(57)【要約】【課題】安定して運転を行うことができる外気温度の範囲を低温側に広げることができるヒートポンプ装置の制御方法、ヒートポンプ装置の室外機およびヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】冷媒の吸入過熱度に基づいて膨張弁の開度を制御する第１制御ステップ（Ｓ１）と、少なくとも、吐出冷媒の温度に基づいて膨張弁の開度を制御し、圧縮機に気液二相状態の冷媒を吸入させる第２制御ステップ（Ｓ３）と、第１制御ステップ（Ｓ１）において、吐出冷媒の温度と第１切替温度とを比較して、吐出冷媒の温度が第１切替温度よりも高い場合には、第２制御ステップ（Ｓ３）に切り替える第１切替ステップ（Ｓ２）と、第２制御ステップ（Ｓ３）において、吐出冷媒の温度と第２切替温度とを比較して、吐出冷媒の温度が第２切替温度よりも低い場合には、第１制御ステップ（Ｓ１）に切り替える第２切替ステップ（Ｓ４）と、を有することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機に吸入される冷媒の吸入過熱度に基づいて膨張弁の開度を制御する第１制御ステップと、
少なくとも、前記圧縮機から吐出された吐出冷媒の温度に基づいて前記膨張弁の開度を制御し、前記圧縮機に気液二相状態の冷媒を吸入させる第２制御ステップと、
前記第１制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第１切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第１切替温度よりも高い場合には、前記第２制御ステップに切り替える第１切替ステップと、
前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第２切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第２切替温度よりも低い場合には、前記第１制御ステップに切り替える第２切替ステップと、
を有することを特徴とするヒートポンプ装置の制御方法。
【請求項２】
前記第２制御ステップに係る制御、および、前記吐出冷媒の温度に基づく前記圧縮機から吐出される冷媒の流量を減らす制御を行う第３制御ステップと、
前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第３切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第２切替温度よりも高い場合には、前記第３制御ステップに切り替える第３切替ステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ装置の制御方法。
【請求項３】
前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度、および、前記吐出冷媒の圧力から定まる吐出圧力飽和温度に基づいて前記膨張弁の開度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ装置の制御方法。
【請求項４】
前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度のみに基づいて前記膨張弁の開度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ装置の制御方法。
【請求項５】
前記第３制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第４切替温度および第５切替温度とを比較して、
前記吐出冷媒の温度が前記第４切替温度よりも低く、かつ、前記第５切替温度よりも高い場合には、前記第３制御ステップを継続し、
前記吐出冷媒の温度が前記第５切替温度よりも低い場合には、前記第２制御ステップに切り替える第４切替ステップと、
を有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のヒートポンプ装置の制御方法。
【請求項６】
前記膨張弁を通過する前の液相冷媒の一部を前記圧縮機における前記冷媒の圧縮工程に導く液インジェクションステップと、
前記第１制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第６切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第６切替温度よりも高い場合には、前記液インジェクションステップに切り替える第５切替ステップと、
を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヒートポンプ装置の制御方法。
【請求項７】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機から吐出された冷媒の流出先を、運転状態に基づいて切り替える切替弁と、
前記冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
前記冷媒の圧力を減圧する膨張弁と、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御方法に基づいて前記膨張弁の開度制御を行う制御部と、
が設けられていることを特徴とするヒートポンプ装置の室外機。
【請求項８】
請求項７に記載の室外機と、
前記室外機との間で前記冷媒が循環する室内熱交換器を有する室内機と、
が設けられていることを特徴とするヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システムや、冷暖房システムに用いられるヒートポンプ装置に使用して好適なヒートポンプ装置の制御方法、ヒートポンプ装置の室外機およびヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、冷暖房システム、つまり業務用の空気調和機（ヒートポンプ装置）に用いられる室外機や、給湯システムつまりヒートポンプ装置の室外機には、圧縮機や、熱交換器や、四方弁や、膨張弁や、低圧センサなどが設けられている。
【０００３】
このような室外機を有するヒートポンプ装置においては、一般的に吸入過熱度に基づいて膨張弁の制御が行われている。つまり、膨張弁の開度を変えて、膨張弁を通過する冷媒の流量を調節することにより、吸入過熱度を目標の吸入過熱度に調節する制御が行われている。
【０００４】
ここで、吸入過熱度は、吸入管温度と、吸入圧力飽和温度との差から求められている。吸入管は圧縮機に吸入される冷媒が流れる管路であり、吸入管の温度を測定することにより、吸入される冷媒の温度が測定されている。吸入圧力飽和温度は、低圧センサにより測定された吸入される冷媒の圧力から算出される温度である。
【０００５】
しかしながら、冷暖房システムにおいて暖房運転を行っている場合や、給湯システムにおいて給湯を行っている場合に、外気温度が低くなると、暖房能力が低下したり、圧縮機を駆動するモータ温度が高くなり所定の能力を発揮できなかったりするという問題があった。
【０００６】
外気温度が低くなると、圧縮機に吸込まれる冷媒の圧力つまり低圧が低くなる。低圧が低くなると、圧縮機を駆動するモータへの負荷が高くなるため、モータコイル温度が上昇していた。言い換えると、圧縮機における圧縮比が高くなり、圧縮機から吐出される冷媒の温度が高くなる。すると、冷媒を圧縮する圧縮機自体や、圧縮機を駆動するモータの温度も高くなり、結果的にモータコイルの温度も上昇していた。
【０００７】
一般的にモータには使用に適した温度範囲があり、その温度範囲を超えるとモータの能力が低下する。そのため、上述のように、モータの温度が上昇すると、モータが所定の能力を発揮できないという問題があった。
【０００８】
従来は、モータコイルの温度上昇を防ぐために、圧縮機の回転数を制御して、冷媒の流量を減少させる運転をしていた。そのため、暖房能力が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、上述の問題を解決するために、吸入過熱度に基づく膨張弁の制御の代わりに、吐出過熱度に基づく膨張弁の制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
ここで、吐出過熱度は、圧縮機から吐出された冷媒の温度と、圧縮機から吐出された冷媒の圧力から算出される吐出圧力飽和温度との差である。
【特許文献１】特開平６−２８８６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の技術では、暖房運転における能力を発揮させることはできても、モータコイルの温度上昇を抑制することが難しいという問題があった。言い換えると、モータに所定の能力を発揮させることが難しく、安定した暖房運転を行うことが難しいという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、安定して運転を行うことができる外気温度の範囲を低温側に広げることができるヒートポンプ装置の制御方法、ヒートポンプ装置の室外機およびヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のヒートポンプ装置の制御方法は、圧縮機に吸入される冷媒の吸入過熱度に基づいて膨張弁の開度を制御する第１制御ステップと、少なくとも、前記圧縮機から吐出された吐出冷媒の温度に基づいて前記膨張弁の開度を制御し、前記圧縮機に気液二相状態の冷媒を吸入させる第２制御ステップと、前記第１制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第１切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第１切替温度よりも高い場合には、前記第２制御ステップに切り替える第１切替ステップと、前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第２切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第２切替温度よりも低い場合には、前記第１制御ステップに切り替える第２切替ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、例えば、外気温度が低下する等により、吐出冷媒の温度が第１切替温度よりも高くなった場合には、気液二相状態の冷媒が圧縮機に吸入され、液相の冷媒が熱を吸収して蒸発するため、吐出される冷媒や、圧縮機や、圧縮機を駆動するモータや、モータコイル等の温度を下げることができる。
【００１５】
さらに、少なくとも吐出冷媒の温度に基づいて膨張弁の開度を制御するため、気液二相状態の冷媒が圧縮機に流入する場合であっても、膨張弁の開度を適切に制御することができる。
【００１６】
その一方で、吐出冷媒の温度が第２切替温度よりも低くなった場合、つまり吐出される冷媒や、圧縮機や、圧縮機を駆動するモータの温度が低下した場合には、上述の第２制御ステップに係る制御、つまり少なくとも吐出冷媒の温度に基づく膨張弁の開度制御から、第１制御ステップに係る制御、つまり吸入過熱度に基づく膨張弁の開度制御に制御方法が変更される。そのため、モータコイル等の温度が所定の範囲内に制御される。
【００１７】
上記発明においては、前記第２制御ステップに係る制御、および、前記吐出冷媒の温度に基づく前記圧縮機から吐出される冷媒の流量を減らす制御を行う第３制御ステップと、前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第３切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第２切替温度よりも高い場合には、前記第３制御ステップに切り替える第３切替ステップと、を有することが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、上述の第２制御ステップにおける制御を行っている際に、吐出冷媒の温度が第３切替温度よりも高くなった場合には、さらに、圧縮機から吐出される冷媒の流量を減らす制御が追加される。つまり、圧縮機における仕事量が減らされるため、圧縮機を駆動するモータや、モータコイル等の温度を下げることができる。
【００１９】
圧縮機から吐出される冷媒の流量を減らす制御としては、圧縮機の駆動回転数を減らす制御を例示することができる。
【００２０】
上記発明においては、前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度、および、前記吐出冷媒の圧力から定まる吐出圧力飽和温度に基づいて前記膨張弁の開度を制御することが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、吐出冷媒の温度、および吐出圧力飽和温度に基づいて、言い換えると吐出冷媒の温度と、吐出圧力飽和温度との差である吐出過熱度に基づいて膨張弁の開度を制御するため、吐出冷媒の温度のみに基づいて膨張弁の開度を制御する方法と比較して、安定した室外機の制御を行うことができる。
【００２２】
上記発明においては、前記第２制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度のみに基づいて前記膨張弁の開度を制御する方法もある。
【００２３】
本発明によれば、吐出冷媒の温度のみに基づいて膨張弁の開度を制御するため、吐出冷媒の温度と、吐出圧力飽和温度との差である吐出過熱度に基づいて膨張弁の開度を制御する方法と比較して、吐出冷媒の温度などの変化に対して、短い時間で追従する制御を行うことができる。
【００２４】
上記発明においては、前記第３制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第４切替温度および第５切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第４切替温度よりも低く、かつ、前記第５切替温度よりも高い場合には、前記第３制御ステップを継続し、前記吐出冷媒の温度が前記第５切替温度よりも低い場合には、前記第２制御ステップに切り替える第４切替ステップと、を有することが望ましい。
【００２５】
本発明によれば、吐出冷媒の温度が第４切替温度よりも低く、かつ、第５切替温度よりも高い場合、言い換えると、吐出冷媒における温度低下の程度が小さい場合には、第２制御ステップに係る制御が行われ、圧縮機への気液二相状態の冷媒の供給が継続される。
【００２６】
その一方で、吐出冷媒の温度が第５切替温度よりも低い場合、言い換えると、吐出冷媒における温度低下の程度が大きい場合には、第１制御ステップに係る制御が行われる。そのため、モータコイル等の温度が所定の範囲内に制御される。
【００２７】
上記発明においては、前記膨張弁を通過する前の液相冷媒の一部を前記圧縮機における前記冷媒の圧縮工程に導く液インジェクションステップと、前記第１制御ステップにおいて、前記吐出冷媒の温度と第６切替温度とを比較して、前記吐出冷媒の温度が前記第６切替温度よりも高い場合には、前記液インジェクションステップに切り替える第５切替ステップと、を有することが望ましい。
【００２８】
本発明によれば、吐出冷媒の温度が第６切替温度よりも高い場合には、液相冷媒が冷媒の圧縮工程に供給され、当該液相冷媒は断熱圧縮された冷媒の熱を吸収して蒸発する。言い換えると、供給された液相冷媒により、断熱圧縮された冷媒や、圧縮機や、圧縮機を駆動するモータや、モータコイル等が冷却される。
【００２９】
本発明のヒートポンプ装置の室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷媒の流出先を、運転状態に基づいて切り替える切替弁と、前記冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、前記冷媒の圧力を減圧する膨張弁と、上記本発明の制御方法に基づいて前記膨張弁の開度制御を行う制御部と、が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、上記本発明の室外機の制御方法を行う制御部が設けられているため、安定して運転を行うことができる外気温度の範囲を低温側に広げることができる。
【００３１】
