JP2015072119A - Electronic expansion valve - Google Patents
Electronic expansion valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015072119A JP2015072119A JP2015001650A JP2015001650A JP2015072119A JP 2015072119 A JP2015072119 A JP 2015072119A JP 2015001650 A JP2015001650 A JP 2015001650A JP 2015001650 A JP2015001650 A JP 2015001650A JP 2015072119 A JP2015072119 A JP 2015072119A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- electronic expansion
- needle
- operation amount
- taper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の流量特性を有する電子膨張弁に関する。 The present invention relates to an electronic expansion valve having a plurality of flow characteristics.
従来の空気調和機の電子膨張弁として、2つの絞り部を有しており、得られる流量特性は電子膨張弁の開度に対し、原則としてリニアに変化させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an electronic expansion valve of a conventional air conditioner, there are two throttle portions, and the obtained flow rate characteristic changes in principle linearly with respect to the opening degree of the electronic expansion valve (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、従来の空気調和機の電子膨張弁では、2つの絞り部を有しているが、得られる流量は、基本的に電子膨張弁の開度に対しリニアに変化するため、所定の範囲の流量について制御することしかできず、これによって限られた容量の室内機の冷媒流量しか制御できないという問題点があった。 However, the conventional electronic expansion valve of an air conditioner has two throttle portions, but the obtained flow rate basically changes linearly with respect to the opening of the electronic expansion valve. There is a problem that only the flow rate of the indoor unit having a limited capacity can be controlled by controlling only the flow rate.
例えば、大容量室内機に対応した電子膨張弁を小容量帯の室内機に対応させた場合、容量的には十分に対応できるものの、開度変化に対する流量変化が大きく、きめ細かな制御ができないため、運転中の冷凍サイクルにおける冷媒流量が大きくハンチングし、冷媒音及び吹出し温度の変化を生じさせ、ユーザーに不快感を与える可能性があるという問題点があった。 For example, when an electronic expansion valve corresponding to a large capacity indoor unit is adapted to a small capacity indoor unit, it can handle the capacity sufficiently, but the flow rate change with respect to the change in opening is large, and fine control is not possible. There is a problem that the refrigerant flow rate in the refrigeration cycle during operation hunts greatly, causing a change in refrigerant sound and blowing temperature, which may cause discomfort to the user.
また、逆に、小容量室内機に対応した電子膨張弁を大容量帯の室内機に対応させた場合、大容量室内機に必要な冷媒流量が得られず、十分な能力を発揮できないという問題点があった。 Conversely, when an electronic expansion valve compatible with a small capacity indoor unit is made compatible with a large capacity indoor unit, the refrigerant flow rate required for the large capacity indoor unit cannot be obtained and sufficient capacity cannot be exhibited. There was a point.
このように従来の電子膨張弁を多室形空気調和機に使用した場合、様々な能力クラスの室内機を接続することができず、仮に、それに対応した場合も、Aポートは大容量室内機用、そして、Bポートは小容量室内機用と特定するしかなく、その自由度は極めて小さく、製品能力を大幅に低下させてしまう問題があった。 As described above, when the conventional electronic expansion valve is used for a multi-room air conditioner, indoor units of various capacity classes cannot be connected. Therefore, the B port must be specified for a small capacity indoor unit, and the degree of freedom is extremely small, resulting in a problem of greatly reducing the product capability.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第1の目的は、様々な容量の空気調和機に対応することができる冷媒流量に調整が可能な電子膨張弁を得ることである。
また、第2の目的は、冷凍サイクルの急激な変化を起こすことなく、冷媒流量をきめ細かく制御可能とする空気調和機を得ることである。
そして、第3の目的は、様々な容量の空気調和機に対応することができる電子膨張弁を備えることによって、複数の室内機の容量にそれぞれに対応した電子膨張弁ではなく、同一の構成を有する電子膨張弁を利用することができる空気調和機を得ることである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object thereof is to obtain an electronic expansion valve that can be adjusted to a refrigerant flow rate that can be applied to air conditioners of various capacities. That is.
A second object is to obtain an air conditioner that can finely control the refrigerant flow rate without causing a sudden change in the refrigeration cycle.
And the 3rd objective is not the electronic expansion valve corresponding to the capacity | capacitance of several indoor units by providing the electronic expansion valve which can respond to the air conditioner of various capacity | capacitance, but the same structure. It is to obtain an air conditioner that can utilize an electronic expansion valve.
本発明に係る電子膨張弁は、先端部に複数のテーパー角部を有し、軸方向に移動するニードル部と、ニードル部の周囲に内側周縁部を有し、内側周縁部とニードル部との隙間により流路を形成する弁座と、を備え、ニードル部は、複数のテーパー角部の中でニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最小の角度となる最小テーパー角部と、複数のテーパー角部の中でニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最大の角度となる最大テーパー角部と、複数のテーパー角部の中でニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最小テーパー角部と最大テーパー角部との間の角度となる中間テーパー角部と、を有し、最小テーパー角部の操作量は、最大テーパー角部の操作量及び中間テーパー角部のそれぞれの操作量よりも大きな値となるものである。 An electronic expansion valve according to the present invention has a plurality of tapered corner portions at a tip portion, a needle portion that moves in an axial direction, an inner peripheral portion around the needle portion, and an inner peripheral portion and a needle portion. A valve seat that forms a flow path by a gap, and the needle portion has a minimum taper corner portion where the angle formed by the axial direction of the needle portion and the taper corner portion is a minimum angle among the plurality of taper corner portions. The maximum taper angle portion in which the angle formed by the axial direction of the needle portion and the taper angle portion is the maximum angle among the plurality of taper angle portions, and the axial direction and taper angle of the needle portion among the plurality of taper angle portions. And an intermediate taper angle portion that is an angle between the minimum taper angle portion and the maximum taper angle portion, and the operation amount of the minimum taper angle portion is the operation amount of the maximum taper angle portion and the intermediate amount Larger than the operation amount of each taper corner And it serves as a such value.
本発明によれば、接続される冷凍サイクルの能力クラスに応じて、電子膨張弁の開度、すなわち、流量を制御可能とし、その冷凍サイクルの能力に対応した冷媒流量に調整することができるので、冷凍サイクルは適正な能力を発揮でき、かつ、効率の良い運転が実現できる。 According to the present invention, the opening degree of the electronic expansion valve, that is, the flow rate can be controlled according to the capacity class of the connected refrigeration cycle, and the refrigerant flow rate can be adjusted to correspond to the capacity of the refrigeration cycle. The refrigeration cycle can exhibit an appropriate capacity and can realize efficient operation.
実施の形態1.
(空気調和機の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の冷媒回路図である。
図1で示されるように、本実施の形態に係る空気調和機は、少なくとも、圧縮機1、四方弁2、室外熱交換器3、電子膨張弁4a〜4d、室内熱交換器5a〜5dを備えており、圧縮機1、四方弁2、室外熱交換器3、電子膨張弁4a〜4d、室内熱交換器5a〜5d、四方弁2、そして、圧縮機1という順で冷媒配管によって接続され冷凍サイクルを構成している。また、本実施の形態に係る空気調和機は、前述の圧縮機1、四方弁2及び電子膨張弁4a〜4d等の動作を制御する室外制御部6を備えている。
(Configuration of air conditioner)
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to
As shown in FIG. 1, the air conditioner according to the present embodiment includes at least a
圧縮機1は、室外制御部6からの指令に基づく回転数によって回転駆動し、流入するガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒を吐出するものである。
The
四方弁2は、暖房運転又は冷房運転に対応して、冷媒の流路を切り替えるものである。
The four-
室外熱交換器3は、流入した冷媒を外気と熱交換させるものである。冷房運転の場合、室外熱交換器3は、凝縮器として機能し、流入した高温高圧のガス冷媒を外気と熱交換させて凝縮させ、高圧の液冷媒として流出させる。一方、暖房運転の場合、室外熱交換器3は、蒸発器として機能し、流入した低圧の二相冷媒を外気と熱交換させて蒸発させ、低圧のガス冷媒として流出させる。
The
電子膨張弁4a〜4dは、室外制御部6からの指令に基づいて開度を調整することによって、冷媒の流量を制御するものである。電子膨張弁4a〜4dの構成の詳細については図2において後述する。
The electronic expansion valves 4 a to 4 d are configured to control the flow rate of the refrigerant by adjusting the opening degree based on a command from the
室内熱交換器5a〜5dは、それぞれ室内機10a〜10dに備えられているものであり、流入した冷媒を室内空気と熱交換させるものである。冷房運転の場合、室内熱交換器5a〜5dは、蒸発器として機能し、流入した低圧の二相冷媒を室内空気と熱交換させて蒸発させ、低圧のガス冷媒として流出させる。一方、暖房運転の場合、室内熱交換器5a〜5dは、凝縮器として機能し、流入した高温高圧のガス冷媒を室内空気と熱交換させて凝縮させ、高圧の液冷媒として流出させる。
The
室外制御部6は、前述のように、圧縮機1、四方弁2及び電子膨張弁4a〜4d等の動作を制御するものであり、特に、後述するように、電子膨張弁4a〜4dの開度調整の制御については、室内機からの要求パルス(要求操作量)に基づいて制御する。
As described above, the
(電子膨張弁4a〜4dの構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る電子膨張弁4a〜4dの構成図である。
図2で示されるように、電子膨張弁4a〜4dは、電子膨張弁ニードル部7、及び、この電子膨張弁ニードル部7の先端との隙間を形成する弁座8を備えている。
(Configuration of electronic expansion valves 4a to 4d)
FIG. 2 is a configuration diagram of the electronic expansion valves 4a to 4d according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the electronic expansion valves 4 a to 4 d include an electronic expansion
電子膨張弁ニードル部7は、その先端部分に、ニードル最小テーパー角(θ3)部7a、ニードル中間テーパー角(θ2)部7b、及び、ニードル最大テーパー角(θ1)部7cを有し、それぞれテーパー角が異なる三段構造となっている。ここで、テーパー角とは、電子膨張弁ニードル部7の軸方向に対するテーパー部の面の角度をいうものとする。それぞれのテーパー角部は、テーパー角がθ3>θ2>θ1の関係となるように形成されている。これらのテーパー角部と弁座8の内側周縁部によって、流路9が形成されている。この流路9を流れる流量は、弁座8の内側周縁部と、電子膨張弁ニードル部7の各テーバー角部との位置関係によって定まり、室外制御部6が、電子膨張弁ニードル部7を軸方向に動作させることによって、冷媒の流量が調整される。
The electronic expansion
(空気調和機の冷暖房動作)
次に、本実施の形態に係る空気調和機の冷暖房動作について説明する。冷房運転時、室外制御部6は、まず、四方弁2を冷房運転に対応した流路に切り替える。圧縮機1によって圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁2を経由して、室外熱交換器3に流入する。室外熱交換器3に流入したガス冷媒は、外気との熱交換が実施されて凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、電子膨張弁4a〜4dに分配され流入する。電子膨張弁4a〜4dに流入した液冷媒は、膨張されて減圧し、低圧の二相冷媒となって流出し、室内機10a〜10dにおける室内熱交換器5a〜5dに流入する。室内熱交換器5a〜5dに流入した二相冷媒は、室内空気との熱交換が実施されて蒸発し、低圧のガス冷媒となって流出する。このとき、送風ファン(図示せず)によって、冷媒と熱交換が実施されて冷却された空気が冷風として室内に送風される。室内熱交換器5a〜5dを流出したガス冷媒は、四方弁2を経由して、圧縮機1に流入し、再び、圧縮される。
(Air conditioning operation of air conditioner)
Next, the air conditioning operation of the air conditioner according to the present embodiment will be described. During the cooling operation, the
また、暖房運転時、室外制御部6は、まず、四方弁2を暖房運転に対応した流路に切り替える。圧縮機1によって圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁2を経由して、室内機10a〜10dにおける室内熱交換器5a〜5dに分配され流入する。室内熱交換器5a〜5dに流入したガス冷媒は、室内空気との熱交換が実施されて凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、電子膨張弁4a〜4dに流入する。このとき、送風ファン(図示せず)によって、冷媒と熱交換が実施されて加熱された空気が温風として室内に送風される。電子膨張弁4a〜4dに流入した液冷媒は、膨張されて減圧し、低圧の二相冷媒となって流出し、室外熱交換器3に流入する。室外熱交換器3に流入した二相冷媒は、外気との熱交換が実施されて蒸発し、低圧のガス冷媒となって流出する。室外熱交換器3を流出したガス冷媒は、四方弁2を経由して、圧縮機1に流入し、再び、圧縮される。
Further, during the heating operation, the
(電子膨張弁4a〜4dの流量調整動作)
図3は、本発明の実施の形態1に係る電子膨張弁4a〜4dに対する操作量(パルス)とその操作量によって定まる開度における流量比との関係を示すグラフである。
上記のような本実施の形態に係る空気調和機の動作において、冷房運転及び暖房運転共に、各室内熱交換器5a〜5dへの冷媒流量の分配は電子膨張弁4a〜4dにおける電子膨張弁ニードル部7の動作によって実施されている。各室内機10a〜10dにおける室内制御部(図示せず)は、自分の能力クラスがどのくらいであるかの情報を、室外制御部6に送信し、それを受信した室外制御部6は、各室内機10a〜10dがどの能力クラスに属するものかを判定する。このとき、電子膨張弁4a〜4dの電子膨張弁ニードル部7において、ニードル最小テーパー角部7aは小能力(例えば、1.5kW<容量≦4.0kW)の室内機用に、ニードル中間テーパー角部7bは中能力(例えば、4.0kW<容量≦6.0kW)の室内機用に、そして、ニードル最大テーパー角部7cは大能力(例えば、6.0kW<容量≦8.0kW)の室内機用に対応している。
(Flow adjustment operation of the electronic expansion valves 4a to 4d)
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an operation amount (pulse) for the electronic expansion valves 4a to 4d according to
In the operation of the air conditioner according to the present embodiment as described above, the distribution of the refrigerant flow rate to the
室外制御部6は、小能力の室内機に対しては、対応する電子膨張弁のニードル最小テーパー角部7aと、弁座8の内側周縁部とによって流路9が定まるように、その電子膨張弁に対して操作量(パルス)を送信して電子膨張弁ニードル部7を軸方向で移動させる。また、室外制御部6は、中能力の室内機に対しては、対応する電子膨張弁のニードル中間テーパー角部7bと、弁座8の内側周縁部とによって流路9が定まるように、その電子膨張弁に対して操作量(パルス)を送信して電子膨張弁ニードル部7を軸方向で移動させる。そして、室外制御部6は、大能力の室内機に対しては、対応する電子膨張弁のニードル最大テーパー角部7cと、弁座8の内側周縁部とによって流路9が定まるように、その電子膨張弁に対して操作量(パルス)を送信して電子膨張弁ニードル部7を軸方向で移動させる。
For the small capacity indoor unit, the
小能力の室内機に対しては、0<パルス≦x1の電子膨張弁に対する操作量の範囲によって、電子膨張弁のニードル最小テーパー角部7aと、弁座8の内側周縁部とによって流路9が定まり、図3で示されるような傾きによって操作量の増加に伴って流量比が増加する。
また、中能力の室内機に対しては、x1<パルス≦x2の電子膨張弁に対する操作量の範囲によって、電子膨張弁のニードル中間テーパー角部7bと、弁座8の内側周縁部とによって流路が定まり、図3で示されるような傾きによって、操作量の増加に伴って流量比が増加する。このとき、その操作量に対する流量比の変化の割合は、小能力の室内機の場合よりも大きい。
そして、大能力の室内機に対しては、x2<パルス≦x3の電子膨張弁に対する操作量の範囲によって、電子膨張弁のニードル最大テーパー角部7cと、弁座8の内側周縁部とによって流路が定まり、図3で示されるような傾きによって、操作量の増加に伴って流量比が増加する。このとき、その操作量に対する流量比の変化の割合は、小能力及び中能力の室内機の場合よりも大きい。
For a small capacity indoor unit, the flow path 9 is determined by the needle minimum taper angle portion 7a of the electronic expansion valve and the inner peripheral edge of the
Further, for an indoor unit of medium capacity, depending on the range of the operation amount for the electronic expansion valve of x1 <pulse ≦ x2, the flow is caused by the needle
For a high-capacity indoor unit, the flow rate is controlled by the needle maximum taper corner 7c of the electronic expansion valve and the inner peripheral edge of the
なお、各室内機10a〜10dにおける室内制御部(図示せず)は、自分の能力クラスがどのくらいであるかの情報を、室外制御部6に送信し、それを受信した室外制御部6は、各室内機10a〜10dがどの能力クラスに属するものかを判定するものとしたが、この場合、室外制御部6は、判定した能力クラスを代表する操作量(パルス)(例えば、小能力における操作量の範囲は、0<パルス≦x1なので、その中間値であるx1/2の操作量)を、その室内機10a〜10dに対応する電子膨張弁に対して送信するものとすればよい。
あるいは、室内制御部は、自分の能力クラスがどのくらいであるかの情報として、電子膨張弁に対する操作量情報を直接、室外制御部6に送信するものとしてもよく、この場合、室外制御部6は、受信した操作量をそのまま電子膨張弁に送信するものとしてもよい。これによって、結果的に、いずれのテーパー角部によって流路9が形成されるかが定まり、能力クラスも決定される。
さらに、室内制御部は、自分の能力クラスがどのくらいであるかの情報として、その能力クラスに応じた冷媒の流量情報を、室外制御部6に送信するものとしてよい。この場合、室外制御部6は、受信した流量情報に基づいて、図3で示されるグラフに基づいて、必要とする操作量(パルス)に変換して、電子膨張弁に送信するものとしてもよい。これによって、結果的に、いずれのテーパー角部によって流路9が形成されるかが定まり、能力クラスも決定される。
In addition, the indoor control unit (not shown) in each of the indoor units 10a to 10d transmits information on how much its ability class is to the
Alternatively, the indoor control unit may transmit the operation amount information for the electronic expansion valve directly to the
Furthermore, the indoor control unit may transmit the flow rate information of the refrigerant corresponding to the capability class to the
(実施の形態1の効果)
以上の構成及び動作によって、室内機における室内制御部から送信された能力クラスに関する情報に応じて、室外制御部6は、その室内機に対応する電子膨張弁の開度、すなわち、流量を制御することによって、その室内機の能力に対応した冷媒流量に調整することができるので、室内機は適正な能力を発揮でき、かつ、効率の良い冷暖房運転が実現できる。また、上記のような電子膨張弁を使用することによって、非常に幅広い容量帯の室内機(本実施の形態においては1.5kW〜8.0kW)に対応することができる。
(Effect of Embodiment 1)
With the above configuration and operation, the
なお、図1で示される空気調和機の冷媒回路においては、4台の室内機10a〜10dが備えられた構成となっているが、これに限定されるものではなく、1台又はその他の台数の室内機が備えられ、その台数と同数の電子膨張弁が備えられる構成としてもよい。このとき、室内機が複数台備えられる場合、それぞれの室内機の能力に対応させるために、構成及び仕様が異なる電子膨張弁を備える必要がなく、本実施の形態に係る電子膨張弁を共通して利用することができる。 In the refrigerant circuit of the air conditioner shown in FIG. 1, the four indoor units 10a to 10d are provided. However, the configuration is not limited to this, and one or other units are provided. The indoor unit may be provided, and the same number of electronic expansion valves may be provided. At this time, when a plurality of indoor units are provided, it is not necessary to provide an electronic expansion valve having a different configuration and specification in order to correspond to the capacity of each indoor unit, and the electronic expansion valve according to the present embodiment is shared. Can be used.
また、図3で示されるように、室内機の能力クラスとして、小能力用、中能力用、そして、大能力用というように3つの区分としているが、これに限定されるものではなく、その他の数の区分としてもよい。この場合、その区分の数に応じて、電子膨張弁の電子膨張弁ニードル部7におけるテーパー角部を、その区分と同数分だけそれぞれのテーパー角が異なるように形成するものとすればよい。これによって、より多くの幅広い室内機の能力クラスに適用できると共に、よりきめ細かい制御を実現することができる。
In addition, as shown in FIG. 3, the indoor unit capacity class is divided into three categories such as small capacity, medium capacity, and large capacity, but is not limited to this. It is good also as a division of the number of. In this case, the taper angle portion of the electronic expansion
また、本実施の形態に係る電子膨張弁は、空気調和機に適用するものとしたが、これに限定されるものではなく、冷蔵庫、ヒートポンプ装置その他の冷凍サイクルを搭載した装置に適用することが可能であり、その冷凍サイクルの能力に対応した冷媒流量に調整することができる。 In addition, the electronic expansion valve according to the present embodiment is applied to an air conditioner, but is not limited to this, and can be applied to a refrigerator, a heat pump device, or other devices equipped with a refrigeration cycle. This is possible and can be adjusted to a refrigerant flow rate corresponding to the capacity of the refrigeration cycle.
実施の形態2.
実施の形態1においては、室内機10a〜10dの能力クラスに応じて、室外制御部6が電子膨張弁4a〜4dの電子膨張弁ニードル部7を軸方向に制御して流量を調整する動作を示したが、本実施の形態においては、室内機10a〜10dに対応する能力クラス以外の能力クラスにおける流量で動作させる必要がある場合の動作について説明する。
In
本実施の形態に係る空気調和機について、実施の形態1に係る空気調和機の動作と相違する点を中心に説明する。なお、本実施の形態に係る空気調和機及び電子膨張弁4a〜4dの構成は、実施の形態1の構成と同様である。 The air conditioner according to the present embodiment will be described focusing on differences from the operation of the air conditioner according to the first embodiment. The configurations of the air conditioner and the electronic expansion valves 4a to 4d according to the present embodiment are the same as the configurations of the first embodiment.
(対応する能力クラス以外の能力クラスにおける流量によって動作させる場合について)
実施の形態1において説明したように、通常の空気調和機の状態であれば、各室内機10a〜10dの能力クラスにあわせて電子膨張弁4a〜4dの流量を制御することが可能であるが、運転状態によっては、能力クラスの範囲外での使用が必要となる場合がある。
(About the case of operating by the flow rate in the ability class other than the corresponding ability class)
As described in the first embodiment, the flow rate of the electronic expansion valves 4a to 4d can be controlled in accordance with the capacity class of each indoor unit 10a to 10d as long as the air conditioner is in a normal state. Depending on the driving condition, it may be necessary to use it outside the scope of the ability class.
まず、小能力の室内機を中能力用に、そして、中能力の室内機を大能力用の流量によって動作させる場合のように、上位の能力クラスの流量によって動作させる場合について説明する。このような状況は、例えば、想定外の過負荷条件が発生し、急激に冷媒流量が増加した場合等が考えられる。この場合、室内機の室内制御部が、必要とする冷媒流量を得るために、現在の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式である後述する式(1)〜式(3)に基づいて算出した操作量(パルス)を室外制御部6に送信し、室外制御部6が、その操作量(パルス)によって、電子膨張弁の開度を制御した場合、その操作量(パルス)が上位の能力クラスに属するとき、あまりに急激な流量変化となり、冷凍サイクルが非常に不安定となってしまう。そこで、本実施の形態に係る空気調和機においては、上記のように、室内制御部から受信した操作量(パルス)が、上位の能力クラスに属するとしても、室外制御部6は、現在の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式に基づいて、流量比を算出し、その算出した流量比、及び、上位の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式に基づいて、その上位の能力クラスにおいて同一の流量比となる操作量(パルス)に変換し、その変換した操作量(パルス)によって電子膨張弁の開度を調整する。これによって、想定外の過負荷条件が発生して、急激に冷媒循環量が増加した場合においても、冷凍サイクルが不安定になることはなく、安定して流量制御を実施することができる。
First, a description will be given of a case where a small-capacity indoor unit is operated at a medium capacity, and a medium-capacity indoor unit is operated at a higher capacity class flow rate as in the case of operating at a large capacity flow rate. Such a situation can be considered, for example, when an unexpected overload condition occurs and the refrigerant flow rate suddenly increases. In this case, in order for the indoor control unit of the indoor unit to obtain the required refrigerant flow rate, based on equations (1) to (3) described later, which are relational expressions between the operation amount and the flow rate ratio in the current capacity class. When the
次に、大能力の室内機を中能力用に、そして、中能力の室内機を小能力用の流量によって動作させる場合のように、下位の能力クラスの流量によって動作させる場合について説明する。このような状況は、例えば、室内機のフィルターが目詰まりした場合、又は、空気温度が急激に低下した場合等に、冷媒と空気との熱交換が十分に実施されず、急激に冷媒流量が低下した場合等が考えられる。この場合、室内機の室内制御部は、必要とする冷媒流量を得るために、現在の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式である後述する式(1)〜式(3)に基づいて算出した操作量(パルス)を室外制御部6に送信し、室外制御部6が、その操作量(パルス)によって、電子膨張弁の開度を制御した場合、その操作量(パルス)が下位の能力クラスに属するとき、所望する冷媒の流量が得られなくなってしまう。そこで、本実施の形態に係る空気調和機においては、上記のように、室内制御部から受信した操作量(パルス)が、下位の能力クラスに属するとしても、室外制御部6は、現在の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式に基づいて、流量比を算出し、その算出した流量比、及び、下位の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式に基づいて、その下位の能力クラスにおいて同一の流量比となる操作量(パルス)に変換し、その変換した操作量(パルス)によって電子膨張弁の開度を調整する。これによって、室内機のフィルターが目詰まりした場合、又は、空気温度が急激に低下した場合等においても、所望の冷媒の流量を得ることができ、冷凍サイクルを安定して制御することができる。
Next, a description will be given of a case where a high-capacity indoor unit is operated at a medium capacity, and a medium-capacity indoor unit is operated at a lower capacity class flow rate, such as when the medium capacity indoor unit is operated at a low capacity flow rate. Such a situation is, for example, when the filter of the indoor unit is clogged, or when the air temperature is suddenly lowered, etc., and heat exchange between the refrigerant and the air is not sufficiently performed, and the refrigerant flow rate suddenly increases. The case where it falls, etc. can be considered. In this case, the indoor control unit of the indoor unit is based on equations (1) to (3), which will be described later, which are relational expressions between the operation amount and the flow rate ratio in the current capacity class in order to obtain the required refrigerant flow rate. When the
図4は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の電子膨張弁4a〜4dに対する操作量(パルス)によって流量を変化させる動作のフローチャートの具体例を示すものであり、図5は、同空気調和機の電子膨張弁4a〜4dに対する操作量(パルス)とその操作量によって定まる開度における流量比との関係を示すグラフと共に、要求パルスを他のパルスに変換する動作を示す図である。
FIG. 4 shows a specific example of a flowchart of the operation of changing the flow rate by the operation amount (pulse) for the electronic expansion valves 4a to 4d of the air conditioner according to
図5で示されるように、小能力、中能力及び大能力の室内機用に対応した操作量と流量比とのグラフを示す式が、それぞれ以下の式(1)〜式(3)によって表されるものとする。 As shown in FIG. 5, the equations showing the graphs of the operation amount and the flow rate ratio corresponding to the small capacity, medium capacity, and large capacity indoor units are expressed by the following expressions (1) to (3), respectively. Shall be.
y=a1・x+b1(小能力) (1)
y=a2・x+b2(中能力) (2)
y=a3・x+b3(大能力) (3)
y = a1 · x + b1 (small ability) (1)
y = a2 · x + b2 (medium ability) (2)
y = a3 · x + b3 (high capacity) (3)
以下、図4及び図5を参照しながら、設置されている室内機10a〜10dのうちの1台に着目し、その室内機が中能力の能力クラスに属するものとし、その室内機に対応する電子膨張弁の開度を調整して異なる流量に調整する動作について説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, focusing on one of the installed indoor units 10a to 10d, it is assumed that the indoor unit belongs to a medium capacity class and corresponds to the indoor unit. An operation for adjusting the opening of the electronic expansion valve to a different flow rate will be described.
(S1)
室外制御部6は、室内機の室内制御部から、その室内機がどの能力クラスに属するかの情報を受信し、その情報に基づいて、中能力の能力クラスであると判定したものとする。
(S1)
It is assumed that the
(S2)
室外制御部6は、電子膨張弁4a〜4dのうち、その室内機に対応する電子膨張弁に対して、x1<パルス≦x2に属する操作量(パルス)を送信することによって開度を変更して、冷媒流量を調整する。
(S2)
The
(S3)
室内機の室内制御部は、想定外の過負荷条件が発生した場合、又は、室内機のフィルターが目詰まりした場合、若しくは、空気温度が急激に低下した場合等に、急激に冷媒流量が変化したとき、式(2)に基づいて、その冷媒流量に対応した操作量(パルス)を要求パルスA1として算出し、室外制御部6に送信する。
(S3)
The indoor unit's indoor control unit suddenly changes the refrigerant flow rate when an unexpected overload condition occurs, when the filter of the indoor unit is clogged, or when the air temperature drops rapidly. Then, based on the equation (2), the operation amount (pulse) corresponding to the refrigerant flow rate is calculated as the request pulse A1, and transmitted to the
(S4)
室外制御部6は、室内制御部から受信した要求パルスA1が、x1<パルス≦x2に属するか否か判定する。その判定の結果、要求パルスA1がx1<パルス≦x2に属する場合、ステップS5へ進む。一方、要求パルスA1がx1<パルス≦x2に属さない場合、ステップS6へ進む。
(S4)
The
(S5)
室外制御部6は、電子膨張弁に対して、要求パルスA1を送信することによって開度を変更し、冷媒流量を調整する。
(S5)
The
(S6)
室外制御部6は、室内制御部から受信した要求パルスA1が、0<パルス≦x1に属するか否かを判定する。その判定の結果、要求パルスA1が0<パルス≦x1に属する場合、ステップS7へ進む。一方、要求パルスA1が0<パルス≦x1に属さない場合、ステップS10へ進む。
(S6)
The
(S7)
室外制御部6は、要求パルスA1及び式(2)に基く下記の式(4)に基づいて、必要冷媒流量を算出する。
(S7)
The
y=a2・A1+b2 (4) y = a2 · A1 + b2 (4)
(S8)
室外制御部6は、算出した必要冷媒流量、及び、小能力に対応する式(1)に基づく下記の式(5)に基づいて、小能力の操作量範囲である0<パルス≦x1に属する出力パルスB1を算出する。
(S8)
The
B1=(a2・A1+b2−b1)/a1 (5) B1 = (a2.A1 + b2-b1) / a1 (5)
(S9)
室外制御部6は、電子膨張弁に対して、算出した出力パルスB1を送信することによって開度を変更し、冷媒流量を低下させる。
(S9)
The
(S10)
室外制御部6は、室内制御部から受信した要求パルスA1が、x2<パルス≦x3に属するか否かを判定する。その判定の結果、要求パルスA1がx2<パルス≦x3に属する場合、ステップS11へ進む。一方、要求パルスA1がx2<パルス≦x3に属さない場合、ステップS3へ戻る。
(S10)
The
(S11)
室外制御部6は、要求パルスA1及び式(2)に基く上記の式(4)に基づいて、必要冷媒流量を算出する。
(S11)
The
(S12)
室外制御部6は、算出した必要冷媒流量、及び、大能力に対応する式(3)に基づく下記の式(6)に基づいて、大能力の操作量範囲であるx2<パルス≦x3に属する出力パルスB2を算出する。
(S12)
The
B2=(a2・A1+b2−b3)/a3 (6) B2 = (a2 · A1 + b2-b3) / a3 (6)
(S13)
室外制御部6は、電子膨張弁に対して、算出した出力パルスB2を送信することによって開度を変更し、冷媒流量を増加させる。
(S13)
The
なお、上記の式(1)〜式(3)で示される各能力クラスにおける操作量と流量比との関係式は、本発明の「冷媒流量特性」に相当し、出力パルスB1及びB2は、本発明の「出力操作量」に相当する。 In addition, the relational expression between the operation amount and the flow rate ratio in each capability class represented by the above formulas (1) to (3) corresponds to the “refrigerant flow rate characteristic” of the present invention, and the output pulses B1 and B2 are This corresponds to the “output operation amount” of the present invention.
(実施の形態2の効果)
以上の動作のように、通常の能力クラスから他の能力クラスに属する冷媒流量に調整する場合、室外制御部6は、一旦、要求パルスから、通常の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式に基づいて必要冷媒流量を算出し、その必要冷媒流量、及び、要求パルスが属する他の能力クラスにおける操作量と流量比との関係式に基づいて、その能力クラスにおいて同量の冷媒流量を流通させることができる出力パルスに変換して、その出力パルスに基づいて電子膨張弁による冷媒流量を調整することによって、冷凍サイクルを不安定にすることなく、安定した流量制御を実施することができる。
(Effect of Embodiment 2)
When the refrigerant flow rate is adjusted from the normal capability class to the other capability class as described above, the
1 圧縮機、2 四方弁、3 室外熱交換器、4a〜4d 電子膨張弁、5a〜5d 室内熱交換器、6 室外制御部、7 電子膨張弁ニードル部、7a ニードル最小テーパー角(θ3)部、7b ニードル中間テーパー角(θ2)部、7c ニードル最大テーパー角(θ1)部、8 弁座、9 流路、10a〜10d 室内機。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ニードル部の周囲に内側周縁部を有し、該内側周縁部と前記ニードル部との隙間により流路を形成する弁座と、
を備え、
前記ニードル部は、前記複数のテーパー角部の中で前記ニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最小の角度となる最小テーパー角部と、前記複数のテーパー角部の中で前記ニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最大の角度となる最大テーパー角部と、前記複数のテーパー角部の中で前記ニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が前記最小テーパー角部と最大テーパー角部との間の角度となる中間テーパー角部と、を有し、
前記最小テーパー角部の操作量は、前記最大テーパー角部の操作量及び前記中間テーパー角部のそれぞれの操作量よりも大きな値となることを特徴とする電子膨張弁。 A needle portion having a plurality of tapered corner portions at the tip portion and moving in the axial direction;
A valve seat having an inner peripheral edge around the needle part, and forming a flow path by a gap between the inner peripheral edge and the needle part;
With
The needle portion includes, among the plurality of taper angle portions, a minimum taper angle portion in which an angle formed by an axial direction of the needle portion and a taper angle portion is a minimum angle, and among the plurality of taper angle portions, The maximum taper angle portion where the angle formed between the axial direction of the needle portion and the taper angle portion is the maximum angle, and the angle formed between the axial direction of the needle portion and the taper angle portion among the plurality of taper angle portions is An intermediate taper angle portion that is an angle between the minimum taper angle portion and the maximum taper angle portion, and
The electronic expansion valve according to claim 1, wherein an operation amount of the minimum taper corner portion is larger than an operation amount of the maximum taper corner portion and an operation amount of the intermediate taper corner portion.
前記ニードル部の周囲に内側周縁部を有し、該内側周縁部と前記ニードル部との隙間により流路を形成する弁座と、
を備え、
前記ニードル部は、前記複数のテーパー角部の中で前記ニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最小の角度となる最小テーパー角部と、前記複数のテーパー角部の中で前記ニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が最大の角度となる最大テーパー角部と、前記複数のテーパー角部の中で前記ニードル部の軸方向とテーパー角部との成す角度が前記最小テーパー角部と最大テーパー角部との間の角度となる中間テーパー角部と、を有し、
前記中間テーパー角部の操作量は、前記最大テーパー角部の操作量よりも大きな値であり、かつ、前記最小テーパー角部の操作量よりも小さな値となることを特徴とする電子膨張弁。 A needle portion having a plurality of tapered corner portions at the tip portion and moving in the axial direction;
A valve seat having an inner peripheral edge around the needle part, and forming a flow path by a gap between the inner peripheral edge and the needle part;
With
The needle portion includes, among the plurality of taper angle portions, a minimum taper angle portion in which an angle formed by an axial direction of the needle portion and a taper angle portion is a minimum angle, and among the plurality of taper angle portions, The maximum taper angle portion where the angle formed between the axial direction of the needle portion and the taper angle portion is the maximum angle, and the angle formed between the axial direction of the needle portion and the taper angle portion among the plurality of taper angle portions is An intermediate taper angle portion that is an angle between the minimum taper angle portion and the maximum taper angle portion, and
The electronic expansion valve according to claim 1, wherein an operation amount of the intermediate taper corner is larger than an operation amount of the maximum taper corner and smaller than an operation amount of the minimum taper corner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015001650A JP2015072119A (en) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | Electronic expansion valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015001650A JP2015072119A (en) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | Electronic expansion valve |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013136996A Division JP5984747B2 (en) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Air conditioner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015072119A true JP2015072119A (en) | 2015-04-16 |
Family
ID=53014602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015001650A Pending JP2015072119A (en) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | Electronic expansion valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015072119A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10739044B2 (en) | 2018-03-07 | 2020-08-11 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for installing expansion device in a sealed system |
WO2021043237A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | Valve needle of electronic expansion valve, and electronic expansion valve |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS421820Y1 (en) * | 1964-10-27 | 1967-02-03 | ||
JPS5992263U (en) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | 太平洋工業株式会社 | Valve shape of expansion valve for heat pump |
JPH0683946U (en) * | 1993-05-17 | 1994-12-02 | エヌオーケー株式会社 | Needle valve |
JPH10160034A (en) * | 1996-11-22 | 1998-06-16 | Nok Corp | Needle valve |
EP0937928A1 (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-25 | ERRENNEGI S.r.l. | Electric motor-operated flow control valve |
JP2000249233A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Kitz Corp | Flow regulating type needle valve |
WO2006093149A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Daikin Industries, Ltd. | Expansion valve and refrigeration device |
JP2006266666A (en) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Daikin Ind Ltd | Expansion valve and freezing apparatus |
JP2006308274A (en) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Daikin Ind Ltd | Expansion valve and refrigeration device |
JP4082458B2 (en) * | 2002-06-26 | 2008-04-30 | 千代田空調機器株式会社 | Motorized valve |
JP2012037192A (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic expansion valve, and air conditioner with the same |
-
2015
- 2015-01-07 JP JP2015001650A patent/JP2015072119A/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS421820Y1 (en) * | 1964-10-27 | 1967-02-03 | ||
JPS5992263U (en) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | 太平洋工業株式会社 | Valve shape of expansion valve for heat pump |
JPH0683946U (en) * | 1993-05-17 | 1994-12-02 | エヌオーケー株式会社 | Needle valve |
JPH10160034A (en) * | 1996-11-22 | 1998-06-16 | Nok Corp | Needle valve |
EP0937928A1 (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-25 | ERRENNEGI S.r.l. | Electric motor-operated flow control valve |
JP2000249233A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Kitz Corp | Flow regulating type needle valve |
JP4082458B2 (en) * | 2002-06-26 | 2008-04-30 | 千代田空調機器株式会社 | Motorized valve |
WO2006093149A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Daikin Industries, Ltd. | Expansion valve and refrigeration device |
JP2006266666A (en) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Daikin Ind Ltd | Expansion valve and freezing apparatus |
JP2006308274A (en) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Daikin Ind Ltd | Expansion valve and refrigeration device |
JP2012037192A (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic expansion valve, and air conditioner with the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
湯浅聡: "高圧水流の減圧・制御にともなう調節弁のキャビテーションと懐食に関する研究", 早稲田大学大学院理工学研究科博士論文, JPN6016020054, 2003, JP, pages 36 - 38, ISSN: 0003326060 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10739044B2 (en) | 2018-03-07 | 2020-08-11 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for installing expansion device in a sealed system |
WO2021043237A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | Valve needle of electronic expansion valve, and electronic expansion valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5831661B1 (en) | air conditioner | |
JP5649365B2 (en) | Air conditioner | |
JP6079852B1 (en) | Air conditioner | |
JP6493432B2 (en) | Air conditioner | |
JP5034066B2 (en) | Air conditioner | |
JP5984747B2 (en) | Air conditioner | |
JP2006343052A (en) | Simultaneous cooling and heating multi-air conditioner | |
JP2014238179A (en) | Air conditioner controller | |
JP2015072119A (en) | Electronic expansion valve | |
JP2018151102A (en) | Air-conditioning device | |
JP2001065953A (en) | Air conditioner and control method of the same | |
JP2019196851A (en) | Air conditioning device | |
JP2008151394A (en) | Air conditioner | |
JP2003172557A (en) | Air-conditioner | |
WO2017183308A1 (en) | Air conditioner | |
JP4969271B2 (en) | Air conditioner | |
JP4104218B2 (en) | Air conditioner | |
JP7466754B2 (en) | Air Conditioning Equipment | |
JP4391188B2 (en) | Air conditioner | |
JPH07151419A (en) | Heat pump | |
WO2023058197A1 (en) | Air conditioner | |
EP3798528A1 (en) | Air conditioner | |
JP7462830B2 (en) | Air Conditioning Equipment | |
JPH03279739A (en) | Multiple-room type air conditioner | |
WO2022215204A1 (en) | Air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151023 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160531 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161220 |