CN108027185A - 制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
一种制冷循环装置,具备:压缩机构(11a、12a),该压缩机构将制冷剂压缩并排出;散热器(13),该散热器使从压缩机构排出的制冷剂与室外空气进行热交换而散热;膨胀阀(17),该膨胀阀使从散热器流出的制冷剂减压;蒸发器(18),该蒸发器使由膨胀阀减压了的制冷剂与被吹送到冷却对象空间的送风空气进行热交换而蒸发并向压缩机构的吸入侧流出;第一物理量检测部(28),该第一物理量检测部对与流入蒸发器的制冷剂的温度相关的第一物理量进行检测;第二物理量检测部(24),该第二物理量检测部对与在蒸发器进行热交换并被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度相关的第二物理量进行检测;除霜运转判定部(S112、S122、S124、S126),该除霜运转判定部基于制冷剂的温度与被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度的温度差是否在判定阈值(T2)以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转,制冷剂的温度基于由第一物理量检测部检测出的第一物理量而确定,被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度基于由第二物理量检测部检测出的第二物理量而确定;以及除霜运转实施部(S116),在通过除霜运转判定部判定为开始蒸发器的除霜运转的情况下,该除霜运转实施部实施蒸发器的除霜运转。
Description
相关申请的相互参照
本申请基于2015年10月27日申请的日本专利申请第2015-210986号,并在此通过参照编入其所记载的内容。
技术领域
本发明涉及一种供制冷剂循环的制冷循环装置。
背景技术
例如在专利文献1记载有具有用于加热蒸发器的电加热器并且通过该电加热器而周期性地实施除霜运转的制冷循环装置。该装置构成为:根据电加热器为了除霜而使用的电能来预计附着有多少霜,并确定到下一次除霜运转的最适的间隔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第6964172号说明书
在海上集装箱用制冷机、拖车用制冷机等的各种制冷机中,当在蒸发器产生结霜时,通过蒸发器的空气的量变少,因此库内的温度上升。如此,当库内的温度上升时,导致例如蔬菜、花等的装载货物损伤。
上述专利文献1所记载的装置周期性地实施除霜运转,因此有可能产生即使是未在蒸发器产生结霜的状况下也实施除霜运转而导致浪费电力的问题。
另外,在这样的装置中,由于除霜运转中不实施冷却运转,因此库内温度上升。因此,需要在结束除霜运转时实施急速地对库内进行冷却的降温运转。即,在周期性实施除霜运转的结构的装置中,需要在结束除霜运转时实施降温运转,因此燃料、电力等的动力的消耗量增加。
发明内容
本发明的目的在于降低伴随除霜运转而消耗的动力的消耗量。
根据本发明的一个观点,供制冷剂循环的制冷循环装置具备:压缩机构,该压缩机构将制冷剂压缩并排出;散热器,该散热器使从压缩机构排出的制冷剂与室外空气进行热交换而散热;第一膨胀阀,该第一膨胀阀使从散热器流出的制冷剂减压膨胀并向第二压缩机构的吸入侧流出;第二膨胀阀,该第二膨胀阀使从散热器流出的制冷剂减压;以及蒸发器,该蒸发器使在第二膨胀阀减压了的制冷剂与被吹送到冷却对象空间的送风空气进行热交换而蒸发并且向压缩机构的吸入侧流出。
还具备:第一物理量检测部,该第一物理量检测部对与流入蒸发器的制冷剂的温度相关的第一物理量进行检测;第二物理量检测部,该第二物理量检测部对与在蒸发器进行热交换并被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度相关的第二物理量进行检测;除霜运转判定部,该除霜运转判定部基于制冷剂的温度与被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度的温度差是否在判定阈值以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转,制冷剂的温度基于由第一物理量检测部检测出的第一物理量而确定,被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度基于由第二物理量检测部检测出的第二物理量而确定;以及除霜运转实施部,在通过除霜运转判定部判定为开始蒸发器的除霜运转的情况下,该除霜运转实施部实施蒸发器的除霜运转。
由此,基于制冷剂的温度与被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度的温度差是否在判定阈值以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转,制冷剂的温度基于由第一物理量检测部检测出的第一物理量而确定,被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度基于由第二物理量检测部检测出的第二物理量而确定。因此,不会即便未在蒸发器产生结霜也以短周期周期性地开始蒸发器的除霜运转,能够降低伴随除霜运转而消耗的动力的消耗量。
附图说明
