JPH0523346B2

JPH0523346B2 -

Info

Publication number: JPH0523346B2
Application number: JP61091708A
Authority: JP
Inventors: Juji Fujimoto
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1993-04-02
Also published as: JPS62258978A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、冷凍装置の運転制御装置に関し、特
に、庫内温度が所望庫内温度に収束するようにホ
ツトガス冷媒のバイパス量制御と共に圧縮機を容
量制御するものの改良に関する。

（従来の技術）従来より、この種の冷凍装置の運転制御装置と
して、例えば実公昭60−8582号公報に開示される
ように、圧縮機の容量を高容量（100％又は50％）
と中容量（50％又は25％）とに切換制御する第１
制御回路と、圧縮機の容量を中容量（50％又は25
％）と零容量（０％）とに切換制御する第２制御
回路とを備え、２段階温度検出器の作動により冷
水温度に基づいて圧縮機の容量を高容量から零容
量（100％−50％−０％又は50％−25％−０％）
まで単純に減少させるように圧縮機の容量を制御
するものは知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記の如きものでは、負荷の増大等
により庫内温度が急激に上昇した場合、圧縮機
は、冷水温度が低設定温度まで上昇するのを待つ
て零容量（０％）から中容量（50％）に切換えら
れ、さらに、冷水温度が高設定温度まで上昇する
のを待つて中容量（50％）から高容量（100％）
に切換えられる。そのため、圧縮機を零容量（０
％）から高容量（100％）まで切換えるのに長時
間を要し、庫内温度の所望庫内温度への収束に長
時間を要するという問題があつて、その間庫内貯
蔵物に悪影響を与えるおそれがあつた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ホツトガス冷媒のバイパス量制
御に加えて圧縮機の容量制御を良好に行うことに
より、負荷変動に追従して速やかに庫内温度を所
望庫内温度に収束させ、その制御時間を短縮する
ことにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、圧縮機１、凝縮器２，
３、膨張機構４および蒸発器５を直列に閉回路に
接続してなる循環冷媒回路７と、該循環冷媒回路
７の上記凝縮器２，３および膨張機構４をバイパ
スして上記圧縮機１からのホツトガス冷媒を上記
蒸発器５へ流通させるためのバイパス通路８と、
上記圧縮機１からのホツトガス冷媒の上記バイパ
ス通路８へのバイパス量を調整する調整手段９
と、所望庫内温度を設定する庫内温度設定器１２
と、庫内温度を検出する温度センサ１３ａ又は１
３ｂとを備える。そして、上記庫内温度設定器１
２および温度センサ１３ａ又は１３ｂの出力を受
け、庫内温度が上記所望庫内温度に対して所定温
度幅をもつて設定された限界温度範囲内に突入し
たとき、上記圧縮機１の容量制御を行うととも
に、該圧縮機１の容量制御により庫内温度が上記
所望庫内温度に対して上記限界温度範囲の温度幅
よりも小さい所定温度幅をもつて設定されたPID
制御開始温度になると庫内温度を所望庫内温度に
収束させるよう更に上記調整手段９に制御信号を
出力する第１制御手段１５を備える。さらに、上
記庫内温度設定器１２および温度センサ１３ａ又
は１３ｂの出力を受け、庫内温度が上記限界温度
範囲を超えているとき、上記第１制御手段１５に
よる上記調整手段９の制御及び上記圧縮機１の容
量制御を停止し、かつ庫内温度を上記限界温度範
囲内に復帰させるよう上記圧縮機１を最高段の容
量に固定して冷却又は加熱運転を行う第２制御手
段１６を備えたものとする。

