JPS6353473B2 - - Google Patents

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JPS6353473B2
JPS6353473B2 JP54154045A JP15404579A JPS6353473B2 JP S6353473 B2 JPS6353473 B2 JP S6353473B2 JP 54154045 A JP54154045 A JP 54154045A JP 15404579 A JP15404579 A JP 15404579A JP S6353473 B2 JPS6353473 B2 JP S6353473B2
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JP
Japan
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expansion valve
control
temperature
evaporator
voltage
Prior art date
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Application number
JP54154045A
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English (en)
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JPS5677660A (en
Inventor
Fujio Murase
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5677660A publication Critical patent/JPS5677660A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

Landscapes

  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気調和機等における冷凍サイクル
の冷媒流量制御装置に関するものである。
従来の空気調和装置における冷凍サイクルの冷
媒流量制御の基本構造について第1図を参考に説
明する。
同図において、冷凍サイクルは、圧縮機1から
吐出された冷媒が順次、凝縮器2、熱電形膨張弁
3、蒸発器4を通過して、圧縮機1へ吸入される
ように構成されている。
また、熱電形膨張弁3の開度制御は、運転起動
開始と同時に、蒸発器4の冷媒温度を検出する温
度センサ5と、蒸発器4の出口温度を検出する温
度センサ6から信号を入力し、電子制御装置7に
より、負荷に応じた適切な冷房もしくは暖房状態
を保持するように熱電形膨張弁3の開度を制御す
る。
そして膨張弁3は、例えば、第2図で示したよ
うに、電気ヒータ3Hの発熱量に応じて変位する
バイメタル3Bを具備し、電気ヒータ3Hの通電
量により弁体3Cと弁座3Dとの開度を制御する
構成となつている。
この場合制御回路は、第3図で示す如く、電源
+VCC、GNDと、第1、第2の温度センサとして
の第1のサーミスタ5aと直列回路を形成する第
2のサーミスタ6a、この両サーミスタ5a,6
aで電源電圧を分割した電圧VTを入力する増幅
器8、増幅器8の出力を増幅するバツフア9によ
つて構成されている。この回路において、蒸発出
口温度TSと、蒸発器中央部温度で与えられる温
度TRとの差は電圧VTで与えられ、電圧VTが正な
らばTR>TSであり、負ならばTR<TSである。
したがつて、TR>TSならば、VT>0となり、
これが増幅器8、バツフア9で反転増幅され、電
気ヒータ3Hの印加電圧VHが小さくなり、膨張
弁3の弁開度が小となつて冷媒流量が低下し温度
TSが上昇する。もしもTR<TSならばVT<0とな
り膨張弁3の弁開度が大となり、冷媒流量が増加
し温度TSが低下する。
以上の動作をくり返し、蒸発器4の出口部冷媒
温度TSを一定に保つことにより、過熱度を一定
に保つことができる。
この制御回路は、第3図に示す如く構成され、
温度偏差ΔT=(TS−TR)に対して、第4図のよ
うな特性を有する。
すなわち電気ヒータ3Hへの印加電圧VHは、 VH=−K1・VT+VCC =−K1(−K2・ΔT)+VCC 但しK1:増幅器8のゲイン K2:ΔT=VT変換定数 で表わされる。
ここでK1は固定されていて、 K1=RB/RA RA:抵抗8A抵抗値 RB:抵抗8B抵抗値 である。
また定数K1、K2は系が冷凍サイクルの全負荷
範囲にわたつてハンチングすることなく安定に動
作するように選ばれる。
しかしながらこの制御装置では、冷凍サイクル
が安定するまでは、温度偏差に応じて冷媒流量が
決まるため、冷凍サイクルが安定するまでにかな
りの時間を必要としている。
またこの制御装置では、熱電形膨張弁3が一般
的に第5図、第6図のような電圧―流量特性を持
つており、単に第3図で示されたような比例積分
方式の制御装置では、この種の膨張弁3を制御し
ても、この電圧―流量特性に見られるヒステリシ
ス特性を解消することが難しく、そのままこの制
御方式で制御すれば、例えばTR<TSで膨張弁3
の弁開度を大にするためにヒータ電圧VHを増加
させても流量は変化せず、かなりの時間をおいた
後に流量が増し過熱度を小さくする方向に装置が
作動する。
すなわち、蒸発器4の出口部が湿り過ぎたり、
あるいは過熱度が大きくなり過ぎたりしながら制
御を行うことになり、その結果、装置の回復動作
が遅くなり、冷凍サイクルが正常に戻るまでの時
間が長くなるという問題がある。
本発明は、上記した冷媒流量制御における問題
点を解消した冷媒流量制御装置を提供するもので
ある。
以下、その一実施例を添付図面の第7図〜第9
図を参考に説明する。なお、冷凍サイクル構成、
熱電形膨張弁3の構成については、第1図、第2
図と同様であるため、説明を省略する。
第7図において、制御回路は、交流電源10、
器体スイツチ11、変圧器12、整流回路13、
コンデンサ14によりその電源回路が構成され、
また空気調和機全体を制御するマイクロコンピユ
ータ(以下LSIと称す)15、LSI15の内部の
タイマ回路を制御するタイマ制御回路16、運転
入力用スイツチ17、室内フアンモータ出力回路
18、圧縮機用出力回路19、蒸発器(図示せ
ず)の中央付近の温度を検出する第1のサーミス
タ5a、蒸発器の出口温度を検出する第2のサー
ミスタ6a、蒸発器出口温度TSと蒸発器中央部
温度TRの差を検出する比較回路20、第2図に
示す膨張弁内部に設けられたヒータ3Hへの電圧
供給を制御する出力回路21および前記膨張弁ヒ
ータ3Hを具備している。ここで、膨張弁3の駆
動手段は、電気ヒータ3H、バイメタル3Bが相
当し、第1、第2の各温度センサは、第1、第2
の各サーミスタ5a,6aが相当し、比較手段は
比較回路20が相当し、制御手段はLSI15が相
当し、出力手段は出力回路21が相当する。
次に、上記構成からなる制御回路の動作を説明
する。
蒸発器出口温度TSが、蒸発器中央部温度で与
えられる温度TRより高ければ比較回路20から
の出力はHとなり、それがLSI15に入力され
る。また蒸発器出口温度TSが蒸発器中央部温度
で与えられる温度TRより低ければ比較回路20
からの出力はLとなりそれがLSI15に入力され
る。
LSI15は、比較回路20からの出力状況がH
またはLかを判断し、LSI15の出力ポート21
1または212のいずれかにH出力を出す。例え
ば比較回路20からの出力がHの時は、出力ポー
ト211がHとなり、膨張弁ヒータ3HへV0
る電圧が印加される。また比較回路20からの出
力がLの時は、出力ポート212がHとなり、膨
張弁ヒータ3HにはV1なる電圧が印加される。
ただし、この出力電圧の差|(V0−V1)|は、膨
張弁のヒステリシス分より大きくするように抵抗
値R211,R212の値を決めている。すなわち、膨張
弁は第5図、第6図に示すように、開放方向と閉
塞方向の動作においてヒステリシスを有している
ため、逆の動作を短時間で行うには、ヒステリシ
スより大きな動作を与える電圧を印加しなければ
ならないからである。この動作をくり返し冷媒流
量を制御し、冷凍サイクルを安定せしめる。
この様子を第8図に示す。なおこの時の流量Q
―電圧Vの関係特性は第9図のようになる。すな
わち、同図の場合、サイクルの流量QはQV1
QV0の範囲内でくり返し制御され、安定したとこ
ろで停止することを示している。
したがつて、このように蒸発器中間部に設けら
れた第1のサーミスタ5と、蒸発器出口部に設け
られた第2のサーミスタ6からの温度データを比
較し、弁制御器の出力電圧を膨張弁のヒステリシ
ス分より大きい値の一定電圧で切り換えて膨張弁
の開度を制御するので、温度偏差ΔTの反転時に
は確実にかつ短時間で流量を増減でき、冷凍サイ
クルを短時間で安定させるとともに、弁自身のヒ
ステリシスによる動作時間の損失を少なくし、安
定した冷媒流量制御が可能となる。
なお、本実施例においては、第1のサーミスタ
5を蒸発器の中央部に取付けた構成としたが、蒸
発器の入口側に取付けた構成としてもよく、また
両箇所に取付けて双方の信号を取出す構成として
も同様の作用効果が期待できる。
上記実施例より明らかなように、本発明におけ
る冷凍サイクルの冷媒流量制御装置は、少なくと
も蒸発器の入口部もしくは中間部に設けられた第
1の温度センサと、蒸発器出口部に設けられた第
2の温度センサからの温度データを比較し、弁制
御器の出力電圧を一定電圧で切り換えて膨張弁の
開度を制御するため、両温度センサの信号レベル
差が正から負もしくは負から正と反転した時に
は、その偏差に応じて確実に冷媒流量を制御し、
冷凍サイクルを短時間で安定させることができ
る。しかも出力電圧を、膨張弁が有するヒステリ
シス分よりも大きい値とすることにより、膨張弁
自身のヒステリシスによる動作時間の損失を極力
少なくできるため、一層短時間で安定した冷媒流
量制御が可能となる等、種々の利点を有するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本制御を示す冷媒流量制御
装置を具備した冷凍サイクル図、第2図は同冷媒
流量制御装置における熱電形膨張弁の内部断面
図、第3図は従来例を示す冷凍サイクル制御装置
の制御回路図、第4図は第3図の制御回路におけ
る増幅器の入力電圧VTとヒータ電圧VHの制御状
態を示す特性図、第5図、第6図はそれぞれ本発
明における熱電形膨張弁の一般的な電圧―流量特
性図、第7図は本発明の一実施例における冷媒流
量制御装置を具体化した制御回路図、第8図a,
bはそれぞれ同制御装置により冷凍サイクルを安
定させるときの説明図、第9図は同冷凍サイクル
を安定させるときの流量の変化を表わす電圧―流
量特性図である。 3…熱電形膨張弁、3B…バイメタル(駆動手
段)、3H…電気ヒータ(駆動手段)、5…第1の
温度センサ、5a…第1のサーミスタ(第1の温
度センサ)、6…第2の温度センサ、6a…第2
のサーミスタ(第2の温度センサ)、15…マイ
クロコンピユータ(制御手段)、20…比較回路
(比較手段)、21…出力回路(出力手段)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電気信号によつてその弁開度が調節可能な駆
    動手段を具備する膨張弁と、膨張弁の弁開度を制
    御する電気信号を出力する弁制御装置を設け、こ
    の弁制御装置を、蒸発器の入口部もしくは中間部
    に設けられた冷媒温度を検出して電気信号に変換
    する第1の温度センサと、蒸発器出口部に設けた
    第2の温度センサと、前記第1、第2の両温度セ
    ンサからの出力を大小比較して制御信号を出力す
    る比較手段と、前記比較手段の制御信号が反転す
    るごとに所定値の出力電圧を切り換えて出力する
    制御手段と、この制御手段の出力電圧により前記
    膨張弁の駆動手段を駆動する出力手段より構成
    し、前記出力電圧の所定値を膨張弁のヒステリシ
    ス値より大きく設定した冷凍サイクルの冷媒流量
    制御装置。
JP15404579A 1979-11-27 1979-11-27 Controller for flow rate of refrigerant of refrigerating cycle Granted JPS5677660A (en)

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JPS5677660A JPS5677660A (en) 1981-06-26
JPS6353473B2 true JPS6353473B2 (ja) 1988-10-24

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Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5421645A (en) * 1977-07-18 1979-02-19 Mitsubishi Electric Corp Monitor device of internal pressure of boiling cooler
JPS54146446A (en) * 1978-05-04 1979-11-15 Mitsubishi Electric Corp Controlling capacity of air conditioner

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JPS5493863U (ja) * 1977-12-15 1979-07-03

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JPS5677660A (en) 1981-06-26

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