JPH1054628A

JPH1054628A - 冷凍装置の過熱度検出装置及びこの過熱度検出装置を用いた冷凍装置

Info

Publication number: JPH1054628A
Application number: JP21085496A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 武司伊藤; Yoshihiro Ito; 喜啓伊藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力センサーを用いずに温度センサーのみを
用いて、安定的に過熱度を検出でき、また、バイパスに
よる冷凍能力の損失がない冷凍装置の過熱度検出装置及
び該検出装置を用いた冷凍装置、及び２成分系共沸混合
冷媒を用いた冷凍装置の過熱度検出装置及びその検出装
置を用いた冷凍装置を提供すること。【解決手段】絞り部材４の直後に配設された液溜め１
１において検出された低圧側の飽和冷媒温度ｔ₄と吸入
管で検出された吸入ガス温度ｔ₁とから吸入ガスの過熱
度を検出する。２成分系非共沸混合冷媒の場合は、前記
ｔ₄を低圧側の飽和液温度ｔ_slとして飽和圧力ｐ₁を求
め、該飽和圧力ｐ₁から低圧側の飽和蒸気温度ｔ_sgを算
出し、吸入ガスの過熱度ＳＨを，ＳＨ＝ｔ₁−ｔ_sgより
算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置の冷媒制
御に関し、特に、圧縮機吸入ガスの過熱度検出に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】冷凍装置の冷媒制御として圧縮機の吸入
ガスの過熱度を一定とするように絞り部材の開度を制御
する方法が一般に用いられる。ところで、この冷媒制御
に関し、過熱度検出方法としては、圧力センサーを用
い、圧縮機の吸入圧力を検出し、この吸入圧力から飽和
ガス温度を算出し、一方圧縮機の吸入管に設けられた温
度センサーにより吸入ガスの温度を検出し、該吸入ガス
の温度と前記飽和ガスの温度との差から吸入ガスの過熱
度を算出するものがあるが、圧力センサーは、コストが
かさむという問題があった。そこで、圧力センサーを用
いずに温度センサーのみを用いて吸入ガスの過熱度を算
出する方法が考えられている。図６にその一例を示す。

【０００３】この図６において、１０１は圧縮機、１０
２は四方弁、１０３は室外熱交換器、１０４は電動膨張
弁、１０６は受液器、１０５は室内熱交換器であって、
これら機器が順次接続され可逆式の冷媒回路が構成され
ている。そして、この可逆式の冷媒回路の受液器１０６
と吸い込み管との間にキャピラリーチューブ１０７ａを
有する飽和温度検出用バイパス管１０７が配設され、該
バイパス管１０７のキャピラリーチューブ１０７ａの後
流側に飽和温度検出用センサー１０８が配設され、ま
た、吸入管における四方弁１０２とバイパス管１０７の
接続点との間に吸入管温度検出用センサー１０９が配設
されている。そして、冷房運転時は、図示破線の如く圧
縮機１０１、四方弁１０２、室外熱交換器１０３、受液
器１０６、膨張弁１０４、室内熱交換器１０５、四方弁
１０２、圧縮機１０１の順に冷媒を流通循環させ、ま
た、暖房運転時は、図示実線の如く圧縮機１０１、四方
弁１０２、室内熱交換器１０５、膨張弁１０４、受液器
１０６、室外熱交換器１０３、四方弁１０２、圧縮機１
０１の順に冷媒を流通循環させている。

