(57)【要約】      （修正有）【課題】モータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい電子膨張弁を使用しても、安定した制御が行える空気調和装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵは、記憶部に記憶している膨張弁パルステーブルを参照し、同じく記憶部に記憶している過冷却度差Ｓｃｄに応じたパルス増減値Ｐａを抽出する。ＣＰＵは、抽出したパルス増減値Ｐａに記憶部に記憶している少数部Ｐａｍを加算もしくは減算する。そして、ＣＰＵは、新たなパルス増減値Ｐａを整数部Ｐａｉと小数部Ｐａｍとに分割し、整数部Ｐａｉを室内膨張弁与えるとともに、小数部Ｐａｍを記憶部に記憶する。【選択図】図３
2015117853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に配置される膨張弁と、前記膨張弁の開度を調整する制御手段とを有する空気調和装置であって、
前記膨張弁は、同膨張弁に与えられるパルスの数に応じて開度が制御され、
前記制御手段は、
前記熱源側熱交換器や前記利用側熱交換器に流入する冷媒量に応じて変動する運転状態量と同運転状態量の目標値との差に応じて、前記膨張弁に与えるパルスの数を変化させ、
前記膨張弁に与えるパルスの数が整数部と小数部とを有するとき、
前記整数部のみ前記膨張弁に与えるとともに前記小数部を記憶し、
前記膨張弁に与える新たなパルスの数に記憶した前記小数部を加算もしくは減算する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記膨張弁に与えるパルスの数を前記整数部と前記小数部とに分割するパルス分割手段と、
前記膨張弁に与える新たなパルスの数に記憶した前記小数部を加算もしくは減算する小数部加減手段と、
前記整数部を前記膨張弁に与えるパルス出力手段と、
を有する請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記運転状態量は、前記熱交換器が凝縮器として機能する際の、前記熱交換器の冷媒出口における冷媒の過冷却度であること、
を特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、膨張弁の開度の制御を行うものに関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置に用いられる膨張弁として、例えば特許文献１に開示されているように、温度センサや圧力センサ等の出力信号に応じて弁の開度を調整する、所謂電子膨張弁が知られている。このような電子膨張弁が備えられた空気調和装置では、上述したセンサからの出力信号に応じて、制御手段から電子膨張弁に備えられたモータに対して制御信号（パルス信号）を出力し、このモータを作動させることによって弁の開度を調整して、冷媒の流量制御を行っている。
【０００３】
電子膨張弁は、先端に向かうほど径が小さくなるような錐状の弁部を備えている。この弁部は、直交する２つの管路の連通部に配置されており、一方の管路に対して長手方向に移動可能に構成されている。このような構成において、モータに与えるパルス信号のパルス数を変化させてモータを駆動することによって弁部の位置を制御することで、電子膨張弁の開度が調整され、冷媒の流量を調整できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３０４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されている電子膨張弁には、例えば、固定子の内方に、回転に応じて回転軸方向に移動するようにねじ部の形成された回転子を設けるとともに、回転子に対してその回転軸方向に延びるようにシャフトを設け、回転子の回転に応じてシャフトを軸方向に移動させることで、シャフトの先端に設けられた弁部の位置を調整する（開度が調整される）直動式の電子膨張弁のように、モータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの弁部の移動量が大きい（開度の変化量が大きい）ものがある。このような１パルス当たりの開度の変化量が大きい電子膨張弁を空気調和装置に用いた場合、モータに与えるパルス数が１パルス変化したときの冷媒流量が大きく変化する。
【０００６】
例えば、凝縮器の冷媒出口側における冷媒の過冷却度を１℃増減させたいときは、微少な冷媒流量のコントロールが必要となるが、モータに与えるパルス数が１パルス変化したときの冷媒流量の変化が大きくて微少な冷媒流量のコントロールができない電子膨張弁では、モータに与えるパルス数を１パルス増減させるだけで、過冷却度を１℃増減させるのに必要な量以上の冷媒流量の変化となってしまう。このため、過冷却度が１℃以上増減し、これを修正するために再度電子膨張弁の開度調整を行う、ということを繰り返す。このように、電子膨張弁の開度調整が頻繁に行われると、冷媒流量が頻繁に増減し冷媒回路内の冷媒圧力も頻繁に変動するので、空気調和装置の制御が安定しない虞があった。
【０００７】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、モータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい電子膨張弁を使用しても、安定した制御が行える空気調和装置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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間に配置される膨張弁と、膨張弁の開度を調整する制御手段とを有するものであって、膨張弁は与えられるパルスの数に応じて開度が制御されるものである。そして、制御手段は、熱源側熱交換器や利用側熱交換器に流入する冷媒量に応じて変動する運転状態量とこの運転状態量の目標値との差に応じて膨張弁に与えるパルスの数を変化させ、膨張弁に与えるパルスの数が整数部と小数部とを有するとき、整数部のみ膨張弁に与えるとともに小数部を記憶し、膨張弁に与える新たなパルスの数に記憶した小数部を加算もしくは減算するものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、膨張弁に与えるパルスの数に整数部と小数部とがあるとき、整数部のみ膨張弁に与えるとともに小数部を記憶し、新たなパルスの数に記憶した小数部を加算もしくは減算する。これにより、膨張弁開度の変化を緩やかにでき、冷媒流量の頻繁な増減が抑制されて冷媒回路内の冷媒圧力の頻繁な変動も抑制できるので、空気調和装置の制御が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における、膨張弁パルステーブルである。