（作用）上記の構成により、本発明では、庫内のプルダ
ウン時又はプルアツプ時、庫内温度が所望庫内温
度に対して所定温度幅をもつて設定された限界温
度範囲内に突入したとき、第１制御手段１５によ
つて、圧縮機１を容量制御するとともに、該圧縮
機１の容量制御により庫内温度が所望庫内温度に
対して上記限界温度範囲の温度幅よりも小さい所
定温度幅をもつて設定されたPID制御開始温度に
なると該圧縮機１からのホツトガス冷媒のバイパ
ス通路８へのバイパス量を調整するよう調整手段
９を制御し、庫内温度を所望庫内温度に収束させ
るように制御される。

そして、この状態で、庫内温度が上記限界温度
範囲を超えた場合には、この庫内温度が限界温度
範囲を超えている間、第２制御手段１６により、
上記第１制御手段１５による調整手段９の制御及
び圧縮機１の容量制御を停止し、かつ上記圧縮機
１の容量を最高段にして高容量で冷却又は加熱運
転を行い、庫内温度を速やかに上記限界温度範囲
内に復帰させる。然かる後、上記第１制御手段１
５の制御により、庫内温度を所望庫内温度に収束
させる。これによつて、庫内温度が限界温度範囲
を超えた場合でも該限界温度範囲内に速やかに復
帰させることができ、所望庫内温度への制御時間
を短縮できることになる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第２図以下の図面に
基づいて説明する。

第２図は本発明を冷凍装置Ａに適用した実施例
を示す。同図において、１は圧縮機、２は水冷凝
縮器、３は該水冷凝縮器２に冷却水が循環しない
ときに作動する３個の送風フアン３ａ……を有す
る空冷凝縮器、４は膨張機構としての膨張弁、５
は２個の送風フアン５ａ，５ａを有する蒸発器で
ある。該各機器１〜５はそれぞれ冷媒配管６……
により冷媒循環可能に閉回路に接続されて循環冷
媒回路７が形成されており、冷媒を圧縮機１によ
り順次空冷凝縮器３、水冷凝縮器２、膨張弁４お
よび蒸発器５を経て圧縮機１に流通循環させるこ
とにより、水冷又は空冷凝縮器２，３においてガ
ス冷媒の有する熱量を庫外に放出するとともに、
蒸発器５において液冷媒に庫内の熱量を吸収させ
て、庫内を冷却するようになされている。

また、８は上記水冷、空冷凝縮器２，３および
膨張弁４をバイパスして圧縮機１からのホツトガ
ス冷媒を蒸発器５へ流通させるように循環冷媒回
路７に配設されたバイパス通路、９は上記循環冷
媒回路７の上記バイパス通路８への分岐部に設け
られ冷媒のバイパス通路８へのバイパス量を調整
する調整手段としての三方比例弁である。該三方
比例弁９は、圧縮機１からのホツトガス冷媒を上
記水冷、空冷凝縮器２，３側またはバイパス通路
８側に導くようにしてそのバイパス量を調整する
ようにされている。

尚、前記膨張弁４の均圧管には、該均圧管を、
冷凍運転時と、冷蔵運転時において設定温度が高
いとき（10℃以上のとき）とに圧縮機１の吸入側
に連通する一方、冷蔵運転時において設定温度が
低いとき（10℃より低く−10℃より高いとき）に
バイパス通路８に連通するように切換える三方弁
（SV）が設けられている。

さらに、１２は所望庫内温度を設定する庫内温
度設定器、１３ａは庫内温度として蒸発器５から
の吹出空気の温度を検出する温度センサ、１３ｂ
は庫内温度として蒸発器５への吸込空気の温度を
検出する温度センサである。上記庫内温度設定器
１２および温度センサ１３ａ，１３ｂはそれぞれ
コントローラ１０に接続されている。

