JP2646874B2 - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP2646874B2
JP2646874B2 JP3046758A JP4675891A JP2646874B2 JP 2646874 B2 JP2646874 B2 JP 2646874B2 JP 3046758 A JP3046758 A JP 3046758A JP 4675891 A JP4675891 A JP 4675891A JP 2646874 B2 JP2646874 B2 JP 2646874B2
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誠夫 木村
猛 杉本
敏明 山口
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、冷蔵庫、ショーケス
等の庫内温度を一定に保つことをおこなう冷凍装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にこのような冷凍装置の従来技術と
しては特公昭60-23261号、実開昭58−205057号に記載さ
れているように図6の如く構成されている。すなわち、
1は圧縮機、2は凝縮器、4は蒸発器、13は蒸発器4の
入口側に接続された温度式の膨張弁、14は膨張弁13の入
口側に設けられた液管電磁弁、15は蒸発器4の出口ガス
温度を検出する蒸発器出口ガス温度検出器である。12は
庫内温度を検出する庫内温度検出器、8は庫内温度検出
器12の信号により液管電磁弁14を制御する制御装置であ
る。
【0003】かかる構成において、膨張弁13は蒸発器4
の出口ガス温度を検出する蒸発器出口ガス温度検出器15
からの信号に基づいて絞り度が変り、また液管電磁弁14
の開閉は庫内温度を検出する庫内温度検出器12の信号に
基づいて制御装置8により制御される。このように膨張
弁13及び液管電磁弁14を制御することによって庫内温度
を一定に保ち、かつ温度変動幅を小さくしようとするも
のであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の冷
凍装置は庫内温度に基づいて液管電磁弁の開閉をおこな
い、冷凍サイクル中を循環する冷媒の量を変化させて冷
凍能力を調整していたが、単に液管電磁弁を開閉するの
みでは圧縮機のON−OFFによる制御と同一であり、
庫内温度変動幅を十分に小さくできず、例えば±0.5 〜
1℃の範囲で制御することはできなかった。
【0005】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので庫内温度の変動幅を小さくするとと
もに最適なプルダウン運転をおこなう冷凍装置を得るこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる冷凍装
置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器より冷凍サイ
クルを形成し、上記蒸発器に対応する絞り装置として電
気信号に基づいて減圧率の変わる電気式膨張弁、上記蒸
発器と圧縮機吸入部の間へ設けられた電気式流量調整
弁、上記蒸発器の入口側の冷媒温度を検出する入口温度
検出器、出口側の冷媒温度を検出する出口温度検出器、
上記電気式膨張弁と上記電気式流量調整弁を上記入口、
出口温度検出器の信号により制御する温度方式制御装
置、上記電気式膨張弁の制御と上記電気式流量調整弁の
制御とを繰り返す交互制御方式制御装置を備え、上記温
度方式制御装置は、上記入口、出口温度検出器の信号に
より上記電気式膨張弁の開度を制御して、上記入口、出
口温度検出器の温度差を一定にするとともに上記入口温
度検出器の信号により上記電気式流量調整弁の開度を制
御して上記入口温度検出器の温度が設定温度になるよう
にし、上記交互制御方式制御装置は、設定設定蒸発温度
到達までは電機式膨張弁の制御を優先し、設定蒸発温度
到達後の一定時間後電気式流量調整弁の制御を行い、そ
の一定時間後再び電気式膨張弁の制御を行い、これを繰
り返すものである。
