JP2005098580A - Controller of cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低温ショーケースや低温貯蔵庫などに設置される冷却装置、特に、電動膨張弁の制御を行う制御装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device installed in a low-temperature showcase, a low-temperature storage, or the like, and more particularly to a control device that controls an electric expansion valve.
従来より例えば低温ショーケースに採用される冷却装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び冷却器等を配管により順次環状に接続して冷媒回路を形成すると共に、この冷媒回路内には所定量の冷媒が封入されて構成されている。そして、圧縮機が運転されると、冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状態となり、凝縮器に流入する。凝縮器において冷媒は放熱し、凝縮液化した後、減圧装置にて減圧され、冷却器に供給される。冷却器内においては減圧された後の液冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮するものである。 Conventionally, for example, a cooling device employed in a low-temperature showcase forms a refrigerant circuit by sequentially connecting a compressor, a condenser, a decompression device, a cooler, and the like in a circular manner by piping, and a predetermined amount is included in the refrigerant circuit. The refrigerant is enclosed. When the compressor is operated, the refrigerant is compressed into a high-temperature and high-pressure gas state and flows into the condenser. In the condenser, the refrigerant dissipates heat and is condensed and liquefied, and then decompressed by the decompression device and supplied to the cooler. In the cooler, the liquid refrigerant after being depressurized evaporates, and at that time, it absorbs heat from the surroundings and exhibits a cooling action.
ここで、冷却器による冷却作用を精密に制御するため、減圧装置として電動膨張弁が用いられている(特許文献1参照。)。この電動膨張弁は、圧縮機などの他の冷却機器と共に制御装置に接続され、当該制御装置によりこれら冷却装置により冷却される被冷却空間の温度制御を行っている。
そして、従来の冷却装置の制御装置は、冷却器の冷媒入口温度や冷媒出口温度又は、圧縮機の吐出温度や吸込温度などに基づき、総じて電動膨張弁や圧縮機又は制御装置自体の異常検出を行っていた。そのため、電動膨張弁に異常が生じた場合、直接、これらの異常を個別に検出することが不可能であった。そのため、迅速に、電動膨張弁の異常に対応することができないという問題があった。これにより、電動膨張弁の異常検出が遅延することから、冷却器における冷却不良などの致命的な状態を招く問題があった。 The conventional control device for the cooling device generally detects abnormality of the electric expansion valve, the compressor or the control device itself based on the refrigerant inlet temperature and the refrigerant outlet temperature of the cooler or the discharge temperature and suction temperature of the compressor. I was going. Therefore, when abnormalities occur in the electric expansion valve, it is impossible to directly detect these abnormalities individually. Therefore, there is a problem that it is not possible to quickly cope with the abnormality of the electric expansion valve. As a result, detection of the abnormality of the electric expansion valve is delayed, and there has been a problem of causing a fatal state such as a cooling failure in the cooler.
本発明の冷却装置の制御装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び冷却器を順次環状に配管接続して成る冷却装置において、冷却器における冷媒の過熱度に基づき、電動膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の短絡を検出する手段を有するものである。 The control device for the cooling device of the present invention is a cooling device in which a compressor, a condenser, an electric expansion valve, and a cooler are sequentially connected in a pipe, and controls the electric expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler. The control means includes means for detecting a short circuit of the control output line to the electric expansion valve.
請求項2の発明の冷却装置の制御装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び冷却器を順次環状に配管接続して成る冷却装置において、冷却器における冷媒の過熱度に基づき、電動膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の断線を検出する手段を有するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for a cooling device comprising: a compressor, a condenser, an electric expansion valve, and a cooler, which are sequentially connected in an annular manner; an electric expansion based on a degree of superheat of the refrigerant in the cooler. Control means for controlling the valve is provided, and this control means has means for detecting disconnection of the control output line to the electric expansion valve.
請求項3の発明の冷却装置の制御装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び冷却器を順次環状に配管接続して成る冷却装置において、冷却器における冷媒の過熱度に基づき、電動膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、過熱度のデータから電動膨張弁における異常発生を判定するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for a cooling device comprising: a compressor, a condenser, an electric expansion valve, and a cooler, which are sequentially connected in an annular manner; the electric expansion based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler. Control means for controlling the valve is provided, and this control means determines the occurrence of abnormality in the electric expansion valve from the superheat data.
請求項4の発明の冷却装置の制御装置は、上記各発明において、制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の短絡、断線又は当該電動膨張弁において異常が発生したものと判定した場合、所定の保護動作を実行するものである。 When the control device of the cooling device of the invention of claim 4 in each of the above inventions determines that the control means has short-circuited or disconnected the control output line to the electric expansion valve or an abnormality has occurred in the electric expansion valve, A predetermined protection operation is performed.
請求項5の発明の冷却装置の制御装置は、上記各発明において、制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の短絡、断線又は当該電動膨張弁において異常が発生したものと判定した場合、所定の警報動作を実行するものである。
When the control device of the cooling device of the invention of
本発明によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び冷却器を順次環状に接続して成る冷却装置において、冷却器における冷媒の過熱度に基づき、電動膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の短絡を検出する手段を有するので、容易に電動膨張弁への制御出力線の短絡を直接、検出することができるようになる。これにより、電動膨張弁への制御出力線が短絡した際に、冷却器の冷却不良などの致命的な状態となる前に、迅速に対応することが可能となる。 According to the present invention, in the cooling device in which the compressor, the condenser, the electric expansion valve, and the cooler are sequentially connected in an annular manner, the control device that controls the electric expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler is provided. Since the control means has means for detecting a short circuit of the control output line to the electric expansion valve, the short circuit of the control output line to the electric expansion valve can be easily detected directly. As a result, when the control output line to the electric expansion valve is short-circuited, it becomes possible to quickly cope with a critical state such as a cooling failure of the cooler.
請求項2の発明によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び冷却器を順次環状に配管接続して成る冷却装置において、冷却器における冷媒の過熱度に基づき、電動膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の断線を検出する手段を有するので、容易に電動膨張弁への制御出力線の断線を直接、検出することができるようになる。これにより、電動膨張弁への制御出力線が断線した際に、冷却器の冷却不良などの致命的な状態となる前に、迅速に対応することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, in the cooling device in which the compressor, the condenser, the electric expansion valve, and the cooler are sequentially connected in a pipe, the electric expansion valve is controlled based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler. Since the control means includes means for detecting disconnection of the control output line to the electric expansion valve, the control output line to the electric expansion valve can be easily detected directly. Become. As a result, when the control output line to the electric expansion valve is disconnected, it becomes possible to respond quickly before a critical state such as a cooling failure of the cooler occurs.
請求項3の発明によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び冷却器を順次環状に配管接続して成る冷却装置において、冷却器における冷媒の過熱度に基づき、電動膨張弁を制御する制御手段を備え、この制御手段は、過熱度のデータから電動膨張弁における異常発生を判定するので、容易に過熱度のデータから電動膨張弁の異常発生を検出することができるようになる。これにより、電動膨張弁に異常が発生した際に、冷却器の冷却不良などの致命的な状態となる前に、迅速に対応することが可能となる。 According to the invention of claim 3, in the cooling device formed by sequentially connecting the compressor, the condenser, the electric expansion valve, and the cooler in an annular manner, the electric expansion valve is controlled based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler. Control means is provided, and this control means determines the occurrence of abnormality in the electric expansion valve from the superheat degree data, so that the occurrence of abnormality in the electric expansion valve can be easily detected from the superheat degree data. As a result, when an abnormality occurs in the electric expansion valve, it is possible to quickly respond before a fatal state such as a cooling failure of the cooler occurs.
請求項4の発明によれば、上記各発明において、制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の短絡、断線又は当該電動膨張弁において異常が発生したものと判定した場合、所定の保護動作を実行するので、迅速に電動膨張弁の異常に対応することができ、冷却不良や過冷却などの不都合の発生を未然に回避することができるようになる。 According to the invention of claim 4, in each of the above-mentioned inventions, when the control means determines that the control output line to the electric expansion valve is short-circuited, disconnected, or that an abnormality has occurred in the electric expansion valve, the predetermined protective action Therefore, it is possible to quickly cope with the abnormality of the electric expansion valve, and to avoid inconveniences such as poor cooling and supercooling.
請求項5の発明によれば、上記各発明において、制御手段は、電動膨張弁への制御出力線の短絡、断線又は当該電動膨張弁において異常が発生したものと判定した場合、所定の警報動作を実行するので、電動膨張弁の異常を作業者に迅速に報知することができるようになる。
According to the invention of
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために、電動膨張弁への制御出力線の異常を直接、検出することにより、冷却器の冷却不良などの致命的な状態を未然に回避することができる冷却装置の制御装置を提供する。以下に図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。 In order to solve such a conventional technical problem, the present invention avoids a fatal state such as a cooling failure of a cooler by directly detecting an abnormality of a control output line to an electric expansion valve. A control device for a cooling device is provided. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明を適用した実施例の冷却装置1の冷媒回路図、図2は冷却装置1の制御装置Cの電気回路図、図3はドライバ12及びモータ15の電気回路図を示している。
1 is a refrigerant circuit diagram of a cooling device 1 according to an embodiment to which the present invention is applied, FIG. 2 is an electric circuit diagram of a control device C of the cooling device 1, and FIG. 3 is an electric circuit diagram of a
本実施例の冷却装置1は、例えば低温ショーケースに採用されるものであり、圧縮機2と、凝縮器3と、電動膨張弁4と、液管電磁弁5と、冷却器6とを配管7により順次環状に接続して冷媒回路が形成されると共に、回路内には所定量の冷媒が封入されている。また、凝縮器3の近傍には、図示しない凝縮器用送風機が設置されており、冷却器6の近傍には、同じく図示しない冷却器用送風機が設置されている。
The cooling device 1 of the present embodiment is employed in, for example, a low temperature showcase, and the
また、冷却器6の冷媒入口側及び冷媒出口側にはそれぞれの冷媒温度を検出するための冷媒入口側温度センサ10及び冷媒出口側温度センサ11が設けられているものとする。
Further, it is assumed that a refrigerant inlet
次に、図2を参照して本発明の冷却装置の制御装置Cについて説明する。制御装置Cは、汎用のマイクロコンピュータより構成されており、この入力側には、前記冷媒入口側温度センサ10及び冷媒出口側温度センサ11が接続されている。また、この出力側には、電動膨張弁4に接続されたドライバ12が接続されると共に、液管電磁弁5及び図示しないブザー又は警報ランプ若しくは、警報内容を表示する制御装置Cの表示部などの警報手段13又は外部に設けられた集中管理手段に接続されている。また、この制御装置Cの入力側には、図示しないコントロールパネルが接続されていると共に、出力側には、図2には図示しないが圧縮機2、凝縮器用送風機や冷却器用送風機なども接続されているものとする。
Next, the control device C of the cooling device of the present invention will be described with reference to FIG. The control device C is composed of a general-purpose microcomputer, and the refrigerant inlet
一方、本実施例における電動膨張弁4はステッピングモータ15を備えて成るものであり、このステッピングモータ15には、コイル16、17、18、19が設けられている。そして、このステッピングモータ15には、前記ドライバ12を介して各コイル16、17、18、19に並列接続する電力供給線20が接続される。また、各コイル16、17、18、19は、それぞれドライバ12に配設された半導体により構成されるスイッチ21、22、23、24に制御出力線16A、17A、18A、19Aを介して接続される。
On the other hand, the electric expansion valve 4 in the present embodiment includes a
そして、ドライバ12に配設された各スイッチ21、22、23、24は、電流検出回路25が介設された出力線26を介してGNDに接続されている。尚、この電流検出回路25は、前記制御装置Cの入力側に接続されているものとする。
And each
以上の構成により、前記コントロールパネルを操作することにより、冷却装置の運転が開始されると、制御装置Cは、冷媒入口側温度センサ10及び冷媒出口側温度センサ11の出力又は、該冷却装置により冷却される被冷却空間に設けられる図示しない温度センサの出力に基づき、圧縮機2及び凝縮器用送風機、冷却器用送風機を運転する。また、制御装置Cは、常時、前記液管電磁弁5を開放する。
With the above configuration, when the operation of the cooling device is started by operating the control panel, the control device C outputs the outputs of the refrigerant inlet
そして、制御装置Cは、冷却器6の冷媒の入口側及び出口側に設けられた温度センサ10、11により演算される過熱度に基づき電動膨張弁4を制御する。即ち、過熱度が所定値、例えば10degよりも高い場合には、制御装置Cは、ドライバ12に電動膨張弁4の開度を上げることを指示し、ドライバ12は、当該指示に基づき、前記各スイッチ21、22、23及び24を制御し、各制御出力線16A、17A、18A、19Aを介してステッピングモータ15にパルス信号を送信する。そして、ステッピングモータ15は、電力供給線20から供給される電力により、当該パルス信号数に応じて正回転させ、当該電動膨張弁4の冷媒流量を増加させる。尚、ステッピングモータ15に供給された電力は、出力線26を介してGNDに接続されると共に、当該出力線26に流れる電流は電流検出回路25により検出され、制御装置Cに出力される。
The control device C controls the electric expansion valve 4 based on the degree of superheat calculated by the
他方、過熱度が所定値、例えば10degよりも低い場合には、制御装置Cは、ドライバ12に電動膨張弁4の開度を下げることを指示し、ドライバ12は、当該指示に基づき、前記各スイッチ21、22、23及び24を制御し、各制御出力線16A、17A、18A、19Aを介してステッピングモータ15にパルス信号を送信する。そして、ステッピングモータ15は、電力供給線20から供給される電力により、当該パルス信号数に応じて逆回転させ、当該電動膨張弁4の冷媒流量を減少させる。尚、ステッピングモータ15に供給された電力は、出力線26を介してGNDに接続されると共に、当該出力線26に流れる電流は電流検出回路25により検出され、制御装置Cに出力される。
On the other hand, when the degree of superheat is lower than a predetermined value, for example, 10 deg, the control device C instructs the
これにより、電動膨張弁4により、冷却器6に供給される冷媒流量を随時制御することができ、適度な過熱度にて冷却器6において冷媒の蒸発を行うことができる。そのため、過熱度が所定の値を下回ることにより生じる圧縮機2への液バックを未然に回避することができるようになる。
Thus, the flow rate of the refrigerant supplied to the
尚、上述した如く出力線26に流れる電流は常時、電流検出回路25により検出され、制御装置Cに出力されるが、制御装置Cは、電動膨張弁4が正常状態とされている場合の電流値を制御装置Cに設けられた図示しないROMに記憶しておくものとする。
As described above, the current flowing through the
ここで、電流検出回路25により、制御装置Cに出力された電流値が、前記ROMに記憶された正常状態における電流値よりも著しく下回った場合、又は、ゼロであった場合は、制御装置Cは、電動膨張弁4の制御出力線16A、17A、18A、19A又は電力供給線20の内、何れかが断線したものと判定する。
Here, if the current value output to the control device C by the
また、電流検出回路25により、制御装置Cに出力された電流値が、前記ROMに記憶された正常状態における電流値よりも高い値、即ち、過電流であることを検出した場合には、制御装置Cは、電動膨張弁4の制御出力線16A、17A、18A、19A又は電力供給線20の内、何れかが短絡したものと判定する。
If the
そして、制御装置Cは、上述の如く電動膨張弁4への制御出力線16A、17A、18A、19A又は電力供給線20の内の何れかが断線又は短絡したものと判定した場合には、ブザー又は警報ランプ若しくは、制御装置Cに設けられた表示部などの警報手段13により、作業者に電動膨張弁4への制御出力線に断線又は短絡が生じたことを警報する。また、制御装置Cは、警報手段13による警報を行うと共に、外部の集中管理手段などに、電動膨張弁4への制御出力線に断線又は短絡が生じたことを通報するものとする。
When the control device C determines that one of the
これにより、容易に電動膨張弁4への制御出力線16A、17A、18A、19A又は電力供給線20の内の何れかの断線又は短絡を直接、検出することができるようになると共に、電動膨張弁4への制御出力線16A、17A、18A、19A又は電力供給線20の内の何れかが断線又は短絡した場合でも、冷却器6の冷却不良などの致命的な状態となる前に、迅速に対応することができるようになる。
As a result, it becomes possible to easily detect any disconnection or short circuit among the
また、係る際に制御装置Cは、電動膨張弁4の開度を固定する共に、常時開放されていた液管電磁弁5の開閉制御を行うものとする。これにより、作業者によるメンテナンス作業が行われるまでの間、当該液管電磁弁5の開閉制御を行うことにより、継続して冷却装置1による冷却運転を継続することができるようになる。そのため、電動膨張弁4への制御が不能となった場合でも冷却器6の過熱度を制御することが可能となり、被冷却空間の過冷却や冷却不足による温度上昇を未然に回避することができるようになる。
In this case, the control device C fixes the opening degree of the electric expansion valve 4 and controls the opening and closing of the liquid pipe
また、制御装置Cは、予め電動膨張弁4の開度に対応する正常な過熱度をROMに記憶しておいてもよいものとする。この場合、冷媒入口側温度センサ10及び冷媒出口側温度センサ11の出力により制御装置Cにおいて演算された過熱度が、ドライバ12において検出される電動膨張弁4の開度に対応する前記過熱度と比べて著しく異なる場合に、制御装置Cは、電動膨張弁4自体に異常が発生したものと判定する。
Further, the control device C may store a normal degree of superheat corresponding to the opening degree of the electric expansion valve 4 in the ROM in advance. In this case, the degree of superheat calculated in the control device C based on the outputs of the refrigerant inlet
そして、制御装置Cは、上記電動膨張弁4への制御出力線16A、17A、18A、19Aの断線又は短絡を検出した場合と同様に、電動膨張弁4の異常発生をブザー又は警報ランプ若しくは、制御装置Cに設けられた表示部などの警報手段13により、作業者に警報する。また、この場合にも、制御装置Cは、警報手段13による警報を行うと共に、外部の集中管理手段などに、電動膨張弁4の異常発生を通報するものとする。
Then, the control device C, like the case where the disconnection or short circuit of the
これにより、電動膨張弁4に異常が発生した場合であっても、電動膨張弁4自体に異常が発生したことを検知し、その旨を作業者に通報することができるため、冷却器6の冷却不良などの致命的な状態となる前に、迅速に対応することができるようになる。 As a result, even if an abnormality occurs in the electric expansion valve 4, it is possible to detect that an abnormality has occurred in the electric expansion valve 4 itself and to report the fact to the operator. It becomes possible to respond quickly before a critical condition such as a cooling failure occurs.
C 制御装置
1 冷却装置
2 圧縮機
4 電動膨張弁
5 液管電磁弁
6 冷却器
10 冷媒入口側温度センサ
11 冷媒出口側温度センサ
12 ドライバ
13 警報手段
15 ステッピングモータ
16、17、18、19 コイル
16A、17A、18A、19A 制御出力線
20 電力供給線
21、22、23、24 スイッチ
25 電流検出回路
26 出力線
C Controller 1
Claims (5)
前記冷却器における冷媒の過熱度に基づき、前記電動膨張弁を制御する制御手段を備え、
該制御手段は、前記電動膨張弁への制御出力線の短絡を検出する手段を有することを特徴とする冷却装置の制御装置。 In the cooling device comprising a compressor, a condenser, an electric expansion valve, and a cooler connected in a circular pipe in order,
Control means for controlling the electric expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler,
The control device for a cooling device, wherein the control means includes means for detecting a short circuit of a control output line to the electric expansion valve.
前記冷却器における冷媒の過熱度に基づき、前記電動膨張弁を制御する制御手段を備え、
該制御手段は、前記電動膨張弁への制御出力線の断線を検出する手段を有することを特徴とする冷却装置の制御装置。 In the cooling device comprising a compressor, a condenser, an electric expansion valve, and a cooler connected in a circular pipe in order,
Control means for controlling the electric expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler,
The control device for a cooling apparatus, wherein the control means includes means for detecting disconnection of a control output line to the electric expansion valve.
前記冷却器における冷媒の過熱度に基づき、前記電動膨張弁を制御する制御手段を備え、
該制御手段は、前記過熱度のデータから前記電動膨張弁における異常発生を判定することを特徴とする冷却装置の制御装置。 In the cooling device comprising a compressor, a condenser, an electric expansion valve, and a cooler connected in a circular pipe in order,
Control means for controlling the electric expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant in the cooler,
The control device of the cooling device, wherein the control means determines occurrence of abnormality in the electric expansion valve from the superheat degree data.
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