JP2001116372A - Refrigerating cycle controller - Google Patents

Refrigerating cycle controller

Info

Publication number
JP2001116372A
JP2001116372A JP29771099A JP29771099A JP2001116372A JP 2001116372 A JP2001116372 A JP 2001116372A JP 29771099 A JP29771099 A JP 29771099A JP 29771099 A JP29771099 A JP 29771099A JP 2001116372 A JP2001116372 A JP 2001116372A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
cooling load
pressure
refrigeration cycle
expansion device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29771099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiko Suzuki
伸彦 鈴木
Shunichi Furuya
俊一 古屋
Yuji Kawamura
祐司 河村
Shunji Muta
俊二 牟田
Kenji Iijima
健次 飯島
Sakae Hayashi
栄 林
Hiroshi Kanai
宏 金井
Akihiko Takano
明彦 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Thermal Systems Japan Corp
Original Assignee
Zexel Valeo Climate Control Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Valeo Climate Control Corp filed Critical Zexel Valeo Climate Control Corp
Priority to JP29771099A priority Critical patent/JP2001116372A/en
Publication of JP2001116372A publication Critical patent/JP2001116372A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/063Feed forward expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/15Hunting, i.e. oscillation of controlled refrigeration variables reaching undesirable values
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/17Control issues by controlling the pressure of the condenser

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an abnormal rise of an evaporator temperature by preventing hunting of an expansion unit at a low load time and continuing a closed state of the unit. SOLUTION: The refrigerating cycle controller comprises a valve operation delay means for delaying a valve operation of an expansion unit 5 to be controlled by a valve opening control means as compared with a larger cooling load than a predetermined value when a cooling load is the value or less.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒として例え
ば二酸化炭素が用いられ、高負荷時には超臨界領域まで
冷媒が圧縮される冷凍サイクルの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a refrigeration cycle in which, for example, carbon dioxide is used as a refrigerant and the refrigerant is compressed to a supercritical region at a high load.

【0002】[0002]

【従来の技術】特公平7−18602号公報に開示され
る冷凍サイクルは、蒸気圧縮サイクルの高圧サイドにお
いて超臨界圧力で運転される一体的閉回路を形成するよ
うに、直列に連結されたコンプレッサ、冷却装置、絞り
装置、蒸発器及びアキュムレータを備えた超臨界蒸気圧
縮サイクルを開示する。
2. Description of the Related Art A refrigeration cycle disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-18602 discloses a compressor connected in series so as to form an integrated closed circuit operated at supercritical pressure on the high pressure side of a vapor compression cycle. A supercritical vapor compression cycle comprising a cooling device, a throttle device, an evaporator and an accumulator is disclosed.

【0003】この冷凍サイクルにおいて、前記コンプレ
ッサに吸入された気相冷媒は超臨界領域まで圧縮されて
吐出され、前記冷却装置にて冷却されるが、通常、冷媒
は従来のフロン冷凍サイクルと異なり凝縮されず気相状
態のまま絞り手段に送られる。そして、この絞り手段に
よって圧力を気液混合領域まで下げて液相成分を生じさ
せ、気液2相状態となった冷媒は、蒸発器を通過する空
気の熱を吸収して蒸発し、更にアキュムレータで液相成
分が完全に除去されて前記コンプレッサに吸入されるも
のである。
[0003] In this refrigeration cycle, the gas-phase refrigerant sucked into the compressor is compressed to a supercritical region, discharged and cooled by the cooling device. Instead, it is sent to the throttle means in a gaseous state. Then, the pressure is reduced to the gas-liquid mixing region by the throttle means to generate a liquid phase component, and the refrigerant in the gas-liquid two-phase state absorbs the heat of the air passing through the evaporator and evaporates, and further accumulates. The liquid phase component is completely removed and is sucked into the compressor.

【0004】上述した冷凍サイクルにおいて、絞り手段
の開度を調整する方法としては、冷凍サイクルの高圧圧
力及び温度に依存して行う方法があり、特に絞り手段に
流入側の冷媒温度に対して最適な成績係数を得ることが
できる高圧圧力を基準とし、この圧力に前記高圧圧力を
一致させるように絞り手段を制御することが、特開平9
−264622号公報から公知となっている。
In the above-mentioned refrigeration cycle, as a method of adjusting the opening degree of the throttle means, there is a method depending on the high pressure and temperature of the refrigeration cycle. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 (1998) -129, discloses a method in which a high-pressure pressure at which a high coefficient of performance can be obtained is used as a reference, and the throttle means is controlled so that the high-pressure pressure matches the high pressure.
It is known from -264622.

【0005】また、圧縮機としては、冷媒の圧縮及び吐
出容量を変化可能としたものが広く使用されており、例
えば特開平05−202849号公報等に開示されてい
るものがある。このような圧縮機の容量変化は、圧縮機
の吸入圧力、即ち冷凍サイクルの低圧圧力に依存して行
われる場合が多く、低負荷時に低圧側の冷媒圧力が低下
すると、圧縮機の容量が減少し、冷媒吐出量が低減され
るように動作する。
[0005] As the compressor, those capable of changing the compression and discharge capacity of the refrigerant are widely used, such as those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-202849. Such a change in the capacity of the compressor often depends on the suction pressure of the compressor, that is, the low pressure of the refrigeration cycle, and when the refrigerant pressure on the low pressure side decreases at a low load, the capacity of the compressor decreases. Then, the operation is performed so that the refrigerant discharge amount is reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような二酸化炭素を使用した従来の冷凍サイクルにお
いて、外気温度が低く負荷が低下した場合、冷凍サイク
ルの高圧圧力が臨界圧以下となるので、放熱器(ガスク
ーラ)内で冷媒が凝縮する現象が発生する。このため、
高圧圧力が減少し、これを感知した膨張装置(絞り手
段)は閉じて低圧側への冷媒の流れを止めるので低圧側
の圧力が下がる。これにより、圧縮機は低圧圧力の低下
を感知して冷媒吐出量を低減させるので、高圧圧力が十
分に上昇せず、膨張装置はなかなか開かない。そして、
ようやく高圧圧力が所定値まで上昇し膨張装置が開いて
も、高圧ラインから低圧ラインへ急激に冷媒が流れてし
まうため、高圧圧力が下がり、膨張装置がまたすぐに閉
じてしまうというハンチング現象が生じる。このため
に、蒸発器への冷媒流入量が激減するので、蒸発器の温
度が異常に上昇してしまい、蒸発器の吹出温度が上昇す
るため、利用者に不快感を与えるという不具合を招くこ
とがある。
However, in the conventional refrigeration cycle using carbon dioxide as described above, when the outside air temperature is low and the load is reduced, the high pressure of the refrigeration cycle becomes lower than the critical pressure. A phenomenon occurs in which the refrigerant condenses in the vessel (gas cooler). For this reason,
When the high pressure decreases, the expansion device (throttle means) that senses this closes and stops the flow of the refrigerant to the low pressure side, so that the pressure on the low pressure side decreases. As a result, the compressor senses the decrease in the low-pressure pressure and reduces the refrigerant discharge amount, so that the high-pressure pressure does not rise sufficiently and the expansion device does not easily open. And
Even if the high pressure finally rises to a predetermined value and the expansion device is opened, the refrigerant rapidly flows from the high pressure line to the low pressure line, causing a hunting phenomenon in which the high pressure decreases and the expansion device closes immediately. . For this reason, since the amount of refrigerant flowing into the evaporator is drastically reduced, the temperature of the evaporator rises abnormally, and the temperature of the blowout of the evaporator rises. There is.

【0007】そこで、この発明は、低負荷時における膨
張装置のハンチングを防止すると共に、膨張装置が閉鎖
状態を継続することによる蒸発器温度の異常上昇を防止
することができる冷凍サイクル制御装置を提供すること
を目的とする。
Accordingly, the present invention provides a refrigeration cycle control device that can prevent hunting of an expansion device at a low load and prevent an abnormal increase in evaporator temperature due to the expansion device continuing to be closed. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前
記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、制
御信号によって弁開度が調整可能な膨張装置と、前記膨
張装置により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とによ
って少なくとも構成される冷凍サイクルにおいて、前記
冷凍サイクルの環境因子を検出する環境因子検出手段
と、前記環境因子検出手段によって検出された環境因子
から冷却負荷を演算する冷却負荷演算手段と、前記膨張
装置に流入する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段
と、前記膨張装置に流入する冷媒の温度を検出する冷媒
温度検出手段と、前記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膨張装置に流入する冷媒の目標圧
力を演算する目標圧力演算手段と、前記冷媒圧力検出手
段によって検出された実際の冷媒圧力が、前記目標圧力
演算手段によって演算された目標圧力と一致するように
制御信号を出力して前記膨張装置の弁開度を制御する弁
開度制御装置と、前記冷却負荷演算手段によって演算さ
れた冷却負荷が所定値以下の場合、前記冷却負荷が所定
値よりも大きい場合に比べて、前記弁開度制御手段によ
って制御される前記膨張装置の弁動作を遅くする弁動作
遅延手段とを具備するものである(請求項1)。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a compressor for compressing and discharging a refrigerant, a radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and a control signal. An expansion device having an adjustable valve opening degree, and a refrigerating cycle constituted by at least an evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the expansion device, wherein an environmental factor detecting means for detecting an environmental factor of the refrigerating cycle; A cooling load calculating unit that calculates a cooling load from the environmental factor detected by the environmental factor detecting unit; a refrigerant pressure detecting unit that detects a pressure of the refrigerant flowing into the expansion device; and a temperature of the refrigerant flowing into the expansion device. A refrigerant temperature detecting means for detecting, and a target pressure for calculating a target pressure of the refrigerant flowing into the expansion device from the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means. The control means outputs a control signal so that the actual refrigerant pressure detected by the refrigerant pressure detecting means matches the target pressure calculated by the target pressure calculating means, and controls the valve opening of the expansion device. The valve opening control device is controlled by the valve opening control means when the cooling load calculated by the cooling load calculation means is equal to or less than a predetermined value, compared to when the cooling load is larger than a predetermined value. A valve operation delay means for delaying the valve operation of the expansion device is provided (claim 1).

【0009】これによれば、外気温度の低下等により冷
却負荷が低くなり、圧縮機から膨張装置までの高圧ライ
ンにおける圧力が低下した場合、弁開度制御手段は高圧
圧力を上昇させるために膨張装置の弁開度を小さくしよ
うとするが、この時弁が閉じていく速度が冷却負荷が高
い時に比べて遅くなるので、膨張装置の弁が閉じるまで
の時間がかかり蒸発器に流れる冷媒を確保でき、低圧圧
力の低下を抑制できるので、膨張装置のハンチングを防
止することができると共に、蒸発器温度の異常上昇を防
止することができる。
According to this, when the cooling load is reduced due to a decrease in the outside air temperature or the like and the pressure in the high pressure line from the compressor to the expansion device is reduced, the valve opening control means expands the pressure to increase the high pressure. Attempts to reduce the valve opening of the device, but at this time the valve closing speed is slower than when the cooling load is high, so it takes time until the valve of the expansion device closes and secures the refrigerant flowing to the evaporator. As a result, a decrease in the low pressure can be suppressed, so that hunting of the expansion device can be prevented and an abnormal rise in the evaporator temperature can be prevented.

【0010】また、前記冷却負荷演算手段が冷却負荷を
求めるための環境因子検出手段としては、例えば外気温
度を検出する外気温度センサ、室内(車内)空気の温度
を検出する内気温度センサ、蒸発器入口の空気温度を検
出する蒸発器入口温度センサ、蒸発器内部を流通する冷
媒の温度を検出する蒸発器冷媒温度センサ、蒸発器で発
生する冷気を室内に送るファンの回転速度を検出するフ
ァン速度センサ等を使用することができる。
[0010] The environmental factor detecting means for determining the cooling load by the cooling load calculating means includes, for example, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, an inside air temperature sensor for detecting the temperature of indoor (in-vehicle) air, and an evaporator. An evaporator inlet temperature sensor that detects the temperature of the air at the inlet, an evaporator refrigerant temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant flowing inside the evaporator, and a fan speed that detects the rotational speed of the fan that sends cool air generated by the evaporator into the room Sensors and the like can be used.

【0011】また、前記弁動作遅延手段は、開く方向へ
の弁動作を閉じる方向への弁動作よりも速くするとよい
(請求項2)。
Further, it is preferable that the valve operation delay means makes the valve operation in the opening direction faster than the valve operation in the closing direction.

【0012】これによれば、低負荷時における冷媒の流
通の回復を早くすることができるので、低圧圧力の低下
を防止でき、また蒸発器温度の異常上昇をより効果的に
防止することができる。
[0012] According to this, since the recovery of the flow of the refrigerant at the time of a low load can be accelerated, a decrease in the low pressure can be prevented, and an abnormal rise in the evaporator temperature can be more effectively prevented. .

【0013】また、前記弁動作遅延手段は、前記冷却負
荷演算手段によって演算された冷却負荷が所定値以下の
場合、前記弁開度制御手段が出力する制御信号を演算す
る数式の定数を変化させることによって、前記弁動作を
遅延させるものであるとよい(請求項3)。
The valve operation delay means changes a constant of a formula for calculating a control signal output by the valve opening control means when the cooling load calculated by the cooling load calculation means is equal to or less than a predetermined value. Thereby, the valve operation may be delayed (claim 3).

【0014】電気式膨張装置の制御においては、様々な
演算式を用いて弁のストローク(移動)量を算出するこ
とが可能であるが、通常は圧力や弁開度等を表す変数に
予め設定された定数をかけてストローク量を算出する数
式が用いられる。そこで、上記構成のように、弁動作遅
延手段によって、低負荷時には弁動作が遅延するよう
に、即ちストローク量が小さくなるように、ストローク
量を算出する数式中の定数を変化させることにより、低
負荷時の膨張装置のハンチング及び蒸発器温度の異常上
昇を防止することが可能となる。
In the control of the electric expansion device, it is possible to calculate the stroke (movement) amount of the valve by using various arithmetic expressions. A formula for calculating the stroke amount by multiplying the obtained constant is used. Therefore, as in the above-described configuration, the valve operation delay unit changes the constant in the equation for calculating the stroke amount so that the valve operation is delayed at a low load, that is, the stroke amount is reduced so as to reduce the stroke amount. It is possible to prevent hunting of the expansion device under load and abnormal rise of the evaporator temperature.

【0015】また、電気式膨張装置の制御には、出力値
を算出するのに目標出力値と実際の出力値との偏差を参
照するフィードバック制御がよく用いられ、比例(P)
制御、積分(I)制御、微分(D)制御を組み合わせた
PID制御が有効である。このPID制御は、例えば図
9に示すように、目標圧力Pa と実際の圧力Pとの偏差
ΔPを用いて比例成分、積分成分、微分成分を演算し、
これらの成分から弁部のストローク量を算出して行われ
る。図9中の比例成分の演算要素30、積分成分の演算
要素31、微分成分の演算要素32中には、それぞれ比
例定数Kp 、積分定数Ki 、微分定数Kd が含まれてお
り、例えばこれらKp ,Ki ,Kd を冷却負荷に応じて
変化させることにより、低負荷時には膨張装置の弁動作
を遅くすることができる。
In controlling the electric expansion device, a feedback control for referring to a deviation between a target output value and an actual output value is often used to calculate an output value.
PID control combining control, integral (I) control, and differential (D) control is effective. In the PID control, for example, as shown in FIG. 9, a proportional component, an integral component, and a differential component are calculated using a deviation ΔP between the target pressure Pa and the actual pressure P,
This is performed by calculating the stroke amount of the valve section from these components. The proportional component operation element 30, the integral component operation element 31, and the differential component operation element 32 in FIG. 9 include a proportional constant Kp, an integral constant Ki, and a differential constant Kd, respectively. For example, these Kp, By changing Ki and Kd according to the cooling load, the valve operation of the expansion device can be slowed down at a low load.

【0016】また、前記弁動作遅延手段は、前記冷却負
荷演算手段によって演算された冷却負荷が所定値以下の
場合、前記冷媒圧力検出手段及び前記冷媒温度検出手段
による冷媒圧力及び冷媒温度のサンプリング間隔を長く
するものであってもよい(請求項4)。
The valve operation delay means may include a sampling interval of the refrigerant pressure and the refrigerant temperature by the refrigerant pressure detecting means and the refrigerant temperature detecting means when the cooling load calculated by the cooling load calculating means is equal to or less than a predetermined value. May be lengthened (claim 4).

【0017】これによっても、低負荷時には目標圧力の
算出が通常時よりも遅らされるので、膨張装置の弁動作
を遅くすることができる。
With this configuration, the calculation of the target pressure is delayed at a low load compared to the normal operation, so that the valve operation of the expansion device can be delayed.

【0018】また、前記冷却負荷演算手段によって演算
された冷却負荷が所定値以下の場合、前記弁開度の下限
値を変化させて弁開度がゼロにならないようにする下限
開度設定手段を備えているとよい(請求項5)。
When the cooling load calculated by the cooling load calculating means is equal to or less than a predetermined value, a lower limit opening setting means for changing the lower limit of the valve opening so that the valve opening does not become zero is provided. It is desirable to have it (claim 5).

【0019】これによれば、冷却負荷が低い場合には、
弁開度が全閉とならないので、常に低圧側に冷媒を供給
できるため、膨張装置のハンチングを防止することがで
きると共に、蒸発器温度の異常上昇を防止することがで
きる。また、冷却負荷が低くなるに従い最小弁開度を大
きくすることによって、冷却負荷に対応したレベルで膨
張装置の弁開度を調整することができる。
According to this, when the cooling load is low,
Since the valve opening is not fully closed, the refrigerant can always be supplied to the low-pressure side, so that hunting of the expansion device can be prevented and an abnormal rise in the evaporator temperature can be prevented. Further, by increasing the minimum valve opening as the cooling load decreases, the valve opening of the expansion device can be adjusted at a level corresponding to the cooling load.

【0020】また、前記冷却負荷演算手段によって演算
された冷却負荷が所定値以下の場合、前記弁開度の上限
値を冷却負荷が所定値より大きい場合に比べて小さくす
る上限開度設定手段を備えているとよい(請求項6)。
Further, when the cooling load calculated by the cooling load calculating means is equal to or less than a predetermined value, an upper limit opening setting means for setting the upper limit of the valve opening smaller than when the cooling load is larger than the predetermined value. It is desirable to have it (claim 6).

【0021】低負荷時に膨張装置の弁開度範囲が大きい
と、最大開度となった時に冷媒流量が急増し、高圧ライ
ンから低圧ラインへ急激に冷媒が流れるので、高圧圧力
の低下速度が大きくなり、膨張装置のハンチングをより
招きやすくなってしまう。そこで、上記のように、低負
荷時における最大弁開度を高負荷時よりも小さくするこ
とにより、高圧圧力の低下を抑制できるので、膨張装置
のハンチングをより確実に防止することができる。
If the valve opening range of the expansion device is large at a low load, the flow rate of the refrigerant suddenly increases at the maximum opening, and the refrigerant flows rapidly from the high pressure line to the low pressure line. Hunting of the expansion device is more likely to occur. Therefore, as described above, the reduction of the high-pressure pressure can be suppressed by making the maximum valve opening at the time of low load smaller than at the time of high load, so that the hunting of the expansion device can be more reliably prevented.

【0022】また、前記冷凍サイクルに用いられる冷媒
は、二酸化炭素であり(請求項7)、前記所定値は、前
記冷媒が臨界点以下となる値であることが望ましい(請
求項8)。
The refrigerant used in the refrigeration cycle is carbon dioxide (claim 7), and the predetermined value is desirably a value at which the refrigerant is below the critical point (claim 8).

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1に示す冷凍サイクル1は、冷媒として
二酸化炭素を用いるもので、圧縮機2、放熱器(ガスク
ーラ)3、内部熱交換器4、膨張装置5、蒸発器6、ア
キュムレータ7が配管接続されてなり、前記圧縮機2の
吐出口2aから前記膨張装置5の流入口5aまでの高圧
ライン11と、前記膨張装置5の流出口5bから前記圧
縮機2の吸入口2bまでの低圧ライン12とを有する。
A refrigeration cycle 1 shown in FIG. 1 uses carbon dioxide as a refrigerant, and a compressor 2, a radiator (gas cooler) 3, an internal heat exchanger 4, an expansion device 5, an evaporator 6, and an accumulator 7 are connected by piping. A high-pressure line 11 from a discharge port 2a of the compressor 2 to an inlet 5a of the expansion device 5, and a low-pressure line from an outlet 5b of the expansion device 5 to a suction port 2b of the compressor 2. And 12.

【0025】上記構成により、圧縮機2で吸引された気
相冷媒は、通常の運転時には超臨界領域内に圧縮され、
この圧縮された気相冷媒は、放熱器3において通過する
空気との熱交換により冷却される。前記放熱器3で冷却
された気相冷媒は、内部熱交換器4の高圧側流路4a内
に流入し、低圧側流路4bを流通する低温低圧冷媒と熱
交換して更に冷却された後、膨張装置5を通過して気液
混合領域まで圧力が低下される。前記膨張手段5により
減圧された気液混合冷媒は、蒸発器6において通過する
空気の熱を奪って蒸発し、アキュムレータ7において気
液分離され、気相冷媒だけが前記内部熱交換器4の低圧
側流路4bに流入し、前記高圧側流路4aを流通する高
温高圧冷媒と熱交換し、圧縮機2に吸引される。
With the above configuration, the gas-phase refrigerant sucked by the compressor 2 is compressed in the supercritical region during normal operation,
The compressed gas-phase refrigerant is cooled by heat exchange with the air passing through the radiator 3. The gas-phase refrigerant cooled by the radiator 3 flows into the high-pressure side flow path 4a of the internal heat exchanger 4, exchanges heat with the low-temperature low-pressure refrigerant flowing through the low-pressure side flow path 4b, and is further cooled. The pressure is reduced to the gas-liquid mixing area through the expansion device 5. The gas-liquid mixed refrigerant decompressed by the expansion means 5 evaporates by removing the heat of the air passing therethrough in the evaporator 6 and is gas-liquid separated in the accumulator 7. The refrigerant flows into the side flow path 4b, exchanges heat with the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing through the high-pressure side flow path 4a, and is sucked by the compressor 2.

【0026】前記圧縮機2は、前記低圧ライン12の圧
力に応じて冷媒の圧縮及び吐出容量を変化させる公知の
容量可変機構を有するものであり、その構成については
詳述しない。この容量可変機構は、低負荷時等に低圧圧
力が低くくなった時に圧縮及び吐出量を低減させる。
The compressor 2 has a known capacity changing mechanism for changing the compression and discharge capacity of the refrigerant in accordance with the pressure of the low pressure line 12, and the structure thereof will not be described in detail. This capacity variable mechanism reduces the amount of compression and discharge when the low-pressure pressure becomes low, for example, at low load.

【0027】前記膨張装置5は、制御信号が供給される
電磁コイルと、この電磁コイルに生じる電磁力によって
開閉する弁部とによって構成されるものであり、通常は
前記制御信号によって全閉から全開までの間で駆動され
る。前記弁部の開度によって通過する冷媒の絞り量が決
定され、エバポレータ8に供給される冷媒の量と圧力が
決定される。
The expansion device 5 is constituted by an electromagnetic coil to which a control signal is supplied and a valve portion which opens and closes by an electromagnetic force generated in the electromagnetic coil. Driven up to. The throttle amount of the passing refrigerant is determined by the opening degree of the valve section, and the amount and pressure of the refrigerant supplied to the evaporator 8 are determined.

【0028】また、上記冷凍サイクル1は、膨張装置5
の流入側の冷媒圧力Pexpin を検出する冷媒圧力センサ
15と、膨張装置5の流入側の冷媒温度Texpin を検出
する冷媒温度センサ16とを有し、また室外温度Tout
を検出する室外温度センサ17と室内温度Tinを検出す
る室内温度センサ18とを有する。
The refrigeration cycle 1 includes an expansion device 5
And a refrigerant temperature sensor 16 for detecting a refrigerant temperature Texpin on the inflow side of the expansion device 5 and an outdoor temperature Tout.
And an indoor temperature sensor 18 for detecting the indoor temperature Tin.

【0029】更に、上記冷凍サイクル1は、前記冷媒圧
力センサ15、冷媒温度センサ16、室外温度センサ1
7、室内温度センサ18からの検出信号が入力され、こ
れらの検出信号に基づいて膨張装置5に対して制御信号
を出力するCPU,ROM、RAM等から構成されるコ
ントロールユニット(C/U)8を備える。このC/U
8は、図2に示すように、冷却負荷演算手段20、目標
圧力演算手段21、弁開度制御手段22、弁動作遅延手
段23、下限開度設定手段24、上限開度設定手段25
を備える。
Further, the refrigeration cycle 1 includes the refrigerant pressure sensor 15, the refrigerant temperature sensor 16, and the outdoor temperature sensor 1.
7. A control unit (C / U) 8 including a CPU, a ROM, a RAM, etc., which receives detection signals from the indoor temperature sensor 18 and outputs control signals to the expansion device 5 based on these detection signals. Is provided. This C / U
8, as shown in FIG. 2, cooling load calculating means 20, target pressure calculating means 21, valve opening control means 22, valve operation delaying means 23, lower limit opening setting means 24, upper limit opening setting means 25
Is provided.

【0030】前記冷却負荷演算手段20は、前記室外温
度センサ17及び室内温度センサ18によって検出され
た外気温度Tout 及び室内温度Tinに基づいて、冷却負
荷CLを、例えばCL=K・F(Tout ,Tin)+C
(K,Cは定数)のような式により数値化して求める。
前記目標圧力演算手段21は、前記冷媒温度センサ16
によって検出された膨張装置5入口の冷媒温度Texpin
に基づいて、例えば図3に示すような、冷媒温度Texpi
n とこの温度における最適な成績係数を得られる目標圧
力Pa と関係を示すグラフマップにより、目標圧力Pa
を求める。
The cooling load calculating means 20 calculates the cooling load CL based on the outdoor temperature Tout and the indoor temperature Tin detected by the outdoor temperature sensor 17 and the indoor temperature sensor 18, for example, CL = K · F (Tout, Tin) + C
(K and C are constants) and are determined by numerical expression.
The target pressure calculating means 21 is provided with the refrigerant temperature sensor 16.
Temperature Texpin at the inlet of expansion device 5 detected by
, The refrigerant temperature Texpi as shown in FIG.
The target pressure Pa is obtained from a graph map showing the relationship between n and the target pressure Pa at which the optimum coefficient of performance is obtained at this temperature.
Ask for.

【0031】前記弁開度制御手段22は、前記目標圧力
演算手段によって求められた目標圧力Pa と前記冷媒圧
力センサ15によって検出された膨張装置5入口の実際
の冷媒圧力(実圧力)Pexpin とを比較し、実圧力Pex
pin を目標圧力Pa に近づけるように膨張装置5の弁部
を移動させる制御信号を、膨張装置5の電磁コイルに対
して出力する。前記弁部のストローク(移動)量Sの算
出には、例えば数式1に示すような演算式を用いてPI
D制御を行う。尚、数式1中、ΔPは前記目標圧力Pa
と実圧力Pexpin との偏差(ΔP=Pa −Pexpin )で
あり、Kp は比例定数、Ki は積分定数、Kd は微分定
数とする。
The valve opening control means 22 calculates the target pressure Pa obtained by the target pressure calculating means and the actual refrigerant pressure (actual pressure) Pexpin at the inlet of the expansion device 5 detected by the refrigerant pressure sensor 15. Compare the actual pressure Pex
A control signal for moving the valve portion of the expansion device 5 so that the pin approaches the target pressure Pa is output to the electromagnetic coil of the expansion device 5. In order to calculate the stroke (movement) amount S of the valve portion, for example, PI
D control is performed. In Equation 1, ΔP is the target pressure Pa
And the actual pressure Pexpin (ΔP = Pa−Pexpin), where Kp is a proportional constant, Ki is an integral constant, and Kd is a differential constant.

【0032】[0032]

【数1】 (Equation 1)

【0033】第1の実施の形態における前記弁動作遅延
手段23は、前記冷却負荷演算手段20によって求めら
れた冷却負荷CLに応じて、また前記弁開度制御手段2
2の出力する制御信号が弁を閉じる方向への信号か開く
方向への信号かによって、前記比例定数Kp ,積分定数
Ki ,微分定数Kd を変化させる。例えば、これらの定
数Kp ,Ki ,Kd を、Kp =K1 ・L、Ki =K2 ・
L、Kd =K3 ・L(K1 ,K2 ,K3 は定数、Lは変
数)と置き、冷却負荷CLが所定値CL0 以下であり、
且つ膨張装置5の弁が閉じる方向へ動作する場合に、変
数Lを0<L<1の範囲に設定することにより、ストロ
ーク量Sを小さく設定することができる。
In the first embodiment, the valve operation delay means 23 is provided in accordance with the cooling load CL obtained by the cooling load calculation means 20 and the valve opening control means 2.
The proportional constant Kp, the integral constant Ki, and the differential constant Kd are changed depending on whether the control signal outputted from the control signal 2 is a signal for closing the valve or a signal for opening the valve. For example, these constants Kp, Ki, Kd are calculated as follows: Kp = K1 · L, Ki = K2 ·
L, Kd = K3 · L (K1, K2, K3 are constants, L is a variable), and the cooling load CL is less than a predetermined value CL0;
When the valve of the expansion device 5 operates in the closing direction, the stroke amount S can be set small by setting the variable L in the range of 0 <L <1.

【0034】また、冷却負荷CLが所定値CL0 よりも
大きいか、若しくは膨張装置5の弁が開く方向へ動作す
る場合には、変数LをL≧1の範囲で設定することによ
り、通常の速さで、若しくは通常よりも速く弁を動作さ
せることができる。また、前記所定値CL0 を冷媒の二
酸化炭素が臨界点以下となるような冷却負荷に設定して
おけば、前記放熱器3内で冷媒が凝縮して高圧ライン1
1の圧力が上がらなくなってきた時に、上記のような弁
動作の遅延を開始させることができる。
When the cooling load CL is larger than a predetermined value CL0 or when the valve of the expansion device 5 operates in the opening direction, the normal speed is set by setting the variable L in the range of L ≧ 1. Now, or faster than usual, the valve can be operated. Also, if the predetermined value CL0 is set to a cooling load such that the carbon dioxide of the refrigerant is below the critical point, the refrigerant condenses in the radiator 3 and the high pressure line 1
When the pressure of No. 1 stops increasing, the delay of the valve operation as described above can be started.

【0035】前記下限開度設定手段24は、前記冷却負
荷演算手段20によって求められた冷却負荷CLに応じ
て、例えば図4に示すグラフマップの線分L1 に基づい
て、膨張装置5の弁開度の下限値θlow を設定すると共
に、膨張装置5の弁部が前記下限値θlow を下回るのを
阻止する制御信号を出力する。前記上限開度設定手段2
5は、前記冷却負荷演算手段20によって求められた冷
却負荷CLに応じて、例えば図4に示すグラフマップの
線分L2 に基づいて、膨張装置5の弁開度の上限値θup
per を設定すると共に、膨張装置5の弁部が前記上限値
θupper を上回るのを阻止する制御信号を出力する。
The lower limit opening setting means 24 opens the valve of the expansion device 5 in accordance with the cooling load CL obtained by the cooling load calculating means 20, for example, based on the line segment L1 of the graph map shown in FIG. The lower limit value θlow is set, and a control signal for preventing the valve portion of the expansion device 5 from falling below the lower limit value θlow is output. The upper limit opening setting means 2
5 is an upper limit value θup of the valve opening of the expansion device 5 according to the cooling load CL obtained by the cooling load calculating means 20, for example, based on the line segment L2 of the graph map shown in FIG.
In addition to setting per, a control signal for preventing the valve portion of the expansion device 5 from exceeding the upper limit value θupper is output.

【0036】尚、この実施の形態においては、前記冷却
負荷演算手段20は、前記外気温度センサ17と室内温
度センサ18との信号を総合して冷却負荷を判定するも
のとしたが、これに限られるものではなく、例えば蒸発
器6の吸入空気温度や、冷気を室内に送り出すファン1
0の風量等も冷却負荷の判断材料とすることができる。
In this embodiment, the cooling load calculating means 20 determines the cooling load by integrating the signals from the outside air temperature sensor 17 and the indoor temperature sensor 18. However, the present invention is not limited to this. For example, the fan 1 that sends out the temperature of the intake air of the evaporator 6 or the cool air into the room
An air volume of 0 or the like can also be used as a material for determining the cooling load.

【0037】以下に、上記第1の実施の形態における膨
張装置制御を、図5に示すフローチャートに従って説明
する。この膨張装置制御は、例えば空調装置の操作パネ
ルに設けられた冷房運転スイッチ(A/Cスイッチ)が
ONにされている時に、通常の空調制御を行うメイン制
御ルーチンから定期的に実行されるものである。
Hereinafter, control of the expansion device in the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The expansion device control is periodically executed from a main control routine for performing normal air conditioning control when, for example, a cooling operation switch (A / C switch) provided on an operation panel of the air conditioner is turned on. It is.

【0038】先ず、ステップ100において、冷媒圧力
センサ15及び冷媒温度センサ16からの検出信号によ
り冷媒圧力Pexpin 及び冷媒温度Texpin を検出し、ス
テップ110において、検出された冷媒圧力Pexpin 及
び冷媒温度Texpin から目標圧力Pa を算出し、ステッ
プ120において、外気温度センサ17及び内気温度セ
ンサ18により外気温度Tout 及び内気温度Tinを検出
し、ステップ130において、外気温度Tout 及び内気
温度Tinから冷却負荷CLを算出する。
First, at step 100, the refrigerant pressure Pexpin and the refrigerant temperature Texpin are detected based on the detection signals from the refrigerant pressure sensor 15 and the refrigerant temperature sensor 16, and at step 110, the detected refrigerant pressure Pexpin and the refrigerant temperature Texpin are used as target values. The pressure Pa is calculated. At step 120, the outside air temperature Tout and the inside air temperature Tin are detected by the outside air temperature sensor 17 and the inside air temperature sensor 18, and at step 130, the cooling load CL is calculated from the outside air temperature Tout and the inside air temperature Tin.

【0039】次いで、ステップ140において、前記検
出された冷却負荷CLが所定値CL0 以下であるか否か
を判定し、冷却負荷CLが所定値CL0 以下ではないと
判定された場合には、ステップ170において、変数L
をL≧1の範囲で設定し、ステップ180において、前
記設定された変数Lを用いて比例定数Kp ,積分定数K
i ,微分定数Kd を演算する。尚、ステップ180中K
1 ,K2 ,K3 は、予め設定された定数である。
Next, at step 140, it is determined whether or not the detected cooling load CL is equal to or less than a predetermined value CL0. If it is determined that the cooling load CL is not equal to or less than the predetermined value CL0, step 170 In the variable L
Is set in the range of L ≧ 1, and in step 180, the proportional constant Kp and the integration constant K are calculated using the set variable L.
i and the differential constant Kd are calculated. In addition, K in step 180
1, K2 and K3 are preset constants.

【0040】前記ステップ140において、冷却負荷C
Lが所定値CL0 以下であると判定された場合には、ス
テップ150において、膨張装置5の弁動作は閉じる方
向であるか否かを判定し、弁動作が閉じる方向ではない
と判定した場合には、前記ステップ170において、変
数LをL≧1の範囲で設定する。一方、前記ステップ1
50において、弁動作は閉じる方向であると判定した場
合には、前記変数Lを0<L<1の範囲で設定した後、
前記ステップ180において、前記比例定数Kp ,積分
定数Ki ,微分定数Kd を演算する。
In step 140, the cooling load C
If it is determined that L is equal to or less than the predetermined value CL0, it is determined in step 150 whether the valve operation of the expansion device 5 is in the closing direction, and if it is determined that the valve operation is not in the closing direction, Sets the variable L in the range of L ≧ 1 in the step 170. On the other hand, step 1
In 50, if it is determined that the valve operation is in the closing direction, after setting the variable L in the range of 0 <L <1,
In step 180, the proportional constant Kp, the integral constant Ki, and the differential constant Kd are calculated.

【0041】次いで、ステップ190において、前記比
例定数Kp ,積分定数Ki ,微分定数Kd 、及び前記目
標圧力Pa と実圧力Pexpin との偏差ΔP(=Pa−P
expin )を用いて、弁部のストローク量Sを算出し、ス
テップ200において、前記求められた冷却負荷CLに
基づいて弁開度の下限値θlow 及び上限値θupper を設
定し、ステップ210において、前記算出されたストロ
ーク量Sに基づいた制御信号を膨張装置5の電磁コイル
に対して出力する。
Next, at step 190, the proportional constant Kp, the integral constant Ki, the differential constant Kd, and the deviation ΔP between the target pressure Pa and the actual pressure Pexpin (= Pa−P
expin), the stroke amount S of the valve portion is calculated, and in step 200, the lower limit value θlow and the upper limit value θupper of the valve opening are set based on the obtained cooling load CL. A control signal based on the calculated stroke amount S is output to the electromagnetic coil of the expansion device 5.

【0042】そして、ステップ220において、弁開度
が前記下限値θlow よりも小さくなっているか否かを判
定し、弁開度が下限値θlow よりも小さくなっていない
と判定した場合には、ステップ240において、弁開度
が前記上限値θupper よりも大きくなっているか否かを
判定し、弁開度が上限値θupper よりも大きくなってい
ないと判定した場合には、前記メイン制御ルーチンへリ
ターンする。
Then, in step 220, it is determined whether or not the valve opening is smaller than the lower limit θlow. If it is determined that the valve opening is not smaller than the lower limit θlow, the process proceeds to step 220. At 240, it is determined whether or not the valve opening is greater than the upper limit value θupper. If it is determined that the valve opening is not greater than the upper limit value θupper, the process returns to the main control routine. .

【0043】前記ステップ220において、弁開度が下
限値θlow よりも小さくなっている場合には、ステップ
230において、弁開度を前記下限値θlow まで引き上
げた後、前記ステップ240へ進み、このステップ24
0において、弁開度が上限値θupper よりも大きくなっ
ていると判定した場合には、ステップ250において、
弁開度を上限値θupper まで引き下げた後、前記メイン
制御ルーチンへリターンする。
If it is determined in step 220 that the valve opening is smaller than the lower limit value θlow, in step 230, the valve opening degree is increased to the lower limit value θlow, and the process proceeds to step 240. 24
If it is determined at 0 that the valve opening is larger than the upper limit value θupper, at step 250,
After reducing the valve opening to the upper limit value θupper, the process returns to the main control routine.

【0044】上記第1の実施の形態に係る冷凍サイクル
制御装置によれば、冷却負荷演算手段7により求められ
た冷却負荷CLが所定値CL0 以下となり、且つ膨張装
置5の弁部が閉じる方向へ動作する時に、弁動作遅延手
段23により弁部のストローク量Sを算出するためのP
ID制御の演算式(上記数式1)中の比例定数Kp 、積
分定数Ki 、微分定数Kd を、ストローク量Sが通常の
冷却負荷時よりも小さくなるように変化させることによ
り、膨張装置5の弁動作が遅くされる。
According to the refrigeration cycle control device according to the first embodiment, the cooling load CL obtained by the cooling load calculating means 7 becomes equal to or less than the predetermined value CL0, and the valve portion of the expansion device 5 is closed. When the valve is operated, the valve operation delay means 23 calculates P to calculate the stroke amount S of the valve section.
By changing the proportional constant Kp, the integral constant Ki, and the differential constant Kd in the ID control arithmetic expression (Equation 1 above) so that the stroke amount S becomes smaller than that under a normal cooling load, the valve of the expansion device 5 is changed. Operation is slowed down.

【0045】これにより、図6に示すように、低負荷時
(曲線A)には弁開度の変化がゆっくりと行われ、高負
荷時(曲線B)に比べて弁開度が目標弁開度に到達する
のに時間がかかり、圧縮機2の吐出容量可変機構により
吐出容量が少なくされた冷媒に対し弁開度の変化が急激
になり過ぎることがないので、膨張装置のハンチングを
防止することができる。また、膨張装置5が閉じる間に
冷媒が蒸発器4へ流れる時間が従来よりも長く確保され
るので、蒸発器4に冷媒が供給されなくなることによる
温度の異常上昇を防止することができる。
As a result, as shown in FIG. 6, when the load is low (curve A), the opening degree of the valve is changed slowly, and the opening degree of the target valve is smaller than that at high load (curve B). , It takes a long time to reach the temperature and the valve opening degree does not change too rapidly for the refrigerant whose discharge capacity is reduced by the discharge capacity variable mechanism of the compressor 2, thereby preventing hunting of the expansion device. be able to. Further, since the time during which the refrigerant flows to the evaporator 4 while the expansion device 5 is closed is ensured longer than before, it is possible to prevent an abnormal rise in temperature due to the supply of the refrigerant to the evaporator 4 being stopped.

【0046】また、前記冷却負荷CLに応じて弁開度の
下限値θlow 及び上限値θupper が変更される。低負荷
時には、前記下限値θlow が高めに設定され全閉となら
ないようになされると共に、前記上限値θupper が低め
に設定されて、膨張装置5の弁開度範囲が高負荷時より
も狭くなる。
Further, the lower limit value θlow and the upper limit value θupper of the valve opening are changed according to the cooling load CL. When the load is low, the lower limit value θlow is set to a high value so as not to be fully closed, and the upper limit value θupper is set to a low value, so that the valve opening range of the expansion device 5 becomes narrower than that at the time of a high load. .

【0047】これにより、低負荷時にも冷媒の流通が確
保されるので蒸発器4温度の異常上昇を防止することが
できる。また、低負荷時においては膨張装置5の弁開度
範囲が大きいと、弁部が最大開度となった時に高圧ライ
ン11から低圧ライン12へ急激に冷媒が流れ、高圧ラ
イン11の圧力が急激に低下してしまうので、開いた弁
部がまたすぐに閉じてしまうハンチング現象を招きやす
いが、上記のように、低負荷時に弁開度範囲を狭くする
ことにより、上記ハンチングを有効に防止することがで
きる。
As a result, the circulation of the refrigerant is ensured even at a low load, so that an abnormal rise in the temperature of the evaporator 4 can be prevented. When the valve opening range of the expansion device 5 is large at a low load, the refrigerant rapidly flows from the high-pressure line 11 to the low-pressure line 12 when the valve portion reaches the maximum opening, and the pressure of the high-pressure line 11 suddenly increases. However, the hunting phenomenon in which the opened valve portion closes soon again is likely to occur, but as described above, the hunting is effectively prevented by narrowing the valve opening range at a low load. be able to.

【0048】以下に、この発明の第2の実施の形態を図
面に基づいて説明するが、上記第1の実施の形態と同一
の個所又は同様の作用効果を奏する個所には同一の符号
を付してその説明を省略する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals as those in the first embodiment or those having similar functions and effects will be used. The description is omitted.

【0049】この発明の第2の実施の形態に係る冷凍サ
イクル制御装置のC/U8は、図7に示すように、冷却
負荷演算手段20、目標圧力演算手段21、弁開度制御
手段22、弁動作遅延手段23、下限開度設定手段2
4、上限開度設定手段25を備えるものである。そし
て、この第2の実施の形態に係る弁動作遅延手段23
は、前記冷却負荷演算手段20によって求められた冷却
負荷CLが所定値CL0 以下である場合に、前記冷媒圧
力センサ15及び冷媒温度センサ16による前記冷媒圧
力Pexpin 及び冷媒温度Texpin のサンプリング間隔
を、高負荷時よりも長くするものである。具体的には、
前記所定値CL0 よりも大きい冷却負荷時におけるサン
プリング間隔よりも長い時間のサンプリング間隔ti を
設定し、タイマ26によるカウントが前記サンプリング
間隔ti に達した時に、前記冷媒圧力センサ15及び冷
媒温度センサ16による検出を行わせるものである。
As shown in FIG. 7, the C / U 8 of the refrigeration cycle control device according to the second embodiment of the present invention comprises a cooling load calculating means 20, a target pressure calculating means 21, a valve opening degree controlling means 22, Valve operation delay means 23, lower limit opening setting means 2
4. An upper limit opening setting means 25 is provided. The valve operation delay means 23 according to the second embodiment
When the cooling load CL obtained by the cooling load calculating means 20 is equal to or less than a predetermined value CL0, the sampling interval of the refrigerant pressure Pexpin and the refrigerant temperature Texpin by the refrigerant pressure sensor 15 and the refrigerant temperature sensor 16 is set to a high value. It should be longer than under load. In particular,
A sampling interval ti longer than the sampling interval at the time of the cooling load larger than the predetermined value CL0 is set, and when the count by the timer 26 reaches the sampling interval ti, the refrigerant pressure sensor 15 and the refrigerant temperature sensor 16 The detection is performed.

【0050】尚、冷却負荷演算手段20、目標圧力演算
手段21、弁開度制御手段22、下限開度設定手段2
4、上限開度設定手段25については、上記第1の実施
の形態と同様の作用を奏するものでよい。
The cooling load calculating means 20, target pressure calculating means 21, valve opening control means 22, lower limit opening setting means 2
4. The upper limit opening setting means 25 may have the same function as that of the first embodiment.

【0051】以下に、第2の実施の形態に係る冷凍サイ
クル制御装置の膨張装置制御を、図8に示すフローチャ
ートに従って説明する。この膨張装置制御は、例えば空
調装置の操作パネルに設けられた冷房運転スイッチ(A
/Cスイッチ)がONにされている時に、通常の空調制
御を行うメイン制御ルーチンから定期的に実行されるも
のである。
Hereinafter, the expansion device control of the refrigeration cycle control device according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This expansion device control is performed by, for example, a cooling operation switch (A) provided on an operation panel of an air conditioner.
When the (/ C switch) is ON, this routine is periodically executed from a main control routine for performing normal air conditioning control.

【0052】先ず、ステップ300において、前記室外
温度センサ17及び室内温度センサ18からの検出信号
により室外温度Tout 及び室内温度Tinを検出し、ステ
ップ310において、前記検出された室外温度Tout 及
び室内温度Tinから冷却負荷CLを算出し、ステップ3
20において、前記求められた冷却負荷CLが所定値C
L0 以下であるか否かを判定する。
First, in step 300, the outdoor temperature Tout and the indoor temperature Tin are detected based on the detection signals from the outdoor temperature sensor 17 and the indoor temperature sensor 18. In step 310, the detected outdoor temperature Tout and indoor temperature Tin are detected. The cooling load CL is calculated from
At 20, the obtained cooling load CL is equal to a predetermined value C.
It is determined whether it is equal to or less than L0.

【0053】前記ステップ320において冷却負荷CL
が所定値CL0 以下であると判定した場合には、ステッ
プ330において、通常時よりも長いサンプリング間隔
tiを設定し、ステップ340において、タイマ26を
例えば1秒間隔でカウントさせ経過時間tを計測する。
In step 320, the cooling load CL
If it is determined that is less than or equal to the predetermined value CL0, a sampling interval ti longer than the normal time is set in step 330, and in step 340, the timer 26 is counted at intervals of, for example, one second to measure the elapsed time t. .

【0054】次いで、ステップ350において、前記経
過時間tが前記サンプリング間隔ti 以上となったか否
かを判定し、経過時間tがサンプリング間隔ti 以上に
なっていないと判定した場合には、前記ステップ340
に戻りタイマ26のカウントを続行し、一方経過時間t
がサンプリング間隔ti 以上になったと判定した場合に
は、ステップ360において、冷媒圧力センサ15及び
冷媒温度センサ16により冷媒圧力Pexpin 及び冷媒温
度Texpin を検出する。また、前記ステップ320にお
いて、冷却負荷CLが所定値CL0 以下ではないと判定
した場合には、前記ステップ360において、冷媒圧力
Pexpin 及び冷媒温度Texpin を検出する。
Next, at step 350, it is determined whether or not the elapsed time t is longer than the sampling interval ti. If it is determined that the elapsed time t is not longer than the sampling interval ti, the process proceeds to step 340.
And the timer 26 continues counting, while the elapsed time t
, The refrigerant pressure sensor 15 and the refrigerant temperature sensor 16 detect the refrigerant pressure Pexpin and the refrigerant temperature Texpin in step 360. If it is determined in step 320 that the cooling load CL is not less than the predetermined value CL0, the flow proceeds to step 360 where the refrigerant pressure Pexpin and the refrigerant temperature Texpin are detected.

【0055】そして、ステップ370において、前記検
出された冷媒圧力から目標圧力Paを算出し、ステップ
380において、前記求められた目標圧力Pa と冷媒圧
力センサ15により検出された実圧力Pexpin とに基づ
いて、膨張装置5の電磁コイルに対して制御信号を出力
した後、前記メイン制御ルーチンへリターンする。
In step 370, a target pressure Pa is calculated from the detected refrigerant pressure. In step 380, the target pressure Pa is calculated based on the determined target pressure Pa and the actual pressure Pexpin detected by the refrigerant pressure sensor 15. After outputting a control signal to the electromagnetic coil of the expansion device 5, the process returns to the main control routine.

【0056】上記第2の実施の形態に係る冷凍サイクル
制御装置によれば、冷却負荷演算手段7により検出され
た冷却負荷CLが所定値CL0 以下となると、弁動作遅
延手段23によって冷媒圧力センサ15及び冷媒温度セ
ンサ16による冷媒圧力Pexpin 及び冷媒温度Texpin
の検出が遅らされるので、前記電磁コイルに対する制御
信号の出力が遅らされ、膨張装置5の弁動作が遅延され
る。
According to the refrigeration cycle control device according to the second embodiment, when the cooling load CL detected by the cooling load calculating means 7 becomes equal to or less than the predetermined value CL0, the valve operation delay means 23 causes the refrigerant pressure sensor 15 to operate. And the refrigerant pressure Pexpin and the refrigerant temperature Texpin by the refrigerant temperature sensor 16.
Is delayed, the output of the control signal to the electromagnetic coil is delayed, and the valve operation of the expansion device 5 is delayed.

【0057】これにより、図6に示すように、低負荷時
(曲線A)には弁開度の変化がゆっくりと行われ、高負
荷時(曲線B)に比べて弁開度が目標弁開度に到達する
のに時間がかかり、圧縮機2の吐出容量可変機構により
吐出容量が少なくされた冷媒に対し弁開度の変化が急激
になり過ぎることがないので、膨張装置のハンチングを
防止することができる。また、膨張装置5が閉じる間に
冷媒が蒸発器4へ流れる時間が従来よりも長く確保され
るので、蒸発器4に冷媒が供給されなくなることによる
温度の異常上昇を防止することができる。
As a result, as shown in FIG. 6, the valve opening changes slowly when the load is low (curve A), and the target valve opening is smaller than when the load is high (curve B). , It takes a long time to reach the temperature and the valve opening degree does not change too rapidly for the refrigerant whose discharge capacity is reduced by the discharge capacity variable mechanism of the compressor 2, thereby preventing hunting of the expansion device. be able to. Further, since the time during which the refrigerant flows to the evaporator 4 while the expansion device 5 is closed is ensured longer than before, it is possible to prevent an abnormal rise in temperature due to the supply of the refrigerant to the evaporator 4 being stopped.

【0058】[0058]

【発明の効果】上記にように、この発明によれば、低負
荷時に膨張装置の弁開度の反応性を鈍くすることによ
り、弁部のハンチングを防止することができると共に、
蒸発器に冷媒が供給されなくなることによる温度の異常
上昇を防止することができる。
As described above, according to the present invention, hunting of the valve portion can be prevented by reducing the reactivity of the valve opening of the expansion device at a low load.
It is possible to prevent an abnormal rise in temperature due to the supply of the refrigerant to the evaporator being stopped.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明に係る冷凍サイクル構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle according to the present invention.

【図2】図2は、この発明の第1の実施の形態に係るコ
ントロールユニットの構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、冷媒温度と目標圧力との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a refrigerant temperature and a target pressure.

【図4】図4は、冷却負荷と弁開度の上限値及び下限値
との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a cooling load and an upper limit value and a lower limit value of a valve opening.

【図5】図5は、この発明の第1の実施の形態に係る冷
凍サイクル制御装置の弁開度調整制御を示すフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart showing valve opening degree adjustment control of the refrigeration cycle control device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】図6は、この発明に係る冷凍サイクル制御装置
における時間と弁開度の変化量との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the time and the amount of change in the valve opening in the refrigeration cycle control device according to the present invention.

【図7】図7は、この発明の第2の実施の形態に係るコ
ントロールユニットの構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control unit according to a second embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第2の実施の形態に係る冷凍サイク
ル制御装置の弁開度調整制御を示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart illustrating valve opening adjustment control of a refrigeration cycle control device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】図9は、PID制御についての説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of PID control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷凍サイクル 2 コンプレッサ 3 コンデンサ 4 内部熱交換器 5 膨張装置 6 放熱器 7 アキュムレータ 8 コントロールユニット(C/U) 11 高圧ライン 12 低圧ライン 15 冷媒圧力センサ 16 冷媒温度センサ 17 外気温度センサ 18 内気温度センサ 20 冷却負荷演算手段 21 目標圧力演算手段 22 弁開度制御手段 23 弁動作遅延手段 24 下限開度設定手段 25 上限開度設定手段 26 タイマ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration cycle 2 Compressor 3 Condenser 4 Internal heat exchanger 5 Expansion device 6 Radiator 7 Accumulator 8 Control unit (C / U) 11 High pressure line 12 Low pressure line 15 Refrigerant pressure sensor 16 Refrigerant temperature sensor 17 Outside air temperature sensor 18 Inside air temperature sensor Reference Signs List 20 cooling load calculating means 21 target pressure calculating means 22 valve opening control means 23 valve operation delay means 24 lower limit opening setting means 25 upper limit opening setting means 26 timer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 祐司 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者 牟田 俊二 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者 飯島 健次 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者 林 栄 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者 金井 宏 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者 高野 明彦 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Yuji Kawamura 39, Higashihara, Chiyo-ji, Odai-gun, Osato-gun, Saitama Prefecture Inside of Xexel Konan Plant (72) Inventor Shunji Muta 39, Higashihara, Chiyo-ji, Konan-cho, Osato-gun, Saitama Prefecture Address: Inside the Xexel Gangnam Plant (72) Inventor Kenji Iijima 39, Higashihara, Chiyo-ji, Odai-gun, Osato-gun, Saitama Prefecture Inside of the Zexxel Gangnam Plant (72) Inventor: Sakae Hayashi 39, Chiyo-ji, Higashihara, Konan-cho, Osato-gun, Saitama Prefecture Address: Inside the Xexel Gangnam Plant (72) Inventor Hiroshi Kanai 39, Higashihara, Chiyo-ji, Odai-gun, Osato-gun, Saitama 39 Inventor: Akihiko Takano 39, Higashihara, Chiyo-ji, Konan-cho, Osato-gun, Saitama Address Zexel Gangnam Plant

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前記
圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、制御
信号によって弁開度が調整可能な膨張装置と、前記膨張
装置により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とによっ
て少なくとも構成される冷凍サイクルにおいて、 前記冷凍サイクルの環境因子を検出する環境因子検出手
段と、 前記環境因子検出手段によって検出された環境因子から
冷却負荷を演算する冷却負荷演算手段と、 前記膨張装置に流入する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力
検出手段と、 前記膨張装置に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度
検出手段と、 前記冷媒温度検出手段によって検出された冷媒温度から
前記膨張装置に流入する冷媒の目標圧力を演算する目標
圧力演算手段と、 前記冷媒圧力検出手段によって検出された実際の冷媒圧
力が、前記目標圧力演算手段によって演算された目標圧
力と一致するように制御信号を出力して前記膨張装置の
弁開度を制御する弁開度制御装置と、 前記冷却負荷演算手段によって演算された冷却負荷が所
定値以下の場合、前記冷却負荷が所定値よりも大きい場
合に比べて、前記弁開度制御手段によって制御される前
記膨張装置の弁動作を遅くする弁動作遅延手段とを具備
することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
1. A compressor that compresses and discharges a refrigerant, a radiator that cools the refrigerant compressed by the compressor, an expansion device whose valve opening can be adjusted by a control signal, and expansion by the expansion device. A refrigerating cycle constituted by at least an evaporator for evaporating the refrigerant, wherein an environmental factor detecting means for detecting an environmental factor of the refrigerating cycle, and a cooling load is calculated from the environmental factor detected by the environmental factor detecting means. Cooling load calculating means, refrigerant pressure detecting means for detecting the pressure of the refrigerant flowing into the expansion device, refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant flowing into the expansion device, detected by the refrigerant temperature detecting means Target pressure calculating means for calculating a target pressure of the refrigerant flowing into the expansion device from the detected refrigerant temperature, and the target pressure detected by the refrigerant pressure detecting means. A valve opening control device that outputs a control signal to control the valve opening of the expansion device so that the actual refrigerant pressure matches the target pressure calculated by the target pressure calculating means; and the cooling load calculation. A valve operation delay that delays the valve operation of the expansion device controlled by the valve opening control means when the cooling load calculated by the means is equal to or less than a predetermined value, compared to when the cooling load is larger than the predetermined value. Means for controlling a refrigeration cycle.
【請求項2】 前記弁動作遅延手段は、開く方向への弁
動作を閉じる方向への弁動作よりも速くすることを特徴
とする請求項1記載の冷凍サイクル制御装置。
2. The refrigeration cycle control device according to claim 1, wherein the valve operation delay means makes the valve operation in the opening direction faster than the valve operation in the closing direction.
【請求項3】 前記弁動作遅延手段は、前記冷却負荷演
算手段によって演算された冷却負荷が所定値以下の場
合、前記弁開度制御手段が出力する制御信号を演算する
数式の定数を変化させることによって、前記弁動作を遅
延させることを特徴とする請求項1又は2記載の冷凍サ
イクル制御装置。
3. The valve operation delay means changes a constant of a formula for calculating a control signal output by the valve opening control means when the cooling load calculated by the cooling load calculation means is equal to or less than a predetermined value. The refrigeration cycle control device according to claim 1, wherein the valve operation is delayed.
【請求項4】 前記弁動作遅延手段は、前記冷却負荷演
算手段によって演算された冷却負荷が所定値以下の場
合、前記冷媒圧力検出手段及び前記冷媒温度検出手段に
よる冷媒圧力及び冷媒温度のサンプリング間隔を長くす
ることを特徴とする請求項1又は2記載の冷凍サイクル
制御装置。
4. The sampling interval of the refrigerant pressure and the refrigerant temperature by the refrigerant pressure detecting means and the refrigerant temperature detecting means when the cooling load calculated by the cooling load calculating means is equal to or less than a predetermined value. 3. The refrigeration cycle control device according to claim 1, wherein the length of the refrigeration cycle is increased.
【請求項5】 前記冷却負荷演算手段によって演算され
た冷却負荷が所定値以下の場合、前記弁開度の下限値を
変化させて弁開度がゼロにならないようにする下限開度
設定手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の冷凍サイクル制御装置。
5. When the cooling load calculated by the cooling load calculating means is equal to or less than a predetermined value, a lower limit opening setting means for changing the lower limit of the valve opening so that the valve opening does not become zero is provided. The refrigeration cycle control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
【請求項6】 前記冷却負荷演算手段によって演算され
た冷却負荷が所定値以下の場合、前記弁開度の上限値を
冷却負荷が所定値より大きい場合に比べて小さくする上
限開度設定手段を備えることを特徴とする請求項1〜5
のいずれかに記載の冷凍サイクル制御装置。
6. When the cooling load calculated by the cooling load calculating means is equal to or less than a predetermined value, the upper limit opening setting means for setting the upper limit of the valve opening smaller than when the cooling load is larger than the predetermined value. 6. The method according to claim 1, further comprising:
The refrigeration cycle control device according to any one of the above.
【請求項7】 前記冷凍サイクルに用いられる冷媒は、
二酸化炭素であることを特徴とする請求項1〜6のいず
れかに記載の冷凍サイクル制御装置。
7. The refrigerant used in the refrigeration cycle,
The refrigeration cycle control device according to claim 1, wherein the refrigeration cycle control device is carbon dioxide.
【請求項8】 前記所定値は、前記冷媒が臨界点以下と
なる値であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか
に記載の冷凍サイクル制御装置。
8. The refrigeration cycle control device according to claim 1, wherein the predetermined value is a value at which the refrigerant is below a critical point.
JP29771099A 1999-10-20 1999-10-20 Refrigerating cycle controller Pending JP2001116372A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29771099A JP2001116372A (en) 1999-10-20 1999-10-20 Refrigerating cycle controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29771099A JP2001116372A (en) 1999-10-20 1999-10-20 Refrigerating cycle controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001116372A true JP2001116372A (en) 2001-04-27

Family

ID=17850172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29771099A Pending JP2001116372A (en) 1999-10-20 1999-10-20 Refrigerating cycle controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001116372A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019089A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Zexel Valeo Climate Control Corporation Refrigerating cycle
JP2014190658A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Panasonic Corp Refrigerator
WO2015029206A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 三菱電機株式会社 Refrigeration cycle apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019089A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Zexel Valeo Climate Control Corporation Refrigerating cycle
JP2014190658A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Panasonic Corp Refrigerator
WO2015029206A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 三菱電機株式会社 Refrigeration cycle apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2537314B2 (en) Refrigeration cycle equipment
KR100405986B1 (en) Air conditioning system and method
JPH09295512A (en) Air conditioner for vehicle
US20070266719A1 (en) Air conditioner and method of controlling the same
CN105283331B (en) Air conditioning system for vehicle and the method for controlling the air conditioning system for vehicle
JP2006200890A (en) Air conditioner
JP3890870B2 (en) Air conditioner
US6823687B2 (en) Vehicle air conditioner with variable displacement compressor
KR100802623B1 (en) Apparatus and method for controlling electronic expansion apparatus of air conditioning system
JP2001272149A (en) Show case cooling device
JP2000161830A (en) Refrigerator and its controlling method
JP2007101177A (en) Air conditioner or refrigerating cycle device
JP2001116372A (en) Refrigerating cycle controller
JP2003106615A (en) Air conditioner
JPH04340046A (en) Operation control device of air conditioner
JP2003106610A (en) Refrigeration unit
JP2004176938A (en) Refrigeration cycle control method
JP3021987B2 (en) Refrigeration equipment
JPH10185343A (en) Refrigerating equipment
JP3661014B2 (en) Refrigeration equipment
JPH0989389A (en) Refrigerating cycle apparatus
KR101153420B1 (en) Method for controlling air-conditioner
JP2004317034A (en) Refrigerating device
JPH062962A (en) Air conditioner
JP2001201198A (en) Method for controlling air conditioner