特許 5735441 冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5735441

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20150528BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/00 361D

   F25B1/00 371F

   F25B1/00 371B

   F25B1/00 396B

   F25B1/00 361J

【請求項の数】11

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-36582(P2012-36582)

(22)【出願日】2012年2月22日

(65)【公開番号】特開2013-170797(P2013-170797A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2014年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立アプライアンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】沼口 智重

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 隆

(72)【発明者】

【氏名】青柳 正晃

【審査官】 鈴木 充

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０１４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５９２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６１３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１６２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１３９９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０２９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０６８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８２９７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容量制御可能な圧縮機及び凝縮器を備えている冷凍装置において、
前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ、前記圧縮機の吐出側温度を検出する吐出温度センサ及び外気温度を検出する外気温度センサのうちの少なくとも一つと、
前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサを備え、
蒸発温度が低い標準仕様領域での運転範囲と、前記標準仕様領域よりも蒸発温度が高い高温仕様領域での運転範囲をもち、
前記高温仕様領域での運転範囲では、目標蒸発温度に応じて前記圧縮機容量の上限値を設定すると共に、
前記上限値は、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更され、前記上限値が変更された場合にはその変更後の上限値に従ってその上限値容量を超えないように前記圧縮機が制御される
ことを特徴とする冷凍装置。

【請求項2】

請求項１に記載の冷凍装置において、膨張弁及び蒸発器を有する低圧側機器と冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成するようにしたことを特徴とする冷凍装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の冷凍装置において、容量制御可能な圧縮機は駆動周波数が可変のインバータ圧縮機であることを特徴とする冷凍装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載の冷凍装置において、前記容量制御可能な圧縮機は複数台の圧縮機で構成され、駆動台数を制御することで容量を制御するものであることを特徴とする冷凍装置。

【請求項5】

請求項１〜４の何れかに記載の冷凍装置において、少なくとも前記外気温度センサを備え、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更される前記圧縮機容量の上限値は、前記外気温度センサで検知された外気温度に応じて変更されることを特徴とする冷凍装置。

【請求項6】

請求項５に記載の冷凍装置において、外気温度が設定値よりも低く凝縮器能力に余裕がある場合、前記圧縮機容量の上限値は上方に修正されることを特徴とする冷凍装置。

【請求項7】

請求項６に記載の冷凍装置において、外気温度が低いほど外気温度に応じて段階的に前記圧縮機容量の上限値を上方に修正していくことを特徴とする冷凍装置。

【請求項8】

請求項１〜４の何れかに記載の冷凍装置において、前記吐出圧力センサまたは前記吐出温度センサの少なくとも何れかと、冷凍装置の運転電流を検出するための運転電流検出センサとを備え、前記吐出圧力センサで検出される圧縮機の吐出圧力または前記吐出温度センサで検出される吐出温度の少なくとも何れかと、前記運転電流検出センサで検出される冷凍装置の運転電流が、冷凍機の保護制御の条件となる最大吐出圧力又は最大吐出温度、及び最大運転電流よりも所定値以上小さく、冷凍装置の運転状態に余裕がある場合、前記冷凍装置の保護制御の条件となる吐出圧力または吐出側温度、及び運転電流よりも所定値以上低い値を、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更される前記圧縮機容量の上限値として変更し、その変更後の上限値容量を超えないように前記圧縮機が制御されることを特徴とする冷凍装置。

【請求項9】

請求項１〜８の何れかに記載の冷凍装置において、蒸発温度が低い標準仕様領域での運転範囲は蒸発温度が−２０℃〜−５℃の運転範囲であり、蒸発温度が高い高温仕様領域での運転範囲は−５℃〜１０℃の蒸発温度領域での運転範囲であることを特徴とする冷凍装置。

