JPH1038398A - 電動式膨脹弁の制御装置 - Google Patents
電動式膨脹弁の制御装置Info
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- JPH1038398A JPH1038398A JP19357796A JP19357796A JPH1038398A JP H1038398 A JPH1038398 A JP H1038398A JP 19357796 A JP19357796 A JP 19357796A JP 19357796 A JP19357796 A JP 19357796A JP H1038398 A JPH1038398 A JP H1038398A
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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
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷凍サイクルの制御に使用される必要最小限
の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度をよ
り正確に検出して、電動式膨張弁を制御する電動式膨脹
弁の制御装置を提供する。 【解決手段】 蒸発器の出口側の冷媒温度を第１の温度
検出手段で、入口側の冷媒温度を第２の温度検出手段で
それぞれ検出し、これらの温度差を仮の過熱度とし、こ
の仮の過熱度と飽和温度の変位との関係を、冷媒の温度
をパラメータとして表現した冷媒温度特性表を冷媒温度
特性記憶手段に記憶させ、その時の第１及び第２の温度
検出手段の各検出値に対応する飽和温度の変位を温度変
位検索手段によって求め、この飽和温度の変位を補正値
として、蒸発温度算出手段が蒸発器の出口側の冷媒の実
蒸発温度を求め、さらに、冷媒過熱度算出手段が第１の
温度検出手段の検出値から実蒸発温度を減算して冷媒過
熱度として出力し、この冷媒過熱度に基づいて電動式膨
張弁の開度を制御する。
の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度をよ
り正確に検出して、電動式膨張弁を制御する電動式膨脹
弁の制御装置を提供する。 【解決手段】 蒸発器の出口側の冷媒温度を第１の温度
検出手段で、入口側の冷媒温度を第２の温度検出手段で
それぞれ検出し、これらの温度差を仮の過熱度とし、こ
の仮の過熱度と飽和温度の変位との関係を、冷媒の温度
をパラメータとして表現した冷媒温度特性表を冷媒温度
特性記憶手段に記憶させ、その時の第１及び第２の温度
検出手段の各検出値に対応する飽和温度の変位を温度変
位検索手段によって求め、この飽和温度の変位を補正値
として、蒸発温度算出手段が蒸発器の出口側の冷媒の実
蒸発温度を求め、さらに、冷媒過熱度算出手段が第１の
温度検出手段の検出値から実蒸発温度を減算して冷媒過
熱度として出力し、この冷媒過熱度に基づいて電動式膨
張弁の開度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルの冷
媒を適正な過熱度とするように電動式膨張弁の開度を制
御する電動式膨張弁の制御装置に関する。
媒を適正な過熱度とするように電動式膨張弁の開度を制
御する電動式膨張弁の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は空気調和機を構成する冷凍サイ
クルのうち、室外ユニットに対応する部分を示したもの
で、商用電源によって駆動される圧縮機２１の吐出側に
マフラー２２が設けられ、このマフラーを通してガス冷
媒が四方切換弁２３に供給される。四方切換弁２３は、
冷房運転モードにて実線の矢印で示したようにガス冷媒
を室外熱交換器２４に送り込み、暖房運転モードでは破
線の矢印で示したようにガス冷媒を、ストレーナ２８を
介して、図示省略の室内ユニットを構成する室内熱交換
器に送り込む。
クルのうち、室外ユニットに対応する部分を示したもの
で、商用電源によって駆動される圧縮機２１の吐出側に
マフラー２２が設けられ、このマフラーを通してガス冷
媒が四方切換弁２３に供給される。四方切換弁２３は、
冷房運転モードにて実線の矢印で示したようにガス冷媒
を室外熱交換器２４に送り込み、暖房運転モードでは破
線の矢印で示したようにガス冷媒を、ストレーナ２８を
介して、図示省略の室内ユニットを構成する室内熱交換
器に送り込む。
【０００３】いま、冷房モードで運転されたとすれば、
室外熱交換器２４に送り込まれたガス冷媒はここで熱交
換されて液冷媒に変換され、この液冷媒は電動式膨張弁
２５によって流量制御がなされ、さらに、リキッドタン
ク２６に蓄えられた後、水分を除去するためのドライヤ
２７を介して図示省略の室内熱交換器に送り込まれる。
この液冷媒は室内熱交換器にてガス冷媒に変換され、ス
トレーナ２８を介して四方切換弁２３に戻される。さら
に、四方切換弁２３を通ったガス冷媒はアキュムレータ
３０に送り込まれる。このガス冷媒には若干の液冷媒が
混入しており、アキュムレータ３０はこの液冷媒を分離
してガス冷媒のみを送り出して圧縮機２１に吸入させ
る。
室外熱交換器２４に送り込まれたガス冷媒はここで熱交
換されて液冷媒に変換され、この液冷媒は電動式膨張弁
２５によって流量制御がなされ、さらに、リキッドタン
ク２６に蓄えられた後、水分を除去するためのドライヤ
２７を介して図示省略の室内熱交換器に送り込まれる。
この液冷媒は室内熱交換器にてガス冷媒に変換され、ス
トレーナ２８を介して四方切換弁２３に戻される。さら
に、四方切換弁２３を通ったガス冷媒はアキュムレータ
３０に送り込まれる。このガス冷媒には若干の液冷媒が
混入しており、アキュムレータ３０はこの液冷媒を分離
してガス冷媒のみを送り出して圧縮機２１に吸入させ
る。
【０００４】一方、暖房モードで運転されたとすれば、
ストレーナ２８を介して室内熱交換器に送り込まれたガ
ス冷媒は、ここで液冷媒に変換されたのち、ドライヤ２
７を介して、リキッドタンク２６に蓄えられる。さら
に、この液冷媒は電動式膨張弁２５によって流量制御が
なされて室外熱交換器２４に供給される。この室外熱交
換器２４によって、液冷媒はガス冷媒に変換されたの
ち、四方切換弁２３を通してアキュムレータ３０に送り
込まれる。そして、内部に含まれた若干の液冷媒を分離
して得られたガス冷媒のみが圧縮機２１に吸入される。
ストレーナ２８を介して室内熱交換器に送り込まれたガ
ス冷媒は、ここで液冷媒に変換されたのち、ドライヤ２
７を介して、リキッドタンク２６に蓄えられる。さら
に、この液冷媒は電動式膨張弁２５によって流量制御が
なされて室外熱交換器２４に供給される。この室外熱交
換器２４によって、液冷媒はガス冷媒に変換されたの
ち、四方切換弁２３を通してアキュムレータ３０に送り
込まれる。そして、内部に含まれた若干の液冷媒を分離
して得られたガス冷媒のみが圧縮機２１に吸入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】周知の如く、電動式膨
張弁２５は蒸発器として作用する熱交換器、すなわち、
暖房モードで運転される場合の室外熱交換器、又は、冷
房モードで運転される場合の室内熱交換器の状態を最適
に保つべく液冷媒の流量を制御するもので、そのために
ガス冷媒の過熱度、すなわち、飽和温度との差を求める
必要がある。
張弁２５は蒸発器として作用する熱交換器、すなわち、
暖房モードで運転される場合の室外熱交換器、又は、冷
房モードで運転される場合の室内熱交換器の状態を最適
に保つべく液冷媒の流量を制御するもので、そのために
ガス冷媒の過熱度、すなわち、飽和温度との差を求める
必要がある。
【０００６】本来、この過熱度は圧縮機の吸入側に圧力
センサを設けることによって高精度で検出できるが、圧
力センサは高価であるため、図１４に冷凍サイクルの一
部を例示した空気調和機においては、圧力センサと比較
して格段に廉価な温度センサを含む疑似飽和温度検出回
路によって過熱度を求めている。
センサを設けることによって高精度で検出できるが、圧
力センサは高価であるため、図１４に冷凍サイクルの一
部を例示した空気調和機においては、圧力センサと比較
して格段に廉価な温度センサを含む疑似飽和温度検出回
路によって過熱度を求めている。
【０００７】すなわち、図１４に示した冷凍サイクルに
おいては、暖房運転モードにおける電動式膨張弁２５の
入側とアキュムレータ３０の吸入側との間にキャピラリ
ーチューブ２９を設けてアキュムレータ３０側のガス冷
媒の温度を疑似飽和温度ＴＧとして温度センサ３４によ
