JP3484902B2 - 冷凍装置の制御装置 - Google Patents

冷凍装置の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍装置などの
運転制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の技術としては、特開昭５
６−６４２５６号公報に記載されているものがある。以
下図面を用いて説明する。
【０００３】図１７に示すように空気調和機は圧縮機
１、凝縮器２、第１の減圧器３、気液分離器４、第２の
減圧器５、蒸発器６を経て圧縮機１に戻るサイクルを基
本サイクルとし、気液分離器４で分離されたガスをガス
パイプ７で通り圧縮機１にインジェクションパイプ８か
らインジェクションさせるように構成されている。この
ような空気調和機において、ガスパイプ７に流量調節弁
９を設け、これを蒸発器６の出口側に設けた感温筒１０
による冷媒温度に応じて制御する。即ち冷媒温度が低下
したときは流量調節弁９の開度を小さくし、また逆に冷
媒温度が上昇したときはその開度を大きくする。また、
図１８に示すように、理想的なガスインジェクションを
利用した冷凍サイクルの場合、成績係数が最大となるよ
うなインジェクション圧力Ｐｉｎｊは吐出圧をＰｄ、吸
入圧をＰｓとすると、
【０００４】
【数１】
【０００５】で示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
のようにインジェクション流量を制御させることで容量
制御を行う場合、図１９に示すような冷凍サイクルとな
り、流量調節弁での圧損が生じ、圧縮機吸入スーパーヒ
ートを一定に保ちつつ負荷に応じて最適なインジェクシ
ョン圧力を確保することが困難である。その結果、圧縮
機効率が低下し、成績係数が悪いという課題を有してい
た。
【０００７】本発明は、インジェクション流量制御を行
うことなく、圧縮機吸入スーパーヒート及び中間圧力の
最適化を図ることで冷凍装置の成績係数を向上させるこ
とを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の冷凍装置の制御装置は、容量可変形圧縮機
と、凝縮器と、可変絞り装置と、気液分離器と、固定絞
り装置と、蒸発器を環状に接続し、前記気液分離器で気
化された後圧縮機に戻す回路を設け、圧縮機吸入温度を
検出する吸入温度検出手段と、蒸発器温度を検出する蒸
発器温度検出手段と、前記吸入温度検出手段により検出
された値と前記蒸発器温度検出手段により検出された値
との差温を算出する差温算出手段と、前記差温検出手段
により出力された値と温度設定値とを比較し制御信号を
出力する第１の比較手段と、前記比較手段の結果に基づ
いて所定周期毎に可変絞り装置の絞り開度を制御する絞
り装置開度制御手段を設けたものである。
【０００９】また、他の本発明の冷凍装置の制御装置
は、容量可変形圧縮機と、凝縮器と、第１の可変絞り装
置と、気液分離器と、第２の可変絞り装置と、蒸発器を
環状に接続し、前記気液分離器で気化された後圧縮機に
戻す回路を設け、前記圧縮機の運転周波数を検出する運
転周波数検出手段と、圧縮機運転周波数検出手段により
検出された値から目標とする中間圧力を算出する前記第
１の設定中間圧力算出手段と、圧縮機吸入温度を検出す
る吸入温度検出手段と、蒸発器温度を検出する蒸発器温
度検出手段と、前記第１の設定中間圧力算出手段より得
られる算出結果に基づいて、前記第１の可変絞り装置の
絞り開度を制御する第１の絞り装置開度制御手段と、前
記吸入温度検出手段により検出された値と前記蒸発器温
度検出手段により検出された値との差温を算出する差温
算出手段と、前記差温検出手段により出力された値と温
度設定値とを比較し制御信号を出力する比較手段と、前
記比較手段の結果に基づいて所定周期毎に前記第２の可
変絞り装置の絞り開度を制御する絞り装置開度制御手段
を設けたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、上記手段により次のよ
うな作用を有する。
【００１１】すなわち、圧縮機吸入温度検出手段により
検出された値と前記蒸発器温度検出手段により検出され
た値との差温を算出する差温算出手段と、前記差温検出
手段により出力された値と温度設定値とを比較し制御信
号を出力する前記第１の比較手段を有することで、前記
差温が前記設定値より大きい場合は前記可変絞り装置の
絞り開度が小さくなるように制御信号が出力され、前記
絞り装置の開度が小さくなり、前記差温が前記設定値よ
り小さい場合は前記可変装置の開度が大きくなるように
制御信号が出力され、前記絞り装置の開度が大きくな
り、前記圧縮機吸入冷媒のスーパーヒートを最適に保つ
ことが可能である。
【００１２】また、前記吐出冷媒温度が取り得る温度範
囲を複数個の温度ゾーンに分割し、運転周波数が取り得
る値に対しそれぞれ各温度ゾーン毎に前記可変絞り装置
の絞り開度を決めて記憶する絞り開度記憶手段を有する
ことで、前記可変絞り装置の開度を制御することにより
前記圧縮機吸入冷媒のスーパーヒートを最適に保つこと
が可能である。
【００１３】また、前記圧縮機運転周波数検出手段によ
り検出された値から目標とする中間圧力を算出する設定
中間圧力算出手段を有することで、前記可変絞り装置の
絞り開度を制御して中間圧力を前記設定中間圧力に保つ
ことが可能である。
【００１４】また、前記気液分離器内冷媒温度検出手段
と、前記冷媒圧力算出手段と、中間圧力算出手段と、前
記中間圧力算出手段により算出された値と前記設定中間
圧力算出手段とを比較する比較手段を有することで、前
記可変絞り装置の開度を制御して中間圧力を前記設定中
間圧力に保つことが可能である。
【００１５】また、前記凝縮器温度検出手段と、蒸発器
温度検出手段と、前記冷媒圧力算出手段と、前記中間圧
力算出手段により算出された値と前記設定中間圧力算出
手段とを比較する比較手段を有することで、前記可変絞
り装置の開度を制御して中間圧力を前記設定中間圧力に
保つことが可能である。
