JPS6136655A - 冷凍機の運転制御方式 - Google Patents

冷凍機の運転制御方式

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JPS6136655A
JPS6136655A JP15840584A JP15840584A JPS6136655A JP S6136655 A JPS6136655 A JP S6136655A JP 15840584 A JP15840584 A JP 15840584A JP 15840584 A JP15840584 A JP 15840584A JP S6136655 A JPS6136655 A JP S6136655A
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JP
Japan
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compressor
control
refrigeration
compressors
refrigerator
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Pending
Application number
JP15840584A
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English (en)
Inventor
大嶋 正和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS6136655A publication Critical patent/JPS6136655A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

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】 【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍、冷蔵ショーケース等の冷凍設備に組
み込んで使用される冷凍機の運転制御方式、特に冷凍機
を2台の電動圧縮機からなるマルチコンプレフサユニッ
トで構成し、各電動圧縮機の運転、停止の組合せにより
、冷凍負荷の変動に追随して容量制御を行う冷凍機の運
転制御方式に関する。
【従来技術とその問題点】
オープンショーケース等の冷凍設備は、年間を通じての
冷凍負荷の変動が大きいことから、ここに用いる冷凍機
として、最近では複数台の圧縮機で構成されたマルチコ
ンプレフサユニットを使用し、各冷凍機のオン、オフの
組合せにより冷凍機の変動に対応して冷凍機の容量制御
を行う運転制御方式が広く採用されている。更に加えて
最近では、商品の品質管理を重視する精肉、m無用のオ
ープンショーケースを対象として、従来のサーモスタッ
ト、低圧圧力スイッチ等により圧縮機をオン、オフ制御
するサーモ運転制御方式から、冷凍負荷の変動に合わせ
て圧縮機の回転数を変化させて冷凍能力を調整するイン
バータ制御方式が採用されるようになっている。すなわ
ち周知のように冷凍サイクルの蒸発圧力は冷凍負荷の増
減によって変わり、一定の条件で冷凍機を運転している
場合に、冷凍負荷が減少すると蒸発温度、すなわち蒸発
圧力が上昇する。したがってあらかじめ定格冷凍負荷に
対応する蒸発圧力と等価な圧縮機の吸入圧力を設定して
おき、吸入圧力の検出値が設定値よりも低くなった際に
は、圧縮機の給電回路に介装したインバータの出力周波
数を商用周波数よりも低め、これにより電動圧縮機の回
転数を下げて冷凍能力を減少させることによって、冷凍
負荷の変動に追随して冷凍能力をきめ細かに調整するこ
とが出来る。この場合にインバータ制御方式として、2
台の圧縮機をともにインバータ制御する方式、あるいは
2台のうちの1台のみにインバータ制御を行う方式等が
考えられるが、特に経済性の面で2台のうち1台をイン
バータ制御、他の1台を商用周波数運転とし、かつイン
バータ制御側の圧縮機を優先的に稼働させつつ、これに
もう1台の商用周波数運転側の圧縮機のオン、オフを組
合せて冷凍機の容量制御を行う方式が多く採用されてい
る。 次ぎに上記のマルチコンプレッサユニットを採用したオ
ープンショーケースの冷凍回路を第4図に、またその冷
凍機のインパーク制御方式の運転制御回路を第5図に示
す、まず第4図において、IA、 IBは電動圧縮機、
2は凝縮器、3は膨張弁、4はショーケース5内に設置
