JP2014119187A - 冷凍装置及び冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インジェクション配管13の一端を接続し、インジェクション配管13を流れる冷媒を圧縮行程の中間部分に流入させて吐出可能な圧縮機1と、外気と冷媒の熱交換を行う凝縮器2と、凝縮器2から流出する冷媒の一部をインジェクション配管13に調整して流す中間膨張弁6と、中間膨張弁6を通過した冷媒により凝縮器2から流れる冷媒を過冷却する過冷却器3と、インジェクション配管13を流れる冷媒の圧縮機1への流入を制御する電磁弁7と、圧縮機1の駆動開始前における吐出圧力及び吸入圧力の少なくとも一方の圧力、目標とする圧縮機の吐出温度並びに圧縮機1が駆動開始するときの駆動周波数に基づいて、中間膨張弁6の初期開度を決定する処理を行うコントローラ11とを備える。
【選択図】図1
Description
図1はこの発明の実施の形態1における冷凍装置を有する冷凍サイクル装置の構成を示す図である。以下、この発明の実施の形態1について説明する。本実施の形態では、冷凍サイクル装置の代表として例えば対象を冷却する装置について説明する。ここで、図1を含め、以下の図面では各構成機器等の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図1を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。そして、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。
図4はこの発明の実施の形態2における中間膨張弁6の初期開度の決定等の手順を示す図である。上述の実施の形態1においては、コントローラ11が、吐出温度センサ8の検知に係る温度の下降スピードが第3所定スピードより大きくないと判断すると、開度変更を行わなかった。
図5はこの発明の実施の形態3における冷凍サイクル装置の処理に係る構成を説明する図である。処理手順の内容については、実施の形態1で説明したことと同様である。例えば上述した実施の形態1及び実施の形態2で説明したように、コントローラ11が圧縮機1の起動時に行う処理は、処理内容に基づいて大きく次の3つに分けることができる。
1 初期開度決定処理(S2)
2 電磁弁7開放前の初期開度補正処理(A部)
3 電磁弁7開放後の開度補正処理(B部)
上述した実施の形態では、コントローラ11が中間膨張弁6の初期開度決定処理を行っている。そこで、本実施の形態では、中間膨張弁6の初期開度を決定する手順について説明する。
Ginj :インジェクション流路を通過する冷媒量[kg/h]
Glow :蒸発器5を通過した冷媒量[kg/h]
Cv:中間膨張弁6の容量係数(電子膨張弁開度により決まる値)
ρe:過冷却器3の主冷媒回路側の冷媒流出口における冷媒密度[kg/m3]
HP:圧縮機1の吐出圧力[MPaG]
MP:圧縮機1の中間圧力[MPaG]
LP:圧縮機1の吸入圧力[MPaG]
ρa:圧縮機1の吸入側における冷媒密度[kg/m3]
Ha:圧縮機1の吸入側におけるエンタルピー[KJ/kg]
Hb:圧縮機1内の中間ポート前における理論エンタルピー[KJ/kg]
Hb’:圧縮機1内の中間ポート前における実際のエンタルピー[KJ/kg]
Hc:圧縮機1内の中間ポート部分におけるエンタルピー[KJ/kg]
Hd:圧縮機1の吐出側における冷媒の理論エンタルピー[KJ/kg]
Hd’:圧縮機1の吐出側における冷媒の実際のエンタルピー[KJ/kg]
He:過冷却器3の主冷媒回路側の冷媒流出口におけるエンタルピー[KJ/kg]
Ta:圧縮機1の吸入側の冷媒温度[℃]
Tc:圧縮機1の中間ポート部分における冷媒温度[℃]
Te:過冷却器3の主冷媒回路側の冷媒流出口における冷媒温度[℃]
ηc:圧縮機断熱効率[−]
ηm:圧縮機機械効率[−]
ηv:圧縮機体積効率[−]
HZ:圧縮機周波数[Hz]
V:圧縮機押しのけ量[m3/S]
Ginj =86.5×Cv×((HP−MP)×ρe)1/2 …(1)
Cv=Ginj /(86.5×((HP−MP)×ρe)1/2) …(2)
MP=((HP+0.101)×(LP+0.101))1/2−0.101 …(3)
ρe(HP,Te) …(4)
(Hc−He)×Ginj =(Hb’−Hc)×Glow …(5)
Ginj =(Hb’−Hc)×Glow /(Hc−He) …(6)
He(HP,Te) …(7)
Glow =HZ×V×ρa×ηv×3600 …(8)
ρa(LP,Ta) …(9)
Ha(LP,Ta) …(10)
Hb(MP,LP,Ta) …(11)
Hb’=Ha+(Hb−Ha)/(ηc×ηm) …(12)
Hc(MP,Tc) …(13)
Hd(HP,MP,Tc) …(14)
Hd’(HP,Td) …(15)
Hd’=Hc+(Hd−Hc)/(ηc×ηm) …(16)
Tc(MP,HP,Td,ηc,ηm) …(17)
Cv=(((Ha(LP,Ta)+(Hb(MP,LP,Ta)
−Ha(LP,Ta))/(ηc×ηm))−Hc(MP,Tc))
/(Hc(MP,Tc)−He(HP,Te)))
×(HZ×V×ρa(LP,Ta)×ηv×3600)
/(86.5×((HP−MP)×ρe(HP,Te))1/2) …(18)
上述の実施の形態1等では、高圧センサ9の検知に係る圧力を直接利用して吐出圧力を得るようにしたが、例えば、凝縮器2と過冷却器3との間を流れる気液二相冷媒又は液冷媒の温度を検知し、温度に基づく演算等により吐出圧力を得るようにしてもよい。
Claims (5)
- インジェクション配管の一端を接続し、該インジェクション配管を流れる冷媒を圧縮行程の中間部分に流入させて吐出可能な、吐出容量可変の圧縮機と、
通過する前記冷媒に熱交換させて前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
該凝縮器から流出する前記冷媒を前記インジェクション配管に量を調整して通過させる流量調整装置と、
該流量調整装置を通過した前記冷媒により前記凝縮器から流れる冷媒を過冷却する過冷却器と、
前記インジェクション配管における冷媒通過を制御する流路開閉装置と、
圧縮機起動前の圧縮機吐出側の冷媒圧力及び吸入側の冷媒圧力の少なくとも一方の圧力、目標とする前記圧縮機の吐出温度並びに前記圧縮機を起動させる駆動周波数に基づいて、前記流量調整装置の初期開度を決定する処理を行う制御装置と
を備えることを特徴とする冷凍装置。 - 前記制御装置は、前記圧縮機の起動後で前記流路開閉装置を開く前における前記圧縮機が吐出する冷媒温度及び該冷媒温度の変化速度に基づいて、決定した前記流量調整装置の初期開度を補正する処理を行うことを特徴とする請求項1記載の冷凍装置。
- 前記制御装置は、前記流路開閉装置を開いた後の前記圧縮機が吐出する冷媒温度の変化速度に基づいて、前記流量調整装置の開度を補正する処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍装置。
- 前記制御装置は、圧縮機起動前の圧縮機吐出側の冷媒圧力に代えて、凝縮器流入側における冷媒温度により前記流量調整装置の初期開度を決定する処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍装置。
- 熱交換対象と冷媒とを熱交換する蒸発器及び該蒸発器に流入させる冷媒を減圧する減圧装置を有する負荷側装置と、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷凍装置と
を配管接続して冷媒回路を構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。
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