【００１６】また、前記圧縮機運転周波数検出手段によ
り検出された値から目標とする中間圧力を算出する設定
中間圧力算出手段を有することで、前記第１の可変絞り
装置の絞り開度を制御して中間圧力を前記設定中間圧力
に保つことが可能で、前記圧縮機吸入温度検出手段によ
り検出された値と前記蒸発器温度検出手段により検出さ
れた値との差温を算出する差温算出手段と、前記差温検
出手段により出力された値と温度設定値とを比較し制御
信号を出力する比較手段を有することで、前記差温が前
記設定値より大きい場合は前記第２の可変絞り装置の絞
り開度が小さくなるように制御信号が出力され、前記第
２の絞り装置の開度が小さくなり、前記差温が前記設定
値より小さい場合は前記第２の可変装置の開度が大きく
なるように制御信号が出力され、前記第２の絞り装置の
開度が大きくなり、前記圧縮機吸入冷媒のスーパーヒー
トを最適に保つことが可能である。
【００１７】また、前記気液分離器内冷媒温度検出手段
と、前記冷媒圧力算出手段と、中間圧力算出手段と、前
記中間圧力算出手段により算出された値と前記設定中間
圧力算出手段とを比較する比較手段を有することで、前
記第１の可変絞り装置の開度を制御することで中間圧力
を前記設定中間圧力に保つことが可能である。
【００１８】また、前記凝縮器温度検出手段と、蒸発器
温度検出手段と、前記冷媒圧力算出手段と、前記中間圧
力算出手段により算出された値と前記設定中間圧力算出
手段とを比較する比較手段を有することで、前記第１の
可変絞り装置の開度を制御することで中間圧力を前記設
定中間圧力に保つことが可能である。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１〜図２
を参考に説明する。
【００２０】図１は、本発明の第１の実施例における冷
凍サイクル図である。同図において、１１は圧縮機、１
２は凝縮器、１３は可変絞り装置、１４は気液分離器、
１５は固定絞り装置、１６は蒸発器であり、これらは順
に環状に連結されており、気液分離器１４で気化された
後圧縮機１１に戻す回路を配設している。１７はＬＳ
Ｉ、１８は圧縮機吸入温度を検出するための吸入温度検
出器、１９は蒸発器温度を検出するための蒸発器温度検
出器である。
【００２１】上記構成において、冷凍装置運転時の制御
回路の構成と動作を図２を参考に説明する。図２はＬＳ
Ｉに記憶された冷凍装置のプログラムを示すフローチャ
ートである。このフローチャートから分かるように、本
発明においては吸入スーパーヒートを最適に保つように
可変絞り装置１３の絞り開度を制御する。
【００２２】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図２のステップ５０が実行され、ステップ５０では、
吸入温度検出器により検出された吸入温度Ｔｓｕｃと蒸
発器温度検出器により検出された蒸発器温度Ｔｅｖａの
差温ｈと設定値Ｔ１及びＴ２との比較演算によりＴ１＜
ｈ＜Ｔ２であれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ステップ
５０に戻る。Ｔ１≧ｈかつＴ２≦ｈであれば、「ＮＯ」
の判定がなされ、ステップ５１にすすむ。ステップ５１
では、差温ｈと設定値Ｔ１との比較手段により、Ｔ１≧
ｈであれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ステップ５２に
すすむ。ステップ５２では、可変絞り装置の絞り開度Ｍ
1をＭ1＋Ｎとする制御信号が出力され、ステップ５０に
戻る。Ｔ１＜ｈであれば「ＮＯ」の判定がなされ、ステ
ップ５３にすすむ。ステップ５３では、可変絞り装置の
絞り開度Ｍ1をＭ1−Ｎとする制御信号が出力され、ステ
ップ５０に戻る。
【００２３】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ５０については圧縮機スーパーヒートが最
適か否かを吸入温度と蒸発器温度の差温から判断するた
めの比較演算であり、ステップ５１ではスーパーヒート
が小さすぎるか否かを判断するための比較演算であり、
ステップ５２では可変絞り装置の絞り開度を大きくして
ステップ５０に戻り、ステップ５３では可変絞り装置の
絞り開度を小さくしてステップ５０に戻る。
【００２４】このように、圧縮機スーパーヒートを最適
に保ちながらインジェクションサイクルを構成すること
により、高い成績係数での冷凍装置の運転が可能とな
る。
【００２５】次に、本発明の第２の実施例について、図
３〜図４を参照しながら説明する。図３は、本発明の第
２の実施例における冷凍サイクル図である。第１の実施
例と異なる点は、圧縮機運転周波数を検出するための運
転周波数検出器２０及び吐出温度を検出するための吐出
温度検出器２１を設けたことである。
【００２６】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図４を参考に説明する。図４はＬＳＩに記憶された
冷凍装置のプログラムを示すフローチャートである。こ
のフローチャートから分かるように、本発明においては
吐出温度及び運転周波数から吸入スーパーヒートを予測
し、スーパーヒートが最適となるように可変絞り装置１
３の絞り開度を制御する。
【００２７】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図４のステップ５４が実行され、ステップ５４では、
運転周波数検出器により運転周波数を検出し、また吐出
温度検出器により吐出温度を検出して、ステップ５５に
すすむ。ステップ５５では、検出された吐出温度から予
め記憶されている分割設定された温度ゾーンを算出し、
更には温度ゾーンに対応した可変絞り開度Ｍm1を算出し
て、ステップ５６にすすむ。ステップ５６では、ステッ
プ５５で算出された可変絞り開度Ｍm1となるように可変
絞り装置を制御してステップ５４に戻る。
【００２８】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ５４については圧縮機運転周波数及び吐出
温度を検出する検出手段であり、ステップ５５は記憶さ
れている温度ゾーンから可変絞り開度を算出する絞り開
度記憶手段であり、ステップ５６は可変絞り装置の絞り
開度を制御してステップ５４に戻る。
【００２９】このように、運転周波数が変化しても、連
続的に圧縮機スーパーヒートを最適に保ちながらインジ
ェクションサイクルを構成することにより、高い成績係
数での冷凍装置の運転が可能となる。
【００３０】次に、本発明の第３の実施例について、図
５〜図６を参照しながら説明する。図５は、本発明の第
３の実施例における冷凍サイクル図である。第１の実施
例と異なる点は、圧縮機運転周波数を検出するための運
転周波数検出器２０を設けたことである。
【００３１】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図６を参考に説明する。図６はＬＳＩに記憶された
冷凍装置のプログラムを示すフローチャートである。こ
のフローチャートから分かるように、本発明においては
運転周波数から最適となる中間圧力を算出し、中間圧力
が最適となるように可変絞り装置１３の絞り開度を制御
する。
【００３２】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図６のステップ５７が実行され、ステップ５７では、
運転周波数検出器により運転周波数を検出し、ステップ
５８にすすむ。ステップ５８では、運転周波数から設定
中間圧力Ｐ1を算出して、ステップ５９にすすむ。ステ
ップ５９では、設定中間圧力Ｐ1から、可変絞り装置開
度Ｍm2を算出して、ステップ６０にすすむ。ステップ６
０では、ステップ５９で算出された可変絞り開度Ｍm2と
なるように可変絞り装置を制御してステップ５７に戻
る。
【００３３】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ５７については圧縮機運転周波数を検出す
る検出手段であり、ステップ５８は設定中間圧力を算出
する算出手段であり、ステップ５９は最適な可変絞り装
置開度を算出する算出手段であり、ステップ６０は可変
絞り装置の絞り開度を制御してステップ５７に戻る。
【００３４】このように、運転周波数が変化しても、連
続的に中間圧力を最適に保ちながらインジェクションサ
イクルを構成することにより、インジェクション流量制
御を行うことなく、高い成績係数での冷凍装置の運転が
可能となる。
【００３５】次に、本発明の第４の実施例について、図
７〜図８を参照しながら説明する。図７は、本発明の第
４の実施例における冷凍サイクル図である。第１の実施
例と異なる点は、凝縮器温度を検出するための凝縮器温
度検出器２２と、気液分離器の温度を検出するための気
液分離器温度検出器２３を設けたことである。
【００３６】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図８を参考に説明する。図８はＬＳＩに記憶された
冷凍装置のプログラムを示すフローチャートである。こ
のフローチャートから分かるように、本発明においては
凝縮器温度及び蒸発器温度から設定中間圧力を算出し、
気液分離器温度から実際の中間圧力を算出し、設定中間
圧力と中間圧力を比較し、中間圧力が最適となるように
可変絞り装置１３の絞り開度を制御する。
【００３７】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図８のステップ６１が実行され、ステップ６１では、
凝縮器温度検出器及び蒸発器温度検出器により凝縮器温
度及び蒸発器温度を検出し、ステップ６２にすすむ。ス
テップ６２では、凝縮器温度及び蒸発器温度から設定中
間圧力Ｐ2を算出して、ステップ６３にすすむ。ステッ
プ６３では、気液分離器温度検出器により気液分離器温
度を検出し、ステップ６４にすすむ。ステップ６４で
は、気液分離器温度から中間圧力Ｐm1を推算してステッ
プ６５にすすむ。ステップ６５では、中間圧力の設定範
囲における比較演算により、Ｐ2−Ｎ1＜Ｐ m1＜Ｐ2＋Ｎ1
であれば（Ｎ1：例えば１００ｋｐａ）「ＹＥＳ」の判
定がなされ、ステップ６１に戻る。Ｐ2−Ｎ1≧Ｐm1かつ
Ｐ2＋Ｎ1≦Ｐm1であれば、「ＮＯ」の判定がなされ、ス
テップ６６にすすむ。ステップ６６では、Ｐ1−Ｎ1とＰ
m1との比較手段により、Ｐ1−Ｎ1＞Ｐm1であれば「ＹＥ
Ｓ」の判定がなされ、ステップ６７にすすむ。ステップ
６７では、可変絞り装置の絞り開度Ｍ4をＭ4＋Ｎとする
制御信号が出力され、ステップ６５に戻る。Ｐ1−Ｎ1≦
Ｐm1であれば「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ６８に
すすむ。ステップ６８では、可変絞り装置の絞り開度Ｍ
4をＭ4−Ｎとする制御信号が出力され、ステップ６５に
戻る。
【００３８】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ６１については凝縮器温度及び蒸発器温度
を検出する検出手段であり、ステップ６２は設定中間圧
力を算出する算出手段であり、ステップ６３は気液分離
器の温度を検出する検出手段であり、ステップ６４は中
間圧力Ｐm1を算出する算出手段であり、ステップ６５は
実際の中間圧力値が設定中間圧力の圧力幅に入っている
か否かを判断するための比較演算であり、ステップ６６
は中間圧力が設定中間圧力の最下値より低いか否かを判
断するための比較演算であり、ステップ６７は可変絞り
装置の絞り開度を大きくしてステップ６５に戻り、ステ
ップ６８では可変絞り装置の絞り開度を小さくしてステ
ップ６５に戻る。
【００３９】このように、より正確に設定中間圧力を保
つように前記可変絞り装置の絞り開度を制御すること
で、高い成績係数での冷凍装置の運転が可能となる。
【００４０】次に、本発明の第５の実施例について、図
９〜図１０を参照しながら説明する。図９は、本発明の
第５の実施例における冷凍サイクル図である。第１の実
施例と異なる点は、凝縮器温度を検出するための凝縮器
温度検出器２２と、気液分離器内の圧力を検出するため
の気液分離器圧力検出器２４を設けたことである。
【００４１】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図９を参考に説明する。図９はＬＳＩに記憶された
冷凍装置のプログラムを示すフローチャートである。こ
のフローチャートから分かるように、本発明においては
凝縮器温度及び蒸発器温度から設定中間圧力を算出し、
設定中間圧力と気液分離器圧力すなわち中間圧力を比較
し、中間圧力が最適となるように可変絞り装置１３の絞
り開度を制御する。
【００４２】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図１０のステップ７０が実行され、ステップ７０で
は、凝縮器温度検出器及び蒸発器温度検出器により凝縮
器温度及び蒸発器温度を検出し、ステップ７１にすす
む。ステップ７１では、凝縮器温度及び蒸発器温度から
設定中間圧力Ｐ3を算出して、ステップ７２にすすむ。
ステップ７２では、気液分離器圧力検出器により気液分
離器圧力Ｐm2を検出し、ステップ７３にすすむ。ステッ
プ７３では、中間圧力の設定範囲における比較演算によ
り、Ｐ3−Ｎ1＜Ｐm2＜Ｐ3＋Ｎ1であれば「ＹＥＳ」の判
定がなされ、ステップ７０に戻る。Ｐ3−Ｎ1≧Ｐm2かつ
Ｐ3＋Ｎ1≦Ｐm2であれば、「ＮＯ」の判定がなされ、ス
テップ７４にすすむ。ステップ７４では、Ｐ2−Ｎ1とＰ
m2との比較手段により、Ｐ2−Ｎ1＞Ｐ m2であれば「ＹＥ
Ｓ」の判定がなされ、ステップ７３にすすむ。ステップ
７３では、可変絞り装置の絞り開度Ｍ5をＭ5＋Ｎとする
制御信号が出力され、ステップ７３に戻る。Ｐ2−Ｎ1と
≦Ｐm2であれば「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ７６
にすすむ。ステップ７６では、可変絞り装置の絞り開度
Ｍ5をＭ5−Ｎとする制御信号が出力され、ステップ７３
に戻る。
【００４３】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ７０については凝縮器温度及び蒸発器温度
を検出する検出手段であり、ステップ７１は設定中間圧
力を算出する算出手段であり、ステップ７２は気液分離
器の圧力を検出する検出手段であり、ステップ７３は実
際の中間圧力値が設定中間圧力の圧力幅に入っているか
否かを判断するための比較演算であり、ステップ７４は
中間圧力が設定中間圧力の最下値より低いか否かを判断
するための比較演算であり、ステップ７５は可変絞り装
置の絞り開度を大きくしてステップ７３に戻り、ステッ
プ７６では可変絞り装置の絞り開度を小さくしてステッ
プ７３に戻る。
【００４４】このように、気液分離器内の冷媒圧力を検
出することにより、正確かつ迅速に設定中間圧力を保つ
ように前記可変絞り装置の絞り開度を制御することで、
高い成績係数での冷凍装置の運転が可能となる。
【００４５】次に、本発明の第６の実施例について、図
１１〜図１２を参照しながら説明する。図１１は、本発
明の第６の実施例における冷凍サイクル図である。第１
の実施例と異なる点は、気液分離器の上流側に第１の絞
り装置２５と、下流側に第２の絞り装置２６と、運転周
波数検出器２０を設けたことである。
【００４６】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図１２を参考に説明する。図１２はＬＳＩに記憶さ
れた冷凍装置のプログラムを示すフローチャートであ
る。このフローチャートから分かるように、本発明にお
いては運転周波数から最適となる中間圧力を算出し、中
間圧力が最適となるように第１の絞り装置２５の絞り開
度を制御しつつ、吸入スーパーヒートを最適に保つよう
に第２の絞り装置２６を制御する。
【００４７】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図１２のステップ７７が実行され、ステップ７７で
は、運転周波数検出器により運転周波数を検出し、ステ
ップ７８にすすむ。ステップ７８では、運転周波数から
設定中間圧力Ｐ4を算出して、ステップ７９にすすむ。
ステップ７９では、設定中間圧力Ｐ4から、第１の絞り
装置開度Ｍm3を算出して、ステップ８０にすすむ。ステ
ップ８０では、ステップ７９で算出された絞り開度Ｍm3
となるように第１の絞り装置を制御してステップ８１に
すすむ。ステップ８１では、吸入温度検出器により検出
された吸入温度Ｔｓｕｃと蒸発器温度検出器により検出
された蒸発器温度Ｔｅｖａの差温ｈと設定値Ｔ１及びＴ
２との比較演算によりＴ１＜ｈ＜Ｔ２であれば「ＹＥ
Ｓ」の判定がなされ、ステップ７７に戻る。Ｔ１≧ｈか
つＴ２≦ｈであれば、「ＮＯ」の判定がなされ、ステッ
プ８２にすすむ。ステップ８２では、差温ｈと設定値Ｔ
１との比較手段により、Ｔ１≧ｈであれば「ＹＥＳ」の
判定がなされ、ステップ８３にすすむ。ステップ８３で
は、第２の絞り装置の絞り開度Ｍ7をＭ7＋Ｎとする制御
信号が出力され、ステップ７７に戻る。Ｔ１＜ｈであれ
ば「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ８４にすすむ。ス
テップ８４では、第２の絞り装置の絞り開度Ｍ7をＭ7−
Ｎとする制御信号が出力され、ステップ７７に戻る。
【００４８】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ７７については圧縮機運転周波数を検出す
る検出手段であり、ステップ７８は設定中間圧力を算出
する算出手段であり、ステップ７９は最適な可変絞り装
置開度を算出する算出手段であり、ステップ８０は第１
の絞り装置の絞り開度を制御してステップ８１にすす
む。ステップ８１は圧縮機スーパーヒートが最適が否か
を吸入温度と蒸発器温度の差温から判断するための比較
演算であり、ステップ８２はスーパーヒートが小さすぎ
るか否かを判断するための比較演算であり、ステップ８
３は第２の絞り装置の絞り開度を大きくしてステップ７
７に戻り、ステップ８４では第２の絞り装置の絞り開度
を小さくしてステップ７７に戻る。
【００４９】このように、中間圧力を最適に保つように
第１の絞り装置開度を制御しつつ、圧縮機吸入冷媒のス
ーパーヒートを最適に保つように第２の絞り装置の開度
を制御することで、より高い成績係数での冷凍装置の運
転が可能となる。
【００５０】次に、本発明の第７の実施例について、図
１３〜図１４を参照しながら説明する。図１３は、本発
明の第７の実施例における冷凍サイクル図である。第６
の実施例と異なる点は、凝縮器温度を検出するための凝
縮器温度検出器２２と、気液分離器の温度を検出するた
めの気液分離器温度検出器２３を設けたことである。
【００５１】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図１４を参考に説明する。図１４はＬＳＩに記憶さ
れた冷凍装置のプログラムを示すフローチャートであ
る。このフローチャートから分かるように、本発明にお
いては凝縮器温度及び蒸発器温度から設定中間圧力を算
出し、気液分離器温度から実際の中間圧力を算出し、設
定中間圧力と中間圧力を比較し、中間圧力が最適となる
ように第１の絞り装置２５の絞り開度を制御しつつ、吸
入スーパーヒートが最適となるように第２の絞り装置２
６を制御する。
【００５２】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図１４のステップ８５が実行され、ステップ８５で
は、凝縮器温度検出器及び蒸発器温度検出器により凝縮
器温度及び蒸発器温度を検出し、ステップ８６にすす
む。ステップ８６では、凝縮器温度及び蒸発器温度から
設定中間圧力Ｐ5を算出して、ステップ８７にすすむ。
ステップ８７では、気液分離器温度検出器により気液分
離器温度を検出し、ステップ８８にすすむ。ステップ８
８では、気液分離器温度から中間圧力Ｐm3を推算してス
テップ８９にすすむ。ステップ８９では、中間圧力の設
定範囲における比較演算により、Ｐ5−Ｎ1＜Ｐm3＜Ｐ5
＋Ｎ1であれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ステップ９
３にすすむ。Ｐ 5−Ｎ1≧Ｐm3かつＰ5＋Ｎ1≦Ｐm3であれ
ば「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ９０にすすむ。ス
テップ９０では、Ｐ5−Ｎ1とＰm3との比較手段により、
Ｐ5−Ｎ1＞Ｐm3であれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ス
テップ９１にすすむ。ステップ９１では、第１の絞り装
置の絞り開度Ｍ8をＭ8＋Ｎとする制御信号が出力され、
ステップ８９に戻る。Ｐ5−Ｎ1≦Ｐm3であれば「ＮＯ」
の判定がなされ、ステップ９２にすすむ。ステップ９２
では、第１の絞り装置の絞り開度Ｍ8をＭ8−Ｎとする制
御信号が出力され、ステップ８９に戻る。ステップ９３
では、吸入温度検出器により検出された吸入温度Ｔｓｕ
ｃと蒸発器温度検出器により検出された蒸発器温度Ｔｅ
ｖａの差温ｈと設定値Ｔ１及びＴ２との比較演算により
Ｔ１＜Ｈ＜Ｔ２であれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ス
テップ８５に戻る。Ｔ１≧ｈかつＴ２≦ｈであれば、
「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ９４にすすむ。ステ
ップ９４では、差温ｈと設定値Ｔ１との比較手段によ
り、Ｔ１≧ｈあれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ステッ
プ９５にすすむ。ステップ９５では、第２の絞り装置の
絞り開度Ｍ9をＭ9＋Ｎとする制御信号が出力され、ステ
ップ９３に戻る。Ｔ１＜ｈであれば「ＮＯ」の判定がな
され、ステップ９６にすすむ。ステップ９６では、第２
の絞り装置の絞り開度Ｍ9をＭ9−Ｎとする制御信号が出
力され、ステップ９３に戻る。
【００５３】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ８５については凝縮器温度及び蒸発器温度
を検出する検出手段であり、ステップ８６は設定中間圧
力を算出する算出手段であり、ステップ８７は気液分離
器の温度を検出する検出手段であり、ステップ８８は中
間圧力Ｐm3を算出する算出手段であり、ステップ８９は
実際の中間圧力値が設定中間圧力の圧力幅に入っている
か否かを判断するための比較演算であり、ステップ９０
は中間圧力が設定中間圧力の最下値より低いか否かを判
断するための比較演算であり、ステップ９１は第１の絞
り装置の絞り開度を大きくしてステップ８９に戻り、ス
テップ９２では第１の絞り装置の絞り開度を小さくして
ステップ８９に戻る。ステップ９３では、圧縮機スーパ
ーヒートが最適か否かを吸入温度と蒸発器温度の差温か
ら判断するための比較演算であり、ステップ９４ではス
ーパーヒートが小さすぎるか否かを判断するための比較
演算であり、ステップ９５では第２の絞り装置の絞り開
度を大きくしてステップ９３に戻り、ステップ９６では
第２の絞り装置の絞り開度を小さくしてステップ９３に
戻る。
【００５４】このように、凝縮器温度及び蒸発器温度を
検出して最適な中間圧力を算出し、予測される中間圧力
と比較して前記第１の絞り装置の絞り開度を制御しつ
つ、吸入スーパーヒートを最適に保つように第２の絞り
装置を制御することで、より正確に高い成績係数での冷
凍装置の運転が可能となる。
【００５５】次に、本発明の第８の実施例について、図
１５〜図１６を参照しながら説明する。図１５は、本発
明の第８の実施例における冷凍サイクル図である。第６
の実施例と異なる点は、凝縮器温度を検出するための凝
縮器温度検出器２２と、気液分離器の冷媒圧力を検出す
るための気液分離器冷媒圧力検出器２４を設けたことで
ある。
【００５６】この冷凍装置運転時の制御回路の構成と動
作を図１６を参考に説明する。図１６はＬＳＩに記憶さ
れた冷凍装置のプログラムを示すフローチャートであ
る。このフローチャートから分かるように、本発明にお
いては凝縮器温度及び蒸発器温度から設定中間圧力を算
出し、設定中間圧力と中間圧力を比較し、中間圧力が最
適となるように第１の絞り装置２５の絞り開度を制御し
つつ、吸入スーパーヒートが最適となるように第２の絞
り装置２６を制御する。
【００５７】リモコン、あるいは強制運転等により運転
の指示が出ると、冷凍装置の運転が始まる。これと同時
に図１６のステップ１０１が実行され、ステップ１０１
では、凝縮器温度検出器及び蒸発器温度検出器により凝
縮器温度及び蒸発器温度を検出し、ステップ１０２にす
すむ。ステップ１０２では、凝縮器温度及び蒸発器温度
から設定中間圧力Ｐ6を算出して、ステップ１０３にす
すむ。ステップ１０３では、気液分離器圧力検出器によ
り気液分離器圧力Ｐm4を検出し、ステップ１０４にすす
む。ステップ１０４では、中間圧力の設定範囲における
比較演算により、Ｐ6−Ｎ1＜Ｐm4＜Ｐ6＋Ｎ1であれば
「ＹＥＳ」の判定がなされ、ステップ１０８にすすむ。
Ｐ6−Ｎ1≧Ｐm4かつＰ6＋Ｎ1≦Ｐm4であれば、「ＮＯ」
の判定がなされ、ステップ１０５にすすむ。ステップ１
０５では、Ｐ6−Ｎ1とＰm4との比較手段により、Ｐ6−
Ｎ1＞Ｐm4であれば「ＹＥＳ」の判定がなされ、ステッ
プ１０６にすすむ。ステップ１０６では、第１の絞り装
置の絞り開度Ｍ10をＭ10＋Ｎとする制御信号が出力さ
れ、ステップ１０４に戻る。Ｐ6−Ｎ1≦Ｐm4であれば
「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ１０７にすすむ。ス
テップ１０７では、第１の絞り装置の絞り開度Ｍ10をＭ
10−Ｎとする制御信号が出力され、ステップ１０４に戻
る。ステップ１０８では、吸入温度検出器により検出さ
れた吸入温度Ｔｓｕｃと蒸発器温度検出器により検出さ
れた蒸発器温度Ｔｅｖａの差温ｈと設定値Ｔ１及びＴ２
との比較演算によりＴ１＜ｈ＜Ｔ２であれば「ＹＥＳ」
の判定がなされ、ステップ１０１に戻る。Ｔ１≧ｈかつ
Ｔ２≦ｈであれば、「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ
１０９にすすむ。ステップ１０９では、差温ｈと設定値
Ｔ１との比較手段により、Ｔ１≧ｈであれば「ＹＥＳ」
の判定がなされ、ステップ１１０にすすむ。ステップ１
１０では、第２の絞り装置の絞り開度Ｍ11をＭ11＋Ｎと
する制御信号が出力され、ステップ１０８に戻る。Ｔ１
＜ｈであれば「ＮＯ」の判定がなされ、ステップ１１１
にすすむ。ステップ１１１では、第２の絞り装置の絞り
開度Ｍ11をＭ11−Ｎとする制御信号が出力され、ステッ
プ１０８に戻る。
【００５８】各ステップについて意図を説明する。すな
わちステップ１０１については凝縮器温度及び蒸発器温
度を検出する検出手段であり、ステップ１０２は設定中
間圧力を算出する算出手段であり、ステップ１０３は気
液分離器の圧力Ｐm4を検出する検出手段であり、ステッ
プ１０４は実際の中間圧力値が設定中間圧力の圧力幅に
入っているか否かを判断するための比較演算であり、ス
テップ１０５は中間圧力が設定中間圧力の最下値より低
いか否かを判断するための比較演算であり、ステップ１
０６は第１の絞り装置の絞り開度を大きくしてステップ
１０４に戻り、ステップ１０７では第１の絞り装置の絞
り開度を小さくしてステップ１０４に戻る。ステップ１
０８では、圧縮機スーパーヒートが最適か否かを吸入温
度と蒸発器温度の差温から判断するための比較演算であ
り、ステップ１０９ではスーパーヒートが小さすぎるか
否かを判断するための比較演算であり、ステップ１１０
では第２の絞り装置の絞り開度を大きくしてステップ１
０８に戻り、ステップ１１１では第２の絞り装置の絞り
開度を小さくしてステップ１０８に戻る。
【００５９】このように、凝縮器温度及び蒸発器温度を
検出して最適な中間圧力を算出し、実際の中間圧力と比
較して前記第１の絞り装置の絞り開度を制御しつつ、吸
入スーパーヒートを最適に保つように第２の絞り装置を
制御することで、より正確かつ迅速に高い成績係数での
冷凍装置の運転が可能となる。
【００６０】
【発明の効果】本発明は、上記手段により次のような作
用を有する。
【００６１】すなわち、圧縮機吸入温度検出手段により
検出された値と前記蒸発器温度検出手段により検出され
た値との差温を算出する差温算出手段と、前記差温検出
手段により出力された値と温度設定値とを比較し制御信
号を出力する比較手段を有することで、圧縮機吸入冷媒
のスーパーヒートを最適に保つように可変絞り装置の開
度を制御することが可能で、高い成績係数での冷凍装置
の運転が可能となる。
【００６２】また、前記吐出温度が取り得る温度範囲を
複数個の温度ゾーンに分割し、運転周波数が取り得る値
に対しそれぞれ各温度ゾーン毎に可変絞り装置の絞り開
度を決めて記憶する絞り開度記憶手段を有することで、
圧縮機吸入冷媒のスーパーヒートを最適に保つように可
変絞り装置の絞り開度を制御することが可能で、連続的
に高い成績係数での冷凍装置の運転が可能となる。
【００６３】また、前記圧縮機運転周波数検出手段によ
り検出された値から目標とする中間圧力を算出する設定
中間圧力算出手段を有することで、設定中間圧力を保つ
ように前記可変絞り装置の絞り開度を制御することが可
能で、インジェクション流量制御を行うことなく、高い
成績係数での冷凍装置の運転が可能となる。
【００６４】また、前記気液分離器内冷媒温度検出手段
と、前記冷媒圧力算出手段と、中間圧力算出手段と、前
記中間圧力算出手段により算出された値と前記設定中間
圧力算出手段とを比較する比較手段を有することで、よ
り正確に設定中間圧力を保つように前記可変絞り装置の
絞り開度を制御することが可能で、高い成績係数での冷
凍装置の運転が可能となる。
【００６５】また、前記凝縮器温度検出手段と、蒸発器
温度検出手段と、前記冷媒圧力算出手段と、前記中間圧
力算出手段により算出された値と前記設定中間圧力算出
