專利名稱：電子膨脹閥的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冷凍裝置中的電子膨脹閥的控制裝置，詳細而言，涉及為了調(diào)整冷凍裝置的過熱度而控制電子膨脹閥的閥開度的電子膨脹閥的控制裝置。
背景技術：
以往，作為這種控制裝置，例如有日本特開2009-156502號公報(專利文獻I)、特公平8-33244號公報(專利文獻2)所公開的裝置。專利文獻I的技術是，改變目標值濾波器的常數(shù)，不論測定過熱度高于過熱度設定值的情況還是低于過熱度設定值的情況，過熱度都會迅速地被局限于設定值，容易進行設置了冷凍裝置時的過熱度的調(diào)整。另外，專利文獻2的技術是能夠監(jiān)視測定過熱度的變化，修正過熱度的設定，總是以最佳的設定值運轉(zhuǎn)的技木。 現(xiàn)有技術文獻專利文獻I :日本特開2009 — 156502號公報專利文獻2 :特公平8 — 33244號公報在專利文獻I的技術中，調(diào)整后的過熱度設定值在調(diào)整后的時刻的條件下得到最佳的過熱度設定，不言而喻，該設定值在怎樣的條件下都是最佳值。因而，在無法勤快地進行過熱度設定值的調(diào)整的情況下，必需預先提高過熱度設定值，以免季節(jié)條件、負荷條件等改變也繼續(xù)進行液體返回運轉(zhuǎn)，由此在不能總是以最佳的過熱度進行運轉(zhuǎn)方面留有課題。換言之，為了總是以最佳的過熱度進行運轉(zhuǎn)，毎次條件改變，用戶都必需變更過熱度設定值，在繁瑣方面留有課題。另外，在專利文獻2的技術中，在判斷過熱度設定值較低并修正到較高期間，振蕩的過熱度的變化作為控制信號被輸入到控制器，因此與之相應地，電子膨脹閥也進行振蕩的動作，在電子膨脹閥的可靠性方面留有課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種在各種冷凍裝置、負荷、蒸發(fā)器壓力、冷凝器壓カ等的條件下，都能實現(xiàn)以最佳的過熱度進行運轉(zhuǎn)，并且不會縮短電子膨脹閥的機械壽命、可靠性高的電子膨脹閥的控制裝置。方案一提供一種電子膨脹閥的控制裝置，通過對冷凍裝置的電子膨脹閥給與操作量信號來控制冷凍裝置的過熱度，其特征在干，具備PID控制機構，該PID控制機構根據(jù)輸入的過熱度設定值和上述冷凍裝置的測定過熱度，輸出對上述電子膨脹閥的操作量信號；以及設定值修正機構，該設定值修正機構輸入過熱度設定值和上述PID控制機構輸出的上述操作量信號的反饋值，修正向上述PID控制機構輸出的過熱度設定值，并將完成修正的修正過熱度設定值輸出到上述PID控制機構。方案ニ的電子膨脹閥的控制裝置在方案一所述的電子膨脹閥的控制裝置中，其特征在于，上述設定值修正機構根據(jù)上述操作量信號的反饋值一直監(jiān)視上述電子膨脹閥的閥開度變化，在每個第一周期(例如I分鐘)，算出相當于過去的第二周期(例如10分鐘)的閥開度變化量、閥開度變化幅度，在相當于過去的第二周期的閥開度變化量為第一預定脈沖(例如25脈沖)以下、而且相當于過去的第二周期的閥開度變化幅度為第一預定脈沖幅度(例如5脈沖)以下的情況下，判斷為現(xiàn)在的過熱度設定值較高并將上述過熱度設定值修正為較低，在相當于過去的第二周期的閥開度變化量為第二預定脈沖(例如87脈沖)以上的情況下，判斷為現(xiàn)在的過熱度設定值較低并將上述過熱度設定值修正為較高。上述第一預定脈沖以及上述第一預定脈沖幅度是分別基于實驗得到的值，雖然根據(jù)電子膨脹閥的結構、上述第二周期的長度而不同，但卻是在能夠判斷為過熱度控制穩(wěn)定的狀態(tài)下，上述第二周期間運轉(zhuǎn)時得到的上限值，上述第二預定脈沖是根據(jù)電子膨脹閥的壽命算出的值，如果上述第二周期間的閥開度變化量在上述第二預定脈沖以內(nèi)，則在這種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下繼續(xù)冷凍裝置的運轉(zhuǎn)，即使假設經(jīng)過電子膨脹閥的規(guī)定壽命(例如10年)，對以不超過電子膨脹閥的耐久動作次數(shù)的方式算出的值、和基于實驗得到的、能夠可靠地判斷過熱度低且不穩(wěn)定(近似液體返回)的值進行比較，為較小的值。方案三的電子膨脹閥的控制裝置在方案ニ所述的電子膨脹閥的控制裝置中，其特 征在于，上述設定值修正機構在比上述第一周期長的每個第三周期(例如與第二周期相同為10分鐘)，將過去第三周期間的閥開度變化量作為“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值”來存儲，并將相當于上一次的值作為“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的上一次的值”來保持，在上述每個第一周期，在這次的過去第三周期間的閥開度變化量為第三預定脈沖(例如21脈沖)以上、且增加到“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值”的3倍以上，或者這次的過去第三周期間的閥開度變化量為第三預定脈沖(例如21脈沖)以上、且增加到“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值的上一次值”的4倍以上的情況下，均判斷為現(xiàn)在的過熱度設定值較低并將上述過熱度設定值修正為較高，上述第三預定脈沖的值是基于實驗得到的值，在過熱度的變化緩慢的系統(tǒng)中，是判斷過熱度低且不穩(wěn)定(近似液體返回)的最小值，通過設定該稱為上述第三預定脈沖以上的條件，從而在例如“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值”為I脈沖，上述每個第一周期的過去第三周期間的閥開度變化量為3脈沖的情況，或者“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值的上一次值”為I脈沖，上述每個第一周期的過去第三周期間的閥開度變化量為4脈沖的情況下，在閥開度變化量極小的情況下，能夠防止將本來應該判斷為控制穩(wěn)定的情況誤判斷為過熱度低且不穩(wěn)定(近似液體返回)。另外，上述稱為3倍、4倍的倍率也是基于實驗得到的值，在過熱度的變化緩慢的系統(tǒng)，是能夠判斷過熱度低且不穩(wěn)定(近似液體返回)的倍率。方案四的電子膨脹閥的控制裝置在方案2或3所述的電子膨脹閥的控制裝置中，其特征在干，從下述任一條件成立的時刻開始進行上述過熱度設定值的修正從冷凍裝置開始運轉(zhuǎn)，控制裝置結束起動處理，在上述每個第一周期算出的相當于過去的第二周期的閥開度變化幅度為第二預定脈沖幅度(例如25脈沖)以內(nèi)；或者自冷凍裝置開始運轉(zhuǎn)，控制裝置結束起動處理經(jīng)過的時間為30分以上。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)方案一的電子膨脹閥的控制裝置，通過對冷凍裝置的電子膨脹閥給與操作量信號來控制冷凍裝置的過熱度，其具備PID控制機構，該PID控制機構根據(jù)輸入的過熱度設定值和上述冷凍裝置的測定過熱度，輸出對上述電子膨脹閥的操作量信號；以及設定值修正機構，該設定值修正機構輸入過熱度設定值和上述PID控制機構輸出的上述操作量信號的反饋值，修正向上述PID控制機構輸出的過熱度設定值，并將完成修正的修正過熱度設定值輸出到上述PID控制機構，由此，能夠通過上述操作量信號的反饋值來判斷過熱度設定值是高還是低，能夠修正為最佳值，能夠根據(jù)冷凍裝置的系統(tǒng)的狀態(tài)以最佳的過熱度設定值進行運轉(zhuǎn)。方案ニ的電子膨脹閥的控制裝置根據(jù)電子膨脹閥的閥開度變化量、變化幅度判斷現(xiàn)在的過熱度設定值是高還是低且進行修正，由于判斷該過熱度設定值低的電子膨脹閥的閥開度變化量設定為不超過電子膨脹閥的機械壽命，因此在電子膨脹閥進行設計壽命以上的動作之前，過熱度設定值被修正為較高，由于過熱度變化以及電子膨脹閥的閥開度變化穩(wěn)定，因此除了方案一的效果以外，可靠性也明顯提高。根據(jù)方案三的電子膨脹閥的控制裝置，除了方案ニ的效果以外，在系統(tǒng)的規(guī)模較大的情況下等，即使上述過熱度設定值低、過熱度變化不穩(wěn)定，也由于該過熱度變化緩慢， 因此在相當于上述第二周期的電子膨脹閥的閥開度變化量未達到上述第二預定脈沖(例如87脈沖)的情況下，也能夠判斷過熱度變化不穩(wěn)定，并將上述過熱度設定值修正為較高，因此能夠以最佳的過熱度設定值進行運轉(zhuǎn)。根據(jù)方案四的電子膨脹閥的控制裝置，由于在制冷劑的循環(huán)不穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)初期的狀態(tài)，能夠不進行過熱度設定值的修正，而是從制冷劑的循環(huán)穩(wěn)定，方案一至方案三的結構得到的過熱度設定值的修正有效的狀態(tài)開始，因此能夠有效得到方案一至方案三3的效
