JP3375235B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
冷凍サイクル装置Info
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- JP3375235B2 JP3375235B2 JP14883395A JP14883395A JP3375235B2 JP 3375235 B2 JP3375235 B2 JP 3375235B2 JP 14883395 A JP14883395 A JP 14883395A JP 14883395 A JP14883395 A JP 14883395A JP 3375235 B2 JP3375235 B2 JP 3375235B2
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- refrigeration cycle
- refrigerant
- controlled element
- control
- expansion valve
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/21—Refrigerant outlet evaporator temperature
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、空気調和機等に用い
る冷凍サイクル装置に関する。
る冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気調和機等の冷凍サイクルは、圧縮
機、凝縮器、膨脹機構、蒸発器を順次に配管接続して冷
媒を循環させるようにしており、とくに膨脹機構として
電動膨張弁を用い、その電動膨張弁の開度を蒸発器での
冷媒の過熱度（被制御要素）が目標値（一定値）となる
よう制御することで、運転の安定化を図るものがある。
機、凝縮器、膨脹機構、蒸発器を順次に配管接続して冷
媒を循環させるようにしており、とくに膨脹機構として
電動膨張弁を用い、その電動膨張弁の開度を蒸発器での
冷媒の過熱度（被制御要素）が目標値（一定値）となる
よう制御することで、運転の安定化を図るものがある。
【０００３】このような過熱度制御には、フィードバッ
ク制御が用いられる。また、フィードバック制御では、
多くの場合、制御定数のチューニングをあらかじめ行な
っておき、それを搭載するという方法がとられている。
ク制御が用いられる。また、フィードバック制御では、
多くの場合、制御定数のチューニングをあらかじめ行な
っておき、それを搭載するという方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】フィードバック制御の
場合、制御ループの時間間隔が短いことが好ましいと考
えられるが、運転条件によっては過度な制御が繰返され
て被制御要素の妥当な検出が困難となり、被制御要素が
大きく変動してしまういわゆるハンチングに至るおそれ
がある。逆に、制御ループの時間間隔が長い場合、過度
な制御が減り、サイクルの無駄時間に対応することがで
きるものの、操作の回数が少なくなるため、外乱の影響
への強さというフィードバック制御の利点が損なわれて
しまう。
場合、制御ループの時間間隔が短いことが好ましいと考
えられるが、運転条件によっては過度な制御が繰返され
て被制御要素の妥当な検出が困難となり、被制御要素が
大きく変動してしまういわゆるハンチングに至るおそれ
がある。逆に、制御ループの時間間隔が長い場合、過度
な制御が減り、サイクルの無駄時間に対応することがで
きるものの、操作の回数が少なくなるため、外乱の影響
への強さというフィードバック制御の利点が損なわれて
しまう。
【０００５】フィードバック制御での過渡特性の改善に
効果があると思われる制御の例として、特公昭63-53454
号に示されるように、二つのタイマを用い、制御ループ
の時間間隔として二種類のものを設定できるものがあ
る。
効果があると思われる制御の例として、特公昭63-53454
号に示されるように、二つのタイマを用い、制御ループ
の時間間隔として二種類のものを設定できるものがあ
る。
【０００６】しかしながら、この場合、過渡特性の改善
には効果があるものの、被制御要素と目標値との偏差の
みに応じて操作量が決定されており、被制御要素の時間
的変化量つまり冷凍サイクルの動特性については何も考
慮されない。空気調和機はその設置方法や使用環境によ
って、使用条件が多岐にわたることが多く、そうした各
条件下では、制御に大きく影響する冷凍サイクルの動特
性がかなり違ったものになってくる。このため、どのよ
うな条件下でも操作量が一様となるような上記の制御例
では、被制御要素が目標値へ到達するまでに時間がかか
り、応答性が悪いという問題がある。
には効果があるものの、被制御要素と目標値との偏差の
みに応じて操作量が決定されており、被制御要素の時間
的変化量つまり冷凍サイクルの動特性については何も考
慮されない。空気調和機はその設置方法や使用環境によ
って、使用条件が多岐にわたることが多く、そうした各
条件下では、制御に大きく影響する冷凍サイクルの動特
性がかなり違ったものになってくる。このため、どのよ
うな条件下でも操作量が一様となるような上記の制御例
では、被制御要素が目標値へ到達するまでに時間がかか
り、応答性が悪いという問題がある。
【０００７】冷凍サイクルの動特性の捕捉に関しては、
特開平6-159819号に示されるものがあるが、これは配管
長の推定のみを目的としており、上記同様、制御の応答
性が悪いという問題が残されている。
特開平6-159819号に示されるものがあるが、これは配管
長の推定のみを目的としており、上記同様、制御の応答
性が悪いという問題が残されている。
【０００８】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、冷凍サイクルの被制御要素を
目標値へと迅速に到達させることができる応答性にすぐ
れた冷凍サイクル装置を提供することにある。
その目的とするところは、冷凍サイクルの被制御要素を
目標値へと迅速に到達させることができる応答性にすぐ
れた冷凍サイクル装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明の冷凍サイク
ル装置は、圧縮機、凝縮器、膨脹機構、蒸発器を順次に
配管接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルと、この冷
凍サイクルの被制御要素を検知する検知手段と、この検
知手段で検知される被制御要素が所定の状態となるよ
う、冷凍サイクルを操作する操作手段と、この操作手段
の操作量の変化方向および被制御要素が受ける制御量の
変化方向に変更がないまま操作手段の操作回数が所定値
に達したとき、その操作回数分の操作量変化の合計値と
制御量変化の合計値との比を検出する検出手段と、この
検出手段の検出結果に応じて前記操作手段の操作量を補
正する補正手段とを備える。
ル装置は、圧縮機、凝縮器、膨脹機構、蒸発器を順次に
配管接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルと、この冷
凍サイクルの被制御要素を検知する検知手段と、この検
知手段で検知される被制御要素が所定の状態となるよ
う、冷凍サイクルを操作する操作手段と、この操作手段
の操作量の変化方向および被制御要素が受ける制御量の
変化方向に変更がないまま操作手段の操作回数が所定値
に達したとき、その操作回数分の操作量変化の合計値と
制御量変化の合計値との比を検出する検出手段と、この
検出手段の検出結果に応じて前記操作手段の操作量を補
正する補正手段とを備える。
【００１０】第２の発明の冷凍サイクル装置は、第１の
発明において、膨脹機構が電動膨張弁であって、操作手
段の操作の対象がその電動膨張弁の開度であって、被制
御要素が冷媒の過熱度または圧縮機の吐出冷媒温度であ
る。
発明において、膨脹機構が電動膨張弁であって、操作手
段の操作の対象がその電動膨張弁の開度であって、被制
御要素が冷媒の過熱度または圧縮機の吐出冷媒温度であ
る。
【００１１】第３の発明の冷凍サイクル装置は、第１ま
たは第２の発明の構成に加え、検出手段の検出結果とあ
らかじめ記憶されている基準値との比較により、冷凍サ
イクルの配管長を推定する推定手段、を設けた。
たは第２の発明の構成に加え、検出手段の検出結果とあ
らかじめ記憶されている基準値との比較により、冷凍サ
イクルの配管長を推定する推定手段、を設けた。
【００１２】
【作用】第１の発明の冷凍サイクル装置では、冷凍サイ
クルの被制御要素が検知され、その被制御要素が所定の
状態となるよう、冷凍サイクルが操作される。この操作
量の変化方向および被制御要素が受ける制御量の変化方
向に変更がないまま操作手段の操作回数が所定値に達し
たとき、その操作回数分の操作量変化の合計値と制御量
変化の合計値との比が検出される。この検出結果に応じ
て冷凍サイクルに対する操作量が補正される。
クルの被制御要素が検知され、その被制御要素が所定の
状態となるよう、冷凍サイクルが操作される。この操作
量の変化方向および被制御要素が受ける制御量の変化方
向に変更がないまま操作手段の操作回数が所定値に達し
たとき、その操作回数分の操作量変化の合計値と制御量
変化の合計値との比が検出される。この検出結果に応じ
て冷凍サイクルに対する操作量が補正される。
【００１３】第２の発明の冷凍サイクル装置では、第１
の発明において、膨脹機構として電動膨張弁が用いら
れ、その電動膨張弁の開度が操作の対象となる。この操
作により、被制御要素である冷媒の過熱度または圧縮機
の吐出冷媒温度が変化する。
の発明において、膨脹機構として電動膨張弁が用いら
れ、その電動膨張弁の開度が操作の対象となる。この操
作により、被制御要素である冷媒の過熱度または圧縮機
の吐出冷媒温度が変化する。
【００１４】第３の発明の冷凍サイクル装置では、第１
または第２の発明において、検出される比とあらかじめ
記憶されている基準値との比較により、冷凍サイクルの
配管長が推定される。
または第２の発明において、検出される比とあらかじめ
記憶されている基準値との比較により、冷凍サイクルの
配管長が推定される。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。能力可変圧縮機１の吐出口に逆止弁２
および四方弁３を介して室外熱交換器４が配管接続さ
れ、その室外熱交換器４に膨脹機構たとえば電動膨張弁
５を介して室内熱交換器６が配管接続される。そして、
室内熱交換器６が上記四方弁３を介して圧縮機１の吸込
口に配管接続される。
照して説明する。能力可変圧縮機１の吐出口に逆止弁２
および四方弁３を介して室外熱交換器４が配管接続さ
れ、その室外熱交換器４に膨脹機構たとえば電動膨張弁
５を介して室内熱交換器６が配管接続される。そして、
室内熱交換器６が上記四方弁３を介して圧縮機１の吸込
口に配管接続される。
【００１６】電動膨張弁５は、入力される駆動パルスの
数に応じて開度が連続的に変化するパルスモータバルブ
（ＰＭＶ）である。冷房運転時は、圧縮機１の吐出冷媒
が図示実線矢印の方向に流れる冷房サイクルが形成さ
れ、室外熱交換器４が凝縮器、室内熱交換器６が蒸発器
として機能する。
数に応じて開度が連続的に変化するパルスモータバルブ
（ＰＭＶ）である。冷房運転時は、圧縮機１の吐出冷媒
が図示実線矢印の方向に流れる冷房サイクルが形成さ
れ、室外熱交換器４が凝縮器、室内熱交換器６が蒸発器
として機能する。
【００１７】暖房運転時は、四方弁３の切換作動によ
り、圧縮機１の吐出冷媒が図示破線矢印の方向に流れる
暖房サイクルが形成され、室内熱交換器６が凝縮器、室
外熱交換器４が蒸発器として機能する。
り、圧縮機１の吐出冷媒が図示破線矢印の方向に流れる
暖房サイクルが形成され、室内熱交換器６が凝縮器、室
外熱交換器４が蒸発器として機能する。
【００１８】室外熱交換器４と電動膨張弁５との間の配
管にキャピラリチューブ７を有するバイパス管８の一端
が接続され、バイパス管８の他端が圧縮機１の吸込口に
配管接続される。
管にキャピラリチューブ７を有するバイパス管８の一端
が接続され、バイパス管８の他端が圧縮機１の吸込口に
配管接続される。
【００１９】室外熱交換器４において、冷房時に冷媒出
口側となる箇所に、熱交換器温度センサ（Ｔｃ）１１が
取付けられる。四方弁３と圧縮機１の吸込口との間の冷
媒吸込側配管に、冷媒温度センサ（Ｔsu）１２が取付け
られる。バイパス管８において、キャピラリチューブ７
の下流側に冷媒温度センサ（Ｔｘ）１３が取付けられ
る。
口側となる箇所に、熱交換器温度センサ（Ｔｃ）１１が
取付けられる。四方弁３と圧縮機１の吸込口との間の冷
媒吸込側配管に、冷媒温度センサ（Ｔsu）１２が取付け
られる。バイパス管８において、キャピラリチューブ７
の下流側に冷媒温度センサ（Ｔｘ）１３が取付けられ
る。
【００２０】一方、商用交流電源２０に、インバータ回
路２１および制御部３０が接続される。そして、制御部
３０に、四方弁３、電動膨張弁５、熱交換器温度センサ
１１、冷媒温度センサ１２，１３、インバータ回路２
１、操作部３１、および室内温度センサ３２が接続され
る。
路２１および制御部３０が接続される。そして、制御部
３０に、四方弁３、電動膨張弁５、熱交換器温度センサ
１１、冷媒温度センサ１２，１３、インバータ回路２
１、操作部３１、および室内温度センサ３２が接続され
る。
【００２１】インバータ回路２１は、電源電圧を整流
し、それを制御部３０の指令に応じた周波数（および電
圧）の交流に変換し、出力する。この出力は、圧縮機１
のモータに駆動電力として供給される。
し、それを制御部３０の指令に応じた周波数（および電
圧）の交流に変換し、出力する。この出力は、圧縮機１
のモータに駆動電力として供給される。
【００２２】制御部３０は、当該空気調和機の全般にわ
たる制御を行なうもので、図２に示すように、主要な機
能手段として、ＳＨ演算手段、安定化制御手段、動特性
検出手段、開度制御手段、動特性比較手段、動特性基準
値記憶手段、および配管長推定手段を有する。
たる制御を行なうもので、図２に示すように、主要な機
能手段として、ＳＨ演算手段、安定化制御手段、動特性
検出手段、開度制御手段、動特性比較手段、動特性基準
値記憶手段、および配管長推定手段を有する。
【００２３】ＳＨ演算手段は、冷凍サイクルの被制御要
素として冷媒の過熱度ＳＨを検知する検知手段であり、
冷房時は冷媒温度センサ１２の検知温度Ｔsuと冷媒温度
センサ１３の検知温度（飽和冷媒温度）Ｔｘとの差を室
内熱交換器６での冷媒の過熱度ＳＨとして検知し、暖房
時は冷媒温度センサ１２の検知温度Ｔsuと熱交換器温度
センサ１１の検知温度（蒸発器温度）Ｔｅとの差を室外
熱交換器４での冷媒の過熱度ＳＨとして検知する。
素として冷媒の過熱度ＳＨを検知する検知手段であり、
冷房時は冷媒温度センサ１２の検知温度Ｔsuと冷媒温度
センサ１３の検知温度（飽和冷媒温度）Ｔｘとの差を室
内熱交換器６での冷媒の過熱度ＳＨとして検知し、暖房
時は冷媒温度センサ１２の検知温度Ｔsuと熱交換器温度
センサ１１の検知温度（蒸発器温度）Ｔｅとの差を室外
熱交換器４での冷媒の過熱度ＳＨとして検知する。
【００２４】安定化制御手段は、一定時間間隔Δｔの制
御ループごとに、ＳＨ演算手段で検知される現時点の過
熱度ＳＨ(t) とあらかじめ定められている目標値（一定
値）ＳＨｓとの偏差Ｅ(t) ＝ＳＨ(t) −ＳＨｓを求め、
かつこの偏差Ｅ(t) と前回求めた偏差Ｅ(t-1) との間の
変化量ΔＥ(t) ＝Ｅ(t) −Ｅ(t-1) を求め、これらＥ
(t) およびΔＥ(t) を入力とするＰＩＤ制御（フィード
バック制御の一種）により電動膨張弁５の現時点の開度
に対する操作量ΔＰＬＳを求める。
御ループごとに、ＳＨ演算手段で検知される現時点の過
熱度ＳＨ(t) とあらかじめ定められている目標値（一定
値）ＳＨｓとの偏差Ｅ(t) ＝ＳＨ(t) −ＳＨｓを求め、
かつこの偏差Ｅ(t) と前回求めた偏差Ｅ(t-1) との間の
変化量ΔＥ(t) ＝Ｅ(t) −Ｅ(t-1) を求め、これらＥ
(t) およびΔＥ(t) を入力とするＰＩＤ制御（フィード
バック制御の一種）により電動膨張弁５の現時点の開度
に対する操作量ΔＰＬＳを求める。
【００２５】動特性検出手段は、安定化制御手段で求め
られる操作量ΔＰＬＳと、その操作量ΔＰＬＳが加えら
れることで過熱度ＳＨが受ける制御量ΔＳＨとの間の動
特性を検出する。具体的には、操作量ΔＰＬＳの変化方
向および過熱度ＳＨが受ける制御量ΔＳＨの変化方向に
変更がないまま電動膨張弁５に対する操作回数Ｃが所定
値ｋに達したとき、その操作回数分の操作量変化の合計
値と制御量変化の合計値との比をゲインγとして検出す
る。
られる操作量ΔＰＬＳと、その操作量ΔＰＬＳが加えら
れることで過熱度ＳＨが受ける制御量ΔＳＨとの間の動
特性を検出する。具体的には、操作量ΔＰＬＳの変化方
向および過熱度ＳＨが受ける制御量ΔＳＨの変化方向に
変更がないまま電動膨張弁５に対する操作回数Ｃが所定
値ｋに達したとき、その操作回数分の操作量変化の合計
値と制御量変化の合計値との比をゲインγとして検出す
る。
【００２６】開度制御手段は、安定化制御手段で求めら
れる操作量ΔＰＬＳを動特性検出手段で検出される動特
性（ゲインγ）に応じて補正する補正手段、およびこの
補正手段で補正される操作量ΔＰＬＳ´だけ電動膨張弁
５の開度を操作する操作手段を有する。
れる操作量ΔＰＬＳを動特性検出手段で検出される動特
性（ゲインγ）に応じて補正する補正手段、およびこの
補正手段で補正される操作量ΔＰＬＳ´だけ電動膨張弁
５の開度を操作する操作手段を有する。
【００２７】動特性比較手段は、動特性検出手段で検出
される動特性（ゲインγ）と動特性基準値記憶手段にあ
らかじめ記憶されている動特性基準値とを比較する。配
管長推定手段は、動特性比較手段の比較結果に応じて冷
凍サイクルの配管長を推定する。
される動特性（ゲインγ）と動特性基準値記憶手段にあ
らかじめ記憶されている動特性基準値とを比較する。配
管長推定手段は、動特性比較手段の比較結果に応じて冷
凍サイクルの配管長を推定する。
【００２８】つぎに、上記の構成の作用を図３のフロー
チャートを参照して説明する。冷房運転時および暖房運
転時、室内温度センサ３２で検知される室内温度Ｔａと
操作部３１で設定される設定室内温度Ｔｓとの差が検出
され、その温度差（空調負荷）に応じて圧縮機１の運転
周波数Ｆが制御される。この運転周波数制御により、室
内温度Ｔａが設定室内温度Ｔｓに向かって収束する。
チャートを参照して説明する。冷房運転時および暖房運
転時、室内温度センサ３２で検知される室内温度Ｔａと
操作部３１で設定される設定室内温度Ｔｓとの差が検出
され、その温度差（空調負荷）に応じて圧縮機１の運転
周波数Ｆが制御される。この運転周波数制御により、室
内温度Ｔａが設定室内温度Ｔｓに向かって収束する。
【００２９】運転中、一定時間間隔Δｔの制御ループが
繰返され、蒸発器（冷房時は室内熱交換器６、暖房時は
室外熱交換器４）での冷媒の過熱度ＳＨが検知される。
そして、検知される現時点の過熱度ＳＨ(t) とあらかじ
め定められている目標値（一定値）ＳＨｓとの偏差Ｅ
(t) ＝ＳＨ(t) −ＳＨｓが求められ、かつ偏差Ｅ(t) と
前回求められた偏差Ｅ(t-1) との間の変化量ΔＥ(t) ＝
Ｅ(t) −Ｅ(t-1) が求められ、このＥ(t) およびΔＥ
(t) を入力とするＰＩＤ制御（フィードバック制御）に
より電動膨張弁５の現時点の開度に対する操作量ΔＰＬ
Ｓが求められる。
繰返され、蒸発器（冷房時は室内熱交換器６、暖房時は
室外熱交換器４）での冷媒の過熱度ＳＨが検知される。
そして、検知される現時点の過熱度ＳＨ(t) とあらかじ
め定められている目標値（一定値）ＳＨｓとの偏差Ｅ
(t) ＝ＳＨ(t) −ＳＨｓが求められ、かつ偏差Ｅ(t) と
前回求められた偏差Ｅ(t-1) との間の変化量ΔＥ(t) ＝
Ｅ(t) −Ｅ(t-1) が求められ、このＥ(t) およびΔＥ
(t) を入力とするＰＩＤ制御（フィードバック制御）に
より電動膨張弁５の現時点の開度に対する操作量ΔＰＬ
Ｓが求められる。
【００３０】操作量ΔＰＬＳが求められると、その操作
量ΔＰＬＳが後述するゲインγに応じて補正される。そ
して、補正後の操作量ΔＰＬＳ´だけ、実際に電動膨張
弁５の開度が操作される。
量ΔＰＬＳが後述するゲインγに応じて補正される。そ
して、補正後の操作量ΔＰＬＳ´だけ、実際に電動膨張
弁５の開度が操作される。
【００３１】電動膨張弁５の開度が操作されると、蒸発
器に流入する冷媒の量が変化し、過熱度ＳＨが変化す
る。この変化量は、すなわち開度操作によって過熱度Ｓ
Ｈが受ける制御量ΔＳＨである。
器に流入する冷媒の量が変化し、過熱度ＳＨが変化す
る。この変化量は、すなわち開度操作によって過熱度Ｓ
Ｈが受ける制御量ΔＳＨである。
【００３２】電動膨張弁５の開度操作が繰返されるごと
に、操作量ΔＰＬＳの変化方向および過熱度ＳＨが受け
る制御量ΔＳＨの変化方向にそれぞれ変更があるか否か
判定される。両変化方向に変更がないとき、カウント値
Ｃが“１”カウントアップされる。両変化方向の少なく
とも一方に変更があった場合には、カウント値Ｃがクリ
アされる。
に、操作量ΔＰＬＳの変化方向および過熱度ＳＨが受け
る制御量ΔＳＨの変化方向にそれぞれ変更があるか否か
判定される。両変化方向に変更がないとき、カウント値
Ｃが“１”カウントアップされる。両変化方向の少なく
とも一方に変更があった場合には、カウント値Ｃがクリ
アされる。
【００３３】両変化方向に変更がないままカウントアッ
プが続いてカウント値Ｃが所定値ｋに達すると、下式に
より、操作回数ｋ回分の操作量変化の合計値と制御量変
化の合計値との比がゲインγとして検出される。
プが続いてカウント値Ｃが所定値ｋに達すると、下式に
より、操作回数ｋ回分の操作量変化の合計値と制御量変
化の合計値との比がゲインγとして検出される。
【００３４】
【数１】
【００３５】このゲインγに応じて操作量ΔＰＬＳが補
正される。たとえば、ゲインγに対し、0.01未満の領
域、0.01以上で0.1 未満の領域、0.1 以上の領域という
３つの領域が定められており、これら領域ごとに操作量
ΔＰＬＳに対する補正量α1 ，α2 ，α3 が定められて
いる。ゲインγが0.01未満の値であれば、操作量ΔＰＬ
Ｓがα1 だけ補正されることになる。
正される。たとえば、ゲインγに対し、0.01未満の領
域、0.01以上で0.1 未満の領域、0.1 以上の領域という
３つの領域が定められており、これら領域ごとに操作量
ΔＰＬＳに対する補正量α1 ，α2 ，α3 が定められて
いる。ゲインγが0.01未満の値であれば、操作量ΔＰＬ
Ｓがα1 だけ補正されることになる。
【００３６】そして、上記したように、補正後の操作量
ΔＰＬＳ´だけ実際に電動膨張弁５の開度が操作され
る。運転開始時、過熱度ＳＨが目標値ＳＨｓから大きく
外れてたとえば液バック領域（蒸発器で蒸発しきれなか
った液冷媒が圧縮機に吸込まれること）にある場合、あ
るいは電動膨張弁５の開度が安定開度から大きく外れて
いる場合、開度操作が何回か繰返されても、操作量ΔＰ
ＬＳの変化方向および過熱度ＳＨが受ける制御量ΔＳＨ
の変化方向はどちらも一方向を保つことになる。
ΔＰＬＳ´だけ実際に電動膨張弁５の開度が操作され
る。運転開始時、過熱度ＳＨが目標値ＳＨｓから大きく
外れてたとえば液バック領域（蒸発器で蒸発しきれなか
った液冷媒が圧縮機に吸込まれること）にある場合、あ
るいは電動膨張弁５の開度が安定開度から大きく外れて
いる場合、開度操作が何回か繰返されても、操作量ΔＰ
ＬＳの変化方向および過熱度ＳＨが受ける制御量ΔＳＨ
の変化方向はどちらも一方向を保つことになる。
【００３７】過熱度ＳＨが目標値ＳＨｓから大きく外れ
ていたり、あるいは電動膨張弁５の開度が安定開度から
大きく外れている場合、また被制御要素である過熱度Ｓ
Ｈのハンチングを防ぐことなどを目的にフィードバック
制御の制御ループの時間間隔Δｔを長くしている場合な
ど、通常の安定化制御を続けるだけでは、過熱度ＳＨが
目標値ＳＨｓへ到達するまでに時間がかかってしまう。
ていたり、あるいは電動膨張弁５の開度が安定開度から
大きく外れている場合、また被制御要素である過熱度Ｓ
Ｈのハンチングを防ぐことなどを目的にフィードバック
制御の制御ループの時間間隔Δｔを長くしている場合な
ど、通常の安定化制御を続けるだけでは、過熱度ＳＨが
目標値ＳＨｓへ到達するまでに時間がかかってしまう。
【００３８】そこで、冷凍サイクルの現状の動特性であ
るゲインγを捕らえ、そのゲインγに基づき、電動膨張
弁５の開度に対する操作量ΔＰＬＳを補正するのであ
る。このような補正を行なうことにより、空気調和機の
設置方法や使用環境によって冷凍サイクルの動特性が変
わっても、それにかかわらず、過熱度ＳＨを目標値ＳＨ
ｓへと迅速に到達させることができ、制御の応答性の向
上が図れる。
るゲインγを捕らえ、そのゲインγに基づき、電動膨張
弁５の開度に対する操作量ΔＰＬＳを補正するのであ
る。このような補正を行なうことにより、空気調和機の
設置方法や使用環境によって冷凍サイクルの動特性が変
わっても、それにかかわらず、過熱度ＳＨを目標値ＳＨ
ｓへと迅速に到達させることができ、制御の応答性の向
上が図れる。
【００３９】過熱度ＳＨの変化および電動膨張弁５の開
度変化の例を図４に示しており、破線で示す従来の安定
化制御のみの場合に比べ、応答性が格段に向上する。と
ころで、冷凍サイクルの配管長が空気調和機の設置状況
に応じて様々に変化することを考慮し、検出されるゲイ
ンγとあらかじめ記憶されている動特性基準値とが比較
される。
度変化の例を図４に示しており、破線で示す従来の安定
化制御のみの場合に比べ、応答性が格段に向上する。と
ころで、冷凍サイクルの配管長が空気調和機の設置状況
に応じて様々に変化することを考慮し、検出されるゲイ
ンγとあらかじめ記憶されている動特性基準値とが比較
される。
【００４０】配管長がたとえば 3ｍ〜30ｍの範囲で可変
の空気調和機の場合、配管長が 3ｍのときのゲインγ
1 、および配管長が30ｍのときのゲインγ2 がそれぞれ
実験により確かめられ、それが動特性基準値として記憶
されている。さらに、ゲインγ1 ，γ2 には冷房用と暖
房用のそれぞれ二種類が用意される。
の空気調和機の場合、配管長が 3ｍのときのゲインγ
1 、および配管長が30ｍのときのゲインγ2 がそれぞれ
実験により確かめられ、それが動特性基準値として記憶
されている。さらに、ゲインγ1 ，γ2 には冷房用と暖
房用のそれぞれ二種類が用意される。
【００４１】ゲインγと配管長との間には、図５に示す
ように、配管長が長くなるほどゲインγが低くなるとい
う関係がある。検出されるゲインがγ2 であったとする
と、それが図５の線形補間の条件に当て嵌められ、配管
長の推定値Ｌが求められる。
ように、配管長が長くなるほどゲインγが低くなるとい
う関係がある。検出されるゲインがγ2 であったとする
と、それが図５の線形補間の条件に当て嵌められ、配管
長の推定値Ｌが求められる。
【００４２】推定値Ｌは、安定化制御手段におけるフィ
ードバック制御の制御定数を自動チューニングするため
の調整値として利用される。冷凍サイクルの配管長は設
置状況に応じて様々に変化する状況にあり、そのような
状況において配管長を推定してフィードバック制御の制
御定数を自動チューニングすることにより、設置状況な
どに影響を受けることなく安定した運転が可能である。
ードバック制御の制御定数を自動チューニングするため
の調整値として利用される。冷凍サイクルの配管長は設
置状況に応じて様々に変化する状況にあり、そのような
状況において配管長を推定してフィードバック制御の制
御定数を自動チューニングすることにより、設置状況な
どに影響を受けることなく安定した運転が可能である。
【００４３】なお、上記実施例では、被制御要素が冷媒
の過熱度ＳＨである場合を例に説明したが、被制御要素
が圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔｄである場合にも同様に実
施可能である。また、被制御要素が過熱度ＳＨおよび吐
出冷媒温度Ｔｄの両方である場合にも同様に実施可能で
ある。
の過熱度ＳＨである場合を例に説明したが、被制御要素
が圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔｄである場合にも同様に実
施可能である。また、被制御要素が過熱度ＳＨおよび吐
出冷媒温度Ｔｄの両方である場合にも同様に実施可能で
ある。
【００４４】空気調和機への適用について説明したが、
冷凍サイクルを搭載するものであれば、他の機器にも同
様に適用できる。その他、この発明は上記実施例に限定
されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実
施可能である。
冷凍サイクルを搭載するものであれば、他の機器にも同
様に適用できる。その他、この発明は上記実施例に限定
されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実
施可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
冷凍サイクルの被制御要素を検知し、その被制御要素が
所定の状態となるよう冷凍サイクルを操作するととも
に、その操作量の変化方向および被制御要素が受ける制
御量の変化方向に変更がないまま操作手段の操作回数が
所定値に達したとき、その操作回数分の操作量変化の合
計値と制御量変化の合計値との比を検出し、その検出結
果に応じて冷凍サイクルに対する操作量を補正する構成
としたので、冷凍サイクルの被制御要素を目標値へと迅
速に到達させることができる応答性にすぐれた冷凍サイ
クル装置を提供できる。
冷凍サイクルの被制御要素を検知し、その被制御要素が
所定の状態となるよう冷凍サイクルを操作するととも
に、その操作量の変化方向および被制御要素が受ける制
御量の変化方向に変更がないまま操作手段の操作回数が
所定値に達したとき、その操作回数分の操作量変化の合
計値と制御量変化の合計値との比を検出し、その検出結
果に応じて冷凍サイクルに対する操作量を補正する構成
としたので、冷凍サイクルの被制御要素を目標値へと迅
速に到達させることができる応答性にすぐれた冷凍サイ
クル装置を提供できる。
【図１】一実施例の冷凍サイクルおよび制御回路の構成
を示す図。
を示す図。
【図２】同実施例の制御部の主要な機能手段を示すブロ
ック図。
ック図。
【図３】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。
ト。
【図４】同実施例における過熱度変化および電動膨張弁
の開度変化の例を示す図。
の開度変化の例を示す図。
【図５】同実施例における線形補間の条件を示す図。
１…能力可変圧縮機、４…室外熱交換器、５…電動膨張
弁（ＰＭＶ）、６…室内熱交換器、８…バイパス管、１
１…熱交換器温度センサ、１２，１３…冷媒温度セン
サ、２１…インバータ回路、３０…制御部。
弁（ＰＭＶ）、６…室内熱交換器、８…バイパス管、１
１…熱交換器温度センサ、１２，１３…冷媒温度セン
サ、２１…インバータ回路、３０…制御部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 1/00 304
F24F 11/02 102
Claims (3)
- 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、膨脹機構、蒸発器を順
次に配管接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルと、 この冷凍サイクルの被制御要素を検知する検知手段と、 この検知手段で検知される被制御要素が所定の状態とな
るよう、前記冷凍サイクルを操作する操作手段と、 この操作手段の操作量の変化方向および前記被制御要素
が受ける制御量の変化方向に変更がないまま前記操作手
段の操作回数が所定値に達したとき、その操作回数分の
操作量変化の合計値と制御量変化の合計値との比を検出
する検出手段と、 この検出手段の検出結果に応じて前記操作手段の操作量
を補正する補正手段と、 を具備したことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷凍サイクル装置にお
いて、 膨脹機構は、電動膨張弁であり、 操作手段の操作の対象は、前記電動膨張弁の開度であ
り、 被制御要素は、冷媒の過熱度または圧縮機の吐出冷媒温
度である、 ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の冷凍サ
イクル装置において、 検出手段の検出結果とあらかじめ記憶されている基準値
との比較により、冷凍サイクルの配管長を推定する推定
手段、 を設けたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14883395A JP3375235B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14883395A JP3375235B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338664A JPH08338664A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3375235B2 true JP3375235B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=15461760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14883395A Expired - Fee Related JP3375235B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375235B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005123229A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Nec Engineering Ltd | 光ファイバ増幅装置及びその制御方法 |
| US8156750B2 (en) * | 2008-07-29 | 2012-04-17 | Agri Control Technologies, Inc. | Dynamic superheat control for high efficiency refrigeration system |
| JP5391785B2 (ja) * | 2009-04-02 | 2014-01-15 | ダイキン工業株式会社 | 空調システム |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP14883395A patent/JP3375235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08338664A (ja) | 1996-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |