JP7246518B2 - 冷凍サイクル装置の制御装置および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

この発明は、冷凍サイクル装置の制御装置および冷凍サイクル装置に関する。

特許第３５５８１８２号公報（特許文献１）には、冷凍サイクル装置に使用される電子膨張弁の故障検知について開示されている。この冷凍サイクル装置は、異常検出手段を備え、異常検出手段は、冷凍サイクルの各箇所の温度と、室外温度及び室内温度とを入力し、冷凍サイクルに異常が発生したか否かを監視している。

特許第３５５８１８２号公報

特許第３５５８１８２号公報（特許文献１）に記載されているような電子膨張弁の故障検知機能においては、熱負荷の急変または一時的な通常使用範囲外での使用によって、蒸発器出口過熱度が正常範囲から外れることがあり、誤検知により異常停止するおそれがあった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電子膨張弁の故障の誤検知が低減された冷凍サイクル装置の制御装置、およびそれを備える冷凍サイクル装置を提供することである。

本開示は、電子膨張弁を搭載する冷凍サイクル装置の制御装置に関する。制御装置は、制御したい物理量の目標値を記憶するメモリと、制御部とを備える。制御部は、ｉ）物理量とメモリに記憶されている目標値とに基づいて電子膨張弁の異常を検知する異常検知処理と、ｉｉ）異常検知処理によって電子膨張弁の異常が検知された場合に、電子膨張弁に対して開度を変更する指令を送信し、物理量に指令に対応する変化が観測されるか否かを判断する弁動作確認処理と、ｉｉｉ）弁動作確認処理において、物理量に変化が観測されない場合に、冷凍サイクル装置を停止させる停止処理と、を実行するように構成される。

本開示の冷凍サイクル装置によれば、電子膨張弁の異常を誤検知して冷凍サイクル装置が誤って停止される事態が回避できる。

実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を示す構成図である。 制御装置１１０が実行する各種の電子膨張弁の定期制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１における異常検知処理の制御を説明するためのフローチャートである。 図３のステップＳ１０６の異常停止処理の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の対象機器であるブラインチラーの構成図である。 実施の形態２における異常検知処理の制御を説明するためのフローチャートである。 図８のステップＳ２１６の異常停止処理の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の変形例１の異常検知処理の制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を示す構成図である。

図１に示す冷凍サイクル装置１００は、具体的には、２段圧縮機を搭載する空冷式の冷凍機である。冷凍サイクル装置１００は、冷熱源ユニット１０１と、冷凍倉庫２５の内部に設置される負荷ユニット１０２とを備える。冷凍サイクル装置１００は、冷凍倉庫２５に設置されている。空冷式のため、圧縮機１および空冷凝縮器３を格納する冷熱源ユニット１０１は屋外に設置されている。

なお、以下の実施の形態では、冷凍サイクル装置の具体例を冷凍機として説明するが、以下の実施の形態に記載された膨張弁の異常の誤検知の抑制、異常停止の抑制に関する技術は、空調装置に対しても適用できる。

冷熱源ユニット１０１は、圧縮機１と、油分離器２と、空冷凝縮器３と、中間冷却器４と、油冷却器７と、中間冷却用膨張弁８と、油冷却用膨張弁９と、モータ冷却用膨張弁１０とを含む。これらの膨張弁は電子膨張弁である。

負荷ユニット１０２は、主液膨張弁５（電子膨張弁）と、蒸発器６と、蒸発圧力センサ２７と、温度センサ２８とを含む。

圧縮機１と、油分離器２と、空冷凝縮器３と、中間冷却器４と、主液膨張弁５と、蒸発器６とは、主流冷媒配管２０によって接続されている。モータ冷却器用冷媒配管２３は、主流冷媒配管２０から分岐し、モータ冷却用膨張弁１０を経由して圧縮機１に接続されている。中間冷却器用冷媒配管２１は、主流冷媒配管２０から分岐し、中間冷却用膨張弁８、中間冷却器４を経由して圧縮機１に接続されている。油冷却器用冷媒配管２２は、主流冷媒配管２０から分岐し、油冷却用膨張弁９、油冷却器７を経由して、圧縮機１に接続されている。給油配管２４は、油分離器２から油冷却器７を経由して、圧縮機１に接続されている。

冷熱源ユニット１０１は、さらに、温度センサ１１，１５～１９と、圧力センサ１２～１４と、制御装置１１０とを含む。

温度センサ１１は、圧縮機１の吸入する冷媒の温度を検出する。圧力センサ１２は、圧縮機１が吸入する冷媒の圧力を検出する。圧力センサ１３は、圧縮機１の中間室に吸入される冷媒の圧力を検出する。圧力センサ１４は、圧縮機１が吐出する冷媒の圧力を検出する。温度センサ１５は、圧縮機１の吐出する冷媒の温度を検出する。温度センサ１６は、中間冷却器４の第１流路出口から流出する液冷媒の温度を検出する。温度センサ１７は、中間冷却器４の第２流路出口から流出するガス冷媒の温度を検出する。温度センサ１８は、油冷却器７から流出する冷凍機油の温度を検出する。温度センサ１９は、油冷却器７から流出するガス冷媒の温度を検出する。温度センサ２８は、蒸発器６の出口のガス冷媒の温度を検出する。

空冷凝縮器３の送風機と、蒸発器６の送風機と、圧縮機１とは、図示しないインバータによって駆動される。制御装置１１０は、インバータへ運転周波数（回転速度）を指令する。制御装置１１０は、図示しないリモコンによって使用者が設定した設定温度をメモリ１１２に記憶する。

制御装置１１０は、庫内温度センサ２６が検出した庫内温度と、メモリ１１２に記憶した設定温度との比較により、冷凍サイクル装置１００の運転および停止を判断する。

なお、以上示した構成は本実施の形態の冷凍サイクル装置の説明のために具体例を示したものであり、これに限定されない。

圧縮機１から吐出された高温かつ高圧のガス冷媒は、油分離器２を通る際に冷凍機油と分離される。冷凍機油と分離されたガス冷媒は、空冷凝縮器３に流入する。

空冷凝縮器３では、インバータ駆動の送風機により外気と冷媒とが熱交換する。その結果、ガス冷媒は凝縮し液冷媒となる。

空冷凝縮器３を出た液冷媒は、中間冷却器４を通過する際に冷却され過冷却度を増し、主液膨張弁５を通過する際に減圧され、低圧の二相冷媒となり蒸発器６に流入する。

蒸発器６では、インバータ駆動の送風機により庫内空気と冷媒とが熱交換する。その結果、二相冷媒は蒸発しガス冷媒となる。

蒸発器６を出たガス冷媒は、圧縮機１に吸い込まれ、主流冷媒配管２０の冷媒サイクルが一巡する。

中間冷却器４は、主流冷媒配管２０の冷媒が流れる第１流路と、中間冷却用膨張弁８において減圧された冷媒が流れる第２流路とを有する。中間冷却器４では、第２流路を流れる二相冷媒と主流の第１流路を流れる液冷媒とが熱交換する。中間冷却器４の第２流路を通過した二相冷媒はガス化し、中間冷却器用冷媒配管２１を通過し、圧縮機１の中間室へ流入する。

油冷却器７では油冷却用膨張弁９において減圧された二相冷媒と、油分離器２を出た冷凍機油とが熱交換する。その結果、冷凍機油が冷却される。油冷却器７において、二相冷媒はガス化する。ガス化した冷媒は、油冷却器用冷媒配管２２を通過し、圧縮機１の中間室へ流入する。一方、油冷却器７で冷却された冷凍機油は、給油配管２４を通って圧縮機１に給油される。

モータ冷却用膨張弁１０にて減圧された二相冷媒は、圧縮機１のモータ室へ流入し、図示しないモータを冷却する。

制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、メモリ１１２（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））と、各種信号を入出力するための入出力バッファ（図示せず）等を含んで構成される。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する制御部（controller）である。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置１１０の処理手順が記されたプログラムである。制御装置１１０は、これらのプログラムに従って、冷凍サイクル装置１００における各機器の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

制御装置１１０は、圧縮機１、空冷凝縮器３の送風機、蒸発器６の送風機の各周波数を制御する。ここで、「周波数」は、モータを駆動するインバータの周波数であり、圧縮機または送風機を駆動しているモータの回転速度のことを意味している。

圧縮機１に関して、制御装置１１０は、メモリ１１２に予め記憶している目標蒸発温度と、蒸発圧力センサ２７が検知する蒸発圧力の飽和温度換算値（蒸発温度）とを比較し、一定の時間間隔で圧縮機１の周波数を制御する。制御装置１１０は、蒸発温度が目標蒸発温度より高ければ圧縮機１の周波数を増加させ冷却能力を増強する。

空冷凝縮器３の送風機に関して、制御装置１１０は、メモリ１１２に記憶された目標凝縮温度の演算式に従い、外気温度などの計測値を用いて目標凝縮温度を計算する。該目標凝縮温度と圧力センサ１４の検出した圧力に対応する飽和温度である凝縮温度との差に基づき、制御装置１１０は、一定の時間間隔で空冷凝縮器３の送風機の周波数を制御する。制御装置１１０は、例えば、凝縮温度が目標凝縮温度よりも高ければ送風機の周波数を増加させ、逆の温度条件であれば、送風機の周波数を減少させる。

蒸発器６の送風機に関して、制御装置１１０は、庫内温度センサ２６により検出した庫内温度と、使用者により設定された設定温度とに基づき、蒸発器６の送風機の周波数を制御する。例えば、制御装置１１０は、通常は６０Ｈｚの周波数で送風機を運転し、庫内温度が低下し、設定温度（サーモ停止温度）に近づいた場合に、周波数を３０Ｈｚとして省エネ運転を行なう。

