JPH0593547A - 電動式膨張弁の制御装置 - Google Patents
電動式膨張弁の制御装置Info
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- JPH0593547A JPH0593547A JP25322591A JP25322591A JPH0593547A JP H0593547 A JPH0593547 A JP H0593547A JP 25322591 A JP25322591 A JP 25322591A JP 25322591 A JP25322591 A JP 25322591A JP H0593547 A JPH0593547 A JP H0593547A
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- expansion valve
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- electric expansion
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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
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧縮器、凝縮器、電動式膨張弁、蒸発器の順
に冷媒を循環させる冷凍回路で蒸発器出口における冷媒
を過熱状態に保つように電動式膨張弁の開度を調整する
ことにおいて、圧縮機容量制御の影響等による蒸発器で
の圧力損失増大に対する電動式膨張弁の開度調整に伴う
成績係数の低下を抑制する。 【構成】 冷媒の蒸発器出口温度ｔｏを検出する温度検
出手段、及び、冷媒の蒸発器出口圧力ｐｏを検出する圧
力検出手段を設け、それら温度検出手段及び圧力検出手
段の検出情報に基づき、冷媒の蒸発器出口圧力ｐｏに対
する飽和温度ｔｓｏと蒸発器出口温度ｔｏとの差である
過熱度Ｓ（＝ｔｏ−ｔｓｏ）を算出するとともに、その
算出過熱度Ｓが所定目標値Ｓｍになるように電動式膨張
弁の開度を調整する弁制御手段を設けてある。
に冷媒を循環させる冷凍回路で蒸発器出口における冷媒
を過熱状態に保つように電動式膨張弁の開度を調整する
ことにおいて、圧縮機容量制御の影響等による蒸発器で
の圧力損失増大に対する電動式膨張弁の開度調整に伴う
成績係数の低下を抑制する。 【構成】 冷媒の蒸発器出口温度ｔｏを検出する温度検
出手段、及び、冷媒の蒸発器出口圧力ｐｏを検出する圧
力検出手段を設け、それら温度検出手段及び圧力検出手
段の検出情報に基づき、冷媒の蒸発器出口圧力ｐｏに対
する飽和温度ｔｓｏと蒸発器出口温度ｔｏとの差である
過熱度Ｓ（＝ｔｏ−ｔｓｏ）を算出するとともに、その
算出過熱度Ｓが所定目標値Ｓｍになるように電動式膨張
弁の開度を調整する弁制御手段を設けてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動式膨張弁の制御装
置、詳しくは、圧縮器、凝縮器、電動式膨張弁、蒸発器
の順に冷媒を循環させる冷凍回路において電動式膨張弁
の開度調整により蒸発器出口の冷媒を過熱状態に保つ制
御装置に関する。
置、詳しくは、圧縮器、凝縮器、電動式膨張弁、蒸発器
の順に冷媒を循環させる冷凍回路において電動式膨張弁
の開度調整により蒸発器出口の冷媒を過熱状態に保つ制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記制御装置は、蒸発器出口にお
ける冷媒の過熱度指標として、蒸発器の出口及び入口の
夫々で温度検出手段により検出される冷媒の蒸発器出口
温度ｔｏから蒸発器入口温度ｔｉを減算した入口出口温
度差ｄｔ（＝ｔｏ−ｔｉ）を算出し、そして、この過熱
度指標としての入口出口温度差ｄｔが所定の目標値ｄｔ
ｍになるように電動式膨張弁の開度を調整する構成とし
ていた。
ける冷媒の過熱度指標として、蒸発器の出口及び入口の
夫々で温度検出手段により検出される冷媒の蒸発器出口
温度ｔｏから蒸発器入口温度ｔｉを減算した入口出口温
度差ｄｔ（＝ｔｏ−ｔｉ）を算出し、そして、この過熱
度指標としての入口出口温度差ｄｔが所定の目標値ｄｔ
ｍになるように電動式膨張弁の開度を調整する構成とし
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の制御装
置では、圧縮器の容量制御等に起因して蒸発器で大きな
圧力損失ｄｐが生じる場合、その圧力損失増大に対し過
熱度指標としての入口出口温度差ｄｔを一定の目標値ｄ
ｔｍとするように電動式膨張弁の開度を調整することに
伴い成績係数の大きな低下を招く問題があった。
置では、圧縮器の容量制御等に起因して蒸発器で大きな
圧力損失ｄｐが生じる場合、その圧力損失増大に対し過
熱度指標としての入口出口温度差ｄｔを一定の目標値ｄ
ｔｍとするように電動式膨張弁の開度を調整することに
伴い成績係数の大きな低下を招く問題があった。
【０００４】つまり、図３のモリエ線図において実線で
示すサイクル状態は、蒸発器での圧力損失ｄｐが無視で
きる程度である場合（すなわち、圧縮機の容量制御で言
えば圧縮機出力が小さい場合）の理想サイクルに近い状
態を示すが、過熱度指標としての入口出口温度差ｄｔ
（＝ｔｏ−ｔｉ）が所定目標値ｄｔｍになるように電動
式膨張弁の開度を調整する結果、蒸発器入口点がａ（蒸
発器入口温度ｔｉ）であるのに対し蒸発器出口点がｂ１
（蒸発器出口温度ｔｏ＝ｔｏ１，ｔｏ１−ｔｉ＝ｄｔ
ｍ）となり、このサイクル状態においては、冷凍効果が
Ｑ１（＝ｈｂ１−ｈａ）、圧縮仕事量がＷ１（＝ｈｃ１
−ｈｂ１）となって成績係数がＱ１／Ｗ１となる。
示すサイクル状態は、蒸発器での圧力損失ｄｐが無視で
きる程度である場合（すなわち、圧縮機の容量制御で言
えば圧縮機出力が小さい場合）の理想サイクルに近い状
態を示すが、過熱度指標としての入口出口温度差ｄｔ
（＝ｔｏ−ｔｉ）が所定目標値ｄｔｍになるように電動
式膨張弁の開度を調整する結果、蒸発器入口点がａ（蒸
発器入口温度ｔｉ）であるのに対し蒸発器出口点がｂ１
（蒸発器出口温度ｔｏ＝ｔｏ１，ｔｏ１−ｔｉ＝ｄｔ
ｍ）となり、このサイクル状態においては、冷凍効果が
Ｑ１（＝ｈｂ１−ｈａ）、圧縮仕事量がＷ１（＝ｈｃ１
−ｈｂ１）となって成績係数がＱ１／Ｗ１となる。
【０００５】ところが、この実線で示されるサイクル状
態から蒸発器における圧力損失ｄｐが圧縮機容量制御の
影響等により増大した場合、その圧力損失増大に対し、
過熱度指標としての入口出口温度差ｄｔを上記の所定目
標値ｄｔｍに維持する（すなわち、蒸発器入口温度ｔｉ
に対して蒸発器出口温度ｔｏをｔｏ１に維持する）よう
に電動式膨張弁の開度を調整すると、サイクルは破線で
示す状態（蒸発器入口点ａ、蒸発器出口点ｂ２）に変化
する。
態から蒸発器における圧力損失ｄｐが圧縮機容量制御の
影響等により増大した場合、その圧力損失増大に対し、
過熱度指標としての入口出口温度差ｄｔを上記の所定目
標値ｄｔｍに維持する（すなわち、蒸発器入口温度ｔｉ
に対して蒸発器出口温度ｔｏをｔｏ１に維持する）よう
に電動式膨張弁の開度を調整すると、サイクルは破線で
示す状態（蒸発器入口点ａ、蒸発器出口点ｂ２）に変化
する。
【０００６】そして、このサイクル変化において蒸発器
出口点がｂ１からｂ２へ移行することにより、冷凍効果
がＱ１からＱ２（＝ｈｂ２−ｈａ）へ多少増大するもの
の圧縮仕事量がＷ１からＷ２（＝ｈｃ２−ｈｂ２）へと
大きく増大するため、成績係数が上記のＱ１／Ｗ１から
Ｑ２／Ｗ２へと大きく低下する。
出口点がｂ１からｂ２へ移行することにより、冷凍効果
がＱ１からＱ２（＝ｈｂ２−ｈａ）へ多少増大するもの
の圧縮仕事量がＷ１からＷ２（＝ｈｃ２−ｈｂ２）へと
大きく増大するため、成績係数が上記のＱ１／Ｗ１から
Ｑ２／Ｗ２へと大きく低下する。
【０００７】本発明の目的は、合理的な制御形態をもっ
て電動式膨張弁を開度調整することにより、蒸発器での
圧力損失増大に対する電動式膨張弁の開度調整において
伴う成績係数の低下を効果的に抑制する点にある。
て電動式膨張弁を開度調整することにより、蒸発器での
圧力損失増大に対する電動式膨張弁の開度調整において
伴う成績係数の低下を効果的に抑制する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による電動式膨張
弁の制御装置の第１の特徴構成は、圧縮器、凝縮器、電
動式膨張弁、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍回路に
おいて、冷媒の蒸発器出口温度を検出する温度検出手
段、及び、冷媒の蒸発器出口圧力を検出する圧力検出手
段を設け、それら温度検出手段及び圧力検出手段の検出
情報に基づき、冷媒の蒸発器出口圧力に対する飽和温度
と蒸発器出口温度との差である過熱度を算出するととも
に、その算出過熱度が所定目標値になるように前記電動
式膨張弁の開度を調整する弁制御手段を設けたことにあ
り、その作用・効果は次の通りである。
弁の制御装置の第１の特徴構成は、圧縮器、凝縮器、電
動式膨張弁、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍回路に
おいて、冷媒の蒸発器出口温度を検出する温度検出手
段、及び、冷媒の蒸発器出口圧力を検出する圧力検出手
段を設け、それら温度検出手段及び圧力検出手段の検出
情報に基づき、冷媒の蒸発器出口圧力に対する飽和温度
と蒸発器出口温度との差である過熱度を算出するととも
に、その算出過熱度が所定目標値になるように前記電動
式膨張弁の開度を調整する弁制御手段を設けたことにあ
り、その作用・効果は次の通りである。
【０００９】
【作用】つまり、先述の従来制御装置についてさらに考
察すると、従来制御装置では、図３に示すように、蒸発
器の入口出口温度差ｄｔ（ｔｏ−ｔｉ）が所定目標値ｄ
ｔｍになるように電動式膨張弁の開度を調整する結果、
蒸発器での圧力損失が無視できる程度の場合の実線で示
すサイクル状態（蒸発器出口点ｂ１）では、蒸発器出口
における冷媒の実際の過熱度Ｓ（冷媒の蒸発器出口圧力
ｐｏに対する飽和温度ｔｓｏと蒸発器出口温度ｔｏとの
差）がＳ１（＝ｔｏ１−ｔｓｏ１）であるのに対し、蒸
発器での圧力損失ｄｐ増大により実線で示す状態から変
化した破線で示すサイクル状態（蒸発器出口点ｂ２）で
は、過熱度Ｓが上記のＳ１からＳ２（＝ｔｏ２−ｔｓｏ
２）へと増大している。
察すると、従来制御装置では、図３に示すように、蒸発
器の入口出口温度差ｄｔ（ｔｏ−ｔｉ）が所定目標値ｄ
ｔｍになるように電動式膨張弁の開度を調整する結果、
蒸発器での圧力損失が無視できる程度の場合の実線で示
