JP2010210213A - Valve controlling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動弁の開度を制御する弁制御装置に関し、特に、温度センサや圧力センサ等に異常が発生した場合の開度制御を行う装置に関する。 The present invention relates to a valve control device that controls the opening of an electric valve, and more particularly to a device that performs opening control when an abnormality occurs in a temperature sensor, a pressure sensor, or the like.
従来、冷凍・冷蔵ショーケース等に使用される冷凍サイクルでは、循環冷媒の流量を精度よく調整するため、流量制御用の膨張弁として、パルスモータにより弁体を移動させる電動弁が広く活用されている。こうした冷凍サイクルにおいては、一般に、蒸発器の入口及び出口温度を温度センサで検出して過熱度を算出するとともに、算出した過熱度と予め設定された過熱度とを対比して電動弁の弁開度を制御している。 Conventionally, in a refrigeration cycle used for a refrigeration / refrigeration showcase or the like, an electric valve that moves a valve element by a pulse motor is widely used as an expansion valve for flow control in order to accurately adjust the flow rate of the circulating refrigerant. Yes. In such a refrigeration cycle, in general, the temperature at the inlet and outlet of the evaporator is detected by a temperature sensor to calculate the degree of superheat, and the motor valve is opened by comparing the calculated degree of superheat with a preset degree of superheat. Control the degree.
上記のとおり、電動弁の開度制御は、温度センサの検出温度に基づいて行われるが、冷凍サイクルの運転に際しては、運転途中で温度センサに断線、短絡等の故障が生じて適切に温度を検出できなくなることがあり、この場合、電動弁の開度制御も継続することが不可能になる。そこで、従来の弁制御装置では、装置の製造段階において、全閉値又は全開値を非常時用の開度値として設定しておき、温度センサに異常が生じた場合には、全閉又は全開状態で電動弁を停止させるように制御していた（例えば、特許文献１参照）。 As described above, the opening control of the motor-operated valve is performed based on the temperature detected by the temperature sensor, but during the operation of the refrigeration cycle, the temperature sensor is broken during operation, such as disconnection or short circuit, and the temperature is appropriately adjusted. In some cases, it becomes impossible to detect the opening degree of the motor-operated valve. Therefore, in the conventional valve control device, the fully closed value or fully opened value is set as the opening value for emergency in the manufacturing stage of the device, and when an abnormality occurs in the temperature sensor, the fully closed or fully opened value is set. The motorized valve is controlled to stop in a state (see, for example, Patent Document 1).
しかし、電動弁を全閉状態で停止させると、その間、冷凍サイクル内を冷媒が流れなくなるため、低圧異常により冷凍サイクルの運転が停止されてしまい、冷凍・冷蔵ショーケースの場合には、庫内を低温状態に保つことが不可能になる。その結果、補修用の作業員が到着するまでの間、長期に亘って庫内温度の高い状態が続くことになり、食料品の傷みを招くという問題があった。 However, if the motorized valve is stopped in the fully closed state, the refrigerant will not flow in the refrigeration cycle during that time, so the operation of the refrigeration cycle will be stopped due to abnormal low pressure, and in the case of a refrigeration / refrigeration showcase, It is impossible to keep the temperature at a low temperature. As a result, until the repair worker arrives, the state of the high internal temperature continues for a long period of time, and there is a problem that the foodstuff is damaged.
一方、電動弁を全開状態で停止させた場合には、冷媒の循環が遮断されることはないが、蒸発器への冷媒供給が過多となり、蒸発器からの冷媒が液状態で圧縮機に戻るようになる（液バック）。この場合も、上記と同様、庫内を冷却することができなくなるため、食料品の傷みを招く虞があり、また、液圧縮により圧縮機を破損させる危険性もある。 On the other hand, when the motor-operated valve is stopped in the fully opened state, the refrigerant circulation is not interrupted, but the refrigerant supply to the evaporator becomes excessive, and the refrigerant from the evaporator returns to the compressor in the liquid state. (Liquid back). In this case as well, the inside of the refrigerator cannot be cooled, as described above, which may cause damage to foodstuffs, and there is a risk of damaging the compressor due to liquid compression.
こうした問題は、温度センサに異常が発生した場合に限らず、冷凍サイクル内を循環する冷媒の圧力を検出する圧力センサに異常が発生した場合にも概ね同様に生じ得るため、冷凍サイクルの温度や圧力を検出するセンサに異常が発生した場合の対処が重要な課題となっている。 Such a problem can occur not only when an abnormality occurs in the temperature sensor but also when a malfunction occurs in the pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle. It is an important issue to deal with an abnormality in a sensor that detects pressure.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、温度センサや圧力センサ等のセンサに異常が発生した場合に、電動弁の弁開度を適切に制御し、温度管理対象物の損傷を防止することが可能な弁制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and when an abnormality occurs in a sensor such as a temperature sensor or a pressure sensor, the valve opening degree of the motor-operated valve is appropriately controlled to control the temperature. An object of the present invention is to provide a valve control device capable of preventing damage to an object.
上記目的を達成するため、本発明は、センサの出力値に基づいて冷凍サイクルの温度又は圧力を検出するとともに、該検出した検出値に基づいて電動弁の弁開度を制御する弁制御装置であって、前記電動弁の非常時開度を設定、変更するための弁開度設定手段と、前記センサに異常が発生したときに、前記弁開度設定手段を介して設定又は変更された非常時開度で前記電動弁を停止させる弁開度制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a valve control device that detects the temperature or pressure of a refrigeration cycle based on an output value of a sensor and controls the valve opening of an electric valve based on the detected value. A valve opening setting means for setting and changing the emergency opening of the motor-operated valve, and an emergency set or changed via the valve opening setting means when an abnormality occurs in the sensor. And a valve opening control means for stopping the motor-operated valve at the hour opening.
そして、本発明によれば、センサに異常が発生したときに、設定又は変更された非常時開度で電動弁が停止されるため、非常時開度として、例えば、全開値と全閉値との間の中間の開度値を設定することで、冷凍サイクルが不意に停止するのを回避することができる。これにより、迅速な補修が不可能な場合であっても、温度管理対象物が損傷するのを防止することが可能になる。加えて、非常時開度を自由に設定、変更することができるため、冷凍サイクルの使用状況やユーザの要望に合わせて適宜に値を設定することができ、汎用性や利便性を向上させることが可能になる。 According to the present invention, when the abnormality occurs in the sensor, the motor-operated valve is stopped at the emergency opening that has been set or changed. By setting an intermediate opening value between the refrigeration cycle, the refrigeration cycle can be prevented from stopping unexpectedly. Thereby, even if quick repair is impossible, it becomes possible to prevent a temperature management object from being damaged. In addition, since the emergency opening can be set and changed freely, the value can be set appropriately according to the usage status of the refrigeration cycle and the user's request, improving versatility and convenience Is possible.
前記弁制御装置において、前記非常時開度を、全閉より開度が大きく、かつ、全開より開度が小さい開度値であって、冷凍サイクルの運転を継続することが可能な開度値とすることができる。 In the valve control device, the emergency opening is an opening value that is larger than the fully closed position and smaller than the fully opened position, and is capable of continuing the operation of the refrigeration cycle. It can be.
前記弁制御装置において、前記センサを、制御対象の温度を検出する温度センサ、又は冷凍サイクル内を循環する冷媒の圧力を検出する圧力センサとすることができる。 In the valve control device, the sensor may be a temperature sensor that detects a temperature to be controlled or a pressure sensor that detects a pressure of a refrigerant circulating in the refrigeration cycle.
前記弁制御装置において、有線通信又は無線通信を利用し、外部機器から前記非常時開度を設定、変更するための通信手段を備えることができる。 The valve control device may include communication means for setting and changing the emergency opening degree from an external device using wired communication or wireless communication.
前記弁制御装置において、前記電動弁を、冷凍サイクルにおける膨張弁、又は冷凍サイクルのホットガスバイパス回路における流量制御弁とすることができる。 In the valve control device, the electric valve may be an expansion valve in a refrigeration cycle or a flow control valve in a hot gas bypass circuit of the refrigeration cycle.
以上のように、本発明によれば、温度センサや圧力センサ等のセンサに異常が発生した場合に、電動弁の弁開度を適切に制御し、温度管理対象物の損傷を防止することが可能になる。 As described above, according to the present invention, when an abnormality occurs in a sensor such as a temperature sensor or a pressure sensor, the valve opening degree of the motor-operated valve can be appropriately controlled to prevent damage to the temperature management object. It becomes possible.
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下においては、冷凍サイクルシステムとして、食料品の保冷や陳列等に用いる冷凍・冷蔵ショーケースの庫内温度を制御するシステムを例示し、また、本発明にかかる弁制御装置を、上記冷凍サイクルシステムに配置された膨張弁（電動弁）を制御するための装置として使用した場合を例にとって説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, as a refrigeration cycle system, a system for controlling the internal temperature of a refrigeration / refrigeration showcase used for refrigeration, display, etc. of foods will be exemplified, and the valve control device according to the present invention will be referred to as the refrigeration cycle system. The case where it uses as an apparatus for controlling the expansion valve (electric valve) arrange | positioned at a cycle system is demonstrated to an example.
図１は、本発明にかかる弁制御装置を備えた冷凍サイクルシステムを示し、このシステム１は、圧縮機２と、凝縮器３と、凝縮器用ファン３ａと、電磁弁４と、電動弁５と、蒸発器６と、蒸発器用ファン６ａと、入口温度センサ７と、出口温度センサ８と、庫内温度センサ９と、温度制御部１０と、過熱度制御部１１とを備える。
FIG. 1 shows a refrigeration cycle system provided with a valve control device according to the present invention. This
圧縮機２、凝縮器３、電磁弁４、電動弁５及び蒸発器６は、配管１２で接続され、これらの間を冷媒が循環する。ここで、配管１２を流れる冷媒の流量は、電動弁５の弁開度を調整することにより制御する。
The
圧縮機２は、蒸発器６より供給された低圧の気体の状態にある冷媒を圧縮し、高圧の気体に変換して配管１２を介して凝縮器３に供給する。
The
凝縮器３は、圧縮機２から供給された高圧気体状態の冷媒を凝縮し、高圧液体状態の冷媒に変換して凝縮熱を奪い、奪った熱を凝縮器用ファン３ａの送風によって外部に放出する。
The
電磁弁４は、凝縮器３と蒸発器６の間の冷媒流路１２ａを開閉するための弁であり、蒸発器６への冷媒の流入の有無を切り換えるために設けられる。この電磁弁４は、温度制御部１０から出力される電磁弁駆動信号ＳＶに従って動作し、電磁弁駆動信号ＳＶの電圧レベルに応じて開閉する。
The
電動弁５は、凝縮器３から供給された高圧液体状態の冷媒を低圧状態に変化させる。この電動弁５は、過熱度制御部１１からの電動弁駆動信号ＥＶに従って駆動されるパルスモータ５ａ（図２参照）を内蔵し、電動弁駆動信号ＥＶのパルス数に応じた回転角度でパルスモータ５ａが回転することにより弁開度が調整される。
The motor-operated
蒸発器６は、低圧の液体状態にある冷媒を蒸発（気化）させるために備えられ、冷媒は、蒸発することにより周囲より気化熱を奪い、加熱される。この際、奪われた熱によって蒸発器６周辺の空気が冷却され、その冷却された空気が蒸発器用ファン６ａの送風によって放出されることにより、冷凍・冷蔵ショーケースの庫内温度の調節が行われる。
The
入口温度センサ７、出口温度センサ８及び庫内温度センサ９は、各々、蒸発器６の入口の冷媒（液体状態での冷媒）の温度Ｔin、蒸発器６の出口での冷媒（気体状態の冷媒）の温度Ｔout、冷凍・冷蔵ショーケースの庫内温度Ｔisを検出する。これら入口温度センサ７〜庫内温度センサ９は、例えば、負の温度−抵抗特性を有するサーミスタによって構成される。
The
温度制御部１０は、圧縮機２の運転の有無を制御して冷凍・冷蔵ショーケースの庫内温度を調整するための制御回路であり、例えば、マイクロコンピュータ及び周辺回路（いずれも不図示）から構成される。この温度制御部１０は、庫内温度センサ９によって検出された庫内温度Ｔisと、予め設定されたオン設定温度Ｔon及びオフ設定温度Ｔoffとを対比し、その結果に基づいて圧縮機２の運転の有無を制御する。尚、オン設定温度Ｔon及びオフ設定温度Ｔoffの間には、圧縮機２の頻繁なオン／オフ動作（ハンチング）を避けるためのディファレンシャル（温度差）が設定される。
The
また、温度制御部１０は、圧縮機２の運転状態に合わせて電磁弁４の開閉を制御する機能も有し、電磁弁４の開閉制御は、電磁弁駆動信号ＳＶを通じて行われる。この電磁弁駆動信号ＳＶは、圧縮機２の運転期間中は電磁弁４を開弁させる電圧レベル（例えば、ＡＣ２００Ｖ）に設定され、一方、圧縮機２の停止期間中は電磁弁４を閉弁させる電圧レベル（例えば、０Ｖ）に設定される。
The
過熱度制御部１１は、電動弁５の弁開度を制御するための制御回路であり、温度制御部１０と同様、例えば、マイクロコンピュータ及び周辺回路から構成される。この過熱度制御部１１は、蒸発器６での冷媒の過熱度Ｔsh（出口温度センサ８の検出温度Ｔout−入口温度センサ７の検出温度Ｔin）に基づき、ＰＩＤ制御によって電動弁５の弁開度を求め、求めた弁開度に対応する電動弁駆動信号ＥＶを電動弁５のパルスモータ５ａに出力する。
The superheat
また、過熱度制御部１１は、入口温度センサ７及び出口温度センサ８の異常を監視する機能も有し、それら温度センサ７、８の出力が異常な場合には、電動弁５の開度を予め設定される非常時開度ＳＰに遷移させる。尚、非常時開度ＳＰは、詳細は後述するが、ユーザにより１パルス単位で任意の値に設定することができる。
Moreover, the superheat
過熱度制御部１１は、図２に示すように、マイクロプロセッサ１３と、入口温度検出回路１４と、出口温度検出回路１５と、電動弁駆動回路１６と、入力回路１７と、表示回路１８と、表示ドライバ回路１９と、記憶回路（ＥＥＰＲＯＭ）２０と、制御信号入力回路２１と、通信信号変換回路２２とを備える。
As shown in FIG. 2, the superheat
入口温度検出回路１４は、入口温度センサ７の抵抗値を直流電圧信号に変換し、マイクロプロセッサ１３に出力する抵抗−電圧変換回路である。この入口温度検出回路１４は、蒸発器６の入口の冷媒の温度Ｔinに対応する電気信号（入力温度信号）をマイクロプロセッサ１３に供給する。
The inlet temperature detection circuit 14 is a resistance-voltage conversion circuit that converts the resistance value of the
出口温度検出回路１５は、出口温度センサ８の抵抗値を直流電圧信号に変換し、マイクロプロセッサ１３に出力する抵抗−電圧変換回路である。この出口温度検出回路１５は、蒸発器６の出口の冷媒の温度Ｔoutに対応する電気信号（出口温度信号）をマイクロプロセッサ１３に供給する。
The outlet
入力回路１７は、設定過熱度（目標温度）Ｔs、電動弁５の上限開度、下限開度（例えば、電動弁を１００パルス〜４００パルスで使う場合、上限開度を４００パルス、下限開度を１００パルスに設定する）、ＰＩＤ制御を行う際のＰ（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）の各定数、及び、非常時開度ＳＰ等の各種の設定値を入力するためのものである。これら各種の入力値は、設定値として設定でき、また、設定した設定値は、入力回路１７を用いて変更することもできる。尚、入力値の設定方法及び設定値の変更方法については、後に詳述する。
The
この入力回路１７は、４つのタクトスイッチ１７ａ〜１７ｄ（アップスイッチ１７ａ、ダウンスイッチ１７ｂ、セットスイッチ１７ｃ、エンタースイッチ１７ｄ）を備え、タクトスイッチ１７ａ〜１７ｄのＯＮ／ＯＦＦ状態をマイクロプロセッサ１３に出力する。
The
表示回路１８は、温度表示素子１８ａと、弁開度表示素子１８ｂと、複数のＬＥＤ１８ｃとを備える。温度表示素子１８ａは、蒸発器６の入口の冷媒温度Ｔin 、出口の冷媒温度Ｔout、過熱度Ｔsh（＝Ｔout−Ｔin）を切り換えて表示するとともに、設定モードのときには、設定過熱度Ｔs、上限開度、下限開度、非常時開度ＳＰ等の設定値を表示する。また、弁開度表示素子１８ｂは、電動弁５の現在の開度を全閉からのパルス数で表示する。
The
複数のＬＥＤ１８ｃは、温度表示素子１８ａ及び弁開度表示素子１８ｂの表示項目に合わせて点灯するものであり、「過熱度」から「警報」までの６つのＬＥＤから構成される。「過熱度」、「入口」及び「出口」の各ＬＥＤは、温度表示素子１８ａの表示項目を示すためのものであり、温度表示素子１８ａに表示される温度と対応して点灯する。また、「設定」のＬＥＤは、過熱度制御部１１が設定モードにあるときに点灯し、「運転」のＬＥＤは、過熱度制御部１１が運転中であるときに点灯する。「警報」のＬＥＤは、入口温度センサ７、出口温度センサ８の出力データが異常のときに点灯する。
The plurality of
表示ドライバ回路１９は、マイクロプロセッサ１３からの信号を増幅して表示回路１８に出力する。記憶回路２０は、上記設定値等をバックアップ用に記憶する。
The
電動弁駆動回路１６は、マイクロプロセッサ１３からの駆動制御信号を増幅して、電動弁５に内蔵されたパルスモータ（ステッピングモータ）５ａに駆動パルスを出力するために設けられ、ドライバＩＣ（Integrated Circuit）（駆動信号増幅回路）１６ａ等を備える。
The electric
マイクロプロセッサ１３は、Ａ／Ｄ変換器１３ａと、ＣＰＵ（中央処理装置）１３ｂと、ＲＯＭ１３ｃと、ＲＡＭ１３ｄと、タイマ１３ｅと、Ｉ／Ｏ（１３ｆ）等を備える。
The
Ａ／Ｄ変換器１３ａは、入口温度検出回路１４及び出口温度検出回路１５から出力されるアナログの温度信号をディジタル信号に変換し、ＣＰＵ１３ｂは、ＲＯＭ１３ｃに格納されているプログラムを解釈して実行する。ＲＯＭ１３ｃは、後述するＰＩＤ制御動作による弁開度の制御を実行するための動作プログラムと、温度センサ７、８に異常が生じた場合の電動弁５の開度を制御するためのプログラムと、表示制御プログラムなどを記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ１３ｄは、ＣＰＵ１３ｂのワークメモリとして機能する。タイマ１３ｅは、割込処理等を行うために備えられ、Ｉ／Ｏ（１３ｆ）は、ＣＰＵ１３ｂと他のデバイスとのデータの授受を行うために備えられる。
The A / D converter 13a converts the analog temperature signal output from the inlet temperature detection circuit 14 and the outlet
制御信号入力回路２１は、温度制御部１０から出力される電磁弁駆動信号ＳＶ（交流電圧信号：ＡＣ２００Ｖ−０Ｖ）を直流電圧の二値信号（ＤＣ５Ｖ−０Ｖ）に変換し、電磁弁４の開閉状態を示す信号としてマイクロプロセッサ１３に出力する。
The control
通信信号変換回路２２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２３等の外部機器を接続ケーブル２３ａ等を介してマイクロプロセッサ１３に接続するためのインターフェイス回路であり、設定過熱度Ｔsや非常時開度ＳＰ等の各種の設定値をＰＣ２３側からの操作により入力するために備えられる。この通信信号変換回路２２は、マイクロプロセッサ１３側の信号フォーマットとＰＣ２３側の信号フォーマットとの違いに合わせて、信号の電圧レベルや入出力端子数を相互に変換するものであり、例えば、ＲＳ−２３２ＣトランシーバＩＣ等から構成される。
The communication
次に、上記構成を有する冷凍サイクルシステム１の動作について説明する。ここでは、先ず、温度制御部１０が行う割込処理について、図１、図３を参照しながら説明する。尚、制御動作中、温度制御部１０は、タイマ（不図示）等を用いつつ、所定期間（例えば、１０秒）毎に図３に示すルーチンを実行する。
Next, the operation of the
割込処理を開始すると、温度制御部１０は、図３に示すように、庫内温度センサ９によって検出された庫内温度Ｔisを取り込み（ステップＳ１）、庫内温度Ｔisがオン設定温度Ｔon以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。このとき、例えば、庫内温度Ｔisが上昇傾向にあり、庫内温度Ｔisがオン設定温度Ｔon以上となっている場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、圧縮機２を起動する（ステップＳ３）。これと併行して、電磁弁４を開弁し、凝縮器３と蒸発器６の間の冷媒流路１２ａを開放する（ステップＳ４）。これにより、蒸発器用ファン６ａから冷風を放出させ、庫内を冷却して庫内温度Ｔisを低下させる。
When the interruption process is started, as shown in FIG. 3, the
その後、庫内温度Ｔisが徐々に低下し、庫内温度センサ９の検出温度Ｔisがオン設定温度Ｔonより低くなった場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、その温度Ｔisがオフ設定温度Ｔoff以下にまで達しているか否かを判定する（ステップＳ５）。その結果、庫内温度Ｔisがオフ設定温度Ｔoffよりも高い場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、その時点での圧縮機２の運転状態（稼働させている状態）を維持し、庫内温度Ｔisを引き続き低下させる。このとき、電磁弁４についても、その時点での開閉状態（開弁している状態）を維持し、冷媒流路１２ａを開放し続ける。
Thereafter, when the internal temperature Tis gradually decreases and the detection temperature Tis of the
そして、庫内温度Ｔisが十分に低下し、庫内温度センサ９の検出温度Ｔisがオフ設定温度Ｔoff以下となった場合には（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、圧縮機２の運転を停止するとともに、電磁弁４を閉じて冷媒流路１２ａを閉鎖する（ステップＳ８、Ｓ９）。これにより、庫内の冷却を停止し、庫内温度Ｔisを緩やかに上昇させる。
And when the internal temperature Tis falls sufficiently and the detection temperature Tis of the
以後、上記のステップＳ１〜Ｓ９の動作を１０秒間隔で繰り返し、庫内温度Ｔisが再びオン設定温度Ｔon以上となれば、圧縮機２の運転及び電磁弁４の開弁を再開して庫内温度Ｔisを低下させる。
Thereafter, the operations in steps S1 to S9 are repeated at 10 second intervals, and when the internal temperature Tis becomes equal to or higher than the on-set temperature Ton, the operation of the
次に、過熱度制御部１１が行う制御動作について、図１、図２及び図４を参照しながら、過熱度制御部１１の主要部を構成するマイクロプロセッサ１３の動作を中心に説明する。尚、本処理においても、図３に示す温度制御部１０の制御動作と同様、例えば、１０秒間隔で実行される。
Next, the control operation performed by the superheat
割込処理を開始すると、図４に示すように、過熱度制御部１１のマイクロプロセッサ１３は、蒸発器６の入口の冷媒温度Ｔinを取り込み（ステップＳ１１）、入口温度センサ７の検出値が異常な高温（例えば、６０℃を超える温度）を示すか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定処理は、入口温度センサ７の短絡故障を検出するためのものであり、サーミスタにおいては、温度値と抵抗値が逆特性になることから、検出温度Ｔinが異常な高温を示すか否かを判別することで、入口温度センサ７の抵抗値が極度に低くなっているか否かを判別する。
When the interruption process is started, as shown in FIG. 4, the
判定の結果、入口温度Ｔinが６０℃を超えている場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、入口温度センサ７に短絡故障が発生している虞があるため、電動弁５に電動弁駆動信号ＥＶを出力して開度を非常時開度ＳＰに遷移させ、その後、非常時開度ＳＰで電動弁５を停止させる（ステップＳ１３）。
As a result of the determination, if the inlet temperature Tin exceeds 60 ° C. (step S12: Yes), there is a possibility that a short-circuit failure has occurred in the
ここで、非常時開度ＳＰは、前述のように、入力回路１７やＰＣ２３等を用いてユーザが任意に設定できるものであるが、庫内に保存する食料品の保護を優先すべく、電動弁５の全閉や全開に起因する冷房運転の停止を避ける場合には、非常時開度ＳＰとして、全開値と全閉値との間の中間値（例えば、１００〜２００パルス）を設定することが好ましい。この場合、冷媒の循環が遮断されたり、蒸発器６への冷媒供給が過多となって液バックが発生するのを防止することができ、ある程度の冷房能力を発揮した状態で、冷凍サイクルシステム１を運転し続けることが可能になる。
Here, as described above, the emergency opening SP can be arbitrarily set by the user using the
これに対し、例えば、予備の温度センサを準備するなどし、迅速に温度センサを修理、交換し得る状況下で、冷凍サイクルシステム１を運転している場合には、非常時開度ＳＰとして、全閉値又は全開値を設定することが好ましい。これにより、温度センサに異常が生じた段階で冷凍サイクルシステム１の運転を速やかに停止し、異常をいち早く報知することが可能になる。
On the other hand, for example, when the
一方、入口温度Ｔinが６０℃以下の場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、入口温度Ｔoutが異常な低温（例えば、−６０℃より低い温度）を示すか否かを判定する（ステップＳ１４）。この判定処理は、入口温度センサ７の断線故障を検出するためのものであり、検出温度Ｔinが異常な低温を示すか否かを判別することで、入口温度センサ７の抵抗値が極度に高くなっているか否かを判別する。
On the other hand, when the inlet temperature Tin is 60 ° C. or lower (step S12: No), it is determined whether or not the inlet temperature Tout shows an abnormally low temperature (for example, a temperature lower than −60 ° C.) (step S14). This determination process is for detecting a disconnection failure of the
判定の結果、入口温度Ｔinが−６０℃より低い場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、上記の場合と同様に、非常時開度ＳＰで電動弁５を停止させ、冷凍サイクルシステム１の使用状況に応じて、庫内の食料品の保護を図ったり、入口温度センサ７の修理、交換を促す（ステップＳ１３）。
As a result of the determination, when the inlet temperature Tin is lower than −60 ° C. (step S14: Yes), the motor-operated
一方、入口温度Ｔinが−６０℃以上の場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、入口温度センサ７の異常は認められないため、蒸発器６の出口の冷媒温度Ｔoutを取り込む（ステップＳ１５）。そして、入口温度センサ７の場合と同様、出口温度センサ８の検出値が異常な高温を示すか否かを判別するとともに、異常な低温を示すか否かを判別する（ステップＳ１６、Ｓ１７）。これらの判定の結果、出口温度センサ８の異常が認められれば、電動弁５の開度を非常時開度ＳＰに遷移させ、非常時開度ＳＰで電動弁５を停止させる（ステップＳ１３）。
On the other hand, when the inlet temperature Tin is −60 ° C. or higher (step S14: No), no abnormality is detected in the
これに対し、出口温度センサ８の異常が認められない場合には、通常の弁開度の制御処理を開始し、現在の過熱度Ｔsh＝Ｔout−Ｔinを算出するとともに、設定過熱度（過熱度Ｔshの目標値）Ｔsと、現在の過熱度Ｔshとの偏差ｅ(t)＝Ｔs−Ｔshを算出する（ステップＳ１８、Ｓ１９）。次いで、過去の一連の偏差ｅ、比例帯ＰＢ、積分時間Ｔi、微分時間Ｔdに基づき、次式に従って、ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算で今回の弁開度の操作量ｍ(t)を算出する（ステップＳ２０）。ここで、Ｋpは、比例ゲインである。
On the other hand, when the abnormality of the
そして、演算した操作量ｍ(t)に基づいて電動弁５の目標開度を算出し（ステップＳ２１）、過熱度制御部１１は、電動弁５の開度が目標開度となるように駆動パルス数を設定するとともに、電動弁５に電動弁駆動信号ＥＶを出力して電動弁５の開度を増減する（ステップＳ２２）。
Then, the target opening degree of the motor-operated
次に、図２の入力回路１７及び表示回路１８を用いた各設定値の入力（変更）操作の全体的な流れについて、図５及び表１を参照しながら説明する。尚、図５は、過熱度制御部１１の本体表面を示す外観図である。
Next, the overall flow of the input (change) operation of each set value using the
例えば、温度表示素子１８ａ及び弁開度表示素子１８ｂの各々に、温度、現在の弁開度が表示されている状態において、セットスイッチ１７ｃを押下すると、設定モードに入り、温度表示素子１８ａは、温度を表示するモードから設定値を表示するモードに移行し、弁開度表示素子１８ｂは、現在の弁開度の表示から設定項目の表示に切り替わる。
For example, when the
温度表示素子１８ａに表示された設定値（数値）は、アップスイッチ１７ａ又はダウンスイッチ１７ｂを押下することによって増減することができ、また、エンタースイッチ１７ｄを押下することにより、表示されている設定値が新たな設定値として更新され、記憶される。
The set value (numerical value) displayed on the
一方、設定項目は、例えば、表１に示すように、９つあり、弁開度表示素子１８ｂには、例えば、「１．ＨＶ」のように、設定値番号及び記号が表示される。この設定項目は、設定モードのときに、セットスイッチ１７ｃを押下することで、順次、次の項目に切り替わり、設定項目９（「８．ＳＰ」）を表示しているときに、セットスイッチ１７ｃを押下すると、設定モードを抜け、温度表示及び弁開度表示の状態に戻る。
On the other hand, there are nine setting items as shown in Table 1, for example, and the set value number and symbol are displayed on the valve opening
尚、表１に示す各種の設定値は、前述のとおり、通信を利用したＰＣ２３からの操作によっても設定、変更することができる。
Various setting values shown in Table 1 can also be set and changed by an operation from the
次に、入力回路１７及び表示回路１８を用いた各設定値の入力操作や変更操作について、図５及び図６を参照しながら説明する。
Next, an input operation and a change operation of each set value using the
温度表示素子１８ａに温度を表示しているとき（ステップＳ３１）に、ステップＳ３２において、セットスイッチ１７ｃが押下されたか否かを判定し、押下された場合には、ステップＳ３３において、温度表示素子１８ａに設定値を表示し、かつ、弁開度表示素子１８ｂには、設定値に応じた番号と記号を表示して設定モードに入り、押下されていない場合には、ステップＳ３１の状態に戻る。
When the temperature is displayed on the
次に、ステップＳ３４において、アップスイッチ１７ａが押下されたか否かを判定し、押下された場合には、ステップＳ３５において、温度表示素子１８ａの表示値が設定値の最大値であるか否かを判定する。判定の結果、表示値が設定値の最大値でない場合には、ステップＳ３６において、表示値を増加させてステップＳ３４に戻る。一方、表示値が設定値の最大値の場合には、そのままステップＳ３４に戻る。
Next, in step S34, it is determined whether or not the
ステップＳ３４において、アップスイッチ１７ａが押下されていないと判定された場合には、ステップＳ３７において、ダウンスイッチ１７ｂが押下されたか否かを判定し、押下された場合には、ステップＳ３８において、表示値が設定値の最小値であるか否かを判定し、表示値が設定値の最小値でない場合には、ステップＳ３９において、表示値を減少させてステップＳ３４に戻る。一方、表示値が設定値の最小値の場合には、そのままステップＳ３４に戻る。
If it is determined in step S34 that the
ステップＳ３７において、ダウンスイッチ１７ｂが押下されていないと判定された場合には、ステップＳ４０において、エンタースイッチ１７ｄが押下されたか否かを判定し、押下された場合には、ステップＳ４１において、現在の表示値を設定値として更新するとともに、更新された設定値を図２の記憶回路２０に記憶して、ステップＳ３４に戻る。
If it is determined in step S37 that the
ステップＳ４０において、エンタースイッチ１７ｄが押下されていない場合には、ステップＳ４２において、セットスイッチ１７ｃが押下されたか否かを判定し、押下されていないと判定された場合には、ステップＳ３４に戻る。
In step S40, if the
ステップＳ４２において、セットスイッチ１７ｃが押下されたと判定された場合には、ステップＳ４３において、設定を終了するか否かを判定する。具体的には、ステップＳ４２において、設定項目９の「非常時開度」を表示しているときに、セットスイッチ１７ｃが押下された場合には、ステップＳ４３において、設定モード終了と判断し、ステップＳ３１に戻る。
If it is determined in step S42 that the
一方、ステップＳ４２において、設定項目９の「非常時開度」以外の項目を選択しているときに、セットスイッチ１７ｃが押下された場合には、ステップＳ４４において、次の設定値を温度表示素子１８ａに表示し、次の設定に応じた番号と記号を弁開度表示素子１８ｂに表示してステップＳ３４に戻り、上記動作を繰り返す。
On the other hand, if the
上記の操作により、各種の設定値を入力、変更することができ、非常時開度ＳＰも自由に設定することができる。尚、非常時開度ＳＰは、一旦設定した後も自由に変更することができ、また、設定した非常時開度ＳＰは、冷凍サイクルシステム１の停止期間中に限らず、運転期間中に変更することもできる。
By the above operation, various set values can be input and changed, and the emergency opening SP can be freely set. The emergency opening SP can be freely changed even after it has been set, and the set emergency opening SP can be changed not only during the
以上のように、本実施の形態によれば、電動弁５の非常時開度ＳＰとして、全開及び全閉以外の中間の開度値を設定可能に構成し、その上で、入口及び温度センサ７、８に異常が発生した場合には、設定された非常時開度ＳＰで電動弁５を停止させるようにしたため、温度センサ７、８に異常が発生しても、低圧異常や液バックにより冷凍サイクルシステム１が停止するのを回避することができる。これにより、補修用の作業員が到着するまでの間、庫内の冷房運転を継続することが可能になり、迅速な補修が不可能な場合であっても、食料品の傷みを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the emergency opening SP of the motor-operated
また、非常時開度ＳＰを自由に変更し得るようにしたため、冷凍サイクルシステム１の使用状況やユーザの要望に合わせて適宜に値を設定することができ、例えば、上記のような中間の開度値への制御を解除し、意図的に冷凍サイクルシステム１を停止させるような制御を選択することもできる。このため、動作選択の自由度を高めることができ、汎用性や利便性を向上させることが可能になる。
In addition, since the emergency opening SP can be freely changed, a value can be appropriately set according to the use state of the
尚、上記実施の形態においては、冷凍サイクルシステム１として、冷凍・冷蔵ショーケースの庫内温度を制御するシステムを例示したが、本発明は、空調機等の他の温度調整システムにも広く適用することが可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態においては、入口及び出口温度センサ７、８に異常が発生した場合を例示したが、本発明は、電動弁５の開度制御の際に用いる温度を検出するセンサであれば、入口及び出口温度センサ７、８以外の温度センサに異常が生じた場合でも同様に適用することができ、さらには、冷凍サイクル内を循環する冷媒の圧力を検出する圧力センサに異常が生じた場合にも適用することが可能である。
Further, in the above embodiment, the case where an abnormality has occurred in the inlet and
また、上記実施の形態においては、冷凍サイクルにおける膨張弁の開度を制御する場合を例示したが、本発明は、冷凍サイクルのホットガスバイパス回路における流量制御弁（電動弁）を制御する場合にも適用することが可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the case where the opening degree of the expansion valve in a refrigerating cycle was controlled was illustrated, this invention is when controlling the flow control valve (electric valve) in the hot gas bypass circuit of a refrigerating cycle. Can also be applied.
さらに、上記実施の形態においては、過熱度制御部１１のマイクロプロセッサ１３とＰＣ２３との通信形式として有線通信を例示したが、無線通信を利用してマイクロプロセッサ１３及びＰＣ２３を接続してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, wired communication is exemplified as a communication format between the
また、上記実施の形態においては、電動弁５の開度をＰＩＤ制御する場合を例にとって説明したが、制御方法は、Ｐ（比例）制御でも、ＰＩ（比例積分）制御、ＰＤ（比例微分）制御であってもよい。
In the above embodiment, the case where the opening degree of the motor-operated
１ 冷凍サイクルシステム
２ 圧縮機
３ 凝縮器
３ａ 凝縮器用ファン
４ 電磁弁
５ 電動弁
５ａ パルスモータ
６ 蒸発器
６ａ 蒸発器用ファン
７ 入口温度センサ
８ 出口温度センサ
９ 庫内温度センサ
１０ 温度制御部
１１ 過熱度制御部
１２ 配管
１２ａ 冷媒流路
１３ マイクロプロセッサ
１３ａ Ａ／Ｄ変換器
１３ｂ ＣＰＵ
１３ｃ ＲＯＭ
１３ｄ ＲＡＭ
１３ｅ タイマ
１３ｆ Ｉ／Ｏ
１４ 入口温度検出回路
１５ 出口温度検出回路
１６ 電動弁駆動回路
１６ａ ドライバＩＣ
１７ 入力回路
１７ａ アップスイッチ
１７ｂ ダウンスイッチ
１７ｃ セットスイッチ
１７ｄ エンタースイッチ
１８ 表示回路
１８ａ 温度表示素子
１８ｂ 弁開度表示素子
１８ｃ ＬＥＤ
１９ 表示ドライバ回路
２０ 記憶回路
２１ 制御信号入力回路
２２ 通信信号変換回路
２３ ＰＣ
２３ａ 接続ケーブル
DESCRIPTION OF
13c ROM
13d RAM
14 Inlet
17
19
23a Connection cable
Claims (5)
前記電動弁の非常時開度を設定、変更するための弁開度設定手段と、
前記センサに異常が発生したときに、前記弁開度設定手段を介して設定又は変更された非常時開度で前記電動弁を停止させる弁開度制御手段とを備えることを特徴とする弁制御装置。 A valve control device that detects the temperature or pressure of the refrigeration cycle based on the output value of the sensor, and controls the valve opening of the electric valve based on the detected value,
A valve opening setting means for setting and changing the emergency opening of the electric valve;
Valve opening control means for stopping the motor-operated valve at an emergency opening degree set or changed via the valve opening degree setting means when an abnormality occurs in the sensor. apparatus.
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