JPH0686961B2 - 冷媒流量制御装置 - Google Patents
冷媒流量制御装置Info
- Publication number
- JPH0686961B2 JPH0686961B2 JP60023419A JP2341985A JPH0686961B2 JP H0686961 B2 JPH0686961 B2 JP H0686961B2 JP 60023419 A JP60023419 A JP 60023419A JP 2341985 A JP2341985 A JP 2341985A JP H0686961 B2 JPH0686961 B2 JP H0686961B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- temperature
- electric signal
- compressor
- temperature difference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/21—Refrigerant outlet evaporator temperature
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転数可変の圧縮機を備えた冷凍サイクルの冷
媒流量制御装置に係り、特に蒸発器出口の冷媒過熱度を
一定値に保つ冷媒流量制御装置に関する。
媒流量制御装置に係り、特に蒸発器出口の冷媒過熱度を
一定値に保つ冷媒流量制御装置に関する。
従来の冷媒流量制御装置は、特開昭56-44569号に示され
るように、蒸発器出口の冷媒過熱度と設定値との温度差
に相当する電気信号に第１の比例定数を乗じた第１の電
気信号と、前記温度差を時間について積分した値に相当
する電気信号に第２の比例定数を乗じた第２の電気信号
と、前記温度差を時間について微分した値に相当する電
気信号に第３の比例定数を乗じた第３の電気信号との和
に応じて電動式膨脹弁の開度を制御するように構成され
ており、温度式膨脹弁を用いる場合に比べて、良好な過
熱度制御ができる。
るように、蒸発器出口の冷媒過熱度と設定値との温度差
に相当する電気信号に第１の比例定数を乗じた第１の電
気信号と、前記温度差を時間について積分した値に相当
する電気信号に第２の比例定数を乗じた第２の電気信号
と、前記温度差を時間について微分した値に相当する電
気信号に第３の比例定数を乗じた第３の電気信号との和
に応じて電動式膨脹弁の開度を制御するように構成され
ており、温度式膨脹弁を用いる場合に比べて、良好な過
熱度制御ができる。
しかし、冷凍空調装置のように広範囲に運転される冷凍
サイクルに適用する場合に、運転条件（負荷条件）の変
化の影響については何ら配慮されていなかった。
サイクルに適用する場合に、運転条件（負荷条件）の変
化の影響については何ら配慮されていなかった。
本発明の目的は、冷凍サイクルの負荷条件が大きく変化
しても、常に蒸発器出口の冷媒過熱度を適正に制御する
ことができる冷媒流量制御装置を提供することにある。
しても、常に蒸発器出口の冷媒過熱度を適正に制御する
ことができる冷媒流量制御装置を提供することにある。
本発明は回転数が可変な圧縮機と凝縮器と弁開度が可変
の膨脹弁と蒸発器とを順次配管接続して形成された冷凍
サイクルに設けられ膨脹弁の弁開度を制御する制御回路
と、冷媒の蒸発温度検出器と、蒸発器出口の冷媒温度の
検出器とを備え、制御回路が、第１の検出器により検出
された冷媒の蒸発温度と第２の検出器により検出された
蒸発器出口の冷媒温度との差を求め、この温度差と蒸発
器出口冷媒の設定過熱度とから制御温度差を求め、この
制御温度差に基いて膨脹弁開度をPID制御する冷媒流量
制御装置において、第1,第２および第３の比例定数を圧
縮機の回転数が増加するにつれて減少補正する定数補正
器を制御回路に設けることにより、冷媒過熱度を適正に
制御するようにしたものである。
の膨脹弁と蒸発器とを順次配管接続して形成された冷凍
サイクルに設けられ膨脹弁の弁開度を制御する制御回路
と、冷媒の蒸発温度検出器と、蒸発器出口の冷媒温度の
検出器とを備え、制御回路が、第１の検出器により検出
された冷媒の蒸発温度と第２の検出器により検出された
蒸発器出口の冷媒温度との差を求め、この温度差と蒸発
器出口冷媒の設定過熱度とから制御温度差を求め、この
制御温度差に基いて膨脹弁開度をPID制御する冷媒流量
制御装置において、第1,第２および第３の比例定数を圧
縮機の回転数が増加するにつれて減少補正する定数補正
器を制御回路に設けることにより、冷媒過熱度を適正に
制御するようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を第１図，第２図に従って説明
する。第１図は本発明による冷媒流量制御装置を備えた
冷凍サイクル系統図、第２図は第１図における制御回路
のブロック線図を示している。第１図において、１は回
転数可変の圧縮機、２は凝縮器、３は電気信号によって
弁開度が設定される電動式膨脹弁（以下、単に膨脹弁と
称す）、４は蒸発器、５は蒸発器４の入口温度T1を検知
する第１温度センサ、６は蒸発器４の出口温度T2を検知
する第２温度センサ、７は圧縮機１の回転数を検知する
センサ、８は各センサ5,6,7の信号を取込んで膨脹弁３
の開度制御用の電気信号を出力する制御回路である。
する。第１図は本発明による冷媒流量制御装置を備えた
冷凍サイクル系統図、第２図は第１図における制御回路
のブロック線図を示している。第１図において、１は回
転数可変の圧縮機、２は凝縮器、３は電気信号によって
弁開度が設定される電動式膨脹弁（以下、単に膨脹弁と
称す）、４は蒸発器、５は蒸発器４の入口温度T1を検知
する第１温度センサ、６は蒸発器４の出口温度T2を検知
する第２温度センサ、７は圧縮機１の回転数を検知する
センサ、８は各センサ5,6,7の信号を取込んで膨脹弁３
の開度制御用の電気信号を出力する制御回路である。
第２図において、制御回路は、演算器９、比較器10、乗
算器11,12,13および積分器14、微分器15、加算器16と、
定数補正器17とを備えている。そして、この制御回路に
おいて、膨脹弁３で冷媒流量Ｇが決められ、その時の冷
媒の蒸発温度T1と蒸発器４出口の冷媒温度T2がそれぞれ
第１、第２温度センサ5,6により検知されると、その温
度信号は演算器９に入力される。演算器９は両温度信号
から温度差（T2−T1）に相当する電気信号を比較器10に
出力する。比較器10は演算器９からの電気信号と設定過
熱度ΔT0とを比較して、その差Ｅ＝（T2−T1）−ΔT0に
相当する電気信号を乗算器11、積分器14、微分器15にそ
れぞれ出力する。この差Ｅを制御温度差と呼ぶ。乗算器
11へ出力された電気信号は定数K1が乗ぜられて加算器16
に入力される。積分器14へ入力された電気信号は時刻に
ついて積分され、乗算器12で定数K2が乗ぜられて加算器
16に入力される。また微分器15へ入力された電気信号は
時刻について微分され、乗算器13で定数K3が乗ぜられて
加算器16に入力される。加算器16はこれら３つの電気信
号の和をとり、膨脹弁３へ開度制御用の電気信号を出力
する。即ち、これは、Ｐ（比例）動作、Ｉ（積分）動
作、Ｄ（微分）動作を合わせたものであり、制御工学で
PID制御として知られている制御法である。これらを式
で表わすと、以下のようになる。
算器11,12,13および積分器14、微分器15、加算器16と、
定数補正器17とを備えている。そして、この制御回路に
おいて、膨脹弁３で冷媒流量Ｇが決められ、その時の冷
媒の蒸発温度T1と蒸発器４出口の冷媒温度T2がそれぞれ
第１、第２温度センサ5,6により検知されると、その温
度信号は演算器９に入力される。演算器９は両温度信号
から温度差（T2−T1）に相当する電気信号を比較器10に
出力する。比較器10は演算器９からの電気信号と設定過
熱度ΔT0とを比較して、その差Ｅ＝（T2−T1）−ΔT0に
相当する電気信号を乗算器11、積分器14、微分器15にそ
れぞれ出力する。この差Ｅを制御温度差と呼ぶ。乗算器
11へ出力された電気信号は定数K1が乗ぜられて加算器16
に入力される。積分器14へ入力された電気信号は時刻に
ついて積分され、乗算器12で定数K2が乗ぜられて加算器
16に入力される。また微分器15へ入力された電気信号は
時刻について微分され、乗算器13で定数K3が乗ぜられて
加算器16に入力される。加算器16はこれら３つの電気信
号の和をとり、膨脹弁３へ開度制御用の電気信号を出力
する。即ち、これは、Ｐ（比例）動作、Ｉ（積分）動
作、Ｄ（微分）動作を合わせたものであり、制御工学で
PID制御として知られている制御法である。これらを式
で表わすと、以下のようになる。
但し、V:膨脹弁の弁開度。
一方、圧縮機の回転数がセンサ７で検知されると、その
値が定数補正器17に入力される。定数補正器17はセンサ
７からの信号、即ち圧縮機の回転数に応じて各乗算器1
1,12,13の定数K1，K2，K3を設定する。
値が定数補正器17に入力される。定数補正器17はセンサ
７からの信号、即ち圧縮機の回転数に応じて各乗算器1
1,12,13の定数K1，K2，K3を設定する。
次に本実施例の動作を第３図〜第６図を含めて説明す
る。第３図は縦軸に膨脹弁を通過する冷媒流量Ｇを、横
軸に膨脹弁開度Ｖをとって、膨脹弁前後の差圧ΔP1，Δ
P2，ΔP3（ΔP1＞ΔP2＞ΔP3）および圧縮機の回転数
N1，N2，N3（N1＞N2＞N3）をパラメータとして膨脹弁を
通過する冷媒流量を示したものである。圧縮機１の回転
数がN1のとき膨脹弁前後の差圧はΔP1であり、ΔＶの弁
開度変化に対し、流量変化はΔG1となる。同様に、回転
数がN2のとき、差圧はΔP2で、ΔＶの弁開度変化に対
し、流量変化はΔG2となり、また回転数がN3のとき差圧
はΔP3で、ΔＶの弁開度に対し、流量変化は△G3とな
る。即ち、一定の弁開度変化に対し圧縮機１の回転数が
高いときは、流量変化幅は大きいことになる。いま、前
記（１）式の比例定数K1，K2，K3を一定とし、圧縮機１
の回転数がN2のときを定格運転とすると、回転数が高く
なるに従い大きめの流量変化幅を与えることになり、制
御系は応答が良くなるが、安定性が低下する。また回転
数が低くなると小さめの流量変化幅を与えることにな
り、制御系の安定性は良くなるが、応答性が悪くなる。
しかるに、本実施例においては、定数補正器17に第４図
に示すような特性をもたせ、圧縮機１の回転数が高い場
合は、定数K1，K2，K3を小さくし、反対に回転数が低い
場合は、定数K1，K2，K3を大きくするので、膨脹弁の弁
開度が適正に保たれて、蒸発器の冷媒過熱度を常に安定
に制御することができる。
る。第３図は縦軸に膨脹弁を通過する冷媒流量Ｇを、横
軸に膨脹弁開度Ｖをとって、膨脹弁前後の差圧ΔP1，Δ
P2，ΔP3（ΔP1＞ΔP2＞ΔP3）および圧縮機の回転数
N1，N2，N3（N1＞N2＞N3）をパラメータとして膨脹弁を
通過する冷媒流量を示したものである。圧縮機１の回転
数がN1のとき膨脹弁前後の差圧はΔP1であり、ΔＶの弁
開度変化に対し、流量変化はΔG1となる。同様に、回転
数がN2のとき、差圧はΔP2で、ΔＶの弁開度変化に対
し、流量変化はΔG2となり、また回転数がN3のとき差圧
はΔP3で、ΔＶの弁開度に対し、流量変化は△G3とな
る。即ち、一定の弁開度変化に対し圧縮機１の回転数が
高いときは、流量変化幅は大きいことになる。いま、前
記（１）式の比例定数K1，K2，K3を一定とし、圧縮機１
の回転数がN2のときを定格運転とすると、回転数が高く
なるに従い大きめの流量変化幅を与えることになり、制
御系は応答が良くなるが、安定性が低下する。また回転
数が低くなると小さめの流量変化幅を与えることにな
り、制御系の安定性は良くなるが、応答性が悪くなる。
しかるに、本実施例においては、定数補正器17に第４図
に示すような特性をもたせ、圧縮機１の回転数が高い場
合は、定数K1，K2，K3を小さくし、反対に回転数が低い
場合は、定数K1，K2，K3を大きくするので、膨脹弁の弁
開度が適正に保たれて、蒸発器の冷媒過熱度を常に安定
に制御することができる。
第５図、第６図は本実施例の効果を示す特性図である。
第５図は圧縮機の回転数Ｎが、ステップ状に増加し場合
の冷媒過熱度ΔＴの変化を示し、回転数Ｎが変化した場
合、定数補正器がない場合には、冷媒流量変化幅が大き
いので、破線で示す如く冷媒過熱度ΔＴが不安定となる
が、本実施例では、実線で示す如く冷媒過熱度ΔＴは少
し変動するが、すぐに元の値に制御される。
第５図は圧縮機の回転数Ｎが、ステップ状に増加し場合
の冷媒過熱度ΔＴの変化を示し、回転数Ｎが変化した場
合、定数補正器がない場合には、冷媒流量変化幅が大き
いので、破線で示す如く冷媒過熱度ΔＴが不安定となる
が、本実施例では、実線で示す如く冷媒過熱度ΔＴは少
し変動するが、すぐに元の値に制御される。
第６図は圧縮機の回転数Ｎがステップ状に低下した場合
の冷媒過熱度ΔＴの変化を示し、回転数Ｎが変化した場
合、定数補正器がない場合には、冷媒流量幅が小さいの
で、破線で示す如く冷媒過熱度ΔＴが元の値に戻るまで
かなりの時間を要することになるが、本実施例では、実
線で示す如く冷媒過熱度ΔＴは短時間で元の値に制御さ
れる。
の冷媒過熱度ΔＴの変化を示し、回転数Ｎが変化した場
合、定数補正器がない場合には、冷媒流量幅が小さいの
で、破線で示す如く冷媒過熱度ΔＴが元の値に戻るまで
かなりの時間を要することになるが、本実施例では、実
線で示す如く冷媒過熱度ΔＴは短時間で元の値に制御さ
れる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、冷凍サイクルの負荷条件が変化して
も、蒸発器の冷媒過熱度を常に安定に制御することがで
きる。その結果、圧縮機への液戻り運転を防ぐ、冷凍サ
イクルの信頼性を向上させることができるばかりでな
く、蒸発器を有効に利用できて、省エネルギー化を図れ
る。
も、蒸発器の冷媒過熱度を常に安定に制御することがで
きる。その結果、圧縮機への液戻り運転を防ぐ、冷凍サ
イクルの信頼性を向上させることができるばかりでな
く、蒸発器を有効に利用できて、省エネルギー化を図れ
る。
第１図は本発明による冷媒流量制御装置を備えた冷凍サ
イクル系統図、第２図は第１図における制御回路のブロ
ック線図、第３図は電動式膨脹弁の特性図、第４図は定
数補正器の特性図、第５図、第６図は圧縮機の回転数の
変化に対する冷媒過熱度の制御状況を説明する線図であ
る。 １……圧縮機、３……電動式膨脹弁、５……第１温度セ
ンサ、６……第２温度センサ、７……圧縮機の回転数検
知用のセンサ、８……制御回路、17……定数補正器。
イクル系統図、第２図は第１図における制御回路のブロ
ック線図、第３図は電動式膨脹弁の特性図、第４図は定
数補正器の特性図、第５図、第６図は圧縮機の回転数の
変化に対する冷媒過熱度の制御状況を説明する線図であ
る。 １……圧縮機、３……電動式膨脹弁、５……第１温度セ
ンサ、６……第２温度センサ、７……圧縮機の回転数検
知用のセンサ、８……制御回路、17……定数補正器。
Claims (1)
- 【請求項１】回転数が可変な圧縮機と凝縮器と弁開度が
可変の膨脹弁と蒸発器とを順次配管接続して形成された
冷凍サイクルに設けられ、前記膨脹弁の弁開度を制御す
る制御回路と、冷媒の蒸発温度に対応した信号を出力す
る第１の検出器と、蒸発器出口の冷媒温度に対応した信
号を出力する第２の検出器とを備え、前記制御回路が、
前記第１の検出器により検出された冷媒の蒸発温度と前
記第２の検出器により検出された蒸発器出口の冷媒温度
との差である第１の温度差を求め、この第１の温度差と
蒸発器出口冷媒の設定過熱度との差である第２の温度差
に相当する電気信号に第１の比例定数を乗じて得られる
第１の電気信号と、前記第２の温度差を時間について積
分した値に相当する電気信号に第２の比例定数を乗じて
得られる第２の電気信号と、前記第２の温度差を時間に
ついて微分した値に相当する電気信号に第３の比例定数
を乗じて得られる第３の電気信号とをそれぞれ発生し、
前記第1,第２および第３の電気信号の和に応じて前記膨
脹弁制御用の電気信号を出力する冷媒流量制御装置にお
いて、 前記第1,第２および第３の比例定数を前記圧縮機の回転
数が増加するにつれて減少補正する定数補正器を前記制
御回路に設けたことを特徴とする冷媒流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60023419A JPH0686961B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 冷媒流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60023419A JPH0686961B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 冷媒流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61184367A JPS61184367A (ja) | 1986-08-18 |
| JPH0686961B2 true JPH0686961B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=12109978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60023419A Expired - Fee Related JPH0686961B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 冷媒流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686961B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009074779A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷却装置 |
| WO2016139736A1 (ja) * | 2015-03-02 | 2016-09-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置の制御装置及び方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714156A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Airconditioning equipment |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP60023419A patent/JPH0686961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61184367A (ja) | 1986-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |