JPH0526434Y2 - - Google Patents

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JPH0526434Y2
JPH0526434Y2 JP1987072918U JP7291887U JPH0526434Y2 JP H0526434 Y2 JPH0526434 Y2 JP H0526434Y2 JP 1987072918 U JP1987072918 U JP 1987072918U JP 7291887 U JP7291887 U JP 7291887U JP H0526434 Y2 JPH0526434 Y2 JP H0526434Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は電動式膨張弁を用いて高圧圧力制御を
行う冷凍装置に関する。
〔従来の技術〕
第6図は従来の冷凍装置の一例を示すもので、
圧縮機1により圧縮された高温・高圧の冷媒ガス
は、凝縮器2で放熱し、凝縮液化して絞り装置3
に至る。ここで減圧された冷媒は蒸発器4に入つ
て周囲から熱を奪い、蒸発気化して上記圧縮機1
に戻り、冷凍サイクルを完了する。
ここで高圧圧力スイツチ5が、冷凍装置の保護
装置として設けられていて、高圧圧力が運転圧力
制限まで上昇するとカツトアウトし、制御装置6
bがそれを検出すると圧縮機1に停止指令を出
す。その後高圧圧力が所定値まで低下して高圧圧
力スイツチ5がカツトインすると、制御装置6b
は圧縮機1に運転再開指令を出す。プルダウン時
等冷凍負荷が大きく、外気温度が高く、冷凍装置
の高圧圧力が運転制限を超える様な場合には、カ
ツトアウト、カツトインをくりかえす。
〔考案が解決しようとする問題点〕
プルダウン時等で冷凍運転を行うと、高圧圧力
が上昇して運転圧力制限を超える場合には、従来
の冷凍装置では高圧圧力スイツチの働きにより、
運転・停止をくりかえす。このため冷凍能力が発
揮できないので、プルダウンが不可能であつた。
また運転中に外気温度が異常に上昇したり、凝縮
器の冷却風がシヨートサーキツトして凝縮圧力が
運転圧力制限を超えたりした場合にも、冷凍運転
が継続できず、冷凍装置の被冷却物の温度が上昇
してしまうという問題があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本考案の冷凍装置は、圧縮機、凝縮
器、電動式膨張弁および蒸発器をこの順に接続し
て冷凍サイクルを構成すると共に、上記蒸発器出
口の冷媒過熱度を検出して同過熱度が設定値とな
るように上記電動膨張弁の開度を制御する冷凍装
置において、上記冷凍サイクル中の高圧側圧力を
検出する手段と、同検出手段の検出値HPが、運
転制御値よりも低い第1の値PHおよび同第1の
値よりも低い第2の値PLを越えているか否かに
より、上記電動膨張弁の制御方式を決定する手段
と、上記検出値HPがHP>PHのとき上記電動膨
張弁の開度を所定量小さくし、PLHP<PHのと
き上記電動膨張弁の開度をそのまま維持し、PL
>HPのとき上記した冷媒過熱度制御を行なう制
御手段とを具備してなることを特徴とするもので
ある。
〔作用〕
上記のような装置において、冷凍装置の高圧側
圧力を検出し、高圧圧力が所定値以上に上昇した
場合には、電動膨張弁の開度を小さくすることに
より、高圧圧力の上昇をおさえる。
〔実施例〕
第1図は本考案の冷凍装置の一実施例を示すも
のである。冷凍サイクルの基本的な構成は従来の
ものと同じであるが、絞り装置は電動式膨張弁7
に限定している。この電動式膨張弁7の開度調節
は制御装置6aによつて行い、冷凍サイクルの冷
媒流量を制御する。制御装置6aは蒸発器4の出
口に設けられた温度センサ8と低圧圧力センサ9
からの信号により、蒸発器出口の冷媒の過熱度を
演算し、あらかじめ設定された過熱度となるよう
に、電動式膨張弁7を駆動する。
第2図はこの制御系の機能ブロツク図である。
制御装置6aは、過熱度検出手段11と、電動膨
張弁制御方式決定手段12と、電動膨張弁開度比
較手段13と、制御手段14と、電動膨張弁駆動
手段15と、圧縮機運転指令手段16とから成つ
ている。過熱度検出手段11は、温度センサ8お
よび低圧圧力センサ9からの検出信号に基づいて
蒸発器出口の冷媒の過熱度を検出する。電動膨張
弁制御方式決定手段12は、高圧圧力センサ10
で検出した高圧圧力HPと所定値PHおよび所定
値HPよりも若干低く設定した値PLとを比較し、
高圧圧力HPがPL≦HP≦PH,HP>PH,HP<
PLのうちどの条件に該当するかを判断して、電
動膨張弁制御方式を決定する。電動膨張弁開度比
較手段13は、高圧圧力HPがHP>PHのとき、
電動膨張弁の開度が低開度側に設けた制限値に到
達しているか否かを判断する。制御手段14は、
高圧圧力HPがHP>PHで、電動膨張弁開度が低
開度側の制限値に到達していなければ、電動式膨
張弁7の開度を所定量小さくし、高圧圧力HPが
PL≦HP≦PHであれば電動式膨張弁7の開度を
そのまま維持し、さらに高圧圧力HPがHP<PL
のとき、冷媒過熱度SHが適正値以上であれば電
動式膨張弁7の開度を大きくし、SHが適正値以
下であれば電動式膨張弁7について通常の過熱度
による温度制御を行う。電動膨張弁駆動手段15
は、制御手段14からの出力に基づいて、電動式
膨張弁7を駆動する。圧縮機運転指令手段16
は、従来と同様、高圧圧力が運転制限値を超えた
とき圧縮機1を停止し、その後高圧圧力が設定値
より低下したとき、圧縮機1に運転再開指令を出
す。
蒸発器4の出口の冷媒の過熱度は、電動式膨張
弁7の開度が大きい時は冷媒流量が多くなるので
小さくなり、開度が小さい時は冷媒流量が少なく
なるので大きくなる。そしてこの過熱度の設定値
は通常、蒸発器4全体が冷媒の蒸発に有効に使用
され、最大能力が発揮できる様な値に、選定され
る。この過熱度の適正値は通常約5℃程度であ
る。そこで、適正過熱度を5℃に設定し、温度セ
ンサ8と低圧圧力センサ9の検出信号に基づき過
熱度を演算しても、もし5℃よりも小さければ電
動式膨張弁7の開度を小さくし、もし5℃よりも
大きければ電動式膨張弁7の開度を大きくするの
である。
この適正過熱度について更に詳しく述べる。蒸
発器4に気液二相流で入つた冷媒が、その出口で
ちょうど蒸発しきつてしまい、出口での過熱度が
約5℃程度になるように制御すると、蒸発器4の
能力が最大限に発揮される。これに対して、冷媒
が蒸発器4内で蒸発しきれないと、冷凍能力が低
下すると共に、圧縮機1に未蒸発の液冷媒が戻
り、極端な場合は圧縮機1の損傷をひきおこすこ
ともある。この場合、蒸発器4出口の過熱度は上
記適正値よりも小さい。また逆に冷媒が蒸発器4
の途中で蒸発しきつてしまうと、蒸発器4全体が
有効に利用されないので、やはり冷凍能力は低下
するが、冷凍サイクル内の冷媒循環流量が小さく
なり、圧縮機1の吸入圧力が低下して仕事量が減
るため、圧縮機入力は小さくなる。この場合、蒸
発器4出口の過熱度は上記適正値よりも大きくな
る。
第3図は上述の関係を図示したものであつて、
入力、冷凍能力、圧縮機1の吸入圧力は、電動式
膨張弁7の開度を適正過熱度の時の開度よりも小
さくしていくと、いずれも低下し、それに伴つて
凝縮器4での放熱量も低下するので、高圧側圧力
が下がるのである。本考案はこの点に着目したも
ので、高圧圧力センサ10で検出した検出圧力が
運転圧力制限を超えないように、電動式膨張弁7
の開度を制御装置6aで調節するものである。第
4図によりこの概念を示す。通常の適正過熱度を
目標とした電動式膨張弁7の制御では、外気温度
が高くなると、A点の運転制限圧力PMに上昇
し、冷凍装置の保護のために制御装置6aは圧縮
機1の運転を停止しなければならない。しかし、
PMより若干低い圧力PHを超えた時、電動式膨
張弁7の開度を小さくすれば、高圧側圧力の上昇
をおさえることができるので、破線で示すよう
に、外気温度がさらに上昇しても冷凍装置の運転
制限圧力PMを超えないようにすることができ
る。ただし電動式膨張弁7の開度を小さくしすぎ
ると、冷媒循環量が減るため、圧縮機1への油の
戻りが悪くなつたり、圧縮機1がモータを内蔵し
ている場合には、モータの温度や吐出ガスの温度
が異常に上昇したりするので、電動式膨張弁7の
低開度側に制限を設けることが必要となる。電動
式膨張弁7が最低開度となつている時は、外気温
度がB点で制限圧力PMに到達し、結局冷凍装置
の運転限界がA点からB点の外気温度に拡大され
たことになる。
この制御フローを第5図に示す。制御装置6a
は高圧圧力センサ10で検出した高圧圧力HPを
チエツクし、所定値PHより大で電動式膨張弁7
が低開度リミツトに到達していなければ、電動式
膨張弁7の開度を所定量だけ小さくする。HPが
PH以下で、PHより若干低く設定した値である
PL以上であれば、電動式膨張弁7の開度はその
まま維持する。HPがPLより小さくなり、その時
の蒸発器出口の冷媒過熱度SHが、適正値より大
きければ、電動式膨張弁7の開度を大きくし、
SHが適正値以下であれば、電動式膨張弁7は通
常の過熱度による開度制御とする。ここでPLは
電動式膨張弁7を所定値だけ小さくしたり大きく
したりした時の高圧圧力変化の影響を受けない程
度で、できるだけPHに近く設定すると、高圧圧
力の許容限界内で常に電動式膨張弁7の開度の大
きいところで運転できるので、冷凍能力を最大限
に発揮することができる。
第5図では、電動式膨張弁7の開度にリミツト
を設け、その以上閉じないようにしているが、こ
の制限は例えば圧縮機1の吐出ガス温度の許容最
高温度の検出により行つたり、また低圧圧力セン
サ9により検出した許容最低圧力により行うこと
も可能である。
また電動式膨張弁7の開度の調節は、上記の所
定量だけ小さくするかわりに、冷媒の過熱度SH
を所定量だけ大きくするか、あるいは吸入圧力に
制限を設け、その制限値をしだいに小さくするよ
うに電動式膨張弁7の開度を調節しても、結局電
動式膨張弁7の開度を小さくすることになるの
で、同様に高圧圧力の上昇をおさえることができ
る。
〔考案の効果〕
本考案によれば、連続して冷凍運転が可能な範
囲が拡大できるので、プルダウン可能な温度を高
くすることができ、また運転中の被冷却物の温度
上昇を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す説明図、第2
図はその制御系の機能ブロツク図、第3図および
第4図はその作用を説明するための図、第5図は
その制御フローを示す図、第6図は従来の冷凍装
置の一例を示す説明図である。 1……圧縮機、2……凝縮器、3……絞り装
置、4……蒸発器、5……高圧圧力スイツチ、6
a,6b……制御装置、7……電動式膨張弁、8
……温度センサ、9……低圧圧力センサ、一例…
…高圧圧力センサ、11……過熱度検出手段、1
2……電動膨張弁制御方式決定手段、13……電
動膨張弁開度比較手段、14……制御手段、15
……電動膨張弁駆動手段、16……圧縮機運転指
令手段。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 圧縮機、凝縮器、電動式膨張弁および蒸発器を
    この順に接続して冷凍サイクルを構成すると共
    に、上記蒸発器出口の冷媒過熱度を検出して同過
    熱度が設定値となるように上記電動膨張弁開度を
    制御する冷凍装置において、上記冷凍サイクル中
    の高圧側圧力を検出する手段と、同検出手段の検
    出値HPが、運転制限値よりも低い第1の値PH
    よび同第1の値よりも低い第2の値PLを越えて
    いるか否かにより、上記電動膨張弁の制御方式を
    決定する手段と、上記検出値HPがHP>PHのと
    き上記電動膨張弁の開度を所定量小さくし、PL
    HP<PHのとき上記電動膨張弁の開度をそのま
    ま維持し、PL>HPのとき上記した冷媒過熱度制
    御を行なう制御手段とを具備してなることを特徴
    とする冷凍装置。
JP1987072918U 1987-05-18 1987-05-18 Expired - Lifetime JPH0526434Y2 (ja)

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JPS63181768U JPS63181768U (ja) 1988-11-24
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