JP3330017B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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Description
けられた空気調和機に関し、特に冷媒流量を最適に制御
するための膨張弁機構に好適である。
端部の形状により機械的に決定される構造のものが例え
ば実開昭48−24017号公報に記載されている。
のように、電気的な駆動信号の切り替えにより、冷凍サ
イクルに最適な冷媒流量を与えるものが知られている。
記載のものでは膨張弁の開弁位置を検出して冷凍サイク
ルに最適な流量を制御している。
7号公報に記載のもでは、開度を機械的に決定している
ねじのバックラシュ等、あるいは製造上の公差範囲が大
きい問題がある。
のものでは、膨張弁によって定まる冷媒流量と弁開度の
特性は様々であり、特に膨張弁の最小開度は製作誤差に
よる固体差があるため、使用時に最小開度が決定されな
い問題があった。
記載のものではセンサ個数が増え、コストが高くなる。
ユニット複数台と室外ユニット1台というマルチサイク
ルの空気調和機では、大きな流量かつ細かな分解能が要
求されるため、容量の異なる膨脹弁を複数個用いてい
る。しかし、大容量の膨脹弁と小容量の膨脹弁であって
も、全開から全閉まで駆動するための分割数は等しく、
容量が増大するのに従って駆動ごとの流量の変化幅が大
きくなり、大容量膨脹弁を小開度で制御する場合は極め
て困難となる。
化し、複雑な制御を使用することなく、冷凍サイクルに
最適な流量を制御できる空気調和機を提供することにあ
る。
の容量を持つ冷凍サイクルに組合せを可能として空調和
機の低価格化を図ることにある。
ュなど、及び製造公差の小さい高精度、かつ高価格な膨
脹弁を使用することなく、信頼性向上と原価低減が図ら
れた空気調和機を提供することにある。
に本発明は、圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユニッ
トと室内熱交換器を有する複数台の室内ユニットを備え
た空気調和機において、可動し得る製品可動範囲の上限
値及び下限値を同一とされた複数の膨張弁を備え、運転
開始時に運転容量により膨張弁の可動範囲の上限値と下
限値を前記製品可動範囲内で設定し、その後、圧縮機の
吐出冷媒温度又は室内熱交換器の温度あるいは室外熱交
換器の温度が目標値になるように設定された膨張弁の可
動範囲内で膨張弁の開度を制御するものである。
て、膨張弁の可動範囲を適性化させ、冷凍サイクルに最
適な流量特性を得ることができる。
が可動範囲の下限値となった場合、圧縮機の吐出冷媒温
度又は室内熱交換器の温度あるいは室外熱交換器の温度
に応じて可動範囲の下限値を変更することが望ましい。
る膨張弁を持つ冷凍サイクルに組合せが可能となり、膨
張弁の標準化を図ることができる。
が可動範囲の下限値となる時間が所定時間以上経過した
場合、圧縮機の吐出冷媒温度に応じて可動範囲の下限値
を変更することが望ましい。
において、使用する膨張弁の種類を少なくしても、小容
量から大容量まできめ細かく制御が可能となる。
度、室外熱交換器の温度に応じて膨張弁の可動範囲を設
定することにより、冷凍サイクルの色々な状態に適応が
可能となる。
〜図6を参照して以下説明する。
冷凍サイクル系統図、図2は、膨張弁開度に対する流量
特性を示すグラフ、図3は、膨張弁の可動範囲の変更を
示すフローチャート、図4は、膨張弁の下限値の変更を
示すフローチャート、図5は、膨張弁の下限値の変更を
示すフローチャート、図6は、膨張弁の下限値の変更を
示すフローチャートである。◆図1の空気調和機の冷凍
サイクルにおいて、2点鎖線内はそれぞれ室内ユニット
と室外ユニットを示す。
外熱交換器3、室外膨張弁4、室内膨張弁5、室内熱交
換器6、気液分離器7により構成され、それぞれ配管に
より接続されている。また、室内、室外の熱交換器6、
3には、送風機8を備えており、熱交換器6、3に送風
することにより冷媒と空気を熱交換させている。
して働きこの時の室外膨張弁4は全開開度で使用され、
室内膨張弁5は蒸発器として働きこの時の室内膨張弁5
は絞り機構として働くため、小開度で流量調整をする必
要がある。
して働きこの時の室外膨張弁4は絞り機構として働くた
め、小開度で流量調整を行い、室内膨張弁5は全開開度
で使用される。◆また、空気調和機は、圧力検出手段9
や温度検出手段10から得られる検出値を検出値入力手
段11により取り込み、冷凍サイクル運転手段12によ
り運転される。
熱交換器6には温度検出手段10が取り付けられてお
り、それぞれ圧縮機吐出冷媒温度Td、圧縮機吸込冷媒温
度Ts、室外空気温度Ta0、室外熱交換器入口冷媒温度Te
1、室外熱交換器出口冷媒温度Te2、室内空気吸込温度Ta
1、室内空気吹出温度Ta2、室内熱交換器入口冷媒温度Tr
1、室内熱交換器出口冷媒温度Tr2を検出する。また、圧
縮機1には圧力検出手段9が取付られており、圧縮機吸
込圧力Ps、圧縮機吐出圧力Pdを検出する。(以下記号で
説明する) 図2を用いて膨張弁の可動範囲について説明する。◆製
品構造上の下限値には、開から閉方向への閉じ始め位置
A点、閉から開方向への開き始め位置B点それぞれに±
の公差がある。同様に、上限値には開から閉方向の閉じ
始め位置C点、閉から開方向への開き始め位置D点にそ
れぞれに±の公差がある。
されるため、一種類の膨張弁で容量の異なる膨張弁を持
つ冷凍サイクルに組合せ可能とするには、製品構造上の
可動範囲を適性に設定することが必要となる。また、制
御上の可動範囲の上限、下限を変化させることにより、
一種類の膨張弁で多種類の容量に組合せが可能となり膨
張弁の標準化を図ることができる。◆次に、図3を用い
て膨張弁の可動範囲を変更する方法について説明する。
設定して冷凍サイクルを運転する。(ステップ100、
101)◆ サイクル状態の安定は、圧縮機の運転回転数の変化幅が
微小になったことなどにより判断する。また、膨張弁開
度の設定は運転状態により変化させると良い。
るように制御し、冷凍サイクルに最適な流量を与える。
(ステップ102) 運転中に膨張弁開度を変化させたとき、膨張弁が可動範
囲の下限値になり、その上さらに閉じる必要がある場合
には下限値を変更し、さらに閉じることを可能にして許
可する。(ステップ103、104、105)また、膨
張弁が可動範囲の上限値になり、その上さらに開く必要
がある場合には上限値を変更し、さらに開くことをでき
るようにする。(ステップ103、106、107)◆ 冷凍サイクルを安定と判断する方法は、圧縮機の運転回
転数に限らず、サイクル状態を安定と判断できるもので
あれば膨張弁開度や、冷凍サイクルの温度で判定しも良
い。また、サイクル状態が安定、不安定の状態に係わら
ず設定を可変できる。
から全閉方向に動作させる場合と、全閉から開方向動作
させる場合の、どちらでも上記方法で設定が可能であ
る。
値及び下限値を大きいものを選び、膨張弁の制御上の可
動範囲の上限値を製品可動範囲の上限値以下に、制御上
の可動範囲の下限値を製品可動範囲の下限値以上に設定
すれば、一種類の膨張弁で多種類の容量に組合せが可能
となる。
張弁の下限値を変更する方法について説明する。◆空気
調和機の運転を開始する。(ステップ200)◆ まず、膨張弁を下限値=B+γに設定する。(ステップ
201)◆ 次に、圧縮機吐出圧力Pdと圧縮機吐出冷媒温度Tdを検出
する。(ステップ202)◆ 圧縮機の目標温度TdO=f(Pd)を求める。(ステップ2
03)ここで圧縮機の温度f(Td)は、冷凍サイクル運
転手段12に圧力ごとの目標温度を記したテーブルを持
たせても良い。また、圧力と目標温度の関係を近似式の
形で表しても良い。本実施の形態では近似式を用いた例
を示し、以下に手順を追って説明する。
較する。(ステップ204)◆ TdO<Tdの場合、現在の膨張弁が上限値か比較する。
(ステップ205)◆ 上限値でなければ、冷媒量が少ないと判断して膨張弁を
開く。(ステップ206)◆ 膨張弁開度操作終了後、ステップ202へ戻る。◆上限
値ならば、上限開度で10分以上経過しているか判断す
る。(ステップ207)◆ 上限開度で10分以上経過していなければ、ステップ2
02へ戻る。◆上限開度で10分以上経過していれば、
異常信号を出す。(ステップ208) その後、空気調和機の運転を停止する。(ステップ20
9)この状態は、冷媒量不足や膨張弁が閉じたままロッ
クしている等の原因が考えられるため、点検者へのメッ
セージ等を表示すると良い。
て膨張弁は現状を維持し、(ステップ210)ステップ
202へ戻る。◆TdO>Tdの場合、膨張弁が下限値か比
較する。(ステップ211)◆ 下限値でなければ、冷媒流量が多いと判断して膨張弁を
閉じる。(ステップ212)◆ 膨張弁開度の操作終了後、ステップ202へ戻る。◆下
限値ならば、下限開度で10分以上経過しているか判断
する。(ステップ213)◆ 下限開度で10分以上経過していなければ、冷媒流量が
過渡的な状態であると判断して膨張弁は現状を維持す
る。(ステップ214)◆ 膨張弁開度の操作終了後、ステップ202へ戻る。
動下限値と製品下限値A−βを比較する。(ステップ2
15)◆ 下限値>A−βでなければ、異常信号を出す。(ステッ
プ216)◆ その後、空気調和機の運転を停止する。(ステップ21
7)この状態は、冷媒量過多や膨張弁が開いたままロッ
クしている等の原因が考えられるため、点検者へのメッ
セージ等を表示することが良い。◆下限値>A−βなら
ば、可動下限値を下限値=A−βとする。(ステップ2
18)◆ 冷媒流量が多いと判断して膨張弁を閉じる。(ステップ
219)◆ 膨張弁開度操作終了後、ステップ202へ戻る。
るフィードバック制御を用いる。
する実施の形態について説明する。
イクルの運転を開始する。(ステップ300、301)◆ 上記と同様に、室内熱交換器の温度変化から膨張弁開度
を冷凍サイクルの要求開度にする。(ステップ302、
303)◆ 運転中に膨張弁開度を変化させたとき、膨張弁が可動範
囲の下限値になり、(ステップ304)その上さらに閉
じたい場合には下限値を変更する。(ステップ305)
◆ 可動下限値と製品下限値A−βを比較し、(ステップ3
06)可動下限値=A−βにする。(ステップ307)
◆ 次に、図6を用いて膨張弁の下限値を変更する実施の形
態について説明する。
イクルを運転する。(ステップ400、401)◆ 上記と同様に、室外熱交換器の温度変化から膨張弁開度
を冷凍サイクルの要求開度にする。(ステップ402、
403) 運転中に膨張弁開度を変化させたとき、膨張弁が可動範
囲の下限値になり、(ステップ404)その上さらに閉
じたい場合には下限値を変更する。(ステップ405)
◆ 可動下限値と製品下限値A−βを比較し、(ステップ4
06)可動下限値=A−βにする。(ステップ407)
◆ 図3〜図6の場合においても、サイクル状態を安定と判
断する方法は、圧縮機の運転回転数に限らず、サイクル
状態を安定と判断できるものであれば膨張弁開度や、冷
凍サイクルの温度でも良い。また、サイクル状態は安定
状態に限らず不安定時でも良い。さらには、膨張弁開度
の設定は運転状態により変化させることができる。
を開から全閉方向に動作させる場合と、全閉から開方向
に動作させる場合の、どちらでも可能である。◆図3〜
図6は、膨張弁の可動範囲を適性化する方法を下限側を
例として説明するものであり、上限側の可動範囲を適性
化する方法も同様である。
弁の可動範囲を適性化し、複雑な制御を使用することな
く、冷凍サイクルに最適な流量を制御できる空気調和機
を得ることができる。
冷凍サイクルに組合せが可能で、信頼性向上と原価低減
が図られた空気調和機を得ることができる。
ル系統図。
ト。
ト。
ト。
ト。
膨張弁、5…室内膨張弁、6…室内熱交換器、7…気液
分離器、8…送風機、9…圧力検出手段、10…温度検
出手段、11…検出値入力手段、12…冷凍サイクル運
転手段、Td…圧縮機吐出冷媒温度、Ts…圧縮機吸込冷媒
温度、Ta0…室外空気温度Ta0、Te1…室外熱交換器入口
冷媒温度、Te2…室外熱交換器出口冷媒温度、Ta1…室内
空気吸込温度、Ta2…室内空気吹出温度、Tr1室内熱交換
器入口冷媒温度、Tr2…室内熱交換器出口冷媒温度、Ps
…圧縮機吸込圧力、Pd…圧縮機吐出圧力。
Claims (2)
- 【請求項1】圧縮機、室外熱交換器を有する室外ユニッ
トと室内熱交換器を有する複数台の室内ユニットを備え
た空気調和機において、可動し得る製品可動範囲の上限
値及び下限値を同一とされた複数の膨張弁を備え、 運転開始時に運転容量により前記膨張弁の可動範囲の上
限値と下限値を前記製品可動範囲内で設定し、その後、
前記圧縮機の吐出冷媒温度又は前記室内熱交換器の温度
あるいは前記室外熱交換器の温度が目標値になるように
設定された前記膨張弁の可動範囲内で前記膨張弁の開度
を制御し、前記膨張弁の開度が可動範囲の下限値となっ
た場合、前記圧縮機の吐出冷媒温度又は前記室内熱交換
器の温度あるいは前記室外熱交換器の温度に応じて可動
範囲の下限値を変更することを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】請求項1に記載のものにおいて、前記膨張
弁の開度が可動範囲の下限値となる時間が所定時間以上
経過した場合、前記圧縮機の吐出冷媒温度に応じて可動
範囲の下限値を変更することを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11596196A JP3330017B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11596196A JP3330017B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09303886A JPH09303886A (ja) | 1997-11-28 |
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Family
ID=14675426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11596196A Expired - Lifetime JP3330017B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 空気調和機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP4930353B2 (ja) * | 2007-12-05 | 2012-05-16 | 富士電機株式会社 | 冷却装置 |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11596196A patent/JP3330017B2/ja not_active Expired - Lifetime
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