JPS61175460A - 冷凍サイクルの制御方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は冷凍サイクルの制御方法に関するものである。

〔発明の背景〕

圧縮機の吐出冷媒温度の異常上昇防止のための冷凍サイ
クルの制御方法としては、例えば実公昭５９−３０３６
３号公報に開示されているように、吐出冷媒温度を検出
してその温度が所定値以下ならば、圧縮機の吸入冷媒の
過熱叢を制御するが、吐出冷媒温度が所定値以上の場合
は、温度スイッチにより吐出冷媒温度を制御するよう電
動式膨張弁の弁開度を変化させて冷媒流量の制御を行な
うことが知られている。

この方法を用いれば、吐出冷媒温度を所定値以下に保っ
て冷凍サイクルを運転することができるが、吐出冷媒温
度を制御するモードにおいては圧縮機の吸入側冷媒の状
態が無視されているため、極端な場合は圧縮機が液冷媒
を吸入して液圧縮を行ない、圧縮機が破損することがあ
った。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に鑑みなされたものであシ、十分な冷
力を維持し、圧縮機の破損防止を可能とした冷凍サイク
ルの制御方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は圧縮機、ＩＩｋ縮器、貯液器、電気式
膨張弁および蒸発器を備え、前記電気式膨張弁は電気信
号によりその弁開度を変化させて冷媒流量を制御する冷
凍サイクルにおいて、前記圧縮機の吐出冷媒温度を検出
し、その温度が所定値以下の場合には、前記蒸発器出口
側の冷媒過熱度が所定の目標値になるように前記電気式
膨張弁の弁開度を変化させて冷媒流量を制御する第１モ
ードで、前記吐出冷媒温度が前記所定値以上で、かつ前
記圧縮機吸入口の冷媒過熱度が所定値より大きい場合に
は、前記圧縮機吸入口の冷媒過熱度が所定の目標値にな
るように前記電気式膨張弁の弁開度を変化させて冷媒流
量を制御する第２モードで、この第２モードで制御して
も前記吐出冷媒温度が所定値以上の場合には、前記圧縮
機の運転を停止する第３モードで制御するようにしたこ
とを特徴とするものでオシ、これによって冷凍サイクル
は圧縮機の吐出冷媒温度を検出し、その温度が所定値以
下の場合には、蒸発器出口側の冷媒過熱度が所定の目標
値になるように電気式膨張弁の弁開度を変化させて冷媒
流量を制御する第１モードで、吐出冷媒温度が所定値以
上で、かつ圧縮機吸入口の冷媒過熱度が所定値より大き
い場合には、圧縮機吸入口の冷媒過熱度が所定の目標値
になるように電気式膨張弁の弁開率を変化させて冷媒流
量を制御する第２モードで、この第２モードで制御して
も吐出冷媒温度が所定値以上の場合には、圧縮機の運転
を停止する第３モードで制御されるようになる。

〔発明の実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図から第３図には本発明の一実施例が示されている。

冷凍サイクルは電磁クラッチ１ａで駆動制御される圧縮
機１．凝縮器２．貯液器３゜蒸発器４および電気信号を
入力としてその弁開度を制御する電気式膨張弁５より構
成されている。

このように構成された冷凍サイクルで本実施例では圧縮
機」の吐出冷媒温度Ｔ−を検出し、その温度Ｔ４が所定
値Ｔａｇ１以下の場合には、蒸発器４出口側の冷媒過熱
度８／Ｈ，が所定の目標値Ｓ／Ｈ０゜になるように電気
式膨張弁５の弁開度を変化させて冷媒流量を制御する第
１モードで、吐出冷媒温度Ｔａが所定値Ｔａｇｓ以上で
、かつ圧縮ｍｌ吸入口の冷媒過熱度８／Ｈ，が所定値Ｓ
　／　Ｈ−ｓより大きい場合には、圧縮機１吸入口の冷
媒過熱度Ｓ／Ｈ，が所定の目標値Ｓ　／Ｈ，、Ｋなるよ
うに電気式膨張弁５の弁開度を変化させて冷媒流量を制
御する第２モードで、この第２モードで制御しても吐出
冷媒温度Ｔ４が所定値１４１２以上の場合には、圧縮ｍ
ｌの運転を停止する第３モードで制御するようにした。

このようにすることにより冷凍サイクルは圧縮機１の吐
出冷媒温度Ｔａｔ−検出し、その温度Ｔ４が所定値Ｔｌ
ｔ以下の場合には、蒸発器４出口側の冷媒過熱度８／Ｈ
，が所定の目標値Ｓ／Ｈ，，になるように電気式膨張弁
５の弁開度を変化させて冷媒流量を制御する第１モード
で、吐出冷媒温度Ｔ−が所定値Ｔｌｔ以上で、かつ圧縮
機１Ｂ入口の冷媒過熱度８／Ｈ，が所定値Ｓ／Ｈ１思よ
り大きい場合には、圧縮機１吸入口の冷媒過熱度８／Ｈ
，が所定の目標値８　／Ｈ，、になるように電気式膨張
弁５の弁開度を変化させて冷媒流量を制御する第２モー
ドで、この第２モードで制御しても吐出冷媒温度Ｔ４が
所定値Ｔａｇｓ以上の場合には、圧縮機１の運転を停止
する第３モードで制御されるようになって、十分な冷力
を維持し、圧縮機１の破損防止を可能とじた冷凍サイク
ルの制御方法を得ることができる。

すなわち冷凍サイクルの所定位置に所定位置の冷媒温度
を検出するための温度センサ６．７．８および冷媒圧力
を検出するための圧力センサ９゜１０ｔｌ−取シ付けた
。そして一般的に冷凍サイクルの冷媒流量制御は蒸発器
４出口の冷媒過熱度Ｓ／Ｈ。

（温度センサ６で測定した実際の蒸発器４出口１の冷媒
温度Ｔ、と圧力センサ９で測定した蒸発器４出口の冷媒
圧力Ｐ、における冷媒の飽和温度Ｔｓとの差ンを一足に
制御するのが基本でおるが、この蒸発器４出口の冷媒過
熱度Ｓ／）１．と、圧縮機１人口の冷媒過熱度Ｓ／Ｈ，
（温度センサ７で測定した実際の圧縮機１人口の冷媒温
度Ｔ、と圧力センサ１０で測定した圧縮機１人口の冷媒
圧力Ｐ１における冷媒の飽和温度Ｔｓとの差）および温
度センサ８で測定した圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔｍとを
制御回路１１１Ｃ入力した（第１図参照）。

このように構成した冷凍サイクルでその制御方法をこれ
ら第１図から第３図を参照にして説明するが、第３図は
横軸にエンタルピ（Ｋｃ１１ｔ／に９）ｔ−とり縦軸に
圧力（ｋｇ／ｃｒｎ２）をとって示した冷媒のモリエル
線図でおる。まず圧縮機ｌの吐出冷媒温度Ｔ４が所定値
Ｔ　ａ　ｍ　１以下の場合は、第１モードの制御回路を
形成する。すなわち第３図のモリエル線図のａのように
、蒸発器４出口側の冷媒温度Ｔ、と冷媒圧力Ｐ、どを信
号として、蒸発器４出口側の冷媒過熱度８／Ｈ，が制御
目標値Ｓ　／Ｈ、。

になるように制御回路１１の出力信号Ｖｏで電気式膨張
弁５の弁開度を制御し、冷凍サイクル内の冷媒流量を自
動制御する。

次に熱負荷が大きく、圧縮機１の回転数が増して蒸発器
４と圧！１機１の入口とを連通ずる配管が力Ｐ、との差
ΔＰｂ　（圧力損失）が大きくなった場合に、冷凍サイ
クルの状態は第３図のモリエル線図のｂのように、蒸発
器４出口側の冷媒過熱度Ｓ／Ｈ−ｂが目標値Ｓ　／）１
　、、で制御されていても圧縮機１人口の冷媒過熱ＦＬ
　Ｓ　／　Ｈ−ｂは、モリニル線繊′ 図のａの状態の圧縮器１人口の冷媒過熱度Ｓ／Ｈｓ　ｈ
より大きくなる。この結果、圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔ
ａｂはモリエル線図ａの状態の圧縮機１の吐出冷媒温Ｋ
　Ｔ　ａ−よりも上昇する。この場合の圧縮湯１の吐出
冷媒温度Ｔａ（Ｔａｂ）が断電値Ｔａｇ１以上となった
場合に第１モードの制御回路を閉とし、圧縮機１人口の
冷媒過熱度Ｓ／）ｌ。

（ｓ／ａ、ｂ）ｔ−圧縮機１の入口に設けた温度センサ
７と圧力センサ１０とにより検出して制御回路１１で算
出し、その冷媒過熱度Ｓ　／Ｈ、（Ｓ／Ｈ−Ｊが所定値
（所定の冷媒過熱度）Ｓ／Ｈ−ｓより大きい場合は第２
モードの制御回路を形成し、圧縮機１人口の冷媒過熱度
Ｓ　／　Ｈ−（Ｓ　／　Ｈ、ｂ　）が目標値Ｓ／Ｈ，，
になるように制御回路１１の出力信号Ｖｏで電気式膨張
弁５の弁開度を自動制御し、冷凍サイクル内の冷媒流量
を制御する。このようにすることにより冷凍サイクルの
状態は第３図のモリエル線図Ｃのようになる。すなわち
圧縮機１入口の冷媒過熱度Ｓ　／　Ｈ−ｂはＳ／Ｈ，、
のように小さくなシ、圧縮機１の吐出冷媒温ｆ　Ｔ　ａ
ｋｉｄ、　Ｔ　ａ、のように低くなる。

このように第２モードの制御回路を形成し、圧縮機１の
吐出冷媒温度Ｔ４が所定値Ｔ４８１以下となれば第１モ
ードの制御回路を形成するが、第２モードの制御回路を
形成しても圧縮機ｌの吐出冷媒温度Ｔ４が上昇し所定＊
　Ｔ　ａ　ｍ　ｚ以上となった場合は、第３モードで圧
縮ａＸの運転を停止する。

なお所定値Ｔ１１は一般的な安全率を見込んだ値であシ
、ＴａｍｚはＴｄａｔより更に安全率を上昇させた値で
ある。

このように本実施例によれば、第１モードによる制御で
は蒸発器４出口側の冷媒過熱度Ｓ／）ｌ。

が電気式膨張弁５で制御される丸め、蒸発器４出口から
圧縮機１人口までの冷媒は過熱ガスとなっている。この
ため蒸発器４出口と圧縮機１人口との間で外部雰囲気よ
り侵入する熱によって上昇する圧縮機１吸入口の冷媒過
熱度８／Ｈ，は第２モードにより小さくできるので、サ
イクル効率のよい状態で運転され、十分な冷力を得るこ
とができる。特に蒸発器４から圧縮Ｉａｌまでの配管路
が高温の雰囲気に曝される自動車用空調機においては、
その効果は大きい。また圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔ４が
異常に上昇した場合には第１モードから第２モードに切
替シ、圧縮機１吸入口の冷媒過熱度Ｓ／Ｈ，を確実に制
御するので、従来のように液圧縮を起こすことなく吐出
冷媒温度Ｔａｔ低下させることができる。そしてまた第
２モードの制御を行なっても吐出冷媒温度Ｔ４を所定値
Ｔａ■以下に押えることができない場合は、第３モード
で冷凍サイクルの運転が停止され、圧縮機１の破損が防
止できる。

なお本実施例では蒸発器４出口側の冷媒過熱度Ｓ／Ｈ，
および圧縮機１吸入口の冷媒過熱度Ｓ／）ｌ。

を演算するための各所定位置での飽和温度Ｔ■は、圧力
センサ９，１０の信号により求めているが、蒸発器４お
よび蒸発器４から圧縮機１までの配管路中での圧力損失
ΔＰが小さい場合や、圧力損失ΔＰを推定可能な場合は
、蒸発器４の表面温度や蒸発器４の入口または途中の冷
媒温度の信号を入力し、それを基準にして各点の飽和温
度Ｔ８を演算するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は十分な冷力を維持し、圧縮機の破
損が防止されるようになって、十分な冷力を維持し、圧
縮機の破損防止を可能とした冷凍サイクルの制御方法を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷凍サイクルの制御方法の一実施例の
システム構成図、第２図は同じく一実施例のフローチャ
ート図、第３図は同じく一実施例の制御方法を説明する
ためのモリエル線図である。 １・・・圧ｍ機、１ａ・・・電磁クラッチ、２・・・凝
縮器、３・・・貯液器、４・・・蒸発器、５・・・電気
式膨張弁、６゜７．８・・・温度センサ、９．１０・・
・圧力センサ、１１・・・制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機、凝縮器、貯液器、電気式膨張弁および蒸発
   器を備え、前記電気式膨張弁は電気信号によりその弁開
   度を変化させて冷媒流量を制御する冷凍サイクルにおい
   て、前記圧縮機の吐出冷媒温度を検出し、その温度が所
   定値以下の場合には、前記蒸発器出口側の冷媒過熱度が
   所定の目標値になるように前記電気式膨張弁の弁開度を
   変化させて冷媒流量を制御する第１モードで、前記吐出
   冷媒温度が前記所定値以上で、かつ前記圧縮機吸入口の
   冷媒過熱度が所定値より大きい場合には、前記圧縮機吸
   入口の冷媒過熱度が所定の目標値になるように前記電気
   式膨張弁の弁開度を変化させて冷媒流量を制御する第２
   モードで、この第２モードで制御しても前記吐出冷媒温
   度が所定値以上の場合には、前記圧縮機の運転を停止す
   る第３モードで制御するようにしたことを特徴とする冷
   凍サイクルの制御方法。 ２、前記圧縮機の吐出冷媒温度の入力信号が、前記圧縮
   機と前記凝縮器との間の冷媒温度を検出した信号が用い
   られたものである特許請求の範囲第１項記載の冷凍サイ
   クルの制御方法。