JPS63156978A - 冷凍空調装置 - Google Patents

冷凍空調装置

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JPS63156978A
JPS63156978A JP30157286A JP30157286A JPS63156978A JP S63156978 A JPS63156978 A JP S63156978A JP 30157286 A JP30157286 A JP 30157286A JP 30157286 A JP30157286 A JP 30157286A JP S63156978 A JPS63156978 A JP S63156978A
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superheat
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博 井川
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、冷凍空調装置に係り、特に、電気式膨張弁
の弁開度を調整して冷媒の流量を制御する冷媒流量制御
機構に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は従来の冷凍空調装置を示す回路図であシ、図に
おいて、1は冷媒圧縮機、2は凝縮器、3は蒸発器、1
5は温度式自動膨張弁、16は冷媒圧縮機1に吸入され
る冷媒蒸気(以下、吸入ガスという。)の温度を飽和温
度とする冷媒圧力を発生させるための感温筒、17は冷
媒圧縮機1に吸入される吸入ガスの圧力を温度式自動膨
張弁15へ導くための均圧管を示す。
次に5動作について説明する。
冷媒圧縮機1によって圧縮された冷媒過熱蒸気(以下、
冷媒ガスという。)は凝縮器2によって凝縮され、温度
式自動膨張弁15によって減圧され、蒸発器3において
蒸発し、再び冷媒圧縮機1に吸入されるというサイクル
を繰り返している。
前述の冷凍空調装置における冷媒流量調整は、主に温度
式自動膨張弁15によって次のように行われている。
感温筒16内の圧力である冷媒圧縮機1への吸入ガスの
温度を飽和温度とする圧力をPs、均圧管17によって
導かれる吸入ガスの圧力をP、温度式自動膨張弁15の
静止過熱度設定値を内部スプリング力に換算したものを
Paとすると、Ps>(P−)−Pa)のときに@度式
自動膨張弁15の弁を開き、Ps<(P+Pa)のとき
に温度式自動膨張弁15の弁を閉じる。
いま、冷媒圧縮機1への吸入ガスが温度式自動膨張弁1
5に設定されている静止過熱度と同じ過熱度を保って安
定した運転を行っているとすると、Ps =(P+Pa
)となって温度式自動膨張弁15の弁開度は一定となる
が、運転条件によって過熱度が変化するため、前記した
関係式にしたがって温度式自動膨張弁15の弁開度は変
化する。すなわち、冷媒圧縮機1への吸入ガスの過熱度
が、温度式目#膨張弁15に設定されている静止過熱度
設定値よりも大きい場合はPs>(P+Pa)となって
弁は開き、静止過熱度より小さい場合はPs<(P+P
a)となって弁は閉じる。
以上の説明のように、温度式自動膨張弁15の弁開度は
吸入ガスの過熱度の変化にしたがって連続的に変化し、
弁開度操作量も3圧力Ps、P。
Paの大きさのみで決定され・る。
なお、類似する冷凍空調装置として、例えば特開昭60
−178254号に示されているものがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の冷凍空調装置は以上のように構成されているので
、同じ過熱度変化に対して冷媒循環量が多くても、少な
くても温度式自動膨張弁15は同じだけの弁開度操作を
行うため、低負荷運転時、すなわち冷媒循環量が少ない
ときには弁開度操作量が犬き過き゛、冷媒圧縮機1への
吸入ガスの圧力。
過熱度等がハンチング現象を起し易い状態となり、場合
によっては弁開度を大きくし過ぎて液パツクに至る危険
性があるという問題点があった。
また、前述した問題点は、温度式自動膨張弁15の動作
機構上、防ぐことは困難であるという問題点もあった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、冷媒圧縮機への吸入ガスの過熱度が一定値
となるように電気式膨張弁の弁開度を制御する過程にお
いて、運転負荷に応じた弁開度操作量を自動的に判断、
決定することによって低負荷運転時でもハンチング現象
を起さず、高負荷運転時にも追随性のよい冷凍空調装置
を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る冷凍空調装置は、冷媒流量調節に電気式
膨張弁を用い、冷媒圧縮機への吸入ガスの圧力、温度を
圧力センサおよび温度センサで検出し、コントローラで
圧カセンサ、温度センサの出力から過熱度を算出すると
ともに、この過熱度から目標過熱度を引いて過熱度差を
求め、この過熱度差から前回の過熱度差を引いて求めた
差変化分によって電気式膨張弁の弁開度を制御する構成
としたものである。
〔作 用〕
この発明におけろ冷凍空調装置は、求め走差変化分が小
さ贋ときは次回の弁開度操作fを大きくし、差変化分が
大きくて過熱度差の符号が反転するときは次回の弁開度
操作1を小さくする。
〔実施例〕
以丁、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、1は冷媒圧縮機、2は凝縮器、3は蒸
発器、4は電気式膨張弁、5は冷媒圧縮機1への吸入ガ
スの圧力を検知する圧力センナとしての半導体センナ、
6は冷媒圧縮機1への吸入ガスの温度を検出するm度セ
ン丈としてのサーミスタ、7は冷媒圧縮機1の運%fm
号を取り出すためのケーブル、8は電気式r!g張弁4
の弁開度制御を行うコントローラを示す。
第2図はコントローラ8の構成を示すブロック図であり
、9は半導体センサ5.サーミ′スタ6からの信号と冷
媒圧縮機1の運転信号とが入力する入力部、10は入力
部9で取9込んだアナログ・データである圧力情報、温
度情報をディジタル−データに変換するアナログやディ
ジタル変換部(以下、A/D変換部という。)、11は
取シ込んだ各データを一時的に保管しておくための記憶
部、12は弁開度を決定するための演算処理を行う演算
部、13は演算部12で決定されて記憶部11に一時保
管されている弁開度設定データを電気式膨張弁4へ出力
するための出力部、14は入力部9 、A/D変換部1
0.記憶部11.演算部12および出力部13を制御す
る制御部を示す。
次に、動作について説明する。
冷媒圧縮機1によって圧縮された冷媒ガスは凝縮器2に
よって凝縮され、電気式膨張弁4によって減圧され、蒸
発器3において蒸発し、再び冷媒圧縮機1に吸入される
というサイクルを繰シ返している。
第1図の冷凍空調装置における冷a!′流量調整は、主
に電気式膨張弁4によって次のように行われている。
冷媒圧縮機1の運転信号がケーブルγからコントローラ
8の入力部9へ取り込まれると、吸入ガスの圧力P8を
半導体センサ5で検知し、吸入ガスの温度TSをサーミ
スタ6で検知し、入力部9で圧力PsO値を圧力Psの
ときの冷媒の飽和温度Tpsに換算して吸入ガスの過熱
度5(=Ts−TP8)を算出することにより、過熱度
Sが予め設定されている目標過熱度Soになるように電
気式膨張弁4の弁開度を制御する。すなわち、過熱度差
D(=S−8o)としたとき、D>Oのときは電気式膨
張弁4の弁開度を大きくし、D<Oのときは弁開度を小
さくし、])==Qのときは弁開度をそのままとする。
さて、−制御動作時に、ある過熱度差りに対しての弁開
度操作量がΔVであったとし、その結果、次回制御動作
時に過熱度SがΔS(過熱度変化)だけ変化して過熱度
差りがΔD(差変化分)だけ変化し北場合を考える。
弁開度操作量ΔVの弁開度操作の結果である過熱度変化
ΔSが極めて小さくΔS−〇のとき、す−なわち、ΔD
=0(ΔDがはぼOとみなせる場合を含む)のときは次
回制御動作時に過熱度差DK対する弁開度操作量ΔVを
大きくし、逆に過熱度変化ΔSが極めて大きくΔD*0
で、過熱度差りの符号が反転したとき、すなわちS>S
oの状態から8<Soの状態に、あるいはS<Soの状
態からS>Soの状態になったときは次回制御動作時に
過熱度差りに対する弁開度操作量ΔVを小さくする。そ
して、ΔD≠0で、過熱度差りの符号が反転しないとき
には次回制御動作時に過熱度差りに対する弁開度操作量
ΔVをそのままとする。
なお、ΔD=0のときは、冷凍空調装置が高負荷運転で
弁開度操作量ΔVを大きくしないと過熱度変化ΔSに追
従できないような状態のときの動作で、過熱度差りの符
号が反転するようなときは、冷凍空調装置が低貢荷運転
で弁開度操作量ΔVを小さくしないとハンチング現象が
発生するような状態の動作でろる。
第3図はコントローラ8で行われる処理のプロセスを示
すフローチャートであり、STI〜5T10はステップ
を示す。
まず、入力部9へ半導体圧力センサ5.サーミスタ6お
よび冷媒圧縮機1の運転信号が入力され(ステップST
 l )、これらの入力データの圧力データ、温度デー
タについてはA/D変換部10でアナログ・データがデ
ィジタル・データに変換され、運転信号データと七もに
記憶部11に保管される。ここで、運転信号がなければ
以下の処理は行われず(ステップ8T2)%運転信号が
入力されるまでステップSTIのデータ入力を繰シ返す
運転信号が入力されている場合(ステップ5T2)は、
次に過熱度Sを計算しくステップ8T3)、求めた過熱
度Sと予めコントローラ8に設定されている目標過熱度
Soとの過熱度差D (=S−8o)を求める(ステッ
プ8T4 )。
次忙、ステップST3で求めた過熱度差りと前回の制御
動作時に求めた過熱度差DLを比較し、差変化分ΔD(
=D−Dr、)を求める(ステップ5T5)。この結果
、Δ])=Qのときは(ステップ8T6)、過熱度差D
K対する弁開度操作量ΔVを前回まで決められていた値
よりも大きくシ(ステップST7 )、ΔD≠0で、過
熱度差りの符号が反転するときは(ステップ8T8 )
、今回の過熱度差りに対する弁開度操作量ΔVを前回ま
で決められていた値よシも小さくする(ステップ8T9
)。そして、差変化分ΔD#0で、過熱度差りの符号が
反転しないときは、弁開度操作量ΔVをそのままとする
ステップ8T3からステップ5T91での一連の処理は
演算部12によって行われ、演算結果は記憶部11に一
時保管される。
最後に、コントローラ8は記憶部111C一時保管され
ている、過熱度差りに対する弁開度操作量Δv1すなわ
ち弁開度設定信号を出力部13から電気式膨張弁4へ弁
開度を制御するために出力する(ステップST lo 
)。
このようなステップ8Trからステップs’ri。
までの動作は弁開度を制御する周期で何回も繰シ返され
ることになる。
なお、上記実施例では温度計測としてサーミスタ6を用
いたものを示したが、温度計測手段は、白金側温抵抗体
や熱電対等であってもよい。
そして、目標過熱度SOは記憶部11に記憶されており
、この目標過熱度Soは図示を省略した設定器で任意に
設定できる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、弁開度操作による過
熱度の応答によって弁開度操作量を制御する構成とした
ので、運転負荷が変化しても追従が早く、特に、低負荷
運転時にはハンチング現象の兆候を捕えてそれを防止で
きるため、追従性。
安定性および安全性の高いものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による冷凍空調装置を示す
回路図、第2図はコントローラの構成を示すブロック図
、第3図はコントローラで行われる処理のプロセスを示
すフローチャート、第4図は従来の冷凍空調装置を示す
回路図である。 図において、1は冷媒圧縮機、2は凝縮器、3は蒸発器
、4は電気式膨張弁、5は半導体圧力センサ、6はサー
ミスタ、8はコントローラ、9は入力部、10はA/D
変換部、11は記憶部、12は演算部、13は出力部、
14は制御部を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 特許出願人  三菱電機株式会社 代理人 弁理士  1)澤 博 昭1 1  、・ (外2名) − 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 気化した冷媒蒸気を圧縮して高圧の冷媒過熱蒸気とする
    冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機からの前記冷媒過熱蒸気
    を凝縮して冷媒液とする凝縮器と、この凝縮器からの前
    記冷媒液を気化させて前記冷媒蒸気として前記冷媒圧縮
    機へ還流させる蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器との
    間に配設された電気式膨張弁と、前記冷媒圧縮機に吸入
    される前記冷媒蒸気の圧力、温度を検出する圧力センサ
    および温度センサと、前記圧力センサおよび温度センサ
    からの出力で過熱度を算出するとともに、この過熱度か
    ら設定されている目標過熱度を引いて過熱度差を求め、
    この過熱度差から前回の過熱度差を引いた差変化分が大
    きい場合は前記電気式膨張弁の弁開度操作量を小さく、
    前記差変化分が小さい場合は前記電気式膨張弁の弁開度
    操作量を大きくするコントローラとを備えた冷凍空調装
    置。
JP30157286A 1986-12-19 1986-12-19 冷凍空調装置 Granted JPS63156978A (ja)

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