制冷装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种制冷装置，能够适当地控制压缩机启动时的膨胀阀的阀开度，降低启动负荷。制冷装置（R）由压缩机（11）、气体冷却器（28）、膨胀阀（32）以及蒸发器（33）构成制冷剂回路（1），其高压侧成为超临界压力。具有控制压缩机（11）及膨胀阀（32）的控制装置，该控制装置基于外界气体温度变更压缩机（11）启动时的膨胀阀（32）的阀开度。控制装置在外界气体温度高的情况下扩大膨胀阀（32）的阀开度，在外界气体温度低的情况下缩小膨胀阀（32）的阀开度。
【专利说明】制冷装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及由压缩机、气体冷却器、膨胀阀、蒸发器构成制冷剂回路且高压侧成为超临界压力的制冷装置。
【背景技术】
[0002]目前，这种制冷装置由压缩机、气体冷却器、膨胀阀、蒸发器等构成制冷剂回路，利用气体冷却器使由压缩机压缩后的制冷剂散热并利用膨胀阀减压之后，利用蒸发器使制冷剂蒸发，通过此时的制冷剂的蒸发来冷却周围空气。近年来，在这种制冷装置中，由于自然环境问题等，不能再使用氟利昂类制冷剂。因此，作为氟利昂制冷剂的替代品，正在开发使用作为自然制冷剂的二氧化碳。公知的是，该二氧化碳制冷剂为高低压差大的制冷剂，临界压力低，通过压缩而使制冷剂循环的高压侧成为超临界状态(例如，参照专利文献I)。
[0003]另外，由于专利文献I为从制冷机向设置在超市等店铺的多台陈列柜(负荷设备)供给制冷剂的制冷装置，故而设置于制冷机的压缩机的运转控制基于制冷剂回路的低压侧压力进行。另外，通过控制膨胀阀的阀开度而将蒸发器的过热度控制成适当值。
[0004]专利文献1:(日本)特开2011 - 133204号公报
[0005]在此，这种制冷装置的压缩机启动时的制冷剂回路的高压侧压力的上升被制冷剂(气体制冷剂)向作为负荷设备的陈列柜的蒸发器的流入阻力较大地影响。而且，该流入阻力由膨胀阀的阀开度决定。
[0006]但是，该膨胀阀(电动膨胀阀)在能够追随高压侧压力的变化的速度下不动作。因此，以往，预先规定了膨胀阀的标准阀开度，在压缩机启动时将膨胀阀的阀开度作为该标准阀开度而控制向蒸发器的流入阻力，但压缩机停止后的制冷剂回路内的平衡压力根据季节而变化。
[0007]因此，在夏季，标准阀开度过小，启动时制冷剂向蒸发器的流入被截住而导致高压侧压力的上升，在冬季，相反地标准阀开度过大而向蒸发器流入过多的制冷剂，通过由其导致的多余的冷却能力使得低压侧压力降低，具有产生压缩机立即停止的所谓的短循环的问题。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决上述现有的技术课题而设立的，其目的在于提供一种能够适当地控制压缩机启动时的膨胀阀的阀开度，降低启动负荷的制冷装置。
[0009]本发明第一方面的制冷装置，由压缩机、气体冷却器、膨胀阀以及蒸发器构成制冷剂回路，其高压侧成为超临界压力，其中，具备控制压缩机及膨胀阀的控制单元，该控制单元基于外界气体温度变更压缩机启动时的膨胀阀的阀开度。
[0010]本发明第二方面的制冷装置，在上述第一方面的基础上，控制单元在外界气体温度高的情况下扩大膨胀阀的阀开度，在外界气体温度低的情况下缩小膨胀阀的阀开度。
[0011]本发明第三方面的制冷装置，在上述各方面的基础上，包括:制冷机，其具有压缩机及气体冷却器；负荷设备，其具有蒸发器及膨胀阀，控制单元具有:制冷机侧控制单元，其设于制冷机，对压缩机进行控制；负荷设备侧控制单元，其设于负荷设备，对膨胀阀进行控制，通过基于外界气体温度来修正负荷设备侧控制单元所具有的膨胀阀的标准阀开度，从而变更膨胀阀的阀开度。
