JP3641849B2 - 冷凍機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、センサで検出した熱出力が目標値になるように、圧縮機の能力や膨張弁の開度を制御する冷凍機および冷凍方法に関し、より詳しくは、非共沸混合冷媒の二相域での非等温性に起因して、センサで検知した熱出力と実際の熱出力との誤差が生じたときに、この誤差を検出して、この誤差の分だけ上記熱出力目標値を修正することができる冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の冷凍機の一例としては、図８に示すように、室内ユニット８１と室外ユニット８２と熱出力制御部８３とを備え、単一の冷媒を使用する空気調和機がある。この空気調和機の室内ユニット８１は、室内熱交換器８５を備えている。この室内熱交換器８５は、熱交換部８６と分流器８７とヘッダ８８とを有している。上記分流器８７と熱交換部８６とをつなぐ冷媒管９０には第１の温度センサ９１が取り付けられている。また、上記ヘッダ８８に接続されている冷媒管９２には第２の温度センサ９３が取り付けられている。
【０００３】
一方、上記室外ユニット８２は、上記ヘッダ８８に接続された四路切替弁９４と、この四路切替弁９４に接続されたアキュムレータ９５と圧縮機９６と室外熱交換器９７とを備えている。そして、この室外熱交換器９７の分流器９８には受液器１００が接続されており、この受液器１００には電動膨張弁１０１が接続され、この電動膨張弁１０１は、上記室内熱交換器８５の分流器８７に接続されている。また、上記圧縮機９６の吐出側の管路には吐出圧力センサ１０３が取付られており、上記圧縮機９６の吸入側の管路には吸入圧力センサ１０６が取り付けられている。上記吐出圧力センサ１０３は、圧縮機９６が吐出する冷媒の圧力を検出する。また、上記吸入圧力センサ１０６は、圧縮機９６が吸入する冷媒の圧力を検出する。
【０００４】
次に、この空気調和機において、上記熱出力制御部８３が行う熱出力制御内容を、(1) 圧縮機容量制御（冷房時）と、(2) 圧縮機容量制御(暖房時)と、(3) 電動膨張弁制御(冷房時)と、(4) 電動膨張弁制御(暖房時)との４つの場合に分けて順に説明する。
【０００５】
まず、(1)圧縮機容量制御(冷房時)では、上記制御部８３は、上記吸入圧力センサ１０６が検出した圧縮機９６の吸入圧力Ｐｓを表す信号を得て、この吸入圧力Ｐｓから蒸発温度Ｔｅを算出する。この蒸発温度Ｔｅの算出は、一次回帰式(Ｔｅ＝(係数Ａ)×(Ｐｓ)＋(係数Ｂ))によって算出する。冷媒として単一冷媒(例えば、ＨＣＦＣ２２）を用いているから、この回帰式の係数Ａと係数Ｂは、図７(Ｃ)に示した圧力Ｐｓの各レンジに対応する値を用いる。また、冷媒として単一冷媒を用いているから、Ｐ‐Ｈ線図である図２(Ａ)に示すように、上記蒸発温度Ｔｅは、室内熱交換器の蒸発温度Ｔevapに等しい。そこで、上記制御部８３は、上記算出した蒸発温度Ｔｅが、予め設定された目標温度Ｔeo１になるように、圧縮機出力を制御する。これにより、室内熱交換器８５の蒸発温度Ｔevapを目標温度Ｔeo１にして、冷房能力の所定の目標値にすることができる。
【０００６】
次に、(2)圧縮機容量制御(暖房時)では、上記制御部８３は、上記吐出圧力センサ１０３が検出した圧縮機９６の吐出圧力Ｐｄを表す信号を得て、この吐出圧力Ｐｄから凝縮温度Ｔｃを算出する。この蒸発温度Ｔｃの算出は、一次回帰式(Ｔｃ＝(係数Ａ)×(Ｐｄ)＋(係数Ｂ))によって算出する。冷媒として単一冷媒を用いているから、この回帰式の係数Ａと係数Ｂは、図７(Ｃ)に示した圧力Ｐｄの各レンジに対応する値を用いる。また、冷媒として単一冷媒を用いているから、図２(Ｂ)に示すように、上記凝縮温度Ｔｃは、室内熱交換器８５の凝縮温度Ｔcondに等しい。そこで、上記制御部８３は、上記算出した凝縮温度Ｔｃが、予め設定された目標温度Ｔco１になるように、圧縮機出力を制御する。これにより、室内熱交換器８５の凝縮温度Ｔcondを目標温度Ｔco１にして、暖房能力を所定の目標値にすることができる。
【０００７】
次に、(3)電動膨張弁制御(冷房時)では、上記制御部８３は、図４(Ａ)に示すように、第２の温度センサ９３が検出した室内熱交換器８５出口(ヘッダ８８側)の温度ＴＨ３と、第１の温度センサ９１が検出した室内熱交換器８５入口(分流器８７側)の温度ＴＨ２との差(ＴＨ３−ＴＨ２)を算出する。単一冷媒では、ＴＨ２＝Ｔｅ(蒸発温度)である。したがって、上記制御部８３は、この差(ＴＨ３−ＴＨ２)を過熱度として検出し、この過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)が予め設定された所定値になるように、電動膨張弁１０１の開度を調節する。これにより、室内熱交換器８５の過熱度を目標過熱度Ｄoh１にして、冷房能力を所定の目標値にすることができる。
【０００８】
次に、(4)電動膨張弁制御(暖房時)では、上記制御部８３は、図４(Ｂ)に示すように、吐出圧力センサ１０３から吐出圧力Ｐｄを表す信号を得て、この吐出圧力Ｐｄでの冷媒の露点温度を凝縮温度Ｔｃ（吐出圧力相当飽和温度)として算出する。この凝縮温度Ｔｃの算出は、(2)での説明と同じく、図７(Ｃ)に示した係数値を用いた一次回帰式で算出する。また、上記制御部８３は、上記第１の温度センサ９１から室内熱交換器８５の出口温度ＴＨ２(分流器８７側温度)を表す信号を得る。そして、上記制御部８３は、上記凝縮温度Ｔｃと上記出口温度ＴＨ２との差(Ｔｃ−ＴＨ２)を算出し、この差(Ｔｃ−ＴＨ２)を過冷却度とする。そして、上記制御部８３は、この過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２)が予め設定された所定値になるように、電動膨張弁１０１の開度を調節する。これにより、室内熱交換器８５の過冷却度を目標過冷却度Ｄoc１にして、暖房能力を所定の目標値にすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、フロンガスのオゾン層の破壊が重大な環境問題になっている。そのため、オゾン層を破壊しない代替冷媒の使用が望まれている。この代替冷媒の１つとして、非共沸混合冷媒(たとえば、ＨＦＣ系)がある。
【００１０】
ところが、上記従来の冷凍機では、単一の冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用した場合に、非共沸混合冷媒の二相域での非等温性に起因して、以下に示すような熱出力の過不足が発生する問題がある。
【００１１】
この問題を、上記(1),(2),(3),(4)の場合に分けて、図３(Ａ),(Ｂ),図５(Ａ),(Ｂ)を参照して、より詳しく説明する。
【００１２】
まず、(1)圧縮機容量制御(冷房時)について説明する。図３(Ａ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度が、乾き度が大きくなるにつれて高くなる。したがって、吸入圧力Ｐｓから算出した沸点温度Ｔｅが室内熱交換器における蒸発温度Ｔevapよりも高くなる(Ｔｅ＞Ｔevap)。したがって、従来例のように、この算出した沸点温度Ｔｅで蒸発温度Ｔevapを代表させると、蒸発温度Ｔevapを実際の値よりも高く見積もることとなる。従って、冷房能力を実際の値よりも小さく見積もることになる。したがって、冷房能力過剰が起こる問題がある。
【００１３】
次に、(2)圧縮機容量制御(暖房時)について説明する。図３(Ｂ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度が、乾き度が小さくなるにつれて低くなる。従って、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが、室内熱交換器における凝縮温度Ｔcondよりも高くなる(Ｔｃ＞Ｔcond)。したがって、従来例のように、この算出した露点温度Ｔｃで凝縮温度Ｔcondを代表させると、凝縮温度Ｔcondを実際の値よりも高く見積もることになる。従って、暖房能力を実際の値よりも大きく見積もることになる。したがって、暖房能力不足が起こる問題がある。
【００１４】
次に、(3)電動膨張弁制御(冷房時)について説明する。図５(Ａ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度は、乾き度が大きくなるにつれて高くなる。従って、第１の温度センサが検出した室内熱交換器入口(分流器側)の温度ＴＨ２が、沸点温度Ｔｅよりも低くなる(ＴＨ２＜Ｔｅ)。従って、従来例のように、室内熱交換器入口の温度ＴＨ２で沸点温度Ｔｅを代表させると、沸点温度Ｔｅを実際の値よりも小さく見積もることになる。したがって、制御部は、実際の過熱度(ＴＨ３−Ｔｅ)よりも大きな過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)を検出することになる。従って、制御部８３は、実際の過熱度を、目標過熱度Ｄoh１よりも小さくするから、冷房能力が不足する問題がある。
【００１５】
次に、(4)電動膨張弁制御(暖房時)について説明する。図５(Ｂ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度は、乾き度が小さくなるにつれて低くなる。したがって、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃ(乾き度≒１)が、沸点温度Ｔ２(乾き度≒０)よりも高くなる(Ｔｃ＞Ｔ２)。従って、従来例のように、露点温度Ｔｃで沸点温度Ｔ２を代表させると、沸点温度Ｔ２を実際の値よりも大きく見積もることになる。従って、制御部８３は、実際の過冷却度(Ｔ２−ＴＨ２０)よりも大きな過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)を検出することになる。したがって、制御部８３は、実際の過冷却度を、目標過冷却度Ｄoc１よりも小さくするから、暖房能力不足が発生する問題がある。
【００１６】
そこで、この発明の目的は、単一の冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用した場合でも、センサで検知した熱出力と実際の熱出力との誤差を検出して、熱出力が目標値からずれることを防止できる冷凍機を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、圧縮機１６と、凝縮器１７と、膨張手段２１と、蒸発器５と、上記圧縮機１６の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ２６と、この吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力から単一冷媒使用時の蒸発温度を算出して、この算出した蒸発温度が予め設定された目標温度になるように、上記圧縮機１６の能力を制御する圧縮機制御部３とを備えた単一冷媒使用可能な冷凍機において、
上記圧縮機制御部３は、
非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、上記吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力における上記非共沸混合冷媒の沸点温度Ｔeを算出し、
上記蒸発器５入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、上記沸点温度Ｔｅとから上記非共沸混合冷媒の蒸発器中点温度Ｔevapを算出し、
上記蒸発器中点温度Ｔevapと上記沸点温度Ｔｅとの差（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出し、
この差ΔＴｅを、単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算して、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、上記非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２としたことを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２の発明は、圧縮機１６と、凝縮器５と、膨張手段２１と、蒸発器１７と、上記圧縮機１６の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２３と、この吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力から単一冷媒使用時の凝縮温度を算出して、この算出した凝縮温度が予め設定された目標温度になるように、上記圧縮機１６の能力を制御する圧縮機制御部３とを備えた単一冷媒使用可能な冷凍機において、
