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公開番号2021032445
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019151273
出願日20190821
発明の名称冷凍機
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人
主分類F25B 1/00 20060101AFI20210201BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】少なくともインバータ駆動の圧縮機1台と、少なくとも定速駆動の圧縮機1台を搭載した冷凍機において、騒音を低減できる冷凍機を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくともインバータ駆動の圧縮機1台と、少なくとも定速駆動の圧縮機複数台を搭載した冷凍機1において、インバータ駆動の圧縮機2と定速駆動の圧縮機2の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が60HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を60HZとする制限をかける制御を行い、かつ、インバータ駆動の圧縮機1と定速駆動の圧縮機2及び3の3台運転時には、インバータ駆動の圧縮機1が45HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を45HZとする制限をかける制御を行う冷凍機を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
少なくともインバータ駆動の圧縮機1台と、少なくとも定速駆動の圧縮機1台を搭載した冷凍機において、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機1台或いは複数台の運転時には、インバータ駆動の圧縮機が所定周波数以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限に制限をかける制御を行うことを特徴とした冷凍機。
続きを表示(約 500 文字)【請求項2】
少なくともインバータ駆動の圧縮機1台と、少なくとも定速駆動の圧縮機1台を搭載した冷凍機において、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機1台の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が60HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を60HZとする制限をかける制御を行うことを特徴とした冷凍機。
【請求項3】
インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機2台の3台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が45HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を45HZとする制限をかける制御を行うことを特徴とした請求項1記載の冷凍機。
【請求項4】
全数運転している状態で冷凍負荷が増大した場合には、インバータ駆動の圧縮機の周波数上限の制限を解除するようにしたことを特徴とする請求項1記載の冷凍機。
【請求項5】
インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機2台の3台運転時に、冷凍負荷が増大した場合には、インバータ駆動の圧縮機の周波数上限の制限を解除するようにしたことを特徴とする請求項3記載の冷凍機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する冷凍機において、インバータ駆動の運転周波数の上限を制限することにより、騒音を低減した冷凍機に関する。
続きを表示(約 6,100 文字)【背景技術】
【0002】
一般的な冷凍機は、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、1台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させることにより、冷凍負荷に応じたマルチ制御運転を行っている。具体的には、インバータ駆動の圧縮機を冷凍負荷に応じて、下限周波数20HZから上限周波数である80HZまで可変速で運転させると共に、2台目及び3台目の圧縮機を電源周波数で定速運転或いは停止させ、冷凍負荷に応じた能力制御を行っている。
【0003】
一方、この種の冷凍機は、屋内の機械室或いは屋外に設置されるのが一般的であるが、圧縮機の運転、停止或いはインバータ駆動による騒音が発生し、この騒音が大きいと近隣に迷惑がかかる等の問題があり、環境面から低騒音化が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開平3−172587号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に開示されているように、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、1台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させる冷凍機において、1台目、2台目と運転した場合に、インバータ駆動の圧縮機が、60HZ以上で騒音が激しくなり、3台目を運転させると45HZ以上でも騒音が大きくなることが判明した。即ち、図4に示すように、インバータ駆動の圧縮機の1台運転の場合、冷凍負荷に応じて周波数が20HZから80HZまで可変するが、冷凍負荷が大きくなって60HZ〜80HZの範囲での運転が続くと、冷凍機の騒音が大きい状態での運転が続き、斯かる騒音を低減する必要があった。また、インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機1台の2台運転の場合も、同様であり、60HZ〜80HZの範囲での運転が続くと、冷凍機の騒音が大きい状態での運転が続いてしまい斯かる騒音を低減する必要があった。更に、インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機の2台運転の3台運転の場合は、45HZ〜80HZの範囲での運転が続くと、冷凍機の騒音が大きい状態での運転が続いてしまい斯かる騒音を低減する必要があった。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、インバータ駆動の圧縮機1台運転時、及び、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機の1台或いは複数台の運転時に、インバータ駆動の圧縮機が所定の周波数以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を制限することにより、騒音を低減できる冷凍機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の冷凍機の態様としては、インバータ駆動の圧縮機1台運転時、及び、インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機1台の2台運転時には、60HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を60HZとする制限をかける制御を行い、かつ、インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機2台の3台運転時には、45HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を45HZとする制限をかけ
る制御を行うものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、1台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させる冷凍機において、1台目のインバータ駆動の圧縮機と、2台目の定速駆動の圧縮機を運転した場合に、インバータ駆動の圧縮機が、60HZ以上で運転することはなくなり、また、3台目の定速駆動の圧縮機を運転させ3台運転とした場合に、45HZ以上で運転する時間を短くし、冷凍機の騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明を適用した冷凍機の構成を示す概略図。
本発明の周波数制限制御を示す説明図。
本発明の周波数制限の変更、解除の制御を示す説明図。
従来の周波数制限制御を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
<1>本開示に至った経緯
実施の形態を説明する前に、本発明に至った経緯について説明する。
【0010】
一般的な冷凍機は、複数台の圧縮機を搭載し、少なくとも1台をインバータ駆動により運転する一方、1台或いは複数台の圧縮機を定速で運転させることにより、冷凍負荷に応じたマルチ制御運転を行っている。具体的には、インバータ駆動の圧縮機を冷凍負荷に応じて、下限周波数20HZから上限周波数である80HZまで可変速で運転させると共に、2台目及び3台目の圧縮機を電源周波数で定速運転或いは停止させ、冷凍負荷に応じた能力制御を行っている。
【0011】
しかしながら、インバータ駆動の圧縮機を冷凍負荷に応じて、下限周波数20Hzから上限周波数である80HZまで可変速で運転させる場合、インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機1台の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が60HZ以上を超え、80HZまで上昇すると冷凍機から発生する騒音が急激に2dB大きくなることが判明した。
【0012】
また、インバータ駆動の圧縮機1台と、定速駆動の圧縮機2台の3台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が45HZを超え、80HZまで上昇すると冷凍機から発生する騒音が急激に3dB大きくなることが判明した。
【0013】
本発明者らは、斯かる点に着目し、インバータ駆動の圧縮機1台と、定速駆動の圧縮機1台の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が60HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を60HZとする制限をかける制御を行うこと、及び、インバータ駆動の圧縮機1台と定速駆動の圧縮機2台の3台運転時には、インバータ駆動の圧縮機ができる限り45HZ以上の運転にならないようにインバータの駆動周波数の上限を45HZとする制限をかける制御を行うことにより、冷凍機の騒音が3dBと大幅に低減できることを見出した。
【0014】
<2>実施の形態
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0015】
図1は、本発明を適用した冷凍機1の構成を示す概略図である。なお、図1は本発明を適用した形態の一例であって、本発明の形態は図1に限らない。
【0016】
冷凍機1は、複数台の圧縮機2、3、4(圧縮機2と3は定速駆動型、4はインバータ駆動型)、凝縮器5、後述する制御装置11等からなり、これを膨張弁6及び蒸発器7を配管接続することにより冷凍サイクル8を構成する。そして、冷凍機1は、インバータ駆動の圧縮機2と、定速駆動の圧縮機3.4を搭載し、蒸発器7に対応する冷凍負荷に応じたマルチ制御運転を行っている。具体的には、インバータ駆動の圧縮機2を冷凍負荷に応じて、下限周波数20HZから上限周波数である80HZまで可変速で運転させると共に、2台目及び3台目の圧縮機を電源周波数で定速運転或いは停止させ、冷凍負荷に応じた能力制御を行っている。
【0017】
ここで、インバータ駆動の圧縮機2と、定速駆動の圧縮機3、4の3台運転の場合、冷凍負荷の増大により、冷凍能力が不足する場合は、制御装置11により、周波数の制限が段階的に解除される。具体的には、全数運転である3台運転している状態で、冷凍負荷が増大し、冷媒循環量の低下と共に、低圧圧力が下がらなくなり、低圧センサー12により、冷凍サイクル8の低圧側の圧力が所定の圧力以下にならない場合、制御装置11のインバータ14、制御部15から、45HZとなっているインバータの周波数上限の制限を段階的に上昇させる信号が出力され、インバータ駆動の圧縮機2の周波数制限を55Hzとする。それでもなお低圧側の圧力が所定の圧力以下にならない場合、インバータ駆動の圧縮機2の周波数制限を65Hzとし、最後には周波数制限を解除し80Hzで運転する。これにより、冷凍能力が不足するような運転を回避できる。
【0018】
また、制御装置11は、冷凍サイクル8を循環する冷媒の圧力に対する露点データ及び沸点データからなる制御データを、複数の冷媒に関して記憶する記憶部9と、複数の冷媒の中のいずれかを選択するための操作部10と、この記憶部9に記憶された制御データのうち、前記操作部10により選択された冷媒に関する制御データを用いて冷凍サイクル8を制御している。
この制御装置11は、冷凍サイクル8の低圧側配管に設置された低圧センサー12や、高圧側配管に設置された高圧センサー13からの信号により、インバータ駆動の圧縮機2の周波数可変制御を行うと共に、定速駆動の圧縮機3,4の発停や容量制御を行うことにより、蒸発器7の温度制御を行っている。そして、冷凍機1を構成する圧縮機2,3,4や制御装置11はラックでユニット化され、例えば室外に設置される一方、蒸発器7は、冷凍冷蔵ショーケース(図示せず)に格納され、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗の室内に設置される。
【0019】
冷凍機1は、圧縮機2,3と、圧縮機4に電力を供給するインバータ14と、凝縮器5と、制御部15と、操作部10と、記憶部9と、警報部16と、表示装置17と、を有する。これにより、冷凍機1は、制御部15によってインバータ14のインバータ周波数を制御することにより、圧縮機4の出力ひいては冷却能力を細かく調整することができるように構成されている。
【0020】
制御装置11の記憶部9には、各冷媒についての、圧力に対する露点データ及び沸点データが記憶されている。
【0021】
警報部16は、冷媒の異常を判定し警報を出力する。警報部16は、圧縮機2,3,4の吸入管における冷媒の液バック及び過熱を判定し、判定結果に応じて警報を出力する。また、警報部16は、圧縮機2,3,4から吐出される冷媒の高温高圧異常を判定し、判定結果に応じて警報を出力する。
【0022】
警報部16は、圧縮機2,3,4の冷媒の吸入側の警報判定時には、記憶部9から冷媒の圧力に対する露点データを読み出し、これを用いて警報判定を行う。一方、警報部16
は、圧縮機2,3,4の冷媒の吐出側の警報判定時には、記憶部9から冷媒の圧力に対する沸点データを読み出し、これを用いて警報判定を行う。
【0023】
表示装置17は、例えば、高圧側(圧縮機の吐出側)の凝縮温度を、沸点データを用いて温度換算して求めて表示する。これにより、適正な凝縮温度を表示できるようになる。
【0024】
表示装置17の構成は、7セグLEDの表示機能を有し、使用冷媒と制御装置11の設定冷媒の切替を、ユーザーに円滑、速やかに実施してもらうよう促すために、定期的に現在の設定冷媒を表示する。
ここで、制御装置11は、制御部15により、インバータ駆動の圧縮機2と定速駆動の圧縮機3の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が60HZ以上の運転にならないように、インバータの駆動周波数の上限を60HZとする制限をかける制御を行っている。また、インバータ駆動の圧縮機2と定速駆動の圧縮機3及び4の3台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が45HZ以上の運転にならないように、インバータの駆動周波数の上限を45HZとする制限をかける制御を行っている。
【0025】
以上説明したように、本実施の形態によれば、少なくともインバータ駆動の圧縮機1台と、少なくとも定速駆動の圧縮機1台を搭載した冷凍機において、インバータ駆動の圧縮機2と定速駆動の圧縮機3の2台運転時には、インバータ駆動の圧縮機が60HZ以上の運転にならないように、制御装置11により、インバータの駆動周波数の上限を60HZとする制限をかける制御を行うので、冷凍機1の騒音を低減できる。
また、インバータ駆動の圧縮機2と定速駆動の圧縮機3、4の3台運転時には、インバータ駆動の圧縮機2が45HZ以上の運転にならないように、制御装置11により、インバータの駆動周波数の上限を45HZとする制限をかける制御を行うので、冷凍機1の騒音を低減できる。
また、インバータ駆動の圧縮機2と、定速駆動の圧縮機3、4の3台運転の場合、冷凍負荷の増大により、冷凍能力が不足する場合は、制御装置11により、周波数の制限を段階的に変更、解除するため、冷凍能力不足を起こすことを回避できる。
即ち、図3に示すように、インバータ駆動の圧縮機2と、定速駆動の圧縮機3、4の3台運転の場合は、制御装置11により、45HZで運転制御されているが、冷凍負荷が増大し、圧力センサーが冷媒不足(低圧圧力が所定値A以下に下がらない)を感知すると、55HZの制限周波数に変更する制御を行う。55HZの制限周波数の運転でも、所定時間(180秒)内に低圧圧力が所定値B以下に下がらない場合は、65HZの制限周波数に変更する制御を行う。更に、65HZの制限周波数の運転でも、所定時間(180秒)内に低圧圧力が所定値C以下に下がらない場合は、周波数制限制御を解除する、という段階的な周波数制限解除運転を行うことにより、冷凍機1の騒音を低減しつつ、冷凍能力不足の運転を回避できるようにしている。
【0026】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明は、インバータ駆動の圧縮機1台運転時、及び、インバータ駆動の圧縮機と定速駆動の圧縮機の1台或いは複数台の運転を行うマルチ冷凍機において、騒音を低減できる冷凍機を提供できる。
【符号の説明】
【0028】
1 冷凍機
2,3,4 圧縮機
5 凝縮器
6 膨張弁
7 蒸発器
8 冷凍サイクル
9 記憶部
10 操作部
11 制御装置
12 低圧センサー
13 高圧センサー
14 インバータ
15 制御部
16 警報部
17 表示装置

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