JPH07280397A - 冷蔵装置の冷凍能力測定方法 - Google Patents

冷蔵装置の冷凍能力測定方法

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JPH07280397A
JPH07280397A JP9057794A JP9057794A JPH07280397A JP H07280397 A JPH07280397 A JP H07280397A JP 9057794 A JP9057794 A JP 9057794A JP 9057794 A JP9057794 A JP 9057794A JP H07280397 A JPH07280397 A JP H07280397A
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JP
Japan
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refrigerant
temperature
pressure
enthalpy
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JP9057794A
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English (en)
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Takeshi Sato
猛 佐藤
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ONISHI NETSUGAKU KK
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ONISHI NETSUGAKU KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 媒体の液体と気体の混合状態のエンタルピか
ら冷蔵装置の冷凍能力を測定する測定方法の提供。 【構成】 凝縮器の後の点bにおける冷媒の気体と液体
の混合状態を加熱し強制的に気体点b1に移行させ、そ
のときの気体の温度と圧力からエンタルピを求め、その
加熱量から混合状態の冷媒のエンタルピを求め得る。つ
いで冷凍サイクルを破壊しないために、冷媒を強制的に
液体点b2にするため冷却し、その液体における温度圧
力からエンタルピを求め、そのエンタルピにより液体状
態の冷媒を加熱する加熱量を求め、その加熱量より液体
状態の冷媒を点b3の気液混合状態に移行させることに
より冷凍サイクルを破壊することがない。点Cにおいて
も点Cb1に移行して圧力温度から混合状態のエンタル
ピを求め、更に点C2に移行しまた点C3に戻すことに
よるサイクル破壊はなく点dでは加熱して気体の点eに
移行し加熱量より気液混合状態のエンタルピを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷媒の液体と気体の混
合状態におけるエンタルピから冷蔵装置の冷凍能力を測
定する冷蔵装置の冷凍能力測定方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、冷蔵装置の冷凍サイクルは、図
4に示すように、圧縮機1で冷媒を圧縮し、凝縮器2で
冷媒を凝縮し、凝縮された冷媒を膨張弁3で急激に膨張
させることにより、急激に膨張した冷媒が蒸発装置4で
周囲の熱を吸収することを利用し、この蒸発装置4を冷
蔵装置の冷却室に装着することにより、冷却室内部を冷
却するようにしている。
【0003】この冷蔵装置の冷凍能力を測定するには、
蒸発装置4の入出口のエンタルピの差に循環する冷媒の
質量流量を掛けることによって求めることができる。
【0004】ここで、蒸発装置4の入口のエンタルピを
h1(kJ/kg)、出口のエンタルピをh2(kJ/
kg)、質量流量をG(kg/h)とし、冷凍能力をQ
(W)とすると、冷凍能力Q(W)は式1によって求め
ることができる。
【式1】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このエンタ
ルピを求める方法としては、Ph線図と呼ばれている図
5の線A、B、Cにより温度と圧力が決まると、冷媒が
液体あるいは気体のときには一義的に決定することがで
きるが、曲線Dの間の液体と気体の混合状態のときに
は、与えられた熱が液体から気体に変化するだけで、エ
ンタルピが一義的に決まらないため、混合状態のエンタ
ルピは計測できないとされている。
【0006】従って、冷蔵装置の冷凍能力は冷媒の混合
状態におけるエンタルピを計測できないため、冷蔵装置
の冷凍能力を求めることはできなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機によっ
て冷媒を加圧して凝縮器で凝縮し、膨張装置で前記冷媒
を膨張させ、膨張した冷媒を蒸発装置に送り、蒸発装置
で周囲の熱を吸収して冷凍するように冷媒を循環する冷
蔵装置において、冷媒の循環経路を分岐し、分岐した冷
媒の温度を検出するとともに、前記冷媒を加熱し、温度
が変化した時点における温度を検出するとともに、圧力
を検知し、この温度と圧力と加熱熱量から冷媒のエンタ
ルピを計測し、冷凍能力を測定するものである。
【0008】本発明は、圧縮機によって冷媒を加圧して
凝縮器で凝縮し、膨張装置で前記冷媒を膨張させ、膨張
した冷媒を蒸発装置に送り、蒸発装置で周囲の熱を吸収
して冷凍するように冷媒を循環する冷蔵装置において、
前記凝縮器の出口における循環経路、膨張装置の出口に
おける循環経路及び蒸発装置の出口における循環経路を
分岐し、分岐した冷媒の温度をそれぞれ検出するととも
に、該冷媒をそれぞれ加熱し、それぞれ温度が変化した
時点における温度を検出するとともに、圧力を検知し、
この温度と圧力と加熱熱量から装置全体の冷媒のエンタ
ルピを計測し、冷凍能力を測定するものである。
【0009】
【作用】本発明では、混合状態にある冷媒の温度を測定
した後、冷媒を加熱することにより、温度が変化した時
点温度と圧力を検知し、このときの加熱量を冷媒の流量
で割った値を、その気体の状態における温度と圧力から
求められるエンタルピから引くことにより、冷媒の混合
状態のエンタルピを測定する。
【0010】そして、冷蔵装置において、冷媒を加熱し
ただけでは、冷凍サイクルを壊してしまうので、冷媒の
エンタルピを測定した後は、再び冷媒を元の混合状態に
戻すことにより、冷媒を循環させて、冷蔵装置の各部に
おいて加熱及び冷却を行って、冷蔵装置全体のエンタル
ピを求めることができる。
【0011】
【実施例】まず、実施例を説明する前に、冷媒の混合状
態のエンタルピを測定する方法について説明すると、図
1の冷凍サイクルEの点a及び点eで示すように、図4
の圧縮機1の出口及び入口の冷媒は気体であるが、図1
の冷凍サイクルEの点b、c、dに示すように凝縮器2
の後、膨張弁3の後及び蒸発器4の後では、冷媒は気体
と液体の混合状態にある。
【0012】そこで、図1における凝縮器2の後の点b
を例に取ると、この点bにおける冷媒の気体と液体の混
合状態を強制的に気体にもっていくことにより、そのと
きの気体の状態の温度と圧力から図5によりそのエンタ
ルピを求めることができるので、この求められたエンタ
ルピをh2とし、又、強制的に気体の状態にするために
加熱した加熱量をH(W)とし、さらに、このときの冷
媒流量をG、点bにおける冷媒の気体と液体の混合状態
のエンタルピをh3とすると、式2が成立する。
【式2】
【0013】式2から冷媒の気体と液体の混合状態のエ
ンタルピh3は、式3によって求めることができる。
【式3】
【0014】しかし、この方法では、冷媒を加熱しただ
けであるから、冷凍サイクルを破壊してしまうので、エ
ンタルピを測定後は再び冷媒を図1の冷凍サイクルEの
点bの状態に戻すようにしなければならない。
【0015】この場合、強制的に気体の状態にするため
に加熱した加熱量H(W)を正確に差し引くことができ
るように制御できる冷却装置があればよいが、現状で
は、実際に制御できるのは加熱量だけしかないので、図
2の点bにおいて、冷媒を強制的に加熱して点b1の気
体にした状態の冷媒を容量の大きい冷却装置で液体状態
まで冷却し、その点b2の温度変化を検知し、圧力を測
定して、図5よりそのときの温度と圧力からエンタルピ
を求め、このエンタルピと質量流量より加熱量を計算し
て、点bに極めて近い点b3に戻すことにより、冷凍サ
イクルを破壊することなく混合状態のエンタルピを測定
することができる。
【0016】同様に、図1の冷凍サイクルEの点cにお
いても、強制的に加熱して、図2の点c1に示すように
冷媒を気体の状態にし、そのときの温度と圧力を測定
し、この温度と圧力と加熱量H(W)と質量流量より、
冷媒の混合状態におけるエンタルピを測定し、又、冷却
装置により冷却して、図2の点c2に示すように、強制
的に液体の状態移行し、点c2における温度変化及び圧
力を検知して、図5よりそのときの温度と圧力とからエ
ンタルピを求め、このエンタルピと質量流量より加熱量
を計算して、点cに限りなく近い点c3に戻すことによ
り、冷凍サイクルを破壊することなく混合状態のエンタ
ルピを測定することができる。
【0017】さらに、図1の点dから点eへの移行は加
熱して気体にすればよいので、そのときの冷媒の温度及
び圧力と加熱量より、点dにおける冷媒の混合状態のエ
ンタルピを測定することができる。
【0018】図3は、上記の方法を実施する本発明の1
実施例のブロック図で、冷蔵装置として冷蔵庫を例にと
ると、冷蔵庫5はコンプレッサ6、コンデンサ7、キャ
ピラリーチューブ8、蒸発装置9によって構成され、図
1の点bのエンタルピを求め、冷媒を元の状態に戻すた
めに、コンデンサ7の出口に第1の測定装置10の温度
計11が接続され、この温度計11にワットメータ12
を設けたヒータ13、温度計14、圧力計15、冷却装
置16、流量計17、温度計18、圧力計19、ワット
メータ20を設けたヒータ21を順次接続し、ヒータ2
1を通った冷媒はキャピラリーチューブ8に戻すように
している。
【0019】又、図3において、図1の点cのエンタル
ピを求め、冷媒を元の状態に戻すために、キャピラリー
チューブ8の出口に第2の測定装置22の温度計23が
接続され、この温度計23にワットメータ24を設けた
ヒータ25、温度計26、圧力計27、冷却装置28、
温度計29、圧力計30、ワットメータ31を設けたヒ
ータ32が順次接続され、ヒータ32を通った冷媒は蒸
発装置9に戻すようにしている。
【0020】さらに、図3において、図1の点dのエン
タルピを求め、冷媒を元の状態に戻すために、第3の測
定装置33の圧力計34が蒸発装置9の出口に接続さ
れ、又、圧力計34に温度計35、ワットメータ36を
設けたヒータ37、温度計38が順次接続され、又、温
度計38に圧力計39が、接続され、圧力計39を通っ
た冷媒はコンプレッサ6に戻される。
【0021】このように構成した本実施例では、第1の
測定装置において、コンデンサ7の出口の冷媒の温度を
温度計11で測定し、ヒータ13で冷媒を加熱して温度
計14により冷媒の温度の変化値から冷媒が気体の状態
(図2のb1)に移行したことを検知し、そのときの圧
力を圧力計15で検知し、流量計17で測定した流量と
ヒータ13加熱した加熱量をワットメータ12検知する
ことにより、コンデンサ7の出口の冷媒のエンタルピを
測定することができる。
【0022】そして、冷却装置16で冷媒を冷却し、温
度計18で冷媒の温度を検知することにより冷媒が液体
(図2のb2)に移行したことを求め、又、圧力計19
で冷媒の圧力を求め、その温度及び圧力における冷媒の
エンタルピから加熱量を求めて、ワットメータ20で加
熱量を測定しながらヒータ21で加熱して冷媒を図2の
点bに極めて近い点b3に戻すことにより、冷凍サイク
ルを破壊することがなく冷媒を送ることができる。
【0023】同様に、第2の測定装置において、キャピ
ラリーチューブ8の出口の冷媒の温度を温度計23で測
定し、ヒータ25で冷媒を加熱して温度計26により冷
媒の温度の変化値から冷媒が気体の状態(図2のc1)
に移行したことを検知し、そのとき圧力を圧力計27で
求め、又、流量計17で測定した流量とヒータ25で加
熱した加熱量をワットメータ24で検知することによ
り、キャピラリーチューブ8の出口の冷媒のエンタルピ
を測定することができる。
【0024】そして、冷却装置28で冷媒を冷却し、温
度計29で冷媒の温度を検知することにより冷媒が液体
(図2のc2)に移行したことを検知し、圧力計30で
冷媒の圧力を検知することにより、その温度及び圧力に
おける冷媒のエンタルピから加熱量を求めて、ワットメ
ータ31で加熱量を測定しながらヒータ32で加熱して
冷媒を図2の点cに極めて近い点c3に戻すことによ
り、冷凍サイクルを破壊することなく冷媒を蒸発装置9
に送ることができる。
【0025】さらに、第3の測定装置33において、圧
力計34で冷媒の圧力を検知し、温度計30で冷媒の温
度を測定し、その温度及び圧力における冷媒のエンタル
ピから加熱量を求めて、ワットメータ36で加熱量を測
定しながらヒータ37で冷媒を加熱して温度計38によ
り冷媒の温度の変化値から冷媒が気体の状態(図2の
e)に移行したことを検知し、そのときの圧力を圧力計
39で求め、又、流量を流量計17で測定し、この流量
とヒータ37で加熱した加熱量をワットメータ36で検
知することにより、蒸発装置9の出口の冷媒のエンタル
ピを測定することができる。
【0026】本実施例は、このように冷媒の混合状態に
おけるエンタルピを、冷媒を強制的に気体に移行し、そ
のときに加熱した加熱量と質量流量より測定することが
でき、又、このように加熱した冷媒を冷却して加熱する
ことにより、冷凍サイクルを破壊することなく冷媒を循
環させることができる。
【0027】なお、冷媒を気体状態から液体状態に移行
し、さらに、混合状態に移行させるときに、ヒータの加
熱量をさらに精度よく制御するには、ファジー制御等を
使用すればよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明の冷蔵装置の
冷凍能力測定方法では、冷媒の液体と気体の混合状態の
エンタルピを冷媒を加熱することにより簡単に測定する
ことができ、又、加熱した冷媒を冷却して加熱すること
により、冷凍サイクルを破壊することなく、冷媒の通常
の循環状態で測定することができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するための通常の冷凍サ
イクルを示した図である。
【図2】本発明の実施例を説明するための冷凍サイクル
を示した図である。
【図3】本発明の1実施例の冷蔵装置の冷凍能力を測定
するめのブロック図である。
【図4】通常の冷凍装置の概略構成図である。
【図5】冷媒の各状態におけるエンタルピと圧力と温度
との関係を示した図である。
【符号の説明】
5 冷蔵庫 6 コンプレッサ 7 コンデンサ 8 キャピラリーチューブ 9 蒸発装置 10 第1の測定装置 11、23 温度計 12、24 ワットメータ 13、25 ヒータ 14、26 温度計 15、27 圧力計 16、28 冷却装置 17 流量計 18、28 温度計 19、30 圧力計 20、31 ワットメータ 21、32 ヒータ 30 温度計 22 第2の測定装置 33 第3の測定装置 34、39 圧力計 35 温度計 36 ワットメータ 37 ヒータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機によって冷媒を加圧して凝縮器で
    凝縮し、膨張装置で前記冷媒を膨張させ、膨張した冷媒
    を蒸発装置に送り、蒸発装置で周囲の熱を吸収して冷凍
    するように冷媒を循環する冷蔵装置において、冷媒の循
    環経路を分岐し、分岐した冷媒の温度を検出するととも
    に、前記冷媒を加熱し、温度が変化した時点における温
    度を検出するとともに、圧力を検知し、この温度と圧力
    と加熱熱量から冷媒のエンタルピを計測し、冷凍能力を
    測定することを特徴とする冷蔵装置の冷凍能力測定方
    法。
  2. 【請求項2】 前記加熱した冷媒を冷却し、さらに、加
    熱して前記冷媒の循環経路に戻すことを特徴とする請求
    項1記載の冷蔵装置の冷凍能力測定方法。
  3. 【請求項3】 圧縮機によって冷媒を加圧して凝縮器で
    凝縮し、膨張装置で前記冷媒を膨張させ、膨張した冷媒
    を蒸発装置に送り、蒸発装置で周囲の熱を吸収して冷凍
    するように冷媒を循環する冷蔵装置において、前記凝縮
    器の出口における循環経路、膨張装置の出口における循
    環経路及び蒸発装置の出口における循環経路を分岐し、
    分岐した冷媒の温度をそれぞれ検出するとともに、該冷
    媒をそれぞれ加熱し、それぞれ温度が変化した時点にお
    ける温度を検出するとともに、圧力を検知し、この温度
    と圧力と加熱熱量から装置全体の冷媒のエンタルピを計
    測し、冷凍能力を測定することを特徴とする冷蔵装置の
    冷凍能力測定方法。
  4. 【請求項4】 前記それぞれ加熱した冷媒をそれぞれ冷
    却し、さらに加熱して前記冷媒の循環経路に戻すことを
    特徴とする請求項3記載の冷蔵装置の冷凍能力測定方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008281255A (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Takasago Thermal Eng Co Ltd 冷媒流量の計測方法、冷凍装置の冷暖房能力を求める方法および冷媒流量計測装置
JP2009150640A (ja) * 2007-11-26 2009-07-09 Takasago Thermal Eng Co Ltd パッケージ型空調機による空調システムの冷房能力測定方法
WO2013027232A1 (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置

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