JPH0239709B2 - - Google Patents

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JPH0239709B2
JPH0239709B2 JP58245174A JP24517483A JPH0239709B2 JP H0239709 B2 JPH0239709 B2 JP H0239709B2 JP 58245174 A JP58245174 A JP 58245174A JP 24517483 A JP24517483 A JP 24517483A JP H0239709 B2 JPH0239709 B2 JP H0239709B2
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Masaya Yamazaki
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は空気調和機などの冷凍サイクルに関
し、特に冷凍サイクル内に組み込まれる電動式膨
脹弁を負荷に対応した開度に制御するための冷凍
サイクルの制御方法に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］ 空気調和機などの冷凍サイクルは圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器
を順次連結して構成され、冷房時は圧縮機四方弁
を介して高温高圧の冷媒を室外側熱交換器機へ流
して凝縮させ、それを減圧装置で減圧したのち室
内側熱交換器で蒸発させ、圧縮機を戻すようにな
し、また暖房時は四方弁を切換えて冷媒の流れを
冷房時と逆サイクルに、すなわち圧縮機からの高
温高圧の冷媒を室内側熱交換器へ流して凝縮させ
それを減圧装置で減圧したのち室外側熱交換器で
蒸発させ圧縮機に戻すようにしている。
近時、この冷凍サイクルの制御を行なう減圧装
置として電動式膨脹弁が使用され、この膨脹弁の
開度を制御して冷凍サイクルを制御することがな
されてきている。
この電動式膨脹弁で圧縮機の冷媒の吐出側温度
を制御する場合、膨脹弁の弁開度に対して冷凍サ
イクルの負荷が著しく大きいと吐出温度は急激に
上昇する。吐出温度があまり高くなりすぎると圧
縮機内の電動機の巻線の絶縁物が劣化したり、潤
滑油が劣化したりして冷凍サイクルの信頼性が低
下する問題がある。
［発明の目的］ 本発明は上記事情を考慮してなされたもので冷
凍サイクルに電動式膨脹弁を組み込み、その電動
式膨脹弁を負荷に対応した弁開度にすみやかに設
定できる冷凍サイクルの制御方法を提供すること
を目的とする。
［発明の概要］ 本発明は、圧縮機、室外側熱交換器、電動式膨
脹弁、室内側熱交換器を順次連結した冷凍サイク
ルの制御方法において、冷凍サイクルの負荷、例
えば圧縮機の吐出側温度を検知し、その吐出側温
度が上限温度を越えたとき上記電動式膨脹弁を全
開させると共に全開させる前の弁開度を記憶して
おき、その後、上記吐出側温度が下限温度まで下
がつたところで全開前に記憶していた開度よりも
一定開度開いた開度にすることを特徴とするもの
で、圧縮機の冷媒の吐出側温度が上限温度を越え
たときに電動式膨脹弁を全開として吐出側温度を
下げ、また全開前の開度を記憶し、その開度より
一定開度開いた開度にさせると共に、その開度に
対して負荷が異常に大きい場合、これを繰り返す
ことにより吐出側温度を異常に上昇させることな
く所定の負荷に適応した開度へすみやかに設定で
きるようにしたものである。
［発明の実施例］ 以下、本発明に係る冷凍サイクルの制御方法の
好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の冷凍サイクルを示すもので図
において、１は能力可変形の圧縮機、２は四方
弁、３は室外側熱交換器、４は電動式膨脹弁、５
は室内側熱交換器でこれらは順次接続されて冷凍
サイクルを構成する。
圧縮機１の吐出側１ａには冷媒の温度を検出す
る吐出温度センサ６が設けられ、その検出温度は
制御装置７に入力され、制御装置７により電動式
膨脹弁４の開度が調整される。
第１図の冷凍サイクルにおいて負荷が一定とし
た場合、圧縮機１からの冷媒の吐出温度は膨脹弁
４の弁開度により変化する、即ち第２図に示すよ
うに弁開度が小さければ吐出側温度が高くなり弁
開度が大きくなるにつれて吐出側温度が低くな
る。
通常圧縮機１の吐出側温度が100℃を越えると
圧縮機１の電動機の巻線の絶縁物が劣化したり圧
縮機１内の潤滑油が劣化してしまい、また吐出側
温度がある程度の温度以上に維持されないと冷凍
サイクルの効率が悪くなる。従つて、電動式膨脹
弁４の開度を吐出温度が上限の100℃を越えず、
また下限温度以上の温度を維持するように制御装
置７で調整する必要がある。
この制御方法を第３図により説明する。
第３図において、上方のグラフは時間に対する
冷媒の吐出側温度変化を示し、下方のグラフは第
１図に示した制御装置７により電動式膨脹弁の開
度を上記吐出側温度変化に応じて調整するグラフ
を示している。今、例えば冷媒の吐出側温度の上
限温度ａを100℃とし下限温度ｂを95℃とする。
運転初期において、第１図に示した制御装置７に
て、例えばＡの開度に設定されていたとする。こ
のＡの開度に対して冷凍サイクルの負荷が著しく
大きい場合、吐出側温度が急激に上昇し、上限温
度ａを越える。この際、吐出温度センサ６がその
温度を検知し、制御装置７により電動式膨脹弁４
の弁開度を100％の全開状態にする。またこの場
合制御装置７は全開前の開度Ａを記憶する。膨脹
弁４が全開になると、吐出側温度は２〜３℃のオ
ーバーシユート後低下し始め、下限温度ｂ以下に
下がつたとき制御装置７は記憶していたＡの開度
よりαだけ開いた開度に電動式膨脹弁４の開度を
調整する。しかしこの開度でも吐出側温度が上限
温度ａを越える場合、膨脹弁４を全開して下限温
度ｂまで下げたのちさらにαだけ開いた開度に調
