定値補正手段と、この設定値補正手段により
   補正された設定値に基づいて上記圧縮機の負荷を判別す
   る判別手段と、この判別手段の判別結果に応じて複数台
   の圧縮機の運転態様を決定する運転態様決定手段とを有
   する制御装置を設けたことを特徴とする冷凍装置。