JP2004301452A - Refrigeration circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝縮器で凝縮した冷媒の一部を圧縮機に注入して、当該圧縮機の冷却を行う際に、冷凍効率が最大になるように注入量を制御するようにした冷凍回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷凍回路では、冷媒を圧縮機で圧縮して回路中を循環させるようにしている。このとき、圧縮過程における冷媒の温度や圧縮室の温度が高くなると圧縮効率が低下したり、圧縮室を構成する部材の摩耗が激しくなったりする。
【0003】
そこで、冷凍回路で液化した冷媒の一部を抽出して、当該圧縮機の圧縮室等を冷却する構成が提案されている(特許文献1参照)。
【0004】
図2は、冷凍回路中に設けられたレシーバタンク101(受液器)から液化した冷媒の一部を抽出して圧縮機102に供給することにより、当該圧縮機102における図示しない圧縮室等を冷却するようにした冷凍回路の部分構成図を示した図である。
【0005】
圧縮機102で圧縮された冷媒は、凝縮器103で液化して、一旦レシーバタンク101に貯留された後に供出される。
【0006】
そこで、抽出管104により液化した冷媒の一部を抽出して、サーモバルブ105を介して圧縮機102に注入するようになっている。
【0007】
このサーモバルブ105の開度は、圧縮機102の吐出側配管106に設けられた感温筒107により制御されて、その開度に応じた冷媒量が圧縮機102に注入されるようになっている。
【0008】
即ち、圧縮機102から吐出された冷媒の温度が高いことは、当該圧縮機102における圧縮室等の温度も高いことを意味している。圧縮室の温度が高いと、当該圧縮室に吸入された冷媒は、その熱で加熱されてしまうため、吸入量が少なくなってしまい圧縮効率が低下する。
【0009】
そこで、かかる場合にはサーモバルブ105の開度を大きくして、圧縮機102への冷媒の注入量を多くし、当該冷媒の温度が低い場合にはサーモバルブ105の開度を小さくして、注入量を少なくするようにしている。
【0010】
ところが、この感温筒107は内部にガスが封入されて、温度変化に応じてガスが体積変化するのを利用してサーモバルブ105の開度を制御する構成であるため、温度変化に対する応答が遅く、例えば圧縮機102の起動時等においては、室温から吐出冷媒の温度になるまで時間を要し(感温筒107等の構成部材がこの温度に達するまでの時間)、この間はサーモバルブ105の制御は適正に行えない。
【0011】
このため、サーモバルブ105と並列にキャピラリーチューブ108が接続されて、かかる圧縮機102の起動時等においてサーモバルブ105が閉じている場合でもキャピラリーチューブ108を介して冷媒が注入できるようにしている。
【0012】
【特許文献1】
特開2001−280760号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構成では、圧縮機に注入する冷媒量は、当該圧縮機の吐出温度に依ってのみ制御されるため、常に冷凍効率が最適な状態になるような注入量と成らない場合があった。
【0014】
即ち、圧縮機を冷却することにより圧縮室の温度が冷却されて、当該圧縮室に吸入された冷媒が、圧縮室を構成する部材から加熱される度合が低くなる。
【0015】
このため、多量の冷媒を吸入して圧縮できるようになり、圧縮効率が向上するが、このことは冷凍回路で利用できる冷媒量が少なくなることを意味し、この結果圧縮効率が向上しても冷凍効率は必ずしも向上しない(最大値にならない)。
【0016】
そこで、本発明は、常に最大の冷凍効率が得られるように圧縮機への冷媒の注入量が制御できるようにした冷凍回路を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を凝縮させる凝縮器、冷媒を蒸発させる蒸発器を備えた冷凍回路において、凝縮器で凝縮した冷媒の一部を圧縮機に注入して、当該圧縮機の冷却を行う際に、圧縮機の吐出温度、蒸発器での蒸発温度、外気温に基づき冷凍効率が最大になるように注入量を制御するようにしたことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明に適用される冷凍回路の概略構成を示す図で、当該冷凍回路1は圧縮機4や凝縮器5等を備えて室外等に配設される室外ユニット2と、膨張弁6や蒸発器7等を備えて熱利用空間側に配設される室内ユニット3とを主要構成としている。
【0019】
なお、本実施の形態では冷凍回路1により冷熱を利用する場合について説明するが、温熱を利用する場合も適用可能であることは言うまでもない。また、冷媒として従来から用いられているHFC冷媒等を例に説明するが二酸化炭素冷媒を用いても良い。
【0020】
そして、室外ユニット2における圧縮機4で圧縮された冷媒は、凝縮器5で凝縮して液化する。液化された冷媒は、冷媒配管により室内ユニット3に送られ、膨張弁6で膨張されて蒸発器7で蒸発することにより冷熱を発生する。その後冷媒は冷媒配管により室外ユニット2に戻り圧縮機4で圧縮される。
【0021】
図2は、このような室外ユニット2の構成を詳細に示した図で、当該室外ユニット2は、ストレーナ11、アキュムレータ12、圧縮機4、オイルセパレータ13、凝縮器5、レシーバタンク14、フィルタドライヤ15等を備えて、冷媒はこの順序に循環する。
【0022】
また、室外ユニット2は、冷媒注入装置20を備えて、レシーバタンク14に貯留されている液化冷媒の一部を圧縮機4に注入できるようになっている。
【0023】
ストレーナ11は、室内ユニット3から室外ユニット2に戻った冷媒に含まれる不純物(摩耗粉等のゴミ)を除去するものである。アキュムレータ12は、ストレーナ11からの冷媒を気液分離して、圧縮機4で液圧縮が起きないように、気体の冷媒のみを当該圧縮機4に供給できるようにするものである。
【0024】
圧縮機4は、図示しない圧縮室やモータを備えて、当該モータの動力により圧縮室の空間容積を拡大してアキュムレータ12から供給される気体の冷媒を吸気し、その後当該圧縮室の空間容積を縮小して冷媒を圧縮するものである。
【0025】
この圧縮機4には、ケース内の圧力を検出する高圧センサ21、低圧センサ22及び高圧圧力計23が設けられると共に、高圧センサ21や低圧センサ22に制御回路24が接続されている。
【0026】
そして、制御回路24は低圧センサ22からの信号に基づき当該圧縮機4の運転停止の制御を行い、また高圧センサ21からの信号が所定レベルを超えたときに圧縮機4を強制停止させて予め設定された異常圧力以上にならないようにしている。このときの圧力は、高圧圧力計23により視認可能になっている。
【0027】
オイルセパレータ13は、圧縮機4内における各種の摺動部(例えば、モータの回転軸や圧縮室を形成する複数の部材間の当接部)を潤滑した潤滑油のうち冷媒と共に吐出された潤滑油を分離するもので、分離された潤滑油は潤滑油戻管25を介して圧縮機4に戻るようになっている。
【0028】
凝縮器5は、圧縮されて高温高圧になった冷媒と外気とを熱交換させて、当該冷媒を凝縮させるもので、外気は送風機26により送風されている。
【0029】
なお、冷媒としてHFC冷媒等が用いられている場合には、冷媒はこの凝縮器5で凝縮することにより凝縮して液化する。
【0030】
レシーバタンク14は、凝縮器5で液化した冷媒を貯留するもので、室内ユニット3側での熱負荷の変動に対して過不足無く冷媒が供給できるようにしている。
【0031】
このレシーバタンク14には、可溶栓27が設けられて、例えば室外ユニット2を収納する家屋が火災を起したような場合に、その熱で冷凍回路1中の冷媒が加熱されて破裂しないように、所定の温度(可溶栓27の融点)になると溶融して冷凍回路1内の冷媒を大気に放出することで破裂を防止している。
【0032】
フィルタドライヤ15は、冷媒に水分が含まれていると室内ユニット3における蒸発器7で蒸発した際に、この水分が凍り、冷媒回路を詰らせたりしないように、当該水分を除去するものあり、モイスチャーインジケータ28は循環する冷媒を視認するため等に用いられるものである。
【0033】
また、冷媒注入装置20は、抽出管29、ストレーナ30、注入量制御弁31、外気温検出器32、蒸発温度検出器34、注入量制御部36、吐出温度検出器35、注入制御弁37等を有して、先に述べたようにレシーバタンク14に貯留されている液化冷媒の一部を圧縮機4に注入している。
【0034】
抽出管29は、レシーバタンク14に接続されて、当該レシーバタンク14に貯留されている液化した冷媒を抽出するものであり、ストレーナ30は抽出した冷媒に含まれるゴミを除去するものである。
【0035】
なお、抽出管29は液化した冷媒の一部を抽出して圧縮機に注入できるようにするためのものであるため、レシーバタンク14に接続するばかりでなく凝縮器5より室内ユニット3側の冷媒配管に接続しても良い。
【0036】
このように、凝縮器5より室内ユニット3側の冷媒配管に接続する構成にすると、レシーバタンク14を持たない冷凍回路においても本発明が適用可能になり、利用範囲が広まる利点がある。
【0037】
外気温検出器32は外気温を検出するものであり、蒸発温度検出器34は蒸発器7での蒸発温度を検出するものであり、吐出温度検出器35は圧縮機4の吐出温度を検出するものである。なお、蒸発温度の検出は、蒸発温度検出器34で行うが、低圧センサ22による温度を換算して得ることも可能である。
【0038】
そして、注入量制御部36には、外気温検出器32からの外気温、蒸発温度検出器34からの蒸発温度、吐出温度検出器35からの圧縮機4の吐出温度がそれぞれ入力し、外気温、蒸発温度により最大の冷凍効率になるような冷媒温度と吐出温度とを演算し、吐出温度によって注入量制御弁31を制御するものである。
【0039】
このように、注入量制御部36が注入量制御弁31を制御することにより、最大の冷凍効率を維持しながら圧縮機4の冷却が行えようになる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、凝縮器で凝縮した冷媒の一部を圧縮機に注入して、当該圧縮機の冷却を行う際に、圧縮機の吐出温度、凝縮器の温度、外気温に基づき冷凍効率が最大になるように注入量を制御するため、常に最大の冷凍効率が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用される冷凍回路の概略構成図である。
【図2】従来の技術の説明に適用される冷凍回路の部分構成図である。
【符号の説明】
1 冷凍回路
2 室外ユニット
3 室内ユニット
4 圧縮機
5 凝縮器
6 膨張弁
20 冷媒注入装置
29 抽出管
31 注入量制御弁
32 外気温検出器
33 蒸発気温度検出器
34 蒸発温度検出器
35 吐出温度検出器
36 注入量制御部
37 注入制御弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration circuit in which a part of a refrigerant condensed in a condenser is injected into a compressor, and when the compressor is cooled, an injection amount is controlled so that refrigeration efficiency is maximized. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a refrigeration circuit, a refrigerant is compressed by a compressor and circulated through the circuit. At this time, if the temperature of the refrigerant or the temperature of the compression chamber during the compression process increases, the compression efficiency decreases, or the members constituting the compression chamber become more worn.
[0003]
Therefore, a configuration has been proposed in which a part of the refrigerant liquefied in the refrigeration circuit is extracted to cool a compression chamber or the like of the compressor (see Patent Document 1).
[0004]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration in which a part of a liquefied refrigerant is extracted from a receiver tank 101 (a liquid receiver) provided in a refrigeration circuit and supplied to a
[0005]
The refrigerant compressed by the
[0006]
Therefore, a part of the liquefied refrigerant is extracted by the
[0007]
The opening of the
[0008]
That is, that the temperature of the refrigerant discharged from the
[0009]
Therefore, in such a case, the opening of the
[0010]
However, since the temperature-
[0011]
For this reason, the
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2001-280760 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described configuration, the amount of refrigerant to be injected into the compressor is controlled only by the discharge temperature of the compressor, and thus the amount of refrigerant may not always be such that the refrigeration efficiency is in an optimum state. Was.
[0014]
In other words, the temperature of the compression chamber is cooled by cooling the compressor, and the degree of heating of the refrigerant drawn into the compression chamber from the members constituting the compression chamber is reduced.
[0015]
For this reason, a large amount of refrigerant can be sucked and compressed, and the compression efficiency is improved.This means that the amount of refrigerant that can be used in the refrigeration circuit is reduced, and as a result, even if the compression efficiency is improved. The refrigeration efficiency does not always improve (it does not reach the maximum value).
[0016]
Therefore, an object of the present invention is to provide a refrigeration circuit in which the amount of refrigerant injected into a compressor can be controlled so that the maximum refrigeration efficiency is always obtained.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides at least a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant, and a refrigeration circuit including an evaporator that evaporates the refrigerant. When cooling the compressor by injecting it into the compressor, the injection amount is controlled to maximize the refrigeration efficiency based on the discharge temperature of the compressor, the evaporation temperature in the evaporator, and the outside air temperature. It is characterized.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a refrigeration circuit applied to the present invention. The refrigeration circuit 1 includes an outdoor unit 2 provided with a
[0019]
In the present embodiment, the case where cold heat is used by the refrigeration circuit 1 will be described, but it goes without saying that the case where warm heat is used is also applicable. In addition, a description will be given of an example of a conventionally used HFC refrigerant or the like as a refrigerant, but a carbon dioxide refrigerant may be used.
[0020]
Then, the refrigerant compressed by the
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of such an outdoor unit 2 in detail. The outdoor unit 2 includes a strainer 11, an
[0022]
Further, the outdoor unit 2 includes a
[0023]
The strainer 11 removes impurities (dust such as abrasion powder) contained in the refrigerant returned from the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
Then, the
[0027]
The
[0028]
The condenser 5 exchanges heat between the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant and the outside air to condense the refrigerant, and the outside air is blown by the
[0029]
When an HFC refrigerant or the like is used as the refrigerant, the refrigerant is condensed by the condenser 5 to be condensed and liquefied.
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
Since the
[0036]
As described above, when the condenser 5 is connected to the refrigerant pipe on the
[0037]
The outside air temperature detector 32 detects the outside air temperature, the
[0038]
The outside air temperature from the outside air temperature detector 32, the evaporation temperature from the
[0039]
As described above, the injection amount control unit 36 controls the injection
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a part of the refrigerant condensed in the condenser is injected into the compressor and the compressor is cooled, the discharge temperature of the compressor, the temperature of the condenser, Since the injection amount is controlled so that the refrigeration efficiency is maximized based on the temperature, the maximum refrigeration efficiency can always be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration circuit applied to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial configuration diagram of a refrigeration circuit applied to a description of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration circuit 2
Claims (1)
前記凝縮器で凝縮した冷媒の一部を前記圧縮機に注入して、当該圧縮機の冷却を行う際に、前記圧縮機の吐出温度、前記蒸発器での蒸発温度、外気温に基づき冷凍効率が最大になるように前記注入量を制御することを特徴とする冷凍回路。At least a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant, a refrigeration circuit including an evaporator that evaporates the refrigerant,
When a part of the refrigerant condensed in the condenser is injected into the compressor and the compressor is cooled, the refrigeration efficiency is determined based on the discharge temperature of the compressor, the evaporation temperature in the evaporator, and the outside air temperature. The refrigeration circuit, wherein the injection amount is controlled so that the maximum value is obtained.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003096881A JP2004301452A (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Refrigeration circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003096881A JP2004301452A (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Refrigeration circuit |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006082030A Division JP2006177664A (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Refrigeration system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004301452A true JP2004301452A (en) | 2004-10-28 |
Family
ID=33408806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003096881A Pending JP2004301452A (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Refrigeration circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004301452A (en) |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003096881A patent/JP2004301452A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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