JPH01263461A - ヒートポンプ装置 - Google Patents
ヒートポンプ装置Info
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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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- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 4
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Classifications
-
- 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
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
- F25B41/22—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Air Conditioning Control Device (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
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。
ものである。
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。
、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。
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。
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。
−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63089404A JP2512986B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | ヒ―トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63089404A JP2512986B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | ヒ―トポンプ装置 |
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JPH01263461A true JPH01263461A (ja) | 1989-10-19 |
JP2512986B2 JP2512986B2 (ja) | 1996-07-03 |
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ID=13969705
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- 1988-04-12 JP JP63089404A patent/JP2512986B2/ja not_active Expired - Lifetime
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