JPS60188761A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPS60188761A
JPS60188761A JP4426784A JP4426784A JPS60188761A JP S60188761 A JPS60188761 A JP S60188761A JP 4426784 A JP4426784 A JP 4426784A JP 4426784 A JP4426784 A JP 4426784A JP S60188761 A JPS60188761 A JP S60188761A
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compressor
degree
expansion valve
evaporator
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八尾 健治
諭史 高橋
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明はヒートポンプ式エアコン等の空気調和機に関し
、特に圧縮機の冷却機構に関する。
〈従来技術〉 従来の空気調和機の冷凍サイクルは第1図に示すような
構成になってbた。即ち、第1図において、lは圧縮機
、2はこの圧縮機lの吐出側に接続された凝縮器、3は
この凝縮機の吐出側に接続された膨張弁、4はこの膨張
弁3の吐出側に接続された蒸発器であって、これらは順
次接続された循環回路を形成している。5は制御回路で
あってこの制御回路5は上記蒸発器40入口側aの冷媒
温度と出口側すの冷媒温度とから蒸発器4での過熱度を
検知し、この過熱度か設定された一定値になるように膨
張弁3の開度を調整している。
ところでこのような従来の冷凍サイクルにおいて、圧縮
機lがモータの駆動及び圧縮(Cよってかなりの高温と
なるので、この圧縮機lを冷却する必要があるが、最も
簡単な冷却方法としてサイクル中を循環する冷媒自身で
冷却する方法が考えられる。
つ−まり、冷媒を吸入することによって、この吸入され
た冷媒か圧縮機1の熱を奪って冷却する方法である。
しかし、蒸発器4から圧縮機1に導入される冷媒は蒸発
器4で気化・過熱された過熱蒸気であるので、圧縮機1
か実際に冷媒を吸入してもさほど圧縮機lの熱を奪うこ
とはできない。
そこで考えられるのが、膨張弁3の開度を大きくして液
状冷媒をより多く蒸発器4に導入し、蒸発器4での過熱
度を小さくして気液混合状で圧縮機1に導入するように
し、液状冷媒の蒸発潜熱で圧縮481を冷却する方法で
ある。
ところで、膨張弁3の弁揚程と圧縮機1の温度との関係
、及び同弁揚程吉蒸発器4での過熱度δH(出口温度と
入口温度との温度差)との関係は第2図に示すようにな
っている。尚、第゛2図において、■は(圧縮機温度−
弁揚程)、■は(過熱度δH−弁揚程)である。この第
2図かられかるように、先ず■について見れば膨張弁3
の弁揚程を大きくする(冷媒の通過量を大きくする)に
従って過熱度δfiは次第に小さくなり、A点を境にし
てほぼ水平に横ばい状態となり過熱度は変化しなくなる
。このことは、A点を境にしてA点より大きな弁揚程に
すれば冷媒が湿り蒸気の状態になることを意味する。又
、■について見れば、弁揚程を大きくするに従って比例
曲線的に圧縮機温度が低下する。
ここで、蒸発器3での過熱度をδHOに設定して膨張弁
3の弁揚程を調整すると圧縮機1温度かD℃となり、比
較的高温となってしまう。そこで、圧縮機温度をE″C
まで低下させるように弁揚程を大きくとると過熱度δH
はA点より右側となって湿り蒸気が圧縮機1に導入され
続けることになる。
このように湿り蒸気が圧縮機lに導入され、読けると圧
縮機1で液バツク等が生じて圧縮機1が故障する原因と
なっていた。
そこで第1図に示すように、凝縮器2の吐出側と圧縮機
lとの間に、冷媒を凝縮器吐出側から圧縮器lヘバイパ
スするインジェクション回路6を設けて上記問題に対処
していた。
即ち、このインジェクション回路6は、途中に減圧部6
aを備えているものであって、凝縮器2から吐出された
高圧液状冷媒を膨張弁3.蒸発器4を通さずに直接圧縮
機1へ減圧してから導入することにより、低圧液状冷媒
を圧縮器に導入して、この導入された液状冷媒が圧縮機
lの熱によって蒸発する蒸発1酢熱によって圧縮機1を
冷却するようにしていた。
従って、このインジェクション回路6を設けると、膨張
弁3の開度を大きくしなくてもインジェクション回路6
より導入される冷媒によって圧縮機1が冷却されるため
に、第2図の■に見るように弁揚程をA点より左側にし
て蒸発器4での過熱度をδHoにするにもかかわらず圧
縮機温度をg−cと比較的低温にすることができ、液ノ
くツクなどによる故障を防止していたのである。
しかし、このインジェクション回路6を設けることは作
業性を悪くし、部品点数を増加させることになるので、
空気調和機のコストアップの一因になっていた。
〈目的〉 本発明は上記インジェクション回路を設けずに制御回路
の膨張弁の開度制御だけで圧縮機に負担をかけることな
く圧縮機の冷却を行うことを目的とする。
〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
尚、従来と同一部分については同符号を何し説明を省略
する1、 @3図において、1は圧縮機、2は凝縮機、3:ま開度
調整可能な膨張弁、4は蒸発器であって、これらは順次
接続されて冷凍サイクルを構成している。
7は上記膨張弁3の開度を電気的に制御する制御回路で
あって、この制御回路7は上記蒸発器4の入口側に設け
られた温度検出器Aによって検出された入口冷媒温度と
出口側に設けられた温度検出器Bによって検出された出
口冷媒温度との温度差に基く過熱度によって膨張弁3の
開度を制御するものである。この制御回路7について第
4図を用いて更に詳細に説明する。
第4図において、7は上記制御回路であって、この制御
回路7は、上記蒸発器40入口側と出口側との夫々に設
けられた温度検出器A、Bの検知出力をデジタル量に変
換するA/D変換器8と、このA/D変換器8からの出
力を受けて入口温度と出口温度との温1屍差δH(過熱
贋)を演算し、このδ■1を設定した一定の目標値δI
(。(設定過熱度)に保つように演算した過熱度δHに
応じて膨張弁3の開度制御を行う信号を発生する制御部
9と、この制御部9の発生した信号を膨張弁3の駆!I
vJ部に伝達すべく信号を変換して出力する出力変換器
IOとから構成されている。
上記側1nil 131i 9は例えばマイクロコンピ
ュータをぼむ電気回路で構成されているものであって、
この制御部9は第5図に示すような構成になっている。
第9図において、11は演算手段であって、この演算手
段11はA/D変換器8からの検知出力である蒸発器4
の入口温度δH1と出口温度δH2との差を演算するこ
とによって過熱度δ■を演算すると共に、設定された最
適過熱度δHoとの差を演算する。
12はこの演算手段11からの結果を受けて上記過熱度
δHが設定値δH,に達っしたかどうかを判定する判定
手段であって、上記設定値δHQと過熱度δHとの差が
0以下になったら設定値δHOに過熱δHが達したとし
て、δHQ到達信号を発生する。
13はこの判定手段の結果に応じて上記膨張弁3の開度
制御を行うだめの信号を発生する制御信号発生手段であ
って、この制御信号発生手段I3は上記過熱度δHを設
定値δHQに近づけるだめの制御信号を発生すると共に
判定手段より上記δHQ到達信号が発せられた時には膨
張弁の開度を一定量増加させる制御信号を発生させる。
尚、過熱度δHを設定値δT(Qに近づけるだめの具体
的手法としては、温度差δ11の変化に対応してδHが
増大するときには弁揚程を増加させ、逆にδHが低下す
るときには弁揚程を減少させる様にする比例(P)制御
と、温度差δHと目標設定値δHQとの偏差を計算し、
一定時間毎に偏差を補正する方向に弁揚程を変化させる
積分(I)制御とを組み合わせて、膨張弁の開度制御を
行い(P、I。
制御)、温度差δHがδHQに近づくように制御する。
第4図に戻って、このように制御部9で発生した信号は
出力変換器10から出力されて、例えば膨張弁の弁揚程
を調整する駆動モータの駆動制御部等の開度調整手段3
Aに信号が伝達される。
さて、この制御回路7の動作について第6図のフローチ
ャートを参考にして説明すると、先ずA/D変換器8に
よってデジタル化された温度検出器A、+3の出力が上
記演算手段11に導入されることで、蒸発器4における
出入口温度差(過熱度)δ11が計算されると共にこの
温度差δHと設定温度差(設定過熱度)δHQとの差が
計算される。
この演算結果は判定手段I2へ出力されて温度差δHが
設定値δHQに達したかどうかが判定されて達していな
い場合には温度差δHを設定値δHQに近づけるべく上
記P、1.制御が行われる。即ち第7図に示すようにδ
HがδHOより低い場合には膨張弁開度が絞られてゆき
、その結果過熱度δHが上昇して設定値δHQに近づい
て行く。
このようにして設定過熱度δHQ に近づくように膨張
弁の開度制御が行われるが、過熱度δHが設定値δHQ
に達っすれば判定手段12が達っしたのを感知して判定
信号を出力して制御信号発生耶I3がこれを受けて第7
図に示すように膨張弁3の弁揚程を一定量増加させるよ
うに制御信号を老生ずる。
そうすると、蒸発器4での過熱度δHが設定値δHQか
ら離れて差ができるので、この差に応じて過熱度δHを
設定値δHQに近づけるようP。
■、制御が行われる。
従って、このように、蒸発器4での過熱度δHが設定値
δ1(QK達するごとに膨張弁3の弁揚程が増大するの
で、この時に多量の液冷媒が蒸発器4に導入することに
なり、結果として第7図に示すように過熱度δHが急激
に低下することになるが、蒸発器4での絶体的な蒸発量
があるので、一時に多量に導入されだ液冷媒は、一部は
蒸発しないで液状のまま圧縮機lに導入されることにな
る。
このように液冷媒が圧縮機1に導入されるとこの液冷媒
が圧縮機1の熱を奪って蒸発し、圧縮機lを冷却するこ
とになる。しかもこの液冷媒が導入されるのは蒸発器4
での過熱度δHが設定値δHQに達した時だけでその他
は設定値δHQに近づけるように、P、1.制御が行わ
れているので、一時的に液冷媒を圧縮機に導入して圧縮
機lを冷却するにもかかわらず、圧縮機1に負担が生じ
ることはなく(液冷媒の導入が一時的であれば圧縮機に
さほどの負担はかからない。)、圧縮機1の故障の原因
となる問題は生じない。
故に、第2図の温度差δHと弁揚程との関係線図を参照
に説明すると、上記制御部9の作用によって、周期的に
弁揚程がA点を挾んで増減する、つまり周期的に乾き冷
媒、湿り冷媒が圧縮機1に導入されるので、過熱度δH
の設定値δIQはA点より左側にあるにもかかわらず、
あたかもA点に近づく又はA点より右側にあるような制
御を自動的に行うことができるのである。
く他の実施例〉 尚、上記実施例においては、過熱度が設定値δHQに達
した時に膨張弁の弁揚程を一定量だけ増大してその後は
P、1.制御するようにしたが、圧縮機の回転数に応じ
て(この圧縮機の運転をインバータによる周波数制御す
る場合は周波数に応じて)弁揚程の増加量を増減するよ
うにしても良いO 従って、前者であれば、圧縮機の運転状態に関係なく一
定量の液冷媒(蒸発器の蒸発量によって左右されるが)
が周期的に圧縮機に導入されるが、後者のものであれば
、圧縮機の運転状態に応じて必要なだけの液冷媒を圧縮
機に導入することができ、前者のものに比べてより理想
的に圧縮機に液冷媒を導入して冷却することが可能とな
る。
例をあげると、サイクル駆動初期や高空調負荷時には圧
縮機は高速運転を行っているために、熱発生量も多く、
この多量の熱に見合う液冷媒の導入が必要である。又、
エアコンの運転中や低空調負荷時にはさほど熱発生量が
比較的少ないので、液冷媒の導入は少なめで良い。更に
、おやずみ運転時等には圧縮機の運転は非常に低速運転
となるので、熱発生量も少なく液冷媒の導入は必要ない
ので、過熱度δ11が設定値δHQに達しても膨張弁の
弁揚程を増大させないようにする。
具体的には、上記制御部9の第2制御手段13に、例え
ば圧縮機1の運転を制御する周波数に応じて、蒸発器の
過熱度δHが設定値δHoに達した時に増大させる膨張
弁の弁揚程量を比例関数的に制御するようにマイコンの
プログラム等で指示しておく。
父上記膨張弁の駆動部分を周波数に応じて制御するよう
にすれば、圧縮機の運転周波数に応じて蒸発器の過熱度
に基く膨張弁の制御をきめ細かに行なうこともできる。
く効 果〉 以上本発明によれば、蒸発器の過熱度が設定値に達した
時に膨張弁の開度を一時的に増大させる制御回路を設け
たので、上記設定値に達した時に一時的に通常制御量以
上の多量の冷媒を蒸発器に導入することができる。
従って多量に導入された冷媒は一部が蒸発することなく
液状のまま圧縮機に導入されて圧縮機から蒸発潜熱を奪
って圧縮機を冷却することができる○ この場合、膨張弁の開度が増大して液状冷媒が圧縮機に
導入されるのは蒸発器の過熱度が設定値に達した時だけ
一時的であるために、液状冷媒の吸引し過ぎによって圧
縮機に負担をかけて液バツク等故障の原因となるような
問題は生じず、過熱度の設定値は圧縮機への導入冷媒が
乾き蒸気の領域にあるにもかかわらず、設定値が湿シ蒸
気の領域内か若しくはこの領域に近づくような制御を行
うことができる。
故に、従来のインジェクション回路も必要なく、圧縮機
に負担をかけて故障を起こすこともなく圧縮機を膨張弁
の開度制御だけで冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の冷凍サイクル図、 第2図は、圧縮機温度及び蒸発器における過熱度と弁揚
程、H41との関係を示す線図、第3図は、本発明実施
例に用いられる冷凍ザイクル図、 第4図は、同制御回路のブロック図、 第5図は、同制御部のブロック図、 第6図は、同フローチャート、 第7図は、本発明実施例における蒸発器での過熱度δH
及び弁揚程と時間りとの関係線図。 1:圧縮機、 2:凝縮機、 3:膨張弁、4:蒸発器
、7:制御回路。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)18間昭G
O−188761 (5’)3 dl、 1 +〆一 瘤 ゆ? デ b −) 第1図 1 □ 穢・ 温 −−一一一5〜値D A゛ 1 、℃ □ 藝H ′ −□−℃ 様 薯楊ル→ 第2図 う 、−/ A−= 1″7 第3図 B′ 曽智” 第4図 ■−70 3 7 ″″パ 3 ・−一−−−−−−−−−−−/−−−−−−−一・・
□ ///2/3 285− スクート pr LIlt!r4−’t− bH−≦HQ ES W− 第6図 H ゛誇ム # 横 程 第7図 吟肉t→

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、圧縮機、凝縮機、膨張弁、蒸発器を順次接続してヒ
    ートポンプサイクルを形成し、 上記蒸発器の過熱度を判定して膨張弁の開度を調整して
    成る空気調和機において、 上記蒸発器の過熱度が設定値に達っした時に、膨張弁の
    開度を一時的に増大させる制御回路を設けたことを特徴
    とする空気調和機。 2、上記設定値に達した時の膨張弁の開度は、圧縮機の
    運転を制御している周波数に応じて、高周波数の時は大
    きく、低周波数のときは小さく比例的に制御されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の空気調和
    機。
JP4426784A 1984-03-07 1984-03-07 空気調和機 Granted JPS60188761A (ja)

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JP4426784A JPS60188761A (ja) 1984-03-07 1984-03-07 空気調和機

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JPS60188761A true JPS60188761A (ja) 1985-09-26
JPH0350186B2 JPH0350186B2 (ja) 1991-07-31

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ID=12686736

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JP (1) JPS60188761A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0217358A (ja) * 1988-07-05 1990-01-22 Daikin Ind Ltd 冷凍装置の過熱度制御装置
JP2018151117A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0217358A (ja) * 1988-07-05 1990-01-22 Daikin Ind Ltd 冷凍装置の過熱度制御装置
JP2018151117A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム

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