【図３】本発明の実施形態における、室内機制御部での処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態における、室内機制御手段のＣＰＵの構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１２】
図１（Ａ）に示すように、本実施例における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、屋内に設置され室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。
【００１３】
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、熱源側熱交換器である室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７とを備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
【００１４】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、後述する四方弁２２のポートｃに吸入管４２で接続されている。
【００１５】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。
【００１６】
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。
【００１７】
室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じて制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。
【００１８】
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。
【００１９】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。吸入管４２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力（吸入圧力）を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度（吸入温度）を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。
【００２０】
室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。
【００２１】
また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図２（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。
【００２２】
記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態、後述する室外ファン制御テーブル３００や室外ファン回転数テーブル４００、等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
【００２３】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度制御を行う。
【００２４】
次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、利用側熱交換器である室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内流量調整手段である室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。
【００２５】
尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。
【００２６】
室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａにより図示しない吸込口から室内機５ａ内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
【００２７】
室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは直動式電子膨張弁であり、図示は省略するが、モータの固定子の内側に回転に応じて回転軸方向に移動するようにねじ部の形成された回転子を設けるとともに、回転子に対して回転軸方向に延びるようにシャフトを設け、回転子の回転に応じてシャフトを軸方向に移動させることで、シャフトの先端に設けた弁部の位置を調整するものである。室内機液管７１ａは、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での過熱度が目標過熱度となるように調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での過冷却度が目標過冷却度となるように調整される。ここで、目標過熱度および目標過冷却度は、室内機５ａで十分な暖房能力あるいは冷房能力が発揮されるための過熱度および過冷却度である。
【００２８】
室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。
【００２９】
以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する液冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入するガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。
【００３０】
また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、図示しないタイマー計測機能を有するＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａとを備えている。
【００３１】
記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。
【００３２】
ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンから送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度制御や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信する。
尚、以上説明した室外機制御手段２００と室内機制御手段５００ａ〜５００ｃとで、本発明の制御手段が構成される。
【００３３】
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、冷房／除湿運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
【００３４】
図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。
【００３５】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５、ガス管９、接続部５４ａ〜５４ｃを流れて室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。
【００３６】
室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃ、接続部５３ａ〜５３ｃを流れて液管８に流入する。
【００３７】
液管８、閉鎖弁２５を流れて室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２４を通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３、吸入管４２を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の暖房運転が行われる。
【００３８】
尚、室内機５ａ〜５ｃが冷房／除湿運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。
【００３９】
次に、図１および図２を用いて、本実施形態の空気調和装置１において、本発明に関わる膨張弁の開度制御やその作用、および、効果について説明する。以下の説明では、空気調和装置１が暖房運転を行うとき、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側（室内機液管７１ａ〜７１ｃ側）における冷媒の過冷却度を、室内機５ａ〜５ｃで暖房能力が十分に発揮できることが確認されている値である目標過冷却度とするために、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整して室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する冷媒量を制御する場合を例に挙げて説明する。尚、本実施形態においては、冷媒の過冷却度が本発明の運転状態量に該当する。
【００４０】
尚、以下の説明では、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側における冷媒の過冷却度（以降、現在の過冷却度と記載）をＳｃｎ、目標過冷却度をＳｃｔ、目標過冷却度Ｓｃｔから現在の過冷却度Ｓｃｎを減じた値である過冷却度差をＳｃｄ、暖房運転開始時に室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与える初期パルス数をＰｓ、パルス数の増減値をＰａ、液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出する冷媒温度である液側冷媒温度をＴｒｌ、室外機２の高圧センサ３１で検出した吐出圧力を用いて算出する高圧飽和温度をＴｈ、として説明する。
【００４１】
空気調和装置１が暖房運転を行うときは、室内機制御部５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、各室内機５ａ〜５ｃで暖房能力が十分に発揮されるようにするため、現在の過冷却度Ｓｃｎが目標過冷却度Ｓｃｔとなるように室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整を行う。尚、目標過冷却度Ｓｃｔは、予め試験で求めて記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶されている。また、現在の過冷却度Ｓｃｎは、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃによって、室外機２から取り込んだ高圧飽和温度Ｔｈから液側温度センサ６１ａ〜６１ｃから取り込んだ液側冷媒温度Ｔｒｌを減じて算出される。
【００４２】
室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整は次のように行われる。まず、現在の過冷却度Ｓｃｎが目標過冷却度Ｓｃｔより大きいとき、つまり、過冷却度差Ｓｃｄがマイナスの値のときは、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を現在の開度より大きくする。これにより、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する冷媒量が増加するので、現在の過冷却度Ｓｃｎが小さくなって目標過冷却度Ｓｃｔに近づく。
【００４３】
一方、現在の過冷却度Ｓｃｎが目標過冷却度Ｓｃｔより小さいとき、つまり、過冷却度差Ｓｃｄがプラスの値のときは、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を現在の開度より小さくする。これにより、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する冷媒量が減少するので、現在の過冷却度Ｓｃｎが大きくなって目標過冷却度Ｓｃｔに近づく。
【００４４】
ここで、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃが、本実施形態で示す直動式膨張弁のようなモータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい電子膨張弁である場合、以下に記載する理由により、過冷却度差Ｓｃｄに応じた室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整を行うと、冷媒回路１００の制御が安定しないという問題がある。
【００４５】
例えば、過冷却度差Ｓｃｄが±２や±３といった小さい値である場合は、室内熱交換器５１ａ〜５２ｃに流入する冷媒量を少量変化させることで、現在の過冷却度Ｓｃｎを目標過冷却度Ｓｃｔとすることができる。
【００４６】
通常、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度を調整するときは、プラスの整数値であるパルス数（例えば、＋２や+３）やマイナスの整数値であるパルス数（例えば、−２や−３）、といった整数値のパルス数増減値を室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与える。そして、パルス数増減値は整数値であることから、その最小単位は１であり、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度は、１パルス増減する毎に１ステップ開度が大きくあるいは小さくなる。従って、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃが、モータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい電子膨張弁である場合は、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与えるパルス数が１パルス増減するだけで、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを流れる冷媒量の変化量も大きくなる。
【００４７】
以上説明したようなモータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい室内膨張弁５２ａ〜５２ｃにおいて、過冷却度差Ｓｃｄが±２や±３といった小さい値であるときに、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与えるパルス数を１パルス増減して開度調整を行った場合、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度の変化量が大きくなる。従って、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを流れる冷媒量の変化量が大きくなって、過冷却度差Ｓｃｄが大きく変動する。
【００４８】
過冷却度差Ｓｃｄが大きく変動すると、目標過冷却度Ｓｃｔより大きかった現在の過冷却度Ｓｃｎが、逆に目標過冷却度Ｓｃｔより小さくなったり、目標過冷却度Ｓｃｔより小さかった現在の過冷却度Ｓｃｎが、逆に目標過冷却度Ｓｃｔより大きくなったりする。そして、新たに発生した過冷却度差Ｓｃｄを小さくするために室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに新たにパルス数増減値を与える、ということを短時間で繰り返す虞がある。
【００４９】
室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整を短時間で繰り返すと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度が変化する度に室内熱交換器５１ａ〜５１ｃへ流入する冷媒量が変化するので、短時間で冷媒回路１００の圧力（圧縮機２１の吐出圧力や吸入圧力等）が変動する。そして、冷媒回路１００の圧力変動を抑えるために、室外機制御部２００のＣＰＵ２１０が頻繁に圧縮機２１の回転数を増減させるので、冷媒回路１００の制御が安定せずひいては空気調和装置１の制御が安定しない虞があった。
【００５０】
そこで、本発明では、図２に示す膨張弁パルステーブル３００を用いて、モータに与えるパルス数を１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい室内膨張弁５１ａ〜５１ｃを備えた冷媒回路１００の制御を安定して行えるようにしている。以下の説明では、まず図２を用いて膨張弁パルステーブル３００について説明し、次に、図３を用いて、膨張弁パルステーブル３００を用いた室内膨張弁５１ａ〜５１ｃの開度調整を行う際の処理について説明する。
【００５１】
室内機５ａ〜５ｃの室内機制御部５００ａ〜５００ｃに備えられている記憶部５２０ａ〜５２０ｃには、図２に示す膨張弁パルステーブル３００が予め記憶されている。膨張弁パルステーブル３００は、目標過冷却度Ｓｃｔから現在の過冷却度Ｓｃｎを減じた値である過冷却度差Ｓｃｄ（単位：℃）に応じて、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃのモータに与えられるパルス増減値Ｐａ、および、パルス増減値Ｐａを算出する際の基準値である基準パルス増減値Ｐａｅが、それぞれ定められたものである。尚、基準パルス増減値Ｐａｅは、以下にパルス増減値Ｐａの算出方法を説明する際に必要となるために、便宜上図２に示す膨張弁パルステーブル３００に掲載しているものであり、実際の膨張弁パルステーブル３００では、室内機制御部５００ａ〜５００ｃの制御に使用するパルス増減値Ｐａのみが過冷却度差Ｓｃｄに応じて定められ、記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶されている。
【００５２】
具体的には、過冷却度差Ｓｃｄが−２℃超+２℃未満である場合の基準パルス増減値Ｐａｅおよびパルス増減値Ｐａを０としている。そして、過冷却度差Ｓｃｄが−１４℃以下である場合の基準パルス増減値Ｐａｅを最大の＋１０．０、パルス増減値Ｐａを最大の＋２．８とし、過冷却度差Ｓｃｄが−１４℃超−１２℃以下である場合の基準パルス増減値Ｐａｅを＋８．０、パルス増減値Ｐａを＋２．２とし、過冷却度差Ｓｃｄが−１２℃超−１０℃以下である場合の基準パルス増減値Ｐａｅを＋６．０、パルス増減値Ｐａを＋１．７とし、・・・というように、過冷却度差Ｓｃｄが負（つまり、現在の過冷却度Ｓｃｎが目標過冷却度Ｓｃｔより大きい）の大きな値から０に近づくにつれて、基準パルス増減値Ｐａｅおよびパルス増減値Ｐａが小さくなるように設定されている。
【００５３】
一方、過冷却度差Ｓｃｄが＋１４℃以上である場合の基準パルス増減値Ｐａｅを最小の−１０．０、パルス増減値Ｐａを最小の−２．８とし、過冷却度差Ｓｃｄが+１２℃以上＋１４℃未満である場合の基準パルス増減値Ｐａｅを−８．０、パルス増減値Ｐａを−２．２、とし、過冷却度差Ｓｃｄが+１０℃以上＋１２℃未満である場合の基準パルス増減値Ｐａｅを−６．０、パルス増減値Ｐａを−１．７、とし、・・・というように、過冷却度差Ｓｃｄが正（つまり、現在の過冷却度Ｓｃｎが目標過冷却度Ｓｃｔより小さい）の大きな値から０に近づくにつれて、基準パルス増減値Ｐａｅおよびパルス増減値Ｐａが大きくなるように設定されている。
【００５４】
ここで、基準パルス増減値Ｐａｅとは、例えば、パルスモータの回転によってギアを駆動しギアに連結された弁部に開閉動作を行わせるギア式膨張弁のように、直動式膨張弁と比べて１パルス増減させたときの開度の変化量が小さい膨張弁において、過冷却度差Ｓｃｄに応じて定められたパルス増減値である。１パルス増減させたときの開度の変化量が小さい膨張弁では、与えられるパルス増減値が１パルス変化したときの膨張弁を流れる冷媒量の変化量が、１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい膨張弁を流れる冷媒量の変化量より小さくなるため、過冷却度差Ｓｃｄに応じた基準パルス増減値Ｐａｅは全て整数値とすることができる。尚、基準パルス増減値Ｐａｅは、予め試験によって求められるものである。
【００５５】
これに対し、パルス増減値Ｐａは、１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい本実施形態の室内膨張弁５２ａ〜５２ｃにおいて、過冷却度差Ｓｃｄに応じて定められたパルス増減値であり、基準パルス増減値Ｐａｅを用いて算出されるものである。具体的には、１パルス増減させたときの開度の変化量が小さい膨張弁と室内膨張弁５２ａ〜５２ｃとの開度の変化量の差を表す特性差に応じた値で基準パルス増減値Ｐａｅを除して算出される。つまり、１パルス増減させたときの開度の変化量が小さい膨張弁で過冷却度差Ｓｃｄを小さくするために膨張弁に与える基準パルス増減値Ｐａｅを、１パルス増減させたときの開度の変化量が大きい室内膨張弁５２ａ〜５２ｃで同じ過冷却度差Ｓｃｄを小さくするために室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与えるパルス増減値Ｐａに、特性差を用いて換算している。
【００５６】
尚、特性差としては、例えば、膨張弁の流量係数（横軸に膨張弁開度、縦軸に膨張弁を流れる冷媒量をとったグラフの傾き）を使用し、本実施形態の場合は、１パルス増減させたときの開度の変化量が小さい膨張弁の流量係数に対し室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの流量係数が３．６倍であり、基準パルス増減値Ｐａｅを３．６で除した値がパルス増減値Ｐａである。
【００５７】
以上説明したように、膨張弁パルステーブル３００に定められているパルス増減値Ｐａは、基準パルス増減値Ｐａｅを用いて算出しているため、少数点以下の数値が存在する値となる。しかし、上述したように、膨張弁には整数値のパルス数しか与えられない。そこで、本発明では、以下に説明する方法で、少数点以下の数値が存在するパルス増減値Ｐａを用いても室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整を行えるようにしている。例えば、算出した過冷却度差Ｓｃｄが−８℃であった場合、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、膨張弁パルステーブル３００を参照してパルス増減値Ｐａ：＋１．４を抽出する。
【００５８】
しかし、上述したように、室内膨張弁５１ａ〜５１ｃに与えるパルス数の最小単位は１であり、＋１．４のパルス数を与えることはできない。そこで、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、パルス増減値Ｐａを整数部Ｐａｉ（この場合、＋１）と小数部Ｐａｍ（この場合、＋０．４）とに分割し、整数部Ｐａｉを室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与えるとともに、小数部Ｐａｍは記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶する。
【００５９】
ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、上記室内膨張弁５１ａ〜５１ｃの開度調整を所定時間（例えば、２０秒）毎に繰り返すが、次に算出した過冷却度差Ｓｃｄが−４℃であった場合、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、膨張弁パルステーブル３００を参照してパルス増減値Ｐａ：＋０．６を抽出する。次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶している小数部Ｐａｍに今回抽出したパルス増減値Ｐａに加算する。ここでは、記憶している小数部Ｐａｍが＋０．４であるので、これを加算したパルス増減値Ｐａは＋１．０となる。
【００６０】
そして、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、パルス増減値Ｐａ：＋１．０を、整数部Ｐａｉ（この場合、+１）と小数部Ｐａｍ（この場合、＋０．０）とに分割し、整数部Ｐａｉを室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与えるとともに、小数部Ｐａｍを記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶する。以降、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、暖房運転を継続する限り上記制御を所定時間毎に繰り返す。
【００６１】
以上説明した室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整では、過冷却度差Ｓｃｄに応じた基準パルス増減値Ｐａｅを用いて算出したパルス増減値Ｐａを用い、パルス増減値Ｐａの小数部Ｐａｍを、次のタイミングで算出したパルス増減値Ｐａに加算もしくは減算しているので、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに整数値のパルス増減値を与えた場合の開度の変化に比べて、開度の変化が緩やかになる。この結果、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度調整に応じた冷媒流量の変化量も小さくなり、冷媒回路１００における圧力変動も緩やかになる。結果、冷媒回路１００の制御が安定する。
【００６２】
次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１の暖房運転時における、膨張弁パルステーブル３００を用いた室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの制御について説明する。図３は、空気調和装置１が暖房運転を行う場合の、室内機制御部５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃが行う制御に関する処理の流れを示すものである。図３において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図３では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１００の制御、といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略している。
【００６３】
使用者による暖房運転開始の指示により空気調和装置１が暖房運転を開始すると、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内膨張弁５１ａ〜５１ｃに初期パルス数Ｐｓを与える（ＳＴ１）。これにより、室内膨張弁５１ａ〜５１ｃの開度は、初期パルス数Ｐｓに応じた開度となる。尚、初期パルスＰｓは、予め試験により求められて記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶されている。この後、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内ファン５５ａ〜５５ｃを起動して室内機５ａ〜５ｃの暖房運転を開始する。
【００６４】
次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、タイマー計測を開始し（ＳＴ２）、液側冷媒温度Ｔｒｌを取り込む（ＳＴ３）。次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、現在の過冷却度Ｓｃｎを算出する（ＳＴ４）。具体的には、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室外機２から取り込んで記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶している高圧飽和温度Ｔｈから、液側温度センサ６１ａ〜６１ｃで検出した液冷媒温度Ｔｒｌを減じて現在の過冷却度Ｓｃｎを算出し、算出した現在の過冷却度Ｓｃｎを記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶する。
【００６５】
次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、過冷却度差Ｓｃｄを算出する（ＳＴ５）。具体的には、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶している目標過冷却度Ｓｃｔと現在の過冷却度Ｓｃｎとを用い、目標過冷却度Ｓｃｔから現在の過冷却度Ｓｃｎを減じて過冷却度差Ｓｃｄを算出し、算出した過冷却度差Ｓｃｄを記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶する。
【００６６】
次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶している膨張弁パルステーブル３００を参照し、同じく記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶している過冷却度差Ｓｃｄに応じたパルス増減値Ｐａを抽出する（ＳＴ６）。
【００６７】
次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、記憶部５１０ａ〜５１０ｃに記憶している小数部Ｐａｍを、ＳＴ６で抽出したパルス増減値Ｐａに加算もしくは減算する（ＳＴ７）。
【００６８】
次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、ＳＴ７で算出したパルス増減値Ｐａを整数部Ｐａｉと小数部Ｐａｍとに分割し（ＳＴ８）、整数部Ｐａｉを室内膨張弁５２ａ〜５２ｃに与えるとともに、小数部Ｐａｍを記憶部５２０ａ〜５２０ｃに記憶する（ＳＴ９）。
【００６９】
次に、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、使用者から運転停止指示あるいは運転モード切替（暖房運転から冷房／除湿運転への切替）指示があるか否かを判断する（ＳＴ１０）。運転停止指示あるいは運転モード切替指示がある場合は（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、処理を終了する。運転停止指示あるいは運転モード切替指示がない場合は（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、ＳＴ２でタイマー計測を開始してから所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ１１）。所定時間が経過していなければ（ＳＴ１１−Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、ＳＴ１０に処理を戻し、所定時間が経過していれば（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、タイマーをリセットし（ＳＴ１２）、ＳＴ２に処理を戻す。
【００７０】
尚、以上説明した実施形態では、室内機制御手段５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃが、パルス増減値Ｐａの整数部Ｐａｉと小数部Ｐａｍとへの分割、パルス増減値Ｐａへの小数部Ｐａｍの加減算、および、整数部Ｐａｉを室内膨張弁５２ａ〜５２ｃへ与える、といった処理を行うとして説明したが、より詳細には、図４に示すように、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは上記各処理を行う構成を備えている。すなわち、ＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、パルス増減値Ｐａの整数部Ｐａｉと小数部Ｐａｍとへの分割するパルス分割部５１０ａａ〜５１０ａｃと、パルス増減値Ｐａへの小数部Ｐａｍの加減算を行う小数部加減部５１０ｂａ〜５１０ｂｃと、整数部Ｐａｉを室内膨張弁５２ａ〜５２ｃへ与えるパルス出力部５１０ｃａ〜５１０ｃｃとを備えている。
【００７１】
以上説明したように、本発明の空気調和装置は、膨張弁に与えるパルスの数に整数部と小数部とがあるとき、整数部のみ膨張弁に与えるとともに小数部を記憶し、新たなパルスの数に記憶した小数部を加算もしくは減算する。これにより、膨張弁開度の変化を緩やかにでき、冷媒流量の頻繁な増減が抑制されて冷媒回路内の冷媒圧力の頻繁な変動も抑制できるので、空気調和装置の制御が安定する。
【００７２】
尚、以上説明した実施形態では、運転状態量として、空気調和装置１が暖房運転を行うときの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側における冷媒の過冷却度を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、空気調和装置１が冷房運転を行うときの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側における冷媒の過熱度や、凝縮圧力や蒸発圧力等の冷媒回路１００での冷媒圧力のような、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃや室外熱交換器２３に流入する冷媒量に応じて変動するものであればよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  空気調和装置
２  室外機
５ａ〜５ｃ  室内機
２１  圧縮機
３１  吐出圧力センサ
５１ａ〜５１ｃ  室内熱交換器
５２ａ〜５２ｃ  室内膨張弁
６１ａ〜６１ｃ  液側温度センサ
１００  冷媒回路
３００  膨張弁パルステーブル
５００ａ〜５００ｃ  室外機制御部
５１０ａ〜５１０ｃ  ＣＰＵ
５１０ａａ〜５１０ａｃ  パルス分割部
５１０ｂａ〜５１０ｂｃ  小数部加減部
５１０ｃａ〜５１０ｃｃ  パルス出力部
５２０ａ〜５２０ｃ  記憶部
目標過冷却度  Ｓｃｔ
現在の過冷却度  Ｓｃｎ
過冷却度差  Ｓｃｄ
初期パルス数  Ｐｓ
パルス増減値  Ｐａ
増減値の整数部  Ｐａｉ
増減値の小数部  Ｐａｍ
液冷媒温度  Ｔｒｌ
高圧飽和温度  Ｔｈ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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