【0007】また、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器
より冷凍サイクルを形成し、上記蒸発器に対応する絞り
装置として電気信号に基づいて減圧率の変わる電気式膨
張弁、上記蒸発器と圧縮機吸入部の間へ設けられた電気
式流量調整弁、上記蒸発器と上記電気式流量調整弁の間
に設けられた圧力センサ、上記蒸発器の出口側の冷媒温
度を検出する出口温度検出器、上記電気式膨張弁と上記
電気式流量調整弁を上記圧力センサと出口温度検出器の
信号により制御する圧力、温度方式制御装置、上記電気
式膨張弁の制御と上記電気式流量調整弁の制御とを繰り
返す交互制御方式制御装置を備え、上記圧力、温度方式
制御装置は、上記圧力センサと出口温度検出器の信号に
より電気式膨張弁の開度を制御するとともに、上記圧力
センサの信号により上記電気式流量調整弁の開度を制御
し、上記交互制御方式制御装置は、設定設定蒸発温度到
達までは電機式膨張弁の制御を優先し、設定蒸発温度到
達後の一定時間後電気式流量調整弁の制御を行い、その
一定時間後再び電気式膨張弁の制御を行い、これを繰り
返すものである。
【0008】
【作用】この発明における電気式膨張弁と電気式流量調
整弁は、入口出口温度検出器の信号を温度方式制御装置
に入力し、この制御装置により冷凍サイクル中を循環す
る冷媒の過熱度調整と流量調整をリニアおこない、交互
制御方式制御装置によりこの制御を繰り返し行うので、
蒸発温度が一定となり、庫内温度制御の精度が向上す
る。
【0009】また、圧力センサで蒸発圧力を検出して飽
和温度に換算した値で制御することもできる。
【0010】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
において、1は圧縮機、2は凝縮器、31は第1の電気式
膨張弁、32は第2の電気式膨張弁、41は第1の蒸発器、
42は第2の蒸発器、5 は電気式流量調整弁で、順次冷媒
配管により環状に接続して冷凍サイクルを構成してい
る。
【0011】61は上記第1の蒸発器41入口に設けられた
第1の入口温度検出器、62は第2の蒸発器42の入口に設
けられた第2の入口温度検出器、71は上記第1の蒸発器
41出口に設けられた第1の出口温度検出器、72は第2の
蒸発器42の出口に設けられた第2の出口温度検出器、81
は上記入口出口温度検出器61、62、71、72からの信号を
入力とし、上記第1第2の電気式膨張弁31、32と電気式
流量調整弁5を制御する温度方式制御装置である。
【0012】次に動作について説明する。圧縮機1で圧
縮され、凝縮器2で液化された液冷媒はおのおの第1第
2の電気式膨張弁31、32で絞られる。この電気式膨張弁
31、32にはステップモータの回転数によって絞り量が変
るもの、コイル電圧の印加量によりスリット状のオリフ
ィス位置が変わって絞り量が変るものなどがある。減圧
された冷媒は第1第2の蒸発器41、42で蒸発し、合流後
電気式流量調整弁5で流量が制御される。電気式流量調
整弁5は電気式膨張弁31、32と機構がおおむね同様であ
り、但し大きなポート径を有している。
【0013】温度方式制御装置81は上記蒸発器41、42の
入口出口温度検出器61、62、71、72から信号を入力し、
入口出口の温度差を一定に保つように第1第2の電気式
膨張弁31、32を制御する。ところで電気式膨張弁31、32
はあくまでも過熱度(出口温度−入口温度)を一定にす
るものであり、吹出し温度を一定にするものではない。
【0014】同じく温度方式制御装置81は上記入口出口
温度検出器61、62の信号より電気式流量調整弁5の開度
を制御し、入口温度検出器61、62の温度が設定温度にな
るよう流量を制御する。これにより蒸発温度が一定にな
り、吹出し空気温度が一定となり、庫内温度が一定とな
る。また、温度方式制御装置81は第1第2の電気式膨張
弁31、32と電気式流量調整弁5を制御しており、同一の
信号をもとに制御するため個別に制御するものに対し安
定した制御ができる。
【0015】負荷が増大した場合は以下の順で制御をお
こなう。 出口温度上昇 ↓ (出口温度−入口温度)大 ↓ 電気式膨張弁開度増大 ↓ 入口温度上昇 ↓ 電気式流量調整弁開度増大(流量増大) ↓ 入口温度下降、出口温度下降 ↓ 入口温度を目標値へ収束制御
