JP2017194244A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過熱度ＳＨの変化に対して装置の運転を速やかに安定させる。【解決手段】制御手段は、過熱度制御として、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲の範囲内にあるときは、膨張弁の開度ＥＶをその時の開度に保持し、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲の上限値ＳＨｏより大きいときは、膨張弁の開度ＥＶを開き側の細分開度差ΔＥＶ１だけ増大させる開き側の細分開度調整を所定時間ｔ１ごとに繰り返し、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲の下限値ＳＨｕより小さいときは、膨張弁の開度ＥＶを閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２だけ減少させる閉じ側の細分開度調整を所定時間ｔ３ごとに繰り返す構成にする。【選択図】図５

Description

本発明は、冷却対象の空気や水などの流体を蒸気圧縮式の冷凍回路における蒸発器において冷媒と熱交換させることで冷却する冷却装置に関する。
さらに詳しくは、蒸発器での冷却量を調整することで流体の温度を設定流体温度に調整する流体温度制御と、冷凍回路における膨張弁の開度を調整することで蒸発器における冷媒出口での冷媒の過熱度を調整する過熱度制御とを実行する制御手段を備える冷却装置に関する。

従来、この種の冷却装置では、過熱度制御として、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じてＰＩＤ制御により膨張弁の開度ＥＶを調整することで、過熱度ＳＨを設定過熱度ＳＨｓに調整するようにしていた。

しかし、このＰＩＤ制御による過熱度制御では（図１６，図１７参照）、冷却負荷の変動や設定流体温度の変更など何らかの原因で過熱度ＳＨが急激に変化（Ｘ）したとき、過熱度ＳＨを設定過熱度ＳＨｓに復帰させる膨張弁開度ＥＶの調整でオーバーシュートが発生して、ハンチング的な制御状態を招き、それが原因で、過熱度ＳＨ及び膨張弁の開度ＥＶが安定して装置の運転が安定するまでに長時間を要してしまい、それに伴い、流体Ａの冷却後の温度である蒸発器出口空気Ｔａ２が安定するまでに要する時間の長時間になるなど、流体Ａの温度を設定流体温度Ｔａｓに調整する流体温度制御の制御性も低下してしまう問題があった。

また、下記の特許文献１では、設定過熱度ＳＨｓを含む第１過熱度範囲、及び、第１過熱度範囲を含む第２過熱度範囲を設定して、過熱度ＳＨが第１過熱度範囲の範囲内にあるとき、及び、第１過熱度範囲を逸脱した過熱度ＳＨが第２過熱度範囲を逸脱するまでは、膨張弁の開度ＥＶをその時の開度に保持し、そして、過熱度ＳＨが第２過熱度範囲を逸脱したとき、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御による膨張弁開度ＥＶの調整を開始して、過熱度ＳＨを第１過熱度範囲の範囲内に復帰させるようにした冷却装置が提案されている。

特開２００９−８３０５号公報

しかし、特許文献１の提案装置にしても、冷却負荷の変動や設定流体温度の変更など何らかの原因で過熱度ＳＨが急激に変化して第２過熱度範囲を逸脱してしまうと、従前の装置と同様、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御により膨張弁の開度ＥＶが調整されるため、過熱度ＳＨを第１過熱度範囲の範囲内に復帰させる膨張弁開度ＥＶの調整において、やはりオーバーシュートが発生し易くてハンチング的な制御状態を招き易く、この点、過熱度ＳＨ及び膨張弁の開度ＥＶを早期に安定させて流体温度制御の制御性を高めるには未だ不十分な装置であった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、膨張弁開度の調整により過熱度を制御するのに合理的な制御形態を採ることで上記の問題を効果的に解消する点にある。

本発明の特徴構成は次の通りである。
なお、理解を容易にするため、後記の〔発明を実施するための形態〕の項で用いた符号を参考として該当箇所に付記する。

本発明の第１特徴構成は冷却装置に係り、その特徴は、
冷却対象の流体Ａを蒸気圧縮式の冷凍回路Ｃにおける蒸発器１４において冷媒ｒと熱交換させることで冷却し、
前記蒸発器１４での冷却量を調整することで前記流体Ａの温度を設定流体温度Ｔａｓに調整する流体温度制御と、
前記冷凍回路Ｃにおける膨張弁１３の開度ＥＶを調整することで前記蒸発器１４における冷媒出口での冷媒ｒの過熱度ＳＨを調整する過熱度制御とを実行する制御手段２４を備える冷却装置であって、
前記制御手段２４は、前記過熱度制御として、
前記過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内にあるときは、前記膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持し、
前記過熱度ＳＨが前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きいときは、前記膨張弁１３の開度ＥＶを開き側の細分開度差ΔＥＶ１だけ増大させる開き側の細分開度調整を、所定時間ｔ１ごとに繰り返し、
前記過熱度ＳＨが前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さいときは、前記膨張弁１３の開度ＥＶを閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２だけ減少させる閉じ側の細分開度調整を、所定時間ｔ３ごとに繰り返す構成にしてある点にある。

一般に、この種の冷却装置では装置が定常状態にある状況でも過熱度ＳＨが微妙に揺れ動き、それに伴い、過熱度ＳＨの偏差に応じて調整される膨張弁１３の開度ＥＶも微妙に揺れ動く。

これに対し、上記構成では（図５〜図７参照）、先述した特許文献１の提案装置と基本的には同様に、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内にあるときは膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持することで、装置が定常状態にある状況での膨張弁開度ＥＶの揺れ動きを防止し、これにより、装置の運転をより安定化して、流体Ａの温度を設定流体温度Ｔａｓに調整する流体温度制御の制御性を高める。

そして、何らかの原因で過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈを上限側に逸脱して設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きくなったときは、上記開き側の細分開度調整を所定時間ｔ１ごとに繰り返す（即ち、膨張弁１３の開度ＥＶを開き側の細分開度差ΔＥＶ１ずつ漸次的かつ段階的に増大させる）ことで、過熱度ＳＨを設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させる膨張弁開度ＥＶの調整においてオーバーシュートが発生するのを回避し、これにより、安定的な制御状態を保ちながら、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させる。

また、何らかの原因で過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈを下限側に逸脱して設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さくなったときは、上記閉じ側の細分開度調整を所定時間ｔ３ごとに繰り返す（即ち、膨張弁１３の開度ＥＶを閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２ずつ漸次的かつ段階的に減少させる）ことで、同様にオーバーシュートの発生を回避して安定的な制御状態を保ちながら、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させる。

したがって、この構成であれば、従前の如く設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御により膨張弁１３の開度ＥＶを調整するのに比べ、設定過熱度範囲Ｒｓｈを逸脱した過熱度ＳＨを一層安定的かつ速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させて、装置の運転を一層短い時間で安定させることができ、また、そのことで、流体Ａの温度を設定流体温度Ｔａｓに調整する流体温度制御の制御性も高めることができる。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御手段２４は、前記過熱度ＳＨが前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きい状態で増大過程にあるとき、前記開き側の細分開度調整を所定時間ｔ１ごとに繰り返し、
前記過熱度ＳＨが前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きい状態で減少過程にあるときは、前記膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持する構成にしてある点にある。

この構成では、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きい状態で増大過程にある（即ち、設定過熱度範囲Ｒｓｈからさらに離れる側へ変化している）ときは、前述の如く、開き側の細分開度調整を所定時間ｔ１ごとに繰り返すことで、過熱度ＳＨが変化する方向を早期に増大方向から設定過熱度範囲Ｒｓｈに向う減少方向に反転させ、これにより、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させる。

これに対し、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きい状態で減少過程にある（即ち、既に設定過熱度範囲Ｒｓｈに向う側へ変化している）ときは、未だ過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きいにしても、開き側の細分開度調整は行わず膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持することで、減少過程にある過熱度ＳＨをそのまま成り行き的に設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させるようにし、これにより、オーバーシュートの発生を一層確実に防止する。

したがって、この構成によれば、オーバーシュートの発生を一層効果的に回避しながら、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させることができ、これにより、装置の運転をさらに短い時間で安定させることができて、流体温度制御の制御性をさらに高めることができる。

本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さい設定液バック閾値ＳＨｕ１を設け、
前記制御手段２４は、前記過熱度ＳＨが前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕと前記設定液バック閾値ＳＨｕ１との間で減少過程にあるとき、前記閉じ側の細分開度調整を所定時間ｔ３ごとに繰り返し、
前記過熱度ＳＨが前記液バック閾値ＳＨｕ１より小さい状態で減少過程にあるときは、前記膨張弁１３の開度ＥＶを液バック回避用の設定開度差ΔＥＶ３だけ減少させ、
前記過熱度ＳＨが前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さい状態で増大過程にあるときは、前記膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持する構成にしてある点にある。

この構成では、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕと、それより小さい設定液バック閾値ＳＨｕ１との間で減少過程にある（即ち、設定過熱度範囲Ｒｓｈからさらに離れる側へ変化している）ときは、前述の如く、閉じ側の細分開度調整を所定時間ｔ３ごとに繰り返すことで、過熱度ＳＨが変化する方向を早期に減少方向から設定過熱度範囲Ｒｓｈに向う増大方向に反転させ、これにより、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させる。

