JPH02272261A - 冷凍サイクルにおける電子膨張弁の制御方法 - Google Patents
冷凍サイクルにおける電子膨張弁の制御方法Info
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- JPH02272261A JPH02272261A JP9379489A JP9379489A JPH02272261A JP H02272261 A JPH02272261 A JP H02272261A JP 9379489 A JP9379489 A JP 9379489A JP 9379489 A JP9379489 A JP 9379489A JP H02272261 A JPH02272261 A JP H02272261A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
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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。
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］
この発明は、冷凍サイクルの起動時における電子膨張弁
の制御方法に関するものである。
の制御方法に関するものである。
［従来の技術１
第７図は、例えば特開昭６３−１６３７３９号公報に開
示された従来の一次遅れ回路を組み込んだ電気駆動膨張
弁による制御ブロック線図である。
示された従来の一次遅れ回路を組み込んだ電気駆動膨張
弁による制御ブロック線図である。
同図において、Ｋｃは電動膨張弁の伝達関数、φｉは膨
張弁に入る質量流量、Ｔ、、は蒸発器終端部の過熱ガス
の温度、Ｔ、は蒸発温度、Ｈ＋、Ｈｚはそれぞれ伝達関
数、Ｔ、はＴ、を温度センサを含む測定部の伝達関数Ｈ
ｊ ｌにより電気的信号に変換された信号、Ｔ！はＴ１
を温度センサを含む測定部の伝達関数ＨＪｔにより電気
信号に変換された信号、Ｈ，！は一次遅れ回路の伝達関
数である。
張弁に入る質量流量、Ｔ、、は蒸発器終端部の過熱ガス
の温度、Ｔ、は蒸発温度、Ｈ＋、Ｈｚはそれぞれ伝達関
数、Ｔ、はＴ、を温度センサを含む測定部の伝達関数Ｈ
ｊ ｌにより電気的信号に変換された信号、Ｔ！はＴ１
を温度センサを含む測定部の伝達関数ＨＪｔにより電気
信号に変換された信号、Ｈ，！は一次遅れ回路の伝達関
数である。
上記構成の制御回路において、設定過熱度信号と実際の
過熱度信号を比較し、その差信号は伝達関数を経て電動
膨張弁の開度を指定する信号となり、膨張弁に入る流量
φ、となる。また、蒸発器においては、蒸発温度に加わ
る伝達関数Ｈ７と過熱蒸気温度にかかわる伝達半数Ｈ２
を経ることにより、一方は蒸発温度信号Ｔ０．他方は過
熱温度浸透Ｔ１となる。蒸発温度信号Ｔ０は温度センサ
を含む測定部の伝達半数Ｈｊｌにより電気的信号に変換
されてＴ、となり、また、過熱温度信号Ｔ’ｓｔは温度
センサを含む測定部の伝達関数Ｈｊ！により電気的信号
に変換されてＴｔとなる。これを直ちにＴｌ Ｔｌ−
ΔＴとするのではなく、−次遅れ回路（伝達関数Ｈｃり
を通すことによりＴ！′とし、このＴ８゛とＴ１との差
ΔＴ”をフィードバックするようになっている。
過熱度信号を比較し、その差信号は伝達関数を経て電動
膨張弁の開度を指定する信号となり、膨張弁に入る流量
φ、となる。また、蒸発器においては、蒸発温度に加わ
る伝達関数Ｈ７と過熱蒸気温度にかかわる伝達半数Ｈ２
を経ることにより、一方は蒸発温度信号Ｔ０．他方は過
熱温度浸透Ｔ１となる。蒸発温度信号Ｔ０は温度センサ
を含む測定部の伝達半数Ｈｊｌにより電気的信号に変換
されてＴ、となり、また、過熱温度信号Ｔ’ｓｔは温度
センサを含む測定部の伝達関数Ｈｊ！により電気的信号
に変換されてＴｔとなる。これを直ちにＴｌ Ｔｌ−
ΔＴとするのではなく、−次遅れ回路（伝達関数Ｈｃり
を通すことによりＴ！′とし、このＴ８゛とＴ１との差
ΔＴ”をフィードバックするようになっている。
［発明が解決しようとする課題］
上述のような従来の冷凍システムの制御方法では、冷凍
サイクル起動時にも蒸発器出口の過熱度を検出し、それ
に基づいて電動膨張弁の開度を制御しているため、その
開度制御は、冷凍サイクルの起動時のような急速な立ち
上がりスピードに追従できず、このため、高圧のオーバ
ーシュート。
サイクル起動時にも蒸発器出口の過熱度を検出し、それ