すサイクル状態（蒸発器出口点ｂ１）では、蒸発器出口
における冷媒の実際の過熱度Ｓ（冷媒の蒸発器出口圧力
ｐｏに対する飽和温度ｔｓｏと蒸発器出口温度ｔｏとの
差）がＳ１（＝ｔｏ１−ｔｓｏ１）であるのに対し、蒸
発器での圧力損失ｄｐ増大により実線で示す状態から変
化した破線で示すサイクル状態（蒸発器出口点ｂ２）で
は、過熱度Ｓが上記のＳ１からＳ２（＝ｔｏ２−ｔｓｏ
２）へと増大している。
【００１０】すなわち、上記の如く蒸発器出口のおける
過熱度Ｓが増大すると、実線で示すサイクル状態での圧
縮工程におけるｂ１点からｃ１点への等エントロピ線に
比べ、破線で示すサイクル状態での圧縮工程におけるｂ
２点からｃ２点への等エントロピ線の平均的傾きが小さ
くなり、これにより圧縮仕事量Ｗの増大傾向を生じ、こ
のことにおいて従来の制御装置では、蒸発器での圧力損
失増大が直接の原因となっての圧縮仕事量Ｗの増大傾向
に対し、上記の如き過熱度Ｓの増大による圧縮工程での
等エントロピ線の傾き減少が原因となっての圧縮仕事量
Ｗの増大傾向が加わるために、実線で示す状態から破線
で示す状態へのサイクル変化に伴う圧縮仕事量Ｗの増大
が助長されて圧縮仕事量Ｗの増大巾（Ｗ２−Ｗ１）が大
きなものとなり、このため、成績係数の大きな低下を招
いている。
過熱度Ｓが増大すると、実線で示すサイクル状態での圧
縮工程におけるｂ１点からｃ１点への等エントロピ線に
比べ、破線で示すサイクル状態での圧縮工程におけるｂ
２点からｃ２点への等エントロピ線の平均的傾きが小さ
くなり、これにより圧縮仕事量Ｗの増大傾向を生じ、こ
のことにおいて従来の制御装置では、蒸発器での圧力損
失増大が直接の原因となっての圧縮仕事量Ｗの増大傾向
に対し、上記の如き過熱度Ｓの増大による圧縮工程での
等エントロピ線の傾き減少が原因となっての圧縮仕事量
Ｗの増大傾向が加わるために、実線で示す状態から破線
で示す状態へのサイクル変化に伴う圧縮仕事量Ｗの増大
が助長されて圧縮仕事量Ｗの増大巾（Ｗ２−Ｗ１）が大
きなものとなり、このため、成績係数の大きな低下を招
いている。
【００１１】この点、冷媒の蒸発器出口温度と蒸発器出
口圧力を検出すれば、それら検出情報から蒸発器出口に
おける冷媒の真の過熱度を算出し得ることを利用して、
その算出過熱度を調整指標とする状態で電動式膨張弁の
開度を調整するようにした本発明の第１特徴構成によれ
ば、過熱度Ｓの所定目標値Ｓｍを、上述の図３における
実線のサイクル状態での蒸発器出口の冷媒過熱度Ｓ１
（＝ｔｏ１−ｔｓｏ１）と等しい値に設定したとする
と、蒸発器での圧力損失が無視できる程度である場合、
過熱度Ｓが上記の所定目標値Ｓｍ（＝Ｓ１）になるよう
に電動式膨張弁の開度を調整する結果、図２において実
線で示すように、凝縮工程の終了点ｄ及び蒸発器入口点
ａが図３に示すサイクルと等しいことに対し蒸発器出口
点もｂ１（蒸発器出口温度ｔｏ＝ｔｏ１）となって、サ
イクル状態が図３における実線のサイクル状態と全く等
しいものとなり、冷凍効果がＱ１（＝ｈｂ１−ｈａ）、
圧縮仕事量がＷ１（＝ｈｃ１−ｈｂ１）で成績係数がＱ
１／Ｗ１となる。
口圧力を検出すれば、それら検出情報から蒸発器出口に
おける冷媒の真の過熱度を算出し得ることを利用して、
その算出過熱度を調整指標とする状態で電動式膨張弁の
開度を調整するようにした本発明の第１特徴構成によれ
ば、過熱度Ｓの所定目標値Ｓｍを、上述の図３における
実線のサイクル状態での蒸発器出口の冷媒過熱度Ｓ１
（＝ｔｏ１−ｔｓｏ１）と等しい値に設定したとする
と、蒸発器での圧力損失が無視できる程度である場合、
過熱度Ｓが上記の所定目標値Ｓｍ（＝Ｓ１）になるよう
に電動式膨張弁の開度を調整する結果、図２において実
線で示すように、凝縮工程の終了点ｄ及び蒸発器入口点
ａが図３に示すサイクルと等しいことに対し蒸発器出口
点もｂ１（蒸発器出口温度ｔｏ＝ｔｏ１）となって、サ
イクル状態が図３における実線のサイクル状態と全く等
しいものとなり、冷凍効果がＱ１（＝ｈｂ１−ｈａ）、
圧縮仕事量がＷ１（＝ｈｃ１−ｈｂ１）で成績係数がＱ
１／Ｗ１となる。
【００１２】そして、図３においてサイクルが実線で示
す状態から破線で示す状態に変化したのと同様の圧力損
失ｄｐの増大が圧縮器容量制御の影響等により蒸発器で
生じたとすると、この圧力損失増大に対し、過熱度Ｓを
上記の所定目標値ｄｔｍ（＝Ｓ１）に維持するように電
動式膨張弁の開度を調整する結果、サイクルは図２にお
いて破線で示す状態（蒸発器出口点ｂ３、ｔｏ３−ｔｓ
ｏ３＝Ｓｍ）に変化し、このサイクル変化により、冷凍
効果がＱ１からＱ３（＝ｈｂ３−ｈａ）へ変化し、か
つ、圧縮仕事量がＷ１からＷ３（＝ｈｃ３−ｈｂ３）へ
と変化して、成績係数が上記のＱ１／Ｗ１からＱ３／Ｗ
３へと変化する。
す状態から破線で示す状態に変化したのと同様の圧力損
失ｄｐの増大が圧縮器容量制御の影響等により蒸発器で
生じたとすると、この圧力損失増大に対し、過熱度Ｓを
上記の所定目標値ｄｔｍ（＝Ｓ１）に維持するように電
動式膨張弁の開度を調整する結果、サイクルは図２にお
いて破線で示す状態（蒸発器出口点ｂ３、ｔｏ３−ｔｓ
ｏ３＝Ｓｍ）に変化し、このサイクル変化により、冷凍
効果がＱ１からＱ３（＝ｈｂ３−ｈａ）へ変化し、か
つ、圧縮仕事量がＷ１からＷ３（＝ｈｃ３−ｈｂ３）へ
と変化して、成績係数が上記のＱ１／Ｗ１からＱ３／Ｗ
３へと変化する。
【００１３】すなわち、従来制御装置による場合のサイ
クル変化を示す図３と本発明の第１特徴構成による場合
のサイクル変化を示す図２との比較から明らかなよう
に、本発明の第１特徴構成による場合、蒸発器での圧力
損失増大に対し過熱度Ｓを一定値Ｓｍに維持するように
電動式膨張弁の開度を調整することにより、圧縮工程で
の等エントロピ線の傾き減少が原因となった圧縮仕事量
Ｗの増大傾向を抑制して、サイクル変化に伴う圧縮仕事
量Ｗの増大を抑制（Ｗ３＜Ｗ２）することができ、これ
によって、成績係数の低下を効果的に抑制（Ｑ３／Ｗ３
＞Ｑ２／Ｗ２）することができる。
クル変化を示す図３と本発明の第１特徴構成による場合
のサイクル変化を示す図２との比較から明らかなよう
に、本発明の第１特徴構成による場合、蒸発器での圧力
損失増大に対し過熱度Ｓを一定値Ｓｍに維持するように
電動式膨張弁の開度を調整することにより、圧縮工程で
の等エントロピ線の傾き減少が原因となった圧縮仕事量
Ｗの増大傾向を抑制して、サイクル変化に伴う圧縮仕事
量Ｗの増大を抑制（Ｗ３＜Ｗ２）することができ、これ
によって、成績係数の低下を効果的に抑制（Ｑ３／Ｗ３
＞Ｑ２／Ｗ２）することができる。
【００１４】ちなみに、蒸発器における圧力損失が無視
できる場合の各点の状態値（冷媒Ｒ２２）が、 ａ点 １１５．０ｋｃａｌ／ｋｇ， ５．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｉ＝０℃） ｂ１点 １５０．６ｋｃａｌ／ｋｇ， ５．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｏ１＝１０℃） ｃ１点 １５９．０ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 ｄ点 １１５．０ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 であって、 Ｓ１＝１０℃ｄｅｇ（＝ｄｔ） Ｑ１＝ｈｂ１−ｈａ＝３５．６ｋｃａｌ／ｋｇ Ｗ１＝ｈｃ１−ｈｂ１＝８．４ｋｃａｌ／ｋｇ である基準サイクル状態（図２及び図３の夫々において
実線で示すサイクル状態）を想定した場合、
できる場合の各点の状態値（冷媒Ｒ２２）が、 ａ点 １１５．０ｋｃａｌ／ｋｇ， ５．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｉ＝０℃） ｂ１点 １５０．６ｋｃａｌ／ｋｇ， ５．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｏ１＝１０℃） ｃ１点 １５９．０ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 ｄ点 １１５．０ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 であって、 Ｓ１＝１０℃ｄｅｇ（＝ｄｔ） Ｑ１＝ｈｂ１−ｈａ＝３５．６ｋｃａｌ／ｋｇ Ｗ１＝ｈｃ１−ｈｂ１＝８．４ｋｃａｌ／ｋｇ である基準サイクル状態（図２及び図３の夫々において
実線で示すサイクル状態）を想定した場合、
【００１５】この基準サイクル状態から蒸発器における
圧力損失増大が生じ、この圧力損失増大に対して従来制
御装置により、入口出口温度差ｄｔを１０．０℃ｄｅｇ
に維持するように電動式膨張弁の開度を調整した結果、
図３に破線で示す如くサイクルが変化して蒸発器出口点
がｂ１からｂ２へ移行し、また、その出口点移行に伴い
ｃ１点がｃ２点に移行し、これらｂ２点、及び、ｃ２点
の状態値が、 ｂ２点 １５１．６ｋｃａｌ／ｋｇ， ３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｏ２＝１０．０℃，ｄｔ＝ｔｏ２−ｔｉ＝１０．０℃ｄｅｇ） ｃ２点 １６４．６ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 になったとすると、このサイクル変化により、 Ｓ２＝２５℃ｄｅｇ Ｑ２＝ｈｂ２−ｈａ＝３６．６ｋｃａｌ／ｋｇ Ｗ２＝ｈｃ２−ｈｂ２＝１３．０ｋｃａｌ／ｋｇ 成績係数Ｑ２／Ｗ２＝２．８１ となる。
圧力損失増大が生じ、この圧力損失増大に対して従来制
御装置により、入口出口温度差ｄｔを１０．０℃ｄｅｇ
に維持するように電動式膨張弁の開度を調整した結果、
図３に破線で示す如くサイクルが変化して蒸発器出口点
がｂ１からｂ２へ移行し、また、その出口点移行に伴い
ｃ１点がｃ２点に移行し、これらｂ２点、及び、ｃ２点
の状態値が、 ｂ２点 １５１．６ｋｃａｌ／ｋｇ， ３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｏ２＝１０．０℃，ｄｔ＝ｔｏ２−ｔｉ＝１０．０℃ｄｅｇ） ｃ２点 １６４．６ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 になったとすると、このサイクル変化により、 Ｓ２＝２５℃ｄｅｇ Ｑ２＝ｈｂ２−ｈａ＝３６．６ｋｃａｌ／ｋｇ Ｗ２＝ｈｃ２−ｈｂ２＝１３．０ｋｃａｌ／ｋｇ 成績係数Ｑ２／Ｗ２＝２．８１ となる。
【００１６】一方、蒸発器における同様の圧力損失増大
に対して本発明の第１特徴構成により、過熱度Ｓを所定
目標値Ｓｍ（＝Ｓ１＝１０℃ｄｅｇ）に維持するように
電動式膨張弁の開度を調整すると、サイクル状態が上記
の基準サイクル状態から図２に破線で示す如く変化して
蒸発器出口点がｂ１からｂ３へ移行し、また、その出口
点移行に伴いｃ１点がｃ３点に移行し、これらｂ３点、
及び、ｃ３点の状態値は、 ｂ３点 １４９．５ｋｃａｌ／ｋｇ， ３．２ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｏ３＝−３．０℃，ｄｔ＝ｔｏ３−ｔｉ＝−３．０℃ｄｅｇ） ｃ３点 １６１．１ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 となる。そして、このサイクル変化により、 Ｑ３＝ｈｂ３−ｈａ＝３４．５ｋｃａｌ／ｋｇ Ｗ３＝ｈｃ３−ｈｂ３＝１１．６ｋｃａｌ／ｋｇ（＜Ｗ２） 成績係数Ｑ３／Ｗ３＝２．９７（＞Ｑ２／Ｗ２） となる。
に対して本発明の第１特徴構成により、過熱度Ｓを所定
目標値Ｓｍ（＝Ｓ１＝１０℃ｄｅｇ）に維持するように
電動式膨張弁の開度を調整すると、サイクル状態が上記
の基準サイクル状態から図２に破線で示す如く変化して
蒸発器出口点がｂ１からｂ３へ移行し、また、その出口
点移行に伴いｃ１点がｃ３点に移行し、これらｂ３点、
及び、ｃ３点の状態値は、 ｂ３点 １４９．５ｋｃａｌ／ｋｇ， ３．２ｋｇｆ／ｃｍ2 （ｔｏ３＝−３．０℃，ｄｔ＝ｔｏ３−ｔｉ＝−３．０℃ｄｅｇ） ｃ３点 １６１．１ｋｃａｌ／ｋｇ，２０．０ｋｇｆ／ｃｍ2 となる。そして、このサイクル変化により、 Ｑ３＝ｈｂ３−ｈａ＝３４．５ｋｃａｌ／ｋｇ Ｗ３＝ｈｃ３−ｈｂ３＝１１．６ｋｃａｌ／ｋｇ（＜Ｗ２） 成績係数Ｑ３／Ｗ３＝２．９７（＞Ｑ２／Ｗ２） となる。
【００１７】
【発明の効果】つまり、本発明の第１特徴構成によれ
ば、前述の作用の如く、蒸発器出口の冷媒を過熱状態に
保つように電動式膨張弁を開度調整することにおいて、
圧縮機容量制御の影響等による蒸発器での圧力損失増大
に対する電動式膨張弁の開度調整に伴う成績係数の低下
を効果的に抑制できることで、従来に比べ冷凍回路運転
の消費エネルギを低減して運転コストを安価にし得るに
至った。
ば、前述の作用の如く、蒸発器出口の冷媒を過熱状態に
保つように電動式膨張弁を開度調整することにおいて、
圧縮機容量制御の影響等による蒸発器での圧力損失増大
に対する電動式膨張弁の開度調整に伴う成績係数の低下
を効果的に抑制できることで、従来に比べ冷凍回路運転
の消費エネルギを低減して運転コストを安価にし得るに
至った。
【００１８】〔本発明の第２特徴構成〕本発明による電
動式膨張弁の制御装置の第２の特徴構成は、前記弁制御
手段を、冷媒の圧力と飽和温度との相関を示す近似式に
基づき、前記圧力検出手段により検出される蒸発器出口
圧力からその出口圧力に対する飽和温度を算出する構成
にしてあることにある。
動式膨張弁の制御装置の第２の特徴構成は、前記弁制御
手段を、冷媒の圧力と飽和温度との相関を示す近似式に
基づき、前記圧力検出手段により検出される蒸発器出口
圧力からその出口圧力に対する飽和温度を算出する構成
にしてあることにある。
【００１９】つまり、蒸発器出口における冷媒の過熱度
を算出する過程として、圧力検出手段により検出される
蒸発器出口圧力からその出口圧力に対する飽和温度を求
めるのに、冷媒の圧力と飽和温度との相関表を記憶手段
に記憶させておくことも考えられるが、この場合、表中
の数値データが極めて多いことから必要記憶容量が大き
くなるとともに、種類の異なる冷媒を使用するにあたっ
ては表中の数値データの全てを再入力する必要がある。
を算出する過程として、圧力検出手段により検出される
蒸発器出口圧力からその出口圧力に対する飽和温度を求
めるのに、冷媒の圧力と飽和温度との相関表を記憶手段
に記憶させておくことも考えられるが、この場合、表中
の数値データが極めて多いことから必要記憶容量が大き
くなるとともに、種類の異なる冷媒を使用するにあたっ
ては表中の数値データの全てを再入力する必要がある。
【００２０】この点、上記の第２特徴構成によれば、近
似式を記憶させることとなることから必要記憶容量を小
さくでき、また、種類の異なる冷媒を使用するにあたっ
ても、近似式における係数の変更だけで容易に対処でき
る。
似式を記憶させることとなることから必要記憶容量を小
さくでき、また、種類の異なる冷媒を使用するにあたっ
ても、近似式における係数の変更だけで容易に対処でき
る。
【００２１】
【実施例】次に実施例を説明する。
【００２２】図１はパッケージ型空調機や家庭用エアコ
ンにおいて採用する基本的冷凍回路を示し、圧縮機１、
凝縮機２、電動式膨張弁３、蒸発器４を、その順に冷媒
を循環させるように冷媒管路５により接続してある。
ンにおいて採用する基本的冷凍回路を示し、圧縮機１、
凝縮機２、電動式膨張弁３、蒸発器４を、その順に冷媒
を循環させるように冷媒管路５により接続してある。
【００２３】蒸発器４はフィンチューブ型の熱交換器を
もって構成してあり、冷房対象室から戻る還気ＲＡを蒸
発器４において循環冷媒の気化に伴う気化熱奪取により
冷却し、その冷却気を給気ＳＡとして冷房対象室に供給
するようにしてある。
もって構成してあり、冷房対象室から戻る還気ＲＡを蒸
発器４において循環冷媒の気化に伴う気化熱奪取により
冷却し、その冷却気を給気ＳＡとして冷房対象室に供給
するようにしてある。
【００２４】また、凝縮器２も同様にフィンチューブ型
の熱交換器をもって構成してあり、凝縮器２に対し通気
する外気ＯＡを放熱対象として循環冷媒の凝縮に伴う発
生凝縮熱を放散させるようにしてある。
の熱交換器をもって構成してあり、凝縮器２に対し通気
する外気ＯＡを放熱対象として循環冷媒の凝縮に伴う発
生凝縮熱を放散させるようにしてある。
【００２５】６は蒸発器４に対し通風する還気・給気フ
ァン、７は凝縮器２に対し外気ＯＡを通風する外気ファ
ンである。
ァン、７は凝縮器２に対し外気ＯＡを通風する外気ファ
ンである。
【００２６】８は制御器であり、この制御器８には、蒸
発器４に戻る還気ＲＡの温度ｔｒを検出する還気温セン
サ９の検出情報に基づき、還気温度ｔｒを設定目標温度
ｔｒｍに調整・維持するように（すなわち、冷房対象室
の室温状態を冷房負荷変化にかかわらず一定に保つよう
に）、圧縮機１を容量制御して蒸発器４の冷却出力を調
整する能力調整部１０を設けてある。
発器４に戻る還気ＲＡの温度ｔｒを検出する還気温セン
サ９の検出情報に基づき、還気温度ｔｒを設定目標温度
ｔｒｍに調整・維持するように（すなわち、冷房対象室
の室温状態を冷房負荷変化にかかわらず一定に保つよう
に）、圧縮機１を容量制御して蒸発器４の冷却出力を調
整する能力調整部１０を設けてある。
【００２７】蒸発器４においては、冷却負荷増大に対し
上記の圧縮機容量制御により圧縮機１の出力が増大側に
調整されると、それに伴う冷媒循環量の増大により蒸発
器４における圧力損失ｄｐが増大し、そして、この圧力
損失ｄｐの増大により冷凍サイクルは図２において実線
で示される状態から破線で示される状態の側に変化する
が、制御器８には上記の能力調整部１０に加え、このよ
うな蒸発器４での圧力損失ｄｐ変化にかかわらず蒸発器
出口における冷媒を過熱状態に保つように電動式膨張弁
３の開度を調整して、圧縮機１での液圧縮を防止する弁
制御部１１を設けてある。
上記の圧縮機容量制御により圧縮機１の出力が増大側に
調整されると、それに伴う冷媒循環量の増大により蒸発
器４における圧力損失ｄｐが増大し、そして、この圧力
損失ｄｐの増大により冷凍サイクルは図２において実線
で示される状態から破線で示される状態の側に変化する
が、制御器８には上記の能力調整部１０に加え、このよ
うな蒸発器４での圧力損失ｄｐ変化にかかわらず蒸発器
出口における冷媒を過熱状態に保つように電動式膨張弁
３の開度を調整して、圧縮機１での液圧縮を防止する弁
制御部１１を設けてある。
【００２８】また、弁制御部１１により電動式膨張弁３
の開度を自動調整するにあたり、蒸発器４には、冷媒の
蒸発器出口温度ｔｏを検出する温度センサ１２、及び、
冷媒の蒸発器出口圧力ｐｏを検出する圧力センサ１３を
設けてある。
の開度を自動調整するにあたり、蒸発器４には、冷媒の
蒸発器出口温度ｔｏを検出する温度センサ１２、及び、
冷媒の蒸発器出口圧力ｐｏを検出する圧力センサ１３を
設けてある。
【００２９】そして、弁制御部１１には、その具体的制
御構成として、使用冷媒（本例においてはＲ２２）の圧
力ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ2 ，Ｇ）と飽和温度ｔｓ（℃）との
相関を示す下記の近似式、すなわち、使用冷媒の飽和蒸
気線を示す近似式 ｔｓ＝ｋ4 ・ｌｎ｛ｋ3 （ｐ＋ｋ1 ）2 ＋ｋ2 （ｐ＋ｋ1 ）｝＋ｋ0 ｋ4 ＝３３．４１６５ ｋ3 ＝ ０．００３９６８ ｋ2 ＝ ０．１４４９０７ ｋ1 ＝ ２．０９６３６ ｋ0 ＝−１．５８０６４ を記憶する記憶部１１ａ、
御構成として、使用冷媒（本例においてはＲ２２）の圧
力ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ2 ，Ｇ）と飽和温度ｔｓ（℃）との
相関を示す下記の近似式、すなわち、使用冷媒の飽和蒸
気線を示す近似式 ｔｓ＝ｋ4 ・ｌｎ｛ｋ3 （ｐ＋ｋ1 ）2 ＋ｋ2 （ｐ＋ｋ1 ）｝＋ｋ0 ｋ4 ＝３３．４１６５ ｋ3 ＝ ０．００３９６８ ｋ2 ＝ ０．１４４９０７ ｋ1 ＝ ２．０９６３６ ｋ0 ＝−１．５８０６４ を記憶する記憶部１１ａ、
【００３０】上記の記憶近似式に基づき、圧力センサ１
３により検出される蒸発器出口圧力ｐｏからその出口圧
力ｐｏに対する飽和温度ｔｓｏを算出するとともに、温
度センサ１２により検出される蒸発器出口温度ｔｏから
算出飽和温度ｔｓｏを減算して、蒸発器出口における冷
媒の過熱度Ｓ（＝ｔｏ−ｔｓｏ）を算出する演算部１１
ｂ、
３により検出される蒸発器出口圧力ｐｏからその出口圧
力ｐｏに対する飽和温度ｔｓｏを算出するとともに、温
度センサ１２により検出される蒸発器出口温度ｔｏから
算出飽和温度ｔｓｏを減算して、蒸発器出口における冷
媒の過熱度Ｓ（＝ｔｏ−ｔｓｏ）を算出する演算部１１
ｂ、
【００３１】算出過熱度Ｓと予め設定された目標値Ｓｍ
とを比較して、その比較結果に基づき、上記の演算部１
１ｂによる算出過熱度Ｓが目標値Ｓｍとなるように電動
式膨張弁３の開度を調整する、すなわち、算出過熱度Ｓ
が目標値Ｓｍよりも大きくなれば電動式膨張弁３の開度
を開き側に調整し、また、算出過熱度Ｓが目標値Ｓｍよ
りも小さくなれば電動式膨張弁３の開度を閉じ側に調整
することより、算出過熱度Ｓを目標値Ｓｍに一致させて
その一致状態を維持するようにする調整部１１ｃ、の夫
々を備えさせてある。
とを比較して、その比較結果に基づき、上記の演算部１
１ｂによる算出過熱度Ｓが目標値Ｓｍとなるように電動
式膨張弁３の開度を調整する、すなわち、算出過熱度Ｓ
が目標値Ｓｍよりも大きくなれば電動式膨張弁３の開度
を開き側に調整し、また、算出過熱度Ｓが目標値Ｓｍよ
りも小さくなれば電動式膨張弁３の開度を閉じ側に調整
することより、算出過熱度Ｓを目標値Ｓｍに一致させて
その一致状態を維持するようにする調整部１１ｃ、の夫
々を備えさせてある。
【００３２】つまり、図２において実線で示すサイクル
状態（ａ，ｂ１，ｃ１，ｄ）、すなわち、蒸発器４での
圧力損失が無視できる程度の場合（圧縮機１の容量制御
で言えば圧縮機出力が小さい場合）のサイクル状態で
は、上記の如く蒸発器出口における冷媒の過熱度Ｓが目
標値Ｓｍとなるように電動式膨張弁３の開度を調整する
結果、蒸発器出口点がｂ１となるとともに、それに対応
して圧縮工程の終了点がｃ１となっており、また、蒸発
器４での圧力損失ｄｐの大きな増大（圧縮機１の容量制
御で言えば圧縮機出力の大きな増大）により上記の実線
で示す状態から変化した破線で示すサイクル状態（ａ，
ｂ３，ｃ３，ｄ）では、蒸発器４での圧力損失増大に対
し蒸発器出口における冷媒の過熱度Ｓを目標値Ｓｍに維
持するように電動式膨張弁３の開度を調整する結果、蒸
発器出口点がｂ３になるとともに、それに対応して圧縮
工程の終了点がｃ３となっている。
状態（ａ，ｂ１，ｃ１，ｄ）、すなわち、蒸発器４での
圧力損失が無視できる程度の場合（圧縮機１の容量制御
で言えば圧縮機出力が小さい場合）のサイクル状態で
は、上記の如く蒸発器出口における冷媒の過熱度Ｓが目
標値Ｓｍとなるように電動式膨張弁３の開度を調整する
結果、蒸発器出口点がｂ１となるとともに、それに対応
して圧縮工程の終了点がｃ１となっており、また、蒸発
器４での圧力損失ｄｐの大きな増大（圧縮機１の容量制
御で言えば圧縮機出力の大きな増大）により上記の実線
で示す状態から変化した破線で示すサイクル状態（ａ，
ｂ３，ｃ３，ｄ）では、蒸発器４での圧力損失増大に対
し蒸発器出口における冷媒の過熱度Ｓを目標値Ｓｍに維
持するように電動式膨張弁３の開度を調整する結果、蒸
発器出口点がｂ３になるとともに、それに対応して圧縮
工程の終了点がｃ３となっている。
【００３３】そして、このように蒸発器出口における冷
媒の過熱度Ｓを一定の目標値Ｓｍに維持するように電動
式膨張弁３の開度を調整することにより、蒸発器４での
圧力損失変化にかかわらず圧縮機１での液圧縮を防止す
るといった所期目的を確実に達成するようにしてあり、
また、蒸発器４での圧力損失ｄｐ増大に対する電動式膨
張弁３の開度調整には成績係数の低下を伴うが、この成
績係数の低下が、圧力損失ｄｐ増大に対する電動式膨張
弁３の開度調整に不必要な過熱度増大が伴うことで一層
助長されるといったことを回避するようにしてある。
媒の過熱度Ｓを一定の目標値Ｓｍに維持するように電動
式膨張弁３の開度を調整することにより、蒸発器４での
圧力損失変化にかかわらず圧縮機１での液圧縮を防止す
るといった所期目的を確実に達成するようにしてあり、
また、蒸発器４での圧力損失ｄｐ増大に対する電動式膨
張弁３の開度調整には成績係数の低下を伴うが、この成
績係数の低下が、圧力損失ｄｐ増大に対する電動式膨張
弁３の開度調整に不必要な過熱度増大が伴うことで一層
助長されるといったことを回避するようにしてある。
【００３４】〔別実施例〕次に別実施例を説明する。
【００３５】過熱度Ｓの目標値Ｓｍは、冷凍回路の設計
条件に応じて適宜決定すればよく、場合によってはＳｍ
＝０を設定してもよい。
条件に応じて適宜決定すればよく、場合によってはＳｍ
＝０を設定してもよい。
【００３６】冷凍回路の具体的回路構成は、例えば、四
方弁による冷房サイクルと暖房サイクルとの切り換えを
可能にする等、種々の構成変更が可能であり、また、回
路運転目的は冷房や暖房等の空調に限定されるものでは
ない。
方弁による冷房サイクルと暖房サイクルとの切り換えを
可能にする等、種々の構成変更が可能であり、また、回
路運転目的は冷房や暖房等の空調に限定されるものでは
ない。
【００３７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】冷凍回路の構成図
【図２】電動式膨張弁の調整形態を説明するための冷凍
サイクル図
サイクル図
【図３】従来における電動式膨張弁の調整形態を説明す
るための冷凍サイクル図
るための冷凍サイクル図
１ 圧縮器 ２ 凝縮器 ３ 電動式膨張弁 ４ 蒸発器 １１ 弁制御手段 １２ 温度検出手段 １３ 圧力検出手段 Ｓ 過熱度 Ｓｍ 目標値 ｔｏ 蒸発器出口温度 ｔｓ 飽和温度 ｔｓｏ 蒸発器出口圧力に対する飽和温度 ｐ 圧力 ｐｏ 蒸発器出口圧力
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮器（１）、凝縮器（２）、電動式膨
張弁（３）、蒸発器（４）の順に冷媒を循環させる冷凍
回路において、冷媒の蒸発器出口温度（ｔｏ）を検出す
る温度検出手段（１２）、及び、冷媒の蒸発器出口圧力
（ｐｏ）を検出する圧力検出手段（１３）を設け、それ
ら温度検出手段（１２）及び圧力検出手段（１３）の検
出情報に基づき、冷媒の蒸発器出口圧力（ｐｏ）に対す
る飽和温度（ｔｓｏ）と蒸発器出口温度（ｔｏ）との差
である過熱度（Ｓ）を算出するとともに、その算出過熱
度（Ｓ）が所定目標値（Ｓｍ）になるように前記電動式
膨張弁（３）の開度を調整する弁制御手段（１１）を設
けた電動式膨張弁の制御装置。 - 【請求項２】 前記弁制御手段（１１）を、冷媒の圧力
（ｐ）と飽和温度（ｔｓ）との相関を示す近似式に基づ
き、前記圧力検出手段（１３）により検出される蒸発器
出口圧力（ｐｏ）からその出口圧力（ｐｏ）に対する飽
和温度（ｔｓｏ）を算出する構成にしてある請求項１記
載の電動式膨張弁の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25322591A JPH0593547A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 電動式膨張弁の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25322591A JPH0593547A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 電動式膨張弁の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593547A true JPH0593547A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17248312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25322591A Pending JPH0593547A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 電動式膨張弁の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593547A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010514851A (ja) * | 2006-12-23 | 2010-05-06 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | フッ素化組成物およびかかる組成物を用いるシステム |
| KR20170116139A (ko) * | 2015-03-17 | 2017-10-18 | 얀마 가부시키가이샤 | 히트 펌프 |
| CN110513818A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-29 | Tcl空调器(中山)有限公司 | 一种空调制冷或制热控制方法、空调及存储介质 |
| CN113260823A (zh) * | 2018-11-20 | 2021-08-13 | 里姆制造公司 | 具有可选择的操作模式的膨胀阀 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5824770A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-14 | 株式会社鷺宮製作所 | 冷媒流量制御装置 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP25322591A patent/JPH0593547A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5824770A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-14 | 株式会社鷺宮製作所 | 冷媒流量制御装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010514851A (ja) * | 2006-12-23 | 2010-05-06 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | フッ素化組成物およびかかる組成物を用いるシステム |
| KR101495365B1 (ko) * | 2006-12-23 | 2015-02-24 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 플루오르화 조성물 및 그러한 조성물을 사용하는 시스템 |
| KR20170116139A (ko) * | 2015-03-17 | 2017-10-18 | 얀마 가부시키가이샤 | 히트 펌프 |
| US10816251B2 (en) | 2015-03-17 | 2020-10-27 | Yanmar Power Technology Co., Ltd. | Heat pump |
| CN113260823A (zh) * | 2018-11-20 | 2021-08-13 | 里姆制造公司 | 具有可选择的操作模式的膨胀阀 |
| CN110513818A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-29 | Tcl空调器(中山)有限公司 | 一种空调制冷或制热控制方法、空调及存储介质 |
| CN110513818B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-08-24 | Tcl空调器(中山)有限公司 | 一种空调制冷或制热控制方法、空调及存储介质 |
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