JPH10122672A - 電動膨張弁の制御装置及び制御方法並びに電動膨張弁の制御プログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直膨式氷蓄熱システムにおいて均一な氷厚の
氷を生成することができ、液バックを起こさずにオイル
の寝込みを低減する。 【解決手段】 被冷却液体の温度が当該被冷却液体の凝
固点より高い場合に予め定められた第１開度範囲内にお
いて過熱度が第１所定範囲内に収まるように電動膨張弁
の開度を演算し、被冷却液体の温度が凝固点である場合
に予め定められた第２開度範囲内において過熱度が第２
所定範囲内に収まるようにするとともに、時間経過に応
じて第２所定範囲を段階的に移行するように電動膨張弁
の開度を演算し、冷却過熱度制御演算工程あるいは氷生
成過熱度制御演算工程により演算された電動膨張弁の開
度に基づいて、電動膨張弁の開度制御を行えるので、電
動膨張弁がハンチングを起こすことなく、迅速に被冷却
液体を冷却し、氷生成を効率よく行うことができる。ま
た、強制的に電動膨張弁のハンチングを行うことにより
オイルの寝込みを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動膨張弁の制御
装置及び制御方法並びに電動膨張弁の制御プログラム記
録媒体に係り、特に氷蓄熱槽を有する氷蓄熱システムに
おいて、電動膨張弁の制御を行うための電動膨張弁の制
御装置及び制御方法並びに電動膨張弁の制御プログラム
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１に従来の氷蓄熱槽を用いた氷蓄熱
システムの概要構成図を示す。氷蓄熱システム２００
は、大別すると、冷媒の圧縮、凝縮液化、減圧膨張、蒸
発気化して冷凍サイクルを構成する冷凍ユニット２０１
と、冷凍ユニット２０１により冷却された冷媒によりブ
ライン（brine）を冷却し、この冷却されたブラインに
より氷蓄熱槽２０２内の水２０３を氷結することにより
氷蓄熱を行う氷蓄熱ユニット２０４と、を備えて構成さ
れている。

【０００３】冷凍ユニット２０１は、冷媒を圧縮するた
めのコンプレッサ２０５と、冷媒を凝縮するためのコン
デンサ（凝縮器）２０６と、冷媒流量を制御するための
膨張弁２０７と、冷媒を蒸発させるためのエバポレータ
（蒸発器）２０８と、を備えて構成されており、コンプ
レッサ２０５、コンデンサ２０６、膨張弁２０７及びエ
バポレータ２０８を配管２０９により環状に接続してい
る。

【０００４】氷蓄熱ユニット２０４は、氷蓄熱を行う氷
蓄熱槽２０２と、エバポレータ２０８により冷却された
ブラインを循環するためのポンプ２１０と、ブラインと
氷蓄熱槽２０２内の水との間で熱交換を行う熱交換コイ
ル２１１と、氷蓄熱槽２０２内に蓄えた熱を利用する際
に負荷２１２との間で熱交換を行う熱交換機２１３と、
を備えて構成されている。

【０００５】この場合における熱交換コイル２１１は、
鉛直方向に対して垂直な平面内において配管を蛇行させ
てコイル部を構成し、複数のコイル部を鉛直方向に所定
距離離間して配置し、各コイル部の端部を配管により結
合することにより構成されている。また、コイル部は水
平な直管部分が大部分を占めている。

【０００６】次に概要動作を説明する。冷凍ユニット２
０１のコンプレッサ２０５は、冷媒を圧縮して、コンデ
ンサ２０６に供給する。コンデンサ２０６は、供給され
た冷媒を凝縮液化し、膨張弁２０７に供給し、膨張弁２
０７を介して冷媒は減圧膨張される。

【０００７】減圧膨張された冷媒は、エバポレータ２０
８により蒸発気化して氷蓄熱ユニット２０４のブライン
と熱交換を行い、ブラインをマイナス温度に冷却する。
エバポレータ２０８で冷却されたマイナス温度のブライ
ンはポンプ２１０により熱交換コイル２１１に供給さ
れ、熱交換コイル２１１内を循環することとなり、氷蓄
熱槽２０２内の水２０３が冷却される。

【０００８】氷蓄熱槽２０２内の水２０３が冷却される
ことにより、熱交換コイル２１１の周囲には氷が生成さ
れ、凝固熱として熱が蓄えられる。そして蓄えた熱を利
用する場合には、氷が溶ける際の融解熱を利用すること
となる。

【０００９】より具体的には、熱交換機２１３を介して
間接的に、あるいは、熱交換機２１３を介さずに直接的
に負荷２１２とブラインとを熱交換することにより、融
解熱を用いる。ところで、上記従来の氷蓄熱システム２
００においては、一旦冷媒によりブラインを冷却し、さ
らに冷却されたブラインにより槽内の水を冷却して氷結
させていたため、熱効率が低下するとともに、システム
構成が複雑になっていた。

【００１０】そこで、熱効率を向上させ、システム構成
を簡略化できる氷蓄熱システムとして、従来より熱交換
コイルを直接、氷蓄熱槽内に配置し、冷媒により熱交換
コイル周囲に直接氷を生成させる氷蓄熱システム（以
下、直膨式氷蓄熱システムという。）が提案されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の直膨式氷蓄
熱システムにおいて、冷媒の流量制御を行う膨張弁とし
て機械式膨張弁を使用した場合には、氷が生成される初
期段階から最終段階に至るまでの各段階において常に一
定の過熱度で制御しようとするため、以下のような問題
点が生じることとなっていた。 過熱度を高めに設定した場合 過熱度を高めに設定した場合には、氷生成の初期段階で
は冷媒入口（冷媒供給口）側の熱交換コイルと冷媒出口
（冷媒回収口）側の熱交換コイルとでは、氷厚が不均一
となるとともに、能力不足気味となり、氷生成に時間が
かかるという問題点が生じる。 過熱度を低めに設定した場合 過熱度を低めに設定した場合には、運転初期段階の負荷
が大きい段階では、過熱度がハンチングすることによっ
て冷媒が液体の状態でコンプレッサ側に戻る、いわゆ
る、液バックが発生する可能性があるという問題点が生
じる。 低負荷の場合 氷の生成率が向上し低負荷になると、冷媒の流量が絞ら
れるので、熱交換コイルの配置状態などによっては、冷
媒に添加されたオイルが熱交換コイル内に滞留しやすく
なる（寝込みやすくなる）という問題点が生じる。

【００１２】さらに氷厚が不均一になることによりＩＰ
Ｆ（Ice Packing Factor：結氷率）が下がってしまい、
蓄熱量が低下してしまうという問題点があった。そこで
本発明の目的は、直膨式氷蓄熱システムにおいて均一な
氷厚の氷を生成することができ、液バックを起こさずに
オイルの寝込みを低減することができる電動膨張弁の制
御装置及び制御方法並びに電動膨張弁の制御プログラム
記録媒体を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
冷媒を循環させるとともに、冷凍機の一部を構成する蒸
発器として機能する冷却パイプが被冷却液体が満たされ
た氷蓄熱槽内に配置された直膨式氷蓄熱装置に用いら
れ、前記冷媒の流量を制御するための電動膨張弁を制御
する電動膨張弁の制御装置において、前記冷却パイプの
入口近傍の前記冷媒の温度である入口温度と前記冷却パ
イプの出口近傍の前記冷媒の温度である出口温度との差
を過熱度とし、前記被冷却液体の温度が当該被冷却液体
の凝固点より高い場合に予め定められた第１開度範囲内
において前記過熱度が第１所定範囲内に収まるように前
記電動膨張弁の開度を演算する冷却過熱度制御演算手段
と、前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に予
め定められた第２開度範囲内において前記過熱度が第２
所定範囲内に収まるようにするとともに、時間経過に応
じて前記第２所定範囲を段階的に移行するように前記電
動膨張弁の開度を演算する氷生成過熱度制御演算手段
と、を備えて構成する。

【００１４】請求項１記載の発明によれば、冷却過熱度
制御演算手段は、被冷却液体の温度が当該被冷却液体の
凝固点より高い場合に予め定められた第１開度範囲内に
おいて過熱度が第１所定範囲内に収まるように電動膨張
弁の開度を演算する。また、氷生成過熱度制御演算手段
は、被冷却液体の温度が凝固点である場合に予め定めら
れた第２開度範囲内において過熱度が第２所定範囲内に
収まるようにするとともに、時間経過に応じて第２所定
範囲を段階的に移行するように電動膨張弁の開度を演算
する。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記冷却過熱度制御演算手段は、前記被冷
却液体の温度が前記凝固点より高い第１所定温度よりも
高い場合に前記過熱度が第１所定温度範囲となるように
予め設定された第１上限開度及び予め設定された下限開
度により規定される開度範囲内において前記電動膨張弁
の開度を演算する第１水冷却演算手段と、前記被冷却液
体の温度が前記凝固点以上前記第１所定温度未満である
場合に、前記第１上限開度、前記下限開度及び前記被冷
却液体の温度が前記凝固点であるときに前記過熱度が第
２所定温度範囲となるように予め設定された第２上限開
度により規定される開度範囲内において前記電動膨張弁
の開度を演算する第２水冷却演算手段と、を備えて構成
する。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、冷却過熱度制御演算手段の第
１水冷却演算手段は、被冷却液体の温度が凝固点より高
い第１所定温度よりも高い場合に過熱度が第１所定温度
範囲となるように予め設定された第１上限開度及び予め
設定された下限開度により規定される開度範囲内におい
て電動膨張弁の開度を演算する。

【００１７】また、第２水冷却演算手段は、被冷却液体
の温度が凝固点以上第１所定温度未満である場合に、第
１上限開度、下限開度及び被冷却液体の温度が凝固点で
あるときに過熱度が第２所定温度範囲となるように予め
設定された第２上限開度により規定される開度範囲内に
おいて電動膨張弁の開度を演算する。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、前記氷生成過熱度制御演算
手段は、前記被冷却媒体の温度が前記凝固点に到達した
時刻からの経過時間に応じて前記第２所定範囲を段階的
に設定する目標過熱度段階設定手段を備えて構成する。

