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技術 空気調和機

出願人 東芝キヤリア株式会社
発明者 久保徹藤田義信
出願日 1993年5月6日 (26年10ヶ月経過) 出願番号 1993-105587
公開日 1994年11月15日 (25年4ヶ月経過) 公開番号 1994-317357
状態 特許登録済
技術分野 空調制御装置 空調制御装置1 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械
主要キーワード かます 運転開始操作 リモートコントロール式 検知圧力 図示実線 検出過熱度 追従遅れ ファジィ推論
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

目的

蒸発器温度センサ取付け過熱度を検出する場合でも、電動膨張弁追従遅れによる冷媒流不足を迅速に補って十分な能力が得られる空気調和機を提供する。

構成

圧縮機1の吸込冷媒温度Tsと室内熱交換器5(蒸発器)の温度Teiとの差を冷媒の過熱度Tshとして所定の制御時間毎に検出するとともに、室内熱交換器5の周り雰囲気温度室内温度)Taと室内熱交換器5の温度Teiとの差ΔTを求める。この温度差ΔTが所定値T1 以上のときは、過熱度検出が可能であるとの判断の下に、過熱度Tshとその過熱度Tshに対する目標値Tsho とから電動膨張弁4の現時点開度に対する操作量DPLSを求める。温度差ΔTが所定値T1 以下のときは、過熱度検出が不可能であるとの判断の下に、電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSとして開方向への所定値を設定する。そして、操作量DPLSだけ電動膨張弁4の開度を制御する。

概要

背景

一般に、空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器電動膨張弁室内熱交換器を順次接続して冷凍サイクルを構成し、圧縮機の吐出冷媒を室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器に通して圧縮機に戻し、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換器を蒸発器として機能させることにより、冷房運転を実行する。また、圧縮機の吐出冷媒を室内熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器に通して圧縮機に戻し、室内熱交換器を凝縮器、室外熱交換器を蒸発器として機能させることにより、暖房運転を実行する。

運転中は、蒸発器における冷媒過熱度を所定の制御時間毎(20秒ないし50秒ごと)に検出し、検出した過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点開度に対する補正量を求め、その補正量だけ電動膨張弁の開度を制御する。

過熱度については、蒸発器に対するバイパスキャピラリチューブを有する)を設けてそこに圧力センサ取付け、その圧力センサの検知圧力から冷媒飽和温度を求め、その冷媒飽和温度と圧縮機の吸込冷媒温度との差を過熱度として検出する方法がある。

ただし、冷媒飽和温度を求めるためのバイパスの採用は配管の複雑化やコストの上昇を招くなどの問題があり、そのため、蒸発器として機能する熱交換器温度センサを取付け、その温度センサの検知温度と圧縮機の吸込冷媒温度との差を過熱度として検出する方法が多く採用される。

概要

蒸発器に温度センサを取付けて過熱度を検出する場合でも、電動膨張弁の追従遅れによる冷媒流不足を迅速に補って十分な能力が得られる空気調和機を提供する。

圧縮機1の吸込冷媒温度Tsと室内熱交換器5(蒸発器)の温度Teiとの差を冷媒の過熱度Tshとして所定の制御時間毎に検出するとともに、室内熱交換器5の周り雰囲気温度室内温度)Taと室内熱交換器5の温度Teiとの差ΔTを求める。この温度差ΔTが所定値T1 以上のときは、過熱度検出が可能であるとの判断の下に、過熱度Tshとその過熱度Tshに対する目標値Tsho とから電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSを求める。温度差ΔTが所定値T1 以下のときは、過熱度検出が不可能であるとの判断の下に、電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSとして開方向への所定値を設定する。そして、操作量DPLSだけ電動膨張弁4の開度を制御する。

目的

この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的は、蒸発器に温度センサを取付けて過熱度を検出する場合でも、電動膨張弁の追従遅れによる冷媒流量不足を補って十分な能力が得られる空気調和機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

圧縮機、凝縮器電動膨張弁蒸発器を順次接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器の温度を検知する第1温度センサと、前記圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する第2温度センサと、この第2温度センサの検知温度と前記第1温度センサの検知温度との差を前記蒸発器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出する手段と、前記蒸発器の周り雰囲気温度を検知する第3温度センサと、この第3温度センサの検知温度と前記第1温度センサの検知温度との差を求める手段と、この温度差所定値以上のとき前記過熱度とその過熱度に対する目標値とから前記電動膨張弁の現時点開度に対する操作量を求める手段と、前記温度差が所定値以下のとき前記電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定する手段と、前記電動膨張弁の開度を前記操作量だけ制御する手段とを備えたことを特徴とする空気調和機

請求項2

圧縮機、室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を順次接続した冷凍サイクルと、前記圧縮機から吐出される冷媒を室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を通して圧縮機に戻し冷房運転を実行する手段と、前記室内熱交換器の温度を検知する第1温度センサと、前記圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する第2温度センサと、この第2温度センサの検知温度と前記第1温度センサの検知温度との差を前記室内熱交換器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出する手段と、室内温度を検知する第3温度センサと、この第3温度センサの検知温度と前記第1温度センサの検知温度との差を求める手段と、この温度差が所定値以上のとき前記過熱度とその過熱度に対する目標値とから前記電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求める手段と、前記温度差が所定値以下のとき前記電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定する手段と、前記電動膨張弁の開度を前記操作量だけ制御する手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。

請求項3

圧縮機、室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を順次接続した冷凍サイクルと、前記圧縮機から吐出される冷媒を室内熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器を通して圧縮機に戻し暖房運転を実行する手段と、前記室外熱交換器の温度を検知する第1温度センサと、前記圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する第2温度センサと、この第2温度センサの検知温度と前記第1温度センサの検知温度との差を前記室外熱交換器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出する手段と、外気温度を検知する第3温度センサと、この第3温度センサの検知温度と前記第1温度センサの検知温度との差を求める手段と、この温度差が所定値以上のとき前記過熱度とその過熱度に対する目標値とから前記電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求める手段と、前記温度差が所定値以下のとき前記電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定する手段と、前記電動膨張弁の開度を前記操作量だけ制御する手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。

技術分野

0001

この発明は、過熱度の制御を行なう空気調和機に関する。

背景技術

0002

一般に、空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器電動膨張弁室内熱交換器を順次接続して冷凍サイクルを構成し、圧縮機の吐出冷媒を室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器に通して圧縮機に戻し、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換器を蒸発器として機能させることにより、冷房運転を実行する。また、圧縮機の吐出冷媒を室内熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器に通して圧縮機に戻し、室内熱交換器を凝縮器、室外熱交換器を蒸発器として機能させることにより、暖房運転を実行する。

0003

運転中は、蒸発器における冷媒の過熱度を所定の制御時間毎(20秒ないし50秒ごと)に検出し、検出した過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点開度に対する補正量を求め、その補正量だけ電動膨張弁の開度を制御する。

0004

過熱度については、蒸発器に対するバイパスキャピラリチューブを有する)を設けてそこに圧力センサ取付け、その圧力センサの検知圧力から冷媒飽和温度を求め、その冷媒飽和温度と圧縮機の吸込冷媒温度との差を過熱度として検出する方法がある。

0005

ただし、冷媒飽和温度を求めるためのバイパスの採用は配管の複雑化やコストの上昇を招くなどの問題があり、そのため、蒸発器として機能する熱交換器温度センサを取付け、その温度センサの検知温度と圧縮機の吸込冷媒温度との差を過熱度として検出する方法が多く採用される。

発明が解決しようとする課題

0006

過熱度の検出および電動膨張弁の開度制御は20秒ないし50秒ごとに実行される。したがって、冷凍サイクルの状態変化空調負荷の変動に対し、電動膨張弁の開度変化がうまく追従できないことがある。

0007

たとえば、追従遅れによって蒸発器への冷媒流量が不足気味となり、熱交換器において、温度センサの取付け位置ですでに冷媒が過熱してしまうことがある。こうなると、温度センサの検知温度と吸込冷媒温度との差がほとんどなくなり、検出される過熱度は非常に小さい値となる。

0008

この場合、電動膨張弁の開度を増して蒸発器への冷媒流量を増やさねばならないにもかかわらず、逆に電動膨張弁に対して開度を閉じる方向の制御が働いたり、あるいは電動膨張弁の開度をそのまま保持する制御が働き、冷媒流量不足は解消されないどころかますます進んでしまう。こうなると、十分な冷暖房能力が得られなくなったり、冷房中であれば室内熱交換器に露が付くなどの不具合を生じる。

0009

この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的は、蒸発器に温度センサを取付けて過熱度を検出する場合でも、電動膨張弁の追従遅れによる冷媒流量不足を補って十分な能力が得られる空気調和機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

請求項1の空気調和機は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁、蒸発器を順次接続した冷凍サイクルと、蒸発器の温度を検知する第1温度センサと、圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する第2温度センサと、この第2温度センサの検知温度と第1温度センサの検知温度との差を蒸発器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出する手段と、蒸発器の周り雰囲気温度を検知する第3温度センサと、この第3温度センサの検知温度と第1温度センサの検知温度との差を求める手段と、この温度差所定値以上のとき上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求める手段と、温度差が所定値以下のとき電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定する手段と、電動膨張弁の開度を上記操作量だけ制御する手段とを備える。

0011

請求項2の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を順次接続した冷凍サイクルと、圧縮機から吐出される冷媒を室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を通して圧縮機に戻し冷房運転を実行する手段と、室内熱交換器の温度を検知する第1温度センサと、圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する第2温度センサと、この第2温度センサの検知温度と第1温度センサの検知温度との差を室内熱交換器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出する手段と、室内温度を検知する第3温度センサと、この第3温度センサの検知温度と第1温度センサの検知温度との差を求める手段と、この温度差が所定値以上のとき上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求める手段と、温度差が所定値以下のとき電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定する手段と、電動膨張弁の開度を上記操作量だけ制御する手段とを備える。

0012

請求項3の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を順次接続した冷凍サイクルと、圧縮機から吐出される冷媒を室内熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器を通して圧縮機に戻し暖房運転を実行する手段と、室外熱交換器の温度を検知する第1温度センサと、圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する第2温度センサと、この第2温度センサの検知温度と第1温度センサの検知温度との差を室外熱交換器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出する手段と、外気温度を検知する第3温度センサと、この第3温度センサの検知温度と第1温度センサの検知温度との差を求める手段と、この温度差が所定値以上のとき上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求める手段と、温度差が所定値以下のとき電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定する手段と、電動膨張弁の開度を上記操作量だけ制御する手段とを備える。

0013

請求項1の空気調和機では、圧縮機の吸込冷媒温度と蒸発器の温度との差を蒸発器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出するとともに、蒸発器の周りの雰囲気温度と蒸発器の温度との差を求め、この温度差が所定値以上のときは上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求め、温度差が所定値以下のときは電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定し、操作量だけ電動膨張弁の開度を制御する。

0014

請求項2の空気調和機では、冷房運転時、圧縮機の吸込冷媒温度と室内熱交換器の温度との差を室内熱交換器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出するとともに、室内温度と蒸発器の温度との差を求め、この温度差が所定値以上のときは上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求め、温度差が所定値以下のときは電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定し、操作量だけ電動膨張弁の開度を制御する。

0015

請求項3の空気調和機では、暖房運転時、圧縮機の吸込冷媒温度と室外熱交換器の温度との差を室内熱交換器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出するとともに、外気温度と蒸発器の温度との差を求め、この温度差が所定値以上のときは上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求め、温度差が所定値以下のときは電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定し、操作量だけ電動膨張弁の開度を制御する。

0016

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1に示すように、圧縮機1の吐出口に四方弁2を介して室外熱交換器3が接続される。この室外熱交換器3に電動膨張弁4を介して室内熱交換器5が接続され、その室内熱交換器5は四方弁2を介して圧縮機1の吸込口に接続される。

0017

冷房時は四方弁2をニュートラル状態に設定し、図示実線矢印で示すように、圧縮機1の吐出冷媒を四方弁2、室外熱交換器3、電動膨張弁4、室内熱交換器5、四方弁2に通して圧縮機1に戻す冷房サイクルを形成するようにしている。暖房時は四方弁2を切換え、図示破線矢印で示すように、圧縮機1の吐出冷媒を四方弁2、室内熱交換器5、電動膨張弁4、室外熱交換器3、四方弁2に通して圧縮機1に戻す暖房サイクルを形成するようにしている。

0018

電動膨張弁4は、入力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に変化するパルスモータバルブPMV)である。圧縮機1は能力可変圧縮機で、駆動モータインバータ回路21に接続される。このインバータ回路21は、商用交流電源20の電圧整流し、それを室外制御部30の指令に応じた周波数の電圧に変換し、出力する。この出力は、圧縮機モータ駆動電力となる。

0019

室外熱交換器3の近傍に室外ファン6が設けられる。この室外ファン6は室外熱交換器3に外気循環させる。室内熱交換器5の近傍に室内ファン7が設けられる。この室内ファン7は室内熱交換器5に室内空気を循環させる。

0020

室外熱交換器3に第1温度センサとして熱交換器温度センサ11が取付けられる。この熱交換器温度センサ11の取付け位置は、暖房時の冷媒の流れに際して室外熱交換器3の真中位置よりも下流側の位置としてある。また、室外熱交換器3の近傍に第3温度センサとして外気温度センサ12が設けられる。この外気温度センサ12は、室外熱交換器3の雰囲気温度である外気温度を検知する。

0021

室内熱交換器5に上記同じく第1温度センサとして熱交換器温度センサ13が取付けられる。この熱交換器温度センサ13の取付け位置は、冷房時の冷媒の流れに際して室内熱交換器5の真中位置よりも下流側の位置としてある。また、室内熱交換器5の近傍に上記同じく第3温度センサとして室内温度センサ14が設けられる。この室内温度センサ14は、室内熱交換器5の雰囲気温度である室内温度を検知する。

0022

四方弁2と圧縮機1の吸込口との間の管に、第2温度センサとして冷媒温度センサ15が取付けられる。この冷媒温度センサ15は、圧縮機1に吸込まれる冷媒の温度を検知する。

0023

一方、電源20に制御部30が接続される。この制御部30に、四方弁2、電動膨張弁4、室外ファン6、室内ファン7、温度センサ11,12,13,14,15、インバータ回路21、およびリモートコントロール式操作器(以下、リモコン略称する)31が接続される。制御部30は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、空気調和機の全体を制御する。

0024

そして、制御部30は、次の機能手段を備える。
[1]圧縮機1を運転し、圧縮機1から吐出される冷媒を四方弁2、室外熱交換器3、電動膨張弁4、室内熱交換器5、四方弁2に通して圧縮機1に戻し、冷房運転を実行する手段。

0025

[2]冷房運転時、室内温度センサ14で検知される室内温度Taとリモコン31での設定温度Tasとの差(=Ta−Tas)に応じて圧縮機1の運転周波数F(インバータ回路21の出力周波数を制御する手段。

0026

[3]四方弁2を切換えて圧縮機1を運転し、圧縮機1から吐出される冷媒を四方弁2、室内熱交換器5、電動膨張弁4、室外熱交換器3、四方弁2に通して圧縮機1に戻し、暖房運転を実行する手段。

0027

[4]暖房運転時、リモコン31での設定温度Tasと室内温度センサ14で検知される室内温度Taとの差(=Tas−Ta)に応じて圧縮機1の運転周波数Fを制御する手段。

0028

[5]冷房運転時、冷媒温度センサ15の検知温度(吸込冷媒温度)Tsと熱交換器温度センサ13の検知温度(蒸発器温度)Teiとの差(=Ts−Tei)を室内熱交換器5における冷媒の過熱度Tshとして所定の制御時間毎(20秒ないし50秒ごと)に検出する手段。

0029

[6]冷房運転時、室内温度センサ14の検知温度(室内温度)Taと熱交換器温度センサ13の検知温度(蒸発器温度)Teiとの差ΔT(=Ta−Tei)を求める手段。

0030

[7]暖房運転時、冷媒温度センサ15の検知温度(吸込冷媒温度)Tsと熱交換器温度センサ11の検知温度(蒸発器温度)Teoとの差(=Ts−Teo)を室外熱交換器3における冷媒の過熱度Tshとして所定の制御時間毎(20秒ないし50秒ごと)に検出する手段。

0031

[8]暖房運転時、室内温度センサ14の検知温度(室内温度)Taと熱交換器温度センサ11の検知温度(蒸発器温度)Teoとの差ΔT(=Ta−Teo)を求める手段。

0032

[9]冷房および暖房時、温度差ΔTが所定値T1 以上のとき(ΔT>T1 )、検出過熱度Tshとあらかじめ定められている目標値Tsho との差SH(=Tsh−Tsho )を検出し、その差SHと前回検出のSH(SHfとして記憶)との差ΔSH(=SH−SHf)を求め、求めたΔSHおよびSHを前件部とするファジィ推論により電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSを求める手段。操作量DPLS1 は、電動膨張弁4に対して供給する駆動パルスの数に相当する。

0033

[10]冷房および暖房時、温度差ΔTが所定値T1 以下のとき(ΔT≦T1 )、温度差ΔTが所定値T2 (>T1 )以上となるまで(ΔT>T2 )、電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSとして開方向への所定値(たとえば10パルス)を上記制御時間毎に設定する手段。

0034

[11]冷房および暖房時、操作量DPLSだけ電動膨張弁4の開度を制御する手段。
つぎに、上記の構成の作用を図2フローチャートおよび図3グラフを参照しながら説明する。

0035

リモコン31で冷房運転モードおよび所望の室内温度Tasを設定し、運転開始操作を行なう。すると、圧縮機1が起動され、圧縮機1の吐出冷媒が四方弁2、室外熱交換器3、電動膨張弁4、室内熱交換器5、四方弁2へと流れて圧縮機1に戻り、室外熱交換器3が凝縮器、室内熱交換器5が蒸発器として機能し、冷房運転が実行される。

0036

この冷房時、室内温度センサ14で検知される室内温度Taとリモコン31での設定温度Tasとの差(=Ta−Tas)が空調負荷として検出され、その空調負荷に応じて圧縮機1の運転周波数F(インバータ回路21の出力周波数)が制御される。これにより、空調負荷に対応する最適な冷房能力が発揮される。

0037

制御部30では内部タイマによって制御時間がカウントされており、所定の制御時間毎(20秒ないし50秒ごと)に、室内温度センサ14の検知温度(室内温度)Taと熱交換器温度センサ13の検知温度(蒸発器温度)Teiとの差ΔT(=Ta−Tei)が求められる。そして、この温度差ΔTと所定値T1 とが比較される。

0038

所定値T1 については、運転周波数Fが低いと蒸発器温度Teiが比較的高い値となり、室内温度Taとの差が小さくなるため、運転周波数Fの値に応じて下表1のように定められている。

0039

0040

室内熱交換器5へ流れる冷媒の量が十分であれば、温度差ΔTが所定値T1 以上となり(ΔT>T1 )、室内熱交換器5における冷媒の過熱はその所定量以上が熱交換器温度センサ13の取付け位置よりも下流側位置で生じる。このとき、過熱度検出が可能であるとの判定の下に、冷媒温度センサ15の検知温度(吸込冷媒温度)Tsと熱交換器温度センサ13の検知温度(蒸発器温度)Teiとの差(=Ts−Tei)が室内熱交換器5における冷媒の過熱度Tshとして検出される。

0041

そして、過熱度Tshとあらかじめ定められている目標値Tsho との差SH(=Tsh−Tsho )が検出され、その差SHと前回検出のSH(SHfとして記憶)との差ΔSH(=SH−SHf)が求められる。さらに、求められたΔSHおよびSHを前件部とするファジィ推論が実行され、これにより電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSが求められる。操作量DPLSは、駆動パルスの数であり、その駆動パルス数だけ実際に電動膨張弁4の開度が増減される。

0042

ただし、冷凍サイクルの状態変化や空調負荷の変動が生じ、それに電動膨張弁4の開度変化がうまく追従できない場合、室内熱交換器5への冷媒流量が不足気味になることがある。この場合、室内熱交換器5における冷媒の過熱はそのほとんどが熱交換器温度センサ13と同じ位置または上流側位置で生じる。つまり、熱交換器温度センサ13の取付け位置ですでに冷媒が過熱してしまうことになる。

0043

こうなると、冷媒温度センサ15の検知温度(吸込冷媒温度)Tsと熱交換器温度センサ13の検知温度(蒸発器温度)Teiとの差(=Ts−Tei)がほとんどなくなり、過熱度の検出が不可能な状態となる。このとき、温度差ΔTが所定値T1 以下となる(ΔT≦T1 )。

0044

この場合、従来の制御では、図4に示すように、電動膨張弁4に対し開度を閉じる方向の制御が働き、冷媒流量不足は解消されないどころかますます進んでしまう。こうなると、十分な冷房能力が得られなくなったり、室内熱交換器に露が付くなどの不具合を生じる。

0045

そこで、温度差ΔTが所定値T1 以下になったとき、過熱度検出が不可能であるとの判定の下に、制御部30の内部フラグfが“1”にセットされるとともに、電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSとして、開方向への所定値たとえば10パルスが設定される。これにより、電動膨張弁4の開度は強制的に増大されることになり、室内熱交換器5への冷媒流量不足が補われ、温度差ΔTが拡がる方向に変化する。

0046

温度差ΔTが所定値T2 (>T1 )以上に拡がると(ΔT>T2 )、過熱度検出が可能になったとの判断の下に、通常の開度制御に復帰する。内部フラグfは“0”にセットされる。

0047

したがって、冷凍サイクルの状態変化や空調負荷の変動に対し電動膨張弁4の追従遅れが生じ、それによって室内熱交換器5への冷媒流量が不足する状況となっても、その冷媒流量不足は迅速に補われ、十分な冷房能力が確保される。また、室内熱交換器5への露付きが防止される。

0048

一方、リモコン31で暖房運転モードを設定すると、四方弁2が切換わり、圧縮機1の吐出冷媒が四方弁2、室内熱交換器5、電動膨張弁4、室外熱交換器3、四方弁2へと流れて圧縮機1に戻り、室内熱交換器5が凝縮器、室外熱交換器3が蒸発器として機能し、暖房運転が実行される。

0049

この暖房時、室内温度センサ14で検知される室内温度Taとリモコン31での設定温度Tasとの差(=Ta−Tas)が空調負荷として検出され、その空調負荷に応じて圧縮機1の運転周波数F(インバータ回路21の出力周波数)が制御される。これにより、空調負荷に対応する最適な暖房能力が発揮される。

0050

また、制御時間毎(20秒ないし50秒ごと)に、外気温度センサ12の検知温度(外気温度)Toと熱交換器温度センサ11の検知温度(蒸発器温度)Teoとの差ΔT(=To−Teo)が求められる。そして、この温度差ΔTと所定値T1 とが比較される。

0051

室外熱交換器3へ流れる冷媒の量が十分であれば、温度差ΔTが所定値T1 以上となり(ΔT>T1 )、室外熱交換器3における冷媒の過熱はその所定量以上が熱交換器温度センサ11の取付け位置よりも下流側位置で生じる。このとき、過熱度検出が可能であるとの判定の下に、冷媒温度センサ15の検知温度(吸込冷媒温度)Tsと熱交換器温度センサ11の検知温度(蒸発器温度)Teoとの差(=Ts−Teo)が室外熱交換器3における冷媒の過熱度Tshとして検出される。

0052

そして、冷房時と同じく、過熱度Tshおよび目標値Tsho から、電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSが求められ、その駆動パルス数だけ実際に電動膨張弁4の開度が増減される。

0053

ただし、冷凍サイクルの状態変化や空調負荷の変動が生じ、それに電動膨張弁4の開度変化がうまく追従できない場合、室外熱交換器3への冷媒流量が不足気味になることがある。この場合、室外熱交換器3における冷媒の過熱はそのほとんどが熱交換器温度センサ11と同じ位置または上流側位置で生じる。つまり、熱交換器温度センサ11の取付け位置ですでに冷媒が過熱してしまうことになる。

0054

こうなると、冷媒温度センサ15の検知温度(吸込冷媒温度)Tsと熱交換器温度センサ11の検知温度(蒸発器温度)Teoとの差(=Ts−Teo)がほとんどなくなり、過熱度の検出が不可能な状態となる。このとき、温度差ΔTが所定値T1 以下となる(ΔT≦T1 )。

0055

この場合、従来の制御では、図4に示すように、電動膨張弁4に対し開度を閉じる方向の制御が働き、冷媒流量不足は解消されないどころかますます進んでしまう。こうなると、十分な暖房能力が得られなくなる。

0056

そこで、温度差ΔTが所定値T1 以下になったとき、過熱度検出が不可能であるとの判定の下に、電動膨張弁4の現時点の開度に対する操作量DPLSとして、開方向への所定値たとえば10パルスが設定される。これにより、電動膨張弁4の開度は強制的に増大されることになり、室外熱交換器3への冷媒流量不足が補われ、温度差ΔTが拡がる方向に変化する。

0057

温度差ΔTが所定値T2 (>T1 )以上に拡がると(ΔT>T2 )、過熱度検出が可能な状態になったとの判断の下に、通常の開度制御に復帰する。したがって、冷凍サイクルの状態変化や空調負荷の変動に対し電動膨張弁4の追従遅れが生じ、それによって室外熱交換器3への冷媒流量が不足する状況となっても、その冷媒流量不足は迅速に補われ、十分な暖房能力が確保される。なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

発明の効果

0058

以上述べたようにこの発明によれば、圧縮機の吸込冷媒温度と蒸発器の温度との差を蒸発器における冷媒の過熱度として所定時間毎に検出するとともに、蒸発器の周りの雰囲気温度と蒸発器の温度との差を求め、この温度差が所定値以上のときは上記過熱度とその過熱度に対する目標値とから電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量を求め、温度差が所定値以下のときは電動膨張弁の現時点の開度に対する操作量として開方向への所定値を設定し、操作量だけ電動膨張弁の開度を制御する構成としたので、蒸発器に温度センサを取付けて過熱度を検出する場合でも、電動膨張弁の追従遅れによる冷媒流量不足を迅速に補って十分な能力が得られる空気調和機を提供できる。

図面の簡単な説明

0059

図1この発明の一実施例の冷凍サイクルおよび制御回路の構成図。
図2同実施例の作用を説明するためのフローチャート。
図3同実施例の各部温度と電動膨張弁の開度との関係の例を示すグラフ。
図4従来の空気調和機の制御における各部温度と電動膨張弁の開度との関係の例を示すグラフ。

--

0060

1…圧縮機、3…室外熱交換器、4…電動膨張弁、5…室内熱交換器、11,13…熱交換器温度センサ、12…外気温度センサ、14…室内温度センサ、30…制御部。

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