【請求項10】

請求項１〜９の何れかに記載の冷凍装置において、使用される冷媒はＲ４１０Ａであることを特徴とする冷凍装置。

【請求項11】

請求項１〜１０の何れかに記載の冷凍装置において、前記凝縮器の下流側に設けられた受液器と、この受液器の下流側に設けられた過冷却器とを更に備えることを特徴とする冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は容量制御可能な圧縮機を備えている冷凍装置に関し、特に蒸発温度の低い標準仕様領域と、蒸発温度の高い高温仕様領域で運転範囲を備えているものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の容量制御可能な圧縮機を備えている冷凍装置としては、特開２０１１−１４１１０４号公報（特許文献１）に記載されたものなどがある。この特許文献１のものには、冷媒の蒸発温度が、冷凍機油と冷媒が分離する臨界温度を超えた温度になるように圧縮機容量を制御することが記載されている。
また、冷凍装置において、圧縮機の容量制御は、インバータ電源により駆動周波数を調整して行うものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１４１１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インバータ電源により圧縮機の運転周波数制御を行う冷凍装置は、目標蒸発温度（ＥＴ）の範囲は、一般に、−２０℃〜−５℃程度の運転範囲（標準仕様領域での運転範囲）となっている。このような冷凍装置においては、蒸発温度が−５℃である場合を基準に凝縮器の容量が設計されている。

【0005】

ところで、最近、野菜、果物、薬品などの保管のために、蒸発温度が−５℃を超える高温の温度領域（高温仕様領域）でも使用可能な冷凍装置の要求がある。しかし、蒸発温度が−５℃を超える高温の温度領域では、凝縮器の凝縮容量を超えて、凝縮能力不足になり易く、このため圧縮機吐出側の吐出圧力が上昇し、高圧圧力の異常上昇や運転電流の異常増加により、保護制御が作動して冷凍装置の圧縮機が停止する可能性があり、この場合、冷凍装置の運転が不可能になってしまうという課題があった。

【0006】

本発明の目的は、蒸発温度が標準仕様領域での運転範囲を超える高温の蒸発温度となる高温仕様領域でも、保護制御が作動するのを抑制しながらより高い凝縮能力での運転が可能な冷凍装置を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明は、容量制御可能な圧縮機及び凝縮器を備えている冷凍装置において、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ、前記圧縮機の吐出側温度を検出する吐出温度センサ及び外気温度を検出する外気温度センサのうちの少なくとも一つと、前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサを備え、蒸発温度が低い標準仕様領域での運転範囲と、前記標準仕様領域よりも蒸発温度が高い高温仕様領域での運転範囲をもち、前記高温仕様領域での運転範囲では、目標蒸発温度に応じて前記圧縮機容量の上限値を設定すると共に、前記上限値は、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更され、前記上限値が変更された場合にはその変更後の上限値に従ってその上限値容量を超えないように前記圧縮機が制御されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、蒸発温度が標準仕様領域での運転範囲を超える高温の蒸発温度となる高温仕様領域でも、保護制御が作動するのを抑制しながらより高い凝縮能力での運転が可能な冷凍装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の冷凍装置の実施例１を示す冷凍サイクル系統図。

【図2】目標蒸発温度（目標吸入圧力）と運転周波数の上限値との関係を示す線図。

【図3】外気温を考慮した場合の目標蒸発温度（目標吸入圧力）と運転周波数の上限値との関係を示す線図。

【図4】本発明の実施例２を説明する図で、冷凍装置の保護制御条件を考慮した場合の目標蒸発温度（目標吸入圧力）と運転周波数の上限値との関係を示す線図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の冷凍装置の実施例を、図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0012】

本発明の冷凍装置の実施例１を図１〜図３により説明する。
図１は本発明の冷凍装置の実施例１を示す冷凍サイクル系統図である。この図１において、Ｉは空冷一体型の冷凍装置、IIは前記冷凍装置Ｉに接続されて冷凍サイクルを構成する低圧側機器である。前記冷凍装置Ｉと前記低圧側機器IIとは冷媒配管により配管接続部１７，１８により接続されている。

【0013】

冷凍装置Ｉにおいて、１は容量制御可能な圧縮機であり、本実施例ではインバータ電源により駆動周波数が可変されることで、容量が制御されるインバータ圧縮機である。なお、一定速の圧縮機を複数台接続し、駆動台数を制御することで、容量制御可能な圧縮機としても良い。また、図１において、２は凝縮器、３は過冷却器で、前記凝縮器２と過冷却器とは一体構造となっている。５は前記凝縮器２と前記過冷却器３とを接続している冷媒配管の途中に設けられた受液器、１４は前記凝縮器２や過冷却器３に外気を送風するための送風ファンである。

【0014】

前記圧縮機１から吐出された高温、高圧の冷媒ガスは、前記凝縮器２に入り、前記送風ファン１４から送風される外気により冷却されることで凝縮する。凝縮された液冷媒は受液器５に蓄えられ、ここから液冷媒のみが過冷却器３に導かれて過冷却され、その後冷媒配管（液管）を通って、前記低圧機器II側に送られる。前記過冷却器３下流の冷媒配管には液冷媒中に含まれる水分を除去するドライヤ９及び液冷媒の状態を確認するためのサイトグラス８が設けられている。

【0015】

前記低圧側機器II側に送られた過冷却された液冷媒は、電磁弁７を通過後、膨張弁６により減圧されて、低温、低圧となって蒸発器４に入り、送風ファン１５から送られる空気と熱交換して蒸発する。蒸発したガス冷媒はその後冷媒配管（ガス管）を通って前記冷凍装置Ｉ側に戻り、アキュームレータ１３を通って前記圧縮機１に吸入され、再び圧縮されて吐出されるという冷凍サイクルを繰り返す。なお、１６は前記低圧側機器IIに設けられた外部ヒータである。

【0016】

また、本実施例では、前記過冷却器３下流のドライヤ９とサイトグラス８との間の冷媒配管と前記圧縮機１とは液インジェクション配管１０で接続されており、この液インジェクション配管１０には、液インジェクション量を調整する膨張弁１１と電磁弁１２が設けられている。本実施例の前記圧縮機１はスクロール圧縮機で構成されており、固定スクロールと旋回スクロールとが噛み合って、前記旋回スクロールが旋回運動することで形成される圧縮途中の圧縮室（吸入圧力と吐出圧力との間の中間圧力となっている部分の圧縮室）に、前記液インジェクション配管１０が接続されている。

【0017】

前記圧縮室に液冷媒を液インジェクションすることにより、圧縮機１から吐出される圧縮冷媒ガスの温度を一定温度以下に保つことができる。従って、圧縮機の吐出側の温度（或いは圧縮機の温度）を検出する吐出温度センサ１０５を設け、この吐出温度センサ１０５からの検出値に応じて、前記電磁弁１２を開閉したり、前記膨張弁１１の開度を制御するように構成されている。

【0018】

１０１は前記圧縮機１、前記膨張弁１１及び前記電磁弁１２などを制御する制御装置、１０２は前記圧縮機１に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ、１０３は外気温度を検出する外気温度センサ、１０４は前記圧縮機１から吐出される高圧ガス冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサである。前記制御装置１０１には、前記吸入圧力センサ１０２、外気温度センサ１０３、吐出圧力センサ１０４及び吐出温度センサ１０５などで検出された検出値が入力され、これらの検出値に基づいて前記制御装置１０１は前記圧縮機の回転数（複数台の圧縮機で構成されて容量制御される圧縮機の場合には圧縮機の駆動台数）を制御し、圧縮機から吐出される冷媒の循環量を制御する。

【0019】

前記制御装置１０１には、目標蒸発温度（目標吸入圧力）に応じて前記圧縮機１の圧縮機容量（圧縮機の運転周波数或いは運転台数）の上限値が設定されている。
例えば、目標蒸発温度が−２０℃〜−５℃の標準仕様領域での運転範囲での運転周波数の上限値は８０Ｈｚに設定されている。また、目標蒸発温度が−５℃以上の高温仕様領域での運転範囲での運転周波数の上限値は、目標蒸発温度が高くなるに連れて、蒸発温度帯毎に運転周波数の上限値が小さくなるように設定している。これにより、前記凝縮器２での凝縮能力を超えた運転が為されないようにし、高圧圧力の異常上昇や運転電流の異常増加を防止している。この結果、保護制御が作動して圧縮機が停止し、冷凍装置が運転不可能になってしまうのを防止できる。

【0020】

即ち、本実施例では、標準仕様領域での運転範囲に加えて、例えば−５℃以上の蒸発温度が高い高温仕様領域での運転範囲も持っており、前記高温仕様領域での運転範囲では、目標蒸発温度帯別に、圧縮機容量（運転周波数など）の上限値を設定し、この設定された蒸発温度帯別の圧縮機容量の上限値を超えないように、圧縮機１の回転数制御などを行うようにしている。従って、前記高温仕様領域での運転時には、圧縮機１から吐出される冷媒循環量が制限されるから、同一容量の凝縮器で、蒸発温度が高くなる高温仕様領域での運転も可能になるという効果が得られる。

【0021】

次に、図２に示す線図により、前記制御装置１０１に設定されている目標蒸発温度（目標吸入圧力）と圧縮機１の運転周波数（圧縮機容量）の上限値との関係を説明する。
図２において、横軸は目標蒸発温度を示し、（ ）内の数値は各目標蒸発温度に対応する目標吸入圧力である。また、縦軸は上記目標蒸発温度（目標吸入圧力）に対応する圧縮機１の運転周波数の上限値を示している。

【0022】

この実施例では図２に示すように、目標蒸発温度が−２０℃〜−５℃の範囲が標準（冷蔵）仕様領域となっており、また目標蒸発温度が−５℃以上（図２の例では−５〜１０℃までの設定となっている）が高温仕様領域となっている。即ち、目標蒸発温度が−２０℃〜−５℃の標準仕様領域では圧縮機運転周波数の上限値は一律８０Ｈｚとなっており、圧縮機は８０Ｈｚ以下の周波数で、設定された目標蒸発温度になるようにその周波数が制御される。

【0023】

また、目標蒸発温度（ＥＴ）が−５℃以上の高温仕様領域では、以下のように圧縮機の運転周波数の上限値が、目標蒸発温度帯別に設定されている。
「−５℃＜ＥＴ≦０℃」では運転周波数の上限値が７０Ｈｚ
「 ０℃＜ＥＴ≦５℃」では運転周波数の上限値が６０Ｈｚ
「 ５℃＜ＥＴ≦１０℃」では運転周波数の上限値が５０Ｈｚ
即ち、本実施例では、目標蒸発温度が−５℃を超える高温仕様領域で冷凍装置を運転する場合には、前記凝縮器２の凝縮能力を超えないように、設定された目標蒸発温度に応じて、インバータ圧縮機の運転周波数に上限値を設け、この上限値を超えないように圧縮機１は運転制御される。そして、前記目標蒸発温度が高く設定されるほど、段階的に前記インバータ圧縮機１の運転周波数の上限値が低くなるように設定され、圧縮機からの冷媒吐出量が目標蒸発温度に応じて適切化されることで、高温仕様領域での運転を可能にしている。
なお、前記目標蒸発温度（ＥＴ）を設定する代わりに、前記目標吸入圧力（ＰｓＵ）を設定するようにしても良い。

【0024】

また、本実施例では、前記高温仕様領域での運転においてもできる限り高い能力で冷凍装置を運転できるようにするため、図３に示すようにしている。即ち、前記運転周波数の上限値は、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更され、前記上限値が変更された場合にはその変更後の上限値に従ってその上限値容量を超えないように前記圧縮機が制御されるようにしているものである。以下、図３により詳細に説明する。

【0025】

図３は外気温を考慮した場合の目標蒸発温度（目標吸入圧力）と運転周波数の上限値との関係を示す線図である。本実施例の冷凍装置では外気温度センサ１０３を備えており、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更される前記圧縮機容量の上限値は、前記外気温度センサ１０３で検知された外気温度に応じて変更されるように構成している。

【0026】

即ち、外気温度が予め定めた温度よりも低くなって凝縮器能力に余裕（以下、余裕度或いは裕度ともいう）が生じた場合、前記圧縮機容量の上限値を上方に修正するようにしたものである。ここでは、外気温度が低いほど凝縮能力が大きくなるので、外気温度に応じて段階的に前記圧縮機容量の上限値を上方に修正するようにしている。

【0027】

図１に示す外気温度センサ１０３で検知した外気温度の情報は制御装置１０１に送信される。前記制御装置１０１では基準となる設計外気温度が決められており、この制御装置１０１では、検知された外気温度が予め定めた設定温度以下となった場合、或いは前記検知外気温度と前記設計外気温度とが比較され、検知された外気温度が前記設計外気温度よりも所定温度以上低い場合には、前記凝縮器２の凝縮能力に余裕（余裕度、裕度）があると判断する。

【0028】

例えば、冷凍装置の高温仕様領域での運転時に、前記外気温度センサ１０３で検知された外気温度が、予め設定された設定温度よりも低くなって凝縮能力に余裕があると判断された場合、その余裕度を考慮した凝縮能力に対して凝縮能力を超えないように、図２に示した高温仕様領域での運転周波数の上限値を、図３の点線で示すように、予め決めた周波数分だけ上方（上限周波数が高くなる方向）にシフトして、運転周波数の上限値を変更する。

【0029】

即ち、目標蒸発温度が−５℃より高く０℃以下の場合、外気温度センサ１０３で検知された外気温度が基準となる設計外気温度よりも例えば５℃以上低い温度、例えば２０℃以下になった場合、運転周波数の上限値を図３に示すように、７０Ｈｚから７５Ｈｚに変更する。従って、圧縮機１は７５Ｈｚ以下の運転周波数で、設定された目標蒸発温度になるようにその周波数制御が為される。

【0030】

同様に、検知外気温度が２０℃で、目標蒸発温度が０℃より高く５℃以下の場合の運転周波数の上限値は６０Ｈｚから６５Ｈｚに、目標蒸発温度が５℃より高く１０℃以下の場合の運転周波数の上限値は６０Ｈｚから６５Ｈｚに変更して、前記制御装置１０１は前記圧縮機１を制御する。

【0031】

このように、本実施例では、高温仕様領域での運転時に、検出された外気温度が予め設定された設定温度よりも低くなって凝縮能力に余裕があると判断された場合、その余裕度を考慮した凝縮能力に対して凝縮能力を超えないように、高温仕様領域での運転周波数の上限値を予め決めた周波数分だけ高い値に変更して運転制御を行う。従って、高温仕様領域での運転時においても、凝縮器の凝縮能力を超えない範囲で、できるだけ高い運転周波数で圧縮機の運転を行うことができるから、冷凍能力の増大が可能となり、高温仕様領域でも高い冷凍能力で冷凍装置を運転することができる効果が得られる。

【0032】

即ち、本実施例によれば、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ、前記圧縮機の吐出側温度を検出する吐出温度センサ及び外気温度を検出する外気温度センサのうちの少なくとも一つと、前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサを備え、蒸発温度が低い標準仕様領域での運転範囲と、前記標準仕様領域よりも蒸発温度が高い高温仕様領域での運転範囲を備え、前記高温仕様領域での運転範囲では、目標蒸発温度に応じて前記圧縮機容量の上限値を設定すると共に、前記上限値は、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更され、前記上限値が変更された場合にはその変更後の上限値に従ってその上限値容量を超えないように前記圧縮機が制御されるように構成しているので、蒸発温度が標準仕様領域での運転範囲を超える高温の蒸発温度となる高温仕様領域でも、保護制御が作動するのを抑制しながら、より高い凝縮能力での運転が可能な冷凍装置を得ることができる。

【実施例2】

【0033】

図４は、冷凍装置の高温仕様領域での運転範囲において、目標蒸発温度に応じて設定されている圧縮機容量の上限値を、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更する他の実施例を示す図である。即ち、図４は本発明の実施例２を説明するもので、冷凍装置の保護制御条件を考慮した場合の目標蒸発温度（目標吸入圧力）と運転周波数の上限値との関係を示す線図である。他の冷凍装置の構成は、上記図１に示すものと同様である。

【0034】

図１に示すような冷凍装置Ｉには、通常、その保護制御の条件となる最大吐出圧力及び最大運転電流が決められている。なお、前記最大吐出圧力の代わりに、或いは前記最大吐出圧力に加えて、圧縮機吐出側の最大吐出温度を使用して前記保護制御をすることも可能であるが、以下の説明では、前記最大吐出圧力及び前記最大運転電流を冷凍装置の保護制御の条件として説明する。

【0035】

この実施例２では、図１に示す吐出圧力センサ１０４により吐出圧力を検出すると共に、前記制御装置１０１の制御基板などに備えられている運転電流検出センサで検出される冷凍装置の運転電流を検出する。ここで、冷凍装置の運転電流とは、その圧縮機の運転電流でも良いし、圧縮機の運転電流を含む冷凍装置全体の運転電流でも良い。そして、検出された吐出圧力が前記保護制御の条件となる最大吐出圧力よりも所定値以上低く、また検出された電流値が前記保護制御の条件となる最大運転電流よりも所定値以上小さい場合には、冷凍装置Ｉの運転状態に余裕があると判断できる。従って、この場合には、前記保護制御の条件となる最大吐出圧力及び最大運転電流を超えない範囲で、圧縮機容量を更に増加することが可能となる。

【0036】

そこで、本実施例では、検出された圧縮機の吐出圧力及び検出された冷凍装置の運転電流が、冷凍装置の保護制御の条件となる最大吐出圧力及び最大運転電流よりも所定値以上小さく、冷凍装置の運転状態に余裕がある場合、前記保護制御の条件となる最大吐出圧力及び最大運転電流よりも前記所定値以上低い値を、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更される前記圧縮機容量の上限値として変更する。そして、その変更後の上限値容量を超えないように前記圧縮機を制御するようにしたものである。

【0037】

図４により、具体例を説明する。図４において、一点鎖線は前記保護制御の条件となる最大吐出圧力及び最大運転電流に基づいて決められる運転周波数の上限値を示す線である。即ち、この一点鎖線で示す線よりも高い周波数で運転されると前記保護制御が作動し、冷凍装置は停止してしまう。そこで、この図４に示す実施例２では、高温仕様領域での運転時には、一点鎖線で示す保護制御が作動する最大吐出圧力及び最大運転電流よりも、点線で示すように、所定値以上低い吐出圧力及び運転電流となるような運転周波数を前記上限値として変更し、前記点線以下の運転周波数の範囲で、設定された目標蒸発温度になるようにその周波数が制御されるようにしたものである。

【0038】

即ち、本実施例では、前記吐出圧力センサまたは前記吐出温度センサの少なくとも何れかと、冷凍装置の運転電流を検出するための運転電流検出センサとを備え、前記吐出圧力センサで検出される圧縮機の吐出圧力または前記吐出温度センサで検出される吐出温度の少なくとも何れかと、前記運転電流検出センサで検出される冷凍装置の運転電流が、冷凍機の保護制御の条件となる最大吐出圧力又は最大吐出温度、及び最大運転電流よりも所定値以上小さい場合、冷凍装置の運転状態に余裕があると判断する。そして、余裕があると判断した場合、前記冷凍装置の保護制御の条件となる吐出圧力または吐出温度、及び運転電流よりも所定値以上低い値を、冷凍装置の運転状態の余裕度に応じて変更される前記圧縮機容量の上限値として変更し、その変更後の上限値容量を超えないように前記圧縮機が制御されるように構成している。

【0039】

上記高温仕様領域での周波数の上限値を示す点線の値は、予め実験や計算により求めておいて、それを使用すると良い。また、前記一点鎖線は外気温度などにより変化するので、それに応じて前記点線も変更することが好ましい。

【0040】

本実施例の変形例として次のように構成しても良い。即ち、冷凍装置の運転中に、吐出圧力センサ１０４で検出された吐出圧力の検出値と、運転電流検出センサで検出された電流値が、上記制御装置１０１において予め設定されている前記保護制御の条件となる最大吐出圧力値及び最大運転電流値よりも所定値以上低い値を超えないように、圧縮機１の運転周波数を制御するようにしても良い。

【0041】

目標蒸発温度が高くなるほど圧縮機からの吐出圧力が高くなり、冷凍装置の運転電流も大きくなるから、高温仕様領域においては、保護制御の条件となる最大吐出圧力値及び最大運転電流値を基準とし、この保護制御の基準値よりも更に小さい値を上限値として圧縮機を制御するようにしたものがこの変形例である。この変形例によれば、図４の一点鎖線や点線で示す運転周波数の上限値については必ずしも設定しておく必要はなく、また実線で示す目標蒸発温度毎の運転周波数上限値も設定しなくても良い。

【0042】

つまり、保護制御の条件となる最大吐出圧力及び最大運転電流よりも所定値以上低い吐出圧力設定値及び運転電流設定値を予め決めておく。そして、高温仕様領域での運転時には、前記吐出圧力センサ１０４で検出された吐出圧力及び前記運転電流検出センサで検出された運転電流が、前記吐出圧力設定値及び運転電流設定値以下の範囲となるように圧縮機を制御する。このようにすれば、目標蒸発温度が高い場合でも保護制御が作動するのを未然に防止した冷凍装置の運転が可能となり、高温仕様領域での冷凍能力を更に向上させることができる。

【0043】

なお、上記実施例２において、前記最大吐出圧力の代わりに、或いは前記最大吐出圧力に加えて、圧縮機吐出側の最大吐出温度を使用しても同様に実施することが可能であり、同様の効果を得ることができる。

【0044】

このように、冷凍装置の前記保護制御の条件となる最大吐出圧力または最大吐出温度と、最大運転電流に基づいて、前記保護制御が作動するのを抑制できるように圧縮機を運転制御することにより、高温仕様領域での運転や外気温度が高い場合など、どのような運転環境においても、冷凍装置の保護制御の作動を抑制して凝縮器容量の許容最大限で運転することが可能となる。

【0045】

なお、上述した各実施例において、標準仕様領域から高温仕様領域まで運転可能な冷凍装置に使用される冷媒としてはＲ４１０Ａを使用することが好ましい。冷媒Ｒ４１０Ａを使用すれば、凝縮器や受液器などの容量を変えることなく、標準仕様領域から高温仕様領域まで運転しても、効率及び冷凍能力の高い冷凍装置を得ることができる。

【0046】

本発明の各実施例によれば、従来、標準仕様領域で使用される冷蔵用途の冷凍装置と、高温仕様領域で使用される高温用途の冷凍装置とに区別して別々に製造されていた冷凍装置を、凝縮器や受液器などの容量を増やさずに、標準仕様領域で運転される冷凍装置と同一の筐体を使用して、標準仕様領域（冷蔵用途）から高温仕様領域（高温用途）までの広い温度幅で運転可能な冷凍装置を製造することが可能となる。また、蒸発温度が標準仕様領域での運転範囲を超える高温の蒸発温度となる高温仕様領域でも、保護制御が作動するのを抑制しながらより高い凝縮能力での運転が可能な冷凍装置を得ることができる。

【符号の説明】

【0047】

Ｉ：冷凍装置、II：低圧側機器、
１：圧縮機、２：凝縮器、３：過冷却器、４：蒸発器、５：受液器、
６，１１：膨張弁、７：電磁弁、
８：サイトグラス、９：ドライヤ、１０：液インジェクション配管、
１２：電磁弁、１３：アキュームレータ、
１４，１５：送風ファン、１６：外部ヒータ、
１７，１８：配管接続部、
１０１：制御装置、１０２：吸入圧力センサ、１０３：外気温度センサ、
１０４：吐出圧力センサ、１０５：吐出温度センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】