【００１９】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の作用に加えて、氷生成過熱度
制御演算手段の目標過熱度段階設定手段は、被冷却媒体
の温度が凝固点に到達した時刻からの経過時間に応じて
第２所定範囲を段階的に設定する。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記目標過熱度段階設定手段は、最終的に
設定すべき前記第２所定範囲を０［℃］近傍の過熱度範
囲に設定するように構成する。請求項４記載の発明によ
れば、請求項３記載の発明の作用に加えて、目標過熱度
段階設定手段は、最終的に設定すべき第２所定範囲を０
［℃］近傍の過熱度範囲に設定する。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項２乃至請求
項４記載の発明において、外部から入力された前記氷蓄
熱槽の容積、前記冷凍機の能力及び最終的に設定すべき
前記第２所定範囲に基づいて前記第１上限開度、前記第
２上限開度及び前記下限開度を設定する基準開度設定手
段を備えて構成する。

【００２２】請求項５記載の発明によれば、請求項２乃
至請求項４記載の発明の作用に加えて、基準開度設定手
段は、外部から入力された氷蓄熱槽の容積、冷凍機の能
力及び最終的に設定すべき第２所定範囲に基づいて第１
上限開度、第２上限開度及び下限開度を設定する。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項３乃至請求
項５のいずれかに記載の発明において、前記凝固点に到
達した時刻からの経過時間をカウントし、所定時間間隔
毎に変更タイミング信号を出力する経過時間カウント手
段を備え、前記目標過熱度段階設定手段は、前記変更タ
イミング信号に対応するタイミングで前記第２所定範囲
を段階的に設定するように構成する。

【００２４】請求項６記載の発明によれば、請求項３乃
至請求項５のいずれかに記載の発明の作用に加えて、経
過時間カウント手段は、凝固点に到達した時刻からの経
過時間をカウントし、所定時間間隔毎に変更タイミング
信号を目標過熱度段階設定手段に出力し、目標過熱度段
階設定手段は、変更タイミング信号に対応するタイミン
グで第２所定範囲を段階的に設定する。

【００２５】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項６記載の発明において、前記被冷却液体の温度が前記
凝固点である場合に、前記電動膨張弁の開度が予め設定
されたハンチング基準開度よりも小さいか否かを判別す
る開度判別手段と、前記判別に基づいて前記電動膨張弁
の開度が前記ハンチング基準開度よりも小さい場合に前
記電動膨張弁をハンチングさせるハンチング制御手段
と、を備えて構成する。

【００２６】請求項７記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項６記載の発明の作用に加えて、開度判別手段
は、被冷却液体の温度が凝固点である場合に、電動膨張
弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度よりも小
さいか否かを判別し、ハンチング制御手段は開度判別手
段の判別に基づいて電動膨張弁の開度がハンチング基準
開度よりも小さい場合に電動膨張弁をハンチングさせ
る。

【００２７】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、前記ハンチング制御手段は、前記氷生成過
熱度制御演算手段に、前記電動膨張弁が前記ハンチング
を起こすように前記第２所定範囲を設定させる強制ハン
チング指示手段を備えて構成する。

【００２８】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の作用に加えて、ハンチング制御手段の強制ハ
ンチング指示手段は、氷生成過熱度制御演算手段に、電
動膨張弁がハンチングを起こすように第２所定範囲を設
定させる。請求項９記載の発明は、請求項７記載の発明
において、前記ハンチング制御手段は、前記電動膨張弁
を強制的にハンチングさせるべく、前記電動膨張弁を駆
動するための強制駆動制御信号を出力する強制駆動制御
手段を備えて構成する。

【００２９】請求項９記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の作用に加えて、ハンチング制御手段の強制駆
動制御手段は、電動膨張弁を強制的にハンチングさせる
べく、電動膨張弁を駆動するための強制駆動制御信号を
出力する。請求項１０記載の発明は、冷媒を循環させる
とともに、冷凍機の一部を構成する蒸発器として機能す
る冷却パイプが被冷却液体が満たされた氷蓄熱槽内に配
置された直膨式氷蓄熱装置に用いられ、前記冷媒の流量
を制御するための電動膨張弁を制御する電動膨張弁の制
御方法において、前記被冷却液体の温度を検出する液温
検出工程と、前記冷却パイプの入口近傍の前記冷媒の温
度である入口温度と前記冷却パイプの出口近傍の前記冷
媒の温度である出口温度との差を過熱度とし、前記被冷
却液体の温度が当該被冷却液体の凝固点より高い場合に
予め定められた第１開度範囲内において前記過熱度が第
１所定範囲内に収まるように前記電動膨張弁の開度を演
算する冷却過熱度制御演算工程と、前記被冷却液体の温
度が前記凝固点である場合に予め定められた第２開度範
囲内において前記過熱度が第２所定範囲内に収まるよう
にするとともに、時間経過に応じて前記第２所定範囲を
段階的に移行するように前記電動膨張弁の開度を演算す
る氷生成過熱度制御演算工程と、前記冷却過熱度制御演
算工程あるいは前記氷生成過熱度制御演算工程により演
算された前記電動膨張弁の開度に基づいて、前記電動膨
張弁の開度制御を行う弁開度制御工程と、を備えて構成
する。

【００３０】請求項１０記載の発明によれば、液温検出
工程は、被冷却液体の温度を検出する。冷却過熱度制御
演算工程は、冷却パイプの入口近傍の冷媒の温度である
入口温度と冷却パイプの出口近傍の冷媒の温度である出
口温度との差を過熱度とし、被冷却液体の温度が当該被
冷却液体の凝固点より高い場合に予め定められた第１開
度範囲内において過熱度が第１所定範囲内に収まるよう
に電動膨張弁の開度を演算する。

【００３１】氷生成過熱度制御演算工程は、被冷却液体
の温度が凝固点である場合に予め定められた第２開度範
囲内において過熱度が第２所定範囲内に収まるようにす
るとともに、時間経過に応じて第２所定範囲を段階的に
移行するように電動膨張弁の開度を演算する。

【００３２】弁開度制御工程は、冷却過熱度制御演算工
程あるいは氷生成過熱度制御演算工程により演算された
電動膨張弁の開度に基づいて、電動膨張弁の開度制御を
行う。請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明
において、前記冷却過熱度制御演算工程は、前記被冷却
液体の温度が前記凝固点より高い第１所定温度よりも高
い場合に前記過熱度が第１所定温度範囲となるように予
め設定された第１上限開度及び予め設定された下限開度
により規定される開度範囲内において前記電動膨張弁の
開度を演算する第１水冷却演算工程と、前記被冷却液体
の温度が前記凝固点以上前記第１所定温度未満である場
合に前記第１上限開度、前記下限開度及び前記被冷却液
体の温度が前記凝固点である場合に前記過熱度が第２所
定温度範囲となるように予め設定された第２上限開度に
より規定される開度範囲内において前記電動膨張弁の開
度を演算する第２水冷却演算工程と、を備えて構成す
る。

【００３３】請求項１１記載の発明によれば、請求項１
０記載の発明の作用に加えて、冷却過熱度制御演算工程
の第１水冷却演算工程は、被冷却液体の温度が凝固点よ
り高い第１所定温度よりも高い場合に過熱度が第１所定
温度範囲となるように予め設定された第１上限開度及び
予め設定された下限開度により規定される開度範囲内に
おいて電動膨張弁の開度を演算する。

【００３４】第２水冷却演算工程は、被冷却液体の温度
が凝固点以上第１所定温度未満である場合に第１上限開
度、下限開度及び被冷却液体の温度が凝固点である場合
に過熱度が第２所定温度範囲となるように予め設定され
た第２上限開度により規定される開度範囲内において電
動膨張弁の開度を演算する。

【００３５】請求項１２記載の発明は、請求項１０また
は請求項１１記載の発明において、前記氷生成過熱度制
御演算工程は、前記被冷却媒体の温度が前記凝固点に到
達した時刻からの経過時間に応じて前記第２所定範囲を
段階的に設定する目標過熱度段階設定工程を備えて構成
する。

【００３６】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
０または請求項１１記載の発明の作用に加えて、氷生成
過熱度制御演算工程の目標過熱度段階設定工程は、被冷
却媒体の温度が凝固点に到達した時刻からの経過時間に
応じて第２所定範囲を段階的に設定する。

【００３７】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の発明において、前記目標過熱度段階設定工程は、最終
的に設定すべき前記第２所定範囲を０［℃］近傍の過熱
度範囲に設定する目標過熱度最終設定工程を備えて構成
する。請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載
の発明の作用に加えて、目標過熱度段階設定工程の目標
過熱度最終設定工程は、最終的に設定すべき第２所定範
囲を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定する。

【００３８】請求項１４記載の発明は、請求項１１乃至
請求項１３記載の発明において、外部から入力された前
記氷蓄熱槽の容積、前記冷凍機の能力及び最終的に設定
すべき前記第２所定範囲に基づいて前記第１上限開度、
前記第２上限開度及び前記下限開度を設定する基準開度
設定工程を備えて構成する。

【００３９】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
１乃至請求項１３記載の発明の作用に加えて、基準開度
設定工程は外部から入力された氷蓄熱槽の容積、冷凍機
の能力及び最終的に設定すべき第２所定範囲に基づいて
第１上限開度、第２上限開度及び下限開度を設定する。

【００４０】請求項１５記載の発明は、請求項１２乃至
請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記凝固
点に到達した時刻からの経過時間を監視し、所定時間間
隔毎に変更タイミングを告知する経過時間告知工程を備
え、前記目標過熱度段階設定工程は、前記変更タイミン
グで前記第２所定範囲を段階的に設定するように構成す
る。

