制冷裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種制冷裝置，能夠適當(dāng)?shù)乜刂茐嚎s機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的閥開(kāi)度，降低啟動(dòng)負(fù)荷。制冷裝置（R）由壓縮機(jī)（11）、氣體冷卻器（28）、膨脹閥（32）以及蒸發(fā)器（33）構(gòu)成制冷劑回路（1），其高壓側(cè)成為超臨界壓力。具有控制壓縮機(jī)（11）及膨脹閥（32）的控制裝置，該控制裝置基于外界氣體溫度變更壓縮機(jī)（11）啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥（32）的閥開(kāi)度?？刂蒲b置在外界氣體溫度高的情況下擴(kuò)大膨脹閥（32）的閥開(kāi)度，在外界氣體溫度低的情況下縮小膨脹閥（32）的閥開(kāi)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】制冷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、膨脹閥、蒸發(fā)器構(gòu)成制冷劑回路且高壓側(cè)成為超臨界壓力的制冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，這種制冷裝置由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、膨脹閥、蒸發(fā)器等構(gòu)成制冷劑回路，利用氣體冷卻器使由壓縮機(jī)壓縮后的制冷劑散熱并利用膨脹閥減壓之后，利用蒸發(fā)器使制冷劑蒸發(fā)，通過(guò)此時(shí)的制冷劑的蒸發(fā)來(lái)冷卻周?chē)諝?。近年?lái)，在這種制冷裝置中，由于自然環(huán)境問(wèn)題等，不能再使用氟利昂類(lèi)制冷劑。因此，作為氟利昂制冷劑的替代品，正在開(kāi)發(fā)使用作為自然制冷劑的二氧化碳。公知的是，該二氧化碳制冷劑為高低壓差大的制冷劑，臨界壓力低，通過(guò)壓縮而使制冷劑循環(huán)的高壓側(cè)成為超臨界狀態(tài)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]另外，由于專(zhuān)利文獻(xiàn)I為從制冷機(jī)向設(shè)置在超市等店鋪的多臺(tái)陳列柜(負(fù)荷設(shè)備)供給制冷劑的制冷裝置，故而設(shè)置于制冷機(jī)的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制基于制冷劑回路的低壓側(cè)壓力進(jìn)行。另外，通過(guò)控制膨脹閥的閥開(kāi)度而將蒸發(fā)器的過(guò)熱度控制成適當(dāng)值。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)2011 - 133204號(hào)公報(bào)
[0005]在此，這種制冷裝置的壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的制冷劑回路的高壓側(cè)壓力的上升被制冷劑(氣體制冷劑)向作為負(fù)荷設(shè)備的陳列柜的蒸發(fā)器的流入阻力較大地影響。而且，該流入阻力由膨脹閥的閥開(kāi)度決定。
[0006]但是，該膨脹閥(電動(dòng)膨脹閥)在能夠追隨高壓側(cè)壓力的變化的速度下不動(dòng)作。因此，以往，預(yù)先規(guī)定了膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，在壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)將膨脹閥的閥開(kāi)度作為該標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度而控制向蒸發(fā)器的流入阻力，但壓縮機(jī)停止后的制冷劑回路內(nèi)的平衡壓力根據(jù)季節(jié)而變化。
[0007]因此，在夏季，標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度過(guò)小，啟動(dòng)時(shí)制冷劑向蒸發(fā)器的流入被截住而導(dǎo)致高壓側(cè)壓力的上升，在冬季，相反地標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度過(guò)大而向蒸發(fā)器流入過(guò)多的制冷劑，通過(guò)由其導(dǎo)致的多余的冷卻能力使得低壓側(cè)壓力降低，具有產(chǎn)生壓縮機(jī)立即停止的所謂的短循環(huán)的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有的技術(shù)課題而設(shè)立的，其目的在于提供一種能夠適當(dāng)?shù)乜刂茐嚎s機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的閥開(kāi)度，降低啟動(dòng)負(fù)荷的制冷裝置。
[0009]本發(fā)明第一方面的制冷裝置，由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、膨脹閥以及蒸發(fā)器構(gòu)成制冷劑回路，其高壓側(cè)成為超臨界壓力，其中，具備控制壓縮機(jī)及膨脹閥的控制單元，該控制單元基于外界氣體溫度變更壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的閥開(kāi)度。
[0010]本發(fā)明第二方面的制冷裝置，在上述第一方面的基礎(chǔ)上，控制單元在外界氣體溫度高的情況下擴(kuò)大膨脹閥的閥開(kāi)度，在外界氣體溫度低的情況下縮小膨脹閥的閥開(kāi)度。
[0011]本發(fā)明第三方面的制冷裝置，在上述各方面的基礎(chǔ)上，包括:制冷機(jī)，其具有壓縮機(jī)及氣體冷卻器；負(fù)荷設(shè)備，其具有蒸發(fā)器及膨脹閥，控制單元具有:制冷機(jī)側(cè)控制單元，其設(shè)于制冷機(jī)，對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制；負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元，其設(shè)于負(fù)荷設(shè)備，對(duì)膨脹閥進(jìn)行控制，通過(guò)基于外界氣體溫度來(lái)修正負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元所具有的膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，從而變更膨脹閥的閥開(kāi)度。
