JP2694885B2 - 冷媒蒸発器におけるデフロスト開始時期特定方法 - Google Patents
冷媒蒸発器におけるデフロスト開始時期特定方法Info
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Description
却物の冷却、保存を行う低温空気冷却装置において、空
気中の水分が冷媒蒸発器表面に霜となって付着すると、
低温空気冷却装置の冷却効率を著しく低下させる。本発
明は冷却運転中にこの冷却効率の低下を感知し、必要な
ときにデフロストを開始する冷媒蒸発器におけるデフロ
スト開始時期特定方法に関するものである。
は、電熱ヒータ、散水や冷媒ホットガス等を使用してこ
れらの顕熱や潜熱を利用したものがある。そして、低温
空気冷却装置における自動デフロスト開始方法には、
(1)冷媒蒸発器に付着した霜の厚さを直接計るものが
ある。また、(2)冷媒蒸発器を通過する空気の圧力損
失を計るものがある。そして、(3)送風機消費電流の
増加を計るものがある。さらに、これら霜の厚さや空気
の圧力損失および消費電流の増加に関係なく、(4)設
定時刻に定期的に行うもの等がある。
冷却装置における自動デフロスト開始方法の内、前記
(1)、(2)、(3)により行う場合、実際の霜付き
状態を目視で確認して、或いは経験によりデフロスト開
始時期の設定を行っていた。そのために、デフロスト開
始時期の設定にデフロストを行う冷凍設備の現場担当者
の個人差が介在し、最適デフロスト開始時期の検出が暖
昧となる欠点があった。そして、冷媒蒸発器の冷却効率
が低下していない状態で不用意にこの時期より早期にデ
フロストが開始されたり、過多な着霜により冷媒蒸発器
の冷却効率が低下した状態にもかかわらずこの時期より
遅延してデフロストが開始されたりした。その結果無闇
に冷却室の温度を上昇させたり、圧縮機の低効率長期運
転を行うことになり、低温貯蔵品の品質を低下させるば
かりか、省エネルギーにはならないという欠点があっ
た。
器の低温区画扉の開閉度合、被冷却物の入出庫量の状況
によって被冷却空気の温度、湿度状態により冷媒蒸発器
に一定量の霜が付着する時間にばらつきがある。しか
し、この方法は霜付着量に関係なく所定時刻に定期的に
デフロストを行うため、ある時は早く、また、ある時は
遅くデフロストを行うおそれがあった。このデフロスト
の早期開始と遅れた開始は前記同様の欠点を有し、圧縮
機運転時間を長期化することになり、その寿命を短縮化
し、省エネルギーにはならないという欠点があった。
のようなものも開示されているが、この公報は電気式膨
張弁を有する冷凍サイクルにおいて、電気式膨張弁の制
御と冷媒ガス不足の判定に関するものである。また、そ
の目的は、電気式膨張弁の制御信号を利用して、特別の
圧力センサを追加設置することなく、冷媒ガス不足を検
出できる冷凍サイクル装置を提供することにある。そし
て、この公報は本願発明のような冷媒蒸発器に連結した
膨張弁を膨張弁制御コンピュータにより制御させて冷媒
蒸発器表面に生成する霜のデフロストを検出するもので
ない。また、このコンピュータが冷媒蒸発器下流の温度
と圧力とを検出することにより検索させた膨張弁最大能
力が設定値以下への低下を検知して最適デフロスト開始
時期とすることもない。さらに、このデフロスト開始信
号をデフロスト制御盤に送り、電熱ヒータ、散水等公知
のデフロスト装置を使ってデフロストを開始する冷媒蒸
発器におけるデフロスト開始時期特定方法を提供するこ
とを目的とするものでもない。
冷媒蒸発器に連結した膨張弁を制御する過程において、
