JPS6298168A

JPS6298168A - 冷凍空調装置の冷媒流量制御装置

Info

Publication number: JPS6298168A
Application number: JP23880985A
Authority: JP
Inventors: 博井川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-10-23
Filing date: 1985-10-23
Publication date: 1987-05-07

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、冷凍空調装置の冷媒サイクル制御の中で、
冷媒流量を適切に制御するようにした冷凍空調装置の冷
媒流量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は温度式膨張弁を用いた従来の冷凍空調装置の冷
媒流量制御装置の構成を示す冷媒系統図である。この第
５図において、１は冷媒圧縮機、２は凝縮器、３は蒸発
器、４は温度式膨張弁、５はこの温度式膨張弁４のヘッ
ド部に接続され、蒸発器３の出口温度に相当する冷媒の
飽和圧力を作る感温筒、６は吸込圧力を温度式膨張弁４
へ導くための均圧管である。

第６図は第５図における温度式膨張弁４の断面図である
。この第６図において、ダイヤフラム１６は感温筒５に
連通しており、ダイヤフラム１６の下方にばね１５が配
設されている。このばね１５により弁１７０開度制御を
行うようにしている。

次に、動作について説明する。第５図において、冷媒圧
縮機ｌによって圧縮された冷媒ガスは、凝縮ｉ！Ｓ　２
によって凝縮され、温度式膨張弁４により減圧され、蒸
発器３にて蒸発し、再び冷媒圧縮機１に吸入されるとい
う、サイクルを繰り返す。

ここで、第５図の冷媒サイクルが冷凍機として機能して
いる場合、温度式膨張弁４は負荷の状況によって以下の
ような動作を行う。

いま、第５図の冷媒サイクルで示される冷凍機が一定の
スーパヒートを保って安定した運転を行っているとする
。冷凍負荷が増大すると、スーパヒートが大きくなり、
冷媒圧縮機工への吸込温度が上昇するため、感温筒５の
取り付けられている部分の配管温度が上昇する。

配管温度の上昇は、感温筒５へ伝えられ、感温筒５本体
の温度上昇となり、感温筒５の中に封入されるガスの圧
力が上昇する。感温筒５内の圧力上昇は温度式膨張弁４
のヘッド部のダイヤフラム室へ伝えられる。

この結果、温度式膨張弁４の弁開度が大きくなり、メイ
ン回路を流れる冷媒の量は増え、スーパヒート減少への
修正動作が行われることになる。

冷凍負荷減少時は、上記とは弁開度変化方向が逆で、全
く同様に説明することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の冷凍空調装置の冷媒流量制御装置である温度式膨
張弁４は、以上のような構成で、弁開度を調整するよう
になっており、スーパヒートの変化は、熱容量をもつ感
温筒本体の温度変化を介して、ダイヤフラム室へ伝えら
れるため、負荷変動に対する応答速度が遅いという欠点
があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、負荷変動に対するスーパヒートの変化を速くとら
え、連応性のある弁開度調整が可能な冷凍空調装置の冷
媒流量制御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空調装置の冷媒流量制御装置は、ス
ーパヒートを検出する温度検出手段と、この温度検出手
段の検出々力により電子式流量制御弁の弁開度をコント
ロールするコントローラと、電子式流量制御弁により弁
開度調整を行う温度式またはピストン式の膨張弁とを設
けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、スーパヒート変化による冷媒配管
の温度上昇を温度検出手段で検出し、この温度検出手段
の検出々力によりコントローラがパイロン（・弁である
電子式流量制御弁の弁開度を変化させ、それによって膨
張弁の弁開度を変化させて冷媒流量制御を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の冷凍空調装置の冷媒流量制御装置の実
施例について図面に基づき説明する。第１図はその一実
施例の冷媒系統図である。この第１図において、第５図
と同一部分には同一符号を付して説明する。

この第１図では、冷媒圧縮機１．凝縮器２．蒸発器３．
均圧管６は第５図と同様である。

また、この第１図では、温度式膨張弁４ａは第６図の場
合とは異なり、第２図に示すように改造されたものが使
用されている。すなわち、この第２図において、ばね１
５は強化され、弁１７は流量制御範囲を広（するために
、ニールド形状が最適化されている弁である。ダイヤフ
ラム１６は第６図の場合と同様である。

この温度式膨張弁４ａと並列に、電子式流量制御弁７．
圧力調整補助キャピラリ１２．逃し■調整キャピラリ１
３がバイパス配管９に設けられている。

バイパス配管９は温度式膨張弁４ａの１次側から２次側
への冷媒のバイパスを行うために設けられたものであり
、また、圧力調整補助キャピラリ１２は、電子式流量制
御弁７の２次側圧力を減圧言周整するためのものである
。

一方、温度検出手段としてのサーミスタ１０゜１１のう
ち、サーミスタ１０は、冷媒の冷媒圧縮機１への吸込圧
力に相当する冷媒の飽和温度を検知するものであり、配
管上に取り付けられている。

サーミスタ１１は冷媒の冷媒圧縮機１への吸込温度を検
知するものである。

サーミスタ１０．１１の検出々力はコントローラ８に送
出するようになっている。コントローラ８の出力により
、電子式流量制御弁７の弁開度を制御するようになって
いる。

また、飽和温度生成用キャピラリ１４が電子式流量制御
弁７の１次側と冷媒圧縮機１の吸込側との間に設けられ
ている。

次に、この発明の動作について説明する。冷媒圧縮機１
によって圧縮された冷媒ガスは、凝縮器２にて凝縮し、
改造された温度式膨張弁４ａによって減圧され、蒸発器
３にて蒸発し、再び冷媒圧縮機１に吸入されるという、
サイクルを繰り返す。

ここで、第１図の冷媒サイクルが冷凍機として機能して
いる場合、温度式膨張弁４ａは負荷の状況によって以下
の動作を行う。

いま、第１図の冷媒サイクルで示される冷凍機が一定の
スーパヒートを保って安定した運転を行っているとする
。冷凍負荷が増大すると、スーパヒートが大きくなり、
冷媒圧縮機１への吸込温度が上昇するため、吸込温度検
知用のサーミスタ１０の取り付けられている部分の配管
温度が上昇する。

この配管温度の上昇は、直ちに吸込温度検知用のサーミ
スタ１０にて検知され、コントローラ８へ取り込まれる
。このコントローラ８内では、サーミスタ１０によって
取り込まれた温度と飽和温度生成用キャピラリ１４によ
って生成された吸込圧力における飽和温度を検知する飽
和温度検知用のサーミスタ１１で取り込まれた温度によ
って、スーパヒートを算出し、これが一定になるように
、電子式流量制御弁７へ弁開度設定を行う。上記の場合
は、スーパヒートが増大したため、弁開度を大きくする
。

電子式流量制御弁７の弁開度が大きくなると、バイパス
配管９内を流れる冷媒流量が増すため、電子式流量制御
弁７の２次側圧力が上昇する。

この圧力上昇は、圧力調整補助キャピラリ１２に減圧さ
れた後に、温度式膨張弁４ａのヘッド部のダイヤフラム
室へ伝えられ、その結果、温度式膨張弁４ａの弁開始度
が大きくなり、冷媒サイクル主回路を流れる冷媒の流量
が増加して、スーパヒ−１・減少への修正動作が行われ
ることになる。

また、冷凍負荷減少時は上記とは弁開度の変化方向が逆
で、全く同様に説明することができる。

なお、第１図の圧力調整補助キャピラリ１２と逃し量調
整キャピラリ１３は電子式流量制御弁７の２次側圧力が
温度式膨張弁４ａの弁開度調整に最適な圧力になるよう
にするための圧力調整補助機構である。

なお、上記実施例では、均圧管６を冷媒圧縮機１の吸入
配管に接続しているが、第３図に示すように、均圧管６
を温度式膨張弁４ａの１次側から２次側へ均圧圧力調整
用キャピラリ１８．１９を通してバイパスさせたバイパ
ス配管２０の途中に接続してもよい。

また、上記実施例では、ばね定数と弁流出部のニードル
形状のみを改造した温度式膨張弁４ａを示したが、ダイ
ヤフラムによる弁開閉機構を第４図に示すようにピスト
ン２１を使用したピストン式膨張弁２２としてもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。

なお、この場合は、電子式流量制御弁７より加圧された
冷媒圧力はピストン式膨張弁２２の内部で低圧側へ逃げ
るようになっているので、逃し量調整キャピラリ１３と
その先のバイパス配管９からなる逃しの回路は不要とな
る。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、スーパヒートの検知を
感温筒によらず、サーミスタなどの電気的な温度検出手
段で検出し、その検出出力でコントローラにより電子式
流量制御弁の弁開度を制御し、それによって温度式膨張
弁またはピストン式膨張弁の弁開度を制御して冷媒の流
量を制御するようにしたので、応答性のよい弁開度調整
が可能となる。

また、主弁には温度式膨張弁またはピストン式膨張弁の
ニードル部分およびばね部分を強化しているので、大幅
な冷媒サイクル主回路の変更をする必要がないなどの効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の冷凍空調装置の冷媒流量制御装置の
一実施例の冷媒回路図、第２図は同上冷凍空調装置の冷
媒流量制御装置における温度式膨張弁の構造を示す断面
図、第３図はこの発明の冷凍空調装置の冷媒流量制御装
置の他の実施例の冷媒回路図、第４図はこの発明の冷凍
空調装置の冷媒流量制御装置に使用される温度式膨張弁
に代わるピストン式膨張弁の断面図、第５図は従来の冷
凍空調装置の冷媒流量制御装置の冷媒回路図、第６図は
第５図の冷凍空調装置の冷媒流量制御装置に使用される
温度式膨張弁の断面図である。１・・・冷媒圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・蒸発器
、４ａ・・・温度式膨張弁、６・・・均圧管、７・・・
電子式流量制御弁、８・・・コントローラ、９，２０・
・・バイパス配管、１０．１１・・・サーミスタ、１２
・・・圧力調整補助キャピラリ、１３・・・逃し量調整
キャタピラリ、１４・・・飽和温度生成用キャピラリ、
１５・・・ばね、１６・・・ダイヤフラム、１７・・・
弁、１８．１９・・・均圧圧力調整用キャピラリ、２１
・・・ピストン、２２・・・ピストン式膨張弁なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。代　理　人　　　　大　　岩　　増　　雄（ほか２名）第１医ｔ２− 第　ゲス第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　冷凍空調装置の冷媒主回路の凝縮器と蒸発器と
の間に設けられ強化されたばねと流量制御範囲の広いニ
ードルに形状を有する弁流出部を備え冷媒の流量調節を
行う膨張弁と、この膨張弁に流れる冷媒をバイパスさせ
る配管に設けられ弁開度に応じてバイパス配管に流れる
冷媒の流量を制御することにより上記膨張弁の弁開度を
制御する電子式流量制御弁と、上記冷媒主回路の冷媒圧
縮機への冷媒の吸込圧力に相当する冷媒の飽和温度を検
出する第１の温度検出手段と、冷媒圧縮機への吸込温度
を検出する第２の温度検出手段と、上記第１および第２
の温度検出手段から上記電子式流量制御弁の弁開度を制
御するコントローラを備えてなる冷凍空調装置の冷媒流
量制御装置。
（２）　膨張弁はダイヤフラムを有する温度式膨張弁で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍
空調装置の冷媒流量制御装置。
（３）　膨張弁はピストン式膨張弁であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の冷凍空調装置の冷媒流
量制御装置。
（４）　膨張弁は均圧を膨張機構部の１次側から２次側
ヘバイパスさせたキャピラリ配管の途中から取り出した
冷媒圧力によって行うことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の冷凍空調装置の冷媒流量制御装置。