整する。このように全開後、膨脹弁４の開度を順
次αづつ開度を大きくしていくことにより吐出側
温度が上限温度ａと下限温度ｂの間に維持される
と共に冷凍サイクルの負荷に対応した適正な制御
開度Ｂ開度にすみやかに調整される。
電動式膨脹弁４は制御装置７の電気信号により
その開度が調整されるものであればよく、例えば
第４図に示す電動式膨脹弁を用いる。
第４図において、二つの入出管８，９を弁ポー
ト部１０を介して連通した弁本体１１を設け、こ
の弁本体１１内にダイヤフラム１２で弁ポート部
１０に対し開閉自在に支持された弁棒１３を内装
するとともに、弁本体１１の頭部側にボール１
４、進退自在に螺合されたドライバー１５及びダ
イヤフラム１２を介して弁棒１３を進退動作させ
るステツピングモータ１６を順に設けてなるもの
で制御装置７から信号が出力されることによりス
テツピングモータ１６の出力軸１７のステツピン
グ回転でドライバ１５を進退動させて、ダイヤフ
ラム１２、弁棒１３を通じ弁ポート部１０を所要
の流通面積に開けたり閉じたりすることができる
ようになつている。
第４図の電動式膨脹弁の場合において弁棒１３
の進退動に対する冷媒の流量特性（或いは弁開
度）は、ほぼ直線に近く、例えば弁開度をαづつ
大きくしていく場合、ステツピングモータ１６に
同一パルス数を送つても弁棒１３と弁ポート部１
０の位置が製造上の誤差でバラツキが生じやす
く、弁開度をαづつ大きくしていつても設定した
開度が得られない場合がある。
第５図に示す電動式膨脹弁は上述の問題を解決
するもので、図において弁本体１１の入出ポート
８，９を弁ポート部１０を介して連通し、その弁
ポート部１０に挿通するニードル１８を設ける。
ニードル１８の上部は弁本体１１に設けたねじ部
１９に螺合され、その上部はステータコイル２０
により回転されるロータ２１に連結される。ニー
ドル１８の先端形状は先端に行くに従つて順次階
段状に縮径される。このニードル１８の先端が弁
ポート部１０に挿脱入することによりニードル１
８と弁ポート部１０で形成される流路断面積は階
段状に変化し、そのためこの膨脹弁による率量特
性は第６図に示すようにニードルストロークに対
して流量が段階的に上昇することになる。従つ
て、例えば第３図に示したように弁開度をαづつ
大きくする場合、αをこのニードル１８の縮径段
ごとに設定しておけば、各段においての同一流量
に対するストローク幅ｌにある程度の余裕がある
ため製造上に誤差があつても弁開度を一定開度づ
つ或いは任意の開度づつ大きくすることが可能と
なる。
以上説明した実施例においては、膨脹弁の弁開
度Ａ開度から負荷に対応した制御開度Ｂ開度へ移
行する際、Ａ開度に対して負荷が著しく大きい場
合膨脹弁を全開とする例を示したが、本発明は全
開に限定されるものでなく、負荷を少なくできる
程度の弁開度であれば、いかなる開度でもよい。
また負荷を検知する例として圧縮機の吐出側温度
で検知する例を示したが圧縮機の電動機の通電電
流或いは圧縮機の吐出圧力などを検知して冷凍サ
イクルの負荷を検知してもよい。さらに弁開度Ａ
から制御開度Ｂに移行させるにおいてその開度を
αづつ上げていく例を示したが一定開度づつ上げ
る代りに任意の開度づつ上げるようにしてもよ
い。
［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らなように本発明
によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
(1) 圧縮機の冷媒の吐出側温度を検知し、吐出側
温度が所定値以上越えたとき電動式膨脹弁の弁
開度を大きくするので冷媒の吐出側温度が異常
に上昇することがなく、圧縮機内の電動機の巻
線の絶縁物や潤滑油の劣化を防止できるので冷
凍サイクルの信頼性が向上する。
(2) 膨脹弁の弁開度を大きくしたのち、その前に
記憶していた開度より一定開度開いた開度に調
整することにより初期の弁開度が負荷に対して
著しく小さいときも、すみやかに負荷に対応し
た制御弁開度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る冷凍サイクルの制御方法
を実施する冷凍サイクルの一例を示す図、第２図
は第１図の冷凍サイクルにおいて、ある負荷に対
しての電動式膨脹弁の弁開度と圧縮機の冷媒の吐
出側温度との関係を示すグラフ、第３図は本発明
に係る冷凍サイクルの制御方法を説明するグラフ
で圧縮機の吐出側温度に対して電動式膨脹弁の弁
開度を制御する例を示すグラフ、第４図は本発明
に係る冷凍サイクルの制御方法において使用する
電動式膨脹弁の一例を示す正面断面図、第５図は
同じく電動式膨脹弁の他の例を示す正面断面図、
第６図は第５図の電動式膨脹弁において、ニード
ルストロークと流量との関係を示すグラフであ
る。 図中、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外側熱
交換器、４は電動式膨脹弁、５は室内側熱交換
器、６は吐出温度センサー、７は制御装置であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 圧縮機、室外側熱交換器、電動式膨脹弁、室
    内側熱交換器を順次連結した冷凍サイクルの制御
    方法において、圧縮機の吐出温度を検知し、この
    吐出温度が上限温度を越えた際、このときの弁開
    度Ａを記憶すると共に上記電動式膨脹弁を略全開
    にし、その後吐出温度が下限温度まで低下したな
    らば上記Ａ開度よりも一定開度開いたＢ開度にす
    ることを特徴とする冷凍サイクルの制御方法。
JP58245174A 1983-12-28 1983-12-28 冷凍サイクルの制御方法 Granted JPS60140075A (ja)

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