JPH1068555A - 冷凍サイクルの循環冷媒組成検出方法並びにその検出方法を用いた冷凍装置 - Google Patents
冷凍サイクルの循環冷媒組成検出方法並びにその検出方法を用いた冷凍装置Info
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- JPH1068555A JPH1068555A JP22540696A JP22540696A JPH1068555A JP H1068555 A JPH1068555 A JP H1068555A JP 22540696 A JP22540696 A JP 22540696A JP 22540696 A JP22540696 A JP 22540696A JP H1068555 A JPH1068555 A JP H1068555A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 循環冷媒の組成を確実に検出できる検出方法
及びこの検出方法を用いて安定した運転の行える冷凍装
置を提供すること。 【解決手段】 圧縮機１、凝縮器２、受液器５、電子膨
張弁３、蒸発器４を有し、非共沸混合冷媒を封入してな
る冷凍サイクルにおいて、前記受液器５における飽和冷
媒温度と飽和冷媒圧力とを測定し、予め設定された飽和
冷媒温度、飽和冷媒圧力及び冷媒組成の三要素の関係か
ら、前記受液器５において測定された飽和冷媒温度及び
飽和冷媒圧力に対応する冷媒組成を算出して、冷凍サイ
クルを循環する冷媒組成を検出する。このように検出さ
れた検出値に基づいてインバータ駆動の圧縮機１の回転
数制御及び電子膨張弁３の開度制御を調整するコントロ
ーラ８を備える。
及びこの検出方法を用いて安定した運転の行える冷凍装
置を提供すること。 【解決手段】 圧縮機１、凝縮器２、受液器５、電子膨
張弁３、蒸発器４を有し、非共沸混合冷媒を封入してな
る冷凍サイクルにおいて、前記受液器５における飽和冷
媒温度と飽和冷媒圧力とを測定し、予め設定された飽和
冷媒温度、飽和冷媒圧力及び冷媒組成の三要素の関係か
ら、前記受液器５において測定された飽和冷媒温度及び
飽和冷媒圧力に対応する冷媒組成を算出して、冷凍サイ
クルを循環する冷媒組成を検出する。このように検出さ
れた検出値に基づいてインバータ駆動の圧縮機１の回転
数制御及び電子膨張弁３の開度制御を調整するコントロ
ーラ８を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に適用さ
れる冷凍サイクルの非共沸混合冷媒の冷循環組成検出方
法及びその検出方法を用いた冷凍装置に関する。
れる冷凍サイクルの非共沸混合冷媒の冷循環組成検出方
法及びその検出方法を用いた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、オゾン層の破壊を防ぎ、地球の温
暖化を防止するという世界的な地球環境保護の観点か
ら、従来使用されてきた冷媒に代わる所謂代替冷媒が求
められており、その候補として混合冷媒、特に非共沸混
合冷媒が脚光を浴びるようになってきている。例えば、
広くルームエアコン等に用いられているＲ２２の代替冷
媒としては、冷凍装置への封入時において、低沸点冷媒
であるＲ３２が約３０％、高沸点冷媒であるＲ１３４ａ
が約７０％とした非共沸混合冷媒が候補に上がってい
る。
暖化を防止するという世界的な地球環境保護の観点か
ら、従来使用されてきた冷媒に代わる所謂代替冷媒が求
められており、その候補として混合冷媒、特に非共沸混
合冷媒が脚光を浴びるようになってきている。例えば、
広くルームエアコン等に用いられているＲ２２の代替冷
媒としては、冷凍装置への封入時において、低沸点冷媒
であるＲ３２が約３０％、高沸点冷媒であるＲ１３４ａ
が約７０％とした非共沸混合冷媒が候補に上がってい
る。
【０００３】このような非共沸混合冷媒を冷凍サイクル
に封入した場合、低沸点冷媒は高沸点冷媒に比して蒸発
気化し易いことから、アキュムレータ等の冷媒溜めには
高沸点冷媒が液冷媒として溜まり易く、このため冷凍装
置の運転中循環する冷媒の組成は、冷媒封入当初の組成
から変化する。従って、冷凍サイクル封入当初の組成を
前提とした運転制御のままでは、冷凍サイクルの運転圧
力等が変化し、安定的に最適の冷凍運転を継続できなく
なるという問題がある。そこで、この変化した組成に対
応した圧縮機の容量制御や冷媒制御等を行うことが必要
となり、循環冷媒の組成をどのように検出するかという
技術の確立が求められるようになってきている。
に封入した場合、低沸点冷媒は高沸点冷媒に比して蒸発
気化し易いことから、アキュムレータ等の冷媒溜めには
高沸点冷媒が液冷媒として溜まり易く、このため冷凍装
置の運転中循環する冷媒の組成は、冷媒封入当初の組成
から変化する。従って、冷凍サイクル封入当初の組成を
前提とした運転制御のままでは、冷凍サイクルの運転圧
力等が変化し、安定的に最適の冷凍運転を継続できなく
なるという問題がある。そこで、この変化した組成に対
応した圧縮機の容量制御や冷媒制御等を行うことが必要
となり、循環冷媒の組成をどのように検出するかという
技術の確立が求められるようになってきている。
【０００４】非共沸混合冷媒を封入した冷凍サイクルに
おける従来の循環冷媒の組成検出方法としては特開平６
−３３１７６号公報に記載されたものが知られている。
図５は、この検出方法を説明するための冷凍サイクル図
であり、１０１は圧縮機、１０２は凝縮器、１０３は電
子膨張弁、１０４は蒸発器、１０５はアキュムレータ、
１０６はアキュムレータ１０５内の液冷媒の液面、１０
７は循環する非共沸混合冷媒の組成を検出するための液
面センサである。また、この冷凍サイクル内には前記例
示のＲ３２が約３０％、Ｒ１３４ａが約７０％の組成の
非共沸混合冷媒が封入されている。上記冷凍装置を運転
した場合、圧縮機１０１で圧縮された高温高圧の冷媒は
凝縮器１０２で凝縮液化し、電子膨張弁１０３で絞られ
膨張し、低温低圧の冷媒となり、蒸発器１０４で蒸発
し、アキュムレータ１０５で液冷媒とガス冷媒に分離さ
れ、ガス冷媒だけが圧縮機１０１に吸入され、再度圧縮
されてこれを繰り返し循環する。
おける従来の循環冷媒の組成検出方法としては特開平６
−３３１７６号公報に記載されたものが知られている。
図５は、この検出方法を説明するための冷凍サイクル図
であり、１０１は圧縮機、１０２は凝縮器、１０３は電
子膨張弁、１０４は蒸発器、１０５はアキュムレータ、
１０６はアキュムレータ１０５内の液冷媒の液面、１０
７は循環する非共沸混合冷媒の組成を検出するための液
面センサである。また、この冷凍サイクル内には前記例
示のＲ３２が約３０％、Ｒ１３４ａが約７０％の組成の
非共沸混合冷媒が封入されている。上記冷凍装置を運転
した場合、圧縮機１０１で圧縮された高温高圧の冷媒は
凝縮器１０２で凝縮液化し、電子膨張弁１０３で絞られ
膨張し、低温低圧の冷媒となり、蒸発器１０４で蒸発
し、アキュムレータ１０５で液冷媒とガス冷媒に分離さ
れ、ガス冷媒だけが圧縮機１０１に吸入され、再度圧縮
されてこれを繰り返し循環する。
【０００５】従って、冷凍装置の運転開始直後、冷凍負
荷減少等の過渡期においては、蒸発器１０４に入った気
液２相の冷媒は、蒸発未了のままアキュムレータ１０５
に入り、アキュムレータ１０５の機能から液分とガス分
に分離され、ガス分だけが圧縮機１０１に吸入される。
この場合、前述した非共沸混合冷媒の特性上、アキュム
レータ１０５においては高沸点冷媒が液冷媒として溜ま
り易いため、アキュムレータ１０５に滞留する液冷媒の
組成は冷凍サイクルに封入当初の冷媒組成と異なる。こ
のため、アキュムレータ１０５に液冷媒が滞留すること
により、循環冷媒の組成が封入当初と相違し、また、こ
の液冷媒の滞留量により循環冷媒の組成が変化すると言
える。また、冷凍運転が安定して、アキュムレータ１０
５への流入冷媒及びアキュムレータ１０５からの流出冷
媒が共にガス冷媒のみとなり、且つ、アキュムレータ１
０５内の液冷媒量が変動しない場合は、アキュムレータ
１０５の出入口のガス冷媒の組成は略同一になると考え
られる。
荷減少等の過渡期においては、蒸発器１０４に入った気
液２相の冷媒は、蒸発未了のままアキュムレータ１０５
に入り、アキュムレータ１０５の機能から液分とガス分
に分離され、ガス分だけが圧縮機１０１に吸入される。
この場合、前述した非共沸混合冷媒の特性上、アキュム
レータ１０５においては高沸点冷媒が液冷媒として溜ま
り易いため、アキュムレータ１０５に滞留する液冷媒の
組成は冷凍サイクルに封入当初の冷媒組成と異なる。こ
のため、アキュムレータ１０５に液冷媒が滞留すること
により、循環冷媒の組成が封入当初と相違し、また、こ
の液冷媒の滞留量により循環冷媒の組成が変化すると言
える。また、冷凍運転が安定して、アキュムレータ１０
５への流入冷媒及びアキュムレータ１０５からの流出冷
媒が共にガス冷媒のみとなり、且つ、アキュムレータ１
０５内の液冷媒量が変動しない場合は、アキュムレータ
１０５の出入口のガス冷媒の組成は略同一になると考え
られる。
【０００６】従来の循環冷媒組成検出装置は、上記の様
な冷凍運転の安定状態における様に、アキュムレータ１
０５に流入する冷媒と、アキュムレータ１０５から流出
する冷媒とは同一組成になるということを前提とし、ア
キュムレータ１０５に溜まった液冷媒の液面１０６を液
面センサ１０７で測定し、この液面１０６からアキュム
レータ１０５に滞留する液冷媒量を検出する。また、図
示しないがアキュムレータ１０５における冷媒温度及び
冷媒圧力を測定し、これらの測定値からアキュムレータ
１０５に滞留する液冷媒の組成を検出する。このように
従来の測定方法は、循環冷媒の組成を直接検出するので
はなく、循環冷媒の組成は、アキュムレータ１０５に滞
留する液冷媒量によってのみ循環冷媒の組成が変化する
との考えに基づき、前記の如くアキュムレータ１０５に
滞留する液冷媒量を測定し、この検出値から循環冷媒の
組成を算出していた。
な冷凍運転の安定状態における様に、アキュムレータ１
０５に流入する冷媒と、アキュムレータ１０５から流出
する冷媒とは同一組成になるということを前提とし、ア
キュムレータ１０５に溜まった液冷媒の液面１０６を液
面センサ１０７で測定し、この液面１０６からアキュム
レータ１０５に滞留する液冷媒量を検出する。また、図
示しないがアキュムレータ１０５における冷媒温度及び
冷媒圧力を測定し、これらの測定値からアキュムレータ
１０５に滞留する液冷媒の組成を検出する。このように
従来の測定方法は、循環冷媒の組成を直接検出するので
はなく、循環冷媒の組成は、アキュムレータ１０５に滞
留する液冷媒量によってのみ循環冷媒の組成が変化する
との考えに基づき、前記の如くアキュムレータ１０５に
滞留する液冷媒量を測定し、この検出値から循環冷媒の
組成を算出していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
循環冷媒組成検出装置においては、次のような問題があ
った。冷凍装置の冷凍負荷は常に一定ではなく、低負荷
の場合は圧縮機１０１は低回転で運転され、また、マル
チエアコンのように一部の室内ユニットが停止されるこ
とが生じるような場合には、室内熱交換器等の冷凍サイ
クルの各部に溜まる液冷媒量が変化する。従って、アキ
ュムレータ１０５の液冷媒の量と組成だけを把握しても
循環冷媒の組成を確実に把握することはできない。ま
た、冷凍サイクルの各部に滞留する液冷媒の量及び組成
を常に把握することは困難であるので、前記従来の検出
装置において、冷凍サイクルの各部に滞留する液冷媒の
量と組成を把握して補正することも不可能でもある。
循環冷媒組成検出装置においては、次のような問題があ
った。冷凍装置の冷凍負荷は常に一定ではなく、低負荷
の場合は圧縮機１０１は低回転で運転され、また、マル
チエアコンのように一部の室内ユニットが停止されるこ
とが生じるような場合には、室内熱交換器等の冷凍サイ
クルの各部に溜まる液冷媒量が変化する。従って、アキ
ュムレータ１０５の液冷媒の量と組成だけを把握しても
循環冷媒の組成を確実に把握することはできない。ま
た、冷凍サイクルの各部に滞留する液冷媒の量及び組成
を常に把握することは困難であるので、前記従来の検出
装置において、冷凍サイクルの各部に滞留する液冷媒の
量と組成を把握して補正することも不可能でもある。
【０００８】また、冷凍負荷は、上記例示の様にマルチ
エアコンにおいて一部の室内ユニットが停止する場合の
他、外気条件、室内発熱などにより絶えず変化してお
り、この結果、冷凍装置の高低圧力は常時変化してお
り、アキュムレータ１０５における液冷媒量も絶えず変
化している。従って、アキュムレータ１０５の入口冷媒
の組成と出口冷媒の組成とが常に同一とはなり難く、上
記従来装置の様に入口冷媒の組成と出口冷媒の組成とが
同一であることを前提として考えることはできない。ま
た、アキュムレータ１０５内の液面１０６を測定するた
めに、ある程度の液冷媒をアキュムレータ１０５に滞留
させる必要があり、その分多量の冷媒を冷凍サイクルに
封入するする必要があり、コストアップの要因となる。
また、アキュムレータ１０５に液冷媒を滞留させること
により、圧縮機の潤滑油がアキュムレータ１０５内に液
冷媒とともに滞留され易くなり、圧縮機内で必要とする
潤滑油が希釈され、圧縮機の信頼性が低下する原因とな
る。
エアコンにおいて一部の室内ユニットが停止する場合の
他、外気条件、室内発熱などにより絶えず変化してお
り、この結果、冷凍装置の高低圧力は常時変化してお
り、アキュムレータ１０５における液冷媒量も絶えず変
化している。従って、アキュムレータ１０５の入口冷媒
の組成と出口冷媒の組成とが常に同一とはなり難く、上
記従来装置の様に入口冷媒の組成と出口冷媒の組成とが
同一であることを前提として考えることはできない。ま
た、アキュムレータ１０５内の液面１０６を測定するた
めに、ある程度の液冷媒をアキュムレータ１０５に滞留
させる必要があり、その分多量の冷媒を冷凍サイクルに
封入するする必要があり、コストアップの要因となる。
また、アキュムレータ１０５に液冷媒を滞留させること
により、圧縮機の潤滑油がアキュムレータ１０５内に液
冷媒とともに滞留され易くなり、圧縮機内で必要とする
潤滑油が希釈され、圧縮機の信頼性が低下する原因とな
る。
【０００９】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものであって、請求項１記
載の発明は、循環冷媒の組成を確実に検出できる検出方
法を提供することを目的とする。また、請求項２記載の
発明は、この検出方法を用いて安定した運転の行える冷
凍装置を提供することにある。
る問題点に着目してなされたものであって、請求項１記
載の発明は、循環冷媒の組成を確実に検出できる検出方
法を提供することを目的とする。また、請求項２記載の
発明は、この検出方法を用いて安定した運転の行える冷
凍装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、圧縮機、凝縮器、受液器、
絞り、蒸発器を有し、非共沸混合冷媒を封入してなる冷
凍サイクルにおいて、前記受液器における飽和冷媒温度
と飽和冷媒圧力とを測定し、予め設定された飽和冷媒温
度、飽和冷媒圧力及び冷媒組成の三要素の関係から、前
記受液器において測定された飽和冷媒温度及び飽和冷媒
圧力に対応する冷媒組成を算出して、冷凍サイクルを循
環する冷媒組成を検出することを特徴とする非共沸混合
冷媒を用いたことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、圧縮機、凝縮器、受液器、
絞り、蒸発器を有し、非共沸混合冷媒を封入してなる冷
凍サイクルにおいて、前記受液器における飽和冷媒温度
と飽和冷媒圧力とを測定し、予め設定された飽和冷媒温
度、飽和冷媒圧力及び冷媒組成の三要素の関係から、前
記受液器において測定された飽和冷媒温度及び飽和冷媒
圧力に対応する冷媒組成を算出して、冷凍サイクルを循
環する冷媒組成を検出することを特徴とする非共沸混合
冷媒を用いたことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、インバータ駆動の
圧縮機、凝縮器、受液器、電子膨張弁、蒸発器を有し、
非共沸混合冷媒を封入してなる冷凍サイクルにおいて、
前記受液器における飽和冷媒温度と飽和冷媒圧力とを測
定し、予め設定された飽和冷媒温度、飽和冷媒圧力及び
冷媒組成の三要素の関係から、前記受液器において測定
された飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力に対応する冷媒組
成を算出して、冷凍サイクルを循環する冷媒組成を検出
するとともに、同検出値に基づいて前記インバータ駆動
の圧縮機の回転数制御及び電子膨張弁の開度制御を調整
するコントローラを備えたことを特徴とする。
圧縮機、凝縮器、受液器、電子膨張弁、蒸発器を有し、
非共沸混合冷媒を封入してなる冷凍サイクルにおいて、
前記受液器における飽和冷媒温度と飽和冷媒圧力とを測
定し、予め設定された飽和冷媒温度、飽和冷媒圧力及び
冷媒組成の三要素の関係から、前記受液器において測定
された飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力に対応する冷媒組
成を算出して、冷凍サイクルを循環する冷媒組成を検出
するとともに、同検出値に基づいて前記インバータ駆動
の圧縮機の回転数制御及び電子膨張弁の開度制御を調整
するコントローラを備えたことを特徴とする。
【００１２】従って、請求項１記載の冷凍サイクルの循
環冷媒組成検出方法においては、アキュムレータの様に
流入冷媒と流出冷媒とで冷媒の循環組成が変化するよう
な部分で液冷媒を滞留させず、流入冷媒と流出冷媒との
組成が同一となって、循環組成と略同一の冷媒組成の液
冷媒が滞留する受液器において、飽和冷媒温度と飽和冷
媒圧力を測定し、この測定された飽和冷媒温度及び飽和
冷媒圧力に対応する冷媒組成を算出し、冷凍サイクルを
循環する循環冷媒の組成を検出するので、直接的に循環
冷媒の組成が検出される。また、従来方法の様に、循環
冷媒の組成検出のために、わざわざアキュムレータに多
量の液冷媒を滞留させる必要がないので、冷凍装置に封
入される冷媒量は少なくて済む、このため、アキュムレ
ータに潤滑油が滞留することが少なくなり、圧縮機用潤
滑油の希釈化への影響が軽減され、圧縮機の信頼性が向
上する。また、循環冷媒の組成検出に利用される受液器
により、凝縮器における液冷媒の滞留が防止され、凝縮
器の熱交換効率が向上する。
環冷媒組成検出方法においては、アキュムレータの様に
流入冷媒と流出冷媒とで冷媒の循環組成が変化するよう
な部分で液冷媒を滞留させず、流入冷媒と流出冷媒との
組成が同一となって、循環組成と略同一の冷媒組成の液
冷媒が滞留する受液器において、飽和冷媒温度と飽和冷
媒圧力を測定し、この測定された飽和冷媒温度及び飽和
冷媒圧力に対応する冷媒組成を算出し、冷凍サイクルを
循環する循環冷媒の組成を検出するので、直接的に循環
冷媒の組成が検出される。また、従来方法の様に、循環
冷媒の組成検出のために、わざわざアキュムレータに多
量の液冷媒を滞留させる必要がないので、冷凍装置に封
入される冷媒量は少なくて済む、このため、アキュムレ
ータに潤滑油が滞留することが少なくなり、圧縮機用潤
滑油の希釈化への影響が軽減され、圧縮機の信頼性が向
上する。また、循環冷媒の組成検出に利用される受液器
により、凝縮器における液冷媒の滞留が防止され、凝縮
器の熱交換効率が向上する。
【００１３】また、請求項２記載の冷凍装置において
は、冷凍運転中における循環冷媒の組成変化に応じ、圧
縮機の回転数制御及び電子膨張弁の開度制御を調整する
ことにより、組成変化に対応した制御がなされ、安定且
つ最適な冷凍サイクル運転が可能となる。
は、冷凍運転中における循環冷媒の組成変化に応じ、圧
縮機の回転数制御及び電子膨張弁の開度制御を調整する
ことにより、組成変化に対応した制御がなされ、安定且
つ最適な冷凍サイクル運転が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下この発明を冷凍装置に具体化
した実施の形態について図１〜図４に基づいて説明す
る。図１において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は電子
膨張弁、４は蒸発器、５は受液器、６は温度センサ、７
は圧力センサ、８はコントローラであり、この冷凍サイ
クルにはＲ３２が約３０％、Ｒ１３４ａが約７０％の非
共沸混合冷媒が所定量封入されている。上記圧縮機１
は、インバータ駆動の圧縮機であって、冷凍負荷に対応
して運転周波数の電圧と周波数との比であるＶ／Ｆパタ
ーンにより圧縮機の回転数が制御されている。また、電
子膨張弁３は、圧縮機の吸い込み温度と蒸発器温度との
温度差により蒸発器出口冷媒の過熱度を所定値に保持す
るように絞り度が制御されている。
した実施の形態について図１〜図４に基づいて説明す
る。図１において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は電子
膨張弁、４は蒸発器、５は受液器、６は温度センサ、７
は圧力センサ、８はコントローラであり、この冷凍サイ
クルにはＲ３２が約３０％、Ｒ１３４ａが約７０％の非
共沸混合冷媒が所定量封入されている。上記圧縮機１
は、インバータ駆動の圧縮機であって、冷凍負荷に対応
して運転周波数の電圧と周波数との比であるＶ／Ｆパタ
ーンにより圧縮機の回転数が制御されている。また、電
子膨張弁３は、圧縮機の吸い込み温度と蒸発器温度との
温度差により蒸発器出口冷媒の過熱度を所定値に保持す
るように絞り度が制御されている。
【００１５】そして、上記冷凍装置を運転した場合、圧
縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器２で凝縮液
化し、凝縮液化した冷媒は受液器５に溜まる。そして、
電子膨張弁３で絞り膨張されて低温低圧の冷媒となり、
蒸発器４で蒸発し、圧縮機１に吸入され、再度圧縮され
てこれを繰り返し循環する。このとき受液器５における
飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力が温度センサ６、圧力セ
ンサ７により検出される。
縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器２で凝縮液
化し、凝縮液化した冷媒は受液器５に溜まる。そして、
電子膨張弁３で絞り膨張されて低温低圧の冷媒となり、
蒸発器４で蒸発し、圧縮機１に吸入され、再度圧縮され
てこれを繰り返し循環する。このとき受液器５における
飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力が温度センサ６、圧力セ
ンサ７により検出される。
【００１６】本発明の循環冷媒組成検出方法は、この受
液器５における飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力から冷媒
組成を算出するものであって、以下これを説明する。図
２は、上記冷凍装置に封入された非共沸混合冷媒に関
し、圧力一定の条件において、縦軸に飽和冷媒温度ｔ、
横軸に冷媒組成Ｘを目盛った気液平線図であり、この図
の冷媒組成Ｘ1線上に太い実線で示したＣＬは、凝縮器
２における凝縮過程を示しており、凝縮器２入口の冷媒
組成と同出口の冷媒組成とは同一で、冷媒組成Ｘ＝Ｘ1
となる。また、凝縮器２の出口に取り付けられた受液器
５の液冷媒は飽和状態となっており、循環冷媒の組成に
略等しい冷媒組成となっている。
液器５における飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力から冷媒
組成を算出するものであって、以下これを説明する。図
２は、上記冷凍装置に封入された非共沸混合冷媒に関
し、圧力一定の条件において、縦軸に飽和冷媒温度ｔ、
横軸に冷媒組成Ｘを目盛った気液平線図であり、この図
の冷媒組成Ｘ1線上に太い実線で示したＣＬは、凝縮器
２における凝縮過程を示しており、凝縮器２入口の冷媒
組成と同出口の冷媒組成とは同一で、冷媒組成Ｘ＝Ｘ1
となる。また、凝縮器２の出口に取り付けられた受液器
５の液冷媒は飽和状態となっており、循環冷媒の組成に
略等しい冷媒組成となっている。
【００１７】図３は、受液器５の出入口における冷媒の
組成、液ガス比率、圧力、温度を説明する図であって、
受液器５への流入冷媒と受液器５からの流出冷媒の組成
が等しいことを説明するものである。即ち、同図におい
て、 Ｒ1；受液器５の流入冷媒 Ｒ2；受液器５の流出冷媒 ｐ；冷媒圧力 ｐ1；受液器５の冷媒圧力（ｐ＝ｐ1） ｔ；冷媒温度 ｔ1；受液器５の冷媒温度（ｔ＝ｔ1） とし、また、 Ｇl；液冷媒の量 Ｇg；ガス冷媒の量 とすると、受液器５の流入冷媒Ｒ1は、凝縮器２１から
冷媒組成Ｘ＝Ｘ1の液冷媒が流れてくるので、Ｇl：Ｇg
＝１：０であり、また、この流入液冷媒の圧力、温度は
受液器５の冷媒の圧力、温度に等しく、ｐ＝ｐ1，ｔ＝
ｔ1となっている。一方、受液器５の流出冷媒Ｒ2は、受
液器５がアキュムレータ５の如く液冷媒とガス冷媒を分
離するような機能がなく液冷媒のみを流出させるので、
受液器５流入冷媒と同じく、Ｘ＝Ｘ1、Ｇl：Ｇg＝１：
０、ｐ＝ｐ1，ｔ＝ｔ1となり、受液器５の出入口間では
循環冷媒の組成に略変化がない。
組成、液ガス比率、圧力、温度を説明する図であって、
受液器５への流入冷媒と受液器５からの流出冷媒の組成
が等しいことを説明するものである。即ち、同図におい
て、 Ｒ1；受液器５の流入冷媒 Ｒ2；受液器５の流出冷媒 ｐ；冷媒圧力 ｐ1；受液器５の冷媒圧力（ｐ＝ｐ1） ｔ；冷媒温度 ｔ1；受液器５の冷媒温度（ｔ＝ｔ1） とし、また、 Ｇl；液冷媒の量 Ｇg；ガス冷媒の量 とすると、受液器５の流入冷媒Ｒ1は、凝縮器２１から
冷媒組成Ｘ＝Ｘ1の液冷媒が流れてくるので、Ｇl：Ｇg
＝１：０であり、また、この流入液冷媒の圧力、温度は
受液器５の冷媒の圧力、温度に等しく、ｐ＝ｐ1，ｔ＝
ｔ1となっている。一方、受液器５の流出冷媒Ｒ2は、受
液器５がアキュムレータ５の如く液冷媒とガス冷媒を分
離するような機能がなく液冷媒のみを流出させるので、
受液器５流入冷媒と同じく、Ｘ＝Ｘ1、Ｇl：Ｇg＝１：
０、ｐ＝ｐ1，ｔ＝ｔ1となり、受液器５の出入口間では
循環冷媒の組成に略変化がない。
【００１８】図４は、冷凍サイクルに封入した非共沸混
合冷媒の特性に関し、縦軸に飽和冷媒温度ｔ、横軸に冷
媒組成Ｘを採ったもので、飽和冷媒圧力ｐに対し飽和液
冷媒温度ｔと冷媒組成Ｘの関係を示している。本実施の
形態の冷媒組成検出方法は、図４に示すように、温度セ
ンサ６及び圧力センサ７で検出された受液器５の飽和冷
媒温度ｔ1、飽和冷媒圧力ｐ1をこの線図上にプロット
し、点線矢印に従ってこの飽和冷媒温度ｔ1、飽和冷媒
圧力ｐ1に対応する冷媒組成Ｘ1を求めるようにしたもの
であって、上記処理は、コントローラ８における演算に
より行われる。即ち、コントローラ８には、冷凍サイク
ルに封入された非共沸混合冷媒についての飽和冷媒圧力
ｐ−飽和液冷媒温度ｔー冷媒組成Ｘの関係特性が記憶さ
れ、温度センサ６及び圧力センサ７により検出された飽
和冷媒温度ｔ1及び飽和冷媒圧力ｐ1から冷媒組成Ｘ1を
算出し、冷凍サイクルを循環する循環冷媒の組成Ｘ1を
検出する演算手段が具備されており、図４に図示の内容
と同様の処理が演算により行われる。
合冷媒の特性に関し、縦軸に飽和冷媒温度ｔ、横軸に冷
媒組成Ｘを採ったもので、飽和冷媒圧力ｐに対し飽和液
冷媒温度ｔと冷媒組成Ｘの関係を示している。本実施の
形態の冷媒組成検出方法は、図４に示すように、温度セ
ンサ６及び圧力センサ７で検出された受液器５の飽和冷
媒温度ｔ1、飽和冷媒圧力ｐ1をこの線図上にプロット
し、点線矢印に従ってこの飽和冷媒温度ｔ1、飽和冷媒
圧力ｐ1に対応する冷媒組成Ｘ1を求めるようにしたもの
であって、上記処理は、コントローラ８における演算に
より行われる。即ち、コントローラ８には、冷凍サイク
ルに封入された非共沸混合冷媒についての飽和冷媒圧力
ｐ−飽和液冷媒温度ｔー冷媒組成Ｘの関係特性が記憶さ
れ、温度センサ６及び圧力センサ７により検出された飽
和冷媒温度ｔ1及び飽和冷媒圧力ｐ1から冷媒組成Ｘ1を
算出し、冷凍サイクルを循環する循環冷媒の組成Ｘ1を
検出する演算手段が具備されており、図４に図示の内容
と同様の処理が演算により行われる。
【００１９】本実施の形態では、上記のように循環冷媒
組成の変化しない受液器５の飽和液冷媒の冷媒組成Ｘ1
が算出され検出されるので、循環冷媒組成Ｘの検出が確
実となる。また、もともと冷凍負荷により生じる余剰液
冷媒を滞留させるように意図された受液器５を利用し、
従来方法のようにアキュムレータ５にわざわざ液冷媒を
滞留させていないので、冷凍装置に封入される冷媒量
は、前記従来方法に比し低減される。また、前記従来方
法のようにアキュムレータに液冷媒を滞留させないの
で、潤滑油が液冷媒とともに滞留され希釈化されるよう
なことがない。また、受液器５が設けられることによ
り、凝縮器２に液冷媒が滞留しなくなり、凝縮器２の熱
交換効率が向上する。
組成の変化しない受液器５の飽和液冷媒の冷媒組成Ｘ1
が算出され検出されるので、循環冷媒組成Ｘの検出が確
実となる。また、もともと冷凍負荷により生じる余剰液
冷媒を滞留させるように意図された受液器５を利用し、
従来方法のようにアキュムレータ５にわざわざ液冷媒を
滞留させていないので、冷凍装置に封入される冷媒量
は、前記従来方法に比し低減される。また、前記従来方
法のようにアキュムレータに液冷媒を滞留させないの
で、潤滑油が液冷媒とともに滞留され希釈化されるよう
なことがない。また、受液器５が設けられることによ
り、凝縮器２に液冷媒が滞留しなくなり、凝縮器２の熱
交換効率が向上する。
【００２０】更に、本実施の形態の冷凍装置では、上記
のように算出された循環冷媒組成Ｘ1を用いて、圧縮機
１の容量制御、電子膨張弁３の開度制御を調整し、空調
機の運転圧力を安定させるようにしている。即ち、能力
の大きい低沸点冷媒が多くなった場合は、運転負荷が大
きくなり、冷凍装置の高低圧力差が大きくなり易いの
で、圧縮機１の回転数を基本設定値よりも小さくし、電
子膨張弁３の開度を基本設定値よりも小さくし、運転圧
力を安定させるとともに省エネルギを図る。
のように算出された循環冷媒組成Ｘ1を用いて、圧縮機
１の容量制御、電子膨張弁３の開度制御を調整し、空調
機の運転圧力を安定させるようにしている。即ち、能力
の大きい低沸点冷媒が多くなった場合は、運転負荷が大
きくなり、冷凍装置の高低圧力差が大きくなり易いの
で、圧縮機１の回転数を基本設定値よりも小さくし、電
子膨張弁３の開度を基本設定値よりも小さくし、運転圧
力を安定させるとともに省エネルギを図る。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているた
め、次のような効果を奏する。請求項１記載の発明によ
れば、循環冷媒の組成が確実に検出される。また、冷凍
装置への冷媒充填量を低減でき、圧縮機潤滑油の希釈に
対し信頼性が向上する。また、凝縮器能力の熱交換効率
も向上する。請求項２記載の発明によれば、上記効果に
加え、運転中の循環冷媒の組成変化に対応して、圧縮機
の回転数、電子膨張弁の開度を調整し、安定且つ最適な
冷凍運転を行う。
め、次のような効果を奏する。請求項１記載の発明によ
れば、循環冷媒の組成が確実に検出される。また、冷凍
装置への冷媒充填量を低減でき、圧縮機潤滑油の希釈に
対し信頼性が向上する。また、凝縮器能力の熱交換効率
も向上する。請求項２記載の発明によれば、上記効果に
加え、運転中の循環冷媒の組成変化に対応して、圧縮機
の回転数、電子膨張弁の開度を調整し、安定且つ最適な
冷凍運転を行う。
【図１】 実施の形態の冷凍装置を示す冷凍サイクル
図。
図。
【図２】 図１冷凍装置における凝縮過程説明図。
【図３】 図１冷凍装置の受液器における冷媒の状態説
明図。
明図。
【図４】 組成検出方法の説明図。
【図５】 従来の冷媒組成検出方法を用いた冷凍装置を
示す冷凍サイクル図。
示す冷凍サイクル図。
１…圧縮機、２…凝縮器、３…電子膨張弁、４…蒸発
器、５…受液器、６…温度センサ、７…圧力センサ、８
…コントローラ、ｐ1；受液器における飽和冷媒圧力、
ｔ1；受液器における飽和冷媒温度、Ｘ1…循環冷媒の組
成
器、５…受液器、６…温度センサ、７…圧力センサ、８
…コントローラ、ｐ1；受液器における飽和冷媒圧力、
ｔ1；受液器における飽和冷媒温度、Ｘ1…循環冷媒の組
成
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、受液器、絞り、蒸発器
を有し、非共沸混合冷媒を封入してなる冷凍サイクルに
おいて、前記受液器における飽和冷媒温度と飽和冷媒圧
力とを測定し、予め設定された飽和冷媒温度、飽和冷媒
圧力及び冷媒組成の三要素の関係から、前記受液器にお
いて測定された飽和冷媒温度及び飽和冷媒圧力に対応す
る冷媒組成を算出して、冷凍サイクルを循環する冷媒組
成を検出することを特徴とする非共沸混合冷媒を用いた
冷凍サイクルの循環冷媒組成検出方法。 - 【請求項２】 インバータ駆動の圧縮機、凝縮器、受液
器、電子膨張弁、蒸発器を有し、非共沸混合冷媒を封入
してなる冷凍サイクルにおいて、前記受液器における飽
和冷媒温度と飽和冷媒圧力とを測定し、予め設定された
飽和冷媒温度、飽和冷媒圧力及び冷媒組成の三要素の関
係から、前記受液器において測定された飽和冷媒温度及
び飽和冷媒圧力に対応する冷媒組成を算出して、冷凍サ
イクルを循環する冷媒組成を検出するとともに、同検出
値に基づいて前記インバータ駆動の圧縮機の回転数制御
及び電子膨張弁の開度制御を調整するコントローラを備
えたことを特徴とする冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22540696A JPH1068555A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 冷凍サイクルの循環冷媒組成検出方法並びにその検出方法を用いた冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22540696A JPH1068555A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 冷凍サイクルの循環冷媒組成検出方法並びにその検出方法を用いた冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068555A true JPH1068555A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16828874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22540696A Pending JPH1068555A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 冷凍サイクルの循環冷媒組成検出方法並びにその検出方法を用いた冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1068555A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000008394A1 (en) * | 1998-08-03 | 2000-02-17 | York International Corporation | Method and system for the determination of a ternary refrigerant mixture composition |
| EP1221612A1 (fr) * | 2001-01-08 | 2002-07-10 | Alstom | Procédé pour contrôler de façon non intrusive un taux de mélange d'un mélange gazeux à au moins deux composants. |
| JP2010085014A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2014030236A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| JP5995990B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2016-09-21 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| EP3118540A4 (en) * | 2014-03-14 | 2017-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigerating device |
| WO2019023267A1 (en) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | Johnson Controls Technology Company | REFRIGERANT FLUID COMPOSITION MEASURING SYSTEM |
| WO2019234914A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 三菱電機株式会社 | 室外機および冷凍サイクル装置 |
| WO2020031319A1 (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP22540696A patent/JPH1068555A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2819314A1 (fr) * | 2001-01-08 | 2002-07-12 | Alstom | Procede pour controler de facon non intrusive un taux de melange d'un melange gazeux a au moins deux composants |
| US7184895B2 (en) | 2001-01-08 | 2007-02-27 | Alstom | Method and system of non-intrusively monitoring the mixture ratio of a gas mixture having at least two components |
| JP2010085014A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2014030236A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| CN104334982A (zh) * | 2012-08-23 | 2015-02-04 | 三菱电机株式会社 | 冷冻装置 |
| US20150153076A1 (en) * | 2012-08-23 | 2015-06-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration apparatus |
| JPWO2014030236A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2016-07-28 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| JP5995990B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2016-09-21 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| JPWO2014080436A1 (ja) * | 2012-11-20 | 2017-01-05 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| EP3118540A4 (en) * | 2014-03-14 | 2017-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigerating device |
| WO2019023267A1 (en) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | Johnson Controls Technology Company | REFRIGERANT FLUID COMPOSITION MEASURING SYSTEM |
| WO2019234914A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 三菱電機株式会社 | 室外機および冷凍サイクル装置 |
| CN112166290A (zh) * | 2018-06-08 | 2021-01-01 | 三菱电机株式会社 | 室外机以及制冷循环装置 |
| JPWO2019234914A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2021-02-25 | 三菱電機株式会社 | 室外機および冷凍サイクル装置 |
| CN112166290B (zh) * | 2018-06-08 | 2022-03-11 | 三菱电机株式会社 | 室外机以及制冷循环装置 |
| WO2020031319A1 (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN112513541A (zh) * | 2018-08-09 | 2021-03-16 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置 |
| JPWO2020031319A1 (ja) * | 2018-08-09 | 2021-05-20 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN112513541B (zh) * | 2018-08-09 | 2022-04-26 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040514 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040921 |