(57)【要約】【課題】圧縮機の効率を高めつつ、負荷へ供給する冷媒の圧力が一定となるコンデンシングユニットを提供する。【解決手段】コンデンシングユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を凝縮するガスクーラと、ガスクーラの下流側に設けられたレシーバと、ガスクーラの下流側でレシーバの上流側に設けられた第１膨張弁と、レシーバと圧縮機とを接続する配管と、その配管に設けられた第２膨張弁と、制御装置とを備え、制御装置は、レシーバの圧力が所定の第１目標値となるように第１膨張弁を制御し、第２膨張弁の下流側における圧力が外気温に応じた所定の第２目標値となるよう第２膨張弁を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した冷媒を凝縮するガスクーラと、
前記ガスクーラの下流側に設けられたレシーバと、
前記ガスクーラの下流側であって、前記レシーバの上流側に設けられた第１膨張弁と、
前記レシーバと前記圧縮機とを接続する配管と、
前記配管に設けられた第２膨張弁と、
前記第１膨張弁と前記第２膨張弁とを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１膨張弁の開度を調節することにより前記レシーバの圧力が所定の第１目標値となるように制御し、前記第２膨張弁の開度を調節することにより前記第２膨張弁の下流側における圧力が外気温に応じた所定の第２目標値となるよう制御する、
コンデンシングユニット。
【請求項２】
前記第２目標値が、負荷側の蒸発温度および外気温ごとに定められている、
請求項１に記載のコンデンシングユニット。
【請求項３】
前記ガスクーラを冷却するファンをさらに備え、
前記制御装置は、前記ファンの回転数を調節することにより、前記圧縮機の吐出側の圧力が外気温に応じた所定の第３目標値となるよう制御する、
請求項１または請求項２に記載のコンデンシングユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のコンデンシングユニットと、
利用側熱交換器を有するショーケースと、
を備える冷凍装置。
【請求項５】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した冷媒を凝縮するガスクーラと、
前記ガスクーラの下流側に設けられたレシーバと、
前記ガスクーラの下流側であって、前記レシーバの上流側に設けられた第１膨張弁と、
前記レシーバと前記圧縮機とを接続する配管と、
前記配管に設けられた第２膨張弁と、
を備えるコンデンシングユニットにおいて、
前記第１膨張弁の開度を調節することにより前記レシーバの圧力が所定の第１目標値となるように制御し、前記第２膨張弁の開度を調節することにより前記第２膨張弁の下流側における圧力が外気温に応じた所定の第２目標値となるよう制御する、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンシングユニット、冷凍装置、及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機が吐出した高圧の冷媒を中間圧力に降圧してショーケースへ供給する冷凍機が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中間圧力の冷媒をショーケースへ供給する場合、降圧前の冷媒の圧力（高圧）を所定の目標値に制御する方法が存在するが、この方法の場合、降圧後の中間圧力が不安定となり、ショーケース側の制御が煩雑になったり、ショーケースが備える膨張弁の選定が困難になったりする等の課題が存在する。また、中間圧力の変動により圧力が低下した場合に備えて冷媒を送出する配管の保温能力を確保する必要があり、配管の施工コストが増大するという課題が存在する。このような中、一定の圧力に制御された中間圧力の冷媒を供給する方法が求められている。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるコンデンシングユニット、冷凍装置、及び制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機が圧縮した冷媒を凝縮するガスクーラと、前記ガスクーラの下流側に設けられたレシーバと、前記ガスクーラの下流側であって、前記レシーバの上流側に設けられた第１膨張弁と、前記レシーバと前記圧縮機とを接続する配管と、前記配管に設けられた第２膨張弁と、前記第１膨張弁と前記第２膨張弁とを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１膨張弁の開度を調節することにより前記レシーバの圧力が所定の第１目標値となるように制御し、前記第２膨張弁の開度を調節することにより前記第２膨張弁の下流側における圧力が外気温に応じた所定の第２目標値となるよう制御する、コンデンシングユニットである。
【０００７】
本発明の一態様における前記第２目標値は、負荷側の蒸発温度および外気温ごとに定められている。
【０００８】
本発明の一態様における前記コンデンシングユニットは、前記ガスクーラを冷却するファンをさらに備え、前記制御装置は、前記ファンの回転数を調節することにより、前記圧縮機の吐出側の圧力が外気温に応じた所定の第３目標値となるよう制御する。
