JP2007322095A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
冷凍サイクル装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007322095A JP2007322095A JP2006155071A JP2006155071A JP2007322095A JP 2007322095 A JP2007322095 A JP 2007322095A JP 2006155071 A JP2006155071 A JP 2006155071A JP 2006155071 A JP2006155071 A JP 2006155071A JP 2007322095 A JP2007322095 A JP 2007322095A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- refrigeration cycle
- detection means
- temperature
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
【解決手段】冷凍サイクル装置100は、膨張機一体型圧縮機120、放熱器108、蒸発器110、電流センサ122、第1温度センサ124、第2温度センサ126およびコントローラ104,106を備えている。膨張機一体型圧縮機100は、吸入容積可変機構128を含み、膨張機構40における冷媒の膨張比が可変である。第1コントローラ104は、電動機12の電流値、蒸発器108における冷媒の蒸発温度および電動機12の回転数に基づいて、冷凍サイクルの高圧を推定する。第2コントローラ106は、第1コントローラ104より与えられる冷凍サイクルの高圧に基づいて、膨張機構40の吸入容積を変更する制御を行う。
【選択図】図1
Description
冷媒を圧縮する圧縮機構、圧縮機構に動力を与える電動機、冷媒を膨張させる吸入容積可変型の膨張機構、および圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトを有する膨張機一体型圧縮機と、
冷媒を冷却する放熱器と、
冷媒を蒸発させる蒸発器と、
電動機に流れる電流である電動機電流を検出する電流検出手段と、
蒸発器における冷媒の蒸発温度を検出する第1温度検出手段と、
電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
放熱器の出口における冷媒の温度を検出する第2温度検出手段と、
電流検出手段、第1温度検出手段、回転数検出手段および第2温度検出手段による検出結果に基づき、膨張機構の吸入容積を変更する制御を行う制御手段と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
冷媒を圧縮する圧縮機構、圧縮機構に動力を与える電動機、冷媒を膨張させる膨張機構、および圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトを含む膨張機一体型圧縮機と、
冷媒を冷却する放熱器と、
冷媒を蒸発させる蒸発器と、
膨張機一体型圧縮機、放熱器および蒸発器を接続し、それらの要素とともに冷媒が循環する主循環回路を構成する主配管と、
放熱器と膨張機構との間で主循環回路から分岐し、膨張機構と蒸発器との間で主循環回路に合流する副回路を構成する副配管と、
膨張機構に対して並列となるように副回路上に配置された膨張弁と、
電動機に流れる電流である電動機電流を検出する電流検出手段と、
蒸発器における冷媒の蒸発温度を検出する第1温度検出手段と、
電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
放熱器の出口における冷媒の温度を検出する第2温度検出手段と、
電流検出手段、第1温度検出手段、回転数検出手段および第2温度検出手段による検出結果に基づき、膨張弁の開度を制御する制御手段と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
図1は、本発明に係る冷凍サイクル装置を示すブロック図である。冷凍サイクル装置100は、膨張機一体型圧縮機120、放熱器108および蒸発器110を備えている。膨張機一体型圧縮機120、放熱器108および蒸発器110が主配管103で接続されることにより冷媒回路が形成されている。膨張機一体型圧縮機120は、冷媒を圧縮する圧縮機構20、圧縮機構20に動力を与える電動機12、冷媒を膨張させる膨張機構40、および圧縮機構20と膨張機構40を一体に連結するシャフト13を備えている。膨張機構40は、作動流体(以下、冷媒に代表させる)が膨張する際の膨張力をトルクに変換してシャフト13に与え、電動機12によるシャフト13の回転駆動をアシストする。すなわち、冷媒の膨張エネルギーを膨張機構40にて回収し、圧縮機構20を駆動する電動機12の動力に重畳する仕組みになっている。
図3に示すのは、図1に示す膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。膨張機一体型圧縮機120は、密閉容器11と、その内部の上側に配置されたスクロール式の圧縮機構20と、下側に配置された2段ロータリ式の膨張機構40と、圧縮機構20と膨張機構40との間に配置された電動機12と、それら圧縮機構20、膨張機構40および電動機12を連結するシャフト13とを備えている。
図1に示すように、インバータ102により駆動される電動機12とシャフト13で結合された圧縮機構20により冷媒が圧縮される。圧縮された高圧の冷媒は放熱器108で冷却され、膨張機構40を通過する。このとき冷媒は膨張機構40内で膨張して低圧となり、蒸発器110内で外部より吸熱して気化した後、再び圧縮機構20へ戻る。
圧力推定手段としての第1コントローラ104は、電流センサ122が検出する電流値、第1温度センサ124が検出する蒸発温度およびインバータ102から取得する電動機12の回転数に基づいて、冷凍サイクルの高圧を推定する。冷凍サイクルの高圧を推定する演算は、下記原理(i)(ii)を利用するものである。この手法によれば、圧力センサを用いなくとも、冷凍サイクルの高圧を正確に推定することが可能である。こうして求めた高圧を用いれば、冷凍サイクル効率の最大化を高精度で行えるようになる。
(ii)膨張機トルクTexpが、冷凍サイクルの高圧および低圧と、電動機12の回転数とに応じて定まること。
Tmot=Tcomp−Texp ・・・(式1)
Tmot=Kt×Icomp ・・・(式2)
Texp=k/(k−1)×Ps×Vexp×{(Pd/Ps)(k-1)/k−1}/(2πf) ・・・(式3)
Tcomp=k/(k−1)×Ps×Vcomp×{(Pd/Ps)(k-1)/k−1}/(2πf) ・・・(式4)
冷凍サイクルの高圧を推定し、冷凍サイクル効率を最大化する制御は、容積可変機構を有さない膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクル装置にも採用できる。
13 シャフト
20 圧縮機構
40 膨張機構
100,101 冷凍サイクル装置
102 インバータ(回転数検出手段)
103 主配管
104 第1コントローラ(圧力推定手段)
106 第2コントローラ(制御手段)
108 放熱器
110 蒸発器
120,131 膨張機一体型圧縮機
122 電流センサ(電流検出手段)
124 第1温度センサ(第1温度検出手段)
126 第2温度センサ(第2温度検出手段)
128 容積可変機構
130 副配管
132 膨張弁
Claims (5)
- 冷媒を圧縮する圧縮機構、前記圧縮機構に動力を与える電動機、前記冷媒を膨張させる吸入容積可変型の膨張機構、および前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトを有する膨張機一体型圧縮機と、
前記冷媒を冷却する放熱器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記電動機に流れる電流である電動機電流を検出する電流検出手段と、
前記蒸発器における前記冷媒の蒸発温度を検出する第1温度検出手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記放熱器の出口における前記冷媒の温度を検出する第2温度検出手段と、
前記電流検出手段、前記第1温度検出手段、前記回転数検出手段および前記第2温度検出手段による検出結果に基づいて、前記膨張機構の吸入容積を変更する制御を行う制御手段と、
を備えた、冷凍サイクル装置。 - 前記電流検出手段、前記第1温度検出手段、前記回転数検出手段および前記第2温度検出手段による検出結果に基づいて、冷凍サイクルの高圧を推定する圧力推定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力推定手段による推定圧力値が冷凍サイクル効率を最大にする最適圧力値に近づくように、前記膨張機構の吸入容積を変更する制御を行う、請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧力推定手段は、前記冷媒の膨張力によって前記シャフトに加わるトルク(Texp)が、前記圧縮機構に加わるトルク(Tcomp)から前記電動機が前記シャフトに加えるトルク(Tmot)を減じた値に等しく、かつ、冷凍サイクルの高圧および低圧と、前記回転数とに応じて定まることを利用した演算により、冷凍サイクルの高圧を推定する、請求項2記載の冷凍サイクル装置。
- 冷媒を圧縮する圧縮機構、前記圧縮機構に動力を与える電動機、前記冷媒を膨張させる膨張機構、および前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトを含む膨張機一体型圧縮機と、
前記冷媒を冷却する放熱器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記膨張機一体型圧縮機、前記放熱器および前記蒸発器を接続し、それらの要素とともに前記冷媒が循環する主循環回路を構成する主配管と、
前記放熱器と前記膨張機構との間で前記主循環回路から分岐し、前記膨張機構と前記蒸発器との間で前記主循環回路に合流する副回路を構成する副配管と、
前記膨張機構に対して並列となるように前記副回路上に配置された膨張弁と、
前記電動機に流れる電流である電動機電流を検出する電流検出手段と、
前記蒸発器における前記冷媒の蒸発温度を検出する第1温度検出手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記放熱器の出口における前記冷媒の温度を検出する第2温度検出手段と、
前記電流検出手段、前記第1温度検出手段、前記回転数検出手段および前記第2温度検出手段による検出結果に基づいて、前記膨張弁の開度を制御する制御手段と、
を備えた、冷凍サイクル装置。 - 前記電流検出手段、前記第1温度検出手段、前記回転数検出手段および前記第2温度検出手段による検出結果に基づいて、冷凍サイクルの高圧を推定する圧力推定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力推定手段による推定圧力値が冷凍サイクル効率を最大にする最適圧力値に近づくように、前記膨張弁の開度を制御する、請求項4記載の冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006155071A JP4817972B2 (ja) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | 冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006155071A JP4817972B2 (ja) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007322095A true JP2007322095A (ja) | 2007-12-13 |
JP4817972B2 JP4817972B2 (ja) | 2011-11-16 |
Family
ID=38855070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006155071A Expired - Fee Related JP4817972B2 (ja) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | 冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4817972B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8613193B2 (en) | 2011-03-25 | 2013-12-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Vehicle waste heat recovery device |
CN110762912A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | 运行控制方法、压缩空气换热***以及存储介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0191851U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-16 | ||
JP2000234814A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 蒸気圧縮式冷凍装置 |
JP2003013863A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Toyota Industries Corp | 容量可変型圧縮機の容量制御装置 |
JP2004003692A (ja) * | 2002-05-30 | 2004-01-08 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
JP2004108683A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍空調装置及び冷凍空調装置の運転方法 |
WO2005103584A1 (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ヒートポンプ装置 |
-
2006
- 2006-06-02 JP JP2006155071A patent/JP4817972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0191851U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-16 | ||
JP2000234814A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 蒸気圧縮式冷凍装置 |
JP2003013863A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Toyota Industries Corp | 容量可変型圧縮機の容量制御装置 |
JP2004003692A (ja) * | 2002-05-30 | 2004-01-08 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
JP2004108683A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍空調装置及び冷凍空調装置の運転方法 |
WO2005103584A1 (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ヒートポンプ装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8613193B2 (en) | 2011-03-25 | 2013-12-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Vehicle waste heat recovery device |
CN110762912A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | 运行控制方法、压缩空气换热***以及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4817972B2 (ja) | 2011-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110138831A1 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
JP4493531B2 (ja) | 膨張機付き流体ポンプおよびそれを用いたランキンサイクル | |
JP2008106738A (ja) | ロータリ圧縮機およびヒートポンプシステム | |
JP6000452B2 (ja) | ヒートポンプ装置 | |
KR101280155B1 (ko) | 히트 펌프 장치, 2단 압축기 및 히트 펌프 장치의 운전 방법 | |
US20120151948A1 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
JP4118291B2 (ja) | 容量可変圧縮機及びその起動運転方法 | |
JP2008038877A (ja) | スクリュー圧縮機 | |
JP5036593B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
WO2011148453A1 (ja) | 二段回転式圧縮機及びヒートポンプ装置 | |
JP2000241033A (ja) | 蒸気圧縮式冷凍装置 | |
JP4903296B2 (ja) | 排熱回生システム | |
JP4817972B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP4642673B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP5414811B2 (ja) | 容積型膨張機及びこの容積型膨張機を用いた冷凍サイクル装置 | |
JP2699723B2 (ja) | 逆止弁装置を備えた2段圧縮冷凍装置 | |
JP2006266171A (ja) | 容積形流体機械 | |
JP2012107568A (ja) | ロータリ圧縮機及び冷凍サイクル装置 | |
JP4744331B2 (ja) | ヒートポンプ装置 | |
JP2008157152A (ja) | ランキンサイクル | |
JP5401857B2 (ja) | 蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
JP2000249411A (ja) | 蒸気圧縮式冷凍装置 | |
JP2007147232A (ja) | 冷凍装置 | |
WO2020144728A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP2004324595A (ja) | 容積形流体機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101008 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110809 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110830 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140909 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |