TW201300979A - 電子膨脹閥之控制裝置 - Google Patents

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Nobuyuki Kiuchi
Tamon Inotani
Yoshio Miyashige
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Abstract

本發明之目的係控制冷凍裝置之電子膨脹閥之閥開度，而設定適當之過熱度且確保電子膨脹閥之機械壽命。自設定值修正機構1將修正過熱度設定值SV'輸出至目標值變更部22與目標值變更控制部23。以測定部4運算包含冷凍裝置之冷凍循環之控制對象3之過熱度，並作為測定過熱度PV輸出至PID運算部21。在目標值變更部22中使修正過熱度設定值SV'變更並作為目標值輸出至PID運算部21。在PID運算部21中進行PID運算，且對控制對象3供給操作量信號MV。將自PID控制機構2輸出之操作量信號MV之輸出反饋輸入至設定值修正機構1，而利用操作量信號MV對於PID運算部21修正目標之過熱度。

Description

電子膨脹閥之控制裝置
本發明係關於一種冷凍裝置之電子膨脹閥之控制裝置，詳細而言，係關於一種為調整冷凍裝置之過熱度而控制電子膨脹閥之閥開度之電子膨脹閥之控制裝置。
先前，作為該種之控制裝置，例如具有日本特開2009-156502號公報(專利文獻1)、日本特公平8-33244號公報(專利文獻2)中揭示者。
專利文獻1之技術為改變目標值過濾器之常數，從而測定過熱度高於或低於過熱度設定值之情形皆過熱度迅速收斂為設定值之技術，且為使設置冷凍裝置時之過熱度之調整容易者。又，專利文獻2之技術為監視測定過熱度之變化，修正過熱度之設定從而可始終以最合適之設定值運轉之技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-156502號公報[專利文獻2]日本特公平8-33244號公報
專利文獻1中，經調整之過熱度設定值雖在調整之時點之條件下可得到最合適之過熱度設定，但不能說該設定值無論在怎樣之條件下皆為最合適之值。因此，在不能頻繁 地進行過熱度設定值之調整之情形下，為了即使季節條件或負荷條件等改變仍不會繼續液體返混運轉，有必要提高過熱度設定值，在不能始終以最合適之過熱度運轉之點上留有問題。換言之，為了始終以最合適之過熱度運轉，每次條件改變，使用者皆有必要變更過熱度設定值，從而在繁瑣之面上留有問題。
又，在專利文獻2之技術中，由於至判斷過熱度設定值較低而較高地修正之期間，波動之過熱度之變化作為控制信號輸入至控制器，故與此對應電子膨脹閥亦波動性地進行動作，從而在電子膨脹閥之可靠性之面留有問題。
本發明之目的係提供一種即使在各種各樣之冷凍裝置、負荷、蒸發器壓力、冷凝器壓力等之條件下，仍實現以最合適之過熱度運轉一事，不會縮短電子膨脹閥之機械壽命，且可靠性高之電子膨脹閥之控制裝置。
技術方案1之電子膨脹閥之控制裝置，其特徵在於：其係藉由對冷凍裝置之電子膨脹閥賦予操作量信號而控制冷凍裝置之過熱度者，且包含：PID控制機構，其根據輸入之過熱度設定值與上述冷凍裝置之測定過熱度而對於上述電子膨脹閥輸出操作量信號；及設定值修正機構，其輸入過熱度設定值與由上述PID控制機構輸出之上述操作量信號之反饋值，修正輸出至上述PID控制機構之過熱度設定值，並將修正完之修正過熱度設定值輸出至上述PID控制機構。
技術方案2之電子膨脹閥之控制裝置係如技術方案1之控制裝置，其特徵在於：上述設定值修正機構係自上述操作量信號之反饋值，常時監視上述電子膨脹閥之閥開度變化，並於每第1週期(例如1分鐘)算出過去之第2週期程度(例如10分鐘程度)之閥開度變化量、閥開度變化幅度，在過去之第2週期程度之閥開度變化量為第1特定脈衝(例如25脈衝)以下、且過去之第2週期程度之閥開度變化幅度為第1特定脈衝幅度(例如5脈衝)以下之情形下，判斷現在之過熱度設定值較高，而將上述過熱度設定值修正為較低，在過去之第2週期程度之閥開度變化量為第2特定脈衝(例如87脈衝)以上之情形下，判斷現在之過熱度設定值較低，而將上述過熱度設定值修正為較高者；上述第1特定脈衝及上述第1特定脈衝幅度係分別基於實驗而得到之值，雖因電子膨脹閥之構造或上述第2週期之長度而不同，但在可判斷過熱度控制穩定之狀態下，為上述第2週期期間運轉時所得到之上限之值；上述第2特定脈衝係自電子膨脹閥之壽命算出之值，且為如下之值：只要上述第2週期期間之閥開度變化量在上述第2特定脈衝以內，則在保持該運轉狀態下持續冷凍裝置之運轉，假定即使經過電子膨脹閥之規定壽命(例如10年)，亦以不超過電子膨脹閥之耐久動作次數之方式算出值，將該值與基於實驗得到之可確實地判斷過熱度較低且不穩定(接近液體返混)之值相比較之下為較小一方之值。
技術方案3之電子膨脹閥之控制裝置，係如技術方案2之 電子膨脹閥之控制裝置，其特徵在於：上述設定值修正機構於較上述第1週期長之每第3週期(例如與第2週期相同為10分鐘)，記憶過去第3週期期間之閥開度變化量作為「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值」，將其前次程度保持作為「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值之前次程度」，於每上述第1週期，當此回之過去第3週期期間之閥開度變化量為第3特定脈衝(例如21脈衝)以上，且增加至「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值」之3倍以上，或，此回之過去第3週期期間之閥開度變化量為第3特定脈衝(例如21脈衝)以上，且增加至「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值之前次程度」之4倍以上之情形下，亦判斷現在之過熱度設定值較低，而將上述過熱度設定值修正為較高者；上述第3特定脈衝之值為基於實驗得到之值，且即使在過熱度之變化緩慢之系統中亦判斷為過熱度較低且不穩定(接近液體返混)之最小之值，藉由設置為該上述第3特定脈衝以上之條件，例如「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值」為1脈衝，且每上述第1週期之過去第3週期期間之閥開度變化量為3脈衝之情形，或「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值之前次程度」為1脈衝，且每上述第1週期之過去第3週期期間之閥開度變化量為4脈衝之情形般，在極少之閥開度變化量之情形下，可防止將本來應該判斷為控制穩定之處錯誤判斷為過熱度較低且不穩定(接近液體返混)。又，上述3倍、4倍之倍率 亦為基於實驗得到之值，且為即使在過熱度之變化緩慢之系統中仍可判斷過熱度較低且不穩定(接近液體返混)之倍率。
技術方案4之電子膨脹閥之控制裝置，係如技術方案2或3之控制裝置，其特徵在於：自冷凍裝置開始運轉、控制裝置結束啟動處理後，自於每上述第1週期算出之過去之第2週期程度之閥開度變化幅度成為第2特定脈衝幅度(例如25脈衝)以內，或冷凍裝置開始運轉、控制裝置結束啟動處理後之經過時間成為30分鐘以上之任一者成立之時點起，開始上述過熱度設定值之修正。
根據技術方案1之電子膨脹閥之控制裝置，由於為藉由對冷凍裝置之電子膨脹閥賦予操作量信號而控制冷凍裝置之過熱度者，且包含：根據輸入之過熱度設定值與上述冷凍裝置之測定過熱度而對於上述電子膨脹閥輸出操作量信號之PID控制機構；及輸入過熱度設定值與由上述PID控制機構輸出之上述操作量信號之反饋值，修正輸出至上述PID控制機構之過熱度設定值，並將修正完之修正過熱度設定值輸出至上述PID控制機構之設定值修正機構，故可藉由上述操作量信號之反饋值判斷過熱度設定值較高或較低，從而修正為最合適之值，並可根據冷凍裝置之系統狀態以最合適之過熱度設定值運轉。
技術方案2之電子膨脹閥之控制裝置，藉由電子膨脹閥之閥開度變化量、變化幅度判斷現在之過熱度設定值較高 或較低從而進行修正，由於判斷其過熱度設定值較低之電子膨脹閥之閥開度變化量以不超過電子膨脹閥之機械壽命之方式設定，故在電子膨脹閥進行設計壽命以上之動作前較高地修正過熱度設定值，可使過熱度變化及電子膨脹閥之閥開度變化穩定，故除技術方案1之效果之外，可靠性顯著提高。
根據技術方案3之電子膨脹閥之控制裝置，除技術方案2之效果之外，即使系統之規模較大之情形等上述過熱度設定值較低、過熱度變化不穩定，亦由於其過熱度變化緩慢，故在上述第2週期程度之電子膨脹閥之閥開度變化量未達到上述第2特定脈衝(例如87脈衝)之情形下，亦仍可判斷過熱度變化不穩定，從而較高地修正上述上述過熱度設定值，因此，可以最合適之過熱度設定值運轉。
根據技術方案4之電子膨脹閥之控制裝置，由於在冷媒之循環不穩定之運轉初期之狀態下可不進行過熱度設定值之修正，且自冷媒之循環穩定，取決於技術方案1至3之構成之過熱度設定值之修正變得有效之狀態開始，故可有效地得到技術方案1至3之效果。
其次，就本發明之電子膨脹閥之控制裝置之實施形態參照圖面進行說明。圖1係本發明之電子膨脹閥之控制裝置之第1實施形態之主要部份功能方塊圖，圖2係本發明之電子膨脹閥之控制裝置之第2實施形態之主要部份功能方塊圖，圖3係本發明之電子膨脹閥之控制裝置之第3實施形態 之主要部份功能方塊圖，在圖1~圖3中用虛線包圍之部位為本發明中特有之構成。圖4係顯示使用各實施形態之控制裝置之冷凍裝置之第1系統例(圖4(A))及第2系統例(圖4(B))之圖。
圖4中，10係壓縮機，20係冷凝器，30係電子膨脹閥，40係蒸發器，該等藉由用配管環狀連接而構成冷凍循環，形成進行冷媒之壓縮、冷凝液化、減壓(膨脹)、蒸發氣化之眾所周知之循環。50係根據輸入信號調整電子膨脹閥30之閥開度之脈衝電動機等閥驅動部。100係控制器，各實施形態之電子膨脹閥之控制裝置安裝於控制器100中。控制器100謀求伴隨相對於比較冷凍循環之過熱度與內部中設定之過熱度設定值而算出之偏差信號之PID動作之操作量信號，且將該操作量信號輸出至閥驅動部50，控制電子膨脹閥30之閥開度。即操作量信號與賦予閥驅動部50之脈衝電動機等之驅動脈衝數對應。第1系統例與第2系統例之差異如下所述。
在圖4(A)之第1系統例中，具備檢測蒸發器40之出口側配管之溫度之溫度感測器60與在蒸發器40之出口側檢測蒸發壓力之壓力感測器70，控制器100利用來自壓力感測器70之輸入信號算出蒸發溫度，獲取來自出口側配管之溫度感測器60之輸入信號與算出之蒸發溫度之差而算出根據溫度/壓力式之過熱度。在圖4(B)之第2系統例中，具備檢測蒸發器40之出口側配管之溫度之溫度感測器60與檢測蒸發器40之入口側配管之溫度之溫度感測器80，控制器100利 用來自溫度感測器60、80之各個輸入信號獲取蒸發器40之出口側配管之溫度與蒸發器40之入口側配管之溫度之差算出根據溫度/溫度式之過熱度。另，將上述算出之過熱度稱為「測定過熱度」。又，此處說明之『「X」與「Y」之差』之意思意味著『「X」-「Y」』。
在圖1之第1實施形態中，1係設定值修正機構，2係PID控制機構，3係控制對象，4係測定部。上述控制器100具備有具備CPU或記憶體之電腦，且藉由該控制器100之電腦執行特定之控制程式，得到設定值修正機構1、PID控制機構2及測定部4之功能。PID控制機構2由PID運算部21、具備目標值過濾器之目標值變更部22、控制目標值變更部22之目標值變更控制部23構成。設定值修正機構1中例如輸入有使用者設定之過熱度設定值SV，且設定值修正機構1將經修正該過熱度設定值SV之修正過熱度設定值SV'輸出至目標值變更部22與目標值變更控制部23。又，控制對象3為包含電子膨脹閥30之第1系統例或第2系統例之冷凍循環，測定部4運算該冷凍循環之蒸發溫度或過熱度，並將算出之過熱度作為測定過熱度PV輸出至PID運算部21。
目標值變更部22使輸入之修正過熱度設定值SV'根據目標值過濾器之傳送函數變化，並將該變化後之過熱度之設定值作為目標值輸出至PID運算部21。該目標值之變化之態樣以可控制之方式完成。修正過熱度設定值SV'亦輸入至目標值變更控制部23，目標值變更控制部23檢測修正過熱度設定值SV'之變化之方向，即修正過熱度設定值SV'上 升或下降，且根據其變化之方向，控制自目標值變更部22輸出之目標值之變化之態樣。
PID運算部21根據自目標值變更部22輸出之過熱度設定值(目標值)與測定過熱度PV之偏差E進行PID運算，且對控制對象3供給操作量信號MV。如此，在實施形態中具備目標值過濾器，進行2自由度之PID控制，利用目標值變更控制部23，以使下降時之目標值之變化與修正過熱度設定值SV'上升時之目標值之變化相比較為緩和之方式控制目標值變更部22，在每次之條件下只要是對於控制對象為適當之值，則無論修正過熱度設定值SV'上升時與下降時皆可使測定過熱度PV迅速收斂。
在專利文獻1、2及使用本發明之電子膨脹閥之控制裝置之一般之冷凍裝置中，提高過熱度設定值之過熱度時之變化較為穩定。相反地，在過熱度設定值較低之情形下，則因如下之理由使得過熱度之變化變得不穩定。在過熱度設定值為適當之值或為其以上之情形下，配管內之冷媒在蒸發器內結束蒸發，在檢測出口配管溫度之溫度感測器之安裝位置完全變成氣體，進而成為過熱之過熱蒸汽之狀態通過。由於相較於冷媒結束蒸發、完全變成氣體而過熱之部份，冷媒蒸發部份吸收周圍之熱之量要來得多，故冷媒蒸發部份之配管變為低溫。由此在冷凍裝置之低壓側配管中，存在其前後溫度劇烈變化之部份，即，蒸發變化結束而轉換為過熱之變化之部份。在過熱度設定值為適當之值或為其以上之情形下，由於其蒸發變化結束之部份與檢測 出口配管溫度之溫度感測器之安裝位置相比充分位於上游側，故該部份在過熱度控制下，即使略為前後移動，輸入至控制器之出口配管溫度仍保持穩定，測定過熱度亦穩定。然而在過熱度設定值較適當之值低之情形下，若上述之蒸發變化結束之部份接近檢測出口配管溫度之溫度感測器之安裝位置，且該位置在過熱度控制下略為前後移動，則亦會使輸入至控制器之出口配管溫度產生劇烈之溫度變化，從而測定過熱度之變化變大，若配合其而控制過熱度，則測定過熱度之變化便會產生波動。由於本發明之過熱度設定值之修正處理為在過熱度變化穩定之情形下將過熱度設定值修正為較低，相反的，在過熱度變化不穩定之情形下，將過熱度設定值修正為較高者，故作為結果，冷媒在檢測出口配管溫度之溫度感測器之安裝位置之稍微上游側之位置便會結束蒸發。由於檢測出口配管溫度之溫度感測器安裝於蒸發器之出口，故幾乎使用蒸發器全體結束蒸發，從而可進行效率良好之熱交換。
此處，如本發明之電子膨脹閥之控制裝置係若測定過熱度高於過熱度設定值則以使閥開度變大之方式控制，相反地若測定過熱度低於過熱度設定值時則以使閥開度變小之方式控制，使冷凍循環之測定過熱度等同於過熱度設定值者。因此，冷凍循環之過熱度之變化亦顯現在電子膨脹閥30之閥開度之變化(操作量信號MV之變化)。對此，對設定值修正機構1反饋輸入自PID控制機構2(PID運算部21)輸出之操作量信號MV之輸出，由該設定值修正機構1監視操作 量信號MV，修正過熱度設定值SV並輸出修正過熱度設定值SV'。另，上述專利文獻2之情形乃將測定過熱度PV反饋至設定值修正機構。
即，冷凍循環之設定過熱度不等同於過熱度設定值而反復高於或低於過熱度設定值波動時，閥開度之變化亦變得波動，在冷凍循環之測定過熱度穩定之情形下閥開度之變化亦穩定。因此，如專利文獻2般即使不直接輸入測定過熱度之變化，藉由反饋輸出控制設定過熱度之操作量信號MV之輸出，結果仍可判斷過熱度變化穩定或不穩定。如此，藉由根據操作量信號MV之輸出進行判斷，可同時考慮電子膨脹閥之操作端之機械壽命。因為當操作端過度動作之情形下使其不動作之方式進行修正之故。
在圖2之第2實施形態中，附注有與圖1相同符號之要件與第1實施形態相同，從而詳細之說明省略。在該第2實施形態中，具備反饋來自測定部4之蒸發溫度之修正動作開始判定機構5。該修正動作開始判定機構5為進行後述之「啟動時之過熱度設定追加處理」是否結束及修正動作之禁止是否得到解除之判定，並輸出使設定值修正機構1開始過熱度設定值之修正處理之指示。
在圖3之第3實施形態中，附注有與圖1相同符號之要件與第1實施形態相同，從而詳細之說明省略。在該第3實施形態中，PID運算部21本身為「PID控制機構」，設定值修正機構1以將經修正過熱度設定值SV之修正過熱度設定值SV'直接輸出至PID運算部21之方式構成。
其次，就實施形態之更加具體之控制進行說明。首先，在冷凍裝置之啟動時進行「啟動時之過熱度設定追加處理」。此根據以下之理由。自冷凍裝置之運轉開始不久之期間，直至冷媒遍及冷媒配管系統內之前，蒸發器40內為冷媒不足，從而過熱度變高。若檢測該較高之過熱度並直接進行過熱度控制，則過度打開電子膨脹閥30之閥開度。且，冷媒遍及或過熱度變小時來不及控制而傾向於液體返混等，從而成為穩定之控制狀態變慢。因此，實行如下所述之「過熱度設定追加處理」。
自冷凍裝置之啟動處理結束時點至下述(1)或(2)之條件之任一者成立之期間，設定值修正機構1輸出之修正過熱度SV'並非預先設定之過熱度設定(SH)之值，將啟動時之過熱度設定(SHS)之值作為目標值進行過熱度控制。
(1)「自啟動處理結束經過10分鐘」
(2)「自啟動處理結束之蒸發溫度(SL)之變化幅度為3[K]/5分鐘以內」
將啟動時之過熱度設定(SHS)與過熱度設定(SH)之差作為「追加部份」處理，在條件(1)或(2)之任一者成立之時點上將追加部份設為0。即，外觀上，將目標值自SHS變更為SH。
其次，控制藉由設定值修正機構1之過熱度設定之修正動作之開始時點。自啟動處理結束至下述之條件(3)或(4)之任一者成立之前，禁止過熱度設定之修正動作。且，若條件(3)或(4)之任一者成立，則判斷為穩定狀態(負荷與閥 能力平衡之狀態)，從而解除過熱度設定之修正動作之禁止，開始修正動作。
(3)「自啟動處理結束經過30分鐘」
(4)「過去10分鐘之閥開度變化幅度在25脈衝以內」
所謂啟動處理，為自冷凍裝置開始運轉，控制器中輸入有控制開始之指示(將該輸入信號稱為「啟動輸入」，以繼電器觸點等輸入至控制器)至控制器開始過熱度之PID控制進行之處理，例如，為將電子膨脹閥之閥開度設為開始PID控制之閥開度位置(將此稱為啟動開度)，或為在開始PID控制前一定時間(將此稱為啟動時間)保持啟動開度之處理。
藉由設定值修正機構1之過熱度設定之修正動作如下進行。若在過熱度之目標值較低之狀態下運轉，則液態冷媒來至蒸發器40之出口配管之溫度感測器60之安裝位置附近，溫度感測器60之輸入(檢測溫度)變得不穩定，從而測定過熱度之值變得不穩定。因此，檢測該不穩定狀態之有無，將過熱度之設定修正為最合適之值，生成修正過熱度設定值。
過熱度設定值之修正動作亦與「啟動時之過熱度設定追加處理」相同地使設定之追加部份增減而實施。不穩定狀態之檢測根據電子膨脹閥30之閥開度變化，即操作量信號MV之變化進行判斷。
圖9係概念性顯示設定值修正機構1之資料處理之圖。設定值修正機構1為修正過熱度設定值，自啟動處理結束之 時點，將根據操作量信號MV之閥開度變化量、最大開度位置、最小開度位置之1分鐘程度之資料分別每1分鐘進行統計，並保持過去10分鐘程度。且每1分鐘根據其等之資料算出以下之(a)及(b)之值。
過去10分鐘之閥開度變化量...(a)
過去10分鐘之閥開度變化幅度...(b)
又，每10分鐘，上述之每1分鐘之處理後，以下之(c)及(d)之值亦更新。
過去10分鐘之閥開度變化量(a)之每10分鐘之值...(c)
過去10分鐘之閥開度變化量(a)之每10分鐘之值之上回值...(d)
若「啟動時之過熱度設定追加處理」結束，修正動作之禁止解除，則每1分鐘評定如下之(5)至(9)之條件使設定之追加部份增減而進行過熱度設定值之修正。
(檢測出穩定狀態之情形)降低過熱度設定值之修正根據如下之(5)及(6)之條件進行。
(5)過去10分鐘之閥開度變化量(a)為25脈衝以下
(6)過去10分鐘之閥開度變化幅度(b)為5脈衝以下
若上述條件(5)及(6)之雙方成立則使設定之追加部份減少1[K]，較低地修正過熱度設定值。且，較低修正後之15分鐘，即使上述條件(5)及(6)之雙方成立仍不會進行降低過熱度設定值之修正。又，自不穩定狀態進行提高過熱度設定值之修正而成為穩定狀態之情形，提高過熱度設定值後30分鐘不會進行降低過熱度設定值之修正。
(檢測出不穩定狀態之情形)提高過熱度設定值之修正根據其次之(7)、(8)及(9)之條件進行。
(7)過去10分鐘之閥開度變化量(a)為87脈衝以上
(8)過去10分鐘之閥開度變化量(a)為21脈衝以上且為過去10分鐘之閥開度變化量之每10分鐘之值(c)之3倍以上
(9)過去10分鐘之閥開度變化量(a)為21脈衝以上且為過去10分鐘之閥開度變化量之每10分鐘之值之上回值(d)之4倍以上若上述條件(7)、(8)及(9)之任意一者成立，則使設定之追加部份增加1.0[K]，從而修正過熱度設定值。
另，進行修正時，將每1分鐘統計之過去10分鐘之閥開度變化量、最大位置、最小位置之全部之資料暫且歸零。 且，(c)、(d)之值，即使沒有經過10分鐘，仍以修正前之資料更新，並再啟動10分鐘計數器。
圖5~圖8係控制器100之設定值修正機構1之控制動作之流程圖，該控制動作利用內建於控制器100之微電腦執行，且得到設定值修正機構1之功能。另，圖5~圖7之處理，相對於控制器100之主要處理例如利用1秒左右之時序之插入處理實行，圖5及圖6之處理與第2實施形態對應。
圖5係啟動時之過熱度設定追加處理之流程圖。首先，步驟S1中，判定運轉開始、啟動處理結束後之經過時間是否為10分鐘以上，若判定為YES，則步驟S2中，將修正過熱度設定值自SHS變更為SH，結束過熱度設定值之追加，恢復至原本之常式。若步驟S1中判定為NO，則步驟S3 中，判定過去5分鐘之蒸發溫度(SL)之變化幅度是否為3[K]以下，若判定為YES，則步驟S2中結束過熱度設定值之追加並恢復至原本之常式，若判定為NO則直接恢復至原本之常式。根據以上之處理，進行對應上述條件(1)及(2)之啟動時之過熱度設定追加處理。對應該啟動時之過熱度設定追加處理之系統之狀態例如如圖10所示。
圖6係修正動作禁止之解除判定處理之流程圖。首先，步驟S4中，判定運轉開始、啟動處理結束後之經過時間是否為30分鐘以上，若判定為YES，則步驟S5中解除修正動作之禁止並恢復至原本之常式。若步驟S4中判定為NO，則步驟S6中，判定過去10分鐘之閥開度變化幅度是否為25脈衝以下，若判定為YES，則步驟S5中解除修正動作之禁止並恢復至原本之常式，若判定為NO則直接恢復至原本之常式。根據以上之處理，進行對應上述條件(3)及(4)之修正動作之禁止之解除判定之處理。對應該修正動作禁止之解除判定處理之系統之狀態例如如圖11所示。
圖7係過熱度設定值之修正處理之流程圖。該處理在修正動作之禁止得到解除之情形實行，啟動1分鐘計時器與10分鐘計時器，且重複該1分鐘計時器與10分鐘計時器之時間到達及再啟動而進行處理。首先，在步驟S11中，判定是否經過1分鐘，若判定為NO則直接恢復至原本之常式，若判定為YES，則在步驟S12中，分別統計根據操作量信號MV之1分鐘之閥開度變化量、1分鐘之最大開度位置、1分鐘之最小開度位置之資料，且進入步驟S13。在步 驟S13中，根據上述統計之資料算出過去10分鐘之閥開度變化量(a)與過去10分鐘之閥開度變化幅度(b)，且進入步驟S14。
在步驟S14中，判定是否經過10分鐘，若判定為NO則在步驟S16中進行圖8之修正判定次常式之處理並恢復至原本之常式。若步驟14中判定為YES，則在步驟15中，更新過去10分鐘之閥開度變化量(a)之每10分鐘之值(c)與過去10分鐘之閥開度變化量(a)之每10分鐘之值之上回值(d)。且，在步驟S16中進行圖8之修正判定次常式之處理並恢復至原本之常式。
圖8之修正判定次常式中，進行上述條件(5)、(6)及(7)~(9)之判定。在步驟S21中判定條件(7)，在步驟S22、S23中判定條件(8)，在步驟S22、S24中判定條件(9)。且，步驟S21中條件(7)成立之情形，步驟S22、S23中條件(8)成立之情形，及步驟S22、S24中條件(9)成立之情形，分別進入步驟S25，將過熱度設定值提高1[K]並作為修正過熱度設定值輸出，步驟S26中進行遮罩時間處理並恢復至原本之常式。步驟S26之遮罩時間處理，係用以在進行提高設定值之修正從而成為穩定狀態之情形下，提高設定值後30分鐘不進行降低設定之修正之處理，將遮罩時間設定為30分鐘。
以上之條件(7)~(9)之任一者皆不成立之情形，步驟S27中判定是否經過遮罩時間，若判定為NO則直接恢復至原本之常式，若判定為YES，則在步驟S28中判定條件(5)， 在步驟S29中判定條件(6)。且，若步驟S28、S29中條件(5)及(6)之雙方成立，則在步驟S30中將過熱度設定值降低1[K]並作為修正過熱度設定值輸出，在步驟S31中進行遮罩時間處理並恢復至原本之常式。步驟S31之遮罩時間處理係為了較低地修正設定值後之15分鐘，即使上述條件(5)及(6)之雙方成立仍不會進行降低目標值之修正之處理，將遮罩時間設定為15分鐘。對應以上之過熱度設定值之修正處理之系統之狀態例如如圖12所示。
另，在過熱度較設定值高之狀態下，存在雖進行將電子膨脹閥朝閥開方向移動之控制輸出但受上限開度(OLP)限制而不動之情形。由於若在其狀態下進行過熱度之修正，則閥開度變化為上限開度而穩定，故繼續降低設定值之修正，因此，被上限開度(OLP)限制之情形，重置關於修正之變數而不進行修正處理。
又，具有可實現壓縮機啟動時之防止液體恢復原狀、壓縮機馬達之防止過負荷之MOP(Maximum Operating Pressure：最大操作壓力)此功能。與上限開度相同，過熱度較設定值高之狀態下，存在雖進行將電子膨脹閥朝閥開方向移動之控制輸出但利用MOP功能限制閥開度而不動之情形。其情形亦重置關於修正之變數而不進行修正處理。
再者，在使用者變更過熱度設定SH時，以不會辨識根據變更設定值一事之電子膨脹閥之行為為不穩定狀態之方式，設定變更時暫時重置關於修正之變數並再開始修正處理。又，在變更SH時，具有設定之追加部份之情形歸零。
為判定而輸入操作量信號輸出之控制裝置，雖亦大量存在於其他領域，但為單純保護操作端之目的之情況較多。本發明之控制裝置為與其等不同，將反饋輸入之操作量信號輸出作為控制輸入信號處理，係積極地利用於過熱度設定值之修正者。即，由於輸入之操作量信號輸出僅在保護操作端之目的中使用者會以限制操作量信號輸出之形式起作用，故有無法輸出期望之控制輸出而使控制性惡化之可能性。與此相對，本發明之控制裝置係使用反饋輸入之操作量信號輸出，同時進行操作量信號輸出是否在可確保電子膨脹閥之可靠性之範圍內動作之判定與過熱度設定值較高或較低之判定，不會使控制性惡化且操作量輸出可抑制至可確保電子膨脹閥之可靠性之範圍內，且可以可有效利用蒸發器之方式，將過熱度設定值修正為最合適之值之點上，與其他者不同，可得到巨大之效果。
1‧‧‧設定值修正機構
2‧‧‧PID控制機構
3‧‧‧控制對象
4‧‧‧測定部
5‧‧‧修正動作開始判定機構
10‧‧‧壓縮機
20‧‧‧冷凝器
21‧‧‧PID運算部
22‧‧‧目標值變更部
23‧‧‧目標值變更控制部
30‧‧‧電子膨脹閥
40‧‧‧蒸發器
50‧‧‧閥驅動部
60‧‧‧蒸發器出口側配管之溫度感測器
70‧‧‧壓力感測器
80‧‧‧蒸發器入口側配管之溫度感測器
100‧‧‧控制器
圖1係本發明之電子膨脹閥之控制裝置之第1實施形態之主要部份功能方塊圖。
圖2係本發明之電子膨脹閥之控制裝置之第2實施形態之主要部份功能方塊圖。
圖3係本發明之電子膨脹閥之控制裝置之第3實施形態之主要部份功能方塊圖。
圖4(A)、(B)係顯示使用本發明之各實施形態之控制裝置之冷凍裝置之第1系統例及第2系統例之圖。
圖5係實施形態之啟動時之過熱度設定追加處理之流程 圖。
圖6係實施形態之修正動作禁止之解除判定處理之流程圖。
圖7係實施形態之過熱度設定值之修正處理之流程圖。
圖8係實施形態之修正判定次常式之流程圖。
圖9係概念性顯示實施形態之資料處理之圖。
圖10係顯示對應實施形態之啟動時之過熱度設定追加處理之系統之狀態之一例之圖。
圖11係顯示對應實施形態之修正動作禁止之解除判定處理之系統之狀態之一例之圖。
圖12係顯示對應實施形態之過熱度設定值之修正處理之系統之狀態之一例之圖。
1‧‧‧設定值修正機構
2‧‧‧PID控制機構
3‧‧‧控制對象
4‧‧‧測定部
5‧‧‧修正動作開始判定機構
21‧‧‧PID運算部
22‧‧‧目標值變更部
23‧‧‧目標值變更控制部

Claims (4)

  1. 一種電子膨脹閥之控制裝置，其特徵在於：其係藉由對冷凍裝置之電子膨脹閥賦予操作量信號而控制冷凍裝置之過熱度者，且包含：PID控制機構，其根據輸入之過熱度設定值與上述冷凍裝置之測定過熱度而對於上述電子膨脹閥輸出操作量信號；及設定值修正機構，其輸入過熱度設定值與由上述PID控制機構輸出之上述操作量信號之反饋值，修正輸出至上述PID控制機構之過熱度設定值，並將修正完之修正過熱度設定值輸出至上述PID控制機構。
  2. 如請求項1之電子膨脹閥之控制裝置，其中上述設定值修正機構係自上述操作量信號之反饋值，常時監視上述電子膨脹閥之閥開度變化，並於每第1週期算出過去之第2週期程度之閥開度變化量、閥開度變化幅度，在過去之第2週期程度之閥開度變化量為第1特定脈衝以下、且過去之第2週期程度之閥開度變化幅度為第1特定脈衝幅度以下之情形下，判斷現在之過熱度設定值較高，而將上述過熱度設定值修正為較低；在過去之第2週期程度之閥開度變化量為第2特定脈衝以上之情形下，判斷現在之過熱度設定值較低，而將上述過熱度設定值修正為較高。
  3. 如請求項2之電子膨脹閥之控制裝置，其中上述設定值修正機構係於較上述第1週期長之每第3週期，記憶過去 第3週期期間之閥開度變化量，保持至其前次程度，於每上述第1週期，當此回之過去第3週期期間之閥開度變化量為第3特定脈衝以上、且增加至「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值」之3倍以上，或此回之過去第3週期期間之閥開度變化量為第3特定脈衝(例如21脈衝)以上、且增加至「第3週期期間之閥開度變化量之每第3週期期間之值之前次程度」之4倍以上之情形下，亦判斷現在之過熱度設定值較低，而將上述過熱度設定值修正為較高。
  4. 如請求項2或3之電子膨脹閥之控制裝置，其中自冷凍裝置開始運轉、控制裝置結束啟動處理後，自於每上述第1週期算出之過去之第2週期程度之閥開度變化幅度成為第2特定脈衝幅度以內，或冷凍裝置開始運轉、控制裝置結束啟動處理後之經過時間成為30分鐘以上之任一者成立之時點起，開始上述過熱度設定值之修正。
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