JP2014070822A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷凍装置(10)の冷媒回路(11)には、第1圧縮機部(111)と第2圧縮機部(112)とが設けられる。第1圧縮機部(111)は、第1吸入配管(32)を介して第1利用側熱交換器(74)と連通する。第2圧縮機部(112)は、第2吸入配管(34)を介して第2利用側熱交換器(84)又は熱源側熱交換器(26)に連通する。第1吸入配管(32)と第2吸入配管(34)は、接続用配管(47)を介して接続される。接続用配管(47)には、開度可変の調節弁(48)が設けられる。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態の冷凍装置(10)は、例えばコンビニエンスストアに設置される。そして、この冷凍装置(10)は、食品等を陳列するための冷蔵ショーケースの庫内の冷却と、店内の空調とを同時に行うように構成される。
図1に示すように、冷凍装置(10)は、室外ユニット(20)と、冷蔵ショーケースである冷蔵ユニット(70)と、空調ユニット(80)と、制御器(120)とを備えている。室外ユニット(20)には、室外回路(21)が設けられている。冷蔵ユニット(70)には、冷蔵回路(71)が設けられている。空調ユニット(80)には、空調回路(81)が設けられている。
室外ユニット(20)は、室外回路(21)と室外ファン(23)とを備えている。室外回路(21)には、第1圧縮機部(111)を構成する第1圧縮機(24)と、第2圧縮機部(112)を構成する第2圧縮機(25)と、熱源側熱交換器である室外熱交換器(26)と、第1四方切換弁(27)と、第2四方切換弁(28)と、受液器(29)と、過冷却ユニット(50)とが接続されている。本実施形態の第1圧縮機部(111)及び第2圧縮機部(112)は、それぞれが一台の圧縮機(24,25)によって構成されている。
冷蔵ユニット(70)は、食品等を陳列するための冷蔵ショーケースである。冷蔵ユニット(70)は、冷蔵回路(71)と庫内ファン(73)とを備えている。
空調ユニット(80)は、空調回路(81)と室内ファン(83)とを備えている。
制御器(120)は、上述した各種のセンサの検出値に応じて、各種の機器(圧縮機、各種の弁、各種のファン等)を制御する。例えば、制御器(120)は、四方切換弁(27,28)を操作することによって冷凍装置(10)の運転状態を変更する動作と、第1圧縮機部(111)及び第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する動作と、流量調節弁(48)の開度を調節する動作とを行う。制御器(120)が行う動作については、後述する。
冷凍装置(10)の運転動作について説明する。冷凍装置(10)は、冷蔵・冷房運転と冷蔵・暖房運転とを選択的に行う。
冷蔵・冷房運転は、冷蔵ショーケースである冷蔵ユニット(70)の庫内を冷却し、空調ユニット(80)によって室内を冷房するための運転である。冷蔵・冷房運転中の冷凍装置(10)は、第1冷却運転と第2冷却運転と第3冷却運転とを選択的に行う。
図2に示すように、第1冷却運転中の冷凍装置(10)では、冷蔵ユニット(70)と空調ユニット(80)の両方がサーモON状態となる。第1冷却運転では、第3電磁弁(SV3)が開放状態に設定され、室内膨張弁(85)が所定開度に調節される。そして、第1冷却運転中の冷媒回路(11)では、室外熱交換器(26)が凝縮器として機能し、冷蔵熱交換器(74)が蒸発器として機能し、空調熱交換器(84)が蒸発器として機能する。
図3に示すように、第2冷却運転中の冷凍装置(10)では、冷蔵ユニット(70)がサーモOFF状態となり、空調ユニット(80)がサーモON状態となる。第2冷却運転では、第3電磁弁(SV3)が閉鎖状態に設定され、室内膨張弁(85)が所定開度に調節される。そして、第2冷却運転中の冷媒回路(11)では、室外熱交換器(26)が凝縮器として機能し、冷蔵熱交換器(74)が休止し、空調熱交換器(84)が蒸発器として機能する。
図4に示すように、第3冷却運転中の冷凍装置(10)では、冷蔵ユニット(70)がサーモON状態となり、空調ユニット(80)がサーモOFF状態となる。第3冷却運転では、第3電磁弁(SV3)が開放状態に設定され、室内膨張弁(85)が全閉状態に設定される。そして、第3冷却運転中の冷媒回路(11)では、室外熱交換器(26)が凝縮器として機能し、冷蔵熱交換器(74)が蒸発器として機能し、空調熱交換器(84)が休止する。
冷蔵・暖房運転は、冷蔵ショーケースである冷蔵ユニット(70)の庫内を冷却し、空調ユニット(80)によって室内を暖房するための運転である。冷蔵・暖房運転中の冷凍装置(10)は、第1併存運転と第2併存運転と第3併存運転と暖房運転とを選択的に行う。
第1併存運転は、空調ユニット(80)における暖房負荷に対して冷蔵ユニット(70)における冷却負荷が大きい場合に行われる。
第2併存運転は、空調ユニット(80)における暖房負荷と冷蔵ユニット(70)における冷却負荷が均衡する場合に行われる。
第3併存運転は、空調ユニット(80)における暖房負荷に対して冷蔵ユニット(70)における冷却負荷が小さい場合に行われる。
図8に示すように、暖房運転中の冷凍装置(10)では、冷蔵ユニット(70)がサーモOFF状態となり、空調ユニット(80)がサーモON状態となる。この暖房運転は、第1併存運転中、第2併存運転中、又は第3併存運転中に冷蔵ユニット(70)がサーモOFF状態となった場合に行われる。
制御器(120)は、冷凍装置(10)の運転を制御する。ここでは、冷蔵・冷房運転中に制御器(120)が行う動作と、冷蔵・暖房運転中に制御器(120)が行う動作とを説明する。
冷蔵・冷房運転中に制御器(120)が行う動作について、図9〜図11のフロー図を参照しながら説明する。
上述したように、制御器(120)は、第1冷却運転中に第1制御動作を行う。ここでは、第1制御動作について、図10を参照しながら説明する。
