JP4329858B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
上記冷媒回路(20)の膨張弁(13)は、直動式の電動膨張弁である。ここでは、この膨張弁(13)について、図2を参照しながら説明する。
本実施形態の冷凍装置(10)の運転動作として、コンテナの庫内を冷却する冷却運転について説明する。冷却運転は、対象空間である庫内を温度調節する通常運転である。冷却運転は圧縮機(11)が起動されると開始される。その際、冷媒回路(20)では、庫外熱交換器(12)が凝縮器として動作して庫内熱交換器(14)が蒸発器として動作する冷凍サイクルが行われる。
コントローラ(30)は、上述したように、圧縮機制御部(31)とファン制御部(32)と弁制御部(33)と制御開度補正部(34)とを備えている。弁制御部(33)は弁制御手段を構成している。制御開度補正部(34)は開弁開度検出手段を構成している。
コントローラ(30)の動作のうち開弁開度検出動作と、第1補正動作と、第2補正動作とについて説明する。なお、開弁開度検出動作と第1補正動作とは一連の動作として行われるので、以下では、図5を参照しながら、開弁開度検出動作と第1補正動作とを一緒に説明する。また、この冷凍装置(10)では、冷凍装置(10)の起動時に開弁開度検出動作の前に準備運転とポンプダウン運転とが行われるので、開弁開度検出動作の説明を行う前に、準備運転とポンプダウン運転について説明する。
上記式1において、Pjdgは低圧閾値、RSは吸込温度センサ(27)の計測値、Fは安全率(例えばF=0.5)を表している。また、Refは、温度から使用冷媒の飽和圧力をゲージ圧で求める関数である。上記式1を用いると、吸込温度センサ(27)の計測値(RS)の温度における飽和圧力に安全率を考慮した圧力が、低圧閾値として得られる。
上記式2において、EV_adjは補正値、EV_aveはこの冷凍装置(10)で使用している膨張弁(13)の開弁開度(EV_Llim)の想定値(例えばEV_ave=100)を表している。この実施形態の想定値には、開弁開度(EV_Llim)の個体差によるばらつき範囲として想定された範囲の上限値と下限値の平均値が用いられている。補正値(EV_adj)は、開弁開度(EV_Llim)よりも上記平均値(EV_ave)の方が大きい場合には負の値になる。式2によって算出された補正値(EV_adj)は、記憶部(35)に保存される。なお、記憶部(35)に以前に保存された補正値(EV_adj)が存在している場合には、記憶部(35)に新たな補正値(EV_adj)が上書き保存される。ステップ16(ST16)が終了すると、ステップ17(ST17)が行われる。
式4:EV_adj'=EV_adj+E1
上記式3において、EVL'は補正後の下限指令値、EVLは補正前の下限指令値、E1は第1補正開度(例えばE1=4パルス)を表している。上記式4において、EV_adj'は補正後の補正値、EV_adjは記憶部(35)に保存されている補正前の補正値を表している。なお、第1補正開度(E1)は、制御開度補正部(34)に予め設定されている。第1補正開度(E1)には設定値(ΔEV)よりも小さな値が用いられる。
式6:EV_adj'=EV_adj−E2
上記式5において、EVL'は補正後の下限指令値、EVLは補正前の下限指令値、E2は第2補正開度(例えばE2=2パルス)を表している。上記式6において、EV_adj'は補正後の補正値、EV_adjは記憶部(35)に保存されている補正前の補正値を表している。なお、第2補正開度(E2)は、制御開度補正部(34)に予め設定されている。第2補正開度(E2)には第1補正開度(E1)よりも小さな値が用いられる。
本実施形態では、膨張弁(13)が閉状態から開状態に変化するときの開度の指令値である開弁開度が検出され、検出した開弁開度を用いて膨張弁(13)の制御が行われるので、膨張弁(13)の制御にその膨張弁(13)の開度特性が反映される。つまり、膨張弁(13)の制御が膨張弁(13)の個体差を考慮して行われる。従って、膨張弁(13)を通過する冷媒流量に膨張弁(13)の個体差が反映されるので、膨張弁(13)による流量制御を適正化することができる。
実施形態の変形例について説明する。この変形例では、制御開度補正部(34)が、所定の条件が成立する場合にだけ、冷凍装置(10)の起動時に開弁開度検出動作を行うように構成されている。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
11 圧縮機
12 庫外熱交換器
13 膨張弁
14 庫内熱交換器
20 冷媒回路
21 庫外ファン
22 庫内ファン
30 コントローラ
31 圧縮機制御部
32 ファン制御部(開弁開度検出手段)
33 弁制御部(弁制御手段)
34 制御開度補正部(開弁開度検出手段)
Claims (9)
- 圧縮機(11)と開度可変の膨張弁(13)とが設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、
上記膨張弁(13)の開度を制御する弁制御手段(33)とを備えている冷凍装置であって、
上記膨張弁(13)を閉じた状態で上記圧縮機(11)を運転させるポンプダウン運転後に、該圧縮機(11)を停止した状態で上記膨張弁(13)に出力する開度の指令値を徐々に増大させながら、該膨張弁(13)と圧縮機(11)の吸入側との間の低圧側冷媒の状態の変化に基づいて該膨張弁(13)が開状態になっているか否かの判定を行うことによって、該膨張弁(13)が閉状態から開状態に変化するときの開度の指令値である開弁開度を検出する開弁開度検出動作を行う開弁開度検出手段(32,34)を備え、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、上記低圧側冷媒の圧力が所定の低圧閾値を超えるときの開度の指令値を上記開弁開度として検出する一方、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、所定の上限値に上記開度の指令値が達すると、上記低圧側冷媒の圧力が上記低圧閾値以下であっても、該上限値を上記開弁開度として検出し、
上記弁制御手段(33)は、上記開弁開度検出動作で検出した開弁開度を用いて膨張弁(13)の制御を行うことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、上記開弁開度検出動作の際に、上記開度の指令値を所定の設定値だけ増大させる第1動作と、上記低圧側冷媒の状態の変化に基づいて該膨張弁(13)が開状態になっているか否かを判定する第2動作とを、該第2動作で該膨張弁(13)が開状態になっていることを検出するまで順番に繰り返し行うことによって、上記開弁開度を検出することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1又は2において、
上記弁制御手段(33)では、該弁制御手段(33)に予め設定された下限指令値以上の範囲で上記開度の指令値が決定される一方、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、上記開弁開度を用いて上記下限指令値を補正するように構成されていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項3において、
上記開弁開度検出手段(32,34)では、開弁開度の想定値が設定され、上記開弁開度から該想定値を引いた値が補正値として算出されると共に、上記弁制御手段(33)に予め設定された下限指令値に該補正値を加えることによって補正後の下限指令値が算出されることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項3又は4において、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、対象空間の温度調節を行う通常運転中に上記開度の指令値が下限指令値に等しくなる下限制御状態で、膨張弁(13)を通過する冷媒流量に関する所定の判定条件が成立する場合に上記開弁開度を用いて補正された下限指令値を再補正することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項5において、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、上記下限制御状態で上記膨張弁(13)を通過する冷媒流量が所定の過少状態になる第1条件が上記判定条件として成立する場合に、上記開弁開度を用いて補正された下限指令値を大きな値に再補正することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項5又は6において、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、上記下限制御状態で上記膨張弁(13)を通過する冷媒流量が所定の過多状態になる第2条件が上記判定条件として成立する場合に、上記開弁開度を用いて補正された下限指令値を小さな値に再補正することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至7の何れか1つにおいて、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、所定の条件が成立する場合にだけ、冷凍装置(10)の起動時に上記開弁開度検出動作を行うように構成されていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項3において、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、所定の条件が成立する場合にだけ、冷凍装置(10)の起動時に上記開弁開度検出動作を行うように構成される一方、
上記開弁開度検出手段(32,34)は、該弁制御手段(33)に予め設定された下限指令値と補正後の下限指令値との差を補正値として記憶する記憶部(35)を備え、冷凍装置(10)の起動時に上記開弁開度検出動作を実行しない場合には、該記憶部(35)に記憶されている補正値を用いて上記下限指令値を補正することを特徴とする冷凍装置。
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