专利名称：冷冻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷冻装置，特别是涉及四通阀的转换控制，所述四通阀的转换控制为用来进行变更3台压缩机的组合。
背景技术：
具备了多个系统的利用侧热交换器的冷冻装置一向为人所知(例如参照专利文献1)。该冷冻装置具备了连接有压缩机构、热源侧热交换器、以及2系统的利用侧热交换器而进行冷冻循环的冷媒回路。所述2系统的利用侧热交换器，由具有冷却库内的冷藏热交换器及冷冻热交换器的第1系统、以及具有向室内供给冷暖气的室内热交换器的第2系统所构成。所述压缩机构，由第1系统专用的第1压缩机、第2系统专用的第3压缩机、以及用来支援第1系统或是第2系统的第2压缩机所构成。
在所述压缩机构的吸入侧连接有四通阀。具体来说，这个四通阀的第1阀口连接第1压缩机的吸入管分歧管、第2阀口连接第2压缩机的吸入管、第3阀口连接第3压缩机的吸入管分歧管、第4阀口连接压缩机构的喷出侧。所述四通阀构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为第1阀口和第2阀口连通并且第3阀口和第4阀口连通，第2状态为第1阀口和第4阀口连通并且第2阀口和第3阀口连通。换句话说，如果在所述第1系统中冷却能力不足的情况下，通过将四通阀转换至第1状态，使得第2压缩机为第1系统所用来支援第1压缩机。并且，在所述第2系统中冷气和暖气能力不足时，通过将四通阀转换为第2状态，使得第2压缩机为第2系统所用来支援第3压缩机。
专利文献1日本特开2004-44921号公报
发明内容
解决课题然而，在所述的现有冷冻装置中，有着如下问题为即没有判别四通阀动作不良的装置，有关动作不良的对应上一点也没有被考虑。换句话说，即有着如下问题即使发出指令转换四通阀，由于阀体动作缓慢，产生中途停止等动作不良，将其放置下将使得第2压缩机的吸入压力极端下降，最坏的情况下可能造成第2压缩机损坏。这里，以下说明有关四通阀产生动作不良的机制。
首先，如图2所示，所述四通阀具有两端为栓体(102，103)所堵塞的圆筒状主体部分(101)。在这个主体(101)的侧面设有所述4个阀口(P1～P4)的短管。在所述主体(101)的内部收纳着具有活塞(105，106)的阀体(108)。所述主体(101)及栓体(102，103)内部，通过两活塞(105，106)被划分为高压室(R1)、第1动作室(R2)和第2动作室(R3)的3个区域。并且，所述四通阀通过使活塞(105，106)在主体(101)内滑动，来转换阀体(108)使第1阀口(P1)和第2阀口(P2)连通的第1状态(图2实线所示状态)、以及阀体(108)使第2阀口(P2)和第3阀口(P3)连通的第2状态(图2虚线所示状态)。并且，虽然在图中并未显示，在所述第1动作室(R2)及第2动作室(R3)充满了低压或高压的气体。
并且，在所述第1压缩机的吸入管的分歧管设有逆止阀(7)，仅容许冷媒流向第1阀口(P1)；而在第3压缩机的吸入管的分歧管设有逆止阀(7)，仅容许冷媒流向第3阀口(P3)。
这里，例如四通阀为第1状态的情况，作为第1压缩机的吸入冷媒的一部分的低温低压的气体，流入第1阀口(P1)而流向第2阀口(P2)后，被吸入第2压缩机。并且，从所述第4阀口(P4)流入的高温高压的气体，则流入高压室(R1)而流向第3阀口(P3)，但是将被逆止阀(7)所阻挡。换句话说，所述各逆止阀(7)防止着从第4阀口(P4)流入的高温高压的气体流向第1压缩机或第3压缩机。如同上述地，流入高压室(R1)的高温的气体就在该状态停留，被流入阀体(108)内的低温气体所冷却而凝结液化，进一步地第2动作室(R3)的高温气体也可能受到冷却而凝结液化。
在这个状态中，若发出指令将四通阀从第1状态转换为第2状态，则第1动作室(R2)充满了高压气体的阀体(108)将被推到第3阀口(P3)侧。但是，虽然所述高压室(R1)及第2动作室(R3)的气体容易流出到外部，液体冷媒比气体难流出到外部。因此，由于这个液体冷媒的存在，使得活塞(105，106)及阀体(108)的动作受到抑制，因此将会产生中途停止等动作不良。如同上述地，一旦阀体(108)中途停止，第1阀口(P1)的流路将变窄，第2压缩机的吸入冷媒量将减少，因此吸入压力将变得极端降低。并且，在四通阀从第2状态转换到第1状态时，也同样会产生这个现象。
本发明为有鉴于对所述各问题点所思考而出，其目的在于在具备用来变更3台压缩机的组合、进行转换的四通阀的冷冻装置中，至少检测出该四通阀转换时的动作不良。
解决方法本发明所讲求的解决方法如下所示。
第1解决方法以如下的冷冻装置对象，该冷冻装置具备了设置有四通阀(3C)而进行冷冻循环的冷媒回路(1E)；冷媒回路(1E)具有仅容许第1压缩机(2A)的吸入冷媒流入的第1阀口(P1)，仅容许吸入冷媒向第2压缩机(2B)流出的第2阀口(P2)，仅容许第3压缩机(2C)的吸入冷媒流入的第3阀口(P3)，以及仅容许所述压缩机(2A，…)的喷出冷媒流入的第4阀口(P4)。
并且，所述四通阀(3C)，构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为第1阀口(P1)和第2阀口(P2)连通并且第3阀口(P3)和第4阀口(P4)连通，第2状态为第1阀口(P1)和第4阀口(P4)连通并且第2阀口(P2)和第3阀口(P3)连通。并且，本发明具备判别单元(80)，用来检测出所述四通阀(3C)转换时第2压缩机(2B)的吸入压力、以判别所述四通阀(3C)的动作不良。
在所述的解决方法中，当四通阀(3C)转换到第1状态时、第2压缩机(2B)作为支援第1压缩机(2A)的压缩机而发挥作用，而当第3四通阀(3C)转换为第2状态时，第2压缩机(2B)则作为支援第3压缩机(2C)的压缩机而发挥作用。
具体来说，所述四通阀(3C)为第1状态时，第1压缩机(2A)的吸入冷媒的一部分从四通阀(3C)的第1阀口(P1)流过第2阀口(P2)而被吸入第2压缩机(2B)。并且，通过所述四通阀(3C)的第4阀口(P4)而流入的喷出冷媒，由于无法从第3阀口(P3)流出，而停留在四通阀(3C)内。另一方面，所述四通阀(3C)为第2状态时，第3压缩机(2C)的吸入冷媒的一部分，从四通阀(3C)的第3阀口(P3)流过第2阀口(P2)被吸入第2压缩机(2B)。并且，通过所述四通阀(3C)的第4阀口(P4)而流入的喷出冷媒，由于无法从第1阀口(P1)流出，而停留在四通阀(3C)内。无论在哪一种状况下，从第1阀口(P1)流过第2阀口(P2)的吸入冷媒、或是从第3阀口(P3)流入第2阀口(P2)的吸入冷媒为低温，因此，停留在四通阀(3C)内的喷出冷媒的一部分，将被该低温冷媒所冷却而凝结。
因此，即使发出指令转换所述四通阀(3C)，四通阀(3C)内的阀体也由于凝结的冷媒而无法正常动作中途停止、或动作缓慢等，而产生动作不良。一旦产生这个动作不良，则第2压缩机(2B)的吸入冷媒的流量将会减少，因此吸入压力将变得下降。然而，本发明中，由于通过判别单元(80)将检测出该吸入压力而判别出四通阀(3C)的动作不良。换句话说，根据这个判别单元(80)，将认识四通阀(3C)转换时的动作状态。
并且，第2解决方法为，在所述第1解决方法中，在所述判别单元(80)，设有吸入压力检测部(81)，用来检测出四通阀(3C)的转换指令后第2压缩机(2B)的吸入压力；指令保持部(82)，当该吸入压力检测部(81)所检测出的压力降低到规定值以下、则判别所述四通阀(3C)为动作不良、而将所述转换指令予以保持；以及，压缩机待命部(83)，若该指令保持部(82)使转换指令保持时，则使第2压缩机(2B)停止在规定时间内待命。
所述的解决方法中，在四通阀(3C)转换时，一旦第2压缩机(2B)的吸入压力降低到规定值以下，则判别四通阀(3C)为动作不良。并且，一旦判别为动作不良，则使四通阀(3C)的转换指令予以保持，使第2压缩机(2B)停止而待命。通过上述，能够回避吸入压力极端降低所造成的第2压缩机(2B)的破损等，同时，逐渐地转换四通阀(3C)。换句话说，在所述四通阀(3C)中，由于使阀体动作的压力状态受到保持，通过该压力使阀体逐渐动作。
并且，第3解决方法为，在所述第2解决方法中，在所述判别单元(80)设有压缩机启动部(84)，该压缩机启动部(84)使压缩机待命部(83)在规定时间内待命的第2压缩机(2B)予以启动。并且，所述压缩机待命部(83)构成为，当压缩机启动部(84)启动时若吸入压力检测部(81)所检测出的压力再度降低到规定值以下，则使第2压缩机(2B)停止而延长所述规定时间使其待命。
在所述解决方法中，由于在第2压缩机(2B)待命后启动，因此使四通阀(3C)的阀体动作的压力将增大。而通过上述，阀体将确实动作，而转换四通阀(3C)。进一步地，若在所述第2压缩机(2B)启动中吸入压力降低到规定值以下，则使第2压缩机(2B)停止而延长待命时间来待命。换句话说，每当所述第2压缩机(2B)的吸入压力降低到规定值以下，则延长第2压缩机(2B)的待命时间。通过上述，在待命时间中四通阀(3C)将确实地进行转换。
发明效果因此，若根据第1解决方法，由于检测出四通阀(3C)转换时第2压缩机(2B)的吸入压力而判别出四通阀(3C)的动作不良，因此，能够确实地认识四通阀(3C)的动作状态。通过上述，对于动作不良能够讲求适当的措施。
并且，若根据第2解决方法，作为对应动作不良的措施，使四通阀(3C)的转换指令予以保持，同时，停止第2压缩机(2B)使其在规定时间待命，因此，能够从吸入压力极端降低的状态下一边保护第2压缩机(2B)而逐渐转换四通阀(3C)。结果，能够在四通阀(3C)的转换后进行正常的运转。
进一步地，若根据第3解决方法，由于使得待命后的第2压缩机(2B)启动，因此能够增加用来转换四通阀(3C)的压力。通过上述，即使在第2压缩机(2B)待命中四通阀(3C)没有正常转换，也能够确实地进行转换。并且，每当吸入压力再度降低到规定值以下判别出四通阀(3C)为动作不良时，则延长第2压缩机(2B)的待命时间，因此，在其待命中能够确实地转换四通阀(3C)。
图1是示出实施例的冷冻装置的管路系统图。
图2是示出第3四通阀的结构图。
图3是示出第3四通阀的引导阀图，图3(A)为第1状态，图3(B)为第2状态。
图4是示出第1运转时冷媒流动的管路系统图。
图5是示出第2运转时冷媒流动的管路系统图。
图6是示出第3四通阀的转换控制流程图。
图7是示出第3四通阀的动作不良状态图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，本实施例的冷冻装置(1)为设置在便利商店，用来冷却冷藏展示柜及冷冻展示柜、以及提供店内的冷暖气。
所述冷冻装置(1)具备冷媒回路(1E)，该冷媒回路(1E)包括室外机组(1A)、室内机组(1B)、冷藏机组(1C)以及冷冻机组(1D)，而进行蒸气压缩式的冷冻循环。这个冷媒回路(1E)连接有以室外机组(1A)构成的热源系统、以室内机组(1B)构成的空调系统、以及以冷藏机组(1C)和冷冻机组(1D)构成的冷却系统。并且，所述冷媒回路(1E)构成为能够转换冷气循环和暖气循环。
所述室内机组(1B)被设置在例如卖场等，用来提供店内的冷暖气。并且，所述冷藏机组(1C)被设置在冷藏用展示柜，用来冷却该展示柜的库内空气。所述冷冻机组(1D)被设置在冷冻用展示柜，用来冷却该展示柜的库内空气。
<室外机组>
所述室外机组(1A)具有作为压缩机构的3台压缩机(2A，2B，2C)、作为流路转换装置的3具四通阀(3A，3B，3C)、以及作为热源侧热交换器的室外热交换器(4)。
所述3台压缩机(2A，2B，2C)为，作为第1压缩机的变频压缩机(2A)、作为第2压缩机的第1定频压缩机(2B)、以及作为第3压缩机的第2定频压缩机(2C)，其均为由密闭型的高压半圆顶型涡卷式压缩机所构成。所述变频压缩机(2A)为容量可变压缩机，其马达受到变频控制可以阶段性地或连续性地改变其容量。所述第1定频压缩机(2B)和第2定频压缩机(2C)，则为马达经常以一定旋转次数来驱动的一定容量压缩机。
所述变频压缩机(2A)、第1定频压缩机(2B)以及第2定频压缩机(2C)的各喷出管(5a，5b，5c)，连接到1个高压气管(8)，该高压气管(8)连接到第1四通阀(3A)的第1阀口。在所述第1定频压缩机(2B)的喷出管(5b)以及第2定频压缩机(2C)的喷出管(5c)，分别设有逆止阀(7)。并且，在所述高压气管(8)，设有油分离器(30)。
所述室外热交换器(4)，其一端的气体侧端部通过室外气管(9)连接到第1四通阀(3A)的第3阀口，另一端的液侧端部连接到液管的室外液管(10)的一端。所述室外液管(10)的中途设有存积液体冷媒的接收器(14)，另一端通过封闭阀(20)连接到装设在室外机组(1A)外部的连络液管路(11)。并且，所述室外液管(10)中，在接收器(14)设置逆止阀(7)仅容许冷媒流向该接收器(14)，并且，在接收器(14)下游设有逆止阀(7)，仅容许冷媒从该接收器(14)流向封闭阀(20)。
所述室外热交换器(4)例如由板鳍管式(crossfin)的鳍管型(fin-and-tube)热交换器所构成。并且，在此室外热交换器(4)的附近装设了作为热源风扇的2个室外风扇(F1)。
所述第1四通阀(3A)的第4阀口，通过封闭阀(20)连接有设在室外机组(1A)外部的第1连络气管(17)；第2阀口，通过连接管(18)连接第2四通阀(3B)的第4阀口。第2四通阀(3B)的第1阀口，通过辅助气管(19)连接到第2定频压缩机(2C)的喷出管(5c)。并且，所述第2四通阀(3B)的第2阀口，连接到第2定频压缩机(2C)的吸入管(6c)。并且，所述第2四通阀(3B)的第3阀口，成为阻塞的闭塞阀口。换句话说，这个第2四通阀(3B)，也可以是有3个阀口的三路阀。
所述第1四通阀(3A)构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为高压气管(8)和室外气管(9)连通并且连接管(18)和第1连络气管(17)连通(图1实线所示状态)，第2状态为高压气管(8)和第1连络气管(17)连通并且连接管(18)和室外气管(9)连通(图1虚线所示状态)。并且，所述第2四通阀(3B)构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为辅助气管(19)和封闭阀口连通并且连接管(18)和第2定频压缩机(2C)的吸入管(6c)连通(图1实线所示状态)，第2状态为辅助气管(19)和连接管(18)连通并且吸入管(6c)和封闭阀口连通(图1虚线所示状态)。
在所述室外液管(10)，连接有绕过接收器(14)和其上游侧的逆止阀(7)的辅助液管(25)。在此辅助液管(25)，设有作为膨胀机构的室外膨胀阀(26)。并且，在所述室外液管(10)，连接着具有逆止阀(7)的液分歧管(36)。此液分歧管(36)的一端连接到接收器(14)和其上游侧的逆止阀(7)之间，另一端连接到接收器(14)下游侧的逆止阀(7)和封闭阀(20)之间。并且，所述液分歧管(36)的逆止阀(7)仅容许冷媒流向接收器(14)。
所述辅助液管(25)和变频压缩机(2A)的吸入管(6a)之间，连接具有作为膨胀机构的电子膨胀阀(29)的液体注入管(27)。并且，所述接收器(14)上部和变频压缩机(2A)的喷出管(5a)之间，连接具有逆止阀(7)的除气管(28)。这个除气管(28)的逆止阀(7)，为用来仅容许冷媒从接收器(14)流向喷出管(5a)。
所述变频压缩机(2A)的吸入管(6a)，通过封闭阀(20)连接装设在室外机组(1A)外部的第2连络气管(15)。并且，所述第1定频压缩机(2B)的吸入管(6b)，构成为连接到本发明的第3四通阀(3C)，并连通变频压缩机(2A)的吸入管(6a)或第2定频压缩机(2C)的吸入管(6c)。
具体来说，所述变频压缩机(2A)的吸入管(6a)，通过分歧管(6d)连接到第3四通阀(3C)的第1阀口(P1)。所述第1定频压缩机(2B)的吸入管(6b)，连接到第3四通阀(3C)的第2阀口(P2)。所述第2定频压缩机(2C)的吸入管(6c)，通过分歧管(6e)连接到第3四通阀(3C)的第3阀口(P3)。并且，所述第3四通阀(3C)的第4阀口(P4)，连接到从除气管(28)的逆止阀(7)下游侧分歧而出的分歧管(28a)。并且，在所述各分歧管(6d，6e)分别设有1个逆止阀(7)，都仅容许冷媒流向第3四通阀(3C)。换句话说，在所述第3四通阀(3C)中，第1阀口(P1)仅容许变频压缩机(2A)的吸入冷媒流入，第2阀口(P2)仅容许吸入冷媒向第1定频压缩机(2B)流出，第3阀口(P3)仅容许第2定频压缩机(2C)的吸入冷媒流入，第4阀口(P4)仅容许变频压缩机(2A)或第1定频压缩机(2B)等的喷出冷媒流入。
所述第3四通阀(3C)构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为第1阀口(P1)和第2阀口(P2)连通并且第3阀口(P3)和第4阀口(P4)连通(图1实线所示状态)，第2状态为第1阀口(P1)和第4阀口(P4)连通并且第2阀口(P2)和第3阀口(P3)连通(图1虚线所示状态)。换句话说，所述变频压缩机(2A)固定地为冷却系统所用，而第2定频压缩机(2C)则固定地为空调系统所使用。另一方面，所述第1定频压缩机(2B)，通过转换第3四通阀(3C)，被用来转换成为冷却系统或空调系统所用，构成用来支援变频压缩机(2A)及第2定频压缩机(2C)的压缩机。
这里，参照图2及图3，详细说明有关第3四通阀(3C)的结构。但是，和所述“发明内容的解决课题”所记载内容的重复部分将予省略。
在所述第3四通阀(3C)的主体(101)，收纳了碗状的阀体(108)、和在该阀体(108)两侧通过连结板(107)被一体安装的活塞(105，106)。在所述主体(101)内部设有阀座(104)，在该阀座(104)上对应着第1阀口(P1)、第2阀口(P2)及第3阀口(P3)的开口部分，安装有阀体(108)。
并且，所述第3四通阀(3C)具有引导阀(pilot valve)(109)。这个引导阀(109)，连接着连通第1动作室(R2)的第1导管(111)、连通第2动作室(R3)的第2导管(112)、连通第4阀口(P4)的第3导管(113)、连通第2阀口(P2)的第4导管(114)。并且，所述引导阀(109)构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为第1导管(111)和第3导管(113)连通并且第2导管(112)和第4导管(114)连通(图3(A)的状态)，第2状态为第1导管(111)和第4导管(114)连通并且第2导管(112)和第3导管(113)连通(图3(B)的状态)。
具体来说，所述引导阀(109)，一旦通电(ON)，则转换到第1状态，第1动作室(R2)将充满来自第4阀口(P4)的高压气体，而第2动作室(R3)则充满来自第2阀口(P2)的低压气体。另一方面，所述引导阀(109)，一旦停止通电(OFF)，则转换到第2状态，第1动作室(R2)充满来自第2阀口(P2)的低压气体，而第2动作室(R3)充满来自第4阀口(P4)的高压气体。换句话说，所述引导阀(109)一旦转换到第2状态，根据两动作室(R2，R3)的压力差，活塞(105，106)将被推到如图2的左侧，阀体(108)成为连通第1阀口(P1)和第2阀口(P2)的第1状态(图2实线所示状态)。另一方面，所述引导阀(109)一旦转换到第1状态，根据两动作室(R2，R3)的压力差，活塞(105，106)将被推到图2中的右侧，阀体(108)成为连通第2阀口(P2)和第3阀口(P3)的第2状态(图2虚线所示状态)。
所述第3四通阀(3C)，防止着从第4阀口(P4)流入的变频压缩机(2A)或第1定频压缩机(2B)的喷出冷媒通过第1阀口(P1)及第3阀口(P3)下游的逆止阀(7)被吸入到变频压缩机(2A)及第2定频压缩机(2C)。
<室内机组>
所述室内机组(1B)，具有作为利用侧热交换器的室内热交换器(41)和作为膨胀机构的室内膨胀阀(42)。所述室内热交换器(41)，其一端的气体侧端部连接第1连络气管(17)，其另一端的液侧端部通过室内膨胀阀(42)连接连络液管路(11)。并且，所述室内热交换器(41)，由例如板鳍管式的鳍管型热交换器所构成，在其附近装设有作为利用侧风扇的室内风扇(43)。并且，所述室内膨胀阀(42)由电动膨胀阀构成。
<冷藏机组>
所述冷藏机组(1C)，具备了作为利用侧热交换器的冷藏热交换器(45)、和作为膨胀机构的冷藏膨胀阀(46)。所述冷藏热交换器(45)，其一端的液侧端部依序通过冷藏膨胀阀(46)及电磁阀(7a)连接从连络液管路(11)所分歧出的第1分歧液管路(12)，其另一端的气体侧端部连接第2连络气管(15)。所述电磁阀(7a)为中断(休止)运转时用来阻挡冷媒的流动。
所述冷藏热交换器(45)的冷媒蒸发压力低于在室内热交换器(41)的冷媒蒸发压力。这个结果，所述冷藏热交换器(45)的冷媒蒸发温度被设定为例如-10℃，室内热交换器(41)的冷媒蒸发温度被设定为例如+5℃，冷媒回路(1E)构成着异温度蒸发的回路。
并且，所述冷藏膨胀阀(46)为感温式膨胀阀，其感温筒被安装在冷藏热交换器(45)的气体侧。因此，这个冷藏膨胀阀(46)，按照冷藏热交换器(45)出口侧的冷媒温度开度受到调整。所述冷藏热交换器(45)，由例如板鳍管式的鳍管型热交换器所构成，在其附近装设有作为利用侧风扇的冷藏风扇(47)。
<冷冻机组>
所述冷冻机组(1D)，具有作为利用侧热交换器的冷冻热交换器(51)、作为膨胀机构的冷冻膨胀阀(52)、以及作为冷冻压缩机的辅助压缩机(53)。所述冷冻热交换器(51)，其一端的液侧端部依序通过冷冻膨胀阀(52)及电磁阀(7b)连接从第1分歧液管路(12)分歧出的第2分歧液管路(13)，其另一端的气体侧端部通过连接气管(54)连接到辅助压缩机(53)的吸入侧。在这个辅助压缩机(53)的喷出侧，连接有从第2连络气管(15)分歧出的分歧气管(16)。在这个分歧气管(16)，从辅助压缩机(53)一侧依序设有油分离器(55)及逆止阀(7)。这个逆止阀(7)，仅容许冷媒从辅助压缩机(53)流向第2连络气管(15)。在和所述油分离器(55)及连接气管(54)之间，连接了具有毛细管(56)的回油管(57)。
所述辅助压缩机(53)，在和室外机组(1A)的压缩机(2A，2B，2C)之间将冷媒两段压缩，以使得冷冻热交换器(51)的冷媒蒸发温度低于冷藏热交换器(45)的冷媒蒸发温度。所述冷冻热交换器(51)的冷媒蒸发温度，被设定为例如-35℃。
并且，所述冷冻膨胀阀(52)为感温式膨胀阀，感温筒被安装在冷冻热交换器(51)的气体侧。所述冷冻热交换器(51)由例如板鳍管式的鳍管型热交换器所构成，其附近装设有作为利用侧风扇的冷冻风扇(58)。
并且，在和所述连接气管(54)和分歧气管(16)的逆止阀(7)下游侧之间，连接着具有逆止阀(7)的旁通管(59)。这个旁通管(59)，构成为，当辅助压缩机(53)故障等停止时使冷媒绕过辅助压缩机(53)流向分歧气管(16)。
<控制系统>
在所述冷媒回路(1E)，设有各种传感器及各种开关。在所述室外机组(1A)的高压气管(8)，设有高压压力传感器(61)、其用来作为检测出冷媒的高压压力的压力检测装置，以及喷出温度传感器(62)、其用来作为作为检测出冷媒喷出温度的温度检测装置。在所述第2定频压缩机(2C)的喷出管(5c)设有喷出温度传感器(63)，其用来作为检测出高冷媒喷出温度的温度检测装置。并且，在所述变频压缩机(2A)、第1定频压缩机(2B)以及第2定频压缩机(2C)的各喷出管(5a，5b，5c)设有压力开关(64)，当冷媒的高压压力成为规定值时即开启。
在所述变频压缩机(2A)及第2定频压缩机(2C)的各吸入管(6a，6c)，设有低压压力传感器(65，66)、用来作为检测吸入冷媒压力的压力检测出装置，以及吸入温度传感器(67，68)、用来作为检测出冷媒吸入温度的温度检测装置。并且，作为本发明的特征，在第1定频压缩机(2B)的吸入管(6b)，也设有低压压力传感器(76)用来作为检测出吸入冷媒压力的压力检测装置。
在所述室外热交换器(4)，设有室外热交换传感器(69)，用来作为检测出冷媒蒸发温度或凝结温度的温度检测装置。并且，在所述室外机组(1A)，设有外气温传感器(70)，用来作为检测出户外的空气温度的温度检测装置。
在所述室内热交换器(41)，设有室内热交换传感器(71)，用来作为检测出冷媒凝结温度或蒸发温度的温度检测装置，并且，在气体侧设有气体温度传感器(72)，用来作为检测出气体温度的温度检测装置。并且，在所述室内机组(1B)，设有室温传感器(73)，用来作为检测出室内空气温度的温度检测装置。
在所述冷藏机组(1C)设有冷藏温度传感器(74)，用来作为检测出冷藏用展示柜内的库内温度的温度检测装置。在所述冷冻机组(1D)设有冷冻温度传感器(75)，用来作为检测出冷冻用展示柜内的库内温度的温度检测装置。并且，在辅助压缩机(53)的喷出侧设有压力开关(64)，当冷媒的喷出压力一旦成为规定值时就开启。
所述冷冻装置(1)具有控制器(80)。这个控制器(80)控制室外膨胀阀(26)或室内膨胀阀(42)的开度，也进行各四通阀(3A，3B，3C)的转换，同时，作为本发明的特征，构成判别第3四通阀(3C)的动作不良进行转换控制的判别单元。
所述控制器(80)设有吸入压力检测部(81)、指令保持部(82)、压缩机待命部(83)、以及压缩机启动部(84)。
所述吸入压力检测部(81)被输入第3四通阀(3C)转换时、第1定频压缩机(2B)的低压压力传感器(76)所检测出的压力。换句话说，这个吸入压力检测部(81)，构成为检测出第3四通阀(3C)的转换指令后的第1定频压缩机(2B)的吸入压力。
所述指令保持部(82)，构成为当吸入压力检测部(81)所检测出的压力在规定时间T1(例如10秒)期间连续地降低到规定值以下，则判别第3四通阀(3C)为动作不良，使所述第3四通阀(3C)的转换指令予以保持。换句话说，这个指令保持部(82)，例如使第3四通阀(3C)从第1状态转换到第2状态的转换指令的情况，则使引导阀(109)保持在通电状态(ON状态)的第1状态。
所述压缩机待命部(83)，构成为，当指令保持部(82)保持转换指令，则使第1定频压缩机(2B)停止，并使其在待命时间的规定时间T2(例如5分)期间待命。
所述压缩机启动部(84)，构成为，使在规定时间T2期间待命的第1定频压缩机(2B)启动。并且，所述第1定频压缩机(2B)启动时、当吸入压力检测部(81)所检测出的压力在规定时间T1期间再度连续地降低到规定值以下，则所述压缩机待命部(83)，再度使第1定频压缩机(2B)停止，使规定时间T2延长(5分+n分)而待命。这里，“n”显示出压缩机启动部(84)最初启动后，吸入压力检测部(81)所检测出的压力在规定时间T1期间连续降低到规定值以下的次数(以下称“低压压力传感器(76)的动作次数”)。换句话说，所述压缩机启动部(84)在最初使第1定频压缩机(2B)启动后，低压压力传感器(76)的动作次数每增加一次，则将规定时间T2各延长1分。
并且，所述规定时间T1(10秒)、规定时间T2(5分)、以及其延长时间(1分)，并不受限这里，能够适当地加以设定。并且，也可以设定成省略所述规定时间T1，在这个情况，一旦吸入压力检测部(81)的检测压力降低到规定值以下，则指令保持部(82)将立即保持转换指令。
-运转动作-其次，说明有关所述冷冻装置(1)的运转动作。本实施例中，进行“冷气冷冻运转”、其为同时运转室内机组(1B)的冷气、以及冷藏机组(1C)和冷冻机组(1D)的冷却。这个冷气冷冻运转构成为，能够转换第1运转和第2运转，第1运转为第1定频压缩机(2B)被使用来作为冷却系统，第2运转为第1定频压缩机(2B)被使用来作为空调系统。
<第1运转>
这个第1运转，如图4所示，除了驱动变频压缩机(2A)、第1定频压缩机(2B)以及第2定频压缩机(2C)，同时还驱动辅助压缩机(53)。
并且，所述第1四通阀(3A)、第2四通阀(3B)以及第3四通阀(3C)，分别转换到第1状态。进一步地，使所述冷藏机组(1C)及冷冻机组(1D)的各电磁阀(7a，7b)设定在开启状态，另一方面，使室外膨胀阀(26)设定在关闭状态。并且，所述液体注入管(27)的电子膨胀阀(29)的开度受到调节，以将规定流量的液体冷媒供给到变频压缩机(2A)及第1定频压缩机(2B)的吸入侧。
在这个状态中，从变频压缩机(2A)、第1定频压缩机(2B)和第2定频压缩机(2C)所喷出的冷媒，在高压气管(8)合流，从第1四通阀(3A)经过室外气管(9)在室外热交换器(4)凝结。这个凝结的液体冷媒，流经室外液管(10)，经过接收器(14)流到连络液管路(11)。
所述连络液管路(11)的液体冷媒的一部分分流到第1分歧液管路(12)，其余则流向室内机组(1B)。在这个室内机组(1B)，液体冷媒流经室内膨胀阀(42)在室内热交换器(41)蒸发，来提供店内冷气。这个蒸发的气体，通过第1连络气管(17)流到室外机组(1A)，经过第1四通阀(3A)及第2四通阀(3B)，从吸入管(6c)返回第2定频压缩机(2C)。
另一方面，流向所述第1分歧液管路(12)的液体冷媒的一部分分流到第2分歧液管路(13)而流向冷冻机组(1D)，其余则流向冷藏机组(1C)。在这个冷藏机组(1C)，液体冷媒经过冷藏膨胀阀(46)在冷藏热交换器(45)蒸发，来冷却冷藏用展示柜的库内。其后，蒸发的气体，流向第2连络气管(15)。在所述冷冻机组(1D)，液体冷媒经过冷冻膨胀阀(52)在冷冻热交换器(51)蒸发，来冷却冷冻用展示柜的库内。这个蒸发的气体，在辅助压缩机(53)受到压缩后，通过分歧气管(16)，在第2连络气管(15)和来自冷藏机组(1C)的气体汇合。在所述第2连络气管(15)汇合的气体，流到室外机组(1A)，一部分从吸入管(6a)返回变频压缩机(2A)，其余从吸入管(6a)的分歧管(6d)经过第3四通阀(3C)从吸入管(6b)返回第1定频压缩机(2B)。
<第2运转>
这个第2运转，为当所述第1运转时室内机组(1B)的冷气能力不足的情况下所进行的运转，并为将第1定频压缩机(2B)转换到空调系统转换的运转。这个第2运转时的设定，如图5所示，基本上和第1运转时相同，但是，在第3四通阀(3C)转换为第2状态这一点则和第1运转不同。
因此，在这个第2运转时，和第1运转相同的，从变频压缩机(2A)、第1定频压缩机(2B)以及第2定频压缩机(2C)所喷出的冷媒，在室外热交换器(4)凝结，而在室内热交换器(41)、冷藏热交换器(45)、和冷冻热交换器(51)蒸发。
并且，在所述冷藏热交换器(45)和冷冻热交换器(51)蒸发的气体，从吸入管(6a)返回变频压缩机(2A)，在室内热变换器(41)蒸发的冷媒，其一部分从吸入管(6c)返回第2定频压缩机(2C)，其余则从吸入管(6c)的分歧管(6e)经过第3四通阀(3C)、而从吸入管(6b)返回第1定频压缩机(2B)。通过上述，使第1定频压缩机(2B)和第2定频压缩机(2C)的2台压缩机作为空调系统所用，来弥补冷气能力的不足。
<从第1运转转换为第2运转的控制>
其次，参照图6说明所述第3四通阀(3C)从第1状态转换到第2状态、而从第1运转转换到第2运转转换时的控制。并且，这里，将第3四通阀(3C)仅称为“四通阀”。
首先，在步骤ST1中，从控制器(80)发出转换四通阀的指令，移行到步骤ST2。具体来说，在步骤ST1中，向四通阀的引导阀(109)通电(ON)，使引导阀(109)从第2状态转换到第1状态。
在所述步骤ST2，根据指令保持部(82)判别吸入压力检测部(81)所检测出的压力是否在10秒之间连续地降低到规定值以下，如果为降低的情况，则判别四通阀动作不良，换句话说，判别四通阀并未正常的转换到第2状态，而移行到步骤ST3。另一方面，并未降低的情况下，则判别四通阀正常的转换到第2状态而结束控制。
这里，说明有关吸入压力检测部(81)所检测出的压力降低的状态。由于所述四通阀为第1状态的情况下，高压室(R1)或第2动作室(R3)中气体停留，其一部分将因流过阀体(108)内部的低温气体而受到冷却凝结。因此，若所述引导阀(109)转换到第1状态，则第1动作室(R2)的高压产生作用，而第2动作室(R3)的低压产生作用，由这里两动作室(R2，R3)的压力差使得阀体(108)被推到第2动作室(R3)一侧，但是，由于凝结的液体冷媒不会立即从高压室(R1)等流出，因此如图7所示，阀体(108)将在中途停止。此时，从第1阀口(P1)向阀体(108)内的流路变窄，因此流向第1定频压缩机(2B)的冷媒量将减少，吸入压力下降。
在所述步骤ST3中，根据指令保持部(82)使得四通阀的转换指令受到保持，引导阀(109)被保持在第1状态。换句话说，所述四通阀的阀体(108)，持续地被推压在第2动作室(R3)一侧。并且，在这个时点，低压压力传感器(76)的动作次数被认定为n＝0(零)。在这个步骤ST3中，若转换指令受到保持，则移行到步骤ST4，根据压缩机待命部(83)使第1定频压缩机(2B)停止使其待命。通过上述，将防止由于吸入压力极端降低而造成第1定频压缩机(2B)的破损。并且，通过第1定频压缩机(2B)的停止，在第2动作室(R3)产生作用的低压稍微增大，而两动作室(R2，R3)的压力差变小，但是由于其压力差阀体(108)依然被推到第2动作室(R3)一侧。
在所述步骤ST4，一旦第1定频压缩机(2B)停止，则移行到步骤ST5，判别在第1定频压缩机(2B)停止后是否经过规定时间T2(5分＝5分+0分)，若没有经过的情况下保持待命，若经过该规定时间则移行到步骤ST6。在这个规定时间T2之间，一边保护第1定频压缩机(2B)，同时四通阀的阀体(108)将由于两动作室(R2，R3)的压力差逐渐滑动到第2动作室(R3)一侧而转换到第2状态。
在所述步骤ST6中，根据压缩机启动部(84)启动第1定频压缩机(2B)。通过这个启动，在四通阀的第2动作室(R3)的低压再度产生作用，由于两动作室(R2，R3)的压力差变大，因此阀体(108)被推到第2动作室(R3)一侧。因此，通过上述步骤ST6，能够确实地将阀体(108)转换到第2状态。
在所述步骤ST6中，若第1定频压缩机(2B)启动，则移行到步骤ST7，根据指令保持部(82)来判别吸入压力检测部(81)所检测出的压力是否在10秒之间连续地降低到规定值以下，若降低的情况下，则判别四通阀尚未转换到第2状态而移行到步骤ST8。另一方面，若没有降低的情况，则判别四通阀正常的转换到第2状态而移行到步骤ST9。在这个步骤ST9中，根据指令保持部(82)解除保持四通阀的转换指令，同时，使低压压力传感器(76)的动作次数重新设定回n＝0，而结束控制。如此地，转换指令的保持将被解除，从下次开始将如常的进行四通阀的转换。
在所述步骤ST8，根据压缩机待命部(83)使第1定频压缩机(2B)停止而使其待命，并返回步骤ST5。这时，低压压力传感器(76)的动作次数受到计算，而被认定为n＝1。在所述步骤ST5中，判别第1定频压缩机(2B)停止后是否经过了规定时间T2(6分＝5分+1分)，若未经过则保持待命，若经过则如所述般移行到步骤ST6以后。换句话说，在此步骤ST5中，低压压力传感器(76)的动作次数为n＝1，因此，第1定频压缩机(2B)的待命时间被延长了1分。因此，再度返回步骤ST5的情况下，低压压力传感器(76)的动作次数被认定为n＝2，因此，将成为判别第1定频压缩机(2B)停止后是否经过了规定时间T2(7分＝5分+2分)。
如同上述地，通过重复步骤ST5到步骤ST8，第1定频压缩机(2B)的待命时间将变长，因此能够使四通阀更确实地正常转换到第2状态。并且，在本实施例中，虽然说明了有关从第1运转转换到第2运转的控制，但是，本发明的控制，同样地也能够适用在从第2运转转换到第1运转时的控制。
-实施例的效果-如上述说明，根据本实施例，在通过转换第3四通阀(3C)、使支援用的第1定频压缩机(2B)用来支援变频压缩机(2A)或第2定频压缩机(2C)的冷冻装置(1)中，由于检测第3四通阀(3C)转换时第1定频压缩机(2B)的吸入压力而判别出第3四通阀(3C)的动作不良，因此，能够认识第3四通阀(3C)的动作状态。通过上述，能够对动作不良采取适当措施。
