WO2019207619A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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昌彦 中川
悠介 有井
七種　哲二
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三菱電機株式会社
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    • F25B2700/21175—Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the outlet of the evaporator

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus including an expansion valve control unit that adjusts the opening of an expansion valve.
  • controllable opening range includes the use ranges of a plurality of types of refrigerants (see, for example, Patent Document 1).
  • type of refrigerant is automatically determined based on the discharge superheat degree and the suction superheat degree during the trial operation.
  • the refrigeration capacity of the evaporator to which the expansion valve is applied is changed even with one type of refrigerant.
  • the opening degree of the expansion valve outside the proper use range of the capacity of the evaporator is output. If an expansion valve opening that exceeds the capacity range of the evaporator is output, a liquid back operation occurs, which may cause a compressor failure. Moreover, if the opening degree of the expansion valve less than the capacity of the evaporator is output, the compressor inlet temperature rises, overheating operation may occur, and the compressor may break down.
  • the present invention is for solving the above-mentioned problem, and an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the type of refrigerant used and the refrigeration capacity of the evaporator to which the expansion valve is applied.
  • An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus in which a liquid back operation or an overheating operation does not occur, and a compressor failure can be suppressed.
  • a refrigeration cycle apparatus includes a refrigerant circuit in which refrigerant piping is connected in the order of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and an expansion valve control unit that adjusts an opening degree of the expansion valve,
  • the expansion valve control unit stores a first table defining a relationship between the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and a plurality of types of refrigerants and the expansion valve opening, and the refrigerant used is determined based on the first table. The appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the corresponding expansion valve opening is determined.
  • the expansion valve control unit stores the first table that defines the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and the relationship between the plurality of types of refrigerant and the expansion valve opening, Based on the first table, an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening degree according to the refrigerant to be used is determined. Therefore, an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the type of refrigerant used and the refrigerating capacity of the evaporator to which the expansion valve is applied can be determined, and liquid back operation or overheating operation is prevented. , Compressor failure can be suppressed.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigeration cycle apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 includes a compressor 1, a condenser 2, an expansion valve 3, and an evaporator 4.
  • the compressor 1, the condenser 2, the expansion valve 3, and the evaporator 4 are connected in order through a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit.
  • coolant which flowed out from the evaporator 4 is suck
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant is condensed in the condenser 2 to become a liquid.
  • the refrigerant that has become liquid is decompressed and expanded by the expansion valve 3 to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase, and the gas-liquid two-phase refrigerant is heat-exchanged in the evaporator 4.
  • examples of the refrigeration cycle apparatus 100 include an air conditioner, a refrigeration apparatus, and a water heater.
  • the expansion valve 3 is a flow control valve, and expands the refrigerant by depressurizing it.
  • the expansion valve 3 is configured as an electronic expansion valve.
  • the expansion valve 3 includes an expansion valve control unit 5 integrally.
  • the expansion valve 3 can communicate with the expansion valve control unit 5 via a wired or wireless communication line 6 and can adjust the opening degree based on an instruction from the expansion valve control unit 5.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the expansion valve control unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the expansion valve control unit 5 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the expansion valve control unit 5 can appropriately control the opening degree of the expansion valve 3 during the operation of the refrigeration cycle apparatus 100 according to the operation state.
  • the expansion valve control unit 5 is a processing circuit having a microcomputer including a CPU, a memory such as a ROM and a RAM, and an input / output device such as an I / O port.
  • the expansion valve control unit 5 is configured as a processing circuit having an input unit 5a, a storage unit 5b, a range determination unit 5c, an opening determination unit 5d, and a control unit 5e. Yes.
  • the setter inputs the usage, horsepower, and refrigerant of the refrigeration cycle apparatus 100 used as usage information.
  • usage information may be input by a switch included in the input unit 5a, or may be input by a communication line or a connected storage medium.
  • the storage unit 5b is configured by a storage medium such as a ROM, a RAM, and a flash memory.
  • the storage unit 5b stores a first table and a second table.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first table according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the first table defines the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and the relationship between a plurality of types of refrigerants and the expansion valve opening. That is, the appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the refrigerant to be used can be determined by comparing the refrigerant to be used and the refrigerating capacity in the first table.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the second table according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the second table defines the application and the relationship between horsepower and evaporator capacity range. That is, the usage and horsepower input by the setter are collated in the second table, so that the evaporator capacity range corresponding to the usage and horsepower to be used can be determined.
  • the range determination unit 5c performs a process of determining an evaporator capacity range according to the input and horsepower input by collating the application and horsepower input to the input unit 5a with the second table. As shown in FIG. 5, it is assumed that the input use is for refrigeration among refrigeration and freezing, and horsepower is 10. In this case, the range determination unit 5c substitutes these pieces of information for each value in the second table.
  • the second table has a field of use on the vertical axis and a field of horsepower on the horizontal axis. Therefore, when an application and horsepower are input, the upper limit of the capacity of the evaporator capacity is determined to be 25.0, and the lower limit of the capacity is determined to be 10.0 as in the shaded intersection.
  • the opening degree determination unit 5d compares the evaporator capacity range determined by the range determination unit 5c and the refrigerant input to the input unit 5a against the first table from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening degree according to the refrigerant to be used. Implement a process to determine the appropriate range of use.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which an appropriate usage range is determined using the first table according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the opening degree determination unit 5d includes an upper capacity limit of 25.0 and a lower capacity limit of 10.0, which are evaporator capacity ranges determined by the range determination unit 5c, and R410A as a refrigerant to be used.
  • the first table has a scale of refrigeration capacity in which the evaporator capacity range is digitized on the vertical axis, and a scale of the expansion valve opening on the horizontal axis.
  • coolant is mounted on the 1st table.
  • the evaporator capacity range with respect to the characteristic line of R410A as in the shaded portion is obtained. Determined.
  • an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening is determined.
  • the proper usage range of R410A is determined to be 800 MAX opening and 450 MIN opening as shown in FIG.
  • the control unit 5e performs a process of controlling the opening of the expansion valve 3 within the proper use range of the expansion valve opening determined by the opening determining unit 5d. That is, the control unit 5e controls the opening of the expansion valve 3 within an appropriate usage range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening determined by the opening determination unit 5d. Control so as not to
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an appropriate usage range after being determined by the opening degree determination unit 5d according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the proper use range of R410A is determined by the MAX opening of 800 and the MIN opening of 450 by the opening determining unit 5d.
  • These values in FIG. 7 are stored in the storage unit 5b.
  • the control part 5e controls the opening degree of the expansion valve 3 between the MAX opening degree of 800 and the MIN opening degree of 450. Details of the control of the expansion valve opening of the control unit 5e according to the operating state of the refrigeration cycle apparatus 100 are omitted.
  • the control unit 5e uses the table of FIG. 7 which has been previously stored in the storage unit 5b in the normal operation of the refrigeration cycle apparatus 100 and previously stores the maximum opening of 800 and the MIN opening of 450. In between, the opening degree of the expansion valve 3 is controlled.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an expansion valve opening determination control routine by the expansion valve control unit 5 according to Embodiment 1 of the present invention. The routine shown in FIG. 8 is performed when the refrigeration cycle apparatus 100 is initially operated or reset.
  • This routine starts when the refrigeration cycle apparatus 100 is first operated or reset.
  • step S101 the input unit 5a of the expansion valve control unit 5 determines whether or not a use, a horsepower, and a refrigerant have been input. If it is determined in step S101 that the application, horsepower, and refrigerant have been input, the process proceeds to step S102. In step S101, when the application, horsepower, and refrigerant are not input, this routine is temporarily terminated.
  • step S102 the range determination unit 5c of the expansion valve control unit 5 determines the evaporator capacity range using the second table stored in the storage unit 5b from the application and horsepower. Details are as described in the above-described range determination unit 5c.
  • step S102 ends, the process proceeds to step S103.
  • step S103 the opening degree determination unit 5d of the expansion valve control unit 5 uses the first table stored in the storage unit 5b from the refrigerant to be used and the evaporator capacity range as the refrigeration capacity determined in step S102. Determine the appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the refrigerant used. Details are as described for the opening degree determination unit 5d.
  • step S104 the process proceeds to step S104.
  • step S104 the control unit 5e of the expansion valve control unit 5 controls the opening of the expansion valve 3 within an appropriate usage range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening corresponding to the refrigerant to be used.
  • the details are as described for the control unit 5e.
  • the control unit 5e of the expansion valve control unit 5 previously executes this routine and stores the same as in step S104.
  • the opening degree of the expansion valve 3 is controlled within an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening degree corresponding to the refrigerant to be used stored in the part 5b.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 includes a pressure sensor and a temperature sensor between the evaporator outlet and the compressor 1.
  • the pressure sensor may be replaced with an evaporator inlet temperature sensor.
  • the control unit 5e of the expansion valve control unit 5 may correct the expansion valve opening range. good. Specifically, the control unit 5e of the expansion valve control unit 5 adjusts the value of the MIN opening by 1.05 when the value of the refrigerant superheat degree at the outlet of the evaporator is larger than a predetermined range. .
  • control unit 5e of the expansion valve control unit 5 performs adjustment to increase the value of the MAX opening degree by 0.95 when the value of the refrigerant superheat degree at the outlet of the evaporator is smaller than a predetermined range.
  • the controller 5e of the expansion valve controller 5 repeats these adjustments until the value of the refrigerant superheat degree at the evaporator outlet falls within a predetermined range.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 includes a refrigerant circuit in which refrigerant piping is connected in the order of the compressor 1, the condenser 2, the expansion valve 3, and the evaporator 4.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 includes an expansion valve control unit 5 that adjusts the opening degree of the expansion valve 3.
  • the expansion valve control unit 5 stores a first table that defines the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and the relationship between a plurality of types of refrigerants and the expansion valve opening, and the refrigerant used is determined based on the first table. The appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the corresponding expansion valve opening is determined.
  • the first table defines the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and the relationship between the plurality of types of refrigerants and the expansion valve opening.
  • the expansion valve control unit 5 stores a second table that defines the application and the relationship between the horsepower and the evaporator capacity range, and based on the input application and the horsepower based on the second table. Configured to determine the evaporator capacity range.
  • the second table defines the application and the relationship between horsepower and evaporator capacity range.
  • the expansion valve control unit 5 is configured to control the opening degree of the expansion valve 3 within the proper use range of the determined expansion valve opening degree.
  • the opening degree of the expansion valve 3 is controlled within an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening degree determined by the expansion valve control unit 5. For this reason, the expansion valve opening degree is not controlled outside the proper use range from the upper limit to the lower limit. Thereby, even when an abnormality occurs in the detection of the temperature sensor at the outlet of the evaporator, the opening degree of the expansion valve outside the proper use range of the ability of the evaporator 4 is not output. Therefore, the liquid back operation or the overheating operation is prevented, and the failure of the compressor 1 can be suppressed.
  • the expansion valve control unit 5 uses the input unit 5a for inputting usage information, the storage unit 5b for storing the first table, and the usage information input to the input unit 5a in the first table.
  • An opening determining unit 5d that collates and determines an appropriate use range of the expansion valve opening; and a control unit 5e that controls the opening of the expansion valve 3 within the determined appropriate use range of the expansion valve opening. Includes processing circuitry.
  • the first table defines the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and the relationship between the plurality of types of refrigerants and the expansion valve opening.
  • the opening degree of the expansion valve outside the proper use range of the ability of the evaporator 4 is not output.
  • an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the type of refrigerant used and the refrigeration capacity of the evaporator 4 to which the expansion valve 3 is applied can be determined, and liquid back operation or overheating can be determined. Operation is prevented and the failure of the compressor 1 can be suppressed.
  • the storage unit 5b stores the second table.
  • the expansion valve control unit 5 has a range determination unit 5c that determines the evaporator capacity range by comparing the usage information input to the input unit 5a with the second table in the processing circuit.
  • the second table defines the application and the relationship between horsepower and evaporator capacity range.
  • the use and horsepower input by the setter as use information are collated in the second table, whereby the evaporator capacity range corresponding to the use and horsepower used can be determined. Therefore, the setter can determine the evaporator capacity range from the application to be used and the horsepower without knowing the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range.
  • the usage information is a use, a horsepower, and a refrigerant used for the refrigeration cycle apparatus 100.
  • the appropriate usage range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the usage, horsepower and refrigerant is determined. It can. Therefore, even when an abnormality occurs in the detection of the temperature sensor at the outlet of the evaporator, the opening degree of the expansion valve outside the proper use range of the ability of the evaporator 4 is not output. Therefore, the liquid back operation or the overheating operation is prevented, and the failure of the compressor 1 can be suppressed.
  • the expansion valve control unit 5 includes an application unit to be used, an input unit 5a for inputting horsepower and a refrigerant, a refrigerating capacity in which an evaporator capacity range is quantified, and a plurality of types of refrigerants and an expansion valve opening degree.
  • a storage table 5b storing a first table that defines a relationship between the first table and a second table that defines a relationship between the application and horsepower and the evaporator capacity range;
  • the range determination unit 5c that determines the evaporator capacity range according to the application and horsepower input in comparison with the above, the evaporator capacity range determined by the range determination unit 5c, and the refrigerant that is input to the input unit 5a are the first.
  • An opening degree determination unit 5d that determines an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening degree according to the refrigerant to be used in comparison with the table, and the expansion valve 3 within the determined appropriate use range of the expansion valve opening degree.
  • the second table defines the application and the relationship between horsepower and evaporator capacity range. By comparing the use and horsepower input by the setter in the second table, the evaporator capacity range corresponding to the use and horsepower used can be determined.
  • the first table defines the refrigeration capacity obtained by quantifying the evaporator capacity range and the relationship between a plurality of types of refrigerant and the expansion valve opening. By collating the refrigerant to be used and the refrigerating capacity in the first table, an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the refrigerant to be used can be determined.
  • the opening degree of the expansion valve 3 is controlled within an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening degree determined by the expansion valve control unit 5. For this reason, the expansion valve opening degree is not controlled outside the proper use range from the upper limit to the lower limit. Thereby, even when an abnormality occurs in the detection of the temperature sensor at the outlet of the evaporator, the opening degree of the expansion valve outside the proper use range of the ability of the evaporator 4 is not output. In this way, an appropriate use range from the upper limit to the lower limit of the expansion valve opening according to the type of refrigerant used and the refrigeration capacity of the evaporator 4 to which the expansion valve 3 is applied can be determined, and liquid back operation or overheating can be determined. Operation is prevented and the failure of the compressor 1 can be suppressed.
  • the expansion valve 3 is an electronic expansion valve in which the expansion valve control unit 5 is integrated.
  • the expansion valve 3 is an electronic expansion valve in which the expansion valve control unit 5 is integrated, there are no extra parts in the refrigeration cycle apparatus 100, and the number of parts does not increase. Note that the expansion valve 3 and the expansion valve control unit 5 are not necessarily integrated.

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Abstract

冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器の順に冷媒配管を接続した冷媒回路と、膨張弁の開度を調節する膨張弁制御部と、を備え、膨張弁制御部は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブルを記憶し、第１テーブルに基づき、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定するように構成された。

Description

冷凍サイクル装置
　本発明は、膨張弁の開度を調節する膨張弁制御部を備える冷凍サイクル装置に関する。
　従来、電子式膨張弁において、制御可能な開度範囲は、複数種類の冷媒の使用範囲を含んでいる技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１の技術では、試運転時に、吐出過熱度及び吸入過熱度に基づいて冷媒の種類を自動的に判定している。
特開２０１７－１４１９９８号公報
　しかしながら、膨張弁が適用される蒸発器の冷凍能力は、１種類の冷媒であっても変更される。従来の技術では、蒸発器出口の温度センサの検知に異常が発生した場合などに、蒸発器の能力の適正使用範囲外の膨張弁開度が出力される可能性がある。蒸発器の能力の範囲を超える膨張弁開度が出力されると、液バック運転が発生し、圧縮機が故障に至るおそれがある。また、蒸発器の能力未満の膨張弁開度が出力されると、圧縮機の入口温度が上昇して過熱運転が発生し、圧縮機が故障に至るおそれがある。
　本発明は、上記課題を解決するためのものであり、使用される冷媒の種類と膨張弁が適用される蒸発器の冷凍能力とに応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定でき、液バック運転又は過熱運転が発生せず、圧縮機の故障が抑制できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器の順に冷媒配管を接続した冷媒回路と、前記膨張弁の開度を調節する膨張弁制御部と、を備え、前記膨張弁制御部は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブルを記憶し、前記第１テーブルに基づき、使用する冷媒に応じた前記膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定するように構成されたものである。
　本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、膨張弁制御部は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブルを記憶し、第１テーブルに基づき、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定する。したがって、使用される冷媒の種類と膨張弁が適用される蒸発器の冷凍能力とに応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定でき、液バック運転又は過熱運転が防止され、圧縮機の故障が抑制できる。
本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る膨張弁制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る膨張弁制御部の機能を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る第１テーブルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る第２テーブルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る第１テーブルを用いて適正使用範囲を決定する状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る決定後の適正使用範囲を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る膨張弁開度決定制御ルーチンを示すフローチャートである。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
実施の形態１．
＜冷凍サイクル装置１００＞
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００を示す冷媒回路図である。
　図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３及び蒸発器４を備える。これら圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３及び蒸発器４が冷媒配管で順に接続されて冷媒回路を形成している。そして、蒸発器４から流出した冷媒は、圧縮機１に吸入されて高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、凝縮器２において凝縮されて液体になる。液体となった冷媒は、膨張弁３で減圧膨張されて低温低圧の気液二相となり、気液二相の冷媒が蒸発器４において熱交換される。
　なお、冷凍サイクル装置１００としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置又は給湯器などが挙げられる。
　膨張弁３は、流量制御弁であり、冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁３は、電子式膨張弁に構成されている。このため、膨張弁３は、膨張弁制御部５を一体的に備える。膨張弁３は、膨張弁制御部５と有線又は無線の通信線６を介して相互に通信でき、膨張弁制御部５の指示に基づいて開度調整を行える。
＜膨張弁制御部５の機能構成＞
　図２は、本発明の実施の形態１に係る膨張弁制御部の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る膨張弁制御部５の機能を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、膨張弁制御部５の機能のうち、後述する実施の形態１の特徴である膨張弁３の開度を適正使用範囲に決定する機能を説明する。膨張弁制御部５は、その他の機能として、冷凍サイクル装置１００の運転時の膨張弁３の開度などを運転状況に応じて適宜制御できる。
　図２に示すように、膨張弁制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどのメモリ並びにＩ／Ｏポートなどの入出力装置を備えたマイコンを有した処理回路である。
　図３に示すように、膨張弁制御部５は、入力部５ａと、記憶部５ｂと、範囲決定部５ｃと、開度決定部５ｄと、制御部５ｅと、を有する処理回路に構成されている。
　入力部５ａは、使用情報として使用する冷凍サイクル装置１００の用途、馬力及び冷媒を設定者によって入力される。入力部５ａは、使用情報を自身の有するスイッチ類によって入力されても良いし、通信回線あるいは接続される記憶媒体によって入力されても良い。
　記憶部５ｂは、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びフラッシュメモリなどの記憶媒体によって構成されている。記憶部５ｂは、第１テーブルと、第２テーブルと、を記憶している。
　図４は、本発明の実施の形態１に係る第１テーブルを示す説明図である。図４に示すように、第１テーブルは、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義している。すなわち、使用する冷媒と冷凍能力とが第１テーブルにて照合されることにより、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定できる。
　図５は、本発明の実施の形態１に係る第２テーブルを示す説明図である。第２テーブルは、用途及び馬力と蒸発器能力範囲との関係を定義している。すなわち、設定者が入力する用途及び馬力が第２テーブルにて照合されることにより、使用する用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲が決定できる。
　範囲決定部５ｃは、入力部５ａに入力された用途及び馬力を第２テーブルに照合して入力された用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲を決定する処理を実施する。図５に示すように、入力された用途が冷蔵用と冷凍用とのうち冷蔵用であり、馬力１０であるとする。この場合には、範囲決定部５ｃは、これらの情報を第２テーブルの各値に代入する。第２テーブルは、縦軸に用途の欄を有し、横軸に馬力の欄を有する。そのため、用途及び馬力が入力されると、網掛けした交差部分のように、蒸発器能力の能力上限が２５．０と決定され、能力下限が１０．０と決定される。
　開度決定部５ｄは、範囲決定部５ｃが決定した蒸発器能力範囲と入力部５ａに入力された冷媒とを第１テーブルに照合して使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定する処理を実施する。
　図６は、本発明の実施の形態１に係る第１テーブルを用いて適正使用範囲を決定する状態を示す説明図である。図６に示すように、開度決定部５ｄは、範囲決定部５ｃが決定した蒸発器能力範囲である能力上限の２５．０及び能力下限の１０．０と、使用する冷媒としてのＲ４１０Ａと、を第１テーブルに入力する。第１テーブルは、縦軸に蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力の目盛りを有し、横軸に膨張弁開度の目盛りを有する。そして、複数種類の冷媒に応じた特性線が第１テーブル上に載せられている。そのため、能力上限の２５．０及び能力下限の１０．０と、使用する冷媒としてのＲ４１０Ａと、が入力されると、網掛け部のようにＲ４１０Ａの特性線に対しての蒸発器能力範囲が定まる。蒸発器能力範囲の上限値と下限値とがそのまま真っ直ぐ下方に直線を引いて膨張弁開度の目盛りに合せると、膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定される。Ｒ４１０Ａの適正使用範囲は、後述の図７に示すような８００のＭＡＸ開度と４５０のＭＩＮ開度とに決定される。
　制御部５ｅは、開度決定部５ｄにて決定された膨張弁開度の適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御する処理を実施する。つまり、制御部５ｅは、開度決定部５ｄにて決定された膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御し、適正使用範囲外の開度とはならないように制御する。
　図７は、本発明の実施の形態１に係る開度決定部５ｄによって決定後の適正使用範囲を示す説明図である。図７に示すように、開度決定部５ｄにてＲ４１０Ａの適正使用範囲が８００のＭＡＸ開度と４５０のＭＩＮ開度とに決定される。図７のこれらの値が記憶部５ｂに記憶される。これにより、制御部５ｅが８００のＭＡＸ開度と４５０のＭＩＮ開度との間で膨張弁３の開度を制御する。冷凍サイクル装置１００の運転状態に応じた制御部５ｅの膨張弁開度の制御の詳細は省略する。制御部５ｅは、冷凍サイクル装置１００の通常運転時に、以前に後述のルーチンが実施されて予め記憶部５ｂに記憶した図７の表を用い、８００のＭＡＸ開度と４５０のＭＩＮ開度との間で膨張弁３の開度を制御する。
＜膨張弁開度決定制御ルーチン＞
　図８は、本発明の実施の形態１に係る膨張弁制御部５による膨張弁開度決定制御ルーチンを示すフローチャートである。図８に示すルーチンは、冷凍サイクル装置１００の初運転時又はリセット時などに実施される。
　冷凍サイクル装置１００の初運転時又はリセット時などに本ルーチンがスタートする。
　ステップＳ１０１にて、膨張弁制御部５の入力部５ａは、用途、馬力及び冷媒を入力されたか否かを判別する。ステップＳ１０１にて、用途、馬力及び冷媒が入力されたと判断したときは、ステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０１にて、用途、馬力及び冷媒が入力されないときは、本ルーチンを一旦終了する。
　ステップＳ１０２にて、膨張弁制御部５の範囲決定部５ｃは、用途及び馬力から記憶部５ｂに記憶された第２テーブルを用いて蒸発器能力範囲を決定する。詳細は、上述の範囲決定部５ｃの説明どおりである。ステップＳ１０２の処理が終了すると、ステップＳ１０３に移行する。
　ステップＳ１０３にて、膨張弁制御部５の開度決定部５ｄは、使用する冷媒とステップＳ１０２にて決定した冷凍能力としての蒸発器能力範囲とから記憶部５ｂに記憶された第１テーブルを用いて使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定する。詳細は、上述の開度決定部５ｄの説明どおりである。ステップＳ１０３の処理が終了すると、ステップＳ１０４に移行する。
　ステップＳ１０４にて、膨張弁制御部５の制御部５ｅは、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御する。詳細は、上述の制御部５ｅの説明どおりである。ステップＳ１０４の処理が終了すると、本ルーチンが一旦終了する。
　なお、冷凍サイクル装置１００の初運転時又はリセット時などでない通常運転時では、ステップＳ１０４と同様に、膨張弁制御部５の制御部５ｅは、以前に本ルーチンを実施して予め決定されて記憶部５ｂに記憶した使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御する。
＜応用例＞
　冷凍サイクル装置１００は、蒸発器出口から圧縮機１までの間に、圧力センサ及び温度センサを備える。なお、圧力センサは、蒸発器入口温度センサで代用しても良い。そして、蒸発器出口の冷媒過熱度の値が所定の範囲外となる状態が継続して発生した場合に、膨張弁制御部５の制御部５ｅは、膨張弁開度範囲の補正を行っても良い。具体的には、膨張弁制御部５の制御部５ｅは、蒸発器出口の冷媒過熱度の値が所定の範囲よりも大きい場合には、ＭＩＮ開度の値を１．０５倍する調整を行う。また、膨張弁制御部５の制御部５ｅは、蒸発器出口の冷媒過熱度の値が所定の範囲よりも小さい場合には、ＭＡＸ開度の値を０．９５倍する調整を行う。膨張弁制御部５の制御部５ｅは、これらの調整を蒸発器出口の冷媒過熱度の値が所定の範囲に収まるまで繰り返し行う。
＜実施の形態１の効果＞
　実施の形態１によれば、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３及び蒸発器４の順に冷媒配管を接続した冷媒回路を備える。冷凍サイクル装置１００は、膨張弁３の開度を調節する膨張弁制御部５を備える。膨張弁制御部５は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブルを記憶し、第１テーブルに基づき、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定するように構成されている。
　この構成によれば、第１テーブルが蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義している。使用する冷媒と冷凍能力とが第１テーブルにて照合されることにより、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定できる。これにより、蒸発器出口の温度センサの検知に異常が発生した場合などであっても、蒸発器４の能力の適正使用範囲外の膨張弁開度が出力されることがない。このように、使用される冷媒の種類と膨張弁３が適用される蒸発器４の冷凍能力とに応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定でき、液バック運転又は過熱運転が防止され、圧縮機１の故障が抑制できる。
　実施の形態１によれば、膨張弁制御部５は、用途及び馬力と蒸発器能力範囲との関係を定義した第２テーブルを記憶し、第２テーブルに基づき、入力された用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲を決定するように構成されている。
　この構成によれば、第２テーブルが用途及び馬力と蒸発器能力範囲との関係を定義している。設定者が入力する用途及び馬力が第２テーブルにて照合されることにより、使用する用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲が決定できる。したがって、設定者は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力が分からなくても、使用する用途及び馬力から蒸発器能力範囲が決定できる。
　実施の形態１によれば、膨張弁制御部５は、決定された膨張弁開度の適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御するように構成されている。
　この構成によれば、膨張弁３の開度は、膨張弁制御部５によって決定された膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲内で制御される。このため、膨張弁開度が上限から下限までの適正使用範囲外に制御されない。これにより、蒸発器出口の温度センサの検知に異常が発生した場合などであっても、蒸発器４の能力の適正使用範囲外の膨張弁開度が出力されることがない。したがって、液バック運転又は過熱運転が防止され、圧縮機１の故障が抑制できる。
　実施の形態１によれば、膨張弁制御部５は、使用情報を入力する入力部５ａと、第１テーブルを記憶した記憶部５ｂと、入力部５ａに入力された使用情報を第１テーブルに照合して膨張弁開度の適正使用範囲を決定する開度決定部５ｄと、決定された膨張弁開度の適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御する制御部５ｅと、を有する処理回路を含む。
　この構成によれば、第１テーブルが蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義している。使用情報として使用する冷媒と冷凍能力とが第１テーブルにて照合されることにより、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定できる。そして、膨張弁３の開度は、膨張弁制御部５によって決定された膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲内で制御される。このため、膨張弁開度が上限から下限までの適正使用範囲外に制御されない。これにより、蒸発器出口の温度センサの検知に異常が発生した場合などであっても、蒸発器４の能力の適正使用範囲外の膨張弁開度が出力されることがない。このように、使用される冷媒の種類と膨張弁３が適用される蒸発器４の冷凍能力とに応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定でき、液バック運転又は過熱運転が防止され、圧縮機１の故障が抑制できる。
　実施の形態１によれば、記憶部５ｂは、第２テーブルを記憶している。膨張弁制御部５は、処理回路に、入力部５ａに入力された使用情報を第２テーブルに照合して蒸発器能力範囲を決定する範囲決定部５ｃを有する。
　この構成によれば、第２テーブルが用途及び馬力と蒸発器能力範囲との関係を定義している。使用情報として設定者が入力する用途及び馬力が第２テーブルにて照合されることにより、使用する用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲が決定できる。したがって、設定者は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力が分からなくても、使用する用途及び馬力から蒸発器能力範囲が決定できる。
　実施の形態１によれば、使用情報は、冷凍サイクル装置１００に使用する用途、馬力及び冷媒である。
　この構成によれば、使用情報として設定者が使用する用途、馬力及び冷媒を入力するだけで、使用する用途、馬力及び冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定できる。これにより、蒸発器出口の温度センサの検知に異常が発生した場合などであっても、蒸発器４の能力の適正使用範囲外の膨張弁開度が出力されることがない。したがって、液バック運転又は過熱運転が防止され、圧縮機１の故障が抑制できる。
　実施の形態１によれば、膨張弁制御部５は、使用する用途、馬力及び冷媒を入力する入力部５ａと、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブル、並びに用途及び馬力と蒸発器能力範囲との関係を定義した第２テーブルを記憶した記憶部５ｂと、入力部５ａに入力された用途及び馬力を第２テーブルに照合して入力された用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲を決定する範囲決定部５ｃと、範囲決定部５ｃが決定した蒸発器能力範囲と入力部５ａに入力された冷媒とを第１テーブルに照合して使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定する開度決定部５ｄと、決定された膨張弁開度の適正使用範囲内で膨張弁３の開度を制御する制御部５ｅと、を有する処理回路を含む。
　この構成によれば、第２テーブルが用途及び馬力と蒸発器能力範囲との関係を定義している。設定者が入力する用途及び馬力が第２テーブルにて照合されることにより、使用する用途及び馬力に応じた蒸発器能力範囲が決定できる。また、第１テーブルが蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義している。使用する冷媒と冷凍能力とが第１テーブルにて照合されることにより、使用する冷媒に応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定できる。そして、膨張弁３の開度は、膨張弁制御部５によって決定された膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲内で制御される。このため、膨張弁開度が上限から下限までの適正使用範囲外に制御されない。これにより、蒸発器出口の温度センサの検知に異常が発生した場合などであっても、蒸発器４の能力の適正使用範囲外の膨張弁開度が出力されることがない。このように、使用される冷媒の種類と膨張弁３が適用される蒸発器４の冷凍能力とに応じた膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲が決定でき、液バック運転又は過熱運転が防止され、圧縮機１の故障が抑制できる。
　実施の形態１によれば、膨張弁３は、膨張弁制御部５を一体化した電子式膨張弁である。
　この構成によれば、膨張弁３が膨張弁制御部５を一体化した電子式膨張弁であるので、冷凍サイクル装置１００に余計な部品が無く、部品点数が増加しない。なお、膨張弁３と膨張弁制御部５とは、必ずしも一体化される必要はない。
　１　圧縮機、２　凝縮器、３　膨張弁、４　蒸発器、５　膨張弁制御部、５ａ　入力部、５ｂ　記憶部、５ｃ　範囲決定部、５ｄ　開度決定部、５ｅ　制御部、６　通信線、１００　冷凍サイクル装置。

Claims (8)

  1. 　圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器の順に冷媒配管を接続した冷媒回路と、
    　前記膨張弁の開度を調節する膨張弁制御部と、
    を備え、
    　前記膨張弁制御部は、蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブルを記憶し、前記第１テーブルに基づき、使用する冷媒に応じた前記膨張弁開度の上限から下限までの適正使用範囲を決定するように構成された冷凍サイクル装置。
  2. 　前記膨張弁制御部は、用途及び馬力と前記蒸発器能力範囲との関係を定義した第２テーブルを記憶し、前記第２テーブルに基づき、入力された用途及び馬力に応じた前記蒸発器能力範囲を決定するように構成された請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記膨張弁制御部は、決定された前記膨張弁開度の前記適正使用範囲内で前記膨張弁の開度を制御するように構成された請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記膨張弁制御部は、
    　使用情報を入力する入力部と、
    　前記第１テーブルを記憶した記憶部と、
    　前記入力部に入力された前記使用情報を前記第１テーブルに照合して前記膨張弁開度の前記適正使用範囲を決定する開度決定部と、
    　決定された前記膨張弁開度の前記適正使用範囲内で前記膨張弁の開度を制御する制御部と、
    を有する処理回路を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記記憶部は、前記第２テーブルを記憶し、
    　前記膨張弁制御部は、前記処理回路に、前記入力部に入力された前記使用情報を前記第２テーブルに照合して前記蒸発器能力範囲を決定する範囲決定部を有する請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記使用情報は、冷凍サイクル装置に使用する用途、馬力及び冷媒である請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記膨張弁制御部は、
    　使用する用途、馬力及び冷媒を入力する入力部と、
    　前記蒸発器能力範囲を数値化した冷凍能力及び複数種類の冷媒と膨張弁開度との関係を定義した第１テーブル、並びに用途及び馬力と前記蒸発器能力範囲との関係を定義した第２テーブルを記憶した記憶部と、
    　前記入力部に入力された用途及び馬力を前記第２テーブルに照合して入力された用途及び馬力に応じた前記蒸発器能力範囲を決定する範囲決定部と、
    　前記範囲決定部が決定した蒸発器能力範囲と前記入力部に入力された冷媒とを前記第１テーブルに照合して使用する冷媒に応じた前記膨張弁開度の上限から下限までの前記適正使用範囲を決定する開度決定部と、
    　決定された前記膨張弁開度の前記適正使用範囲内で前記膨張弁の開度を制御する制御部と、
    を有する処理回路を含む請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　前記膨張弁は、前記膨張弁制御部を一体化した電子式膨張弁である請求項１～７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
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