JP2008032250A - 冷凍空調装置の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍空調装置の運転状態が変化しても速い応答速度で安定して制御ができる冷凍空調装置の制御方法および制御装置を提供すること。
【解決手段】蒸発器の出口部の温度と入口部の温度とを検出する温度検出ステップと、前記出口部の温度と入口部の温度との差を用いて蒸発器の過熱度を算出する過熱度算出ステップと、指示された過熱度と算出した過熱度との差である過熱度偏差を算出する偏差算出ステップと、冷凍空調装置の運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量を検出する物理量検出ステップと、前記物理量を用いて冷凍空調装置の運転点を規定する運転点情報を生成する運転点情報生成ステップと、過熱度偏差と前記運転点情報とを用いて膨張弁の開度に対する指令値を算出する指令値算出ステップと、膨張弁に前記開度に対する指令値を出力し、過熱度偏差が所定の許容範囲内に収まるように膨張弁の開度を制御する開度制御ステップと、を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、冷凍空調装置の制御方法および制御装置に関し、さらに詳しくは、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管によって接続し、この配管に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置の制御方法および制御装置に関する。

従来から圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管によって接続し、この配管に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置が開示されている（特許文献１、２参照）。

この種の冷凍空調装置においては、まず、蒸発器を出て低温低圧の気体となった冷媒は、圧縮機により圧縮されて高温高圧の気体となる。つぎにこの高温高圧の気体となった冷媒は、凝縮器を通過することで熱を奪われて凝縮し高温高圧の液体となる。つぎにこの高温高圧の液体となった冷媒は、電子膨張弁を通過して絞り膨張し低温低圧の液体となる。この低温低圧の液体となった冷媒は、蒸発器に入ると飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相の状態となり、周囲から蒸発潜熱として吸熱するにしたがって徐々に飽和蒸気の割合が増えていき、ある位置で飽和液の割合がゼロとなりすべて飽和蒸気となる。この位置を蒸発完了点と呼ぶ。冷媒は、蒸発完了点までは蒸発潜熱によって基本的に温度変化しないが、それ以降の位置では吸熱した分の熱は飽和蒸気の温度上昇に寄与し、冷媒は過熱蒸気となる。この蒸発完了点以降の領域を過熱蒸気域とよび、過熱蒸気域における冷媒の温度上昇分を過熱度とよぶ。その後、低温低圧の過熱蒸気となった冷媒は蒸発器を出て再び圧縮機に入り、上記のサイクルを繰り返す。このサイクルを冷凍サイクルと呼ぶ。

上記の冷凍空調装置において、電子膨張弁の制御の役割は、蒸発完了点を蒸発器の出口部付近に保持することによって、冷媒が飽和液を含んだまま圧縮機に入って圧縮機を破損させる液バックとよばれる現象を防止するとともに蒸発器全体を有効に利用することである。蒸発完了点の位置は過熱蒸気域の長さに関係し、蒸発完了点が蒸発器の出口部から離れるほど過熱度は大きくなる。すなわち、電子膨張弁の開度を制御して冷媒の流量を調整することによって、蒸発器が適度な過熱度を保つようにする。

従来の電子膨張弁の制御は、蒸発器の出口部の温度と入口部または中央部の温度とを検出し、検出した出口部の温度と入口部または中央部の温度との差を過熱度とて算出し、算出した過熱度が外部から指示された目標の過熱度と一致するように、指示された過熱度と算出した過熱度との偏差を用いてＰＩＤ制御やファジィ制御で制御する制御装置により行っている。電子膨張弁は制御装置が出力する弁の開度指令に応じて自由に開度を調整でき、また開度指令は制御装置によって任意のアルゴリズムで制御が可能であるから、冷媒の流量の制御特性や流量の制御範囲を自由に設定した制御が可能である。なお、特許文献２では、蒸発器の運転効率を最大化するために過熱度がゼロ付近になるように制御するための電子膨張弁の開度の調整方法が開示されている。

特公昭５８−４７６２８号公報 特開平９−３０３８８５号公報

しかしながら、従来の冷凍空調装置の制御装置では、冷凍空調装置の周囲温度が変化したり、冷凍空調装置を除霜運転したりすることによって運転状態が変化した場合に、制御の応答速度が遅くなったり制御が不安定になったりするという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷凍空調装置の運転状態が変化しても速い応答速度で安定して制御ができる冷凍空調装置の制御方法および制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る冷凍空調装置の制御方法は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管によって接続し該配管に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置の制御方法であって、前記蒸発器の出口部の温度と入口部の温度とを検出する温度検出ステップと、前記出口部の温度と入口部の温度との差を用いて前記蒸発器の過熱度を算出する過熱度算出ステップと、指示された過熱度と前記算出した過熱度との差である過熱度偏差を算出する偏差算出ステップと、前記冷凍空調装置の運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量を検出する物理量検出ステップと、前記物理量を用いて前記冷凍空調装置の運転点を規定する運転点情報を生成する運転点情報生成ステップと、前記過熱度偏差と前記運転点情報とを用いて前記膨張弁の開度に対する指令値を算出する指令値算出ステップと、前記膨張弁に前記開度に対する指令値を出力し、前記過熱度偏差が所定の許容範囲内に収まるように前記膨張弁の開度を制御する開度制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る冷凍空調装置の制御装置は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管によって接続し該配管に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置の制御装置であって、前記蒸発器の出口部に設けた該出口部の温度を検出する出口部温度検出手段と、前記蒸発器の入口部に設けた該入口部の温度を検出する入口部温度検出手段と、前記出口部温度検出手段と前記入口部温度検出手段とに接続し前記出口部の温度と入口部の温度との差を用いて前記蒸発器の過熱度を算出する過熱度算出手段と、前記過熱度算出手段に接続し、指示された過熱度を入力して前記指示された過熱度と前記算出した過熱度との差である過熱度偏差を算出する偏差算出手段と、前記冷凍空調装置の運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量を用いて前記冷凍空調装置の運転点を規定する運転点情報を生成する運転点情報生成手段と、前記過熱度偏差と前記運転点情報とを用いて前記膨張弁の開度に対する指令値を算出して前記膨張弁に出力し、前記過熱度偏差が所定の許容範囲内に収まるように前記膨張弁の開度を制御する開度演算手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る冷凍空調装置の制御装置は、上記の発明において、前記出口部温度検出手段または前記入口部温度検出手段の少なくとも一方は、前記物理量検出手段を兼ねることを特徴とする。

また、本発明に係る冷凍空調装置の制御装置は、上記の発明において、前記物理量検出手段は、前記蒸発器の出口部と入口部との間に設けた該出口部と入口部との間の複数の位置の温度を検出する複数の温度検出手段であり、前記運転点情報生成手段は、前記蒸発器の出口部の温度と入口部の温度と前記複数の位置の温度との組み合わせを用いて前記運転点情報を生成することを特徴とする。

また、本発明に係る冷凍空調装置の制御装置は、上記の発明において、前記運転点情報生成手段は、前記蒸発器の出口部の温度と入口部の温度と前記複数の位置の温度との平均値を用いて前記運転点情報を生成することを特徴とする。

また、本発明に係る冷凍空調装置の制御装置は、上記の発明において、前記物理量検出手段は、冷凍サイクルの低圧部に設けた圧力検出手段であることを特徴とする。

また、本発明に係る冷凍空調装置の制御装置は、上記の発明において、前記開度演算手段は、前記過熱度偏差を用いて前記膨張弁の開度に対する初期指令値を算出する初期指令値算出部と、前記運転点情報を用いて補正パラメータを算出し、前記補正パラメータを用いて前記開度に対する初期指令値を前記開度に対する指令値に補正する補正部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、蒸発器の過熱度偏差だけでなく冷凍空調装置の運転点情報も用いて膨張弁の開度に対する指令値を算出するので、冷凍空調装置の運転状態が変化した場合であっても、変化した運転状態に応じて膨張弁の開度を適切に制御することができる。その結果、蒸発器の過熱度が指示された値に向かって迅速に収束するので、速い応答速度で安定して冷凍空調装置を制御できるという効果を奏する。

以下に、図面を参照して本発明に係る冷凍空調装置の制御方法および制御装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る制御装置を備えた冷凍空調装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、図１に示す制御装置の制御ブロック図である。図１、２に示すように、この制御装置１０ａは、圧縮機２と凝縮器３と電磁弁４と電子膨張弁５と蒸発器６とを配管１３によって接続し、配管１３に冷媒を循環させる従来と同様の冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置１ａに備えたものである。そして、この制御装置１０ａは、蒸発器６の出口部に設けた出口部の温度であるθoを検出する出口部温度検出手段としての温度センサ９と、蒸発器６の入口部に設けた入口部の温度であるθiを検出する入口部温度検出手段としての温度センサ８と、制御器７ａとを備える。

制御器７ａは、過熱度算出手段としての減算器７１と、過熱度偏差算出手段としての減算器７２と、運転点情報生成部７３ａと、開度演算部７４とを備える。減算器７１は、温度センサ８、９に接続し、出口部の温度θoと入口部の温度θiとの差を用いて蒸発器６の過熱度であるθ_SH＝θo−θiを算出する。本来は、蒸発器６の過熱度は過熱蒸気域における冷媒の温度上昇分であるが、蒸発器６の入口部の温度θiと蒸発完了点の温度とはほぼ等しいため、θ_SH＝θo−θiとしてよい。

減算器７２は、減算器７１に接続し、指示された目標過熱度であるθ_SHrを入力して目標過熱度θ_SHrと算出した過熱度θ_SHとの差すなわち過熱度偏差であるθ_SHe＝θ_SHr−θ_SHを算出する。目標過熱度θ_SHrは、たとえばユーザが設定した冷凍空調装置の温度に応じて、冷凍空調装置の主制御装置から指示される。

運転点情報生成部７３ａは、蒸発器６の入口部の温度θiを用いて冷凍空調装置１ａの運転点を規定する運転点情報を生成する。運転点情報とは、冷凍空調装置１ａの運転点を規定する情報であり、たとえば入口部の温度θiそのものであるが、冷凍空調装置１ａの運転点を規定する情報であれば特に限定されない。なお、本実施の形態１では、運転点情報生成部７３ａは運転点情報を生成するために蒸発器６の入口部の温度θiを用いているが、温度θiは冷凍空調装置１ａの運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量である。また、温度センサ８は物理量を検出する物理量検出手段を兼ねている。

開度演算部７４は、過熱度偏差θ_SHeと運転点情報とを用いて電子膨張弁５の開度に対する指令値νを算出して電子膨張弁５に出力し、過熱度偏差θ_SHeが所定の許容範囲内に収まるように電子膨張弁５の開度を制御する。開度演算部７４は、蒸発器６の過熱度偏差θ_SHeだけでなく冷凍空調装置１ａの運転点情報も用いて電子膨張弁５の開度に対する指令値を算出するので、冷凍空調装置１ａの運転状態の変化に応じて適切な指令値を算出できる。

つぎに、図２に示す制御装置の制御ブロック図を参照して、冷凍空調装置の制御方法について説明する。

まず、温度センサ９、８は、蒸発器６の出口部の温度θoと入口部の温度θiとを検出し、制御器７ａに出力する。つぎに、制御器７ａにおいて、減算器７１は、出口部の温度θoと入口部の温度θiとを受け付け、蒸発器６の過熱度であるθ_SH＝θo−θiを算出して減算器７２に出力する。つぎに、減算器７２は、冷凍空調装置１ａの主制御装置などから指示された目標過熱度θ_SHrを受け付けるとともに減算器７１が算出した過熱度θ_SHを受け付け、過熱度偏差であるθ_SHe＝θ_SHr−θ_SHを算出して開度演算部７４に出力する。

一方、温度センサ８が検出した蒸発器６の入口部の温度θiは運転点情報生成部７３ａにも入力する。運転点情報生成部７３ａは、受け付けた温度θiを用いて冷凍空調装置１ａの運転点情報を生成して開度演算部７４に出力する。

つぎに、開度演算部７４は、過熱度偏差θ_SHeと運転点情報とを用いて電子膨張弁５の開度に対する指令値νを算出する。この指令値νは、過熱度偏差θ_SHeだけでなく運転点情報も用いて算出したものであるから、冷凍空調装置１ａの運転状態の変化に応じた適切な指令値である。そして、開度演算部７４は、電子膨張弁５に開度に対する指令値νを出力し、過熱度偏差θ_SHeが所定の許容範囲内に収まるように電子膨張弁５の開度を制御する。上記のように、過熱度偏差θ_SHeだけでなく運転点情報も用いて算出した指令値νによって電子膨張弁５の開度をフィードバック制御するので、蒸発器６の過熱度が指示された値に向かって迅速に収束する。その結果、速い応答速度で安定して冷凍空調装置を制御できる。なお、上記のフィードバック制御は、ＰＩＤ制御またはファジィ制御などを用いることができる。また、上記の許容範囲は、冷凍空調装置１ａの運転状態や算出した過熱度偏差θ_SHeなどに応じて、所望する制御の応答速度や安定性を実現できるようにたとえば目標過熱度θ_SHrの±１〜５％程度の範囲とする。

つぎに、図３および４を参照して本実施の形態１をさらに具体的に説明する。周囲温度などが異なる場合、冷凍空調装置１ａは、算出した蒸発器６の過熱度が同じであっても異なる運転点で運転する。そして、運転点が異なる場合、冷凍サイクルの非線形性が原因で過熱度偏差と電子膨張弁の開度に対する指令値との関係が異なるので、最適な制御則が異なる。例えば、図３に示すように、運転状態が運転点Ａにある場合は過熱度偏差と指令値との関係は曲線Ｌ１が示す制御則で表され、運転状態が運転点Ｂにある場合は過熱度偏差と指令値との関係は曲線Ｌ２が示す制御則で表されるとする。また、運転状態が運転点ＡまたはＢの場合は、蒸発器６の入口部の温度はθiAまたはθiBであるとする。本実施の形態１では、運転点情報生成部７３ａは入口部の温度がθiAであるかθiBであるかに応じて運転点が運転点Ａであるか運転点Ｂであるかを規定する運転点情報を生成し、開度演算部７４に出力する。開度演算部７４は、受け付けた運転点情報に基づいて曲線Ｌ１またはＬ２で示される制御則を選択し、受け付けた過熱度偏差がθ_SHe１である場合、選択した制御則に基づき指令値としてν_Aまたはν_Bを算出する。すなわち、図４に示すように、開度演算部７４は過熱度偏差θ_SHe１と運転点情報ＡまたはＢとを用いて指令値ν_Aまたはν_Bを算出して電子膨張弁５に出力するので、電子膨張弁５を運転状態に応じた最適な制御則に基づいて制御できる。

以上説明したように、本実施の形態１に係る冷凍空調装置の制御装置１０ａは、過熱度偏差θ_SHeだけでなく、蒸発器６の入口部の温度θiを用いて生成した冷凍空調装置１ａの運転点情報も用いて電子膨張弁５の開度に対する指令値νを算出するので、冷凍空調装置１ａの運転状態が変化した場合であっても、変化した運転状態に応じて電子膨張弁５の開度を適切に制御することができる。その結果、蒸発器６の過熱度θ_SHが指示された目標過熱度θ_SHrに向かって迅速に収束し、速い応答速度で安定して冷凍空調装置１ａを制御できる。また、制御装置１０ａは、目標過熱度θ_SHrを変化させた場合でも、蒸発器６の過熱度θ_SHが指示された目標過熱度θ_SHrに向かって迅速に収束し、速い応答速度で安定して冷凍空調装置１ａを制御できる。さらに、過熱度θ_SHを低い値に安定して制御することができるので、蒸発器６の利用効率を安定して高めることができ、冷凍空調装置１ａの省エネルギー化を図れるという効果も奏する。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の制御装置について説明する。本実施の形態２に係る冷凍空調装置の制御装置は、運転点情報生成部が蒸発器の出口部の温度を用いて冷凍空調装置の運転点情報を生成するものである。

図５は、本実施の形態２に係る冷凍空調装置の制御装置の制御ブロック図である。この冷凍空調装置の制御装置１０ｂは、冷凍空調装置１ａに備えるものであり、冷凍空調装置の制御装置１０ａと同様の構成を有するが、制御器７ｂにおいて運転点情報生成部７３ａに替えて運転点情報生成部７３ｂを備える。運転点情報生成部７３ｂは、蒸発器６の出口部の温度θoを用いて冷凍空調装置の運転点を規定する運転点情報を生成する。運転点情報はたとえば出口部の温度θoそのものであるが、特に限定されない。なお、本実施の形態２は、運転点情報生成部７３ｂが運転点情報を生成するための物理量として蒸発器６の出口部の温度θoを用いており、温度センサ９はこの物理量を検出する物理量検出手段を兼ねている。

冷凍空調装置の制御装置１０ｂも、冷凍空調装置の制御装置１０ａと同様に、過熱度偏差θ_SHeだけでなく冷凍空調装置１ａの運転点情報も用いて電子膨張弁５の開度に対する指令値νを算出するので、冷凍空調装置１ａの運転状態が変化した場合であっても、変化した運転状態に応じて電子膨張弁５の開度を適切に制御することができる。その結果、蒸発器６の過熱度θ_SHが指示された目標過熱度θ_SHrに向かって迅速に収束し、速い応答速度で安定して冷凍空調装置１ａを制御できる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の制御装置について説明する。本実施の形態３に係る冷凍空調装置の制御装置は、物理量検出手段が蒸発器の出口部と入口部との間に設けた出口部と入口部との間の複数の位置の温度を検出する複数の温度検出手段であり、運転点情報生成手段が蒸発器の出口部の温度と入口部の温度と前記複数の位置の温度との組み合わせを用いて運転点情報を生成するものである。

図６は、本実施の形態３に係る冷凍空調装置の制御装置の制御ブロック図である。この冷凍空調装置の制御装置１０ｃは、冷凍空調装置１ａに備えるものであるが、蒸発器６の出口部と入口部との間に設けた複数の温度検出手段である温度センサ１１−１〜１１−ｎを備えるとともに、制御器７ｃにおいて運転点情報生成部７３ｃを備える。

温度センサ１１−１〜１１−ｎは、冷凍空調装置１ａの運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量である温度θ1〜θnをそれぞれ検出する物理量検出手段である。そして、運転点情報生成部７３ｃは、蒸発器６の出口部の温度θoと入口部の温度θiと温度θ1〜θnとの組み合わせを用いて冷凍空調装置１ａの運転点情報を生成する。

図７は温度センサ１１−１〜１１−ｎを取り付ける位置の一例を説明する説明図である。図７に示すように、温度センサ１１−１〜１１−ｎは、蒸発器６の内部に設けられた冷媒が循環する蒸発管６１の互いに離れた位置に取り付けられる。その結果、出口部の温度θo、入口部の温度θi、および温度θ1〜θnの組み合わせによって蒸発器６内の冷媒の温度分布を検出することができる。したがって、運転点情報生成部７３ｃがこれらの温度の組み合わせを用いて生成した運転点情報は、蒸発器６内の冷媒の温度分布を反映した一層正確なものとなる。その結果、開度制御部７４が過熱度偏差θ_SHeと上記の運転点情報とを用いて電子膨張弁５の開度に対する指令値νを算出し、電子膨張弁５に出力して電子膨張弁５の開度を制御することにより、一層適切な開度の制御が可能となる。なお、上記の温度の組み合わせを用いて生成した運転情報とは、たとえば温度の組み合わせそのものであるが、特に限定はされない。

なお、本実施の形態３の変形例として、運転点情報生成部７３ｃが、上述の温度θo、θi、およびθ1〜θnの平均値である(θo＋θi＋θ1＋・・・＋θn)／（ｎ＋２）を用いて冷凍空調装置１ａの運転点情報を生成してもよい。この場合、運転点情報生成部７３ｃは温度θo、θi、およびθ1〜θnを受け付けて(θo＋θi＋θ1＋・・・＋θn)／（ｎ＋２）を演算し、それを用いて運転点情報を生成する。また、運転点情報生成部７３ｃに低域通過フィルタを設け、上記の平均値を演算する際に移動平均処理や一次遅れ処理などを行ってもよい。

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４に係る冷凍空調装置の制御装置について説明する。本実施の形態４に係る冷凍空調装置の制御装置は、上記の実施の形態１〜３に係る冷凍空調装置の制御装置とは異なり、物理量検出手段が冷凍サイクルの低圧部に設けた圧力検出手段である。

図８は、本実施の形態４に係る制御装置を備えた冷凍空調装置の構成の一例を示すブロック図である。また、図９は、図８に示す制御装置の制御ブロック図である。図８、９に示すように、この制御装置１０ｄは、実施の形態１に係る冷凍空調装置１ａと同様の構成を有する冷凍空調装置１ｂに備えたものである。そして、この制御装置１０ｄは、蒸発器６の出口部に設けた温度センサ９と、蒸発器６の入口部に設けた温度センサ８と、電子膨張弁５の出口部と蒸発器６の入口部との間の配管１３の所定の位置に設けた圧力検出手段である圧力センサ１２と、制御器７ｄとを備える。また、制御器７ｄは運転点情報生成部７３ｄを備える。なお、冷凍空調装置１ｂの冷凍サイクルの低圧部とは、電子膨張弁５の出口部と圧縮機２の入口部との間の部分のことであり、圧力センサ１２は冷凍空調装置１ｂの冷凍サイクルの低圧部に設けている。

圧力センサ１２は、冷凍空調装置１ｂの運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量である低圧部の冷媒の圧力Ｐを検出する物理量検出手段である。そして、運転点情報生成部７３ｄは、圧力Ｐを用いて冷凍空調装置１ｂの運転点情報を生成する。ここで、蒸発器６の入口部の温度は冷媒の蒸発温度の近似であり、冷媒の蒸発温度は冷凍サイクルの低圧部の冷媒の圧力による決まるものである。したがって、圧力Ｐは蒸発器６の入口部の温度と所定の関係を有するものとなる。その結果、制御装置１０ｄは、蒸発器６の入口部の温度θiを用いて運転点情報を生成する実施の形態１に係る制御装置１０ａと同様の制御を行うことができる。また、圧力センサ１２の設置位置として、蒸発器６の出口部と圧縮機２の入口部との間の配管１３の所定の位置に設けることもできる。この場合の圧力検出値は蒸発器６や配管１３内での圧力損失の影響を反映した値となる。

なお、上記の実施の形態１〜４において、開度演算部は、過熱度偏差を用いて電子膨張弁の開度に対する初期指令値を算出するとともに運転点情報を用いて補正パラメータを算出し、この補正パラメータを用いて開度に対する初期指令値を開度に対する指令値に補正する構成のものとすることができる。

図１０は上述の開度演算部と運転点情報生成部との組み合わせの構成の一例を示すブロック図である。この開度演算部７５は、冷凍空調装置に備えた蒸発器の入口部の温度θiを用いて冷凍空調装置の運転点情報を生成する運転点情報生成部７３ａに接続したものであり、過熱度偏差θ_SHeを用いて電子膨張弁の開度に対する初期指令値ν₀を算出する初期指令値算出部７５１と、運転点情報生成部７３ａが出力する運転点情報を用いて補正パラメータを算出し、この補正パラメータを用いて開度に対する初期指令値ν₀を開度に対する指令値νに補正する補正部７５２とを備える。補正パラメータは、たとえば制御装置がＰＩＤ制御を行う場合には比例ゲインに対する補正パラメータである。

図１０に示す構成は、過熱度偏差のみによって電子膨張弁の開度の制御を行う既存の冷凍空調装置の制御装置に備えた開度演算部に、運転点情報生成部と補正部とを付加することによって容易に構成できるものであるから、既存の冷凍空調装置の制御装置を容易に本発明に係る冷凍空調装置の制御装置にアップグレードできる。

本発明の実施の形態１に係る制御装置を備えた冷凍空調装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す制御装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態１をさらに具体的に説明する説明図である。 本発明の実施の形態１をさらに具体的に説明する説明図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の制御装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の制御装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態３において温度センサを取り付ける位置の一例を説明する説明図である。 本発明の実施の形態４に係る制御装置を備えた冷凍空調装置の構成の一例を示すブロック図である。 図８に示す制御装置の制御ブロック図である。 開度演算部と運転点情報生成部との組み合わせの構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ 冷凍空調装置
１０ａ〜１０ｄ 冷凍空調装置の制御装置
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 電磁弁
５ 電子膨張弁
６ 蒸発器
６１ 蒸発管
７ａ〜７ｄ 制御器
７１、７２ 減算器
７３ａ〜７３ｄ 運転点情報生成部
７４、７５ 開度演算部
７５１ 初期指令値算出部
７５２ 補正部
８、９、１１−１〜１１−ｎ 温度センサ
１２ 圧力センサ
１３ 配管

Claims (7)

1. 圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管によって接続し該配管に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置の制御方法であって、
   前記蒸発器の出口部の温度と入口部の温度とを検出する温度検出ステップと、
   前記出口部の温度と入口部の温度との差を用いて前記蒸発器の過熱度を算出する過熱度算出ステップと、
   指示された過熱度と前記算出した過熱度との差である過熱度偏差を算出する偏差算出ステップと、
   前記冷凍空調装置の運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量を検出する物理量検出ステップと、
   前記物理量を用いて前記冷凍空調装置の運転点を規定する運転点情報を生成する運転点情報生成ステップと、
   前記過熱度偏差と前記運転点情報とを用いて前記膨張弁の開度に対する指令値を算出する指令値算出ステップと、
   前記膨張弁に前記開度に対する指令値を出力し、前記過熱度偏差が所定の許容範囲内に収まるように前記膨張弁の開度を制御する開度制御ステップと、
   を含むことを特徴とする冷凍空調装置の制御方法。
2. 圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管によって接続し該配管に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成した冷凍空調装置の制御装置であって、
   前記蒸発器の出口部に設けた該出口部の温度を検出する出口部温度検出手段と、
   前記蒸発器の入口部に設けた該入口部の温度を検出する入口部温度検出手段と、
   前記出口部温度検出手段と前記入口部温度検出手段とに接続し前記出口部の温度と入口部の温度との差を用いて前記蒸発器の過熱度を算出する過熱度算出手段と、
   前記過熱度算出手段に接続し、指示された過熱度を入力して前記指示された過熱度と前記算出した過熱度との差である過熱度偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記冷凍空調装置の運転状態を示す冷凍サイクル上の物理量を検出する物理量検出手段と、
   前記物理量を用いて前記冷凍空調装置の運転点を規定する運転点情報を生成する運転点情報生成手段と、
   前記過熱度偏差と前記運転点情報とを用いて前記膨張弁の開度に対する指令値を算出して前記膨張弁に出力し、前記過熱度偏差が所定の許容範囲内に収まるように前記膨張弁の開度を制御する開度演算手段と、
   を備えることを特徴とする冷凍空調装置の制御装置。
3. 前記出口部温度検出手段または前記入口部温度検出手段の少なくとも一方は、前記物理量検出手段を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の冷凍空調装置の制御装置。
4. 前記物理量検出手段は、前記蒸発器の出口部と入口部との間に設けた該出口部と入口部との間の複数の位置の温度を検出する複数の温度検出手段であり、
   前記運転点情報生成手段は、前記蒸発器の出口部の温度と入口部の温度と前記複数の位置の温度との組み合わせを用いて前記運転点情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の冷凍空調装置の制御装置。
5. 前記運転点情報生成手段は、前記蒸発器の出口部の温度と入口部の温度と前記複数の位置の温度との平均値を用いて前記運転点情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の冷凍空調装置の制御装置。
6. 前記物理量検出手段は、冷凍サイクルの低圧部に設けた圧力検出手段であることを特徴とする請求項２に記載の冷凍空調装置の制御装置。
7. 前記開度演算手段は、
   前記過熱度偏差を用いて前記膨張弁の開度に対する初期指令値を算出する初期指令値算出部と、
   前記運転点情報を用いて補正パラメータを算出し、前記補正パラメータを用いて前記開度に対する初期指令値を前記開度に対する指令値に補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の冷凍空調装置の制御装置。

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