JP3185722B2 - 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法 - Google Patents
冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法Info
- Publication number
- JP3185722B2 JP3185722B2 JP22320997A JP22320997A JP3185722B2 JP 3185722 B2 JP3185722 B2 JP 3185722B2 JP 22320997 A JP22320997 A JP 22320997A JP 22320997 A JP22320997 A JP 22320997A JP 3185722 B2 JP3185722 B2 JP 3185722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composition
- refrigerant
- circulating
- component
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 453
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 title claims description 302
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 111
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 47
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 45
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 8
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 36
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 20
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002362 mulch Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
- C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
- C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
- C09K5/045—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/006—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
- C09K2205/22—All components of a mixture being fluoro compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
- C09K2205/34—The mixture being non-azeotropic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/19—Pressures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
を用いた冷凍空調装置に関するものであり,特に3種類
以上の冷媒を混合してなる非共沸混合冷媒を用いた冷凍
サイクル内を循環する冷媒組成を精度良く検出し,信頼
性が高くかつ効率よく運転を行う冷凍空調装置に関する
ものである。
装置のサイクル内を循環する冷媒組成の特徴を説明す
る。図15は,2種類の冷媒を混合した非共沸混合冷媒
の特性を表す気液平衡線図であり,縦軸が温度,横軸が
循環組成(低沸点成分の組成比)を表し,パラメータが
圧力である。非共沸2種混合冷媒では図15のように,
圧力によって飽和蒸気線,飽和液線が定まる。飽和蒸気
線より上側は過熱蒸気状態を,飽和液線より下側は過冷
却状態を,飽和蒸気線と飽和液線で囲まれた領域は気液
2相状態を表す。図15で,Zは冷凍サイクル内の循環
組成を表し,点1は圧縮機出口部,点2は凝縮器出口
部,点3は蒸発器入口部,点4は圧縮機入口部を表す。
クルでは,サイクル内を循環する冷媒組成とサイクルに
充填された冷媒組成とは必ずしも一致しない。これは,
図15の点Aで示す冷凍サイクルの気液2相部では,液
組成は循環組成Zよりも小さなXとなり,蒸気組成は循
環組成よりも大きなYとなるためである。特に,蒸発器
出口と圧縮機入口の間の配管にアキュムレータが設置さ
れたサイクルでは,このアキュムレータに液冷媒が貯ま
ると,循環組成は充填組成よりも低沸点成分が増加する
傾向を示す。これは,充填組成よりも低沸点成分が少な
い(高沸点成分が多い)液冷媒がアキュムレータ内に貯
まるためである。
た場合にも,サイクル内の循環組成は変化する。例え
ば,図15の点A示す気液2相部で液冷媒漏れが生じる
と,循環組成よりも小さな組成Xの冷媒が漏れることに
なり,循環組成は大きくなる傾向を示す。一方,気液2
相部で蒸気冷媒が漏れると,循環組成より大きな組成Y
の冷媒が漏れることになり,循環組成は小さくなる傾向
を示す。このように非共沸混合冷媒を用いたサイクルで
は,サイクルの運転状況や冷媒漏れなどによってサイク
ル内を循環する冷媒組成は大きく変化する。
5からも判るように冷媒の圧力と飽和温度の関係が変化
するとともに,冷却能力も大幅に変化する。したがって
サイクルを安定にしかも所定の能力が発揮できるように
するためには,サイクル内の循環組成を正確に検出し,
圧縮機の回転数や減圧装置の開度などを循環組成に応じ
て最適に制御する必要がある。
公報に示された従来の非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調
装置の構成を示す。図において1は圧縮機,2は凝縮
器,33はレシーバ,3は減圧装置,4は蒸発器で,こ
れらは配管で順次接続されて冷凍サイクルを構成し,冷
媒として高沸点成分と低沸点成分からなる非共沸2種混
合冷媒を用いている。また凝縮器2出口のレシーバ33
には,温度検出器34と圧力検出器35が設けられてお
り,これらの信号は,組成演算器10に入力されてい
る。
冷媒を用いた冷凍空調装置では,圧縮機1で圧縮された
高温高圧の非共沸混合冷媒の蒸気は凝縮器2で凝縮液化
し,レシーバ33に流入する。この液冷媒は,減圧装置
3を通って低温低圧の気液二相冷媒となって蒸発器4へ
流入し,蒸発して再び圧縮機1へ戻る。サイクル内の循
環組成は,組成演算器10内で温度検出器34と圧力検
出器35によって検知されたレシーバ33に流入した液
冷媒の温度と圧力情報によって検出される。すなわち,
充填した非共沸2種混合冷媒の種類と,圧力検出器35
によって検知された圧力PHから,図17に示すような
気液平衡線図が得られる。レシーバ33内の冷媒の状態
を飽和液と仮定すると,図17のように温度検出器34
によって検知された温度THと飽和液線の交点から,サ
イクル内の循環組成Zを検出することができる。
沸2種混合冷媒の場合は,冷媒乾き度X(=冷媒蒸気質
量流量/全冷媒流量)とこの乾き度Xの冷媒の温度と圧
力が判れば,循環組成を検出することができる。すなわ
ち,非共沸2種混合冷媒においては,圧力P一定の基で
は,乾き度X=1となる飽和蒸気線および乾き度X=0
となる飽和液線も含めて,乾き度Xにおける冷媒の温度
と循環組成Zの間には,図18従来の2種混合冷媒の循
環組成検知原理を表す図の一点鎖線で示すような関係が
存在する。したがってこの関係を用いると,飽和蒸気お
よび飽和液も含めた気液2相状態の冷媒の圧力,温度,
乾き度が判れば,サイクル内の循環組成は検出できるこ
とになる。
た2種混合冷媒には適用できるが,3種類以上の冷媒を
混合した混合冷媒には適用できない。2種混合冷媒の場
合には,第1成分の組成Z1が判れば,第2成分の組成
Z2は(1ーZ1)として定まるのに対して,3種混合
冷媒の場合には,第1成分の組成Z1のみが判っても,
第2成分の組成Z2と第3成分の組成Z3の組合せは無
限にあり,このため全体の組成を定めることができな
い。
液平衡線図を基に説明する。図19は圧力P一定および
温度T一定の基での3種混合冷媒の気液平衡線図であ
り,横軸は第1成分の組成Z1,縦軸が第2成分の組成
Z2を表す。図中の2本の実線は,飽和蒸気線と飽和液
線を示し,飽和蒸気線より上側は過熱蒸気状態を,飽和
液線より下側は過冷却状態を,飽和蒸気線と飽和液線で
囲まれた領域は気液2相状態を表す。図中の一点鎖線
は,気液2相状態で乾き度Xが一定の状態を表してい
る。この図からも明らかなように,3種混合冷媒の場合
は,気液2相状態の冷媒の圧力P,温度T,乾き度Xが
判っても,循環組成は図中の一点鎖線上に存在すること
が判るだけあり,循環組成を決定する,すなわち循環組
成の第1成分,第2成分の組成を決定することはできな
い。なお,3種混合冷媒の場合は,第1成分の組成Z1
と第2成分の組成Z2が判れば,残りの第3成分の組成
Z3は(1ーZ1ーZ2)から一意的に定まる。
検知法としては,例えば特開平8ー261576公報に
開示された方法がある。図20はこの従来の非共沸3種
混合冷媒を用いた冷凍空調装置の構成図であり,図にお
いて1は圧縮機,2は凝縮器,3は減圧装置,4は蒸発
器,5はアキュムレータで,これらは配管で順次接続さ
れて冷凍サイクルを構成し,冷媒として沸点の異なる3
種類の冷媒からなる非共沸3種混合冷媒を用いている。
また41は凝縮器2出口とアキュムレータ5間のバイパ
ス配管でり,この配管の途中には毛細管42が設けられ
ている。さらに圧縮機1の吸入配管には,温度検出器4
3と圧力検出器46が設けられており,またバイパス配
管41の毛細管42の前後には,温度検出器44,45
が設けられている。これら3つの温度検出器43,4
4,45および圧力検出器46の信号は,組成演算器1
0に入力されている。
冷媒を用いた冷凍空調装置の循環組成検知原理を説明す
る。アキュムレータ5内は圧力P1における飽和状態で
あり,この上部には組成y1/y2/y3の3種混合冷
媒の飽和蒸気が存在し,下部には組成x1/x2/x3
の飽和液が存在する。このときのサイクル内の循環組成
は,y1/y2/y3と同一であり,この循環組成を3
つの温度検出器43,44,45および1つの圧力検出
器46の信号から演算する。まず温度検出器43と圧力
検出器46からアキュムレータ6内の温度T1と圧力P
1を検出する。この温度T1,圧力P1の飽和蒸気組成
は,図213種混合冷媒の気液平衡線図の実線で示した
飽和蒸気線上にあり,循環組成もこの飽和蒸気線上に存
在することが判る。
配管41の毛細管42入口温度T2と出口温度T3を検
出する。毛細管部では,等エンタルピー変化をするた
め,毛細管42前後のエンタルピーは等しく,毛細管4
2入口温度T2からこの部分のエンタルピーが判る。し
たがって毛細管42出口部の気液2相冷媒の温度,圧
力,エンタルピーが既知量となり,冷媒乾き度X3を求
めることができる。すなわち毛細管出口部の気液2相冷
媒の温度T3,圧力P1,乾き度X3が既知量となる。
3種混合冷媒の気液平衡線図図22は,温度T3,圧力
P1における乾き度X3の気液2相冷媒の組成を破線で
表しており,循環組成もこの破線上に存在することが判
る。
度T1,圧力P1の飽和蒸気線上に存在し,かつ3種混
合冷媒の気液平衡線図で有る図22に示した温度T3,
圧力P1における乾き度X3一定線上に存在することが
判る。したがって,3種混合冷媒の循環組成検知原理を
表す図で有る図23に示すようにこの2つの図を重ね合
わせ,この2つの曲線の交点として,循環組成の第1成
分y1と第2成分y2決定でき,第3成分y3は(1ー
y1ーy2)として求まり,循環組成y1/y2/y3
を決定することできる。
3つの温度検出器と1つの圧力検出器が必要であり,し
かも図23からも判るように,温度T1,圧力P1の飽
和蒸気線の傾きと温度T3,圧力P1における乾き度X
3一定線の傾きの差は,原理的に非常に小さく,循環組
成をこの2つの曲線の交点として求めるには,2つの曲
線を正確に同定することが必要となる。すなわち,この
2つの曲線を正確に同定するためには,高精度な3つの
温度検出器と1つの圧力検出器が必要となり,装置が高
価なものになるという欠点を有していた。また通常の冷
凍空調装置で用いられている精度の温度検出器や圧力検
出器を用いた場合には,2つの曲線の誤差が大きくな
り,結果としてこの交点として求められる循環組成にも
大きな誤差が含まれ,冷凍空調装置を安定にかつ信頼性
高く運転できないなどの問題点があった。
共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置では,2種混合冷媒
の循環組成は検知できるが,3種類以上の混合冷媒の循
環組成は検知できないものが大部分であった。また,一
部には3種混合冷媒の循環組成を検知できるものも提案
されているが,必要とするセンサーの数が多く,またそ
のセンサーには高い精度が要求されるため,装置が高価
なものになるという欠点を有していた。また通常の冷凍
空調装置で用いられている精度の温度検出器や圧力検出
器を用いた場合には,検知される循環組成には大きな誤
差が含まれ,冷凍空調装置を安定にかつ信頼性高く運転
できないなどの問題点があった。
れたもので,3種類以上の冷媒を混合してなる非共沸混
合冷媒の循環組成を安価に,しかも精度良く検知し,サ
イクル内の循環組成が変化しても,信頼性が高くかつ効
率よく運転を行う非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置
を提供することを目的とする。
係わる冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸
発器を少なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を
含めた冷媒を循環させる冷凍空調装置において、冷媒の
温度と圧力を検出して1或いは複数の非共沸混合冷媒の
乾き度を得るとともに、あらかじめ設定された非共沸混
合冷媒の成分組成間の関係を得、これら温度、圧力およ
び乾き度と成分組成間の関係とを用いて前記冷凍サイク
ルを循環する冷媒の循環組成を決定する組成検知手段を
備えたものである。
置における,あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の組
成比の関係は、実験あるいはシミュレーションから得ら
れる循環組成情報から求められたものである。
置における,あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の組
成比の関係は、充填組成および充填組成と同一の液組成
と平衡する蒸気組成,充填組成と同一の蒸気組成と平衡
する液組成など気液平衡組成の情報から求められたもの
である。
冷媒を用いた冷凍空調装置は,R32とR125とR1
34aの3種類の冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いた
ものである。
置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を少なくとも
有し、N種類(N≧3)の非共沸混合冷媒を含めた冷媒
を循環させる冷凍空調装置において、前記非共沸混合冷
媒の第1成分と第j(2≦j≦N−1)成分間の少なく
とも(N−2)個の組成関係式を用いるとともに、前記
組成関係式による傾き方向に対して交点が定めやすい傾
きを有する第k(kは第1、第j成分以外)と前記第1
または第j成分間との組成関係式を用いて、循環組成を
決定するものである。
置は,実験あるいはシミュレーションから得られる循環
組成情報から,非共沸混合冷媒の第1成分と第j(2≦
j≦N−1)成分間の少なくとも(N−2)個の組成関
係式を設定したものである。
置は,充填組成および充填組成と同一の液組成と平衡す
る蒸気組成,充填組成と同一の蒸気組成と平衡する液組
成など気液平衡組成の情報から,非共沸混合冷媒の第1
成分と第j(2≦j≦N−1)成分間の少なくとも(N
−2)個の組成関係式を設定したものである。
置の冷媒組成を求める方法は、圧縮機、凝縮器、減圧装
置、蒸発器を少なくとも有し、3種類以上の非共沸混合
冷媒を含めた冷媒を循環させるとともに冷媒の循環組成
を検出する組成検知手段を備えた冷凍空調装置におい
て、高圧の液冷媒の温度と、前記高圧の液冷媒を等エン
タルピー膨張させた低圧の気液二相冷媒の温度、圧力と
を入力する第1のステップと、前記非共沸混合冷媒の一
つの成分の組成を仮定する第2のステップと、前記非共
沸混合冷媒の組成を仮定した成分と他の一つの成分間の
組成の関係を用いて、他の循環組成を仮定する第3のス
テップと、前記循環組成の仮定値と前記高圧の液冷媒温
度を用いて前記高圧液冷媒のエンタルピーを算出する第
4のステップと、前記気液二相冷媒の温度、圧力および
前記高圧液冷媒エンタルピーから循環組成を演算し、前
記循環組成の仮定値と比較する第5のステップと、を備
え、前記演算した循環組成と前記循環組成の仮定値との
一致度合いが悪い場合には前記第3のステップから第5
のステップを繰り返し行ない、前記演算した循環組成と
前記循環組成の仮定値とを一致させるようにして冷媒組
成を求める。
置の冷媒組成を求める方法は、圧縮機、凝縮器、減圧装
置、蒸発器を少なくとも有し、3種類以上の非共沸混合
冷媒を含めた冷媒を循環させるとともに冷媒の循環組成
を検出する組成検出手段を備えた冷凍空調装置におい
て、高圧の液冷媒温度および既知量である冷媒充填組成
を用いて前記高圧液冷媒のエンタルピーを算出するステ
ップと、前記気液二相冷媒の温度、圧力および前記高圧
液冷媒エンタルピーから前記非急沸混合冷媒の一つの成
分の組成を算出するステップと、前記非共沸混合冷媒の
組成を算出した成分と他の一つの成分間の組成の関係を
用いて、他の成分の組成を求めるステップと、を備え
る。
す冷媒回路図で,従来装置と同様の部分は同一符号で示
す。図において,1は圧縮機,2は凝縮器,3は減圧装
置,4は蒸発器,5はアキュムレータであり,これらは
配管で順次接続されて冷凍サイクルを構成し,冷媒とし
て例えばR32とR125とR134aからなる非共沸
3種混合冷媒(充填組成はR32が23wt%,R12
5が25wt%,R134aが52wt%である)を用
いている。また20は組成検知手段であり,例えば特開
平8ー75280号公報に記載の方法を用いている。1
1は圧縮機1の吐出配管と吸入配管をバイパスするバイ
パス配管であり,この配管の途中には毛細管12が設け
られている。13はバイパス配管11の高圧側から毛細
管12へ流入する非共沸混合冷媒を冷却する熱交換器で
あり,バイパス配管11の低圧側との二重管熱交換器で
構成されている。また毛細管12の出口部には温度検出
器21と圧力検出器22が,毛細管入口部には温度検出
器23が設けられており,これらの信号は,マイコンを
使用した組成演算器10に入力され演算されている。
5/R134aが組成23/25/52w t%で充填
された冷凍サイクルの循環組成の実測結果の一例を循環
組成変化を表す図2に示す。図2は,アキュムレータ6
に貯める液冷媒量を変化させたり,サイクルから蒸気冷
媒や液冷媒を漏洩させたときの循環組成を,ガスクロマ
トグラフを用いて測定した結果の一例であり,横軸がR
32の循環組成を表し,縦軸がR125(図中白抜き
点)およびR134a(図中黒塗り点)の循環組成を表
す。充填組成が23/25/52wt%に対して循環組
成は,11/15/74wt%から33/33/34w
t%程度まで大きく変化する。またR32の循環組成と
R125の循環組成の間には,図中破線Aで示した一定
の関係がほぼ成立することが判る。すなわちこの破線A
で示した関係式を用いると,R32の循環組成Z1のみ
を検出すれば,破線Aの関係式からR125の循環組成
Z2が決定でき,R134aの循環組成Z3は(1ーZ
1ーZ2)から求まることにより,R32/R125/
R134aの循環組成を決定することができる。本発明
は冷媒の温度と圧力を検出して1種類の冷媒の組成比或
いは複数の種類の非共沸混合冷媒の冷媒組成比の関係を
得るとともに,図2のごとく、非共沸混合冷媒の組成比
の関係は、実験あるいはシミュレーションから得られる
循環組成情報から求められ、あらかじめ設定されるの
で、このデータを使用して二つの曲線の交点を求めるだ
けで冷凍サイクルを循環する冷媒の循環組成を決定する
ことが出来、信頼性の高い循環組成に関するデータが精
度良く簡単にしかも安価に使用できる。
32/125/134aの循環組成検知原理を説明す
る。図1に示した循環組成検知手段の動作を図3に示し
た圧力ーエンタルピー線図を用いて説明する,バイパス
配管11に流入した圧縮機1の吐出冷媒の一部(図中A
点)は,二重管熱交換器13で冷却されて液化し(図中
B点),毛細管12で減圧されて,低圧の気液2相冷媒
となる(図中C点)。この2相冷媒は,二重管熱交換器
13で加熱されて,蒸発して圧縮機1の吸入配管に合流
する(図中D点)。B点の毛細管入口部の冷媒温度T2
は,温度検出器23で検出され,この温度から,この点
のエンタルピーH2が判る。毛細管部での冷媒の変化
は,等エンタルピー変化であるため,C点の毛細管出口
部のエンタルピーもH2と等しい。C点の毛細管出口部
の圧力P1は圧力検出器22で検出され,この圧力P1
およびエンタルピーH2から,この点の乾き度X1(=
冷媒蒸気質量流量/全冷媒質量流量)が判る。すなわ
ち,2つの温度検出器21,23および1つの圧力検出
器22の情報から,毛細管出口部の気液2相冷媒の温度
T1,圧力P1および乾き度X1を検出する事ができ
る。
度T1,圧力P1でのR32/125/134aの気液
平衡状態を示したものであり,縦軸がR125の組成,
横軸がR32の組成である。図中2つの実線は,それぞ
れ飽和蒸気線および飽和液線を表し,この2つの曲線で
挟まれた領域は,気液2相状態を表す。また図中の一点
鎖線は,乾き度がX1一定の気液2相状態を表す曲線で
ある。組成検知手段20から検出された毛細管12出口
部の気液2相冷媒の温度T1,圧力P1および乾き度X
1の情報から,サイクル内の循環組成は,図4の一点鎖
線上に存在することが判る。なお上述の演算は検出され
た温度や圧力から組成演算器10においてマイコンの記
憶手段に記憶された冷媒の物性からエンタルビなどを求
めることが出来る。
2/R125/R134aの循環組成情報から得られた
R32とR125の組成関係式を示したものであり,循
環組成はこの破線上に存在することになる。したがって
R32の循環組成Z1とR125の循環組成Z2は,図
4に示した一点鎖線と破線の交点として定まり,R13
4aの循環組成Z3は(1ーZ1ーZ2)から求まり,
R32/R125/R134aの循環組成を決定するこ
とができる。なお図4は3種の組成比に応じた冷媒の物
性値から決まる図であって、例えば縦軸、横軸とも0−
1の比で示されるため、すなわち横軸はR125のみゼ
ロであり、縦軸はR32のみゼロであり、右上半部の3
角形の領域に破壊が存在せず、結果として左下半分の領
域の図となっている。
おける乾き度X1一定線(図4中一点鎖線)とR32と
R125の組成関係式(図4中破線)は,その曲線の傾
きが大きく異なり,図23示した従来の方法に比べて,
曲線の交点を定めるのが容易である。すなわち,各曲線
を決定するのに必要な温度検出器や圧力検出器は,特別
高精度なもの用いなくても,精度良く循環組成を決定す
ることができる。また必要なセンサーは,2つの温度検
出器と1つの圧力検出器のみであるので,従来の方法に
比べてセンサーの数は少なくてよく,また必要とする精
度も高くないので,装置が安価となるというメリットが
ある。
イコン中に記憶されたR32とR125の組成関係式を
用いて循環組成を決定する方法を説明したが,R32と
R134aの組成関係式あるいはR125とR134a
の組成関係式を用いても,同様の効果を発揮することが
できる。また以上の説明は特定の冷媒を例に挙げて説明
したが、3種類以上の非共沸混合冷媒の組み合わせを含
む混合冷媒で有ればどのような冷媒を使用しても良いこ
とは当然である。本実施の形態では,3種混合冷媒の場
合について説明したが,4種混合冷媒など3種類以上の
冷媒を混合してなる非共沸混合冷媒でも,組成関係式を
用いることにより同様の効果を発揮することができる。
例えば,4種混合冷媒の場合には,第1成分と第2成分
の組成関係式と第1成分と第3成分の組成関係式を用い
ることにより,2種混合冷媒と同様の取り扱いで,簡単
に,循環組成を検出することができる。
0内の毛細管12出口部の気液2相冷媒の温度と圧力,
乾き度情報から循環組成を決定する方法を説明したが,
これに限るものではなく,飽和蒸気状態や飽和液状態を
含めたサイクル内の気液2相状態の冷媒の温度と圧力,
乾き度情報から,循環組成が存在する曲線を求め,この
曲線と組成関係式との交点から循環組成を決定するよう
にしてもよい。上記説明ではバイパス管に毛細管を設置
しこの前後の温度と圧力から循環組成が存在する曲線を
求める例を示したが、例えばLEVである減圧装置3の
前後、冷房と暖房で異なるが上流側の温度と下流側の温
度と圧力を検出しても良い。或いは下流側における凝縮
器出口や蒸発器出口の温度、圧力を利用しても良い。
化する。例えば,液がアキュムレータに溜まりすぎて循
環組成が変わると、圧力に対する飽和温度が変化し凝縮
温度を一定に制御できず、熱交換器の能力が低下し暖房
運転の能力が低下する。特に室内機を複数同時に運転可
能なマルチシステムを制御する冷凍サイクルの場合、凝
縮温度や蒸発温度を一定に制御することが重要であり、
しかもこれを基にスーパーヒート制御などが行われる。
本発明はこのようなマルチの構成においても循環組成を
精度良く検出でき、冷凍装置の所期の性能を安定して確
保でき、どのようなモードの運転を行う場合にも信頼性
の高い運転を行うことが出来る。なお上記の説明では、
R32/R125/R134aの循環組成にて各非共沸
混合冷媒の成分組成間の関係について述べてきたが、こ
れに限られないことは当然で有る。例えば地球温暖化へ
の影響や、冷凍サイクル、特に熱交換器の性能向上など
を考慮していろいろな冷媒の組み合わせ、 R32/R
134a/R290, R32/R134a/R600
a,R32/R125/R134a/R290,R32
/R125/R134a/R143a,R32/R12
5/R134a/R600a,等があり得るし、R32
/R125/R134aの循環組成として充填組成23
/25/52wtの説明に対し25/15/60wtの
成分組成間等の関係もあり得る。
態の他の例を示す循環組成検知フローチャートである。
組成演算器10の動作が開始されると,まずステップS
1では,組成検知手段20内の温度検出器21,23お
よび圧力検出器22からそれぞれ毛細管出口温度T1,
毛細管入口温度T2および毛細管出口圧力P1を組成演
算器10に取り込む。次にステップS2では,R32/
R125/R134aの循環組成の内,R32の循環組
成Z1を仮定する。ステップS3では,図2あるいは図
4に示したR32とR125の組成関係式をZ2=a・
Z1+b(a,bは定数)と近似して,ステップS2で
仮定したR32の循環組成を用いて,R125の循環組
成Z2を算出し,さらにR134aの循環組成Z3を
(1ーZ1ーZ2)から算出する。ステップS4では,
入力された毛細管入口温度T2と循環組成Z1/Z2/
Z3から,毛細管12入口部の冷媒エンタルピーを算出
する。すなわち液冷媒の温度と組成とエンタルピーに
は,その関係を示す図である図6に示すような関係があ
り,この関係を予め H2=f1(T2,Z1,Z2,Z3) として組成演算器10に記憶させておけば,この関係式
を用いて毛細管入口部の温度T2と循環組成Z1/Z2
/Z3から,毛細管入口部のエンタルピーH2を算出す
ることができる。ステップS5では,毛細管12出口圧
力P1とステップS4で求めたエンタルピーH2および
循環組成仮定値Z1/Z2/Z3から,毛細管出口部の
冷媒乾き度X1を算出する。すなわち,非共沸混合冷媒
の圧力とエンタルピー,組成,乾き度には図7に示すよ
うな関係があり,この関係を予め X1=f2(P1,H2,Z1,Z2,Z3) として組成演算器10に記憶させておけば,この関係式
を用いて毛細管12出口部の冷媒乾き度X1を算出する
ことができる。さらにステップS6では,毛細管12出
口部の温度T1と圧力P1および乾き度X1から,R3
2の循環組成Z1*を算出する。すなわち気液2相状態
の非共沸混合冷媒では,圧力と温度,乾き度,組成に
は,図8に示すような関係があり,この関係を予め Z1*=f3(T1,P1,X1) として組成演算器10に記憶させておけば,この関係式
を用いて,毛細管出口部の温度T1,圧力P1,乾き度
X1からR32の循環組成Z1*を算出することができ
る。ステップS7では,このR32の循環組成Z1*と
ステップS2で仮定したR32の循環組成Z1を比較
し,所定の範囲内でこれらが一致していれば,循環組成
はZ1/Z2/Z3として求まる。両者が一致していな
ければ,ステップS8でR32の循環組成を仮定し直
し,再びステップS3に戻って上記計算を行い,両者が
所定の範囲内で一致するまで計算を続行する。
繰り返しを少なくする範囲である所定の範囲内でこれら
が一致していれば循環組成を決定できるが、もしこの範
囲から外れていれば、例えばR32の循環組成Z1*と
ステップS2で仮定したR32の循環組成Z1との平均
値、すなわち両者を足して2で割った値を新たなZ1の
仮定値として計算を続ければよい。図7、図8における
P1`P1``はP1との大小関係を示すものである。
この発明によれば,R32とR125の組成関係式を用
いることによって,自由度が2つある3種混合冷媒の循
環組成の決定を,R32の組成のみで行うことができ,
2種混合冷媒と同様な,比較的簡単な検知アルゴリズム
により循環組成を検知する事ができる。
の記憶装置に記憶され設定されたデータを、演算処理装
置などを使用して演算することにより容易に求められ
る。なお上記説明では,R32とR125の組成関係式
を用いることによって,自由度が2つある3種混合冷媒
の循環組成の決定を,R32の組成のみで行うことがで
き,2種混合冷媒と同様な,比較的簡単な検知アルゴリ
ズムにより循環組成を検知する事ができるとしたがこれ
はどの冷媒によっても良く、さらに。上記以外の冷媒に
よっても同様である。
態の他の例を示す循環組成検知フローチャートである。
組成演算器10の動作が開始されると,まずステップS
11では,組成検知手段20内の温度検出器21,23
および圧力検出器22からそれぞれ毛細管出口温度T
1,毛細管入口温度T2および毛細管出口圧力P1を組
成演算器10に取り込む。次にステップS12では,入
力された毛細管入口温度T2と既知量である充填組成Z
10/Z20/Z30から,毛細管12入口部の冷媒エ
ンタルピーを算出する。すなわち既知量である充填組成
における液冷媒の温度とエンタルピーの関係を予め H2=f1(T2,Z10,Z20,Z30) として組成演算器10に記憶させておけば,この関係式
を用いて毛細管入口部の温度T2と充填組成Z10/Z
20/Z30から,毛細管入口部のエンタルピーH2を
算出することができる。ステップS13では,毛細管1
2出口圧力P1とステップS12で求めたエンタルピー
H2および充填組成Z10/Z20/Z30から毛細管
出口部の冷媒乾き度X1を算出する。すなわち,充填組
成Z10/Z20/Z30における混合冷媒の乾き度と
圧力,エンタルピーの関係を予め X1=f2(P1,H2, Z10,Z20,Z30) として組成演算器10に記憶させておけば,この関係式
を用いて毛細管12出口部の冷媒乾き度X1を算出する
ことができる。さらにステップS14では,毛細管12
出口部の温度T1と圧力P1および乾き度X1から,R
32の循環組成Z1を算出する。すなわち3種混合冷媒
R32/R125/R134aに対して,図2に示した
R32とR125の組成関係式を用いると,組成の自由
度は1つになり,2種混合冷媒と同様な取り扱いが可能
となる。2種混合冷媒では,圧力と温度,乾き度,組成
には,図10に示すような関係があり,この関係を予め Z1=f3(T1,P1,X1) として組成演算器10に記憶させておけば,この関係式
を用いて,毛細管出口部の温度T1,圧力P1,乾き度
X1からR32の循環組成Z1を算出することができ
る。ステップS15では,このR32の循環組成Z1か
らR32とR125の組成関係式をZ2=a・Z1+b
(a,bは定数)と近似して,R125の循環組成Z2
を算出し,さらにR134aの循環組成Z3を(1ーZ
1ーZ2)から算出し,循環組成Z1/Z2/Z3を決
定する。
125の組成関係式を用い,しかも冷媒エンタルピーや
冷媒乾き度などの物性値を求める際の組成を充填組成と
したことにより,図5に示した循環組成検知フローチャ
ートに比べて,仮定した循環組成の収束を判断するルー
プが不要となり,循環組成検知に要する計算時間が大幅
に短縮することができる。
冷媒エンタルピーや冷媒乾き度などの物性値を求める際
の組成を、既知量である充填組成としたもので計算する
方法について説明したが,これに限るものではなく,冷
凍サイクル運転上,頻繁に生じる循環組成を予め求めて
おき,この循環組成を用いて冷媒エンタルピーや冷媒乾
き度などの物性値を求めてもよい。また冷房や暖房など
運転モードによって,冷媒エンタルピーや冷媒乾き度な
どの物性値を求める際の組成を変更するようにしても良
い。例えば冷媒量の変動が少ない冷房時には簡単にわか
る既知量である充填組成をZ10/Z20/Z30と
し、暖房時には液溜まりの余剰量から推定できる組成比
をZ10/Z20/Z30とすることにより、より精度
の高い計算結果が得られる。
の実施の形態の他の例を示すR32とR125の組成関
係式の同定方法を示す為のR32/R125/R134
a の気液平衡組成を表す図である。非共沸混合冷媒の
ある組成の飽和液と平衡する蒸気組成,あるいはある組
成の飽和蒸気と平衡する液組成は,圧力により一意的に
定まる。図11は,圧力が1000kPa一定に基で,
先ず左端の図でR32/R125/R134aの充填組
成である23/25/52wt%の飽和液と平衡する蒸
気組成を求め,さらに中央の図でこの蒸気組成と同一な
飽和液と平衡する蒸気組成を、次に右端の図で同様に順
次求めたものである。また図12は,圧力が1000k
Pa一定に基で,先ず左端の図でR32/125/13
4aの充填組成である23/25/52wt%の飽和蒸
気と平衡する液組成を求め,さらに中央の図でこの液組
成と同一な飽和蒸気と平衡する液組成を、次に右端の図
で同様に順次求めたものである。図11と図12の左端
の図だけでも図13の気液平行組成の情報からの組成比
の関係を得ることが出来るが冷凍サイクルの運転範囲や
異常時の組成比の領域における組成比の関係の領域を得
るための方法として手早く確実なデータが図11と図1
2から得られる。図13は気液平衡組成から同定したR
32とR125の組成関係式を表す図であり,圧力50
0〜2500kPaの範囲で,同様の計算を行い,これ
らの蒸気組成および液組成を,横軸をR32の組成,縦
軸をR125の組成として,プロットしたものである。
図から判るように,これらの平衡組成におけるR32の
組成とR125の組成には,一定の関係が存在する。図
中の実線は,この組成関係式を最小二乗法により求めた
ものである。
情報から求めたR32とR125の組成関係式(図14
中破線)と図13に示した気液平衡組成におけるR32
とR125の組成関係式(図14中実線)を比較したも
のである。この2つの組成関係式は,約2%以内で一致
している。したがってR32/R125/R134aの
循環組成を検出する際に用いるR32とR125の組成
関係式としては,どちらの式を用いても,実用上,充分
な精度を有する。
関係式を同定するに際は,実験などによる実測情報が必
要であるが,気液平衡組成から組成関係式を同定するに
際は,実験などは不要となり,使用する混合冷媒の構成
冷媒と充填組成の情報を記憶させ、すなわち各冷媒の物
性値により,マイコンの演算手段により演算して効率的
に求めることもできる。以上のように本発明によれば、
例えば冷媒の温度と圧力を検出して1種類の冷媒の組成
比或いは複数の種類の非共沸混合冷媒の冷媒組成比の関
係を組成演算器の演算手段で得ることと,非共沸混合冷
媒の組成比の関係をあらかじめ組成演算器の記憶手段に
設定することとは別個の作業であり、かつ後者は事前に
実験やシミュレーションにより簡単に求め記憶させてお
き運転に入った後は入力に基づいて特定の冷媒の成分組
成を演算手段で演算し記憶手段に記憶された冷媒の成分
組成間の関係と比較して全部の冷媒の循環組成を求める
ことが出来る。さらに後者は冷媒が多数存在しても図2
のごとくそれぞれのその2種類の関係、例えばR32と
R125、R32とR134a又はR125とR134
aの2通りの成分組成の関係を事前に設定しておけば次
の4種類目で有る例えばR290の冷媒成分組成を含め
本発明の方法で全ての冷媒の循環組成が判別できるの
で、このように非共沸冷媒が4種類以上有っても簡単に
冷凍サイクルを循環する冷媒の循環組成を決定すること
ができる。すなわちN種類(N≧3)の非共沸混合冷媒
を含めた冷媒を循環させる冷凍空調装置において,非共
沸混合冷媒の第1成分と第j(2≦j≦N−1)成分間
の少なくとも(N−2)個の組成関係式を用いて,循環
組成を決定するものである。
冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を
少なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を含めた
冷媒を循環させる冷凍空調装置において、冷媒の温度と
圧力を検出して1或いは複数の非共沸混合冷媒の乾き度
を得るとともに、あらかじめ設定された非共沸混合冷媒
の成分組成間の関係を得、これら温度、圧力および乾き
度と成分組成間の関係とを用いて前記冷凍サイクルを循
環する冷媒の循環組成を決定する組成検知手段を備えた
ので、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成を精度良く検
出でき、信頼性が高くかつ効率よく運転を行なうことが
できる。
あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の組成比の関係
は、実験あるいはシミュレーションから得られる循環組
成情報から求められたものであるので,冷凍サイクル内
を循環する冷媒組成を安価で,しかも精度良く検出で
き,信頼性が高くかつ効率よく運転を行うことができ
る。
あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の組成比の関係
は、充填組成および充填組成と同一の液組成と平衡する
蒸気組成,充填組成と同一の蒸気組成と平衡する液組成
など気液平衡組成の情報から求められたもので有るの
で,循環組成の実測情報がなくても,冷凍サイクル内を
循環する冷媒組成を安価で,しかも精度良く検出でき
る。
R32とR125とR134aの3種類の冷媒からなる
非共沸混合冷媒を作動媒体としているので,R22の代
替冷媒機として,信頼性が高くかつ効率よく運転を行う
ことができる。
圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を少なくとも有し、
N種類(N≧3)の非共沸混合冷媒を含めた冷媒を循環
させる冷凍空調装置において、前記非共沸混合冷媒の第
1成分と第j(2≦j≦N−1)成分間の少なくとも
(N−2)個の組成関係式を用いるとともに、前記組成
関係式による傾き方向に対して逆の傾き方向となる第k
(kは第1、第j成分以外)と前記第1または第j成分
間との組成関係式を用いて、循環組成を決定するので、
冷凍サイクル内を循環する冷媒組成を安価で、しかも精
度良く検出でき、信頼性が高くかつ効率よく運転を行な
うことができる。
実験あるいはシミュレーションから得られる循環組成情
報から,非共沸混合冷媒の第1成分と第j(2≦j≦N
−1)成分間の少なくとも(N−2)個の組成関係式を
同定しているので,冷凍サイクル内を循環する冷媒組成
を安価で,しかも精度良く検出でき,信頼性が高くかつ
効率よく運転を行うことができる。
充填組成および充填組成と同一の液組成と平衡する蒸気
組成,充填組成と同一の蒸気組成と平衡する液組成など
気液平衡組成の情報から,非共沸混合冷媒の第1成分と
第j(2≦j≦N−1)成分間の(N−2)個の組成関
係式を同定しているので,循環組成の実測情報がなくて
も,冷凍サイクル内を循環する冷媒組成を安価で,しか
も精度良く検出できる。
成を求める方法は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器
を少なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を含め
た冷媒を循環させるとともに冷媒の循環組成を検出する
組成検知手段を備えた冷凍空調装置において、高圧の液
冷媒の温度と、前記高圧の液冷媒を等エンタルピー膨張
させた低圧の気液二相冷媒の温度、圧力とを入力する第
1のステップと、前記非共沸混合冷媒の一つの成分の組
成を仮定する第2のステップと、前記非共沸混合冷媒の
組成を仮定した成分と他の一つの成分間の組成の関係を
用いて、他の循環組成を仮定する第3のステップと、前
記循環組成の仮定値と前記高圧の液冷媒温度を用いて前
記高圧液冷媒のエンタルピーを算出する第4のステップ
と、前記気液二相冷媒の温度、圧力および前記高圧液冷
媒エンタルピーから循環組成を演算し、前記循環組成の
仮定値と比較する第5のステップと、を備え、前記演算
した循環組成と前記循環組成の仮定値との一致度合いが
悪い場合には前記第3のステップから第5のステップを
繰り返し行ない、前記演算した循環組成と前記循環組成
の仮定値とを一致させるようにして冷媒組成を求めるの
で、効率の良い運転ができる。
成を求める方法は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器
を少なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を含め
た冷媒を循環させるとともに冷媒の循環組成を検出する
組成検知手段を備えた冷凍空調装置において、高圧の液
冷媒の温度、前記高圧の液冷媒を等エンタルピー膨張さ
せた低圧の気液二相冷媒の温度、圧力を入力するステッ
プと、前記高圧の液冷媒温度および既知量である冷媒充
填組成を用いて前記高圧液冷媒のエンタルピーを算出す
るステップと、前記気液二相冷媒の温度、圧力および前
記高圧液冷媒エンタルピーから前記非共沸混合冷媒の一
つの成分の組成を算出するステップと、前記非共沸混合
冷媒の組成を算出した成分と他の一つの成分間の組成の
関係を用いて、他の成分の組成を求めるステップと、を
備えたので、簡単な装置で信頼性が高くかつ効率の良い
運転ができる。
を表す図。
フローチャート。
図。
す図。
す図。
フローチャート図。
成を表す図。
成を表す図。
の組成関係式を表す図。
の動作を表す図。
図。
す図。
す図。
図。
す図。
20組成検知手段。
Claims (9)
- 【請求項1】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を少
なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を含めた冷
媒を循環させる冷凍空調装置において、冷媒の温度と圧
力を検出して1或いは複数の非共沸混合冷媒の乾き度を
得るとともに、あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の
成分組成間の関係を得、これら温度、圧力および乾き度
と成分組成間の関係とを用いて前記冷凍サイクルを循環
する冷媒の循環組成を決定する組成検知手段を備えたこ
とを特徴とする冷凍空調装置。 - 【請求項2】 あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の
組成比の関係は、実験あるいはシミユレーションから得
られる循環組成情報から求められたことを特徴とする請
求項1記載の冷凍空調装置。 - 【請求項3】 あらかじめ設定された非共沸混合冷媒の
組成比の関係は、充填組成および充填組成と同一の液組
成と平衡する蒸気組成、充填組成と同一の蒸気組成と平
衡する液組成など気液平衡組成の情報から求められたこ
とを特徴とする請求項1記載の冷凍空調装置。 - 【請求項4】 R32とR125とR134aの3種類
の冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いたことを特徴とす
る請求項1、2、又は3記載の冷凍空調装置。 - 【請求項5】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を少
なくとも有し、N種類(N≧3)の非共沸混合冷媒を含
めた冷媒を循環させる冷凍空調装置において、前記非共
沸混合冷媒の第1成分と第j(2≦j≦N−1)成分間
の少なくとも(N−2)個の組成関係式を用いるととも
に、前記組成関係式による傾き方向に対して交点が定め
やすい傾きを有する第k(kは第1、第j成分以外)と
前記第1または第j成分間との組成関係式を用いて、循
環組成を決定することを特徴とする冷凍空調装置。 - 【請求項6】 実験あるいはシミュレーションから得ら
れる循環組成情報から、非共沸混合冷媒の第1成分と第
j(2≦j≦N−1)成分間の少なくとも(N−2)個
の組成関係式を設定したことを特徴とする請求項5記載
の冷凍空調装置。 - 【請求項7】 充填組成および充填組成と同一の液組成
と平衡する蒸気組成、充填組成と同一の蒸気組成と平衡
する液組成など気液平衡組成の情報から、非共沸混合冷
媒の第1成分と第j(2≦j≦N−1)成分間の少なく
とも(N−2)個の組成関係式を設定したことを特徴と
する請求項5記載の冷凍空調装置。 - 【請求項8】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を少
なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を含めた冷
媒を循環させるとともに冷媒の循環組成を検出する組成
検知手段を備えた冷凍空調装置において、 高圧の液冷媒の温度と、前記高圧の液冷媒を等エンタル
ピー膨張させた低圧の気液二相冷媒の温度、圧力とを入
力する第1のステップと、 前記非共沸混合冷媒の一つの成分の組織を仮定する第2
のステップと、 前記非共沸混合冷媒の組成を仮定した成分と他の一つの
成分間の組成の関係を用いて、他の循環組成を仮定する
第3のステップと、 前記循環組成の仮定値と前記高圧の液冷媒温度を用いて
前記高圧液冷媒のエンタルピーを算出する第4のステッ
プと、 前記気液二相冷媒の温度、圧力および前記高圧液冷媒エ
ンタルピーから循環組成を演算し、前記循環組成の仮定
値と比較する第5のステップと、を備え、 前記演算した循環組成と前記循環組成の仮定値との一致
度合いが悪い場合には前記第3のステップから第5のス
テップを繰り返し行ない、前記演算した循環組成と前記
循環組成の仮定値とを一致させるようにして冷媒組成を
求めることを特徴とする冷凍空調装置の冷媒組成を求め
る方法。 - 【請求項9】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を少
なくとも有し、3種類以上の非共沸混合冷媒を含めた冷
媒を循環させるとともに冷媒の循環組成を検出する組成
検知手段を備えた冷凍空調装置において、 高圧の液冷媒の温度、前記高圧の液冷媒を等エンタルピ
ー膨張させた低圧の気液二相冷媒の温度、圧力を入力す
るステップと、 高圧の液冷媒温度および既知量である冷媒充填組成を用
いて前記高圧液冷媒のエンタルピーを算出するステップ
と、 前記気液二相冷媒の温度、圧力および前記高圧液冷媒エ
ンタルピーから前記非共沸混合冷媒の一つの成分の組成
を算出するステップと、 前記非共沸混合冷媒の組成を算出した成分と他の一つの
成分間の組成の関係を用いて、他の成分の組成を求める
ステップと、を備えたことを特徴とする冷凍空調装置の
冷媒組成を求める方法。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22320997A JP3185722B2 (ja) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法 |
PT98109446T PT898133E (pt) | 1997-08-20 | 1998-05-25 | Aparelho de refrigeracao e condicionamento de ar e processo para determinar a composicao refrigerante do aparelho de refrigeracao e condicionamento de ar |
ES98109446T ES2241074T3 (es) | 1997-08-20 | 1998-05-25 | Aparato frigorifico y de aire acondicionado y procedimiento para determinar la composicion de fluido frigorigeno de un aparato frigorifico y de aire acondicionado. |
EP98109446A EP0898133B1 (en) | 1997-08-20 | 1998-05-25 | Refrigerating and air-conditioning apparatus and method of determining refrigerant composition of refrigerating and air-conditioning apparatus |
DE69829806T DE69829806T2 (de) | 1997-08-20 | 1998-05-25 | Kälte- und Klimagerät und Verfahren zur Bestimmung der Kältemittelzusammensetzung eines Kälte- und Klimagerätes |
KR1019980018964A KR100325927B1 (ko) | 1997-08-20 | 1998-05-26 | 냉동공조장치및냉동공조장치의냉매조성을구하는방법 |
US09/084,505 US5996358A (en) | 1997-08-20 | 1998-05-27 | Refrigerating and air-conditioning apparatus and method of determining refrigerant composition of refrigerating and air-conditioning apparatus |
CN98109369A CN1122793C (zh) | 1997-08-20 | 1998-05-29 | 制冷空调机及求制冷空调机的制冷剂组成的方法 |
US09/349,714 US6247320B1 (en) | 1997-08-20 | 1999-07-08 | Refrigerating and air-conditioning apparatus and method of determining refrigerant composition of refrigerating and air-conditioning apparatus |
KR1020010060033A KR100356982B1 (ko) | 1997-08-20 | 2001-09-27 | 냉동공조장치의 냉매조성을 구하는 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22320997A JP3185722B2 (ja) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1163747A JPH1163747A (ja) | 1999-03-05 |
JP3185722B2 true JP3185722B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=16794511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22320997A Expired - Fee Related JP3185722B2 (ja) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5996358A (ja) |
EP (1) | EP0898133B1 (ja) |
JP (1) | JP3185722B2 (ja) |
KR (2) | KR100325927B1 (ja) |
CN (1) | CN1122793C (ja) |
DE (1) | DE69829806T2 (ja) |
ES (1) | ES2241074T3 (ja) |
PT (1) | PT898133E (ja) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000007185A1 (en) | 1998-07-28 | 2000-02-10 | Lg Electronics Inc. | Method and apparatus of recording data in the optical recording medium |
ES2296645T3 (es) * | 1999-10-18 | 2008-05-01 | Daikin Industries, Ltd. | Dispositivo de refrigeracion. |
FR2844879B1 (fr) * | 2002-09-23 | 2005-07-08 | Armines Ass Pour La Rech Et Le | Procede et systeme de mesure de composition circulante d'un melange de frigorigenes |
US7704404B2 (en) * | 2003-07-17 | 2010-04-27 | Honeywell International Inc. | Refrigerant compositions and use thereof in low temperature refrigeration systems |
ES2728954T3 (es) | 2005-10-25 | 2019-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | Aparato acondicionador de aire, método de llenado de refrigerante en aparato de acondicionador de aire, método para evaluar el estado de llenado de refrigerante en aparato de acondicionador de aire y método de llenado de refrigerante/limpieza de tuberías para aparato acondicionador de aire |
WO2007123544A1 (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-01 | Carrier Corporation | System performance correction by modifying refrigerant composition in a refrigerant system |
AR062864A1 (es) | 2006-09-15 | 2008-12-10 | Du Pont | Metodo para determinar los componentes de una composicion de fluoroolefina, metodo para recargar un sistema de fluido en respuesta a ello, y sensores que se utilizan con dicho fin |
EP2064533A2 (en) * | 2006-09-15 | 2009-06-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Method of detecting leaks of fluoroolefin compositions and sensors used therefor |
JP4245064B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2009-03-25 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置 |
CN100453928C (zh) * | 2007-10-09 | 2009-01-21 | 上海理工大学 | 自动复叠制冷系统排气压力的调节装置 |
JP5353167B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-11-27 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
CN102147173B (zh) * | 2010-02-08 | 2012-09-26 | 财团法人工业技术研究院 | 热气旁通方法 |
WO2012042573A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
EP2669597B1 (en) * | 2011-01-27 | 2017-05-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner |
WO2012172597A1 (ja) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
US9857113B2 (en) | 2011-06-16 | 2018-01-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning apparatus |
EP2730863B1 (en) * | 2011-07-07 | 2020-06-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration and air conditioning device and method for controlling refrigeration and air conditioning device |
CN103733005B (zh) * | 2011-09-30 | 2016-04-06 | 三菱电机株式会社 | 空调装置 |
JP5759018B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2015-08-05 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
EP2796809B1 (en) * | 2011-12-22 | 2019-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioning device |
WO2013168199A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
CN102798254B (zh) * | 2012-09-06 | 2014-06-18 | 江苏天舒电器有限公司 | 一种热利用平衡处理器 |
CN104755904B (zh) | 2012-10-25 | 2017-11-24 | 开利公司 | 测量气体混合物的浓度的方法 |
GB2530915C (en) * | 2013-06-19 | 2019-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | Air-conditioning apparatus |
KR101754225B1 (ko) * | 2013-11-12 | 2017-07-19 | 최창균 | 탄화수소 혼합 냉매 및 이것의 조성비를 결정하기 위한 시뮬레이션 장치 |
KR102240070B1 (ko) * | 2014-03-20 | 2021-04-13 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 및 그 제어방법 |
JP6120797B2 (ja) * | 2014-04-04 | 2017-04-26 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
US10309699B2 (en) * | 2014-04-11 | 2019-06-04 | Hanon Systems | Electric compressor and method for controlling same |
JP2017062082A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 東芝キヤリア株式会社 | マルチ型空気調和装置 |
JP6937934B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2021-09-22 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
DK181305B1 (en) | 2019-01-15 | 2023-08-07 | Maersk Container Ind A/S | CALIBRATION OF COOLANT SATURATION TEMPERATURE IN A COOLING SYSTEM |
JP7280521B2 (ja) * | 2021-03-31 | 2023-05-24 | ダイキン工業株式会社 | ヒートポンプ装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5186012A (en) * | 1991-09-24 | 1993-02-16 | Institute Of Gas Technology | Refrigerant composition control system for use in heat pumps using non-azeotropic refrigerant mixtures |
CN1031514C (zh) * | 1992-01-24 | 1996-04-10 | 顾雏军 | 在热力循环中使用的改进的非共沸工作介质 |
JP3178103B2 (ja) * | 1992-08-31 | 2001-06-18 | 株式会社日立製作所 | 冷凍サイクル |
JP3211405B2 (ja) * | 1992-10-01 | 2001-09-25 | 株式会社日立製作所 | 冷媒組成検出装置 |
JPH06174317A (ja) * | 1992-12-01 | 1994-06-24 | Tabai Espec Corp | 非共沸混合冷媒使用の冷凍法及び冷凍装置 |
TW262529B (en) * | 1993-03-29 | 1995-11-11 | Toshiba Co Ltd | Refrigerating apparatus |
JPH0712411A (ja) * | 1993-06-24 | 1995-01-17 | Hitachi Ltd | 冷凍サイクルおよび冷凍サイクルの冷媒組成比制御方法 |
JPH07146042A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-06-06 | Toshiba Corp | 冷媒成分比検出装置及びこれを用いた空気調和装置 |
CN1079528C (zh) * | 1993-10-28 | 2002-02-20 | 株式会社日立制作所 | 制冷循环及其控制方法 |
JP2948105B2 (ja) * | 1994-08-31 | 1999-09-13 | 三菱電機株式会社 | 非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置 |
DE69526979T2 (de) * | 1994-07-21 | 2003-02-06 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Klimagerät mit nichtazeotropischem Kältemittel und Steuerungsinformations-Erfassungsgerät |
JP3054564B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2000-06-19 | 三洋電機株式会社 | 空気調和機 |
JPH08152207A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 空気調和機 |
JP3463710B2 (ja) * | 1995-03-27 | 2003-11-05 | 三菱電機株式会社 | 非共沸混合冷媒搭載の冷凍装置 |
JP3655681B2 (ja) * | 1995-06-23 | 2005-06-02 | 三菱電機株式会社 | 冷媒循環システム |
US6079217A (en) * | 1998-08-03 | 2000-06-27 | York International Corporation | Method and system for the determination of a ternary refrigerant mixture composition |
-
1997
- 1997-08-20 JP JP22320997A patent/JP3185722B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-25 DE DE69829806T patent/DE69829806T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-25 ES ES98109446T patent/ES2241074T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-25 PT PT98109446T patent/PT898133E/pt unknown
- 1998-05-25 EP EP98109446A patent/EP0898133B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-26 KR KR1019980018964A patent/KR100325927B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-05-27 US US09/084,505 patent/US5996358A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-29 CN CN98109369A patent/CN1122793C/zh not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-07-08 US US09/349,714 patent/US6247320B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-09-27 KR KR1020010060033A patent/KR100356982B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69829806D1 (de) | 2005-05-25 |
KR19990023142A (ko) | 1999-03-25 |
US5996358A (en) | 1999-12-07 |
KR20010101848A (ko) | 2001-11-14 |
KR100356982B1 (ko) | 2002-10-19 |
PT898133E (pt) | 2005-07-29 |
EP0898133A2 (en) | 1999-02-24 |
DE69829806T2 (de) | 2006-02-23 |
CN1122793C (zh) | 2003-10-01 |
ES2241074T3 (es) | 2005-10-16 |
EP0898133A3 (en) | 2001-11-07 |
KR100325927B1 (ko) | 2002-04-17 |
EP0898133B1 (en) | 2005-04-20 |
US6247320B1 (en) | 2001-06-19 |
JPH1163747A (ja) | 1999-03-05 |
CN1208841A (zh) | 1999-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3185722B2 (ja) | 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法 | |
US5735132A (en) | Control-information detecting apparatus for a refrigeration air-conditioner using a non-azeotrope refrigerant | |
JP5791716B2 (ja) | 冷凍空調装置及び冷凍空調装置の制御方法 | |
JP5759018B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP5808410B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
Chen et al. | Calculating circulation concentration of zeotropic refrigerant mixtures | |
EP3287719B1 (en) | Refrigeration cycle device | |
JP2943613B2 (ja) | 非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置 | |
JP2948105B2 (ja) | 非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置 | |
Hoehne et al. | Charge minimization in systems and components using hydrocarbons as a refrigerant | |
JP2018185116A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
Haberschill et al. | Performance prediction of a refrigerating machine using R‐407C: the effect of the circulating composition on system performance | |
WO2020066001A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
Smith et al. | A study of evaporation heat Transfer coefficient correlations at low heat and mass fluxes for pure refrigerants and refrigerant mixtures | |
JP3168496B2 (ja) | 空気調和装置 | |
Ahmed et al. | The Effect of the Cooling Water Loop on the Exergy Destruction Components of Split Air Conditioning Systems | |
WO2022180821A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
Peuker et al. | Experimental and modeling investigation of two evaporator automotive air conditioning systems | |
Schultz | Observations of Water-Cooled Chillers with Tube-in-Shell Heat Exchangers Operated with Mildly Zeotropic Low Pressure Refrigerant Blends | |
He et al. | An Oil Circulation Observer for Estimating Oil Concentration and Oil Amount in Refrigerant Compressors. | |
Hwang et al. | Comparison of hydrocarbon R-290 and two HFC blends R-404A and R-410A for low temperature refrigeration applications | |
Linton et al. | Comparison of R-407C AND R-410A with R-22 in a 10 | |
MXPA00002868A (en) | Method and system for the determination of a ternary refrigerant mixture composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140511 Year of fee payment: 13 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |