JPH07127942A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JPH07127942A
JPH07127942A JP5278715A JP27871593A JPH07127942A JP H07127942 A JPH07127942 A JP H07127942A JP 5278715 A JP5278715 A JP 5278715A JP 27871593 A JP27871593 A JP 27871593A JP H07127942 A JPH07127942 A JP H07127942A
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heat exchange
heat exchanger
heat
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sensor
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Masakazu Nakajima
正和 仲島
Shinichi Nishikawa
慎一 西川
Yuji Amamiya
雄二 雨宮
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/031Sensor arrangements
    • F25B2313/0315Temperature sensors near the outdoor heat exchanger

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上下複数段に段積み状態に熱交換パイプを配
置した熱交換器を凝縮器として用いる場合に、この熱交
換器内への液冷媒の貯溜を少なくすると共に、この熱交
換器の熱交換効率の低下を少なく抑えることを目的とし
たものである。 【構成】 凝縮器5の熱交換パイプ30a〜30fを上
下に段積み状態に配置すると共に、この上段側の熱交換
パイプ30bにはセンサ32を設け、このセンサで検出
された値に基づいて膨張弁8の開度を制御するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器の熱交換パイ
プ(例えばU字管)にセンサを取り付けるようにした冷
凍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱交換器のU字管にセンサを設けるよう
にした空気調和機(冷凍装置)を示したものとして、実
公平5−19725号公報がある。この公報で示された
空気調和機は、熱交換器の側方のU字管に筒状のセンサ
ホルダを取り付け、そのホルダ内にセンサを挿入すると
いうものである。
【0003】このようにして、センサを熱交換器に取り
付けて、このセンサで熱交換器の温度を検知して、空気
調和機内を流れる冷媒の量を制御している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上下に段積み
状態に熱交換パイプを配置した熱交換器を凝縮器として
用いるようにすると共に、前述のセンサを下段側の熱交
換パイプへ取り付けた場合は次のような不具合が生じる
ことがわかった。すなわち、熱交換パイプの出口側には
集合管が備えられるものの、この集合管の管路抵抗並び
に重力等によって下段側の熱交換パイプ内の冷媒圧力
は、上段側の熱交換パイプ内の冷媒圧力よりも低くな
る。
【0005】従って、この熱交換器内で凝縮した液冷媒
は上段側の熱交換パイプよりも下段側の熱交換パイプに
溜まりやすくなる。このように凝縮液冷媒が溜まりやす
い下段側の熱交換パイプにセンサを設けたのでは、熱交
換器のガス冷媒の温度を正確に検出することはできな
い。言い換えれば、液冷媒の温度変化はガス冷媒の温度
変化よりも少ないため、このセンサの検出値に基づいた
膨張弁の開度制御では、開度の大きさの幅を十分にとる
ことができなかった。
【0006】しかも、液冷媒がこの熱交換器に溜まり込
むと、この溜まり込んだ部分における熱交換率は、ガス
冷媒が溜まり込んでいる部分の熱交換率よりも極端に劣
るため、この熱交換器の能力低下は否めなかった。本発
明は、上下複数段に段積み状態に熱交換パイプを配置し
た熱交換器を凝縮器として用いるようにした場合に、こ
の熱交換器内への液冷媒の貯溜を少なくすると共に、こ
の熱交換器の熱交換効率の低下を少なく抑えることを目
的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、凝縮器の熱交換パイプを上下に段積み状
態に配置すると共に、この上段側の熱交換パイプにはセ
ンサを設け、このセンサで検出された値に基づいて膨張
弁の開度を制御するようにしたものである。
【0008】
【作用】このセンサで検出される冷媒はガス状であるた
め、冷媒の温度変化をすばやく検知して膨張弁の開度を
制御する。この制御によって液冷媒は凝縮器に溜まりに
くくなる。
【0009】
【実施例】図1において、1は天井裏に設置されるビル
トイン型空気調和機(冷凍装置)の室内ユニットで、図
2で示す室外ユニット2と冷媒管3を介してつながれて
いる。この室内ユニット1には送風機4と、この送風機
の風下側に位置する室内熱交換器5と、分流器6と、集
合管7と電動式の膨張弁8と、ドレンパン9とが内蔵さ
れている。10は吐出口で、ダクト(図示せず)を取り
付けるための筒状のフランジ部材11が備えられてい
る。12は吸込口である。13は天井面14に沿って配
置されるパネルで、吸込口12とつながる吸込グリル1
5が設けられている。
【0010】前記室内熱交換器5、分流器6、集合管7
等の冷媒配管関係については後述する。そして、送風機
4の運転によって、室内空気は実線矢印のように流れ、
室内熱交換器5で調温(冷却、加温)された後、吐出口
10から吐出され、図示しないダクトを介して室内へ導
びかれるようになっている。
【0011】図2において、室外ユニット2には、圧縮
機20と、四方弁21と、室外熱交換器22と、分流器
23と、集合管24と、アキュムレータ25とが収納さ
れている。そして、冷房時は四方弁21を実線状態に設
定することによって、圧縮機22から吐出された冷媒は
実線矢印のように流れる。そして、室外熱交換器22が
凝縮器として、室内熱交換器5が蒸発器として夫々作用
し、この室内熱交換器5の作用によって室内は冷房され
る。
【0012】一方、暖房時は四方弁21を破線状態に設
定することによって、圧縮機20から吐出された冷媒は
破線矢印のように流れる。そして、室内熱交換器5が凝
縮器として、室外熱交換器22が蒸発器として夫々作用
し、この室内熱交換器5の作用によって室内は暖房され
る。ここで、一般的に日本国内における空気調和機は、
日本の風土から冷房能力よりも暖房能力の方が大きく設
定されている。このように設定するためには暖房時の室
外熱交換器22の蒸発能力すなわち熱のくみ上げ量を大
きくする必要から、室外熱交換器22の方が室内熱交換
器5よりも大きくしている。
【0013】具体的には室外熱交換器22の熱交換パイ
プの内径を9.52mmとし、室内熱交換器5の熱交換
器パイプの内径を7mmとすると共に、全体的に室外熱
交換器22の方が室内熱交換器5よりも大きく設定され
ている。言い換えれば、室内熱交換器5の方が室外熱交
換器22よりも小さいため、暖房時にこの室内熱交換器
5においてはなるべく凝縮液冷媒が溜まり込まないよう
にして、ガス冷媒が多くなることが必要となる。これ
は、凝縮液冷媒が多くなると、この液冷媒が溜った部分
は、ガス冷媒の溜っている部分よりも熱交換能力が低下
するためである。
【0014】ここで本発明の特徴は、凝縮器として作用
している室内熱交換器5に、多量の凝縮液冷媒が溜まら
ないよう膨張弁8の開度を制御することによって、この
室内熱交換器5での凝縮能力を最大限に発揮させること
である。図3において、30a,30b,30c,30
d,30e,30fは内径が7mm(前述)の熱交換パ
イプで、上下6段に段積み状態に配置されている。そし
て、これら6本の熱交換パイプ30a〜30fの入口側
(暖房時)には分流器6が、出口側(暖房時)には集合
管7がつながれている。31は電動式の膨張弁8を制御
するための制御器である。32は2段(上段)側の熱交
換パイプ30bに取り付けられた温度センサで、このセ
ンサで熱交換パイプ30b内を流れている冷媒の温度を
検出して、その値を制御器31へ送り、制御器31はこ
の値に基づいて開度を設定し、電動式の膨張弁8へ伝え
るものである。
【0015】夫々の熱交換パイプ30a〜30f内の圧
力状態を考えると次のとおりである。すなわち、6段
(下段)側の熱交換パイプ30fは1段もしくは2段
(上段)側の熱交換パイプ30a,30bよりも集合管
7の出口33に近いため、この6段(下段)側の熱交換
パイプ30f内の圧力Fが低く、1段もしくは2段(上
段)側の熱交換パイプ30a,30b内の圧力A,Bが
高くなる。これは、集合管7内の管路抵抗や重力並びに
冷媒の流れ方向によるためである。
【0016】従って分流器6で分配されて各熱交換パイ
プ30a〜30f内に流入したガス状の冷媒は、これら
熱交換パイプ30a〜30f内で凝縮して液化するもの
の上段側の熱交換パイプ30a,30b内においては冷
媒の圧力A,Bが下段側の熱交換器パイプ30f内の冷
媒圧力Fよりも高いため、この上段側の熱交換パイプ3
0a,30b内の液冷媒はスムーズに集合管7に導びか
れる。しかしながら下段側の熱交換パイプ30f内の液
冷媒は上述したように圧力Fが低いためこのパイプ30
f内に貯まりやすくなる。
【0017】このような状態において、本発明はセンサ
32を上段側の熱交換パイプ30bに設けたので、確実
にガス冷媒の温度を検出することができ、この検出に基
づいて膨張弁8の開度を制御する。すなわち、ガス冷媒
の温度が低下してきた場合には制御器31を介して電動
式の膨張弁8の開度を大きく(開きぎみ)することによ
って、室内熱交換器5に溜まり込んでいる冷媒を室外熱
交換器22へ強制的に流す。これによって、室内熱交換
器(凝縮器)5内はガス冷媒のみとなり、凝縮器5の熱
交換能力の上昇を図ることができる。
【0018】特にこのような制御を、この実施例のよう
なヒートポンプ式の空気調和機に用いた場合は、暖房時
に凝縮器として作用される室内熱交換器5の熱交換能力
を十分に発揮することができ、冷房能力よりも暖房能力
が多く要求される日本の風土にマッチしたものとするこ
とができる。尚、本発明は、上記のヒートポンプ式空気
調和機に限定されるものではなく通常の冷凍装置にも適
応できることは言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、凝縮器の
熱交換パイプを上下に段積み状態に配置すると共に、こ
の上段側の熱交換パイプにはセンサを設け、このセンサ
で検出された値に基づいて膨張弁の開度を制御するよう
にしたので、この凝縮器において液冷媒が溜まりにくく
なり、凝縮器の能力を十分に発揮することができる。
又、これによって凝縮器の小型化を推進することもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気調和機(冷凍装置)の内部構造を
示す断面図である。
【図2】図1に示した空気調和機の冷媒回路図である。
【図3】図2に示した室内熱交換器の暖房時の冷媒の流
れを示す説明図である。
【符号の説明】
5 凝縮器 6 分流器 8 膨張弁 20 圧縮機 30a〜30f 熱交換パイプ 32 センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機から吐出されたガス冷媒を分流器
    を介して凝縮器の夫々の熱交換パイプへ流し、これら熱
    交換パイプで凝縮された冷媒をまとめて膨張弁にて減圧
    して蒸発器へ導びく冷凍装置において、前記凝縮器の熱
    交換パイプを上下に段積み状態に配置すると共に、この
    上段側の熱交換パイプには前記膨張弁の開度を制御する
    ためのセンサを設けたことを特徴とする冷凍装置。
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