JPH01121657A - Temperature controller for cooling machine - Google Patents

Temperature controller for cooling machine

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JPH01121657A
JPH01121657A JP27721787A JP27721787A JPH01121657A JP H01121657 A JPH01121657 A JP H01121657A JP 27721787 A JP27721787 A JP 27721787A JP 27721787 A JP27721787 A JP 27721787A JP H01121657 A JPH01121657 A JP H01121657A
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JP
Japan
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temperature
liquid refrigerant
liquid
refrigerant
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP27721787A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Goto
誠 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP27721787A priority Critical patent/JPH01121657A/en
Publication of JPH01121657A publication Critical patent/JPH01121657A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/04Refrigerant level

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

PURPOSE: To ensure a high temperature control accuracy by providing means for detecting actual quantity of liquid refrigerant stored in a liquid receiver, means for setting a target cooling temperature and a control means. CONSTITUTION: A liquid receiver 16 is provided with a level sensor 34 having a pair of electrodes 30, 32 for detecting the quantity of liquid refrigerant and delivering a level signal indicative of the quantity of liquid refrigerant to a controller 36. The level sensor 34 functions as means for detecting the quantity of liquid refrigerant. Conduction resistance of a reducing valve 18 is regulated such that the actual quantity of liquid refrigerant matches the quantity of liquid refrigerant in the receiver 16 determined based on a target temperature being set by a target temperature setter 44 according to a prestored relationship and the actual cooling temperature. Since the quantity of liquid refrigerant in the receiver 16 is regulated such that a cooling capacity for attaining a target temperature is generated at an evaporator 20, a target temperature is sustained in a room being cooled by the evaporator 20 with a sufficiently high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、冷却機の温度を調節するための温度制御装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a temperature control device for regulating the temperature of a cooler.

従来技術 冷凍庫、冷蔵庫、エヤーコンディショナなどに用いられ
る冷却機に必要な重要な機能の一つは、任意に設定され
た目標温度を負荷変動などに拘わらず維持させる温度制
御機能である。最も簡単な温度制御装置は、気体冷媒を
圧縮するためのコンプレッサの駆動をサーモスタットに
てオンオフ制御する形式のものである。通常、冷却機は
それに求められる最大負荷に対応した能力が発揮できる
ように設計され、通常の使用時では冷却能力過多となる
から、上記サーモスタットによる温度制御装置では、温
度制御精度が充分に得られない。
BACKGROUND ART One of the important functions necessary for cooling machines used in freezers, refrigerators, air conditioners, etc. is a temperature control function that maintains an arbitrarily set target temperature regardless of load fluctuations. The simplest temperature control device is one in which a thermostat controls the drive of a compressor for compressing a gaseous refrigerant. Normally, a chiller is designed to have a capacity that corresponds to the maximum load required of it, and the cooling capacity becomes excessive during normal use, so the thermostat-based temperature control device described above cannot provide sufficient temperature control accuracy. do not have.

これに対し、凝縮器と蒸発器との間に配置されて蒸発器
へ供給される冷媒を減圧する減圧装置の冷媒流通抵抗を
変化させることにより、負荷と冷却能力とを合致させて
目標温度を維持しようとする温度制御がある。たとえば
、蒸発器の内圧が所定の圧力となるように流通抵抗を付
与する圧力制御形式の減圧弁(圧力制御膨張弁)を設け
たり、蒸発器の出口圧に対応した飽和温度T、と、実際
の液温T、または蒸発器温度との差(T、 −’rt 
)すなわち過熱温度(スーパーヒート)が一定となるよ
うに、換言すれば、蒸発器内の液冷媒量が一定となるよ
うに流通抵抗を付与する温度制御形式の減圧弁(温度制
御膨張弁)を設けたりするのである。しかし、前者の圧
力制御膨張弁においては、蒸発器内の液量(冷媒の配分
)が適正に制御されないので、負荷が大きくなると液冷
媒は蒸発して蒸発器内は加熱蒸気で一杯となって冷却能
力が低下する一方、反対に負荷が小さくなると蒸発器内
は液冷媒で満たされ、コンプレフサの液冷媒吸入事故に
つながるおそれがある。また、後者の温度制御膨張弁に
おいては、温度を降下させる方向においては有効である
が、温度を上昇させる方向においてはコンプレッサの回
転数制御或いはホットガスのバイパス制御と併用しなけ
れば設定温度を保持することができなかった。この場合
、コンプレフサの回転速度が一定であると吸入量は冷媒
密度に比例するから、蒸発温度に対する冷却能力が決め
られてしまうのである。
In contrast, by changing the refrigerant flow resistance of a pressure reducing device that is placed between the condenser and evaporator and reduces the pressure of the refrigerant supplied to the evaporator, the target temperature can be achieved by matching the load and cooling capacity. There is temperature control that you try to maintain. For example, a pressure-controlled pressure reducing valve (pressure-controlled expansion valve) that provides flow resistance so that the internal pressure of the evaporator reaches a predetermined pressure, or a saturation temperature T that corresponds to the outlet pressure of the evaporator may be installed. The liquid temperature T, or the difference from the evaporator temperature (T, -'rt
) In other words, a temperature-controlled pressure reducing valve (temperature-controlled expansion valve) that provides flow resistance so that the superheat temperature remains constant, or in other words, the amount of liquid refrigerant in the evaporator remains constant. They may be set up. However, in the former pressure-controlled expansion valve, the amount of liquid (distribution of refrigerant) in the evaporator is not properly controlled, so when the load increases, the liquid refrigerant evaporates and the evaporator becomes full of heated steam. When the cooling capacity decreases and the load decreases, the inside of the evaporator becomes filled with liquid refrigerant, which may lead to an accident in which the compressor inhales liquid refrigerant. In addition, the latter temperature-controlled expansion valve is effective in lowering the temperature, but in raising the temperature, the set temperature must be maintained unless it is used in conjunction with compressor rotation speed control or hot gas bypass control. I couldn't. In this case, if the rotational speed of the compressor is constant, the suction amount is proportional to the refrigerant density, so the cooling capacity is determined by the evaporation temperature.

発明が解決すべき問題点 このため、冷却負荷の大きいプルダウン時においては最
大能力で温度降下させ、冷却温度が目標温度に到達する
と極数切り換えによってコンプレッサの回転速度を段階
的に低くし或いは停止させたり、冷却温度が目標温度に
到達するとコンプレッサの吐出側のホットガスの一部を
バイパス通路を介して吸入側へ還流させるとともにその
量を制御することによって蒸発器における冷却量と冷却
負荷とを合致させたりして、目標温度を維持する装置が
考えられている。しかし、その装置では、規模が大きく
なるとともに、微細な温度制御ができない不都合があっ
た。
Problems to be Solved by the Invention For this reason, during pull-down with a large cooling load, the temperature is lowered at maximum capacity, and when the cooling temperature reaches the target temperature, the rotation speed of the compressor is gradually lowered or stopped by switching the number of poles. When the cooling temperature reaches the target temperature, part of the hot gas on the discharge side of the compressor is returned to the suction side via the bypass passage, and the amount is controlled to match the cooling amount in the evaporator with the cooling load. A device that maintains a target temperature by controlling the temperature is being considered. However, this device had the disadvantage of increasing its scale and not being able to perform fine temperature control.

また、インバータ回路にてコンプレッサの回転速度を連
続的に調節するとともに、温度制御膨張弁にて蒸発器へ
供給される冷媒の流通抵抗を調節することが考えられる
が、インバータ回路における制御域の最低周波数が30
Hz程度よりも低くならないため、冷却能力過多により
温度制御精度が充分に得られない場合があった。
In addition, it is conceivable to continuously adjust the rotational speed of the compressor using an inverter circuit, and also adjust the flow resistance of the refrigerant supplied to the evaporator using a temperature-controlled expansion valve. frequency is 30
Since the temperature does not drop below about Hz, there are cases where sufficient temperature control accuracy cannot be obtained due to excessive cooling capacity.