上記圧縮機制御部３は、
非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、上記吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、上記吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出し、
この凝縮器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔｃとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴｃを算出し、
この差ΔＴｃを、単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴｃ)を、上記非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２としたことを特徴としている。
【００１９】
【作用】
請求項１の発明の冷凍機の圧縮機制御部３は、吸入圧力センサ２６が検出した圧縮機１６の吸入圧力から沸点温度を算出して、この算出した沸点温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機の能力を制御する。
【００２０】
ここで、上記圧縮機制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力における沸点温度Ｔeを算出する。次に、圧縮機制御部３は、蒸発器５入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、沸点温度Ｔｅとから蒸発器中点温度Ｔevapを算出する。次に、圧縮機制御部３は、上記蒸発器中点温度Ｔevapと上記沸点温度Ｔｅとの差（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出する。次に、圧縮機制御部３は、この差ΔＴｅを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算する。次に、圧縮機制御部３は、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２とする。
【００２１】
図２(Ａ)と図３(Ａ)を比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、蒸発器中点温度Ｔevapを代表させている沸点温度Ｔｅが、中点温度Ｔevapよりも上記ΔＴeだけ高くなるから、この発明の冷凍機のように、目標温度Ｔeo２を目標温度Ｔeo１に比べて差ΔＴeだけ高くすることによって、冷却能力の過多を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。
【００２２】
また、請求項２の発明の冷凍機の圧縮機制御部３は、吐出圧力センサ２３が検出した圧縮機１６の吐出圧力から露点温度を算出して、この算出した露点温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機１６の能力を制御する。
【００２３】
ここで、上記圧縮機制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出する。次に、制御部３は、上記蒸発器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔｃとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴcを算出する。次に、制御部３は、この差ΔＴcを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴc)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２とする。
【００２４】
図２(Ｂ)と図３(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、凝縮器中点温度Ｔcondを代表させている露点温度Ｔｃが、中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高くなるから、目標温度Ｔco２を目標温度Ｔco１に比べて差ΔＴｃだけ高くすることによって、暖房能力の不足を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に、上記非共沸用目標温度Ｔco２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔco１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。
【００２５】
また、一参考例の冷凍機の膨張弁制御部３は、（出口温度ＴＨ３−入口温度ＴＨ２）を冷房時の過熱度として算出し、この過熱度が目標過熱度になるように、膨張弁２１の開度を調節する。
【００２６】
ここで、上記膨張弁制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度,沸点温度と圧力との関係を用いて、吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力における沸点温度Ｔeを算出する。次に、膨張弁制御部３は、蒸発器５入口で想定される乾き度に対応する蒸発器５入口温度Ｔ１と上記蒸発温度Ｔeとの差である(Ｔｅ−Ｔ１)＝ΔＤhを算出する。次に、膨張弁制御部３は、このΔＤhを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標過熱度Ｄoh１に加算して、この加算した値(Ｄoh１＋ΔＤh)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標過熱度とする。
【００２７】
図４(Ａ)と図５(Ａ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、蒸発温度Ｔｅが蒸発器(室内熱交換器５)の入口温度ＴＨ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用している場合には、蒸発温度Ｔｅが入口温度Ｔ１(＝ＴＨ２）に比べてΔＤhだけ高い。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、蒸発温度Ｔｅを入口温度ＴＨ２で代表させると、実際の過熱度(ＴＨ３−Ｔｅ)に比べて検出過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)がΔＤhだけ大きくなる。従って、過熱度を大きく見積もった分ΔＤhだけ、単一冷媒での目標過熱度Ｄoh１よりも大きな目標過熱度Ｄoh２を設定する。このように、上記制御部３は、非共沸混合冷媒を使用した場合に非共沸用目標過熱度Ｄoh２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標過熱度Ｄoh１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。したがって、冷房能力が不足することを防止して適正な冷房能力を発揮することができる。
【００２８】
また、一参考例の冷凍機の膨張弁制御部３は、上記吐出圧力での冷媒の露点温度を露点温度Ｔｃとして算出し、露点温度Ｔｃと出口温度ＴＨ２０との差(露点温度Ｔｃ−出口温度ＴＨ２０)を暖房時の過冷却度として算出し、この過冷却度が目標過冷却度になるように、膨張弁の開度を調節する。
【００２９】
ここで、この膨張弁制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている沸点温度と圧力との関係を用いて、吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力における沸点温度Ｔ２を得て、露点温度Ｔｃと上記沸点温度Ｔ２との差(Ｔｃ−Ｔ２)＝ΔＤcを算出する。次に、膨張弁制御部３は、この差ΔＤcを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標過冷却度Ｄoc１に加算する。次に、膨張弁制御部３は、この加算した値(Ｄoc１＋ΔＤc)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標過冷却度とする。
【００３０】
図４(Ｂ)と図５(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが凝縮器(室内熱交換器５)の沸点温度Ｔ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが沸点温度Ｔ２よりもΔＤｃだけ高くなる。従って、非共沸混合冷媒を使用したときに、沸点温度Ｔ２を露点温度Ｔｃで代表させると、実際の過冷却度(Ｔ２−ＴＨ２０)に比べて検出過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)がΔＤｃだけ大きくなる。したがって、過冷却度を大きく見積もった分ΔＤｃだけ、単一冷媒での目標過冷却度Ｄoc１よりも大きな目標過冷却度Ｄoc２を設定する。このように、制御部３は、非共沸混合冷媒を使用したときに非共沸用目標過冷却度Ｄoc２を使用することによって、単一冷媒を使用したときに単一冷媒用目標過冷却度Ｄoc１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。したがって、暖房能力不足を防止して適正な暖房能力を発揮することができる。
【００３１】
また、一参考例の冷凍方法は、上記冷凍機において、単一の冷媒を非共沸混合冷媒に置き換えて使用する。
【００３２】
従って、この冷凍方法によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときの熱出力制御部３の制御定数としてのＴeo１,Ｔco１,Ｄoh１,Ｄoc１に替えて、Ｔeo１＋ΔＴe,Ｔco１＋ΔＴc,Ｄoh１＋ΔＤh,Ｄoc１＋ΔＤcを採用することだけで、温度センサの取り替えや追加を行うことなく、単一冷媒使用時と同じ冷暖房運転を行うことができる。
【００３３】
つまり、この熱交換方法によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、熱出力制御部３の制御定数を変更する以外は何ら変更を加えることなく、単一冷媒使用時と同じ冷暖房運転を行うことができる。
【００３４】
【実施例】
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
【００３５】
図１に、この発明の冷凍機の実施例としての空気調和機を示す。この空気調和機は、室内ユニット１と室外ユニット２と熱出力制御部３とを備えている。室内ユニット１は、室内熱交換器５を備えている。この室内熱交換器５は、熱交換部６と分流器７とヘッダ８とを有している。そして、分流器７と熱交換部６とをつなぐ冷媒管１０には第１の温度センサ１１が取り付けられている。また、上記ヘッダ８に接続されている冷媒管１２には第２の温度センサ１３が取り付けられている。
【００３６】
一方、上記室外ユニット２は、上記ヘッダ８に接続された四路切替弁１４と、この四路切替弁１４に接続されたアキュムレータ１５と圧縮機１６と室外熱交換器１７とを備えている。そして、この室外熱交換器１７の分流器１８には受液器２０が接続されており、この受液器２０には電動膨張弁２１が接続されている。この電動膨張弁２１は、室内熱交換器５の分流器７に接続されている。そして、上記圧縮機１６と四路切替弁１４とをつなぐ管２２には吐出圧力センサ２３が取付られており、上記圧縮機１６とアキュムレータ１５とをつなぐ管２５には吸入圧力センサ２６が取り付けられている。上記吐出圧力センサ２３は、圧縮機１６が吐出する冷媒の圧力Ｐdを検出する。また、上記吸入圧力センサ２６は、圧縮機１６が吸入する冷媒の圧力Ｐｓを検出する。
【００３７】
そして、上記熱出力制御部３は、上記第１の温度センサ１１と上記第２の温度センサ１３と上記吐出圧力センサ２３と吸入圧力センサ２６とに電気的に接続されている。この熱出力制御部３は、上記第１の温度センサ１１から室内熱交換器５の分流器７側の冷媒温度ＴＨ２を表す信号を受け、第２の温度センサ１３から室内熱交換器５のヘッダ８側の冷媒温度ＴＨ３を表す信号を受ける。さらに、上記熱出力制御部３は、上記吐出圧力センサ２３から吐出圧力Ｐｃを表す信号を受け、上記吸入圧力センサ２６から吸入圧力Ｐｓを表す信号を受ける。そして、上記熱出力制御部３は、上記吐出圧力センサ２３と吸入圧力センサ２６からの信号を受けて、圧縮機１６の能力を制御する圧縮機制御モードと、上記第１の温度センサ１１と第２の温度センサ１３からの信号を受けて電動膨張弁２１の開度を制御する膨張弁制御モードとを有している。なお、圧縮機１６の能力の制御は、例えば、圧縮機１６の駆動周波数を増減させることによって行えばよい。
【００３８】
この空気調和機に、単一の冷媒(ＨＣＦＣ２２)が充填されている場合の熱出力制御部３の制御動作は、従来の技術で説明した動作と同じであるので、説明を省略する。
【００３９】
次に、この空気調和機に、ＨＦＣ系非共沸混合冷媒としてのＨＦＣ３２/１２５/１３４ａ(２３/２５/５２wt％)が充填されている場合の熱出力制御部３の動作を、(1)圧縮機制御モード(冷房時)と(2)圧縮機制御モード(暖房時)と(3)膨張弁制御モード(冷房時)と(4)膨張弁制御モード(暖房時)とに分けて順に説明する。
【００４０】
まず、(1)圧縮機制御モード(冷房時)では、四路切替弁１４は図１に実線で示されているように連通している。そして、上記熱出力制御部３は、上記吸入圧力センサ２６からの吸入圧力Ｐｓを表す信号を受けて、この吸入圧力Ｐｓを表す信号から上記吸入圧力Ｐｓにおける沸点温度を算出する。この沸点温度は、図３(Ａ)に示した沸点温度Ｔｅである。また、吸入圧力Ｐｓから沸点温度を算出するには、上記非共沸冷媒の物性によって決まっている沸点温度と圧力との関係を用いている。より詳細には、図７(Ｂ)に示すように、９個の圧力範囲を設定し、各圧力範囲ごとに、一次回帰式〔（露点温度）＝（係数Ａ）×(圧力)＋(係数Ｂ)〕をたてて、図７(Ｄ)に示すように各圧力範囲ごとに(係数Ａ)と(係数Ｂ)を別個に設定している。
【００４１】
次に、制御部３は、蒸発器としての室内熱交換器５の入口の冷媒管１０で想定される乾き度に対応する蒸発器入口温度Ｔ１と、上記沸点温度Ｔｅとから蒸発器中点温度Ｔevapを比例配分により算出する。次に、制御部３は、沸点温度Ｔｅから蒸発器中点温度Ｔevapを減算して、図６に示す補正分ΔＴe＝(Ｔｅ−Ｔevap) を算出する。そしてさらに、この補正分ΔＴｅは、ヘッダ８側温度ＴＨ３で代表した吸入温度出現範囲で加重平均を取った値とする。
【００４２】
次に、制御部３は、この算出した補正分ΔＴeを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算して、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴe)を、上記冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２とする。
【００４３】
そして、この制御部３は、上記吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力Ｐｓから上述したようにして算出した沸点温度Ｔｅが上記目標温度Ｔeo２になるように圧縮機１６の能力を制御する。
【００４４】
非共沸混合冷媒では、蒸発器中点温度Ｔevapを代表させている沸点温度Ｔｅが、中点温度ＴevapよりもΔＴeだけ高くなるから、目標温度Ｔeo２を目標温度Ｔeo１に比べてΔＴeだけ高くすることによって、冷却能力の過多を防止することができる。言い換えれば、非共沸混合冷媒を使用した場合に目標温度として非共沸用目標温度Ｔeo２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。
【００４５】
より詳しくは、図２(Ａ)と図６とを対比すれば分かるように、単一冷媒を使用したときには沸点温度Ｔｅが蒸発器中点温度Ｔevapと等しいのに対して、非共沸混合冷媒を使用したときには沸点温度Ｔｅは蒸発器中点温度ＴevapよりもΔＴeだけ高い。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときと同じ目標温度Ｔeo１を採用したならば、単一冷媒を使用したときに比べて蒸発器中点温度がΔＴeだけ低い温度になるように制御部３が圧縮機１６の能力を制御することになってしまう。このことは、冷房能力の過多を招くから、非共沸混合冷媒を使用したときには、上記補正された目標温度Ｔeo２＝Ｔeo１＋ΔＴeを採用して、冷房能力の過多を防いで適正な冷房能力を発揮できるようにしている。
【００４６】
次に、(2)圧縮機制御モード(暖房時)では、四路切替弁１４は図１に破線で示されているように連通している。そして、上記熱出力制御部３は、吐出圧力Ｐｄの出現範囲であらかじめ算出しておいた補正値ΔＴcを加重平均した値を格納している。
この補正値ΔＴｃを算出するには、まず、吐出圧力センサ２３からの吐出圧力Ｐｄを表す信号から上記吐出圧力Ｐｄにおける露点温度つまり図３(Ｂ)に示した露点温度Ｔｃと、上記吐出圧力Ｐｄにおける沸点温度つまり図３(Ｂ)に示した沸点温度Ｔ２とを算出する。この露点温度Ｔｃと沸点温度Ｔ２は、上記非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度，沸点温度と圧力との関係を用いて算出している。より詳細には、図７(Ｂ)に示すように、圧力と露点温度との関係を９つの一次回帰式で表して、圧力から露点温度を算出している。また、圧力と沸点温度との関係も９つの一次回帰式で表して、圧力から沸点温度を算出している。上記圧力と露点温度との関係を表す９つの一次回帰式の係数は図７(Ｄ)に示す通りである。
【００４７】
次に、上記露点温度Ｔｃと沸点温度Ｔ２とから凝縮器(室内熱交換器５)中点温度Ｔcondを比例配分により算出する。次に、露点温度Ｔｃから凝縮器中点温度Ｔcondを減算して、図６に示す補正分ΔＴc＝(Ｔｃ−Ｔcond)を算出する。そして更に、この補正分ΔＴｃは、吐出圧力出現範囲で加重平均を取った値とする。
【００４８】
そして、上記制御部３は、このあらかじめ算出されているΔＴcを、上記冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算した値(Ｔco１＋ΔＴc)を、上記冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２とする。そして、この制御部３は、上記吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが上記目標温度Ｔco２になるように圧縮機１６の能力を制御する。
【００４９】
非共沸混合冷媒では、凝縮器中点温度Ｔcondを代表させている露点温度Ｔｃが、中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高くなるから、目標温度Ｔco２を目標温度Ｔco１に比べてΔＴｃだけ高くすることによって、暖房能力の不足を防止することができる。言い換えれば、非共沸混合冷媒を使用した場合に目標温度として非共沸用の目標温度Ｔco２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用の目標温度Ｔco１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。
【００５０】
より詳しくは、図２(Ｂ）と図３(Ｂ)とを対比すれば分かるように、単一冷媒を使用したときには露点温度Ｔｃが凝縮器中点温度Ｔcondと等しいのに対して、非共沸混合冷媒を使用したときには露点温度Ｔｃは凝縮器中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高い。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときと同じ目標温度Ｔco１を採用したならば、単一冷媒を使用したときに比べて凝縮器(室内熱交換器)中点温度がΔＴcだけ低い温度になるように制御部３が圧縮機１６の能力を制御することになってしまう。このことは、暖房能力の不足を招くから、非共沸混合冷媒を使用したときには、上記補正された目標温度Ｔco２＝Ｔco１＋ΔＴcを採用して、暖房能力の不足を防いで適正な暖房能力を発揮できるようにしているのである。
【００５１】
次に、(3)膨張弁制御モード(冷房時)では、四路切替弁１４は図１に実線で示されているように連通している。そして、上記第１の温度センサ１１が室内熱交換器５の入口の冷媒管１０の温度ＴＨ２を検出して、この入口温度ＴＨ２を表す信号を熱出力制御部３に伝える。また、第２の温度センサ１３は室内熱交換器５の出口の冷媒管１２の温度ＴＨ３を検出して、この出口温度ＴＨ３を表す信号を熱出力制御部３に伝える。そして、熱出力制御部３は、出口温度ＴＨ３から入口温度ＴＨ２を減算して、冷房時の過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)を算出する。そして、上記制御部３は、この過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)が目標過熱度Ｄoh２になるように、電動膨張弁２１の開度を調節する。
【００５２】
ここで、上記制御部３は、この非共沸混合冷媒を使用した場合の非共沸用目標過熱度Ｄoh２を次に説明するように設定して、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標過熱度Ｄoh１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができるようにしている。
【００５３】
まず、上記制御部３は、吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力Ｐsを表す信号を受けて、この吸入圧力Ｐsにおける沸点温度Ｔｅを算出する。この吸入圧力Ｐｓから沸点温度Ｔｅを求めるには、上記(1),(2)で説明したのと同じく非共沸混合冷媒の物性によって決まっている沸点温度と圧力との関係を用いている(図７参照)。
【００５４】
次に、上記制御部３は、蒸発器としての室内熱交換器５の入口の冷媒管１０で蒸発器入口温度Ｔ１を測定し、上記沸点温度Ｔｅから上記入口温度Ｔ１(＝ＴＨ２)を減算して、図５(Ａ)に示す補正分ΔＤh＝Ｔｅ−Ｔ１を算出する。そしてさらに、制御部３は、この補正分ΔＤｈを、吸入圧力Ｐｓ出現範囲で加重平均をとった値にする。
【００５５】
そして、この制御部３は、この補正分ΔＤhを、単一冷媒を使用したときの目標過熱度Ｄoh１に加算した値(Ｄoh１＋ΔＤh)を、非共沸混合冷媒を使用したときの目標過熱度Ｄoh２にする。
【００５６】
図４(Ａ)と図５(Ａ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、沸点温度Ｔｅが蒸発器(室内熱交換器５)の入口温度ＴＨ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用している場合には、沸点温度Ｔｅが入口温度Ｔ１(＝ＴＨ２)に比べてΔＤhだけ高い。従って、非共沸混合冷媒を使用したときに、沸点温度Ｔｅを入口温度ＴＨ２で代表させると、実際の過熱度(ＴＨ３−Ｔｅ)に比べて検出過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)がΔＤhだけ大きくなる。従って、過熱度を大きく見積もった分ΔＤhだけ、単一冷媒での目標過熱度Ｄoh１よりも大きな目標過熱度Ｄoh２を設定する。これによって、上記制御部３は、非共沸混合冷媒を使用した場合に単一冷媒を使用した場合と同じ冷房能力を得ることができ、単一冷媒を使用したときに比べて冷房能力が不足することを防止して適正な冷房能力を発揮することができる。
【００５７】
次に、(4)膨張弁制御モード(暖房時)では、四路切替弁１４は図１に斜線で示されているように連通している。そして、上記第２の温度センサ１３は、凝縮器としての室内熱交換器５の出口温度ＴＨ２０を検出してこの出口温度ＴＨ２０を表す信号を上記制御部３に伝える。そして、この制御部３は、上記吐出圧力センサ２３から吐出圧力Ｐdを表す信号を得て、上述した一次回帰式(図７参照)によって、この吐出圧力Ｐdでの非共沸混合冷媒の露点温度を求める。この露点温度は、すなわち、図５(Ｂ)に示した露点温度Ｔcである。そして、この制御部３は、この露点温度Ｔｃから出口温度ＴＨ２０を減算して、この減算値(Ｔｃ−ＴＨ２０)を暖房時の過冷却度として算出する。そして、制御部３は、この過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)が目標過冷却度Ｄoc２になるように、電動膨張弁２１の開度を調節する。
【００５８】
この制御部３は、上記非共沸混合冷媒を使用した場合の非共沸用目標過冷却度Ｄoc２を次に説明するように設定して、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標過冷却度Ｄoc１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができるようにしている。
