(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と室外機とが液管およびガス管で接続され、
前記室外機は、圧縮機と、流路切換手段と、室外熱交換器と、室外膨張弁と、室外ファンと、吸入圧力検出手段と、吸入温度検出手段と、室外機制御手段とを有し、
前記吸入圧力検出手段は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出し、
前記吸入温度検出手段は、前記圧縮機に吸入される冷媒の温度である吸入温度を検出し、
前記室外機制御手段は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能しているとき、検出した前記吸入圧力に応じて前記室外ファンを制御する、
空気調和装置であって、
前記室外機制御手段は、検出した前記吸入圧力と前記吸入温度とを用いて、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度である吸入過熱度を算出し、
前記吸入過熱度が所定の閾過熱度以下のとき、前記吸入圧力が、前記室外熱交換器の温度が同室外熱交換器で着霜が発生する温度に相当する蒸発圧力より所定値高い第１閾圧力以上かつ同第１閾圧力より高い第２閾圧力未満となるように前記室外ファンを制御し、
前記吸入過熱度が前記閾過熱度より高くかつ前記吸入圧力が前記第２閾圧力未満であるとき、前記吸入過熱度が前記閾過熱度以下となるように前記室外ファンを制御する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記室外機制御手段は、
前記吸入過熱度が前記閾過熱度以下のとき、前記吸入圧力が前記第１閾圧力未満である場合は前記室外ファンの回転数を上昇させ、前記吸入圧力が前記第１閾圧力以上かつ前記第２閾圧力未満である場合は前記室外ファンの回転数を現在の回転数に維持し、前記吸入圧力が前記第２閾圧力以上である場合は前記室外ファンの回転数を低下させ、
前記吸入過熱度が前記閾過熱度より高くかつ前記吸入圧力が前記第２閾圧力未満であるとき、前記室外膨張弁の開度が全開である場合は前記室外ファンの回転数を低下させ、前記室外膨張弁の開度が全開でない場合は前記室外ファンの回転数を現在の回転数に維持する、
請求項１に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１台の室外機と少なくとも１台の室内機とが複数の冷媒配管で相互に接続された空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、少なくとも１台の室外機と少なくとも１台の室内機とが複数の冷媒配管で相互に接続された空気調和装置が提案されている。この空気調和装置が暖房運転を行っているときに、室外熱交換器の温度が０℃以下になると室外熱交換器に着霜する虞がある。室外熱交換器に着霜すると、室外熱交換器への通風が霜によって阻害され、室外熱交換器における熱交換効率が低下する虞がある。従って、室外熱交換器で着霜が発生すれば、室外熱交換器から霜を取り除くために除霜運転を行う必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の空気調和装置は、圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外ファンと室外膨張弁とを備えた１台の室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁と室内ファンとを備えた２台の室内機とがガス冷媒配管および液冷媒配管で接続されたものである。この空気調和装置で、暖房運転を行っているときに除霜運転を行う場合は、室外ファンおよび室内ファンの回転を停止するとともに、一旦圧縮機を停止して、室外熱交換器が蒸発器として機能している状態（暖房サイクル）から凝縮器として機能する状態（冷房サイクル）となるように四方弁を切り換え、再び圧縮機を起動する。室外熱交換器を凝縮器として機能させることによって、圧縮機から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器に流入し、室外熱交換器に付着している霜を融解する。これにより、室外熱交換器の除霜が行える。
【０００４】
しかしながら、除霜運転では、上述したように冷媒回路を暖房サイクルから冷房サイクルに切り換えるため、除霜運転中は暖房運転が中断された状態となる。従って、暖房運転中に頻繁に除霜運転に切り換わると、使用者の快適性を損なう虞がある。この問題を解決するために、従来の空気調和装置では、暖房運転時の室外熱交換器の温度（蒸発温度）が、室外熱交換器で着霜が発生する温度（０℃）以下とならないように、室外ファンの回転数制御を行うものがある。具体的には、室外熱交換器で着霜が発生する温度に相当する蒸発圧力（０℃であれば、０．７０ＭＰａ）より所定値高い蒸発圧力を閾圧力とし、暖房運転中の蒸発圧力がこの閾圧力以下とならないように、室外ファンの回転数を制御する。
【０００５】
上記制御では、暖房運転中に蒸発圧力を定期的に検出（圧縮機の吸入側に設けられた圧力センサで検出）し、検出した蒸発圧力が閾圧力以下であれば、室外ファンの回転数を増加する。これにより、室外熱交換器に流入する外気量が増加して蒸発能力が上昇するので、蒸発圧力が上昇する。そして、蒸発圧力が閾圧力より高くなれば、現在の室外ファン回転数を維持して蒸発圧力が閾圧力以下とならないように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、蒸発圧力が閾圧力以下であるときに室外ファンの回転数を増加して蒸発圧力を上昇させるときは、圧縮機の吸入過熱度（室外熱交換器の冷媒出口側での冷媒温度から蒸発圧力相当飽和温度を引いたもの）も上昇する。そして、吸入過熱度が上昇すれば、圧縮機の吐出温度が上昇する。
【０００８】
通常、空気調和装置では、圧縮機の吐出温度が上昇して圧縮機で個別に定められている性能上限値を超えないようにするために、吐出温度に応じて室外膨張弁の開度を制御しており、吐出温度が上昇しているときは、室外膨張弁の開度を大きくすることで、圧縮機に吸入される冷媒量を増加させて吐出温度上昇を抑えている。
【０００９】
しかし、室外機の負荷が大きいときは、冷媒回路での冷媒循環量を増加させるために室外膨張弁の開度を最大開度としている場合があり、この場合は室外膨張弁の開度制御で吐出温度を低下させることができない。このとき、蒸発圧力を上昇させるために室外ファンの回転数を増加させると、圧縮機の吸入過熱度が上昇することでさらに吐出温度が上昇し、吐出温度が性能上限値を超える虞があった。
【００１０】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、暖房運転時に、室外熱交換器での着霜を抑制しつつ、圧縮機の吐出温度上昇を抑制する空気調和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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室内機と室外機とが液管およびガス管で接続され、室外機は、圧縮機と流路切換手段と室外熱交換器と室外膨張弁と室外ファンと吸入圧力検出手段と吸入温度検出手段と室外機制御手段とを有し、吸入圧力検出手段は圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出し、吸入温度検出手段は圧縮機に吸入される冷媒の温度である吸入温度を検出し、室外機制御手段は室外熱交換器が蒸発器として機能しているときに検出した吸入圧力に応じて室外ファンを制御するものである。そして、室外機制御手段は、検出した吸入圧力と吸入温度とを用いて、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度である吸入過熱度を算出し、吸入過熱度が所定の閾過熱度以下のとき、吸入圧力が、室外熱交換器の温度が室外熱交換器で着霜が発生する温度に相当する蒸発圧力より所定値高い第１閾圧力以上かつ第１閾圧力より高い第２閾圧力未満となるように室外ファンを制御し、吸入過熱度が閾過熱度より高くかつ吸入圧力が第２閾圧力未満であるとき、吸入過熱度が閾過熱度以下となるように室外ファンを制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、圧縮機の吸入圧力と吸入過熱度に応じて適宜室外ファンの制御を行うことによって、室外熱交換器での着霜を抑制しつつ、圧縮機の吐出温度が上昇して性能上限値を超えることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における、室外ファン制御テーブルある。
【図３】本発明の実施形態における、室外ファン回転数テーブルある。
【図４】本発明の実施形態における、室外ファン制御時の処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１５】
図１（Ａ）に示すように、本実施例における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。
【００１６】
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、流路切換手段である四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７とを備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
【００１７】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、後述する四方弁２２のポートｃに吸入管４２で接続されている。
【００１８】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。
