JP2000088360A - 冷却システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱負荷が正常な状態では冷却ができ、熱負荷が
正常作動温度より低いとき、また負荷が小さく通電して
も自己発熱で温度が上がらないときでも作動温度まで加
熱でき、正常作動させることができる冷却システムを提
供する。 【解決手段】ベーパサイクルを用いて発熱の大きい機器
（熱負荷）を冷却する冷却システムにおいて、冷媒ガス
が循環する第１伝熱媒体循環路１０のコンプレッサ３の
出口と第２熱交換器２の入口を接続する管路の制御弁２
４を開にし、高温ガスの循環路を形成し、制御弁２２を
制御し高温ガスが第１熱交換器をバイパスするようにす
ることにより、高温ガスの循環路が形成され、エバポレ
ータ２により熱負荷と熱交換する媒体である第３伝熱媒
体を加熱するようにして、加熱された第３伝熱媒体によ
り熱負荷を加熱できるようにする。
正常作動温度より低いとき、また負荷が小さく通電して
も自己発熱で温度が上がらないときでも作動温度まで加
熱でき、正常作動させることができる冷却システムを提
供する。 【解決手段】ベーパサイクルを用いて発熱の大きい機器
（熱負荷）を冷却する冷却システムにおいて、冷媒ガス
が循環する第１伝熱媒体循環路１０のコンプレッサ３の
出口と第２熱交換器２の入口を接続する管路の制御弁２
４を開にし、高温ガスの循環路を形成し、制御弁２２を
制御し高温ガスが第１熱交換器をバイパスするようにす
ることにより、高温ガスの循環路が形成され、エバポレ
ータ２により熱負荷と熱交換する媒体である第３伝熱媒
体を加熱するようにして、加熱された第３伝熱媒体によ
り熱負荷を加熱できるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、船舶、車
両などのベーパサイクルシステムを用いた冷却システム
に関する。
両などのベーパサイクルシステムを用いた冷却システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機搭載電子機器は、小型軽量化が求
められ、たとえばレーダ装置などの様に大きな電力を消
費するにもかかわらずコンパクトな設計がされる結果、
熱負荷となるこれら機器の発熱部（以下熱負荷という）
の冷却が問題となり、冷却システムが必要となる。この
種の冷却システムには、冷媒ガスを断熱圧縮し、高温高
圧になったガスを冷却して液化し、膨張弁で断熱自由膨
張させ寒冷な気液２相状態を得て、その液相部の気化潜
熱を冷却に用いるベーパーサイクルが一般的に用いられ
る。図３は従来における冷却システムの構成を示してい
る。
められ、たとえばレーダ装置などの様に大きな電力を消
費するにもかかわらずコンパクトな設計がされる結果、
熱負荷となるこれら機器の発熱部（以下熱負荷という）
の冷却が問題となり、冷却システムが必要となる。この
種の冷却システムには、冷媒ガスを断熱圧縮し、高温高
圧になったガスを冷却して液化し、膨張弁で断熱自由膨
張させ寒冷な気液２相状態を得て、その液相部の気化潜
熱を冷却に用いるベーパーサイクルが一般的に用いられ
る。図３は従来における冷却システムの構成を示してい
る。
【０００３】図３に示す従来の冷却システムは、第１伝
熱媒体循環路６０、第２伝熱媒体流路５０および第３伝
熱媒体循環路６６の三つの流体流路で構成されている。
それぞれの流体流路の間は熱交換器を介して熱の授受が
行われる。すなわち、第１伝熱媒体循環路６０と第２伝
熱媒体流路５０は第１熱交換器５１を介して、また第１
伝熱媒体循環路６０と第３伝熱媒体循環路６６は第２熱
交換器５２を介して熱の授受が行われる。つぎに各伝熱
媒体循環路の主な構成を述べる。
熱媒体循環路６０、第２伝熱媒体流路５０および第３伝
熱媒体循環路６６の三つの流体流路で構成されている。
それぞれの流体流路の間は熱交換器を介して熱の授受が
行われる。すなわち、第１伝熱媒体循環路６０と第２伝
