JP2006329048A - 空調装置用可変容量圧縮機の制御方法及び可変容量圧縮機のトルク算出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の制御方法は、目標エバポレータ出口側吹き出し温度より吹き出し温度が高い時は前記圧縮機を最大容量で稼働し、吹き出し温度が目標エバポレータ出口側吹き出し温度に達したとき、コントロールバルブへの入力信号を第1のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、その後目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定めて、この目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じて圧縮機の容量を制御する。
【選択図】 図11
Description
低圧圧力を検出して弁開度を調整し、外部信号により弁開度を変位させる外部制御手段を有したコントロールバルブにより吸入圧力を制御可能とし、目標エバポレータ出口側吹き出し温度より吹き出し温度が高い時は前記圧縮機を最大容量で稼働し、吹き出し温度が目標エバポレータ出口側吹き出し温度に達したとき、コントロールバルブへの入力信号を第1のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、その後目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定めて、この目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じて圧縮機の容量を制御することを特徴とする。
低圧圧力を検出して弁開度を調整し、外部信号により弁開度を変位させる外部制御手段を有したコントロールバルブにより吸入圧力を制御可能とし、
目標エバポレータ出口側吹き出し温度より吹き出し温度が高い時は前記圧縮機を最大容量で稼働し、吹き出し温度が目標エバポレータ出口側吹き出し温度に達したとき、コントロールバルブへの入力信号を第1のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、その後目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定めて、この目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じてコントロールバルブへの入力信号を第2のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、それぞれのデューティー比の信号に基づいて圧縮機のトルクを演算することを特徴とする。
但し、i1はコンプレッサ吐出冷媒エンタルピ、i2はコンプレッサ吸入冷媒エンタルピ、Grは冷媒流量、ηmはコンプレッサ機械効率、Ncはコンプレッサ回転数である。
(2)式において、ηmはコンプレッサ圧縮比(Pd/Ps)及び冷媒流量Grにて変化し、コンプレッサ機種固有の値である。又、Ncは既知の値であるため、コンプレッサ吐出側圧力Pd、コンプレッサ吸入側圧力Ps及び冷媒流量Grが読み取りできればトルク推定ができることになる。
式(3)を更にまとめると、下記の式(4)で表すことができる。
次に、式(4)の変数の絞り込みを行う。冷凍サイクル負荷(エバポレータ吸気負荷)を一定(25℃、湿度50%、送風量(ブロワ電圧5V))とした時のデューティ比をパラメータとした際のコンプレッサ吐出側圧力PdとトルクTcの相関関係は、図6に示すものとなる。図6からデューティ比ベースでコンプレッサ吐出側圧力Pdとデューティ比からトルクTcを充分に推定可能と考えることができる。
次に、冷凍サイクル負荷(エバポレータ吸気負荷)が変化した場合にどのようなトルク変動が起こるか検証する。エバポレータ12の吸気温度を一定の25℃とし、湿度及び送風量(ブロワファンモータ19への電圧)を変化させると、図7に示すように、コンプレッサ吐出側圧力PdとトルクTcの相関関係が認められる。つまり、可変領域のトルクが違い、冷凍サイクル負荷(エバポレータ吸気負荷)が変化した場合に冷媒流量Grが変化する。従って、冷媒流量Grを推定する要素が必要であり、この要素をエバポレータ負荷による冷房性能の下記式より検討する。
Qevap=(i3−i2)×Gr・・・(6)
従って、Gr=Qevap/(i3−i2)・・・(7)
ここで、エバポレータ空気吸熱量Qevap(空気)は、下記の式で表せる。
エバポレータ冷媒吸熱量Qevapはエバポレータ空気吸熱量Qevap(空気)と同値であり、エバポレータ入口側空気温度と出口側空気温度との温度差に比例するため、エバポレータ冷媒吸熱量Qevapはエバ前後温度差(Δt)より読み取ることで推定できる。従って、Qevap=f(Δt)の関数で表すことができる。
上記式(8)は、分母がPd、デューティ比の関数であるため、これをまとめると下記の式(9)で表せる。
この式(9)と上記した式(4)より、トルクTcは下記の式(10)で表せる。
上記式(10)を更にまとめると、下記式(11)になる。
上記のトルク演算式(11)より、Δt/PdとトルクTcの関係をグラフに表すと、図8に示すものとなる。図8よりエバポレータ負荷(吸気湿度、送風量)の差を吸収できる結果となった。以上より、可変容量コンプレッサ8のトルクTcを、エバポレータ12の入口側空気温度とエバポレータの出口側空気温度との温度差であるエバ前後温度差Δtと、コンプレッサ吐出側圧力Pdと、コントロールバルブ13を制御する制御パルス信号のデューティ比とコンプレッサ回転数Ncより算出できる。
コンプレッサトルク算出部14cは、上記トルク演算式(12)と各種条件毎の測定により得られる定数項A,Bのデータ値とを外付け又は内蔵のメモリ(図示せず)に記憶し、トルク演算式(12)の変数項及び定数項に該当する各データを入力して計算を実行することによりトルクを算出する。
7 冷凍サイクル
8 可変容量コンプレッサ(可変容量圧縮機)
12 エバポレータ
14c コンプレッサトルク算出部
21i 内気温度センサ(内気温度検出手段)
21j 外気温度センサ(外気温度検出手段)
21l 吸込温度センサ(エバポレータ出口側温度検出手段)
21n 冷媒圧力センサ(コンプレッサ吐出側圧力検出手段)
Claims (2)
- 目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定め、該目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じて圧縮機の容量を制御する空調装置用可変容量圧縮機の制御方法であって、
低圧圧力を検出して弁開度を調整し、外部信号により弁開度を変位させる外部制御手段を有したコントロールバルブにより吸入圧力を制御可能とし、
目標エバポレータ出口側吹き出し温度より吹き出し温度が高い時は前記圧縮機を最大容量で稼働し、吹き出し温度が目標エバポレータ出口側吹き出し温度に達したとき、コントロールバルブへの入力信号を第1のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、その後目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定めて、この目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じて圧縮機の容量を制御することを特徴とする空調装置用可変容量圧縮機の制御方法。 - 目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定め、該目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じて圧縮機の容量を制御する空調装置用可変容量圧縮機のトルク算出装置であって、
低圧圧力を検出して弁開度を調整し、外部信号により弁開度を変位させる外部制御手段を有したコントロールバルブにより吸入圧力を制御可能とし、
目標エバポレータ出口側吹き出し温度より吹き出し温度が高い時は前記圧縮機を最大容量で稼働し、吹き出し温度が目標エバポレータ出口側吹き出し温度に達したとき、コントロールバルブへの入力信号を第1のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、その後目標吹き出し温度に基づき目標エバポレータ出口側吹き出し温度を定めて、この目標エバポレータ出口側吹き出し温度に応じてコントロールバルブへの入力信号を第2のデューティー比で出力して容量制御運転を行い、それぞれのデューティー比の信号に基づいて圧縮機のトルクを演算することを特徴とする可変容量圧縮機のトルク算出装置。
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