JP4245363B2

JP4245363B2 - Cooling system

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Publication number: JP4245363B2
Application number: JP2003023900A
Authority: JP
Inventors: 茂弥石垣; 兼三松本; 晴久山崎; 正司山中; 一昭藤原; 恒久湯本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004232994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転数制御可能なコンプレッサを含む冷媒回路を備えた冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷却装置、例えば店舗に設置されるショーケースは、コンデンシングユニットを構成するコンプレッサ、ガスクーラ（凝縮器）及び絞り手段（キャピラリチューブ等）と、冷却機器本体側に設けられた蒸発器とを順次環状に配管接続して冷媒サイクル（冷媒回路）が構成されている。そして、コンプレッサにて圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、ガスクーラに吐出される。このガスクーラにて冷媒ガスは放熱した後、絞り手段で絞られて蒸発器に供給される。そこで冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮して、ショーケースの庫内を冷却するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５７８３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記コンプレッサは制御装置により通常は最低回転数と最高回転数の間で回転数が制御される。即ち、ショーケースの庫内温度が上限温度に達した場合、制御装置はコンプレッサを起動（ＯＮ）する。そして、制御装置は冷媒の温度を検出するための各種センサなどの出力に基づいて、図４に示すように予め設定された最低回転数と最高回転数の範囲内でコンプレッサの回転数を制御する。そして、ショーケースの庫内温度が下限温度まで低下した場合にコンプレッサを停止（ＯＦＦ）する。これにより、ショーケースの庫内を所定温度に保つものであった。
【０００５】
ここで、コンプレッサの最高回転数及び最低回転数は前述した如く予め設定されており、当該最高回転数は電源投入時や除霜運転終了後などのプルダウン時に必要な冷却能力を得るために高く設定され、これにより、プルダウン時の冷却効率の向上を図っていた。
【０００６】
しかしながら、前記プルダウン以外の通常運転時には、高く設定された最高回転数により、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦが頻繁に生じるために、消費電力が増大するという問題が発生していた。
【０００７】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、プルダウン時の冷却能力を維持しながら、消費電力の低減を図ることができる冷却装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の発明の冷却装置では最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサの回転数を制御する制御装置を備え、この制御装置は、定常運転時に最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサの回転数を制御すると共に、プルダウン時のコンプレッサの最高回転数を、定常運転時の最高回転数よりも高く設定してコンプレッサの回転数を制御するので、プルダウン時の冷却能力を維持しながら、通常運転時における消費電力を低減することができるようになる。
【０００９】
請求項２の発明の冷却装置では、最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサの回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する温度センサとを備え、制御装置は、定常運転時に最低回転数と最高回転数の間で前記コンプレッサの回転数を制御すると共に、前記温度センサが検出する外気温度に基づき、前記コンプレッサの最高回転数を変更するので、例えば、請求項３の如く制御装置により外気温度の上昇に伴ってコンプレッサの最高回転数を上昇させれば、高負荷時の冷却能力を確保することができるようになる。
【００１０】
また、外気温度が低い場合には制御装置により、最高回転数は低くなるので、消費電力を抑制することができるようになる。これにより、効率的な運転を実現することができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用する冷却装置１１０の冷媒回路図である。この冷却装置１１０は、コンデンシングユニット１００と冷却機器本体となる冷蔵機器本体１０５とから構成される。尚、実施例の冷却装置１１０は例えば店舗に設置されるショーケースであり、従って、冷蔵機器本体１０５はショーケースの本体である。
【００１２】
前記コンデンシングユニット１００はコンプレッサ１０、ガスクーラ（凝縮器）４０、減圧手段としてのキャピラリチューブ５８等を備えて構成され、後述する冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２と配管接続されてコンプレッサ１０、ガスクーラ４０及びキャピラリチューブ５８が蒸発器９２と共に所定の冷媒回路を構成する。
【００１３】
即ち、コンプレッサ１０の冷媒吐出管２４はガスクーラ４０の入口に接続されている。ここで、実施例のコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサで、このコンプレッサ１０は図示しない密閉容器内に設けられた駆動要素としての電動要素とこの電動要素により駆動される第１の回転圧縮要素（１段目）及び第２の回転圧縮要素（２段目）にて構成されている。
【００１４】
図中２０はコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素で圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒を一旦、外部に吐出させて、第２の回転圧縮要素に導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２０の一端は図示しない第２の回転圧縮要素のシリンダと連通する。冷媒導入管２０は後述するガスクーラ４０に設けられた中間冷却回路３５を経て、他端は密閉容器内に連通する。
【００１５】
図中２２はコンプレッサ１０の図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダ内に冷媒を導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２２の一端は図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダと連通している。この冷媒導入管２２はストレーナ５６の一端に接続されている。このストレーナ５６は冷媒回路内を循環する冷媒ガスに混入した塵埃や切削屑などの異物を確保して濾過するためのものであり、ストレーナ５６の他端側に形成された開口部とこの開口部からストレーナ５６の一端側に向けて細くなる略円錐形状を呈した図示しないフィルターを備えて構成されている。このフィルターの開口部はストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８に密着した状態で装着されている。
【００１６】
また、前記冷媒吐出管２４は、前記第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒をガスクーラ４０に吐出させるための冷媒配管である。
【００１７】
前述したガスクーラ４０は図示しない複数のフィンと当該フィンの中心部に設けられた孔に挿通された冷媒配管にて構成されている。また、このガスクーラ４０には外気温度を検出するための温度センサとしての外気温度センサ７４が設けられており、この外気温度センサ７４はコンデンシングユニット１００の制御装置としての後述するマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００１８】
ガスクーラ４０を出た冷媒配管２６は前述同様のストレーナ５４と電磁弁４５を経て内部熱交換器５０を通過する。この内部熱交換器５０はガスクーラ４０から出た第２の回転圧縮要素からの高圧側の冷媒と冷蔵機器本体１０５に設けられた蒸発器９２から出た低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。また、電磁弁４５はマイクロコンピュータ８０に接続されている。そして、マイクロコンピュータ８０は電磁弁４５をコンプレッサ１０の起動に伴い開放して、コンプレッサ１０の運転が停止すると閉じるように制御する。
【００１９】
そして、内部熱交換器５０を通過した高圧側の冷媒配管２６は、絞り手段であるキャピラリチューブ５８に至る。キャピラリチューブ５８を出た冷媒配管２６は弁装置６０（高圧側の弁装置）の入口に接続されている。また、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の一端には接続手段としてのスエッジロック継ぎ手５５が取り付けられる。
【００２０】
このスエッジロック継ぎ手５５は、弁装置６０と冷蔵機器本体１０５から出ている冷媒配管９４の一端とを着脱可能に接続するためのものであり、冷媒配管９４の一端に取り付けられた金属製のナット部材と、このナット部材に内包された金属製のリング部材とから構成されている。ナット部材の内壁には弁装置６０の出口のネジ溝と螺合するネジ溝が形成されており、中央には冷媒配管９４を挿通するための貫通孔を有している。
【００２１】
そして、このスエッジロック継ぎ手５５を弁装置６０の出口に取り付ける際には、冷媒配管９４の端部からナット部材を挿入した後、リング部材を挿入する。そして、ナット部材にリング部材を内包した状態で、弁装置６０の出口のネジ溝とナット部材のネジ溝とを相互に螺合させる。螺合させることで、ナット部材の内側のリング部材がナット部材内面と冷媒配管９４に密着し、これにより、弁装置６０と冷媒配管９４とは密封状態で接続される。この状態で配管内の圧力が高圧に上昇しても接続部分からの冷媒のリークを極力避ける、若しくは解消することができるようになると共に螺合を解除することで取り外しも容易に行えるようになる。
【００２２】
一方、前記ストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８は、前記内部熱交換器５０を経て弁装置６６（低圧側の弁装置）の出口に接続されている。また、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の他端には前述同様の接続手段としてのスエッジロック継ぎ手５５が取り付けられている。このスエッジロック継ぎ手５５により冷蔵機器本体１０５から出ている冷媒配管９４の他端は弁装置６６の入口に前述同様に着脱可能に接続される。
【００２３】
前記冷媒吐出管２４にはコンプレッサ１０から吐出される冷媒ガスの温度を検出するためのディスチャージセンサ７０及び冷媒ガスの圧力を検出するための高圧スイッチ７２が設けられており、これらはマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２４】
また、キャピラリチューブ５８と弁装置６０との間の冷媒配管２６には、キャピラリチューブ５８から出た冷媒の温度を検出するための冷媒温度センサ７６が設けられており、これも前記マイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２５】
尚、４０Ｆはガスクーラ４０に通風して空冷するためのファンであり、９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の図示しないダクト内に設けられた蒸発器９２と熱交換した冷気を、冷蔵機器本体１０５の庫内に循環するためのファンである。また、６５はコンプレッサ１０の前述した電動要素の通電電流を検出し、運転を制御するための電流センサである。ファン４０Ｆと電流センサ６５はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続され、ファン９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の後述する制御装置９０に接続される。
【００２６】
ここで、マイクロコンピュータ８０はコンデンシングユニット１００の制御を司る制御装置であり、マイクロコンピュータ８０の入力には前記ディスチャージセンサ７０、高圧スイッチ７２、外気温度センサ７４、冷媒温度センサ７６、電流センサ６５及び冷蔵機器本体１０５の制御手段としての制御装置９０からの信号が接続されている。そして、これらの出力に基づいて、出力に接続された電磁弁４５やファン４０Ｆが制御される。更に、マイクロコンピュータ８０は前述した各出力に基づいて、予め設定された最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサ１０の回転数を制御している。
【００２７】
即ち、設定された最低回転数と最高回転数の範囲内でディスチャージセンサ７０や冷媒温度センサ７６などから検出される冷媒ガスの温度が高い場合には、コンプレッサの回転数を高くして、冷媒の温度が低い場合には回転数が低くなるように制御している。
【００２８】
このように、設定された最低回転数と最高回転数の範囲内でコンプレッサの回転数を制御することで、回転数が上昇し過ぎて、コンプレッサ１０で圧縮された高圧側の圧力が異常上昇する不都合を防ぐことができるようになる。特に、二酸化炭素を冷媒として使用した場合、二酸化炭素冷媒は高圧側が超臨界圧力となるため、外気温度に関わらず、コンプレッサ１０の回転数が高いほど圧力が上昇し、プルダウン時には高圧側の圧力が冷却装置１１０の機器等の設計圧（耐圧）を超えて上昇してしまう恐れがある。しかしながら、最高回転数に上限を設けることで、高圧側の圧力が設計圧を超えないよう制御することが可能となり、コンプレッサ１０の耐久性の向上を図ることができるようになる。一方、プルダウン時に設定された最高回転数まで上げることにより、定常運転に戻る時間を短縮することができるので、冷却装置１１０の冷却能力を向上させることができるようになる。
【００２９】
また、前記最高回転数は電源投入時や除霜運転後の起動などのプルダウン時と、プルダウン時以外の定常運転時とを異なる値としている。即ち、マイクロコンピュータ８０はプルダウン時の最高回転数を定常運転時の最高回転数よりも高く設定してコンプレッサ１０の回転数を制御している。このため、プルダウン時には冷蔵機器本体１０５の庫内の温度を早期に適温に到達させることができるようになる。
【００３０】
一方、通常運転時（定常運転時）にはプルダウン時のように急激に冷却する必要が無いので、最高回転数を低くすることにより消費電力の増大を抑えることができるようになる。これにより、プルダウン時の冷却効率を維持しながら、通常運転時における消費電力の低減を図ることができるようになる。
【００３１】
係る冷却装置１１０の冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ₂）が使用され、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）など既存のオイルが使用される。
【００３２】
冷蔵機器本体１０５の前記制御装置９０には、冷蔵機器本体１０５の庫内温度を検出するための前述した庫内温度センサ、庫内温度を調節するための温度調節ダイヤルや、その他コンプレッサ１０を停止するための機能が設けられている。そして、制御装置９０はこれらの出力に基づき、ファン９２Ｆを制御すると共に、コンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０にコンプレッサ１０のＯＮ／ＯＦＦ信号を送出する。即ち、制御装置９０は、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が上限温度である＋７℃になるとＯＮ、下限温度である＋３℃となるとＯＦＦの信号をマイクロコンピュータ８０に送出している。
【００３３】
また、前記冷蔵機器本体１０５は蒸発器９２と当該蒸発器９２内を通過する前記冷媒配管９４にて構成されている。冷媒配管９４は蒸発器９２内を蛇行状に通過しており、この蛇行状の部分には熱交換用のフィンが取り付けられて蒸発器９２が構成されている。冷媒配管９４の両端部は前述した接続方法により、前記コンデンシングユニット１００の弁装置６０、６６とスエッジロック継ぎ手５５、５５により着脱可能に接続される。
【００３４】
次に、冷却装置１１０の動作を説明する。尚、弁装置６０、６６は全開した状態である。冷蔵機器本体１０５に設けられた図示しない始動スイッチを入れるか、或いは、冷蔵機器本体１０５の電源ソケットがコンセントに接続されると、マイクロコンピュータ８０は電磁弁４５を開放して、コンプレッサ１０の図示しない電動要素を起動する。このとき、マイクロコンピュータ８０は最高回転数を高く設定してコンプレッサ１０を運転する。また、マイクロコンピュータ８０にはプルダウンが成されたことがカウントされる。
【００３５】
そして、コンプレッサ１０の第１回転圧縮要素に冷媒が吸い込まれて圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒ガスは冷媒導入管２０に入り、コンプレッサ１０から出て中間冷却回路３５に流入する。そして、この中間冷却回路３５がガスクーラ４０を通過する過程で空冷方式により放熱する。
【００３６】
これにより、第２の回転圧縮要素に吸い込まれる冷媒を冷却することができるので、密閉容器内の温度上昇を抑え、第２の回転圧縮要素における圧縮効率も向上させることができるようになる。また、第２の回転圧縮要素で圧縮され、吐出される冷媒の温度上昇も抑えることができるようになる。
【００３７】
そして、冷却された中間圧の冷媒ガスはコンプレッサ１０の第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４より外部に吐出される。冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスはガスクーラ４０に流入し、そこで空冷方式により放熱した後、ストレーナ５４、電磁弁４５を経て内部熱交換器５０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。
【００３８】
この内部熱交換器５０の存在により、ガスクーラ４０を出て、内部熱交換器５０を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器９２における冷却能力が向上する。
【００３９】
係る内部熱交換器５０で冷却された高圧側の冷媒ガスはキャピラリチューブ５８に至る。冷媒はキャピラリチューブ５８において圧力が低下して、その後、弁装置６０、スエッジロック継ぎ手５５を経て冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４から蒸発器９２内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して冷蔵機器本体１０５の庫内を冷却する。
【００４０】
その後、冷媒は蒸発器９２から流出して、冷媒配管９４からコンデンシングユニット１００のスエッジロック継ぎ手５５、弁装置６６を経て内部熱交換器５０に至る。そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、蒸発器９２で蒸発して低温となり、蒸発器９２を出た冷媒は、完全に気体の状態ではなく液体が混在した状態であるが、内部熱交換器５０を通過させて高圧側の冷媒と熱交換させることで、冷媒が加熱される。この時点で、冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
【００４１】
これにより、蒸発器９２から出た冷媒を確実にガス化させることができるようになるので、低圧側にアキュムレータなどを設けること無く、コンプレッサ１０に液冷媒が吸い込まれる液バックを確実に防止し、コンプレッサ１０が液圧縮にて損傷を受ける不都合を回避することができるようになる。従って、冷却装置１１０の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４２】
尚、内部熱交換器５０で加熱された冷媒は、ストレーナ５６を経て冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４３】
ここで、冷蔵機器本体１０５の庫内が充分に冷却されて庫内温度が設定された下限温度（＋３℃）まで低下すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０はコンプレッサ１０のＯＦＦ信号をマイクロコンピュータ８０に送る。これにより、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の運転を停止する。
【００４４】
その後、冷蔵機器本体１０５の庫内の温度が設定された上限温度（＋７℃）に達すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０はコンプレッサ１０のＯＮ信号をマイクロコンピュータ８０に送る。これにより、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の運転を再開する。このとき、マイクロコンピュータ８０には前記プルダウンの完了がカウントされており、当該再起動が通常運転を行うものであると判断される。このため、図２に示すように最高回転数が低く制御される。以降、冷蔵機器本体１０５の庫内温度センサに基づくコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦではマイクロコンピュータ８０にてコンプレッサ１０の最高回転数が低く制御される。
【００４５】
一方、長時間運転すると蒸発器９２に着霜が発生する。蒸発器９２に着霜が発生すると蒸発器９２内を通過する冷媒が周囲の空気と熱交換しにくくなり、冷蔵機器本体１０５の庫内が充分に冷却されない。このため、制御装置９０は電源が投入されて所定時間経過すると、マイクロコンピュータ８０にコンプレッサ１０のＯＦＦ信号を送出して蒸発器９２の除霜を実行する。この場合、マイクロコンピュータ８０は前記電源投入時のプルダウンのカウントをクリアする。これにより、次の起動時にはマイクロコンピュータ８０はプルダウン時の運転であると判断してコンプレッサ１０の最高回転数が高く制御される。同様に、電源停止時においても前記カウントがクリアされるため、次の起動には最高回転数が高く制御され、２回目以降には前記プルダウンのカウントが記憶されているため、最高回転数が低く制御される。
【００４６】
このように、マイクロコンピュータ８０にてコンプレッサ１０の最高回転数がプルダウン時と通常運転時とで異なる値とされ、プルダウン時には最高回転数が高く制御されることにより早期の冷却を実現する事が可能となり、通常運転時には最高回転数が低く制御されるため、消費電力の低減を図ることができるようになる。
【００４７】
これにより、プルダウン時の冷却効率を維持しながら、消費電力の低減を図ることができるようになる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施例について図３を用いて詳述する。尚、上記実施例と同様の記号が付されているものは、同一又は類似の効果を奏するものとする。ここで、マイクロコンピュータ８０は前記ガスクーラ４０に取り付けられた外気温度センサ７４が検出する外気温度に基づき、通常運転時（定常運転時）のコンプレッサ１０の最高回転数を変更している。
【００４９】
即ち、図３に示すように、定常運転時の最高回転数Ａは基準となる基準回転数Ｚ、基準外気温ｂと予め傾きａを決定しておき、Ａ＝Ｚ＋（外気温度−ｂ）×ａの式に外気温度センサ７４によって検出された外気温度を代入することで、マイクロコンピュータ８０の定常運転時の最高回転数Ａを算出している。そして当該式にて算出された数値を最高回転数Ａとしてコンプレッサ１０の回転数を制御している。尚、プルダウン時の最高回転数Ｂは前記実施例と同様に予め設定された値、例えば、８０Ｈｚとして、最低回転数も同様に予め設定された値、例えば３０Ｈｚとされる。
【００５０】
これにより、通常運転時において、外気温度が高い場合には前記式にて算出される最高回転数Ａも高くなるために、冷却効率の向上を図ることができるようになる。また外気温度が低い場合にはコンプレッサ１０の最高回転数Ａが低くなるので、消費電力の削減を図ることができるようになる。
【００５１】
また、前記式にて算出される通常運転時のコンプレッサ１０の最高回転数Ａがプルダウン時の最高回転数Ｂを超えた場合には、前記式にて算出された値に関係なくプルダウン時の最高回転数Ｂにて運転される。これにより、最高回転数が上昇しすぎて消費電力が増大する不都合を防ぐことができるようになる。尚、本実施例では前記式にて算出される通常運転時のコンプレッサ１０の最高回転数Ａがプルダウン時の最高回転数Ｂを超えた場合には、前記式にて算出された値に関係なくプルダウン時の最高回転数Ｂにて運転されるものとしたが、これに限らず、予め通常運転時の最高回転数の上限値Ｃを設定しておき、前記式にて算出される最高回転数Ａが設定された最高回転数の上限値Ｃを越えた時には式により算出された値に関係なく設定された上限値Ｃで運転するものとしても良い。
【００５２】
次に、当該制御方法について説明する。冷蔵機器本体１０５に設けられた図示しない始動スイッチを入れるか、或いは、冷蔵機器本体１０５の電源ソケットがコンセントに接続されると、マイクロコンピュータ８０は電磁弁４５を開放して、コンプレッサ１０の図示しない電動要素を起動する。このとき、マイクロコンピュータ８０は最高回転数を高く設定してコンプレッサ１０を運転する。また、マイクロコンピュータ８０にはプルダウンが成されたことがカウントされる。
【００５３】
そして、コンプレッサ１０の第１回転圧縮要素に冷媒が吸い込まれて圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒ガスは冷媒導入管２０に入り、コンプレッサ１０から出て中間冷却回路３５に流入する。そして、この中間冷却回路３５がガスクーラ４０を通過する過程で空冷方式により放熱する。これにより、第２の回転圧縮要素に吸い込まれる冷媒を冷却することができる。
【００５４】
そして、冷却された中間圧の冷媒ガスはコンプレッサ１０の第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４より外部に吐出される。冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスはガスクーラ４０に流入し、そこで空冷方式により放熱した後、ストレーナ５４、電磁弁４５を経て内部熱交換器５０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。
【００５５】
係る内部熱交換器５０で冷却された高圧側の冷媒ガスはキャピラリチューブ５８に至る。冷媒はキャピラリチューブ５８において圧力が低下して、その後、弁装置６０、スエッジロック継ぎ手５５を経て冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４から蒸発器９２内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して冷蔵機器本体１０５の庫内を冷却する。
【００５６】
その後、冷媒は蒸発器９２から流出して、冷媒配管９４からコンデンシングユニット１００のスエッジロック継ぎ手５５、弁装置６６を経て内部熱交換器５０に至る。そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、蒸発器９２で蒸発して低温となり、蒸発器９２を出た冷媒は、完全に気体の状態ではなく液体が混在した状態であるが、内部熱交換器５０を通過させて高圧側の冷媒と熱交換させることで、冷媒が加熱される。この時点で、冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
【００５７】
尚、内部熱交換器５０で加熱された冷媒は、ストレーナ５６を経て冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５８】
ここで、冷蔵機器本体１０５の庫内が充分に冷却されて庫内温度が設定された下限温度まで低下すると、庫内温度センサからの出力を制御装置９０はコンプレッサ１０のＯＦＦ信号をマイクロコンピュータ８０に送る。これにより、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の運転を停止する。
【００５９】
その後、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定された上限温度に達すると、庫内温度センサからの出力を制御装置９０はコンプレッサ１０のＯＮ信号に変えてマイクロコンピュータ８０に送る。これにより、マイクロコンピュータ８０はコンプレッサ１０の運転を再開する。このとき、マイクロコンピュータ８０には前記プルダウンの完了がカウントされており、このため、当該再起動が通常運転を行うものであると判断される。これにより、外気温度センサ７４にて検出される外気温度に基づいた前記式にて算出される最高回転数Ａにて制御される。以降、庫内温度センサに基づくコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦではマイクロコンピュータ８０にてコンプレッサ１０の最高回転数Ａが外気温度に基づく前記式にて制御される。
【００６０】
一方、長時間運転すると蒸発器９２に着霜が発生する。蒸発器９２に着霜が発生すると蒸発器９２内を通過する冷媒が周囲の空気と熱交換しにくくなり、冷蔵機器本体１０５の庫内が充分に冷却されない。このため、制御装置９０は電源が投入されて所定時間経過すると、マイクロコンピュータ８０に１０のＯＦＦ信号を送出して蒸発器９２の除霜を実行する。この場合、マイクロコンピュータ８０は前記電源投入時のプルダウンのカウントがクリアされる。これにより、次の起動時にはマイクロコンピュータ８０はプルダウン時の運転であると判断してコンプレッサ１０の最高回転数が高く制御される。同様に、電源停止時においても前記カウントがクリアされるため、次の起動には最高回転数が高く制御され、２回目以降には前記プルダウンのカウントが記憶されているため、外気温度に基づく前記式にて算出される最高回転数Ａにて制御される。
【００６１】
これにより、プルダウン時の冷却能力を維持しながら、通常運転時には外気温度に基づいて最高回転数Ａが決められるため、高負荷時の冷却能力を確保しながら、消費電力の低減を図ることができるようになる。従って、より効率的な運転を行うことができるようになる。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサの回転数を制御する制御装置を備え、この制御装置は、定常運転時に最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサの回転数を制御すると共に、プルダウン時のコンプレッサの最高回転数を、定常運転時の最高回転数よりも高く設定してコンプレッサの回転数を制御するので、プルダウン時の冷却能力を維持しながら、通常運転時における消費電力を低減することができるようになる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、最低回転数と最高回転数の間でコンプレッサの回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する温度センサとを備え、制御装置は、定常運転時に最低回転数と最高回転数の間で前記コンプレッサの回転数を制御すると共に、前記温度センサが検出する外気温度に基づき、前記コンプレッサの最高回転数を変更するので、例えば、請求項３の如く制御装置により外気温度の上昇に伴ってコンプレッサの最高回転数を上昇させれば、高負荷時の冷却能力を確保することができるようになる。
【００６４】
また、外気温度が低い場合には制御装置により、最高回転数が低くなるので、消費電力を低減することができるようになる。これにより、効率的な運転を実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置の冷媒回路図である。
【図２】実施例のコンプレッサの回転数制御を示す図である。
【図３】他の実施例のコンプレッサの外気温度に基づいた回転数制御を示す図である。
【図４】従来のコンプレッサの回転数制御を示す図である。
【符号の説明】
１０コンプレッサ
２０、２２冷媒導入管
２４冷媒吐出管
２６、２８冷媒配管
３５中間冷却回路
４０ガスクーラ
４５電磁弁
５０内部熱交換器
５４、５６ストレーナ
５５スエッジロック継ぎ手
５８キャピラリチューブ
６０、６６弁装置
７０ディスチャージセンサ
７２高圧スイッチ
７４外気温度センサ
７６冷媒温度センサ
８０マイクロコンピュータ
９０制御装置
９２蒸発器
９４冷媒配管
１００コンデンシングユニット
１０５冷蔵機器本体
１１０冷却装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device including a refrigerant circuit including a compressor capable of controlling the rotation speed.
[0002]
[Prior art]
A conventional cooling device, for example, a showcase installed in a store, includes a compressor, a gas cooler (condenser) and a throttle means (capillary tube, etc.) constituting a condensing unit, and an evaporator provided on the cooling device main body side. A refrigerant cycle (refrigerant circuit) is configured by sequentially connecting pipes in an annular shape. Then, the refrigerant gas compressed by the compressor and having a high temperature and a high pressure is discharged to the gas cooler. The refrigerant gas radiates heat in the gas cooler, and is then squeezed by the squeezing means and supplied to the evaporator. Therefore, the refrigerant evaporates, and at that time, the cooling effect is exhibited by absorbing heat from the surroundings to cool the inside of the showcase (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-257830
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the rotation speed of the compressor is normally controlled between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed by the control device. That is, when the inside temperature of the showcase reaches the upper limit temperature, the control device starts (ON) the compressor. Then, the control device controls the rotation speed of the compressor within the range of the preset minimum rotation speed and maximum rotation speed as shown in FIG. 4 based on the output of various sensors for detecting the temperature of the refrigerant. . Then, the compressor is stopped (OFF) when the inside temperature of the showcase is lowered to the lower limit temperature. As a result, the interior of the showcase was kept at a predetermined temperature.
