【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、冷媒圧縮機の駆動用電動機の巻線冷却を吸入冷媒ガスで行う冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷凍装置においては、冷媒圧縮機の駆動用電動機の巻線は冷媒回路を循環する冷媒ガスにより冷却されているため、冷媒循環量が低下すると、電動機巻線の冷却効果が低下し電動機の巻線温度が上昇する。したがって、冷凍装置の高差圧運転や高負荷運転になると、吸入冷媒ガス風量が相対的に低下するため電動機の巻線温度が上昇する。電動機の巻線温度が過度に上昇した場合に、巻線保護用サーモスタットが作動して冷媒圧縮機を異常停止させてしまうため、巻線保護設定温度より低く設定した温度を検知して圧縮機連続運転を継続することにより、圧縮機の運転容量を上昇させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４１７８７号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷凍装置では、電動機巻線の冷却を吸入冷媒ガスで行うため、高差圧運転や高負荷運転になると、吸入冷媒ガス風量の低下に伴って電動機巻線の過熱が起こり、巻線温度が上昇し、冷凍装置の連続運転ができなくなる。また特許文献１記載のように、巻線保護設定温度より低く設定した温度を検出して圧縮機連続運転を継続するものでは、巻線の過熱を直接的に抑制するものではないので、根本的な解決にはならないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸入冷媒ガスに冷媒液を噴射することにより、電動機巻線の異常過熱を防止し、圧縮機の運転範囲を拡大することができる冷凍装置を提供するものである。
【０００６】
また、非共沸混合冷媒固有の特性である温度勾配を利用して吸入冷媒の乾き度を検知し、冷媒液噴射量を制限することにより、液バックによる冷媒圧縮機の不具合を防止できる冷凍装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷凍装置においては、圧縮機の電動機巻線温度が過度に上昇した時、巻線保護用温度調節手段が作動して圧縮機を異常停止するようにしたものにおいて、圧縮機の電動機巻線に設けられた巻線温度検知手段と、凝縮器の出口側と圧縮機の吸入側配管との間に設けられ冷媒液の一部を吸入側配管に噴射する冷媒液噴射配管と、この冷媒液噴射配管の途中に設けられ冷媒液噴射量を制御する流量制御弁と、圧縮機の吸入側配管にそれぞれ設けられた冷媒圧力検知手段及び冷媒温度検知手段と、巻線温度検知手段が検知した巻線温度、冷媒圧力検知手段が検知した冷媒の飽和ガス温度及び飽和液温度、冷媒温度検知手段が検知した冷媒温度により、流量制御弁を開閉制御して冷媒液噴射量を制御する制御装置とを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における冷凍装置の冷媒回路図である。図において、冷媒圧縮機１、冷媒凝縮器２、膨張弁３、冷媒蒸発器４及びこれら各構成部品を順次連結接続する冷媒配管５により冷凍装置の冷媒回路を構成している。冷媒圧縮機１は電動機１ａと圧縮部１ｂとから構成され、電動機１ａには巻線保護用温度調節手段であるサーモスタット１ｃと巻線温度検知手段である巻線温度センサー１ｄが設けられている。冷媒凝縮器２には例えば冷却水管等の冷媒凝縮用熱源２ａが設けられている。冷媒蒸発器４には例えばブライン配管等の冷媒蒸発用熱源４ａが設けられている。冷媒凝縮器２の出口側と冷媒圧縮機１の吸入側配管５との間には、冷媒凝縮器２で凝縮液化された冷媒液の一部を吸入側配管５に噴射する冷媒液噴射配管６が設けられ、この冷媒液噴射配管６の途中には噴射量を制御する流量制御弁７が設けられている。また、冷媒圧縮機１の吸入側配管５における冷媒液噴射配管６接続部の下流側（圧縮機側）に冷媒圧力検知手段である冷媒圧力センサー８と冷媒温度検知手段である冷媒温度センサー９が設けられている。制御装置１０は、巻線温度センサー１ｄにより電動機１ａの巻線温度が所定の設定値を超えるまで上昇した場合、流量制御弁７を予め設定された開閉速度で開閉制御して、冷媒凝縮器２で凝縮液化した冷媒液の一部を冷媒圧縮機１の吸入側配管５に噴射する。この噴射された冷媒液により、電動機１ａの巻線を冷却し巻線温度を所定の温度まで低下させることができ、より高圧差での冷凍装置の運転が可能となる。また制御装置１０は、吸入配管５の冷媒液噴射配管６接続部の下流側（圧縮機側）に設けた冷媒圧力センサー８で検出した冷媒の蒸発圧力ｐに基づいて冷媒の飽和ガス温度ｔｇ及び飽和液温度ｔｌをそれぞれ演算し、冷媒温度センサー９にて検出した冷媒温度ｔと比較する。そして、冷媒の飽和ガス温度ｔｇと飽和液温度ｔｌとの温度差と、冷媒温度センサー９で検出した冷媒温度ｔと飽和液温度ｔｌとの温度差を比較演算することにより、冷媒の乾き度ｘを推定する。この乾き度ｘが、冷媒圧縮機１が許容することができる吸入ガス乾き度以下（または未満）になった場合は、液バックによる不具合を防止するために流量制御弁７の開度を保持し冷媒液噴射量を制限する。冷媒液噴射量を制限した結果、電動機１ａの巻線温度が巻線保護用サーモスタット１ｃの作動温度まで上昇した場合は、冷媒圧縮機１の運転を停止する制御を行う。