上述したように、制御器(120)は、第2冷却運転中に図9のステップST05の条件が成立すると、第2制御動作を行う。ここでは、第2制御動作について、図11を参照しながら説明する。
冷蔵・暖房運転中に制御器(120)が行う動作について、図12〜図14のフロー図を参照しながら説明する。
そこで、この場合、制御器(120)は、ステップST47において、第2圧縮機部(112)の運転容量を、第1吸入配管(32)内の冷媒圧力LP1が目標低圧(0.48MPa)となるように調節する。また、次のステップST48において、制御器(120)は、流量調節弁(48)を全開状態とする。この場合に流量調節弁(48)が全開状態になると、第1吸入配管(32)を流れる冷媒の一部が接続用配管(47)を通って第2吸入配管(34)へ流入する。つまり、冷蔵熱交換器(74)において蒸発した冷媒は、その一部が第2圧縮機(25)へ吸入され、残りが第1圧縮機(24)へ吸入される。
冷凍装置(10)が第1併存運転を行っている場合に制御器(120)が行う制御動作について、図13を参照しながら説明する。
冷凍装置(10)が第2併存運転を行っている場合に制御器(120)が行う制御動作について、図14を参照しながら説明する。
本実施形態の冷凍装置(10)では、第1吸入配管(32)と第2吸入配管(34)を接続する接続用配管(47)が冷媒回路(11)に設けられ、開度可変の流量調節弁(48)が接続用配管(47)に設けられる。
本実施形態の制御器(120)は、第1制御動作として次のような動作を行うものであってもよい。ここでは、本変形例の制御器(120)が行う第1制御動作について、図10に示す第1制御動作と異なる点を説明する。
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態の冷凍装置(10)は、制御器(120)が行う動作の点で、実施形態1の冷凍装置(10)と相違する。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う動作について、実施形態1の制御器(120)が行う動作と異なる点を説明する。
冷蔵・冷房運転中において、制御器(120)は、図16〜図18のフロー図に示す動作を行う。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う動作について、実施形態1の制御器(120)が行う動作と異なる点を説明する。
実施形態1の制御器(120)と同様に、本実施形態の制御器(120)は、図16のステップST02において第1制御動作を行う。ただし、本実施形態の制御器(120)が行う第1制御動作は、実施形態1の制御器(120)が行う第1制御動作と相違する。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う第1制御動作について、実施形態1の制御器(120)が行う第1制御動作と異なる点を説明する。
実施形態1の制御器(120)と同様に、本実施形態の制御器(120)は、図16のステップST06において第2制御動作を行う。ただし、本実施形態の制御器(120)が行う第2制御動作は、実施形態1の制御器(120)が行う第2制御動作と相違する。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う第2制御動作について、実施形態1の制御器(120)が行う第2制御動作と異なる点を説明する。
冷蔵・暖房運転中において、制御器(120)は、図19〜図21のフロー図に示す動作を行う。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う動作について、実施形態1の制御器(120)が行う動作と異なる点を説明する。
実施形態1の制御器(120)と同様に、本実施形態の制御器(120)は、第1併存運転用の制御動作を行う。ただし、本実施形態の制御器(120)が行う第1併存運転用の制御動作は、実施形態1の制御器(120)が行う第1併存運転用の制御動作と相違する。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う第1併存運転用の制御動作について、実施形態1の制御器(120)が行う第1併存運転用の制御動作と異なる点を説明する。
実施形態1の制御器(120)と同様に、本実施形態の制御器(120)は、第2併存運転用の制御動作を行う。ただし、本実施形態の制御器(120)が行う第2併存運転用の制御動作は、実施形態1の制御器(120)が行う第2併存運転用の制御動作と相違する。ここでは、本実施形態の制御器(120)が行う第2併存運転用の制御動作について、実施形態1の制御器(120)が行う第2併存運転用の制御動作と異なる点を説明する。
実施形態1及び2の冷凍装置(10)では、第1圧縮機部(111)と第2圧縮機部(112)のそれぞれが一台の圧縮機(24,25)によって構成されているが、第1圧縮機部(111)を複数台の圧縮機によって構成してもよいし、第2圧縮機部(112)を複数台の圧縮機によって構成してもよい。
11 冷媒回路
24 第1圧縮機(圧縮機)
25 第2圧縮機(圧縮機)
26 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
32 第1吸入配管
34 第2吸入配管
47 接続用配管
48 流量調節弁(調節弁)
74 冷蔵熱交換器(第1利用側熱交換器)
84 空調熱交換器(第2利用側熱交換器)
110 切換機構
111 第1圧縮機部
112 第2圧縮機部
Claims (17)
- 一台または複数台の圧縮機(24,25)によってそれぞれが構成される第1圧縮機部(111)及び第2圧縮機部(112)と、熱源側熱交換器(26)と、第1利用側熱交換器(74)と、第2利用側熱交換器(84)とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路(11)を備えた冷凍装置であって、
上記冷媒回路(11)は、
上記第1圧縮機部(111)に接続して該第1圧縮機部(111)を上記第1利用側熱交換器(74)に連通させる第1吸入配管(32)と、
上記第2圧縮機部(112)に接続する第2吸入配管(34)と、
上記第2吸入配管(34)が上記第2利用側熱交換器(84)に連通する状態と該第2吸入配管(34)が上記熱源側熱交換器(26)に連通する状態とを切り換えるための切換機構(110)と、
一端が上記第1吸入配管(32)に接続して他端が上記第2吸入配管(34)に接続する接続用配管(47)と、
上記接続用配管(47)に設けられた開度可変の調節弁(48)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記熱源側熱交換器(26)が凝縮器として機能し、上記第1利用側熱交換器(74)と上記第2利用側熱交換器(84)の両方が蒸発器として機能する第1冷却運転を実行可能であり、
上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量と、上記調節弁(48)の開度とを調節する制御器(120)を備え、
上記制御器(120)は、上記第1冷却運転中に上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量が所定の基準容量を下回る場合に、上記調節弁(48)を全閉状態に保ち、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が第1目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節し、上記第2吸入配管(34)の冷媒圧力が上記第1目標低圧よりも高い第2目標低圧となるように上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項2において、
上記制御器(120)は、
上記第1冷却運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が上記基準容量を下回って上記第2圧縮機部(112)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、
上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記第1目標低圧となるように上記調節弁(48)の開度を調節し、上記第2吸入配管(34)の冷媒圧力が上記第2目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節する動作、又は
上記第2吸入配管(34)の冷媒圧力が上記第2目標低圧となるように上記調節弁(48)の開度を調節し、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記第1目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節する動作を行う
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項2又は3において、
上記制御器(120)は、上記第1冷却運転中に上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量が所定の基準容量以上である場合に、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記第1目標低圧となるように上記調節弁(48)の開度を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一つにおいて、
上記熱源側熱交換器(26)が凝縮器として機能し、上記第2利用側熱交換器(84)が蒸発器として機能し、上記第1利用側熱交換器(74)が休止する第2冷却運転を実行可能であり、
上記制御器(120)は、上記第2冷却運転中に上記第2圧縮機部(112)の運転容量が上記基準容量を下回る場合に、上記調節弁(48)を全閉状態に保ち、上記第1圧縮機部(111)を停止状態に保ち、上記第2吸入配管(34)の冷媒圧力が上記第2目標低圧となるように上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項5において、
上記制御器(120)は、上記第2冷却運転中に上記第2圧縮機部(112)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が第1目標低圧となるように上記調節弁(48)の開度を調節し、上記第2吸入配管(34)の冷媒圧力が上記第2目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項6において、
上記制御器(120)は、上記第2冷却運転中に上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記第1目標低圧となるように上記調節弁(48)の開度を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項2乃至7いずれか一つにおいて、
上記熱源側熱交換器(26)が凝縮器として機能し、上記第1利用側熱交換器(74)が蒸発器として機能し、上記第2利用側熱交換器(84)が休止する第3冷却運転を実行可能であり、
上記制御器(120)は、上記第3冷却運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が上記基準容量を下回る場合に、上記調節弁(48)を全閉状態とし、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記第1目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節し、上記第2圧縮機部(112)を停止状態に保つ
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項8において、
上記制御器(120)は、上記第3冷却運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、上記調節弁(48)を全開状態とし、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記第1目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記熱源側熱交換器(26)及び上記第2利用側熱交換器(84)が凝縮器として機能し、上記第1利用側熱交換器(74)が蒸発器として機能する第1併存運転を実行可能であり、
上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量と、上記調節弁(48)の開度とを調節する制御器(120)を備え、
上記制御器(120)は、上記第1併存運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が所定の基準容量を下回る場合に、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が所定の目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節し、上記第2圧縮機部(112)を停止状態に保つ
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項10において、
上記制御器(120)は、上記第1併存運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、上記調節弁(48)を全開状態に保ち、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記熱源側熱交換器(26)が休止し、上記第2利用側熱交換器(84)が凝縮器として機能し、上記第1利用側熱交換器(74)が蒸発器として機能する第2併存運転を実行可能であり、
上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量と、上記調節弁(48)の開度とを調節する制御器(120)を備え、
上記制御器(120)は、上記第2併存運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が所定の基準容量を下回る場合に、上記調節弁(48)を全閉状態に保ち、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が所定の目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節し、上記第2圧縮機部(112)を停止状態に保つ
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項12において、
上記制御器(120)は、上記第2併存運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、上記調節弁(48)を全開状態に保ち、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記目標低圧となるように上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記第2利用側熱交換器(84)が凝縮器として機能し、上記熱源側熱交換器(26)及び上記第1利用側熱交換器(74)が蒸発器として機能する第3併存運転を実行可能であり、
上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量と、上記調節弁(48)の開度とを調節する制御器(120)を備え、
上記制御器(120)は、上記第3併存運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が所定の基準容量を下回る場合に、上記調節弁(48)を全閉状態に保ち、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が所定の目標低圧となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節し、上記第2利用側熱交換器(84)における冷媒の凝縮温度が所定の目標温度となるように上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項14において、
上記制御器(120)は、上記第3併存運転中に上記第1圧縮機部(111)の運転容量が上記基準容量以上である場合に、上記調節弁(48)を全開状態に保ち、上記第1吸入配管(32)の冷媒圧力が上記目標低圧となるように上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記第2利用側熱交換器(84)が凝縮器として機能し、上記熱源側熱交換器(26)が蒸発器として機能し、上記第1利用側熱交換器(74)が休止する加熱運転を実行可能であり、
上記第1圧縮機部(111)及び上記第2圧縮機部(112)の運転容量と、上記調節弁(48)の開度とを調節する制御器(120)を備え、
上記制御器(120)は、上記加熱運転中に上記第2圧縮機部(112)の運転容量が所定の基準容量を下回る場合に、上記調節弁(48)を全閉状態に保ち、上記第2利用側熱交換器(84)における冷媒の凝縮温度が所定の目標温度となるように上記第2圧縮機部(112)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項16において、
上記制御器(120)は、上記加熱運転中に上記第2圧縮機部(112)の運転容量が上記基準容量以上になると、上記調節弁(48)を全開状態とし、上記第2利用側熱交換器(84)における冷媒の凝縮温度が上記目標温度となるように上記第1圧縮機部(111)の運転容量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。
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