(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルに含まれる圧縮機の吸入温度と蒸発器の温度との温度差（Ｓ−Ｈ量）を目標値に合わせるように、前記冷凍サイクルに含まれる膨張弁の開閉度を調節する空気調和機の制御方法において、
前記蒸発器の冷媒入口側と中間部分の少なくとも２個所に温度検出手段を有しており、前記複数の温度検出手段で検出した温度のうちの最も低い温度を前記蒸発器の温度に決定し、前記圧縮機の吸入温度と前記決定した蒸発器の温度との温度差によりスーパーヒート制御を行うようにしたことを特徴とする空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はインバータ式空気調和機の冷凍サイクルに含まれる膨張弁（電子膨張弁）の開閉度制御技術に係り、特に詳しくは圧縮機の吸入温度と蒸発器の温度との温度差（Ｓ−Ｈ量）を目標値に合わせる、いわゆるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の空気調和機は、例えば図４に示すように、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、室外熱交換器４および電子膨張弁５等からなる冷凍サイクルを有する。
【０００３】
冷房運転時には、四方弁２の切り替えにより冷媒を図４の破線矢印にしたがって室内熱交換器３から圧縮機１に、さらに圧縮機１から室外熱交換器４、電子膨張弁５を介して室内熱交換器３に戻す一方、リモコンの設定風量等に応じて室内側ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００４】
暖房運転時には、冷房運転時と逆に冷媒を室外熱交換器４から圧縮機１に、さらに圧縮機１から室内熱交換器３、電子膨張弁５を介して室外熱交換器４に戻す一方（図４の実線矢印参照）、リモコンの設定風量等に応じて室内ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した温風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００５】
そのため、図５に示すように、室内機制御部６および室外機制御部７を備え、室内機制御部６はリモコンによる指示にしたがって室内ファンを制御するとともに、室外機制御部７に所定指令（室温と設定値の差に応じた運転周波数等）を送信し、室外機制御部はその指令により圧縮機１等を制御する。
【０００６】
ところで、室外機制御部７において、圧縮機１の吸入温度と蒸発器の温度（熱交温度）との差（Ｓ−Ｈ量）を目標値（一定）に合わせるスーパーヒート制御を行う、つまり電子膨張弁５の開閉度合を所定に制御する。 例えば、１分毎にＳ−Ｈ量を検出し、このＳ−Ｈ量と目標値との差に応じて電子膨張弁５のモータを制御する。これは、冷凍サイクルの急激な変化を抑え、室温の急激な変化を抑える必要があるからである。なお、目標値はリモコンの設定温度や室温等を考慮して決定される。
【０００７】
そのため、室内熱交換器３の温度を検出する室内熱交サーミスタ８、圧縮機１の吸入温度を検出するサクションサーミスタ９および室外熱交換器４の温度を検出する室外熱交サーミスタ１０が備えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記空気調和機の制御方法において、蒸発器の温度を検出するセンサが１つであり、したがって蒸発器の１カ所の温度のみしか検出することができないため、スーパーヒート制御が適切に行われない場合があり、蒸発器が大幅に過熱し、最適な冷凍サイクルが行われなくなることもあり、ひいては室温調節に悪影響を及ぼすことがあった。
【０００９】
例えば、冷房運転開始時には蒸発器入口が最初に冷え、中間から出口側になる程なかなか冷えず（図６参照）、また冷房運転中で室内の湿度が高い等の特殊な条件時にはその湿気を取るために蒸発器の中間が過熱したり、さらに運転中に周波数が上昇した時には冷媒入口側が湿った状態になる。
【００１０】
このように、冷凍サイクルの安定していない運転開始当初、高湿度や運転周波数の変更時等の条件により、蒸発器の温度が冷媒入口側、中間および出口側でそれぞれ異なった値になり、１つのセンサだけでは現状のスーパーヒート制御にとって適切な蒸発器の温度を得ることができないため、例えば電子膨張弁５がどんどん絞られたりし、結果蒸発器の過熱、冷凍サイクルに支障を来すことになる。
【００１１】
この発明は前記課題に鑑みなされたものであり、その目的はスーパーヒート制御において、常に蒸発器が過熱することなく、適切に膨張弁の制御を行うことができるようにした空気調和機の制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、冷凍サイクルに含まれる圧縮機の吸入温度と蒸発器の温度との温度差（Ｓ−Ｈ量）を目標値に合わせるように、前記冷凍サイクルに含まれる膨張弁の開閉度を調節する空気調和機の制御方法において、前記蒸発器の冷媒入口側と中間部分の少なくとも２個所に温度検出手段を有しており、前記複数の温度検出手段で検出した温度のうちの最も低い温度を前記蒸発器の温度に決定し、前記圧縮機の吸入温度と前記決定した蒸発器の温度との温度差によりスーパーヒート制御を行うようにしたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１中、図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。また、冷凍サイクルについては図４を参照されたい。
【００１４】
この発明の空気調和機の制御方法は、蒸発器の異なる個所にそれぞれ温度検出手段を配置すれば、これら温度検出手段によって検出した蒸発器の温度（熱交温度）のうち、現状のスーパーヒート制御にとって最良の温度を得ることができることに着目し、圧縮機の冷媒吸入温度とその適切な蒸発器の温度との差（Ｓ−Ｈ量）を検出し、このＳ−Ｈ量が目標値になるように膨張弁の開閉度合を制御し、スーパーヒート制御による蒸発器の過熱を防止する。
【００１５】
そのために、図１に示すように、この発明の空気調和機の制御方法を適用した制御装置は、複数の室内熱交サーミスタをそれぞれ有する室内熱交サーミスタ部１１および室外熱交サーミスタ部１２と、図５に示す室内機制御部６の機能の他に、室内熱交サーミスタ部１１によって検出した温度を室外機制御部１４に転送する室内機制御部１３と、図５に示す室外機制御部７の機能の他に、室内機制御部１３から転送された温度のうち現状スーパーヒート制御に最適な温度を１つ決定し、この決定した温度とサクション温度とによりスーパーヒート制御を実行する室外機制御部１４とを備えている。
【００１６】
前記複数の室内熱交サーミスタとしては、例えば図２に示すように、室内熱交換器（冷房運転の場合の蒸発器）３の冷媒入口側の温度を検出する室内熱交サーミスタ１１ａ，中間部分の温度を検出する室内熱交サーミスタ１１ｂおよび出口側の温度を検出する室内熱交サーミスタ１１ｃとする。
【００１７】
なお、室内熱交サーミスタをそれ以上の数としてもよく、例えば冷媒入口側と中間との間、中間と出口側との間にそれぞれ室内熱交サーミスタを追加してもよく、あるいは碁盤の目のように配置するようにしてもよい。また、コスト面を考慮すると、室内熱交サーミスタ１１ｃを省き、冷媒入口側と中間部分の２つの室内熱交サーミスタ１１ａ，１１ｂだけにしてもよい。
【００１８】
室外熱交サーミスタ部１２は、室内熱交サーミスタ部１１と同じく室外熱交換器４の複数カ所に配置した複数の室外熱交サーミスタからなるが、室外熱交換器（暖房運転の場合の蒸発器）４が過熱することが極めてまれであることから、従来同様に１つの室外熱交サーミスタであってもよい。
【００１９】
次に、前記構成の空気調和機の制御装置の動作を図３のグラフ図を参照して説明すると、まずリモコンによって冷房運転操作が行われると、室内機制御部１３は当該室温調節に必要な信号（運転周波数等）を室外機制御部１４に転送する。室外機制御部１４は少なくとも圧縮機１を所定に駆動し、電子膨張弁５を所定の開閉度とし、冷凍サイクルを作動する。なお、従来同様に、室内機制御１３および室外機制御１４は他の必要な制御（ファンの回転制御等）を行って室温調節を行う。
【００２０】
このとき、室内機制御部１３は室内熱交サーミスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃで検出された蒸発器の温度（室内熱交温度）を室外機制御部１４に転送し、室外機制御部１４は従来同様に室内熱交温度と圧縮機１の吸入温度（サクション温度）との温度差（Ｓ−Ｈ量）を検出し、このＳ−Ｈ量が目標値になるようにスーパーヒート制御を行う。
【００２１】
この場合、室外機制御部１４は、複数の室内熱交サーミスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃで検出された温度のうち、最も低い温度を決定する。例えば、運転開始直後のｔ１時点において、最も低い室内熱交温度が入口側に配置されている室内熱交サーミスタ１１ａによって検出された温度であると、サクション温度とその入口側の温度との差を検出し、この温度差にしたがってスーパーヒート制御を行う。これによれば、運転開始時で冷凍サイクルが安定していない場合でも、電子膨張弁５がどんどん絞られることもなく、蒸発器の過熱を防止することができる。
【００２２】
ｔ２時点において、前述したスーパーヒート制御により入口側温度が上昇し、中間温度が最も低くなると、中間に配置されている室内熱交サーミスタ１１ｂによって検出された温度とサクション温度との差を検出し、この温度差にしたがってスーパーヒート制御を行う。したがって、入口側温度が上昇しても、電子膨張弁５がどんどん絞られることもなく、蒸発器の過熱を防止することができる。
【００２３】
ｔ３時点において、前述したスーパーヒート制御により出口側温度が最も低くなると、出口側に配置されている室内熱交サーミスタ１１ｃによって検出された温度とサクション温度との差を検出し、この温度差にしたがってスーパーヒート制御を行う。この場合、冷凍サイクルが極めて安定しており、理想的に電子膨張弁５の制御を行うことができ、蒸発器が過熱することもない。また、例えば入口側温度あるいは中間温度が図３と異なって上昇していても、最も低い温度とサクション温度とによりスーパーヒート制御を行うことから、蒸発器が過熱することもない。
【００２４】
また、ｔ４時点において、例えばリモコンの設定操作（運転周波数の変更）や何等かｎ外乱等によって圧縮機１の運転周波数が上昇すると、冷媒流入が増加し、これにより入口側温度が急激に低下し、最も低くなる。すると、ｔ５時点にいて、入口側に配置されている室内熱交サーミスタ１１ａによって検出された温度とサクション温度との差を検出し、この差にしたがってスーパーヒート制御を行う。したがって、電子膨張弁５がどんどん絞られることもなく、蒸発器の過熱を防止することができる。
【００２５】
このように、冷凍サイクルの安定していない運転開始当初、高湿度や運転周波数の変更時等の条件により、蒸発器の温度が冷媒入力側、中間および出力側でそれぞれ異なった値である場合、それらの温度のうち、最も低い温度を室内熱交温度とし、つまり現状のスーパーヒート制御にとって良好な温度（室内熱交温度）を決定することができ、常に蒸発器の過熱なしに電子膨張弁５を最適に制御することができ、冷凍サイクルに支障を来すこともなく、つまり室温調節に悪影響を及ぼすようなこともない。
【００２６】
なお、３つの室内熱交サーミスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを用いれば、当該スーパーヒート制御を最適に行うことができるが、出口側の室内熱交サーミスタ１１ｃを省略し、入口側温度を検出する室内熱交サーミスタ１１ａおよび中間部分の温度を検出する室内熱交サーミスタ１１ｂの２つとしてもよい。
【００２７】
この場合、出口側の室内熱交サーミスタ１１ｃを減らしても、蒸発器の過熱を防止することができる。すなわち、蒸発器の中間の温度と出口側の温度とは常に近い値であることから、室内熱交サーミスタ１１ｃを室内熱交サーミスタ１１ｂで兼ねることができるからである。また、室内熱交サーミスタを１つ削減すれば、その分コストアップが小さく、コスト面からも極めて有用でもある。
【００２８】
ところで、暖房運転においては、蒸発器が室外熱交換器４となり、前述した冷房運転時と同様の制御が行われるため、蒸発器の過熱を防止することができる。この制御については、重複説明となるため省略する。なお、暖房運転時は外気温度が低く、前述したように蒸発器が過熱することがまれであることから、従来同様に室外熱交サーミスタを１つとしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、蒸発器の冷媒入口側と中間部分の少なくとも２個所に温度検出手段を有し、これら温度検出手段で検出した温度のうちの最も低い温度を蒸発器の温度に決定し、圧縮機の吸入温度と前記決定した蒸発器の温度との温度差によりスーパーヒート制御を行うようにしたので、常に蒸発器の過熱なしに電子膨張弁５を最適に制御することができ、冷凍サイクルに支障を来すこともないという有用な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態を示し、空気調和機の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。
【図２】  この発明の空気調和機の蒸発器を説明するための概略的正面図。
【図３】  図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的グラフ図。
【図４】  空気調和機の冷凍サイクルを説明するための概略的構成図。
【図５】  従来の空気調和機の制御装置を説明するための概略的ブロック線図。
【図６】  図５に示す制御装置の動作を説明するための概略的グラフ図。
【符号の説明】
１  圧縮機
３  室内熱交換器
４  室外熱交換器
５  電子膨張弁
６，１３  室内機制御部
７，１４  室外機制御部
９  サクションサーミスタ（圧縮機吸入温度センサ）
１１  室内熱交サーミスタ部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  室内熱交換サーミスタ（温度センサ）
１２  室外熱交サーミスタ部
【図１】
0003651534.tif 000002
【図２】
0003651534.tif 000003
【図３】
0003651534.tif 000004
【図４】
0003651534.tif 000005
【図５】
0003651534.tif 000006
【図６】
0003651534.tif 000007