された蒸発器であり、圧縮111A、1Bは回路内に並
列に接続配管されている。なお6は圧縮機の唆い込み側
に接続された吸い込み圧力検出用の圧力センサである。 また第5図の運転制御回路において、7は商用周波数の
電源、8は周波数変換器としてのインバータ、9は完配
圧カセンサ6の検出値を入力としてインバータ8の制御
および圧縮機IA、1Bの運転、停止制御指令を出力す
る調節器、10はリレー回路、11.12はリレー回a
10の指令で開閉する各圧winの給電回路に介挿した
電磁接触器である。 ここで従来における完配のインバータ制御による冷凍機
の運転制御方式を述べる。まずショーケースの冷凍負荷
が100%であれば、インバータ8の出力周波数を商用
周波数と同じにして圧縮機l^91Bをともに商用周波
数で運転する。ここでショーケースの負荷が徐々に減少
すれば、圧縮機IBを商用周波数運転のまま、インバー
タ8の出力周波数を低め、圧縮機IAを低速回転にして
冷凍機の冷凍能力を負荷の低減に合わせて減少する。さ
らに冷凍負荷が50%以下に減少すれば、圧縮機IBを
運転停止し、圧縮機1^をインバータ制御運転して負荷
変動に応じた容量制御を行う。 かかるインバータ制御運転方式によれば、在来のオン、
オフ運転制御方式と比べて、冷凍負荷に対応したきめ細
かな冷凍能力制御、および消費電力の節電化が図れる反
面、2台の圧縮機を並列運転している状態で一方の圧縮
機を商用周波数運転、もう一方の圧縮機をインバータ制
御により低速回転制御している状態では、運転時間の経
過とともにインバータ制御側の圧縮機の油面が次第に低
下する現象が生じる。これはインバータ制御側の圧縮機
と商用周波数運転側の圧縮機とのクランクケース間に圧
力差が発生するためであり、在来のマルチコンプレッサ
ユニットのようにコンプレッサユニットを構成している
各圧縮機のクランクケース相互間を均油管で連通した構
成では、前記した圧縮機相互間の圧力差により均油管を
通じてインパーク制mによる低周波数運転側圧縮機のク
ランクケースから商用周波数運転側圧縮機のクランクケ
ースへ冷凍機油が移動する。しかも油面の低下をそのま
ま放置しておくと、油面低下側の圧縮機では、メタル部
、コンロッド、クランクシャフト等の摺動部への潤滑油
の供給不足が生じ、これが原因で焼付け、ロック等を引
き起こして圧msが破損するおそれがある。 このために従来では第4図のように、均油管で相互連結
する代わりに各圧縮機1^、IBごとにそのクランクケ
ースに連ねて油面制御機器13を設置し、冷凍回路中の
オイルセバレータエ4で回収した冷凍機油をオイルリザ
ーバ15より前記の油面制御機器を介し、各圧縮機のク
ランクケースへ個別に返油して油面制御を行う方法が採
られている。なお16はオイルリザーバと冷凍回路の吸
い込み側との間を結んだ均圧管である。しかしながら、
この方式では高価な油面制御機器を使用するためにコス
トアップを招くほか、それだけ設備の部品点数が増加し
て保守点検に対するサービス性2機器の信頼性の低下を
来す。
【発明の目的】
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的はインバータ制御によるマルチコンプレフサユニ
ットの圧縮機相互間で、前述した冷凍機油のアンバラン
スの生じることがなく、これにより高価な油面制御機器
およびその付属配管等が省略できる安価で実用性の高い
冷凍機の運転制御方式を提供することにある。
【発明の要点】
上記目的を達成するために、この発明は冷凍負荷の大き
い運転領域では2台の電動圧縮機をともに商用周波数で
運転し、冷凍負荷の小さい運転領域では1台の電動圧縮
機を停止し、かつ残りの1台の電動圧縮機をインバータ
制御により回転数制御を行うことにより、同時に2台の
電動圧縮機が異なる回転数で並列運転されることがなく
、これによって高価な油面制御機器を使用することなし
に圧縮機相互間での相対的な油面の変動を抑えつつ、一
方では冷凍負荷の変動に対応して冷凍機の容量制御を充
分きめ細かに行えるようにしたものである。
【発明の実施例】
第1図9第2図はこの発明の実施例にかかる冷凍機の冷
凍回路図および運転制御回路図、第3図はこの発明の方
式による冷凍負荷と運転入力との関係を表した運転特性
図である。また第1図、第2図において第4図、第5図
と同じ符号は同一部材を示す。すなわち第1図において
、圧縮機IA。 1Bに対しては従来のような油面制御機器、オイルリザ
ーバ、およびこれらの付属配管を設けることなく、圧縮
機のクランクケース相互管に単に均油管17を配管して
ここにオイルセパレータ14から回収した油を返油する
ようにして返油系路を構成している。一方、第2図の制
御回路において、インバータ制御側の圧縮機1^につい
ては、圧縮機をインバータ制御運転と商用周波数運転と
に切り替える切り替えスイッチ18が給電回路に介挿さ
れており、このスイッチ18が調節器9に組み込まれた
圧縮機の高、低圧スイッチの動作に連動してリレー回路
lOを介して切り替え制御される。 つぎに第3図により、上記冷凍機の運転制御動作につい
て説明する。第3図において、実線イはこの発明による
運転特性線、点線口は先述した従来のインバータ制御方
式、一点鎖線ハはインバータ制御を行わない在来のオン
、オフ制御方式の運転特性線、二点鎖線二はサーモ制御
による運転限界線を表している。すなわち冷凍負荷50
%を境に、それより大きい負荷領域では圧縮機IA、 
IBは切り替えスイッチ18が商用周波数運転側に投入
されて圧縮機IA、 1Bはともに商用周波数で運転さ
れ、かつ膨張弁等による冷凍機自身の持つ冷凍能力制御
機能で負荷変動に対応させながらその制御範囲を趙えた
ところで低圧圧力スイッチによりオン、オフ制御される
。この高負荷運転領域では、2台の圧縮機がともに商用
周波数で並列運転されるので圧縮機の回転数に差がなく
、したがって圧縮機相互間での相対的な油面変動のおそ
れはない。一方冷凍負荷50%以下の運転領域になれば
、切り替えスイッチ18がインバータ制御側に切り替わ
り、同時に電磁接触器12がオフとなって圧縮機IBは
停止制御され、この状態で圧縮機IAは冷凍負荷の変動
に対応してインバータ8により回転数制御される。 これによりショーケースの庫内品温管理をきめ細かに行
いつつ、第3図のおける斜線で示す範囲で省電力を果た
すことができる。なおこの運転領域では、均油管13を
通じて運転停止側の圧縮機IB側のクランクケースから
インバータ制御側の圧縮機IAのクランクケースに向け
て冷凍機油の移動が生じて圧縮機IBの油面が低下する
が、圧縮411Bは停止しているので何等の差支えもな
い。
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、冷凍負荷の大きい
運転領域では2台の電動圧縮機をともに商用周波数で運
転し、冷凍負荷の小さい運転領域では1台の電動圧縮機
を停止し、かつ残りの1台の電動圧縮機をインバータ制
御により回転数制御を行うことにより、冷凍負荷の小さ
い1台運転領域ではインバータ制御により負荷変動に対
応してきめ細かな冷凍能力制御を行いつつ、効果的な省
電力化が果たせるとともに、冷凍負荷の大きな2台運転
領域では同じ回転数で運転されるので圧縮機相互間での
相対的な油面変動のおそれがなく、したがって従来方式
のように各圧縮機ごとに高価な油面制御機器およびこれ
に対応する付属配管を設備する必要がなく、単に均油管
を配備するだけで給油の障害なしに運転を行うことがで
きて冷凍機設備のイニシアルコストを低減できる等の実
用的効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図5第2図はそれぞれこの発明の実施例の冷凍回路
図および運転制御回路図、第3図はこの発明の運転制御
方式の運転特性図、第4図、第5図は従来における冷凍
機の冷凍回路図および運転制御回路図である0図におい
て、 l^、IB:電動圧縮機、7:商用周波数電源、8:イ
ンバータ、17:均圧管。 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)冷凍機のコンプレッサユニットを2台の電動圧縮機
    で構成し、各電動圧縮機の運転、停止の組合せにより、
    冷凍負荷の変動に応じて容量制御を行う冷凍機の運転制
    御方式であって、冷凍負荷の大きい運転領域では2台の
    電動圧縮機をともに商用周波数で運転し、冷凍負荷の小
    さい運転領域では1台の電動圧縮機を停止し、かつ残り
    の1台の電動圧縮機をインバータ制御により回転数制御
    を行うことを特徴とする冷凍機の運転制御方式。 2)特許請求の範囲第1項に記載の運転制御方式におい
    て、各電動圧縮機はクランクケース相互間が均油管を介
    して連通接続されていることを特徴とする冷凍機の運転
    制御方式。
JP15840584A 1984-07-28 1984-07-28 冷凍機の運転制御方式 Pending JPS6136655A (ja)

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