JPS5888554A - Controller for refrigerating cycle - Google Patents

Controller for refrigerating cycle

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JPS5888554A
JPS5888554A JP18638081A JP18638081A JPS5888554A JP S5888554 A JPS5888554 A JP S5888554A JP 18638081 A JP18638081 A JP 18638081A JP 18638081 A JP18638081 A JP 18638081A JP S5888554 A JPS5888554 A JP S5888554A
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expansion valve
area
refrigeration cycle
deviation
value
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JP18638081A
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勇 奥田
今須 賢一郎
中沢 昭
松森 真人
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱電膨張弁等の電気式膨張弁を用いた冷凍装置
もしくは空調装Hにおいて、冷凍サイクルを常に効率よ
く維持することを目的とするものであり、冷凍サイクル
の状態を検知し、電気式膨張弁により冷凍サイクルを安
定に制御し1M適化を図ろうとするものである。
Detailed Description of the Invention The present invention aims to maintain the refrigeration cycle efficiently at all times in a refrigeration system or air conditioner H using an electric expansion valve such as a thermoelectric expansion valve. The objective is to detect the condition and stably control the refrigeration cycle using an electric expansion valve to achieve 1M optimization.

従来より、冷凍サイクルを最適化する一手段として、蒸
発器の温度と圧縮機の黴入部の温度との差す、なわち過
熱度(スーパーと一ト)を所定の値に維持しようとする
方法が採用されている。
Conventionally, one method of optimizing the refrigeration cycle is to maintain the difference between the temperature of the evaporator and the temperature of the mold-filled part of the compressor, that is, the degree of superheat (superheat and one), at a predetermined value. It has been adopted.

この種の制御装置として従来、過熱度を設定値tcM持
するため、その偏差の値に応して連続的に比例積分ある
いは比例積分微分のmvaを行なう方法が考えられてい
る。この方法は、安定した@御状態での特性は良好であ
るが、一方では、冷凍サイクルの状態変化に対する過熱
度の変化特性において6分オーダーの遅い場合や秒オー
ダーの速い場合が存在し、また膨張弁の応答速度の問題
もあり、こnらの状況に対応して常に過熱度を設定値に
維持するためのma装置の構成は極めて困麹となってい
る。冷凍サイクルの負荷状態の変化等。
Conventionally, in this type of control device, in order to maintain the superheat degree at a set value tcM, a method has been considered in which proportional integral or proportional integral derivative mva is continuously performed according to the value of the deviation. This method has good characteristics under stable @ control conditions, but on the other hand, there are cases in which the degree of superheat changes in response to changes in the state of the refrigeration cycle, which are slow on the order of 6 minutes or fast on the order of seconds. There is also a problem with the response speed of the expansion valve, and it is extremely difficult to configure a MA device to always maintain the degree of superheat at the set value in response to these situations. Changes in the load status of the refrigeration cycle, etc.

槍々の状態に対して、しばしば過熱度のaimが大きな
振動現象となり、安定な制御は実現に至っていない。
Depending on the condition of the spears, the superheated aim often causes a large vibration phenomenon, and stable control has not been achieved.

また従来、上記の問題点を軽減するため、過熱度と設定
値を比較し、正負zつの領域で検知し。
Conventionally, in order to alleviate the above problems, the degree of superheating is compared with the set value, and detection is performed in two positive and negative regions.

その符号に応じて所定時間毎もしくは符号変化時に、膨
張弁に印加する電圧を所定値だけ加減算するものがあっ
た。この方法は基本的には過熱度の制御kl@I性は振
動状態となるが、冷凍サイクルの負荷が太キ(、冷媒流
量が大きい場合には、過熱度はほぼ設定値と等しく制御
できる。しかしながら冷凍サイクルの低負荷、すなわち
冷媒流量が少ない状況での劃−は大きな振動状態となり
、圧縮機への液バツクの状況に陥りゃすいものとなった
Some devices add or subtract the voltage applied to the expansion valve by a predetermined value at predetermined time intervals or when the sign changes depending on the sign. In this method, the degree of superheat control is basically in an oscillating state, but if the load on the refrigeration cycle is large (and the refrigerant flow rate is large), the degree of superheat can be controlled to be approximately equal to the set value. However, when the refrigeration cycle is operated under a low load, that is, when the refrigerant flow rate is low, large vibrations occur, making it easy for liquid to back up into the compressor.

この低負荷における制御l11〆性を改善しようとする
と、今度は逆に通常の状態における制御上の応答性が極
めて遅いものとなり、いづnも安定性、効率の面で難点
を有していた。
If an attempt was made to improve the control performance under low loads, the control response under normal conditions would become extremely slow, and the system would also have problems in terms of stability and efficiency.

本発明は、従来の難点を極力解消し、過熱度の安定制御
を図り、冷凍サイクルの効華向上により冷凍・空調機器
の効率(いわゆるiclm 、 81111 )の向上
を達成ぜんとするものである。
The present invention aims to eliminate the conventional problems as much as possible, stably control the degree of superheating, and improve the efficiency of refrigeration and air conditioning equipment (so-called ICLM, 81111) by improving the efficiency of the refrigeration cycle.