中間冷却用膨張弁８に関して、制御装置１１０は、温度センサ１７が検出した中間冷却器出口ガス温度の検出値と、圧力センサ１３で検出される中間圧力の飽和温度との差である中間冷却器過熱度を演算する。該過熱度とメモリ１１２に予め記憶する目標中間冷却器過熱度との差に基づいて、制御装置１１０は、一定の時間間隔で中間冷却用膨張弁８の開度を制御する。

油冷却用膨張弁９に関して、制御装置１１０は、温度センサ１８の検出値である給油温度と、メモリ１１２に予め記憶する目標給油温度との差に基づいて、一定の時間間隔で油冷却用膨張弁９の開度を制御する。ここで、制御装置１１０は、給油温度に代えて、温度センサ１５の検出する吐出温度を用いて油冷却用膨張弁９の開度を制御してもよい。

モータ冷却用膨張弁１０に関して、制御装置１１０は、図示しないモータ室温度センサの検出値と、メモリ１１２に予め記憶している目標モータ室温度との差に基づいて、一定の時間間隔でモータ冷却用膨張弁１０の開度を制御する。

主液膨張弁５に関して、制御装置１１０は、温度センサ２８の検出する蒸発器出口ガス温度と、蒸発圧力センサ２７の検出する蒸発圧力の飽和温度換算値（蒸発温度）との差、つまり蒸発器６の出口部の冷媒の過熱度ＳＨｃに基づき、一定の時間間隔で主液膨張弁５の開度を制御する。

図２は、制御装置１１０が実行する各種の電子膨張弁の定期制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１１０は、一定の時間間隔である制御周期（数十秒程度）毎に電子膨張弁の定期制御を実施する。

図２のステップＳ１において、制御装置１１０は、定期制御の制御周期を計時するタイマＴ１の計時が、メモリ１１２に予め設定され記憶されている制御周期に到達したか否かを判定する。制御周期が到来した場合（Ｓ１でＹｅｓ）、制御装置１１０は、ステップＳ２に処理を進める。

ステップＳ２では、制御装置１１０は、定期制御の開度変化量ΔＰｌｓを演算する。ステップＳ３では、制御装置１１０は、ステップＳ２で演算したΔＰｌｓを、対象の電子膨張弁のパルスモーターに出力する。

これを繰り返すことで、電子膨張弁で制御したい制御量を目標値前後に維持することが可能となる。

冷凍サイクル装置の制御装置は、制御したい物理量（制御量）が目標値付近を推移するように、各種電子膨張弁の弁開度を一定の時間間隔（制御周期）で制御する。制御方式として、制御量の現在値と目標値との差に比例して弁開度を調整する比例制御が簡便であるため、よく用いられる。以降の記述でも各電子膨張弁の定期制御は比例制御を行なうことを前提に記述するが、その他の制御方式を用いて定期制御を行なっていても良い。

以上示した各アクチュエータの制御方式は一般的なものであり、本願実施の形態の説明のために具体例を示したものであり、これに限定されない。

ここでは主液膨張弁５についての検討を行なう。主液膨張弁５について通常時に定期的に実施されている定期制御について、図２に基づき簡単に説明する。制御装置１１０は、圧縮機１の運転中に、定期制御の制御量である蒸発器６の出口部の冷媒の過熱度ＳＨｃとメモリ１１２に予め記憶している目標過熱度ＳＨｃｍとに基づき、制御周期毎に主液膨張弁５の開度を制御する。例えば、制御周期は３０秒とし、その値はメモリ１１２に予め設定され記憶されている。制御周期は、制御装置１１０のソフトウェア上のタイマＴ１により計時する。制御装置１１０は、ステップＳ１で、タイマＴ１の計時が３０秒に到達したか否かを判定する。タイマＴ１の計時が３０秒に到達した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、制御装置１１０は、主液膨張弁５の定期制御での開度変化量ΔＰｌｓを演算し（ステップＳ２）、主液膨張弁５のパルスモーターに開度を出力する（ステップＳ３）。ΔＰｌｓに相当するパルスがパルスモーターに与えられると、主液膨張弁５の開度がΔＰｌｓ分だけ変更される。

図２の定期制御は、圧縮機１の運転中には、制御周期毎に実施され続ける。この定期制御に並行して、電子膨張弁の故障検知が実行されている。

ただし、電子膨張弁の故障検知機能においては、熱負荷の急変または一時的な通常使用範囲外での使用によって、蒸発器出口過熱度が正常範囲から外れることがあり、誤検知により異常停止するおそれがあった。例えば、熱負荷が急変する場合とは、冷凍倉庫に新たな荷（被冷却物）が搬入された状況などが考えられる。この場合、庫内温度が上昇するため、例えば蒸発器であれば、蒸発器出口過熱度が増大する。荷の熱容量が大きければ温度低下に時間を要し、異常検知処理により異常停止する可能性がある。

また、通常使用範囲は、具体的には冷凍サイクル装置のメーカ規定の運転範囲であり、ユーザーの用途または外気温度の変化等により一時的に使用範囲を外れた運転状態で使用される場合がある。また、負荷の急変は使用範囲の一時的な逸脱となることがある。

冷凍サイクル装置が異常停止し、異常通報すると、エンドユーザの設備側に異常状態が伝達される。その結果、設備が停止したり、または設備を使用する生産が停止したり、作業員に点検行為を促してしまったりと、エンドユーザに不利益が生じる。

本実施の形態では、このような誤検知による異常停止を減らすことによって、極力、誤検知、誤発報は避けるようにする。

図３は、実施の形態１における異常検知処理の制御を説明するためのフローチャートである。図３では、異常検知処理の対象を主液膨張弁５としている。

まず、制御装置１１０は、ステップＳ１０１で、過熱度ＳＨｃが３０Ｋ（ケルビン）以上であるか否か、又は過熱度ＳＨｃが５Ｋ以下であるか否かを判定する。これにより、制御装置１１０は、主液膨張弁５による制御量である過熱度ＳＨｃが目標値に到達しないという異常状態を検出する。正常な状態であれば、蒸発器６の出口部分の冷媒の過熱度ＳＨｃは１０Ｋ前後を推移する。このため、過熱度ＳＨｃが３０Ｋ以上なら必要開度よりも閉方向の位置に主液膨張弁５が固着している可能性があり、過熱度ＳＨｃが５Ｋ以下なら必要開度よりも開方向の位置に主液膨張弁５が固着している可能性がある。これらの場合、主液膨張弁５の異常が疑われる。

但し、一時的な過熱度ＳＨｃの変化によって主液膨張弁５の異常と判断しないために、タイマＴ２で計時する猶予時間（例えば、２０分）を設ける。過熱度ＳＨｃが３０Ｋ以上又は５Ｋ以下の異常範囲に入っている状態が２０分間継続した場合に、制御装置１１０は、主液膨張弁５の異常と判断し、冷凍機を異常停止する。異常検知処理において異常の判定を行なうために使用する物理量を、異常判断量と呼ぶことにする。ここでは、異常判断量は過熱度ＳＨｃである。

ステップＳ１０１で、過熱度ＳＨｃが異常範囲なら（Ｓ１０１でＹＥＳ）、制御装置１１０は、ステップＳ１０３に処理を進め、タイマＴ２の計時を開始する。このとき既に計時中なら制御装置１１０は計時を継続する。

ステップＳ１０１で、過熱度ＳＨｃが正常範囲なら（Ｓ１０１でＮＯ）、制御装置１１０は、ステップＳ１０２に処理を進め、タイマＴ２をリセットしてリターンに処理を進める。その結果、一定時間経過後には、再び図３のスタートに処理が戻る。

ステップＳ１０４では、制御装置１１０は、タイマＴ２の計時が１５分であるか否かを判定する。タイマＴ２の計時が１５分である場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、制御装置１１０は、ステップＳ１０７に処理を進め、計時が１５分でなければ（Ｓ１０４でＮＯ）、制御装置１１０は、ステップＳ１０５に処理を進める。

ステップＳ１０５では、制御装置１１０は、タイマＴ２の計時が２０分であるか否かを判定する。ここでの設定値である２０分は、主液膨張弁５の異常と判定するしきい値である。タイマＴ２の計時が２０分未満であれば（Ｓ１０５でＮＯ）、制御装置１１０は、リターンに処理を進め、タイマＴ２の計時が２０分以上であれば（Ｓ１０５でＹＥＳ）制御装置１１０は、ステップＳ１０６において後述する冷凍サイクル装置の異常停止処理を実行する。

ステップＳ１０４において、タイマＴ２の計時が１５分であった場合、制御装置１１０は、ステップＳ１０７以降の処理で、主液膨張弁５の弁動作確認処理を実施する。この弁動作確認処理は、図２に示した定期制御よりも優先度が高く設定されている。

図２に示した定期制御は常時実行され、制御周期（タイマＴ１）ごとに、開度変化量ΔＰｌｓを演算している。制御装置１１０は、弁動作確認処理などの他の処理による開度変化量を含め、優先度を比較し、優先度の高い処理の開度変化量を選択し、主液膨張弁５に指令パルスを出力する。

まずステップＳ１０７では、制御装置１１０は、インバータ駆動されている圧縮機１、空冷凝縮器３の送風機、および蒸発器６の送風機の各周波数を現時点での周波数に固定する。周波数を一定とすることで冷媒の状態を一定とし、以降の弁動作確認処理で誤判定することを防止する。

ステップＳ１０８では、制御装置１１０は、主液膨張弁５の現在開度が最大開度（上限値）か否か、又は最小開度（下限値）か否かを判定する。ステップＳ１０８においてＹＥＳと判断された場合、制御装置１１０は、ステップＳ１０９で変数ＮをＮ＝－１．０に設定する。一方、ステップＳ１０８においてＮＯと判断された場合、制御装置１１０は、ステップＳ１１０で変数ＮをＮ＝２．０に設定する。ここで、変数Ｎは、ステップＳ１１１で主液膨張弁５の操作量の演算に使用する変数である。ステップＳ１０７以降の弁動作確認処理が実行される直前における定期制御における操作を指示する開度変化量ΔＰｌｓに対して、変数Ｎが負の値である場合には逆方向の操作を指示することを意味し、変数Ｎが正の場合には同方向の操作を指示することを意味する。

変数Ｎが負の値である場合、主液膨張弁５の開度を急激に変化させると過熱度ＳＨｃをより異常な範囲に変化させることになり好ましくない。そこで変数Ｎが負の値である場合には、例えば、－１．０≦Ｎ≦－０．５程度の範囲に変数Ｎを制限する。一方、変数Ｎが正の値である場合には、速やかに過熱度ＳＨｃを変化させるために、変数Ｎの範囲は、例えば、１．５≦Ｎ≦２．０程度とする。

ステップＳ１１１では、制御装置１１０は、現時点の過熱度ＳＨｃをメモリ１１２に記憶する。そして、変数Ｎと、定期制御で演算される主液膨張弁５の開度変化量ΔＰｌｓ（正負の符号付き）とを用いて、制御装置１１０は、「操作量＝ΔＰｌｓ×Ｎ」を演算する。該操作量を主液膨張弁５へ出力した後、制御装置１１０は、タイマＴ１の計時をリセットし、計時を再開する。これは、定期制御による開度指令の演算および出力を停止させるとともに、タイマＴ１の計時を用いてステップＳ１１３で正常判断量の推移を確認するタイミングを計るためである。

ステップＳ１１２では、制御装置１１０は、タイマＴ１の計時が３０秒に到達したか否かを判定する。タイマＴ１の計時が３０秒に到達した場合、制御装置１１０は、ステップＳ１１３に処理を進める。図２の定期制御と比べて、ステップＳ１１１の弁動作確認処理の優先度が高く設定されているため、定期制御による開度変化量ΔＰｌｓは出力されない。

なおここでは定期制御で使用するタイマＴ１及び設定値３０秒を用いているが、別のタイマと別の設定値を設けて、それらを用いてもよい。タイマＴ１と別のタイマを使用する場合、定期制御による開度変化量ΔＰｌｓの出力を禁止するか、又は定期制御の演算自体を停止しておく必要がある。

例えば、別のタイマをＴ５とすると、Ｓ１１１の「タイマＴ１をリセット＆計時開始」を「定期制御によるパルス出力を禁止」と変更し、Ｓ１１２を「タイマＴ５≧３０秒？」と変更すれば同様な制御を実現できる。

ステップＳ１１３では、制御装置１１０は、ステップＳ１１１での主液膨張弁５の操作後の過熱度ＳＨｃの変化を確認する。弁動作確認処理において膨張弁が正常か否かを判定するために使用する物理量を正常判断量と呼ぶことにする。ここでは、正常判断量は過熱度ＳＨｃである。操作量が正の場合、つまり主液膨張弁５を開方向に変化させた場合に、制御装置１１０は、過熱度ＳＨｃが低下するか否かを判定する。逆に、操作量が負の場合、つまり主液膨張弁５を閉方向に変化させた場合には、制御装置１１０は、過熱度ＳＨｃが増大するか否かを判定する。主液膨張弁５が正常な場合、開方向の開度変化を与えると冷媒流量が増加するため過熱度ＳＨｃが低下し、閉方向の開度変化を与えると過熱度ＳＨｃは増大するが、ここではその原理を用いている。

なお、以上の説明では、制御量、異常判断量及び正常判断量は全て過熱度ＳＨｃであるが、正常判断量を蒸発圧力センサ２７の検出値である蒸発圧力又はその飽和温度である蒸発器蒸発温度に読み替えてもよい。その場合、ステップＳ１１３は、「主液膨張弁５の開方向変化時に、蒸発圧力（蒸発温度）が上昇するか、または、主液膨張弁５の閉方向変化時、蒸発圧力（蒸発温度）が低下するか」と読み替えることになる。

ステップＳ１１３の判定において、ＮＯと判断された場合には、主液膨張弁５が非正常である。この場合、制御装置１１０は、リターンに処理を進める。一方、ステップＳ１１３でＹＥＳと判断された場合には、主液膨張弁５は正常である。この場合、制御装置１１０は、ステップＳ１１４に処理を進め、タイマＴ２の計時をリセットする。

ステップＳ１１４でタイマＴ２をリセットすることによって、主液膨張弁５の異常検知処理（Ｓ１０１、Ｓ１０３～Ｓ１０５）は終了する。再度、ステップＳ１０１の条件を満たせば（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０３で改めて制御装置１１０は、タイマＴ２の計時を開始することになる。

図４は、図３のステップＳ１０６の異常停止処理の詳細を示すフローチャートである。異常停止処理は、冷凍機を異常停止させて冷熱の供給を停止し、使用者または使用者の設備に異常を通報する処理である。この使用者の設備は、例えば、冷凍空調設備を監視する集中監視装置（コンピュータ、タッチパネル式のモニタなどで、冷凍機または空調機の現在の状態をモニタし、設定温度の変更、温度、圧力等のデータ記録などを行なう装置）、エンドユーザの生産設備（食品製造ライン、環境試験設備、化学プラントなど）である。

まず、ステップＳ１２１では、制御装置１１０は、制御盤に具備する異常ランプ（図示せず）を点灯する。また制御装置１１０は、表示器（液晶パネルなど）に異常内容（異常の名称）を表示する一方で、使用者の設備へ異常信号を出力する。

ステップＳ１２２では、制御装置１１０は、冷凍サイクル装置の各機器を停止する。具体的には、制御装置１１０は、圧縮機１、空冷凝縮器３の送風機および蒸発器６の送風機を駆動するインバータ（図示せず）に停止指令を送信し、これらを停止させる。同時に、制御装置１１０は、冷凍サイクル装置に具備する各種電磁弁及び各種電子膨張弁を停止（閉止）する。

なお、ステップＳ１２１及びステップＳ１２２の処理はソフトウェア的には順次実行されるが、人間の時間感覚では同時に実行されるように見える。

ステップＳ１２３では、制御装置１１０は、図３の制御フローで使用した各タイマをリセットする。次いで、制御装置１１０は、再始動制限時間の計時を開始する。再始動制限時間は、圧縮機１の停止から再始動までの起動禁止時間であり、再始動制限時間が経過するまでは冷凍サイクル装置は、再始動できない。

以上述べた、主液膨張弁５に関しての、定期制御（Ｓ１～Ｓ３）、異常検知処理（Ｓ１０１、Ｓ１０３～Ｓ１０５）および弁動作確認処理（Ｓ１０７～Ｓ１１４）は、それぞれ独立して処理が実行される。圧縮機１の運転中に定期制御にて主液膨張弁５の開度を調整し、それでも異常判断量（ここでは制御量に同じ）が目標値から大きく外れ、異常範囲に入ると異常検知処理が実行される。異常判断量が異常範囲内に留まり続けると異常検知処理によって膨張弁の異常と判断し、異常停止処理により冷凍サイクル装置は異常停止する。

しかし、異常検知処理が作動中に、弁動作確認処理の開始条件が成立すれば、弁動作確認処理による弁開度の操作が行なわれ、その結果、正常判断量（ここでは制御量に同じ）が合理的な変化を示せば、弁動作確認処理によって膨張弁は正常と判断され、異常検知処理が終了し、異常停止することはない。

以上説明したように、実施の形態１の冷凍サイクル装置では、異常検知処理によって主液膨張弁５の異常と判断して冷凍サイクル装置を異常停止させる前に、弁動作確認処理を行い、電子膨張弁が正常か否かを確認する。例えば、庫内温度が高い場合、冷却開始の直後では主液膨張弁５が正常でも過熱度ＳＨｃが３０Ｋを超えることがある。このような場合に、一時的に運転状態が正常範囲を外れたとしても冷凍サイクル装置を停止させずに済む。つまり、冷熱は供給されつづけるし、使用者の設備へ不必要な異常通報をしなくて済む。

また、主液膨張弁５の現在開度が最大開度（上限値）又は最小開度（下限値）の場合、変数Ｎを負とする。この場合、主液膨張弁５は、定期制御の開度変化方向とは逆方向に開度変化するので、主液膨張弁５の駆動部に噛み込んだ異物が除去される可能性があり、その場合、主液膨張弁５の動作が正常に回復する効果が得られる。

また、主液膨張弁５の現在開度が最大開度（上限値）又は最小開度（下限値）ではない場合、変数Ｎを１．５から２程度に設定するため、定期制御の開度変化量よりも大きく指令値が出力され、主液膨張弁５が正常であれば、過熱度ＳＨｃを速やかに（大きく）変化させることができ、過熱度ＳＨｃが正常範囲に入る可能性がある。

実施の形態１の変形例１．
電子膨張弁の駆動部に微小な異物が噛み込んだ場合、実際の弁開度を変更できないために制御量を目標値付近に制御できない場合がある。制御量が目標値から離れると、目標値に近づけるため定期制御では膨張弁開度を一方向に変化させ続ける。つまり駆動部には一方向の力が作用し続けており、異物は噛み込んだままであるため、異常検知処理により電子膨張弁の異常と判断して異常停止してしまうおそれがあった。

異物による故障については、例えば、以下の３つのケースが想定される。
第１には、膨張弁のオネジとメネジの接触部分への異物噛み込みである。弁の開度を調整する棒がオネジで、オネジは、膨張弁内部に固定されたメネジと、冷媒中で噛み合っている。オネジはマグネットと固定されており、パルスによりマグネットが回転するとオネジがねじの機構により上下して弁開度が変化する。

制御量が目標値から外れた状態が継続すると、制御装置は、膨張弁開度を一方向に操作しつづけようとする。例えば、過熱度の場合、現在値が目標値よりも大きければ、膨張弁開度を大きくするようにパルスを出力し続ける。

するとオネジとメネジは一方向（ねじ山の片方の面）に力がかかった状態であり、異物を噛んだままとなる。そこで弁動作確認処理により逆方向に一旦操作することで、オネジとメネジは、ねじの遊び（クリアランス）分離れて異物に力が作用しなくなるため（先程とは反対側のねじ山の面に圧力がかかる）、異物が冷媒に流されて除去される可能性がある。

第２には、冷媒中の水分が氷結してオネジとメネジを固着させた場合である。この場合も一旦逆方向に膨張弁を操作することで氷の粒が剥がれる可能性がある。

第３には、膨張弁の孔をスラッジ等がふさぐ場合である。これは弁を開方向に操作することで下流側に流れる可能性がある。

実施の形態１の変形例では、定期制御とは逆方向に一時的に電子膨張弁を駆動させることによって、電子膨張弁を正常に復帰させることを狙う。

図５は、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置の制御を説明するためのフローチャートである。図５に示すフローチャートは、図３の実施の形態１のフローチャートに対し、ステップＳ１０４、Ｓ１０７、Ｓ１１０を削除し、ステップＳ１３１、Ｓ１３２を追加している。図３と同一処理については、同一符号を付し、説明は繰り返さない。なお、異常検知処理を適用する対象が主液膨張弁５である点は変更ない。

図３では、ステップＳ１０４のタイマＴ２が１５分に到達した時点で弁動作確認処理を実行した。これに対して、図５ではステップＳ１０５のタイマＴ２が２０分に到達する前で、かつステップＳ１０８での現在開度が最大開度（上限値）又は最小開度（下限値）に到達した時に弁動作確認処理を実行する。過熱度ＳＨｃが異常範囲に入っており、かつ現在開度が最大開度又は最小開度に到達していれば、主液膨張弁５の異常が疑われるためである。よってここでは、弁動作確認処理の開始タイミングを判定する一例として、図３とは異なる例を挙げている。

また、図５では、タイマＴ３を設け、制御装置１１０は、ステップＳ１３１でタイマＴ３の計時を開始し、ステップＳ１３２で、予め定められた時間、例えば、２０秒が経過するまで待機している。これは、送風機および圧縮機の周波数を一定値に固定した後、冷媒状態が安定するまでの時間を考慮するものである。図３では、簡便な実施の形態の例を示したが、図５ではステップＳ１３２を設けた。これにより、例えば圧縮機の周波数の定期制御において、周波数を変更途中に、主液膨張弁５の弁動作確認処理を開始した場合など、過渡変化時に弁動作確認処理を実施しやすくなる。

また図５では図３と異なり、変数Ｎは負のみ採用している（ステップＳ１０９）。現在開度によらず、定期制御でのΔＰｌｓが示す方向とは逆方向に開度変化させることで、主液膨張弁５の駆動部に噛み込んだ異物が除去される効果を狙ったものである。

実施の形態１の変形例２．
実施の形態１の変形例２では、実施の形態１と同様な異常の誤検知防止を油冷却用膨張弁９に適用できることを示す。

図６は、実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置の制御を説明するためのフローチャートである。

図６に示すフローチャートでは、実施の形態１で取り上げた図３のフローチャートに対して、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１１～Ｓ１１３が削除され、ステップＳ１４１～Ｓ１４９が追加されている。なお、図３と同一処理については同一符号を付して、説明は繰り返さない。

制御装置１１０は、油冷却用膨張弁９の定期制御を、図２のＳ１に示すようにタイマＴ１で計時する４５秒周期で行なう。油冷却用膨張弁９の定期制御では、温度センサ１８の検出する給油温度Ｔｏｉｌと、メモリ１１２に予め記憶されている目標給油温度との差に基づいて、開度制御が実施される。このときは、給油温度が制御量である。

図６に示す油冷却用膨張弁９の異常検知処理では、必要開度に対して閉方向の固着のみを検知する例を示している。具体的には、ステップＳ１４１で給油温度が例えば５０℃以上の状態を、ステップＳ１０５にて２０分継続した場合に、制御装置１１０は、油冷却用膨張弁９の異常と判断する。このとき異常判断量は、給油温度である。

弁動作確認処理のステップＳ１４９では、正常判断量に温度センサ１８で検出した給油温度Ｔｏｉｌを採用し、判断している。

なお、ここでは制御量、異常判断量、正常判断量を給油温度Ｔｏｉｌとしたが、これらを温度センサ１５の検出する吐出温度Ｔｄとしてもよい。油冷却用膨張弁９の開度が変化すると、圧縮機１へ供給される冷凍機油の温度変化によって吐出温度Ｔｄが変化するためである。吐出温度Ｔｄを用いる場合は、異常検知処理のステップＳ１４１では吐出温度Ｔｄが例えば８０℃以上であるときに異常と判断する。

さらに図６のフローチャートでは、弁動作確認処理を２回実施する例を示している。そのために弁動作確認処理の実施回数をカウントするカウンタＣ１を追加し、ステップＳ１４５で使用している。すなわち、ステップＳ１４５にてカウンタＣ１が１以下であるか否かを判定する。Ｃ１≦１（Ｓ１４５でＹＥＳ）であれば、つまり、弁動作確認処理を未実施か１回実施の場合にステップＳ１０７以降の弁動作確認処理を実施する。Ｃ１＞１（Ｓ１４５でＮＯ）の場合は、弁動作確認処理を２回実施済みであるため、制御装置１１０は、リターンに処理を進める。

一方、ステップＳ１４１でＮＯと判断された場合、すなわち、給油温度Ｔｏｉｌが５０℃未満となり正常範囲に入った場合に、ステップＳ１４２においてカウンタＣ１のカウントはリセットされる。また、ステップＳ１０５でＹＥＳと判断された場合には、異常検知処理にて冷凍サイクル装置を異常停止させるので、制御装置１１０は、カウンタＣ１をリセットする。

ステップＳ１４６では、油冷却用膨張弁９の現在開度が最大開度（上限値）であるか否かを判定する。図３のステップＳ１０８とは異なり、最小開度（下限値）であるか否かを判定しないのは、ステップＳ１４１で閉固着のみ考慮しているためである。すなわち、開度が小さい状態で油冷却用膨張弁９が固着している場合、定期制御では目標値に近づけようとして開度変化量ΔＰｌｓを正の量とし、開度を開方向に変化させようとする。よって、給油温度Ｔｏｉｌが高い状態が続けば、最終的に油冷却用膨張弁９の開度の指令値は最大開度（上限値）に到達するためである。

ステップＳ１４７では、図３のステップＳ１１１とほぼ同じ処理であるが、正常判断量が異なるため、記憶する物理量が給油温度Ｔｏｉｌとなっている。また弁動作確認処理を実施したため、カウンタＣ１のカウントを１進める。

また、油冷却用膨張弁９の定期制御の制御周期が４５秒であるため、ステップＳ１４８では４５秒とタイマＴ１の値とを比較している。

油冷却用膨張弁９の開度を開方向に変化させた場合、油冷却用膨張弁９が正常に作動すれば給油温度Ｔｏｉｌが低下する。ステップＳ１４９では、この原理を用いて、油冷却用膨張弁９の作動の有無を判断している。

以上説明したように、実施の形態１の変形例２においても、ステップＳ１０７～Ｓ１４９の弁動作確認処理を２回実施することにより、対象の膨張弁に対してより多くの開度変化を行なうことができ、正常判断量の変化を促しやすいという効果がある。

また、弁動作確認処理を実施するタイミングの前後で、熱負荷の変動があった場合には、膨張弁が正常か否かを正しく判断できない可能性があるが、弁動作確認処理を２回実施することで、誤判断を抑制できる。

なお、実施の形態１において図１に示した冷凍機は負荷側装置（蒸発器６など）も備える構成を示しているが、主液膨張弁５と蒸発器６を有さないコンデンシングユニットでも本実施の形態に示すような膨張弁の異常検知による停止の抑制に関する制御を適用できる。その場合、コンデンシングユニット内の電子膨張弁がこの制御の適用対象となる。

また、コンデンシングユニットと負荷側コントローラの組み合わせにて冷凍機を構成するものの電子膨張弁の制御にも適用できる。負荷側コントローラは、負荷側装置である主液膨張弁５、蒸発器６及び庫内温度センサ２６、及びコンデンシングユニットと電気的に接続され、庫内温度センサ２６の検出値と設定温度とに基づき、コンデンシングユニット及び負荷側装置を制御する。この場合、主液膨張弁５に対しては負荷側コントローラにて異常検知処理を適用し、コンデンシングユニットに具備する電子膨張弁についてはコンデンシングユニットの制御装置にて異常検知処理を適用することとなる。

実施の形態２．
実施の形態２は、別の形態の冷凍サイクル装置の、別の膨張弁にも異常検知処理を適用できることを示したものであり、実施の形態１の変形例の意味合いが強い。具体的には、実施の形態１では、冷凍機への適用例を説明したが、実施の形態２ではブラインチラーへの適用例を説明する。

図７は、実施の形態２の対象機器であるブラインチラーの構成図である。ブラインチラー２００は、定速圧縮機３１と、油分離器２と、水冷凝縮器３２と、中間冷却器４と、主液膨張弁５と、中間冷却用膨張弁８と、モータ冷却用膨張弁１０と、ブライン冷却器３４と、水冷式油冷却器３８とを含む。

主流冷媒配管２０と、中間冷却器用冷媒配管２１と、モータ冷却器用冷媒配管２３と、給油配管２４と、冷却水配管３３と、ブライン配管３５とによって、これらの構成要素が接続される。

ブラインチラー２００は、さらに、温度センサ１１，１５～１８，２８，３６，３７と、圧力センサ１２～１４と、蒸発圧力センサ２７と、制御装置１１０とを含む。温度センサ３６，３７は、ブライン冷却器３４のブライン入口および出口のブラインの温度をそれぞれ検出する。

なお、以上において図１と同様の機器には同一の符号を付して、説明は繰り返さない。また、冷却水およびブラインを圧送するためのポンプは、現地側設備であるため図示していない。

定速圧縮機３１は、インバータ駆動のように可変速ではなく、例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚなどの商用電源で定速運転されるものである。定速圧縮機３１は、吐出量の制御に用いる機械式の容量制御機構（図示せず）を備える。この容量制御機構は、定速圧縮機３１の圧縮ガスを圧縮機内部で吸込側に一部バイパスさせて吐出量を減少させることによって、運転容量を変更可能である。

制御装置１１０は、例えば、温度センサ３７の検出するブライン出口温度と、メモリ１１２に予め記憶している目標ブライン出口温度との差に基づいて容量制御機構を制御する。ブライン出口温度が目標ブライン出口温度より高ければ、制御装置１１０は、容量制御機構の容量を大きくして圧縮機吐出量を増加させる。

水冷凝縮器３２は、冷却水配管３３を流れる冷却水と、定速圧縮機３１より吐出された高温高圧の冷媒ガスとを熱交換させて、冷媒ガスを凝縮させる熱交換器である。

水冷凝縮器３２で温度が上昇した冷却水は、図示しない現地側設備のクーリングタワーにて放熱した後、また水冷凝縮器３２に戻される。冷却水は図示しない現地設備の冷却水ポンプにより冷却水配管３３内を圧送され、水冷凝縮器３２とクーリングタワーとを循環する。冷却水ポンプは、ブラインチラー２００の運転および停止に連動して、運転および停止する。このときに、定速圧縮機３１の停止後の数十秒間は、冷却水ポンプを継続運転させたのちに停止とする制御を採用してもよい。

ブライン冷却器３４は、主液膨張弁５により減圧され、低圧・低温となった二相冷媒と、ブライン配管３５を流れるブライン（不凍液）とを熱交換する熱交換器である。ブラインは図示しないブラインポンプにて圧送される。ブラインチラーを使用中は、圧縮機停止中であっても、ブラインポンプは基本的には停止せずに運転する。

水冷式油冷却器３８は、油分離器２から流入する冷凍機油と、冷却水配管３３を流れる冷却水とを熱交換させ、冷凍機油を冷却する熱交換器である。水冷式油冷却器３８の冷却水配管３３は、水冷凝縮器３２の冷却水配管３３と合流し、クーリングタワーと接続されている（図示しない）。

水冷凝縮器３２、ブライン冷却器３４、水冷式油冷却器３８には、シェルアンドチューブ式またはプレート式の熱交換器が用いられる。

図７の制御装置１１０は、ブラインチラー２００を制御することに加えて、図示しない冷却水ポンプおよびブラインポンプへの運転／停止指令を出力できる機能を有する。例えば、制御装置１１０は有電圧の接点を用いて現地設備のポンプに対して、運転指令と停止指令を出力する。

なお、実施の形態２のブラインチラー２００において、主液膨張弁５、中間冷却用膨張弁８、モータ冷却用膨張弁１０の制御方法は、実施の形態１と同じであるので、説明は繰返さない。

図８は、実施の形態２における異常検知処理の制御を説明するためのフローチャートである。図８においても、異常検知処理の対象を主液膨張弁５として説明する。ここでは、主液膨張弁５の定期制御の制御周期が３０秒である例を説明する。

ここで示す例では、主液膨張弁５の異常検知処理は、ステップＳ２０４において過熱度ＳＨｃが３５Ｋ以上である又は３Ｋ以下であることを検知した時点で、ステップＳ２１６に進み、直ちに異常停止する構成としている。

まず、ステップＳ２０１では、制御装置１１０は、過熱度ＳＨｃが２７Ｋ以上であるか否か、又は過熱度ＳＨｃが７Ｋ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２０１で使用される２７Ｋ及び７Ｋは第二しきい値である。第二しきい値は、ステップＳ２０４における異常検知処理で使用する第一しきい値（３５Ｋ及び３Ｋ）に対して正常側に離れた値であり、制御装置１１０のメモリ１１２に予め記憶されている。

ステップＳ２０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ２０３に処理が進む。ステップＳ２０３では、制御装置１１０は、カウンタＣ１が０（未実施）であるか否かを判定する。カウンタＣ１は、弁動作確認処理の実施回数をカウントするカウンタである。未実施であれば（Ｓ２０３でＹＥＳ）、制御装置１１０はステップＳ２０５へ処理を進める。一方、１回実施済みなら（Ｓ２０３でＮＯ）、制御装置１１０はステップＳ２０４へ処理を進める。

ステップＳ２０５では、制御装置１１０は、メモリ１１２に予め設定され記憶している割合（例えば、１５％）と、主液膨張弁５の現在開度とを乗じて開度変化量δＰｌｓを演算する。

ステップＳ２０６では、制御装置１１０は、ステップＳ２０５で演算したδＰｌｓと、定期制御で演算したΔＰｌｓとを比較する。δＰｌｓが小さければ（Ｓ２０６でＹＥＳ）、制御装置１１０は、ステップＳ２０７でΔＰｌｓにδＰｌｓの値を代入する。このとき正負の符号はΔＰｌｓと同じままとする。

ステップＳ２０８では、制御装置１１０は、定速圧縮機３１の容量制御機構（容量制御弁）の容量をこの時点での値に固定する。

ステップＳ２０９では、主液膨張弁５の現在開度が最大開度又は最小開度であるか否かを判定する。ステップＳ２０９においてＹＥＳと判定された場合、制御装置１１０は、ステップＳ２１０で変数ＮをＮ＝－１．０に設定する。一方、Ｓ２０９においてＮＯと判定された場合、制御装置１１０は、ステップＳ２１１で変数ＮをＮ＝１．０に設定する。

ステップＳ２０５～Ｓ２０７で演算したΔＰｌｓをそのまま用いるため、ステップＳ２１０、Ｓ２１１では変数Ｎの大きさを１．０とし、単に符号を変えるための変数として用いている。

ステップＳ２１２では、制御装置１１０は、この時点での、蒸発圧力センサ２７で検出する蒸発圧力ＬＰ（正常判断量）をメモリ１１２に記憶する。さらに制御装置１１０は、弁動作確認処理での操作量「ΔＰｌｓ×Ｎ」を演算し、主液膨張弁５に対してこれに対応する指令を出力する。さらに制御装置１１０は、カウンタＣ１のカウントを１進め、タイマＴ１の計時をリセットした後、タイマＴ１の計時を開始する。

ステップＳ２１３では、制御装置１１０は、タイマＴ１が制御周期３０秒に到達したか否かを判定する。到達したら（Ｓ２１３でＹＥＳ）、制御装置１１０は、ステップＳ２１４に処理を進める。

ステップＳ２１４では、制御装置１１０は、ステップＳ２１２で出力した開度変更指令に応じて、正常判断量である蒸発圧力ＬＰに変化が生じたか否かを確認する。主液膨張弁５を開方向に変化させた場合は、蒸発圧力ＬＰが上昇するか否かを確認し、主液膨張弁５を閉方向に変化させた場合は、蒸発圧力ＬＰが低下するか否かを確認する。ステップＳ２１４においてＹＥＳであるなら、制御装置１１０は、主液膨張弁５が正常であると判断し、リターンに処理を進める。この時点でステップＳ２０１を満たしていても、カウンタＣ１は１であるため、ステップＳ２０３ではＮＯに分岐し、ステップＳ２０８以降の弁動作確認処理は実施されない。

ステップＳ２１４でＮＯである場合は、制御装置１１０は、主液膨張弁５は非正常と判断し、ステップＳ２１５でカウンタＣ１をリセットし、ステップＳ２１６の異常停止処理でブラインチラーを異常停止する。

なお、ステップＳ２０１でＮＯに分岐した場合、つまり過熱度ＳＨｃが正常範囲なら、制御装置１１０は、ステップＳ２０２においてカウンタＣ１をリセットし、リターンに処理を進める。ここで、カウンタＣ１は０にリセットされているため、ステップＳ２０１において再度ＹＥＳに分岐した場合、ステップＳ２０３においてもＹＥＳに分岐し、ステップＳ２０８以降の弁動作確認処理が再度実施されることになる。

図９は図８のステップＳ２１６の異常停止処理の制御を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ２２１では、制御装置１１０は、図示しない異常ランプを点灯し、図示しない表示器に異常内容を表示する。併せて制御装置１１０は、現地の設備などへ異常信号を外部出力する。

ステップＳ２２２では、制御装置１１０は、ブラインチラーの各機器を停止する。代表的には、制御装置１１０は、定速圧縮機３１を停止し、さらに各種電磁弁と各種電子膨張弁を停止（閉止）する。

ステップＳ２２３では、制御装置１１０は、図８のフローチャートで使用した各タイマをリセットし、再始動制限時間のカウントを開始する。また、制御装置１１０は、ポンプの遅延停止に用いるタイマＴ４の計時を開始する。

ステップＳ２２４では、制御装置１１０は、タイマＴ４が６０秒に到達したか否かを判定する。到達したら、制御装置１１０は、ステップＳ２２５でポンプ運転指令ＯＦＦを外部出力し、ポンプを停止する。

以上説明したように、電子膨張弁の異常検知処理として、異常判断量が異常範囲のしきい値（第一しきい値）を満たすと即異常停止する構成とした場合でも、第二しきい値を設けることで弁動作確認処理を実施できる。

第二しきい値は第一しきい値よりも正常範囲側に設定しているので、異常な状態に至る前の比較的正常な運転状態の時に弁動作確認処理を実施できる。

異常判断量が異常範囲に入る状況では、定期制御での開度変化量は制御周期を経るごとに徐々に大きくなる傾向がある。実施の形態２では、弁動作確認処理で出力する膨張弁の操作量を、現在開度に一定の割合を乗じて演算し、定期制御の開度変化量と大きさを比較して、小さい方を出力する構成とした。これによって、もし膨張弁が正常だった場合に、膨張弁の実開度が大きく変わって運転状態が急変して、ステップＳ２０４の条件を満たし異常停止することを防止できる。

