JPH087313Y2

JPH087313Y2 - 冷凍装置の制御装置

Info

Publication number: JPH087313Y2
Application number: JP1989120256U
Authority: JP
Inventors: 莞爾不殿; 広志小川; 利昌高橋; 敏雄山下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2004-10-13
Also published as: DK175190D0; GB2236870B; AU628611B2; JPH0361258U; DK175190A; GB2236870A; AU5978190A; US5067556A; GB9015935D0

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は冷凍輸送ユニット等に好適な冷凍装置の制御
装置に関する。

（従来の技術）従来のこの種冷凍装置の系統図が第３図に示されてい
る。

圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは凝縮
器２に入り、ここで凝縮器用ファン４によって送風され
る外気に放熱することにより凝縮液化する。この液冷媒
は電子膨張弁６（以下、EEVと呼ぶ）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、この気液二相の冷媒は蒸発器３に入り、ここで蒸発
器用ファン５によって送風される室内空気を冷却するこ
とによって蒸発気化した後、圧縮機１に戻る。

圧縮機１に吸入される冷媒の圧力を検知する吸入冷媒
圧力センサ９及びこの冷媒の温度を検知する吸入冷媒温
度センサ10、蒸発器３から吹き出される空気の温度を検
知する吹出空気温度センサ８の出力はコントローラ11に
入力され、このコントローラ11からの指令によってEEV
6、ホットガスバイパス回路12に介装されたホットガス
制御弁13（以下、MVと呼ぶ）の開度が調整され、かつ、
蒸発器３から吹き出される空気を加熱するための電気ヒ
ータ７への通電がON−OFFされる。

吹出空気温度センサ８によって検知された吹出空気温
度がコントローラ11に予め設定された設定温度より低い
ときは、その偏差に応じてコントローラ11からの指令に
よりMV13の開度を増大してホットガスバイパス回路12を
通ってバイパスされる冷媒ガスの量を増大することによ
り冷凍能力を低下させる。

MV13の開度がその上限設定値（以下、Ｕ−MVと呼ぶ）
以上になると、蒸発器３の出口の冷媒ガスの過熱度（吸
入冷媒温度センサ10で検知された温度から吸入冷媒圧力
センサ９で検知された圧力に対応する飽和温度を差し引
いた差、以下、SSHと呼ぶ）の制御目標値を徐々に上昇
させることによりEEV6の開度を小さくし、冷媒の循環量
を低減することによって更に冷凍能力を低下させる。

逆に、吹出空気温度がその設定温度より高いときは、
その偏差に応じてMV13の開度を減少することによって冷
凍能力を増大させる。そして、MV13の開度がその下限設
定値（以下、Ｌ−MV）と呼ぶ）以下になると、SSHの制
御目標値を徐々に下げることによりEEV6の開度を大きく
して冷凍能力を更に増大させる。

MV13及びEEV6の開度調整を行ってもなお吹出空気温度
がその設定温度より低い場合には電気ヒータ７に通電す
る運転、即ち、STEP2の運転に移行する。STEP2の運転
時、MV13の開度がＬ−MV以下となり、かつ、SSHの制御
目標値が最高能力の出る値とされた場合においても吹出
空気温度が下がらない場合には電気ヒータ７への通電を
遮断する運転、即ち、STEP1の運転に移行する。

（考案が解決しようとする課題）上記従来の装置においては、MV13の開度がＵ−MV以上
になるとEEV6の開度が小さくなるため、冷媒の循環量が
少なくなる。すると、蒸発器３の流入側部分で冷媒が蒸
発してしまい、この流入側部分を通る空気だけ冷却され
るが、他の部分を通る空気が冷却されないため、蒸発器
３から吹き出される空気の温度分布が悪くなり、冷凍庫
内の温度分布を悪化させるという不具合があった。

これに対処するため、STEP1の運転ができる条件下で
あるにも拘らず電気ヒータ７に通電してSTEP2の運転を
行っていたため電力を無駄に消費するという不具合があ
った。

（課題を解決するための手段）本考案は上記課題を解決するために提案されたもので
あって、その要旨とするところは、圧縮機と、凝縮器
と、蒸発器と、上記圧縮機から吐出された高温の冷媒ガ
スを上記蒸発器の入口に導くホットガスバイパス回路
と、上記蒸発器から吹き出された空気を加熱する電気ヒ
ータと、上記ホットガスバイパス回路に介装され制御対
象の温度とその設定温度との差に応じて開度が調整され
るホットガス制御弁と、上記蒸発器の出口の冷媒過熱度
を制御する電子膨張弁と、上記ホットガス制御弁の開度
に応じて上記電子膨張弁の過熱度制御目標値を変更する
過熱度目標値変更手段とを備えた冷凍装置の制御装置に
おいて、上記冷媒過熱度がその上限設定値はを越えたと
き上記電気ヒータに通電し、上記冷媒過熱度がその下限
設定値より低下したとき上記電気ヒータへの通電を遮断
する手段を設けたことを特徴とする冷凍装置の制御装置
にある。

（作用）本考案においては、上記構成を具えているため、冷媒
過熱度がその上限設定値を越えたとき、電気ヒータに通
電し、冷媒過熱度がその下限設定値より低下したとき電
気ヒータへの通電を遮断する。

（実施例）以下、第１図及び第２図を参照しながら本考案の１実
施例について具体的に説明する。第１図には制御装置の
機能ブロック図が、第２図には外気温と冷凍能力と冷凍
負荷との関係を示す線図が示されている。なお、冷凍装
置の冷媒回路は第３図に示す従来のものと同様である。

第１図に示すように、吹出空気温度センサ８で検知さ
れた吹出空気温度はコントローラ20の温度比較手段21に
入力され、ここで温度設定手段22から入力された設定温
度と比較される。両者の偏差はMV開度決定手段24に入力
され、ここで偏差に応じてMV13の開度が決定される。こ
の出力をMV開度出力手段25を経てMV13に出力することに
よりMV13の開度が調整される。かくして、ホットガスバ
イパス回路12を通ってバイパスされる冷媒ガスの量を増
減することによって冷凍能力を増減し、制御対象温度、
即ち、庫内温度を設定温度に維持する。

一方、吸入冷媒圧力センサ９で検知された吸入冷媒の
圧力及び吸入冷媒温度センサ10で検知された吸入冷媒の
温度はコントローラ20のSSH算出手段27に入力され、こ
こで吸入冷媒の温度から吸入冷媒の圧力に対応する飽和
温度を差し引くことによって吸入冷媒の過熱度、即ち、
蒸発器３の出口における冷媒の過熱度（SSH）が算出さ
れる。ここで算出されたSSHはSSH目標値変更手段28に入
力される。

MV開度決定手段24で決定されたMV開度はMV開度比較手
段26にも入力され、ここでMV上・下限値設定手段27から
入力されたMV上限値（Ｕ−MV）又はMV下限値（Ｌ−MV）
と比較される。MV開度決定手段24で決定されたMV開度が
Ｕ−MV以上のとき又はＬ−MV以下のときMV開度比較手段
26はSSH目標値変更手段28に出力する。

SSH目標値変更手段28はMV開度がＵ−MV以上のとき、
電子膨張弁６の過熱度制御目標値、即ち、SSH目標値を
上昇させる旨を決定し、MV開度がＬ−MV以下のときSSH
目標値を下げる旨を決定する。

変更されたSSH目標値はEEV開度決定手段29に入力さ
れ、ここでSSH目標値に対応してEEV6の開度が決定され
る。決定されたEEV開度をEEVを開度出力手段30を経てEE
V6に出力することによりEEV6の開度が調整される。即
ち、MV開度がＵ−MV以上のときは、SSH目標値を上昇さ
せることによりEEV6の開度を小さくすることによって冷
凍能力を低下させる。逆に、MV開度がＬ−MV以下のとき
SSH目標値を下げることによりEEV6の開度を大きくする
ことによって冷凍能力を増大させる。

MV開度比較手段26からの出力がSSH目標値変更手段28
に入力されない場合には、SSH算出手段27で検出されたS
SHがそのままEEV開度決定手段29に入力され、ここでこ
のSSHに応じてEEV6の開度が決定される。かくして、EEV
6の開度は蒸発器３の出口の冷媒過熱度を一定に維持す
るように調整される。

以上は従来の装置と同様である。

SSH目標値変更手段28の出力はSSH比較手段31にも入力
され、ここでSSH上・下限値設定手段32から入力された
上限設定値（Ｕ−SSH）及び下限設定値（Ｌ−SSH）と比
較される。なお、この上限設定値（Ｕ−SSH）は圧縮機
１の保護のための上限値より若干低い値とされ、また、
下限設定値（Ｌ−SSH）は圧縮機１の保護のための下限
値より若干高い値とされている。

SSH比較手段31の比較結果はSTEP決定手段33に入力さ
れ、ここでSSH目標値が上限設定値（Ｕ−SSH）を越えた
とき、電気ヒータ７に通電する運転（以、下STEP2と呼
ぶ）を決定し、また、SSH目標値が下限設定値（Ｌ−SS
H）より低下したとき、電気ヒータ７への通電を遮断す
る運転（以下、STEP1と呼ぶ）を決定する。そして、STE
P決定手段33の出力はSTEP出力手段34を経て電気ヒータ
７に出力され、電気ヒータ７は通電され又は通電が遮断
される。

第２図において、線（イ）は冷凍負荷曲線、線（ロ）
はMV13の開度はＬ−MVで、電気ヒータ７がOFF時の冷凍
能力曲線、線（ハ）はMV13の開度がＬ−MVで、電気ヒー
タ７がON時の冷凍能力曲線、線、（ニ）はMV13の開度が
Ｕ−MVで、電気ヒータ７がOFF時の冷凍能力曲線、線
（ホ）はMV13の開度がＵ−MVで、電気ヒータ７がON時の
冷凍能力曲線である。

冷凍負荷が冷媒能力曲線（ハ）と（ニ）の間、即ち、
第２図に斜線を付した範囲内にある場合にはSTEP1及びS
TEP2の双方の運転ができる。

今、STEP1の運転中、冷凍負荷が低下してSTEP1の能力
制御範囲の下限近傍の点Ａに近接した場合にはMV13の開
度はその上限設定値（Ｕ−MV）以上で、かつ、EEV6の開
度も小さい。冷凍負荷が更に小さくなることによりSSH
目標値がその上限値Ｕ−SSHを越えると、STEP2に移行す
る。すると、電気ヒータ７によって吹出空気が加熱され
ることにより冷凍能力が低下するため、MV13の開度が小
さくなり、これに伴って、SSH目標値が低下してEEV6の
開度が大きくなるので、蒸発器３から吹き出される空気
の温度分布が改善される。

STEP2の運転中、冷凍負荷が増大してSTEP2の能力制御
範囲の上限近傍の点Ｂに近接したときMV13の開度が小さ
く、かつ、SSH目標値が低下してEEV6の開度が大きくな
って、冷凍能力が最大に近くなる。そこで、SSH目標値
がＬ−SSH以下に低下すると、STEP1に移行する。する
と、電気ヒータ７への通電が遮断されるので、その分だ
け冷凍能力が上昇し、MV13の開度は大きくなり、SSH目
標値は大きくなるのでEEV6の開度が小さくなる。

（考案の効果）本考案においては、冷媒過熱度がその上限設定値を越
えたとき、電気ヒータに通電し、冷媒過熱度がその下限
設定値より低下したとき電気ヒータへの通電を遮断す
る。

この結果、冷媒過熱度がその下限設定値より低下した
時における無駄な消費動力を節減できるとともに、冷媒
過熱度がその上限設定値を越えた時における吹出空気温
度の分布に悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の１実施例を示し、第１図は
制御ブロック図、第２図は外気温と冷凍負荷と冷凍能力
との関係を示す線図である。第３図は従来の冷凍装置の
系統図である。圧縮機……１、凝縮器……２、蒸発器……３、ホットガ
スバイパス回路……12、電気ヒータ……７、ホットガス
制御弁……13、電子膨張弁……６、過熱度制御目標値の
変更手段……28、冷媒過熱度の上・下限値設定手段……
32、冷媒過熱度の比較手段……31、電気ヒータへの通電
・遮断決定手段……33

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者山下敏雄愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内 (56)参考文献特開昭63−201470（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、上記圧縮
機から吐出された高温の冷媒ガスを上記蒸発器の入口に
導くホットガスバイパス回路と、上記蒸発器から吹き出
された空気を加熱する電気ヒータと、上記ホットガスバ
イパス回路に介装され制御対象の温度とその設定温度と
の差に応じて開度が調整されるホットガス制御弁と、上
記蒸発器の出口の冷媒過熱度を制御する電子膨張弁と、
上記ホットガス制御弁の開度に応じて上記電子膨張弁の
過熱度制御目標値を変更する過熱度目標値変更手段とを
備えた冷凍装置の制御装置において、上記冷媒過熱度が
その上限設定値を越えたとき上記電気ヒータに通電し、
上記冷媒過熱度がその下限設定値より低下したとき上記
電気ヒータへの通電を遮断する手段を設けたことを特徴
とする冷凍装置の制御装置。