JP7456107B2 - binary refrigerator - Google Patents
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Description
この発明は、二元冷凍機に関し、特に、低温側冷却回路と高温側冷却回路とを備える二元冷凍機に関する。 This invention relates to a binary refrigerator, and in particular to a binary refrigerator equipped with a low-temperature side cooling circuit and a high-temperature side cooling circuit.
従来、低温側冷却回路と高温側冷却回路とを備える二元冷凍機が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, a binary refrigerator including a low-temperature side cooling circuit and a high-temperature side cooling circuit is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、低温側冷却回路と高温側冷却回路とを備える二元冷凍機が開示されている。この特許文献1の二元冷凍機は、低温側冷却回路の冷媒の圧力または高温側冷却回路の冷媒の圧力が設定値よりも大きくなった場合に、低温側冷却回路および高温側冷却回路の両方の圧縮機を停止するように構成されている。
The above-mentioned
しかしながら、上記特許文献1の二元冷凍機は、低温側冷却回路の冷媒の圧力または高温側冷却回路の冷媒の圧力が設定値よりも大きくなった場合に、低温側冷却回路および高温側冷却回路の両方の圧縮機を停止する。このため、低温側冷却回路および高温側冷却回路の両方の圧縮機の再起動後に、低温側冷却回路を十分に冷却することができないため、低温側冷却回路の冷媒の圧力が再び大きくなりやすい。その結果、低温側冷却回路および高温側冷却回路の両方の圧縮機が再び停止するという不都合がある。このため、二元冷凍機の運転を安定して継続することが困難であるという問題点がある。
However, in the binary refrigerator of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、安定して運転を継続することが可能な二元冷凍機を提供することである。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and one object of the invention is to provide a binary refrigerator that can continue to operate stably.
この発明の一の局面による二元冷凍機は、第1冷媒を圧縮する第1圧縮機と、第1圧縮機から吐出された第1冷媒を凝縮する第1凝縮器と、第1凝縮器により凝縮された第1冷媒を膨張させる第1膨張弁と、第1膨張弁によって膨張された第1冷媒を蒸発させる第1蒸発器とを含む低温側冷却回路と、第2冷媒を圧縮する第2圧縮機と、第2圧縮機から吐出された第2冷媒を凝縮する第2凝縮器と、第2凝縮器により凝縮された第2冷媒を膨張させる第2膨張弁と、第2膨張弁によって膨張された第2冷媒を蒸発させるとともに第1凝縮器と熱交換可能な第2蒸発器とを含む高温側冷却回路と、第1圧縮機および第2圧縮機の運転を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1圧縮機により圧縮された第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に第1圧縮機の運転を中断した場合に、第2圧縮機の運転を継続し、第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも小さい第2しきい値以下になってから所定の時間経過後に第1圧縮機の運転を再開するように構成されている。 A binary refrigerator according to one aspect of the present invention includes a first compressor that compresses a first refrigerant, a first condenser that condenses the first refrigerant discharged from the first compressor, and a first condenser. a low temperature side cooling circuit including a first expansion valve that expands the condensed first refrigerant; a first evaporator that evaporates the first refrigerant expanded by the first expansion valve; and a second cooling circuit that compresses the second refrigerant. a compressor; a second condenser that condenses the second refrigerant discharged from the second compressor; a second expansion valve that expands the second refrigerant condensed by the second condenser; a high temperature side cooling circuit including a second evaporator capable of evaporating the second refrigerant and exchanging heat with the first condenser; and a control unit controlling the operation of the first compressor and the second compressor. The controller continues the operation of the second compressor when the operation of the first compressor is interrupted when the pressure of the first refrigerant compressed by the first compressor is higher than the first threshold value. However, the first compressor is configured to resume operation after a predetermined period of time has elapsed since the pressure of the first refrigerant became equal to or less than a second threshold value, which is smaller than the first threshold value.
この発明の一の局面による二元冷凍機では、上記のように、制御部を、所定の条件に基づいて第1圧縮機の運転の中断をする際に、第2圧縮機の運転を継続するように構成する。これにより、低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を中断している場合にも、高温側冷却回路の第2圧縮機の運転を継続して高温側冷却回路を運転させることができるので、低温側冷却回路の第1凝縮器を高温側冷却回路の第2蒸発器により安定して冷却することができる。その結果、低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を再開した際に、低温側冷却回路の低温用冷媒を十分に冷却することができるので、二元冷凍機の運転を安定して継続することができる。 In the binary refrigerating machine according to one aspect of the present invention, as described above, the controller is configured to cause the second compressor to continue operating when the operation of the first compressor is interrupted based on predetermined conditions. Configure it as follows. As a result, even when the operation of the first compressor of the low temperature side cooling circuit is interrupted, the operation of the second compressor of the high temperature side cooling circuit can be continued and the high temperature side cooling circuit can be operated. The first condenser of the low temperature side cooling circuit can be stably cooled by the second evaporator of the high temperature side cooling circuit. As a result, when the first compressor of the low-temperature side cooling circuit restarts operation, the low-temperature refrigerant of the low-temperature side cooling circuit can be sufficiently cooled, allowing stable operation of the binary refrigerator. be able to.
上記一の局面による二元冷凍機において、好ましくは、制御部は、第1圧縮機および第2圧縮機を運転して、低温側冷却回路および高温側冷却回路の両方により冷却を行う二元運転と、第2圧縮機を停止して、低温側冷却回路により冷却を行う一元運転とを、負荷および外気温の少なくとも一方に基づいて切り替えるように構成され、二元運転において第1圧縮機の運転を中断する際に、第2圧縮機の運転を継続するように構成されている。このように構成すれば、負荷および外気温の少なくとも一方に基づいて一元運転と二元運転とを切り替えることにより、効率よく二元冷凍機の運転を行うことができる。また、第1圧縮機および第2圧縮機の両方を運転する二元運転において、低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を中断する場合にも、高温側冷却回路の第2圧縮機の運転を継続することにより安定して二元運転を行うことができる。 In the binary refrigerator according to the first aspect, preferably, the control unit operates the first compressor and the second compressor to perform a dual operation in which cooling is performed by both the low-temperature side cooling circuit and the high-temperature side cooling circuit. and a unified operation in which the second compressor is stopped and cooling is performed by the low-temperature side cooling circuit, based on at least one of the load and the outside temperature, and in the dual operation, the operation of the first compressor is switched. The second compressor is configured to continue operating when the second compressor is interrupted. With this configuration, by switching between the one-way operation and the two-way operation based on at least one of the load and the outside temperature, the two-way refrigerator can be operated efficiently. In addition, in dual operation where both the first compressor and the second compressor are operated, even when the operation of the first compressor in the low temperature side cooling circuit is interrupted, the operation of the second compressor in the high temperature side cooling circuit is By continuing to do so, stable dual operation can be performed.
上記一の局面による二次元冷凍機において、好ましくは、制御部は、第1蒸発器の除霜時において第1圧縮機の運転の中断をする場合、または、第1圧縮機により圧縮された第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に第1圧縮機の運転を中断する場合に、第2圧縮機の運転を継続するように構成されている。このように構成すれば、低温側冷却回路の第1蒸発器の除霜時に第1圧縮機の運転を中断した場合には、第1蒸発器の除霜後に迅速に第1圧縮機の運転を再開して冷却運転を迅速に再開することができる。また、第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を中断する場合には、圧力が大きくなった第1冷媒を高温側冷却回路の第2蒸発器により冷却することができるので、第1冷媒の圧力を効率よく下げることができる。これにより、低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を迅速に再開させて冷却運転を迅速に再開することができる。 In the two-dimensional refrigerator according to the first aspect, preferably, the control unit is configured to suspend operation of the first compressor during defrosting of the first evaporator, or The second compressor is configured to continue operating when the operation of the first compressor is interrupted when the pressure of the first refrigerant is higher than a first threshold value. With this configuration, if the operation of the first compressor is interrupted during defrosting of the first evaporator in the low-temperature side cooling circuit, the operation of the first compressor can be quickly resumed after defrosting the first evaporator. The cooling operation can be restarted quickly. In addition, when the operation of the first compressor of the low-temperature side cooling circuit is interrupted when the pressure of the first refrigerant is higher than the first threshold, the first refrigerant with increased pressure is transferred to the high-temperature side cooling circuit. Since the second evaporator can perform cooling, the pressure of the first refrigerant can be efficiently lowered. Thereby, the operation of the first compressor of the low-temperature side cooling circuit can be restarted quickly, and the cooling operation can be restarted quickly.
この場合、好ましくは、制御部は、第1圧縮機により圧縮された第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に第1圧縮機の運転を中断した場合に、第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも小さい第2しきい値以下になってから所定の時間経過後に第1圧縮機の運転を再開するように構成されている。このように構成すれば、第1冷媒の圧力を下げて安定させた状態で、低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を再開することができるので、第1圧縮機の運転を再開した際に、二元冷凍機をより安定して運転を継続することができる。 In this case, preferably, the control unit controls the pressure of the first refrigerant when the operation of the first compressor is interrupted when the pressure of the first refrigerant compressed by the first compressor is higher than the first threshold value. The first compressor is configured to resume operation after a predetermined period of time has elapsed since the pressure became equal to or less than a second threshold value, which is smaller than the first threshold value. With this configuration, the operation of the first compressor of the low-temperature side cooling circuit can be restarted while the pressure of the first refrigerant is lowered and stabilized, so that when the operation of the first compressor is restarted, In addition, the binary refrigerator can continue to operate more stably.
この発明の一の局面による二元冷凍機では、上記のように、制御部を、第1圧縮機により圧縮された第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に第1圧縮機の運転を中断した場合に、第1冷媒の圧力が、第1圧縮機を起動前の圧力である第2しきい値以下になってから所定の時間経過後に第1圧縮機の運転を再開するように構成する。これにより、第1冷媒の圧力を十分に下げてから低温側冷却回路の第1圧縮機の運転を再開することができる。 In the binary refrigerator according to one aspect of the present invention, as described above , when the pressure of the first refrigerant compressed by the first compressor is higher than the first threshold, the controller If the operation of the first compressor is interrupted, the operation of the first compressor is resumed after a predetermined period of time has passed after the pressure of the first refrigerant becomes equal to or less than a second threshold value, which is the pressure before starting the first compressor. Configure it as follows. Thereby , the operation of the first compressor of the low temperature side cooling circuit can be restarted after the pressure of the first refrigerant is sufficiently lowered.
上記一の局面による二元冷凍機において、好ましくは、制御部は、第1圧縮機および第2圧縮機の起動時に、第2圧縮機を先に起動させてから、所定の時間経過後に第1圧縮機を起動するように構成されている。このように構成すれば、高温側冷却回路の第2圧縮機の運転を先に行い、低温側冷却回路を冷却した状態で第1圧縮機を起動させることができるので、二元冷凍機を効率よく安定して起動することができる。 In the binary refrigerator according to the above aspect, the control unit is preferably configured to start the second compressor first when starting the first compressor and the second compressor, and then start the first compressor after a predetermined time has elapsed. With this configuration, the second compressor of the high-temperature side cooling circuit is operated first, and the first compressor can be started while the low-temperature side cooling circuit is cooled, so that the binary refrigerator can be started efficiently and stably.
本発明によれば、上記のように、安定して運転を継続することが可能な二元冷凍機を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide a binary refrigerator that can continue to operate stably.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described based on the drawings.
図1~図4を参照して、本実施形態による二元冷凍機100の構成について説明する。二元冷凍機100は、ショーケース110内の生鮮食品などを冷却(冷凍・冷蔵)するための冷熱機器として構成されている。
The configuration of the
具体的には、図1に示すように、二元冷凍機100は、低温(低元)側冷却回路1と、圧縮機用冷却回路2と、高温(高元)側冷却回路3と、熱交換器4と、を備えている。なお、低温側冷却回路1および高温側冷却回路3には、それぞれ、低温(低元)用冷媒および高温(高元)用冷媒が流れている。たとえば、低温用冷媒は、R744(CO2)を含み、高温用冷媒は、R1234yf(CF3CF=CH2)を含む。なお、低温用冷媒は、特許請求の範囲の「第1冷媒」の一例であり、高温用冷媒は、特許請求の範囲の「第2冷媒」の一例である。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
低温側冷却回路1は、ショーケース110内を冷却するための冷却回路を構成している。低温側冷却回路1は、圧縮機11と、放熱器12と、膨張弁13と、蒸発器14とを含んでいる。また、低温側冷却回路1は、凝縮器41を含んでいる。また、低温側冷却回路1には、圧力センサ15と、温度センサ16とが設けられている。なお、圧縮機11は、特許請求の範囲の「第1圧縮機」の一例であり、膨張弁13は、特許請求の範囲の「第1膨張弁」の一例である。また、蒸発器14は、特許請求の範囲の「第1蒸発器」の一例であり、凝縮器41は、特許請求の範囲の「第1凝縮器」の一例である。
The low temperature
圧縮機11は、低温用冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機11は、インバータ(図示せず)により制御されている。つまり、圧縮機11は、インバータ制御(周波数制御)により回転速度が制御される。これにより、圧縮機11は、圧縮機11から吐出される低温用冷媒の流量を調整可能に構成されている。放熱器12は、圧縮機11から流出した高温高圧の低温用冷媒を熱交換器4に流す前に、予冷するように構成されている。凝縮器32は、圧縮機11から吐出された低温用冷媒を凝縮するように構成されている。
膨張弁13は、凝縮器32により凝縮された低温用冷媒を膨張させるように構成されている。膨張弁13は、たとえば、ニードル弁から構成されている。膨張弁13の開度は、膨張弁13に取り付けられたステッピングモータ(図示せず)により調整される。蒸発器14は、膨張弁13によって膨張された低温用冷媒を蒸発させるように構成されている。また、蒸発器14には、ファンにより風が送られて、ショーケース110の空気を冷却するように構成されている。
The
圧力センサ15は、低温側冷却回路1の高圧側の低温用冷媒の圧力を検知するように構成されている。つまり、圧力センサ15は、圧縮機11の下流で、かつ、膨張弁13の上流に配置されている。圧力センサ15は、圧縮機11により圧縮された低温用冷媒の圧力を検知するように構成されている。圧力センサ15は、検知した圧力を制御部5に送信するように構成されている。温度センサ16は、蒸発器14により冷却されて吹き出される冷却空気の温度を検知するように構成されている。温度センサ16は、検知した温度を制御部5に送信するように構成されている。
The
圧縮機用冷却回路2は、低温側冷却回路1とは別個に設けられている。圧縮機用冷却回路2は、オイルセパレータ21と、熱交換器22とを含んでいる。オイルセパレータ21は、圧縮機11から吐出された低温用冷媒の気相と液相の部分を分離するように構成されている。熱交換器22は、圧縮機11から流出した低温用冷媒としての二酸化炭素を冷却するように構成されている。ここで、熱交換器22において、低温用冷媒はオイルセパレータ21において分離された液相の低温用冷媒に廃熱している。これにより、液相の低温用冷媒は、加熱される。そして、加熱された状態の低温用冷媒は、圧縮機11に再度供給されて圧縮される。
The compressor cooling circuit 2 is provided separately from the low temperature
圧縮機11は、低段圧縮部11aと、高段圧縮部11bとを有している。低段圧縮部11aおよび高段圧縮部11bは、互いの回転数比が一定となる態様で共通の駆動源により駆動されるものである。低段圧縮部11aは、吸入した低温用冷媒を圧縮して低圧から中間圧に圧縮するように構成されている。高段圧縮部11bは、中間圧に圧縮された低温用冷媒を圧縮して中間圧から高圧に圧縮するように構成されている。このように、圧縮機11は、低段圧縮部11aにより中間圧に圧縮した低温用冷媒(二酸化炭素)を熱交換器22で冷却した後、高段圧縮部11bにより冷却した低温用冷媒(二酸化炭素)を圧縮するように構成されている
The
高温側冷却回路3は、低温側冷却回路1を流れる低温用冷媒を冷却することにより、ショーケース110内を冷却する低温側冷却回路1の冷却性能を向上させるように構成されている。高温側冷却回路3は、圧縮機31と、凝縮器32と、膨張弁33とを含んでいる。また、高温側冷却回路3は、蒸発器42を含んでいる。また、高温側冷却回路3には、圧力センサ34が設けられている。なお、圧縮機31は、特許請求の範囲の「第2圧縮機」の一例であり、凝縮器32は、特許請求の範囲の「第2凝縮器」の一例である。また、膨張弁33は、特許請求の範囲の「第2膨張弁」の一例であり、蒸発器42は、特許請求の範囲の「第2蒸発器」の一例である。
The high temperature
圧縮機31は、高温用冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機31は、インバータ(図示せず)により制御されている。つまり、圧縮機31は、インバータ制御(周波数制御)により回転速度が制御される。これにより、圧縮機31は、圧縮機31から吐出される高温用冷媒の流量を調整可能に構成されている。凝縮器32は、圧縮機31から吐出された高温用冷媒を凝縮させるように構成されている。
The
膨張弁33は、凝縮器32により凝縮された高温用冷媒を膨張させるように構成されている。膨張弁33は、たとえば、ニードル弁から構成されている。膨張弁33の開度は、膨張弁33に取り付けられたステッピングモータ(図示せず)により調整される。蒸発器42は、膨張弁33によって膨張された高温用冷媒を蒸発させるように構成されている。
The
圧力センサ34は、高温側冷却回路3の高圧側の高温用冷媒の圧力を検知するように構成されている。つまり、圧力センサ34は、圧縮機31の下流で、かつ、膨張弁33の上流に配置されている。圧力センサ34は、圧縮機31により圧縮された高温用冷媒の圧力を検知するように構成されている。圧力センサ34は、検知した圧力を制御部5に送信するように構成されている。
The
熱交換器4は、たとえば、プレート式熱交換器により構成されている。熱交換器4は、潜熱型の熱交換器により構成されている。熱交換器4は、高温側冷却回路3と低温側冷却回路1とに跨って設けられている。熱交換器4は、低温側冷却回路1の凝縮器41と高温側冷却回路3の蒸発器42との間で熱交換可能に構成されている。具体的には、蒸発器42において高温用冷媒を蒸発させて、凝縮器41において低温用冷媒を凝縮させるように構成されている。つまり、熱交換器4では、高温用冷媒が液相から気相に変化する。また、熱交換器4では、低温用冷媒が気相から液相に変化する。これにより、低温用冷媒から熱が放出されて高温用冷媒に熱が吸収される。
The
高温用冷媒は、低温用冷媒よりも高効率に熱を奪うことが可能な冷媒である。すなわち、高温用冷媒は、R410AおよびR404Aと同等の成績係数を有している。低温用冷媒は、高温用冷媒よりも熱を奪う効率は低いが、高温用冷媒よりも環境への負荷が小さい冷媒である。高温用冷媒は、R410AおよびR404Aよりも地球温暖化係数が小さい冷媒である。低温用冷媒は、高温用冷媒よりも地球温暖化係数が小さい冷媒である。なお、地球温暖化係数とは、温室効果の度合いを示す数値である。 The high temperature refrigerant is a refrigerant that can remove heat more efficiently than the low temperature refrigerant. That is, the high temperature refrigerant has a coefficient of performance equivalent to R410A and R404A. Although low-temperature refrigerants have lower heat removal efficiency than high-temperature refrigerants, they have a smaller impact on the environment than high-temperature refrigerants. The high temperature refrigerant is a refrigerant that has a lower global warming potential than R410A and R404A. The low-temperature refrigerant has a lower global warming potential than the high-temperature refrigerant. Note that the global warming potential is a numerical value that indicates the degree of the greenhouse effect.
制御部5は、圧縮機11および圧縮機31の運転を制御するように構成されている。また、制御部5は、膨張弁13および膨張弁33の開度を制御するように構成されている。具体的には、制御部5は、圧力センサ15、温度センサ16の検知結果に基づいて、圧縮機11の運転および膨張弁13の開度を制御する。また、制御部5は、圧力センサ34の検知結果に基づいて、圧縮機31の運転を制御する。
The
ここで、本実施形態では、制御部5は、所定の条件に基づいて圧縮機11の運転の中断をする際に、圧縮機31の運転を継続するように構成されている。具体的には、制御部5は、蒸発器14の除霜時において圧縮機11の運転の中断をする場合、圧縮機31の運転を継続するように構成されている。また、制御部5は、圧縮機11により圧縮された低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に圧縮機11の運転を中断する場合に、圧縮機31の運転を継続するように構成されている。
Here, in this embodiment, the
ここで、図2に示すように、制御部5は、圧力センサ15により検知した低温用冷媒の高圧側の圧力が第1しきい値を越えた場合に、低温側冷却回路1を保護するために、圧縮機11の運転を停止させるように構成されている。また、制御部5は、圧縮機11により圧縮された低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に圧縮機11の運転を中断した場合に、低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも小さい第2しきい値以下になってから所定の時間(規定時間)経過後に圧縮機11の運転を再開するように構成されている。なお、第2しきい値は、圧縮機11を起動前の圧力である。また、所定の時間(規定時間)は、数分間程度(たとえば、1分~5分程度)の時間が設定される。
Here, as shown in FIG. 2, the
図2に示す例では、制御部5は、時間t0において、低温側冷却回路1の圧縮機11の起動指令および高温側冷却回路3の圧縮機31の起動指令を行う。これにより、圧縮機11および圧縮機31の運転が開始される。そして、時間t1において、制御部5は、低温側冷却回路1の低温用冷媒の圧力が第1しきい値を越えたことを検知すると、低温側冷却回路1の圧縮機11の起動指令をOFFにする。これにより、圧縮機11の運転が停止される。この場合、制御部5は、高温側冷却回路3の圧縮機31の運転を継続させる。制御部5は、時間t2において、低温側冷却回路1の低温用冷媒の圧力が第2しきい値以下となったことを検知すると、所定の時間経過後の時間t3において、低温側冷却回路1の圧縮機11の起動指令をONにする。これにより、圧縮機11の運転が再開される。
In the example shown in FIG. 2, the
また、図4に示すように、制御部5は、圧縮機11および圧縮機31を運転して、低温側冷却回路1および高温側冷却回路3の両方により冷却を行う二元運転と、圧縮機31を停止して、低温側冷却回路1により冷却を行う一元運転とを、負荷および外気温の少なくとも一方に基づいて切り替えるように構成されている。具体的には、制御部5は、外気温が温度T1以下で、かつ、負荷がL1以下の場合に、低温側冷却回路1のみにより冷却を行う一元運転を行うように制御する。また、制御部5は、外気温が温度T2以上または負荷がL2以上の場合に、低温側冷却回路1および高温側冷却回路3の両方により冷却を行う二元運転を行うように制御する。ただし、T2>T1、L2>L1である。また、負荷がL2以下における外気温が温度T1以上温度T2以下の領域、および、外気温が温度T2以下における負荷がL1以上L2以下の領域は、切替領域として設定されている。つまり、制御部5は、二元運転中に、負荷がL1以下となった場合、または、外気温が温度T1以下となった場合に、一元運転に切り替える制御を行う。また、制御部5は、一元運転中に、負荷がL2以上となった場合、または、外気温が温度T2以上となった場合に、二元運転に切り替える制御を行う。
In addition, as shown in FIG. 4, the
また、制御部5は、二元運転において圧縮機11の運転を中断する際に、圧縮機31の運転を継続するように構成されている。つまり、制御部5は、二元運転において、圧縮機11の運転の状態に関わらず、圧縮機31の運転を継続するように構成されている。ただし、制御部5は、高温側冷却回路3の高温用冷媒の圧力が規定圧力よりも大きくなった場合には、圧縮機31の運転を停止するように構成されている。
Further, the
また、図3に示すように、制御部5は、圧縮機11および圧縮機31の起動時に、圧縮機31を先に起動させてから、所定の時間(規定時間)経過後に圧縮機11を起動するように構成されている。つまり、制御部5は、高温側冷却回路3の圧縮機31の起動指令を時間t10に行い、圧縮機31の運転を行う。その後、制御部5は、時間t10から所定の時間(規定時間)経過後の時間t11に、低温側冷却回路1の圧縮機11の起動指令を行い、圧縮機11の運転を行う。
Further, as shown in FIG. 3, when starting the
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of this embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、制御部5を、所定の条件に基づいて圧縮機11の運転の中断をする際に、圧縮機31の運転を継続するように構成する。これにより、低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を中断している場合にも、高温側冷却回路3の圧縮機31の運転を継続して高温側冷却回路3を運転させることができるので、低温側冷却回路1の凝縮器41を高温側冷却回路3の蒸発器42により安定して冷却することができる。その結果、低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を再開した際に、低温側冷却回路1の低温用冷媒を十分に冷却することができるので、二元冷凍機100の運転を安定して継続することができる。
In this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、制御部5を、圧縮機11および圧縮機31を運転して、低温側冷却回路1および高温側冷却回路3の両方により冷却を行う二元運転と、圧縮機31を停止して、低温側冷却回路1により冷却を行う一元運転とを、負荷および外気温の少なくとも一方に基づいて切り替えるように構成し、二元運転において圧縮機11の運転を中断する際に、圧縮機31の運転を継続するように構成する。これにより、負荷および外気温の少なくとも一方に基づいて一元運転と二元運転とを切り替えることにより、効率よく二元冷凍機の運転を行うことができる。また、圧縮機11および圧縮機31の両方を運転する二元運転において、低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を中断する場合にも、高温側冷却回路3の圧縮機31の運転を継続することにより安定して二元運転を行うことができる。
Further, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、制御部5を、蒸発器14の除霜時において圧縮機11の運転の中断をする場合、または、圧縮機11により圧縮された低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に圧縮機11の運転を中断する場合に、圧縮機31の運転を継続するように構成する。これにより、低温側冷却回路1の蒸発器14の除霜時に圧縮機11の運転を中断した場合には、蒸発器14の除霜後に迅速に圧縮機11の運転を再開して冷却運転を迅速に再開することができる。また、低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を中断する場合には、圧力が大きくなった低温用冷媒を高温側冷却回路3の蒸発器42により冷却することができるので、低温用冷媒の圧力を効率よく下げることができる。これにより、低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を迅速に再開させて冷却運転を迅速に再開することができる。
Further, in this embodiment, as described above, when the
また、本実施形態では、上記のように、制御部5を、圧縮機11により圧縮された低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に圧縮機11の運転を中断した場合に、低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも小さい第2しきい値以下になってから所定の時間経過後に圧縮機11の運転を再開するように構成する。これにより、低温用冷媒の圧力を下げて安定させた状態で、低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を再開することができるので、圧縮機11の運転を再開した際に、二元冷凍機100をより安定して運転を継続することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、制御部5を、圧縮機11により圧縮された低温用冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に圧縮機11の運転を中断した場合に、低温用冷媒の圧力が、圧縮機11を起動前の圧力である第2しきい値以下になってから所定の時間経過後に圧縮機11の運転を再開するように構成する。これにより、低温用冷媒の圧力を十分に下げてから低温側冷却回路1の圧縮機11の運転を再開することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, when the operation of the
また、本実施形態では、上記のように、制御部5を、圧縮機11および圧縮機31の起動時に、圧縮機31を先に起動させてから、所定の時間経過後に圧縮機11を起動するように構成する。これにより、高温側冷却回路3の圧縮機31の運転を先に行い、低温側冷却回路1を冷却した状態で圧縮機11を起動させることができるので、二元冷凍機100を効率よく安定して起動することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, when starting the
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modified example)
Note that the embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and further includes all changes (modifications) within the meaning and range equivalent to the claims.
たとえば、上記実施形態では、低温用冷媒(第1冷媒)は、R744(CO2)を含み、高温用冷媒(第2冷媒)は、R1234yf(CF3CF=CH2)を含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1冷媒および第2冷媒は、それぞれ、成績係数、地球温暖化係数および圧力損失が所望の条件を満たすのであれば、R744(CO2)およびR1234yf(CF3CF=CH2)以外の冷媒であってもよい。たとえば、HFC(ハイドロフルオロカーボン)や、他のHFO(ハイドロフルオロオレフィン)や、他の自然冷媒(アンモニア、プロパンなど)でもよい。また、HFCの混合物(R410A、R404Aなど)でもよい。 For example, in the above embodiment, the low temperature refrigerant (first refrigerant) contains R744 (CO 2 ), and the high temperature refrigerant (second refrigerant) contains R1234yf (CF 3 CF=CH 2 ). Although shown, the present invention is not limited thereto. In the present invention, the first refrigerant and the second refrigerant are R744 (CO 2 ) and R1234yf (CF 3 CF=CH 2 ), respectively, provided that the coefficient of performance, global warming potential, and pressure drop satisfy desired conditions. Other refrigerants may also be used. For example, it may be HFC (hydrofluorocarbon), other HFO (hydrofluoroolefins), or other natural refrigerants (ammonia, propane, etc.). It may also be a mixture of HFCs (R410A, R404A, etc.).
また、上記実施形態では、本発明の二元冷凍機によりショーケースを冷却する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の二元冷凍機によりショーケース以外のものを冷却してもよい。たとえば、本発明の二元冷凍機により、冷蔵庫、冷凍庫、エアコン、冷水器、冷凍車、自動販売機、倉庫、保管庫、コンテナなどを冷却してもよい。 Further, in the above embodiment, an example of a configuration in which the showcase is cooled by the binary refrigerator of the present invention is shown, but the present invention is not limited to this. The dual refrigerator of the present invention may cool objects other than the showcase. For example, the dual refrigerator of the present invention may be used to cool refrigerators, freezers, air conditioners, water coolers, refrigerated trucks, vending machines, warehouses, storages, containers, and the like.
また、上記実施形態では、負荷および外気温に基づいて一元運転と二元運転とを切り替える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、負荷および外気温の少なくとも一方に基づいて一元運転と二元運転とを切り替えてもよい。また、別の条件に基づいて一元運転と二元運転とを切り替えてもよい。また、一元運転には切り替えずに、二元運転のみを行うようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, an example of a configuration is shown in which the one-way operation and the two-way operation are switched based on the load and the outside temperature, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the one-way operation and the two-way operation may be switched based on at least one of the load and the outside temperature. Moreover, you may switch between one-way operation and two-way operation based on another condition. Alternatively, only dual operation may be performed without switching to single operation.
また、上記実施形態では、インバータ制御(周波数制御)により圧縮機の回転速度を制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧縮機は、インバータ制御以外により回転数が制御されてもよい。たとえば、圧縮機は、直流モータを含み電流値の制御により回転数が制御されてもよい。 Further, in the above embodiment, an example of a configuration in which the rotational speed of the compressor is controlled by inverter control (frequency control) is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the rotation speed of the compressor may be controlled by other than inverter control. For example, the compressor may include a DC motor, and the rotation speed may be controlled by controlling the current value.
また、上記実施形態では、低温側冷却回路に1つの蒸発器が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、低温側冷却回路に複数の蒸発器を並列または直列に設けてもよい。この場合、複数の蒸発器により、複数の冷却対象を冷却するように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, an example of a configuration in which one evaporator is provided in the low temperature side cooling circuit is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, a plurality of evaporators may be provided in parallel or in series in the low temperature side cooling circuit. In this case, a plurality of evaporators may be used to cool a plurality of objects to be cooled.
1 低温側冷却回路
3 高温側冷却回路
5 制御部
11 圧縮機(第1圧縮機)
13 膨張弁(第1膨張弁)
14 蒸発器(第1蒸発器)
31 圧縮機(第2圧縮機)
32 凝縮器(第2凝縮器)
33 膨張弁(第2膨張弁)
41 凝縮器(第1凝縮器)
42 蒸発気(第2蒸発器)
100 二元冷凍機
1 Low temperature
13 Expansion valve (first expansion valve)
14 Evaporator (first evaporator)
31 Compressor (second compressor)
32 Condenser (second condenser)
33 Expansion valve (second expansion valve)
41 Condenser (first condenser)
42 Evaporation (second evaporator)
100 Binary refrigerator
Claims (5)
第2冷媒を圧縮する第2圧縮機と、前記第2圧縮機から吐出された前記第2冷媒を凝縮する第2凝縮器と、前記第2凝縮器により凝縮された前記第2冷媒を膨張させる第2膨張弁と、前記第2膨張弁によって膨張された前記第2冷媒を蒸発させるとともに前記第1凝縮器と熱交換可能な第2蒸発器とを含む高温側冷却回路と、
前記第1圧縮機および前記第2圧縮機の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第1圧縮機により圧縮された前記第1冷媒の圧力が第1しきい値よりも大きい際に前記第1圧縮機の運転を中断した場合に、前記第1冷媒の圧力が前記第1しきい値よりも小さい第2しきい値以下になってから所定の時間経過後に前記第1圧縮機の運転を再開するように構成されている、二元冷凍機。 a first compressor that compresses a first refrigerant; a first condenser that condenses the first refrigerant discharged from the first compressor; and a first condenser that expands the first refrigerant condensed by the first condenser. a low temperature side cooling circuit including a first expansion valve and a first evaporator that evaporates the first refrigerant expanded by the first expansion valve;
a second compressor that compresses a second refrigerant; a second condenser that condenses the second refrigerant discharged from the second compressor; and a second condenser that expands the second refrigerant condensed by the second condenser. a high temperature side cooling circuit including a second expansion valve and a second evaporator that evaporates the second refrigerant expanded by the second expansion valve and can exchange heat with the first condenser;
A control unit that controls the operation of the first compressor and the second compressor,
The control unit controls the pressure of the first refrigerant when the operation of the first compressor is interrupted when the pressure of the first refrigerant compressed by the first compressor is higher than a first threshold value. The binary refrigerator is configured to restart the operation of the first compressor after a predetermined period of time has passed since the value becomes equal to or less than a second threshold value, which is smaller than the first threshold value.
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