JPH03267656A

JPH03267656A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH03267656A
Application number: JP6866090A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kadowaki; 門脇　一彦; Kazuyuki Iguchi; 和幸井口; Yoshimi Iwata; 岩田　儀美
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は過熱度を制御するための電動膨張弁を有する
冷凍装置に関するものである。

（従来の技術）圧縮能力可変形の圧縮機に、凝縮器、電動膨張弁、蒸発
器を接続して成る冷凍装置においては、冷凍装置の能力
確保及び液冷媒の還流による圧縮機信転性の低下防止の
ために、電動膨張弁の開度を調整して冷媒の過熱度（Ｓ
、Ｈ，）を制御することが従来から行われている。この
過熱度制御の第１の従来例では、冷媒回路にキャピラリ
チューブを有するバイパス回路を設けて冷媒の蒸発飽和
温度を検出すると共に、圧縮機の吸込温度を検出し、こ
の吸込温度と蒸発飽和温度とから上記過熱度を把握して
、過熱度を所定範囲内に制御するように電動膨張弁の開
度を制御していた。

また第２の従来例である実開昭５９−７９７７７号では
、内外温度や凝縮器、蒸発器への送風量等の条件が一定
であれば、圧縮機の運転周波数から冷媒の吐出温度が推
定可能であるので、圧縮機の運転周波数から冷媒の目標
吐出温度を定め、圧縮機からの吐出温度が定められた目
標吐出温度になるように電動膨張弁の開度を調整するこ
とによって上記過熱度を制御していた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記第１の従来例では、バイパス回路を設
ける必要がある等構造が複雑で、コストの増加と必要な
スペースが増大するという問題があり、小型の冷凍装置
には適さない。

また第２の従来例では、圧縮機の運転周波数だけで目標
吐出温度を決定するため、例えば凝縮器への送風量が変
動して凝縮圧力が変化した場合、蒸発器への送風量が変
動した場合、或いは外気温が変化した場合には、それぞ
れ冷媒の吐出温度も変化することになり、上記運転周波
数だけでは一定過熱度を得るための正確な目標吐出温度
を設定できないという問題がある。

この発明は上記従来の問題を解消するためになされたも
のであって、その目的は、電動膨張弁を開度調整して過
熱度を制御する冷凍装置において、安価かつコンパクト
でありながら精度良好に過熱度を制御することができる
冷凍装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）そこでこの発明の冷凍装置は、圧縮能力可変形の圧縮機
１に、凝縮器３、電動膨張弁４、蒸発器５を接続して成
る冷凍装置であって、上記圧縮機１の圧縮能力Ｉｆを把
握する圧縮能力把握手段２０と、上記凝縮器３での凝縮
温度Ｔｃ、蒸発器５での蒸発温度Ｔｅ、外気温Ｔの少な
（ともいずれかの温度を検出する温度センサ１０．１１
．１２と、上記圧縮能力Ｈｆと検出温度Ｔｃとに基づい
て圧縮機１からの吐出冷媒の目標吐出温度を設定する目
標吐出温度設定手段２１と、上記圧縮機１からの冷媒吐
出温度ＴＯを検出する吐出温度センサ１３と、上記冷媒
吐出温度Ｔｏを目標吐出温度Ｔｌｌ１に近づけるべく上
記電動膨張弁４の開度を制御する開度制御手段２２とを
備えている。

（作用）上記構成によるこの発明の冷凍装置では、圧縮機１から
吐出された冷媒は、まず凝縮器３で凝縮した後に、電動
膨張弁４で減圧されて蒸発器５において蒸発して圧縮機
１へ返流とする。このような冷凍装置の運転状態におい
て、例えば温度センサ１０で凝縮器３の凝縮温度Ｔｃを
検出し、目標温度設定手段２１は、検出温度Ｔｃと圧縮
能力把握手段２０からの圧縮機１の圧縮能力Ｈｆとに基
づいて吐出冷媒の目標吐出温度ＴＩＩ＋を設定する。一
方吐出温度センサ１３は圧縮機１からの吐出冷媒温度Ｔ
。

を検出する。そして開度制御手段２２は、吐出冷媒温度
Ｔｏを目標吐出温度Ｔｍに近づけるように電動膨張弁４
の開度を制御して、過熱度を制御するのである。

（実施例）次にこの発明の冷凍装置の具体的な実施例について、同
面を参照しつつ詳細に説明する。

本発明を空気調和機に適用した場合を示す第２図におい
て、この空気調和機は室外ユニットＸと室内ユニットＹ
とから成り、圧縮機１の吐出配管１ａと吸込配管１ｂと
は四路切換弁２を介して冷媒配管９に接続している。こ
の冷媒配管９には室外熱交換器３、電動膨張弁４、閉鎖
弁６、室内熱交換器５、閉鎖弁７が順次に介設されてい
る。また上記吸込配管１ｂにはアキュームレータ１５が
介設されている。さらに室外ユニットＸには室外ファン
１６が設けられ、また室内ユニットＹには室内ファン１
７が設けられている。

そして室外熱交換器３、室内熱交換器５には、それぞれ
温度センサ１０．１１が設けられており、これら温度セ
ンサ１０．１１の検出信号、及び外気温度センサ１２の
検出信号は、目標吐出温度設定手段２１に入力されてい
る。また圧縮機１には、圧縮機１の運転周波数Ｈｆを検
出することによって圧縮機ｌの圧縮能力を把握する圧縮
能力把握手段２０が接続されており、この圧縮能力把握
手段２０は、上記運転周波数Ｈｆを、開度制御手段２２
と目標吐出温度設定手段２１とへ出力している。そして
目標吐出温度設定手段２１は、暖房時の第４図及び冷房
時の第５図に示す目標吐出温度算出テーブルに基づいて
運転周波数Ｉｆ毎に、例えば温度センサ１０又は１１が
測定する凝縮温度Ｔｃに対応した目標吐出温度Ｔ―を算
出するようになされている。一方上記吐出配管１ａには
、吐出温度センサ１３が付設されており、吐出温度セン
サ１３は冷媒吐出温度Ｔｏを検出している。冷媒吐出温
度Ｔｏ及び目標吐出温度Ｔｍは、開度制御手段２２へ入
力されており、開度制御手段２２は上記冷媒吐出温度Ｔ
。

を目標吐出温度Ｔｍに近づけるように、上記電動膨張弁
４の開度を調整する機能を備えている。

以上の構成による制御ブロックを第３図で説明すると、
ステップＳ１で運転周波数Ｈｆ、凝縮温度Ｔｃ、蒸発温
度Ｔｅ及び外気温度Ｔを検出し、ステップＳ２で目標吐
出温度Ｔｓ＋を算出し、一方ステップＳ３で吐出冷媒温
度Ｔｏを検出する。そして吐出冷媒温度Ｔ。

を目標吐出温度ＴＩＩ＋に近づけるように、ステップＳ
４で電動膨張弁４の開度を制御して、ステップＳ５で空
気調和機における冷媒過熱度を制御するようになってい
る。

次に上記空気調和機の暖房運転時の作動状態を説明する
と、まず四路切換弁２を第２図に図示の状態とは逆に切
換えて冷媒を反時計回り方向に流す、高温の吐出冷媒は
、凝縮器として機能する室内熱交換器５で凝縮すると共
に、蒸発器として機能する室外熱交換器３で蒸発して圧
縮機１に返流される。そして暖房運転時の過熱度制御を
第６図のフローチャート図を参照して説明すると、ステ
ップＳ１０で空気調和機が起動立上り時等の過渡期であ
るか否かを判定し、過渡期であるとき（ＹＥＳ）には、
ステップＳｌｌへ進み、圧縮能力把握手段２０が圧縮機
１の運転周波数Ｈｆを開度制御手段２２へ入力する。そ
してステップ５１２では、開度制御手段２２が運転周波
数Ｈｆとパルス数とのテーブルから運転周波数Ｈｆに応
じたパルス数を読出し、次のステップＳ１３で電動膨張
弁４へそれに応じた数のパルスを出力して、電動膨張弁
４の開度を調整する。一方上記ステップＳＩＯで過渡期
ではないとき（ＮＯ）には、ステップＳ１４以降へ進み
、ステップＳ１４で圧縮能力把握手段２０が上記運転周
波数Ｈｆを目標吐出温度設定手段２１へ入力すると共に
、温度センサ１２からの外気温Ｔ及び温度センサ１０か
らの凝縮温度Ｔｃをステップ５１５及びＳ１６で目標吐
出温度設定手段２１へ入力する。そしてステップ５１７
で目標吐出温度設定手段２１が圧縮機１の運転周波数Ｉ
ｆ、凝縮温度Ｔｃ及び外気温Ｔに応じて、そのときに最
適の目標吐出温度Ｔｍ、つまりモリエル線図上で最適な
過熱度が得られることとなる吐出温度Ｔａ＋を、上記第
４図のテーブルに基づいて算出する。なおこの場合、上
記テーブルを外気温度Ｔ毎に複数備えていてもよいし、
あるいは上記のようなテーブルから読出した温度を外気
温度Ｔに応じて修正してもよい。そしてステップＳ１８
で吐出温度センサ１３が吐出温度Ｔｏを検出した後に、
ステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９では、吐出温度
Ｔｏを目標吐出温度Ｔｍに近づけるための電動膨張弁４
の開度調整パルスが、予め設定されているパルス数の上
限、下限範囲内に含まれているか否かを判定し、含まれ
ている場合（ＹＥＳ　）には、上記ステップ５１３へ進
んで、上記温度差に応じた数のパルスを出力し、以後同
様な制御を繰り返して圧縮機１からの吐出温度Ｔｏを目
標吐出温度Ｔｌ１ｌに近づけるような制御を行う。

上記空気調和機においては、温度センサ１０．１２で室
内熱交換器３の凝縮温度Ｔｃ及び外気温度Ｔを検出し、
検出された凝縮温度Ｔｃ及び外気温度Ｔと圧縮能力把握
手段２１からの圧縮機の運転周波数Ｉｆに基づいて目標
温度設定手段２１で吐出冷媒の目標吐出温度Ｔｌ１１を
設定するので、従来のように運転周波数Ｈｆだけに基づ
いて目標吐出温度Ｔｍを設定する場合と比較して、精度
よく冷媒過熱度を制御できる。

また電動膨張弁４の開度調整は、以上の第６図に示す制
御プロセスによってなされる場合に限らず、例えば第７
図や第８図の制御プロセス、つまり外気温度Ｔの検出を
省略したり（第７図）、凝縮温度Ｔｃの検出を省略する
こと（第８図）によっても可能である。なおこれら各プ
ロセスは、冷房運転時にも適用可能であり、冷房運転時
には第５図のテーブルに基づいて目標吐出温度Ｔｍを算
出すればよい。また詳細な説明を省略しているが、上記
のように凝縮温度Ｔｃ、外気温度Ｔを使用せずに、或い
はこれらと共に蒸発温度Ｔｅを使用して前記同様の過熱
度制御を行うこともできる。

以上にこの発明の冷凍装置の具体的な実施例について説
明したが、この発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが
可能である。例えば上記実施例においては、空気調和機
に適用した場合を例示しているが、他の冷凍装置にも応
用可能である。

また、温度センサは凝縮温度、蒸発温度及び外気温度の
少なくともいずれかを測定するものであればよい。

（発明の効果）上記したようにこの発明の冷凍装置においては、過熱度
検出用のバイパス配管等が不要であると共に、既存の温
度センサを利用できるので、構造が簡単になって、安価
でかつコンパクトに冷凍装置を構成できる一方、温度セ
ンサで、例えば凝縮温度を検出し、検出温度と圧縮機の
圧縮能力とに基づいて吐出冷媒の目標吐出温度を設定す
るので、従来のように圧縮機能力だけに基づいて目標吐
出温度を設定する場合と比較して、精度よく冷媒過熱度
を制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体構成を示す機能ブロック図、第
２図はこの発明の一実施例にかかる空気調和機の配管系
統図２第３図は電動膨張弁の開度制御用の制御ブロック
図、第４図は暖房時の目標吐出温度のテーブル略図、第
５図は冷房時の目標吐出温度のテーブル略図、第６図、
第７図、第８図はそれぞれ制御プロセスを示すフローチ
ャート図である。１・・・圧縮機、３・・・室外熱交換器、４・・・電動
膨張弁、５・・・室内熱交換器、１０．１１．１２・・
・温度センサ、１３・・・吐出温度センサ、２０・・・
圧縮能力把握手段、２１・・・目標吐出温度設定手段、
２２・・・開度制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１、圧縮能力可変形の圧縮機（１）に、凝縮器（３）、
電動膨張弁（４）、蒸発器（５）を接続して成る冷凍装
置であって、上記圧縮機（１）の圧縮能力（Ｈｆ）を把
握する圧縮能力把握手段（２０）と、上記凝縮器（３）
での凝縮温度（Ｔｃ）、蒸発器（５）での蒸発温度（Ｔ
ｅ）、外気温（Ｔ）の少なくともいずれかの温度を検出
する温度センサ（１０）（１１）（１２）と、上記圧縮
能力（Ｈｆ）と検出温度（Ｔｃ）とに基づいて圧縮機（
１）からの吐出冷媒の目標吐出温度を設定する目標吐出
温度設定手段（２１）と、上記圧縮機（１）からの冷媒
吐出温度（Ｔｏ）を検出する吐出温度センサ（１３）と
、上記冷媒吐出温度（Ｔｏ）を目標吐出温度（Ｔｍ）に
近づけるべく上記電動膨張弁（４）の開度を制御する開
度制御手段（２２）とを備えていることを特徴とする冷
凍装置。