【０００９】
本発明の一態様における上記のコンデンシングユニットと、利用側熱交換器を有するショーケースと、を備える冷凍装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機が圧縮した冷媒を凝縮するガスクーラと、前記ガスクーラの下流側に設けられたレシーバと、前記ガスクーラの下流側であって、前記レシーバの上流側に設けられた第１膨張弁と、前記レシーバと前記圧縮機とを接続する配管と、前記配管に設けられた第２膨張弁と、を備えるコンデンシングユニットにおいて、前記第１膨張弁の開度を調節することにより前記レシーバの圧力が所定の第１目標値となるように制御し、前記第２膨張弁の開度を調節することにより前記第２膨張弁の下流側における圧力が外気温に応じた所定の第２目標値となるよう制御する、制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、圧縮機のＣＯＰを向上させつつ、負荷側に供給する中間圧力の冷媒の圧力を一定に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における冷媒回路の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における高圧の制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における高圧の制御に用いるテーブルの一例を示す第１の図である。
【図５】本発明の一実施形態における高圧の制御に用いるテーブルの一例を示す第２の図である。
【図６】本発明の一実施形態における中圧レシーバの圧力制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態におけるインジェクション圧の制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態におけるインジェクション圧の制御に用いるテーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態における均油運転について、図１〜図８を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態における冷媒回路の一例を示す図である。
図１にコンデンシングユニット１とショーケース２を含む冷凍装置１００を示す。コンデンシングユニット１は、圧縮機１１，１２と、アキュムレータ３と、オイルセパレータ６１，６２と、ガスクーラ５１，５２と、オイルポット７１，７２と、中圧レシーバ９と、過冷却コイル１０と、制御装置３０とを主に備えている。ショーケース２は、膨張弁８１、利用側熱交換器（蒸発器）８０を備えている。本実施形態の冷媒回路は、圧縮機１１，１２、ガスクーラ５１，５２、膨張弁８１、利用側熱交換器８０、それらを接続する配管などを含んで構成される。
【００１４】
圧縮機１１，１２は、冷媒を圧縮し、圧縮した高圧冷媒を冷媒回路に供給する。圧縮機１１は、１段目の第一段圧縮部１１ａと、２段目の第二段圧縮部１１ｂと、を有する２段圧縮機である。圧縮機１２は、１段目の第一段圧縮部１２ａと、２段目の第二段圧縮部１２ｂと、を有する２段圧縮機である。コンデンシングユニット１において、圧縮機１１と圧縮機１２は、並列に設けられている。また、後述するように圧縮機１１と圧縮機１２は、オイルポット７１、オイルポット７２、均油管７３を介して冷凍機油が移動可能なように互いに接続されている。本実施形態の冷媒には、例えば、ＣＯ２が用いられる。ＣＯ２冷媒は、高圧と低圧の圧力差が大きく、圧縮機効率の向上のため二段圧縮構造が採用されている。また、性能・効率向上のため、圧縮機１１，１２の第二段圧縮部１１ｂ，１２ｂに中間圧力（中圧）の冷媒を供給するガスインジェクション機構（後述）が採用されている。圧縮機１１の吐出側には、温度センサＴｈｏ−Ｄ１が設けられ、圧縮機１２の吐出側には、温度センサＴｈｏ−Ｄ２が設けられる。
【００１５】
圧縮機１１の吐出側の吐出管ＭＰ０１には、ホットガスバイパス管ＢＰ１１が接続される。ホットガスバイパス管ＢＰ１１には、ストレーナ１３１、電磁弁ＳＶＨＧ１、キャピラリチューブ１４１が設けられ、負荷側から戻った冷媒の流路である戻り配管ＭＰ１３に接続される。これらホットガスバイパス管ＢＰ１１、ストレーナ１３１、電磁弁ＳＶＨＧ１、キャピラリチューブ１４１を含む流路をホットガスバイパスと呼ぶ。ホットガスバイパスにおける冷媒の流れは、電磁弁ＳＶＨＧ１の開閉により制御される。つまり、制御装置３０が電磁弁ＳＶＨＧ１を開くと、圧縮機１１の吐出側と吸入側が連通し、冷媒がホットガスバイパスを流れる。同様に圧縮機１２の吐出側の吐出管ＭＰ０２には、ホットガスバイパス管ＢＰ１２が接続される。ホットガスバイパス管ＢＰ１２には、ストレーナ１３２、電磁弁ＳＶＨＧ２、キャピラリチューブ１４２が設けられホットガスバイパスを構成し、戻り配管ＭＰ１３に接続される。圧縮機１２側のホットガスバイパスにおける冷媒の流れも圧縮機１１側と同様に、電磁弁ＳＶＨＧ２の開閉により制御される。電磁弁ＳＶＨＧ１，ＳＶＨＧ２は、例えば、圧縮機１１，１２の起動前にそれらの吸入側と吐出側を均圧にするために開とされ、起動後には閉とされることが多い。従ってコンデンシングユニット１の運転中は、圧縮機１１，１２が吐出した冷媒は、ホットガスバイパスを流れずに吐出管ＭＰ０１，ＭＰ０２を流れる。
【００１６】
吐出管ＭＰ０１を流れる冷媒は、オイルセパレータ６１へ供給される。オイルセパレータ６１では、冷媒と冷媒に溶け込んだ冷凍機油とが分離され、冷媒は、逆止弁ＣＶ１を経由してガス管ＭＰ１０へと流れる。また、オイルセパレータ６１の底部とオイルポット７１の側面は、油戻し管ＲＰ１１で連通している。オイルセパレータ６１で分離された冷凍機油は、油戻し管ＲＰ１１を通ってオイルポット７１へ戻される。油戻し管ＲＰ１１にはストレーナ１２１が設けられ、ストレーナ１２１の下流側で油戻し管ＲＰ１１は２つの流路に分かれる。一方の流路の配管には、キャピラリチューブ１５１と電磁弁ＳＶ−ＯＩＬ１が設けられ、他方の流路の配管には、キャピラリチューブ１６１が設けられる。オイルポット７１へ戻される冷凍機油の量は、電磁弁ＳＶ−ＯＩＬ１の開閉により調整される。
【００１７】
また、オイルポット７１の上部と圧縮機１１の第一段圧縮部１１ａの吐出側とは配管により連通されている。油戻し管ＲＰ１１から流入する冷凍機油とは別に、圧縮機１１の動作中、冷凍機油は、第一段圧縮部１１ａの吐出側の連通管からもオイルポット７１に流入する。また、オイルポット７１の底部は、配管により圧縮機１１の底部と連通している。オイルポット７１の下方に溜った冷凍機油は、底部の配管を通じて圧縮機１１に戻される。
【００１８】
また、オイルポット７１には、レベルスイッチ７１ａが設けられる。レベルスイッチ７１ａは、オイルポット７１内の油面の高さを検出する。レベルスイッチ７１ａは、油面が所定の高さまで低下すると、油面の低下を示す信号を制御装置３０に出力する。
【００１９】
圧縮機１２側の構成も同様である。圧縮機１２が吐出した冷媒は、吐出管ＭＰ０２を通ってオイルセパレータ６２へ至り、オイルセパレータ６２で分離された冷媒は、逆止弁ＣＶ２を経由してガス管ＭＰ１０へと流れる。分離された冷凍機油は、油戻し管ＲＰ１２に設けられたストレーナ１２２、キャピラリチューブ１５２、キャピラリチューブ１６２、弁ＳＶ−ＯＩＬ２を通過してオイルポット７２に戻される。また、冷凍機油は、圧縮機１２の第二段圧縮部１２ｂの吐出側からオイルポット７２に流入する。オイルポット７２に供給された冷凍機油は、底部の配管を通じて圧縮機１２に戻される。また、オイルポット７２に設けられたレベルスイッチ７２ａは、オイルポット７２における油面の低下を検出すると、油面の低下を制御装置３０に通知する。
【００２０】
また、オイルポット７１とオイルポット７２は、均油管７３を介して接続されている。均油管７３は、各オイルポット７１，７２に貯留される油量の偏りをなくすために設けられる。均油管７３の一方の端は、オイルポット７１の側面のレベルスイッチ７１ａが設けられた高さ（油面の低下を検出する高さ）より高く、油戻し管ＲＰ１１の接続位置より低い位置に接続され、他の端は、オイルポット７２の側面のレベルスイッチ７２ａが設けられた高さより高く、油戻し管ＲＰ１２の接続位置より低い位置に接続されている。
【００２１】
圧縮機１１，１２によって吐出された高温高圧の冷媒は、ガス管ＭＰ１０を通って、並列に設けられたガスクーラ５１，５２に供給される。ガスクーラ５１，５２に供給された冷媒は、ファン４１，４２によって送り込まれる空気との熱交換により凝縮される。ＣＯ２冷媒の場合は冷却される。ガス管ＭＰ１０におけるガスクーラ５１，５２の上流側には、温度センサＴｈｏ−Ｇ１と高圧計測用の圧力センサＰＳＨが設けられる。
【００２２】
ガスクーラ５１，５２で冷却あるいは凝縮された冷媒は、気液２相管ＭＰ１１に設けられたストレーナ１１１を通過して、中圧レシーバ９の入口側に設けられた膨張弁ＥＥＶＧによって、ＣＯ２冷媒の場合は、例えば６Ｍｐａ程度の中圧に降圧されて中圧レシーバ９へ供給される。気液２相管ＭＰ１１におけるガスクーラ５１，５２の下流側には温度センサＴｈｏ−Ｇ２が設けられ、中圧レシーバ９の入口側には温度センサＴｈｏ−Ｍが設けられる。
【００２３】
また、気液２相管ＭＰ１１における膨張弁ＥＥＶＧの上流側では、冷却後あるいは凝縮後の冷媒を、圧縮機１１，１２へ戻す液バイパス管ＢＰ２１，２２が接続されている。液バイパス管ＢＰ２１には、膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ１が設けられ、制御装置３０は、膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ１の開度を制御することにより、液バイパス管ＢＰ２１へ流入する冷媒量を調整する。同様に液バイパス管ＢＰ２２には、膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ２が設けられ、制御装置３０は、膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ２の開度を制御することにより、液バイパス管ＢＰ２２へ流入する冷媒量を調整する。液バイパス管ＢＰ２１は、後述するインジェクション管ＩＰ１１と接続し、液バイパス管ＢＰ２２はインジェクション管ＩＰ１２と接続する。膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ１は、圧縮機１１の吐出側の温度が所定の温度以上となったときに制御装置３０により開とされる。膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ１が開くことにより、ガスクーラ５１，５２で熱交換を行って圧縮機１１の吐出側よりも低温となった冷媒が、液バイパス管ＢＰ２１およびインジェクション管ＩＰ１１を通して圧縮機１１の中圧部（第二段圧縮部１１ｂの吸入側）へと供給され、圧縮機１１の吐出側における過度な温度上昇を抑制する。膨張弁ＥＥＶ−ＬＢ２、液バイパス管ＢＰ２２についても同様である。
【００２４】
中圧レシーバ９は、膨張弁ＥＥＶＧで膨張された気液二相状態の冷媒を、気相の冷媒であるガス冷媒と液相の冷媒である液冷媒とに分離する。中圧レシーバ９には、液冷媒の液面が上限に達したかどうかを検出する中圧レシーバレベルスイッチ９ａが設けられている。中圧レシーバ９の上部にはインジェクション管ＩＰ１０が接続され、ガス冷媒を送出する。インジェクション管ＩＰ１０には圧力センサＰＳＭ１が設けられる。インジェクション管ＩＰ１０によって送出されたガス冷媒は、２つの流路（インジェクション管ＩＰ１１，１２）に分岐される。インジェクション管ＩＰ１１には、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１が設けられ、制御装置３０は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１の開度を制御することにより、インジェクション管ＩＰ１１へ流入する冷媒の圧力を制御する。膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１の圧縮機１１側には逆止弁ＣＶ３が設けられ、インジェクション管ＩＰ１１へ流入した中圧のガス冷媒は、圧縮機１１の中圧部に供給される。インジェクション管ＩＰ１１から供給された中圧のガス冷媒は、第二段圧縮部１１ｂによって再圧縮される。これにより、冷凍サイクルのＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を向上させることができる（ガスインジェクション機構）。インジェクション管ＩＰ１１における圧縮機１１との接続部の手前側には、温度センサＴｈｏ−ＩＮＪ１、圧力センサＰＳＭ２１が設けられる。
【００２５】
インジェクション管ＩＰ１２には、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２、逆止弁ＣＶ４が設けられ、制御装置３０は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度を制御することにより、インジェクション管ＩＰ１２へ流入する冷媒の圧力を制御する。インジェクション管ＩＰ１２へ流入した中圧のガス冷媒は、圧縮機１２の中圧部に供給されて再圧縮される。インジェクション管ＩＰ１２における圧縮機１２との接続部の手前側には、温度センサＴｈｏ−ＩＮＪ２、圧力センサＰＳＭ２２が設けられる。
【００２６】
一方、中圧レシーバ９内で分離された液冷媒は、液管ＭＰ１２を流れ、ストレーナ１４を通過して、過冷却コイル１０で冷却される。過冷却コイル１０の上流側では、液管ＭＰ１２に過冷却管ＭＰ１２Ａが接続され、中圧レシーバ９から流出した液冷媒の一部は、過冷却管ＭＰ１２Ａに分岐する。分岐した液冷媒は、過冷却コイル用の膨張弁ＥＥＶＳＣにより減圧されて低温となり、過冷却コイル１０において、液管ＭＰ１２を流れる液冷媒（負荷側へ供給される冷媒）を冷却する。過冷却管ＭＰ１２Ａに分岐した冷媒は、過冷却コイル１０を通過するとアキュムレータ３へと流れる。過冷却管ＭＰ１２Ａには、温度センサＴｈｏ−ＳＣが設けられる。
【００２７】
液管ＭＰ１２を流れる冷媒は、過冷却コイル１０で冷却された後、コンデンシングユニット１から流れ出て、接続配管８２を通じて外部の負荷（ショーケース２）に供給される。ショーケース２は、膨張弁８１、利用側熱交換器８０を備える。コンデンシングユニット１から供給された冷媒は、膨張弁８１で減圧され、利用側熱交換器８０において熱交換を行い、対象物を冷却する。熱交換後の冷媒は、接続配管８３を通じてコンデンシングユニット１へ戻る。コンデンシングユニット１では、負荷側から戻った冷媒は、戻り配管ＭＰ１３を通じてアキュムレータ３へと流れる。戻り配管ＭＰ１３におけるアキュムレータ３の手前側には、温度センサＴｈｏ−Ｓ、低圧計測用の圧力センサＰＳＬが設けられている。
【００２８】
アキュムレータ３は、圧縮機１１，１２に供給される冷媒の気液分離を行う。アキュムレータ３で分離されたガス冷媒の一部は、吸入管ＭＰ１４を通過して、圧縮機１１に付設されたアキュムレータ２１へ供給される。アキュムレータ２１でさらに気相だけが抽出されたガス冷媒は、圧縮機１１の第一段圧縮部１１ａの吸入側に供給される。同様にアキュムレータ３で分離されたガス冷媒の残りは、吸入管ＭＰ１５を通過して、圧縮機１２に付設されたアキュムレータ２２へ供給され、圧縮機１２の第一段圧縮部１２ａの吸入側に供給される。
また、コンデンシングユニット１には、外部の温度を計測する温度センサＴｈｏ−Ａが設けられる。
【００２９】
制御装置３０は、温度センサＴｈｏ−Ａ等の各センサ、電磁弁ＥＥＶＧなどの各種弁、圧縮機１１，１２等の機器と接続されており、各センサによる計測値を取得し、圧縮機１１，１２の回転数や膨張弁ＥＥＶＧ等の開閉を調整し、コンデンシングユニット１を運転する。例えば、制御装置３０は、中圧レシーバ９の圧力を所定の目標値に制御することにより、ショーケース２へ供給する冷媒の圧力を安定化させる。次に制御装置３０が備える圧力制御の機能について図２を用いて説明する。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態における制御装置のブロック図である。
制御装置３０は、例えばマイコン等のコンピュータ装置である。図示するように制御装置３０は、センサ情報取得部３１と、制御部３２と、記憶部３３とを備えている。なお、制御装置３０は、コンデンシングユニット１に関して種々の制御を行うが、本明細書では冷媒の圧力制御以外の機能に関する説明を省略する。
【００３１】
センサ情報取得部３１は、各センサから計測値を取得する。例えば、センサ情報取得部３１は、温度センサＴｈｏ−Ａから外気温の計測値、圧力センサＰＳＨから圧縮機１１，１２の吐出側の圧力（以下、高圧と記載することがある）の計測値、圧力センサＰＳＭ１から中圧レシーバ９の圧力（以下、中圧と記載することがある）の計測値、圧力センサＰＳＭ２１，ＰＳＭ２２からそれぞれ膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１、ＥＥＶ−ＩＮＪ２の下流側の圧力（以下、インジェクション圧と記載することがある）の計測値を取得する。
【００３２】
制御部３２は、ファン４１，４２の回転数を調節することにより、圧力センサＰＳＨが計測する高圧を所定の目標値に制御する。制御部３２は、ガスクーラ５１，５２の下流側、中圧レシーバ９の上流側に設けられた膨張弁ＥＥＶＧの開度を調節することにより、圧力センサＰＳＭ１が計測する中圧を所定の目標値に制御する。制御部３２は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１，ＥＥＶ−ＩＮＪ１の開度を調節することにより、それぞれ圧力センサＰＳＭ２１が計測するインジェクション圧，圧力センサＰＳＭ２２が計測するインジェクション圧を所定の目標値に制御する。
【００３３】
記憶部３３は、センサ情報取得部３１が取得した温度、圧力の計測値や高圧、中圧等の制御に必要なパラメータの値など種々の情報を記憶する。また、記憶部３３は、制御装置３０の機能を実現する各種プログラムを記憶する。例えば、制御部３２は、制御装置３０が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、記憶部３３からプログラムを読み出して実行することで実現される機能である。
【００３４】
次に図３〜図５を用いて、高圧の制御について説明する。
図３は、本発明の一実施形態における高圧の制御の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部３２が、圧縮機１１，１２を起動する（ステップＳ１１）。制御装置３０では、センサ情報取得部３１が温度センサＴｈｏ−Ａから外気温の計測値を取得し（ステップＳ１２）、その計測値を制御部３２へ出力する。次に制御部３２は、取得した外気温に基づいて、高圧の目標値を設定する（ステップＳ１３）。ここで、図４を用いて、高圧の目標値の設定方法について説明する。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態における高圧の制御に用いるテーブルの一例を示す第１の図である。図４に記憶部３３に記録された外気温と高圧の目標値との対応関係を定義したテーブルの例を示す。図示するように、このテーブルには、例えば、外気温が−１０℃以下のときは高圧の目標値が「Ｘ１」ＭＰａＧであること、外気温が１０℃から２０℃の範囲にあるときは高圧の目標値が「Ｘ２」ＭＰａＧであること等が定義されている。高圧の目標値は、所定の外気温の範囲ごとに、おおよそ７〜１０ＭＰａＧの範囲で設定されており、外気温が高い程、大きな値が設定されている。つまり、図４の例の場合、「Ｘ１」≦「Ｘ２」≦「Ｘ３」≦「Ｘ４」のような大小関係が成立する。制御部３２は、図４で例示するテーブルを参照して、温度センサＴｈｏ−Ａが計測した外気温に応じた目標値を読み出す。例えば、外気温が２５℃であれば、制御部３２は「Ｘ３」を読み出す。制御部３２は、読み出した目標値を高圧の目標値として設定する。
【００３６】
次にセンサ情報取得部３１が圧力センサＰＳＨから高圧の計測値（実高圧）を取得し、その計測値を制御部３２へ出力する。次に制御部３２は、実高圧とステップＳ１３で設定した高圧の目標値とを比較する（ステップＳ１４）。比較の結果、実高圧と高圧の目標値との差が所定の範囲内（両者が等しいとみなせる範囲内）ではない場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、制御部３２は、ファン４１、４２の回転数を補正する（ステップＳ１６）。ここで、図５を用いて、ファンの回転数の補正の方法について説明する。
【００３７】
図５は、本発明の一実施形態における高圧の制御に用いるテーブルの一例を示す第２の図である。図５に記憶部３３に記録された実高圧および高圧の目標値の差と、ファンの回転数の補正量との対応関係を定義したテーブルの例を示す。図示するように、このテーブルには、例えば、実高圧が高圧の目標値より２Ｍｐａより小さい場合は、ファンの回転数を２速分低下させる（「−２速」）こと、実高圧が（高圧の目標値＋１）ＭＰａ以上、且つ、（高圧の目標値＋２）ＭＰａ未満の範囲にある場合は、ファンの回転数を２速分上昇させる（「２速」）こと等が定義されている。制御部３２は、図５で例示するテーブルを参照して、実高圧と高圧の目標値との差に応じた回転数の補正量を読み出す。制御部３２は、読み出した補正量でファン４１，４２の回転数を補正する。なお、ファン４１，４２の回転数を低下させると実高圧は上昇し、ファン４１，４２の回転数を上昇させると実高圧は低下する。
【００３８】
一方、実高圧と高圧の目標値との差が所定の範囲内に収まる場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、つまり、（高圧の目標値−１）ＭＰａ≦実高圧＜（高圧の目標値＋０）ＭＰａが成立する場合、制御部３２は、ファン４１，４２の回転数を補正することなくそのままの回転数で運転する。また、制御部３２は、圧縮機１１，１２を停止するかどうかを判定する。例えば、ユーザがコンデンシングユニット１の運転を停止する指示信号を入力した場合、制御部３２は、圧縮機１１，１２を停止すると判定する。停止すると判定した場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、制御部３２は、圧縮機１１，１２の運転を停止する。圧縮機１１，１２の運転を継続する場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、制御部３２は、例えば、所定の時間間隔で、ステップＳ１１からの処理を繰り返す。
【００３９】
次に図６を用いて、圧力センサＰＳＭ１が計測する中圧を一定に保つ制御について説明する。制御部３２は、図３〜図５を用いて説明したように高圧を所定の目標値に制御しつつ、以下の処理によって中圧を所定の目標値に制御する。
図６は、本発明の一実施形態における中圧の制御の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部３２が、圧縮機１１，１２を起動する（ステップＳ２１）。制御部３２は、中圧レシーバの圧力（中圧）の目標値を設定する（ステップＳ２２）。本実施形態では、ショーケース２に供給する冷媒の圧力の目標値は、ＣＯ２冷媒の臨界圧（約７．３ＭＰａＧ）より低く、且つ、なるべく高い値、例えば、後述するインジェクション圧よりも高い値（例えば６ＭＰａＧ）に予め設定されている。制御部３２は、記憶部３３に記録された冷媒圧力の目標値（６ＭＰａＧ）を読み出して、この値を中圧の目標値として設定する。
【００４０】
次にセンサ情報取得部３１が圧力センサＰＳＭ１から中圧の計測値（実中圧（ＰＳＭ１））を取得し、その計測値を制御部３２へ出力する。次に制御部３２は、実中圧（ＰＳＭ１）とステップＳ２２で設定した中圧の目標値とを比較する（ステップＳ２３）。比較の結果、実中圧（ＰＳＭ１）と中圧の目標値との差が、両者が等しいとみなせる所定の範囲内ではない場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、制御部３２は、膨張弁ＥＥＶＧの開度を調整する（ステップＳ２５）。例えば、膨張弁ＥＥＶＧの開度の補正量と、実中圧（ＰＳＭ１）および中圧の目標値との差とを対応付けたテーブルが記憶部３３に記録されていて、制御部３２は、このテーブルを参照して、両者の差に応じた膨張弁ＥＥＶＧの開度の補正量を読み出し、膨張弁ＥＥＶＧの開度を調節する。
【００４１】
一方、実中圧と中圧の目標値との差が所定の範囲内に収まる場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、制御部３２は、膨張弁ＥＥＶＧの開度を変更することなく運転を継続する。また、制御部３２は、圧縮機１１，１２を停止するかどうかを判定する。停止すると判定した場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、制御部３２は、圧縮機１１，１２の運転を停止する。圧縮機１１，１２の運転を継続する場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）、制御部３２は、例えば、所定の時間間隔でステップＳ２１からの処理を繰り返す。
【００４２】
本実施形態によれば、高圧を所定の圧力に制御することにより、精度良く中圧を目標値（例えば、６ＭＰａＧ）に制御することができる。また、中圧を一定に制御することにより、ショーケース２へ安定した圧力の冷媒を供給することができる。これにより、ショーケース２における膨張弁８１の選定が容易になり、さらにショーケース２側の処理負担を軽減することができる。また、圧力を一定に制御しない場合、圧力変動により冷媒圧力が低くなりすぎることがあり、特に冷凍運転を行う場合、接続配管８２用の保温材の厚みを確保して断熱を行う必要が生じるが、冷媒の圧力が安定することにより、接続配管８２の断熱対策の必要がなくなり、コスト削減を行うことができる。