これに対し、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さい状態で増大過程にある（即ち、既に設定過熱度範囲Ｒｓｈに向う側へ変化している）ときは、未だ過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さいにしても、閉じ側の細分開度調整は行わず膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持することで、増大過程にある過熱度ＳＨをそのまま成り行き的に設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させるようにし、これにより、オーバーシュートの発生を一層確実に防止する。

そしてまた、過熱度ＳＨが液バック閾値ＳＨｕ１より小さい状態で減少過程にあるときは、膨張弁１３の開度ＥＶを液バック回避用の設定開度差ΔＥＶ３だけ減少させることで、過熱度ＳＨがマイナス値になること（即ち、冷媒ｒの一部が未蒸発のままで蒸発器１４から圧縮機１１に戻るいわゆる液バックの発生）を回避する。

したがって、この構成によれば、オーバーシュートの発生を一層効果的に回避しながら、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させることができ、これにより、装置の運転をさらに短い時間で安定させることができて、流体温度制御の制御性をさらに高めることができる。

また、液バック閾値ＳＨｕ１及び液バック回避用の設定開度差ΔＥＶ３として、それぞれ適当値を選定しておくことで、液バックの発生も効果的に防止することができる。

本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御手段２４は、前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏに対する前記過熱度ＳＨの偏差を独立変数とし、かつ、前記開き側の細分開度差ΔＥＶ１を従属変数とする開き側の設定一次式（式１）に従って、前記開き側の細分開度差ΔＥＶ１を決定し、
前記設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕに対する前記過熱度ＳＨの偏差を独立変数とし、かつ、前記閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２を従属変数とする閉じ側の設定一次式（式２）に従って、前記閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２を決定する構成にしてある点にある。

この構成では、設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏに対する過熱度ＳＨの偏差を独立変数とする開き側の設定一次式（式１）に従って開き側の細分開度差ΔＥＶ１を決定し、また同様に、設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕに対する過熱度ＳＨの偏差を独立変数とする閉じ側の設定一次式（式２）に従って閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２を決定するから、開き側及び閉じ側の細分開度調整の夫々における一回当たりの開度調整幅である開き側の細分開度差ΔＥＶ１及び閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２の夫々を、設定過熱度範囲Ｒｓｈからの過熱度ＳＨの逸脱幅が大きいほど大きくし、また、設定過熱度範囲Ｒｓｈからの過熱度ＳＨの逸脱幅が小さいほど小さくすることができる。

即ち、設定過熱度範囲Ｒｓｈからの過熱度ＳＨの逸脱幅が大きい状態では、過熱度ＳＨを迅速に設定過熱度範囲Ｒｓｈに向かわせる状態にし、また、設定過熱度範囲Ｒｓｈからの過熱度ＳＨの逸脱幅が小さい状態では、過熱度ＳＨを緩やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈに向かわせる状態にすることができる。

したがって、この構成によれば、開き側の細分開度差ΔＥＶ１及び閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２の夫々を一定値に固定するのに比べ、オーバーシュートの発生を一層効果的に回避しながら、過熱度ＳＨを速やかに設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰させることができ、これにより、装置の運転を一層短い時間で安定させることができて、流体温度制御の制御性を一層効果的に高めることができる。

本発明の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御手段２４は、装置運転状態と前記過熱度ＳＨを適正値にする前記膨張弁１３の開度ＥＶとの相関を示す負荷変動対処用の相関情報を備え、
単位時間当たりの冷却負荷変動量ΔＴａ１／Δｔが設定閾変動量ｄＴａ１より大きいとき、前記過熱度制御として、
前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁１３の開度ＥＶを前記負荷変動対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁１３の開度ＥＶを調整する負荷変動対処用の開度調整を優先的に実行する構成にしてある点にある。

この構成では、単位時間当たりの変動量ΔＴａ１／Δｔが設定閾変動量ｄＴａ１より大きい冷却負荷の変動があったとき、流体Ａの温度を設定流体温度Ｔａｓに再調整する流体温度制御により装置の運転状態が調整されるのに対し、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを負荷変動対処用の相関情報に基づき決定して、膨張弁１３の開度ＥＶをその決定開度に調整するから、流体温度制御による装置運転状態の調整に伴う過熱度ＳＨの変化を監視して、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御による膨張弁開度ＥＶの調整で過熱度ＳＨを調整するのに比べ、過熱度ＳＨを流体温度制御により調整される装置運転状態に対する適正値に一層速やかに、また一層的確に調整することができる。

したがって、この構成によれば、冷却負荷の変動に対して装置の運転を短時間で安定させることを一層効果的に達成することができ、それに伴い、流体温度制御の制御性も一層効果的に高めることができる。

本発明の第６特徴構成は、第５特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御装置２４は、前記単位時間当たりの冷却負荷変動量ΔＴａ１／Δｔが前記設定閾変動量ｄＴａ１より小さくなるまで、前記負荷変動対処用の開度調整を所定時間ｔ４ごとに繰り返す構成にしてある点にある。

この構成によれば、冷却負荷の変動に対して流体温度制御により装置運転状態が調整される過程において、前記負荷変動対処用の相関情報に基づく負荷変動対処用の開度調整を繰り返し実施し、その都度、過熱度ＳＨを各時点における過渡的な装置運転状態に対する適正値に調整することができる。

したがって、この構成によれば、負荷変動対処用の開度調整を冷却負荷の変動が収束した時点でのみ実施するのに比べ、膨張弁１３の開度ＥＶを一回の調整操作で大巾に調整することを回避でき、これにより、装置の運転をさらに短時間で安定させることができて、流体温度制御の制御性もさらに高めることができる。

本発明の第７特徴構成は、第５又は第６特徴構成の実施に好適に実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記負荷変動対処用の相関情報が、前記設定流体温度Ｔａｓと前記流体Ａの冷却前の温度Ｔａ１と前記冷凍回路Ｃにおける冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、前記過熱度ＳＨを適正値にする前記膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする負荷変動対処用の設定関数式（式３）である点にある。

この構成によれば、上記負荷変動対処用の設定関数式（式３）に、設定流体温度Ｔａｓと流体Ａの冷却前の温度Ｔａ１と冷凍回路Ｃにおける冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃとを代入するだけで、冷却負荷の変動に対する流体温度制御により調整される装置運転状態に対して過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度を簡単に得ることができる。

また、負荷変動対処用の相関情報として、種々の装置運転状態と、各々の装置運転状態において過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶとを羅列した表形式のテーブルを用いるのに比べ、制御手段に付随させて負荷変動対処用の相関情報を記憶させておく記憶手段も小容量のもので済ませることができる。

本発明の第８特徴構成は、第１〜第７特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御手段２４は、装置運転状態と前記過熱度ＳＨを適正値にする前記膨張弁１３の開度ＥＶと相関を示す設定変更対処用の相関情報を備え、
前記設定流体温度Ｔａｓが変更されたとき、前記過熱度制御として、
前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁１３の開度ＥＶを前記設定変更対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁１３の開度ＥＶを調整する設定変更対処用の開度調整を優先的に実行する構成にしてある点にある。

この構成では、設定流体温度Ｔａｓが変更されたとき、流体Ａの温度を変更後の設定流体温度Ｔａｓに調整する流体温度制御により装置の運転状態が調整されるのに対し、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度を設定変更対処用の相関情報に基づき決定して、膨張弁１３の開度をその決定開度に調整するから、流体温度制御による装置運転状態の調整に伴う過熱度ＳＨの変化を監視して、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御による膨張弁開度ＥＶの調整で過熱度ＳＨを調整するのに比べ、過熱度ＳＨを流体温度制御により調整される装置運転状態に対する適正値に一層速やかに、また一層的確に調整することができる。

したがって、この構成によれば、設定流体温度Ｔａｓの変更に対して装置の運転を短時間で安定させることを一層効果的に達成することができ、それに伴い、流体温度制御の制御性も一層効果的に高めることができる。

本発明の第９特徴構成は、第８特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御装置２４は、前記流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２が、前記設定流体温度Ｔａｓを中心とする設定流体温度範囲Ｒａ１（又はＲａ２）の範囲内に収束して安定するまで、前記設定変更対処用の開度調整を所定時間ｔ６（又はｔ９）ごとに繰り返す構成にしてある点にある。

この構成によれば、設定流体温度Ｔａｓの変更に対して流体温度制御により装置運転状態が調整される過程において、前記設定変更対処用の相関情報に基づく設定変更対処用の開度調整を繰り返し実施し、その都度、過熱度ＳＨを各時点における過渡的な装置運転状態に対する適正値に調整することができる。

したがって、この構成によれば、設定変更対処用の開度調整を設定流体温度Ｔａｓの変更後における流体温度制御が収束した時点でのみ実施するのに比べ、膨張弁１３の開度ＥＶを一回の調整操作で大巾に調整することを回避でき、これにより、装置の運転をさらに短時間で安定させることができて、流体温度制御の制御性もさらに高めることができる。

本発明の第１０特徴構成は、第９特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御手段２４は、前記設定変更対処用の相関情報として、前記流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２と前記流体Ａの冷却前の温度Ｔａ１と前記冷凍回路Ｃにおける冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、前記過熱度ＳＨを適正値にする前記膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする前半調整用の設定関数式（式４）と、
前記設定流体温度Ｔａｓと前記流体Ａの冷却前の温度Ｔａ１と前記冷凍回路Ｃにおける冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、前記過熱度ＳＨを適正値にする前記膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする後半調整用の設定関数式（式５）とを備え、
前記流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２と前記設定流体温度Ｔａｓとの差が設定予備閾流体温度差ｄＴａｓ１より大きいときは、前記設定変更対処用の開度調整において前記前半調整用の設定関数式（式４）に基づき前記膨張弁１３の開度ＥＶを決定し、
前記流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２と前記設定流体温度Ｔａｓとの差が前記設定予備閾流体温度差ｄＴａｓ１より小さいときは、前記設定変更対処用の開度調整において前記後半調整用の設定関数式（式５）に基づき前記膨張弁１３の開度ＥＶを決定する構成にしてある点にある。

この構成では、設定変更対処用の開度調整を所定時間ｔ６ごとに繰り返すことにおいて、設定変更対処用の相関情報として常に前半調整用の設定関数式（式４）又は後半調整用の設定関数式（式５）のいずれか一方のみを用いるのに比べ、各時点の装置運転状態に対して過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶをより正確に決定することができ、その分、装置の運転を短時間で安定させること、及び、流体温度制御の制御性を高めることを一層効果的に達成することができる。

即ち、設定変更対処用の相関情報として、設定流体温度Ｔａｓを独立変数とする後半調整用の設定関数式（式５）を常に用いるのでは、設定流体温度Ｔａｓの変更後、しばらくの間は、変更後の設定流体温度Ｔａｓに対して流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２が大きくかけ離れているため、後半調整用の設定関数式（式５）に基づいて決定する各回の膨張弁開度ＥＶが、各時点の装置運転状態に対して過熱度ＳＨを適正値にする真の膨張弁開度から大きく外れた開度になり、その分、最終的に装置の運転が安定するまでに要する時間が長くなる。

また逆に、設定変更対処用の相関情報として、流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２を独立変数とする前半調整用の設定関数式（式４）を常に用いるのでは、設定流体温度Ｔａｓの変更後、しばらくの間は、前半調整用の設定関数式（式４）に基づいて決定する各回の膨張弁開度ＥＶが、各時点の装置運転状態に対して過熱度ＳＨを適正値にする真の膨張弁開度に精度良く合致する反面、流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２が変更後の設定流体温度Ｔａｓに達してしか、変更後の設定流体温度Ｔａｓでの装置運転状態に対して過熱度ＳＨを適正値する真の膨張弁開度を決定することができず、その分、やはり最終的に装置の運転が安定するまでに要する時間が長くなる。

これに対し、上記構成では、流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２と設定流体温度Ｔａｓとの差が設定予備閾流体温度差ｄＴａｓ１より大きいときは、流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２を独立変数とする前半調整用の設定関数式（式４）に基づき膨張弁１３の開度ＥＶを決定し、また、流体Ａの冷却後の温度Ｔａ２と設定流体温度Ｔａｓとの差が設定予備閾流体温度差ｄＴａｓ１より小さいときは、設定流体温度Ｔａｓを独立変数とする後半調整用の設定関数式（式５）に基づき膨張弁１３の開度ＥＶを決定するから、上記の如く、設定変更対処用の相関情報として常に前半調整用の設定関数式（式４）又は後半調整用の設定関数式（式５）のいずれか一方のみを用いるのに比べ、装置の運転を短時間で安定させること、及び、流体温度制御の制御性を高めることを一層効果的に達成することができる。

そしてまた、この構成によれば、設定変更対処用の相関情報として、種々の装置運転状態と、各々の装置運転状態において過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶとを羅列した表形式のテーブルを用いるのに比べ、制御手段に付随させて設定変更対処用の相関情報を記憶させておく記憶手段も小容量のもので済ませることができる。

本発明の第１１特徴構成は冷却装置に係り、その特徴は、
冷却対象の流体を蒸気圧縮式の冷凍回路における蒸発器において冷媒と熱交換させることで冷却し、
前記蒸発器での冷却量を調整することで前記流体の温度を設定流体温度に調整する流体温度制御と、
前記冷凍回路における膨張弁の開度を調整することで前記蒸発器における冷媒出口での冷媒の過熱度を調整する過熱度制御とを実行する制御手段を備える冷却装置であって、
前記制御手段は、装置運転状態と前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度との相関を示す負荷変動対処用の相関情報を有し、
単位時間当たりの冷却負荷変動量が設定閾変動量より大きいとき、前記過熱度制御として、
前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁の開度を前記負荷変動対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁の開度に調整する負荷変動対処用の開度調整を実行する構成にしてある点にある。

この構成では、前記第５特徴構成と同様、単位時間当たりの変動量ΔＴａ１／Δｔが設定閾変動量ｄＴａ１より大きい冷却負荷の変動があったとき、流体Ａの温度を設定流体温度Ｔａｓに再調整する流体温度制御により装置の運転状態が調整されるのに対し、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを負荷変動対処用の相関情報に基づき決定して、膨張弁１３の開度ＥＶをその決定開度に調整するから、流体温度制御による装置運転状態の調整に伴う過熱度ＳＨの変化を監視して、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御による膨張弁開度ＥＶの調整で過熱度ＳＨを調整するのに比べ、過熱度ＳＨを流体温度制御により調整される装置運転状態に対する適正値に一層速やかに、また一層的確に調整することができる。

したがって、この構成によれば、冷却負荷の変動に対して装置の運転を短時間で安定させることを一層効果的に達成することができ、それに伴い、流体温度制御の制御性も一層効果的に高めることができる。

なお、この第１１特徴構成の実施においては、前記第６特徴構成や前記第７特徴構成と同様の構成を併用してもよい。

本発明の第１２特徴構成は冷却装置に係り、その特徴は、
前記制御手段は、装置運転状態と前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度との相関を示す設定変更対処用の相関情報を備え、
前記設定流体温度が変更されたとき、前記過熱度制御として、
前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁の開度を前記設定変更対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁の開度を調整する設定変更対処用の開度調整を実行する構成にしてある点にある。

この構成では、前記第８特徴構成と同様、設定流体温度Ｔａｓが変更されたとき、流体Ａの温度を変更後の設定流体温度Ｔａｓに調整する流体温度制御により装置の運転状態が調整されるのに対し、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを設定変更対処用の相関情報に基づき決定して、膨張弁１３の開度ＥＶをその決定開度に調整するから、流体温度制御による装置運転状態の調整に伴う過熱度ＳＨの変化を監視して、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御による膨張弁開度ＥＶの調整で過熱度ＳＨを調整するのに比べ、過熱度ＳＨを流体温度制御により調整される装置運転状態に対する適正値に一層速やかに、また一層的確に調整することができる。

したがって、この構成によれば、設定流体温度Ｔａｓの変更に対して装置の運転を短時間で安定させることを一層効果的に達成することができ、それに伴い、流体温度制御の制御性も一層効果的に高めることができる。

なお、この第１２特徴構成の実施においては、前記第９特徴構成や前記第１０特徴構成と同様の構成を併用してもよい。

また、上記した第１１特徴構成や第１２特徴構成の実施において、冷却負荷の変動や設定流体温度の変更がない状態での過熱度制御としては、前記第１特徴構成で示した制御に限らず、種々の形態の制御を採用することができ、例えば、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内にある状態では膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持し、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈを逸脱した状態では、設定過熱度範囲Ｒｓｈに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御により膨張弁１３の開度ＥＶを調整するようにしてもよい。

環境試験室に装備した冷却装置の構成図 各制御操作端の操作因子を示す表 蒸発圧力Ｐｅが圧縮機吸込圧力Ｐｓの上限値Ｐｓｏより低い場合の冷凍サイクルを示す圧力−比エンタルピ線図 蒸発圧力Ｐｅが圧縮機吸込圧力Ｐｓの上限値Ｐｓｏより高い場合の冷凍サイクルを示す圧力−比エンタルピ線図 過熱度制御における通常モードのフローチャート 過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きいときの通常モードにおける各値の変化形態を示すタイムチャート 過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さいときの通常モードにおける各値の変化形態を示すタイムチャート 過熱度制御における負荷変動モードのフローチャート 負荷変動モードにおける各値の変化形態を示すタイムチャート 過熱度制御における設定変更（低下側）モードのフローチャート 設定変更（低下側）モードにおける各値の変化形態を示すタイムチャート 過熱度制御における設定変更（上昇側）モードのフローチャート 設定変更（上昇側）モードにおける各値の変化形態を示すタイムチャート 本発明による冷却装置を採用した場合の冷却前温度Ｔａ１及び冷却後温度Ｔａ２の経時変化を示すグラフ 本発明による冷却装置を採用した場合の過熱度ＳＨ及び膨張弁開度ＥＶの経時変化を示すグラフ 従来の冷却装置を採用した場合の冷却前温度Ｔａ１及び冷却後温度Ｔａ２の経時変化を示すグラフ 従来の冷却装置を採用した場合の過熱度ＳＨ及び膨張弁開度ＥＶの経時変化を示すグラフ

図１は環境試験室１に装備した直膨式の冷却装置２を示し、この冷却装置２は環境試験室１における室内の空気Ａを冷却して室内の温度を調整する。

環境試験室１では、室内に設置したシャーシ・ダイナモ３上に試験対象の車両Ｗを載置し、その状態で、室内における種々の環境条件（温度、湿度、圧力等）を調整するとともに、調整した室内の空気Ａを用いて、車両Ｗの走行速度に相当する風速で車両Ｗに向う空気流ＦＡを気流形成ファン４により発生させる。

そして、車両Ｗの周りにおける空気流ＦＡの流れや種々の環境下における車両Ｗの状態を観測することで、車両Ｗの空気抵抗特性や各種性能などを試験する。

５は室内用の除湿機であり、還気口６から吸い込んだ室内の空気Ａと、外気導入口７から導入した外気ＯＡとの混合空気ＭＡを、除湿機５により除湿して吹出口８から室内に吹き出し、これにより室内を換気するとともに室内の湿度を調整する。

また、室内の空気Ａは、外気ＯＡの導入風量に相当する風量を排気ファン９により排気口１０から吸入して室外に排出する。

冷却装置２は蒸気圧縮式の冷凍回路Ｃを備え、この冷凍回路Ｃにおいて圧縮機１１の運転により、圧縮機１１→凝縮器１２→膨張弁１３→蒸発器１４→蒸発圧力調整弁１５→アキュムレータ１６→圧縮機１１の順に冷媒ｒを循環させることで、蒸発器１４での冷媒ｒの蒸発に伴う気化熱の奪取により蒸発器１４を冷却対象流体に対して吸熱作用させる。

また、これに併行して、凝縮器１２での冷媒ｒの凝縮に伴い発生する凝縮熱（即ち、冷却排熱）を凝縮器１２において外部に放熱する。

冷却装置２は室内機２Ａを備え、この室内機２Ａには、通過する冷却対象流体としての空気Ａから吸熱する上記蒸発器１４、通過する空気Ａを加熱する電気ヒータなどのアフターヒータ１７、並びに、循環ファン１８を装備してあり、この循環ファン１８の運転により、室内の空気Ａを冷却対象流体として室内機２に吸い込んで蒸発器１４とアフターヒータ１７とに対しその順に通風し、この通風により温度調整した空気Ａを室内機２Ａから室内に吹き出す。

Ｄ１は、蒸発器１４の入口空気温度Ｔａ１（換言すれば、室内機２Ａの吸込空気温度）を検出する空気温度センサである。

Ｄ２は、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２を検出する空気温度センサである。

Ｄ３は、アフターヒータ１７の出口空気温度Ｔａ３を検出する空気温度センサである。

なお、アフターヒータ１７は室内機２Ａの吹出空気温度を迅速に昇温させる必要がある場合に補助的に運転されるものであり、したがって、アフターヒータ１７を停止した通常状態では、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が室内機２Ａの吹出空気温度になる。

冷却装置２における凝縮器１２、圧縮機１１、アキュムレータ１６は、コンデンシング・ユニット２Ｂとしてユニット化した状態で室外に設置してあり、凝縮器１２は、冷却水循環路の往路１９ａを通じて冷却水ポンプ２０により冷却塔（図示省略）から供給される冷却水ｗに対して放熱する水冷式の凝縮器にしてある。

凝縮器１２から冷却水循環路の復路１９ｂに送出される返り側の冷却水ｗの一部は、冷却塔から供給される往き側の冷却水ｗに対し、冷却水バイパス路１９ｃを通じ合流させて短絡的に凝縮器１２に戻すようにしてある。

冷却塔から凝縮器１２に供給する冷却水ｗの流量と、冷却水バイパス路１９ｃを通じて短絡的に凝縮器１２に戻す冷却水ｗの流量とは、凝縮器１２の放熱状態に応じて冷却水量調整弁２１（三方弁）によりを背反的に調整する。

２２ａは、圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒ｒの一部をアキュムレータ１６の冷媒入口へ短絡的に戻す容量調整用の冷媒バイパス路であり、冷却負荷が小さくて圧縮機１１のモータ回転数が下限値まで低下した状態では、この容量調整用の冷媒バイパス路２２ａを通じてアキュムレータ１６の冷媒入口へ戻す冷媒ｒ（いわゆるホットガス）の流量を容量調整弁２２により調整することで、圧縮機１１の出力は一定に保ったままで冷却装置２の冷却能力を調整する。

２３ａは、凝縮器１２から送出される液相冷媒ｒの一部をアキュムレータ１６の冷媒入口へ短絡的に戻す液冷却用の冷媒バイパス路であり、この液冷却用の冷媒バイパス路２３ａを通じてアキュムレータ１６の冷媒入口へ戻す液相冷媒ｒの流量を液冷却弁２３により調整することで、アキュムレータ１６の冷媒入口における冷媒ｒの温度（換言すれば、圧縮機１１における冷媒ｒの吸込温度Ｔｓ）を調整する。

Ｄ４，Ｄ５は、蒸発器１４における冷媒ｒの蒸発温度Ｔｅ及び蒸発圧力Ｐｅを検出する冷媒温度センサ及び冷媒圧力センサである。

Ｄ６，Ｄ７は、圧縮機１１における冷媒ｒの吸込温度Ｔｓ及び吸込圧力Ｐｓを検出する冷媒温度センサ及び冷媒圧力センサである。

Ｄ８は、凝縮器１２における冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃを検出する冷媒圧力センサである。

２４は冷却装置２の制御装置であり、この制御装置２４は各センサの検出情報に基づいて次の（ａ）〜（ｇ）の各制御を実行する（図２参照）。

（ａ）蒸発圧力Ｐｅが圧縮機吸込圧力Ｐｓの設定上限値Ｐｓｏ以下の状況（Ｐｅ≦Ｐｓｏ）では、冷凍回路Ｃでの冷媒ｒの循環により、図３に示す形態の冷凍サイクルが形成される。

これに対し、室内機２Ａの吹出空気温度を設定空気温度Ｔａｓに調整する空気温度制御（流体温度制御）として、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２に応じ圧縮機１１の出力を調整して蒸発器１４での冷却量を調整することで、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）を設定空気温度Ｔａｓに調整する。（Ｔａ２⇒Ｔａｓ）

また、このとき蒸発圧力調整弁１５は全開に保持する。

（ｂ）一方、蒸発圧力Ｐｅが圧縮機吸込圧力Ｐｓの設定上限値Ｐｓｏより大きい状況（Ｐｅ＞Ｐｓｏ）では、冷凍回路Ｃでの冷媒ｒの循環により、図４に示す形態の冷凍サイクルが形成される。

これに対し、上記空気温度制御（流体温度制御）として、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２に応じて蒸発圧力調整弁１５の開度を調整することで、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２を設定空気温度Ｔａｓに調整する。（Ｔａ２⇒Ｔａｓ）

また、このとき、圧縮機吸込圧力Ｐｓに応じて圧縮機１１の出力を調整することで、圧縮機吸込圧力Ｐｓを設定上限値Ｐｓｏに調整する。（Ｐｓ⇒Ｐｓｏ）

（ｃ）上記（ａ），（ｂ）のいずれの場合も、凝縮圧力Ｐｃに応じて冷却水量調整弁２１を調整することで、凝縮圧力Ｐｃを適正圧力に保つ。

また、上記（ａ），（ｂ）のいずれの場合も、モータ回転数の調整による圧縮機１１の出力調整で低負荷時に圧縮機１１のモータ回転数が下限値まで低下した状態では、圧縮機吸込圧力Ｐｓに応じて容量調整弁２２の開度を調整する。

さらに上記（ａ），（ｂ）のいずれの場合も、圧縮機吸込温度Ｔｓに応じて液冷却弁２３の開度を調整する。

（ｄ）上記（ａ），（ｂ）のいずれの場合も、空気温度制御に併行する過熱度制御として、膨張弁１３の開度ＥＶを調整することで、蒸発器１４の冷媒出口における冷媒ｒの過熱度ＳＨ（＝圧縮機吸込温度Ｔｓ−蒸発温度Ｔｅ）を適正過熱度に調整する。

具体的には、この過熱度制御は、次の３つの制御モード（通常モード、負荷変動モード、設定変更モード）からなる。

（ｅ）通常モード（図５〜図７参照）
この通常モードでは、現在の過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏ以下である（ＳＨ≦ＳＨｏ）か否かの判定（♯１）、及び、現在の過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕ以上である（ＳＨ≧ＳＨｕ）か否かの判定（♯２）を繰り返す。

♯１の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏ以下であり、かつ、♯２の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕ以上である状態、即ち、現在の過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内にある状態（ＳＨｕ≦ＳＨ≦ＳＨｏ）では、膨張弁１３の開度ＥＶを現在の開度に保持（♯３）する。

一方、♯１の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きいとき（ＳＨ＞ＳＨｏ）は、膨張弁１３の開度ＥＶを、次の（式１）により演算する開き側の細分開度差ΔＥＶ１だけ増大（♯４）させる。（ＥＶ＝ＥＶ＋ΔＥＶ１）

ΔＥＶ１＝Ａ１×（ＳＨ−ＳＨｏ）＋Ｂ１ ……（式１）
Ａ１：定数
Ｂ１：定数

続いて、ｔ１時間の待機（♯５）を経て、至近のΔｔ時間（＝ｔ２）における単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔがゼロ未満である（ΔＳＨ／Δｔ＜０）か否かを判定（♯６）する。

ここで、Δｔ時間（＝ｔ２）はｔ１時間より短い時間（ｔ２＜ｔ１）であり、至近のΔｔ時間における過熱度変化量ΔＳＨは、現在の過熱度ＳＨからΔｔ（＝ｔ２）時間前の過熱度ＳＨを減じたものである。

♯６の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔがゼロ以上である間（ΔＳＨ／Δｔ≧０）は、過熱度ＳＨが未だ増大過程にある可能性が高いとして、膨張弁１３の開度ＥＶを開き側の細分開度差ΔＥＶ１だけ増大（♯４）させる開き側の細分開度調整を、ｔ１時間（♯５）ごとに繰り返す。

また、♯６の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔがゼロ未満になる（ΔＳＨ／Δｔ＜０）と、過熱度ＳＨが減少過程にあるかほぼ安定したとして、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔの絶対値が設定閾過熱度差ｄＳＨ未満である（｜ΔＳＨ／Δｔ｜＜ｄＳＨ）か否かを判定（♯７）する。

♯７の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔの絶対値が設定閾過熱度差ｄＳＨ未満のとき（｜ΔＳＨ／Δｔ｜＜ｄＳＨ）は、過熱度ＳＨがほぼ安定したとして、♯１の判定に戻る。

また、♯７の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔの絶対値が設定閾過熱度差ｄＳＨ以上のとき（｜ΔＳＨ／Δｔ｜≧ｄＳＨ）は、過熱度ＳＨが減少過程にあるとして、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏ以上である（ＳＨ≧ＳＨｏ）か否かを再度判定（♯８）する。

♯８の判定において、過熱度ＳＨが未だ設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏ以上のとき（ＳＨ≧ＳＨｏ）は、ｔ１時間の待機（♯５）を経て、再び♯６の判定に戻る。

また、この♯８の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏ未満に復帰しているとき（ＳＨ＜ＳＨｏ）は、♯２の判定に戻る。

なお、図５及び図６の夫々に付した丸付き数字１〜５は、図５のフローチャート上における各制御動作と、図６のタイムチャート上における各時点の制御状態との対応関係を示す。

♯２の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕ未満のとき（ＳＨ＜ＳＨｕ）は、膨張弁１３の開度ＥＶを、次の（式２）により演算する閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２だけ減少（♯９）させる。（ＥＶ＝ＥＶ−ΔＥＶ２）

ΔＥＶ２＝Ａ２×（ＳＨｕ−ＳＨ）＋Ｂ２ ……（式２）
Ａ２：定数
Ｂ２：定数

続いて、ｔ３時間の待機（♯１０）を経て、至近のΔｔ時間（＝ｔ２）における単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔがゼロより大きい（ΔＳＨ／Δｔ＞０）か否かを判定（♯１１）する。

ここで、Δｔ時間（＝ｔ２）はｔ３時間より短い時間（ｔ２＜ｔ３）であり、至近のΔｔ時間における過熱度変化量ΔＳＨは、前述と同様、現在の過熱度ＳＨからΔｔ（＝ｔ２）時間前の過熱度ＳＨを減じたものである。

♯１１の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔがゼロ以下のとき（ΔＳＨ／Δｔ≦０）は、過熱度ＳＨが未だ減少過程にある可能性が高いとして、過熱度ＳＨが、設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さい設定液バック閾値ＳＨｕ１以上である（ＳＨ≧ＳＨｕ１）か否かを判定（♯１２）する。

♯１２の判定において、過熱度ＳＨが設定液バック閾値ＳＨｕ１以上である間（即ち、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕと設定液バック閾値ＳＨｕ１との間において減少過程にある間）は、膨張弁１３の開度ＥＶを閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２だけ減少（♯９）させる閉じ側の細分開度調整を、ｔ３時間（♯１０）ごとに繰り返す。

また、♯１２の判定において、過熱度ＳＨが設定液バック閾値ＳＨｕ１未満になる（ＳＨ＜ＳＨｕ１）と、液バック発生の可能性が高いとして、閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２より大きい液バック回避用の設定開度差ΔＥＶ３だけ膨張弁１３の開度ＥＶを一気に減少（♯１３）させる液バック回避用の開度調整を実施して、ｔ３時間の待機（♯１０）に戻る。

なお、この液バック回避用の開度調整も、♯１２の判定において過熱度ＳＨが設定液バック閾値ＳＨｕ１未満の状態（ＳＨ＜ＳＨｕ１）が続く場合は、ｔ３時間（♯１０）ごとに繰り返す。

♯１１の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔがゼロより大きくなる（ΔＳＨ／Δｔ＞０）と、過熱度ＳＨが増大過程にあるかほぼ安定したとして、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔが設定閾過熱度差ｄＳＨ未満である（ΔＳＨ／Δｔ＜ｄＳＨ）か否かを判定（♯１４）する。

♯１４の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔが設定閾過熱度差ｄＳＨ未満のとき（ΔＳＨ／Δｔ＜ｄＳＨ）は、過熱度ＳＨがほぼ安定したとして、♯２の判定に戻る。

また、♯１４の判定において、単位時間当たりの過熱度変化量ΔＳＨ／Δｔが設定閾過熱度差ｄＳＨ以上のとき（ΔＳＨ／Δｔ≧ｄＳＨ）は、過熱度ＳＨが増大過程にあるとして、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕ以下である（ＳＨ≦ＳＨｕ）か否かを再度判定（♯１５）する。

♯１５の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕ以下のとき（ＳＨ≦ＳＨｕ）は、ｔ３時間の待機（♯１０）を経て、♯１１の判定に戻る。

また、♯１５の判定において、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより大きい値に復帰しているとき（ＳＨ＞ＳＨｕ）は、♯１の判定に戻る。

図５及び図７の夫々に付した丸付き数字６〜１１は、図５のフローチャート上における各制御動作と、図７のタイムチャート上における各時点の制御状態との対応関係を示す。

つまり、制御装置２４は、通常モードの過熱度制御として、
過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内にある状態では、膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保持（固定）する。

これに対し、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きい状態では、
過熱度ＳＨが増大過程にあるとき、膨張弁１３の開度ＥＶを開き側の細分過熱度差ΔＥＶ１だけ増大させる開き側の細分開度調整を、ｔ１時間ごとに繰り返し、
過熱度ＳＨが減少過程にあるときには、膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保った状態で、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰するのを待つ。

また、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さい状態では、
過熱度ＳＨが、設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕとそれより小さい設定液バック閾値ＳＨｕ1との間で減少過程にあるとき、膨張弁１３の開度ＥＶを閉じ側の細分過熱度差ΔＥＶ２だけ減少させる閉じ側の細分開度調整を、ｔ３時間ごとに繰り返し、
過熱度ＳＨが設定液バック閾値ＳＨｕ1より小さくなると、膨張弁１３の開度ＥＶを液バック回避用の設定開度差ΔＥＶ３だけ減少させる液バック回避用の開度調整を行い、
過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕと設定液バック閾値ＳＨｕ1との間で増大過程にあるときには、膨張弁１３の開度ＥＶをその時の開度に保った状態で、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの範囲内に復帰するのを待つ。

そして、開き側の細分開度調整における開き側の細分開度差ΔＥＶ１は、設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏに対する過熱度ＳＨの偏差（ＳＨ−ＳＨｏ）を独立変数とし、かつ、開き側の細分開度差ΔＥＶ１を従属変数とする開き側の設定一次式（式１）に従って決定し、
同様に、閉じ側の細分開度調整における閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２は、設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕに対する過熱度ＳＨの偏差（ＳＨｕ−ＳＨ）を独立変数とし、かつ、閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２を従属変数とする閉じ側の設定一次式（式２）に従って決定する。

（ｆ）負荷変動モード（図８，図９参照）
上記通常モードの実行下では、至近のΔｔ時間（＝ｔ４）における単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が、設定閾入口空気温度差ｄＴａ１以下である（｜ΔＴａ１／Δｔ｜≦ｄＴａ１）か否かの判定（♯２１）を繰り返す。

ここで、至近のΔｔ時間における入口空気温度変化量ΔＴａ１は、蒸発器１４における現在の入口空気温度Ｔａ１からΔｔ（＝ｔ４）時間前の入口空気温度Ｔａ１を減じたものである。

♯２１の判定において、単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が、設定閾入口空気温度差ｄＴａ１以下のとき（｜ΔＴａ１／Δｔ｜≦ｄＴａ１）は、冷却負荷の急激な変動は無かったとして、通常モードに復帰する。

これに対し、♯２１の判定において、単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が、設定閾入口空気温度差ｄＴａ１より大きいとき（｜ΔＴａ１／Δｔ｜＞ｄＴａ１）は、冷却負荷の急激な変動があったとして、膨張弁１３の開度ＥＶを、次の（式３）により演算する負荷変動対処用の開度ＥＶ４に調整（♯２２）する。（ＥＶ⇒ＥＶ４）

ＥＶ４＝ｆ（Ｔａｓ，Ｔａ１，Ｐｃ）
＝Ｃｃ×Ｃ×ΔＴａ＋Ｄ ……（式３）

ここで、ΔＴａ＝入口空気温度Ｔａ１−設定空気温度Ｔａｓ
Ｐｃ：凝縮圧力
Ｃｃ：補正係数
Ｄ：定数
Ｃ＝Ｅ×Ｔａｓ^３＋Ｆ×Ｔａｓ^２＋Ｇ×Ｔａｓ＋Ｈ
Ｅ＝Ｅ１×Ｐｃ^２×Ｅ２×Ｐｃ＋Ｅ３
Ｆ＝Ｆ１×Ｐｃ^２×Ｆ２×Ｐｃ＋Ｆ３
Ｇ＝Ｇ１×Ｐｃ^２×Ｇ２×Ｐｃ＋Ｇ３
Ｈ＝Ｈ１×Ｐｃ^２×Ｈ２×Ｐｃ＋Ｈ３
Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ３，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ３の夫々は係数

この調整後、ｔ４時間の待機（♯２３）を経て、♯２１の判定と同じく、至近のΔｔ時間（＝ｔ４）における単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が、設定閾入口空気温度差ｄＴａ１以下である（｜ΔＴａ１／Δｔ｜≦ｄＴａ１）か否かの判定（♯２４）を行う。
そして、♯２４の判定において、単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が、設定閾入口空気温度差ｄＴａ１以下のとき（｜ΔＴａ１／Δｔ｜≦ｄＴａ１）は、もはや冷却負荷の急激な変動は無いとして、ｔ５時間の待機（♯２５）を経て通常モードに復帰する。
また、♯２４の判定において、単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が、設定閾入口空気温度差ｄＴａ１より大きいとき（｜ΔＴａ１／Δｔ｜＞ｄＴａ１）は、冷却負荷の急激な変動が未だある可能性が高いとして、♯２１の判定に戻る。

したがって、♯２２の調整の後も単位時間当たりの入口時間空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が設定閾入口空気温度差ｄＴａ１より大きい状態（｜ΔＴａ１／Δｔ｜＞ｄＴａ１）がｔ４時間を超えて続く場合は、単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値が設定閾入口空気温度差ｄＴａ１以下になる（｜ΔＴａ１／Δｔ｜≦ｄＴａ１）まで、♯２２の調整をｔ４時間（♯２３）ごとに繰り返す。

図８及び図９の夫々に付した丸付き数字１〜３は、図８のフローチャート上における各制御動作と、図９のタイムチャート上における各時点の制御状態との対応関係を示す。

つまり、制御装置２４は、負荷変動モードの過熱度制御として、
単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値（単位時間当たりの冷却負荷変動量）が設定閾入口空気温度差ｄＴａ１（設定閾変動量）より大きいとき、
空気温度制御（流体温度制御）により調整される装置運転状態に対応する膨張弁１３の開度ＥＶを負荷変動対処用の相関情報である（式３）に基づき決定して、その決定開度ＥＶ４に膨張弁１３の開度ＥＶを調整する負荷変動対処用の開度調整を実行する。

また、単位時間当たりの入口空気温度変化量ΔＴａ１／Δｔの絶対値（単位時間当たりの冷却負荷変動量）が設定閾入口空気温度差ｄＴａ１（設定閾変動量）より小さくなるまで、この負荷変動対処用の開度調整をｔ４時間ごとに繰り返す。

ここで、負荷変動対処用の相関情報は、装置運転状態と過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶとの相関を示すものであり、この負荷変動対処用相関情報としての（式３）は、設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）と入口空気温度Ｔａ１（冷却対象流体の冷却前の温度）と冷凍回路Ｃにおける冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする負荷変動対処用の設定関数式である。

（ｇ）設定変更モード
この設定変更モードは、設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）が低下側に変更されたことに対して実行する設定変更（低下側）モードと、設定空気温度Ｔａｓが上昇側に変更されたことに対して実行する設定変更（上昇側）モードとからなる。

先ず、設定変更（低下側）モードについて説明すると（図１０，図１１参照）、通常モードの実行下において、設定空気温度Ｔａｓの低下側への変更があったか否かの判定（♯３１）を繰り返す。

♯３１の判定において、設定空気温度Ｔａｓの低下側への変更が無かったときは、通常モードへ復帰する。

これに対し、♯３１の判定において、設定空気温度Ｔａｓの低下側への変更があったときは、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓに低下側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ１を加えた値以上である（Ｔａ２≧Ｔａｓ＋ｄＴａｓ１）か否かを判定（♯３２）する。

♯３２の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓに低下側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ１を加えた値以上のとき（Ｔａ２≧Ｔａｓ＋ｄＴａｓ１）は、膨張弁１３の開度ＥＶを、次の（式４）により演算する低下側変更対処用の開度ＥＶ５に調整（♯３３）する。（ＥＶ⇒ＥＶ５）

ＥＶ５＝ｆ（Ｔａ２，Ｔａ１，Ｐｃ）
＝Ｃｃ×Ｃ×ΔＴａ′＋Ｄ ……（式４）

ここで、ΔＴａ′＝入口空気温度Ｔａ１−出口空気温度Ｔａ２
Ｐｃ：凝縮圧力の現在値
Ｃｃ：補正係数
Ｄ：定数
Ｃ＝Ｅ×Ｔａ２^３＋Ｆ×Ｔａ２^２＋Ｇ×Ｔａ２＋Ｈ
Ｅ＝Ｅ１×Ｐｃ^２×Ｅ２×Ｐｃ＋Ｅ３
Ｆ＝Ｆ１×Ｐｃ^２×Ｆ２×Ｐｃ＋Ｆ３
Ｇ＝Ｇ１×Ｐｃ^２×Ｇ２×Ｐｃ＋Ｇ３
Ｈ＝Ｈ１×Ｐｃ^２×Ｈ２×Ｐｃ＋Ｈ３
Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ３，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ３の夫々は係数

また、♯３２の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓに低下側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ１を加えた値未満のとき（Ｔａ２＜Ｔａｓ＋ｄＴａｓ１）は、膨張弁１３の開度ＥＶを、次の（式５）により演算する低下側変更対処用の開度ＥＶ６に調整（♯３４）する。（ＥＶ⇒ＥＶ６）

ＥＶ６＝ｆ（Ｔａｓ，Ｔａ１，Ｐｃ）
＝Ｃｃ×Ｃ×ΔＴａ＋Ｄ ……（式５）

ここで、ΔＴａ＝入口空気温度Ｔａ１−設定空気温度Ｔａｓ
Ｐｃ：凝縮圧力
Ｃｃ：補正係数
Ｄ：定数
Ｃ＝Ｅ×Ｔａｓ^３＋Ｆ×Ｔａｓ^２＋Ｇ×Ｔａｓ＋Ｈ
Ｅ＝Ｅ１×Ｐｃ^２×Ｅ２×Ｐｃ＋Ｅ３
Ｆ＝Ｆ１×Ｐｃ^２×Ｆ２×Ｐｃ＋Ｆ３
Ｇ＝Ｇ１×Ｐｃ^２×Ｇ２×Ｐｃ＋Ｇ３
Ｈ＝Ｈ１×Ｐｃ^２×Ｈ２×Ｐｃ＋Ｈ３
Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ３，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ３の夫々は係数

♯３３又は♯３４の調整の後は、ｔ６時間の待機（♯３５）を経て、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓを含む低下側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ１の範囲内にある（Ｔａｓ−ｄＴａｓ２≦Ｔａ２≦Ｔａｓ＋ｄＴａｓ２）か否かを判定（♯３６）する。

ここで、ｄＴａｓ２はｄＴａｓ１より小さい値である（ｄＴａｓ２＜ｄＴａｓ１）。

♯３６の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が低下側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ１の範囲外にあるとき（Ｔａ２＜Ｔａｓ−ｄＴａｓ２，Ｔａ２＞Ｔａｓ＋ｄＴａｓ２）は、蒸発器４の出口空気温度Ｔａ２が未だ充分に調整されていないとして、♯３２の判定に戻る。

また、♯３６の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が低下側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ１の範囲内にあるとき（Ｔａｓ−ｄＴａｓ２≦Ｔａ２≦Ｔａｓ＋ｄＴａｓ２）は、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が低下側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ１の範囲内にある状態がｔ７時間にわたり継続したか否かを判定（♯３７）する。

♯３７の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が低下側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ１の範囲内にある状態が未だｔ７時間にわたって継続していないときは、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が未だ安定していないとして、♯３２の判定に戻る。

また、♯３７の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が低下側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ１の範囲内にある状態がｔ７時間にわたって継続したときは、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が安定したとして、ｔ８時間の待機（♯３８）を経て、通常モードに復帰する。

図１０及び図１１の夫々に付した丸付き数字１〜７は、図１０のフローチャート上の各制御動作と、図１１のタイムチャート上における各時点の制御状態との対応関係を示す。

次に、設定変更（上昇側）モードについて説明すると（図１２，図１３参照）、通常モードの実行下において、前記した♯３１の判定とともに、設定空気温度Ｔａｓの上昇側への変更があったか否かの判定（♯４１）を繰り返す。

♯４１の判定において、設定空気温度Ｔａｓの上昇側への変更がなかったときは、通常モードへ復帰する。

これに対し、♯４１の判定において、設定空気温度Ｔａｓの上昇側への変更があったときは、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓから上昇側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ３を減じた値以上である（Ｔａ２≧Ｔａｓ−ｄＴａｓ３）か否かを判定（♯４２）する。

♯４２の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓから上昇側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ３を減じた値以上のとき（Ｔａ２≧Ｔａｓ−ｄＴａｓ３）は、膨張弁１３の開度ＥＶを、次の（式６）により演算する上昇側変更対処用の開度ＥＶ７に調整（♯４３）する。（ＥＶ⇒ＥＶ７）

ＥＶ７＝ｆ（Ｔａｓ，Ｔａ１，Ｐｃ）
＝Ｃｃ×Ｃ×ΔＴａ＋Ｄ ……（式６）

ここで、ΔＴａ＝入口空気温度Ｔａ１−設定空気温度Ｔａｓ
Ｐｃ：凝縮圧力
Ｃｃ：補正係数
Ｄ：定数
Ｃ＝Ｅ×Ｔａｓ^３＋Ｆ×Ｔａｓ^２＋Ｇ×Ｔａｓ＋Ｈ
Ｅ＝Ｅ１×Ｐｃ^２×Ｅ２×Ｐｃ＋Ｅ３
Ｆ＝Ｆ１×Ｐｃ^２×Ｆ２×Ｐｃ＋Ｆ３
Ｇ＝Ｇ１×Ｐｃ^２×Ｇ２×Ｐｃ＋Ｇ３
Ｈ＝Ｈ１×Ｐｃ^２×Ｈ２×Ｐｃ＋Ｈ３
Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ３，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ３の夫々は係数

また、♯４２の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓから上昇側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ３を減じた値未満のとき（Ｔａ２＜Ｔａｓ−ｄＴａｓ３）は、膨張弁１３の開度ＥＶをゼロ（又は、開度下限値）に調整（♯４４）する。（ＥＶ＝０又は開度下限値）

♯４２又は♯４４の調整の後は、ｔ９時間の待機（♯４５）を経て、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が、設定空気温度Ｔａｓを含む上昇側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ２の範囲内にある（Ｔａｓ−ｄＴａｓ４≦Ｔａ２≦Ｔａｓ＋ｄＴａｓ４）か否かを判定（♯４６）する。

ここで、ｄＴａｓ４はｄＴａｓ３より小さい値である（ｄＴａｓ４＜ｄＴａｓ３）

♯４６の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が上昇側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ２の範囲外にあるとき（Ｔａ２＜Ｔａｓ−ｄＴａｓ４，Ｔａ２＞Ｔａｓ＋ｄＴａｓ４）は、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が未だ充分に調整されていないとして、♯４２の判定に戻る。

また、♯４６の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が上昇側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ２の範囲内にあるとき（Ｔａｓ−ｄＴａｓ４≦Ｔａ２≦Ｔａｓ＋ｄＴａｓ４）は、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が上昇側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ２の範囲内にある状態がｔ１０時間にわたり継続したか否かを判定（♯４７）する。

♯４７の判定において、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が上昇側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ２の範囲内にある状態が未だｔ１０時間にわたって継続していないときは、蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が未だ安定していないとして、♯４２の判定に戻る。

また、♯４７の判定において、出口空気温度Ｔａ２が上昇側変更用の設定空気温度範囲Ｒａ２の範囲内にある状態がｔ１０時間にわたって継続したときは、出口空気温度Ｔａ２が安定したとして、ｔ１１時間の待機（♯４８）の上で、通常モードに復帰する。

図１２及び図１３の夫々に付した丸付き数字１〜７は、図１２のフローチャート上の各制御動作と、図１３のタイムチャート上における各時点の制御状態との対応関係を示す。

なお、アフターヒータ１７の出力はヒータ出口空気温度Ｔａ３と設定空気温度Ｔａｓとの差に応じて調整することから、図１１において細かい破線のグラフで示すように、アフターヒータ１７は、設定空気温度Ｔａｓが上昇側に変更されたときにＯＮとなり、その後、上記した膨張弁開度ＥＶの調整により蒸発器１４の出口空気温度Ｔａ２が設定空気温度Ｔａｓに上昇するのに伴い、アフターヒータ１７の出力はゼロになる。

つまり、制御装置２４は、設定変更モードでの過熱度制御として、
設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）が変更されたとき、
空気温度制御（流体温度制御）により調整される装置運転状態に対応する膨張弁１３の開度ＥＶを設定変更対処用の相関情報としての（式４）又は（式５）又は（式６）に基づき決定して、その決定開度ＥＶ５又はＥＶ６又はＥＶ７に膨張弁１３の開度ＥＶを調整する設定変更対処用の開度調整を実行する。

また、出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）が、設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）を中心とする設定空気温度範囲Ｒａ１又はＲａ２（設定流体温度範囲）の範囲内に収束して安定するまで、設定変更対処用の開度調整をｔ６時間又はｔ９時間ごとに繰り返す。

ここで、設定変更対処用の相関情報は、装置運転状態と過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶとの相関を示すものであり、この設定変更対処用の相関情報としての（式４），（式５），（式６）は、設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）又は出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）と、入口空気温度Ｔａ１（冷却対象流体の冷却前の温度）と、冷凍回路Ｃにおける冷媒ｒの凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする設定関数式である。
そしてまた、制御装置２４は、設定変更（低下側）モードでの過熱度制御では、
出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）と設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）との差が低下側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ１（設定予備閾流体温度差）より大きいときは、設定変更対処用の開度調整において前半調整用の設定関数式（式４）に基づき膨張弁１３の開度ＥＶを決定し、
出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）と設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）との差が低下側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ１（設定予備閾流体温度差）より小さいときは、設定変更対処用の開度調整において後半調整用の設定関数式（式５）に基づき膨張弁１３の開度ＥＶを決定する。

前半調整用の設定関数式（式４）は、出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）と、入口空気温度Ｔａ１（冷却対象流体の冷却前の温度）と、冷凍回路Ｃにおける凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする関数式であり、
後半調整用の設定関数式（式５）は、設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）と、入口空気温度Ｔａ１（冷却対象流体の冷却前の温度）と、冷凍回路Ｃにおける凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする関数式である。

さらに、制御装置２４は、設定変更（上昇側）モードでの過熱度制御では、
出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）と設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）との差が上昇側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ３（設定予備閾流体温度差）より大きいときは、設定変更対処用の開度調整において設定関数式（式６）に基づき膨張弁１３の開度ＥＶを決定し、
出口空気温度Ｔａ２（冷却対象流体の冷却後の温度）と設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）との差が上昇側変更用の設定予備閾空気温度差ｄＴａｓ３（設定予備閾流体温度差）より小さいときは、設定変更対処用の開度調整において膨張弁１３の開度をゼロ又は開度下限値に調整する。

設定関数式（式６）は、設定空気温度Ｔａｓ（設定流体温度）と、入口空気温度Ｔａ１（冷却対象流体の冷却前の温度）と、冷凍回路Ｃにおける凝縮圧力Ｐｃとの夫々を独立変数とし、かつ、過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶを従属変数とする関数式である。

図１４，図１５は上記した直膨式の冷却装置２において、冷却負荷の急激な変動Ｘ（具体的には蒸発器入口空気温度Ｔａ１の急変）があった場合の各値の経時変化を示す。

また、図１６，図１７は、設定過熱度ＳＨｓに対する過熱度ＳＨの偏差に応じたＰＩＤ制御により膨張弁１３の開度ＥＶを調整する従来の直膨式冷却装置において、同様の負荷変動Ｘがあった場合の各値の経時変化を示す。

これら図１４，図１５と図１６，図１７との比較から判るように、本発明による上記の直膨式冷却装置２であれば、ＰＩＤ制御による膨張弁開度ＥＶの調整で過熱度ＳＨを調整する従来の直膨式冷却装置に比べ、冷却負荷の変動Ｘに原因する膨張弁開度ＥＶのオーバーシュートやアンダーシュートによるハンチング的な変化が効果的に抑止され、負荷変動Ｘの発生後、装置の運転が早期に安定して過熱度ＳＨや蒸発器出口空気温度Ｔａ２が早期に安定している。

また、これと同様に、本発明による上記の直膨式冷却装置２であれば、設定空気温度Ｔａｓが変更されたときも、膨張弁開度ＥＶのオーバーシュートやアンダーシュートによるハンチング的な変化を効果的に抑止することができて、設定空気温度Ｔａｓの変更後、装置の運転を早期に安定化して過熱度ＳＨや蒸発器出口空気温度Ｔａ２を早期に安定化することができる。

〔別実施形態〕
次の本発明の別の実施形態を列記する。

冷却対象の流体は、空気Ａなどの気体に限らず水などの液体であってもよい。

開き側の細分開度差ΔＥＶ１及び閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２は夫々、固定値にしてもよい。

過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの上限値ＳＨｏより大きい状態において、過熱度ＳＨが増大過程にあるとき、及び、過熱度ＳＨが減少過程にあるときのいずれも開き側の細分開度調整を繰り返すようにしてもよく、また、その場合、過熱度ＳＨが増大過程にあるときの開き側の細分開度差ΔＥＶ１と、過熱度ＳＨが減少過程にあるときの開き側の細分開度差ΔＥＶ１とを異ならせるようにしてもよい。

同様に、過熱度ＳＨが設定過熱度範囲Ｒｓｈの下限値ＳＨｕより小さい状態において、過熱度ＳＨが減少過程にあるとき、及び、過熱度ＳＨが増大過程にあるときのいずれも閉じ側の細分開度調整を繰り返すようにしてもよく、また、その場合、過熱度ＳＨが減少過程にあるときの閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２と、過熱度ＳＨが増大過程にあるときの閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２とを異ならせるようにしてもよい。

開き側の細分開度差ΔＥＶ１及び閉じ側の細分開度差ΔＥＶ２を、数式の演算により決定するのに代えて、表形式の記憶テーブルに基づいて決定するようにしてもよい。

単位時間当たりの冷却負荷変動量としては、蒸発器１４における単位時間当たりの入口空気温度差ΔＴａ１／Δｔを採用するのに代え、蒸発器１４における単位時間当たりの空気流量差を採用するなど、単位時間当たりの冷却負荷の変動量を指標するものであれば、種々の数値を単位時間当たりの冷却負荷変動量として採用することができる。

負荷変動対処用の相関情報は、装置運転状態と過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶとを相関を示すものであれば、式形式のものに限らず、表形式のものであってもよい。

同様に、設定変更対処用の相関情報も、装置運転状態と過熱度ＳＨを適正値にする膨張弁１３の開度ＥＶとを相関を示すものであれば、式形式のものに限らず、表形式のものであってもよい。

本発明による冷却装置は、室内空気冷却の用途（冷房用途）に限らず、気体や液体を冷却する種々の冷却用途に使用することができる。

本発明は、蒸気圧縮式の冷凍回路を備える各種用途の冷却装置に適用することができる。

Ａ 空気（流体）
Ｃ 冷凍回路
１４ 蒸発器
ｒ 冷媒
Ｔａｓ 設定空気温度（設定流体温度）
ＥＶ 膨張弁の開度
ＳＨ 過熱度
２４ 制御装置（制御手段）
Ｒｓｈ 設定過熱度範囲
ＳＨｏ 設定過熱度範囲の上限値
ΔＥＶ１ 開き側の細分開度差
ｔ１ 所定時間
ＳＨｕ 設定過熱度範囲の下限値
ΔＥＶ２ 閉じ側の細分開度差
ｔ３ 所定時間
ＳＨｕ１ 設定液バック閾値
ΔＥＶ３ 液バック回避用の設定開度差
ｄＴａ１ 設定閾入口空気温度差（設定閾変動量）
ｔ４ 所定時間
Ｔａ１ 蒸発器の入口空気温度（流体の冷却前の温度）
Ｐｃ 凝縮圧力
Ｔａ２ 蒸発器の出口空気温度（流体の冷却後の温度）
Ｒａ１ 設定空気温度範囲（設定流体温度範囲）
Ｒａ２ 設定空気温度範囲（設定流体温度範囲）
ｄＴａｓ１ 設定予備閾空気温度差（設定予備閾流体温度差）

Claims (12)

1. 冷却対象の流体を蒸気圧縮式の冷凍回路における蒸発器において冷媒と熱交換させることで冷却し、
   前記蒸発器での冷却量を調整することで前記流体の温度を設定流体温度に調整する流体温度制御と、
   前記冷凍回路における膨張弁の開度を調整することで前記蒸発器における冷媒出口での冷媒の過熱度を調整する過熱度制御とを実行する制御手段を備える冷却装置であって、
   前記制御手段は、前記過熱度制御として、
   前記過熱度が設定過熱度範囲の範囲内にあるときは、前記膨張弁の開度をその時の開度に保持し、
   前記過熱度が前記設定過熱度範囲の上限値より大きいときは、前記膨張弁の開度を開き側の細分開度差だけ増大させる開き側の細分開度調整を、所定時間ごとに繰り返し、
   前記過熱度が前記設定過熱度範囲の下限値より小さいときは、前記膨張弁の開度を閉じ側の細分開度差だけ減少させる閉じ側の細分開度調整を、所定時間ごとに繰り返す構成にしてある冷却装置。
2. 前記制御手段は、前記過熱度が前記設定過熱度範囲の上限値より大きい状態で増大過程にあるとき、前記開き側の細分開度調整を所定時間ごとに繰り返し、
   前記過熱度が前記設定過熱度範囲の上限値より大きい状態で減少過程にあるときは、前記膨張弁の開度をその時の開度に保持する構成にしてある請求項１記載の冷却装置。
3. 前記設定過熱度範囲の下限値より小さい設定液バック閾値を設け、
   前記制御手段は、前記過熱度が前記設定過熱度範囲の下限値と前記設定液バック閾値との間で減少過程にあるとき、前記閉じ側の細分開度調整を所定時間ごとに繰り返し、
   前記過熱度が前記液バック閾値より小さい状態で減少過程にあるときは、前記膨張弁の開度を液バック回避用の設定開度差だけ減少させ、
   前記過熱度が前記設定過熱度範囲の下限値より小さい状態で増大過程にあるときは、前記膨張弁の開度をその時の開度に保持する構成にしてある請求項１又は２記載の冷却装置。
4. 前記制御手段は、前記設定過熱度範囲の上限値に対する前記過熱度の偏差を独立変数とし、かつ、前記開き側の細分開度差を従属変数とする開き側の設定一次式に従って、前記開き側の細分開度差を決定し、
   前記設定過熱度範囲の下限値に対する前記過熱度の偏差を独立変数とし、かつ、前記閉じ側の細分開度差を従属変数とする閉じ側の設定一次式に従って、前記閉じ側の細分開度差を決定する構成にしてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
5. 前記制御手段は、装置運転状態と前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度との相関を示す負荷変動対処用の相関情報を備え、
   単位時間当たりの冷却負荷変動量が設定閾変動量より大きいとき、前記過熱度制御として、
   前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁の開度を前記負荷変動対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁の開度を調整する負荷変動対処用の開度調整を優先的に実行する構成にしてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 前記制御装置は、前記単位時間当たりの冷却負荷変動量が前記設定閾変動量より小さくなるまで、前記負荷変動対処用の開度調整を所定時間ごとに繰り返す構成にしてある請求項５記載の冷却装置。
7. 前記負荷変動対処用の相関情報が、前記設定流体温度と前記流体の冷却前の温度と前記冷凍回路における冷媒の凝縮圧力との夫々を独立変数とし、かつ、前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度を従属変数とする負荷変動対処用の設定関数式である請求項５又は６記載の冷却装置。
8. 前記制御手段は、装置運転状態と前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度との相関を示す設定変更対処用の相関情報を備え、
   前記設定流体温度が変更されたとき、前記過熱度制御として、
   前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁の開度を前記設定変更対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁の開度を調整する設定変更対処用の開度調整を優先的に実行する構成にしてある請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
9. 前記制御装置は、前記流体の冷却後の温度が、前記設定流体温度を中心とする設定流体温度範囲の範囲内に収束して安定するまで、前記設定変更対処用の開度調整を所定時間ごとに繰り返す構成にしてある請求項８記載の冷却装置。
10. 前記制御手段は、前記設定変更対処用の相関情報として、前記流体の冷却後の温度と前記流体の冷却前の温度と前記冷凍回路における冷媒の凝縮圧力との夫々を独立変数とし、かつ、前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度を従属変数とする前半調整用の設定関数式と、
    前記設定流体温度と前記流体の冷却前の温度と前記冷凍回路における冷媒の凝縮圧力との夫々を独立変数とし、かつ、前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度を従属変数とする後半調整用の設定関数式とを備え、
    前記流体の冷却後の温度と前記設定流体温度との差が設定予備閾流体温度差より大きいときは、前記設定変更対処用の開度調整において前記前半調整用の設定関数式に基づき前記膨張弁の開度を決定し、
    前記流体の冷却後の温度と前記設定流体温度との差が前記設定予備閾流体温度差より小さいときは、前記設定変更対処用の開度調整において前記後半調整用の設定関数式に基づき前記膨張弁の開度を決定する構成にしてある請求項９記載の冷却装置。
11. 冷却対象の流体を蒸気圧縮式の冷凍回路における蒸発器において冷媒と熱交換させることで冷却し、
    前記蒸発器での冷却量を調整することで前記流体の温度を設定流体温度に調整する流体温度制御と、
    前記冷凍回路における膨張弁の開度を調整することで前記蒸発器における冷媒出口での冷媒の過熱度を調整する過熱度制御とを実行する制御手段を備える冷却装置であって、
    前記制御手段は、装置運転状態と前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度との相関を示す負荷変動対処用の相関情報を有し、
    単位時間当たりの冷却負荷変動量が設定閾変動量より大きいとき、前記過熱度制御として、
    前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁の開度を前記負荷変動対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁の開度に調整する負荷変動対処用の開度調整を実行する構成にしてある冷却装置。
12. 冷却対象の流体を蒸気圧縮式の冷凍回路における蒸発器において冷媒と熱交換させることで冷却し、
    前記蒸発器での冷却量を調整することで前記流体の温度を設定流体温度に調整する流体温度制御と、
    前記冷凍回路における膨張弁の開度を調整することで前記蒸発器における冷媒出口での冷媒の過熱度を調整する過熱度制御とを実行する制御手段を備える冷却装置であって、
    前記制御手段は、装置運転状態と前記過熱度を適正値にする前記膨張弁の開度との相関を示す設定変更対処用の相関情報を有し、
    前記設定流体温度が変更されたとき、前記過熱度制御として、
    前記流体温度制御により調整される装置運転状態に対応する前記膨張弁の開度を前記設定変更対処用の相関情報に基づき決定して、その決定開度に前記膨張弁の開度を調整する設定変更対処用の開度調整を実行する構成にしてある冷却装置。
    

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