JPH1163687A - エアコンサイクル - Google Patents
エアコンサイクルInfo
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- JPH1163687A JPH1163687A JP23043497A JP23043497A JPH1163687A JP H1163687 A JPH1163687 A JP H1163687A JP 23043497 A JP23043497 A JP 23043497A JP 23043497 A JP23043497 A JP 23043497A JP H1163687 A JPH1163687 A JP H1163687A
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- refrigerant
- degree
- supercooling
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/16—Receivers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2501—Bypass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/19—Pressures
- F25B2700/195—Pressures of the condenser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
- F25B2700/21163—Temperatures of a condenser of the refrigerant at the outlet of the condenser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
- F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
- F25B2700/21173—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過冷却度の制御によって冷却能力を大きく変
えることができ、冷却負荷の幅広い変動に対して対応す
ることができるエアコンサイクルを提供する。経時的に
サイクル内の冷媒が減少するような場合にも対処する。 【解決手段】 圧縮機2、凝縮器3、膨張弁4、蒸発器
5を配管接続して主経路6を構成し、この主経路6に膨
張弁4をバイパスするバイパス経路7を設ける。バイパ
ス経路7に冷媒を蓄積する受液タンク8と、受益タンク
8の出入口において通路を開閉する電磁弁9,10を設
け、この電磁弁9,10を制御することにより過冷却度
を制御する。必要冷却能力が大きい場合には、受液タン
ク8内の冷媒を主経路6に放出して過冷却度を大きく
し、必要冷却能力が小さい場合に主経路6の冷媒を受液
タンク8に回収して過冷却度を小さくする。
えることができ、冷却負荷の幅広い変動に対して対応す
ることができるエアコンサイクルを提供する。経時的に
サイクル内の冷媒が減少するような場合にも対処する。 【解決手段】 圧縮機2、凝縮器3、膨張弁4、蒸発器
5を配管接続して主経路6を構成し、この主経路6に膨
張弁4をバイパスするバイパス経路7を設ける。バイパ
ス経路7に冷媒を蓄積する受液タンク8と、受益タンク
8の出入口において通路を開閉する電磁弁9,10を設
け、この電磁弁9,10を制御することにより過冷却度
を制御する。必要冷却能力が大きい場合には、受液タン
ク8内の冷媒を主経路6に放出して過冷却度を大きく
し、必要冷却能力が小さい場合に主経路6の冷媒を受液
タンク8に回収して過冷却度を小さくする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両等に用いら
れるエアコンサイクル、特に過冷却度(サブクール:S
C)を制御するようにしたエアコンサイクルに関する。
れるエアコンサイクル、特に過冷却度(サブクール:S
C)を制御するようにしたエアコンサイクルに関する。
【0002】
【従来の技術】冷却サイクルは、冷却負荷の変動により
サイクル内で必要とする冷媒の需給が調節される必要が
あり、従来においては、「新編・自動車工学便覧・第7
編」(社団法人自動車技術会、昭和58年5月31日発
行)の第123頁等において示されるように、冷媒を昇
圧する圧縮機、この昇圧された冷媒を液化する凝縮器、
液化された冷媒を減圧する膨張弁、及びこの減圧された
冷媒を気化する蒸発器を有し、凝縮器と膨張弁との間に
液冷媒を蓄積して冷媒の需給の調整を図るレシーバタン
クを設けた構成が広く用いられている。
サイクル内で必要とする冷媒の需給が調節される必要が
あり、従来においては、「新編・自動車工学便覧・第7
編」(社団法人自動車技術会、昭和58年5月31日発
行)の第123頁等において示されるように、冷媒を昇
圧する圧縮機、この昇圧された冷媒を液化する凝縮器、
液化された冷媒を減圧する膨張弁、及びこの減圧された
冷媒を気化する蒸発器を有し、凝縮器と膨張弁との間に
液冷媒を蓄積して冷媒の需給の調整を図るレシーバタン
クを設けた構成が広く用いられている。
【0003】このようなサイクルでは、意図的に過冷却
度(SC)を調節することができず、通常においては、
冷媒の飽和温度と実際の冷媒温度とが等しくなるSC=
0℃若しくはその近傍において運転するのが一般的であ
り、冷却能力はサイクルの構成により一義的に決定さ
れ、必要とする冷却能力に応じてSCを変更することが
できないものであった。
度(SC)を調節することができず、通常においては、
冷媒の飽和温度と実際の冷媒温度とが等しくなるSC=
0℃若しくはその近傍において運転するのが一般的であ
り、冷却能力はサイクルの構成により一義的に決定さ
れ、必要とする冷却能力に応じてSCを変更することが
できないものであった。
【0004】これに対して、過冷却度(SC)の増大は
冷却能力を大きくすることができることから、特開平5
−223358号公報においては、成績係数(COP)
が最大となるように過冷却度(SC)を制御する構成が
考えられている。これは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸
発器を順に接続したサイクルにおいて、過熱度が維持さ
れる範囲で膨張弁の開度を制御してサイクルを流れる冷
媒量を調節し、冷房負荷が大きい場合には膨張弁の開度
を絞って凝縮器に溜まる液相冷媒量、即ち、過冷却度を
大きくするようにしたものである。
冷却能力を大きくすることができることから、特開平5
−223358号公報においては、成績係数(COP)
が最大となるように過冷却度(SC)を制御する構成が
考えられている。これは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸
発器を順に接続したサイクルにおいて、過熱度が維持さ
れる範囲で膨張弁の開度を制御してサイクルを流れる冷
媒量を調節し、冷房負荷が大きい場合には膨張弁の開度
を絞って凝縮器に溜まる液相冷媒量、即ち、過冷却度を
大きくするようにしたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来構成においては、膨張弁の開度調節によっての
み過冷却度を調節しようとするものであり、冷媒量を調
節するといってもサイクル内にもともと充填された冷媒
量の範囲で凝縮器内の液相冷媒量が変化されるにすぎな
い。したがって、サイクル全体としての冷媒量に変化は
なく、冷房能力を過冷却度によって変化させるといって
も大きな変化を得にくいものであった。また、経時的に
冷媒がサイクルから抜けて少なくなり、それに気づかず
に運転を継続すれば、ガス不足を招き、過冷却度の制御
ができなくなることも懸念される。
うな従来構成においては、膨張弁の開度調節によっての
み過冷却度を調節しようとするものであり、冷媒量を調
節するといってもサイクル内にもともと充填された冷媒
量の範囲で凝縮器内の液相冷媒量が変化されるにすぎな
い。したがって、サイクル全体としての冷媒量に変化は
なく、冷房能力を過冷却度によって変化させるといって
も大きな変化を得にくいものであった。また、経時的に
冷媒がサイクルから抜けて少なくなり、それに気づかず
に運転を継続すれば、ガス不足を招き、過冷却度の制御
ができなくなることも懸念される。
【0006】そこで、この発明においては、上述した不
都合を解消するためになされたものであり、過冷却度の
制御によって冷却能力を大きく変えることができ、冷却
負荷の幅広い変動に対して対応することができるエアコ
ンサイクルを提供することを課題としている。また、経
時的にサイクル内の冷媒が減少するような場合にも対処
することができるエアコンサイクルを提供する。
都合を解消するためになされたものであり、過冷却度の
制御によって冷却能力を大きく変えることができ、冷却
負荷の幅広い変動に対して対応することができるエアコ
ンサイクルを提供することを課題としている。また、経
時的にサイクル内の冷媒が減少するような場合にも対処
することができるエアコンサイクルを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明にかかるエアコンサイクルは、冷媒を昇圧
する圧縮機と、この圧縮機で昇圧された冷媒を凝縮液化
する凝縮器と、この凝縮器よりも冷媒下流側に配されて
前記液化された冷媒を減圧する減圧手段と、この減圧手
段で減圧された冷媒を蒸発気化する蒸発器とを含むよう
に順次配管接続して主経路を構成し、前記主経路に前記
膨張弁をバイパスするバイパス経路を設け、このバイパ
ス経路に、冷媒を蓄積する受液タンクと、この受益タン
クの冷媒上流側及び冷媒下流側において通路断面を調節
する制御弁とを設け、前記制御弁を制御することにより
過冷却度を制御するようにしたことを特徴としている
(請求項1)。
に、この発明にかかるエアコンサイクルは、冷媒を昇圧
する圧縮機と、この圧縮機で昇圧された冷媒を凝縮液化
する凝縮器と、この凝縮器よりも冷媒下流側に配されて
前記液化された冷媒を減圧する減圧手段と、この減圧手
段で減圧された冷媒を蒸発気化する蒸発器とを含むよう
に順次配管接続して主経路を構成し、前記主経路に前記
膨張弁をバイパスするバイパス経路を設け、このバイパ
ス経路に、冷媒を蓄積する受液タンクと、この受益タン
クの冷媒上流側及び冷媒下流側において通路断面を調節
する制御弁とを設け、前記制御弁を制御することにより
過冷却度を制御するようにしたことを特徴としている
(請求項1)。
【0008】したがって、このような構成によれば、圧
縮機で昇圧された冷媒は、凝縮器で凝縮液化されて飽和
温度以下に過冷却され、しかる後に減圧手段によって減
圧されて蒸発器に送られ、この蒸発器で蒸発気化した後
に圧縮機によって再び昇圧される。そして、主経路内を
流通する冷媒量は、制御弁を制御することによって受液
タンク内の冷媒を主経路に放出したり、主経路から回収
することによって調節され、これにより過冷却度が調節
されて冷却能力が制御される。
縮機で昇圧された冷媒は、凝縮器で凝縮液化されて飽和
温度以下に過冷却され、しかる後に減圧手段によって減
圧されて蒸発器に送られ、この蒸発器で蒸発気化した後
に圧縮機によって再び昇圧される。そして、主経路内を
流通する冷媒量は、制御弁を制御することによって受液
タンク内の冷媒を主経路に放出したり、主経路から回収
することによって調節され、これにより過冷却度が調節
されて冷却能力が制御される。
【0009】このように、過冷却度が受液タンク内の冷
媒の流出入によって調節されるので、膨張弁による制御
によらなくとも過冷却度の制御が可能となり、また、過
冷却度を膨張弁で調節できる範囲を超えて巾広く調節す
ることが可能となる。
媒の流出入によって調節されるので、膨張弁による制御
によらなくとも過冷却度の制御が可能となり、また、過
冷却度を膨張弁で調節できる範囲を超えて巾広く調節す
ることが可能となる。
【0010】過冷却度の調節は、必要冷却能力が大とな
った場合に前記受液タンク内の冷媒を前記主経路に放出
し、必要冷却能力が小となった場合に前記主経路の冷媒
を前記受液タンク内に回収するよう制御弁を制御すれば
よく(請求項2)、最も簡易且つ実用的な制御構成とし
ては、必要冷却能力が大となった場合に受液タンクの冷
媒下流側の制御弁のみを開いて過冷却度を大きくし、必
要冷却能力が小となった場合に受液タンクの冷媒上流側
の制御弁のみを開いて過冷却度を小さくするとよい。
った場合に前記受液タンク内の冷媒を前記主経路に放出
し、必要冷却能力が小となった場合に前記主経路の冷媒
を前記受液タンク内に回収するよう制御弁を制御すれば
よく(請求項2)、最も簡易且つ実用的な制御構成とし
ては、必要冷却能力が大となった場合に受液タンクの冷
媒下流側の制御弁のみを開いて過冷却度を大きくし、必
要冷却能力が小となった場合に受液タンクの冷媒上流側
の制御弁のみを開いて過冷却度を小さくするとよい。
【0011】上述の必要冷却能力が小さい場合の過冷却
度(SC)は、サイクルからのガス抜けが生じてもガス
不足を生じないようにSC=0℃より少し高めに設定し
ておくことが好ましく、また、必要冷却能力が大きい場
合の過冷却度(SC)は、SCが増加しても冷却能力が
増加しなくなる領域に入ると、圧縮機の必要動力のみが
増加することとなるので、冷却能力が増加し得る範囲で
過冷却度を設定することが望ましい。
度(SC)は、サイクルからのガス抜けが生じてもガス
不足を生じないようにSC=0℃より少し高めに設定し
ておくことが好ましく、また、必要冷却能力が大きい場
合の過冷却度(SC)は、SCが増加しても冷却能力が
増加しなくなる領域に入ると、圧縮機の必要動力のみが
増加することとなるので、冷却能力が増加し得る範囲で
過冷却度を設定することが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の態様とし
てエアコンサイクルを車室の冷房負荷に応じて制御する
例を図面に基づいて説明する。図1において、エアコン
サイクル1は、冷媒を圧縮する圧縮機2、この圧縮機2
で圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器3、凝縮器3の
冷媒下流側に配された膨張弁4、膨張弁4で減圧された
冷媒を蒸発気化する蒸発器5をこの順で直列に配管接続
して構成された主経路6を備えている。
てエアコンサイクルを車室の冷房負荷に応じて制御する
例を図面に基づいて説明する。図1において、エアコン
サイクル1は、冷媒を圧縮する圧縮機2、この圧縮機2
で圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器3、凝縮器3の
冷媒下流側に配された膨張弁4、膨張弁4で減圧された
冷媒を蒸発気化する蒸発器5をこの順で直列に配管接続
して構成された主経路6を備えている。
【0013】このような主経路6において、圧縮機2に
よって圧縮された冷媒は、高温高圧のガス状冷媒として
凝縮器3に入り、ここを通過する空気に放熱して液化す
る。そして、この液状冷媒は、膨張弁4に送られてここ
で一気に減圧膨張されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸
発器5においてここを通過する空気と熱交換して所定の
過熱度を有するガス状冷媒となり、圧縮機2へ戻されて
再び圧縮される。
よって圧縮された冷媒は、高温高圧のガス状冷媒として
凝縮器3に入り、ここを通過する空気に放熱して液化す
る。そして、この液状冷媒は、膨張弁4に送られてここ
で一気に減圧膨張されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸
発器5においてここを通過する空気と熱交換して所定の
過熱度を有するガス状冷媒となり、圧縮機2へ戻されて
再び圧縮される。
【0014】エアコンサイクル1は、上述した主経路6
に対して、凝縮器3と膨張弁4との間に一端を接続し、
他端を膨張弁4と蒸発器5との間に接続するバイパス経
路7が設けられている。膨張弁4をバイパスするこのバ
イパス経路7には、冷媒を蓄積する受液タンク8と、こ
の受液タンク8よりも高圧側(冷媒上流側)において通
路を開閉する第1の電磁弁9と低圧側(冷媒下流側)に
おいて通路を開閉する第2の電磁弁10とが設けられて
いる。
に対して、凝縮器3と膨張弁4との間に一端を接続し、
他端を膨張弁4と蒸発器5との間に接続するバイパス経
路7が設けられている。膨張弁4をバイパスするこのバ
イパス経路7には、冷媒を蓄積する受液タンク8と、こ
の受液タンク8よりも高圧側(冷媒上流側)において通
路を開閉する第1の電磁弁9と低圧側(冷媒下流側)に
おいて通路を開閉する第2の電磁弁10とが設けられて
いる。
【0015】また、凝縮器3の出口側近傍の高圧側配管
11には、冷媒圧力を検出する圧力センサ12と凝縮器
3から流出する冷媒の実際の温度を検出する温度センサ
13とが設けられ、また、蒸発器5の通風出口近傍に
は、蒸発器5を通過した空気温度( エバ吹出温度)を検
出する空気温度センサ14が設けられており、これら各
センサからの信号は、コントロールユニット(C/U)
15に入力されるようになっている。
11には、冷媒圧力を検出する圧力センサ12と凝縮器
3から流出する冷媒の実際の温度を検出する温度センサ
13とが設けられ、また、蒸発器5の通風出口近傍に
は、蒸発器5を通過した空気温度( エバ吹出温度)を検
出する空気温度センサ14が設けられており、これら各
センサからの信号は、コントロールユニット(C/U)
15に入力されるようになっている。
【0016】コントロールユニット15は、図示しない
中央演算処理装置(CPU)、読出専用メモリ(RO
M)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、入出力ポー
ト(I/O)、駆動回路等より成り、ROMに与えられ
た所定のプログラムにしたがって各種センサからの入力
信号を随時処理し、異常状態に応じて、或いは、必要冷
房能力に応じて第1及び第2の制御弁9、10を開閉制
御するようになっている。
中央演算処理装置(CPU)、読出専用メモリ(RO
M)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、入出力ポー
ト(I/O)、駆動回路等より成り、ROMに与えられ
た所定のプログラムにしたがって各種センサからの入力
信号を随時処理し、異常状態に応じて、或いは、必要冷
房能力に応じて第1及び第2の制御弁9、10を開閉制
御するようになっている。
【0017】以下において、コントロールユニット15
によるエアコンサイクル1の制御動作例を説明すると、
コントロールユニット15はサイクルの稼動に伴って図
2に示されるような制御ルーチンを実行し、ステップ5
0において圧力センサ12、温度センサ13、空気温度
センサ14からの信号を入力してRAMに格納し、次の
ステップ52において、圧力センサ12から入力された
サンプリングデータに基づき、凝縮器出口側の高圧配管
内の冷媒圧力(P)が異常に上昇した状態となっていな
いか否かを判定する。
によるエアコンサイクル1の制御動作例を説明すると、
コントロールユニット15はサイクルの稼動に伴って図
2に示されるような制御ルーチンを実行し、ステップ5
0において圧力センサ12、温度センサ13、空気温度
センサ14からの信号を入力してRAMに格納し、次の
ステップ52において、圧力センサ12から入力された
サンプリングデータに基づき、凝縮器出口側の高圧配管
内の冷媒圧力(P)が異常に上昇した状態となっていな
いか否かを判定する。
【0018】ここでの判定処理は、何らかの原因で予定
された範囲以上に高圧側の圧力が異常上昇した場合に、
従来の高圧カットオフスイッチと同様な機能を持たせる
ようにしたものであり、判定基準として用いられる圧力
は、後述する過冷却度の上限に対応する圧力よりも大き
な所定圧力(P1)が設定される。
された範囲以上に高圧側の圧力が異常上昇した場合に、
従来の高圧カットオフスイッチと同様な機能を持たせる
ようにしたものであり、判定基準として用いられる圧力
は、後述する過冷却度の上限に対応する圧力よりも大き
な所定圧力(P1)が設定される。
【0019】よって、高圧配管内の冷媒圧力が所定値
(P1)より大きくなったことが判定された場合には、
異常な高圧状態を回避する必要からステップ54へ進
み、第1の電磁弁9を開、第2の電磁弁10を閉として
受液タンク8の高圧配管側のみを開放し、高圧配管内の
高圧冷媒を受液タンク8へ導き、高圧圧力を正常範囲に
戻す。
(P1)より大きくなったことが判定された場合には、
異常な高圧状態を回避する必要からステップ54へ進
み、第1の電磁弁9を開、第2の電磁弁10を閉として
受液タンク8の高圧配管側のみを開放し、高圧配管内の
高圧冷媒を受液タンク8へ導き、高圧圧力を正常範囲に
戻す。
【0020】これに対し、高圧配管内の冷媒圧力が異常
領域にないと判定された場合には、圧力センサ12から
の信号と温度センサ13からの信号に基づいて過冷却度
を演算する(ステップ56)。具体的には、圧力センサ
12によって検出された冷媒圧力から飽和温度(Ts)
を演算し、温度センサ13によって検出された実際の冷
媒温度(Th)との差(Ts−Th)を算出することに
よって求める。
領域にないと判定された場合には、圧力センサ12から
の信号と温度センサ13からの信号に基づいて過冷却度
を演算する(ステップ56)。具体的には、圧力センサ
12によって検出された冷媒圧力から飽和温度(Ts)
を演算し、温度センサ13によって検出された実際の冷
媒温度(Th)との差(Ts−Th)を算出することに
よって求める。
【0021】凝縮器3での液相冷媒が多くなるほど実際
の冷媒温度(Th)が低下することから、過冷却度を大
きくするには、主経路内の冷媒量を増やして凝縮器3で
の液相冷媒を多くしてやればよく、逆に、過冷却度を小
さくするには、主経路内の冷媒量を減らして凝縮器3で
の液相冷媒を少なくしてやればよい。
の冷媒温度(Th)が低下することから、過冷却度を大
きくするには、主経路内の冷媒量を増やして凝縮器3で
の液相冷媒を多くしてやればよく、逆に、過冷却度を小
さくするには、主経路内の冷媒量を減らして凝縮器3で
の液相冷媒を少なくしてやればよい。
【0022】冷房能力は過冷却度の変更によって変更さ
れることから、冷房能力を可変制御するには、主経路内
の冷媒量を増減させればよく、この構成例においては、
過冷却度が0.5〜15.0℃の範囲内で変更されるよ
うに主経路内の冷媒量が制御される。ここで、過冷却度
の上限を15.0℃としているのは、冷房能力がこの過
冷却度近辺を境にして頭打ちとなり、図4に示されるよ
うに、過冷却度をそれ以上大きくしても高圧圧力の上昇
に伴う圧縮機の必要動力だけが増大してしまうことか
ら、消費動力に見合った冷房能力が得られないことによ
る。
れることから、冷房能力を可変制御するには、主経路内
の冷媒量を増減させればよく、この構成例においては、
過冷却度が0.5〜15.0℃の範囲内で変更されるよ
うに主経路内の冷媒量が制御される。ここで、過冷却度
の上限を15.0℃としているのは、冷房能力がこの過
冷却度近辺を境にして頭打ちとなり、図4に示されるよ
うに、過冷却度をそれ以上大きくしても高圧圧力の上昇
に伴う圧縮機の必要動力だけが増大してしまうことか
ら、消費動力に見合った冷房能力が得られないことによ
る。
【0023】また、過冷却度の下限を0.5℃としてい
るのは、過冷却度を0℃にしておくと、ガス不足となっ
ている場合もあるので、ガス不足でないと確実に認識で
きる状態を形成するためである。即ち、モリエール線図
上では、凝縮器出口のエンタルピーが飽和液線を含めて
それより右側にあれば過冷却度は0℃となるため、SC
=0℃を境にしてサイクル内のガス量を評価したので
は、正確に評価できないからである。したがって、この
ような観点から過冷却度の上限及び下限が設定されてい
るので、これらの値は対象となるサイクルに応じて適宜
上下させてもよい。
るのは、過冷却度を0℃にしておくと、ガス不足となっ
ている場合もあるので、ガス不足でないと確実に認識で
きる状態を形成するためである。即ち、モリエール線図
上では、凝縮器出口のエンタルピーが飽和液線を含めて
それより右側にあれば過冷却度は0℃となるため、SC
=0℃を境にしてサイクル内のガス量を評価したので
は、正確に評価できないからである。したがって、この
ような観点から過冷却度の上限及び下限が設定されてい
るので、これらの値は対象となるサイクルに応じて適宜
上下させてもよい。
【0024】本構成例の場合には、ステップ58及び6
0において、過冷却度が0.5〜15.0℃の範囲内で
あるか否かを判定しており、過冷却度が15℃以上であ
る場合には、第1の電磁弁9を開、第2の電磁弁10を
閉として受液タンク8の高圧配管側のみを開放し、高圧
配管内の高圧冷媒を受液タンク8へ導き、高圧圧力を低
下させSC=15℃よりも小さくなるようにする(ステ
ップ58,54)。また、過冷却度が0.5℃以下の場
合には、第1の電磁弁9を閉、第2の電磁弁10を開と
して受液タンク8の低圧配管側のみを開放し、受液タン
ク8内の冷媒を低圧配管へ導き、過冷却度を増加させて
0.5℃よりも大きくなるようにする(ステップ60,
62)。
0において、過冷却度が0.5〜15.0℃の範囲内で
あるか否かを判定しており、過冷却度が15℃以上であ
る場合には、第1の電磁弁9を開、第2の電磁弁10を
閉として受液タンク8の高圧配管側のみを開放し、高圧
配管内の高圧冷媒を受液タンク8へ導き、高圧圧力を低
下させSC=15℃よりも小さくなるようにする(ステ
ップ58,54)。また、過冷却度が0.5℃以下の場
合には、第1の電磁弁9を閉、第2の電磁弁10を開と
して受液タンク8の低圧配管側のみを開放し、受液タン
ク8内の冷媒を低圧配管へ導き、過冷却度を増加させて
0.5℃よりも大きくなるようにする(ステップ60,
62)。
【0025】そして、過冷却度が0.5〜15.0℃の
範囲内であれば、冷房能力を過冷却度を制御することに
よって有効に可変できることから、ステップ64へ進
み、エバ吹出温度と目標エバ吹出温度との差に応じて冷
房負荷を判定し、この温度差が所定値(例えば、α=1
0℃)より小さくなって冷房負荷が小さくなり、通常の
冷房モードでの運転を行えば足りる状態であるのか、あ
るいは、温度差が所定値α以上となって冷房負荷が大き
くなり、蒸発器5の冷房能力を大きくして急速冷房モー
ドの必要があるのか否かを判定する。なお、蒸発器5の
目標エバ吹出温度は、車室内温度や設定温度等に基づい
て別の演算ルーチンにより逐次求められる。
範囲内であれば、冷房能力を過冷却度を制御することに
よって有効に可変できることから、ステップ64へ進
み、エバ吹出温度と目標エバ吹出温度との差に応じて冷
房負荷を判定し、この温度差が所定値(例えば、α=1
0℃)より小さくなって冷房負荷が小さくなり、通常の
冷房モードでの運転を行えば足りる状態であるのか、あ
るいは、温度差が所定値α以上となって冷房負荷が大き
くなり、蒸発器5の冷房能力を大きくして急速冷房モー
ドの必要があるのか否かを判定する。なお、蒸発器5の
目標エバ吹出温度は、車室内温度や設定温度等に基づい
て別の演算ルーチンにより逐次求められる。
【0026】ステップ64において、急速冷房モードの
必要があると判定された場合には、第1の電磁弁9を
閉、第2の電磁弁10を開として受液タンク8の低圧配
管側のみを開放し、受液タンク8内の冷媒を主経路6へ
放出し、急速冷房モード時の過冷却度(SC1)を15
℃以下の大きな値に設定する(ステップ64,62)。
必要があると判定された場合には、第1の電磁弁9を
閉、第2の電磁弁10を開として受液タンク8の低圧配
管側のみを開放し、受液タンク8内の冷媒を主経路6へ
放出し、急速冷房モード時の過冷却度(SC1)を15
℃以下の大きな値に設定する(ステップ64,62)。
【0027】これに対して、ステップ64において、通
常冷房モードの運転で足りると判定された場合には、過
冷却度が1.0よりも小さくなるまで主経路6の冷媒を
回収する。即ち、ステップ66においてSC<1.0℃
が判定され、急速冷房モードから通常冷房モードに移行
してもSC≧1.0℃であれば、ステップ54へ進み、
第1の電磁弁9を開、第2の電磁弁10を閉として受液
タンク8の高圧配管側のみを開放し、高圧配管内の高圧
冷媒を受液タンク8へ導き、過冷却度を低下させる。そ
して、過冷却度が1.0℃よりも小さくなった場合に
は、ステップ68へ進み、第1及び第2のいずれの電磁
弁9、10も閉とし、受液タンク8と主経路6との冷媒
の授受を停止し、通常冷房モード時の過冷却度(SC
1)を0.5〜1.0℃の範囲に設定する。
常冷房モードの運転で足りると判定された場合には、過
冷却度が1.0よりも小さくなるまで主経路6の冷媒を
回収する。即ち、ステップ66においてSC<1.0℃
が判定され、急速冷房モードから通常冷房モードに移行
してもSC≧1.0℃であれば、ステップ54へ進み、
第1の電磁弁9を開、第2の電磁弁10を閉として受液
タンク8の高圧配管側のみを開放し、高圧配管内の高圧
冷媒を受液タンク8へ導き、過冷却度を低下させる。そ
して、過冷却度が1.0℃よりも小さくなった場合に
は、ステップ68へ進み、第1及び第2のいずれの電磁
弁9、10も閉とし、受液タンク8と主経路6との冷媒
の授受を停止し、通常冷房モード時の過冷却度(SC
1)を0.5〜1.0℃の範囲に設定する。
【0028】以上の構成において、いまサイクルが第1
及び第2のいずれの電磁弁9,10も閉となっており、
図3(a)に示されるように受液タンク8内に冷媒が溜
まっている初期状態にあるとし、夏期において車室を冷
房するためにいままで停止していたエアコンサイクルを
稼動する場合を想定すると、冷房初期においては、車室
内温度が非常に高く、冷房負荷が非常に大きい状態とな
っており、エバ吹出温度は目標エバ吹出温度よりも十分
に大きくなっている。よって、この場合には、運転初期
の過冷却度が0.5〜15.0℃の適正範囲である限
り、ステップ64において冷房負荷が大きいと判断さ
れ、ステップ62へ進んで第1の電磁弁9を閉、第2の
電磁弁10を開として受液タンク8内の冷媒を主経路6
に放出し、図3(b)で示されるように凝縮器3内の液
相冷媒を増加させる。
及び第2のいずれの電磁弁9,10も閉となっており、
図3(a)に示されるように受液タンク8内に冷媒が溜
まっている初期状態にあるとし、夏期において車室を冷
房するためにいままで停止していたエアコンサイクルを
稼動する場合を想定すると、冷房初期においては、車室
内温度が非常に高く、冷房負荷が非常に大きい状態とな
っており、エバ吹出温度は目標エバ吹出温度よりも十分
に大きくなっている。よって、この場合には、運転初期
の過冷却度が0.5〜15.0℃の適正範囲である限
り、ステップ64において冷房負荷が大きいと判断さ
れ、ステップ62へ進んで第1の電磁弁9を閉、第2の
電磁弁10を開として受液タンク8内の冷媒を主経路6
に放出し、図3(b)で示されるように凝縮器3内の液
相冷媒を増加させる。
【0029】この状態においては、図4に示されるよう
に、過冷却度が点Iで示すSC1まで高められ、冷房能
力は最大もしくはその近傍まで高められる。この状態
は、図5に示すモリエール線図からも明らかである。即
ち、A点で示される圧縮機2で圧縮された冷媒は、凝縮
器3によって凝縮液化されてB点で示す液相となり、膨
張弁4で減圧してC点で示す低圧低温の湿り蒸気とな
り、蒸発器5で蒸発気化されてD点に至り、蒸発器5の
冷房能力は、C点とD点との間のエンタルピー差(Q
1)に相当する能力に高められ、これにより、車室は急
速に冷房される。
に、過冷却度が点Iで示すSC1まで高められ、冷房能
力は最大もしくはその近傍まで高められる。この状態
は、図5に示すモリエール線図からも明らかである。即
ち、A点で示される圧縮機2で圧縮された冷媒は、凝縮
器3によって凝縮液化されてB点で示す液相となり、膨
張弁4で減圧してC点で示す低圧低温の湿り蒸気とな
り、蒸発器5で蒸発気化されてD点に至り、蒸発器5の
冷房能力は、C点とD点との間のエンタルピー差(Q
1)に相当する能力に高められ、これにより、車室は急
速に冷房される。
【0030】しばらくすると、車室内の温度が徐々に低
下して冷房負荷が小さくなり、エバ吹出温度と目標エバ
吹出温度との差が小さくなってくる。そして、この差が
所定値αより小さくなると、冷房モードが急速冷房モー
ドから通常冷房モードに移行し、第1の電磁弁9を開、
第2の電磁弁10を閉として主経路6から受液タンク8
内に冷媒が回収され(ステップ54)、図3(b)に示
される状態から図3(a)に示される凝縮器の液相冷媒
を減らす状態へ移行する。そして、冷媒の回収が過冷却
度にして1.0℃よりも小さくなった時点で第1の電磁
弁9が閉じられ、以後、受液タンク8と主経路6との連
通が遮断され、過冷却度が図4の点IIで示すSC2
(0.5℃<SC2<1.0℃)となり、この状態で通
常冷房運転が継続される。
下して冷房負荷が小さくなり、エバ吹出温度と目標エバ
吹出温度との差が小さくなってくる。そして、この差が
所定値αより小さくなると、冷房モードが急速冷房モー
ドから通常冷房モードに移行し、第1の電磁弁9を開、
第2の電磁弁10を閉として主経路6から受液タンク8
内に冷媒が回収され(ステップ54)、図3(b)に示
される状態から図3(a)に示される凝縮器の液相冷媒
を減らす状態へ移行する。そして、冷媒の回収が過冷却
度にして1.0℃よりも小さくなった時点で第1の電磁
弁9が閉じられ、以後、受液タンク8と主経路6との連
通が遮断され、過冷却度が図4の点IIで示すSC2
(0.5℃<SC2<1.0℃)となり、この状態で通
常冷房運転が継続される。
【0031】この点IIの様子は、図5のモリエール線図
からも明らかなように、主経路内の冷媒は、凝縮器3に
おいてA点からB’点で示す液相となり、膨張弁4で減
圧してC’点で示す低圧低温の湿り蒸気となり、しかる
後に蒸発器5で蒸発気化されてD点に至る。したがっ
て、冷房能力は、C’点とD点との間のエンタルピー差
に相当する冷房能力(Q2)に低められ(Q2<Q
1)、これにより、サイクルは、低負荷に見合う冷房能
力で運転が継続される。
からも明らかなように、主経路内の冷媒は、凝縮器3に
おいてA点からB’点で示す液相となり、膨張弁4で減
圧してC’点で示す低圧低温の湿り蒸気となり、しかる
後に蒸発器5で蒸発気化されてD点に至る。したがっ
て、冷房能力は、C’点とD点との間のエンタルピー差
に相当する冷房能力(Q2)に低められ(Q2<Q
1)、これにより、サイクルは、低負荷に見合う冷房能
力で運転が継続される。
【0032】ところで、上記エアコンサイクルにあって
も、長期間の通常冷房運転、あるいは長期間の不使用に
よってサイクル内の冷媒が減少することも考えられる。
しかしながら、本サイクルでは、過冷却度が0.5℃よ
り大きく設定してあることから、冷媒が減少すれば、S
Cは0度に漸近することとなり、SC≦0.5℃と判定
されれば、ステップ60、62において第2の電磁弁1
0が開となり、主経路6に受液タンク8内の冷媒が放出
され、再び受液タンク8に冷媒が回収された後には、S
Cが0.5〜1.0℃の値となる。つまり、上記サイク
ルにおいては、サイクルから抜けた冷媒分を受液タンク
8内の冷媒で補充することが可能となる。
も、長期間の通常冷房運転、あるいは長期間の不使用に
よってサイクル内の冷媒が減少することも考えられる。
しかしながら、本サイクルでは、過冷却度が0.5℃よ
り大きく設定してあることから、冷媒が減少すれば、S
Cは0度に漸近することとなり、SC≦0.5℃と判定
されれば、ステップ60、62において第2の電磁弁1
0が開となり、主経路6に受液タンク8内の冷媒が放出
され、再び受液タンク8に冷媒が回収された後には、S
Cが0.5〜1.0℃の値となる。つまり、上記サイク
ルにおいては、サイクルから抜けた冷媒分を受液タンク
8内の冷媒で補充することが可能となる。
【0033】このように主経路6に冷媒が補充される
と、補充した分だけ回収後の受液タンク内の冷媒量は減
少することとなるが、この減少を見越して、過冷却度を
点IIから点Iに変更することができる冷媒量M(g)
と、抜け冷媒を補充するために必要な冷媒量N(g)と
を予め受液タンク8に充填するようにしてもよい。
と、補充した分だけ回収後の受液タンク内の冷媒量は減
少することとなるが、この減少を見越して、過冷却度を
点IIから点Iに変更することができる冷媒量M(g)
と、抜け冷媒を補充するために必要な冷媒量N(g)と
を予め受液タンク8に充填するようにしてもよい。
【0034】尚、上記構成においては、過冷却度を受液
タンク8の冷媒の放出、回収によって制御する構成であ
り、冷媒放出時には、図4の点Iで示す過冷却度を、冷
媒回収時には、点IIで示す過冷却度をそれぞれ得るよう
にしたものであるが、冷房負荷に応じて受液タンク8か
ら放出する量あるいは回収する量を微調整し、SC=
0.5〜15.0℃の範囲の任意の過冷却度を得るよう
第1及び第2の電磁弁9,10を制御してもよい。ま
た、上記構成に、膨張弁4の絞り制御による過冷却度制
御を併用するようにしてもよい。
タンク8の冷媒の放出、回収によって制御する構成であ
り、冷媒放出時には、図4の点Iで示す過冷却度を、冷
媒回収時には、点IIで示す過冷却度をそれぞれ得るよう
にしたものであるが、冷房負荷に応じて受液タンク8か
ら放出する量あるいは回収する量を微調整し、SC=
0.5〜15.0℃の範囲の任意の過冷却度を得るよう
第1及び第2の電磁弁9,10を制御してもよい。ま
た、上記構成に、膨張弁4の絞り制御による過冷却度制
御を併用するようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
膨張弁をバイパスするバイパス経路に受液タンクとその
出入口の通路断面を調節する制御弁とを設け、前記制御
弁の制御により主経路の冷媒量を調節し、受液タンク内
の冷媒を主経路に放出したり、主経路から冷媒を回収す
ることによって過冷却度を調節することができるので、
従来のように、サイクルの充填冷媒量が一定である条件
下で過冷却度制御を行う構成に比べて、制御範囲を大き
くすることが可能となる。これにより、膨張弁による過
冷却度制御では対処しきれない範囲の冷却負荷に対して
も適切な冷却能力を設定することができ、急速冷房を実
現することができる。
膨張弁をバイパスするバイパス経路に受液タンクとその
出入口の通路断面を調節する制御弁とを設け、前記制御
弁の制御により主経路の冷媒量を調節し、受液タンク内
の冷媒を主経路に放出したり、主経路から冷媒を回収す
ることによって過冷却度を調節することができるので、
従来のように、サイクルの充填冷媒量が一定である条件
下で過冷却度制御を行う構成に比べて、制御範囲を大き
くすることが可能となる。これにより、膨張弁による過
冷却度制御では対処しきれない範囲の冷却負荷に対して
も適切な冷却能力を設定することができ、急速冷房を実
現することができる。
【0036】また、主経路内の冷媒が経時的に減少する
ような場合にも受液タンクから主経路に冷媒を補充する
ことが可能となり、長期にわたって冷媒を補充せずに過
冷却度制御が可能となる。
ような場合にも受液タンクから主経路に冷媒を補充する
ことが可能となり、長期にわたって冷媒を補充せずに過
冷却度制御が可能となる。
【図1】図1は、本発明にかかるエアコンサイクル例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図2】図2は、図1で示すエアコンサイクルの電磁弁
を制御する制御動作例を示すフローチャートである。
を制御する制御動作例を示すフローチャートである。
【図3】図3は、本発明にかかるエアコンサイクルの主
経路と受液タンクとの間で冷媒が移動する関係を示した
説明図であり、図3(a)は、エアコンサイクルの初期
状態ないしは主経路から冷媒を回収した状態を示す図で
あり、図3(b)は、受液タンクから主経路に冷媒を放
出した状態を示す図である。
経路と受液タンクとの間で冷媒が移動する関係を示した
説明図であり、図3(a)は、エアコンサイクルの初期
状態ないしは主経路から冷媒を回収した状態を示す図で
あり、図3(b)は、受液タンクから主経路に冷媒を放
出した状態を示す図である。
【図4】図4は、主経路内の冷媒量に対する消費動力、
冷房能力、高圧圧力、過冷却度の関係を示した特性線図
である。
冷房能力、高圧圧力、過冷却度の関係を示した特性線図
である。
【図5】図5は、受液タンクから主経路へ冷媒を放出し
た場合と、主経路から受液タンクに冷媒を回収した場合
の本サイクルにおけるモリエール線図を示す。
た場合と、主経路から受液タンクに冷媒を回収した場合
の本サイクルにおけるモリエール線図を示す。
1 エアコンサイクル 2 圧縮機 3 凝縮器 4 膨張弁 5 蒸発器 6 主経路 7 バイパス経路 8 受液タンク 9 第1の電磁弁 10 第2の電磁弁
Claims (2)
- 【請求項1】 冷媒を昇圧する圧縮機と、この圧縮機で
昇圧された冷媒を凝縮液化する凝縮器と、この凝縮器よ
りも冷媒下流側に配されて前記液化された冷媒を減圧す
る減圧手段と、この減圧手段で減圧された冷媒を蒸発気
化する蒸発器とを含むように順次配管接続して主経路を
構成し、前記主経路に前記膨張弁をバイパスするバイパ
ス経路を設け、 このバイパス経路に、冷媒を蓄積する受液タンクと、こ
の受益タンクの冷媒上流側及び冷媒下流側において通路
断面を調節する制御弁とを設け、 前記制御弁を制御することにより過冷却度を制御するよ
うにしたことを特徴とするエアコンサイクル。 - 【請求項2】 必要冷却能力が大となった場合に前記受
液タンク内の冷媒を前記主経路に放出し、必要冷却能力
が小となった場合に前記主経路の冷媒を前記受液タンク
内に回収するよう前記制御弁を制御するようにしたこと
を特徴とする請求項1記載のエアコンサイクル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23043497A JPH1163687A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | エアコンサイクル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23043497A JPH1163687A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | エアコンサイクル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1163687A true JPH1163687A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16907849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23043497A Pending JPH1163687A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | エアコンサイクル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1163687A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007107860A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気調和装置 |
WO2010003590A3 (en) * | 2008-07-07 | 2010-07-29 | Carrier Corporation | Refrigeration circuit |
JP2010249464A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | 熱源ユニット |
JP2011133205A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置 |
JP2011133204A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置 |
WO2017104095A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社鷺宮製作所 | Ecファンモータ制御用コントローラ |
CN115993011A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于冰箱的制冷***及冰箱 |
CN116045583A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-05-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于冰箱的制冷***及冰箱 |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP23043497A patent/JPH1163687A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007107860A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気調和装置 |
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JP2011133205A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置 |
JP2011133204A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置 |
WO2017104095A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社鷺宮製作所 | Ecファンモータ制御用コントローラ |
JP2017110853A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社鷺宮製作所 | Ecファンモータ制御用コントローラ |
CN115993011A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于冰箱的制冷***及冰箱 |
CN116045583A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-05-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于冰箱的制冷***及冰箱 |
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