[0005]
Here, the maximum number of revolutions and the minimum number of revolutions of the compressor are set in advance as described above, and the maximum number of revolutions is set high in order to obtain a necessary cooling capacity at the time of pull-down when the power is turned on or after the defrosting operation is completed. Thus, the cooling efficiency at the time of pull-down has been improved.
[0006]
However, during normal operation other than the pull-down, the compressor is frequently turned on and off at a high maximum rotational speed, which causes a problem of increased power consumption.
[0007]
The present invention has been made to solve the conventional technical problem, and an object of the present invention is to provide a cooling device capable of reducing power consumption while maintaining the cooling capacity during pull-down. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the cooling device of the invention of claim 1 includes a control device that controls the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed. During steady operation, the compressor speed is controlled between the minimum speed and the maximum speed, Since the compressor speed is controlled by setting the maximum compressor speed during pull-down higher than the maximum speed during steady operation, power consumption during normal operation is reduced while maintaining cooling capacity during pull-down. Will be able to.
[0009]
In the cooling device of the second aspect of the present invention, the cooling device includes a control device that controls the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed, and a temperature sensor that detects the outside air temperature. While controlling the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed during steady operation, Since the maximum number of revolutions of the compressor is changed based on the outside temperature detected by the temperature sensor, for example, if the maximum number of revolutions of the compressor is increased as the outside temperature rises by the control device as in claim 3, It becomes possible to ensure the cooling capacity at the time of high load.
[0010]
Further, when the outside air temperature is low, the maximum rotational speed is lowered by the control device, so that power consumption can be suppressed. Thereby, an efficient driving | operation can be implement | achieved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a cooling device 110 to which the present invention is applied. The cooling device 110 includes a condensing unit 100 and a refrigeration equipment main body 105 serving as a cooling equipment main body. The cooling device 110 according to the embodiment is, for example, a showcase installed in a store. Therefore, the refrigeration apparatus main body 105 is a main body of the showcase.
[0012]
The condensing unit 100 includes a compressor 10, a gas cooler (condenser) 40, a capillary tube 58 as decompression means, and the like. The condensing unit 100 is connected to an evaporator 92 of a refrigeration apparatus main body 105 to be described later by piping. The capillary tube 58 and the evaporator 92 constitute a predetermined refrigerant circuit.
[0013]
That is, the refrigerant discharge pipe 24 of the compressor 10 is connected to the inlet of the gas cooler 40. Here, the compressor 10 of the embodiment has carbon dioxide (CO ₂ ) As an internal intermediate pressure multi-stage (two-stage) compression rotary compressor. The compressor 10 is an electric element as a driving element provided in a hermetic container (not shown) and a first driven by the electric element. It consists of a rotary compression element (first stage) and a second rotary compression element (second stage).
[0014]
In the figure, reference numeral 20 denotes a refrigerant introduction pipe for temporarily discharging the refrigerant compressed by the first rotary compression element of the compressor 10 and discharged into the hermetic container to the outside and introducing it into the second rotary compression element. One end of the refrigerant introduction pipe 20 communicates with a cylinder of a second rotary compression element (not shown). The refrigerant introduction pipe 20 passes through an intermediate cooling circuit 35 provided in a gas cooler 40, which will be described later, and the other end communicates with the sealed container.
[0015]
In the figure, reference numeral 22 denotes a refrigerant introduction pipe for introducing refrigerant into a cylinder of a first rotary compression element (not shown) of the compressor 10, and one end of the refrigerant introduction pipe 22 is connected to a cylinder of the first rotary compression element (not shown). Communicate. The refrigerant introduction pipe 22 is connected to one end of the strainer 56. The strainer 56 is for securing and filtering foreign matters such as dust and cutting waste mixed in the refrigerant gas circulating in the refrigerant circuit, and an opening formed on the other end side of the strainer 56 and the opening. To the one end side of the strainer 56 is provided with a filter (not shown) having a substantially conical shape that becomes narrower. The opening of the filter is mounted in close contact with the refrigerant pipe 28 connected to the other end of the strainer 56.
[0016]
The refrigerant discharge pipe 24 is a refrigerant pipe for causing the gas cooler 40 to discharge the refrigerant compressed by the second rotary compression element.
[0017]
The gas cooler 40 described above includes a plurality of fins (not shown) and a refrigerant pipe inserted through a hole provided at the center of the fin. The gas cooler 40 is provided with an outside air temperature sensor 74 as a temperature sensor for detecting the outside air temperature. The outside air temperature sensor 74 is connected to a microcomputer 80, which will be described later, as a control device of the condensing unit 100. Has been.
[0018]
The refrigerant pipe 26 exiting the gas cooler 40 passes through the internal heat exchanger 50 through the strainer 54 and the electromagnetic valve 45 similar to those described above. This internal heat exchanger 50 is for exchanging heat between the high-pressure side refrigerant from the second rotary compression element coming out of the gas cooler 40 and the low-pressure side refrigerant coming out of the evaporator 92 provided in the refrigeration equipment main body 105. Is. The electromagnetic valve 45 is connected to the microcomputer 80. The microcomputer 80 controls the electromagnetic valve 45 to be opened when the compressor 10 is started and to be closed when the operation of the compressor 10 is stopped.
[0019]
The high-pressure side refrigerant pipe 26 that has passed through the internal heat exchanger 50 reaches a capillary tube 58 that is a throttle means. The refrigerant pipe 26 exiting the capillary tube 58 is connected to the inlet of the valve device 60 (the high pressure side valve device). Further, a sedge lock joint 55 as a connecting means is attached to one end of the refrigerant pipe 94 of the refrigeration equipment main body 105.
[0020]
The sedge lock joint 55 is for detachably connecting the valve device 60 and one end of the refrigerant pipe 94 extending from the refrigeration equipment main body 105, and is made of a metal attached to one end of the refrigerant pipe 94. It is comprised from the nut member and the metal ring members included in this nut member. The inner wall of the nut member is formed with a screw groove that is screwed with the screw groove at the outlet of the valve device 60, and has a through hole through which the refrigerant pipe 94 is inserted.
[0021]
And when attaching this sedge lock joint 55 to the exit of the valve apparatus 60, after inserting a nut member from the edge part of the refrigerant | coolant piping 94, a ring member is inserted. Then, in a state where the ring member is included in the nut member, the screw groove of the outlet of the valve device 60 and the screw groove of the nut member are screwed together. By screwing, the inner ring member of the nut member comes into close contact with the inner surface of the nut member and the refrigerant pipe 94, whereby the valve device 60 and the refrigerant pipe 94 are connected in a sealed state. In this state, even if the pressure in the pipe rises to a high pressure, the leakage of the refrigerant from the connecting portion can be avoided or eliminated as much as possible, and it can be easily removed by releasing the screwing. .
[0022]
On the other hand, the refrigerant pipe 28 connected to the other end of the strainer 56 is connected to the outlet of the valve device 66 (low pressure side valve device) through the internal heat exchanger 50. Further, a sedge lock joint 55 as a connecting means similar to the above is attached to the other end of the refrigerant pipe 94 of the refrigeration equipment main body 105. The other end of the refrigerant pipe 94 extending from the refrigeration apparatus main body 105 is detachably connected to the inlet of the valve device 66 by the sedge lock joint 55 as described above.
[0023]
The refrigerant discharge pipe 24 is provided with a discharge sensor 70 for detecting the temperature of the refrigerant gas discharged from the compressor 10 and a high-pressure switch 72 for detecting the pressure of the refrigerant gas. It is connected.
[0024]
The refrigerant pipe 26 between the capillary tube 58 and the valve device 60 is provided with a refrigerant temperature sensor 76 for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the capillary tube 58. This is also provided in the microcomputer 80. It is connected.
[0025]
Reference numeral 40F denotes a fan for ventilating and cooling the gas cooler 40, and reference numeral 92F denotes a cooling air exchanged with an evaporator 92 provided in a duct (not shown) of the refrigeration equipment main body 105. A fan to circulate. Reference numeral 65 denotes a current sensor for detecting the energization current of the aforementioned electric element of the compressor 10 and controlling the operation. The fan 40F and the current sensor 65 are connected to the microcomputer 80 of the condensing unit 100, and the fan 92F is connected to a control device 90 (described later) of the refrigeration equipment body 105.
[0026]
Here, the microcomputer 80 is a control device that controls the condensing unit 100, and the discharge sensor 70, the high pressure switch 72, the outside air temperature sensor 74, the refrigerant temperature sensor 76, the current sensor 65, and the like are input to the microcomputer 80. A signal from a control device 90 as a control unit of the refrigeration equipment main body 105 is connected. Based on these outputs, the solenoid valve 45 and the fan 40F connected to the outputs are controlled. Further, the microcomputer 80 controls the rotational speed of the compressor 10 between a preset minimum rotational speed and a maximum rotational speed based on each output described above.
[0027]
That is, when the temperature of the refrigerant gas detected from the discharge sensor 70, the refrigerant temperature sensor 76, etc. is high within the range of the set minimum rotation speed and maximum rotation speed, the rotation speed of the compressor is increased to increase the refrigerant flow. When the temperature is low, the rotational speed is controlled to be low.
[0028]
Thus, by controlling the rotation speed of the compressor within the range between the set minimum rotation speed and the maximum rotation speed, the rotation speed increases excessively and the pressure on the high pressure side compressed by the compressor 10 abnormally increases. Inconvenience can be prevented. In particular, when carbon dioxide is used as the refrigerant, the high pressure side of the carbon dioxide refrigerant has a supercritical pressure. Therefore, regardless of the outside air temperature, the pressure increases as the rotation speed of the compressor 10 increases. There is a risk that the pressure will exceed the design pressure (pressure resistance) of the equipment of the cooling device 110. However, by providing an upper limit for the maximum number of rotations, it is possible to control the pressure on the high pressure side so as not to exceed the design pressure, and the durability of the compressor 10 can be improved. On the other hand, since the time for returning to the steady operation can be shortened by increasing the maximum number of rotations set at the time of pull-down, the cooling capacity of the cooling device 110 can be improved.
[0029]
Further, the maximum rotational speed has different values at the time of pull-down such as startup after power-on or after defrosting operation and at the time of steady operation other than at the time of pull-down. That is, the microcomputer 80 controls the rotational speed of the compressor 10 by setting the maximum rotational speed at the time of pull-down higher than the maximum rotational speed at the time of steady operation. For this reason, at the time of pull-down, the temperature inside the refrigerator apparatus main body 105 can be made to reach an appropriate temperature at an early stage.
[0030]
Meanwhile, during normal operation (During steady operation) Since it is not necessary to cool down rapidly as in the case of pull-down, an increase in power consumption can be suppressed by lowering the maximum rotational speed. This makes it possible to reduce power consumption during normal operation while maintaining cooling efficiency during pull-down.
[0031]
As the refrigerant of the cooling device 110, the above-mentioned carbon dioxide (CO) which is environmentally friendly and is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity. ₂ As the lubricating oil, existing oils such as mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, PAG (polyalkyl glycol) are used.
[0032]
The control device 90 of the refrigerator main body 105 stops the above-described internal temperature sensor for detecting the internal temperature of the cold refrigerator main body 105, the temperature adjustment dial for adjusting the internal temperature, and other compressors 10 are stopped. A function is provided for this purpose. Based on these outputs, the control device 90 controls the fan 92F and sends an ON / OFF signal of the compressor 10 to the microcomputer 80 of the condensing unit 100. That is, the control device 90 sends an ON signal to the microcomputer 80 when the internal temperature of the refrigeration equipment body 105 reaches + 7 ° C., which is the upper limit temperature, and OFF when it reaches + 3 ° C., which is the lower limit temperature.
[0033]
The refrigeration equipment body 105 includes an evaporator 92 and the refrigerant pipe 94 that passes through the evaporator 92. The refrigerant pipe 94 passes through the evaporator 92 in a meandering manner, and a fin for heat exchange is attached to the meandering portion to constitute the evaporator 92. Both ends of the refrigerant pipe 94 are detachably connected by the valve devices 60 and 66 of the condensing unit 100 and the sedge lock joints 55 and 55 by the connection method described above.
[0034]
Next, the operation of the cooling device 110 will be described. The valve devices 60 and 66 are fully opened. When a start switch (not shown) provided in the refrigeration equipment body 105 is turned on, or when the power socket of the refrigeration equipment body 105 is connected to an outlet, the microcomputer 80 opens the electromagnetic valve 45 and the compressor 10 is not shown. Start the motorized element. At this time, the microcomputer 80 operates the compressor 10 with the maximum rotational speed set high. The microcomputer 80 counts that pull-down has been performed.
[0035]
Then, the refrigerant is sucked into the first rotary compression element of the compressor 10 and compressed, and the refrigerant gas discharged into the sealed container enters the refrigerant introduction pipe 20, exits the compressor 10, and flows into the intermediate cooling circuit 35. The intermediate cooling circuit 35 dissipates heat by an air cooling method while passing through the gas cooler 40.
[0036]
Thereby, since the refrigerant | coolant suck | inhaled by the 2nd rotation compression element can be cooled, the temperature rise in an airtight container can be suppressed and the compression efficiency in a 2nd rotation compression element can also be improved. Further, it is possible to suppress an increase in the temperature of the refrigerant that is compressed and discharged by the second rotary compression element.
[0037]
Then, the cooled intermediate-pressure refrigerant gas is sucked into the second rotary compression element of the compressor 10 and compressed in the second stage to become high-pressure and high-temperature refrigerant gas, which is discharged to the outside through the refrigerant discharge pipe 24. . The refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge pipe 24 flows into the gas cooler 40, where it dissipates heat by an air cooling system, and then passes through the internal heat exchanger 50 through the strainer 54 and the electromagnetic valve 45. The refrigerant is further cooled by taking heat away from the low-pressure side refrigerant.
[0038]
Due to the presence of the internal heat exchanger 50, the refrigerant that exits the gas cooler 40 and passes through the internal heat exchanger 50 is deprived of heat by the low-pressure side refrigerant, and accordingly, the degree of supercooling of the refrigerant increases. . Therefore, the cooling capacity in the evaporator 92 is improved.
[0039]
The refrigerant gas on the high pressure side cooled by the internal heat exchanger 50 reaches the capillary tube 58. The pressure of the refrigerant decreases in the capillary tube 58, and then flows into the evaporator 92 from the refrigerant pipe 94 of the refrigeration apparatus main body 105 through the valve device 60 and the sedge lock joint 55. Therefore, the refrigerant evaporates and absorbs heat from the surrounding air, thereby exerting a cooling action to cool the inside of the refrigerator apparatus main body 105.
[0040]
Thereafter, the refrigerant flows out of the evaporator 92 and reaches the internal heat exchanger 50 from the refrigerant pipe 94 through the sedge lock joint 55 and the valve device 66 of the condensing unit 100. Therefore, heat is taken from the above-described high-pressure side refrigerant and is subjected to a heating action. Here, the refrigerant 92 evaporates to a low temperature, and the refrigerant exiting the evaporator 92 is not in a completely gas state but in a liquid mixture. However, the refrigerant passes through the internal heat exchanger 50 and is on the high pressure side. The refrigerant is heated by exchanging heat with the refrigerant. At this point, the degree of superheat of the refrigerant is ensured and is completely gas.
[0041]
Thereby, since the refrigerant discharged from the evaporator 92 can be reliably gasified, it is possible to reliably prevent liquid back into which the liquid refrigerant is sucked into the compressor 10 without providing an accumulator or the like on the low pressure side. The disadvantage that the compressor 10 is damaged by liquid compression can be avoided. Therefore, the reliability of the cooling device 110 can be improved.
[0042]
The refrigerant heated by the internal heat exchanger 50 repeats a cycle of being sucked into the first rotary compression element of the compressor 10 from the refrigerant introduction pipe 22 via the strainer 56.
[0043]
Here, when the inside of the refrigerator main body 105 is sufficiently cooled and the internal temperature is lowered to the set lower limit temperature (+ 3 ° C.), the control device 90 of the refrigerator main body 105 sends an OFF signal of the compressor 10 to the microcomputer. Send to 80. Thereby, the microcomputer 80 stops the operation of the compressor 10.
[0044]
Thereafter, when the internal temperature of the refrigerator main body 105 reaches the set upper limit temperature (+ 7 ° C.), the control device 90 of the refrigerator main body 105 sends an ON signal of the compressor 10 to the microcomputer 80. Thereby, the microcomputer 80 restarts the operation of the compressor 10. At this time, completion of the pull-down is counted in the microcomputer 80, and it is determined that the restart is for normal operation. For this reason, the maximum number of revolutions is controlled to be low as shown in FIG. Thereafter, when the compressor is turned on / off based on the internal temperature sensor of the refrigeration equipment main body 105, the microcomputer 80 controls the maximum rotational speed of the compressor 10 to be low.
[0045]
On the other hand, if the operation is performed for a long time, frost is generated in the evaporator 92. When frost formation occurs in the evaporator 92, it becomes difficult for the refrigerant passing through the evaporator 92 to exchange heat with the surrounding air, and the inside of the refrigerator apparatus body 105 is not sufficiently cooled. For this reason, when a predetermined time elapses after the power is turned on, the control device 90 sends an OFF signal of the compressor 10 to the microcomputer 80 to execute defrosting of the evaporator 92. In this case, the microcomputer 80 clears the pull-down count when the power is turned on. Thereby, at the next start-up, the microcomputer 80 determines that the operation is performed at the time of pull-down, and the maximum rotational speed of the compressor 10 is controlled to be high. Similarly, since the count is cleared even when the power is stopped, the maximum rotation speed is controlled to be high at the next start-up, and the pull-down count is stored after the second time, so the maximum rotation speed is low. Be controlled.
[0046]
As described above, the microcomputer 80 has the maximum rotation speed of the compressor 10 different between the pull-down time and the normal operation, and at the time of pull-down, the maximum rotation speed is controlled to be high so that early cooling can be realized. Thus, during normal operation, the maximum rotational speed is controlled to be low, so that power consumption can be reduced.
[0047]
As a result, the power consumption can be reduced while maintaining the cooling efficiency during pull-down.
[0048]
Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, what attached | subjected the code | symbol similar to the said Example shall show | play the same or similar effect. Here, the microcomputer 80 is based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 74 attached to the gas cooler 40 during normal operation. (During steady operation) The maximum rotation speed of the compressor 10 is changed.
[0049]
That is, as shown in FIG. 3, the maximum rotation speed A in steady operation is determined in advance as a reference rotation speed Z, a reference outside air temperature b, and a slope a, and A = Z + (outside air temperature−b) × By substituting the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 74 into the equation a, the maximum rotational speed A during the steady operation of the microcomputer 80 is calculated. Then, the number of rotations of the compressor 10 is controlled with the numerical value calculated by the equation as the maximum number of rotations A. The maximum rotation speed B at the time of pull-down is set to a preset value, for example, 80 Hz, as in the above-described embodiment, and the minimum rotation speed is also set to a preset value, for example, 30 Hz.
[0050]
As a result, during normal operation, when the outside air temperature is high, the maximum rotational speed A calculated by the above equation also increases, so that the cooling efficiency can be improved. Further, when the outside air temperature is low, the maximum rotational speed A of the compressor 10 becomes low, so that power consumption can be reduced.
[0051]
When the maximum rotational speed A of the compressor 10 during normal operation calculated by the above formula exceeds the maximum rotational speed B at the time of pull-down, the maximum at the time of pull-down regardless of the value calculated by the above formula. It is operated at the rotation speed B. As a result, it is possible to prevent the inconvenience that the maximum rotational speed increases too much and the power consumption increases. In this embodiment, when the maximum rotational speed A of the compressor 10 during normal operation calculated by the above formula exceeds the maximum rotational speed B at the time of pull-down, regardless of the value calculated by the above formula. It is assumed that the engine is operated at the maximum rotation speed B at the time of pull-down. However, the present invention is not limited to this. When A exceeds the upper limit value C of the set maximum rotational speed, it may be operated at the set upper limit value C regardless of the value calculated by the equation.
[0052]
Next, the control method will be described. When a start switch (not shown) provided in the refrigeration equipment body 105 is turned on, or when the power socket of the refrigeration equipment body 105 is connected to an outlet, the microcomputer 80 opens the electromagnetic valve 45 and the compressor 10 is not shown. Start the motorized element. At this time, the microcomputer 80 operates the compressor 10 with the maximum rotational speed set high. The microcomputer 80 counts that pull-down has been performed.
[0053]
Then, the refrigerant is sucked into the first rotary compression element of the compressor 10 and compressed, and the refrigerant gas discharged into the sealed container enters the refrigerant introduction pipe 20, exits the compressor 10, and flows into the intermediate cooling circuit 35. The intermediate cooling circuit 35 dissipates heat by an air cooling method while passing through the gas cooler 40. Thereby, the refrigerant sucked into the second rotary compression element can be cooled.
[0054]
Then, the cooled intermediate-pressure refrigerant gas is sucked into the second rotary compression element of the compressor 10 and compressed in the second stage to become high-pressure and high-temperature refrigerant gas, which is discharged to the outside through the refrigerant discharge pipe 24. . The refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge pipe 24 flows into the gas cooler 40, where it dissipates heat by an air cooling system, and then passes through the internal heat exchanger 50 through the strainer 54 and the electromagnetic valve 45. The refrigerant is further cooled by taking heat away from the low-pressure side refrigerant.
[0055]
The refrigerant gas on the high pressure side cooled by the internal heat exchanger 50 reaches the capillary tube 58. The pressure of the refrigerant decreases in the capillary tube 58, and then flows into the evaporator 92 from the refrigerant pipe 94 of the refrigeration apparatus main body 105 through the valve device 60 and the sedge lock joint 55. Therefore, the refrigerant evaporates and absorbs heat from the surrounding air, thereby exerting a cooling action to cool the inside of the refrigerator apparatus main body 105.
[0056]
Thereafter, the refrigerant flows out of the evaporator 92 and reaches the internal heat exchanger 50 from the refrigerant pipe 94 through the sedge lock joint 55 and the valve device 66 of the condensing unit 100. Therefore, heat is taken from the above-described high-pressure side refrigerant and is subjected to a heating action. Here, the refrigerant 92 evaporates to a low temperature, and the refrigerant exiting the evaporator 92 is not in a completely gas state but in a liquid mixture. However, the refrigerant passes through the internal heat exchanger 50 and is on the high pressure side. The refrigerant is heated by exchanging heat with the refrigerant. At this point, the degree of superheat of the refrigerant is ensured and is completely gas.
[0057]
The refrigerant heated by the internal heat exchanger 50 repeats a cycle of being sucked into the first rotary compression element of the compressor 10 from the refrigerant introduction pipe 22 via the strainer 56.
[0058]
Here, when the inside of the refrigerator apparatus body 105 is sufficiently cooled and the inside temperature is lowered to the set lower limit temperature, the control device 90 sends the output from the inside temperature sensor to the microcomputer 80 as an OFF signal of the compressor 10. Send to. Thereby, the microcomputer 80 stops the operation of the compressor 10.
[0059]
Thereafter, when the internal temperature of the refrigerator main body 105 reaches the set upper limit temperature, the controller 90 changes the output from the internal temperature sensor into an ON signal of the compressor 10 and sends it to the microcomputer 80. Thereby, the microcomputer 80 restarts the operation of the compressor 10. At this time, the completion of the pull-down is counted in the microcomputer 80, and therefore it is determined that the restart is a normal operation. Thus, the maximum rotational speed A calculated by the above formula based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 74 is controlled. Thereafter, when the compressor is turned on / off based on the internal temperature sensor, the microcomputer 80 controls the maximum rotational speed A of the compressor 10 by the above formula based on the outside air temperature.
[0060]
On the other hand, if the operation is performed for a long time, frost is generated in the evaporator 92. When frost formation occurs in the evaporator 92, it becomes difficult for the refrigerant passing through the evaporator 92 to exchange heat with the surrounding air, and the inside of the refrigerator apparatus body 105 is not sufficiently cooled. For this reason, the control device 90 sends a 10 OFF signal to the microcomputer 80 to perform defrosting of the evaporator 92 when a predetermined time elapses after the power is turned on. In this case, the microcomputer 80 clears the pull-down count when the power is turned on. Thereby, at the next start-up, the microcomputer 80 determines that the operation is performed at the time of pull-down, and the maximum rotational speed of the compressor 10 is controlled to be high. Similarly, since the count is cleared even when the power is stopped, the maximum rotation speed is controlled to be high at the next start-up, and the pull-down count is stored after the second time. It is controlled at the maximum rotational speed A calculated by the equation.
[0061]
As a result, the maximum rotation speed A is determined based on the outside air temperature during normal operation while maintaining the cooling capacity at the time of pull-down, so that the power consumption can be reduced while ensuring the cooling capacity at the time of high load. It becomes like this. Therefore, more efficient operation can be performed.
[0062]
【The invention's effect】
As detailed above, according to the invention of claim 1, A control device that controls the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed is provided. The control apparatus controls the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed during steady operation, Since the compressor speed is controlled by setting the maximum compressor speed during pull-down higher than the maximum speed during steady operation, power consumption during normal operation is reduced while maintaining cooling capacity during pull-down. Will be able to.
[0063]
According to the invention of claim 2, the controller includes a control device that controls the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed, and a temperature sensor that detects the outside air temperature. While controlling the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed during steady operation, Since the maximum number of revolutions of the compressor is changed based on the outside temperature detected by the temperature sensor, for example, if the maximum number of revolutions of the compressor is increased as the outside temperature rises by the control device as in claim 3, It becomes possible to ensure the cooling capacity at the time of high load.
[0064]
Further, when the outside air temperature is low, the maximum rotational speed is lowered by the control device, so that power consumption can be reduced. Thereby, an efficient driving | operation can be implement | achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a cooling device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating compressor speed control of an embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating rotation speed control based on an outside air temperature of a compressor according to another embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional rotation speed control of a compressor.
[Explanation of symbols]
10 Compressor
20, 22 Refrigerant introduction pipe
24 Refrigerant discharge pipe
26, 28 Refrigerant piping
35 Intermediate cooling circuit
40 Gas cooler
45 Solenoid valve
50 Internal heat exchanger
54, 56 Strainer
55 Sedge Lock Fitting
58 Capillary tube
60, 66 Valve device
70 Discharge sensor
72 High pressure switch
74 Outside temperature sensor
76 Refrigerant temperature sensor
80 Microcomputer
90 Control device
92 Evaporator
94 Refrigerant piping
100 Condensing unit
105 Refrigeration equipment
110 Cooling device

Claims

In a cooling device including a refrigerant circuit configured by connecting a compressor , a gas cooler, a decompression unit, and an evaporator that can control the number of revolutions,
A control device for controlling the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed;
The control device controls the rotational speed of the compressor between said minimum speed and maximum speed during normal operation, the maximum rotational speed of the compressor at the time of pull-down, than the maximum speed during the steady operation A cooling device characterized by controlling the rotational speed of the compressor by setting it high.

In a cooling device including a refrigerant circuit configured by connecting a compressor , a gas cooler, a decompression unit, and an evaporator that can control the number of revolutions,
A control device for controlling the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed, and a temperature sensor for detecting the outside air temperature,
The control device controls the rotation speed of the compressor between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed during steady operation , and changes the maximum rotation speed of the compressor based on an outside temperature detected by the temperature sensor. A cooling device characterized by.

The cooling device according to claim 2, wherein the control device increases the maximum rotation speed of the compressor as the outside air temperature increases.