特に本発明は、前述の従来の方法における利点に鑑み、
過熱度と設定値との差、すなわち偏差を3つ以上の領域
に区分(従来は正負の2領域)LAかつ比例制御におい
て行なう偏差の大きさに応じて出力変化量を変更する方
法を具備させ、早期安定と振動幅の抑判を図って、冷凍
サイクルを常にに 最適ル得る冷凍サイクル制御装置を提供するものである
In particular, the present invention takes into account the advantages over the conventional methods described above,
The difference between the degree of superheating and the set value, that is, the deviation, is divided into three or more regions (previously two regions, positive and negative), and a method is provided to change the amount of output change according to the magnitude of the deviation performed in LA and proportional control. The present invention provides a refrigeration cycle control device that achieves early stabilization and suppresses the amplitude of oscillation, thereby always achieving optimum operation of the refrigeration cycle.

以下本発明の冷凍サイクkIII−装置の構成を図面に
基づいて説明する。第1図は本発明に基づく冷凍サイク
ル制御装置の一実施例を示す構成図であり、特に冷房装
置−に用いた場合を示している。
The configuration of the refrigeration cycle kIII-device of the present invention will be explained below based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a refrigeration cycle control device based on the present invention, and particularly shows the case where it is used in a cooling device.

第1図において、(1)は圧縮機、(2)は凝縮器、(
2)は凝縮器(旬月の送風機、(2)は電気信号により
弁開度を調節しうる膨張弁(ここでは熱電膨張弁とする
)。
In Figure 1, (1) is a compressor, (2) is a condenser, (
2) is a condenser (shungetsu blower), and (2) is an expansion valve whose opening degree can be adjusted by an electric signal (in this case, it is a thermoelectric expansion valve).

(りは蒸発器、(6)は蒸発器(6)用の送風機、(υ
は蒸殖器(5)の入口部に設けた温度センサ、(2)は
圧縮機中の吸入部に設けた温度センサ、(9)は温度セ
ンサ(わ及び俤)よりの温度信号を入力し、膨張弁−)
に電気信号(直流電圧)を出力する制御回路である。
(ri is the evaporator, (6) is the blower for the evaporator (6), (υ
Inputs the temperature signal from the temperature sensor installed at the inlet of the evaporator (5), (2) the temperature sensor installed at the suction section of the compressor, and (9) the temperature sensor (wa and wa). , expansion valve-)
This is a control circuit that outputs an electrical signal (DC voltage) to the

第8図は、第1図に示す膨張弁(4)の内部構造を示す
構造断面図である。第意図において、@は膨張弁(4ン
のケース、@は電気ヒータ、@−はバイメタルである。
FIG. 8 is a structural sectional view showing the internal structure of the expansion valve (4) shown in FIG. 1. In the first intention, @ is an expansion valve (4-inch case, @ is an electric heater, and @- is a bimetal.

バイメタル@−は一対となっており。Bimetal @- is a pair.

プレート輔により平行に保持され、前記電気ヒータ輸は
バイメタル−に設けられている。パイ、メタル−は雰囲
気温度補正用である。御は端子であり。
The electric heater tube is mounted on a bimetallic plate, which is held parallel by a plate support. Pi and metal are for atmospheric temperature correction. Control is a terminal.

f1i11111回路(9)より供給される直流電圧が
接続される。
A DC voltage supplied from the f1i11111 circuit (9) is connected.

に)はバイメタル−に連結されたスピンドル、IIはス
ピンドル輔を上方に押し上げるバネ、−はスピンドルの
弁座の役目をするシートである。この膨張弁(4)は、
電気ヒータ暢に直流電圧が供給さnると、バイメタル−
が加熱され、バイメタル−の変形により、プレート−、
バイメタル−を介1て。
2) is a spindle connected to a bimetallic body, 2 is a spring that pushes the spindle upward, and 2 is a seat that serves as a valve seat for the spindle. This expansion valve (4) is
When DC voltage is supplied smoothly to the electric heater, the bimetallic
is heated, and due to the deformation of the bimetal, the plate,
Via bimetal.

スピンドルに)を下方に押し下げる。スピンドル■はバ
ネ−とバイメタル輪の応力及び冷媒の圧力によって直流
電圧の大きさに対応した位置でバランスされ、これによ
って冷媒通路の開度が与えられて、冷媒流量を変化させ
るようになる。@2図の構造は通電閉形であり、ll膨
張弁4)に供給する直流の印加電圧(これをV丁とする
ンを高くすれば、冷媒流量(これをQとする)を減少さ
せ、低くすると冷媒流量Qを増大させる。仁の印加電圧
v丁に対する冷媒流IQの特性例を811図に示す。図
中。
on the spindle) downwards. The spindle (2) is balanced at a position corresponding to the magnitude of the DC voltage by the stress of the spring and bimetal ring and the pressure of the refrigerant, which gives the degree of opening of the refrigerant passage and changes the refrigerant flow rate. The structure shown in Figure 2 is a closed energized type, and if the DC applied voltage (this is V) that is supplied to the expansion valve 4) is increased, the refrigerant flow rate (this is Q) is decreased, and Then, the refrigerant flow rate Q is increased.A characteristic example of the refrigerant flow IQ with respect to the applied voltage v is shown in Fig. 811. In the figure.

QL及びQ曹は、圧縮機(1)を運転している場合の冷
媒流量Qの範囲の最小及び最大を示しており、また曲線
が2・通りあるのは、ヒステリシス特性があるためであ
る。
QL and Q indicate the minimum and maximum range of the refrigerant flow rate Q when the compressor (1) is operating, and the reason there are two curves is because of the hysteresis characteristic.

