| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】原 正務
【氏名】三宅 大輔
【氏名】渡邊 慎一
【氏名】和田 邦英
【氏名】川北 博之
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| 【要約】 |
【課題】簡単な手法で電子膨張弁の開度制御を運転実態に合わせることにより電子膨張弁の開度を速やかに安定させ得るようにする。
【解決手段】冷凍サイクルの運転状態が過熱領域にあり且つ過去の記憶データから現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測された場合あるいは冷凍サイクルの運転状態が湿り領域にあり且つ過去の記憶データから現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測された場合には、電子膨張弁３の開度を、前記冷凍サイクルにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持して、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなるようにしている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機（１）、凝縮器（２）、電子膨張弁（３）および蒸発器（４）を冷媒配管を介して順次接続してなる冷凍サイクル（Ａ）を備え、該冷凍サイクル（Ａ）の運転状態に応じてＰＩＤ制御により前記電子膨張弁（３）の動作量を決定するようにした冷凍装置であって、前記圧縮機（１）の吐出管温度（Ｔｄ）および吐出過熱度（ΔＴ）を経時的に記憶する記憶手段と、前記冷凍サイクル（Ａ）の運転状態が過熱領域にあるか湿り領域にあるかを判定する判定手段と、該判定手段により過熱領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出管温度（Ｔｄ）が下降傾向にあると推測された場合あるいは前記判定手段により湿り領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出過熱度（ΔＴ）が上昇傾向にあると推測された場合には、前記電子膨張弁（３）の開度を、前記冷凍サイクル（Ａ）における直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持する開度制御手段とを付設したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】 前記開度制御手段を、前記吐出管温度（Ｔｄ）の下降勾配（α）が設定値より小さい場合あるいは前記吐出過熱度（ΔＴ）の上昇勾配（β）が設定値より大きい場合に動作させるようにしたことを特徴とする前記請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】 圧縮機（１）、凝縮器（２）、電子膨張弁（３）および蒸発器（４）を冷媒配管を介して順次接続してなる冷凍サイクル（Ａ）を備え、該冷凍サイクル（Ａ）の運転状態に応じてＰＩＤ制御により前記電子膨張弁（３）の動作量を決定するようにした冷凍装置であって、前記圧縮機（１）の吐出管温度（Ｔｄ）および吐出過熱度（ΔＴ）を経時的に記憶する記憶手段と、前記冷凍サイクル（Ａ）の運転状態が過熱領域にあるか湿り領域にあるかを判定する判定手段と、該判定手段により過熱領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出管温度（Ｔｄ）が下降傾向にあると推測され、しかもその下降勾配（α）が設定値より小さい場合あるいは前記判定手段により湿り領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出過熱度（ΔＴ）が上昇傾向にあると推測され、しかもその上昇勾配（β）が設定値より大きい場合には、前記電子膨張弁（３）の動作量（Ｘ）を、この時にＰＩＤ制御により決定された仮動作量（Ｘｏ）を前記下降勾配（α）あるいは上昇勾配（β）に基づいて補正した補正動作量とする開度制御手段とを付設したことを特徴とする冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、冷凍装置に関し、さらに詳しくは冷凍装置における電子膨張弁の開度制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷凍装置における電子膨張弁の開度制御は、温度条件や運転条件に基づくＰＩＤ制御により動作量を決定して行われこととされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＰＩＤ制御において、全ての温度条件や運転条件で最適な定数を見つけることが極めて困難であった。
【０００４】例えば、ＰＩＤ制御のみにより電子膨張弁の開度制御を行った場合、過熱制御においては電子膨張弁の開度を開くように動作されるが、圧縮機の吐出管温度が過熱領域にある間は電子膨張弁は開き続けられることとなる。すると、電子膨張弁の開き過ぎにより湿り領域へ入り、湿り制御により電子膨張弁の開度を閉めるように動作されるが、湿り領域に吐出過熱度がある間は電子膨張弁は閉め続けられることとなる。すると、電子膨張弁の閉め過ぎにより過熱領域へ入り、前記した過熱制御となる。このように、過熱と湿りの両制御の繰り返しによるハンチングが起こる可能性がある。
【０００５】なお、条件に応じていくつもの定数を持たせることにより、ＰＩＤ制御を運転実態に合わせることも考えられるが、この場合、ＰＩＤ制御の開発に多大な工数がかかることとなる。
【０００６】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な手法で電子膨張弁の開度制御を運転実態に合わせることにより電子膨張弁の開度を速やかに安定させ得るようにすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上記課題を解決するための手段として、圧縮機１、凝縮器２、電子膨張弁３および蒸発器４を冷媒配管を介して順次接続してなる冷凍サイクルＡを備え、該冷凍サイクルＡの運転状態に応じてＰＩＤ制御により前記電子膨張弁３の動作量を決定するようにした冷凍装置であって、前記圧縮機１の吐出管温度Ｔｄおよび吐出過熱度ΔＴを経時的に記憶する記憶手段と、前記冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあるか湿り領域にあるかを判定する判定手段と、該判定手段により過熱領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測された場合あるいは前記判定手段により湿り領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測された場合には、前記電子膨張弁３の開度を、前記冷凍サイクルＡにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持する開度制御手段とを付設している。
【０００８】上記のように構成したことにより、冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあり且つ過去の記憶データから現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測された場合あるいは冷凍サイクルＡの運転状態が湿り領域にあり且つ過去の記憶データから現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測された場合には、電子膨張弁３の開度が、前記冷凍サイクルＡにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へゆっくりと且つ少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間を短くすることができる。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
【０００９】請求項２の発明におけるように、請求項１記載の冷凍装置において、前記開度制御手段を、前記吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが設定値より小さい場合あるいは前記吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが設定値より大きい場合に動作させるようにした場合、吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが設定値より小さくなったときあるいは吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが設定値より大きくなったときに、電子膨張弁３の開度が、冷凍サイクルＡにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へさらにゆっくりと且つより少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間をより一層短くすることができる。
【００１０】請求項３の発明では、上記課題を解決するための手段として、圧縮機１、凝縮器２、電子膨張弁３および蒸発器４を冷媒配管を介して順次接続してなる冷凍サイクルＡを備え、該冷凍サイクルＡの運転状態に応じてＰＩＤ制御により前記電子膨張弁３の動作量を決定するようにした冷凍装置において、前記冷凍サイクルＡにおける吐出管温度Ｔｄおよび吐出過熱度ΔＴを経時的に記憶する記憶手段と、前記冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあるか湿り領域にあるかを判定する判定手段と、該判定手段により過熱領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測され、しかもその下降勾配αが設定値より小さい場合あるいは前記判定手段により湿り領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測され、しかもその上昇勾配βが設定値より大きい場合には、前記電子膨張弁３の動作量Ｘを、この時にＰＩＤ制御により決定された仮動作量Ｘｏを前記下降勾配αあるいは上昇勾配βに基づいて補正した補正動作量とする開度制御手段とを付設している。
【００１１】上記のように構成したことにより、冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあり且つ現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測され、しかもその下降勾配αが設定値より小さくなったときあるいは冷凍サイクルＡの運転状態が湿り領域にあり且つ現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測され、しかもその上昇勾配βが設定値より大きくなったときには、電子膨張弁３の動作量Ｘが、この時にＰＩＤ制御により決定された仮動作量Ｘｏを前記下降勾配αあるいは上昇勾配βに基づいて補正した補正動作量とされることとなり、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へさらにゆっくりと且つより少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間をより一層短くすることができる。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。
【００１３】第１の実施の形態図１および図２には、本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置が示されている。
【００１４】この冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器２、電子膨張弁３および蒸発器４を冷媒配管を介して順次接続してなる冷凍サイクルＡを備えている。符号５は分流器、６は室外ファン、７は室内ファンである。前記凝縮器２および室外ファン６は室外ユニットＹに配設され、前記圧縮機１、電子膨張弁３、蒸発器４、分流器５および室内ファン７は室内ユニットＺに配設されている。この冷凍装置は、凝縮器２において凝縮液化された冷媒を電子膨張弁３で減圧した後、蒸発器４において蒸発させることとなっている。
【００１５】前記圧縮機１の吐出管１ａには、吐出管温度Ｔｄを検出する吐出管温度検出手段８および吐出圧力Ｐｈを検出する吐出圧力検出手段９が設けられる一方、前記圧縮機１の吸入管１ｂには、吸入管温度Ｔｇを検出する吸入管温度検出手段１０および吸入圧力Ｐｌを検出する吸入圧力検出手段１１が設けられている。
【００１６】前記吐出管温度検出手段８、吐出圧力検出手段９、吸入管温度検出手段１０および吸入圧力検出手段１１からの検出データは、図２に示すように、コントローラ１２に入力され、該コントローラ１２は、前記検出データに基づいて各種演算処理を行い、その結果を制御信号として電子膨張弁３へ出力することとなっている。
【００１７】前記コントローラ１２は、前記圧縮機１の吐出管温度Ｔｄおよび吐出過熱度ΔＴを経時的に記憶する記憶手段としての機能と、前記冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあるか湿り領域にあるかを判定する判定手段としての機能と、該判定手段により過熱領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測された場合あるいは前記判定手段により湿り領域と判定され且つ前記記憶手段により記憶されている過去の記憶データから現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測された場合には、前記電子膨張弁３の開度を、前記冷凍サイクルＡにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持する開度制御手段としてのの機能とを有している。ここで、吐出過熱度ΔＴは、吐出管温度Ｔｄと吸入管温度Ｔｇとの差である。
【００１８】上記構成の冷凍装置における電子膨張弁３の過熱制御および湿り制御について、図３および図４に示すフローチャートと図５および図６に示すタイムチャートを参照して詳述する。
【００１９】（Ｉ） 過熱制御（図３のフローチャートおよび図５のタイムチャート参照）
吐出管温度検出手段８により所定時間（例えば、６秒）毎に検出された吐出管温度ＴｄがステップＳ１において入力されると、ステップＳ２においてこれらの吐出管温度Ｔｄが経時的に記憶データとしてコントローラ１２の記憶手段に記憶される。
【００２０】ステップＳ３においては、吐出管温度Ｔｄと過熱判断値Ｔｄｓとの比較がなされる。該過熱判断値Ｔｄｓは、運転状態が過熱状態か否かを判断する基準として予め設定される。ここで、Ｔｄ≦Ｔｄｓと判定されている間（即ち、運転状態が過熱領域ではないと判定されている間）は、ステップＳ１に戻り、電子膨張弁３の過熱制御は行われない。この判定は、コントローラ１２の判定手段により行われる。
【００２１】ステップＳ３においてＴｄ＞Ｔｄｓと判定されると（即ち、運転状態が過熱領域に入ったと判定されると）、ステップＳ４およびステップＳ５において前々回（即ち、１２秒前）の吐出管温度Ｔｄ2と前回（即ち、６秒前）の吐出管温度Ｔｄ1との比較および前回（即ち、６秒前）の吐出管温度Ｔｄ1と現在の吐出管温度Ｔｄ0との比較がなされ、ここでＴｄ2≦Ｔｄ1あるいはＴｄ1≦Ｔｄ0と判定されると（即ち、下降傾向にはないと判定されると）、ステップＳ６において吐出管温度Ｔｄに基づいたＰＩＤ制御による電子膨張弁３の動作量Ｘが決定され、ステップＳ７において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が開作動され、その後ステップＳ１に戻るが、Ｔｄ2＞Ｔｄ1、Ｔｄ1＞Ｔｄ0と判定されると（即ち、下降傾向にあると判定されると）、ステップＳ１に戻る。即ち、ＰＩＤ制御による電子膨張弁３の開度制御は行われず、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に電子膨張弁３の開度は保持される。この制御は、コントローラ１２の開度制御手段により行われる。
【００２２】つまり、図５のタイムチャートにおいて、点Ｐ1で過熱領域に入り、ＰＩＤ制御により電子膨張弁３が開き始め、点Ｐ2までは電子膨張弁３は開き続けられるが、点Ｐ3において吐出管温度Ｔｄが下降傾向になったと判定されると、電子膨張弁３の開度は、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、ゆっくりと過熱領域を出て少しだけ湿り領域へ入ることとなるのである。
【００２３】これに対して、従来例のようにＰＩＤ制御のみによる場合には、運転状態が過熱領域にある間は電子膨張弁３は開き続けられるため、電子膨張弁３の開き過ぎが生じ、図５に点線で示すように、吐出管温度Ｔｄが急激に降下して、急に且つ大きく湿り領域へ入ってしまう。
【００２４】（ＩＩ） 湿り制御（図４のフローチャートおよび図６のタイムチャート参照）
所定時間（例えば、６秒）毎に吐出管温度検出手段８および吸入管温度検出手段１０により検出された吐出管温度Ｔｄおよび吸入管温度ＴｇがステップＳ１において入力されると、ステップＳ２において吐出過熱度ΔＴ＝Ｔｄ−Ｔｇの演算がその都度なされ、ステップＳ３においてこれらの吐出過熱度ΔＴが経時的に記憶データとしてコントローラ１２の記憶手段に記憶される。
【００２５】ステップＳ４においては、吐出過熱度ΔＴと湿り判断値ΔＴｓとの比較がなされる。該湿り判断値ΔＴｓは、運転状態が湿り状態か否かを判断する基準として予め設定される。ここで、ΔＴ≧ΔＴｓと判定されている間（即ち、運転状態が湿り領域ではないと判定されている間）は、ステップＳ１に戻り、電子膨張弁３の過熱制御は行われない。この判定は、コントローラ１２の判定手段により行われる。
【００２６】ステップＳ４においてΔＴ≧ΔＴｓと判定されると（即ち、運転状態が湿り領域に入ったと判定されると）、ステップＳ５およびステップＳ６において前々回（即ち、１２秒前）の吐出過熱度ΔＴ2と前回（即ち、６秒前）の吐出過熱度ΔＴ1との比較および前回（即ち、６秒前）の吐出過熱度ΔＴ1と現在の吐出過熱度ΔＴ0との比較がなされ、ここでΔＴ2≧ΔＴ1あるいはΔＴ1≧ΔＴ0と判定されると（即ち、上昇傾向にはないと判定されると）、ステップＳ７において吐出過熱度ΔＴに基づいたＰＩＤ制御による電子膨張弁３の動作量Ｘが決定され、ステップＳ８において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が開作動され、その後ステップＳ１に戻るが、ΔＴ2＜ΔＴ1、ΔＴ1＜ΔＴ0と判定されると（即ち、上昇傾向にあると判定されると）、ステップＳ１に戻る。即ち、ＰＩＤ制御による電子膨張弁３の開度制御は行われず、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に電子膨張弁３の開度は保持される。この制御は、コントローラ１２の開度制御手段により行われる。
【００２７】つまり、図６のタイムチャートにおいて、点Ｐ1で湿り領域に入り、ＰＩＤ制御により電子膨張弁３が閉まり始め、点Ｐ2までは電子膨張弁３は閉め続けられるが、点Ｐ3において吐出過熱度ΔＴが上昇傾向になったと判定されると、電子膨張弁３の開度は、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、ゆっくりと湿り領域を出て少しだけ過熱領域へ入ることとなるのである。
【００２８】これに対して、従来例のようにＰＩＤ制御のみによる場合には、運転状態が湿り領域にある間は電子膨張弁３は閉め続けられるため、電子膨張弁３の閉め過ぎが生じ、図６に点線で示すように、吐出過熱度ΔＴが急激に上昇して、急に且つ大きく過熱領域へ入ってしまう。
【００２９】上記したように、本実施の形態においては、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴが下降傾向あるいは上昇傾向にあると判断された場合には、電子膨張弁３の開度が直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなっているため、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へゆっくりと且つ少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間を短くすることができる。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
【００３０】第２の実施の形態図７および図８には、本願発明の第２の実施の形態にかかる冷凍装置における過熱制御および湿り制御のフローチャートが示されている。
【００３１】この場合、吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが所定値（例えば、−０．０４）より小さいときおよび吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが所定値（例えば、０．０４）より大きいときにＰＩＤ制御を行うことなく、電子膨張弁３の開度を直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持するようにしている。ここで、前記下降勾配αは、現在、前回（即ち、６秒前）および前々回（即ち、１２秒前）の吐出管温度Ｔｄ0，Ｔｄ1，Ｔｄ2の二次回帰式の傾きとして求められ、前記上昇勾配βは、現在、前回（即ち、６秒前）および前々回（即ち、１２秒前）の吐出過熱度ΔＴ0，ΔＴ1，ΔＴ2の二次回帰式の傾きとして求められる。その他の構成は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００３２】以下に、この実施の形態における過熱制御および湿り制御について詳述する。
【００３３】（Ｉ） 過熱制御（図７のフローチャートおよび図５のタイムチャート参照）
吐出管温度検出手段８により所定時間（例えば、６秒）毎に検出された吐出管温度ＴｄがステップＳ１において入力されると、ステップＳ２においてこれらの吐出管温度Ｔｄが経時的に記憶データとしてコントローラ１２の記憶手段に記憶される。
【００３４】ステップＳ３においては、吐出管温度Ｔｄと過熱判断値Ｔｄｓとの比較がなされる。該過熱判断値Ｔｄｓは、運転状態が過熱状態か否かを判断する基準として予め設定される。ここで、Ｔｄ≦Ｔｄｓと判定されている間（即ち、運転状態が過熱領域ではないと判定されている間）は、ステップＳ１に戻り、電子膨張弁３の過熱制御は行われない。この判定は、コントローラ１２の判定手段により行われる。
【００３５】ステップＳ３においてＴｄ＞Ｔｄｓと判定されると（即ち、運転状態が過熱領域に入ったと判定されると）、ステップＳ４において吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが演算され、テップＳ５においてこの下降勾配αと所定値（例えば、−０．０４）との比較がなされ、ここでα≧−０．０４と判定されると（即ち、下降勾配αが大きいと判定されると）、ステップＳ６において吐出管温度Ｔｄに基づいたＰＩＤ制御による電子膨張弁３の動作量Ｘが決定され、ステップＳ７において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が開作動され、その後ステップＳ１に戻るが、α＜−０．０４と判定されると（即ち、下降勾配αが小さいと判定されると）、ステップＳ１に戻る。即ち、ＰＩＤ制御による電子膨張弁３の開度制御は行われず、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に電子膨張弁３の開度は保持される。この制御は、コントローラ１２の開度制御手段により行われる。
【００３６】つまり、図５のタイムチャートにおいて、点Ｐ1で過熱領域に入り、ＰＩＤ制御により電子膨張弁３が開き始め、点Ｐ2までは電子膨張弁３は開き続けられるが、点Ｐ3において吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあり且つ下降勾配α＜−０．０４と判定されると、電子膨張弁３の開度は、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、ゆっくりと過熱領域を出て少しだけ湿り領域へ入ることとなるのである。
【００３７】これに対して、従来例のようにＰＩＤ制御のみによる場合には、運転状態が過熱領域にある間は電子膨張弁３は開き続けられるため、電子膨張弁３の開き過ぎが生じ、図５に点線で示すように、吐出管温度Ｔｄが急激に降下して、急に且つ大きく湿り領域へ入ってしまう。
【００３８】（ＩＩ） 湿り制御（図８のフローチャートおよび図６のタイムチャート参照）
所定時間（例えば、６秒）毎に吐出管温度検出手段８および吸入管温度検出手段１０により検出された吐出管温度Ｔｄおよび吸入管温度ＴｇがステップＳ１において入力されると、ステップＳ２において吐出過熱度ΔＴ＝Ｔｄ−Ｔｇの演算がその都度なされ、ステップＳ３においてこれらの吐出過熱度ΔＴが経時的に記憶データとしてコントローラ１２の記憶手段に記憶される。
【００３９】ステップＳ４においては、吐出過熱度ΔＴと湿り判断値ΔＴｓとの比較がなされる。該湿り判断値ΔＴｓは、運転状態が湿り状態か否かを判断する基準として予め設定される。ここで、ΔＴ≧ΔＴｓと判定されている間（即ち、運転状態が湿り領域ではないと判定されている間）は、ステップＳ１に戻り、電子膨張弁３の湿り制御は行われない。この判定は、コントローラ１２の判定手段により行われる。
【００４０】ステップＳ４においてΔＴ≧ΔＴｓと判定されると（即ち、運転状態が湿り領域に入ったと判定されると）、ステップＳ５において吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが演算され、テップＳ６においてこの上昇勾配βと所定値（例えば、０．０４）との比較がなされ、ここでβ≦０．０４と判定されると（即ち、上昇勾配βが小さいと判定されると）、ステップＳ７において吐出過熱度ΔＴに基づいたＰＩＤ制御による電子膨張弁３の動作量Ｘが決定され、ステップＳ８において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が閉作動され、その後ステップＳ１に戻るが、β＞０．０４と判定されると（即ち、上昇勾配βが大きいと判定されると）、ステップＳ１に戻る。即ち、ＰＩＤ制御による電子膨張弁３の開度制御は行われず、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に電子膨張弁３の開度は保持される。この制御は、コントローラ１２の開度制御手段により行われる。
【００４１】つまり、図５のタイムチャートにおいて、点Ｐ1で湿り領域に入り、ＰＩＤ制御により電子膨張弁３が閉まり始め、点Ｐ2までは電子膨張弁３は閉め続けられるが、点Ｐ3において吐出管温度Ｔｄが上昇傾向にあり且つ上昇勾配β＞０．０４と判定されると、電子膨張弁３の開度は、直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、ゆっくりと湿り領域を出て少しだけ過熱領域へ入ることとなるのである。
【００４２】これに対して、従来例のようにＰＩＤ制御のみによる場合には、運転状態が湿り領域にある間は電子膨張弁３は閉め続けられるため、電子膨張弁３の閉め過ぎが生じ、図５に点線で示すように、吐出過熱度ΔＴが急激に上昇して、急に且つ大きく過熱領域へ入ってしまう。
【００４３】上記したように、本実施の形態においては、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴが下降傾向あるいは上昇傾向にあり且つ下降勾配α＜−０．０４あるいは上昇勾配β＞０．０４と判断された場合には、電子膨張弁３の開度が直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなっているため、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へゆっくりと且つ少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間を短くすることができる。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
【００４４】第３の実施の形態図９および図１０には、本願発明の第３の実施の形態にかかる冷凍装置における過熱制御および湿り制御のフローチャートが示されている。
【００４５】この場合、吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが所定値（例えば、−０．０４）より小さいときおよび吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが所定値（例えば、０．０４）より大きいときには、電子膨張弁３の動作量を、この時にＰＩＤ制御により決定された動作量Ｘｏを前記下降勾配αあるいは上昇勾配βに基づいて補正した補正動作量としている。ここで、前記下降勾配αは、現在、前回（即ち、６秒前）および前々回（即ち、１２秒前）の吐出管温度Ｔｄ0，Ｔｄ1，Ｔｄ2の二次回帰式の傾きとして求められ、前記上昇勾配βは、現在、前回（即ち、６秒前）および前々回（即ち、１２秒前）の吐出過熱度ΔＴ0，ΔＴ1，ΔＴ2の二次回帰式の傾きとして求められる。その他の構成は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４６】以下に、この実施の形態における過熱制御および湿り制御について詳述する。
【００４７】（Ｉ） 過熱制御（図９のフローチャートおよび図１１のタイムチャート参照）
吐出管温度検出手段８により所定時間（例えば、６秒）毎に検出された吐出管温度ＴｄがステップＳ１において入力されると、ステップＳ２においてこれらの吐出管温度Ｔｄが経時的に記憶データとしてコントローラ１２の記憶手段に記憶される。
【００４８】ステップＳ３においては、吐出管温度Ｔｄと過熱判断値Ｔｄｓとの比較がなされる。該過熱判断値Ｔｄｓは、運転状態が過熱状態か否かを判断する基準として予め設定される。ここで、Ｔｄ≦Ｔｄｓと判定されている間（即ち、運転状態が過熱領域ではないと判定されている間）は、ステップＳ１に戻り、電子膨張弁３の過熱制御は行われない。この判定は、コントローラ１２の判定手段により行われる。
【００４９】ステップＳ３においてＴｄ＞Ｔｄｓと判定されると（即ち、運転状態が過熱領域に入ったと判定されると）、ステップＳ４において吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが演算され、テップＳ５においてこの下降勾配αと所定値（例えば、−０．０４）との比較がなされ、ここでα≧−０．０４と判定されると（即ち、下降勾配αが大きいと判定されると）、ステップＳ１０において吐出管温度Ｔｄに基づいたＰＩＤ制御による電子膨張弁３の動作量Ｘが決定され、ステップＳ９において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が開作動され、その後ステップＳ１に戻るが、α＜−０．０４と判定されると（即ち、下降勾配αが小さいと判定されると）、ステップＳ６において吐出管温度Ｔｄに基づいたＰＩＤ制御による仮動作量Ｘｏが決定され、ステップＳ７において補正値ΔＸ＝１／２５αが演算され、ステップＳ８において電子膨張弁３の動作量Ｘ＝Ｘｏ×ΔＸが決定され、ステップＳ９において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が開作動され、その後ステップＳ１に戻る。この制御は、コントローラ１２の開度制御手段により行われる。
【００５０】つまり、図１１のタイムチャートにおいて、点Ｐ1で過熱領域に入り、ＰＩＤ制御により電子膨張弁３が開き始め、点Ｐ2までは電子膨張弁３は開き続けられるが、点Ｐ3において吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあり且つ下降勾配α＜−０．０４と判定されると、電子膨張弁３は、ＰＩＤ制御により決定された仮動作量Ｘｏに補正値ΔＸを乗じた動作量Ｘだけ開作動されることとなり、ゆっくりと過熱領域を出て少しだけ湿り領域へ入ることとなるのである。
【００５１】これに対して、従来例のようにＰＩＤ制御のみによる場合には、運転状態が過熱領域にある間は電子膨張弁３は開き続けられるため、電子膨張弁３の開き過ぎが生じ、図１１に点線で示すように、吐出管温度Ｔｄが急激に降下して、急に且つ大きく湿り領域へ入ってしまう。
【００５２】（ＩＩ） 湿り制御（図１０のフローチャートおよび図１２のタイムチャート参照）
所定時間（例えば、６秒）毎に吐出管温度検出手段８および吸入管温度検出手段１０により検出された吐出管温度Ｔｄおよび吸入管温度ＴｇがステップＳ１において入力されると、ステップＳ２において吐出過熱度ΔＴ＝Ｔｄ−Ｔｇの演算がその都度なされ、ステップＳ３においてこれらの吐出過熱度ΔＴが経時的に記憶データとしてコントローラ１２の記憶手段に記憶される。
【００５３】ステップＳ４においては、吐出過熱度ΔＴと湿り判断値ΔＴｓとの比較がなされる。該湿り判断値ΔＴｓは、運転状態が湿り状態か否かを判断する基準として予め設定される。ここで、ΔＴ≧ΔＴｓと判定されている間（即ち、運転状態が湿り領域ではないと判定されている間）は、ステップＳ１に戻り、電子膨張弁３の湿り制御は行われない。この判定は、コントローラ１２の判定手段により行われる。
【００５４】ステップＳ４においてΔＴ≧ΔＴｓと判定されると（即ち、運転状態が湿り領域に入ったと判定されると）、ステップＳ５において吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが演算され、テップＳ６においてこの上昇勾配βと所定値（例えば、０．０４）との比較がなされ、ここでβ≦０．０４と判定されると（即ち、上昇勾配βが小さいと判定されると）、ステップＳ１１において吐出過熱度ΔＴに基づいたＰＩＤ制御による電子膨張弁３の動作量Ｘが決定され、ステップＳ１０において当該動作量だけ電子膨張弁３が閉作動され、その後ステップＳ１に戻るが、β＞０．０４と判定されると（即ち、上昇勾配βが大きいと判定されると）、ステップＳ７において吐出過熱度ΔＴに基づいたＰＩＤ制御による仮動作量Ｘｏが決定され、ステップＳ８において補正値ΔＸ＝１／２５βが演算され、ステップＳ９において電子膨張弁３の動作量Ｘ＝Ｘｏ×ΔＸが決定され、ステップＳ１０において当該動作量Ｘだけ電子膨張弁３が閉作動され、その後ステップＳ１に戻る。この制御は、コントローラ１２の開度制御手段により行われる。
【００５５】つまり、図１２のタイムチャートにおいて、点Ｐ1で湿り領域に入り、ＰＩＤ制御により電子膨張弁３が閉まり始め、点Ｐ2までは電子膨張弁３は閉め続けられるが、点Ｐ3において吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあり且つ上昇勾配β＞０．０４と判定されると、電子膨張弁３は、ＰＩＤ制御により決定された仮動作量Ｘｏに補正値ΔＸを乗じた動作量Ｘだけ閉作動されることとなり、ゆっくりと湿り領域を出て少しだけ過熱領域へ入ることとなるのである。
【００５６】これに対して、従来例のようにＰＩＤ制御のみによる場合には、運転状態が過熱領域にある間は電子膨張弁３は開き続けられるため、電子膨張弁３の開き過ぎが生じ、図１２に点線で示すように、吐出過熱度ΔＴが急激に上昇して、急に且つ大きく過熱領域へ入ってしまう。
【００５７】上記したように、本実施の形態においては、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴが下降傾向あるいは上昇傾向にあり且つ下降勾配α＜−０．０４あるいは上昇勾配β＞０．０４と判断された場合には、電子膨張弁３の動作量Ｘを、この時にＰＩＤ制御により決定された仮動作量Ｘｏを前記下降勾配αあるいは上昇勾配βに基づいて補正した補正動作量としているため、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へさらにゆっくりと且つより少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間をより一層短くすることができる。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
【００５８】なお、吐出管温度および吸入管温度に代えて吐出圧力および吸入圧力を用いることもできる。
【００５９】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあり且つ過去の記憶データから現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測された場合あるいは冷凍サイクルＡの運転状態が湿り領域にあり且つ過去の記憶データから現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測された場合には、電子膨張弁３の開度を、前記冷凍サイクルＡにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持して、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなるようにしたので、湿り領域あるいは過熱領域へゆっくりと且つ少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間を短くすることができるという効果がある。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
【００６０】請求項２の発明におけるように、請求項１記載の冷凍装置において、前記開度制御手段を、前記吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが設定値より小さい場合あるいは前記吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが設定値より大きい場合に動作させるようにした場合、吐出管温度Ｔｄの下降勾配αが設定値より小さくなったときあるいは吐出過熱度ΔＴの上昇勾配βが設定値より大きくなったときに、電子膨張弁３の開度が、冷凍サイクルＡにおける直前の運転状態に基づいてＰＩＤ制御により決定された直前開度に保持されることとなり、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなる。従って、湿り領域あるいは過熱領域へさらにゆっくりと且つより少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間をより一層短くすることができる。
【００６１】請求項３の発明によれば、冷凍サイクルＡの運転状態が過熱領域にあり且つ現在の吐出管温度Ｔｄが下降傾向にあると推測され、しかもその下降勾配αが設定値より小さくなったときあるいは冷凍サイクルＡの運転状態が湿り領域にあり且つ現在の吐出過熱度ΔＴが上昇傾向にあると推測され、しかもその上昇勾配βが設定値より大きくなったときには、電子膨張弁３の動作量Ｘを、この時にＰＩＤ制御により決定された仮動作量Ｘｏを前記下降勾配αあるいは上昇勾配βに基づいて補正した補正動作量として、電子膨張弁３の開き過ぎあるいは閉め過ぎがなくなるようにしたので、湿り領域あるいは過熱領域へさらにゆっくりと且つより少しだけ移行することとなり、過熱領域から湿り領域あるいは湿り領域から過熱領域への移行を繰り返すハンチングから安定域に落ち着く時間をより一層短くすることができるという効果がある。しかも、ＰＩＤ制御における定数を一つ（例えば、吐出管温度Ｔｄあるいは吐出過熱度ΔＴ）に絞った制御が可能となり、加工コストを低減できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年２月２６日（１９９９．２．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５７３１
【弁理士】
【氏名又は名称】大浜 博
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４９４０７（Ｐ２０００−２４９４０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月１４日（２０００．９．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−５０４２９ |
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