【００５９】
制御部３には、吐出圧力Ｐｄ出現範囲で加重平均した補正値ΔＤｃが格納されている。この補正値ΔＤｃはあらかじめ次に示すようにして算出されている値である。まず、吐出圧力センサ２３からの吐出圧力Ｐｄを表す信号に基づいて、上述した図７に示した一次回帰式を用いて、この吐出圧力Ｐｄでの非共沸混合冷媒の沸点温度Ｔ２を求める。次に、上記露点温度Ｔｃから上記沸点温度Ｔ２を減算して、補正値ΔＤc＝(Ｔｃ−Ｔ２)を算出する。そしてさらに、制御部３は、この補正値ΔＤｃを、吐出圧力Ｐｄ出現範囲で加重平均をとって得た値にする。
【００６０】
そして、制御部３は、この補正値ΔＤｃを、上記冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標過冷却度Ｄoc１に加算して、この加算した値(Ｄoc１＋ΔＤc)を、上記冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標過冷却度Ｄoc２とする。
【００６１】
図４(Ｂ)と図５(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが凝縮器(室内熱交換器５)の沸点温度Ｔ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが沸点温度Ｔ２よりもΔＤｃだけ高くなる。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、沸点温度Ｔ２を露点温度Ｔｃで代表させると、実際の過冷却度(Ｔ２−ＴＨ２０)に比べて検出過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)がΔＤｃだけ大きくなる。従って、過冷却度を大きく見積もった分ΔＤｃだけ、単一冷媒での目標過冷却度Ｄoc１よりも大きな目標過冷却度Ｄoc２を設定する。このことによって、制御部３は、非共沸混合冷媒を使用したときに単一冷媒を使用したときと同じ暖房能力を得ることができ、単一冷媒を使用したときに比べて暖房能力が不足することを防止して適正な暖房能力を発揮することができる。
【００６２】
したがって、この実施例によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときの熱出力制御部３の制御定数としてのＴeo１,Ｔco１,Ｄoh１,Ｄoc１に替えて、Ｔeo１＋ΔＴe,Ｔco１＋ΔＴc,Ｄoh１＋ΔＤh,Ｄoc１＋ΔＤcを採用だけで、温度センサの取り替えや追加を行うことなく、単一冷媒使用時と同じ能力の冷暖房運転を行うことができる。
【００６３】
つまり、この実施例によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、熱出力制御部３の制御定数を変更する以外は何ら変更を加えることなく、単一冷媒使用時と同じ冷暖房能力を発揮することができる。
【００６４】
尚、図５(Ｂ)に示すように、上記実施例の膨張弁制御モードの暖房時には、検出する過冷却度を(露点温度Ｔc−出口温度ＴＨ２０)とし、その補正値ΔＤｃを(露点温度Ｔc−沸点温度Ｔ２)としたが、露点温度Ｔｃに替えて凝縮器中間部温度Ｔtを採用してもよい。この中間部温度Ｔtを採用した場合には、二相域の温度を温度センサで検出してもよいが、凝縮器としての室内熱交換器５の中間部の乾き度を０.５と仮定して、冷媒物性から乾き度０.５で圧力Ｐdのときの冷媒温度を中間部温度Ｔｔとすれば上記二相域の温度を検出する温度センサは不要になる。
【００６５】
また、上記実施例では、膨張弁制御モードにおいて、単一冷媒での目標過熱度Ｄoh１および目標過冷却度Ｄoc１を補正したが、検出した過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)および過冷却度(Ｔc−ＴＨ２)を補正してもよい。つまり、検出した過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)および過冷却度(Ｔc−ＴＨ２)から、補正分ΔＤhおよびΔＤcを減算して、検出値の補正を行ってもよい。この検出値を補正した場合も、上記目標値を補正した場合と全く同じ冷暖房運転を行うことになることは言うまでもない。尚、上記検出された過熱度が実際の過熱度からずれている値と、上記検出された過冷却度が実際の過冷却度からずれている値とは、同程度であり、圧力が変化してもあまり変化しないから、上記補正分ΔＤｈとΔＤｃとを同一の１つの値で代表させることもできる。このとき、室内熱交換器の分流機側の温度ＴＨ２は、過熱度と過冷却度の両方の検出に用いられ、かつ、他の制御には用いられない。したがって、室内熱交換器の分流器側の温度センサ(第２の温度センサ１３)の検出値(ＴＨ２)に補正値(ΔＤh)を加えるようにすれば、制御変更内容を最小限に抑えることができる。
【００６６】
また、上記実施例は、空気調和機の例であったが、冷凍機であってもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の冷凍機は、圧縮機制御部が、吸入圧力センサが検出した圧縮機の吸入圧力から蒸発温度を算出して、この算出した蒸発温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機の能力を制御する。
【００６８】
ここで、圧縮機制御部は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、吸入圧力センサが検出した吸入圧力における沸点温度Ｔeを算出する。次に、圧縮機制御部は、蒸発器入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、蒸発温度Ｔｅとから蒸発器中点温度Ｔevapを算出する。次に、圧縮機制御部は、（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出する。次に、圧縮機制御部は、このΔＴを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算する。次に、圧縮機制御部は、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２とする。
【００６９】
図２(Ａ)と図３(Ａ)を比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、蒸発器中点温度Ｔevapを代表させている沸点温度Ｔｅが、中点温度ＴevapよりもΔＴeだけ高くなるから、この発明の冷凍機のように、非共沸用の目標温度Ｔeo２を単一冷媒用の目標温度Ｔeo１に比べてΔＴeだけ高くすることによって、冷却能力の過多を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に非共沸用目標温度Ｔeo２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。
【００７０】
また、請求項２の発明の冷凍機の圧縮機制御部は、吐出圧力センサが検出した圧縮機の吐出圧力から露点温度を算出して、この算出した露点温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機の能力を制御する。
【００７１】
ここで、上記圧縮機制御部は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、吐出圧力センサが検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出する。次に、凝縮器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔcとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴｃを算出する。次に、この差ΔＴｃを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの単一冷媒用目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴｃ)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの非共沸用目標温度Ｔco２とする。
【００７２】
図２(Ｂ)と図３(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、凝縮器中点温度Ｔcondを代表させている露点温度Ｔｃが、中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高くなるから、目標温度Ｔco２を目標温度Ｔco１に比べてΔＴｃだけ高くすることによって、暖房能力の不足を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に非共沸用目標温度Ｔco２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔco１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の冷凍機の実施例としての空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図２】 図２(Ａ)は圧縮機容量制御での単一冷媒を使用した場合の冷房時のＰ‐Ｈ線図であり、図２(Ｂ)は圧縮機容量制御での単一冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図３】 図３(Ａ)は圧縮機容量制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の冷媒時のＰ‐Ｈ線図であり、図３(Ｂ)は圧縮機容量制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図４】 図４(Ａ)は電動膨張弁制御での単一冷媒を使用した場合の冷房時のＰ‐Ｈ線図であり、図４(Ｂ)は電動膨張弁制御での単一冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図５】 図５(Ａ)は電動膨張弁制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の冷媒時のＰ‐Ｈ線図であり、図５(Ｂ)は電動膨張弁制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図６】 圧縮機容量制御での目標値の補正を説明するＰ‐Ｈ線図である。
【図７】 冷媒の圧力と露点温度との関係式(一次回帰式)の係数設定を説明する図である。
【図８】 従来の空気調和機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…室内ユニット、２…室外ユニット、３…熱出力制御部、
５…室内熱交換器、６…熱交換部、７…分流器、８…ヘッダ、
１０…冷媒管、１１…第１の温度センサ、１３…第２の温度センサ、
１４…四路切替弁、１５…アキュムレータ、１６…圧縮機、
１７…室外熱交換器、１８…分流器、２０…受液器、２１…電動膨張弁、
２３…吐出圧力センサ、２６…吸入圧力センサ、Ｐｓ…吸入圧力、
Ｐｄ…吐出圧力、Ｔｅ…沸点温度、Ｔｃ…露点温度、
ΔＴe,ΔＴc…補正分、Ｔeo１,Ｔco１,Ｔeo２,Ｔco２…目標温度、
Ｔevap…蒸発器中点温度、Ｔcond…凝縮器中点温度、
Ｔ１…蒸発器入口温度、Ｔ２…沸点温度、Ｄoh１,Ｄoh２…目標過熱度、
Ｄoc１,Ｄoc２…目標過冷却度、ΔＤh,ΔＤc…補正分。
【産業上の利用分野】
この発明は、センサで検出した熱出力が目標値になるように、圧縮機の能力や膨張弁の開度を制御する冷凍機および冷凍方法に関し、より詳しくは、非共沸混合冷媒の二相域での非等温性に起因して、センサで検知した熱出力と実際の熱出力との誤差が生じたときに、この誤差を検出して、この誤差の分だけ上記熱出力目標値を修正することができる冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の冷凍機の一例としては、図８に示すように、室内ユニット８１と室外ユニット８２と熱出力制御部８３とを備え、単一の冷媒を使用する空気調和機がある。この空気調和機の室内ユニット８１は、室内熱交換器８５を備えている。この室内熱交換器８５は、熱交換部８６と分流器８７とヘッダ８８とを有している。上記分流器８７と熱交換部８６とをつなぐ冷媒管９０には第１の温度センサ９１が取り付けられている。また、上記ヘッダ８８に接続されている冷媒管９２には第２の温度センサ９３が取り付けられている。
【０００３】
一方、上記室外ユニット８２は、上記ヘッダ８８に接続された四路切替弁９４と、この四路切替弁９４に接続されたアキュムレータ９５と圧縮機９６と室外熱交換器９７とを備えている。そして、この室外熱交換器９７の分流器９８には受液器１００が接続されており、この受液器１００には電動膨張弁１０１が接続され、この電動膨張弁１０１は、上記室内熱交換器８５の分流器８７に接続されている。また、上記圧縮機９６の吐出側の管路には吐出圧力センサ１０３が取付られており、上記圧縮機９６の吸入側の管路には吸入圧力センサ１０６が取り付けられている。上記吐出圧力センサ１０３は、圧縮機９６が吐出する冷媒の圧力を検出する。また、上記吸入圧力センサ１０６は、圧縮機９６が吸入する冷媒の圧力を検出する。
【０００４】
次に、この空気調和機において、上記熱出力制御部８３が行う熱出力制御内容を、(1) 圧縮機容量制御（冷房時）と、(2) 圧縮機容量制御(暖房時)と、(3) 電動膨張弁制御(冷房時)と、(4) 電動膨張弁制御(暖房時)との４つの場合に分けて順に説明する。
【０００５】
まず、(1)圧縮機容量制御(冷房時)では、上記制御部８３は、上記吸入圧力センサ１０６が検出した圧縮機９６の吸入圧力Ｐｓを表す信号を得て、この吸入圧力Ｐｓから蒸発温度Ｔｅを算出する。この蒸発温度Ｔｅの算出は、一次回帰式(Ｔｅ＝(係数Ａ)×(Ｐｓ)＋(係数Ｂ))によって算出する。冷媒として単一冷媒(例えば、ＨＣＦＣ２２）を用いているから、この回帰式の係数Ａと係数Ｂは、図７(Ｃ)に示した圧力Ｐｓの各レンジに対応する値を用いる。また、冷媒として単一冷媒を用いているから、Ｐ‐Ｈ線図である図２(Ａ)に示すように、上記蒸発温度Ｔｅは、室内熱交換器の蒸発温度Ｔevapに等しい。そこで、上記制御部８３は、上記算出した蒸発温度Ｔｅが、予め設定された目標温度Ｔeo１になるように、圧縮機出力を制御する。これにより、室内熱交換器８５の蒸発温度Ｔevapを目標温度Ｔeo１にして、冷房能力の所定の目標値にすることができる。
【０００６】
次に、(2)圧縮機容量制御(暖房時)では、上記制御部８３は、上記吐出圧力センサ１０３が検出した圧縮機９６の吐出圧力Ｐｄを表す信号を得て、この吐出圧力Ｐｄから凝縮温度Ｔｃを算出する。この蒸発温度Ｔｃの算出は、一次回帰式(Ｔｃ＝(係数Ａ)×(Ｐｄ)＋(係数Ｂ))によって算出する。冷媒として単一冷媒を用いているから、この回帰式の係数Ａと係数Ｂは、図７(Ｃ)に示した圧力Ｐｄの各レンジに対応する値を用いる。また、冷媒として単一冷媒を用いているから、図２(Ｂ)に示すように、上記凝縮温度Ｔｃは、室内熱交換器８５の凝縮温度Ｔcondに等しい。そこで、上記制御部８３は、上記算出した凝縮温度Ｔｃが、予め設定された目標温度Ｔco１になるように、圧縮機出力を制御する。これにより、室内熱交換器８５の凝縮温度Ｔcondを目標温度Ｔco１にして、暖房能力を所定の目標値にすることができる。
【０００７】
次に、(3)電動膨張弁制御(冷房時)では、上記制御部８３は、図４(Ａ)に示すように、第２の温度センサ９３が検出した室内熱交換器８５出口(ヘッダ８８側)の温度ＴＨ３と、第１の温度センサ９１が検出した室内熱交換器８５入口(分流器８７側)の温度ＴＨ２との差(ＴＨ３−ＴＨ２)を算出する。単一冷媒では、ＴＨ２＝Ｔｅ(蒸発温度)である。したがって、上記制御部８３は、この差(ＴＨ３−ＴＨ２)を過熱度として検出し、この過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)が予め設定された所定値になるように、電動膨張弁１０１の開度を調節する。これにより、室内熱交換器８５の過熱度を目標過熱度Ｄoh１にして、冷房能力を所定の目標値にすることができる。
【０００８】
次に、(4)電動膨張弁制御(暖房時)では、上記制御部８３は、図４(Ｂ)に示すように、吐出圧力センサ１０３から吐出圧力Ｐｄを表す信号を得て、この吐出圧力Ｐｄでの冷媒の露点温度を凝縮温度Ｔｃ（吐出圧力相当飽和温度)として算出する。この凝縮温度Ｔｃの算出は、(2)での説明と同じく、図７(Ｃ)に示した係数値を用いた一次回帰式で算出する。また、上記制御部８３は、上記第１の温度センサ９１から室内熱交換器８５の出口温度ＴＨ２(分流器８７側温度)を表す信号を得る。そして、上記制御部８３は、上記凝縮温度Ｔｃと上記出口温度ＴＨ２との差(Ｔｃ−ＴＨ２)を算出し、この差(Ｔｃ−ＴＨ２)を過冷却度とする。そして、上記制御部８３は、この過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２)が予め設定された所定値になるように、電動膨張弁１０１の開度を調節する。これにより、室内熱交換器８５の過冷却度を目標過冷却度Ｄoc１にして、暖房能力を所定の目標値にすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、フロンガスのオゾン層の破壊が重大な環境問題になっている。そのため、オゾン層を破壊しない代替冷媒の使用が望まれている。この代替冷媒の１つとして、非共沸混合冷媒(たとえば、ＨＦＣ系)がある。
【００１０】
ところが、上記従来の冷凍機では、単一の冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用した場合に、非共沸混合冷媒の二相域での非等温性に起因して、以下に示すような熱出力の過不足が発生する問題がある。
【００１１】
この問題を、上記(1),(2),(3),(4)の場合に分けて、図３(Ａ),(Ｂ),図５(Ａ),(Ｂ)を参照して、より詳しく説明する。
【００１２】
まず、(1)圧縮機容量制御(冷房時)について説明する。図３(Ａ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度が、乾き度が大きくなるにつれて高くなる。したがって、吸入圧力Ｐｓから算出した沸点温度Ｔｅが室内熱交換器における蒸発温度Ｔevapよりも高くなる(Ｔｅ＞Ｔevap)。したがって、従来例のように、この算出した沸点温度Ｔｅで蒸発温度Ｔevapを代表させると、蒸発温度Ｔevapを実際の値よりも高く見積もることとなる。従って、冷房能力を実際の値よりも小さく見積もることになる。したがって、冷房能力過剰が起こる問題がある。
【００１３】
次に、(2)圧縮機容量制御(暖房時)について説明する。図３(Ｂ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度が、乾き度が小さくなるにつれて低くなる。従って、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが、室内熱交換器における凝縮温度Ｔcondよりも高くなる(Ｔｃ＞Ｔcond)。したがって、従来例のように、この算出した露点温度Ｔｃで凝縮温度Ｔcondを代表させると、凝縮温度Ｔcondを実際の値よりも高く見積もることになる。従って、暖房能力を実際の値よりも大きく見積もることになる。したがって、暖房能力不足が起こる問題がある。
【００１４】
次に、(3)電動膨張弁制御(冷房時)について説明する。図５(Ａ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度は、乾き度が大きくなるにつれて高くなる。従って、第１の温度センサが検出した室内熱交換器入口(分流器側)の温度ＴＨ２が、沸点温度Ｔｅよりも低くなる(ＴＨ２＜Ｔｅ)。従って、従来例のように、室内熱交換器入口の温度ＴＨ２で沸点温度Ｔｅを代表させると、沸点温度Ｔｅを実際の値よりも小さく見積もることになる。したがって、制御部は、実際の過熱度(ＴＨ３−Ｔｅ)よりも大きな過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)を検出することになる。従って、制御部８３は、実際の過熱度を、目標過熱度Ｄoh１よりも小さくするから、冷房能力が不足する問題がある。
【００１５】
次に、(4)電動膨張弁制御(暖房時)について説明する。図５(Ｂ)に示すように、非共沸混合冷媒では、室内熱交換器での冷媒の温度は、乾き度が小さくなるにつれて低くなる。したがって、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃ(乾き度≒１)が、沸点温度Ｔ２(乾き度≒０)よりも高くなる(Ｔｃ＞Ｔ２)。従って、従来例のように、露点温度Ｔｃで沸点温度Ｔ２を代表させると、沸点温度Ｔ２を実際の値よりも大きく見積もることになる。従って、制御部８３は、実際の過冷却度(Ｔ２−ＴＨ２０)よりも大きな過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)を検出することになる。したがって、制御部８３は、実際の過冷却度を、目標過冷却度Ｄoc１よりも小さくするから、暖房能力不足が発生する問題がある。
【００１６】
そこで、この発明の目的は、単一の冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用した場合でも、センサで検知した熱出力と実際の熱出力との誤差を検出して、熱出力が目標値からずれることを防止できる冷凍機を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、圧縮機１６と、凝縮器１７と、膨張手段２１と、蒸発器５と、上記圧縮機１６の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ２６と、この吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力から単一冷媒使用時の蒸発温度を算出して、この算出した蒸発温度が予め設定された目標温度になるように、上記圧縮機１６の能力を制御する圧縮機制御部３とを備えた単一冷媒使用可能な冷凍機において、
上記圧縮機制御部３は、
非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、上記吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力における上記非共沸混合冷媒の沸点温度Ｔeを算出し、
上記蒸発器５入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、上記沸点温度Ｔｅとから上記非共沸混合冷媒の蒸発器中点温度Ｔevapを算出し、
上記蒸発器中点温度Ｔevapと上記沸点温度Ｔｅとの差（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出し、
この差ΔＴｅを、単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算して、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、上記非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２としたことを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２の発明は、圧縮機１６と、凝縮器５と、膨張手段２１と、蒸発器１７と、上記圧縮機１６の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２３と、この吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力から単一冷媒使用時の凝縮温度を算出して、この算出した凝縮温度が予め設定された目標温度になるように、上記圧縮機１６の能力を制御する圧縮機制御部３とを備えた単一冷媒使用可能な冷凍機において、
上記圧縮機制御部３は、
非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、上記吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、上記吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出し、
この凝縮器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔｃとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴｃを算出し、
この差ΔＴｃを、単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴｃ)を、上記非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２としたことを特徴としている。
【００１９】
【作用】
請求項１の発明の冷凍機の圧縮機制御部３は、吸入圧力センサ２６が検出した圧縮機１６の吸入圧力から沸点温度を算出して、この算出した沸点温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機の能力を制御する。
【００２０】
ここで、上記圧縮機制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力における沸点温度Ｔeを算出する。次に、圧縮機制御部３は、蒸発器５入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、沸点温度Ｔｅとから蒸発器中点温度Ｔevapを算出する。次に、圧縮機制御部３は、上記蒸発器中点温度Ｔevapと上記沸点温度Ｔｅとの差（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出する。次に、圧縮機制御部３は、この差ΔＴｅを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算する。次に、圧縮機制御部３は、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２とする。
【００２１】
図２(Ａ)と図３(Ａ)を比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、蒸発器中点温度Ｔevapを代表させている沸点温度Ｔｅが、中点温度Ｔevapよりも上記ΔＴeだけ高くなるから、この発明の冷凍機のように、目標温度Ｔeo２を目標温度Ｔeo１に比べて差ΔＴeだけ高くすることによって、冷却能力の過多を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。
【００２２】
また、請求項２の発明の冷凍機の圧縮機制御部３は、吐出圧力センサ２３が検出した圧縮機１６の吐出圧力から露点温度を算出して、この算出した露点温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機１６の能力を制御する。
【００２３】
ここで、上記圧縮機制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出する。次に、制御部３は、上記蒸発器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔｃとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴcを算出する。次に、制御部３は、この差ΔＴcを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴc)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２とする。
【００２４】
図２(Ｂ)と図３(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、凝縮器中点温度Ｔcondを代表させている露点温度Ｔｃが、中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高くなるから、目標温度Ｔco２を目標温度Ｔco１に比べて差ΔＴｃだけ高くすることによって、暖房能力の不足を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に、上記非共沸用目標温度Ｔco２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔco１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。
【００２５】
また、一参考例の冷凍機の膨張弁制御部３は、（出口温度ＴＨ３−入口温度ＴＨ２）を冷房時の過熱度として算出し、この過熱度が目標過熱度になるように、膨張弁２１の開度を調節する。
【００２６】
ここで、上記膨張弁制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度,沸点温度と圧力との関係を用いて、吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力における沸点温度Ｔeを算出する。次に、膨張弁制御部３は、蒸発器５入口で想定される乾き度に対応する蒸発器５入口温度Ｔ１と上記蒸発温度Ｔeとの差である(Ｔｅ−Ｔ１)＝ΔＤhを算出する。次に、膨張弁制御部３は、このΔＤhを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標過熱度Ｄoh１に加算して、この加算した値(Ｄoh１＋ΔＤh)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標過熱度とする。
【００２７】
図４(Ａ)と図５(Ａ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、蒸発温度Ｔｅが蒸発器(室内熱交換器５)の入口温度ＴＨ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用している場合には、蒸発温度Ｔｅが入口温度Ｔ１(＝ＴＨ２）に比べてΔＤhだけ高い。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、蒸発温度Ｔｅを入口温度ＴＨ２で代表させると、実際の過熱度(ＴＨ３−Ｔｅ)に比べて検出過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)がΔＤhだけ大きくなる。従って、過熱度を大きく見積もった分ΔＤhだけ、単一冷媒での目標過熱度Ｄoh１よりも大きな目標過熱度Ｄoh２を設定する。このように、上記制御部３は、非共沸混合冷媒を使用した場合に非共沸用目標過熱度Ｄoh２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標過熱度Ｄoh１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。したがって、冷房能力が不足することを防止して適正な冷房能力を発揮することができる。
【００２８】
また、一参考例の冷凍機の膨張弁制御部３は、上記吐出圧力での冷媒の露点温度を露点温度Ｔｃとして算出し、露点温度Ｔｃと出口温度ＴＨ２０との差(露点温度Ｔｃ−出口温度ＴＨ２０)を暖房時の過冷却度として算出し、この過冷却度が目標過冷却度になるように、膨張弁の開度を調節する。
【００２９】
ここで、この膨張弁制御部３は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている沸点温度と圧力との関係を用いて、吐出圧力センサ２３が検出した吐出圧力における沸点温度Ｔ２を得て、露点温度Ｔｃと上記沸点温度Ｔ２との差(Ｔｃ−Ｔ２)＝ΔＤcを算出する。次に、膨張弁制御部３は、この差ΔＤcを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標過冷却度Ｄoc１に加算する。次に、膨張弁制御部３は、この加算した値(Ｄoc１＋ΔＤc)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標過冷却度とする。
【００３０】
図４(Ｂ)と図５(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが凝縮器(室内熱交換器５)の沸点温度Ｔ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが沸点温度Ｔ２よりもΔＤｃだけ高くなる。従って、非共沸混合冷媒を使用したときに、沸点温度Ｔ２を露点温度Ｔｃで代表させると、実際の過冷却度(Ｔ２−ＴＨ２０)に比べて検出過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)がΔＤｃだけ大きくなる。したがって、過冷却度を大きく見積もった分ΔＤｃだけ、単一冷媒での目標過冷却度Ｄoc１よりも大きな目標過冷却度Ｄoc２を設定する。このように、制御部３は、非共沸混合冷媒を使用したときに非共沸用目標過冷却度Ｄoc２を使用することによって、単一冷媒を使用したときに単一冷媒用目標過冷却度Ｄoc１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。したがって、暖房能力不足を防止して適正な暖房能力を発揮することができる。
【００３１】
また、一参考例の冷凍方法は、上記冷凍機において、単一の冷媒を非共沸混合冷媒に置き換えて使用する。
【００３２】
従って、この冷凍方法によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときの熱出力制御部３の制御定数としてのＴeo１,Ｔco１,Ｄoh１,Ｄoc１に替えて、Ｔeo１＋ΔＴe,Ｔco１＋ΔＴc,Ｄoh１＋ΔＤh,Ｄoc１＋ΔＤcを採用することだけで、温度センサの取り替えや追加を行うことなく、単一冷媒使用時と同じ冷暖房運転を行うことができる。
【００３３】
つまり、この熱交換方法によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、熱出力制御部３の制御定数を変更する以外は何ら変更を加えることなく、単一冷媒使用時と同じ冷暖房運転を行うことができる。
【００３４】
【実施例】
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
【００３５】
図１に、この発明の冷凍機の実施例としての空気調和機を示す。この空気調和機は、室内ユニット１と室外ユニット２と熱出力制御部３とを備えている。室内ユニット１は、室内熱交換器５を備えている。この室内熱交換器５は、熱交換部６と分流器７とヘッダ８とを有している。そして、分流器７と熱交換部６とをつなぐ冷媒管１０には第１の温度センサ１１が取り付けられている。また、上記ヘッダ８に接続されている冷媒管１２には第２の温度センサ１３が取り付けられている。
【００３６】
一方、上記室外ユニット２は、上記ヘッダ８に接続された四路切替弁１４と、この四路切替弁１４に接続されたアキュムレータ１５と圧縮機１６と室外熱交換器１７とを備えている。そして、この室外熱交換器１７の分流器１８には受液器２０が接続されており、この受液器２０には電動膨張弁２１が接続されている。この電動膨張弁２１は、室内熱交換器５の分流器７に接続されている。そして、上記圧縮機１６と四路切替弁１４とをつなぐ管２２には吐出圧力センサ２３が取付られており、上記圧縮機１６とアキュムレータ１５とをつなぐ管２５には吸入圧力センサ２６が取り付けられている。上記吐出圧力センサ２３は、圧縮機１６が吐出する冷媒の圧力Ｐdを検出する。また、上記吸入圧力センサ２６は、圧縮機１６が吸入する冷媒の圧力Ｐｓを検出する。
【００３７】
そして、上記熱出力制御部３は、上記第１の温度センサ１１と上記第２の温度センサ１３と上記吐出圧力センサ２３と吸入圧力センサ２６とに電気的に接続されている。この熱出力制御部３は、上記第１の温度センサ１１から室内熱交換器５の分流器７側の冷媒温度ＴＨ２を表す信号を受け、第２の温度センサ１３から室内熱交換器５のヘッダ８側の冷媒温度ＴＨ３を表す信号を受ける。さらに、上記熱出力制御部３は、上記吐出圧力センサ２３から吐出圧力Ｐｃを表す信号を受け、上記吸入圧力センサ２６から吸入圧力Ｐｓを表す信号を受ける。そして、上記熱出力制御部３は、上記吐出圧力センサ２３と吸入圧力センサ２６からの信号を受けて、圧縮機１６の能力を制御する圧縮機制御モードと、上記第１の温度センサ１１と第２の温度センサ１３からの信号を受けて電動膨張弁２１の開度を制御する膨張弁制御モードとを有している。なお、圧縮機１６の能力の制御は、例えば、圧縮機１６の駆動周波数を増減させることによって行えばよい。
【００３８】
この空気調和機に、単一の冷媒(ＨＣＦＣ２２)が充填されている場合の熱出力制御部３の制御動作は、従来の技術で説明した動作と同じであるので、説明を省略する。
【００３９】
次に、この空気調和機に、ＨＦＣ系非共沸混合冷媒としてのＨＦＣ３２/１２５/１３４ａ(２３/２５/５２wt％)が充填されている場合の熱出力制御部３の動作を、(1)圧縮機制御モード(冷房時)と(2)圧縮機制御モード(暖房時)と(3)膨張弁制御モード(冷房時)と(4)膨張弁制御モード(暖房時)とに分けて順に説明する。
【００４０】
まず、(1)圧縮機制御モード(冷房時)では、四路切替弁１４は図１に実線で示されているように連通している。そして、上記熱出力制御部３は、上記吸入圧力センサ２６からの吸入圧力Ｐｓを表す信号を受けて、この吸入圧力Ｐｓを表す信号から上記吸入圧力Ｐｓにおける沸点温度を算出する。この沸点温度は、図３(Ａ)に示した沸点温度Ｔｅである。また、吸入圧力Ｐｓから沸点温度を算出するには、上記非共沸冷媒の物性によって決まっている沸点温度と圧力との関係を用いている。より詳細には、図７(Ｂ)に示すように、９個の圧力範囲を設定し、各圧力範囲ごとに、一次回帰式〔（露点温度）＝（係数Ａ）×(圧力)＋(係数Ｂ)〕をたてて、図７(Ｄ)に示すように各圧力範囲ごとに(係数Ａ)と(係数Ｂ)を別個に設定している。
【００４１】
次に、制御部３は、蒸発器としての室内熱交換器５の入口の冷媒管１０で想定される乾き度に対応する蒸発器入口温度Ｔ１と、上記沸点温度Ｔｅとから蒸発器中点温度Ｔevapを比例配分により算出する。次に、制御部３は、沸点温度Ｔｅから蒸発器中点温度Ｔevapを減算して、図６に示す補正分ΔＴe＝(Ｔｅ−Ｔevap) を算出する。そしてさらに、この補正分ΔＴｅは、ヘッダ８側温度ＴＨ３で代表した吸入温度出現範囲で加重平均を取った値とする。
【００４２】
次に、制御部３は、この算出した補正分ΔＴeを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算して、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴe)を、上記冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２とする。
【００４３】
そして、この制御部３は、上記吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力Ｐｓから上述したようにして算出した沸点温度Ｔｅが上記目標温度Ｔeo２になるように圧縮機１６の能力を制御する。
【００４４】
非共沸混合冷媒では、蒸発器中点温度Ｔevapを代表させている沸点温度Ｔｅが、中点温度ＴevapよりもΔＴeだけ高くなるから、目標温度Ｔeo２を目標温度Ｔeo１に比べてΔＴeだけ高くすることによって、冷却能力の過多を防止することができる。言い換えれば、非共沸混合冷媒を使用した場合に目標温度として非共沸用目標温度Ｔeo２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。
【００４５】
より詳しくは、図２(Ａ)と図６とを対比すれば分かるように、単一冷媒を使用したときには沸点温度Ｔｅが蒸発器中点温度Ｔevapと等しいのに対して、非共沸混合冷媒を使用したときには沸点温度Ｔｅは蒸発器中点温度ＴevapよりもΔＴeだけ高い。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときと同じ目標温度Ｔeo１を採用したならば、単一冷媒を使用したときに比べて蒸発器中点温度がΔＴeだけ低い温度になるように制御部３が圧縮機１６の能力を制御することになってしまう。このことは、冷房能力の過多を招くから、非共沸混合冷媒を使用したときには、上記補正された目標温度Ｔeo２＝Ｔeo１＋ΔＴeを採用して、冷房能力の過多を防いで適正な冷房能力を発揮できるようにしている。
【００４６】
次に、(2)圧縮機制御モード(暖房時)では、四路切替弁１４は図１に破線で示されているように連通している。そして、上記熱出力制御部３は、吐出圧力Ｐｄの出現範囲であらかじめ算出しておいた補正値ΔＴcを加重平均した値を格納している。
この補正値ΔＴｃを算出するには、まず、吐出圧力センサ２３からの吐出圧力Ｐｄを表す信号から上記吐出圧力Ｐｄにおける露点温度つまり図３(Ｂ)に示した露点温度Ｔｃと、上記吐出圧力Ｐｄにおける沸点温度つまり図３(Ｂ)に示した沸点温度Ｔ２とを算出する。この露点温度Ｔｃと沸点温度Ｔ２は、上記非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度，沸点温度と圧力との関係を用いて算出している。より詳細には、図７(Ｂ)に示すように、圧力と露点温度との関係を９つの一次回帰式で表して、圧力から露点温度を算出している。また、圧力と沸点温度との関係も９つの一次回帰式で表して、圧力から沸点温度を算出している。上記圧力と露点温度との関係を表す９つの一次回帰式の係数は図７(Ｄ)に示す通りである。
【００４７】
次に、上記露点温度Ｔｃと沸点温度Ｔ２とから凝縮器(室内熱交換器５)中点温度Ｔcondを比例配分により算出する。次に、露点温度Ｔｃから凝縮器中点温度Ｔcondを減算して、図６に示す補正分ΔＴc＝(Ｔｃ−Ｔcond)を算出する。そして更に、この補正分ΔＴｃは、吐出圧力出現範囲で加重平均を取った値とする。
【００４８】
そして、上記制御部３は、このあらかじめ算出されているΔＴcを、上記冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算した値(Ｔco１＋ΔＴc)を、上記冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２とする。そして、この制御部３は、上記吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが上記目標温度Ｔco２になるように圧縮機１６の能力を制御する。
【００４９】
非共沸混合冷媒では、凝縮器中点温度Ｔcondを代表させている露点温度Ｔｃが、中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高くなるから、目標温度Ｔco２を目標温度Ｔco１に比べてΔＴｃだけ高くすることによって、暖房能力の不足を防止することができる。言い換えれば、非共沸混合冷媒を使用した場合に目標温度として非共沸用の目標温度Ｔco２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用の目標温度Ｔco１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。
【００５０】
より詳しくは、図２(Ｂ）と図３(Ｂ)とを対比すれば分かるように、単一冷媒を使用したときには露点温度Ｔｃが凝縮器中点温度Ｔcondと等しいのに対して、非共沸混合冷媒を使用したときには露点温度Ｔｃは凝縮器中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高い。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときと同じ目標温度Ｔco１を採用したならば、単一冷媒を使用したときに比べて凝縮器(室内熱交換器)中点温度がΔＴcだけ低い温度になるように制御部３が圧縮機１６の能力を制御することになってしまう。このことは、暖房能力の不足を招くから、非共沸混合冷媒を使用したときには、上記補正された目標温度Ｔco２＝Ｔco１＋ΔＴcを採用して、暖房能力の不足を防いで適正な暖房能力を発揮できるようにしているのである。
【００５１】
次に、(3)膨張弁制御モード(冷房時)では、四路切替弁１４は図１に実線で示されているように連通している。そして、上記第１の温度センサ１１が室内熱交換器５の入口の冷媒管１０の温度ＴＨ２を検出して、この入口温度ＴＨ２を表す信号を熱出力制御部３に伝える。また、第２の温度センサ１３は室内熱交換器５の出口の冷媒管１２の温度ＴＨ３を検出して、この出口温度ＴＨ３を表す信号を熱出力制御部３に伝える。そして、熱出力制御部３は、出口温度ＴＨ３から入口温度ＴＨ２を減算して、冷房時の過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)を算出する。そして、上記制御部３は、この過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)が目標過熱度Ｄoh２になるように、電動膨張弁２１の開度を調節する。
【００５２】
ここで、上記制御部３は、この非共沸混合冷媒を使用した場合の非共沸用目標過熱度Ｄoh２を次に説明するように設定して、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標過熱度Ｄoh１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができるようにしている。
【００５３】
まず、上記制御部３は、吸入圧力センサ２６が検出した吸入圧力Ｐsを表す信号を受けて、この吸入圧力Ｐsにおける沸点温度Ｔｅを算出する。この吸入圧力Ｐｓから沸点温度Ｔｅを求めるには、上記(1),(2)で説明したのと同じく非共沸混合冷媒の物性によって決まっている沸点温度と圧力との関係を用いている(図７参照)。
【００５４】
次に、上記制御部３は、蒸発器としての室内熱交換器５の入口の冷媒管１０で蒸発器入口温度Ｔ１を測定し、上記沸点温度Ｔｅから上記入口温度Ｔ１(＝ＴＨ２)を減算して、図５(Ａ)に示す補正分ΔＤh＝Ｔｅ−Ｔ１を算出する。そしてさらに、制御部３は、この補正分ΔＤｈを、吸入圧力Ｐｓ出現範囲で加重平均をとった値にする。
【００５５】
そして、この制御部３は、この補正分ΔＤhを、単一冷媒を使用したときの目標過熱度Ｄoh１に加算した値(Ｄoh１＋ΔＤh)を、非共沸混合冷媒を使用したときの目標過熱度Ｄoh２にする。
【００５６】
図４(Ａ)と図５(Ａ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、沸点温度Ｔｅが蒸発器(室内熱交換器５)の入口温度ＴＨ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用している場合には、沸点温度Ｔｅが入口温度Ｔ１(＝ＴＨ２)に比べてΔＤhだけ高い。従って、非共沸混合冷媒を使用したときに、沸点温度Ｔｅを入口温度ＴＨ２で代表させると、実際の過熱度(ＴＨ３−Ｔｅ)に比べて検出過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)がΔＤhだけ大きくなる。従って、過熱度を大きく見積もった分ΔＤhだけ、単一冷媒での目標過熱度Ｄoh１よりも大きな目標過熱度Ｄoh２を設定する。これによって、上記制御部３は、非共沸混合冷媒を使用した場合に単一冷媒を使用した場合と同じ冷房能力を得ることができ、単一冷媒を使用したときに比べて冷房能力が不足することを防止して適正な冷房能力を発揮することができる。
【００５７】
次に、(4)膨張弁制御モード(暖房時)では、四路切替弁１４は図１に斜線で示されているように連通している。そして、上記第２の温度センサ１３は、凝縮器としての室内熱交換器５の出口温度ＴＨ２０を検出してこの出口温度ＴＨ２０を表す信号を上記制御部３に伝える。そして、この制御部３は、上記吐出圧力センサ２３から吐出圧力Ｐdを表す信号を得て、上述した一次回帰式(図７参照)によって、この吐出圧力Ｐdでの非共沸混合冷媒の露点温度を求める。この露点温度は、すなわち、図５(Ｂ)に示した露点温度Ｔcである。そして、この制御部３は、この露点温度Ｔｃから出口温度ＴＨ２０を減算して、この減算値(Ｔｃ−ＴＨ２０)を暖房時の過冷却度として算出する。そして、制御部３は、この過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)が目標過冷却度Ｄoc２になるように、電動膨張弁２１の開度を調節する。
【００５８】
この制御部３は、上記非共沸混合冷媒を使用した場合の非共沸用目標過冷却度Ｄoc２を次に説明するように設定して、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標過冷却度Ｄoc１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができるようにしている。
【００５９】
制御部３には、吐出圧力Ｐｄ出現範囲で加重平均した補正値ΔＤｃが格納されている。この補正値ΔＤｃはあらかじめ次に示すようにして算出されている値である。まず、吐出圧力センサ２３からの吐出圧力Ｐｄを表す信号に基づいて、上述した図７に示した一次回帰式を用いて、この吐出圧力Ｐｄでの非共沸混合冷媒の沸点温度Ｔ２を求める。次に、上記露点温度Ｔｃから上記沸点温度Ｔ２を減算して、補正値ΔＤc＝(Ｔｃ−Ｔ２)を算出する。そしてさらに、制御部３は、この補正値ΔＤｃを、吐出圧力Ｐｄ出現範囲で加重平均をとって得た値にする。
【００６０】
そして、制御部３は、この補正値ΔＤｃを、上記冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標過冷却度Ｄoc１に加算して、この加算した値(Ｄoc１＋ΔＤc)を、上記冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標過冷却度Ｄoc２とする。
【００６１】
