JPWO2020031319A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100の構成を示す機能ブロック図である。図1に示されるように、冷凍サイクル装置100は、圧縮機1と、凝縮器2(第1熱交換器)と、レシーバ3(冷媒容器)と、減圧部4と、蒸発器5(第2熱交換器)と、制御装置10と、温度センサ101と、圧力センサ102,103とを備える。減圧部4は、膨張弁41(第1減圧装置)と、キャピラリチューブ42(第2減圧装置)とを含む。
図4においては、駆動周波数fcを一定量ずつ上昇あるいは低下させる場合について説明した。駆動周波数fcの補正の方法は、蒸発温度を所望の温度に近づけられればどのような方法でもよく、たとえば、駆動周波数fcの補正量を差ΔTに比例させてもよい。
実施の形態1においては、温度センサ101がキャピラリチューブ42から流出する非共沸混合冷媒の温度を検出する場合について説明した。温度センサ101が検出する温度T1は、減圧部4から流出する非共沸混合冷媒の温度であればよい。温度T1は、たとえば図8に示される実施の形態1の変形例2に係る冷凍サイクル装置100Aのように、膨張弁41から流出する非共沸混合冷媒の温度でもよい。膨張弁41から流出する非共沸混合冷媒の温度を検出することにより、冷凍サイクル装置100Aのようにレシーバ3と圧縮機1との間にキャピラリチューブのような減圧装置がない構成においても、循環組成比の変化を冷凍サイクル装置の制御に反映させることができる。その結果、冷凍サイクル装置の性能低下を抑制することができる。
温度センサ101が故障した場合、温度T1が実際の非共沸混合冷媒の温度から乖離する。温度センサ101が故障した状態で図4に示される処理を行なうと、冷凍サイクル装置100の運転が不安定になり得る。そこで、図9に示される処理のように、温度T1がしきい値γ(第3しきい値)よりも大きい場合(S111においてNO)、温度センサ101が故障しているとして、駆動周波数fcを一定割合(たとえば10%)だけ上昇させる(S112)ようにしてもよい。このような処理を行なうことにより、温度センサ101が故障している場合でも凝縮器2および蒸発器5における熱交換量の低下を防止することができるため、冷凍サイクル装置100の能力が不足することを防止することができる。
冷凍サイクル装置が正常である場合、循環組成比は、非共沸混合冷媒が循環を繰り返す過程で或る一定の値で安定することが多い。そのため、実施の形態1で説明したような補正処理により、循環組成比の変化を冷凍サイクル装置の制御に反映させた場合、圧縮機の運転が安定する駆動周波数、および特定パラメータの制御目標値は、2回目以降の冷凍サイクル装置の運転においては、初回の運転の場合とほぼ同じになることが多い。そこで、実施の形態2においては、冷凍サイクル装置の停止時に特定パラメータの制御目標値の補正量を制御装置の記憶部に保存する。圧縮機の運転が2回目以降である場合には、特定パラメータが、制御目標値の初期値に記憶部に保存された補正量が加えられた値となるように圧縮機の駆動周波数を制御する。その結果、制御目標値の補正に要する時間を短縮するため、冷凍サイクル装置の運転が安定するまでに要する時間を短縮することができる。
循環組成比は、冷媒漏洩によっても変化する。そこで、実施の形態3においては、冷媒漏洩の発生を表示装置に表示する構成について説明する。
実施の形態3においては、冷凍サイクル装置が備える表示装置に非共沸混合冷媒が不足していることが表示される場合について説明した。実施の形態4においては、冷凍サイクル装置が通信装置を備え、非共沸混合冷媒の不足が当該通信装置によって外部の表示装置に送信される場合について説明する。実施の形態4に係る冷凍サイクル装置によれば、ユーザは、常時冷凍サイクル装置の近くにいて冷媒不足の発生を監視している必要はない。ユーザは、遠隔地にいる保守管理者からの連絡を受けることにより、冷凍サイクル装置が能力不足となる前に冷媒不足を知ることができる。
非共沸混合冷媒が冷凍サイクル装置から漏洩した場合、冷凍サイクル装置に所望の性能を発揮させるためには、非共沸混合冷媒の不足を解消する必要がある。非共沸混合冷媒の不足を解消する方法としては、非共沸混合冷媒を追加して不足量を補う方法(追加チャージ)、および冷凍サイクル装置に残存する非共沸混合冷媒を冷凍サイクル装置の仕様上定められた量で入れ替える方法(再チャージ)を挙げることができる。
実施の形態1においては、冷媒容器から流出した冷媒を第2減圧装置を介して圧縮機に戻す構成について説明した。実施の形態6においては、過冷却度を確保するために、冷媒容器から流出した非共沸混合冷媒と第2減圧装置から流出した非共沸混合冷媒との間で熱交換が行なわれる構成について説明する。実施の形態6に係る冷凍サイクル装置によれば、冷凍サイクル装置の効率を向上させることができる。
Claims (13)
- 特定組成比を有する非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、
圧縮機と、
第1熱交換器と、
冷媒容器と、
減圧部と、
第2熱交換器とを備え、
前記非共沸混合冷媒は、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記冷媒容器、前記減圧部、および前記第2熱交換器の順に循環し、
第1の場合の前記圧縮機の駆動周波数は、第2の場合の前記圧縮機の駆動周波数よりも大きく、
前記第1の場合において、特定圧力における前記非共沸混合冷媒の第1温度と基準温度との差が第1しきい値よりも大きく、
前記第2の場合において、前記差が前記第1しきい値よりも小さく、
前記特定圧力は、前記減圧部から流出する前記非共沸混合冷媒の圧力である、冷凍サイクル装置。 - 前記非共沸混合冷媒の少なくとも一部は、前記冷媒容器内で気化し、
前記基準温度は、前記減圧部に流入する液体の前記非共沸混合冷媒の組成比が前記特定組成比である場合の、前記減圧部に流入する液体の前記非共沸混合冷媒のエンタルピおよび前記特定圧力に対応する、前記非共沸混合冷媒の温度である、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記減圧部は、第1減圧装置および第2減圧装置を含み、
前記非共沸混合冷媒は、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記冷媒容器、前記第1減圧装置、および前記第2熱交換器の順に循環するとともに、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記冷媒容器、および前記第2減圧装置の順に循環する、請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。 - 第3熱交換器をさらに備え、
前記非共沸混合冷媒は、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記冷媒容器、前記第3熱交換器、前記第1減圧装置、および前記第2熱交換器の順に循環するとともに、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記冷媒容器、前記第3熱交換器、前記第2減圧装置、および前記第3熱交換器の順に循環する、請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1温度は、前記第2減圧装置から流出する前記非共沸混合冷媒の温度である、請求項3または4に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記差が第2しきい値よりも小さい場合の前記圧縮機の駆動周波数は、前記差が前記第2しきい値よりも大きい場合の前記圧縮機の駆動周波数よりも小さく、
前記第2しきい値は、前記第1しきい値よりも小さい、請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機を制御する制御装置と、
表示装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の駆動周波数が基準周波数を超えた場合、前記非共沸混合冷媒が不足していることを前記表示装置に表示する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機を制御する制御装置と、
通信装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の駆動周波数が基準周波数を超えた場合、前記非共沸混合冷媒が不足していることを前記通信装置を介して外部の表示装置に通信する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記差に応じて特定パラメータの制御目標値を補正し、
前記冷凍サイクル装置の停止時に、前記制御目標値の補正量を保存し、
前記特定パラメータが、前記制御目標値の初期値に、保存された前記補正量を加えた値となるように、前記圧縮機の駆動周波数を制御する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、
前記非共沸混合冷媒の初期冷媒量および保存された前記補正量から前記非共沸混合冷媒の不足量を算出し、
前記不足量が前記冷凍サイクル装置に追加された場合の、前記制御目標値の予測補正量を算出し、
前記予測補正量が基準補正量よりも小さい場合、前記不足量と同量の前記非共沸混合冷媒を追加することが可能であることを報知し、
前記予測補正量が前記基準補正量よりも大きい場合、前記冷凍サイクル装置内の前記非共沸混合冷媒を前記冷凍サイクル装置の仕様上定められた量の前記非共沸混合冷媒で入れ替える必要があることを報知する、請求項9に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1温度が第3しきい値よりも大きい場合の前記圧縮機の駆動周波数は、前記第1温度が前記第3しきい値よりも小さい場合の前記圧縮機の駆動周波数よりも大きく、
前記第3しきい値は、前記第1しきい値よりも大きい、請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記非共沸混合冷媒は、二酸化炭素を含み、
前記非共沸混合冷媒に占める前記二酸化炭素の割合は、50重量パーセント以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記非共沸混合冷媒は、R463Aを含む、請求項12に記載の冷凍サイクル装置。
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