JPH0573982B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、冷凍装置に関するものであり、特
に被冷却物の鮮度維持を確保し、かつ冷媒中に混
じつた油を効果的に圧縮機に戻すようにした冷凍
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として第２図に示すものが
あつた。第２図において、１は並列圧縮式冷凍装
置、２は複数台のシヨーケース２ａ，２ｂ，２ｃ
の組合せで構成された冷却装置である。並列圧縮
式冷凍装置１は水冷式の凝縮器１ａあるいは空冷
式凝縮器（図示せず）の下流側に接続される受液
器の上に圧縮機の定格容量比がほぼ２対１に選定
されている大容量の圧縮機１ｂと小容量の圧縮機
１ｃの２台が並列に搭載されており、かつ各圧縮
機１ｂと１ｃの冷媒吐出管１ｄおよび吸入管１ｅ
が互いに並列接続されている。なお、１ｆは各圧
縮機１ｂと１ｃのクランク室を相互に連通させる
均圧均油管である。

また、５は、低圧側の冷媒圧力を検出する出力
検出部３の出力信号と収束させようとする低圧側
の冷媒圧力を設定する圧力設定部４で設定された
冷媒圧力との圧力差に応じて上記圧縮機１ｂと１
ｃを個別に運転・停止の制御を行う制御部であ
る。

７は、上記圧縮機１ｂ，１ｃのうち、１台のみ
運転している時間を積算する圧縮機片肺運転時間
積算部である。また、６は上記圧縮機単独運転時
間積算部７が所定時間に達すると、上記圧縮機１
ｂ，１ｃを２台とも一定時間停止させると共に上
記圧縮機単独運転時間積算部７の積算時間を０と
し、かつ定格容量が異なる上記２台の圧縮機１
ｂ，１ｃの運転を開始する圧縮機容量設定部であ
る。

また、第３図に示すように、通常圧力領域は、
上記圧力設定部４によつて設定される容量アツプ
圧力値、容量ダウン圧力値、低圧カツト値の３つ
によつて、並列圧縮式冷凍装置１に容量アツプ信
号を出す容量アツプ圧力値以上の領域ニと、並列
圧縮式冷凍装置１に容量ダウン信号も容量アツプ
信号も出さない容量ダウン圧力値以上で、かつ容
量アツプ圧力値未満の領域ハと、並列圧縮式冷凍
装置１に容量ダウン信号を出す容量ダウン圧力値
未満の領域ロと、並列圧縮式冷凍装置１に停止信
号を出す低圧カツト値以下の領域イの４つに分け
られる。

次に動作について説明する。たとえば、冷却装
置２の冷凍負荷に対する所要の冷凍能力を得るた
めの所要動力が15である場合に、一方の圧縮機
１ｂの定格容量は、10、他方の圧縮機１ｃの定
格容量は５に選定される。

一方、複数台のシヨーケース２ａ，２ｂ，２ｃ
からなる冷却装置２では、各シヨーケースの使用
状況によつて冷却負荷は０から100％まで大幅に
変動する。

ここで、冷凍負荷が少なくなると、冷凍サイク
ルの低圧側の冷媒圧力が下がり、これに伴つて圧
力検出部３から制御部５に出力される圧力検出信
号のレベルも低下する。

制御部５では、上記圧力検出信号を基準値（容
量アツプ圧力値あるいは容量ダウン圧力値）と比
較する比較回路を有しているため、圧力検出信号
が容量ダウン圧力値よりも低い場合、すなわち、
領域ロの場合には、制御部５は並列圧縮式冷凍装
置１の容量が低下するように制御し、冷却能力を
下げる。このようにして冷却能力が下げられる
と、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力が上昇し、
領域ハに収束し、運転は安定する。

また、冷却負荷が高い場合には、冷凍サイクル
の低圧側の冷媒圧力が上昇し、これに伴つて圧力
検出部３から制御部５に出力される圧力検出信号
のレベルが上昇する。この結果、圧力検出信号が
容量アツプ圧力値よりも高い場合、すなわち、領
域ニの場合には、制御部５は並列圧縮式冷凍装置
１の容量がアツプするように制御し、冷却能力を
増加させる。このようにして冷却能力が増加する
と、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力は低下し、
領域ハに収束し、運転は安定する。なお、圧力検
出部３が領域ニあるいは領域ロの圧力を検出した
後、制御部５より出力される容量アツプ信号、あ
るいは容量ダウン信号が発生するまでの時間は同
じである。

なお、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力が低圧
カツト値以下すなわち領域イになつた場合、圧縮
機１ｂ，１ｃは直ちに停止するようになつてい
る。

したがつて、上記の冷凍負荷変動に対し、冷凍
負荷が33％以下の部分負荷時には定格容量５の
圧縮機１ｃのみが単独運転される。また、冷凍負
荷が33〜66％の範囲では定格容量10の圧縮機１
ｂのみが単独運転される。

さらに、冷凍負荷が66〜100％になれば圧縮機
１ｂと１ｃが同時に並列運転される。この容量制
御運転の推移を示せば、第４図のようになる。

すなわち、第４図に示されているように圧縮機
の定格容量比がほぼ２対１に選定されている大小
の圧縮機を選択的に運転・停止制御することによ
つて０、33、66、100％の４段階の容量制御運転
を行うことができる。

また、一般に冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機
においては、圧縮機の潤滑油が冷媒中に重量比で
0.5〜１％混入する。この混入された潤滑油は冷
媒が液体状であれば冷媒によく混ざるが、冷媒が
気化されると冷媒に混ざらず分離する。従つて、
従来の冷凍装置においては、次に説明するように
冷媒に混入した潤滑油が圧縮機に戻らず、圧縮機
内の潤滑油が減少することがあつた。

従来の冷凍装置において、例えば複数個の被冷
却部たとえばシヨーケースの夫々に冷却器２ａ，
２ｂ，２ｃを備えた冷凍装置においては、シヨー
ケース個々の温度管理のために、個々のシヨーケ
ースに温度調節器及び冷媒の流れを制御する液ラ
イン電磁弁を設けて、個々のシヨーケースの温度
制御を行つていた。この場合、例えばシヨーケー
スが３台あり、３台のシヨーケースを個別に制御
する冷凍装置において、夜間の負荷軽減によつて
１台の冷却器２ａだけ長時間運転する場合があ
る。この時には負荷が軽減されているため、冷凍
装置は冷却器２ａの蒸発温度が下つた状態で運転
することになり、圧縮機１ｂ，１ｃの吸入管中の
冷媒ガス流速が減少する。冷媒ガス流速が減少す
ると冷媒ガスと分離した潤滑油は、圧縮機１ｂ，
１ｃへの戻りが悪くなり、圧縮機１ｂ，１ｃ内の
潤滑油が減少して圧縮機軸受等の摺動部が焼損す
る恐れがあつた。

また、上記冷却器２ａの１台を運転する負荷軽
減を予想して圧縮機１ｂ，１ｃの吸入管径を小さ
くして冷媒ガス流速を確保するようにすると、冷
却器２ａ，２ｂ，２c8台を運転する大負荷時に
は、冷媒ガス流速が非常に速くなり、圧縮機１
ｂ，１ｃの吸入管での圧力損失が極めて大きくな
る。このため、圧縮機１ｂ，１ｃの圧縮能力が減
少し、冷凍装置の冷凍能力が減少する欠点があつ
た。

このような欠点を除去するために、上述のよう
に冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力に応じて、冷
凍装置の容量を変化させ、吸入側の蒸発温度を一
定に保つ、いわゆる容量制御運転を行ない、負荷
の低減に伴なう吸入側圧力の低下で圧縮機１ｂ，
１ｃのうち、１台のみが運転する時間を圧縮機単
独運転時間積算部７で積算し、その値が所定時間
に達すると、圧縮機容量設定部６により、上記圧
縮機１ｂ，１ｃを２台とも一定時間停止させると
共に上記圧縮機単独運転時間積算部７の積算時間
を０とし、かつ定格容量が異る上記２台の圧縮機
１ｂ，１ｃの並行運転より運転を開始するように
なつている。すなわち、圧縮機１ｂ，１ｃの一定
時間の停止により、高圧側の液冷媒が低圧側に戻
り、低圧側の冷媒圧力を上昇させ、圧縮機１ｂ，
１ｃの運転再開により吸入管中の冷媒ガスの流速
が増加して、低負荷運転時に吸入管中に溜つた潤
滑油を圧縮機１ｂ，１ｃに一気に戻すことによつ
て、上記圧縮機１ｂ，１ｃ内潤滑油の減少が防が
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の冷凍装置は以上のように構成されている
ので、２台の圧縮機のうち１台のみが運転してい
る時間が所定時間に達すると、２台の圧縮機が停
止し、被冷却物の鮮度が保持されないという欠点
があつた。

この発明は、上記のような従来の問題点を解消
するためになされたもので、圧縮機を停止させる
時間をできるだけ短くして、被冷却物の鮮度を保
持するとともに、吸入管中に溜つた潤滑油を効果
的に圧縮機に戻すようにした冷凍装置を提供する
ことを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明においては、冷凍サイクルの低圧側に
おける冷媒圧力を圧力検出部で検出して圧力検出
信号を発生させ、収束させようとする冷媒圧力を
圧力設定部で設定するとともに、上記圧力検出信
号が収束させようとする冷媒圧力以上か、以下か
を判定し、冷凍機の容量制御を行うための容量制
御用出力信号を発生する制御部と、上記圧縮機が
１台のみ運転している時間を積算する圧縮機単独
運転時間積算部と、上記圧縮機単独運転時間積算
部の積算時間が所定時間に達すると、上記圧縮機
を２台とも一定時間停止させると共に上記圧縮機
単独運転時間積算部の積算時間を０とし、かつ上
記２台の圧縮機の運転を開始する圧縮機容量設定
部と、上記２台の圧縮機の連続並行運転時間が所
定時間に達すると、上記圧縮機単独運転時間積算
部の積算時間を０とする圧縮機単独運転時間補正
部とを設けることにより冷凍装置を構成して上記
目的を達成するものである。

〔作用〕

この発明における冷凍装置は、上記２台の圧縮
機の連続並行運転時間が所定時間に達すると、圧
縮機単独運転時間補正部の機能により、上記圧縮
機単独運転時間積算部の積算時間が０になるの
で、圧縮機を停止させる時間をできるだけ短くす
ることができ、被冷却物の鮮度が保持されるとと
もに、吸入管中に溜つた潤滑油を効果的に圧縮機
に戻すことができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明における冷凍装置の一実施
例を示す構成図であつて、第２図と同一部分は同
一符号を用いて示してある。図において、８は圧
縮機単独運転時間補正部であり、定格容量が異る
上記２台の圧縮機１ｂ，１ｃの並行運転が所定時
間に達すると、上記圧縮機単独運転時間積算部７
の積算時間を０にする機能を有している。

次に動作について説明する。上記圧縮機単独運
転時間積算部７で上記圧縮機１ｂ，１ｃのうち、
１台のみが運転している時間を積算し、例えば、
４分になると圧縮機容量設定部６により、上記圧
縮機１ｂ，１ｃを２台とも一定時間、例えば、３
分間停止させると共に上記圧縮機単独運転時間積
算部７の積算時間（48分）を０とし、かつ定格容
量が異る上記２台の圧縮機１ｂ，１ｃの並行運転
より運転を開始するようになつている。ところ
で、上記圧縮機単独運転時間補正部８により、定
格容量が異る上記２台の圧縮機１ｂ，１ｃの並行
連続運転時間を積算し、所定時間、例えば、10分
になつたとき、上記圧縮機単独運転時間積算部７
の積算時間が43分になつていても、上記圧縮機単
独運転時間積算部７の積算時間を０に戻して、０
より積算するようになつている。

したがつて、圧縮機を停止させる時間をできる
だけ短くして、被冷却物の鮮度を保持するととも
に、圧縮機１ｂ，１ｃの一定時間の停止により、
高圧側の液冷媒が低圧側に戻り、低圧側の冷媒圧
力を上昇させ、圧縮機１ｂ，１ｃの運転再開によ
り吸入管中の冷媒ガスの流速が増加して、低負荷
運転時に吸入管中に溜つた潤滑油を圧縮機１ｂ，
１ｃに一気に戻すことによつて、上記圧縮機１
ｂ，１ｃ内潤滑油の減少を防止できる。

また、上記実施例では２台の圧縮機により、容
量制御を行つているが、インバータの出力周波数
を変え上記圧縮機の容量を制御する場合において
も、冷媒中に混じつた油を効果的に圧縮機に戻す
ために、上記圧縮機の出力周波数が所定値、例え
ば40Hz以下で運転される時間を積算して、その値
が所定値、例えば48分に達すると、上記圧縮機を
一定時間、例えば、３分間停止させた後、２台の
圧縮機の並行運転に入る。そして連続並行運転時
間が、所定時間、例えば10分になつたとき、上記
圧縮機の低周波数運転時間積算部の積算時間を０
とすることにより同様な効果が得れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明における冷凍装
置は、冷凍サイクルの低圧側における冷媒圧力を
圧力検出部で検出して圧力検出信号を発生させ、
収束させようとする冷媒圧力説底部で設定すると
ともに、上記圧力検出信号が収束させようとする
冷媒圧力以上か、以下かを判定し、冷凍機の容量
制御を行うための容量制御用出力信号を発生する
制御部と、上記圧縮機が１台のみ運転している時
間を積算する圧縮機単独運転時間積算部と、上記
圧縮機単独運転時間積算部が所定時間に達する
と、上記圧縮機を２台とも一定時間停止させると
共に上記圧縮機単独運転時間積算部の積算時間を
０とし、かつ上記２台の圧縮機の運転を開始する
圧縮機容量設定部と、上記２台の圧縮機の連続並
行運転時間が所定時間に達すると、上記圧縮機単
独運転時間積算部の積算時間を０とする圧縮機単
独運転時間補正部を備えているので、圧縮機を停
止させる時間をできるだけ短くすることができ、
被冷却物の鮮度が保持されるとともに、吸入管中
に溜つた潤滑油を効果的に圧縮機に戻すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による冷凍装置の一実施例を
示す構成図、第２図は従来の冷凍装置を示す構成
図、第３図は低圧側の冷媒圧力の領域を示す図、
第４図は第２図の冷凍装置の容量制御運転の説明
図である。 図において、１ａは凝縮器、１ｂ，１ｃは圧縮
機、２ａ〜２ｃは冷却器、３は圧力検出部、４は
圧力設定部、５は制御部、６は圧縮機容量設定
部、７は圧縮機単独運転時間積算部、８は圧縮機
単独運転時間補正部である。なお、図中、同一符
号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれ並列に接続された吸入管及び吐出管
   を有する２台の圧縮機、これらの圧縮機から吐出
   される冷媒を凝縮液化する凝縮器、及びこの凝縮
   器から送出される冷媒を蒸発気化する冷却器が閉
   回路を形成するように順次配管接続された冷凍回
   路、この冷凍回路の低圧側の冷媒圧力を検出し、
   この冷媒圧力に応じた圧力検出信号を発生する圧
   力検出部、収束させようとする上記低圧側の冷媒
   圧力の収束圧力値を設定する圧力設定部、上記圧
   力検出信号が上記収束圧力値以上か以下かを判定
   し、その判定結果に基づき、上記冷凍機の容量制
   御を行うための容量制御用出力信号を発生する制
   御部、上記圧縮機が１台のみ運転している時間を
   積算する圧縮機単独運転時間積算部、上記圧縮機
   単独運転時間積算部の積算時間が所定時間に達す
   ると、上記圧縮機を２台とも一定時間停止させる
   と共に上記圧縮機単独運転時間積算部の積算時間
   を０とし、かつ上記２台の圧縮機の運転を開始す
   る圧縮機容量設定部、及び上記２台の圧縮機の連
   続並行運転時間が所定時間に達すると、上記圧縮
   機単独運転時間積算部の積算時間を０とする圧縮
   機単独運転時間補正部とを備えたことを特徴とす
   る冷凍装置。