JPH01263461A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

ヒートポンプ装置

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JPH01263461A
JPH01263461A JP63089404A JP8940488A JPH01263461A JP H01263461 A JPH01263461 A JP H01263461A JP 63089404 A JP63089404 A JP 63089404A JP 8940488 A JP8940488 A JP 8940488A JP H01263461 A JPH01263461 A JP H01263461A
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control valve
valve
compressor
opening
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Junichi Kita
北 純一
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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
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、能力制御を行うし−トポンプ装置に関ずろ
ものである。
【従来の技術】
従来、能力制御を行う七−トボJ’ 7f装置としては
、第7図に示す方式のものが知られている。 図において、i Ll冷媒ガスを圧縮し、高圧の冷媒ガ
スとして出力する圧縮機、2ば圧縮機コからの冷媒ガス
を放熱し液化する凝縮器、3は液化された冷媒を減圧ず
ろ温度式膨張弁、4は減圧されて低温低圧となった冷媒
を吸熱してガス化する蒸発器である。この蒸発器4てガ
ス化された冷媒ガスが圧縮機1に吸入されて、循環冷凍
サイクルを構成する。また、5ば感温筒5aにより水循
環回路6の温度を検出17、予め設定された温度に達す
ると装置を停止するよう指示する温度調節器である。 前記水循環口@ 6 +」、蒸発vJ4と熱交換される
熱交換部6aと、フーrンコイル等の放熱器6bと、水
等の媒体を熱交換部6a及び放熱器6 bに循環させろ
ボッゴロcとから構成される装置このような装置(ヂt
Jノグユニty h等)(こおいて、冷凍サイクルを構
成する圧縮機1.凝縮器2゜膨張器3および蒸発器4(
以下、ヒートポンプ装置と称す)の出力と、放熱器6b
側(負荷側)の能力が同等であれば、冷凍づイクルの平
衡状態を維持することができる。しか17、負荷側の能
力が減少すると、ヒートポンプ装置の出力が過大となり
、蒸発器4と熱交換する熱交換部6)〕の水入口高度が
設定潤度を超してしまうので、高度調節器5に」:リヒ
ートボノブ装置を停止する。その後、装置の停止により
再び負荷側の水温が上昇し、水温が温度調節器5の再起
動の設定温度になり、再び運転が再開される。このよう
に、ピー 1〜ポンプ装置の運転・停止を繰り返すこと
により、水温が一定になるように制御を行う。 ところで、一般に、運転・停止により水循環回路6の入
1■1側と出口側間に湿度差が生じる。この場合、従来
方式では、運転中のヒートボJ7°装置により熱交換さ
れた水循環回路6の入口−出口温度差が5 dcgに設
定されており、そして温度調節器5の再起動潤度はヒー
トポンプ装置の鞘型な運転−停止を防止するため、停止
高度よ+) 3 deg高めとしている。このため、運
転・停止の際の水循環回路6の高度変化は入ロー出1」
温度差に3 dcgを加算したものとなり、温度差は8
 dcgどなってしまう。
【発明が解決しようとずろ課題】
このように前述した従来の装置では、連11区・停止に
よる水循環回路の高度変化が大きいという問題があった
。 乙のような水循環回路の高度変化を小さくする手段とし
て水循環回路6の配管途中にクックを設け、これにより
水循環回路6の容量を大きく17で、水循環回路6の流
量制御を行うという方法かあるが、装置全体のシステム
が複相となり、価格が犬1−1ノに上昇する等、実用上
問題があっノコ。 また、他の方法と17では、ピー トボノーノ゛装置側
に能力制御機能を持たせるように、例えば圧縮機をイッ
パータで駆動(7、その電源周波数を11J変にするこ
とて、能力制御を行うこともてきるが、その実現化は技
