JPS60140075A - 冷凍サイクルの制御方法 - Google Patents

冷凍サイクルの制御方法

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JPS60140075A
JPS60140075A JP58245174A JP24517483A JPS60140075A JP S60140075 A JPS60140075 A JP S60140075A JP 58245174 A JP58245174 A JP 58245174A JP 24517483 A JP24517483 A JP 24517483A JP S60140075 A JPS60140075 A JP S60140075A
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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】 ［発明の技術分野１ 本発明は空気調和機などの冷凍サイクルに関し、特に冷
凍サイクル内に組み込まれる電動式膨張弁を負荷に対応
した開度に制御するだめの冷凍サイクルの制御方法に関
するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］ 空気調和機などの冷凍サイクルは圧縮機、四方弁、室外
側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器を順次連結して
構成され、冷房時は圧縮機四方弁を介して高温高圧の冷
媒を室外側熱交換器機へ流して凝縮させ、それを減圧装
置で減圧したのち室内側熱交換器で蒸発させ、圧縮機に
戻すようになし、また暖房時は四方弁を切換えて冷媒の
流れを冷房時と逆サイクルに、すなわち圧縮機からの高
温高圧の冷媒を室内側熱交換器へ流して凝縮させそれを
減圧装置で減圧したのち室外側熱交換器で蒸発させ圧縮
機に戻すようにしている。
近時、この冷凍サイクルの制御を行なう減圧装置として
電動式膨張弁が使用され、この膨張弁の開度を制御して
冷凍サイクルを制御することがなされてきている。
この電動式膨張弁で圧縮機の冷媒の吐出側温度を制御す
る場合、膨張弁の弁開度に対して冷凍サイクルの負荷が
著しく大きいと吐出温度は急激に上昇する。吐出温度が
あまり高くなりすぎると圧縮機内の電動機の巻線の絶縁
物が劣化したり、潤滑油が劣化したりして冷凍サイクル
の信頼性が低下する問題がある。
［発明の目的］ 本発明は上記事情を考慮してなされたもので冷凍サイク
ルに電動式１１ｊ服弁を組み込み、その電動式膨張弁を
負荷に対応した弁開度にすみやかに設定できる冷凍サイ
クルの制御方法を提供することを目的とする。
［発明の概要１ 本発明は、圧縮機、室外側熱交換器、電動式膨張弁、室
内側熱交換器を順次連結した冷凍サイクルの制御方法に
おいて、冷凍サイクルの負荷、例えば圧縮機の吐出側温
度を検知し、その吐出側湿度が上限温度を越えたとき上
記電動式膨張弁を全開させると共に全開させる前の弁開
度を記憶しておぎ、その後、上記吐出側温度が下限温度
まで下がったところで全開前に記憶していた開度よりも
一定開度開いた開度にすることを特徴とするもので、圧
縮機の冷媒の吐出側温度が下限温度を越えたときに電動
式膨張弁を全開として吐出側温度を下げ、また全開前の
開度を記憶し、その開度より一定開度開いた開度にさせ
ると共に、その開度に対して負荷が異常に大きい場合、
これを繰り返すことにより吐出側温度を異常に上昇させ
ることなく所定の負荷に適応した開度へすみやかに設定
できるようにしたものである。
［発明の実施例］ 以下、本発明に係る冷凍サイクルの制御方法の好適一実
施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の冷凍サイクルを示すもので図において
、１は能力可変形の圧縮機、２は四方弁、３は室外側熱
交換器、４は電動式膨張弁、５は室内側熱交換器でこれ
らは順次接続されて冷凍サイクルを構成する。
圧縮機１の吐出側１ａには冷媒の温度を検出する吐出温
度センサ６が設けられ、その検出温度は制御装置７に入
力され、制御装置７により電動式膨張弁４の開度が調整
される。
第１図の冷凍サイクルにおいて負荷が一定とした場合、
圧縮機１からの冷媒の吐出温度は膨張弁４の弁開度によ
り変化する、即ち第２図に示すように弁開度が小さけれ
ば吐出側温度が高くなり弁開度が大きくなるにつれて吐
出側湿度が低くなる。
通常圧縮機１の吐出側温度が１００℃を越えると圧縮機
１の電動機の巻線の絶縁物が劣化したり圧縮機１内の潤
滑油が劣化してしまい、また吐出側温度がある程度の温
度以上に維持されないと冷凍ザイクルの効率が悪くなる
。従って、電動式膨張弁４の開度を吐出温度が上限の１
００℃を越えず、また下限温度以上の温度を維持するよ
うに制御装置７で調整する必要がある。
この制御方法を第３図により説明する。
第３図において、上方のグラフは時間に対する冷媒の吐
出側温度変化を示し、下方のグラフは第１図に示した制
御装置７により電動式膨張弁の開度を上記吐出側温度変
化に応じて調整するグラフを示している。今、例えば冷
媒の吐出側温度の上限温度ａを１００℃とし下限温度す
を９５℃とする。
運転初期において、第１図に示した制御装置７にて、例
えばＡの開度に設定されていたとする。このＡの開度に
対して冷凍サイクルの負荷が著しく大きい場合、吐出側
温度が急激に上昇し、上隅部５一 度ａを越える。この際、吐出温度センサ６がその温度を
検知し、制御装置７により電動式膨張弁４の弁開度を１
００％の全開状態にする。またこの場合制御装置７は全
開前の開度Ａを記憶する。膨張弁４が全開になると、吐
出側温度は２〜３℃のオーバーシュート後低下し始め、
下限温度す以下に下がったとき制御装置７は記憶してい
たＡの開度よりαだけ開いた開度に膨張弁４の開度を調
整する。しかしこの開度でも吐出側温度が上限温度ａを
越える場合、膨張弁４を全開して下限温度ｌ）まで下げ
たのちさらにαだけ開いた開度に調整する。
このように全開後、膨張弁４の開度を順次αづつ開度を
大ぎくしでいくことにより吐出側温度が下限温度ａと下
限温度すの間に維持されると共に冷凍サイクルの負荷に
対応した適正な制御開度８間度にすみやかに調整される
。
電動式膨張弁４は制御装置７の電気信号によりその開度
が調整されるものであればよく、例えば第４図に示す電
動式膨張弁を用いる。
第４図において、二つの人出管８．９を弁ポー６− １へ部１０を介して連通した弁本体１１を設け、この弁
本体１１内にダイヤフラム１２で弁ポート部１０に対し
開閉自在に支持された弁棒１３を内装Ｊ−るとどもに、
弁本体１１の頭部側にボール１４、進退自看に螺合され
たドライバー１５及びダイヤフラム１２を介して弁棒１
３を進退動作させるステッピングモータ１６を順に設け
てなるもので制御装置７から信号が出力されることによ
りステッピングモータ１６の出力軸１７のステッピング
回転でドライバ１５を進退動させて、ダイヤフラム１２
、弁棒１３を通じ弁ポート部１０を所要の流通面積に開
（プたり閉じたりすることができるようになっている。
第４図の電動式膨張弁の場合において弁棒１３の進退動
に対する冷媒の流量特性（或いは弁開度）は、はぼ直線
に近く、例えば弁開度をαづつ大きくしていく場合、ス
テッピングモータ１６に同一パルス数を送っても弁棒１
３と弁ボート部１０の位置が製造上の誤差でバラツキが
生じやすく、弁開度をαづつ大ぎくしでいっても設定し
た開度が得られない場合がある。
第５図に示す電動式膨張弁は上述の問題を解決するもの
で、図において弁本体１１の入出ボー１〜８．９を弁ポ
ート部１ｏを介して連通し、その弁ボート部１０に挿通
ずるニードル１８を設ける。
ニードル１８の上部は弁本体１１に設けたねじ部１９に
螺合され、その上部はステータコイル２゜により回転さ
れるロータ２１に連結される。ニードル１８の先端形状
は先端に行（に従って順次階段状に縮径される。このニ
ードル１８の先端が弁ポート部１０に挿叫入することに
よりニードル１８と弁ポート部１０で形成される流路断
面積は階段状に変化し、そのためこの膨張弁による流量
特性は第６図に示すようにニードルストロークに対して
流量が段階的に上昇することになる。従って、例えば第
３図に示したように弁開度をαづ′っ大ぎくする場合、
αをこのニードル１８の縮径段ごとに設定してお【）ば
、各段においての同一流量に対するストローク幅Ａにあ
る程度の余裕があるため製造上に誤差があっても弁開度
を一定開度づつ或いは任意の開度づつ大ぎくすることが
可能となる。
以上説明した実施例においては、膨張弁の弁開度Ａ開度
から負荷に対応した制御開度Ｂ開度へ移行する際、Δ開
度に対して負荷が著しく大きい場合膨張弁を全開とする
例を示したが、本発明は全開に限定されるものでなく、
負荷を少なくできる程度の弁開度であれば、いかなる開
度でもよい。
また負荷を検知する例として圧縮機の吐出側温度で検知
する例を示したが圧縮機の電！ｌ１機の通電電流或いは
圧縮機の吐出圧力などを検知して冷凍サイクルの負荷を
検知してもＪ：い。さらに弁開度Ａから制御開度Ｂに移
行させるにおいてその開度をαづつ上げていく例を示し
たが一定開度づつ上げる代りに任意の開度づつ上げるよ
うにしてもよい。
［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮する。
（１）　圧縮機の冷媒の吐出側温度を検知し、吐出側温
度が所定値以上越えたとき電動式膨張弁の弁開度を大き
くするので冷媒の吐出側温度が異常９− に上昇することがなく、圧縮機内の電動機の巻線の絶縁
物や潤滑油の劣化を防止できるので冷凍サイクルの信頼
性が向上する。
（２）　膨張弁の弁開度を大きくしたのち、その前に記
憶していた開度より一定開度聞いた開度に調整すること
により初期の弁開度が負荷に対して著しく小さいときも
、すみゃかに負荷に対応した制御弁開度に調整すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る冷凍サイクルの制御方法を実施す
る冷凍サイクルの一例を示す図、第２図は第１図の冷凍
サイクルにおいて、ある負荷に対しての電動式膨張弁の
弁開度と圧縮機の冷媒の吐出側温度との関係を示すグラ
フ、第３図は本発明に係る冷凍サイクルの制御方法を説
明するグラフで圧縮機の吐出側温度に対して電動式膨張
弁の弁開度を制御する例を示すグラフ、第４図は本発明
に係る冷凍サイクルの制御方法において使用する電動式
膨張弁の一例を示す正１０− 面断面図、第５図は同じ（電動式ｆｉ服弁の他の例を示
づ正面断面図、第６図は第５図の電動式膨張弁において
、ニードルストロークと流量との関係を示づ°グラフで
ある。 図中、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外側熱交換器、
４は電動式膨張弁、５は室内側熱交換器、６は吐出温度
センサー、７は制御装置である。 代理人弁理士　則　近　憲　佑　（外１名）１１− 稟１図 島 第２図 欣割弁開度（葡 時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮機、室外側熱交換器、電動式膨張弁、室内側熱交換
    器を順次連結した冷凍ザイクルの制御方法において、上
    記電動式膨張弁の弁開度へ開度から制御開度Ｂ開度に移
    行する際、圧縮機が負荷状態に至ったとき、上記電動式
    膨張弁の弁開度を一端へ開度よりも大きく制御したこと
    を特徴する冷凍サイクルの制御方法。
JP58245174A 1983-12-28 1983-12-28 冷凍サイクルの制御方法 Granted JPS60140075A (ja)

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