に基づいて電動膨張弁の開度を制御しているため、その
開度制御は、冷凍サイクルの起動時のような急速な立ち
上がりスピードに追従できず、このため、高圧のオーバ
ーシュート。
低圧の引き込み現象等を引き起し、冷凍サイクルが安定
状態に達するまでに時間がかかるという問題があった。
状態に達するまでに時間がかかるという問題があった。
この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、冷凍起動時に高圧圧力を定常安定運転時の圧力
に速やかに到達でき、安定運転状態への立ち上がりスピ
ードの高速化を可能にした冷凍サイクルにおける電子膨
張弁の制御方法を得ることを目的とする。
もので、冷凍起動時に高圧圧力を定常安定運転時の圧力
に速やかに到達でき、安定運転状態への立ち上がりスピ
ードの高速化を可能にした冷凍サイクルにおける電子膨
張弁の制御方法を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかる冷凍サイクルにおける電子膨張弁の制
御方法は、冷凍サイクルの起動毎に前回起動時の電子膨
張弁の開度パターンに基づいた蒸発器スーパーヒート応
答データと目標スーパーヒートとの偏差データにより次
回の電子膨張弁の開度パターンを修正して開度パターン
を決定するようにしたものである。
御方法は、冷凍サイクルの起動毎に前回起動時の電子膨
張弁の開度パターンに基づいた蒸発器スーパーヒート応
答データと目標スーパーヒートとの偏差データにより次
回の電子膨張弁の開度パターンを修正して開度パターン
を決定するようにしたものである。
［作 用］
この発明においては、冷凍サイクルの起動毎に前回の起
動時の膨張弁の開度パターンに学習に伴う修正が加わり
、これによって蒸発器のスーパーヒートが目標値により
早く近づ（ように膨張弁開度を決定する。
動時の膨張弁の開度パターンに学習に伴う修正が加わり
、これによって蒸発器のスーパーヒートが目標値により
早く近づ（ように膨張弁開度を決定する。
これにより、起動時には電子膨張弁の開度が大きくなっ
て蒸発器への膨張弁からの供給冷媒量が増大するため、
高圧圧力が安定運転時の圧力に速やかに到達し、安定運
転状態への立ち上がりスピードが早くなる。
て蒸発器への膨張弁からの供給冷媒量が増大するため、
高圧圧力が安定運転時の圧力に速やかに到達し、安定運
転状態への立ち上がりスピードが早くなる。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明による制御方法を適用した冷凍サイ
クルの回路図である。
クルの回路図である。
図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は電子膨張弁
、４は蒸発器であり、これらは配管５によって閉ループ
に接続され冷凍回路を構成している。
、４は蒸発器であり、これらは配管５によって閉ループ
に接続され冷凍回路を構成している。
また、６は電子膨張弁３の開度を制御する制御装置で、
この制御装置６には、蒸発器４の入口側冷媒温度を検出
する温度センサ７及び蒸発器４の出口側冷媒温度を検出
する温度センサ８からの検出信号が入力されるようにな
っている。
この制御装置６には、蒸発器４の入口側冷媒温度を検出
する温度センサ７及び蒸発器４の出口側冷媒温度を検出
する温度センサ８からの検出信号が入力されるようにな
っている。
制御装置６は、学習機能により冷凍サイクルの起動毎に
前回の起動時の膨張弁３の開度を修正し、過熱度がより
早く目標値に近づくように膨張弁３の開度をコントロー
ルするものである。
前回の起動時の膨張弁３の開度を修正し、過熱度がより
早く目標値に近づくように膨張弁３の開度をコントロー
ルするものである。
次に、上記のように構成された本実施例の動作を説明す
る。
る。
制御装置６の学習機能により、冷凍サイクル起動時の膨
張弁３の開度を起動待毎に修正する場合は、目標とする
スーパーヒートを０１（１） とする。
張弁３の開度を起動待毎に修正する場合は、目標とする
スーパーヒートを０１（１） とする。
但し、０≦ｔ≦Ｔである。
ここで、スーパーヒート（過熱度）は、蒸発器４で冷凍
作用した冷媒が乾燥飽和ガスとなり、それがさらに加熱
されて過熱状態になったとき、その温度と蒸発温度との
差を云い、例えば５°Ｃである。また、θ１ （１）の
添字ｔはθ（１）が目標関数であることを表わし、Ｔは
起動時の過渡時間で、約１５分以上の値をとる。
作用した冷媒が乾燥飽和ガスとなり、それがさらに加熱