術的にも困難であり、価格も大[1」に上昇するという
問題があった。 この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、水循環回路の高度変化を小さくする能力制御
を可能にし、かつ吐出ガス湿度の上昇を抑制できるし−
 トポノブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段] この発明は、蒸発器で冷却される被冷却流体の出口温度を検出して予め設定された出口温度と比較演算し制御信号を出力する制御器と、蒸発器および圧縮機の間に接続され、制御器の制御信号により制御されて弁開度を調節する電気駆動制御弁と、膨張装置の入口側高圧配管から取出され、電気駆動制御弁と圧縮機との吸入部の低圧配管に接続されるキャピラリーチューjと電磁開閉弁を有するバイパス流路を備え、このバイパス流路の電磁開閉弁のIjFI/閉制御Jを電気駆動制御弁の制御電圧を検出して行うようにしたものである。 【作  用】
−4.−−− この発明は、制御器により蒸発器の出口の水ン都度を検
出し、予め設定された基準温度との差温に応して、電気
駆動制御弁の弁開度を制御し、ヒートポンプ装置内を循
環している冷媒の流量を調節し、設定された水温に保つ
。さらに設定された水温に近づくと、電気駆動制御弁の
弁開度が小さくなって、ピー1−ポシブ装置内を循環す
る冷媒の流量を一定値に保持するよう制御する。このと
き、電気駆動制御弁の弁開度が最小となって、減圧する
と、圧縮機吸入部の過熱度(スーパー七−ト)が上昇し
吐出ガス温度が上昇する傾向となるが、このとき電気駆
動制御弁の制御電圧を検出し、バイパス流路の電磁開閉
弁を開くことにより、バイパス流路を通して圧縮機吸入
部に冷媒が供給され、過熱度を抑制する作用を行う。
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第1図は、この発明の実施例におけろし−トポノブ装置
の構成図である。 6一 図にも3いて゛、第6図と同−又は相当部分には同一符
号を付してその説明を省略し、第6図と異なる部分を重
点に述べる。 図からも明らかなように電気駆動制御弁7.制御器8及
びバイパス流路9を有する点が第6図と異なり、電気駆
動制御弁7は、圧縮器1と蒸発器4間を結ぶ配管10に
介在され、その弁開度を調節することにより水循環回路
6側の水湿を調節し、冷却能力を制御ずろ。 制御器8は、蒸発器4の出に1側の水湿度を検出する検
出素子8 aからの43号を受けて、予め設定されてい
る水出口設定温度との比較を行い、その差’/(7Sに
応じ一〇制御信弓を出力し、電気駆動制御弁7の弁開度
を制御する。また、電気駆動制御弁7の弁開度制御電圧
が一定以上(本実施例では7V)になれば後述のバイパ
ス回路9に接続されたf代磁開閉弁]1に「開」の信−
円を出力ずろ。J:うになっている1、なお、圧縮機1
.凝縮器2.高度式膨張弁3.蒸発器4および電気駆動
制御ブr7に」、リピー″トポツガ装置が構成される。 また、温度式膨張弁3は圧縮機1における吸入の過熱度
を適正に維持するための圧力補償機能を有している。 バイパス流路9は、高度式膨張弁3の入口側高圧配管1
1と圧縮機1の吸入側配管10間に接続されろもので、
減圧機能を有するキャビラリヂ、。 −プ9aおよび制御器8により制御される電磁開閉弁1
1て構成される。 第2図(ま前記電気駆動制御弁7の詳細を示す断面図で
ある。この制御弁7は、弁匣体7 t+と、この弁匣体
7a内を冷媒流入側と冷媒流出側に区画する隔壁7bに
形成した流量調節用の弁孔7Cと、この弁孔7cを開閉
ずろ弁体7dと、この弁体7dを開閉動作するソ1.・
ノイlj 7 eとから構成されている。 次に、上記のように構成された本実施例の動作を第3図
乃至第5図を参照しながら説明する。 まず、第3図は電気駆動制御弁7の弁開度と水循環回路
6の水出口温度との関係を示すもので、制御器8の設定
水温T aが検出素子8aにより測定される水出口温度
’r bより高い場合は、電気駆動制御弁7の弁7dを
開け、又、逆に設定水2Fjj+ T”aが水出口温度
T bに近ついた場合は弁7dを閉めて、設定水ン晶T
aに近くなるように制御される。 弁開度を閉していくと、冷却する能力おまひ、蒸発器4
内の冷媒温度である蒸発温度が下がっていく。この様子
を示したのが第4図(B)、(C)である。ピー トボ
ンゴ装置に要求される能力が小さいとき(J、弁開度を
絞り、蒸発温度を低下させて、ヒートポンプ装置を循環
する冷媒の流量を減少させて、能力を小さくする。 この場合、蒸発器4の蒸発圧力が低下し、かつ冷却能力
も小さくなるか、同時に圧縮機1の吸入圧力も低下する
ため、圧縮機吸入部の過熱度が一気に増大し、やがては
圧縮機1の吐出ガス温度が」1昇し、上限許容値を3−
バする危険性が生しる。 即ら、バイパス流路9が組込まれていない場合、吐出ガ
ス湿度は第4図(A)の破線に示すように蒸発圧力の低
下に伴う分L!け」1昇し上限許容値をオーバずろが、
バイパス流路9がある場合は、これにより冷媒が減圧さ
れて圧tt?NJiの吸入側へバイパスされ、かつ冷却
されることにより吐出ガス温度の上昇を抑え、第4図(
A、 )の実線に示ずJうになる。 第5図は、バイパス流路9を有ずろヒートポンプ装置の
絶対圧力とエンタルピとの関係を示したモリエル線図で
あり、この図から明らかな如くカルノーサイクル上での
断熱圧縮はA点からB点へ移り、吐出ガス温度の上昇が
抑えられることになる。 このバイパス流r#!9の制御は電磁開閉弁10によっ
て行われる。電磁開閉弁10の1JFl/閉は第3図に
示すように吐出ガス温度は弁開度に反比例して上昇する
ため、吐出温度が上限を越える直前に開いてやればよく
、この弁開度すなわち電気駆動制御弁7の制御電圧を検
出して行う。この実施例では制御f[II電圧7v以上
て開/閉を制御(7ている。 このように、この実施例では制御器8により電気駆動制
御弁7の開度を制ff1ll L、、圧11iH浅1の
吸入圧力を可変するとともに、能力i1)変時に間jm
となる吐出ガス温度の上昇を、電気駆動制御弁7の制御
電圧を検出して制御されろバイパス1tf、路9により
対応するようにしたので、信頼性の高いヒーI・ポツプ
装置能力の制御をITJ能とし、水湿調節が適正にてき
る。
【発明の効果】
上述(ツなように、乙の発明によれば、圧縮機1および
蒸発N4との間に電気駆動制御弁7を設け、制御器8に
より電気駆動制御弁7を制御するように構成したので、
予め設定さオ゛また基準温度との差温に応して、減圧装
置としての電気駆動制御弁7の開度を自動的に調節ずろ
ことに1−り設定水ン晶に保つよう能力制御を行うこと
ができ、且つ、バイパス流路を設けて、能力制御時の圧
縮機の吐出ガス高度の上昇を抑えろために、電気駆動制
御ブr7の特性を応用して能力制御時にのみバイパス流
路を作用ざぜるようにしたので、信頼性の高い又高効率
なヒートポンプ装置を掟供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示すし− トボノーノ。 装置の構成図、第2図は本実施例における電気駆動制御
弁の断面図、第3図は本実施例における電気駆動制御弁
の弁開度と水出1コ11゜11度との関係を示す説明図
、第4図は本実施例に)5ける能力制御時の能力と吐出
ガス温度、弁開度及び蒸発温度との関係を示す説明図、
第5図は本実施例のモリエル線図、第6図は従来のヒー
トポンプ装置の構成図である。 1 圧縮機、2 凝縮器、3 膨張弁、4 蒸発器、6
 水循環回路、7 電気駆動制御ブr18制陣器、9 
バイパス流路、9 rI−1・Yビ・ノリデユープ、1
1 電磁開閉弁。 なお、図中同一79号は同−又は相当部分を示す。 代理人  大 岩 増 JrJF、 (外2名)Σ 呪 牽 亥 Ll:!  R’5 へ 手続補正書(自発)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮機、凝縮器、膨張装置及び蒸発器を閉ループに結合
    して冷凍サイクルを構成し、かつ蒸発器により冷却され
    る被冷却負荷を有するヒートポンプ装置において、前記
    圧縮機の吸入側と蒸発器の出口側間に接続した電気駆動
    制御弁と、一端を前記圧縮機の吸入側に他端を前記膨張
    装置の入口側高圧配管に接続した電磁開閉弁およびキャ
    ピラリチューブを有するバイパス流路と、前記蒸発器で
    冷却される被冷却負荷側への被冷却媒体の出口温度を検
    出し、該検出温度と設定温度との差に応じて前記電気駆
    動制御弁の開度を制御すると共に、該電気駆動制御弁の
    制御電圧を検出して電磁開閉弁の開/閉制御を行う制御
    器とを備えたことを特徴とするヒートポンプ装置。
JP63089404A 1988-04-12 1988-04-12 ヒ―トポンプ装置 Expired - Lifetime JP2512986B2 (ja)

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