本発明のヒートポンプ装置は、上記本発明の室外機と、前記室外機との間で前記冷媒が循環する室内熱交換器を有する室内機と、が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、上記本発明の室外機が設けられているため、安定して運転を行うことができる外気温度の範囲を低温側に広げることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のヒートポンプ装置の制御方法、ヒートポンプ装置の室外機およびヒートポンプ装置によれば、少なくとも吐出冷媒の温度に基づいて膨張弁の開度を制御するとともに、気液二相状態の冷媒を圧縮機に吸入させるため、安定して運転を行うことができる外気温度の範囲を低温側に広げることができるという効果を奏する。
さらに、吐出冷媒の温度が第２切替温度よりも低くなった場合には、少なくとも吐出冷媒の温度に基づく膨張弁の開度制御から、吸入過熱度に基づく膨張弁の開度制御に制御方法を変更するため、安定して運転を行うことができる外気温度の範囲を低温側に広げることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について図１から図６を参照して説明する。
本実施形態では、本発明のヒートポンプ装置を空気調和装置に適用して説明する。
図１は、本実施形態に係る空気調和機の全体構成を説明する模式図である。
空気調和装置（ヒートポンプ装置）１は、冷房運転や暖房運転を行うことにより、室内の空気である内気の温度調節を行うものである。
空気調和装置１には、図１に示すように、室外機２と、室内機３とが設けられている。
【００３５】
なお、本実施形態では、１つの室外機２に対して１つの室内機３が接続された例に適用して説明するが、１つの室外機２に対して複数の室外機２が接続されていてもよく、特に限定するものではない。
【００３６】
図２は、図１の室外機における構成を説明するブロック図である。
室外機２は、室内機３とともに冷媒が循環する冷媒回路を構成するものであり、室外の空気である外気と、冷媒との間で熱交換を行うものである。
室外機２には、図１および図２に示すように、圧縮機２１と、室外熱交換器２２と、膨張弁２３と、アキュムレータ２４と、四方弁（切替弁）２５と、接続弁２６と、低圧センサ２７Ｌと、高圧センサ２７Ｈと、吸入温度センサ２８Ｌと、吐出温度センサ２８Ｈと、制御部２９と、が設けられている。
【００３７】
圧縮機２１は、一体に構成された電動モータにより回転駆動されることにより、低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高圧の冷媒を吐出するものである。
さらに、圧縮機２１は、図１に示すように、四方弁２５とアキュムレータ２４との間に、冷媒が流通可能に配置されている。
【００３８】
なお、圧縮機２１としてはスクロール型圧縮機や、ロータリ式圧縮機など公知の形式の圧縮機を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３９】
室外熱交換器２２は、図１に示すように、外気と冷媒との間で熱交換を行うものである。さらに、室外熱交換器２２は、四方弁２５と膨張弁２３との間に、冷媒が流通可能に配置されている。
【００４０】
なお、室外熱交換器２２としては、公知の熱交換器を用いることができ、特に限定するものではない。
【００４１】
膨張弁２３は、図１および図２に示すように、高圧の冷媒を断熱膨張させることにより減圧して、低圧の冷媒とするものであり、制御部２９により開度が制御されるものである。さらに、膨張弁２３は、室内熱交換器３１と接続弁２６との間に、冷媒が流通可能に配置されている。
【００４２】
なお、膨張弁２３としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００４３】
アキュムレータ２４は、圧縮機２１に流入する冷媒に含まれる液相の冷媒を分離し、気相の冷媒のみを圧縮機２１に供給するものである。さらにアキュムレータ２４は、図１に示すように、四方弁２５と圧縮機２１における吸入部との間に、冷媒が流通可能に配置されている。
【００４４】
なお、アキュムレータ２４としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００４５】
四方弁２５は、空気調和装置１の運転状態に基づいて冷媒の流れを制御する切替弁であり、例えば、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒を、暖房運転時には室内熱交換器３１に導き、冷房運転時には室外熱交換器２２に導くものである。
さらに、四方弁２５は、圧縮機２１、アキュムレータ２４、室内熱交換器３１、および接続弁２６のそれぞれと冷媒が流通可能に接続されている。
【００４６】
なお、上述のように切替弁として四方弁２５を用いてもよいし、複数の開閉弁の組み合わせなど、公知の切替方法を用いることができ、特に限定するものではない。
【００４７】
接続弁２６は、図１に示すように、室外機２と室内機３との間において、冷媒が流れる流路を接続したり、切り離したりする際に用いられる開閉弁である。言い換えると、室外機２および室内機３を接続したり、切り離したりする際に用いられる開閉弁である。
【００４８】
低圧センサ２７Ｌは、図１および図２に示すように、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を測定するものであり、測定された冷媒の圧力の情報を制御部２９に入力するものである。さらに、低圧センサ２７Ｌは、四方弁２５とアキュムレータ２４とを繋ぐ配管に、当該配管の内部を流れる冷媒の圧力が測定できるように配置されている。
【００４９】
なお、低圧センサ２７Ｌとしては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００５０】
高圧センサ２７Ｈは、図１および図２に示すように、圧縮機２１から吐出された冷媒の圧力を測定するものであり、測定された冷媒の圧力の情報を制御部２９に入力するものである。さらに、高圧センサ２７Ｈは、圧縮機２１の吐出部と四方弁２５とを繋ぐ配管に、当該配管の内部を流れる冷媒の圧力が測定できるように配置されている。
【００５１】
なお、高圧センサ２７Ｈとしては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００５２】
吸入温度センサ２８Ｌは、図１および図２に示すように、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を測定するものであり、測定された冷媒の温度の情報を制御部２９に入力するものである。
【００５３】
なお、吸入温度センサ２８Ｌの配置位置としては、公知の配置位置を用いることができ、特に限定するものではない。さらに、吸入温度センサ２８Ｌとしては、公知の温度センサを用いることができ、特に限定するものではない。
【００５４】
吐出温度センサ２８Ｈは、図１および図２に示すように、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を測定するものであり、測定された冷媒の温度の情報を制御部２９に入力するものである。
【００５５】
なお、吐出温度センサ２８Ｈの配置位置としては、公知の配置位置を用いることができ、特に限定するものではない。さらに、吐出温度センサ２８Ｈとしては、公知の温度センサを用いることができ、特に限定するものではない。
【００５６】
制御部２９は、図１および図２に示すように、空気調和装置１の運転状態に応じて膨張弁２３の開度を制御するものである。
制御部２９には、低圧センサ２７Ｌ、高圧センサ２７Ｈ、吸入温度センサ２８Ｌ、および吐出温度センサ２８Ｈと、冷媒に関する情報が入力されるように接続されているとともに、制御部２９は、膨張弁２３に開度を制御する信号が出力できるように接続されている。
なお、制御部２９による膨張弁２３の開度の制御については後述する。
【００５７】
室内機３は、図１に示すように、室外機２とともに冷媒が循環する冷媒回路を構成するものであり、内気と冷媒との間で熱交換を行うものである。
室内機３には、室内熱交換器３１が設けられている。
【００５８】
なお、高圧センサ２７Ｈは、上述のように室外機２に設けられていてもよいし、室内熱交換器３１における冷媒の流入部や流出部の近傍に設けられていてもよく、特に限定するものではない。
【００５９】
次に、上記の構成からなる空気調和装置１における運転方法について説明する。
まず、空気調和装置１における、暖房運転および冷房運転が行われる場合の冷媒の流れについて説明し、その後、膨張弁２３の開度制御について説明する。
【００６０】
空気調和装置１において暖房運転が行われる場合には、図１に示すように、圧縮機２１の吐出部と、室内熱交換器３１とが接続され、室外熱交換器２２とアキュムレータ２４とが接続されるように四方弁２５が切り替えられる。
【００６１】
上述の状態では、圧縮機２１により圧縮された高温高圧の気相の冷媒は、四方弁２５を介して室内熱交換器３１に導かれる。当該冷媒は、室内熱交換器３１において内気との間で熱交換、つまり内気に向かって放熱する。
【００６２】
そのため、高温高圧の気相の冷媒は、室内熱交換器３１の内部で凝縮し、高圧の液相の冷媒となる。
その一方で、内気は、室内熱交換器３１において冷媒の熱を吸収し、暖められた空気として室内に流出する。
【００６３】
室内熱交換器３１から流出した冷媒は膨張弁２３に導かれ、膨張弁２３を通過する際に断熱膨張し、低温低圧の冷媒となる。その後、冷媒は室外熱交換器２２に導かれ、室外熱交換器２２において外気との間で熱交換、つまり、外気の熱を吸収する。そのため、低温低圧の液相の冷媒は、室外熱交換器２２の内部で蒸発し、気相の冷媒となる。
【００６４】
室外熱交換器２２を流出した冷媒は、四方弁２５を介してアキュムレータ２４に流入する。冷媒はアキュムレータ２４において、気相の冷媒と液相の冷媒とに分離され、気相の冷媒は圧縮機２１に吸入される。
吸入された冷媒は、圧縮機２１により圧縮された後、再び室内熱交換器３１に向けて吐出され、上述の過程が繰り返される。
【００６５】
空気調和装置１において冷房運転が行われる場合には、図１に示すように、圧縮機２１の吐出部と、室外熱交換器２２とが接続され、室内熱交換器３１とアキュムレータ２４とが接続されるように四方弁２５が切り替えられる。
【００６６】
上述の状態では、圧縮機２１により圧縮された高温高圧の気相の冷媒は、四方弁２５を介して室外熱交換器２２に導かれる。当該冷媒は、室外熱交換器２２において外気に向かって放熱する。そのため、高温高圧の気相の冷媒は、室外熱交換器２２の内部で凝縮し、高圧の液相の冷媒となる。
【００６７】
室外熱交換器２２から流出した冷媒は膨張弁２３に導かれ、膨張弁２３を通過する際に断熱膨張し、低温低圧の冷媒となる。その後、冷媒は室内熱交換器３１に導かれ、室内熱交換器３１において内気の熱を吸収する。そのため、低温低圧の液相の冷媒は、室内熱交換器３１の内部で蒸発し、気相の冷媒となる。
【００６８】
その一方で、内気は、室内熱交換器３１において冷媒から熱を奪われ、冷やされた空気として室内に流出する。
【００６９】
室内熱交換器３１を流出した冷媒は、四方弁２５を介してアキュムレータ２４に流入する。冷媒はアキュムレータ２４において、気相の冷媒と液相の冷媒とに分離され、気相の冷媒は圧縮機２１に吸入される。
吸入された冷媒は、圧縮機２１により圧縮された後、再び室外熱交換器２２に向けて吐出され、上述の過程が繰り返される。
【００７０】
次に、制御部２９による膨張弁２３の開度制御について説明する。
まず、空気調和装置１における冷房運転状態、および外気温度が高い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御について説明する。
図３は、図１の空気調和機における吸入過熱度に基づく制御時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【００７１】
制御部２９は、冷房運転状態、および外気温度が高い場合の暖房運転状態では、図３に示すように、吸入過熱度ＳＨ１が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
このように制御することにより、圧縮機２１に吸入される冷媒の状態が制御される。
【００７２】
具体的には、吸入過熱度ＳＨ１の値が所定の値よりも小さい場合には、制御部２９は、膨張弁２３の開度を閉じる制御を行い、吸入過熱度ＳＨ１の値を所定の値まで高めている。その一方で、吸入過熱度ＳＨ２の値が所定の値よりも大きい場合には、制御部２９は、膨張弁２３の開度を広げる制御を行い、吸入過熱度ＳＨ１の値を所定の値まで下げている。
【００７３】
ここで、制御部２９における吸入過熱度ＳＨ１の算出方法について説明する。
吸入過熱度ＳＨ１は、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度と、吸入冷媒における吸入圧力飽和温度との温度である。
【００７４】
制御部２９は、図３に示すように、低圧センサ２７Ｌから入力された吸入冷媒の圧力の情報から上述の吸入圧力飽和温度を算出している。そのため、制御部２９では、吸入温度センサ２８Ｌから入力された吸入冷媒の温度と、算出された吸入圧力飽和温度と、から吸入過熱度ＳＨ１を算出している。
【００７５】
次に、本実施形態の特徴である外気温度が低い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御について説明する。
図４および図５は、図２の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【００７６】
図４に示すように、外気温度が低い場合の暖房運転状態では、最初に、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われる（ステップＳ１（第１制御ステップ））。
つまり、制御部２９は、吸入過熱度ＳＨ１が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
【００７７】
吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われている間、制御部２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、第１の所定温度、本実施形態では約１００℃（第１切替温度）との比較を行う。
【００７８】
吐出冷媒の温度が約１００℃（第１の所定温度）よりも低い場合には、制御部２９は、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御を継続して行う。
その一方で、吐出冷媒の温度が約１００℃よりも高い場合には、制御部２９は、膨張弁２３の開度の制御方法を、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御から吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御に切り替える（ステップＳ２（第１切替ステップ））。
【００７９】
図６は、図１の空気調和機における吐出過熱度に基づく制御時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
上述のように、吐出冷媒の温度が約１００℃よりも高くなると、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御が行われる（ステップＳ３（第２制御ステップ））。
つまり、制御部２９は、図６に示すように、吐出過熱度ＳＨ２が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
【００８０】
ここで、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御における所定の値とは、図６に示すように、気液二相状態の冷媒が圧縮機２１に流入する値のことである。そのため、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御と比較して、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御では、膨張弁２３の開度が大きくなる。
【００８１】
その一方で、吐出過熱度ＳＨ２は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、吐出冷媒における吐出圧力飽和温度との温度である。
【００８２】
制御部２９は、図３に示すように、高圧センサ２７Ｈから入力された吐出冷媒の圧力の情報から上述の吐出圧力飽和温度を算出している。そのため、制御部２９では、吐出温度センサ２８Ｈから入力された吐出冷媒の温度と、算出された吐出圧力飽和温度と、から吐出過熱度ＳＨ２を算出している。
【００８３】
上述のように膨張弁２３の開度を制御することで、図６に示すように、圧縮工程は比エンタルピが小さくなる方向（図６の左方向）に移動する。これにより、吐出冷媒の温度や、圧縮機２１や、電動モータや、モータコイルの温度が低下する。
【００８４】
つまり、気液二相状態の冷媒が圧縮機２１に吸入され、液相の冷媒は、圧縮される冷媒や、圧縮機２１や、電動モータなどの熱を吸収して蒸発する。言い換えると、圧縮機２１や電動モータなどは液相の冷媒により冷却される。
その結果、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度も低下する。
【００８５】
吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御が行われている間、制御部２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、第２の所定温度、本実施形態では約８０℃（第２切替温度）との比較を行う。
【００８６】
吐出冷媒の温度が約８０℃よりも高い場合には、制御部２９は、膨張弁２３の開度の制御方法を、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御から吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御に切り替える（ステップＳ４（第２切替ステップ））。
【００８７】
その一方で、吐出冷媒の温度が約８０℃よりも高い場合には、さらに、吐出冷媒の温度と、第３の所定温度、本実施形態では約１０５℃（第３切替温度）との比較を行う。
【００８８】
吐出冷媒の温度が約１０５℃よりも低い場合には、つまり、吐出冷媒の温度が約８０℃から約１０５℃の間の温度である場合には、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御が継続される。
【００８９】
その一方で、図５に示すように、吐出冷媒の温度が約１０５℃よりも高い場合には、制御部２９は、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御から、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御に切り替える（ステップＳ５（第３切替ステップ））。
【００９０】
上述のように、吐出冷媒の温度が約１０５℃よりも高い場合には、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御に圧縮機２１の回転数制御が加えられる（ステップＳ６（第３制御ステップ））。
具体的には、制御部２９によって、吐出冷媒の温度に基づく圧縮機２１の回転数の保護制御が行われ、圧縮機２１の回転数の上限が定められるか、圧縮機の回転数を規定の速度で落としていく。
【００９１】
そのため、圧縮機２１から吐出される冷媒の流量に上限が定められ、一般的に、吐出される冷媒の流量が減少する。言い換えると、圧縮機２１における仕事量が減少し、圧縮機２１を駆動する電動モータや、モータコイルなどの温度が低下する。
【００９２】
吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御が行われている間、制御部２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、第４の所定温度、本実施形態では約１１５℃（第４切替温度）との比較を行う（ステップＳ７）。
吐出冷媒の温度が約１１５℃よりも高い場合には、制御部２９は、圧縮機２１の運転を停止して、室外機２や空気調和装置１の運転を停止する。
【００９３】
その一方で、吐出冷媒の温度が約１１５℃よりも低い場合には、さらに吐出冷媒の温度が第５の所定温度、本実施形態では約１００℃（第５切替温度）との比較を行う。
【００９４】
吐出冷媒の温度が約１００℃（第５の所定温度）よりも高い場合、つまり、吐出冷媒の温度が約１００℃から約１１５℃の間の温度である場合には、制御部２９は、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御を継続する。
【００９５】
その一方で、吐出冷媒の温度が約１００℃（第５の所定温度）よりも低い場合には、制御部２９は、膨張弁２３の開度の制御方法を、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御から、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御に切り替える（ステップＳ８（第４切替ステップ））。
【００９６】
上記の構成によれば、外気温度が低下する等により、吐出冷媒の温度が第１の所定温度よりも高くなった場合には、気液二相状態の冷媒が圧縮機２１に吸入され、液相の冷媒が熱を吸収して蒸発するため、吐出される冷媒や、圧縮機２１や、電動モータや、モータコイル等の温度を下げることができる。そのため、空気調和装置１や、室外機２を安定して運転できる外気温度の範囲を低温側に広げることができる。
【００９７】
さらに、吐出冷媒の温度および吐出圧力飽和温度に基づいて、つまり吐出過熱度ＳＨ２に基づいて膨張弁２３の開度を制御するため、気液二相状態の冷媒が圧縮機２１に流入する場合であっても、吸入過熱度ＳＨ１に基づいて制御する場合と異なり、圧縮機２１の開度を適切に制御することができる。
【００９８】
同時に、吐出冷媒の温度と、吐出圧力飽和温度との差である吐出過熱度ＳＨ２に基づいて膨張弁２３の開度を制御するため、吐出冷媒の温度のみに基づいて膨張弁２３の開度を制御する方法と比較して、安定した室外機の制御を行うことができる。
【００９９】
その一方で、吐出冷媒の温度が第２の所定温度よりも低くなった場合、つまり吐出される冷媒や、圧縮機２１や、電動モータの温度が低下した場合には、吐出過熱度ＳＨ２に基づく膨張弁２３の開度制御から、吸入過熱度ＳＨ１に基づく膨張弁２３の開度制御に制御方法が変更される。そのため、モータコイル等の温度が所定の範囲内に制御することができる。
【０１００】
吐出過熱度ＳＨ２に基づく膨張弁２３の開度制御を行っている際に、吐出冷媒の温度が第３の所定温度よりも高くなった場合には、さらに、圧縮機２１から吐出される冷媒の流量を減らす制御、つまり、圧縮機２１の駆動回転数を減らす制御が追加して行われる。つまり、圧縮機２１における仕事量が減らされるため、電動モータや、モータコイル等の温度を下げることができる。
【０１０１】
吐出冷媒の温度が第４の所定温度よりも低く、かつ、第５の所定温度よりも高い場合、言い換えると、吐出冷媒における温度低下の程度が小さい場合には、吐出過熱度ＳＨ２に基づく膨張弁２３の開度制御が行われ、圧縮機２１への気液二相状態の冷媒の供給が継続される。
その一方で、吐出冷媒の温度が第５の所定温度よりも低い場合、言い換えると、吐出冷媒における温度低下の程度が大きい場合には、吸入過熱度ＳＨ１に基づく膨張弁２３の開度制御が行われる。そのため、モータコイル等の温度が所定の範囲内に制御することができる。
【０１０２】
〔第１の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の変形例について図７から図１０を参照して説明する。
本変形例の空気調和装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、膨張弁開度の制御方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図７から図１０を用いて膨張弁開度の制御方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本変形例に係る空気調和装置における膨張弁開度の制御を説明するブロック図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０３】
空気調和装置１０１の室外機１０２における制御部１２９には、図７に示すように、低圧センサ２７Ｌ、吸入温度センサ２８Ｌ、および吐出温度センサ２８Ｈと、冷媒に関する情報が入力されるように接続されているとともに、制御部１２９は、膨張弁２３に開度を制御する信号が出力できるように接続されている。
なお、制御部１２９による膨張弁２３の開度の制御については後述する。
【０１０４】
次に、本実施形態の特徴である膨張弁２３の開度制御について説明する。
なお、空気調和装置１０１における冷房運転状態、および外気温度が高い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０５】
ここから、本実施形態の特徴である外気温度が低い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御について説明する。
図８および図９は、図７の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【０１０６】
図８に示すように、外気温度が低い場合の暖房運転状態では、最初に、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われる（ステップＳ１）。
つまり、制御部１２９は、吸入過熱度ＳＨ１が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
【０１０７】
吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われている間、制御部１２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度Ｔ２と、第１の所定温度、本実施形態では約１００℃（第１切替温度）との比較を行う。
【０１０８】
吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃（第１の所定温度）よりも低い場合には、制御部１２９は、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御を継続して行う。
その一方で、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃よりも高い場合には、制御部１２９は、膨張弁２３の開度の制御方法を、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御から吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御に切り替える（ステップＳ２（第１切替ステップ））。
【０１０９】
図１０は、図７の空気調和機における吐出過熱度に基づく制御時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
上述のように、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃よりも高くなると、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御が行われる（ステップＳ１３（第２制御ステップ））。
つまり、制御部１２９は、図１０に示すように、吐出冷媒の温度Ｔ２が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
【０１１０】
ここで、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御における所定の値とは、図１０に示すように、気液二相状態の冷媒が圧縮機２１に流入する値のことである。そのため、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御と比較して、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御では、膨張弁２３の開度が大きくなる。
【０１１１】
上述のように膨張弁２３の開度を制御することで、図１０に示すように、圧縮工程は比エンタルピが小さくなる方向（図１０の左方向）に移動する。これにより、吐出冷媒の温度や、圧縮機２１や、電動モータや、モータコイルの温度が低下する。
【０１１２】
つまり、気液二相状態の冷媒が圧縮機２１に吸入され、液相の冷媒は、圧縮される冷媒や、圧縮機２１や、電動モータなどの熱を吸収して蒸発する。言い換えると、圧縮機２１や電動モータなどは液相の冷媒により冷却される。
その結果、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度も低下する。
【０１１３】
吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御が行われている間、制御部１２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度Ｔ２と、第２の所定温度、本実施形態では約８０℃（第２切替温度）との比較を行う。
【０１１４】
吐出冷媒の温度Ｔ２が約８０℃よりも低い場合には、制御部１２９は、膨張弁２３の開度の制御方法を、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御から吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御に切り替える（ステップＳ４）。
【０１１５】
その一方で、吐出冷媒の温度Ｔ２が約８０℃よりも高い場合には、さらに、吐出冷媒の温度Ｔ２と、第３の所定温度、本実施形態では約１０５℃（第３切替温度）との比較を行う。
【０１１６】
吐出冷媒の温度Ｔ２が約１０５℃よりも低い場合には、つまり、吐出冷媒の温度Ｔ２が約８０℃から約１０５℃の間の温度である場合には、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御が継続される。
【０１１７】
その一方で、図９に示すように、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１０５℃よりも高い場合には、制御部１２９は、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御から、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御に切り替える（ステップＳ５）
【０１１８】
上述のように、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１０５℃よりも高い場合には、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御に圧縮機２１の回転数制御が加えられる（ステップＳ１６（第３制御ステップ））。
具体的には、制御部１２９によって、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく圧縮機２１の回転数の保護制御が行われ、圧縮機２１の回転数の上限が定められる。
【０１１９】
吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御が行われている間、制御部１２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度Ｔ２と、第４の所定温度、本実施形態では約１１５℃（第４切替温度）との比較を行う（ステップＳ７）。
吐出冷媒の温度Ｔ２が約１１５℃よりも高い場合には、制御部１２９は、圧縮機２１の運転を停止して、室外機２や空気調和装置１の運転を停止する。
【０１２０】
その一方で、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１１５℃よりも低い場合には、さらに吐出冷媒の温度Ｔ２が第５の所定温度、本実施形態では約１００℃（第５切替温度）との比較を行う。
【０１２１】
吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃（第５の所定温度）よりも高い場合、つまり、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃から約１１５℃の間の温度である場合には、制御部１２９は、吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御を継続する。
【０１２２】
その一方で、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃（第５の所定温度）よりも低い場合には、制御部２９は、膨張弁２３の開度の制御方法を、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御、および、圧縮機２１の回転数制御から、吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御に切り替える（ステップＳ８）。
【０１２３】
上記の構成によれば、吐出冷媒の温度Ｔ２のみに基づいて膨張弁２３の開度を制御するため、吐出冷媒の温度Ｔ２と、吐出圧力飽和温度との差である吐出過熱度ＳＨ２に基づいて膨張弁２３を制御する方法と比較して、吐出冷媒の温度Ｔ２などの変化に対して、短い時間で追従する制御を行うことができる。
【０１２４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１１から図１４を参照して説明する。
本実施形態の空気調和装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、インジェクション回路を備えている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図１１から図１４を用いてインジェクション回路およびその制御方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１１は、本実施形態における空気調和装置の室外機の構成を説明する模式図である。図１２は、図１１の室外機の構成を説明するブロック図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１２５】
空気調和装置２０１の室外機２０２には、図１１に示すように、圧縮機２１と、室外熱交換器２２と、膨張弁２３と、アキュムレータ２４と、四方弁２５と、接続弁２６と、低圧センサ２７Ｌと、高圧センサ２７Ｈと、吸入温度センサ２８Ｌと、吐出温度センサ２８Ｈと、制御部２２９と、インジェクション回路２３１と、電磁弁２３２と、が設けられている。
【０１２６】
インジェクション回路２３１は、図１１に示すように、膨張弁２３および接続弁２６の間と、圧縮機２１とを接続する回路であり、圧縮機２１に液相の冷媒を供給する回路である。
インジェクション回路２３１には電磁弁２３２が備えられ、電磁弁２３２により圧縮機２１への液相の冷媒の供給が制御されている。
【０１２７】
電磁弁２３２は、図１１および図１２に示すように、制御部２２９により開閉が制御される弁であり、インジェクション回路２３１における液相の冷媒流れを制御する弁である。
【０１２８】
なお、本実施形態では、インジェクション回路２３１に開閉動作を行う電磁弁２３２を配置した例に適用して説明するが、インジェクション回路２３１に開度の調整が可能な流量調整弁を配置してもよく、特に限定するものではない。
【０１２９】
制御部２２９は、図１１および図１２に示すように、低圧センサ２７Ｌ、高圧センサ２７Ｈ、吸入温度センサ２８Ｌ、および吐出温度センサ２８Ｈと、冷媒に関する情報が入力されるように接続されている。さらに、制御部２２９は、膨張弁２３に開度を制御する信号が出力できるとともに、電磁弁２３２に開閉を制御する信号が出力できるように接続されている。
【０１３０】
なお、制御部２２９による膨張弁２３の開度の制御、および、電磁弁２３２に開閉の制御については後述する。
【０１３１】
次に、本実施形態の特徴である膨張弁２３の開度制御について説明する。
なお、空気調和装置２０１における冷房運転状態、および外気温度が高い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３２】
ここから、本実施形態の特徴である外気温度が低い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御について説明する。
図１３および図１４は、図１２の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【０１３３】
図１３に示すように、外気温度が低い場合の暖房運転状態では、最初に、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われる（ステップＳ１）。
つまり、制御部２２９は、吸入過熱度ＳＨ１が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
【０１３４】
吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われている間、制御部２２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、第６の所定温度、本実施形態では約１００℃（第６切替温度）との比較を行う。
【０１３５】
吐出冷媒の温度が約１００℃（第６の所定温度）よりも低い場合には、制御部２２９は、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御を継続して行う。
その一方で、吐出冷媒の温度が約１００℃よりも高い場合には、制御部２２９は、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御に加えて、電磁弁２３２を開く制御に切り替える（ステップＳ２１（第５切替ステップ））。
【０１３６】
上述のように、制御部２２９における制御が切り替えられると、つまり、電磁弁２３２が開かれると（ステップＳ２２）、インジェクション回路２３１を介して液相の冷媒が圧縮機２１に供給される。
【０１３７】
液相の冷媒は、圧縮機２１における冷媒の圧縮工程に供給され、断熱圧縮され温度が上昇しつつある冷媒の熱を吸収して蒸発する。言い換えると、圧縮工程にある冷媒を冷却する。そのため、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度は、電磁弁２３２が閉じられた状態と比較して低くなる。
【０１３８】
吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御、および、電磁弁２３２を開く制御が行われている間、制御部２２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、第１の所定温度、本実施形態では約１００℃（第１切替温度）との比較を行う。
【０１３９】
吐出冷媒の温度が約１００℃（第１の所定温度）よりも高い場合には、膨張弁２３の開度の制御方法を、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御、および、電磁弁２３２を開く制御から吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御に切り替える（ステップＳ２）。
【０１４０】
その一方で、吐出冷媒の温度が約１００℃（第１の所定温度）よりも低い場合には、制御部２２９は、さらに、吐出冷媒の温度が第７の所定温度、本実施形態では約８０℃（第７切替温度）との比較を行う（ステップＳ２３（第６切替ステップ））。
【０１４１】
吐出冷媒の温度が約８０℃（第７の所定温度）よりも高い場合、つまり、吐出冷媒の温度が約８０℃から約１００℃の範囲に含まれる場合には、制御部２２９は、電磁弁２３２を開いたままで、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御を継続して行う。
その一方で、吐出冷媒の温度が約８０℃よりも低い場合には、制御部２２９は、電磁弁２３２を閉じる制御信号を出力する（ステップＳ２４）。
【０１４２】
吐出過熱度ＳＨ２に基づく制御への切り替え後における制御部２２９による制御は、第１の実施形態と同様であるため、図１３および図１４に制御のフローチャートを示し、その説明を省略する。
【０１４３】
上記の構成によれば、吐出冷媒の温度が第６の所定温度よりも高い場合には、液相冷媒が冷媒の圧縮工程に供給され、当該液相冷媒は断熱圧縮された冷媒の熱を吸収して蒸発する。言い換えると、供給された液相冷媒により、断熱圧縮された冷媒や、圧縮機２１や、電動モータや、モータコイル等を冷却することができる。
【０１４４】
〔第２の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第２の実施形態の変形例について図１５から図１７を参照して説明する。
本変形例の空気調和装置の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、膨張弁開度の制御方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５から図１７を用いて膨張弁開度の制御方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１５は、本変形例に係る空気調和装置における膨張弁開度の制御を説明するブロック図である。
なお、第２の実施形態等と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１４５】
空気調和装置３０１の室外機３０２における制御部３２９には、図１５に示すように、低圧センサ２７Ｌ、吸入温度センサ２８Ｌ、および吐出温度センサ２８Ｈと、冷媒に関する情報が入力されるように接続されている。さらに、制御部３２９は、膨張弁２３に開度を制御する信号が出力できるとともに、電磁弁２３２に開閉を制御する信号が出力できるように接続されている。
なお、制御部３２９による膨張弁２３の開度の制御、および、電磁弁２３２の開閉制御については後述する。
【０１４６】
次に、本実施形態の特徴である膨張弁２３の開度制御、および、電磁弁２３２の開閉制御について説明する。
なお、空気調和装置３０１における冷房運転状態、および外気温度が高い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１４７】
ここから、本実施形態の特徴である外気温度が低い場合の暖房運転状態における膨張弁２３の開度制御、および、電磁弁２３２の開閉制御について説明する。
図１６および図１７は、図１５の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【０１４８】
図１６に示すように、外気温度が低い場合の暖房運転状態では、最初に、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われる（ステップＳ１）。
つまり、制御部３２９は、吸入過熱度ＳＨ１が所定の値になるように膨張弁２３の開度を制御する。
【０１４９】
吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御が行われている間、制御部３２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と、第６の所定温度、本実施形態では約１００℃（第６切替温度）との比較を行う。
【０１５０】
吐出冷媒の温度が約１００℃（第６の所定温度）よりも低い場合には、制御部３２９は、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御を継続して行う。
その一方で、吐出冷媒の温度が約１００℃よりも高い場合には、制御部３２９は、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御に加えて、電磁弁２３２を開く制御に切り替える（ステップＳ２１）。
【０１５１】
吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御、および、電磁弁２３２を開く制御が行われている間（ステップＳ２２）、制御部３２９は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度Ｔ２と、第１の所定温度、本実施形態では約１００℃（第１切替温度）との比較を行う。
【０１５２】
膨張弁２３の開度の制御方法を、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御、および、電磁弁２３２を開く制御から吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御に切り替える（ステップＳ２）。
【０１５３】
その一方で、吐出冷媒の温度Ｔ２が約１００℃（第１の所定温度）よりも低い場合には、制御部３２９は、さらに、吐出冷媒の温度Ｔ２が第７の所定温度、本実施形態では約８０℃（第７切替温度）との比較を行う（ステップＳ２３）。
【０１５４】
吐出冷媒の温度Ｔ２が約８０℃（第７の所定温度）よりも高い場合、つまり、吐出冷媒の温度Ｔ２が約８０℃から約１００℃の範囲に含まれる場合には、制御部３２９は、電磁弁２３２を開いたままで、吸入過熱度ＳＨ１に基づく制御を継続して行う。
その一方で、吐出冷媒の温度Ｔ２が約８０℃よりも低い場合には、制御部３２９は、電磁弁２３２を閉じる制御信号を出力する（ステップＳ２４）。
【０１５５】
吐出冷媒の温度Ｔ２に基づく制御への切り替え後における制御部３２９による制御は、第１の実施形態の変形例と同様であるため、図１６および図１７に制御のフローチャートを示し、その説明を省略する。
【０１５６】
上記の構成によれば、吐出冷媒の温度が第６の所定温度よりも高い場合には、液相冷媒が冷媒の圧縮工程に供給され、当該液相冷媒は断熱圧縮された冷媒の熱を吸収して蒸発する。言い換えると、供給された液相冷媒により、断熱圧縮された冷媒や、圧縮機２１や、電動モータや、モータコイル等を冷却することができる。
【０１５７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明を空気調和装置に適用して説明したが、この発明は空気調和装置に限られることなく、給湯設備に適用しても良く、特に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の全体構成を説明する模式図である。
【図２】図１の室外機における構成を説明するブロック図である。
【図３】図１の空気調和機における吸入過熱度に基づく制御時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図４】図２の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図５】図２の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図６】図１の空気調和機における吐出過熱度に基づく制御時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例に係る空気調和装置における膨張弁開度の制御を説明するブロック図である。
【図８】図７の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図９】図７の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図１０】図７の空気調和機における吐出過熱度に基づく制御時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における空気調和装置の室外機の構成を説明する模式図である。
【図１２】図１１の室外機の構成を説明するブロック図である。
【図１３】図１２の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図１４】図１２の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態の変形例に係る空気調和装置における膨張弁開度の制御を説明するブロック図である。
【図１６】図１５の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図１７】図１５の制御部における膨張弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５９】
１，１０１，２０１，３０１  空気調和装置（ヒートポンプ装置）
２，１０２，２０２，３０２  室外機
２１  圧縮機
２２  室外熱交換器
２３  膨張弁
２５  四方弁（切替弁）
２９，１２９，２２９，３２９  制御部
Ｓ１  第１制御ステップ
Ｓ２  第１切替ステップ
Ｓ３，Ｓ１３  第２制御ステップ
Ｓ４  第２切替ステップ
Ｓ５  第３切替ステップ
Ｓ６，Ｓ１６  第３制御ステップ
Ｓ８  第４切替ステップ
Ｓ２１  第５切替ステップ
Ｓ２３  第６切替ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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