冷凍裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種冷凍裝置，可通過(guò)PID控制適當(dāng)決定將蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度控制為目標(biāo)過(guò)熱度的膨脹閥的閥開(kāi)度。冷凍裝置（R）通過(guò)與蒸發(fā)器（9）的入口側(cè)連接的膨脹閥（11）控制蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度，并具備通過(guò)PID控制調(diào)整膨脹閥（11）的閥開(kāi)度而將蒸發(fā)器（9）的制冷劑過(guò)熱度控制為規(guī)定的目標(biāo)過(guò)熱度的終端側(cè)控制裝置（13），該終端側(cè)控制裝置（13）在使膨脹閥（11）的閥開(kāi)度縮小時(shí)，使PID運(yùn)算的比例系數(shù)（Kp）與閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)（Kp）不同。
【專(zhuān)利說(shuō)明】冷凍裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過(guò)膨脹閥控制蒸發(fā)器的過(guò)熱度的冷凍裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，在例如超市及便利店等店鋪中設(shè)置有多臺(tái)開(kāi)放式陳列柜。而且，通過(guò)將與各開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器進(jìn)行了熱交換的冷氣吹出至陳列室內(nèi)，從而在該陳列室內(nèi)冷卻商品的同時(shí)進(jìn)行陳列。另外，雖然從與蒸發(fā)器一起構(gòu)成冷凍裝置的制冷劑回路的冷凍機(jī)的壓縮機(jī)向各開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器分配供給制冷劑，但對(duì)蒸發(fā)器的制冷劑供給由與入口側(cè)連接的膨脹閥來(lái)控制(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]另外，近年來(lái)，一直采用由步進(jìn)電機(jī)等驅(qū)動(dòng)的所謂電動(dòng)膨脹閥(在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中也稱(chēng)電子膨脹閥)。在控制上述膨脹閥的情況下，設(shè)定蒸發(fā)器的規(guī)定的目標(biāo)過(guò)熱度，以蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度(出口制冷劑溫度和入口制冷劑溫度之差)變?yōu)樵撃繕?biāo)過(guò)熱度的方式控制該閥開(kāi)度。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007 - 255845號(hào)公報(bào)
[0005]在此，圖5及圖6表示該種開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器出口的溫度與膨脹閥的閥開(kāi)度的關(guān)系。各圖表示通過(guò)根據(jù)蒸發(fā)器出口的溫度(制冷劑出口溫度)進(jìn)行動(dòng)作的波紋管調(diào)整閥開(kāi)度的所謂機(jī)械式膨脹閥(也稱(chēng)為溫度膨脹閥)的動(dòng)作，圖5為陳列室內(nèi)冷卻為冷藏溫度的冷藏式的開(kāi)放式陳列柜的情況下的機(jī)械式膨脹閥的理想的動(dòng)作特性，圖6為陳列室內(nèi)冷卻為冷凍溫度的冷凍式的開(kāi)放式陳列柜的情況下的機(jī)械式膨脹閥的理想的動(dòng)作特性。
[0006]在蒸發(fā)器出口的溫度上升的狀況下，由于制冷劑過(guò)熱度擴(kuò)大，因此，為了設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度(機(jī)械式膨脹閥的情況下為5deg左右)，膨脹閥通過(guò)波紋管的擴(kuò)張，擴(kuò)大以使向蒸發(fā)器流過(guò)更多的制冷劑的閥開(kāi)度。于是，當(dāng)蒸發(fā)器出口的溫度轉(zhuǎn)向下降時(shí)，這次相反波紋管會(huì)收縮，因此，變?yōu)榭s小閥開(kāi)度的動(dòng)作。
[0007]該閥開(kāi)度的擴(kuò)大和縮小動(dòng)作的特性在冷藏式的開(kāi)放式陳列柜和冷凍式的開(kāi)放式陳列柜中被設(shè)定為不同，特別是縮小的動(dòng)作如圖6所示，構(gòu)成為冷凍式的閥開(kāi)度進(jìn)一步快速縮小。這是由于能阻止在蒸發(fā)溫度更低的冷凍式中容易發(fā)生的向壓縮機(jī)的液體逆流。
[0008]另一方面，作為膨脹閥使用所謂的電動(dòng)膨脹閥時(shí)，其閥開(kāi)度通過(guò)控制裝置并利用基于目標(biāo)過(guò)熱度與目前的制冷劑過(guò)熱度的偏差的PID運(yùn)算來(lái)決定。因此，在冷藏式的開(kāi)放式陳列柜和冷凍式的開(kāi)放式陳列柜中閥開(kāi)度的擴(kuò)大與縮小特性變?yōu)橄嗤?，在冷凍式中發(fā)生液體逆流的危險(xiǎn)性變高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明正是為了解決上述現(xiàn)有的技術(shù)課題而設(shè)立的，其目的在于，提供可通過(guò)PID控制適當(dāng)決定將蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度控制為目標(biāo)過(guò)熱度的膨脹閥的閥開(kāi)度的冷凍裝置。
[0010]為了解決上述課題，本發(fā)明的冷凍裝置通過(guò)與蒸發(fā)器的入口側(cè)連接的膨脹閥控制蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度，其特征在于，具備通過(guò)PID控制調(diào)整膨脹閥的閥開(kāi)度而將蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度控制為規(guī)定的目標(biāo)過(guò)熱度的控制裝置，該控制裝置在使膨脹閥的閥開(kāi)度縮小時(shí)，使PID運(yùn)算的系數(shù)與使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的系數(shù)不同。
[0011]本發(fā)明第二方面的冷凍裝置，在上述發(fā)明中，其特征在于，具備用于檢測(cè)蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度的蒸發(fā)器過(guò)熱度檢測(cè)裝置，控制裝置通過(guò)基于目標(biāo)過(guò)熱度與蒸發(fā)器的目前的制冷劑過(guò)熱度的偏差的PID運(yùn)算控制膨脹閥的閥開(kāi)度。
[0012]本發(fā)明第三方面的冷凍裝置，在上述發(fā)明中，其特征在于，該控制裝置使膨脹閥的閥開(kāi)度縮小時(shí)的PID運(yùn)算的比例系數(shù)比使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)大。
[0013]本發(fā)明第四方面的冷凍裝置，在上述發(fā)明中，其特征在于，蒸發(fā)器分別設(shè)置在多臺(tái)開(kāi)放式陳列柜上，從具有與各開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器構(gòu)成規(guī)定的制冷劑回路的壓縮機(jī)的冷凍機(jī)向各開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器供給制冷劑，開(kāi)放式陳列柜的陳列室內(nèi)被冷卻為冷凍溫度。
[0014]本發(fā)明第五方面的冷凍裝置，在上述發(fā)明中，其特征在于，具備用于檢測(cè)向陳列室的吹出冷氣溫度的吹出冷氣溫度檢測(cè)裝置，控制裝置隨著向陳列室的吹出冷氣溫度接近該吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度而使目標(biāo)過(guò)熱度變大。
[0015]本發(fā)明第六方面的冷凍裝置，在上述發(fā)明中，其特征在于，控制裝置以向陳列室的吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度為基準(zhǔn)設(shè)定多個(gè)控制區(qū)，在各控制區(qū)中變更目標(biāo)過(guò)熱度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，在通過(guò)與蒸發(fā)器的入口側(cè)連接的膨脹閥控制蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度的冷凍裝置中，具備通過(guò)PID控制調(diào)整膨脹閥的閥開(kāi)度而將蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度控制為規(guī)定的目標(biāo)過(guò)熱度的控制裝置，該控制裝置在使膨脹閥的閥開(kāi)度縮小時(shí)，使PID運(yùn)算的系數(shù)與使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的系數(shù)不同，因此，能夠通過(guò)膨脹閥的閥開(kāi)度控制為所希望的特性的PID控制適當(dāng)決定閥開(kāi)度。
[0017]在這種情況下，例如本發(fā)明第二方面所述，設(shè)置用于檢測(cè)蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度的蒸發(fā)器過(guò)熱度檢測(cè)裝置，通過(guò)控制裝置并利用基于目標(biāo)過(guò)熱度與蒸發(fā)器的目前的制冷劑過(guò)熱度的偏差的PID運(yùn)算控制膨脹閥的閥開(kāi)度，本發(fā)明第三方面所述，只要使膨脹閥的閥開(kāi)度縮小時(shí)的PID運(yùn)算的比例系數(shù)比使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)大，本發(fā)明第四方面所述，能夠有效地消除在蒸發(fā)溫度的蒸發(fā)溫度低的冷凍式的開(kāi)放式陳列柜等的液體逆流的問(wèn)題。
[0018]另外，本發(fā)明第五方面所述，只要設(shè)置用于檢測(cè)向陳列室的吹出冷氣溫度的吹出冷氣溫度檢測(cè)裝置，控制裝置隨著向陳列室的吹出冷氣溫度接近該吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度而使目標(biāo)過(guò)熱度變大，例如，本發(fā)明第六方面所述，通過(guò)以吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度為基準(zhǔn)設(shè)定多個(gè)控制區(qū)，在各控制區(qū)中變更目標(biāo)過(guò)熱度，由此，基于向陳列室的吹出冷氣溫度并利用膨脹閥調(diào)整蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度，使蒸發(fā)器的有效面積變化。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是具備多臺(tái)應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)放式陳列柜的冷凍裝置的制冷劑回路及控制的構(gòu)成圖；
[0020]圖2是圖1的開(kāi)放式陳列柜的縱剖側(cè)面圖；
[0021]圖3是說(shuō)明圖1的開(kāi)放式陳列柜的膨脹閥的閥開(kāi)度決定的流程圖；
[0022]圖4是說(shuō)明圖1的開(kāi)放式陳列柜的膨脹閥的實(shí)際的閥開(kāi)度控制的圖；
[0023]圖5是冷藏式的開(kāi)放式陳列柜的膨脹閥的動(dòng)作特性的圖；
[0024]圖6是冷凍式的開(kāi)放式陳列柜的膨脹閥的動(dòng)作特性的圖。
[0025]符號(hào)說(shuō)明
[0026]R冷凍裝置
[0027]I開(kāi)放式陳列柜
[0028]2冷凍機(jī)
[0029]3壓縮機(jī)
[0030]4散熱器
[0031]7、8制冷劑配管
[0032]9蒸發(fā)器
[0033]11膨脹閥
[0034]12主控制裝置(控制裝置)
[0035]13終端側(cè)控制裝置(控制裝置)
[0036]14低壓壓力傳感器
[0037]23陳列室
[0038]36吹出溫度傳感器(吹出冷氣溫度檢測(cè)裝置)
[0039]41入口溫度傳感器(蒸發(fā)器過(guò)熱度檢測(cè)裝置)
[0040]42出口溫度傳感器(蒸發(fā)器過(guò)熱度檢測(cè)裝置)

【具體實(shí)施方式】
[0041]以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)用本發(fā)明的一實(shí)施例的冷凍裝置R冷卻設(shè)置于超市等店鋪的多臺(tái)冷凍式的開(kāi)放式陳列柜1，由設(shè)置于店鋪內(nèi)的各開(kāi)放式陳列柜I和向它們分配供給制冷劑的冷凍機(jī)2構(gòu)成。實(shí)施例的冷凍機(jī)2具備可控制運(yùn)行頻率的壓縮機(jī)3、與該壓縮機(jī)3的排出側(cè)連接且使高溫高壓的氣體制冷劑散熱的散熱器
4、及使該散熱器4空冷的室外送風(fēng)機(jī)6。
[0042]另外，冷凍裝置R中使用的制冷劑為公知的制冷劑，在此不進(jìn)行特定，但在散熱器4中進(jìn)行冷凝的制冷劑的情況下，散熱器4變?yōu)槔淠?，在如二氧化碳那樣高壓?cè)變?yōu)槌R界狀態(tài)的情況下，制冷劑在散熱器4不進(jìn)行冷凝，僅散熱。
[0043]該冷凍機(jī)2設(shè)置于店鋪外，與散熱器4的出口側(cè)連接的制冷劑配管7和與壓縮機(jī)3的吸入側(cè)連接的制冷劑配管8面向店鋪內(nèi)，成為在它們并聯(lián)有各開(kāi)放式陳列柜I的形式。即，如后面詳細(xì)敘述，各開(kāi)放式陳列柜I具備蒸發(fā)器9和與該蒸發(fā)器9的制冷劑入口側(cè)連接的膨脹閥11，膨脹閥11的制冷劑入口與制冷劑配管7連接，蒸發(fā)器9的制冷劑出口與制冷劑配管8連接構(gòu)成冷凍裝置R的公知的制冷劑回路。另外，實(shí)施例的膨脹閥11為由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)膨脹閥，可以將閥開(kāi)度控制在包含全閉的規(guī)定的值。
[0044]在圖1中，12為主控制裝置。該主控制裝置12為用于集中控制設(shè)置于店鋪的各開(kāi)放式陳列柜I及冷凍機(jī)2的主控制器，以在該主控制裝置12中能夠設(shè)定各開(kāi)放式陳列柜I的設(shè)定溫度等運(yùn)行條件的方式構(gòu)成。在各開(kāi)放式陳列柜I及冷凍機(jī)2中設(shè)有終端側(cè)控制裝置13，分別通過(guò)通信線與主控制裝置12連接，且以可進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的方式構(gòu)成(圖1中僅表示最左邊的開(kāi)放式陳列柜I)。
[0045]這些主控制裝置12及各終端側(cè)控制裝置13均由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，通過(guò)這些構(gòu)筑本發(fā)明的控制裝置。從主控制裝置12發(fā)送對(duì)各開(kāi)放式陳列柜I及冷凍機(jī)2的終端側(cè)控制裝置13賦予的ID以及前述的運(yùn)行條件相關(guān)的數(shù)據(jù)等，從各終端側(cè)控制裝置13向主控制裝置12發(fā)送自身的ID以及與各開(kāi)放式陳列柜I及冷凍機(jī)2的各部的溫度及壓力等運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)，并被收集。主控制裝置12中，構(gòu)成為可對(duì)這些收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)/分析等，由此，主控制裝置12可以集中控制各開(kāi)放式陳列柜I及冷凍機(jī)2。
[0046]在冷凍機(jī)2中設(shè)有檢查制冷劑回路的低壓壓力的作為低壓壓力檢測(cè)裝置的低壓壓力傳感器14等，與冷凍機(jī)2的終端側(cè)控制裝置13連接。而且，冷凍機(jī)2的終端側(cè)控制裝置13基于該低壓壓力傳感器14檢測(cè)的制冷劑回路的低壓壓力和規(guī)定的低壓設(shè)定值，以低壓壓力變?yōu)榈蛪涸O(shè)定值的方式控制冷凍機(jī)2的壓縮機(jī)3的運(yùn)行頻率和室外送風(fēng)機(jī)6的運(yùn)行。
[0047]下面，對(duì)開(kāi)放式陳列柜I及設(shè)于其的終端側(cè)控制裝置13進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例的開(kāi)放式陳列柜I由截面大致2字狀的隔熱壁16和安裝于該隔熱壁16的兩側(cè)未圖示的側(cè)板構(gòu)成。在隔熱壁16的內(nèi)側(cè)分別存在間隔而安裝有隔板17、18，在這些隔板17及18之間設(shè)為內(nèi)層通道19，在外側(cè)的隔板18和隔熱壁16之間設(shè)為外層通道21。
[0048]在內(nèi)側(cè)的隔板17的下部前方設(shè)有底板22，將這些隔板17和底板22的內(nèi)側(cè)作為陳列室23。在陳列室23的前面開(kāi)口 24的上緣的隔熱壁16上并設(shè)有安裝有蜂窩材料的內(nèi)層吹出口 26及外層吹出口 27，這些內(nèi)層吹出口 26及外層吹出口 27分別與內(nèi)層通道19及外層通道21連通。在開(kāi)口 24的下緣的隔熱壁16并設(shè)有內(nèi)層吸入口 28和外層吸入口 29，兩吸入口 28、29分別與內(nèi)層通道19及外層通道21連通。
[0049]另一方面，在底板22下方的內(nèi)層通道19及外層通道21內(nèi)，分別安裝有內(nèi)層送風(fēng)機(jī)31及外層送風(fēng)機(jī)32。另外，在背面的內(nèi)層通道19內(nèi)縱設(shè)有構(gòu)成冷凍裝置R的制冷劑回路的前述的蒸發(fā)器9，并且，在陳列室23內(nèi)架設(shè)有多層商品陳列用的貨架33。另外，34為安裝于開(kāi)口 24的上側(cè)的隔熱壁16前面的溫度顯示器。
[0050]然后，36為設(shè)于內(nèi)層吹出口 26跟前的內(nèi)層通道19內(nèi)的作為吹出冷氣溫度檢測(cè)裝置的吹出溫度傳感器，對(duì)與蒸發(fā)器9進(jìn)行了熱交換之后從內(nèi)層吹出口 26吹出的冷氣的溫度(吹出冷氣溫度)進(jìn)行檢測(cè)。37為設(shè)于陳列室23內(nèi)的上部的作為陳列室內(nèi)溫度檢測(cè)裝置的陳列室溫度傳感器，對(duì)陳列室23內(nèi)的冷氣的溫度(陳列室內(nèi)溫度)進(jìn)行檢測(cè)。另外，38為設(shè)于內(nèi)層送風(fēng)機(jī)31跟前的內(nèi)層通道19內(nèi)的作為吸入冷氣溫度檢測(cè)裝置的吸入溫度傳感器，對(duì)從內(nèi)層吸入口 28吸入的冷氣的溫度(吸入冷氣溫度)進(jìn)行檢測(cè)。另外，41及42為分別對(duì)蒸發(fā)器9的制冷劑入口側(cè)及制冷劑出口側(cè)的制冷劑溫度進(jìn)行檢測(cè)的入口溫度傳感器及出口溫度傳感器，它們構(gòu)成蒸發(fā)器過(guò)熱度檢測(cè)裝置。
[0051]而且，這些吹出溫度傳感器36、陳列室溫度傳感器37、吸入溫度傳感器38、入口溫度傳感器41及出口溫度傳感器42的輸出與該開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13連接。而且，終端側(cè)控制裝置13根據(jù)這些溫度傳感器的輸出控制膨脹閥11的閥開(kāi)度及各送風(fēng)機(jī)31,32的運(yùn)行，并且，通過(guò)溫度顯示器34顯示陳列室溫度傳感器37檢測(cè)的溫度。特別地，終端側(cè)控制裝置13根據(jù)出口溫度傳感器42檢測(cè)的蒸發(fā)器9的制冷劑出口溫度和入口溫度傳感器41檢測(cè)的蒸發(fā)器9的制冷劑入口溫度之差，檢測(cè)蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度，并基于該制冷劑過(guò)熱度控制膨脹閥11的閥開(kāi)度。
[0052]通過(guò)以上的構(gòu)成對(duì)實(shí)施例的冷凍裝置R的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)壓縮機(jī)3運(yùn)行時(shí)，由該壓縮機(jī)3壓縮的高溫高壓的氣體制冷劑流入散熱器4進(jìn)行散熱(于是，在使用冷凝的制冷劑的情況下進(jìn)行冷凝)。從散熱器4出來(lái)的制冷劑經(jīng)過(guò)制冷劑配管7進(jìn)入店鋪內(nèi)，并分配給各開(kāi)放式陳列柜I。到達(dá)開(kāi)放式陳列柜I的膨脹閥11的制冷劑在此減壓后，流入蒸發(fā)器9進(jìn)行蒸發(fā)。在這時(shí)的吸熱作用下，蒸發(fā)器9發(fā)揮冷卻能力。
[0053]與蒸發(fā)器9進(jìn)行了熱交換的內(nèi)層通道19內(nèi)的冷氣通過(guò)內(nèi)層送風(fēng)機(jī)31從開(kāi)口 24上緣的內(nèi)層吹出口 26向陳列室23的開(kāi)口 24吹出，從開(kāi)口 24下緣的內(nèi)層吸入口 28吸入，由此，在開(kāi)口 24構(gòu)成冷氣氣簾。另外，由外層送風(fēng)機(jī)32經(jīng)過(guò)外層通道21從外層吹出口 27吹出、從外層吸入口 29吸入的空氣氣簾起到保護(hù)內(nèi)側(cè)的冷氣氣簾的作用。
[0054]該冷氣氣簾的一部分在陳列室23內(nèi)循環(huán)以冷卻各貨架33上的商品。從蒸發(fā)器9出來(lái)的制冷劑在制冷劑配管8和來(lái)自其它開(kāi)放式陳列柜I的制冷劑合流后，重復(fù)再次吸入壓縮機(jī)3的循環(huán)。
[0055]下面，對(duì)各開(kāi)放式陳列柜I的膨脹閥11的閥開(kāi)度控制進(jìn)行說(shuō)明。首先，各開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13基于由主控制裝置12發(fā)送至該終端側(cè)控制裝置13的目標(biāo)過(guò)熱度、和從出口溫度傳感器42及入口溫度傳感器41得到的蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度，以該制冷劑過(guò)熱度變?yōu)槟繕?biāo)過(guò)熱度的方式控制膨脹閥(電動(dòng)膨脹閥)11的閥開(kāi)度。在該情況下，終端側(cè)控制裝置13通過(guò)實(shí)用、不干涉PID控制來(lái)控制膨脹閥11。
[0056]即，在實(shí)施例中，通過(guò)由當(dāng)前的制冷劑過(guò)熱度和目標(biāo)過(guò)熱度的偏差e、比例系數(shù)KP、微分系數(shù)KD、積分時(shí)間T1、微分時(shí)間TD表達(dá)的一般的實(shí)用、不干涉PID運(yùn)算式計(jì)算出膨脹閥11的操作量(閥開(kāi)度變化量)Λ MVn。開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13通過(guò)基于蒸發(fā)器9的當(dāng)前的制冷劑過(guò)熱度和目標(biāo)過(guò)熱度的偏差e的上述PID運(yùn)算控制膨脹閥11的閥開(kāi)度，將蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度控制在目標(biāo)過(guò)熱度。
[0057]在這種情況下，終端側(cè)控制裝置13切換使膨脹閥11的閥開(kāi)度縮小時(shí)的所述比例系數(shù)Kp和使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)Kp，使用不同的比例系數(shù)。圖3表示切換該比例系數(shù)Kp決定閥開(kāi)度的終端側(cè)控制裝置13的流程。
[0058]終端側(cè)控制裝置13在步驟SI中判斷出口溫度傳感器12檢測(cè)出的目前(現(xiàn)在)的蒸發(fā)器9的制冷劑出口溫度(蒸發(fā)器出口溫度)和由此開(kāi)始規(guī)定時(shí)間(t秒)之前的蒸發(fā)器9的制冷劑出口溫度之差是否比O大。即判斷在該規(guī)定時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)器9的制冷劑出口溫度是否上升。當(dāng)上升時(shí)由于蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度擴(kuò)大，因此，根據(jù)終端側(cè)控制裝置13的PID運(yùn)算變?yōu)閿U(kuò)大膨脹閥11的閥開(kāi)度的方向，但是，在該情況下，進(jìn)入步驟S2，通過(guò)比例系數(shù)Kp為“小”執(zhí)行PID運(yùn)算。
[0059]相反，在步驟SI中，當(dāng)在該規(guī)定時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)器9的制冷劑出口溫度相同或下降時(shí)，由于蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度朝向縮小，因此，根據(jù)終端側(cè)控制裝置13的PID運(yùn)算變?yōu)榭s小膨脹閥11的閥開(kāi)度的方向，但是，在該情況下，進(jìn)入步驟S3，通過(guò)比例系數(shù)Kp為“大”執(zhí)行PID運(yùn)算。然后，在任何情況下都進(jìn)入步驟S4，將運(yùn)算的閥開(kāi)度輸出到膨脹閥11。
[0060]由此，作為電動(dòng)膨脹閥的膨脹閥11的閥開(kāi)度特性變?yōu)槿鐖D6的情況相同快速縮小閥開(kāi)度的狀態(tài)，能可靠地阻止在蒸發(fā)溫度更低的冷凍式的開(kāi)放式陳列柜中容易發(fā)生的向壓縮機(jī)3的液體逆流.
[0061]下面，參照?qǐng)D4對(duì)通過(guò)上述的PID運(yùn)算而決定閥開(kāi)度的膨脹閥11的閥開(kāi)度控制進(jìn)行說(shuō)明。在主控制裝置12 (也可以為各開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13)設(shè)定有各開(kāi)放式陳列柜I的吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度。而且，主控制裝置12以所設(shè)定的設(shè)定溫度(溫度調(diào)節(jié)設(shè)定)為基準(zhǔn)設(shè)定多個(gè)控制區(qū)(在實(shí)施例中為控制區(qū)I?控制區(qū)4合計(jì)四個(gè))(圖4)。
[0062]在該情況下，實(shí)施例的主控制裝置12設(shè)定比吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度高規(guī)定值的切換溫度1、和該切換溫度I與設(shè)定溫度之間的切換溫度2，將切換溫度I以上的區(qū)域設(shè)為控制區(qū)1，比切換溫度I低且在切換溫度2以上的區(qū)域設(shè)為控制區(qū)2，比切換溫度2低且比設(shè)定溫度高的區(qū)域設(shè)為控制區(qū)3，設(shè)定溫度以下的區(qū)域設(shè)為控制區(qū)4。
[0063]而且，在由開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13發(fā)送的吹出冷氣溫度(吹出溫度傳感器36檢測(cè)的溫度)位于距設(shè)定溫度的上面最遠(yuǎn)的控制區(qū)I時(shí)，將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)為目標(biāo)過(guò)熱度I (例如5deg左右)，位于比控制區(qū)I更接近設(shè)定溫度的控制區(qū)2時(shí)，將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)為比目標(biāo)過(guò)熱度I大的目標(biāo)過(guò)熱度2 (例如8deg左右)，在位于比控制區(qū)2更接近設(shè)定溫度的控制區(qū)3時(shí)，將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)為比目標(biāo)過(guò)熱度2更大的目標(biāo)過(guò)熱度3 (例如15deg左右)。即，越是接近設(shè)定溫度的控制區(qū)，目標(biāo)過(guò)熱度越大。由此，隨著吹出冷氣溫度接近其設(shè)定溫度，目標(biāo)過(guò)熱度變大。而且，主控制裝置12向該開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13發(fā)送決定后的目標(biāo)過(guò)熱度的數(shù)據(jù)(與運(yùn)行條件相關(guān)的數(shù)據(jù))。另外，在吹出冷氣溫度位于控制區(qū)4時(shí)，主控制裝置12將以使膨脹閥11全閉(閥開(kāi)度為零)為主旨的數(shù)據(jù)(與運(yùn)行條件相關(guān)的數(shù)據(jù))發(fā)送給該開(kāi)放式陳列柜的終端側(cè)控制裝置13。
[0064]從主控制裝置12接收與膨脹閥11的控制相關(guān)的上述數(shù)據(jù)的開(kāi)放式陳列柜I的終端側(cè)控制裝置13以從出口溫度傳感器42和入口溫度傳感器41得到的蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度變?yōu)楦髂繕?biāo)過(guò)熱度的方式通過(guò)前述的PID運(yùn)算控制膨脹閥11的閥開(kāi)度，并且，在發(fā)送全閉的指示的情況下，使膨脹閥11全閉(閥開(kāi)度為零)。
[0065]將由上述膨脹閥11的閥開(kāi)度控制產(chǎn)生的開(kāi)放式陳列柜I的吹出溫度的推移一并在圖3中表示。若假定設(shè)置了開(kāi)放式陳列柜I后及蒸發(fā)器9的除霜后的所謂下降(pulldown)，則在吹出溫度傳感器36檢測(cè)的當(dāng)前的吹出冷氣溫度升高至切換溫度I以上且位于控制區(qū)I的情況下，目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)為目標(biāo)過(guò)熱度I (5deg左右)，因此，蒸發(fā)器9的有效面積較大(從制冷劑入口到出口附近液體制冷劑存在的量的制冷劑由膨脹閥11供給)。由此，通過(guò)內(nèi)層送風(fēng)機(jī)31循環(huán)，與蒸發(fā)器9進(jìn)行熱交換后，從內(nèi)層吹出口 26吹出的冷氣的溫度(吹出冷氣溫度)急速下降。
[0066]然后，若吹出冷氣溫度變得比切換溫度I低，且進(jìn)入控制區(qū)2，則目標(biāo)過(guò)熱度擴(kuò)大至目標(biāo)過(guò)熱度2 (8deg左右)。由此，蒸發(fā)器9的有效面積縮小，因此，吹出冷氣溫度的下降程度變得緩慢。而且，若吹出冷氣溫度變得比切換溫度2低，且進(jìn)入控制區(qū)3，則目標(biāo)過(guò)熱度進(jìn)一步擴(kuò)大至目標(biāo)過(guò)熱度3 (15deg左右)。由此，蒸發(fā)器9的有效面積進(jìn)一步縮小，因此，吹出冷氣溫度的下降程度進(jìn)一步變緩，逐漸接近設(shè)定溫度，或多或少一邊上下浮動(dòng)一邊趨于穩(wěn)定(圖4)。
[0067]另外，在吹出冷氣溫度變?yōu)樵O(shè)定溫度以下而進(jìn)入控制區(qū)4的情況下，如前述那樣，膨脹閥11全閉，因此，向蒸發(fā)器9的制冷劑供給停止，陳列室3的冷卻停止(斷熱)。然后，在吹出溫度傳感器36檢測(cè)的溫度上升而進(jìn)入控制區(qū)3的情況下，膨脹閥11再次開(kāi)放，恢復(fù)至由目標(biāo)過(guò)熱度3控制的狀態(tài)。
[0068]如上所述，在本發(fā)明中，在通過(guò)與蒸發(fā)器9的入口側(cè)連接的膨脹閥11控制蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度的冷凍裝置R中，具備通過(guò)PID控制調(diào)整膨脹閥11的閥開(kāi)度而將蒸發(fā)器
9的制冷劑過(guò)熱度控制為規(guī)定的目標(biāo)過(guò)熱度的主控制裝置12及終端側(cè)控制裝置13，終端側(cè)控制裝置13在使膨脹閥11的閥開(kāi)度縮小時(shí)的PID運(yùn)算的比例系數(shù)Kp與使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)Kp不同，因此，能夠通過(guò)膨脹閥11的閥開(kāi)度控制為所希望的特性的PID控制適當(dāng)決定閥開(kāi)度。
[0069]在實(shí)施例中，使膨脹閥11的閥開(kāi)度縮小時(shí)的PID運(yùn)算的比例系數(shù)比使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)大，因此，能夠有效地消除向在蒸發(fā)器9的制冷劑的蒸發(fā)溫度低的冷凍式的開(kāi)放式陳列柜I中的壓縮機(jī)3的液體逆流的問(wèn)題。
[0070]另外，向陳列室23的吹出冷氣溫度接近該吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度而使目標(biāo)過(guò)熱度變大，在實(shí)施例中，以吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度為基準(zhǔn)設(shè)定多個(gè)控制區(qū)I?4，在各控制區(qū)I?4中變更目標(biāo)過(guò)熱度。因此，能夠基于向陳列室23的吹出冷氣溫度并利用膨脹閥11調(diào)整蒸發(fā)器9的制冷劑過(guò)熱度，使蒸發(fā)器9的有效面積變化。由此，能將開(kāi)放式陳列柜I的陳列室23可靠且穩(wěn)定地冷卻。
[0071]另外，在實(shí)施例中，對(duì)用由主控制裝置12和終端側(cè)控制裝置13構(gòu)筑的冷凍裝置R控制膨脹閥11的閥開(kāi)度進(jìn)行了說(shuō)明，但并未限于此，也可以終端側(cè)控制裝置13設(shè)定自身的開(kāi)放式陳列柜I的蒸發(fā)器9的目標(biāo)過(guò)熱度，控制膨脹閥11的閥開(kāi)度。
[0072]特別是，在實(shí)施例中，使膨脹閥11的閥開(kāi)度縮小時(shí)的比例系數(shù)比使閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的系數(shù)大，但是，在使用冷凍式的開(kāi)放式陳列柜I以外的冷凍裝置使用的情況并不限于此，只要對(duì)應(yīng)該冷凍裝置所要求的膨脹閥的閥開(kāi)度控制的特性使用不同的比例系數(shù)即可。
[0073]另外，在實(shí)施例中，將PID運(yùn)算的比例系數(shù)Kp切換為“小”和“大”，但是，這些值應(yīng)該對(duì)應(yīng)冷凍裝置的用途適當(dāng)設(shè)定。另外，在實(shí)施例中，僅對(duì)比例系數(shù)Kp進(jìn)行變更，但是，在本發(fā)明第一方面和第二方面并不限于此，也可以為包含微分系數(shù)KD進(jìn)行變更。
【權(quán)利要求】
1.一種冷凍裝置，通過(guò)與蒸發(fā)器的入口側(cè)連接的膨脹閥控制所述蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度，其特征在于， 具備通過(guò)PID控制調(diào)整所述膨脹閥的閥開(kāi)度而將所述蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度控制為規(guī)定的目標(biāo)過(guò)熱度的控制裝置， 該控制裝置在使所述膨脹閥的閥開(kāi)度縮小時(shí)，使所述PID運(yùn)算的系數(shù)與使所述閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的系數(shù)不同。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于， 具備用于檢測(cè)所述蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)熱度的蒸發(fā)器過(guò)熱度檢測(cè)裝置， 所述控制裝置通過(guò)基于所述目標(biāo)過(guò)熱度與所述蒸發(fā)器的目前的制冷劑過(guò)熱度的偏差的PID運(yùn)算控制所述膨脹閥的閥開(kāi)度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冷凍裝置，其特征在于， 該控制裝置使所述膨脹閥的閥開(kāi)度縮小時(shí)的所述PID運(yùn)算的比例系數(shù)比使所述閥開(kāi)度擴(kuò)大時(shí)的比例系數(shù)大。
4.如權(quán)利要求3所述的冷凍裝置，其特征在于， 所述蒸發(fā)器分別設(shè)置在多臺(tái)開(kāi)放式陳列柜上，從具有與各開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器構(gòu)成規(guī)定的制冷劑回路的壓縮機(jī)的冷凍機(jī)向所述各開(kāi)放式陳列柜的蒸發(fā)器供給制冷劑， 所述開(kāi)放式陳列柜的陳列室內(nèi)被冷卻為冷凍溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的冷凍裝置，其特征在于， 具備用于檢測(cè)向所述陳列室的吹出冷氣溫度的吹出冷氣溫度檢測(cè)裝置， 所述控制裝置隨著向所述陳列室的吹出冷氣溫度接近該吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度而使所述目標(biāo)過(guò)熱度變大。
6.如權(quán)利要求5所述的冷凍裝置，其特征在于， 所述控制裝置以向所述陳列室的吹出冷氣溫度的設(shè)定溫度為基準(zhǔn)設(shè)定多個(gè)控制區(qū)，在各控制區(qū)中變更所述目標(biāo)過(guò)熱度。
【文檔編號(hào)】A47F3/04GK104075511SQ201410116457
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】岡村隼次, 桶谷哲也, 卷島芳樹(shù), 轟篤 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社