JPH02247457A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍コンテナ等に設けられる冷凍装置の運転
制御装置に関し、特に、膨張弁の開度上限値規制対策に
係るものである。

（従来の技術） 従来より、この種の冷凍装置の運転制御装置としては、
例えば、実開昭６３−４６３６０号公報に開示されたも
のがある。

すなわち、容量の調整可能な圧縮機、凝縮器、開度の調
整可能な膨張弁、蒸発器を順に接続して冷媒循環回路を
構成すると共に、凝縮器と膨張弁とをバイパスするホッ
トガスバイパスラインを設け、熱負荷が変動し、所望の
庫内設定温度に対して所定幅をもって設定された所定温
度範囲より庫内温度が高くなると、上記圧縮機の容量を
増大させると共に、膨張弁の開度を制御して庫内温度が
所定温度範囲内に入るようにしている。そして、庫内温
度が上記所定温度範囲内にあるときは、ホットガスバイ
パスラインを流れるホットガス量を制御して庫内温度が
上記庫内設定温度に収束するようにしている。

この冷凍装置の運転制御装置において、従来、定常運転
状態より圧縮機の容量を低減しようとすると、冷媒循環
回路の液ラインを流れる冷媒液量と、ホットガスバイパ
スラインを流れるホットガス量とを同時に検出しなけれ
ばならず、制御が難しくなるという問題があった。

そこで、電子膨張弁を用いて冷媒循環回路の冷媒循環量
を制御し庫内温度が所定温度になるようにしているもの
がある。この電子膨張弁は蒸発器における冷媒の出入口
温度の偏差により制御する一方、上記電子膨張弁には開
度上限値（例えば、５０％）を設定し、運転初期のプル
ダウン時における圧縮機のオーバロードを防止すると共
に、高圧カットを防止するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これでは、上記電子膨張弁の開度上限値
は、プルダウン時に対応して設定されると共に、圧縮機
の容量に無関係に一律に作用するように構成されている
。

そのため、庫内熱負荷容量が少ない等で圧縮機が減負荷
運転を行っている場合には、圧縮機の過負荷運転、高圧
カットの恐れが少ないにもかかわらず、圧縮機の最大負
６；ｊ時に相応した電子膨張弁の開度上限がなされるこ
ととなり、以下のような不都合が生じることとなる。

すなわち、庫内熱交換器である蒸発器は、庫内物品から
の移行による水分が着霜するのを防止するため、庫内温
度保持に必要な範囲内で可能な限り温度を高く保持する
ようにしている。

しかしながら、例えば、第５図に示すように、容量６７
％で圧縮機を運転している場合、電子膨張弁の開度上限
値が設定されていないと、Ｂ点で必要な冷凍能力を確保
することができるものの、上述の如（開度上限値が設定
されているため、圧縮機の容量を１００％に増加し、Ａ
点において冷凍能力を確保しなければならなかった。従
って、上記圧縮機が高容量で運転されるので、蒸発器内
の冷媒温度が低下し、若布量の減少を図りたいのにも拘
らず増加するという問題があった。また、庫内の湿度が
低下し、庫内の物品に悪影響が生じると共に、省エネル
ギ化を図れないという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、膨張弁の
開度上限を圧縮機の容量の減少に応じて増大させること
により、蒸発器内の冷媒温度を最適値に維持できるよう
にすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明が講じた手段は、第
１図に示すように、先ず、容量の調整可能な圧縮機（１
）　、　ｌ！縮器（３）、開度の調整可能な膨張弁（５
）及び蒸発器（６）を閉回路に接続してなる冷媒循環回
路（８）と、庫内熱負荷に応じて上記圧縮機（１）の容
量を制御する容量制御手段（１４）と、上記膨張弁（５
）を制御する膨張弁制御手段（１２）と、上記膨張弁（
５）の開度が予め設定された上限値になると該膨張弁（
５）の開動を阻止するように上記膨張弁制御手段（１２
）を制御する上限値規制手段（１５）と、上記圧縮機（
１）の容量制御手段（１４）からの容量信号を受けて、
上記圧縮機（１）の容量が小さくなるに従って、上記上
限値規制手段（１５）による膨張弁（５）の開度上限値
を大きくするように変更する上限値変更手段（１６）と
が設けられた構成としている。