[0012]本发明第四方面的制冷装置，在上述方面的基础上，控制单元由制冷机侧控制单元、负荷设备侧控制单元以及与该制冷机侧控制单元和负荷设备侧控制单元进行数据的发送和接收的主控制单元构成，该主控制单元从负荷设备侧控制单元接收关于膨胀阀的标准阀开度的数据，并且从制冷机侧控制装置接收关于外界气体温度的数据，对标准阀开度进行修正，并且将该修正后的关于膨胀阀的阀开度的数据向负荷设备侧控制单元发送，负荷设备侧控制单元基于从主控制单元发送的关于膨胀阀的阀开度的数据来控制膨胀阀。
[0013]本发明第五方面的制冷装置，在上述第三方面或第四方面的基础上，负荷设备侧控制单元具有压缩机启动时刻的膨胀阀的标准阀开度、压缩机启动后的膨胀阀的标准阀开度，对各标准阀开度分别进行修正。
[0014]本发明第六方面的制冷装置，在上述各方面的基础上，作为制冷剂使用有二氧化碳。
[0015]根据本发明，由于在由压缩机、气体制冷器、膨胀阀以及蒸发器构成制冷剂回路并使高压侧成为超临界压力的制冷装置中，具有控制压缩机及膨胀阀的控制单元，该控制单元基于外界气体温度变更压缩机启动时的膨胀阀的阀开度，故而如本发明第二方面地，在外界气体温度高、制冷剂回路的平衡压力高的状况下，将膨胀阀的阀开度扩大而防止高压侧压力的异常上升，能够降低压缩机的启动负荷，并且在外界气体温度低、平衡压力低的状况下，缩小膨胀阀的阀开度而能够防止由冷却性能的过剩导致的短循环的发生。
[0016]另外，如本发明第三方面及第四方面那样地由制冷机侧控制单元、负荷设备侧控制单元、与这些控制单元进行数据的发送和接收的主控制单元构成控制单元，负荷设备侧控制单元具有与膨胀阀的标准阀开度相关的数据，主控制单元基于从制冷机侧控制单元接收到的关于外界气体温度的数据来修正标准阀开度的话，则即使在主控制单元与负荷设备侧控制单元之间发生了通信异常的情况等，负荷设备侧控制单元也能够无障碍地将膨胀阀设为标准阀开度。
[0017]另外，如本发明第五方面那样地负荷设备侧控制单元具有压缩机启动时的膨胀阀的标准阀开度、压缩机启动后的膨胀阀的标准阀开度，对各标准阀开度分别进行修正的话，则能够从压缩机的启动时刻到启动后都无障碍地执行膨胀阀的控制。以上方面特别在以二氧化碳为制冷剂的制冷装置中有效。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是适用本发明的一实施例的制冷装置的制冷剂回路图；
[0019]图2是图1的制冷装置的控制装置的框图；
[0020]图3是说明图2的控制装置对压缩机的运转频率控制的图；
[0021]图4是说明图2的控制装置对压缩机启动时的膨胀阀的阀开度控制的图。
[0022]标记说明
[0023]C:控制装置(控制单元)[0024]R:制冷装置
[0025]1:制冷剂回路
[0026]3:制冷机
[0027]4:陈列柜
[0028]8、9:制冷剂配管
[0029]11:压缩机
[0030]24:中间冷却器
[0031]28:气体冷却器
[0032]32:膨胀阀
[0033]33:蒸发器
[0034]34:制冷机侧控制器(制冷机侧控制单元)
[0035]35:主控制器(主控制单元)
[0036]36:陈列柜侧控制器(陈列柜侧控制单元)
【具体实施方式】
