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JP4845606B2 - refrigerator - Google Patents

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JP4845606B2 JP2006170054A JP2006170054A JP4845606B2 JP 4845606 B2 JP4845606 B2 JP 4845606B2 JP 2006170054 A JP2006170054 A JP 2006170054A JP 2006170054 A JP2006170054 A JP 2006170054A JP 4845606 B2 JP4845606 B2 JP 4845606B2
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Description

本発明は、車両の空調システムに組み込まれる冷凍機に係わり、特に、冷媒に二酸化炭素を使用する冷凍機に関する。   The present invention relates to a refrigerator incorporated in an air conditioning system of a vehicle, and more particularly to a refrigerator that uses carbon dioxide as a refrigerant.

この主の車両用空調システムのための冷凍機は、冷媒循環経路中に介挿された可変容量型のコンプレッサ、ガスクーラ、電気式膨張弁及び蒸発器を備え、ガスクーラ出口での高圧側冷媒の圧力を臨界圧以上に維持した状態で運転される(特許文献1,2)。
具体的には、特許文献1,2の冷凍機にあっては、最適なCOP(成績係数)を達成するため、高圧側冷媒の圧力をその目標圧に維持すべく電気式膨張弁の弁開度が制御されている。
特開平11-304268号公報 特開2002-22288号公報
The refrigerator for the main vehicle air conditioning system includes a variable capacity compressor, a gas cooler, an electric expansion valve and an evaporator inserted in the refrigerant circulation path, and the pressure of the high-pressure side refrigerant at the gas cooler outlet. Is maintained at a critical pressure or higher (Patent Documents 1 and 2).
Specifically, in the refrigerators of Patent Documents 1 and 2, in order to achieve the optimum COP (coefficient of performance), the electric expansion valve is opened to maintain the pressure of the high-pressure side refrigerant at the target pressure. The degree is controlled.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-304268 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22288

上述の特許文献の冷凍機が最適なCOPを達成すべく運転されていたとしても、負荷変動により車室の温度がその設定温度を超えて上昇すれば、これに応じて、可変容量型のコンプレッサは冷凍能力を高めるべく、その吐出容量を調整する。このため、高圧側冷媒の圧力はその目標圧から外れ、これを補償すべく電気式膨張弁はその弁開度を調整し、コンプレッサの吸入側、つまり、低圧側冷媒の圧力を変化させてしまう。   Even if the refrigerator of the above-mentioned patent document is operated to achieve the optimum COP, if the temperature of the passenger compartment exceeds the set temperature due to load fluctuations, a variable displacement compressor is provided accordingly. Adjusts the discharge capacity to increase the refrigerating capacity. For this reason, the pressure of the high-pressure side refrigerant deviates from the target pressure, and the electric expansion valve adjusts the valve opening to compensate for this, and changes the pressure on the suction side of the compressor, that is, the pressure of the low-pressure side refrigerant. .

このようにコンプレッサは要求される冷凍能力、即ち、低圧側冷媒の圧力に応じて吐出量を可変し、これに対し、膨張弁は高圧側冷媒の圧力により弁開度を調整することから、高圧側及び低圧側の双方にて冷媒の圧力を変動させる。
上述の圧力変動を避けるため、特許文献1の冷凍機にあっては電気式膨張弁の弁開度制御とコンプレッサの容量制御と同時に実施しないようにしているものの、冷媒に対する制御の対象が何れも圧力であるため、高圧側冷媒及び低圧側冷媒の一方の圧力が制御されれば、その他方の側での圧力の変動を必然的に伴い、冷凍機の運転を不安定させる要因となる。
Thus, the compressor varies the discharge amount in accordance with the required refrigeration capacity, that is, the pressure of the low-pressure side refrigerant, whereas the expansion valve adjusts the valve opening degree by the pressure of the high-pressure side refrigerant. The refrigerant pressure is varied on both the low-pressure side and the low-pressure side.
In order to avoid the above-described pressure fluctuation, the refrigerator disclosed in Patent Document 1 is not implemented simultaneously with the valve opening control of the electric expansion valve and the capacity control of the compressor. Since it is a pressure, if one of the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant is controlled, the pressure on the other side will inevitably fluctuate, causing the operation of the refrigerator to become unstable.

また、車室内の設定温度がその目標値よりも低下するような状況を考えると、この場合、コンプレッサはその吐出量を減少させ、これは低圧側冷媒の圧力を上昇させる一方、高圧側冷媒の圧力を低下させる。このような高圧側冷媒の圧力低下は最適なCOPを達成する目標圧からの外れを意味することから、電気式膨張弁はその弁開度を小さくし、高圧側冷媒の圧力を目標圧まで上昇させる。これに伴い、低圧側冷媒の圧力が低下するので、蒸発器での冷媒の蒸発温度が低下し、そして、これを補償するため、コンプレッサがその吐出量を更に減少させることになり、上述の不所望な作動が繰り返される。従って、最終的に電気式膨張弁は全閉状態となり、コンプレッサがその最小吐出量で駆動されてしまう事態となる。   Also, considering the situation where the set temperature in the passenger compartment falls below its target value, in this case, the compressor decreases its discharge amount, which increases the pressure of the low-pressure side refrigerant while Reduce pressure. Since the pressure drop of the high-pressure side refrigerant means a deviation from the target pressure that achieves the optimum COP, the electric expansion valve reduces the valve opening and increases the pressure of the high-pressure side refrigerant to the target pressure. Let Along with this, the pressure of the low-pressure side refrigerant decreases, so that the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator decreases, and in order to compensate for this, the compressor further reduces the discharge amount. The desired operation is repeated. Therefore, the electric expansion valve is finally fully closed, and the compressor is driven with the minimum discharge amount.

このような事態に至ると、この後、車室内の温度が設定温度よりも大きく低下するので、コンプレッサはその吐出量を増加させようとし、上述の動作が逆向きに繰り返される。この結果、冷媒の圧力制御が収束せず、発散してしまい、冷媒の圧力を著しく変動させる。
更に、特許文献1,2の冷凍機にあっては何れも、高圧側冷媒の圧力が臨界圧以上にあるとき、最適なCOPを達成すべく電気式膨張弁の弁開度を制御しているが、冷凍機の実際の運転に際しては、高圧側冷媒の圧力が臨界圧よりも低くなることも考えられ、このような状況下での制御の確立が望まれている。
When such a situation occurs, the temperature in the passenger compartment drops below the set temperature, and the compressor tries to increase the discharge amount, and the above operation is repeated in the reverse direction. As a result, the pressure control of the refrigerant does not converge but diverges, causing the refrigerant pressure to fluctuate significantly.
Furthermore, in the refrigerators of Patent Documents 1 and 2, when the pressure of the high-pressure side refrigerant is equal to or higher than the critical pressure, the valve opening degree of the electric expansion valve is controlled to achieve the optimum COP. However, in actual operation of the refrigerator, the pressure of the high-pressure side refrigerant may be lower than the critical pressure, and establishment of control under such a situation is desired.

