JP2020139703A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、例えば、第1の蒸発器で温度制御する温度制御対象を冷却する必要があり、第2の蒸発器で温度制御していた温度制御対象を加熱する必要がある場合に、第1の膨張弁から流出する冷媒の流量を第2の膨張弁から流出する冷媒の流量よりも大きくすることで、第1の蒸発器の冷凍能力を増加する方向へ変更できるとともに、第2の膨張弁の冷凍能力を低下させる方向へ変更できる。しかし、この際、第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と第2の蒸発器によって熱交換される前の温度制御対象の温度との差が過剰に大きい場合には、第2の蒸発器に負担がかかり、損傷のリスクが生じ得る。ここで、本発明では、第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が所定値以上の場合には、温度差警戒レベルであると判定し、第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が所定値よりも小さくなるように蒸発圧力調整弁の開度を、第1の膨張弁及び/又は第2の膨張弁の開度を制御する前の状態よりも小さくする。これにより、第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度を引き上げて、第2の蒸発器における冷媒と温度制御対象との温度差を抑制することで、第2の蒸発器に対する負担を軽減できる。
よって、並列に設けられた複数の蒸発器で複数の温度制御対象を温度制御する際、一部の温度制御対象の目標温度を変化させた場合であっても、高精度な温度制御を安定的に実施できるとともに、一部の温度制御領域を冷却する必要がある一方で、他の一部の温度制御領域を加熱する必要があるような制御パターンの際に生じ得る蒸発器(加熱側の蒸発器)の負担を簡易に軽減できる。
まず、冷凍装置1について説明する。冷凍装置1の冷凍回路10は、圧縮機11と、凝縮器12と、第1の膨張弁13と、第1の蒸発器14とが、この順に冷媒を循環させるように配管によって接続されたものである。
流体通流ユニット2では、第1流体通流装置2Aが通流させる第1の流体が第1の蒸発器14によって温度制御され、第2流体通流装置2Bが通流させる第2の流体が第2の蒸発器22によって温度制御され、第3流体通流装置2Cが通流させる第3の流体が第3の蒸発器25によって温度制御される。流体通流ユニット2は、各温度制御された流体により温度制御を行うようになっている。
続いて制御装置50は、第1の膨張弁13、第2の膨張弁21、第3の膨張弁24及び蒸発圧力調整弁23の各開度を少なくとも制御するようになっている。また、制御装置50は、冷凍回路側圧力センサ30が検出した冷媒の圧力と、並列側圧力センサ40が検出した冷媒の圧力とを取得可能となっている。また、制御装置50は、並列側第1温度センサ61が検出した、第2の蒸発器22における冷媒の蒸発温度と、並列側第2温度センサ62が検出した、第3の蒸発器25における冷媒の蒸発温度とを取得可能となっている。さらに、制御装置50は、第2の流体用温度センサ2B2が検出した、第2の蒸発器22において冷媒と熱交換する前の第2の流体の温度と、第3の流体用温度センサ2C2が検出した、第3の蒸発器25において冷媒と熱交換する前の第3の流体の温度とを取得可能となっている。
より具体的に説明すると、第1の膨張弁13から流出する冷媒の流量を、第2の膨張弁21及び第3の膨張弁24のそれぞれから流出する冷媒の流量よりも大きくした場合には、第2の膨張弁21及び第3の膨張弁24のそれぞれから流出する冷媒の流量が少なくなることで、対応する第2の蒸発器22及び第3の蒸発器25から流出する冷媒の圧力(蒸発圧力)が、第1の蒸発器14における冷媒の蒸発圧力よりも下がる状況が生じ得る。この際に、蒸発圧力調整弁23の開度を、膨張弁(13、21、24)の開度を制御する前(流量制御の前)の状態よりも小さくすることで、並列側圧力センサ40で検出する冷媒の圧力が、第1の蒸発器14における冷媒の蒸発圧力と一致するようにする。これにより、後述するように冷凍装置1の運転が安定する。
なお、制御装置50は、CPU,ROM,RAM等を備えるコンピュータで構成され、記憶されたプログラムに従って各部の動作を制御してもよい。
ここで、本実施の形態にかかる冷凍装置1では、温度差ΔTx及び温度差ΔTyのうちの少なくともいずれかが所定値Th以上の場合には、温度差警戒レベルであると判定し、温度差ΔTx及び温度差ΔTyが所定値Thよりも小さくなるように蒸発圧力調整弁23の開度を、第1の膨張弁13、第2の膨張弁21及び第3の膨張弁24のうちの少なくともいずれかの開度を制御する前の状態よりも小さくする。これにより、第2の蒸発器22及び第3の蒸発器25における冷媒の蒸発温度を引き上げて、温度差ΔTx及び温度差ΔTyを抑制することで、第2の蒸発器22及び第3の蒸発器25に対する負担を軽減できる。
2…流体通流ユニット
2A…第1流体通流装置
2A1…第1ポンプ
2B…第2流体通流装置
2B1…第2ポンプ
2B2…第2の流体用温度センサ
2C…第3流体通流装置
2C1…第3ポンプ
2C2…第3の流体用温度センサ
10…冷凍回路
11…圧縮機
12…凝縮器
13…第1の膨張弁
14…第1の蒸発器
20…並列回路
21…第2の膨張弁
22…第2の蒸発器
23…蒸発圧力調整弁
24…第3の膨張弁
25…第3の蒸発器
30…冷凍回路側圧力センサ
40…並列側圧力センサ
50…制御装置
61…並列側第1温度センサ
62…並列側第2温度センサ
Claims (5)
- 圧縮機と、凝縮器と、第1の膨張弁と、第1の蒸発器とが、この順に冷媒を循環させるように接続された冷凍回路と、
前記冷凍回路における前記凝縮器の下流側で且つ前記第1の膨張弁の上流側の部分から冷媒を分岐させ、第2の膨張弁、第2の蒸発器及び蒸発圧力調整弁の順で通過させて、前記冷凍回路における前記第1の蒸発器の下流側で且つ前記圧縮機の上流側の部分に戻す並列回路と、
前記並列回路における前記第2の蒸発器と前記蒸発圧力調整弁との間を流れる冷媒の圧力を検出する並列側圧力センサと、
前記第1の膨張弁、前記第2の膨張弁及び前記蒸発圧力調整弁の各開度を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第1の膨張弁から流出する冷媒の流量と、前記第2の膨張弁から流出する冷媒の流量とが互いに異なる値となるように前記第1の膨張弁及び/又は前記第2の膨張弁の開度を制御した際に、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が所定値よりも小さい場合には、前記並列側圧力センサで検出する冷媒の圧力が、前記第1の蒸発器における冷媒の蒸発圧力と一致するように、前記蒸発圧力調整弁の開度を制御し、
前記第1の膨張弁から流出する冷媒の流量と、前記第2の膨張弁から流出する冷媒の流量とが互いに異なる値となるように前記第1の膨張弁及び/又は前記第2の膨張弁の開度を制御した際に、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が前記所定値以上の場合には、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が前記所定値よりも小さくなるように前記蒸発圧力調整弁の開度を、前記第1の膨張弁及び/又は前記第2の膨張弁の開度を制御する前の状態よりも小さくする、冷凍装置。 - 前記並列回路は、前記第2の膨張弁及び前記第2の蒸発器に対して並列に設けられた第3の膨張弁及び第3の蒸発器をさらに有し、前記冷凍回路における前記凝縮器の下流側で且つ前記第1の膨張弁の上流側の部分から分岐する冷媒を前記第3の膨張弁及び前記第3の蒸発器の順で通過させ、前記第2の蒸発器から流出した冷媒と合流させた後、前記冷凍回路に戻すようにもなっており、
前記制御装置は、前記第3の膨張弁の開度も制御し、
前記制御装置は、
前記第1の膨張弁から流出する冷媒の流量と、前記第2の膨張弁及び/又は前記第3の膨張弁から流出する冷媒の流量とが互いに異なる値となるように前記第1の膨張弁、前記第2の膨張弁及び第3の膨張弁のうちの少なくともいずれかの開度を制御した際に、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差、及び、前記第3の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第3の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が前記所定値よりも小さい場合には、前記並列側圧力センサで検出する冷媒の圧力が、前記第1の蒸発器における冷媒の蒸発圧力と一致するように、前記蒸発圧力調整弁の開度を制御し、
前記第1の膨張弁から流出する冷媒の流量と、前記第2の膨張弁及び/又は前記第3の膨張弁から流出する冷媒の流量とが互いに異なる値となるように前記第1の膨張弁、前記第2の膨張弁及び第3の膨張弁のうちの少なくともいずれかの開度を制御した際に、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差、及び、前記第3の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第3の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差のうちの少なくともいずれかが前記所定値以上の場合には、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差及び前記第3の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第3の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が前記所定値よりも小さくなるように前記蒸発圧力調整弁の開度を前記第1の膨張弁、前記第2の膨張弁及び前記第3の膨張弁のうちの少なくともいずれかの開度を制御する前の状態よりも小さくする、請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記並列側圧力センサは、前記第2の蒸発器から流出した冷媒と前記第3の蒸発器から流出した冷媒との合流部分又は合流部分の下流側における冷媒の圧力を検出する、請求項2に記載の冷凍装置。
- 前記冷凍回路における前記第1の蒸発器の下流側であって、前記並列回路の接続位置の上流側の部分を流れる冷媒の圧力を検出する冷凍回路側圧力センサをさらに備え、
前記冷凍回路側圧力センサによって、前記第1の蒸発器における冷媒の蒸発圧力を特定する、請求項1乃至3のいずれかに記載の冷凍装置。 - 圧縮機と、凝縮器と、第1の膨張弁と、第1の蒸発器とが、この順に冷媒を循環させるように接続された冷凍回路と、
前記冷凍回路における前記凝縮器の下流側で且つ前記第1の膨張弁の上流側の部分から冷媒を分岐させ、第2の膨張弁、第2の蒸発器及び蒸発圧力調整弁の順で通過させて、前記冷凍回路における前記第1の蒸発器の下流側で且つ前記圧縮機の上流側の部分に戻す並列回路と、
前記蒸発圧力調整弁の開度を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が所定値以上の場合に、前記第2の蒸発器における冷媒の蒸発温度と前記第2の蒸発器において冷媒と熱交換する前の温度制御対象の温度との差が前記所定値よりも小さくなるように前記蒸発圧力調整弁の開度を制御する、冷凍装置。
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JP2019036503A JP7171044B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 冷凍装置 |
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WO2024019117A1 (ja) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 伸和コントロールズ株式会社 | 温度制御システム、温度制御方法、制御装置、及びコンピュータプログラム |
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2019
- 2019-02-28 JP JP2019036503A patent/JP7171044B2/ja active Active
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