(57)【要約】【課題】膨張弁の弁開度制御を、圧縮機の低回転数時の制御間隔による追従性の悪化を防止し、より短時間にて最適な冷凍サイクル状態にすることにより、高効率な運転ができる空気調和機の制御方法を提供する。【解決手段】圧縮機の吐出側に冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、予め設定した目標吐出温度と現在の吐出温度との偏差を算出する吐出温度偏差算出手段と、圧縮機の回転数と、冷媒の蒸発温度および凝縮温度をパラメータとして、予め実験により求めた圧縮機の回転数に応じた膨張弁の最適な算出膨張弁開度を記憶する算出膨張弁開度手段と、算出膨張弁開度と現在の膨張弁開度との偏差を算出する弁開度偏差算出手段を設け、目標吐出温度と吐出温度センサが検出した現在の吐出温度との偏差が所定値以上の場合、算出膨張弁開度と現在の膨張弁開度との偏差を求め、この偏差が算出膨張弁開度になるまで膨張弁の弁開度を暫時絞る。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の吐出側に冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、予め設定した目標吐出温度と現在の吐出温度との偏差を算出する吐出温度偏差算出手段と、前記圧縮機の回転数と、前記冷凍サイクルの冷媒の蒸発温度および凝縮温度をパラメータとして、予め実験により求めた前記圧縮機の回転数に応じた前記膨張弁の最適な算出膨張弁開度を記憶する算出膨張弁開度手段と、前記算出膨張弁開度と現在の膨張弁開度との偏差を算出する弁開度偏差算出手段とを設け、前記目標吐出温度と前記吐出温度センサが検出した現在の吐出温度との偏差が所定値以上の場合、前記算出膨張弁開度と現在の膨張弁開度との偏差を求め、この偏差が前記算出膨張弁開度になるまで前記膨張弁の弁開度を暫時減少させてなることを特徴とする空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の冷凍サイクルを構成する冷媒流量調節手段の膨張弁（電子膨張弁）の制御技術に係り、特に詳しくは、最適な冷凍サイクル状態にするための膨張弁開度の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空気調和機の制御技術は、例えば図５および図６に示すようなものが知られている（例えば、許文献１参照）。
膨張弁開度が所定値以下且つ、圧縮機の運転周波数が所定値以下且つ、圧縮機の冷媒吐出温度の目標値と現在の吐出温度との偏差が所定値以上の場合に、膨張弁開度の制御時間間隔を上記以外の場合での制御時間間隔と比べて長く設定するものである。
【０００３】
図５において、目標吐出温度テーブル８１の決定する目標吐出温度と吐出温度検出センサ７で計測した吐出温度との偏差を吐出温度偏差算出手段８２により算出し、この偏差と圧縮機の運転周波数と膨張弁４の現在の操作量であるパルス計数信号値に応じて膨張弁４の制御タイミングを決定する制御タイミング設定手段８６を設け、前記制御タイミング設定手段８６が時々刻々と変化する冷凍サイクルの運転状況に合わせて制御タイミングを変更することにより、膨張弁開度が小さい場合での流量特性の変化を防止し、また圧縮機の周波数値が小さい場合でもハンチングを防止することにより、安定した効率的な運転を可能にする。
【０００４】
図６は制御タイミング設定手段８６の動作例を説明したフローチャートである。図６において、パルス算出手段８４から出力された新たなパルス計数信号Ｐが１５０以下であるか否かを判定する（Ｓ３０）。１５０以下でなければ、制御タイミングを９０秒に設定し、終了する（Ｓ３４）。パルス計数信号Ｐが１５０以下であれば次に、指示周波数値Ｈｚが２４以下であるか否かを判定する（Ｓ３１）。２４より大きければ、制御タイミングを９０秒に設定し、終了する（Ｓ３４）。指示周波数Ｈｚが２４以下であれば次に、吐出温度偏差ｅ  が２より大きいか否かを判定する（Ｓ３２）。２以下であれば、制御タイミングを９０秒に設定して終了する（Ｓ３４）。２より大きければ、制御タイミングを２７０  秒に設定し、終了する（Ｓ３３）。制御タイミング設定手段８６は、設定した制御タイミング（９０秒または２７０秒）毎にパルス出力命令信号Ｈｐを出力する。
【０００５】
上記従来の制御技術は、膨張弁開度が所定値以下、圧縮機の回転数が所定値以下、目標吐出温度と現在の吐出温度との偏差が所定値以上の場合、膨張弁開度の制御時間間隔を長くするものである。
しかし、方法は安定性がよくなる反面、安定するまでに時間が掛かりすぎ、且つ圧縮機が低回転数のとき、膨張弁制御間隔が長くなり、追従性が悪く、最適な冷凍サイクル状態になるまでの時間がかかり非効率と思われる。
そこで、圧縮機の低回転数時の制御間隔が長くなることなく、短時間にて最適な冷凍サイクル状態にすることが望まれている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２８０８号公報（要約、第７頁、第２、３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、膨張弁の弁開度制御を、圧縮機の低回転数時の制御間隔が長くなることによる追従性の悪化を防止し、より短時間にて最適な冷凍サイクル状態にすることにより、高効率な運転ができる空気調和機の制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためなされたもので、圧縮機の吐出側に冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、予め設定した目標吐出温度と現在の吐出温度との偏差を算出する吐出温度偏差算出手段と、前記圧縮機の回転数と、前記冷凍サイクルの冷媒の蒸発温度および凝縮温度をパラメータとして、予め実験により求めた前記圧縮機の回転数に応じた前記膨張弁の最適な算出膨張弁開度を記憶する算出膨張弁開度手段と、前記算出膨張弁開度と現在の膨張弁開度との偏差を算出する弁開度偏差算出手段とを設け、前記目標吐出温度と前記吐出温度センサが検出した現在の吐出温度との偏差が所定値以上の場合、前記算出膨張弁開度と現在の膨張弁開度との偏差を求め、この偏差が前記算出膨張弁開度になるまで前記膨張弁の弁開度を暫時減少させてなる構成となっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明における空気調和機の冷凍サイクルの概略構成図、図２は、本発明における膨張弁制御装置のブロック図である。
図１と図２において、１  はインバータ駆動される圧縮機、２は冷媒の流れを切り換える四方弁、３は室内熱交換器、４は膨張弁（電子膨張弁）、５は室外熱交換器でありこれらにより冷凍サイクルが構成される。６は後述する前記膨張弁を制御するための膨張弁制御装置である。
【００１０】
７は前記圧縮機１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサで、前記膨張弁制御装置６は、まず、前記吐出温度センサ７から出力される現在の冷媒の吐出温度Ｔｄをデジタル信号に変換して検出する吐出温度検出部８と、予め設定した冷媒の目標吐出温度Ｔｍを記憶する目標吐出温度設定部９と、前記目標吐出温度Ｔｍと前記現在の吐出温度Ｔｄを比較し、その偏差｜Ｔｍ−Ｔｄ｜を算出する手段としての吐出温度偏差算出部１０とから構成されている。
【００１１】
次に、図３に示すように、前記圧縮機１の回転数Ｒと、前記冷凍サイクルの冷媒の凝縮温度Ｃ（例えば、冷房運転時の室外熱交換器温度）および蒸発温度Ｅ（例えば、冷房運転時の室内熱交換器温度）をパラメータとして、前記圧縮機１の回転数Ｒに応じた前記膨張弁４の最適な算出膨張弁開度Ｐを予め実験データより求めておく。
【００１２】
そして、前記膨張弁制御装置６は、更に、前記算出膨張弁開度Ｐを予め記憶する手段としての算出膨張弁開度記憶部１１と、現在の膨張弁開度Ｐｎを検出する膨張弁開度検出部１２と、前記算出膨張弁開度Ｐと前記現在の膨張弁開度Ｐｎを比較し、その偏差｜Ｐ−Ｐｎ｜を算出する手段としての膨張弁開度偏差算出部１３と、同膨張弁開度偏差算出部１３からの信号のマスクタイムをカウントするタイマ１４と、前記吐出温度偏差算出部１０および前記膨張弁開度偏差算出部１３からの出力信号に基づき、前記膨張弁４の弁開度を制御する膨張弁開度制御部１５と、前記膨張弁４の弁開度を調節するための動作パルス数（例えば、６０〜５００  パルス）を出力するパルス計数出力部とから構成されている。
【００１３】
次に、上記構成の制御方法の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。冷房あるいは暖房運転がスタートすると、まず、ステップＳＴ１で予め設定された目標吐出温度Ｔｍと現在の吐出温度Ｔｄを比較し、その偏差｜Ｔｍ−Ｔｄ｜が１０℃以上かどうか判断される。もし、１０℃以上であれば、ステップＳＴ２で予め設定された算出膨張弁開度Ｐ（ステップＳＴ６より導入）と現在の膨張弁開度Ｐｎを比較し、その偏差｜Ｐ−Ｐｎ｜が２０パルス以上かどうか判断される。
【００１４】
もし、偏差が２０パルス以上であれば、ステップＳＴ３で冷媒音の発生を抑えるため３０秒間マスクした後、ステップＳＴ４でパルス計数を所定数（例えば、２０パルス）減少させ、ステップＳＴ１に戻り、このルーチンを膨張弁開度偏差｜Ｐ−Ｐｎ｜が２０パルス以下になるまで繰返す。
【００１５】
ステップＳＴ２で膨張弁開度偏差が２０パルス以下になった時、算出膨張弁開度Ｐを膨張弁４に指示する（ステップＳＴ７）。そして３００秒間のマスク後（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ１に戻り、吐出温度偏差が１０℃以上であればルーチンを繰返し、１０℃以下の場合は、通常の吐出温度制御に復帰する（ステップＳＴ５）。
【００１６】
以上に説明したように、前記目標吐出温度Ｔｍと前記吐出温度センサ７が検出した現在の吐出温度Ｔｄとの偏差が所定値以上の場合、前記算出膨張弁開度Ｐと現在の膨張弁開度Ｐｎとの偏差を求め、この偏差が前記算出膨張弁開度Ｐになるまで前記膨張弁４の弁開度を暫時減少させてなる構成とすることによって、圧縮機の低回転数時の制御間隔が長くなることによる追従性の悪化を防止し、より短時間にて最適な冷凍サイクル状態にすることにより、高効率な運転ができる空気調和機の制御方法となる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮機の低回転数時の制御間隔が長くなることによる追従性の悪化を防止し、より短時間にて最適な冷凍サイクル状態にすることにより、高効率な運転ができる空気調和機の制御方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における空気調和機の冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】本発明における膨張弁制御装置のブロック図である。
【図３】本発明における算出膨張弁開度のマトリクスを説明するための概略的模式図である。
【図４】本発明における制御方法の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の空気調和機の制御方法を説明するための概略的ブロック図である。
【図６】従来の制御方法の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    圧縮機
２  四方弁
３  室内熱交換器
４  膨張弁（電子膨張弁）
５  室外熱交換器
６  膨張弁制御装置
７  吐出温度センサ
８  吐出温度検出部
９  目標吐出温度設定部
１０  吐出温度偏差算出部
１１  算出膨張弁開度記憶部
１２  膨張弁開度検出部
１３  膨張弁開度偏差算出部
１４  タイマ
１５  膨張弁開度制御部
１６  パルス計数出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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