JPS60226667A

JPS60226667A - 空気調和機の制御方法

Info

Publication number: JPS60226667A
Application number: JP59085011A
Authority: JP
Inventors: 達夫田中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-04-26
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1985-11-11

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】〔発明の技術分野〕本発明は、空気調和機の制御方法に係り、特に、電動式
膨張弁を用いた空気調和機の制御方法の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来から空気調和機などの冷凍１Ｊイクルの冷媒循環量
の制御には自動温度式膨張弁などが使用されていたが、
近年、マイコンの発達とともに電動式膨張弁が用いられ
るようになってきた。

第６図は前述した電動式膨張弁の一例を示づ゛ものであ
り、膨張弁１は、冷媒パイプたる一対の出入口管路２Ａ
、２Ｂを弁ボート部３を介して連通した弁本体４を有し
ており、前記弁ボート部３の上端部は弁座５に形成され
ている。前記弁本体４の内部空所６内にはステム７が昇
降自在に配設されており、このステム７の下端部には、
前記弁座５上に着座し得る弁体８が突設されている。前
記ステム７は出口管路２Ａ、２Ｂ内の冷媒圧により弁座
５から弁体８が離間する方向に押圧されており、また、
ステム７および弁本体４間にはベローズ９が張装され、
出口管路２Ａ、２Ｂ内の冷媒が弁体８の内部空所６の上
端から漏洩しないようになっている。

一方、前記弁本体４の上方に臨むパルスモータ１０のケ
ーシング１１の下端部にはギヤボックス１２が形成され
ており、このギヤボックス１２内には、パルスモータ１
０の出力軸１３に嵌着されたピニオン１４が配設されて
いる。このビニオン１４には、回転軸１５に嵌着された
歯車１６が噛合しており、前記回転軸１５の下端部は、
前記ギヤボックス１２に垂設された保持部１７内に臨ん
でいる。この保持部１７内には雌ねじ１８が螺設されて
おり、この雌ねじ１８にはドライバ１９が相対回転し得
るように螺合している。さらに、このドライバ１９の上
面には角穴２０が穿設され、この角穴２０には、前記回
転軸１５の下端に突設された角軸２１が挿入されており
、したがって、回転軸１５の回転によりドライバ１９は
雌ねじ１８に沿って昇降されることになる。

前記保持部１７は前記弁本体４とロックリング２２によ
り一体化されるようになっており、弁本体４およびロッ
クリング２２が一体化されると、ドライバ１９の下端部
は弁本体４の内部空所６内に臨んでステム７上のブツシ
ュ２３に着座するようになっている。

前述した構成によれば、ステム７および弁体８は出口バ
イブ２Ａ、２Ｂ内の冷媒圧により上方に押圧され、ドラ
イバ１９の下端部にステム７の上端部のブツシュ２３が
圧接しており、このような状態においてパルスモータ１
０を駆動すると、パルスモータ１０の出力軸１３の回転
が減速されて回転軸１５に伝達され、この回転軸１５の
回転がドライバ１９に伝達されてこのドライバ１９は雌
ねじ１８に沿って昇降される。そして、このドライバ１
９の昇降によりステム７が昇降され、弁体８の弁座５に
対する距離が調節されることになる。

したがって、弁体８および弁座５間の距離が小さければ
、出入ロバイブ２Ａ、２Ｂ内を通過する液冷媒は大きく
絞られ、また、弁体８および弁座５間の距離が大きけれ
ば、液冷媒はあまり絞られないことになり、圧［ｉ機の
出力に対応した弁聞匪を得ることができる。

ところで、前述した電動式膨張弁１の制御としては、従
来からスーパーヒート一定制御や吐出温−３一度一定制御などが行なわれていた。

第７図はスーパーヒート一定制御の一例を示すものであ
り、圧縮機２４の介装された管路２５と、室内熱交換器
２６、前記電動式膨張弁１および室外熱交換器２７の介
装された管路２とが四方弁２８を介して接続され、ピー
１〜ポン１式の冷凍ザイクルを構成している。そして、
四方弁２８の切換えにより図中実線の矢印で示す冷房運
転および破線の矢印で示す暖房運転を行なうようになっ
ている。前記圧縮機２４の吸入側管路２５Ａ１電動式膨
張弁１の両側の管路２Ａ、２Ｂにはそれぞれ冷媒温度を
検出するサーモセンサ２９，３０゜３１が設けられてお
り、各センサ２９，３０゜３１はマイコンのような制御
部３２と接続され、この制御部３２からの信号により電
動式膨張弁１の弁開度が制御されるようになっている。

しかしながら、このようなスーパーヒート一定制御にお
いては、３つのサーモセンサ２９，３０゜３１が必要と
なり、高価になるという問題点があった。

−４− また、吐出温度一定制御は、圧縮機２４の吐出側管路２
５Ｂにおける冷媒温度が一定となるように電動式膨張弁
１の弁開度を制御するものであるが、低負荷から過負荷
まで同一吐出温度で制御するために、一部の負荷におい
て効率が大幅に低下するという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した従来のものにおける問題点を克服す
るためになされたもので、簡単に制御を行なうことがで
き、しかも高い効率を維持することのできる空気調和機
の制御方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、圧縮機の吐出側冷媒温度により電動式膨張弁
の開度を段階的に変化するようにしたことを特徴として
いる。

〔発明の実施例〕以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。なお
、前述した従来のものと同一の構成については、図面中
に同一の符号を付し、その説明は省略する。

第４図は本発明の制御方法を実施するための冷凍ザイク
ルの一例を示すものであり、圧縮ｌ１Ｉ２４の吐出側管
路２５Ｂの冷媒温度（以下吐出温度と略称する）を検出
するサーモセンサ３３が設けられており、このサーモセ
ンサ３３はマイコンのような制御部３４と接続され、こ
の制御部３４からの信号により電動式膨張弁１の弁開度
が制御されるようになっている。

第５図は、電動式膨張弁１の全開を１００％、全開を０
％とした弁開度に対する圧縮機２４の吐出温度と冷凍サ
イクルの効率とを負荷をパラメータとして示したもので
、線ａ、ｄは負荷〔大〕、線す、ｅは負荷〔中〕、線ｃ
、ｆは負荷〔小〕をそれぞれ示している。この図によれ
ば、負荷が大きくなるほど弁開度が大きい方にピークが
移動し、また、吐出温度についてみると、吐出温度と弁
開度は反比例し、かつ負荷が大きくなるほど吐出温度が
高くなることがわかる。

このような特性の効率および吐出温度と弁開度の関係に
鑑み、吐出温度を異常に上昇させず、しかもあまり低下
させないで冷凍サイクル効率を高く維持するのが本発明
の空気調和機の制御方法である。

第１図は本発明の第１実施例を示すものであり、−例と
して吐出温度を５０℃以上９０℃以下に制御するように
なっている。

第１図における曲線は温度勾配であり、温度勾配が上り
のときの切換設定温度Ｔｄｏ＝８０℃、温（資）勾配が
下りのときの切換設定温度Ｔｄｏ−６０℃とし、この設
定温度Ｔｄｏを越えたＢ領域においては電動膨張弁１の
弁開度を５５％、設定温度Ｔｄｏ以下のＡ領域において
は電動膨張弁１の弁開度を４５％とするように第４図の
制御部３４が電動膨張弁１を制御するようになっている
。

なお、温度勾配が上りのときと下りのときとで切換温度
を異ならせたのは、弁開度の切換え動作が頻繁に起らな
いようにするためである。

前述した構成によれば、負荷が小さいとき、第５図に示
すように、弁開度４５％で吐出温度は−７− ５６°Ｃに維持され、他方、負荷が大きいときにも弁開
度５５％で吐出温度は８２℃となり、圧縮機２４の吐出
温度が異常に高くなったり低くなったりすることなく信
頼性が向上する。また、冷凍ザイクル効率も高く、省エ
ネに寄与できる。

なお、弁開度の切換えは第１図の実施例における２段階
のみに限定されるものではなく、３段階以上としてもよ
い。第２図は３段階の切換えの一例であり、弁開度はＡ
領域において４０％、Ｂ領域において５０％、Ｃ領域に
おいて６０％に制御されるようになっている。このよう
な構成によっても第１図の実施例と同様の作用効果を奏
することができる。

第３図は圧縮機２４を出力可変式とした場合の実施例で
ある。本実施例においては、圧縮機２４の出力によって
最適な設定吐出潤度ＴｄＯ１電動式膨張弁１の弁開度も
異なってくる。そこで、下表に示すように、圧縮機２４
の各出力に対して設定吐出温度ＴｄＯを定め、それによ
って各出力に応じた電動式膨張弁１の開度に切換えれば
よい。

−８＝〔発明の効果〕以上説明したように、本発明に係る空気調和機の制御方
法は、圧縮機の吐出温度により電動一式膨張弁の開度を
段階的に変化するようにしたので、吐出温度の異常な上
昇および低下を防止でき信頼性が向上するし、冷凍サイ
クルの効率を高く維持できるので省エネとなるし、制御
方法が簡単なので小容量のマイコンで制御が可能である
という実用的な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はそれぞれ本発明に係る空
気調和機の制御方法の実施例を示１特性図、第４図は本
発明を実施するための冷凍サイク　１０− ルの一例を示す管路図、第５図は冷凍サイクルの効率、
吐出温度と弁開度との関係を示すグラフ、第６図は電動
式膨張弁の一例を示す縦断面図、第７図はスーパーヒー
ト一定制御の一例を示す管路図である。１・・・電動式膨張弁、４・・・弁本体、５・・・弁座
、８・・・弁体、９・・・ベローズ、１ｏ・・・パルス
モータ、１９・・・ドライバ、２４・・・圧縮機、２６
．２７・・・熱交換器、２８・・・四方弁、３３・・・
サーモセンサ、３４・・・制御部。出願人代理人　猪　股　清 −１１− Δ曽　智４畏慨ｐ

Claims

【特許請求の範囲】１、　圧縮機、室内熱交換器、電動式膨張弁および室外
熱交換器を閉管路により接続した空気調和機において、
前記圧縮機の吐出側冷媒温度にＪ：り前記電動式膨張弁
の開度を段階的に変化するようにしたことを特徴とする
空気調和機の制御方法。２、　前記電動式膨張弁の開度を変化させる前記冷媒温
度は、温度勾配が上りのどきの温度が下りのときの温度
より高くされている特許請求の範囲第１項記載の空気調
和機の制御方法。