JPH0350959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、冷凍装置に係り、更に詳細には冷凍
装置内のエバポレータを凍結より保護する方法及
び制御装置に係る。

従来の冷凍装置に於ては、冷凍装置の低温側よ
り熱を除去しその熱を冷凍装置の高温側に於て放
出する再循環冷媒が使用されている。冷凍装置を
運転させるに必要な仕事入力はガス状の低圧冷媒
を受けてそれを高圧に圧縮するモータ駆動式の圧
縮機により与えられる。ガス状の高圧の冷媒はコ
ンデンサへ供給され、該コンデンサ内に於てガス
状の冷媒より熱が除去され、これにより冷媒が液
体に凝縮される。かくして生成した液体冷媒は膨
張弁を経てエバポレータへ供給され、エバポレー
タ内に於て熱輸送流体より液体冷媒へ熱が伝達さ
れ、これにより液体冷媒が蒸発される。熱輸送流
体はかくして冷却され、しかる後建物内を冷房す
る等の如く負荷を冷却するために使用される。か
くして蒸発された冷媒はエバポレータより圧縮機
へ戻され、これにより冷凍装置内を再循環せしめ
られる。

一般に上述の如き種類の従来の冷凍装置のエバ
ポレータ内に於て使用される熱輸送流体は水の如
き液体である。一般に熱輸送流体はエバポレータ
の一端に於て流入し、それがエバポレータ内を貫
流する際に冷却され、エバポレータの他端より流
出する。この場合エバポレータ内を貫流する熱輸
送流体を該熱輸送流体の凍結温度以上の温度に維
持することが望ましい。熱輸送流体がその凍結温
度以上の温度に維持されない場合には、熱輸送流
体はエバポレータ内にて凍結し、これにより冷凍
装置の適正な運転が阻害されたりエバポレータが
破損されることがある。かかる問題は特に熱輸送
流体が水である場合に生じ易い。何故ならば、水
はそれが液体より固体へ相変化する場合にその体
積を増大するからである。

作動不良に起因してエバポレータ内を貫流する
熱輸送流体が存在しない場合やその流量が異常に
小さい場合には、エバポレータ内にて熱輸送流体
が凍結する危険性が増大する。従つて冷凍装置が
運転されている場合に、エバポレータ内に正常な
流量の熱輸送流体が流れているか否かを検出する
流量センサが従来より使用されている。エバポレ
ータ内に熱輸送流体の流れが存在しないことやエ
バポレータ内を流れる熱輸送流体の流量が異常に
小さいことが検出された場合には、冷凍装置の運
転が停止される。しかし上述の如き流量センサは
機械的故障や種々の困難に曝されることがある機
械的な装置であり、従つてエバポレータ内を流れ
る熱輸送流体の流量が誤つて表示されることがあ
り、これにより冷凍装置の運転が不必要に停止さ
れたり、エバポレータ内に於て熱輸送流体が凍結
することがある。また流量センサは熱輸送流体の
凍結温度との関連に於てエバポレータ内を貫流す
る熱輸送流体の実際の温度を表示するものではな
い。従つて流量センサに加えて熱輸送流体の実際
の温度を検出する他の検出装置が設けられなけれ
ばならない。

発明の概要 従つて本発明の目的は、エバポレータ内を貫流
する熱輸送流体の流量が零であること又は異常に
小さいことに起因してエバポレータ内に於て熱輸
送流体が凍結することより冷凍装置内のエバポレ
ータを効率的に且信頼可能に保護するための方法
及び装置を提供することである。

本発明のかかる目的及び他の目的は、冷凍装置
のエバポレータ内に於て冷却される熱輸送流体の
温度がエバポレータより流出する熱輸送流体の温
度よりも所定量低くなつた時点を求め、かかる条
件が発生した場合には冷凍装置の運転を停止する
よう構成された冷凍装置の運転方法及び制御装置
によつて達成される。本発明によれば、エバポレ
ータ中の熱輸送流体の温度が検出され、かくして
検出された温度を示す第一の信号がマイクロコン
ピユータシステムの如き処理手段へ出力される。
またエバポレータより流出する熱輸送流体の温度
が検出され、かくして検出された温度を示す第二
の信号が処理手段へ出力される。処理手段は第一
及び第二の信号を比較し、エバポレータ内の熱輸
送流体の温度がエバポレータより流出する熱輸送
流体の温度よりも所定量低くなつた時点を求め
る。かかる条件が検出されると、処理手段は警報
信号を発生し、かくして発生された警報信号に応
答して冷凍装置の運転が停止される。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

好ましい実施例の説明 添付の図は本発明の原理に従つて冷凍装置を運
転するための制御装置を備えた冷凍装置の解図で
ある。図示の如く、冷凍装置はエバポレータ１１
と圧縮機１２と空冷式のコンデンサ１３と膨張弁
１４とを含んでおり、これらは通常の要領にて互
に接続されている。また図示の如く制御装置はマ
イクロコンピユータシステム２１と、システムイ
ンターフエースボード２２と、主電源２３と、二
次電源２４とを含んでいる。更に図示の如く、第
一の温度センサ２５が入口導管１に近接して設け
られエバポレータ１１内へ延在しており、該温度
センサはエバポレータ１１内の熱輸送流体の温度
を検出し、かくして検出された温度を示す信号を
導線２６を経てマイクロコンピユータシステム２
１へ出力するようになつている。更に図示の如
く、第二の温度センサ２７が設けられており、該
温度センサは出口導管２を経てエバポレータ１１
より流出する熱輸送流体の温度を検出し、かくし
て検出された温度を示す信号を導線２８を経てマ
イクロコンピユータシステム２１へ出力するよう
になつている。

温度センサ２５及び２７はサーミスタの如く温
度に応答する抵抗装置であることが好ましい。し
かし本発明が属する技術分野の当業者には容易に
理解され得る如く、温度センサ２５及び２７とし
て他の多くの種類のセンサが使用されてよい。一
般的に言えば、検出された温度を示す信号をマイ
クロコンピユータシステム２１へ出力し得るもの
であれば任意の温度センサが使用されてよい。

マイクロコンピユータシステム２１は入力信号
を受信し、入力信号を予めプログラム化された手
続に従つて処理し、処理された入力信号に応答し
て制御信号を発生するに適した任意の装置又は任
意の組合せ装置であつてよい。マイクロコンピユ
ータシステム２１により発生される制御信号はマ
イクロコンピユータシステム２１より入力された
制御信号に応答して冷凍装置の運転を制御する制
御装置へ出力される。例えばマイクロコンピユー
タシステム２１はアメリカ合衆国カリフオルニア
州、サンタ・クララ、バウワーズ・アベニユー
3065所在のIntel Corporationより市販されてい
るモデル2764メモリ装置を備えたモデル8031マイ
クロプロセツサであつてよい。

図示の如く、二次電源２４はマイクロコンピユ
ータシステム２１が膨張弁１４を開閉するモータ
３０へ二次電源２４より導線３１を経て供給され
る電流を制御し得るようマイクロコンピユータシ
ステム２１に接続されている。膨張弁１４は、
1983年12月22日付にて出願され本願出願人と同一
の譲受人に譲渡された米国特許出願第564543号に
開示されている如き増分調節可能な電子式膨張弁
であることが好ましい。また膨張弁１４は1983年
12月22日付にて出願され本出願人と同一の譲受人
に譲渡された米国特許出願第564542号に開示され
た要領にて制御されることが好ましい。更に図示
の如く、システムインターフエースボード２２は
リボンケーブル３２によりマイクロコンピユータ
システム２１に接続されている。システムインタ
ーフエースボード２２は主電源２３より圧縮機１
２を駆動するための圧縮機モータ及びコンデンサ
フアンユニツト３を駆動して冷却空気をコンデン
サ１３を超えて循環させるモータ１５へ供給され
る電流を制御するためのスイツチ装置を含んでい
る。このスイツチ装置はリボンケーブル３２を経
てシステムインターフエースボード２２上の電子
構成要素へ供給されるマイクロコンピユータシス
テム２１よりの制御信号に応答して制御されるリ
レーの如き電子構成要素であることが好ましい。

本発明によれば、冷凍装置が運転されている場
合には、温度センサ２５は該温度センサにより検
出されたエバポレータ１１内の熱輸送流体の温度
を示す電気信号を導線２６を経てマイクロコンピ
ユータシステム２１へ出力する。また温度センサ
２７は出口導管２を経てエバポレータ１１より流
出する熱輸送流体の検出された温度を示す電気信
号を導線２８を経てマイクロコンピユータシステ
ム２１へ出力する。マイクロコンピユータシステ
ム２１は温度センサ２５及び２７より入力された
電気信号を予めプログラム化された手続に従つて
処理し、これによりエバポレータ１１内の熱輸送
流体の温度とエバポレータ１１より流出する熱輸
送流体の温度との間の温度差を導出する。通常の
運転条件下に於ては、エバポレータ１１より流出
する熱輸送流体の温度はエバポレータ１１内の熱
輸送流体の温度よりも所定量低い。しかし作動不
良に起因してエバポレータ１１内を流れる熱輸送
流体の流量が零になつたり非常に小さい値になつ
た場合には、温度センサ２５により検出されるエ
バポレータ１１内の熱輸送流体の温度は、エバポ
レータ１１より流出する熱輸送流体の温度であつ
て温度センサ２７により検出される温度よりも低
い値に低下する。正常な量の熱輸送流体がエバポ
レータ１１内を流れていない場合に於ても冷凍装
置が通常の要領にて運転し続けてエバポレータ１
１内の熱輸送流体を冷却するので、上述の如き現
象が生じ易い。

温度センサ２５により検出されるエバポレータ
内の熱輸送流体の温度がエバポレータ１１より出
口導管２内へ流入した熱輸送流体の温度よりも異
常な状況が生じていることを明瞭に示す或る量だ
け低下した場合には、マイクロコンピユータシス
テム２１は警報信号を発生する。例えばマイクロ
コンピユータシステム２１は温度センサ２５によ
り検出されたエバポレータ１１内の熱輸送流体の
温度がエバポレータ１１より流出する熱輸送流体
の温度であつて温度センサ２７により検出された
温度よりも５〓（約2.8℃）低い場合に警報信号
を発生するようプログラム化され、これによりエ
バポレータ１１内を熱輸送流体が全く流れていな
いことを明瞭に示すよう構成されてよい。

マイクロコンピユータシステム２１が警報信号
を発生すると、システムインターフエースボード
２２上のスイツチ装置が開成され、これにより主
電源２３よりシステムインターフエースボード２
２を経てコンデンサフアンを駆動するためのモー
タ１５及び圧縮機１２を駆動するためのモータへ
電流が流れることが防止される。またマイクロコ
ンピユータシステム２１は警報信号に応答して、
二次電源２４より導線３１を経てモータ３０へ電
流を供給し、これにより膨張弁１４をその全閉位
置へ駆動する。かくして冷凍装置はエバポレータ
１１内を貫流する熱輸送流体の検出された温度条
件が異常であることに応答して警報信号を発生す
るマイクロコンピユータシステム２１に応答して
効果的に運転が停止される。このことによりエバ
ポレータ１１内を流れる熱輸送流体の流量が零又
は異常に小さいことに起因して熱輸送流体がエバ
ポレータ１１内にて凍結することより冷凍装置の
エバポレータ１１が効果的に且効率的に且信頼可
能に保護される。

また上述の運転方法によれば、エバポレータ１
１内を流れる熱輸送流体が出口導管２より入口導
管１へ逆流することが阻止されることに留意され
たい。上述の如き熱輸送流体の逆流状況が生じる
と、温度センサ２５は冷凍装置の運転開始後まも
なく温度センサ２７により検出された温度以下の
温度を検出する。このことによりマイクロコンピ
ユータシステム２１により警報信号が発生され、
これにより冷凍装置の運転が停止される。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の
修正並びに他の種々の実施例が可能であることは
当業者にとつて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本発明による冷凍装置を運転するた
めの制御装置を備えた冷凍装置を示す解図であ
る。 １……入口導管、２……出口導管、３……コン
デンサフアンユニツト、１１……エバポレータ、
１２……圧縮機、１３……コンデンサ、１４……
膨張弁、２１……マイクロコンピユータシステ
ム、２２……システムインターフエースボード、
２３……主電源、２４……二次電源、２５……第
一の温度センサ、２６……導線、２７……第二の
温度センサ、２８……導線、３０……モータ、３
１……導線、３２……リボンケーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部を貫流する熱輸送流体を冷却するための
   エバポレータを有する冷凍装置の運転方法にし
   て、 前記エバポレータ内の熱輸送流体の温度と前記
   エバポレータより流出する熱輸送流体の温度とを
   求めることと、 前記エバポレータ内の熱輸送流体の温度が前記
   エバポレータより流出する熱輸送流体の温度より
   所定量だけ低い時に前記冷凍装置の運転を停止す
   ることと、 を含む方法。 ２ 内部を貫流する熱輸送流体を冷却するための
   エバポレータを有する冷凍装置の運転方法にし
   て、 前記エバポレータ内の熱輸送流体の温度を検出
   することと、 前記エバポレータより流出する熱輸送流体の温
   度を検出することと、 前記検出された二つの温度を比較して前記エバ
   ポレータ内の熱輸送流体の温度が前記エバポレー
   タより流出する熱輸送流体の温度より所定量だけ
   低くなる時を求めることと、 前記比較工程に於て前記エバポレータ内の熱輸
   送流体の温度が前記エバポレータより流出する熱
   輸送流体の温度より所定量だけ低くなつた時前記
   冷凍装置の運転を停止することと、 を含む運転方法。 ３ 内部を貫流する熱輸送流体を冷却するための
   エバポレータを有する冷凍装置のための制御装置
   にして、 前記エバポレータ内の熱輸送流体の温度と前記
   エバポレータより流出する熱輸送流体の温度とを
   求める装置と、 前記エバポレータ内の熱輸送流体の温度が前記
   エバポレータより流出する熱輸送流体の温度より
   所定量だけ低い時に前記冷凍装置の運転を停止す
   る装置と、 を含む制御装置。 ４ 内部を貫流する熱輸送流体を冷却するための
   エバポレータを有する冷凍装置のための制御装置
   にして、 前記エバポレータ内の熱輸送流体の温度を検出
   しかくして検出された温度を示す第一の信号を発
   生する第一の検出装置と、 前記エバポレータより流出する熱輸送流体の温
   度を検出しかくして検出された温度を示す第二の
   信号を発生する第二の検出装置と、 前記第一の検出装置からの第一の信号と前記第
   二の検出装置からの第二の信号を受信し、前記第
   一の信号及び第二の信号を処理し、前記第一の信
   号の示す温度が前記第二の信号の示す温度より所
   定量だけ低い時に警報信号を発生する処理装置
   と、 前記処理装置によつて警報信号が発生されたこ
   とに応答して前記冷凍装置の運転を停止する装置
   と、 を含む制御装置。