(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と配管で接続して冷媒回路を構成する室外機において、
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
外気と冷媒の熱交換を行う室外熱交換器と、
前記圧縮機の吸入側において液状の冷媒を貯留するアキュムレータと、
前記室外熱交換器に冷媒を貯留させるための貯留調整手段と、
霜取り運転から暖房運転への移行時における前記アキュムレータ内の冷媒量に基づいて、霜取り運転時に前記室外熱交換器内に貯留した冷媒を、前記霜取り運転からの移行による暖房運転時に前記アキュムレータに流入させる制御を行う制御装置と
を備えることを特徴とする室外機。
【請求項２】
前記貯留調整手段は流量調整弁を有し、
前記制御装置は、霜取り運転時における前記室外熱交換器内に貯留する冷媒量及び前記霜取り運転からの移行による暖房運転時に前記アキュムレータ側に流入させる冷媒量の少なくとも一方を調整するために前記流量調整弁の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の室外機。
【請求項３】
前記貯留調整手段は１又は複数の開閉弁を有し、
前記制御装置は、霜取り運転時における前記室外熱交換器内に貯留する冷媒量及び前記霜取り運転からの移行による暖房運転時に前記アキュムレータに流入させる冷媒量の少なくとも一方を調整するために１又は複数の開閉弁の開閉を制御することを特徴とする請求項１に記載の室外機。
【請求項４】
前記室外熱交換器と前記配管との間に室外流量調整手段をさらに備え、
前記制御装置は、霜取り運転から暖房運転への移行時における前記アキュムレータ内の冷媒量に基づいて、前記霜取り運転からの移行による暖房運転時に、前記配管内の冷媒を調整して前記アキュムレータに流入させるために室外流量調整手段の制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の室外機。
【請求項５】
前記制御装置は、霜取り運転から暖房運転への移行時における前記アキュムレータの冷媒量に基づいて、圧縮機容量を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の室外機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記圧縮機の吐出側の過熱度及び吸入側の過熱度の少なくとも一方に基づいて、前記アキュムレータの冷媒量を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の室外機。
【請求項７】
前記制御装置は、前記霜取り運転終了時に、前記アキュムレータの冷媒を前記冷媒回路に貯留させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の室外機。
【請求項８】
前記室外熱交換器において、前記冷媒と熱交換させる空気を送り込む室外ファンをさらに備え、
前記制御装置は、前記室外熱交換器内に貯留する冷媒量を調整するために、霜取り運転における前記室外ファンの風量を制御することを特徴とする請求項７に記載の室外機。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の室外機と、
冷媒と空調対象空間の空気との熱交換を行う室内側熱交換器及び前記室内側熱交換器を流れる冷媒の圧力調整を行う絞り装置を有する室内機と
を配管接続して冷媒回路を構成することを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は室外機等に係るものである。特に霜取り運転による余剰冷媒処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より空気調和装置には、例えば圧縮機と四路切換弁と室外熱交換器と電動膨張弁と室内熱交換器とが順に接続され、上記四路切換弁を切換えて冷房サイクルと暖房サイクルとに可逆運転可能に構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、暖房運転時において、室外熱交換器が着霜（フロスト）すると、暖房サイクルより冷房サイクルに切替えて、圧縮機からの高温の高圧ガス冷媒を室外熱交換器に供給して逆サイクルデフロスト運転を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２９０３７１号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されているような空気調和装置では、例えば、霜取り運転を終了して暖房運転に復帰する際、冷媒循環量の制御がなされていない。このため、例えばアキュムレータの液面が高い状態で暖房運転を行うと、アキュムレータに多くの液冷媒が流入してオーバーフローに至る可能性がある。そして、このような状況を繰り返すと、たとえば、液状の冷媒（液冷媒）が圧縮機に吸入されてしまうことで圧縮機を破損する等、空気調和装置（特に圧縮機）の信頼性を損なってしまうことになる。【０００５】
このため、アキュムレータに設けた液面検知器により冷媒量を制御することが一般的になっている。ただし、液面検知器のコスト性、生産性及び信頼性を考慮すれば、アキュムレータの容量を十分に大きくして冷媒をオーバーフローさせない方が現実的である。しかしながら、アキュムレータの容量を大きくすることでオーバーフローに備えようとすると、コンパクト化及び低コスト化の要請に応えることができないことになる。特に、複数台の室外機を組み合わせて空気調和装置を構成するような場合、全部の室外機においてオーバーフローに備えようとすると、各室外機に搭載されているアキュムレータの容積を十分に大きくしておかなければならず、さらに装置が大型化することになる。【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、例えばアキュムレータの容積等に応じたアキュムレータ内の液冷媒の調整を行うことができる室外機等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る室外機は、室内機と配管で接続して冷媒回路を構成する室外機において、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、外気と冷媒の熱交換を行う室外熱交換器と、圧縮機の吸入側において液状の冷媒を貯留するアキュムレータと、室外熱交換器に冷媒を貯留させるための貯留調整手段と、霜取り運転から暖房運転への移行時におけるアキュムレータ内の冷媒量に基づいて、霜取り運転時に室外熱交換器内に貯留した冷媒を、霜取り運転からの移行による暖房運転時にアキュムレータに流入させる制御を行う制御装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る室外機によれば、例えば霜取り運転から暖房運転に移行する際、アキュムレータの液面状態（冷媒量）に応じて、霜取り運転時に貯留調整手段により室外熱交換器に貯留していた冷媒を流入させるようにしたので、多量の液冷媒がアキュムレータに流入することがない。このため、圧縮機への過度の液バック量を是正することができ、圧縮機の損傷等を防止し、空気調和装置の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る暖房運転及び霜取り運転時の冷媒の流れ方向を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態１における霜取り運転時の冷媒制御処理の流れを示す図である。
【図４】アキュムレータ１１内の液面高さ、設定したレベルと処理内容との関係を示す図である。
【図５】電磁弁５を閉じたときの冷媒の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における暖房運転移行時の冷媒制御処理の流れを示す図である。
【図７】四方弁３の切替えによる冷媒の流れを示す図である。
【図８】四方弁３ｂの切替えによる冷媒の流れを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における制御処理の流れを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における制御処理の流れを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における制御処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。図１に基づいて、空気調和装置の構成、動作等について説明する。この空気調和装置は、冷媒を循環させる冷媒回路を構成し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転、暖房運転及び霜取り運転を行なうものである。本実施の形態では、本発明の内容に基づいて暖房運転及び霜取り運転について説明する。ここで、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。また、図１等の空気調和装置の構成は一例であり、この構成に限定するものではない。
【００１１】
図１に示すように、空気調和装置は、室外機２００と室内機３００とを液側冷媒配管１００及びガス側冷媒配管１０１で接続し、冷媒回路を構成する。冷媒回路内を冷媒を循環させることによって、冷房運転、暖房運転及び霜取り運転をすることができる。
【００１２】
室外機２００は、圧縮機１、逆止弁２、四方弁３ａ及び３ｂ、室外熱交換器４、貯留調整手段となる室外熱交換器容量制御電磁弁５（以降、電磁弁５とする）５、サブクール熱交換器６、サブクール熱交換器バイパス流量調整弁（以降、バイパス流量調整弁とする）７、室外流量調整弁８、液側開閉弁９、ガス側開閉弁１０、アキュムレータ１１、サブクール熱交換器低圧側バイパス配管１２、制御装置２１、室外熱交換器容量制御用調整弁（以降、流量調整弁とする）２２を有する。このうち、圧縮機１、逆止弁２、四方弁３ａ及び３ｂ、室外熱交換器４、電磁弁５、室外流量調整弁８、液側開閉弁９、ガス側開閉弁１０並びにアキュムレータ１１は、主となる冷媒回路を構成する機器等となる。
【００１３】
圧縮機１は例えばインバータ駆動装置等を有し、駆動周波数を任意に変化させることにより、圧縮機１の容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を細かく変化させることができるものとする。逆止弁２は冷媒の逆流を防ぐ。四方弁３（四方弁３ａ、３ｂ）は、制御装置２１からの指示に基づいて運転によって冷媒の流れを切替える。四方弁３ａ、３ｂは冷媒回路において並列となるように接続されている。ここで、四方弁３ｂは貯留調整手段ともなる。
【００１４】
室外熱交換器４は、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、室外流量調整弁８側から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能する。ここで、本実施の形態の室外熱交換器４は、霜取り運転（終了段階）において冷媒（液冷媒）を貯留し、また、暖房運転時に貯留した冷媒をアキュムレータ１１に送るタイミング等を制御するため、冷媒回路において２系統の流入出経路を有しているものとする。特に限定するものではないが、複数台の室外熱交換器４を並列に接続して２系統の流入出経路を有するようにしてもよい。
【００１５】
開閉弁である電磁弁５は、上述した室外熱交換器４の冷媒貯留、貯留した冷媒をアキュムレータ１１に送るタイミング制御を行うために、室外熱交換器４の１系統の流入出経路における冷媒の流れを四方弁３ｂと共に制御する。また、室外ファン２０は室外熱交換器４において冷媒と空気との熱交換を効率よく行うために設けている。室外ファン１０５も、インバータ駆動回路を有してファンモータの駆動周波数を任意に変化させてファンの回転速度を細かく変化させるようにすることができる。
【００１６】
室外流量調整弁８は、室外熱交換器４と液側開閉弁９の間に設けられ、例えば暖房運転時に液側冷媒配管１００から流入する冷媒量を調整することができる。液側開閉弁９及びガス側開閉弁１０は、開閉により、外部との間の冷媒の流れを制御する。アキュムレータ１１は例えば液体の余剰冷媒を溜めておく手段である。
【００１７】
サブクール熱交換器６は、冷媒回路の主となる流路を流れる冷媒と、その流路から分岐してバイパス流量調整弁７により流量調整された冷媒との間で熱交換を行う。特に冷房運転時において冷媒を過冷却する必要がある場合に、冷媒を過冷却して室内機３００に供給するものである。バイパス流量調整弁７を介して流れる液体は、バイパス配管を介してアキュムレータ１１に戻される。
【００１８】
室内機３００は、室内熱交換器１０２、室内流量調整弁１０３を有している。室内熱交換器１０２は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス側冷媒配管１０１から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化（または気液二相化）させ、液側冷媒配管１００側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能する。室内流量調整弁１０３は、開度を変化させることで、室内熱交換器１０２内における冷媒の圧力を調整等をするために設ける。
【００１９】
また、室外機２００が有する制御装置２１は例えばマイクロコンピュータ等を有し、室外機２００に搭載されている各アクチュエータ（たとえば、圧縮機１、四方弁３ａ、３ｂ、室外流量調整弁８、室外ファン２０等）の駆動を制御する。制御装置２１が制御を行うために必要とする、冷媒回路内の冷媒の圧力、温度等のデータを得るために、第１圧力センサ１３、第２圧力センサ１４、第１温度センサ１５、第２温度センサ１６、第３温度センサ１７、第４温度センサ１８、第５温度センサ１９の検知手段を有している。
【００２０】
第１圧力センサ１３は、圧縮機１と四方弁３ａ、３ｂとの間に設けられ、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力（高圧）を検知するものである。第２圧力センサ１４は、アキュムレータ１１の上流側に設けられ、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力（低圧）を検知するものである。第１温度センサ１５は、圧縮機１と四方弁３ａ、３ｂとの間に設けられ、圧縮機１から吐出された冷媒の温度を検知するものである。第２温度センサ１６は、アキュムレータ１１と圧縮機１の間に設けられ、圧縮機１に吸入する冷媒の温度を検知するものである。第３温度センサ１７は、室外熱交換器４とサブクール熱交換器６との間に設けられ、室外熱交換器４とサブクール熱交換器６との間を通る冷媒の温度を検知するものである。第４温度センサ１８は、室外熱交換器４とアキュムレータ１１の間に設けられ、室外熱交換器４とアキュムレータ１１の間を通る冷媒の温度を検知するものである。第５温度センサ１９は、室外機２００の周囲の温度を検知するものである。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態１に係る暖房運転及び霜取り運転時の冷媒の流れ方向を示した図である。次に空気調和装置の霜取り運転時における各機器の動作等について冷媒の流れに基づいて説明する。図２に示す実線矢印は、霜取り運転時の冷媒の流れを示している。
【００２２】
圧縮機１が吐出し高温・高圧のガス冷媒は、四方弁３ａ、３ｂを通過して室外熱交換器４に流入する。室外ファン２０は駆動を停止しているが、外気温度、室外機２００に付着した霜の温度と冷媒温度の温度差により凝縮・液化された後、液側冷媒配管１００を通過し、室内機３００に流入する。室内流量調整弁１０３は全開であるため、液冷媒あるいは乾き度の低い冷媒が、ガス側冷媒配管１０１を介して室外機２００へ流入し、四方弁３ａを通過して、アキュムレータ１１へ流入して、圧縮機１へ再度吸入される。このとき、アキュムレータ１１に流入するのは、液冷媒あるいは乾き度の低い冷媒であるため、霜取り運転中にアキュムレータ１１内の冷媒量は増加し、液面は上昇する。ここでは、室内機３００を用いて霜取り運転を行っているが、サブクール熱交換器６、バイパス流量調整弁７を通過する経路での運転も可能である。
【００２３】
次に空気調和装置の暖房運転時における各機器の動作等について冷媒の流れに基づいて説明する。図２に示す破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁３ａを通過してガス側冷媒配管１０１に流入する。ガス側冷媒配管１０１を通り室内機３００に供給されたガス側冷媒配管１０１は、室内機３００で凝縮、液化された後、室内流量調整弁１０３で減圧され、中間圧で液飽和状態に近い二相冷媒となる。この中間圧の冷媒は、液側冷媒配管１００を通った後、室外機２００に流入する。室外機２００に流入した中間圧の冷媒は、室外流量調整弁８で適度に室外機２００への冷媒流量を調節しているため、低圧二相状態となる。低圧二相状態となった冷媒は、室外熱交換器４で蒸発し、ガス化した後、アキュムレータ１１を通って、圧縮機１に再度吸入される。アキュムレータ１１は、霜取り運転時と同様に作用する。
【００２４】
図３は本発明の実施の形態１における霜取り運転に係る冷媒制御処理の流れを示す図である。図３における処理は、特に霜取り運転終了時において、暖房運転を行う際のアキュムレータ１１内の冷媒量を少なくしておくための処理が中心となっている。冷媒回路内のアキュムレータ１１以外の部分に冷媒を貯留してアキュムレータ１１の冷媒量を少なくしておき、暖房運転において、制御しながらアキュムレータ１１に冷媒を流入させるようにすることで、暖房運転を早く安定させることができる。図３に基づいて制御処理の流れについて詳細に説明する。
【００２５】
最初に、暖房運転中に第３温度センサ１７の検知に係る温度により室外熱交換器４の霜取り運転を行うかどうかを判断する。例えば、第３温度センサ１７の検知に係る温度ＴＨ３が着霜判定温度Ｔｓｔより低いかどうかを判断する（［Ｓ１］）。そして、第３温度センサ１７の検知に係る温度ＴＨ３が着霜判定温度Ｔｓｔより低いと判断すると暖房運転から霜取り運転に移行する。このとき、圧縮機１の駆動周波数Ｆを霜取り開始周波数Ｆｄｅｆに設定して圧縮機１を駆動させる。また、室外ファン２０を停止させる（［Ｓ２］）。さらに、四方弁３ａ、３ｂを霜取り運転を行うための流路に切替える（［Ｓ３］）。そして、霜取り運転の制御（霜取り制御）を行う（［Ｓ４］）。
【００２６】
霜取り運転開始後、例えば一定時間経過後に、第３温度センサ１７の検知に係る温度ＴＨ３が、所定温度Ｔｅｎより高いかどうかを判断する（［Ｓ５］）。そして、ＴＨ３がＴｅｎより高いと判断すると、霜取り終了準備中モードに移行する。その際、空気調和装置内に分布した冷媒量（冷媒分布量）を演算する（［Ｓ６］）。例えば、霜取り運転中に主に冷媒が分布する箇所は、アキュムレータ１１内、室外熱交換器４内、及び室外機２００と室内機３００を接続する液側冷媒配管１００に大別することができる。
【００２７】
まず始めに、アキュムレータ１１内の冷媒（液冷媒）量を算出するために、圧縮機１の吸入過熱度ＴｓＳＨ又は圧縮機１の吐出過熱度ＴｓＳＨを演算する。ここで、吸入過熱度ＴｓＳＨ＝（第２温度センサ１６の検知温度）−（第２圧力センサ１４で計測される圧力から換算される飽和温度）である。また、吐出過熱度ＴｄＳＨ＝（第１温度センサ１５の検知温度）−（第１圧力センサ１３の検知に係る圧力から換算される飽和温度）である。そして、圧縮機１の吸入過熱度ＴｓＳＨ又は吐出過熱度ＴｄＳＨに基づいて、アキュムレータ１１内の冷媒量Ｖａを推定する。また室外熱交換器４内の冷媒量を検知するために、第３温度センサ１７の検知に係る温度ＴＨ３より、室外熱交換器４内の液冷媒の密度ρ（ＴＨ３）を演算する。そして、あらかじめ設定しておいた室外熱交換器４の内容積Ｖｈｅｘを用いて、室外熱交換器４内の冷媒量Ｖｈを、Ｖｈ＝ρ（ＴＨ３）×Ｖｈｅｘとして推定する。同様に、室外機２００と室内機３００とを接続する液側冷媒配管１００内に分布する冷媒量については、第３温度センサ１７の検知に係る温度ＴＨ３より、液側冷媒配管１００内の液冷媒の密度ρ（ＴＨ３）を演算する。そして、あらかじめ設定しておいた液側冷媒配管１００の内容積Ｖｌｐを用いて、液側冷媒配管１００内の冷媒量Ｖｐを、Ｖｐ＝ρ（ＴＨ３）×Ｖｌｐとして推定する。
【００２８】
以上のようにして、演算した各箇所に分布した冷媒分布量に基づいて、アキュムレータ１１内の許容量に対する余裕度を算出して、その容積余裕度のレベルＶＶに応じて、適切な処理を選定、判断して制御を行う。ここで、容積余裕度ＶＶは、アキュムレータ１１の許容量Ｖｍａｘ及び各箇所に分布する液冷媒量（アキュムレータ１１内の液量Ｖａ、室外熱交換器４内のＶｈ及び液側冷媒配管１００内の液量Ｖｐ）から、ＶＶ＝Ｖｍａｘ−Ｖａ−Ｖｈ−Ｖｐとして演算する。
【００２９】
図４はアキュムレータ１１内の液面高さ、設定したレベルと処理内容との関係を示す図である。本実施の形態では、例えば、アキュムレータ１１内に存在する液冷媒の液面高さに応じて、ＡＣＣレベルＡ、ＡＣＣレベルＢ、ＡＣＣレベルＣ、というようにレベル判定値を段階的に設ける。ここでは、アキュムレータ１１の液面高さが高く、容積余裕度ＶＶに対して最も余裕度がない状態をＡＣＣレベルＡとし、ＡＣＣレベルＢ、ＡＣＣレベルＣとなるに従い、容積余裕度ＶＶに対しての余裕度が確保できる状態であるとする。そして、判断したレベルに応じた処理を行い、制御する。
【００３０】
このため、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＣ、ＡＣＣレベルＢ、ＡＣＣレベルＡというように段階的に比較していく。まず、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＣとを比較する（［Ｓ７］）。容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して大きいと判断すると、アキュムレータ１１内の許容量に対して十分に余裕度があるとして、霜取り制御終了状態へ移行する（［Ｓ１７］）。
【００３１】
図５は電磁弁５を閉じたときの冷媒の流れを示す図である。一方、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して小さいと判断すると、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＢとの比較を行う（［Ｓ８］）。容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＢに対して大きいと判断すると、ＡＣＣレベルＣに対して若干余裕度が小さいとして、第１所定時間Ｔ１の間、電磁弁５を閉じさせるようにする（［Ｓ１０］）。第１所定時間Ｔ１の間、電磁弁５を閉じることで、例えば、アキュムレータ１１内の冷媒が室外熱交換器４内に移行し、室外熱交換器４内の一部に液冷媒を貯留させることができる。ここで、第１所定時間Ｔ１は、室外熱交換器４の内容積に応じて設定してもよい。また、室外熱交換器４の内容積と室外熱交換器４内の冷媒量Ｖｈとの関係に基づいて時間設定を変更するようにしてもよい。外気温度、圧縮機１の駆動周波数、第５温度センサ１９の検知に係る温度等から室外熱交換器４内の液冷媒の貯留量を判定した上で設定を変更等してもよい。
【００３２】
そして、第１所定時間Ｔ１後に、再度、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＣとを比較する（［Ｓ１２］）。容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して大きいと判断すると、霜取り制御終了状態へ移行する（［Ｓ１７］）。
【００３３】
また、アキュムレータ１１の容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して小さいと判断すると、例えば、第２所定時間Ｔ２の間、電磁弁５［閉］とする時間を延長する（［Ｓ１３］）。これは室外熱交換器４内に貯留できる液冷媒の最大量を貯留させるためである。
【００３４】
さらに、アキュムレータ１１において、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣを下回るレベルになるまで、液側冷媒配管１００に冷媒を貯留させるようにする。そこで、液側冷媒配管１００に貯留すべき液配管液量Ｖｐを、容積余裕度ＶＶ、アキュムレータ１１の冷媒量Ｖａ、室外熱交換器４内の冷媒量Ｖｈ及びアキュムレータ１１の許容量Ｖｍａｘに基づいて演算する。ＶＶ＝Ｖｍａｘ−Ｖａ−Ｖｈ−Ｖｐ＞ＡＣＣレベルＣを満たす液配管液量Ｖｐを演算する。そして、液側冷媒配管１００内の液量Ｖｐ＝ρ（ＴＨ３）×Ｖｌｐに基づいて、必要な液側冷媒配管１００内の液量Ｖｐを貯留させておくことができる室外流量調整弁８開度ＰＬ１（ＴＨ３）となるように室外流量調整弁８を制御して（［Ｓ１４］）、霜取り制御終了状態に移行する（［Ｓ１７］）。
【００３５】
一方、ステップＳ８において、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＢに対して小さいと判断すると、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＡの比較を行う（［Ｓ９］）。容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＡに対して大きいと判断すると、ＡＣＣレベルＢ（ＡＣＣレベルＣ）に対しては余裕度が小さいので、ステップＳ１０と同様に、第１所定時間Ｔ１の間、電磁弁５を閉じさせるようにする（［Ｓ１１］）。さらに、液側冷媒配管１００に冷媒を貯留させるために室外流量調整弁８開度ＰＬ１（ＴＨ３）となるように室外流量調整弁８を制御して（［Ｓ１４］）、霜取り制御終了状態に移行する（［Ｓ１７］）。
【００３６】
また、ステップＳ９において、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＡに対して小さいと判断すると、ＡＣＣレベルＣより容積余裕度ＶＶが大きいと判断できるまで室外熱交換器４内に貯留できる見込みがないとして液側冷媒配管１００内に貯留させるようにする。そこで、液側冷媒配管１００内の液量Ｖｐを演算して、必要な液側冷媒配管１００内の液量Ｖｐが保持できる室外流量調整弁８開度ＰＬ１（ＴＨ３）となるように設定する（［Ｓ１５］）。そして、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＡに対して小さいと判断するまで液側冷媒配管１００内に冷媒を貯留させてから（［Ｓ１６］）、霜取り制御終了状態に移行する（［Ｓ１７］）。
【００３７】
図６は暖房運転移行時の冷媒制御に係る処理を説明する図である。図６等に基づいて、制御装置２１が行う処理について説明する。まずはじめに、暖房運転に移行するために、あらかじめ設定した暖房運転開始周波数Ｆ０で圧縮機１を駆動させるようにする（［Ｓ２１］）。
【００３８】
そして、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＣとを比較する（［Ｓ２２］）。容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して大きいと判断すると、電磁弁５を［開］とする（［Ｓ２３］）。ここで、電磁弁５がすでに［開］の状態であれば、［開］のままとする。そして、室外流量調整弁８を暖房運転起動時の所定開度（暖房起動時開度）ＰＬ０に設定する（［Ｓ２４］）。容積余裕度ＶＶが十分に確保されていると判断しているため、暖房起動時開度ＰＬ０はＰＬ０＞ＰＬ１（ＴＨ３）となる。また、開度ＰＬ０は検知温度によらず、あらかじめ設定した固定開度とする。
【００３９】
一方、ステップＳ２２で、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して小さいと判断すると、電磁弁５の制御動作は［閉］とする（［Ｓ２５］）。そして、室外熱交換器４に貯留（凝縮）された液冷媒が、冷媒回路を循環してアキュムレータ１１へ流入することを是正する。ここで、電磁弁５がすでに［閉］の状態であれば、［閉］のままとする。また、室外流量調整弁８について、室外流量調整弁８開度がＰＬ１（ＴＨ３）の場合は、開度をＰＬ１（ＴＨ３）のままで継続することとする（［Ｓ２６］）。
【００４０】
さらに、アキュムレータ１１の液面状態に基づくＡＣＣレベルを判断する。そして、ＡＣＣレベルに応じた暖房運転開始周波数Ｆ（ＡＣＣレベル）を設定する（［Ｓ２７］）。ここで、ＡＣＣレベルＡ、Ｂ、Ｃに対し、設定に係る暖房運転開始周波数Ｆ（ＡＣＣレベル）をＦＡ、ＦＢ、ＦＣとする。そして、暖房運転開始周波数Ｆ０＞ＦＡ＞ＦＢ＞ＦＣとする。これは、例えばアキュムレータ１１の液面状態が高液面状態の場合に、暖房運転開始周波数Ｆ０で圧縮機１を駆動したときに、アキュムレータ１１に流入する冷媒速度が速く、アキュムレータ１１内の液面が安定しないことがあるからである。液面が安定しないと、圧縮機１吸入側への液バック量が大幅に増加する可能性がある。そこで、ＡＣＣレベルに応じて、暖房運転開始周波数Ｆ（ＡＣＣレベル）を設定し、アキュムレータ１１内の液面が高いほど（ＡＣＣレベルＡに近づくほど）アキュムレータ１１に流入する冷媒速度が遅くなるようにする。このため、暖房運転開始周波数Ｆ（ＡＣＣレベル）は、上述したように、暖房運転開始周波数Ｆ０より低い駆動周波数で設定する。
【００４１】
図７は四方弁３の切替えによる冷媒の流れを示す図である。暖房運転開始周波数を設定した後は、霜取り運転（冷房運転）から暖房運転に移行するために四方弁３ａ及び四方弁３ｂの切替えにより、冷媒流路の切替えを行う（［Ｓ２８］）。ここで、四方弁３ａ、３ｂの切替えを行うが、ステップＳ２５にて電磁弁５の制御動作を［閉］とした場合は、電磁弁５と室外熱交換器４を介して対になる四方弁３ｂの流路は切替えないこととする。このようにすることで、圧縮機１が吐出した高圧ガス冷媒が、四方弁３ａと四方弁３ｂに分配される。四方弁３ａに流入した高圧ガス冷媒は、ガス側冷媒配管１０１を介して室内機３００側へ流れていき、暖房運転の循環経路を形成する。一方、四方弁３ｂに流入した高圧ガス冷媒は、電磁弁５を［閉］としているため、室外熱交換器４の一部に貯留されていく。この場合、室外熱交換器４の冷媒流入口側の圧力の方が、室外熱交換器４内の圧力よりも高いため、流入した冷媒が逆流することはない。
【００４２】
室外ファン２０を駆動させて（［Ｓ２９］）、暖房運転を開始する（［Ｓ３０］）。そして、容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して大きいと判断するまで、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルＣとを比較する（［Ｓ３１］）。
【００４３】
図８は四方弁３ｂの切替えによる冷媒の流れを示す図である。容積余裕度ＶＶがＡＣＣレベルＣに対して大きいと判断すると、電磁弁５の制御動作を［開］とし、四方弁３ｂを切替えて（［Ｓ３２］）、暖房運転を継続する（［Ｓ３３］）。ここで、電磁弁５がすでに［開］の状態であれば、［開］のままとする（四方弁３ｂはすでに暖房運転用の流路に切替えを行っているため、切替えないこととする）。そして、このとき、室外熱交換器４に貯留していた液冷媒が四方弁３ｂを介してアキュムレータ１１へ流入するが、容積余裕度ＶＶ＞室外熱交換器４内の冷媒量Ｖｈとなるように、アキュムレータ１１の容積余裕度ＶＶ（アキュムレータ１１の許容量Ｖｍａｘ）を設計している。このため、アキュムレータ１１内の許容量Ｖｍａｘを超えてオーバーフローすることはない。
【００４４】
以上の処理を行うことにより、霜取り制御から暖房運転へ移行する際に、アキュムレータ１１の液面が高く、容積余裕度ＶＶが少ない状態から、霜取り運転時に凝縮された室外熱交換器４及び液側冷媒配管１００に分布する液冷媒がアキュムレータ１１に流入することで、オーバーフローすることを是正することが可能となり、空気調和装置（圧縮機１）の信頼性を確保することが可能となる。
【００４５】
ここで、上述したように、霜取り運転から暖房運転へ移行した際に、室外熱交換器４の一部を余剰冷媒の貯留に使用すると、室外熱交換器４の蒸発能力が低下してしまう可能性がある。そこで、室外熱交換器４の一部を遮断した場合に、蒸発能力が低下してしまうことを抑制するために、室外熱交換器４の一部を遮断している期間、室外ファン２０の風量を増加させるようにするとよい。これにより、室外熱交換器４の熱交換面積の低下分を熱交換器通過風量を増加させて補填し、蒸発能力の低下を抑える。
【００４６】
また、前記同様に、蒸発能力の低下を抑制するために室外熱交換器４の容積が低下した場合は、暖房運転時に同一循環量を流入させた場合の圧力損失が増加し、蒸発能力が低下してしまう。そこで、図１等のサブクール熱交換器６を利用し、室外熱交換器容量制御用調整弁（流量調整弁）２１を制御することで、サブクール熱交換器６のサブクール熱交換器低圧側バイパス配管１２へバイパスさせることで、室外熱交換器４へ流入する冷媒循環量を抑制させると共に、サブクール熱交換器６で熱交換されることで、室外熱交換器４（蒸発器）入り口エンタルピを低下させ、蒸発能力を確保することが可能となる。
【００４７】
実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を示す図である。図９において、図１と同じ符号を付している機器等は、実施の形態１で説明したことと同様の動作を行うものである。本実施の形態の空気調和装置は、実施の形態１で説明した電磁弁５の代わりに、貯留調整手段を構成する室外熱交換器容量制御用調整弁（以降、流量調整弁とする）２２を設置する。流量調整弁２２は、例えばリニア制御（線形制御）が可能であって、制御装置２１からの指示に基づいて開度調整を行うことができる流量調整装置である。このため、容積余裕度ＶＶに応じ、ＡＣＣレベルをさらに細分化して設定することができる。このため、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量、アキュムレータ１１への貯留した液冷媒の流入量をより細かく調整することができる。
【００４８】
図１０は本発明の実施の形態２に係る制御処理の流れを示す図である。本実施の形態の空気調和装置における制御装置２１は、図３に示すステップＳ７〜Ｓ９の代わりに、図１０に示す制御処理を行うものである。例えば、ｎ段階のＡＣＣレベルをＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎと設定した場合、各ＡＣＣレベルに応じて、流量調整弁２２の開度をＰＬ１、ＰＬ２、…、ＰＬｎ−１と設定する。
【００４９】
制御装置２１は、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルとを段階的に比較していく（［ＳＳ１ａ］〜［ＳＳｎａ］）。そして、条件を満たしていると判断すると、流量調整弁２２に指示を送り、設定した開度となるように流量調整弁２２を制御して（［ＳＴ１ａ］〜［ＳＴ（ｎ−１）ａ］）、霜取り制御終了状態に移行する（［Ｓ１７］）。
【００５０】
以上のように、実施の形態２の空気調和装置によれば、流量調整弁２２を設けるようにしたので、霜取り運転時において、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量をより細かく調整することができる。このため、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量を最小量に抑制することができる。そして、霜取り運転が終了し、暖房運転へ移行した後、室外熱交換器４に貯留された液冷媒をアキュムレータ１１へ流入させる際に、圧力及び温度変動によるサイクルの過渡的な不安定現象を最小限に抑制することができ、より安定した空気調和装置を提供することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図１１は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を示す図である。図１１において、図１と同じ符号を付している機器等は、実施の形態１で説明したことと同様の動作を行うものである。本実施の形態の空気調和装置は、貯留調整手段を構成する四方弁３及び電磁弁５をそれぞれ複数有している。ここで、設定するｎ段階のＡＣＣレベルに応じて、四方弁３はｎ個、電磁弁５はｎ−１個（１つの流路は冷媒回路の流路となる）有している。このため、例えば、室外熱交換器４に流入出する冷媒量について、複数段階の設定を行うことができ、容積余裕度ＶＶに応じたＡＣＣレベルを細分化して設定することができる。このため、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量、アキュムレータ１１への貯留した液冷媒の流入量を段階的に、より細かく調整することができる。
【００５２】
図１２は本発明の実施の形態３に係る制御処理の流れを示す図である。本実施の形態の空気調和装置における制御装置２１は、図３に示すステップＳ７〜Ｓ９の代わりに、図１２に示す制御処理を行うものである。ｎ段階のＡＣＣレベルをＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎと設定した場合、各ＡＣＣレベルに応じて、複数の電磁弁５のうち、［閉］とする数を１〜ｎ−１と設定する。ここで、例えば、各電磁弁５を閉じたときの室外熱交換器４に貯留される液冷媒量をそれぞれ同じ量にすることで、線形的な制御を行うことができる。
【００５３】
制御装置２１は、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルとを段階的に比較していく（［ＳＳ１ｂ］〜［ＳＳｎｂ］）。そして、条件を満たしていると判断すると、例えば、閉じようとする電磁弁５に指示を送り、対応する数の電磁弁５を［閉］とする（［ＳＴ１ｂ］〜［ＳＴ（ｎ−１）ｂ］）。このとき、対応する四方弁３を連動させて切り替えを行わせるようにする。そして、霜取り制御終了状態に移行する（［Ｓ１７］）。
【００５４】
以上のように、実施の形態３の空気調和装置によれば、四方弁３及び電磁弁５をそれぞれ複数有しているので、霜取り運転時において、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量をより細かく調整することができる。このため、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量を最小量に抑制することができる。そして、霜取り運転が終了し、暖房運転へ移行した後、室外熱交換器４に貯留された液冷媒をアキュムレータ１１へ流入させる際に、圧力及び温度変動によるサイクルの過渡的な不安定現象を最小限に抑制することができ、より安定した空気調和装置を提供することができる。
【００５５】
実施の形態４．
図１３は本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の構成を示す図である。図１３において、図１と同じ符号を付している機器等については、同様の動作を行う。本実施の形態の空気調和装置は、実施の形態１で説明した室外ファン２０を２台並列に設置する。各室外ファン２０を室外ファン２０ａ、２０ｂとする。ここで、設定するｎ段階のＡＣＣレベルに応じて室外ファン２０ａのＦＡＮ風量（回転数）を設定しているものとする。このため、例えば、室外熱交換器４に貯留する冷媒量について、複数段階の設定を行うことができ、容積余裕度ＶＶに応じたＡＣＣレベルを細分化して設定することができる。このため、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量、アキュムレータ１１への貯留した液冷媒の流入量の調整を行うことができる。
【００５６】
図１４は本発明の実施の形態４に係る制御処理の流れを示す図である。本実施の形態の空気調和装置における制御装置２１は、図３に示すステップＳ７〜Ｓ９の代わりに、図１４に示す制御処理を行うものである。ｎ段階のＡＣＣレベルをＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎと設定した場合、各ＡＣＣレベルに応じて、室外ファン２０ａのＦＡＮ風量（回転数）を１〜ｎ−１段階設定する。
【００５７】
制御装置２１は、容積余裕度ＶＶとＡＣＣレベルとを段階的に比較していく（［ＳＳ１ｃ］〜［ＳＳｎｃ］）。そして、条件を満たしていると判断すると、電磁弁５の制御動作を［閉］に切替え、室外ファン２０ａに指示を送り、対応するＦＡＮ風量（回転数）で室外ファン２０ａを駆動させ（［ＳＴ１ｃ］〜［ＳＴ（ｎ−１）ｃ］）、霜取り制御終了状態に移行する（［Ｓ１７］）。
【００５８】
以上のように、実施の形態４の空気調和装置によれば、室外ファン２０ａ、２０ｂを有し、容積余裕度ＶＶのＡＣＣレベルに基づくＦＡＮ風量（回転数）で室外ファン２０ａを駆動させるようにしたので、霜取り運転時において、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量をより細かく調整することができる。このため、室外熱交換器４に貯留する液冷媒量を最小量に抑制することができる。そして、霜取り運転が終了し、暖房運転へ移行した後、室外熱交換器４に貯留された液冷媒をアキュムレータ１１へ流入させる際に、圧力及び温度変動によるサイクルの過渡的な不安定現象を最小限に抑制することができ、より安定した空気調和装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  圧縮機、２  逆止弁、３，３ａ，３ｂ，…，３ｎ  四方弁、４  室外熱交換器、５，５ａ，５ｂ，…，５ｎ−１  室外熱交換器容量制御電磁弁（電磁弁）、６  サブクール熱交換器、７  サブクール熱交換器バイパス流量調整弁（バイパス流量調整弁）、８  室外流量調整弁、９  液側開閉弁、１０  ガス側開閉弁、１１  アキュムレータ、１２  サブクール熱交換器低圧側バイパス配管、１３  第１圧力センサ、１４  第２圧力センサ、１５  第１温度センサ、１６  第２温度センサ、１７  第３温度センサ、１８  第４温度センサ、１９  第５温度センサ、２０，２０ａ，２０ｂ  室外ファン、２１  制御装置、２２  室外熱交換器容量制御用調整弁（流量調整弁）、１００  液側冷媒配管、１０１  ガス側冷媒配管、１０２  室内熱交換器、１０３  室内流量調整弁、２００  室外機、３００  室内機。
【図１】
0005855129.tif 000002
【図２】
0005855129.tif 000003
【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】
0005855129.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005855129.tif 000012
【図１２】
0005855129.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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