JPH04340056A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置

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Publication number
JPH04340056A
JPH04340056A JP11178991A JP11178991A JPH04340056A JP H04340056 A JPH04340056 A JP H04340056A JP 11178991 A JP11178991 A JP 11178991A JP 11178991 A JP11178991 A JP 11178991A JP H04340056 A JPH04340056 A JP H04340056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
degree
control
compressor
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP11178991A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuji Ogoshi
靖二 大越
Eiji Kuwabara
永治 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11178991A priority Critical patent/JPH04340056A/ja
Publication of JPH04340056A publication Critical patent/JPH04340056A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子膨張弁を備えた
冷凍サイクル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】空気調和機等に用いる冷凍サイクルとし
ては、電子膨張弁を備え、その電子膨張弁の開度を蒸発
器の冷媒過熱度が一定値となるよう制御し、運転の安定
化を図るものがある。一例を図5に示す。
【0003】図5において、1は能力可変圧縮機である
。この圧縮機1の吐出口に四方弁2を介して室外熱交換
器3を接続し、その室外熱交換器3に電子膨張弁(パル
スモータバルブ;PMV)4を介して室内熱交換器5を
接続している。そして、室内熱交換器5を上記四方弁2
を介して圧縮機1の吸込口に接続している。つまり、冷
房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒を流して冷房サイ
クルを形成し、室外熱交換器3を凝縮器、室内熱交換器
5を蒸発器として働かせる。
【0004】暖房運転時は、四方弁2の切換作動により
、図示破線矢印の方向に冷媒を流して暖房サイクルを形
成し、室内熱交換器5を凝縮器、室外熱交換器3を蒸発
器として働かせる。
【0005】また、室外熱交換器3と電子膨張弁4の接
続配管にバイパス6の一端を接続し、そのバイパス6の
他端を圧縮機1の吸込口に接続している。そして、バイ
パス6にキャピラリチューブ7を設けている。圧縮機1
の吸込側配管において、上記バイパス6の接続部よりも
上流側に温度センサ11を取り付けている。バイパス6
の出口側に温度センサ12を取り付けている。室外熱交
換器3に温度センサ13を取り付けている。作用を説明
する。
【0006】冷房運転時、空調負荷に応じて圧縮機1の
運転周波数つまり能力を制御する。同時に、圧縮機1の
吸込み冷媒温度を温度センサ11で検知し、飽和冷媒温
度を温度センサ12で検知する。そして、温度センサ1
1の検知温度T1 と温度センサ12の検知温度T2 
との差を蒸発器の冷媒過熱度(スーパーヒート)SHと
して検知し、その冷媒過熱度SHが予め定められている
一定値となるよう電子膨張弁4の開度をフィードバック
制御する。
【0007】暖房運転時は、空調負荷に応じて圧縮機1
の運転周波数つまり能力を制御する。同時に、圧縮機1
の吸込み冷媒温度を温度センサ11で検知し、蒸発器温
度を温度センサ13で検知する。そして、温度センサ1
1の検知温度T1 と温度センサ13の検知温度T3 
との差を蒸発器の冷媒過熱度(スーパーヒート)SHと
して検知し、その冷媒過熱度SHが予め定められている
一定値となるよう電子膨張弁4の開度をフィードバック
制御する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の冷凍
サイクルにおいては、負荷変動等の影響により、圧縮機
1に液冷媒が吸い込まれる現象、いわゆる液バックが生
じる。
【0009】この液バックが生じた場合、蒸発器の冷媒
過熱度が零deg となり、その零deg状態は液バッ
ク量の多少にかかわらず維持される。このため、フィー
ドバック制御による開度補正量が一定に保たれることに
なり、適正な冷媒流量調節が困難となるばかりか、液バ
ック状態からなかなか脱却できなくなり、圧縮機1の寿
命に悪影響を与えてしまう。
【0010】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、液バック状態を迅速に脱却す
ることができ、圧縮機の寿命向上を可能とする冷凍サイ
クル装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の冷凍サイクル
装置は、圧縮機、凝縮器、電子膨張弁、および蒸発器を
順次接続した冷凍サイクルと、上記蒸発器の冷媒過熱度
を検知する手段と、この冷媒過熱度が一定値となるよう
上記電子膨張弁の開度を制御する第1制御手段と、上記
圧縮機の吐出冷媒の温度を検知する手段と、この検知温
度が設定値となるよう上記電子膨張弁の開度を制御する
第2制御手段と、運転開始から一定時間後、上記冷媒過
熱度が零よりも大きければ上記第1制御手段の制御を実
行し冷媒過熱度が零になると上記第2制御手段の制御を
実行する手段と、上記第2制御手段の制御を一旦実行し
た後は、その制御を上記冷媒過熱度または上記検知温度
が設定値に達した時点で解除する手段とを備える。
【0012】
【作用】この発明の冷凍サイクル装置では、蒸発器の冷
媒過熱度が一定値となるよう電子膨張弁の開度を制御す
る。ただし、冷媒過熱度が零になると、圧縮機の吐出冷
媒温度に応じて電子膨張弁の開度を補正する。
【0013】
【実施例】以下、この発明の第1実施例について図面を
参照して説明する。なお、図面において図5と同一部分
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図1
に示すように、圧縮機1の吐出側配管に温度センサ10
を取り付ける。
【0014】また、制御部20を設け、その制御部20
に四方弁2、電子膨張弁4、操作器21、室内温度セン
サ22、インバータ回路23、および温度センサ10,
11,12,13を接続する。
【0015】インバータ回路23は、図示しない商用交
流電源の電圧を整流し、それを制御部20の指令に応じ
たスイッチングによって所定周波数(および電圧)の交
流に変換し、出力するものである。このインバータ回路
23の出力を圧縮機1へ駆動電力として供給する。制御
部20は、冷凍サイクルの全般にわたる制御を行なうも
ので、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からな
る。そして、制御部20は、通常の運転機能に加え、次
の機能手段を備える。
【0016】(1)冷房運転時、温度センサ11の検知
温度T1 と温度センサ12の検知温度T2 との差(
=T1 −T2 )を蒸発器として働く室内熱交換器5
の冷媒過熱度SHとして検出する手段。
【0017】(2)暖房運転時、温度センサ11の検知
温度T1 と温度センサ13の検知温度T3 との差(
=T1 −T3 )を蒸発器として働く室外熱交換器3
の冷媒過熱度SHとして検出する手段。 (3)検出した冷媒過熱度SHが一定値たとえば5de
g となるよう電子膨張弁4の開度を制御する第1制御
手段。 (4)温度センサ10の検知温度(圧縮機1の吐出冷媒
の温度)Tdが設定値となるよう電子膨張弁4の開度を
制御する第2制御手段。
【0018】(5)運転開始から内部タイマのカウント
による一定時間(たとえば5分)が経過するまで上記第
1制御手段の制御を実行し、一定時間の経過後は冷媒過
熱度SHに応じて第1制御手段の制御または第2制御手
段の制御を選択的に実行する手段。 (6)第2制御手段の制御を一旦実行した後はその続行
,解除を冷媒過熱度SHまたは上記検知温度Tdに応じ
て選択する手段。 つぎに、図2ないし図4を参照しながら作用を説明する
。まず、冷房運転について説明する。操作器21で冷房
運転モードおよび所望の室内温度を設定し、かつ運転開
始操作を行なう。すると、制御部20は、インバータ回
路23を駆動し圧縮機1を起動する。
【0019】この場合、圧縮機1から吐出される冷媒が