って検出している。しかし、この場合には冷媒の流量や
フラッシュガスの存在によつて実飽和温度とのずれが生
じるため、圧縮機２１の吸入側に設けた温度センサ３
１、吐出側に設けた温度センサ３２及び室外熱交換器２
４の入側に設けた温度センサ３３の各温度検出値ＴＳ，
ＴＤ，ＴＥによって疑似飽和温度ＴＧを補正する必要が
あった。このため、実過熱度を求めるに当って多数の温
度センサを必要とし、かつ、複雑な補正演算を余儀なく
されていた。
おいては、暖房運転モードにおける電動式膨張弁２５の
入側とアキュムレータ３０の吸入側との間にキャピラリ
ーチューブ２９を設けてアキュムレータ３０側のガス冷
媒の温度を疑似飽和温度ＴＧとして温度センサ３４によ
って検出している。しかし、この場合には冷媒の流量や
フラッシュガスの存在によつて実飽和温度とのずれが生
じるため、圧縮機２１の吸入側に設けた温度センサ３
１、吐出側に設けた温度センサ３２及び室外熱交換器２
４の入側に設けた温度センサ３３の各温度検出値ＴＳ，
ＴＤ，ＴＥによって疑似飽和温度ＴＧを補正する必要が
あった。このため、実過熱度を求めるに当って多数の温
度センサを必要とし、かつ、複雑な補正演算を余儀なく
されていた。
【０００８】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小
限の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度を
より正確に検出すると共に、この過熱度に従って電動式
膨張弁を制御する電動式膨脹弁の制御装置を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小
限の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度を
より正確に検出すると共に、この過熱度に従って電動式
膨張弁を制御する電動式膨脹弁の制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以下、本発明をその原理
と併せて説明する。いま、図７（ａ）に示したように、
蒸発器としての室外熱交換器２４の上流部に電動式膨張
弁２５を備え、冷媒はＡ矢印方向に循環するものとす
る。そして、室内熱交換器の出口側に温度センサ５１
を、電動式膨張弁２５と室外熱交換器２４との間、すな
わち、室外熱交換器２４の入口側に温度センサ５２をそ
れぞれ設けて冷媒の温度を検出するものとする。
と併せて説明する。いま、図７（ａ）に示したように、
蒸発器としての室外熱交換器２４の上流部に電動式膨張
弁２５を備え、冷媒はＡ矢印方向に循環するものとす
る。そして、室内熱交換器の出口側に温度センサ５１
を、電動式膨張弁２５と室外熱交換器２４との間、すな
わち、室外熱交換器２４の入口側に温度センサ５２をそ
れぞれ設けて冷媒の温度を検出するものとする。
【００１０】ここで、電動式膨張弁２５の絞り量が少な
く冷媒の循環量が多い場合、電動式膨張弁２５を出た冷
媒の温度は、同図（ｂ）中に実線Ｐで示したように変化
する。逆に、電動式膨張弁２５の絞り量が大きく冷媒の
循環量が少ない場合、電動式膨張弁２５を出た冷媒の温
度は、同図（ｂ）中に一点鎖線Ｑで示したように変化す
る。このうち、循環量が少ない場合の電動式膨張弁２５
の出口側の温度、すなわち、温度センサ５２によって検
出される温度ＴＣ２を蒸発温度ＴＧと仮定する。これら
の温度変化の状態及び冷媒の持つ性質から、次のａ〜ｈ
項の内容を推測することができる。 ａ．蒸発器としての室外熱交換器２４の入口側と出口側
とで圧力差（以下、圧損又は流量圧損とも言う）がある
と温度変位ＴＧＸを生じる。 ｂ．電動式膨張弁による絞り量が大きいときは、冷媒の
循環量が低下し、流量圧損は小さくなるため、室外熱交
換器２４の入口側の温度ＴＣ２は蒸発温度ＴＧに限りな
く近付く。 ｃ．流量圧損による温度変位ＴＧＸは冷媒の循環量と室
外熱交換器２４の流量圧損との関係によって変化する。 ｄ．冷媒の循環量が一定であれば流量圧損による温度変
位ＴＧＸも一定と考えられる。 ｅ．ただし、流量圧損が一定であっても、冷媒の温度に
よって温度変位ＴＧＸの値は変化する。 ｆ．この温度変位ＴＧＸの変位は、冷媒の飽和圧力と冷
媒温度との関係から求められる。 ｇ．以上の事項から、蒸発温度ＴＧは次式によって求め
られる。 ＴＧ＝ＴＣ２−ＴＧＸ …（１） ｈ．この蒸発温度ＴＧが分かれば、過熱度ＳＨは次式に
よって求められる。 ＳＨ＝ＴＣ１−ＴＧ …（２） 上述した推測が妥当なものであるか否かを実運転データ
と対比して検証してみることとする。空気調和機に用い
られる各種の冷媒のうち、例えば、Ｒ２２についてその
飽和圧力と冷媒温度との関係を線図で示すと図８のよう
になる。この線図から、冷媒の温度をパラメータとし
て、冷媒圧力の変位すなわち圧損と飽和温度の変位との
関係を図表で示すと図９のようになる。もし、冷媒の温
度として温度センサ５２の検出値ＴＣ２を用いたとすれ
ば、表中の各値が蒸発温度に応じて定まる圧損を温度に
換算した温度変位ＴＧＸに相当しており、本発明ではこ
の表中の圧損に対して、図１２に示すように、室外熱交
換器２４の出口側の冷媒温度ＴＣ１から入口側の冷媒温
度ＴＣ２を引き算した仮の過熱度ＳＨ０を割り当ててい
る。
く冷媒の循環量が多い場合、電動式膨張弁２５を出た冷
媒の温度は、同図（ｂ）中に実線Ｐで示したように変化
する。逆に、電動式膨張弁２５の絞り量が大きく冷媒の
循環量が少ない場合、電動式膨張弁２５を出た冷媒の温
度は、同図（ｂ）中に一点鎖線Ｑで示したように変化す
る。このうち、循環量が少ない場合の電動式膨張弁２５
の出口側の温度、すなわち、温度センサ５２によって検
出される温度ＴＣ２を蒸発温度ＴＧと仮定する。これら
の温度変化の状態及び冷媒の持つ性質から、次のａ〜ｈ
項の内容を推測することができる。 ａ．蒸発器としての室外熱交換器２４の入口側と出口側
とで圧力差（以下、圧損又は流量圧損とも言う）がある
と温度変位ＴＧＸを生じる。 ｂ．電動式膨張弁による絞り量が大きいときは、冷媒の
循環量が低下し、流量圧損は小さくなるため、室外熱交
換器２４の入口側の温度ＴＣ２は蒸発温度ＴＧに限りな
く近付く。 ｃ．流量圧損による温度変位ＴＧＸは冷媒の循環量と室
外熱交換器２４の流量圧損との関係によって変化する。 ｄ．冷媒の循環量が一定であれば流量圧損による温度変
位ＴＧＸも一定と考えられる。 ｅ．ただし、流量圧損が一定であっても、冷媒の温度に
よって温度変位ＴＧＸの値は変化する。 ｆ．この温度変位ＴＧＸの変位は、冷媒の飽和圧力と冷
媒温度との関係から求められる。 ｇ．以上の事項から、蒸発温度ＴＧは次式によって求め
られる。 ＴＧ＝ＴＣ２−ＴＧＸ …（１） ｈ．この蒸発温度ＴＧが分かれば、過熱度ＳＨは次式に
よって求められる。 ＳＨ＝ＴＣ１−ＴＧ …（２） 上述した推測が妥当なものであるか否かを実運転データ
と対比して検証してみることとする。空気調和機に用い
られる各種の冷媒のうち、例えば、Ｒ２２についてその
飽和圧力と冷媒温度との関係を線図で示すと図８のよう
になる。この線図から、冷媒の温度をパラメータとし
て、冷媒圧力の変位すなわち圧損と飽和温度の変位との
関係を図表で示すと図９のようになる。もし、冷媒の温
度として温度センサ５２の検出値ＴＣ２を用いたとすれ
ば、表中の各値が蒸発温度に応じて定まる圧損を温度に
換算した温度変位ＴＧＸに相当しており、本発明ではこ
の表中の圧損に対して、図１２に示すように、室外熱交
換器２４の出口側の冷媒温度ＴＣ１から入口側の冷媒温
度ＴＣ２を引き算した仮の過熱度ＳＨ０を割り当ててい
る。
【００１１】いま、図１０に示すように、１台の室外機
に３台の室内機が接続されたマルチ式空気調和機におい
て、Ａ，Ｂ，Ｃ各室の配管長は互いに等しく、また、室
内機はいずれもＪＩＳで定めた冷房モードで運転される
ものとする。このとき、蒸発器として作用する室内機の
入口側温度と出口側温度との温度差（出口側の温度−入
口側温度）と冷房能力との関係を調べると図１１の線図
に示す実運転データが得られた。なお、この線図は過熱
度及び蒸発圧力をパラメータとして示したものである。
この場合、Ａ，Ｂ，Ｃ各室の負荷要求はそれぞれ１００
％，８０％，５０％であった。
に３台の室内機が接続されたマルチ式空気調和機におい
て、Ａ，Ｂ，Ｃ各室の配管長は互いに等しく、また、室
内機はいずれもＪＩＳで定めた冷房モードで運転される
ものとする。このとき、蒸発器として作用する室内機の
入口側温度と出口側温度との温度差（出口側の温度−入
口側温度）と冷房能力との関係を調べると図１１の線図
に示す実運転データが得られた。なお、この線図は過熱
度及び蒸発圧力をパラメータとして示したものである。
