(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器を含む冷媒回路と、
前記室内側熱交換器に設置された複数の温度センサーと、
前記温度センサーにより検出された温度に基づいて前記圧縮機または減圧装置を制御する制御装置とを備えた空気調和機において、
前記温度センサーは、
前記室内側熱交換器の暖房時入り口と出口の中間部近傍に設置された中間部温度センサーと、
前記室内側熱交換器の暖房時入り口部に設置された入り口温度センサーと、
を備え、
前記制御装置は、前記入り口温度センサーの検出値によって前記圧縮機または減圧装置を制御している状態において、前記入り口温度センサーの位置を流れる冷媒が吐出スーパーヒート領域に入っており、かつ、前記中間部温度センサーの位置を流れる冷媒がサブクール領域に入っていないと判断した場合には、前記中間部温度センサーの検出値によって前記圧縮機または減圧装置を制御することにより、暖房時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関し、特に空気調和機の熱交換器に流れる冷媒流量を制御することで暖房運転時の高圧圧力の上昇を保護する制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機において、暖房運転時（暖房時ともいう）の高圧圧力の上昇を保護する制御は、室内側熱交換器の暖房時入り口と出口の中間部近傍に取り付けられた温度センサーの検出値に基づいて圧縮機または減圧装置（電子制御式膨張弁）を制御している（例えば、特許文献１参照）。
また、室内側熱交換器の暖房時入り口部に取り付けられた温度センサーと、室内側熱交換器の暖房時入り口と出口の中間部近傍に取り付けられた温度センサーとの温度を比較し、高い方の温度に基づき圧縮機または減圧装置（電子制御式膨張弁）を制御しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３４２９５号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２０７２１５号公報（第２−４頁、図１、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年においては、室内側熱交換器の多パス化が進み、また再熱除湿用の電磁弁が搭載されることがある。そのため、室内側熱交換器に搭載する温度センサーの取り付け位置が制約される場合がある。そのような場合において、暖房時入り口と出口の中間部近傍に取り付けられた中間部温度センサーで高圧圧力の上昇を保護する制御を行うと、中間部温度センサーの位置を流れる冷媒が過冷却状態になることがあり、従来の高圧圧力の上昇を保護する制御では保護にかかるタイミングが遅れるという課題があった。
【０００５】
また、室内側熱交換器の暖房時入り口部に取り付けられた入り口温度センサーで温度上昇を保護する制御を行うと、入り口温度センサーの位置を流れる冷媒が吐出スーパーヒート（加熱蒸気）になることがあり、従来の高圧圧力の上昇を保護する制御では保護にかかるタイミングが早くなり、最適な制御や信頼性の高い高圧圧力の上昇を抑制する保護制御ができないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、暖房時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を正確に行うことを実現させる空気調和機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器を含む冷媒回路と、
前記室内側熱交換器に設置された複数の温度センサーと、
前記温度センサーにより検出された温度に基づいて前記圧縮機または減圧装置を制御する制御装置とを備えた空気調和機において、
前記温度センサーは、
前記室内側熱交換器の暖房時入り口と出口の中間部近傍に設置された中間部温度センサーと、
前記室内側熱交換器の暖房時入り口部に設置された入り口温度センサーと、
を備え、
前記制御装置は、前記入り口温度センサーの検出値によって前記圧縮機または減圧装置を制御している状態において、前記入り口温度センサーの位置を流れる冷媒が吐出スーパーヒート領域に入っており、かつ、前記中間部温度センサーの位置を流れる冷媒がサブクール領域に入っていないと判断した場合には、前記中間部温度センサーの検出値によって前記圧縮機または減圧装置を制御することにより、暖房時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、室内側熱交換器の暖房時入り口部に設置された入り口温度センサーの検出値で、室内側熱交換器の暖房時入り口と出口の中間部近傍に設置された中間部温度センサーの検出値に補正を加えた値により圧縮機または減圧装置を制御し、暖房時の高圧圧力の上昇を抑制するように構成したので、中間部温度センサーの位置を流れる冷媒が過冷却状態になっても暖房時の高圧圧力の上昇を抑制するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の冷媒回路と制御系を示す図である。
【図２】室内側熱交換器の多パス化及び再熱除湿用電磁弁が搭載されている場合の温度センサーの設置例を示した図である。
【図３】室内側熱交換器中間部温度センサーで高圧保護制御を行っているときの従来保護点と理想保護点を示した図である。
【図４】室内側熱交換器入り口温度センサーで高圧保護制御を行っているときの従来保護点と理想保護点を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態１における空気調和機の制御方法を示す制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１乃至図４は本発明の実施の形態１を示す図で、図１は本発明の実施の形態１における空気調和機の冷媒回路と制御系を示す図、図２は室内側熱交換器の多パス化及び再熱除湿用電磁弁が搭載されている場合の温度センサーの設置例を示した図、図３は室内側熱交換器の暖房時入り口と出口の中間部近傍に設置された温度センサーの検出値で高圧保護制御を行っているときの従来保護点と理想保護点を示した図、図４は室内側熱交換器の暖房時入り口部に設置された温度センサーの検出値で高圧保護制御を行っているときの従来保護点と理想保護点を示した図、図５は本発明の実施の形態１における空気調和機の制御方法を示す制御フロー図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態1における空気調和機の冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機１、冷房運転と暖房運転とで冷媒の循環方向を切り替える四方弁１１、冷房運転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発器として動作する室外側熱交換器３、高圧の液冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒にする電子制御式膨張弁からなる減圧装置４、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器として動作する室内側熱交換器２を順次接続して冷凍サイクルが構成されている。
【００１３】
図１において、破線で示す矢印は、冷房運転時の冷媒の流れる方向を示し、実線で示す矢印は、暖房運転時の冷媒の流れる方向を示す。
【００１４】
室外側熱交換器３にはプロペラファン等からなる室外側送風機１６が設けられ、室内側熱交換器２には横流ファン等からなる室内側送風機１５が設けられている。
【００１５】
ここで、冷房運転時および暖房運転時における動作について簡単に説明する。
冷房運転時には、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が圧縮機1より吐出し、四方弁１１を介して室外側熱交換器３に流入する。この室外側熱交換器３では、その風路に設けられた室外側送風機１６により室外の空気が室外側熱交換器３のフィンとチューブ（伝熱管）の間を通過しながら冷媒と熱交換し、室外側空気に凝縮潜熱を放出することで冷媒は冷却されて高圧の液状態になり、室外側熱交換器３は凝縮器として作用する。室外側熱交換器３を出た液冷媒は、減圧装置４を通過して減圧され低圧の気液二相冷媒となり室内側熱交換器２に流入する。室内側熱交換器２では、その風路に設けられた室内側送風機１５により室内空気が室内側熱交換器２のフィンとチューブ（伝熱管）の間を通過しながら冷媒と熱交換することにより、室内に吹き出される空気は冷やされ、一方冷媒は蒸発潜熱の形で室内空気から吸熱することで蒸発して気体状態となり（室内側熱交換器２は蒸発器として作用する）、冷媒は再び圧縮機１に吸入される。以下同様の工程を繰り返すことで冷媒は状態変化を繰り返しながら、室内側熱交換器２で冷却された空気により室内空間を空調（冷房）する。
【００１６】
また、暖房運転時には、四方弁１１が反転することにより、冷凍サイクルにおいて上記冷房運転時の冷媒の流れと逆向きに冷媒が流れ、室内側熱交換器２が凝縮器として、室外側熱交換器３が蒸発器として作用し、室内側熱交換器２で暖められた空気により室内空間を空調（暖房）する。
【００１７】
また、図１に示す制御装置１２には、室内側ユニット１３内の再熱除湿用電磁弁８、室内側熱交換器２の暖房時入り口と出口の中間部近傍に設置され、その設置位置を流れる冷媒の温度を検出する室内側熱交換器中間部温度センサー５、室内側熱交換器２の暖房時入り口部に設置され、その設置位置を流れる冷媒の温度を検出する室内側熱交換器入り口温度センサー６、室内側送風機１５、室内側吸い込み空気温度を検出する室内側吸い込み空気温度センサー１７、室外側ユニット１４内の圧縮機１、圧縮機吐出冷媒温度を検出する圧縮機吐出温度センサー７、四方弁１１、減圧装置４、室外側吸い込み空気温度を検出する室外側吸い込み空気温度センサー９、室外側熱交換器３の暖房時入り口部に設置され、その設置位置を流れる冷媒の温度を検出する室外側熱交換器入り口温度センサー１０、室外側送風機１６が各々接続されており、制御装置１２はこれらを独立して制御または温度信号を受信することができる。
【００１８】
室内側ユニット１３内の室内側熱交換器２には再熱除湿用電磁弁８が設けられており、再熱除湿用電磁弁８の前後の任意の位置に室内側熱交換器中間部温度センサー５と室内側熱交換器入り口温度センサー６が設置されている。
【００１９】
冷房運転時には、室内側熱交換器２に設置された室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値と、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値を制御装置１２で常に読み込み、各々の検出値の温度差によって圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで室内側熱交換器２の出口温度が加熱蒸気域に入り過ぎないように保護制御（乾き保護制御）を行っている。前記冷房運転時の乾き保護制御を行うために、室内側熱交換器入り口温度センサー６は冷房時室内側熱交換器２の出口付近に設置する。
【００２０】
また、再熱除湿運転時には、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値と、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値と、室内側吸い込み空気温度センサー１７の検出値とを制御装置１２で常に読み込み、各々の検出値の比較から再熱除湿用電磁弁８の内部にコンタミ（ごみ）等が詰まって冷媒が流れない状態になるのを防止する制御を行っている。そのため、室内側熱交換器中間部温度センサー５と室内側熱交換器入り口温度センサー６は再熱除湿用電磁弁８の前後に設置する。
【００２１】
室内側熱交換器の多パス化を図り、並びに上記二つの制御を行うため、室内側熱交換器中間部温度センサー５、及び室内側熱交換器入り口温度センサー６は、例えば図２に示すような位置に設置される。図２はあくまでも一例を示すものであり、室内側熱交換器２の形状、フィンやチューブ（伝熱管）の形状、再熱除湿用電磁弁８の取り付け位置によって、室内側熱交換器中間部温度センサー５及び室内側熱交換器入り口温度センサー６の設置位置は任意に選択される。
【００２２】
このように設置された室内側熱交換器中間部温度センサー５、及び室内側熱交換器入り口温度センサー６を搭載した室内側熱交換器を含む冷凍サイクルにおいて、本発明の暖房運転時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御について図５の制御方法を示す制御フロー図に沿って説明する。
【００２３】
まず、ステップ１（Ｓ１）において制御がスタートする。制御がスタートすると、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値（Ｔ１）と、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値（Ｔ２）を制御装置１２で常に読み込むことで、制御装置１２の演算部が両検出値の差分（Ｔ３＝Ｔ２−Ｔ１）を算出する。
【００２４】
次に、ステップ２（Ｓ２）において、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値（Ｔ１）で圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行っているかどうかを判断する。
【００２５】
ステップ２（Ｓ２）でＹＥＳの場合は、ステップ３（Ｓ３）において、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値（Ｔ１）がサブクール領域（過冷却）に入っているか否かを判断する。この判断のためのステップは以下に述べる理由から必要となるものである。
例えば図３に示すように、室内側熱交換器中間部温度センサー５の位置を流れる冷媒が二相域の場合はＴｉ（高圧温度保護点）に達するタイミングが最適で、理想保護点での高圧圧力の上昇を抑制する保護制御ができるが、室内側熱交換器中間部温度センサー５の位置を流れる冷媒がサブクール領域（過冷却）になった場合には、従来保護点の位置が示すように、Ｔｉ（高圧温度保護点）に達するまでの時間が遅くなり、保護にかかるタイミングが遅くなるため、最適な制御や信頼性の高い高圧圧力の上昇を抑制する保護制御ができないからである。
【００２６】
ステップ２（Ｓ２）でＮＯの場合は、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値（Ｔ２）で圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行っている。そしてさらにステップ６（Ｓ６）において、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値（Ｔ２）が吐出スーパーヒート領域（加熱蒸気）に入っているか否かを判断する。この判断のためのステップは以下に述べる理由から必要となるものである。
例えば図４に示すように、前記室内側熱交換器入り口温度センサー６の位置を流れる冷媒が二相域の場合は、Ｔｉ（高圧温度保護点）に達するタイミングが最適で、理想保護点での高圧圧力の上昇を抑制する保護制御ができるが、前記室内側熱交換器入り口温度センサー６の位置を流れる冷媒が吐出スーパーヒート領域（加熱蒸気）になった場合には、従来保護点の位置が示すように、Ｔｉ（高圧温度保護点）に達するまでの時間が早くなり、保護にかかるタイミングが早いため、最適な制御や信頼性の高い高圧圧力の上昇を抑制する保護制御ができないからである。
【００２７】
ステップ３（Ｓ３）でＹＥＳの場合は、室内側熱交換器中間部温度センサー５の位置を流れる冷媒がサブクール領域（過冷却）になっているため、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値（Ｔ１）に補正を加えた値（Ｔ４＝Ｔ１＋Ｔ３−α）によって圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで暖房時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行う（Ｓ４）。αの値は所定値とする。なお、図３の破線直線部は、この補正後の値（Ｔ４）を示すものである。
【００２８】
ステップ３（Ｓ３）でＮＯの場合は、室内側熱交換器中間部温度センサー５の位置を流れる冷媒が二相域になっているため、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値によって圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで暖房時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行う（Ｓ５）。
【００２９】
ステップ６（Ｓ６）でＹＥＳの場合は、室内側熱交換器入り口温度センサー６の位置を流れる冷媒が吐出スーパーヒート領域（加熱蒸気）に入っているため、ステップ３（Ｓ３）に移行し室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値（Ｔ１）がサブクール領域（過冷却）に入っているか否かを判断する。
【００３０】
ステップ６（Ｓ６）でＮＯの場合は、室内側熱交換器入り口温度センサー６の位置を流れる冷媒が二相域になっているため、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値（Ｔ２）によって圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで暖房時の高圧圧力の上昇を抑制する保護制御を行う（Ｓ７）。
【００３１】
以上のように、室内側熱交換器入り口温度センサー６の位置を流れる冷媒が吐出スーパーヒート領域（加熱蒸気）に入っている場合は室内側熱交換器中間部温度センサー５の位置を流れる冷媒がサブクール領域（過冷却）に入っているか否かを判断し、室内側熱交換器中間部温度センサー５の位置を流れる冷媒がサブクール領域（過冷却）に入っている場合は、室内側熱交換器入り口温度センサー６の検出値（Ｔ２）で、室内側熱交換器中間部温度センサー５の検出値（Ｔ１）に補正を加えた値（Ｔ４）によって圧縮機１または減圧装置４を制御し、冷媒循環量を調整することで最適なタイミングでの高圧圧力の上昇を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１  圧縮機、２  室内側熱交換器、３  室外側熱交換器、４  減圧装置（電子制御式膨張弁）、５  室内側熱交換器中間部温度センサー、６  室内側熱交換器入り口温度センサー、７  圧縮機吐出温度センサー、８  再熱除湿用電磁弁、９  室外側吸い込み空気温度センサー、１０  室外側熱交換器入り口温度センサー、１１  四方弁、１２  制御装置、１３  室内側ユニット、１４  室外側ユニット、１５  室内側送風機、１６  室外側送風機、１７  室内側吸い込み空気温度センサー。
【図１】
0005634081.tif 000002
【図２】
0005634081.tif 000003
【図３】
0005634081.tif 000004
【図４】
0005634081.tif 000005
【図５】
0005634081.tif 000006