JPH0861793A - 混合冷媒冷凍システム及び混合冷媒成分の制御方法 - Google Patents
混合冷媒冷凍システム及び混合冷媒成分の制御方法Info
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- JPH0861793A JPH0861793A JP19430994A JP19430994A JPH0861793A JP H0861793 A JPH0861793 A JP H0861793A JP 19430994 A JP19430994 A JP 19430994A JP 19430994 A JP19430994 A JP 19430994A JP H0861793 A JPH0861793 A JP H0861793A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非共沸混合冷媒冷凍システム１の圧縮器11に
流入する混合冷媒ガスの成分比を、所定の成分比に近づ
けることである。 【構成】 非共沸混合冷媒冷凍システム１に、混合冷媒
の成分比を検出する検出器６及び該検出器６の出力信号
により、冷媒に対する温度を制御して、冷媒成分の沸点
の相異による混合冷媒ガスの成分比を制御する制御回路
５を具え、圧縮器11に流入する混合冷媒ガスを所定成分
比に制御する。
流入する混合冷媒ガスの成分比を、所定の成分比に近づ
けることである。 【構成】 非共沸混合冷媒冷凍システム１に、混合冷媒
の成分比を検出する検出器６及び該検出器６の出力信号
により、冷媒に対する温度を制御して、冷媒成分の沸点
の相異による混合冷媒ガスの成分比を制御する制御回路
５を具え、圧縮器11に流入する混合冷媒ガスを所定成分
比に制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エアコン、冷凍機等の
冷凍装置に用いられる非共沸混合冷媒冷凍システムに関
する。
冷凍装置に用いられる非共沸混合冷媒冷凍システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、成層圏オゾン層を破壊する能力の
大きい特定フロンの生産及び使用を廃止する動きがあ
る。そこで、特定フロンの代替冷媒として、オゾン破壊
係数(トリクロロフルオロメタン(ＣＣｌ3Ｆ)の成層圏オ
ゾン破壊能力を１としたときの成層圏オゾン破壊能力を
示す係数)が、0.05と小さいクロロジフルオロメタン(Ｃ
ＨＣｌＦ2、以下Ｒ２２)の生産及び使用の増大が予想さ
れる。しかしながら、成層圏オゾン破壊係数が微小であ
っても、Ｒ２２の使用量の増大により、Ｒ２２の成層圏
オゾン層に与える影響は、無視できないものとなる。そ
こで、Ｒ２２の冷媒としての特性に近く、成層圏オゾン
破壊係数の更に小さい、又は成層圏オゾン破壊係数が０
の冷媒として、２種以上の成分からなる混合冷媒の使用
が検討されている。
大きい特定フロンの生産及び使用を廃止する動きがあ
る。そこで、特定フロンの代替冷媒として、オゾン破壊
係数(トリクロロフルオロメタン(ＣＣｌ3Ｆ)の成層圏オ
ゾン破壊能力を１としたときの成層圏オゾン破壊能力を
示す係数)が、0.05と小さいクロロジフルオロメタン(Ｃ
ＨＣｌＦ2、以下Ｒ２２)の生産及び使用の増大が予想さ
れる。しかしながら、成層圏オゾン破壊係数が微小であ
っても、Ｒ２２の使用量の増大により、Ｒ２２の成層圏
オゾン層に与える影響は、無視できないものとなる。そ
こで、Ｒ２２の冷媒としての特性に近く、成層圏オゾン
破壊係数の更に小さい、又は成層圏オゾン破壊係数が０
の冷媒として、２種以上の成分からなる混合冷媒の使用
が検討されている。
【０００３】２種以上の、沸点の異なる(非共沸)成分か
ら構成される混合物を冷媒として利用する非共沸混合冷
媒冷凍システム(１)は、図５に示す如く、循環路(18)中
に圧縮器(11)、凝縮器(12)、膨張弁(13)、蒸発器(14)及
びアキュムレータ(15)を順に設けて形成した密閉冷凍サ
イクル内に、非共沸混合冷媒を循環させている。
ら構成される混合物を冷媒として利用する非共沸混合冷
媒冷凍システム(１)は、図５に示す如く、循環路(18)中
に圧縮器(11)、凝縮器(12)、膨張弁(13)、蒸発器(14)及
びアキュムレータ(15)を順に設けて形成した密閉冷凍サ
イクル内に、非共沸混合冷媒を循環させている。
【０００４】該非共沸混合冷媒冷凍システム(１)内での
混合冷媒の流れを図５及び図６を用いて説明する。アキ
ュムレータ(15)から供給される低温、低圧の冷媒ガスを
圧縮器(11)により圧縮し、高温、高圧に高め、該冷媒ガ
スを凝縮器(12)に供給する(段階１、断熱圧縮)。圧縮器
(11)から凝縮器(12)に吐出された高温、高圧の冷媒ガス
は、高圧の凝縮器(12)内で放熱して液化し、高圧の冷媒
液となる(段階２、等圧変化)。高圧の該冷媒液は、膨張
弁(13)の開放により蒸発器(14)に吐出される(段階３、
等エンタルピ変化)。吐出された冷媒液は、低圧の蒸発
器(14)内で気化し吸熱する。該吸熱により、蒸発器(14)
において、冷凍が発生する(段階４、等圧変化)。
混合冷媒の流れを図５及び図６を用いて説明する。アキ
ュムレータ(15)から供給される低温、低圧の冷媒ガスを
圧縮器(11)により圧縮し、高温、高圧に高め、該冷媒ガ
スを凝縮器(12)に供給する(段階１、断熱圧縮)。圧縮器
(11)から凝縮器(12)に吐出された高温、高圧の冷媒ガス
は、高圧の凝縮器(12)内で放熱して液化し、高圧の冷媒
液となる(段階２、等圧変化)。高圧の該冷媒液は、膨張
弁(13)の開放により蒸発器(14)に吐出される(段階３、
等エンタルピ変化)。吐出された冷媒液は、低圧の蒸発
器(14)内で気化し吸熱する。該吸熱により、蒸発器(14)
において、冷凍が発生する(段階４、等圧変化)。
【０００５】しかしながら、蒸発器(14)において、冷却
不足により、完全に冷媒液が気化しないまま、循環路(1
8)を通って、蒸発器(14)から出ていく場合がある。冷媒
液は圧縮による体積変化が殆どないので、冷媒液が圧縮
器(11)に流入すると圧縮器(11)を損傷する。そこで、蒸
発器(14)と圧縮器(11)の間の循環路(18)中に設けられた
アキュムレータ(15)内で、蒸発器(14)から吐出された冷
媒ガスと冷媒液からなる冷媒を、ガスと液体に分離し、
冷媒ガスのみを圧縮器(11)に導く。冷媒液はアキュムレ
ータ(15)内に残留し、該アキュムレータ(15)をヒーター
(16)等で加熱し、アキュムレータ(15)内の冷媒液を気化
させて冷媒ガスとしてから、圧縮器(11)に導く。上記動
作を繰り返すことによって、非共沸混合冷媒冷凍システ
ム(１)の凝縮器(12)で放熱を行ない、蒸発器(14)で吸熱
により冷凍を発生させる。
不足により、完全に冷媒液が気化しないまま、循環路(1
8)を通って、蒸発器(14)から出ていく場合がある。冷媒
液は圧縮による体積変化が殆どないので、冷媒液が圧縮
器(11)に流入すると圧縮器(11)を損傷する。そこで、蒸
発器(14)と圧縮器(11)の間の循環路(18)中に設けられた
アキュムレータ(15)内で、蒸発器(14)から吐出された冷
媒ガスと冷媒液からなる冷媒を、ガスと液体に分離し、
冷媒ガスのみを圧縮器(11)に導く。冷媒液はアキュムレ
ータ(15)内に残留し、該アキュムレータ(15)をヒーター
(16)等で加熱し、アキュムレータ(15)内の冷媒液を気化
させて冷媒ガスとしてから、圧縮器(11)に導く。上記動
作を繰り返すことによって、非共沸混合冷媒冷凍システ
ム(１)の凝縮器(12)で放熱を行ない、蒸発器(14)で吸熱
により冷凍を発生させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２種以
上の非共沸成分から構成される混合冷媒を用いた場合、
夫々の冷媒成分の沸点が異なるので、アキュムレータ(1
5)に残溜した混合冷媒液を加熱して気化させる際に、沸
点の低い冷媒から順に気化していく。従って、冷凍シス
テム(１)内を循環する混合冷媒の成分比が、所定の成分
比に比べて、沸点の低い冷媒の比が高くなり、混合冷媒
の特性が、Ｒ２２の特性から離れる。
上の非共沸成分から構成される混合冷媒を用いた場合、
夫々の冷媒成分の沸点が異なるので、アキュムレータ(1
5)に残溜した混合冷媒液を加熱して気化させる際に、沸
点の低い冷媒から順に気化していく。従って、冷凍シス
テム(１)内を循環する混合冷媒の成分比が、所定の成分
比に比べて、沸点の低い冷媒の比が高くなり、混合冷媒
の特性が、Ｒ２２の特性から離れる。
【０００７】例えば、混合冷媒として、ジフルオロメタ
ン(ＣＨ2Ｆ2、以下Ｒ３２)と、1,1,1,2-テトラフルオロ
エタン(Ｃ2Ｈ2Ｆ4、以下Ｒ１３４ａ)を成分として使用
した場合、Ｒ３２(沸点-51.8℃)の方がＲ１３４ａ(沸点
-26.1℃)に比べて沸点が低いので、Ｒ１３４ａがアキュ
ムレータ(15)に多く残留する。Ｒ３２は、可燃性成分で
あるので、一定比以上のＲ３２を含む混合冷媒が冷凍シ
ステム(１)中を循環すると、引火等の危険性がある。
又、Ｒ３２の成分比が所定の成分比よりも高くなった部
分が生じると、一方でＲ３２の冷媒の不足により、冷媒
がＲ１３４ａが、混合冷媒中に、所定の成分比以上含ま
れる場合が生じる。Ｒ１３４ａの成分比が所定の成分比
よりも高くなると、冷却力が不足する。
ン(ＣＨ2Ｆ2、以下Ｒ３２)と、1,1,1,2-テトラフルオロ
エタン(Ｃ2Ｈ2Ｆ4、以下Ｒ１３４ａ)を成分として使用
した場合、Ｒ３２(沸点-51.8℃)の方がＲ１３４ａ(沸点
-26.1℃)に比べて沸点が低いので、Ｒ１３４ａがアキュ
ムレータ(15)に多く残留する。Ｒ３２は、可燃性成分で
あるので、一定比以上のＲ３２を含む混合冷媒が冷凍シ
ステム(１)中を循環すると、引火等の危険性がある。
又、Ｒ３２の成分比が所定の成分比よりも高くなった部
分が生じると、一方でＲ３２の冷媒の不足により、冷媒
がＲ１３４ａが、混合冷媒中に、所定の成分比以上含ま
れる場合が生じる。Ｒ１３４ａの成分比が所定の成分比
よりも高くなると、冷却力が不足する。
【０００８】本発明の目的は、圧縮器(11)に流入する混
合冷媒ガスの成分比を制御し、システム中を循環する混
合冷媒を所定の成分比に近づけることである。
合冷媒ガスの成分比を制御し、システム中を循環する混
合冷媒を所定の成分比に近づけることである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明の混合冷媒冷凍シス
テム(１)に於ては、混合冷媒の成分比を検出する検出器
(６)及び該検出器(６)の出力信号により、冷媒に対する
圧力又は温度を制御して、冷媒成分の沸点の相異による
混合冷媒ガスの成分比を制御する制御回路(５)を具え、
圧縮器(11)に流入する混合冷媒ガスを所定成分比に制御
する。又、前記混合冷媒冷凍システム(１)の検出器(６)
を、混合冷媒が、該混合冷媒冷凍システム(１)内で、気
化、又は液化している混合冷媒中の音速を測定する装置
(２)、温度を測定する装置(３)及び圧力を測定する装置
(４)から構成され、冷媒を通る音速、冷媒の温度及び圧
力によって冷媒成分比を検出する。更に、本発明の混合
冷媒成分比制御方法に於ては、沸点の異なる２種類又は
それ以上の冷媒成分を混合した混合冷媒を用いて密閉冷
凍サイクルを行なう混合冷媒冷凍システム(１)に於て、
システム中を循環する混合冷媒の成分比を、混合冷媒中
の音速、温度及び圧力検出器(６)により測定し、該検出
器(６)の出力信号に基づいて、混合冷媒に対する加熱又
は冷却を行い、沸点の相異により混合冷媒の１又は２以
上の成分を気化、又は液化させることにより、所定の成
分比の混合冷媒ガスを圧縮器(11)に流入させる。
テム(１)に於ては、混合冷媒の成分比を検出する検出器
(６)及び該検出器(６)の出力信号により、冷媒に対する
圧力又は温度を制御して、冷媒成分の沸点の相異による
混合冷媒ガスの成分比を制御する制御回路(５)を具え、
圧縮器(11)に流入する混合冷媒ガスを所定成分比に制御
する。又、前記混合冷媒冷凍システム(１)の検出器(６)
を、混合冷媒が、該混合冷媒冷凍システム(１)内で、気
化、又は液化している混合冷媒中の音速を測定する装置
(２)、温度を測定する装置(３)及び圧力を測定する装置
(４)から構成され、冷媒を通る音速、冷媒の温度及び圧
力によって冷媒成分比を検出する。更に、本発明の混合
冷媒成分比制御方法に於ては、沸点の異なる２種類又は
それ以上の冷媒成分を混合した混合冷媒を用いて密閉冷
凍サイクルを行なう混合冷媒冷凍システム(１)に於て、
システム中を循環する混合冷媒の成分比を、混合冷媒中
の音速、温度及び圧力検出器(６)により測定し、該検出
器(６)の出力信号に基づいて、混合冷媒に対する加熱又
は冷却を行い、沸点の相異により混合冷媒の１又は２以
上の成分を気化、又は液化させることにより、所定の成
分比の混合冷媒ガスを圧縮器(11)に流入させる。
【００１０】
【作用】冷凍システム(１)内を循環する混合冷媒の成分
比を検出器(６)を用いて測定し、該検出器(６)の出力信
号に基づいて、混合冷媒を加熱又は冷却し、混合冷媒の
成分比を制御すべく沸点の相異により混合冷媒の１又は
２以上の成分を気化、又は液化させることにより、圧縮
器(11)に所定の成分比の混合冷媒ガスを流入させる。
又、検出器(６)としては、混合冷媒中を伝わる音速、混
合冷媒の温度及び圧力を測定し、該検出器(６)の出力信
号に基づいて、混合冷媒の温度を制御し、混合冷媒の成
分比を制御すべく沸点の相異により混合冷媒の１又は２
以上の成分を気化、又は液化させることにより、圧縮器
(11)に所定の成分比の混合冷媒ガスを流入させる。例え
ば、混合冷媒のうち、低沸点成分が所定の成分比よりも
高くなった場合、混合冷媒を加熱することにより、高沸
点成分を気化させ、所定の成分比に近づける。又、低沸
騰成分が所定の成分比よりも低くなった場合、混合冷媒
を冷却することにより、高沸騰成分を液化させ、所定の
成分比に近づける。
比を検出器(６)を用いて測定し、該検出器(６)の出力信
号に基づいて、混合冷媒を加熱又は冷却し、混合冷媒の
成分比を制御すべく沸点の相異により混合冷媒の１又は
２以上の成分を気化、又は液化させることにより、圧縮
器(11)に所定の成分比の混合冷媒ガスを流入させる。
又、検出器(６)としては、混合冷媒中を伝わる音速、混
合冷媒の温度及び圧力を測定し、該検出器(６)の出力信
号に基づいて、混合冷媒の温度を制御し、混合冷媒の成
分比を制御すべく沸点の相異により混合冷媒の１又は２
以上の成分を気化、又は液化させることにより、圧縮器
(11)に所定の成分比の混合冷媒ガスを流入させる。例え
ば、混合冷媒のうち、低沸点成分が所定の成分比よりも
高くなった場合、混合冷媒を加熱することにより、高沸
点成分を気化させ、所定の成分比に近づける。又、低沸
騰成分が所定の成分比よりも低くなった場合、混合冷媒
を冷却することにより、高沸騰成分を液化させ、所定の
成分比に近づける。
【００１１】
【発明の効果】循環路(18)中を流れる混合冷媒の成分比
を検出し、該検出値に基づいて混合冷媒の成分比を制御
することにより、所定の成分比に近い混合冷媒ガスを圧
縮器(11)に流入させることができ、混合冷媒の性質を所
望冷媒の性質に近づけることが出来る。
を検出し、該検出値に基づいて混合冷媒の成分比を制御
することにより、所定の成分比に近い混合冷媒ガスを圧
縮器(11)に流入させることができ、混合冷媒の性質を所
望冷媒の性質に近づけることが出来る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。本発明の冷媒冷凍システム(１)の構成は、
図１に示す如く、循環路(18)中に圧縮器(11)、凝縮器(1
2)、膨張弁(13)、蒸発器(14)及びヒーター(16)を配備し
たアキュムレータ(15)を順に設けて密閉冷凍サイクルを
形成する。このサイクル中を２種類の非共沸の成分から
構成される混合冷媒を循環させ、圧縮器(11)と凝縮器(1
2)間の循環路(18)に音速測定装置(２)及び温度測定装置
(３)及び圧力測定装置(４)を配備し、ヒーター(16)、音
速測定装置(２)、温度測定装置(３)及び圧力測定装置
(４)に信号を伝達できる制御回路(５)を接続している。
て詳述する。本発明の冷媒冷凍システム(１)の構成は、
図１に示す如く、循環路(18)中に圧縮器(11)、凝縮器(1
2)、膨張弁(13)、蒸発器(14)及びヒーター(16)を配備し
たアキュムレータ(15)を順に設けて密閉冷凍サイクルを
形成する。このサイクル中を２種類の非共沸の成分から
構成される混合冷媒を循環させ、圧縮器(11)と凝縮器(1
2)間の循環路(18)に音速測定装置(２)及び温度測定装置
(３)及び圧力測定装置(４)を配備し、ヒーター(16)、音
速測定装置(２)、温度測定装置(３)及び圧力測定装置
(４)に信号を伝達できる制御回路(５)を接続している。
【００１３】アキュムレータ(15)は、蒸発器(14)内で完
全に気化せずに、蒸発器(14)から吐出された混合冷媒液
が圧縮器(11)に直接流入することを防ぐ装置である。ア
キュムレータ(15)に流入した混合冷媒ガス及び混合冷媒
液のうち、混合冷媒ガスは、流出口から圧縮器(11)へ吐
出され、混合冷媒液は、アキュムレータ(15)のタンク(1
7)内に溜められる。アキュムレータ(15)のタンク(17)の
外壁には、制御回路(５)のヒーター温度制御回路(54)に
よって制御されるヒーター(16)が配備されており、ヒー
ター(16)を加熱することにより、タンク(17)内の余剰混
合冷媒が熱せられ沸騰、気化し、流出口から圧縮器(11)
へ吐出される。
全に気化せずに、蒸発器(14)から吐出された混合冷媒液
が圧縮器(11)に直接流入することを防ぐ装置である。ア
キュムレータ(15)に流入した混合冷媒ガス及び混合冷媒
液のうち、混合冷媒ガスは、流出口から圧縮器(11)へ吐
出され、混合冷媒液は、アキュムレータ(15)のタンク(1
7)内に溜められる。アキュムレータ(15)のタンク(17)の
外壁には、制御回路(５)のヒーター温度制御回路(54)に
よって制御されるヒーター(16)が配備されており、ヒー
ター(16)を加熱することにより、タンク(17)内の余剰混
合冷媒が熱せられ沸騰、気化し、流出口から圧縮器(11)
へ吐出される。
【００１４】音速測定装置(２)は、図２に示す如く、圧
縮器(11)と凝縮器(12)間の循環路(18)を構成する管(19)
の内壁に配備された超音波を発するスピーカー(21)から
なる超音波発生部と、該スピーカー(21)の対向する管(1
9)の内壁に配備され超音波を受信するマイク(22)からな
る受信部とから構成される。超音波発生部への出力信号
及び受信部からの入力信号は、夫々制御回路(５)の超音
波出入力回路(53)から入出力される。該スピーカー(21)
は、矩形のパルス波(23)を出力信号として発生し、マイ
ク(22)で受信される矩形のパルス波(24)との時間の差ｔ
(図３)を制御部で検出する。
縮器(11)と凝縮器(12)間の循環路(18)を構成する管(19)
の内壁に配備された超音波を発するスピーカー(21)から
なる超音波発生部と、該スピーカー(21)の対向する管(1
9)の内壁に配備され超音波を受信するマイク(22)からな
る受信部とから構成される。超音波発生部への出力信号
及び受信部からの入力信号は、夫々制御回路(５)の超音
波出入力回路(53)から入出力される。該スピーカー(21)
は、矩形のパルス波(23)を出力信号として発生し、マイ
ク(22)で受信される矩形のパルス波(24)との時間の差ｔ
(図３)を制御部で検出する。
【００１５】温度測定装置(３)及び圧力測定装置(４)
は、温度センサ(31)及び圧力センサ(41)を用い、制御回
路(５)のクロック回路(55)からの出力に応じて、混合冷
媒の温度及び圧力の測定値を制御部に送信する。制御回
路(５)は、図２に示す如く、音速測定装置(２)のスピー
カー(21)及びマイク(22)へ超音波の出入力をすると共
に、スピーカー(21)への出力信号及びマイク(22)からの
入力信号との時間差を計測する超音波出入力回路(53)
と、該超音波出入力回路(53)に接続され一定間隔に超音
波の出力命令を行なうクロック回路(55)と、該超音波出
入力回路(53)で計測された時間差と循環路(18)を流れて
いる混合冷媒ガスの温度値及び圧力値を夫々測定する温
度測定装置(３)及び圧力測定装置(４)からの出力値に基
づいて、該循環路(18)中を流れる混合冷媒ガスの成分比
を測定する比較演算回路(51)と、該比較演算回路(51)に
接続され前記時間差、温度値及び圧力値に基づく混合冷
媒ガスの成分比、該成分比の場合のヒーター(16)の加熱
温度及び加熱時間を記憶しているメモリ(52)と、比較演
算回路(51)からの命令によりアキュムレータ(15)に残留
している余剰冷媒を加熱すべくヒーター(16)に信号を出
力するヒーター温度制御回路(54)から構成される。
は、温度センサ(31)及び圧力センサ(41)を用い、制御回
路(５)のクロック回路(55)からの出力に応じて、混合冷
媒の温度及び圧力の測定値を制御部に送信する。制御回
路(５)は、図２に示す如く、音速測定装置(２)のスピー
カー(21)及びマイク(22)へ超音波の出入力をすると共
に、スピーカー(21)への出力信号及びマイク(22)からの
入力信号との時間差を計測する超音波出入力回路(53)
と、該超音波出入力回路(53)に接続され一定間隔に超音
波の出力命令を行なうクロック回路(55)と、該超音波出
入力回路(53)で計測された時間差と循環路(18)を流れて
いる混合冷媒ガスの温度値及び圧力値を夫々測定する温
度測定装置(３)及び圧力測定装置(４)からの出力値に基
づいて、該循環路(18)中を流れる混合冷媒ガスの成分比
を測定する比較演算回路(51)と、該比較演算回路(51)に
接続され前記時間差、温度値及び圧力値に基づく混合冷
媒ガスの成分比、該成分比の場合のヒーター(16)の加熱
温度及び加熱時間を記憶しているメモリ(52)と、比較演
算回路(51)からの命令によりアキュムレータ(15)に残留
している余剰冷媒を加熱すべくヒーター(16)に信号を出
力するヒーター温度制御回路(54)から構成される。
【００１６】上記構成の混合冷媒冷凍システム(１)内
に、Ｒ３２とＲ１３４ａを重量成分比30:70で混合した
混合冷媒を注入する。Ｒ３２は、沸点が-51.8℃、オゾ
ン破壊係数０の冷媒であるが、可燃性の原料であるの
で、一定比(56％)以上の濃度で、混合冷媒中に含有する
と引火等の危険性がある。Ｒ１３４ａは、オゾン破壊係
数０の冷媒であり、不燃性である。しかしながら、沸点
が-26.1℃と高いので、Ｒ３２と混合し、冷媒として用
いる際に一定比以上混合冷媒中に含有すると、冷凍シス
テム(１)の冷却不足の一因となる。
に、Ｒ３２とＲ１３４ａを重量成分比30:70で混合した
混合冷媒を注入する。Ｒ３２は、沸点が-51.8℃、オゾ
ン破壊係数０の冷媒であるが、可燃性の原料であるの
で、一定比(56％)以上の濃度で、混合冷媒中に含有する
と引火等の危険性がある。Ｒ１３４ａは、オゾン破壊係
数０の冷媒であり、不燃性である。しかしながら、沸点
が-26.1℃と高いので、Ｒ３２と混合し、冷媒として用
いる際に一定比以上混合冷媒中に含有すると、冷凍シス
テム(１)の冷却不足の一因となる。
【００１７】本発明の混合冷媒冷凍システム(１)の基本
的な動作原理は、従来の混合冷媒冷凍システム(１)の動
作原理と同一であるので、詳細説明は省略し、以下には
混合冷媒の成分比測定及びアキュムレータ(15)のヒータ
ー(16)加熱による混合冷媒の成分比調整について詳述す
る。図２及び図３に示す如く、制御回路(５)のクロック
回路(55)から超音波出入力回路(53)へ、音声の出力命令
が伝達され、超音波出入力回路(53)から、音速測定装置
(２)のスピーカー(21)へ超音波を発生させる出力信号を
送信する。該スピーカー(21)から、矩形のパルス波(23)
が発生され、該パルス波(23)がマイク(22)により集音さ
れ、集音信号がマイク(22)から超音波出入力回路(53)に
入力信号として伝達される。該出力信号と該入力信号と
の時間差(出力パルス波(23)と入力パルス波(24)の時間
差)ｔを超音波出入力回路(53)で測定し、該測定値を比
較演算回路(51)に送信する。ノイズ等による誤測定を防
止するために、超音波出入力回路(53)内に配備されたフ
ィルター(図示せず)により、スピーカー(21)から発せら
れたパルス以外の音を除去する。クロック回路(55)から
の音声出力命令と同時に、温度測定装置(３)及び圧力測
定装置(４)に温度及び圧力の測定命令を発し、比較演算
回路(51)に送信する。
的な動作原理は、従来の混合冷媒冷凍システム(１)の動
作原理と同一であるので、詳細説明は省略し、以下には
混合冷媒の成分比測定及びアキュムレータ(15)のヒータ
ー(16)加熱による混合冷媒の成分比調整について詳述す
る。図２及び図３に示す如く、制御回路(５)のクロック
回路(55)から超音波出入力回路(53)へ、音声の出力命令
が伝達され、超音波出入力回路(53)から、音速測定装置
(２)のスピーカー(21)へ超音波を発生させる出力信号を
送信する。該スピーカー(21)から、矩形のパルス波(23)
が発生され、該パルス波(23)がマイク(22)により集音さ
れ、集音信号がマイク(22)から超音波出入力回路(53)に
入力信号として伝達される。該出力信号と該入力信号と
の時間差(出力パルス波(23)と入力パルス波(24)の時間
差)ｔを超音波出入力回路(53)で測定し、該測定値を比
較演算回路(51)に送信する。ノイズ等による誤測定を防
止するために、超音波出入力回路(53)内に配備されたフ
ィルター(図示せず)により、スピーカー(21)から発せら
れたパルス以外の音を除去する。クロック回路(55)から
の音声出力命令と同時に、温度測定装置(３)及び圧力測
定装置(４)に温度及び圧力の測定命令を発し、比較演算
回路(51)に送信する。
【００１８】時間差と管(19)の径ｌから音速ｕを測定(u
=ｌ/t)し、該音速データと温度値及び圧力値から比較演
算回路(51)にて演算し、メモリ(52)に蓄えられたデータ
と比較することにより、混合冷媒の成分比を算出し、比
較演算回路(51)で該成分比を基にヒーター(16)で加熱が
必要か否かを判断し、加熱が必要であれば加熱温度及び
加熱時間をヒーター温度制御回路(54)を出力する。
=ｌ/t)し、該音速データと温度値及び圧力値から比較演
算回路(51)にて演算し、メモリ(52)に蓄えられたデータ
と比較することにより、混合冷媒の成分比を算出し、比
較演算回路(51)で該成分比を基にヒーター(16)で加熱が
必要か否かを判断し、加熱が必要であれば加熱温度及び
加熱時間をヒーター温度制御回路(54)を出力する。
【００１９】圧縮器(11)と凝縮器(12)間の循環路(18)で
測定された混合冷媒ガスの成分比が、図４の点Ａである
場合について考える。点Ａは、音速u=195m/s、混合冷媒
ガスの温度100℃、圧力1900kPaであり、このときのＲ３
２とＲ１３４ａの重量成分比は0.35、即ち混合割合は3
5:65であると算出される。所定の重量成分比30:70に対
して、Ｒ３２の成分比が高いことから、アキュムレータ
(15)内のタンク(17)に余剰冷媒として、Ｒ１３４ａが残
留していることが予想される。従って、アキュムレータ
(15)のヒーター(16)を加熱することによって、Ｒ１３４
ａの気化を促進させて、混合冷媒の重量成分比を所定の
重量成分比に近づける。
測定された混合冷媒ガスの成分比が、図４の点Ａである
場合について考える。点Ａは、音速u=195m/s、混合冷媒
ガスの温度100℃、圧力1900kPaであり、このときのＲ３
２とＲ１３４ａの重量成分比は0.35、即ち混合割合は3
5:65であると算出される。所定の重量成分比30:70に対
して、Ｒ３２の成分比が高いことから、アキュムレータ
(15)内のタンク(17)に余剰冷媒として、Ｒ１３４ａが残
留していることが予想される。従って、アキュムレータ
(15)のヒーター(16)を加熱することによって、Ｒ１３４
ａの気化を促進させて、混合冷媒の重量成分比を所定の
重量成分比に近づける。
【００２０】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【００２１】混合冷媒の成分比を検出する検出器(６)
は、音速測定装置(２)、温度測定装置(３)及び圧力測定
装置(４)に限らず、分光分析器等を用いてもよい。又、
音速測定装置(２)の取り付け位置は、混合冷媒が液化し
ている凝縮器(12)と膨張弁(13)間の循環路(18)等でもよ
い。更に、音速測定装置(２)のマイク(22)の取り付け位
置は、スピーカー(21)の対向する循環路(18)の管(19)内
壁に限定されず、スピーカー(21)と同側の管(19)内壁に
取り付け、対向する管(19)内壁に反射板等を配備しても
よいし、スピーカー(21)及びマイク(22)の取り付け位置
は、循環路(18)の管(19)内壁でなく、管(19)の外壁でも
よい。しかしながら、管(19)の外壁にスピーカー(21)及
びマイク(22)を取り付ける場合には、音速測定の際に、
管(19)の材質、肉厚及び管(19)中を伝わる音波に関する
調整が必要である。
は、音速測定装置(２)、温度測定装置(３)及び圧力測定
装置(４)に限らず、分光分析器等を用いてもよい。又、
音速測定装置(２)の取り付け位置は、混合冷媒が液化し
ている凝縮器(12)と膨張弁(13)間の循環路(18)等でもよ
い。更に、音速測定装置(２)のマイク(22)の取り付け位
置は、スピーカー(21)の対向する循環路(18)の管(19)内
壁に限定されず、スピーカー(21)と同側の管(19)内壁に
取り付け、対向する管(19)内壁に反射板等を配備しても
よいし、スピーカー(21)及びマイク(22)の取り付け位置
は、循環路(18)の管(19)内壁でなく、管(19)の外壁でも
よい。しかしながら、管(19)の外壁にスピーカー(21)及
びマイク(22)を取り付ける場合には、音速測定の際に、
管(19)の材質、肉厚及び管(19)中を伝わる音波に関する
調整が必要である。
【００２２】本発明の混合冷媒冷凍システムは、上記実
施例に限定されることなく、様々な冷凍システムに活用
できる。又、上記実施例は、２種類の成分からなる混合
冷媒を用いたが、２種類以上の成分からなる混合冷媒に
も適用することが出来る。
施例に限定されることなく、様々な冷凍システムに活用
できる。又、上記実施例は、２種類の成分からなる混合
冷媒を用いたが、２種類以上の成分からなる混合冷媒に
も適用することが出来る。
【図１】本発明の非共沸混合冷媒冷凍システムの全体図
である。
である。
【図２】検出器、制御回路及びアキュムレータの部分拡
大図である。
大図である。
【図３】出力パルス波と入力パルス波の時間差を示す図
である。
である。
【図４】混合冷媒ガス域での音速、温度及び圧力と成分
比の関係を示すグラフである。
比の関係を示すグラフである。
【図５】従来例の冷凍システムの全体図である。
【図６】冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図である。
(１) 冷凍システム (11) 圧縮器 (12) 凝縮器 (13) 膨張弁 (14) 蒸発器 (15) アキュムレータ (２) 音速測定装置 (３) 温度測定装置 (４) 圧力測定装置 (５) 制御回路 (６) 検出器
Claims (3)
- 【請求項１】 沸点の異なる２種類又はそれ以上の冷媒
成分を混合した混合冷媒を用いて、密閉冷凍サイクルを
行なう混合冷媒冷凍システムに於て、混合冷媒冷凍シス
テムには、混合冷媒の成分比を検出する検出器(６)及び
該検出器(６)の出力信号により、冷媒に対する温度を制
御して、冷媒成分の沸点の相異による混合冷媒ガスの成
分比を制御する制御回路(５)を具え、圧縮器(11)に流入
する混合冷媒ガスを所定成分比に制御することを特徴と
する混合冷媒冷凍システム。 - 【請求項２】 検出器(６)は、ガス状又は液状の混合冷
媒ガス中の音速を測定する装置(２)、温度を測定する装
置(３)及び圧力を測定する装置(４)から構成され、冷媒
を通る音速、冷媒の温度及び圧力によって、冷媒成分比
を検出することを特徴とする請求項１記載の混合冷媒冷
凍システム。 - 【請求項３】 沸点の異なる２種類又はそれ以上の冷媒
成分を混合した混合冷媒を用いて密閉冷凍サイクルを行
なう混合冷媒冷凍システムに於て、システム中を循環す
る混合冷媒の成分比を、循環する混合冷媒中の音速、温
度及び圧力を検出器(６)により測定し、該検出器(６)の
出力信号に基づいて、混合冷媒に対する加熱又は冷却を
行ない、沸点の相異により混合冷媒の１又は２以上の成
分を気化、又は液化させることにより、圧縮器(11)に所
定の成分比の混合冷媒ガスを流入させることを特徴とす
る混合冷媒成分比制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19430994A JPH0861793A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 混合冷媒冷凍システム及び混合冷媒成分の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19430994A JPH0861793A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 混合冷媒冷凍システム及び混合冷媒成分の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861793A true JPH0861793A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16322470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19430994A Pending JPH0861793A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 混合冷媒冷凍システム及び混合冷媒成分の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0861793A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010085014A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| JP2012026645A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置及びそれを用いたオーガ式製氷機及びショーケース |
| JP2012122689A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和機 |
-
1994
- 1994-08-18 JP JP19430994A patent/JPH0861793A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010085014A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| JP2012026645A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置及びそれを用いたオーガ式製氷機及びショーケース |
| JP2012122689A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和機 |
| US8720212B2 (en) | 2010-12-09 | 2014-05-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030408 |