JP3039941B2 - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
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- JP3039941B2 JP3039941B2 JP1321434A JP32143489A JP3039941B2 JP 3039941 B2 JP3039941 B2 JP 3039941B2 JP 1321434 A JP1321434 A JP 1321434A JP 32143489 A JP32143489 A JP 32143489A JP 3039941 B2 JP3039941 B2 JP 3039941B2
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- refrigerant
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/21—Refrigerant outlet evaporator temperature
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷凍装置に係り、特に幅広い運転範囲にわ
たつて安定した冷媒流量制御を行うために好適な冷凍装
置に関する。
たつて安定した冷媒流量制御を行うために好適な冷凍装
置に関する。
従来の装置は、特開昭56−44569号公報に記載のよう
に、冷凍サイクルの蒸発器の冷媒過熱度を、電動膨張弁
の弁開度をPI制御（比例＋積分動作）によつて制御する
構成となつていた。
に、冷凍サイクルの蒸発器の冷媒過熱度を、電動膨張弁
の弁開度をPI制御（比例＋積分動作）によつて制御する
構成となつていた。
近年、冷凍装置における電子化技術の導入スピードは
目ざましいものがあり、インバータ制御圧縮機，電動膨
張弁等の採用により、冷凍装置の運転範囲は大きく広が
りつつある。特に、電動膨張弁による冷媒制御は、液戻
り防止，過度な冷媒の過熱防止、および性能向上を図る
うえで、重要である。
目ざましいものがあり、インバータ制御圧縮機，電動膨
張弁等の採用により、冷凍装置の運転範囲は大きく広が
りつつある。特に、電動膨張弁による冷媒制御は、液戻
り防止，過度な冷媒の過熱防止、および性能向上を図る
うえで、重要である。
しかしながら、従来における膨張弁の制御方式として
は、温度膨張弁に代表されるように、現状の蒸発器の過
熱度の信号のみに基づく比例制御や、前記従来技術のよ
うに、蒸発器の過熱度と、過熱度の時間変化に基づいた
PI制御,PID制御（比例＋積分＋微分動作に基づく制御）
が用いられていた。これらの制御方式では、数式を用い
て制御を行うため、対象とする冷媒過熱度の動的な特性
の正確な情報を必要とし、この情報の正確度によつて制
御が良好に行えるか、どうかが決まつてくる。冷凍装置
の運転が広い範囲で行われると、冷媒過熱度の動的な特
性も大きく変化するため、従来技術で良好な制御を行う
ためには、PI制御の制御定数を、種々の運転状況に応じ
て切り換えることが必要となる。実際には、制御が非常
に複雑となるため、前記従来技術は実用的ではなく、実
際には制御性の不十分さを認めているのが現状である。
は、温度膨張弁に代表されるように、現状の蒸発器の過
熱度の信号のみに基づく比例制御や、前記従来技術のよ
うに、蒸発器の過熱度と、過熱度の時間変化に基づいた
PI制御,PID制御（比例＋積分＋微分動作に基づく制御）
が用いられていた。これらの制御方式では、数式を用い
て制御を行うため、対象とする冷媒過熱度の動的な特性
の正確な情報を必要とし、この情報の正確度によつて制
御が良好に行えるか、どうかが決まつてくる。冷凍装置
の運転が広い範囲で行われると、冷媒過熱度の動的な特
性も大きく変化するため、従来技術で良好な制御を行う
ためには、PI制御の制御定数を、種々の運転状況に応じ
て切り換えることが必要となる。実際には、制御が非常
に複雑となるため、前記従来技術は実用的ではなく、実
際には制御性の不十分さを認めているのが現状である。
本発明の目的は、電動膨張弁の制御を冷媒過熱度の状
態を表す情報と、この情報に関する経験則から求めた制
御ルールに基づいて行い、幅広い運転範囲にわたつて、
安定した冷媒流量制御を行い得る冷凍装置を提供するこ
とにある。
