JP3356303B2 - 冷凍サイクル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子膨張弁を有する空
気調和機や冷凍機などの冷凍サイクルを制御する装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】膨張弁は冷媒流量を適正に調節するため
に冷媒回路中に組込まれるものであるが、最近は制御の
確実性を考慮して、パルスモータを用いた電子膨張弁が
多く採用されてきている。この電子膨張弁は、入力した
パルス数に応じて弁開度をステップ的に変化させるもの
である。

【０００３】ところで、従来の空気調和機や冷凍機で
は、電源がオンされる毎に、電子膨張弁の弁開度を一旦
全閉状態にし、それから開度制御手段が指令した弁開度
まで弁を開くようにしている。これは、電子膨張弁のあ
る時点における弁開度は、本来、それまでに入力した累
積パルス数に対応しているはずであるが、開閉動作中に
弁にひっかかりが生じた場合等は弁開度と累積パルス数
との対応関係が失われてしまうため、ある程度の運転時
間が経過した後は電子膨張弁を一旦全閉状態にして弁開
度をゼロに合わせ、弁開度とパルス数との対応関係を確
保しておく必要があるためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来装置
では、電源がオンされる毎に電子膨張弁のゼロ合わせが
行なわれるため、１回の運転時間が短い場合には弁開度
とパルス数との対応関係に大きなズレが生じることはな
い。

【０００５】しかし、連続して長時間運転された場合に
は、前述した弁のひっかかり等によって、実際の弁開度
とパルス数との対応関係に大きいズレが生じることがあ
る。このような場合には、冷媒の流量制御を適正に行う
ことができなくなるため、例えば、コンプレッサの冷媒
吐出温度が異常に高くなったり、あるいは、コンプレッ
サのブレークダウンが発生したりすることがあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、運転時間の長短にかかわらず、電子膨張弁の開度
制御を常に正確に行うことが可能な冷凍サイクル制御装
置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、冷媒回路中の冷媒流量を調節
する電子膨張弁を有すると共に、冷媒回路の所定個所の
温度検出に基いてこの電子膨張弁の開度制御を行う開度
制御手段を有する冷凍サイクル制御装置において、コン
プレッサの運転及び運転停止を制御するコンプレッサ制
御手段と、冷媒回路の異常状態を検出する異常検出手段
と、前記異常検出手段が異常を検出したときに前記コン
プレッサ制御手段に対してコンプレッサ停止指令を出力
するコンプレッサ停止指令手段と、前記異常検出手段が
異常を検出したときに、前記コンプレッサ制御手段がコ
ンプレッサの運転を停止してから冷媒回路中の高圧側と
低圧側との間の圧力差が一定レベル以下になるのに充分
な時間Ｔ1が経過した後、前記開度制御手段に対して電
子膨張弁の全閉動作を指令する全閉動作指令手段と、を
備えており、しかも、前記開度制御手段は、前記電子膨
張弁に対し前記全閉動作指令手段からの指令に基づく全
閉動作を行わせた後、再度前記異常検出手段が異常を検
出したときの弁開度まで弁を開くように制御するもので
あり、前記コンプレッサ停止指令手段は、前記コンプレ
ッサの運転が停止されてから所定時間Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）
が経過した後、前記コンプレッサ制御手段に対するコン
プレッサ停止指令の出力を解除してコンプレッサの運転
を再開させるものである、ことを特徴としている。

【０００８】

【０００９】

【作用】上記構成において、電子膨張弁の実際の開度
と、開度制御手段が把握している開度との間に大きなズ
レが生じると、冷媒流量の制御が適正に行なわれなくな
るため、冷媒回路に異常な状態が発生する。

【００１０】異常検出手段はこの異常状態を検出する
が、その異常検出信号に基いて、コンプレッサ停止指令
手段はコンプレッサ制御手段にコンプレッサ停止指令を
出力し、また、全閉動作指令手段は開度制御手段に全閉
動作指令を出力する。これにより、コンプレッサは運転
を停止し、電子膨張弁の弁は全閉位置まで駆動される。
このとき、異常検出手段が異常を検出したら直ちに全閉
動作を行うのではなく、冷媒回路の高圧側と低圧側とが
ある程度バランスするのに充分な時間Ｔ1が経過してか
ら全閉動作を開始するようにしている。したがって、高
圧側と低圧側との圧力差によって全閉動作が阻害される
ことはなく、電子膨張弁の弁開度を確実に全閉位置に合
わせることができる。

【００１１】電子膨張弁が全閉位置まで駆動された後、
開度制御手段は、冷媒回路の所定個所の温度検出によっ
て定まる弁開度まで、再び電子膨張弁を駆動する。そし
て、コンプレッサ停止指令手段は、コンプレッサの運転
が停止されてから時間Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）が経過した後、
コンプレッサ制御手段に対するコンプレッサ停止指令の
出力を解除する。これにより、コンプレッサ制御手段は
コンプレッサの運転を再開する。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基き
説明する。図１は、この実施例の構成を示すブロック図
である。

【００１４】図１において、コンプレッサ１から吐出さ
れる冷媒は四方弁２を通って室外熱交換器３へ送出され
る。室外熱交換器３で熱交換された冷媒は電子膨張弁４
を通って室外熱交換器５へ送出され、ここでさらに熱交
換された後、再び四方弁２を通ってコンプレッサ１の吸
込口に循環されるようになっている。

【００１５】また、コンプレッサ１の吸込側及び室内熱
交換器５の入り口側には、それぞれ冷媒温度センサ６，
７が取付けられており、冷媒温度Ｔｉ，Ｔｅが開度制御
手段８に出力されるようになっている。開度制御手段８
は、これら冷媒温度Ｔｉ，Ｔｅの偏差（Ｔｅ−Ｔｉ）に
基いて電子膨張弁４の開度を制御し、冷媒回路中を流れ
る冷媒流量を適正に調節している。

【００１６】そして、コンプレッサ１の吐出側には冷媒
温度センサ９が取付けられており、冷媒温度Ｔ0 が異常
検出手段１０に出力されるようになっている。異常検出
手段１０からの異常検出信号はタイマ１１，１２及びコ
ンプレッサ停止指令手段１３に出力される。タイマ１１
は異常検出信号を入力してから時間Ｔ1 （例えば１分）
が経過した後、信号を全閉動作指令手段１４に出力する
ようになっており、タイマ１２は異常検出信号を入力し
てから時間Ｔ2 （例えば２分２０秒）が経過した後、信
号をコンプレッサ停止指令手段１３に出力するようにな
っている。

【００１７】コンプレッサ停止指令手段１３は、異常検
出信号を入力すると直ちにコンプレッサ停止指令をコン
プレッサ制御手段１５に出力し、また、タイマ１２から
信号を入力したときには、それまで出力していたコンプ
レッサ停止指令を直ちに解除するようになっている。

【００１８】次に、このように構成される本実施例の動
作を図２のフローチャートを参照しつつ説明する。

【００１９】通常運転時、開度制御手段８は、冷媒温度
センサ７からは室内熱交換器温度Ｔｅを、冷媒温度セン
サ６からはコンプレッサ吸込温度Ｔｉを入力し（ステッ
プ１）、両温度の偏差（Ｔｅ−Ｔｉ）に基く開度指令信
号を出力して、電子膨張弁４の開度制御をおこなってい
る（ステップ２）。

【００２０】一方、異常検出手段１０は、冷媒温度セン
サ９からコンプレッサ吐出温度Ｔ0を入力し（ステップ
３）、温度Ｔ0 が１２０℃を超えたか否かを判別してい
る（ステップ４）。

【００２１】電子膨張弁４の実際の弁開度は開度制御手
段８からの開度指令の値と本来は一致しているはずであ
るが、前述したように、電子膨張弁４の内部でひっかか
り等が発生すると。実際の弁開度と開度指令の値との間
に大きなズレが生じることになる。このようなズレが生
じると、コンプレッサ１が吸込む冷媒量が不足するた
め、コンプレッサ吐出温度Ｔ0 が急激に上昇し、１２０
℃を超えることになる。

【００２２】すると、異常検出手段１０は異常検出信号
を出力し、コンプレッサ停止指令手段１３はこれに基き
コンプレッサ停止指令をコンプレッサ制御手段１５に出
力する。そして、コンプレッサ制御手段１５は、この停
止指令の入力に基きコンプレッサ１の運転を停止させ
る。このとき、タイマ１１，１２はそれぞれ時間Ｔ1 ，
Ｔ2 の計測をスタートさせる（ステップ５）。

【００２３】異常検出手段１０が異常検出信号を出力し
てから１分が経過すると、タイマ１１はタイムアップ信
号を全閉動作指令手段１４に出力する（ステップ６）。
これにより、全閉動作指令手段１４が全閉動作指令を出
力し、開度制御手段８は電子膨張弁４を全閉にする（ス
テップ７）。ここで、異常検出手段１０が異常を検出し
た時に直ちに全閉動作を開始せずに、１分間待ってから
全閉動作を開始するようにしたのは、この間に冷媒回路
中の高圧側と低圧側との圧力差が一定レベル以下にバラ
ンスするので、全閉動作が阻害されることなく円滑に行
なわれ、弁開度を確実にゼロに合わせることができるか
らである。

