(57)【要約】【課題】電子膨張弁に内蔵されているモータの励磁条件に関わらず、弁の励磁条件を自動認識し、どのメーカの電子膨張弁が搭載されても、適正に制御可能な冷凍空調装置を提供する。【解決手段】複数台のショーケース１（または空調機）等の冷凍空調機と、前記各冷凍空調機にそれぞれ対応して設けられ、ステッピングモータを有し、このモータを励磁するパルス幅出力により弁開度が制御される複数個の電子膨張弁２とを備えた冷凍空調装置において、前記パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との対応関係を予め判定した後に、電子膨張弁２の全閉状態を基点位置とし、この基点位置から電子膨張弁の弁開度制御を行う電子膨張弁制御装置４を備えるものとする。【選択図】図１
2008032312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のショーケース（または空調機）等の冷凍空調機と、前記各冷凍空調機にそれぞれ対応して設けられ、ステッピングモータを有し、このモータを励磁するパルス幅出力により弁開度が制御される複数個の電子膨張弁と、を備えた冷凍空調装置において、
前記パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との対応関係を予め判定した後に、電子膨張弁の全閉状態を基点位置とし、この基点位置から電子膨張弁の弁開度制御を行う電子膨張弁制御装置を備えることを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷凍空調装置において、前記電子膨張弁制御装置は、パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との関係が不明な電子膨張弁を駆動する初期において、前記ステッピングモータに対して一定の正または負のパルス幅出力を試験的に付与し、当該電子膨張弁と対応する冷凍空調機の冷却対象空間内の温度の変化を測定し、温度が低下した場合には当該正または負のパルスによって弁が開方向に制御されるものと判定する機能を備えたものとすることを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項３】
請求項２記載の冷凍空調装置において、前記電子膨張弁制御装置は、一定の正または負のパルス幅出力を試験的に付与後、予め定めた所定時間経過した際に、前記冷却対象空間内の温度の変化がない場合には、前記とは逆の負または正の一定のパルス幅出力を再度試験的に付与し、当該電子膨張弁と対応する冷凍空調機の冷却対象空間内の温度の変化を測定した際に、再度、前記冷却対象空間内の温度の変化がない場合には、弁の故障や冷媒漏れなどの異常と判定する機能を備えたものとすることを特徴とする冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のショーケース（または空調機）等の冷凍空調機と、前記各冷凍空調機にそれぞれ対応して設けられ、ステッピングモータを有し、このモータを励磁するパルス幅出力により弁開度が制御される複数個の電子膨張弁とを備えた冷凍空調装置に関し、特に、パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との関係が不明な電子膨張弁を使用する場合の冷凍空調装置の制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような冷凍空調装置においては、通常、圧縮機により高温高圧となった冷媒が、熱交換器に送られ、低温の空気と熱交換して放熱することにより凝縮し、この凝縮した冷媒は絞り装置（膨張弁）により低温低圧とされ、例えばショーケース内に設けられた庫内熱交換器（蒸発器）において庫内空気と熱交換して吸熱、蒸発して庫内を冷却した後、圧縮機に戻される。
【０００３】
上記膨張弁としては、温度膨張弁や電子膨張弁が使用される。温度膨張弁は、蒸発器の出口温度が一定となるように弁開度を自動調整するメカニカル式の自力制御弁である。電子膨張弁は、例えばバルブ内部に設けられたロータが制御部から与えられるパルス信号のパルス数やパルス幅の出力に合わせて回転し、ロータの回転量に応じて弁開度を変える膨張弁である（特許文献１、２参照）。
【０００４】
スーパーマーケットやコンビニエンスストアなど食料品を扱う店舗等においては、複数台のショーケースと、これらショーケースにそれぞれ対応して設けられ、ステッピングモータを励磁するパルス幅出力により弁開度が制御される複数個の電子膨張弁とを備えた冷凍空調装置が多用されている。
【０００５】
ところで、上記のような電子膨張弁を使用する場合、特定のメーカの特定の機種を選定して使用するが、この場合、他メーカ品が性能が良く、安いものを発売しても励磁条件が合わない場合には採用できず、ショーケース本体の性能・価格にも大きな影響を与えていた。ここで、励磁条件が合わないとは、パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との対応関係が、メーカによって異なることを意味する。即ち、パルス幅出力を、例えばプラス（正）側に出力した場合に、あるメーカは弁を閉じる方向に制御するが、他のメーカは弁を開く方向に制御する場合があるので、ショーケースの庫内空気温度が上昇する場合と、逆に低下する場合が生ずる問題がある。
【特許文献１】特開２００２−１４７９００号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、この発明の課題は、電子膨張弁に内蔵されているモータの励磁条件に関わらず、弁の励磁条件を自動認識し、どのメーカの電子膨張弁が搭載されても、冷やしすぎ、冷えないなどの状態を引き起こすことなく、適正に制御可能な冷凍空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下により達成される。即ち、複数台のショーケース（または空調機）等の冷凍空調機と、前記各冷凍空調機にそれぞれ対応して設けられ、ステッピングモータを有し、このモータを励磁するパルス幅出力により弁開度が制御される複数個の電子膨張弁と、を備えた冷凍空調装置において、前記パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との対応関係を予め判定した後に、電子膨張弁の全閉状態を基点位置とし、この基点位置から電子膨張弁の弁開度制御を行う電子膨張弁制御装置を備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、前記請求項１の発明の実施態様としては、下記請求項２ないし３の発明が好ましい。即ち、前記請求項１記載の冷凍空調装置において、前記電子膨張弁制御装置は、パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との関係が不明な電子膨張弁を駆動する初期において、前記ステッピングモータに対して一定の正または負のパルス幅出力を試験的に付与し、当該電子膨張弁と対応する冷凍空調機の冷却対象空間内の温度の変化を測定し、温度が低下した場合には当該正または負のパルスによって弁が開方向に制御されるものと判定する機能を備えたものとする（請求項２）。
【０００９】
さらに、前記請求項２記載の冷凍空調装置において、前記電子膨張弁制御装置は、一定の正または負のパルス幅出力を試験的に付与後、予め定めた所定時間経過した際に、前記冷却対象空間内の温度の変化がない場合には、前記とは逆の負または正の一定のパルス幅出力を再度試験的に付与し、当該電子膨張弁と対応する冷凍空調機の冷却対象空間内の温度の変化を測定した際に、再度、前記冷却対象空間内の温度の変化がない場合には、弁の故障や冷媒漏れなどの異常と判定する機能を備えたものとする（請求項３）。
【００１０】
なお、前記特許文献１および２には、「電子膨張弁の基点位置を検出すること」は開示されているものの、上記本発明のように、前記パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との対応関係を予め判定する技術については記載されてはいない。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなど食料品を扱う店舗で使用される複数台の例えばショーケースにおいて、その各ショーケースに対応して電子膨張弁を有する場合に、電子膨張弁に内蔵されている２相ステッピングモータの励磁条件に関わらず、例えば一方向へ弁を制御した場合のショーケースの庫内温度によって弁が閉じる方向へ制御されたか開く方向へ制御されたかを判断することで弁の励磁条件を自動認識し、どのような（どのメーカの）電子膨張弁が搭載されても、冷やしすぎ、冷えないなどの状態を引き起こすことなく制御出来るようにすることにより、ショーケースメーカは電子膨張弁のメーカ等にこだわることなく、その時点で最上の性能・価格の機器を選定が可能になる。また、店側も設備投資額削減、省エネなどのメリットがショーケースを入れ替えることなく得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、この発明の実施形態に関して、図１および図２に基いて説明する。図１は本発明の冷凍空調装置の実施形態の概略システム構成図、図２は図１のコントローラ（制御装置）の実施例の機能を説明するフローチャートである。図１において、１はショーケース、２は各ショーケース対応して設けた電子膨張弁、３は図示しないインバータで出力制御される圧縮機や凝縮器を含むインバータ冷凍機、４はコントローラ（制御装置）である。冷媒は前記インバータ冷凍機３から電子膨張弁２を通ってショーケース１に送られ、これがインバータ冷凍機３の圧縮機に戻ることで循環する。コントローラ４はショーケース１の温度状態と冷凍機の状態を見ながら電子膨張弁２を制御する。
【００１３】
また、上記制御装置４は、パルス幅出力の正負と弁の開閉方向との対応関係を予め判定した後に、電子膨張弁の全閉状態を基点位置とし、この基点位置から電子膨張弁の弁開度制御を行う機能を備える。さらに、前記請求項２に記載の機能や好ましくは請求項３に記載の機能も備える。これらの機能に関しては、図２に基づいて詳述する。
【００１４】
電子膨張弁は、立上げ時に「全閉」状態になることで「基点」とし、そこから制御をはじめる必要があるため、全閉状態を最初に必ず作る必要がある。そこで、図２のフローにより、搭載された電子膨張弁の励磁方式を自動認識する。
【００１５】
まず、図２において右側に記載されたフロー、即ちＡで示した矢印付のフローを例として、電子膨張弁の励磁方式の自動認識について述べる。ショーケースを動作させる際に、まず庫内温度を測定する（Ｔ１）。次に＋１００パルスを電子膨張弁に出力する。次に再度庫内温度を測定する（Ｔ２）。このとき、フローには記載しないが、過熱度を測定し、液バックなどによるコンプレッサの破壊などが起こらないように制御する。次にＴ１＜Ｔ２になったとする。即ち、この場合、庫内が冷えなくなったことを意味しており、電子膨張弁が閉まる方向に制御された（冷媒が流れにくくなった）ことになる。そこで、＋（プラス）側にパルス出力すると電子膨張弁が閉まる方向に制御されることがわかる。そこで＋側に電子膨張弁のメカ的な全開閉パルス幅を出力する。ここでは＋４００パルスとする（全開閉パルス幅＝５００とすると、事前に１００パルス出力しているので、ここでは差分のパルスを出力している。）。これにより自動的に電子膨張弁の全閉が自動で可能になり、即ち、基点検出（全閉状態）となり、電子膨張弁の通常制御が開始できる状態となる。
【００１６】
次に、図２における中央のフロー、即ち、Ｔ１＜Ｔ２にはならなかった（ＮＯ）のフローに関して述べる。このフローは、事前に１００パルス出力しているので−６００パルスを出力して基点検出（全閉状態）とする以外は、上記と同様であるので、重複説明は省略する。
【００１７】
次に、図２における左側のタイムアウトと示したフローについて述べる。タイムアウトとは、Ｔ１＝Ｔ２の時間が長すぎることを意味する。即ち、弁を開閉した際、庫内温度が変化しないということは、何かの異常、例えば冷媒漏れ、配管接続不良、膨張弁が開閉できない故障等が考えられる。
【００１８】
そこで、前記請求項３のように、制御装置は、弁の故障や冷媒漏れなどの異常と判定する機能を備えたものとすることが好ましい。即ち、図２のフローからも理解されるように、電子膨張弁制御装置は、一定の正または負のパルス幅出力を試験的に付与後、予め定めた所定時間経過した際に、前記冷却対象空間内の温度の変化がない場合には、前記とは逆の負または正の一定のパルス幅出力を再度試験的に付与し、当該電子膨張弁と対応する冷凍空調機の冷却対象空間内の温度の変化を測定した際に、再度、前記冷却対象空間内の温度の変化がない場合には、弁の故障や冷媒漏れなどの異常と判定する機能を備えたものとする。なお、Ｔ１＝Ｔ２が持続しない場合には、左側の後段に示すように、前述のようなパルス出力により電子膨張弁の励磁方式を自動認識する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の冷凍空調装置の実施形態の概略システム構成図。
【図２】図１のコントローラ（制御装置）の実施例の機能を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００２０】
１：ショーケース、２：電子膨張弁、３：インバータ冷凍機、４：コントローラ（制御装置）。
【図１】
2008032312.tif 000003
【図２】
2008032312.tif 000004