JPS63161342A - 空気調和機の電動膨張弁制御装置 - Google Patents

空気調和機の電動膨張弁制御装置

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JPS63161342A
JPS63161342A JP61309516A JP30951686A JPS63161342A JP S63161342 A JPS63161342 A JP S63161342A JP 61309516 A JP61309516 A JP 61309516A JP 30951686 A JP30951686 A JP 30951686A JP S63161342 A JPS63161342 A JP S63161342A
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Yukio Shigenaga
幸雄 重永
Takashi Matsuzaki
隆 松崎
Norifumi Maruyama
法文 丸山
Akio Higuchi
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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) 本発明は、冷媒循環系統に電動膨張弁を配置した空気調
和機において、該電動膨張弁の開度を制御するようにし
た空気調和機の電動膨張弁制御装置の改良に関する。
(従来の技術) 従来より、この種の空気調和機の電動膨張弁制御装置と
して、例えば、特開昭61−96376号公報に開示さ
れるように、室内温度(室温)を検出する室温検出手段
を備え、空調運転時に、該室温検出手段で検出した実際
室温と室温目標値との偏差に応じて電動膨張弁の所定開
度変化幅内の目標開度値を演算し、この目標開度値にな
るよう電動膨張弁の開度を可変制御することにより、空
調能力を空調負荷に対応させて、室内の快適空調を行う
ようにしたものか知られている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、空気調和機の運転態様には、上記の如き通常
運転(空調運転)に加えて、室外熱交換器の除霜運転や
圧縮機への油回収運転等の特殊運転があり、この特殊運
転時には、電動膨張弁の開度を所定値(例えば仝゛開ヤ
金閉の開度値等)に制御して、室外熱交換器の除霜機能
や潤滑油の回収機能を高く確保することが望まれる。ま
た、空調運転の停止時には、電動膨張弁の開度を仝閑に
して、冷媒の流通を停止する場合もある。
しかるに、上記の如く空調運転の停止時や油回収運転等
の特殊運転時(特殊時)に電動膨張弁の開度を所定値に
制御した場合、この特殊時から通常時(空調運転)に移
行する過渡時には、電動膨張弁の開度は、例えば全開又
は仝閉の初期値から開度変化することになって、快適空
調時に相当する通常値に安定するまでに長時間を要し、
その結果、この過渡時には、膨張弁開度が通常値に安定
するまでの間、つまり冷媒の過熱度が適正値に対して大
値又は小値にある間、蒸発器では冷媒の湿りや過熱が生
じ、快適空調性能が低下する欠点が生じる。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記特殊時から空調運転への過渡時には、電動膨
張弁の開度を強制的に通常時の所定開度変化幅内の中間
開度値に初期設定することにより、室外熱交換器の除霜
機能や油回収機能を高めつつ、空調運転の開始時には、
電動膨張弁の開度を短時間で素早く通常値に安定させて
、蒸発器での冷媒の湿りや過熱を可及的に防止し、空気
調和性能の向上を図ることにある。
(問題点を解決するための手段) 以上の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第1
図に示すように、冷媒循環系統(14)に電動膨張弁(
11)を配置した空気調和機を前提とする。
そして、室温を検出する室温検出手段(TII + )
と、該室温検出手段(TH1)の出力を受け、室内の空
気調和を行う通常時に室温と室温目標値との偏差に応じ
て上記電動膨張弁(11)の開度を所定開度変化幅内で
可変制御する通常時制御手段(50)を設けると共に、
上記通常時とは異なる特殊時に上記電動膨張弁(11)
の開度を所定値に制御する特殊時制御手段(51)とを
設ける。また、上記特殊時から通常時への過渡時を検出
する過渡時検出手段(52)と、該過渡時検出手段(5
2)の出力を受け、特殊時から通常時への過渡時に、上
記電動膨張弁(11)の開度を上記所定開度変化幅内の
設定中間1?f1度値に制御する過渡時制御手段(53
)とを設ける構成としたものである。
(作用) 以上の構成により、本発明では、通常時(空調運転時)
では、電動膨張弁(11)の開度は、通常時制御手段(
50)により室温と室温目標値との温度偏差に応じて所
定開度変化幅内で可変制御されるので、空調能力が空・
調負荷に対応して、室内が良好に空調される。
また、上記通常時とは異なる特殊時、例えば空調運転の
停止時や圧縮機への油回収運転時には、電動膨張弁(1
1)の開度は特殊時制御手段(51)により所定値、例
えば仝閉や全開状態に制御されるので、冷媒の流通が阻
止されたり、圧縮機への油回収機能が高く確保される。
そして、上記特殊時から通常時への過渡時には、電動膨
張弁(11)の開度が、過渡時制御手段(53)により
仝閉又は全開状態から所定開度変化幅内の設定中間開度
値(初期値)に素早く制御されたのち、この設定中間開
度値(初期値)から上記通常時制御手段(50)によっ
て室温と室温目標値との偏差に応じて通常値に向って逐
次可変制御される。このことにより、通常値(目標値)
に収束するまでの電動膨張弁の開度変化幅が小さくなっ
て、短時間で素早く通常値に安定するので、蒸発器での
冷媒の湿りや過熱が可及的に防止されて、この過渡時で
の空気調和性能が向上することになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基いて説明
する。
第2図は本発明をマルチ型式の空気調和機に適用した実
施例を示し、(A)は室外ユニット、(8)〜(F)は
同一内部構成の5台の室内ユニットであって、上記室外
ユニット(A)の内部には、互いに並列に接続された第
1圧縮機(1)及び第2圧縮機(2)と、四路切換弁(
3)と、室外送風ファン(4a)を有する室外熱交換器
(4)と、膨張弁(5)とが備えられ、該各機器(1)
〜(5)は各々冷媒配管(6)・・・で冷媒の流通可能
に接続されている。また、上記各室内ユニット印)〜(
F)は室内送風ファン(1Oa)を有する室内熱交換器
(10)と、空調能力調整用の室内電動膨張弁(11)
とを備え、該各機器(10)、(11)は冷媒配管(1
2)・・・で冷媒の流通可能に接続されている。
そして、上記5台の室内ユニット(B)〜(F)は、各
々冷媒配管(13)・・・で互いに並列に接続されて上
記室外ユニット(A)に冷媒の循環可能に接続されて冷
媒循環系統(14)が形成されていて、冷房運転時には
、四路切換弁(3)を図中破線の如く切換えて冷媒を図
中破線矢印の如く循環させることにより、各室内熱交換
器(10)・・・で室内から吸熱した熱量を室外熱交換
器(4)で外気に放熱することを繰返して各室内を冷房
する一方、暖房運転時には、四路切換弁(3)を図中実
線の如く切換えて冷媒を図中実線矢印の如く循環させる
ことにより、熱量授受を上記とは逆にして、室内を暖房
するようにしている。
また、上記第1圧縮機(1)にはインバータ(15)が
接続されていて、圧縮機(1)の運転周波数の高低調整
によりその容量が増減調整されると共に、第2圧縮機(
2)はアンロード機構(2a)を有し、該アンロード機
構(2a)は、そのパイロット圧導入通路(16)のパ
イロット電磁弁(17)の閉時に高圧が作用して第2圧
縮機(2)の容量をフルロードにする一方、パイロット
電磁弁(17)の開時には低圧が作用して第2圧縮機輯
)の容量を50%にアンロードするものである。
また、第2図において、(20)は四路切換弁(3)前
後の冷媒配管(6)、 (6) (吐出管と吸入管)と
を接続する均圧ホットガスバイパス回路であって、該バ
イパス回路(20)には、冷房運転状態での低負荷時及
び室外熱交換器(4)の除霜運転時等に開作動するホッ
トガス電磁弁(21)が介設されている。
ざらに、(22)は暖房運転時に吐出管となる冷媒配管
(6)に接続された暖房過負荷時バイパス回路であって
、該バイパス回路(22)には、補助コンデンサ(23
)及び、冷媒の高圧時に開く高圧制御弁(24)か介設
されており、暖房過負荷時に圧縮機(1)。
(2)からの冷媒を該バイパス回路(22)を介して各
室内熱交換器(10)下流側の冷媒配管(6)にバイパ
スするようにしている。
加えて、(25)は上記暖房過負荷時バイパス回路(2
2)の補助コンデンサ(23)下流側を、四路切換弁(
3)下流側の冷媒配管(6)(吸入管)に接続するリキ
ッドインジェクションバイパス回路であって、該リキッ
ドインジェクションバイパス回路(25)には圧縮は(
1) 、 (2)の作動に連動して開閉するインジェク
ション用電磁弁(26)と、膨張弁(27)とが介設さ
れている。
また、(30)はレシーバ、(31)はアキュムレータ
、(32)は過冷却コイル、(33)は油分離器であっ
て、該油分離器(33)で分離された■滑油は油通路(
34)を介して両圧縮1) 、 (2)に戻される。
ざらに、各室内ユニット(B)〜(F)において、(T
HI)は対応する室内の空気の温度(詳しくは吸込空気
温度)を検出する室温検出手段としての室温センサ、(
Tl+2)及び(THI3)は各々室内熱交換器(10
)・・・前後の冷媒温度を検出する過熱度把握用の温度
センサである。また、室外ユニット(A)において、(
TH4)は第1及び第2圧縮は(1) 、 (2)の冷
媒吐出温度を検出する冷媒吐出温度センサ、(T]15
)は暖房運転時に室外熱交換器(4)での冷媒の蒸発湿
度を検出する蒸発温度センサ、(TH6)は第1及び第
2圧縮機(1) 、 (2)への吸入ガス温度を検出す
る吸入ガス温度センサである。また、(Pl)は暖房運
転時には吐出ガス圧力を、冷房運転時には吸入ガス圧力
を各々検出する圧力センサ、(HPS)は圧縮前保護用
の高圧圧力開閉器である。
次に、上記各室内ユニット(B)〜(nに各々内蔵する
室内制御装置(40)の内部椙成を第3図に示す。同図
において、室内制御装置(40)には、在学者により操
作され、室温目標値Ts等を設定するためのリモートコ
ントロール装置(41)と、上記室外ユニット(A)に
内蔵される室外制御装置(42)とが各々信号の授受可
能に接続されていると共に、上記室内電動膨張弁(11
)と、市内送風ファン(10a)の送風ファンモータ(
H「)とが接続され、該送風ファンモータ(t4F)の
給電回路(46)には、その回転数を4段階に調整する
3つの常開接点(RYI)〜(RY3)が介設されてい
る。また、該室内制御装@(40)には、室内CPLI
(45)が備えられ、該室内CPU (45)には、上
記室温センサ(Tl11)及び過熱度把握用の2個の温
度センサ(TH2) 、 (TH3)の各検出信号が入
力されていて、該室内CPU(45)により、上記各検
出信号に基いて冷媒の過熱度や空調負荷を演算して、室
内電動膨張弁(11)の開度と、上記3つの常開接点(
RYI)〜(RY3)を有する制御リレー(図示せず)
とを各々作動制御するようにしている。
次に、上記室内CPtJ(45)による室内電動膨張弁
(11)の開度制御を第4図及び第5図に基いて冷房運
転時を例に挙げて説明する。先ず、第4図の状態遷移図
から説明するに、図中■の冷房運転時の通常時には、こ
の運転中の室内ユニット(B)〜(F)に属する室内電
動膨張弁(11)の開度[Vを室温(吸込空気温度Ta
)に応じて所定開度変化幅内で可変制御する。そして、
この通常時に室温が室温目標値以下になった退学調時の
サーモフラグTOF=0の場合には、図中■の停止時に
移行して、開度[Vを所定値(零値)に制御する。また
、この停止時に室温が上昇して上記サーモフラグTOF
=1になった場合には、図中■の過渡時に移行して開度
[Vを所定開度変化幅内の設定中間開度値ASに制御し
た後、上記図中■の通常時に移行する。
また、上記図中■の通常時において、圧縮機(1)、 
(2)への潤滑油の回収を要求する油回収運転フラグD
AF=1になった場合には、図中■の運転中油回収時に
移行して、開度[Vを所定値(最大開度値EVM )に
制御し、逆にこの運転中油回収時に油回収運転フラグD
AF=Oになった場合には、図中■の過渡時に移行して
開度EVを所定開度変化幅内の設定中間開度値ASに制
御した後、図中■の通常時に移行する。
一方、上記図中■の停止時においで、他の室内ユニット
の作動に起因して圧縮機(1)、 (2)の潤滑油不足
が生じた油回収運転フラグDAF=1になった場合には
、図中■の停止中油回収時に移行して、開度[Vを最大
開度値EVMよりも所定開度小さい所定値EVKに制御
し、その後、油回収が終了して油回収運転フラグDAF
=Oになった場合には、直ちに図中■の停止時に移行す
る。また、上記図中■の運転中油回収時に運転フラグN
DF=Oになった停止時には、上記図中■の停止中油回
収時に移行して、開度EVを最大開度値EVMよりも所
定間度小さい所定値開Kに制御し、その後、運転フラグ
N0F=1になった運転開始時には、再び図中■の運転
中油回収時に移行して、開度EVを所定値(最大開度値
EVM )に制御する。
次いで、上記■の通常時の開度制御を第5図の制御フロ
ーに基いて説明する。
スタートして、ステップS1で室温セン4J(TH1)
からの室温(吸込空気温度Ta)信号を入力し、この吸
込空気温度値Taに定数に1を乗算して、該吸込空気温
度値Taにおいて冷媒の湿り状態を防止し得る室内電動
膨張弁(11)の最大開度値AmaXを演算する。また
、ステップS2でこの通常運転への過渡時での膨張弁開
度(初期値)を、上記最大開度値A maxに基いて下
記式 %式% (K2;定数で例えば0.7) で中間設定開度値酩に算出すると共に、通常運転時での
最小開度値Am1nを下記式 %式% (K3;定数で例えば0.4) で算出し、室内電動膨張弁(11)の開度変化幅を最大
開度値A maxと最小開度値Am1nとの間の幅に設
定する。
しかる後、ステップS3で除湿運転時か否かを判別し、
除湿運転時でないNOの場合には、ステップS4で室内
電動膨張弁(11)の目標開度値ARを、吸込空気温度
値[aと室温目標値Tsとの偏差(Ta −Ts )及
び最大開度値Amaxに基いて該温度偏差(Ta −T
s )に応じた値になるよう下記式 %式% で算出する一方、除湿運転時のYESの場合には、ステ
ップS5で目標開度値ARを最大開度値Ama×に固定
設定する。
その後、ステップS6で室内電動膨張弁(11)の現在
開度(直[Vを把握して、目標開度(直ARと現在開度
値[Vの偏差ΔA(ΔA=AR−[V)を算出した後、
ステップS7で現在開度値[Vが仝閉(EV −〇)か
否かを判別し、EV= OのYIESの場合には、運転
の停止時から通常時(冷房運転時)への過渡時と判断し
て、ステップS8で開度EVを中間設定開度値Asの初
期値に制御する。また、ステップS9で油回収運転フラ
グDAFが「1」値からrOJ値に変化した時、つまり
油回収運転から通常時への過渡時か否かを判別し、この
過渡時のYESの場合には、上記ステップS8に戻って
開度[Vを中間設定開度値Asの初期値に制御する。
一方、通常時(冷房運転中)の場合には、開度EVを可
変制御して該開度EVを目標開度値ARに収束させるよ
う、ステップ310及びS11で上記目標開度ARとの
開度偏差△Aを+側の微小値(例えば16パルス分に相
当する開度値)と−側の微小値(例えば−16パルス分
に相当する開度値)と大小比較し、ΔA〉16の開度率
の状態では、開度[Vを増大すべく、ステップ312で
1回分の制御幅ΔEVを+16に設定し、ΔA<−16
の開度大の状態では、開度EVを減少すべく、ステップ
S13で1回分の制御幅Δ[Vを−16に設定し、−1
6くΔA〈16のほぼ目標開度値ARに収束している場
合には、ステップ314で1回分の制御幅△EVをrO
J値に設定し、その後、各々ステップ315で制御後の
仮定開度[Vを式 EV= EV十ΔEVで算出する。
そして、ステップS+sで仮定開度EVの値を最大開度
値EVMと大小比較し、EV>EVMのYESの場合に
は、ステップ”S +yで仮定開度EVを最大開度値E
VMに修正する。また、ステップS+aで仮定開度EV
が最小開度1直Am1n未満の場合には、ステップS1
9で開度EVを最小開度値Am1nに修正する。その後
、ステップ520でタイマをカウントし、ステップ32
+でこのタイマ値TMSがサンプリング周期(例えば2
0秒)を経過したYESの場合には、上記ステップS1
戻る。また、T)+3<20秒のNOの場合には、ステ
ップ322及び323で各々油回収運転フラグDAF及
びサーモフラグTOFの値を判別し、DAF=1の場合
には、上記第4図の■の運転中油回収時の開度制御を行
うべく、運転中油回収時フロー(図示せず)に進む。ま
た、T[)[=Oの場合には、第4図の■の停止時での
開度制御を行うべく、停止時フロー(図示せず)に進む
よって、上記第5図の制御フローのステップS1〜Ss
 、SLD ”323ににす、室温センサ(丁111)
の出力を受け、室内の冷房運転を行う通常時に、室温(
吸込空気温度Ta)と室温目標値Tsとの温度B差(T
a −Ts )に応じて、所定開度変化幅(Amax−
Amin)内で目標開度値△Rを逐次算出し、この、目
標開度ARになるよう室内電動膨張弁(11)の開度E
Vを可変制御するようにした通常時制御手段(50)を
構成している。また、第4図の図中■〜■により、上記
通常時(冷房運転時)とは異なる特殊時、つまり運転の
停止時又は圧縮機(1)への油回収時には、室内電動膨
張弁(11)の開度[Vを所定値(全開、全開EVM又
は所定開度値[■に)に制御するようにした特殊時制御
手段(51)を構成している。さらに、第5図のステッ
プ$7及びS9により、現在の膨張弁開度[Vと油回収
運転フラグDAFとに基いて上記特殊時から通常時への
過渡時を検出するようにした過渡時検出手段(52)を
構成しているとともに、ステップS8及びS+sにより
、上記過渡時検出手段(52)の出力を受け、特殊時か
ら通常時への過渡時に、室内電動膨張弁(11)の開度
[Vを所定開度変化幅(Amax −Amin)内の設
定中間開度値ASに制御するようにした過渡時制御手段
(53)を構成している。
したがって、上記実施例においては、各室内の冷房運転
を行う通常時には、各室温センサ(TH。
)・・・で各室内の吸込空気温度’la・・・が検出さ
れると共に、この各吸込空気温度Ta・・・と対応する
室温目標値Ts・・・との温度偏差(Ta −Ts )
に応じた目標開度値AR・・・が各々算出されて、各室
内電動膨張弁(11)・・・の実際開度EVが、通常時
υ]御手段(50)により所定開度変化幅(AmaX−
Amin)内で上記対応する目標開度値ARに可変制御
されるので、各室内ユニット(8)〜(F)では冷房能
力と空調負荷とが良好に対応して、各室内が良好に冷房
空調される。
一方、何れかの室内ユニット(B)〜(F)への冷媒の
流通を停止させる、各室内ユニット(B)〜([)での
冷房運転の停止時には、対応する室内電動膨張弁(11
)・・・の開度[Vが特殊時制御手段(51)により全
開に保持制御されるので、対応する室内ユニット(B)
〜(F)への冷媒の流通が阻止されて、対応する室内の
冷房運転が停止する。
また、各室内ユニット(B)〜(F)に溜った潤滑油の
回収運転時には、各室内電動膨張弁(11)・・・の開
度[Vが特殊時制御手段(51)により制御されて、運
転中では最大開度値EVMに、停止時には該最大開度値
EVMよりも所定開度小さい開度値EVKに各々固定さ
れるので、各室内ユニット(B)〜(F) ニ多くの冷
媒が流通して、その内部に溜った潤滑油がこの冷媒と共
に圧縮機(1) ; (2)に戻って、潤滑油が回収さ
れる。
そして、上記運転の停止時から室内の冷房運転に移行す
る過渡時、及び上記油回収運転から室内の冷房運転への
過渡時には、各々、対応する室内電動膨張弁(11)・
・・の開度EVが先ず過渡時制御手段(53)により制
御されて、所定開度変化幅(AmaX〜7!1.m1n
)内の中間設定開度値酩に初期設定された後、通常時制
御手段(50)で目標開度値ARに向って逐次可変制御
される。このことにより、室内電動膨張弁(11)・・
・の目標開度ARへの開度変化幅は、全開や全開(最大
開度値EVM )等から目標開度値ARに向って可変1
(制御される場合に比べて狭くなって、その分、短時間
で素早く目標開度値ARに収束するので、この過渡時に
も各室内熱交換器(10)での冷媒の過度の湿りや過熱
を招くことが無く、室内を快適に冷房空調することがで
きる。よって、通常時の快適空調と、運転の停止時での
冷媒流通の阻止及び油回収運転時での油回収機能を良好
に確保しつつ、上記通常時への過渡時にも冷媒の過度の
湿りや過熱を有効に防止して、この過渡時での空調性能
の向上を図ることができる。
尚、上記実施例では、冷房運転時を例に挙げて説明した
が、暖房運転時にも同様に通用できるのは勿論のこと、
マルチ型式の空気調和機に限らず、その他、1台の室外
ユニットに対して1台の室内ユニットが対応する通常の
空気調和機や、室内及び室外ユニットを一体化したもの
に対しても同様に適用できるのは言うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の空気調和機の電動膨張弁
制御装置によれば、電動膨張弁の開度を所定値に制御す
る特殊時から、所定開度変化幅内の通常値に可変制御す
る通常時への過渡時には、その電動膨張弁の開度を強制
的に所定開度変化幅内の設定中間開度値に初期設定した
後、通常値に可変制御したので、通常時での室内空調性
能と、特殊時での油回収機能等との双方を良好に確保し
つつ、特殊時から通常時への過渡時での冷媒の過度の湿
りや過熱を有効に防止して、この過渡時での室内空調性
能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。 第2図ないし第5図は本発明の実施例を示し、第2図は
マルチ型式の空気調和機に適用した冷媒配管系統図、第
3図は室内制御装置の内部構成図、第4図は通常時と特
殊時との間の状態遷移図、第5図は室内制御装置の作動
を示すフローチャート図である。 (11)・・・室内電動膨張弁、(TH])・・・室温
センサ、(14)・・・冷媒配管系統、(50)・・・
通常時制御手段、(51)・・・特殊時制御手段、(5
2)・・・過渡時検出手段、(53)・・・過渡時制御
手段。 特許出願人 ダイキン工業 株式会社 〜1゛を 代・埋入弁理士前田弘 1 −lξ=【:iノ:一−一

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1) 冷媒循環系統(14)に電動膨張弁(11)を配
    置した空気調和機において、室温を検出する室温検出手
    段(TH_1)と、該室温検出手段(TH_1)の出力
    を受け、室内の空気調和を行う通常時に室温と室温目標
    値との偏差に応じて上記電動膨張弁(11)の開度を所
    定開度変化幅内で可変制御する通常時制御手段(50)
    と、上記通常時とは異なる特殊時に上記電動膨張弁(1
    1)の開度を所定値に制御する特殊時制御手段(51)
    とを備えるとともに、上記特殊時から通常時への過渡時
    を検出する過渡時検出手段(52)と、該過渡時検出手
    段(52)の出力を受け、特殊時から通常時への過渡時
    に、上記電動膨張弁(11)の開度を上記所定開度変化
    幅内の設定中間開度値に制御する過渡時制御手段(53
    )とを備えたことを特徴とする空気調和機の電動膨張弁
    制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03160239A (ja) * 1989-11-17 1991-07-10 Takenaka Komuten Co Ltd 冷媒自然循環式冷房システム
JPH03195855A (ja) * 1989-12-25 1991-08-27 Daikin Ind Ltd 空気調和装置の運転制御装置
CN103292532A (zh) * 2013-06-08 2013-09-11 深圳麦克维尔空调有限公司 解决分体式空调器制热结霜的方法
CN113944979B (zh) * 2021-11-12 2023-06-02 宁波奥克斯电气股份有限公司 膨胀阀控制方法、装置、多联空调、计算机存储介质

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