JP5068354B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
Refrigeration equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5068354B2 JP5068354B2 JP2010197305A JP2010197305A JP5068354B2 JP 5068354 B2 JP5068354 B2 JP 5068354B2 JP 2010197305 A JP2010197305 A JP 2010197305A JP 2010197305 A JP2010197305 A JP 2010197305A JP 5068354 B2 JP5068354 B2 JP 5068354B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- frost
- evaporator
- evaporation temperature
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Defrosting Systems (AREA)
Description
本発明は、冷蔵冷凍倉庫に設置される冷凍装置等の蒸発器において、冷媒温度を制御することにより、蒸発器フィン表面に生成される霜の密度を高密度化し、結果、霜の高さ方向の成長を抑制し、冷却運転時間を延長可能とするものである。 The present invention increases the density of frost generated on the surface of the evaporator fin by controlling the refrigerant temperature in an evaporator such as a refrigeration apparatus installed in a refrigerated warehouse, resulting in the frost height direction. It is possible to suppress the growth of water and extend the cooling operation time.
冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器とで構成され、その冷凍サイクル回路内に冷媒が充填されている。圧縮機で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器に送り込まれる。凝縮器に流れ込んだ冷媒は、空気に熱を放出することにより液化する。液化した冷媒は、膨張手段で減圧されて気液二相状態となり、蒸発器にて周囲空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機へ戻る。 The refrigeration apparatus includes a compressor, a condenser, expansion means, and an evaporator, and a refrigerant is filled in the refrigeration cycle circuit. The refrigerant compressed by the compressor becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant and is sent to the condenser. The refrigerant that has flowed into the condenser is liquefied by releasing heat into the air. The liquefied refrigerant is decompressed by the expansion means to be in a gas-liquid two-phase state, and is gasified by absorbing heat from ambient air in the evaporator and returns to the compressor.
冷蔵冷凍倉庫においては、倉庫内を10℃より低い温度帯に制御しなければならない。そのときの冷媒の蒸発温度は0℃より低くなるため、蒸発器フィン表面に霜が発生する。霜が発生すると、風量低下及び熱抵抗の増大により、冷却能力が低下するため、定期的に霜を取り除く除霜運転が必要となってくる。 In a refrigerated warehouse, the inside of the warehouse must be controlled to a temperature range lower than 10 ° C. Since the refrigerant evaporating temperature at that time is lower than 0 ° C., frost is generated on the evaporator fin surface. When frost is generated, the cooling capacity is reduced due to a decrease in the air volume and an increase in thermal resistance. Therefore, a defrosting operation that periodically removes frost is required.
除霜運転は、冷却運転を停止し、蒸発器及びドレンパンに設置したヒータで加熱することで行われるため、庫内温度上昇や、消費電力増大といった問題が発生していた。 Since the defrosting operation is performed by stopping the cooling operation and heating with a heater installed in the evaporator and the drain pan, problems such as an increase in internal temperature and an increase in power consumption have occurred.
そこで、蒸発器の吸込空気温度と湿度を計測し、計測した外気温度と湿度から定まる各空気状態に対応する着霜しない蒸発温度の下限値をあらかじめ設定して、実際の蒸発温度をあらかじめ設定した着霜しない蒸発温度以上に制御して着霜を抑制するものがある。(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, the intake air temperature and humidity of the evaporator were measured, the lower limit value of the evaporation temperature corresponding to each air condition determined from the measured outside air temperature and humidity was set in advance, and the actual evaporation temperature was set in advance. Some control frost formation by controlling the temperature to be equal to or higher than the evaporation temperature at which no frost formation occurs. (For example, refer to Patent Document 1).
また、運転開始時などの庫内温度が設定温度よりも高い状態から庫内温度まで冷やし込むプルダウン運転時に、蒸発温度を高くして着霜領域拡大を抑制し、プルダウン運転時における着霜領域の拡大に起因する冷却能力の低下を抑えるものがある。(例えば、特許文献2参照)。 Also, during pull-down operation where the internal temperature is higher than the set temperature, such as at the start of operation, the evaporating temperature is increased to suppress the expansion of the frost area and the frost area during pull-down operation is suppressed. There is a thing which suppresses the fall of the cooling capacity resulting from expansion. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、吸込空気温度と湿度から決定される着霜しない蒸発温度以上で運転するものに関しては、冷却能力不足が発生し、庫内温度が設定温度に到達せず入庫品の品質が低下する問題がある。庫内温度を設定温度に保つためには、ある程度蒸発温度を下げなければならず、したがって蒸発器の着霜を避けることは出来ない。 However, for those that operate above the evaporating temperature that does not form frost, which is determined from the intake air temperature and humidity, there is a problem that the cooling capacity is insufficient, the internal temperature does not reach the set temperature, and the quality of the goods received decreases. is there. In order to keep the inside temperature at the set temperature, the evaporation temperature must be lowered to some extent, and therefore frosting of the evaporator cannot be avoided.
また、プルダウン時にのみ着目して、プルダウン時に庫内温度が設定温度域に到達するまで、蒸発温度が所定値以上となるように制御して着霜領域の拡大を抑制するものに関しては、プルダウン後の着霜領域拡大が問題となってくる。実際プルダウン時よりも、プルダウン後の運転時間のほうが長いため、プルダウン後の着霜領域拡大を抑制することも重要である。 Also, focusing on only when pulling down, control the evaporation temperature to be equal to or higher than a predetermined value until the internal temperature reaches the set temperature range when pulling down. The expansion of the frost formation area becomes a problem. Since the operation time after the pull-down is longer than the actual pull-down, it is also important to suppress the frosting area expansion after the pull-down.
本発明は、上記の課題を考慮してなされたもので、蒸発器の着霜状態を検知し、その検知した着霜状態に基づいて、プルダウンから除霜運転に至るまで、冷却不足にならない範囲で蒸発温度を上げた運転を行うことにより、蒸発器のフィン表面に生成される霜の密度を高くし、それにより霜の成長を抑制して、冷却運転時間を延長できるようにするものである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and detects the frosting state of the evaporator, and based on the detected frosting state, the range in which the cooling does not become insufficient from the pull-down to the defrosting operation. By increasing the evaporation temperature, the density of frost generated on the fin surface of the evaporator is increased, thereby suppressing frost growth and extending the cooling operation time. .
本発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を備えた冷媒回路を有する冷凍装置において、蒸発器の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段、蒸発器の着霜量を検知する着霜検知手段、圧縮機の回転数を調整する圧縮機回転数調整手段を備え、着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、蒸発温度検出手段の検出値が決定された冷却能力不足を生じない蒸発温度になるように、圧縮機回転数調整手段で圧縮機の回転数を調整する。 The refrigerating apparatus of the present invention is a refrigerating apparatus having a refrigerant circuit including a compressor, a condenser, an expansion means, and an evaporator. Evaporation temperature detecting means for detecting the evaporation temperature of the evaporator; Frosting detection means for adjusting the rotation speed of the compressor, and determining the evaporation temperature that does not cause a lack of cooling capacity according to the detection result of the frosting detection means. The rotation speed of the compressor is adjusted by the compressor rotation speed adjusting means so that the evaporating temperature at which the detected value is determined does not cause the cooling capacity shortage.
この発明の冷凍装置は、着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、蒸発温度検出手段の検出値がその冷却能力不足を生じない蒸発温度になるように、圧縮機回転数調整手段で圧縮機の回転数を調整する。これにより、冷凍装置は冷却不足に陥ることなく、蒸発器の表面に生成される霜を高密度化して霜の成長を抑制することができる。したがって、冷却運転において、蒸発器を構成しているフィン間の霜による閉塞が遅延され、冷却運転時間が延長される。その結果、除霜回数が減少し、庫内温度上昇や消費電力増大が抑制されることとなる。 According to the refrigeration apparatus of the present invention, an evaporation temperature that does not cause insufficient cooling capacity is determined according to the detection result of the frost detection means, and the detected value of the evaporation temperature detecting means becomes an evaporation temperature that does not cause insufficient cooling capacity. Then, the rotation speed of the compressor is adjusted by the compressor rotation speed adjusting means. Thereby, the refrigeration apparatus can suppress the growth of frost by densifying the frost generated on the surface of the evaporator without falling under cooling. Therefore, in the cooling operation, blockage due to frost between the fins constituting the evaporator is delayed, and the cooling operation time is extended. As a result, the number of times of defrosting is reduced, and the rise in the internal temperature and the increase in power consumption are suppressed.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態における冷凍装置の概略図である。冷凍装置1は圧縮機2、凝縮器3、膨張弁等の膨張手段4、蒸発器5などから成る冷凍サイクル回路(冷媒回路)、凝縮器用ファン6、及び蒸発器用ファン7を含んで構成され、蒸発器5、蒸発器用ファン7は冷凍庫12の内部に設置される。また、冷凍装置1は、圧縮機回転数検出手段8、圧縮機回転数調整手段9、蒸発温度検出手段10、庫内温度検出手段11、蒸発器5の着霜量を検出する着霜検知手段21を備えている。なお、上記の圧縮機回転数検出手段8、蒸発温度検出手段10、庫内温度検出手段11は、それらを測定するセンサ等からなる。また圧縮機回転数調整手段9は、電子回路やマイクロコンピュータで構成できる。
FIG. 1 is a schematic diagram of a refrigeration apparatus according to an embodiment of the present invention. The
着霜検知手段21は、たとえば、図2のように赤外領域の波長をもった光を照射できる発光ダイオード(LED)からなる発光素子21aと、同じくフォトダイオード(PD)からなる受光素子21bと、それらに接続された制御装置22から構成されている。制御装置22による制御により、発光素子21aから発光された光が、蒸発器5を構成しているフィン5aで反射し、受光素子21bにかえってくる。このかえってくる光の量に応じて、電流等を出力することで、フィン5aへの着霜量を検知する。
なお着霜検知手段21には、庫外空気温度と蒸発温度とを利用するもの、フィン間若しくはフィンと電極との間の静電容量を利用するもの、フィンの放射温度を利用するものなど、他の着霜検知手段を採用しても良い。
The frost detection means 21 includes, for example, a
The frost detection means 21 uses the outside air temperature and the evaporation temperature, uses the capacitance between the fins or between the fins and the electrode, uses the radiation temperature of the fins, etc. Other frost detection means may be employed.
次に動作について説明する。図1に示す冷凍装置1において、圧縮機2で圧縮された冷媒は高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器3に送り込まれる。凝縮器3に流れ込んだ冷媒は、凝縮器用ファン6により導入される空気に熱を放出することにより液化する。液化した冷媒は膨張手段4に流れ込む。液状態の冷媒は膨張手段4で減圧されて気液二相流状態となり、蒸発器5に送り込まれ、蒸発器用ファン7で導入される空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機2へ戻される。
Next, the operation will be described. In the
蒸発器5での冷媒の蒸発温度が0℃以下の場合、空気中に存在している水分が蒸発器5に付着し、霜となって堆積する。その堆積量は時間とともに増加する。その結果、蒸発器5を構成しているフィン5aに付着した霜による熱抵抗、通風抵抗増加により、図3に示すように、時間とともに蒸発器5の冷却能力が低下する。そのため、例えば図4(b)の蒸発器を側面から見た模式図に示すように、冷凍・冷蔵倉庫に用いられる冷却装置の蒸発器5にヒータ23を設け、ヒータ23の熱を利用して除霜運転により霜を融かすことができるようにしている。また、除霜時には、ドレン水の受け皿であるドレンパン24をドレンパンヒータ25で加熱し、ドレン水が再凍結しないようにしている。
When the evaporation temperature of the refrigerant in the
通常、冷凍装置は蒸発温度を低めにして運転を行い、庫内温度が設定温度に到達したら圧縮機運転を停止(サーモ・オフ)し、設定温度からある値以上高くなったら圧縮機運転を再開(サーモ・オン)することで庫内温度を設定温度に保っている。この際、蒸発温度が必要以上に低いと、低密度な霜が成長し積層高さ方向に霜が成長しやすくなり、蒸発器5のフィン間の閉塞(単に、フィン閉塞ともいう)を早めてしまうことになる。 Normally, the refrigeration unit operates at a lower evaporation temperature, stops the compressor operation (thermo-off) when the internal temperature reaches the set temperature, and resumes the compressor operation when the set temperature rises above a certain value. (Thermo-on) keeps the internal temperature at the set temperature. At this time, if the evaporation temperature is lower than necessary, low-density frost grows and frost tends to grow in the stacking height direction, and the closure between the fins of the evaporator 5 (simply referred to as fin closure) is accelerated. Will end up.
フィン閉塞が早くなるということは、蒸発器5の能力低下が早くなり、除霜運転間隔が短くなるということである。したがって、除霜運転による庫内温度上昇抑制、消費電力増大抑制のためには、霜の積層高さ方向の成長を遅延化してフィン閉塞を遅らせ、除霜運転間隔を長くする必要がある。
The fact that the fins are closed earlier means that the capacity reduction of the
蒸発器5と着霜検知手段21の位置関係を図4(a)及び図5 の蒸発器を上側から見た模式図に示す。この場合において、図5のように蒸発器5のフィン5aに霜40が付着すると、発光素子21aから発せられた光が霜で反射される。その反射光量は図6の上段に示すように、霜層厚さに応じて受光素子21bに戻る光量が増加する。また、図6の下段に示すように、受光素子21bに戻る光量に応じて、着霜検知手段21の出力(例えば電流に変換した出力値)も変化するので、着霜検知手段21の出力からフィン5aに生成された霜の厚さが検知可能となる。
The positional relationship between the
一方、蒸発器5のフィン5aに生成される霜は、条件によって密度が異なる。例えば、同一空気温湿度条件では、フィン5aの表面温度、すなわち蒸発器5における冷媒の蒸発温度が高いほど高密度な霜が生成され、逆に蒸発温度が低いほど低密度な霜が生成される。これを図7の空気線図で説明する。図7に示すように、蒸発温度ET、庫内温度(空気温度)Ta、空気露点温度Tdpとすると、(Tdp-ET)/(Ta-ET)が小さいほど、生成される霜の密度は高くなる。霜の密度は温度境界層厚さにも関係し、温度境界層厚さが厚いほど密度は低くなり、温度境界層厚さが薄いほど密度は高くなるが、ここでは温度境界層厚さは一定と考える。
On the other hand, the density of the frost generated on the
つまり、同一空気温湿度条件であれば、低蒸発温度よりも高蒸発温度で運転を行うことで、高密度な霜を成長させ霜の積層高さ方向の成長を抑制させることが可能となる。図8は、時間の経過と蒸発器のフィンに生成される霜高さとの関係を、冷媒の2つの蒸発温度(低蒸発温度、高蒸発温度)との関係で示した図である。図8からは、高蒸発温度の方が低蒸発温度に比べて霜の高さ方向の成長が遅れ、除霜運転間隔を延長できることが可能となることがわかる。また、図8は着霜検知手段21で検知した霜高さにより除霜運転開始判定が可能なことも示している。 In other words, under the same air temperature and humidity conditions, by operating at a higher evaporation temperature than at a low evaporation temperature, it is possible to grow high-density frost and suppress the growth of frost in the stacking height direction. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the passage of time and the height of the frost generated on the fins of the evaporator in terms of the relationship between the two evaporation temperatures (low evaporation temperature and high evaporation temperature) of the refrigerant. From FIG. 8, it is understood that the growth in the frost height direction is delayed at the high evaporation temperature compared to the low evaporation temperature, and the defrosting operation interval can be extended. FIG. 8 also shows that the defrosting operation start determination can be made based on the frost height detected by the frost detection means 21.
しかしながら、ただ、蒸発温度を上昇させるだけでは、冷却能力が不足して庫内温度が上昇してしまう可能性がある。また、着霜が進むにつれて、風量低下、及び熱抵抗が増大し、同一蒸発温度でも冷却能力は低下するため、蒸発温度を着霜状況に応じて決定するのは困難となる。 However, simply increasing the evaporation temperature may cause insufficient cooling capacity and increase the internal temperature. Further, as the frosting progresses, the air volume decreases and the thermal resistance increases, and the cooling capacity decreases even at the same evaporation temperature. Therefore, it is difficult to determine the evaporation temperature according to the frosting state.
そこで本実施の形態1では、蒸発器5の着霜量を検知する着霜検知手段21を備え、着霜検知手段21により検知した霜層厚さを基に冷却能力不足にならない範囲で、蒸発温度を最も高くする制御を可能にしている。以下にその制御内容を説明する。
Therefore, in the first embodiment, the frost detection means 21 for detecting the amount of frost formation of the
図9に本実施の形態1による冷凍装置の制御フローの一例を示す。冷却運転開始後、S-1では、ある任意の蒸発温度ETで運転する。蒸発温度ETは圧縮機回転数調整手段9で圧縮機2の回転数を変化させることで調整する。S-2では、庫内温度検出手段11で検出した庫内温度が設定温度に達したかどうかを判定する。S-2で庫内温度が設定温度に達したと判断すると、S-3で、サーモ・オフ(サーモOFF)しない蒸発温度ETを決定する。
FIG. 9 shows an example of a control flow of the refrigeration apparatus according to the first embodiment. After starting the cooling operation, in S-1, the operation is performed at an arbitrary evaporation temperature ET. The evaporation temperature ET is adjusted by changing the rotational speed of the
サーモ・オフしない蒸発温度ETの決定は、例えば次のように行う。圧縮機2のサーモ・オフ後、それが再びサーモ・オン(サーモON)する際に、蒸発温度ETをサーモ・オフ前の蒸発温度ETから、あらかじめ決めた値だけ上昇させる。この動作を繰り返すことでサーモ・オフしない蒸発温度ET(特にその限界付近値)を決定することができる。予め決められた値とは、例えば1℃などである。
The determination of the evaporation temperature ET that does not perform thermo-off is performed as follows, for example. When the
S-3でサーモ・オフしない蒸発温度ETを決定して、その蒸発温度ETを維持するように圧縮機周波数を調整しながら運転を継続すると、フィン5aへの着霜が進んでいき、風量低下と熱抵抗増加により冷却能力が低下する。冷却能力が低下すると、蒸発温度ETを下げて能力を上げる必要がある。
When the evaporation temperature ET that does not thermo-off is determined in S-3 and the operation is continued while adjusting the compressor frequency so as to maintain the evaporation temperature ET, frosting on the
そこで、S-4では、着霜検知手段21で検知した蒸発器5のフィン5aの霜層厚さが予め決められた厚さt_f0以上かどうか判定し、t_f0以上である場合は、S-5でその霜層厚さに応じて能力低下を予測し、蒸発温度ETを決定する。
Therefore, in S-4, it is determined whether the frost layer thickness of the
ここで、霜層厚さに応じた蒸発温度ETの決定方法について説明する。S-3における無着霜時(運転初期)の風量をVa_i、蒸発温度をET_i、庫内温度をTa_i、とし、S-5(現在)における風量をVa、決定する蒸発温度をET、庫内温度をTa、着霜検出手段21で検出された霜層厚さをt_fとする。 Here, a method of determining the evaporation temperature ET according to the frost layer thickness will be described. Va_i for non-frosting (initial stage of operation) in S-3, Va_i for evaporation temperature, Ta_i for chamber temperature, Va for S-5 (current), ET for evaporation temperature to be determined, and chamber interior The temperature is Ta, and the frost layer thickness detected by the frost detection means 21 is t_f.
S-3における運転開始時の能力Q_iは、空気の密度をρaとすると、以下の式(1)の関係が成り立つと考えて良い。 The capacity Q_i at the start of operation in S-3 may be considered to hold the relationship of the following formula (1), where ρa is the air density.
Q_i = Va_i×(Ta_i-ET_i)×ρa (1) Q_i = Va_i x (Ta_i-ET_i) x rho (1)
また、S-5における冷却必要能力はS-3における冷却必要能力Q_iとほぼ等しいと考えて良く、以下の式(2)の記関係が成り立つ。 Further, it may be considered that the required cooling capacity in S-5 is substantially equal to the required cooling capacity Q_i in S-3, and the following relationship is established.
Q_i = Va×(Ta-ET)×ρa (2) Q_i = Va × (Ta-ET) × ρa (2)
また、空気の密度ρaは一定と考えてよく、上記2つの式から以下の式(3)が成り立つ。 The air density ρa may be considered constant, and the following equation (3) is established from the above two equations.
Va_i×(Ta_i-ET_i)=Va×(Ta-ET) (3) Va_i x (Ta_i-ET_i) = Va x (Ta-ET) (3)
以上より、S-5で決定される蒸発温度ETは以下の式(4)で求められる。 From the above, the evaporation temperature ET determined in S-5 is obtained by the following equation (4).
ET=(Va_i/Va)×(ET_i-Ta_i)+ Ta (4) ET = (Va_i / Va) x (ET_i-Ta_i) + Ta (4)
ここで、初期風量Va_iは機器固有の値で、ET_iはS-3で決定され、庫内温度Ta_i、Taは庫内温度検出手段11によって検出された値であるので、蒸発温度ETを決定する際に不明な値は、現在の風量Vaである。 Here, the initial air volume Va_i is a value unique to the device, ET_i is determined in S-3, and the internal temperature Ta_i, Ta is a value detected by the internal temperature detection means 11, so the evaporation temperature ET is determined. The unknown value is the current air volume Va.
現在の風量Vaについては、着霜検知手段21で検出された霜層厚さtfから、以下のようにして推算する。 The current air volume Va is estimated from the frost layer thickness tf detected by the frost detection means 21 as follows.
まず、霜層厚さtfから次式(5)で表される閉塞率αを算出する。ここで、FPは蒸発器5のフィン5a間のピッチ、FTはフィン5aの板厚を示す。
First, the blockage rate α expressed by the following equation (5) is calculated from the frost layer thickness tf. Here, FP represents the pitch between the
α=2×tf/(FP-FT) (5) α = 2 × tf / (FP-FT) (5)
無着霜時の風量に対する現在の風量の比(風量比)βと閉塞率αの関係は図10に示すように、上に凸の曲線となる。この曲線は、β=−α^2+1のように簡単な式で近似可能で、霜層厚さtfから閉塞率αを算出することで、現在の風量比βが算出できる。前述した近似式は、ここに示したものに限らず、機器によって最も良くあう近似式、例えば、β=−α^4+1等他のものを用いても良い。 The relationship between the current air volume ratio (air volume ratio) β to the air volume during non-frosting and the blockage rate α is an upwardly convex curve as shown in FIG. This curve can be approximated by a simple equation such as β = −α ^ 2 + 1, and the current air flow ratio β can be calculated by calculating the blockage rate α from the frost layer thickness tf. The approximate expression described above is not limited to the one shown here, but an approximate expression that best suits the device, such as β = −α ^ 4 + 1, may be used.
風量比βが算出できたら、初期風量Va_iに風量比βをかけることで、現在の風量Vaが導かれ、上記式(4)により、検出された霜層厚さに応じた蒸発温度ETが決定される。 Once the air volume ratio β is calculated, the current air volume Va is derived by multiplying the initial air volume Va_i by the air volume ratio β, and the evaporation temperature ET corresponding to the detected frost layer thickness is determined by the above equation (4). Is done.
S-6では、着霜検知手段21によりフィン5aに生成された霜が、除霜の必要な霜層厚さであるかどうかを判定し、除霜が必要と判定されれば、除霜運転に移行し、除霜運転が終了したら、S-1に戻る。一方、まだ除霜が必要でないと判定されたら、S-5へ戻って、蒸発温度を改めて決定しながら、冷却運転を継続する。
なお、S−6では、着霜状況を直接検知する着霜検知手段21で除霜運転の開始判定を行うので、着霜していないのに除霜してしまうといった無駄な除霜運転を排除できる。
In S-6, it is determined whether or not the frost generated on the
In S-6, since the start of the defrosting operation is determined by the frost detection means 21 that directly detects the frost formation state, useless defrosting operation such as defrosting even though the frost has not been removed is eliminated. it can.
上記実施の形態1の制御により、冷却運転開始から除霜運転開始まで冷却不足を起こさない範囲で蒸発温度を上昇させ、霜層密度を高くして霜の高さ方向の成長を抑制することが可能となる。これにより、除霜運転間隔が延長され(すなわち、冷却運転時間が延長され)、除霜運転による庫内温度上昇や消費電力増大を抑制することが可能となる。 By controlling the first embodiment, it is possible to increase the evaporation temperature within a range that does not cause insufficient cooling from the start of the cooling operation to the start of the defrosting operation, thereby increasing the frost layer density and suppressing the growth in the frost height direction. It becomes possible. Thereby, the defrosting operation interval is extended (that is, the cooling operation time is extended), and it is possible to suppress an increase in the internal temperature and an increase in power consumption due to the defrosting operation.
実施の形態2.
次に示す実施の形態2は、図11に示すように、実施の形態1の構成に庫内湿度を検出する庫内湿度検出手段(センサ)13を付け加えたものである。従って、実施の形態1と同じところは省略して説明する。
In the second embodiment, as shown in FIG. 11, an internal humidity detecting means (sensor) 13 for detecting the internal humidity is added to the configuration of the first embodiment. Therefore, the same parts as those in the first embodiment are omitted.
図7でも説明したように、蒸発温度ET、庫内温度(空気温度)Ta、空気露点温度Tdpとすると、(Tdp-ET)/(Ta-ET)が小さいほど、霜密度は高くなる。また、同じ蒸発温度ETでは、空気の状態が相対湿度100%の線に近いほど、(Tdp-ET)/(Ta-ET)が大きくなる傾向となり、霜密度が低くなる。 As described in FIG. 7, assuming that the evaporation temperature ET, the internal temperature (air temperature) Ta, and the air dew point temperature Tdp, the smaller the (Tdp-ET) / (Ta-ET), the higher the frost density. Further, at the same evaporation temperature ET, the closer the air condition is to a line with 100% relative humidity, the larger the (Tdp-ET) / (Ta-ET) tends to be, and the lower the frost density.
このような傾向は、運転開始時、除霜運転終了後、倉庫内へ保管物を搬入したとき等に発生する。本実施の形態では、庫内湿度検出手段13で検出された庫内湿度が高くなり、(Tdp-ET)/(Ta-ET)が大きくなるような場合には、まず、蒸発温度ETを上げて、除湿優先の運転を実施した後、蒸発温度ETを下げて冷却優先の運転を実施する。このような運転を実施することで、生成される霜の密度を高くし、高さ方向の成長を抑制する運転が可能となる。
Such a tendency occurs when stored items are brought into the warehouse at the start of operation, after the completion of the defrosting operation, and the like. In the present embodiment, when the internal humidity detected by the internal
図12A,Bに本実施の形態2による冷凍装置の制御フローの一例を示す。ある任意の蒸発温度ETで冷却運転開始後、S-1で、庫内温度検出手段11の検出値と庫内湿度検出手段13の検出値から庫内の相対湿度RHと、露点温度Tdpとを求める。S-2では、相対湿度RHを予め決められた値RH0と比較する。 12A and 12B show an example of the control flow of the refrigeration apparatus according to the second embodiment. After starting the cooling operation at an arbitrary evaporation temperature ET, in S-1, the relative humidity RH in the cabinet and the dew point temperature Tdp are calculated from the detection value of the cabinet temperature detection means 11 and the detection value of the cabinet humidity detection means 13. Ask. In S-2, the relative humidity RH is compared with a predetermined value RH0.
ここで、予め決められた値RH0とは、例えば、相対湿度80%などであるが、冷凍装置を使用する環境に応じて設定しても良い。 Here, the predetermined value RH0 is, for example, 80% relative humidity, but may be set according to the environment in which the refrigeration apparatus is used.
S-2で相対湿度RHがRH0以上と判定された場合は、S-3で(Tdp-ET)/(Ta-ET)があらかじめ決められた値γより小さくなるような蒸発温度ETを決定して運転を実施する。ここで、予め決められた値γとは、冷凍装置の使用条件によって設定可能で、冷蔵条件であれば、例えばγ=0.7などに設定できる。例えば、空気温度0℃で露点温度-1.4℃(相対湿度90%)とすると、γが0.7より小さくなるにはET=-5℃で運転することになる。
なお、S-2で、相対湿度RHが予め決められた値RH0より小さければ、直ちにS-5に進む。
If the relative humidity RH is determined to be RH0 or higher in S-2, determine the evaporation temperature ET so that (Tdp-ET) / (Ta-ET) is smaller than the predetermined value γ in S-3. Drive. Here, the predetermined value γ can be set according to the use conditions of the refrigeration apparatus, and can be set to γ = 0.7, for example, under the refrigeration conditions. For example, if the air temperature is 0 ° C. and the dew point temperature is −1.4 ° C. (relative humidity 90%), the operation is performed at ET = −5 ° C. for γ to be smaller than 0.7.
If the relative humidity RH is smaller than the predetermined value RH0 in S-2, the process immediately proceeds to S-5.
その後、S-4で相対湿度がRH0より低くなったかどうか判定を行い、小さくなったと判定された場合は、除湿優先の運転は終了し、S-5に移行し冷却優先の運転に移行する。なお、相対湿度がRH0より低くなっていなければ、S-3に戻る。 Thereafter, in S-4, it is determined whether or not the relative humidity has become lower than RH0. If it is determined that the relative humidity has decreased, the dehumidification priority operation ends, and the process proceeds to S-5 to shift to the cooling priority operation. If the relative humidity is not lower than RH0, the process returns to S-3.
S-5では、まず、任意の蒸発温度で運転を行い、S-6で、蒸発温度が設定温度に到達したかどうか判定を行う。S-6で設定温度に到達したと判定した場合は、S-7で実施の形態1の図9のS-3と同様にサーモ・オフしない蒸発温度ETを決定して、運転を行う。なお、蒸発温度が設定温度に到達していなければ、S-5に戻る。 In S-5, first, operation is performed at an arbitrary evaporation temperature. In S-6, it is determined whether or not the evaporation temperature has reached a set temperature. If it is determined in S-6 that the set temperature has been reached, the evaporation temperature ET that is not thermo-off is determined in S-7 as in S-3 of FIG. If the evaporation temperature has not reached the set temperature, the process returns to S-5.
S-8では、実施の形態1の図9のS-4と同様、着霜検知手段21で検知した霜層厚さt_fが予め決められた厚さt_f0以上かどうか判定し、検知した霜層厚さt_fがt_f0以上である場合は、S-9で実施の形態1の図9のS-5と同様に、霜層厚さに応じた蒸発温度ETを決定して、運転を行う。なお、検知した霜層厚さt_fがt_f0未満であれば、S-11に進む。
In S-8, as in S-4 of FIG. 9 of
S-10では、着霜検知手段21により検知されたフィン5aに生成された霜量が、除霜の必要な霜層厚さであるかどうかを判定し、除霜が必要と判定すれば、除霜運転に移行し、除霜運転が終了したらS-1に戻る。ここでの判断は着霜検知手段21から得られた値と予め定めた値との比較によって行うことが出来る。一方、まだ除霜が必要でないと判定したら、S-15へ進む。
In S-10, if the amount of frost generated on the
S-11、S-12では、S-2、S-3と同様の処理を行う。S-11で、相対湿度RHが予め決めた値RH0未満と判定された場合は、S-7に戻る。一方、S-11で、相対湿度RHがRH0以上と判定された場合はS-12で、(Tdp-ET)/(Ta-ET)があらかじめ決められた値γより小さくなるような蒸発温度ETを決定し、S-13で、あらためてフィンの除霜が必要か否かを判断する。除霜が必要な場合は除霜運転を行う。除霜が不要な場合はS-14でS-4と同様の判断を行う。S-14で相対湿度RHがRH0以上と判定された場合はS-7に進み、そうでなければS-12に戻る。 In S-11 and S-12, the same processing as S-2 and S-3 is performed. If it is determined in S-11 that the relative humidity RH is less than the predetermined value RH0, the process returns to S-7. On the other hand, if it is determined in S-11 that the relative humidity RH is equal to or higher than RH0, in S-12, the evaporation temperature ET such that (Tdp-ET) / (Ta-ET) is smaller than the predetermined value γ. In S-13, it is determined again whether or not the fins need to be defrosted. When defrosting is necessary, defrosting operation is performed. When defrosting is unnecessary, the same judgment as S-4 is performed in S-14. If it is determined in S-14 that the relative humidity RH is RH0 or higher, the process proceeds to S-7, and if not, the process returns to S-12.
S-15〜S-18では、図示のように、S-11〜S-14とほぼ同様の処理を行う。 In S-15 to S-18, as shown in the figure, substantially the same processing as S-11 to S-14 is performed.
以上のとおり、S-10、S-13、S-17では、着霜状況を実際に検知している着霜検知手段21の検出結果に基づいて除霜運転の開始判定を行うため、着霜していないのに除霜してしまうといった無駄な除霜運転を排除できる。 As described above, in S-10, S-13, and S-17, the start of the defrosting operation is determined based on the detection result of the frosting detection means 21 that actually detects the frosting condition. Unnecessary defrosting operations such as defrosting can be eliminated.
上記の制御により、庫内が高相対湿度となり霜密度が低くなる条件となっても、蒸発温度を上昇させてフィン5aに生成される霜の密度を高くし、冷却運転中における霜の積層高さ方向の成長を抑制することができる。また、冷却運転開始から除霜開始まで冷却不足を起こさない範囲で蒸発温度を上昇させ、霜層密度を高くして霜の高さ方向の成長を抑制することが可能となる。その結果、除霜間隔が延長(冷却運転時間が延長)され、除霜運転による庫内温度上昇や消費電力増大を抑制することが可能となる。
The above control increases the evaporation temperature to increase the density of frost generated on the
本発明の上記実施の形態1,2においては、図13に示すように着霜検知手段21を最も着霜量が多い箇所に配置したほうが良い。風上側の着霜量が多くなる場合は風上側、風下側の着霜量が多くなる場合は風下側に配置する。着霜量の多い側に着霜検知手段21を設置することで、より正確に能力低下を推算することが可能となる。また、このとき、図14に示すように着霜量が多い側に冷媒入口を配置し、着霜量が少ない側に圧力損失により冷媒温度が低下した冷媒出口を配置して、着霜量が多い側の蒸発温度を高くすると、霜密度をより高くすることが可能となり効果は増大する。 In the first and second embodiments of the present invention, as shown in FIG. 13, it is better to place the frost detection means 21 at a location where the frost amount is the largest. When the amount of frost formation on the windward side increases, it is arranged on the leeward side when the amount of frost formation on the leeward side increases. By installing the frost detection means 21 on the side where the amount of frost formation is large, it becomes possible to estimate the capacity reduction more accurately. Further, at this time, as shown in FIG. 14, the refrigerant inlet is arranged on the side where the amount of frost formation is large, and the refrigerant outlet where the refrigerant temperature is reduced due to pressure loss is arranged on the side where the amount of frost formation is small. When the evaporation temperature on the larger side is increased, the frost density can be increased and the effect is increased.
また、本発明の実施の形態1,2においては、図15に示すように、着霜検知手段21を移動可能にして、蒸発器5全体の着霜状態が検知できるようにしても良い。このような構成とすることで、偏着霜した場合にも着霜状況の誤検知が少なくなる。
In the first and second embodiments of the present invention, as shown in FIG. 15, the frost detection means 21 may be movable so that the frost formation state of the
また、本発明の実施の形態1,2においては、図16に示すように、冷媒回路中の膨張手段を電子膨張弁34とし、蒸発器5の出口に蒸発器出口温度検出手段35を備える構成としてもよい。この構成により、蒸発器5出口部の冷媒過熱度(SH)を制御可能とし、負荷が高く能力が欲しい状況では、目標冷媒過熱度SHを小さくして(例えば3[K])、冷却能力を高めて蒸発温度をより高くするような制御としても良い。逆に、負荷が低く蒸発温度が十分高くなる場合は、冷却時の運転効率を高めるために、目標冷媒過熱度SHを大きく(例えば10[K])する制御として、省エネ効果を高めても良い。
In the first and second embodiments of the present invention, as shown in FIG. 16, the expansion means in the refrigerant circuit is an
さらに、本発明の実施の形態1,2においては、蒸発温度を上げて霜密度を高くすることを目的としているが、低負荷の場合等では、圧縮機2の回転可能回転数の最小値になってしまい、蒸発温度を決定された温度まで上げることが出来ない事態も考えられる。この場合は、サーモ・オンとサーモ・オフ(サーモON/OFF)が繰り返される。サーモ・オンの場合には、圧縮機回転数を急激に上昇させてしまい、図17に示すように一次的に蒸発温度が下降し、霜密度が低くなってしまう。そこで、サーモON/OFFを繰り返す場合の圧縮機2の再起動は、図18に示すように、通常よりも回転数上昇スピードを遅くしても良い。このようにすることで、再起動時の一次的な蒸発温度低下を抑制し、高密度な霜を成長させることが可能となる。
Furthermore, in the first and second embodiments of the present invention, the purpose is to increase the frost density by increasing the evaporation temperature. However, in the case of a low load, etc., the minimum rotation speed of the
1 冷凍装置、2 圧縮機、3 凝縮器、4 膨張手段、5 蒸発器、5a フィン、6 凝縮器用ファン、7 蒸発器用ファン、8 圧縮機回転数検出手段、9 圧縮機回転数調整手段、10 蒸発温度検出手段、11 庫内温度検出手段、12 冷凍庫、13 庫内湿度検出手段、21 着霜検知手段、21a 発光素子、21b 受光素子、22 制御装置、23 蒸発器ヒータ、24 ドレンパン、25 ドレンパンヒータ、40 霜。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記蒸発器の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段、前記蒸発器の着霜量を検知する着霜検知手段、前記圧縮機の回転数を調整する圧縮機回転数調整手段を備え、
前記着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、前記蒸発温度検出手段の検出値が冷却能力不足を生じない前記蒸発温度になるように、前記圧縮機回転数調整手段で前記圧縮機の回転数を調整することを特徴とした冷凍装置。 In a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit including a compressor, a condenser, expansion means, and an evaporator,
Evaporation temperature detection means for detecting the evaporation temperature of the evaporator, frost detection means for detecting the amount of frost formation of the evaporator, compressor rotation speed adjustment means for adjusting the rotation speed of the compressor,
According to the detection result of the frost detection means, an evaporation temperature that does not cause insufficient cooling capacity is determined, and the compressor rotation is performed so that the detected value of the evaporation temperature detection means becomes the evaporation temperature that does not cause insufficient cooling capacity. A refrigerating apparatus characterized by adjusting the number of rotations of the compressor by a number adjusting means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010197305A JP5068354B2 (en) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | Refrigeration equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010197305A JP5068354B2 (en) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | Refrigeration equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012052758A JP2012052758A (en) | 2012-03-15 |
JP5068354B2 true JP5068354B2 (en) | 2012-11-07 |
Family
ID=45906271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010197305A Active JP5068354B2 (en) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | Refrigeration equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5068354B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6000063B2 (en) | 2012-10-29 | 2016-09-28 | 三菱重工業株式会社 | Refrigeration cycle system for vehicles, refrigeration cycle system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2522917B2 (en) * | 1986-05-20 | 1996-08-07 | 三洋電機株式会社 | Refrigeration equipment |
JP2606489B2 (en) * | 1990-07-16 | 1997-05-07 | ダイキン工業株式会社 | Operation control device for refrigeration equipment |
JP2002061925A (en) * | 2000-08-23 | 2002-02-28 | Daikin Ind Ltd | Air conditioner |
JP2008138915A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Daikin Ind Ltd | Refrigerating device |
JP5197244B2 (en) * | 2008-09-02 | 2013-05-15 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle apparatus, refrigeration apparatus and air conditioner |
JP4749459B2 (en) * | 2008-12-15 | 2011-08-17 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration air conditioner |
-
2010
- 2010-09-03 JP JP2010197305A patent/JP5068354B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012052758A (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3864989B1 (en) | Refrigeration equipment | |
TWI391620B (en) | Refrigeration air conditioning unit | |
US8484989B2 (en) | Refrigeration system having an energy saving operation | |
JP5183618B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP5594425B2 (en) | Refrigeration equipment | |
KR100775894B1 (en) | Cooling storage | |
JP2010002071A (en) | Refrigerator | |
JP2017190936A (en) | refrigerator | |
CN108885050A (en) | Refrigerator | |
CN112219075A (en) | Method for terminating evaporator defrost by using air temperature measurement | |
JP6019386B2 (en) | refrigerator | |
JP2012255631A (en) | Freezing device | |
JP6706146B2 (en) | refrigerator | |
US10837686B2 (en) | Control method for refrigerator | |
CN103086097B (en) | The method for operating the refrigeration system for cargo container | |
JP4609590B2 (en) | Refrigeration equipment | |
US11549740B2 (en) | Refrigerator and controlling method for the same | |
CN112189120B (en) | Method for terminating defrosting of evaporator | |
JP2008138915A (en) | Refrigerating device | |
JP5068354B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2012117775A (en) | Load side device of freezer/refrigerator | |
JP6529661B2 (en) | Refrigeration apparatus and control method of refrigeration apparatus | |
KR20090099356A (en) | Refrigerator having dehumidifying apparatus | |
JP2001263912A (en) | Refrigerator | |
TWI642884B (en) | Refrigerator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120621 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120717 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120814 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150824 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5068354 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |