JPS6011076A - 空気調和機の冷媒流量制御装置 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明は、減圧制御用電気信号により、その減圧量を変
え得る減圧弁駆動部刊減圧装置を４１１ｉえた空気調和
（穴の冷媒流量制御装置に関する。

く従来技術〉 従来の空気調和間は、第１図のごとく電動式冷媒圧縮数
１、冷媒凝縮器２、冷媒減圧装置３、冷媒蒸発器４、及
び前記減圧装置３の冷媒流量制御装置５をｌｉｔえてい
た。そして減圧装置３としては、電動モータやソレノイ
ド、あるいはヒータと）〜゛イメタル組合せて減圧弁３
Ａを駆動する減圧弁駆動部３１Ｂを設けたものを用いる
ことかでさ、蒸発器４の人口と出１］にそれぞれ設けら
れた第一、第二温度検出器５Ａ、５Ｂ１こよって検出さ
れる蒸発器４の入１］温度と出口温度の差δ１１が適切
な値となるよう制御装置５かｉ減圧装置３に減圧量を変
える制御信号を出力しでいた。第２図はｉ！。！圧装置
３の減圧弁の揚程１１と、減圧弁を駆動するステッピン
グ♀−夕の回転角θとの関係を示す。

第３図は制御装置５の−・例（゛あり、これは、蒸発器
・１の人口と出口の温度検出器、５　Ａ　、　５　Ｂと
、該温度検出器５Ａ、５Ｂの出力をデノタル量に変える
ｌ＼／Ｄ変換器５Ｃと、Ａ　／　Ｄ変換器５Ｃの出力か
ら１１０記温度差δ）ｌを適切な値δＩ−ｔｏに保つよ
う減圧装置３を制御する制御回路（マイクロコンピュー
タ）５Ｄと、制御回路５Ｄから出される演算結果をｊ威
圧装置３に合わぜて出力する出力変換器５Ｅとから構成
されたものである。

従来の制御装置５か、減圧装置３を制御する手法は、前
記温度差δ１１の変化に対応して、温度差δ１４が増大
するときには減圧装置３の弁揚程１１を増加させ、温度
差δＩ−Ｉが低下するとぎには弁揚程１１を減少さぜる
ように制御用電気信号を出力するいわゆる比例制御と、
温度差δＨと１」標値δ）−１。

との偏差を補正するような、例えば、一定時間毎に偏差
を計算し、これか許容範囲外であれば、その偏よ１）を
補正する方向に弁揚程りを変化させる制御用電気信号を
出力する積分制御の組合せであった。このような手法で
の制御結果の一例を第４図に示す。図中１’ｌｌｌは第
一温度検出器５Ａによ−って得られた蒸発器４の人口温
度、Ｔ　Ｈ２は第二ン品度検出器５１３によって４Ｒら
れた蒸発器４の出口温度、１１は減圧装置３の弁揚程、
１〕は蒸発器４の人口部分の冷媒願力である。この例で
は、蒸発器４の人口、出口の温度は持続振動となってお
り、したかつて、温度差δ）−４も同様に振動している
ことは明白であり、冷凍サイクルを適切な状態に身１（
持しているとはいい難い。このような現象（ハンチング
現象）の生じる原因は、減圧弁３の弁揚程１１の変化に
対する冷凍サイクルの応答か遅いためである。即ちこれ
は、弁揚程１１か変化して冷媒流量か変化しても蒸発器
４内の冷媒が新しい状態に安定−１−るよでに時Ｒ１勤
り必要であり、そのため蒸発器・１の出口部分の温度の
応答か遅れるためである。

従ってこの応答を第一、第二温度検出器５Ａ、５Ｂでと
らえて新たな減圧弁制御信号を減圧弁制御装置５が出力
する時には、すでに遅く、常に行き過ぎの制御となる。

第・１図で説＋１Ｊｉすると、蒸発器４の出１」温度Ｔ
Ｉ２が上昇し、温度差δｌ−１と［Ｉ（票値δＩ−１ｏ
とのＸ：か夫きく、即ち蒸発器パ１出「１の冷！Ｉ！１
、過多：を度か火どくなり、ｉ成圧井掲程１１を増大さ
ぜるよう積分による制御用電気信号を出力するときは、
そのＩＵ前までの比例制御に、１：つて、ｒでに減圧弁
揚程は増加しており、蒸発器４内の冷媒圧力１−ゴま既
に北７ｉシている。この」；うな行き過ぎ゛の制御によ
り、制御結果か振動的とな乞。

従来の手法で制御を安定なもの１ごする［こは、積分制
御、比例制御の両名による弁揚程操作呈を小さくする、
二とか考えられる。ところか゛、そうすることによって
、制御か緩やかになって安定性は増すものの、負荷の変
化にｔ＝Ｊシて迅速な対応が困Ｗｉｔとなる。この、Ｙ
うに従来の手法では、制御の連応性と安定性の両立か困
難であった。

〈目的〉 本発明は、このよっな欠点を解消するためになされたも
ので・、新たな検出器等の追加なく、冷凍サイクルを迅
速かつ安定に、適切な状態ｌこ制御し１；ｊる１１□１
搬１１装置を４ＨＨＨ共するもので・ある。

１！ＩＩも本発明は、第・′［図でも明らかなとおり、
蒸発器・・１の出「１温度ＴＩ］２は、・蒸発器・１内
の冷媒圧ノ月）の変化に対し天外な位相遅れがあるが、
蒸発器・′１の人「１温度刊刊は、はぼ冷媒圧）ｊＰと
同位イＩＩであることに着目して、蒸発器の人り温度の
みの変化による比例制御を加えることにより、制御系の
応答を堅めるようにするものである。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を詳述する。なお本１例では、
従来と同一（技能を有する構成部品は同一符号を刊して
示す。本発明に係る制御装置は、電動圧縮（幾１、冷媒
凝縮器２、冷媒蒸発器ｌＩ、及び該げλ縮型２と蒸発器
４の間に配設した冷媒減圧装置３を備えた空気調和（幾
においで、前記冷媒蒸発器・・１の入１コ１１１１１に
第一温度検出器５Ａか設けられ、該蒸発器・４の出ｔＴ
、ｌ側に第二温度検１１懇：÷１５Ｖ３か設けられ、前
記冷媒蒸発器・・１の人［−１温度Ｔｌ１１と出１−１
湿度Ｔ　Ｉ−１２の温度差δＩ−１を、最適冷凍づイク
ル状態にする温度差Ｌ１標値δｌ−１ｏに保−）コニう
前記減産装置３のｊ威圧弁、駆動部３１３へｉｉ□（圧
制御信号を出力４−る制御回路５Ｄか設けられ、該制御
回路）３１）は、１１１ｊ記温度差δ１）と１１１１記
１１標値δ１１　ｏとの偏差δＮ−δＩ−ｉ　ｏと、第
一温度検出器５Ａで、検出される温）主変化とにより１
１１ノ記減圧弁駆動部３１３・・出力する減圧弁制御信
号を調節するようにさｉｔたちので゛ある。

そしてこの制御１装置５は、従来と同ｊＸｒＩこ、前記
第一・、第二温度検出器５　Ａ　１　Ｓ　Ｌ３と、該温
度検出器５Ａ＋ＳＦ３の出力をデノタル量に変えるｌ＼
／ｌ）変換器５Ｃと、ｌ＼／１）変換器５Ｃの出力から
前記温度差δ＋（を適切な温度「１標値δ）１０に保つ
ようｊ威圧装置：（を制御する制御回路（マイクロコン
ピュータ）５Ｄと、制御回路５１）からハ）される演算
結果を：１゜ｋ圧装置；）に合わぜて出力する出力変換
器５Ｅとから構成されたものである。

次に減圧弁の制御力法を主に第５図に基いて説明すると
、第１３図は制御装置５内のマイクロコンピュータ５１
）に組込まれた制御の流れ図を示す。

なお第５図で点線で１ｍよれた部分は従来と同様の制御
である。減圧弁の制御は、まず所定時間Δ′ｒ１か経過
したかどうか１′す断し、経過したとぎは積か制御を行
ない、経過していなり・とトには比例制御を行なう。積
分制御は、一定時間Δ゛１゛１毎（例えば３（目少毎）
に第一、第二温度検出器５　Ａ　、　５１３により温度
差δ）」を計算し、その値と］１標温度差δＨｏとの差
（以下偏差と呼ぶ）の大きさにより、例えば、第６図に
示す如く、減圧量（６３へ制御用電気信号を出力する。

更に簡易な方法としては、１１！Ｌ差が５７１容範囲外
であれは、一定のステップ数たけ減圧装置３を駆動して
もよい。

また比例制御は、例えば温度差δｌ（か増大し、出［１
温度利４２か大のときは、蒸発器４出「ｌの冷ハ、の過
熱か大とくな１）つつあるから、減圧装置６３のｉ！傳
玉量を低下させて冷媒流量を増し、過熱度をｆｉ（、”
　ｌ・するよう弁揚程１１を増加させるａｉｌｌ　６＋
１信号を出力する１、更にこの比例制御に加えて、ある
し・は、−れの代りに、第一温度検出器ｊシＡによ−）
で詔ｊらｉｔだ温度１１口の変化ににす比例制御を行な
う。蒸発器・・１の人１］温度Ｔ　１−１１の変化は、
はは゛蒸発器・４内の冷媒圧力に比例したちのとみるこ
とかできるから、ｉＸｊ述の温度差δＨに関するシー〕
・分けと同４ｊ１に、人１−七１１２１）文ｉ’　Ｉ−
１３の温度変化中でゾーン分けを行ない、これらのゾー
ン間を横断したとき、その変化を妨げる方向に、例えば
人１］温度′Ｉ″ｌ−１１か下向きにゾーン間を（（４
１新した時には蒸発器・・１内の冷媒が減少し減圧装置
３の減圧量か増したことを意味するから、逆（二減圧量
を少なくするように弁揚稈１１を大きくする制御信号を
出力する。なお、二の際の弁（ｉ！Ｊ程１１は、同一の
温度変化１こ月してン温度差δＩ−１による比例制御の
とぎの弁揚稈よりも大とするのが望ましい。

〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明は、電動圧１ｆｉ
歳、冷媒凝縮器、冷媒蒸発器、及び該凝縮器と蒸発器の
間ｌこ配設した冷ハ、滅月装置をＩｉｉえた空気調和（
）灯こおいて、前記冷媒蒸発器の人口側に第一・温度検
出器か設けられ、該蒸発器の出り側に第二温度検出器か
設けられ、前記冷ｌ／！１、蒸発器の人にｌ温度と出［
］湿度の温度差を、最適冷凍サイクル状態にする温度差
ｌＪ標値に保つよう前記減圧装置のｊｌｉ迂「弁駆動部
へｉ電圧制御信号を出力する制御ｌ！Ｊｌ路か設けられ
、詠制御回路は、１１１ｊ記温度差とｊ）１ｊ記１］（
几目直との１ｉｉｊ差と、第一・渚、）隻検出器で・検
出される雷、度変化とにより＋”＋ｉｉ記！ｌ！！Ｅ弁
駆動部へ出力Ｆる減圧弁制御信号を調節するようにされ
たものである。

従って本発明によれば、従来手法に比べより早く冷凍サ
イクルの変化をとらえて、減圧装置の制御を行なうこと
かできるか駅制御の行と過ぎにコこる冷凍サイクルの不
安定現象（）−ンチング現家）を抑え、安定な制御が実
現できるのみならず、負荷の急変などの外乱にも速やか
に追従することか１１１能となり、天川」二効果大なる
ものである。また、本発明によると、容量可変式電動圧
縮眠を用（・た冷凍サイクルにおいても、圧縮眠の運転
容量の変化に月し、速やかｌこかつ安定に応答でド、；
Ｉｔこ負荷が急に大たくなった時など、減圧量かＡ旧・
１的に過大となるか、このと５蒸発器の人ＩＩ＋温度：
こ特に火トな変化が現わ几るためこの変化を敏感にとら
え、減圧量を速やかに補正することかてトる。

【図面の簡単な説明】

第］　ＩＡは（：を来の空気調和型の構成し１、第２１
ヌ１は同減圧弁１枢動用ステツピングモータの回転角と
減圧弁の揚程との関係を示す図、第３図は同冷媒流量制
御装置の構成図、第４図は同時間に対する蒸発器の出入
口温度、圧力、減圧弁の揚程との関係を示す図、第５図
は本発明の一実施例を示す減圧弁の制御フローチャート
、第６図は同蒸発器の入口温度と出口温度の温度差と、
温度差目標値との偏差に対する減圧弁の制御信号の出力
状態を示す図である。 １：圧縮機、２：凝縮器、３：減圧装置、４：蒸発器、
ＳＡ、５Ｂ：温度検出器、５：制御装置、５Ｉ）：制御
回路。 出　願　人　シャープ株式会社 代理人　中村恒久

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動圧縮数（１）、冷媒凝縮器（２）、冷媒蒸発器（４
   ）、及び該凝縮器（２）と蒸発器（４）の間に配設した
   冷媒減圧装置（３）を備えた空気調和間において、前記
   冷媒蒸発器（４）の入口側に第一温度検出器（５Ａ）が
   設けられ、該蒸発器（４）の出口側に第二温度検出器（
   ５Ｂ＞が設けられ、前記冷媒蒸発器（・１）の人口温度
   （Ｔｌ１１）と出Ｉ］温度（１゛ト１２）の温度差（δ
   １−■）を、最適冷凍サイクル状態にする温度差目標値
   （δｌ−１ｏ）に保つよう前記減圧装置（３）の減圧弁
   駆動部（３Ｂ）へ減圧制御信号を出力する制御回路（５
   Ｄ）か設けられ、該制御回路（５１））は、前記温度差
   （δ１−１）と前記目標値（δＨｏ）との偏差（δ１１
   −δＨｏ　）と、第一・温度検出器（５Ａ）で検出され
   る温度変化とにより前記減圧弁駆動部（３１３）へ出力
   する減圧弁制御信号を調節するようにされたことを特徴
   とする冷媒流量制御装置。