そして、本発明の特徴として、上記コントロー
ラ１０の内部には、第３図に示すように、CPU
２１、RAM２２、ROM２３、Ｉ／Ｏポート２
４、Ａ／Ｄ変換器２５およびドライバ２６，２７
が備えられている。そして、上記庫内温度設定器
１２および吸込空気の温度センサ１３ｂの出力を
受け、庫内温度が所望庫内温度に対して所定温度
幅をもつて設定された限界温度範囲（所望庫内温
度（SP）を基準として高限界温度（＋2.5℃）と
低限界温度（−1.5℃）との間の温度範囲）内に
突入したとき、上記圧縮機１の容量制御を行うと
ともに、該圧縮機１の容量制御により庫内温度が
所望庫内温度に対して上記限界温度範囲の温度幅
よりも小さい所定温度幅をもつて設定されたPID
制御開始温度（所望庫内温度（SP）を基準とし
て±1.0℃）になると庫内温度を所望庫内温度に
収束させるよう上記三方比例弁９に制御信号を出
力してPID制御する第１制御手段１５が構成され
ている。また、上記庫内温度設定器１２および温
度センサ１３ｂの出力を受け、庫内温度が上記限
界温度範囲を超えているとき、上記第１制御手段
１５による上記三方比例弁９の制御及び上記圧縮
機１の容量制御を停止し、かつ庫内温度を上記限
界温度範囲内に復帰させるよう上記圧縮機１を最
高段の容量に固定して冷却運転又は加熱運転を行
う第２制御手段１６が構成されている。なお、前
記温度センサ１３ｂにかえて吹出空気側の温度セ
ンサ１３ｂの出力で上記制御をしてもよい。

また、上記コントローラ１４のその他の内部構
成は、第３図に示されている。同図において、
MCは圧縮機モータ、MF₁は蒸発器５の送風フア
ンモータ、MF₂は空冷凝縮器３の送風フアンモ
ータ、１０Ｃは上記圧縮機モータMCを作動させ
ると同時に空冷凝縮器３の送風フアンモータ
MF₂へ通電を許容する常開接点１０C_-1を有する
圧縮機リレー、１０Ｆは蒸発器５の送風フアンモ
ータMF₁を作動させる常開接点１０F_-1を有する
蒸発器フアンリレー、２０Ｓ１は冷媒配管６に介
設されて循環冷媒回路７の冷媒流れを許容又は阻
止する電磁弁である。

尚、第２図および第３図中、３１は高圧圧力開
閉器、３２は低圧圧力開閉器、３５は熱交換器付
アキユムレシーバ、Trは変圧器、Ｓは運転／停
止スイツチ、３７は油圧保護圧力開閉器、３８は
ランプスイツチ、３９は油圧リセツトスイツチ、
４０は圧縮機保護サーモ、４２〜４５は手動の切
換開閉器であつてすべて連動しており、４２は電
圧切換用、４３は変圧器Trの結線切換用、４４，
４５は圧縮機モータMC用である。また、６０Ｗ
は水冷凝縮器３への冷却水の循環時に開作動する
水用圧力開閉器であつて、その開作動時に空冷凝
縮器３の送風フアンモータMF₂を停止させるも
のである。

次に、上記実施例のプルダウン時の作動につい
て第４図に基づいて説明する。

庫内のプルダウン時、ステツプS₁において、圧
縮機１を最高段にして高容量（100％）運転を行
うと、第５図に示すように庫内温度は低下する。
次に、ステツプS₂において、庫内温度が所望庫内
温度SPに対して所定幅をもつて設定された限界
温度範囲内に突入したか否かが判断され、庫内温
度が高限界温度（所望庫内温度（SP）を基準と
して±2.5℃：第５図のＡ点）より高い場合には
圧縮機１の高容量（100％）運転を継続し、高限
界温度（Ａ点）以下、すなわち限界温度範囲内に
突入した場合にステツプS₃に進む。

