JPH07294033A - 冷房サイクル制御装置 - Google Patents
冷房サイクル制御装置Info
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- JPH07294033A JPH07294033A JP6109086A JP10908694A JPH07294033A JP H07294033 A JPH07294033 A JP H07294033A JP 6109086 A JP6109086 A JP 6109086A JP 10908694 A JP10908694 A JP 10908694A JP H07294033 A JPH07294033 A JP H07294033A
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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
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
-
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
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- F25B2600/00—Control issues
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭酸ガスを冷媒として使用する場合、現行の
冷房サイクルと同様のシステム構成によって冷房能力及
び効率を確保することのできる冷房サイクル制御装置を
提供する。 【構成】 コンデンサの流出側から膨張弁の流入側に至
るコンデンサ出口側高圧通路を流れる冷媒の温度を検出
し、この冷媒温度から前記高圧通路を流れる冷媒の最適
高圧を演算し、高圧通路の実際の高圧圧力が、最適高圧
より大きいか否かを判定する。この結果、実際の高圧圧
力が大きいと判定された場合には、前記膨張弁の開度を
大きくする方向に制御して高圧圧力を低下させる。また
実際の高圧圧力が小さいと判定された場合には、前記膨
張弁の開度を小さくする方向に制御して高圧圧力を上昇
させる。
冷房サイクルと同様のシステム構成によって冷房能力及
び効率を確保することのできる冷房サイクル制御装置を
提供する。 【構成】 コンデンサの流出側から膨張弁の流入側に至
るコンデンサ出口側高圧通路を流れる冷媒の温度を検出
し、この冷媒温度から前記高圧通路を流れる冷媒の最適
高圧を演算し、高圧通路の実際の高圧圧力が、最適高圧
より大きいか否かを判定する。この結果、実際の高圧圧
力が大きいと判定された場合には、前記膨張弁の開度を
大きくする方向に制御して高圧圧力を低下させる。また
実際の高圧圧力が小さいと判定された場合には、前記膨
張弁の開度を小さくする方向に制御して高圧圧力を上昇
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両用空調装置若し
くは家庭用空調装置に具備される冷房サイクルであっ
て、冷媒として炭酸ガスを使用した冷房サイクルを制御
する冷房サイクル制御装置に関する。
くは家庭用空調装置に具備される冷房サイクルであっ
て、冷媒として炭酸ガスを使用した冷房サイクルを制御
する冷房サイクル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷房サイクル制御装置としては、
例えば特開平４−１６１７５９号公報に示されるよう
に、冷媒を圧縮するコンプレッサと、高圧の冷媒を凝縮
するコンデンサと、凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁
と、湿り蒸気となった冷媒を気化するエバポレータとに
よって少なくとも構成されるもので、特に現行の自動車
用エアコンにあっては、冷媒としてはフロン（例えば、
Ｒ−１２、Ｒ−１３４ａ）を使用するものが公知となっ
ている。
例えば特開平４−１６１７５９号公報に示されるよう
に、冷媒を圧縮するコンプレッサと、高圧の冷媒を凝縮
するコンデンサと、凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁
と、湿り蒸気となった冷媒を気化するエバポレータとに
よって少なくとも構成されるもので、特に現行の自動車
用エアコンにあっては、冷媒としてはフロン（例えば、
Ｒ−１２、Ｒ−１３４ａ）を使用するものが公知となっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フロン
は、大気中に放出されると大きな温暖化効果やオゾン層
の破壊等の問題を輩出するために、本願においては、冷
媒として炭酸ガス（ＣＯ2 ）を使用することとし、さら
に現行の冷房サイクルを基本としたシステム構成とする
ことを前提とした。しかし、炭酸ガス（ＣＯ2 ）は臨界
温度が低く（約３１°Ｃ）、通常の使用温度範囲ではコ
ンデンサにおいて凝縮液化ができないために、充分な能
力・効率を確保できないという問題点がある。
は、大気中に放出されると大きな温暖化効果やオゾン層
の破壊等の問題を輩出するために、本願においては、冷
媒として炭酸ガス（ＣＯ2 ）を使用することとし、さら
に現行の冷房サイクルを基本としたシステム構成とする
ことを前提とした。しかし、炭酸ガス（ＣＯ2 ）は臨界
温度が低く（約３１°Ｃ）、通常の使用温度範囲ではコ
ンデンサにおいて凝縮液化ができないために、充分な能
力・効率を確保できないという問題点がある。
【０００４】このために、この発明は、炭酸ガスを冷媒
として使用する場合、このコンデンサ出口側の冷媒温度
に対して効率の良い最適な高圧圧力値があることに着目
し、現行の冷房サイクルと同様のシステム構成によって
冷房能力及び効率を確保することのできる冷房サイクル
制御装置を提供することにある。
として使用する場合、このコンデンサ出口側の冷媒温度
に対して効率の良い最適な高圧圧力値があることに着目
し、現行の冷房サイクルと同様のシステム構成によって
冷房能力及び効率を確保することのできる冷房サイクル
制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかして、請求項１記載
の発明は、図１の実線矢印で示すように、炭酸ガスから
なる冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサ
によって圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、この
コンデンサによって冷却された冷媒を膨張させる膨張弁
４と、この膨張弁４により膨張された冷媒の吸熱作用に
より通過する空気を冷却するエバポレータとを少なくと
も直列に配管結合して構成する冷房サイクルにおいて、
前記コンプレッサの吐出側から前記膨張弁の流入側に至
る高圧通路を流れる冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出
手段１００と、前記コンデンサの流出側から前記膨張弁
の流入側に至るコンデンサ出口側高圧通路を流れる冷媒
の温度を検出する冷媒温度検出手段１１０と、この冷媒
温度検出手段１１０によって検出された冷媒温度から前
記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演算する最適高圧
演算手段１２０と、前記高圧圧力検出手段１００によっ
て検出された高圧圧力が、前記最適高圧演算手段１２０
によって演算された最適高圧より大きいか否かを判定す
る高圧圧力判定手段１３０と、この高圧圧力判定手段１
３０によって前記高圧圧力検出手段１１０によって検出
された高圧圧力が大きいと判定された場合に、前記膨張
弁４の開度を大きくし、前記高圧圧力判定手段１３０に
よって前記高圧圧力検出手段１１０によって検出された
高圧圧力が小さいと判定された場合に、前記膨張弁４の
開度を小さくする膨張弁制御手段１４０を具備したこと
にある。
の発明は、図１の実線矢印で示すように、炭酸ガスから
なる冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサ
によって圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、この
コンデンサによって冷却された冷媒を膨張させる膨張弁
４と、この膨張弁４により膨張された冷媒の吸熱作用に
より通過する空気を冷却するエバポレータとを少なくと
も直列に配管結合して構成する冷房サイクルにおいて、
前記コンプレッサの吐出側から前記膨張弁の流入側に至
る高圧通路を流れる冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出
手段１００と、前記コンデンサの流出側から前記膨張弁
の流入側に至るコンデンサ出口側高圧通路を流れる冷媒
の温度を検出する冷媒温度検出手段１１０と、この冷媒
温度検出手段１１０によって検出された冷媒温度から前
記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演算する最適高圧
演算手段１２０と、前記高圧圧力検出手段１００によっ
て検出された高圧圧力が、前記最適高圧演算手段１２０
によって演算された最適高圧より大きいか否かを判定す
る高圧圧力判定手段１３０と、この高圧圧力判定手段１
３０によって前記高圧圧力検出手段１１０によって検出
された高圧圧力が大きいと判定された場合に、前記膨張
弁４の開度を大きくし、前記高圧圧力判定手段１３０に
よって前記高圧圧力検出手段１１０によって検出された
高圧圧力が小さいと判定された場合に、前記膨張弁４の
開度を小さくする膨張弁制御手段１４０を具備したこと
にある。
【０００６】また、請求項２記載の発明は、図１の破線
矢印で示すように、請炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する
コンプレッサと、このコンプレッサによって圧縮された
冷媒を冷却するコンデンサと、このコンデンサによって
冷却された冷媒を膨張させる膨張弁４と、この膨張弁４
により膨張された冷媒の吸熱作用により通過する空気を
冷却するエバポレータとを少なくとも直列に配管結合し
て構成する冷房サイクルにおいて、前記コンプレッサの
吐出側から前記膨張弁の流入側に至る高圧通路を流れる
冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出手段１００と、前記
コンデンサの流出側から前記膨張弁の流入側に至るコン
デンサ出口側高圧通路を流れる冷媒の温度を検出する冷
媒温度検出手段１１０と、この冷媒温度検出手段１１０
によって検出された冷媒温度が炭酸ガスの臨界温度近傍
に設定された所定温度以上であるか否かを判定する冷媒
温度判定手段１５０と、この冷媒温度判定手段１５０に
よって前記冷媒温度が所定温度以上である場合に、この
冷媒温度から前記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演
算する最適高圧演算手段１２０と、前記高圧圧力検出手
段１１０によって検出された高圧圧力が、前記最適高圧
演算手段によって演算された最適高圧より大きいか否か
を判定する高圧圧力判定手段１３０と、前記冷媒温度判
定手段１５０により、前記冷媒温度が所定温度より小さ
いと判定された場合には前記膨張弁４の開度を所定開度
に固定し、前記高圧圧力判定手段によって前記高圧圧力
検出手段１１０によって検出された高圧圧力が大きいと
判定された場合に、前記膨張弁４の開度を大きくし、前
記高圧圧力判定手段１３０によって前記高圧圧力検出手
段１１０によって検出された高圧圧力が小さいと判定さ
れた場合に、前記膨張弁４の開度を小さくする膨張弁制
御手段１４０を具備したことにある。
矢印で示すように、請炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する
コンプレッサと、このコンプレッサによって圧縮された
冷媒を冷却するコンデンサと、このコンデンサによって
冷却された冷媒を膨張させる膨張弁４と、この膨張弁４
により膨張された冷媒の吸熱作用により通過する空気を
冷却するエバポレータとを少なくとも直列に配管結合し
て構成する冷房サイクルにおいて、前記コンプレッサの
吐出側から前記膨張弁の流入側に至る高圧通路を流れる
冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出手段１００と、前記
コンデンサの流出側から前記膨張弁の流入側に至るコン
デンサ出口側高圧通路を流れる冷媒の温度を検出する冷
媒温度検出手段１１０と、この冷媒温度検出手段１１０
によって検出された冷媒温度が炭酸ガスの臨界温度近傍
に設定された所定温度以上であるか否かを判定する冷媒
温度判定手段１５０と、この冷媒温度判定手段１５０に
よって前記冷媒温度が所定温度以上である場合に、この
冷媒温度から前記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演
算する最適高圧演算手段１２０と、前記高圧圧力検出手
段１１０によって検出された高圧圧力が、前記最適高圧
演算手段によって演算された最適高圧より大きいか否か
を判定する高圧圧力判定手段１３０と、前記冷媒温度判
定手段１５０により、前記冷媒温度が所定温度より小さ
いと判定された場合には前記膨張弁４の開度を所定開度
に固定し、前記高圧圧力判定手段によって前記高圧圧力
検出手段１１０によって検出された高圧圧力が大きいと
判定された場合に、前記膨張弁４の開度を大きくし、前
記高圧圧力判定手段１３０によって前記高圧圧力検出手
段１１０によって検出された高圧圧力が小さいと判定さ
れた場合に、前記膨張弁４の開度を小さくする膨張弁制
御手段１４０を具備したことにある。
【０００７】
【作用】したがって、請求項１記載の発明によれば、冷
媒温度検出手段１１０によって、前記コンデンサの流出
側から前記膨張弁４の流入側に至るコンデンサ出口側高
圧通路を流れる冷媒の温度を検出し、この冷媒温度から
最適高圧演算手段１２０によって前記高圧通路を流れる
冷媒の最適高圧を演算し、高圧圧力検出手段１００によ
って検出された高圧通路の高圧圧力が、前記最適高圧演
算手段１２０によって演算された最適高圧より大きいか
否かを高圧圧力判定手段１３０で判定する。この結果、
高圧圧力が大きいと判定された場合には、膨張弁制御手
段１４０によって前記膨張弁４の開度を大きくする方向
に制御し、高圧圧力を低下させる。また高圧圧力が小さ
いと判定された場合には、前記膨張弁制御手段１４０に
よって前記膨張弁４の開度を小さくする方向に制御し、
高圧圧力を上昇させる。これによって、高圧圧力を常に
最適圧力に一致させるように制御できるために、上記課
題を達成できる。
媒温度検出手段１１０によって、前記コンデンサの流出
側から前記膨張弁４の流入側に至るコンデンサ出口側高
圧通路を流れる冷媒の温度を検出し、この冷媒温度から
最適高圧演算手段１２０によって前記高圧通路を流れる
冷媒の最適高圧を演算し、高圧圧力検出手段１００によ
って検出された高圧通路の高圧圧力が、前記最適高圧演
算手段１２０によって演算された最適高圧より大きいか
否かを高圧圧力判定手段１３０で判定する。この結果、
高圧圧力が大きいと判定された場合には、膨張弁制御手
段１４０によって前記膨張弁４の開度を大きくする方向
に制御し、高圧圧力を低下させる。また高圧圧力が小さ
いと判定された場合には、前記膨張弁制御手段１４０に
よって前記膨張弁４の開度を小さくする方向に制御し、
高圧圧力を上昇させる。これによって、高圧圧力を常に
最適圧力に一致させるように制御できるために、上記課
題を達成できる。
【０００８】また、請求項２記載の発明によれば、前記
冷媒温度検出手段１１０によって検出された冷媒温度が
炭酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以上であ
るか否かを判定する冷媒温度判定手段１５０を設け、こ
の冷媒温度判定手段１５０によって冷媒温度が所定温度
以上であると判定された場合には前記最適高圧演算手段
１２０によって最適高圧を演算し、前記冷媒温度が所定
温度より小さいと判定された場合には前記膨張弁制御手
段１４０によって膨張弁４の開度を所定開度に固定した
ことによって、冷媒温度に対して最適高圧が顕著に存在
する冷媒温度範囲、具体的には炭酸ガスの臨界温度近傍
に設定された所定温度以上の温度範囲において、高圧圧
力が大きいと判定された場合には、膨張弁制御手段１４
０によって前記膨張弁４の開度を大きくする方向に制御
し、高圧圧力を低下させ、また高圧圧力が小さいと判定
された場合には、前記膨張弁制御手段１４０によって前
記膨張弁４の開度を小さくする方向に制御し、高圧圧力
を上昇させる制御を行うこととした。また、前記所定温
度以下の場合には、膨張弁を所定開度に固定することと
した。これによって、冷媒温度の広い範囲に対応して効
率の良い冷房サイクル運転を行うことができる。
冷媒温度検出手段１１０によって検出された冷媒温度が
炭酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以上であ
るか否かを判定する冷媒温度判定手段１５０を設け、こ
の冷媒温度判定手段１５０によって冷媒温度が所定温度
以上であると判定された場合には前記最適高圧演算手段
１２０によって最適高圧を演算し、前記冷媒温度が所定
温度より小さいと判定された場合には前記膨張弁制御手
段１４０によって膨張弁４の開度を所定開度に固定した
ことによって、冷媒温度に対して最適高圧が顕著に存在
する冷媒温度範囲、具体的には炭酸ガスの臨界温度近傍
に設定された所定温度以上の温度範囲において、高圧圧
力が大きいと判定された場合には、膨張弁制御手段１４
０によって前記膨張弁４の開度を大きくする方向に制御
し、高圧圧力を低下させ、また高圧圧力が小さいと判定
された場合には、前記膨張弁制御手段１４０によって前
記膨張弁４の開度を小さくする方向に制御し、高圧圧力
を上昇させる制御を行うこととした。また、前記所定温
度以下の場合には、膨張弁を所定開度に固定することと
した。これによって、冷媒温度の広い範囲に対応して効
率の良い冷房サイクル運転を行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。
説明する。
【００１０】図２において示される冷房（冷凍）サイク
ル１は、例えば車両用空調装置に装着されるもので、コ
ンプレッサ２、コンデンサ３、膨張弁４、エバポレータ
５、アキュムレータ６を直列に配管結合して構成したも
のである。
ル１は、例えば車両用空調装置に装着されるもので、コ
ンプレッサ２、コンデンサ３、膨張弁４、エバポレータ
５、アキュムレータ６を直列に配管結合して構成したも
のである。
【００１１】前記コンプレッサ２は、この冷房サイクル
１の冷媒として炭酸ガスを使用することから、吐出圧が
大きく耐圧性の良いコンプレッサを使用する必要があ
る。このコンプレッサ２の吐出側は第１の高圧通路８を
構成する配管によってコンデンサ３の流入側と接続さ
れ、さらにこのコンデンサ３の流出側はコンデンサ出口
側高圧通路（第２の高圧通路）９を構成する配管によっ
て膨張弁４の流入側と接続されている。尚、前記第１の
高圧通路８と第２の高圧通路９において、高圧通路が構
成される。
１の冷媒として炭酸ガスを使用することから、吐出圧が
大きく耐圧性の良いコンプレッサを使用する必要があ
る。このコンプレッサ２の吐出側は第１の高圧通路８を
構成する配管によってコンデンサ３の流入側と接続さ
れ、さらにこのコンデンサ３の流出側はコンデンサ出口
側高圧通路（第２の高圧通路）９を構成する配管によっ
て膨張弁４の流入側と接続されている。尚、前記第１の
高圧通路８と第２の高圧通路９において、高圧通路が構
成される。
【００１２】この膨張弁４は、例えば比例式電磁弁で、
コントロールユニット７からの出力に比例して流路の開
度を調整できるようになっている。この膨張弁４の流出
側は、空調装置の空気流路上に配されるエバポレータ５
の流入側と接続される。
コントロールユニット７からの出力に比例して流路の開
度を調整できるようになっている。この膨張弁４の流出
側は、空調装置の空気流路上に配されるエバポレータ５
の流入側と接続される。
【００１３】また、エバポレータ５の流出側はアキュム
レータ６の流入側と接続されている。このアキュムレー
タ６は、その吐出側が前記コンプレッサ２の吸入側と接
続され、エバポレータ５から流出する冷媒を一時収容す
ると共に、気液分離を行うものである。
レータ６の流入側と接続されている。このアキュムレー
タ６は、その吐出側が前記コンプレッサ２の吸入側と接
続され、エバポレータ５から流出する冷媒を一時収容す
ると共に、気液分離を行うものである。
【００１４】この冷房サイクル１において、コンプレッ
サ２はアキュムレータ６を介して気体冷媒（炭酸ガス）
を吸入して圧縮する。この圧縮行程は、図６のモリエル
線図のＭ1 〜Ｍ2 で示すもので、吸入された冷媒のエン
タルピ（ｉ）及び圧力（Ｐ）は共に増加する。尚、前記
Ｍ1 〜Ｍ2 に至る特性線は、理想的には等エントロピー
曲線に沿って上昇するものである。この後、冷媒はコン
デンサ３に送られて放熱することによってエンタルピ
（ｉ）が減少する。この放熱行程はＭ2 〜Ｍ3 で示され
る。通常の冷房サイクルにおいては、この放熱行程で凝
縮液化が行われるものであるが、炭酸ガスの場合、臨界
温度が低い（約３１°Ｃ）ために、この行程においては
凝縮液化しない。
サ２はアキュムレータ６を介して気体冷媒（炭酸ガス）
を吸入して圧縮する。この圧縮行程は、図６のモリエル
線図のＭ1 〜Ｍ2 で示すもので、吸入された冷媒のエン
タルピ（ｉ）及び圧力（Ｐ）は共に増加する。尚、前記
Ｍ1 〜Ｍ2 に至る特性線は、理想的には等エントロピー
曲線に沿って上昇するものである。この後、冷媒はコン
デンサ３に送られて放熱することによってエンタルピ
（ｉ）が減少する。この放熱行程はＭ2 〜Ｍ3 で示され
る。通常の冷房サイクルにおいては、この放熱行程で凝
縮液化が行われるものであるが、炭酸ガスの場合、臨界
温度が低い（約３１°Ｃ）ために、この行程においては
凝縮液化しない。
【００１５】この後、放熱して温度の下がった冷媒は膨
張弁４を通過することによって膨張される。この膨張行
程はＭ3 〜Ｍ6 で示される。この膨張行程において、膨
張弁４を通過することによって冷媒の圧力が減少する。
この圧力の減少に伴って、飽和液線Ｌ1 を通過した段階
（Ｍ5 ）で湿り蒸気へと変化する。この湿り蒸気の状態
で、エバポレータ５に送られ、このエバポレータ５を通
過する空気の熱を吸熱して気化する。この蒸発行程はＭ
6 〜Ｍ1 で示される。尚、Ｍ11とＭ1 との間は、コンプ
レッサ２へのリキッドバックを防止するための過熱度
（スーパーヒート）である。尚、本実施例においてこの
過熱度は零に近いものである。
張弁４を通過することによって膨張される。この膨張行
程はＭ3 〜Ｍ6 で示される。この膨張行程において、膨
張弁４を通過することによって冷媒の圧力が減少する。
この圧力の減少に伴って、飽和液線Ｌ1 を通過した段階
（Ｍ5 ）で湿り蒸気へと変化する。この湿り蒸気の状態
で、エバポレータ５に送られ、このエバポレータ５を通
過する空気の熱を吸熱して気化する。この蒸発行程はＭ
6 〜Ｍ1 で示される。尚、Ｍ11とＭ1 との間は、コンプ
レッサ２へのリキッドバックを防止するための過熱度
（スーパーヒート）である。尚、本実施例においてこの
過熱度は零に近いものである。
【００１６】以上の行程により、エバポレータ５から吸
収した熱をコンデンサ３から放熱することができるため
に、エバポレータ５を通過する空気を冷却することがで
きるものである。
収した熱をコンデンサ３から放熱することができるため
に、エバポレータ５を通過する空気を冷却することがで
きるものである。
【００１７】また前記冷房サイクル１において、冷媒の
高圧圧力を検出するための圧力センサ１０は高圧通路
（第１の高圧通路８及び第２の高圧通路９）に取付ら
れ、また前記第２の高圧通路９上には冷媒の温度を検出
する温度センサ１１が取付けられている。尚、本実施例
においては、圧力センサ１０はコンデンサ３の流入側近
傍に設けられており、また、温度センサ１１は、前記コ
ンデンサ３の流出側近傍に冷媒の温度を検出する温度セ
ンサ１１が取付られている。これらのセンサ１０，１１
から検出された高圧圧力（ＰR ）及び冷媒温度（ｔ）
は、前記コントロールユニット７に送られるものであ
る。
高圧圧力を検出するための圧力センサ１０は高圧通路
（第１の高圧通路８及び第２の高圧通路９）に取付ら
れ、また前記第２の高圧通路９上には冷媒の温度を検出
する温度センサ１１が取付けられている。尚、本実施例
においては、圧力センサ１０はコンデンサ３の流入側近
傍に設けられており、また、温度センサ１１は、前記コ
ンデンサ３の流出側近傍に冷媒の温度を検出する温度セ
ンサ１１が取付られている。これらのセンサ１０，１１
から検出された高圧圧力（ＰR ）及び冷媒温度（ｔ）
は、前記コントロールユニット７に送られるものであ
る。
【００１８】以上の説明した冷房サイクル１における本
願の発明を図１及び図２によって説明すると、炭酸ガス
からなる冷媒を圧縮するコンプレッサ２と、このコンプ
レッサ２によって圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ
３と、このコンデンサ３によって冷却された冷媒を膨張
させる膨張弁４と、この膨張弁４により膨張された冷媒
の吸熱作用により通過する空気を冷却するエバポレータ
５とを少なくとも直列に配管結合して構成する冷房サイ
クル１において、前記コンプレッサ２の吐出側から前記
膨張弁４の流入側に至る第１の高圧通路８及び第２の高
圧通路９を流れる冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出手
段１００としての圧力センサ１０と、前記コンデンサ３
の流出側から前記膨張弁４の流入側に至る第２の高圧通
路９を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段１
１０としての温度センサ１１と、この冷媒温度検出手段
１１０によって検出された冷媒温度から前記第１の高圧
通路８を流れる冷媒の最適高圧を演算する最適高圧演算
手段１２０と、前記高圧圧力検出手段１００によって検
出された高圧圧力が、前記最適高圧演算手段１２０によ
って演算された最適高圧より大きいか否かを判定する高
圧圧力判定手段１３０と、この高圧圧力判定手段１３０
によって高圧圧力が大きいと判定された場合に、前記膨
張弁４の開度を大きくする方向に膨張弁４を制御し、ま
た前記高圧圧力判定手段１３０によって高圧圧力が小さ
いと判定された場合に、前記膨張弁４の開度を閉じる方
向に膨張弁４を制御する膨張弁制御手段１４０を具備し
たことにある。
願の発明を図１及び図２によって説明すると、炭酸ガス
からなる冷媒を圧縮するコンプレッサ２と、このコンプ
レッサ２によって圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ
３と、このコンデンサ３によって冷却された冷媒を膨張
させる膨張弁４と、この膨張弁４により膨張された冷媒
の吸熱作用により通過する空気を冷却するエバポレータ
５とを少なくとも直列に配管結合して構成する冷房サイ
クル１において、前記コンプレッサ２の吐出側から前記
膨張弁４の流入側に至る第１の高圧通路８及び第２の高
圧通路９を流れる冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出手
段１００としての圧力センサ１０と、前記コンデンサ３
の流出側から前記膨張弁４の流入側に至る第２の高圧通
路９を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段１
１０としての温度センサ１１と、この冷媒温度検出手段
１１０によって検出された冷媒温度から前記第１の高圧
通路８を流れる冷媒の最適高圧を演算する最適高圧演算
手段１２０と、前記高圧圧力検出手段１００によって検
出された高圧圧力が、前記最適高圧演算手段１２０によ
って演算された最適高圧より大きいか否かを判定する高
圧圧力判定手段１３０と、この高圧圧力判定手段１３０
によって高圧圧力が大きいと判定された場合に、前記膨
張弁４の開度を大きくする方向に膨張弁４を制御し、ま
た前記高圧圧力判定手段１３０によって高圧圧力が小さ
いと判定された場合に、前記膨張弁４の開度を閉じる方
向に膨張弁４を制御する膨張弁制御手段１４０を具備し
たことにある。
【００１９】また、前記冷媒温度検出手段１１０によっ
て検出された冷媒温度が炭酸ガスの臨界温度近傍に設定
された所定温度以上であるか否かを判定する冷媒温度判
定手段１５０を設け、この冷媒温度判定手段１５０によ
って冷媒温度が所定温度以上であると判定された場合に
は前記最適高圧演算手段１２０によって最適高圧を演算
し、前記冷媒温度が所定温度より小さいと判定された場
合には前記膨張弁制御手段１４０によって膨張弁４の開
度を所定開度に固定したことにある。
て検出された冷媒温度が炭酸ガスの臨界温度近傍に設定
された所定温度以上であるか否かを判定する冷媒温度判
定手段１５０を設け、この冷媒温度判定手段１５０によ
って冷媒温度が所定温度以上であると判定された場合に
は前記最適高圧演算手段１２０によって最適高圧を演算
し、前記冷媒温度が所定温度より小さいと判定された場
合には前記膨張弁制御手段１４０によって膨張弁４の開
度を所定開度に固定したことにある。
【００２０】以上の発明は、図３（ａ），（ｂ）に示す
フローチャート図によってより具体的に示されるもの
で、コントロールユニット７で実行される空調制御の一
環として実行されるものである。以下、このフローチャ
ートに従って説明する。
フローチャート図によってより具体的に示されるもの
で、コントロールユニット７で実行される空調制御の一
環として実行されるものである。以下、このフローチャ
ートに従って説明する。
【００２１】図３（ａ）に示すフローチャートにおい
て、先ずステップ２００で圧力センサ１０によって検出
された第１の高圧通路８の高圧圧力ＰR 及び温度センサ
１１によって検出された第２の高圧通路９の冷媒温度ｔ
が入力される。この高圧圧力ＰR は、図６のモリエル線
図のＭ2 ，Ｍ21，Ｍ22で示される位置の圧力を示すもの
で、前記冷媒温度ｔはＭ3 ，Ｍ31，Ｍ32，Ｍ33で示され
る位置の温度を示すものである。
て、先ずステップ２００で圧力センサ１０によって検出
された第１の高圧通路８の高圧圧力ＰR 及び温度センサ
１１によって検出された第２の高圧通路９の冷媒温度ｔ
が入力される。この高圧圧力ＰR は、図６のモリエル線
図のＭ2 ，Ｍ21，Ｍ22で示される位置の圧力を示すもの
で、前記冷媒温度ｔはＭ3 ，Ｍ31，Ｍ32，Ｍ33で示され
る位置の温度を示すものである。
【００２２】この後、ステップ２２０において、前記冷
媒温度ｔに対応する最適高圧ＰX が演算される。尚、最
適高圧は、図６のモリエル線図で示すように、冷媒温度
ｔが一定である場合、例えば高圧圧力がＭ21からＭ2 に
下がった場合、コンデンサ３の流出側温度はほぼＭ31〜
Ｍ33の等温度線に沿って下降する。このために、Ｍ6〜
Ｍ11で示されるエバポレータ５の冷却能力はＭ63〜Ｍ11
となるために低下することとなる。このために、冷媒温
度ｔに対して最適高圧ＰX が存在することとなるもので
ある。
媒温度ｔに対応する最適高圧ＰX が演算される。尚、最
適高圧は、図６のモリエル線図で示すように、冷媒温度
ｔが一定である場合、例えば高圧圧力がＭ21からＭ2 に
下がった場合、コンデンサ３の流出側温度はほぼＭ31〜
Ｍ33の等温度線に沿って下降する。このために、Ｍ6〜
Ｍ11で示されるエバポレータ５の冷却能力はＭ63〜Ｍ11
となるために低下することとなる。このために、冷媒温
度ｔに対して最適高圧ＰX が存在することとなるもので
ある。
【００２３】前記ステップ２２０における最適高圧Ｐx
の演算は、例えば所定の冷媒温度ｔ（ｔ1 ，ｔ2 ，
ｔ3 ）に対して最大効率を示す最適圧力ＰX （ＰX1，Ｐ
X2，ＰX3，ＰX4）を図４の特性線図で示すマップ対応さ
せて演算するものである。これによって演算された最適
圧力ＰX は、ステップ２３０において、前記高圧圧力Ｐ
Rと比較される。
の演算は、例えば所定の冷媒温度ｔ（ｔ1 ，ｔ2 ，
ｔ3 ）に対して最大効率を示す最適圧力ＰX （ＰX1，Ｐ
X2，ＰX3，ＰX4）を図４の特性線図で示すマップ対応さ
せて演算するものである。これによって演算された最適
圧力ＰX は、ステップ２３０において、前記高圧圧力Ｐ
Rと比較される。
【００２４】このステップ２３０の比較において、高圧
圧力ＰR が最適高圧ＰX よりも大きい場合、例えば図５
で示すように、高圧圧力ＰR が圧力値ＰC を示して最適
高圧ＰX2よりも大きい場合、ステップ２４０に進んで膨
張弁４の開度ＯＲを所定値開く方向（＋α）に制御を行
う。これによって膨張弁４の上流側の高圧圧力は下降
し、さらにこれに伴って冷媒温度が下降することから、
冷媒の状態はＣ点（圧力ＰC ，温度ｔc ）から最適温度
特性線上のＤ点（圧力ＰD ，温度ｔD ）に移行すること
ができる。
圧力ＰR が最適高圧ＰX よりも大きい場合、例えば図５
で示すように、高圧圧力ＰR が圧力値ＰC を示して最適
高圧ＰX2よりも大きい場合、ステップ２４０に進んで膨
張弁４の開度ＯＲを所定値開く方向（＋α）に制御を行
う。これによって膨張弁４の上流側の高圧圧力は下降
し、さらにこれに伴って冷媒温度が下降することから、
冷媒の状態はＣ点（圧力ＰC ，温度ｔc ）から最適温度
特性線上のＤ点（圧力ＰD ，温度ｔD ）に移行すること
ができる。
【００２５】また前記ステップ２３０の比較において、
高圧圧力ＰR が最適高圧ＰX よりも小さい場合、例えば
図５で示すように、高圧圧力ＰR が圧力値ＰA を示して
最適高圧ＰX1よりも小さい場合、ステップ２５０に進ん
で膨張弁４の開度ＯＲを所定値閉じる方向（−α）に制
御を行う。これによって膨張弁４の上流側の高圧圧力は
上昇し、さらにこれに伴って冷媒温度が上昇することか
ら、冷媒の状態はＡ点（圧力ＰA ，温度ｔA ）から最適
温度特性線上のＢ点（圧力ＰB ，温度ｔB ）に移行する
ことができる。これによって、通常使用される温度領域
において最適な冷房サイクル運転を行うことができるも
のである。
高圧圧力ＰR が最適高圧ＰX よりも小さい場合、例えば
図５で示すように、高圧圧力ＰR が圧力値ＰA を示して
最適高圧ＰX1よりも小さい場合、ステップ２５０に進ん
で膨張弁４の開度ＯＲを所定値閉じる方向（−α）に制
御を行う。これによって膨張弁４の上流側の高圧圧力は
上昇し、さらにこれに伴って冷媒温度が上昇することか
ら、冷媒の状態はＡ点（圧力ＰA ，温度ｔA ）から最適
温度特性線上のＢ点（圧力ＰB ，温度ｔB ）に移行する
ことができる。これによって、通常使用される温度領域
において最適な冷房サイクル運転を行うことができるも
のである。
【００２６】さらに、図３（ｂ）で示すフローチャート
図においては、ステップ２００において冷媒圧力ＰR 及
び冷媒温度ｔを入力した後、ステップ２１０において冷
媒温度ｔが所定温度ｔs より大きいか否かの判定を行
う。この所定温度ｔs は、炭酸ガスの臨界温度約３１°
Ｃ近傍（例えば３０°Ｃ）に設定するものである。これ
は、図４の特性線図でｔ4 で示すように、冷媒温度が臨
界温度以下である場合には、通常の冷房サイクルと同様
に高圧圧力が高ければ高い程効率が悪くなるような特性
線図を示すためである。このために、ステップ２１０の
判定において、冷媒温度ｔが所定温度ｔs 以下の場合に
は、ステップ２６０に進んで膨張弁４の開度ＯＲを所定
開度βに設定するものである。
図においては、ステップ２００において冷媒圧力ＰR 及
び冷媒温度ｔを入力した後、ステップ２１０において冷
媒温度ｔが所定温度ｔs より大きいか否かの判定を行
う。この所定温度ｔs は、炭酸ガスの臨界温度約３１°
Ｃ近傍（例えば３０°Ｃ）に設定するものである。これ
は、図４の特性線図でｔ4 で示すように、冷媒温度が臨
界温度以下である場合には、通常の冷房サイクルと同様
に高圧圧力が高ければ高い程効率が悪くなるような特性
線図を示すためである。このために、ステップ２１０の
判定において、冷媒温度ｔが所定温度ｔs 以下の場合に
は、ステップ２６０に進んで膨張弁４の開度ＯＲを所定
開度βに設定するものである。
【００２７】また、前記ステップ２１０の判定におい
て、冷媒温度ｔが所定温度ｔs 以上の場合には、前述し
た図３（ａ）で示す膨張弁制御を実行するものである。
以上のことから、冷媒温度が所定温度以下である場合に
は膨張弁の開度を固定し、冷媒温度が所定温度以上であ
る場合には前述した膨張弁制御を実行することから、上
述の冷房サイクルよりもさらに広い冷媒温度範囲で効率
の良い冷房サイクル運転を行うことができるものであ
る。
て、冷媒温度ｔが所定温度ｔs 以上の場合には、前述し
た図３（ａ）で示す膨張弁制御を実行するものである。
以上のことから、冷媒温度が所定温度以下である場合に
は膨張弁の開度を固定し、冷媒温度が所定温度以上であ
る場合には前述した膨張弁制御を実行することから、上
述の冷房サイクルよりもさらに広い冷媒温度範囲で効率
の良い冷房サイクル運転を行うことができるものであ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、コンデンサの流出側から膨張弁の流入側に
至る第２の高圧通路を流れる冷媒の温度を検出し、この
冷媒温度から前記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演
算し、高圧通路の実際の高圧圧力が、前記最適高圧より
大きいか否かを判定する。この結果、実際の高圧圧力が
大きいと判定された場合には、前記膨張弁の開度を大き
くする方向に制御し、高圧圧力を低下させる。また高圧
圧力が小さいと判定された場合には、前記膨張弁の開度
を小さくする方向に制御し、高圧圧力を上昇させる。こ
れによって、高圧圧力を最適圧力に一致させることがで
きるために、炭酸ガスを冷媒として使用した場合にも現
行と同じシステム構成の空調装置に搭載することがで
き、コストダウンや作業工数の低減を実行できると共
に、最適な冷房サイクルの運転を維持できるものであ
る。
明によれば、コンデンサの流出側から膨張弁の流入側に
至る第２の高圧通路を流れる冷媒の温度を検出し、この
冷媒温度から前記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演
算し、高圧通路の実際の高圧圧力が、前記最適高圧より
大きいか否かを判定する。この結果、実際の高圧圧力が
大きいと判定された場合には、前記膨張弁の開度を大き
くする方向に制御し、高圧圧力を低下させる。また高圧
圧力が小さいと判定された場合には、前記膨張弁の開度
を小さくする方向に制御し、高圧圧力を上昇させる。こ
れによって、高圧圧力を最適圧力に一致させることがで
きるために、炭酸ガスを冷媒として使用した場合にも現
行と同じシステム構成の空調装置に搭載することがで
き、コストダウンや作業工数の低減を実行できると共
に、最適な冷房サイクルの運転を維持できるものであ
る。
【００２９】また、請求項２記載の発明によれば、冷媒
温度が炭酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以
上であるか否かを判定し、冷媒温度が所定温度以上であ
ると判定された場合には最適高圧を演算し、前記冷媒温
度が所定温度より小さいと判定された場合には膨張弁の
開度を所定開度に固定したことによって、冷媒温度に対
して最適高圧が顕著に存在する冷媒温度範囲、具体的に
は炭酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以上の
温度範囲において膨張弁制御を実行する。具体的には、
高圧圧力が大きいと判定された場合には前記膨張弁の開
度を大きくする方向に制御し、高圧圧力を低下させ、ま
た高圧圧力が小さいと判定された場合には前記膨張弁の
開度を小さくする方向に制御し、高圧圧力を上昇させる
制御を行うこととした。また、冷媒温度が前記所定温度
以下の場合には、膨張弁を所定開度に固定することとし
た。これによって、冷媒温度の広い範囲に対応して膨張
弁制御を行うことができ、炭酸ガスを冷媒として使用し
た場合にも現行と同じシステム構成の空調装置に搭載す
ることができるために、コストダウンや作業工数の低減
を実行できると共に、最適な冷房サイクルの運転を維持
できるものである。
温度が炭酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以
上であるか否かを判定し、冷媒温度が所定温度以上であ
ると判定された場合には最適高圧を演算し、前記冷媒温
度が所定温度より小さいと判定された場合には膨張弁の
開度を所定開度に固定したことによって、冷媒温度に対
して最適高圧が顕著に存在する冷媒温度範囲、具体的に
は炭酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以上の
温度範囲において膨張弁制御を実行する。具体的には、
高圧圧力が大きいと判定された場合には前記膨張弁の開
度を大きくする方向に制御し、高圧圧力を低下させ、ま
た高圧圧力が小さいと判定された場合には前記膨張弁の
開度を小さくする方向に制御し、高圧圧力を上昇させる
制御を行うこととした。また、冷媒温度が前記所定温度
以下の場合には、膨張弁を所定開度に固定することとし
た。これによって、冷媒温度の広い範囲に対応して膨張
弁制御を行うことができ、炭酸ガスを冷媒として使用し
た場合にも現行と同じシステム構成の空調装置に搭載す
ることができるために、コストダウンや作業工数の低減
を実行できると共に、最適な冷房サイクルの運転を維持
できるものである。
【図１】本発明の構成を示した機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る冷房サイクルの構成を示
した構成説明図である。
した構成説明図である。
【図３】（ａ）は第１の発明に係るフローチャート図で
あり、（ｂ）は第２の発明に刈るフローチャート図であ
る。
あり、（ｂ）は第２の発明に刈るフローチャート図であ
る。
【図４】最適高圧を演算するためのマップを示した特性
線図である。
線図である。
【図５】補正の状態を説明した特性線図である。
【図６】本発明の実施例に係る冷房サイクルを示したモ
リエル線図である。
リエル線図である。
１ 冷房サイクル ２ コンプレッサ ３ コンデンサ ４ 膨張弁 ５ エバポレータ ６ アキュムレータ ７ コントロールユニット ８ 第１の高圧通路 ９ 第２の高圧通路 １０ 圧力センサ １１ 温度センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 炭酸ガスからなる冷媒を圧縮するコンプ
レッサと、このコンプレッサによって圧縮された冷媒を
冷却するコンデンサと、このコンデンサによって冷却さ
れた冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張弁により膨張
された冷媒の吸熱作用により通過する空気を冷却するエ
バポレータとを少なくとも直列に配管結合して構成する
冷房サイクルにおいて、 前記コンプレッサの吐出側から前記膨張弁の流入側に至
る高圧通路を流れる冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出
手段と、 前記コンデンサの流出側から前記膨張弁の流入側に至る
コンデンサ出口側高圧通路を流れる冷媒の温度を検出す
る冷媒温度検出手段と、 この冷媒温度検出手段によって検出された冷媒温度から
前記高圧通路を流れる冷媒の最適高圧を演算する最適高
圧演算手段と、 前記高圧圧力検出手段によって検出された高圧圧力が、
前記最適高圧演算手段によって演算された最適高圧より
大きいか否かを判定する高圧圧力判定手段と、 この高圧圧力判定手段によって前記高圧圧力検出手段に
よって検出された高圧圧力が大きいと判定された場合
に、前記膨張弁の開度を大きくし、前記高圧圧力判定手
段によって前記高圧圧力検出手段によって検出された高
圧圧力が小さいと判定された場合に、前記膨張弁の開度
を小さくする膨張弁制御手段を具備したことを特徴とす
る冷房サイクル制御装置。 - 【請求項２】 炭酸ガスからなる冷媒を圧縮するコンプ
レッサと、このコンプレッサによって圧縮された冷媒を
冷却するコンデンサと、このコンデンサによって冷却さ
れた冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張弁により膨張
された冷媒の吸熱作用により通過する空気を冷却するエ
バポレータとを少なくとも直列に配管結合して構成する
冷房サイクルにおいて、 前記コンプレッサの吐出側から前記膨張弁の流入側に至
る高圧通路を流れる冷媒の圧力を検出する高圧圧力検出
手段と、 前記コンデンサの流出側から前記膨張弁の流入側に至る
コンデンサ出口側高圧通路を流れる冷媒の温度を検出す
る冷媒温度検出手段と、 この冷媒温度検出手段によって検出された冷媒温度が炭
酸ガスの臨界温度近傍に設定された所定温度以上である
か否かを判定する冷媒温度判定手段と、 この冷媒温度判定手段によって前記冷媒温度が所定温度
以上である場合に、この冷媒温度から前記高圧通路を流
れる冷媒の最適高圧を演算する最適高圧演算手段と、 前記高圧圧力検出手段によって検出された高圧圧力が、
前記最適高圧演算手段によって演算された最適高圧より
大きいか否かを判定する高圧圧力判定手段と、 前記冷媒温度判定手段により、前記冷媒温度が所定温度
より小さいと判定された場合には前記膨張弁の開度を所
定開度に固定し、前記高圧圧力判定手段によって前記高
圧圧力検出手段によって検出された高圧圧力が大きいと
判定された場合に、前記膨張弁の開度を大きくし、前記
高圧圧力判定手段によって前記高圧圧力検出手段によっ
て検出された高圧圧力が小さいと判定された場合に、前
記膨張弁の開度を小さくする膨張弁制御手段を具備した
ことを特徴とする冷房サイクル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10908694A JP3479747B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 冷房サイクル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10908694A JP3479747B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 冷房サイクル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294033A true JPH07294033A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3479747B2 JP3479747B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=14501245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10908694A Expired - Fee Related JP3479747B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 冷房サイクル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3479747B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2797036A1 (fr) * | 1999-07-29 | 2001-02-02 | Daimler Chrysler Ag | Procede de fonctionnement d'une installation frigorifique pour vehicule fonctionnant en modes sous-critique et transcritique |
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1994
- 1994-04-25 JP JP10908694A patent/JP3479747B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3479747B2 (ja) | 2003-12-15 |
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