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、冷媒の不所望な圧力変動を抑制し、超臨界及び亜臨界の状態にあっても最適なCOPを達成することができる冷凍機を提供することにある。   The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and its object is to suppress undesired pressure fluctuations of the refrigerant and achieve optimum COP even in supercritical and subcritical states. It is in providing the refrigerator which can do.

上記の目的を達成するため、本発明の冷凍機は、高圧経路部分と低圧経路部分に分けられる冷媒の循環経路と、高圧経路部分に介挿され、冷媒を圧縮して吐出する可変容量型のコンプレッサと、高圧経路部分に前記コンプレッサの下流に位置して介挿され、コンプレッサから吐出された高圧側冷媒を冷却するガスクーラと、高圧経路部分の上流端と低圧経路部分の下流端との間に設けられた開口を有し、この開口の開度を調整可能とした膨張手段と、低圧経路部分に介挿され、膨張手段の開口から流出した低圧側冷媒を蒸発させ、調和空気を冷却する蒸発器と、この蒸発器から供給されるべき調和空気の設定温度を設定する調和温度設定手段と、調和空気の実温度を検出する空気温度検出手段と、高圧経路部分内の高圧側冷媒の実温度を検出する冷媒温度検出手段と、高圧経路部分内の高圧側冷媒の実圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、調和空気の目標温度にその実温度を一致させるべくコンプレッサの冷媒吐出量及び膨脹手段の開口の開度を制御する吐出量制御を実施する吐出量制御装置と、前記吐出量制御の実施中に周期的に割り込んで作動され、膨張手段における開口の開度を制御するための弁開度制御を実施する弁開度制御装置とを備え、この弁開度制御装置は、高圧側冷媒が超臨界の状態にあるとき、高圧側冷媒の圧力に基づき、最適な成績係数(COP)を達成するうえでの高圧側冷媒の目標温度を演算する目標温度演算手段と、高圧側冷媒の目標温度とその実温度との間の偏差のみに基づき、膨張手段における開口の目標開度を設定する開度設定手段と、目標開度に基づいて、膨張手段に開度信号を出力する開度信号出力手段とを含む(請求項1)。 In order to achieve the above object, the refrigerator of the present invention includes a refrigerant circulation path divided into a high pressure path portion and a low pressure path portion, and a variable capacity type that is inserted in the high pressure path portion and compresses and discharges the refrigerant. A compressor, a gas cooler that is interposed downstream of the compressor in the high-pressure path portion and cools the high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and an upstream end of the high-pressure path portion and a downstream end of the low-pressure path portion An expansion means having an opening provided therein, the expansion means capable of adjusting the opening degree of the opening, and an evaporation which is inserted in the low-pressure path portion and evaporates the low-pressure side refrigerant flowing out from the opening of the expansion means and cools the conditioned air , A conditioned temperature setting means for setting a set temperature of the conditioned air to be supplied from the evaporator, an air temperature detecting means for detecting the actual temperature of the conditioned air, and the actual temperature of the high-pressure side refrigerant in the high-pressure path portion Detect That a refrigerant temperature detecting means, and the refrigerant pressure detecting means for detecting the actual pressure of the high-pressure side refrigerant in the high pressure path portion, the opening of the refrigerant discharge amount and expansion means of the compressor in order to match the actual temperature to the target temperature of the conditioned air A discharge amount control device for performing a discharge amount control for controlling the opening degree, and a valve opening degree control for controlling the opening degree of the opening in the expansion means , which is operated periodically by interrupting the discharge amount control. a practice that the valve opening control device, the valve opening control device, when the high-pressure side refrigerant is in a state of supercritical, based on the pressure of the high-pressure side refrigerant, to achieve optimum coefficient of performance (COP) The target temperature calculating means for calculating the target temperature of the high-pressure side refrigerant and the opening setting for setting the target opening degree of the opening in the expansion means based only on the deviation between the target temperature of the high-pressure side refrigerant and its actual temperature Means and target opening Based on, and an opening signal output means for outputting the opening signals to the expansion means (claim 1).

具体的には、吐出量制御装置は、調和空気の目標温度とその実温度との間の偏差に基づき、コンプレッサの目標吐出量を演算する吐出量演算手段と、この目標吐出量に基づき、コンプレッサに容量信号を出力する容量信号出力手段とを更に含むことができる(請求項2)。
上述の請求項1,2の冷凍機によれば、弁開度制御装置の実施にあたり、膨張手段における開口の開度が高圧側冷媒の圧力ではなく、高圧側冷媒の目標温度にその実温度を一致させるべく制御されるので、ここでの開度制御がコンプレッサの吐出量制御と干渉することはない。
Specifically, the discharge amount control device includes a discharge amount calculating means for calculating a target discharge amount of the compressor based on a deviation between the target temperature of the conditioned air and the actual temperature, and a compressor based on the target discharge amount. Capacitance signal output means for outputting a capacitance signal can be further included.
According to the refrigerators of claims 1 and 2 described above, when the valve opening degree control device is implemented, the opening degree of the opening in the expansion means matches the actual temperature with the target temperature of the high-pressure side refrigerant, not the pressure of the high-pressure side refrigerant. Therefore, the valve opening control here does not interfere with the discharge amount control of the compressor.

また、弁開度制御装置は、コンプレッサの吐出量が許容最大値若しくはその近傍に維持されているとき、高圧側冷媒の目標圧を演算する目標圧演算手段と、この目標圧に基づいて、膨張手段に開度信号を出力する第2開度信号出力手段とを更に含むことができる(請求項3)。
更に、弁開度制御装置は、コンプレッサの吐出量が最小値若しくはその近傍に維持されているとき、膨張手段に所定の開度信号を出力する第3開度信号出力手段を更に含むことができ(請求項4)、この場合、所定の開度信号は全開度信号であるのが望ましい(請求項5)。
Further, the valve opening degree control device is configured to calculate target pressure calculating means for calculating a target pressure of the high-pressure side refrigerant when the discharge amount of the compressor is maintained at or near an allowable maximum value, and based on the target pressure, Second opening signal output means for outputting an opening signal to the means can further be included.
Furthermore, the valve opening degree control device can further include third opening degree signal output means for outputting a predetermined opening degree signal to the expansion means when the discharge amount of the compressor is maintained at or near the minimum value. (Claim 4) In this case, the predetermined opening signal is preferably a full opening signal (Claim 5).

請求項3〜5の冷凍機によれば、膨張手段における開口の開度が高圧側冷媒の目標圧に基づく開度信号又は所定の開度信号により制御されても、このとき、コンプレッサの吐出量は実質的に可変されることがなく、開度制御がコンプレッサの吐出量制御と干渉することはない。
更に、開度設定手段は、高圧側冷媒の実圧力が臨界圧よりも低いときには目標開度所定の固定開度を設定する(請求項6)。
According to the refrigerators of claims 3 to 5, even if the opening degree of the opening in the expansion means is controlled by the opening degree signal based on the target pressure of the high-pressure side refrigerant or the predetermined opening degree signal, at this time, the discharge amount of the compressor Is not substantially changed, and the valve opening control does not interfere with the discharge amount control of the compressor.
Furthermore, the opening degree setting means, actual pressure of the high-pressure side refrigerant when lower than the critical pressure for setting a predetermined fixed opening degree to the target opening (Claim 6).

高圧側冷媒の実圧力が臨界圧よりも低い場合、膨張手段の開口開度を変化させても、ガスクーラ及び蒸発器における能力の増減が互いに打ち消し合うことから、開口開度を冷凍機に固有の固定開度することで、実質的に最適なCOPが達成される。 If the actual pressure of the high-pressure side refrigerant is lower than the critical pressure, specific be varied opening degree of the expansion means, since the increase or decrease of the capacity in the gas cooler and the evaporator cancel each other, the opening of the opening in the refrigerator A substantially optimal COP is achieved by the fixed opening.

請求項1〜5の冷凍機は、膨張手段における開口の開度制御とコンプレッサの吐出量制御とを互いに干渉させないので、これら開度制御及び吐出量制御を実施するにあたり、制御の発散やハンチングを伴うことなく冷媒の圧力変動を効果的に抑制でき、最適なCOPの達成が可能となる。
請求項6の冷凍機は、高圧側冷媒の圧力が臨界圧よりも低い亜臨界状態にあっても、膨張手段の開口開度を固定開度にするだけで、最適なCOPが得られ、亜臨界状態での制御が頗る簡単なものとなる。
Since the refrigerators according to claims 1 to 5 do not interfere with the valve opening control of the opening in the expansion means and the discharge amount control of the compressor, when performing these valve opening control and discharge amount control, The refrigerant pressure fluctuation can be effectively suppressed without hunting, and the optimum COP can be achieved.
In the refrigerator of claim 6, even when the pressure of the high-pressure side refrigerant is in a subcritical state lower than the critical pressure, an optimum COP can be obtained only by setting the opening degree of the expansion means to a fixed degree. Control in the critical state becomes simple.

図1は、車両用空調システムに組み込まれる冷凍機を概略的に示し、この冷凍機は冷媒として、例えば二酸化炭素を使用する。この種の冷凍機の基本構成は公知であり、それ故、冷凍機の基本構成については以下に簡単に説明する。
冷凍機は冷媒の循環経路2を備え、この循環経路2は高圧経路部分2aと、低圧経路部分2bとに区分される。高圧経路部分2aには可変容量型のコンプレッサ4が介挿され、このコンプレッサ4は電磁クラッチ6を介してエンジン8に接続され、このエンジン8からの動力が電磁クラッチ6を経て伝達されることで駆動される。
FIG. 1 schematically shows a refrigerator incorporated in a vehicle air conditioning system, and this refrigerator uses, for example, carbon dioxide as a refrigerant. The basic configuration of this type of refrigerator is known, and therefore the basic configuration of the refrigerator will be briefly described below.
The refrigerator includes a refrigerant circulation path 2, which is divided into a high-pressure path portion 2a and a low-pressure path portion 2b. A variable displacement compressor 4 is inserted in the high-pressure path portion 2 a, and this compressor 4 is connected to an engine 8 via an electromagnetic clutch 6, and power from the engine 8 is transmitted via the electromagnetic clutch 6. Driven.

また、高圧経路部分2aにはガスクーラ10が介挿されており、このガスクーラ10は放熱器であって、コンプレッサ4にて圧縮され、そして、コンプレッサ4から吐出された高圧側冷媒を冷却する。
一方、低圧経路部分2bには冷媒の循環方向に蒸発器12及びアキュムレータ14が順次介挿され、そして、低圧経路部分2bの上流端と高圧経路部分2aの下流端との間には膨張手段としての電気式の膨張弁16が配置されている。この膨張弁16はその弁口(開口)の開度、つまり、その弁開度が調整可能なものである。なお、アキュムレータ14は蒸発器12から流出した冷媒に対して気液分離作用をなし、その気相部分のみをコンプレッサ4に向けて供給する。
A gas cooler 10 is inserted in the high-pressure path portion 2a. The gas cooler 10 is a radiator and is compressed by the compressor 4 and cools the high-pressure side refrigerant discharged from the compressor 4.
On the other hand, an evaporator 12 and an accumulator 14 are sequentially inserted in the refrigerant circulation direction in the low pressure path portion 2b, and as an expansion means between the upstream end of the low pressure path portion 2b and the downstream end of the high pressure path portion 2a. The electric expansion valve 16 is arranged. The expansion valve 16 is adjustable in its opening (opening), that is, its opening. The accumulator 14 performs a gas-liquid separation action on the refrigerant flowing out of the evaporator 12 and supplies only the gas phase portion toward the compressor 4.

更に、ガスクーラ10と膨張弁16との間における高圧経路部分2a及びアキュムレータ14とコンプレッサ4との間における低圧経路部分2bにて、これら高圧経路部分2a及び低圧経路部分2bはそれらの一部が互いに隣接して配置され、内部熱交換器18を構成している。
上述したコンプレッサ4の吐出量、電磁クラッチ6の断続及び膨張弁16の弁開度はコントローラ20からの制御信号を受けて制御され、このため、コントローラ20は各種のセンサやスイッチ類が電気的に接続されている。なお、コントローラ20はマイクロプロセッサ(MPU)、ROM,RAM等の記憶装置、入出力ポート(I/O)及び種々のドライバを含む。
Further, in the high pressure path portion 2a between the gas cooler 10 and the expansion valve 16 and in the low pressure path portion 2b between the accumulator 14 and the compressor 4, the high pressure path portion 2a and the low pressure path portion 2b are part of each other. Adjacent to each other, the internal heat exchanger 18 is configured.
The discharge amount of the compressor 4 and the opening / closing of the electromagnetic clutch 6 and the opening degree of the expansion valve 16 are controlled in response to a control signal from the controller 20. For this reason, the controller 20 is electrically connected to various sensors and switches. It is connected. The controller 20 includes a microprocessor (MPU), a storage device such as a ROM and a RAM, an input / output port (I / O), and various drivers.