されて過熱状態になったとき、その温度と蒸発温度との
差を云い、例えば５°Ｃである。また、θ１ （１）の
添字ｔはθ（１）が目標関数であることを表わし、Ｔは
起動時の過渡時間で、約１５分以上の値をとる。
膨張弁の開度学習に際しては、膨張弁に適当な開度指令
θｒｊ（ｊ）を与え、そのスーパーヒート応答θａｊ（
Ｌ）を測定する。
θｒｊ（ｊ）を与え、そのスーパーヒート応答θａｊ（
Ｌ）を測定する。
ここで、開度指令θｒＪ（ｔ）の添字ｒはθ（１）がス
ーパーヒートの指令値関数であることを表わし、また、
スーパーヒート応答θａｊ（ｔ）の添字ａはθ（１）が
スーパーヒートの応答関数であることを表わす。
ーパーヒートの指令値関数であることを表わし、また、
スーパーヒート応答θａｊ（ｔ）の添字ａはθ（１）が
スーパーヒートの応答関数であることを表わす。
そして、添字ｊはｊ回目の学習試行を表わす。
次にｊ回目のスーパーヒートの応答θｍ＝（Ｌ）とスー
パーヒートの目標値関数θ、（ｔ）とを比較することに
より、次のｊ＋１回目の学習試行におけるスーパーヒー
ト応答θｌ＋Ｊｌ （ｔ）が目標値関数θ１ （１）に
より一層近づくようにｊ＋１回目の試行の開度指令θｒ
＋ｊ＋Ｉ （ｔ）を決定する。
パーヒートの目標値関数θ、（ｔ）とを比較することに
より、次のｊ＋１回目の学習試行におけるスーパーヒー
ト応答θｌ＋Ｊｌ （ｔ）が目標値関数θ１ （１）に
より一層近づくようにｊ＋１回目の試行の開度指令θｒ
＋ｊ＋Ｉ （ｔ）を決定する。
ここでは、θ１ （１） 、 θｒｊ（ｔ） ＋
θａｊ（ｔ）からθ１９．。１（ｔ）を計算するアルゴ
リズムを修正アルゴリズムと云い、試行における偏差の
関数式（１）式に注目して、θｒ＋Ｊ＋ｌ （ｔ）を算
出する。
θａｊ（ｔ）からθ１９．。１（ｔ）を計算するアルゴ
リズムを修正アルゴリズムと云い、試行における偏差の
関数式（１）式に注目して、θｒ＋Ｊ＋ｌ （ｔ）を算
出する。
ｅ４（ｔ）＝θ、（ｔ）−θ１１ｊ（ｔ）・・・・・・
・（１）また、この方法による修正の一般式は次式によ
り与えられる。
・（１）また、この方法による修正の一般式は次式によ
り与えられる。
θ、、 ｊ、Ｉ （ｔ）−θｒ、」−＋（ｊ） （θｒ
ｊ（ｔ）、ｅｊ（ｔ）） ・・（２）そして、修正は
次式により行う。
ｊ（ｔ）、ｅｊ（ｔ）） ・・（２）そして、修正は
次式により行う。
θｒ＋Ｊａ＄１−〇ｒｏＪ＋ψｊ’ＥＪ ・・・・
・・（３）以上のように設定することで、次式を満足す
る修正アルゴリズムの形を決定している。
・・（３）以上のように設定することで、次式を満足す
る修正アルゴリズムの形を決定している。
（４）式の形は、θｒ、ｊ１ （ｔ）−〇ｒｊ（ｔ）
＋ ｅ ｊ（ｔ＋λハである。
＋ ｅ ｊ（ｔ＋λハである。
以上による開度パターン形成プログラムは第２図に示す
ようなフローチャートとなる。
ようなフローチャートとなる。
第２図において、ステップＳ１では、ｊ−１とし、目標
スーパーヒートθ１ （１）を与える。ここで、冷凍サ
イクル安定運転時の膨張弁３の開度Ｓ０を予め求めてお
き、θｒ４（ｔ）−３ｏとする。
スーパーヒートθ１ （１）を与える。ここで、冷凍サ
イクル安定運転時の膨張弁３の開度Ｓ０を予め求めてお
き、θｒ４（ｔ）−３ｏとする。
次のステップＳ２では、ｊ回目の試行を実行する。即ち
、θ、ｊ（ｔ）を膨張弁３への指令値として出力し、そ
の応答のスーパーヒートθａｊ（ｊ） ヲ測定する。そ
して、次のステップＳ３では、ｊ回目の試行データから
ｅＪ（ｔ）＝０１（１）−〇、ノ（１）を計算し、その
計算結果を基にして、次のステップＳ４で開度パターン
形成が完了したかを判定する。
、θ、ｊ（ｔ）を膨張弁３への指令値として出力し、そ
の応答のスーパーヒートθａｊ（ｊ） ヲ測定する。そ
して、次のステップＳ３では、ｊ回目の試行データから
ｅＪ（ｔ）＝０１（１）−〇、ノ（１）を計算し、その
計算結果を基にして、次のステップＳ４で開度パターン
形成が完了したかを判定する。
完了したことが判断された場合はステップＳ５に進み、
開度指令θｒｊ（ｔ）が目標値関数θ、（ｔ）を実現す
るための指令値関数であると設定して終了する。
開度指令θｒｊ（ｔ）が目標値関数θ、（ｔ）を実現す
るための指令値関数であると設定して終了する。
また、ステップＳ４で完了しないと判断された時は、ス
テップＳ６に進み、θｒ、ｊ、ｔ（ｔ）＝θ−、ｊ（１
）＋Ｇ−ｅｊ（ｔ＋λｊ）により、θｒｊ（ｔ）を修正
してθ、、 ｊ＋Ｉ （ｔ）を求める。そして、次のス
テップｓ７において、ｊ＝ｊ＋１とし、ステップＳ２へ
進む。
テップＳ６に進み、θｒ、ｊ、ｔ（ｔ）＝θ−、ｊ（１
）＋Ｇ−ｅｊ（ｔ＋λｊ）により、θｒｊ（ｔ）を修正
してθ、、 ｊ＋Ｉ （ｔ）を求める。そして、次のス
テップｓ７において、ｊ＝ｊ＋１とし、ステップＳ２へ
進む。
上述のような第２図に示すフローを実行することにより
、冷凍サイクル起動毎に膨張弁３の開度パターンを修正
して、過熱度（スーパーヒート）が目標値（例えば５°
Ｃ）により早く近づくように制御する。
、冷凍サイクル起動毎に膨張弁３の開度パターンを修正
して、過熱度（スーパーヒート）が目標値（例えば５°
Ｃ）により早く近づくように制御する。
即ち、冷凍サイクル起動時は、膨張弁３の開度を一旦大
きく開き、蒸発器４への膨張弁からの供給冷媒量を増や
すことによって、低圧引き込みを防止し、冷媒循環量を
確保する。これによって、圧縮機吸入冷媒の比容積の増
大、これによる循環冷媒流量の減少及び立ち上がりスピ
ードの遅れを防止することができる。
きく開き、蒸発器４への膨張弁からの供給冷媒量を増や
すことによって、低圧引き込みを防止し、冷媒循環量を
確保する。これによって、圧縮機吸入冷媒の比容積の増
大、これによる循環冷媒流量の減少及び立ち上がりスピ
ードの遅れを防止することができる。
第３図は、本実施例の初期起動モードにおける膨張弁の
開度パターンの学習経緯を表わしたもので、Ｏ印は学習
回数ｊが１回の場合を、Δ印は学習回数ｊが３回のもの
、０印は学習回数ｊが５回のもの、ｘ印は学習回数ｊが
１１回の場合をそれぞれ表わしたもので、この図からも
明かなように学習回数が多くなるほど、冷凍サイクルの
初期起動時の膨張弁３の開度が大きくなる。
開度パターンの学習経緯を表わしたもので、Ｏ印は学習
回数ｊが１回の場合を、Δ印は学習回数ｊが３回のもの
、０印は学習回数ｊが５回のもの、ｘ印は学習回数ｊが
１１回の場合をそれぞれ表わしたもので、この図からも
明かなように学習回数が多くなるほど、冷凍サイクルの
初期起動時の膨張弁３の開度が大きくなる。
また、第４図は、第３図の開度パターンに基づく蒸発器
の出口冷媒のスーパーヒートの変遷を表わしたもので、
学習回数が多くなる程、初期起動時のスーパーヒートが
小さくなり、目標値（例えば５°Ｃ）により早く近づけ
ることが可能になる。
の出口冷媒のスーパーヒートの変遷を表わしたもので、
学習回数が多くなる程、初期起動時のスーパーヒートが
小さくなり、目標値（例えば５°Ｃ）により早く近づけ
ることが可能になる。
第５図は、学習回数ｊが１回と８回の時の起動時におけ
る高圧圧力の上昇状態を表わしたもので、学習回数が多
くなる程、冷凍サイクル起動時に高圧圧力を定常安定運
転時の圧力に速やかに到達させることができる。
る高圧圧力の上昇状態を表わしたもので、学習回数が多
くなる程、冷凍サイクル起動時に高圧圧力を定常安定運
転時の圧力に速やかに到達させることができる。
また、第６図は、学習回数ｊが１回と８回の時の凝縮器
吹出空気温度の上昇状態を表わしたもので、学習回数が
多くなる程、吹出空気温度を起動初期段階で高温に立ち
上げることができる。
吹出空気温度の上昇状態を表わしたもので、学習回数が
多くなる程、吹出空気温度を起動初期段階で高温に立ち
上げることができる。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば、冷凍サイクル起動時
の膨張弁の開度パターンを、起動毎に学習により修正し
て、スーパーヒートが目標値により早（近づくように制
御するものであるため、起動時に高圧圧力を安定運転時
の圧力に速やかに到達させることができ、これに伴い安
定運転状態への立ち上がりスピードを早くできると共に
、起動段階から空気調和の快適性がよくなるという効果
がある。
の膨張弁の開度パターンを、起動毎に学習により修正し
て、スーパーヒートが目標値により早（近づくように制
御するものであるため、起動時に高圧圧力を安定運転時
の圧力に速やかに到達させることができ、これに伴い安
定運転状態への立ち上がりスピードを早くできると共に
、起動段階から空気調和の快適性がよくなるという効果
がある。
第１図はこの発明方法を適用した冷凍サイクルの冷媒回
路図、第２図は本実施例における膨張開度パターン生成
学習方式の動作を示すフローチャート、第３図は本実施
例における膨張弁階床度パターンの学習経緯を示すグラ
フ、第４図は第３図に基づく蒸発器出口冷媒のスーパー
ヒートの変遷を示すグラフ、第５図は高圧圧力上昇パタ
ーンを示すグラフ、第６図は凝縮器吹出空気温度パター
ンを示すグラフ、第７図は従来の冷凍システムの制御方
法を示すブロック線図である。 １・・・圧縮機、２・・・１１縮器、３・・・膨張弁、
４・・・蒸発器、６・・・制御装置、７．８・・・温度
センサ。
路図、第２図は本実施例における膨張開度パターン生成
学習方式の動作を示すフローチャート、第３図は本実施
例における膨張弁階床度パターンの学習経緯を示すグラ
フ、第４図は第３図に基づく蒸発器出口冷媒のスーパー
ヒートの変遷を示すグラフ、第５図は高圧圧力上昇パタ
ーンを示すグラフ、第６図は凝縮器吹出空気温度パター
ンを示すグラフ、第７図は従来の冷凍システムの制御方
法を示すブロック線図である。 １・・・圧縮機、２・・・１１縮器、３・・・膨張弁、
４・・・蒸発器、６・・・制御装置、７．８・・・温度
センサ。
Claims (1)
- 圧縮機，凝縮器，電子膨張弁及び蒸発器からなる冷凍
サイクルの起動において、起動毎に前回起動時の電子膨
張弁の開度パターンに基づいた蒸発器スーパーヒート応
答データと目標スーパーヒートとの偏差データにより次
回の電子膨張弁の開度パターンを修正して開度パターン
を決定するようにしたことを特徴とする冷凍サイクルに
おける電子膨張弁の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093794A JP2529387B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 冷凍サイクルにおける電子膨張弁の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093794A JP2529387B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 冷凍サイクルにおける電子膨張弁の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02272261A true JPH02272261A (ja) | 1990-11-07 |
| JP2529387B2 JP2529387B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=14092327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1093794A Expired - Lifetime JP2529387B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 冷凍サイクルにおける電子膨張弁の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529387B2 (ja) |
Cited By (5)
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| EP2226593A4 (en) * | 2007-11-30 | 2010-09-08 | Daikin Ind Ltd | FREEZER |
| JP2011047276A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | アイドル回転数の制御装置 |
| KR20130071735A (ko) * | 2011-12-21 | 2013-07-01 | 양태허 | 능동 분사 주입식 냉매 공급 및 제어에 의한 온도조절시스템 |
| CN104132432A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-05 | 四川长虹空调有限公司 | 电子膨胀阀逼近式控制方法 |
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| JPS62137607A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | 学習機能を備えた自動運転装置 |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP1093794A patent/JP2529387B2/ja not_active Expired - Lifetime
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