【０００４】また、上述の冷媒回路においては、受液器
１０６と圧縮機１０１の吸い込み管との間に設けられた
バイパス管１０７を介して液冷媒が吸い込み管に流通す
る。即ち、冷房運転時は受液器１０６内の高圧液冷媒が
キャピラリーチューブ１０７ａで絞り膨張されて吸い込
み管へ、また、暖房運転時は低圧側となっている受液器
１０６の低圧側液冷媒がキャピラリーチューブ１０７ａ
で絞られて吸い込み管へ流通する。そして、バイパス管
１０７のキャピラリーチューブ１０７ａの後流側に配設
された飽和温度検出用センサー１０８で低圧側冷媒の飽
和温度が検出される。また、圧縮機１０１の吸い込み管
の四方弁１０２とバイパス管１０７の接続点との間に配
設された吸入管温度検出用センサー１０９により圧縮機
の吸入ガス温度が検出される。そして、上記センサー１
０８、１０９で検出された温度信号はコントローラ１１
０に送信され、上記吸入ガス温度から前記低圧側冷媒の
飽和温度を引くことにより吸入ガスの過熱度が算出され
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、受液器１０６から吸い込み管に液冷媒がキャピラリ
ーチューブ１０７ａを介しバイパスされるが、バイパス
される液冷媒量を多くすると、圧縮機１０１の吸い込み
側に液冷媒が流れて液圧縮を起こす虞れがある。また一
方、バイパスさせる液冷媒量を絞り過ぎると、バイパス
冷媒はセンサー１０８が配設された個所に流れるまでに
周囲空気等に加熱されて過熱状態なり、飽和温度を検出
できなくなる虞れがある。更に、上記従来の方法では、
運転条件の変動によりキャピラリーチューブを流通する
バイパス量が変動するため不安定である。従って、上
記方法では、バイパスする液冷媒量を適量とすることは
困難であり、場合によっては液圧縮の虞れがあり、ま
た、バイパスされる分だけ冷凍能力が少なくなるという
問題がある。

【０００６】更に上記従来の方法の場合は、暖房運転時
は、受液器１０６内が電動膨張弁１０４で絞り膨張され
た後の低圧の気液二相状態となっているため、キャピラ
リーチューブ１０７を通過する冷媒の量が冷房運転時に
比し著しく少量となる。従って、冷房運転時に適正な量
として設定された場合、暖房時は、運転条件の変動によ
る不安定要因等によりバイパスされる液圧縮量が極めて
不安定となり、実際上は低圧側の飽和温度は検出困難で
あって、吸入ガスの過熱度も計算困難である。また、上
記従来の方法では、近年大気汚染の問題から脚光を浴び
つつある代替フロンとしての非共沸混合冷媒、例えば、
Ｒ３２とＲ２３４ａとの混合冷媒を使用する場合の過熱
度の検出については何ら開示されていない。

【０００７】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題点に鑑みなされたものであって、圧力センサーを
用いずに温度センサーのみを用いて、安定的に過熱度を
検出でき、また、バイパスによる冷凍能力の損失がない
冷凍装置の過熱度検出装置及び該検出装置を用いた冷凍
装置を提供することを目的とする。更には、２成分系共
沸混合冷媒を用いた冷凍装置の過熱度検出装置及びその
検出装置を用いた冷凍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】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、絞り部材の直後に低圧冷
媒用液溜めを配設し、この液溜めに液冷媒温度センサー
を設け、更に、圧縮機の吸入管に吸入管温度センサーを
設け、前記液冷媒温度センサーにより検出された飽和冷
媒温度と前記吸入管温度センサーにより検出された冷媒
温度とから圧縮機の吸入ガスの過熱度を算出することを
特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、室内熱交換器と室
外熱交換器との間に、逆止弁等の切り替え手段により冷
暖房時とも一方向となるように絞り部材と低圧冷媒用液
溜めとの直列回路を配設してリバースサイクル式冷媒回
路を構成し、また、前記液溜めに液冷媒温度センサーを
配設し、更に、圧縮機の吸入管に吸入管温度センサーを
配設するとともに、前記液冷媒温度センサーにより検出
された冷媒温度と前記吸入管温度センサーにより検出さ
れた冷媒温度とから圧縮機吸入ガスの過熱度を算出する
ことを特徴とするものである。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記リバースサイ
クル式冷媒回路が、室外熱交換器と室内熱交換器との間
に、４個の逆止弁によりブリッジ回路が構成され、該ブ
リッジ回路の対角となる位置に絞り部材、液溜めの直列
回路が配設されて構成されてなることを特徴とするもの
である。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の過熱度検出装置を備え、更に、前記絞り部材を
電子膨張弁となすと共に、前記過熱度検出装置により検
出された過熱度に応じて、該電子膨張弁の開度を制御す
る如く構成してなることを特徴とするものである。

【００１２】請求項５記載の発明は、前記圧縮機をイン
バータ式圧縮機とするとともに、前記過熱度検出装置に
より検出された過熱度に応じて、前記インバータ式圧縮
機の運転周波数を同時に制御してなることを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項６記載の発明は、２成分系非共沸混
合冷媒が充填された冷媒回路の絞り部材の直後に低圧冷
媒用液溜めを設け、該液溜めに液冷媒温度センサーを配
設するとともに、圧縮機の吸入管に吸入管温度センサー
を配設し、更に、冷媒回路内に充填された２成分系非共
沸混合冷媒の温度−圧力特性に基づき、前記液冷媒温度
センサーにより検出された冷媒温度を低圧側の飽和液温
度として低圧側の飽和圧力を求め、該飽和圧力から低圧
側の飽和蒸気温度を算出し、前記吸入管温度センサーに
より検出された冷媒温度と前記飽和蒸気温度との差を圧
縮機吸入ガスの過熱度として検出することを特徴とする
ものである。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の過
熱度検出装置を備え、該過熱度検出装置により検出され
た過熱度に応じて電子膨張弁の開度を制御することを特
徴とするものである。

【００１５】請求項８記載の発明は、前記圧縮機をイン
バータ式圧縮機とするとともに、前記過熱度検出装置に
より検出された過熱度に応じて、前記インバータ式圧縮
機の運転周波数を同時に制御してなることを特徴とする
ものである。

【００１６】請求項１の過熱度検出装置によれば、低圧
冷媒用の液溜めが絞り部材の直後に設けられているの
で、安定して気液２相状態が保持され、過熱度算出の基
礎になる冷媒温度が液冷媒温度センサーにより安定的に
検出される。また、冷媒回路中にバイパス管を設ける必
要がなく過熱度測定のために冷媒をバイパスさせないの
で、その分冷凍能力の損失が回避される。

【００１７】また、請求項２及び３のように、室外熱交
換器と室内熱交換器との間に、逆止弁等の切り替え手段
により、冷房暖房何れの運転においても絞り部材、低圧
冷媒用液溜めの順に冷媒が流れる直列回路を構成するこ
とにより、冷媒暖房何れの運転においても安定的に過熱
度を検出できるリバースサイクル式冷凍装置の過熱度検
出装置を得ることができる。

【００１８】また、請求項６の発明のように液冷媒温度
センサーで検出された冷媒温度を低圧側の飽和液温度と
し、該飽和液温度から低圧側の飽和圧力を算出し、更
に、該飽和圧力から低圧側の飽和蒸気温度を算出し、該
飽和蒸気温度と吸入管温度センサーにより検出された冷
媒温度との差を圧縮機吸入ガスの過熱度とすることによ
り２成分系非共沸混合冷媒が充填された冷凍装置の過熱
度検出装置として構成できる。

【００１９】また、請求項４及び７の如く、上記過熱度
検出装置により検出された過熱度に基づき絞りとしての
電子膨張弁の開度を制御すれば、冷凍装置の冷媒制御が
適切に行われる。

【００２０】また、請求項５及び８の如く、上記過熱度
検出装置により検出された過熱度に基づき、電子膨張弁
の開度及び圧縮機の吐出容量の制御を行えば、冷媒制御
のコントローラと圧縮機の吐出容量制御のコントローラ
との共用化によって装置の簡便化が行われる、また、冷
凍負荷に見合った経済的運転が適切に行われる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をリバースサイクル
式冷凍装置に具体化した実施の形態を図１〜５に基づい
て詳細に説明する。図１に示すように、冷媒回路は、イ
ンバータ式圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、４個
の逆止弁１２〜１５を切り替え手段として採用するブリ
ッジ回路、室内熱交換器５が順次接続され、更に、前記
ブリッジ回路の対角となる位置に、絞り部材としての電
子膨張弁４と低圧冷媒用液溜め１１を順に接続した直列
回路が接続されて構成されている。また、該冷媒回路内
には、例えばＲ３２とＲ１３４ａとからなる２成分系混
合冷媒のような非共沸混合冷媒が充填されている。

【００２２】そして、四方弁２の切り換えにより可逆に
冷媒流通方向が切り換えられて、冷暖房可能とされてい
る。即ち、冷媒が、冷房運転時には図示破線矢印の方向
に、即ちインバータ式圧縮機１、四方弁２、室外熱交換
器３、逆止弁１２、電子膨張弁４、液溜め１１、逆止弁
１３、室内熱交換器５、四方弁２、インバータ式圧縮機
１と順次流通して循環し、暖房運転時には図示実線矢印
の方向に、即ちインバータ式圧縮機１、四方弁２、室内
熱交換器５、逆止弁１４、電子膨張弁４、液溜め１１、
逆止弁１５、室外熱交換器３、四方弁２、インバータ式
圧縮機１と順次流通して循環するように冷媒回路が構成
されている。

【００２３】そして、液溜め１１の下方液冷媒貯留部分
の側壁には、低圧冷媒の飽和液温度検出用の液冷媒温度
センサー８が設けられ、また、インバータ式圧縮機１の
吸入管には吸入ガス温度検出用の吸入管温度センサー９
が設けられている。本実施の形態の冷媒として用いられ
ている非共沸混合冷媒は、図３に示されるように圧力一
定、濃度一定の場合において、飽和液温度と飽和蒸気温
度が異なり、また、冷媒回路中に液溜めを設けた場合
は、ガス冷媒の濃度と液冷媒の濃度が異なる。ところ
で、本実施の形態では、電子膨張弁４の直後に液溜め１
１が設けられているので、液溜め１１内には冷房時、暖
房時共に絞り部材としての電子膨張弁通過後の飽和状態
の冷媒が入っており、飽和液線に近い湿り状態（気液二
相状態）となっている。従って、液冷媒温度センサー８
で検出した温度は飽和液温度に近似しており、これを飽
和液温度と見做すことができる。また、１６は、本冷凍
装置のコントローラであって、液冷媒温度センサー８及
び吸入管温度センサー９からの温度信号により吸入ガス
の過熱度を算出し、該過熱度により電子膨張弁４の開度
制御及びインバータ式圧縮機１の回転数制御を行う。

【００２４】上記冷媒回路を構成した冷凍装置の冷凍サ
イクルは、図２のモリエル線図（ｐ−ｉ線図）に表され
る。同図において、は圧縮機１入口（圧力ｐ＝ｐ₁、
温度ｔ＝ｔ₁）、は圧縮機１出口、は電子膨張弁４
入口、は電子膨張弁４出口（ｐ＝ｐ₁、ｔ＝ｔ₄）であ
り、また、Ａは低圧における飽和蒸気、Ｂは低圧におけ
る飽和液を示す。

【００２５】図３は、上記冷凍サイクルにおける２成分
系混合冷媒の圧力一定、即ちｐ＝ｐ₁における気液平衡
線図を表す。即ち、非共沸混合冷媒の飽和温度特性は、
圧力と濃度に関係するのみならず、飽和液温度と飽和蒸
気温度が異なる特性を有し、同図中に、冷媒回路に充填
された高沸点冷媒の濃度ＸをＸ＝Ｘ₁として、図２に対
応する点Ａ及びＢを、また、圧縮機１入口温度ｔ₁及び
絞り部材としての電子膨張弁４の出口温度ｔ₄を示す。
また、同図中において、ｔ^p _SG(X) は飽和蒸気線（露点
特性線）を、また、ｔ^p _SL(X) は飽和液線（沸点特性
線）を示す。ｔ₁は過熱状態であるから露点特性線ｔ^p _SG
(X) の上方に位置し、また、点Ａ，Ｂは露点特性線ｔ^P
_SG上、沸点特性線ｔ^P _SL上にくる。また、吸入ガスの過
熱度ＳＨをＳＨ＝ｔ₁ーｔ_sg 但し、ｔ_sg は濃度Ｘ₁における飽
和蒸気温度と定義すると、圧力ｐ₁と温度ｔ₁とを測定すれば、圧力
ｐ₁における飽和蒸気の温度が求まり、ＳＨは容易に求
まる。しかし、この圧力を直接測定しなくても、冷媒の
温度を測定することにより次のようにして求めることが
できる。

【００２６】図４は、図３の特性線図を圧力を変化させ
た特性に拡張し、高沸点冷媒の濃度をＸ＝Ｘ₁一定とし
た場合の非共沸混合冷媒の圧力−温度特性図であって、
該図４において、Ｃは臨界点、ｔ^X _SGは飽和蒸気線、ｔ^X
_SLは飽和液線を夫々示す。４４ａ〜４４ｄは液冷媒温度
センサー８で検出した飽和冷媒温度から飽和蒸気の温度
を計算する方法を示したものである。即ち、図４におけ
る４４ａは、液冷媒温度センサー８で検出された飽和冷
媒温度（前記ｔ₄に同じ）であって、高沸点冷媒の濃度
ＸがＸ₁のときの飽和液温度ｔ_slよりも若干高いが近似
していることから、この温度４４ａを高沸点冷媒の濃度
ＸがＸ₁のときの飽和液温度ｔ_slと見做し、飽和液線上
の点４４ｂと同一圧力ｐ₁を求め、該ｐ₁の飽和蒸気線上
の点４４ｃから飽和蒸気温度４４ｄ（前記ｔ_sgに同じ）
を求めるものである。また、吸入管温度センサー９によ
り検出された冷媒温度は、非共沸混合冷媒の吸入ガス温
度、即ち前記ｔ₁を検出していることになる。従って、
前記過熱度計算式から過熱度が算出される。

【００２７】また、上記演算を行うのはコントローラ１
６であって、該コントローラ１６には、冷媒回路に充填
された非共沸混合冷媒の当該組成比に対する飽和液の圧
力−温度特性及び飽和蒸気の圧力−温度特性の様な圧力
−温度特性が記憶されるとともに、液冷媒温度センサー
８により検出された飽和冷媒温度４４ａ（ｔ₄）から低
圧側の飽和圧力ｐ₁を計算する飽和圧力計算手段と、飽
和圧力ｐ₁から飽和蒸気温度４４ｄ（ｔ_sg）を算出する
飽和温度計算手段と、吸入管温度センサー９により検出
された吸入ガス温度ｔ₁及び前記飽和温度計算手段によ
り計算された飽和蒸気温度ｔ_sg から過熱度を計算する
過熱度計算手段とが具備されている。

【００２８】図５は、前記コントローラ１６における過
熱度の算出方法と、算出された過熱度に基づく冷凍装置
としての空気調和機の運転制御についてのフローチャー
トを示したものである。図３において、空気調和機を運
転開始すると制御が始まる（Ｓ１）、そして、低圧領域
にある液溜め１１の飽和冷媒温度４４ａ（ｔ₄）が液冷
媒温度センサー８により検出され、また、吸入ガス管の
冷媒温度ｔ₁が吸入管温度センサー９により検出されコ
ントローラ１６に送信される（Ｓ２）。次に、前記液溜
め１１の冷媒温度４４ａ（ｔ₄）から高沸点冷媒の濃度
がＸ₁のときの低圧圧力ｐ₁が算出され（Ｓ３）、次いで
同濃度のときの低圧冷媒の飽和蒸気温度ｔ_sgが算出され
（Ｓ４）、この飽和蒸気温度ｔ_sgと前記吸入管温度セン
サー９で検出された冷媒温度ｔ₁とから吸入ガスの過熱
度ＳＨが算出される（Ｓ５）。そして、この吸入ガスの
過熱度ＳＨが所定の設定幅内かどうか判断され（Ｓ
６）、設定幅外であれば絞り部材としての電子膨張弁４
の開度及びインバータ式圧縮機１の回転数が算出され設
定される（Ｓ７）。また、前記ステップＳ６において吸
入ガスの過熱度が設定幅内であれば制御終了となる（Ｓ
８）。

【００２９】以上の如く、本実施の形態に係る冷凍装置
の過熱度検出装置は構成されているので、過熱度算出の
基礎となる冷媒温度ｔ₁，ｔ₄が安定的に検出される。ま
た、冷房、暖房両運転において、冷媒回路を循環する冷
媒をバイパスすることなく吸入ガスの過熱度が検出され
るので、無駄な能力損失も生じない。更に、冷媒回路内
に非共沸混合冷媒が使用されても、適正に冷媒の過熱度
が検出される。

【００３０】また、本過熱度検出装置は、冷媒回路内に
共沸混合冷媒や単一の冷媒が使用される場合においても
使用可能である。即ち、この場合は、飽和蒸気線（露
点特性線）ｔ^p _SG(X)と飽和液線（沸点特性線）ｔ^p _SL(X)
が等しくなり、即ち、飽和蒸気温度と飽和液温度が等
しくなり、且つ、濃度も関係なくなるので、前記低圧冷
媒用液溜め１１における飽和冷媒温度４４ａ（ｔ₄）
は、４４ａ（ｔ₄）＝４４ｄ（ｔ_sg）となり、ＳＨ＝ｔ₁
−ｔ_sg＝ｔ₁−ｔ₄となるから前記過熱度算出式がそのま
ま適用可能である。また、図３におけるステップＳ３，
Ｓ４を省略して、ＳＨ＝ｔ₁（吸入ガス温度）−ｔ₄（飽
和冷媒温度）として直ちに計算することも可能である。
何れにしても本過熱度検出装置は単一冷媒使用の冷凍装
置、共沸混合冷媒使用の冷凍装置及び非共沸混合冷媒使
用の冷凍装置に兼用できる。

【００３１】また、前記実施の形態の冷凍装置では、前
記過熱度により電子膨張弁４の開度が制御されるので的
確に冷媒制御され、液圧縮を起こす虞れも無く、冷凍装
置は安全に運転される。また、冷凍装置は、冷凍負荷が
大きいと吸入ガスの過熱度が大となり、逆に冷凍負荷が
小さいと過熱度が小となる特性を有することを利用し
て、圧縮機１の吐出能力が制御されるので、冷凍負荷に
見合った吐出能力で運転可能となり、経済的冷凍運転が
可能となる。

【００３２】また、上記実施の形態においては、図１の
如く四つの逆止弁１２〜１５を切換手段としてブリッジ
回路を構成し、その対角となる位置に、電子膨張弁４、
液溜め１１を順に接続した直列回路を配設し、冷房、暖
房何れの運転時においても前記直列回路に冷媒を一方向
に流すように構成していたが、図６の如くこの切換手段
に代え、三方弁６１および６２を用い、冷房時は図示破
線の如く、また暖房時は図示実線の如く三方弁６１、６
２をそれぞれ切り換えることにより、図１と同様に冷
房、暖房何れにおいても冷媒を一方向、即ち、電子膨張
弁４から液溜め１１へと流す直列回路を構成することが
できる。また、図７の如く切換手段として四方弁７１を
用い、冷房時は図示破線の如く、また、暖房時は図示実
線の如く四方弁７１切り換えることにより、図６と同様
に冷房、暖房何れにおいても冷媒を一方向、即ち電子膨
張弁４から液溜め１１へと流す直列回路を構成すること
もできる。また、特に図示はしないが、前記図１におけ
る４個の逆止弁１２〜１５に代え、４個の開閉弁を用い
て前記図１と同様の直列回路を構成することも可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】請求項１乃至８記載の発明によれば、高
価な圧力センサーを用いずに安価な温度センサーのみ
で、圧縮機吸入ガスの過熱度を安定的に検出でき、ま
た、冷媒バイパスによる冷凍能力の損失がない。請求項
２乃至５記載の発明によれば、上記請求項１乃至８記載
の効果に加えて、冷房、暖房何れの運転においても圧縮
機吸入ガスの過熱度を安定的に検出でき、また、何れの
運転においても冷凍能力の損失がない。請求項３記載の
発明によれば、上記効果に加え、切り替え手段として逆
止弁のみで構成できるので、製造コストを安価にするこ
とができる。

【００３４】請求項６乃至８記載の発明によれば、請求
項１乃至８の効果に加えて２成分系非共沸混合冷媒を充
填した冷凍装置の過熱度検出装置として対応できる。請
求項４又は７記載の発明によれば、当該請求項に対応す
る前記効果に加え、冷凍装置の冷媒制御が適切に行われ
る。請求項５又は８記載の発明によれば、当該請求項に
対応する前記効果に加え、冷媒制御と圧縮機の吐出容量
制御における制御装置が共用化され、また冷凍負荷に見
合った経済的運転が適切に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる冷凍装置の冷媒
回路図。

【図２】図１冷凍装置のモリエル線図。

【図３】図１冷凍装置の２成分系非共沸混合冷媒の気
液平衡線図。

【図４】図１冷凍装置の２成分系非共沸混合冷媒の圧
力−温度特性線図。

【図５】図１冷凍装置の制御フローチャート。

【図６】他の変形例を示す冷媒回路図。

【図７】他の変形例を示す冷媒回路図。

【図８】従来冷凍装置の冷媒回路図。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…電子
膨張弁、５…室内熱交換器、８…液冷媒温度センサー、
９…吸入管温度センサー、１１…液溜め、１２〜１５…
逆止弁、１６…コントローラ、６１、６２…三方弁、７
１…四方弁、ｔ₁…吸入管における冷媒温度、ｔ₄…液溜
めにおける冷媒温度、ｔ_sg…濃度Ｘ₁における飽和液温
度、ｔ_sl…濃度Ｘ₁における飽和蒸気温度。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絞り部材の直後に低圧冷媒用液溜めを配
設し、この液溜めに液冷媒温度センサーを設け、更に、
圧縮機の吸入管に吸入管温度センサーを設け、前記液冷
媒温度センサーにより検出された飽和冷媒温度と前記吸
入管温度センサーにより検出された冷媒温度とから圧縮
機の吸入ガスの過熱度を算出することを特徴とする冷凍
装置の過熱度検出装置。
【請求項２】室内熱交換器と室外熱交換器との間に、
逆止弁等の切り替え手段により冷暖房時とも一方向とな
るように絞り部材と低圧冷媒用液溜めとの直列回路を配
設してリバースサイクル式冷媒回路を構成し、また、前
記液溜めに液冷媒温度センサーを配設し、更に、圧縮機
の吸入管に吸入管温度センサーを配設するとともに、前
記液冷媒温度センサーにより検出された冷媒温度と前記
吸入管温度センサーにより検出された冷媒温度とから圧
縮機吸入ガスの過熱度を算出することを特徴とするリバ
ースサイクル式冷凍装置の過熱度検出装置。
【請求項３】前記リバースサイクル式冷媒回路が、室
外熱交換器と室内熱交換器との間に、４個の逆止弁によ
りブリッジ回路が構成され、該ブリッジ回路の対角とな
る位置に絞り部材、液溜めの直列回路が配設されて構成
されてなることを特徴とする請求項２記載のリバースサ
イクル式冷凍装置の過熱度検出装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の過熱度検出装
置を備え、更に、前記絞り部材を電子膨張弁となすと共
に、前記過熱度検出装置により検出された過熱度に応じ
て、該電子膨張弁の開度を制御する如く構成してなるこ
とを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】前記圧縮機をインバータ式圧縮機とする
とともに、前記過熱度検出装置により検出された過熱度
に応じて、前記インバータ式圧縮機の運転周波数を同時
に制御してなることを特徴とする請求項４記載の冷凍装
置。
【請求項６】２成分系非共沸混合冷媒が充填された冷
媒回路の絞り部材の直後に低圧冷媒用液溜めを設け、該
液溜めに液冷媒温度センサーを配設するとともに、圧縮
機の吸入管に吸入管温度センサーを配設し、更に、冷媒
回路内に充填された２成分系非共沸混合冷媒の温度−圧
力特性に基づき、前記液冷媒温度センサーにより検出さ
れた冷媒温度を低圧側の飽和液温度として低圧側の飽和
圧力を求め、該飽和圧力から低圧側の飽和蒸気温度を算
出し、前記吸入管温度センサーにより検出された冷媒温
度と前記飽和蒸気温度との差を圧縮機吸入ガスの過熱度
として検出することを特徴とする冷凍装置の過熱度検出
装置。
【請求項７】請求項６記載の過熱度検出装置を備え、
該過熱度検出装置により検出された過熱度に応じて電子
膨張弁の開度を制御することを特徴とする冷凍装置。
【請求項８】前記圧縮機をインバータ式圧縮機とする
とともに、前記過熱度検出装置により検出された過熱度
に応じて、前記インバータ式圧縮機の運転周波数を同時
に制御してなることを特徴とする請求項７記載の冷凍装
置。