JPS6217570A - 冷房装置の制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、冷房負荷の一時的な増加を補う蓄冷器を具
える冷房装置の制御方法に関するものである。

（従来の技術） かかる冷房装置としては、例えば、特開昭５８−６４４
６０号公報にて開示されたものがある。

この冷房装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発
器が配管により接続されてなり、これらによって冷凍サ
イクルが構成されるとともに、その圧縮機から凝縮器に
至る配管途中に熱容量体を有する。ここにおけるこの熱
容量体は、冷房装置の非作動時に外気により冷却されて
蓄冷し、冷房負荷の大きい冷房装置の始動時、すなわち
いわゆるクールダウン時に放冷して冷媒の温度を引下げ
る蓄冷器として機能する。

しかしながら、この冷房装置にあっては、常に熱容量体
と冷媒との間で熱交換が行われているので、熱容量体が
その放冷を終ると冷媒と同温度となってしまい、しかも
、熱容量体を積極的忙冷却する手段がないため、冷房装
置をその連続運転後短時間非作動とするような場合には
熱容量体が充分冷却されず、このため、このような場合
にはその熱容量体の蓄冷器としての機能が期待できない
という問題があった。

そして、かかる問題を解決する冷房装置としては、例え
ば、本出願人は、第１図に示すものを提案している。

図中１は圧縮器であり、ここではこの圧縮器１に対して
凝縮器２、受液器８、蓄冷用減圧手段の一例としての蓄
冷用膨張弁４、蓄冷器５、この蓄冷６忙接続する側を入
口側とした逆止弁６、冷房用減圧手段の一例としての冷
房用膨張弁７および蒸発器８が順次に接続され、さらに
この蒸発器８が圧縮器１に接続されている。またここで
は、蓄冷用膨張弁４を迂回する第１のバイパス路９およ
びこれを開閉する第１の二方弁１０と、蓄冷用膨張弁４
から逆止弁６までを迂回する第２のバイパス路１１およ
びこれを開閉する第２の二方弁１ｚと、逆止弁６から蒸
発器８までを迂回する第３のバイパス路１８およびこれ
を開閉する第３の二方弁１４とが設けられている。そし
て、このようにして構成された流体回路は、冷媒を充填
されて蒸気圧縮式冷凍サイクルをなしている。尚、上記
の蓄冷器５は、通常の熱交換器の周囲を断熱材で覆い、
これらの熱交換器と断熱材との間に、水などの潜熱蓄熱
材を満たした構造を有している。

かかる構成とされたこの冷房装置は、その二方弁１０．
１２．１４を次ｉＫ示す８種類の組合わせにて選択的に
開閉されて、後述する蓄冷、放冷および通常の作用をも
たらすよう作動制御される。

例えば、冷房能力の余剰時には、冷媒が継続シて蒸発器
８を通流する必要がないので、第３の二方弁のみ開放す
る蓄冷モードが短時間づつ断続的に選択され、これによ
り、逆止弁６、冷房用膨張弁７および蒸発器８の流路抵
抗のゆえにこれらを迂回して第３のバイパス路１８を通
流する流体回路が構成される。

この流体回路によれば、受液器８を出た高温高圧の液状
冷媒が、蓄冷用膨張弁４への通流で減圧され、断熱膨張
して低温低圧の霧状となり、これが蓄冷器５を通流し、
気化して、その中の潜熱蓄熱材を冷却しあるいは凝固さ
せ、その後第３のバイパス路１８を通流して圧縮機１へ
戻ることから、蓄冷器５への蓄冷作用がもたらされる。

また、クールダウン時など、一時的に大きな冷房負荷が
加わるときには、第１の二方弁１０のみ開放する放冷モ
ードが選択され、これにより、蓄冷用膨張弁４の流路抵
抗のゆえにこれを迂回して第１のバイパス路９を通流す
る流体回路が構成される。

この流体回路によれば、受液器８を出た高温高圧の液状
冷媒が、そのまま第１のバイパス路９を経て蓄冷器５を
通流し、その中の潜熱蓄熱材により冷却されてその過冷
却度を高められ、逆止弁６を経て冷房用膨張弁？で減圧
されて低温低圧の霧状となり、これが蒸発器８を通流し
、気化して、蒸発器８に増大された冷房能力を与え、そ
の後圧縮機１へ戻ることから、蓄冷器５からの放冷作用
とそれに基づく冷房能力増大作用とがもたらされる。

さらに、通常の冷房負荷時には、第２の二方弁１２のみ
開放する通常モードが選択され、これにより、蓄冷用膨
張弁４、蓄冷器５および逆止弁６の流路抵抗のゆえにこ
れらを迂回して第２のバイパス路１ｚを通流する流体回
路が構成される。

この流体回路によれば、受液器８を出た高温、高圧の液
状冷媒がそのままバイパス路１ｚを経て冷房用膨張弁？
で減圧されて低温低圧の霧状となり、これが蒸発器８を
通流した後圧縮機１へ戻ることから、通常能力の冷房作
用がもたらされる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、本出願人の実験によれば放冷モードを選
択すると、上述したように高圧の冷媒が冷房用膨張弁７
まで流れることから、第１図に示す、蓄冷器５と逆止弁
６との間の第３のバイパス路１８への分岐点である点Ａ
に、第３図に示すように高圧が加わり、第３のバイパス
路を閉止している第３の二方弁１４の上流側すなわち点
Ａ側にもこの高圧がもたらされることが確認された。そ
して、この放冷モード選択後に通常モードを選択した場
合にも、第３の二方弁１４が閉じておりかつ冷房用膨張
弁７の上流側に高圧がもたらされるため第３図に示すよ
うに点Ａの高圧が保たれる。

また一方、第１図に示す蒸発器８と圧縮機１との間の、
第３のバイパス路への分岐点である点Ｂが常に低圧に保
たれるので、第３のバイパス路１８により第３の二方弁
１４の下流側すなわち点Ｂ側は常に低圧となる。従って
、放冷モードを選択した時および、その後、冷房負荷の
減少に従って通常モードを選択した時には、閉止されて
いる第３の二方弁１４の両側の圧力差ΔＰは第３図に示
すよう忙大きなものＫなる。

このため、その後に冷房能力の余剰により蓄冷モードを
選択しようとすると、この第３の二方弁１４が、蓄冷モ
ード選択時に蓄冷用膨張弁４の作用下で低圧となる第３
のバイパス路１８の流路抵抗を極力小さくすべく、例え
ば１０鵡穆度の大口径のものとされていることとも相俟
って、図中点Ｃで示すその開放時に、例えば８１Ｊｆ−
１２ｋｙｆ程度と、非常に大きな弁開放力が必要となり
、それゆえ、この第３の二方弁１４の駆動用に大型のソ
レノイドを用いざるを得す、弁配置上の制約が出るとと
もに、弁開放に要する消費電力が多くならざるを得なか
った。

（問題点を解決するための手段） この発明の冷房装置の制御方法は、圧縮器から、凝縮器
、゛蓄冷用減圧手段、蓄冷器、前記蓄冷器側を入口側と
する逆止弁、冷房用減圧手段および蒸発器を順次に経て
前記圧縮器に至る流体回路と、前記蓄冷用減圧手段を迂
回する第１のバイパス路を開閉する第１の二方弁と、前
記蓄冷用減圧手段と前記蓄冷器と前記逆止弁とを迂回す
る第２のバイパス路を開閉する第２の二方弁と、前記逆
止弁と前記冷房用減圧手段と前記蒸発器とを迂回する第
３のバイパス路を開閉する第３の二方弁とを具える冷房
装置の、閉止された前記第３の二方弁の上流側に高圧を
もたらす流体の通流状態から前記第３の二方弁を通る通
流状態をもたらすに際し、前記第１および第２の二方弁
を閉止した後に前記第３の二方弁を開放することを特徴
とするものである。

（作用） この発明の方法によれば、閉止された第３の二方弁の上
流側すなわちこれに第３のバイパス路を介して接続され
た逆止弁の入口側の流体が高圧である場合に、先ず、第
１および第２の二方弁を閉止すると、これにより全ての
二方弁が閉止状態となって、蓄冷用減圧手段、蓄冷器、
逆止弁、冷房用減圧手段および蒸発器を通流する流体回
路が構成され、流体が、蓄冷用減圧手段への通流により
圧力を低められた後に蓄？＠器を通過して逆止弁に至る
ようＫなる。従って、この低圧が第３の二方弁の上流側
にもたらされ、一方第３の二方弁の下流側は第３のバイ
パス路を介し圧縮器に接続されて低圧となっているので
、第３の二方弁の両側の圧力差が極めて小さなものとな
る。そしてその後、第３の二方弁を開放すると、上述し
た小さな圧力差のゆえに極めて小な力でその開放を実施
し得て第３の二方弁を通る通流状態がもたらされる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

ここでは、本発明冷房装置の制御方法の一実施例を、本
出願人がすでに提出した第１図に示す冷房装置に適用す
る場合について説明する。

この例では、先ず、蓄冷、放冷および通常モードに加え
て緩衝モードを設定する。これらのモードにおける第１
、第２および第３の二方弁１０゜ｌａ　、１４の開閉の
組合わせは、次表に示す通りとする。

尚、蓄冷、放冷および通常モード選択時のこれらの二数
弁の開閉の組合わせは従来例と同一であるので、これら
のモードの選択時にもたらされる作用は従来例と同一で
ある。

そしてこの例では、上記の緩衝モードを、第２図に示す
よう和、放冷モード選択後の通常モード選択時において
、冷房能力の余剰により蓄冷上−ドな断続的に選択する
場合に、その初回の蓄冷モード選択に先立って、極く短
時間選択するものとする。

この、第１．第２および第３の二方弁１０゜１２．１４
を全て閉止する緩衝モードの選択時には、蓄冷用膨張弁
４、蓄冷器５、逆止弁６、冷房用膨張弁７および蒸発器
８を通流する流体回路が構成され、この流体回路によれ
ば、受液器８を出た高温高圧の液状冷媒が、蓄冷用膨張
弁４への通流にて減圧され、断熱膨張して霧状となり、
蓄冷器５内を通流してその中の潜熱蓄熱材を冷却した後
、さらに逆止弁６を経て冷房用膨張弁７を通流し、もう
一度域圧されて断熱膨張する。そしてこの冷媒が、蒸発
器８を通流し、それに減少された冷房能力をもたらした
後、圧縮機１へ戻ることになる。

従って、放冷モード選択時およびその後の通常モード選
択時に、高圧冷媒の冷房用膨張弁７への通流によって高
圧となっていた第１図の点Ａの圧力は、この緩衝モード
の選択によって第２図に示すように低下し、他方ＡＢの
圧力が前述したように低圧であることから、点Ａと点Ｂ
とを結ぶ第３のバイパス路１８を閉止している第３の二
方弁１４の上流側と下流側との圧力差ΔＰは、極めて小
なものとなる。

そして、その後の第２図中点りで示す時点で、蓄冷モー
ドを選択するために第３の二方弁１４の開放を行うと、
上述した小さな圧力差のゆえに、極めて小さな力でその
開放が行われ、第３の二方弁を通る通流状態すなわち蓄
冷モードがもたらされる。

以上述べたようにこの実施例の方法によれば、緩衝モー
ドの選択によって第３の二方弁１４の両側の圧力差を極
めて小さなものとし得て、その弁開放に要する力を極め
て小さくすることができるので、この第３の二方弁１４
の駆動用に小型のソレノイドの使用が可能となり、これ
によって、弁配置上の制約がなくなるとともに、弁開放
に要する消費電力が大幅に減少するという効果がもたら
される。

尚、上述した実施例では、緩衝モードを通常モードから
蓄冷モードへの切換えの際に選択するものとしたが、放
冷モードから通常モードへの切換えの際に選択するよう
にしても同様の作用効果がもたらされる。また、緩衝モ
ードの選択を、初回の蓄冷モード選択に先立って行なう
ものとしだが例えば、蓄冷モード選択の間隔が長く、通
常モード選択中に蓄冷用膨張弁４を経た冷媒の圧力が高
くなる場合のように、第３の二方弁の上流側が高圧とな
る場合には、その後の蓄冷モード選択に先立って適宜選
択することにしても良い。

（発明の効果） かくしてこの発明の制御方法によれば、閉止された第３
の二方弁の両側の圧力差を極めて小さなものとし得て、
その後の、この第３の二方弁の開放に要する力を極めて
小さなものとすることができるので、第３の二方弁の駆
動用に、小型のソレノイドの使用を可能とすることがで
き、ひいては、弁配置上の制約をなくすとともに、弁開
放に要する消費電力を大幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御方法の一実施例を適用する冷房装置
の流体回路図、 第２図は前記実施例の方法を示すタイムチャート、 第３図は従来の冷房装置の制御方法を示すタイムチヤー
ドである。 １・・・圧縮機　　　　　　２・・・凝縮器４・・・蓄
冷用膨張弁（蓄冷用減圧手段）５・・・蓄冷器　　　　
　　６・・・逆止弁？・・・冷房用膨張弁（冷房用減圧
手段）８・・・蒸発器　　　　　　９・・・第１のバイ
パス路１０・・・第１の二方弁　　　１１・・・第２の
バイパス路１ｚ・・・第２の二方弁　　　１８・・・第
３のバイパス路１４・・・第３・の二方弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　圧縮器から、凝縮器、蓄冷用減圧手段、蓄冷器、前
   記蓄冷器側を入口側とする逆止弁、冷房用減圧手段およ
   び蒸発器を順次に経て前記圧縮器に至る流体回路と、前
   記蓄冷用減圧手段を迂回する第１のバイパス路を開閉す
   る第１の二方弁と、前記蓄冷用減圧手段と前記蓄冷器と
   前記逆止弁とを迂回する第２のバイパス路を開閉する第
   ２の二方弁と、前記逆止弁と前記冷房用減圧手段と前記
   蒸発器とを迂回する第３のバイパス路を開閉する第３の
   二方弁とを具える冷房装置の、閉止された前記第３の二
   方弁の上流側に高圧をもたらす流体の通流状態から前記
   第３の二方弁を通る通流状態をもたらすに際し、前記第
   １および第２の二方弁を閉止した後に前記第３の二方弁
   を開放することを特徴とする冷房装置の制御方法。