JPH06201198A - 冷凍サイクル制御装置 - Google Patents
冷凍サイクル制御装置Info
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- JPH06201198A JPH06201198A JP97893A JP97893A JPH06201198A JP H06201198 A JPH06201198 A JP H06201198A JP 97893 A JP97893 A JP 97893A JP 97893 A JP97893 A JP 97893A JP H06201198 A JPH06201198 A JP H06201198A
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- Japan
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- superheat
- degree
- compressor
- frequency
- control
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/21—Refrigerant outlet evaporator temperature
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧縮機周波数制御が蒸発器過熱度制御に及ぼす
影響を排除し、蒸発器過熱度を高精度に制御でき、信頼
性の高い冷凍サイクル制御装置を提供することにある。 【構成】圧縮機１の周波数を変化させて能力調節する冷
凍サイクル１１に組込まれるとともに冷凍サイクル１１
中の膨張弁５の開度を調節して蒸発器３から流出する冷
媒の過熱度を制御する冷凍サイクル制御装置１２におい
て、冷媒の過熱度と圧縮機１の周波数の変化とを受け、
冷媒の過熱度と圧縮機１の周波数の変化との両方に基づ
いて膨張弁開度を調節する。
影響を排除し、蒸発器過熱度を高精度に制御でき、信頼
性の高い冷凍サイクル制御装置を提供することにある。 【構成】圧縮機１の周波数を変化させて能力調節する冷
凍サイクル１１に組込まれるとともに冷凍サイクル１１
中の膨張弁５の開度を調節して蒸発器３から流出する冷
媒の過熱度を制御する冷凍サイクル制御装置１２におい
て、冷媒の過熱度と圧縮機１の周波数の変化とを受け、
冷媒の過熱度と圧縮機１の周波数の変化との両方に基づ
いて膨張弁開度を調節する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、蒸発器出口の
冷媒過熱度を安定させる機能を備えた冷凍サイクル制御
装置に関する。
冷媒過熱度を安定させる機能を備えた冷凍サイクル制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、空気調和機等に用いられる冷凍
サイクルにおいては、図９に示すように、圧縮機１、凝
縮機２、蒸発器３、四方弁４、及び、膨張弁５が順次接
続されて閉回路が形成されており、この閉回路中に冷媒
が封入されている。そして、冷媒は圧縮機１から高温な
状態で吐出され、冷凍サイクル中を流通する間に熱交換
されて温度低下し、蒸発器３から流出して圧縮機１へ戻
る。
サイクルにおいては、図９に示すように、圧縮機１、凝
縮機２、蒸発器３、四方弁４、及び、膨張弁５が順次接
続されて閉回路が形成されており、この閉回路中に冷媒
が封入されている。そして、冷媒は圧縮機１から高温な
状態で吐出され、冷凍サイクル中を流通する間に熱交換
されて温度低下し、蒸発器３から流出して圧縮機１へ戻
る。
【０００３】また、図９に示す冷凍サイクルでは、冷暖
房の能力を可変とするために圧縮機１の回転数を変化さ
せることが行われており、圧縮機１への入力周波数は所
望の冷暖房能力に応じて制御される。
房の能力を可変とするために圧縮機１の回転数を変化さ
せることが行われており、圧縮機１への入力周波数は所
望の冷暖房能力に応じて制御される。
【０００４】さらに、冷凍サイクルにおいては蒸発器３
の出口における冷媒過熱度を常に適性な値に保つ必要が
ある。つまり、蒸発器３の出口における冷媒過熱度が高
すぎると熱交換効率が悪くなり、一方、低すぎると未蒸
発冷媒が圧縮機１に流れ込む現象、即ち液バックが発生
する。
の出口における冷媒過熱度を常に適性な値に保つ必要が
ある。つまり、蒸発器３の出口における冷媒過熱度が高
すぎると熱交換効率が悪くなり、一方、低すぎると未蒸
発冷媒が圧縮機１に流れ込む現象、即ち液バックが発生
する。
【０００５】そこで、図７中の冷凍サイクルにおいて
は、過熱度検出器６が蒸発器３の出口における冷媒の過
熱度を検出し、コントロ−ラ７が過熱度検出器６の検出
結果に基づいて膨張弁５の開度をフィ−ドバック制御
し、蒸発器３に流入する冷媒量が調節される。
は、過熱度検出器６が蒸発器３の出口における冷媒の過
熱度を検出し、コントロ−ラ７が過熱度検出器６の検出
結果に基づいて膨張弁５の開度をフィ−ドバック制御
し、蒸発器３に流入する冷媒量が調節される。
【０００６】コントロ−ラ７は、図１０に示すように膨
張弁制御補償器８を備えており、この膨張弁制御補償器
８は過熱度偏差を受け、過熱度偏差を基に膨張弁開度を
演算して出力する。過熱度偏差は（過熱度目標値−過熱
度）によって求められる。
張弁制御補償器８を備えており、この膨張弁制御補償器
８は過熱度偏差を受け、過熱度偏差を基に膨張弁開度を
演算して出力する。過熱度偏差は（過熱度目標値−過熱
度）によって求められる。
【０００７】ところで、上述のように蒸発器過熱度制御
と圧縮機周波数制御とを同時に行う冷凍サイクルにおい
ては、圧縮機周波数Hzの変化が過熱度制御に外乱として
作用しており、過熱度制御を高精度で行うことは難しか
った。そして、過熱度制御を高精度に行うための技術に
関する刊行物として、例えば以下のようなものが挙げら
れる。 空気調和・冷凍連合講演会２０周年記念大会講演論文集
（´８６−４−７，８，名古屋）「インバ−タ駆動空気
調和機の容量と蒸発器過熱度の制御」樋口他 特開昭６３−１４０４７号公報「自動車用空調装置の冷
媒流量制御装置」 特開昭６３−１６１３４２号公報「空気調和機の電動膨
張弁制御装置」 特開昭６３−２８２４４１号公報「冷凍サイクル制御装
置」
と圧縮機周波数制御とを同時に行う冷凍サイクルにおい
ては、圧縮機周波数Hzの変化が過熱度制御に外乱として
作用しており、過熱度制御を高精度で行うことは難しか
った。そして、過熱度制御を高精度に行うための技術に
関する刊行物として、例えば以下のようなものが挙げら
れる。 空気調和・冷凍連合講演会２０周年記念大会講演論文集
（´８６−４−７，８，名古屋）「インバ−タ駆動空気
調和機の容量と蒸発器過熱度の制御」樋口他 特開昭６３−１４０４７号公報「自動車用空調装置の冷
媒流量制御装置」 特開昭６３−１６１３４２号公報「空気調和機の電動膨
張弁制御装置」 特開昭６３−２８２４４１号公報「冷凍サイクル制御装
置」
【０００８】図１１は蒸発器過熱度と圧縮機周波数制御
とを行う冷凍サイクルの一般的な制御系を示している。
この制御系には加熱度目標値θ0 と圧縮機周波数Hzが入
力され、過熱度θが出力される。図中において、Ｃ(S)
は膨張弁制御補償器８の伝達関数、Ｐ(S) は膨張弁開度
から過熱度θまでの動特性を表現した伝達関数、及び、
Ｄ(S) は圧縮機周波数Hzから過熱度θまでの動特性を表
現した伝達関数をそれぞれ表している。図１１より、過
熱度θは以下の［数１］によって表される。
とを行う冷凍サイクルの一般的な制御系を示している。
この制御系には加熱度目標値θ0 と圧縮機周波数Hzが入
力され、過熱度θが出力される。図中において、Ｃ(S)
は膨張弁制御補償器８の伝達関数、Ｐ(S) は膨張弁開度
から過熱度θまでの動特性を表現した伝達関数、及び、
Ｄ(S) は圧縮機周波数Hzから過熱度θまでの動特性を表
現した伝達関数をそれぞれ表している。図１１より、過
熱度θは以下の［数１］によって表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】この［数１］から、圧縮機周波数変化が過
熱度θに影響を及ぼすことが分かる。圧縮機周波数Hzの
影響を小さくするためには、１＋Ｃ(S) ・Ｐ (S)が大き
くなるように膨張弁制御補償器８を設計すればよいが、
制御系内のむだ時間要素や非線形要素を原因として、１
＋Ｃ(S) ・Ｐ (S)を圧縮機周波数Hzの影響が抑えられる
程に大きく設計することはできなかった。また、むだ時
間要素や非線形要素を無視して単に１＋Ｃ(S) ・Ｐ (S)
が大きくなるよう膨張弁制御補償器８を設計した場合に
は、過熱度が不規則に変化する現象、即ちハンチング現
象が生じていた。
熱度θに影響を及ぼすことが分かる。圧縮機周波数Hzの
影響を小さくするためには、１＋Ｃ(S) ・Ｐ (S)が大き
くなるように膨張弁制御補償器８を設計すればよいが、
制御系内のむだ時間要素や非線形要素を原因として、１
＋Ｃ(S) ・Ｐ (S)を圧縮機周波数Hzの影響が抑えられる
程に大きく設計することはできなかった。また、むだ時
間要素や非線形要素を無視して単に１＋Ｃ(S) ・Ｐ (S)
が大きくなるよう膨張弁制御補償器８を設計した場合に
は、過熱度が不規則に変化する現象、即ちハンチング現
象が生じていた。
【００１１】圧縮機周波数Hzが変化した場合の過熱度応
答の一例が図１２に示されている。この例は圧縮機周波
数が２５０秒から１０００秒の間でステップ状に変化し
た場合を表しており、１０００秒過ぎに過熱度が０℃以
下になり、液バックが発生する。
答の一例が図１２に示されている。この例は圧縮機周波
数が２５０秒から１０００秒の間でステップ状に変化し
た場合を表しており、１０００秒過ぎに過熱度が０℃以
下になり、液バックが発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来は、
圧縮機周波数の変化が蒸発器過熱度制御に干渉し、蒸発
器過熱度制御に影響するため、蒸発器過熱度を高精度に
制御することが難しかった。
圧縮機周波数の変化が蒸発器過熱度制御に干渉し、蒸発
器過熱度制御に影響するため、蒸発器過熱度を高精度に
制御することが難しかった。
【００１３】本発明の目的とするところは、圧縮機周波
数制御が蒸発器過熱度制御に及ぼす影響を排除し、蒸発
器過熱度を高精度に制御でき、信頼性の高い冷凍サイク
ル制御装置を提供することにある。
数制御が蒸発器過熱度制御に及ぼす影響を排除し、蒸発
器過熱度を高精度に制御でき、信頼性の高い冷凍サイク
ル制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、圧縮機の周波数を変化させて能
力調節する冷凍サイクルに組込まれるとともに冷凍サイ
クル中の膨張弁の開度を調節して蒸発器から流出する冷
媒の過熱度を制御する冷凍サイクル制御装置において、
冷媒の過熱度と圧縮機の周波数の変化とを受け、冷媒の
過熱度と圧縮機の周波数の変化との両方に基づいて膨張
弁開度を調節する。
成するために本発明は、圧縮機の周波数を変化させて能
力調節する冷凍サイクルに組込まれるとともに冷凍サイ
クル中の膨張弁の開度を調節して蒸発器から流出する冷
媒の過熱度を制御する冷凍サイクル制御装置において、
冷媒の過熱度と圧縮機の周波数の変化とを受け、冷媒の
過熱度と圧縮機の周波数の変化との両方に基づいて膨張
弁開度を調節する。
【００１５】また、本発明は、圧縮機の周波数が入力さ
れ、圧縮機の周波数の変化から冷媒の過熱度の変化まで
の周波数特性のうち低周波数域でのゲインを下げる外乱
補償器を設けた。また、本発明は、過熱度制御に先立っ
て上記外乱補償器の特性の最適なパラメ−タを探索す
る。
れ、圧縮機の周波数の変化から冷媒の過熱度の変化まで
の周波数特性のうち低周波数域でのゲインを下げる外乱
補償器を設けた。また、本発明は、過熱度制御に先立っ
て上記外乱補償器の特性の最適なパラメ−タを探索す
る。
【００１６】そして、本発明は、圧縮機周波数制御が蒸
発器過熱度制御に及ぼす影響を排除し、蒸発器過熱度を
高精度に制御でき、冷凍サイクル制御装置の信頼性を向
上できるようにした。
発器過熱度制御に及ぼす影響を排除し、蒸発器過熱度を
高精度に制御でき、冷凍サイクル制御装置の信頼性を向
上できるようにした。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図１〜図７に基づ
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと
重複するものについては同一番号を付し、その説明は省
略する。
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと
重複するものについては同一番号を付し、その説明は省
略する。
【００１８】図１〜図４は本発明の第１の実施例を示し
ており、図１中の符号１１は冷暖房運転の切換えが可能
なヒ−トポンプ式の冷凍サイクルである。この冷凍サイ
クル１１は圧縮機１、凝縮器２、蒸発器３、膨張弁４、
及び、四方弁５を順次接続してなるもので、内部に冷媒
を封入している。さらに、冷凍サイクル１１において
は、所望の冷暖房能力が得られるよう圧縮機１の回転数
の調節が行われ、圧縮機周波数が変化する。
ており、図１中の符号１１は冷暖房運転の切換えが可能
なヒ−トポンプ式の冷凍サイクルである。この冷凍サイ
クル１１は圧縮機１、凝縮器２、蒸発器３、膨張弁４、
及び、四方弁５を順次接続してなるもので、内部に冷媒
を封入している。さらに、冷凍サイクル１１において
は、所望の冷暖房能力が得られるよう圧縮機１の回転数
の調節が行われ、圧縮機周波数が変化する。
【００１９】さらに、冷凍サイクル１１には冷凍サイク
ル制御装置としてのコントロ−ラ１２が備えられてい
る。このコントロ−ラ１２は、圧縮機周波数信号１３
と、蒸発器３から流出した冷媒の過熱度を検出する過熱
度検出器６から出力された過熱度信号１４とを受ける。
ル制御装置としてのコントロ−ラ１２が備えられてい
る。このコントロ−ラ１２は、圧縮機周波数信号１３
と、蒸発器３から流出した冷媒の過熱度を検出する過熱
度検出器６から出力された過熱度信号１４とを受ける。
【００２０】コントロ−ラ１２には図２に示すように過
熱度制御補償器１５が備えられており、過熱度制御補償
器１５は膨張弁制御補償器８と外乱補償器１６とを有し
ている。膨張弁制御補償器８及び外乱補償器１６にはそ
れぞれ過熱度偏差及び圧縮機周波数が入力され、過熱度
制御補償器１５は、過熱度偏差と圧縮機周波数とを基に
膨張弁開度を演算し出力する。膨張弁開度は、図１中に
示すように膨張弁開度信号１７として膨張弁４へ出力さ
れる。過熱度偏差は（過熱度目標値−過熱度）によって
求められる。
熱度制御補償器１５が備えられており、過熱度制御補償
器１５は膨張弁制御補償器８と外乱補償器１６とを有し
ている。膨張弁制御補償器８及び外乱補償器１６にはそ
れぞれ過熱度偏差及び圧縮機周波数が入力され、過熱度
制御補償器１５は、過熱度偏差と圧縮機周波数とを基に
膨張弁開度を演算し出力する。膨張弁開度は、図１中に
示すように膨張弁開度信号１７として膨張弁４へ出力さ
れる。過熱度偏差は（過熱度目標値−過熱度）によって
求められる。
【００２１】図３は蒸発器３の出口の過熱度を調節する
ための制御系を示している。図中のＤＣ(S) は外乱補償
器１６の伝達関数である。外乱補償器１６の出力は膨張
弁制御補償器８の後段にフィ−ドフォワ−ドされる。こ
の制御系について過熱度目標値θ0 から過熱度θまでの
伝達関数は以下の［数２］のようになる。
ための制御系を示している。図中のＤＣ(S) は外乱補償
器１６の伝達関数である。外乱補償器１６の出力は膨張
弁制御補償器８の後段にフィ−ドフォワ−ドされる。こ
の制御系について過熱度目標値θ0 から過熱度θまでの
伝達関数は以下の［数２］のようになる。
【００２２】
【数２】
【００２３】圧縮機周波数Hzから過熱度θまでのゲイン
は以下の［数３］のようになり、このゲインが小さくな
るように外乱補償器１６を設計すれば、圧縮機周波数Hz
が過熱度θに及ぼす影響を小さくすることができる。
は以下の［数３］のようになり、このゲインが小さくな
るように外乱補償器１６を設計すれば、圧縮機周波数Hz
が過熱度θに及ぼす影響を小さくすることができる。
【００２４】
【数３】
【００２５】この［数３］に示されたゲインを小さくす
るには、分母（１＋Ｃ(S) ・Ｐ(S)）を大きくするか、
或いは、分子（Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S) ）を小さくす
ればよい。
るには、分母（１＋Ｃ(S) ・Ｐ(S)）を大きくするか、
或いは、分子（Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S) ）を小さくす
ればよい。
【００２６】また、外乱補償器１６をＤＣ(S) ＝Ｄ(S)
／Ｐ(S) となるよう設計することも考えられるが、この
場合Ｐ(S) の逆モデルＰ(S) -1を求めなければならな
い。しかし、殆どの場合はＰ(S) は非最小位相系となる
ため、Ｐ(S) -1を求めることは実際にはできない。又、
Ｐ(S) 、Ｄ(S) を正確に求めることは困難であり、しか
もこれらの特性は変動するので、ＤＣ(S) ＝Ｄ(S) ／Ｐ
(S) を設計することは難しい。したがって、本実施例で
は［数３］の分子（Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S) ）が低周
波数域で小さくなるよう外乱補償器１６が設計される。
／Ｐ(S) となるよう設計することも考えられるが、この
場合Ｐ(S) の逆モデルＰ(S) -1を求めなければならな
い。しかし、殆どの場合はＰ(S) は非最小位相系となる
ため、Ｐ(S) -1を求めることは実際にはできない。又、
Ｐ(S) 、Ｄ(S) を正確に求めることは困難であり、しか
もこれらの特性は変動するので、ＤＣ(S) ＝Ｄ(S) ／Ｐ
(S) を設計することは難しい。したがって、本実施例で
は［数３］の分子（Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S) ）が低周
波数域で小さくなるよう外乱補償器１６が設計される。
【００２７】さらに、例えば、全ての周波数域でゲイン
を零にするにはＤＣ(S) ＝−Ｄ(S)／Ｐ(S) となるよう
外乱補償器１６を設計すればよいが、先に述べたように
Ｐ(S) -1を求めることは困難である。
を零にするにはＤＣ(S) ＝−Ｄ(S)／Ｐ(S) となるよう
外乱補償器１６を設計すればよいが、先に述べたように
Ｐ(S) -1を求めることは困難である。
【００２８】また、外乱の影響は高周波数域よりも低周
波数域で大きいため、全ての周波数域でゲインを零にし
なくても、低周波数域でのゲインを下げるだけで外乱の