果O


圖I是本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的第一實施方式的主要部分功能方塊圖。圖2是本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的第二實施方式的主要部分功能方塊圖。圖3是本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的第三實施方式的主要部分功能方塊圖。圖4是表示使用了本發(fā)明的各實施方式的控制裝置的冷凍裝置的第一系統(tǒng)例及第二系統(tǒng)例的圖。圖5是實施方式中的起動時的過熱度設定補加處理的流程圖。圖6是實施方式中的禁止修正動作的解除判斷處理的流程圖。圖7是實施方式中的過熱度設定值的修正處理的流程圖。圖8是實施方式中的修正判斷子程序的流程圖。圖9是示意性地表示實施方式中的數(shù)據(jù)處理的圖。圖10是表示實施方式中的與起動時的過熱度設定補加處理對應的系統(tǒng)的狀態(tài)的一例的圖。圖11是表示實施方式中的與禁止修正動作的解除判斷處理對應的系統(tǒng)的狀態(tài)的一例的圖。圖12是表示實施方式中的與過熱度設定值的修正處理對應的系統(tǒng)的狀態(tài)的一例的圖。圖中
I一設定值修正機構，2—PID控制機構，3—控制對象,4一測定部,5—修正動作開始判斷機構，10—壓縮機，20—冷凝器，30 —電子膨脹閥，40—蒸發(fā)器，50 —閥驅(qū)動部，60—蒸發(fā)器出口側配管的溫度傳感器，70—壓カ傳感器，80—蒸發(fā)器入口側配管的溫度傳感器，100—控制器。
具體實施例方式以下參照附圖對本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的實施方式進行說明。圖I是本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的第一實施方式的主要部分功能方塊圖，圖2是本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的第二實施方式的主要部分功能方塊圖，圖3是本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的第三實施方式的主要部分功能方塊圖，在圖廣圖3中，用虛線包圍的部位是本發(fā)明所特有的結構。圖4是表示使用了各實施方式的控制裝置的冷凍裝置的第一系統(tǒng)例(圖4 (A))及第ニ系統(tǒng)例(圖4 (B))的圖。在圖4中，10是壓縮機，20是冷凝器，30是電子膨脹閥，40是蒸發(fā)器，這些部件通 過由配管連接成環(huán)狀而構成制冷循環(huán)，形成進行制冷劑的壓縮、冷凝液化、減壓(膨脹)、蒸發(fā)氣化的周知的循環(huán)。50是根據(jù)輸入信號調(diào)整電子膨脹閥30的閥開度的脈沖馬達等閥驅(qū)動部。100是控制器，各實施方式的電子膨脹閥的控制裝置實際安裝在控制器100上。控制器100求出按照與對制冷循環(huán)的過熱度與在內(nèi)部設定的過熱度設定值進行比較而算出的偏差信號相対的PID動作的操作量信號，將該操作量信號輸出到閥驅(qū)動部50，控制電子膨脹閥30的閥開度。即、操作量信號與施加給閥驅(qū)動部50的脈沖馬達的驅(qū)動脈沖數(shù)對應。第一系統(tǒng)例與第二系統(tǒng)例的不同之處如下。在圖4 (A)的第一系統(tǒng)例中，具備檢測蒸發(fā)器40的出ロ側配管的溫度的溫度傳感器60 ；以及在蒸發(fā)器40的出ロ側檢測蒸發(fā)壓カ的壓カ傳感器70，控制器100根據(jù)來自壓力傳感器70的輸入信號算出蒸發(fā)溫度，取得來自出口側配管的溫度傳感器60的輸入信號與算出的蒸發(fā)溫度之差并算出利用了溫度/壓カ式的過熱度。在圖4(B)的第二系統(tǒng)例中，具備檢測蒸發(fā)器40的出ロ側配管的溫度的溫度傳感器60 ;以及檢測蒸發(fā)器40的入口側配管的溫度的溫度傳感器80,控制器100根據(jù)來自溫度傳感器60、80的各自的輸入信號，取得蒸發(fā)器40的出口側配管的溫度與蒸發(fā)器40的入口側配管的溫度之差并算出利用了溫度/溫度式的過熱度。此外，將上述算出的過熱度稱為“測定過熱度”。另外，在這里所說明的“ X ”與“ Y ”之差的意思是“ X ” “ Y ”的意思。在圖I的第一實施方式中，I是設定值修正機構，2是PID控制機構，3是控制對象，4是測定部。上述控制器100具有具備CPU及存儲器的計算機，通過該控制器100的計算機執(zhí)行預定的控制程序，得到設定值修正機構I、PID控制機構2及測定部4的功能。PID控制機構2由PID運算部21、具備目標值濾波器的目標值變更部22、以及控制目標值變更部22的目標值變更控制部23構成。在設定值修正機構I中輸入例如用戶設定的過熱度設定值SV，設定值修正機構I將修正了該過熱度設定值SV的修正過熱度設定值SV'輸出到目標值變更部22和目標值變更控制部23。另外，控制對象3是包含電子膨脹閥30的第一系統(tǒng)例或第二系統(tǒng)例的制冷循環(huán)，測定部4對該制冷循環(huán)中的蒸發(fā)溫度、過熱度進行運算，將算出的過熱度作為測定過熱度PV輸出到PID運算部21。目標值變更部22根據(jù)目標值濾波器的傳遞函數(shù)使輸入的修正過熱度設定值SV,變化，將該變化后的過熱度的設定值作為目標值輸出到PID運算部21。該目標值的變化方式以能夠控制的方式進行。修正過熱度設定值SV'還被輸入到目標值變更控制部23，目標值變更控制部23檢測修正過熱度設定值SV'的變化的方向、即、檢測修正過熱度設定值SV'是上升或者是下降，根據(jù)該變化的方向控制從目標值變更部22輸出的目標值的變化的方式。PID運算部21根據(jù)從目標值變更部22輸出的過熱度設定值(目標值)和測定過熱度PV的偏差E進行PID運算，并對控制對象3供給操作量信號MV。這樣，在實施方式中，具備目標值濾波器，進行2自由度的PID控制，利用目標值變更控制部23將目標值變更部22控制為，相比修正過熱度設定值SV,上升時的目標值的變化，下降時的目標值的變化緩慢，由此，只要在當時的條件下相對于控制對象為適當?shù)闹?，則不論修正過熱度設定值SV’上升時還是下降時都能夠使測定過熱度PV迅速地集中。在使用了專利文獻1、2以及本發(fā)明的電子膨脹閥的控制裝置的一般的冷凍裝置中，在過熱度設定值高的情況下，過熱度的變化穩(wěn)定。反之，在過熱度設定值低的情況下，由于以下的理由，過熱度的變化變得不穩(wěn)定。在過熱度設定值為適當值或其以上的情況下，配 管內(nèi)的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)被蒸發(fā)完，在檢測出口配管溫度的溫度傳感器的安裝位置，完全成為氣體，進而成為過熱的過熱蒸氣的狀態(tài)而通過。制冷劑蒸發(fā)的部分吸收周圍的熱的量遠遠多于制冷劑蒸發(fā)完而完全成為氣體并過熱的部分，因此制冷劑蒸發(fā)的部分的配管處于低溫。由此，在冷凍裝置的低壓側配管的前后，存在溫度急劇改變的部分，也就是存在蒸發(fā)變化結束、轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱的變化的部分。在過熱度設定值為適當值或其以上的情況下，由于其蒸發(fā)變化結束的部分位于比檢測出口配管溫度的溫度傳感器的安裝位置更加靠上游側的位置，因此該部分利用過熱度控制，即使稍微向前后移動，向控制器輸入的出口配管溫度也穩(wěn)定，測定過熱度也穩(wěn)定。但是，在過熱度設定值為低于適當值的情況下，上述的蒸發(fā)變化結束的部分接近檢測出口配管溫度的溫度傳感器的安裝位置，若該位置利用過熱度控制而稍微向前后移動，則向控制器輸入的出口配管溫度也發(fā)生急劇的溫度變化，測定過熱度的變化變大，若與此一致地控制過熱度，則測定過熱度的變化成為振蕩的。本發(fā)明的過熱度設定值的修正處理在過熱度變化穩(wěn)定的情況下，將過熱度設定值修正為較低，反之，在過熱度變化不穩(wěn)定的情況下，將過熱度設定值修正為較高，因此，其結果，制冷劑在檢測出口配管溫度的溫度傳感器的安裝位置的稍微上游側的位置蒸發(fā)結束。由于檢測出ロ配管溫度的溫度傳感器安裝在蒸發(fā)器的出ロ，因此，幾乎是用整個蒸發(fā)器完成蒸發(fā)，能夠進行效率良好的換熱。在此，在本發(fā)明那樣的電子膨脹閥的控制裝置中，如果測定過熱度比過熱度設定值高則控制為閥開度變大，反之，測定過熱度比過熱度設定值低時則控制為閥開度變小，從而使得制冷循環(huán)的測定過熱度與過熱度設定值相等。因此，制冷循環(huán)的過熱度的變化也體現(xiàn)在電子膨脹閥30的閥開度的變化(操作量信號MV的變化)上。因此，將從PID控制機構
2(PID運算部21)輸出的操作量信號MV的輸出反饋輸入到設定值修正機構I，該設定值修正機構I監(jiān)視操作量信號MV，修正過熱度設定值SV，并輸出修正過熱度設定值SV'。此外，上述專利文獻2的情況是向設定值修正機構反饋測定過熱度PV。S卩、在制冷循環(huán)的測定過熱度不與過熱度設定值相等，以重復比過熱度設定值高或低的方式振蕩時，閥開度的變化也變得振蕩，在制冷循環(huán)的測定過熱度穩(wěn)定的情況下，閥開度的變化也穩(wěn)定。因此，即使如專利文獻2那樣不直接輸入測定過熱度的變化，其結果也通過反饋輸入控制測定過熱度的操作量信號MV的輸出，而能夠判斷過熱度變化是穩(wěn)定還是不穩(wěn)定。這樣，通過利用操作量信號MV的輸出來進行判斷，從而能夠同時考慮電子膨脹閥的操作端的機械的壽命。這是因為，在操作端過于動作的情況下進行修正以減少其動作。在圖2的第二實施方式中，標注了與圖I相同的符號的要素與第一實施方式相同，省略詳細說明。在該第二實施方式中，具備反饋來自測定部4的蒸發(fā)溫度的修正動作開始判斷機構5。該修正動作開始判斷機構5進行后述的“起動時的過熱度設定補加處理”是否結束、以及修正動作的禁止是否被解除的判斷，井向設定值修正機構I輸出使過熱度設定值的修正處理開始的指示。在圖3的第三實施方式中,標注了與圖I相同的符號的要素與第一實施方式相同，省略詳細說明。在該第三實施方式中，PID運算部21本身是“PID控制機構”，設定值修正機構I構成為，將修正了過熱度設定值SV的修正過熱度設定值SV'直接輸出到PID運算部21。
其次，對實施方式的更具體的控制進行說明。首先，在冷凍裝置起動時進行“起動時的過熱度設定補加處理”。這是依據(jù)以下的理由。冷凍裝置開始運轉(zhuǎn)不久的期間，直到制冷劑遍布制冷劑配管系統(tǒng)內(nèi)，蒸發(fā)器40內(nèi)制冷劑不足，過熱度變高。若檢測該較高的過熱度并在該狀態(tài)下進行過熱度控制，則導致電子膨脹閥30的閥開度過度打開。并且，在制冷劑遍布制冷劑配管系統(tǒng)內(nèi)、或過熱度較小地變化時來不及控制而有使得液體回流的傾向等，成為穩(wěn)定的控制狀態(tài)變得緩慢。因此，如以下那樣實行“過熱度設定補加處理”。從冷凍裝置的起動處理結束時刻開始，直到以下(I)或(2)的條件任ー個成立期間，設定值修正機構I輸出的修正過熱度sr不是將預先設定的過熱度設定(SH)的值而是將起動時的過熱度設定(SHS)的值作為目標值進行過熱度控制。(I) “從起動處理結束經(jīng)過10分鐘”(2) “自起動處理結束的蒸發(fā)溫度(SL)的變化幅度為3 (K) /5分鐘以內(nèi)”將起動時的過熱度設定(SHS)與過熱度設定(SH)之差作為“補加量”對待，在條件(I)或(2)的任ー個成立的時刻，使補加量為零。即、外表上，將目標值從SHS變更為SH。其次，控制利用設定值修正機構I進行的過熱度設定的修正動作的開始時刻。從起動處理結束，直到下述條件(3)或(4)的任ー個成立，禁止過熱度設定的修正動作。并且，當條件(3)或(4)的任ー個成立時，判斷為正常狀態(tài)(負荷與閥能力平衡的狀態(tài))，解除過熱度設定的修正動作的禁止，開始修正動作。(3) “從起動處理結束經(jīng)過30分鐘”(4) “過去10分鐘期間的閥開度變化幅度為25脈沖以內(nèi)”起動處理是如下處理通過從冷凍裝置開始運轉(zhuǎn)，向控制器輸入控制開始的指示(將該輸入信號的動作稱為“起動輸入”，通過轉(zhuǎn)換接點等輸入到控制器。)到控制器開始過熱度的PID控制之前所進行的處理，使例如電子膨脹閥的閥開度處于開始PID控制的閥開度位置(將其稱為起動開度)，或者在開始PID控制之前將起動開度保持一定時間(將其稱為起動時間)。設定值修正機構I進行的過熱度設定的修正動作以如下方式進行。若以過熱度的目標值低的狀態(tài)運轉(zhuǎn)，則液體制冷劑來到蒸發(fā)器40的出口配管的溫度傳感器60的安裝位置附近，溫度傳感器60的輸入(檢測溫度)變得不穩(wěn)定，測定過熱度的值變得不穩(wěn)定。于是，檢測該不穩(wěn)定狀態(tài)的有無，將過熱度的設定修正為最佳值，生成修正過熱度設定值。過熱度設定值的修正動作也與“起動時的過熱度設定補加處理”同樣地增減設定的補加量來實施。不穩(wěn)定狀態(tài)的檢測通過電子膨脹閥30的閥開度變化、即操作量信號MV的變化來判斷。圖9是示意性地表示設定值修正機構I進行的數(shù)據(jù)處理的圖。為了修正過熱度設定值，設定值修正機構I從起動處理結束的時刻開始分別在每I分鐘匯總根據(jù)操作量信號MV的閥開度變化量、最大開度位置、最小開度位置的I分鐘期間的數(shù)據(jù)，保持過去10分鐘。然后，從每I分鐘期間的這些數(shù)據(jù)算出以下的(a)及(b)的值。過去10分鐘期間的閥開度變化量…(a)過去10分鐘期間的閥開度變化幅度…(b) 另外，每10分鐘在進行上述每I分鐘的處理后，還更新以下的(C)及(d)的值。過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)的每10分鐘的值…(C)過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)的每10分鐘的值的上一次值…(d)若“起動時的過熱度設定補加處理”結束，解除修正動作的禁止，則對每I分鐘判斷以下(5)至(9)的條件，增減設定的補加量，進行過熱度設定值的修正。(檢測出穩(wěn)定狀態(tài)的情況)使過熱度設定值降低的修正根據(jù)以下(5)及(6)的條件進行。(5)過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)為25脈沖以下(6)過去10分鐘期間的閥開度變化幅度(b)為5脈沖以下若上述條件(5)及(6)兩者都成立，則使設定的補加量減少I (K)，將過熱度設定值修正為較低。并且，修正為較低之后的15分鐘期間，即使上述條件(5)及(6)兩者都成立，也不進行使過熱度設定值降低的修正。另外，從不穩(wěn)定狀態(tài)達到進行使過熱度設定值上升的修正的穩(wěn)定狀態(tài)的情況，從過熱度設定值上升開始30分鐘期間，不進行使過熱度設定值降低的修正。(檢測到不穩(wěn)定狀態(tài)的情況)使過熱度設定值上升的修正根據(jù)以下(7)、(8)及(9)的條件進行。(7)過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)為87脈沖以上(8)過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)為21脈沖以上，且為過去10分鐘期間的閥開度變化量的每10分鐘的值(c )的3倍以上(9)過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)為21脈沖以上，且為過去10分鐘期間的閥開度變化量的每10分鐘的值的上一次值(d)的4倍以上若上述條件(7)、(8)及(9)的任一個成立，則使設定的補加量增加1.0 (K)，修正過熱度設定值。此外，在進行了修正時，將每I分鐘匯總的過去10分鐘期間的閥開度變化量、最大位置、最小位置的全部數(shù)據(jù)暫且清除為零。并且，(c )、(d)的值即使不經(jīng)過10分鐘，也按修正之前的數(shù)據(jù)更新，重新開始10分鐘計數(shù)。圖5 圖8是控制器100的設定值修正機構I的控制動作的流程圖，該控制動作利用內(nèi)置于控制器100的微型計算機來執(zhí)行，得到設定值修正機構I的功能。此外，圖5 圖7的處理針對控制器100的主處理，通過例如I秒左右的時間的中斷處理來執(zhí)行，圖5及圖6的處理對應于第二實施方式。圖5是起動時的過熱度設定補加處理的流程圖。首先，在步驟SI中，運轉(zhuǎn)開始，判斷自起動處理結束經(jīng)過的時間是否為10分鐘以上，如果判斷為“是”，則在步驟S2中將修正過熱度設定值從SHS變更為SH，結束過熱度設定值的補加，恢復到原來的工作狀態(tài)。如果在步驟SI中判斷為“不是”，則在步驟S3中判斷過去5分鐘期間的蒸發(fā)溫度(SL)的變化幅度是否為3 (K)以下，如果判斷為“是”，則在步驟S2中結束過熱度設定值的補加，恢復到原來的工作狀態(tài)，如果判斷為“不是”，則直接恢復到原來的工作狀態(tài)。通過以上的處理，來進行與上述條件(I)及(2)對應的起動時的過熱度設定補加處理。與該起動時的過熱度設定補加處理對應的系統(tǒng)的狀態(tài)例如如圖10那樣。圖6是修正動作禁止的解除判斷處理的流程圖。首先，在步驟S4中，運轉(zhuǎn)開始，判斷自起動處理結束經(jīng)過的時間是否為30分鐘以上，如果判斷為“是”，則在步驟S5中解除修正動作的禁止，恢復到原來的工作狀態(tài)。如果在步驟S4中判斷為“不是”，則在步驟S6中判 斷過去10分鐘期間的閥開度變化幅度是否為25脈沖以下，如果判斷為“是”，則在步驟S5中解除修正動作的禁止，恢復到原來的工作狀態(tài)，如果判斷為“不是”，則直接恢復到原來的工作狀態(tài)。通過以上的處理，進行與上述條件(3)及(4)對應的修正動作的禁止的解除判斷的處理。與該修正動作禁止的解除判斷處理對應的系統(tǒng)的狀態(tài)例如如圖11那樣。圖7是過熱度設定值的修正處理的流程圖。該處理在解除修正動作的禁止的情況下實行，起動I分鐘時間和10分鐘時間，重復該I分鐘時間和10分鐘時間的時刻已到及重新開始并進行處理。首先，在步驟Sll中，判斷是否經(jīng)過了 I分鐘，如果判斷為“不是”，則直接恢復到原來的工作狀態(tài)，如果判斷為“是”，則在步驟S 12中分別匯總根據(jù)操作量信號MV的I分鐘期間的閥開度變化量、I分鐘期間的最大開度位置、I分鐘期間的最小開度位置的數(shù)據(jù)，進入步驟S13。在步驟S13中，從上述匯總出的數(shù)據(jù)算出過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)、過去10分鐘期間的閥開度變化幅度(b)，進入步驟S14。在步驟S14中，判斷是否經(jīng)過了 10分鐘，如果判斷為“不是”，則在步驟S16中進行圖8的修正判斷子程序的處理并恢復到原來的工作狀態(tài)。如果在步驟S14中判斷為“是”，則在步驟S15中更新過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)的每10分鐘的值(c )和過去10分鐘期間的閥開度變化量(a)的每10分鐘的值的上一次值(d)。并且，在步驟S16進行圖8的修正判斷子程序的處理并恢復到原來的工作狀態(tài)。在圖8的修正判斷子程序中，進行上述條件(5)、(6)及(7) (9)的判斷。在步驟S21中對條件(7)進行判斷，在步驟S22、S23中對條件(8)進行判斷，在步驟S22、S24中對條件(9)進行判斷。并且，在步驟S21中，在條件(7)成立的情況下，在步驟S22、S23中條件
(8)成立的情況下，以及在步驟S22、S24中條件(9)成立的情況下，分別進入步驟S25，使過熱度設定值上升I (K)并作為修正過熱度設定值而輸出，在步驟S26中進行掩模時間處理并恢復到原來的工作狀態(tài)。步驟S26的掩模時間處理是用于在進行使設定值上升的修正而成為穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，從設定值上升開始30分鐘期間不進行使設定降低的修正的處理，將掩模時間設定為30分。在以上的條件(7) (9)都不成立的情況下，在步驟S27中判斷是否經(jīng)過了掩模時間，如果判斷為“不是”，則直接恢復到原來的工作狀態(tài)，如果判斷為“是”，則在步驟S28中對條件(5)進行判斷，在步驟S29中對條件(6)進行判斷。并且，在步驟S28、S29中，若條件(5)及(6)兩者都成立，則在步驟S30中使過熱度設定值下降I (K)并作為修正過熱度設定值而輸出，在步驟S31中進行掩模時間處理并恢復到原來的工作狀態(tài)。步驟S31的掩模時間處理是如下處理在將設定值修正為較低之后的15分鐘期間，即使上述條件(5)及
(6)兩者都成立，也不進行使目標值降低的修正，將掩模時間設定為15分。與以上的過熱度設定值的修正處理對應的系統(tǒng)的狀態(tài)例如為圖12那樣。此外，在過熱度比設定值高的狀態(tài)下，存在為了進行使電子膨脹閥向開閥方向運動的控制輸出，被上限開度(OLP)限制而不運動的情況。若在該狀態(tài)下進行過熱度的修正，則閥開度變化在上限開度穩(wěn)定，因此持續(xù)進行使設定值下降的修正，被上限開度(OLP)限制的情況下，使與修正相關的變量復位，不進行修正處理。另外，具有可防止壓縮機起動時的液體返回、防止壓縮機馬達的過負荷的稱為MOP (Maximum Operating Pressure)的功能。與上限開度同樣,在過熱度比設定值高的狀態(tài)下，存在為了對電子膨脹閥進行向開閥方向運動的控制輸出，利用MOP功能限制閥開度而不運動的情況。這種情況下也使與修正相關的變量復位，不進行修正處理。 再有，在用戶變更了過熱度設定SH時，為了防止將變更設定值后的電子膨脹閥的舉動識別為不穩(wěn)定狀態(tài)，使設定變更時與修正相關的變量暫且復位并再次開始修正處理。另外，在變更了 SH時，有設定的補加量的情況下清除為零。為了判斷操作量信號輸出而進行輸入的控制裝置雖然在其他領域有很多，但大多是以單純地保護操作端為目的。本發(fā)明的控制裝置與之不同，將反饋輸入后的操作量信號輸出作為控制輸入信號來對待，積極地用于過熱度設定值的修正。即、由于所輸入的操作量信號輸出僅以保護操作端為目的而使用的輸入裝置以限制操作量信號輸出的方式運動，因此有可能不能輸出目標的控制輸出而使控制性惡化。相對于此，本發(fā)明的控制裝置使用反饋輸入后的操作量信號輸出，同時進行操作量信號輸出是否為在能夠確保電子膨脹閥的可靠性的范圍內(nèi)的動作的判斷、以及過熱度設定值是高還是低的判斷，從而能夠?qū)⑦^熱度設定值修正為最佳值，不使控制性惡化，操作量輸出被限制在能夠確保電子膨脹閥的可靠性的范圍內(nèi)，而且能夠有效地利用蒸發(fā)器，以上方面與其他電子膨脹閥不同，可獲得很大的效果。
權利要求
1.一種電子膨脹閥的控制裝置，通過對冷凍裝置的電子膨脹閥給與操作量信號來控制冷凍裝置的過熱度，其特征在于，具備 PID控制機構，該PID控制機構根據(jù)輸入的過熱度設定值和上述冷凍裝置的測定過熱度，輸出相對于上述電子膨脹閥的操作量信號；以及 設定值修正機構，該設定值修正機構輸入過熱度設定值和上述PID控制機構輸出的上述操作量信號的反饋值，修正向上述PID控制機構輸出的過熱度設定值，并將完成修正的修正過熱度設定值輸出到上述PID控制機構。
2.根據(jù)權利要求I所述的電子膨脹閥的控制裝置，其特征在于， 上述設定值修正機構根據(jù)上述操作量信號的反饋值一直監(jiān)視上述電子膨脹閥的閥開度變化，在每個第一周期，算出相當于過去的第二周期的閥開度變化量、閥開度變化幅度，在相當于過去的第二周期的閥開度變化量為第一預定脈沖以下、而且相當于過去的第二周期的閥開度變化幅度為第一預定脈沖幅度以下的情況下，判斷為現(xiàn)在的過熱度設定值較高并將上述過熱度設定值修正為較低， 在相當于過去的第二周期的閥開度變化量為第二預定脈沖以上的情況下，判斷為現(xiàn)在的過熱度設定值較低并將上述過熱度設定值修正為較高。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子膨脹閥的控制裝置，其特征在于， 上述設定值修正機構在比上述第一周期長的每個第三周期，存儲過去第三周期間的閥開度變化量，并保持到相當于上一次的值，在上述每個第一周期，在這次的過去第三周期間的閥開度變化量為第三預定脈沖以上、且增加到“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值”的3倍以上，或者這次的過去第三周期間的閥開度變化量為第三預定脈沖(例如21脈沖)以上、且增加到“第三周期間的閥開度變化量的每個第三周期間的值的上一次量”的4倍以上的情況下，均判斷為現(xiàn)在的過熱度設定值較低并將上述過熱度設定值修正為較聞。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的電子膨脹閥的控制裝置，其特征在于， 從下述任一條件成立的時刻開始進行上述過熱度設定值的修正從冷凍裝置開始運轉(zhuǎn)，控制裝置結束起動處理，在上述每個第一周期算出的相當于過去的第二周期的閥開度變化幅度為第二預定脈沖幅度以內(nèi)；或者自冷凍裝置開始運轉(zhuǎn)，控制裝置結束起動處理經(jīng)過的時間為30分以上。
全文摘要
本發(fā)明提供控制冷凍裝置的電子膨脹閥的閥開度以使過熱度適當并且確保電子膨脹閥的機械壽命的控制裝置。將修正過熱度設定值(SV′)從設定值修正機構(1)輸出到目標值變更部(22)和目標值變更控制部(23)。由測定部(4)對冷凍裝置的包含制冷循環(huán)的控制對象(3)的過熱度進行運算，并作為測定過熱度(PV)而輸出到PID運算部(21)。由目標值變更部改變修正過熱度設定值(SV′)并作為目標值而輸出到PID運算部。由PID運算部進行PID運算，對控制對象供給操作量信號MV。將從PID控制機構(2)輸出的操作量信號MV的輸出反饋輸入到設定值修正機構，根據(jù)操作量信號MV修正相對于PID運算部的目標過熱度。
文檔編號F25B49/00GK102829590SQ20121018903
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權日2011年6月17日
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