実施の形態２の変形例１．
実施の形態２の変形例１では、異常検知処理を中間冷却用膨張弁８に適用できることを示す。

中間冷却用膨張弁８の定期制御は、制御量として過熱度ＳＨｅを用いる。過熱度ＳＨｅは、温度センサ１７が検出する中間冷却器４の出口ガス温度と、圧力センサ１３の検出する中間圧力の飽和温度換算値との差である。

制御装置１１０は、図２に示したフローチャートと同様な制御によって、過熱度ＳＨｅについてメモリ１１２に予め記憶している目標中間冷却器過熱度との差に基づいて、中間冷却用膨張弁８の開度を制御する。定期制御の制御周期は例えば３０秒とする。

圧縮機運転中に、図２のステップＳ１にて、制御装置１１０は、タイマＴ１が３０秒であるか否かを判定する。制御装置１１０は、タイマＴ１が３０秒に到達した時点で、開度変化量ΔＰｌｓを演算し（ステップＳ２）、中間冷却用膨張弁８へ開度変化量ΔＰｌｓを出力する。

異常検知処理では異常判断量として、同じく過熱度ＳＨｅを用い、過熱度ＳＨｅが５Ｋ以下の状態が２０分継続したことによって異常と判断するものとする。

図１０は、実施の形態２の変形例１の異常検知処理の制御を説明するためのフローチャートである。図１０において、図８と同一処理については、同一符号を付して説明は繰返さない。

ステップＳ２３１では、制御装置１１０は、過熱度ＳＨｅが５Ｋ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２３１において、ＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２３３に処理が進み、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ２３２に処理が進む。ここでは、中間冷却用膨張弁８が必要開度よりも開方向の位置に固着した場合のみを検出する異常検知処理としている。

ステップＳ２３３では、制御装置１１０は、タイマＴ２の計時を開始する。ステップＳ２３３において、既に計時中なら制御装置１１０は、計時を継続する。タイマＴ２は、異常検知処理の猶予時間を計時するタイマである。

さらに、制御装置１１０は、ステップＳ２３４にてタイマＴ２の値が２０分以上であるか否かを判定し、判定結果がＹＥＳであればステップＳ２０８に処理を進め、ＮＯであればリターンに処理を進める。

ステップＳ２０８では、制御装置１１０は、定速圧縮機３１の容量制御機構（容量制御弁）の容量をこの時点での値に固定する。

そして、ステップＳ２３５において、制御装置１１０は、中間冷却用膨張弁８の現在開度が（最小開度＋|ΔＰｌｓ|）以上であるか否かを判定する。制御装置１１０は、判定結果が、ＹＥＳならステップＳ２３６に処理を進め、ＮＯならステップＳ２３７に処理を進める。

ステップＳ２３１で開方向側における固着のみを検出するので、ステップＳ２３５では、制御装置１１０は、現在開度が最小開度近辺にあるか否かを判定している。開方向側における固着の場合、必要開度に対して開度が大きいため、過熱度ＳＨｅが小さくなり、定期制御で演算されるΔＰｌｓは負の方向、つまり膨張弁を閉じる方向に開度変化させようとする。よって、過熱度ＳＨｅが小さい状態が継続すれば、中間冷却用膨張弁８に対する指令値は、最終的に最小開度に至る。現在開度が最小開度の場合は、それよりも開度を小さくすることができないため、現在開度と（最小開度＋|ΔＰｌｓ|）とを比較している。最小開度までにΔＰｌｓ分以上の余地がある場合は、ステップＳ２３６において変数Ｎを設定し、余地が無い場合は、ステップＳ２３７において変数Ｎを設定する。

変数Ｎは、Ｎ（１），Ｎ（２）の２つが用いられる。ステップＳ２３６では、制御装置１１０は、Ｎ（１）＝－０．５、Ｎ（２）＝２．０と変数Ｎを設定する。ステップＳ２３７では、制御装置１１０は、Ｎ（１）＝－０．５、Ｎ（２）＝－０．５と変数Ｎを設定する。変数Ｎを２つ設けたのは、まずＮ（１）を用いて、定期制御の開度変化方向とは逆方向に開度を変化させるためである。仮に中間冷却用膨張弁８の駆動部に異物が噛み込んで正常に動作できない状況である場合に、一旦逆方向に膨張弁の駆動部を動作させることで、異物が除去される効果を狙っている。定期制御では制御周期毎に開度を小さくし続け、膨張弁の駆動部には閉じる方向に力が加わり続けるため、噛み込んだ異物は除去されにくい。次いでＮ（２）を用いて２回目のパルス出力を行なう。

ステップＳ２３８では、制御装置１１０は、正常判断量である過熱度ＳＨｅの現在値を記憶する。そして、制御装置１１０は、「ΔＰｌｓ×Ｎ（１）」のパルスを中間冷却用膨張弁８に出力した後、「ΔＰｌｓ×Ｎ（２）」のパルスを出力する。２度の開度出力について、ステップＳ２３６を経た場合は、前者は開方向の変化であり、後者は閉方向の変化となる。ステップＳ２３７を経た場合は、２度とも開方向の変化となる。続いて、制御装置１１０は、タイマＴ１をリセットし、再度計時を開始する。

ステップＳ２１３では、制御装置１１０は、タイマＴ１が制御周期３０秒に到達したか否かを判定する。ステップＳ２１３において、３０秒が経過すれば、制御装置１１０は、ステップＳ２３９に処理を進める。

ステップＳ２３９では、ステップＳ２３８でのＮ（２）を用いた開度変化後、制御装置１１０は、過熱度ＳＨｅが合理的な変化を示すかを確認する。開方向の変化の場合（ステップＳ２３７）、過熱度ＳＨｅは低下し、閉方向の変化の場合（ステップＳ２３６）、過熱度ＳＨｅは増大することで合理的な変化か否かが確認できる。

ステップＳ２３９で合理的な変化が見られない場合（Ｎｏ）は、制御装置１１０は、ステップＳ２１６に処理を進め、異常停止処理（図９）を実行し、ブラインチラーを異常停止する。

ステップＳ２３９で合理的な変化があった場合（Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、ステップＳ２４０に処理を進め、タイマＴ２をリセットした後に、リターンに処理を進める。タイマＴ２をリセットしたため、中間冷却用膨張弁８の異常検知処理を中止したことになる。

以上説明したように、実施の形態２の冷凍サイクル装置は、弁動作確認処理において、定期制御の開度変化方向とは逆方向に一旦弁開度を変更した後、同方向に開度変化させる。このように弁開度を制御することによって、電子膨張弁の駆動部に噛み込んだ異物が除去される効果が期待できる。

（まとめ）
以下、再び図面を参照して、以上説明した実施の形態の主たる特徴についてまとめる。

本実施の形態に係る制御装置は、主液膨張弁５を搭載する冷凍サイクル装置の制御装置である。図１および図７に示す制御装置１１０は、制御したい物理量の目標値を記憶するメモリ１１２と、ＣＰＵ（プロセッサ）１１１とを備える。ＣＰＵ１１１は、ｉ）物理量とメモリ１１２に記憶されている目標値とに基づいて主液膨張弁５の異常を検知する異常検知処理と、ｉｉ）異常検知処理によって主液膨張弁５の異常が検知された場合に、主液膨張弁５に対して開度を変更する指令を送信し、物理量に指令に対応する変化が観測されるか否かを判断する弁動作確認処理と、ｉｉｉ）弁動作確認処理において、物理量に変化が観測されない場合に、冷凍サイクル装置１００またはブラインチラー２００を停止させる停止処理と、を実行するように構成される。

制御装置１１０は、図２に示すように、一定の時間間隔（制御周期）毎に、定期制御を実行する。定期制御では、センサで検出される制御量の現在値と、メモリ１１２に予め記憶している目標値とを比較し、電子膨張弁の開度を変更する。これにより制御量は目標値付近に維持される。

制御装置１１０は、定期制御と並行して、主液膨張弁５の異常を検知する異常検知処理を行なう。異常検知処理では過熱度ＳＨｃなどの異常判断量を検出し、その推移により異常を判断する。異常検知処理によって主液膨張弁５の異常と判断して冷凍サイクル装置を停止する前に、本実施の形態では、主液膨張弁５の開度を変更して、物理量（正常判断量）の変化を確認することにより主液膨張弁５が正常か非正常かを判断する弁動作確認処理を行なう。

弁動作確認処理の実施後、正常判断量が開度変更に応じた合理的な変化を示したら、制御装置１１０は、電子膨張弁は正常と判断して異常検知処理を終了させ、そうでない場合、非正常と判断して異常検知処理を継続する。

ここで、合理的な変化とは、膨張弁開度を開方向に変化させた場合に、冷媒流量が増大することにより、過熱度、給油温度、吐出温度なら低下、蒸発圧力（蒸発温度）なら増大することなどである。また、閉方向に開度変化させた場合は、正常判断量の変化は前述と逆になる。

なお、制御量、異常判断量及び正常判断量は同じ物理量の場合が多いが、異なる場合もある。

また、冷凍サイクル装置は、制御量、異常判断量及び正常判断量を検出するための各種のセンサを備えている。

従来、「電子膨張弁は正常だが、運転状態が正常範囲から一時的に逸脱」した場合、異常検知処理における誤検知あるいは過剰な検知によって異常停止するおそれがあった。本実施の形態では、このような構成かつ制御によって、弁動作確認処理を実施することで電子膨張弁が正常と判断されれば、冷凍サイクル装置を不必要に異常停止させないで済む。

また、冷凍サイクル装置は、異常停止しないで極力運転を継続することが望まれる。本実施の形態では、異常停止させないで済む場合が増えるので、冷熱の供給停止および現地システムへの異常通報が発生しない効果がある。

