JPH042371Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は膨張弁を減圧機構とする冷凍サイクル
を備えたものに関し、特に膨張弁の初期開度制御
に係る。

〈従来技術〉 従来空気調和機の冷凍サイクルは第７図に示す
ように構成されていた。即ち、第７図において、
１はコンプレツサ、２は凝縮機、３は膨張弁、４
は蒸発器であつて、これらは順次接続されて冷凍
サイクルを構成する。５，６は温度検出器であつ
て、蒸発器４の入口、出口に設けられ、蒸発器４
における過熱度を検出している。７はこの温度検
出器５，６からの信号を受けて膨張弁３の開度を
調整する制御部であつて、上記過熱度が設定され
た値になるように開度を制御している。

ところで、このような冷凍サイクルにおいて、
運転開始時には、蒸発器４は比較的高温である。
従つて、運転開始には多量の液冷媒を蒸発器４に
送つてできるだけ早く低温状態にするために、膨
張弁３の開度の初期値を通常の制御状態より大き
めに設定していた。

しかし、このように膨張弁３開度の初期値を大
きく設定すると、サーモON時、即ち運転開始後
の膨張弁開度も大きくなつてしまい、不都合であ
る。

即ち、運転開始後は、室温を検出してサーモが
コンプレツサをONするのに合わせて、コンプレ
ツサONと同時に膨張弁３を一旦全閉してから設
定された初期開度まで開けて、それから上記設定
された過熱度になるように開度制御が行われる。
これは、運転開始後、一旦膨張弁３が開成すると
開度がどの程度であるのかわからないので、一旦
全閉した後、設定された初期開度まで開けるよう
にしていたものである。

しかし、運転開始後、蒸発器４は比較的低温状
態にあるため、運転開始と同様に初期設定された
大きな開度まで開けると、開け過ぎとなる。

従つて、第８図に示すように、運転開始以後の
サーモON時に初期開度Ｄ点まで開けると、いわ
ゆる絞り不足の状態となるため、通常制御レベル
のＦ点まで大きな絞りを必要とする。因つて、サ
ーモON時、設定された過熱度をSHφを得るため
に、長時間を要し、冷凍サイクルが安定するまで
時間がかかる問題があつた。

〈目的〉 本考案は上記の点に鑑み、サーモ0N時のサイ
クル安定までの時間の短縮を目的とする。

〈従来の問題点を解決するための手段〉 膨張弁の開度を調整する制御手段の初期開度を
通常制御レベルと、この通常制御レベルより大き
い開度との２通りに設定する。

そして、運転開始後か運転開始時かを判定する
手段を設けると共にこの判定手段の出力に基いて
膨張弁の初期開度を決定する手段を設ける。

初期開度の設定の仕方としては、例えば記憶装
置に全閉状態からの開度を上述の２通りに予じめ
記憶しておいて、判定手段の出力に基いて、いず
れか一方の記憶値が呼び出されて、これが開度制
御手段に入力されるようにする等が考えられる。

判定手段は、要するに、圧縮機ON時に、運転
開始以後か、開始時かが判定できれば良い。例え
ば、蒸発器温度が所定温度以上か否か、コンプレ
ツサ温度が所定温度以上か否か、運転ボタンが押
されてから所定時間経過したかどうか、圧縮機の
吐出パイプ温度が所定温度以上かどうか等によつ
て判定される。

〈作用〉 運転開始時か以後か判定されて、その結果運転
開始時と判定されると、通常制御レベルより大き
めの初期開度が決定される。この決定された大き
めの初期開度に膨張弁がコンプレツサのONによ
つて開成される。

又、判定結果が運転開始以後と判定されると、
運転開始時よりは小さめの通常制御レベルに決定
される。この決定された通常制御レベルの開度に
膨張弁がコンプレツサのONによつて開成され
る。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に従つて説明する。
尚、従来と同一部分については同符号を付し、説
明を省略する。

第１図は本考案実施例のサイクル図である。こ
の第１図において、８は膨張弁３の開度を制御す
る開度制御部である。この開度制御部８には、蒸
発器４の入口、出口温度が温度検出器５，６から
入力されると共に圧縮機１温度が温度検出器９よ
り入力される。

この開度制御部８は、第２図に示す構成になつ
ている。第２図において、１０は入力変換部であ
つて、温度検出器５，６，９からの信号が入力さ
れ、適宜信号例えば電圧信号が所定値のデイジタ
ル信号に変換される。１１は過熱度演算手段であ
つて、この手段１１は変換された蒸発器入、出口
温度から過熱度SHを演算する。１２は記憶手段
であつて、予じめ定められた信号量が記憶されて
いる。即ち、運転開始時の大きめの膨張弁開度
（例えば50step）、運転開始後の小さめの膨張弁開
度（例えば40step）、判定基準となるコンプレツ
サ温度Tc、設定された過熱度SHφが予じめ記憶
されている。１３は記憶されている設定過熱度
SHφと検出、演算された過熱度SHとを比較する
手段であつて、この比較手段において、両過熱度
SHφ，SHの偏差及び差の方向（＋又は−）が出
力される。１４は検出されたコンプレツサ温度t_c
と設定されたコンプレツサ温度T_cとを比較し、
上記T_cがt_cを上回わる、若しくはt_cがT_cを上回わ
る時に信号を出力する。１５は、上記比較手段１
３の出力に基いて、Ｐ・Ｉ制御のための開度制御
量を決定する手段である。１６は上記比較手段１
４の出力に基いて膨張弁３の初期開度を決定する
手段であつて、判定結果に基いて運転開始時か開
始後かを認識して上記記憶手段１２より初期開度
（４０又は５０）を読み込む。１７は信号発生手
段であつて、膨張弁の開度制御信号を発生する。
１８は発生した信号を適宜変換する出力変換手段
である。

さて、この冷凍サイクルの動作について、第３
図のフローチヤートを用いて説明する。

先ず運転スイツチが操作されることで、コンプ
レツサ１が運転される。この時、先ずコンプレツ
サ１温度t_cが検出器９にて検出され、設定値T_cと
比較される。この時は運転開始直後（いわゆる運
転開始時）であるのでコンプレツサ温度t_cは設定
値T_cより低い状態にある。従つて、運転開始時
であることが手段１６にて認識され、運転開始時
の大きめの膨張弁開度（例えば50step）が読み込
まれる。読み込まれた開度に制御するための信号
が手段１７にて発生し、出力変換されて膨張弁３
の駆動部分に伝達される。この制御信号によつ
て、膨張弁３は全閉状態から通常制御レベルより
大きめの開度（例えば50step）に開成されて冷凍
サイクル中後の機構として利用する。この大きめ
の開度により蒸発器４に対して多めの冷媒が供給
されて、急速に低温となる。一旦初期開度
（50step）に開成した後は、温度検出器５，６か
らの信号に基いて、Ｐ・Ｉ制御が成される。即
ち、検出された過熱度SHが増大する時には弁揚
程を増加させる方向に変化させると共に過熱度
SHが減少する時には弁揚程を減少させる方向に
変化させる比例Ｐ制御と、検出過熱度SHと、設
定過熱度SHφとの偏差を計算し一定時間ごとに
偏差を補正する方向に弁揚程を変化させる積分Ｉ
制御とを組み合わせて制御する。

このようにして膨張弁開度を制御しながら運転
を継続して室温が設定温度になつたことが検出さ
れると、コンプレツサ１の運転が停止する。そし
て次に室温が変化し空調機の運転が必要になつた
ことがサーモにて検出されると、再度コンプレツ
サ１が運転開始される。この時上述と同様に先ず
コンプレツサ１温度が読み込まれるが、一旦運転
されると、コンプレツサ１は高温となるため、サ
ーモにより一旦OFFしても再起動時はまだ比較
的高温状態にある。従つて、検出された温度t_cは
設定値T_cを上回わることになり、運転開始後で
あることが認識される。その結果、通常制御レベ
ルの開度（例えば40step）に初期開度が設定さ
れ、この小さめの開度に膨張弁が全閉状態とり開
成される。その後は、上記Ｐ・Ｉ制御が行われる
ことになる。

尚、膨張弁３は、いずれの場合にもコンプレツ
サ１ONと同時に、一旦全閉され、この全閉状態
から初期設定された開度まで開度され、その後
Ｐ・Ｉ制御が行われるものである。

因て、運転開始後は、通常制御レベルの開度に
初期の開度が設定されるので、第８図に実線で図
示するようにコンプレツサON点からのサイクル
の安定が迅速に行われる。

他の実施例について説明する。第４図は他例の
サイクル図であつて、上記実施例の運転開始時か
以後かを判定する手段がコンプレツサ温度である
のに対し、本例はコンプレツサの吐出パイプ温度
t_Dを読み込んで、この温度t_Dが設定されたパイプ
T_Dを越えるか否かで運転開始時か開始後かが判
定される。

第５図はそのフローチヤートである。本例は、
判定基準が、吐出パイプ温度t_Dが設定値T_Dを越え
るか否かであつて、その他は上記第１実施例と同
一である。

次に更に他の例について説明すると、本例は運
転開始時か開始後かの判定基準を、運転スイツチ
が操作されてから所定時間（例えば10秒）が経過
したかどうかとする。

即ち、運転スイツチが操作されることにより、
タイマーが所定時間をカウントし、カウントアツ
プしたところで信号を出力し、「運転スイツチが
操作されてから所定時間経過したこと」を所定の
記憶手段に記憶させる。従つて、スイツチを操作
した運転開始時は、所定時間経過していないので
大きめの開度設定となる。そして所定時間経過後
は、上記カウントアツプ信号が記憶されているの
で、サーモによるコンプレツサ再起動時に、運転
開始後であることが認識され小さめの開度設定と
なる。その他は上記例と同一である。第６図はそ
のフローチヤートである。

〈効果〉 以上本考案によれば、運転開始後か開始時かを
判定して、開始後には通常制御レベルに、又開時
時には通常レベルより大きめの開度に初期設定さ
れるので、運転開始後には初期から適正レベルに
開成されてサイクル安定化までの時間を短縮でき
ると共に、運転開始時には大きめの初期設定によ
り多くの液冷媒を送入できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例のサイクル図、第２図は
同例に用いられるブロツク図、第３図は同例のフ
ローチヤート、第４図は他例のサイクル図、第５
図は同上他例のフローチヤート、第６図は他例の
フローチヤート、第７図は、従来例の冷凍サイク
ル図、第８図は動作特性図。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……膨張弁、
４……蒸発器、５，６，９……温度検出器、８…
…制御回路部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次接続し
   て冷凍サイクルを形成し、上記蒸発器の入口、出
   口温度を検出する手段が設けられると共に、この
   検出温度にて決定される蒸発器の過熱度に基いて
   膨張弁の開度を調整する開度制御手段を設けたも
   のにおいて、 上記開度制御手段において、運転開始後の膨張
   弁の初期開度を通常制御レベルに設定すると共
   に、 運転開始時の膨張弁の初期開度を上記通常制御
   レベルより大きく設定し、 運転開始後か運転開始時かを判定する手段を設
   けると共に、 当該判定手段の出力に基いて、膨張弁の初期開
   度を決定する手段を設けた空気調和機。