JPH0428960A - 冷凍装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は往復動型圧縮機を搭載した冷凍機、冷水機、空
気調和機、除湿機等の冷凍装置に関する。

（従来の技術及びその課６） この種冷凍装置においては、圧縮機から吐出された冷媒
が凝縮器、絞り機構、蒸発器をこの順に流過して上記圧
縮機に循環する。

この冷凍装置においては、圧縮機の能力が冷凍負荷と合
致しない場合には、蒸発器に霜が付着したり、冷媒の蒸
発圧力が低くなり過ぎたりしてその運転効率が悪化する
。

これに対処するため、インバータを用いて圧縮機の駆動
用電動機に供給される電流の周波数を変更することによ
り圧縮機の回転数、即ち、圧縮機の能力を連続して無段
階に制御することが４ＭＫされたが、これは圧縮機の容
量が大きくなるのに伴ってインバータの価格が嵩むとい
う不具合があった。

また、圧縮機に１入される冷媒ガスの温度又は圧力、即
ち、圧縮機の負荷を検知してこれに対応するように圧縮
機の容量を制御すると、蒸発器から圧縮機に至る冷媒配
管の長さが長い場合には、この冷媒配管内を冷媒ガスが
流過する際の流動抵抗により圧縮機の容量を冷凍負荷に
対応させることができないという問題があった。

（課題を解決しようとする手段） 本発明は上記課題を解決するために発明されたものであ
って、その要旨とするところは、圧縮機から吐出された
冷媒が凝縮器、絞り機構、蒸発器をこの順に流過して上
記圧縮機に循環する冷凍装置において、制御弁の開度を
制御することによって上記圧縮機の容量を連続して無段
階に変更しうる容量制御機構を設けるとともに上記圧縮
機の負荷に応じて上記制御弁の開度を決定する手段と、
上記蒸発器出口の冷媒圧力に応じて上記決定された制御
弁の開度を補正する手段を備えた制御装置を設けたこと
を特徴とする冷凍装置にある゛。

（作用） 本発明においては、上記構成を具えているため、圧縮機
の負荷に応じて決定された制御弁の開度は蒸発器出口の
冷媒圧力に応じて補正され、従って、圧縮機は蒸発器か
ら圧縮機に至る冷媒配管の長さの如何に拘らず蒸発器の
負荷、即ち、冷凍負荷に対応する容量で運転される。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図ないし第３図に示されている
。

第１図には冷凍装置の系統図が示されている。

圧縮機３０から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、矢
印で示すように、凝縮器３１に入り、ここで凝縮液化し
て高圧の液冷媒となる。この液冷媒はキャピラリチュー
ブ、膨張弁等からなる絞り機構３２に入り、ここで絞ら
れることにより断熱膨張して気液二相となる。次いで、
この冷媒は蒸発器３３に入り、ここで蒸発気化して低温
のガス冷媒となり、しかる後、圧縮機３０に循環する。

圧縮機３０に内臓された後述する容量可変機構の作動室
と圧縮機３０の吸入管３４とを連結するバイパス管３５
に制御弁３６が介装されている。

吸入管３４にはこの内部を流れる冷媒の圧力又は温度を
検知するセンサ６１と、この冷媒の流速を検知するセン
サ３７が取り付けられ、これらセンサ６１及び３７の出
力はコントローラ４０に入力される。また、蒸発器３３
の出口には冷媒ガスの圧力を検知する圧力センサ３８が
取り付けられ、その出力もコン圧縮機３０の駆動用モー
タ３９が起動され又は停止されるようになっている。

圧縮機３０の容量制御機構が第３図に示されている。

第３図において、ｌはシリンダ、２はピストン、３は弁
板、４はシリンダヘッド、５は吸入キャビティ、６は吸
入弁、７は吐出弁、８は吐出チャンバ、９はアンローダ
シリンダ、１０はアン［＋−ダピストンである。

アンローダシリンダ９の下端は弁板３に固定され、その
上端はカバー２０によって掩蓋されている。

このアンローダシリンダ９内にアンローダピストン１０
を封密摺動自在に嵌装することによってアンローダピス
トン１０の上方に作動室１６が、下方に室１９がそれぞ
れ限界されている。そして、この室１９は開口１８を介
してガス圧縮室１２に連通し、作動室１６はカバー２０
に穿設された絞り穴２４を介して吐出チャンバ８に連通
している。また、作動室１６は導圧管１５、弁板３に穿
設された通路２１を介してバイパス管３５に連通してい
る。

しかして、ピストン２が復動すると、冷媒ガスが吸入キ
ャビティ５から弁板３に穿設された吸入通路１１を通り
、吸入弁６を押し開いてガス圧縮室１２内に吸入される
。

ピストン２が往動すると、ガス圧縮室１２内の冷媒ガス
が圧縮されて吐出弁７を押し開き、通路１３を通って吐
出チャンバ８内に入り、ここから図示しない吐出管を経
て吐出される。

一方、室１９には開口１８を経てガス圧縮室１２内のガ
スが流入し、作動室１６には絞り穴２４を経て吐出チャ
ンバ８内の吐出ガスが流入する。そして、作動室１６内
のガスは導圧管１５、通路２１、制御弁３６、バイパス
管３５を通って圧縮機３０の吸入管３４に流出する。こ
のガスの流量制御弁３６によって制御することによって
作動室１６内の圧力を任意の圧力に設定する。

かくして、アンローダピストン１０は作動室１６内の圧
力と室１９に作用するガス圧縮室１２内の平均筒内圧力
との差に応じて上下に移動し、室１９と開口１８とによ
って構成されるトソプクリアランスボリュームが変化し
、これに伴って圧縮機３０の容量が連続して無段階に変
化する。

なお、第３図において、２３はアンローダピストン１０
の上端に巻装されたシールリング、２５はピストン２に
巻装されたピストンリング、２６はアンローダシリンダ
９の下端に固着された座金である。

コントローラ４０の機能ブロック図が第２図に示されて
いる。

センサ６１によって検出された冷媒温度又は圧力がコン
トローラ４０の比較手段６２に入力され、ここで設定手
段６３に設定された設定値と比較されて両者の偏差が算
出される。この偏差は開度決定手段６４に入力され、こ
こで記憶手段から入力された制御ルールに従って制御弁
３６の開度が決定される。

なお、記憶手段６５には偏差及びその変化率に対応じて
開度を決定する制御ルール（例えば、ＰＩＤ制御、テー
ブル対比制御、ファジー制御など）が記憶されている。

決定された開度は開度補正手段６６に入力される。

一方、圧力センサ３８によって検出された蒸発器３３の
出口の冷媒ガス圧力はコントロー）４０の比較手段４１
に入力され、ここで設定手段４２に予め設定されている
設定圧力と比較されて、両者の偏差が算出される。この
偏差は要求開度演算手段４３に入力され、ここで記ｔａ
手段４４から入力された制御ルールに従って、制御弁３
６の要求開度が算出される。これら要求開度は開度補正
手段６６に入力され、ここで関度決定手段６４で決定さ
れた開度が補正される。そして、補正された開度は出力
手段４５を経て制御弁３６に出力され、制御弁３６は補
正された開度となる。

他方、センサ３７で検出された冷媒の流速はコントロー
ラ４０の比較手段４７に入力され、ここで設定手段４８
から入力された設定値と比較される。圧縮機３０の負荷
が減少することによって冷媒の流速が設定値を下回ると
、出力手段４９を経て圧縮機３０の駆動用モータ３９に
運転停止指令が出力され、圧縮機３０は停止する。運転
停止後、一定時間が経過したとき又は吸入管５４内の冷
媒圧力が所定値を上回った時等はコントローラ４０から
の指令によりモータ３９が起動され、圧縮機３０の運転
が再開される。

上記実施例においては、センサ３７によって冷媒の流量
を検知しているが、これに代えて圧縮ＶＳ３０の回転数
やモータ３９に供給される電力等を検知しても良い。

（発明の効果） 本発明においては、圧縮機の負荷に応じて決定された制
御弁の開度を蒸発器出口の冷媒圧力に応じて補正するた
め、蒸発器から圧縮機に至る冷媒配管の長さの如何に拘
らず圧縮機の容量を蒸発器の負荷、即ち、冷凍負荷に合
致させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示し、第１図は系統図、第２
図はコントローラの機能ブロック図、第３図は容量制御
機構の縦断面図である。 圧縮機−・３０、凝縮器−・３１、絞り機構−３２、蒸
発器３３、制御弁−３６、コントローラー４０、開度決
定手亮１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り機構、蒸発器
   をこの順に流過して上記圧縮機に循環する冷凍装置にお
   いて、制御弁の開度を制御することによって上記圧縮機
   の容量を連続して無段階に変更しうる容量制御機構を設
   けるとともに上記圧縮機の負荷に応じて上記制御弁の開
   度を決定する手段と、上記蒸発器出口の冷媒圧力に応じ
   て上記決定された制御弁の開度を補正する手段を備えた
   制御装置を設けたことを特徴とする冷凍装置。