图1是第一实施方式的多级压缩式制冷循环装置的整体结构图。
图2是表示第一实施方式的多级压缩式制冷循环装置的控制处理的流程图。
图3是用于对表示判定阈值T2以及规定时间t1的关系的映射进行说明的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
通过图1~3对第一实施方式进行说明。图1是本实施方式的制冷循环装置的整体结构图。该制冷循环装置应用于制冷机,起到将被向冷却对象空间即制冷库内吹送的送风空气冷却到-30℃~-10℃程度的极低温度的功能。
首先,如图1所示,多级压缩式制冷循环装置是具备高级侧压缩机11以及低级侧压缩机12这两个压缩机的双级压缩式制冷循环装置。该双级压缩式制冷循环装置使在循环中进行循环的制冷剂多阶段地升压。此外,作为该制冷剂,能够采用通常的氟利昂系制冷剂(例如,R404A)。此外,在制冷剂中混入有用于对与第二压缩机构相当的低级侧压缩机12以及与第一压缩机构相当的高级侧压缩机11内的滑动部位进行润滑的制冷机油。制冷机油的一部分与制冷剂一起在循环中进行循环。
首先,低级侧压缩机12是具有低级侧压缩机构12a及低级侧电动马达12b的电动压缩机,低级侧压缩机构12a将低压制冷剂压缩为中间压制冷剂而排出,低级侧电动马达12b驱动低级侧压缩机构12a旋转。
低级侧电动马达12b是工作(即转速)由从低级侧逆变器22输出的交流电流控制的交流马达。另外,低级侧逆变器22输出与从后述的制冷机控制装置20输出的控制信号对应的频率的交流电流。并且,通过该频率控制而变更低级侧压缩机12中的低级侧压缩机构12a的制冷剂排出能力。
因此,在本实施方式中,低级侧电动马达12b构成低级侧压缩机12的排出能力变更部。当然,作为低级侧电动马达12b,也可以采用直流马达,并且通过从制冷机控制装置20输出的控制电压而控制低级侧电动马达12b的转速。另外,在低级侧压缩机12的低级侧压缩机构12a的排出口连接有高级侧压缩机11的吸入口侧。
高级侧压缩机11的基本的结构与低级侧压缩机12相同。因此,高级侧压缩机11是具有高级侧压缩机构11a及高级侧电动马达11b的电动压缩机,高级侧压缩机构11a将从低级侧压缩机12排出的中间压制冷剂压缩为高压制冷剂而排出。
此外,高级侧电动马达11b的转速由从高级侧逆变器21输出的交流电流控制。另外,本实施方式的高级侧压缩机构11a的压缩比及低级侧压缩机构12a的压缩比大致相同。
在高级侧压缩机11的高级侧压缩机构11a的排出口连接有散热器13的制冷剂入口侧。散热器13是通过使从高级侧压缩机11排出的高压制冷剂与由冷却风扇13a吹送的库外空气(即室外空气)进行热交换来使高压制冷剂散热而冷却的散热用热交换器。
在本实施方式中,制冷机控制装置20构成对低级侧压缩机构12a及高级侧压缩机构11a的转速进行控制的控制装置。更详细而言,制冷机控制装置20构成对使低级侧压缩机构12a旋转的低级侧电动马达12b及使高级侧压缩机构11a旋转的高级侧电动马达11b的转速进行控制的控制装置。
冷却风扇13a是通过从制冷机控制装置20输出的控制电压而控制转速进而控制送风空气量的电动式送风机。此外,在本实施方式的多级压缩式制冷循环装置中,采用氟利昂系制冷剂作为制冷剂,并且构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。因此,散热器13起到作为使制冷剂冷凝的冷凝器的功能。
在散热器13的制冷剂出口连接有分支部14,该分支部14使从散热器13流出的制冷剂的流动分支。分支部14具有包含三个流入流出口的三向接头结构。流入流出口中的一个是制冷剂流入口,两个是制冷剂流出口。这样的分支部14可以将配管接合而构成,也可以在金属块、树脂块设置多个制冷剂通路而构成。
在分支部14的一个制冷剂出口连接有中间压膨胀阀15的入口侧,在分支部14的另一个制冷剂出口连接有中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的入口侧。中间压膨胀阀15是使从散热器13流出的高压制冷剂减压膨胀为中间压制冷剂并向高级侧压缩机构11a的吸入侧流出的温度式膨胀阀。
更具体而言,中间压膨胀阀15具有配置于中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b出口侧的感温部。中间压膨胀阀15基于中间压制冷剂流路16b出口侧制冷剂的温度和压力而对中间压制冷剂流路16b出口侧制冷剂的过热度进行检测,并且通过机械机构来调整阀开度进而调整制冷剂流量,以使该过热度变为预先设定的规定值。另外,在中间压膨胀阀15的出口侧连接有中间压制冷剂流路16b的入口侧。中间压膨胀阀15相当于第一膨胀阀。
中间热交换器16在由中间压膨胀阀15减压膨胀而在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂与由分支部14分支而在高压制冷剂流路16a流通的另一高压制冷剂之间进行热交换。高压制冷剂通过减压而降低温度,因此在中间热交换器16中,在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂被加热,在高压制冷剂流路16a流通的高压制冷剂被冷却。
另外,作为中间热交换器16的具体的结构,采用在形成高压制冷剂流路16a的外侧管的内侧配置形成中间压制冷剂流路16b的内侧管的二重管方式的热交换器结构。当然,也可以使高压制冷剂流路16a位于内侧管,使中间压制冷剂流路16b位于外侧管。此外,也可以采用将形成高压制冷剂流路16a及中间压制冷剂流路16b的制冷剂配管彼此接合而进行热交换的结构等。
此外,在图1所示的中间热交换器16中,采用在高压制冷剂流路16a流通的高压制冷剂的流动方向与在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂的流动方向相同的并流型的热交换器。但是,也可以采用在高压制冷剂流路16a流通的高压制冷剂的流动方向与在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂的流动方向为反方向的对交流型的热交换器。
在中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b的出口侧,经由未图示的止回阀而连接有前述的高级侧压缩机11中的高级侧压缩机构11a的吸入口侧。因此,本实施方式的高级侧压缩机构11a吸入从中间压制冷剂流路16b流出的中间压制冷剂与从低级侧压缩机12排出的中间压制冷剂的混合制冷剂。
另一方面,在中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的出口侧连接有低压膨胀阀17的入口侧。低压膨胀阀17是使从散热器13流出的高压制冷剂减压膨胀为低压制冷剂的温度式膨胀阀。该低压膨胀阀17的基本的结构与中间压膨胀阀15相同。
更具体而言,低压膨胀阀17具有配置于后述的蒸发器18的制冷剂流出口侧的感温部,基于蒸发器18出口侧制冷剂的温度和压力而对蒸发器18出口侧制冷剂的过热度进行检测,并且通过机械机构来调整阀开度进而调整制冷剂流量,以使该过热度变为预先设定的规定值。低压膨胀阀17相当于第二膨胀阀。
在低压膨胀阀17的出口侧连接有蒸发器18的制冷剂流入口侧。蒸发器18是如下的吸热用热交换器:使在低压膨胀阀17减压膨胀了的低压制冷剂与通过送风风扇18a而在制冷库内循环吹送的送风空气进行热交换,从而使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用。送风风扇18a是通过从制冷机控制装置20输出的控制电压而控制转速进而控制送风空气量的电动式送风机。
此外,在蒸发器18的制冷剂流出口连接有低级侧压缩机12中的低级侧压缩机构12a的吸入口侧。
另外,蒸发器18具有电加热器18b,该电加热器18b根据从制冷机控制装置20输出的控制信号而打开/关闭。电加热器18b通过通电而发热从而加热蒸发器18。电加热器18b在除霜运转时通电,该除霜运转除去蒸发器18的结霜时附着的霜。
接着,对本实施方式的电控制部进行说明。制冷机控制装置20由包含CPU及ROM及RAM等存储电路的周知的微型计算机、对向各种控制对象机器的控制信号或者控制电压进行输出的输出电路、输入各种传感器的检测信号的输入电路以及电源电路等构成,该CPU进行控制处理及运算处理,该存储电路对程序、数据等进行存储。上述存储电路是非易失性物理存储介质。
在制冷机控制装置20的输出侧连接有上述的低级侧逆变器22、高级侧逆变器21、冷却风扇13a、送风风扇18a等来作为控制对象机器,制冷机控制装置20对这些控制对象机器的工作进行控制。
此外,制冷机控制装置20是与对这些控制对象机器的工作进行控制的控制部一体构成的装置。制冷机控制装置20中的对各个控制对象机器的工作进行控制的结构构成各个控制对象机器的控制部。对各个控制对象机器的工作进行控制的结构可以是硬件也可以是软件。
在本实施方式中,将控制低级侧逆变器22的工作从而控制低级侧压缩机构12a的制冷剂排出能力的结构作为第一排出能力控制部20a,将控制高级侧逆变器21的工作从而控制高级侧压缩机构11a的制冷剂排出能力的结构作为第二排出能力控制部20b。控制低级侧逆变器22的工作从而控制低级侧压缩机构12a的制冷剂排出能力的结构可以是硬件也可以是软件。控制高级侧逆变器21的工作从而控制低级侧压缩机构12a的制冷剂排出能力的结构可以是硬件也可以是软件。
因此,低级侧电动马达12b的转速及高级侧电动马达11b的转速能够分别由第一排出能力控制部20a及第二排出能力控制部20b彼此独立地控制。当然,也可以使第一、第二排出能力控制部20a、20b构成为相对于制冷机控制装置20分别分体的控制装置。
另一方面,在制冷机控制装置20的输入侧连接有外部气体温度传感器23、吹出空气温度传感器24、低压传感器25、中间压传感器26、高压传感器27、低压温度传感器28等。外部气体温度传感器23对在散热器13与高压制冷剂进行热交换的库外空气(即室外空气)的外部气体温度Tam进行检测。吹出空气温度传感器24对在蒸发器18与低压制冷剂进行热交换并向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度进行检测。低压传感器25对从蒸发器18流出并被吸入低级侧压缩机12的低压制冷剂的压力进行检测。中间压传感器26对从低级侧压缩机12排出的中间压制冷剂的压力进行检测。高压传感器27对从高级侧压缩机11排出的高压制冷剂的压力进行检测。低压温度传感器28对由低压膨胀阀17减压并流入蒸发器18的低压制冷剂的温度进行检测。这些传感器的检测信号被向制冷机控制装置20输入。
此外,吹出空气温度传感器24相当于第二物理量检测部,该第二物理量检测部将在蒸发器18进行热交换并被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度作为第二物理量进行检测。另外,低压温度传感器28相当于第一物理量检测部,该第一物理量检测部将流入蒸发器18的制冷剂的温度作为第一物理量进行检测。
此外,在制冷机控制装置20的输入侧连接有操作面板30。在该操作面板30设置有:作为输出制冷机的工作要求信号或者停止要求信号的要求信号输出部的工作/停止开关30a、作为设定库内的目标冷却温度Tset的目标温度设定部的温度设定开关30b等。这些开关的操作信号被向制冷机控制装置20输入。
接着,基于图2对上述结构中的本实施方式的多级压缩式制冷循环装置的工作进行说明。首先,图2是表示制冷机控制装置20所执行的控制处理的流程图。
该控制处理在操作面板30的工作/停止开关接通(即打开)而输出工作要求信号时开始。此外,图2所示的流程图中的各控制步骤构成制冷机控制装置20所具有的各种功能实现部。
首先,制冷机控制装置20判定蒸发器18的入口制冷剂温度是否低于预先确定的基准温度T1[℃](S100)。具体而言,基于由低压温度传感器28输出的信号来确定蒸发器18的入口制冷剂温度并判定该蒸发器18的入口制冷剂温度是否低于预先确定的基准温度T1(例如,0℃)。在蒸发器18的入口制冷剂温度较高的情况下,蒸发器18结霜的可能性低。在此,制冷机控制装置20基于蒸发器18的入口制冷剂温度是否低于预先确定的基准温度T1[℃]来判定蒸发器18是否处于结霜的条件下。
在此,在蒸发器18的入口制冷剂温度变为基准温度T1[℃]以上的情况下,步骤S100的判定为否,制冷机控制装置20重复实施步骤S100的判定。另外,在蒸发器18的入口制冷剂温度低于基准温度T1的情况下,S100的判定为是,制冷机控制装置20接着确定库外空气的温度即外部气体温度Tam以及库内的设定温度(S102)。外部气体温度Tam能够基于由外部气体温度传感器23输出的信号来确定。另外,库内的设定温度能够基于由温度设定开关30b输入的信号来确定。
制冷机控制装置20接着确定在后述的步骤S112、S126实施的除霜判定所使用的参数即判定阈值T2[℃]以及规定时间t1[分](S104)。如图3所示,在本制冷机控制装置20的ROM中存储有与库内的设定温度以及外部气体温关联起来而表示判定阈值T2以及规定时间t1的关系的映射。
在该映射中,规定为外部气体温度Tam与设定温度的温度差越大则判定阈值T2越大。同外部气体温度Tam与设定温度的温度差小的情况相比,本制冷循环装置的制冷能力在温度差大的情况下更大。因此在该温度差大的情况下,蒸发器18的入口制冷剂温度变低,通过蒸发器18并向库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分变大。因此,例如,在将判定阈值T2固定的情况下,在外部气体温度Tam与设定温度的温度差大时,即便未在蒸发器18产生结霜,也容易在后述的步骤S112误判定为否。
在本实施方式中,规定为外部气体温度Tam与设定温度的温度差越大则判定阈值T2越大,从而能够更高精度地进行后述的步骤S112中的是否开始蒸发器18的除霜运转的判定。
另外,在与库内的设定温度以及外部气体温度关联起来而表示判定阈值T2以及规定时间t1的关系的映射中,规定为库内的设定温度越低则规定时间t1越小。库内的设定温度越低则通过蒸发器18的送风空气的温度越低,蒸发器18变得容易结霜。因此,规定为库内的设定温度越低则规定时间t1越小,从而在后述的S126中,能够高精度地进行是否开始蒸发器18的除霜运转的判定。
在此,制冷机控制装置20参照存储于制冷机控制装置20的ROM的映射而根据在S102确定的外部气体温度Tam以及库内的设定温度来确定判定阈值T2以及规定时间t1。
接着,制冷机控制装置20开始除霜计时器的计数(S106)。本实施方式的制冷机控制装置20具有能够进行24小时以上的计时的除霜计时器,以在低压温度传感器28或者吹出空气温度传感器24发生故障时定期地进行除霜运转。制冷机控制装置20使用该除霜计时器来实施计时器除霜运转。该除霜计时器根据制冷机控制装置20的指示而开始计数并且根据制冷机控制装置20的指示而将计数值复位。在此,开始该除霜计时器的计数。此外,除霜计时器在开始一次计数时持续计数到复位为止。
制冷机控制装置20接着在步骤S108判定低压温度传感器28是否发生异常。在本实施方式中,基于是否从低压温度传感器28输出规定的电压来判定低压温度传感器28是否发生异常。
另外,制冷机控制装置20在S110中判定吹出空气温度传感器24是否发生异常。在本实施方式中,基于是否从吹出空气温度传感器24输出规定的电压来判定吹出空气温度传感器24是否发生异常。
在低压温度传感器28以及吹出空气温度传感器24这两方均正常的情况下,执行步骤S112。在步骤S112中,判定通过蒸发器18并向库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分是否小于在步骤S104确定的判定阈值T2。向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度能够由吹出空气温度传感器24检测。另外,流入蒸发器18的低压制冷剂的温度能够由低压温度传感器28检测。
当在蒸发器18未附着有霜时,通过蒸发器18并向库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度大致相同。
与此相对,若在蒸发器18附着有霜,则蒸发器18的入口侧的制冷剂通过该霜而冷却,蒸发器18的入口制冷剂温度大幅降低,但是,通过蒸发器18的送风空气的流量由于附着于蒸发器18的霜而减少。因此,在此时,通过蒸发器18并向库内吹出的吹出空气温度的温度未降低如此大的程度。
即,当在蒸发器18未附着有霜时,向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分小。另一方面,当在蒸发器18附着有霜时,向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分变大。
在此,制冷机控制装置20基于通过蒸发器18并向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分是否小于在步骤S104确定的判定阈值T2来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。
在此,当在蒸发器18未附着有霜并且通过蒸发器18并向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分小于判定阈值T2时,步骤S112的判定为是。因此,在该情况下,制冷机控制装置20在步骤S114判定除霜计时器的计数值是否变为24小时。
在此,在除霜计时器的计数值未变为24小时的情况下,步骤S114的判定为否,制冷机控制装置20返回步骤S100。另外,在除霜计时器的计数值变为24小时的情况下,制冷机控制装置20进入步骤S116。
另外,当在蒸发器18附着有霜并且通过蒸发器18并向库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分变为判定阈值T2以上时,步骤S112的判定为否,制冷机控制装置20在步骤S122判定判定计时器是否处于停止中。
此外,该判定计时器是与上述的除霜计时器不同的计时器。判定计时器根据制冷机控制装置20的指示而开始计数并且停止计数。另外,判定计时器根据制冷机控制装置20的指示而将计数值复位。
在此,判定计时器被复位而停止计数。如此,在判定计时器停止计数的情况下,步骤S122的判定为是,制冷机控制装置20在步骤S124开始判定计时器的计数。由此,判定计时器从被复位的状态开始计时。
接着,在步骤S126中,基于判定计时器的计数值来判定是否经过在步骤S104确定的规定时间t1。在此,在从判定计时器开始计数起未经过规定时间t1的情况下,步骤S126的判定为否,制冷机控制装置20返回步骤S100。
此外,当在蒸发器18附着有霜的状态继续时,在步骤S112判定为否。另外,判定计时器开始计数,因此在步骤S122判定为否。另外,当从判定计时器开始计数起未经过规定时间t1的情况下,步骤S126的判定为否,制冷机控制装置20返回步骤S100。
另外,当从判定计时器开始计数起经过规定时间t1而在步骤S126判定为是时,制冷机控制装置20在步骤S116实施除霜运转。即,在如下的状态持续规定时间t1以上时,制冷机控制装置20实施除霜运转:通过蒸发器18并向库内吹出的吹出空气温度与蒸发器18的入口制冷剂温度的差分为判定阈值T2以上。具体而言,制冷机控制装置20开始向电加热器18b的通电并持续一定时间而实施除霜运转。电加热器18b通过向电加热器18b的通电而发热,从而进行蒸发器18的除霜。
此外,制冷机控制装置20在除霜运转中停止冷却运转。具体而言,停止高级侧压缩机11以及低级侧压缩机12的驱动。并且,当从开始除霜运转起经过一定时间时结束除霜运转并再次开始冷却运转。
接着,在步骤S118中,将除霜计时器复位。由此,除霜计时器的计数值被复位。接着,在步骤120中,将判定计时器复位并返回步骤S100。由此,判定计时器的计数值被复位。
另外,在未从低压温度传感器28输出规定的电压而在步骤S108判定为是的情况下,制冷机控制装置20进入步骤S114而判定除霜计时器的计数值是否变为24小时。
在此,在除霜计时器的计数值变为24小时的情况下,制冷机控制装置20进入步骤S116而实施除霜运转,当结束除霜运转时,在步骤S118将除霜计时器复位。
另外,当未从吹出空气温度传感器24输出规定的电压而在步骤S110判定为是的情况下,制冷机控制装置20进入步骤S114而判定除霜计时器的计数值是否变为24小时。
在此,在除霜计时器的计数值变为24小时的情况下,进入步骤S116而实施除霜运转,当结束除霜运转时,在S118将除霜计时器复位。
根据上述的结构,本制冷循环装置具备低压温度传感器28和吹出空气温度传感器24,低压温度传感器28对流入蒸发器18的制冷剂的温度进行检测,吹出空气温度传感器24对在蒸发器18进行热交换并被向冷却对象空间吹送的送风空气的温度进行检测。此外,除霜运转判定部基于由低压温度传感器28检测出的制冷剂的温度与由吹出空气温度传感器24检测出的送风空气的温度的温度差是否变为判定阈值T2以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转。此外,在由除霜运转判定部判定为开始蒸发器的除霜运转的情况下,除霜运转实施部实施蒸发器的除霜运转。除霜运转判定部与步骤S112、S122、S124、S126对应,除霜运转实施部与步骤S116对应。