[0012]本發(fā)明第四方面的制冷裝置，在上述方面的基礎(chǔ)上，控制單元由制冷機(jī)側(cè)控制單元、負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元以及與該制冷機(jī)側(cè)控制單元和負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的主控制單元構(gòu)成，該主控制單元從負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元接收關(guān)于膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度的數(shù)據(jù)，并且從制冷機(jī)側(cè)控制裝置接收關(guān)于外界氣體溫度的數(shù)據(jù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度進(jìn)行修正，并且將該修正后的關(guān)于膨脹閥的閥開(kāi)度的數(shù)據(jù)向負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元發(fā)送，負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元基于從主控制單元發(fā)送的關(guān)于膨脹閥的閥開(kāi)度的數(shù)據(jù)來(lái)控制膨脹閥。
[0013]本發(fā)明第五方面的制冷裝置，在上述第三方面或第四方面的基礎(chǔ)上，負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元具有壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)刻的膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度、壓縮機(jī)啟動(dòng)后的膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度分別進(jìn)行修正。
[0014]本發(fā)明第六方面的制冷裝置，在上述各方面的基礎(chǔ)上，作為制冷劑使用有二氧化碳。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，由于在由壓縮機(jī)、氣體制冷器、膨脹閥以及蒸發(fā)器構(gòu)成制冷劑回路并使高壓側(cè)成為超臨界壓力的制冷裝置中，具有控制壓縮機(jī)及膨脹閥的控制單元，該控制單元基于外界氣體溫度變更壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的閥開(kāi)度，故而如本發(fā)明第二方面地，在外界氣體溫度高、制冷劑回路的平衡壓力高的狀況下，將膨脹閥的閥開(kāi)度擴(kuò)大而防止高壓側(cè)壓力的異常上升，能夠降低壓縮機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷，并且在外界氣體溫度低、平衡壓力低的狀況下，縮小膨脹閥的閥開(kāi)度而能夠防止由冷卻性能的過(guò)剩導(dǎo)致的短循環(huán)的發(fā)生。
[0016]另外，如本發(fā)明第三方面及第四方面那樣地由制冷機(jī)側(cè)控制單元、負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元、與這些控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的主控制單元構(gòu)成控制單元，負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元具有與膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度相關(guān)的數(shù)據(jù)，主控制單元基于從制冷機(jī)側(cè)控制單元接收到的關(guān)于外界氣體溫度的數(shù)據(jù)來(lái)修正標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度的話(huà)，則即使在主控制單元與負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元之間發(fā)生了通信異常的情況等，負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元也能夠無(wú)障礙地將膨脹閥設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度。
[0017]另外，如本發(fā)明第五方面那樣地負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元具有壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度、壓縮機(jī)啟動(dòng)后的膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度分別進(jìn)行修正的話(huà)，則能夠從壓縮機(jī)的啟動(dòng)時(shí)刻到啟動(dòng)后都無(wú)障礙地執(zhí)行膨脹閥的控制。以上方面特別在以二氧化碳為制冷劑的制冷裝置中有效。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是適用本發(fā)明的一實(shí)施例的制冷裝置的制冷劑回路圖；
[0019]圖2是圖1的制冷裝置的控制裝置的框圖；
[0020]圖3是說(shuō)明圖2的控制裝置對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率控制的圖；
[0021]圖4是說(shuō)明圖2的控制裝置對(duì)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的閥開(kāi)度控制的圖。
[0022]標(biāo)記說(shuō)明
[0023]C:控制裝置(控制單元)[0024]R:制冷裝置
[0025]1:制冷劑回路
[0026]3:制冷機(jī)
[0027]4:陳列柜
[0028]8、9:制冷劑配管
[0029]11:壓縮機(jī)
[0030]24:中間冷卻器
[0031]28:氣體冷卻器
[0032]32:膨脹閥
[0033]33:蒸發(fā)器
[0034]34:制冷機(jī)側(cè)控制器(制冷機(jī)側(cè)控制單元)
[0035]35:主控制器(主控制單元)
[0036]36:陳列柜側(cè)控制器(陳列柜側(cè)控制單元)
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖1是適用本發(fā)明的對(duì)象的實(shí)施方式的制冷裝置R的制冷劑回路圖。本實(shí)施例中的制冷裝置R設(shè)置在超市等店鋪，具有制冷機(jī)3和在店內(nèi)設(shè)有一臺(tái)或多臺(tái)的陳列柜4 (負(fù)荷設(shè)備)，這些制冷機(jī)3和陳列柜4經(jīng)由單元出口 6和單元入口 7利用制冷劑配管8及9而連結(jié)，構(gòu)成規(guī)定的制冷劑回路I。
[0038]該制冷劑回路I使用高壓側(cè)的制冷劑壓力(高壓壓力)成為其臨界壓力以上(超臨界)的二氧化碳作為制冷劑。該二氧化碳制冷劑是考慮了可燃性及毒性等的對(duì)環(huán)境有益的自然制冷劑。另外，作為潤(rùn)滑油的油，例如使用礦物油(礦物質(zhì)油)、烷基苯油、醚油、酯油、PAG (聚烷撐乙二醇)等已有的油。
[0039]制冷機(jī)3具備壓縮機(jī)11。在本實(shí)施例中，壓縮機(jī)11是多級(jí)壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，由圓筒狀密閉容器12、作為驅(qū)動(dòng)元件的電動(dòng)元件13以及旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)部構(gòu)成，密閉容器12由鋼板構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)元件13被配置收納在密閉容器12的內(nèi)部空間的上部，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)部由配置在電動(dòng)元件13的下側(cè)且通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)的第一(低級(jí)側(cè))旋轉(zhuǎn)壓縮元件(第一壓縮元件)14及第二 (高級(jí)側(cè))旋轉(zhuǎn)壓縮元件(第二壓縮元件)16構(gòu)成。
[0040]壓縮機(jī)11的第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14對(duì)經(jīng)由制冷劑配管9從制冷劑回路I的低壓側(cè)吸入壓縮機(jī)11的低壓制冷劑進(jìn)行壓縮，升壓至中壓后排出，第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16將被第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14壓縮后排出的中壓制冷劑再次吸入進(jìn)行壓縮，升壓至高壓，向制冷劑回路I的高壓側(cè)排出。壓縮機(jī)11是變頻型的壓縮機(jī)，通過(guò)變更電動(dòng)元件13的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，能夠控制第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14及第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16的轉(zhuǎn)速。
[0041]在壓縮機(jī)11的密閉容器12的側(cè)面形成有與第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14連通的低級(jí)側(cè)吸入口 17、與密閉容器12內(nèi)連通的低級(jí)側(cè)排出口 18、與第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16連通的高級(jí)側(cè)吸入口 19以及高級(jí)側(cè)排出口 21。壓縮機(jī)11的低級(jí)側(cè)吸入口 17連接有制冷劑導(dǎo)入管22且與制冷劑配管9連接。
[0042]通過(guò)低級(jí)側(cè)吸入口 17吸入到第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14的低壓部的低壓(LP:正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下為2.6Mpa左右)的制冷劑氣體通過(guò)該第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14升壓至中壓(MP:正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下為5.5Mpa左右)后，向密閉容器12內(nèi)排出。由此，密閉容器12內(nèi)成為中壓(MP)。
[0043]而且，將密閉容器12內(nèi)的中壓制冷劑氣體排出的各壓縮機(jī)11的低級(jí)側(cè)排出口 18連接中壓排出配管23且與中間冷卻器24的一端連接。該中間冷卻器24對(duì)從第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14排出的中壓制冷劑進(jìn)行空冷，在該中間冷卻器24的另一端連接有中壓吸入管26，該中壓吸入管26與壓縮機(jī)11的聞級(jí)側(cè)吸入口 19連接。
[0044]通過(guò)高級(jí)側(cè)吸入口 19吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16的中壓(MP)的制冷劑氣體通過(guò)該第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16進(jìn)行第二級(jí)壓縮而成為高溫高壓(HP:正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下為9Mpa左右的超臨界壓力)的制冷劑氣體。
[0045]而且，在設(shè)于壓縮機(jī)11的第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16的高級(jí)側(cè)排出口 21連接有高壓排出配管27的一端，另一端與氣體冷卻器(散熱器)28的入口連接。20是夾設(shè)在該高壓排出配管27中的油分離器。油分離器20將從壓縮機(jī)11排出的制冷劑中的油分離并使其經(jīng)由油冷卻器25的油通路25A和電動(dòng)閥25B而返回壓縮機(jī)11的密閉容器12中。另外，55是檢測(cè)壓縮機(jī)11中的油面高度的浮動(dòng)開(kāi)關(guān)。
[0046]氣體冷卻器28對(duì)從壓縮機(jī)11排出的高壓排出制冷劑進(jìn)行冷卻，在氣體冷卻器28附近配設(shè)有對(duì)該氣體冷卻器28進(jìn)行空冷的氣體冷卻器用送風(fēng)機(jī)31。在本實(shí)施例中，氣體冷卻器28與上述的中間冷卻器24并排設(shè)置并且配設(shè)在同一風(fēng)路上。而且，氣體冷卻器28的出口經(jīng)由構(gòu)成分割循環(huán)(7 〃卜寸彳々 的分路式熱交換器(中間熱交換器)29等而與制冷劑配管8連接。
[0047]另一方面，陳列柜4設(shè)置于超市及便利店等店鋪內(nèi)，與制冷劑配管8及9連接。在陳列柜4設(shè)有膨脹閥(電動(dòng)膨脹閥)32和蒸發(fā)器33，在制冷劑配管8與制冷劑配管9之間依次連接(膨脹閥32在制冷劑配管8側(cè)，蒸發(fā)器33在制冷劑配管9側(cè))。蒸發(fā)器33與向該蒸發(fā)器33送風(fēng)的冷氣循環(huán)用送風(fēng)機(jī)53 (圖2)鄰接設(shè)置。而且，制冷劑配管9如上述所述地經(jīng)由制冷劑導(dǎo)入管22與和壓縮機(jī)11的第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14連通的低級(jí)側(cè)吸入口 17連接。由此，構(gòu)成本實(shí)施例中的制冷裝置R的制冷劑回路I。另外，圖中的標(biāo)記37為使油分離器20側(cè)為正方向的止回閥，夾設(shè)于高壓排出配管27中。
[0048]另外，實(shí)施例的制冷裝置R的制冷劑回路I為分割循環(huán)，包括:壓縮機(jī)11的第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件(低級(jí)側(cè))14、中間冷卻器24、作為使兩個(gè)流體的流動(dòng)合流的合流裝置的合流器
41、壓縮機(jī)11的第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件(高級(jí)側(cè))16、氣體冷卻器28、分路式熱交換器29、分流器
42、輔助膨脹閥(輔助電動(dòng)膨脹閥)43、膨脹閥32、蒸發(fā)器33。
[0049]分流器42為使從分路式熱交換器29流出的制冷劑分支成兩股的分流裝置。即，本實(shí)施例的分流器42將從分路式熱交換器29流出的制冷劑向第一制冷劑流和第二制冷劑流分流，使第一制冷劑流向輔助回路流動(dòng)，第二制冷劑流向主回路流動(dòng)。
[0050]圖1中的主回路是指，由第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14、中間冷卻器24、合流器41、第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16、止回閥37、油分離器20、氣體冷卻器28、分路式熱交換器29的第二流路29B、分流器42、膨脹閥32、蒸發(fā)器33構(gòu)成的環(huán)狀制冷劑回路，輔助回路是指，從分流器42依次經(jīng)由輔助膨脹閥43、分路式熱交換器29的第一流路29A而到達(dá)合流器41的回路。
[0051]從壓縮機(jī)11的第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件14排出的制冷劑在中間冷卻器24進(jìn)行了空冷后，經(jīng)由合流器41被吸入壓縮機(jī)11的第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16并被壓縮。而且，從第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件16排出并經(jīng)由止回閥37、油分流器20、氣體冷卻器28、分路式熱交換器29的第二流路29B (第二制冷劑流)、分流器42而到達(dá)膨脹閥32。因此，制冷劑在被減壓后流入蒸發(fā)器33而蒸發(fā)。在此時(shí)的吸熱作用下發(fā)揮冷卻能力。膨脹閥32將該蒸發(fā)器33的過(guò)熱度控制在適當(dāng)值。
[0052]輔助控制閥43將在分流器42分流并在輔助回路流動(dòng)的第一制冷劑流減壓。分路式熱交換器29為對(duì)由輔助膨脹閥43減壓后的輔助回路的第一制冷劑流和從氣體冷卻器28流出的第二制冷劑流進(jìn)行熱交換的熱交換器。在該分路式熱交換器29以可熱交換的關(guān)系設(shè)有第二制冷劑流流動(dòng)的第二流路29B、上述第一制冷劑流流動(dòng)的第一流路29A，第二制冷劑流在該分路式熱交換器29的第二流路29B通過(guò)，被在第一流路29A流動(dòng)的第一制冷劑流冷卻，故而能夠減小蒸發(fā)器33中的比焓。
[0053]膨脹閥32通過(guò)構(gòu)成作為后述的控制單元的控制裝置C的作為負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元的陳列柜側(cè)控制器36將閥開(kāi)度控制在適當(dāng)值，另外，輔助膨脹閥34同樣地通過(guò)構(gòu)成控制裝置C的作為制冷機(jī)側(cè)控制單元的制冷機(jī)側(cè)控制器34將閥開(kāi)度控制在適當(dāng)值，實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0054]另外，在制冷機(jī)回路I的成為超臨界壓力的高壓側(cè)、在本實(shí)施例中為制冷機(jī)3的分路式熱交換器29以及分流器42的下游側(cè)，經(jīng)由第一連通回路51而連接有制冷劑量調(diào)節(jié)罐52。在第一連通回路51中夾設(shè)有為了調(diào)節(jié)制冷機(jī)回收量而具有開(kāi)度調(diào)節(jié)功能的膨脹閥(電動(dòng)膨脹閥)56。
[0055]另外，在該制冷劑量調(diào)節(jié)罐52的上部連接有將該制冷劑量調(diào)節(jié)罐52內(nèi)和制冷劑回路I的中壓區(qū)域連通的第二連通回路58。在本實(shí)施例中，第二連通回路58的另一端作為中壓區(qū)域的一例，與制冷劑回路I的中間冷卻器24的出口側(cè)的中壓吸入管26連通。在該第二連通回路58中夾設(shè)有電磁閥59。