そこで第1図における構成において、圧縮機(υによる
冷媒の圧縮作用により冷媒が凝縮器(2)、*張弁(4
)、蒸発器(−)、圧縮機(υの吸入部の経路で循環し
、蒸発器に)において冷房能力を出力する。この冷凍サ
イクルの動作において、理想的には、蒸発器(5)内で
蒸発した冷媒が、その出口で乾燥飽和蒸気となる時が最
も効率的な運転状態となる。しかし実際の構成上は、蒸
発器(句の内部及び蒸発器(旬より圧縮機(1)の吸入
部までの冷媒配管の通路抵抗により温度降下があり、ま
た圧縮機(1)が冷媒のガス液混合域で吸入して液圧縮
するのを防止する(アキュムレータを設けている場合は
必らずしもそうではないが)ため、冷媒ガスをわずか過
熱した領域で動作させることが適切である。そこでこの
ような動作状態を達成するために温度センサ(ゎ及び(
6)の検知するそれぞれの温度の差(これを過熱度SM
とする)が常に設定値Sad (冷媒配管によっても異
なるが例えば数4@M)となるように膨張弁(4)への
印加電圧マiを変化し、冷媒数量を制御するものである
Therefore, in the configuration shown in Fig. 1, the refrigerant is compressed by the compressor (υ) into the condenser (2),
), evaporator (-), and compressor (circulates through the suction path of υ and outputs cooling capacity to the evaporator). In the operation of this refrigeration cycle, ideally, the most efficient operating state is when the refrigerant evaporated in the evaporator (5) becomes dry saturated vapor at its outlet. However, in the actual configuration, there is a temperature drop due to the passage resistance of the refrigerant piping inside the evaporator and from the evaporator to the suction part of the compressor (1). In order to prevent suction and liquid compression in the liquid mixing area (although this is not necessarily the case if an accumulator is provided), it is appropriate to operate the refrigerant gas in a slightly superheated area. Therefore, in order to achieve such an operating state, temperature sensors (ゎ and (
6) The difference between the detected temperatures (this is called the superheat degree SM)
The amount of refrigerant is controlled by changing the voltage mi applied to the expansion valve (4) so that the set value Sad (for example, the number 4@M, although it varies depending on the refrigerant piping) is always equal to the set value Sad.

なお過熱度3厘は、理想冷凍サイクルにおけるものに対
して、前述のように冷媒配管の通路抵抗による温度降下
がある等、厳密な意味での過熱度(スーパーヒート)で
はないが、ここでは、第1図に示す温度センサ(7)と
(8)によって得られた値を示すものとする。
Note that the degree of superheat of 3 Rin is not a degree of superheat in the strict sense (superheat), as there is a temperature drop due to passage resistance of the refrigerant piping as mentioned above, compared to that in an ideal refrigeration cycle, but here, It is assumed that the values obtained by temperature sensors (7) and (8) shown in FIG. 1 are shown.

次にI!l姉回路(9)の構成を第4図に示す。第4図
において、(6)は領域判定部、(ロ)は演算処理部、
@は信号出力部であり、演算処理部(ロ)の全部及び領
域判定部韓と信号出力部(6)の一部をマイクロコンピ
ュータ(以下マイコンと称す)(Llで構成している・
領域判定部神は、マイコン斡の一部の他に。
Next I! The configuration of the l sister circuit (9) is shown in FIG. In FIG. 4, (6) is an area determination section, (b) is an arithmetic processing section,
@ is a signal output section, which is composed of a microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer) (Ll), which includes all of the arithmetic processing section (B), the area determination section (H), and a part of the signal output section (6).
Area judgment department God is in addition to part of the microcomputer box.

抵抗側り差動増幅器曽、D/ム変換器(ロ)、比較器(
至)とで構成されている。信号出力部(6)はマイコン
(至)の一部の他に、D7ム変換器CJS、オペアンプ
曽。
Resistor-side differential amplifier, D/mu converter (b), comparator (
(to). The signal output section (6) includes a part of the microcomputer, a D7 MU converter CJS, and an operational amplifier So.

抵抗匈、トランジスタ(2)とで構成されている。It consists of a resistor and a transistor (2).

この構成において、領域判定部曽の動作を説明すると、
温度センサ(υと抵抗(ロ)とから蒸発器優)の入口の
温度T薦に対応した電圧V冨が、また温度竜ンサ俤)と
抵抗(至)とから圧縮機(1)の入口の温KiSに対応
した電圧v3が得られ、それぞれ差動増幅器(至)に入
力される。この差動増幅器(ロ)は電圧マ8とV冨の差
を増幅して出力するもので、その出力は過熱度siis
mts−TIEに対応した値である。ここで過熱度の設
定値をSM−とすると、その偏差ΔSHはΔSH−sM
−8lid である。金弟6図のように、偏差ΔSHの領域ムを4領
域(ム1.ム2.ム1.A4)とし、その境界をΔSH
”−2h6.0. +L646厘とする。
In this configuration, the operation of the area determination section So is explained as follows.
From the temperature sensor (υ and resistor (b)), the voltage V at the inlet of the compressor (1) corresponding to the temperature T at the inlet of the evaporator (from the temperature sensor (υ) and the resistor (b)) is A voltage v3 corresponding to the temperature KiS is obtained and input to the differential amplifier (to), respectively. This differential amplifier (b) amplifies and outputs the difference between voltage ma8 and Vt, and its output is determined by superheat degree siis.
This value corresponds to mts-TIE. Here, if the set value of superheat degree is SM-, then the deviation ΔSH is ΔSH-sM
-8lid. As shown in Figure 6, the area M of the deviation ΔSH is set to 4 areas (MU1.MU2.MU1.A4), and the boundaries are defined as ΔSH.
”-2h6.0. +L646 rin.

