JP2008241125A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1圧縮機11、第2圧縮機14、放熱器15、放熱器15から流出する冷媒を分流する分流器16、分流後の第1冷媒流路を流れる冷媒を減圧する第1減圧器17、分流後の第2冷媒流路を流れる冷媒と第1減圧器で減圧された冷媒とを熱交換させる熱交換器18、第2冷媒流路を流れる冷媒を減圧する第2減圧器19、冷媒を蒸発させる蒸発器20、第1冷媒流路を流れる冷媒を第1圧縮機11で圧縮された後の冷媒に混合させ第2圧縮機14に流入させる合流器13を有する冷凍装置1において、第2圧縮機14に流入する冷媒の過熱度が第1の値以上となり、熱交換器18に流入する第1冷媒流路を流れる冷媒の温度と第2冷媒流路を流れる冷媒の温度との差が第2の値以上となる条件の下、第1減圧器17の開度を増やすように制御する。
【選択図】図5
Description
Pmid=√(Plow×Phigh) ・・・(1)
の関係となるように第1減圧器17の開度を設定した場合に最大となることが知られている。
成績係数(COP)=K×(冷凍サイクルの効率)×(圧縮機の効率)・・・(2)
Kは比例定数
従って、図7A及び(2)式によれば、第1圧縮機11の圧縮比Plowと第2圧縮機14の圧縮比Phighとの関係が1:1からずれることによる第1圧縮機11及び第2圧縮機14の効率の低下分より、第1減圧器17を開くことによる冷凍サイクルの効率の増加分の方が大きいことがわかる。これは第1圧縮機11及び第2圧縮機14の効率が最大になるように、すなわち、第1圧縮機11の圧縮比Plowと第2圧縮機14の圧縮比Phighとの関係が(1)式の関係となるように第1減圧器17の開度を制御したとしても、冷凍装置10全体としてみると効率が必ずしも最適化されるわけではないことを示している。
中間冷却器12は、第1圧縮機11から吐出される冷媒を外気等と熱交換させて冷却し、第2圧縮機14に吸込まれる冷媒の温度を低下させる。中間冷却器12を設けることにより第2圧縮機14から流出する冷媒の温度上昇が抑えられて冷凍装置1の冷凍効率を向上させることができる。なお、本発明の実施に際し、中間冷却器12は必ずしも必須の要素ではない。
図4に制御部40の機能を示している。測定値取得部421は、第1センサ31、第2センサ32、及び第3センサ33から入力される測定値を取得する。過熱度算出部422は、第1センサ31及び第3センサ33から入力される測定値の温度の差によって第2圧縮機14に流入する第1冷媒流路を流れる冷媒の過熱度を求める。より具体的には、過熱度算出部422は、第1センサ31の測定値から求まる熱交換器18に供給される(流入する)第1冷媒の温度と、第3センサ33の測定値から求まる熱交換器18から流出する第1冷媒の温度との差から、第2圧縮機14に流入する第1冷媒の過熱度を求める。
11 第1圧縮機
13 合流器
14 第2圧縮機
15 放熱器
16 分流器
17 第1減圧器
18 熱交換器
19 第2減圧器
20 蒸発器
31 第1センサ
32 第2センサ
33 第3センサ
40 制御部
421 測定値取得部
422 過熱度算出部
423 熱交換器温度差算出部
424 減圧器制御部
Claims (6)
- ガス冷媒を圧縮する第1圧縮機と、
前記第1圧縮機で圧縮されたガス冷媒をさらに圧縮する第2圧縮機と、
前記第2圧縮機で圧縮された前記ガス冷媒の熱を放熱させる放熱器と、
前記放熱器から出た冷媒を第1冷媒流路と第2冷媒流路とに分流する分流器と、
前記第1冷媒流路を流れる冷媒を減圧する第1減圧器と、
前記第1減圧器で減圧された冷媒の蒸発作用にて前記第2冷媒流路を流れる冷媒を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器で冷却された後の冷媒を第2減圧器で減圧させた後、蒸発器にて蒸発させるとともに前記第1圧縮機の吸込み側に供給するように構成し、
前記熱交換器を経た後の前記第1冷媒流路を流れる冷媒を、前記第1圧縮機で圧縮された後の冷媒に混合させて前記第2圧縮機の吸込み側に供給する合流器と、
前記熱交換器の前後の第1冷媒流路を流れる冷媒の温度差が第1の値以上である場合に前記第1減圧器の減圧量を減らす方向に制御する制御部と
を有すること
を特徴とする冷凍装置。 - 請求項1に記載の冷凍装置であって、
前記制御部は、前記熱交換器に流入する前記第1冷媒流路を流れる冷媒の温度と前記熱交換器に流入する前記第2冷媒流路を流れる冷媒の温度との温度差が予め設定された第2の値以上となった際に、前記第1減圧器の減圧量を減らす方向に制御すること
を特徴とする冷凍装置。 - 請求項1に記載の冷凍装置であって、
前記熱交換器に供給される前記第1冷媒流路を流れる冷媒の温度を測定する第1センサと、前記熱交換器から出た前記第1冷媒流路を流れる冷媒の温度を測定する第3センサと を有し、
前記制御部は、前記第1センサ及び前記第3センサの計測値に基づいて前記第1減圧器の減圧量を減らす方向に制御すること
を特徴とする冷凍装置。 - 請求項2に記載の冷凍装置であって、
前記熱交換器に供給される前記第1冷媒流路を流れる冷媒の温度を測定する第1センサと、前記熱交換器に供給される前記第2冷媒流路を流れる冷媒の温度を測定する第2センサとを有し、
前記制御部は、前記第1センサ及び前記第2センサの計測値に基づいて前記第1減圧器の減圧量を減らす方向に制御すること
を特徴とする冷凍装置。 - 請求項1又は2に記載の冷凍装置であって、
前記冷媒は二酸化炭素であり、
前記放熱器にて前記冷媒が超臨界状態となっていること
を特徴とする冷凍装置。 - 請求項1又は2に記載の冷凍装置であって、
前記第1圧縮機と前記第2圧縮機とを結ぶ冷媒回路中に、前記第1圧縮機から吐出される冷媒を冷却する中間冷却器が設けられていること
を特徴とする冷凍装置。
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