(57)【要約】【課題】起動時において、メイン冷媒回路については従来と略同等の性能を発揮できるようにしつつ、インジェクション回路に設けられた制御ユニット冷却部により制御ユニットの冷却を十分に行うことのできる空気調和機、室外機、及び、空気調和機用プログラムを提供する。【解決手段】メイン冷媒回路１３における室外熱交換器８と室内熱交換器４との間から分岐し、圧縮機５に吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる冷媒を戻すように構成されたインジェクション回路１４を備える空気調和機１であって、インジェクション回路１４が、冷媒圧力を減圧するインジェクション減圧弁１５と、圧縮機５を制御するためのインバータ回路を冷媒により冷却するインバータ回路冷却部とを少なくとも具備し、起動時において、インジェクション回路１４に冷媒が微小流量で流れるようにインジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御する減圧弁制御部をさらに備える。【選択図】図１
2014109410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を順に冷媒が流れるように構成されたメイン冷媒回路と、
前記メイン冷媒回路における前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間から分岐し、前記圧縮機に吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる冷媒を戻すように構成されたインジェクション回路と、を備える空気調和機であって、
前記インジェクション回路が、
冷媒圧力を減圧するインジェクション減圧弁と、
前記圧縮機を制御するための制御ユニットを冷媒により冷却する制御ユニット冷却部とを少なくとも具備し、
起動時において、前記インジェクション回路に冷媒が微小流量で流れるように前記インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御する減圧弁制御部をさらに備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記微小流量が、前記制御ユニット冷却部により前記制御ユニットが冷却されて当該制御ユニットの耐久温度以下となる冷媒流量以上であり、かつ、所定時間内における高圧側の冷媒圧力の変化量が予め定められた制限値以内となる冷媒流量である請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記インジェクション回路が、冷媒の熱交換が行われるサブクーラー蒸発部をさらに具備し、
前記制御ユニット冷却部が、前記インジェクション減圧弁と前記サブクーラー蒸発部の間に設けられている請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記インジェクション回路の前記制御ユニット冷却部よりも下流側と、前記圧縮機の吸入口に接続される圧縮機吸入配管との間を接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられた開閉弁と、
前記開閉弁の開閉を制御する開閉弁制御部と、をさらに備え、
前記減圧弁制御部が前記インジェクション減圧弁を微小流量相当開度に制御している場合において、前記開閉弁制御部が、前記開閉弁を開放状態に制御するように構成されている請求項１乃至３いずれかに記載の空気調和機。
【請求項５】
前記減圧弁制御部が、高圧側の冷媒圧力が予め定められた高負荷閾値圧力よりも高くなる高負荷運転時に前記インジェクション回路に冷媒が前記微小流量で流れるように前記インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御するように構成されている請求項１乃至４いずれかに記載の空気調和機。
【請求項６】
圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を順に冷媒が流れるように構成されたメイン冷媒回路と、
前記メイン冷媒回路における前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間から分岐し、前記圧縮機に吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる冷媒を戻すように構成されたインジェクション回路と、を備える空気調和機に用いられる室外機であって、
前記室外機が、前記圧縮機と、前記室外熱交換器と、前記インジェクション回路とを備えるものであって、
前記インジェクション回路が、冷媒圧力を減圧するインジェクション減圧弁と、前記圧縮機を制御するための制御ユニットを冷媒により冷却する制御ユニット冷却部とを少なくとも具備し、
起動時において、前記インジェクション回路に冷媒が微小流量で流れるように前記インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御する減圧弁制御部をさらに備えたことを特徴とする室外機。
【請求項７】
圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を順に冷媒が流れるように構成されたメイン冷媒回路と、
前記メイン冷媒回路における前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間から分岐し、前記圧縮機に吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる冷媒を戻すように構成されたインジェクション回路と、を備え、前記インジェクション回路が、冷媒圧力を減圧するインジェクション減圧弁と、前記圧縮機を制御するための制御ユニットを冷媒により冷却する制御ユニット冷却部とを少なくとも具備する空気調和機に用いられる空気調和機用プログラムであって、
コンピュータを、
起動時において、前記インジェクション回路に冷媒が微小流量で流れるように前記インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御する減圧弁制御部として機能させることを特徴とする空気調和機用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を制御するための制御ユニットを冷媒によって冷却する制御ユニット冷却部を有した空気調和機、当該空気調和機に用いられる室外機、及び、空気調和機用プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍装置では、圧縮機を制御するための制御ユニットを冷媒によって冷却する制御ユニット冷却部は、一連の冷凍サイクルを構成するメイン冷媒回路に設置されていた。
【０００３】
さらには、メイン冷媒回路に制御ユニット冷却部を設けた従来の構成では、オイルフォーミング等により潤滑油が室内機に大量に流出してしまうのを防ぐために、メイン冷媒回路内の冷媒流量を絞らなければならない場合に制御ユニットの冷却が不十分になるという問題がある。このようなことから、一連の冷凍サイクルを構成するメイン冷媒回路に制御ユニット冷却部を設置して制御ユニットを冷却する方法は好ましくない。
【０００４】
一方、冷凍サイクルとしての効率を向上させることを目的とした従来技術として、メイン冷媒回路とは別に、該メイン冷媒回路から分岐したインジェクション回路を形成した冷凍装置が既に公知となっている（特許文献１参照）。特許文献１記載の冷凍装置では、このインジェクション回路内に、インバータ冷却部が制御ユニット冷却部として設けられており、メイン冷媒回路から分流した冷媒の一部が膨張弁を介してインバータ冷却部に流入し、流入した冷媒によって、制御ユニットの一種であるインバータ装置が冷却されている（特許文献１の図１参照）。
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された技術では、起動時にあっては、冷凍サイクル全体で見た場合に、インジェクション回路に流入する冷媒の流量が多くなるほど、メイン冷媒回路に十分な量の冷媒を流すことができず、冷凍サイクルとしてのメイン冷媒回路の起動が遅くなる等の所望の起動制御が実現できないという不具合が生じる。このような不具合を防止する観点からすると、上記起動時にあってはインジェクション回路における膨張弁を閉じることによって、インジェクション回路に冷媒を絶対に流さないことがこれまでの技術常識とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された冷凍装置は、その構成上、インジェクション回路内にインバータ冷却部を設けたものであるため、上記技術常識に基づいて、起動時におけるインジェクション回路への冷媒の流入を一律に規制すると、起動時においてはインバータ冷却部に冷却するための冷媒を供給することができず、インバータ装置を冷却できないという問題がある。
だからと言って、単純に起動時においてもインジェクション回路に対して冷媒を流すようにしてしまうと、上述したようなメイン冷媒回路の起動制御等に関する問題が生じることになり、冷凍サイクルとしての基本機能が大幅に損なわれてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、起動時において、メイン冷媒回路については従来と略同等の性能を発揮できるようにしつつ、インジェクション回路に設けられた制御ユニット冷却部により制御ユニットの冷却を十分に行うことのできる空気調和機、室外機、及び、空気調和機用プログラム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】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討の結果、起動時においてはインジェクション回路に冷媒を絶対に流さないというこれまでの技術常識を覆す技術思想を見出した。より具体的には、起動時であっても、微小流量であればインジェクション回路に冷媒を流しても、メイン冷媒回路に対して悪影響を及ぼすことなく、制御ユニットの冷却に必要な冷媒を確保できることを見出し、本発明の完成に至った。
【００１０】
以下の構成により、本発明の上記課題は達成することができる。
【００１１】
すなわち、本発明の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を順に冷媒が流れるように構成されたメイン冷媒回路と、前記メイン冷媒回路における前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間から分岐し、前記圧縮機に吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる冷媒を戻すように構成されたインジェクション回路と、を備える空気調和機であって、前記インジェクション回路が、冷媒圧力を減圧するインジェクション減圧弁と、前記圧縮機を制御するための制御ユニットを冷媒により冷却する制御ユニット冷却部とを少なくとも具備し、起動時において、前記インジェクション回路に冷媒が微小流量で流れるように前記インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御する減圧弁制御部をさらに備えたことを特徴とする。
ここで、「起動時」とは、例えば「圧縮機が停止状態から運転を開始した後、所定時間が経過するまでの期間（通常運転に移行するまでの期間）」を含む。また、「微小流量」とは例えば「制御ユニットの冷却に必要十分な流量であって、圧縮機の通常運転時と比べて十分に小さな流量」を含む。加えて、「微小流量相当開度」とは、例えば「圧縮機の通常運転時にインジェクション回路に流入する冷媒流量と比べて十分に小さい冷媒流量に相当する開度」を含む。
【００１２】
このように構成すれば、起動時において、減圧弁制御部が、インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御することで、インジェクション回路に対して微小流量でありながらも、制御ユニットの冷却に必要十分な流量の冷媒を流すことができるので、起動時においても、制御ユニットを十分に冷却できるとともに、メイン冷媒回路に十分な量の冷媒を流すことができるので、メイン冷媒回路の起動が遅くなる等の起動制御に関する問題が生じるのを防ぐことができ、従来と同等の空気調和機としての機能を保つことができる。
【００１３】
制御ユニットに故障が生じない程度に必要最低限で制御ユニットの冷却を行いつつ、高圧側の冷媒圧力が急激に上昇することによるメイン冷媒回路への弊害を防止するという効果を得るには、前記微小流量が、前記制御ユニット冷却部により前記制御ユニットが冷却されて当該制御ユニットの耐久温度以下となる冷媒流量以上であり、かつ、所定時間内における高圧側の冷媒圧力の変化量が予め定められた制限値以内となる冷媒流量であることが好ましい。
【００１４】
インジェクション減圧弁を介して制御ユニット冷却部に供給される冷媒をほとんど気化していない液リッチな状態にすることができ、液冷によって効率よく制御ユニットを冷却することができるという効果を得るには、前記インジェクション回路が、冷媒の熱交換が行われるサブクーラー蒸発部をさらに具備し、前記制御ユニット冷却部が、前記インジェクション減圧弁と前記サブクーラー蒸発部の間に設けられていることが好ましい。
【００１５】
吐出側圧力と吸入側圧力の中間圧となるインジェクション回路には、起動時においては吐出側圧力と中間圧との差圧が小さいため、冷媒が流れにくく、制御ユニットの冷却に必要な冷媒流量を確保できない場合がある。そこで、インジェクション回路の内部圧力を圧縮機の吸入圧力と略同じ圧力まで低下させて、インジェクション回路において制御ユニットの冷却に必要十分な冷媒流量を確実に確保するための差圧を生じさせるという効果を得るには、前記インジェクション回路の前記制御ユニット冷却部よりも下流側と、前記圧縮機の吸入口に接続される圧縮機吸入配管との間を接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられた開閉弁と、前記開閉弁の開閉を制御する開閉弁制御部と、をさらに備え、前記減圧弁制御部が前記インジェクション減圧弁を微小流量相当開度に制御している場合において、前記開閉弁制御部が、前記開閉弁を開放状態に制御するように構成されていればよい。
【００１６】
高負荷運転時においても起動時と同様に、インジェクション回路に対して微小流量でありながらも、制御ユニットの冷却に必要十分な流量の冷媒を流すことで、高圧側の冷媒圧力が高負荷閾値圧力よりもさらに高くなることを防止して、圧縮機を安全に運転しながら、高負荷運転時における制御ユニットの冷却を十分に行うことができるという効果を得るには、前記減圧弁制御部が、高圧側の冷媒圧力が予め定められた高負荷閾値圧力よりも高くなる高負荷運転時に前記インジェクション回路に冷媒が前記微小流量で流れるように前記インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御するように構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明の空気調和機によれば、起動時において、減圧弁制御部が、インジェクション減圧弁の開度を微小流量相当開度に制御することで、インジェクション回路に対して微小流量でありながらも、制御ユニットの冷却に必要十分な流量の冷媒を流すことができるので、起動時における制御ユニットの冷却を十分に行うことができるとともに、メイン冷媒回路にも十分な量の冷媒を流すことができるので、従来と同等の起動制御性能を実現できる。
【００１８】
言い換えると、特許文献１に開示された冷凍装置のようにこれまでの技術常識に基づいて、起動時におけるインジェクション回路への冷媒の流入を一律に規制した場合と比べて、本発明であれば、起動時における制御ユニットの冷却と、メイン冷媒回路における起動制御性能を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態として示した空気調和機の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る空気調和機の通常運転時における冷媒サイクルの状態を示すＰ−Ｈ線図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る空気調和機の起動時における冷媒サイクルの状態を示すＰ−Ｈ線図である。
【図５】インジェクション減圧弁の開度と、ＩＰＭ温度と、圧縮機の消費電力との関係の一例を示す図である。
【図６】ＩＰＭ温度と、インジェクション減圧弁の開度と、圧縮機の運転周波数との関係の一例を示す図である。
【図７】外気温度とＩＰＭ温度との関係の一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態における起動時の弁機構制御動作の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜図８を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空気調和機１について説明する。
【００２１】
[空気調和機１の構成]
図１は、本発明の第１実施形態として示した空気調和機１の構成例を示している。空気調和機１は、圧縮機５をインバータ制御するためのインバータ回路Ｃ（制御ユニット）を冷媒により冷却可能なインバータ回路冷却部（制御ユニット冷却部）１６を備えた空気調和機１であって、図１に示すように、室内機２と室外機３とを備えている。なお、図１中の破線は、圧縮機５の吸入口に接続される圧縮機吸入配管１９を示している。圧縮機吸入配管１９は、圧縮機５と四路切換弁６との間に設けられている。図１に示すように、圧縮機吸入配管１９の途中には、アキュムレータ１１が配置されている。
【００２２】
室内機２は、室内熱交換器４と、室内における室温を検知可能な室温センサ（図示せず）と、利用者の操作に応じて室内機２を制御可能なリモコン（図示せず）等を有している。
【００２３】
室外機３は、圧縮機５と、四路切換弁６と、室外ファン７と、室外熱交換器８と、膨張弁９と、外気温度を検知可能な外気温度センサ１０と、アキュムレータ１１と、制御部１２とを有している。アキュムレータ１１は、流入した冷媒を気液分離するものであり、圧縮機５と四路切換弁６との間に配設されている。制御部１２は、各温度センサからの検出情報に基づいて圧縮機５の冷媒吐出量、及び、膨張弁９の開度等を制御可能に構成されている。
【００２４】
空気調和機１は、メイン冷媒回路１３、インジェクション回路１４、及び、バイパス配管２０を有している。メイン冷媒回路１３は、圧縮機５、室外熱交換器８、膨張弁９、及び、室内熱交換器４を順に冷媒が流れるように構成された回路である。インジェクション回路１４は、メイン冷媒回路１３における室外熱交換器８と室内熱交換器４との間から分岐し、圧縮機５に吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる冷媒を戻すように構成された回路である。
【００２５】
インジェクション回路１４は、室外熱交換器８と室内熱交換器４との間から分岐して圧縮機５に戻るように構成されたインジェクション配管１８（図１中の太線で示す配管）を有しており、このインジェクション配管１８上に設けられたインジェクション減圧弁１５と、インバータ回路冷却部１６と、サブクーラー蒸発部１７とを有している。言い換えると、前記インバータ回路冷却部１６は、前記インジェクション減圧弁１５と、前記サブクーラー蒸発部１７との間に設けられており、前記サブクーラー蒸発部１７の上流側にあることから、略液体の状態の冷媒が前記インバータ回路冷却部１６に流入することになる。
【００２６】
インジェクション減圧弁１５は、その開度を調節することによって、冷媒の圧力を減圧可能に構成されている。インバータ回路冷却部１６は、インジェクション回路１４においてインジェクション減圧弁１５とサブクーラー蒸発部１７との間に設けられている。
【００２７】
インバータ回路冷却部１６は、インバータ回路Ｃに対して接触する接触部１６ａと、接触部１６ａの内部を蛇行する冷却配管１６ｂとを有しており、冷却配管１６ｂを流れる冷媒によってインバータ回路Ｃを冷却可能に構成されている。
【００２８】
サブクーラー蒸発部１７は、インジェクション減圧弁１５及びインバータ回路冷却部１６よりも下流側に設けられている。サブクーラー蒸発部１７は、インジェクション配管１８を流れる冷媒と、メイン冷媒回路１３を流れる冷媒との間で熱交換が行われるように構成されている。サブクーラー蒸発部１７においてインジェクション配管１８を流れる冷媒は、メイン冷媒回路１３を流れる冷媒から吸熱して蒸発する。そして、蒸発して気化した冷媒は、吸入圧力と吐出圧力との間の圧力で、圧縮機５に戻される。
【００２９】
バイパス配管２０は、インジェクション回路１４のインバータ回路冷却部１６よりも下流側と、圧縮機吸入配管１９との間を接続する配管として構成されている。本実施形態では、サブクーラー蒸発部１７の出口と、圧縮機吸入配管１９の途中に設けられているアキュムレータ１１の吸入側とが、バイパス配管２０によって接続されている。また、バイパス配管２０には、開閉弁２０ａが設けられている。この開閉弁２０ａは、その開閉を制御することによって、インジェクション回路１４の内部圧力を調節可能に構成されている。
【００３０】
[制御部１２の構成]
図２は、制御部１２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１２は、減圧弁制御部２１と、開閉弁制御部２２とを備える。
【００３１】
減圧弁制御部２１は、起動時において、インジェクション回路１４に冷媒が微小流量で流れるようにインジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御可能に構成されている。本実施形態では、「微小流量」を、「インバータ回路冷却部１６によりインバータ回路Ｃが冷却されて当該インバータ回路Ｃの耐久温度以下となる冷媒流量以上であり、かつ、所定時間内における高圧側の冷媒圧力の変化量が予め定められた制限値以内となる冷媒流量」と定義する。また、「微小流量相当開度」は、本実施形態で定義した「微小流量」に相当するインジェクション減圧弁１５の開度を意味する。
開閉弁制御部２２は、開閉弁２０ａの開閉を制御可能に構成されている。開閉弁制御部２２は、減圧弁制御部２１がインジェクション減圧弁１５を微小流量相当開度に制御している場合において、開閉弁２０ａを開放状態に制御するように構成されている。
【００３２】
［空気調和機１における冷媒の流れについて］
次に、本実施形態に係る空気調和機１における冷媒の流れを、図３のＰ−Ｈ（圧力−エンタルピー）線図を参照しながら、空気調和機１の通常運転時の動作について説明する。ここでは、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
【００３３】
まず、冷媒は気化した状態で圧縮機５において吸入圧力Ｐ１から吐出圧力Ｐ２になるまで圧縮される（図３中のＡ→Ｇ→Ｂ）。そして、圧縮機５から吐出された冷媒（本実施形態では、冷媒温度：５０［℃］）は、室外空気への放熱により凝縮されて液化する（図３中のＢ→Ｃ）。液化した冷媒は、室外熱交換器８と室内熱交換器４との間で分流し、その一部は、吐出圧力Ｐ２から吸入圧力Ｐ１になるまで減圧されて気液平衡状態となる（図３中のＣ→Ｄ）。気液平衡状態となった冷媒の一部は、室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内空気が冷却される。冷媒の一部は、圧縮機５の吸入側に吸入されて再び圧縮される（図３中のＤ→Ａ）。
【００３４】
一方、室外熱交換器８の下流側で分流した冷媒は、インジェクション減圧弁１５において、吐出圧力Ｐ２から圧力Ｐ３になるまで減圧されて液リッチな気液平衡状態となる（図３中のＣ→Ｅ）。この減圧された液リッチな状態の冷媒（本実施形態では、冷媒温度：２０［℃］）は、インバータ回路冷却部１６に供給される。ここでは、液リッチな状態である冷媒を用いてインバータ回路Ｃが冷却される。この冷却の後、冷媒は、サブクーラー蒸発部１７に供給される（図３中のＥ→Ｆの一部）。ここでは、残りの冷媒が、熱交換によって蒸発し、圧力Ｐ３で再び圧縮機５に流入する（図３中のＦ→Ｇ）。
【００３５】
続いて、図４の起動時の状態を示すＰ−Ｈ（圧力−エンタルピー）線図を参照しながら、空気調和機１の起動時の動作について説明する。なお、図４では、飽和液線及び飽和蒸気線の図示を省略している。
【００３６】
空気調和機１の起動時において、圧縮機５の吸入圧力Ｐ１と吐出圧力Ｐ２との差圧（Ｐ２−Ｐ１）は、通常運転時の差圧と比べて極めて小さい値であって、メイン冷媒回路１３に冷媒を流すのに必要な程度の値に過ぎない。よって、吐出圧力Ｐ２と吸入圧力Ｐ１の中間圧Ｐ３となるインジェクション回路１４にあっては、起動時において冷媒を流すのに必要な差圧（Ｐ２−Ｐ３）が、メイン冷媒回路１３に冷媒を流すのに必要な差圧（Ｐ２−Ｐ１）よりもさらに小さな値（通常運転時の差圧と比べてはるかに小さな値）となる。このため、起動時において、インジェクション回路１４に冷媒を流すこと自体が極めて難しい場合がある。言い換えると、インジェクション回路１４に微小流量を流すための差圧を生じさせること自体が極めて困難であるため、起動時においては、インジェクション回路１４に冷媒が流れにくく、インジェクション回路１４に微小流量の冷媒すら流せない場合がある。
【００３７】
これに対して、この実施形態では、インジェクション回路１４のインバータ回路冷却部１６よりも下流側にあるサブクーラー蒸発部１７の出口と、アキュムレータ１１の吸入側との間を接続するバイパス配管２０を使用しているので、バイパス配管２０に設けられている開閉弁２０ａの開閉を制御することによって、起動時でもインジェクション回路１４に微小流量の冷媒を確実に流すことができる。より詳細には、起動時（圧縮機５が停止状態から運転を開始した後、所定時間が経過するまでの期間）において、開閉弁制御部２２が開閉弁２０ａを開放状態に制御することで、バイパス配管２０を介して、サブクーラー蒸発部１７の出口と、アキュムレータ１１の吸入側とを接続することができる。上述したように、アキュムレータ１１は、圧縮機５の吸入口に接続される圧縮機吸入配管１９の途中に設けられているので、アキュムレータ１１の吸入側との接続によって、インジェクション回路１４の内部圧力Ｐ３を圧縮機５の吸入圧力Ｐ１と略同じ圧力まで低下させることが可能となる。これにより、インバータ回路Ｃの冷却に必要十分な微小流量の冷媒をインジェクション回路１４に流すための差圧（Ｐ２−Ｐ３）を確保できる。そして、このような差圧が確保された状態で、減圧弁制御部２１がインジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御することで、起動時に、インジェクション回路１４に対して微小流量の冷媒を確実に流すことができる結果、起動時において、インジェクション回路１４におけるインバータ回路Ｃの冷却を確実に行うことができる。そして、圧縮機５が停止状態から運転を開始した後、所定時間が経過して、圧縮機５が通常運転に移行すると、開放状態にある開閉弁２０ａが開閉弁制御部２２によって閉じられるとともに、インジェクション減圧弁１５の開度が減圧弁制御部２１によって微小流量相当開度から通常運転用の開度に制御される。
【００３８】
次に、図５〜図７を参照しながら、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。ここでは、まず、図５を参照しながら、空気調和機１の微小流量制御時におけるデータについて説明する。図５は、インジェクション減圧弁１５の開度［ｐｌｓ］と、ＩＰＭ（インバータ・パワー・モジュール）温度［℃］と、圧縮機５の消費電力［ｋＷ］との関係の一例を示す図である。図５において、横軸は、ランタイム（Ｒｕｎ−Ｔｉｍｅ）［ｍｉｎ］を示している。また、左側の縦軸は、インジェクション減圧弁１５の開度［ｐｌｓ］と、ＩＰＭ温度［℃］とを示している。また、右側の縦軸は、圧縮機５の消費電力［ｋＷ］を示している。図５を見ると、起動時等の差圧が少ないときでも、インジェクション減圧弁１５を微小流量制御することで、圧縮機５の消費電力［ｋＷ］を抑制できることが分かった。これにより、起動時等における圧縮機５の負担（圧縮機５の消費電力上昇）を防止しつつ、ＩＰＭの冷却を確実に実現できることが分かった。
【００３９】
次に、図６を参照しながら、起動時の効果について説明する。図６は、ＩＰＭ温度［℃］と、インジェクション膨張弁１５の開度［ｐｌｓ］と、圧縮機５の運転周波数［Ｈｚ］との関係の一例を示す図である。図６において、横軸は、時間（Ｔｉｍｅ）［ｍｉｎ］を示している。また、縦軸は、ＩＰＭ温度［℃］と、ＥＳＣ ＥＥＶの開度［ｐｌｓ］と、圧縮機５の運転周波数［Ｈｚ］とを示している。図６を見ると、本実施例では、起動時においてＩＰＭ温度［℃］の上昇が抑制されており、ＩＰＭに故障が生じない温度範囲内でＩＰＭの冷却を実現できることが分かった。
【００４０】
続いて、図７を参照しながら、開閉弁２０ａの開閉制御によるＩＰＭの冷却効果について説明する。図７は、外気温度［℃］と、ＩＰＭ温度［℃］との関係の一例を示す図である。図７において、横軸は、外気温度［℃］を示している。また、縦軸は、ＩＰＭ温度［℃］を示している。本発明者らは、起動時に開閉弁２０ａを開放するＩＰＭの冷却方法と、起動時に開閉弁２０ａを閉鎖するＩＰＭの冷却方法との比較により、本実施形態に係る空気調和機１の有用性を検証した。図７を見ると、起動時に開閉弁２０ａを開放した場合には、起動時に開閉弁２０ａを閉鎖した場合と比べて、ＩＰＭ温度［℃］を約２０［℃］低下させることができ、大幅な冷却効果があることが分かった。この検証結果から、起動時に開閉弁２０ａを開放した場合には、インジェクション回路１４においてＩＰＭの冷却に必要十分な微小流量を確保するための差圧が生じる結果、起動時に開閉弁２０ａを閉鎖した場合と比べてインジェクション回路１４に流れ込む冷媒流量を増やすことができ、起動時におけるＩＰＭの冷却をより確実に行うことができることが分かった。
【００４１】
[本実施形態における起動時の弁機構制御動作]
以下では、図８を参照しながら、本実施形態における起動時の弁機構制御動作の一例について説明する。図８は、本実施形態における起動時の弁機構制御動作の一例を示したフローチャートである。なお、図８に示す各動作は、制御部１２が、ＲＯＭに格納されたプログラム（空気調和機用プログラム）を実行することによって実現可能である。
【００４２】
まず、ステップＳ１において、「起動時であるか否か」の判断が制御部１２によって行われる。より具体的に、ここでは、「圧縮機５が停止状態から運転を開始したか否か」の判断が行われる。「圧縮機５が停止状態から運転を開始した」と判断された場合、処理はステップＳ２に移行する。一方、「圧縮機５が停止状態から運転を開始した」と判断されなかった場合、処理はステップＳ１を繰り返す。
【００４３】
次に、ステップＳ２において、開閉弁制御部２２が、開閉弁２０ａを開放状態に制御する。そして、処理はステップＳ３に移行する。
【００４４】
次に、ステップＳ３において、減圧弁制御部２１が、インジェクション回路１４に冷媒が微小流量で流れるようにインジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御する。そして、処理はステップＳ４に移行する。
【００４５】
次に、ステップＳ４において、「圧縮機５が停止状態から運転を開始した後、所定時間が経過したか否か（言い換えると、圧縮機５が通常運転に移行したか否か）」の判断が制御部１２によって行われる。「圧縮機５が通常運転に移行した」と判断された場合、処理はステップＳ５に移行する。一方、「圧縮機５が通常運転に移行した」と判断されなかった場合、処理はステップＳ４を繰り返す。
【００４６】
次に、ステップＳ５において、開閉弁制御部２２が、開閉弁２０ａを閉鎖する。そして、処理はステップＳ６に移行する。
【００４７】
次に、ステップＳ６において、減圧弁制御部２１が、インジェクション減圧弁１５の開度を通常運転用開度に制御する。これにより、本実施形態における起動時の弁機構制御動作が完了する。
【００４８】
[本実施形態における空気調和機の特徴]
上記構成によれば、起動時において、減圧弁制御部２１が、インジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御することで、インジェクション回路１４に対して微小流量でありながらも、インバータ回路Ｃの冷却に必要十分な流量の冷媒を流すことができるので、起動時においても、インバータ回路Ｃを十分に冷却できるとともに、メイン冷媒回路１３に十分な量の冷媒を流すことができるので、メイン冷媒回路１３の起動が遅くなる等の起動制御に関する問題が生じるのを防ぐことができ、従来と同等の空気調和機としての機能を保つことができる。
【００４９】
言い換えると、特許文献１に開示された冷凍装置のようにこれまでの技術常識に基づいて、起動時におけるインジェクション回路への冷媒の流入を一律に規制した場合と比べて、上記構成であれば、起動時におけるインバータ回路Ｃの冷却と、メイン冷媒回路１３における起動制御性能を両立することができる。
【００５０】
そして、上記構成では、「微小流量」が、「インバータ回路冷却部１６によりインバータ回路Ｃが冷却されて当該インバータ回路Ｃの耐久温度以下となる冷媒流量以上であり、かつ、所定時間内における高圧側の冷媒圧力の変化量が予め定められた制限値以内となる冷媒流量」と定義されるので、インバータ回路Ｃに故障が生じない程度に必要最低限でインバータ回路Ｃの冷却を行いつつ、高圧側の冷媒圧力Ｐ２が急激に上昇することによるメイン冷媒回路１３への弊害を防止するという効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記構成に示すように、インバータ回路冷却部１６が、インジェクション回路１４においてインジェクション減圧弁１５とサブクーラー蒸発部１７との間に設けられているので、液リッチな状態の冷媒を、インジェクション減圧弁１５を介してインバータ回路冷却部１６に供給することができる。これにより、インバータ回路冷却部１６において、ほとんど気化していない液リッチな状態の冷媒を用いてインバータ回路Ｃを冷却することができる。したがって、気化した状態にある冷媒を用いてインバータ回路Ｃを冷却する場合と比べて、インバータ回路Ｃから奪うことのできる熱量を大きくできる結果、インバータ回路Ｃの冷却効率を向上させることができる。
【００５２】
加えて、吐出側圧力Ｐ２と吸入側圧力Ｐ１の中間圧Ｐ３となるインジェクション回路１４には、起動時においては吐出側圧力Ｐ２と中間圧Ｐ３の差圧（Ｐ２−Ｐ３）が小さいため、冷媒が流れにくく、インバータ回路Ｃの冷却に必要な冷媒流量を確保できない場合がある。それに対して、上記構成によれば、インジェクション回路１４の内部圧力Ｐ３を圧縮機５の吸入圧力Ｐ１と略同じ圧力まで低下させて、インジェクション回路１４においてインバータ回路Ｃの冷却に必要十分な冷媒流量を確実に確保するための差圧を生じさせるという効果を得ることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、制御ユニットの一例として、圧縮機をインバータ制御するためのインバータ回路を、インジェクション回路のインバータ回路冷却部を用いて冷却する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、インバータ回路以外にも、圧縮機を制御するための各種制御ユニットを、インジェクション回路の制御ユニット冷却部を用いて冷却してもよい。
【００５５】
なお、上記実施形態では、インバータ回路の冷却に本発明を適用する例について述べたが、インバータ回路以外にも、圧縮機を制御する制御ユニットであって冷却が必要なものであれば、本発明を適用できる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、インジェクション配管１８の上流側から下流側に向けて、インジェクション減圧弁１５、インバータ回路冷却部１６、及び、サブクーラー蒸発部１７をこの順序で配置する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、この配置順序は変更できる。
【００５７】
なお、上記実施形態では、サブクーラー蒸発部１７の出口と、アキュムレータ１１の吸入側との間を接続するバイパス配管２０を設ける例について述べたが、本発明はこれに限定されず、起動時において、インバータ回路Ｃの冷却に必要十分な微小流量の冷媒をインジェクション回路１４に流すための差圧を確保できるのであれば、バイパス配管２０を設ける必要はない。
【００５８】
なお、上記実施形態では、バイパス配管２０を介して、インジェクション回路１４のインバータ回路冷却部１６よりも下流側を、圧縮機吸入配管１９の途中に設けられているアキュムレータ１１の吸入側へ接続する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、インバータ回路冷却部１６よりも下流側の接続先は、圧縮機吸入配管１９の任意の位置でよい。
【００５９】
なお、上記実施形態では、減圧弁制御部２１が、起動時において、インジェクション回路１４に冷媒が微小流量で流れるようにインジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御する例について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。減圧弁制御部２１が、高圧側の冷媒圧力Ｐ２が予め定められた高負荷閾値圧力よりも高くなる高負荷運転時にインジェクション回路１４に冷媒が微小流量で流れるようにインジェクション減圧弁１５の開度を微小流量相当開度に制御してもよい。これにより、高負荷運転時においても起動時と同様に、インジェクション回路１４に対して微小流量でありながらも、インバータ回路Ｃの冷却に必要十分な流量の冷媒を流すことで、高圧側の冷媒圧力Ｐ２が高負荷閾値圧力よりもさらに高くなることを防止して、圧縮機５を安全に運転しながら、高負荷運転時におけるインバータ回路Ｃの冷却を十分に行うことができるという効果を得る。
【符号の説明】
【００６０】
１    空気調和機
２    室内機
３    室外機
４    室内熱交換器
５    圧縮機
６    四路切換弁
７    室外ファン
８    室外熱交換器
９    膨張弁
１０    外気温度センサ
１１    アキュムレータ
１２    制御部
１３    メイン冷媒回路
１４    インジェクション回路
１５    インジェクション減圧弁
１６    インバータ回路冷却部（制御ユニット冷却部）
１７    サブクーラー蒸発部
１８    インジェクション配管
１９    圧縮機吸入配管
２０    バイパス配管
２０ａ    開閉弁
２１    減圧弁制御部
２２    開閉弁制御部
Ｃ    インバータ回路（制御ユニット）
【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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