專利名稱：空氣調(diào)節(jié)機(jī)、膨脹閥的開度控制方法以及存儲(chǔ)有膨脹閥的開度控制程序的計(jì)算機(jī)可讀取 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)機(jī)、膨脹閥的開度控制方法以及程序，特別是涉及通過控制膨脹閥的開度來調(diào)整制冷劑的流量的空氣調(diào)節(jié)機(jī)、膨脹閥的開度控制方法以及程序。
背景技術(shù)：
通常，空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括壓縮機(jī)、四通(切換)閥、室外熱交換器、進(jìn)行減壓時(shí)調(diào)節(jié)制冷劑流量的膨脹閥、室內(nèi)熱交換器等部件。在這樣的空氣調(diào)節(jié)機(jī)中，通過切換四通閥，可以實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，連接配管以便構(gòu)成制冷劑按照壓縮機(jī)、四通閥、室外熱交換器(冷凝器)、膨脹閥、室內(nèi)熱交換器(蒸發(fā)器)、四通閥、壓縮機(jī)的順序流動(dòng)的制冷劑流動(dòng)通道(制冷循環(huán))。由此，室內(nèi)熱交換器吸收的熱量用室外熱交換器排放到室外。此外，在制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，連接配管以便構(gòu)成制冷劑按照壓縮機(jī)、四通閥、室內(nèi)熱交換器(冷凝器)、膨脹閥、室外熱交換器(蒸發(fā)器)、四通閥、壓縮機(jī)的順序流動(dòng)的制冷劑流動(dòng)通道(制熱循環(huán))。由此，室外熱交換器吸收的室外熱量用室內(nèi)熱交換器排放到室內(nèi)。通常，在形成上述熱交換循環(huán)時(shí)，通過檢測(cè)蒸發(fā)器的溫度和蒸發(fā)器的出ロ溫度來計(jì)算過熱度，并利用該過熱度控制膨脹閥的開度。作為膨脹閥的其他控制方法，專利文獻(xiàn)I中記載了通過檢測(cè)膨脹閥的入口溫度和膨脹閥的出口溫度(或蒸發(fā)器的入口溫度)來推測(cè)蒸發(fā)飽和溫度，井根據(jù)推測(cè)出的蒸發(fā)飽和溫度和設(shè)定過熱度量來決定壓縮機(jī)的目標(biāo)吸入溫度，并控制膨脹閥的開度以使壓縮機(jī)的吸入溫度和目標(biāo)吸入溫度一致。專利文獻(xiàn)2記載了根據(jù)壓縮機(jī)的噴出制冷劑溫度、以及基于蒸發(fā)溫度和冷凝溫度計(jì)算出的噴出制冷劑溫度的最佳溫度的溫度差，控制膨脹閥的開度。專利文獻(xiàn)I :日本專利公開公報(bào)特開平7-98160號(hào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利公開公報(bào)特開平4-93541號(hào)為了計(jì)算過熱度而使用蒸發(fā)器的溫度和蒸發(fā)器的出口溫度的情況下，有必要在蒸發(fā)器的入口和出口分別設(shè)置熱敏電阻等溫度傳感器。即使如專利文獻(xiàn)I那樣，不檢測(cè)蒸發(fā)器的溫度就可以推測(cè)過熱度的情況下，也需要另外設(shè)置用于檢測(cè)壓縮機(jī)的吸入溫度的熱敏電阻等。專利文獻(xiàn)2中，通過檢測(cè)噴出制冷劑溫度、蒸發(fā)溫度和冷凝溫度來控制膨脹閥的開度，沒有記載用兩處的溫度差控制膨脹閥的開度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于不增加溫度傳感器的數(shù)量就能夠適當(dāng)?shù)乜刂婆蛎涢y的開度的空氣調(diào)節(jié)機(jī)、膨脹閥的開度控制方法和程序。本發(fā)明ー個(gè)方面的空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括壓縮機(jī)，用于壓縮制冷劑；膨脹閥，用于調(diào)整制冷劑的流量；第一溫度傳感器，用于檢測(cè)壓縮機(jī)的噴出溫度；第二溫度傳感器，用于檢測(cè)冷凝器的溫度；以及控制裝置，用于控制膨脹閥的開度，控制裝置計(jì)算由第一溫度傳感器檢測(cè)出的噴出溫度和由第二溫度傳感器檢測(cè)出的冷凝器的溫度之差，作為噴出溫度差，控制裝置根據(jù)計(jì)算出的噴出溫度差和設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差，將通?？刂茣r(shí)的膨脹閥的開度設(shè)定為基本開度。優(yōu)選的是，當(dāng)計(jì)算出的噴出溫度差在預(yù)先設(shè)定的第一閾值以上時(shí)，控制裝置將膨脹閥的開度控制成比通?？刂茣r(shí)的基本開度増大。優(yōu)選的是，當(dāng)計(jì)算出的噴出溫度差在預(yù)先設(shè)定的第二閾值以下時(shí)，控制裝置將膨脹閥的開度控制成比通?？刂茣r(shí)的基本開度減小。且第二閾值小于第一閾值。優(yōu)選的是，控制裝置根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出目標(biāo)噴出溫度差。優(yōu)選的是，空氣調(diào)節(jié)機(jī)還包括切換閥，用于切換制冷劑在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)中的流動(dòng)方向；室外熱交換器，用于在室外空氣和制冷劑之間進(jìn)行熱交換；以及室內(nèi)熱交換器，用于在室內(nèi)空氣和制冷劑之間進(jìn)行熱交換，在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷凝器對(duì)應(yīng)于室外熱交換器，并且在制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷凝器對(duì)應(yīng)于室內(nèi)熱交換器。本發(fā)明另一方面的膨脹閥的開度控制方法用于在空氣調(diào)節(jié)機(jī)中控制膨脹閥的開度，空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括膨脹閥，用于調(diào)整制冷劑的流量；第一溫度傳感器，用于檢測(cè)壓縮機(jī)的噴出溫度；以及第二溫度傳感器，用于檢測(cè)冷凝器的溫度，膨脹閥的開度控制方法包括計(jì)算由第一溫度傳感器檢測(cè)出的噴出溫度和由第二溫度傳感器檢測(cè)出的冷凝器的溫度之差，作為噴出溫度差的步驟；以及根據(jù)計(jì)算出的噴出溫度差和設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差，將通?？刂茣r(shí)的膨脹閥的開度設(shè)定為基本開度的步驟。本發(fā)明再一方面涉及存儲(chǔ)有膨脹閥的開度控制程序的計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)。該膨脹閥的開度控制程序用于在空氣調(diào)節(jié)機(jī)所具備的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行以下步驟，空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括膨脹閥，用于調(diào)整制冷劑的流量；第一溫度傳感器，用于檢測(cè)壓縮機(jī)的噴出溫度；以及第ニ溫度傳感器，用于檢測(cè)冷凝器的溫度，所述步驟包括計(jì)算由第一溫度傳感器檢測(cè)出的噴出溫度和由第二溫度傳感器檢測(cè)出的冷凝器的溫度之差，作為噴出溫度差的步驟；以及根據(jù)計(jì)算出的噴出溫度差和設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差，將通?？刂茣r(shí)的膨脹閥的開度設(shè)定為基本開度的步驟。按照本發(fā)明，由于根據(jù)壓縮機(jī)的噴出溫度和冷凝器的溫度之差(噴出溫度差)、以及設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差，來設(shè)定膨脹閥的開度，所以不增加溫度傳感器的數(shù)量，就能夠適當(dāng)?shù)乜刂婆蛎涢y的開度。


圖I是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)中的制冷劑回路的圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的外觀圖。圖3是簡要表示圖2所示的室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的斷面圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室外機(jī)的外觀圖。圖5是簡要表示圖4所示的室外機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖7是表示莫里爾圖(P — h線圖)的一個(gè)例子的圖。 圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的目標(biāo)噴出溫度差以及各閾值與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的圖。圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的目標(biāo)開度計(jì)算處理的流程圖。附圖標(biāo)記說明I室外熱交換器2膨脹閥3室內(nèi)熱交換器 4四通閥5壓縮機(jī)6、7、8、11、21 溫度傳感器12步進(jìn)電動(dòng)機(jī)14室內(nèi)風(fēng)扇15百葉板16百葉板電動(dòng)機(jī)24室外風(fēng)扇30控制部32處理器34存儲(chǔ)器36操作部38界面部38a存儲(chǔ)介質(zhì)100室內(nèi)機(jī)200室外機(jī)
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，圖中相同或者相應(yīng)部分采用相同的附圖標(biāo)記，不再重復(fù)進(jìn)行說明。<關(guān)于制冷劑回路>首先，對(duì)本實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)中的制冷劑回路的例子進(jìn)行說明。圖I是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)中的制冷劑回路的圖。參照?qǐng)D1，空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括室外機(jī)側(cè)的熱交換器I (以下稱為“室外熱交換器”)、膨脹閥2、室內(nèi)機(jī)側(cè)的熱交換器3(以下稱為“室內(nèi)熱交換器”)、四通閥4和壓縮機(jī)5，它們依次連接成閉環(huán)狀。壓縮機(jī)5用于壓縮制冷劑。室外熱交換器I在室外的空氣和制冷劑之間進(jìn)行熱交換。膨脹閥2被控制成用于調(diào)整制冷劑的流量。室內(nèi)熱交換器3在室內(nèi)的空氣和制冷劑之間進(jìn)行熱交換。四通閥4在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)中切換制冷劑的流動(dòng)方向?？諝庹{(diào)節(jié)機(jī)還包括溫度傳感器6，用于測(cè)量室外熱交換器I的溫度；溫度傳感器7，用于測(cè)量壓縮機(jī)5的噴出溫度；以及溫度傳感器8，用于測(cè)量室內(nèi)熱交換器3的溫度。這些溫度傳感器6、7、8例如是熱敏電阻。如圖I的箭頭所示，在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，制冷劑按照壓縮機(jī)5、四通閥4、室外熱交換器I、膨脹閥2、室內(nèi)熱交換器3、四通閥4、壓縮機(jī)5的順序流動(dòng)。這時(shí)，室外熱交換器I起到冷凝器的作用，使壓縮后的高溫制冷劑冷凝并液化，并且室內(nèi)熱交換器3起到蒸發(fā)器的作用，通過使液化后的制冷劑蒸發(fā)，使制冷劑轉(zhuǎn)化為低溫氣體。在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，制冷劑按照壓縮機(jī)5、四通閥4、室內(nèi)熱交換器3、膨脹閥2、室外熱交換器I、四通閥4、壓縮機(jī)5的順序流動(dòng)。這時(shí)，室外熱交換器I作為蒸發(fā)器、室內(nèi)熱交換器3作為冷凝器發(fā)揮功能。此外，雖然本實(shí)施方式中說明了制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)和制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)可以切換，但空氣調(diào)節(jié)機(jī)也可以僅進(jìn)行制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)或制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種情況下，室外熱交換器I和室內(nèi)熱交換器3的 功能被固定為冷凝器或者蒸發(fā)器。<外觀和結(jié)構(gòu)>(關(guān)于室內(nèi)機(jī))圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室內(nèi)機(jī)100的外觀圖。圖3是簡要表示圖2的室內(nèi)機(jī)100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的斷面圖。圖3表示從圖2的Y軸方向觀察的室內(nèi)機(jī)100的斷面圖。參照?qǐng)D3，室內(nèi)機(jī)100除了包括圖I所示的室內(nèi)熱交換器3和溫度傳感器8以外，還包括用于測(cè)量室溫的溫度傳感器11、室內(nèi)風(fēng)扇14、百葉板15和百葉板電動(dòng)機(jī)16。百葉板15是設(shè)置在室內(nèi)機(jī)100的吹出口的風(fēng)向引導(dǎo)構(gòu)件。百葉板電動(dòng)機(jī)16驅(qū)動(dòng)百葉板15轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)多個(gè)百葉板15使其朝向同一方向。(關(guān)于室外機(jī))圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室外機(jī)200的外觀圖。圖5是簡要表示圖4的室外機(jī)200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。參照?qǐng)D5，室外機(jī)200除了包括圖I所示的室外熱交換器I、四通閥4、壓縮機(jī)5和溫度傳感器6以外，還包括用于測(cè)量外部氣溫的溫度傳感器21和室外風(fēng)扇24。(關(guān)于空氣調(diào)節(jié)機(jī)的功能結(jié)構(gòu))圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)的功能框圖。參照?qǐng)D6，空氣調(diào)節(jié)機(jī)在圖I、圖3和圖5所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還包括被驅(qū)動(dòng)以用于調(diào)整膨脹閥2的開度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)12、用于對(duì)空氣調(diào)節(jié)機(jī)進(jìn)行整體控制的控制部30、以及用于接受使用者指令的操作部36。在本實(shí)施方式中，將膨脹閥2的開度作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)12的相位的勵(lì)磁步數(shù)而算出。此外，膨脹閥2不限于由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)12調(diào)整開度，例如也可以是溫度式膨脹閥。即，將封入了制冷劑的感溫筒和膨脹閥用毛細(xì)管連接。膨脹閥內(nèi)部是被隔膜分離的結(jié)構(gòu)。根據(jù)感溫筒的溫度向隔膜施加壓力，可以控制膨脹閥的開度?？刂撇?0內(nèi)置于室內(nèi)機(jī)100中，包括用于進(jìn)行各種運(yùn)算處理的處理器32和用于存儲(chǔ)各種程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器34。處理器32例如由CPU (Central Processing Unit)構(gòu)成。處理器32通過執(zhí)行保存在存儲(chǔ)器34內(nèi)的程序，如后述的那樣對(duì)膨脹閥2的開度進(jìn)行控制。存儲(chǔ)器34例如可以是閃存器等非易失性的存儲(chǔ)器。操作部36例如包括電源開關(guān)、溫度調(diào)節(jié)鍵、風(fēng)量調(diào)節(jié)鍵、計(jì)時(shí)設(shè)定鍵等?？諝庹{(diào)節(jié)機(jī)還可以具有界面部38，該界面部38用于從計(jì)算機(jī)可讀取的非臨時(shí)性(non-transitory)存儲(chǔ)介質(zhì)38a讀取或?qū)懭氤绦蚝蛿?shù)據(jù)。處理器32也可以通過將界面部38從存儲(chǔ)介質(zhì)38a讀取的程序存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器34中(或者更新現(xiàn)有的程序)，如后述的那樣對(duì)膨脹閥2的開度進(jìn)行控制(開度計(jì)算處理)。存儲(chǔ)介質(zhì)38a例如包括CD — ROM(CompactDisc-ROM)等光學(xué)介質(zhì)、存儲(chǔ)卡等磁存儲(chǔ)介質(zhì)等。(關(guān)于膨脹閥的控制)對(duì)本實(shí)施方式的控制部30 (處理器32)執(zhí)行的膨脹閥2的控制(開度的控制)進(jìn)行說明。—般來說，循環(huán)系統(tǒng)為了高效率地進(jìn)行熱交換，大多利用由蒸發(fā)器的出口溫度換算而成的過熱度對(duì)膨脹閥的開度進(jìn)行控制。實(shí)際上，檢測(cè)蒸發(fā)器溫度和蒸發(fā)器出口溫度，并控制成使其溫度差成為目標(biāo)過熱度。“過熱度”表示某壓カ下的過熱蒸氣溫度和干燥飽和蒸氣溫度之間的溫度差。 雖然本實(shí)施方式中也同樣地根據(jù)過熱度進(jìn)行膨脹閥2的控制，但本實(shí)施方式是根據(jù)噴出溫度(TMP_to)和冷凝器溫度(TMP_con)的溫度差(TMP_diff )推斷目標(biāo)過熱度。像上述那樣，以往大多根據(jù)蒸發(fā)器溫度和蒸發(fā)器的出ロ溫度計(jì)算出過熱度。但是，由于根據(jù)壓縮機(jī)5的壓縮壓力(對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速)決定莫里爾圖上的壓縮線，所以也可以使用噴出溫度和冷凝器溫度之差(以下稱為“噴出溫度差”)，進(jìn)行與用蒸發(fā)器溫度和蒸發(fā)器出口溫度之差的控制同樣的控制。關(guān)于該情況，用圖7詳細(xì)說明。圖7是表示莫里爾圖(P — h線圖)的一個(gè)例子的圖。在莫里爾圖中，表示了壓カ(kg/dm2)和;):含(kcal/kg)的關(guān)系。圖7中，線LI L4所示的閉環(huán)表示熱泵循環(huán)。線LI理想的情況是與等熵線74平行，被稱為壓縮線。線L2被稱為冷凝線，線L3被稱為膨脹線，線L4被稱為蒸發(fā)線。冷凝線L2和蒸發(fā)線L4分別根據(jù)設(shè)置在冷凝器上的熱敏電阻和設(shè)置在蒸發(fā)器上的熱敏電阻檢測(cè)出的溫度來確定。位于飽和液線76左側(cè)(焓小的ー側(cè))區(qū)域的等溫線71表示過冷卻液的等溫線，位于飽和液線76和飽和蒸汽線77所包圍區(qū)域的等溫線72表示濕蒸汽的等溫線。位于飽和蒸汽線77右側(cè)(焓大的ー側(cè))區(qū)域的等溫線73表示過熱蒸汽的等溫線。飽和液線76和飽和蒸汽線77被臨界點(diǎn)75分開。由于壓縮線LI是壓縮機(jī)5所固有的，所以壓縮線LI由壓縮機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而決定。利用檢測(cè)冷凝器溫度(對(duì)應(yīng)于冷凝壓力)的冷凝器熱敏電阻和檢測(cè)蒸發(fā)器溫度(對(duì)應(yīng)于蒸發(fā)壓力)的蒸發(fā)器熱敏電阻，可以知道膨脹閥的入口和出口的壓カ差。在這里，如果不知道蒸發(fā)器入口溫度和蒸發(fā)器出ロ溫度，則不能求出以往的控制中使用的過熱度。但是，由于膨脹閥2以某個(gè)開度穩(wěn)定時(shí)的膨脹閥的入口和出口的壓カ差可以根據(jù)壓縮機(jī)5的壓縮壓力(轉(zhuǎn)速)決定，所以，以往根據(jù)蒸發(fā)器溫度和蒸發(fā)器出口溫度檢測(cè)出的過熱度(對(duì)應(yīng)于Ahl)，可以從噴出溫度用的熱敏電阻(相當(dāng)于本實(shí)施方式中的溫度傳感器7)和冷凝器熱敏電阻(相當(dāng)于本實(shí)施方式中的溫度傳感器6或8)求出的過熱度(對(duì)應(yīng)于Ah2)而算出。基于以上的理由，在本實(shí)施方式中，根據(jù)與壓縮機(jī)5的壓縮壓力對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速(F)，計(jì)算出成為目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差(TMP_aim)。TMP_aim = f (F)可以根據(jù)公知的算法決定壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速。例如，可以根據(jù)操作部36設(shè)定的室內(nèi)溫度和當(dāng)前的室內(nèi)溫度(溫度傳感器11)的差，來決定壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速。也就是說，設(shè)定溫度和室內(nèi)溫度的差越大，壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速越高。本來檢測(cè)蒸發(fā)器入口和蒸發(fā)器出口兩者溫度的方法可以更準(zhǔn)確地計(jì)算出過熱度。但在本實(shí)施方式中，如后述的那樣，由于相比于計(jì)算出準(zhǔn)確的過熱度，為了脫離危險(xiǎn)狀態(tài)的控制(以下稱為“安全控制”)是主要目的，所以采用由實(shí)驗(yàn)決定的膨脹閥2的開度引起的膨脹閥的入口和出口的壓カ差，僅利用噴出溫度和冷凝器溫度的溫度差(噴出溫度差)進(jìn)行控制。在此，通過計(jì)算來決定目標(biāo)噴出溫度差，但也可以用預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34內(nèi)的數(shù)據(jù)表來決定目標(biāo)噴出溫度差。即，預(yù)先在蒸發(fā)器和蒸發(fā)器出口設(shè)置熱敏電阻(溫度傳感器)，并測(cè)量由這些熱敏電阻的檢測(cè)值求出的過熱度成為目標(biāo)過熱度時(shí)的噴出溫度和冷凝器溫度。測(cè)量的噴出溫度和冷凝器溫度的差也可以作為與測(cè)量時(shí)的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的目標(biāo)噴出溫度差。膨脹閥2的控制中，為了在驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)5后使循環(huán)立即穩(wěn)定化，通常預(yù)先設(shè)定膨脹閥2的初始開度,在一定的時(shí)間(稱為掩蔽時(shí)間(mask time))內(nèi)不根據(jù)噴出溫度差進(jìn)行開度控制。一般的做法是使該初始開度根據(jù)制冷循環(huán)時(shí)、制熱循環(huán)吋、以及外部氣溫高時(shí)和外部氣溫低時(shí)等而預(yù)先具有不同的值，可以使循環(huán)穩(wěn)定的時(shí)間縮短。
在經(jīng)過了膨脹閥的開度設(shè)定為初始開度的規(guī)定時(shí)間、即掩蔽時(shí)間后，控制膨脹閥2的開度，以成為由壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的開度。此后，對(duì)膨脹閥2的開度進(jìn)行PID控制(t匕例控制！Proportional Control )、積分控制(Integral Control )、微分控制(DerivativeControl),以便根據(jù)壓縮機(jī)5的每個(gè)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的過熱度，使噴出溫度差成為壓縮機(jī)5的每個(gè)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)噴出溫度差。作為使實(shí)際的溫度差接近目標(biāo)溫度差的控制，對(duì)PID控制進(jìn)行說明。在這里，可以只進(jìn)行比例控制或積分控制，但優(yōu)選的是盡量減少超調(diào)以接近目標(biāo)溫度差的控制。但是，會(huì)出現(xiàn)噴出溫度變化受膨脹閥2的開度的影響延遲呈現(xiàn)的情況。因此，也可以根據(jù)膨脹閥2的開度變更引起的噴出溫度變化出現(xiàn)的時(shí)刻的溫度變化的斜度，利用預(yù)想穩(wěn)定的噴出溫度的前饋控制進(jìn)行開度控制的方法，還可以是在進(jìn)行一次開度變更到下次進(jìn)行開度變更為止設(shè)定掩蔽時(shí)間的控制方法。優(yōu)選的是最終可以防止噴出溫度超調(diào)、使噴出溫度迅速穩(wěn)定的控制方法。(關(guān)于安全控制)本實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)進(jìn)行以下的安全控制。(I)用于防止結(jié)露的安全控制特別是在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，本實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)機(jī)進(jìn)行控制，以防止蒸發(fā)器、SP室內(nèi)熱交換器3成為結(jié)露狀態(tài)。噴出溫度和冷凝器溫度相差很大時(shí)，膨脹閥2的開度過度縮小，成為制冷劑流量少(容易汽化)的狀態(tài)。因此，室內(nèi)熱交換器3內(nèi)的制冷劑很快干燥(室內(nèi)熱交換器3中，制冷劑成為氣相的部分多)，在室內(nèi)熱交換器3內(nèi)部分成進(jìn)行熱交換的部分和未進(jìn)行熱交換的部分。因此，冷空氣和暖空氣混合，室內(nèi)熱交換器3成為容易結(jié)露的狀態(tài)。從而，當(dāng)噴出溫度差在閾值Hth以上時(shí)，通過控制成使膨脹閥2的開度比通常控制時(shí)的開度(以下稱為“基本開度”)増大，可以防止室內(nèi)熱交換器3結(jié)露。具體來說，將膨脹閥2的開度控制成比通?？刂茣r(shí)的基本開度以“Shigh”歩數(shù)増大。對(duì)于閾值Hth，參照?qǐng)D8進(jìn)行說明。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的目標(biāo)噴出溫度差以及各閾值與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的圖。圖8的縱軸表示噴出溫度差(噴出一冷凝器溫度差)，橫軸表不壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速。參照?qǐng)D8，閾值Hth例如被設(shè)定成比按照壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速設(shè)置的目標(biāo)噴出溫度差線(圖8的“ TMP_aim”)高出一定的溫度。例如，可以預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量制冷循環(huán)時(shí)用作蒸發(fā)器的熱交換器(室內(nèi)熱交換器3)容易結(jié)露狀態(tài)的噴出溫度差，并在測(cè)量出的噴出溫度差上加上余量來決定閾值Hth的溫度差線。歩數(shù)Shigh可以由試驗(yàn)決定，也可以用壓縮機(jī)5的每個(gè)頻率(轉(zhuǎn)速)決定的膨脹閥2的開度乘以1/X而算出。但 是，即使是相同的開度變更，由于壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速高時(shí)溫度變化也大，所以優(yōu)選壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速高時(shí)修正步數(shù)Shigh也大。Shigh (壓縮機(jī)低轉(zhuǎn)速)< Shigh (壓縮機(jī)高轉(zhuǎn)速)(2)用于防止液體回流的安全控制本實(shí)施方式中的空氣調(diào)節(jié)機(jī)無論制冷循環(huán)還是制熱循環(huán)，都進(jìn)行控制，以便防止制冷劑以液相的狀態(tài)返回壓縮機(jī)5 (液體回流)。當(dāng)噴出溫度差在閾值Lth以下時(shí)，膨脹閥2的開度被控制成比通?？刂茣r(shí)縮小。在制冷循環(huán)和制熱循環(huán)的任意ー個(gè)中，當(dāng)噴出溫度和冷凝器溫度過度接近時(shí)，來自作為蒸發(fā)器使用的熱交換器的制冷劑成為以液相返回到壓縮機(jī)5的狀態(tài)(濕度大)，容易向壓縮機(jī)5發(fā)生液體回流。這種情況下，通過將膨脹閥2的開度控制成縮小，以制冷劑減壓后的氣液兩相狀態(tài)的氣相變多的方式進(jìn)行控制。具體來說，將膨脹閥2的開度控制成比通?？刂茣r(shí)的基本開度以“Slow”步數(shù)縮小。由此，可以防止壓縮機(jī)5的壽命變短，也可以使壓縮機(jī)5不容易發(fā)生故障。對(duì)于閾值Lth，再次參照?qǐng)D8進(jìn)行說明。參照?qǐng)D8，閾值Lth例如被設(shè)定成比按照壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速設(shè)置的目標(biāo)噴出溫度差線(圖8的“ TMP_aim”)低一定的溫度。例如，可以預(yù)先通過試驗(yàn)測(cè)量出容易發(fā)生液體回流狀態(tài)的噴出溫度差，并在測(cè)量出的噴出溫度差上加上余量來決定閾值Hth的溫度差線。這里的歩數(shù)Slow可以由試驗(yàn)決定，也可以用壓縮機(jī)5的每個(gè)頻率(轉(zhuǎn)速)決定的膨脹閥2的開度乘以1/Y而算出。但是，即使是相同的開度變更，由于壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速高時(shí)溫度變化也大，所以優(yōu)選的是壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)速高時(shí)修正歩數(shù)Slow也大。Slow (壓縮機(jī)低轉(zhuǎn)速)< Slow (壓縮機(jī)高轉(zhuǎn)速)<膨脹閥2的目標(biāo)開度計(jì)算處理>下面，對(duì)本實(shí)施方式中用于膨脹閥2的開度控制的處理器32所執(zhí)行的目標(biāo)開度的計(jì)算處理進(jìn)行說明。圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的目標(biāo)開度計(jì)算處理的流程圖。該流程圖表示計(jì)算膨脹閥2的目標(biāo)開度的函數(shù)。例如直到運(yùn)轉(zhuǎn)停止指令等結(jié)束事件發(fā)生為止，定期地執(zhí)行圖9的流程圖的處理。此外，圖9的流程圖中表示的處理預(yù)先作為程序保存在存儲(chǔ)器34中，通過處理器32將該程序讀取并執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)開度計(jì)算處理的功能。參照?qǐng)D9，首先，噴出溫度“TMP_to”和冷凝器溫度“TMP_con”的值被更新(步驟SI)。在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從設(shè)置在壓縮機(jī)5的出口的溫度傳感器7和設(shè)置于室外熱交換器
I的溫度傳感器6，分別檢測(cè)溫度。在制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)吋，從設(shè)置在壓縮機(jī)5的出口的溫度傳感器7和設(shè)置于室內(nèi)熱交換器3的溫度傳感器8，分別檢測(cè)溫度。其次，利用在步驟SI中更新的各溫度，計(jì)算出噴出溫度差“TMP_diff”。具體來說，噴出溫度差(TMP_diff)用噴出溫度(TMP_to)減去冷凝器溫度(TMP_con)而算出。計(jì)算出噴出溫度差(TMP_diff)后，以該溫度差(TMP_diff)成為目標(biāo)溫度差“TMP_aim”的方式，計(jì)算通常控制時(shí)的膨脹閥2的開度(基本開度)作為開度執(zhí)行值“S”(步驟S3)。目標(biāo)溫度差(TMP_aim)按照壓縮機(jī)5的頻率預(yù)先設(shè)定成目標(biāo)過熱度。通常控制時(shí)的基本開度的計(jì)算式可以根據(jù)預(yù)先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定。此外，這樣的基本開度(歩數(shù))可以不由計(jì)算式求出，而是利用保存在存儲(chǔ)器34內(nèi)的數(shù)據(jù)表來求出。接著，判斷噴出溫度差(TMP_diff)是否小于設(shè)定的閾值Hth (步驟S4)。當(dāng)噴出溫度差(TMP_diff)在閾值Hth以上時(shí)(步驟S4中為“偽”)，在通?？刂频幕鹃_度(步驟S3中的開度執(zhí)行值S)上加上“S_high”，并將該值設(shè)定為新的開度執(zhí)行值S (步驟S5)，以使開度進(jìn)ー步増大。由此，開度執(zhí)行值被變更。處理器32用變更后的開度執(zhí)行值驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)12。其結(jié)果，將膨脹閥2的開度控制成比通?？刂茣r(shí)的流量増加。當(dāng)噴出溫度差(TMP_diff)小于閾值Hth時(shí)(步驟S4為“真”)，轉(zhuǎn)移到步驟S6。在步驟S6中，判斷噴出溫度差(TMP_diff)是否大于設(shè)定的閾值Lth。當(dāng)噴出溫度差(TMP_diff)在閾值Lth以下時(shí)(步驟S6為“偽”)，從通?？刂频幕鹃_度(步驟S3的開度執(zhí)行值S)減去“S_low”，并將該值設(shè)定為新的開度執(zhí)行值S (步驟S7)，以使開度進(jìn)ー步縮小。由此，開度執(zhí)行值被變更。處理器32用變更后的開度執(zhí)行值驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)12。其結(jié)果，將膨脹閥2的開度控制成比通常控制時(shí)的流量減少。當(dāng)噴出溫度差(TMP_diff)大于閾值Lth時(shí)(步驟S6為“真”)，不變更開度執(zhí)行值，進(jìn)行控制的開度執(zhí)行值由通常控制時(shí)的基本開度決定。如上所述，按照本實(shí)施方式，由于僅利用空氣調(diào)節(jié)機(jī)通常設(shè)置的噴出溫度熱敏電阻(溫度傳感器7)以及作為冷凝器的熱交換器用的熱敏電阻(溫度傳感器6、8)推斷過熱度，不增加用于計(jì)算過熱度的溫度傳感器的數(shù)量，就可以控制膨脹閥的開度。其結(jié)果，可以控制空氣調(diào)節(jié)機(jī)的制造成本。即使在制冷劑陷入不穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，由于迅速地向安全的方向控制膨脹閥的開度，所以可以減少壓縮機(jī)的故障。其結(jié)果，可以提供舒適安全的空氣調(diào)節(jié)機(jī)。本次公開的實(shí)施方式的所有內(nèi)容均為例示性內(nèi)容，而非限制性內(nèi)容。本發(fā)明的范圍并不限定于上述說明，而是由權(quán)利要求來表示，并且包含與權(quán)利要求等同的內(nèi)容以及權(quán)利要求范圍內(nèi)的任意變形。
權(quán)利要求
1.ー種空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于包括 壓縮機(jī)(5)，用于壓縮制冷劑； 膨脹閥(2)，用于調(diào)整所述制冷劑的流量； 第一溫度傳感器(7)，用于檢測(cè)所述壓縮機(jī)(5)的噴出溫度； 第二溫度傳感器(6或8)，用于檢測(cè)冷凝器(I或3)的溫度；以及 控制裝置(30)，用于控制所述膨脹閥(2)的開度， 所述控制裝置(30)計(jì)算由所述第一溫度傳感器(7)檢測(cè)出的所述噴出溫度和由所述第二溫度傳感器(6或8)檢測(cè)出的所述冷凝器(I或3)的溫度之差，作為噴出溫度差， 所述控制裝置(30)根據(jù)計(jì)算出的所述噴出溫度差和設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差(TMP —aim)，將通?？刂茣r(shí)的所述膨脹閥(2)的開度設(shè)定為基本開度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在干，當(dāng)計(jì)算出的所述噴出溫度差在預(yù)先設(shè)定的第一閾值(Hth)以上時(shí)，所述控制裝置(30)將所述膨脹閥(2)的開度控制成比所述通常控制時(shí)的所述基本開度増大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在干，當(dāng)計(jì)算出的所述噴出溫度差在預(yù)先設(shè)定的第二閾值(Lth)以下時(shí)，所述控制裝置(30)將所述膨脹閥(2)的開度控制成比所述通?？刂茣r(shí)的所述基本開度減小，且所述第二閾值小于所述第一閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在干，當(dāng)計(jì)算出的所述噴出溫度差在預(yù)先設(shè)定的第二閾值(Lth)以下時(shí)，所述控制裝置(30)將所述膨脹閥(2)的開度控制成比所述通?？刂茣r(shí)的所述基本開度減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項(xiàng)所述的空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述控制裝置(30)根據(jù)所述壓縮機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出所述目標(biāo)噴出溫度差(TMP — aim)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項(xiàng)所述的空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于還包括 切換閥(4)，用于切換所述制冷劑在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)中的流動(dòng)方向； 室外熱交換器(1)，用于在室外空氣和所述制冷劑之間進(jìn)行熱交換；以及 室內(nèi)熱交換器(3 )，用于在室內(nèi)空氣和所述制冷劑之間進(jìn)行熱交換， 在制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述冷凝器對(duì)應(yīng)于所述室外熱交換器(1)，并且在制熱循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述冷凝器對(duì)應(yīng)于所述室內(nèi)熱交換器(3 )。
7.一種膨脹閥的開度控制方法，用于在空氣調(diào)節(jié)機(jī)中控制膨脹閥(2)的開度，所述空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括所述膨脹閥(2)，用于調(diào)整制冷劑的流量；第一溫度傳感器(7)，用于檢測(cè)壓縮機(jī)(5)的噴出溫度；以及第ニ溫度傳感器(6或8)，用于檢測(cè)冷凝器(I或3)的溫度， 所述膨脹閥的開度控制方法的特征在于包括 計(jì)算由所述第一溫度傳感器(7)檢測(cè)出的所述噴出溫度和由所述第二溫度傳感器(6或8)檢測(cè)出的所述冷凝器(I或3)的溫度之差，作為噴出溫度差的步驟；以及 根據(jù)計(jì)算出的所述噴出溫度差和設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差(TMP —aim)，將通?？刂茣r(shí)的所述膨脹閥(2)的開度設(shè)定為基本開度的步驟。
8.一種存儲(chǔ)有膨脹閥的開度控制程序的計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在干，所述膨脹閥的開度控制程序用于在空氣調(diào)節(jié)機(jī)所具備的計(jì)算機(jī)(30)中執(zhí)行以下步驟，所述空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括膨脹閥(2)，用于調(diào)整制冷劑的流量；第一溫度傳感器(7)，用于檢測(cè)壓縮機(jī)(5)的噴出溫度；以及第ニ溫度傳感器(6或8)，用于檢測(cè)冷凝器(2)的溫度，所述步驟包括 計(jì)算由所述第一溫度傳感器(7)檢測(cè)出的所述噴出溫度和由所述第二溫度傳感器(6或8)檢測(cè)出的所述冷凝器(2)的溫度之差，作為噴出溫度差的步驟；以及 根據(jù)計(jì)算出的所述噴出溫度差和設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差，將通?？刂茣r(shí)的所述膨脹閥(2)的開度設(shè)定為基本開度的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供空氣調(diào)節(jié)機(jī)、膨脹閥的開度控制方法以及存儲(chǔ)有膨脹閥的開度控制程序的計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)。該空氣調(diào)節(jié)機(jī)包括壓縮機(jī)(5)，用于壓縮制冷劑；膨脹閥(2)，用于調(diào)整制冷劑的流量；第一溫度傳感器(7)，用于檢測(cè)壓縮機(jī)(5)的噴出溫度；以及第二溫度傳感器(6或8)，用于檢測(cè)冷凝器(1或3)的溫度。計(jì)算由第一溫度傳感器(7)檢測(cè)出的噴出溫度和由第二溫度傳感器(6或8)檢測(cè)出的作為冷凝器發(fā)揮功能的室外熱交換器(1)或室內(nèi)熱交換器(3)的溫度之差，作為噴出溫度差，根據(jù)計(jì)算出的噴出溫度差和被設(shè)定成目標(biāo)過熱度的目標(biāo)噴出溫度差，來設(shè)定膨脹閥的開度。
文檔編號(hào)F25B1/00GK102652245SQ20108005544
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者吉田充邦 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社