冷媒蒸発器への着霜を検知して最適デフロスト開始時期
を検出し、デフロストが必要なときに自動的にデフロス
トを開始する。そして、デフロストの開始時期の設定に
デフロストを行う現場担当者の個人差が介在したり、霜
付着量に関係なく設定時刻に定期的にデフロストを開始
することのない冷媒蒸発器におけるデフロスト開始時期
特定方法を提供することを目的とする。
に、本発明は、冷媒蒸発器に冷媒を供給するための膨張
弁の制御をこの冷媒蒸発器の下流に付設した温度センサ
と圧力センサとにより行う。そして、この温度センサと
圧力センサとをそれぞれ信号線で結線した膨張弁制御コ
ンピュータを利用して、前記膨張弁が冷媒蒸発器の冷凍
能力に適応した膨張弁開度を得るとともに、最大弁能力
を常に自己検索した最大弁能力を記憶するようにする。
冷媒蒸発器の冷凍能力が減少することを利用して冷媒蒸
発器下流に付設した温度センサと圧力センサとで温度と
圧力を検出して膨張弁制御コンピュータで最大弁能力を
減少させる。そして、この最大弁能力値が予め設定した
設定値以下になったときを最適デフロスト開始時期とし
てデフロストを開始するようにする。
循環回路を設け、これら回路の各冷媒蒸発器下流の温度
センサと圧力センサとにより、複数の膨張弁のそれぞれ
の最大弁能力の最大値、最小値、平均値を前記コンピュ
ータにて計算する。そして、この計算結果のいずれかを
選択使用して選択したいずれかとこのコンピュータに記
憶させたデフロスト開始設定値とを比較させ、膨張弁能
力のこの開始設定値以下への低下を検知して最適デフロ
スト開始時期とし、デフロストを開始するするようにし
たものである。これら冷媒蒸発器のデフロストには、電
熱ヒータ、散水、冷媒ホットガス等の公知のデフロスト
装置を使用する。
張弁4の制御には、この蒸発器9下流に付設した冷媒蒸
発圧力を検出する圧力センサ2と、冷媒温度を検出する
温度センサ3とを膨張弁制御コンピュータ1に信号線で
結線して使用する。よって、このコンピュータ1で、冷
媒蒸発圧力センサ2で検出した圧力を蒸発温度に換算し
た値と、蒸発器9下流、即ち冷媒出口側に付設した温度
センサ3が検出した温度との差、即ち過熱度を計算して
電子式膨張弁4の液冷媒通過量の比例制御を行うことが
できる。
ンサ3部の温度はこの比例制御の下限を越えて度々低く
なる。そして、膨張弁制御コンピュータ1は電子式膨張
弁4の最大弁能力を減少し、このコンピュータ1に記憶
する。そして、冷媒蒸発器9の冷凍能力と電子式膨張弁
4の能力が釣り合うように電子式膨張弁4の能力を調整
する。
と、温度センサ3部の温度は前記比例制御の下限を越え
て低くなり、膨張弁制御コンピュータ1は電子式膨張弁
4の最大弁能力をさらに減少させる。また、この最大弁
能力と膨張弁制御コンピュータ1に記憶したデフロスト
開始用設定最大弁能力とを比較し、この最大弁能力がデ
フロスト開始用設定最大弁能力と同じか、または下回っ
たときを最適デフロスト開始時期とする。そして、上記
膨張弁制御コンピュータ1は低温空気冷却装置制御盤1
0にデフロスト開始信号を送り、デフロストを開始す
る。
フロスト開始時期特定方法の実施の一例を示した添付図
面に基いて詳細に説明する。図1は単一の冷却室に単一
の冷媒蒸発器を設備した場合の配管・配線図である。図
2は単一の冷却室に複数の冷媒蒸発器を設備した場合の
配管・配線図である。図3は複数の冷却室にそれぞれ複
数の冷媒蒸発器を設備した場合の配管・配線図である。
図4は温度センサ部の過熱度に対する実際弁能力と最大
弁能力の関係を示す図表である。
イクルの冷媒蒸発器9下流の低圧ガス管14に設けた冷
媒蒸発圧力を検出する圧力センサ2と、冷媒蒸発温度を
検出する温度センサ3とを信号線12,13で結線す
る。そして、膨張弁制御コンピュータ1と冷媒蒸発器9
の上流の高圧液管16に設けた高圧液を膨張させ減圧す
る電子式膨張弁4とを信号線6で結線する。この冷凍サ
イクルでは、冷媒を圧縮機5で圧縮し、高圧ガス管15
で凝縮器7に導き高圧冷媒液とする。そして、この高圧
冷媒液は高圧液管16を経て電子式膨張弁4で減圧し、
冷却室17内の冷媒蒸発器9で送風機8よりの空気と熱
交換し、低圧ガス管14を経て圧縮機5に戻る。また、
このコンピュータ1では圧力センサ2で検知した冷媒蒸
発圧力を蒸発温度に換算した値と、温度センサ3が検知
した温度との差、即ち過熱度を計算し、電子式膨張弁4
での液冷媒通過量の比例制御をするものである。
知のデフロスト装置(図示せず)等を制御する低温空気
冷却装置制御盤10は、前記膨張弁制御コンピユータ1
とデフロスト信号線11で結線したものである。そし
て、冷媒蒸発器9での着霜が多くなると、温度センサ3
で検知する温度は比例制御の下限を越えて度々低くな
り、この比例制御の下限を越える度に、膨張弁制御コン
ピュータ1は冷媒蒸発器9の冷却能力が減少したことを
感知する。それとともに、電子式膨張弁4の最大弁能力
を減少し、この最大弁能力をこのコンピュータ1に記憶
する。このコンピュータ1では、予め記憶したデフロス
ト開始用設定最大弁能力とこの減少した最大弁能力とを
比較する。この減少した最大弁能力がデフロスト開始用
設定最大弁能力以下になったときに、最適デフロスト開
始時期としてこのコンピュータ1からデフロスト開始信
号がデフロスト信号線11を介して低温空気冷却装置制
御盤10に発せられる。この低温空気冷却装置制御盤1
0ではこの開始信号を受けて電熱ヒータ、散水、冷媒ホ
ットガス等の公知のデフロスト装置によりデフロストを
開始する。
を備えた冷却室18,19は、それぞれ高圧液管16を
分岐して複数の電子式膨張弁4a,4bを介して複数の
冷媒蒸発器9a,9bを設備したものである。そして、
低圧ガス管14への合岐部手前のこれら複数の冷媒蒸発
器9a,9bの下流に前記同様の温度センサ3a,3b
を設備する。
複数の電子式膨張弁4a,4bと膨張弁制御コンピュー
タ1とを結線するものである。そして、これら膨張弁4
a,4bをこのコンピュータ1により冷媒蒸発器9a,
9b下流の温度センサ3a,3bよりの温度から各冷媒
蒸発器9a,9bの冷凍能力を計算し、この冷凍能力に
適応した弁開度とする。
に設備した圧力センサ2と膨張弁制御コンピュータ1と
を結線するもので、低圧ガス管14内で検知した冷媒蒸
発圧力をこのコンピュータ1で蒸発温度に換算させるも
のである。
ぞれ複数の温度センサ3a,3bと膨張弁制御コンピュ
ータ1とを結線するもので、複数の冷媒蒸発器9a,9
bの下流の冷媒温度をこのコンピュータ1に入力するも
のである。そして、圧力センサ2よりの圧力を前記蒸発
温度に換算せしめた値と冷媒蒸発器9a,9bの下流の
冷媒温度との差である過熱度を計算するためのものであ
る。
弁制御コンピュータ1と前記同様のそれぞれ電熱ヒー
タ、散水、冷媒ホットガス等の公知のデフロスト装置を
制御する低温空気冷却装置制御盤10とを結線するもの
である。
最大弁能力を示すものである。そして、温度センサ3,
3a,3bの過熱度は比例帯の範囲I(膨張弁開き始め
の温度センサ部過熱度)〜II(膨張弁が最大能力にな
る温度センサ部過熱度)にあるように熱不可変動に対す
る実際弁能力は膨張弁開き始めの温度センサ部過熱度I
と、初期設定の膨張弁の最大弁能力Aとを結ぶ直線IA
上において逐次調整される。ここで、冷媒蒸発器9,9
a,9bに霜付きが多くなると、温度センサ3、3a、
3b部の過熱度が低下し、膨張弁開き始めの温度センサ
部過熱度I以下になる度に、最大弁能力はA点→B点→
C点と低下して行く。そして、D点以下に達すると、或
いは複数個の膨張弁4a,4bの弁最大能力に予め最大
値、最小値または平均値を使用するかを設定しておき、
計算された最大弁能力がD点以下に達すると、最適デフ
ロスト開始時期としてデフロストの開始時期を特定す
る。このデフロストの開始時期の特定は、上記各最大弁
能力がD点以下に達すると、低温空気冷却装置制御盤1
0にデフロスト信号線11,11a,11bを介して膨
張弁制御コンピュータ1よりデフロスト開始信号を送
り、行われる。
温空気冷却器の部分的な霜付き状態であっても、冷媒蒸
発器9,9a,9bの霜付きによる膨張弁4,4a,4
bの最大弁能力の減少を捕らえて最適デフロスト開始時
期としてデフロスト開始時期を特定する。そのため、冷
却空気の状態(湿度)の変化、圧縮機の冷凍能力変化、
他の外乱等があっても、膨張弁最大弁能力の減少が冷媒
蒸発器の着霜量を示すことになるので、最適デフロスト
開始時期を確実に把握できる。よって、冷媒蒸発器9,
9a,9bのデフロストを着実に開始することにより、
圧縮機の運転時間を短縮化し、その寿命を長寿命とする
ことができ、省エネルギー化が達成可能となる。また、
圧縮機の低効率長期運転を行うことがないので、低温貯
蔵品の品質を損なうことがない。
器を設備した場合の概略を示す配管・配線図である。
器を設備した場合の概略を示す配管・配線図である。
冷媒蒸発器を設備した場合の概略を示す配管・配線図で
ある。
能力と最大弁能力との関係を示す図表である。
熱度
Claims (2)
- 【請求項1】 冷媒蒸発器に連結した膨張弁から冷媒を
供給させ、冷媒の蒸発潜熱を利用して空気を冷却する低
温空気冷却装置において、この膨張弁を膨張弁制御コン
ピュータにより制御させて冷媒蒸発器表面に生成する霜
のデフロストを、このコンピュータが冷媒蒸発器下流の
温度と圧力とを検出することにより検索させた膨張弁最
大能力の設定値以下への低下を検知して最適デフロスト
開始時期とし、デフロスト開始信号をデフロスト制御盤
に送り、電熱ヒータ、散水等公知のデフロスト装置を使
って開始することを特徴とする冷媒蒸発器におけるデフ
ロスト開始時期特定方法。 - 【請求項2】 一台の圧縮機、凝縮器にそれぞれ複数の
膨張弁、冷媒蒸発器を使用して各冷媒蒸発器に連結した
膨張弁から冷媒を供給させ、冷媒の蒸発潜熱を利用して
空気を冷却する低温空気冷却装置において、これら複数
の膨張弁を膨張弁制御コンピュータにより制御させて複
数の冷媒蒸発器表面に生成する霜のデフロストを、この
コンピュータが各冷媒蒸発器下流の温度と圧力とを検出
することにより検索させた複数個の膨張弁能力における
最大値、最小値または平均値の内、選択したいずれかと
このコンピュータに記憶させたデフロスト開始設定値と
を比較させ、膨張弁能力のこのデフロスト開始設定値以
下への低下を検知して最適デフロスト開始時期とし、デ
フロスト開始信号をデフロスト制御盤に送り、電熱ヒー
タ、散水等公知のデフロスト装置を使って開始すること
を特徴とする冷媒蒸発器におけるデフロスト開始時期特
定方法。
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