【０００９】
図２は従来使用してきた単一冷媒の冷凍サイクル線図を示す。単一冷媒の等温度線は図２の１Ａ−１Ｂ−１Ｃ−１Ｄ、２Ａ−２Ｂ−２Ｃ−２Ｄのように示され、冷媒の蒸発工程ハにおけるｃ−１ｃ間は等温度変化となる。
【００１０】
図３は非共沸混合冷媒を使用した場合の冷凍サイクル線図を示す。非共沸混合冷媒の場合は沸点の異なる２種類以上の冷媒で構成されているため、冷媒の相変化において温度勾配を有している。このため等温度線は図３の１Ａ−１Ｂ−１Ｃ−１Ｄ、１Ａ’−１Ｂ’−１Ｃ’−１Ｄ’、２Ａ−２Ｂ−２Ｃ−２Ｄのように示され、蒸発工程ハにおいては冷媒が蒸発していく過程で温度変化が生じる。なお、図２及び図３において、アは飽和ガス線、カは飽和液線、サは等乾き度線を示す。
この発明は図３の非共沸混合冷媒を使用した冷凍装置に関するものであり、この非共沸混合冷媒を用いた冷凍装置を図１に示す冷媒回路図により説明する。
冷凍装置の高差圧運転や高負荷運転等により、冷媒圧縮機１の電動機１ａの発熱量に対して吸入ガス風量が相対的に減少し、電動機巻線温度センサー１ｄにて検出している電動機１ａの巻線温度が所定の設定値を超えるまで上昇した場合、制御装置１０により電気的に流量制御を行うことができる流量制御弁７を予め設定した開閉速度で開閉制御して、冷媒凝縮器２で凝縮液化された冷媒液の一部を冷媒圧縮機１の吸入側配管５に噴射する。そして、吸入側配管５へ冷媒液を噴射し、電動機１ａの巻線を冷却し巻線温度を所定の温度まで低下させることができ、より高差圧での冷凍装置の運転を可能にしている。
一方、電動機１ａの巻線温度及び電動機１ａの主たる冷却熱源である吸入ガス風量は、冷媒圧縮機１の容量制御状態や高低圧条件等によって異なるため、噴射する冷媒量は電動機巻線温度センサー１ｄ、制御装置１０及び流量制御弁７によって増減することになるが、容量制御時や高差圧時に吸入ガス風量が減少すると、吸入ガス風量に対する冷媒液噴射量が相対的に増加するため、冷媒圧縮機１に吸入される冷媒が気液二相状態となり、液バックによる冷媒圧縮機１の不具合が発生する場合がある。これを防止するため、この発明の実施の形態１では、冷媒液噴射配管６接続部の下流側（圧縮機側）に冷媒圧力センサー８と冷媒温度センサー９とを設け、冷媒圧力センサー８で検出した冷媒の蒸発圧力ｐに基づいて冷媒の飽和ガス温度ｔｇ及び飽和液温度ｔｌを制御装置１０で演算し、冷媒温度センサー９にて検出した冷媒温度ｔと比較する。ここで使用冷媒である非共沸混合冷媒は、図３に示すように蒸発の過程で温度勾配を持つため、冷媒温度＜冷媒圧力相当飽和ガス温度である場合は、冷媒圧縮機１に吸入される冷媒が気液二相状態であると判断することができる。また、冷媒の飽和ガス温度ｔｇと飽和液温度ｔｌとの温度差と、冷媒温度センサー９で検出した冷媒温度ｔと飽和液温度ｔｌとの温度差を比較演算することにより、冷媒の乾き度ｘを推定することができる。この乾き度ｘが、冷媒圧縮機１が許容することができる吸入ガス乾き度以下（または未満）になった場合は、液バックによる不具合を防止するために流量制御弁７の開度を保持し冷媒液噴射量を制限する。冷媒液噴射量を制限した結果、電動機１ａの巻線温度が巻線保護用サーモスタット１ｃの作動温度まで上昇した場合は、冷媒圧縮機１を異常停止する制御を行う。
【００１１】
以上のとおり、非共沸混合冷媒を使用した冷凍装置において、冷媒凝縮器２で凝縮液化された冷媒液の一部を吸入側配管５に噴射することにより、電動機１ａの巻線温度を低下させ、運転領域が拡大するとともに、過度の液噴射による液バックに起因する冷媒圧縮機１の不具合を防止することができる。
【００１２】
この発明の実施の形態１における冷媒液噴射制御の一例を図４に示すフローチャートにより説明する。巻線保護用サーモスタット１ｃの作動温度ＴＭ＞Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係にあるとする。なお、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は巻線温度センサー１ｄによる各設定値である。
まずステップＳ１で冷媒圧縮機１が運転中であるかを判断する。運転中でなければ元に戻る。冷媒圧縮機１が運転中であればステップＳ２で巻線温度を検出し、巻線温度がＴ１より低ければステップＳ３に進み、流量制御弁７を開度維持（その時点での弁開度のまま保持）しながら冷媒液噴射量を制限する。このステップＳ３で冷媒液噴射量を制限した結果、電動機１ａの巻線温度が巻線保護用サーモスタット１ｃの作動温度ＴＭまで上昇した場合（ステップＳ４）は、冷媒圧縮機１を異常停止する（ステップＳ５）。ステップＳ４で巻線保護用サーモスタット１ｃの作動温度ＴＭまで達しない場合は元に戻る。一方、ステップＳ２で巻線温度がＴ１より高ければステップＳ６に進み、制御装置１０により吸入ガス乾き度を演算する。この演算結果である乾き度をステップＳ７で冷媒圧縮機１の許容値と比較する。演算結果の乾き度が冷媒圧縮機１の許容値未満であれば上記と同様にステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の制御を行う。ステップＳ７で演算結果の乾き度が冷媒圧縮機の許容値以上であれば、ステップＳ８に進み、流量制御弁７の開度を少し開いて冷媒液噴射量を増やす動作を行う。次にステップＳ９で巻線温度がＴ２よりも高ければ元に戻る。ステップＳ９で巻線温度がＴ２より低ければステップＳ１０に進み、ここで巻線温度がＴ３より低くなれば流量制御弁７を閉じる（ステップＳ１１）。その後元に戻る。またステップＳ１０で巻線温度がＴ３より高ければ上記と同様にステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の制御を行う。
【００１３】
次に、この発明の実施の形態１における吸入ガス乾き度演算の一例を図５に示すフローチャートにより説明する。ここで、冷媒圧力センサー８の計測値ｐ、冷媒温度センサー９の計測値ｔ、飽和ガス温度ｔｇ、飽和液温度ｔｌ、乾き度ｘとする。
まずステップＳ２１で冷媒圧力センサー８により圧縮機吸入側冷媒圧力を計測値ｐとして計測し、この計測値ｐに基づいてステップＳ２２で冷媒の飽和ガス温度ｔｇを、ステップＳ２３で冷媒の飽和液温度ｔｌをそれぞれ演算する。ステップＳ２４では冷媒温度センサー９により圧縮機吸入側冷媒温度を計測値ｔとして計測する。そして、ステップ２５で冷媒の飽和ガス温度ｔｇと飽和液温度ｔｌとの温度差（ｔｇ−ｔｌ）と、冷媒温度センサー９の計測値ｔと飽和液温度ｔｌとの温度差（ｔ−ｔｌ）を比較することにより、冷媒の乾き度ｘを推定演算する。
【００１４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、圧縮機の電動機巻線温度が過度に上昇した時、巻線保護用温度調節手段が作動して圧縮機を異常停止するようにしたものにおいて、圧縮機の電動機巻線に設けられた巻線温度検知手段と、凝縮器の出口側と圧縮機の吸入側配管との間に設けられ冷媒液の一部を吸入側配管に噴射する冷媒液噴射配管と、この冷媒液噴射配管の途中に設けられ冷媒液噴射量を制御する流量制御弁と、圧縮機の吸入側配管にそれぞれ設けられた冷媒圧力検知手段及び冷媒温度検知手段と、巻線温度検知手段が検知した巻線温度、冷媒圧力検知手段が検知した冷媒の飽和ガス温度及び飽和液温度、冷媒温度検知手段が検知した冷媒温度により、流量制御弁を開閉制御して冷媒液噴射量を制御する制御装置とを備え、吸入ガスに冷媒液を噴射することにより、電動機巻線の異常過熱を防止し、圧縮機の運転範囲を拡大することができる。
【００１５】
また、非共沸混合冷媒固有の特性である温度勾配を利用して吸入冷媒の乾き度を検知し、冷媒液噴射量を制限することにより、液バックによる冷媒圧縮機の不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】従来使用してきた単一冷媒の冷凍サイクル線図である。
【図３】この発明の実施の形態１における非共沸混合冷媒を使用した場合の冷凍サイクル線図である。
【図４】この発明の実施の形態１における冷媒液噴射制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１における吸入ガス乾き度演算の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 冷媒圧縮機
１ａ 電動機
１ｂ 圧縮部
１ｃ 巻線保護用サーモスタット
１ｄ 巻線温度センサー
２ 冷媒凝縮器
２ａ 冷媒凝縮用熱源
３ 膨張弁
４ 冷媒蒸発器
４ａ 冷媒蒸発用熱源
５ 冷媒配管
６ 冷媒液噴射配管
７ 流量制御弁
８ 冷媒圧力センサー
９ 冷媒温度センサー
１０ 制御装置[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a refrigeration apparatus that cools a winding of a drive motor of a refrigerant compressor by using a suctioned refrigerant gas.
[0002]
[Prior art]
In the conventional refrigeration apparatus, the winding of the motor for driving the refrigerant compressor is cooled by the refrigerant gas circulating in the refrigerant circuit. Winding temperature rises. Therefore, when a high differential pressure operation or a high load operation of the refrigeration apparatus is performed, the flow rate of the suctioned refrigerant gas is relatively reduced, so that the winding temperature of the electric motor is increased. If the winding temperature of the motor rises excessively, the thermostat for winding protection will operate and stop the refrigerant compressor abnormally. There is one that increases the operating capacity of a compressor by continuing the operation (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-241787 A (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional refrigeration system, since the motor winding is cooled by the suction refrigerant gas, when the high differential pressure operation or the high load operation is performed, the motor winding is overheated due to the decrease in the suction refrigerant gas air flow, and the winding temperature is reduced. Rise and the continuous operation of the refrigeration system becomes impossible. Further, as described in Patent Literature 1, in the case of detecting the temperature set lower than the winding protection set temperature and continuing the compressor continuous operation, the overheating of the winding is not directly suppressed. There was a problem that it could not be solved.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is intended to prevent abnormal overheating of an electric motor winding and expand an operating range of a compressor by injecting a refrigerant liquid into a suction refrigerant gas. It is intended to provide a refrigeration apparatus capable of performing the above.
[0006]
In addition, a refrigeration system that detects the dryness of the suction refrigerant using a temperature gradient, which is a characteristic characteristic of non-azeotropic mixed refrigerant, and limits the amount of liquid refrigerant injected, thereby preventing the refrigerant compressor from malfunctioning due to liquid back. Is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the refrigeration apparatus according to the present invention, when the motor winding temperature of the compressor excessively rises, the winding protection temperature adjusting means operates to stop the compressor abnormally. A winding temperature detecting means provided on the winding, a refrigerant liquid injection pipe provided between the outlet side of the condenser and the suction side pipe of the compressor and injecting a part of the refrigerant liquid to the suction side pipe, A flow control valve provided in the middle of the refrigerant liquid injection pipe for controlling the amount of refrigerant liquid injected, refrigerant pressure detection means and refrigerant temperature detection means provided respectively on the suction side pipe of the compressor, and winding temperature detection means are detected. A control device that controls opening and closing of a flow control valve to control a refrigerant liquid injection amount based on the detected winding temperature, the saturated gas temperature and the saturated liquid temperature of the refrigerant detected by the refrigerant pressure detecting means, and the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means. It is provided with.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a refrigerant circuit of a refrigeration apparatus is constituted by a refrigerant compressor 1, a refrigerant condenser 2, an expansion valve 3, a refrigerant evaporator 4, and a refrigerant pipe 5 which sequentially connects and connects these components. The refrigerant compressor 1 includes an electric motor 1a and a compression section 1b. The electric motor 1a is provided with a thermostat 1c serving as a winding protection temperature adjusting means and a winding temperature sensor 1d serving as a winding temperature detecting means. The refrigerant condenser 2 is provided with a refrigerant condensation heat source 2a such as a cooling water pipe. The refrigerant evaporator 4 is provided with a refrigerant evaporation heat source 4a such as a brine pipe. A refrigerant liquid injection pipe 6 for injecting a part of the refrigerant liquid condensed and liquefied in the refrigerant condenser 2 to the suction pipe 5 between the outlet side of the refrigerant condenser 2 and the suction pipe 5 of the refrigerant compressor 1. A flow control valve 7 for controlling the injection amount is provided in the middle of the refrigerant liquid injection pipe 6. A refrigerant pressure sensor 8 as a refrigerant pressure detecting means and a refrigerant temperature sensor 9 as a refrigerant temperature detecting means are provided on the suction side pipe 5 of the refrigerant compressor 1 on the downstream side (compressor side) of the connection portion of the refrigerant liquid injection pipe 6. Is provided. When the winding temperature of the electric motor 1a rises above a predetermined set value by the winding temperature sensor 1d, the control device 10 controls the flow control valve 7 to open and close at a preset opening and closing speed, and the refrigerant condenser 2 A part of the refrigerant liquid condensed and liquefied in the above is injected into the suction side pipe 5 of the refrigerant compressor 1. With the injected refrigerant liquid, the winding of the electric motor 1a can be cooled to lower the winding temperature to a predetermined temperature, and the refrigeration apparatus can be operated at a higher pressure difference. The controller 10 also controls the saturated gas temperature tg of the refrigerant and the saturation gas temperature tg of the refrigerant based on the refrigerant evaporation pressure p detected by the refrigerant pressure sensor 8 provided on the downstream side (compressor side) of the refrigerant liquid injection pipe 6 connection part of the suction pipe 5. The saturated liquid temperature tl is calculated and compared with the refrigerant temperature t detected by the refrigerant temperature sensor 9. Then, a difference between the temperature tg of the saturated gas of the refrigerant and the temperature tl of the saturated liquid and the temperature difference between the temperature t of the refrigerant detected by the refrigerant temperature sensor 9 and the temperature tl of the saturated liquid are compared with each other to obtain the dryness x of the refrigerant Is estimated. When the dryness x becomes equal to or less than (or less than) the dryness of the suction gas that the refrigerant compressor 1 can tolerate, the opening of the flow control valve 7 is maintained to prevent a problem due to liquid back. Limit the amount of refrigerant liquid injected. If the winding temperature of the electric motor 1a rises to the operating temperature of the winding protection thermostat 1c as a result of restricting the refrigerant liquid injection amount, control to stop the operation of the refrigerant compressor 1 is performed.
[0009]
FIG. 2 shows a refrigeration cycle diagram of a single refrigerant conventionally used. The isothermal line of the single refrigerant is shown as 1A-1B-1C-1D and 2A-2B-2C-2D in FIG. 2, and the temperature changes between c-1c in the refrigerant evaporation step c.
[0010]
FIG. 3 shows a refrigeration cycle diagram when a non-azeotropic mixed refrigerant is used. A non-azeotropic mixed refrigerant is composed of two or more types of refrigerant having different boiling points, and thus has a temperature gradient in the phase change of the refrigerant. Therefore, the isothermal lines are shown as 1A-1B-1C-1D, 1A'-1B'-1C'-1D ', and 2A-2B-2C-2D in FIG. During the process, a temperature change occurs. In FIGS. 2 and 3, a represents a saturated gas line, f represents a saturated liquid line, and sa represents an equal-dryness curve.
The present invention relates to a refrigeration apparatus using the non-azeotropic mixed refrigerant of FIG. 3, and a refrigeration apparatus using the non-azeotropic mixed refrigerant will be described with reference to a refrigerant circuit diagram shown in FIG.
Due to the high differential pressure operation or the high load operation of the refrigerating device, the amount of intake gas air decreases relatively to the amount of heat generated by the electric motor 1a of the refrigerant compressor 1, and the electric motor detected by the electric motor winding temperature sensor 1d. When the winding temperature of the coil 1a rises above a predetermined set value, the controller 10 controls the flow rate control valve 7, which can electrically control the flow rate, to open and close at a preset opening / closing speed, and the refrigerant condenser A part of the refrigerant liquid condensed and liquefied in 2 is injected into the suction side pipe 5 of the refrigerant compressor 1. Then, the refrigerant liquid is injected into the suction-side pipe 5 to cool the windings of the electric motor 1a to lower the winding temperature to a predetermined temperature, thereby enabling the operation of the refrigeration system at a higher differential pressure. .
On the other hand, the winding temperature of the electric motor 1a and the amount of intake gas air, which is the main cooling heat source of the electric motor 1a, vary depending on the capacity control state of the refrigerant compressor 1, high and low pressure conditions, and the like. However, if the suction gas flow rate decreases during capacity control or high differential pressure, the refrigerant liquid injection quantity relative to the suction gas flow rate increases, and thus the refrigerant compression rate increases. The refrigerant drawn into the compressor 1 may be in a gas-liquid two-phase state, and a malfunction of the refrigerant compressor 1 due to liquid back may occur. In order to prevent this, in the first embodiment of the present invention, a refrigerant pressure sensor 8 and a refrigerant temperature sensor 9 are provided on the downstream side (compressor side) of the connection portion of the refrigerant liquid injection pipe 6 and detected by the refrigerant pressure sensor 8. The controller 10 calculates the saturated gas temperature tg and the saturated liquid temperature tl of the refrigerant based on the refrigerant evaporation pressure p, and compares them with the refrigerant temperature t detected by the refrigerant temperature sensor 9. Since the non-azeotropic mixed refrigerant used here has a temperature gradient in the course of evaporation as shown in FIG. 3, when the refrigerant temperature <the saturated gas temperature corresponding to the refrigerant pressure, the refrigerant is drawn into the refrigerant compressor 1. It can be determined that the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state. Further, by comparing and calculating the temperature difference between the saturated gas temperature tg and the saturated liquid temperature tl of the refrigerant and the temperature difference between the refrigerant temperature t and the saturated liquid temperature tl detected by the refrigerant temperature sensor 9, the dryness x of the refrigerant is calculated. Can be estimated. When the dryness x becomes equal to or less than (or less than) the dryness of the suction gas that the refrigerant compressor 1 can tolerate, the opening of the flow control valve 7 is maintained to prevent a problem due to liquid back. Limit the amount of refrigerant liquid injected. If the winding temperature of the electric motor 1a rises to the operating temperature of the winding protection thermostat 1c as a result of limiting the refrigerant liquid injection amount, control for abnormally stopping the refrigerant compressor 1 is performed.
[0011]
As described above, in the refrigeration system using the non-azeotropic refrigerant mixture, a part of the refrigerant liquid condensed and liquefied in the refrigerant condenser 2 is injected into the suction side pipe 5 to lower the winding temperature of the electric motor 1a. In addition, the operating range is expanded, and the malfunction of the refrigerant compressor 1 caused by the liquid back due to excessive liquid injection can be prevented.
[0012]
An example of the refrigerant liquid injection control according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to a flowchart shown in FIG. It is assumed that the operating temperature TM of the winding protection thermostat 1c has a relationship of TM>T1>T2> T3. Note that T1, T2, and T3 are set values by the winding temperature sensor 1d.
First, in step S1, it is determined whether the refrigerant compressor 1 is operating. If not driving, return to the original. If the refrigerant compressor 1 is operating, the winding temperature is detected in step S2, and if the winding temperature is lower than T1, the process proceeds to step S3, and the flow control valve 7 is maintained at the opening degree (the valve opening degree at that time is maintained). While maintaining the state, the refrigerant liquid injection amount is limited. When the winding temperature of the electric motor 1a rises to the operating temperature TM of the winding protection thermostat 1c as a result of limiting the refrigerant liquid injection amount in step S3 (step S4), the refrigerant compressor 1 is abnormally stopped (step S4). S5). If the temperature does not reach the operating temperature TM of the winding protection thermostat 1c in step S4, the process returns to the original state. On the other hand, if the winding temperature is higher than T1 in step S2, the process proceeds to step S6, and the controller 10 calculates the dryness of the intake gas. The calculated dryness is compared with an allowable value of the refrigerant compressor 1 in step S7. If the dryness of the calculation result is less than the allowable value of the refrigerant compressor 1, the control of steps S3, S4, and S5 is performed in the same manner as above. If the calculated dryness is equal to or greater than the allowable value of the refrigerant compressor in step S7, the process proceeds to step S8, in which the opening of the flow control valve 7 is slightly opened to increase the refrigerant liquid injection amount. Next, in step S9, if the winding temperature is higher than T2, the operation returns to the original state. If the winding temperature is lower than T2 in step S9, the process proceeds to step S10, and if the winding temperature is lower than T3, the flow control valve 7 is closed (step S11). Then return to the original. If the winding temperature is higher than T3 in step S10, the control in steps S3, S4, and S5 is performed in the same manner as described above.
[0013]
Next, an example of the calculation of the dryness of the intake gas according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, the measured value p of the refrigerant pressure sensor 8, the measured value t of the refrigerant temperature sensor 9, the saturated gas temperature tg, the saturated liquid temperature tl, and the dryness x are set.
First, in step S21, the refrigerant pressure sensor 8 measures the compressor suction-side refrigerant pressure as a measured value p. Based on the measured value p, the saturated gas temperature tg of the refrigerant is determined in step S22, and the saturated liquid temperature tl of the refrigerant is determined in step S23. Are respectively calculated. In step S24, the refrigerant temperature on the compressor suction side is measured by the refrigerant temperature sensor 9 as a measurement value t. In step 25, the temperature difference (tg-tl) between the refrigerant saturated gas temperature tg and the saturated liquid temperature tl and the temperature difference (t-tl) between the measured value t of the refrigerant temperature sensor 9 and the saturated liquid temperature tl are calculated. By performing the comparison, the dryness x of the refrigerant is estimated and calculated.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the motor winding temperature of the compressor excessively rises, the winding protection temperature adjusting means operates to stop the compressor abnormally. A winding temperature detecting means provided on the winding, a refrigerant liquid injection pipe provided between the outlet side of the condenser and the suction side pipe of the compressor and injecting a part of the refrigerant liquid to the suction side pipe, A flow control valve provided in the middle of the refrigerant liquid injection pipe for controlling the amount of refrigerant liquid injected, refrigerant pressure detection means and refrigerant temperature detection means provided respectively on the suction side pipe of the compressor, and winding temperature detection means are detected. A control device that controls opening and closing of a flow control valve to control a refrigerant liquid injection amount based on the detected winding temperature, the saturated gas temperature and the saturated liquid temperature of the refrigerant detected by the refrigerant pressure detecting means, and the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means. And a refrigerant liquid in the suction gas. By injection, to prevent abnormal overheating of motor windings, it is possible to enlarge the operating range of the compressor.
[0015]
In addition, the dryness of the suction refrigerant is detected by using the temperature gradient, which is a characteristic characteristic of the non-azeotropic mixed refrigerant, and the refrigerant liquid injection amount is limited, thereby preventing the refrigerant compressor from malfunctioning due to liquid back.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a refrigeration cycle diagram of a single refrigerant conventionally used.
FIG. 3 is a refrigeration cycle diagram when a non-azeotropic mixed refrigerant according to Embodiment 1 of the present invention is used.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a refrigerant liquid injection control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of calculation of dryness of intake gas in Embodiment 1 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerant compressor 1a Electric motor 1b Compression part 1c Winding protection thermostat 1d Winding temperature sensor 2 Refrigerant condenser 2a Refrigerant condensation heat source 3 Expansion valve 4 Refrigerant evaporator 4a Refrigerant evaporation heat source 5 Refrigerant piping 6 Refrigerant liquid injection pipe 7 Flow control valve 8 Refrigerant pressure sensor 9 Refrigerant temperature sensor 10 Controller
