JPS60263065A - 冷凍サイクルの制御方式 - Google Patents

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］ この発明は空気調和機などの冷凍サイクルの制一方式、
特にそれの電子式リニア膨張弁の開度を。

過熱度が所定範囲内となるよう制御する制御方式に関す
る。

［従来技術］ 最近、インバータを利用して圧縮機の能力を自由に可変
できる容量制御形の空気調和機が開発されたが、これを
効率のよい過熱度で運転制御するために、従来は実開昭
４８−９８７４５号公報に示されているように複数の毛
細管を用いて、圧縮機の能力に応じて毛細管を切換える
方式などがあった。

しかしリニアに圧縮機能力を可変できるインバータ等を
用いた容量制御に於て、毛細管切換えによる減圧レベル
制御ではリニアに減圧レベルを可変できないために常に
適切な過熱度で効率のよい空気調和機の運転ができない
という欠点があった。

［発明の概要］ この発明は以上の点に鑑みなされたもので、冷凍サイク
ルの過熱度を制御できる電子式リニア膨張弁（以下ＬＥ
Ｖという）を用い、過熱度が予め設定された適正過熱度
領域を中心とした複数の領域の何れにあるかを判定し、
その過熱度がその何れの領域にあるかによって異なった
所定の補正値を現弁開度に加え又は減するよう上記Ｌ　
Ｅ　Ｖの弁開度を制御することによって、過熱度が常に
適正領域に入り効率の良い運転を可能とする冷凍サイク
ルの制御方式を提供することを目的としている。

［発明の実施例］ 以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図で、図に
おいて（１）は圧縮機、（２）は凝縮器、（３）は蒸発
器、（４）はＬＥＶ、（５）はアキュムレータ、（６）
は、Ｌ　Ｅ　Ｖ　（４）の両側又は何れか一方から毛細
管からなるバイパス回路（７）をへて流れてきた冷媒液
がその出口付近で蒸発する温度を検出する飽和ｉ度セン
サ、（８）は蒸発器（３）からアキュムレータ（５）へ
の冷媒温度を検出する吸入温度センサ、（９）は、これ
ら両センサ（６）（８）からの検出温度差からマイクロ
コンピュータ（以下マイコンという）などで過熱度を算
出する手段、　（ｉｃ）は、この手段（９）によって算
出された過熱度が、予めマイコンなどに設定された適正
過熱度領域（適正領域）を中心とした、これと最も離れ
最も高い過熱度領域（Ａ領域）、この領域と適正領域と
の間の過熱度領域（Ｂ領域）、適正領域より低い過熱度
領域（Ｃ領域）及び最も低い過熱度領域（Ｄ領域）、の
５領域中何れの領域にあるかをマイコン等で判定する過
熱度判定手段、　（１１）はこの手段（１０）による判
定結果に応し、即ち上記手段（９）により算出された過
熱度がＡ領域にある時は補正値ａをＬＥ　Ｖ　（４）の
現弁開度（Ｓｊ−１）に加え、Ｂ領域にある時はａより
小さい補正値すを５ｊ−１に加え、適正領域にある時は
５ｊ−１をそのまま、Ｃ領域にある時は補正値Ｃを５ｊ
−１から減じ、Ｄ領域にある時はＣより大きい補正値ｄ
を５ｊ−１から減じて得た値を新たな弁開度Ｓｊとして
、マイコン等で決定する手段、（１２）はこの手段（１
１）によって決定された弁開度ＳｊにＬＥＶ（４）の弁
開度をＬＥＶ駆動回路等で制御する手段、（１３）は、
これら手段（９）　（１０）　（１１）　（１２）から
なるＬＥＶ制御装置である。第２図は、第１図のしＥＶ
制御装置ｆ（１３）の−例を示す電気回路図で、図にお
いて（１４）は、上記過熱度算出手段（９）、過熱度判
定手段（１０）、過熱度決定手段（１１）を実行し、上
記過熱度領域、適正、Ａ、Ｂ、、Ｃ，Ｄを設定するため
のマイコンで、メモリ（１５）、入力回路（１６）。

中央処理装置（以下ＣＰＵという）（１７）、及び出力
回路（１８）からなっている。（１９）は、上記飽和温
度センサ（６）、吸入温度センサ（８）からの検出温度
信号をデジタル信号に変換してマイコン（１４）に入力
するアナログデジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という
）、（２０）はマイコン（１４）の出力バッファ、（２
１）はホトカプラ、（２２）はＬＥＶ駆動回路で、ホト
カプラ（２１）の受信部、このホトカプラ（２１）の受
信信号を増幅する増幅回路（２３）、及びこの増幅回路
（２３）の出力でスイッチングされるパワートランジス
タ（２４）からなっている。なお（２５）　（２６）は
電流制限用抵抗である。

第３図は、第１図の弁開度制御手段（１２）、即ち第２
図のＬＥＶ駆動回路（２２）から１．　Ｅ　Ｖ　（４）
　ニ加えられるパルス電圧波形を示し、そのパルス電圧
のデユーティ比（Ｔｏ／ＴＩ）を加減してＬ　Ｅ　Ｖ　
（４）の弁開度を制御する。第４図は、このデユーティ
比とＬ　Ｅ　Ｖ　（４）の弁開度との関係を示す図であ
る。

このように、第３図のパワトランジスタ（２４）のスイ
ッチング位相をマイコン（１４）の制御によって直線的
に制御することによってＬ　Ｅ　Ｖ　（４）の弁開度の
直線的制御が行なわれる。

次にその動作を、第５図に示すフローチャート及び第６
図に示すタイミングチャートによって説明する。第５図
はマイコン（１４）のメモリ（１５）に記憶され、ＣＰ
　Ｕ　（１７）で実行されるプログラムのフローチャー
トで、先ずプログラムのスタートにあたり、ステップ（
２７）において、Ｌ　Ｅ　Ｖ　（４）の制御時間間隔ｔ
を設定するタイマーセットを行なう。

ステップ（２８）でこのタイマーのタイムカウントを行
ない、所定の設定時間ｔが経過すると次のステップ（２
９）でタイムアツプを検出し、次のステップ（３０）で
、温度センサ（６）　（８）からＡ／Ｄ変換器（１９）
から入力する温度信号を読取り、それから過熱度を算出
する過熱度測定が行なわれる。次に、この測定された過
熱度が、Ａ、Ｂ、適正、Ｃ，Ｄの何れの領域にあるかが
、ステップ（３１）（３２）　（３３）　（３４）（３
５）で判定され、その結果にもとずき、ステップ（３６
）　（３７）　（３８）　（３９）　（４０）で現在出
力中の弁開度Ｓ　ｊ　−１に、補正値ａ、ｂが加算され
、戒は補正値ｃ、ｄが減算されて新たな弁開度Ｓｊが決
定され、又、適正領域にあれば５ｊ−１がそのままＳｊ
として決定され、次のステップ（４１）に進む。ステッ
プ（４１）で、Ｓｊによってきまるデユーティ比のパル
ス（第３図）を出力して、ＬＥＶ駆動回路（２２）によ
ってＬ　Ｅ　Ｖ　（４）の弁開度の制御が行なわれ、プ
ログラムの初期に戻る。上記補正値は、ａ　＞　ｂ　、
　ｄ　＞Ｃの関係にあり、適正領域に近い程、補正値を
小さい値に設定する。

今１例えば第６図において、時点し０においてＡ領域に
過熱度があったとすれば、補正値ａが加えられＬ　Ｅ　
Ｖ　（４）の弁開度が開く。ＬＥ　Ｖ　（４）の弁開度
が大になると過熱度は減少し、を時間後のＬｌにおいて
測定された過熱度がＤ領域にきたとすると、ＬＥＶ（４
）の弁開度が開きすぎということで補正値ｄが減算され
てＬ　Ｅ　Ｖ　（４）の弁開度が閉じる。

この時の補正値ａ、ｄの大小関係はａ　＞　ｄとし１う
ことになる。さらにＬ２において過熱度がＢ領域にあっ
たとすれば、今度は補正値すが加算され、ＬＥＶ（４）
の弁開度が制御される。その補正値は当然ａ　＞　ｂと
する。Ｌ３において今度はＣ領域に過熱度があったとす
れば補正値Ｃが減算され、ＬＥＶ（４）の弁開度が制御
される。当然ｄ　＞　ｃとする。

このようにして最終的に過熱度が適正領域に入るようＬ
ＥＶ［４）の弁開度が制御される。

次に、第７図に示すフローチャート及び第８図に示すタ
イミングチャートによって、この発明の他の実施例を説
明する。この実施例では過熱度が適正領域から最も離れ
た領域（Ａ領域）に入るとセットされ、適正領域に戻る
とリセットされ、セット時に、適正領域及びこれと最も
離れたＡ領域以外の領域（Ｂ、Ｃ，Ｄ領域）の補正値ｂ
ｒ　、　Ｃｒ　、　ｄ　ｒを。

リセット時の補正値す、ｃ、ｄより大なる値に切換える
補正値切換手段を設けた点が異なるのみで、他は第１図
ないし第６図に示した実施例と同一である。即ち第７図
のフローチャートにおいて、ステップ（２７）〜（３５
）は第５図と同様であるが、ステップ（３１）で過熱度
がＡ領域にあると判定されるとステップ（４２）で上記
補正値切換手段に相当するフラグをセットし、ステップ
（３３）で過熱度が適正領域にあると判定されるとステ
ップ（４３）でフラグをリセットする。過熱度が他の領
域Ｂ、Ｃ，Ｄにあると、ステップ（３２）　（３４つ（
３５）で判定されると、次のステップ（４４）　（４５
）　（４６）で、フラグがセットかりセットかが判定さ
れ、セットされていればステップ（４７）　（４８）（
４９）で、リセット時の補正値す、ｃ、ｄより大きい補
正値ｂ’、ｃ’、ｄ’が加算又は減算される。つまり、
第８図に示すように、時点１，０〜ｔ、３までは弁開度
を大きく動かし、それに応じ過熱度の変動が大きくなり
、速かに適正領域に入るよう制御されるが、一旦適正領
域に入るとフラグがリセットされ、その後（し４以降）
は補正値が各領域Ｂ、Ｃ。

Ｄで小さくなるため、過熱度の変動が小さくなり、より
滑らかな制御が可能となる。

なお以上の実施例では過熱度の判定領域の数を５とした
が必ずしもこれに限らないことは勿論である。

［発明の効果コ この発明は以上のように、冷凍サイクルにおけるＬＥＶ
の開度制御を、過熱度が、適正領域を中心にした複数の
領域の何れにあるかを判定し、その判定結果に応じて異
なった補正値を現弁開度に加え又は減じて弁開度を決定
し、ＬＥＶを制御するようにしたので、速かかつ滑らか
に適正な弁開度に達し、圧縮機の容量制御時や室内外の
空気条件の変化時でも常に最適な過熱度での高効率運転
が可能となる等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はそれのＬＥＶ制御装置の一例を示す電気回路図、第３
図、及び第４図はＬＥＶの弁開度制御動作を説明するた
めのＬＥＶへの印加パルス波形図、及びこのパルス波形
のデユーティ比と弁開度との関係を示す図、第５図はこ
の発明の一実施例の動作を示すフローチャート、第６図
はそれの過熱度と弁開度の変化の一例を示すタイミング
チャート、第７図は、この発明の他の実施例あ動作を示
すフローチャート、第８図はそれの過熱度と弁開度の変
化例を示すタイミングチャートである。 図において、（１）は圧縮機、（２）は凝縮器、（３）
は蒸発器、（４）は電子式リニア膨張弁（Ｌ　Ｅ　Ｖ）
、（５）はアキュムレータ、（６）は飽和温度センサ、
（８）は吸入温度センサ、（９）は過熱度算出手段、（
ｌＯ）は過熱度判定手段、（１１）は弁開度決定手段、
（］２）は弁開度制御手段、（１３）はＬＥＶ制御装置
である。 図中同一符号は同−或いは相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　（ほか２名）第１１１ 第２図 １１３図 第４図 Ｄｕｆｙ　ｔヒ 第５図 １ｇ６図 時開 １１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）圧縮機、凝縮器、電子式リニア膨張弁、蒸発器、
   アキュムレータから構成される冷媒回路、この回路の冷
   媒の飽和温度検出手段、吸入温度検出手段、これら両手
   段からの検出温度信号から過熱度を算出する手段、この
   手段により算出された過熱度が、予め設定された適正過
   熱度領域を中心とした複数の領域の何れにあるかを判定
   する手段、過熱度が上記領域の何れにあるかによって異
   なった所定の補正値を現弁開度に加え、又は減じた値に
   弁開度を決定する手段、及びこの手段によって決定され
   た弁開度に上記電子式リニア膨張弁の弁開度を制御する
   手段を備え、これら手段による検出、算出１判定、決定
   及び制御を所定時間毎に行ない上記過熱度を所定範囲内
   となるよう制御することを特徴とする冷凍サイクルの制
   御方式。　（２）上記弁開度決定手段は、上記算出され
   た過熱度が上記適正過熱度領域にある時は現弁開度に、
   この領域より大なる過熱度領域にある時は、適正過熱度
   領域に近い領域にある程小さな補正値を現弁開度に加え
   た値に、上記適正過熱度領域より小さな過熱度領域にあ
   る時は、最適過熱度領域に近い領域にある程小さな補正
   値を現弁開度から減じた値に弁開度を決定する手段であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍サ
   イクルの制御方式。 （３）上記算出された過熱度が、」−記適正過熱度領域
   から最も離れた領域に入るとセットされ、適正過熱度領
   域に戻るとリセットされ、セット時に、上記適正過熱度
   領域及びこれより最も離れた領域以外の各領域の補正値
   を、リセット時の補正値より大なる値に切換える補正値
   切換え手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １又は第２項記載の冷凍サイクルの制御方式。