【００４１】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
２乃至請求項１４のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、経過時間告知工程は、凝固点に到達した時刻からの
経過時間を監視し、所定時間間隔毎に変更タイミングを
告知する。目標過熱度段階設定工程は、告知された変更
タイミングで第２所定範囲を段階的に設定する。

【００４２】請求項１６記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１５記載の発明において、前記被冷却液体の温度
が前記凝固点である場合に、前記電動膨張弁の開度が予
め設定されたハンチング基準開度よりも小さいか否かを
判別する開度判別工程と、前記判別に基づいて前記電動
膨張弁の開度が前記ハンチング基準開度よりも小さい場
合に前記電動膨張弁をハンチングさせるハンチング制御
工程と、を備えて構成する。

【００４３】請求項１６記載の発明によれば、請求項１
０乃至請求項１５記載の発明の作用に加えて、開度判別
工程は、被冷却液体の温度が凝固点である場合に、電動
膨張弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度より
も小さいか否かを判別する。ハンチング制御工程は、開
度判別工程における判別に基づいて電動膨張弁の開度が
ハンチング基準開度よりも小さい場合に電動膨張弁をハ
ンチングさせる。

【００４４】請求項１７記載の発明は、請求項１６記載
の発明において、前記ハンチング制御工程は、前記電動
膨張弁が前記ハンチングを起こすように前記氷生成過熱
度制御演算工程において前記第２所定範囲を設定させる
強制ハンチング指示工程を備えて構成する。

【００４５】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
６記載の発明の作用に加えて、ハンチング制御工程の強
制ハンチング指示工程は、電動膨張弁がハンチングを起
こすように氷生成過熱度制御演算工程において第２所定
範囲を設定する。請求項１８記載の発明は、請求項１６
記載の発明において、前記ハンチング制御工程は、前記
電動膨張弁を強制的にハンチングさせるべく、前記電動
膨張弁を駆動する強制駆動制御工程を備えて構成する。

【００４６】請求項１８記載の発明によれば、請求項１
６記載の発明の作用に加えて、ハンチング制御工程の強
制駆動制御工程は、電動膨張弁を強制的にハンチングさ
せるべく、電動膨張弁を駆動する。請求項１９記載の発
明は、冷媒を循環させるとともに、冷凍機の一部を構成
する蒸発器として機能する冷却パイプが被冷却液体が満
たされた氷蓄熱槽内に配置された直膨式氷蓄熱装置に用
いられ、前記冷媒の流量を制御するための電動膨張弁を
コンピュータにより制御するためのプログラムを記録し
た電動膨張弁の制御プログラム記録媒体であって、前記
冷却パイプの入口近傍の前記冷媒の温度である入口温度
と前記冷却パイプの出口近傍の前記冷媒の温度である出
口温度との差を過熱度とし、前記被冷却液体の温度が当
該被冷却液体の凝固点より高い場合に予め定められた第
１開度範囲内において前記過熱度が第１所定範囲内に収
まるように前記電動膨張弁の開度を演算し、前記被冷却
液体の温度が前記凝固点である場合に予め定められた第
２開度範囲内において前記過熱度が第２所定範囲内に収
まるようにするとともに、時間経過に応じて前記第２所
定範囲を段階的に移行するように前記電動膨張弁の開度
を演算し、前記冷却過熱度制御演算工程あるいは前記氷
生成過熱度制御演算工程により演算された前記電動膨張
弁の開度に基づいて、前記電動膨張弁の開度制御を行う
ように構成する。

【００４７】請求項１９記載の発明によれば、冷却パイ
プの入口近傍の冷媒の温度である入口温度と冷却パイプ
の出口近傍の冷媒の温度である出口温度との差を過熱度
とし、被冷却液体の温度が当該被冷却液体の凝固点より
高い場合に予め定められた第１開度範囲内において過熱
度が第１所定範囲内に収まるように電動膨張弁の開度を
演算し、被冷却液体の温度が凝固点である場合に予め定
められた第２開度範囲内において過熱度が第２所定範囲
内に収まるようにするとともに、時間経過に応じて第２
所定範囲を段階的に移行するように電動膨張弁の開度を
演算し、冷却過熱度制御演算工程あるいは氷生成過熱度
制御演算工程により演算された電動膨張弁の開度に基づ
いて、電動膨張弁の開度制御を行える。

【００４８】請求項２０記載の発明は、請求項１９記載
の発明において、前記被冷却液体の温度が前記凝固点よ
り高い第１所定温度よりも高い場合に前記過熱度が第１
所定温度範囲となるように予め設定された第１上限開度
及び予め設定された下限開度により規定される開度範囲
内において前記電動膨張弁の開度を演算し、前記被冷却
液体の温度が前記凝固点以上前記第１所定温度未満であ
る場合に前記第１上限開度、前記下限開度及び前記被冷
却液体の温度が前記凝固点である場合に前記過熱度が第
２所定温度範囲となるように予め設定された第２上限開
度により規定される開度範囲内において前記電動膨張弁
の開度を演算するように構成する。

【００４９】請求項２０記載の発明によれば、請求項１
９記載の発明の作用に加えて、被冷却液体の温度が凝固
点より高い第１所定温度よりも高い場合に過熱度が第１
所定温度範囲となるように予め設定された第１上限開度
及び予め設定された下限開度により規定される開度範囲
内において電動膨張弁の開度を演算し、被冷却液体の温
度が凝固点以上第１所定温度未満である場合に第１上限
開度、下限開度及び被冷却液体の温度が凝固点である場
合に過熱度が第２所定温度範囲となるように予め設定さ
れた第２上限開度により規定される開度範囲内において
電動膨張弁の開度を演算できる。

【００５０】請求項２１記載の発明は、請求項１９また
は請求項２０記載の発明において、前記被冷却媒体の温
度が前記凝固点に到達した時刻からの経過時間に応じて
前記第２所定範囲を段階的に設定するように構成する。
請求項２１記載の発明によれば、請求項１９または請求
項２０記載の発明の作用に加えて、被冷却媒体の温度が
凝固点に到達した時刻からの経過時間に応じて第２所定
範囲を段階的に設定する。

【００５１】請求項２２記載の発明は、請求項２１記載
の発明において、最終的に設定すべき前記第２所定範囲
を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定するように構成す
る。請求項２２記載の発明によれば、請求項２１記載の
発明の作用に加えて、最終的に設定すべき第２所定範囲
を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定する。

【００５２】請求項２３記載の発明は、請求項２０乃至
請求項２２記載の発明において、外部から入力された前
記氷蓄熱槽の容積、前記冷凍機の能力及び最終的に設定
すべき前記第２所定範囲に基づいて前記第１上限開度、
前記第２上限開度及び前記下限開度を設定するように構
成する。

【００５３】請求項２３記載の発明によれば、請求項２
０乃至請求項２２記載の発明の作用に加えて、外部から
入力された氷蓄熱槽の容積、冷凍機の能力及び最終的に
設定すべき第２所定範囲に基づいて第１上限開度、第２
上限開度及び下限開度を設定する。

【００５４】請求項２４記載の発明は、請求項２１乃至
請求項２３のいずれかに記載の発明において、前記凝固
点に到達した時刻からの経過時間を監視し、所定時間間
隔毎に変更タイミングを告知し、前記変更タイミングで
前記第２所定範囲を段階的に設定するように構成する。

【００５５】請求項２４記載の発明によれば、請求項２
１乃至請求項２３のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、凝固点に到達した時刻からの経過時間を監視し、所
定時間間隔毎に変更タイミングを告知し、変更タイミン
グで第２所定範囲を段階的に設定する。請求項２５記載
の発明は、請求項１９乃至請求項２４記載の発明におい
て、前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に、
前記電動膨張弁の開度が予め設定されたハンチング基準
開度よりも小さいか否かを判別し、前記判別に基づいて
前記電動膨張弁の開度が前記ハンチング基準開度よりも
小さい場合に前記電動膨張弁をハンチングさせるように
構成する。

【００５６】請求項２５記載の発明によれば、請求項１
９乃至請求項２４記載の発明の作用に加えて、被冷却液
体の温度が凝固点である場合に、電動膨張弁の開度が予
め設定されたハンチング基準開度よりも小さいか否かを
判別し、判別に基づいて電動膨張弁の開度がハンチング
基準開度よりも小さい場合に電動膨張弁をハンチングさ
せる。

【００５７】請求項２６記載の発明は、請求項２５記載
の発明において、前記電動膨張弁が前記ハンチングを起
こすように前記第２所定範囲を設定させるように構成す
る。請求項２６記載の発明によれば、請求項２５記載の
発明の作用に加えて、電動膨張弁がハンチングを起こす
ように第２所定範囲を設定させる。

【００５８】請求項２７記載の発明は、請求項２５記載
の発明において、前記電動膨張弁を強制的にハンチング
させるべく、前記電動膨張弁を駆動するように構成す
る。請求項２７記載の発明によれば、請求項２５記載の
発明の作用に加えて、電動膨張弁を強制的にハンチング
させるべく、電動膨張弁を駆動する。

【００５９】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態を説明する。図１に氷蓄熱装置としての氷蓄
熱システムの概要構成ブロック図を示す。氷蓄熱システ
ム１００は、冷媒を圧縮するためのコンプレッサ１と、
冷媒を凝縮液化するコンデンサ２と、後述するコントロ
ーラ１０からの駆動制御信号ＳCに基づいて冷媒の流量
を制御するための電子膨張弁３と、冷媒を蒸発気化する
エバポレータ４と、氷蓄熱を行うための被冷却液体とし
ての水が蓄えられた氷蓄熱槽５と、を備えて構成されて
おり、コンプレッサ１、コンデンサ２、電子膨張弁３、
エバポレータ４は銅製の配管６により環状に接続されて
いる。これらのコンプレッサ１、コンデンサ２、電子膨
張弁３、エバポレータ４及び配管６並びに冷媒は冷凍装
置を構成している。

【００６０】また、氷蓄熱システム１００は、エバポレ
ータ４の入口側の冷媒温度を検出して入口側温度検出信
号ＴINを出力するエバポレータ入口センサ７と、エバポ
レータ４の出口側の温度を検出して出口側温度検出信号
ＴOUTを出力するエバポレータ出口センサ８と、氷蓄熱
槽５内の水（被冷却液体）の温度を検出して水温検出信
号ＴWTを出力する水温センサ９と、入口側温度検出信号
ＴIN、出口側温度検出信号ＴOUT及び水温検出信号ＴWT
に基づいて駆動制御信号ＳC を出力するとともに、氷蓄
熱装置１００の制御を行なうコントローラ１０と、を備
えて構成されている。

【００６１】この場合において、エバポレータ入口セン
サ７は、電子膨張弁３の出口側からさらに分配された１
系統の配管６に取り付けられ、エバポレータ出口センサ
８はエバポレータ出口部分の配管６をまとめた部分に取
り付けられ、水温センサ９は氷生成後に氷内に埋没しな
い位置に取り付けられる。

【００６２】図２にコントローラ１０の概要構成ブロッ
ク図を示す。コントローラ１０は、各種データを入力す
るとともに、氷蓄熱システム１００の操作を行なうため
の入力操作部２０と、各種固定データ及び電動弁制御用
プログラムの全部又は一部を記憶するＲＯＭ（Read Onl
y Memory）２１と、各種データ及び必要に応じて電動弁
制御用プログラムの一部又は全部を記憶するＲＡＭ（Ra
ndom Access Memory）２２と、出口側温度検出信号ＴOU
T 、入口側温度検出信号ＴIN及び水温検出信号ＴWTが入
力され、出口側温度検出信号ＴOUT 、入口側温度検出信
号ＴIN及び水温検出信号ＴWT をアナログ／ディジタル
変換して温度データ群ＤTEMPを演算制御部２４に出力す
るセンサ温度変換部２３と、入力操作部２０からの入力
データ、ＲＯＭ２１あるいはＲＡＭ２２内の記憶データ
及びセンサ温度変換部２３からの温度データ群ＤTEMPに
基づいて各種演算及び各種制御を行うとともに、駆動制
御信号ＳC を出力する演算制御部２４と、氷蓄熱装置の
制御状態等の各種情報を表示するためのディスプレイ２
５と、を備えて構成されている。

【００６３】ＲＯＭ２１内には、氷蓄熱槽内の水が凝固
点（＝０［℃］）到達してからの経過時間とこの経過時
間に対応する制御目標の過熱度である過熱度設定値との
関係を表す経過時間−過熱度データが格納されている。
ここで、過熱度とは、エバポレータ４内の冷媒の入口側
温度（入口側温度検出信号相当）と出口側温度（出口側
温度検出信号相当）との差（温度差）をいう。

【００６４】図３に演算制御部２４の概要構成ブロック
図を示す。演算制御部２４は、入力操作部２０から入力
される当該氷蓄熱システムのシステム情報（氷蓄熱槽
［タンク］の容積［大きさ］、冷凍装置の能力、最終的
な過熱度設定値である最低過熱度）、温度データ群ＤTE
MP（入口側温度検出信号ＴIN及び出口側温度検出信号Ｔ
OUTに相当）及び変更タイミング信号として機能するタ
イミング制御信号ＳTMに基づいて設定すべき最適な過熱
度に相当する設定過熱度データＤSHを生成し出力する過
熱度設定演算部３０と、タイミング制御信号ＳTMを生成
し出力するタイマ３１と、電子膨張弁３の開度に相当す
る弁開度データＶＲ及び温度データ群ＤTEMP（水温検出
信号ＴWT相当）に基づいて水冷却過熱度制御、氷生成過
熱度制御あるいは過熱度ハンチング制御のうちからいず
れか一の制御方法を選択して設定するための制御方法選
択信号ＳSELを出力する制御方法設定部３２と、設定過
熱度データＤSH及び制御方法選択信号ＳSELに対応する
制御方法に基づく弁制御信号ＳＨを出力する制御部３３
と、弁制御信号ＳＨに対応する実際の膨張弁開度を演算
し、駆動制御信号ＳCを出力する膨張弁開度演算部３４
と、を備えて構成されている。

【００６５】図４に膨張弁開度と被冷却媒体である氷蓄
熱槽５内の水の温度との関係図を示す。制御部３３は、
被冷却液体である氷蓄熱槽５内の水の温度が凝固点（０
［℃］）より高い場合に予め定められた第１開度範囲Ｖ
Ｖ１内において過熱度が第１所定温度範囲（図では４〜
１０［℃］）内に収まるように電子膨張弁３の開度を演
算し、弁制御信号ＳＶを出力し、水の冷却を行わせる水
冷却過熱度制御演算部３５と、氷蓄熱槽５内の水の温度
が凝固点（０［℃］）である場合に予め定められた第２
開度範囲内ＶＶ２において過熱度が第２所定温度範囲内
（例えば、３［℃］前後）に収まるようにするととも
に、氷蓄熱槽５内の水の温度が凝固点に到達してからの
時間経過に応じて第２所定範囲を段階的に移行する（例
えば、３［℃］→２［℃］→１［℃］→０［℃］）よう
に電子膨張弁３の開度を演算して弁制御データＳＶを出
力し、氷生成を行わせる氷生成過熱度制御演算部３６
と、を備えて構成されている。

【００６６】また、制御部３３は、氷蓄熱槽５内の水の
温度が凝固点である場合に、電子膨張弁３の開度が予め
設定されたハンチング基準開度ＬＶよりも小さいか否か
を判別し、この判別に基づいて実際の電動膨張弁３の開
度がハンチング基準開度ＬＶよりも小さい場合に電動膨
張弁をハンチングさせるべく弁制御信号ＳＶを出力する
過熱度ハンチング制御演算部３７と、を備えて構成され
ている。

【００６７】この場合において、電子膨張弁３は、駆動
制御信号ＳCに基づいて弁駆動信号ＳDRVを生成し出力す
る膨張弁ドライバ３Ａと、弁駆動信号ＳDRVに基づいて
実際に開度を変更する電子膨張弁本体３Ｂと、を備えて
構成されている。ここで、図５及び図６を参照して氷蓄
熱槽５と氷蓄熱槽５内の配管６である熱交換用配管４１
の構成についてより具体的に説明する。

【００６８】熱交換用配管４１は、複数の熱交換配管部
材４２と、熱交換配管部材４２の入口側に接続される入
口用ヘッダ管４３と、熱交換配管部材４２の出口側に接
続される出口用ヘッダ管４６と、を備えて構成されてい
る。図６に２個の熱交換配管部材４２を模式的に表した
模式図を示す。

【００６９】熱交換配管部材４２は、所定の間隔を隔て
て垂直に配置された複数の直管部４５を有し、この直管
部４５は、曲管部５０により順次接続されて、垂直方向
（図６中、上下方向）に蛇行した組立体とされる。この
組立体の両端部に位置する直管部４５の上端部（図６
中、上方向端部）をそれぞれ上方へ少し延長させ、一方
の上端部を入口部４５ａ、他方の上端部を出口部４５ｂ
とする。

【００７０】入口用ヘッダ管４３は、結合管４３ａ、４
３ｂ及び入口管４３ｃを備えて構成されている。結合管
４３ａ、４３ｂは、図５に示すように、氷蓄熱槽５内の
上部側に、Ｘ方向に沿って１本づつ配置され、固定され
ている。

【００７１】さらに結合管４３ａ、４３ｂの下方には、
Ｘ方向に一定のピッチで多数の熱交換配管部材４２の入
口部４５が結合されている。入口管４３ｃの一端は氷蓄
熱槽５外に突設されて管結合部として形成されている。
また、他端は氷蓄熱槽５内で分岐してそれぞれの端部が
結合管４３ａ、４３ｂに結合されている。

【００７２】出口用ヘッダ管４６は、結合管４６ａ、４
６ｂ及び出口管４６ｃを備えて構成されている。結合管
４６ａ、４６ｂは、図６に示すように、結合管４３ａ、
４３ｂに平行な状態で斜め下方に配置され、氷蓄熱槽５
内に固定されている。

【００７３】この場合において、結合管１３ａ−結合管
４６ｂ間の寸法と結合管１３ｂ−結合管４６ａ間の寸法
とは等しく、その寸法はＬとなっている。この寸法Ｌは
熱交換配管部材４２の入口部４５ａと出口部４５ｂとの
寸法に等しい。さらに結合管４６ａ、４６ｂは、下面
（図中、−Ｚ方向）に一定のピッチで多数の熱交換配管
部材４２の入口部４５ａが結合されている。

【００７４】出口管４６ｃの一端は氷蓄熱槽５外に突設
されて管結合部として形成され、他端が氷蓄熱槽５内で
分岐してそれぞれの端部が結合管４６ａ、４６ｂに結合
されている。入口用ヘッダ管４３及び出口用ヘッダ管４
６に結合されて多数の熱交換配管部材４２における直管
部４５の配列は、Ｘ−Ｙ平面上に投影した場合に千鳥状
に配列されていることとなる。

【００７５】次に図４及び図７乃至図９を参照して氷蓄
熱システム１００の動作について説明する。図７に処理
フローチャートを示す。Ａ）水冷却過熱度制御（被冷却液体温度＞被冷却液体凝
固点の場合） 氷蓄熱槽５内の被冷却液体である水の温度が凝固点（＝
０［℃］）より高い場合においては、水冷却過熱度制御
が行われる。

【００７６】初めてシステムを運転開始する場合や、氷
蓄熱槽５内の水を交換した場合がこの状態に相当する。
この場合においては、氷蓄熱槽５内の負荷が過大である
ため、仮に過熱度を３〜４［℃］程度に保つべく運転を
行わせると電子膨張弁３が大きくハンチングすることと
なり、いわゆる液バックの原因となる。

【００７７】この状態で運転を継続すると冷却時間がか
かることとなり、コスト的、時間的にも得策ではない。
そこで、電子膨張弁３の開度範囲（開度許容範囲）を水
温によって変化させ、過熱度がハンチング状態となると
しても、電子膨張弁３の動きを抑制する制御（＝水冷却
過熱度制御）を行う。

【００７８】より具体的には、演算制御部２４の制御方
法設定部３２は、センサ温度変換部２４の出力した温度
データ群ＤTEMP（水温検出信号ＴWT相当）に基づいて、
氷蓄熱槽５内の水の温度（水温）ＷＴが、水の凝固点＝
０［℃］より高いか否かを判別する（ステップＳ１）。

【００７９】ステップＳ１の判別において、水温ＷＴが
０［℃］より高い場合には（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、
水冷却過熱度制御を行う場合に相当する制御方法選択信
号ＳSELを制御部３３に出力する。これと並行して過熱
度設定演算部３０は、温度データ群ＤTEMP（入口側温度
検出信号ＴIN及び出口側温度検出信号ＴOUTに相当）に
基づいて、入口側温度検出信号ＴINに相当するエバポレ
ータ入口側温度及び出口側温度検出信号ＴOUTに相当す
るエバポレータ出口側温度に対応する設定すべき最適な
過熱度に相当する設定過熱度データＤSHを生成し制御部
３３に出力する。

【００８０】これらの結果、制御部３３は、制御方法選
択信号ＳSELに基づいて、水冷却過熱度制御を行うべく
水冷却過熱度制御演算部３５に設定過熱度データＤSHを
入力する。水冷却過熱度制御演算部３５は、原則的に設
定過熱度データＤSHと等しい弁制御データＳＨを出力す
ることとなるが、設定過熱度データＤSHに対応する過熱
度を保持しようとすると、電子膨張弁３がハンチングを
起こしてしまうため、過熱度をハンチングさせて、電子
膨張弁３のハンチングを防止すべく水冷却過熱度制御を
行い（ステップＳ６）、処理をステップＳ１に移行す
る。

【００８１】より詳細には、被冷却液体である氷蓄熱槽
５内の水の温度が凝固点＝０［℃］より高い第１所定温
度（図４では、１０［℃］）よりも高い場合には、過熱
度が第１所定温度範囲（図４では、５〜１０［℃］）と
なるように予め設定された第１上限開度ＯＬ1及び予め
設定された下限開度ＣＬ（実質的な全閉状態に相当）に
より規定される第１開度範囲ＶＶ1内において、すなわ
ち、実際の電子膨張弁３の開度が第１開度範囲ＶＶ1内
に収まるように電子膨張弁３の開度を制御すべく、弁制
御データＳＶを演算する（第１水冷却演算工程相当）。

【００８２】また、氷蓄熱槽５内の水の温度が凝固点＝
０［℃］以上で、第１所定温度（図４では１０［℃］）
未満である場合には、第１上限開度ＯＬ1、下限開度Ｃ
Ｌ及び氷蓄熱槽５内の水の温度が凝固点＝０［℃］であ
る場合に過熱度が第２所定温度範囲（図４では、４
［℃］近傍）となるように予め設定された第２上限開度
ＯＬ2により規定される第２開度範囲ＶＶ2内において、
すなわち、実際の電子膨張弁３の開度が第２開度範囲Ｖ
Ｖ2内に収まるように電子膨張弁３の開度を制御すべ
く、弁制御データＳＶを演算する（第２水冷却演算工程
相当）。Ｂ）氷生成過熱度制御（被冷却液体温度＝被冷却液体凝
固点の場合） ステップＳ１の判別において、水温ＷＴが０［℃］以下
である場合には（ステップＳ１；Ｎｏ）、演算制御部２
４は、制御部３３が出力している弁制御データＳＨが最
低過熱度データＳＨＥ（図４では、０［℃］）と等しい
か否かを判別する（ステップＳ２）。なお、水温ＷＴが
初めて０［℃］以下になった場合には、ステップＳ１の
判別によりタイマ３１のカウントをスタートするものと
する。

【００８３】より具体的には、図４の場合、水温が第１
所定温度（＝１０［℃］）〜凝固点（＝０［℃］）の範
囲内においては、弁制御データＳＨは、４［℃］相当と
なっており、 ＳＨ≠ＳＨＥ となるため（ステップＳ２；Ｎｏ）、過熱度設定演算部
３０は、タイマ３１が出力したタイミング制御信号ＳTM
にもとづいて、タイマ３１がカウントアップ（タイマが
未だスタートしていない場合も含む。）したか否かを判
別する（ステップＳ３）。

【００８４】この場合においては、いまだタイマ３１が
スタートしていないので（ステップＳ３；Ｎｏ）、制御
方法設定部３２は、電子膨張弁本体３Ｂについて検出し
た弁開度ＶＲと予め設定した基準開度ＬＶとを比較し、
実際の弁開度ＶＲが基準開度ＬＶ未満、すなわち、 ＶＲ＜ＬＶ か否かを判別する（ステップＳ７）。

【００８５】ステップＳ７の判別において、 ＶＲ≧ＬＶ である場合には（ステップＳ７；Ｎｏ）、氷生成過熱度
制御を行う場合に相当する制御方法選択信号ＳSELを制
御部３３に出力する。

【００８６】これらの結果、制御部３３は、制御方法選
択信号ＳSELに基づいて、氷生成過熱度制御を行うべく
氷生成過熱度制御演算部３６に過熱度設定演算部３０が
出力した設定過熱度データＤSHを入力する。氷生成過熱
度制御演算部３６は、原則的に設定過熱度データＤSHに
対応する過熱度と実際の過熱度とが等しくなるように弁
制御データＳＨを出力するとともに、水温が凝固点（＝
０［℃］）に達してからの経過時間に応じて過熱度を制
御する氷生成過熱度制御を行うこととなる（ステップＳ
９）。

【００８７】氷生成過熱度制御においては、初期状態で
は氷蓄熱槽５内の水温は０［℃］であるので、熱交換用
配管４１の周囲には氷が生成し始めるが、熱交換用配管
４１の出口側近傍から氷が生成し始め、徐々に熱交換用
配管４１の入口側に氷生成開始位置が移行するように制
御することにより、短時間で均一に氷を生成することが
可能となる。

【００８８】すなわち、冷媒蒸発面を熱交換用配管４１
の出口近傍となるように設定することにより、出口近傍
では冷媒の蒸発潜熱により氷蓄熱槽５内の水を冷却し、
蒸発面手前側（熱交換用配管４１の入口側）では、液状
態の冷媒の顕熱で冷却する事となり、熱交換用配管４１
の何れの位置に置いても、氷厚差はあるものの氷生成を
行うことができるのである。

【００８９】これを実現するためには、過熱度を０
［℃］と等しくするか、あるいは、圧損があるような場
合等には過熱度を０［℃］以下となるように制御すれば
よいこととなる。例えば、常温から冷却した場合には、
水温が凝固点＝０［℃］になるまでに過熱度を３〜４
［℃］（図８では３［℃］）になるように制御してお
き、所定時間毎（図８では、０．５［ｈ］毎）に設定過
熱度（設定過熱度データＤSH相当）を低下させることに
より、冷媒蒸発面をなるべく熱交換用配管４１の出口側
（コンデンシングユニットＣＵ側）になるようにする。

【００９０】次に演算制御部２４は再び処理をステップ
Ｓ１に移行し、水温は０［℃］であるので（ステップＳ
１；Ｎｏ）、過熱度設定データＳＨと最低過熱度設定デ
ータを比較して（ステップＳ２）、以下、同様に、タイ
マ３１がカウントアップするまで、ステップＳ２→ステ
ップＳ３→ステップＳ７又はステップＳ８→ステップＳ
９→ステップＳ1→ステップＳ２→ステップＳ３の処理
を繰り返す。

【００９１】ステップＳ３の判別において、タイマ３１
がカウントアップ（図８の場合、０．５［ｈ］経過）し
た場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、 ＳＨ＝ＳＨ−１ とし（ステップＳ４）、過熱度設定データＳＨを１
［℃］低くする。

【００９２】そして、再びタイマ３１をスタート（リセ
ット）し、処理をステップＳ７に移行し、以下同様の処
理を行う。これらの結果、氷生成過熱度制御演算部３６
は、氷蓄熱槽５内の水の水温が０［℃］に到達してから
最初の０．５［ｈ］が経過するまでは弁制御データＳＨ
＝３［℃］に設定し、次の０．５［ｈ］が経過するまで
は（０．５［ｈ］〜１．０［ｈ］）弁制御データＳＨ＝
２［℃］に設定し、さらに次の０．５［ｈ］が経過する
までは（１．０［ｈ］〜１．５［ｈ］）弁制御データＳ
Ｈ＝１［℃］に設定し、１．５［ｈ］経過後には弁制御
データＳＨ＝０［℃］に設定する。

【００９３】なお、この過熱度設定は一例であり、目標
とする過熱度によって設定温度をさらに低くする場合、
凝固点到達時の設定過熱度もより低く設定する場合等に
おいても同様の制御が可能である。また、配管系、配管
長、冷凍機の能力によって設定すべき過熱度設定データ
ＳＨは異なり、圧損があるような場合等には、表示上で
−５［℃］程度逆転するようにしたほうが氷生成がうま
くゆく場合がある。Ｃ）過熱度ハンチング制御（弁開度＜基準弁開度の場
合） 氷生成過熱度制御運転を継続することにより、氷蓄熱槽
５内の負荷が低負荷となり、電子膨張弁も低開度で運転
を維持するようになると、冷媒流量が減少し、冷媒中の
オイルが熱交換用配管４１内の折り曲げ部分に寝込みや
すくなってしまう。特に氷蓄熱においては、負荷が安定
しており、外乱が少ないため、よりオイルの寝込みが発
生しやすくなるのである。

【００９４】そこで、ステップＳ７の判別において、 ＶＲ＜ＬＶ となると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、すなわち、低負荷
運転時には、過熱度制御のための制御定数を強制的に変
更し、電子膨張弁をハンチングさせ、オイルを強制的に
循環させるのである（ステップＳ８）。

【００９５】より具体的には、制御方法設定部３２は過
熱度ハンチング制御を行う場合に相当する制御方法選択
信号ＳSELを制御部３３に出力する。この結果、制御部
３３は、制御方法選択信号ＳSELに基づいて、過熱度ハ
ンチング制御を行うべく、過熱度ハンチング制御演算部
３７に過熱度設定演算部３０が出力した設定過熱度デー
タＤSHを入力する。

【００９６】過熱度ハンチング制御演算部３７は、例え
ば、電子膨張弁３を駆動するための駆動制御信号ＳCの
最大パルス数を４８０［パルス］とした場合に、図９に
示すように、１０〜１５［パルス］に相当する程度の開
度範囲で、電子膨張弁３をハンチングさせるように、Ｐ
Ｉ制御定数を変更する。

【００９７】この結果、電子膨張弁３がハンチングを起
こし、過熱度の安定性は多少損なわれるが、オイルの寝
込みは解消されることとなる。以上の過熱度ハンチング
制御の説明においては、ＰＩ制御定数を変更することに
より間接的に電子膨張弁３をハンチングさせていたが、
図１０に示すように、駆動制御信号ＳCを直接変更し、
電子膨張弁３を強制的にハンチング動作させることによ
っても、同様の効果が得られる。

【００９８】また、この過熱度ハンチング制御を行う段
階においては、氷の生成が進んでいるため、過熱度がハ
ンチングしても、大きな影響を与えることはない。以上
の説明のように、本実施形態によれば、常温から冷却を
行う場合でも、良好な制御を行うことができ、迅速に冷
却を行え、常時安定した氷蓄熱運転を行える。

【００９９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、水冷却過
熱度制御演算手段は、被冷却液体の温度が当該被冷却液
体の凝固点より高い場合に予め定められた第１開度範囲
内において過熱度が第１所定範囲内に収まるように電動
膨張弁の開度を演算し、氷生成過熱度制御演算手段は、
被冷却液体の温度が凝固点である場合に予め定められた
第２開度範囲内において過熱度が第２所定範囲内に収ま
るようにするとともに、時間経過に応じて第２所定範囲
を段階的に移行するように電動膨張弁の開度を演算する
ので、電動膨張弁がハンチングを起こすことなく、迅速
に被冷却液体を冷却し、氷生成を効率よく行うことがで
きる。

【０１００】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、冷却過熱度制御演算手段の第
１水冷却演算手段は、被冷却液体の温度が凝固点より高
い第１所定温度よりも高い場合に過熱度が第１所定温度
範囲となるように予め設定された第１上限開度及び予め
設定された下限開度により規定される開度範囲内におい
て電動膨張弁の開度を演算し、第２水冷却演算手段は、
被冷却液体の温度が凝固点以上第１所定温度未満である
場合に、第１上限開度、下限開度及び被冷却液体の温度
が凝固点であるときに過熱度が第２所定温度範囲となる
ように予め設定された第２上限開度により規定される開
度範囲内において電動膨張弁の開度を演算するので、被
冷却液体の温度に合わせて効率よく冷却及び氷生成を行
うことができる。

【０１０１】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の作用に加えて、氷生成過熱度
制御演算手段の目標過熱度段階設定手段は、被冷却媒体
の温度が凝固点に到達した時刻からの経過時間に応じて
第２所定範囲を段階的に設定するので、氷蓄熱槽内の冷
却パイプの何れの部分でも氷を生成することができるよ
うになり、ＩＰＦを向上するとともに、氷生成に要する
時間を短縮することが可能となる。

【０１０２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、目標過熱度段階設定手段は、
最終的に設定すべき第２所定範囲を０［℃］近傍の過熱
度範囲に設定するので、冷却パイプ内の冷媒温度はほぼ
一定となり、より確実に氷蓄熱槽内の冷却パイプの何れ
の部分においても氷を生成することができる。

【０１０３】請求項５記載の発明によれば、請求項２乃
至請求項４記載の発明の作用に加えて、基準開度設定手
段は、外部から入力された氷蓄熱槽の容積、冷凍機の能
力及び最終的に設定すべき第２所定範囲に基づいて第１
上限開度、第２上限開度及び下限開度を設定するので、
容易に氷蓄熱装置に最適な弁開度を設定することが可能
となり、効率的な氷蓄熱が行える。

【０１０４】請求項６記載の発明によれば、請求項３乃
至請求項５のいずれかに記載の発明の作用に加えて、経
過時間カウント手段は、凝固点に到達した時刻からの経
過時間をカウントし、所定時間間隔毎に変更タイミング
信号を目標過熱度段階設定手段に出力し、目標過熱度段
階設定手段は、変更タイミング信号に対応するタイミン
グで第２所定範囲を段階的に設定するので、電動膨張弁
のハンチングを誘引することなく、均一、かつ、迅速に
氷生成を行うことができる。

【０１０５】請求項７記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項６記載の発明の作用に加えて、開度判別手段
は、被冷却液体の温度が凝固点である場合に、電動膨張
弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度よりも小
さいか否かを判別し、ハンチング制御手段は開度判別手
段の判別に基づいて電動膨張弁の開度がハンチング基準
開度よりも小さい場合に電動膨張弁をハンチングさせる
ので、低負荷時の冷却パイプ内のオイルの寝込みを防止
して、コンプレッサの焼き付き等を防止することが可能
となる。

【０１０６】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の作用に加えて、ハンチング制御手段の強制ハ
ンチング指示手段は、氷生成過熱度制御演算手段に、電
動膨張弁がハンチングを起こすように第２所定範囲を設
定させるので、氷生成に影響を与えることなく確実にオ
イルの寝込みを防止することができる。

【０１０７】請求項９記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の作用に加えて、ハンチング制御手段の強制駆
動制御手段は、電動膨張弁を強制的にハンチングさせる
べく、電動膨張弁を駆動するための強制駆動制御信号を
出力するので、簡易、かつ、確実にオイルの寝込みを防
止することが可能となる。

【０１０８】請求項１０記載の発明によれば、液温検出
工程は、被冷却液体の温度を検出すし、冷却過熱度制御
演算工程は、被冷却液体の温度が当該被冷却液体の凝固
点より高い場合に予め定められた第１開度範囲内におい
て過熱度が第１所定範囲内に収まるように電動膨張弁の
開度を演算し、氷生成過熱度制御演算工程は、被冷却液
体の温度が凝固点である場合に予め定められた第２開度
範囲内において過熱度が第２所定範囲内に収まるように
するとともに、時間経過に応じて第２所定範囲を段階的
に移行するように電動膨張弁の開度を演算し、弁開度制
御工程は、冷却過熱度制御演算工程あるいは氷生成過熱
度制御演算工程により演算された電動膨張弁の開度に基
づいて、電動膨張弁の開度制御を行うので、電動膨張弁
がハンチングを起こすことなく、迅速に被冷却液体を冷
却し、氷生成を効率よく行うことができる。

【０１０９】請求項１１記載の発明によれば、請求項１
０記載の発明の作用に加えて、冷却過熱度制御演算工程
の第１水冷却演算工程は、被冷却液体の温度が凝固点よ
り高い第１所定温度よりも高い場合に過熱度が第１所定
温度範囲となるように予め設定された第１上限開度及び
予め設定された下限開度により規定される開度範囲内に
おいて電動膨張弁の開度を演算し、第２水冷却演算工程
は、被冷却液体の温度が凝固点以上第１所定温度未満で
ある場合に第１上限開度、下限開度及び被冷却液体の温
度が凝固点である場合に過熱度が第２所定温度範囲とな
るように予め設定された第２上限開度により規定される
開度範囲内において電動膨張弁の開度を演算するので、
被冷却液体の温度に合わせて効率よく冷却及び氷生成を
行うことができる。

【０１１０】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
０または請求項１１記載の発明の作用に加えて、氷生成
過熱度制御演算工程の目標過熱度段階設定工程は、被冷
却媒体の温度が凝固点に到達した時刻からの経過時間に
応じて第２所定範囲を段階的に設定するので、氷蓄熱槽
内の冷却パイプの何れの部分でも氷を生成することがで
きるようになり、ＩＰＦを向上するとともに、氷生成に
要する時間を短縮することが可能となる。

【０１１１】請求項１３記載の発明によれば、請求項１
２記載の発明の作用に加えて、目標過熱度段階設定工程
の目標過熱度最終設定工程は、最終的に設定すべき第２
所定範囲を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定するので、
冷却パイプ内の冷媒温度はほぼ一定となり、より確実に
氷蓄熱槽内の冷却パイプの何れの部分においても氷を生
成することができるので、容易に氷蓄熱装置に最適な弁
開度を設定することが可能となり、電動膨張弁のハンチ
ングを起こすことなく効率的な氷蓄熱が行える。

【０１１２】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
１乃至請求項１３記載の発明の作用に加えて、基準開度
設定工程は外部から入力された氷蓄熱槽の容積、冷凍機
の能力及び最終的に設定すべき第２所定範囲に基づいて
第１上限開度、第２上限開度及び下限開度を設定するの
で、容易に氷蓄熱装置に最適な弁開度を設定することが
可能となり、効率的な氷蓄熱が行える。

【０１１３】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
２乃至請求項１４のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、経過時間告知工程は、凝固点に到達した時刻からの
経過時間を監視し、所定時間間隔毎に変更タイミングを
告知し、目標過熱度段階設定工程は、告知された変更タ
イミングで第２所定範囲を段階的に設定するので、電動
膨張弁のハンチングを誘引することなく、均一、かつ、
迅速に氷生成を行うことができる。

【０１１４】請求項１６記載の発明によれば、請求項１
０乃至請求項１５記載の発明の作用に加えて、開度判別
工程は、被冷却液体の温度が凝固点である場合に、電動
膨張弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度より
も小さいか否かを判別する。ハンチング制御工程は、開
度判別工程における判別に基づいて電動膨張弁の開度が
ハンチング基準開度よりも小さい場合に電動膨張弁をハ
ンチングさせるので、低負荷時の冷却パイプ内のオイル
の寝込みを防止して、コンプレッサの焼き付き等を防止
することが可能となる。

【０１１５】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
６記載の発明の作用に加えて、ハンチング制御工程の強
制ハンチング指示工程は、電動膨張弁がハンチングを起
こすように氷生成過熱度制御演算工程において第２所定
範囲を設定するので、氷生成に影響を与えることなく確
実にオイルの寝込みを防止することができる。

【０１１６】請求項１８記載の発明によれば、請求項１
６記載の発明の作用に加えて、ハンチング制御工程の強
制駆動制御工程は、電動膨張弁を強制的にハンチングさ
せるべく、電動膨張弁を駆動するので、簡易、かつ、確
実にオイルの寝込みを防止することが可能となる。

【０１１７】請求項１９記載の発明によれば、冷却パイ
プの入口近傍の冷媒の温度である入口温度と冷却パイプ
の出口近傍の冷媒の温度である出口温度との差を過熱度
とし、被冷却液体の温度が当該被冷却液体の凝固点より
高い場合に予め定められた第１開度範囲内において過熱
度が第１所定範囲内に収まるように電動膨張弁の開度を
演算し、被冷却液体の温度が凝固点である場合に予め定
められた第２開度範囲内において過熱度が第２所定範囲
内に収まるようにするとともに、時間経過に応じて第２
所定範囲を段階的に移行するように電動膨張弁の開度を
演算し、冷却過熱度制御演算工程あるいは氷生成過熱度
制御演算工程により演算された電動膨張弁の開度に基づ
いて、電動膨張弁の開度制御を行えるので、電動膨張弁
がハンチングを起こすことなく、迅速に被冷却液体を冷
却し、氷生成を効率よく行うことができる。

【０１１８】請求項２０記載の発明によれば、請求項１
９記載の発明の作用に加えて、被冷却液体の温度が凝固
点より高い第１所定温度よりも高い場合に過熱度が第１
所定温度範囲となるように予め設定された第１上限開度
及び予め設定された下限開度により規定される開度範囲
内において電動膨張弁の開度を演算し、被冷却液体の温
度が凝固点以上第１所定温度未満である場合に第１上限
開度、下限開度及び被冷却液体の温度が凝固点である場
合に過熱度が第２所定温度範囲となるように予め設定さ
れた第２上限開度により規定される開度範囲内において
電動膨張弁の開度を演算できるので、被冷却液体の温度
に合わせて効率よく冷却及び氷生成を行うことができ
る。

【０１１９】請求項２１記載の発明によれば、請求項１
９または請求項２０記載の発明の作用に加えて、被冷却
媒体の温度が凝固点に到達した時刻からの経過時間に応
じて第２所定範囲を段階的に設定するので、氷蓄熱槽内
の冷却パイプの何れの部分でも氷を生成することができ
るようになり、ＩＰＦを向上するとともに、氷生成に要
する時間を短縮することが可能となる。

【０１２０】請求項２２記載の発明によれば、請求項２
１記載の発明の作用に加えて、最終的に設定すべき第２
所定範囲を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定するので、
容易に氷蓄熱装置に最適な弁開度を設定することが可能
となり、電動膨張弁のハンチングを起こすことなく効率
的な氷蓄熱が行える。

【０１２１】請求項２３記載の発明によれば、請求項２
０乃至請求項２２記載の発明の作用に加えて、外部から
入力された氷蓄熱槽の容積、冷凍機の能力及び最終的に
設定すべき第２所定範囲に基づいて第１上限開度、第２
上限開度及び下限開度を設定するので、容易に氷蓄熱装
置に最適な弁開度を設定することが可能となり、効率的
な氷蓄熱が行える。

【０１２２】請求項２４記載の発明によれば、請求項２
１乃至請求項２３のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、凝固点に到達した時刻からの経過時間を監視し、所
定時間間隔毎に変更タイミングを告知し、変更タイミン
グで第２所定範囲を段階的に設定するので、電動膨張弁
のハンチングを誘引することなく、均一、かつ、迅速に
氷生成を行うことができる。

【０１２３】請求項２５記載の発明によれば、請求項１
９乃至請求項２４記載の発明の作用に加えて、被冷却液
体の温度が凝固点である場合に、電動膨張弁の開度が予
め設定されたハンチング基準開度よりも小さいか否かを
判別し、判別に基づいて電動膨張弁の開度がハンチング
基準開度よりも小さい場合に電動膨張弁をハンチングさ
せるので、低負荷時の冷却パイプ内のオイルの寝込みを
防止して、コンプレッサの焼き付き等を防止することが
可能となる。

【０１２４】請求項２６記載の発明によれば、請求項２
５記載の発明の作用に加えて、電動膨張弁がハンチング
を起こすように第２所定範囲を設定させるので、氷生成
に影響を与えることなく確実にオイルの寝込みを防止す
ることができる。請求項２７記載の発明によれば、請求
項２５記載の発明の作用に加えて、電動膨張弁を強制的
にハンチングさせるべく、電動膨張弁を駆動するので、
簡易、かつ、確実にオイルの寝込みを防止することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】氷蓄熱システムの概要構成ブロック図である。

【図２】コントローラの概要構成ブロック図である。

【図３】演算制御部の概要構成ブロック図である。

【図４】弁開度制御の説明図である。

【図５】氷蓄熱槽の一部破断斜視図である。

【図６】熱交換用パイプの構成説明図である。

【図７】実施形態の動作フローチャートである。

【図８】氷生成過熱度制御運転の動作説明図である。

【図９】過熱度ハンチング制御運転の動作説明図（１）
である。

【図１０】過熱度ハンチング制御運転の動作説明図
（２）である。

【図１１】従来例の概要構成ブロック図である。

【符号の説明】

１００ 氷蓄熱システム １ コンプレッサ ２ コンデンサ ３ 電子膨張弁 ３Ａ 膨張弁ドライバ ３Ｂ 電子膨張弁本体 ４ エバポレータ ５ 氷蓄熱槽 ６ 配管（銅製） ７ エバポレータ入口センサ ８ エバポレータ出口センサ ９ 水温センサ １０ コントローラ ２０ 入力操作部 ２１ ＲＯＭ ２２ ＲＡＭ ２３ センサ温度変換部 ２４ 演算制御部 ２５ ディスプレイ ３０ 過熱度設定演算部 ３１ タイマ ３２ 制御方法設定部 ３３ 制御部 ３４ 膨張弁開度演算部 ３５ 水冷却過熱度制御演算部 ３６ 氷生成過熱度制御演算部 ３７ 過熱度ハンチング制御演算部 ＴIN 入口側温度検出信号 ＴOUT 出口側温度検出信号 ＴWT 水温検出信号 ＳＨ 過熱度設定データ ＳＨＥ 最低過熱度設定データ ＬＶ 基準開度

フロントページの続き (72)発明者 阿蔵 則之 東京都中野区若宮２−55−５ 株式会社鷺 宮製作所内

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を循環させるとともに、冷凍機の一
   部を構成する蒸発器として機能する冷却パイプが被冷却
   液体が満たされた氷蓄熱槽内に配置された直膨式氷蓄熱
   装置に用いられ、前記冷媒の流量を制御するための電動
   膨張弁を制御する電動膨張弁の制御装置において、 前記冷却パイプの入口近傍の前記冷媒の温度である入口
   温度と前記冷却パイプの出口近傍の前記冷媒の温度であ
   る出口温度との差を過熱度とし、前記被冷却液体の温度
   が当該被冷却液体の凝固点より高い場合に予め定められ
   た第１開度範囲内において前記過熱度が第１所定範囲内
   に収まるように前記電動膨張弁の開度を演算する冷却過
   熱度制御演算手段と、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に予め定
   められた第２開度範囲内において前記過熱度が第２所定
   範囲内に収まるようにするとともに、時間経過に応じて
   前記第２所定範囲を段階的に移行するように前記電動膨
   張弁の開度を演算する氷生成過熱度制御演算手段と、 を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動膨張弁の制御装置に
   おいて、 前記冷却過熱度制御演算手段は、前記被冷却液体の温度
   が前記凝固点より高い第１所定温度よりも高い場合に前
   記過熱度が第１所定温度範囲となるように予め設定され
   た第１上限開度及び予め設定された下限開度により規定
   される開度範囲内において前記電動膨張弁の開度を演算
   する第１水冷却演算手段と、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点以上前記第１所定温
   度未満である場合に、前記第１上限開度、前記下限開度
   及び前記被冷却液体の温度が前記凝固点であるときに前
   記過熱度が第２所定温度範囲となるように予め設定され
   た第２上限開度により規定される開度範囲内において前
   記電動膨張弁の開度を演算する第２水冷却演算手段と、 を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の電動膨張
   弁の制御装置において、 前記氷生成過熱度制御演算手段は、前記被冷却媒体の温
   度が前記凝固点に到達した時刻からの経過時間に応じて
   前記第２所定範囲を段階的に設定する目標過熱度段階設
   定手段を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の電動膨張弁の制御装置に
   おいて、 前記目標過熱度段階設定手段は、最終的に設定すべき前
   記第２所定範囲を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定する
   ことを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至請求項４記載の電動膨張弁
   の制御装置において、 外部から入力された前記氷蓄熱槽の容積、前記冷凍機の
   能力及び最終的に設定すべき前記第２所定範囲に基づい
   て前記第１上限開度、前記第２上限開度及び前記下限開
   度を設定する基準開度設定手段を備えたことを特徴とす
   る電動膨張弁の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項３乃至請求項５のいずれかに記載
   の電動膨張弁の制御装置において、 前記凝固点に到達した時刻からの経過時間をカウント
   し、所定時間間隔毎に変更タイミング信号を出力する経
   過時間カウント手段を備え、 前記目標過熱度段階設定手段は、前記変更タイミング信
   号に対応するタイミングで前記第２所定範囲を段階的に
   設定することを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６記載の電動膨張弁
   の制御装置において、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に、前記
   電動膨張弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度
   よりも小さいか否かを判別する開度判別手段と、 前記判別に基づいて前記電動膨張弁の開度が前記ハンチ
   ング基準開度よりも小さい場合に前記電動膨張弁をハン
   チングさせるハンチング制御手段と、 を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の電動膨張弁の制御装置に
   おいて、 前記ハンチング制御手段は、前記氷生成過熱度制御演算
   手段に、前記電動膨張弁が前記ハンチングを起こすよう
   に前記第２所定範囲を設定させる強制ハンチング指示手
   段を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
9. 【請求項９】 請求項７記載の電動膨張弁の制御装置に
   おいて、 前記ハンチング制御手段は、前記電動膨張弁を強制的に
   ハンチングさせるべく、前記電動膨張弁を駆動するため
   の強制駆動制御信号を出力する強制駆動制御手段を備え
   たことを特徴とする電動膨張弁の制御装置。
10. 【請求項１０】 冷媒を循環させるとともに、冷凍機の
    一部を構成する蒸発器として機能する冷却パイプが被冷
    却液体が満たされた氷蓄熱槽内に配置された直膨式氷蓄
    熱装置に用いられ、前記冷媒の流量を制御するための電
    動膨張弁を制御する電動膨張弁の制御方法において、 前記被冷却液体の温度を検出する液温検出工程と、 前記冷却パイプの入口近傍の前記冷媒の温度である入口
    温度と前記冷却パイプの出口近傍の前記冷媒の温度であ
    る出口温度との差を過熱度とし、前記被冷却液体の温度
    が当該被冷却液体の凝固点より高い場合に予め定められ
    た第１開度範囲内において前記過熱度が第１所定範囲内
    に収まるように前記電動膨張弁の開度を演算する冷却過
    熱度制御演算工程と、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に予め定
    められた第２開度範囲内において前記過熱度が第２所定
    範囲内に収まるようにするとともに、時間経過に応じて
    前記第２所定範囲を段階的に移行するように前記電動膨
    張弁の開度を演算する氷生成過熱度制御演算工程と、 前記冷却過熱度制御演算工程あるいは前記氷生成過熱度
    制御演算工程により演算された前記電動膨張弁の開度に
    基づいて、前記電動膨張弁の開度制御を行う弁開度制御
    工程と、 を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の電動膨張弁の制御方
    法において、 前記冷却過熱度制御演算工程は、前記被冷却液体の温度
    が前記凝固点より高い第１所定温度よりも高い場合に前
    記過熱度が第１所定温度範囲となるように予め設定され
    た第１上限開度及び予め設定された下限開度により規定
    される開度範囲内において前記電動膨張弁の開度を演算
    する第１水冷却演算工程と、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点以上前記第１所定温
    度未満である場合に前記第１上限開度、前記下限開度及
    び前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に前記
    過熱度が第２所定温度範囲となるように予め設定された
    第２上限開度により規定される開度範囲内において前記
    電動膨張弁の開度を演算する第２水冷却演算工程と、 を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０または請求項１１記載の電
    動膨張弁の制御方法において、 前記氷生成過熱度制御演算工程は、前記被冷却媒体の温
    度が前記凝固点に到達した時刻からの経過時間に応じて
    前記第２所定範囲を段階的に設定する目標過熱度段階設
    定工程を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の電動膨張弁の制御方
    法において、 前記目標過熱度段階設定工程は、最終的に設定すべき前
    記第２所定範囲を０［℃］近傍の過熱度範囲に設定する
    目標過熱度最終設定工程を備えたことを特徴とする電動
    膨張弁の制御方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１乃至請求項１３記載の電動
    膨張弁の制御方法において、 外部から入力された前記氷蓄熱槽の容積、前記冷凍機の
    能力及び最終的に設定すべき前記第２所定範囲に基づい
    て前記第１上限開度、前記第２上限開度及び前記下限開
    度を設定する基準開度設定工程を備えたことを特徴とす
    る電動膨張弁の制御方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２乃至請求項１４のいずれか
    に記載の電動膨張弁の制御方法において、 前記凝固点に到達した時刻からの経過時間を監視し、所
    定時間間隔毎に変更タイミングを告知する経過時間告知
    工程を備え、 前記目標過熱度段階設定工程は、前記変更タイミングで
    前記第２所定範囲を段階的に設定することを特徴とする
    電動膨張弁の制御方法。
16. 【請求項１６】 請求項１０乃至請求項１５記載の電動
    膨張弁の制御方法において、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に、前記
    電動膨張弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度
    よりも小さいか否かを判別する開度判別工程と、 前記判別に基づいて前記電動膨張弁の開度が前記ハンチ
    ング基準開度よりも小さい場合に前記電動膨張弁をハン
    チングさせるハンチング制御工程と、 を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御方法。
17. 【請求項１７】 請求項１６記載の電動膨張弁の制御方
    法において、 前記ハンチング制御工程は、前記電動膨張弁が前記ハン
    チングを起こすように前記氷生成過熱度制御演算工程に
    おいて前記第２所定範囲を設定させる強制ハンチング指
    示工程を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制御方
    法。
18. 【請求項１８】 請求項１６記載の電動膨張弁の制御方
    法において、 前記ハンチング制御工程は、前記電動膨張弁を強制的に
    ハンチングさせるべく、前記電動膨張弁を駆動する強制
    駆動制御工程を備えたことを特徴とする電動膨張弁の制
    御方法。
19. 【請求項１９】 冷媒を循環させるとともに、冷凍機の
    一部を構成する蒸発器として機能する冷却パイプが被冷
    却液体が満たされた氷蓄熱槽内に配置された直膨式氷蓄
    熱装置に用いられ、前記冷媒の流量を制御するための電
    動膨張弁をコンピュータにより制御するためのプログラ
    ムを記録した電動膨張弁の制御プログラム記録媒体であ
    って、 前記冷却パイプの入口近傍の前記冷媒の温度である入口
    温度と前記冷却パイプの出口近傍の前記冷媒の温度であ
    る出口温度との差を過熱度とし、前記被冷却液体の温度
    が当該被冷却液体の凝固点より高い場合に予め定められ
    た第１開度範囲内において前記過熱度が第１所定範囲内
    に収まるように前記電動膨張弁の開度を演算し、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に予め定
    められた第２開度範囲内において前記過熱度が第２所定
    範囲内に収まるようにするとともに、時間経過に応じて
    前記第２所定範囲を段階的に移行するように前記電動膨
    張弁の開度を演算し、 前記冷却過熱度制御演算工程あるいは前記氷生成過熱度
    制御演算工程により演算された前記電動膨張弁の開度に
    基づいて、前記電動膨張弁の開度制御を行うことを特徴
    とする電動膨張弁の制御プログラム記録媒体。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の電動膨張弁の制御プ
    ログラム記録媒体において、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点より高い第１所定温
    度よりも高い場合に前記過熱度が第１所定温度範囲とな
    るように予め設定された第１上限開度及び予め設定され
    た下限開度により規定される開度範囲内において前記電
    動膨張弁の開度を演算し、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点以上前記第１所定温
    度未満である場合に前記第１上限開度、前記下限開度及
    び前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に前記
    過熱度が第２所定温度範囲となるように予め設定された
    第２上限開度により規定される開度範囲内において前記
    電動膨張弁の開度を演算することを特徴とする電動膨張
    弁の制御プログラム記録媒体。
21. 【請求項２１】 請求項１９または請求項２０記載の電
    動膨張弁の制御プログラム記録媒体において、 前記被冷却媒体の温度が前記凝固点に到達した時刻から
    の経過時間に応じて前記第２所定範囲を段階的に設定す
    ることを特徴とする電動膨張弁の制御プログラム記録媒
    体。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載の電動膨張弁の制御プ
    ログラム記録媒体において、 最終的に設定すべき前記第２所定範囲を０［℃］近傍の
    過熱度範囲に設定する、ことを特徴とする電動膨張弁の
    制御プログラム記録媒体。
23. 【請求項２３】 請求項２０乃至請求項２２記載の電動
    膨張弁の制御プログラム記録媒体において、 外部から入力された前記氷蓄熱槽の容積、前記冷凍機の
    能力及び最終的に設定すべき前記第２所定範囲に基づい
    て前記第１上限開度、前記第２上限開度及び前記下限開
    度を設定することを特徴とする電動膨張弁の制御プログ
    ラム記録媒体。
24. 【請求項２４】 請求項２１乃至請求項２３のいずれか
    に記載の電動膨張弁の制御プログラム記録媒体におい
    て、 前記凝固点に到達した時刻からの経過時間を監視し、所
    定時間間隔毎に変更タイミングを告知し、 前記変更タイミングで前記第２所定範囲を段階的に設定
    することを特徴とする電動膨張弁の制御プログラム記録
    媒体。
25. 【請求項２５】 請求項１９乃至請求項２４記載の電動
    膨張弁の制御プログラム記録媒体において、 前記被冷却液体の温度が前記凝固点である場合に、前記
    電動膨張弁の開度が予め設定されたハンチング基準開度
    よりも小さいか否かを判別し、 前記判別に基づいて前記電動膨張弁の開度が前記ハンチ
    ング基準開度よりも小さい場合に前記電動膨張弁をハン
    チングさせる、 ことを特徴とする電動膨張弁の制御プログラム記録媒
    体。
26. 【請求項２６】 請求項２５記載の電動膨張弁の制御プ
    ログラム記録媒体において、 前記電動膨張弁が前記ハンチングを起こすように前記第
    ２所定範囲を設定させる、 ことを特徴とする電動膨張弁の制御プログラム記録媒
    体。
27. 【請求項２７】 請求項２５記載の電動膨張弁の制御プ
    ログラム記録媒体において、 前記電動膨張弁を強制的にハンチングさせるべく、前記
    電動膨張弁を駆動することを特徴とする電動膨張弁の制
    御プログラム記録媒体。