CN1461399A - 冷冻装置 - Google Patents

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Abstract

在冷冻装置的制冷剂回路(1)中依次连接着压缩机(10)、冷凝器(11)、电子膨胀阀(13)、蒸发器(17)和吸入比例阀(21)。控制装置(30)在抑制冷冻能力之际节制吸入比例阀(21)以便蒸发器(17)的排出侧的制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态，进而设定电子膨胀阀(13)的开度以便使整个蒸发器(17)的内部的制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态。

Description

冷冻装置
技术领域
本发明涉及冷冻装置，特别是能够冷冻运行和冷却运行的冷冻装置。
背景技术
集装箱等中所使用的冷冻装置，有的不仅冷冻运行而且能够在摄氏零度以上的高温的所谓冷却运行。
在这种冷冻装置中，为了靠足够的冷冻能力进行冷冻运行作为压缩机的大能力成为必要。另一方面，在冷却运行时，因为外部空气与库内的温差变小，故对压缩机的能力不像冷冻运行时那样要求。因此，在冷却运行时，停止压缩机的运行而进行抑制冷冻装置的能力。
但是，在用此方法抑制冷却运行时的冷冻装置的能力的场合，为了进行库内的温度控制就频繁地进行压缩机的运行或停止，结果成为缩短压缩机的寿命的原因。此外，因为在靠压缩机的运行或停止的温度控制中，温度控制的误差变大，因此对要求维持恒定温度的冷冻装置来说是不理想的。
因此，最好是尽可能一边连续运行压缩机一边抑制冷冻装置的冷冻能力。由此，往往使用以下手段。也就是说，在制冷剂回路中在压缩机的吸入侧设置吸入比例阀，通过关闭该吸入比例阀来抑制向压缩机的制冷剂供给量。于是，压缩机中的制冷剂量减少，冷冻装置的冷冻能力降低。借此，可以一边抑制冷冻装置的冷冻能力一边进行压缩机的连续运行。
可是，在历来的冷冻装置的膨胀阀中使用的是感温膨胀阀。感温膨胀阀运行在蒸发器出口附近备有感温筒，使蒸发器出口附近的制冷剂温度有过热气味。因此，在蒸发器内部入口附近和出口附近的温度不同。这是因为虽然感温膨胀阀使出口附近的制冷剂成为加热蒸气的状态，但是另一方面入口附近的制冷剂成为湿饱和蒸气的状态的缘故。由此，如果用感温膨胀阀作为膨胀阀，则在蒸发器内部产生温度分布。
在这种情况下，冷却运行时如前所述，为了抑制冷冻能力，蒸发器中的温度分布对库内的影响程度加大。因此，如果在蒸发器中产生温度分布，则库内温度分布容易成为不均。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在抑制冷冻装置的冷冻能力的同时稳定地维持库内的温度的冷冻装置。
权利要求1中所述的冷冻装置备有制冷剂回路和控制装置和指示装置。制冷剂回路依次连接压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和吸入比例阀。控制装置进行制冷剂回路的能力控制。指示装置对控制装置进行指示。进而，控制装置如果收到来自指示装置的抑制制冷剂回路的能力的指示，则节制吸入比例阀以便使蒸发器排出侧的制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态，进而设定电子膨胀阀的开度以便使整个蒸发器内部的制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态。
在该冷冻装置中，在进行冷却运行之际，吸入比例阀靠控制装置来节制。于是，湿饱和状态的制冷剂滞留于蒸发器的出口侧。借此，因为在制冷剂回路中循环的制冷剂量减少，故冷冻装置的冷冻能力得到抑制，冷却运行成为可能。
进而，通过设定电子膨胀阀的开度以便制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态，可以使湿饱和状态的制冷剂充满整个蒸发器内。因为蒸发器的内部是等压的，故湿饱和状态的制冷剂是恒定温度。由此，抑制冷冻能力而进行冷冻运行时的蒸发器的温度成为均一，不容易发生温度不匀。由此，可以稳定地维持库内温度。
再者，在像历来那样用感温膨胀阀作为膨胀阀的场合，为将该膨胀阀在蒸发器的出口附近调节成为加热蒸气的状态，故蒸发器内部的温度分布成为不均一的。但是，在本发明中因为用电子膨胀阀，故可以使蒸发器内成为湿饱和状态，可以使蒸发器内部的温度分布均匀。
权利要求2中所述的冷冻装置，在权利要求1中所述的冷冻装置中，备有防止压缩机的损伤的保护装置。
如果抑制冷冻能力而进行运行，则有时会对压缩机中发生损伤。例如，如果非压缩的液体的制冷剂流入，则存在着压缩时产生高压而损坏的可能性。进而，因为润滑油被液体的制冷剂带到压缩机外，故压缩机内的润滑油的量减少，压缩机的烧伤变得容易发生。
这里，因为冷冻装置中备有保护装置，故可以防止种种损伤。
权利要求3中所述的冷冻装置是权利要求2中所述的冷冻装置。保护装置在压缩机的排气侧备有检测制冷剂的压力和温度的传感器，根据传感器的检测结果来推测压缩机的吸入口处的制冷剂的压力和温度。
这里，作为保护装置设有检测压缩机的排气侧的制冷剂的温度和压力的传感器。而且，根据该传感器的检测结果来推测压缩机的吸入口处的制冷剂的压力和温度。利用该推测结果，调整例如电子膨胀阀和吸入比例阀，防止压缩机的吸入口处的制冷剂的状态成为液体状态。借此，防止压缩机的损伤。
权利要求4中所述的冷冻装置，为在权利要求2中所述的冷冻装置中，其保护装置包括检测压缩机的油温的油温传感器，根据油温传感器的检测结果来推测压缩机的吸入口处的制冷剂的湿度。
这里，根据作为保护装置的油温传感器的检测结果来推测压缩机的吸入口处的制冷剂的湿度。利用该推测结果，与前述同样地，调整例如电子膨胀阀和吸入比例阀，防止压缩机的吸入口处的制冷剂的状态成为液体状态。借此，防止压缩机的损伤。
附图说明
图1是根据实施例的冷冻装置的示意图。
图2是根据实施例的冷冻装置的控制方框图。
具体实施方式
(总体的构成)
根据本发明的冷冻装置的示意图示于图1。
根据本发明的冷冻装置包括制冷剂回路1，进而如图2中所示，备有控制部2、输入部3和库内温度传感器4。
制冷剂回路1由压缩机10、冷凝器11、电子膨胀阀13、蒸发器17以及吸入比例阀21组成，靠配管依次连接起来。
压缩机10是对气体状态的制冷剂进行压缩的装置，在该压缩机10上，在其内部设有油温传感器5，在其排气侧设有压力温度传感器6。油温传感器5是检测压缩机10的润滑油的油温的传感器。
冷凝器11是从制冷剂夺走热量，并散热该热量的装置，经由三通切换阀12连接于压缩机10的排气侧。
此外，电子膨胀阀13是使通过的制冷剂膨胀而降低制冷剂的压力和温度的装置，设在冷凝器11的出口侧。再者，在冷凝器11与电子膨胀阀13之间设有回收器14、辅助热交换器15、开关阀16等。
蒸发器17是吸收来自冷冻装置内部的热量而把热量给予制冷剂的装置，设在电子膨胀阀13的出口侧。在该蒸发器17与电子膨胀阀13之间设有分流器18。再者，蒸发器17由主蒸发器17a和辅助蒸发器17b组成，辅助蒸发器17b设在电子膨胀阀13与冷凝器11之间。
再者，在压缩机10的排气侧与蒸发器17之间设有旁通回路19，在该旁通回路19上设有旁通阀20。
吸入比例阀21是调节制冷剂的循环量的装置，设在压缩机10的吸入侧。
图2中示出冷冻装置的控制方框图。
冷冻装置包括作为微计算机的控制部2，由此，构成控制装置30和保护装置31。控制装置30是控制冷冻装置的装置，保护装置31是保护避免压缩机10的受损伤的装置。而且，在控制装置30上连接着进行冷冻装置的库内的温度设定等的输入部3、检测库内的温度的库内温度传感器4、油温传感器5、以及压力温度传感器6。此外，在控制装置30上连接着压缩机10、电子膨胀阀13和吸入比例阀21。
(操作)
冷冻装置靠控制装置30来进行库内温度的控制。首先，就冷冻装置的冷却进行说明。
(冷冻运行)
冷冻装置是通过制冷剂在制冷剂回路1中循环来夺走库内的热量并向外部释放的装置。以下就制冷剂回路1中的制冷剂的循环进行说明。
首先制冷剂靠蒸发器17来吸收库内的热量。吸收了热量的制冷剂经由吸入比例阀21引入压缩机10。在压缩机10中制冷剂被压缩成高温高压的气体送到冷凝器11。制冷剂在冷凝器11中向外部释放热量，温度被降低。借此，制冷剂在冷凝器11中释放在蒸发器17中吸收的热量。进而，制冷剂从冷凝器11被送到电子膨胀阀13并膨胀，返回到蒸发器17。
控制装置30控制压缩机10、电子膨胀阀13和吸入比例阀21，借此来控制制冷剂回路1中的制冷剂的循环量等而进行库内温度的控制。在进行冷冻运行的场合，增加制冷剂的循环量而把库内的热量向外部散热，以便库内成为输入部3处的设定温度。
(冷却运行)
另一方面，在进行冷却运行的场合，因为使库内的温度成为摄氏零度以上的高温，故抑制冷冻装置的冷冻能力而进行运行。下面说明抑制冷冻能力的装置。
为了抑制冷冻能力，首先节制吸入比例阀21。借此，使制冷剂以湿饱和状态滞留于直到吸入比例阀21的配管等中成为可能，在制冷剂回路1中循环的制冷剂的量受到抑制。进而，在该状态下，打开并调节电子膨胀阀13，借此在蒸发器17的出口处制冷剂也成为湿饱和状态。借此，因为可以使制冷剂以湿饱和状态滞留于从蒸发器17的出口到吸入比例阀21的配管中，故可以充分地减少在制冷剂回路1中循环的制冷剂的量。因此，冷冻能力受到抑制而冷却运行成为可能。
此外，通过进一步开大电子膨胀阀13，可以使湿饱和状态的制冷剂滞留于整个蒸发器17的内部。此时，因为蒸发器17内部的制冷剂的压力恒定，故滞留于蒸发器17的湿饱和状态的制冷剂的温度成为恒定的。因为制冷剂的温度成为恒定的，故蒸发器内的从库内的吸热成为均一的。由此，库内的温度不匀受到抑制。
(冷却运行时的压缩机的保护)
进行冷却运行时的压缩机的吸入口处的制冷剂的状态成为过热蒸气。
但是，如果抑制冷冻能力而进行冷却运行，则压缩机的吸入口处的制冷剂的状态有时成为湿饱和状态。湿饱和状态的制冷剂含有液体状态的制冷剂。因为液体与气体不同，是不可压缩的，故在压缩机10压缩制冷剂之际如果液体状态的制冷剂多，则存在着在压缩机10的内部产生超过耐压的高压而发生损伤的危险。进而，液体状态的制冷剂还把压缩机10的润滑油向外部带出。因此，润滑油的量减少，存在着压缩机10发生烧伤的可能性。
由此，有必要靠控制装置30来控制电子膨胀阀13和吸入比例阀21，以便压缩机10的吸入口处的制冷剂的状态成为加热蒸气。因而，有必要得知压缩机10的吸入口处的制冷剂的状态，但是该压缩机10的吸入口处的制冷剂的状态可以根据制冷剂的压力和温度来得知。
但是，因为制冷剂的循环量很小，故压缩机10的吸入口处的压力非常低，用通常的压力传感器不准确，状态成为不明确。
因此，靠保护装置31根据油温传感器5和压力温度传感器6的检测结果来推测压缩机10的吸入口处的压力和温度。压缩机排气侧的制冷剂的加热度靠压力温度传感器6弄清楚。根据该加热度可以得知压缩机10的吸入口处的制冷剂的湿度。进而，因为根据油温传感器5的结果可以推测制冷剂的湿度，故更正确的判断是可能的。借此，靠控制装置30可以进行冷冻能力的控制以便避免压缩机10的损伤。
工业实用性
在权利要求1中所述的冷冻装置中，抑制冷冻能力而进行冷冻运行时的蒸发器的温度成为均一的，不容易发生温度不匀。
在权利要求2中所述的冷冻装置中，因为冷冻装置中备有保护装置，故可以防止种种损伤。
在权利要求3中所述的冷冻装置中，因为可以根据传感器的检测结果来推测压缩机的吸入口处的制冷剂的压力和温度，故靠保护装置可以防止压缩机的吸入口处的制冷剂的状态成为液体状态。
在权利要求4中所述的冷冻装置中，因为可以根据油温传感器的检测结果来推测压缩机的吸入口处的制冷剂的湿度，故靠保护装置可以防止压缩机的吸入口处的制冷剂的状态成为液体状态。

Claims (4)

1.一种冷冻装置，其包括：
依次连接压缩机(10)、冷凝器(11)、电子膨胀阀(13)、蒸发器(17)和吸入比例阀(21)而成的制冷剂回路(1)，
进行前述制冷剂回路(1)的能力控制的控制装置(30)，以及
对前述控制装置(30)进行指示的指示装置(3)，
前述控制装置(30)接受来自前述指示装置(3)的抑制制冷剂回路(1)的能力的指示，节制前述吸入比例阀(21)以便使前述蒸发器(17)排出侧的制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态，进而设定前述电子膨胀阀(13)的开度以便使整个前述蒸发器(17)内部的制冷剂的状态成为湿饱和蒸气的状态。
2.如权利要求1中所述的冷冻装置，其特征在于，还包括有防止前述压缩机(10)的损伤的保护装置(31)。
3.如权利要求2中所述的冷冻装置，其特征在于，前述保护装置(31)包括在前述压缩机(10)的排气侧检测制冷剂的压力和温度的传感器(6)，根据前述传感器(6)的检测结果来推测前述压缩机(10)的吸入口处的制冷剂的压力和温度。
4.如权利要求2中所述的冷冻装置，其特征在于，前述保护装置(31)包括检测前述压缩机(10)的油温的油温传感器(5)，根据前述油温传感器(5)的检测结果来推测前述压缩机(10)的吸入口处的制冷剂的湿度。
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