專利名稱：制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用螺旋壓縮機的制冷裝置。
背景技術(shù)：
在曰本特許第3950304號中，記載了一種制冷裝置，其在不會導(dǎo) 致馬達過載的情況下，對應(yīng)冷卻熱負荷來控制驅(qū)動螺旋壓縮機的馬達 的轉(zhuǎn)速。在該專利文獻的制冷裝置中，即使吸入壓力增高，如果馬達 的負荷狀態(tài)是過載的狀態(tài)，則也進行控制以降低馬達的轉(zhuǎn)速。
在制冷裝置中，由于在壓縮機的排出壓力異常上升時存在裝置破 裂的危險，所以根據(jù)法律，有在制冷裝置中設(shè)置高壓切斷裝置的義務(wù)， 在壓縮機的排出壓力達到一定壓力時，該高壓切斷裝置強制性地切斷 對馬達供電。
壓縮機的排出壓力不僅根據(jù)冷卻負荷而且根據(jù)外界環(huán)境溫度、冷 凝器的冷卻水溫度、冷凝器的污濁度等條件變化。在日本特許第 3950304號的制冷裝置中，由于沒有考慮這些條件對壓縮機排出壓力的 影響，所以存在因高壓切斷裝置的工作而使壓縮機突然停止的可能性。
在制冷裝置的壓縮機突然停止時，冷凍中的物品將會溶化、冷藏 中的物品會發(fā)生腐爛，從而存在產(chǎn)生較大損害的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供在防止馬達過栽及排出壓力 過度上升的同時能與冷卻熱負荷對應(yīng)地驅(qū)動螺旋壓縮機的制冷裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明的制冷裝置包括壓縮制冷劑的螺旋壓 縮機、驅(qū)動上述螺旋壓縮機的馬達、控制上述馬達的轉(zhuǎn)速的控制裝置、
供電的高壓切斷裝置、檢測上述螺旋壓縮機的排出壓力的排出壓力檢 測才幾構(gòu)、檢測上述螺旋壓縮機的吸入壓力的吸入壓力檢測機構(gòu)、檢測 冷卻熱負荷的熱負荷檢測機構(gòu)、以及檢測上述螺旋壓縮機的負荷狀態(tài) 的負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)。這里，上述控制裝置在上述吸入壓力不滿既定 的下限壓力的情況下減小上述馬達的轉(zhuǎn)速；在上述吸入壓力為上述下限壓力以上且在既定的上限壓力以下的情況下，如果上述排出壓力為 既定的設(shè)定值以下，則維持上述馬達的轉(zhuǎn)速，如果上述排出壓力超過
上述設(shè)定值，則減小上述馬達的轉(zhuǎn)速；在上述吸入壓力超過上述上限 壓力的情況下，如果上述排出壓力為上述設(shè)定值以下且上述螺旋壓縮 機不是過載狀態(tài)，則增大上述馬達的轉(zhuǎn)速，如果上述排出壓力不是上 述設(shè)定值以下或者上述螺旋壓縮機為過載狀態(tài)，則減小上述馬達的轉(zhuǎn) 速。
根據(jù)該構(gòu)成，由于如果上述排出壓力超過上述設(shè)定值，則與其它 條件無關(guān)地減小驅(qū)動螺旋壓縮機的馬達的轉(zhuǎn)速，所以在高壓切斷裝置 工作前，可在不停止制冷裝置的運轉(zhuǎn)的情況下使壓縮機的排出壓力下 降。
此外，本發(fā)明的制冷裝置可以設(shè)計成，上述負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)檢 測上述馬達的線圏溫度，上述控制裝置在上述馬達的線圏溫度超過既 定的上限溫度的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)。
根據(jù)該構(gòu)成，由于監(jiān)視馬達的線圈溫度，所以可防止線圈溫度所 致的馬達的燒損。
此外，在本發(fā)明的制冷裝置中可以設(shè)計成，上述負荷狀態(tài)檢測機 構(gòu)檢測上述馬達的轉(zhuǎn)速，上述控制裝置在上述馬達的轉(zhuǎn)速超過既定的 上限轉(zhuǎn)速的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)。