そこでマイコン彎により、ΔSH冨−、iL5. O,
+154aにの8通りで、それぞれ5H4+ΔSHのデ
ィジタル量をD/ム変換1mHに入力し、その出力Sm
1l (asH4+M1i1)と過熱度SMを比較Wi
t@により比較することにより。
Therefore, by using a microcomputer, ΔSH Fuji, iL5. O,
+154a, each inputs a digital amount of 5H4+ΔSH into the D/MU conversion 1mH, and its output Sm
Compare 1l (asH4+M1i1) and superheat degree SMWi
By comparing by t@.

その時の過熱度ssiと設定値IHmの差、すなわち偏
差△SHの領域^を判定する。第6図に示す4つの領域
は偏差Δ$菖−0−1を中心に正、負それぞれに対して
2つづつの領域となっている。
The difference between the superheat degree ssi and the set value IHm at that time, that is, the area of the deviation ΔSH, is determined. The four regions shown in FIG. 6 are centered around the deviation Δ$-0-1, with two regions for each of positive and negative values.

次に演算処理部(ロ)の動作を説明する。演算処理部(
ロ)は、領域判定@rJ4によって区分された偏差ΔS
Hの領域ムにより、信号出力部−で出力する膨張弁(4
)への印加電圧v1の値を決定するものである。
Next, the operation of the arithmetic processing section (b) will be explained. Arithmetic processing unit (
b) is the deviation ΔS divided by area judgment @rJ4
Due to the area H, the expansion valve (4
) is used to determine the value of the applied voltage v1.

この演算処理部@は、領域^が変化(例えばム1からム
4など)した時及び同一の領域ムで所定時間(例えば2
分間)を経過する毎に、それぞれの状態に対応した増減
t−1すなわち印加電圧VTを変更するための変化激を
それまでの印加電圧マτの値に加減算し、新たに出力す
べき印加電圧マTの値を決定する。この場合、増減量C
は例えば第1表に示す通りである。表中の記中「ムF」
は前目印加電圧VTの変更処理を行なった時の領域を示
し、記号「ムr」は今回印加電圧VTの変更処理を行な
うべく状態の領域を示し、ムF〜ムtの場合は、領域ム
が変化した場合であり、ムV−ムrは同一の領域^で所
定時間経過した場合である。
This arithmetic processing unit @ is used when the area ^ changes (for example, from Mu 1 to Mu 4, etc.) and when the same area ^ changes for a predetermined time (for example, 2
minutes), the increase/decrease t-1 corresponding to each state, that is, the change in intensity for changing the applied voltage VT, is added or subtracted from the value of the applied voltage τ up to that point, and the applied voltage to be newly output is determined. Determine the value of MaT. In this case, increase/decrease C
is as shown in Table 1, for example. "MuF" in the table
indicates the area when the previous applied voltage VT change process was performed, the symbol "Mr" indicates the area in which the current applied voltage VT change process is performed, and in the case of MF to Mt, the area This is a case where the time has changed, and the case where a predetermined time has elapsed in the same area ^ is the case where M V - M r is the same.

第1表 増減量ぐを具体数値で示すと例えば下の通りである。Table 1 For example, the increase/decrease growth can be expressed in concrete numerical values as shown below.

sB ”  !5smマ C宜、 −皺   5・−V す、冒  60鵬マ Cn噛   O鵬マ 8g −1o・waマ とtLらの数値において、偏差ΔS!の絶対値の大きい
領域すなわち粕、A4は、その小さな領域すなわちム、
、A11C対して、ム1−ムを時の増減量eを大きな値
(mHl > s!l)となしている。これは比例制御
で行1(う、偏差の大hsに対応してその変化量を与え
る方法#c′I/A似するもので、偏差Δillが大き
い程増減jisを大きくし、大きな修正動作をして早く
偏差Δ5M−0−1となるようにするためである・また
^F〜ムデの動作において、 AlからA2またはム1
からA1の時、すなわ$J偏差Δ8Mが大きい領域から
小さい領域への変化に対しては、増減量り2−〇論マと
なし、逆の場合の増減量匂−5gImVと区別している
。これは、偏差N1の変化方向がΔSum 04・ぎと
なる方向であって好ましい特性となっているので。
sB ” !5smmaCyi, -wrinkle 5・-V su,exp 60pengmaCng Opengma8g -1o・wama and tL et al., the area where the absolute value of the deviation ΔS! is large, that is, the lees, A4 is that small area, ie mu,
, A11C, the increase/decrease e in time for M1-M is set to a large value (mHl > s!l). This is similar to line 1 in proportional control (method #c'I/A of giving the amount of change in response to a large deviation hs. The larger the deviation Δill, the larger the increase/decrease jis, and the larger the corrective action. This is to make the deviation Δ5M-0-1 quickly. Also, in the operation of ^F~Mude, from Al to A2 or M1
to A1, that is, when the $J deviation Δ8M changes from a large region to a small region, the increase/decrease is treated as 2-0 theory, and the opposite case is distinguished from the increase/decrease of −5 gImV. This is because the direction in which the deviation N1 changes is ΔSum 04·, which is a desirable characteristic.

この時にりが’ alt  となせば、逆に行き過ぎが
太き(なって過熱度siiが振動特性に陥いることを防
止するためである。
This is to prevent the superheat degree sii from falling into an oscillating characteristic if the opening is set to 'alt' at this time, causing the overheating to become too thick.