好ましくは、図２に示すように、ＣＰＵ１１１は、一定時間ごとに物理量と目標値とに基づいて主液膨張弁５または油冷却用膨張弁９に開度の変化量を指示する定期制御を実行するように構成される。ＣＰＵ１１１は、図３のステップＳ１１０（または図６のステップＳ１１０）に示す弁動作確認処理において、定期制御で算出された変化量よりも大きい変化量を同じ変化方向について主液膨張弁５（または油冷却用膨張弁９）に指示するように構成される。

弁動作確認処理では、電子膨張弁の定期制御の開度変化量ΔＰｌｓを用いて、図３のステップＳ１１１において「操作量＝ΔＰｌｓ×変数Ｎ」を出力する。ここで開度変化量ΔＰｌｓと変数Ｎはともに正負の符号付の数値である。変数Ｎが正ならΔＰｌｓと同方向の開度変化を、Ｎが負なら逆方向の開度変化を出力することになる。

電子膨張弁の現在開度が最大開度又は最小開度の時、それを超える開度は出力できないため、ステップＳ１０９では変数Ｎを負の値（例えば、-1.0≦N≦-0.5程度）、そうでない場合、ステップＳ１１０では変数Ｎを正の値とする（例えば、1.5≦N≦2.0程度）。

このように制御することによって、電子膨張弁の制御範囲（最小開度以上、最大開度以下）を考慮して、弁動作確認処理を実施できる。

また変数Ｎが正のとき、変数Ｎを１より大きく設定することで、定期制御の変化量ΔＰｌｓよりも大きく開度変更できる。これにより、電子膨張弁が正常だった場合には、制御量、異常判断量、正常判断量の変化を早める（大きくする）ことができ、一時的な運転状態の逸脱の影響を抑え、正常か非正常かを判断しやすくなる。また異常判断量が正常範囲に入ればそもそも異常検知処理は終了できる。

一方、変数Ｎが負のとき、電子膨張弁の駆動部に異物が噛み込んで正常に動作しない状況である場合に、定期制御での駆動方向とは逆に弁を動かすので、異物が除去される可能性があり、電子膨張弁の動作が正常に戻る効果が期待できる。変数Ｎが負の場合には、電子膨張弁が正常に作動すれば、制御量、異常判断量、正常判断量が異常を増大させる方向に変化するため、変数Ｎが負の場合には変数Ｎの大きさを１以下に設定している。

好ましくは、図２に示すように、ＣＰＵ１１１は、一定時間ごとに物理量と目標値とに基づいて主液膨張弁５に開度の変化量を指示する定期制御を実行するように構成される。ＣＰＵ１１１は、図３又は図５のステップＳ１０９若しくは図８のステップＳ２１０に示す弁動作確認処理において、定期制御で算出された変化量とは逆方向となる変化量を主液膨張弁５に指示するように構成される。

図３又は図５に示す弁動作確認処理では、ステップＳ１１１において、また図８においてはステップＳ２１２において、主液膨張弁５の定期制御の開度変化量ΔＰｌｓを用いて、「操作量＝ΔＰｌｓ×変数Ｎ」を出力する。開度変化量ΔＰｌｓと変数Ｎは正負の符号付の数値である。その際に、必ず変数Ｎを負とし、定期制御とは逆方向に弁の開度を変化させる。

この弁動作確認処理では、現在開度によらず、定期制御での、それまでの駆動方向とは逆に弁を動かすので、電子膨張弁の駆動部に噛み込んでいた異物が除去される可能性があり、電子膨張弁の動作が正常に戻る効果が期待できる。

また、たとえ異常判断量が異常範囲に入っていても、定期制御とは逆方向に開度変化させたことにより、異常判断量がより異常側に変化すれば電子膨張弁は正常に作動すると判断でき、不必要に冷凍サイクル装置を異常停止しなくてよい。

好ましくは、図２に示すように、ＣＰＵ１１１は、一定時間ごとに物理量と目標値とに基づいて主液膨張弁５に開度の変化量を指示する定期制御を実行するように構成される。ＣＰＵ１１１は、図８の弁動作確認処理において、事前にステップＳ２０５～Ｓ２０７において、定期制御で算出された変化量と、現在の電子膨張弁の開度の一定割合を示す値との小さい方に基づいて電子膨張弁に指示するように構成される。

すなわち、図８のステップＳ２０５に示すように、弁動作確認処理での操作量を、「ΔＰｌｓ×変数Ｎ」ではなく、電子膨張弁の現在開度に、設定値である割合（％）を乗じて操作量δＰｌｓを求めることもできる。この割合は、制御装置１１０のメモリ１１２に予め設定され、記憶されている。ここでの操作量δＰｌｓは大きさだけで符号は持たない。そして、ステップＳ２０６において、δＰｌｓとΔＰｌｓの大きさを比較し、小さい方の開度変化量を膨張弁の変化量の演算のベースとする。

異常判断量が異常範囲に入り続けると、定期制御の開度変化量ΔＰｌｓが大きくなりすぎることがある。特に、ΔＰｌｓとは逆方向に開度変化させる場合には、異常判断量がさらに異常側に変化するため、大きすぎる開度変化は好ましくない。よって図８における弁動作確認処理では、小さい方の開度変化量を出力することで、もし膨張弁が正常だった場合に、膨張弁の実開度が大きく変わって運転状態が急変し、異常検知処理によって異常停止する事態を抑制できる。

好ましくは、図２に示すように、ＣＰＵ１１１は、一定時間ごとに物理量と目標値とに基づいて中間冷却用膨張弁８に開度の変化量を指示する定期制御を実行するように構成される。ＣＰＵ１１１は、図１０のステップＳ２３６の弁動作確認処理において、定期制御で算出された変化量ΔＰｌｓとは逆方向となる変化量を中間冷却用膨張弁８に一旦指示した後に、定期制御で算出された変化量と同方向となる変化量を中間冷却用膨張弁８に指示するように構成される。

定期制御のΔＰＬｓの変化方向に対して、一旦逆方向に開度変更し、その後同方向に開度変更することで、電子膨張弁の駆動部に噛み込んだ異物が除去され、電子膨張弁の動作が正常に戻る効果が期待できる。

好ましくは、図３のステップＳ１０４または図６のステップＳ１４３に示すように、ＣＰＵ１１１は、異常検知処理において異常が検知されてからの経過時間を計時し、経過時間が予め定められた第１時間（例えば１５分）に到達した場合に弁動作確認処理を実行し、弁動作確認処理の結果、物理量に指令に対応する変化が観測された場合に経過時間を初期化する。ＣＰＵ１１１は、経過時間が初期化されずに第１時間よりも長い予め定められた第２時間（例えば２０分）に到達した場合に停止処理を行なうように構成される。ＣＰＵ１１１は、この経過時間として、タイマＴ２によって異常が検知されてから停止処理を行なうまでの猶予時間を計時し、猶予時間が予め定められた時間に到達する前に弁動作確認処理を実行する。

一時的な運転状態の逸脱だった場合、異常検知処理開始後、運転状態が正常範囲に回復する可能性があるため、異常検知処理が開始されて猶予時間の計時タイマが計時中、できれば猶予時間の後半（猶予時間２０分なら、１０～１５分後）のタイミングで弁動作確認処理を実施することが好ましい。

このタイマは、例えば図３のステップＳ１０５等で過熱度≧３０Ｋを２０分で異常と判断する場合の、２０分を計時するタイマＴ２のことである。

このように、猶予時間の計時タイマが作動中、特に猶予時間の後半部で弁動作確認処理を行なうことで、猶予時間の前半部で運転状態が正常範囲に回復した場合には、定期制御の制御周期毎の膨張弁操作に弁動作確認処理による弁作動が干渉しないで済む。

好ましくは、図３のステップＳ１０４の判定時間をステップＳ１０５の判定時間と一致させるようにすればよい。そうした例が図１０である。この場合、ＣＰＵ１１１は、異常検知処理において異常が検知されてからの経過時間を計時し、経過時間が予め定められた第２時間（例えば２０分）に到達した場合に弁動作確認処理を実行し、弁動作確認処理の結果、物理量に指令に対応する変化が観測された場合に経過時間を初期化する。ＣＰＵ１１１は、弁動作確認処理の結果、物理量に指令に対応する変化が観測されない場合に停止処理を行なう。つまり、ＣＰＵ１１１は、異常検知処理において異常が検知されてから停止処理を行なうまでの経過時間を、猶予時間としてタイマＴ２によって計時し、猶予時間が予め定められた時間に到達した時に弁動作確認処理を実行するように構成される。

具体的には、過熱度≧３０Ｋが２０分継続したときに異常と判断する場合の２０分到達時に、弁動作確認処理を行なう。この場合が、定期制御の制御周期毎の膨張弁操作に弁動作確認処理による弁作動が最も干渉しないで済む。

好ましくは、ＣＰＵ１１１は、図５のステップＳ１０５に示すように、異常検知処理において異常が検知されてから停止処理を行なうまでの猶予時間をタイマＴ２によって計時し、図５のステップＳ１０８に示すように、猶予時間が予め定められた時間に到達する前であってかつ主液膨張弁５の開度が上限開度または下限開度に到達したタイミングにおいて弁動作確認処理を実行するように構成される。

すなわち、図５のステップＳ１０５において、過熱度≧３０Ｋが２０分継続したときに異常と判断する場合の２０分到達前（Ｓ１０５でＮＯ）で、膨張弁開度が最大開度又は最小開度になった時点（Ｓ１０８でＹＥＳ）に弁動作確認処理が実行される。

冷凍サイクル装置の使用範囲内で定常運転を行っている場合に、最大開度又は最小開度に到達することはあっても異常判断量が異常範囲を継続することは普通ないため、このようなタイミングで弁動作確認処理を実施するのは合理的である。最大開度又は最小開度到達前であれば、一時的な運転状態の逸脱の可能性があり、その段階で弁動作確認処理を実施する必要性は低い。