手段とを比較する比較手段を有することで、より正確か
つ迅速に設定中間圧力を保つように前記可変絞り装置の
絞り開度を制御することが可能である。
【００６６】また、前記圧縮機運転周波数検出手段によ
り検出された値から目標とする中間圧力を算出する設定
中間圧力算出手段を有することで、設定中間圧力を保つ
ように前記第１の可変絞り装置の絞り開度を制御しつ
つ、圧縮機吸入温度検出手段により検出された値と前記
蒸発器温度検出手段により検出された値との差温を算出
する差温算出手段と、前記差温検出手段により出力され
た値と温度設定値とを比較し制御信号を出力する比較手
段を有することで、圧縮機吸入冷媒のスーパーヒートを
最適に保つように第２の可変絞り装置の開度を制御する
ことが可能で、より高い成績係数での冷凍装置の運転が
可能となる。
【００６７】また、前記気液分離器内冷媒温度検出手段
と、前記冷媒圧力算出手段と、中間圧力算出手段と、前
記中間圧力算出手段により算出された値と前記設定中間
圧力算出手段とを比較する比較手段を有することで、設
定中間圧力を保つように前記第１の可変絞り装置の絞り
開度を制御することが可能で、吸入スーパーヒートを最
適に保ちつつ、より正確に高い成績係数での冷凍装置の
運転が可能となる。
【００６８】また、前記凝縮器温度検出手段と、蒸発器
温度検出手段と、前記冷媒圧力算出手段と、前記中間圧
力算出手段により算出された値と前記設定中間圧力算出
手段とを比較する比較手段を有することで、設定中間圧
力を保つように前記第１の可変絞り装置の絞り開度を制
御することが可能で、吸入スーパーヒートを最適に保ち
つつ、より正確かつ迅速に高い成績係数での冷凍装置の
運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍装置の制御装置の第１の実施例に
おける冷凍サイクル構成図
【図２】同実施例におけるフローチャート
【図３】本発明の冷凍装置の制御装置の第２の実施例に
おける冷凍サイクル構成図
【図４】同実施例におけるフローチャート
【図５】本発明の冷凍装置の制御装置の第３の実施例に
おける冷凍サイクル構成図
【図６】同実施例におけるフローチャート
【図７】本発明の冷凍装置の制御装置の第４の実施例に
おける冷凍サイクル構成図
【図８】同実施例におけるフローチャート
【図９】本発明の冷凍装置の制御装置の第５の実施例に
おける冷凍サイクル構成図
【図１０】同実施例におけるフローチャート
【図１１】本発明の冷凍装置の制御装置の第６の実施例
における冷凍サイクル構成図
【図１２】同実施例におけるフローチャート
【図１３】本発明の冷凍装置の制御装置の第７の実施例
における冷凍サイクル構成図
【図１４】同実施例におけるフローチャート
【図１５】本発明の冷凍装置の制御装置の第８の実施例
における冷凍サイクル構成図
【図１６】同実施例におけるフローチャート
【図１７】従来の冷凍装置における冷凍サイクル構成図
【図１８】従来の理想的なガスインジェクション冷凍サ
イクルモリエル線図
【図１９】従来の冷凍装置における冷凍サイクルモリエ
ル線図
【符号の説明】
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 第１の減圧器 ４ 気液分離器 ５ 第２の減圧器 ６ 蒸発器 ７ ガスパイプ ８ インジェクションパイプ ９ 流量調節弁 １０ 感温筒 １１ 容量可変形圧縮機 １２ 凝縮器 １３ 可変絞り装置 １４ 気液分離器 １５ 固定絞り装置 １６ 蒸発器 １７ インジェクションパイプ ２０ 運転周波数検出器 ２１ 吐出温度検出器 ２２ 凝縮器温度検出器 ２３ 気液分離器内冷媒温度検出器 ２４ 気液分離器内冷媒圧力検出器 ２５ 第１の絞り装置 ２６ 第２の絞り装置 ２７ ＬＳＩ ２８ 圧縮機吸入温度検出器 ２９ 蒸発器温度検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 成人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 若林 寿夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 成相 茂 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 室園 宏治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 福岡 弘嗣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 山向 昌樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 渡辺 雅洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−171361（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−193763（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−5164（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−33910（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 1/00 304 F25B 1/00 311

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容量可変形圧縮機と、凝縮器と、可変絞
    り装置と、気液分離器と、固定絞り装置と、蒸発器を環
    状に接続し、前記気液分離器で気化されたのち前記圧縮
    機に冷媒を戻す回路を設け、前記圧縮機の吐出温度を検
    出する吐出冷媒温度検出手段と、前記圧縮機の運転周波
    数検出手段と、前記吐出温度が取り得る温度範囲を複数
    個の温度ゾーンに分割し、前記圧縮機の運転周波数が取
    り得る値に対しそれぞれ前記各温度ゾーン毎に可変絞り
    装置の絞り開度を対応させて記憶する絞り開度記憶手段
    を設け、前記吐出温度検出手段および前記運転周波数検
    出手段および前記絞り開度記憶手段より得られるデータ
    を用いて所定周期毎に前記可変絞り装置の絞り開度を算
    出し、この算出結果に基づいて前記可変絞り装置の絞り
    開度を制御する冷凍装置の制御装置。
  2. 【請求項２】 容量可変形圧縮機と、凝縮器と、可変絞
    り装置と、気液分離器と、固定絞り装置と、蒸発器を環
    状に接続し、前記気液分離器で気化されたのち前記圧縮
    機に冷媒を戻す回路を設け、前記凝縮器の温度で検出す
    る凝縮器温度検出手段と、気液分離器内の冷媒温度を検
    出する気液分離器冷媒温度検出手段と、冷媒温度から冷
    媒圧力を算出する冷媒圧力算出手段と、凝縮器圧力及び
    蒸発器圧力から設定中間圧を算出する第２の設定中間圧
    力算出手段を設け、前記凝縮器温度検出手段より検出さ
    れた値と蒸発器温度検出手段により検出された値と前記
    気液分離器温度検出手段より検出された値から、前記冷
    媒圧力算出手段により前記凝縮器圧力及び前記蒸発器圧
    力及び冷媒の中間圧力を算出し、前記凝縮器圧力及び前
    記蒸発器圧力から前記第２の設定中間圧力算出手段によ
    り設定中間圧力を算出し、前記中間圧力と前記設定中間
    圧力を比較する第２の比較手段を設け、前記第２の比較
    手段の比較結果に基づいて前記可変絞り装置の絞り開度
    を制御する冷凍装置の制御装置。
  3. 【請求項３】 容量可変形圧縮機と、凝縮器と、可変絞
    り装置と、気液分離器と、固定絞り装置と、蒸発器を環
    状に接続し、前記気液分離器で気化されたのち前記圧縮
    機に冷媒を戻す回路を設け、凝縮器温度検出手段と、気
    液分離器圧力検出手段と、冷媒温度から冷媒圧力を算出
    する冷媒圧力算出手段と、凝縮器圧力及び蒸発器圧力か
    ら設定中間圧を算出する第２の設定中間圧力算出手段を
    設け、前記凝縮器温度検出手段より検出された値と前記
    蒸発器温度検出手段により検出された値から、前記冷媒
    圧力算出手段により前記凝縮器圧力及び前記蒸発器圧力
    を算出し、これらの値から前記第２の設定中間圧力算出
    手段により設定中間圧力を算出し、前記気液分離器内冷
    媒圧力すなわち冷媒の中間圧力と前記設定中間圧力を比
    較する第３の比較手段を設け、前記第３の比較手段の比
    較結果に基づいて前記可変絞り装置の絞り開度を制御す
    る冷凍装置の制御装置。
  4. 【請求項４】 容量可変形圧縮機と、凝縮器と、第１の
    可変絞り装置と、気液分離器と、第２の可変絞り装置
    と、蒸発器を環状に接続し、前記気液分離器で気化され
    た後、前記圧縮機に冷媒を戻す回路を設け、前記圧縮機
    の運転周波数を検出する運転周波数検出手段と、前記圧
    縮機運転周波数検出手段により検出された値から目標と
    する冷媒の中間圧力を算出する前記第１の設定中間圧力
    算出手段と、前記圧縮機吸入冷媒温度を検出する吸入温
    度検出手段と、前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度
    検出手段と、前記第１の設定中間圧力算出手段より得ら
    れる算出結果に基づいて、前記第１の可変絞り装置の絞
    り開度を制御する第１の絞り装置開度制御手段と、前記
    圧縮機の冷媒吸入温度を検出する吸入温度検出手段によ
    り検出された値と前記蒸発器温度検出手段により検出さ
    れた値との差を算出する差温算出手段と、前記差温検出
    手段により出力された値と温度設定値とを比較し制御信
    号を出力する第４の比較手段と、前記第４の比較手段の
    比較結果に基づいて所定周期毎に前記第２の可変絞り装
    置の絞り開度を制御する絞り装置開度制御手段を設けた
    冷凍装置の制御装置。
  5. 【請求項５】 凝縮器温度検出手段と、気液分離器内冷
    媒温度検出手段と、冷媒温度から冷媒圧力を算出する冷
    媒圧力算出手段と、凝縮器圧力及び蒸発器圧力から設定
    中間圧を算出する第２の設定中間圧力算出手段を設け、
    前記凝縮器温度検出手段より検出された値と前記蒸発器
    温度検出手段により検出された値と前記気液分離器温度
    検出手段より検出された値から、前記冷媒圧力算出手段
    により前記凝縮器圧力及び前記蒸発器圧力及び冷媒の中
    間圧力を算出し、前記凝縮器圧力及び前記蒸発器圧力か
    ら前記第２の設定中間圧力算出手段により設定中間圧力
    を算出し、前記中間圧力と前記設定中間圧力を比較する
    第５の比較手段を設け、前記第５の比較手段の比較結果
    に基づいて前記第１の可変絞り装置の絞り開度を制御す
    る請求項４記載の冷凍装置の制御装置。
  6. 【請求項６】 凝縮器温度検出手段と、気液分離器圧力
    検出手段と、冷媒温度から冷媒圧力を算出する冷媒圧力
    算出手段と、凝縮器圧力及び蒸発器圧力から設定中間圧
    を算出する設定中間圧力算出手段を設け、前記凝縮器温
    度検出手段より検出された値と前記蒸発器の温度を検出
    する蒸発器温度検出手段により検出された値から、前記
    冷媒圧力算出手段により前記凝縮器圧力及び前記蒸発器
    圧力を算出し、これらの値から前記第２の設定中間圧力
    算出手段により設定中間圧力を算出し、前記気液分離器
    圧力すなわち冷媒の中間圧力と前記設定中間圧力を比較
    する第６の比較手段を設け、前記第６の比較手段の比較
    結果に基づいて前記第１の可変絞り装置の絞り開度を制
    御する請求項４記載の冷凍装置の制御装置。
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