JPH0689950B2 - 冷凍サイクルの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電動式膨張弁を用いた冷凍サイクルの制御装
置に関するものである。

従来の技術 近年、冷凍サイクルの冷媒流量を制御する装置として、
マイクロコンピュータにより多様な制御が可能な電動式
膨張弁の開発が進んでいる。

以下図面を参照しながら、上述した従来の電動式膨張弁
による冷凍サイクルの制御装置の一例について説明す
る。

第５図は冷凍サイクルの構成を示すものである。

第５図において、１は圧縮器、２は熱交換器、３は電動
式膨張弁、４は熱交換器、５は吐出温度を検出する吐出
温度センサー、6bは吐出温度センサー５の信号により電
動式膨張弁３を制御する制御装置である。第６図は制御
装置のブロック図である。制御装置6bは吐出温度センサ
ー５等からなる温度検出手段７、冷凍サイクルの運転状
況に応じて吐出温度の目標値を設定する目標温度設定手
段８、吐出温度検出手段７の出力と目標温度設定手段８
の出力を比較する温度比較手段９、温度比較手段９の出
力によって弁開度を算出する弁開度演算手段10、弁開度
演算手段10の出力に応じた弁開度を出力する弁開度出力
手段15で構成されている。

以上のように構成された冷凍サイクルおよび制御回路の
動作について第７図、第８図を参照しながら説明する。

第７図は電動式膨張弁５の動作を表わすフローチャート
であり、第８図は、代表的な吐出温度、電動式膨張弁５
の弁開度、および冷凍サイクルのEERの変化を示したも
のである。

動作としては、まず、吐出温センサー５からなる吐出温
度検出手段７で検出した吐出温度Tdと、目標温度設定手
段８で設定した温度Tsとの温度差ΔTdを温度比較手段９
で求める。そしてこの温度差ΔTdに応じた弁開度を弁開
度演算手段10により決定し、弁開度出力手段15により電
動式膨張弁５の開度を変更する。

弁開度演算手段10での演算内容は、吐出温度Tdが目標値
Tsと大きく異なる場合は、電動式膨張弁５の弁開度を大
きく変更し、吐出温度Tdが目標値Tsに近づくにつれ弁開
度の変更度合いを小さくして、吐出温度Tdが目標値Ts±
ΔThの温度域に入れば弁開度の変更を行なわず、吐出温
度Tdを目標値Tsに近づけようにするものである。

なお、一度設定された弁開度は最低ある時間保持されて
いる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、吐出温度Tdの目標
値はTs±ΔThという温度幅をもった領域となり、冷凍サ
イクルのEERが最高になる最も望ましい吐出温度Tsへ正
確に近づけることが困難であった。

本発明は上記問題点に鑑み、吐出温度Tdをより正確に目
標値に近づけて高効率の冷凍サイクルを提供することを
目的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の冷凍サイクルの制
御装置は、温度検出手段、目標温度設定手段、温度比較
手段、弁開度演算手段、弁開度出力手段を有する制御装
置に、弁開度比較手段、最大弁開度記憶手段、最小弁開
度記憶手段、平均弁開度演算手段を付加したものであ
る。

作 用 本発明は上記した構成によって、弁開度演算手段の出力
が、現時点までの最大弁開度であるか、最小弁開度であ
るかを弁開度比較手段で検出し、最大弁開度であると検
出されたときは、そのときの弁開度を最大弁開度記憶手
段へ記憶し、最小弁開度であると検出されたときは、そ
のときの弁開度を最小弁開度記憶手段へ記憶する。弁開
度の最大値、最小値は、吐出温度が目標値を中心にハン
チングするために生じるものであるので、最小弁開度と
最大弁開度の平均値を平均弁開度演算手段で求めると、
その弁開度は、吐出温度を目標値にするのに最も適切な
弁開度となっているので、吐出温度を精度良く制御する
ことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例の冷凍サイクルの制御装置につ
いて説明する。

第２図は一実施例の冷凍サイクル図であり、圧縮機１、
熱交換器２、電動式膨張弁３、熱交換器４が環状に連結
されている。電動式膨張弁３の弁開度は吐出温センサー
５の検出温度を入力信号とする制御装置6aによって制御
される。図中実線矢印は冷媒の流通方向を示す。

第１図は上記制御装置6aのブロック図である。温度検出
手段７の出力と目標温度設定手段８の出力を温度比較手
段９で比較し、その出力に応じて、弁開度演算手段10で
弁開度を求める。求めた弁開度が現在までの最大弁開度
であるか、最小弁開度であるかを弁開度比較手段11で検
出し、最大弁開度であると検出されたときは、そのとき
の弁開度を最大弁開度記憶手段12へ記憶し、最小弁開度
であると検出されたときは、そのときの弁開度を最小弁
開度記憶手段13へ記憶する。この最大値、最小値を平均
弁開度演算手段14へ入力し、平均弁開度（（最大弁開度
＋最小弁開度）/2）を弁開度出力手段15より出力する構
成となっている。

第３図は本実施例の制御のフローチャートである。第４
図は、目標温度Tsに対する吐出温度の変化、弁開度の変
化、冷凍サイクルのEERの変化を示したものである。以
下、第３図、第４図について説明する。

吐出温度Tdを検出して、目標温度Tsと比較する。その結
果、吐出温度が低い場合には弁開度をΔＰ減少させる。
そのままの弁開度でΔｔ時間維持し、再度、吐出温度Td
と目標温度Tsを比較する。このとき吐出温度Tdが目標温
度Tsより高ければ、弁開度をΔＰ増加させ、増加させる
前の弁開度を最小弁開度（Ｐ_MIN）として記憶してお
く。同様にΔｔ時間ごとに吐出温度Tdと目標温度Tsの比
較をくり返し、吐出温度Tdが目標温度Tsより高い状態か
ら低い状態に変わったとき、つまり弁開度の変化がΔＰ
増加からΔＰ減少へ変化したとき、ΔＰ減少する前の弁
開度を最大弁開度（Ｐ_MAX）とする。

最大弁開度（Ｐ_MAX）、最小弁開度（Ｐ_MIN）が確定する
と、その平均値（Ｐ_MAX＋Ｐ_MIN）/2）へ弁開度を変更す
ることで、吐出温度Tdを目標温度Tsへより正確に近づけ
ることができる。その結果、冷凍サイクルはEERが最も
良いところで運転できることになる。

発明の効果 以上のように本発明は、冷凍サイクルの所定箇所の温度
を温度検出手段で検出し、目標温度設定手段の出力と温
度比較手段で比較し、温度比較手段の出力に応じて弁開
度演算手段により弁開度を決定し、弁開度出力手段より
出力し電動膨張弁の弁開度を変更する制御装置におい
て、最大弁開度、最小弁開度を求める弁開度比較手段、
最大弁開度、最小弁開度を記憶する最大弁開度記憶手
段、最小弁開度記憶手段、最大弁開度と最小弁開度の平
均弁開度を求める平均弁開度演算手段を設けたことによ
り、吐出温度を目標温度にするための弁開度を、最大弁
開度と最小弁開度の平均弁開度として求めることがで
き、正確に吐出温度を目標温度に近づけることができ、
安定性の高い、効率の良い冷凍サイクルを実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図の制御
装置を機能実現手段で表現したブロック図、第２図は同
空気調和機の冷凍サイクル図、第３図は同制御装置の制
御内容を示すフローチャート、第４図は同制御装置にお
ける吐出温度、弁開度、EERの変化を示す特性図、第５
図、第６図はそれぞれ従来例の冷凍サイクル構成図およ
び、制御装置のブロック図、第７図、第８図は同制御装
置における制御内容を示すフローチャートおよび吐出温
度、弁開度、EERの変化を示す特性図である。 １……圧縮機、2,4……熱交換器、３……電動式膨張
弁、11……弁開度比較手段、12……最大弁開度記憶手
段、13……最小弁開度記憶手段、14……平均弁開度演算
手段、７……温度検出手段、８……目標温度設定手段、
９……温度比較手段、10……弁開度演算手段、15……弁
開度出力手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、熱交換器、電動式膨張弁等で冷凍
   サイクルを構成し、前記冷凍サイクルの所定箇所の温度
   を温度検出手段で検出し、その検出温度と目標温度設定
   手段の目標温度を温度比較手段で比較し、前記検出温度
   が目標温度以上の場合は前記前記電動式膨張弁を一定量
   開き、前記検出温度が目標温度未満の場合は前記電動式
   膨張弁を一定量閉じる動作を行う弁開度出力手段を具備
   した制御装置において、前記電動式膨張弁の動作が開動
   作から閉動作に変化した場合、閉動作に変化する直前の
   弁開度を最大弁開度とする最大弁開度演算手段と、閉動
   作から開動作へ変化した場合、開動作に変化する直前の
   弁開度を最小弁開度とする最小弁開度演算手段と、前記
   最大弁開度と前記最小弁開度が決定した時点で前記最大
   弁開度と前記最小弁開度から平均弁開度を求める平均弁
   開度演算手段とを設け、さらに前記平均弁開度へ前記電
   動式膨張弁の弁開度を変化させる冷凍サイクルの制御装
   置。