この場合、Ａ，Ｂ，Ｃ各室の負荷要求はそれぞれ１００
％，８０％，５０％であった。
【００１２】もし、Ａ室の室内機の過熱度が５Ｋのと
き、入口側の温度ＴＣ２と出口側の温度ＴＣ１との差が
１℃であったとすれば、負荷要求１００％に対応する蒸
発圧力は５．２（Ｋｇ／ｃｍ2 ）と見做されるため次式
が成立する。 ＴＣ１＝５＋５．２＝１０．２ ［℃］ …（３） ＴＣ２＝１＋１０．２＝１１．２ ［℃］ …（４） 従って、ＴＣ２と蒸発温度との誤差は６［℃］となり図
１２の図表の値（ＳＨ０が「〜１」でＴＣ２が「１０〜
１５」となる位置の値）と一致する。
き、入口側の温度ＴＣ２と出口側の温度ＴＣ１との差が
１℃であったとすれば、負荷要求１００％に対応する蒸
発圧力は５．２（Ｋｇ／ｃｍ2 ）と見做されるため次式
が成立する。 ＴＣ１＝５＋５．２＝１０．２ ［℃］ …（３） ＴＣ２＝１＋１０．２＝１１．２ ［℃］ …（４） 従って、ＴＣ２と蒸発温度との誤差は６［℃］となり図
１２の図表の値（ＳＨ０が「〜１」でＴＣ２が「１０〜
１５」となる位置の値）と一致する。
【００１３】次に、Ｂ室の室内機においてＴＣ２−ＴＣ
１＝−７℃であったとする。この室内機においても蒸発
圧力は５．２（Ｋｇ／ｃｍ2 ）であるから、この蒸発圧
力の範囲で、冷房能力が８０％に対応する過熱度は１２
Ｋとなる。そこで、次式が成立する。 ＴＣ１＝１２＋５．２＝１７．２ ［℃］ …（５） ＴＣ２＝−７＋１７．２＝１０．２［℃］ …（６） 従って、ＴＣ２と蒸発温度との誤差は５［℃］となり図
１２の図表の値（ＳＨ０が「６〜１０」でＴＣ２が「１
０〜１５」となる位置の値）と一致する。
１＝−７℃であったとする。この室内機においても蒸発
圧力は５．２（Ｋｇ／ｃｍ2 ）であるから、この蒸発圧
力の範囲で、冷房能力が８０％に対応する過熱度は１２
Ｋとなる。そこで、次式が成立する。 ＴＣ１＝１２＋５．２＝１７．２ ［℃］ …（５） ＴＣ２＝−７＋１７．２＝１０．２［℃］ …（６） 従って、ＴＣ２と蒸発温度との誤差は５［℃］となり図
１２の図表の値（ＳＨ０が「６〜１０」でＴＣ２が「１
０〜１５」となる位置の値）と一致する。
【００１４】次に、Ｃ室の室内機においてＴＣ２−ＴＣ
１＝−１６℃であったとする。この室内機においても蒸
発圧力は５．２（Ｋｇ／ｃｍ2 ）であるから、この蒸発
圧力の範囲で、冷房能力が５０％に対応する過熱度は１
８Ｋとなる。そこで、次式が成立する。 ＴＣ１＝１８＋５．２＝２３．２ ［℃］ …（７） ＴＣ２＝−１６＋２３．２＝７．２［℃］ …（８） 従って、ＴＣ２と蒸発温度との誤差は２［℃］となり図
１２の図表の値（ＳＨ０が「１４〜１６」でＴＣ２が
「５〜１０」となる斜線を施した位置の値）と一致す
る。
１＝−１６℃であったとする。この室内機においても蒸
発圧力は５．２（Ｋｇ／ｃｍ2 ）であるから、この蒸発
圧力の範囲で、冷房能力が５０％に対応する過熱度は１
８Ｋとなる。そこで、次式が成立する。 ＴＣ１＝１８＋５．２＝２３．２ ［℃］ …（７） ＴＣ２＝−１６＋２３．２＝７．２［℃］ …（８） 従って、ＴＣ２と蒸発温度との誤差は２［℃］となり図
１２の図表の値（ＳＨ０が「１４〜１６」でＴＣ２が
「５〜１０」となる斜線を施した位置の値）と一致す
る。
【００１５】以上、図１１に示す実運転データから、Ｔ
Ｃ２と蒸発温度との誤差を逆算して、圧損に対応させて
予め定めた仮の過熱度が妥当であることの確認ができ
た。
Ｃ２と蒸発温度との誤差を逆算して、圧損に対応させて
予め定めた仮の過熱度が妥当であることの確認ができ
た。
【００１６】そこで、請求項１に記載の電動式膨脹弁の
制御装置は、上流部に電動式膨張弁を備えた蒸発器の出
口側の冷媒温度ＴＣ１と入口側の冷媒温度ＴＣ２とをそ
れぞれ検出する一方、ＴＣ１−ＴＣ２の値を仮の過熱度
ＳＨ０とし、検出温度ＴＣ２をパラメータとして、過熱
度ＳＨ０と温度変位ＴＧＸとを関連付けた図１２に示す
冷媒温度特性表を記憶手段に記憶させ、ＴＣ２から冷媒
温度特性表の値ＴＧＸを減算して蒸発温度ＴＧを算出
し、さらに、ＴＣ１からこのＴＧを差引くことによって
冷媒過熱度を求め、さらに、この冷媒過熱度に基づいて
電動式膨張弁の開度を制御するするもので、これによっ
て、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小限の温度
センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度をより正確
に検出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を
制御することができる。
制御装置は、上流部に電動式膨張弁を備えた蒸発器の出
口側の冷媒温度ＴＣ１と入口側の冷媒温度ＴＣ２とをそ
れぞれ検出する一方、ＴＣ１−ＴＣ２の値を仮の過熱度
ＳＨ０とし、検出温度ＴＣ２をパラメータとして、過熱
度ＳＨ０と温度変位ＴＧＸとを関連付けた図１２に示す
冷媒温度特性表を記憶手段に記憶させ、ＴＣ２から冷媒
温度特性表の値ＴＧＸを減算して蒸発温度ＴＧを算出
し、さらに、ＴＣ１からこのＴＧを差引くことによって
冷媒過熱度を求め、さらに、この冷媒過熱度に基づいて
電動式膨張弁の開度を制御するするもので、これによっ
て、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小限の温度
センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度をより正確
に検出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を
制御することができる。
【００１７】また、請求項２に記載の電動式膨脹弁の制
御装置は、マルチ式空気調和機を冷房モードで運転する
場合、蒸発器として作用する室内熱交換器の上流側にそ
れぞれ電動式膨張弁を備える冷凍サイクルに適用したも
ので、これらの電動式膨張弁を請求項１に記載の制御系
を用いて制御するようにしたものである。
御装置は、マルチ式空気調和機を冷房モードで運転する
場合、蒸発器として作用する室内熱交換器の上流側にそ
れぞれ電動式膨張弁を備える冷凍サイクルに適用したも
ので、これらの電動式膨張弁を請求項１に記載の制御系
を用いて制御するようにしたものである。
【００１８】さらに、請求項３に記載の電動式膨脹弁の
制御装置は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器及び電
動式膨張弁を収納した室外機に、室内熱交換器を収納し
た室内機を接続してなる、いわゆる、カスタム空気調和
機の冷凍サイクルに適用するものであり、この空気調和
機を暖房モードで運転するとき、電子膨張弁、室外熱交
換器、圧縮機の順に冷媒を循環させる場合の電動式膨張
弁を制御するに当って、第１の温度検出手段として、圧
縮機の吸込み側の配管に設置されることの多い温度セン
サを用いるようにしたもので、これによって、既設の温
度センサを利用することができる。
制御装置は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器及び電
動式膨張弁を収納した室外機に、室内熱交換器を収納し
た室内機を接続してなる、いわゆる、カスタム空気調和
機の冷凍サイクルに適用するものであり、この空気調和
機を暖房モードで運転するとき、電子膨張弁、室外熱交
換器、圧縮機の順に冷媒を循環させる場合の電動式膨張
弁を制御するに当って、第１の温度検出手段として、圧
縮機の吸込み側の配管に設置されることの多い温度セン
サを用いるようにしたもので、これによって、既設の温
度センサを利用することができる。
【００１９】ところで、カスタム空気調和機の冷凍サイ
クルに使用される電動式膨張弁は、室内機に設けられた
り、室外機に設けられたりする。請求項４に記載の電動
式膨脹弁の制御装置は、電動式膨張弁の設置位置に関係
なく、要は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、電動
式膨張弁、室内熱交換器、四方切換弁及び圧縮機を順次
接続した冷凍サイクルの電動式膨張弁を制御対象とした
ものである。
クルに使用される電動式膨張弁は、室内機に設けられた
り、室外機に設けられたりする。請求項４に記載の電動
式膨脹弁の制御装置は、電動式膨張弁の設置位置に関係
なく、要は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、電動
式膨張弁、室内熱交換器、四方切換弁及び圧縮機を順次
接続した冷凍サイクルの電動式膨張弁を制御対象とした
ものである。
【００２０】一方、暖房モードで運転中に、室外熱交換