上記ステツプS₃において、第１制御手段１５の
制御により、圧縮機１の容量を最低段に切換えて
低容量（33％）運転を行い（この圧縮機容量制御
は吸込空気側の温度センサ１３ｂでなされる）、
ステツプS₄で庫内温度がPID制御開始温度（所望
庫内温度（SP）を基準として±1.0℃：第５図の
Ｂ点）以下まで低下したか否かが判断される。庫
内温度がPID制御開始温度（Ｂ点）より高い場合
には、ステツプS₅で庫内温度が高限界温度（SP
＋2.5℃）より大きいか否かが判断され、高限界
温度以下であればステツプS₃に戻り圧縮機１の低
容量（33％）運転を継続し、高限界温度を超えて
上昇した場合にはステツプS₉に進む。

一方、上記ステツプS₄において、庫内温度が
PID制御開始温度（Ｂ点）以下に低下すると、ス
テツプS₆で三方比例弁９のPID制御を開始する。
このPID制御は吹出空気側の温度センサ１３ａで
なされる。次に、ステツプS₇において、庫内温度
が上記限界温度範囲、すなわち高限界温度（第５
図のＣ点）を超えて上昇したか否かが判断され、
庫内温度が高限界温度（Ｃ点）以下である場合に
は三方比例弁９のPID制御を継続し、高限界温度
（Ｃ点）より高くなつた場合にはステツプS₈で三
方比例弁９のPID制御を停止してステツプS₉に進
む。

そして、上記ステツプS₉において、庫内温度が
高限界温度（Ｃ点）を超えたときから第１制御手
段１５による圧縮機１の制御を停止し、圧縮機１
の容量を最高段に切換えて高容量（100％）運転
が行われる。次のステツプS₁₀では、庫内温度が
高限界温度（第５図のＤ点）以下まで低下したか
否かが判断され、高限界温度（Ｄ点）より高い場
合には高容量（100％）運転を継続し、高限界温
度（Ｄ点）以下、すなわち限界温度範囲内に復帰
した場合にはステツプS₁₁に進む。

上記ステツプS₁₁において、第１制御手段１５
により圧縮機１の容量を中間段に切換えて中容量
（67％）運転を行い、ステツプS₁₂に進む。ステツ
プS₁₂〜S₁₆では、圧縮機１の中容量（67％）運転
で上記ステツプS₄〜S₈と同じ制御が行われてステ
ツプS₁₇に進む。

そして、上記ステツプS₁₇において、上記ステ
ツプS₁₃又はS₁₅で庫内温度が高限界温度（第５図
のＥ点）を超えて上昇したと判断されたので、上
記ステツプS₉と同様に、圧縮機１の容量を最高段
にして高容量（100％）運転が行われる。その後、
ステツプS₁₈で庫内温度がPID制御開始温度（第
５図のＦ点）以下に低下するのを待つてステツプ
S₁₉で三方比例弁９のPID制御を再開し、庫内温
度は所望庫内温度に速やかに収束される。

したがつて、上記実施例では、庫内温度が限界
温度範囲内に突入すると、第１制御手段１５によ
つて圧縮機１の容量制御及び三方比例弁９の制御
が行われ、庫内温度が上記限界温度範囲を超えて
上昇した場合には、上記第１制御手段１５の制御
を停止し、圧縮機１の容量を最高段にして高容量
（100％）でプルダウン運転が行われるので、庫内
温度が限界温度範囲を超えている時間が短くなつ
て、庫内温度を所望庫内温度に速やかに収束させ
ることができ、よつて所望庫内温度への制御時間
を短縮することができる。

また、庫内のプルアツプ時の場合、圧縮機１を
最高段にして高容量（100％）で加熱運転を行う
ことにより、庫内温度を下限界温度（SP−1.5
℃）以上に上昇させ限界温度範囲内に突入させ
る。庫内温度が下限界温度（SP−1.5℃）より高
くなると、その後は、上記プルダウン時と同様
に、圧縮機１の容量制御を開始、更にPID制御開
始温度（SP−1.0℃）以上に上昇した際の三方比
例弁９のPID制御の実行、及びその後の下限界温
度（SP−1.5℃）以下に低下した際の圧縮機１の
高容量（100％）運転など、第４図のステツプS₃
〜S₁₉と同様の制御を行うことで、上記プルダウ
ン時と同様の作用、効果を奏することができる。

尚、圧縮機容量制御は吸込空気側、吹出空気側
のいずれの温度センサ１３ｂ，１３ａでもよい
が、空気温度のハンチング防止の点から、吸込空
気側の温度センサ１３ｂでする方が好ましい。

また、上記実施例では、調整手段として三方比
例弁９を用いたが、上記バイパス通路８との分岐
部より下流側の循環冷媒回路７およびバイパス通
路８に、それぞれ電磁式二方弁を設けてもよく、
上記実施例と同様の作用、効果を奏することがで
きる。

（発明の効果）以上の如く、本発明では、庫内温度が所望庫内
温度に対して所定幅をもつて設定された限界温度
範囲内に突入したとき、第１制御手段によつて圧
縮機の容量制御及び調整手段のバイパス制御が行
われ、庫内温度が上記限界温度範囲を超えた場合
には、上記第１制御手段による圧縮機の容量制御
及びバイパス制御を停止し、かつ圧縮機の容量を
最高段にして高容量でプルダウン又はプルアツプ
運転を行うようにしたので、庫内温度は限界温度
範囲を超えても速やかに復帰し、限界温度範囲を
超えている時間が短くなつて制御時間を短縮で
き、庫内貯蔵物に対する弊害を可及的に抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図であ
る。第２図ないし第５図は本発明の実施例を示
し、第２図は冷凍装置の冷媒配管系統図、第３図
は電気回路図、第４図はコントローラの基本作動
を示すフローチヤート図、第５図は冷凍装置の運
転時における庫内温度の時間的な変化を示す図で
ある。Ａ……冷凍装置、１……圧縮機、２……水冷凝
縮器、３……空冷却凝縮器、４……膨張弁、５…
…蒸発器、７……循環冷媒回路、８……バイパス
通路、９……三方比例弁、１２……庫内温度設定
器、１３ａ，１３ｂ……温度センサ、１５……第
１制御手段、１６……第２制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】１圧縮機１、凝縮器２，３、膨張機構４および
蒸発器５を直列に閉回路に接続してなる循環冷媒
回路７と、該循環冷媒回路７の上記凝縮器２，３および膨
張機構４をバイパスして上記圧縮機１からのホツ
トガス冷媒を上記蒸発器５へ流通させるためのバ
イパス通路８と、上記圧縮機１からのホツトガス冷媒の上記バイ
パス通路８へのバイパス量を調整する調整手段９
と、所望庫内温度を設定する庫内温度設定器１２
と、庫内温度を検出する温度センサ１３ａ又は１３
ｂと、上記庫内温度設定器１２および温度センサ１３
ａ又は１３ｂの出力を受け、庫内温度が上記所望
庫内温度に対して所定温度幅をもつて設定された
限界温度範囲内に突入したとき、上記圧縮機１の
容量制御を行うとともに、該圧縮機１の容量制御
により庫内温度が上記所望庫内温度に対して上記
限界温度範囲の温度幅よりも小さい所定温度幅を
もつて設定されたPID制御開始温度になると庫内
温度を所望庫内温度に収束させるよう更に上記調
整手段９に制御信号を出力する第１制御手段１５
と、上記庫内温度設定器１２および温度センサ１３
ａ又は１３ｂの出力を受け、庫内温度が上記限界
温度範囲を超えているとき、上記第１制御手段１
５による上記調整手段９の制御及び上記圧縮機１
の容量制御を停止し、かつ庫内温度を上記限界温
度範囲内に復帰させるよう上記圧縮機１を最高段
の容量に固定して冷却又は加熱運転を行う第２制
御手段１６とを備えていることを特徴とする冷凍装置の運転制
御装置。