(57)【要約】【課題】凝縮器からの冷媒液を溜めておく受液器を設けることなく、凝縮器から液溜器に供給する冷媒液の量を制御できる制御方法及び装置を提供すること。【解決手段】液溜器（低圧受液器）を備えた蒸気圧縮冷凍装置において、圧縮機吐出ガス圧力を検知、発信する圧力検知器と凝縮器の凝縮液温度を検知、発信する温度検知器を備え、検知圧力における冷媒の飽和温度を求めて該飽和温度と検知した凝縮液温度との差を過冷却度として求め該過冷却度と設定過冷却度との偏差量を発信する過冷却度調節器を設け、該偏差量を受信して凝縮器から液溜器への給液を制御する給液弁を設ける。【選択図】      図１
2004245497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液溜器（低圧受液器）を備えた蒸気圧縮冷凍装置において、圧縮機吐出ガス圧力を検知して該圧力における冷媒の飽和温度を求め、一方凝縮器の凝縮液温度を検知し、前記飽和温度と前記凝縮液温度との差を過冷却度として該過冷却度と設定過冷却度との偏差量により前記凝縮器から前記液溜器への給液を制御することを特徴とする冷凍装置における液溜器への冷媒液供給制御方法。
【請求項２】
液溜器（低圧受液器）を備えた蒸気圧縮冷凍装置において、圧縮機吐出ガス圧力を検知、発信する圧力検知器と凝縮器の凝縮液温度を検知、発信する温度検知器を備え、検知圧力における冷媒の飽和温度を求めて該飽和温度と検知した凝縮液温度との差を過冷却度として求め該過冷却度と設定過冷却度との偏差量を発信する過冷却度調節器を設け、該偏差量を受信して前記凝縮器から前記液溜器への給液を制御する給液弁を設けたことを特徴とする冷凍装置における液溜器への冷媒液供給制御装置。
【請求項３】
前記過冷却度調節器の設定過冷却度は圧縮機出口冷媒ガス圧力に応じて設定されることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置における液溜器への冷媒液供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気圧縮冷凍装置において、液溜器（低圧受液器）への冷媒液の供給を制御する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気圧縮冷凍装置において、凝縮器で冷却、凝縮され液状になった冷媒液を溜める受液器（高圧受液器）が設けられ、該受液器から給液弁を介して絞られて圧力が下げられた冷媒液は液溜器（低圧受液器）に導入され、該液溜器から液ポンプによって蒸発器に送給され、一方該蒸発器からの戻り冷媒は前記液溜器（低圧受液器）に戻され、該液溜器から冷媒ガスが吸込み管を通じて圧縮機に吸入される方式のものがある。該方式の冷凍装置においては、液溜器（低圧受液器）には受液器（高圧受液器）から冷媒液を補給し、満液式蒸発器からの戻り冷媒液に加えて、液溜器内の液面を一定に維持している。そして、液溜器内の冷媒液は液面を維持しながら蒸発させられ、蒸発した冷媒ガスは吸込み管を通じ圧縮機に吸込まれる。液溜器内の冷媒液は自己冷却しながら低圧低温の液の状態を保つ。
【０００３】
この方式の従来の冷凍装置の回路構成例を図２に示す。同図において、１は圧縮機、２は凝縮器、２１は受液器（高圧受液器）、３は液溜器（低圧受液器）、４は給液弁、５は液ポンプである。矢線２ａは凝縮器２の冷却水の出入を示す。６は管内に液が通る方式の満液式蒸発器であり、７は冷凍室である。冷媒の経路は実線矢印で示されている。前記液溜器３にはレベル発信器２２が取付けられており、該レベル発信器２２で検知された前記液溜器３内の冷媒液面検知信号は液面調節器２３（ＬＩＣ，Ｌｅｖｅｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に送り、該液面調節器２３で設定液面と検知液面を比較して偏差量を前記給液弁４に送ってこれを作動させることによって前記受液器２１から液溜器３へ供給される液量を制御する。即ち、検知液面が設定液面よりも高い場合は給液量を絞り、低い場合は給液量を増大するように給液弁４を制御し液面を一定に維持する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記液溜器３の液面を一定に保つためには図２に示した受液器２１を設けて冷媒液を保持しておく必要があり、その分冷凍装置に封入される冷媒量は多くなるとともに、液溜器３の製作費、設置スペースを要する。かかる問題点に鑑み、本発明は、凝縮器からの冷媒液を溜めておく受液器を設けることなく、凝縮器から液溜器への給液を制御できる制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する方法として、本発明は、液溜器（低圧受液器）を備えた蒸気圧縮冷凍装置において、圧縮機吐出ガス圧力を検知して該圧力における冷媒の飽和温度を求め、一方凝縮器の凝縮液温度を検知し、前記飽和温度と前記凝縮液温度との差を過冷却度として該過冷却度と設定過冷却度との偏差量により前記凝縮器から前記液溜器への給液を制御する方法を提案する。
【０００６】
かかる発明によれば、凝縮器の冷媒出口における前記過冷却度が設定過冷却度よりも小さいときは凝縮器において凝縮された冷媒液が少ないので前記給液弁の絞りを大きくして凝縮器から液溜器への給液量を少なくし、過冷却度が設定過冷却度よりも大きいときは凝縮器において凝縮された冷媒液が多いので前記給液弁の絞りを小さくして凝縮器から液溜器への給液量を多くし、凝縮器からは常に液状冷媒が液溜器に供給されるので、従来のように凝縮器の冷媒出口下流に高圧受液器を設けて冷媒液を溜めておく必要がなくなる。
【０００７】
したがって、高圧受液器が不用となってコスト、スペースが節減できるとともに、従来高圧受液器に溜められていた分だけ冷媒量を減じることができ、いわゆるリミットチャージが可能となる。リミットチャージが可能となるため、圧縮機への液バックの不安もなくなる。そして、液溜器の冷媒液温度は従来方式よりも安定し、冷凍装置は安定した冷却性能を発揮することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法を実現する装置に係わり、液溜器（低圧受液器）を備えた蒸気圧縮冷凍装置において、圧縮機吐出ガス圧力を検知、発信する圧力検知器と凝縮器の凝縮液温度を検知、発信する温度検知器を備え、検知圧力における冷媒の飽和温度を求めて該飽和温度と検知した凝縮液温度との差を過冷却度として求め該過冷却度と設定過冷却度との偏差量を発信する過冷却度調節器を設け、該偏差量を受信して前記凝縮器から前記液溜器への給液を制御する給液弁を設けたことを特徴とする。
【０００９】
前記過冷却度調節器では、設定過冷却度と、圧縮機吐出冷媒ガス圧力における冷媒の飽和温度と凝縮器で凝縮、液化された冷媒液の温度から求めた過冷却度が比較される。そして、該過冷却度が設定過冷却度よりも小さいときは凝縮器において凝縮された冷媒液が少ないので、前記過冷却度調節器は前記給液弁の絞りを大きくする信号を発して凝縮器から液溜器への給液量を少なくし、過冷却度が設定過冷却度よりも大きいときは凝縮器において凝縮された冷媒液が多いので、前記給液弁の絞りを小さくする信号を発して凝縮器から液溜器への給液量を多くする。このようにして、凝縮器からは常に一定の過冷却度の冷媒液が液溜器における冷媒液の液面高さには関係なく液溜器に送られるので、冷凍装置は安定した性能を発揮することができる。
【００１０】
冷媒の飽和温度は圧力によるので、前記過冷却度調節器における設定過冷却度は冷媒の種類のほか圧力に応じて設定されるようにするのがよい。即ち、過冷却度調節器に冷媒の種類と圧力に応じて飽和温度を計算するプログラムを組み込んでおくのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係わる冷媒液供給制御装置を備えた冷凍装置の回路図である。同図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は液溜器（低圧受液器）、４は給液弁、５は液ポンプである。矢線２ａは凝縮器２の冷却水の出入を示す。６は管内に液が通る方式の満液式蒸発器であり、７は冷凍室である。冷媒の経路は実線矢印で示されている。圧縮機１から吐出されて凝縮器２に入る冷媒ガスの経路には圧力検知器８が配設され、前記凝縮器２からの冷媒出口側には温度検知器９が配設されている。圧力検知器８と温度検知器９は過冷却度調節器１０（ＳＣＣ、Ｓｕｂｃｏｏｌｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を介して前記給液弁４に破線で示すように結線されている。１１は液面計で、単に液溜器３内の冷媒液の液面を確認するためのものであって、冷媒液供給制御に関する機能に関係するものではない。
【００１３】
前記過冷却度調節器１０は圧力検知器８から検知圧力の信号を受けて該圧力における冷媒の飽和温度と該飽和温度と前記温度検知器９から受けた凝縮冷媒液検知温度との差を計算する。この差が過冷却度である。また、前記過冷却度調節器１０には設定過冷却度が予めインプットされるか、あるいは冷媒の種類と前記検知圧力に応じて設定過冷却度を定めるプログラムが組み込まれている。そして前記過冷却度と設定過冷却度との偏差量信号を前記給液弁４に発信する。該給液弁４は前記偏差量信号に応じて弁開度を調節する。前記過冷却度の偏差量が小さいとき、即ち過冷度が小さいときは凝縮器２での凝縮液が少ないので前記給液弁４の開度を小さくして給液量を減じ、偏差量が大きいとき、即ち過冷度が大きいときは給液弁４の開度を大きくして給液量を増大する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記述されるような効果を奏する。
【００１５】
圧縮機吐出冷媒ガス圧力における冷媒の飽和温度を求め、該飽和温度と凝縮器における凝縮冷媒液の温度との差即ち過冷却度を求め、該過冷却度と設定過冷却度との偏差量を求め、該偏差量に基づいて凝縮器から液溜器（低圧受液器）への給液を給液弁を介して制御することにより、凝縮器出口下流に受液器（高圧受液器）を設けることなく安定した冷凍運転を行うことができるので、高圧受液器設置のコストとスペースが節減できる。
【００１６】
また、高圧受液器が不用となるので、その分冷凍装置に封入される冷媒量を減ずることができ、いわゆるリミットチャージが可能となり、圧縮機への液バックの不安がなくなる。
【００１７】
液溜器（低圧受液器）への冷媒液の補給は液溜器内冷媒液の液面高さには関係なく凝縮器における過冷却度によって制御されるので、より安定した冷凍運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる冷媒液供給制御装置を備えた冷凍装置の回路図である。
【図２】従来の冷媒液供給制御装置を備えた冷凍装置の回路図である。
【符号の説明】
１      圧縮機
２      凝縮器
３      液溜器（低圧受液器）
４      給液弁
５      液ポンプ
６      満液式蒸発器
７      冷凍室
８      圧力検知器
９      温度検知器
１０    過冷却度調節器
【図１】
2004245497.tif 000003
【図２】
2004245497.tif 000004