JPH01305265A - 冷凍空調装置 - Google Patents

冷凍空調装置

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JPH01305265A
JPH01305265A JP13256888A JP13256888A JPH01305265A JP H01305265 A JPH01305265 A JP H01305265A JP 13256888 A JP13256888 A JP 13256888A JP 13256888 A JP13256888 A JP 13256888A JP H01305265 A JPH01305265 A JP H01305265A
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JP
Japan
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difference
temperature
heating degree
degree
refrigerant
Prior art date
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Pending
Application number
JP13256888A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Nakayama
茂 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH01305265A publication Critical patent/JPH01305265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/15Hunting, i.e. oscillation of controlled refrigeration variables reaching undesirable values
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

Landscapes

  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

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、膨張弁により冷媒の流量制御を行うように
した冷凍空調装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は例えば特開昭60−178254号公報に示さ
れた従来の冷凍空調装置のブロック図を示し、図におい
て、■は冷媒ガスを高温、高圧に加熱圧縮する冷媒圧縮
機、2は冷媒圧縮機1からの冷媒ガスを冷却して高圧の
冷媒液に変換する凝縮器、15は凝縮器2からの冷媒液
を減圧する温度式自動膨張弁、3は温度式自動膨張弁1
5からの冷媒液を熱交換して冷媒ガスに変換することに
より、冷却作用を行う蒸発器で、上記冷媒ガスは冷媒圧
縮機1に送られる。16は冷媒圧縮機1に送られる冷媒
ガスの温度を検出して、その温度を冷媒の飽和温度とす
る冷媒圧力を発生させるための感温筒、17は冷媒圧縮
機1に送られる冷媒ガスの圧力を温度式自動膨張弁15
に導くための均圧管である。
次に動作について説明する。冷媒圧縮機1で圧縮された
高温、高圧の冷媒ガスは凝縮器2に送られて凝縮される
ことにより、高圧の冷媒液となり、この冷媒液は温度式
自動膨張弁15により減圧されて蒸発器3に送られる。
蒸発器3の熱交換作用により得られる低圧の冷媒ガスは
再び冷媒圧縮機lに送られる。
上記の動作サイクルにおいて、冷媒流量の制御が主とし
て温度式自動膨張弁15によって、次のように行われて
いる。怒温箇16により検出された冷媒ガスの温度を冷
媒の飽和温度とする圧力をP8.均圧管17により導か
れた冷媒ガスの圧力をPS温度式自動膨張弁15に設定
された静止加熱度設定値を内部スプリング圧に換算した
値をPSとすると、Ps>P+Piのとき、温度式自動
膨張弁15の弁を開き、PS<P+PSのとき、上記弁
を閉じる。冷媒圧縮機1に送られる冷媒ガスの加熱度が
静止加熱度設定値と路間−値を保持し、安定した運転が
行われていれば、PS =P+Pffとなって、温度式
自動膨張弁15の弁開度は一定に保持される。しかしな
がら運転条件によって加熱度が変化するため、上記の関
係式に従って弁開度が変化することになる。即ち、冷媒
ガスの加熱度が静止加熱度設定値より大きくなると弁が
開き、小さくなると弁が閉じる。以上述べたように、温
度式自動膨張弁15の弁開度は、冷媒圧縮機1に送られ
る冷媒ガスの加熱度に応じて連続的に制御され、その弁
開度制御量は3つの圧力PS、PSPSによって決まる
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の冷凍空調装置は以上のよ・うに構成されているの
で、同じ加熱度変化に対して冷媒循環量が多くても少な
くても、温度式自動膨張弁15の弁開度は、加熱度に応
じて直ちに変化するため、低負荷運転時のような冷媒循
環量が少いときは、弁開の操作が早過ぎることになり、
このため冷媒圧縮機1へ送られる冷媒ガスの圧力、加熱
度等が急激に変化してハンチング現象が生じ易い状態と
なり、場合によっては、弁開度が大きくなり過ぎて冷媒
液の逆流が生じるなどの危険性があり、またこのような
ことは、温度式自動膨張弁15の機構、動作上、防ぐこ
とが困難となっているなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、弁開度の操作問薩を運転負荷に応じて制御す
ることにより、低負荷運転時でも、ハンチングを起すこ
とがなく、また高負荷運転時にも追随性の良い冷凍空調
装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る冷凍空調装置は、冷凍圧縮機1に送られ
る冷媒ガスの圧力、温度を検出手段で検出し、その圧力
に対する冷媒の飽和温度と上記温度との差により加熱度
を求め、この加熱度と目標加熱度とにより加熱度差を求
め、さらにこの加熱度差と前回の加熱度差との差を求め
、この差に応じて膨張弁の弁開度操作間隔を演算制御部
で制御するようにしたものである。
(作用〕 この発明における冷凍空調装置は、今回の加熱度差と前
回の加熱度差との差に応じて、膨張弁の弁開度操作間隔
が変更されることにより、単位時間当りの弁開度操作量
が変更され、これによって変動する負荷に制御系が追従
する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、i、2.3は第4図の同一符号部分と対応
するので説明を省略する。4は第4図の温度式自動膨張
弁15に代わる膨張弁で、この実施例においては電気式
膨張弁が用いられている。5は冷凍圧縮機1に送られる
冷媒ガスの圧力を検出する半導体センサ等から成る検出
手段としての圧力センサ、6゛は上記冷媒ガスの温度を
検出するサーミスタ等から成る検出手段としての温度セ
ンサ、7は冷媒圧縮機1の運転信号を取り出すためのケ
ーブル、8は運転信号、圧力検出信号及び温度検出信号
が加えられると共に、電気式膨張弁4を制御するコント
ロールである。
第2図はコントローラ8の構成を示し、9は冷凍圧縮機
1からの運転信号、圧力センサ5からの圧力検出信号及
び温度センサ6からの温度検出信号が加えられる入力部
、10は入力部9から送られる圧力検出信号及び温度検
出信号をディジタル信号に変換するA/D変換部、11
は上記ディジタル信号及び入力部9から送られる運転信
号を一時記憶すると共に、後述する演算結果を記憶する
記憶部、12は記憶部11に記憶されたデータに基いて
後述する所定の演算を行う演算部、18は電気式膨張弁
4の弁開度操作の間隔を設定する弁開度操作タイマ、1
3は電気式膨張弁4に制御信号を送る出力部、14は入
力部9、A/D変部10、記憶部11、演算部12、弁
開度操作タイマ18及び出力部13等を所定のタイミン
グで所定の動作制御を行う制御部である。そして、この
制御部14、演算部12、記憶部11で演算制御部19
を構成する。
次に動作について説明する。
冷媒圧縮機1が駆動され、その運転信号がケーブル7を
通じてコントローラ8に加えられると、検出手段として
の圧力センサ5および温度センサ6より圧力検出信号及
び温度検出信号が得られる。
これらの信号は入力部9を通じてA/D変換部10でデ
ィジタル信号に変換されて記憶部11に記憶される。演
算部12は記憶部11に記憶された検出圧力PS及び温
度TSに基いて次の演算を行う。
先ず、圧力PSに対する冷媒の飽和温度T’t’sを算
出し、次に温度TSと飽和温度TSとの差をとることに
より、加熱度5=TS  Tpsを求める。次にこの加
熱度Sと予め設定器(図示せず)により設定されて記憶
部11に記憶されている目標加熱度S0との加熱度差D
=S−3,を求め、これを記憶部11に記憶する。制御
部14はこの記憶された加熱度差りに応じた制御信号を
作り、出力部13を通じて電気式膨張弁4の弁開度をD
=j=0、即ちS中30となるように制御する。これに
よってD>Oのとき弁開度が大きくなり、D<0のとき
弁開度が小さくなり、D中0のとき弁開度はそのままに
保持される。
上記の弁開度制御と共に、弁開度操作の時間間隔Tが次
のようにして決められる。前回の弁開度操作が行われた
後、次回の弁開度操作を行う際に、加熱度SがΔSだけ
変化して、加熱度差りがΔDだけ変化した場合について
述べる。前回の弁開度操作の結果である加熱度変化ΔS
が極めて小さくΔ3+Qのとき、即ち、加熱度差りがほ
とんど変化せずD中Oのとき、ID1>>0の場合は、
次回の弁開度操作の間隔Tを短くする。逆にΔSが大き
く、ΔD4−0.IΔDl>>0で、且っDの正又は負
の符号が反転したとき、即ち、S>SoからS<S、へ
又はS<SoからS>S、に変化したときは、次回の弁
開度操作の間隔Tを長くする。
また上記以外のとき、即ち、D’FO,lΔD1〉〉O
でDの符号の反転が無いとき、又はΔD中0でIDI>
>0でないときは、弁開度操作の間隔Tは変更しない。
このようにして求められた各Tに基いて弁開度操作タイ
マ18がセットされる。なお、上述したΔD中0でID
I>>Oの状態とは、高負荷運転で、ある加熱度差りに
対する電気式膨張弁4の1回の制御量ΔVが固定されて
いる場合に、Tを短くしないとDをOに制御するのが困
難となっている状態である。またDの符号の反転がある
状態とは、低負荷運転で、Tを長くしないとハンチング
が発生するような動作状態である。
第3図は上述した動作を実行するためのコントローラ8
で行われる信号処理のフローチャートを示す。先ず、ス
テップ5T(1)で圧力P3+温度TS等の所定のデー
タの入力を行う。これらのデータは、圧力センサ5、温
度センサ6からの圧力検出信号及び温度検出信号を入力
部9を介してA/D変換部10でディジタル信号に変換
した後、記憶部11に記憶されることにより得られる。
次にステップ5T(2)で冷凍圧縮機1からの運転信号
を待つ。運転信号が来ない間は、ステップ5T(3)で
弁開度操作タイマ18をリセットした後、ステップ5T
(1)に戻り、ステップ5T(1)、5T(2)、5T
(3)。
5T(1)のルーチンが繰り返される。次に運転信号が
入力されると、ステップ5T(4)に進んで、弁開度操
作タイマ18がカウントアツプしたか否かを判断する。
弁開度操作タイマ18がカウントアツプしないときは、
ステップ5T(1)に戻り、データ入力及びステップ5
T(2)の運転信号の入力判断のルーチンを繰り返す。
弁開度操作タイマ18がカウントアツプしたときは、ス
テップ5T(5)に進んで加熱度Sを算出し、次いでス
テップ5T(6)で加熱度差りを算出し、さらにステッ
プ5T(7)で、今回の加熱度差りと前回の加熱度差D
Lとの差の変化分ΔDを求める。次にこの求められたΔ
DがΔD中0であるか否かがステップ5T(8)で判断
される。そしてD+Oであれば、ステップS T (9
)でIDI>>Oであるか否かが判断される。IDI>
>0であればステップ5TQO)で、弁開度操作タイマ
18に、前回の弁開度操作間隔Tより短いTをセットす
る。IDI>>Oでないときは、ステップ5TODで、
弁開度操作タイマ18に前回と同じTをセットする。ま
たステップ5T(8)でΔD4−Oでないときは、ステ
ップ5TO2)に進んで、Dの符号が反転されたか否か
を判断する。Dの符号が反転されていれば、ステップ5
TQ3)で弁開度操作タイマ18に前回より長いTをセ
ットする。Dの符号が反転していなければステップ5T
(10で弁開度操作タイマ18に前回と同じTをセット
する。ステップS T (5)からステップ5TQ3)
までの一連の処理は演算部12において行われ、演算結
果は記憶部工1に一時記憶される。最後にステップ5T
Q4)により、記憶部11に記憶されている弁開度操作
間隔Tに応じた制御信号を出力部13を通じて電気式膨
張弁4に送ってその弁開度操作間隔を制御する。以上述
べたステップ5T(1)からステップ5T(14)まで
の動作が、冷凍空調装置の運転中に、弁開度を制御する
周期で何回も繰り返される。
なお、上記実施例では温度センサ6にサーミスタを用い
ているが、白金測温抵抗体や熱電対等を用いてもよい。
〔発明の効果] 以上のように、この発明によれば演算制御部で冷媒圧縮
機に送られる冷媒ガスの圧力、温度に基いて算出される
加熱温度差りと前回に算出された加熱温度差DLとの差
による変化分に応じて、膨張弁の弁開度操作間隔Tを制
御するように構成したので、運転負荷の変動に対して追
従性が良く、特に低負荷運転時には、ハンチングの兆候
を確実に捉えて、ハンチングが発生ずるのを防止するこ
とができ、安定性及び安全性に優れたものが得られる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による冷凍空調装置を示す
ブロック図、第2図は同装置におけるコントローラの構
成を示すブロック図、第3図は同装置の動作を示すフロ
ーチャート、第4図は従来の冷凍空調装置を示すブロッ
ク図である。 1は冷媒圧縮機、4は電気式膨張弁、5は圧力センサ(
検出手段)、6は温度センサ(検出手段)、8はコント
ローラ、19は演算制御部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 1谷某圧、瘉抵゛ 第2: )9:1号j1叶       ・199第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  膨張弁の弁開度を制御することにより冷媒流量を制御
    するようにした冷凍空調装置において、冷媒圧縮機に送
    られる冷媒ガスの温度T_Sと圧力P_Sとを検出する
    検出手段と、上記圧力P_Sに基いてこの圧力P_Sに
    対する冷媒の飽和温度T_P_Sを算出し、この飽和温
    度T_P_Sと上記温度T_Sとの差により加熱度Sを
    算出し、この加熱度Sと予め設定されている目標加熱度
    S_0との差により加熱度差Dを算出し、この加熱度差
    Dと前回検出時に得られた加熱差D_Lとの差による変
    化分ΔDを算出し、この変化分ΔDに応じて、上記膨張
    弁の弁開度操作間隔を制御する演算制御部とを備えたこ
    とを特徴とする冷凍空調装置。
JP13256888A 1988-06-01 1988-06-01 冷凍空調装置 Pending JPH01305265A (ja)

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