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公開番号2024179679
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098707
出願日2023-06-15
発明の名称冷却装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類F25B 1/00 20060101AFI20241219BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】液戻り状態から回復させた際、庫内の温度上昇を抑制することが可能な冷却装置を提供する。
【解決手段】この冷却装置2は、圧縮機200aと、凝縮器200bと、電子膨張弁200cと、蒸発器200dとを含む冷却回路200と、過熱度Hに対して設定された設定過熱度Htに基づいて、電子膨張弁200cの開度Mを調整して過熱度Hを制御する制御部210とを備える。制御部210は、気液二相A3の冷媒が蒸発器200dから流出して圧縮機200aに流入する液戻り状態になると判定したことに基づいて、電子膨張弁200cの開度Mを下げて過熱度Hを上昇させることにより液戻り状態から回復させる制御を行うように構成されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
高温高圧の気相の冷媒を流す圧縮機と、気相の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、凝縮させた液相の前記冷媒の流量を調整するとともに膨張させる電子膨張弁と、膨張させた気液二相の前記冷媒を蒸発させて空気を冷却する蒸発器とを含む冷却回路と、
前記蒸発器に流入する前記冷媒の温度と前記蒸発器から流出する前記冷媒の温度との温度差に基づいて取得される過熱度に対して設定された設定過熱度に基づいて、前記電子膨張弁の開度を調整して前記過熱度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、気液二相の前記冷媒が前記蒸発器から流出して前記圧縮機に流入する液戻り状態になると判定したことに基づいて、前記電子膨張弁の開度を下げて前記過熱度を上昇させることにより前記液戻り状態から回復させる制御を行うように構成されている、冷却装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記過熱度が前記設定過熱度以下であるという過熱度条件を含む回復制御開始条件に基づいて、前記液戻り状態から回復させる制御を行うように構成されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記液戻り状態になると判定したことに基づいて、前記電子膨張弁の開度を複数のタイミングに分けて徐々に下げる制御を行うように構成されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数のタイミングのうちのいずれかで前記液戻り状態から回復したことに基づいて、元の制御に戻るように構成されている、請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数のタイミングのうちの最後のタイミングになったことに基づいて、前記電子膨張弁の開度を下げるとともに、前記圧縮機の回転数を通常よりも下げて前記冷媒の流量を減少させる制御を行うように構成されている、請求項３に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記圧縮機の回転数を通常よりも下げた後、所定の状態になったことに基づいて、前記液戻り状態であることを、ユーザに報知する制御を行うように構成されている、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記所定の状態は、
前記蒸発器において冷却された空気の温度が設定温度よりも高い報知温度以上になった第１状態と、
所定時間内において、前記圧縮機の回転数を通常よりも下げて前記液戻り状態から回復した後、再度、前記液戻り状態から回復させる制御を行った第２状態とのうちの少なくとも一方を含む、請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１状態になったことに基づいて、装置を停止させるとともに、前記ユーザに報知する制御を行うように構成されている、請求項７に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記圧縮機の駆動を開始した際に行う初期運転モードと、前記初期運転モード後の通常運転モードと、前記初期運転モードおよび前記通常運転モード以外の前記圧縮機の駆動開始後の他の運転モードの各々において、前記回復制御開始条件に基づいて、前記液戻り状態から回復させる制御を行うように構成されている、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記蒸発器に流入する前記冷媒の温度を計測する流入側温度計測センサと、
前記蒸発器から流出する前記冷媒の温度を計測する流出側温度計測センサと、
前記蒸発器において冷却された空気の温度を計測する冷却空気温度計測センサとをさらに備え、
前記回復制御開始条件は、前記過熱度条件に加えて、前記蒸発器において冷却された空気の温度が設定温度以下であるという冷却空気温度条件をさらに含み、
前記制御部は、前記流入側温度計測センサにより計測された温度と前記流出側温度計測センサにより計測された温度との差である前記過熱度と、前記冷却空気温度計測センサにより計測された冷却された空気の温度とに基づいて、前記回復制御開始条件に含まれる、前記過熱度条件および前記冷却空気温度条件の両方を満たすか否かを判定する制御を行うように構成されている、請求項２に記載の冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却装置に関し、特に、冷却回路を備える冷却装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、冷却回路を備える冷却装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、冷却回路を含む庫内ユニット（冷却装置）が開示されている。この庫内ユニットの冷却回路は、配管と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、圧縮機とを含んでいる。庫内ユニットは、庫内温度検出手段と、過熱度検出手段と、制御装置とを備えている。
【０００４】
上記特許文献１の制御装置は、過熱度検出手段の検出値に基づいて、膨張弁の開度を制御することにより、蒸発器における過熱度を制御するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－９１４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記特許文献１には明記されていないが、上記特許文献１の庫内ユニットでは、蒸発器から気液二相の冷媒が流出して圧縮機に流入する液戻り状態の発生を検出した場合、圧縮機の回転数を通常よりも下げることにより冷却回路における冷媒の循環量を減少させることによって、蒸発器内において気液二相の冷媒が気相に相変化しやすくしていると考えられる。これにより、気相の冷媒を蒸発器から流出させて蒸発器の過熱度を大きくすることにより、液戻り状態を解消していると考えられる。
【０００７】
しかしながら、圧縮機の回転数を下げることにより冷媒の循環量を減少させた場合において、一時的に過熱度が小さくなっただけで、すぐに過熱度が元に戻った場合には、冷却回路における冷媒の循環量を減少させているので、膨張弁の開度を制御しても蒸発器内に流入させる冷媒の流量を適切に調整できず、蒸発器において熱交換された空気の温度が高くなる。このような場合、庫内の温度上昇を抑制することができない。このため、液戻り状態から回復しても、圧縮機の回転数を下げることにより過熱度を上げる制御を行ったことに起因して、蒸発器に流入させる冷媒の流量を適切に調整できず、庫内の温度上昇を抑制することができないという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、液戻り状態から回復させた際、庫内の温度上昇を抑制することが可能な冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一の局面による冷却装置は、高温高圧の気相の冷媒を流す圧縮機と、気相の冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、凝縮させた液相の冷媒の流量を調整するとともに膨張させる電子膨張弁と、膨張させた気液二相の冷媒を蒸発させて空気を冷却する蒸発器とを含む冷却回路と、蒸発器に流入する冷媒の温度と蒸発器から流出する冷媒の温度との温度差に基づいて取得される過熱度に対して設定された設定過熱度に基づいて、電子膨張弁の開度を調整して過熱度を制御する制御部とを備え、制御部は、気液二相の冷媒が蒸発器から流出して圧縮機に流入する液戻り状態になると判定したことに基づいて、電子膨張弁の開度を下げて過熱度を上昇させることにより液戻り状態から回復させる制御を行うように構成されている。
【００１０】
この発明の一の局面による冷却装置では、上記のように、制御部を、液相の冷媒が蒸発器から流出して圧縮機に流入する液戻り状態になると判定したことに基づいて、電子膨張弁の開度を下げて過熱度を上昇させることにより液戻り状態から回復させる制御を行うように構成する。これにより、液戻り状態になると判定した後、一時的に過熱度が小さくなっただけで、すぐに過熱度が元に戻った場合であっても、圧縮機の回転数を下げて冷却回路における冷媒の循環量を減少させていないので、電子膨張弁の開度を制御することにより、蒸発器に流入させる冷媒の流量を適切に調整することができる。その結果、液戻り状態から回復した際、庫内の温度上昇を抑制することができる。また、電子膨張弁により蒸発器の流出側の温度を飽和蒸気曲線よりも少し高温になるように過熱度を制御することができるので、蒸発器における気相の冷媒の箇所を減少させることによる蒸発器における効率的な熱交換を実現することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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