JPH10325621A - 空気調和装置 - Google Patents
空気調和装置Info
- Publication number
- JPH10325621A JPH10325621A JP9131881A JP13188197A JPH10325621A JP H10325621 A JPH10325621 A JP H10325621A JP 9131881 A JP9131881 A JP 9131881A JP 13188197 A JP13188197 A JP 13188197A JP H10325621 A JPH10325621 A JP H10325621A
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-
- 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
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電動膨張弁の開度を室内負荷に応じて制御する
ことにより、簡単な構成で能力制御可能な空気調和装置
を提供する。 【解決手段】室内温度検出手段で検出した室内温度と室
内温度設定手段で設定した室内設定温度との温度差から
算出した室内負荷が設定温度以上のときは、過熱度検出
手段で検出した圧縮機入口の過熱度が設定温度差になる
ように電動膨張弁を制御し、室内負荷が設定温度以下の
ときは室内負荷に応じた算出した過熱度に制御すること
により、室内負荷に応じた能力制御ができる。
ことにより、簡単な構成で能力制御可能な空気調和装置
を提供する。 【解決手段】室内温度検出手段で検出した室内温度と室
内温度設定手段で設定した室内設定温度との温度差から
算出した室内負荷が設定温度以上のときは、過熱度検出
手段で検出した圧縮機入口の過熱度が設定温度差になる
ように電動膨張弁を制御し、室内負荷が設定温度以下の
ときは室内負荷に応じた算出した過熱度に制御すること
により、室内負荷に応じた能力制御ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルの電
動膨張弁の制御方法に関する。
動膨張弁の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機，凝縮器，減圧装置，蒸発器を接
続してなる冷凍サイクルを構成した空気調和装置の能力
制御方法として、例えば特公平5−2901 号公報に記載の
ように、インバータを用いた容量可変型圧縮機を用い、
負荷により圧縮機の容量を変更するとともに、電動膨張
弁を用い運転状態が変化した場合にも圧縮機入口の冷媒
過熱度が一定になるような制御方法が知られている。
続してなる冷凍サイクルを構成した空気調和装置の能力
制御方法として、例えば特公平5−2901 号公報に記載の
ように、インバータを用いた容量可変型圧縮機を用い、
負荷により圧縮機の容量を変更するとともに、電動膨張
弁を用い運転状態が変化した場合にも圧縮機入口の冷媒
過熱度が一定になるような制御方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、室
内負荷に応じてインバータにより圧縮機回転数を変更
し、圧縮機入口の過熱度を設定値に制御することによ
り、室内負荷に応じた能力を、液戻り等の不具合を生じ
ることなく達成できるが、室内負荷が小さくなると圧縮
機回転数を小さくし過熱度を一定に保つために蒸発温度
が高くなり、冷房運転時には除湿能力が極めて小さいあ
るいは蒸発温度が空気の露点温度以上になり除湿できな
いといった問題点があった。
内負荷に応じてインバータにより圧縮機回転数を変更
し、圧縮機入口の過熱度を設定値に制御することによ
り、室内負荷に応じた能力を、液戻り等の不具合を生じ
ることなく達成できるが、室内負荷が小さくなると圧縮
機回転数を小さくし過熱度を一定に保つために蒸発温度
が高くなり、冷房運転時には除湿能力が極めて小さいあ
るいは蒸発温度が空気の露点温度以上になり除湿できな
いといった問題点があった。
【０００４】さらに、室内に熱源があり外気の空気温度
が著しく低い場合にも空調が必要となるような場合に
は、蒸発温度と凝縮温度が逆転し正常な運転ができな
い、あるいは２つのスクロール歯形を吸込圧力と吐出圧
力の中間の圧力で押しつける構造のスクロール圧縮機で
は吐出圧力と吸込圧力の比が一定値以下になると中間圧
が吐出圧力より高くなり運転できないといった問題点が
あった。
が著しく低い場合にも空調が必要となるような場合に
は、蒸発温度と凝縮温度が逆転し正常な運転ができな
い、あるいは２つのスクロール歯形を吸込圧力と吐出圧
力の中間の圧力で押しつける構造のスクロール圧縮機で
は吐出圧力と吸込圧力の比が一定値以下になると中間圧
が吐出圧力より高くなり運転できないといった問題点が
あった。
【０００５】本発明の目的は、簡単な構成により冷凍サ
イクルの能力制御を行うとともに、能力が小さい場合に
も除湿可能にした空気調和装置を提供することにある。
イクルの能力制御を行うとともに、能力が小さい場合に
も除湿可能にした空気調和装置を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、常に適正な圧力比で
圧縮機を運転可能にし、空気調和装置の運転領域を広範
囲にした空気調和機を提供する。
圧縮機を運転可能にし、空気調和装置の運転領域を広範
囲にした空気調和機を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
圧縮機，凝縮器，電動膨張弁，蒸発器を接続し、冷媒を
封入した冷凍サイクルにおいて、室内の室内負荷検出手
段を設け、該室内負荷検出手段で検出した室内負荷に応
じて電動膨張弁を制御する制御器を設けることにより達
成できる。
圧縮機，凝縮器，電動膨張弁，蒸発器を接続し、冷媒を
封入した冷凍サイクルにおいて、室内の室内負荷検出手
段を設け、該室内負荷検出手段で検出した室内負荷に応
じて電動膨張弁を制御する制御器を設けることにより達
成できる。
【０００８】さらに、本発明の他の目的は凝縮圧力検出
手段と蒸発圧力検出手段を設け、該凝縮圧力検出手段と
蒸発圧力検出手段で検出された圧力の比が設定圧力比以
下の時は設定圧力比以上になるように電動膨張弁を制御
する制御手段を設けることにより達成できる。
手段と蒸発圧力検出手段を設け、該凝縮圧力検出手段と
蒸発圧力検出手段で検出された圧力の比が設定圧力比以
下の時は設定圧力比以上になるように電動膨張弁を制御
する制御手段を設けることにより達成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により説明
する。
する。
【００１０】図１は本発明の実施例に係る電動膨張弁の
制御を示すフローチャート、図２は本発明の実施例に係
る空気調和装置の構成図、図３は過熱度と能力，圧力比
の関係である。
制御を示すフローチャート、図２は本発明の実施例に係
る空気調和装置の構成図、図３は過熱度と能力，圧力比
の関係である。
【００１１】図２において、１は空気調和装置、２は圧
縮機、３は凝縮器、４は電動膨張弁、５は蒸発器、６は
アキュームレータであり、内部に冷媒および冷凍機油が
封入され冷凍サイクルを構成している。１１は全ての機
器を制御するための制御器、１２は圧縮機２を駆動する
圧縮機駆動装置、１３は凝縮器ファン駆動装置１４によ
り駆動される凝縮器ファン、１５は蒸発器ファン駆動装
置１６により駆動される蒸発器ファン、１７は圧縮機の
温度を検出する圧縮機温度検出器、１８は凝縮温度を検
出する凝縮温度検出器、１９は蒸発温度を検出する蒸発
温度検出器、２０は室内の空気温度を検出する室内空気
温度検出器、２１は圧縮機吸込冷媒の温度を検出する圧
縮機吸込冷媒温度検出器、２２は室内温度を設定する室
内温度設定器である。
縮機、３は凝縮器、４は電動膨張弁、５は蒸発器、６は
アキュームレータであり、内部に冷媒および冷凍機油が
封入され冷凍サイクルを構成している。１１は全ての機
器を制御するための制御器、１２は圧縮機２を駆動する
圧縮機駆動装置、１３は凝縮器ファン駆動装置１４によ
り駆動される凝縮器ファン、１５は蒸発器ファン駆動装
置１６により駆動される蒸発器ファン、１７は圧縮機の
温度を検出する圧縮機温度検出器、１８は凝縮温度を検
出する凝縮温度検出器、１９は蒸発温度を検出する蒸発
温度検出器、２０は室内の空気温度を検出する室内空気
温度検出器、２１は圧縮機吸込冷媒の温度を検出する圧
縮機吸込冷媒温度検出器、２２は室内温度を設定する室
内温度設定器である。
【００１２】以上のように構成した空気調和装置１の制
御は、空気調和装置１の運転が開始されると、制御器１
１からの信号により、圧縮機駆動装置１２により圧縮機
２が駆動，凝縮器ファン駆動装置１４により凝縮器ファ
ン１３が駆動，蒸発器ファン駆動装置１６により蒸発器
ファン１５が駆動される。電動膨張弁４の制御を図２の
電動膨張弁の制御を示すフローチャートに沿って説明す
る。制御器１１に、室内空気温度検出器２０，室内温度
設定器２２，凝縮温度検出器１８，蒸発温度検出器１
９，圧縮機吸込冷媒温度検出器２１，圧縮機温度検出器
１７の信号からそれぞれ室内空気温度，室内設定温度，
凝縮温度，蒸発温度，圧縮機入口冷媒温度，圧縮機温度
が取り込まれる。
御は、空気調和装置１の運転が開始されると、制御器１
１からの信号により、圧縮機駆動装置１２により圧縮機
２が駆動，凝縮器ファン駆動装置１４により凝縮器ファ
ン１３が駆動，蒸発器ファン駆動装置１６により蒸発器
ファン１５が駆動される。電動膨張弁４の制御を図２の
電動膨張弁の制御を示すフローチャートに沿って説明す
る。制御器１１に、室内空気温度検出器２０，室内温度
設定器２２，凝縮温度検出器１８，蒸発温度検出器１
９，圧縮機吸込冷媒温度検出器２１，圧縮機温度検出器
１７の信号からそれぞれ室内空気温度，室内設定温度，
凝縮温度，蒸発温度，圧縮機入口冷媒温度，圧縮機温度
が取り込まれる。
【００１３】圧縮機温度が設定温度より高い場合には、
空気調和装置１に何らかの異常が発生しているために直
ちに空気調和装置１の運転が停止される。圧縮機温度が
設置値以下の場合は蒸発温度と凝縮温度からそれぞれ蒸
発圧力と凝縮圧力を算出し、凝縮圧力と蒸発圧力の比を
圧縮機の圧力比（吐出圧力／吸込圧力）として代用し、
圧力比が設定圧力比以下の場合は、算出した圧力比に応
じた開度変更量が計算され、電動膨張弁４を変更量閉に
なる。圧力比が設定圧力比以上の時、室内空気温度と室
内設定温度から室内負荷と圧縮機入口冷媒温度と蒸発温
度から過熱度が算出され、室内負荷が第１の設定値以下
になり空調が不要になると圧縮機２を停止する。
空気調和装置１に何らかの異常が発生しているために直
ちに空気調和装置１の運転が停止される。圧縮機温度が
設置値以下の場合は蒸発温度と凝縮温度からそれぞれ蒸
発圧力と凝縮圧力を算出し、凝縮圧力と蒸発圧力の比を
圧縮機の圧力比（吐出圧力／吸込圧力）として代用し、
圧力比が設定圧力比以下の場合は、算出した圧力比に応
じた開度変更量が計算され、電動膨張弁４を変更量閉に
なる。圧力比が設定圧力比以上の時、室内空気温度と室
内設定温度から室内負荷と圧縮機入口冷媒温度と蒸発温
度から過熱度が算出され、室内負荷が第１の設定値以下
になり空調が不要になると圧縮機２を停止する。
【００１４】また、室内負荷が第１の設定値以上で第２
の設定値以下の時は室内負荷から算出される目標過熱
度、室内負荷が第２の設定負荷以上の時は制御器１１内
の記憶装置に記憶されている固定の目標過熱度が読み込
まれる。検出した過熱度と目標過熱度の差から例えばＰ
ＩＤ制御により、電動膨張弁の開度変更量が計算され、
計算された開度変更量だけ電動膨張弁４開度を変更す
る。これらの制御を一定時間毎に繰り返す。
の設定値以下の時は室内負荷から算出される目標過熱
度、室内負荷が第２の設定負荷以上の時は制御器１１内
の記憶装置に記憶されている固定の目標過熱度が読み込
まれる。検出した過熱度と目標過熱度の差から例えばＰ
ＩＤ制御により、電動膨張弁の開度変更量が計算され、
計算された開度変更量だけ電動膨張弁４開度を変更す
る。これらの制御を一定時間毎に繰り返す。
【００１５】図３に過熱度と能力の関係を示す。電動膨
張弁４の開度を小さくし過熱度を大きくすると蒸発圧力
が低下し、蒸発温度が低くなるが、冷凍サイクル内を流
れる冷媒循環量が低下するために、蒸発器４内の蒸発域
が減少する分、過熱域が増加し、能力が低下する。ま
た、過熱度を大きくすると、能力が低下する分凝縮圧力
も低下するがそれ以上に蒸発圧力が低下し、結果として
圧縮機の吐出圧力と吸込圧力の比である圧力比が増加す
る。
張弁４の開度を小さくし過熱度を大きくすると蒸発圧力
が低下し、蒸発温度が低くなるが、冷凍サイクル内を流
れる冷媒循環量が低下するために、蒸発器４内の蒸発域
が減少する分、過熱域が増加し、能力が低下する。ま
た、過熱度を大きくすると、能力が低下する分凝縮圧力
も低下するがそれ以上に蒸発圧力が低下し、結果として
圧縮機の吐出圧力と吸込圧力の比である圧力比が増加す
る。
【００１６】したがって、能力制御が必要な室内負荷が
第１の設定負荷と第２の設定負荷の場合に過熱度を室内
負荷の関数とすることで室内負荷に空気調和機の能力を
あわせることができる。さらに、圧力比が小さくなるよ
うな条件でも電動膨張弁開度により適正な圧力比に制御
できる。
第１の設定負荷と第２の設定負荷の場合に過熱度を室内
負荷の関数とすることで室内負荷に空気調和機の能力を
あわせることができる。さらに、圧力比が小さくなるよ
うな条件でも電動膨張弁開度により適正な圧力比に制御
できる。
【００１７】以上の制御により圧縮機２により高温高圧
になった冷媒は凝縮器３で凝縮器ファン１３によって送
風された空気への放熱によって凝縮し液冷媒となる。凝
縮した液冷媒は電動膨張弁４で減圧され飽和冷媒となり
蒸発器５に送られる。蒸発器５内で冷媒は蒸発器ファン
１５から送風された空気を冷却して蒸発する。この時、
空気を冷却する際に空気中の水分が凝縮し、除湿可能と
なるが、室内負荷が小さい場合にも、蒸発器内の蒸発域
は少なくなるが蒸発温度が低くなるために能力に対する
除湿量はほとんど変化しない。蒸発器５を出たガス冷媒
はアキュムレータ８を通り圧縮機２に戻る冷凍サイクル
を構成する。
になった冷媒は凝縮器３で凝縮器ファン１３によって送
風された空気への放熱によって凝縮し液冷媒となる。凝
縮した液冷媒は電動膨張弁４で減圧され飽和冷媒となり
蒸発器５に送られる。蒸発器５内で冷媒は蒸発器ファン
１５から送風された空気を冷却して蒸発する。この時、
空気を冷却する際に空気中の水分が凝縮し、除湿可能と
なるが、室内負荷が小さい場合にも、蒸発器内の蒸発域
は少なくなるが蒸発温度が低くなるために能力に対する
除湿量はほとんど変化しない。蒸発器５を出たガス冷媒
はアキュムレータ８を通り圧縮機２に戻る冷凍サイクル
を構成する。
【００１８】したがって、本実施例では、室内負荷が比
較的小さい場合には電動膨張弁の開度を室内負荷に応じ
た過熱度で制御するために簡単な制御で空気調和装置の
能力制御が可能になる。また、能力制御を過熱度で行う
ために能力が低い場合にも蒸発温度が低く保たれ冷房運
転時にも除湿量を確保できる。さらに、圧縮機の圧力比
を設定値以下の場合には優先的に電動膨張弁の開度を閉
じることにより設定圧力比を確保することができ、例え
ば室内負荷が大きく外気温度が極端に低くなり、通常の
制御方法では凝縮圧力と蒸発圧力が逆転する、あるいは
スクロール圧縮機のように圧縮機内に吸込圧力と吐出圧
力の中間圧力を設け該中間圧力によりスクロール同士を
押し付ける構造の圧縮機でも中間圧力が吐出圧力より高
くならず適正に運転できる。
較的小さい場合には電動膨張弁の開度を室内負荷に応じ
た過熱度で制御するために簡単な制御で空気調和装置の
能力制御が可能になる。また、能力制御を過熱度で行う
ために能力が低い場合にも蒸発温度が低く保たれ冷房運
転時にも除湿量を確保できる。さらに、圧縮機の圧力比
を設定値以下の場合には優先的に電動膨張弁の開度を閉
じることにより設定圧力比を確保することができ、例え
ば室内負荷が大きく外気温度が極端に低くなり、通常の
制御方法では凝縮圧力と蒸発圧力が逆転する、あるいは
スクロール圧縮機のように圧縮機内に吸込圧力と吐出圧
力の中間圧力を設け該中間圧力によりスクロール同士を
押し付ける構造の圧縮機でも中間圧力が吐出圧力より高
くならず適正に運転できる。
【００１９】なお、本実施例では吸込圧力および吐出圧
力の検出手段としてそれぞれ蒸発温度および凝縮温度の
検出器を用いたが、吸込圧力および吐出圧力を圧力検出
器で検出してもよい。また、過熱度も圧縮機入口の圧力
から算出された飽和凝縮温度と圧縮機入口冷媒温度との
差を用いても同様の効果を有する。
力の検出手段としてそれぞれ蒸発温度および凝縮温度の
検出器を用いたが、吸込圧力および吐出圧力を圧力検出
器で検出してもよい。また、過熱度も圧縮機入口の圧力
から算出された飽和凝縮温度と圧縮機入口冷媒温度との
差を用いても同様の効果を有する。
【００２０】さらに本実施例では、一定速圧縮機を用い
たがインバータ圧縮機を用いてもよい。この場合、イン
バータ圧縮機による容量制御と電動膨張弁による容量制
御が可能になりさらに広範囲な容量制御が可能となる。
たがインバータ圧縮機を用いてもよい。この場合、イン
バータ圧縮機による容量制御と電動膨張弁による容量制
御が可能になりさらに広範囲な容量制御が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、少なくとも圧縮機，凝
縮器，電動膨張弁，蒸発器を接続し、冷媒を封入した冷
凍サイクルにおいて、室内の室内負荷検出手段を設け、
該室内負荷検出手段で検出した室内負荷に応じて電動膨
張弁を制御する制御器を設けることに簡単な制御により
室内負荷に応じた能力制御を可能な空気調和装置を提供
できる。
縮器，電動膨張弁，蒸発器を接続し、冷媒を封入した冷
凍サイクルにおいて、室内の室内負荷検出手段を設け、
該室内負荷検出手段で検出した室内負荷に応じて電動膨
張弁を制御する制御器を設けることに簡単な制御により
室内負荷に応じた能力制御を可能な空気調和装置を提供
できる。
【００２２】さらに、凝縮圧力検出手段と蒸発圧力検出
手段を設け、該凝縮圧力検出手段と蒸発圧力検出手段で
検出された圧力の比が設定圧力比以下の時は設定圧力比
以上になるように電動膨張弁を制御する制御手段を設け
ることにより、運転範囲の広い空気調和装置を提供でき
る。
手段を設け、該凝縮圧力検出手段と蒸発圧力検出手段で
検出された圧力の比が設定圧力比以下の時は設定圧力比
以上になるように電動膨張弁を制御する制御手段を設け
ることにより、運転範囲の広い空気調和装置を提供でき
る。
【図１】本発明の実施例に係る電動膨張弁の制御を示す
フローチャート図。
フローチャート図。
【図２】本発明の実施例に係る空気調和装置の構成図。
【図３】過熱度と能力及び圧力比の関係を示す特性図。
１…空気調和装置、２…圧縮機、３…凝縮器、４…電動
膨張弁、５…蒸発器、６…アキュームレータ、１１…制
御器、１８…凝縮温度検出器、１９…蒸発温度検出器、
２０…室内空気温度検出器、２１…圧縮機吸込冷媒温度
検出器、２２…室内温度設定器。
膨張弁、５…蒸発器、６…アキュームレータ、１１…制
御器、１８…凝縮温度検出器、１９…蒸発温度検出器、
２０…室内空気温度検出器、２１…圧縮機吸込冷媒温度
検出器、２２…室内温度設定器。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも圧縮機，凝縮器，電動膨張弁，
蒸発器を接続し、冷媒を封入した冷凍サイクルにおい
て、室内の室内負荷検出手段を設け、該室内負荷検出手
段で検出した室内負荷に応じて電動膨張弁を制御する制
御器を設けたことを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13188197A JP3823444B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13188197A JP3823444B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 空気調和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325621A true JPH10325621A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3823444B2 JP3823444B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=15068335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13188197A Expired - Lifetime JP3823444B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3823444B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-22 JP JP13188197A patent/JP3823444B2/ja not_active Expired - Lifetime
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