JPH10300248A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
冷凍サイクル装置Info
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- JPH10300248A JPH10300248A JP11317797A JP11317797A JPH10300248A JP H10300248 A JPH10300248 A JP H10300248A JP 11317797 A JP11317797 A JP 11317797A JP 11317797 A JP11317797 A JP 11317797A JP H10300248 A JPH10300248 A JP H10300248A
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- Japan
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- condenser
- refrigeration cycle
- temperature
- pressure
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-
- 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
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/031—Sensor arrangements
- F25B2313/0315—Temperature sensors near the outdoor heat exchanger
-
- 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
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/07—Exceeding a certain pressure value in a refrigeration component or cycle
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストで精度が良く、効率の良い、高圧型の
Ｒ２２代替冷媒の安全対策を施した冷凍サイクル装置を
提供する。 【解決手段】圧縮機１と、凝縮器２と、絞り装置３と、
蒸発器４と、温度センサ８，９と、温度センサ８，９の
出力をもとに冷凍サイクル内の圧力を制御する制御装置
１０とを備え、温度センサ８，９は、凝縮器２中の、あ
らかじめ定められた通常運転条件下で冷媒が液体と気体
の二相状態である区域内の、少なくとも二箇所の温度を
検出できるように配置されている。
Ｒ２２代替冷媒の安全対策を施した冷凍サイクル装置を
提供する。 【解決手段】圧縮機１と、凝縮器２と、絞り装置３と、
蒸発器４と、温度センサ８，９と、温度センサ８，９の
出力をもとに冷凍サイクル内の圧力を制御する制御装置
１０とを備え、温度センサ８，９は、凝縮器２中の、あ
らかじめ定められた通常運転条件下で冷媒が液体と気体
の二相状態である区域内の、少なくとも二箇所の温度を
検出できるように配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧型のＲ２２代
替冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関するものである。
替冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発
器、アキュームレータ等からなる冷凍サイクル装置にお
ける作動媒体は、オゾン層に対する有害な影響があると
される従来のＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷媒から、オゾン層
に対する脅威がない代替冷媒とされるＨＦＣ冷媒への移
行が提案されている。
器、アキュームレータ等からなる冷凍サイクル装置にお
ける作動媒体は、オゾン層に対する有害な影響があると
される従来のＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷媒から、オゾン層
に対する脅威がない代替冷媒とされるＨＦＣ冷媒への移
行が提案されている。
【０００３】特に空調機用の作動媒体は、ＨＣＦＣ冷媒
のＲ２２からの移行として、ＨＦＣ冷媒のＲ３２（ジフ
ルオロメタン、ＣＨ2Ｆ2、沸点−５１．６６℃）や、Ｒ
３２とＲ１２５（ペンタフルオロエタン、ＣＦ3−ＣＨ
Ｆ2、沸点−４８．１４℃）からなる混合冷媒が注目さ
れており、５０±２重量％のＲ３２と５０±２重量％の
Ｒ１２５からなる混合冷媒は、Ｒ４１０Ａという一つの
冷媒の如く扱われている。５０／５０重量％のＲ３２／
Ｒ１２５混合冷媒（Ｒ４１０Ａ）は、似共沸混合冷媒で
あるため従来の単一冷媒に近い取扱いができ、沸点がＲ
２２よりも低いことから冷凍能力は大きくなる。Ｒ４１
０Ａの沸点は、Ｒ３２単一冷媒の沸点に近く、その飽和
蒸気圧線も、Ｒ３２単一冷媒の飽和蒸気圧線に近い。
のＲ２２からの移行として、ＨＦＣ冷媒のＲ３２（ジフ
ルオロメタン、ＣＨ2Ｆ2、沸点−５１．６６℃）や、Ｒ
３２とＲ１２５（ペンタフルオロエタン、ＣＦ3−ＣＨ
Ｆ2、沸点−４８．１４℃）からなる混合冷媒が注目さ
れており、５０±２重量％のＲ３２と５０±２重量％の
Ｒ１２５からなる混合冷媒は、Ｒ４１０Ａという一つの
冷媒の如く扱われている。５０／５０重量％のＲ３２／
Ｒ１２５混合冷媒（Ｒ４１０Ａ）は、似共沸混合冷媒で
あるため従来の単一冷媒に近い取扱いができ、沸点がＲ
２２よりも低いことから冷凍能力は大きくなる。Ｒ４１
０Ａの沸点は、Ｒ３２単一冷媒の沸点に近く、その飽和
蒸気圧線も、Ｒ３２単一冷媒の飽和蒸気圧線に近い。
【０００４】また、Ｒ４１０Ａは、５０±２重量％のＲ
３２と５０±２重量％のＲ１２５からなる混合冷媒であ
るが、各成分の組成割合が５％変動した４５〜５５重量
％のＲ３２と５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混合
冷媒の場合でも、その蒸気圧はほとんど変動せず、４５
〜１００重量％のＲ３２と５５〜０重量％のＲ１２５か
らなる冷媒、すなわちＲ３２単一冷媒を含む場合でも、
その蒸気圧はほとんど変動しない。
３２と５０±２重量％のＲ１２５からなる混合冷媒であ
るが、各成分の組成割合が５％変動した４５〜５５重量
％のＲ３２と５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混合
冷媒の場合でも、その蒸気圧はほとんど変動せず、４５
〜１００重量％のＲ３２と５５〜０重量％のＲ１２５か
らなる冷媒、すなわちＲ３２単一冷媒を含む場合でも、
その蒸気圧はほとんど変動しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｒ３２やＲ４１０Ａの
欠点としては、臨界温度が低く、動作圧力がＲ２２の約
１．５倍と高く、圧縮機や熱交換器などの空調機構成要
素の耐圧設計変更や能力調整変更が必要である。特に高
圧冷媒のＲ３２やＲ４１０Ａを含む冷凍サイクル装置を
運転したとき、ファンブロック等の異常作動条件におい
ては、静特性の蒸気圧以上に圧力が上昇し、臨界圧力を
超えてしまう事態が予想され、安全性に大きな影響を及
ぼすものとなる。上記のような現象は、Ｒ２２の場合、
起こる可能性は極めて低く実用上問題ではなかったが、
高圧冷媒の場合は特に注意を要する現象である。
欠点としては、臨界温度が低く、動作圧力がＲ２２の約
１．５倍と高く、圧縮機や熱交換器などの空調機構成要
素の耐圧設計変更や能力調整変更が必要である。特に高
圧冷媒のＲ３２やＲ４１０Ａを含む冷凍サイクル装置を
運転したとき、ファンブロック等の異常作動条件におい
ては、静特性の蒸気圧以上に圧力が上昇し、臨界圧力を
超えてしまう事態が予想され、安全性に大きな影響を及
ぼすものとなる。上記のような現象は、Ｒ２２の場合、
起こる可能性は極めて低く実用上問題ではなかったが、
高圧冷媒の場合は特に注意を要する現象である。
【０００６】高圧安全対策のための圧力センサには、通
常半導体センサが用いられるが、Ｒ３２やＲ４１０Ａの
場合は、Ｒ２２の場合と比べて動作圧力が約１．５倍に
なるため、センサのセンシング部の耐圧特性を高めるこ
とが必要となるため、その分感度が鈍くなる。また、圧
力動作範囲も約１．５倍になるため、分解能が低くなっ
てしまう。一方、これらの問題をセンサの精度を上げる
とことで解決するには、圧力センサのコストを引き上げ
ることになってしまう。
常半導体センサが用いられるが、Ｒ３２やＲ４１０Ａの
場合は、Ｒ２２の場合と比べて動作圧力が約１．５倍に
なるため、センサのセンシング部の耐圧特性を高めるこ
とが必要となるため、その分感度が鈍くなる。また、圧
力動作範囲も約１．５倍になるため、分解能が低くなっ
てしまう。一方、これらの問題をセンサの精度を上げる
とことで解決するには、圧力センサのコストを引き上げ
ることになってしまう。
【０００７】さらに、家庭用空調機の１対１エアコンや
マルチエアコンにおいては、低コスト化のために、高圧
安全対策の圧力センサやスイッチを設けていないのが普
通である。従ってこれらの家庭用空調機に高圧冷媒のＲ
３２やＲ４１０Ａを用いる場合には、新たな安全対策が
必要となる。
マルチエアコンにおいては、低コスト化のために、高圧
安全対策の圧力センサやスイッチを設けていないのが普
通である。従ってこれらの家庭用空調機に高圧冷媒のＲ
３２やＲ４１０Ａを用いる場合には、新たな安全対策が
必要となる。
【０００８】本発明は、上述した課題を考慮し、低コス
トで精度が良く、効率の良い、高圧型のＲ２２代替冷媒
の安全対策を施した冷凍サイクル装置を提供することを
目的とするものである。
トで精度が良く、効率の良い、高圧型のＲ２２代替冷媒
の安全対策を施した冷凍サイクル装置を提供することを
目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の本発明は、圧縮機と、凝縮器と、絞り装
置と、蒸発器と、温度センサと、前記温度センサの出力
をもとに冷凍サイクル内の圧力を制御する制御手段とを
備え、前記温度センサは、前記凝縮器中の、あらかじめ
定められた通常運転条件下で冷媒が液体と気体の二相状
態である区域内の、少なくとも二箇所の温度を検出でき
るように配置されていることを特徴とする冷凍サイクル
装置である。
に、請求項１の本発明は、圧縮機と、凝縮器と、絞り装
置と、蒸発器と、温度センサと、前記温度センサの出力
をもとに冷凍サイクル内の圧力を制御する制御手段とを
備え、前記温度センサは、前記凝縮器中の、あらかじめ
定められた通常運転条件下で冷媒が液体と気体の二相状
態である区域内の、少なくとも二箇所の温度を検出でき
るように配置されていることを特徴とする冷凍サイクル
装置である。
【００１０】凝縮圧力が前記冷媒の臨界圧力以下に制御
されている場合、前記少なくとも二箇所の温度の検出値
は、実質的に同じである。一方、ファンブロック等の異
常作動条件において、臨界圧力を超えてしまう場合は、
前記少なくとも二箇所の温度の検出値は、異なった値と
なる。従って、前記少なくとも二箇所の温度の検出値を
用いて、低コストで精度が良い圧力センサの代用とする
ことができるものである。
されている場合、前記少なくとも二箇所の温度の検出値
は、実質的に同じである。一方、ファンブロック等の異
常作動条件において、臨界圧力を超えてしまう場合は、
前記少なくとも二箇所の温度の検出値は、異なった値と
なる。従って、前記少なくとも二箇所の温度の検出値を
用いて、低コストで精度が良い圧力センサの代用とする
ことができるものである。
【００１１】また、請求項３の本発明は、前記温度セン
サのうちのひとつは、前記通常運転条件下で前記冷媒が
二相状態から液相状態に変わる直前の位置の温度を検出
できるように配置されていることを特徴とする請求項１
または２に記載の冷凍サイクル装置である。
サのうちのひとつは、前記通常運転条件下で前記冷媒が
二相状態から液相状態に変わる直前の位置の温度を検出
できるように配置されていることを特徴とする請求項１
または２に記載の冷凍サイクル装置である。
【００１２】前記ひとつの温度センサが、凝縮器出口の
過冷却度があらかじめ定められた値になった時に、前記
通常運転条件下で前記冷媒が二相状態から液相状態に変
わる直前の位置の温度を検出できるように配置されてい
ることにより、凝縮圧力が臨界圧力以下に制御されてい
る場合に、過冷却度があらかじめさだめられた値より大
きくなると、前記位置の温度の検出値が、もうひとつの
位置の温度の検出値より小さい値となる。従って、凝縮
器出口の過冷却度があらかじめ定められた値以上になる
ことを検知でき、凝縮器出口の過冷却度を必要以上に大
きくすることなく、効率の良い冷凍サイクル装置の運転
を実現することができる。
過冷却度があらかじめ定められた値になった時に、前記
通常運転条件下で前記冷媒が二相状態から液相状態に変
わる直前の位置の温度を検出できるように配置されてい
ることにより、凝縮圧力が臨界圧力以下に制御されてい
る場合に、過冷却度があらかじめさだめられた値より大
きくなると、前記位置の温度の検出値が、もうひとつの
位置の温度の検出値より小さい値となる。従って、凝縮
器出口の過冷却度があらかじめ定められた値以上になる
ことを検知でき、凝縮器出口の過冷却度を必要以上に大
きくすることなく、効率の良い冷凍サイクル装置の運転
を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１４】図１は本発明の第一の実施の形態における
空調用の冷凍サイクル装置を示す模式図、図２は本発明
の第一の実施の形態における空調用の冷凍サイクル装置
の温度センサの位置と凝縮機内の冷媒温度の相関関係を
示す図である。この冷凍サイクル装置は、圧縮機１、凝
縮器２、膨張弁３、蒸発器４、アキュームレータ５から
なる蒸気圧縮冷凍サイクルと、凝縮器２付近に設けられ
た凝縮器ファン６、蒸発器４付近に設けられた蒸発器フ
ァン７、凝縮器２に設けられた温度センサ８，９および
制御装置１０で構成され、４５〜５５重量％のＲ３２と
５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混合冷媒をを作動
媒体としている。温度センサ８，９は、凝縮器２内で、
あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧力、圧縮機
の回転数等）下で冷媒が液体と気体の二相状態である位
置（二相域）に配置されている。
空調用の冷凍サイクル装置を示す模式図、図２は本発明
の第一の実施の形態における空調用の冷凍サイクル装置
の温度センサの位置と凝縮機内の冷媒温度の相関関係を
示す図である。この冷凍サイクル装置は、圧縮機１、凝
縮器２、膨張弁３、蒸発器４、アキュームレータ５から
なる蒸気圧縮冷凍サイクルと、凝縮器２付近に設けられ
た凝縮器ファン６、蒸発器４付近に設けられた蒸発器フ
ァン７、凝縮器２に設けられた温度センサ８，９および
制御装置１０で構成され、４５〜５５重量％のＲ３２と
５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混合冷媒をを作動
媒体としている。温度センサ８，９は、凝縮器２内で、
あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧力、圧縮機
の回転数等）下で冷媒が液体と気体の二相状態である位
置（二相域）に配置されている。
【００１５】次に、このような本実施の形態の動作を説
明する。通常の空調運転時においては、Ｒ３２／Ｒ１２
５混合冷媒は圧縮機１により吸引され圧縮された後、凝
縮器２に導かれて凝縮器ファン６によって供給される空
気と熱交換して凝縮液化する。膨張弁３は蒸発器４にお
ける混合冷媒の圧力を特定圧力以下まで下げ、蒸発器４
において蒸発器ファン７によって供給される空気と熱交
換して液冷媒を蒸発させる。
明する。通常の空調運転時においては、Ｒ３２／Ｒ１２
５混合冷媒は圧縮機１により吸引され圧縮された後、凝
縮器２に導かれて凝縮器ファン６によって供給される空
気と熱交換して凝縮液化する。膨張弁３は蒸発器４にお
ける混合冷媒の圧力を特定圧力以下まで下げ、蒸発器４
において蒸発器ファン７によって供給される空気と熱交
換して液冷媒を蒸発させる。
【００１６】図２の下のグラフは、凝縮器２内の位置に
よる温度の変化を示したものである。冷媒が凝縮器２の
中を矢印に示す方向に流れるとき、凝縮圧力が臨界圧力
を越えていない場合は、下のグラフの実線に示すような
温度変化となる。まず、凝縮器２の入り口では、冷媒は
ガス状態であり、凝縮器２で空気に熱を放出して温度が
低下する。そして、飽和温度まで低下するとガス状態の
冷媒が凝縮を始めるので、冷媒は二相状態となり、温度
も飽和温度一定となる。その後、冷媒が全て液状態にな
ると、再び冷媒の温度が低下する。このとき、２つの温
度センサ８，９は、冷媒が二相状態である位置に取り付
けてあるので、２つの温度センサ８，９の検出値は、同
じ値となる。一方、冷房の高外気温の過負荷状態の場合
や、凝縮器ファン６の故障などにより、凝縮圧力が臨界
圧力を越えてしまった場合は、グラフの破線に示すよう
な温度変化となる。凝縮圧力が臨界圧力を越えた場合、
凝縮器２に流れ込んだガス状態の冷媒は、臨界温度まで
温度が低下すると一気に液状態に変化して、温度の低下
が続く。このとき、２つの温度センサ８，９の検出値
は、凝縮器２の出口側の温度センサ９の方が低い値とな
る。
よる温度の変化を示したものである。冷媒が凝縮器２の
中を矢印に示す方向に流れるとき、凝縮圧力が臨界圧力
を越えていない場合は、下のグラフの実線に示すような
温度変化となる。まず、凝縮器２の入り口では、冷媒は
ガス状態であり、凝縮器２で空気に熱を放出して温度が
低下する。そして、飽和温度まで低下するとガス状態の
冷媒が凝縮を始めるので、冷媒は二相状態となり、温度
も飽和温度一定となる。その後、冷媒が全て液状態にな
ると、再び冷媒の温度が低下する。このとき、２つの温
度センサ８，９は、冷媒が二相状態である位置に取り付
けてあるので、２つの温度センサ８，９の検出値は、同
じ値となる。一方、冷房の高外気温の過負荷状態の場合
や、凝縮器ファン６の故障などにより、凝縮圧力が臨界
圧力を越えてしまった場合は、グラフの破線に示すよう
な温度変化となる。凝縮圧力が臨界圧力を越えた場合、
凝縮器２に流れ込んだガス状態の冷媒は、臨界温度まで
温度が低下すると一気に液状態に変化して、温度の低下
が続く。このとき、２つの温度センサ８，９の検出値
は、凝縮器２の出口側の温度センサ９の方が低い値とな
る。
【００１７】このように、２つの温度センサ８，９の検
出値を比較することで、凝縮圧力が臨界圧力を越えたか
どうかを判断することが出来る。
出値を比較することで、凝縮圧力が臨界圧力を越えたか
どうかを判断することが出来る。
【００１８】さらに、制御装置１０において、２つの温
度センサ８，９の検出値を比較して、２つの温度センサ
８，９の検出値が異なる場合には、凝縮圧力が臨界圧力
を越えたと判断し、膨張弁３に対して開度を開く指令を
出す、または、圧縮機１に対して、圧縮能力を低下す
る、もしくは、停止する指令を出すことにより、安全性
に大きな影響を及ぼす状況で冷凍サイクルの運転が継続
することを回避することが出来る。
度センサ８，９の検出値を比較して、２つの温度センサ
８，９の検出値が異なる場合には、凝縮圧力が臨界圧力
を越えたと判断し、膨張弁３に対して開度を開く指令を
出す、または、圧縮機１に対して、圧縮能力を低下す
る、もしくは、停止する指令を出すことにより、安全性
に大きな影響を及ぼす状況で冷凍サイクルの運転が継続
することを回避することが出来る。
【００１９】また、凝縮器２の出口側の温度センサ９
を、あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧力、圧
縮機の回転数等）下で、図２に示すように過冷却度ＳＣ
があらかじめ定められた値Ｔになった時に丁度二相とな
る位置に配置すると、通常の運転状態において、２つの
温度センサ８，９の検出値が一致するように、制御装置
１０において、膨張弁３の開度や圧縮機１の圧縮能力を
調整することにより、凝縮器の出口過冷却度が常にあら
かじめ定められた値Ｔより小さい状態で運転することが
できる。このとき、値Ｔを凝縮器２が効率よく運転でき
る過冷却度の限界値（たとえば５Ｋ）に設定することに
より、通常運転において常に効率の良い冷凍サイクルの
運転が可能となる。
を、あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧力、圧
縮機の回転数等）下で、図２に示すように過冷却度ＳＣ
があらかじめ定められた値Ｔになった時に丁度二相とな
る位置に配置すると、通常の運転状態において、２つの
温度センサ８，９の検出値が一致するように、制御装置
１０において、膨張弁３の開度や圧縮機１の圧縮能力を
調整することにより、凝縮器の出口過冷却度が常にあら
かじめ定められた値Ｔより小さい状態で運転することが
できる。このとき、値Ｔを凝縮器２が効率よく運転でき
る過冷却度の限界値（たとえば５Ｋ）に設定することに
より、通常運転において常に効率の良い冷凍サイクルの
運転が可能となる。
【００２０】なお、本実施の形態における空調用の冷凍
サイクル装置は、冷房専用もしくは暖房専用として説明
したが、四方弁（図示せず）を挿入して冷暖房兼用と
し、蒸発器４にも凝縮器２と同様に二個の温度センサ
（図示せず）を備えることによって、冷房・暖房いずれ
のモードにおいても同様の効果が得られる。
サイクル装置は、冷房専用もしくは暖房専用として説明
したが、四方弁（図示せず）を挿入して冷暖房兼用と
し、蒸発器４にも凝縮器２と同様に二個の温度センサ
（図示せず）を備えることによって、冷房・暖房いずれ
のモードにおいても同様の効果が得られる。
【００２１】次に、本発明の第二の実施の形態を図面を
参照して説明する。図３は本発明の第二の実施の形態に
おけるマルチ空調用の冷凍サイクル装置を示す模式図、
図４は本発明の第二の実施の形態におけるマルチ空調用
の冷凍サイクル装置の温度センサの位置と凝縮機内の冷
媒温度の相関関係を示す図である。この冷凍サイクル装
置は、圧縮機１、凝縮器２ａ，２ｂ、膨張弁３ａ，３
ｂ、蒸発器４、アキュームレータ５、四方弁１１からな
る蒸気圧縮冷凍サイクルと、凝縮器２ａ，２ｂ付近に設
けられた凝縮器ファン６ａ，６ｂ、蒸発器４付近に設け
られた蒸発器ファン７、凝縮器２ａに設けられた温度セ
ンサ８ａ，９ａ、凝縮器２ｂに設けられた温度センサ８
ｂ，９ｂおよび制御装置１０で構成され、４５〜５５重
量％のＲ３２と５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混
合冷媒をを作動媒体としている。温度センサ８ａ，９
ａ、温度センサ８ｂ，９ｂは、各々凝縮器２ａ、凝縮器
２ｂ内で、あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧
力、圧縮機の回転数等）下で冷媒が液体と気体の二相状
態である位置（二相域）に配置されている。なお、四方
弁１１を切り換えることにより冷暖房の切替ができ、図
３に示す四方弁１１のモードは暖房運転のモードを示し
ている。
参照して説明する。図３は本発明の第二の実施の形態に
おけるマルチ空調用の冷凍サイクル装置を示す模式図、
図４は本発明の第二の実施の形態におけるマルチ空調用
の冷凍サイクル装置の温度センサの位置と凝縮機内の冷
媒温度の相関関係を示す図である。この冷凍サイクル装
置は、圧縮機１、凝縮器２ａ，２ｂ、膨張弁３ａ，３
ｂ、蒸発器４、アキュームレータ５、四方弁１１からな
る蒸気圧縮冷凍サイクルと、凝縮器２ａ，２ｂ付近に設
けられた凝縮器ファン６ａ，６ｂ、蒸発器４付近に設け
られた蒸発器ファン７、凝縮器２ａに設けられた温度セ
ンサ８ａ，９ａ、凝縮器２ｂに設けられた温度センサ８
ｂ，９ｂおよび制御装置１０で構成され、４５〜５５重
量％のＲ３２と５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混
合冷媒をを作動媒体としている。温度センサ８ａ，９
ａ、温度センサ８ｂ，９ｂは、各々凝縮器２ａ、凝縮器
２ｂ内で、あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧
力、圧縮機の回転数等）下で冷媒が液体と気体の二相状
態である位置（二相域）に配置されている。なお、四方
弁１１を切り換えることにより冷暖房の切替ができ、図
３に示す四方弁１１のモードは暖房運転のモードを示し
ている。
【００２２】次に、このような本実施の形態の動作を説
明する。暖房運転の通常運転時においては、Ｒ３２／Ｒ
１２５混合冷媒は圧縮機１により吸引され圧縮された
後、四方弁１１の実線に示す方向を通り、膨張弁３ａ，
３ｂの開度に応じて分流され、凝縮器２ａ，２ｂに導か
れて凝縮器ファン６ａ，６ｂによって供給される空気と
熱交換して凝縮液化する。そして、膨張弁３ａ，３ｂに
より減圧された後合流し、蒸発器４において蒸発器ファ
ン７によって供給される空気と熱交換して液冷媒を蒸発
させる。
明する。暖房運転の通常運転時においては、Ｒ３２／Ｒ
１２５混合冷媒は圧縮機１により吸引され圧縮された
後、四方弁１１の実線に示す方向を通り、膨張弁３ａ，
３ｂの開度に応じて分流され、凝縮器２ａ，２ｂに導か
れて凝縮器ファン６ａ，６ｂによって供給される空気と
熱交換して凝縮液化する。そして、膨張弁３ａ，３ｂに
より減圧された後合流し、蒸発器４において蒸発器ファ
ン７によって供給される空気と熱交換して液冷媒を蒸発
させる。
【００２３】図４の下のグラフは、凝縮器２ａ内の位置
による温度の変化を示したものであり、凝縮器２ｂ内の
位置による温度の変化も同様になる（図示せず）。この
とき第一の実施の形態で説明した図２と同様にそれぞれ
２つの温度センサ８ａ，９ａおよび８ｂ，９ｂの検出値
を比較することで、凝縮圧力が臨界圧力を越えたかどう
かを判断することができ、制御装置１０において、凝縮
圧力が臨界圧力を越えたと判断されたときは、膨張弁３
ａ，３ｂに対して開度を開く指令を出す、または、圧縮
機１に対して、圧縮能力を低下する、もしくは、停止す
る指令を出すことにより、安全性に大きな影響を及ぼす
状況で冷凍サイクルの運転が継続することを回避するこ
とが出来る。
による温度の変化を示したものであり、凝縮器２ｂ内の
位置による温度の変化も同様になる（図示せず）。この
とき第一の実施の形態で説明した図２と同様にそれぞれ
２つの温度センサ８ａ，９ａおよび８ｂ，９ｂの検出値
を比較することで、凝縮圧力が臨界圧力を越えたかどう
かを判断することができ、制御装置１０において、凝縮
圧力が臨界圧力を越えたと判断されたときは、膨張弁３
ａ，３ｂに対して開度を開く指令を出す、または、圧縮
機１に対して、圧縮能力を低下する、もしくは、停止す
る指令を出すことにより、安全性に大きな影響を及ぼす
状況で冷凍サイクルの運転が継続することを回避するこ
とが出来る。
【００２４】また、凝縮器出口側の温度センサ９ａ，９
ｂを、あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧力、
圧縮機の回転数等）下で、図４に示すように過冷却度Ｓ
Ｈがあらかじめ定められた値Ｔになった時に丁度二相と
なる位置に配置すると、通常の運転状態において、温度
センサ８ａ，９ａおよび８ｂ，９ｂの検出値が一致する
ように、制御装置１０において、膨張弁３ａ，３ｂの開
度や圧縮機１の圧縮能力を調整することにより、凝縮器
の出口過冷却度が常にあらかじめ定められた値Ｔより小
さい状態で運転することができる。このとき、値Ｔを凝
縮器２ａ，２ｂが効率よく運転できる過冷却度の限界値
（たとえば５Ｋ）に設定することにより、通常運転にお
いて常に効率の良い冷凍サイクルの運転が可能となる。
さらに、凝縮器２ａ，２ｂ間で過冷却度を一定値以下に
おさえることができるので、各凝縮器２ａ，２ｂへ流す
冷媒を適正に分流することが可能となり、凝縮器間で能
力や効率の偏りが発生せず、トータル効率をさらに上昇
させることが出来る。
ｂを、あらかじめ定められた通常運転条件（凝縮圧力、
圧縮機の回転数等）下で、図４に示すように過冷却度Ｓ
Ｈがあらかじめ定められた値Ｔになった時に丁度二相と
なる位置に配置すると、通常の運転状態において、温度
センサ８ａ，９ａおよび８ｂ，９ｂの検出値が一致する
ように、制御装置１０において、膨張弁３ａ，３ｂの開
度や圧縮機１の圧縮能力を調整することにより、凝縮器
の出口過冷却度が常にあらかじめ定められた値Ｔより小
さい状態で運転することができる。このとき、値Ｔを凝
縮器２ａ，２ｂが効率よく運転できる過冷却度の限界値
（たとえば５Ｋ）に設定することにより、通常運転にお
いて常に効率の良い冷凍サイクルの運転が可能となる。
さらに、凝縮器２ａ，２ｂ間で過冷却度を一定値以下に
おさえることができるので、各凝縮器２ａ，２ｂへ流す
冷媒を適正に分流することが可能となり、凝縮器間で能
力や効率の偏りが発生せず、トータル効率をさらに上昇
させることが出来る。
【００２５】冷房運転時においては、四方弁１１を切り
換えることにより、冷凍サイクル内の冷媒の流れは、暖
房運転時とは逆の向きになっているが、本実施の形態に
おいては、蒸発器４に温度センサが備えられていないた
め、暖房運転時と同様の効果は期待できない。しかし、
第一の実施の形態の場合と同様に、蒸発器４にも凝縮器
２ａ，２ｂと同様に二個の温度センサ（図示せず）を備
えることによって、冷房・暖房いずれのモードにおいて
も同様の効果が得られる。
換えることにより、冷凍サイクル内の冷媒の流れは、暖
房運転時とは逆の向きになっているが、本実施の形態に
おいては、蒸発器４に温度センサが備えられていないた
め、暖房運転時と同様の効果は期待できない。しかし、
第一の実施の形態の場合と同様に、蒸発器４にも凝縮器
２ａ，２ｂと同様に二個の温度センサ（図示せず）を備
えることによって、冷房・暖房いずれのモードにおいて
も同様の効果が得られる。
【００２６】なお、本発明の冷媒は、上述した第一およ
び第二の実施の形態における４５〜５５重量％のＲ３２
と５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混合冷媒に限ら
ず、臨界温度が低く、動作圧力が高い冷媒でありさえす
ればよい。
び第二の実施の形態における４５〜５５重量％のＲ３２
と５５〜４５重量％のＲ１２５からなる混合冷媒に限ら
ず、臨界温度が低く、動作圧力が高い冷媒でありさえす
ればよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、請求項１の本発明は、低コストで精度が良い、高圧
型のＲ２２代替冷媒の安全対策を施した冷凍サイクル装
置を提供することができる。すなわち、オゾン層に対す
る有害な影響があるとされるＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷媒
を用いず、オゾン層に対する脅威がない４５〜１００重
量％のＲ３２と５５〜０重量％のＲ１２５からなる冷媒
を含み、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器、アキュー
ムレータ等からなる蒸気圧縮冷凍サイクルであり、凝縮
器となる熱交換器の二相域となる部分に２つの温度セン
サを付設することにより、凝縮圧力もしくは吐出圧力
が、臨界圧力を越えたことを安価なセンサで精度良く検
出し、安全性に大きな影響を及ぼす状況で冷凍サイクル
の運転が継続することを回避することが出来る。
に、請求項１の本発明は、低コストで精度が良い、高圧
型のＲ２２代替冷媒の安全対策を施した冷凍サイクル装
置を提供することができる。すなわち、オゾン層に対す
る有害な影響があるとされるＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷媒
を用いず、オゾン層に対する脅威がない４５〜１００重
量％のＲ３２と５５〜０重量％のＲ１２５からなる冷媒
を含み、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器、アキュー
ムレータ等からなる蒸気圧縮冷凍サイクルであり、凝縮
器となる熱交換器の二相域となる部分に２つの温度セン
サを付設することにより、凝縮圧力もしくは吐出圧力
が、臨界圧力を越えたことを安価なセンサで精度良く検
出し、安全性に大きな影響を及ぼす状況で冷凍サイクル
の運転が継続することを回避することが出来る。
【００２８】さらに、請求項３の本発明は、低コストで
精度が良く、効率の良い、高圧型のＲ２２代替冷媒の安
全対策を施した冷凍サイクル装置を提供することことが
できる。すなわち、通常運転においては、凝縮器出口側
の温度センサを凝縮器出口の過冷却度があらかじめ定め
られた値になった時に、冷媒が二相域から液相に変わる
位置に取り付けることにより、通常運転の凝縮器過冷却
度を一定値以下に押さえることができるので、効率の良
い冷凍サイクル運転が可能となると共に、マルチ空調用
冷凍サイクルの暖房運転などのように凝縮器が複数存在
する場合には、各凝縮器間の冷媒分流を適正に行うこと
が可能となり、トータル効率の良い冷凍サイクル運転が
可能となる。
精度が良く、効率の良い、高圧型のＲ２２代替冷媒の安
全対策を施した冷凍サイクル装置を提供することことが
できる。すなわち、通常運転においては、凝縮器出口側
の温度センサを凝縮器出口の過冷却度があらかじめ定め
られた値になった時に、冷媒が二相域から液相に変わる
位置に取り付けることにより、通常運転の凝縮器過冷却
度を一定値以下に押さえることができるので、効率の良
い冷凍サイクル運転が可能となると共に、マルチ空調用
冷凍サイクルの暖房運転などのように凝縮器が複数存在
する場合には、各凝縮器間の冷媒分流を適正に行うこと
が可能となり、トータル効率の良い冷凍サイクル運転が
可能となる。
【図１】本発明の第一の実施の形態における空調用の冷
凍サイクル装置を示す模式図。
凍サイクル装置を示す模式図。
【図２】本発明の第一の実施の形態における空調用の冷
凍サイクル装置の温度センサの位置と凝縮機内の冷媒温
度の相関関係を示す図。
凍サイクル装置の温度センサの位置と凝縮機内の冷媒温
度の相関関係を示す図。
【図３】本発明の第二の実施の形態におけるマルチ空調
用の冷凍サイクル装置を示す模式図。
用の冷凍サイクル装置を示す模式図。
【図４】本発明の第二の実施の形態におけるマルチ空調
用の冷凍サイクル装置の温度センサの位置と凝縮機内の
冷媒温度の相関関係を示す図。
用の冷凍サイクル装置の温度センサの位置と凝縮機内の
冷媒温度の相関関係を示す図。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 絞り装置 ４ 蒸発器 ５ アキュームレータ ６ 凝縮器ファン ７ 蒸発器ファン ８，９ 温度センサ １０ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２５Ｂ 13/00 Ｆ２５Ｂ 13/00 Ｎ 49/02 ５１０ 49/02 ５１０Ｂ (72)発明者 松尾 光晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 勝見 佳正 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、蒸発
器と、温度センサと、前記温度センサの出力をもとに冷
凍サイクル内の圧力を制御する制御手段とを備え、前記
温度センサは、前記凝縮器中の、あらかじめ定められた
通常運転条件下で冷媒が液体と気体の二相状態である区
域内の、少なくとも二箇所の温度を検出できるように配
置されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記少なくとも二箇所
の温度の計測値が実質的に等しくなるように制御する手
段であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイク
ル装置。 - 【請求項３】 前記温度センサのうちのひとつは、前記
通常運転条件下で前記冷媒が二相状態から液相状態に変
わる直前の位置の温度を検出できるように配置されてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイ
クル装置。 - 【請求項４】 前記冷媒は４５〜１００重量％のＲ３２
と５５〜０重量％のＲ１２５からなる冷媒を含む冷媒で
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11317797A JPH10300248A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11317797A JPH10300248A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300248A true JPH10300248A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14605516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11317797A Pending JPH10300248A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10300248A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125789A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 冷却装置およびこれを備えた自動販売機 |
| JP2008064437A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2009157320A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び空気調和装置 |
| WO2011048891A1 (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | シャープ株式会社 | 熱交換器及びそれを搭載した空気調和機 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP11317797A patent/JPH10300248A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125789A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 冷却装置およびこれを備えた自動販売機 |
| JP2008064437A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2009157320A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び空気調和装置 |
| JPWO2009157320A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2011-12-08 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び空気調和装置 |
| WO2011048891A1 (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | シャープ株式会社 | 熱交換器及びそれを搭載した空気調和機 |
| JP2011085368A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Sharp Corp | 熱交換器及びそれを搭載した空気調和機 |
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