このようなタイミングで弁動作確認処理を実施すれば、「一時的な運転状態の逸脱」の状況を除いた、「長時間の運転状態の逸脱」、または「電子膨張弁の異常」の可能性がある状況で弁動作確認処理を実施できる。

好ましくは、図８のステップＳ２０４に示すように、ＣＰＵ１１１は、第１範囲（例えば３Ｋ～３５Ｋ）の外に物理量（例えば過熱度ＳＨｃ）がある場合に異常検知処理にて異常と判断され、停止処理により冷凍サイクル装置を停止するように構成される。図８のステップＳ２０１に示すように、ＣＰＵ１１１は、第１範囲よりも狭い第２範囲（例えば７Ｋ～２７Ｋ）の外に物理量がある場合に異常検知処理が実行されるように構成される。ＣＰＵ１１１は、物理量が第２範囲の外であって、かつ前記第１範囲に入っている場合（例えば３Ｋ～７Ｋまたは２７Ｋ～３５Ｋ）に前記弁動作確認処理を実行するように構成される。

図８では、異常判断量が異常範囲内であることを検知した時点で、即異常と判断する場合に、異常範囲を判断する第一しきい値よりも緩やかな（正常側）所に、第二しきい値を設け、第二しきい値に到達にて、弁動作確認処理の動作確認を行なう。

例えば、過熱度≦３Ｋで即異常と判断する場合、ステップＳ２０４で適用される３Ｋが第一しきい値である。また、ステップＳ２０１で適用される、３Ｋよりも正常側に少し離れた７Ｋが第二しきい値である。

このように制御すれば、電子膨張弁の異常検知に図３のタイマＴ２のような猶予時間を設けない場合（第一しきい値を満たせば即異常停止）でも、弁動作確認処理を適用できる。第一しきい値よりも正常側に離れた第二しきい値を設けることによって、異常停止すべき運転状態に至る前の幾分余裕のある運転状態において、弁動作確認処理を実施することができる。

好ましくは、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、空冷凝縮器３、空冷凝縮器３に送風する第１送風機、蒸発器６、および蒸発器６に送風する第２送風機を備える。図３または図６のステップＳ１０７または図５のステップＳ１３１に示すように、制御装置１１０は、圧縮機１、第１送風機、および第２送風機の少なくともいずれか１つの運転容量を固定した状態で、弁動作確認処理を実行するように構成される。

同様に、好ましくは、ブラインチラーは、定速圧縮機３１、水冷凝縮器３２、ブライン冷却器３４を備える。図８又は図１０のステップＳ２０８に示すように、制御装置１１０は、定速圧縮機３１の運転容量を固定した状態で、弁動作確認処理を実行するように構成される。

例えば、圧縮機、凝縮器及び蒸発器の送風機がインバータ駆動の場合は、それらの運転周波数を一定値に固定して、弁動作確認処理の動作確認を行なう。また、機械式容量制御機構を用いて圧縮機の容量（能力）を可変とするものについては、当該容量制御機構の容量を固定して、弁動作確認処理の動作確認を行なう。

電子膨張弁の制御と、圧縮機及び送風機の制御とは別個の機能であり、それぞれ独立して動作している場合が多い。このため、弁動作確認処理を実施する際にも圧縮機または送風機の運転周波数が変わる可能性があり、その場合、運転状態（冷媒状態）が変化するため、弁動作確認処理で膨張弁の正常／非正常を正しく判定できない可能性がある。

インバータ駆動の場合の周波数または、機械式容量制御方式の場合の機械的容量を固定することで、冷凍サイクル装置の運転状態を一定に保ち、弁動作確認処理によって適切に膨張弁の正常か非正常かを判定することができる。

好ましくは、本実施の形態で制御の対象とされる物理量は、冷凍サイクル装置１００または２００の冷媒の過熱度、圧縮機１の吐出温度、油温度、冷媒の蒸発温度、冷媒の蒸発圧力の少なくともいずれか１つである。

電子膨張弁の制御において、制御量を過熱度にすることが多いが、油冷却用の電子膨張弁の場合は給油温度または吐出温度を用いることができる。また主液膨張弁も過熱度を用いることが多いが、蒸発圧力（蒸発温度）、庫内温度、または庫内温度差（庫内温度と設定温度との差）を制御量とすることもある。

冷凍サイクル装置に搭載される種々の電子膨張弁に対して、異常の誤検知および不要な冷凍サイクル装置の停止を防ぐことが可能となる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 圧縮機、２ 油分離器、３ 空冷凝縮器、４ 中間冷却器、５ 主液膨張弁、６ 蒸発器、７ 油冷却器、８ 中間冷却用膨張弁、９ 油冷却用膨張弁、１０ モータ冷却用膨張弁、１１，１５～１９，２８，３６，３７ 温度センサ、１２～１４ 圧力センサ、２０ 主流冷媒配管、２１ 中間冷却器用冷媒配管、２２ 油冷却器用冷媒配管、２３ モータ冷却器用冷媒配管、２４ 給油配管、２５ 冷凍倉庫、２６ 庫内温度センサ、２７ 蒸発圧力センサ、３１ 定速圧縮機、３２ 水冷凝縮器、３３ 冷却水配管、３４ ブライン冷却器、３５ ブライン配管、３８ 水冷式油冷却器、１００ 冷凍サイクル装置、１０１ 冷熱源ユニット、１０２ 負荷ユニット、１１０ 制御装置、１１２ メモリ、２００ ブラインチラー。

Claims (14)

1. 電子膨張弁を搭載する冷凍サイクル装置の制御装置であって、
   制御したい物理量の目標値を記憶するメモリと、
   一定時間ごとに前記物理量と前記目標値とに基づいて前記電子膨張弁に開度の変化量を指示する定期制御を実行するように構成される制御部とを備え、前記制御部は、
   ｉ）前記定期制御に並行して実行され、前記物理量と前記メモリに記憶されている前記目標値とに基づいて前記電子膨張弁の異常を検知する異常検知処理と、
   ｉｉ）前記異常検知処理によって前記電子膨張弁の異常が検知された場合に、前記定期制御に優先して、前記電子膨張弁に対して開度を変更する指令を送信し、前記物理量に前記指令に対応する変化が観測されるか否かを判断する弁動作確認処理と、
   ｉｉｉ）前記弁動作確認処理において、前記物理量に変化が観測されない場合に、前記冷凍サイクル装置を停止させる停止処理と、を実行するように構成される、冷凍サイクル装置の制御装置。
2. 前記制御部は、前記弁動作確認処理において、前記定期制御で算出された変化量よりも大きい変化量を同じ変化方向について前記電子膨張弁に指示するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
3. 前記制御部は、前記弁動作確認処理において、前記定期制御で算出された変化量とは逆方向となる変化量を前記電子膨張弁に指示するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
4. 前記制御部は、前記弁動作確認処理において、前記定期制御で算出された変化量と、現在の前記電子膨張弁の開度の一定割合を示す値との小さい方に基づいて前記電子膨張弁に指示するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
5. 前記制御部は、前記弁動作確認処理において、前記定期制御で算出された変化量とは逆方向となる変化量を前記電子膨張弁に一旦指示した後に、前記定期制御で算出された変化量と同方向となる変化量を前記電子膨張弁に指示するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
6. 前記制御部は、前記異常検知処理において異常が検知されてからの経過時間を計時し、前記経過時間が予め定められた第１時間に到達した場合に前記弁動作確認処理を実行し、前記弁動作確認処理の結果、前記物理量に前記指令に対応する変化が観測された場合に前記経過時間を初期化し、
   前記制御部は、前記経過時間が初期化されずに前記第１時間よりも長い予め定められた第２時間に到達した場合に前記停止処理を行なうように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
7. 前記制御部は、前記異常検知処理において異常が検知されてからの経過時間を計時し、前記経過時間が予め定められた第２時間に到達した場合に前記弁動作確認処理を実行し、前記弁動作確認処理の結果、前記物理量に前記指令に対応する変化が観測された場合に前記経過時間を初期化し、
   前記制御部は、前記弁動作確認処理の結果、前記物理量に前記指令に対応する変化が観測されない場合に前記停止処理を行なうように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
8. 前記制御部は、前記異常検知処理において異常が検知されてから前記停止処理を行なうまでの猶予時間をタイマによって計時し、前記猶予時間が予め定められた時間に到達する前であってかつ前記電子膨張弁の開度が上限開度または下限開度に到達したタイミングにおいて前記弁動作確認処理を実行するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
9. 前記制御部は、第１範囲の外に前記物理量がある場合に前記冷凍サイクル装置を停止し、
   前記制御部は、前記第１範囲よりも狭い第２範囲の外に前記物理量がある場合に前記異常検知処理において異常を検知し、
   前記制御部は、前記物理量が前記第２範囲の外であって、かつ前記第１範囲に入っている場合に前記弁動作確認処理を実行するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
10. 前記冷凍サイクル装置は、圧縮機を備え、
    前記制御装置は、前記圧縮機の運転容量を固定した状態で、前記弁動作確認処理を実行する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
11. 前記冷凍サイクル装置は、凝縮器、および前記凝縮器に送風する送風機を備え、
    前記制御装置は、前記送風機の運転容量を固定した状態で、前記弁動作確認処理を実行する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
12. 前記冷凍サイクル装置は、蒸発器、および前記蒸発器に送風する送風機を備え、
    前記制御装置は、前記送風機の運転容量を固定した状態で、前記弁動作確認処理を実行する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
13. 前記物理量は、前記冷凍サイクル装置の冷媒の過熱度、圧縮機の吐出温度、油温度、前記冷媒の蒸発温度、前記冷媒の蒸発圧力の少なくともいずれか１つである、請求項１～１２のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の制御装置。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の制御装置を備える冷凍サイクル装置。

Images