JP2651328B2 - 冷凍回路のホットガスバイパス回路制御方法及び装置 - Google Patents
冷凍回路のホットガスバイパス回路制御方法及び装置Info
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Description
イパス回路制御方法及び装置に関する。
て吐出し、凝縮器にて凝縮し、次いで膨張機構を経て蒸
発器へ導き、ここで熱交換したのち再び圧縮機の吸入側
へ戻すように循環させる。かかる冷凍回路は、所定の仕
切られた各種空間、例えば、各種物品、材料等につい
て、その耐熱性、耐寒性、耐湿性等を試験するための恒
温器、恒温恒湿器のような環境試験機器の試験室等に所
定の温度雰囲気、或いは所定の温湿度雰囲気を得るため
に、単独で、又は温度調節用ヒータと共に、さらには加
湿器と共に採用される。
する雰囲気を得ようとする空間に連通する空間、例えば
環境試験機器では、その空調部に配置され、圧縮機、凝
縮器等はその外に配置されて周囲温度雰囲気に曝され
る。従って、冷凍回路中の冷媒の挙動は、目的とする雰
囲気を得ようとする空間の設定温度や周囲温度に影響さ
れる。
構が開閉調節可能であるときは、その開度が絞られると
か、開度の異なる複数の膨張機構が設けられているとき
は、そのうち開度の小さいものが採用されるとかして、
蒸発器へ流入する冷媒量が制限されるので、圧縮機吸入
口に接続された低圧回路部分の冷媒圧力が著しく低下す
ることがある。
ける凝縮度が大きくなり、そのため冷凍回路中の高圧回
路部分の冷媒圧力が低下し、その結果、低圧回路部分の
冷媒圧力が著しく低下することがある。さらには、冷凍
回路から冷媒の一部が外部へ漏洩して低圧回路部分の冷
媒圧力が低下することも考えられる。
圧回路部分の冷媒圧力が著しく低下し、いわゆるバキュ
ーム状態が発生すると、圧縮機から吐出されるガス冷媒
の温度が冷媒の物理的性質により異常に上昇したり、ま
た、圧縮機としてロータリ型の圧縮機を用いているとき
は、該圧縮機内における圧縮側ゾーンから吸入側ゾーン
へ冷媒が洩れるいわゆるショートサーキットが発生し、
そのため吸入側ゾーンの冷媒温度が上昇し、これを再び
圧縮側ゾーンで圧縮するので吐出冷媒温度が異常に上昇
する事態が発生する。
生すると、冷媒の劣化、圧縮機オイルの劣化等、好まし
くない事態が発生する また、冷凍回路の低圧回路部分の冷媒圧力が異常に低下
すると、密閉式或いは半密閉式の圧縮機を採用している
場合、冷媒循環量の減少により、圧縮機駆動用電動機の
冷却が不十分となって、電動機が故障してしまう等の事
態も発生する。
器へ通じる膨張機構の開度を調整して冷媒流量を増加さ
せることで低圧回路部分の圧力を上昇させたり、凝縮器
において、熱交換用のファンの風量を落とすことで高圧
回路部分の圧力を上昇させ、それによって低圧回路部分
の圧力も上昇させることが考えられるが、膨張機構の開
度調整は設定温度を達成するうえで、また、膨張機構の
構造上(電子膨張弁はその開度調節幅が狭い。複数の並
列キャピラリーチューブを採用するとしても、各キャピ
ラリーチューブの開度設定が困難である)、その調整範
囲は限られるし、凝縮器ファン風量の調整には高価なフ
ァンコントローラを要するという難点がある。
れるに至っている。このホットガスバイパス回路は、圧
縮機から吐出された高圧ガス冷媒を主回路におけるもの
とは別のバイパス回路用膨張機構を介して直接圧縮機吸
入側に戻すものであり、該バイパス回路中の止弁を開く
ことで使用する。このバイパス回路における膨張機構の
開度は、蒸発器へ通じる主回路の冷媒流量にあまり影響
しない範囲で、バキューム状態を解消し得る量の冷媒が
通過できるように小さく絞られている。そして、前記止
弁は、圧縮機の吸い込み圧力を検出し、該検出圧力が予
め定めた圧力以下になると止弁を開き、該圧力より大き
いときは止弁を閉じておくことで制御されている。
ホットガスバイパス回路を採用するときでも、なお、次
のような問題がある。すなわち、ホットガスバイパス回
路における止弁の開閉が、圧縮機吸い込み圧力の変動に
応じて何時でも行われるので、かかるバイパス回路を含
む冷凍回路を採用して温度又は温湿度制御を行う場合、
該止弁の開閉ごとに冷媒の蒸発圧力(蒸発温度)が影響
を受けて温度又は温湿度が乱れる。環境試験機器のよう
に高精度の温度又は温湿度の維持が要求される場合に
は、かかる温度又は温湿度の乱れはできるだけ解消する
ことが望ましい。
媒をバイパス回路用膨張機構を介して前記圧縮機の吸入
側へ直接戻すことができるホットガスバイパス回路を有
する冷凍回路を用いて所定空間の雰囲気制御(温度又は
温湿度制御)を行うにあたり、圧縮機吸い込み圧力の過
度の低下を防ぎつつ、温度又は温湿度の乱れを従来に比
べて抑制できる該冷凍回路のホットガスバイパス回路の
制御方法及び装置を提供することを課題とする。
決するにあたり、一つには、湿度制御を伴う温湿度制御
を行うときは、目的とする湿度を得るために冷凍機の冷
凍能力(除湿能力)はあまり大きくしない方が、加湿器
の加湿能力を低く抑制して電力を節約できるので有利で
あることから、むしろホットガスバイパス回路を開けて
おく方が好ましいことに着目した。
圧縮機吸入口に接続されている低圧回路部分における冷
媒圧力は設定温度及び周囲温度に影響されるが、一般に
は、周囲温度に急激な大きい変動は無いから、むしろ、
設定温度の影響を考慮すべきであり、周囲温度が一定範
囲のものであれば、この設定温度によって、前記低圧回
路部分の冷媒圧力(圧縮機の吸い込み圧力)が問題視す
べき過度の低圧になったり、ならなかったりするから、
予めその境目となる温度を実験等により求めておけば、
設定温度がその温度以上か否かで、圧縮機吸い込み圧力
が過度になるか否か、換言すれば、ホットガスバイパス
回路を開くべきか否かを判断することができることに着
目した。
により設定温度が変化する制御では、ランプ制御中にホ
ットガスバイパス回路が開閉して温度乱れが発生するこ
とを防止するため、ホットガスバイパス回路はむしろ閉
じ又は開けておく方がよいことにも着目した。本発明は
以上の知見に基づくもので、圧縮機から吐出される冷媒
をバイパス回路用膨張機構を介して前記圧縮機の吸入側
へ直接戻すことができるホットガスバイパス回路を有す
る冷凍回路を用いて所定空間の雰囲気を制御するにあた
り、該冷凍回路のホットガスバイパス回路を制御する方
法であって、前記雰囲気制御が温湿度制御のときには前
記ホットガスバイパス回路を開き、定温度制御のときに
は、設定温度が予め定めた温度以上のときは前記ホット
ガスバイパス回路を開き、該設定温度が該予め定めた温
度未満のときは前記ホットガスバイパス回路を閉じ、時
間の経過に応じて設定温度が変化する温度ランプ制御の
ときには、目的とする温度ランプ制御に応じて予め決め
たホットガスバイパス回路閉又は開の定めに従い前記ホ
ットガスバイパス回路を閉じ又は開けておくことを特徴
とする冷凍回路のホットガスバイパス回路制御方法を提
供するとともに、圧縮機から吐出される冷媒をバイパス
回路用膨張機構を介して前記圧縮機の吸入側へ直接戻す
ことができるホットガスバイパス回路を有する冷凍回路
を用いて所定空間の雰囲気を制御するにあたり、該冷凍
回路のホットガスバイパス回路を制御する装置であっ
て、該ホットガスバイパス回路中の開閉可能の止弁と、
前記雰囲気制御が温湿度制御か、定温度制御か又は時間
の経過に応じて設定温度が変化する温度ランプ制御かを
判断する手段と、前記雰囲気制御が定温度制御のとき、
設定温度が予め定めた温度以上か否かを判断する手段
と、前記雰囲気制御が温湿度制御のとき及び定温度制御
であって前記設定温度が前記予め定めた温度以上のと
き、前記止弁を開く手段と、前記雰囲気制御が定温度制
御であって前記設定温度が前記予め定めた温度未満のと
き、前記止弁を閉じる手段と、前記雰囲気制御が前記ラ
ンプ制御のとき、目的とする温度ランプ制御に応じて予
め決めたホットガスバイパス回路閉又は開の定めに従い
前記止弁を閉じ又は開けておく手段とを備えたことを特
徴とする冷凍回路のホットガスバイパス回路制御装置を
提供するものである。
べての制御を指し、「定温度制御」とは湿度制御を伴わ
ない一定温度の制御を指し、「温度ランプ制御」とは湿
度制御を伴わないランプ制御を指している。前記ランプ
制御においてホットガスバイパス回路を閉じておくか、
開けておくかは、目的とするランプ制御を実施できるの
であればどちらでもよい。例えば設定温度変化範囲が2
0℃〜−40℃程度で徐々に低下させる場合に、バイパ
ス回路を開けたままでは、目的の低温まで到達できない
場合や、その恐れのある場合には、閉じておくことにな
る。また、例えば、定温度制御においてバイパス回路を
開閉する基準となる前記予め定めた温度より高温域での
ランプ制御であれば、バイパス回路を開けたままでもよ
い。低温域での制御の可能性を想定して、ランプ制御の
ときはバイパス回路を閉じることとしておいてもよい。
御方法及び装置によると、該冷凍回路が温調用ヒータ及
び加湿器と共に用いられて温湿度制御が行われる場合、
ホットガスバイパス回路は開けられ、圧縮機から吐出さ
れた高圧ガスの一部がバイパス膨張機構を経て圧縮機吸
入側に直接戻される。それによって圧縮機吸い込み圧力
の過度の低下は防止され、また、冷凍回路の冷凍能力
(除湿能力)が抑制され、加湿器の加湿能力をそれだけ
低く抑えることができる。
ータと共に用いられて定温度制御が行われる場合、設定
温度が予め実験等に基づいて定めた、圧縮機吸い込み圧
力が過度になる温度以上のときは、ホットガスバイパス
回路が開かれ、圧縮機から吐出された高圧ガスの一部が
バイパス膨張機構を経て圧縮機吸入側に直接戻され、そ
れによって、圧縮機吸い込み圧力の過度の低下が防止さ
れる。該予め定めた温度未満のときは、ホットガスバイ
パス回路は閉じられる。また、温度ランプ制御のとき
は、目的とする温度ランプ制御に応じて予め決めたホッ
トガスバイパス回路閉又は開の定めに従いホットガスバ
イパス回路は閉じ、又は開けたままとされる。
御において開又は閉の一定状態のままとされ、制御中に
開閉されることはないので、それだけ制御温度又は制御
温湿度の乱れが少なく、高精度に温度又は温湿度制御が
行われる。
する。図1は本発明を適用した恒温恒湿装置の概略構成
を示している。この恒温恒湿装置は、試料を収容する試
験室1、これに仕切壁2を介して隣設された空調部3を
備えており、試験室1及び空調部3は断熱壁4に囲ま
れ、試験室1は試料を出し入れする開口11と、この開
口を開閉する断熱扉12を有する。
式の加湿器31、冷却兼除湿器32、温調用ヒータ3
3、空気循環用ファン34を設置してある。ファン34
は整流部材35を有する空気吹き出し口36に臨んでい
る。また、仕切壁2の下には空調部3への空気吸い込み
口37を設けてある。空調部3内の空気は、加湿器31
の水加熱ヒータ311の適宜の運転により加湿され、冷
却兼除湿器32を通過することで所定露点温度の飽和空
気となり、そのあとヒータ33にて目的とする温度まで
加熱され、所定温湿度の空気とされ、この調整された空
気がファン34の運転にて吹き出し口36から試験室1
内へ吹き出され、該室内を目的とする温湿度雰囲気とし
つつ、吸い込み口37から空調部3内へ吸い込まれるよ
うに循環する。
である。冷凍回路5は、外部に配置した圧縮機51、凝
縮器52、電子膨張弁53及び前記冷却兼除湿器32を
含み、さらに、圧縮機51から凝縮器52へ至る高圧配
管54から分岐して圧縮機51の吸入口に接続された低
圧配管55に至るホットガスバイパス回路56を含んで
いる。
あるが、スクロール圧縮機、その他の圧縮機でもよい。
凝縮器52には周囲雰囲気との熱交換のためのファン5
21を付設してある。このファンは定速(定風量)運転
されるが、風量可変のものでもよい。電子膨張弁53は
ステッピングモータの駆動にて開度調節可能なものであ
るが、制御条件によっては開度一定のキャピラリーチュ
ーブ等の膨張機構、或いはそのような膨張機構を並列に
接続し、止弁の開閉にてそのうち1又は2以上のものを
使用できるタイプのものでもよい。
7及びキャピラリーチューブによる膨張機構58を含ん
でいる。膨張機構58の開度(乃至絞り度)は、バイパ
ス回路56にホットガスが流れても主回路の冷媒流量に
あまり影響はないが、圧縮機の吸い込み圧力の過度の低
下を防止できる程度のバイパス流量を得ることができる
ように設定してある。
機51で圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器
52で凝縮されて高圧液冷媒となり、膨張弁53を通過
することで圧力低下し、冷却兼除湿器(蒸発器)32に
おいて、空調部3内空気と熱交換して蒸発し、低圧ガス
となって再び圧縮機51へ戻る。なお、温度制御だけの
場合は加湿器31の運転は行われず、冷却器32による
空気冷却と、ヒータ33による空気加熱の一方又は双方
を用いて空調される。
7が開かれると、圧縮機1を出た高温高圧ガスの一部が
この回路に流入し、膨張機構58を経て低圧配管55へ
流入し、そこの冷媒圧力を上昇させ、圧縮機吸い込み圧
力を上昇させる。前記空調部3における加湿器ヒータ3
11、温調用ヒータ33及びファン34、並びに冷凍回
路5の圧縮機51及び凝縮器ファン521、さらにバイ
パス回路56の止弁57等は制御部6からの指示に基づ
いて運転される。
成したもので、これには、温湿度等の設定キーや運転の
開始、停止を指示するキー等を設けた設定部61が付設
してあり、ここで、温湿度制御における温湿度の設定、
定温度制御における温度設定、ランプ運転における開
始、終了時の温度、時間等の条件を設定できる。また、
試験室1には乾球温度センサS1及び湿球温度センサS
2が配置してあり、これらからの温度情報、湿度情報が
制御部6へ入力される。
サS1、S2から入力される温度、湿度情報と設定温湿
度とに基づき、PID制御にて、試験室1に設定温湿度
雰囲気を得る方向で、加湿器ヒータ311、温調用ヒー
タ33及びファン34、並びに冷凍機圧縮機51及び凝
縮器ファン521の運転を制御する。また、一定温度制
御のときは、センサS1から入力される温度情報と設定
温度とに基づき、PID制御にて、試験室1に設定温度
雰囲気を得る方向で、温調用ヒータ33、ファン34、
並びに冷凍機圧縮機51及び凝縮器ファン521の運転
を制御する。
って、各部の運転を制御する。なお、空調部ファン34
は空調運転中は常時回される。また、圧縮機51とファ
ン521は同時にオン、オフされる。制御部6は、本発
明によるホットガスバイパス回路制御方法を実行するよ
うにも構成してある。
御は次のように実施される。すなわち、温湿度制御のと
きは、該回路中の弁57が開けられ、圧縮機51から吐
出された高温高圧ガスの一部が膨張機構58を経て低圧
配管55に流入し、圧縮機吸い込み圧力を上昇させる。
また、その分、冷却兼除湿器32へ流れる冷媒流量が減
じ、除湿能力が抑制され、それだけ加湿器31による加
湿を抑制して電力を節約できる。
定めた温度X℃以上のときは、バイパス弁57が開か
れ、該予め定めた温度X℃未満のときは、バイパス弁5
7が閉じられる。該予め定めた温度X℃とは、バイパス
弁57を開けるか、閉じるかを判断する基準温度であ
り、恒温恒湿装置が設置される場所の周囲温度(通常は
大気温度或いは装置設置室内温度)のもとで、圧縮機5
1の吸い込み圧力が過度に低下すると考えられる温度で
あり、予め実験等により求め、制御部6に記憶させてあ
る。
じて、予め定めたように設定するための設定手段を設け
たり、制御部に周囲温度検出センサを接続して、周囲温
度に応じ、制御部内で該判断基準温度を予め定めたよう
に決定できるようにしてもよい。前述のようにバイパス
弁57が開かれると、圧縮機51から吐出された高温高
圧ガスの一部がバイパス回路56に流れ、低圧配管55
に流入するので、該配管内冷媒圧力は上昇し、いわゆる
バキューム現象及びそれに伴う不都合が回避される。
イパス弁57は閉じたままとされる。このようにホット
ガスバイパス回路56は各制御において開又は閉の一定
状態のままに維持され、制御中に開閉されることはない
ので、バイパス回路開閉に伴う試験室1内の温度又は温
湿度の乱れがなくなり、それだけ、試験室1内を高精度
に目的とする温度又は温湿度に維持できる。
ローチャートにより説明する。図2は恒温恒湿装置運転
制御のメインルーチンを示し、図3はバイパス回路56
の弁57の開閉制御を含む冷凍機制御ルーチンを示して
いる。先ず、メインルーチンでは、プログラムがスター
トすると、ステップS1で初期設定を行い、ステップS
2で設定値の入力処理を行う。次いで、ステップS3で
ヒータ33について温度制御処理を行い、ステップS4
で温湿度運転か否かを判断する。
31について湿度制御処理を行い、ステップS6で冷凍
機制御処理を行う。ステップS4で温湿度運転でないと
判断したときは、ステップS6へジャンプする。次にス
テップS7で異常検出判断をし、異常が無いときは、ス
テップS8でヒータ33、圧縮機51、電磁弁(止弁)
57等の各部の運転回路部(図示せず)へシリアル出力
処理を行い、次いでステップS9で装置運転を停止すべ
きか否かを判断し、停止命令が無いときは再びステップ
S3へ戻る。停止命令が出ているときは、ステップS1
0で装置全体を停止させる。ステップS7で異常検出有
りのときは、直ちにステップS10へジャンプする。
図3に示すように、ステップS61においてバイパス回
路56以外の冷凍機制御処理を行い、ステップS62で
温湿度運転か否かを判断し、「NO」であるとステップ
S63でランプ運転か否かを判断し、「YES」である
とステップS66で止弁57の閉処理を行い、「NO」
であると、換言すれば定温度制御であると、ステップS
64で設定温度が予め定めた基準温度X℃以上か否かを
判断し、「YES」であると、ステップS65で圧縮機
51がオンか否かを判断し、「オン」であるとステップ
S67で止弁57の開処理を行ってメインルーチンへリ
ターンする。
と、ステップS65へジャンプする。また、ステップS
64で設定温度が基準温度X℃未満と判断すると、ステ
ップS66で止弁57を閉処理したあと、メインルーチ
ンへリターンする。また、ステップS65で圧縮機51
が「オフ」のときもステップS66で止弁閉処理を行
い、メインルーチンへリターンする。
縮機から吐出される冷媒をバイパス回路用膨張機構を介
して前記圧縮機の吸入側へ直接戻すことができるホット
ガスバイパス回路を有する冷凍回路を用いて所定空間の
雰囲気制御(温度又は温湿度制御)を行うにあたり、圧
縮機吸い込み圧力の過度の低下を防ぎつつ、温度又は温
湿度の乱れを従来に比べて抑制できる該冷凍回路のホッ
トガスバイパス回路の制御方法及び装置を提供すること
ができる。
ある。
示すフローチャートである。
む冷凍機制御の動作ルーチンを示すフローチャートであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 圧縮機から吐出される冷媒をバイパス回
路用膨張機構を介して前記圧縮機の吸入側へ直接戻すこ
とができるホットガスバイパス回路を有する冷凍回路を
用いて所定空間の雰囲気を制御するにあたり、該冷凍回
路のホットガスバイパス回路を制御する方法であって、
前記雰囲気制御が温湿度制御のときには前記ホットガス
バイパス回路を開き、定温度制御のときには、設定温度
が予め定めた温度以上のときは前記ホットガスバイパス
回路を開き、該設定温度が該予め定めた温度未満のとき
は前記ホットガスバイパス回路を閉じ、時間の経過に応
じて設定温度が変化する温度ランプ制御のときには、目
的とする温度ランプ制御に応じて予め決めたホットガス
バイパス回路閉又は開の定めに従い前記ホットガスバイ
パス回路を閉じ又は開けておくことを特徴とする冷凍回
路のホットガスバイパス回路制御方法。 - 【請求項2】 圧縮機から吐出される冷媒をバイパス回
路用膨張機構を介して前記圧縮機の吸入側へ直接戻すこ
とができるホットガスバイパス回路を有する冷凍回路を
用いて所定空間の雰囲気を制御するにあたり、該冷凍回
路のホットガスバイパス回路を制御する装置であって、
該ホットガスバイパス回路中の開閉可能の止弁と、前記
雰囲気制御が温湿度制御か、定温度制御か又は時間の経
過に応じて設定温度が変化する温度ランプ制御かを判断
する手段と、前記雰囲気制御が定温度制御のとき、設定
温度が予め定めた温度以上か否かを判断する手段と、前
記雰囲気制御が温湿度制御のとき及び定温度制御であっ
て前記設定温度が前記予め定めた温度以上のとき、前記
止弁を開く手段と、前記雰囲気制御が定温度制御であっ
て前記設定温度が前記予め定めた温度未満のとき、前記
止弁を閉じる手段と、前記雰囲気制御が前記ランプ制御
のとき、目的とする温度ランプ制御に応じて予め決めた
ホットガスバイパス回路閉又は開の定めに従い前記止弁
を閉じ又は開けておく手段とを備えたことを特徴とする
冷凍回路のホットガスバイパス回路制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24683092A JP2651328B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 冷凍回路のホットガスバイパス回路制御方法及び装置 |
US08/205,725 US5380590A (en) | 1992-09-16 | 1994-03-04 | Water-dispersible aromatic polyester, aqueous dispersion thereof and polyester film coated therewith which permits fast adhesion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24683092A JP2651328B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 冷凍回路のホットガスバイパス回路制御方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0694310A JPH0694310A (ja) | 1994-04-05 |
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ID=17154334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24683092A Expired - Lifetime JP2651328B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 冷凍回路のホットガスバイパス回路制御方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (1)
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KR101457592B1 (ko) | 2008-06-04 | 2014-11-03 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 |
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1992
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