KR960006364B1

KR960006364B1 - 냉동 사이클

Info

Publication number: KR960006364B1
Application number: KR1019930016766A
Authority: KR
Inventors: 겐사꾸 오구니; 가즈모또 우라타; 히로아끼 마쯔시마
Original assignee: 가부시기 가이샤 히다찌 세이사꾸쇼; 가나이 쯔도무
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1996-05-15
Also published as: EP0586193A1; JPH06101912A; TW277102B; EP0586193B1; US5353604A; JP3178103B2; ES2110574T3; MY108744A

Abstract

내용 없음

Description

냉동 사이클

제1도는 비공비 혼합냉매의 특성을 나타내는 다이어그램,

제2도는 비공비 혼합냉매의 조성과 온도와의 관계를 나타낸 다이어그램,

제3도는 비공비 혼합냉매의 냉동사이클의 특성을 나타낸 다이어그램,

제4도는 비공비 혼합냉매의 냉동사이클의 구성도,

제5도는 비공비 혼합냉매의 냉동사이클의 문제점을 설명하는 다이어그램,

제6도는 복수의 실내기가 접속된 본 발명의 일실시예에 따른 냉동사이클 구성동,

제7도는 본 발명에 따른 제어법의 실시예를 나타내는 제어 블럭도,

제8도는 본 발명에 있어서 제어목표치와 혼합냉매 조성과의 관계의 일례를 나타낸 다이어그램,

제9도는 본 발명에 따른 제어법의 다른 실시예를 나타내는 제어블럭도,

제10도는 실내기의 제어법의 다른 실시예를 나타내는 제어 블럭도,

제11도는 증발기네애서의 온도변화를 나타내는 다이어그램,

제12도는 실내기측 제어법의 다른 실시예를 나타내는 제어 블럭도,

제13도는 복수의 실내기가 접속된 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 냉동사이클 구성도,

제14도는 본 발명의 제어법의 실시예를 나타내는 제어 블럭도,

제15도는 실내기측 제어법의 다른 실시예를 나타내는 제어 블럭도,

제16도는 기동시에 시간에 대한 압력의 변동을 나타내는 다이어그램,

제17도는 압축기 회전속도 베어장치의 기동속도의 예를 나타내는 다이어그램,

제18도는 압축기 회전속도 제어장치의 기동속도와 냉매조성비와의 관계의 예를 나타내는 다이어그램,

제19도는 제어밸브의 초기설정치의 설명도,

제20도는 제어밸브의 초기설정패턴과 냉매조성비와의 관계의 일례를 나타내는 다이어그램,

제21도는 실내기가 한대의 냉동사이클 내에 구성되어 있는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 냉동사이클의 구성도,

제22도는 실내기가 한대의 냉동사이클 내에 구성되어 있는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 냉동사이클 구성도,

제23도는 냉동사이클이 기동되고부터의 제어흐름을 나타내는 플로우챠트,

제24도는 제6도에 나타낸 정전용량 센서형의 조성센서의 예를 나타내는 단면도,

제25도는 혼합냉매의 조성과 정전용량치의 관계를 나타내는 다이어그램,

제26도는 압축기가 상용전원으로 구동되는 냉동사이클의 일례를 나타내는 구성도,

제27도는 혼합냉매 조성비와 상용 전원주파수 능력의 관계를 나타내는 다이어그램.

본 발명은 냉동사이클에 관한 것으로, 특히 비공비 혼합냉매가 작동매체로 이용되는 냉동사이클의 제어에 관한 것이다.

먼저, 비공비 혼합냉매를 작동매체로 사용하는 경우의 문제점을 설명한다. 비공비 혼합냉매는 비등점이 다른 냉매를 2종류, 또는 2종류 이상 혼합한 냉매로, 제1도에 나타낸 바와 같은 특성을 갖는다. 제1도는 2종류의 냉매를 혼합한 비공비 혼합냉매의 특성을 나타내는 기체액체 평행선도이다. 횡축이 비등점이 낮은냉매의 조성비를, 종축이 온도를 나타낸다. 이 도면에서, 압력이 파라메터로서 이용된다. 조성비 X=0는 고비등점 냉매만을 나타내고 조성비 X=1.0은 저비등점 냉매만의 경우를 나타낸다. 혼합냉매에서는, 제1도와 같이, 포화액체선 및 포화증기선이 그 조성에 의해 결정된다. 포화액선에서 아래 영역은 과냉각상태를, 포화증기선에서 위영역은 과열상태를 나타낸다. 또한, 포화액체선 및 포화증기선으로 둘러싸인 부분은 액체와 증기의 2상 상태로 되어 있다. 제1도에서, X0는 냉동사이클 내에 봉입된 냉매의 조성을 나타낸다. 점1 내지 점4는 냉동사이클의 대표점을 나타낸다. 점1은 압축기 출구부; 점2는 응축기 출구부; 점3은 증발기 입구부; 점4는 압축기 입구부를 나타낸다.

냉동사이클 외부로의 유출에 관한 문제점, 냉동사이클 기동시등의 비정상 상태에 있어서 냉동사이클내에서 순환하는 냉매의 조성변동에 관한 문제점 및 냉동사이클의 운전제어에 관한 문제점에 대하여 아래에 설명한다.

밀폐형 에어콘이나 냉동기에서도, 냉동사이클 외부로의 냉매유출이 전혀 없지는 않다. 제1도에서 점A는 냉동사이클에서의 2상 부분의 상태를 나타내고, 여기에서 조성Xa1의 액과 조성 Xa2의 증기가 존재한다. 만일, 열교환기의 전열관 혹은 요소의 접속관 등 접속부로부터 외부로의 유출이 발생한 경우에, 액이 유출되면 조성 Xa1의 냉매가 유출되고, 증기가 유출되면 조성 Xa2의 냉매가 유출된다. 따라서, 냉동사이클 내에남는 냉매의 조성은 액이 유출되는가 혹은 증기가 유출되는가에 따라 다른다.