熱媒体流路５０は第１熱交換器５１を介して、また第１
伝熱媒体循環路６０と第３伝熱媒体循環路６６は第２熱
交換器５２を介して熱の授受が行われる。つぎに各伝熱
媒体循環路の主な構成を述べる。
【０００４】第１伝熱媒体循環路６０は、冷媒ガス（第
１伝熱媒体）例えばフロンガスの循環路で、モータ５３
Ａで駆動されるコンプレッサ５３、制御弁５６、第１熱
交換器（コンデンサ）５１、膨張弁５５、第２熱交換器
（エバポレータ）５２が循環路を構成する管路で接続さ
れている。さらに、コンプレッサ５３をバイパスする管
路が設けられ制御弁５４が介設されている。またコンプ
レッサ５３の出口の管路には流量センサ５９、圧力セン
サ６４が、エバポレータ５２の出口の管路には温度セン
サ５７、圧力センサ５８が介設されている。第３伝熱媒
体循環路６６は伝熱媒体例えばエチレングリコール混合
液（第３伝熱媒体）の循環路で、ポンプ６１、第２熱交
換器５２および熱負荷６２が循環路を構成する管路で接
続されている。また熱負荷６２の入口の管路には温度セ
ンサ６５が介設されている。
１伝熱媒体）例えばフロンガスの循環路で、モータ５３
Ａで駆動されるコンプレッサ５３、制御弁５６、第１熱
交換器（コンデンサ）５１、膨張弁５５、第２熱交換器
（エバポレータ）５２が循環路を構成する管路で接続さ
れている。さらに、コンプレッサ５３をバイパスする管
路が設けられ制御弁５４が介設されている。またコンプ
レッサ５３の出口の管路には流量センサ５９、圧力セン
サ６４が、エバポレータ５２の出口の管路には温度セン
サ５７、圧力センサ５８が介設されている。第３伝熱媒
体循環路６６は伝熱媒体例えばエチレングリコール混合
液（第３伝熱媒体）の循環路で、ポンプ６１、第２熱交
換器５２および熱負荷６２が循環路を構成する管路で接
続されている。また熱負荷６２の入口の管路には温度セ
ンサ６５が介設されている。
【０００５】つぎに従来の冷却システムの作動について
記述する。第１伝熱媒体循環路６０では、第１伝熱媒体
となるガスは、モータ５３Ａで駆動されるコンプレッサ
５３で断熱圧縮され、高温高圧となったガスは三方弁で
ある制御弁５６を通ってコンデンサ５１に導かれ、コン
デンサ５１の対向流路である第２伝熱媒体流路５０を流
れる第２伝熱媒体（例えばヒートシンクとなる燃料タン
クからエンジンに供給される燃料など）との間で熱交換
し冷却され、大部分は液化して膨張弁５５に導かれ、膨
張弁５５で断熱自由膨張し、寒冷な気液２相状態の流体
（気液２相流体）となる。この気液２相流体は、エバポ
レータ５２に導かれ、エバポレータ５２における第１伝
熱媒体の対向流路である第３伝熱媒体循環路６６を循環
している第３伝熱媒体（例えばエチレングリコール混合
液）との間で熱交換し、液相部の気化潜熱で第３伝熱媒
体を冷却し気化する。その気化した第１伝熱媒体はコン
プレッサ５３の入口に入力され再び圧縮されて循環す
る。第３伝熱媒体循環路６６では、ポンプ６１により第
３伝熱媒体が循環されており、前記のとおりエバポレー
タ５２で冷却された第３伝熱媒体は、熱負荷６２に導か
れ熱負荷６２を冷却して再びポンプ６１の入口に戻され
循環する。
記述する。第１伝熱媒体循環路６０では、第１伝熱媒体
となるガスは、モータ５３Ａで駆動されるコンプレッサ
５３で断熱圧縮され、高温高圧となったガスは三方弁で
ある制御弁５６を通ってコンデンサ５１に導かれ、コン
デンサ５１の対向流路である第２伝熱媒体流路５０を流
れる第２伝熱媒体（例えばヒートシンクとなる燃料タン
クからエンジンに供給される燃料など）との間で熱交換
し冷却され、大部分は液化して膨張弁５５に導かれ、膨
張弁５５で断熱自由膨張し、寒冷な気液２相状態の流体
（気液２相流体）となる。この気液２相流体は、エバポ
レータ５２に導かれ、エバポレータ５２における第１伝
熱媒体の対向流路である第３伝熱媒体循環路６６を循環
している第３伝熱媒体（例えばエチレングリコール混合
液）との間で熱交換し、液相部の気化潜熱で第３伝熱媒
体を冷却し気化する。その気化した第１伝熱媒体はコン
プレッサ５３の入口に入力され再び圧縮されて循環す
る。第３伝熱媒体循環路６６では、ポンプ６１により第
３伝熱媒体が循環されており、前記のとおりエバポレー
タ５２で冷却された第３伝熱媒体は、熱負荷６２に導か
れ熱負荷６２を冷却して再びポンプ６１の入口に戻され
循環する。
【０００６】温度センサ６５で検出する第３伝熱媒体の
温度が目標値より低く（高く）なったときにはモータ５
３Ａの回転速度を下降（上昇）させ、コンプレッサ５３
の入口圧力を高く（低く）することによりエバポレータ
５２での第１伝熱媒体の流量を減少（増加）させて第３
伝熱媒体の温度を上げる（下げる）温度制御がコントロ
ーラ６３により行われている。
温度が目標値より低く（高く）なったときにはモータ５
３Ａの回転速度を下降（上昇）させ、コンプレッサ５３
の入口圧力を高く（低く）することによりエバポレータ
５２での第１伝熱媒体の流量を減少（増加）させて第３
伝熱媒体の温度を上げる（下げる）温度制御がコントロ
ーラ６３により行われている。
【０００７】さらに、システムを安定に作動させるた
め、第１伝熱媒体循環路６０では、コンプレッサ入口の
温度センサ５７、圧力センサ５８の信号を用いてコンプ
レッサ５３に流入する第１伝熱媒体が液状のままで流入
しないように膨張弁５５の開度を制御する完全ガス化制
御がコントローラ６３で行われている。
め、第１伝熱媒体循環路６０では、コンプレッサ入口の
温度センサ５７、圧力センサ５８の信号を用いてコンプ
レッサ５３に流入する第１伝熱媒体が液状のままで流入
しないように膨張弁５５の開度を制御する完全ガス化制
御がコントローラ６３で行われている。
【０００８】またコンプレッサ５３に流入する第１伝熱
媒体の流量がコンプレッサ入口圧力と出口圧力の比（圧
縮比）に依存する一定の値を下回るとサージングが発生
し不安定になるため流量センサ５９によるガス流量、コ
ンプレッサ入口の圧力センサ58、出口の圧力センサ６４
によるそれぞれの圧力を検出し、コンプレッサ５３に流
入するガスの流量が一定値以下にならないようにコンプ
レッサ５３をバイパスする管路に介設された制御弁５４
の開度を制御するコンプレッササージング防止制御がコ
ントローラ６３で行われている。
媒体の流量がコンプレッサ入口圧力と出口圧力の比（圧
縮比）に依存する一定の値を下回るとサージングが発生
し不安定になるため流量センサ５９によるガス流量、コ
ンプレッサ入口の圧力センサ58、出口の圧力センサ６４
によるそれぞれの圧力を検出し、コンプレッサ５３に流
入するガスの流量が一定値以下にならないようにコンプ
レッサ５３をバイパスする管路に介設された制御弁５４
の開度を制御するコンプレッササージング防止制御がコ
ントローラ６３で行われている。
【０００９】さらにコンプレッサ５３で圧縮された第１
伝熱媒体が第２伝熱媒体によりコンデンサ５１で過度に
冷却されるとガスが液化することにより圧力が下がりす
ぎ、膨張弁５５で必要な寒冷が得られなくなるので、第
１伝熱媒体のコンデンサ５１の入口での圧力を圧力セン
サ６４で検出し、圧力が所定範囲に入るように制御弁５
６によりコンデンサ５１をバイパスする第１伝熱媒体の
量を調節するコンデンサ圧力の維持制御も前記コントロ
ーラ６３で行われている。
伝熱媒体が第２伝熱媒体によりコンデンサ５１で過度に
冷却されるとガスが液化することにより圧力が下がりす
ぎ、膨張弁５５で必要な寒冷が得られなくなるので、第
１伝熱媒体のコンデンサ５１の入口での圧力を圧力セン
サ６４で検出し、圧力が所定範囲に入るように制御弁５
６によりコンデンサ５１をバイパスする第１伝熱媒体の
量を調節するコンデンサ圧力の維持制御も前記コントロ
ーラ６３で行われている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の冷却システムは
以上のように構成されているが、熱負荷が作動温度より
低いとき、熱負荷に通電して自己発熱により温度が上昇
するまで正常な作動が得られず、待ち時間が発生する。
また負荷が小さく自己発熱でも温度が上がらず温度が低
すぎるときには正常な作動が得られなくなる。本発明
は、このような事情に鑑みてなされたものであり、正常
な状態では熱負荷の冷却ができ、熱負荷となる機器の周
囲の気温が低い状態での起動時などで熱負荷が作動温度
より低いばあいには、加熱ができる冷却システムを提供
することを目的とする。
以上のように構成されているが、熱負荷が作動温度より
低いとき、熱負荷に通電して自己発熱により温度が上昇
するまで正常な作動が得られず、待ち時間が発生する。
また負荷が小さく自己発熱でも温度が上がらず温度が低
すぎるときには正常な作動が得られなくなる。本発明
は、このような事情に鑑みてなされたものであり、正常
な状態では熱負荷の冷却ができ、熱負荷となる機器の周
囲の気温が低い状態での起動時などで熱負荷が作動温度
より低いばあいには、加熱ができる冷却システムを提供
することを目的とする。
【００１１】
【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の冷却システムは、第１の伝熱媒体となるガ
スをコンプレッサで断熱圧縮し、高温・高圧となったガ
スを、第１の熱交換器に導き、冷却源となる第２の伝熱
媒体との間で熱交換した後、膨張弁に導き断熱自由膨張
させ、寒冷な気液２相状態を得て第２の熱交換器で、第
３の伝熱媒体を冷却し、この冷却された第３の伝熱媒体
を熱負荷となる熱源に導き、熱負荷と第３の伝熱媒体が
熱交換し得るようにした冷却システムにおいて、第１の
伝熱媒体の循環路で、コンプレッサの出口と第２の熱交
換器の入口を接続するとともに制御弁が介設された管路
を設け、この管路の制御弁を開にすることにより、高温
ガスの循環路が形成され、前記第２の熱交換器により第
３の伝熱媒体を加熱し、熱負荷を加熱し得るようにし、
熱負荷の通常の作動状態では冷却ができ、起動時などの
熱負荷が正常作動温度より低いときには、正常作動温度
まで加熱できるようにすることを特徴とする。
めに本発明の冷却システムは、第１の伝熱媒体となるガ
スをコンプレッサで断熱圧縮し、高温・高圧となったガ
スを、第１の熱交換器に導き、冷却源となる第２の伝熱
媒体との間で熱交換した後、膨張弁に導き断熱自由膨張
させ、寒冷な気液２相状態を得て第２の熱交換器で、第
３の伝熱媒体を冷却し、この冷却された第３の伝熱媒体
を熱負荷となる熱源に導き、熱負荷と第３の伝熱媒体が
熱交換し得るようにした冷却システムにおいて、第１の
伝熱媒体の循環路で、コンプレッサの出口と第２の熱交
換器の入口を接続するとともに制御弁が介設された管路
を設け、この管路の制御弁を開にすることにより、高温
ガスの循環路が形成され、前記第２の熱交換器により第
３の伝熱媒体を加熱し、熱負荷を加熱し得るようにし、
熱負荷の通常の作動状態では冷却ができ、起動時などの
熱負荷が正常作動温度より低いときには、正常作動温度
まで加熱できるようにすることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図1は、本発明が提供する冷却シ
ステムの実施例を示す構成図である。まずその構成につ
いて記述する。図１に示す本発明の冷却システムの冷却
および加熱に係わる流路は、第１伝熱媒体循環路１０、
第２伝熱媒体流路２０および第３伝熱媒体循環路２５三
つの流体流路で構成されている。それぞれの流体流路の
間は熱交換器を介して各伝熱媒体間で熱の授受が行われ
る。すなわち、第１伝熱媒体循環路１０は第１熱交換器
１を介して、また第１伝熱媒体循環路１０と第２伝熱媒
体流路２０は第１熱交換器１を介して、また第１伝熱媒
体循環路１０と第３伝熱媒体循環路２５は第２熱交換器
２を介して熱の授受が行われる。
ステムの実施例を示す構成図である。まずその構成につ
いて記述する。図１に示す本発明の冷却システムの冷却
および加熱に係わる流路は、第１伝熱媒体循環路１０、
第２伝熱媒体流路２０および第３伝熱媒体循環路２５三
つの流体流路で構成されている。それぞれの流体流路の
間は熱交換器を介して各伝熱媒体間で熱の授受が行われ
る。すなわち、第１伝熱媒体循環路１０は第１熱交換器
１を介して、また第１伝熱媒体循環路１０と第２伝熱媒
体流路２０は第１熱交換器１を介して、また第１伝熱媒
体循環路１０と第３伝熱媒体循環路２５は第２熱交換器
２を介して熱の授受が行われる。
【００１３】つぎに各伝熱媒体循環路の主な構成を述べ
る。第１伝熱媒体循環路１０は、冷媒ガス（第１伝熱媒
体）例えばフロンガスの循環路で、モータ３Ａで駆動さ
れるコンプレッサ３、第１熱交換器（コンデンサ）１、
膨張弁５、第２熱交換器（エバポレータ）２が循環路を
構成する管路で接続されている。さらに、コンプレッサ
３をバイパスする管路が設けられ制御弁４が介設されて
いる。またコンプレッサ３の出口とエバポレータ２の入
口を接続する管路が設けられ制御弁２４が介設されてい
る。さらにコンプレッサ３の出口の管路には流量センサ
９、圧力センサ２７が、エバポレータ２の出口の管路に
は温度センサ７、圧力センサ８が介設されている。
る。第１伝熱媒体循環路１０は、冷媒ガス（第１伝熱媒
体）例えばフロンガスの循環路で、モータ３Ａで駆動さ
れるコンプレッサ３、第１熱交換器（コンデンサ）１、
膨張弁５、第２熱交換器（エバポレータ）２が循環路を
構成する管路で接続されている。さらに、コンプレッサ
３をバイパスする管路が設けられ制御弁４が介設されて
いる。またコンプレッサ３の出口とエバポレータ２の入
口を接続する管路が設けられ制御弁２４が介設されてい
る。さらにコンプレッサ３の出口の管路には流量センサ
９、圧力センサ２７が、エバポレータ２の出口の管路に
は温度センサ７、圧力センサ８が介設されている。
【００１４】第３伝熱媒体循環路２５は伝熱媒体例えば
エチレングリコール混合液（第３伝熱媒体）の循環路
で、ポンプ１１、第２熱交換器２および熱負荷１２が循
環路を構成する管路で接続されている。また熱負荷の入
口の管路には温度センサ１４が、熱負荷には温度センサ
３０が介設されている。
エチレングリコール混合液（第３伝熱媒体）の循環路
で、ポンプ１１、第２熱交換器２および熱負荷１２が循
環路を構成する管路で接続されている。また熱負荷の入
口の管路には温度センサ１４が、熱負荷には温度センサ
３０が介設されている。
【００１５】つぎに本発明が提供する図１の冷却システ
ムの作動について図２も参照して記述する。本冷却シス
テムはモード１とモード２の二つのモードで作動され
る。なお図２は二つの作動モードにおける各構成品の作
動状態を示すもので、モードに応じて作動状態が変わる
ものを示している。モード１では、図１における制御弁
４、膨張弁５、制御弁２２Ａおよび２２Ｂはコントロー
ラ１３により開度が制御されており、制御弁２４は閉で
あることを示している。図１に示す各構成品のうち図２
に記載された構成品が前記した作動状態にある時をモー
ド１という。モード２でも同様に、制御弁４は閉、膨張
弁５は閉、制御弁２２Ａは開、制御弁２２Ｂは閉、制御
弁２４は開であることを示している。
ムの作動について図２も参照して記述する。本冷却シス
テムはモード１とモード２の二つのモードで作動され
る。なお図２は二つの作動モードにおける各構成品の作
動状態を示すもので、モードに応じて作動状態が変わる
ものを示している。モード１では、図１における制御弁
４、膨張弁５、制御弁２２Ａおよび２２Ｂはコントロー
ラ１３により開度が制御されており、制御弁２４は閉で
あることを示している。図１に示す各構成品のうち図２
に記載された構成品が前記した作動状態にある時をモー
ド１という。モード２でも同様に、制御弁４は閉、膨張
弁５は閉、制御弁２２Ａは開、制御弁２２Ｂは閉、制御
弁２４は開であることを示している。
【００１６】モード１の作動 このモード１では、熱負荷、冷却システムともに正常作
動状態で、熱負荷の冷却を行う場合である。第１伝熱媒
体が、モータ３Ａで駆動されるコンプレッサ３で断熱圧
縮され、高温・高圧のガスとなり、コンデンサ１に導か
れる。コンデンサ１の対向流路は第２伝熱媒体流路２０
で、高温・高圧のガスは第２伝熱媒体流路２０を流れる
第２伝熱媒体により冷却される。冷却されたガスの大部
分は液化し気液２相流体となり、膨張弁５に導かれ、膨
張弁５で断熱自由膨張することにより、寒冷な気液２相
流体となり、エバポレータ２に入力される。エバポレー
タ２の対向流路は第３伝熱媒体循環路２５で、前記の寒
冷な２相流体は、熱負荷を冷却するためにポンプ１１に
より循環されている第３伝熱媒体と熱交換し、気化潜熱
により第３伝熱媒体を冷却して気化しコンプレッサ入口
にもどる。第３伝熱媒体循環路２５の第３伝熱媒体によ
り熱負荷１２を冷却する。
動状態で、熱負荷の冷却を行う場合である。第１伝熱媒
体が、モータ３Ａで駆動されるコンプレッサ３で断熱圧
縮され、高温・高圧のガスとなり、コンデンサ１に導か
れる。コンデンサ１の対向流路は第２伝熱媒体流路２０
で、高温・高圧のガスは第２伝熱媒体流路２０を流れる
第２伝熱媒体により冷却される。冷却されたガスの大部
分は液化し気液２相流体となり、膨張弁５に導かれ、膨
張弁５で断熱自由膨張することにより、寒冷な気液２相
流体となり、エバポレータ２に入力される。エバポレー
タ２の対向流路は第３伝熱媒体循環路２５で、前記の寒
冷な２相流体は、熱負荷を冷却するためにポンプ１１に
より循環されている第３伝熱媒体と熱交換し、気化潜熱
により第３伝熱媒体を冷却して気化しコンプレッサ入口
にもどる。第３伝熱媒体循環路２５の第３伝熱媒体によ
り熱負荷１２を冷却する。
【００１７】温度センサ１４で検出する出力信号はコン
トローラ１３に入力され、第３伝熱媒体の温度が目標値
より低く（高く）なったときには、モータ３Ａの回転速
度を下降（上昇）させ、コンプレッサ３の入口圧力を高
く（低く）することによりエバポレータ２での第１伝熱
媒体の流量を減少（増加）させて第３伝熱媒体の温度を
上げる（下げる）ように温度制御される。
トローラ１３に入力され、第３伝熱媒体の温度が目標値
より低く（高く）なったときには、モータ３Ａの回転速
度を下降（上昇）させ、コンプレッサ３の入口圧力を高
く（低く）することによりエバポレータ２での第１伝熱
媒体の流量を減少（増加）させて第３伝熱媒体の温度を
上げる（下げる）ように温度制御される。
【００１８】さらに、システムを安定に作動させるた
め、前記第１伝熱媒体循環路１０では温度センサ７、圧
力センサ８の信号がコントローラ１３に入力されコンプ
レッサ３に流入する第１伝熱媒体が液状のままで流入し
ないように膨張弁５の開度を制御する前記完全ガス化制
御が行われている。またコンプレッサ３に流入する第１
伝熱媒体の流量が減少しすぎるとサージングが発生し不
安定になるため、流量センサ９によりガス流量、圧力セ
ンサ８、２７により圧力を検出し、これらの出力信号も
コントローラ１３に入力され、コンプレッサ３に流入す
るガスの流量が一定値以下にならないようにコンプレッ
サ３のバイパス管路に介設された制御弁４の開度を制御
する前記コンプレッササージング防止制御が行われてい
る。さらにコンプレッサ３で圧縮された第１伝熱媒体が
第２伝熱媒体によりコンデンサ１で過度に冷却されない
ように、第１伝熱媒体のコンデンサ１の入口での圧力を
圧力センサ２７で検出し、圧力が所定範囲に入るように
制御弁２２の一方のポート２２Ａを通って第１熱交換器
１をバイパスする第１伝熱媒体の量を調節する前記コン
デンサ圧力の維持制御も前記コントローラ１３で行われ
ている。
め、前記第１伝熱媒体循環路１０では温度センサ７、圧
力センサ８の信号がコントローラ１３に入力されコンプ
レッサ３に流入する第１伝熱媒体が液状のままで流入し
ないように膨張弁５の開度を制御する前記完全ガス化制
御が行われている。またコンプレッサ３に流入する第１
伝熱媒体の流量が減少しすぎるとサージングが発生し不
安定になるため、流量センサ９によりガス流量、圧力セ
ンサ８、２７により圧力を検出し、これらの出力信号も
コントローラ１３に入力され、コンプレッサ３に流入す
るガスの流量が一定値以下にならないようにコンプレッ
サ３のバイパス管路に介設された制御弁４の開度を制御
する前記コンプレッササージング防止制御が行われてい
る。さらにコンプレッサ３で圧縮された第１伝熱媒体が
第２伝熱媒体によりコンデンサ１で過度に冷却されない
ように、第１伝熱媒体のコンデンサ１の入口での圧力を
圧力センサ２７で検出し、圧力が所定範囲に入るように
制御弁２２の一方のポート２２Ａを通って第１熱交換器
１をバイパスする第１伝熱媒体の量を調節する前記コン
デンサ圧力の維持制御も前記コントローラ１３で行われ
ている。
【００１９】モード２の作動 モード２は、熱負荷１２が作動温度より低く、加熱が必
要な場合である。コンプレッサ３で断熱圧縮され高温・
高圧となった第１の伝熱媒体１０を熱源として、第２熱
交換器２で第３伝熱媒体２５を加熱し、熱負荷１２を加
熱する。熱負荷に介設された温度センサ３０の検出信号
ががコントローラ１３に入力され、熱負荷１２が作動温
度範囲まで加熱された時点で通常作動のモード１に切り
替えて運転される。
要な場合である。コンプレッサ３で断熱圧縮され高温・
高圧となった第１の伝熱媒体１０を熱源として、第２熱
交換器２で第３伝熱媒体２５を加熱し、熱負荷１２を加
熱する。熱負荷に介設された温度センサ３０の検出信号
ががコントローラ１３に入力され、熱負荷１２が作動温
度範囲まで加熱された時点で通常作動のモード１に切り
替えて運転される。
【００２０】上記の作動モードの選択は、温度センサ３
０の熱負荷の温度信号によりコントローラ１３が自動判
断して行うか、操作パネル２８から手動選択によりコン
トローラ１３に司令信号を伝達して行う。本発明の冷却
システムは、以上の構成により、上記モード１では、熱
負荷の通常の冷却ができ、さらに上記モード２では、熱
負荷の加熱が必要となる場合、熱負荷の加熱もできるこ
とになる。
０の熱負荷の温度信号によりコントローラ１３が自動判
断して行うか、操作パネル２８から手動選択によりコン
トローラ１３に司令信号を伝達して行う。本発明の冷却
システムは、以上の構成により、上記モード１では、熱
負荷の通常の冷却ができ、さらに上記モード２では、熱
負荷の加熱が必要となる場合、熱負荷の加熱もできるこ
とになる。
【００２１】なお、図示例では、制御弁２２が熱交換器
１の第１伝熱媒体循環路１０に介設されているが、第２
伝熱媒体流路２０の第１熱交換器１を通る管路とそのバ
イパス管路に介設しても良い。また制御弁２２は三方弁
を用いているが、２個の制御弁に置き換えることもでき
る。
１の第１伝熱媒体循環路１０に介設されているが、第２
伝熱媒体流路２０の第１熱交換器１を通る管路とそのバ
イパス管路に介設しても良い。また制御弁２２は三方弁
を用いているが、２個の制御弁に置き換えることもでき
る。
【００２２】
【発明の効果】本発明の冷却システムは上記のように構
成されており、システムが正常に作動しているときには
通常の冷却ができ、熱負荷が正常作動温度より低いと
き、コンプレッサで断熱圧縮された高温・高圧となった
第１伝熱媒体を熱源にして第３伝熱媒体を加熱し熱負荷
を加熱することができるようにするので、熱負荷が正常
作動温度より低いときでも熱負荷を加熱し正常作動させ
ることができる。これにより熱負荷となる機器の使用温
度範囲を低温域まで拡張することができる。
成されており、システムが正常に作動しているときには
通常の冷却ができ、熱負荷が正常作動温度より低いと
き、コンプレッサで断熱圧縮された高温・高圧となった
第１伝熱媒体を熱源にして第３伝熱媒体を加熱し熱負荷
を加熱することができるようにするので、熱負荷が正常
作動温度より低いときでも熱負荷を加熱し正常作動させ
ることができる。これにより熱負荷となる機器の使用温
度範囲を低温域まで拡張することができる。
【図１】本発明に係わる冷却システムの一実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係わる冷却システムの作動モードと制
御弁の作動状態を示す図である。
御弁の作動状態を示す図である。
【図３】従来の冷却システムの構成を示す図である。
１・・・・第１熱交換器（コンデンサ） ２・・・・第２熱交換器（エバポレータ） ３・・・・コンプレッサ ３Ａ・・・・モータ ４、２２、２４・・・・制御弁 ５・・・・膨張弁 ７、１４、３０・・・・温度センサ ８、２７・・・・圧力センサ ９・・・・流量センサ １０・・・・第１伝熱媒体循環路 １１・・・・ポンプ １２・・・・熱負荷 １３・・・・コントローラ ２０・・・・第２伝熱媒体流路 ２５・・・・第３伝熱媒体循環路 ２８・・・・操作パネル
Claims (1)
- 【請求項１】第１伝熱媒体となる冷媒ガスをコンプレッ
サで断熱圧縮し、高温・高圧となったガスを、第１熱交
換器に導き、冷却源となる第２伝熱媒体との間で熱交換
した後、膨張弁に導き断熱自由膨張させ、寒冷な気液２
相状態を得て第２熱交換器に導き、その液相部の気化潜
熱により第３伝熱媒体を冷却し、この冷却された第３伝
熱媒体を熱負荷となる熱源に導き、熱負荷と第３伝熱媒
体が熱交換し得るようにした冷却システムにおいて、第
１伝熱媒体の循環路で、コンプレッサの出口と第２熱交
換器の入口を接続するとともに制御弁が介設された管路
を設け、この管路の制御弁を開にすることにより、高温
ガスの循環路が形成され、前記第２熱交換器により第３
伝熱媒体を加熱するようにし、熱負荷を加熱し得るよう
にしたことを特徴とする冷却システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257159A JP2000088360A (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | 冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257159A JP2000088360A (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | 冷却システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000088360A true JP2000088360A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17302529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10257159A Pending JP2000088360A (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | 冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000088360A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7302807B2 (en) | 2002-03-28 | 2007-12-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigerating cycle device |
-
1998
- 1998-09-10 JP JP10257159A patent/JP2000088360A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7302807B2 (en) | 2002-03-28 | 2007-12-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigerating cycle device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070704 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071120 |