次に、請求項（２に係る発明が諧じた手段は、請求項（
２）記載の冷凍装置の運転制御装置において、圧縮機（
１）は複数段に容量可変に構成される一方、上限値変更
手段（１６）は上記圧縮機（１）の容量段数に対応して
膨張弁（５）の開度上限値を複数種類に変更するように
構成されている。

（作用） 上記構成により、圧縮機（１）を駆動すると、冷媒が冷
媒循環回路（８）を循環する一方、膨張弁制御手段（１
２）が、例えば、吹出空気温度が設定温度に収束するよ
うに膨張弁（５）の開度を制御し、また、庫内熱負荷容
量に応じて容量制御手段（１４）が圧縮機容量を制御す
ることにより、適切な庫内温度の維持を図っている。

さて、圧縮機（１）の容量が変化すると、具体的には、
請求項（２に係る発明では、段階的に変化すると、圧縮
機（１）の容量制御手段（１４）からの容量信号を受け
た上限値変更手段（１６）が、圧縮容量の減少に従って
開度上限値を増させる。

その制御によって、上限］直規制手段（１５）は、冷凍
運転時の膨張弁（５）の開度が、圧縮容量に相応した上
限値を超えないように膨張弁制御手段（１２）を制御す
る。

そのため、蒸発器（６）には運転モードに応じた冷媒量
が供給されるため、その冷媒温度を高く保持することが
できるので、着霜の防止が図られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

第２図に示すように、（Ａ）は冷凍コンテナ等に設けら
れる冷凍装置、（１）は容量を３３％と６７％と１００
％とに３段に変更可能なアンロード付き圧縮機、（３）
は空冷ファン（Ｆｌ）及びモータ（ＭＦＩ）が付設され
た凝縮器、（４）はレシーバ、（５）は冷媒の物理状態
に応じてＰＩＤ制御される電子膨張弁、（６）は庫内フ
ァン（Ｆ２）及びモータ（ＭＦ２）が付設せられた蒸発
器、（７）はアキュムレータであり、各機器（１）、　
　（３）、　　（４）、　　（５）、　　（６）、　　
（７）は上述の順に冷媒配管により直列に接続されて、
冷媒循環回路（８）を形成しており、冷媒を圧縮機（１
）により上記冷媒循環回路（８）を流通循環させること
により、凝縮器（３）にて冷媒ガスの有する熱を庫外に
放出して冷媒ガスを液化し、蒸発器（６）にて冷媒ガス
が気化することにより庫内熱を吸収し、もって庫内を冷
却するように構成されている。

また、（２）は上記圧縮機（１）と凝縮器（３）との間
に介設された三方比例弁であり、（９）は一端が該三方
比例弁（２）に接続され、他端が上記凝縮器（３）、レ
シーバ（４）及び電子膨張弁（５）をバイパスして蒸発
器（６）の吸入側冷媒配管（１０）に接続せられたホッ
トガスバイパスラインで、該ホットガスバイパスライン
（９）はドレンパンヒータ部（１１）を備えている。ま
た、（ＨＰＳ）は高圧用圧力センサ、（Ｔｈｌ）及び（
Ｔ１１２）は蒸発器（６）の入口冷媒温度及び出口冷媒
温度を検出する冷媒温度センサであり、（Ｔｈ３）及び
（Ｔ　１１４　）は上記蒸発器（６）の吸込空気温度及
び吹田空気温度（庫内温度）を検出する空気温度センサ
である。

そして、上記各温度センサ（Ｔｈｌ）、　　（Ｔｈ２）
、　　（Ｔｈ３）、（Ｔｈ４）の検出信号は、コントロ
ーラ（２１）に入力されるように構成されており、該コ
ントローラ（２１）には、第３図に示すようにＡ／Ｄ変
換器（２３）と、Ｉ１０ボート（２４）と、ＲＡＭ　（
２５）と、ＲＯＭ（２６）とＣＰＵ　（２７）とが備え
られている。更に、上記コントローラ（２１）には、上
記電子膨張弁（５）のモータ（ＭＥＶ）を冷凍運転時に
各冷媒温度センサ（Ｔｈｌ）、　　（Ｔｈ２）の検知信
号により蒸発器（６）の出入口冷媒温度差に基づいてＰ
ＩＤ制御して開度制御を行う一方、冷蔵運転時に蒸発器
（６）の吹出側の空気温度センサ（Ｔｈ４）の検知信号
により吹出空気温度が設定値になるようにＰＩＤ制御し
て開度制御を行う膨張弁制御手段（１２）と、デフロス
ト運転時に三方比例弁（２）のモータ（ＭＶ）を制御し
、ホットガスバイパスライン（９）を流れるホットガス
量を調節するホットガス制御手段（１３）と、圧縮機（
１）の容量を制御する容量制御手段（１４）とが備えら
れている。

更に、コントローラ（２１）Ｊ’ｌには、上記電子膨張
弁（５）の開度が予め設定された上限値になると該電子
膨張弁（５）の開動を阻止するように上記膨張弁制御手
段（１２）を制御する上限値規制手段（１５）と、上記
圧縮機（１）の容量制御手段（１４）からの容量信号を
受けて、上記圧縮機（１）の容量が小さくなるに従って
、上記上限値規制手段（１５）による電子膨張弁（５）
の開度上限値を大きくするように変更する上限値変更手
段（１６）とが含まれている。

そして、具体的に上記上限値変更手段（１６）は、圧縮
機（１）容量が１００％の場合には電子膨張弁（５）の
開度上限値を５０％に、同じく圧縮機（１）容量が６７
％の場合には８０％に、同じぐ圧縮機（１）容量が３３
％の場合には１００％とするように、上記上限値規制手
段（１５）を制御する。

更にまた、第３図において、（Ｔｒ）は変圧器、（Ｓ）
は運転／停止スイッチ、（３１）は高圧圧力開閉器、（
３２）は低圧圧力開閉器、（３３）は油圧保護圧力開閉
器、（３４）、はランプスイッチ、（３５）は油圧リセ
ットスイッチ、（３６）は圧縮機保護サーモスイッチ、
（３７）は変圧器（Ｔｒ）の結線切換用、（３８）は電
圧切換用、（３９）、（４０）は圧縮機モータ用のそれ
ぞれ手動切換開閉器であり、該各間閉器（３７）〜（４
０）は全て連動している。

（ＭＣ）は圧縮機モータ、（１０ｃ）は、上記圧縮機モ
ータ（ＭＣ）を作動させると同時に凝縮器（３）の送風
ファンモータ（ＭＦＩ）への通電を許容する常開接点（
ＩＯＣ−１）を有する圧縮機リレー　（ＩＯＦ）は蒸発
器（５）の送風ファンモータ（ＭＦ２）を作動させる常
開接点（１０Ｆ−２）を有する蒸発器ファンリレー　（
２ＯＳ−１）は冷媒配管の冷媒流れを許容又は阻止する
電磁弁のリレーである。

次に、第４図のフローに基づいて、上記実施例での圧縮
機（１）の圧縮容量減少に伴う電子膨張弁（５）の開度
上限の設定値の設定手順を説明する。

冷蔵運転時、先ず、ステップＳＴＩにおいて、圧縮機（
１）の容量が検知され、次に、ステップＳＴ２において
、圧縮機（１）の容量が１００％か否かが判断され、１
００％ならば、ステップＳＴ３に進み、電子膨張弁（５
）の開度上限は５０％に設定され、しかる後、ステップ
ＳＴＩへ戻り同じ動作が繰り返される。そして、ステッ
プＳＴ２において、圧縮機（１）の容量が１００％でな
いならば、ステップＳＴ４に移り、該圧縮機（１）の容
量が６７％か否かが判断される。そして、６７％ならば
、ステップＳＴ５に進み、電子膨張弁（５）の開度上限
は８０％に設定された後、ステップＳＴＩへ戻り同じ動
作が繰り返される。

更に、ステップＳＴ４において、圧縮機（１）の容量が
６７％でないならば、ステップＳＴ６に移り、電子膨張
弁（５）の開度上限は１００％に設定された後、ステッ
プＳＴＩへ戻り同じ動作が繰り返される。

従って、冷蔵運転時などにおいて、第５図に示すように
、従来、Ａ点で圧縮機（１）を運転したのに対して、低
容量のＢ点で圧縮機（１）を運転することができるので
、蒸発器（１）の着霜を防止することができると共に、
庫内の脱湿を防止でき、且つ省エネルギ化を図ることが
できる。

尚、本実施例においては、ホットガスバイパスライン（
９）を設けたが、本発明においては必ずしも設ける必要
はない。

また、圧縮機（１）は容量段数が３８類に限られるもの
ではなく、１００％と５０％と停止状態とに変更可能な
ものでもよく、また、連続的に変更可能なものでもよい
。

また、膨張弁（５）の開度上限値も圧縮機（１）の容量
変更に対応して３種類に限られるものではなく、２種類
又は連続的に変化するものでもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明においては、圧縮機の圧縮容量に
応じた膨張弁の開度上限の設定がなされるので、圧縮機
の過負荷運転及び高圧カットの恐れなく、蒸発器の必要
とするだけの冷媒を供給し得るため、蒸発器の温度を庫
内温度保持に必要な範囲内で高く保持することができ°
、着霜の防止を図ることができる。そのため、偏流、庫
内吹出し空気温度の不均一による庫内温度分布の不均一
庫内物品の脱湿による目減り及び劣化等も減少すると共
に、圧縮機の容量低下運転による省エネルギー化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の実施例の系統図、第３図は実施例の結線図、第４図
は実施例のフロー図、第５図は各圧縮機容量における冷
凍能力と膨張弁開度との特性図である。 （１）・・・圧縮機、（３）・・・凝縮器、（５）・・
・電子膨張弁、（６）・・・蒸発器、（８）・・・冷媒
循環回路、（１２）・・・膨張弁制御手段、（１４）・
・・容量制御手段、（１５）・・・上限値規制手段、（
１６）・・・上限値変更手段。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社′代　　　
理　　　人　弁理士　前　１）　弘第４ 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　容量の調整可能な圧縮機（１），凝縮器（３）
   ，開度の調整可能な膨張弁（５）及び蒸発器（６）を閉
   回路に接続してなる冷媒循環回路（８）と、庫内熱負荷
   に応じて上記圧縮機（１）の容量を制御する容量制御手
   段（１４）と、上記膨張弁（５）の開度を制御する膨張
   弁制御手段（１２）と、上記膨張弁（５）の開度が予め
   設定された上限値になると該膨張弁（５）の開動を阻止
   するように上記膨張弁制御手段（１２）を制御する上限
   値規制手段（１５）と、上記圧縮機（１）の容量制御手
   段（１４）からの容量信号を受けて、上記圧縮機（１）
   の容量が小さくなるに従って上記上限値制御手段（１５
   ）による膨張弁（５）の開度上限値を大きくするように
   変更する上限値変更手段（１６）とを備えていることを
   特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
2. （２）　請求項（１）記載の冷凍装置の運転制御装置に
   おいて、圧縮機（１）は複数段に容量可変に構成される
   一方、上限値変更手段（１６）は上記圧縮機（１）の容
   量段数に対応して膨張弁（５）の開度上限値を複数種類
   に変更するように構成されていることを特徴とする冷凍
   装置の運転制御装置。