態を表す情報と、この情報に関する経験則から求めた制
御ルールに基づいて行い、幅広い運転範囲にわたつて、
安定した冷媒流量制御を行い得る冷凍装置を提供するこ
とにある。
前記目的を達成するため、本発明は冷凍サイクル中の
冷媒温度差を検知する検知手段と、冷媒温度差の情報に
対応させて、経験則に基づき電動膨張弁の開度操作量に
関する制御ルールを記憶したメモリ装置と、前記検知手
段から冷媒温度差に関する情報を取り込み、前記メモリ
装置から前記情報に対応する制御ルールを取り込み、電
動膨張弁の開度操作量を演算して出力するフアジー推論
プロセツサとを有する制御装置を配備したものである。
冷媒温度差を検知する検知手段と、冷媒温度差の情報に
対応させて、経験則に基づき電動膨張弁の開度操作量に
関する制御ルールを記憶したメモリ装置と、前記検知手
段から冷媒温度差に関する情報を取り込み、前記メモリ
装置から前記情報に対応する制御ルールを取り込み、電
動膨張弁の開度操作量を演算して出力するフアジー推論
プロセツサとを有する制御装置を配備したものである。
本発明では、冷媒温度差の検知手段により、冷凍サイ
クル中の冷媒温度差を検知する。
クル中の冷媒温度差を検知する。
一方、制御装置のメモリ装置には、冷媒温度差の情報
に対応させて、経験則に基づき電動膨張弁の開度操作量
に関する制御ルールを予め記憶させておく。
に対応させて、経験則に基づき電動膨張弁の開度操作量
に関する制御ルールを予め記憶させておく。
そこで、制御装置のフアジー推論プロセツサでは、前
記検知手段から冷媒温度差に関する情報を取り込み、前
記メモリ装置から前記情報に対応する制御ルールを取り
込むみ、この二つから電動膨張弁に与える開度操作量を
演算し、出力する。
記検知手段から冷媒温度差に関する情報を取り込み、前
記メモリ装置から前記情報に対応する制御ルールを取り
込むみ、この二つから電動膨張弁に与える開度操作量を
演算し、出力する。
したがつて、本発明によれば、冷媒過熱度の変化状況
に応じて、経験則から求めた制御ルールに基づいて、電
動膨張弁の開度操作量を算出できるので、幅広い運転範
囲にわたつて安定した冷媒流量制御が可能となる。
に応じて、経験則から求めた制御ルールに基づいて、電
動膨張弁の開度操作量を算出できるので、幅広い運転範
囲にわたつて安定した冷媒流量制御が可能となる。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を時す系統図、第２図
および第３図はフアジー推論における制御ルールおよび
制御状況想定図、第４図（ａ）〜（ｃ）はフアジー推論
におけるメンバシツプ関数を示す図である。
および第３図はフアジー推論における制御ルールおよび
制御状況想定図、第４図（ａ）〜（ｃ）はフアジー推論
におけるメンバシツプ関数を示す図である。
その第１図に示す第１の実施例の冷凍装置は、圧縮機
１と、凝縮器２と、凝縮器用送風機２′と、電動膨張弁
３と、蒸発器４と、蒸発器用送風機４′と、制御装置５
と、蒸発器出口冷媒温度を検知するセンサ６と、蒸発器
入口冷媒温度を検知するセンサ７とを備えて構成されて
いる。
１と、凝縮器２と、凝縮器用送風機２′と、電動膨張弁
３と、蒸発器４と、蒸発器用送風機４′と、制御装置５
と、蒸発器出口冷媒温度を検知するセンサ６と、蒸発器
入口冷媒温度を検知するセンサ７とを備えて構成されて
いる。
この実施例では、冷凍サイクル中の温度差のうち、セ
ンサ６および７によつて検知される蒸発器出入口温度
差、すなわち蒸発器冷媒過熱度が適正となるように、制
御装置５によつて、電動膨張弁３の開度を制御するよう
にしている。蒸発器４の過熱度を検知する手段として
は、蒸発器入口冷媒温度のセンサ７の代わりに、圧力セ
ンサを用いて冷媒の飽和温度を検知して、過熱度を求め
る手段もある。
ンサ６および７によつて検知される蒸発器出入口温度
差、すなわち蒸発器冷媒過熱度が適正となるように、制
御装置５によつて、電動膨張弁３の開度を制御するよう
にしている。蒸発器４の過熱度を検知する手段として
は、蒸発器入口冷媒温度のセンサ７の代わりに、圧力セ
ンサを用いて冷媒の飽和温度を検知して、過熱度を求め
る手段もある。
前記制御装置５は、冷媒温度差設定器８と、温度差演
算器９と、フアジー推論プロセツサ10と、制御ルールの
メモリ装置11と、膨張弁制御器12とを有して構成されて
いる。
算器９と、フアジー推論プロセツサ10と、制御ルールの
メモリ装置11と、膨張弁制御器12とを有して構成されて
いる。
このような構成において、冷凍装置の運転中は一定時
間毎に、センサ６および７からの検知信号は、冷媒温度
差演算器９に取り込まれ、蒸発器冷媒過熱度が算出され
るとともに、冷媒温度差設定器８から入力される過熱度
設定値との偏差、および偏差の時刻変化が演算される。
これらの情報を基に電動膨張弁３の開度操作量を求める
フアジー推論は、メモリ装置11に記憶された次のような
制御ルールを基にして実行される。すなわち、 R1:もし冷媒過熱度の偏差ｅが負で大きく、偏差の時間
変化Δｅがゼロであれば、電動膨張弁の開度を大きく閉
める。
間毎に、センサ６および７からの検知信号は、冷媒温度
差演算器９に取り込まれ、蒸発器冷媒過熱度が算出され
るとともに、冷媒温度差設定器８から入力される過熱度
設定値との偏差、および偏差の時刻変化が演算される。
これらの情報を基に電動膨張弁３の開度操作量を求める
フアジー推論は、メモリ装置11に記憶された次のような
制御ルールを基にして実行される。すなわち、 R1:もし冷媒過熱度の偏差ｅが負で大きく、偏差の時間
変化Δｅがゼロであれば、電動膨張弁の開度を大きく閉
める。
R2:もし冷媒過熱度の偏差ｅがゼロで、偏差の時間変化
Δｅが正で大きければ、電動膨張弁の開度を大きく開け
る。
Δｅが正で大きければ、電動膨張弁の開度を大きく開け
る。
R3:もし冷媒過熱度の偏差ｅが正で大きく、偏差の時間
変化Δｅがゼロであれば、電動膨張弁の開度を大きく開
ける。
変化Δｅがゼロであれば、電動膨張弁の開度を大きく開
ける。
R4:……等である。
前記制御ルールは、経験則から求めた電動膨張弁の開
度を変化させて、冷媒過熱度を設定値に制御するための
ルールであり、表の形でまとめて示すと第２図のように
なる。
度を変化させて、冷媒過熱度を設定値に制御するための
ルールであり、表の形でまとめて示すと第２図のように
なる。
第２図中で、記号はPB:正で大きい,PM:正で中程度,P
S:正で小さい,ZO:ゼロ,NS:負で小さい,NM:負の中程度,N
B:負で大きい、を示している。また、ｅは冷媒過熱度の
偏差，Δｅは冷媒過熱度の偏差の時間変化を示してお
り、たとえば前記ルール１（R1:）では、ｅ＝NBで、Δ
ｅ＝ZOならば、電動膨張弁の開度変化ΔＵ＝NBとするこ
とを表している。
S:正で小さい,ZO:ゼロ,NS:負で小さい,NM:負の中程度,N
B:負で大きい、を示している。また、ｅは冷媒過熱度の
偏差，Δｅは冷媒過熱度の偏差の時間変化を示してお
り、たとえば前記ルール１（R1:）では、ｅ＝NBで、Δ
ｅ＝ZOならば、電動膨張弁の開度変化ΔＵ＝NBとするこ
とを表している。
第３図は冷媒過熱度の偏差ｅを０に制御する状態を表
しており、図中に示した１〜13までの番号はこの状態の
時に適用する制御ルールの番号を示しており、第２図中
の番号に対応している。
しており、図中に示した１〜13までの番号はこの状態の
時に適用する制御ルールの番号を示しており、第２図中
の番号に対応している。
前記制御ルールは、冷媒過熱度の偏差e,冷媒過熱度の
偏差の時間変化Δe,電動膨張弁の開度変化ΔＵの関係を
第２図のように段階的に定めてあるので、きめ細かい制
御を行う場合には、前記冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差
の時間変化Δｅの中間値では、前記制御ルールの前件部
（IF部）をどの程度満たしているかの度合を算出して、
その度合に応じた電動膨張弁の開度を推定する必要があ
る。そのため、フアジー推論プロセツサ10においては、
前記度合を、冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差の時間変化
Δe,電動膨張弁の開度変化ΔＵに対するフアジー変数の
メンバシツプ関数を利用して算出する。
偏差の時間変化Δe,電動膨張弁の開度変化ΔＵの関係を
第２図のように段階的に定めてあるので、きめ細かい制
御を行う場合には、前記冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差
の時間変化Δｅの中間値では、前記制御ルールの前件部
（IF部）をどの程度満たしているかの度合を算出して、
その度合に応じた電動膨張弁の開度を推定する必要があ
る。そのため、フアジー推論プロセツサ10においては、
前記度合を、冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差の時間変化
Δe,電動膨張弁の開度変化ΔＵに対するフアジー変数の
メンバシツプ関数を利用して算出する。
第４図（ａ）は冷媒過熱度の偏差ｅに対するフアジー
変数EPB,EPM,EPS,EZO,ENS,ENM,ENBのメンバシツプ関数
μEPB（ｅ），μEPM（ｅ），μEPS（ｅ），μEZO
（ｅ），μENS（ｅ），μENM（ｅ），μENB（ｅ）を示
したものであり、第４図（ｂ）は冷媒過熱度の偏差の時
間変化Δｅに対するフアジー変数Ｅ′PB,E′PM,E′PS,
E′ZO,E′NS,E′NM,E′NBのメンバシツプ関数μＥ′PB
（Δｅ），μＥ′PM（Δｅ），μＥ′PS（Δｅ），μ
Ｅ′ZO（Δｅ），μＥ′NS（Δｅ），μＥ′NM（Δ
ｅ），μＥ′NB（Δｅ）を示したものである。第４図
（ｃ）は電動膨張弁の開度変化ΔＵに対するフアジー変
数UPB,UPM,UPS,UZO,UNS,UNM,UNBのメンバシツプ関数μU
PB（ΔＵ），μUPM（ΔＵ），μUPS（ΔＵ），μUZO
（ΔＵ），μUNS（ΔＵ），μUNM（ΔＵ），μUNB（Δ
Ｕ）を示したものである。
変数EPB,EPM,EPS,EZO,ENS,ENM,ENBのメンバシツプ関数
μEPB（ｅ），μEPM（ｅ），μEPS（ｅ），μEZO
（ｅ），μENS（ｅ），μENM（ｅ），μENB（ｅ）を示
したものであり、第４図（ｂ）は冷媒過熱度の偏差の時
間変化Δｅに対するフアジー変数Ｅ′PB,E′PM,E′PS,
E′ZO,E′NS,E′NM,E′NBのメンバシツプ関数μＥ′PB
（Δｅ），μＥ′PM（Δｅ），μＥ′PS（Δｅ），μ
Ｅ′ZO（Δｅ），μＥ′NS（Δｅ），μＥ′NM（Δ
ｅ），μＥ′NB（Δｅ）を示したものである。第４図
（ｃ）は電動膨張弁の開度変化ΔＵに対するフアジー変
数UPB,UPM,UPS,UZO,UNS,UNM,UNBのメンバシツプ関数μU
PB（ΔＵ），μUPM（ΔＵ），μUPS（ΔＵ），μUZO
（ΔＵ），μUNS（ΔＵ），μUNM（ΔＵ），μUNB（Δ
Ｕ）を示したものである。
第１図に示すフアジー推論プロセツサ10で実行するフ
アジー推論は、前記制御ルールR1〜R13と第４図
（ａ），（ｂ），（ｃ）のメンバシツプ関数とを用いて
フアジー推論演算を行つて、電動膨張弁の開度操作量の
演算を行う。
アジー推論は、前記制御ルールR1〜R13と第４図
（ａ），（ｂ），（ｃ）のメンバシツプ関数とを用いて
フアジー推論演算を行つて、電動膨張弁の開度操作量の
演算を行う。
以下に推論の手順を示す。
ステツプ1: 冷媒過熱度の偏差ｅおよび冷媒過熱度の偏差の時間変
化Δｅに対するメンバシツプ関数を用いて、検知された
冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差の時間変化Δｅのメンバ
シツプ値の算出を行う。
化Δｅに対するメンバシツプ関数を用いて、検知された
冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差の時間変化Δｅのメンバ
シツプ値の算出を行う。
ステツプ2: ステツプ１で得られた冷媒過熱度の偏差ｅおよび偏差
の時間変化Δｅのメンバシツプ値が、前記13の各制御ル
ールの前件部をどの程度満たしているかの度合を次のよ
うにフアジー論理積で算出する。
の時間変化Δｅのメンバシツプ値が、前記13の各制御ル
ールの前件部をどの程度満たしているかの度合を次のよ
うにフアジー論理積で算出する。
R1:W1＝μENB（ｅ）∧μＥ′ZO（Δｅ） ＝MIN｛μNB（ｅ），μＥ′ZO（Δｅ）｝…（１） R2:W2＝μEZO（ｅ）∧μＥ′PB（Δｅ） ＝MIN｛μEZO（ｅ），μＥ′PB（Δｅ）｝ …（２） …… 式（１）は、冷媒過熱度の偏差ｅがENBに入る割合と
偏差の時間変化ΔｅがＥ′ZOに入る割合のうち、小さい
値としての割合で成立することを示している。つまり、
冷媒過熱度の偏差がｅで、偏差の時間変化がΔｅの時、
制御ルールR1の前件部は、W1の割合で成立することを示
している。
偏差の時間変化ΔｅがＥ′ZOに入る割合のうち、小さい
値としての割合で成立することを示している。つまり、
冷媒過熱度の偏差がｅで、偏差の時間変化がΔｅの時、
制御ルールR1の前件部は、W1の割合で成立することを示
している。
式（２）についても同様に、制御ルールR2がW2の割合
で成立することを示している。
で成立することを示している。
ステツプ3: 一つの制御ルールの前件部が割合Wnで成立すれば、そ
の制御ルールの実行部（THEN部）もWnの割合で成立する
ので、各制御ルール毎の前件部が成立する割合Wnを実行
部におけるフアジー変数（UPB,UPM,UPS,UZO,UNS,UNM,UN
B）のメンバシツプ関数に乗じて、実行部のメンバシツ
プ関数の修正を次のように行う。
の制御ルールの実行部（THEN部）もWnの割合で成立する
ので、各制御ルール毎の前件部が成立する割合Wnを実行
部におけるフアジー変数（UPB,UPM,UPS,UZO,UNS,UNM,UN
B）のメンバシツプ関数に乗じて、実行部のメンバシツ
プ関数の修正を次のように行う。
R1:μUNB＊（Ｃ）＝W1×μUNB（Ｃ） R2:μUPB＊（Ｃ）＝W2×μUPB（Ｃ） …… ステツプ4: ステツプ３で修正された制御ルールの実行部のメンバ
シツプ関数によつて、検出された冷媒過熱度の偏差ｅ、
偏差の時間変化Δｅに対する電動膨張弁の開度操作量の
総合メンバシツプ関数は、以下のように論理和の形で求
められる。
シツプ関数によつて、検出された冷媒過熱度の偏差ｅ、
偏差の時間変化Δｅに対する電動膨張弁の開度操作量の
総合メンバシツプ関数は、以下のように論理和の形で求
められる。
μ＊（Ｃ）＝μUNB＊（Ｃ）ＵμNM＊（Ｃ）Ｕ… …ＵμPB＊（Ｃ） …（３） 式（３）は、電動膨張弁の各開度に対する発生度合
を、電動膨張弁の開度に対する関数として表したもので
ある。
を、電動膨張弁の開度に対する関数として表したもので
ある。
ステツプ5: 総合メンバシツプ関数のフアジー変数の電動膨張弁の
開度を総合メンバシツプ関数に属す度合で重み付け平均
することによつて、電動膨張弁の開度操作量Ｃ＊を求め
る。
開度を総合メンバシツプ関数に属す度合で重み付け平均
することによつて、電動膨張弁の開度操作量Ｃ＊を求め
る。
Ｃ＊＝∫Ｃ×μ＊（Ｃ）dC/∫μ＊（Ｃ）dC 前述のようにステツプ１〜ステツプ５までのフアジー
推論により求められた電動膨張弁の開度操作量が、膨張
弁制御器12を通じて、電動膨張弁３に出力される。
推論により求められた電動膨張弁の開度操作量が、膨張
弁制御器12を通じて、電動膨張弁３に出力される。
この第１の実施例では、第４図（ａ）〜（ｃ）に示す
ような冗長性のあるメンバシツプ関数と、経験則に基づ
いて得られた制御ルールを用いて、冷媒過熱度の制御を
行うことができるので、運転条件が変化しても制御の結
果が変わることはなく、幅広い運転範囲にわたつて安定
した冷媒流量制御を行うことができる結果、冷媒装置の
性能向上と信頼性向上を図り得る効果がある。
ような冗長性のあるメンバシツプ関数と、経験則に基づ
いて得られた制御ルールを用いて、冷媒過熱度の制御を
行うことができるので、運転条件が変化しても制御の結
果が変わることはなく、幅広い運転範囲にわたつて安定
した冷媒流量制御を行うことができる結果、冷媒装置の
性能向上と信頼性向上を図り得る効果がある。
次に、第５図は本発明の第２の実施例を示す系統図で
ある。
ある。
この第２の実施例では、センサ６′は圧縮機１の出口
の吐出配管に取り付けられており、他のセンサ７′は凝
縮器２の出口部に取り付けられており、吐出ガス冷媒過
熱度を設定値に制御する構成となつている。
の吐出配管に取り付けられており、他のセンサ７′は凝
縮器２の出口部に取り付けられており、吐出ガス冷媒過
熱度を設定値に制御する構成となつている。
この第２の実施例において、フアジー推論等、他の構
成は第１の実施例と全く同様である。なお、吐出ガス冷
媒過熱度をさらに正確に検知するためには、センサ７′
を圧力センサとし、高圧側の圧力を検知して飽和温度に
変換してから、吐出ガス冷媒過熱度を算出するようにす
ればよい。
成は第１の実施例と全く同様である。なお、吐出ガス冷
媒過熱度をさらに正確に検知するためには、センサ７′
を圧力センサとし、高圧側の圧力を検知して飽和温度に
変換してから、吐出ガス冷媒過熱度を算出するようにす
ればよい。
この第２の実施例の場合には、吐出ガス冷媒過熱度を
設定値に制御できるため、特に冷凍装置の信頼性向上を
図り得る効果がある。
設定値に制御できるため、特に冷凍装置の信頼性向上を
図り得る効果がある。
ついで、第６図は本発明の第３の実施例を示す系統図
である。
である。
この第３の実施例では、センサ６″は凝縮器２の中間
部に設けられており、凝縮温度を検知する構成となつて
いる。一方、センサ７″は凝縮器２の出口に設けられて
おり、過冷却した液冷媒の温度を検知する構成となつて
いる。これら二つのセンサ６″,7″によつて検知された
温度より、凝縮器２での冷媒過冷却度が求められ、この
第３の実施例では冷媒過冷却度が設定値に保たれる。
部に設けられており、凝縮温度を検知する構成となつて
いる。一方、センサ７″は凝縮器２の出口に設けられて
おり、過冷却した液冷媒の温度を検知する構成となつて
いる。これら二つのセンサ６″,7″によつて検知された
温度より、凝縮器２での冷媒過冷却度が求められ、この
第３の実施例では冷媒過冷却度が設定値に保たれる。
前記第２の実施例と同様に、センサ６″に圧力センサ
を用いれば、さらに正確に冷媒過冷却度を検知すること
ができる。
を用いれば、さらに正確に冷媒過冷却度を検知すること
ができる。
この第３の実施例では、凝縮器２の過冷却度を制御す
るので、冷凍装置の高圧圧力の過度の上昇を防止できる
とともに、電動膨張弁３の上流側を常に液冷媒の状態に
して、定圧側への安定した冷媒供給を確保できるので、
よい一層信頼性向上と性能向上の効果が期待できる。
るので、冷凍装置の高圧圧力の過度の上昇を防止できる
とともに、電動膨張弁３の上流側を常に液冷媒の状態に
して、定圧側への安定した冷媒供給を確保できるので、
よい一層信頼性向上と性能向上の効果が期待できる。
以上の各実施例では、冷媒温度差を設定値として制御
することを説明したが、この設定値は一定値でなくとも
よく、他の冷凍装置の信号に連動して変化するものであ
つてもよい。
することを説明したが、この設定値は一定値でなくとも
よく、他の冷凍装置の信号に連動して変化するものであ
つてもよい。
続いて、第７図は本発明の第４の実施例を示す系統
図、第８図は第４の実施例における制御ルールのメモリ
装置の内容を示す説明図である。
図、第８図は第４の実施例における制御ルールのメモリ
装置の内容を示す説明図である。
この第４の実施例において、第１図，第５図に示す第
1,第２の実施例と同じ部分には同じ符号を付けて示して
いる。
1,第２の実施例と同じ部分には同じ符号を付けて示して
いる。
この第４の実施例では、制御装置５の他に、もう一つ
の制御装置５′を備えて構成されている。
の制御装置５′を備えて構成されている。
その制御装置５′は、前記制御装置５′と同様、冷媒
温度差設定器８′と、温度差演算器９′と、フアジー推
論プロセツサ10′と、制御ルールのメモリ装置11′と、
膨張弁制御器12′とを有して構成されている。前記温度
差演算器９′には、圧縮機１の出口の吐出配管に取り付
けられたセンサ６′と、凝縮器２の出口部に取り付けら
れたセンサ７′とが接続されている。
温度差設定器８′と、温度差演算器９′と、フアジー推
論プロセツサ10′と、制御ルールのメモリ装置11′と、
膨張弁制御器12′とを有して構成されている。前記温度
差演算器９′には、圧縮機１の出口の吐出配管に取り付
けられたセンサ６′と、凝縮器２の出口部に取り付けら
れたセンサ７′とが接続されている。
また、前記制御装置5,5′の膨張弁制御器12,12′は、
別設置のフアジー推論プロセツサ16に接続されている。
さらに、このフアジー推論プロセツサ16には、前記セン
サ６′と、別設置の制御ルールのメモリ装置15および膨
張弁制御器17とが接続されている。そして、前記膨張弁
制御器17は、電動膨張弁３に接続されている。
別設置のフアジー推論プロセツサ16に接続されている。
さらに、このフアジー推論プロセツサ16には、前記セン
サ６′と、別設置の制御ルールのメモリ装置15および膨
張弁制御器17とが接続されている。そして、前記膨張弁
制御器17は、電動膨張弁３に接続されている。
この第４の実施例では、制御装置５は蒸発器過熱度制
御のための制御部であり、蒸発器出入口温度を検知する
センサ6,7の検知信号を受け取り、前記第１の実施例の
ようにフアジー推論により、膨張弁制御器12から膨張弁
操作信号13が出力される。また、制御装置５′は吐出ガ
ス過熱度のための制御器であり、吐出ガス温度を検知す
るセンサ６′と、凝縮液温度を検知するセンサ７′から
検知信号を受け取り、フアジー推論プロセツサ10′で制