具体的には、センサには、蒸発器12を通過した後の調和空気、つまり、車両の車室内に供給される調和空気の温度を検出する空気温度センサ22、コンプレッサ4の入口側(吸入側)での低圧側冷媒の圧力及び温度をそれぞれ検出する冷媒圧力センサ24及び冷媒温度センサ26、ガスクーラ10の出口での高圧側冷媒の圧力及び温度をそれぞれ検出する冷媒圧力センサ28及び冷媒温度センサ30があり、そして、スイッチ類には車室内の温度を設定する室温設定スイッチ32及び空調システムのオンオフを切り換えるA/Cスイッチ34がある。   Specifically, the sensor includes an air temperature sensor 22 that detects the temperature of the conditioned air after passing through the evaporator 12, that is, the conditioned air supplied to the vehicle interior of the vehicle, and the inlet side (suction side) of the compressor 4. The refrigerant pressure sensor 24 and the refrigerant temperature sensor 26 for detecting the pressure and temperature of the low-pressure side refrigerant at the gas cooler 10, respectively, and the refrigerant pressure sensor 28 and the refrigerant temperature sensor 30 for detecting the pressure and temperature of the high-pressure side refrigerant at the outlet of the gas cooler 10, respectively. The switches include a room temperature setting switch 32 for setting the temperature in the passenger compartment and an A / C switch 34 for switching the air conditioning system on and off.

コントローラ20は上述したセンサ及びスイッチ類からの検出信号や、設定又は切換信号により冷凍機の運転を制御し、以下、この運転制御について詳述する。
図2はコントローラ20が実行するメインルーチンを示す。
メインルーチンにて、コントローラ20は先ず、初期化処理(ステップS1)を実施した後、信号処理を実施する(ステップS2)。このステップS2にて、センサ及びスイッチ類からの信号を読み込むための所定の処理が実施される。
The controller 20 controls the operation of the refrigerator based on the detection signals from the sensors and switches described above and the setting or switching signal, and the operation control will be described in detail below.
FIG. 2 shows a main routine executed by the controller 20.
In the main routine, the controller 20 first performs initialization processing (step S1) and then performs signal processing (step S2). In step S2, a predetermined process for reading signals from sensors and switches is performed.

次に、コントローラ20は、電磁クラッチ6のためのクラッチ制御(ステップS3)、
コンプレッサ4のための吐出量制御(ステップS4)、そして、膨張弁16のための弁開度制御(ステップS5)を順次実施する。
クラッチ制御は、前述したA/Cスイッチ34からの切換信号に基づいて実施され、A/Cスイッチ34がオン操作されたとき、コントローラ20は電磁クラッチ6に制御信号を送信して電磁クラッチ6を繋ぎ、電磁クラッチ6を経てエンジン8の動力をコンプレッサ4に伝達させる。従って、この時点から、コンプレッサ4が駆動され、循環経路2内にて冷媒が循環し、車室内の冷房が開始される。
Next, the controller 20 performs clutch control (step S3) for the electromagnetic clutch 6.
The discharge amount control for the compressor 4 (step S4) and the valve opening degree control for the expansion valve 16 (step S5) are sequentially performed.
The clutch control is performed based on the switching signal from the A / C switch 34 described above. When the A / C switch 34 is turned on, the controller 20 transmits a control signal to the electromagnetic clutch 6 to turn off the electromagnetic clutch 6. The power of the engine 8 is transmitted to the compressor 4 through the electromagnetic clutch 6. Therefore, from this point, the compressor 4 is driven, the refrigerant circulates in the circulation path 2, and cooling of the passenger compartment is started.

吐出量制御は図3に具体的に示されている。
吐出量制御では、先ず、前述の室温設定スイッチ32からの設定信号に基づき、調和空気の目標温度Tが読み込まれ(ステップS40)、そして、空気温度センサ22からの検出信号に基づき調和空気の実温度Tが読み込まれる(ステップS41)。この後、コントローラ20は、目標温度T及び実温度Tに基づき、コンプレッサ4の目標吐出量Qを演算し(ステップS42)、そして、目標吐出量Qに応じたコンプレッサ4の制御量を出力する。従って、コンプレッサ4はその実吐出量を目標吐出量Qに一致させるべく、その駆動が制御され、ステップS4が繰り返して実施されることで、車室内の温度は目標温度Tに維持される。
The discharge amount control is specifically shown in FIG.
A discharge rate control, first, on the basis of a setting signal from the temperature setting switch 32 described above, the target temperature T O of the conditioned air is read (step S40), and, the conditioned air based on the detection signal from the air temperature sensor 22 actual temperature T A is read (step S41). Thereafter, the controller 20 on the basis of the target temperature T O, and the actual temperature T A, calculates a target discharge amount Q O of the compressor 4 (step S42), and the control amount of the compressor 4 according to the target discharge quantity Q O Is output. Accordingly, the compressor 4 is controlled to be driven so that the actual discharge amount coincides with the target discharge amount Q O , and step S4 is repeatedly performed, so that the temperature in the passenger compartment is maintained at the target temperature T O.

なお、上述の吐出量制御が実施されるにあたり、コントローラ20は膨張弁16の弁開度調整をも併せて実施する。具体的には、膨張弁16の弁開度の初期値は、室温設定スイッチ32にて設定された目標温度Tにより決定され、この後、弁開度はコンプレッサ4における吐出圧の上昇に伴い、予め実験により定められている吐出圧−弁開度マップに従って調整される。 Note that the controller 20 also adjusts the valve opening of the expansion valve 16 when the above-described discharge amount control is performed. Specifically, the initial value of the valve opening of the expansion valve 16 is determined by the target temperature T O, which is set at room temperature setting switch 32, thereafter, the valve opening degree with the increase in the discharge pressure in the compressor 4 The pressure is adjusted according to a discharge pressure-valve opening degree map determined in advance by experiments.

次の弁開度制御は、上述の吐出量制御が所定時間実施された後、一定の間隔毎に実施されるものであり、その詳細が図4に示されている。
弁開度制御にて、コントローラ20は先ず、コンプレッサ(コンプ)の駆動が開始(オン)されているか否かを判別し(ステップS50)、ここでの判別結果が真(Yes)の場合、コンプレッサの吐出量が最大吐出であるか否かを判別する(ステップS51)。そして、ここでの判別結果が偽(No)の場合、コントローラ20は更に、循環経路2の高圧経路部分2aを流れる冷媒、つまり、高圧側冷媒の圧力がその臨界圧以上であるか否かを判別する(ステップS52)。ここでの判別は、前述の冷媒圧力センサ28からの検出信号に基づいて実施され、冷媒圧力センサ28はガスクーラ10の出口での圧力を高圧側冷媒の圧力Pとして検出する。
The next valve opening degree control is performed at regular intervals after the above-described discharge amount control is performed for a predetermined time, and details thereof are shown in FIG.
In the valve opening control, the controller 20 first determines whether or not the drive of the compressor (comp) is started (ON) (step S50), and if the determination result here is true (Yes), the compressor 20 It is determined whether or not the discharge amount is the maximum discharge (step S51). When the determination result here is false (No), the controller 20 further determines whether or not the pressure of the refrigerant flowing through the high-pressure path portion 2a of the circulation path 2, that is, the pressure of the high-pressure side refrigerant is equal to or higher than the critical pressure. A determination is made (step S52). Determination here is performed based on the detection signal from the refrigerant pressure sensor 28 described above, the refrigerant pressure sensor 28 detects the pressure at the outlet of the gas cooler 10 as the pressure P H of the high-pressure side refrigerant.

ステップS52の判別結果が真の場合、つまり、高圧側冷媒が超臨界状態にあると、コントローラ20は高圧側冷媒の目標温度TTを演算し(ステップS60)、このステップの詳細は図5に示されている。
高圧側冷媒の目標温度TTを演算するにあたり、コントローラ20は循環経路2の低圧経路部分2b内を流れる冷媒、つまり、低圧側冷媒の圧力Pを読み込む(ステップS61)。具体的には、ここでは、前述の冷媒圧力センサ24からの検出信号が読み込まれ、この冷媒圧力センサ24はコンプレッサ4に吸引される低圧側冷媒の圧力を圧力Pとして検出する。
If the decision result in the step S52 is Yes, that is, when the high-pressure side refrigerant is in a supercritical state, the controller 20 calculates a target temperature TT G of the high-pressure side refrigerant (step S60), in FIG. 5 for details of this step It is shown.
Upon calculating the target temperature TT G of the high-pressure side refrigerant, the controller 20 is the refrigerant flowing through the low-pressure path section in 2b of the circulation path 2, i.e., it reads the pressure P S in the low-pressure refrigerant (step S61). Specifically, here, it is read detection signals from refrigerant pressure sensor 24 described above, the refrigerant pressure sensor 24 for detecting the pressure of low-pressure refrigerant sucked into the compressor 4 as a pressure P S.

次に、コントローラ20は低圧側冷媒の過熱度(SH)を検出し(ステップS62)、そして、圧力P及び過熱度(SH)に基づいて、最適なCOPを達成するための最適線を選定する(ステップS63)。ここで、最適線とは、最適なCOPを達成するためのガスクーラ10の出口での高圧側冷媒の圧力Pとその温度Tとの関係を示。具体的には、図6は過熱度(SH)が0であるとき、低圧側冷媒の圧力Pをパラメータとした最適線の一例を表し、これに対し、図7は圧力Pが一定(P=3.5MPa)であるとき、過熱度(SH)をパラメータとした最適線の一例を表す。 Next, the controller 20 detects the superheat degree of the low-pressure refrigerant (SH) (Step S62), and, on the basis of the pressure P S and the degree of superheat (SH), select the best line to achieve optimal COP (Step S63). Here, the optimal line, shows the relationship between the pressure P H of the high-pressure side refrigerant at the outlet of the gas cooler 10 to achieve optimal COP and its temperature T G. Specifically, when 6 superheat (SH) is 0, it represents an example of a best line the pressure P S in the low-pressure refrigerant as a parameter, contrast, FIG. 7 is a pressure P S is constant ( When P S = 3.5 MPa), an example of an optimum line with the degree of superheat (SH) as a parameter is shown.

従って、コントローラ20は圧力P及び過熱度(SH)から最適線の1つを選出でき、そして、選出した最適線と読み込んだ高圧側冷媒の圧力P(ステップS64)とに基づき、最適なCOPを達成する高圧側冷媒の目標温度TTを設定する(ステップS65)。
なお、図6及び図7から明らかなように、最適線で表される高圧側冷媒の圧力P及び温度Tは、圧力Pや過熱度(SH)の相違に対して余り変化しないリニアな関係であるから、圧力Pや過熱度(SH)を無視することも可能であり、この場合、目標温度TTは圧力Pに基づき、次式から演算することも可能である。
Accordingly, the controller 20 may elect one of the best lines from the pressure P S and the degree of superheat (SH), and, on the basis of the pressure P H of the high-pressure side refrigerant read and selected the best line (step S64), the optimal setting a target temperature TT G of the high-pressure side refrigerant to achieve a COP (step S65).
As is apparent from FIGS. 6 and 7, the pressure P H and the temperature T G of the high-pressure side refrigerant represented by the optimum line does not change much with respect to differences in the pressure P S and the degree of superheat (SH) Linear since a Do relationship, it is also possible to ignore the pressure P S and the degree of superheat of (SH), in this case, the target temperature TT G is based on the pressure P H, it can be calculated from the following equation.

TT=A×P+B
ここで、A,Bは定数である。
上述したようにして高圧側冷媒の目標温度TTが設定されると、コントローラ20は次のステップS53(図4参照)にて、目標温度TTに基づいて目標弁開度Oを演算する。具体的には、ここでは、目標温度TTと高圧側冷媒の実温度TGとの間の偏差が演算され、この偏差の解消に必要な膨張弁16の目標弁開度Oが演算される。なお、実温度TGは前述の冷媒温度センサ30により検出される。
TT G = A × P H + B
Here, A and B are constants.
When the target temperature TT G of the high-pressure side refrigerant in the manner described above is set, the controller 20 in the next step S53 (see FIG. 4), calculates a target valve opening O E on the basis of the target temperature TT G . Specifically, here, the deviation between the target temperature TT G and the actual temperature TG A high-pressure side refrigerant is calculated, the target valve opening O E of the expansion valve 16 required to eliminate the deviation is calculated The The actual temperature TG A is detected by the refrigerant temperature sensor 30 described above.

この後、コントローラ20は、目標弁開度Oに現在の実弁開度を一致させるべく、膨張弁16に制御信号を送信し、膨脹弁16を駆動する(ステップS54)。
より詳しくは、図8から明らかなように膨脹弁16の目標弁開度Oは、目標温度TTに対して高圧側冷媒の実温度TGが高ければ、現弁開度を減少する閉方向に設定され、逆に、目標温度TTに対して高圧側冷媒の実温度TGが低ければ、現弁開度を増加する開方向に設定される。
Thereafter, the controller 20, in order to match the current Miben opening to the target valve opening O E, sends a control signal to the expansion valve 16, and drives the expansion valve 16 (step S54).
More specifically, the target valve opening O E apparent as expansion valve 16 from FIG. 8, the higher the real temperature TG A high-pressure side refrigerant to the target temperature TT G, closed to reduce Genben opening is set to a direction, conversely, the lower the actual temperature TG a high-pressure side refrigerant to the target temperature TT G, is set in the opening direction to increase Genben opening.

また、膨脹弁16の弁開度は目標弁開度Oに直ちに変更されるのではなく、目標弁開度Oに向けて小刻みに増減され、これにより、循環経路2内での冷媒の圧力変動が抑制される。
以下の表1は、膨脹弁16の弁開度を変化させたとき、ガスクーラ10における出口での高圧側冷媒の圧力P、温度T及び冷媒の循環量を示す。
Further, valve opening of the expansion valve 16, rather than being immediately changed to the target valve opening O E, is increased or decreased little by little toward the target valve opening O E, thereby, the refrigerant in the circulation path 2 Pressure fluctuation is suppressed.
Table 1 below shows the pressure P H , the temperature TG of the high-pressure side refrigerant at the outlet of the gas cooler 10 and the circulation amount of the refrigerant when the valve opening degree of the expansion valve 16 is changed.

Figure 0004845606
Figure 0004845606

また、表1の状態(i)〜(v)に対応するモリエル線図を図9の(i)〜(v)にそれぞれ示す。図9中、a〜fは、蒸発器12の入口、蒸発器12の出口、コンプレッサ4の吸い込み口、コンプレッサ4の吐出口、ガスクーラ10の出口及び内部交換器18の出口の位置をそれぞれ示し、これらの位置は図1中にも同一の参照符号を付して示されている。更に、図9中、参照符号Lは前述した最適線を示す。   Moreover, the Mollier diagrams corresponding to the states (i) to (v) in Table 1 are shown in (i) to (v) of FIG. 9, a to f indicate the positions of the inlet of the evaporator 12, the outlet of the evaporator 12, the suction port of the compressor 4, the discharge port of the compressor 4, the outlet of the gas cooler 10, and the outlet of the internal exchanger 18, respectively. These positions are also shown in FIG. 1 with the same reference numerals. Further, in FIG. 9, reference symbol L indicates the optimum line described above.

図9から明らかなように、膨脹弁16の弁開度が変化すれば、ガスクーラ10における出口での高圧側冷媒の状態もまた変化することが分かる。ここで、膨脹弁16の弁開度が変化すれば、低圧側冷媒の圧力Pもまた変化するものの、この圧力Pは調和空気の温度に対応するため、コンプレッサ4は圧力Pの変化を打ち消す方向にその吐出量を変化させ、高圧側冷媒の状態はその温度Tのみが変化する。それ故、前述した最適線L上の目標温度TTに高圧側冷媒の温度Tを一致させるべく、膨脹弁16の弁開度を制御することにより、最適なCOP(図9中の(iv),(v)の状態を参照)を達成することができる。 As can be seen from FIG. 9, if the valve opening of the expansion valve 16 changes, the state of the high-pressure side refrigerant at the outlet of the gas cooler 10 also changes. Here, if the change valve opening degree of the expansion valve 16, although the pressure P S in the low-pressure side refrigerant also change, change in the pressure P S in order to correspond to the temperature of the conditioned air, the compressor 4 is pressure P S The amount of discharge is changed in the direction to cancel out, and only the temperature TG changes in the state of the high-pressure side refrigerant. Therefore, the optimal COP ((iv in FIG. 9) is controlled by controlling the valve opening degree of the expansion valve 16 so that the target temperature TT G on the optimum line L matches the high-temperature refrigerant temperature TG . ), (v) state) can be achieved.

即ち、冷凍機の運転中、高圧側冷媒が超臨界状態にあるときには、膨脹弁16の弁開度は高圧側冷媒の温度Tに応じて制御され、そして、コンプレッサ4の吐出量は低圧側冷媒の圧力Pに応じて制御されるので、これらの制御が互いに干渉し合うようなことはない。
一方、図4の弁開度制御ルーチンにおいて、ステップS52での判別結果が偽となる場合、つまり、高圧側冷媒の圧力Pが臨界圧よりも低い場合、コントローラ20はステップS52からステップS55を実施し、このステップにて膨脹弁16の弁開度を所定の固定開度に設定する。それ故、次のステップS54にて、膨脹弁16はその弁開度を固定開度にすべく制御される。
That is, when the high-pressure side refrigerant is in a supercritical state during operation of the refrigerator, the valve opening of the expansion valve 16 is controlled according to the temperature TG of the high-pressure side refrigerant, and the discharge amount of the compressor 4 is low-pressure side. since is controlled according to the pressure P S of the refrigerant, it will not be such that these control interfere with each other.
On the other hand, the valve opening control routine of FIG. 4, if the determination result in step S52 is false, that is, if the pressure P H of the high-pressure side refrigerant is lower than the critical pressure, the controller 20 is the step S55 from step S52 In this step, the opening degree of the expansion valve 16 is set to a predetermined fixed opening degree. Therefore, in the next step S54, the expansion valve 16 is controlled so that its valve opening is fixed.

ステップS52の判別結果が偽となる状況とは、高圧側冷媒が亜臨界状態にあることを表しているが、図10のモリエル線図ではガスクーラ10における出口(e位置)を仮に飽和液線上に位置付けて示してある。
出口(e位置)での高圧側冷媒の圧力P及び温度Tは2相域に入るため、これら圧力P及び温度Tを実質的に把握することはできない。しかしながら、ガスクーラ10の能力を測定し、ガスクーラ10の入口及び出口での高圧側冷媒の状態を算出したところ、実際の出口は図10中のα位置となる。
The situation in which the determination result in step S52 is false indicates that the high-pressure side refrigerant is in a subcritical state. In the Mollier diagram of FIG. 10, the outlet (e position) in the gas cooler 10 is temporarily on the saturated liquid line. Positioned and shown.
Since the pressure P H and the temperature T G of the high-pressure side refrigerant at the outlet (e position) entering the two-phase region, it is not possible to substantially grasp these pressures P H and temperature T G. However, when the capacity of the gas cooler 10 is measured and the state of the high-pressure side refrigerant at the inlet and outlet of the gas cooler 10 is calculated, the actual outlet is at the position α in FIG.

上述の状況下にて、膨脹弁16の弁開度を可変すれば、α位置は図10でみて左右に変化し、また、内部熱交換器18の働きにより、蒸発器12の出口を実際に示すβ位置もまた図10でみて左右に変化することが実験により確認された。
以下の表2は、膨脹弁16の弁開度を種々に変化させた際の冷凍機の挙動を示す。
If the valve opening of the expansion valve 16 is varied under the above-described circumstances, the α position changes to the left and right as viewed in FIG. 10, and the outlet of the evaporator 12 is actually connected by the action of the internal heat exchanger 18. It has been confirmed by experiments that the β position shown also changes from side to side as seen in FIG.
Table 2 below shows the behavior of the refrigerator when the opening degree of the expansion valve 16 is variously changed.

Figure 0004845606
Figure 0004845606

また、表2の(i)〜(viii)に対応するモリエル線図を図11の(i)〜(iii)にそれぞれ示す。
表2中の蒸発器12の能力及びガスクーラ10の能力を参照すれば、膨脹弁16の弁開度が変化されたとき、前述したα位置及びβ位置はそれぞれ左右に動くものと推定される。それ故、最適なCOPを達成するにあたり、膨脹弁16の弁開度を固定開度に設定可能であり、これは実験により確認された。なお、実験に使用した冷凍機の場合、弁開度指示値が約28となる弁開度を固定開度としたとき、最適なCOPが達成された。
Further, Mollier diagrams corresponding to (i) to (viii) in Table 2 are shown in (i) to (iii) of FIG. 11, respectively.
Referring to the capacity of the evaporator 12 and the capacity of the gas cooler 10 in Table 2, when the valve opening degree of the expansion valve 16 is changed, the above-described α position and β position are estimated to move left and right, respectively. Therefore, in achieving the optimum COP, the opening degree of the expansion valve 16 can be set to a fixed opening degree, and this has been confirmed by experiments. In the case of the refrigerator used in the experiment, the optimum COP was achieved when the valve opening at which the valve opening instruction value was about 28 was set as a fixed opening.

再度、図4の弁開度制御ルーチンを参照すれば、ステップS50の判別結果が偽の場合、つまり、コンプレッサ4の吐出量が最小値若しくはその近傍に維持されている状況にあるとき、膨脹弁16の弁開度は全開に設定され(ステップS56)、ステップS54経て、膨脹弁16はその弁開度を全開させるべく駆動される。
一方、ステップS51の判別結果が真となる場合、つまり、コンプレッサ4の吐出量が許容最大値若しくはその近傍に維持されている状況にあるとき、ステップS70にて、高圧側冷媒の目標圧TPが演算され、その詳細を図12に示す。
Referring to the valve opening control routine of FIG. 4 again, when the determination result in step S50 is false, that is, when the discharge amount of the compressor 4 is maintained at or near the minimum value, the expansion valve 16 is set to fully open (step S56), and after step S54, the expansion valve 16 is driven to fully open the valve opening.
On the other hand, if the determination result in step S51 becomes Yes, that is, when in the situation in which the discharge amount of the compressor 4 is kept maximum or near its permissible at step S70, the high-pressure side refrigerant target pressure TP G The details are shown in FIG.

目標圧TPの演算に際しては、前述した目標温度TTの演算ルーチンでのステップS61〜S63と同様なステップS71〜S73が実施され、そして、選定した最適線及び圧力T(ステップS74)とに基づき、目標圧TPが設定される(ステップS75)。
なお、目標圧TPは次式から演算することができる。
Upon calculation of the target pressure TP G is implemented steps S61~S63 the same steps S71~S73 in calculation routine of the target temperature TT G described above, and, with the selected optimum line and pressure T G (step S74) based on the target pressure TP G is set (step S75).
The target pressure TP G may be calculated from the following equation.

TP=C×T+D
なお、C,Dは定数である。
この後、次のステップS57では、目標圧TGに基づいて膨脹弁16の目標弁開度Oが演算され、ステップS54の実施を経て、膨脹弁16の弁開度は目標弁開度Oに一致すべく小刻みに変化される。
TP G = C × T G + D
C and D are constants.
Thereafter, in the next step S57, the target valve opening O E of the expansion valve 16 based on the target pressure TG P is calculated, through the implementation of step S54, the valve opening of the expansion valve 16 is a target valve opening O It is changed in small increments to match E.

上述したステップS56を経て膨脹弁16の弁開度が全開にされれば、膨脹弁16における弁開度の初期値が全開に設定されることで、冷凍機のCOPを速やかに最適値に到達させることできる。
一方、ステップS70を経て、膨脹弁16の弁開度が制御されても、このとき、コンプレッサ4はその吐出量を実質的に可変できる状況にないから、弁開度制御と吐出量制御とが互いに干渉し合うようなことはなく、よって、最適なCOPを達成することができる。
If the opening degree of the expansion valve 16 is fully opened through the above-described step S56, the initial value of the opening degree of the expansion valve 16 is set to full opening, so that the COP of the refrigerator quickly reaches the optimum value. Can be made.
On the other hand, even if the valve opening degree of the expansion valve 16 is controlled through step S70, the compressor 4 is not in a state in which the discharge amount can be substantially varied at this time. They do not interfere with each other, so that an optimal COP can be achieved.

本発明は、上述の一実施例に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
例えば、本発明が適用可能な冷凍機のコンプレッサはその吐出量が温度T,圧力P、その吐出圧P又はP−Pの差圧を一定に維持すべき制御されるものであってよく、また、冷凍機はオイルパレータやレシーバを備えるものであってよいことは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
For example, a compressor of the present invention is applicable refrigerator one whose discharge quantity temperature T A, the pressure P S, is controlled to be maintained a differential pressure of the discharge pressure P D or P D -P S constant Needless to say, the refrigerator may be provided with an oil palator or a receiver.

更に、膨脹弁は電気式に限らず、その弁開度が機械式に制御されるものであってもよい。   Furthermore, the expansion valve is not limited to the electric type, and the valve opening degree may be mechanically controlled.

一実施例の冷凍機を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the refrigerator of one Example. 図1のコントローラが実施するメインルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the main routine which the controller of FIG. 1 implements. 図2の吐出量制御の詳細を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the detail of discharge amount control of FIG. 図2の弁開度制御の詳細を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the detail of the valve opening degree control of FIG. 図4中のTTの演算の詳細を示したフローチャートである。Is a flowchart showing details of the operation of TT G in FIG. 圧力Pをパラメータとした最適線を示すグラフである。Is a graph showing the optimum line in which the pressure P S as a parameter. 過熱度をパラメータとした最適線を示すグラフである。It is a graph which shows the optimal line which used the superheat degree as a parameter. 膨脹弁の弁開度が高圧側冷媒の目標温度により変化されることを示すグラフである。It is a graph which shows that the valve opening degree of an expansion valve is changed with the target temperature of a high voltage | pressure side refrigerant | coolant. 高圧側冷媒が超臨界状態にあるときのモリエル線図であり、(i)〜(v)は膨脹弁の弁開度の変化に伴う状態をそれぞれ示す。It is a Mollier diagram when the high-pressure side refrigerant is in a supercritical state, and (i) to (v) respectively show states accompanying changes in the valve opening of the expansion valve. 高圧側冷媒が亜臨界状態にあるときのモリエル線図である。It is a Mollier diagram when the high-pressure side refrigerant is in a subcritical state. 高圧側冷媒が亜臨界状態にあるときのモリエル線図であり、(i)〜(viii)は膨脹弁の弁開度の変化に伴う状態をそれぞれ示す。It is a Mollier diagram when the high-pressure side refrigerant is in a subcritical state, and (i) to (viii) respectively show states associated with changes in the opening degree of the expansion valve. 図4中のTPの演算の詳細を示したフローチャートである。Is a flowchart showing details of the operation of TP G in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 循環経路
2a 高圧経路部分
2b 低圧経路部分
4 コンプレッサ
6 電磁クラッチ
10 ガスクーラ
12 蒸発器
14 アキュムレータ
16 膨脹弁
18 内部熱交換器
20 コントローラ(制御装置)
22 空気温度センサ
26,30 冷媒温度センサ
24,28 冷媒圧力センサ
32 室温設定スイッチ
34 A/Cスイッチ
2 Circulation path 2a High pressure path part 2b Low pressure path part 4 Compressor 6 Electromagnetic clutch 10 Gas cooler 12 Evaporator 14 Accumulator 16 Expansion valve 18 Internal heat exchanger 20 Controller (control device)
22 Air temperature sensors 26 and 30 Refrigerant temperature sensors 24 and 28 Refrigerant pressure sensor 32 Room temperature setting switch 34 A / C switch

Claims (6)

高圧経路部分と低圧経路部分に分けられる冷媒の循環経路と、
前記高圧経路部分に介挿され、冷媒を圧縮して吐出する可変容量型のコンプレッサと、
前記高圧経路部分に前記コンプレッサの下流に位置して介挿され、前記コンプレッサから吐出された高圧側冷媒を冷却するガスクーラと、
前記高圧経路部分の下流端と前記低圧経路部分の上流端との間に設けられた開口を有し、この開口の開度を調整可能とした膨張手段と、
前記低圧経路部分に介挿され、前記膨張手段の前記開口から流出した低圧側冷媒を蒸発させ、調和空気を冷却する蒸発器と、
前記蒸発器から供給されるべき前記調和空気の目標温度を設定する調和温度設定手段と、
前記調和空気の実温度を検出する空気温度検出手段と、
前記高圧経路部分内の前記高圧側冷媒の実温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記高圧経路部分内の前記高圧側冷媒の実圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記調和空気の前記目標温度にその実温度を一致させるべく前記コンプレッサの冷媒吐出量及び前記膨脹手段の前記開口の開度を制御する吐出量制御を実施する吐出量制御装置と、
前記吐出量制御の実施中に周期的に割り込んで作動され、前記膨張手段における前記開口の開度を制御するための弁開度制御を実施する弁開度制御装置と
を具備し、
前記弁開度制御装置は、
前記高圧側冷媒が超臨界の状態にあるとき、前記高圧側冷媒の圧力に基づき、最適な成績係数(COP)を達成するうえでの前記高圧側冷媒の目標温度を演算する目標温度演算手段と、
前記高圧側冷媒の前記目標温度とその前記実温度との間の偏差のみに基づき、前記膨張手段における前記開口の目標開度を設定する開度設定手段と、
前記目標開度に基づいて、前記膨張手段に開度信号を出力する開度信号出力手段と
を含むことを特徴とする冷凍機。
A refrigerant circulation path divided into a high-pressure path part and a low-pressure path part;
A variable displacement compressor that is inserted into the high-pressure path portion and compresses and discharges the refrigerant;
A gas cooler that is inserted in the high-pressure path portion at a position downstream of the compressor and cools the high-pressure side refrigerant discharged from the compressor;
An expansion means having an opening provided between a downstream end of the high-pressure path portion and an upstream end of the low-pressure path portion, the opening degree of the opening being adjustable;
An evaporator interposed in the low-pressure path portion, evaporating the low-pressure side refrigerant flowing out from the opening of the expansion means, and cooling conditioned air;
Conditioned temperature setting means for setting a target temperature of the conditioned air to be supplied from the evaporator;
Air temperature detecting means for detecting the actual temperature of the conditioned air;
Refrigerant temperature detecting means for detecting an actual temperature of the high-pressure side refrigerant in the high-pressure path portion;
Refrigerant pressure detection means for detecting an actual pressure of the high-pressure side refrigerant in the high-pressure path portion;
A discharge amount control device for performing discharge amount control for controlling the refrigerant discharge amount of the compressor and the opening of the opening of the expansion means so as to make the actual temperature coincide with the target temperature of the conditioned air;
A valve opening degree control device that is operated by periodically interrupting during the discharge amount control, and performs valve opening degree control for controlling the opening degree of the opening in the expansion means;
The valve opening control device is:
When the high-pressure side refrigerant is in a state of supercritical, based on the pressure of the high-pressure side refrigerant, the target temperature calculating means for calculating the target temperature of the high-pressure side refrigerant in achieving optimum coefficient of performance (COP) When,
An opening setting means for setting a target opening degree of the opening in the expansion means based only on a deviation between the target temperature of the high-pressure side refrigerant and the actual temperature;
A refrigerator including an opening signal output means for outputting an opening signal to the expansion means based on the target opening.
前記吐出量制御装置は、
前記調和空気の前記目標温度とその前記実温度との間の偏差に基づき、前記コンプレッサの目標吐出量を演算する吐出量演算手段と、
前記目標吐出量に基づき、前記コンプレッサに容量信号を出力する容量信号出力手段と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の冷凍機。
The discharge amount control device comprises:
A discharge amount calculating means for calculating a target discharge amount of the compressor based on a deviation between the target temperature of the conditioned air and the actual temperature;
Capacity signal output means for outputting a capacity signal to the compressor based on the target discharge amount;
Refrigerator according to claim 1, characterized in including Mukoto a.
前記弁開度制御装置は、
前記コンプレッサの吐出量が許容最大値若しくはその近傍に維持されているとき、前記高圧側冷媒の目標圧を演算する目標圧演算手段と、
前記目標圧に基づいて、前記膨張手段に開度信号を出力する第2開度信号出力手段とを更に含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍機。
The valve opening control device is:
Target pressure calculating means for calculating a target pressure of the high-pressure side refrigerant when the discharge amount of the compressor is maintained at or near an allowable maximum value;
The refrigerator according to claim 1 or 2, further comprising: a second opening degree signal output means for outputting an opening degree signal to the expansion means based on the target pressure.
前記弁開度制御装置は、
前記コンプレッサの吐出量が最小値若しくはその近傍に維持されているとき、前記膨張手段に所定の開度信号を出力する第3開度信号出力手段を更に含むことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の冷凍機。
The valve opening control device is:
4. A third opening signal output means for outputting a predetermined opening signal to the expansion means when the discharge amount of the compressor is maintained at a minimum value or in the vicinity thereof. A refrigerator according to any one of the above.
前記所定の開度信号は全開信号であることを特徴とする請求項4に記載の冷凍機。   The refrigerator according to claim 4, wherein the predetermined opening degree signal is a full open signal. 前記開度設定手段は、前記高圧側冷媒の実圧力が臨界圧よりも低いとき前記目標開度所定の固定開度を設定することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の冷凍機。 The opening degree setting means, when the actual pressure before Symbol high-pressure side refrigerant is lower than the critical pressure, to claim 1, characterized by setting a predetermined fixed opening degree to the target opening The refrigerator as described.
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