JPH0275858A - 冷凍空調装置 - Google Patents

冷凍空調装置

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JPH0275858A
JPH0275858A JP22658088A JP22658088A JPH0275858A JP H0275858 A JPH0275858 A JP H0275858A JP 22658088 A JP22658088 A JP 22658088A JP 22658088 A JP22658088 A JP 22658088A JP H0275858 A JPH0275858 A JP H0275858A
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Hajime Kitauchi
北内 肇
Yasuo Shibuya
渋谷 康雄
Mutsunori Nakamura
中村 睦典
Fumio Matsuoka
文雄 松岡
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Mitsubishi Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子膨張弁を用いた冷凍空調装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
第4図は従来の冷凍空調装置の冷媒サイクルを示すブロ
ック図であり、図において、1は低圧の冷媒ガスを高圧
に変換する圧縮機、2は圧縮機1からの冷媒ガスを高圧
の冷媒液に変換する凝縮器、3は凝縮器2からの冷媒液
を過冷却するサブクールコイル、4はサブクールコイル
3を通過した冷媒液の通過量を調節する温度式膨張弁、
5は温度式膨張弁4を通過した冷媒液を蒸発させる蒸発
器、6はサブクールコイル3を内蔵し、蒸発器5で蒸発
した冷媒を過熱するアキュームレータ、7は蒸発器5の
出口の圧力と温度式膨張弁4の内部の圧力とを均圧させ
るための均圧管、8は蒸発器5の温度を検出する感温筒
である。
次に動作について説明する。冷凍空調装置が運転開始す
ると、圧縮機1で高温高圧に圧縮された冷媒ガスは凝縮
器2により放熱凝縮されて高圧の冷媒液となる。この冷
媒液はサブクールコイル3により過冷却された後、温度
式膨張弁4により絞り膨張されろことにより、低圧の飽
和液と飽和ガスとが混在する二相状態となる。この二相
状態の冷媒は蒸発器5に供給され、ここで外部から吸熱
されて蒸発することにより、冷凍効果が得られる。
蒸発器5で蒸発された冷媒はアキュームレータ6に入り
サブクールコイル3の熱により過熱されて完全なガスと
なり、圧縮機1に送られて再び圧縮される。
一方、感温筒8で検出された蒸発器5の出口温度に相当
する飽和圧力と均圧管7を通じて得られる蒸発器5の実
圧力とが温度式膨張弁4に加えられろ。上記飽和圧力と
実圧力との差の圧力と温度式膨張弁4内のバネの圧力と
が釣り合うように弁の開度が調節されることにより、蒸
発器5に供給される冷媒量が調節される。例えば冷凍負
荷が増大すると、蒸発器5で冷媒液が完全に蒸発し過熱
度が大きくなり、このため感温筒8からの飽和圧力が増
えて温度式膨張弁4が開方向に制御される。
この結果、冷媒量が増えて冷凍負荷とバランスする。ま
た逆に冷凍負荷が減少すると、蒸発器5内での過熱度が
小さくなり、このため感温筒8からの飽和圧力が減り、
温度式膨張弁4が閉方向に制御される。この結果、冷媒
量が減って冷凍負荷とバランスする。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の冷凍空調装置は以上のように構成されているので
、冷凍負荷の増減に対し冷媒量を調節することはできる
が、温度式膨張弁4は機械的な圧力バランスによって弁
の開閉を調節しているため安定させるのがむずかしく、
冷凍負荷の変動に対して弁開閉の応答までの時定数があ
るため、ノ・ンチングを起こしやすいという問題点があ
った。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、冷凍効果を高くするとともに、冷凍負荷の変
動に対し安定でノ・ンチングしない冷凍空調装置を得る
ことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る冷凍空調装置は、温度式膨張弁に代えて
電子膨張弁を用い、この電子膨張弁を、運転開始時に一
定開度と成し、次に蒸発器の出口が二相状態のとき閉方
向に制御し、さらに過熱状態となったとき一定値だけ開
方向に制御し、以後一定となるように制御するものであ
る。
〔作 用〕
この発明における電子膨張弁は、蒸発器の出口を常に二
相状態に保つように制御されることにより、動作が安定
する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図においては第4図と対応する部分には同一符号を付し
て説明を省略する。9は前述した温度式膨張弁に代えて
用いられろ電子膨張弁で、サブクールコイル3と蒸発器
5の入口側との間に配されている。10は蒸発器50入
口温度を検出する温度センサ、11は蒸発器5の出口温
度を検出する温度センサ、12は温度センサ10,11
で検出された温度に基づいて電子膨張弁9の開度を制御
するマイクロコンピュータを含む制御装置である。
第2図は制御装置12の構成を示すブロック図であり、
図において、13はCPU、14は制御プログラム用の
ROM、15はデータ用のRAM。
16は温度センサ10,11からのアナログ温度検出信
号をディジタル信号に変換するアナログ入力変換回路、
17は電子膨張弁9を駆動する駆動回路、18は運転信
号を得るスイッチ、19は運転信号が入力されるディジ
タル入力変換回路、20はCPU13と他の回路とを接
続する内部バスである。
次に動作について説明する。第1図及び第2図の動作を
第3図のフローチャートと共に説明する。
先ず、スイッチ18がオンとなり、運転信号がディジタ
ル入力変換回路1日に入力されると、CPU13はステ
ップ5T(11で運転と判断し、次にその運転が運転開
始直後であるか否ががステップ5T(21で判断される
。運転開始直後はステップ5T(3)に進み、ここで電
子膨張弁9を一定開度P1に設定する。このPlは最大
冷凍負荷でも蒸発器5の出口の冷媒が二相状態となるよ
うな充分に大きい値とする。次にステップ5T(41に
より制御終了フラグをリセットした後、ステップ5T(
11に戻る。そしてステップ5T(11を通り、ステッ
プ5T(2)で運転開始直後でないことが判断されると
、ステップ5TI51で制御終了フラグの有無が判断さ
れる。制御終了フラグがリセットされていれば、ステッ
プ5Tf6+で時間t1の経過を待つ。このtlは上記
一定開度Plの設定後、系全体が安定するまでの時間で
ある。時間t1が経過すると、ステップ5T(71で後
述するステップ5T(91による一定閉制御がまだ行わ
れていないか否かが判断され、一定閉制御が行われてい
なければ、ステップ5T(8)に進む。ステップ5Tf
81では、蒸発器5の出ロ温度T2−蒸発器5の入口温
度T1−△Tが所定値Ts より小さいか否かが判断さ
れろ。このTsは蒸発器5の出口が二相状態か過熱状態
かを判断するための値である。蒸発器5内の圧損が無け
ればTs = Oであるが、通常は飽和温度換算で2〜
3degの圧損があるため、Ts中3 としている。最
初は上記一定開度P1の設定により、蒸発器5の出口は
二相状態となっているので、△T < Tsであり、必
らずステップ5T(91に進む。このステップ5T(9
1では、運転開始後の重宝開度P1 に比べて非常に小
さな開度P2だげ閉方向に電子膨張弁9が制御される。
即ち、開度p −e p −P2  に絞られる。この
P2は急激に△T≧Tsとならないように変化幅を小さ
くする。次にステップS T (10)によりt2 タ
イマをリセットした後、ステップSTmに戻る。
次にステップS T(11、S T(21、S Tf5
+ 、 S T(61を通り、ステップ5TI7)で時
間t2の経過を待つ。
このt2はステップ5T(91による一定閉制御の後、
系全体が安定するまでの時間である。上記一定閉制御を
行うことにより、蒸発器5を通る冷媒量が減るため、蒸
発器5の出口は二相状態から過熱状態に移行するが、ま
だ△T < Tsで二相状態となっていれば、ステップ
5T(81からステップS T (9) 。
S T (10)を通ってステップ5T(11に戻る。
即ち、二相状態から過熱状態となるまで一定閉制御が繰
り返し行われる。そしてステップ5Tf81で過熱状態
となったことが判断されろと、ステップS T !11
)に進み、ここで電子膨張弁9を一定値p、たけ開方向
に制御する。次にステップS T (12)で制御終了
フラグをセットした後、ステップ5T(11に戻る。上
記P5はP5≧P2の大きさであり、蒸発器5の出口を
、初めて過熱状態になった後に再度二相状態に戻すため
の開度の変化幅である。従って、以後は冷凍負荷の変動
があってもそのままの開度で固定され、蒸発器5の出口
が再び過熱状態とならないような変化幅とする。この状
態が、電子膨張弁9の開度を最適値にした状態であり、
冷凍負荷の変動があっても、蒸発器5の出口の冷媒のか
わき度が変化するだけで、常に二相状態が保たれ、電子
膨張弁9も動作しない。従って、ハンチングが生じるこ
ともなく、また冷凍効果の高い状態が維持される。この
状態ではステップST (11、S Tf21 。
S T(5) 、 s T(x+のルーチンが繰り返さ
れている。
また、スイッチ18がオフされて運転信号が入力されな
(なれば、cpty13は停止と判断して、ステップ5
T13により、電子膨張弁9を全閉とする。
なお、上記実施例では蒸発器5の出口の状態を検出する
手段として、温度センナ10.11を設けたものを示し
たが、温度センサ10に代えて蒸発器5の出口に圧力セ
ンサを設けて、直接に蒸発器5の出口の過熱状態を検出
するようにしてもよい。その場合は、蒸発器5内の圧損
を考慮しなくてよいので、Ts二〇 とすることができ
ろ。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、冷凍空調装置に電子膨
張弁を設け、蒸発器出口の状態を、二相状態から初めて
過熱状態を検出するまで一定に閉制御を行ない、最後に
一定値P2だげ開いて再び二相状態に戻すことにより、
最適値を見つけ、以後は負荷変動があっても開度を変化
させないように構成したので、ハンチングを起す原因そ
のものが無くなると共に、蒸発器出口を常に二相状態に
保つため、冷媒側の熱伝達率の高い、即ち、冷凍効果の
最も高い状態を保持することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による冷凍空調装置の冷凍
サイクルを示すブロック図、第2図は同装置の制御装置
を示すブロック図、第3図は制御装置の動作を示すフロ
ーチャート、第4図は従来の冷凍空調装置の冷凍サイク
ルを示すブロック図である。 5は蒸発器、9は電子膨張弁、12は制御装置。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人   三菱電機株式会社 代理人 弁理士   1)澤 博 昭 。 (外2名) 5°恐発巷 6 了T:L4レーア 9:電)朋5汝弁 l○°Pたン寸 ++:′/品fi七ン寸 12:Il斧下須同を 第2図 2Q目1粁バス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 冷凍サイクルにおける蒸発器の入口側に設けられた電子
    膨張弁と、運転開始時に上記電子膨張弁を一定開度に制
    御し上記蒸発器の出口の冷媒が二相状態のとき上記電子
    膨張弁を閉方向に制御し上記二相状態から過熱状態とな
    ったとき上記電子膨張弁を一定値だけ開方向に制御しそ
    の後は上記電子膨張弁の開度を固定するように制御する
    制御装置とを備えた冷凍空調装置。
JP63226580A 1988-09-12 1988-09-12 冷凍空調装置 Expired - Lifetime JPH0833247B2 (ja)

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