[0037]以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。图1是适用本发明的对象的实施方式的制冷装置R的制冷剂回路图。本实施例中的制冷装置R设置在超市等店铺，具有制冷机3和在店内设有一台或多台的陈列柜4 (负荷设备)，这些制冷机3和陈列柜4经由单元出口 6和单元入口 7利用制冷剂配管8及9而连结，构成规定的制冷剂回路I。
[0038]该制冷剂回路I使用高压侧的制冷剂压力(高压压力)成为其临界压力以上(超临界)的二氧化碳作为制冷剂。该二氧化碳制冷剂是考虑了可燃性及毒性等的对环境有益的自然制冷剂。另外，作为润滑油的油，例如使用矿物油(矿物质油)、烷基苯油、醚油、酯油、PAG (聚烷撑乙二醇)等已有的油。
[0039]制冷机3具备压缩机11。在本实施例中，压缩机11是多级压缩式旋转压缩机，由圆筒状密闭容器12、作为驱动元件的电动元件13以及旋转压缩机构部构成，密闭容器12由钢板构成，驱动元件13被配置收纳在密闭容器12的内部空间的上部，旋转压缩机构部由配置在电动元件13的下侧且通过旋转轴驱动的第一(低级侧)旋转压缩元件(第一压缩元件)14及第二 (高级侧)旋转压缩元件(第二压缩元件)16构成。
[0040]压缩机11的第一旋转压缩元件14对经由制冷剂配管9从制冷剂回路I的低压侧吸入压缩机11的低压制冷剂进行压缩，升压至中压后排出，第二旋转压缩元件16将被第一旋转压缩元件14压缩后排出的中压制冷剂再次吸入进行压缩，升压至高压，向制冷剂回路I的高压侧排出。压缩机11是变频型的压缩机，通过变更电动元件13的运转频率，能够控制第一旋转压缩元件14及第二旋转压缩元件16的转速。
[0041]在压缩机11的密闭容器12的侧面形成有与第一旋转压缩元件14连通的低级侧吸入口 17、与密闭容器12内连通的低级侧排出口 18、与第二旋转压缩元件16连通的高级侧吸入口 19以及高级侧排出口 21。压缩机11的低级侧吸入口 17连接有制冷剂导入管22且与制冷剂配管9连接。
[0042]通过低级侧吸入口 17吸入到第一旋转压缩元件14的低压部的低压(LP:正常运转状态下为2.6Mpa左右)的制冷剂气体通过该第一旋转压缩元件14升压至中压(MP:正常运转状态下为5.5Mpa左右)后，向密闭容器12内排出。由此，密闭容器12内成为中压(MP)。
[0043]而且，将密闭容器12内的中压制冷剂气体排出的各压缩机11的低级侧排出口 18连接中压排出配管23且与中间冷却器24的一端连接。该中间冷却器24对从第一旋转压缩元件14排出的中压制冷剂进行空冷，在该中间冷却器24的另一端连接有中压吸入管26，该中压吸入管26与压缩机11的闻级侧吸入口 19连接。
[0044]通过高级侧吸入口 19吸入到第二旋转压缩元件16的中压(MP)的制冷剂气体通过该第二旋转压缩元件16进行第二级压缩而成为高温高压(HP:正常运转状态下为9Mpa左右的超临界压力)的制冷剂气体。
[0045]而且，在设于压缩机11的第二旋转压缩元件16的高级侧排出口 21连接有高压排出配管27的一端，另一端与气体冷却器(散热器)28的入口连接。20是夹设在该高压排出配管27中的油分离器。油分离器20将从压缩机11排出的制冷剂中的油分离并使其经由油冷却器25的油通路25A和电动阀25B而返回压缩机11的密闭容器12中。另外，55是检测压缩机11中的油面高度的浮动开关。
[0046]气体冷却器28对从压缩机11排出的高压排出制冷剂进行冷却，在气体冷却器28附近配设有对该气体冷却器28进行空冷的气体冷却器用送风机31。在本实施例中，气体冷却器28与上述的中间冷却器24并排设置并且配设在同一风路上。而且，气体冷却器28的出口经由构成分割循环(7 〃卜寸彳々 的分路式热交换器(中间热交换器)29等而与制冷剂配管8连接。
[0047]另一方面，陈列柜4设置于超市及便利店等店铺内，与制冷剂配管8及9连接。在陈列柜4设有膨胀阀(电动膨胀阀)32和蒸发器33，在制冷剂配管8与制冷剂配管9之间依次连接(膨胀阀32在制冷剂配管8侧，蒸发器33在制冷剂配管9侧)。蒸发器33与向该蒸发器33送风的冷气循环用送风机53 (图2)邻接设置。而且，制冷剂配管9如上述所述地经由制冷剂导入管22与和压缩机11的第一旋转压缩元件14连通的低级侧吸入口 17连接。由此，构成本实施例中的制冷装置R的制冷剂回路I。另外，图中的标记37为使油分离器20侧为正方向的止回阀，夹设于高压排出配管27中。
[0048]另外，实施例的制冷装置R的制冷剂回路I为分割循环，包括:压缩机11的第一旋转压缩元件(低级侧)14、中间冷却器24、作为使两个流体的流动合流的合流装置的合流器
41、压缩机11的第二旋转压缩元件(高级侧)16、气体冷却器28、分路式热交换器29、分流器
42、辅助膨胀阀(辅助电动膨胀阀)43、膨胀阀32、蒸发器33。
[0049]分流器42为使从分路式热交换器29流出的制冷剂分支成两股的分流装置。即，本实施例的分流器42将从分路式热交换器29流出的制冷剂向第一制冷剂流和第二制冷剂流分流，使第一制冷剂流向辅助回路流动，第二制冷剂流向主回路流动。
[0050]图1中的主回路是指，由第一旋转压缩元件14、中间冷却器24、合流器41、第二旋转压缩元件16、止回阀37、油分离器20、气体冷却器28、分路式热交换器29的第二流路29B、分流器42、膨胀阀32、蒸发器33构成的环状制冷剂回路，辅助回路是指，从分流器42依次经由辅助膨胀阀43、分路式热交换器29的第一流路29A而到达合流器41的回路。
[0051]从压缩机11的第一旋转压缩元件14排出的制冷剂在中间冷却器24进行了空冷后，经由合流器41被吸入压缩机11的第二旋转压缩元件16并被压缩。而且，从第二旋转压缩元件16排出并经由止回阀37、油分流器20、气体冷却器28、分路式热交换器29的第二流路29B (第二制冷剂流)、分流器42而到达膨胀阀32。因此，制冷剂在被减压后流入蒸发器33而蒸发。在此时的吸热作用下发挥冷却能力。膨胀阀32将该蒸发器33的过热度控制在适当值。
[0052]辅助控制阀43将在分流器42分流并在辅助回路流动的第一制冷剂流减压。分路式热交换器29为对由辅助膨胀阀43减压后的辅助回路的第一制冷剂流和从气体冷却器28流出的第二制冷剂流进行热交换的热交换器。在该分路式热交换器29以可热交换的关系设有第二制冷剂流流动的第二流路29B、上述第一制冷剂流流动的第一流路29A，第二制冷剂流在该分路式热交换器29的第二流路29B通过，被在第一流路29A流动的第一制冷剂流冷却，故而能够减小蒸发器33中的比焓。
[0053]膨胀阀32通过构成作为后述的控制单元的控制装置C的作为负荷设备侧控制单元的陈列柜侧控制器36将阀开度控制在适当值，另外，辅助膨胀阀34同样地通过构成控制装置C的作为制冷机侧控制单元的制冷机侧控制器34将阀开度控制在适当值，实现高效的运转。
[0054]另外，在制冷机回路I的成为超临界压力的高压侧、在本实施例中为制冷机3的分路式热交换器29以及分流器42的下游侧，经由第一连通回路51而连接有制冷剂量调节罐52。在第一连通回路51中夹设有为了调节制冷机回收量而具有开度调节功能的膨胀阀(电动膨胀阀)56。
[0055]另外，在该制冷剂量调节罐52的上部连接有将该制冷剂量调节罐52内和制冷剂回路I的中压区域连通的第二连通回路58。在本实施例中，第二连通回路58的另一端作为中压区域的一例，与制冷剂回路I的中间冷却器24的出口侧的中压吸入管26连通。在该第二连通回路58中夹设有电磁阀59。
[0056]另外，在该制冷剂量调节罐52的下部连接有将该制冷剂量调节罐52内下部和制冷剂回路I的中压区域连通的第三连通回路62。在本实施例中，第三连通回路62的另一端作为中压区域的一例而与上述辅助膨胀阀43的下游侧连接，最终与制冷剂回路I的中间冷却器24的出口侧的中压吸入管26连通。在该第三连通回路62中夹设有电磁阀63和毛细管(节流单元)64。
[0057]该制冷剂量调节罐52的膨胀阀56和电磁阀59、63由上述的制冷机侧控制器34控制，基于制冷机回路I的高压侧压力HP的上升，将膨胀阀56的阀开度扩大，将电磁阀59打开，将电磁阀63关闭，在制冷剂量调节罐52内回收制冷机，基于高压侧压力HP的降低，将电磁阀59关闭，将电磁阀63打开而将制冷机排出。由此，将制冷剂回路I中的循环制冷剂量控制在适当值，防止高压侧压力HP由于过多的循环制冷剂量而过多地上升。
[0058]另外，设有将制冷装置R的中间冷却器24的出口侧的制冷剂回路I的中压区域、在本实施例中为与该中间冷却器24的出口侧连接的上述第二连通回路58和制冷剂回路I的低压侧、在本实施例中为制冷剂导入管22连通的旁通回路71。而且，在该旁通回路71夹设有在压缩机11启动时开放而用于改善启动性的电磁阀72。
[0059]另外，在图1中，PSl为与高压排出配管27连接并检测压缩机11的排出压力即制冷剂回路I的高压侧压力HP的高压传感器，PS2为与制冷剂导入管22连接并检测压缩机11的吸入压力即制冷剂回路I的低压侧压力LP的低压传感器，PS3为与中压吸入管26连接并检测制冷剂回路I的中间压力MP的中间压力传感器。[0060]另外，在图1中，TSl为与高压排出配管连接并检测压缩机11的排出制冷剂温度的排出温度传感器，TS2为与气体冷却器28的出口连接并检测从气体冷却器28流出的制冷剂温度的气体制冷剂出口温度传感器，TS3是与分路式热交换器29的第一流路29A的出口连接的分路式出口温度传感器，TS4是制冷机3的出口温度传感器，TS5是制冷机3的入口温度传感器，TS6是检测外界气体温度的外界气体温度传感器。
[0061]接着，图2是作为制冷装置R的控制单元的控制装置C的框图。在该图中，35是设置在店铺的管理室等的作为主控制单元的主控制器，34是设于制冷机3的作为上述的制冷机侧控制单元的制冷机控制器，36是分别设于各陈列柜的作为陈列柜侧控制单元的上述的陈列柜侧控制器。任一控制器均由通用的微型计算机构成，主控制器35以与这些制冷机侧控制器34及陈列柜侧控制器36 (—台或多台)进行数据的接收和发送的方式利用通信线进行连接。
[0062]制冷机侧控制器34的输入有连接上述的外界气体温度传感器TS6等各传感器(在图2中作为代表由S表示)，另外，制冷机侧控制器34的输出有连接压缩机11 (电动元件13 )、辅助膨胀阀43、气体冷却器用送风机31、膨胀阀56、各电磁阀59、63、电动阀25B等。陈列柜侧控制器36的输入连接有检测陈列柜4的柜内温度的柜内温度传感器60等，陈列柜侧控制器36的输出连接有膨胀阀32以及上述的冷气循环用送风机53等。
[0063]陈列柜侧控制器36基于从主控制器35发送的设定温度等各种设定数据和柜内温度传感器53检测的规定温度等控制膨胀阀32及冷气循环用送风机60。另外，将本身设定的信息及运转状态、警报相关的数据向主控制器35发送。制冷机侧控制器34也基于从主控制器35发送的各种设定数据(包含后述的低压侧压力LP的目标范围及停止值)和各传感器S检测的温度及压力控制与输出连接的压缩机11及膨胀阀43、56、各电磁阀59、63等，执行上述的分割循环的控制及使用制冷剂量调节罐52的制冷机的回收、排出的控制。
[0064](A)压缩机的运转频率的控制
[0065]接着，使用图3对制冷机侧控制器34对压缩机11 (电动元件13)的运转频率的控制进行说明。制冷机3的制冷机侧控制器34基于低压传感器PS2检测的制冷机回路I的低压侧压力LP来控制压缩机11 (电动元件13)的运转频率。
[0066]在该实施例的情况下，制冷机侧控制器34执行图3所示那样的区域控制。即，在低压传感器PS2检测的低压侧压力LP比规定目标范围的上限值高的区域I的情况下，使压缩机11的运转频率每隔规定时间tl (例如10秒)上升1Hz。另外，由规定的控制界限上限使该运转频率的上升趋于平缓。另外，在低压侧压力LP处于比上述目标范围的下限值低的区域3的情况下，使压缩机11的运转频率每隔比上述规定时间tl短的规定时间t2 (例如I秒)下降1Hz。S卩，使压缩机11的运转频率下降的降低速度比使其上升时的上升速度快。这是为了尽可能地防止低压侧压力LP达到后述的停止值。也由规定的控制界限下限使该运转频率的降低趋于平缓。
[0067]另外，在低压侧压力LP处于下限值以上、上限值以下的区域2的情况下、即低压侧压力LP处于目标范围内的情况下，不变更压缩机11的运转频率。由此，在通常运转时以制冷剂回路I的低压侧压力LP成为目标范围内的方式使压缩机11的运转频率上升或下降。
[0068]另外，例如由于连接的全部陈列柜4的膨胀阀32关闭等，即使通过压缩机11的运转频率的控制，低压侧压力也比下限值更低且降低到比下限值低的规定的停止值以下，成为区域4的情况下，制冷机侧控制器34使压缩机11停止。
[0069]若压缩机11停止，则制冷机侧控制器34在规定时间(再启动禁止时间)禁止压缩机11的启动。在此期间，制冷剂回路I内的高压侧和低压侧的压力成为平衡压力。之后，由于陈列柜4的柜内温度上升等而将膨胀阀32打开，低压侧压力LP比规定的再启动值(例如上述的上限值)更高地上升的情况下，以经过了再启动禁止时间为条件，制冷机控制器34将压缩机11启动。
[0070](B)压缩机启动时的稳定化控制
[0071]然后，说明压缩机11启动时的稳定化控制。如前所述，制冷机控制器34进行以低压侧压力LP处于目标范围内的方式使压缩机11的运转频率上升或下降，使压缩机11停止的控制，但压缩机11停止后的制冷剂回路I内的平衡压力根据外界气体温度而不同，在外界气体温度高的夏季，平衡压力变高，在外界气体温度低的冬季，平衡压力变低。
[0072]而且，若在平衡压力高的状态下启动压缩机11，则由于低压侧压力LP处于区域I，压缩机11的运转频率立即上升到较高值。另一方面，由于陈列柜4的蒸发器33变冷，故而低压侧压力LP急剧降低并达到停止值，使压缩机11停止。因此，压缩机11反复频繁地启停(所谓的短循环)，并且运转频率的所谓过冲也变大，高压侧压力P也异常地上升。
[0073]相反地，若在平衡压力低的状态下启动压缩机11，则陈列柜4侧的负荷(冷气负荷)也变小且蒸发器33也变冷，故而低压侧压力LP急剧降低仍然达到停止值而使压缩机11陷入频繁地反复启停的状态。
[0074]因此，本发明的制冷机侧控制器34在压缩机11启动后，监视低压传感器PS2检测的制冷剂回路I的低压侧压力LP的变化，在判断为低压侧压力LP的下降速度为规定的规定值以上的情况下(骤减)，即使低压侧压力LP处于上述区域1，也禁止压缩机11的运转频率的上升。
[0075]由此，在制冷剂回路I内为平衡压力的状态下启动压缩机11之后，在低压侧压力LP急剧地降低的状况下禁止压缩机11的运转频率的上升，故而能够将伴随着压缩机11启动后的低压侧压力LP的急剧降低，该低压侧压力L达到停止值且立即停止的不良情况防患于未然。因此，能够消除制冷装置R在启动时压缩机11反复地频繁启停的问题，能够早早地使运转状态稳定化。
[0076](C)压缩机启动时的膨胀阀的阀开度控制
[0077]然后，对压缩机11启动时的膨胀阀32的控制进行说明。如上所述地压缩机11启动时的制冷剂回路I的高压侧压力HP的上升被制冷剂(气体制冷剂)向陈列柜4的蒸发器33的流入阻力较大地影响，但该流入阻力由膨胀阀32的阀开度决定。但是，该膨胀阀(电动膨胀阀)32在不能够追随高压侧压力HP的变化的速度下不进行动作。
[0078]因此，以往预先设定有膨胀阀32的标准阀开度，在压缩机11启动时将膨胀阀32的阀开度作为该标准阀开度而控制向蒸发器33的流入阻力，但如上所述地，由于压缩机11停止后的制冷剂回路I内的平衡压力根据季节而变化，故而在夏季，标准化阀开度过小而导致高压侧压力HP的上升，在冬季，相反地标准阀开度过大而使过多的制冷剂流入蒸发器33，由过多的冷却能力导致低压侧压力LP降低，如前所述地使压缩机11立即停止(短循环)。
[0079]因此，主控制器35基于外界气体温度对该标准阀开度进行修正，变更压缩机11启动时的膨胀阀32的阀开度。图4表示阀开度控制的情况。首先，在图4的右侧中央表示该实施例中的膨胀阀32的标准阀开度，在其上下表示有修正值(变化量)。图4的左侧表示外界气体温度的变迁。
[0080]在实施例的情况下，膨胀阀32的标准阀开度被区分为压缩机11启动时刻的阀开度(即，启动时的阀开度)和启动后的阀开度，在该陈列柜4的情况下，启动时刻的标准阀开度为150脉冲，启动后的标准阀开度为120脉冲，预先设有陈列柜侧控制器36。另外，该脉冲数表示电动膨胀阀即膨胀阀32的阀开度，在全闭状态下为零(0)，脉冲数越大，阀开度越扩大。
[0081]主控制器35在陈列柜4与制冷剂配管8、9连接且陈列柜侧控制器36与主控制35连接时，从陈列柜侧控制器36收到并读取与该标准阀开度相关的数据。另外，从制冷机侧控制器34接收并读取外界气体温度传感器TS6检测的关于外界气体温度的数据。
[0082]而且，主控制器35基于从制冷机侧控制器34接收到的外界气体温度，在外界气体温度高的情况下，将从陈列柜侧控制器36读取的标准阀开度向扩大方向修正，在外界气体温度低的情况下，将标准化阀开度向缩小方向修正并变更。在实施例的情况下，外界温度上升而到达30°C以上时，在启动时刻的标准阀开度以及启动后的标准阀开度上分别加上150脉冲(变化量)，在外界气体温度降低而达到10°C以下时，从启动时刻的标准阀开度以及启动后的标准阀开度分别减去50脉冲(变化量)。
[0083]S卩，在外界气体温度为30°C以上的情况下(平衡压力高)，启动时刻的标准阀开度扩大到300脉冲，启动后的标准阀开度扩大到280脉冲。另一方面，在外界气体温度为10°C以下的情况下(平衡压力低)，启动时刻的标准阀开度缩小到100脉冲，启动后的标准阀开度缩小到70脉冲。
[0084]另外，外界气体温度上升且从15°C以上的状态进一步上升而达到30°C之前、以及外界气体温度下降且从25°C以下的状态进一步下升而达到10°C之前，主控制器35不进行上述的控制。另外，图4左侧的箭头标记不重合的图示意味着迟滞。
[0085]而且，如前所述地制冷机侧控制器34启动压缩机11时，该制冷机侧控制器34将启动预告(开始预告)的数据向主控制器35发送。主控制器35从该制冷机侧控制器34接收到启动预告时，将与如上所述地修正后的膨胀阀32的启动时刻的阀开度或未修正的阀开度(即标准阀开度)相关的数据向陈列柜侧控制器36发送。陈列柜侧控制器36在压缩机11的启动时刻(实际上在其之前)将膨胀阀32控制成从主控制器35接收到的膨胀阀32的启动时刻的阀开度，并且在启动后将膨胀阀32控制成接收到的启动后的阀开度。
[0086]这样，基于外界气体温度变更压缩机11启动时的膨胀阀32的阀开度，在外界气体温度高且制冷剂回路I的平衡压力高的状况下，扩大膨胀阀32的阀开度而能够防止高压侧压力HP的异常上升，能够降低压缩机11的启动负荷，并且在外界气体温度低且平衡压力低的状况下，能够缩小膨胀阀32的阀开度，防止冷却性能的过剩导致的短循环的发生。
[0087]另外，陈列柜侧控制器36在从主控制器35未接收到与修正后的阀开度相关的数据的情况下，利用自身设有的标准化阀开度控制膨胀阀32。即，在实施例的情况下，膨胀阀32的标准阀开度具有陈列柜4的陈列柜侧控制阀36，故而在主控制器35与陈列柜侧控制器36之间产生了通信异常的情况等，从压缩机11的启动时刻到启动后，陈列柜侧控制器36也能够无障碍地将膨胀阀32设为标准阀开度。[0088]另外，在实施例中，利用区域控制将低压侧压力LP控制在目标范围内，但不限于此，即使通过所谓PID控制等控制为目标值，本发明也是有效的。另外，实施例所示的各数值不限于此，应根据制冷装置的规模及用途而适当变更。
【权利要求】
1.一种制冷装置，由压缩机、气体冷却器、膨胀阀以及蒸发器构成制冷剂回路，其高压侧成为超临界压力，其特征在于， 具备控制所述压缩机及膨胀阀的控制单元， 所述控制单元基于外界气体温度变更所述压缩机启动时的所述膨胀阀的阀开度。
2.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于， 所述控制单元在外界气体温度高的情况下扩大所述膨胀阀的阀开度，在外界气体温度低的情况下缩小所述膨胀阀的阀开度。
3.如权利要求1或2所述的制冷装置，其特征在于， 包括:制冷机，其具有所述压缩机及气体冷却器；负荷设备，其具有所述蒸发器及膨胀阀， 所述控制单元具有:制冷机侧控制单元，其设于所述制冷机，对所述压缩机进行控制；负荷设备侧控制单元，其设于所述负荷设备，对所述膨胀阀进行控制， 通过基于外界气体温度来修正所述负荷设备侧控制单元所具有的所述膨胀阀的标准阀开度，从而变更所述膨胀阀的阀开度。
4.如权利要求3所述的制冷装置，其特征在于， 所述控制单元由所述制冷机侧控制单元、所述负荷设备侧控制单元以及与该制冷机侧控制单元和负荷设备侧控制单元进行数据的发送和接收的主控制单元构成，该主控制单元从所述负荷设备侧控制单元接收关于所述膨胀阀的标准阀开度的数据，并且从所述制冷机侧控制装置接收关于外界气体温度的数据，对所述标准阀开度进行修正，并且将该修正后的关于所述膨胀阀的阀开度的数据向所述负荷设备侧控制单元发送，所述负荷设备侧控制单元基于从所述主控制单元发送的关于所述膨胀阀的阀开度的数据来控制所述膨胀阀。
5.如权利要求3或4所述的制冷装置，其特征在于， 所述负荷设备侧控制单元具有所述压缩机启动时刻的所述膨胀阀的标准阀开度、所述压缩机启动后的所述膨胀阀的标准阀开度，对各标准阀开度分别进行修正。
6.如权利要求1?5中任一项所述的制冷装置，其特征在于， 作为制冷剂使用有二氧化碳。
【文档编号】F25B49/02GK103851817SQ201310627518
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】三原一彦, 石井武, 柴田勋男, 小柴胜, 真野诚 申请人:松下电器产业株式会社