【００２４】開度制御手段８は電子膨張弁４を全閉にし
た後、再び偏差（Ｔｅ−Ｔｉ）に対応する弁開度まで電
子膨張弁４の弁を開くように開度指令を出力する（ステ
ップ８）。このときの、電子膨張弁４の実際の弁開度と
開度指令の値とは、通常、ほぼ一致しているはずであ
る。

【００２５】次いで、タイマ１２は２分２０秒が経過し
たときにタイムアップ信号をコンプレッサ停止指令手段
１３に出力する（ステップ９）。これにより、それまで
コンプレッサ停止指令手段１３から出力されていた停止
指令が出力されなくなるので、コンプレッサ制御手段１
５は再びコンプレッサ１の運転を開始させる（ステップ
１０）。

【００２６】図３は、上記した動作におけるコンプレッ
サ１の運転状態と、電子膨張弁４の弁開度の状態との変
化を対比して示したタイムチャートである。

【００２７】この図において、ｔ1 は異常検出手段１０
の異常検出時点、ｔ2 は電子膨張弁４の全閉動作の開始
時点、ｔ3 は全閉動作の終了時点、ｔ4 は再度の開度制
御の終了時点、ｔ5 はコンプレッサ１の運転再開時点で
ある。

【００２８】また、図４は、図２のフローチャートにお
ける点線部分で囲まれたステップ３，４を別のステップ
１１，１２で置き換えたものを示している。

【００２９】すなわち、図１の実施例では、コンプレッ
サ１の吐出温度が一定以上高温になった場合に異常と判
別していたが、この場合には、コンプレッサモータがブ
レークダウンしたときに異常と判別するようになってい
る。

【００３０】この場合、図１の異常検出手段１０は、コ
ンプレッサ吐出温度Ｔ0 の代りに、図示を省略してある
電流センサからコンプレッサモータの入力電流Ｉを入力
し（ステップ１１）、入力電流Ｉが設定値Ｉs （例えば
２０Ａ）を超えたときに異常と判別することになる（ス
テップ１２）。

【００３１】

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電子膨
張弁の開度の狂いに起因する異常を検出する手段を設
け、異常を検出した場合にはその都度全閉動作を行な
い、しかる後に弁を本来の位置まで駆動する構成として
いるので、運転時間の長短にかかわらず、電子膨張弁の
開度制御を常に正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】図１の動作に関するフローチャート。

【図３】図１の動作に関するタイムチャート。

【図４】図２の点線で囲まれた部分を別のステップに置
換えたフローチャート。

【符号の説明】

１ コンプレッサ ４ 電子膨張弁 ８ 開度制御手段 １０ 異常検出手段 １３ コンプレッサ停止指令手段１４ 全閉動作指令手段 １５ コンプレッサ制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒回路中の冷媒流量を調節する電子膨張
   弁を有すると共に、冷媒回路の所定個所の温度検出に基
   いてこの電子膨張弁の開度制御を行う開度制御手段を有
   する冷凍サイクル制御装置において、コンプレッサの運転及び運転停止を制御するコンプレッ
   サ制御手段と、 冷媒回路の異常状態を検出する異常検出手段と、 前記異常検出手段が異常を検出したときに前記コンプレ
   ッサ制御手段に対してコンプレッサ停止指令を出力する
   コンプレッサ停止指令手段と、 前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記コンプ
   レッサ制御手段がコンプレッサの運転を停止してから冷
   媒回路中の高圧側と低圧側との間の圧力差が一定レベル
   以下になるのに充分な時間Ｔ1が経過した後、前記開度
   制御手段に対して電子膨張弁の全閉動作を指令する全閉
   動作指令手段と、 を備えており、しかも、前記開度制御手段は、前記電子膨張弁に対し前
   記全閉動作指令手段からの指令に基づく全閉動作を行わ
   せた後、再度前記異常検出手段が異常を検出したときの
   弁開度まで弁を開くように制御するものであり、 前記コンプレッサ停止指令手段は、前記コンプレッサの
   運転が停止されてから所定時間Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）が経過
   した後、前記コンプレッサ制御手段に対するコンプレッ
   サ停止指令の出力を解除してコンプレッサの運転を再開
   させるものである、 ことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。