また領域ムがA!からA1及びムエからム意となる場合
の増減量C襲は100mVとなしている。これは、偏差
Δ■がほぼ適当な値での変化であり、あえて修正動作を
行なわないようにする。ことが適当である力入l!張弁
(4)の印加電圧v1と冷媒流量Qの関係は、第8図の
ように、若干ヒステリシス特性を有しており、また偏差
Δ5H=Od@厘を境として今回の領域ムに対し^1.
ム、は加算処理ムトム6は減算処理となるため、ζこで
は、その後の処理を考慮してen寓10GmVとなし、
ヒステリシスに相当する増減量を与えているものである
Also, the area is A! The increase and decrease C when changing from A1 and Mue to Mui is 100 mV. This is a change in which the deviation Δ■ is approximately an appropriate value, so no corrective action is taken. Input that is appropriate! As shown in Fig. 8, the relationship between the applied voltage v1 of the tension valve (4) and the refrigerant flow rate Q has a slight hysteresis characteristic, and the deviation Δ5H=Od@Rin is the boundary for this region M^ 1.
Mu, is an addition process, Mutom 6 is a subtraction process, so in this case, considering the subsequent processing, it is assumed to be 10GmV,
This gives an increase or decrease corresponding to hysteresis.

上記動作により、演算処理部(ロ)は、前回変更後の印
加電圧をVTFとすると、新たな印加電圧マTをVT■
VTF±e(+は加算、−は減算)として与えるもので
ある・ 次に信号出力部(2)は演算処理部(ロ)で与えられた
新しい印加電FEvtの値のディジタル信号をD/A変
換器@に入力し、その出力電圧をオペアンプ憾トランジ
スタ(至)を用いて、膨張弁(イ)に印加す6@膨張弁
(47への印加電圧7丁は、演算処理IIA(ロ)で新
たに加減算処理が行なわれるまでの間は、常fC前回与
えられた値に紬持さ0る。
By the above operation, the arithmetic processing unit (b) sets the new applied voltage MAT to VT■, assuming that the applied voltage after the previous change is VTF.
VTF±e (+ means addition, - means subtraction) Next, the signal output section (2) converts the digital signal of the value of the new applied voltage FEvt given by the arithmetic processing section (b) into a D/A Input the voltage to the converter and apply the output voltage to the expansion valve (a) using the operational amplifier transistor (to).The voltage applied to the expansion valve (47) is calculated by the arithmetic processing IIA (b). Until a new addition/subtraction process is performed, fC always remains at the previously given value.

以上により!+制制御回路フン構成並びに動作を説明し
たが、第4図の制御回路(9)を用いて、@1図の装置
を動作させた時の過熱度の偏差A51等の特性例を第6
図に示す。#j6図(1)は冷媒流量の少ない低負荷条
件でかつ送風機<8>の風量が最低の場合の特性であり
、(h)は標準条件でかつ送風機(2)の風量が最大の
場合の特性である。また過熱度の設定値は共fc SH
dm4d@g程度である。
Due to the above! Although the configuration and operation of the control circuit have been explained, characteristic examples such as the deviation A51 of the degree of superheating when the device shown in Figure 1 is operated using the control circuit (9) of Figure 4 are shown in Figure 6.
As shown in the figure. #j6 Figure (1) shows the characteristics when the refrigerant flow rate is low and the air volume of fan <8> is the lowest, and (h) shows the characteristics when the air volume of fan (2) is the maximum and under standard conditions. It is a characteristic. Also, the superheat degree setting value is the same as fc SH
It is about dm4d@g.

なお図中、(a)の(及び(荀のt里は、共に領域が同
一で、印加電圧Vτの変更処理を行なう場合の所定暗闇
を示しており、t4−”2分12秒、ts”2分(そn
ぞf′Lwt源周波数501g 、 60Hz基準(l
jり)トL。
In the figure, (a) (and (Xun)'s t-ri both have the same area and indicate a predetermined darkness when changing the applied voltage Vτ, and t4-"2 minutes 12 seconds, ts" 2 minutes (so
f'Lwt source frequency 501g, 60Hz reference (l
jri) ToL.

た。Ta.

図より明らかなように安定状態での偏差ΔSHの変化状
況は、(1)の方が良<、(s)は±1−・l程度の振
動となっている。より一定にすることが望ましいが、(
a)の場合であっても、この程度の振動は、冷凍サイク
ル上1問題にならず、また効4的にもほぼ満足しえるも
のとなっている。
As is clear from the figure, the variation of the deviation ΔSH in a stable state is better in (1), and (s) is an oscillation of about ±1−·l. It is desirable to make it more constant, but (
Even in the case of a), this level of vibration does not cause any problems in the refrigeration cycle, and is almost satisfactory in terms of efficiency.

なお(−において、安定状−で、増W4 ji c=s
のみで領域がム2とム、に変化(偏差Δ8Mの符号が反
鉱)しているが、これは軸が第8図で示すヒステリシス
幅よりも若干大きすぎたためであり+ ejllをやや
小さな値となすことが適切であろう、また(龜)の特性
を一層向上させるには、@11についてもやや小さな値
となすぐとが考えられる。しかしながら前述のe篩やす
工を小さくすれば、逆に(−)における応答性が悪くな
ることも考えられるため、とnらを軸合して、増減量・
を選定することが望ましい。
Note that (in -, stable state -, increase W4 ji c=s
However, the area changes to MU2 and MU (the sign of the deviation Δ8M is negative), but this is because the axis is slightly larger than the hysteresis width shown in Figure 8, and + ejll is set to a slightly smaller value. In addition, in order to further improve the (head) characteristics, @11 may also be set to a slightly smaller value. However, if the e-sieve described above is made smaller, the response at (-) may become worse.
It is desirable to select

ここで、前記の領域^に対する増減量Cの鴫1表におい
て、@n■1(01鵬マとなしているが* ”H−Om
マとなすと共に、ヒステリシス相当分の増減量を・a”
1091aマとし、前回の加減算処理に対し、今回の処
理が逆のときのみそれぞれの増減量Cに動を加算するよ
うに考えても良い、この場合は、領域^の変化′4にか
かわらず、印加電圧v’rを所定値だけ変更する処理を
する場合にあっても適応可能であり、適応範囲が拡大さ
れる。
Here, in the 1 table of increase/decrease C for the area ^, @n■1 (although it is set as 01 Pengma* "H-Om
In addition to the increase and decrease corresponding to the hysteresis, ・a”
1091a, and the movement can be added to each increase/decrease C only when the current process is the reverse of the previous addition/subtraction process.In this case, regardless of the change '4 in the area ^, The present invention can be applied even when the applied voltage v'r is changed by a predetermined value, and the applicable range is expanded.

次に第7図に領域処理部(至)における領域区分の数を
多くした場合を示している。図において、偏差ΔSHm
Od@gを中心に14・gづつ合計8つの領域に区分す
る。これらの領域ムに対する増減量eの具体例を@意表
に示す。この第2表において、領域A4及びA5は共に
いわゆる不感帯領域となし、この領域で所定時間経過し
ても、また他の領域よりこの領域に変化しても、ヒステ
リシス相当のり一100mV (ム4よりムstたはム
一よりム4への変化時)を除いて、常に増減量e寓O購
マとなしている。従ってこの不感帯領域^、、ム1であ
る限り、印加電圧VTはヒステリシス相当分の増減量り
一1oomマの変化を除いては変更が行なわれない・ また例えばA、よりム・への変化時は29mマ、A1で
所定時間経過時はl墨鵬マなど、領域変化時の増減量を
大きくすると共に、偏差のΔ11Hの絶対値が太番(な
第 2 表  (単位請V) る程、増減量を太き(している。また、−差ΔsWNの
絶対値が大きい領域から小さい領域へ変化した場合は、
その増減量・は基本的には零としでいるが、偏差ΔSH
の最も大きいAIよりA1及びム1よりム1の場合のみ
、若干増減址を与え、応答性の向上を図るようにしてい
る。
Next, FIG. 7 shows a case where the number of area divisions in the area processing section (to) is increased. In the figure, the deviation ΔSHm
It is divided into a total of 8 areas of 14·g each with Od@g as the center. Specific examples of increases and decreases e for these areas are shown below. In this Table 2, both areas A4 and A5 are considered as so-called dead zone areas, and even if a predetermined time passes in this area or changes to this area from other areas, the voltage equivalent to hysteresis is 100 mV (from Mu4). Except when changing from MU1 to MU4), the increase/decrease is always assumed to be ``e'' and ``o''. Therefore, as long as this dead band region is 1, the applied voltage VT will not change except for a change of 1 oom corresponding to the hysteresis.For example, when changing from A to MU, 29m, when a predetermined time elapses in A1, increase or decrease when the area changes, and the larger the absolute value of the deviation Δ11H, the greater the increase or decrease. In addition, if the absolute value of the -difference ΔsWN changes from a large area to a small area,
The increase/decrease is basically zero, but the deviation ΔSH
A slight increase/decrease is given only in the case of A1 from the largest AI and M1 from M1, in order to improve responsiveness.

この第7図に基づく領域判定部(イ)及び演算処理部@
の動作iζより、過熱度sIの値をきめ細かく検知でき
るため、第6図に示すものに比して一層制御性の向上(
安定性、応答性、効率)を期待することが出来る。
Area determination unit (a) and arithmetic processing unit based on this Fig. 7
Since the value of the degree of superheating sI can be detected in detail from the operation iζ, controllability is further improved (
Stability, responsiveness, efficiency) can be expected.

なお、第7図に基づく増減量eにおいて、にニステリシ
ス桐当e6−Zoo■マをム、よりA5もしくはム診よ
りA4への変化時に与えているが、他の方法として、前
回の増減量eが零でない加減算処理より、今回。
In addition, in the increase/decrease e based on Fig. 7, Nysteresis Kirito e6-Zoo■ma is given when changing from Mu to A5 or from Mu diagnosis to A4, but as another method, the previous increase/decrease e This time from addition and subtraction processing where is not zero.

前回とは逆の処理でかつ増減量eが零でない場合にのみ
ヒステリシス相当のeoを増減量昏ζ加算するよう疹こ
すfLば、領域ム4.ムSでは全く印加電圧7丁を変更
することがない。これらの方法は、制御性の状態に応じ
て決定でると良い。
The process is the opposite of the previous one, and only when the increase/decrease e is not zero, add eo corresponding to hysteresis to the increase/decrease ζ. In System S, the applied voltage is not changed at all. These methods are preferably determined depending on the state of controllability.

次に第1図に不感帯領域を有する最も°簡単な領域区分
の例を示している。この図は第7図に示すものを極めて
簡略化したものであって、不感帯領域は^、である。こ
の場合制御性は第喀図に示すものと比して劣るが領域判
定部員の構成並びに演算処理部(ロ)の動作は一層簡単
なものとなる。なお第7図におけるヒステリシス相当の
増減量e・を与えるのは、領域^宏よ修ムlもしくはA
2よりんに変化した場合で、かつ前回と逆の加減算処理
をする時である。
Next, FIG. 1 shows an example of the simplest area division having a dead zone area. This figure is a highly simplified version of the one shown in FIG. 7, and the dead zone area is ^. In this case, although the controllability is inferior to that shown in the diagram, the configuration of the area determination member and the operation of the arithmetic processing unit (b) are simpler. In addition, the increase and decrease e・ corresponding to the hysteresis in FIG. 7 is given by the area
In the case where the number has changed to 2, it is time to perform addition and subtraction processing that is the opposite of the previous one.

以上本発明に基づく冷凍サイクル制御装置を図面に示す
実施例により説明したが、この実施例の他に、以下の構
成が可能である。
Although the refrigeration cycle control device based on the present invention has been described above using the embodiment shown in the drawings, the following configurations are possible in addition to this embodiment.

1)温度センサ(7)及び(8)はそ6ぞn蒸発l!!
(旬の入口部より中間部までの任意の位置、蒸発器(5
)の出口部より圧縮機(IJの入口部までの任意の位置
に配置することが可能であり、そnぞれの位置における
検出温度と過熱度の関係を求め、その設定値を与えnば
同様の動作が可能である。
1) Temperature sensors (7) and (8) are evaporating! !
(Any position from the inlet to the middle of the season, the evaporator (5
) can be placed at any position from the outlet of the compressor (IJ) to the inlet of the compressor (IJ).If the relationship between the detected temperature and the degree of superheat at each position is determined and the set value is given, Similar operations are possible.

2)  8112回路(旬において、マイクロコンピュ
ータOを主体として構成したが、他のディジタル集積回
路や、アナログ回路を用いても構成が可能である。
2) 8112 circuit (In the current example, the microcomputer O was used as the main component, but it is also possible to use other digital integrated circuits or analog circuits.

8)膨張弁(4)として、第2図fこ示すいわゆる熱電
膨張弁を用いたが、他の構成の電気式の膨張弁であって
も同種の制御が可能である。また膨張弁(4ンの特性と
して、HS図に示すようiζ、ヒステリシス特性を有し
ている場合Eζついて説明したが、このヒステラシス特
性がほとんど無視できるかもしくはヒステリシスがない
方がより良く、この場合には、演算処理部(ロ)におい
て、ヒステリシス相当の増減量c。
8) As the expansion valve (4), a so-called thermoelectric expansion valve shown in FIG. In addition, as the characteristics of the expansion valve (4), as shown in the HS diagram, we have explained iζ and Eζ when it has hysteresis characteristics, but it is better if this hysteresis characteristic can be almost ignored or there is no hysteresis. In the arithmetic processing unit (b), the increase/decrease c corresponding to hysteresis is calculated.

を与える必要がなくなり、処理が細葉化される。It is no longer necessary to feed the plant, and the processing becomes narrower.

4)領域判定部(10において、過熱度SHと比較デー
タ$111とを比較する構成において、比較器(至)も
しくは比較データsImにディファレンシャルを与える
ようiこすれば、領域判定時の誤動作を軽減でき、確実
な判定が可能となる。
4) In the region determination section (10), in the configuration where the degree of superheating SH and the comparison data $111 are compared, if a differential is given to the comparator (to) or the comparison data sIm, malfunctions at the time of region determination can be reduced. , it becomes possible to make reliable judgments.

また、温度センサ(7′)及び(8)の検知する温度信
ぢT冨及び丁Sを、直接^/D変換器によりディジタル
信号に変換し、これらより領域の判定を行なっても良く
、コスト、性能等の面で使用対象に応じて選定すること
が望ましい。
Alternatively, the temperature signals T and S detected by the temperature sensors (7') and (8) may be directly converted into digital signals by a ^/D converter, and the area can be determined based on these signals, reducing the cost. In terms of performance, etc., it is desirable to select according to the intended use.

6)実施例では、過熱度BHの比較的安定している状況
での特性、動作について説明したが、圧縮機(1)の停
止時や起動直後は、膨張弁(4)への印加電圧VTを所
定の一定値#C維持(全開を含む)シ、圧縮機(1)の
起動後冷凍サイクルが比較的安定する時点、すなわち圧
縮機(υの起動より数分経過した時点で実施例Cζ示す
制御動作を行なわせるか、もしくは偏差Δ$■が所定の
値に達するまで印加電圧VTを191定時間毎に所定値
ずつ増減した後、実施例に示すtIl紳動作を行なわせ
ることにより、安定制−状一へ確実にかつ早急に移行す
ることが出来るものとなる。
6) In the example, the characteristics and operation were explained in a situation where the degree of superheat BH is relatively stable. However, when the compressor (1) is stopped or immediately after starting, the applied voltage VT to the expansion valve (4) is maintained at a predetermined constant value #C (including fully open), and the refrigeration cycle is relatively stable after starting the compressor (1), that is, at the point when several minutes have passed from starting the compressor (υ), Example Cζ is shown. Stability control can be achieved either by performing a control operation or by increasing or decreasing the applied voltage VT by a predetermined value at regular time intervals until the deviation Δ$■ reaches a predetermined value, and then by performing the tIl gentle operation shown in the embodiment. - It will be possible to transition to the first state reliably and quickly.

り!1図では冷房装置について示しているが。the law of nature! Figure 1 shows the air conditioner.

この他、ヒートポンプ式冷暖房装置や冷凍装置に適応し
うろことは明らかであり、いづれに対しても機器の高効
率化に寄与することが期待できる。
In addition, it is clear that it can be applied to heat pump type air-conditioning equipment and refrigeration equipment, and it is expected that it will contribute to increasing the efficiency of equipment for both.

以上本発明の冷凍サイクル@純装置を畦細に説明したが
1本発明によnば、過熱度とその設定値との差、すなわ
ち偏差を少なくとも8つ以上の領域で検知し、その状態
に応じて膨張弁への電気信号を所定の増減量によりきめ
細かく変更するものであり、こnにより過熱度の5us
a特性において。
The refrigeration cycle @ pure device of the present invention has been explained in detail above.According to the present invention, the difference between the degree of superheating and its set value, that is, the deviation, is detected in at least eight regions, and the state is detected. Accordingly, the electric signal to the expansion valve is finely changed by a predetermined increase/decrease.
In a characteristic.

その安定性と応答性を十分向上することができ。Its stability and responsiveness can be sufficiently improved.

冷凍サイクルを常に効率良く維持できる。また冷め 凍すイクルへ効率向上、特にsg冨翼の向上が期待でき
るもので、省エネルギー面で極めて優れた効果を発挿し
えるものである。
The refrigeration cycle can be maintained efficiently at all times. In addition, it is expected to improve the efficiency of the freezing cycle, especially the improvement of the SG fuyaku, and it can have an extremely excellent effect in terms of energy saving.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に基づく冷凍サイクル制御装置の一実施
例の構成図、第2図は第1図における膨張弁の一例を示
す構造断面図、第8図は第2図に示す膨張弁の特性図、
第4図は第1Eにおける制御112回路の#1瓜図、第
6図は領域判定部の検知する領域区分の脱lP1図、第
6図(荀及び(b)は第1図〜繭iI図曇ζ示す実施例
による動作説明図、第7図及び第8図はそnぞn領域判
定部の検知する領域区分の他の実施例の説明図である。 (υ−・圧縮機、−)−凝縮機、(4戸・・膨張弁、ψ
)−蒸発器、(7戸・第1の温度センサ、(8)−第2
の温度センサ、(11)−制御回路、Ql−領域判定部
、(ロ)−・演算処理部、磐・−信号出力部、DI−・
・マイクロコンピュータ 第1 図 第3図 第4図 第5図 ASH(・5H−!;Hd) 第6図 e、。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a refrigeration cycle control device based on the present invention, FIG. 2 is a structural sectional view showing an example of the expansion valve in FIG. 1, and FIG. 8 is a structural diagram of an example of the expansion valve shown in FIG. Characteristic diagram,
Fig. 4 is a #1 diagram of the control 112 circuit in 1E, Fig. 6 is a diagram of the area division detected by the area determination unit, and Fig. 6 (Xu and (b) are Figs. 1 to 1). 7 and 8 are explanatory diagrams of other embodiments of the area classification detected by the n area determination unit. (υ-・Compressor, -) -Condenser, (4 doors...expansion valve, ψ
) - Evaporator, (7 units/1st temperature sensor, (8) - 2nd
Temperature sensor, (11) - control circuit, Ql - area determination section, (b) - arithmetic processing section, Iwa - signal output section, DI -.
・Microcomputer 1 Figure 3 Figure 4 Figure 5 ASH (・5H-!;Hd) Figure 6 e.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 電気信号によりその絞り量が調節可能な膨張弁と
、蒸発器の入口ないし中間部に設けた第1の温度センサ
と、前記蒸発器の出口ないし圧縮機の吸入部に設けた第
2の温度センサと、前記@lおよび第2の温度センサよ
りの温度信号を入力し、前記膨張弁へ電気信号を発する
制御囲路とより成り、前記制御回路は。 前記2つの温度信号の差とその設定値を比較し、その偏
差を少なくとも8つ以上の領域に区分する領域判定部と
、前記領域判定部で得られた領域が変化した時、もしく
は同一の領域で所定時間経過する毎に、それぞれの状態
に対応した所定の増減量を加減算し、前記膨張弁へ発す
る電気信号の値を決定する演算処理部と、前記演算処理
部より与えられた電気信号を前記膨張弁へ出力する信号
出力部とを具備した冷凍サイクルfi!lI!I装置。 L を張弁を、制御掴路Q発する電気信号が給lEsれ
る電気ヒータと、前記電気ヒータの発熱により変形する
バイメタルと、前記バイメタルの変形により冷媒通路の
開腹を液化させるスピンドルとを主体として―成した特
許請求の範囲第1項記載の冷凍サイクル制御装置。
[Scope of Claims] 1. An expansion valve whose throttle amount can be adjusted by an electric signal, a first temperature sensor provided at the inlet or intermediate portion of the evaporator, and an outlet of the evaporator or the suction portion of the compressor. The control circuit is comprised of a second temperature sensor provided in the second temperature sensor, and a control circuit that inputs the temperature signals from the @l and second temperature sensors and issues an electric signal to the expansion valve. a region determination unit that compares the difference between the two temperature signals and its set value and divides the deviation into at least eight or more regions; and when the region obtained by the region determination unit changes or is the same region. an arithmetic processing unit that adds or subtracts a predetermined increase or decrease corresponding to each state every time a predetermined period of time elapses, and determines the value of the electrical signal to be sent to the expansion valve; A refrigeration cycle fi! comprising a signal output section that outputs to the expansion valve. lI! I device. L is a tension valve, a control grip path Q is supplied with an electric signal emitted by an electric heater, a bimetal that deforms due to the heat generated by the electric heater, and a spindle that liquefies the refrigerant passage through deformation of the bimetal. A refrigeration cycle control device according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60251349A (en) * 1984-05-25 1985-12-12 ダイキン工業株式会社 Refrigerator
JPS6382167U (en) * 1986-11-18 1988-05-30

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JPH0545868B2 (en) * 1984-05-25 1993-07-12 Daikin Ind Ltd
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