器に着霜することがある。この着霜に対処する一つの方
法として、室外熱交換の入口側の温度ＴＥを検出し、室
外ファンの回転数を変更している。この回転数の変更に
よつて、蒸発器としての室外熱交換器の入口側温度ＴＥ
と圧損との関係も変化する。従って、蒸発器の入口側温
度ＴＥに対する蒸発温度の変位（補正値）ＴＧＸは、圧
損をパラメータとして線図で示すと図１３のようにな
る。そこで、請求項５に記載の電動式膨脹弁の制御装置
は、室外ファンの回転数を、室外熱交換器の入口側の温
度ＴＥによって変更制御するとき、圧縮機の吐出側の温
度を検出する第３の温度検出手段の温度検出値に応じて
過熱度を補正すると共に、補正された過熱度に基づいて
電動式膨張弁の開度目標値を補正するので、室外ファン
の回転数を制御する場合でも、冷媒の過熱度をより正確
に検出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を
制御することができる。
器に着霜することがある。この着霜に対処する一つの方
法として、室外熱交換の入口側の温度ＴＥを検出し、室
外ファンの回転数を変更している。この回転数の変更に
よつて、蒸発器としての室外熱交換器の入口側温度ＴＥ
と圧損との関係も変化する。従って、蒸発器の入口側温
度ＴＥに対する蒸発温度の変位（補正値）ＴＧＸは、圧
損をパラメータとして線図で示すと図１３のようにな
る。そこで、請求項５に記載の電動式膨脹弁の制御装置
は、室外ファンの回転数を、室外熱交換器の入口側の温
度ＴＥによって変更制御するとき、圧縮機の吐出側の温
度を検出する第３の温度検出手段の温度検出値に応じて
過熱度を補正すると共に、補正された過熱度に基づいて
電動式膨張弁の開度目標値を補正するので、室外ファン
の回転数を制御する場合でも、冷媒の過熱度をより正確
に検出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を
制御することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図２は本発明の第
１の実施形態の概略構成図であり、図中、従来装置を示
す図１４と同一の要素には同一の符号を付してその説明
を省略する。これは、空気調和機を構成する冷凍サイク
ルのうち、室外ユニットに対応する部分を示したもの
で、この冷凍サイクルを暖房モードで運転したとき、冷
媒は矢印Ａ方向に循環し、室外熱交換器２４は蒸発器と
して作用する。この室外熱交換器２４の上流部に電動式
膨張弁２５が設けられている。この電動式膨張弁２５の
開度を制御するために、室外熱交換器２４の出口側に温
度センサ５１が、入口側に温度センサ５２がそれぞれ設
けられ、これらの温度センサの各検出信号が過熱度制御
系１０に加えられる。過熱度制御系１０はこれらの温度
検出値ＴＣ１，ＴＣ２に基づいて電動式膨張弁２５の開
度を制御する構成になっている。なお、この実施形態に
おいては、温度センサ５１，５２の温度検出値ＴＣ１，
ＴＣ２に基づいて電動式膨張弁２５を制御するため、図
１４中のキャピラリチューブ２９及び温度センサ３４で
なる疑似飽和温度検出回路が除去されている。
実施形態に基づいて詳細に説明する。図２は本発明の第
１の実施形態の概略構成図であり、図中、従来装置を示
す図１４と同一の要素には同一の符号を付してその説明
を省略する。これは、空気調和機を構成する冷凍サイク
ルのうち、室外ユニットに対応する部分を示したもの
で、この冷凍サイクルを暖房モードで運転したとき、冷
媒は矢印Ａ方向に循環し、室外熱交換器２４は蒸発器と
して作用する。この室外熱交換器２４の上流部に電動式
膨張弁２５が設けられている。この電動式膨張弁２５の
開度を制御するために、室外熱交換器２４の出口側に温
度センサ５１が、入口側に温度センサ５２がそれぞれ設
けられ、これらの温度センサの各検出信号が過熱度制御
系１０に加えられる。過熱度制御系１０はこれらの温度
検出値ＴＣ１，ＴＣ２に基づいて電動式膨張弁２５の開
度を制御する構成になっている。なお、この実施形態に
おいては、温度センサ５１，５２の温度検出値ＴＣ１，
ＴＣ２に基づいて電動式膨張弁２５を制御するため、図
１４中のキャピラリチューブ２９及び温度センサ３４で
なる疑似飽和温度検出回路が除去されている。
【００２２】図１は過熱温度制御系をマイクロプロセッ
サ（ＣＰＵ）で構成した場合の詳細な構成を示す機能ブ
ロック図である。同図において、冷媒温度特性記憶手段
１１は、図１２に示すように、室外熱交換器２４の入口
側の温度ＴＣ２をパラメータとして、仮の過熱度ＳＨ０
と飽和温度の変位ＴＧＸとの関係を示す冷媒温度特性を
テーブルとして記憶させたものである。仮過熱度算出手
段１２は温度センサ５１によつて検出された室外熱交換
器２４の出口側の冷媒温度ＴＣ１と、入口側の冷媒温度
ＴＣ２とを入力し、ここで、次式によって仮の過熱度Ｓ
Ｈ０を算出して温度変位検索手段１３に加える。 ＳＨ０＝ＴＣ１−ＴＣ２ …（９） 温度変位検索手段１３はこの仮の過熱度ＳＨ０及び温度
センサ５２によって検出された冷媒温度ＴＣ２を入力
し、冷媒温度特性記憶手段１１を検索することによっ
て、各入力ＳＨ０とＴＣ２に対応する飽和温度の変位Ｔ
ＧＸを読み出す。この冷媒温度特性記憶手段１１から読
み出された飽和温度の変位ＴＧＸは蒸発温度算出手段１
４に加えられる。蒸発温度算出手段１４は飽和温度の変
位ＴＧＸの他に温度センサ５２によって検出された室外
熱交換器２４の入口側の冷媒温度ＴＣ２を入力し、次式
に従って蒸発温度ＴＧを算出する。 ＴＧ＝ＴＣ２−ＴＧＸ …（１０） そこで、冷媒過熱度算出手段１５は算出された蒸発温度
ＴＧと、温度センサ５１によって検出された室外熱交換
器２４の出口側の冷媒温度ＴＣ１を入力として次式によ
り実過熱度ＳＨを算出する。 ＳＨ＝ＴＣ１−ＴＧ …（１１） 冷媒過熱度算出手段１５で算出された過熱度ＳＨは膨張
弁開度制御手段１６に加えられ、膨張弁開度制御手段１
６はこの過熱度ＳＨが予め定めた値に追随するように電
動式膨張弁２５の開度を制御する。なお、電動式膨張弁
２５は、例えば、全開時のパルス数を５００として、パ
ルスモータで駆動されるものでなり、その詳細について
は各種提案され、公知であるのでその詳しい説明を省略
する。なお、室外熱交換器２４の出口側に設けた温度セ
ンサ５１の代わりに、四方切換弁２３を通った後、圧縮
機２１に吸入される系統に設けられる温度センサ３１の
温度検出値ＴＳを用いることができる。
サ（ＣＰＵ）で構成した場合の詳細な構成を示す機能ブ
ロック図である。同図において、冷媒温度特性記憶手段
１１は、図１２に示すように、室外熱交換器２４の入口
側の温度ＴＣ２をパラメータとして、仮の過熱度ＳＨ０
と飽和温度の変位ＴＧＸとの関係を示す冷媒温度特性を
テーブルとして記憶させたものである。仮過熱度算出手
段１２は温度センサ５１によつて検出された室外熱交換
器２４の出口側の冷媒温度ＴＣ１と、入口側の冷媒温度
ＴＣ２とを入力し、ここで、次式によって仮の過熱度Ｓ
Ｈ０を算出して温度変位検索手段１３に加える。 ＳＨ０＝ＴＣ１−ＴＣ２ …（９） 温度変位検索手段１３はこの仮の過熱度ＳＨ０及び温度
センサ５２によって検出された冷媒温度ＴＣ２を入力
し、冷媒温度特性記憶手段１１を検索することによっ
て、各入力ＳＨ０とＴＣ２に対応する飽和温度の変位Ｔ
ＧＸを読み出す。この冷媒温度特性記憶手段１１から読
み出された飽和温度の変位ＴＧＸは蒸発温度算出手段１
４に加えられる。蒸発温度算出手段１４は飽和温度の変
位ＴＧＸの他に温度センサ５２によって検出された室外
熱交換器２４の入口側の冷媒温度ＴＣ２を入力し、次式
に従って蒸発温度ＴＧを算出する。 ＴＧ＝ＴＣ２−ＴＧＸ …（１０） そこで、冷媒過熱度算出手段１５は算出された蒸発温度
ＴＧと、温度センサ５１によって検出された室外熱交換
器２４の出口側の冷媒温度ＴＣ１を入力として次式によ
り実過熱度ＳＨを算出する。 ＳＨ＝ＴＣ１−ＴＧ …（１１） 冷媒過熱度算出手段１５で算出された過熱度ＳＨは膨張
弁開度制御手段１６に加えられ、膨張弁開度制御手段１
６はこの過熱度ＳＨが予め定めた値に追随するように電
動式膨張弁２５の開度を制御する。なお、電動式膨張弁
２５は、例えば、全開時のパルス数を５００として、パ
ルスモータで駆動されるものでなり、その詳細について
は各種提案され、公知であるのでその詳しい説明を省略
する。なお、室外熱交換器２４の出口側に設けた温度セ
ンサ５１の代わりに、四方切換弁２３を通った後、圧縮
機２１に吸入される系統に設けられる温度センサ３１の
温度検出値ＴＳを用いることができる。
【００２３】かくして、図１、２に示した第１の実施形
態によれば、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小
限の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度を
より正確に検出すると共に、この過熱度に従って電動式
膨張弁を制御することができる。
態によれば、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小
限の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度を
より正確に検出すると共に、この過熱度に従って電動式
膨張弁を制御することができる。
【００２４】図３は本発明の第２の実施形態の概略構成
図である。これはマルチ式空気調和機の例として、１台
の室外機１に３台の室内機２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続され
た場合を示し、各室内機２Ａ，２Ｂ，２Ｃを構成する室
内熱交換器４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと直列に、電動式膨
張弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが接続されたものである。
このマルチ式空気調和機を冷房モードで運転するときに
冷媒が矢印方向に循環するものとすると、電動式膨張弁
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃはそれぞれ室内熱交換器４１
Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの上流側に設けられている。そし
て、室内熱交換器４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの出口側の冷
媒の過熱度を制御するために、これらの室内熱交換器４
１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの出口側に温度センサ５１を、入
口側に温度センサ５２をそれぞれ設け、室内機２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ毎に電動式膨張弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの開
度を制御する過熱度制御系１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを設
けたものである。これらの過熱度制御系１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃは図１に示した過熱度制御系１０と同一に構
成されている。これによって、図１０を用いて原理説明
をした過熱度制御が可能となる。
図である。これはマルチ式空気調和機の例として、１台
の室外機１に３台の室内機２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続され
た場合を示し、各室内機２Ａ，２Ｂ，２Ｃを構成する室
内熱交換器４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと直列に、電動式膨
張弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが接続されたものである。
このマルチ式空気調和機を冷房モードで運転するときに
冷媒が矢印方向に循環するものとすると、電動式膨張弁
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃはそれぞれ室内熱交換器４１
Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの上流側に設けられている。そし
て、室内熱交換器４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの出口側の冷
媒の過熱度を制御するために、これらの室内熱交換器４
１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの出口側に温度センサ５１を、入
口側に温度センサ５２をそれぞれ設け、室内機２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ毎に電動式膨張弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの開
度を制御する過熱度制御系１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを設
けたものである。これらの過熱度制御系１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃは図１に示した過熱度制御系１０と同一に構
成されている。これによって、図１０を用いて原理説明
をした過熱度制御が可能となる。
【００２５】図４は本発明の第３の実施形態の構成例を
示したもので、それぞれ１台の室外機に１台の室内機が
接続される、いわゆる、カスタムエアコンを構成する冷
凍サイクルに適用したものである。このうち、図４
（ａ）に示したものは、圧縮機２１、四方切換弁２３、
室外熱交換器２４、電動式膨張弁２５、室内熱交換器４
１、四方切換弁２３及び圧縮機２１を順次接続した冷凍
サイクルを有し、このうち、室内機４Ａには室内熱交換
器４１のみが収納され、これ以外の構成要素が全て室外
機３Ａに収納されている。そして、この冷凍サイクルを
制御するために、圧縮機２１の吸入側の配管に温度セン
サ３１が、吐出側の配管に温度センサ３２が、室外熱交
換器２４と電動式膨張弁２５との間に温度センサ３３が
設けられ、さらに、暖房モードの運転時に冷媒がＡ矢印
方向に循環するものとして、室内熱交換器４１の出側に
温度センサ３５がそれぞれ設けられている。過熱度制御
系１０Ａは、暖房モードでの運転時に、温度センサ３１
の検出温度ＴＳを蒸発器の出口側の温度ＴＣ１とし、温
度センサ３３の検出温度ＴＥを蒸発器の入口側の温度Ｔ
Ｃ２として電動式膨張弁２５の開度を制御する。一方、
冷媒がＢ矢印方向に循環する冷房モードでの運転時に
は、温度センサ３１の検出温度ＴＳを蒸発器の出口側の
温度ＴＣ１とし、温度センサ３５の検出温度ＴＣを蒸発
器の入口側の温度ＴＣ２として電動式膨張弁２５の開度
を制御する。
示したもので、それぞれ１台の室外機に１台の室内機が
接続される、いわゆる、カスタムエアコンを構成する冷
凍サイクルに適用したものである。このうち、図４
（ａ）に示したものは、圧縮機２１、四方切換弁２３、
室外熱交換器２４、電動式膨張弁２５、室内熱交換器４
１、四方切換弁２３及び圧縮機２１を順次接続した冷凍
サイクルを有し、このうち、室内機４Ａには室内熱交換
器４１のみが収納され、これ以外の構成要素が全て室外
機３Ａに収納されている。そして、この冷凍サイクルを
制御するために、圧縮機２１の吸入側の配管に温度セン
サ３１が、吐出側の配管に温度センサ３２が、室外熱交
換器２４と電動式膨張弁２５との間に温度センサ３３が
設けられ、さらに、暖房モードの運転時に冷媒がＡ矢印
方向に循環するものとして、室内熱交換器４１の出側に
温度センサ３５がそれぞれ設けられている。過熱度制御
系１０Ａは、暖房モードでの運転時に、温度センサ３１
の検出温度ＴＳを蒸発器の出口側の温度ＴＣ１とし、温
度センサ３３の検出温度ＴＥを蒸発器の入口側の温度Ｔ
Ｃ２として電動式膨張弁２５の開度を制御する。一方、
冷媒がＢ矢印方向に循環する冷房モードでの運転時に
は、温度センサ３１の検出温度ＴＳを蒸発器の出口側の
温度ＴＣ１とし、温度センサ３５の検出温度ＴＣを蒸発
器の入口側の温度ＴＣ２として電動式膨張弁２５の開度
を制御する。
【００２６】図４（ｂ）に示した冷凍サイクルは、室内
機４Ｂに室内熱交換器４１のみを設け、温度センサ３５
を室外機３Ｂに設けた点が図４（ａ）と構成を異にして
る。この場合も、過熱度制御系１０Ｂは、暖房モードで
の運転時に、温度センサ３１の検出温度ＴＳを蒸発器の
出口側の温度ＴＣ１とし、温度せンサ３３の検出温度Ｔ
Ｅを蒸発器の入口側の温度ＴＣ２として電動式膨張弁２
５の開度を制御する。一方、冷媒がＢ矢印方向に循環す
る冷房モードでの運転時には、温度センサ３１の検出温
度ＴＳを蒸発器の出口側の温度ＴＣ１とし、温度センサ
３５の検出温度ＴＣを蒸発器の入口側の温度ＴＣ２とし
て電動式膨張弁２５の開度を制御する。図４（ｃ）は室
内機４Ｃに室内熱交換器４１の他に電動式膨張弁２５を
設けた例で、このうち、室内熱交換器４１と電動式膨張
弁２５との間に温度センサ３５が設けられている。この
場合、過熱度制御系１０Ｃは、暖房モードでの運転時
に、温度センサ３１の検出温度ＴＳを蒸発器の出口側の
温度ＴＣ１とし、温度センサ３３の検出温度ＴＥを蒸発
器の入口側の温度ＴＣ２として電動式膨張弁２５の開度
を制御する。一方、冷媒がＢ矢印方向に循環する冷房モ
ードでの運転時には、温度センサ３１の検出温度ＴＳを
蒸発器の出口側の温度ＴＣ１とし、温度センサ３５の検
出温度ＴＣを蒸発器の入口側の温度ＴＣ２として電動式
膨張弁２５の開度を制御する。
機４Ｂに室内熱交換器４１のみを設け、温度センサ３５
を室外機３Ｂに設けた点が図４（ａ）と構成を異にして
る。この場合も、過熱度制御系１０Ｂは、暖房モードで
の運転時に、温度センサ３１の検出温度ＴＳを蒸発器の
出口側の温度ＴＣ１とし、温度せンサ３３の検出温度Ｔ
Ｅを蒸発器の入口側の温度ＴＣ２として電動式膨張弁２
５の開度を制御する。一方、冷媒がＢ矢印方向に循環す
る冷房モードでの運転時には、温度センサ３１の検出温
度ＴＳを蒸発器の出口側の温度ＴＣ１とし、温度センサ
３５の検出温度ＴＣを蒸発器の入口側の温度ＴＣ２とし
て電動式膨張弁２５の開度を制御する。図４（ｃ）は室
内機４Ｃに室内熱交換器４１の他に電動式膨張弁２５を
設けた例で、このうち、室内熱交換器４１と電動式膨張
弁２５との間に温度センサ３５が設けられている。この
場合、過熱度制御系１０Ｃは、暖房モードでの運転時
に、温度センサ３１の検出温度ＴＳを蒸発器の出口側の
温度ＴＣ１とし、温度センサ３３の検出温度ＴＥを蒸発
器の入口側の温度ＴＣ２として電動式膨張弁２５の開度
を制御する。一方、冷媒がＢ矢印方向に循環する冷房モ
ードでの運転時には、温度センサ３１の検出温度ＴＳを
蒸発器の出口側の温度ＴＣ１とし、温度センサ３５の検
出温度ＴＣを蒸発器の入口側の温度ＴＣ２として電動式
膨張弁２５の開度を制御する。
【００２７】かくして、種々な構成のエアコンにおいて
も、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小限の温度
センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度をより正確
に検出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を
制御することができる。
も、冷凍サイクルの制御に使用される必要最小限の温度
センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度をより正確
に検出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を
制御することができる。
【００２８】図５は本発明の第４の実施形態の構成を示
すブロック図であり、図中、図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は過
熱度制御系の他の構成例を示したもので、図１に示した
要素に対して、膨張弁開度制御手段１６の代わりに、圧
縮機の吐出側に設けられる温度センサ３２の検出温度Ｔ
Ｄによつて過熱度ＳＨを補正して電動式膨張弁２５の開
度を制御する膨張弁開度制御手段１６Ａを用い、さら
に、蒸発器の入口側に設けられる温度センサ３３の検出
温度ＴＥに基づいて室外フアン制御手段４３が室外ファ
ン４２の回転数を制御する点が図１と構成を異にしてい
る。
すブロック図であり、図中、図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は過
熱度制御系の他の構成例を示したもので、図１に示した
要素に対して、膨張弁開度制御手段１６の代わりに、圧
縮機の吐出側に設けられる温度センサ３２の検出温度Ｔ
Ｄによつて過熱度ＳＨを補正して電動式膨張弁２５の開
度を制御する膨張弁開度制御手段１６Ａを用い、さら
に、蒸発器の入口側に設けられる温度センサ３３の検出
温度ＴＥに基づいて室外フアン制御手段４３が室外ファ
ン４２の回転数を制御する点が図１と構成を異にしてい
る。
【００２９】マルチ式空気調和機においては、暖房運転
モードにおいて、室外ファン制御手段４３が蒸発器の入
側の冷媒温度ＴＥによって負荷状態を判断して、室外フ
ァン４２の回転数を微風、弱風、強風に対応する３段階
の回転数に切換えると共に、過熱度の検出値を補正して
いる。図５に示す膨張弁開度制御手段１６Ａはこれに従
って過熱度ＳＨを補正して電動式膨張弁２５の開度を制
御するものである。以下、この過熱度の補正について、
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）の図表を参照して以下に詳
しく説明する。
モードにおいて、室外ファン制御手段４３が蒸発器の入
側の冷媒温度ＴＥによって負荷状態を判断して、室外フ
ァン４２の回転数を微風、弱風、強風に対応する３段階
の回転数に切換えると共に、過熱度の検出値を補正して
いる。図５に示す膨張弁開度制御手段１６Ａはこれに従
って過熱度ＳＨを補正して電動式膨張弁２５の開度を制
御するものである。以下、この過熱度の補正について、
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）の図表を参照して以下に詳
しく説明する。
【００３０】先ず、室外ファン制御手段４３が蒸発器の
入側の温度ＴＥに応じて室外ファン４２の回転数を微
風、弱風、強風のいずれかに運転する。また、温度セン
サ３２によって検出される圧縮機の吐出側の温度ＴＤに
応じて膨張弁開度制御手段１６Ａは、図６（ａ）に示す
α値だけ過熱度ＳＨの補正を行う。すなわち、冷媒過熱
度算出手段１５によって求められた過熱度ＳＨと、図６
（ａ）の補正値αを用いて現在の過熱度ΔＴを次式によ
って算出する。 ΔＴ＝ＳＨ−α …（１２） 次に、膨張弁開度制御手段１６Ａは算出された過熱度Δ
Ｔと、補正値αとから、図６（ｂ）に示すように、過熱
度ΔＴがＡ〜Ｇの７段階に区分けしたどのゾーンに属す
るかを判定する。
入側の温度ＴＥに応じて室外ファン４２の回転数を微
風、弱風、強風のいずれかに運転する。また、温度セン
サ３２によって検出される圧縮機の吐出側の温度ＴＤに
応じて膨張弁開度制御手段１６Ａは、図６（ａ）に示す
α値だけ過熱度ＳＨの補正を行う。すなわち、冷媒過熱
度算出手段１５によって求められた過熱度ＳＨと、図６
（ａ）の補正値αを用いて現在の過熱度ΔＴを次式によ
って算出する。 ΔＴ＝ＳＨ−α …（１２） 次に、膨張弁開度制御手段１６Ａは算出された過熱度Δ
Ｔと、補正値αとから、図６（ｂ）に示すように、過熱
度ΔＴがＡ〜Ｇの７段階に区分けしたどのゾーンに属す
るかを判定する。
【００３１】次に、現在の過熱度ゾーンと前回の過熱度
ゾーンに応じて、図６（ｃ）に示す値だけ電動式膨張弁
２５を駆動するパルスモータのパルス数を変更する。こ
の場合、パルス数５００が電動式膨張弁２５の全開に対
応し、膨張弁開度制御手段１６Ａは７０パルスを下限と
し、５００パルスを上限としてこの範囲で図６（ｃ）に
示したパルス数に対応した開度の補正を行う。
ゾーンに応じて、図６（ｃ）に示す値だけ電動式膨張弁
２５を駆動するパルスモータのパルス数を変更する。こ
の場合、パルス数５００が電動式膨張弁２５の全開に対
応し、膨張弁開度制御手段１６Ａは７０パルスを下限と
し、５００パルスを上限としてこの範囲で図６（ｃ）に
示したパルス数に対応した開度の補正を行う。
【００３２】かくして、この実施形態によれば、室外熱
交換器を蒸発器とする暖房運転時に、その入口側の温度
に応じて室外ファンの回転数を切換える場合において
も、予め実験によって得られた補正値による過熱度の補
正と、これに伴う電動式膨張弁の開度の変更によって、
低温域から高温域まで空調負荷が大きく変動する場合に
おいても、過熱度を適切に制御することができる。
交換器を蒸発器とする暖房運転時に、その入口側の温度
に応じて室外ファンの回転数を切換える場合において
も、予め実験によって得られた補正値による過熱度の補
正と、これに伴う電動式膨張弁の開度の変更によって、
低温域から高温域まで空調負荷が大きく変動する場合に
おいても、過熱度を適切に制御することができる。
【００３３】なお、図５に示した実施形態のうち、ＴＥ
を検出する温度センサ３３とＴＣ２を検出する温度セン
サ５２とは、図４に示した第３の実施形態で説明したよ
うに、同一のものを使用することができる。
を検出する温度センサ３３とＴＣ２を検出する温度セン
サ５２とは、図４に示した第３の実施形態で説明したよ
うに、同一のものを使用することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１に記載の電動式膨脹弁の制御装置によれば、上流
