CN109084502A - 冷冻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供冷冻装置。在具有阀开度根据差压而变化的膨胀阀的冷冻装置中,精度良好地控制制冷剂流量。差压式膨胀阀的阀芯配置在制冷剂入口和制冷剂出口之间。通过使制冷剂入口和制冷剂出口之间的制冷剂的差压越过阀芯不移动而保持静止状态时的界限压力而变化,阀芯移动而使阀开度变化。在增大差压式膨胀阀的阀开度时,使差压上升来调整阀开度,而且在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度,或者,在减小差压式膨胀阀的阀开度时使差压下降,而且在增大阀开度时使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度。
Description
技术领域
本发明涉及冷冻装置,特别涉及具有差压式膨胀阀的冷冻装置。
背景技术
以往,已知有根据膨胀阀的上游侧和下游侧的差压来变更膨胀阀中流过的制冷剂流量的差压式膨胀阀。例如,专利文献1(日本特开2004-218918号公报)公开了根据阀座部的上游侧和下游侧的差压与弹簧的施力的平衡来控制制冷剂流量的差压式膨胀阀。在使用这种差压式膨胀阀构成进行压缩式冷冻循环的冷冻装置时,由于差压式膨胀阀价格低廉,以及即使不向差压式膨胀阀发送控制信号也能够进行差压式膨胀阀的阀开度的调整,因而能够提供低价的冷冻装置。
但是,在专利文献1所记载的差压式膨胀阀中,由于阀芯与收纳阀芯的主体之间产生的静止摩擦等的影响,在差压上升并达到特定压力时的制冷剂流量、与在差压下降并达到特定压力时的制冷剂流量不同。这样,即使将差压调整为相同的特定压力时,在使差压上升而将差压设为特定压力的情况下和使差压下降而将差压设为特定压力的情况下,调整后的制冷剂流量不同,因而难以将制冷剂流量调整为期望的值。特别是在希望微调整冷剂流量的情况下,在差压的变化较小时,还产生制冷剂流量不变的问题。
发明内容
本发明的课题是,在具有阀开度根据差压而变化的膨胀阀的冷冻装置中,精度良好地控制制冷剂流量。
用于解决问题的手段
本发明的第一方面的冷冻装置具有膨胀阀,该膨胀阀设于制冷剂回路中,通过改变阀开度使在制冷剂回路中循环的制冷剂的流量变化,膨胀阀具有:主体,其具有供制冷剂从制冷剂回路流入的制冷剂入口、和供制冷剂流出到制冷剂回路中的制冷剂出口;以及阀芯,其配置在制冷剂入口和制冷剂出口之间,通过使制冷剂入口和制冷剂出口之间的制冷剂的差压越过界限压力而变化,该阀芯移动而使阀开度变化,所述界限压力是指阀芯不移动而保持静止状态时的压力,膨胀阀构成为,在增大膨胀阀的阀开度时,使差压上升来调整阀开度,而且在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度,或者,在减小膨胀阀的阀开度时使差压下降,而且在增大阀开度时使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度。
根据第一方面的冷冻装置,由于在增大膨胀阀的阀开度时,使差压上升来调整阀开度,而且在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度,或者,在减小膨胀阀的阀开度时使差压下降,而且在增大阀开度时使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度,因而在阀开度的调整中不会产生使差压上升的同时进行调整的状况和使差压下降的同时进行调整的状况这两种状况。
本发明的第二方面的冷冻装置是根据第一方面所述的冷冻装置,主体具有支撑阀芯的施力部件,膨胀阀构成为,在阀芯和主体之间产生与所述施力部件的施力相逆的用来维持阀芯与主体的位置关系的静止摩擦,使在主体中差压上升而达到特定压力时的膨胀阀的制冷剂流量、和差压下降而达到特定压力时的膨胀阀的制冷剂流量不同。
根据第二方面的冷冻装置,膨胀阀构成为包括阀芯和主体和施力部件,因而膨胀阀形成为简洁的构造。
本发明的第三方面的冷冻装置是根据第一或第二方面所述的冷冻装置,冷冻装置还具有压缩机、热源侧热交换器、利用侧热交换器、和使热源侧热交换器产生空气流的热源侧热交换器用风扇,制冷剂回路构成为,使制冷剂按照压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器的顺序进行循环,以使差压达到目标值的方式改变热源侧热交换器用风扇的转速和/或压缩机的转速,由此调整膨胀阀的阀开度。
根据第三方面的冷冻装置,通过改变热源侧热交换器用风扇的转速和/或压缩机的转速而使得差压变化成目标值,由此调整膨胀阀的阀开度,因而能够使用以往构成制冷剂回路的机器如热源侧热交换器用风扇和/或压缩机,对膨胀阀的阀开度进行调整。
本发明的第四方面的冷冻装置是根据第三方面所述的冷冻装置,冷冻装置构成为,以使差压达到目标值的方式改变热源侧热交换器用风扇的转速,由此调整膨胀阀的阀开度。
根据第四方面的冷冻装置,通过改变热源侧热交换器用风扇的转速而使得差压变化成目标值,由此调整阀开度,因而在膨胀阀的阀开度的控制中不需使用压缩机的转速。
本发明的第五方面的冷冻装置是根据第三或第四方面所述的冷冻装置,冷冻装置构成为,在减小阀开度时,在为了使差压暂时下降而变更了热源侧热交换器用风扇和/或压缩机的转速后,待机规定的时间,然后使差压越过界限压力而上升至目标值来调整阀开度,或者在增大阀开度时,在为了使差压暂时上升而变更了热源侧热交换器用风扇和/或压缩机的转速后,待机规定的时间,然后使差压越过界限压力而下降至目标值来调整阀开度。
根据第五方面的冷冻装置,在变更热源侧热交换器用风扇和/或压缩机的转速后,待机规定的时间,因而能够用待机的规定的时间来涵盖从热源侧热交换器用风扇和/或压缩机的转速的变更起至差压被变更为止的时滞。
本发明的第六方面的冷冻装置是根据第三或第四方面所述的冷冻装置,冷冻装置还具有第1传感器,该第1传感器安装在制冷剂回路中,用于检测热源侧热交换器的冷凝温度和/或利用侧热交换器的蒸发温度,冷冻装置构成为,通过控制热源侧热交换器用风扇和/或压缩机,在减小阀开度时,在使差压暂时下降并使用第1传感器检测出冷凝温度和/或蒸发温度的预定变化后,使差压越过界限压力而上升至目标值来调整阀开度,或者在增大阀开度时,在使差压暂时上升并使用第1传感器检测出冷凝温度和/或蒸发温度的预定变化后,使差压越过界限压力而下降至目标值来调整阀开度。