【0016】負荷が減少した場合は以下の順で制御をお
こなう。 出口温度下降 ↓ (出口温度−入口温度)小 ↓ 電気式膨張弁開度減少 ↓ 入口温度下降 ↓ 電気式流量調整弁開度減少(流量減少) ↓ 入口温度上昇、出口温度上昇 ↓ 入口温度を目標値へ収束制御
【0017】以上の制御により、またこの制御を一定間
隔で繰り返す交互制御方式制御装置83(図示せず)を用
いることにより蒸発温度を一定にし、庫内温度を例えば
±0.5〜1℃に一定にするよう制御する。
【0018】また、温度方式制御装置81により、複数の
蒸発器41、42の入口温度が異なる場合は、例えば平均値
などを使用すること、また開度調整はインターバルを設
けておこなうなどにより系の安定を図ることもできる。
さらに複数の蒸発器41、42により庫内温度がより均一化
される。
【0019】実施例2.図2は他の実施例を示す。9は
圧力センサで電気式流量調整弁5の入口側の圧力を検出
する。82は圧力センサ9で検出した圧力を入力する圧力
・温度方式制御装置である。次に動作について説明す
る。圧力センサ9で蒸発圧力を検出し、圧力・温度方式
制御装置82により飽和温度に換算する。そして出口温度
検出器71、72と比較し制御をおこなう。制御方法は実施
例1と同様であるが、圧力により正確な蒸発温度が得ら
れるので制御の精度が向上する。
【0020】実施例3.図3の実施例において、 101は
第1の蒸発器41の第1のデフロストヒータ、102は第2
の蒸発器42の第2のデフロストヒータ、11は交互にデフ
ロストをおこなう除霜制御器である。以上のように構成
されているのでデフロストは除霜制御器11により交互に
おこなわれ、それぞれデフロストヒータ 101、 102に交
互に通電される。これにより除霜時の温度上昇が小さく
できる。なお、冷却運転に関しては実施例1と同様であ
る。
【0021】実施例4.図4は他の実施例、図5はその
温度変化の図である。12は庫内温度検出器でプルダウン
制御装置84に入力されている。以上のような構成におい
て庫内温度が高い場合(冷蔵庫に品物を入れたり、ドア
を開閉したなどによる)図5のように電気式流量調整弁
5は蒸発器入口温度と庫内温度との差が5deg 以下にな
らないよう、ほぼ全開で運転され、目標温度に到達した
ときには5deg になるように流量制御が実施される。こ
の後、庫内温度の設定値(例えば0℃)になるまで5de
gを保持して冷却をおこない、目標温度到達後は3deg
になるように制御される。それ以降の冷却運転は実施例
1と同様であり、この実施例によれば最適なプルダウン
運転をおこなうことができる。
【0022】なお、電気式流量調整弁を複数の蒸発器毎
にもうけ同一の制御をおこなうこともできる。
【0023】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1に係わ
る発明においては、電気式膨張弁と電気式流量調整弁を
入口、出口温度検出器の信号により制御する温度方式制
御装置、上記電気式膨張弁の制御と上記電気式流量調整
弁の制御とを繰り返す交互制御方式制御装置を備え、上
記温度方式制御装置は、上記入口、出口温度検出器の信
号により上記電気式膨張弁の開度を制御して、上記入
口、出口温度検出器の温度差を一定にするとともに上記
入口温度検出器の信号により上記電気式流量調整弁の開
度を制御して上記入口温度検出器の温度が設定温度にな
るようにし、上記交互制御方式制御装置は、設定設定蒸
発温度到達までは電機式膨張弁の制御を優先し、設定蒸
発温度到達後の一定時間後電気式流量調整弁の制御を行
い、その一定時間後再び電気式膨張弁の制御を行い、こ
れを繰り返すので、蒸発温度が一定となり、庫内温度制
御の精度がより向上する。また、請求項2に係わる発明
においては、電気式膨張弁と電気式流量調整弁を圧力セ
ンサと出口温度検出器の信号により制御する圧力、温度
方式制御装置、上記電気式膨張弁の制御と上記電気式流
量調整弁の制御とを繰り返す交互制御方式制御装置を備
え、上記圧力、温度方式制御装置は、上記圧力センサと
出口温度検出器の信号により電気式膨張弁の開度を制御
するとともに、上記圧力センサの信号により上記電気式
流量調整弁の開度を制御し、上記交互制御方式制御装置
は、設定設定蒸発温度到達までは電機式膨張弁の制御を
優先し、設定蒸発温度到達後の一定時間後電気式流量調
整弁の制御を行い、その一定時間後再び電気式膨張弁の
制御を行い、これを繰り返すので、蒸発温度が一定とな
り、庫内温度制御の精度がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す冷媒回路図である。
【図2】この発明の実施例2を示す冷媒回路図である。
【図3】この発明の実施例3を示す冷媒回路図である。
【図4】この発明の実施例4を示す冷媒回路図である。
【図5】この発明の実施例4のプルダウン特性図であ
る。
【図6】従来の冷凍装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 凝縮器 31 第1の電気式膨張弁 32 第2の電気式膨張弁 41 第1の蒸発器 42 第2の蒸発器 5 電気式流量調整弁 61 第1の入口温度検出器 62 第2の入口温度検出器 71 第1の出口温度検出器 72 第2の出口温度検出器 81 温度方式制御装置 82 圧力・温度方式制御装置 83 交互制御方式制御装置 84 デフロスト制御装置 9 圧力センサ 101 第1のデフロストヒータ 102 第2のデフロストヒータ 11 除霜制御器 12 庫内温度検出器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器より
    冷凍サイクルを形成し、上記蒸発器に対応する絞り装置
    として電気信号に基づいて減圧率の変わる電気式膨張
    弁、上記蒸発器と圧縮機吸入部の間へ設けられた電気式
    流量調整弁、上記蒸発器の入口側の冷媒温度を検出する
    入口温度検出器、出口側の冷媒温度を検出する出口温度
    検出器、上記電気式膨張弁と上記電気式流量調整弁を上
    記入口、出口温度検出器の信号により制御する温度方式
    制御装置、上記電気式膨張弁の制御と上記電気式流量調
    整弁の制御とを繰り返す交互制御方式制御装置を備え、 上記温度方式制御装置は、上記入口、出口温度検出器の
    信号により上記電気式膨張弁の開度を制御して、上記入
    口、出口温度検出器の温度差を一定にするとともに上記
    入口温度検出器の信号により上記電気式流量調整弁の開
    度を制御して上記入口温度検出器の温度が設定温度にな
    るようにし、 上記交互制御方式制御装置は、設定設定蒸発温度到達ま
    では電機式膨張弁の制御を優先し、設定蒸発温度到達後
    の一定時間後電気式流量調整弁の制御を行い、その一定
    時間後再び電気式膨張弁の制御を行い、これを繰り返す
    ことを特徴とする冷凍装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器より
    冷凍サイクルを形成し、上記蒸発器に対応する絞り装置
    として電気信号に基づいて減圧率の変わる電気式膨張
    弁、上記蒸発器と圧縮機吸入部の間へ設けられた電気式
    流量調整弁、上記蒸発器と上記電気式流量調整弁の間に
    設けられた圧力センサ、上記蒸発器の出口側の冷媒温度
    を検出する出口温度検出器、上記電気式膨張弁と上記電
    気式流量調整弁を上記圧力センサと出口温度検出器の信
    号により制御する圧力、温度方式制御装置、上記電気式
    膨張弁の制御と上記電気式流量調整弁の制御とを繰り返
    す交互制御方式制御装置を備え、 上記圧力、温度方式制御装置は、上記圧力センサと出口
    温度検出器の信号により電気式膨張弁の開度を制御する
    とともに、上記圧力センサの信号により上記電気式流量
    調整弁の開度を制御し、 上記交互制御方式制御装置は、設定設定蒸発温度到達ま
    では電機式膨張弁の制御を優先し、設定蒸発温度到達後
    の一定時間後電気式流量調整弁の制御を行い、その一定
    時間後再び電気式膨張弁の制御を行い、これを繰り返す
    ことを特徴とする冷凍装置。
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