JPS6222962A - 冷凍装置 - 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〕 この発明は空気調和機等に利用される冷凍装置に係シ、
特に圧縮機の液圧縮現象による信頼性低下への防止に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、液圧縮現象による圧縮機の信頼性低下防止のため
Ｋは、圧縮機の吸入側に大容量のアキュムレータを設け
て吸入側に戻る液冷媒を分離しガスのみを圧縮機に戻す
ようにしたものや、常に吸入ガスがスーパーヒートが付
くように膨張器によシコントロールするものなどがあっ
た。一方、近年の研究の結果、圧縮機の信頼性を低下さ
せる液圧縮現象はそのガスと液の割合、すなわち湿多度
が所定の値を超えた場合に起こシ、運転条件や圧ｍ機の
構造、特にロータリ圧縮機においては軽度の湿シガスの
圧縮は信頼性を増加させることが分った。

第４図は従来の冷凍装置として空気調和機の構成を示す
図である。図中、１は圧縮機、２はこの圧縮機１の吐出
側に後述する四方弁５を介して接続された室外熱交換器
、３は室外熱交換器２と室内熱交換器４との間に設けら
れた絞）器である絞り弁、５は冷房、暖房運転を切換え
るための四方弁、６は四方弁５と圧縮機１との間に配設
されるアキュムレータである。

このように構成された空気調和機は、冷房運転の場合、
圧縮機１で圧縮された冷媒は、四方弁５を経て凝縮熱交
換器としての室外熱交換器２に供給されて凝縮、放熱さ
れ、更に絞り弁３を経て蒸発熱交換器である室内熱交換
器４で蒸発、吸熱し、四方弁５、アキュムレータ６を経
て圧縮機ｌに戻る。また暖房運転の場合は、四方弁５の
切換によル冷媒の流れを上記冷房運転時と逆にすること
によシ行えるものである。このような回路構成において
、比較的温度が低い時等の軽負荷運転や冷媒量の過充填
等の場合、凝縮器および蒸発器内に液冷媒が充満し易く
なシ、特に蒸発器側の軽負荷は冷媒の蒸発気化に必要な
熱ｉを得られないことになシ、湿シガスが圧縮ｉｆＭ１
に戻されることになる。

このため上記装置の如く蒸発器と圧縮機１との間にアキ
ュムレータ６を設けて、冷媒をガスと液とに分離して圧
縮機１にはガスのみを吸入させる方式が用いられていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の冷凍装置は以上のように構成されているが、通常
アキュムレータ６の容量は予め決定されているため、市
場において過度の冷媒の充填や軽負荷運転が連続して行
われると、アキュムレータ６から液冷媒がオーバーフロ
ーしてこれが圧縮機１に吸入され、軸損傷事故の恐れが
あった。また他の条件としては、空気調和機の設置条件
が拡大されて長尺の配管を有するものがあシ、このよう
な場合は冷媒充填量が増大して変動中が更に大きくなシ
上記問題の発生も多くなる。更に近年実用化に入ったイ
ンバータ駆動式の空気調和機の場合、圧縮機の回転数変
化に伴う条件の変化が大きく、従来のアキュムレータ方
式による圧縮機の損傷防止では限界があった。

この発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、液圧縮
による圧縮機の損傷を防止でき、かつ広範囲の運転条件
に対応できる冷凍装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る冷凍装置は、吐出ガスの温度を検出する
吐出ガス温度検出装置と、凝縮熱交換器内の冷媒温度を
検出する凝縮温度検出装置と、これらで検出された吐出
ガス温度と凝縮温度との差が所定値以下になった場合に
回路内の冷媒流量を低下させる冷媒流量制御手段とを備
えたものである。

〔作　用〕

この発明においては、冷媒流量制御手段が設けられてい
るため、圧縮機への適正外の液戻シが生じ、吐出ガス温
度と凝縮温度との差が所定値以下になると、圧縮機や絞
り弁を制御して冷媒流量を低下させ、圧縮機への吸入ガ
スの乾き度を適正な値に制御する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例による冷凍装置として空気
調和機の構成を示す図である。図中、１〜５は従来装置
と同様であるため対応する部分に同一符号を付してその
説明を省略する。７は、圧縮機１と四方弁５との間に接
続される吐出管８に設けられた吐出ガス温度検出装置で
ある吐出ガス温度センサ、９は室外熱交換器２の冷媒流
入口から流出口の略中間から流出口付近の間に取付けら
れ、内部を流通する冷媒の温度を検出する熱交センサ、
また１０はこれと同様に室内熱交換器４に取付けられた
熱交センサ、１１は圧縮機１の吸入管である。

また第３図は冷媒流量制御手段であるマイクロコンピュ
ータの動作を示すフローチャートである。

先ず、吐出ガス温度センサ７から吐出ガス温度が、熱交
センサ９から凝縮器である室外熱交換器２（冷房時）内
の冷媒温度がそれぞれ入力されてデイノタル変換器でデ
イソタルデータに変換される。

次にこのディソタルデータを比較演算器で演算し、その
結果をＤ／Ａ変換して絞り弁制御または圧縮機制御によ
る冷媒流量の制御を行う。

次に上記構成の空気調和機の動作を第２図の圧力−エン
タルピ線図を用いて説明する。

通常は吸入圧力Ｐｓでこれに相当する蒸発温度ＴＥで吸
熱を行い、圧ｍ機ｌの吸入ガス温度がＴ８となる。これ
を吐出圧力Ｐｄまで圧縮すると、この間に入力された熱
量に比例して冷媒のエンタルピが増加して吐出ガス温度
Ｔｄに達する。同時にこの時の凝縮温度はＴｃである。

次に液ＲＤの状態を説明すると、吸入がスＴｓ’はほぼ
蒸発温度ＴＥに等しい。そしてこれを圧縮すると吐出ガ
ス温度Ｔ’ｄになる。この時、吸入ガス温度Ｔ’ｓを検
出しても、その液戻シの状態を示す冷媒蒸気の乾き度に
はよらず一定であるため液戻シは判定出来ない。

しかし吐出ガス温度Ｔ’ｄは吸入冷媒の乾き度に比例し
て変化するので凝縮温度Ｔｃとの比較によシ液戻シの状
態を検出できる。この作用をオリ用して適正外の液戻シ
が生じた時は例えば圧縮機制御を行い、その回転を変化
させるか、もしくは停止させて凝縮温度Ｔｃに対して適
正な吐出ガス温度７ｄになるよう制御する。または絞り
弁制御によル絞り弁３の開度を制御して回路内の冷媒流
量を低下させるよう制御することによシ、蒸発器での吸
熱量とのバランスを取シ吸入ガスの乾き度を適正値に制
御するものである。

なお、上記実施例では凝°縮温度検出装置を熱交センサ
９，１０を用いて構成したが、これは凝縮熱交換器内の
冷媒圧力を検出する圧力センサを用い、この圧力センサ
で検出された信号を温度変換装置で凝縮温度に変換する
よう構成しても良く、また絞り弁３の入口近傍に受液器
を設けた場合や、第４図に示した従来装置の構成に本発
明の冷媒流量制御手段を適用しても良く、この場合も上
記実施例と同様の効果を奏することができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の冷凍装置によれば、吐出ガス温
度と凝縮温度との比較によシ吸入ガスの乾き度を推定し
、これによｐ回路内の冷媒流量を制御するよう構成した
ので、圧縮機の損傷防止が確実に行え、広範囲の条件下
での運転が可能にな夛信頼性の向上が図れる等の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による冷凍装置の構成図、
第２図は同冷凍装置の動作を説明するための圧力−エン
タルピ線図、第３図は同冷凍装置の冷媒流量制御手段の
制御手順を示すフローチャーに　笛ＡＭは斤＊箇冷准跋
優の崖けＭ〒ネス−１・・・圧縮機、２・・・室外熱交
換器、３・・・絞り弁、４・・・室内熱交換器、５・・
・四方弁、７・・・吐出ガス温度センサ、８・・・吐出
管、９，１０・−・熱交センサ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）圧縮機、凝縮熱交換器、絞り器および蒸発熱交換
   器とこれらを接続する配管等で冷凍サイクルを構成して
   なる冷凍装置において、前記圧縮機の吐出管に吐出ガス
   温度を検出する吐出ガス温度検出装置を設けると共に、
   前記凝縮熱交換器に、その内部を流れる冷媒の温度を検
   出する凝縮温度検出装置を設置し、これら温度検出装置
   によつて検出された凝縮温度と吐出ガス温度とを比較し
   てこれらの温度差が所定値以下になつた場合、冷凍回路
   内の冷媒流量を低下させる冷媒流量制御手段を設けたこ
   とを特徴とする冷凍装置。 （２）凝縮温度と吐出ガス温度との温度差が所定値以下
   になつた場合、圧縮機を停止させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の冷凍装置。（３）凝縮温度と
   吐出ガス温度との温度差が所定値以下になつた場合、圧
   縮機の回転数を変化させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の冷凍装置。 （４）凝縮温度と吐出ガス温度との温度差が所定値以下
   になつた場合、絞り器を制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の冷凍装置。（５）凝縮温度検出
   装置は、凝縮熱交換器内の冷媒圧力を検出する圧力セン
   サと、この検出された圧力をこれに相当する凝縮温度に
   変換する温度変換装置とにより構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記
   載の冷凍装置。 （６）冷媒流量制御手段はマイクロコンピユータにより
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第５項のいずれかに記載の冷凍装置。