JP3416996B2 - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP3416996B2
JP3416996B2 JP21007693A JP21007693A JP3416996B2 JP 3416996 B2 JP3416996 B2 JP 3416996B2 JP 21007693 A JP21007693 A JP 21007693A JP 21007693 A JP21007693 A JP 21007693A JP 3416996 B2 JP3416996 B2 JP 3416996B2
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利暁 藤井
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置に関し、特
に、吐出ガスと共に流出する冷凍機油の回収を良好に行
うための改良技術に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来、特開平3−79959号公報に開
示され、且つ図3に示すように、圧縮機Cの吐出側に、
油回収器O、凝縮器A、減圧装置V、蒸発器Bを順次接
続して冷凍サイクルを形成し、凝縮器Aと膨張弁Vとを
結ぶ高圧液管Hと、圧縮機Cにおける圧縮途上の中間ポ
ートMとの間に、液インジェクション管Jを接続して、
その途中に、均圧管E及び感温筒Tを各々吐出管Pに接
続及び付設する感温膨張弁Fを介装し、吐出ガスの過熱
度が20〜30degの範囲内で定める一定値になるよ
うに、液インジェクション管Jから圧縮機Cに注入する
液量を増減し、圧縮ガスを冷却して、吐出ガスの温度並
びに該吐出ガスと共に流出する油の温度が過度に上昇し
ないように制御している。尚、図3において、Rは液イ
ンジェクション管Jに流す液冷媒により回収油を冷却す
る油冷却器である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のもので
は、液インジェクション管Jを介して注入する液量の変
化範囲内でのみ吐出ガスの過熱度を制御できるに過ぎ
ず、例えば、負荷の急変により蒸発器Bで過激な沸騰が
起こり、液ミストが圧縮機Cに多量に移送されて過度の
湿り運転になった場合には、液インジェクション管Jか
ら注入する液量を零にしても、湿り運転により極度に低
下した吐出ガスの過熱度を適正値まで復帰させることは
できず、このため、油回収器Oにおける油粒と吐出ガス
の衝突分離作用が極端に落ち、多量の油が凝縮器A並び
に蒸発器B側に流出して伝熱面に付着し、伝熱作用が落
ちると共に、圧縮機Cに安定して油を回収することがで
きず、軸受損傷等を招く問題がある。
【0004】本発明の目的は、過度の湿り運転により、
吐出ガスの過熱度が極端に低下した場合、その過熱度を
高値に復帰させて、油回収器での油回収を良好に行わ
せ、凝縮器等の熱交換器での伝熱作用を良好に確保する
と共に、圧縮機での軸受損傷等を未然に回避できる冷凍
装置を提供する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するため、請求項1記載の発明は、容量制御可能とした
圧縮機(1)の吐出側に、油回収器(2)、凝縮器
(3)、減圧装置(4)、蒸発器(5)を順次接続して
冷凍サイクルを形成した冷凍装置において、吐出ガスの
過熱度を検出する検出手段(6)と、検出過熱度が過度
の湿り運転を示す第1の所定値以下に低下したとき、前
記圧縮機(1)の容量を強制的に低下させると共に前記
減圧装置(4)の開度を強制的に絞る湿り運転回避手段
(7)と、前記湿り運転回避手段(7)の作動から所定
時間内に、検出過熱度が第1の所定値を超える第2の所
定値以上に復帰したとき、通常の運転に移行すると共
に、検出過熱度が前記第2の所定値以上に復帰しないと
き、警報を発する警報手段(8)とを備えることを特徴
とする冷凍装置である。
【0006】又、請求項2記載の発明は、湿り運転回避
手段(7)は、当初から圧縮機(1)の容量が低下され
ており、減圧装置(4)が絞り状態である場合、湿り運
転回避手段(7)の作動開始から前記所定時間経過後に
検出過熱度が前記第2の所定値以上に復帰することがあ
れば、通常の運転に移行するとともに、前記所定時間
は、圧縮機(1)の容量の低下された状態と減圧装置
(4)の絞り状態とが持続され、その後に、警報手段
(8)による警報を発することを特徴とする。
【0007】
【作用】請求項1記載の発明では、検出過熱度が過度の
湿り運転を示す所定値以下に低下したとき、湿り運転回
避手段7により圧縮機1の容量が強制的に低下されて、
該圧縮機1の吸入風量が低下されると共に、この圧縮機
1の低い容量に見合って減圧装置4の開度も絞られ、蒸
発器5に送られる液量が減少され、該蒸発器5での沸騰
を抑制することができる。このため、蒸発器5から圧縮
機1に移送される液ミスト量を低減することができ、過
度の湿り運転を回避できて、吐出ガスの過熱度を高値に
復帰させることができる。これにより、油回収器2での
油粒と吐出ガスとの分離を良好に行うことができ、凝縮
器3側に流出する油量を減らすことができると共に、回
収油の不足に起因した圧縮機1での軸受損傷等を未然に
回避することができる。
【0008】湿り運転回避手段7の作動によっても、吐
出ガスの過熱度が所定値以上に復帰しない場合、警報手
段8により警報が発せられて、異常状態を知らせること
ができる。特に本発明によれば、圧縮機1は容量制御可
能であり、減圧装置4の開度は制御可能であり、検出手
段6によって検出された検出過熱度が第1所定値以下で
は、圧縮機1の容量を低下させるとともに減圧装置を絞
り、所定時間内に検出過熱度が、第1の所定値を超える
第2の所定値以上に復帰すれば通常の運転に移行し、復
帰しなければ警報手段8による警報を発する。これによ
って上述のように過度の湿り運転を回避することができ
るのはもちろん、圧縮機1の吐出ガスの過熱度が第2所
定値以上に復帰しない状態が、長時間にわたって持続さ
れてしまうことを、警報手段8の警報によって、防ぐこ
とができる。請求項2記載の発明では、本件冷凍装置の
運転当初から低負荷である場合には、前記所定時間後に
警報手段8による警報が発せられるとともに、検出過熱
度が第2の所定値以上に復帰すれば、通常の運転に移行
し、このような運転初期においてもまた、湿り運転が長
時間にわたって持続されることを防ぐことができる。
【0009】
【実施例】図1に示した冷凍装置は、スクリュー式の圧
縮機1の吐出側に、油回収器2、逆止弁91、水冷式の
凝縮器3、ドライヤ92、第一〜第三電磁弁41,4
2,43を並列に接続した減圧装置4、満液式の蒸発器
5を順次接続して冷凍サイクルを形成したものである。
【0010】圧縮機1は、モータ10で駆動するスクリ
ューロータ11を備え、このロータ11に付設するスラ
イドバルブ12の移動により、圧縮途上のガスを吸入側
にバイパスさせて、100%ロード運転に対し容量の低
い、例えば70%ロードや、30%ロードの各低容量運
転が行えるようになっている。
【0011】油回収器2は、デミスタ21aを備え、圧
縮機1の吐出側に直結する油分離部21と、その下部に
接続する油タンク部22とを備え、油フィルタ23及び
油冷却器24を介装する油回収管25を介して圧縮機1
の軸受部等に回収油を供給するようにしている。
【0012】凝縮器3の底部と、圧縮機1における圧縮
途上の中間ポート13との間には、フィルタ31,電磁
弁32、感温筒33aを油分離部21内に配する感温膨
張弁33、油冷却器24に配管する冷却コイル34をも
った液インジェクション管30を接続しており、吐出ガ
スの過熱度が20〜30degの範囲内の例えば25d
egに一定になるように注入液量を制御している。35
は、感温膨張弁33を側路するバイパス管、36はその
開閉用の電磁弁である。
【0013】満液式の蒸発器5は、減圧装置4から流出
する液冷媒を開放する円筒形シェル51、その内部に配
管する多数の伝熱管52、冷房用水の入口管53を接続
する冷水取入部54、冷房用水の出口管55を接続する
冷水取出部56を備える。
【0014】こうして、通常運転時は、冷房用水の出口
管55に付設する温度検出器57により冷水負荷を検出
して、その負荷に大小に応じて、圧縮機1の容量を増減
変更すると共に、それに応じて減圧装置4の各電磁弁4
1,42,43を開閉制御するようにしている。例え
ば、100%ロード時は全電磁弁41,42,43を開
放し、70%ロード時は第二電磁弁42のみを閉じて他
は開放し、30%ロード時は第二電磁弁のみを開放して
他は閉じるようにしている。
【0015】以上の構成で、圧縮機1から油回収器2に
至る吐出ガス経路に、吐出ガスの温度を検出する温度検
出器61と、吐出ガス圧力を検出する圧力検出器62と
を介装すると共に、これら検出器61,62の検出値を
入力させて吐出ガスの過熱度を演算する演算器63を設
ける。そして、これら検出器61,62と演算器63と
で、吐出ガスの過熱度を検出する検出手段6を構成す
る。
【0016】そして、図2にも示すように、検出過熱度
が過度の湿り運転を示す第1の所定値例えば10deg
以下に低下したとき(ステップa)、圧縮機1の容量を
強制的に最低容量の30%ロードに低下させると共に
(ステップb)、この30%ロードに対応させて減圧装
置4における開度を絞り、第二電磁弁42のみを開放し
て他は閉じる(ステップc)湿り運転回避手段7を設け
る。こうして、湿り運転回避手段7が作動されると、圧
縮機1の吸入風量が低下され、この圧縮機1の低い容量
に見合って、蒸発器5への供給液量も減らされ、その沸
騰を抑制することができるため、蒸発器5から圧縮機1
に移送される液ミスト量を低減することができるのであ
る。
【0017】更に、湿り運転回避手段7を作動させた
後、検出過熱度が第1所定値を超える第2所定値例えば
20deg以上に復帰するか否かを判定し(ステップ
d)、復帰すれば通常の運転すなわち冷水出口温度に基
づいて圧縮機1を容量制御すると共に減圧装置4を開閉
制御する運転に移行するが(ステップe)、湿り運転回
避手段7の作動から所定時間例えば30分間経過しても
(ステップf)、検出過熱度が20deg以上に復帰し
ないときには、警報ランプや警報ブザー等で警報を発す
る(ステップg)警報手段8を設ける。こうして、湿り
運転回避手段7の作動によっても、吐出ガスの過熱度が
所定値以上に復帰しない場合、その異常状態を知らせる
ことができるのである。
【0018】尚、以上の制御で、当初から最低容量の3
0%ロードで、減圧装置4も第二電磁弁42のみが開放
されている絞り状態である場合、湿り運転回避手段7で
は何も行われないように見えるが、この場合でも、湿り
運転回避手段7の作動開始から30分経過後に吐出ガス
の過熱度が20deg以上に復帰することがあれば、通
常の運転に移行されるし、過熱度が復帰しない場合に
も、30分間は強制的に30%ロード状態と第二電磁弁
42のみが開放されている状態とが持続され、その後に
警報が発せられることになる。
【0019】
【発明の効果】以上、請求項1記載の発明によれば、検
出過熱度が過度の湿り運転を示す所定値以下に低下した
とき、湿り運転回避手段7により、蒸発器5から圧縮機
1に移送される液ミスト量を低減することができて、過
度の湿り運転を回避することができ、吐出ガスの過熱度
を高値に復帰させることができて、油回収器2での油粒
と吐出ガスとの分離を良好に行うことができ、凝縮器3
側に流出する油量を減らすことができて、該凝縮器3等
での伝熱作用を良好に確保できると共に、回収油の不足
に起因した圧縮機1での軸受損傷等を未然に回避するこ
とができる。
【0020】更に、湿り運転回避手段7の作動によって
も、吐出ガスの過熱度が所定値以上に復帰しない場合、
警報手段8により警報が発せられて、異常状態を知らせ
ることもできる。特に本発明によれば、圧縮機1は容量
制御可能であり、減圧装置4の開度は制御可能であり、
検出手段6によって検出された検出過熱度が第1所定値
以下では、圧縮機1の容量を低下させるとともに減圧装
置を絞り、所定時間内に検出過熱度が、第1の所定値を
超える第2の所定値以上に復帰すれば通常の運転に移行
し、復帰しなければ警報手段8による警報を発する。こ
れによって過度の湿り運転を回避することができるのは
もちろん、圧縮機1の吐出ガスの過熱度が第2所定値以
上に復帰しない状態が、長時間にわたって持続されてし
まうことを、警報手段8の警報によって、防ぐことがで
きる。請求項2記載の発明では、本件冷凍装置の運転当
初から低負荷である場合には、前記所定時間後に警報手
段8による警報が発せられるとともに、検出過熱度が第
2の所定値以上に復帰すれば、通常の運転に移行し、こ
のような運転当初においてもまた、湿り運転が長時間に
わたって持続されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷凍装置の配管図。
【図2】同冷凍装置における過度の湿り運転時の制御を
示すフローチャート。
【図3】従来の冷凍装置の配管図。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 油回収器 3 凝縮器 4 減圧装置 5 蒸発器 6 検出手段 7 湿り運転回避手段 8 警報手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−10613(JP,A) 特開 平2−287057(JP,A) 特公 平1−35264(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 1/047

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容量制御可能とした圧縮機(1)の吐出
    側に、油回収器(2)、凝縮器(3)、減圧装置
    (4)、蒸発器(5)を順次接続して冷凍サイクルを形
    成した冷凍装置において、 吐出ガスの過熱度を検出する検出手段(6)と、 検出過熱度が過度の湿り運転を示す第1の所定値以下に
    低下したとき、前記圧縮機(1)の容量を強制的に低下
    させると共に前記減圧装置(4)の開度を強制的に絞る
    湿り運転回避手段(7)と、 前記湿り運転回避手段(7)の作動から所定時間内に、
    検出過熱度が第1の所定値を超える第2の所定値以上に
    復帰したとき、通常の運転に移行すると共に、検出過熱
    度が前記第2の所定値以上に復帰しないとき、警報を発
    する警報手段(8)とを備えることを特徴とする冷凍装
    置。
  2. 【請求項2】 湿り運転回避手段(7)は、 当初から圧縮機(1)の容量が低下されており、減圧装
    置(4)が絞り状態である場合、湿り運転回避手段
    (7)の作動開始から前記所定時間経過後に検出過熱度
    が前記第2の所定値以上に復帰することがあれば、通常
    の運転に移行するとともに、 前記所定時間は、圧縮機(1)の容量の低下された状態
    と減圧装置(4)の絞り状態とが持続され、その後に、
    警報手段(8)による警報を発することを特徴とする請
    求項1記載の冷凍装置。
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