제2도는 외부로의 냉매유출에 의하여 발생하는 문제점의 설명도이다. 액이 유출되면, 남게된 혼합냉매는 저비등점 냉매의 효율이 큰 X1의 상태가 되고, 증기가 유출되면 고비등점 냉매의 비율이 큰 X2의 상태가된다. 제2도에서 X0는 초기에 봉입된 냉매의 조성이다. 조성비울이 X0인 상태와 X1인 상태를 같은 압력에서 비교하면, 조성비율이 X1인 상태에서의 온도가 더 낮다. 한편, 조성비율이 X0인 상태와 X2인 상태를 같은 압력에서 비교하면 조성비율이 X2인 상태쪽이 온도가 높아진다.

제3도는 저비등점 냉매조성비에 대한 냉동사이클의 일반적 특성을 나타낸 것이다. 설계조성 X0에 대하여 저비등점 냉매조성비 X가 커지면, 배출압력 및 흡입압력이 높아지고 이로써 능력은 커진다. 반대로, 설계조성 X0에 대하여 저비등점 냉매조성비 X가 작아지면, 배출압력 및 흡입압력이 낮아지고, 이로써 능력은 저하된다.

다음으로, 냉동사이클의 기동상태 등 같은 비정상 상태에 있어서의 문제점을 설명한다. 제4도는 냉동사이클의 구성을 나타낸다. 제4도에 있어서, 1은 압축기; 2는 사방밸브; 3은 열원측 열교환기; 4는 냉매감압장치; 5는 어큐물레이터; 그리고 6은 이용측 열교환기를 나타낸다. 냉매로써 비공비 혼합냉매가 봉입된다. 제4도에서, 냉매는 냉방운전시에는 실선의 화살표시 방향으로, 한편 난방운전시에는 파선의 호살표시 방향으로 순환한다. 제4도의 냉동사이클을 기동한 경우의 압력과 순환하는 냉매조성의 변화가 제5도에서 나타낸다. 냉동사이클이 기동되면 저압측 압력이 저하한다. 이 감압에 의하여 어큐물레이터 등에 남아있던 액냉매로부터 비등점이 낮은 냉매가 기화하게 하여, 순환냉매는 저비등점 냉매의 조성비가 커지는 상태가 된다.상술한 바와 같이, 저비등점 냉매의 조성비가 커지면, 배출압력 및 흡입압력 모두 높아지고, 배출압력이 상한치를 넘는 경우가 있을 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 비공비 혼합냉매를 작동매체로 사용하는 냉동사이클에서, 냉매가 외부로 유출되면, 유출부분에 따라서 냉동사이클 내부에 남겨진 냉매의 조성이 초기조성 즉 장치의 설계조성으로부터 변화한다. 또, 외부로의 유출이 없어도, 냉동사이클의 번정상 상태에서는, 냉동사이클 내부를 순환하는 냉매조성이 변동할 가능성이 있다.

냉동사이클 내부의 냉매조성이 변화하면 능력이 변화하기도 하고, 압력이나 온도가 달라지게 되는 등의 문제점이 생긴다. 그러므로, 냉동사이클은 적절하게 제어되어야만 한다.

종래, 비공비 혼합냉매를 작동매체로 한 냉동사이클의 제어에 관해서는 아래에 나타내는 기술이 있다.

특개평 1-256765에서는 유출에 의하여 냉동사이클 내부의 냉매조성이 변화하여도 냉동사이클을 구성하는 증발기 출구의 냉매과열을 항상 일정하게 하는 기술이 개시되어 있다. 특히, 본 기술에 대해서, 냉동사이클 내부를 순환하는 냉매의 조성은 냉동사이클의 고압액 부분의 압력, 온도의 측정치와 이미 기억된 비공비 혼합냉매의 온도, 압력특성을 비교 판단하여 판정된다. 이렇게 결정된 조성에 있어서, 냉매과열도는조성 변화전의 냉매 과열도로 항상 유지되는 기술이 제안되고 있다.

다음으로, 특개평 1-200153에서는, 냉동사이클을 구성하는 압축기가 회전속도 가변형의 압축기로, 압축기 배출부에 압력검출기구를 설치하여 배출부 압력이 일정치보다 상승하지 않도록 압축기 회전속도를 제어하는 기술이 기재되어 있다.

또, 단일 냉매를 사용하는 냉동사이클 제어법의 종래 기술로써, 예를 들면 실개소 47-27056호, 특개평 1-305272호 등이 있다. 이들 종래 기술에서는 압력을 일정하게 제어하는 방법이 나타나 있다.

상기와 같이, 비공비 혼합냉매를 봉입한 냉동사이클에서는, 냉동사이클로부터 외부로 유출된 경우 혹은 냉동사이클의 비정상 운전시에 냉동 사이클 내의 냉매조성이 변화할 가능성이 있다. 따라서, 냉동사이클의 제어에 관해서도 냉매조성에 따른 적절한 운전제어가 필요하다.

이것에 대하여, 상기 종래 기술에서는 냉동사이클의 증발기 출구의 냉매과열도는 냉매조성이 변화하여도 일정하게 제어되지만, 조성이 변화한 경우에 제어하려고 하는 특성은 조성에 따라 변화된다는 점에 대해서는 배려되지 않았다. 또, 압축기 회전속도에 따라 배출압력을 일정 값보다 높아지지 않도록 제어했지만, 조성에 따라 배출압력의 상한을 변경하는 등에 의해서, 조성에 따라 제어한다는 점에 대해서는 배려되지 않았다.

또한, 단일의 냉매를 사용하는 냉동사이클의 종래 제어법에 있어서도 물론 냉매의 조성은 고려되지 않았다.

본 발명의 목적은, 냉동사이클 내부의 냉매조성을 검출하여, 냉동사이클의 운전상태를 검출되는 조성에 따른 제어방법으로 제어를 행하고, 검출되는 조성에 따른 제어목표치로 냉동사이클의 운전상태를 제어하고, 조성이 변화한 경우에 조성의 변화에 따라 제어목표를 변경하고, 냉매조성이 변화한 경우에서도 안정된 운전이 가능한 냉동사이클을 얻는데에 있다.

본 발명에 따른 상기 목적을 달성하기 위하여, 냉동사이클은 압축기, 열원측 열교환기, 이용측 열교관기, 감압장치로 구성되고 비공비 혼합냉매가 작동매채로서 사용된다. 냉동사이클 내부의 비공비 혼합냉매의 조성을 검출하는 수단과; 냉동사이클의 운전상태 즉, 온도 압력등 제어 해야할 상태치를 검출하는 수단과; 그 검출수단으로 검출되는 조성, 온도, 압력 등을 입력하고, 신호변한 및 제어목표 등의 연산제어 등을 행하는 연산제어장치와; 압축기 및 냉매감압장치 등의 냉동사이클 구성요소를 구동하는 구동장치로 구성된다.

본 발명에 의하면, 냉동사이클 내부의 비공비 혼합냉매의 조성을 검출하는 수단으로부터의 신호는 연산제어장치에 입력되고, 검출된 조성에 적합한 제어법 및 제어목표가 결정되고, 그 제어법 및 제어목표에 근거하여, 압축기 및 냉매감압장치 등의 냉동사이클 구성요소를 구동하는 구동장치에 지령이 행해지도록 작용한다. 그 결과로, 외부에 냉매가 유출되어 냉동사이클 내부를 순환하는 냉매의 조성이 그 냉동사이클의설계조성으로부터 변화한 경우에도 안정된 운전이 가능해진다. 또, 냉동사이클의 비정상 운전상태에서 순환조성이 변동한 경우에도 성능, 신뢰성을 확보할 수가 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 특성은 첨부한 도면을 참조하여 설명된 다음의 상세한 설명으로부터더욱 명백해질 것이다. 그러나, 도면은 설면만을 위한 것으로 본 발명의 한계를 정하는 것으로 하진 않았다.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부도면을 참조하여 아래 설명될 것이다.

제6도는 한대의 실외기에 복수의 실내기를 접속하여 이루어지는 냉동사이클을 나타낸다. 제6도에서 참조번호 1은 압축기; 2는 사방밸브; 3은 실외 열교환기; 4는 실외 냉매제어밸브; 5는 어큐물레이터; 6은 액체바이패스용 냉매제어밸브; 10은 압축기 배출측에 설치된 압력센서; 11은 냉매 조성센서; 12는 압축기 흡입측에 석치된 압력센서이다. 냉매조성센서(11)는 정전용량형의 센서이다. 참조번호 13,14는 실내기와 실외기를 접속하는 배관,15는 냉매분류기이다.

또한, 참조번호 111, 112, 113은 실내 열교환기;112, 122, 123은 실내 냉매제어밸브; 131, 132, l33은 냉방시의 실내 열교환기 출구 냉매온도센서; 141, 142, l43은 냉방시의 실내 열교환기 입구 냉매온도센서;151,152,153은 실내공기 온도를 검출하는 온도센서이다. 또, 실내송풍기는 생략되어 있다.

다음으로, 냉동사이클 제어계에 대하여 설명한다. 먼저, 실외기측에서는 센서로부터의 신호를 변환하는 AD 변환기를 포함하고, 제어 프로그램 등이 기억되어 연산제어를 행하는 연산제어장치, 압축기의 회전속도를 제어하는 회전속도 제어장치, 제어밸브를 구동하는 구동장치 등으로 구성된다. 또한, 각 실내기측에서는, 센서로부터의 신호를 변환하는 AD 변환기, 제어 프램등이 기억되어 연산제어를 행하는 연산제어장치, 제어밸브를 구동하는 구동장치 및 리모트콘트롤러 등으로 구성된다. 또, 실외기측 연산제어장치와 실내기측의 연산제어 장치는 신호선으로 접속되어 있다. 압측기(l)의 배출측에 설치된 조성센서(11), 온도센서(9) 및 압력센서(10)로부터의 신호와 압축기 흡입측에 설치된 압력센서(12)로부터의 신호가 연산제어장치에 입력된다. 연산제어장치로부터 압축기 회전제어장치 및 제어밸브 구동회로에 신호가 출력되어, 압축기의 회전속도및 제어밸브 개도가 제어된다. 각 실내기측에서는, 냉방시의 냉매입구, 출구의 온도센서(131),(141)및 공기온도센서(151)로부터의 신호가 연산제어장치에 입력되어, 연산제어장치에 의하여 제어밸브(12l)가 제어된다. 또, 리모트콘트롤러와 연산제어부는 신호선으로 접속되어 있다.

냉방운전시에, 냉매는 실선의 화살표시 방향으로 순환하고, 실내열교환기가 증발기로 되어 냉방이 행해진다. 한편, 난방운전시에 냉매는 파선의 화살표시 방향으로 순환하고, 실내 열교환기가 응축기로 되어 난방이 행해진다.

다음으로, 제7도에 제어법의 실시예를 나타낸다. 제7도의 상부는 실외기, 하부는 실내기의 제어 블럭도를 나타낸다. 먼저, 냉방운전에 대하여 설명한다. 압축기(1)의 흡입압력은 압축기(1)의 회전속도로 제어된다. 압축기(1)의 흡입압력 제어목표치는 조성센서(11)에 의하여 검출되는 순환냉매의 조성에 의거하여 이미 기억된 프로그램에 의하여 결정된다. 제어연산부에서는 흡입압력센서(12)에 의하여 검출된 값과 제어목표치와의차이에 따라, 이미 기억된 제어프로그램에 의하여 압축기(1) 회전속도의 수정치가 연산되어, 그 값을 회전속도 제어장치에 보낸다. 압축기(l)는 회전속도 제어장치로부터 지령된 회전속도로 운전되고, 냉동사이클특성에 의하여 흡입출력이 결정된다. 예를 들면 제6도에서 실내기의 운전대수가 증가하면, 냉동사이클에 대해서 증발기가 커지기 때문에 흡입압력은 높아지고, 제어목표치 보다 높아진다. 이 흡입압력이 제어목표치보다 높아지면 압축기(1)의 회전속도가 상승하여 흡입압력이 저하되고, 목표치로 안정된다.

다음에, 배출압력의 제어목표치도 순환하는 냉매의 조성을 고려하여 결정되어, 실외 제어밸브(4)에 의하여 제어된다. 제어연산부에서는 배출압력 센서(10)에 의하여 검출된 값과 제어목표치와의 차이에 따라 이미기억된 제어프로그램에 의하여 실외 제어밸브(4)의 개도수정치가 연산되어 구동장치로 지려된다. 구동장치에 의하여 실외 제어밸브(4)가 작동하고, 냉동사이클의 특성에 의하여 배출압력이 정하여 진다. 예를 들면, 냉방운전 동안 실외공기 온도가 낮아지면, 배출압력이 저하한다. 배출압력이 제어목표 보다 저하하면, 실외제어밸브(4)의 개도가 작아져, 실외 열교환기(3)에 냉매가 남겨지고, 배출압력이 상승하여 목표치로 안정된다.

다음에, 배출가스 온도의 제어목표치도 순환하는 냉매의 조성을 고려하여 결정되고, 액체바이패스 제어밸브(6)에 의하여 제어된다. 제어연산부에서는 배출가스 온도센서(9)에 의하여 검출된 값과 제어목표치와의 값의 차이에 따라, 이미 기억된 제어프로그램에 의하여 액체바이패스 제어밸브(6)의 개도수정치가 연산되어 구동장치로 지령된다. 구동장치에 의하여 액체바이패스 제어밸브(6)가 작동하고, 냉동사이클의 특성에 따라 배출가스 온도가 결정된다. 예를 들어, 배출가스 온도가 상승하면, 액체바이패스 제어밸브(6)의 개도가 커지고, 액체바이패스량이 증대하여, 압축기(1)의 흡입측 온도가 저하되고, 배출온도도 저하된다.

다음으로, 각 실내기에서는 미로트콘트롤러부터의 실내공기 온도 설정치와 실내공기 온도센서(151)에 의해 검출되는 온도의 차이에 따라 이미 기억된 제어프로그램에 의해 실내 제어밸브(121)의 개도수정치가 연산되고, 구동장치로 지령된다. 구동장치에 의하여 실내 제어밸브(121)가 작동하고, 실내 열교환기(111)의 느이력이 변화하여, 실내공기 온도가 설정치로 안정된다.

제8도는 제어목표 연산부에 기억되는 혼합냉매 조성과 압력 및 온도의 설정치 관계의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 있어서는, 2종류의 냉매 혼합냉매에 대하여 설명하는 것으로, 저비등점 냉매는 HFC32이고, 고비등점 냉매는 HFC134a이다. 제8도의 횡축은 저비등점 냉매의 조성비 X이다. X0는 설계조성이다. 먼저, 흡입압력의 설정치에 대하여 서술한다. 냉매 사이클 외부로 액냉매가 유출된 경우, 혹은 냉매사이클의 비정상 상태에서 조성 X0에 대한 순환냉매 조성이 X2로 변화한 경우에는 상술한 바와 같이 압력이 높아진다. 따라서 제7도에서 나타낸 흡입압력제어법에 있어서, 냉매조성의 보정이 없으면, 압축기의 회전속도가 상승하고 냉매유량이 증대하여, 능력과대, 배출압력 상승을 초래한다. 그러므로, 흡입압력의 설정치를 제8도에 나타낸 바와 같이 저비등점 냉매의 조성비가 클수록 높게할 필요가 있다. 그러나, 이 설정치를 지나치게 높게하면, 압축기의 오버로드의 원인이 되므로, 제8도와 같이 어떤 X 이상에서는 설정치를 일정하게할 필요도 있다.

역으로, 조성 X0에 대하여 순환냉매 조성이 X1으로 변화한 경우, 상술한 바와 같이 압력이 낮아진다. 따라서, 제7도에 나타낸 흡입압력 제어법에 있어서, 냉매조성의 보정이 없으면, 압축기의 회전속도가 저하하고 냉매유량이 감소하여, 능력부족이 된다.

고비등점 냉매의 조성비율이 커지면, 제3도에 나타낸 바와 같이 능력이 감소하기 때문에 압축기 회전속도의 저하와 맞추어 능력은 더욱 저하된다. 그러므로 흡입압력의 설정치를 제8도에 나타낸 바와 같이 저비등점 냉매의 조성비가 작을수록 낮게할 필요가 있다. 여기서, 조성비와 흡입압력 설정치의 관계는 연속적이어도 좋고 혹은 제8도에 나타낸 것처럼 스탭식이어도 좋다.

다음으로, 압축기 배출가스 온도의 설정치에 대하여 설명한다. HFC32의 조성이 클수록 배출가스 온도를 높게하는 것이 바람직하다. 그러나 지나치게 높게하면, 압축기의 모터권선온도가 상승하여 신뢰성 저하의 원인 되기 때문에, 적정온도 이상이 되지 않도록 하는 것이 필요하다.

냉매 조성은 제7도에 관한 설명에서 운전중에 검출된다. 그 조성은 제어의 전체 흐름속에서 적정한 타이밍으로 검출된다. 예를 들어, 검출 정도를 높게하기 위해서, 냉매사이클 기동에서부터 일정히간 경과후의 검출치를 냉동사이클 내부의 냉매조성이라고 판정하면, 정확한 조성을 얻을 수가 있다. 또, 조성센서의 출력이 시간적으로 안정한 것임을 확인하여, 그 검출치를 냉동사이클내의 냉매조성이라고 판정하면, 정확한조성을 얻을 수가 있다. 또한, 냉동사이클이 정지된 상태에서 검출판정할 수도 있다. 그리고, 비정상 상태에서 검출정밀도를 올리기 위해서는, 압력 및 온도 등의 검출치 혹은 경과시간 등에 의하여 보정하면 좋다. 다음으로, 제8도에서 설계조성을 X0으로 표시하였지만, 이 X0는 미리 조성변환부에 기록시킬 수가 있다. 또한, 냉동사이클이 가동한 직후의 조성 즉, 초기조성을 기준조성으로 기억하고 그후, 검출되는 조성과의 비료로 조성변동으로 판정할 수도 있다.

다음으로, 제어연산부에 대하여 설명한다. 제어연산부에는 제어프로그램이 미리 기억되어 있다. 제어프로그램으로서는 PID 알고리즘 혹은 퍼지 제어법 등이 제안되나 특별히 그것에 한정되는 것은 아니다.

다음으로 제9도에는 그 이외의 다른 제어법의 실시예를 나타낸다. 제9도는 배출가스 온도의 제어목표치를 결정한 다음 배출압력센서(10)의 출력과 냉매조성센서(11)의 출력을 고려한 경우이다. 즉, 배출가스 온도의 출력을 고려한 경우이다. 즉, 배출가스 온도의 제어목표치는 배출압력의 함수로써 결정된다. 또, 압축기배출부의 냉매과열도를 제어하는 경우에는 배출가스 온도와 검출된 배출압력을 처음 연산되는 냉매포화온도와의 차이에 의하여 냉매과열도를 산출하는 반면, 냉매과열도 목표치는 냉매조성을 고려하여 결정되고, 두 과열도의 차이에 따라 액체바이패스 제어밸브(6)에 의하여 제어된다.

다음으로, 제10도에는 실내기측 제어법 이외의 다른 실시예를 나타낸다. 제10도는, 증발기로 되는 실내열교환기(111)의 냉매출구상태의 제어법에 관한 것이다. 제1l도는 냉매조성과 온도의 관계를 나타내고, 증발기 내부에서의 냉매온도 변화의 모습이 나타나 있다. 점 A가 실내열교환기(111)의 입구를 나타내고, 점B, C, D는 출구의 상태를 나타낸다. 점 B는 액체가 실내 열교환기(111)의 출구에 들어오는 습한상태로 되는 경우를 나타내고, 점 C는 포화상태를 나타내며, 점 D는 과열상태를 나타낸다. 따라서, 실내 열교환기9111)의 입구 및 출구의 냄매온도를 제6도의 온도센서(141),(131)에 의하여 검출하고, 양자의 온도차를 제어함으로써 실내 열교환기(111)의 출구상태를 습한 상태, 광려상태로 임의로 설정할 수가 있다. 실내 열교환기(1l1)의 입구, 출구의 냉매온도 제어목표가 제10도에 나타낸 바와 같이, 설정되면 순환하는 냉매의 조성을 고려하는 것이 바람직하다.

다음으로, 실외기측 제어법의 다른 실시예를 제12도에 나타낸다. 제12도에서 배출압력은 실외 송풍기(8)의 회전속도에 의하여 제어된다. 배출압력이 저하하면, 실외의 송풍기(8)의 회전속도가 감소하여, 배출압력의 저하가 방지된다. 이 경우에도 배출압력의 제어목표치가 결정되면 냉매의 조성을 고려하는 것이 바람직히다. 실외 송풍기(8)의 회전속도는 연속적이어도 가능하며 단계식이어도 가능하다. 또, 제12도 하단은 배출가스 온도제어의 다른 실시예를 나타내고, 액체 바이패스 제어밸브(6) 대신에 개폐밸브를 사용할 수도 있다.

다음으로, 제13도에 한대의 실외기에 복수의 실내기가 접속된 냉동사이클의 다른 예를 나타낸다. 제13도에서 구성요소 번호중, 제6도와 같은 번호의 것은 같은 요소를 나타낸다. 단,161, 162, 163은 실내 열교환기의 전열관 온도를 검출하는 온도센서이다. 냉매는 냉방운전시에는 실선의 화살 표시 방향으로, 또, 난방운전시에는 파선의 화살표시 방향으로 순환한다.

다음으로, 제l4도는 제어블럭도를 나타낸다. 이하, 제13도, 제14도를 이용하여 난방운전에 있어서의 제어법을 설명한다.

먼저, 압축기(1)의 배출압력은 압축기(1)의 회전속도로 제어된다. 제어목표는 냉매순환 조성에 따라 결정되고, 제어연산부에서 배출압력센서(10)로 검출된 압력과의 차이를 이미 기억된 제어프로그램에 의하여 압축기(1)의 회전속도가 연산되어, 회전속도 제어장치로 지령되고, 회전속도 제어장치 출력으로 압축기(1)가 운전된다.

다음으로, 배출가스 온도의 제어목표치도 순환하는 냉매의 조성을 고려하여 결정되고, 실외 제어밸브(4)에 의하여 제어된다. 제어연산부에서는 배출가스 온도센서(9)에 의하여 검출된 값과 제어목표치와의 차이에 따라 이미 기억된 제어프로그램에 의하여 실외 제어밸브(4)의 개도수정치가 연산되어 구동장치로 지령된다. 구동장치에 의하여 실외 제어밸브(4)가 작동하고, 냉동사이클의 특성에 따라 배출가스온도가 결정된다.

다음으로, 각 실내기에서는 리모트콘트롤러로부터의 실내공기 온도설정치와 실내공기 온도센서(15l)로 검출되는 온도의 차이에 따라 이미 기억된 제어프로그램에 의하여 실내 제어밸브(121)의 개도수정치가 연산되어 구동장치로 지령된다. 구동장치에 의하여 실내 제어밸브(12l)가 작동하고 실내난방 부하 상태에 알맞는 난방이 행해지고 실내공기 온도가 설정치로 안정된다.

다음으로, 제15도는 실내 제어밸브(121) 제어법의 다른 실시예를 나타낸다. 실내 열교환기의 냉매포화 온도는 온도센서(161)에 의해 검출되고, 실내 열교환기 출구 온도는 온도센서(141)에 의해 검출된다. 과냉각도는 양 온도차이로부터 연산되고, 과냉각도의 제어목표치는 냉매순환 조성에 따라 제어목표 연산부에서 결정된다. 제어연산부는 과냉각도 연산치와 제어목표치와의 차이에 따라, 이미 기억된 제어프로그램에 의하여 실내 제어밸브(12l)의 개도수정치가 연산되어, 구동장치로 지령된다. 이 실시예에서, 냉매의 포화온도를 실내 열교환기의 온도로부터 결정되었지만, 압력센서를 이용하여 압력으로부터 포화온도를 구할 수도 있다.

상기 기술에서, 주로 정상상태에 있어서의 피이드백 제어법에 대하여 설명했다. 이하에서는 비정상 운전시의 제어실시예에 대하여 설명한다. 먼저, 제16도는 기동시 압력의 시간적 변동 패턴을 나타낸다. 배출압력은 기동후 상승하여 오버슈트 후 정상압력으로 안정된다. 한편 흡입압력은 기동후 저하하여 언더슈트후 정상압력으로 안정된다. 여기서, 제16도에 나타낸 바와 같이 순환하는 냉매의 조성이 저비등점 냉매의 조성이 크면 배출압력의 오버슈트가 커지게될 가능성이 있다.

순환하는 냉매가 저비등점 냉매 조성비가 큰 상태는 외부로 액체부분의 냉매가 유출된 경우에 생기고, 또, 기동시의 저압측 압력이 저하할 때의 저비등점 냉매의 기화에 의해서도 발생한다. 따라서, 기동시 같은 비정상 운전시의 제어에도 냉매조성을 고려하는 것이 필요하다.

이하, 제13도의 냉동사이클 제어법에 대하여 설명한다.

제17도는 압축기 회전속도의 기동에 관한 실시예이다. 기동지령에따른 압축기(1)의 회전속도를 서서히 상승시키는데 일정 회전속도에서 일정 회전속도까지 제17도에 나타낸 △N/△T의 속도로 상승하고, 전체적으로는 제17도와 같이, 경과시간 T₁을 걸쳐 No까지 상승시킨다. 제18도는 회전속도 상승속도와 냉매조성과의 관계 실시예이고, 저비등점 냉매의 조성이 크면 회전속도 기동을 완만하게 하는 것이 필요하다. 이렇게함으로써 제16도에 나타난 기동시 배출압력의 이상상승을 방지할 수 있다. 여기서, 회전속도 기동속도와 냉매조성의 관계는 연속적이어도 좋고 제18도에 나타난 바와 같이 스탭식이어도 좋다.

다음으로 제19도는 제어밸브의 초기설정치 설계도이다. 제19도에 나타낸 바와 같이, 제어밸브는 기동과 함께 어느 초기개도로 설정되고, 일정시간 경과후에 피이드백 제어로 이행한다. 피이드백 제어로 이행하기까지 제어밸브 개폐를 연속적으로 변화시켜도 좋다. 피이드백 제어로 이행하기 까지의 제어밸브 개도를 초기개도로 하고, 초기개도는 냉매 조성에 따라 변화되는 것이 필요하다.

제20도에는 냉매조성과 초기개도의 실시예가 나타나 있다. 저비등점 냉매조성비율이 클수록, 초기개도를 작게할 필요가 있다. 단, 저비등점 냉매조성이 크거나, 작은 영역에서는, 제20도에 나타낸 바와 같이 상한, 하한을 각각 설정하여도 좋다. 또, 초기개도와 냉매조성의 관계는 연속적이어도 좋고 제20도에 나타낸 바와 같이 스탭식이어도 좋다.

이상은, 한대의 실외기에 복수개의 실내기가 접속되는 냉동사이클에 대하여 설명했는데, 제21도에 나타낸 한대의 실내기가 접속되는 양태의 냉동사이클에 대해서도, 제20도까지 설명한 복수의 실내기가 접속되는 냉동사이클에 대해서 서술한 베어법의 적용이 가능하다. 제21도와 제6도에서 같은 번호를 붙힌 요소는 같은 구성요소를 나타낸다. 또, 20은 고온가스의 바이패스용 개폐밸브, 21은 액체바이패스용 개폐밸브이고, 101은 실내 열교환기, 102는 실내 송풍기, 103은 실내 제어밸브, 104는 실내 공기온도센서이다. 압축기(1)는회전속도가 제어되는 압축기이다. 제어계는 실외기측에서 신호변환 및 연산을 행하는 연산제어장치, 압축기 회전속도 제어장치 등으로 구성된다. 또, 실내기측에 대해서도, 신호변환 및 연산을 행하는 연산 제어장치,실내 제어밸브(103)용의 구동장치 리모트콘트롤러 등으로 구성된다. 제21도에서, 냉매는 냉방운전시에는 실선의 화살표시 방향으로 난방운전시에는 파선의 화살표시 방향으로 순환한다.

다음으로 제22도는 한대의 실내기가 접속되는 냉방사이클의 다른 모습을 나타낸다.

제22도와 제6도에서 같은 번호를 붙힌 요소는, 같은 구성요소를 나타낸다. 제22도에서 참조번호 22 및 106은 모세관, 23, 106은 체크밸브이다. 여기서 압축기(1)는 상용전원으로 구동되는 압축기이다. 제어계에 대해서는 실외기측에 신호변환 및 연산을 행하는 연산제어장치, 전자개폐기인 압축기 구동회로, 실외기용 송풍기(8)용의 회전속도 제어장치 등으로 구성된다. 또, 실내기측에 대해서도, 신호변환, 연산을 행하는 연산제어장치, 리모트콘트롤러 등으로 구성된다. 제22도에서, 냉매는 냉방운전시에는 실선의 화살표시 방향으로 난방운전시에는 파선의 화살표시 방향으로 순환한다. 압축기가 상용전원으로 구동되는 제22도의 냉동사이클제어에서 중요한 점은 혼합냉매의 조성중에서 지비등점 냉매조성비가 커진 경우에 배출압력이 상승하는 것에 대해서 배려하는 것이다.

제23도는 냉동사이클이 기동되고 나서부터의 제어 플로우챠트를 나타낸다. 리모트콘트롤러로부터 기동의 지령이 연산제어장치로 부여되면 실외 송풍기(8), 실내 송풍기(102), 압축기(1)가 기동된다. 그후 냉매조성판정이 행해지고 저비등점 냉매의 조성이 큰 경우에는 고온가스 바이패스용 개폐밸브(20)가 열리고 압축기로부터 배출된 냉매의 일부가 흡입측으로 되돌아가 배출압력의 이상 상승이 방지된다. 비정상 상태에만 저비등점 냉매의 조성이 큰 경우에는, 냉매조성이 설계조성에서 안정하면 고온가스 바이패스용 개폐밸브는 닫혀진다. 그러나 액냉매가 외부로 유출되어 정상적으로도 저비등점 냉매의 조성이 큰 경우에는 고온가스 바이패스용 개폐밸브(20)를 열려진채로 하는 것도 필요하다. 단, 이 상태 그대로에서는 압축기(1)의 배출가스온도, 모터 권선온도가 높아지기 때문에 액채바이패스 개폐밸브(21)를 열어 고압액의 일부를 흡입측으로 되돌리고, 냉각할 필요가 있다. 제23도에서는 냉매조성의 검출 및 판정이 송풍기, 압축기의 기동후에 실시되는데 기동전에 냉매조성의 검출 및 판정을 실시하여도 좋다.

이상, 비공비 혼합냉매를 사용한 냉동사이클의 제어법에 대하여 설명했는데, 다음으로는 혼합냉매의 조성을 검출하는 정전용량센서(1l) 구조의 일례에 대하여 설명한다.

제24도는, 제6도에 나타낸 정전용량 센서형의 조성센서(1l) 실시예의 단면도이다. 제24도에 있어서, 53은 외관전극, 54는 내관전극이고, 이들 둘은 중공관이다. 상기 내관전극(54)은 의관전극(53)의 중앙부에 내관전극(54)을 고정할 수 있도록 그 양끝이 원형의 홈을 설치한 외관전극(53)의 내경정도 크기의 스토퍼(55a),(55b)에 의해 고정되고, 상기 스토퍼(55a),(55b)는 외경이 외관전극(53)의 내경정도 크기의 냉매도입관(59)에 의해 고정되고, 상기 냉매도입관(59)은 상기 외관전극(53)에 고정된다. 이렇게 함으로써 상기 내관전극(54)은 외관전극(53)의 중앙부에 고정된다. 상기 외관전극(53) 및 내관전극(54)에는 정전용량치를 검출하기 위해서, 외관전극신호선(56) 및 내관전극 신호선(57)이 접속되어 있다. 또, 내관전극신호선(57)의 외측에는 상기 내관전극 신호선(57)을 외관전극(53)의 외측으로 이끄리고 동시에, 내부의 냉매를 외부로 달아나지 못하도록 하기 위한 신호선 도출관(58)(예를 들면, 밀봉단자)가 설치되어 있다. 또한, 상기 스토퍼(55a),(55b)에는 내부를 유통하는 혼합냉매의 흐름을 저해하지 않도록 중앙부에 내관전극(54) 내경 이하의 관통로와, 내관전극(54)과 외관전극(53)과의 사이에 위치하는 장소에 냉매의 유통로가 적어도 하나 이상 설치되어 있다.

다음으로 상기 정전용량 센서형의 조성센서(11)를 사용하여 혼합냉매의 조성을 검출하는 방법에 대하여 설명한다. 제26도는 상기 정전용량센서를 사용한 경우의 냉매조성과 정전용량치의 관계를 나타내고 있다. 본 도면은 혼합냉매로써 고비등점 냉매를 HFC134a로 하고, 저비등점 냉매를 HFC32로 하여 제24도에 나타낸 조성센서 내부에 가스로 봉입한 경우와 액으로 봉입한 경우에 대해서 측정한 값이다. 횡축은 HFC32의 조성비율을, 종축은 조성센서(11)의 출력인 정전용량치를 나타낸다. 제25도에서, 각각의 냉매가스와 액의 정전용량치를 비교하면, 액냉매쪽이 큰 값을 나타내고, 특히 HFC134a쪽은 가스와 액의 정전용량치의 차이가 크다. 이것은 냉매의 건조도가 변화하면 정전용량치가 변화한다는 것을 나타낸다. 한편, HFC134a와 HFC32의 정전용량치를 비교하면 액체 및 가스의 양쪽 무두에 대해 HFC32쪽이 정전용량치가 큰 값을 나타내고 있다. 이것은 조성센서(11)에 가스 내지는 액냉매만이 존재하고 냉매조성이 변화하면 정전용량치가 변화한다는 것을 나타낸다. 단, 조성센서(11) 내부가 기체 및 액체 2상 상태로 되면, 전자의 특성으로부터 혼합냉매의 조성 이외에 냉매의 건조도에 의한 정전용량치의 변화가 일어나기 때문에, 조성검출을 실행하는 것이 불가능하게 된다. 그러므로, 조성센서(11)를 사용하여 혼합냉매의 조성을 검출하는 경우는, 냉동사이클 속에서 항상 가스냉매 또는 액냉매인 부분에 조정센서(11)를 위치시킬 필요가 있다. 본 발명의 실시예에서는 냉동사이클의 압축기 출구에 조성센서(l1)를 설치하였지만, 냉동사이클의 구성상, 항상가스 혹은 액으로 되는부분에 설치하면 된다. 또한, 본 발명을 실시하는데 있어서의 조성검출 수단은 정전용량형 이외의 방식이라도 좋다.

다음으로, 본 발명의 제2형태에 관한 실시예를 설명한다. 제26도는 압축기가 상용전원으로 구동되는 냉동사이클을 나타내고, 여기에서 냉매로 비공비 혼합냉매를 사용한다. 제26도와 제2l도에서 같은 번호의 요소는 같은 요소를 나타낸다. 냉매는 냉방운전시에는 실선의 화살표시 방향으로 난방운전시에는 파선의 화살표시 방향으로 흐른다. 제27도는 비공비 혼합냉매의 저비등점 냉매의 조성비와 능력의 관계를 나타내고, 파라미터가 압축기 회전속도이다. 제27도로부터 같은 냉매조성비에서는 압축기의 회전속도가 클수록 능력도 크다. 일본국내에서는 상용전원 주파수가 50Hz의 지역, 60Hz의 지역이 있다. 따라서, 같은 냉동사이클에서는 50Hz 지역쪽이 능력이 작다. 그러므로 50Hz 지역에서는 저비등점 냉매의 조성을 크게하고 60Hz 지역에서는 저비등점 냉매의 조성을 작게하면 전원주파수에 상관없이 같은 능력을 갖게할 수가 있다.

봉입 냉매의 조성비를 변화시키기 위해서, 먼저 고비증점의 냉매, 예를 들면 HFC134a를 봄베로부터 소정량을 먼저넣고, 그후 저비등점의 냉매, 예를 들면 HFC32를 소정량 봉입하면 좋다.

본 발명에 의하면, 냉동사이클 내부를 순환하는 냉매의 조성이 검출 및 판정되고, 검출된 조성에 알맞은 제어가 행해지기 때문에, 외부로의 냉매유출 혹은 냉매봉입에 따른 조성의 흩어짐이 원인으로, 냉동사이클내부를 순환하는 냉매의 조성이 그 냉동사이클의 설계 조성으로부터 변화한 경우에도 안정된 운전이 가능해진다. 또, 냉동사이클의 비정상 운전상태에서 순환조성이 변동한 경우에도 성능, 신뢰성이 높은 운전이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제2형태에 의하면, 상용 전원의 주파수에 의하지 않고 같은 능력올 같게할 수가 있는데 특히 상용 전원주파수가 50Hz 지역에서는 난방능력이 증대하기 때문에 쾌적성 향상 및 전력감소화가 가능해진다.

본 발명의 많은 다른 실시예가 본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고 구성될 수 있다. 본 발명은 본상세한 설명에 기술된 특정실시예에 한정되지 않는 것이 이해될 것이다. 반대로, 본 발명은 특허청구 범위의 정신 및 영역내에 포함된 여러 변형 및 구성을 포함할 수 있다. 다음 청구범위는 가장 넓게 해석되어, 모든 변형 및 구성을 포함한다.

Claims

압축기; 열원측 열교환기; 이용측 열교환기; 냉매감압장치 및 제어장치로 구성되어 냉매로 비공비 혼합냉매를 사용한 냉매사이클에 있어서, 비공비 혼합냉매의 조성을 검출하는 검출수단과; 상기 압축기 및 냉매감압장치를 제어하고 온도 및 압력등의 상태를 인식하는 수단을 포함하는 제어장치를 구비하고, 상기 검출수단에 의하여 검출된 비공비 혼합냉매 조성의 검출치에 따라 상기 제어장치에 의하여 냉동사이클의 운전 및 제어를 싱행하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 검출수단에 의해 검출된 값에 대응하는 제어목표치에 따라 냉매사이클을 운전 및 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 검출치가 변화했다고 판단될때 상기 제어장치의 제어목표치를변화시키는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 제어장치는 제어 액츄에이터로서의 상기 압축기 및 상기 냉매감압장치등에 대한 소정고정치를 상기 검출수단에 의하여 검출된 비공비 혼합냉매의 조성의 검출치에 대응하는 값으로 설정함으로써 냉동사이클을 운전 및 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 제어장치는 냉동사이클에 봉입되는 비공비 혼합냉매의 설계조성을 미리 기억하고, 상기 제어장치는 상기 검출수단에 의하여 겸출된 비공비 혼합냉매 조성의 검출치가 상기 초기의 조성에 대하여 변화하였다고 판단될때에 상기 제어장치의 제어목표치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 검출수단은 냉동사이클에 봉입되는 비공비 혼합냉매의 최초 조성을 검출하고 상기 제어장치는 상기 최초 조성을 기억하여 상기 검출수단에 의하여 검출된 비공비 혼합냉매 조성의 검출치가 상기 최초 조성에 대하여 변화하였다고 판단될때에 상기 제어장치의 제어목표치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 제어장치는 냉동사이클에 봉입되는 비공비 혼합냉매의 상기 설계조성을 미리 기억하고, 상기 제어장치는 냉동사이클 가동후에 상기 검출수단에 의하여 검출된 비공비 혼합냉매 조성의 검출치와 상기 설계조성을 비교함으로써 냉동사이클을 운전 및 제어하여, 제어 액츄에이터로서의 상기 압축기 및 상기 냉매감압장치등에 대한 소정의 고정치를 결정하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 검출수단은 냉동사이클에 봉입되는 비공비 혼합냉매 조성의 최초 조성을 검출하고, 상기 제어장치는 상기 검출된 조성을 기억하고 냉동사이클 가동후에 상기 검출수단에 의하여 검출된 비공비 혼합냉매 조성의 상기 검출치와 상기 설계조성을 비교함으로서 냉동사이클을 운전 및 제어하여, 양조성의 차이에 따라 제어 액츄에이터로서의 상기 압축기 및 냉매감압장치등에 대한 소정의 고정치를 결정하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제2항에 있어서, 상기 제어목표치는 상기 냉동사이클의 압력인 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제2항에 있어서, 상기 제어목표치는 상기 냉동사이클의 온도인 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 이용측 열교환기, 냉매감압장치 등으로 구성된 복수의 이용측 장치는 압축기, 열원측 열교환기, 냉매 감압장치 등으로 형성된 상기 열원측 장치에 접속되고, 비공비 혼합냉매가 작동매체로 사용되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 검출수단은 정전형 용량센서인 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제1항에 있어서, 상기 검출수단은 정전형 용량센서이고, 상기 정전현 용량센서는 상기 냉동사이클의 가스용매 유체부에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
회전속도 가변압축기; 열원측 열교환기; 이용측 열교환기; 그리고 냉매감압장치로 형성되고, 비공비 혼합냉매를 작동매체로서 이용한 냉동사이클에 있어서, 상기 비공비 혼합냉매의 조성을 검출하는 검출수단; 상기 회전속도 가변압축기, 상기 냉매감압장치 등을 제어하는 제어장치; 그리고 상기 압축기의 회전속도를 제어하는 장치를 구성하고, 상기 회전속도 가변압축기가 기동하는 때의 회전속도의 기동속도는 상기 냉매조성 검출수단이 의해 검출된 비공비 혼합용매 조성의 검출치에 대흥하는 값으로 설정되고, 상기 냉동사이클은 상기 제어장치에 의해 운전 및 제어되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
회전속도 가변압축기; 열원측 열교환기; 이용측 열교환기; 그리고 가변저항 냉매감압장치로 형성되고, 비공비 혼합냉매를 작동매체로서 이용한 냉동사이클에 있어서, 비공비 혼합냉매의 조성을 검출하는 검출수단; 그리고 상기 회전속도 가변압축기, 상기 가변저항 냉매감압장치 등을 제어하는 제어장치를 구성하고, 상기 냉매감압장치의 소정 저항치는 상기 냉매 조성검출수단에 의해 검출된 비공비 혼합냉매의 조성의상기 검출치에 대응하는 값으로 설정되고, 상기 냉동사이클은 상기 제어장치에 의해 운전 및 제어되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
압축기; 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와 냉각팬이 장치된 열원측 열교환기; 이동측 열교환기; 그리고 가변저항 냉매감압장치로 형성되고, 비공비 혼합냉매를 작동매체로 이용하는 냉동사이클에 있어서, 비공비 혼합냉매의 조성을 검출하는 검출수단; 그리고 상기 압축기, 상기 냉매감압장치 등을 제어하는 제어장치를 구성하고, 상기 제어장치는 상기 검출수단에 의해 검출된 비공비 혼합냉매의 조성의 상기 검출치에따라서 상기 압축기의 회전속도, 상기 제어밸브의 개도, 그리고 상개 냉각팬의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제16항에 있어서, 상기 제어밸브는 액채 바이패스 제어밸브와 고온가스 바이패스 개폐밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.