JPS60202276A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、酊凍機の蒸発器により直接、空気を冷却・
除湿する空調装置に関する。

〔発明の背景〕

一般に、冷凍機による空調装置は、蒸発器へ送る冷媒流
量を、自動膨張弁によって蒸発器出口の過熱度に応・じ
て調整する・と共に、蒸発器と圧縮機とを接続する管路
中に自動蒸発圧力調節弁を設けて１、この弁を調整する
ことによって蒸発器の蒸発圧力を制御し、蒸発器の温度
制御を行っている。

この空調装置の効率を高めるには、冷房負荷に見合った
運転をする必要がある。いま蒸発器入口空気温度と設定
温度（出口空気温度）との間に温度差へ”　（０Ｃ）が
あると、冷房負荷Ｑｚは次式によって与えられる。

Ｑｔ＝　Ｇ　Ｘ　Ｃｐ　Ｘ　△ｆ　（Ｋｏｄ　／　Ａ　
）ここで、ＣＰ：空気の比熱（Ｋ、、ｇ　、／　ｈ−Ｃ
）Ｇ：拘置（Ｋ９　／　、Ａ　） 一方、冷却能力Ｑｃは次式で与えられる。

Ｑｃ　＝　Ｃｘ　Ｖ　（Ｋａ＜　／ん）ここで、■：圧
縮量（Ｋｐ／ｈ） Ｃ：定　絨 したがって、冷房弁泊’Ｑ、と冷却能力Ｑｃとを一致さ
せるように運転′乙ことが省エネルギの上で有利である
ことが判る。

従来の空調装置の一例として、第１図に示されたものが
ある。冷凍機は冷凍サイクルを構成するように冷媒配管
６を介して接続された圧縮機１、凝縮器−２および蒸発
器４からなり、前記凝縮器２と蒸発器４とを接続する管
路中に設けられた目動膨張弁３によって冷媒流量を制御
する一方、蒸発器４と圧縮機１とを接続する管路中に設
けられた蒸発圧力調節弁５によって蒸発器の蒸発圧力を
調整し、蒸発器の温度制御が行なわれている。前記自動
膨張弁３は、蒸発器４から流出される冷媒ガスの温度を
温度センサ２０で検出し、この冷媒ガス温度に応じて開
度１１整がなされ１．一方蒸発圧力調節弁５は蒸発器か
ら流出される冷媒ガスの圧力によってその開度が調整さ
れる。なお、１１は送風機である。

しかしながら、上記の構成によると、自動膨張弁３は定
格負荷時に比較的良好な制御が可能であるが、負荷が１
／２程度に軽くなると液体冷媒の蒸発に必要な熱が外部
から与えられ難°くなシ、蒸発器から流出する冷媒ガス
温度の変化が小さくなる。通常、膨、張弁は温度差が小
さくなると、スプリングやダイヤフラムが弾性域を越え
るので制御性が低下する。そのため、膨張弁を外気温に
対応させて制御すること、すなわち蒸発器の温度を精度
よく制御することが困難になり、空気は過冷却される。

この対策の一例として、第１図に示す如く蒸発器の前に
ヒータ７を配置し、出口側に設けられた温度センサ８で
出口温度を測定し、この出口温度を一定とするように温
度調節計９及びサイリスタ１０を介して前記ヒータを通
電制御している。このような方式は、所望の空気温度と
するのに、冷却された９気を再びヒータで加熱昇温する
という極めて無駄なエネルギーを消費することになシ、
不経済である。

また、ヒータを用いず、蒸発器の温度で蒸発圧力調節弁
を調整する冷却装置”が提案されている。

（特開昭５２−６１８５８１号公報）このものは、温度
センサで蒸発器の温度を検出し、この蒸発器の温度を比
較器で設定温度と比較し、このときの偏差信号に基づい
て蒸発圧力調節弁を調整するものである。

しかしながら、この冷却装置に使用されている圧縮機は
、負荷に関係なく運転されるので、回転、部分の機械的
摩耗が激しく、寿命を縮めるという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、冷房負荷に見合って圧縮機及び蒸発
器を制御し、無駄なエネルギー消費を無くシ、且つ設定
温度の変更を容易にする空調装置を提供することである
。

〔発明の概要〕

この発明の空調装置は、圧縮機の回転数を室温によって
制御する制御器と、蒸発器の蒸発圧力を制御する蒸発圧
力調節弁とを具備したもので、冷房負荷が低くなった際
に圧縮機の回転数を下げて圧縮機の能力を減少させると
共に１蒸発圧力調整弁を絞って蒸発器の温度を上昇せし
め、結果として蒸発器の出口側の空気温度が高められる
ように制御され、冷房負荷に見合った冷凍機の制御がな
される。

〔発明の実施例〕

以下、゛この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

なお、第２図において、第１図と同一の部品及び装置に
は同一符号を付してその説明を省略する。

冷凍サイクルを構成するように圧縮機１、凝縮器２およ
び蒸発器４が冷媒配管６を介して接続されておシ、前記
凝縮器２と蒸発器４とを接続する管路には冷媒液を低圧
・低温圧するキャピラリチューブ１２が設けられ、一方
圧縮機１と蒸発器４とを接続する管路には蒸発器４の蒸
発圧力を一定にする自動蒸発圧力調節弁１３が介設され
ている。

前記蒸発器４は風胴１８内に設置され、この風胴の入口
には室温を測定する入口空気温度センサ１４’と、その
出口には蒸発器４で冷えた空気の温度を測定する出口空
気温度センサ５８が配置されている。

各温度センサ８．１４は温度調節計９．１５に接続され
ておシ、この温度調節計は、設定温度との差に基づく被
制御対象の操作量を出力する。ザイリスク１０は自動蒸
発圧力調節弁１３が前記操作量に見合った開度となるよ
うに制御し、また回転数制御器１６は、第３図の実線で
示すように、室温度と設定温度との温度差（冷房負荷）
に応じて圧縮機の回転数を段階的に制御するものである
。

つぎに、本発明の実施例の動作を説明する。

室温を入口空気温度センサ１４により検出し、この入口
空気温度は第１温度調節計１５で設定温度と比較される
。このときの温度差は冷房負荷に比例する。したがって
、第１温度調節計１５では冷房負荷に見合った圧縮機の
回転数を得るだめの電気的操作量が作られ、この操作量
は回転数制御器１６において圧縮機１の駆動に必要な電
気的出力に変換される。そして、前記出力によって圧縮
機は冷房負荷に対応した最適な回転数に制御される。な
お、操作量には冷却能力比に対して圧縮機の回転数を段
階的に増減させるだめの制御情報が含まれている。続い
て、温度センサ８により検出された出口空気温度は、第
２温度調節計９に入力され、ここで設定温度と比較され
る。この第２温度調節計９では前記温度差から蒸発器の
蒸発圧力が一定となるように蒸発圧力調節弁１３の開度
を得るための弁操作量が作られ、この弁操作量はサイリ
スタにおいて前記弁の駆動に必要な電気的出力に変換さ
れる。このように出口空気温度により蒸発器の蒸発圧力
を制御し、この蒸発圧力に基づく蒸発器内温度変化を出
口空気温度のｉ化としてとらえると共に、変化した出口
空気温度と設定温度との温度差が零となるまで、蒸発圧
力調節弁１３の開度はフィードバック制御される。

上記実施例では、圧縮機の回転数を調整して冷却能力を
ある巾に制御し、その範囲で蒸発圧力調節弁をリニア調
整しているので、制御系にノ・ンチングの生ずる恐れが
なくナシ、制御対象の出口空気温度を安定して制御する
ことができる。

なお、上記問題がなければ、圧縮機と蒸発圧力調節弁を
同時にリニア制御（第３図の鎖線で示す）することがで
きる。

又、所望の出口空気温度、すなわち最適な室温は温度調
節計の設定−値を変更してやれば、蒸発器の入口及び出
口側の温度差に基づいて圧縮機及び自動蒸発圧力調節弁
をフィードバック制御することによって得られ、しかも
圧縮機は、そのときの冷却負荷に見合った最適な運転が
行なわれる。

なお、前記実施例では温度に関する制御について説明し
たが、湿度についても同様な制御が可能である。

更に、蒸発圧力？Ｊ４ｍ弁は入力信号によりバイメタル
を加熱制御して弁体を上下動させて開口面積を副審する
バイメタル式調節弁、あるいは電動弁、空気作動弁など
が用いられる。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、冷房負荷が少なくなっ
たとき、蒸発器へ供給される冷媒流量を減少させ且つ圧
縮機の回転数を下げるように制御するので、空気の過少
却が防止でき、エネルギーの無駄な消費を無くして効率
のよい空調運転を行なうことができる。また温度調節計
の温度設定を変えるだけで、簡単に所望の室温が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のを調装置の概略構成図、第２図は本発明
に係る空調装置の概略構成図、第３図は本発明に適用し
た圧縮機回転数と冷却能力比との関係図、第４図は同じ
く蒸発圧力調整弁の開度と蒸発器内温度との関係図であ
る。 １・・・圧縮機、２・・・凝縮器、４・・・蒸発器、１
３・・・蒸発圧力調節弁、１６・・・回転数制御器。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか１名） 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器および蒸発器を冷媒配管によって
   ノ置次接続して冷凍サイクルをなす冷凍機による空調装
   置において、前記蒸発器と圧縮機とを接続する冷媒配管
   に蒸発圧力調節弁を設けると共に、前記圧縮機の回転数
   を室温によって制御する制御器を備え、冷房負荷に応じ
   て蒸発器の蒸発圧力と圧縮機の回転数を制御するように
   した空調装置。
2. （２）　前記蒸発圧力調節弁を蒸発器の出口側の空気温
   度によって制御するようにした特許請求の範囲第１項記
   載の空調装置。