由此,除霜运转判定部基于由低压温度传感器28检测出的制冷剂的温度与由吹出空气温度传感器24检测出的送风空气的温度的温度差是否变为判定阈值T2以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转。因此,不会即便未在蒸发器产生结霜也以短周期周期性地开始蒸发器的除霜运转,能够降低伴随除霜运转而消耗的动力的消耗量。
因此,除霜运转中的停止冷却运转的频率也变少。由此,在例如集装箱用制冷机中也能够抑制该库内的频繁的温度上升,因此对于需要新鲜度的食品集装箱的制冷机等特别有效。
另外,除霜运转判定部基于由低压温度传感器28检测出的制冷剂的温度与由吹出空气温度传感器24检测出的送风空气的温度的温度差变为判定阈值T2以上的状态是否持续规定时间t1以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转。因此,与单纯基于由低压温度传感器28检测出的制冷剂的温度与由吹出空气温度传感器24检测出的送风空气的温度的温度差是否变为判定阈值T2以上来判定是否开始蒸发器的除霜运转的情况相比较,更高精度地进行是否开始蒸发器的除霜运转的判定。
另外,制冷循环装置具备对外部气体温度进行检测的外部气体温度传感器23和设定冷却对象空间的目标冷却温度的温度设定开关30b。除霜运转判定部能够基于由外部气体温度传感器23检测出的外部气体温度与由温度设定开关30b设定的冷却对象空间的目标冷却温度来确定判定阈值以及规定时间的至少一方。
另外,除霜运转判定部以由外部气体温检测部检测出的外部气体温度与由温度设定部设定的冷却对象空间的目标冷却温度的温度差越大则判定阈值越大的方式判定是否开始蒸发器的除霜运转。因此,能够防止即便未在蒸发器18产生结霜也误判定为开始蒸发器18的除霜运转。
另外,除霜运转判定部以冷却对象空间的目标冷却温度越低则规定时间越短的方式判定是否开始蒸发器18的除霜运转。因此,能够更高精度地进行是否开始蒸发器18的除霜运转的判定。
另外,本制冷循环装置具备异常判定部,该异常判定部判定低压温度传感器28和吹出空气温度传感器24的至少一方是否发生异常。异常判定部与步骤S108、S110对应。并且,在通过异常判定部判定为低压温度传感器28和吹出空气温度传感器24的至少一方发生异常的情况下,除霜运转实施部在每经过预先确定的时间就实施蒸发器的除霜运转。即,在低压温度传感器28和吹出空气温度传感器24的至少一方发生异常的情况下实施计时器除霜运转,该计时器除霜运转定期地实施蒸发器的除霜运转。由此,能够防止即便在蒸发器产生结霜也误判定为未在蒸发器产生结霜,冷却对象空间的温度通过蒸发器的结霜而上升从而损伤冷却对象空间的装载货物等。
(其他实施方式)
(1)在上述实施方式中,将本发明应用于具备第一压缩机构12a和第二压缩机构11a的双级压缩式制冷循环,但也能够应用于具备一个将制冷剂压缩并排出的压缩机构的制冷循环装置。
(2)在上述实施方式中,将本发明应用于具有高级侧和低级侧的双级的压缩机构的多级压缩式制冷循环装置,但也可以应用于具有三级以上的压缩机构的多级压缩式制冷循环装置。
(3)在上述实施方式中,构成为利用电加热器来实施蒸发器的除霜,但例如日本特开2012-255603号公报所记载的装置那样,也可以构成为构成在除霜运转模式时使从压缩机构排出的制冷剂按照蒸发器、旁通通路、压缩机构的顺序循环的所谓热气旁通循环来进行蒸发器的除霜。
(4)在上述实施方式中,对采用中间热交换器16的循环结构进行了说明,但本发明的双级升压式制冷循环的循环结构不限于此。例如,也可以废除中间热交换器16而设置对从中间压膨胀阀15流出的制冷剂进行气液分离的中间气液分离器。并且,也可以使由中间气液分离器分离了的気相制冷剂向高级侧压缩机11吸入。在该情况下,也可以废除中间压膨胀阀15而采用固定节流。此外,也可以废除分支部14而使由中间气液分离器分离了的液相制冷剂向低压膨胀阀17流入,从而构成为节能式制冷循环。
(5)在上述实施方式中,使用由低压温度传感器28检测出的流入蒸发器18的低压制冷剂的温度来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。与此相对,代替低压温度传感器28,也可以具备将低压制冷剂的压力作为与低压制冷剂的温度相关的物理量进行检测的低压传感器。并且,也能够根据由该低压传感器检测出的低压制冷剂的压力而推定流入蒸发器18的低压制冷剂的温度,并且利用该低压制冷剂的温度来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。
(6)在上述实施方式中,利用由低压温度传感器28检测出的流入蒸发器18的低压制冷剂的温度来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。与此相对,代替低压温度传感器28,也可以具备对与流入蒸发器18的低压制冷剂的温度相关的从蒸发器18流出的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度传感器。并且,也能够根据由该制冷剂温度传感器检测出的制冷剂的温度而推定流入蒸发器18的低压制冷剂的温度,并且利用该低压制冷剂的温度来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。
(7)在上述实施方式中,具备对在蒸发器18与低压制冷剂进行热交换并向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度进行检测的吹出空气温度传感器24。并且制冷机控制装置20利用由该吹出空气温度传感器24检测出的吹出空气温度来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。与此相对,代替吹出空气温度传感器24,也可以具备返回温度传感器。返回温度传感器将向库内吹出的送风空气被吸入蒸发器18的空气的温度,即,从库内向蒸发器18返回的空气的温度作为与向冷却对象空间即库内吹出的吹出空气温度相关的物理量进行检测。并且制冷机控制装置20也能够根据由该返回温度传感器检测的空气的温度来推定吹出空气温度,并且利用该吹出空气温度来判定是否开始蒸发器18的除霜运转。
(8)在上述实施方式中,采用氟利昂系制冷剂(例如,R404A)作为制冷剂,但不限于氟利昂系制冷剂,例如,也可以采用将二氧化碳作为主成分的制冷剂。
(9)在上述实施方式中,利用表示与库内的设定温度以及外部气体温关联起来的判定阈值T2以及规定时间t1的关系的映射来确定判定阈值T2以及规定时间t1。此时,也能够以判定阈值T2以及规定时间t1根据库内的设定温度以及外部气体温而阶段性不同的方式确定判定阈值T2以及规定时间t1。由此,能够提高是否开始蒸发器18的除霜运转的判定精度。
此外,本发明不限于上述的实施方式,能够进行适当地变更。另外,在上述各实施方式中,显而易见,构成实施方式的要素除了特别明确表示是必须的情况以及原理上被认为明显是必须的情况等,并不是必须的。另外,在上述各实施方式中,在提及实施方式的构成要素的个数、数值、量、范围等的数值的情况下,除了特别明确表示是必须的情况以及原理上明确被限定为确定的数的情况等,并不限定于该数。
(总结)
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第一观点,本制冷循环装置具备对与流入蒸发器的制冷剂的温度相关的第一物理量进行检测的第一物理量检测部(28)和对在蒸发器进行热交换并被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度相关的第二物理量进行检测的第二物理量检测部(24)。并且,在基于第一物理量而确定的制冷剂的温度与基于第二物理量而确定的被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度的温度差变为判定阈值(T2)以上的情况下,判定为开始蒸发器的除霜运转,从而实施蒸发器的除霜运转。由此,不会即便未在蒸发器产生结霜也周期性地开始蒸发器的除霜运转,能够降低伴随除霜运转而消耗的动力的消耗量。
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第二的观点,所述压缩机构具备将所述制冷剂压缩并排出的第一压缩机构(12a)和将从所述第一压缩机构排出的制冷剂压缩并排出的第二压缩机构(11a),所述散热器能够使从所述第二压缩机构排出的制冷剂与室外空气进行热交换而散热,所述第一膨胀阀能够使从所述散热器流出的制冷剂减压膨胀而向所述第二压缩机构的吸入侧流出。
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第三观点,除霜运转判定部基于所述制冷剂的温度与被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度的温度差变为所述判定阈值(T2)以上的状态是否持续规定时间(t1)以上来判定是否开始所述蒸发器的除霜运转,所述制冷剂的温度基于第一物理量而确定,被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度基于第二物理量而确定。如此,通过包含判定是否在规定时间(t1)开始蒸发器的除霜运转,能够更高精度地判定在蒸发器的结霜的有无。
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第四观点,具备对外部气体温度进行检测的外部气体温检测部(23)和设定所述冷却对象空间的目标冷却温度的温度设定部(30b)。并且,所述除霜运转判定部能够基于由所述外部气体温检测部检测出的所述外部气体温度与由所述温度设定部设定的所述冷却对象空间的目标冷却温度来确定所述判定阈值以及所述规定时间的至少一方。
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第五观点,除霜运转判定部以由外部气体温检测部检测出的外部气体温度与由温度设定部设定的冷却对象空间的目标冷却温度的温度差越大则判定阈值越大的方式判定是否开始蒸发器的除霜运转。由此,能够防止即便未在蒸发器18产生结霜也误判定为开始蒸发器的除霜运转。
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第六观点,除霜运转判定部以冷却对象空间的目标冷却温度越低则规定时间越短的方式判定是否开始蒸发器18的除霜运转。由此,能够更高精度地判定是否开始蒸发器的除霜运转。
·根据上述实施方式的一部分或者全部所示的第七观点,具备异常判定部(S108、S110),该异常判定部判定第一物理量检测部和所述第二物理量检测部的至少一方是否发生异常。并且,在通过所述异常判定部判定为所述第一物理量检测部和所述第二物理量检测部的至少一方发生异常的情况下,除霜运转实施部在每经过预先确定的时间就实施所述蒸发器的除霜运转。由此,能够防止即便在蒸发器有结霜也误判定为蒸发器无结霜,冷却对象空间的温度通过蒸发器的结霜而上升从而损伤冷却对象空间的装载货物等。
此外,步骤S112、S122、S124、S126与除霜运转判定部对应,步骤S116与除霜运转实施部对应,步骤S108、S110与异常判定部对应。
Claims (9)
1.一种制冷循环装置,供制冷剂循环,其特征在于,具备:
压缩机构(11a、12a),该压缩机构将所述制冷剂压缩并排出;
散热器(13),该散热器使从所述压缩机构排出的制冷剂与室外空气进行热交换而散热;
膨胀阀(17),该膨胀阀使从所述散热器流出的制冷剂减压;
蒸发器(18),该蒸发器使由所述膨胀阀减压了的制冷剂与被吹送到冷却对象空间的送风空气进行热交换而蒸发并向所述压缩机构的吸入侧流出;
第一物理量检测部(28),该第一物理量检测部对与流入所述蒸发器的制冷剂的温度相关的第一物理量进行检测;
第二物理量检测部(24),该第二物理量检测部对与在所述蒸发器进行热交换并被吹送到冷却对象空间的送风空气的温度相关的第二物理量进行检测;
除霜运转判定部(S112、S122、S124、S126),该除霜运转判定部基于所述制冷剂的温度与被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度的温度差是否在判定阈值(T2)以上来判定是否开始所述蒸发器的除霜运转,所述制冷剂的温度基于由所述第一物理量检测部检测出的第一物理量而确定,被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度基于由所述第二物理量检测部检测出的所述第二物理量而确定;以及
除霜运转实施部(S116),在通过所述除霜运转判定部判定为开始所述蒸发器的除霜运转的情况下,所述除霜运转实施部实施所述蒸发器的除霜运转。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备第一膨胀阀(15),
所述膨胀阀为第二膨胀阀,
所述压缩机构具备:
第一压缩机构(12a),该第一压缩机构将所述制冷剂压缩并排出;以及
第二压缩机构(11a),该第二压缩机构将从所述第一压缩机构排出的制冷剂压缩并排出,
所述散热器使从所述第二压缩机构排出的制冷剂与室外空气进行热交换而散热,
所述第一膨胀阀使从所述散热器流出的制冷剂减压膨胀并向所述第二压缩机构的吸入侧流出。
3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述除霜运转判定部基于所述制冷剂的温度与被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度的温度差变为所述判定阈值(T2)以上的状态是否持续规定时间(t1)以上来判定是否开始所述蒸发器的除霜运转,所述制冷剂的温度基于由所述第一物理量检测部检测出的所述第一物理量而确定,被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度基于由所述第二物理量检测部检测出的所述第二物理量而确定。
4.根据权利要求3所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备:外部气体温检测部(23),该外部气体温检测部对外部气体温度进行检测;以及
温度设定部(30b),该温度设定部设定所述冷却对象空间的目标冷却温度,
所述除霜运转判定部基于由所述外部气体温检测部检测出的所述外部气体温度与由所述温度设定部设定的所述冷却对象空间的目标冷却温度来确定所述判定阈值以及所述规定时间的至少一方。
5.根据权利要求4所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述除霜运转判定部以由所述外部气体温检测部检测出的所述外部气体温度与由所述温度设定部设定的所述冷却对象空间的目标冷却温度的温度差越大则所述判定阈值越大的方式判定是否开始所述蒸发器的除霜运转。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述除霜运转判定部以所述冷却对象空间的目标冷却温度越低则所述规定时间越短的方式判定是否开始所述蒸发器的除霜运转。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备异常判定部(S108、S110),该异常判定部判定所述第一物理量检测部和所述第二物理量检测部的至少一方是否发生异常,在通过所述异常判定部判定为所述第一物理量检测部和所述第二物理量检测部的至少一方发生异常的情况下,所述除霜运转实施部每经过预先确定的时间就实施所述蒸发器的除霜运转。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述第一物理量是在所述膨胀阀减压了的制冷剂的温度或者压力。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述第二物理量是在所述蒸发器进行热交换并被吹送到所述冷却对象空间的送风空气的温度,或者是从所述冷却对象空间返回所述蒸发器的空气的温度。
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