JP2009002564A - Refrigerant cooling circuit - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電子機器の冷却、または、断熱筐体内の冷却を行うための冷媒循環経路を形成する冷媒冷却回路に関するものである。 The present invention relates to a coolant cooling circuit that forms a coolant circulation path for cooling, for example, electronic equipment or cooling in a heat insulating housing.
従来、例えば発熱量の大きな電子機器を冷却するために、または、自動販売機、冷蔵庫、空調機などの庫内を冷却するために冷媒冷却回路が使われている。冷媒冷却回路は、主に圧縮機、放熱器、絞り部、蒸発器を経て冷媒を循環する冷媒循環経路(冷凍サイクル)を形成して、蒸発器による蒸発潜熱を利用して、蒸発器と熱接続して電子機器を冷却する、または、蒸発器にファンを付設して冷却庫内を空気循環させて冷却をする。
蒸発器内での蒸発する冷媒と蒸発器管壁との熱伝達率は、図8に示すように冷媒の気液比(以下、ボイド率と呼ぶ)と関係する。この例は管路を垂直に立てた蒸発管に一様な加熱を与え、下端から液が供給される場合について、伝熱様式の変化を定性的に示したものである。熱伝達率は、下端部でボイド率が0で冷媒が完全に液体状態である液単相流にあるときには低く、その後、熱交換により気化が始まり気泡を巻き込んで気泡流になると、ボイド率が約0.3までは直線的に増加する。そして、ボイド率が約0.3から0.7までは、熱伝達率が一定であり、ボイド率が約0.7を超えると気泡流から環状噴霧流となると更に上昇し、最終的には完全に気体状態になるドライアウトの直前で最も高くなることになる。(例えば、非特許文献1参照)。
一方、冷凍サイクルを効率的に使用する冷媒冷却回路としては、例えば、冷媒に二酸化炭素を使用した空調機の冷媒制御において、蒸発器の過熱度を一定値(たとえば、5℃)となるように膨張弁の開度制御するとともに、冷媒量調整手段を用いて高圧側の温度、圧力が所定値となるように制御する回路が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
The heat transfer coefficient between the evaporating refrigerant and the evaporator tube wall in the evaporator is related to the gas-liquid ratio (hereinafter referred to as the void ratio) of the refrigerant as shown in FIG. This example qualitatively shows the change in the heat transfer mode in the case where uniform heating is applied to an evaporation pipe with a vertical pipe line and liquid is supplied from the lower end. The heat transfer coefficient is low when the void ratio is 0 at the lower end and the liquid is in a liquid single-phase flow in which the refrigerant is completely in a liquid state. It increases linearly up to about 0.3. And when the void ratio is about 0.3 to 0.7, the heat transfer coefficient is constant, and when the void ratio exceeds about 0.7, it further increases when it becomes an annular spray flow from the bubble flow, and finally It will be highest just before the dryout when it becomes completely gaseous. (For example, refer nonpatent literature 1).
On the other hand, as a refrigerant cooling circuit that efficiently uses a refrigeration cycle, for example, in the refrigerant control of an air conditioner that uses carbon dioxide as a refrigerant, the superheat degree of the evaporator becomes a constant value (for example, 5 ° C.). A circuit that controls the opening degree of the expansion valve and controls the temperature and pressure on the high-pressure side to have predetermined values using a refrigerant amount adjusting means is known. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、蒸発器の過熱度を一定に制御することは、蒸発器の下流部では、気相状態となることから、上記のようにドライアウト状態で使用することになり、蒸発器を効率的使用する面では不利であり、必要以上に大きな蒸発器を使用することになっていた。
そこで、本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、蒸発器を効率良く使用して、ひいては、蒸発器を搭載する機器、冷却庫内のスペースを有効に使用できるような蒸発器の小型化を図る冷媒冷却回路を提供することを目的とする。
However, controlling the degree of superheat of the evaporator at a constant level means that the downstream part of the evaporator will be in a gas phase, so it will be used in a dryout state as described above, and the evaporator will be used efficiently. This is disadvantageous in that it requires the use of an evaporator that is larger than necessary.
Therefore, the present invention has been considered in view of the above points, and it is possible to efficiently use the evaporator, and thus, the size of the evaporator that can effectively use the equipment in which the evaporator is mounted and the space in the refrigerator. An object of the present invention is to provide a refrigerant cooling circuit that achieves the above.
上記した目的を達成するために、請求項1に係る発明の冷媒冷却回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、
前記蒸発器の上流および下流側に流れる冷媒の気液比を検出する気液検出手段を設け、当該気液検出手段により検出した気液比に応じて、前記絞り部の開度により冷媒の流量を制御することを特徴とする。
請求項2に係る発明の冷媒冷却回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、
前記蒸発器の上流および下流側に流れる冷媒の気液比を検出する気液検出手段を設け、当該気液検出手段により検出した気液比に応じて、前記圧縮機の回転数により冷媒の流量を制御することを特徴とする。
請求項3に係る発明の冷媒冷却回路は、請求項1または請求項2において、前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a refrigerant cooling circuit according to a first aspect of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a radiator that dissipates heat from the refrigerant that is supplied from the compressor, and a radiator that is supplied from the radiator. A refrigerant cooling circuit having a refrigerant circulation path having a throttle part for adjusting a flow rate of the refrigerant and an evaporator for evaporating the refrigerant supplied from the throttle part and returning the refrigerant to the compressor;
Gas-liquid detection means for detecting the gas-liquid ratio of the refrigerant flowing upstream and downstream of the evaporator is provided, and the flow rate of the refrigerant is determined by the opening of the throttle unit according to the gas-liquid ratio detected by the gas-liquid detection means. It is characterized by controlling.
A refrigerant cooling circuit according to a second aspect of the invention includes a compressor that compresses the refrigerant, a radiator that dissipates the refrigerant supplied from the compressor, and a throttle unit that adjusts the flow rate of the refrigerant supplied from the radiator. And a refrigerant cooling circuit that forms a refrigerant circulation path with an evaporator that evaporates the refrigerant supplied from the throttle and returns it to the compressor.
Gas-liquid detection means for detecting the gas-liquid ratio of the refrigerant flowing upstream and downstream of the evaporator is provided, and the flow rate of the refrigerant is determined by the rotation speed of the compressor according to the gas-liquid ratio detected by the gas-liquid detection means. It is characterized by controlling.
A refrigerant cooling circuit according to a third aspect of the present invention is the refrigerant cooling circuit according to the first or second aspect, wherein the refrigerant is carbon dioxide.
本発明に請求項1に係る冷媒冷却回路によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、前記蒸発器の上流および下流側に流れる冷媒の気液比を検出する気液検出手段を設け、当該気液検出手段により検出した気液比に応じて、前記絞り部の開度により冷媒の流量を制御する構成したことにより
冷媒が蒸発器内でドライアウトすることなく蒸発器壁と熱交換するので、熱伝達率が高い状態を維持して蒸発器の熱交換量を増加させることができる。その結果、蒸発器を小型化することが出来る。
本発明に請求項2に係る冷媒冷却回路によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、前記蒸発器の上流および下流側に流れる冷媒の気液比を検出する気液検出手段を設け、当該気液検出手段により検出した気液比に応じて、前記圧縮機の回転数(圧縮比)を変えて冷媒の流量を制御する構成したことにより、上記と同様に冷媒がドライアウトすることなく熱伝達率が高い状態を維持して運転できるので、蒸発器を小型化することが出来る。さらに、前記圧縮機の回転数により冷媒の流量を制御するので制御性が向上するという効果を奏する。
According to the refrigerant cooling circuit of the present invention, the compressor for compressing the refrigerant, the radiator for radiating the refrigerant supplied from the compressor, and the flow rate of the refrigerant supplied from the radiator are adjusted. Refrigerant flowing in the upstream and downstream sides of the evaporator in a refrigerant cooling circuit that forms a refrigerant circulation path having a throttle section that performs and an evaporator that evaporates the refrigerant supplied from the throttle section and returns it to the compressor The gas-liquid detection means for detecting the gas-liquid ratio is provided, and the flow rate of the refrigerant is controlled by the opening of the throttle portion according to the gas-liquid ratio detected by the gas-liquid detection means. Since heat is exchanged with the evaporator wall without drying out, the heat exchange rate of the evaporator can be increased while maintaining a high heat transfer rate. As a result, the evaporator can be reduced in size.
According to the refrigerant cooling circuit of the present invention, the compressor for compressing the refrigerant, the radiator for radiating the refrigerant supplied from the compressor, and the flow rate of the refrigerant supplied from the radiator are adjusted. Refrigerant flowing in the upstream and downstream sides of the evaporator in a refrigerant cooling circuit that forms a refrigerant circulation path having a throttle section that performs and an evaporator that evaporates the refrigerant supplied from the throttle section and returns it to the compressor The gas-liquid detection means for detecting the gas-liquid ratio is provided, and the flow rate of the refrigerant is controlled by changing the rotation speed (compression ratio) of the compressor according to the gas-liquid ratio detected by the gas-liquid detection means. As a result, since the refrigerant can be operated while maintaining a high heat transfer rate without drying out, the evaporator can be downsized. Furthermore, since the flow rate of the refrigerant is controlled by the rotation speed of the compressor, the controllability is improved.
本発明に請求項3に係る自動販売機によれば、冷媒が二酸化炭素を使用しているので、温暖化係数を上げることなく冷却できるので、地球環境に優しいとともに、不燃性であるので火災などに対して安全性の高い冷媒冷却回路を提供することができる。 According to the vending machine according to the third aspect of the present invention, since the refrigerant uses carbon dioxide, it can be cooled without increasing the global warming potential. Therefore, it is possible to provide a highly safe refrigerant cooling circuit.
(実施の形態1)
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態1を詳細に説明する。なお、この実施の形態1によりこの発明が限定されるものではない。
図1〜図6は、請求項1の本発明に係る実施の形態1を説明した図である。図1は、実施の形態1に係る冷却冷媒回路の回路図である。図2は、図1に示した当該気液検出手段である光センサの説明図であり、図3(a)は、蒸発器の上流部に配設した光センサの説明図であり、図3(b)は、蒸発器の下流部に配設した光センサの説明図である。図4は、実施の形態1に関する制御手段のブロック図である。図5は、実施の形態1に関する蒸発器の熱伝達率を測定した結果を示す説明図である。図6は、実施の形態1に関する制御のフローチャートである。
実施の形態1における冷媒冷却回路は、図1に示すように、主に、2段圧縮式の圧縮機1、ガスクーラ(放熱器)2、電子膨張弁(絞り部)3、蒸発器4を配管6で接続して、冷媒を循環可能な冷凍サイクルを形成したものである。また、2段圧縮式の圧縮機1から吐出する中間圧の冷媒の放熱を行う中間熱交換器10、冷凍機油を圧縮機1に戻すオイルセパレータ11が圧縮機1と接続されている。さらに、蒸発器4の上流側と下流側には冷媒の気液比を検出する気液検出手段としての光センサ51,52が接続され、これら光センサ51,52の信号により電子膨張弁3、圧縮機1などを制御する制御装置70が設けられている。冷媒は、本実施の形態1では、不燃性、安全性、不腐食性を有し、さらにオゾン層への影響が少ない二酸化炭素である。
(Embodiment 1)
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the first embodiment.
FIGS. 1-6 is the
As shown in FIG. 1, the refrigerant cooling circuit in the first embodiment mainly includes a two-
より詳細に説明すると、圧縮機1は、蒸発器4から帰還される二酸化炭素を圧縮して高温高圧の状態とするものであり、中間熱交換器10を使用して2段階の圧縮動作を実行する。具体的に、圧縮機1は、2段階の圧縮動作において、1段階目の圧縮動作を行う第1圧縮機1aと、2段階目の圧縮動作を行う第2圧縮機1bとの間に中間熱交換器10を設けてある。そして、中間熱交換器10は、第1圧縮機1aによる1段階目の圧縮動作の後に、第1圧縮機1aが圧縮した状態の二酸化炭素を冷却して第2圧縮機1bに戻す。このように、圧縮機1は、中間熱交換器10を介して2段階の圧縮動作を実行することで、低消費電力で高圧縮効率を得て二酸化炭素を所望とする高温高圧の状態に圧縮することが可能になる。また、圧縮機1は、インバータ(不図示)により駆動され、回転数を変えることにより冷媒循環量、高圧側圧力などを制御することが可能である。
ガスクーラ2は、圧縮機1から供給される高温高圧の二酸化炭素を、放熱させて二酸化炭素を冷却するためのものである。本実施例におけるガスクーラ2は、例えば銅管とアルミフィンとで構成したフィンチューブタイプのものを使用してある。このガスクーラ2には、ファン21が設けてあり、ファン21は、ガスクーラ2を送風するためのものである。
More specifically, the
The
電子膨張弁3は、ガスクーラ2から供給される二酸化炭素を減圧し、蒸発温度および流量を制御するためのものである。電子膨張弁3は、パルスモータ(不図示)に直結され、制御装置70によりパルスモータの回転角度を制御することにより膨張弁の開度を変える。
蒸発器4は、電子膨張弁3から供給される液相の二酸化炭素が蒸発した潜熱を利用して周囲温度を冷却するためのものである。本実施例における蒸発器4は、例えば銅管とアルミフィンとで構成したフィンチューブタイプのものを使用してある。
また、蒸発器4は図示をしていない冷却負荷に接続される。例えば、電子機器であれば、蒸発器4はIGBTなどの発熱素子に熱接続される。自動販売機、冷蔵庫、冷凍ショーケース・冷蔵ショーケース、あるいは飲料ディスペンサなどであれば、蒸発器4は断熱筐体の冷却庫の内部にファンとともに配置され、庫内を循環空気で冷却する。
中間熱交換器10は、第1圧縮機1aで圧縮された中間圧の冷媒を冷却して第2圧縮機1bに戻すためのものである。中間熱交換器10は、例えば、アルミ製の板状体であるアルミフィンを銅製のチューブが貫通したいわゆるフィンアンドチューブタイプの凝縮器で構成され、ガスクーラ2と併設されている。
The
The evaporator 4 is for cooling the ambient temperature using latent heat obtained by evaporating the liquid phase carbon dioxide supplied from the
The evaporator 4 is connected to a cooling load (not shown). For example, in the case of an electronic device, the evaporator 4 is thermally connected to a heating element such as an IGBT. If it is a vending machine, a refrigerator, a refrigerated showcase / refrigerated showcase, a beverage dispenser, etc., the evaporator 4 is disposed with a fan inside the cooler of the heat insulating casing, and cools the interior with circulating air.
The
オイルセパレータ11は、圧縮機1から吐出した冷凍機油を圧縮機1に戻すためのものである。冷凍機油は、圧縮機1の内部における摩擦、冷媒漏れなどを防止するが、この冷凍機油を圧縮機1の内部で完全に封止することが困難である。特に、上記のごとく圧縮機1によって二酸化炭素を高圧に圧縮しており、この圧力が例えばHFC冷媒(ハイドロフルオロカーボン)を使用したときと比較してはるかに高圧であるので、圧縮機1からの冷凍機油の吐出量は多くなる。そこで、本実施の形態1では、圧縮機1において、第2圧縮機1bの出口側と、第1圧縮機1aの入口側との間にオイルセパレータ11を接続しており、第2圧縮機1bから吐出した冷凍機油を第1圧縮機1aに戻している。
内部熱交換器14は、冷媒循環経路の高圧側と低圧側との間で熱交換を行うためのものである。冷媒循環経路の高圧側とは、圧縮機1の出口側からガスクーラ2を経て電子膨張弁3の入口側までの間である。また、冷媒循環経路の低圧側とは、電子膨張弁3の出口側から蒸発器4を経て圧縮機1の入口側までの間である。
ファン21は、圧縮機1、ガスクーラ2、中間熱交換器10の熱を排気するためのものである。ファン21は、ガスクーラ2と圧縮機1の間に配設してあり、中間熱交換器10、ガスクーラ2に対しては吸い込む態様で空気を流す送風し、圧縮機1に対しては、押し込む態様で空気を送風する。
The
The
The
光センサ51は、電子膨張弁3と蒸発器4との間に配設され、蒸発器4の上流側の冷媒のボイド率を検出するためのものである。光センサ51は、図2に示すように投光部51a、受光部51bとを有し、配管6の上下面に取設した検出窓51c、51cを介して、対峙した位置で取設されている。投光部51aは、光を投光するためのものであり、受光部51bは、投光部51aより投光された光を受光してその光量を検出して信号に変換をして制御装置70に送信する。
検出窓51c、51cは、その中央部をサイトグラスで構成され、冷媒の温度、圧力に適合する態様で配管6の上下面に取設されている。
光センサ52は、電子膨張弁3の下流側に配設され、蒸発器4の下流側の冷媒のボイド率を検出するためのものである。光センサ52は、前述と同様に、受光部52bとの有し、配管6の上下面に取設した検出窓52c、52cを介して、対峙した位置で取設されている。
図3に示すように、光センサ51,52は、気液二相の冷媒を通過した光量を測定する。冷媒を通過する光は、冷媒が液相状態の場合には吸収する率が高く、気相状態の場合には吸収する率が低いので、受光部51bでの光量を測定することにより、冷媒の気液比(ボイド率)を検出することが出来る。
The
The
The
As shown in FIG. 3, the
なお、ボイド率を検出する気液検出手段として、光センサ51,52を使用したが、超音波センサを用いても同様な効果を得る事ができる。
制御装置70は、図4に示すように内部に主制御部71、メモリ72などを有し、光センサ51、52よりの冷媒のボイド率を検知して、電子膨張弁3、圧縮機1などを制御するものである。
発明者らは、図1に示す回路と同等な実験回路を製作し、蒸発器4に模擬負荷(具体的には一定の発熱量を発生するヒータ)を接続して、更に計測用として質量流量計、予冷器、サイトグラスを接続して、蒸発器4の熱伝達率の測定を行った。圧縮機1のインバータによる回転数、電子膨張弁3の開度により循環する冷媒の質量流量(質量速度)を一定に制御して、予冷器で蒸発器4の冷媒温度を変化させ、そのときのボイド率、熱伝達率を測定した。熱伝達率は、蒸発器4の表面温度と冷媒温度との差、および、模擬負荷の加熱量より算出した。
その結果を図5に示す。蒸発器4の下流側のボイド率を図中の括弧内に付記している。図から判るように、質量速度は異なる場合でもボイド率が1となるドライアウトの状態では熱伝達率が急激に低下をするので、ボイド率を1の近傍に維持して運転をすることで蒸発器を高い熱伝達率で稼動させることができる。
In addition, although the
As shown in FIG. 4, the
The inventors manufactured an experimental circuit equivalent to the circuit shown in FIG. 1, connected a simulated load (specifically, a heater that generates a certain amount of heat) to the evaporator 4, and further used a mass flow rate for measurement. The heat transfer coefficient of the evaporator 4 was measured by connecting a meter, a precooler, and a sight glass. The mass flow rate (mass velocity) of the circulating refrigerant is controlled to be constant according to the rotation speed by the inverter of the
The result is shown in FIG. The void fraction on the downstream side of the evaporator 4 is shown in parentheses in the figure. As can be seen from the figure, the heat transfer rate decreases drastically in the dryout state where the void rate is 1 even when the mass velocities are different. Therefore, it is evaporated by maintaining the void rate in the vicinity of 1 and operating. The unit can be operated with a high heat transfer coefficient.
また、実験では、サイトグラスにより冷媒の気液の状態を観察した。図8に示される垂直管路の場合の環状噴霧流は、壁面に液相が位置するが、実験は水平管路を使用しているので、むしろ図3(a)(b)に示されるように上部が気相で下部が液相に分かれる事が目視で確認された。
かかる構成において、圧縮機1を運転すると、図1に示すように2段の圧縮機1の第1圧縮機1aで圧縮された冷媒が中間熱交換器10で一度放熱され、さらに2段目の第2圧縮機1bにて高圧に圧縮される。圧縮された冷媒は、オイルセパレータ11を介してガスクーラ2で放熱され、内部熱交換器14内で熱交換を行うとともに電子膨張弁3に流入する。電子膨張弁3では、低温低圧に膨張され、気液二流相となり、光センサ51を介して蒸発器4に流入する。蒸発器4内で冷媒が蒸発して、光センサ52と内部熱交換器14の低圧側配管を介して、2段圧縮機1の第1圧縮機1aの入口に戻る。
一方、オイルセパレータ11では、冷媒の中の冷凍機油のみを分離して2段圧縮機1の入口に戻す。
次に制御方法について、図6のフローチャートを用いて説明をする。制御装置70は、圧縮機が稼動しているかを確認して(S1)、稼動していなければ待機状態に戻る(S1分岐N)。稼動していれば、センサ51から蒸発器4の上流側における冷媒のボイド率を読み込む(S2)。
In the experiment, the gas-liquid state of the refrigerant was observed with a sight glass. The annular spray flow in the case of the vertical pipe shown in FIG. 8 has a liquid phase on the wall surface, but since the experiment uses a horizontal pipe, rather it is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). It was confirmed visually that the upper part was separated into the gas phase and the lower part into the liquid phase.
In such a configuration, when the
On the other hand, in the
Next, a control method will be described using the flowchart of FIG. The
上流側冷媒のボイド率が0.5以上であれば、冷媒が絞り過ぎと判定をして電子膨張弁の開度を大きくする(S4)。ボイド率が0.5以下であれば、次にセンサ52から蒸発器4の下流側における冷媒のボイド率を読み込む(S5)。
下流側冷媒のボイド率が0.95以上であれば(S6分岐Y)、冷媒が絞り不足と判定をして電子膨張弁3の開度を小さくする(S7)。ボイド率が0.95以下であれば、初めに戻り同じ制御を繰り返して、蒸発器内の入口部から出口部に至るボイド率を適正に保つ制御を行う。
このように、ボイド率を1よりやや低い値のなるように冷媒流量を制御することにより、蒸発器を熱伝達率が高い状態で運転できることが判る。
(実施の形態2)
次に、請求項2の発明に係る実施の形態2を図7に示すフローチャートにて説明をする。実施の形態2が実施の形態1と相違する点は、ボイド率により電子膨張弁3を制御するかわりに圧縮機の回転数を変えることに制御すること点である。その他の構成は、実施の形態1と実質的に同一であるので、その説明を省略する。
図7に示すように、制御装置70は、圧縮機1が稼動しているかを確認して(S1)、稼動していなければ待機状態に戻る(S1分岐N)。稼動していれば、センサ51から蒸発器4の上流側における冷媒のボイド率を読み込む(S2)。
If the void ratio of the upstream refrigerant is 0.5 or more, it is determined that the refrigerant is excessively throttled and the opening of the electronic expansion valve is increased (S4). If the void ratio is 0.5 or less, next, the void ratio of the refrigerant on the downstream side of the evaporator 4 is read from the sensor 52 (S5).
If the void ratio of the downstream refrigerant is 0.95 or more (S6 branch Y), it is determined that the refrigerant is insufficiently throttled and the opening of the
Thus, it can be seen that the evaporator can be operated with a high heat transfer rate by controlling the flow rate of the refrigerant so that the void rate is slightly lower than 1.
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment according to the invention of
As shown in FIG. 7, the
上流側冷媒のボイド率が0.5以上であれば、冷媒が絞り過ぎと判定をして圧縮機1の回転数を増やす(S4a)。0.5以下であれば、次にセンサ52から蒸発器4の下流側における冷媒のボイド率を読み込む(S5)。
下流側冷媒のボイド率が0.95以上であれば(S6分岐Y)、冷媒が絞り不足と判定をして圧縮機1の回転数を減らす(S7a)。0.95以下であれば、初めに戻り同じ制御を繰り返して、蒸発器内の入口部から出口部に至るボイド率を適正に保つ制御を行う。
かかる冷却冷媒回路において、前述の実施の形態1と同一の効果が得られるとともに、電子膨張弁3と比較をして、冷媒の質量流量は圧縮機の回転数と比例的に増加させることが出来るので、制御性が容易となる効果を有する。
また、電子膨張弁3と圧縮機1の回転数を組み合わせて制御すれば、さらにきめ細かく冷媒の流量を制御することが容易にできる。
また、冷媒に二酸化炭素を使用することで、フロン冷媒と異なり地球温暖化への影響を低減されるとともに、HC冷媒と比較して引火性が低いので安全に冷却装置を稼動できるという効果を奏する。
If the void ratio of the upstream refrigerant is 0.5 or more, it is determined that the refrigerant is excessively throttled and the rotation speed of the
If the void ratio of the downstream refrigerant is 0.95 or more (S6 branch Y), it is determined that the refrigerant is insufficiently throttled and the rotational speed of the
In such a cooling refrigerant circuit, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the mass flow rate of the refrigerant can be increased in proportion to the rotation speed of the compressor as compared with the
Moreover, if the
In addition, the use of carbon dioxide as a refrigerant reduces the impact on global warming, unlike chlorofluorocarbon refrigerants, and has the effect of operating the cooling device safely because it is less flammable than HC refrigerants. .
以上のように、本発明に係る冷却冷媒回路は、冷凍サイクルの蒸発器の潜熱を利用して、電子機器の冷却、または、断熱筐体内の冷却をさせるのに有用である。 As described above, the cooling refrigerant circuit according to the present invention is useful for cooling an electronic device or cooling a heat-insulating housing by using latent heat of an evaporator of a refrigeration cycle.
1 圧縮機
1a 第1圧縮機
1b 第2圧縮機
2 ガスクーラ(放熱器)
3 電子膨張弁(絞り部)
4 蒸発器
10 中間熱交換器
11 オイルセパレータ
14 内部熱交換器
21 ファン
51、52 光センサ
51a、52a 投光部
51b、52b 受光部
51c、52c 検出窓
70 制御装置
DESCRIPTION OF
3 Electronic expansion valve (throttle part)
4
Claims (3)
前記蒸発器の上流および下流側に流れる冷媒の気液比を検出する気液検出手段を設け、当該気液検出手段により検出した気液比に応じて、前記絞り部の開度により冷媒の流量を制御することを特徴とする冷媒冷却回路。 A compressor that compresses the refrigerant; a radiator that dissipates the refrigerant supplied from the compressor; a throttle that adjusts a flow rate of the refrigerant supplied from the radiator; and a refrigerant supplied from the throttle In a refrigerant cooling circuit that forms a refrigerant circulation path with an evaporator to be returned to the compressor,
Gas-liquid detection means for detecting the gas-liquid ratio of the refrigerant flowing upstream and downstream of the evaporator is provided, and the flow rate of the refrigerant is determined by the opening of the throttle unit according to the gas-liquid ratio detected by the gas-liquid detection means. The refrigerant cooling circuit characterized by controlling.
前記蒸発器の上流および下流側に流れる冷媒の気液比を検出する気液検出手段を設け、当該気液検出手段により検出した気液比に応じて、前記圧縮機の回転数により冷媒の流量を制御することを特徴とする冷媒冷却回路。 A compressor that compresses the refrigerant; a radiator that dissipates the refrigerant supplied from the compressor; a throttle that adjusts a flow rate of the refrigerant supplied from the radiator; and a refrigerant supplied from the throttle In a refrigerant cooling circuit that forms a refrigerant circulation path with an evaporator to be returned to the compressor,
Gas-liquid detection means for detecting the gas-liquid ratio of the refrigerant flowing upstream and downstream of the evaporator is provided, and the flow rate of the refrigerant is determined by the rotation speed of the compressor according to the gas-liquid ratio detected by the gas-liquid detection means. The refrigerant cooling circuit characterized by controlling.
The refrigerant cooling circuit according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant is carbon dioxide.
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