問題点を解決するための手段 本発明者は以上の事情を背景として種々研究を重ねた結
果、凝縮器と蒸発器との間に設けられて液冷媒を蒸発器
へ送るために設けられた受液器内では、最下層部の液冷
媒と最上層部の気体冷媒との間に気液混合状態の冷媒が
存在し、気液の界面は明確ではないこと、受液器から蒸
発器へ供給される冷媒の液体の割合を増加させると冷却
能力が上昇すること、したがって、受液器内の液冷媒量
を目標温度に対応した量となるように減圧装置における
流通抵抗を制御すると、蒸発器へ供給される冷媒のうち
液体の割合が変化させられて好適に温度が制御される事
実を見出した。本発明は以上の知見に基づいて為された
ものである。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has conducted various studies against the background of the above-mentioned circumstances, and has developed a receiver provided between the condenser and the evaporator to send liquid refrigerant to the evaporator. In the liquid container, there is a gas-liquid mixture of refrigerant between the liquid refrigerant in the bottom layer and the gas refrigerant in the top layer, and the gas-liquid interface is not clear, and the liquid refrigerant is supplied from the receiver to the evaporator. The cooling capacity increases by increasing the proportion of liquid refrigerant in the liquid receiver. Therefore, if the flow resistance in the pressure reducing device is controlled so that the amount of liquid refrigerant in the liquid receiver corresponds to the target temperature, the evaporator It has been discovered that the temperature can be suitably controlled by changing the proportion of liquid in the refrigerant supplied to the refrigerant. The present invention has been made based on the above findings.

すなわち、本発明の要旨とするところは、放熱により気
化冷媒を凝縮させる凝縮器と、液冷媒を気化させること
により吸熱する蒸発器と、前記凝縮器から蒸発器へ送出
される冷媒を減圧する減圧装置と、それら凝縮器と減圧
装置との間に配設されて液冷媒を受ける受液器とを備え
た形式の冷却機におJ、zで、該冷却機の冷却温度を制
御するための温度制御装置であって、(al前記受液器
に貯溜される実際の液冷媒の量を検出する液冷媒量検出
手段と、(bl冷却の目標温度を設定するための目標温
度設定手段と、(C)前記目標温度を得るために予め定
められた関係からその目標温度および実際の冷却温度に
基づいて前記受液器に貯溜すべき目標液冷媒量を決定し
、その受液器に貯溜される実際の液冷媒量がその目標液
冷媒量と一致するように前記減圧装置の流通抵抗を制御
する制御手段とを、含むことにある。
That is, the gist of the present invention is to provide a condenser that condenses a vaporized refrigerant by releasing heat, an evaporator that absorbs heat by vaporizing a liquid refrigerant, and a depressurizer that reduces the pressure of the refrigerant sent from the condenser to the evaporator. J, z for a type of chiller equipped with a liquid refrigerant receiver disposed between the condenser and the depressurizer to receive the liquid refrigerant, and for controlling the cooling temperature of the chiller. A temperature control device comprising: (al) liquid refrigerant amount detection means for detecting the actual amount of liquid refrigerant stored in the liquid receiver; (bl) target temperature setting means for setting a target temperature for cooling; (C) determining the target amount of liquid refrigerant to be stored in the liquid receiver based on the target temperature and the actual cooling temperature from a predetermined relationship in order to obtain the target temperature; and control means for controlling the flow resistance of the pressure reducing device so that the actual amount of liquid refrigerant matches the target amount of liquid refrigerant.

作用および発明の効果 このようにすれば、予め記憶された関係から目標温度お
よび実際の冷却温度に対応して決定された受液器内の液
冷媒量と実際の液冷媒量とが一致するように減圧装置に
おける流通抵抗が調節されるので、受液器内の液冷媒量
は目標温度を得るための冷却能力が蒸発器において発生
するように調節されて、蒸発器により冷却される室内は
充分に高い精度にて目標温度に維持される。したがって
、冷却負荷に対応して極数切り換えによってコンプレッ
サの回転速度を段階的に低くし或いは停止させたり、ま
たはコンプレッサの吐出側のホットガスの一部をバイパ
ス通路を介して吸入側へ還流させるとともにその量を制
御させたりすることが不要となるので、装置が大きくな
ることがな(、また、高い温度制御精度が得られる。ま
た、インバータ回路にてコンプレッサの回転速度を連続
的に調節するとともに、温度制御膨張弁にて蒸発器へ供
給される冷媒の流通抵抗を調節する必要がないので、イ
ンバータ回路における制御域の制限により冷却能力過多
となることがないので、この点においても温度制御精度
が損なわれることがない。
Operation and Effect of the Invention By doing this, the amount of liquid refrigerant in the liquid receiver determined from the pre-stored relationship corresponding to the target temperature and the actual cooling temperature matches the actual amount of liquid refrigerant. Since the flow resistance in the pressure reducing device is adjusted, the amount of liquid refrigerant in the liquid receiver is adjusted so that the cooling capacity to obtain the target temperature is generated in the evaporator, and the room cooled by the evaporator is sufficiently cooled. The target temperature is maintained with high accuracy. Therefore, depending on the cooling load, the rotation speed of the compressor can be gradually lowered or stopped by switching the number of poles, or a part of the hot gas on the discharge side of the compressor can be recirculated to the suction side via a bypass passage. Since there is no need to control the amount, the equipment does not become large (and high temperature control accuracy can be obtained.In addition, the inverter circuit continuously adjusts the rotation speed of the compressor and Since there is no need to adjust the flow resistance of the refrigerant supplied to the evaporator using the temperature control expansion valve, there is no possibility of excessive cooling capacity due to the restriction of the control range in the inverter circuit, which also improves temperature control accuracy. will not be damaged.

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図において、コンプレッサ10は、図示しない交流
モータを備えており、吸入した冷媒を圧縮して吐出し、
このようにして圧縮された冷媒(ホットガス)を凝縮器
12へ圧送する。凝縮器12は、一種の熱交換器であり
、連続回転するファン14によって冷却空気が常時送風
されることにより、圧縮された冷媒を冷却して液化させ
る。このように凝縮器12により液化された冷媒は受液
器16において気体と液体とに分離され、液冷媒が減圧
弁18を通して蒸発器20へ供給されるようになってい
る。
In FIG. 1, a compressor 10 is equipped with an AC motor (not shown), and compresses and discharges the refrigerant it sucks in.
The thus compressed refrigerant (hot gas) is sent under pressure to the condenser 12. The condenser 12 is a type of heat exchanger, and is constantly blown with cooling air by a continuously rotating fan 14 to cool and liquefy the compressed refrigerant. The refrigerant thus liquefied by the condenser 12 is separated into gas and liquid in the receiver 16, and the liquid refrigerant is supplied to the evaporator 20 through the pressure reducing valve 18.

上記受液器16は、第2図に示すように、気密なタンク
22と、凝縮器12と連通し且つタンク22の上部にお
いて開口する人力ポート24と、タンク22の底から一
定の高さだけ立ち上がった円筒状突起26と、蒸発器2
0に連通し且つ円筒状突起26の上端において開口する
出力ポート28とから成り、入力ポート24から流入し
た冷媒のうち、密度差に従って気体冷媒を上層へ且つ液
冷媒を下層へ分離するとともに、上記円筒状突起26を
超えた液冷媒を送出する。この受液器16には、液冷媒
量を検出するための一対の電極30゜32を含むレベル
センサ34が設けられており、液冷媒量を示すレベル信
号が制御装置36へ供給される。本実施例では、このレ
ベルセンサ34が液冷媒量検出手段として機能する。
As shown in FIG. 2, the liquid receiver 16 includes an airtight tank 22, a manual port 24 that communicates with the condenser 12 and opens at the top of the tank 22, and a certain height from the bottom of the tank 22. The raised cylindrical projection 26 and the evaporator 2
0 and an output port 28 that opens at the upper end of the cylindrical projection 26, and separates the gas refrigerant into the upper layer and the liquid refrigerant into the lower layer according to the density difference among the refrigerant flowing in from the input port 24, and separates the refrigerant into the upper layer and the liquid refrigerant into the lower layer. The liquid refrigerant is delivered beyond the cylindrical projection 26. This liquid receiver 16 is provided with a level sensor 34 including a pair of electrodes 30 32 for detecting the amount of liquid refrigerant, and a level signal indicating the amount of liquid refrigerant is supplied to the control device 36 . In this embodiment, this level sensor 34 functions as liquid refrigerant amount detection means.

なお、上記受液器16内においては、液冷媒と気体冷媒
との境界部分が気泡の混入した気液混合状態であるため
判然としない領域があり、この気液混合領域では、下層
へ向かう程密度が高くなって液冷媒の割合が高くなる。
In addition, in the liquid receiver 16, there is a region where the boundary between the liquid refrigerant and the gas refrigerant is in a gas-liquid mixed state with air bubbles mixed in, so it is unclear. The density increases and the proportion of liquid refrigerant increases.

このため、レベルセンサ34により第2図のaレベルが
検出された場合部は殆ど液冷媒が蒸発器20へ送出され
ないが、bレベルを経てCレベルへ向かうに従って蒸発
器20へ送出される液冷媒の割合が高くなるようになっ
ている。
Therefore, when level a in FIG. 2 is detected by the level sensor 34, almost no liquid refrigerant is sent to the evaporator 20, but liquid refrigerant is sent to the evaporator 20 as it passes through level b and approaches level C. The percentage of

減圧弁18は、相対的に高圧に圧縮された冷媒に流通抵
抗を付与して減圧するためのものであり、良く知られた
電磁開閉弁と同様に構成されている。
The pressure reducing valve 18 is for applying flow resistance to the refrigerant compressed to a relatively high pressure to reduce the pressure thereof, and is configured similarly to a well-known electromagnetic on-off valve.

すなわち、減圧弁18は、制御袋rfi36からの指令
に従ってオンオフ駆動され、そのデユーティ比に対応し
た流通抵抗が液冷媒に付与されるとともに、その液冷媒
の流量が制御されるのである。減圧弁18により減圧さ
れると、液冷媒は蒸発器20内において気化し、気化熱
を奪う。蒸発器20は、冷凍室38内に設けられた熱交
換器の一種であり、液冷媒の気化熱により、ファン40
によって送られた冷凍室38内の空気を冷却する。この
冷却温度Tは、冷凍室3日内に設けられた温度セン゛す
42によって検出され、その温度を示す温度信号も制御
装置36へ供給される。
That is, the pressure reducing valve 18 is turned on and off according to commands from the control bag RFI 36, and a flow resistance corresponding to the duty ratio is applied to the liquid refrigerant, and the flow rate of the liquid refrigerant is controlled. When the pressure is reduced by the pressure reducing valve 18, the liquid refrigerant vaporizes in the evaporator 20 and takes away the heat of vaporization. The evaporator 20 is a type of heat exchanger provided in the freezer compartment 38, and uses the heat of vaporization of the liquid refrigerant to cause the fan 40 to
The air sent into the freezer compartment 38 is cooled. This cooling temperature T is detected by a temperature sensor 42 provided within the freezer compartment, and a temperature signal indicating the temperature is also supplied to the control device 36.

本実施例の制御手段として機能する制御装置36は、図
示しないCPU、ROM、RAMを備えた所mマイクロ
コンピュータであって、予めROMに記憶されたプログ
ラムに従ってレベル信号を処理し、本実施例の目標温度
設定手段として機能する0遭温度設定器44により設定
された冷凍室38内の目標温度T0が得られるように、
減圧弁l8の開度、すなわち流通抵抗を制御する。
The control device 36 that functions as a control means in this embodiment is a microcomputer equipped with a CPU, ROM, and RAM (not shown), and processes the level signal according to a program stored in the ROM in advance. In order to obtain the target temperature T0 in the freezer compartment 38, which is set by the zero temperature setting device 44, which functions as a target temperature setting means,
The opening degree of the pressure reducing valve l8, that is, the flow resistance is controlled.

以下、本実施例の作動を説明する。The operation of this embodiment will be explained below.

たとえば、冷凍室38内が25℃であるときに目標温度
設定器44を操作して一10℃の目標温度T0を設定し
、コンプレッサlOおよびファン14.40の運転を開
始したとする。制御装置36は、予めROMに記憶され
た次式(1)に示す関係から、目標温度T0および冷凍
室38内の実際の庫内温度Tに基づいて、受液器16に
おける目標液冷媒i H”を算出する。なお、(11式
において、Δtはサンプリング時間、ΔTはサンプリン
グ時間Δtにおける降下温度(降下すれば正の値)、k
lおよびに2は定数、HLおよびHuは、受液器16内
の液量の下限値および上限値である。
For example, assume that when the temperature inside the freezer compartment 38 is 25° C., the target temperature setter 44 is operated to set the target temperature T0 of -10° C., and the compressor IO and the fan 14.40 are started to operate. The control device 36 determines the target liquid refrigerant i H in the liquid receiver 16 based on the target temperature T0 and the actual internal temperature T in the freezer compartment 38 from the relationship shown in the following equation (1) stored in the ROM in advance. ”.In addition, (in Equation 11, Δt is the sampling time, ΔT is the decreasing temperature at the sampling time Δt (if it decreases, it is a positive value), and k
1 and 2 are constants, and HL and Hu are the lower and upper limits of the amount of liquid in the liquid receiver 16.

H” =に+  (、T  To)  kzΔT/Δt
・ ・ ・(1) 但し、Ht :5H”≦Hu 起動時には目標温度T0と実際の温度Tとの差が大きい
から、上式+1)における第1項が大きくなり、(1)
式により決定される目標液冷媒量H1が大きくなる。こ
の場合には、受液器16内の目標液冷媒量H″と実際の
冷媒量Hとの差が大きいので、それらを速やかに一致さ
せるために減圧弁18のデユーティ比が制御されて冷媒
の流通抵抗が大きくされる。これにより、受液器16内
における液冷媒の液面が上限値Huまで高められるので
、専ら液冷媒が受液器16から減圧弁18を通して大量
に蒸発器20へ供給されて、冷凍室38内が最大能力に
て急速に冷却される。
H” = に+ (, T To) kzΔT/Δt
・ ・ ・(1) However, Ht: 5H"≦Hu Since the difference between the target temperature T0 and the actual temperature T is large at startup, the first term in the above equation +1) becomes large, and (1)
The target liquid refrigerant amount H1 determined by the formula increases. In this case, since the difference between the target amount H'' of liquid refrigerant in the liquid receiver 16 and the actual amount H of refrigerant is large, the duty ratio of the pressure reducing valve 18 is controlled to quickly bring them into agreement. The flow resistance is increased.As a result, the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid receiver 16 is raised to the upper limit value Hu, so that a large amount of liquid refrigerant is exclusively supplied from the liquid receiver 16 to the evaporator 20 through the pressure reducing valve 18. As a result, the inside of the freezer compartment 38 is rapidly cooled at maximum capacity.

次いで、冷凍室38内の実際の温度Tが目標温度T0に
接近して、たとえば−8℃程度に低下したとすると、目
標液冷媒量H8と実際の冷媒IHとの差が比較的小さく
なるので、(1)式の第1項は相対的に減少して、目標
液冷媒IJH”がそれまでよりも小さく決定される。こ
のため、減圧弁18の流通抵抗がそれまでよりも小さく
されることにより、受液器16内の実際の液量Hが目標
液冷媒量H”に一致させられて、受液器16内の実際の
液量Hが上限値Huよりも小さくなる( H< Hu)
。これにより、ガス混入率が高い液冷媒が蒸発器20へ
供給されることとなって蒸発器20の冷却能力が低下す
るので、目標温度設定器44において設定された目標温
度T0付近において冷凍室38内の温度が維持される。
Next, if the actual temperature T in the freezer compartment 38 approaches the target temperature T0 and drops to, for example, about -8°C, the difference between the target liquid refrigerant amount H8 and the actual refrigerant IH becomes relatively small. , the first term of equation (1) is relatively reduced, and the target liquid refrigerant IJH" is determined to be smaller than before. Therefore, the flow resistance of the pressure reducing valve 18 is made smaller than before. As a result, the actual liquid amount H in the liquid receiver 16 is made to match the target liquid refrigerant amount H'', and the actual liquid amount H in the liquid receiver 16 becomes smaller than the upper limit Hu (H< Hu).
. As a result, liquid refrigerant with a high gas mixture rate is supplied to the evaporator 20, and the cooling capacity of the evaporator 20 is reduced. The temperature inside is maintained.

ここで、+11式の第2項は、減衰項であって、冷却負
荷が軽く且つ温度降下が速いとき程大きくなり、受液器
16内の目標液冷媒量H8が速やかに低下する。反対に
、冷却負荷が重く且つ温度降下が遅いとき程、上記減衰
項が小さくなるので、冷凍室38内の実際の温度Tが目
標温度T0に充分接近してから目標液冷媒量H”が低下
するようになる。したがって、オーバシュートを抑制し
つつ少ない制御誤差範囲内で安定して温度維持が行われ
得る。
Here, the second term of the +11 equation is a damping term, which becomes larger as the cooling load is lighter and the temperature drop is faster, and the target liquid refrigerant amount H8 in the liquid receiver 16 quickly decreases. On the other hand, the heavier the cooling load and the slower the temperature drop, the smaller the attenuation term becomes, so the target liquid refrigerant amount H'' decreases after the actual temperature T in the freezer compartment 38 sufficiently approaches the target temperature T0. Therefore, temperature can be stably maintained within a small control error range while suppressing overshoot.

また、たとえば目標温度T0を上方修正した場合のよう
に、何等かの原因で冷凍室38内の温度Tが目標温度T
0を下回り、しかも温度降下中である場合には、受液器
16内の実際の液量Hが下限値Hゎに到達する(H=H
11)ので、蒸発器20へは専ら気体冷媒が供給されて
冷却能力が最低となり、蒸発器20の温度は上昇開始す
るとともに、冷凍室38内の温度Tが上昇して目標温度
T0に到達する。
Also, for example, when the target temperature T0 is revised upward, the temperature T in the freezer compartment 38 may be lower than the target temperature T for some reason.
When the temperature is lower than 0 and the temperature is decreasing, the actual liquid amount H in the liquid receiver 16 reaches the lower limit value H (H=H).
11) Therefore, the gas refrigerant is exclusively supplied to the evaporator 20, and the cooling capacity becomes the lowest, and the temperature of the evaporator 20 starts to rise, and the temperature T in the freezer compartment 38 rises to reach the target temperature T0. .

ここで、本実施例の減圧弁18は、制御装置36により
オンオフ駆動されるのであるが、オン時間が0.3秒に
固定され、オフ時間は可変とされる。
Here, the pressure reducing valve 18 of this embodiment is turned on and off by the control device 36, and the on time is fixed at 0.3 seconds, and the off time is variable.

そして、オフ時間は受液器16内の実際の液冷媒fiH
が目標液冷媒量H″を超えたときに終了して次のオン時
間に移り、以後オンオフが繰り返されるようになってい
る。このため、起動直後の蒸発器20の温度が高く且つ
蒸発量の多い状態ではオフ時間が極めて短くされ、蒸発
器20の温度が低くなるに伴って徐々にオフ時間が長く
なり、−10℃あたりでは約3秒程度となる。また、本
実施例では、上記オフ時間またはサイクル周期(オフ時
量子オン時間)に同期して冷凍室38内の温度などが求
められるようになっている。
The off time is the actual liquid refrigerant fiH in the liquid receiver 16.
When the amount of liquid refrigerant exceeds the target liquid refrigerant amount H'', it ends and moves on to the next on-time, after which on-off is repeated.For this reason, the temperature of the evaporator 20 immediately after startup is high and the amount of evaporation is low. In a state where the temperature is high, the off time is extremely short, and as the temperature of the evaporator 20 becomes lower, the off time gradually becomes longer, to about 3 seconds at around -10°C. The temperature inside the freezer compartment 38 is determined in synchronization with time or cycle period (quantum on time during off time).

上述のように、本実施例によれば、予め記憶された関係
から目標温度に対応して決定された受液器16内の目標
液冷媒量と実際の液冷媒量とが一致するように減圧弁1
8における流通抵抗が調節されるので、受液器16内の
液冷媒量は目標温度を得るための冷却能力が蒸発器20
において発生するように調節されて、蒸発器20により
冷却される冷凍室38内は充分に高い精度にて目標温度
に維持される。したがって、冷却負荷に対応して極数切
り換えによってコンプレッサ10の回転速度を段階的に
低くし或いは停止させたり、またはコンプレッサ10の
吐出側のホットガスの一部をバイパス通路を介して吸入
側へ還流させるとともにその量を制御したりすることが
不要となるので、装置が大きくかつ複雑となることがな
く、また、高い温度制御精度が得られる。また、インバ
ータ回路にてコンプレッサの回転速度を連続的に調節す
るとともに、温度制御膨張弁にて蒸発器へ供給される冷
媒の流通抵抗を調節する必要がないので、インバータ回
路における制御域の制限により冷却能力過多となること
がないので、この点においても温度制御精度が損なわれ
ることがない。
As described above, according to this embodiment, the pressure is reduced so that the target amount of liquid refrigerant in the liquid receiver 16, which is determined according to the target temperature from the pre-stored relationship, matches the actual amount of liquid refrigerant. Valve 1
Since the flow resistance in the liquid refrigerant 8 is adjusted, the amount of liquid refrigerant in the receiver 16 has a cooling capacity sufficient to obtain the target temperature.
The temperature within the freezer compartment 38, which is cooled by the evaporator 20, is maintained at a target temperature with sufficiently high accuracy. Therefore, depending on the cooling load, the rotation speed of the compressor 10 can be gradually lowered or stopped by switching the number of poles, or a part of the hot gas on the discharge side of the compressor 10 can be returned to the suction side via the bypass passage. Since it is not necessary to control the temperature while controlling the amount, the device does not become large and complicated, and high temperature control accuracy can be obtained. In addition, there is no need to continuously adjust the rotation speed of the compressor using the inverter circuit, and there is no need to adjust the flow resistance of the refrigerant supplied to the evaporator using the temperature control expansion valve. Since the cooling capacity does not become excessive, temperature control accuracy is not impaired in this respect as well.

また、本実施例によれば、コンプレッサ10が連続運転
されるので、コンプレッサlOのオンオフに関連する騒
音や振動が解消されるとともに、電力消費量が少なくな
る利点がある。   −以上、本発明の一実施例を図面
に基づいて説明したが、本発明はその他の態様において
も適用される。
Further, according to this embodiment, since the compressor 10 is operated continuously, noise and vibration associated with turning on and off the compressor IO are eliminated, and there are advantages that power consumption is reduced. - Although one embodiment of the present invention has been described above based on the drawings, the present invention can also be applied to other aspects.

たとえば、前述の実施例では、減圧弁18としてオンオ
フ駆動される電磁開閉弁が用いられていたが、駆動電圧
に対応した開度に制御されるリニアソレノイド電磁弁で
あってもよいのである。
For example, in the above-described embodiment, an electromagnetic on-off valve that is driven on and off is used as the pressure reducing valve 18, but a linear solenoid electromagnetic valve that is controlled to an opening degree that corresponds to a driving voltage may also be used.

また、前述の実施例において、式(1)により決定され
た目標液冷媒量H1に実際の液冷媒IHを一致させる際
には、それらの偏差(H”−H)に比例する比例操作量
に加えて、偏差(H”−H)の微分値に比例する微分振
作量や偏差(H”−H)の積分値に比例する積分操作量
が必要に応じて加えられても差支えない。
In addition, in the above-mentioned embodiment, when making the actual liquid refrigerant IH match the target liquid refrigerant amount H1 determined by equation (1), the proportional operation amount proportional to their deviation (H"-H) is In addition, a differential vibration amount proportional to the differential value of the deviation (H"-H) or an integral operation amount proportional to the integral value of the deviation (H"-H) may be added as necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例の構成を説明する図である
。第2図は、第1図の受液器の構成を示す図である。 12:凝縮器 16:受液器 18:減圧弁(減圧装置) 20:蒸発器 34ニレベルセンサ(冷媒量検出手段)36:制御装置
(制御手段)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the liquid receiver shown in FIG. 1. 12: Condenser 16: Receiver 18: Pressure reducing valve (pressure reducing device) 20: Evaporator 34 Ni-level sensor (refrigerant amount detection means) 36: Control device (control means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】  放熱により気化冷媒を凝縮させる凝縮器と、液冷媒を
気化させることにより吸熱する蒸発器と、前記凝縮器か
ら該蒸発器へ送出される冷媒を減圧する減圧装置と、そ
れら凝縮器と減圧装置との間に配設されて液冷媒を受け
る受液器とを備えた形式の冷却機において、該冷却機の
冷却温度を制御するための温度制御装置であって、 前記受液器に貯溜される実際の液冷媒の量を検出する液
冷媒量検出手段と、 冷却の目標温度を設定するための目標温度設定手段と、 前記目標温度を得るために予め定められた関係から該目
標温度および実際の冷却温度に基づいて前記受液器に貯
溜すべき目標液冷媒量を決定し、該受液器に貯溜される
実際の液冷媒量が該目標液冷媒量と一致するように前記
減圧装置の流通抵抗を制御する制御手段と、 を含むことを特徴とする冷却機の温度制御装置。
[Scope of Claims] A condenser that condenses a vaporized refrigerant by heat radiation, an evaporator that absorbs heat by vaporizing a liquid refrigerant, a pressure reducing device that reduces the pressure of the refrigerant sent from the condenser to the evaporator, and the like. A temperature control device for controlling the cooling temperature of the cooler in a type of cooler including a liquid receiver disposed between a condenser and a pressure reducing device to receive liquid refrigerant, the temperature control device comprising: Liquid refrigerant amount detection means for detecting the actual amount of liquid refrigerant stored in the liquid container; Target temperature setting means for setting a target cooling temperature; and Based on a predetermined relationship to obtain the target temperature. A target amount of liquid refrigerant to be stored in the liquid receiver is determined based on the target temperature and the actual cooling temperature, so that the actual amount of liquid refrigerant stored in the liquid receiver matches the target amount of liquid refrigerant. A temperature control device for a cooler, comprising: a control means for controlling the flow resistance of the pressure reducing device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006026809A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Asahi Diamond Industrial Co Ltd Super-abrasive grain tool for cutting
JP2009524797A (en) * 2006-09-29 2009-07-02 キャリア コーポレイション Refrigerant vapor compression system with flash tank receiver

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