図４(Ｂ)と図５(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、単一冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが凝縮器(室内熱交換器５)の沸点温度Ｔ２に等しいが、非共沸混合冷媒を使用しているときには、吐出圧力Ｐｄから算出した露点温度Ｔｃが沸点温度Ｔ２よりもΔＤｃだけ高くなる。したがって、非共沸混合冷媒を使用したときに、沸点温度Ｔ２を露点温度Ｔｃで代表させると、実際の過冷却度(Ｔ２−ＴＨ２０)に比べて検出過冷却度(Ｔｃ−ＴＨ２０)がΔＤｃだけ大きくなる。従って、過冷却度を大きく見積もった分ΔＤｃだけ、単一冷媒での目標過冷却度Ｄoc１よりも大きな目標過冷却度Ｄoc２を設定する。このことによって、制御部３は、非共沸混合冷媒を使用したときに単一冷媒を使用したときと同じ暖房能力を得ることができ、単一冷媒を使用したときに比べて暖房能力が不足することを防止して適正な暖房能力を発揮することができる。
【００６２】
したがって、この実施例によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、単一冷媒を使用したときの熱出力制御部３の制御定数としてのＴeo１,Ｔco１,Ｄoh１,Ｄoc１に替えて、Ｔeo１＋ΔＴe,Ｔco１＋ΔＴc,Ｄoh１＋ΔＤh,Ｄoc１＋ΔＤcを採用だけで、温度センサの取り替えや追加を行うことなく、単一冷媒使用時と同じ能力の冷暖房運転を行うことができる。
【００６３】
つまり、この実施例によれば、単一冷媒に替えて非共沸混合冷媒を使用したときに、熱出力制御部３の制御定数を変更する以外は何ら変更を加えることなく、単一冷媒使用時と同じ冷暖房能力を発揮することができる。
【００６４】
尚、図５(Ｂ)に示すように、上記実施例の膨張弁制御モードの暖房時には、検出する過冷却度を(露点温度Ｔc−出口温度ＴＨ２０)とし、その補正値ΔＤｃを(露点温度Ｔc−沸点温度Ｔ２)としたが、露点温度Ｔｃに替えて凝縮器中間部温度Ｔtを採用してもよい。この中間部温度Ｔtを採用した場合には、二相域の温度を温度センサで検出してもよいが、凝縮器としての室内熱交換器５の中間部の乾き度を０.５と仮定して、冷媒物性から乾き度０.５で圧力Ｐdのときの冷媒温度を中間部温度Ｔｔとすれば上記二相域の温度を検出する温度センサは不要になる。
【００６５】
また、上記実施例では、膨張弁制御モードにおいて、単一冷媒での目標過熱度Ｄoh１および目標過冷却度Ｄoc１を補正したが、検出した過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)および過冷却度(Ｔc−ＴＨ２)を補正してもよい。つまり、検出した過熱度(ＴＨ３−ＴＨ２)および過冷却度(Ｔc−ＴＨ２)から、補正分ΔＤhおよびΔＤcを減算して、検出値の補正を行ってもよい。この検出値を補正した場合も、上記目標値を補正した場合と全く同じ冷暖房運転を行うことになることは言うまでもない。尚、上記検出された過熱度が実際の過熱度からずれている値と、上記検出された過冷却度が実際の過冷却度からずれている値とは、同程度であり、圧力が変化してもあまり変化しないから、上記補正分ΔＤｈとΔＤｃとを同一の１つの値で代表させることもできる。このとき、室内熱交換器の分流機側の温度ＴＨ２は、過熱度と過冷却度の両方の検出に用いられ、かつ、他の制御には用いられない。したがって、室内熱交換器の分流器側の温度センサ(第２の温度センサ１３)の検出値(ＴＨ２)に補正値(ΔＤh)を加えるようにすれば、制御変更内容を最小限に抑えることができる。
【００６６】
また、上記実施例は、空気調和機の例であったが、冷凍機であってもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の冷凍機は、圧縮機制御部が、吸入圧力センサが検出した圧縮機の吸入圧力から蒸発温度を算出して、この算出した蒸発温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機の能力を制御する。
【００６８】
ここで、圧縮機制御部は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、吸入圧力センサが検出した吸入圧力における沸点温度Ｔeを算出する。次に、圧縮機制御部は、蒸発器入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、蒸発温度Ｔｅとから蒸発器中点温度Ｔevapを算出する。次に、圧縮機制御部は、（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出する。次に、圧縮機制御部は、このΔＴを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算する。次に、圧縮機制御部は、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２とする。
【００６９】
図２(Ａ)と図３(Ａ)を比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、蒸発器中点温度Ｔevapを代表させている沸点温度Ｔｅが、中点温度ＴevapよりもΔＴeだけ高くなるから、この発明の冷凍機のように、非共沸用の目標温度Ｔeo２を単一冷媒用の目標温度Ｔeo１に比べてΔＴeだけ高くすることによって、冷却能力の過多を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に非共沸用目標温度Ｔeo２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔeo１を使用したときと同じ冷房能力を得ることができる。
【００７０】
また、請求項２の発明の冷凍機の圧縮機制御部は、吐出圧力センサが検出した圧縮機の吐出圧力から露点温度を算出して、この算出した露点温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機の能力を制御する。
【００７１】
ここで、上記圧縮機制御部は、非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、吐出圧力センサが検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出する。次に、凝縮器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔcとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴｃを算出する。次に、この差ΔＴｃを、冷媒として単一の冷媒を使用したときの単一冷媒用目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴｃ)を、冷媒として非共沸混合冷媒を使用したときの非共沸用目標温度Ｔco２とする。
【００７２】
図２(Ｂ)と図３(Ｂ)とを比較参照すれば分かるように、非共沸混合冷媒では、凝縮器中点温度Ｔcondを代表させている露点温度Ｔｃが、中点温度ＴcondよりもΔＴcだけ高くなるから、目標温度Ｔco２を目標温度Ｔco１に比べてΔＴｃだけ高くすることによって、暖房能力の不足を防止することができる。つまり、非共沸混合冷媒を使用した場合に非共沸用目標温度Ｔco２を使用することによって、単一冷媒を使用した場合に単一冷媒用目標温度Ｔco１を使用したときと同じ暖房能力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の冷凍機の実施例としての空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図２】 図２(Ａ)は圧縮機容量制御での単一冷媒を使用した場合の冷房時のＰ‐Ｈ線図であり、図２(Ｂ)は圧縮機容量制御での単一冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図３】 図３(Ａ)は圧縮機容量制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の冷媒時のＰ‐Ｈ線図であり、図３(Ｂ)は圧縮機容量制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図４】 図４(Ａ)は電動膨張弁制御での単一冷媒を使用した場合の冷房時のＰ‐Ｈ線図であり、図４(Ｂ)は電動膨張弁制御での単一冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図５】 図５(Ａ)は電動膨張弁制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の冷媒時のＰ‐Ｈ線図であり、図５(Ｂ)は電動膨張弁制御での非共沸混合冷媒を使用した場合の暖房時のＰ‐Ｈ線図である。
【図６】 圧縮機容量制御での目標値の補正を説明するＰ‐Ｈ線図である。
【図７】 冷媒の圧力と露点温度との関係式(一次回帰式)の係数設定を説明する図である。
【図８】 従来の空気調和機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…室内ユニット、２…室外ユニット、３…熱出力制御部、
５…室内熱交換器、６…熱交換部、７…分流器、８…ヘッダ、
１０…冷媒管、１１…第１の温度センサ、１３…第２の温度センサ、
１４…四路切替弁、１５…アキュムレータ、１６…圧縮機、
１７…室外熱交換器、１８…分流器、２０…受液器、２１…電動膨張弁、
２３…吐出圧力センサ、２６…吸入圧力センサ、Ｐｓ…吸入圧力、
Ｐｄ…吐出圧力、Ｔｅ…沸点温度、Ｔｃ…露点温度、
ΔＴe,ΔＴc…補正分、Ｔeo１,Ｔco１,Ｔeo２,Ｔco２…目標温度、
Ｔevap…蒸発器中点温度、Ｔcond…凝縮器中点温度、
Ｔ１…蒸発器入口温度、Ｔ２…沸点温度、Ｄoh１,Ｄoh２…目標過熱度、
Ｄoc１,Ｄoc２…目標過冷却度、ΔＤh,ΔＤc…補正分。
Claims (2)
- 圧縮機(１６)と、凝縮器(１７)と、膨張手段(２１)と、蒸発器(５)と、上記圧縮機(１６)の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ(２６)と、この吸入圧力センサ(２６)が検出した吸入圧力から単一冷媒使用時の蒸発温度を算出して、この算出した蒸発温度が予め設定された目標温度になるように、上記圧縮機(１６)の能力を制御する圧縮機制御部(３)とを備えた単一冷媒使用可能な冷凍機において、
上記圧縮機制御部(３)は、
非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度と圧力との関係を用いて、上記吸入圧力センサ(２６)が検出した吸入圧力における上記非共沸混合冷媒の沸点温度Ｔeを算出し、
上記蒸発器(５)入口での測定された蒸発器入口温度Ｔ１と、上記沸点温度Ｔｅとから上記非共沸混合冷媒の蒸発器中点温度Ｔevapを算出し、
上記蒸発器中点温度Ｔevapと上記沸点温度Ｔｅとの差（蒸発器中点温度Ｔevap−沸点温度Ｔｅ）＝ΔＴｅを算出し、
この差ΔＴｅを、単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo１に加算して、この加算した値(Ｔeo１＋ΔＴｅ)を、上記非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔeo２としたことを特徴とする冷凍機。 - 圧縮機(１６)と、凝縮器(５)と、膨張手段(２１)と、蒸発器(１７)と、上記圧縮機(１６)の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ(２３)と、この吐出圧力センサ(２３)が検出した吐出圧力から単一冷媒使用時の凝縮温度を算出して、この算出した凝縮温度が予め設定された目標温度になるように、上記圧縮機(１６)の能力を制御する圧縮機制御部(３)とを備えた単一冷媒使用可能な冷凍機において、
上記圧縮機制御部(３)は、
非共沸混合冷媒の物性によって決まっている露点温度および沸点温度と圧力との関係を用いて、上記吐出圧力センサ(２３)が検出した吐出圧力における露点温度Ｔcと、上記吐出圧力における沸点温度Ｔ２とから凝縮器中点温度Ｔcondを算出し、
この凝縮器中点温度Ｔcondと露点温度Ｔｃとの差(凝縮器中点温度Ｔcond−露点温度Ｔc)＝ΔＴｃを算出し、
この差ΔＴｃを、単一の冷媒を使用したときの目標温度Ｔco１に加算して、この加算した値(Ｔco１＋ΔＴｃ)を、上記非共沸混合冷媒を使用したときの目標温度Ｔco２としたことを特徴とする冷凍機。
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