影響をある程度抑制することができる。したがって、外
乱補償器１６は、Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S) の値が低周
波数域で小さくなるよう設計される。
波数域で大きいため、全ての周波数域でゲインを零にし
なくても、低周波数域でのゲインを下げるだけで外乱の
影響をある程度抑制することができる。したがって、外
乱補償器１６は、Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S) の値が低周
波数域で小さくなるよう設計される。
【００２９】低周波数域でのゲインを下げることを考え
た場合、Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S)の係数のうち、低次
項からその係数が小さくなるようにＤＣ(S) を決めれ
ば、ＤＣ(S) は低次の多項式によって表される。このこ
とを簡単な例を用いて以下に示す。伝達関数Ｄ(S) 、Ｐ
(S) をそれぞれ以下の［数４］、［数５］のように表
す。
た場合、Ｄ(S) ＋ＤＣ(S) ・Ｐ(S)の係数のうち、低次
項からその係数が小さくなるようにＤＣ(S) を決めれ
ば、ＤＣ(S) は低次の多項式によって表される。このこ
とを簡単な例を用いて以下に示す。伝達関数Ｄ(S) 、Ｐ
(S) をそれぞれ以下の［数４］、［数５］のように表
す。
【００３０】
【数４】
【００３１】
【数５】 このとき外乱補償器１６の伝達関数ＤＣ(S) を以下の
［数６］のように表す。
［数６］のように表す。
【００３２】
【数６】 すると、［数３］の分子は以下の［数７］のように表さ
れる。
れる。
【００３３】
【数７】 ここで、｜ｂ2 ＋αｄ2 ｜→０となるようにαを決定す
る。
る。
【００３４】図４は、圧縮機周波数Hzから過熱度θまで
のゲインが低周波数域で小さくなるよう外乱補償器１６
を設計した場合に得られた過熱度応答の一例を示してい
る。この例は、圧縮機周波数が２５０秒から１０００秒
の間でステップ状に変化した場合を表している。図４の
グラフを図１１のグラフと比較すると、圧縮機周波数が
変化した際の過熱度の急激な変化が抑えられるととも
に、過熱度の値は５℃前後に安定している。
のゲインが低周波数域で小さくなるよう外乱補償器１６
を設計した場合に得られた過熱度応答の一例を示してい
る。この例は、圧縮機周波数が２５０秒から１０００秒
の間でステップ状に変化した場合を表している。図４の
グラフを図１１のグラフと比較すると、圧縮機周波数が
変化した際の過熱度の急激な変化が抑えられるととも
に、過熱度の値は５℃前後に安定している。
【００３５】すなわち、本実施例においては外乱補償器
１６が設けられ、この外乱補償器１６は圧縮機周波数Hz
から過熱度θまでのゲインが低周波数域で小さくなるよ
う設計されているので、圧縮機周波数制御が蒸発器過熱
度制御に及ぼす影響を排除できる。したがって、蒸発器
過熱度を高精度に制御でき、冷凍サイクル制御装置の信
頼性を向上することができる。また、外乱補償器１６を
任意に設計することが可能であるので、過熱度制御と外
乱抑制とを独立に行うことができる。
１６が設けられ、この外乱補償器１６は圧縮機周波数Hz
から過熱度θまでのゲインが低周波数域で小さくなるよ
う設計されているので、圧縮機周波数制御が蒸発器過熱
度制御に及ぼす影響を排除できる。したがって、蒸発器
過熱度を高精度に制御でき、冷凍サイクル制御装置の信
頼性を向上することができる。また、外乱補償器１６を
任意に設計することが可能であるので、過熱度制御と外
乱抑制とを独立に行うことができる。
【００３６】さらに、［数７］に基づいて、｜ｂ2 ＋α
ｄ2 ｜→０となるようにαが決定されるので、αの値に
ある程度の幅を持たせることができる。したがって、制
御系の特性変動を吸収することができ、冷凍サイクル制
御装置にロバスト性（耐環境変化性）を持たせることが
できる。なお、コントロ−ラ１２はアナログコントロ−
ラであってもデジタルコントロ−ラであってもよい。つ
ぎに、本発明の第２の実施例を図５〜図７に基づいて説
明する。なお、第１の実施例と同様の部分については同
一番号を付し、その説明は省略する。
ｄ2 ｜→０となるようにαが決定されるので、αの値に
ある程度の幅を持たせることができる。したがって、制
御系の特性変動を吸収することができ、冷凍サイクル制
御装置にロバスト性（耐環境変化性）を持たせることが
できる。なお、コントロ−ラ１２はアナログコントロ−
ラであってもデジタルコントロ−ラであってもよい。つ
ぎに、本発明の第２の実施例を図５〜図７に基づいて説
明する。なお、第１の実施例と同様の部分については同
一番号を付し、その説明は省略する。
【００３７】本実施例においては、図５中に示すよう
に、外乱補償器１６と膨張弁制御補償器８の後段との間
に制御信号切換部２１が設けられている。この制御信号
切換部２１はスイッチＡとスイッチＢとを有している。
これらのうちスイッチＡはＯＮして外乱補償器１６を蒸
発器過熱度制御のル−プに接続し、スイッチＢはＯＦＦ
して膨張弁制御補償器８を蒸発器過熱度制御のル−プ中
で遮断する。つぎに、本実施例の過熱度制御を説明す
る。
に、外乱補償器１６と膨張弁制御補償器８の後段との間
に制御信号切換部２１が設けられている。この制御信号
切換部２１はスイッチＡとスイッチＢとを有している。
これらのうちスイッチＡはＯＮして外乱補償器１６を蒸
発器過熱度制御のル−プに接続し、スイッチＢはＯＦＦ
して膨張弁制御補償器８を蒸発器過熱度制御のル−プ中
で遮断する。つぎに、本実施例の過熱度制御を説明す
る。
【００３８】図６に示すように、過熱度制御を開始する
前に先ずスイッチＡがＯＮするとともにスイッチＢがＯ
ＦＦし、圧縮機周波数Hzが変化させられる（ステップａ
１〜ａ３）。そして、このときの過熱度θが検出され、
過熱度θを基に評価関数Ｊが演算される。
前に先ずスイッチＡがＯＮするとともにスイッチＢがＯ
ＦＦし、圧縮機周波数Hzが変化させられる（ステップａ
１〜ａ３）。そして、このときの過熱度θが検出され、
過熱度θを基に評価関数Ｊが演算される。
【００３９】評価関数Ｊの決め方は一通りではなく、評
価関数Ｊの決め方として種々の方法が考えられる。ここ
では図７に示すような時間と過熱度の関係を示すグラフ
から、一定時間（ｔ0 −ｔ1 ）の間の面積Ｓを評価関数
とする。そして、この面積Ｓが小さくなるように伝達関
数ＤＣ(S) のパラメ−タを探索する（ステップａ４〜ａ
５）。
価関数Ｊの決め方として種々の方法が考えられる。ここ
では図７に示すような時間と過熱度の関係を示すグラフ
から、一定時間（ｔ0 −ｔ1 ）の間の面積Ｓを評価関数
とする。そして、この面積Ｓが小さくなるように伝達関
数ＤＣ(S) のパラメ−タを探索する（ステップａ４〜ａ
５）。
【００４０】探索の手法として、ロ−ゼンブロック法や
フレッチャ−パウエル法等の最適化手法、ファジ−推論
による直接探索、及び、ニュ−ラルネットワ−クによる
学習最適化等がある。
フレッチャ−パウエル法等の最適化手法、ファジ−推論
による直接探索、及び、ニュ−ラルネットワ−クによる
学習最適化等がある。
【００４１】評価関数Ｊが最小になるまで探索が繰返さ
れ、最小となった時点でスイッチＢがＯＮする（ステッ
プａ６）。つまり、外乱補償器１６の調整が終ったのち
スイッチＡ、Ｂが共にＯＮし、過熱度制御が開始され
る。
れ、最小となった時点でスイッチＢがＯＮする（ステッ
プａ６）。つまり、外乱補償器１６の調整が終ったのち
スイッチＡ、Ｂが共にＯＮし、過熱度制御が開始され
る。
【００４２】また、冷凍サイクルの動特性が変化し、伝
達関数ＤＣ(S) のパラメ−タが最適でなくなった場合に
は、図６中に示すようにステップａ３〜ａ５の手順が繰
返されて、再度最適なパラメ−タが探索される。
達関数ＤＣ(S) のパラメ−タが最適でなくなった場合に
は、図６中に示すようにステップａ３〜ａ５の手順が繰
返されて、再度最適なパラメ−タが探索される。
【００４３】図８は、本実施例における冷凍サイクル制
御装置を用いた場合に得られる過熱度応答の一例を示し
ている。この例は、圧縮機周波数が２５０秒から１００
０秒の間でステップ状に変化した場合を表している。図
８のグラフを図１１のグラフと比較すると、圧縮機周波
数が変化した際の過熱度の急激な変化が抑えられるとと
もに、圧縮機周波数の変化の前後においても過熱度の値
は大きく変動せずに安定している。本実施例によれば、
膨張弁５が適応制御され、第１の実施例と同様に圧縮機
周波数変化の影響が抑制される。
御装置を用いた場合に得られる過熱度応答の一例を示し
ている。この例は、圧縮機周波数が２５０秒から１００
０秒の間でステップ状に変化した場合を表している。図
８のグラフを図１１のグラフと比較すると、圧縮機周波
数が変化した際の過熱度の急激な変化が抑えられるとと
もに、圧縮機周波数の変化の前後においても過熱度の値
は大きく変動せずに安定している。本実施例によれば、
膨張弁５が適応制御され、第１の実施例と同様に圧縮機
周波数変化の影響が抑制される。
【００４４】さらに、例えば、冷凍サイクルの配管長さ
は工場出荷後の冷凍サイクルの動特性変化の原因となる
が、本実施例によれば、冷凍サイクルの組付け後にその
場で特性調節を行うことが可能になる。なお、本発明
は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能
である。
は工場出荷後の冷凍サイクルの動特性変化の原因となる
が、本実施例によれば、冷凍サイクルの組付け後にその
場で特性調節を行うことが可能になる。なお、本発明
は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能
である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧縮機の
周波数を変化させて能力調節する冷凍サイクルに組込ま
れるとともに冷凍サイクル中の膨張弁の開度を調節して
蒸発器から流出する冷媒の過熱度を制御する冷凍サイク
ル制御装置において、冷媒の過熱度と圧縮機の周波数の
変化とを受け、冷媒の過熱度と圧縮機の周波数の変化と
の両方に基づいて膨張弁開度を調節する。
周波数を変化させて能力調節する冷凍サイクルに組込ま
れるとともに冷凍サイクル中の膨張弁の開度を調節して
蒸発器から流出する冷媒の過熱度を制御する冷凍サイク
ル制御装置において、冷媒の過熱度と圧縮機の周波数の
変化とを受け、冷媒の過熱度と圧縮機の周波数の変化と
の両方に基づいて膨張弁開度を調節する。
【００４６】また、本発明は、圧縮機の周波数が入力さ
れ、圧縮機の周波数の変化から冷媒の過熱度の変化まで
の周波数特性のうち低周波数域でのゲインを下げる外乱
補償器を設けた。また、本発明は、過熱度制御に先立っ
て上記外乱補償器の特性の最適なパラメ−タを探索す
る。
れ、圧縮機の周波数の変化から冷媒の過熱度の変化まで
の周波数特性のうち低周波数域でのゲインを下げる外乱
補償器を設けた。また、本発明は、過熱度制御に先立っ
て上記外乱補償器の特性の最適なパラメ−タを探索す
る。
【００４７】したがって本発明は、圧縮機周波数制御が
蒸発器過熱度制御に及ぼす影響を排除し、蒸発器過熱度
を高精度に制御でき、冷凍サイクル制御装置の信頼性を
向上できるという効果がある。
蒸発器過熱度制御に及ぼす影響を排除し、蒸発器過熱度
を高精度に制御でき、冷凍サイクル制御装置の信頼性を
向上できるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例の冷凍サイクルを示すブ
ロック図。
ロック図。
【図２】コントロ−ラの機能を示す説明図。
【図３】制御系を示すブロック図。
【図４】過熱度応答例を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施例の制御系を示すブロック
図。
図。
【図６】外乱補償器の特性調節の手順を示すフロ−チャ
−ト。
−ト。
【図７】評価関数の決め方を示す説明図。
【図８】過熱度応答例を示すグラフ。
【図９】一般的な冷凍サイクルを示すブロック図。
【図１０】コントロ−ラの機能を示す説明図。
【図１１】制御系を示すブロック図。
【図１２】過熱度応答例を示すグラフ。
１…圧縮機、３…蒸発器、５…膨張弁、１１…冷凍サイ
クル、１２…コントロ−ラ（冷凍サイクル制御装置）、
１６…外乱補償器。
クル、１２…コントロ−ラ（冷凍サイクル制御装置）、
１６…外乱補償器。
Claims (3)
- 【請求項１】 圧縮機の周波数を変化させて能力調節す
る冷凍サイクルに組込まれるとともに上記冷凍サイクル
中の膨張弁の開度を調節して蒸発器から流出する冷媒の
過熱度を制御する冷凍サイクル制御装置において、上記
冷媒の過熱度と上記圧縮機の周波数の変化とを受け、上
記冷媒の過熱度と上記圧縮機の周波数の変化との両方に
基づいて上記膨張弁開度を調節することを特徴とする冷
凍サイクル制御装置。 - 【請求項２】 上記圧縮機の周波数が入力され、上記圧
縮機の周波数の変化から上記冷媒の過熱度の変化までの
周波数特性のうち低周波数域でのゲインを下げる外乱補
償器を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイ
クル制御装置。 - 【請求項３】 過熱度制御に先立って上記外乱補償器の
特性の最適なパラメ−タを探索することを特徴とする請
求項２記載の冷凍サイクル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP97893A JPH06201198A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 冷凍サイクル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP97893A JPH06201198A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 冷凍サイクル制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201198A true JPH06201198A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11488707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP97893A Pending JPH06201198A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 冷凍サイクル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201198A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1068554A (ja) * | 1996-05-30 | 1998-03-10 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | 蒸気圧縮サイクルにおける設定値最適化 |
| JP2008215806A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | 冷房装置の制御方法および冷房装置 |
| WO2012036855A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Carrier Corporation | Superheat control for a refrigerant vapor compression system |
| US10480838B2 (en) | 2015-03-02 | 2019-11-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Control device for refrigeration cycle apparatus, and control method for refrigeration cycle apparatus, and refrigeration cycle apparatus |
| CN114963547A (zh) * | 2021-05-25 | 2022-08-30 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | 热水器控制方法、装置、设备及存储介质 |
-
1993
- 1993-01-07 JP JP97893A patent/JPH06201198A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1068554A (ja) * | 1996-05-30 | 1998-03-10 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | 蒸気圧縮サイクルにおける設定値最適化 |
| JP2008215806A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | 冷房装置の制御方法および冷房装置 |
| WO2012036855A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Carrier Corporation | Superheat control for a refrigerant vapor compression system |
| US10480838B2 (en) | 2015-03-02 | 2019-11-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Control device for refrigeration cycle apparatus, and control method for refrigeration cycle apparatus, and refrigeration cycle apparatus |
| CN114963547A (zh) * | 2021-05-25 | 2022-08-30 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | 热水器控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114963547B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-12-12 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | 热水器控制方法、装置、设备及存储介质 |
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