JPH06323638A - 冷凍装置の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】運転周波数により制御される圧縮機１，凝縮器
２，電子膨張弁３，蒸発器４およびこれらを結ぶ冷媒配
管により冷凍サイクルが構成され、流体温度センサ６か
らの情報より制御器５で制御される。制御器５には、流
体設定温度毎に、あるいは、いくつか設定温度領域毎に
電子膨張弁３の弁開度制御が準備されており、流体設定
温度が入力されると、電子膨張弁３の弁開度制御が決定
し、以後、その弁開度制御により運転を行う。 【効果】冷凍能力の応答性が良く、蒸発器の熱交換能力
も流体設定温度に合わせた能力となるので冷凍サイクル
の安定性が良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置で冷却する流
体の温度制御に係り、特に、流体の設置温度範囲の拡
大，高精度な温度制御，安定した連続運転に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として特開平2−4165 号公報
には、発熱体の熱負荷を吸収して冷凍装置に戻ってきた
冷水を冷却するため、インバータにより冷凍サイクルの
圧縮機の運転周波数を制御して冷凍能力の容量制御を行
い、常に安定した温度の冷水を供給することを可能とす
る方式が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍装置では、
冷凍サイクルは、圧縮機で冷媒を液圧縮せぬ様、即ち、
蒸発器出口で冷媒は完全に気体となって適度に過熱した
冷媒を圧縮機へ送るよう、膨張弁を制御している。しか
し、制御条件（適度な過熱度を設定する）のみで膨張弁
を制御した場合、膨張弁は決められた開度を持っていな
いため、設定値付近で弁開度調整を繰り返し、電子膨張
弁の寿命が、早くなる。又、電子膨張弁が弁開度調整を
繰り返すため冷凍能力調整の応答が遅く、冷凍能力が変
動する。そこで電子膨張弁の弁開度を圧縮機の運転周波
数に合わせ、適度な過熱度になる様、予め決定して制御
すれば、電子膨張弁は弁が動く頻度が上記制御よりは少
なくなるため、寿命が延びる。又、電子膨張弁の弁が動
く頻度が少なくなるので冷凍能力の応答性が良く、冷却
する流体の温度も安定する。だが、この制御方式で流体
の冷却設定温度範囲の拡大を図る時、冷却設定温度の上
限域と下限域とでは、蒸発器での冷媒と流体の温度差が
異なるため、弁開度制御のみでは、冷却設定温度上限域
では、熱交換器能力が少なく過熱度が大きくなって冷凍
サイクルは過負荷運転状態になり、他方冷却設定温度下
限域では、熱交換器能力が充分すぎるため、過熱度が小
さくなり、冷媒が充分蒸発せず液圧縮の恐れがある。

【０００４】本発明の目的は、電子膨張弁の制御によ
り、冷凍サイクルの安定した運転，流体の冷却設定温度
範囲が拡大しても安定した運転を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の冷凍装置の制御
方式は、運転周波数により容量制御される圧縮機，凝縮
器，蒸発器を含む冷凍サイクルで、電子膨張弁を用い、
前記蒸発器で冷却される流体の温度を検出する手段とそ
の情報を演算する制御手段より、前記圧縮機の運転周波
数，前記電子膨張弁の弁開度を制御し、前記圧縮機の運
転周波数に対し、前記電子膨張弁の開度を予め決められ
た弁開度で制御する方式の冷凍装置において、前記圧縮
機の運転周波数に合わせ変化する前記電子膨張弁の弁開
度を冷却する流体の設定温度毎に設定、制御手段に記憶
することにより、前記圧縮機の運転周波数に合わせ、前
記電子膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。

【０００６】

【作用】冷凍装置運転前に入力される流体の冷却設定温
度より、圧縮機の運転周波数に対する電子膨張弁の弁開
度が決定され、圧縮機始動後は圧縮機の運転周波数に合
わせ電子膨張弁の弁開度を制御すれば、流体温度が上下
限域であっても、熱交換器能力が調整されるので、圧縮
機吸込口で適度な過熱度を持ち、安定した冷凍サイクル
運転，流体温度制御を行うことができる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１および図２により説
明する。図１は本実施例に係る冷凍装置の系統図であ
る。容量制御可能な圧縮機（例えば、可変周波数インバ
ータで駆動される圧縮機）１，凝縮器２，電子膨張弁
３，蒸発器４およびこれらの間を結ぶ冷媒配管により冷
凍サイクルが構成されており、これに制御器５，流体温
度センサ６が付属している。凝縮器２は冷却水又は外気
と熱交換されるようになっており（図１は空冷式の場
合）、他方、蒸発器４は配管７から８へ流れる流体を熱
交換されるようになっており、この流体が他の冷却対象
物を冷却するのに用いられる。又、流体温度センサ６は
配管８に設置されているが、配管７に設置してもよい。
上記冷凍装置は、流体温度センサ６で流体の温度を検知
し、それに基づき制御器５は圧縮機１の容量制御を行
い、電子膨張弁３の弁開度は圧縮機１の容量制御に対応
した弁開度に制御し、流体の温度を所望の温度に保つ。

【０００８】ところで冷凍装置において、流体設定温度
範囲を拡大しても高精度な流体温度制御，安定し球運転
を行うように本実施例では、下記のように制御を行う。

【０００９】冷凍装置運転前に流体冷却温度を設定する
のだが、この設定温度が制御器５に入力されると、制御
器５は予め準備された各設定温度毎（例えば１℃単位）
の電子膨張弁３の弁開度制御を入力された設定温度から
選出する。あるいは、図２のように流体冷却設定温度を
高温域１１，標準域１２，低温域１３と分割し、制御器
５に入力される設定温度に該当する電子膨張弁開度制御
線を選出してもよい。これら予め準備された電子膨張弁
３の弁開度は、蒸発器４で流体冷却設定温度に合わせた
熱交換器能力に設定されるので、蒸発器４の出口では冷
媒は適度な過熱度となり圧縮機１に負担がかからず、ま
た圧縮機１の容量制御に対して電子膨張弁３の弁開度制
御は即座に応答するため、冷凍能力の応答性が速く、流
体の温度制御も速やかに設定温度に収束する。このよう
な冷凍サイクル制御により、冷凍装置は流体設定温度範
囲を拡大しても、高精度な温度制御，安定した運転を行
うことができる。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮機の容量制御に対
し電子膨張弁は即座に所定の弁開度に制御されるため、
冷凍能力の応答性が良く、流体温度制御の精度の向上を
図ることができる。

【００１１】また、電子膨張弁の弁開度は冷却される流
体の設定温度毎、あるいは設定温度領域毎に設定されて
いるため、流体の設定温度範囲を拡大しても、設定温度
に合わせ蒸発器の熱交換器能力が調整され、蒸発器出口
では冷媒は適度な過熱度を確保でき、圧縮機に負担をか
けずに安定した冷凍サイクル運転が可能となり、流体の
設定温度範囲を拡大しても精度の高い温度制御を図るこ
とができる。

【００１２】更に、本発明は制御上の変更（例えばマイ
コンソフトの変更）のみなので冷凍サイクルに補機類を
追加しなくてもよく経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した冷凍装置の系統図。

【図２】本発明を適用した電子膨張弁の弁開度の説明
図。

【符号の説明】

１…容量制御可能な圧縮機、２…凝縮機、３…電子膨張
弁、４…蒸発器、５…制御器、６…流体温度センサ、
７，８…配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転周波数により容量制御される圧縮機，
   凝縮器，蒸発器を含む冷凍サイクルで、電子膨張弁を用
   い、前記蒸発器で冷却される流体の温度を検出する手段
   とその情報を演算する制御手段より、前記圧縮機の運転
   周波数，前記電子膨張弁の弁開度を制御し、前記圧縮機
   の運転周波数に対し、前記電子膨張弁の開度を予め決め
   られた弁開度で制御する方式の冷凍装置において、前記
   圧縮機の運転周波数に合わせ変化する前記電子膨張弁の
   弁開度を冷却する流体の設定温度毎に設定、制御手段に
   記憶することにより、前記圧縮機の運転周波数に合わ
   せ、前記電子膨張弁の弁開度を制御することを特徴とす
   る冷凍装置の制御方式。