根據(jù)該構(gòu)成，由于監(jiān)視馬達的轉(zhuǎn)速，所以即使在實際的冷凝溫度 比設(shè)計溫度低的情況下，也可防止由于螺旋壓縮機的冷卻油流出到冷 凝器而出現(xiàn)冷卻不完全及潤滑不完全所致的螺旋壓縮機的故障。
此外，在本發(fā)明的制冷裝置中可以設(shè)計成，上述負荷狀態(tài)檢測機 構(gòu)檢測上述馬達的電流值，上述控制裝置在上述馬達的電流值超過既 定的上限電流值的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)。
根據(jù)該構(gòu)成，由于將馬達的電流值限制在上限電流值以下，所以 可抑制線圏的發(fā)熱而防止馬達的燒損。
此外，在本發(fā)明的制冷裝置中可以設(shè)計成，上述負荷狀態(tài)檢測機 構(gòu)檢測上述螺旋壓縮機的排出溫度，上述控制裝置在上述螺旋壓縮機 的排出溫度超過既定的上限溫度的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于 過載狀態(tài)。
根據(jù)該構(gòu)成，監(jiān)視在螺旋壓縮機內(nèi)部向制冷劑賦予的熱能，可檢測螺旋壓縮機的過熱，所以可防止螺旋壓縮機的燒結(jié)等。
此外，在本發(fā)明的制冷裝置中可以設(shè)計成，上述排出壓力的上述
設(shè)定值為在高壓切斷裝置馬上就要工作前增大馬達的轉(zhuǎn)速的值，這樣，
可將制冷裝置的能力發(fā)揮到最大限度，即使是高熱負荷也能加以應(yīng)對。 根據(jù)本發(fā)明，如果螺旋壓縮機的排出壓力超過設(shè)定值，則減小馬
達的轉(zhuǎn)速，所以可在不停止制冷裝置的運轉(zhuǎn)的情況下降低壓縮機的排
出壓力。


圖l是本發(fā)明的第一實施方式的制冷裝置的構(gòu)成圖。
圖2是表示圖1的制冷裝置的冷卻熱負荷和螺旋壓縮機的吸入壓 力的相關(guān)的圖。
圖3是圖1的制冷裝置的螺旋壓縮機的旋轉(zhuǎn)控制的流程圖。
圖4是本發(fā)明的第二實施方式的制冷裝置的構(gòu)成圖。
圖5是圖4的制冷裝置的螺旋壓縮機的旋轉(zhuǎn)控制的流程圖。
圖6是本發(fā)明的第三實施方式的制冷裝置的構(gòu)成圖。
圖7是圖6的制冷裝置的螺旋壓縮機的旋轉(zhuǎn)控制的流程圖。
圖8是本發(fā)明的第四實施方式的制冷裝置的構(gòu)成圖。
圖9是圖8的制冷裝置的螺旋壓縮機的旋轉(zhuǎn)控制的流程圖。
具體實施例方式
下面參照附圖來對本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖l表示本發(fā)明的第一實施方式的制冷裝置1。制冷裝置l具有經(jīng) 螺旋壓縮機2、冷凝器3、膨脹閥4、蒸發(fā)器5設(shè)置的循環(huán)流路6，封 入在循環(huán)流路6的內(nèi)部的制冷劑將在蒸發(fā)器5中吸收的熱在冷凝器3 中放出到冷卻水中。
螺旋壓縮機2由馬達7驅(qū)動。由變頻器8控制頻率的電力經(jīng)斷路 器9供給到馬達7。變頻器8的輸出頻率根據(jù)從控制裝置IO輸入的信 號而設(shè)定。在循環(huán)流路6中，設(shè)有檢測螺旋壓縮機2的吸入壓力并轉(zhuǎn) 換為電壓信號而向控制裝置IO輸出的吸入壓力傳送器(吸入壓力檢測 機構(gòu))11、檢測馬達7的線圈溫度并轉(zhuǎn)換為電壓信號而向控制裝置10 輸出的馬達溫度傳送器(負荷狀態(tài)檢測機構(gòu))12、檢測螺旋壓縮機2 的排出壓力并轉(zhuǎn)換為電壓信號而向控制裝置10輸出的排出壓力傳送器 (排出壓力檢測機構(gòu))13、在螺旋壓縮機2的排出壓力達到既定的切斷壓力(例如，1.6MPa)時打開回路的壓力開關(guān)14。斷路器9在壓力 開關(guān)14打開時打開從變頻器9向馬達7供給電力的電路，強制地切斷 對馬達7供電(構(gòu)成高壓切斷裝置)?？刂蒲b置IO根據(jù)分別從吸入壓 力傳送器11、馬達溫度傳送器12及排出壓力傳送器13輸入的信號來 控制變頻器9的設(shè)定頻率。
此外，制冷裝置1具有控制膨脹閥4的開度的閥調(diào)節(jié)計15，在蒸 發(fā)器5的出口，設(shè)有檢測制冷劑的過熱度并轉(zhuǎn)換為電壓信號而向閥調(diào) 節(jié)計15輸出的過熱度傳送器16。閥調(diào)節(jié)計15由例如PID控制器構(gòu)成， 控制膨脹閥4的開度以使蒸發(fā)器5的出口處的制冷劑的過熱度成為預(yù) 先設(shè)定的值。
在制冷裝置1中，如果其它條件一定，則在蒸發(fā)器5中由制冷劑 吸收的熱量也就是冷卻熱負荷和螺旋壓縮機2的吸入壓力之間可看到 圖2所示的相關(guān)關(guān)系。螺旋壓縮機2設(shè)計成，能以下限壓力P1以上、 上限壓力P2以下的吸入壓力效率良好地運轉(zhuǎn)。因此，在由吸入壓力傳 送器11檢測的吸入壓力不滿下限壓力Pl的X區(qū)域，減小變頻器8的 輸出頻率而使馬達7的轉(zhuǎn)速減小，進而減小螺旋壓縮機2的轉(zhuǎn)速，由 此可使螺旋壓縮機2的吸入壓力上升而提高運轉(zhuǎn)效率，在吸入壓力超 過上限壓力P2的Z區(qū)域，通過增大螺旋壓縮機2的轉(zhuǎn)速，可使螺旋壓 縮機2的吸入壓力下降而提高運轉(zhuǎn)效率。在吸入壓力為下限壓力Pl以 上、上限壓力P2以下的Y區(qū)域，螺旋壓縮機2效率良好地運轉(zhuǎn)，所以 保持螺旋壓縮機2的轉(zhuǎn)速即可。
根據(jù)圖2的關(guān)系，控制裝置10以圖3所示的步驟確定變頻器8的 設(shè)定頻率?？刂蒲b置10在制冷裝置1運轉(zhuǎn)時，首先，開始變頻器8的 輸出，使馬達7開始工作而起動螺旋壓縮機2。而且，控制裝置10通 過從吸入壓力傳送器11輸入的信號來確認螺旋壓縮機2的吸入壓力。 如果吸入壓力處于不滿下限壓力Pl的X區(qū)域，則使變頻器8的設(shè)定頻 率降低既定量并減小馬達7的轉(zhuǎn)速。在吸入壓力處于下限壓力Pl以上、 上限壓力P2以下的Y區(qū)域的情況下，控制裝置IO還通過從排出壓力 傳送器13輸入的信號來確認螺旋壓縮機2的排出壓力，如果排出壓力 為比切斷壓力(例如1.6MPa)稍低的設(shè)定值(切斷壓力的約95% -98 %左右，例如1.55MPa)以下，則使變頻器8的設(shè)定頻率保持不變， 但如果螺旋壓縮機2的排出壓力超過設(shè)定值，則使變頻器8的設(shè)定頻率下降而減小馬達7的轉(zhuǎn)速。此外，在吸入壓力處于超過上限壓力P2 的Z區(qū)域的情況下，控制裝置IO確認排出壓力，如果排出壓力超過設(shè) 定值，則使變頻器8的設(shè)定頻率下降而減小馬達7的轉(zhuǎn)速，但如果排 出壓力為設(shè)定值以下，則還通過從馬達溫度傳送器12輸入的信號來確 認馬達7的線圏溫度。如果馬達7的線圏溫度超過既定的上限溫度， 則控制裝置10視作螺旋壓縮機2的馬達7處于過栽狀態(tài)，所以使變頻 器8的設(shè)定頻率下降而減小馬達7的轉(zhuǎn)速，但如果馬達7的線圏溫度 為既定的上限溫度以下，則使變頻器8的設(shè)定頻率提高既定量，增大 馬達7的轉(zhuǎn)速。
在以上的控制中，控制裝置10，僅在螺旋壓縮機2的吸入壓力處 于Z區(qū)域，螺旋壓縮機2的排出壓力為設(shè)定值以下，且馬達7的線圏 溫度為上限溫度以下的情況下，使馬達7的轉(zhuǎn)速增大，在螺旋壓縮機2 的吸入壓力處于X區(qū)域的情況、螺旋壓縮機2的排出壓力超過設(shè)定值 的情況、及馬達7的線圈溫度超過上限溫度的情況中的任一情況下， 皆減小馬達7的轉(zhuǎn)速?？刂蒲b置10,通過在使制冷裝置1的運轉(zhuǎn)停止 之前反復(fù)進行以上的控制，而防止螺旋壓縮機2的排出壓力過度上升、 壓力開關(guān)14工作且斷路器9切斷電路、從而制冷裝置1的運轉(zhuǎn)中斷的 情況，而且，防止馬達7連續(xù)地處于過載狀態(tài)的情況，與此同時，監(jiān) 視螺旋壓縮機2的吸入壓力，進行與冷卻熱負荷對應(yīng)的高效率的運轉(zhuǎn)。
接著，在圖4中，表示本發(fā)明第二實施方式的制冷裝置la的構(gòu)成。 在下面的說明中，對與第一實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)以相同標(biāo)記并 省略重復(fù)的說明。在本實施方式中，具備檢測馬達7的轉(zhuǎn)速并轉(zhuǎn)換為 電壓信號而向控制裝置IO輸入的轉(zhuǎn)速檢測器17，來作為檢測螺旋壓縮 機2的馬達7的負荷狀態(tài)的負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)，以取代馬達溫度傳送 器12。
在本實施方式中，如圖5所示，控制裝置10，在螺旋壓縮機2的 吸入壓力處于Z區(qū)域，且螺旋壓縮機2的排出壓力為設(shè)定值以下的情 況下，通過從轉(zhuǎn)速檢測器17輸入的信號來確認馬達7的轉(zhuǎn)速。控制裝 置10,如果馬達7的轉(zhuǎn)速超過既定的上限轉(zhuǎn)速，則判斷為螺旋壓縮機 2的馬達7處于過載狀態(tài)，降低變頻器8的設(shè)定頻率而減小馬達7的轉(zhuǎn) 速。此外，控制裝置IO，僅在螺旋壓縮機2的吸入壓力處于Z區(qū)域， 螺旋壓縮機2的排出壓力是設(shè)定值以下，且馬達7的轉(zhuǎn)速為上限轉(zhuǎn)速
8以下時，提高變頻器8的設(shè)定頻率來增大馬達7的轉(zhuǎn)速。
在本實施方式中，雖然通過從轉(zhuǎn)速檢測器17輸入的信號來確認馬 達7的轉(zhuǎn)速，但控制裝置10可將向變頻器8輸入的頻率的設(shè)定值看作 馬達7的轉(zhuǎn)速來進行上述控制。
再有，在圖6中，表示本發(fā)明第三實施方式的制冷裝置lb的構(gòu)成。 制冷裝置lb具有檢測從變頻器8向馬達7供給的電流的電流值并轉(zhuǎn)換 為電壓信號而向控制裝置IO輸入的變流器18，來作為檢測螺旋壓縮機 2的馬達7的負荷狀態(tài)的負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)。
在本實施方式中，如圖7所示，控制裝置10,在螺旋壓縮機2的 吸入壓力處于Z區(qū)域，且螺旋壓縮機2的排出壓力為設(shè)定值以下的情 況下，通過從變流器18輸入的信號來確認馬達7的電流值?？刂蒲b置 10，如果馬達7的電流值超過既定的上限電流值，則判斷為螺旋壓縮 機2的馬達7處于過載狀態(tài)，降低變頻器8的設(shè)定頻率而減小馬達7 的轉(zhuǎn)速。此外，控制裝置IO，僅在螺旋壓縮機2的吸入壓力處于Z區(qū) 域，螺旋壓縮機2的排出壓力是設(shè)定值以下，且馬達7的電流值為上 限電流值以下時，提高變頻器8的設(shè)定頻率并增大馬達7的轉(zhuǎn)速。
還有，在圖8中，表示本發(fā)明第四實施方式的制冷裝置lc的構(gòu)成。 制冷裝置lc具有檢測螺旋壓縮機2排出的制冷劑的溫度(排出溫度) 并轉(zhuǎn)換為電壓信號而向控制裝置IO輸入的排出溫度傳送器19，來作為 檢測螺旋壓縮機2的負荷狀態(tài)的負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)。
在本實施方式中，如圖9所示，控制裝置10，在螺旋壓縮機2的 吸入壓力處于Z區(qū)域，且螺旋壓縮機2的排出壓力為設(shè)定值以下的情 況下，通過從排出溫度傳送器19輸入的信號來確認螺旋壓縮機2的排 出溫度?？刂蒲b置10,如果螺旋壓縮機2的排出溫度超過既定的上限 溫度，則判斷為螺旋壓縮機2處于過載狀態(tài)，降低變頻器8的設(shè)定頻 率而減小馬達7的轉(zhuǎn)速。此外，控制裝置10，僅在螺旋壓縮機2的吸 入壓力處于Z區(qū)域，螺旋壓縮機2的排出壓力是設(shè)定值以下，且螺旋 壓縮機2的排出溫度為上限溫度以下時，提高變頻器8的設(shè)定頻率而 增大馬達7的轉(zhuǎn)速。
如上所述，在本發(fā)明的制冷裝置1、 la、 lb、 lc中，能夠防止螺 旋壓縮機2的排出壓力過度上升、壓力開關(guān)14工作且斷路器9切斷電 路、從而運轉(zhuǎn)中斷的情況，而且，防止馬達7連續(xù)地處于過載狀態(tài)的情況，與此同時，監(jiān)視螺旋壓縮機2的吸入壓力，進行與冷卻熱負荷 對應(yīng)的高效率的運轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種制冷裝置，包括壓縮制冷劑的螺旋壓縮機、驅(qū)動上述螺旋壓縮機的馬達、控制上述馬達的轉(zhuǎn)速的控制裝置、在上述螺旋壓縮機的排出壓力達到既定的切斷壓力時切斷對上述馬達供電的高壓切斷裝置、檢測上述螺旋壓縮機的排出壓力的排出壓力檢測機構(gòu)、檢測上述螺旋壓縮機的吸入壓力的吸入壓力檢測機構(gòu)、檢測冷卻熱負荷的熱負荷檢測機構(gòu)、以及檢測上述螺旋壓縮機的負荷狀態(tài)的負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)；其中，上述控制裝置在上述吸入壓力不滿既定的下限壓力的情況下減小上述馬達的轉(zhuǎn)速；在上述吸入壓力在上述下限壓力以上且在既定的上限壓力以下的情況下，如果上述排出壓力為既定的設(shè)定值以下，則維持上述馬達的轉(zhuǎn)速，如果上述排出壓力超過上述設(shè)定值，則減小上述馬達的轉(zhuǎn)速；在上述吸入壓力超過上述上限壓力的情況下，如果上述排出壓力在上述設(shè)定值以下且上述螺旋壓縮機不處于過載狀態(tài)，則增大上述馬達的轉(zhuǎn)速，如果上述排出壓力不在上述設(shè)定值以下或者上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)，則減小上述馬達的轉(zhuǎn)速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于， 上述負荷狀態(tài)檢測才幾構(gòu)檢測上述馬達的線圈溫度， 上述控制裝置在上述馬達的線圈溫度超過既定的上限溫度的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于， 上述負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)檢測上述馬達的轉(zhuǎn)速， 上述控制裝置在上述馬達的轉(zhuǎn)速超過既定的上限轉(zhuǎn)速的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于， 上述負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)檢測上述馬達的電流值， 上述控制裝置在上述馬達的電流值超過既定的上限電流值的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過栽狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于， 上述負荷狀態(tài)檢測機構(gòu)檢測上述螺旋壓縮機的排出溫度， 上述控制裝置在上述螺旋壓縮機的排出溫度超過既定的上限溫度的情況下判斷為上述螺旋壓縮機處于過載狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的制冷裝置，其特征在于， 上述排出壓力的上述設(shè)定值是比上述切斷壓力低的壓力值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制冷裝置，該制冷裝置具有由受到轉(zhuǎn)速控制的馬達驅(qū)動并壓縮制冷劑的螺旋壓縮機，在吸入壓力不滿既定的下限壓力的情況下，減小馬達的轉(zhuǎn)速，在吸入壓力在下限壓力以上且在既定的上限壓力以下的情況下，如果排出壓力為既定的設(shè)定值以下，則保持馬達的轉(zhuǎn)速，如果排出壓力超過設(shè)定值，則減小馬達的轉(zhuǎn)速，在吸入壓力超過上限壓力的情況下，如果排出壓力為設(shè)定值以下且螺旋壓縮機為過載狀態(tài)，則增大馬達的轉(zhuǎn)速，如果排出壓力不為設(shè)定值以下或螺旋壓縮機為過載狀態(tài)，則減小馬達的轉(zhuǎn)速。通過此種構(gòu)成，可防止馬達的過載及排出壓力的過度上升，同時能與冷卻熱負荷對應(yīng)地驅(qū)動螺旋壓縮機。
文檔編號F25B1/04GK101451774SQ20081017980
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者壺井升, 大倉正詞, 田中啟介, 神吉英次, 鈴木勝之 申請人:株式會社神戶制鋼所