JP2646917B2 - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP2646917B2 JP3303170A JP30317091A JP2646917B2 JP 2646917 B2 JP2646917 B2 JP 2646917B2 JP 3303170 A JP3303170 A JP 3303170A JP 30317091 A JP30317091 A JP 30317091A JP 2646917 B2 JP2646917 B2 JP 2646917B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スーパーショーケー
ス、冷蔵庫、恒温槽等に使用される冷凍装置に係わり、
特に庫内の温度制御に高い精度が要求される冷凍装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の冷凍装置として例えば実
公昭58−48987号公報に記載されたものがある。
この冷凍装置は図6に示すように、圧縮機1、凝縮器
2、温度式の膨張弁3、冷却器4が配管5によって連結
されてなり、蒸発器4近傍には送風機6が、また蒸発器
4の出口側配管5には感温筒7が配されている。この冷
凍装置の動作は、例えば蒸発器4内の液状冷媒の温度が
下がれば、感温筒7の温度が低下し、これが所定温度以
下になった場合には送風機6を送風強度が高まるよう作
動させて庫内温度が一定になるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記冷凍
装置では庫内の温度制御をするのに感温筒7で配管5内
の冷媒温度を検出して行うこととされているので庫内の
温度に対しては間接的な制御となっていた。従って、冷
媒温度や圧力の変化に対する応答は速いが、庫内の空気
温度の変化に対しては、まず蒸発器4のフィンの温度が
変化し、次に冷媒の温度が変化し、つづいて感温筒7の
温度が変化するといった具合に応答が遅く、庫内温度を
設定温度から例えば±0.5〜1℃の範囲で制御すると
いう高い精度の温度制御は困難であるなどの問題があっ
た。また、圧縮機停止後の再起動時に、冷却負荷が少な
い場合、急激に庫内温度が低下して圧縮機が停止し、圧
縮機が運転・停止をくりかえすという問題があった。圧
縮機停止後の再起動時に、膨張弁の開度が小さく、圧縮
機の吸入圧力が急激に低下し、圧縮機が停止したり、逆
に膨張弁の開度が大きく、圧縮機へ多量の液がもどって
きて過電流保護器等が作動し、圧縮機が停止するという
問題があった。
【0004】この発明は上記のような問題を解決すべ
く、庫内の温度変化に対する冷凍装置の応答を速め、庫
内温度を変動の少ない高い精度で制御できるとともに、
圧縮機の運転・停止の少ない冷凍装置を得ることを目的
としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧縮機、凝
縮器、減圧装置、蒸発器が配管で連結されてなる冷媒流
路を持つ冷凍装置において、この冷媒流路途中に前記蒸
発器内の冷媒流量を調節する電動弁が配され、前記蒸発
器近傍には蒸発器の周囲温度を検出して温度検出信号を
発生する温度検出部が配され、前記温度検出信号と所定
の設定温度に対応する基準値とを比較し両者の差に応じ
た信号を発生する温度比較部と、前記温度比較部の信号
によって前記電動弁の開度を制御する弁開度制御部およ
び前記圧縮機停止後の再起動時、前記電動弁の開度を
[前記圧縮機停止時の値]+[所定値]とする弁開度補
正部、上記[所定値]を[前記圧縮機停止時の値]によ
って決定する所定値決定部とを設けたものである。
【0006】また、冷媒流路を構成する減圧装置を電子
式膨張弁とし、前記電子式膨張弁を前記電動弁と前記圧
縮機との間の吸入配管の温度と前記吸入配管内の圧力に
相当する飽和温度との差が所定の値になるように制御す
る電子式膨張弁制御装置と前記圧縮機起動時、前記電子
式膨張弁の開度を前記圧縮機停止時の開度に対し1を越
える所定倍の開度で起動し、所定時間後に前記圧縮機停
止時の開度になるように制御する電子式膨張弁弁開度補
正部とを設ける。
【0007】
【作用】この発明における冷凍装置は、蒸発器付近の温
度を温度検出器で検出し、その検出信号を基に設定温度
との比較を行い、その結果を基に弁開度の確定値を出力
するとともに、圧縮機停止後の再起動時は弁開度の確定
値を[圧縮機停止時の値]+所定値決定部によって決定
される[所定値]として出力し、この出力に応じて冷媒
流路途中に設けられた電動弁の開度が調節されることに
より温度制御する。
【0008】また、この発明における冷凍装置は、減圧
装置を電子式膨張弁とし、前記電子式膨張弁を前記電動
弁と前記圧縮機との間の吸入配管の温度と前記吸入配管
内の圧力に相当する飽和温度との差が所定の値になるよ
うに制御する電子式膨張弁制御装置と前記圧縮機起動
時、前記電子式膨張弁の開度を前記圧縮機停止時の開度
に対し1を越える所定倍の開度で起動し、所定時間後に
前記圧縮機停止時の開度になるように制御する電子式膨
張弁弁開度補正部とにより、電子式膨張弁の開度を調節
する。
【0009】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図に基づき説明
する。図1はこの発明に係わる冷凍装置を示す回路図で
あり、この冷媒回路は圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3、
蒸発器4が配管5によって連結され、蒸発器4の出口側
には従来と同様、感温筒7が配されており、この感温筒
7は膨張弁3に連結されてこの膨張弁3の開度を調節
し、また蒸発器4の近傍には送風機6が配されている。
蒸発器4の近傍には第1の温度検出器8が配されてお
り、蒸発器4の周囲温度を検出する。9は温度比較部で
あり、第1の温度検出器8からの温度検出信号と所定の
設定温度に対応して設定される基準値とを比較する比較
部(図示せず)を内蔵し、前記温度検出信号と基準値と
を比較し、その差Tに応じた信号を発生する。10は、
弁開度制御部であって、前記温度比較部9からの信号に
応じて、電動弁12の弁開度Wを制御する。また、11
は弁開度補正部であって、前記圧縮機1停止後の再起動
時、電動弁12の弁開度Wを[前記圧縮機1停止時の
値]+所定値決定部20によって決定される[所定値]
とするものである。この電動弁12は蒸発器4の出口側
の配管に設けられ、蒸発器4内を流れる冷媒流量を調節
する。なお所定値決定部20は、前記[所定値]を圧縮
機1停止時の値によって決定するものである。
【0010】上記冷凍装置においては庫内の温度が所定
の温度と比較して高いか低いかにより、又その温度変化
の度合いにより電動弁12の開度を調節して蒸発器4内
を流れる冷媒流量を制御することにより庫内の温度変化
に迅速に対応するものである。
【0011】図2に冷凍装置の弁開度制御部10、弁開
度補正部11の制御動作手順を示すフローチャートを示
す。前記電動弁12の開度調節のための弁開度制御部1
0より出力される確定値は、前記温度比較部9からの信
号に基づいている。すなわち、図2においてステップS
21で圧縮機1が再起動時でない時、ステップS23に
進む。ステップS23において、前記温度比較部9よ
り、庫内温度が所定の温度より高いという信号が入力さ
れた場合、ステップS24に進み、前記弁開度制御部1
0より、前記電動弁12の弁開度Wを一定量△W増加さ
せるように前記電動弁12に出力される。逆に、ステッ
プS23において、前記温度比較部9より、庫内温度が
所定の温度より低いという信号が入力された場合、ステ
ップS25に進み、前記電動弁12の弁開度Wを一定量
△W減少させるように前記電動弁12に出力される。
【0012】また、図2において、ステップS21で圧
縮機1が再起動時の場合、ステップS22に進み、前記
弁開度補正部11の作用により、前記電動弁12の弁開
度は[圧縮機1停止時の値]+所定値決定部20によっ
て決定される[所定値]により運転される。
【0013】図3に冷凍装置の所定値決定部20の制御
動作手順を示すフローチャートを示す。前記所定値決定
部20より出力される確定値は、前記圧縮機1停止時の
弁開度からの信号に基づいている。すなわち、図3にお
いてステップS31に圧縮機停止時の弁開度がW1 以上
の場合、ステップS32に進み、所定値は△W1 とな
る。また、ステップS31において圧縮機停止時の弁開
度がW1 未満の場合、ステップS33に進む。ステップ
S33において、圧縮機停止時の弁開度がW2 以上の場
合、ステップS34に進み、所定値は△W2 となる。ス
テップS33において、圧縮機停止時の弁開度がW2
満の場合、ステップS35に進み、所定値は△W3 とな
る。なお、本実施例では、所定値決定部20によって所
定値を3段階にわけたが、それ以上でも以下でも同様な
方法により決定することができる。
【0014】なお、本発明は膨張弁3に感温筒7が連結
されている場合について説明したが、電子式膨張弁にお
いても同様の効果が得られる。
【0015】実施例2. 図4はこの発明の実施例2における冷凍装置の回路構成
を示す図である。図に示すように、図1における実施例
1の膨張弁3のかわりに、電子式膨張弁19を設けてい
る。17は、電動弁12と圧縮機1との間を連通する吸
入配管、13はこの吸入配管17の温度を検出する第2
の温度検出器、18は電子式膨張弁19の入口液管から
吸入配管17に連通する絞り装置、14はこの絞り装置
18を出た直後の温度(吸入配管17の圧力に相当する
飽和温度)を検出する第3の温度検出器である。15
は、上記第2の温度検出器13で検出された温度と上記
第3の温度検出器14で検出された温度との差が所定の
値になるように上記電子式膨張弁19を制御する電子式
膨張弁制御装置である。また、16は、上記圧縮機1起
動時、上記電子式膨張弁19の開度を圧縮機1止時の
開度に対し1を越える所定倍の開度で起動し、所定時間
後に圧縮機1の止時の開度になるように制御する電子
式膨張弁弁開度補正部である。
【0016】上記冷凍装置においては庫内の温度が所定
の温度と比較して高いか低いかにより、電動弁12の開
度を調節して蒸発器4内を流れる冷媒流量を制御するこ
とにより庫内の温度変化に迅速に対応するものである。
【0017】図5に冷凍装置の電子式膨張弁制御装置1
5、電子式膨張弁弁開度補正部16の制御動作手順を示
すフローチャートを示す。上記電子式膨張弁19の開度
調節のための電子式膨張弁制御装置15より出力される
確定値は、上記第2の温度検出器13で検出された温度
と上記第3の温度検出器14で検出された温度との差
(SH1)に基づいている。すなわち、図5においてス
テップS41で圧縮機1が再起動時でない時、ステップ
S43に進む。ステップS43において、上記第2の温
度検出器13で検出された温度と上記第3の温度検出器
14で検出された温度との差(SH1)が所定の値より
高いという信号が入力された場合、ステップS44に進
み、上記電子式膨張弁制御装置15より、上記電子式膨
張弁19の弁開度Gを一定量△G増加させるように上記
電子式膨張弁19に出力される。逆に、ステップS43
において、上記第2の温度検出器13で検出された温度
と上記第3の温度検出器14で検出された温度との差
(SH1)が所定の値より低いという信号が入力された
場合、ステップS45に進み、上記電子式膨張弁制御装
置15より、上記電子式膨張弁19の弁開度Gを一定量
△G減少させるように上記電子式膨張弁19に出力され
る。
【0018】また、図5において、ステップS41で圧
縮機1が再起動時の場合、ステップS42に進み、上記
電子式膨張弁弁開度補正部16の作用により、上記電子
式膨張弁19の弁開度は圧縮機1止時の開度に対し1
を越える所定倍の開度で起動し、所定時間後に圧縮機1
止時の開度になるように運転される。
【0019】なお、本発明は、電子式膨張弁19の入口
液管から吸入配管17に連通する絞り装置18を設け、
この絞り装置18を出た直後の温度(吸入配管17の圧
力に相当する飽和温度)を第3の温度検出器14で検出
しているが、上記吸入配管17に圧力センサーを設け、
圧力を検出し、その圧力値を温度に変換してもよい。
【0020】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、温度検出器によって蒸発器付近の温度を直接検
出し、この検出信号を基に設定温度との比較を行い、そ
の結果を基に弁開度の確定値を出力するとともに、圧縮
機停止後の再起動時は弁開度の確定値を[圧縮機停止時
の値]+所定値決定部によって決定される[所定値]と
して出力し、この出力に応じて冷媒流路途中に設けられ
た電動弁の開度が調節される。従って冷凍庫内等の空気
温度の変化に対する温度制御の応答が速められ、冷凍庫
内等の温度が変動の少ない高い精度で制御される。
【0021】また、この発明は以上のように構成されて
いるので、電子式膨張弁を電動弁と圧縮機との間の吸入
配管の温度と吸入配管内の圧力に相当する飽和温度との
差が所定の値になるように制御する電子式膨張弁制御装
置と圧縮機起動時、電子式膨張弁の開度を、前記圧縮機
停止時の開度に対し1を越える所定倍の開度で起動し、
所定時間後に前記圧縮機止時の開度になるように制御
する電子式膨張弁弁開度補正部とにより、電子式膨張弁
の開度は調節される。したがって、圧縮機停止後の再起
動時においても、圧縮機の吸入圧力が急激に低下し、圧
縮機が停止したり、逆に圧縮機へ多量の液がもどってき
て過電流保護器等が作動し、圧縮器が停止することがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す冷凍装置の冷媒回路
図である。
【図2】図1に示す冷凍装置の弁開度制御部、弁開度補
正部の制御動作手順を示すフローチャートである。
【図3】図1に示す冷凍装置の所定値決定部の制御動作
手順を示すフローチャートである。
【図4】この発明の実施例2を示す冷凍装置の冷媒回路
図である。
【図5】図4に示す冷凍装置の電子式膨張弁制御装置、
電子式膨張弁弁開度補正部の制御動作手順を示すフロー
チャートである。
【図6】従来例を示す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 3 膨張弁 4 蒸発器 5 配管 8 第1の温度検出部 9 温度比較部 10 弁開度制御部 11 弁開度補正部 12 電動弁 13 第2の温度検出器 14 第3の温度検出器 15 電子式膨張弁制御装置 16 電子式膨張弁弁開度補正部 17 吸入配管 18 絞り装置 19 電子式膨張弁 20 所定値決定部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器が配
    管で連結されてなる冷媒流路を持つ冷凍装置において、
    この冷媒流路途中に設けられ前記蒸発器内の冷媒流量を
    調節する電動弁、前記蒸発器近傍に配設され蒸発器の周
    囲温度を検出して温度検出信号を発生する温度検出部、
    前記温度検出信号と所定の設定温度に対応する基準値と
    を比較し両者の差に応じた信号を発生する温度比較部、
    前記温度比較部の信号によって前記電動弁の開度を制御
    する弁開度制御部、および前記圧縮機停止後の再起動
    時、前記電動弁の開度を[前記圧縮機停止時の値]+
    [所定値]とする弁開度補正部、前記[所定値]を[前
    記圧縮機停止時の値]によって決定する所定値決定部を
    備えたことを特徴とする冷凍装置。
  2. 【請求項2】 減圧装置を電子式膨張弁とし、前記電子
    式膨張弁を前記電動弁と前記圧縮機との間の吸入配管の
    温度と前記吸入配管内の圧力に相当する飽和温度との差
    が所定の値になるように制御する電子式膨張弁制御装置
    と、前記圧縮機起動時、前記電子式膨張弁の開度を前記
    圧縮機停止時の開度に対し1を越える所定倍の開度で起
    動し、所定時間後に前記圧縮機停止時の開度になるよう
    に制御する電子式膨張弁弁開度補正部とを備えたことを
    特徴とする請求項1記載の冷凍装置。
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