御装置５のフアジー推論プロセツサ10と同様の演算を行
い、膨張弁制御器12′から膨張弁操作信号13′が出力さ
れる。
御のための制御部であり、蒸発器出入口温度を検知する
センサ6,7の検知信号を受け取り、前記第１の実施例の
ようにフアジー推論により、膨張弁制御器12から膨張弁
操作信号13が出力される。また、制御装置５′は吐出ガ
ス過熱度のための制御器であり、吐出ガス温度を検知す
るセンサ６′と、凝縮液温度を検知するセンサ７′から
検知信号を受け取り、フアジー推論プロセツサ10′で制
御装置５のフアジー推論プロセツサ10と同様の演算を行
い、膨張弁制御器12′から膨張弁操作信号13′が出力さ
れる。
この第４の実施例で新たに組み込まれているフアジー
推論プロセツサ16には、第８図にその内容を示す制御ル
ールのメモリ装置15が接続されており、二つの制御器５
および５′からの膨張弁操作信号13,13′および吐出ガ
ス温度のセンサ６′からの検知信号14が入力されてい
る。
推論プロセツサ16には、第８図にその内容を示す制御ル
ールのメモリ装置15が接続されており、二つの制御器５
および５′からの膨張弁操作信号13,13′および吐出ガ
ス温度のセンサ６′からの検知信号14が入力されてい
る。
この実施例では、第８図に示した制御ルールに基づい
て、冷凍サイクルの吐出ガス温度の絶対値が高い場合に
は、二つの制御ルールのうち、吐出ガス過熱度制御の重
みを大きくし、吐出ガス温度が高くなければ蒸発器過熱
度制御を行うべく、膨張弁制御器17から電動膨張弁３へ
推論結果が出力される。これらの重み付けは、フアジー
推論プロセツサ16で行われる。
て、冷凍サイクルの吐出ガス温度の絶対値が高い場合に
は、二つの制御ルールのうち、吐出ガス過熱度制御の重
みを大きくし、吐出ガス温度が高くなければ蒸発器過熱
度制御を行うべく、膨張弁制御器17から電動膨張弁３へ
推論結果が出力される。これらの重み付けは、フアジー
推論プロセツサ16で行われる。
この第４の実施例によれば、吐出ガス温度の絶対値が
高くなりそうな時は、信頼性を重視して、吐出ガス過熱
度制御を行い、そうでない時は、性能向上を重視して、
蒸発器４の過熱度制御を行うことができる。
高くなりそうな時は、信頼性を重視して、吐出ガス過熱
度制御を行い、そうでない時は、性能向上を重視して、
蒸発器４の過熱度制御を行うことができる。
本発明は、以上説明したように、冗長性のあるメンバ
シツプ関係と経験則に基づいて得られた制御ルールに基
づいて、フアジー推論によつて、電動膨張弁の開度を操
作して、冷凍サイクル中の冷媒温度差の制御を行うよう
にしているので、運転条件が変化しても、幅広い運転範
囲にわたつて、安定した冷媒流量制御を行い得る効果が
あり、ひいては冷凍装置の性能向上と信頼性向上を図り
得る効果がある。
シツプ関係と経験則に基づいて得られた制御ルールに基
づいて、フアジー推論によつて、電動膨張弁の開度を操
作して、冷凍サイクル中の冷媒温度差の制御を行うよう
にしているので、運転条件が変化しても、幅広い運転範
囲にわたつて、安定した冷媒流量制御を行い得る効果が
あり、ひいては冷凍装置の性能向上と信頼性向上を図り
得る効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、第２図お
よび第３図はフアジー推論における制御ルールおよび制
御状況想定図、第４図（ａ）〜（ｃ）はフアジー推論に
おけるメンバシツプ関数を示す図、第５図，第６図およ
び第７図は本発明の第2,第３および第４の実施例を示す
系統図、第８図は第４の実施例における制御ルールのメ
モリ装置の内容の説明図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……電動膨張弁、４…
…蒸発器、5,5′……制御装置、6,7;6′,7′;6″,7″…
…センサ、8,8′……冷媒温度差設定器、9,9′……温度
差演算器、10,10′……フアジー推論プロセツサ、11,1
1′……制御ルールのメモリ装置、12,12′……膨張弁制
御器、15……制御ルールのメモリ装置、16……フアジー
推論プロセツサ、17……膨張弁制御器。
よび第３図はフアジー推論における制御ルールおよび制
御状況想定図、第４図（ａ）〜（ｃ）はフアジー推論に
おけるメンバシツプ関数を示す図、第５図，第６図およ
び第７図は本発明の第2,第３および第４の実施例を示す
系統図、第８図は第４の実施例における制御ルールのメ
モリ装置の内容の説明図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……電動膨張弁、４…
…蒸発器、5,5′……制御装置、6,7;6′,7′;6″,7″…
…センサ、8,8′……冷媒温度差設定器、9,9′……温度
差演算器、10,10′……フアジー推論プロセツサ、11,1
1′……制御ルールのメモリ装置、12,12′……膨張弁制
御器、15……制御ルールのメモリ装置、16……フアジー
推論プロセツサ、17……膨張弁制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 進 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 南方 留美 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 千秋 隆雄 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所清水工場内 (72)発明者 多賀 義明 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所清水工場内 (72)発明者 高木 啓史 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所清水工場内 (56)参考文献 特開 昭62−158953（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−85960（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−34564（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、電動膨張
弁とを備えた冷凍サイクルにおいて、前記冷凍サイクル
中の冷媒温度差を検知する検知手段と、冷媒温度差の情
報に対応させて、経験則に基づき電動膨張弁の開度操作
量に関する制御ルールを記憶したメモリ装置と、前記検
知手段から冷媒温度差に関する情報を取り込み、前記メ
モリ装置から前記情報に対応する制御ルールを取り込
み、電動膨張弁の開示操作量を演算して出力するフアジ
ー推論プロセツサとを有する制御装置を配備したことを
特徴とする冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321434A JP3039941B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321434A JP3039941B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186154A JPH03186154A (ja) | 1991-08-14 |
| JP3039941B2 true JP3039941B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=18132510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1321434A Expired - Fee Related JP3039941B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039941B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5165391B2 (ja) * | 2008-01-07 | 2013-03-21 | ホシザキ電機株式会社 | 冷却貯蔵庫 |
| JP5634081B2 (ja) * | 2010-03-01 | 2014-12-03 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1321434A patent/JP3039941B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03186154A (ja) | 1991-08-14 |
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