JPS59180264A

JPS59180264A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JPS59180264A
Application number: JP5416183A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　英二; 文雄松岡; 等飯島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1984-10-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は冷凍サイクル装置に関するものである。

従来この種の装置として第１図に示すものがあった。図
において、■は圧縮機、２は四方切換弁、３は凝縮機、
４杖−感温式膨張弁、５は蒸発器、６はアキュムレータ
、７は感温筒で、冷媒の流れ順序に接続されている。

次に動作について説明する。圧縮機１で圧縮された高温
高圧の冷媒は、四方切換弁２を経て凝縮器３に入り、こ
こで熱交換して液化し膨張弁４に流入する。膨張弁では
感温筒７の温度に応じて弁開度を可変して冷媒流量を調
節する。そして膨張弁４にて減圧された冷媒は蒸発器５
で熱交換してガス化し、四方切換弁２を経てアキュムレ
ータ６を通って再び圧縮機１へ戻る０従来の冷凍サイクル装置は以上のように構成されている
ので、装置の制御精度や安定性は膨張弁に依存している
ため、これ以上に向上することができない。また膨張弁
４の開度は感温筒７での温度で決められるので感温時間
の遅れなどにより、制御しようとする対象（温度など）
が目標を上、下し安定しないいわゆるノ・ンチング状態
が起り、かつ目標より上か下で安定してしまういわゆる
オフセット状態が生じる欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、電気式膨張弁を過熱蒸気を入力に
し、比例・積分制御と、初期起動時と再起動時とを考慮
したアルゴリズムで制御することにより、制御性、安定
性および応答性の高い冷凍サイクル装置を提供すること
を目的としている。

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第２図において、８は感温式膨張弁の代りに設けた電気
式膨張弁、９はこの膨張弁８の両側よりアキュムレータ
６の入口に接続したバイノ（ス回路で、この回路９の途
中に減圧機構となる毛細管１０が設けられている。１１
は）くイノ（ス路９の出口に設けられた第１の温度セン
サ、１２はアキュムレータ６の入口側に設けられた第２
の温度センサ、１３は上記両温度センサ１１，１２と圧
縮機１０発停信号を検知するリレーが接続された制御器
、１４はリード線である。

第３図は上記電気式膨張弁８の詳細を示すもので、１６
は電磁コイル、１７はプランジャー、１８はシリンダー
で、スリット１９が設けられている。

２０はピストン、２１．２２はばね、２３．２４は冷媒
管で、リード線１４に制御器１３から電流が入力される
と、電磁コイル１６に通電電流に比例してプランジャー
１７を矢印方向（上方）へ引く力が発生し、ばね２１．
２２との力関係によりバランスした位置に停止する。し
たがって通電電流を増加するほどプランジャー１７、ピ
ストン２０の停止位置も矢印方向に移動し、シリンダー
１８に設けられたスリット１９の開口面積が増加するよ
うになる。なお、第４図は電気式膨張弁１８の電流と冷
媒流量の特性図を示し、第５図に過熱蒸気量の時間的変
化を示している。

次に動作について説明する。まず冷凍サイクル装置の動
作について説明すると、圧縮機１で圧縮した高温高圧の
冷媒ガスは、四方切換弁２を経て凝縮器３で熱交換され
て液化し、電気式膨張弁８に流入する。この膨張弁で減
圧され低温低圧となった冷媒は蒸発器５で熱交換され過
熱蒸気となって四方切換弁２、アキュムレータ６を通っ
て再び圧縮機１へ戻る循環サイクルを形成する。一方電
気式膨張弁８の両側からアキュムレータ６の入口に接続
したバイパス路９を通る冷媒は、凝縮器３側に接続され
た方が高圧になるため一部は膨張弁８の出口側（蒸発器
５側）へバイパスし、また一部は毛細管１０によりアキ
ュムレータ６の入口圧力まで減圧され２相状態となって
蒸発器５を出た過熱蒸気と混合しアキュムレータ６を通
って圧縮機１へ戻る。これによりバイパス路９の圧力は
アキュムレータ６０入口冷媒圧力と等しい圧力となって
いるので、この部分の温度はアキュムレータ６の入口圧
力の飽和温度となる。し７たがって第１の温度センサ１
１をバイパス路出口近傍に、また第２の温度センサ１２
をアキュムレータ６の入口側に設けているので両温度セ
ンナ１１．１２の検出値によりアキュムレータ６の入口
における冷媒の過熱蒸気量が制御器１３で演算できる。

次に電気式膨張弁の制御動作について説明する。

圧縮機１の初期起動時の電気式膨張弁の開度Ｒは次式で
表わされる。

Ｒ＝　Ｋ　（Ｔｓｅｔ−Ｔｓｈ）　＋　Ｃ−（１）但し
、Ｋ；係数、Ｔｓｅｔ　；過熱蒸気設定値、Ｔｓｈ；過
熱蒸気検出値、Ｃ；定数、初期起動時、上記（１）式の定数Ｃにはプリセットされ
た値たとえば凝縮器３および蒸発器５の周囲空気温度に
相関した値を代入して過熱蒸気量Ｔｓｈとその設定値Ｔ
ｓｅｔとの差に比例して膨張弁８への電流を変えて過熱
蒸気量Ｔｓｈが第５図の上限設定値Ｈと下限設定値りと
の間になるように制御する。

ここで、過熱蒸気量Ｔｓｈが第５図の線分工のように上
限設定値■を上回って所定時間ｔ１以上たったとき、式
（１）の定数Ｃの値を設定領分だけ小さくし、膨張弁８
の開放を調整するため流す電流を小さくして過熱蒸気量
Ｔｓｈを上限設定値Ｈ以下に抑える。

また過熱蒸気量Ｔｓｈが線分■のように所定時間ｔ２以
上下限設定値りを下回っていたときは、上記とは逆に定
数Ｃを大きくして過熱蒸気量Ｔａ１１を設定範囲内に維
持する。なお、線分■あるいは■のように所定時間内に
設定範囲内に戻ったときには過度な制御を避けるため定
数Ｃの変更は行なわない。

また圧縮機の再起動時、式（１）の定数Ｃには直前に停
止したとき使用した定数Ｃの値を記憶しておき、その値
を代入して初期起動時と同様の制御を行なう。これによ
って速やかに安定状態に入ることができる。

上記実施例では電気式膨張弁８として第３図に示した構
造のものＫついて説明したが、制御入力として電気信号
を使用したものであれば上記と同様の作用を得ることが
できる。

以上のようにこの発明によれば、電気式膨張弁を過熱蒸
気量を指標にし、圧縮機の初期起動時プリセットした定
数を逐次収束させ、再起動時には直前の停止時での定数
を用いることによって、従来のようなハンチングやオフ
セットが無く制御性、安定性および応答性の高い冷凍サ
イクルを得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷凍サイクル装置、第２図はこの発明に
よる冷凍サイクル装置、第３図は電気式膨張弁の断面図
、第４図は膨張弁の電流と冷媒流量の特性図８第５図は
過熱蒸気量の時間的変化を示す図である。１・・・圧縮機、２・・・四方切換弁、３・・・凝縮器
、５・・・蒸発器、６・・・アキュムレータ、８・・・
電気式膨張弁、９・・・バイパス路、１．１．１２・・
・温度センサ、１３・・・制御器。なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す０代理人　　葛　野　信　− 第１図第２図第３図６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷媒の流れ順序に圧縮機、四方切換弁、凝縮器、
電気式膨張弁、蒸発器およびアキュムレータを接続し、
上記電気式膨張弁の両側またはいずれか一方よりアキュ
ムレータの入口に接続しかつ途中に減圧機構を設けたバ
イパス路の出口を検知する第１の温度センサと、アキュ
ムレータの入口の温度を検知する第２の温度センサを設
け、上記両温度センサの検出値でアキュムレータ入口に
おける冷媒の過熱蒸気量を演算して上記電気式膨張弁の
開度制御を１行なう膨張弁制御器を備えてなる冷凍サイ
クル装置であって、圧縮機の初期起動時、電気式膨張弁
の開度Ｒは、Ｒ＝　Ｋ　（Ｔｓｅｔ−Ｔｓｈ　）　＋　Ｃ−（１）但
＼Ｅ’ｉ−Ｋ　；係数、Ｔｓｅｔ　；過熱蒸気設定値、
Ｔｓｈ　；過熱蒸気検出値、Ｃ；定数、で表わされ、この開度Ｒを（１）式の定数ＣＫプリセッ
ト値を代入したものに制御し、以下上記過熱蒸気量が所
定の時間上限を上回ったとき定数Ｃを小さく、下限を下
回ったとき逆に定数Ｃを大きくして制御し、−足圧縮機
が停止し再び運転するときは停止時の定数Ｃの値を使っ
て制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
（２）所定時間内の過熱蒸気量の最大値と最小値との差
に応じて式（１）の係数Ｋを変えることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の冷凍サイクル装置０
（３）過熱蒸気量が所定時間、設定上、下限の範囲にあ
るとき式（１）の係数Ｋを所定量分小さくすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍サイクル装置
。