(57)【要約】【課題】差圧により弁開度が変化する差圧式膨張弁を備える冷凍装置において冷凍装置の圧縮機に係る冷媒の過熱度が適正値より大きくなったり、逆に過熱度が適正値よりも小さくなったりすることによる不具合を防止する。【解決手段】  冷凍装置１０の冷媒回路１１は、圧縮機３１、放熱器である室外熱交換器３２、差圧式膨張弁３３及び蒸発器である室内熱交換器２１の順に冷媒が循環し、差圧式膨張弁３３の冷媒入口と冷媒出口との間の差圧に応じて変わる弁開度により冷媒流量が変わるように構成されている。冷凍装置１０は、所定圧力範囲から差圧が外れたときに、放熱器用ファンである室外ファン３４及び／または蒸発器用ファンである室内ファン２２の回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁の３３弁開度を変化させる。【選択図】図１
2020139632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（３１）と、放熱器（３２，２１）と、差圧式膨張弁（３３）と、蒸発器（２１，３２）と、前記放熱器に空気流を生じさせる放熱器用ファン（３４，２２）と、前記蒸発器に空気流を生じさせる蒸発器用ファン（２２，３４）とを備え、
前記圧縮機、前記放熱器、前記差圧式膨張弁及び前記蒸発器の順に冷媒が循環し、前記差圧式膨張弁の冷媒入口と冷媒出口との間の差圧に応じて変わる弁開度により冷媒流量が変わる冷媒回路（１１，１１Ａ）が構成され、
所定圧力範囲から前記差圧が外れたときに、前記放熱器用ファン及び／または前記蒸発器用ファンの回転数を調整することにより前記差圧を前記所定圧力範囲に向けて変化させて前記差圧式膨張弁の弁開度を変化させる、冷凍装置。
【請求項２】
前記所定圧力範囲は、前記圧縮機の回転数に基づいて変更される、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記蒸発器（２１）は、空調対象空間に設置され、
前記差圧が前記所定圧力範囲に入るように前記放熱器用ファン（３４）の回転数を調整する、
請求項１または請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記放熱器及び前記蒸発器は、一方が空調対象空間に設置され、他方が熱源側空間に設置され、
前記空調対象空間の空間温度を検出するために設けられている第１センサ（２３）をさらに備え、
前記放熱器用ファン及び前記蒸発器用ファンのうちの前記熱源側空間で送風する方の回転数の調整であって前記差圧を前記所定圧力範囲に向けて変化させるための調整に少なくとも前記第１センサを使って検出される前記空間温度を用いる、
請求項１または請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記熱源側空間の雰囲気温度を検出するために設けられている第２センサ（３６）をさらに備え、
前記放熱器用ファン及び前記蒸発器用ファンのうちの前記熱源側空間で送風する方の回転数の調整であって前記差圧を前記所定圧力範囲に向けて変化させるための調整に前記第１センサと前記第２センサを使って検出される温度差を用いる、
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記放熱器の凝縮温度及び前記蒸発器の蒸発温度を検出するために前記冷媒回路に設けられている第３センサ（２４，３７）をさらに備え、
前記差圧を前記所定圧力範囲に向けて変化させるための前記放熱器用ファン及び／または前記蒸発器用ファンの回転数の調整に少なくとも前記第３センサを使って検出される前記凝縮温度及び前記蒸発温度を用いる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度を検出するために前記冷媒回路に設けられている第４センサ（３５）をさらに備え、
前記差圧を前記所定圧力範囲に向けて変化させるための前記放熱器用ファン及び／または前記蒸発器用ファンの回転数の調整に少なくとも前記第４センサを使って検出される前記吐出温度を用いる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記放熱器及び前記蒸発器は、一方が空調対象空間に設置され、他方が熱源側空間に設置され、
前記熱源側空間の雰囲気温度を検出するために設けられている第２センサ（３６）をさらに備え、
前記放熱器用ファン及び前記蒸発器用ファンのうちの前記熱源側空間に送風する方の回転数を、さらに前記圧縮機の回転数と前記第２センサを用いて検出される前記雰囲気温度とに基づいて調整する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記差圧式膨張弁は、本体（５１）と弁体（５２）とを有し、
前記本体は、前記冷媒入口、前記冷媒出口及び前記弁体を支持する付勢部材（５３）を持ち、
前記差圧式膨張弁は、前記付勢部材の付勢力に逆らって前記弁体と前記本体との位置関係を維持するための静止摩擦が前記弁体と前記本体との間に発生しており、
前記弁体は、前記冷媒入口と前記冷媒出口との間に配置され、移動せずに静止状態を保つ限界圧力を前記差圧が超えて変化することにより移動して弁開度を変化させ、
前記放熱器用ファン及び／または前記蒸発器用ファンの回転数を調整することによる前記所定圧力範囲に向けての前記差圧の変化は、前記限界圧力を超える変化である、
請求項１から８のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記差圧が前記所定圧力範囲の上限値を上回ったときには前記放熱器用ファンの回転数を下げ、前記差圧が前記所定圧力範囲の下限値を下回ったときには前記放熱器用ファンの回転数を上げる、
請求項１から９のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置、特に差圧式膨張弁を備える冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、膨張弁に流れる冷媒流量の変更を、膨張弁の上流側と下流側の差圧に応じて行う差圧式膨張弁が知られている。例えば、特許文献１（特開２００４−２１８９１８号公報）には、弁座部の上流側と下流側の差圧とバネの付勢力とのバランスによって冷媒流量を制御する差圧式膨張弁が開示されている。このような差圧式膨張弁を用いて圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置を構成すると、差圧式膨張弁が安価であること及び制御信号を差圧式膨張弁に送信しなくても差圧式膨張弁の弁開度の調整ができることなどから冷凍装置を安価に提供することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されている差圧式膨張弁の弁開度の変化が差圧に依存するため、冷凍装置の冷媒回路に設けられる圧縮機、放熱器及び蒸発器の周囲の状況によって圧縮式冷凍サイクルの状態が変化すると圧縮機に係る冷媒の過熱度の制御が難しくなる。冷媒の過熱度が適正値より大きくなり易くなると、圧縮機から吐出される冷媒の温度が高くなり易くなったり、蒸発器が乾き易くなって蒸発器で熱交換された空気の吹出口の周辺に結露を生じやすくなったりする。また、冷媒の過熱度が適正値より小さくなり易くなると、圧縮機が液冷媒を吸入して圧縮機が故障する可能性が高くなる。
【０００４】
本発明の課題は、差圧により弁開度が変化する差圧式膨張弁を備える冷凍装置において冷凍装置の圧縮機に係る冷媒の過熱度が適正値より大きくなったり、逆に過熱度が適正値より小さくなったりすることによる不具合を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る冷凍装置は、圧縮機と、放熱器と、差圧式膨張弁と、蒸発器と、放熱器に空気流を生じさせる放熱器用ファンと、蒸発器に空気流を生じさせる蒸発器用ファンとを備え、圧縮機、放熱器、差圧式膨張弁及び蒸発器の順に冷媒が循環し、差圧式膨張弁の冷媒入口と冷媒出口との間の差圧に応じて変わる弁開度により冷媒流量が変わる冷媒回路が構成され、所定圧力範囲から差圧が外れたときに、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁の弁開度を変化させる。
【０００６】
第１観点に係る冷凍装置によれば、差圧式膨張弁の冷媒入口と冷媒出口との間の差圧が所定圧力範囲から外れたときに、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁の弁開度を変化させることから、所定圧力範囲から差圧が外れて差圧が大きくなりすぎたり逆に小さくなりすぎたりすることが防がれる。
【０００７】
本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、所定圧力範囲は、圧縮機の回転数に基づいて変更される、ものである。
【０００８】
第２観点に係る冷凍装置によれば、所定圧力範囲が圧縮機の回転数に応じて変更されることから、例えば定常状態において圧縮機の回転数が上昇して冷媒を多く流すときには弁開度の絞り過ぎを防止するために所定圧力範囲を高い側にずらし、例えば圧縮機の回転数が低下して冷媒の流量が少なくなったときには弁開度の開きすぎを防止するために所定圧力範囲を低い側にずらすなど、精度の高い制御を行うことができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点または第２観点に係る冷凍装置において、蒸発器は、空調対象空間に設置され、差圧が所定圧力範囲に入るように放熱器用ファンの回転数を調整する。
【００１０】
第３観点に係る冷凍装置によれば、放熱器用ファンの回転数の調整で差圧が所定圧力範囲に入るように制御されることから、差圧の調整に束縛されずに蒸発器用ファンの回転数を制御することができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置において、放熱器及び蒸発器は、一方が空調対象空間に設置され、他方が熱源側空間に設置され、空調対象空間の空間温度を検出するために設けられている第１センサをさらに備え、放熱器用ファン及び蒸発器用ファンのうちの熱源側空間で送風する方の回転数の調整であって差圧を所定圧力範囲に向けて変化させるための調整に少なくとも第１センサを使って検出される空間温度を用いる、ものである。
【００１２】
第４観点に係る冷凍装置によれば、少なくとも空調対象空間の空間温度を用いて放熱器用ファン及び蒸発器用ファンのうちの熱源側空間で送風する方の回転数を調整して、空間温度が高かったり低かったりする状況に合わせて差圧式膨張弁の弁開度を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００１３】
本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第４観点に係る冷凍装置において、熱源側空間の雰囲気温度を検出するために設けられている第２センサをさらに備え、放熱器用ファン及び蒸発器用ファンのうちの熱源側空間で送風する方の回転数の調整であって差圧を所定圧力範囲に向けて変化させるための調整に第１センサと第２センサを使って検出される温度差を用いる、ものである。
【００１４】
第５観点に係る冷凍装置によれば、空調対象空間の空間温度と熱源側空間の雰囲気温度の温度差に基づいて差圧を所定圧力範囲に向けて変化させるための調整を行うことから、冷凍サイクルの高圧値と低圧値の差に応じた制御を行うことができる。
【００１５】
本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置において、放熱器の凝縮温度及び蒸発器の蒸発温度を検出するために冷媒回路に設けられている第３センサをさらに備え、差圧を所定圧力範囲に向けて変化させるための放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数の調整に少なくとも第３センサを使って検出される凝縮温度及び蒸発温度を用いる、ものである。
【００１６】
第６観点に係る冷凍装置によれば、少なくとも凝縮温度及び蒸発温度を用いて放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することから、冷凍サイクルの高圧値と低圧値の差が小さくて蒸発器で冷媒が蒸発し易い状況及び冷凍サイクルの高圧値と低圧値の差が大きくて蒸発器で冷媒が蒸発し難い状況の発生に合わせて差圧式膨張弁の弁開度を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００１７】
本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置において、圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度を検出するために冷媒回路に設けられている第４センサをさらに備え、差圧を所定圧力範囲に向けて変化させるための放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数の調整に少なくとも第４センサを使って検出される吐出温度を用いる、ものである。
【００１８】
第７観点に係る冷凍装置によれば、少なくとも吐出温度を用いて放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することから、吐出温度が高くなって安全機構が働く前でも差圧式膨張弁の弁開度を大きくすることができる。
【００１９】
本発明の第８観点に係る冷凍装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係る冷凍装置において、放熱器及び蒸発器は、一方が空調対象空間に設置され、他方が熱源側空間に設置され、熱源側空間の雰囲気温度を検出するために設けられている第２センサをさらに備え、放熱器用ファン及び蒸発器用ファンのうちの熱源側空間に送風する方の回転数を、さらに圧縮機の回転数と第２センサを用いて検出される雰囲気温度とに基づいて調整する、ものである。
【００２０】
第８観点に係る冷凍装置によれば、圧縮機の回転数と第２センサを用いて検出される雰囲気温度とに基づいて回転数を調整することから、所定圧力範囲内においても適切に放熱器用ファン及び蒸発器用ファンのうちの熱源側空間の空気を送風する方の回転数を調整することができる。
【００２１】
本発明の第９観点に係る冷凍装置は、第１観点から第８観点のいずれかに係る冷凍装置において、差圧式膨張弁は、本体と弁体とを有し、本体は、冷媒入口、冷媒出口及び弁体を支持する付勢部材を持ち、差圧式膨張弁は、付勢部材の付勢力に逆らって弁体と本体との位置関係を維持するための静止摩擦が弁体と本体との間に発生しており、弁体は、冷媒入口と冷媒出口との間に配置され、移動せずに静止状態を保つ限界圧力を差圧が超えて変化することにより移動して弁開度を変化させ、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することによる所定圧力範囲に向けての差圧の変化は、限界圧力を超える変化である、ものである。
【００２２】
第９観点に係る冷凍装置によれば、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することによる所定圧力範囲に向けての差圧の変化が限界圧力を超える変化であることから、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整したけれども差圧の変化が小さくて差圧式膨張弁の弁体が移動しないために差圧式膨張弁の弁開度が開き過ぎていたり閉じ過ぎていたりしている状況が改善できなくなるのを防止することができる。
【００２３】
本発明の第１０観点に係る冷凍装置は、第１観点から第９観点のいずれかに係る冷凍装置において、差圧が所定圧力範囲の上限値を上回ったときには放熱器用ファンの回転数を下げ、差圧が所定圧力範囲の下限値を下回ったときには放熱器用ファンの回転数を上げる、ものである。
【００２４】
第１０観点に係る冷凍装置によれば、差圧が所定圧力範囲の上限値を上回ったときには放熱器用ファンの回転数を下げ、差圧が所定圧力範囲の下限値を下回ったときには放熱器用ファンの回転数を上げることから、放熱器での熱交換効率が低下して所定圧力範囲を外れたときに、放熱器用ファンの回転数を下げることでまたは回転数を上げることで差圧を所定圧力範囲に向けて変化させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１観点、第２観点、第９観点または第１０観点に係る冷凍装置では、圧縮機に吸入または圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が適正値より大きくなり易かったり、逆に過熱度が適正値よりも小さくなり易かったりすることによる不具合を防止することができる。
【００２６】
本発明の第３観点に係る冷凍装置では、差圧が所定圧力範囲から外れないような制御を行うことによって蒸発器用ファンによる空調対象空間の空調が制限されるのを防ぐことができる。
【００２７】
本発明の第４観点に係る冷凍装置では、差圧式膨張弁において弁開度が小さくなり過ぎたり大きくなり過ぎたりするのを空調対象空間の送風に影響を与えることなく防止して適正な過熱度を維持することができる。
【００２８】
本発明の第５観点に係る冷凍装置では、適正な過熱度を精度良く維持することができる。
【００２９】
本発明の第６観点に係る冷凍装置では、差圧式膨張弁において弁開度が小さくなり過ぎたり大きくなり過ぎたりするのを防止して適正な過熱度を維持することができる。
【００３０】
本発明の第７観点に係る冷凍装置では、差圧式膨張弁において弁開度が小さくなり過ぎて安全機構が働くのを防止しつつ適正な過熱度を維持することができる。
【００３１】
本発明の第８観点に係る冷凍装置では、所定圧力範囲内において適切な過熱度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る冷凍装置の構成の概要を示す回路図。
【図２】図１の冷凍装置の動作を説明するためのｐ-ｈ線図。
【図３】差圧式膨張弁の構成の一例を示す模式的な断面図。
【図４】図３の差圧式膨張弁の弁開度が増加した状態を示す模式的な断面図。
【図５】差圧式膨張弁の弁開度の調整動作の一例を示すグラフ。
【図６】室外ファンの回転数と吐出温度及び差圧の関係の一例を示すグラフ。
【図７】変形例１Ａに係る冷凍装置の構成の概要を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態に係る冷凍装置について図面を用いて説明する。図１には、実施形態に係る冷凍装置が備える冷媒回路が示されている。また、図２には、図１に示された冷凍装置１０で行われる蒸気圧縮式冷凍サイクルが示されている。つまり、図２には、冷凍装置１０の冷媒回路１１を循環する冷媒についての冷媒圧力ｐと比エンタルピｈとの関係が示されている。
【００３４】
（１）全体構成
図１に示されている冷凍装置１０は、利用ユニット２０と利用ユニット２０に接続された熱源ユニット３０とを備えている。利用ユニット２０は、室内熱交換器２１と室内ファン２２とを備えている。熱源ユニット３０は、圧縮機３１と室外熱交換器３２と差圧式膨張弁３３と室外ファン３４とを備えている。
【００３５】
利用ユニット２０と熱源ユニット３０とは冷媒配管で接続されており、利用ユニット２０と熱源ユニット３０の間で冷媒を循環させるための冷媒回路１１が形成されている。この冷媒回路１１を冷媒が循環することによって、冷凍装置１０は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うことができる。
【００３６】
圧縮機３１、室外熱交換器３２、差圧式膨張弁３３及び室内熱交換器２１の順に冷媒が循環するように冷媒回路１１が構成されている。圧縮機３１は、ガス冷媒（図２に示された点Ａの状態の冷媒）を圧縮する。圧縮機３１の吐出口から出た高温高圧の冷媒（図２に示された点Ｂの状態の冷媒）は、室外熱交換器３２の流入口に流入する。室外熱交換器３２において室外空気との間で熱交換された液冷媒（図２に示された点Ｃの状態の冷媒）は、室外熱交換器３２の流出口から流出し、差圧式膨張弁３３の流入口に流入する。差圧式膨張弁３３で膨張されて減圧された冷媒（図２に示された点Ｄの状態の冷媒）は、差圧式膨張弁３３の流出口から流出し、室内熱交換器２１の流入口に流入する。室内熱交換器２１において室内空気との間で熱交換されたガス冷媒（図２に示された点Ａの状態の冷媒）は、室内熱交換器２１の流出口から流出し、圧縮機３１の吸入口に流入する。
【００３７】
（２）詳細構成
（２−１）熱源ユニット
熱源ユニット３０のケーシング（図示せず）の内部には、圧縮機３１と室外熱交換器３２と差圧式膨張弁３３と室外ファン３４と吐出温度センサ３５と室外温度センサ３６と室外熱交換器用温度センサ３７と熱源側制御装置４１が設置されている。熱源ユニット３０に設けられている圧縮機３１は、回転数によって運転容量を変えることが可能な容積式圧縮機であり、例えばインバータにより回転数が制御されるモータ３１ｍによって圧縮機３１の回転数が制御される。この圧縮機３１のモータ３１ｍは、後述する熱源側制御装置４１により制御される。
【００３８】
室外熱交換器３２は、熱源ユニット３０の内部に流入する外気と圧縮機３１で圧縮された冷媒との間で熱交換を行わせる。室外熱交換器３２は、例えばクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、チューブ（伝熱管）の中を通る冷媒と多数のフィンの間を通過する外気との間で熱交換を行わせる。つまり、室外熱交換器３２は、冷房運転時に放熱器として機能している。室外熱交換器３２に流入した直後の冷媒は、図２に示されている点Ｂの状態のガス冷媒である。この室外熱交換器３２を通る間に冷媒から熱が放出されて、ガス冷媒は、気液二相状態を経て液冷媒（図２の点Ｃの状態の冷媒）に変化する。室外熱交換器３２で熱交換された空気は、熱源ユニット３０の外部に吹き出される。
【００３９】
室外ファン３４は、熱源ユニット３０のケーシングの周りの外気を室外熱交換器３２に送る。室外ファン３４は、室外熱交換器３２に供給する空気の風量を変更することが可能なファンであり、例えばＤＣファンモータ等からなるモータ３４ｍによって駆動されるプロペラファン等である。この室外ファン３４のモータ３４ｍの回転数は、熱源側制御装置４１により制御される。
【００４０】
吐出温度センサ３５は、例えば圧縮機３１の吐出管に取り付けられ、圧縮機３１から吐出される冷媒の温度（以下、吐出温度と呼ぶこともある。）を検出する。室外温度センサ３６は、室外ファン３４が熱源ユニット３０のケーシング内に取り入れる室外空気の雰囲気温度を検出する。室外熱交換器用温度センサ３７は、室外熱交換器３２の中の気液二相状態になっている部分の温度を検出する。つまり、室外熱交換器用温度センサ３７は、室外熱交換器３２における冷媒の凝縮温度を検出する。
【００４１】
熱源側制御装置４１は、上述のように圧縮機３１及び室外ファン３４を制御する。熱源側制御装置４１は、利用側制御装置４２に接続されている。熱源側制御装置４１と利用側制御装置４２は、冷凍装置１０の制御装置４０を構成する。制御装置４０は、ＣＰＵ（図示せず）及びメモリ（図示せず）を含んで構成され、メモリに記憶されているプログラムを実行することによって冷凍装置１０の各機器の制御を行う。制御装置４０は、例えばサーモオフ及びサーモオンに関する情報、設定温度と室内温度との差に関する情報、室外温度に関する情報などに応じて圧縮機３１と室外ファン３４のオン・オフ及び回転数を制御する。熱源側制御装置４１は、タイマ４３を備えている。制御装置４０は、タイマ４３により制御のタイミングを計ることができる。
【００４２】
（２−１−１）差圧式膨張弁３３
差圧式膨張弁３３は、弁開度を変えることにより冷媒回路１１を循環する冷媒の流量を変化させる。差圧式膨張弁３３は、差圧式膨張弁３３に掛かる差圧、つまり後述する差圧式膨張弁３３の冷媒入口６１と冷媒出口６２の冷媒の差圧に応じて弁開度が変化する。言い換えると、差圧式膨張弁３３は、冷媒入口６１と冷媒出口６２の差圧によって制御されているということである。
【００４３】
図３及び図４には、差圧式膨張弁３３の構成が模式的に示されている。差圧式膨張弁３３は、本体５１と弁体５２とを備えている。差圧式膨張弁３３の本体５１には、冷媒回路１１から差圧式膨張弁３３の内部に冷媒が流入する冷媒入口６１と、差圧式膨張弁３３の内部から冷媒回路１１に冷媒が流出する冷媒出口６２とが設けられている。冷媒入口６１の冷媒の圧力は、実質的に図２の点Ｃの圧力Ｐ１になり、冷媒出口６２の冷媒の圧力は、実質的に図２の点Ｄの圧力Ｐ２になる。ここでは、説明を簡単にするために、冷媒回路１１の配管などで生じる冷媒の圧力の低下は無視している。差圧式膨張弁３３を冷媒が通過することにより圧力が低下し、圧力Ｐ１が圧力Ｐ２になる。つまり、差圧式膨張弁３３は、冷媒を減圧する減圧機構として機能する。
【００４４】
本体５１の形状は、例えば円筒である。差圧式膨張弁３３は、本体５１が円筒形であると、冷媒回路１１を構成する円筒形の配管に設置し易くなる。冷媒入口６１と冷媒出口６２の間に弁体５２が配置されている。さらに詳細に見ると、冷媒入口６１と冷媒出口６２を繋ぐ本体５１の内部の空洞６３の中に弁体５２が移動可能に配置されている。
【００４５】
本体５１は、弁体５２を支持するコイルバネ５３を有している。コイルバネ５３は、弁体５２に対して付勢力を与えている。コイルバネ５３が弁体５２に与える付勢力は、冷媒出口６２から冷媒入口６１の向きに弁体５２を押す力である。冷媒入口６１と冷媒出口６２の間の差圧（Ｐ１−Ｐ２）が小さいときは、図３に示されているように、弁体５２が冷媒入口６１の方に移動し、弁開度が小さくなる。逆に、冷媒入口６１と冷媒出口６２の間の差圧（Ｐ１−Ｐ２）が大きいときは、図４に示されているように、弁体５２が冷媒出口６２の方に移動し、弁開度が大きくなる。
【００４６】
弁体５２の中には、最も狭くなっている部分において断面積Ｓ１を持つ弁内流路ＦＣ１が形成されている。この断面積Ｓ１は弁内流路ＦＣ１の流れ方向に対して垂直な平面で切断した断面の面積である。弁体５２の外形の寸法は、本体５１の空洞６３の寸法よりも小さくなっている。従って、弁体５２と本体５１との間に隙間ができる。この隙間が弁外流路ＦＣ２になる。弁外流路ＦＣ２は、最も狭くなっている部分において断面積Ｓ２を持つ。
【００４７】
図５には、差圧式膨張弁３３に掛かっている差圧と差圧式膨張弁３３の流量との関係が示されている。差圧が大きくなっていって図５に示されている差圧ＤＰ６を超えるまでは、図３に示されているように、弁体５２が本体５１の幅狭部５１ａに当接している。このように弁体５２が幅狭部５１ａに当接しているときには、冷媒は、弁内流路ＦＣ１を流れる。弁内流路ＦＣ１の冷媒流路面積が、最小面積の断面積Ｓ１になる。このとき弁開度が最も小さくなる。
【００４８】
差圧が大きくなっていって差圧ＤＰ６を超えると、幅狭部５１ａと弁体５２の間隔が広がる。幅狭部５１ａと弁体５２の間隔が最も広がった状態で、弁外流路ＦＣ２の断面積Ｓ２が弁内流路ＦＣ１の断面積Ｓ１に加わる。つまり、弁体５２が幅狭部５１ａから離隔すると、弁開度が大きくなり、弁開度が最も大きくなったときの差圧式膨張弁３３の冷媒流路面積が最大面積の断面積（Ｓ１＋Ｓ２）になる。
【００４９】
差圧式膨張弁３３は、基本的には、弁体５２が移動することにより、コイルバネ５３によって生じる付勢力と差圧とが釣り合いを保つ。そして弁体５２が移動することにより、上述のように弁開度が変化する。しかしながら、コイルバネ５３によって生じる付勢力と差圧とが釣り合いだけで移動すると、差圧の小さな変動で弁開度が変動するチャタリングが発生してしまう。このようなチャタリングを防止するために、例えば弁体５２と本体５１の間に配置されるように、静止摩擦を発生させる板バネ５４が弁体５２に設けられている。板バネ５４は、本体５１の空洞６３の内面に接触している。つまり、板バネ５４によって、本体５１と弁体５２の間には静止摩擦力が生じる。このような静止摩擦力によってヒステリシスを生じるが、ここでは、発明の説明を分かり易くするためにこのようなヒステリシスについては無視している。しかし、このようなヒステリシスが生じていても、発明の適用は可能である。
【００５０】
（２−２）利用ユニット
利用ユニット２０のケーシング（図示せず）の内部には、室内熱交換器２１と室内ファン２２と室内温度センサ２３と室内熱交換器用温度センサ２４と利用側制御装置４２が設置されている。室内熱交換器２１は、空気と冷媒との間の熱交換をさせる空気熱交換器であって、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器２１においては、チューブ（伝熱管）内を流れる冷媒回路１１の冷媒と、フィンの間を通過する室内空気との間で熱交換が行われる。従って、室内熱交換器２１は、冷房運転時に冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する。
【００５１】
利用ユニット２０の室内ファン２２は、ケーシング内に室内空気を吸入して、室内熱交換器２１において冷媒と熱交換させた後に、熱交換後の空気を供給空気として室内に供給する送風機として機能する。室内ファン２２は、例えば、遠心ファン又は多翼ファンであり、図１に示す利用ユニット２０では、例えばクロスフローファンが用いられる。室内ファン２２は、室内熱交換器２１に供給する空気の風量を所定風量範囲において変更することが可能なファンであり、例えばＤＣファンモータ等からなるモータ２２ｍによって駆動される。このモータ２２ｍは、利用側制御装置４２によって制御される。室内温度センサ２３は、室内ファン２２が利用ユニット２０のケーシング内に取り入れる室内空気の温度を検出する。室内熱交換器用温度センサ２４は、室内熱交換器２１の中の気液二相状態になっている部分の温度（例えば、点Ｄの冷媒の温度と同じ温度）を検出する。つまり、室内熱交換器用温度センサ２４は、室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度を検出する。
【００５２】
利用側制御装置４２は、上述の室内ファン２２の制御以外に、制御装置４０として、サーモオンとサーモオフの制御を行う。そのために、利用側制御装置４２は、例えばリモートコントローラ（図示せず）のような入力装置を備えている。ユーザは、リモートコントローラを用いて設定温度を入力する。
【００５３】
（３）冷凍装置１０の動作
冷凍装置１０は、冷房専用の装置であり、室内温度が設定温度になるように制御装置４０により制御される。冷凍装置１０では、圧縮機３１に液冷媒が吸入されるのを防止するために、例えば圧縮機３１に吸入される冷媒が実質的に過熱状態になるように制御される。ここで実質的に加熱状態になるとは、一時的に気液二相状態になることが許容される場合もあるが、恒常的には気液二相状態にならないということである。図１に示されている冷凍装置１０では、圧縮機３１から吐出される冷媒の過熱度が適切な範囲を維持するように制御される。冷媒の過熱度を目標過熱度にするために、制御装置４０は、圧縮機３１の回転数及び／または室外ファン３４の回転数を制御する。この場合の圧縮機３１の回転数及び／または室外ファン３４の回転数を変更する制御は、例えば、回転数をステップ状に変化させるような制御になっており、圧縮機３１の回転数及び／または室外ファン３４の回転数が一定になっている期間が生じ易くなっている。
【００５４】
また、制御装置４０は、室内温度センサ２３により検出される室内温度と設定温度との差が大きいときには圧縮機３１の回転数を大きくし、室内温度と設定温度との差が小さいときには圧縮機３１の回転数を小さくする制御を行う。圧縮機３１の回転数が大きくなると冷房能力が大きくなるので、冷房負荷が大きくても室内温度を設定温度に近づけることができる。例えば、室内温度と設定温度との差に応じて圧縮機３１の回転数が変化したときには、圧縮機３１の回転数と室外空気の雰囲気温度に応じて室外ファン３４の回転数が変更されるように制御される。
【００５５】
（３−１）弁開度の調整動作
通常運転では、冷凍装置１０は、制御装置４０に記憶されている第１テーブルに従って吐出過熱度を目標過熱度に合わせるように、制御装置４０が例えば圧縮機３１の回転数などを制御するように構成されている。制御装置４０に記憶されている第１テーブルには、設定温度、室内温度（室内温度センサ２３の検出値）及び吐出温度（吐出温度センサ３５の検出値）などと圧縮機３１の回転数との関係が記述されている。制御装置４０は、この関係の記述を読み取って、状況に応じて圧縮機３１の回転数を変更する。
【００５６】
例えば、設定温度と室内部屋の温度の差がある第1の値になっていて差圧式膨張弁３３に流れる流量がＦＲ０の場合には、適切な冷凍サイクルで運転されていれば、差圧式膨張弁３３に掛かる差圧がＤＰ１（図５参照）の近傍で安定しており、制御装置４０は、所定圧力範囲ＳＣ１（図５参照）から外れない範囲で、冷凍装置１０の運転を制御できる。
【００５７】
そして、冷凍装置１０の運転を続けることによって室内温度が設定温度に近づいてきて、設定温度と室内部屋の温度の差がある第2の値まで小さくなった場合には、冷房能力を小さくする方が好ましいので、制御装置４０は、圧縮機３１の回転数を低下させて冷媒回路１１に流れる冷媒の循環量を小さくする。この場合、適切な冷凍サイクルで運転されていれば、差圧式膨張弁３３に掛かる差圧がＤＰ２（図５参照）の近傍で安定しており、制御装置４０は、圧縮機３１の回転数に合わせて変更された所定圧力範囲ＳＣ２（図５参照）から外れない範囲で、冷凍装置１０の運転を制御できる。
【００５８】
また、例えば、冷凍装置１０の運転開始直後で、室内温度と設定温度の差が大きいある第３の値になっている場合には、制御装置４０は、圧縮機３１の回転数を大きく上昇させて、冷房能力を大きくする。この場合、適切な冷凍サイクルで運転されていれば、差圧式膨張弁３３に掛かる差圧がＤＰ３（図５参照）の近傍で安定しており、制御装置４０は、圧縮機３１の回転数に合わせて変更された所定圧力範囲ＳＣ３（図５参照）から外れない範囲で、冷凍装置１０の運転を制御できる。
【００５９】
通常運転で上述のような制御を制御装置４０が行うことにより、差圧式膨張弁３３の弁開度は、圧縮機３１の回転数に基づいて設定されている所定圧力範囲ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３の範囲内に収まるように設定されている。従って、冷凍装置１０の運転が安定している状態における差圧式膨張弁３３の差圧は、所定圧力範囲ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３の中の差圧になる。
【００６０】
（３−２）異常時の弁開度の調整動作
しかしながら、差圧式膨張弁３３の差圧は、冷凍装置１０が置かれた環境、特に室内温度及び室外温度に大きく影響される。差圧式膨張弁３３の差圧が環境の影響を受けるため、冷凍装置１０の置かれた環境によって差圧式膨張弁３３の差圧を圧縮機３１の回転数によって制御するには困難な場合が生じることがある。このように圧縮機３１の回転数によっては差圧式膨張弁３３の差圧を十分に制御できないときが異常時である。
【００６１】
（３−２−１）差圧が小さくなり過ぎるケース
冷房運転において、空調対象空間である室内の室内温度が、熱源側空間である室外の室外温度と同じ程度の場合かまたは高い場合、差圧式膨張弁３３の差圧が所定圧力範囲に対して小さくなり過ぎることがある。例えば、設定温度が１８℃で室内温度が２７℃の場合が上述の設定温度と室内温度の差が第３の値になっている場合であるとすると、適正な冷凍サイクルで冷凍装置１０が運転されていれば、差圧式膨張弁３３の差圧がＤＰ３の近傍で安定して、所定圧力範囲ＳＣ３の範囲内で制御できるものとする。ところが、例えば、設定温度が１８℃の冷房運転時に室内温度と室外温度がともに２７℃であると、差圧が適切な所定圧力範囲ＳＣ３から外れる程小さくなることがある。例えば、差圧式膨張弁３３の差圧が図５に示されている差圧ＤＰ４になると、弁開度が小さくなって冷媒回路１１の冷媒流量がＦＲ１まで小さくなる。このときの圧縮機３１の回転数では冷媒回路１１を循環する冷媒の流量がＲＡ１の範囲であれば適切であるところ、冷媒流量がＦＲ１まで小さくなると、室内熱交換器２１が乾き易くなって室内熱交換器２１から出て圧縮機３１に吸い込まれる冷媒の過熱度が大きくなり、圧縮機３１から吐出される冷媒の吐出温度が高くなって圧縮機３１が運転できなくなる。
【００６２】
例えば、同じ条件で図１の冷媒回路１１の差圧式膨張弁３３を電動弁に置き換えた場合には、電動弁に掛かる差圧に関係なく電動弁の弁開度を制御できるため、圧縮機３１から吐出される冷媒の吐出温度は約５８℃になる。しかし、差圧式膨張弁３３を用いて同じ条件で運転された場合には、圧縮機３１から吐出される冷媒の吐出温度は約１０３℃になる。
【００６３】
制御装置４０は、後述する（３−３）に記載されている方法などによって、所定圧力範囲ＳＣ３を差圧式膨張弁３３の差圧が外れたことを検出しまたは推定する。制御装置４０は、所定圧力範囲ＳＣ３を差圧式膨張弁３３の差圧が外れたと判断すると、差圧式膨張弁３３の差圧を所定圧力範囲ＳＣ３に向けて変化させる制御を行う。上述の場合には、制御装置４０は、所定圧力範囲ＳＣ３の下限値ＬＤＰを下回るので、差圧式膨張弁３３の差圧をＤＰ３に向って上昇させる制御を行う。例えば、制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧をＤＰ３に向って上昇させるために、室外ファン３４の回転数を下げる制御を行う。
【００６４】
図６には、室外ファン３４の回転数を変化させたときの差圧の変化を示す曲線Ｃ１と吐出温度の変化を示す曲線Ｃ２とが示されている。例えば、図６に示されている特性がある場合には、所定圧力範囲ＳＣ３の下限値ＬＤＰを差圧式膨張弁３３の差圧が下回ったことを制御装置４０が検出した時点で吐出温度が約１０３℃で室外ファン３４の回転数が８９０ｒｐｍであるとすると、制御装置４０は、室外ファン３４の回転数を３４０ｒｐｍに下げることによって吐出温度を約６６℃まで下げることができる。
【００６５】
冷凍装置１０が所定の吐出温度以上になると圧縮機３１を保護するために圧縮機３１の回転数の上昇を制限するように構成されている点について検討する。同じの環境条件（例えば室内温度及び室外温度が２７℃、設定温度１８℃）において冷凍装置１０の圧縮機３１の吐出温度が上限に到達する圧縮機３１の回転数は、室外ファン３４の回転数が８９０ｒｐｍの場合に比べて３４０ｒｐｍでは約２倍になる。つまり、冷凍装置１０にとって厳しい環境条件の場合に、制御装置４０は、室外ファン３４の回転数を下げることにより、圧縮機３１の運転可能範囲を広げることができる。
【００６６】
（３−２−２）差圧が大きくなり過ぎるケース
冷房運転において、熱源側空間である室外の室外温度が、空調対象空間である室内の室内温度に対して非常に高い場合、差圧式膨張弁３３の差圧が所定圧力範囲に対して大きくなり過ぎることがある。例えば、設定温度が１８℃で室内温度が２３℃の場合が上述の設定温度と室内温度の差が第２の値になっている場合であり、適正な冷凍サイクルで冷凍装置１０が運転されていれば、差圧式膨張弁３３の差圧がＤＰ２の近傍で安定して、所定圧力範囲ＳＣ２の範囲内で制御できるものとする。ところが、例えば、設定温度が１８℃の冷房運転時に室内温度が２１℃であるのに室外温度が４６℃になっているとき、差圧が適切な所定圧力範囲ＳＣ２から外れる程大きくなることがある。例えば、差圧式膨張弁３３の差圧が図５に示されている差圧ＤＰ５になると、弁開度が大きくなって冷媒回路１１の冷媒流量がＦＲ２まで大きくなる。このときの圧縮機３１の回転数では冷媒回路１１を循環する冷媒の流量がＲＡ２の範囲であれば適切であるところ、冷媒流量がＦＲ２まで大きくなると、室内熱交換器２１から出て圧縮機３１に吸い込まれる冷媒の過熱度が小さくなり過ぎて、圧縮機３１に液戻りが起こり易くなる。例えば、同じ条件で図１の冷媒回路１１の差圧式膨張弁３３を電動弁に置き換えた場合には、電動弁に掛かる差圧に関係なく電動弁の弁開度を制御できるため、吐出過熱度は約３２degであるのに対し、差圧式膨張弁３３を用いて同じ条件で運転された場合の吐出過熱度は約１７degになる。
【００６７】
制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧が所定圧力範囲ＳＣ２の上限値ＵＤＰを上回ると、差圧式膨張弁３３の差圧をＤＰ２に向って下降させる制御を行う。例えば、制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧をＤＰ２に向って下降させるために、室外ファン３４の回転数を上げる制御を行う。
【００６８】
なお、（３−２−１）及び（３−２−２）では、所定圧力範囲ＳＣ２，ＳＣ３から差圧が外れる場合について説明したが、所定圧力範囲ＳＣ１から差圧が外れる場合もあり得る。所定圧力範囲ＳＣ１から差圧が外れた場合にも、（３−２−１）及び（３−２−２）で説明したように室外ファン３４の回転数を変更して、所定圧力範囲ＳＣ１の範囲内に差圧が収まるように制御装置４０が制御を行うように構成してもよい。また、所定圧力範囲ＳＣ３を外れて差圧が大きくなる場合、所定圧力範囲ＳＣ２を外れて差圧が小さくなる場合も同様に室外ファン３４の回転数を変更して、所定圧力範囲ＳＣ１の範囲内に差圧が収まるように制御装置４０が制御を行うように構成してもよい。
【００６９】
また、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲に向けて変化させる制御を行う場合として、所定圧力範囲ＳＣ１〜ＳＣ３の３つの場合について説明したが、通常は、例えば、差圧ＤＰ１から差圧ＤＰ２までの間及び、差圧ＤＰ１から差圧ＤＰ３の間も含めて、図５に二点差線で示したように連続的な所定圧力範囲ＳＣが設定される。この二点差線は直線でもよいが、所定圧力範囲の幅が差圧の大きさによって変わるように二点鎖線が曲線または階段状になっていてもよい。なお、全体ではなくて、部分的に前述の制御が行われるように構成してもよく、例えば差圧ＤＰ１から差圧ＤＰ３の間だけ放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲に向けて変化させる制御を行わせ、差圧ＤＰ１から差圧ＤＰ２までの間は前述の制御を行わせないように構成してもよい。
【００７０】
（３−３）差圧を所定圧力範囲に戻すための判断
（３−３−１）室内温度を用いた判断
制御装置４０は、例えば、所定圧力範囲ＳＣから差圧式膨張弁３３の差圧が外れたことを室内温度センサ２３と室外温度センサ３６の検出値の差、つまり室内温度と室外温度の温度差を用いて判断する。上述の（３−１）で説明したように、室外温度と室内温度が同じ温度である場合または室内温度が室外温度よりも高い場合に所定圧力範囲ＳＣ３の下限値ＬＤＰよりも差圧が小さくなることがある。しかしながら、例えば、室内温度と室外温度が同じになった場合に常に所定圧力範囲ＳＣ３の下限値ＬＤＰよりも差圧が小さくなるとは限らない。例えば冷房運転時の設定温度及び機器の性能及び設計によっても下限値ＬＤＰよりも差圧が小さくなるか否かは違ってくる。そこで、例えば、実機またはシミュレーションを使って所定圧力範囲ＳＣ３の下限値ＬＤＰよりも差圧が小さくなる条件を予め調べておく。そして、その事前の調査結果に基づくデータを制御装置４０に記憶させておく。このようなデータを用いたプログラムに基づいて特定の機器の特定の条件において室内温度と室外温度の温度差が所定条件を満たせば、制御装置４０は、下限値ＬＤＰよりも差圧が小さくなったと判断して差圧を上昇させるために室外ファン３４の回転数を予め定められている回転数まで低下させる。
【００７１】
同様に、室外温度が室内温度に対して非常に高い場合についても、例えば、実機またはシミュレーションを使って所定圧力範囲ＳＣ２の上限値ＵＤＰよりも差圧が高くなる条件を予め調べておく。そして、その事前の調査結果に基づくデータを制御装置４０に記憶させておく。このようなデータを用いたプログラムに基づいて特定の機器の特定の条件において室内温度と室外温度の温度差が所定条件を満たせば、制御装置４０は、上限値ＵＤＰよりも差圧が大きくなったと判断して差圧を下降させるために室外ファン３４の回転数を予め定められている回転数まで上昇させる。
【００７２】
なお、室外温度は、例えば、既に説明したように圧縮機３１の回転数とともに室外ファン３４の回転数の決定に用いられている。このように室外ファン３４の回転数の決定に既に室外温度が用いられていることから、室外温度と室内温度の温度差を用いる代わりに、従来の圧縮機３１の回転数と室外温度による室外ファン３４の回転数の決定方法にさらに室内温度を加味して室外ファン３４の回転数を決定するように構成してもよい。室内温度を加味して室外ファン３４の回転数を決定する方法には、例えば、室内温度で室外ファン３４の回転数の決定値を補正する方法などがある。
【００７３】
（３−３−２）差圧関連の検出値を用いた判断
上述の（３−３−１）では、所定圧力範囲ＳＣに差圧を戻すための室外ファン３４の回転数の制御に室内温度を用いる場合について説明したが、それに代えてまたはそれと合わせて差圧関連の検出値を用いて室外ファン３４の回転数が制御されてもよい。そのために、制御装置４０は、室外熱交換器３２の凝縮温度及び室内熱交換器２１の蒸発温度から差圧式膨張弁３３の冷媒入口６１と冷媒出口６２の間の差圧を推定して、推定された差圧を用いて所定圧力範囲ＳＣから外れたか否かを判断して制御をするように構成されてもよい。
【００７４】
図１に示されている冷媒回路１１においては、図２の点Ｂと点Ｃの間の気液二相状態の冷媒が室外熱交換器３２の中で出現する。制御装置４０は、室外熱交換器３２の中の気液二相状態になっている冷媒の温度を室外熱交換器用温度センサ３７により測定する。点Ｂと点Ｃの間の気液二相状態の冷媒の温度が凝縮温度であるから、特定の冷媒の凝縮温度と圧力の関係から図２に示されている圧力Ｐ１が求まる。また、冷媒回路１１においては、図２の点Ｄと点Ａの間の気液二相状態の冷媒が室内熱交換器２１の中で出現する。制御装置４０は、室内熱交換器２１の中の気液二相状態になっている冷媒の温度を室内熱交換器用温度センサ２４により測定する。点Ｄと点Ａの間の気液二相状態の冷媒の温度が蒸発温度であるから、特定の冷媒の蒸発温度と圧力の関係から図２に示されている圧力Ｐ２が求まる。差圧式膨張弁３３の冷媒入口６１と冷媒出口６２の間の差圧は、実質的に点Ｃと点Ｄの間の圧力差（Ｐ１−Ｐ２）である。この場合には、室外熱交換器用温度センサ３７及び室内熱交換器用温度センサ２４の両方により、凝縮温度及び蒸発温度を検出するための第３センサが構成される。
【００７５】
従って、制御装置４０が内部メモリ（図示せず）に凝縮温度及び蒸発温度から圧力を求める第２テーブルを記憶しているように構成されていれば、室外熱交換器用温度センサ３７及び室内熱交換器用温度センサ２４が検出する温度を用いて、制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧を監視することができる。制御装置４０は、このような監視を行って、下限値ＬＤＰよりも差圧が小さくなったと判断すれば、差圧を上昇させるために室外ファン３４の回転数を予め定められている回転数まで低下させる。また、制御装置４０は、このような監視の下で上限値ＵＤＰよりも差圧が大きくなったと判断すれば、差圧を下降させるために室外ファン３４の回転数を予め定められている回転数まで上昇させる。
【００７６】
（３−３−３）吐出温度を用いた判断
上述の（３−３−１）では、所定圧力範囲ＳＣ３に差圧を戻すための室外ファン３４の回転数の制御に室内温度を用いる場合について説明し、上述の（３−３−２）では、所定圧力範囲ＳＣ２に差圧を戻すための室外ファン３４の回転数の制御に差圧関連の検出値を用いる場合について説明したが、それらに代えてまたはそれらと合わせて吐出温度を用いて室外ファン３４の回転数が制御されてもよい。そのために、制御装置４０は、吐出温度を用いて所定圧力範囲ＳＣから外れたか否かを判断して制御をするように構成されてもよい。
【００７７】
上述の（３−２−１）では、差圧が小さくなり過ぎるケースについて説明した。この説明から分かるように、所定圧力範囲ＳＣの下限値ＬＤＰを下回るように差圧が外れたときには、結果として圧縮機３１から吐出される冷媒の吐出温度が異常に上昇する。逆に、冷媒の吐出温度の異常な上昇から所定圧力範囲ＳＣの下限値ＬＤＰを差圧が下回ったと判断するように制御装置４０が構成されてもよい。
【００７８】
（４）変形例
（４−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、冷凍装置１０が冷房専用である場合について説明したが、図７に示されているような暖房専用の冷凍装置１０Ａについても本発明を適用することができる。
【００７９】
（４−１−１）全体構成
図７に示されている冷凍装置１０Ａは、利用ユニット２０と利用ユニット２０に接続された熱源ユニット３０とを備えている。利用ユニット２０は、室内熱交換器２１と室内ファン２２とを備えている。熱源ユニット３０は、圧縮機３１と室外熱交換器３２と差圧式膨張弁３３と室外ファン３４とを備えている。利用ユニット２０と熱源ユニット３０とは冷媒配管で接続されており、利用ユニット２０と熱源ユニット３０の間で冷媒を循環させるための冷媒回路１１Ａが形成されている。この冷媒回路１１Ａを冷媒が循環することによって、冷凍装置１０Ａは、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うことができる。
【００８０】
冷媒回路１１Ａは、圧縮機３１、室内熱交換器２１、差圧式膨張弁３３及び室外熱交換器３２の順に冷媒が循環するように構成されている。圧縮機３１は、ガス冷媒（図２に示された点Ａの状態の冷媒）を圧縮する。圧縮機３１の吐出口から出た高温高圧の冷媒（図２に示された点Ｂの状態の冷媒）は、室内熱交換器２１の流入口に流入する。室内熱交換器２１において室内空気との間で熱交換された液冷媒（図２に示された点Ｃの状態の冷媒）は、室内熱交換器２１の流出口から流出し、差圧式膨張弁３３の流入口に流入する。差圧式膨張弁３３で膨張されて減圧された冷媒（図２に示された点Ｄの状態の冷媒）は、差圧式膨張弁３３の流出口から流出し、室外熱交換器３２の流入口に流入する。室外熱交換器３２において室外空気との間で熱交換されたガス冷媒（図２に示された点Ａの状態の冷媒）は、室外熱交換器３２の流出口から流出し、圧縮機３１の吸入口に流入する。
【００８１】
図７に示されている冷凍装置１０Ａでは、空調対象空間である室内の暖房が行われる。このような冷凍装置１０Ａでは、室内熱交換器２１が放熱器（凝縮器）として機能し、室外熱交換器３２が蒸発器として機能する。
【００８２】
（４−１−２）冷凍装置１０Ａの動作
冷凍装置１０Ａは、暖房専用の装置であり、室内温度が設定温度になるように制御装置４０により制御される。冷凍装置１０Ａでは、圧縮機３１に液冷媒が吸入されるのを防止するために、例えば圧縮機３１に吸入される冷媒が実質的に過熱状態になるように制御される。図７に示されている冷凍装置１０Ａでは、吐出温度センサ３５で検出される冷媒の過熱度が目標過熱度になるように制御装置４０が制御することによって、圧縮機３１から吸入される冷媒の吐出過熱度が適切な範囲を維持するように制御される。冷媒の温度を目標過熱度にするために、制御装置４０は、圧縮機３１の回転数及び／または室外ファン３４の回転数を制御する。
【００８３】
また、制御装置４０は、室内温度センサ２３により検出される室内温度と設定温度との差が大きいときには圧縮機３１の回転数を大きくし、室内温度と設定温度との差が小さいときには圧縮機３１の回転数を小さくする制御を行う。圧縮機３１の回転数が大きくなると暖房能力が大きくなるので、暖房負荷が大きくても室内温度を設定温度に近づけることができる。
【００８４】
（４−１−３）弁開度の調整動作
通常運転では、冷凍装置１０Ａも冷凍装置１０と同様に、制御装置４０に記憶されている第３テーブルに従って吐出過熱度を目標過熱度に合わせるように、制御装置４０が例えば圧縮機３１の回転数を制御するように構成されている。制御装置４０に記憶されている第３テーブルには、設定温度、室内温度（室内温度センサ２３の検出値）及び吐出温度（吐出温度センサ３５の検出値）などと圧縮機３１の回転数との関係が記述されている。制御装置４０は、この関係の記述を読み取って、状況に応じて圧縮機３１の回転数を変更する。
【００８５】
（４−１−４）異常時の弁開度の調整動作
暖房運転においても、差圧式膨張弁３３の差圧が所定圧力範囲に対して小さくなり過ぎることがある。所定圧力範囲を差圧式膨張弁３３の差圧が外れたことを検出しまたは推定する制御装置４０は、所定圧力範囲を差圧式膨張弁３３の差圧が外れたと判断すると、差圧式膨張弁３３の差圧を所定圧力範囲に向けて変化させる制御を行う。制御装置４０は、所定圧力範囲の下限値を下回った場合には、差圧式膨張弁３３の差圧を上昇させる制御を行う。例えば、制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧を上昇させるために、室外ファン３４の回転数を下げる制御を行う。
【００８６】
暖房運転において、差圧式膨張弁３３の差圧が所定圧力範囲に対して大きくなり過ぎることがある。制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧が所定圧力範囲の上限値を上回った場合には、差圧式膨張弁３３の差圧を下降させる制御を行う。例えば、制御装置４０は、差圧式膨張弁３３の差圧を下降させるために、室外ファン３４の回転数を上げる制御を行う。
【００８７】
なお、暖房運転における差圧を所定圧力範囲に戻すための判断は、制御装置４０において、上述の（３−３）で説明した冷房運転における差圧を所定圧力範囲に戻すための判断と同様に行うことができる。
【００８８】
（４−２）変形例１Ｂ
上記実施形態の冷凍装置１０及び変形例１Ａの冷凍装置１０Ａの説明では、１台の熱源ユニット３０に対して１台の利用ユニット２０が接続されるペア型である場合について説明したが、冷凍装置の構成はペア型には限られず、本発明は、熱源ユニットに複数の利用ユニットが接続されるマルチ型にも適用することができる。
【００８９】
（４−３）変形例１Ｃ
上記実施形態及び変形例１Ａでは、熱源ユニット３０に差圧式膨張弁３３が設けられる場合について説明したが、差圧式膨張弁３３は、利用ユニット２０に設けられてもよく、利用ユニット２０と熱源ユニット３０以外の冷媒回路１１，１１Ａの中に配置されてもよい。
【００９０】
（４−４）変形例１Ｄ
上記実施形態及び変形例１Ａでは、冷凍装置１０が冷房専用である場合または冷凍装置１０Ａが暖房専用である場合について説明したが、冷房と暖房の両方ができるように構成された冷凍装置にも本発明を適用することができる。
【００９１】
（４−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、付勢部材としてコイルバネ５３を例に挙げて説明したが、付勢部材に用いられるバネはコイルバネ５３には限られない。また、付勢部材としてコイルバネ５３のようなバネを例に挙げて説明したが、付勢部材はバネに限られず、例えばゴムなどの他の弾性部材を付勢部材として用いることもできる。また、例えば磁石を付勢部材として用いることもできる。磁石と磁石の間に生じる斥力または引力を付勢力として用いたり、磁石と金属の間に生じる引力を付勢力として用いたりすることができる。
【００９２】
（４−６）変形例１Ｆ
上記実施形態及び変形例１Ａでは、差圧式膨張弁３３について設定されている所定圧力範囲から差圧が外れたときに、冷房専用の冷凍装置１０では、放熱器用ファンである室外ファン３４の回転数を調整することにより、また暖房専用の冷凍装置１０Ａでは、蒸発器用ファンである室外ファン３４の回転数を調整することにより、差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁３３の弁開度を変化させる場合を例に挙げて説明した。
【００９３】
しかし、冷房専用の冷凍装置１０では、蒸発器用ファンである室内ファン２２の回転数を調整することにより、また暖房専用の冷凍装置１０Ａでは、放熱器用ファンである室内ファン２２の回転数を調整することにより、差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁３３の弁開度を変化させるように構成してもよい。また、冷凍装置１０，１０Ａにおいて放熱器用ファン及び蒸発器用ファンである室外ファン３４及び室内ファン２２の両方の回転数を調整することにより、差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁３３の弁開度を変化させるように構成してもよい。
【００９４】
（４−７）変形例１Ｇ
上記実施形態及び上記変形例では、吐出過熱度が適切な範囲内に収まるように制御することで例えば圧縮機３１が吸入する冷媒が液冷媒とならないなど適切な冷凍サイクルで冷凍装置１０が運転できるように制御している。しかし、本発明が適用できる冷凍装置は、前述のような制御を行う冷凍装置１０に限られるものではなく、例えば圧縮機３１の吸入過熱度が適切な範囲内に収まるように制御することで圧縮機３１が吸入する冷媒が液冷媒とならないようするなど適切な冷凍サイクルで冷凍装置が運転されるような制御をしているものにも本発明を適用することができる。
【００９５】
（４−８）変形例１Ｈ
上記実施形態及び上記変形例では、所定圧力範囲の上限から外れたときも下限から外れたときも所定圧力範囲に戻すために放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁の弁開度を変化させる構成されているが、所定圧力範囲の上限から外れたときのみ、または下限から外れたときのみに、所定圧力範囲に戻すために放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することによりように差圧を所定圧力範囲に向けて変化させて差圧式膨張弁の弁開度を変化させる構成されてもよい。
【００９６】
（５）特徴
（５−１）
上述の実施形態、変形例１Ａ及び変形例１Ｆで説明したように冷凍装置１０，１０Ａは、差圧式膨張弁３３の冷媒入口６１と冷媒出口６２との間の差圧が所定圧力範囲ＳＣから外れたときに、放熱器用ファン及び／または蒸発器用ファンの回転数を調整することにより差圧を所定圧力範囲ＳＣに向けて変化させて差圧式膨張弁３３の弁開度を変化させることから、所定圧力範囲ＳＣから差圧が外れて差圧が大きくなりすぎたり逆に小さくなりすぎたりすることが防がれている。その結果、冷凍装置１０，１０Ａにおいて、圧縮機３１に係る冷媒の過熱度が適正値より大きくなったり、逆に過熱度が適正値よりも小さくなったりすることによる不具合が防止されている。
【００９７】
なお、冷凍装置１０においては、室外熱交換器３２が放熱器として機能し、室内熱交換器２１が蒸発器として機能し、室外ファン３４が放熱器用ファンとして機能し、室内ファン２２が蒸発器用ファンとして機能している。また、冷凍装置１０Ａにおいては、室外熱交換器３２が蒸発器として機能し、室内熱交換器２１が放熱器として機能し、室外ファン３４が蒸発器用ファンとして機能し、室内ファン２２が放熱器用ファンとして機能している。
【００９８】
例えば、冷凍装置１０においては、差圧が所定圧力範囲ＳＣの上限値を上回ったときには室外ファン３４の回転数を下げ、差圧が所定圧力範囲ＳＣの下限値を下回ったときには室外ファン３４の回転数を上げることから、室外ファン３４の回転数を下げることで放熱器である室外熱交換器３２での熱交換効率が低下して所定圧力範囲ＳＣを外れたときに差圧を所定圧力範囲ＳＣに向けて変化させることができる。
【００９９】
（５−２）
冷凍装置１０は、放熱器用ファンである室外ファン３４の回転数の調整で差圧が所定圧力範囲ＳＣに入るように制御されることから、差圧の調整に束縛されずに蒸発器用ファンである室内ファン２２の回転数を制御することができる。差圧が所定圧力範囲ＳＣから外れないような制御を行うことによって蒸発器用ファンである室内ファン２２による空調対象空間である室内の空調が制限されるのを防ぐことができている。
【０１００】
なお、冷凍装置１０Ａにおいては、蒸発器用ファンである室外ファン３４の回転数の調整で差圧が所定圧力範囲ＳＣに入るように制御されるように構成すると、差圧の調整に束縛されずに放熱器用ファンである室内ファン２２の回転数を制御することができる。この場合、差圧が所定圧力範囲ＳＣから外れないような制御を行うことによって室内ファン２２による空調対象空間である室内の空調が制限されるのを防ぐことができる。
【０１０１】
（５−３）
上述の冷凍装置１０，１０Ａにおいて、放熱器及び蒸発器である室外熱交換器３２及び室内熱交換器２１は、一方が空調対象空間である室内に設置され、他方が熱源側空間である室外に設置され、空調対象空間の空間温度である室内温度を検出するために設けられている第１センサである室内温度センサ２３を備えている。そして、冷凍装置１０，１０Ａは、室外で送風する室外ファン３４の回転数の調整であって差圧を所定圧力範囲に向けて変化させるための調整に少なくとも室内温度センサ２３を使って検出される室内温度を用いている。それにより、室内温度が高かったり低かったりする状況に合わせて差圧式膨張弁３３の弁開度を大きくしたり小さくしたりすることができる。例えば、冷凍装置１０では、少なくとも室内温度を用いて室外ファン３４の回転数を調整して、室内温度が高くて蒸発器で冷媒が蒸発し易い状況及び室内温度が低くて蒸発器で冷媒が蒸発し難い状況の発生に合わせて差圧式膨張弁３３の弁開度を大きくしたり小さくしたりすることができる。その結果、差圧式膨張弁３３において弁開度が小さくなり過ぎたり大きくなり過ぎたりするのを室内の送風に影響を与えることなく防止して適正な過熱度を維持することができる。
【０１０２】
（５−４）
上述の冷凍装置１０，１０Ａにおいては、熱源側空間の雰囲気温度である室外温度を検出するために設けられている第２センサである室外温度センサ３６を備えている。この冷凍装置１０，１０Ａは、室外ファン３４の回転数の調整であって差圧を所定圧力範囲ＳＣに向けて変化させるための調整に、室内温度センサ２３と室外温度センサ３６を使って検出される温度差を用いている。このような冷凍装置１０，１０Ａは、室内温度と室外温度の温度差に基づいて差圧を所定圧力範囲ＳＣに向けて変化させるための調整を行うことから、冷凍サイクルの高圧値と低圧値の差に応じた制御を行うことができ、適正な過熱度を精度良く維持することができる。
【０１０３】
（５−５）
上述の実施形態の冷凍装置１０，１０Ａは、放熱器の凝縮温度及び蒸発器の蒸発温度を検出するために冷媒回路１１，１１Ａに設けられている第３センサである室内熱交換器用温度センサ２４及び室外熱交換器用温度センサ３７のペアを備えている。差圧式膨張弁３３の差圧を所定圧力範囲ＳＣに向けて変化させるための室外ファン３４及び／または室内ファン２２の回転数の調整に少なくとも室内熱交換器用温度センサ２４及び室外熱交換器用温度センサ３７を使って検出される凝縮温度及び蒸発温度を用いていることから、冷凍サイクルの高圧値と低圧値の差が小さかったり大きかったりする状況に合わせて差圧式膨張弁３３の弁開度を大きくしたり小さくしたりすることができるので、差圧式膨張弁３３において弁開度が小さくなり過ぎたり大きくなり過ぎたりするのを防止して適正な過熱度を維持することができる。例えば、冷凍装置１０では、蒸発器である室内熱交換器２１で冷媒が蒸発し易い状況及び冷凍サイクルの高圧値と低圧値の差が大きくて室内熱交換器２１で冷媒が蒸発し難い状況の発生に合わせて差圧式膨張弁の弁開度を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【０１０４】
（５−６）
上述の冷凍装置１０，１０Ａは、圧縮機３１から吐出される冷媒の吐出温度を検出するために冷媒回路１１，１１Ａに設けられている第４センサである吐出温度センサ３５を備えている。差圧を所定圧力範囲ＳＣに向けて変化させるための室外ファン３４及び／または室内ファン２２の回転数の調整に少なくとも吐出温度センサ３５を使って検出される吐出温度を用いることから、吐出温度が高くなって安全機構が働く前でも差圧式膨張弁３３の弁開度を大きくすることができる。その結果、差圧式膨張弁３３において弁開度が小さくなり過ぎて安全機構が働くのを防止しつつ適正な過熱度を維持することができる。
【０１０５】
（５−７）
上述の冷凍装置１０，１０Ａは、蒸発器及び放熱器である室内熱交換器２１及び室外熱交換器３２の一方が空調対象空間である室内に設置され、他方が熱源側空間である室外に設置され、熱源側空間の雰囲気温度である室外温度を検出するために設けられている第２センサである室外温度センサ３６を備えている。そして、冷凍装置１０，１０Ａは、室外ファン３４の回転数を、さらに圧縮機３１の回転数と室外温度センサ３６を用いて検出される室外温度とに基づいて調整する。例えば、冷凍装置１０は、通常運転時には、室外ファン３４の回転数を、圧縮機３１の回転数と室外温度とに基づいて調整している。圧縮機３１の回転数と室外温度とに基づいて調整することから、所定圧力範囲ＳＣの範囲内においても適切に室外ファン３４の回転数を調整することができる。
【０１０６】
（５−８）
冷凍装置１０，１０Ａの差圧式膨張弁３３は、本体５１と弁体５２とを有し、本体５１は、冷媒入口６１、冷媒出口６２及び弁体５２を支持する付勢部材であるコイルバネ５３を持っている。この差圧式膨張弁３３では、コイルバネ５３の付勢力に逆らって弁体５２と本体５１との位置関係を維持するための静止摩擦が弁体５２と本体５１との間に発生している。弁体５２は、冷媒入口６１と冷媒出口６２との間に配置され、移動せずに静止状態を保つ限界圧力を差圧が超えて変化することにより移動して弁開度を変化させるが、室外ファン３４及び／または室内ファン２２の回転数を調整することによる所定圧力範囲ＳＣに向けての差圧の変化は、限界圧力を超える変化である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０Ａ    冷凍装置
１１，１１Ａ    冷媒回路
２０    利用ユニット
２１    室内熱交換器（蒸発器の例、または放熱器の例）
２２    室内ファン（蒸発器用ファンの例、または放熱器用ファンの例）
２３    室内温度センサ（第１センサの例）
２４    室内熱交換器用温度センサ（室外熱交換器用温度センサ３７とともに第３センサを構成）
３０    熱源ユニット
３１    圧縮機
３２    室外熱交換器（放熱器の例、または蒸発器の例）
３３    差圧式膨張弁
３４    室外ファン（放熱器用ファンの例、または蒸発器用ファンの例）
３５    吐出温度センサ（第４センサの例）
３６    室外温度センサ（第２センサの例）
３７    室外熱交換器用温度センサ（室内熱交換器用温度センサ２４とともに第３センサを構成）
４３    タイマ
５１    本体
５２    弁体
５３    コイルバネ（付勢部材の例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】特開２００４−２１８９１８号公報
【図１】
2020139632.tif 000003
【図２】
2020139632.tif 000004
【図３】
2020139632.tif 000005
【図４】
2020139632.tif 000006
【図５】
2020139632.tif 000007
【図６】
2020139632.tif 000008
【図７】
2020139632.tif 000009