図示実線矢印の方向に流れて冷房サイクルが形成され、
室外熱交換器3が凝縮器、室内熱交換器5が蒸発器とし
て働く。これにより、室内が冷房される。
【0020】この冷房運転時、制御部20は、操作器2
1での設定室内温度と室内温度センサ22の検知温度と
の差を空調負荷として求め、求めた空調負荷に応じてイ
ンバータ回路23の出力周波数を制御する。すなわち、
温度差が大きいときはインバータ回路23の出力周波数
を高め、温度差が小さくなるに従って出力周波数を下げ
る制御を行なう。
【0021】インバータ回路23の出力周波数が高くな
ると、圧縮機1の能力が上がり、冷房能力がアップする
。インバータ回路23の出力周波数が低くなると、圧縮
機1の能力が下がり、冷房能力がダウンする。こうして
、室内温度が設定室内温度に向かって収束する。
【0022】この冷房運転時、冷媒の一部がバイパス6
に入り、そのバイパス6に入った冷媒は圧縮機1の吸込
口に導かれる。このとき、バイパス6を通る冷媒の温度
(飽和冷媒温度)が温度センサ12によって検知される
。同時に、四方弁2を経た冷媒が圧縮機1に吸い込まれ
るとき、その冷媒の温度が温度センサ11によって検知
される。
【0023】制御部20は、所定の制御インターバル(
たとえば1分)ごとに、温度センサ11,12の検知温
度T1 ,T2 を取込み、両検知温度の差(=T1 
−T2 )を検出する。この温度差は、蒸発器として働
く室内熱交換器5の冷媒過熱度SHに相当する。次に、
暖房運転について説明する。操作部21で暖房運転モー
ドおよび所望の室内温度を設定し、かつ運転開始操作を
行なう。すると、制御部20は、インバータ回路23を
駆動して圧縮機1を起動するとともに、四方弁2を切換
作動する。
【0024】この場合、圧縮機1から吐出される冷媒が
図示破線矢印の方向に流れて暖房サイクルが形成され、
室内熱交換器5が凝縮器、室外熱交換器3が蒸発器とし
て働く。これにより、室内が暖房される。この暖房運転
時、蒸発器として働く室外熱交換器3の温度が温度セン
サ13によって検知される。同時に、四方弁2を経た冷
媒が圧縮機1に吸い込まれるとき、その冷媒の温度が温
度センサ11によって検知される。
【0025】制御部20は、所定の制御インターバル(
たとえば1分)ごとに、温度センサ11,13の検知温
度T1 ,T3 を取込み、両検知温度の差(=T1 
−T3 )を検出する。この温度差は、蒸発器として働
く室外熱交換器3の冷媒過熱度SHに相当する。そして
、冷房および暖房運転時、制御部20は図2に示す制御
を実行する。
【0026】すなわち、検出した冷媒過熱度SH(ステ
ップS1)を一定値SHo たとえば5deg に至ら
せるべく、電子膨張弁4の現時点の開度に対する補正量
(駆動パルス数)ΔPLSをPI制御によって求める(
ステップS2)。
【0027】このPI制御に当たっては、現時点の冷媒
過熱度SHn と前回の冷媒過熱度SHn−1 との差
ΔSH1 (=SHn −SHn−1 )を求め、その
ΔSH1 と内部メモリに記憶している図3のP値選択
条件とからPの値を選択する。
【0028】同時に、現時点の冷媒過熱度SHn と一
定値SHoの差ΔSH2 (=SHn −SHo )を
求め、そのΔSH2 と内部メモリに記憶している図4
のI値選択条件とからIの値を選択する。そして、求め
た補正量ΔPLS(=P+I)だけ電子膨張弁4の開度
を補正する(ステップS3)。ここまでは第1制御手段
による制御の実行であり、これを運転開始から内部タイ
マのカウントに基づく5分間にわたって無条件に行なう
。運転開始から5分間が経過したら(ステップS4)、
冷媒過熱度SHが零degかどうかを確認する(ステッ
プS5)。冷媒過熱度SHが零deg よりも大きけれ
ば(液バックが生じていない状態)、そのまま第1制御
手段の制御を続行する。ただし、冷媒過熱度SHが零d
eg になった場合、つまり圧縮機1への液バックが生
じた場合には、第2制御手段の制御の実行に入る。
【0029】まず、温度センサ10の検知温度(吐出冷
媒温度)Tdを取り込み(ステップS6)、それに所定
値たとえば10deg を加え(Td+10deg )
、その値を設定値Tdsとする(ステップS7)。
【0030】検知温度Tdと設定値Tdsとを比較し(
ステップS8)、検知温度Tdが設定値Tdsに満たな
い状態であれば電子膨張弁4の開度を所定量ΔPLS1
 だけ減少する(ステップS9)。
【0031】この場合、液バック量が多ければ、その分
だけ吐出冷媒温度の降下が大きくなり、電子膨張弁4の
開度の減少量が大きくなる。液バック量が少なければ、
吐出冷媒温度の降下が小さいため、電子膨張弁4の開度
の減少量は小さい。こうして、液バック時は電子膨張弁
4の絞りが増すことにより、蒸発器への冷媒流量が減少
し、液バックが脱却方向へと進行する。一方、再び冷媒
過熱度SHを検出し(ステップS10)、それと予め内
部メモリに記憶している設定値2deg とを比較する
(ステップS11)。
【0032】冷媒過熱度SHが設定値2deg に満た
なければ、検知温度Tdを新たに取り込み(ステップS
12)、ステップS8からの制御を繰り返す。つまり、
第2制御手段の制御を続行する。
【0033】そして、ステップS8において検知温度T
dが設定値Tdsに達した場合、またはステップS11
において冷媒過熱度SHが設定値2deg以上となった
場合には、第2制御手段の制御を解除し、元の第1制御
手段の制御に復帰する。
【0034】このように、液バックが生じた時点では、
冷媒過熱度SHに基づく電子膨張弁4の開度制御に対し
、圧縮機1の吐出冷媒温度Tdに基づく補正を加えるこ
とにより、液バック量を考慮した冷媒流量調節が可能と
なる。
【0035】すなわち、液バック状態からの脱却が早く
なり、冷媒過熱度SHが迅速に適正域に復帰する。よっ
て、冷凍サイクルの運転が安定化するとともに、圧縮機
1の寿命向上が図れる。
【0036】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、蒸
発器の冷媒過熱度が一定値となるよう電子膨張弁の開度
を制御し、かつ液バックが生じて冷媒過熱度が零deg
 になった場合は圧縮機の吐出冷媒温度に応じて電子膨
張弁の開度を補正する構成としたので、液バック状態を
迅速に脱却することができ、圧縮機の寿命向上を可能と
する冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の全体的な構成を示す図。
【図2】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。
【図3】同実施例におけるP値選択条件のフォーマット
を示す図。
【図4】同実施例におけるI値選択条件のフォーマット
を示す図。
【図5】従来の冷凍サイクル装置の構成を示す図。
【符号の説明】
1…能力可変圧縮機、3…室外熱交換器、4…電子膨張
弁、5…室内熱交換器、11,12,13…温度センサ
、20…制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  圧縮機、凝縮器、電子膨張弁、および
    蒸発器を順次接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器の冷
    媒過熱度を検知する手段と、この冷媒過熱度が一定値と
    なるよう前記電子膨張弁の開度を制御する第1制御手段
    と、前記圧縮機の吐出冷媒の温度を検知する手段と、こ
    の検知温度が設定値となるよう前記電子膨張弁の開度を
    制御する第2制御手段と、運転開始から一定時間後、前
    記冷媒過熱度が零よりも大きければ前記第1制御手段の
    制御を実行し冷媒過熱度が零になると前記第2制御手段
    の制御を実行する手段と、前記第2制御手段の制御を一
    旦実行した後は、その制御を前記冷媒過熱度または前記
    検知温度が設定値に達した時点で解除する手段とを具備
    したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
JP11178991A 1991-05-16 1991-05-16 冷凍サイクル装置 Pending JPH04340056A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215806A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg 冷房装置の制御方法および冷房装置
JP2013217563A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Hitachi Appliances Inc ヒートポンプ式液体加熱装置およびヒートポンプ式給湯機
WO2015083399A1 (ja) * 2013-12-06 2015-06-11 シャープ株式会社 空気調和機

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