特别是，若所述第1定频压缩机(2B)的吸入压力在规定时间T1(10秒)之间连续地降低到规定值以下，则判别第3四通阀(3C)为动作不良，因此和当吸入压力降低到规定值以下立即判别的情况相比，能够受到作为吸入压力检测装置的低压压力传感器(76)的错误动作等影响，而确实地认识动作状态。
作为对应所述动作不良的措施，使第3四通阀(3C)的转换指令予以保持，换句话说，将要使第3四通阀(3C)进行转换的压力状态予以保持，因此，在该压力下能够逐渐地转换第3四通阀(3C)。
并且，除了使转换指令保持，同时，使第1定频压缩机(2B)停止，使其在规定时间T2待命，因此能够回避由于吸入压力极端降低而造成破损。因此，能够在一边保护所述第1定频压缩机(2B)的状态下，在规定时间T2之间转换第3四通阀(3C)。
进一步地，在规定时间T2经过后，启动第1定频压缩机(2B)，而再度根据吸入压力来判别第3四通阀(3C)的动作不良，因此，能够增加在第3四通阀(3C)即将进行转换的压力。通过上述，即使在第1定频压缩机(2B)的待命中未能完全转换第3四通阀(3C)，也能够确实地进行转换。
并且，在所述第1定频压缩机(2B)的启动中，每当再度根据吸入压力判别第3四通阀(3C)为动作不良时，则延长第1定频压缩机(2B)的待命时间，在其待命中能够确实地转换第3四通阀(3C)。换句话说，动作不良的判别次数愈增加，则能够推测第1定频压缩机(2B)的吸入压力极端降低，而能够使其吸入压力缓慢上升而恢复。
《其他实施例》有关所述的实施例，本发明的结构还可以如下。
例如，虽然所述压缩机待命部(83)因应低压压力传感器(76)的动作次数延长第1定频压缩机(2B)的待命时间(规定时间T2)，但是，也可以不加以延长而重复一定的规定时间T2使其待命。
并且，也可以省略所述压缩机启动部(84)。换句话说，在所述的控制流程中，省略步骤ST6～步骤ST8，在步骤ST5中若经过了规定时间T2，则移行到步骤ST9解除转换指令的保持，而启动第1定频压缩机(2B)进行通常运转。其时，在步骤ST9中，低压压力传感器(76)的动作次数的重设受到省略。
并且，在所述实施例，虽然只设有3台压缩机(2A，2B，2C)，但是也可以追加为空调系统或冷却系统固定所用的压缩机，或设置其他的利用侧热交换器而追加固定使用该热交换器的压缩机。
此外，以上的实施例为本质上理想的示例，并非用来限制本发明、或本发明的应用、或其用途范围。
-产业上利用的可能性-如上述的说明，本发明作为转换多个台压缩机进行能力控制的冷冻装置极为有用。
权利要求
1.一种冷冻装置，其特征在于具备了设有四通阀(3C)而进行冷冻循环的该冷媒回路(1E)，该四通阀(3C)具有仅容许第1压缩机(2A)的吸入冷媒流入的第1阀口(P1)，仅容许吸入冷媒向第2压缩机(2B)流出的第2阀口(P2)，仅容许第3压缩机(2C)的吸入冷媒流入的第3阀口(P3)，以及仅容许所述压缩机(2A，…)的喷出冷媒流入的第4阀口(P4)；所述四通阀(3C)构成为能够转换第1状态和第2状态，第1状态为第1阀口(P1)和第2阀口(P2)连通并且第3阀口(P3)和第4阀口(P4)连通，第2状态为第1阀口(P1)和第4阀口(P4)连通并且第2阀口(P2)和第3阀口(P3)连通；具备判别单元(80)，用来检测出所述四通阀(3C)转换时第2压缩机(2B)的吸入压力以判别所述四通阀(3C)的动作不良。
2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于所述判别单元(80)，设有吸入压力检测部(81)，用来检测出四通阀(3C)的转换指令后的第2压缩机(2B)的吸入压力；指令保持部(82)，当所述吸入压力检测部(81)所检测出的压力一旦降低到规定值以下则判别所述四通阀(3C)为动作不良，将所述转换指令予以保持；以及压缩机待命部(83)，所述指令保持部(82)一旦保持转换指令，则使第2压缩机(2B)停止，而在规定时间内待命。
3.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于所述判别单元(80)设有压缩机启动部(84)，该压缩机启动部(84)用来启动压缩机待命部(83)在规定时间内使其待命的第2压缩机(2B)；所述压缩机待命部(83)构成为，当压缩机启动部(84)启动时若吸入压力检测部(81)所检测出的压力再度降低至规定值以下，则使第2压缩机(2B)停止，而延长所述的规定时间使其待命。
全文摘要
第1定频压缩机(2B)，通过转换第3四通阀(3C)来支援变频压缩机(2A)或第2定频压缩机(2C)的其中之一。设有吸入压力检测部(81)，用来检测第3四通阀(3C)转换指令后第1定频压缩机(2B)的吸入压力；指令保持部(82)，当吸入压力检测部(81)所检测出的压力降低至规定值以下，则判别所述第3四通阀(3C)为动作不良而将所述转换指令予以保持；以及，压缩机待命部(83)，若该指令保持部(82)保持转换指令，则使第1定频压缩机(2B)停止并在规定时间内使其待命。
文档编号F25B49/00GK1989377SQ20058002458
公开日2007年6月27日 申请日期2005年11月21日 优先权日2004年11月25日
发明者竹上雅章, 阪江觉, 谷本宪治 申请人:大金工业株式会社