【００４３】
次に図７〜図８を用いて、インジェクション圧の制御について説明する。
図７は、本発明の一実施形態におけるインジェクション圧の制御の一例を示すフローチャートである。
まず、圧縮機１１，１２が起動する（ステップＳ３１）。制御装置３０では、センサ情報取得部３１が温度センサＴｈｏ−Ａから外気温の計測値を取得し（ステップＳ３２）、その計測値を制御部３２へ出力する。次に制御部３２は、取得した外気温に基づいて、インジェクション圧の目標値を設定する（ステップＳ３３）。ここで、図８を用いて、インジェクション圧の目標値の設定方法について説明する。
【００４４】
図８は、本発明の一実施形態におけるインジェクション圧の制御に用いるテーブルの一例を示す図である。図８に記憶部３３に記録された外気温およびショーケース２の利用側熱交換器８０における冷媒の蒸発温度と、インジェクション圧の目標値との対応関係を定義したテーブルの例を示す。図示するように、このテーブルには、蒸発温度別（−５℃、−１０、−４０℃等）に、所定の外気温の範囲ごとのインジェクション圧の目標値が定義されている。利用側熱交換器８０における蒸発温度については、ショーケース２の用途（冷却する対象物の種類、例えば、生鮮食品、飲料、冷凍食品など）に基づいて予め記憶部３３に記録されている。
【００４５】
例えば、冷却の対象物が冷凍食品であって、蒸発温度に−４０℃が設定されている場合、インジェクション圧の目標値は、外気温が−１０℃以下の場合は「Ｙ９」ＭＰａＧ、外気温が１０℃より高く２０℃以下の場合は「Ｙ１０」ＭＰａＧ、外気温が２０℃より高く３０℃以下の場合は「Ｙ１１」ＭＰａＧ、外気温が４０℃より高い場合は「Ｙ１２」ＭＰａＧ等となる。なお、インジェクション圧の目標値は、中圧の目標値（６ＭＰａＧ）以下であって、例えば、約２〜５．９ＭＰａＧの範囲で設定されており、ある蒸発温度について設定された目標値については、外気温が高い程、大きな値が設定されている。つまり、図８の例の場合、「Ｙ９」≦「Ｙ１０」≦「Ｙ１１」≦「Ｙ１２」のような大小関係が成り立つ。また、同じ外気温の範囲について設定されたインジェクション圧の目標値については、蒸発温度が高くなる程、大きな値が設定されている。つまり、図８の例の場合、「Ｙ９」≦「Ｙ５」≦「Ｙ１」、「Ｙ１０」≦「Ｙ６」≦「Ｙ２」のような大小関係が成立する。
【００４６】
また、図１を用いて説明したように、インジェクション機構により圧縮機１１，１２の中圧部にインジェクション圧に制御された冷媒を供給するが、図８のテーブルに設定されたインジェクション圧の目標値は、各々の蒸発温度および外気温の条件下で圧縮機１１，１２を運転する場合に、圧縮機１１，１２のＣＯＰが最も高くなるときの冷媒の圧力である。
制御部３２は、図８で例示するテーブルを参照して、温度センサＴｈｏ−Ａが計測した外気温と、ショーケース２の用途に基づいて設定された蒸発温度とに応じた目標値を読み出す。制御部３２は、読み出した目標値を、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１および膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の下流側の圧力（インジェクション圧）の目標値として設定する。
【００４７】
次にセンサ情報取得部３１が圧力センサＰＳＭ２１，ＰＳＭ２２からインジェクション圧の計測値（それぞれ実インジェクション圧（ＰＳＭ２１）、実インジェクション圧（ＰＳＭ２２））を取得し、それらの計測値を制御部３２へ出力する。次に制御部３２は、実インジェクション圧（ＰＳＭ２１）とインジェクション圧の目標値とを比較する（ステップＳ３４）。また、制御部３２は、実インジェクション圧（ＰＳＭ２２）とインジェクション圧の目標値とを比較する（ステップＳ３４）。比較の結果、実インジェクション圧（ＰＳＭ２１）とインジェクション圧の目標値との差が、両者が等しいとみなせる所定の範囲内ではない場合（ステップＳ３５；Ｎｏ）、制御部３２は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１の開度を調整する（ステップＳ３６）。あるいは、実インジェクション圧（ＰＳＭ２２）とインジェクション圧の目標値との差が所定の範囲内ではない場合（ステップＳ３５；Ｎｏ）、制御部３２は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度を調整する（ステップＳ３６）。例えば、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度の補正量と、実インジェクション圧（ＰＳＭ２２）およびインジェクション圧の目標値との差とを対応付けたテーブルが記憶部３３に記録されていて、制御部３２は、このテーブルを参照して膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度の補正量を読み出し、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度を調節する。なお、圧縮機１１，１２が共に運転している場合、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１および膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度は同様の開度となる。
【００４８】
一方、実インジェクション圧（ＰＳＭ２１）および実インジェクション圧（ＰＳＭ２２）とインジェクション圧の目標値との差が所定の範囲内に収まる場合（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、制御部３２は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１および膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２の開度を変更することなく、運転を継続する。また、制御部３２は、圧縮機１１，１２を停止するかどうかを判定する。停止すると判定した場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、制御部３２は、圧縮機１１，１２の運転を停止する。圧縮機１１，１２の運転を継続する場合（ステップＳ３７；Ｎｏ）、ステップＳ３１からの処理を繰り返す。
【００４９】
本実施形態によれば、中圧およびインジェクション圧を一定に制御することにより、圧縮機１１，１２のＣＯＰを向上させつつ、ショーケース２へ安定的に一定圧力の中圧冷媒を供給することができる。
【００５０】
なお、上記の実施形態では、２台の圧縮機１１，１２を共に運転する場合を例に説明を行ったが、１台の例えば圧縮機１１のみを運転する場合であっても、高圧、中圧、インジェクション圧（膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１の下流側の圧力）の制御方法は、上記の制御方法と同様である。なお、この場合、制御部３２は、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２を閉とする。
また、図１では、圧縮機を２台備える冷媒回路を示したが、本実施形態の圧力制御は、３台以上の圧縮機を並列に備える冷媒回路に適用してもよい。また、図１に示す冷媒回路では、圧縮機１１，１２は２段圧縮機であるが、これに限定されず１段であってもよい。
【００５１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、実施形態では、コンデンシングユニット１により、冷却する場合について説明したが、一般的な空気調和機について、冷房時、暖房時を問わず、本実施形態の圧力制御を適用してもよい。
膨張弁ＥＥＶＧは第１膨張弁の一例、膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ１および膨張弁ＥＥＶ−ＩＮＪ２は第２膨張弁の一例である。中圧の目標値は第１目標値の一例、インジェクション圧の目標値は第２目標値の一例、高圧の目標値は第３目標値の一例である。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・冷凍装置
１・・・コンデンシングユニット
２・・・ショーケース
３・・・アキュムレータ
９・・・中圧レシーバ
９ａ・・・中圧レシーバレベルスイッチ
１０・・・過冷却コイル
１１，１２・・・圧縮機
１１ａ,１２ａ・・・第一段圧縮部
１１ｂ,１２ｂ・・・第二段圧縮部
２１、２２・・・アキュムレータ
３０・・・制御装置
３１・・・センサ情報取得部
３２・・・制御部
３３・・・記憶部
４１、４２・・・ファン
５１，５２・・・ガスクーラ
６１，６２・・・オイルセパレータ
７１，７２・・・オイルポット
７１ａ、７２ａ・・・レベルスイッチ
７３・・・均油管
８０・・・利用側熱交換器
８１・・・膨張弁
８２、８３・・・接続配管
ＭＰ０１、ＭＰ０２・・・吐出管
ＭＰ１０・・・ガス管
ＭＰ１１・・・気液２相管
ＭＰ１２・・・液管
ＭＰ１２Ａ・・・過冷却管
ＭＰ１３・・・戻り配管
ＭＰ１４、ＭＰ１５・・・吸入管
Ｔｈｏ−Ｄ１、Ｔｈｏ−Ｄ２、Ｔｈｏ−ＳＣ、Ｔｈｏ−Ｓ、Ｔｈｏ−Ｇ１、
Ｔｈｏ−Ｇ２、Ｔｈｏ−Ｍ、Ｔｈｏ−ＩＮＪ１、Ｔｈｏ−ＩＮＪ２・・・温度センサ
ＨＳＬ、ＰＳＬ、ＰＳＨ、ＰＳＭ１、ＰＳＭ２１、ＰＳＭ２２・・・圧力センサ
ＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３、ＣＶ４・・・逆止弁
ＢＰ１１，ＢＰ１２・・・ホットガスバイパス管
ＳＶＨＧ１，ＳＶＨＧ２・・・電磁弁
１１１、１２１、１２２、１３１、１３２、１３３、１４・・・ストレーナ
１４１、１４２、１５１、１５２、１６１、１６２・・・キャピラリチューブ
ＲＰ１１、ＲＰ１２・・・油戻し管
ＢＰ２１、２２・・・液バイパス管
ＩＰ１０、ＩＰ１１、ＩＰ１２・・・インジェクション管
ＳＶ−ＯＩＬ１、ＳＶ−ＯＩＬ２・・・電磁弁
ＥＥＶＧ、ＥＥＶ−ＬＢ１、ＥＥＶ−ＬＢ２、ＥＥＶ−ＩＮＪ１、
ＥＥＶ−ＩＮＪ２、ＥＥＶＳＣ・・・膨張弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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