根据第六方面的冷冻装置,在使用第1传感器检测出冷凝温度和/或蒸发温度的预定变化后,使差压上升或者下降至目标值,因而即使是存在从热源侧热交换器用风扇和/或压缩机的控制起到差压被变更为止的时滞时,关于差压的变更,根据冷凝温度和/或蒸发温度的预定变化,也能够确认到差压充分下降或者差压充分上升。
本发明的第七方面的冷冻装置是根据第三或第四方面所述的冷冻装置,冷冻装置还具有在制冷剂回路中安装的第2传感器,用于检测压缩机的排出温度,冷冻装置构成为,通过控制热源侧热交换器用风扇和/或压缩机,在减小阀开度时,在使差压暂时越过界限压力而大幅下降并使用第2传感器检测出排出温度的预定变化后,使差压上升至目标值来调整阀开度,或者在增大阀开度时,在使差压暂时越过界限压力而上升并在使用第2传感器检测出排出温度的预定变化后,使差压下降至目标值来调整阀开度。
根据第七方面的冷冻装置,在使用第2传感器检测出排出温度的预定变化后,使差压上升或者下降至目标值,因而即使是存在从热源侧热交换器用风扇和/或压缩机的控制起至差压被变更为目标值为止的时滞时,关于差压的变更,根据排出温度的预定变化,也能够确认到差压充分下降或者差压充分上升。
发明效果
在本发明的第一方面的冷冻装置中,能够精度良好地控制制冷剂流量。
在本发明的第二方面的冷冻装置中,能够使用低价的膨胀阀低成本地提供冷冻装置。
在本发明的第三方面的冷冻装置中,能够防止为了提高膨胀阀的控制性能而导致成本上升。
在本发明的第四方面的冷冻装置中,能够通过与提高膨胀阀的控制性能的取舍关系(tradeoff),抑制通过压缩机进行的制冷剂回路的控制性能下降。
在本发明的第五方面、第六方面或者第七方面的冷冻装置中,能够充分提高制冷剂流量的控制的精度。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的冷冻装置的结构的概要的电路图。
图2是用于说明图1的冷冻装置的动作的p-h曲线图。
图3是示出差压式膨胀阀的结构的一例的示意性剖视图。
图4是示出图3的差压式膨胀阀的阀开度增加的状态的示意性剖视图。
图5是用于说明差压式膨胀阀的阀开度的调整动作的一例的曲线图。
图6是用于说明差压式膨胀阀的阀开度的调整动作的另一例的曲线图。
图7是示出控制装置的结构的一例的框图。
图8是示出差压式膨胀阀的阀开度的控制方法的一例的流程图。
图9是示出差压式膨胀阀的阀开度的控制方法的另一例的流程图。
具体实施方式
下面,使用附图说明本发明的实施方式的冷冻装置。图1示出了实施方式的冷冻装置具有的制冷剂回路。另外,图2示出了在图1所示的冷冻装置10进行的蒸汽压缩式冷冻循环。即,图2示出了关于在冷冻装置10的制冷剂回路11中循环的制冷剂的制冷剂压力p和比焓h的关系。
(1)整体结构
图1所示的冷冻装置10具有利用单元20、和与利用单元20连接的热源单元30。利用单元20具有室内热交换器21和室内风扇22。热源单元30具有压缩机31、室外热交换器32、差压式膨胀阀33和室外风扇34。在此,作为冷冻装置10,以空调机为例进行说明,但除空调机以外,冷冻装置10还包括例如对热泵热水器、冰箱及库内进行冷却的冷却装置。并且,作为冷冻装置10的空调机可以是具有调湿功能的空调机或者具有空气净化功能的空调机。
利用单元20和热源单元30通过制冷剂配管相连接,形成用于使制冷剂在利用单元20和热源单元30之间进行循环的制冷剂回路11。通过使制冷剂在该制冷剂回路11中循环,冷冻装置10能够进行蒸汽压缩式冷冻循环。换言之,冷冻装置10通过进行使制冷剂在利用单元20和热源单元30之间循环的蒸汽压缩式冷冻循环,使热量在利用单元20和热源单元30之间移动。
以使制冷剂按照压缩机31、室外热交换器32、差压式膨胀阀33及室内热交换器21的顺序进行循环的方式构成制冷剂回路11。压缩机31将气体制冷剂(图2所示的点A的状态的制冷剂)压缩。从压缩机31的排出口排出的高温高压的制冷剂(图2所示的点B的状态的制冷剂)流入室外热交换器32的流入口。在室外热交换器32中与室外空气之间进行了热交换的液体制冷剂(图2所示的点C的状态的制冷剂),从室外热交换器32的流出口流出,并流入差压式膨胀阀33的流入口。在差压式膨胀阀33进行膨胀而被减压的制冷剂(图2所示的点D的状态的制冷剂),从差压式膨胀阀33的流出口流出,并流入室内热交换器21的流入口。在室内热交换器21中与室内空气之间进行了热交换的气体制冷剂(图2所示的点A的状态的制冷剂),从室内热交换器21的流出口流出,并流入压缩机31的吸入口。
(2)具体结构
(2-1)热源单元
在热源单元30的壳体(未图示)的内部设置有压缩机31、室外热交换器32、差压式膨胀阀33、室外风扇34、排出温度传感器35、室外温度传感器36、室外热交换器用温度传感器37、和热源侧控制装置41。设于热源单元30的压缩机31是能够根据转速改变运转容量的容积式压缩机,例如由通过逆变器控制转速的电机31m控制压缩机31的转速。该压缩机31的电机31m由后述的热源侧控制装置41控制。
室外热交换器32使流入热源单元30的内部的外部空气与在压缩机31被压缩的制冷剂之间进行热交换。室外热交换器32例如是交叉翅片(cross fin)式的片管型(finandtube)热交换器,使管(导热管)中通过的制冷剂与在多个翅片之间通过的外部空气之间进行热交换。即,室外热交换器32在制冷运转时作为散热器发挥作用。刚刚流入室外热交换器32的制冷剂是图2所示的点B的状态的气体制冷剂。当在该室外热交换器32通过的期间,从制冷剂释放热量,气体制冷剂经过气液二相状态而变化成液体制冷剂(图2的点C的状态的制冷剂)。在室外热交换器32进行了热交换的空气被吹出到热源单元30的外部。
室外风扇34将热源单元30的壳体周围的外部空气输送到室外热交换器32。室外风扇34是能够变更供给至室外热交换器32的空气的风量的风扇,例如是通过由DC风扇电机等构成的电机34m进行驱动的螺旋桨风扇(propeller fan)等。该室外风扇34的电机34m的转速由热源侧控制装置41控制。
排出温度传感器35例如安装于压缩机31的排出管,检测从压缩机31排出的制冷剂的温度(下面,有时也称为排出温度)。室外温度传感器36检测由室外风扇34取入到热源单元30的壳体内的室外空气的环境温度(雰囲気温度)。室外热交换器用温度传感器37检测室外热交换器32中成为气液二相状态的部分的温度。即,室外热交换器用温度传感器37检测室外热交换器32中的制冷剂的冷凝温度。
热源侧控制装置41按照如上所述控制压缩机31及室外风扇34。热源侧控制装置41与利用侧控制装置42连接。由热源侧控制装置41和利用侧控制装置42构成冷冻装置10的控制装置40。控制装置40根据由利用侧控制装置42提供的温控器关闭(Thermo-OFF)及温控器开启(Thermo-ON)等的信息,控制压缩机31和室外风扇34的启动/停止(on/off)及转速。热源侧控制装置41具有定时器43。控制装置40能够通过定时器43计测控制的定时。
(2-1-1)差压式膨胀阀33
差压式膨胀阀33通过改变阀开度,使在制冷剂回路11中循环的制冷剂的流量变化。差压式膨胀阀33根据施加给差压式膨胀阀33的差压、即后述的差压式膨胀阀33的制冷剂入口61与制冷剂出口62的制冷剂的差压,使阀开度变化。换言之,差压式膨胀阀33根据制冷剂入口61与制冷剂出口62的差压进行控制。
图3及图4示意地示出了差压式膨胀阀33的结构。差压式膨胀阀33具有主体51和阀芯52。在差压式膨胀阀33的主体51设有供制冷剂从制冷剂回路11流入差压式膨胀阀33的内部的制冷剂入口61、和供制冷剂从差压式膨胀阀33的内部流出到制冷剂回路11中的制冷剂出口62。制冷剂入口61的制冷剂的压力实质上成为图2的点C的压力P1,制冷剂出口62的制冷剂的压力实质上成为图2的点D的压力P2。在此,为了简化说明,忽视在制冷剂回路11的配管等产生的制冷剂的压力的下降。制冷剂在差压式膨胀阀33通过,由此压力下降,压力P1成为压力P2。即,差压式膨胀阀33作为将制冷剂减压的减压机构发挥作用。
主体51的形状例如呈圆筒状。在主体51是圆筒形时,差压式膨胀阀33容易设置在构成制冷剂回路11的圆筒形的配管中。在制冷剂入口61和制冷剂出口62之间配置有阀芯52。更具体地观察,阀芯52可移动地配置在连接制冷剂入口61和制冷剂出口62的主体51的内部的空洞63中。
主体51具有支撑阀芯52的螺旋弹簧(coil spring)53。螺旋弹簧53对阀芯52提供施力。螺旋弹簧53提供给阀芯52的施力是按照从制冷剂出口62到制冷剂入口61的朝向推压阀芯52的力。在制冷剂入口61与制冷剂出口62之间的差压(P1-P2)较小时,如图3所示,阀芯52向制冷剂入口61一侧移动,阀开度减小。反之,在制冷剂入口61和制冷剂出口62之间的差压(P1-P2)较大时,如图4所示,阀芯52向制冷剂出口62一侧移动,阀开度增大。
在阀芯52中最狭窄的部分形成有具有截面积S1的阀内流路FC1。该截面积S1是沿与阀内流路FC1的流动方向垂直的平面切断而成的截面的面积。阀芯52的外形的尺寸小于主体51的空洞63的尺寸。因此,在阀芯52和主体51之间形成间隙。该间隙成为阀外流路FC2。阀外流路FC2在最狭窄的部分具有截面积S2。
图5示出了施加给差压式膨胀阀33的差压与差压式膨胀阀33的流量之间的关系。在差压增大而越过图5所示的差压DP2之前,如图3所示,阀芯52与主体51的窄幅部51a抵接。这样,在阀芯52与窄幅部51a抵接时,制冷剂在阀内流路FC1中流过。阀内流路FC1的制冷剂流路面积成为最小面积的截面积S1。此时,阀开度最小。例如,在对差压式膨胀阀33施加比图5所示的差压DP2小的差压DP1时,流量达到FR3。
在差压增大而越过差压DP2时,窄幅部51a与阀芯52的间隔扩大。在窄幅部51a与阀芯52的间隔最宽的状态下,阀外流路FC2的截面积S2与阀内流路FC1的截面积S1相加。即,在阀芯52从窄幅部51a离开时,阀开度增大,阀开度最大时的差压式膨胀阀33的制冷剂流路面积达到最大面积的截面积(S1+S2)。
关于差压式膨胀阀33,基本上通过阀芯52移动,由螺旋弹簧53产生的施力与差压保持平衡。并且,通过阀芯52移动,如上所述阀开度变化。但是,在由螺旋弹簧53产生的施力和差压平衡地移动时,产生阀开度因差压的较小变动而变动的振荡(chattering)。为了防止这种振荡,例如在阀芯52设有使产生静止摩擦的板簧54,板簧54配置在阀芯52和主体51之间。板簧54与主体51的空洞63的内表面接触。即,通过板簧54使在主体51和阀芯52之间产生静止摩擦力SFF。在通过板簧54使阀芯52开始移动时,在阀芯52和主体51之间产生最大静止摩擦力MSFF,因而在差压增大时,基于螺旋弹簧53的施力BF和因差压的变化而产生的力DFF和最大静止摩擦力MSFF的关系如下面的式(1)所示。并且,在差压减小时,施力BF和因差压的变化而产生的力DFF和最大静止摩擦力MSFF的关系如下面的式(2)所示。
DFF=BF+MSFF……(1)
DFF+MSFF=BF……(2)
由于这些式(1)和式(2)的不同,即使是在主体51的制冷剂入口61和制冷剂出口62之间产生相同差压DF时,在差压DF增加时(图5的特性线L1)和差压DF减小时(图5的特性线L2),制冷剂的流量产生差异。另外,使产生静止摩擦的方法不限于板簧,例如也可以构成为,通过使主体51的一部分和阀芯52的一部分相互接触,主体51和阀芯52直接相互摩擦而产生静止摩擦。
即使是产生与静止摩擦力SFF平衡的差压的变化量ΔDF时,阀芯52也不移动。在本说明书中,将在即使差压变化时阀芯52也静止的状态下产生于阀芯52的压力的变化量称为静止压力。并且,与阀芯52开始移动时的差压的变化量ΔDF实质上相同的压力成为界限压力。由界限压力产生的力实质上与最大静止摩擦力MSFF相同。
(2-2)利用单元
在利用单元20的壳体(未图示)的内部设置有室内热交换器21、室内风扇22、室内温度传感器23、室内热交换器用温度传感器24、和利用侧控制装置42。室内热交换器21是使进行空气和制冷剂之间的热交换的空气热交换器,例如是由导热管和多个翅片构成的交叉翅片式的片管型热交换器。在室内热交换器21中进行在管(导热管)内流过的制冷剂回路11的制冷剂和在翅片之间通过的室内空气之间的热交换。因此,室内热交换器21在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥作用,将室内空气冷却。
利用单元20的室内风扇22作为送风机发挥作用,将室内空气吸入壳体内使在室内热交换器21中与制冷剂进行热交换,然后将热交换后的空气作为供给空气提供到室内。室内风扇22例如是离心风扇或者多叶片风扇,在图1所示的利用单元20中,例如采用横流风扇。室内风扇22是能够在规定的风量范围内变更供给至室内热交换器21的空气的风量的风扇,例如通过由DC风扇电机等构成的电机22m进行驱动。该电机22m由利用侧控制装置42控制。室内温度传感器23检测由室内风扇22取入到利用单元20的壳体内的室内空气的温度。室内热交换器用温度传感器24检测室内热交换器21中成为气液二相状态的部分的温度(例如,与点D的制冷剂的温度相同的温度)。即,室内热交换器用温度传感器24检测室内热交换器21中的制冷剂的蒸发温度。
利用侧控制装置42除上述的室内风扇22的控制以外,还作为控制装置40进行温控器开启(Thermo-ON)及温控器关闭(Thermo-OFF)的控制。为此,利用侧控制装置42具有例如遥控器(未图示)那样的输入装置。用户使用遥控器输入设定温度。
(3)冷冻装置10的动作
冷冻装置10是制冷专用的装置,由控制装置40控制,使得室内温度成为设定温度。在冷冻装置10中,例如进行控制使被吸入压缩机31的制冷剂实质上成为过热状态,以便防止液体制冷剂被吸入压缩机31中。在此,所谓实质上成为过热状态,是指虽然有时也允许暂时成为气液二相状态,但是不会始终成为气液二相状态。在图1所示的冷冻装置10中进行控制使得从压缩机31排出的制冷剂的过热程度维持适当的范围。为了使制冷剂的温度成为目标过热程度,控制装置40控制压缩机31的转速和/或室外风扇34的转速。用于变更这种情况时的压缩机31的转速和/或室外风扇34的转速的控制,例如成为诸如使转速呈阶梯状地变化的控制,容易产生压缩机31的转速和/或室外风扇34的转速固定的期间。
另外,控制装置40进行如下控制:在由室内温度传感器23检测的室内温度与设定温度之差较大时,增大压缩机31的转速,在室内温度与设定温度之差较小时,减小压缩机31的转速。在压缩机31的转速增大时,制冷能力增大,因而即使制冷负荷增大时,也能够使室内温度接近设定温度。
(3-1)阀开度的调整动作
考虑差压式膨胀阀33的差压为例如图5所示的差压DP4、差压式膨胀阀33的流量为大于目标流量的流量FR1的情况。在这种情况下,通过上升至图5中的差压DP4,差压和流量沿着特性线L1而变化,被调整成流过流量FR1的阀开度。因此,在从该状态使差压式膨胀阀33的差压从差压DP4变化为差压DP3时,首先在达到与最大静止摩擦力平衡的压力之前、即在越过界限压力而下降之前,阀芯52不移动,如箭头AR1所示,流量几乎不变。并且,在越过界限压力的时刻,阀芯52开始移动,但是差压和流量的关系沿着特性线L2而变化,如箭头AR2所示,流量不会下降至目标流量。
在此,首先使施加给差压式膨胀阀33的差压下降至差压DP5。在差压DP5和差压DP3之间存在界限压力以上的压力差。为了使下降至这样的差压DP5,按照箭头AR3所示进行变化一直到越过界限压力,由此状态继续使差压下降,从而阀芯52移动并按照箭头AR4所示进行变化而成为差压DP5的状态。
并且,通过使差压从差压DP5的状态上升至差压DP3,调整阀开度使差压式膨胀阀33的流量成为目标流量。此时,在从差压DP5起越过界限压力而上升之前,阀芯52不移动,因而如箭头AR5所示,制冷剂的流量几乎不上升。但是,通过从差压DP5起越过界限压力而上升,阀芯52开始移动,在如箭头AR5所示制冷剂的流量上升而达到差压DP3的时刻,差压式膨胀阀33的流量被调整为目标流量。
下面,考虑差压式膨胀阀33的差压为例如图5所示的差压DP6、差压式膨胀阀33的流量为小于目标流量的流量FR2的情况。在这种情况下,单纯地使差压从DP6上升至差压DP3即可。此时,关于差压和流量的关系,产生箭头AR7所示的变化,差压式膨胀阀33的流量被调整为目标流量。
这样,差压式膨胀阀33的流量的最终调整是通过沿着特性线L1移动来进行的。最终流量(阀开度)的调整是沿着特性线L1进行的,因而即使在流量的调整的过程中存在流量沿着特性线L2而变化的过程时,流量调整也不会受到流量沿着特性线L2而变化的影响。
在为了调整差压式膨胀阀33的阀开度而调整差压的情况下,也可以使压缩机31的转速及室外风扇34的转速同时变化,从而使差压变化。或者,在为了调整差压式膨胀阀33的阀开度而调整差压的情况下,也可以不使用压缩机31的转速而仅使用室外风扇34的转速,使室外风扇34的转速变化,从而使差压变化。或者,在为了调整差压式膨胀阀33的阀开度而调整差压的情况下,也可以不使用室外风扇34的转速而仅使用压缩机31的转速,使压缩机31的转速变化,从而使差压变化。
如果在通常运转中用于维持恒定状态的控制和用于调整上述的差压的控制不能同时进行时,上述的差压的调整用的控制是临时性的控制,因而优先进行。在这种情况下,控制装置40在压力的调整用的控制结束后,进入维持恒定状态用的控制。例如,考虑仅根据室外风扇34的转速调整差压的情况。在这种情况下,在通常运转时,室外风扇34的转速是根据压缩机31的转速与室外空气的环境温度决定的。但是,如上所述,在减小差压式膨胀阀33的阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度,在这种情况下,在使室外风扇34的转速变化时,进行使暂时偏离根据压缩机31的转速与室外空气的环境温度决定的转速的控制。并且,冷冻装置10构成为,在差压达到目标值的时刻或者接近目标值的时刻,控制装置40从差压调整用的室外风扇34的转速的控制切换为通常运转时的室外风扇34的转速的控制。
(3-2)差压的变更的定时
如上所述,在减小差压式膨胀阀33的阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度,在这种情况下,在差压充分地大幅下降之前,需要花费制冷剂回路11的状态变化所需的时间。这样,由于存在冷剂回路11的状态变化的时间,因而即使是变化为诸如差压大幅下降的室外风扇34的转速时,也在差压充分下降之前产生相对于转速的变化的延迟。
因此,预先通过实际机器或模拟来计测从室外风扇34的转速的变化的定时到差压充分下降的定时的时间。并且,为了防止室外风扇34的转速再次变化而使得在差压未充分下降的过程中差压上升,控制装置40利用定时器43禁止室外风扇34的转速在比截止到差压充分下降的定时的时间长的规定时间内变化。换言之,控制装置40进行控制使室外风扇34待机一直到差压充分下降的定时,并使室外风扇34的转速上升。即,在减小差压式膨胀阀33的阀开度时,从为使差压大幅下降而使室外风扇34的转速变化的定时起进行计数,在由定时器43计测出规定时间的时刻,差压式膨胀阀33的差压经过图5的箭头AR3、AR4所示的变化而达到差压DP5。另外,在为了从差压DP5起使差压上升而使室外风扇34的转速变化时,通常是维持室外风扇34的转速变化的状态,因而不需要用定时器43计测时间。通过维持诸如使达到差压DP3的室外风扇34的转速,经过箭头AR5、AR6所示的变化,制冷剂回路11成为流过目标流量的状态。
另外,在为了减小差压式膨胀阀33的阀开度而调整差压时,在使压缩机31的转速及室外风扇34的转速同时变化的情况下,在不使用室外风扇34的转速、而仅使用压缩机31的转速使压缩机31的转速变化来使差压变化的情况下,同样都可以使用定时器43计测制冷剂回路11(差压式膨胀阀33)的差压充分变化的定时。
(3-3)控制方法
如图7所示,在冷冻装置10中,例如热源侧控制装置41构成为包括CPU(中央运算处理装置)41a、存储器41b及定时器43。与差压式膨胀阀33的控制方法相关的程序及数据被存储在存储器41b中,以便能够通过CPU41a进行使用。关于热源侧控制装置41进行的差压式膨胀阀33的控制方法,虽是已经说明过的内容的重复,但还按照图8所示的流程进行说明。
在差压式膨胀阀33的差压为例如图5所示的差压DP4、差压式膨胀阀33的流量为FR1的情况下,CPU41a判定为差压式膨胀阀33的当前的流量大于目标流量(步骤ST1:是)。在进行了这样判定的情况下,CPU41a使差压式膨胀阀33的差压越过界限压力而下降,以使得差压式膨胀阀33的流量下降至小于目标流量的流量。在存储器41b中存储有与图5所示的特性线L1、L2相关的数据。因此,CPU41a从存储器41b取得与图5所示的特性线L1、L2相关的数据并进行计算。例如,在特性线L1中为了使与目标流量一致,必须将差压调整为DP3。根据特性线L1、L2的关系可知界限压力的大小,因而计算比由DP3减去界限压力而得的值小的值即DP5。例如,预先在存储器41b中存储固定值α,进行诸如DP3-界限压力-α=DP5的计算。使差压式膨胀阀33的差压下降至通过该计算而得到的差压DP5(步骤ST2)。并且,CPU41a例如在热源侧控制装置41结束了使差压下降至DP5的控制后开始定时器43的计数,等待经过规定时间(步骤ST3)。然后,CPU41a根据特性线L1求出提供目标流量的差压DP3,热源侧控制装置41使差压式膨胀阀33的差压上升至DP3(步骤ST4)。
在差压式膨胀阀33的差压为例如图5所示的差压DP6、差压式膨胀阀33的流量为FR2的情况下,CPU41a判定为差压式膨胀阀33的当前的流量小于目标流量(步骤ST1:否)。在进行了这样判定的情况下,CPU41a根据特性线L1求出提供目标流量的差压DP3,热源侧控制装置41使差压式膨胀阀33的差压从当前的差压DP6上升至DP3(步骤ST4)。
总之,差压式膨胀阀33的控制方法包括:第一步骤,判定差压式膨胀阀33的当前的流量是否为大于目标流量的流量;第二步骤,在判定为当前的流量大于目标流量时,通过使差压越过界限压力而下降从而减小至小于目标流量的流量;第三步骤,当在第一步骤判定为当前的流量不大于目标流量时、或者在第二步骤结束后,使差压式膨胀阀的差压上升至与目标流量对应的差压。
(4)变形例
(4-1)变形例1A
在上述实施方式中说明了如下情况:在增大差压式膨胀阀33的阀开度时,使差压上升来调整阀开度,而且在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度。然而,也可以进行如图6所示的如下控制:在减小差压式膨胀阀33的阀开度时使差压下降,而且在增大阀开度时使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度。
考虑差压式膨胀阀33的差压例如达到图6所示的差压DP12、差压式膨胀阀33的流量达到小于目标流量的流量FR3的情况。在这种情况下,如图6所示,使施加给差压式膨胀阀33的差压上升至差压DP13。在差压DP13和差压DP12之间存在界限压力以上的压力差。为了使得上升至这样的差压DP13,虽然在越过界限差压之前产生如箭头AR11所示的变化,但通过由此状态继续使差压上升,阀芯52移动并成为如箭头AR12所示的差压DP13的状态。
并且,通过使差压从差压DP13的状态下降至差压DP11,调整阀开度而使差压式膨胀阀33的流量成为目标流量。此时,在从差压DP13起到存在界限压力以上的下降之前,阀芯52不移动,因而如箭头AR13所示,制冷剂的流量几乎不下降。但是,通过从差压DP13起越过界限压力而下降,阀芯52开始移动,在如箭头AR14所示流量下降并达到差压DP11的时刻,差压式膨胀阀33的流量被调整为目标流量。
下面,考虑差压式膨胀阀33的差压例如为图6所示的差压DP14、差压式膨胀阀33的流量为大于目标流量的流量FR4的情况。在这种情况下,单纯地使差压从DP14下降至差压DP11即可。此时,差压和流量的关系按照箭头AR15所示而变化,差压式膨胀阀33的流量被调整为目标流量。
这样,差压式膨胀阀33的流量的最终调整是通过沿着特性线L2移动来进行的。由于最终流量(阀开度)的调整是沿着特性线L2进行的,因而即使在流量的调整的过程中存在流量沿着特性线L1而变化的过程时,流量调整也不会受到流量沿着特性线L1而变化的影响。
另外,在增大差压式膨胀阀33的阀开度时,使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度,在这种情况下,在差压充分地上升之前,需要花费制冷剂回路11的状态变化所需的时间。因此,预先通过实际机器或模拟来计测从室外风扇34的转速的变化的定时到差压充分上升的定时的时间,为了防止室外风扇34的转速再次变化而使得在差压未充分上升的过程中差压下降,控制装置40利用定时器43禁止室外风扇34的转速在比截止到差压充分上升的定时的时间长的规定时间内变化。换言之,控制装置40进行控制使室外风扇34待机一直到差压充分上升的定时,并使室外风扇34的转速下降。即,在增大差压式膨胀阀33的阀开度时,从为使差压大幅下降而使室外风扇34的转速变化的定时起进行计数,在由定时器43计测了规定时间的时刻,差压式膨胀阀33的差压经过图6的箭头AR11、AR12所示的变化而达到差压DP13。另外,在为了使差压从差压DP13开始下降而使室外风扇34的转速变化时,通常是维持室外风扇34的转速变化的状态,因而不需要用定时器43计测时间。通过维持诸如使达到差压DP11的室外风扇34的转速,经过箭头AR13、AR14所示的变化,制冷剂回路11成为流过目标流量的状态。
另外,在为了增大差压式膨胀阀33的阀开度而调整差压时,在使压缩机31的转速及室外风扇34的转速同时变化的情况下,在不使用室外风扇34的转速、而仅使用压缩机31的转速使压缩机31的转速变化来使差压变化的情况下,同样都可以使用定时器43计测制冷剂回路11(差压式膨胀阀33)的差压充分变化的定时。
关于热源侧控制装置41的控制方法,虽是已经说明过的内容的重复,但还按照图9所示的流程进行说明。在差压式膨胀阀33的差压例如达到图6所示的差压DP12、差压式膨胀阀33的流量达到FR3的情况下,CPU41a判定为差压式膨胀阀33的当前的流量小于目标流量(步骤ST11:是)。在进行了这样判定的情况下,CPU41a使差压式膨胀阀33的差压越过界限压力而上升,以使得差压式膨胀阀33的流量上升至大于目标流量的流量。在存储器41b中存储有与图6所示的特性线L1、L2相关的数据。因此,CPU41a从存储器41b取得与图6所示的特性线L1、L2相关的数据并进行计算。例如,在特性线L2中为了使与目标流量一致,必须将差压调整为DP11。根据特性线L1、L2的关系可知界限压力的大小,因而计算出DP13,DP13是比将DP11与界限压力相加而得的值大的值。例如,预先在存储器41b中存储固定值β,进行诸如DP11+界限压力+β=DP13的计算。使差压式膨胀阀33的差压上升至通过该计算而得到的差压DP13(步骤ST12)。并且,CPU41a例如从热源侧控制装置41结束使差压上升至DP13的控制起开始定时器43的计数,并等待经过规定时间(步骤ST13)。然后,CPU41a根据特性线L2求出提供目标流量的差压DP11,热源侧控制装置41使差压式膨胀阀33的差压下降至DP11(步骤ST14)。
在差压式膨胀阀33的差压例如为图6所示的差压DP14、差压式膨胀阀33的流量为FR4的情况下,CPU41a判定为差压式膨胀阀33的当前的流量大于目标流量(步骤ST11:否)。在进行了这样的判定的情况下,CPU41a根据特性线L2求出提供目标流量的差压DP11,热源侧控制装置41使差压式膨胀阀33的差压从当前的差压DP14下降至DP11(步骤ST14)。
总之,差压式膨胀阀33的控制方法包括:第一步骤,判定差压式膨胀阀33的当前的流量是否为小于目标流量的流量;第二步骤,在判定为当前的流量小于目标流量时,通过使差压越过界限压力而上升从而增大至大于目标流量的流量;第三步骤,当在第一步骤判定为当前的流量不小于目标流量时、或者在第二步骤结束后,使差压式膨胀阀的差压上升至与目标流量对应的差压。
(4-2)变形例1B
在上述实施方式的冷冻装置10的说明中,说明了一台热源单元30与一台利用单元20连接的成对型(pair type)的情况,但冷冻装置的结构不限于成对型,本发明也能够适用于热源单元与多台利用单元连接的一对多型(multi type)。
(4-3)变形例1C
在上述实施方式中说明了在热源单元30设有差压式膨胀阀33的情况,但差压式膨胀阀33也可以设于利用单元20,还可以配置在除利用单元20和热源单元30以外的制冷剂回路11中。
(4-4)变形例1D
在上述实施方式中说明了冷冻装置10是制冷专用的情况,但本发明也能够适用于构成为除制冷以外还能够进行制热的冷冻装置。
(4-5)变形例1E
上述实施方式及变形例1A的冷冻装置10构成为在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度;以及使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度,在这些情况下,使用定时器43使差压充分地大幅下降或者大幅上升。
然而,使差压可靠地暂时下降或者上升的结构,不限于利用定时器43使室外风扇34和/或压缩机31待机的结构。例如,也可以构成为,控制装置40根据室外热交换器32的冷凝温度和/或室内热交换器21的蒸发温度,估计差压式膨胀阀33的制冷剂入口61和制冷剂出口62之间的差压,并进行使所估计的差压达到目标值的控制。在图1所示的制冷剂回路11中,图2的点B和点C之间的气液二相状态的制冷剂出现在室外热交换器32中。控制装置40通过室外热交换器用温度传感器37测定室外热交换器32中成为气液二相状态的制冷剂的温度。由于点B和点C之间的气液二相状态的制冷剂的温度是冷凝温度,因而根据特定的制冷剂的冷凝温度和压力的关系,求出图2所示的压力P1。并且,在制冷剂回路11中,图2的点D和点A之间的气液二相状态的制冷剂出现在室内热交换器21中。控制装置40通过室内热交换器用温度传感器24测定室内热交换器21中成为气液二相状态的制冷剂的温度。由于点D和点A之间的气液二相状态的制冷剂的温度是蒸发温度,因而根据特定的制冷剂的蒸发温度和压力的关系,求出图2所示的压力P2。差压式膨胀阀33的制冷剂入口61和制冷剂出口62之间的差压实质上是点C和点D之间的压力差(P1-P2)。
因此,如果控制装置40构成为在内部存储器(未图示)中存储用于根据冷凝温度及蒸发温度求出压力的换算表,则控制装置40能够使用由室外热交换器用温度传感器37及室内热交换器用温度传感器24检测的温度来监视差压式膨胀阀33的差压。在这样构成的冷冻装置10中,在减小阀开度时,在使差压暂时大幅下降并使用第1传感器检测出冷凝温度及蒸发温度的预定变化后(从图5的差压DP4向差压DP5的变化),使差压越过界限压力而上升至作为目标值的DP3来调整阀开度。在这种情况下,第1传感器由室外热交换器用温度传感器37及室内热交换器用温度传感器24双方构成。或者,在这样构成的冷冻装置10中,在增大阀开度时,在使差压暂时大幅上升并使用第1传感器检测出冷凝温度及蒸发温度的预定变化后(从图6的差压DP12向差压DP13的变化),使差压越过界限压力而下降至作为目标值的DP11来调整阀开度。
除了按照以上所述检测冷凝温度及蒸发温度双方来调整差压式膨胀阀33的差压以外,还可以构成为,仅检测冷凝温度及蒸发温度中一方来调整差压式膨胀阀33的差压。例如,在得知制冷剂回路11的高压值即P1和低压值即P2中任意一方而能够估计差压的情况下,即使不检测冷凝温度及蒸发温度双方,也能够在控制装置40中估计差压式膨胀阀33的差压。在这种情况下,控制装置40仅使用室内热交换器用温度传感器24检测蒸发温度,即可监视差压式膨胀阀33的差压。在这种情况下,室内热交换器用温度传感器24作为第1传感器发挥作用。或者,控制装置40仅使用室外热交换器用温度传感器37检测冷凝温度,即可监视差压式膨胀阀33的差压。在这种情况下,室外热交换器用温度传感器37作为第1传感器发挥作用。
(4-6)变形例1F
在上述变形例1E中说明的冷冻装置10构成为:在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度;以及使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降来调整阀开度,在这些情况下,使用除定时器43以外的第1传感器使差压充分下降或者上升。但是,不限于这种结构,也可以构成为,控制装置40使用除第1传感器以外的其它传感器监视差压式膨胀阀33的差压,同时调整差压。
例如,也可以构成为,冷冻装置10的控制装置40使用排出温度传感器35,作为进行这种差压式膨胀阀33的差压的监视的第2传感器。在这种情况下,控制装置40构成为:在减小阀开度时,在使差压暂时大幅下降并使用第2传感器检测出排出温度的预定变化后(从图5的差压DP4向差压DP5的变化),使差压越过界限压力而上升至作为目标值的DP3来调整阀开度。检测具有从图5的差压DP4向差压DP5的变化所需要的数据,例如预先通过实际机器或者模拟进行计测,并存储在控制装置40的内部存储器中。或者,在这样构成的冷冻装置10中,在增大阀开度时,在使差压暂时大幅上升并使用第2传感器检测出排出温度的预定变化后(从图6的差压DP12向差压DP13的变化),使差压越过界限压力而下降至作为目标值的DP11来调整阀开度。
(4-7)变形例1G
在上述的变形例1E、1F中,说明了使用温度传感器进行差压式膨胀阀33的差压的监视的情况,然而冷冻装置10也可以构成为,使用压力传感器等其它传感器进行差压式膨胀阀33的差压的监视。
(4-8)变形例1H
在上述实施方式中,关于施力部件以螺旋弹簧53为例进行了说明,然而施力部件所使用的弹簧不限于螺旋弹簧53。另外,关于施力部件以如螺旋弹簧53那样的弹簧为例进行了说明,然而施力部件不限于弹簧,也能够使用例如橡胶等其它弹性部件作为施力部件。另外,还能够使用例如磁铁作为施力部件。能够使用在磁铁和磁铁之间产生的排斥力或吸引力作为施力,或使用在磁铁和金属之间产生的吸引力作为施力。
(5)特征
(5-1)上述的实施方式的冷冻装置10在增大差压式膨胀阀33(膨胀阀的例子)的阀开度时,使差压上升而调整阀开度,而且在减小阀开度时,使差压暂时越过界限压力而下降,然后使差压再次越过界限压力而上升来调整阀开度。并且,变形例1A的冷冻装置10在减小差压式膨胀阀33的阀开度时使差压下降,而且在增大阀开度时使差压暂时越过界限压力而上升,然后使差压再次越过界限压力而下降,来调整阀开度。
如上所述,在冷冻装置10的差压的调整时,不会产生在差压式膨胀阀33的阀开度的调整中使差压上升的同时进行调整的状况和使差压下降的同时进行调整的状况这两种状况。即,在实施方式的冷冻装置10中,控制装置40在调整成用于调整为目标流量的目标值即差压DP3时,使差压式膨胀阀33的差压上升而进行调整(参照图5的箭头AR6、AR7的变化)。并且,在变形例1A的冷冻装置10中,控制装置40在调整成用于调整为目标流量的目标值即差压DP11时,使差压式膨胀阀33的差压下降而进行调整(参照图6箭头AR14、AR15的变化)。其结果是,在实施方式及变形例1A的冷冻装置10中,能够使用差压式膨胀阀33精度良好地控制制冷剂流量。
(5-2)如使用图3及图4说明的那样,差压式膨胀阀33构成为包括阀芯52和主体51和作为施力部件的螺旋弹簧53,因而差压式膨胀阀33形成为简洁的构造。该差压式膨胀阀33不包括电机等主动地进行动作的部件,仅由根据螺旋弹簧53等的差压而被动地进行动作的部件构成,因而与例如电动阀等相比价格低。使用这样低成本的差压式膨胀阀33构成的冷冻装置10成为抑制了成本的低价产品。
(5-3)上述的冷冻装置10通过改变作为热源侧热交换器用风扇的室外风扇34的转速和/或压缩机31的转速,使差压变化成为目标值,从而调整差压式膨胀阀33的阀开度。另外,在上述的冷冻装置10中,室外热交换器32作为热源侧热交换器发挥作用,室内热交换器21作为利用侧热交换器发挥作用。在这样构成的冷冻装置10中,能够使用以往已有的如构成普通制冷剂回路的室外风扇34和/或压缩机31那样的设备,进行差压式膨胀阀33的阀开度的调整。其结果是,能够防止为了提高差压式膨胀阀33的控制性能而使成本升高。
(5-4)在上述的实施方式中,说明了冷冻装置10可以构成为通过仅改变作为热源侧热交换器用风扇的室外风扇34的转速,使差压变化成作为目标值的DP3、DP11,从而调整差压式膨胀阀33的阀开度。在这样构成的冷冻装置10中,在差压式膨胀阀33的阀开度的控制中不需使用压缩机31的转速,因而能够通过与提高差压式膨胀阀33的控制性能的取舍关系,抑制通过压缩机31进行的制冷剂回路11的控制性能下降。
(5-5)根据上述的实施方式的冷冻装置10,由于使用定时器43在从变更室外风扇34和/或压缩机31的转速起规定的时间内,控制装置40使室外风扇34和/或压缩机31待机,因而能够用待机的规定的时间来涵盖从室外风扇34和/或压缩机31的转速的变更起至差压式膨胀阀33的差压被变更成目标值为止的时滞(time lag)。由于能够使差压可靠地达到作为目标值的DP3、DP11,因而能够充分提高通过差压式膨胀阀33进行的制冷剂回路11的制冷剂流量的控制的精度。
(5-6)根据变形例1E的冷冻装置10构成为,在使用作为第1传感器的室外热交换器用温度传感器37和/或室内热交换器用温度传感器24检测出冷凝温度和/或蒸发温度的预定变化后,使差压上升或者下降至目标值。在变形例1E的冷冻装置10中,即使是存在从室外风扇34和/或压缩机31的控制起至差压被变更为止的时滞时,关于差压的变更,根据冷凝温度和/或蒸发温度的预定变化,也能够确认到差压暂时充分大幅下降(如图5所示差压达到DP5)或者差压暂时充分大幅上升(如图6所示差压达到DP13)的情况。由于能够确认到差压达到作为目标值的DP3、DP11,因而能够充分提高通过差压式膨胀阀33进行的制冷剂回路11的制冷剂流量的控制的精度。
(5-7)根据变形例1F的冷冻装置10,由于在使用作为第2传感器的排出温度传感器35检测出排出温度的预定变化后,使差压上升或者下降至作为目标值的例如DP3、DP11,因而即使是存在从室外风扇34和/或压缩机31的控制到差压被变更为目标值的时滞时,关于差压的变更,根据排出温度的预定变化,也能够确认到差压暂时充分大幅下降(如图5所示差压达到DP5)或者差压暂时充分大幅上升(如图6所示差压达到DP13)。由于能够确认到差压达到作为目标值的DP3、DP11,因而能够充分提高通过差压式膨胀阀33进行的制冷剂回路11的制冷剂流量的控制的精度。
标号说明
10冷冻装置;11制冷剂回路;20利用单元;21室内热交换器(利用侧热交换器的例子);22室内风扇;23室内温度传感器;24室内热交换器用温度传感器(第1传感器的例子);30热源单元;31压缩机;32室外热交换器(热源侧热交换器的例子);33差压式膨胀阀(膨胀阀的例子);34室外风扇(热源侧热交换器用风扇的例子);35排出温度传感器(第2传感器的例子);37室外热交换器用温度传感器(第1传感器的例子);43定时器;51主体;52阀芯;53螺旋弹簧(施力部件的例子)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2004-218918号公报
Claims (7)
1.一种冷冻装置,该冷冻装置具有膨胀阀(33),所述膨胀阀设于制冷剂回路(11)中,并通过改变阀开度使在所述制冷剂回路中循环的制冷剂的流量变化,其中,
所述膨胀阀具有:
主体(51),其具有供在所述制冷剂回路中循环的制冷剂流入的制冷剂入口、和供制冷剂流出到所述制冷剂回路的制冷剂出口;以及
阀芯(52),其配置在所述制冷剂入口和所述制冷剂出口之间,通过使所述制冷剂入口和所述制冷剂出口之间的制冷剂的差压越过界限压力而变化,该阀芯移动而使阀开度变化,所述界限压力是指该阀芯不移动而保持静止状态时的压力,
所述膨胀阀构成为,
在增大所述膨胀阀的阀开度时,使所述差压上升来调整阀开度,而且在减小阀开度时,使所述差压暂时越过界限压力而下降,然后使所述差压再次越过所述界限压力而上升来调整阀开度,
或者,在减小所述膨胀阀的阀开度时使所述差压下降,而且在增大阀开度时使所述差压暂时越过界限压力而上升,然后使所述差压再次越过所述界限压力而下降来调整阀开度。
2.根据权利要求1所述的冷冻装置,其中,
所述主体具有支撑所述阀芯的施力部件(53),
所述膨胀阀构成为,在所述阀芯和所述主体之间产生与所述施力部件的施力相逆的用来维持所述阀芯与所述主体的位置关系的静止摩擦,使得在所述主体中所述差压上升而达到特定压力时的所述膨胀阀的制冷剂流量、和所述差压下降而达到所述特定压力时的所述膨胀阀的制冷剂流量不同。
3.根据权利要求1或2所述的冷冻装置,其中,
所述冷冻装置还具有压缩机(31)、热源侧热交换器(32)、利用侧热交换器(21)、和使所述热源侧热交换器产生空气流的热源侧热交换器用风扇(34),所述制冷剂回路构成为,使制冷剂按照所述压缩机、所述热源侧热交换器、所述膨胀阀及所述利用侧热交换器的顺序进行循环,
以使所述差压达到目标值的方式改变所述热源侧热交换器用风扇的转速和/或所述压缩机的转速,由此调整所述膨胀阀的阀开度。
4.根据权利要求3所述的冷冻装置,其中,
所述冷冻装置构成为,以使所述差压达到目标值的方式改变所述热源侧热交换器用风扇的转速,由此调整所述膨胀阀的阀开度。
5.根据权利要求3或4所述的冷冻装置,其中,
所述冷冻装置构成为,在减小阀开度时,在为了使所述差压暂时下降而变更了所述热源侧热交换器用风扇和/或所述压缩机的转速后,待机规定的时间,然后使所述差压越过所述界限压力而上升至目标值来调整阀开度;或者在增大阀开度时,在为了使所述差压暂时上升而变更了所述热源侧热交换器用风扇和/或所述压缩机的转速后,待机规定的时间,然后使所述差压越过所述界限压力而下降至目标值来调整阀开度。
6.根据权利要求3或4所述的冷冻装置,其中,
所述冷冻装置还具有第1传感器(37,24),所述第1传感器安装在所述制冷剂回路中,用于检测所述热源侧热交换器的冷凝温度和/或所述利用侧热交换器的蒸发温度,
所述冷冻装置构成为,通过控制所述热源侧热交换器用风扇和/或所述压缩机,在减小阀开度时,在使所述差压暂时越过所述界限压力而大幅下降并使用所述第1传感器检测出所述冷凝温度和/或所述蒸发温度的预定变化后,使所述差压上升至目标值来调整阀开度,或者在增大阀开度时,在使所述差压暂时越过所述界限压力而上升并使用所述第1传感器检测出所述冷凝温度和/或所述蒸发温度的预定变化后,使所述差压下降至目标值来调整阀开度。
7.根据权利要求3或4所述的冷冻装置,其中,
所述冷冻装置还具有第2传感器(35),所述第2传感器安装在所述制冷剂回路中,用于检测所述压缩机的排出温度,
所述冷冻装置构成为,通过控制所述热源侧热交换器用风扇和/或所述压缩机,在减小阀开度时,在使所述差压暂时下降并使用所述第2传感器检测出所述排出温度的预定变化后,使所述差压越过界限压力而上升至目标值来调整阀开度,或者在增大阀开度时,在使所述差压暂时上升并使用所述第2传感器检测出所述排出温度的预定变化后,使所述差压越过所述界限压力而下降至目标值来调整阀开度。
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
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WO2016125513A1 (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | 株式会社鷺宮製作所 | 絞り装置及び冷凍サイクル |
CN106015687A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-10-12 | 阿自倍尔株式会社 | 流量控制阀 |
JP2017072352A (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112197466A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-08 | 陈江枫 | 一种热泵机组热感应分压式节能调节阀 |
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