JPH0282068A

JPH0282068A - 調温装置

Info

Publication number: JPH0282068A
Application number: JP23427388A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ogawa; 尾川　健男; Yoshihisa Hosoe; 細江　義久; Masatoshi Ono; 桜野　正敏; Toshiyuki Hojo; 俊幸北條
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-03-22

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］本発明は精度の良い温度環境を必要とする産業分野に好
適な高精度な且つ省エネルギー化可能な調温装置に関す
る。

［従来の技術］従来、環境試験装置等のための高精度な温度制御を必要
とする空気調和装置（調温装置）にあっては、冷凍機と
冷凍機の能力以上の加熱容量を有する電気加熱器とを用
い、冷凍機による冷却後、該加熱器により能力の補正を
行って温度制御を行っている。

又、電算機用パッケージ形空気調和機においては、省エ
ネルギー化のため冷媒再熱回路を組込んだ冷凍サイクル
で冷却運転を行っている。

その他、冷凍機の冷却能力を調節し温度制御する方法と
して、インバータによる冷媒圧縮機のモータの回転数制
御や圧縮機のアンロード機構がある。

［発明が解決しようとする課題］上記の従来技術において、環境試験装置等の温度制御方
式では、冷凍機とその冷却能力以上の電気加熱器とによ
り温度制御を行うため、電力の消費量が非常に大きく、
不経済な運転制御となる問題があった。

また、電算機用パッケージ形空気調和機においては、冷
媒再熱による温度制御を行っているが、負荷容量の変動
に対応する冷却あるいは加熱の自動運転機能を有してお
らず、又複数の冷凍サイクルを有する場合には、風吸込
口の温度サーモスタットの設定温度によって順次各冷凍
サイクルの圧縮機の運転／停止制御をしているため、そ
の時の温度変動幅も３〜４℃と大きく恒温状態が保持で
きない。

インバータによる圧縮機モータ回転数制御方式では、回
転数を落して圧縮機の能力を調節する際に、除湿能力が
少なくなりすぎて低湿保持ができない。

また圧縮機のアンロード機構を用いる場合は。

圧縮機の入力はアンロードに見合う程には低下できず、
又段階制御のため、温度変動幅が大きい。

本発明の目的は、省エネルギ運転ができ、しかも、負荷
変動があっても、高精度な温度環境を作り出すことので
きる調温装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の調温装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発
器および再熱器を各々有する複数の冷凍サイクルと送風
装置とを備え、各冷凍サイクルの冷媒回路中では夫々の
凝縮器と再熱器を並列に接続すると共に再熱器の冷媒流
量調整弁を設け、送風装置の送風流路内にこれら冷凍サ
イクルの夫々の蒸発器および再熱器を配置し、これら蒸
発器による冷凍と再熱器による加熱との組合わせにより
冷凍サイクルの容量調節を行うようにした調温装置であ
って、上記送風流路の風の吹出口又は吸込口に温度セン
サを設け、該センサの検出温度と設定値との差に応じて
、上記夫々の再熱器の冷媒流量調整弁を制御して夫々の
冷凍サイクルの容量調節をし、その容量調節の値が或る
所定値になった時には１つの冷凍サイクルの圧縮機を停
止し、更に容量調節の値が進んでそれが順次の所定値に
なった時に順次に残りの冷凍サイクルの圧縮機を停止さ
せるように制御する自動制御手段を設けたことを特徴と
する。

［作　　　用］送風流路の風の吸込口又は吹出口に設けた温度センサの
検出温度と設定値の差を検出し、この差に応じて、例え
ば再熱器の冷媒出口側に設けた自動冷媒流量調整弁を比
例制御させることにより、再熱量を調整し冷却能力の制
御を行う容量調節をすることで、吸込口の温度を一定に
保持することができる。２つの冷凍サイクルを持つ実施
例の場合を例にとると、容量調節の値が例えば全冷却能
力の１／２（５０％）になったとき、１つの冷凍サイク
ルを停止すると共に、残りのもう１つの冷凍サイクルの
再熱量を１つの冷凍サイクルの冷力の１７２まで持たせ
るよう、逆に冷媒流量を多くするように制御を行う。そ
れによって、冷凍サイクルは１つの冷凍サイクルのみを
運転し、他方は停止しているので、電力消費量は全冷凍
サイクルを運転する場合の１７２に低下させることがで
きる。又、冷却能力については、１台の圧縮機を停止し
ても他方の冷却能力をフルに発揮するよう再熱器冷媒流
量弁が制御されるため、この切換えの際の温度変動幅は
小さく押えることができる。

以上の様に自動運転されるので、誤動作することもない
。

［実　施　例コ以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。以下では複数の冷凍サイクルとして、２つの冷凍サ
イクルを有する実施例について図示し説明する。

第１図及び第２図に示すように、空調すべき室内に置か
れた筐体Ｃ中の風の流路には各冷凍サイクルの蒸発器５
□、５２．再熱器６＋、６ｚを設置し、送風機８により
風の吸込口１から順に矢印の向きに風が流れ、風の吹出
口２より温度の調節された風が吹出す構造となっている
。風の吸込口１、或るいは吹出口２には、それぞれ吸込
風温度を検知する温度センサ３、あるいは吹出風温度を
検知する温度センサ４、のいずれかを設置しである。７
は電気ヒータの如き加熱器、９．．９２は各冷凍サイク
ルの冷媒圧縮機である。又１０．，１０ｉは各冷凍サイ
クルの凝縮器であり、室外に設置される。

第２図に示す様に、再熱器６４，６□および、これら再
熱器の冷媒流量調整弁１１□、１１□を各冷凍サイクル
中に設置している。冷却運転時には圧縮機９□、９．の
運転により、冷媒は矢印のように流れ、再熱必要量に応
じて凝縮器１０．、１０．と再熱器６１，６２とに分流
して凝縮、排熱され、膨張機構１２□、］２□を経て蒸
発器５□、５□で蒸発後、圧縮機９Ｉ、９ｘに吸入され
る冷凍サイクルを各々構成している。再熱器６１，６□
は一種の凝縮器であって、冷媒の凝縮による熱を上記風
の流路に排熱するものである。

運転が開始されると、第３図の動作説明図に示す如く、
吸込口１（或るいは吹出口２）の温度Ｔ１を検出し、そ
れと設定温度Ｔ８との温度差ΔＴに応じて、各再熱器出
口の冷媒流量調整弁１１１゜１１２のバルブ開度を自動
的に比例制御させ、夫々の再熱容量を変化させることに
より各冷凍サイクルの容量調節を行ない、吸込口１或い
は吹出口２の温度を一定に保持させる。而して各冷凍サ
イクルにおいて例えば再熱器の再熱容量を冷却能力の５
０％となし、２つの冷凍サイクルの冷却能力を同一とし
た場合において、更に上記容量調節が進み、２つの冷凍
サイクルの冷却能力がそれら２つの冷凍サイクルの全冷
却能力の１／２　（５０％）になった時には、１つの冷
凍サイクルの圧縮機（例えば９□）は停止させ、もう片
方のみの冷凍サイクルの圧縮機（９□）の単独運転に切
換える。更に冷却負荷が小さくなれば、上記片方の冷凍
゛サイクルの再熱器冷媒流量調整弁１１λのバルブ開度
を調節することにより、その再熱量を増減させて全冷却
能力に対して２５〜５０％の容量調節を行なうことがで
きる。更に容量調節が進むと、今まで運転していたもう
片方の冷凍サイクルの圧縮機も停止させ、全冷凍サイク
ル停止とする。

上記の説明を第１表にまとめて示す。

注）２台の冷凍サイクルを有する場合で、それらの容量
が同一の場合を示す。

なお、冷凍サイクルを２つよりも更に多くすれば、最小
容量調節範囲をより小さくすることができる。

なお、第１図、第２図において破線で示した加熱器７を
組み込むことによって、運転スタート時、センサ温度が
設定温度より低い時には、加熱器７のみを運転し、設定
温度に近づいた時、加熱器７の運転から前記冷凍サイク
ルの運転に切換える制御方式を採用することにより、設
定温度にまで短時間で上昇させることができる。

また、第１図において、吸込口１及び吹出口２のいずれ
にも温度センサを設けて、吹出口と吸込口の温度差を検
出し、それがある値以上になった時に、前記と同様に各
冷凍サイクルを順次停止させる制御方式を採用すること
もできる。

尚、第２図に示す如く、蒸発器５□、５□と再熱器６□
、６２との間に温度センサ３１を追加し、前記２つのセ
ンサ３，４を含めて３点の温度関係より前述と同様に順
次各冷凍サイクルを停止させる制御をすることによって
より負荷変化にマツチした運転を行なうことができる。

［発明の効果］本発明によれば、負荷状態に応じて自動的に再熱器によ
る再熱容量を変化させて容量調節が行なえ、かつ複数の
冷凍サイクルを順次停止させることによって、±０．５
〜１．０℃の精度の良い温度制御が行なえると共に、消
費電力を軽減させる省エネ運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による調温装置の構造模式断
面図、第２図は同実施例における冷凍サイクル系統と機
器配置を示す図、第３図は同じく制御説明図である。１・・・風の吸込口　　　　２・・・風の吹出口３・・
吸込口温度センサ　４・・・吹出口温度センサ５、．５
．・・・蒸発器　　　６．．６．・・・再熱器７・・・
加熱器　　　　　　８・・・送風機９＋、９ｘ・・・圧
縮機　　　１０１．１０２・・・凝縮器１１工、１１□
・・・冷媒流量調整弁１２１．１２□・・・膨張機構第１図７−−−カり全→２馴８・・−送風機９１．２・・−圧怒９幾中　風の流れ −ン令媒の流ｉ

Claims

【特許請求の範囲】１　圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器および再熱器を
各々有する複数の冷凍サイクルと送風装置とを備え、各
冷凍サイクルの冷媒回路中では夫々の凝縮器と再熱器を
並列に接続すると共に再熱器の冷媒流量調整弁を設け、
送風装置の送風流路内にこれら冷凍サイクルの夫々の蒸
発器および再熱器を配置し、これら蒸発器による冷凍と
再熱器による加熱との組合わせにより冷凍サイクルの容
量調節を行うようにした調温装置であって、上記送風流
路の風の吹出口又は吸込口に温度センサを設け、該セン
サの検出温度と設定値との差に応じて、上記夫々の再熱
器の冷媒流量調整弁を制御して夫々の冷凍サイクルの容
量調節をし、その容量調節の値が或る所定値になった時
には１つの冷凍サイクルの圧縮機を停止し、更に容量調
節の値が進んでそれが順次の所定値になった時に順次に
残りの冷凍サイクルの圧縮機を停止させるように制御す
る自動制御手段を設けたことを特徴とする調温装置。２　前記送風流路内に別に加熱器を組込み、運転開始期
間中前記センサの検出温度が目標値より低い時には、加
熱器のみを運転し、目標値に近づいた時、加熱器の運転
から冷凍サイクルへの運転に切換るようにした請求項１
記載の調温装置。３　前記風の吹出口と吸込口との両方に温度センサを設
けて、これら温度センサで検出した吹出口と吸込口の温
度差がある温度差以上になった時には、順次冷凍サイク
ルを停止して行くようにしたことを特徴とする請求項１
記載の調温装置。４　前記送風流路内で蒸発器と再熱器との間に温度セン
サを追加し、この温度センサと前記吹出口及び吸込口の
温度センサによる３点の検出温度関係より順次冷凍サイ
クルを停止していくようにしたことを特徴とする請求項
３記載の調温装置。