【００１９】
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。
【００２０】
室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じて制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。
【００２１】
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。
【００２２】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。吸入管４２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力（吸入圧力）を検出する低圧検出手段である低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度（吸入温度）を検出する吸入温度検出手段である吸入温度センサ３４とが設けられている。
【００２３】
室外熱交換器２３には、暖房運転時の着霜、または、除霜運転時の霜の融解を検知するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。
【００２４】
また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図２（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。
【００２５】
記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態、後述する室外ファン制御テーブル３００や室外ファン回転数テーブル４００、等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
【００２６】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度制御を行う。
【００２７】
次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。
【００２８】
尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。
【００２９】
室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａにより図示しない吸込口から室内機５ａ内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
【００３０】
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
【００３１】
室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。
【００３２】
室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。
【００３３】
以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。
【００３４】
また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａとを備えている。
【００３５】
記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。
【００３６】
ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンから送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度制御や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信する。
【００３７】
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、冷房／除霜運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
【００３８】
図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。
【００３９】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５、ガス管９、接続部５４ａ〜５４ｃを流れて室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。
【００４０】
室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃ、接続部５３ａ〜５３ｃを流れて液管８に流入する。
【００４１】
液管８、閉鎖弁２５を流れて室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２４を通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３、吸入管４２を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００４２】
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の暖房運転が行われる。
【００４３】
尚、室内機５ａ〜５ｃが冷房／除霜運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。
【００４４】
次に、図１乃至図４を用いて、本実施形態の空気調和装置１において、本発明に関わる冷媒回路の動作やその作用、および、効果について説明する。
【００４５】
室外機２の室外機制御部２００に備えられている記憶部２２０には、図２に示す室外ファン制御テーブル３００と、図３に示す室外ファン回転数テーブル４００とが予め記憶されている。
【００４６】
まず、室外ファン回転数テーブル４００について、図３を用いて説明する。室外ファン回転数テーブル４００は、室外ファン２７の回転数（単位：ｒｐｍ）を、室外機２で定められている最大回転数と最小回転数との間で複数の回転数レベルに分けて定めたものである。本実施形態では、室外ファン２７の最大回転数を１０００ｒｐｍ、最小回転数を１００ｒｐｍとし、この間の回転数について、１００ｒｐｍ毎に１つの回転数レベルをあてがっており、回転数１００ｒｐｍ：回転数レベル１、回転数２００ｒｐｍ：回転数レベル２、・・・、回転数１０００ｒｐｍ：回転数レベル１０、としている。
【００４７】
室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、空調運転開始時に、外気温度センサ３６で検出した外気温度をセンサ入力部２４０を介して取り込み、取り込んだ外気温度を用いて空気調和装置１の起動時の室外ファン２７の回転数レベルを決定し、室外ファン回転数テーブル４００を参照して決定した回転数レベルに対応する回転数で室外ファン２７を起動する。また、空調運転中は、上記設定温度、室内温度、外気温度に加えて、室外機２の各温度センサや圧力センサで検出した値をセンサ入力部２４０を介して取り込み、これらを用いて室外ファン２７の回転数レベルを決定し、室外ファン回転数テーブル４００を参照して決定した回転数レベルに対応する回転数で室外ファン２７を駆動する。
【００４８】
次に、室外ファン制御テーブル３００について、図２を用いて説明する。室外ファン制御テーブル３００は、空気調和装置１が暖房運転を行っているときの室外ファン２７の制御態様を、圧縮機２１の吸入圧力ＰＬ（単位：ＭＰａ）と、圧縮機２１の吸入過熱度ＳＨｓ（単位：℃）と、室外膨張弁２４の開度Ｄｅとに応じて定めたものである。ここで、吸入圧力ＰＬは、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器２３における蒸発圧力に相当し、低圧センサ３２で検出できる。また、吸入過熱度ＳＨｓは、圧縮機２１に吸入される冷媒の過熱度であり、吸入温度センサ３２で検出した圧縮機２１に吸入される冷媒の温度から吸入圧力ＰＬを用いて求めた蒸発圧力相当飽和温度を引くことで算出できる。また、室外膨張弁２４の開度Ｄｅは、記憶部２２０に記憶されているものであり、例えば、開度Ｄｅに対応する室外膨張弁２４（に設けられている図示しないステッピングモータ）に加えるパルス数で記憶されている。
【００４９】
室外ファン制御テーブル３００では、吸入圧力ＰＬが第１閾圧力であるＡ未満である場合、Ａ以上第２閾圧力であるＢ未満である場合、の各々について、吸入過熱度ＳＨｓが閾過熱度であるＣを超える場合とＣ以下である場合に分け、さらに、吸入過熱度ＳＨｓがＣを超える場合について、室外膨張弁の開度Ｄｅが全開である場合とそうでない場合とに分けて、室外ファン２７の制御態様を定めている。まず、吸入圧力ＰＬがＡ未満である場合、吸入過熱度ＳＨｓがＣ以下であれば室外ファン制御は室外膨張弁２４の開度Ｄｅに関わりなく「上昇」、吸入過熱度ＳＨｓがＣを超えていれば、室外膨張弁２４の開度Ｄｅが全開であるときは「低下」、全開でないときは「維持」となっている。次に、吸入圧力ＰＬがＡ以上Ｂ未満である場合、吸入過熱度ＳＨｓがＣ以下であれば室外ファン制御は室外膨張弁２４の開度Ｄｅに関わりなく「維持」、吸入過熱度ＳＨｓがＣを超えていれば、室外膨張弁の開度Ｄｅが全開であるときは「低下」、全開でないときは「維持」となっている。尚、吸入圧力ＰＬがＢ以上である場合は、吸入過熱度ＳＨｓや室外膨張弁２４の開度Ｄｅに関わりなく、室外ファン制御は「低下」となっている。
【００５０】
ここで、吸入圧力ＰＬの第１閾圧力であるＡは、暖房運転時に室外熱交換器２３で着霜が発生する温度（０℃）に相当する蒸発圧力（０．７０ＭＰａ）より所定値高い値とされ、例えば、０．７５ＭＰａである。また、吸入圧力ＰＬの第２閾圧力であるＢは、第１閾圧力Ａより所定値高い値とされ、例えば、０．８５ＭＰａである。この第２閾圧力Ｂは、冷媒回路１００の高圧側圧力（圧縮機２１の吐出圧力）と低圧側圧力（圧縮機２１の吸入圧力ＰＬ）との圧力差を確保するため、また、室外ファン２７の回転数増加に伴う騒音の増大を抑制するために設けられている閾圧力であり、室外ファン制御テーブル３００に記載のように、吸入圧力ＰＬがＢ以上となったときに室外ファン２７の回転数を低下させることで、室外ファン２７に起因する騒音を低減しつつ、吸入圧力ＰＬの上昇による圧力差が小さくならないようにしている。
【００５１】
また、吸入過熱度ＳＨｓの閾過熱度であるＣは、圧縮機２１の吐出温度を考慮して定められるものであり、例えば、５℃である。吸入過熱度ＳＨｓがＣ以上であれば、圧縮機２１に吸入される冷媒温度が高いので圧縮機２１の吐出温度が性能上限値を超える可能性が高くなり、Ｃ未満であれば、圧縮機２１に吸入される冷媒温度が低いので圧縮機２１の吐出温度が性能上限値を超える可能性が低くなる。
【００５２】
尚、以上説明した第１閾圧力Ａ、第２閾圧力Ｂ、および、閾過熱度Ｃは、予め試験等によって求められるものであり、空気調和装置毎に個別に定められるものである。
【００５３】
また、室外膨張弁２４の開度Ｄｅは、全開である場合と、全開でない場合、とに分けている。室外膨張弁２４の開度Ｄｅが全開である場合は、これ以上開度を大きくできず室外熱交換器２３から圧縮機２１へと流れる冷媒量をこれ以上多くすることができない、つまり、室外膨張弁２４の開度制御により圧縮機２１の吐出温度を下げることができない。これに対し、室外膨張弁２４の開度Ｄｅが全開でない場合は、室外膨張弁２４の開度Ｄｅをさらに大きくすることで室外熱交換器２３から圧縮機２１へと流れる冷媒量を多くすることができる、つまり、室外膨張弁２４の開度制御により圧縮機２１の吐出温度を下げることができる。
【００５４】
また、室外ファン２７の制御態様の「上昇」とは、図３の室外ファン回転数テーブル４００に示す回転数レベルを１つ上げることを意味し、「低下」は回転レベルを１つ下げることを意味し、「維持」は回転数レベルを変えないことを意味する。例えば、現在の回転数レベルが「５」（回転数：５００ｒｐｍ）であるときに、室外ファン制御テーブル３００から抽出した室外ファン２７の制御態様が「上昇」である場合は回転数レベルを１つ上げて「６」（回転数：６００ｒｐｍ）とし、「低下」である場合は回転数レベルを１つ下げて「４」（回転数：４００ｒｐｍ）とし、「維持」である場合は回転数レベルを「５」のままとする。
【００５５】
ここで、室外ファン制御テーブル３００において吸入圧力ＰＬ、吸入過熱度ＳＨｓ、および、室外膨張弁２４の開度に応じて、室外ファン２７の制御態様を異ならせて定めている理由について、詳細に説明する。
【００５６】
まず、吸入過熱度ＳＨｓが閾過熱度Ｃ以下である場合について説明する。この場合は、上述したように、圧縮機２１に吸入される冷媒温度が低いので、室外膨張弁２４の開度制御のみで圧縮機２１の吐出温度が性能上限値を超えないように制御できると考えられる。従って、室外ファン２７の回転数を、吸入圧力ＰＬが第１閾圧力Ａ以上第２閾圧力Ｂ未満となるように制御する。
【００５７】
具体的には、低圧センサ３２で検出した吸入圧力ＰＬが第１閾圧力Ａ未満である場合は、室外熱交換器２３の温度が着霜が発生する温度となっている虞があるので、室外ファン２７の回転数レベルを現在の回転数レベルから１つ上昇させて室外ファン２７の回転数を増加させる。これにより、室外熱交換器２３での蒸発能力が上がって蒸発圧力が上昇する、つまり、吸入圧力ＰＬが上昇する。
【００５８】
また、低圧センサ３２で検出した吸入圧力ＰＬが第２閾圧力Ｂ以上である場合は、室外熱交換器２３の温度が着霜が発生する温度より十分高くなっており、また、冷媒回路１００の高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差が小さくなる虞があるので、室外ファン２７の回転数レベルを現在の回転数レベルから１つ低下させて室外ファン２７の回転数を減少させる。これにより、室外ファン２７の駆動に起因する騒音が減少するとともに、冷媒回路１００の高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差を確保できる。
【００５９】
そして、低圧センサ３２で検出した吸入圧力ＰＬが第１閾圧力Ａ以上第２閾圧力Ｂ未満である場合は、室外熱交換器２３の温度が着霜が発生する温度まで低下しないようにするために、および、室外ファン２７の駆動に起因する騒音が増加しないようにしつつ冷媒回路１００の高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差を確保するために、室外ファン２７の回転数レベルを現在の回転数レベルに維持し室外ファン２７の回転数を維持する。
【００６０】
次に、吸入過熱度ＳＨｓが閾過熱度Ｃを超えている場合について説明する。この場合は、上述したように、圧縮機２１に吸入される冷媒温度が高いので、圧縮機２１の吐出温度が上昇し、特に室外膨張弁２４の開度が全開となって室外膨張弁２４の開度制御により圧縮機２１の吐出温度を下げることができない場合は、圧縮機２１の吐出温度が性能上限値を超える虞がある。従って、室外ファン２７の回転数制御により、吸入圧力ＰＬを第１閾圧力Ａ以上第２閾圧力Ｂ未満とすることより、圧縮機２１の吐出温度を上昇させないようにすることを優先する。
【００６１】
具体的には、低圧センサ３２で検出した吸入圧力ＰＬが第２閾圧力Ｂ未満である場合に、室外膨張弁２４の開度が全開となっていれば、室外ファン２７の回転数レベルを現在の回転数レベルから１つ低下させて室外ファン２７の回転数を減少させる。これにより、室外熱交換器２３における蒸発能力が低下して圧縮機２１の吸入過熱度ＳＨｓが低下するので、室外膨張弁２４の開度が全開である場合でも圧縮機２１の吐出温度が低下する。
【００６２】
また、室外膨張弁２４の開度が全開でなければ、室外ファン２７の回転数レベルを現在の回転数レベルに維持し室外ファン２７の回転数を維持する。これにより、室外熱交換器２３における蒸発能力が上昇して圧縮機２１の吸入過熱度ＳＨｓが上昇するのを抑制しつつ、室外膨張弁２４の開度制御によって圧縮機２１の吐出温度上昇を抑制できる。
【００６３】
そして、低圧センサ３２で検出した吸入圧力ＰＬが第２閾圧力Ｂ以上である場合は、吸入過熱度ＳＨｓが閾過熱度Ｃ以下である場合と同様に、室外ファン２７の回転数レベルを現在の回転数レベルから１つ低下させて室外ファン２７の回転数を減少させる。これにより、圧縮機２１の吸入過熱度ＳＨｓが低下して圧縮機２１の吐出温度が低下するとともに、室外ファン２７の駆動に起因する騒音が減少し、また、冷媒回路１００の高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差を確保できる。
【００６４】
次に、図１乃至図４を用いて、本実施形態の空気調和装置１における室外ファン２７の制御について説明する。図４は、空気調和装置１が暖房運転を行う場合の、室外機制御部２００のＣＰＵ２１０が行う室外ファン２７の制御に関する処理の流れを示すものである。図４において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図４では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路の制御、といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略している。
【００６５】
まず最初に、ＣＰＵ２１０は、現在が暖房運転開始時であるか否かを判断する（ＳＴ１）。これは、現在が、使用者による運転開始指示やタイマー運転開始によって暖房運転開始が指示された時点であるのか、あるいは、暖房運転中であるのかを判断するものである。
【００６６】
現在が暖房運転開始時でなければ（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２に処理を進める。現在が暖房運転開始時であれば（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、室外ファン２７を起動時回転数で起動し（ＳＴ１１）、ＳＴ２に処理を進める。ＣＰＵ２１０は、暖房運転開始時に外気温度センサ３６で検出した外気温度をセンサ入力部２４０を介して取り込み、取り込んだ外気温度を用いて室外ファン２７の回転数レベルを決定する。そして、ＣＰＵ２１０は、室外ファン回転数テーブル４００を参照して決定した回転数レベルに対応するファン回転数を抽出し、抽出した回転数で室外ファン２７を起動する。
【００６７】
ＳＴ２では、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始する。次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２でタイマー計測を開始してから、ファン制御間隔時間ｔｂが経過したか否かを判断する。前述したように、本発明では、吸入圧力ＰＬが第２閾圧力Ｂ未満かつ吸入過熱度ＳＨｓが閾過熱度Ｃを超えている場合は、室外膨張弁２４の開度に応じて室外ファン２７の制御態様を異ならせるが、このとき、室外膨張弁２４の制御間隔時間ｔａと室外ファン２７の制御間隔時間ｔｂとが同じであれば、室外ファン２７の回転数制御が頻繁に切り換わって制御が安定しない虞がある。そこで、ファン制御間隔時間ｔｂを室外膨張弁２４の制御間隔時間ｔａより長くすることで（例えば、ファン制御間隔時間ｔｂ：５分、室外膨張弁２４の制御間隔時間ｔａ：１分）、室外ファン２７の回転数制御が安定するようにしている。
【００６８】
ファン制御間隔時間ｔｂが経過していなければ（ＳＴ３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在の室外ファン２７の回転数を維持し（ＳＴ１２）、ＳＴ３に処理を戻す。ファン制御間隔時間ｔｂが経過していれば（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、低圧センサ３２で検出した圧縮機２１の吸入圧力ＰＬと、吸入温度センサ３４で検出した圧縮機２１に吸入される冷媒の温度Ｔｅ（以降、吸入温度Ｔｅと記載）とをセンサ入力部２４０を介して取り込む（ＳＴ４）。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吸入圧力ＰＬと吸入温度Ｔｅとを記憶部２２０に記憶する。
【００６９】
次に、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吸入圧力ＰＬを用いて蒸発圧力相当飽和温度Ｔｓｌを算出し、吸入温度Ｔｅと蒸発圧力相当飽和温度Ｔｓｌとを用いて圧縮機２１の吸入過熱度ＳＨｓを算出する（ＳＴ５）。吸入過熱度ＳＨｓは、吸入温度Ｔｅから蒸発圧力相当飽和温度Ｔｓｌを引くことで求めることができる。
【００７０】
次に、ＣＰＵ２１０は、室外膨張弁２４の現在の開度Ｄｅを読み出す（ＳＴ６）。室外膨張弁２４の開度Ｄｅは、記憶部２２０に記憶されており、例えば、室外膨張弁２４の開度Ｄｅに対応する、室外膨張弁２４に加えるパルス数（室外膨張弁２４に備えられたステッピングモータに与えるパルス数）で記憶されている。
【００７１】
次に、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吸入圧力ＰＬや室外膨張弁２４開度Ｄｅ、および、算出した吸入過熱度ＳＨｓを用い、室外ファン制御テーブル３００を参照して室外ファン２７の制御態様を決定する（ＳＴ７）。そして、ＣＰＵ２１０は、室外ファン回転数テーブル４００を参照し決定した制御態様に応じて室外ファン２７の制御を実行する（ＳＴ８）。ＣＰＵ２１０は、決定した制御態様に応じた回転数レベルを抽出し、抽出した回転数レベルに応じた回転数で室外ファン２７を駆動する。室外ファン２７の制御を実行したＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットする（ＳＴ９）。
【００７２】
次に、ＣＰＵ２１０は、使用者の指示やタイマー運転停止等により、空気調和装置１の運転停止や運転モード切り替え（暖房運転→冷房／除霜運転）の指示があるか否かを判断する（ＳＴ１０）。空気調和装置１の運転停止や運転モード切り替えの指示がなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１に処理を戻し、空気調和装置１の運転停止や運転モード切り替えの指示があれば（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、処理を終了する。
【００７３】
以上説明したように、本発明の空気調和装置は、圧縮機の吸入圧力と吸入過熱度に応じて適宜室外ファンの制御を行うことによって、室外熱交換器での着霜を抑制しつつ、圧縮機の吐出温度が上昇して性能上限値を超えることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  空気調和装置
２  室外機
５ａ〜５ｃ  室内機
２１  圧縮機
２３  室外熱交換器
２４  室外膨張弁
２７  室外ファン
３１  吐出温度センサ
３２  吸入圧力センサ
３４  吸入温度センサ
１００  冷媒回路
２００  室外機制御部
２１０  ＣＰＵ
２２０  記憶部
２４０  センサ入力部
３００  室外ファン制御テーブル
４００  室外ファン回転数テーブル
ＰＬ  吸入圧力
ＳＨｓ  吸入過熱度
Ｔｅ  吸入温度
Ｔｓｌ  蒸発圧力相当飽和温度
Ｄｅ  室外膨張弁開度
【要約】      （修正有）【課題】暖房運転時に、室外熱交換器での着霜を抑制しつつ、圧縮機の吐出温度上昇を抑制する空気調和装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ２１０は、吸入圧力と吸入温度とを取り込み、吸入圧力を用いて蒸発圧力相当飽和温度を算出し、吸入温度と蒸発圧力相当飽和温度とを用いて圧縮機２１の吸入過熱度を算出する。また、ＣＰＵ２１０は、室外膨張弁２４の現在の開度を読み出す。次に、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吸入圧力や室外膨張弁２４開度、算出した吸入過熱度を用い、室外ファン制御テーブルを参照して室外ファン２７の制御態様を決定する。そして、ＣＰＵ２１０は、室外ファン回転数テーブルを参照し決定した制御態様に応じて室外ファン２７の制御を実行する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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