JPH0694334A - 吐出過熱度制御装置 - Google Patents

吐出過熱度制御装置

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JPH0694334A
JPH0694334A JP4269076A JP26907692A JPH0694334A JP H0694334 A JPH0694334 A JP H0694334A JP 4269076 A JP4269076 A JP 4269076A JP 26907692 A JP26907692 A JP 26907692A JP H0694334 A JPH0694334 A JP H0694334A
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valve
pressure
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compressor
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JP4269076A
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Tomoo Okada
伴雄 岡田
Kiyoshi Kumagai
潔 熊谷
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Saginomiya Seisakusho Inc
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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
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 圧縮機の吐出側管路に,膨脹張弁作動用感温
筒を設け吐出過熱度を制御する装置において、始動時か
ら定常運転状態に速やかに立ち上げ可能で,低圧カット
のない,また膨脹弁を必要に応じ強制開放手段をもたせ
る。 【構成】 圧縮機1の吐出管路2に膨脹弁6の作動用感
温筒21をとりつけ吐出過熱度を制御し,膨脹弁6の均
圧管23を吐出管路2と吸入管路9のいづれかに切換接
続可能な三方弁30を設け,あるいは三方弁30の代り
に二方弁を用い,均圧管23を絞りを介して吐出管路
に,二方弁を介して吸入管路に接続し,それにより圧縮
機の吐出管路に膨脹弁作動用感温筒を設けた吐出過熱度
を制御する装置において,始動時から定常運転に速やか
に立ちあげることができ,低圧カットが行われないよう
にし,また膨脹弁を必要に応じ強制開放する手段を安価
な設備により行なうようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮式冷凍サイクルの冷
媒制御に際し、圧縮機の吐出側冷媒の過熱度を制御する
ための吐出過熱度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を主
要構成部品とした圧縮式冷凍サイクルの冷媒制御におい
ては、一般的には、蒸発器の出口の冷媒温度が、一定に
なるように膨張弁により制御を行ない、圧縮機の吸入ガ
スの過熱度の制御を行なっている。
【0003】従来のこのような冷媒制御システムにおい
ては、蒸発温度が下降して圧縮機の吸入圧力が低くなる
と、圧力比が大きくなり、圧縮機の体積効率が低下す
る。また、圧縮機を駆動する電動モータは、圧縮機の圧
力比の増大によって、電動機の入力は大きくなるので、
それに伴って電動機損失が大きくなり、発熱量が多くな
る。それに対し、電動モータは循環する冷媒により冷却
されているので、冷媒循環量の減少もあり必然的に電動
機の温度は上昇し、電動機の破損を招くことがある。
【0004】このような従来の冷媒制御システムの欠点
を解消するため、膨張弁の流量を制御する感熱筒を圧縮
機と凝縮機の間の吐出系統に設けることが提案されてい
る。この場合には、吐出ガス温度を検出するので、電動
機の発熱部を冷却した冷媒の温度上昇と、冷媒ガスの圧
縮による温度上昇の両方の温度を加味して膨張弁を開く
ため、吐出ガス温度は常に一定の過熱度に制御される。
それにより冷媒循環量を電動機の発熱を下げるのに必要
な冷媒量を余分に流し電動機の破損を防いでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記圧縮機からの吐出
ガス温度に応じて膨張弁を制御するようにした装置にお
いては、この冷凍サイクルの始動時には、圧縮機の吐出
側の圧力は直ちに上昇するのに対し、吐出側管路の冷媒
温度はかなりの時間遅れをもって上昇する。したがっ
て、吐出側管路の外壁に固定した感温筒は、吐出冷媒ガ
スの温度上昇、それによる管路の温度上昇、更には管路
の温度上昇によって加熱される感温筒の温度上昇の順で
温度が上昇するため、冷凍サイクルの始動時から感温筒
の温度上昇までの時間遅れが大きく、膨張弁はなかなか
開かず、冷凍サイクルの低圧側、即ち圧縮機の吸入側の
圧力はどんどん低下し、真空近くなるため、いわゆる低
圧カットの状態になってしまい正常な作動が行なわれな
くなり、また定常状態に達するのに多くの時間を要する
欠点もあった。
【0006】また、除霜時等において、膨張弁を強制的
に開放する必要がある時は、その開放制御のための制御
部品を別設する必要があり、冷凍機が高価となる欠点も
あった。
【0007】したがって、本発明は、圧縮機の吐出側管
路に膨張弁作動用感温筒を設けて吐出過熱度を制御する
装置において、始動時から定常運転状態に速やかに立ち
上げることができ、低圧カットが行なわれないように
し、また膨張弁を必要に応じ強制開放する手段を安価な
設備により行なうようにした吐出過熱度制御装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、圧縮機の吐出側管路に膨張弁作動用感温筒
を設けて吐出過熱度を制御する吐出過熱度制御弁と、膨
張弁の均圧管を圧縮機の吐出側管路と吸込側管路のいず
れかに切換接続可能にする三方弁とを設け、あるいは膨
張弁の均圧管を絞りを介して圧縮機の吐出側管路に接続
するとともに開閉弁を介して吸込側管路に接続したもの
であり、それにより圧縮機の吐出管路に膨張弁作動用感
温筒を設けた吐出過熱度を制御する装置において、始動
時から定常運転に速やかに立ちあげることができ、低圧
カットが行なわれないようにし、また膨張弁を必要に応
じ強制開放する手段を安価な設備により行なうようにし
たものである。
【0009】
【作用】本発明は、上記のように構成したので、上記三
方弁を用いた装置における冷凍サイクルの定常作動時に
は、三方弁は均圧管を吐出管路に切換え接続しており、
したがって、吐出管路に設けた感温筒の作動ガス圧と吐
出側管路の冷媒ガス圧の均衡により膨張弁の開度制御が
行なわれる。一方、冷凍サイクルの始動時及び除霜運転
時には、三方弁は均圧管を吸込側管路に切換え接続し、
感温筒の作動ガス圧に対向する圧力を低くし、実質的に
感温筒の温度が上昇して作動ガス圧が大きくなった状態
と同じ状態になるため、膨張弁は強制的に開放する。
【0010】また、上記開閉弁を用いた装置における冷
凍サイクルの定常作動時には、開閉弁は閉じており、し
たがって、吐出側管路に設けた感温筒の作動ガスと絞り
を介して導入された吐出側管路の冷媒ガス圧の均衡によ
り膨張弁の開度制御が行なわれる。一方、冷凍サイクル
の始動時及び除霜運転時には、開閉弁が開放し、均圧管
に対しては絞りを介して連通する吐出側管路側圧力より
も開閉弁を介して連通する吸込側圧力の影響が大きく、
したがって、均圧管の圧力が低下して感温筒の作動ガス
圧に対向する圧力が低くなり、実質的に感温筒の温度が
上昇して作動ガス圧が大きくなった状態と同じ状態とな
るため、膨張弁は強制的に開放する。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を図面に沿って説明する。図
1に示す冷凍サイクルにおいて、圧縮機1の吐出管2か
らの冷媒は、四方切換弁3の切換えにより、室外熱交換
ユニット4への管路と、室内熱交換ユニット5への管路
のいずれかへ送られる。この冷凍サイクルを冷房用とし
て用いる際には、四方切換弁3は吐出管管路を室外熱交
換ユニット4側へ切換えており、この室外熱交換ユニッ
ト4は凝縮器として作用し、凝縮冷媒は、膨張弁6を通
り蒸発器として作用する室内熱交換ユニット5を通って
四方切換弁3を介し圧縮機1に戻る。以下、この冷凍サ
イクルを冷房用として用いた場合について説明し、従っ
て室外熱交換ユニット4を凝縮器7とし、室内熱交換ユ
ニット5を蒸発器8として述べる。
【0012】膨張弁6は、弁本体10に設けた第1管路
11と第2管路12とを連通する弁孔13を備え、この
弁孔13には弁体14を備える。弁体14は、弁本体1
0の上部に設けたダイアフラム15と当金16を介して
ロッド17により連結しており、ダイアフラム15は、
その上側作動室18と下側作動室19との差圧により作
動する。
【0013】上側作動室18には、圧縮機1の吐出管2
に密接状態に固定した感温筒21とキャピラリチューブ
22を介して連通しており、下側作動室19は、均圧管
23により三方弁30を介して吐出管2と吸込管9に対
して、いずれか一方に切換接続可能に連通している。弁
体14はスプリング24により常時閉方向に付勢されて
おり、ダイアフラム15により上下方向に摺動するロッ
ド17が連結している。ロッド17の外周にはシールパ
ッキン25を備え、弁本体10に固定したナット26に
支持されるスプリング27により押圧されている。ま
た、第1管路11と第2管路12間は弁孔13をバイパ
スするように、絞り28によって連通している。
【0014】上記冷凍サイクルの始動に際しては、三方
弁30を均圧管23が吸込管9と連通するように切換え
ておく。圧縮機が駆動されて吸込管9の圧力が低下する
と、その圧力は三方弁30、均圧管23を介して膨張弁
6の下側作動室19に作用する。そのため、予め下側作
動室19が、吐出管2の高圧側に連通している状態で、
感温筒21の温度に対応した上側作動室18との圧力均
衡により、膨張弁の開度制御を行なうように設定された
この膨張弁6に対し、下側作動室19に吐出管の圧力よ
りはるかに低い吸込管の圧力が導入されるため、膨張弁
は強制的に開放される。
【0015】それにより、吐出管2の高圧冷媒ガスは凝
縮器7で液化し、その一部は、絞り28を介して蒸発器
8に至り、他は、膨張弁6の弁孔13を通って膨張し、
蒸発器8に入り、室内の冷房作用を行ない、四方切換弁
3を介して圧縮機1の吸込管9に設けたアキュムレータ
20を通って圧縮機1に戻る。
【0016】この冷凍サイクルの始動後、所定時間を経
て定常作動状態になると、三方切換弁30を切換え、均
圧管23を吐出管2と連通させる。それにより予め設定
された感温筒の温度に対応した作動ガス圧力と吐出管の
冷媒ガス圧の均衡により膨張弁の開度制御が行なわれ
る。
【0017】上記実施例においては、この冷凍回路を冷
房用として用いた例を示したが、暖房用として用いる際
には、四方切換3を切換え、吐出管2を室内熱交換ユニ
ット5に連通し、吸込管9を室外熱交換ユニット4に連
通させる。この時、膨張弁6には第2管路12から第1
管路11に冷媒が流通することとなるが、三方弁の切換
により作動制御される膨張弁の作用は上記と同様であ
る。
【0018】また、この冷凍回路の定常運転状態におい
て、蒸発器の除霜を行なう必要がある時には、制御装置
により、上記始動時と同様に三方切換弁を切換え、膨張
弁6を強制的に開放する装置をそのまま使用することが
できるので、除霜のための特別の装置を必要とせず安価
なものとすることができる。
【0019】本発明における膨張弁を強制的に開放する
手段として、図1に示す均圧管の配管に代えて、図2に
示すように配管してもよい。即ち、均圧管23を絞り3
6を介して吐出管2に連通するとともに、開閉弁37を
介して吸込管9に連通したものであり、通常作動時には
開閉弁37を閉じ、絞り36を介して吐出管2に連通さ
せた状態で使用する。
【0020】一方、始動時及び除霜時には、開閉弁37
を開放すると、吸込管9内の低い冷媒ガス圧が開閉弁3
7を介して均圧管23に至り、膨張弁の下側作動室に作
用して強制的に開閉させる点は、図1に示した装置と同
様である。なお、この装置においては、図1に示した装
置のように、定常運転時に三方弁を通して均圧管に冷媒
ガス圧を導入する必要がないので、安定した制御が可能
であり、安価な弁を利用でき設備費を低減することがで
きる。また、この開閉弁を冷凍サイクルの停止時に開放
することにより、吸込管と吐出管を絞りを介して接続し
た状態とし、停止後、速やかに吸込管と吐出管の圧力を
均衡させ、再始動時の作動開始時間の短縮化を図ること
もできる。
【0021】なお、上記各装置における膨張弁として、
図3に示すような膨張弁を使用してもよい。即ち、ロッ
ド43の上端面には、均圧管45からの圧力を受け、そ
の下端面には第2管路47の圧力を受けるように構成し
ている。
【0022】この膨張弁40を前記冷凍サイクルの膨張
弁の代わりに用い、均圧管45を三方切換弁48の切換
えにより吐出管2に連通させるとともに、冷凍サイクル
を冷房装置として用いる際には、この膨張弁40の弁体
への作動圧力は以下のようなバランスをなす。
【0023】即ち、ダイヤフラム41の上側作動室50
に作用する感温筒51からの圧力をPt、均圧管45か
らの吐出管の圧力をPhとし、また、凝縮機に連なる第
1管路46の圧力はほぼ吐出管の圧力Phであり、蒸発
器に連なる第2管路の圧力をPiとし、ダイヤフラム4
1の面積をA、連結ロッド43の面積をB、弁孔44の
面積をαとし、第1スプリング51の押圧力をW1、第
2スプリング52の押圧力をW2とすると、 APt+BPh+αPi=APh+W1+BPi+αPh+W2 の関係式が成立し、この式は、 APt=〔A−(B−α)〕Ph+(B−α)Pi+(W1+W2) となり、弁孔44は連結ロッド43より充分に小径とす
ると、 α<<Bで B−α≒B となる。 また、W1+W2=W=F×A とすると、 Pt=(A−B/A)Ph+(B/A)Pi+F となる。
【0024】ここで、冷媒ガスが第1管路46から第2
管路47に流れる冷房運転時には、第2管路の圧力Pi
は吸込管圧力Psと略等しいので、 Pt=(A−B/A)Ph+(B/A)Ps+F となり、この式から吸込管内圧力が低くなると膨張弁は
開放しやすくなる。これは低圧圧力が低くなると、吐出
温度がより高くなるので、吐出側の絶対温度の上りすぎ
を防ぐ効果がある。
【0025】一方、この膨張弁40を暖房用として用い
る際には、第2管路47から第1管路46に冷媒が流れ
るが、その際には、第2管路圧力Piは吐出管圧力Ph
と等しく、上記式は Pt=Ph+F となり、このことから、この膨張弁は、吸込管内の圧力
の影響を全く受けないことがわかる。したがって、冷房
運転時は、暖房運転時より吐出過熱度が低く設定される
ことになる。これは冷房時と暖房時での最適吐出過熱度
が異なるとき有効である。なお、ここでは冷房時の方が
吐出過熱度の設定値を低くするようにしたが、弁継手の
取付け方向を逆にすると、暖房時の方が設定値を低くで
きることは明白である。
【0026】なお、上記の弁は、前記三方切換弁を用い
る装置への適用のほか、図2に示す開閉弁を用いた装置
に適用することもできる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成し作用する
ので、圧縮機の吐出側管路に膨張弁作動用感温筒を設け
て吐出過熱度を制御する装置において、始動時から定常
運転状態に速やかに立ち上げることができる。したがっ
て、吸込側圧力が低下し過ぎることによる低圧カットを
行なうことがなく、安定した運転を行なうことができ
る。また、除霜時等において、膨張弁を強制的に開放す
る必要があるときも、同じ装置を用いることにより、強
制的に開放することが可能であり、特別の装置を用いる
ことがないので、設備費が安価となる。
【0028】また、均圧管を絞りを介して圧縮機の吐出
管路に接続するとともに、開閉弁を介して吸込側に接続
した装置においては、装置の停止時に、開閉弁を開放す
ることにより吸込管と吐出管とを絞りを介して接続さ
せ、圧力を均衡させる時間を短縮し、装置の再始動を速
やかに行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施態様を示す冷凍サイクル図で
ある。
【図2】同他の実施態様を示す一部の冷凍サイクル図で
ある。
【図3】同冷凍サイクルに用いる他の膨張弁を用いた冷
凍サイクル図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 吐出管 3 四方切換弁 4 室外熱交換ユニット 5 室内熱交換ユニット 6 膨張弁 9 吸入管 10 弁本体 11 第1管路 12 第2管路 13 弁孔 14 弁体 15 ダイヤフラム 17 ロッド 18 上側作動室 19 下側作動室 21 感温筒 22 キャピラリチューブ 23 均圧管 24 スプリング 27 スプリング 28 絞り 30 三方切換弁 36 絞り 37 開閉弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機の吐出側管路に膨張弁作動用感温
    筒を設けて吐出過熱度を制御する吐出過熱度制御弁と、
    膨張弁の均圧管を圧縮機の吐出管路と吸入管路のいずれ
    かに切換接続可能にする三方弁とを設けたことを特徴と
    する吐出過熱度制御装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機の吐出側管路に膨張弁作動用感温
    筒を設けて吐出過熱度を制御する吐出過熱度制御弁と、
    膨張弁の均圧管を、圧縮機の吐出管路に接続する絞り
    と、吸込側管路に接続する開閉弁とを設けたことを特徴
    とする吐出過熱度制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09132353A (ja) * 1995-08-31 1997-05-20 Koenig & Bauer Albert Ag 突刺し針上に存在する裁断片を取除くための方法と装置
CN102425871A (zh) * 2010-08-05 2012-04-25 通用汽车环球科技运作有限责任公司 空调设备和用于运行空调设备的方法

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