[0056]另外，在該制冷劑量調(diào)節(jié)罐52的下部連接有將該制冷劑量調(diào)節(jié)罐52內(nèi)下部和制冷劑回路I的中壓區(qū)域連通的第三連通回路62。在本實(shí)施例中，第三連通回路62的另一端作為中壓區(qū)域的一例而與上述輔助膨脹閥43的下游側(cè)連接，最終與制冷劑回路I的中間冷卻器24的出口側(cè)的中壓吸入管26連通。在該第三連通回路62中夾設(shè)有電磁閥63和毛細(xì)管(節(jié)流單元)64。
[0057]該制冷劑量調(diào)節(jié)罐52的膨脹閥56和電磁閥59、63由上述的制冷機(jī)側(cè)控制器34控制，基于制冷機(jī)回路I的高壓側(cè)壓力HP的上升，將膨脹閥56的閥開(kāi)度擴(kuò)大，將電磁閥59打開(kāi)，將電磁閥63關(guān)閉，在制冷劑量調(diào)節(jié)罐52內(nèi)回收制冷機(jī)，基于高壓側(cè)壓力HP的降低，將電磁閥59關(guān)閉，將電磁閥63打開(kāi)而將制冷機(jī)排出。由此，將制冷劑回路I中的循環(huán)制冷劑量控制在適當(dāng)值，防止高壓側(cè)壓力HP由于過(guò)多的循環(huán)制冷劑量而過(guò)多地上升。
[0058]另外，設(shè)有將制冷裝置R的中間冷卻器24的出口側(cè)的制冷劑回路I的中壓區(qū)域、在本實(shí)施例中為與該中間冷卻器24的出口側(cè)連接的上述第二連通回路58和制冷劑回路I的低壓側(cè)、在本實(shí)施例中為制冷劑導(dǎo)入管22連通的旁通回路71。而且，在該旁通回路71夾設(shè)有在壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)開(kāi)放而用于改善啟動(dòng)性的電磁閥72。
[0059]另外，在圖1中，PSl為與高壓排出配管27連接并檢測(cè)壓縮機(jī)11的排出壓力即制冷劑回路I的高壓側(cè)壓力HP的高壓傳感器，PS2為與制冷劑導(dǎo)入管22連接并檢測(cè)壓縮機(jī)11的吸入壓力即制冷劑回路I的低壓側(cè)壓力LP的低壓傳感器，PS3為與中壓吸入管26連接并檢測(cè)制冷劑回路I的中間壓力MP的中間壓力傳感器。[0060]另外，在圖1中，TSl為與高壓排出配管連接并檢測(cè)壓縮機(jī)11的排出制冷劑溫度的排出溫度傳感器，TS2為與氣體冷卻器28的出口連接并檢測(cè)從氣體冷卻器28流出的制冷劑溫度的氣體制冷劑出口溫度傳感器，TS3是與分路式熱交換器29的第一流路29A的出口連接的分路式出口溫度傳感器，TS4是制冷機(jī)3的出口溫度傳感器，TS5是制冷機(jī)3的入口溫度傳感器，TS6是檢測(cè)外界氣體溫度的外界氣體溫度傳感器。
[0061]接著，圖2是作為制冷裝置R的控制單元的控制裝置C的框圖。在該圖中，35是設(shè)置在店鋪的管理室等的作為主控制單元的主控制器，34是設(shè)于制冷機(jī)3的作為上述的制冷機(jī)側(cè)控制單元的制冷機(jī)控制器，36是分別設(shè)于各陳列柜的作為陳列柜側(cè)控制單元的上述的陳列柜側(cè)控制器。任一控制器均由通用的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，主控制器35以與這些制冷機(jī)側(cè)控制器34及陳列柜側(cè)控制器36 (—臺(tái)或多臺(tái))進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送的方式利用通信線進(jìn)行連接。
[0062]制冷機(jī)側(cè)控制器34的輸入有連接上述的外界氣體溫度傳感器TS6等各傳感器(在圖2中作為代表由S表示)，另外，制冷機(jī)側(cè)控制器34的輸出有連接壓縮機(jī)11 (電動(dòng)元件13 )、輔助膨脹閥43、氣體冷卻器用送風(fēng)機(jī)31、膨脹閥56、各電磁閥59、63、電動(dòng)閥25B等。陳列柜側(cè)控制器36的輸入連接有檢測(cè)陳列柜4的柜內(nèi)溫度的柜內(nèi)溫度傳感器60等，陳列柜側(cè)控制器36的輸出連接有膨脹閥32以及上述的冷氣循環(huán)用送風(fēng)機(jī)53等。
[0063]陳列柜側(cè)控制器36基于從主控制器35發(fā)送的設(shè)定溫度等各種設(shè)定數(shù)據(jù)和柜內(nèi)溫度傳感器53檢測(cè)的規(guī)定溫度等控制膨脹閥32及冷氣循環(huán)用送風(fēng)機(jī)60。另外，將本身設(shè)定的信息及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、警報(bào)相關(guān)的數(shù)據(jù)向主控制器35發(fā)送。制冷機(jī)側(cè)控制器34也基于從主控制器35發(fā)送的各種設(shè)定數(shù)據(jù)(包含后述的低壓側(cè)壓力LP的目標(biāo)范圍及停止值)和各傳感器S檢測(cè)的溫度及壓力控制與輸出連接的壓縮機(jī)11及膨脹閥43、56、各電磁閥59、63等，執(zhí)行上述的分割循環(huán)的控制及使用制冷劑量調(diào)節(jié)罐52的制冷機(jī)的回收、排出的控制。
[0064](A)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的控制
[0065]接著，使用圖3對(duì)制冷機(jī)側(cè)控制器34對(duì)壓縮機(jī)11 (電動(dòng)元件13)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的控制進(jìn)行說(shuō)明。制冷機(jī)3的制冷機(jī)側(cè)控制器34基于低壓傳感器PS2檢測(cè)的制冷機(jī)回路I的低壓側(cè)壓力LP來(lái)控制壓縮機(jī)11 (電動(dòng)元件13)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。
[0066]在該實(shí)施例的情況下，制冷機(jī)側(cè)控制器34執(zhí)行圖3所示那樣的區(qū)域控制。即，在低壓傳感器PS2檢測(cè)的低壓側(cè)壓力LP比規(guī)定目標(biāo)范圍的上限值高的區(qū)域I的情況下，使壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率每隔規(guī)定時(shí)間tl (例如10秒)上升1Hz。另外，由規(guī)定的控制界限上限使該運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的上升趨于平緩。另外，在低壓側(cè)壓力LP處于比上述目標(biāo)范圍的下限值低的區(qū)域3的情況下，使壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率每隔比上述規(guī)定時(shí)間tl短的規(guī)定時(shí)間t2 (例如I秒)下降1Hz。S卩，使壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率下降的降低速度比使其上升時(shí)的上升速度快。這是為了盡可能地防止低壓側(cè)壓力LP達(dá)到后述的停止值。也由規(guī)定的控制界限下限使該運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的降低趨于平緩。
[0067]另外，在低壓側(cè)壓力LP處于下限值以上、上限值以下的區(qū)域2的情況下、即低壓側(cè)壓力LP處于目標(biāo)范圍內(nèi)的情況下，不變更壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。由此，在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以制冷劑回路I的低壓側(cè)壓力LP成為目標(biāo)范圍內(nèi)的方式使壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率上升或下降。
[0068]另外，例如由于連接的全部陳列柜4的膨脹閥32關(guān)閉等，即使通過(guò)壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的控制，低壓側(cè)壓力也比下限值更低且降低到比下限值低的規(guī)定的停止值以下，成為區(qū)域4的情況下，制冷機(jī)側(cè)控制器34使壓縮機(jī)11停止。
[0069]若壓縮機(jī)11停止，則制冷機(jī)側(cè)控制器34在規(guī)定時(shí)間(再啟動(dòng)禁止時(shí)間)禁止壓縮機(jī)11的啟動(dòng)。在此期間，制冷劑回路I內(nèi)的高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力成為平衡壓力。之后，由于陳列柜4的柜內(nèi)溫度上升等而將膨脹閥32打開(kāi)，低壓側(cè)壓力LP比規(guī)定的再啟動(dòng)值(例如上述的上限值)更高地上升的情況下，以經(jīng)過(guò)了再啟動(dòng)禁止時(shí)間為條件，制冷機(jī)控制器34將壓縮機(jī)11啟動(dòng)。
[0070](B)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定化控制
[0071]然后，說(shuō)明壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定化控制。如前所述，制冷機(jī)控制器34進(jìn)行以低壓側(cè)壓力LP處于目標(biāo)范圍內(nèi)的方式使壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率上升或下降，使壓縮機(jī)11停止的控制，但壓縮機(jī)11停止后的制冷劑回路I內(nèi)的平衡壓力根據(jù)外界氣體溫度而不同，在外界氣體溫度高的夏季，平衡壓力變高，在外界氣體溫度低的冬季，平衡壓力變低。
[0072]而且，若在平衡壓力高的狀態(tài)下啟動(dòng)壓縮機(jī)11，則由于低壓側(cè)壓力LP處于區(qū)域I，壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率立即上升到較高值。另一方面，由于陳列柜4的蒸發(fā)器33變冷，故而低壓側(cè)壓力LP急劇降低并達(dá)到停止值，使壓縮機(jī)11停止。因此，壓縮機(jī)11反復(fù)頻繁地啟停(所謂的短循環(huán))，并且運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的所謂過(guò)沖也變大，高壓側(cè)壓力P也異常地上升。
[0073]相反地，若在平衡壓力低的狀態(tài)下啟動(dòng)壓縮機(jī)11，則陳列柜4側(cè)的負(fù)荷(冷氣負(fù)荷)也變小且蒸發(fā)器33也變冷，故而低壓側(cè)壓力LP急劇降低仍然達(dá)到停止值而使壓縮機(jī)11陷入頻繁地反復(fù)啟停的狀態(tài)。
[0074]因此，本發(fā)明的制冷機(jī)側(cè)控制器34在壓縮機(jī)11啟動(dòng)后，監(jiān)視低壓傳感器PS2檢測(cè)的制冷劑回路I的低壓側(cè)壓力LP的變化，在判斷為低壓側(cè)壓力LP的下降速度為規(guī)定的規(guī)定值以上的情況下(驟減)，即使低壓側(cè)壓力LP處于上述區(qū)域1，也禁止壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的上升。
[0075]由此，在制冷劑回路I內(nèi)為平衡壓力的狀態(tài)下啟動(dòng)壓縮機(jī)11之后，在低壓側(cè)壓力LP急劇地降低的狀況下禁止壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的上升，故而能夠?qū)殡S著壓縮機(jī)11啟動(dòng)后的低壓側(cè)壓力LP的急劇降低，該低壓側(cè)壓力L達(dá)到停止值且立即停止的不良情況防患于未然。因此，能夠消除制冷裝置R在啟動(dòng)時(shí)壓縮機(jī)11反復(fù)地頻繁啟停的問(wèn)題，能夠早早地使運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定化。
[0076](C)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥的閥開(kāi)度控制
[0077]然后，對(duì)壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥32的控制進(jìn)行說(shuō)明。如上所述地壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)的制冷劑回路I的高壓側(cè)壓力HP的上升被制冷劑(氣體制冷劑)向陳列柜4的蒸發(fā)器33的流入阻力較大地影響，但該流入阻力由膨脹閥32的閥開(kāi)度決定。但是，該膨脹閥(電動(dòng)膨脹閥)32在不能夠追隨高壓側(cè)壓力HP的變化的速度下不進(jìn)行動(dòng)作。
