JP2000130869A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP2000130869A
JP2000130869A JP10299560A JP29956098A JP2000130869A JP 2000130869 A JP2000130869 A JP 2000130869A JP 10299560 A JP10299560 A JP 10299560A JP 29956098 A JP29956098 A JP 29956098A JP 2000130869 A JP2000130869 A JP 2000130869A
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JP
Japan
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refrigerant
pressure
temperature
degree
saturated steam
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JP10299560A
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English (en)
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Haruhiko Konno
春彦 金野
Sadayasu Nakano
定康 中野
Hiroshi Akatsuka
啓 赤塚
Keiji Wada
圭司 和田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度グライドを有する冷媒の過冷却度或いは
過熱度を簡単な演算式でもって演算できるようにした冷
凍装置を提供する。 【解決手段】 温度グライドを有する冷媒を用いた冷凍
装置において、冷媒の低圧領域LAではガス冷媒の圧力
における飽和蒸気温度を採用するとともに、当該冷媒の
高圧領域HAでは液冷媒の圧力における飽和蒸気温度を
採用して一つの飽和蒸気温度演算式100を設定し、こ
の飽和蒸気温度演算式100に基づいて演算された飽和
蒸気温度に従って冷媒の過冷却度或いは過熱度を算出
し、この算出された過冷却度或いは過熱度に従って制御
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度グライドを有
する冷媒を用いた冷凍装置の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、圧縮機の入口側の冷媒圧力と出
口側の冷媒圧力とを測定し、これら冷媒圧力から冷媒の
飽和蒸気温度を算出し、この飽和蒸気温度と、凝縮器及
び蒸発器に備えられた温度センサでの検出温度とから冷
媒の過冷却度或いは過熱度を算出し、この算出された過
冷却度或いは過熱度に従って冷媒流量調整用の電子膨張
弁の弁開度を制御するように構成された冷凍装置が知ら
れている。
【0003】この種のものでは、従来、R22等の単一
冷媒が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
例えばR407C等の温度グライドを有する混合冷媒が
用いられた冷凍装置が提案されている。この温度グライ
ドを有する冷媒では、過冷却度を算出する場合、ガス冷
媒の圧力における飽和蒸気温度を算出して演算する一方
で、過熱度を算出する場合には、液冷媒の圧力における
飽和蒸気温度を算出して演算しなければならず、冷媒の
過冷却度或いは過熱度を算出するための演算式が極めて
複雑になるという問題がある。
【0005】また、冷媒圧力に対する飽和蒸気温度をマ
トリックスにした飽和蒸気温度マップを作成することが
可能であるが、この場合には、飽和蒸気温度マップを記
憶するためのマイコン容量が増大するという問題があ
る。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記した従来の
技術が有する課題を解消し、温度グライドを有する冷媒
の過冷却度或いは過熱度を簡単な演算式でもって演算で
きるようにした冷凍装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
温度グライドを有する冷媒を用いた冷凍装置において、
前記冷媒の低圧領域ではガス冷媒の圧力における飽和蒸
気温度を採用するとともに、当該冷媒の高圧領域では液
冷媒の圧力における飽和蒸気温度を採用して一つの飽和
蒸気温度演算式を設定し、この飽和蒸気温度演算式に基
づいて演算された飽和蒸気温度に従って冷媒の過冷却度
或いは過熱度を算出し、この算出された過冷却度或いは
過熱度に従って制御することを特徴とするものである。
【0008】請求項2記載の発明は、圧縮機、凝縮器、
減圧装置、及び蒸発器を備え、温度グライドを有する冷
媒を用いた冷凍装置において、前記圧縮機の吸込圧力常
用域ではガス冷媒の圧力における飽和蒸気温度を採用す
るとともに、当該圧縮機の吐出圧力常用域では液冷媒の
圧力における飽和蒸気温度を採用し、その中間圧力領域
ではガス冷媒の圧力における飽和蒸気温度と液冷媒の圧
力における飽和蒸気温度との中間温度を採用して一つの
飽和蒸気温度演算式を設定し、この飽和蒸気温度演算式
に基づいて演算された飽和蒸気温度に従って冷媒の過冷
却度或いは過熱度を算出し、この算出された過冷却度或
いは過熱度に従って制御することを特徴とするものであ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づき詳細に説明する。図1は、複数台の室内機1
a,1b…(以下、室内機1で代表させる)と一台の室
外機3とからなるヒートポンプ形の空気調和機の概略構
成図であり、同図中には実線で冷媒回路を示し、一点鎖
線で電気回路を示してある。この冷媒回路中には、温度
グライドを有する混合冷媒、例えばR407Cが充填さ
れている。
【0010】室内機1側には、室内熱交換器5、電動フ
ァン7、電動膨張弁9、電気ヒータ11等が設置されて
いる。また、室外機3側には、圧縮機13、電磁式の四
方弁15、室外熱交換器17、電動ファン19、アキュ
ムレータ21、レシーバタンク23等が設置されてい
る。冷媒回路を構成する機器は、ガス冷媒あるいは液冷
媒の流通に供される冷媒配管31〜39により接続され
ている。
【0011】室内機1内には、室内側コントロール器
(以下、室内側ECUと記す)41が設置されている。
室内側ECU41は、図示を省略したが、CPUを始
め、入出力インタフェースやROM,RAM,EEPR
OM(不揮発性記憶装置)等から構成されている。RO
Mには各種の運転制御プログラム等が記憶され、EEP
ROMには組立ラインに設置されたロムライター等によ
り種々の運転制御パラメータが記録されている。室内側
ECU41の入力インタフェースには、室温Tr を検出
する室温センサ61や、室内熱交換器5の冷房運転時に
おける入口側および出口側の冷媒温度Tfi,Tfoを検出
する第1,第2冷媒温度センサ63,65、リモコン6
7a(入力系)等が接続している。また、室内側ECU
41の出力インタフェースには、電動ファン7や電動膨
張弁9、電気ヒータ11、リモコン67a(表示系)等
が接続している。
【0012】一方、室外機3内には、室外側コントロー
ル器(以下、室外側ECUと記す)71が設置されてい
る。室外側ECU71は、室内側ECU41と同様に、
CPUを始め、入出力インタフェースやROM,RAM
等から構成されている。室外側ECU71の入力インタ
フェースには、圧縮機13の吸込側冷媒圧力を検出する
圧力センサ82、圧縮機13の吐出側冷媒圧力Pdを検
出する圧力センサ83、外気温Taを検出する外気温セ
ンサ85、ディスプレイ91を備えたコントロールパネ
ル93等が接続している。
【0013】また、室外側ECU71の出力インタフェ
ースには、四方弁15、電動ファン19、コントロール
パネル93等が接続している。尚、各室内側ECU41
と室外側ECU71とは、入出力インタフェースを介し
てシリアル通信により接続されており、相互に信号の授
受を行う。
【0014】次に、冷房運転時における冷媒の流れを説
明する。
【0015】冷媒配管39から圧縮機13に吸引された
ガス冷媒は、断熱圧縮により高温高圧となって圧縮機1
3から吐出され、冷媒配管31、四方弁15、冷媒配管
32を経由して室外熱交換器17に流入する。高温高圧
のガス冷媒は、室外熱交換器17内を通過する間に外気
により冷却され、凝縮することにより液冷媒となった
後、冷媒配管33、レシーバタンク23、冷媒配管34
を経由して電動膨張弁9に流入する。液冷媒は、電動膨
張弁9で流量を調整された後、冷媒配管35を経由して
室内熱交換器5に流入する。液冷媒は、室内熱交換器5
内を通過する間に気化してガス冷媒となり、気化潜熱に
より電動ファン7が送風した室内空気を冷却する。この
際、室内側ECU41は、設定温度Tsと室温Trとの偏
差に基づき電動ファン7の回転数(rpm )を制御すると
共に、室内熱交換器5の入口側冷媒温度Tfiと出口側冷
媒温度Tfoとの偏差が所定値(例えば、0〜1℃)とな
るように電動膨張弁9の開弁量(弁体駆動用ステップモ
ータのステップ数)を制御する。室内熱交換器5内で気
化したガス冷媒は、冷媒配管36、四方弁15、冷媒配
管37を経由してアキュムレータ21に流入し、冷媒配
管39から再び圧縮機13に吸引される。
【0016】一方、暖房運転時には、四方弁15が点線
で示す位置に切り換えられ、圧縮機13から吐出された
冷媒は、冷房運転時と逆の経路を経て流れ、最終的に
は、冷媒配管37を経由してアキュムレータ21に流入
し、冷媒配管39から再び圧縮機13に吸引される。
【0017】各運転時には、過冷却度或いは過熱度制御
が実行される。この場合、圧力センサ82で検出された
圧縮機13の吸込側冷媒圧力と、圧力センサ83で検出
された圧縮機13の吐出側冷媒圧力とから冷媒の飽和蒸
気温度を算出し、この飽和蒸気温度と、凝縮器(例え
ば、冷房時の室外熱交換器17)及び蒸発器(例えば、
冷房時の室内熱交換器5)に備えられた温度センサ(図
示せず)での検出温度とから冷媒の過冷却度或いは過熱
度を算出し、この算出された過冷却度或いは過熱度に従
って電動膨張弁9の開弁量を制御する。
【0018】ところで、本実施形態では、上述したよう
に冷媒回路中に温度グライドを有する混合冷媒、例えば
R407Cが充填されている。
【0019】この温度グライドを有するR407Cで
は、前述の冷媒の過冷却度を算出する場合、図2に示す
ように、低圧領域LAでのガス冷媒圧力による飽和蒸気
温度を算出して演算する一方で、過熱度を算出する場合
には高圧領域HAでの液冷媒圧力による飽和蒸気温度を
算出して演算する。
【0020】本実施形態では、この演算を簡易に行うた
め、図2中に実線で示すように、一つの飽和蒸気温度演
算式(4次曲線100で示す)が設定される。この演算
式100に従うと、冷媒の低圧領域(圧縮機13の吸込
圧力常用域)LAではガス冷媒圧力による飽和蒸気温度
が採用されるとともに、高圧領域(圧縮機13の吐出圧
力常用域)HAでは液冷媒圧力による飽和蒸気温度が採
用され、その中間圧力領域MAではガス冷媒の圧力にお
ける飽和蒸気温度と液冷媒の圧力における飽和蒸気温度
との中間温度が採用される。
【0021】本実施形態では、一つの飽和蒸気温度演算
式(4次曲線100で示す)が設定されるので、演算式
が複雑にならず、冷媒の過冷却度或いは過熱度を簡単に
算出することができる。また、一つの飽和蒸気温度演算
式が設定されるので、単一冷媒にて用いられた演算式に
置き換えが可能になり、仕様の簡素化が図られる。圧力
に対する飽和蒸気温度をマトリックスにした飽和蒸気温
度マップ等を作成する必要がなく、演算式100に従う
演算だけでよいので、マイコンのメモリが少量で済み、
マイコン容量を低減することができる。
【0022】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なこと
は言うまでもない。例えば、一つの飽和蒸気温度演算式
を作成するに当たり、中間圧力領域MAを省略し、低圧
領域LAと高圧領域HAとの2つに区別して作成しても
よいことは明らかである。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、温
度グライドを有する冷媒を用いた冷凍装置において、一
つの飽和蒸気温度演算式が設定されるので、飽和蒸気温
度を求める演算式が複雑にならず、膨大なメモリを必要
とすることなく、冷媒の過冷却度或いは過熱度を簡単に
算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る冷凍装置の概略構成
図である。
【図2】一つの飽和蒸気温度演算式を示す線図である。
【符号の説明】
1a,1b 室内機 3 室外機 5 蒸発器(冷房時の室内熱交換器) 7 送風機 9 電動膨張弁 13 圧縮機 17 凝縮器(冷房時の室外熱交換器) 82,83 圧力センサ 100 飽和蒸気温度演算式
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤塚 啓 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 和田 圭司 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度グライドを有する冷媒を用いた冷凍
    装置において、 前記冷媒の低圧領域ではガス冷媒の圧力における飽和蒸
    気温度を採用するとともに、当該冷媒の高圧領域では液
    冷媒の圧力における飽和蒸気温度を採用して一つの飽和
    蒸気温度演算式を設定し、この飽和蒸気温度演算式に基
    づいて演算された飽和蒸気温度に従って冷媒の過冷却度
    或いは過熱度を算出し、この算出された過冷却度或いは
    過熱度に従って制御することを特徴とする冷凍装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器
    を備え、温度グライドを有する冷媒を用いた冷凍装置に
    おいて、 前記圧縮機の吸込圧力常用域ではガス冷媒の圧力におけ
    る飽和蒸気温度を採用するとともに、当該圧縮機の吐出
    圧力常用域では液冷媒の圧力における飽和蒸気温度を採
    用し、その中間圧力領域ではガス冷媒の圧力における飽
    和蒸気温度と液冷媒の圧力における飽和蒸気温度との中
    間温度を採用して一つの飽和蒸気温度演算式を設定し、
    この飽和蒸気温度演算式に基づいて演算された飽和蒸気
    温度に従って冷媒の過冷却度或いは過熱度を算出し、こ
    の算出された過冷却度或いは過熱度に従って制御するこ
    とを特徴とする冷凍装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003028515A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Smc Corp 恒温液循環装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028515A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Smc Corp 恒温液循環装置
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