部に電動式膨張弁を備えた蒸発器の出口側の冷媒温度と
入口側の冷媒温度とをそれぞれ検出する一方、その温度
差を仮の過熱度とし、入口側の温度をパラメータとし
て、仮の過熱度と温度変位とを関連付けた冷媒温度特性
表を用いて蒸発温度を算出し、さらに、この蒸発温度か
ら冷媒過熱度を求めて電動式膨張弁の開度を制御する構
成としたので、冷凍サイクルの制御に使用される必要最
小限の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度
をより正確に検出すると共に、この過熱度に従って電動
式膨張弁を制御することができる。
求項１に記載の電動式膨脹弁の制御装置によれば、上流
部に電動式膨張弁を備えた蒸発器の出口側の冷媒温度と
入口側の冷媒温度とをそれぞれ検出する一方、その温度
差を仮の過熱度とし、入口側の温度をパラメータとし
て、仮の過熱度と温度変位とを関連付けた冷媒温度特性
表を用いて蒸発温度を算出し、さらに、この蒸発温度か
ら冷媒過熱度を求めて電動式膨張弁の開度を制御する構
成としたので、冷凍サイクルの制御に使用される必要最
小限の温度センサの温度情報に基づいて、冷媒の過熱度
をより正確に検出すると共に、この過熱度に従って電動
式膨張弁を制御することができる。
【００３５】また、従来装置で用いられた疑似飽和温度
検出回路を不要化することができる。
検出回路を不要化することができる。
【００３６】請求項２に記載の電動式膨脹弁の制御装置
は、マルチ式空気調和機を冷房モードで運転する場合、
蒸発器として作用する室内熱交換器の上流側にそれぞれ
電動式膨張弁を備える冷凍サイクルに適用したもので、
これによって、請求項１に記載のものとほぼ同様な効果
が得られる。
は、マルチ式空気調和機を冷房モードで運転する場合、
蒸発器として作用する室内熱交換器の上流側にそれぞれ
電動式膨張弁を備える冷凍サイクルに適用したもので、
これによって、請求項１に記載のものとほぼ同様な効果
が得られる。
【００３７】請求項３に記載の電動式膨脹弁の制御装置
は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器及び電動式膨張
弁を収納した室外ユニットに、室内熱交換器を収納した
室内ユニットを接続してなるカスタム空気調和機の冷凍
サイクルに適用するものであり、請求項１に記載のもの
とほぼ同様な効果が得られる他、第１の温度検出手段と
して、圧縮機の吸込み側の配管に設置されることの多い
温度センサを使用できる利点がある。
は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器及び電動式膨張
弁を収納した室外ユニットに、室内熱交換器を収納した
室内ユニットを接続してなるカスタム空気調和機の冷凍
サイクルに適用するものであり、請求項１に記載のもの
とほぼ同様な効果が得られる他、第１の温度検出手段と
して、圧縮機の吸込み側の配管に設置されることの多い
温度センサを使用できる利点がある。
【００３８】請求項４に記載の電動式膨脹弁の制御装置
は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、電動式膨張
弁、室内熱交換器、四方切換弁及び圧縮機を順次接続し
た冷凍サイクルの電動式膨張弁を制御対象としたもの
で、請求項１に記載のものとほぼ同様な効果が得られ
る。
は、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、電動式膨張
弁、室内熱交換器、四方切換弁及び圧縮機を順次接続し
た冷凍サイクルの電動式膨張弁を制御対象としたもの
で、請求項１に記載のものとほぼ同様な効果が得られ
る。
【００３９】請求項５に記載の電動式膨脹弁の制御装置
は、室外ファンの回転数を、室外熱交換器の入口側の温
度によって変更制御するとき、圧縮機の吐出側の温度を
検出する第３の温度検出手段の温度検出値に応じて過熱
度を補正すると共に、補正された過熱度に基づいて電動
式膨張弁の開度目標値を補正するので、室外ファンの回
転数を制御する場合でも、冷媒の過熱度をより正確に検
出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を制御
することができる。
は、室外ファンの回転数を、室外熱交換器の入口側の温
度によって変更制御するとき、圧縮機の吐出側の温度を
検出する第３の温度検出手段の温度検出値に応じて過熱
度を補正すると共に、補正された過熱度に基づいて電動
式膨張弁の開度目標値を補正するので、室外ファンの回
転数を制御する場合でも、冷媒の過熱度をより正確に検
出すると共に、この過熱度に従って電動式膨張弁を制御
することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の主要な構成要素であ
る過熱度制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図。
る過熱度制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の概略構成図。
【図３】本発明の第２の実施形態の概略構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態の各種構成例を示した
系統図。
系統図。
【図５】本発明の第４の実施形態の主要な構成要素であ
る過熱度制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図。
る過熱度制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図。
【図６】図５に示した第４の実施形態の動作を説明する
ための図表。
ための図表。
【図７】本発明の原理を説明するために、冷凍サイクル
の一部を示すと共に、冷媒の温度変化を示した図。
の一部を示すと共に、冷媒の温度変化を示した図。
【図８】代表的な冷媒の飽和圧力と冷媒温度との関係を
示した線図。
示した線図。
【図９】代表的な冷媒の圧力変位と飽和温度の変位との
関係を、温度をパラメータとして表現した図表。
関係を、温度をパラメータとして表現した図表。
【図１０】本発明の原理を実証するための、空気調和機
の構成例を示すブロック図。
の構成例を示すブロック図。
【図１１】図１０に示した空気調和機の冷房能力と、蒸
発器の入口側・出口側温度差との関係を、過熱度及び蒸
発温度をパラメータとして示した実運転特性図。
発器の入口側・出口側温度差との関係を、過熱度及び蒸
発温度をパラメータとして示した実運転特性図。
【図１２】図９に示した圧力変位と飽和温度の変位との
関係を、仮の過熱度と飽和温度の変位との関係に置換え
て表現した図表。
関係を、仮の過熱度と飽和温度の変位との関係に置換え
て表現した図表。
【図１３】冷媒の蒸発温度と蒸発器入側の温度との関係
を、圧損をパラメータとして示した線図。
を、圧損をパラメータとして示した線図。
【図１４】電動式膨張弁を制御するに当り、過熱度を求
める従来の方法を説明するための冷凍サイクルの一部を
示した図。
める従来の方法を説明するための冷凍サイクルの一部を
示した図。
１，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 室外機 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 室内機 １０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 過熱度制御系 １１ 冷媒温度特性記憶手段 １２ 仮過熱度算出手段 １３ 温度変位検索手段 １４ 蒸発温度算出手段 １５ 冷媒過熱度算出手段 １６，１６Ａ 膨張弁開度制御手段 ２１ 圧縮機 ２３ 四方切換弁 ２４ 室外熱交換器 ２５ 電動式膨張弁 ３０ アキュムレータ ３１，３２，３３，３４，５１，５２ 温度センサ ４１，４１Ａ．４１Ｂ，４１Ｃ 室内熱交換器
Claims (5)
- 【請求項１】蒸発器の上流部に電動式膨張弁を備えた冷
凍サイクルの冷媒の過熱度を制御するに当たり、前記蒸
発器の出口側の冷媒温度を検出する第１の温度検出手段
及び入口側の冷媒温度を検出する第２の温度検出手段の
各検出値に基づいて、前記電動式膨張弁の開度を制御す
る電動式膨張弁の制御装置において、 前記蒸発器の出口側の温度と入口側の温度との差を仮の
過熱度とし、前記冷凍サイクルに使用される冷媒の圧力
変位とこの圧力変位に対応する飽和温度の変位との関係
を、予め定めた前記仮の過熱度と前記飽和温度の変位と
の関係に置換えると共に、前記冷媒の温度をパラメータ
として表現した冷媒温度特性表を記憶する冷媒温度特性
記憶手段と、 前記第１の温度検出手段及び前記第２の温度検出手段の
各検出値の差から前記仮の過熱度を算出する仮過熱度算
出手段と、 前記第２の温度検出手段の検出値を冷媒温度として前記
冷媒温度特性記憶手段を検索することにより、前記仮過
熱度算出手段によって算出された前記仮の過熱度に対応
する前記飽和温度の変位を求める温度変位検索手段と、 前記温度変位検索手段によって求められた前記飽和温度
の変位を補正値として、前記第２の温度検出手段の検出
値から前記補正値を減算して前記蒸発器の出口側の冷媒
の実蒸発温度とする蒸発温度算出手段と、 前記第１の温度検出手段の検出値から前記実蒸発温度を
減算して冷媒過熱度として出力する冷媒過熱度算出手段
と、 前記冷媒過熱度に基づいて前記電動式膨張弁の開度を制
御する膨張弁制御手段と、 を備えたことを特徴とする電動式膨脹弁の制御装置。 - 【請求項２】前記冷凍サイクルは、室外ユニットを形成
する室外熱交換器に、それぞれ室内ユニットを形成する
複数の室内熱交換器が接続されると共に、前記室内熱交
換器の入口側にそれぞれ前記電動式膨張弁を設けて冷房
モード運転をするマルチ式空気調和機を構成するもので
あり、この冷凍サイクルの前記電動式膨張弁をそれぞれ
制御対象とすることを特徴とする請求項１に記載の電動
式膨張弁の制御装置。 - 【請求項３】前記冷凍サイクルは、圧縮機、四方切換
弁、室外熱交換器及び電動式膨張弁を収納した室外ユニ
ットに、室内熱交換器を収納した室内ユニットを接続し
てなる空気調和機を構成するものであり、この空気調和
機を暖房モードで運転するとき、前記四方切換弁が前記
電子膨張弁、室外熱交換器、圧縮機の順に冷媒を循環さ
せる場合の前記電動式膨張弁を制御対象とし、前記第１
の温度検出手段が前記圧縮機の吸込み側の配管に設置さ
れたことを特徴とする請求項１に記載の電動式膨張弁の
制御装置。 - 【請求項４】前記冷凍サイクルは、圧縮機、四方切換
弁、室外熱交換器、電動式膨張弁、室内熱交換器、前記
四方切換弁及び前記圧縮機を順次接続した空気調和機を
構成するものであり、この冷凍サイクルの前記電動式膨
張弁を制御対象とすることを特徴とする請求項１に記載
の電動式膨張弁の制御装置。 - 【請求項５】前記冷凍サイクルが、暖房モードの運転時
に、前記室外熱交換器の入口側の冷媒温度に応じて室外
ファン制御手段が室外ファンの回転数を制御するもので
あるとき、前記圧縮機の吐出側の冷媒温度を検出する第
３の温度検出手段を備え、前記膨張弁開度制御手段は前
記第３の温度検出手段の温度検出値に応じて前記電動式
膨張弁の開度目標値を補正することを特徴とする請求項
３又は４に記載の電動式膨張弁の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19357796A JPH1038398A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 電動式膨脹弁の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19357796A JPH1038398A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 電動式膨脹弁の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038398A true JPH1038398A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16310324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19357796A Pending JPH1038398A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 電動式膨脹弁の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038398A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001141323A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和装置 |
| JP2008032250A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 冷凍空調装置の制御方法および制御装置 |
| JP2008039388A (ja) * | 2007-09-21 | 2008-02-21 | Hitachi Appliances Inc | マルチ式空気調和機 |
| WO2008112063A2 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Nordyne, Inc. | System and method for controlling an air conditioner or heat pump |
| US20150176878A1 (en) * | 2013-12-23 | 2015-06-25 | Alstom Technology Ltd | System and method for evaporator outlet temperature control |
| CN108036465A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-15 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 用于空调测试的压力调节模拟装置及其操作方法 |
| CN111271809A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-06-12 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种控制方法、装置、空调器及计算机可读存储介质 |
| CN114992798A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-02 | 青岛海信日立空调***有限公司 | 一种空调***及其室内机能力计算方法 |
-
1996
- 1996-07-23 JP JP19357796A patent/JPH1038398A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7784296B2 (en) | 2007-03-08 | 2010-08-31 | Nordyne Inc. | System and method for controlling an air conditioner or heat pump |
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| KR20160101933A (ko) * | 2013-12-23 | 2016-08-26 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 증발기 출구 온도 제어를 위한 시스템 및 방법 |
| US10260784B2 (en) * | 2013-12-23 | 2019-04-16 | General Electric Company | System and method for evaporator outlet temperature control |
| CN108036465A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-15 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 用于空调测试的压力调节模拟装置及其操作方法 |
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| CN114992798A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-02 | 青岛海信日立空调***有限公司 | 一种空调***及其室内机能力计算方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040903 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |