(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２１）、四路切換弁（２２）、室外熱交換器（２３）、膨張弁（２４）、室内熱交換器（４１）が接続されることによって構成された冷媒回路（１０）を有しており、前記四路切換弁を冷房サイクル状態に切り換えることによって、前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記室内熱交換器の順に冷媒を循環させる冷房運転を行い、前記四路切換弁を暖房サイクル状態に切り換えることによって、前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う空気調和装置において、
給電後の所定の停止時間経過前に前記暖房運転を開始する際に、前記四路切換弁を前記冷房サイクル状態に切り換えたままで、前記圧縮機の運転回転数を所定の四切切換下限回転数まで大きくするとともに、前記四路切換弁を前記冷房サイクル状態から前記暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行い、前記四路切換弁切換制御の終了後に、前記圧縮機の運転回転数を前記四切切換下限回転数よりも小さい冷媒過熱度増大回転数まで小さくするとともに、前記膨張弁を前記四路切換弁切換制御の終了時における開度よりも小さくする冷媒過熱度増大制御を行い、
給電後の所定の停止時間経過後に前記暖房運転を開始する際は、前記四路切換弁切換制御を行うが、前記四路切換弁切換制御の終了後に、前記冷媒過熱度増大制御を行わない、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
圧縮機（２１）、四路切換弁（２２）、室外熱交換器（２３）、膨張弁（２４）、室内熱交換器（４１）が接続されることによって構成された冷媒回路（１０）を有しており、前記四路切換弁を冷房サイクル状態に切り換えることによって、前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記室内熱交換器の順に冷媒を循環させる冷房運転を行い、前記四路切換弁を暖房サイクル状態に切り換えることによって、前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う空気調和装置において、
給電後の所定の停止時間経過前に前記暖房運転を開始する際に、前記四路切換弁を前記冷房サイクル状態に切り換えたままで、前記圧縮機の運転回転数を所定の四切切換下限回転数まで大きくするとともに、前記四路切換弁を前記冷房サイクル状態から前記暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行い、前記四路切換弁切換制御の終了後に、前記圧縮機の運転回転数を前記四切切換下限回転数よりも小さい冷媒過熱度増大回転数まで小さくするとともに、前記膨張弁を前記四路切換弁切換制御の終了時における開度よりも小さくする冷媒過熱度増大制御を行い、
前記四路切換弁切換制御及び前記冷媒過熱度増大制御の際に、前記膨張弁（２４）の開度は、前記圧縮機（２１）の運転回転数が大きくなるにしたがって大きくなるように制御される、
空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記冷媒回路（１０）は、前記圧縮機（２１）に吸入される冷媒を一時的に溜めるアキュムレータ（２５）をさらに有しており、
前記冷媒過熱度増大制御の終了後に、前記暖房運転の通常制御時の変化速度よりも小さい変化速度で前記圧縮機の運転回転数を大きくするアキュムレータフォーミング抑制制御を行う、
請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記冷媒過熱度増大制御は、前記圧縮機（２１）に吸入される冷媒の過熱度が所定の吸入過熱度閾値以上になった場合、前記圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が所定の吐出過熱度閾値以上になった場合、又は、所定の制御時間が経過した場合に終了する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
【請求項５】
前記室外熱交換器（２３）を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を前記室外熱交換器に供給する室外ファン（３６）と、前記室内熱交換器（４１）を流れる冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を前記室内熱交換器に供給する室内ファン（４２）とをさらに有しており、
前記冷媒過熱度増大制御時に、前記室外ファン及び前記室内ファンの運転を行う、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、特に、四路切換弁によって冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１、２（特開２００５−３０００５６号公報、特開２０１１−１４５０１７号公報）に示すように、四路切換弁によって冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な空気調和装置がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の空気調和装置では、通電直後の暖房運転開始時において、圧縮機内に冷媒が寝込むような運転条件では、圧縮機の吸入側に液冷媒が戻りやすくなる。このため、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きにくい状態になり、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態（すなわち、湿り状態）で暖房運転が行われる時間が長くなるおそれがある。
【０００４】
これに対して、特許文献１に記載の空気調和装置では、冷凍サイクルの初回通電時において、四路切換弁を冷房サイクル状態のままで圧縮機を起動し、圧縮機からの冷凍機油の吐出量が多いと判定された場合に、圧縮機の周波数を小さくし、かつ、膨張弁を閉止することによって、室外熱交換器に冷凍機油を溜め、その後に、四路切換弁を暖房サイクル状態に切り換えることによって、室外熱交換器に溜めた冷凍機油を圧縮機に戻し、圧縮機において冷凍機油が不足することを防ぐようにしている。しかし、このような初回通電時の制御では、圧縮機内に冷媒が寝込むような運転条件では、四路切換弁を暖房サイクル状態に切り換える時に、圧縮機の吸入側に冷凍機油とともに液冷媒が戻りやすくなる。このため、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きにくい状態を助長してしまい、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間が長くなるおそれがある。
【０００５】
また、特許文献２に記載の空気調和装置では、給電復旧時の起動開始時において、圧縮機の運転周波数を徐々に大きくするようにしている。しかし、このような給電復旧時の制御では、圧縮機以外のアクチュエータについて特別な制御を行っていないため、圧縮機内に冷媒が寝込むような運転条件では、圧縮機の吸入側に液冷媒が戻りやすい状況が大幅には改善されにくい。このため、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きにくい状態が速やかに改善されることはなく、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることは困難である。
【０００６】
本発明の課題は、四路切換弁によって冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な空気調和装置において、通電直後の暖房運転開始時に、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点にかかる空気調和装置は、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器が接続されることによって構成された冷媒回路を有しており、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。冷房運転は、四路切換弁を冷房サイクル状態に切り換えることによって、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器の順に冷媒を循環させる運転である。暖房運転は、四路切換弁を暖房サイクル状態に切り換えることによって、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる運転である。そして、ここでは、給電後の所定の停止時間経過前に暖房運転を開始する際に、四路切換弁を冷房サイクル状態に切り換えたままで、圧縮機の運転回転数を所定の四切切換下限回転数まで大きくするとともに、四路切換弁を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行う。そして、四路切換弁切換制御の終了後に、圧縮機の運転回転数を四切切換下限回転数よりも小さい冷媒過熱度増大回転数まで小さくするとともに、膨張弁を四路切換弁切換制御の終了時における開度よりも小さくする冷媒過熱度増大制御を行い、給電後の所定の停止時間経過後に暖房運転を開始する際は、四路切換弁切換制御を行うが、四路切換弁切換制御の終了後に、冷媒過熱度増大制御を行わない。
【０００８】
ここでは、給電後の所定の停止時間経過前に暖房運転を開始する際、すなわち、給電直後に暖房運転を開始する際に、四路切換弁を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行った後に、圧縮機の運転回転数を小さくするとともに膨張弁の開度を小さくする冷媒過熱度増大制御を行うようにしている。このため、特許文献１、２のような従来の制御とは異なり、圧縮機の吸入側に液冷媒が戻りにくくなる。
【０００９】
これにより、ここでは、通電直後の暖房運転開始時に、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きやすくなり、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることができる。
【００１０】
第２の観点にかかる空気調和装置は、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器が接続されることによって構成された冷媒回路を有しており、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。冷房運転は、四路切換弁を冷房サイクル状態に切り換えることによって、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器の順に冷媒を循環させる運転である。暖房運転は、四路切換弁を暖房サイクル状態に切り換えることによって、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる運転である。そして、ここでは、給電後の所定の停止時間経過前に暖房運転を開始する際に、四路切換弁を冷房サイクル状態に切り換えたままで、圧縮機の運転回転数を所定の四切切換下限回転数まで大きくするとともに、四路切換弁を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行う。そして、四路切換弁切換制御の終了後に、圧縮機の運転回転数を四切切換下限回転数よりも小さい冷媒過熱度増大回転数まで小さくするとともに、膨張弁を四路切換弁切換制御の終了時における開度よりも小さくする冷媒過熱度増大制御を行う。しかも、四路切換弁切換制御及び冷媒過熱度増大制御の際に、膨張弁の開度が、圧縮機の運転回転数が大きくなるにしたがって大きくなるように制御される。
【００１１】
ここでは、給電後の所定の停止時間経過前に暖房運転を開始する際、すなわち、給電直後に暖房運転を開始する際に、四路切換弁を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行った後に、圧縮機の運転回転数を小さくするとともに膨張弁の開度を小さくする冷媒過熱度増大制御を行うようにしている。このため、特許文献１、２のような従来の制御とは異なり、圧縮機の吸入側に液冷媒が戻りにくくなる。
【００１２】
これにより、ここでは、通電直後の暖房運転開始時に、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きやすくなり、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることができる。
【００１３】
しかも、ここでは、四路切換弁切換制御及び冷媒過熱度増大制御において、膨張弁の開度を圧縮機の運転回転数に連動させて変化させるようにしている。
【００１４】
これにより、ここでは、冷媒過熱度増大制御時に、圧縮機の運転回転数を小さくする制御と膨張弁の開度を小さくする制御とを容易に同時に行うことができる。
【００１５】
第３の観点にかかる空気調和装置は、第１又は第２の観点にかかる空気調和装置において、冷媒回路が、圧縮機に吸入される冷媒を一時的に溜めるアキュムレータをさらに有している。そして、ここでは、冷媒過熱度増大制御の終了後に、暖房運転の通常制御時の変化速度よりも小さい変化速度で圧縮機の運転回転数を大きくするアキュムレータフォーミング抑制制御を行う。
【００１６】
冷媒過熱度増大制御の終了後に圧縮機の運転回転数を急激に大きくすると、圧縮機の吸入側における冷媒の圧力が急激に低下する。このため、アキュムレータ内に液冷媒が溜まっている場合には、アキュムレータ内の液冷媒が急激に蒸発することで泡立つ現象（フォーミング）が発生するおそれがある。
【００１７】
そこで、ここでは、冷媒過熱度増大制御の終了後に、暖房運転の通常制御時の変化速度よりも小さい変化速度で圧縮機の運転回転数を大きくする制御を行うようにしている。
【００１８】
これにより、ここでは、アキュムレータにおけるフォーミングの発生を抑えることができる。
【００１９】
第４の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第３の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒過熱度増大制御が、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度が所定の吸入過熱度閾値以上になった場合、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が所定の吐出過熱度閾値以上になった場合、又は、所定の制御時間が経過した場合に終了する。
【００２０】
ここでは、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度、又は、制御時間の条件を満たす場合に、冷媒過熱度増大制御を終了させるようにしている。
【００２１】
これにより、ここでは、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態を確実に解消した後に、アキュムレータフォーミング抑制制御や暖房運転の通常制御に移行することができる。
【００２２】
第５の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、室外熱交換器を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器に供給する室外ファンと、室内熱交換器を流れる冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を室内熱交換器に供給する室内ファンとをさらに有している。そして、ここでは、冷媒過熱度増大制御時に、室外ファン及び室内ファンの運転を行う。
【００２３】
ここでは、冷媒過熱度増大制御時においても、室外ファン及び室内ファンの運転を行うようにしている。
【００２４】
これにより、ここでは、圧縮機の運転回転数が小さい条件ながらも、暖房運転を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２６】
第１の観点にかかる空気調和装置では、通電直後の暖房運転開始時に、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きやすくなり、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることができる。
【００２７】
第２の観点にかかる空気調和装置では、通電直後の暖房運転開始時に、圧縮機から吐出される冷媒に過熱が付きやすくなり、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることができる。しかも、冷媒過熱度増大制御時に、圧縮機の運転回転数を小さくする制御と膨張弁の開度を小さくする制御とを容易に同時に行うことができる。
【００２８】
第３の観点にかかる空気調和装置では、アキュムレータにおけるフォーミングの発生を抑えることができる。
【００２９】
第４の観点にかかる空気調和装置では、圧縮機から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態を確実に解消した後に、アキュムレータフォーミング抑制制御や暖房運転の通常制御に移行することができる。
【００３０】
第５の観点にかかる空気調和装置では、圧縮機の運転回転数が小さい条件ながらも、暖房運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図２】空気調和装置の制御ブロック図である。
【図３】暖房非通電起動制御のフローチャートである。
【図４】暖房非通電起動制御時の圧縮機、膨張弁、室外ファン及び室内ファンのタイムチャートである。
【図５】四路切換弁切換制御及び冷媒過熱度増大制御時における膨張弁の開度と圧縮機の運転回転数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００３３】
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略構成図である。
【００３４】
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット４とが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット２と室内ユニット４とは、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されている。すなわち、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４とが冷媒連絡管５、６を介して接続されることによって構成されている。
【００３５】
＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、室内に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室内ユニット４は、主として、室内熱交換器４１を有している。
【００３６】
室内熱交換器４１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器４１の液側は液冷媒連絡管５に接続されており、室内熱交換器４１のガス側はガス冷媒連絡管６に接続されている。
【００３７】
室内ユニット４は、室内ユニット４内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４１において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン４２を有している。すなわち、室内ユニット４は、室内熱交換器４１を流れる冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を室内熱交換器４１に供給するファンとして、室内ファン４２を有している。ここでは、室内ファン４２として、室内ファン用モータ４３によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。
【００３８】
室内ユニット４には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内熱交換器４１には、室内熱交換器４１における冷媒の温度Ｔｒｒを検出する室内熱交温度センサ４４が設けられている。室内ユニット４には、室内ユニット４内に吸入される室内空気の温度Ｔｒａを検出する室内空気温度センサ４５が設けられている。
【００３９】
室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４６を有している。そして、室内側制御部４６は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット２との間で伝送線７を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４０】
＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、液側閉鎖弁２６と、ガス側閉鎖弁２７とを有している。
【００４１】
圧縮機２１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機２１は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）をインバータにより制御される圧縮機用モータ２１ａによって回転駆動する密閉式構造となっている。圧縮機２１は、吸入側に吸入管３１が接続されており、吐出側に吐出管３２が接続されている。吸入管３１は、圧縮機２１の吸入側と四路切換弁２２の第１ポート２２ａとを接続する冷媒管である。吐出管３２は、圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２の第２ポート２２ｂとを接続する冷媒管である。
【００４２】
四路切換弁２２は、冷媒回路１０における冷媒の流れの方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁２２は、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器４１を室外熱交換器２３において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁２２は、冷房運転時には、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとを連通させ、かつ、第１ポート２２ａと第４ポート２２ｄとを連通させる切り換えを行う。これにより、圧縮機２１の吐出側（ここでは、吐出管３２）と室外熱交換器２３のガス側（ここでは、第１ガス冷媒管３３）とが接続される（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。しかも、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管３１）とガス冷媒連絡管６側（ここでは、第２ガス冷媒管３４）とが接続される（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。また、四路切換弁２２は、暖房運転時には、室外熱交換器２３を室内熱交換器４１において放熱した冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器４１を圧縮機２１において圧縮された冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁２２は、暖房運転時には、第２ポート２２ｂと第４ポート２２ｄとを連通させ、かつ、第１ポート２２ａと第３ポート２２ｃとを連通させる切り換えを行う。これにより、圧縮機２１の吐出側（ここでは、吐出管３２）とガス冷媒連絡管６側（ここでは、第２ガス冷媒管３４）とが接続される（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。しかも、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管３１）と室外熱交換器２３のガス側（ここでは、第１ガス冷媒管３３）とが接続される（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。第１ガス冷媒管３３は、四路切換弁２２の第３ポート２２ｃと室外熱交換器２３のガス側とを接続する冷媒管である。第２ガス冷媒管３３は、四路切換弁２２の第４ポート２２ｄとガス冷媒連絡管６側とを接続する冷媒管である。
【００４３】
室外熱交換器２３は、冷房運転時には室外空気を冷却源とする冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には室外空気を加熱源とする冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、液側が液冷媒管３５に接続されており、ガス側が第１ガス冷媒管３３に接続されている。液冷媒管３５は、室外熱交換器２３の液側と液冷媒連絡管５側とを接続する冷媒管である。
【００４４】
膨張弁２４は、冷房運転時には、室外熱交換器２３において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧する弁である。また、膨張弁２４は、暖房運転時には、室内熱交換器４１において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧する弁である。膨張弁２４は、液冷媒管３５の液側閉鎖弁２６寄りの部分に設けられている。ここでは、膨張弁２４として、電動膨張弁が使用されている。より具体的には、膨張弁２４は、図２に示すように、主として、弁本体２４０と、弁体２５０と、駆動機構２６０とを有している。弁本体２４０は、弁室２４１内に開口する弁座２４２が形成された部材である。弁本体２４０には、弁室２４１の側方に向かって開口する第１冷媒口２４３と、弁室２４１の下方に向かって開口する第２冷媒口２４４とが形成されている。そして、第１冷媒口２４３は、液冷媒管３５の室外熱交換器２３寄りの部分に接続されており、第２冷媒口２４４は、液冷媒管３５の液側閉鎖弁２６寄りの部分に接続されている。このため、膨張弁２４は、冷房運転時において、横向きに冷媒が流入し下向きに冷媒が流出する配置状態（以下、「正サイクル配置状態」とする）で冷媒回路１０に設けられている。弁座２４２には、弁室２４１と第２冷媒口２４４とを上下方向に連通するように開口したオリフィス穴２４２ａが形成されている。弁体２５０は、駆動機構２６０によって、弁座２４２に対して上下方向に進退する部材である。駆動機構２６０は、モータやソレノイド等からなる。このような構成によって、膨張弁２４は、液冷媒管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を低圧まで減圧するようになっている。
【００４５】
アキュムレータ２５は、圧縮機２１に吸入される低圧の冷媒を一時的に溜める容器である。アキュムレータ２５は、吸入管３１に設けられている。
【００４６】
液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２６は、液冷媒管３５の端部に設けられている。ガス側閉鎖弁２７は、第２ガス冷媒管３４の端部に設けられている。
【００４７】
室外ユニット２は、室外ユニット２内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための室外ファン３６を有している。すなわち、室外ユニット２は、室外熱交換器２３を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器２３に供給するファンとして、室外ファン３６を有している。ここでは、室外ファン３６として、室外ファン用モータ３７によって駆動されるプロペラファン等が使用されている。
【００４８】
室外ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３における冷媒の温度Ｔｏｒを検出する室外熱交温度センサ３８が設けられている。室外ユニット２には、室外ユニット２内に吸入される室外空気の温度Ｔｏａを検出する室外空気温度センサ３９が設けられている。吸入管３１又は圧縮機２１には、圧縮機２１に吸入される冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の温度Ｔｓを検出する吸入温度センサ４７が設けられている。吸入管３１又は圧縮機２１には、圧縮機２１に吸入される冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ５０が設けられている。吐出管３２又は圧縮機２１には、圧縮機２１から吐出される冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ４８が設けられている。吐出管３２又は圧縮機２１には、圧縮機２１から吐出される冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ４９が設けられている。
【００４９】
室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部４０を有している。そして、室外側制御部４０は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室外ユニット２との間で伝送線７を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００５０】
＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管５、６は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
【００５１】
以上のように、室外ユニット２と、室内ユニット４と、冷媒連絡管５、６とが接続されることによって、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。空気調和装置１は、四路切換弁２２を冷房サイクル状態に切り換えることによって、圧縮機２１、室外熱交換器２３、膨張弁２４、室内熱交換器４１の順に冷媒を循環させるとともに室外ファン３６を駆動させて冷房運転を行うようになっている。また、空気調和装置１は、四路切換弁２２を暖房サイクル状態に切り換えることによって、圧縮機２１、室内熱交換器４１、膨張弁２４、室外熱交換器２３の順に冷媒を循環させるとともに室外ファン３６を駆動させて暖房運転を行うようになっている。
【００５２】
＜制御部＞
空気調和装置１は、室内側制御部４６と室外側制御部４０とから構成される制御部８によって、室外ユニット２及び室内ユニット４の各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部４６と室外側制御部４０との間を接続する伝送線７とによって、上記の冷房運転や暖房運転等を含む空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部８が構成されている。
【００５３】
制御部８は、図３に示すように、各種センサ３８、３９、４４、４５、４７〜５０等の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２１、２２、２４、３７、４３等を制御することができるように接続されている。
【００５４】
（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の基本動作（後述の暖房非通電起動制御を除く動作）について、図１を用いて説明する。空気調和装置１は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。
【００５５】
＜冷房運転＞
四路切換弁２２が冷房サイクル状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられた冷媒回路１０において、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧になるまで圧縮された後に吐出される。
【００５６】
圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、室外熱交換器２３に送られる。
【００５７】
室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３において、室外ファン３６によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。
【００５８】
室外熱交換器２３において放熱した高圧の液冷媒は、膨張弁２４に送られる。
【００５９】
膨張弁２４に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２４によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液側閉鎖弁２６及び液冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器４１に送られる。
【００６０】
室内熱交換器４１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器４１において、室内ファン４２によって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。
【００６１】
室内熱交換器４１において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管６、ガス側閉鎖弁２７及び四路切換弁２２を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００６２】
＜暖房運転＞
四路切換弁２２が暖房サイクル状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられた冷媒回路１０において、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧になるまで圧縮された後に吐出される。
【００６３】
圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡管６を通じて、室内熱交換器４１に送られる。
【００６４】
室内熱交換器４１に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４１において、室内ファン４２によって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。
【００６５】
室内熱交換器４１で放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管５及び液側閉鎖弁２６を通じて、膨張弁２４に送られる。
【００６６】
膨張弁２４に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２４によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。
【００６７】
室外熱交換器２３に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２３において、室外ファン３６によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。
【００６８】
室外熱交換器２３で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁２２を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００６９】
（３）暖房非通電起動制御
上記の暖房運転を給電後の所定の停止時間経過前に開始する際、すなわち、給電直後に暖房運転を開始する際において、圧縮機２１内に冷媒が寝込むような運転条件では、圧縮機２１の吸入側に液冷媒が戻りやすくなる。このため、圧縮機２１から吐出される冷媒に過熱が付きにくい状態になり、圧縮機２１から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態（すなわち、湿り状態）で暖房運転が行われる時間が長くなるおそれがある。
【００７０】
そこで、ここでは、以下のように、給電後の所定の停止時間経過前に暖房運転を開始する際に行われる暖房非通電起動制御において、四路切換弁を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行った後に、圧縮機の運転回転数を小さくするとともに膨張弁の開度を小さくする冷媒過熱度増大制御を行うようにしている。
【００７１】
次に、暖房非通電起動制御について、図１〜図５を用いて説明する。ここで、図３は、暖房非通電起動制御のフローチャートである。図４は、暖房非通電起動制御時の圧縮機２１、膨張弁２４、室外ファン３６及び室内ファン４２のタイムチャートである。図５は、四路切換弁切換制御及び冷媒過熱度増大制御時における膨張弁２４の開度と圧縮機２１の運転回転数との関係を示す図である。尚、以下に説明する暖房非通電起動制御は、上記の基本動作と同様、制御部８が行う。また、以下の説明では、圧縮機２１の運転回転数を変化させる制御を行う旨の記載にしているが、運転周波数を変化させることによって運転回転数を変化させる制御であってもよい。
【００７２】
＜ステップＳＴ１、ＳＴ６＞
リモコン（図示せず）等によって暖房運転の開始指令がなされると、まず、制御部８は、ステップＳＴ１の判定処理を行う。ステップＳＴ１では、暖房運転開始の指令が給電後の所定の停止時間経過前になされたものであるか、すなわち、給電直後の暖房運転を開始するものであるかどうかを判定する。これにより、圧縮機２１内に冷媒が寝込んでおり、圧縮機２１の吸入側に液冷媒が戻りやすい運転条件になっているおそれがあるかどうかを判定することができる。ここで、所定の停止時間は、給電直後の暖房運転であるかどうかを適切に判定することができるように、３〜９時間程度の時間に設定される。
【００７３】
そして、ステップＳＴ１において、暖房運転開始の指令が給電後の停止時間経過前になされたものではないと判定された場合には、ステップＳＴ６の処理に移行して、四路切換弁切換制御だけを行った後に、通常制御に移行する。すなわち、給電直後の暖房運転でない場合には、圧縮機２１内に冷媒が寝込んでおらず、圧縮機２１の吸入側に液冷媒が戻りやすい運転条件ではないため、後述のステップＳＴ３〜ＳＴ５の処理を行わずに、通常制御への移行に先立って、ステップＳＴ６の四路切換弁切換制御の処理だけを行う。具体的には、四路切換弁２２を冷房サイクル状態に切り換えたままで、圧縮機２１を駆動して、圧縮機２１の運転回転数を所定の四切切換下限回転数Ｎｃｍまで大きくするとともに、四路切換弁２２を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行う。また、ここでは、圧縮機２１の運転回転数だけでなく、膨張弁２４の開度も、所定の四切切換下限開度Ｘｃｍまで大きくするようにしている。ここで、ステップＳＴ６の四路切換弁切換制御の際に、膨張弁２４の開度は、図５に示すように、圧縮機２１の運転回転数が大きくなるにしたがって大きくなるような関係（ここでは、比例関係）になっており、これにより、膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の運転回転数に連動して変化するように制御される。ステップＳＴ６の処理は、０．５〜１．５分程度で行われて（図４の時間ｔ１参照）、その後に、室外ファン３６及び室内ファン４２を駆動し、圧縮機２１、膨張弁２４、室外ファン３６及び室内ファン４２の通常制御に移行する。
【００７４】
一方、ステップＳＴ１において、暖房運転開始の指令が給電後の停止時間経過前になされたものであると判定された場合には、ステップＳＴ６と同じ処理内容であるステップＳＴ２に移行し、その後に、ステップＳＴ３〜ＳＴ５の処理を行った後に、通常制御に移行する。
【００７５】
＜ステップＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４＞
ステップＳＴ２では、上記のステップＳＴ６と同じ処理が行われる。すなわち、四路切換弁２２を冷房サイクル状態に切り換えたままで、圧縮機２１の運転回転数を四切切換下限回転数Ｎｃｍまで大きくするとともに、四路切換弁２２を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換える四路切換弁切換制御を行う。また、ここでも、ステップＳＴ６と同様に、圧縮機２１の運転回転数だけでなく、膨張弁２４の開度を所定の四切切換下限開度Ｘｃｍまで大きくするようにしている。
【００７６】
次に、ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２の四路切換弁切換制御の終了後に、圧縮機２１の運転回転数を四切切換下限回転数Ｎｃｍよりも小さい冷媒過熱度増大回転数Ｎｓｕまで小さくするとともに、膨張弁２４を四路切換弁切換制御の終了時における開度（ここでは、四切切換下限開度Ｘｃｍ）よりも小さくする冷媒過熱度増大制御を行う。ここで、膨張弁２４の開度は、四切切換下限開度Ｘｃｍよりも小さい冷媒過熱度増大開度Ｎｓｕまで小さくしている。そして、ここでも、膨張弁２４の開度は、ステップＳＴ２、ＳＴ６と同様に、図５に示す圧縮機２１の運転回転数が大きくなるにしたがって大きくなるような関係（ここでは、比例関係）にしたがって、圧縮機２１の運転回転数に連動して変化するように制御される。すなわち、ステップＳＴ３では、四路切換弁２２を冷房サイクル状態から暖房サイクル状態に切り換えた後に、圧縮機２１の運転回転数だけでなく、膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うようにしている。また、ここでは、室外ファン３６及び室内ファン４２の運転も行うようにしている。これにより、膨張弁２４及び室外熱交換器２２を通じて圧縮機２１に戻る冷媒の流量を減少させるとともに、圧縮機２１の吸入側の圧力を低く維持することができるため、特許文献１、２のような従来の制御とは異なり、圧縮機２１の吸入側に液冷媒を戻りにくくすることができる。このため、圧縮機２１から吐出される冷媒に過熱が付きやすくなり、圧縮機２１から吐出される冷媒の過熱度が０ｄｅｇ未満の状態（すなわち、湿り状態）で暖房運転が行われる時間を短くすることができる。また、ここでは、冷媒過熱度増大制御時に、圧縮機２１の運転回転数を小さくする制御と膨張弁２４の開度を小さくする制御とを容易に同時に行うことができる。また、ここでは、冷媒過熱度増大制御時という圧縮機２１の運転回転数が小さい条件ながらも、暖房運転を行うことができる。
【００７７】
そして、ステップＳＴ３における冷媒過熱度増大制御は、ステップＳＴ４における冷媒過熱度増大制御終了条件を満たすまで行われる。ここで、冷媒過熱度増大制御終了条件は、圧縮機２１に吸入される冷媒の過熱度ＳＨｓが所定の吸入過熱度閾値ＳＨｓｓ以上になった場合、圧縮機２１から吐出される冷媒の過熱度ＳＨｄが所定の吐出過熱度閾値ＳＨｄｓ以上になった場合、又は、所定の制御時間ｔ２が経過した場合に設定されている。尚、圧縮機２１に吸入される冷媒の過熱度ＳＨｓは、低圧の冷媒の圧力Ｐｓを飽和温度に換算し、低圧の冷媒の温度Ｔｓからこの飽和温度を差し引くことによって得られる。また、圧縮機２１から吐出される冷媒の過熱度ＳＨｄは、高圧の冷媒の圧力Ｐｄを飽和温度に換算し、高圧の冷媒の温度Ｔｄからこの飽和温度を差し引くことによって得られる。また、吸入過熱度閾値ＳＨｓｓは、０ｄｅｇより大きい値（例えば、２〜８ｄｅｇ程度）に設定され、吐出過熱度閾値ＳＨｄｓは、０ｄｅｇより大きい値（例えば、５〜１５ｄｅｇ程度）に設定され、制御時間ｔ２は、５〜１５分程度に設定される。これにより、圧縮機２１から吐出される冷媒の過熱度ＳＨｄが０ｄｅｇ未満の状態を確実に解消することができる。
【００７８】
そして、ステップＳＴ４において、冷媒過熱度増大制御終了条件を満たすものと判定された場合には、ステップＳＴ５のアキュムレータフォーミング抑制制御や暖房運転の通常制御に移行する。
【００７９】
＜ステップＳＴ５＞
本実施形態の空気調和装置１では、冷媒回路１０が圧縮機に吸入される冷媒を一時的に溜めるアキュムレータ２５を有している。このため、冷媒過熱度増大制御の終了後に圧縮機２１の運転回転数を急激に大きくすると、圧縮機２１の吸入側における冷媒の圧力Ｐｓが急激に低下する。このため、アキュムレータ２５内に液冷媒が溜まっている場合には、アキュムレータ２５内の液冷媒が急激に蒸発することで泡立つ現象（フォーミング）が発生するおそれがある。
【００８０】
そこで、ステップＳＴ５では、ステップＳＴ３の冷媒過熱度増大制御の終了後に、暖房運転の通常制御時の変化速度よりも小さい変化速度で圧縮機２１の運転回転数を大きくするアキュムレータフォーミング抑制制御を行うようにしている。ここでは、圧縮機２１の運転回転数の変化速度を、通常制御時の変化速度の０．５倍程度に抑えるようにしている。これにより、圧縮機２１の運転回転数を通常制御時よりも緩やかに大きくすることができるため、圧縮機２１の吸入側における冷媒の圧力Ｐｓの急激な低下が抑えられて、アキュムレータ２５におけるフォーミングの発生を抑えることができる。
【００８１】
そして、ステップＳＴ５のアキュムレータフォーミング抑制制御を１５〜２５分程度行った後に（図４の時間ｔ３参照）、暖房運転の通常制御に移行する。
【００８２】
尚、ここでは、冷媒回路１０がアキュムレータ２５を有しているため、ステップＳＴ５の処理を行うようにしているが、冷媒回路１０がアキュムレータ２５を有しない場合には、ステップＳＴ５の処理を行わなくてもよい。
【００８３】
このようにして、本実施形態の空気調和装置１の暖房非通電起動制御（四路切換弁切換制御、冷媒過熱度増大制御、及び、アキュムレータフォーミング抑制制御）が行われる。そして、このような暖房非通電起動制御を行うこと（特に、四路切換弁切換制御の後に冷媒過熱度増大制御を行うこと）によって、通電直後の暖房運転開始時に、圧縮機２１から吐出される冷媒の過熱度ＳＨｄが０ｄｅｇ未満の状態で暖房運転が行われる時間を短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、四路切換弁によって冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な空気調和装置に対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１    空気調和装置
１０  冷媒回路
２１  圧縮機
２２  四路切換弁
２３  室外熱交換器
２４  膨張弁
２５  アキュムレータ
３６  室外ファン
４１  室内熱交換器
４２  室内ファン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００５−３０００５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４５０１７号公報
【図１】
0006024222.tif 000002
【図２】
0006024222.tif 000003
【図３】
0006024222.tif 000004
【図４】
0006024222.tif 000005
【図５】
0006024222.tif 000006