JPH01225867A - 電動膨張弁の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷暖房装置などの熱ポンプ回路における電動
膨張弁の制御方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の熱ポンプ回路を利用した冷暖房装置として、例え
ば第２図に示すものがある（特開昭６２−８０４７０号
）。同図において、１は室外二ニット、２は室内ユニッ
トである。室外ユニット１は、凝縮側熱交換器に対して
圧縮機からの熱交換用媒体を切換供給する四方弁３、吸
入管５を通じて導入される蒸発側熱交換器からの媒体を
断熱圧縮する圧縮機４、冷房時には凝縮器、暖房時には
蒸発器として作用する室外熱交換器６、送風ファン７、
高圧の媒体を減圧気化させる電動膨張弁８を有し、また
、室内ユニット２は、冷房時には蒸発器、暖房時には凝
縮器として作用する室内熱交換器９を有し、室外熱交換
器６と室内熱交換器９とは四方弁３、電動膨張弁８を介
して互いに連結されている。

かかる熱ポンプ回路では、周知のように、熱交換用媒体
を実線矢印方向に流して熱ポンプサイクル動作させるこ
とにより、室内ユニット２による室内冷房が行なえるほ
か、さらに点線矢印方向に熱交換用媒体を流して熱ポン
プサイクル動作させることにより、室内ユニット２によ
る室内暖房を行なうことができる。

また、電動膨張弁８は、媒体の蒸発温度や過熱ガス温度
に基づいてその開度が制御され、具体的には、第３図に
示すように３個の温度センサＴｈｌ　。

Ｔｈ２　、　Ｔｈ３と制御回路１１から構成されている
。

温度センサＴｈｌ　、　Ｔｂ２　、　Ｔｈ＄は、各々吸
入管５の上流及び下流、室外熱交換器６に取付けられ、
各部分を通る媒体温度を検出して制御回路１１に出力信
号を送る。

制御回路１１では冷房時に２つの温度センサＴｈｌ　、
　Ｔｈ２からの温度信号を比較してその差が小さくなる
ように電動膨張弁８の開度を制御し、暖房時には温度セ
ンサＴｈ３　、　Ｔｈ２からの温度信号を比較して同様
に制御する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来における電動膨張弁の制御方法にあっては
、各運転毎に２箇所の媒体温度を検出しなければならな
いので、温度センサの数が多くなると共に制御が複雑に
なる欠点がある。

また、吸入管５内の媒体は、飽和状態で流れる場合と過
熱ガス状態で流れる場合があり、前者では吸熱管５の下
流側温度が低下し、後者では逆に下流側の温度が高（な
る。しかし、いずれの場合もその差が小さいので、これ
らを確実に検出するには、高精度の温度センサと制御回
路が必要となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、冷房運転時における媒体温度の検出が容易で弁
開度の制御も簡素化し得る電動膨張弁の制御方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、冷暖房装置などの
熱ポンプ回路で、高圧の熱交換用媒体を気化させる電動
膨張弁の開度を上記媒体の蒸発温度や過熱ガス温度に基
づいて制御する電動膨張弁の制御方法において、冷房運
転時に、前記熱ポンプ回路の圧縮機と四方弁を接続する
吸入管の媒体温度と予め設定された加熱ガス温度との差
に基づいて前記電動膨張弁の開度を制御する点に特徴が
ある。

（作　用） これらの構成により、熱ポンプ回路が冷房運転すると、
まず吸入管を通る媒体の温度が温度センサで検出され、
この検出信号が制御回路に送られる。制御回路では、こ
の温度信号を予め設定された加熱ガス温度と比較してそ
の差を演算し、この温度差を減するように電動膨張弁の
開度を制御する。熱交換用媒体は、電動膨張弁で調整さ
れた量だけ気化膨張して室内熱交換器に送られ、吸熱作
用、即ち室内の冷房を行なう。

（実施例） 第１図には、本発明の制御方法が適用された冷暖房装置
の熱ポンプ回路が示され、第３図には電動膨張弁の制御
ブロック図が示されている。また、熱ポンプ回路の大部
分の構成は、第２図と同じであるため説明を省略し、以
下相違点を中心に述べることとする。

この熱ポンプ回路では、吸入管５の上流にある温度セン
サＴｈｌ　　（第２図）が省略され、吸入管５下流の温
度センサＴｈ２と室外熱交換器６の温度センサＴｈＳの
みが設けられている。

一方、制御回路１１のメモリには、吸入管５を流れる過
熱ガスの設定温度Ｔｓが入力されており、この設定温度
Ｔｓは次のように定められる。通常、熱ポンプ回路の暖
房運転時は、室外機１の周辺温度、即ち外気温度が氷点
下から約１５℃の広範囲に亘って変動するのに対し、冷
房運転時は室温が２２〜３０℃とその範囲が比較的狭く
、このときの媒体蒸発温度も３〜１０℃程度と比較的安
定している。このため、冷房運転時には、吸入管５を通
る過熱ガス温度も１５〜２０℃と狭い範囲に集中するの
で、前述のＴｓをこの範囲の値に設定して電動膨張弁８
を制御すれば、温度センサＴｈｌを省略してもシステム
の信頼性は充分に確保される。

第４図は、制御回路１１による電動膨張弁８の制御動作
を示したフローチャートであり、冷房運転時のフローが
従来と相違する。

まず、熱ポンプ回路が稼働すると、ステップＳ１で冷房
と暖房の判別が行なわれ、ここで冷房時の制御ステップ
８２〜Ｓ７と暖房時の制御ステップ３８〜Ｓ１４とに分
れる。

冷房時には、温度センサＴｈ２によって検出された吸入
管５の媒体温度Ｔ２が入力され（Ｓ２）、続いて媒体温
度Ｔ２とメモリ内の設定温度Ｔｓとの差△ＴＡが算出さ
れる。次いでステップＳ４で△ＴＡ　＞Ｑ、即ちＴ２が
Ｔｓより高いかどうかが判別され、低い場合はステップ
Ｓ５に進み、高い場合は冷却が足りないから電動膨張弁
８の開度を大きくして（Ｓ７）媒体流量を増大させる。

ステップＳ５ではΔＴＡ−０かどうか、即ちＴ２がＴｓ
と等しいかどうかが判別され、等しい場合は媒体流量が
適正であるからステップＳ１に戻り、等しくない場合は
Ｔ２の温度が低過ぎるから電動膨張弁８を絞って媒体流
量を減少させる（Ｓｉｔ　）。

尚、電動膨張弁８の初期設定開度、温度差ΔＴＡに応じ
た開度の割合等は、設定温度Ｔｓと同様に制御回路１１
のメモリ内に記憶されている。

また、設定温度Ｔｓを一定範囲、例えば１５〜２０℃の
範囲で外部から調整できるようにしてもよい。

次に暖房運転時の制御動作は従来と全く同様で、簡単に
説明すると、まず各温度センサＴｈ２　、　Ｔｂ（によ
って吸入管５の媒体温度Ｔ２と室外熱交換器６の媒体蒸
発温度Ｔ３が検出され、これらが温度データとして制御
回路１１に入力される（Ｓ８゜Ｓ９）。

続いてＴ２．Ｔ３の温度差ΔＴＢが算出された後（ＳＩ
Ｏ）、ステップＳｌｌでΔＴＢが３℃より大きいかどう
かが判別され、大きい場合は電動膨張弁８の開度を大き
くして媒体流量を増加させ（Ｓ１４）、小さい場合はス
テップＳ１２に進んで、ΔＴＢが１〜３℃の許容範囲に
あるかどうかが判別される。ΔＴＢが許容範囲にあれば
、電動膨張弁８の開度は適正であるからそのまま維持さ
れてステップＳｌに戻り、ΔＴＢが１℃より小さい場合
はその開度を小さくして媒体流量を減少させる（　Ｓ　
１３）。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明における電動膨張弁の制御
方法では、冷房運転時に、吸入管の媒体温度と予め設定
された過熱ガス温度との差に基づいて電動膨張弁の開度
を制御するので、温度センサの数を減少できると共に弁
開度の制御を簡素化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を用いた熱ポンプ回路図、第
２図は従来の制御方法を用いた同回路図、第３図は電動
膨張弁の制御ブロック図、第４図は制御のフローチャー
トである。 １・・・室外ユニット、２・・・室内ユニット、３・・
・四方弁、４・・・圧縮機、５・・・吸入管、８・・・
電動膨張弁、１１・・・制御回路、Ｔｈｌ　、　Ｔｈ２
　、　Ｔｈ３・・・温度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷暖房装置などの熱ポンプ回路で、高圧の熱交換用媒体
   を気化させる電動膨張弁の開度を前記媒体の蒸発温度や
   過熱ガス温度に基づいて制御する電動膨張弁の制御方法
   において、冷房運転時に、前記熱ポンプ回路の圧縮機と
   四方弁を接続する吸入管の媒体温度と予め設定された過
   熱ガス温度との差に基づいて前記電動膨張弁の開度を制
   御することを特徴とする電動膨張弁の制御方法。