JP6827547B2 - 冷凍空調装置および制御装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態1に係る冷凍空調装置について説明する。図1は、本実施の形態1に係る冷凍空調装置100の構成の一例を示す概略図である。図1に示すように、冷凍空調装置100は、室外機1と、室内機2と、制御装置3とで構成されている。室外機1と室内機2とは、接続配管5Aおよび5Bで接続されている。
(室外機1)
室外機1は、圧縮機11および凝縮器12を備えている。圧縮機11は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機11は、例えば、圧縮機周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等からなる。圧縮機11の圧縮機周波数は、制御装置3によって制御される。凝縮器12は、図示しない室外機ファンから供給される室外空気と、圧縮機11から吐出された冷媒との間で熱交換を行い、冷媒の熱を室外空気に放熱して冷媒を凝縮させる。
室内機2は、膨張弁21および蒸発器22を備えている。膨張弁21は、冷媒を膨張させる。膨張弁21は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁またはキャピラリで構成される。膨張弁21の開度は、蒸発器22の出口における過熱度を適正な値にして圧縮機11に液冷媒が吸入されることがないように、制御装置3によって制御される。
冷凍空調装置100によって冷却運転が行われる場合の動作について説明する。低温低圧の冷媒が圧縮機11によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器12に流入する。凝縮器12に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となって凝縮器12から流出する。
膨張弁21に流入した冷媒は、膨張弁21によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器22に流入する。
制御装置3は、庫内温度センサ6を含む冷凍空調装置100の各部に設けられた各種センサ等による検知結果に基づき、圧縮機11の圧縮機周波数および膨張弁21の開度等を制御する。特に、制御装置3は、蒸発温度ETが目標蒸発温度ETtgtとなるように、圧縮機11の圧縮機周波数を制御する。また、制御装置3は、蒸発器22の出口における過熱度を適正な値にして圧縮機11に液冷媒が吸入されることがないように、膨張弁21の開度を制御して膨張弁21を流れる冷媒の流量等を制御する。
本実施の形態1では、庫内温度RTがサーモON値TONからサーモOFF値TOFFに達するまでの冷却運転時間Topeに対して、目標となる設定冷却運転時間Tope_setが設けられる。そして、目標蒸発温度設定部34は、冷却運転時間Topeが設定冷却運転時間Tope_set以上となるように、目標蒸発温度ETtgtを制御する。
目標蒸発温度設定部34は、冷却運転時間Topeが設定冷却運転時間Tope_set以上となるように、目標蒸発温度ETtgtを変更する。本実施の形態1では、基準庫内温度RTrefに対する庫内温度RTの大きさに基づき、目標蒸発温度ETtgtが変更される。
図5は、本実施の形態1における予冷運転時の庫内温度制御処理の一例を示すフローチャートである。ステップS1において、温度比較部31は、庫内温度センサ6で検知された庫内温度RTと、記憶部35に記憶されたサーモON値TONとを比較する。
図7は、本実施の形態1における庫内温度制御処理による庫内温度RTの制御の具体例を示すグラフである。図7を参照して、庫内温度RTの制御例について説明する。図7において、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度RTおよび目標蒸発温度ETtgtを示す。図7に示す例では、目標蒸発温度ETtgtの初期値が「ET1」に設定されているものとする。
図7において、時刻t0から時刻t6までの運転は予冷運転である。まず、時刻t0において、庫内温度RTがサーモON値TONに達することにより、目標蒸発温度ETtgtの初期値を「ET1」として冷却運転が開始される。これにより、庫内温度RTがサーモON値TONから低下する。
図7において、時刻t7以降の運転は実冷却運転である。時刻t7において、庫内温度RTがサーモON値TONに達することにより、目標蒸発温度ETtgtの初期値を「ET2」として冷却運転が開始される。これにより、庫内温度RTがサーモON値TONから低下する。
次に、本発明の実施の形態2に係る冷凍空調装置について説明する。本実施の形態2に係る冷凍空調装置は、冷却運転時間Topeの変化に基づいて目標蒸発温度ETtgtを調整する点で、実施の形態1と相違する。
図8は、本実施の形態2における庫内温度制御処理の一例を示すフローチャートである。図8を参照して、本実施の形態2における庫内温度RTの制御方法について説明する。
図9は、本実施の形態2における庫内温度制御処理による庫内温度RTの制御の具体例を示すグラフである。図9を参照して、庫内温度RTの制御例について説明する。図9において、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度RTおよび目標蒸発温度ETtgtを示す。図9に示す例では、目標蒸発温度ETtgtの初期値が「ET1」に設定されているものとする。
次に、本発明の実施の形態3に係る冷凍空調装置について説明する。本実施の形態3に係る冷凍空調装置は、冷却運転停止時間Tstと、圧縮機11に設定された冷却運転の停止から開始までの最低待機時間である再起動防止時間との関係に基づいて目標蒸発温度ETtgtを調整する点で、実施の形態1および2と相違する。
図10は、本実施の形態3における庫内温度制御処理の一例を示すフローチャートである。図10を参照して、本実施の形態3における庫内温度RTの制御方法について説明する。
判断の結果、冷却運転停止時間Tstが再起動防止時間よりも長い場合、目標蒸発温度設定部34は、ステップS58において、目標蒸発温度ETtgtを現在の温度よりも高く設定する。
図11は、本実施の形態3における庫内温度制御処理による庫内温度RTの制御の具体例を示すグラフである。図11を参照して、庫内温度RTの制御例について説明する。図11において、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度RTおよび目標蒸発温度ETtgtを示す。図11に示す例では、目標蒸発温度ETtgtの初期値が「ET1」に設定されているものとする。
次に、本発明の実施の形態4に係る冷凍空調装置について説明する。本実施の形態4に係る冷凍空調装置は、庫内温度RTに基づいて圧縮機11の圧縮機周波数または膨張弁21を流れる冷媒の流量を調整する点で、実施の形態1〜3と相違する。なお、本実施の形態4において、実施の形態1〜3と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図12は、本実施の形態4に係る冷凍空調装置200の構成の一例を示す概略図である。図12に示すように、冷凍空調装置200は、室外機1と、室内機2と、制御装置203とで構成されている。
図14は、本実施の形態4における庫内温度制御処理による庫内温度RTの制御の具体例を示すグラフである。図14を参照して、庫内温度RTの制御例について説明する。図14に示す例は、圧縮機11の圧縮機周波数を制御するものであり、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度RTおよび圧縮機周波数を示す。図14に示す例では、目標蒸発温度ETtgtが一定となるように設定されているものとする。
次に、本発明の実施の形態5に係る冷凍空調装置について説明する。庫内の負荷は、時間帯および季節によって一定の傾向を有することがある。例えば、庫内に収容される収容物の量またはドアの開閉等は、決められた時間帯によって一定の変動が生じる。
次に、本発明の実施の形態6に係る冷凍空調装置について説明する。冷凍空調装置を初めて使用する場合、または長期間使用しなかった後に再度使用を開始する場合などにおいては、庫内温度が非常に高くなっていることがある。このような場合に、通常通り起動させて使用を開始しても、庫内温度RTが目標温度に達するまでには、時間がかかってしまう。そこで、本実施の形態6に係る冷凍空調装置では、初めて使用する場合または再使用する場合に、庫内温度RTが迅速に目標温度に達するように制御する。
Claims (10)
- 圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が接続され、庫内を冷却する冷凍空調装置であって、
庫内温度を検知する温度センサと、
前記蒸発器の蒸発温度が目標蒸発温度になるように、前記圧縮機の圧縮機周波数または前記膨張弁の開度を制御し、前記庫内温度が冷却運転を開始する温度であるサーモON値に達した際に行われる冷却運転と、前記庫内温度が前記冷却運転を停止する温度であるサーモOFF値に達した際に行われる冷却運転の停止とを繰り返し行う制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記庫内温度と、前記サーモON値および前記サーモOFF値とを比較する温度比較部と、
前記サーモON値から前記サーモOFF値に達するまでの冷却運転時間、または前記サーモOFF値から前記サーモON値に達するまでの冷却運転停止時間を計時する計時部と、
前記冷却運転時間または前記冷却運転停止時間に基づき、前記目標蒸発温度を調整する目標蒸発温度設定部と、
前記蒸発温度が前記目標蒸発温度設定部で設定された目標蒸発温度となるように、前記圧縮機の圧縮機周波数または前記膨張弁の開度を制御する運転制御部と、
前記サーモON値、前記サーモOFF値、前記冷却運転時間および前記冷却運転停止時間を記憶する記憶部と
を有し、
前記目標蒸発温度設定部は、
前記冷却運転時間が設定冷却運転時間以上となるように前記目標蒸発温度を調整する
冷凍空調装置。 - 前記計時部は、
前記設定冷却運転時間よりも短い、前記目標蒸発温度を更新する更新時間を計時し、
前記記憶部は、
前記更新時間を記憶し、
前記目標蒸発温度設定部は、
冷却運転開始から前記更新時間が経過する毎に、前記目標蒸発温度を調整する
請求項1に記載の冷凍空調装置。 - 前記記憶部は、
前記設定冷却運転時間中の基準となる庫内温度の時間的な温度変化を示す基準庫内温度を記憶し、
前記目標蒸発温度設定部は、
前記冷却運転中に前記更新時間に到達した際の庫内温度と、前記庫内温度に対する基準庫内温度とを比較し、
前記庫内温度が前記基準庫内温度よりも高い場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも低く設定し、
前記庫内温度が前記基準庫内温度と等しい場合に、現在の目標蒸発温度を維持し、
前記庫内温度が前記基準庫内温度よりも低い場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも高く設定する
請求項2に記載の冷凍空調装置。 - 前記記憶部は、
前記目標蒸発温度の初期値を記憶し、
前記目標蒸発温度設定部は、
前記冷却運転時間が前記設定冷却運転時間に到達した際に、前記目標蒸発温度を前記初期値に設定する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍空調装置。 - 前記目標蒸発温度設定部は、
前記冷却運転時間が前記設定冷却運転時間よりも短い場合には、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも高く設定し、
前記冷却運転時間が前記設定冷却運転時間以上である場合には、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも低く設定する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍空調装置。 - 前記目標蒸発温度設定部は、
前記庫内温度が前記サーモON値となった場合に、直前の冷却運転停止時間と、1つ前の冷却運転停止時間とを比較し、
前記直前の冷却運転停止時間が前記1つ前の冷却運転停止時間以上である場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも高く設定し、
前記直前の冷却運転停止時間が前記1つ前の冷却運転停止時間よりも短い場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも低く設定する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷凍空調装置。 - 前記目標蒸発温度設定部は、
前記庫内温度が前記サーモOFF値となった場合に、直前の冷却運転時間と、1つ前の冷却運転時間とを比較し、
前記直前の冷却運転時間が前記1つ前の冷却運転時間以上である場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも低く設定し、
前記直前の冷却運転時間が前記1つ前の冷却運転時間よりも短い場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも高く設定する
請求項1に記載の冷凍空調装置。 - 前記記憶部は、
前記圧縮機に設定された前記冷却運転の停止から開始までの最低待機時間である再起動防止時間を記憶し、
前記目標蒸発温度設定部は、
前記冷却運転停止時間と前記再起動防止時間とを比較し、
前記冷却運転停止時間が前記再起動防止時間よりも長い場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも高く設定し、
前記冷却運転停止時間が前記再起動防止時間と等しい場合に、現在の目標蒸発温度を維持し、
前記冷却運転停止時間が前記再起動防止時間よりも短い場合に、前記目標蒸発温度を現在の目標蒸発温度よりも低く設定する
請求項1に記載の冷凍空調装置。 - 前記記憶部は、
前記庫内温度に対する閾値を記憶し、
前記目標蒸発温度設定部は、
起動時の前記庫内温度が前記閾値以上である場合に、調整した目標蒸発温度をさらに設定調整量だけ低下させる
請求項1〜8のいずれか一項に記載の冷凍空調装置。 - 圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が接続され、庫内を冷却する冷凍空調装置の制御装置であって、
庫内温度が冷却運転を開始する温度であるサーモON値に達した際に行われる冷却運転と、前記庫内温度が前記冷却運転を停止する温度であるサーモOFF値に達した際に行われる冷却運転の停止とを繰り返し行い、
前記庫内温度と、前記サーモON値および前記サーモOFF値とを比較する温度比較部と、
前記サーモON値から前記サーモOFF値に達するまでの冷却運転時間、および前記サーモOFF値から前記サーモON値に達するまでの冷却運転停止時間を計時する計時部と、
前記冷却運転時間または前記冷却運転停止時間に基づき、前記蒸発器の蒸発温度に対する目標蒸発温度を調整する目標蒸発温度設定部と、
前記蒸発温度が前記目標蒸発温度設定部で設定された目標蒸発温度となるように、前記圧縮機の圧縮機周波数または前記膨張弁の開度を制御する運転制御部と、
前記サーモON値、前記サーモOFF値、前記冷却運転時間および前記冷却運転停止時間を記憶する記憶部と
を有し、
前記目標蒸発温度設定部は、
前記冷却運転時間が設定冷却運転時間以上となるように前記目標蒸発温度を調整する
制御装置。
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