[0078]因此，以往預(yù)先設(shè)定有膨脹閥32的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，在壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)將膨脹閥32的閥開(kāi)度作為該標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度而控制向蒸發(fā)器33的流入阻力，但如上所述地，由于壓縮機(jī)11停止后的制冷劑回路I內(nèi)的平衡壓力根據(jù)季節(jié)而變化，故而在夏季，標(biāo)準(zhǔn)化閥開(kāi)度過(guò)小而導(dǎo)致高壓側(cè)壓力HP的上升，在冬季，相反地標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度過(guò)大而使過(guò)多的制冷劑流入蒸發(fā)器33，由過(guò)多的冷卻能力導(dǎo)致低壓側(cè)壓力LP降低，如前所述地使壓縮機(jī)11立即停止(短循環(huán))。
[0079]因此，主控制器35基于外界氣體溫度對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度進(jìn)行修正，變更壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥32的閥開(kāi)度。圖4表示閥開(kāi)度控制的情況。首先，在圖4的右側(cè)中央表示該實(shí)施例中的膨脹閥32的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，在其上下表示有修正值(變化量)。圖4的左側(cè)表示外界氣體溫度的變遷。
[0080]在實(shí)施例的情況下，膨脹閥32的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度被區(qū)分為壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)刻的閥開(kāi)度(即，啟動(dòng)時(shí)的閥開(kāi)度)和啟動(dòng)后的閥開(kāi)度，在該陳列柜4的情況下，啟動(dòng)時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度為150脈沖，啟動(dòng)后的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度為120脈沖，預(yù)先設(shè)有陳列柜側(cè)控制器36。另外，該脈沖數(shù)表示電動(dòng)膨脹閥即膨脹閥32的閥開(kāi)度，在全閉狀態(tài)下為零(0)，脈沖數(shù)越大，閥開(kāi)度越擴(kuò)大。
[0081]主控制器35在陳列柜4與制冷劑配管8、9連接且陳列柜側(cè)控制器36與主控制35連接時(shí)，從陳列柜側(cè)控制器36收到并讀取與該標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度相關(guān)的數(shù)據(jù)。另外，從制冷機(jī)側(cè)控制器34接收并讀取外界氣體溫度傳感器TS6檢測(cè)的關(guān)于外界氣體溫度的數(shù)據(jù)。
[0082]而且，主控制器35基于從制冷機(jī)側(cè)控制器34接收到的外界氣體溫度，在外界氣體溫度高的情況下，將從陳列柜側(cè)控制器36讀取的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度向擴(kuò)大方向修正，在外界氣體溫度低的情況下，將標(biāo)準(zhǔn)化閥開(kāi)度向縮小方向修正并變更。在實(shí)施例的情況下，外界溫度上升而到達(dá)30°C以上時(shí)，在啟動(dòng)時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度以及啟動(dòng)后的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度上分別加上150脈沖(變化量)，在外界氣體溫度降低而達(dá)到10°C以下時(shí)，從啟動(dòng)時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度以及啟動(dòng)后的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度分別減去50脈沖(變化量)。
[0083]S卩，在外界氣體溫度為30°C以上的情況下(平衡壓力高)，啟動(dòng)時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度擴(kuò)大到300脈沖，啟動(dòng)后的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度擴(kuò)大到280脈沖。另一方面，在外界氣體溫度為10°C以下的情況下(平衡壓力低)，啟動(dòng)時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度縮小到100脈沖，啟動(dòng)后的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度縮小到70脈沖。
[0084]另外，外界氣體溫度上升且從15°C以上的狀態(tài)進(jìn)一步上升而達(dá)到30°C之前、以及外界氣體溫度下降且從25°C以下的狀態(tài)進(jìn)一步下升而達(dá)到10°C之前，主控制器35不進(jìn)行上述的控制。另外，圖4左側(cè)的箭頭標(biāo)記不重合的圖示意味著遲滯。
[0085]而且，如前所述地制冷機(jī)側(cè)控制器34啟動(dòng)壓縮機(jī)11時(shí)，該制冷機(jī)側(cè)控制器34將啟動(dòng)預(yù)告(開(kāi)始預(yù)告)的數(shù)據(jù)向主控制器35發(fā)送。主控制器35從該制冷機(jī)側(cè)控制器34接收到啟動(dòng)預(yù)告時(shí)，將與如上所述地修正后的膨脹閥32的啟動(dòng)時(shí)刻的閥開(kāi)度或未修正的閥開(kāi)度(即標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度)相關(guān)的數(shù)據(jù)向陳列柜側(cè)控制器36發(fā)送。陳列柜側(cè)控制器36在壓縮機(jī)11的啟動(dòng)時(shí)刻(實(shí)際上在其之前)將膨脹閥32控制成從主控制器35接收到的膨脹閥32的啟動(dòng)時(shí)刻的閥開(kāi)度，并且在啟動(dòng)后將膨脹閥32控制成接收到的啟動(dòng)后的閥開(kāi)度。
[0086]這樣，基于外界氣體溫度變更壓縮機(jī)11啟動(dòng)時(shí)的膨脹閥32的閥開(kāi)度，在外界氣體溫度高且制冷劑回路I的平衡壓力高的狀況下，擴(kuò)大膨脹閥32的閥開(kāi)度而能夠防止高壓側(cè)壓力HP的異常上升，能夠降低壓縮機(jī)11的啟動(dòng)負(fù)荷，并且在外界氣體溫度低且平衡壓力低的狀況下，能夠縮小膨脹閥32的閥開(kāi)度，防止冷卻性能的過(guò)剩導(dǎo)致的短循環(huán)的發(fā)生。
[0087]另外，陳列柜側(cè)控制器36在從主控制器35未接收到與修正后的閥開(kāi)度相關(guān)的數(shù)據(jù)的情況下，利用自身設(shè)有的標(biāo)準(zhǔn)化閥開(kāi)度控制膨脹閥32。即，在實(shí)施例的情況下，膨脹閥32的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度具有陳列柜4的陳列柜側(cè)控制閥36，故而在主控制器35與陳列柜側(cè)控制器36之間產(chǎn)生了通信異常的情況等，從壓縮機(jī)11的啟動(dòng)時(shí)刻到啟動(dòng)后，陳列柜側(cè)控制器36也能夠無(wú)障礙地將膨脹閥32設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度。[0088]另外，在實(shí)施例中，利用區(qū)域控制將低壓側(cè)壓力LP控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，但不限于此，即使通過(guò)所謂PID控制等控制為目標(biāo)值，本發(fā)明也是有效的。另外，實(shí)施例所示的各數(shù)值不限于此，應(yīng)根據(jù)制冷裝置的規(guī)模及用途而適當(dāng)變更。
【權(quán)利要求】
1.一種制冷裝置，由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、膨脹閥以及蒸發(fā)器構(gòu)成制冷劑回路，其高壓側(cè)成為超臨界壓力，其特征在于， 具備控制所述壓縮機(jī)及膨脹閥的控制單元， 所述控制單元基于外界氣體溫度變更所述壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的所述膨脹閥的閥開(kāi)度。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于， 所述控制單元在外界氣體溫度高的情況下擴(kuò)大所述膨脹閥的閥開(kāi)度，在外界氣體溫度低的情況下縮小所述膨脹閥的閥開(kāi)度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制冷裝置，其特征在于， 包括:制冷機(jī)，其具有所述壓縮機(jī)及氣體冷卻器；負(fù)荷設(shè)備，其具有所述蒸發(fā)器及膨脹閥， 所述控制單元具有:制冷機(jī)側(cè)控制單元，其設(shè)于所述制冷機(jī)，對(duì)所述壓縮機(jī)進(jìn)行控制；負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元，其設(shè)于所述負(fù)荷設(shè)備，對(duì)所述膨脹閥進(jìn)行控制， 通過(guò)基于外界氣體溫度來(lái)修正所述負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元所具有的所述膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，從而變更所述膨脹閥的閥開(kāi)度。
4.如權(quán)利要求3所述的制冷裝置，其特征在于， 所述控制單元由所述制冷機(jī)側(cè)控制單元、所述負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元以及與該制冷機(jī)側(cè)控制單元和負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的主控制單元構(gòu)成，該主控制單元從所述負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元接收關(guān)于所述膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度的數(shù)據(jù)，并且從所述制冷機(jī)側(cè)控制裝置接收關(guān)于外界氣體溫度的數(shù)據(jù)，對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度進(jìn)行修正，并且將該修正后的關(guān)于所述膨脹閥的閥開(kāi)度的數(shù)據(jù)向所述負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元發(fā)送，所述負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元基于從所述主控制單元發(fā)送的關(guān)于所述膨脹閥的閥開(kāi)度的數(shù)據(jù)來(lái)控制所述膨脹閥。
5.如權(quán)利要求3或4所述的制冷裝置，其特征在于， 所述負(fù)荷設(shè)備側(cè)控制單元具有所述壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)刻的所述膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度、所述壓縮機(jī)啟動(dòng)后的所述膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)閥開(kāi)度分別進(jìn)行修正。
6.如權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的制冷裝置，其特征在于， 作為制冷劑使用有二氧化碳。
【文檔編號(hào)】F25B49/02GK103851817SQ201310627518
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】三原一彥, 石井武, 柴田勛男, 小柴勝, 真野誠(chéng) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社