(57)【要約】【課題】本発明の目的は、起動時に冷媒回路を均圧化する際において、液戻りの発生を防止することができる冷凍装置を提供することである。【解決手段】空気調和装置１は、能力可変型である圧縮機１１、室外熱交換器１３、第１電動膨張弁１４、レシーバー１５、第２電動膨張弁１６、および室内熱交換器１７が順次接続される冷媒回路２を備える。空気調和装置１は、四方切換弁１２と、制御装置５とを備える。四方切換弁１２は、冷媒回路２を循環する冷媒の流れ方向を切り換える。制御装置５は、第１電動膨張弁１４および第２電動膨張弁１６の開閉状態を制御する。制御装置５は、空気調和装置１の起動時において、第１電動膨張弁１４および第２電動膨張弁１６のいずれが冷媒回路２の高圧部に位置している高圧側電動弁であるかを判断し、高圧側電動弁を全開にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
能力可変型である圧縮機構（１１）、第１熱交換器（１３）、第１電動弁（１４）、レシーバー（１５）、第２電動弁（１６）および第２熱交換器（１７）が順次接続される冷媒回路（２）を備える冷凍装置であって、
前記冷媒回路を循環する冷媒の流れ方向を切り換える切換機構（１２）と、
前記第１電動弁および前記第２電動弁の開閉状態を制御する制御部（５）と、
を備え、
前記制御部は、前記冷凍装置の起動時において、前記第１電動弁および前記第２電動弁のいずれが前記冷媒回路の高圧部に位置している高圧側電動弁であるかを判断し、前記高圧側電動弁を全開にする、
冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記制御部は、前記冷凍装置の起動時において、前記切換機構の状態に基づいて、前記第１電動弁および前記第２電動弁のいずれが前記高圧側電動弁であるかを判断する、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記第１電動弁および前記第２電動弁は、前記冷凍装置の起動前において、閉じた状態になっている、
請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記冷凍装置の起動時において、前記高圧側電動弁が全開になるまで、前記冷媒回路の低圧部に位置している低圧側電動弁を閉じた状態にする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記冷凍装置の起動時において、前記高圧側電動弁を全開にした後に、前記低圧側電動弁を徐々に開ける、
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記冷凍装置の起動時において、前記圧縮機構の能力が増加し始めた後に、前記高圧側電動弁を開ける、
請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記レシーバーと、前記圧縮機構の冷媒吸入側とを接続するガスインジェクション流路（１８）と、
前記ガスインジェクション流路に設けられるガスインジェクション弁（１９）と、
をさらに備え、
前記ガスインジェクション弁は、前記冷凍装置の起動前において、閉じた状態になっている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記冷凍装置の起動後、所定時間が経過した後、または、前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度が第１温度になった後に、通常運転を開始する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機構で圧縮されて熱交換器で冷却された液冷媒を一時的に貯留するレシーバーを備える冷凍装置が用いられている。一例として、特許文献１（特開平９−７２６２０号公報）には、レシーバーの上流側および下流側のそれぞれに電動弁が設けられている冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、さらに、レシーバーで分離されたガス冷媒を、圧縮機構の吸入側に間欠的に注入するためのガスインジェクション流路を備えている。この冷凍装置は、起動直後に２つの電動弁の両方を全開にすることで、ガスインジェクションによる圧縮機構の吸入圧力の上昇に伴う圧縮機構の吐出圧力の異常上昇を防止することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この冷凍装置では、起動時に冷媒回路を均圧化するために２つの電動弁の両方を全開にすると、レシーバーに貯留されている液冷媒が蒸発することなく電動弁を経由して圧縮機構に吸入される現象である、液戻りが発生するおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、起動時に冷媒回路を均圧化する際において、液戻りの発生を防止することができる冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る冷凍装置は、能力可変型である圧縮機構、第１熱交換器、第１電動弁、レシーバー、第２電動弁および第２熱交換器が順次接続される冷媒回路を備える冷凍装置である。この冷凍装置は、切換機構と、制御部とを備える。切換機構は、冷媒回路を循環する冷媒の流れ方向を切り換える。制御部は、第１電動弁および第２電動弁の開閉状態を制御する。制御部は、冷凍装置の起動時において、第１電動弁および第２電動弁のいずれが冷媒回路の高圧部に位置している高圧側電動弁であるかを判断し、高圧側電動弁を全開にする。
【０００６】
この冷凍装置は、気液二相状態の冷媒を一時的に貯留するためのレシーバーを備える。気液二相状態では、液冷媒とガス冷媒とが混在している。ここで、第１熱交換器は、室外に設置される熱交換器であり、第２熱交換器は、室内に設置される熱交換器であるとする。切換機構は、冷房運転モードと暖房運転モードとを切り換える。冷房運転モードでは、冷媒は、圧縮機構、第１熱交換器、第１電動弁、レシーバー、第２電動弁、第２熱交換器冷媒、および圧縮機構の順に循環する。暖房運転モードでは、冷媒は、圧縮機構、第２熱交換器、第２電動弁、レシーバー、第１電動弁、第１熱交換器、および圧縮機構の順に循環する。高圧側電動弁は、冷房運転モードでは第１電動弁であり、暖房運転モードでは第２電動弁である。
【０００７】
この冷凍装置は、起動時に高圧側電動弁を全開にして、高圧側電動弁でない電動弁を閉じたままにすることで、冷媒回路の高圧部に位置している熱交換器に溜まっている冷媒をレシーバーに送りつつ、レシーバーに貯留されている液冷媒が、冷媒回路の低圧部に位置している熱交換器を通過して圧縮機構の吸入側に送られることを防止する。従って、この冷凍装置は、起動時に冷媒回路を均圧化する際において、レシーバーに貯留されている液冷媒が圧縮機構に吸入される現象である、液戻りの発生を防止することができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置であって、制御部は、冷凍装置の起動時において、切換機構の状態に基づいて、第１電動弁および第２電動弁のいずれが高圧側電動弁であるかを判断する。
【０００９】
この冷凍装置は、切換機構の状態を取得して、切換機構の状態に基づいて、第１電動弁および第２電動弁のいずれが高圧側電動弁であるかを判断する。切換機構は、例えば、冷媒回路における冷媒の流れ方向を切り換えるための四方切換弁である。この冷凍装置は、起動時において、切換機構の状態に基づいて冷媒回路を均圧化することで、液戻りの発生を防止することができる。
【００１０】
本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点または第２観点に係る冷凍装置であって、第１電動弁および第２電動弁は、冷凍装置の起動前において、閉じた状態になっている。
【００１１】
この冷凍装置は、起動前において第１電動弁および第２電動弁が閉じた状態になっているので、冷媒はレシーバーに閉じ込められている。
【００１２】
本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第１観点乃至第３観点のいずれか１つに係る冷凍装置であって、制御部は、冷凍装置の起動時において、高圧側電動弁が全開になるまで、冷媒回路の低圧部に位置している低圧側電動弁を閉じた状態にする。
【００１３】
この冷凍装置は、起動時において、高圧側電動弁が全開になるまで低圧側電動弁を閉じたままの状態にすることで、レシーバーに貯留されている液冷媒が低圧側電動弁を通過して圧縮機構に吸入されることを防止することができる。
【００１４】
本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第４観点に係る冷凍装置であって、制御部は、冷凍装置の起動時において、高圧側電動弁を全開にした後に、低圧側電動弁を徐々に開ける。
【００１５】
この冷凍装置は、起動時において、高圧側電動弁を全開にした後に低圧側電動弁を徐々に開けて、冷媒回路を均圧化する。この冷凍装置は、高圧側電動弁を全開にした後に低圧側電動弁を開け始めることで、液戻りの発生を防止する。また、この冷凍装置は、低圧側電動弁を徐々に開けることで、冷媒回路の低圧部に位置している熱交換器とレシーバーとの間の圧力差を徐々に小さくして、レシーバーに貯留されている液冷媒が低圧側電動弁を経由して圧縮機構に向かって急激に流れ込むことを防止する。
【００１６】
本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第１観点乃至第５観点のいずれか１つに係る冷凍装置であって、制御部は、冷凍装置の起動時において、圧縮機構の能力が増加し始めた後に、高圧側電動弁を開ける。
【００１７】
この冷凍装置は、起動時において、圧縮機構の冷媒吐出能力がゼロから増加し始めた後に高圧側電動弁を開けることで、起動前に冷媒回路に残留している冷媒をできるだけ多くレシーバーに送ることができる。
【００１８】
本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点乃至第６観点のいずれか１つに係る冷凍装置であって、ガスインジェクション流路と、ガスインジェクション弁とをさらに備え、ガスインジェクション弁は、冷凍装置の起動前において、閉じた状態になっている。ガスインジェクション流路は、レシーバーと、圧縮機構の冷媒吸入側とを接続する。ガスインジェクション弁は、ガスインジェクション流路に設けられる。
【００１９】
この冷凍装置は、起動前において、ガスインジェクション弁を閉じた状態にすることで、レシーバーに貯留されている液冷媒がガスインジェクション流路を通過して圧縮機構の吸入側に流れ込むことを防止する。
【００２０】
本発明の第８観点に係る冷凍装置は、第１観点乃至第７観点のいずれか１つに係る冷凍装置であって、冷凍装置の起動後、所定時間が経過した後、または、圧縮機構から吐出される冷媒の温度が第１温度になった後に、通常運転を開始する。
【００２１】
この冷凍装置は、起動時において、冷媒回路が十分に均圧化された後に、通常運転を開始することができる。
【発明の効果】
【００２２】
第１観点に係る冷凍装置は、起動時に冷媒回路を均圧化する際において、液戻りの発生を防止することができる。
【００２３】
第２観点に係る冷凍装置は、起動時において、切換機構の状態に基づいて冷媒回路を均圧化することで、液戻りの発生を防止することができる。
【００２４】
第３観点に係る冷凍装置は、起動前において、冷媒がレシーバーに閉じ込められた状態にすることができる。
【００２５】
第４観点に係る冷凍装置は、起動時において、レシーバーに貯留されている液冷媒が低圧側電動弁を通過して圧縮機構に吸入されることを防止することができる。
【００２６】
第５観点に係る冷凍装置は、起動時において、低圧側電動弁を徐々に開けることで、レシーバーに貯留されている液冷媒が低圧側電動弁を経由して圧縮機構に向かって急激に流れ込むことを防止する。
【００２７】
第６観点に係る冷凍装置は、起動前に冷媒回路に残留している冷媒をできるだけ多くレシーバーに送ることができる。
【００２８】
第７観点に係る冷凍装置は、起動前において、レシーバーに貯留されている液冷媒がガスインジェクション流路を通過して圧縮機構の吸入側に流れ込むことを防止することができる。
【００２９】
第８観点に係る冷凍装置は、起動時において、冷媒回路が十分に均圧化された後に、通常運転を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態に係る空気調和装置のブロック図である。
【図２】空気調和装置の冷凍サイクルを表す、冷媒のモリエル線図である。
【図３】高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度の時間変化を表すグラフである。
【図４】変形例Ａにおける、高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度の時間変化を表すグラフである。
【図５】変形例Ｄにおける、高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度の時間変化を表すグラフである。
【図６】変形例Ｅにおける、空気調和装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（１）空気調和装置の構成
本発明の実施形態に係る冷凍装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置１のブロック図である。空気調和装置１は、Ｒ４１０ＡおよびＲ３２等のフロン系冷媒を使用して、冷房運転および暖房運転を行う装置である。空気調和装置１は、主として、冷媒回路２、室内ファン３、室外ファン４、および制御装置５を備える。冷媒回路２は、主として、圧縮機１１、四方切換弁１２、室外熱交換器１３、第１電動膨張弁１４、レシーバー１５、第２電動膨張弁１６、および室内熱交換器１７から構成される。冷媒回路２を構成する各装置は、冷媒配管を介して接続されている。
【００３２】
空気調和装置１は、室外ユニット１０と室内ユニット２０とから構成される、分離型の空気調和装置である。室外ユニット１０は、主として、圧縮機１１、四方切換弁１２、室外熱交換器１３、第１電動膨張弁１４、レシーバー１５、第２電動膨張弁１６、室外ファン４、および制御装置５を有する。室内ユニット２０は、主として、室内熱交換器１７、および室内ファン３を有する。図１に示されるように、室外ユニット１０は、第１連絡配管３１および第２連絡配管３２を介して室内ユニット２０と接続されている。次に、冷媒回路２を構成する各装置について、それぞれ説明する。
【００３３】
圧縮機１１は、冷媒配管の一部である吸入管１１ａおよび吐出管１１ｂに接続されている。圧縮機１１は、吸入管１１ａから低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、吐出管１１ｂに高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１１は、モータの回転数が制御可能である、能力可変型の圧縮機である。
【００３４】
四方切換弁１２は、運転モードに応じて、冷媒回路２における冷媒の流れ方向を切り換えるための弁である。運転モードは、冷房運転を行う冷房運転モードと、暖房運転を行う暖房運転モードとからなる。図１に示される四方切換弁１２において、実線は冷房運転モードにおける流路を表し、点線は暖房運転モードにおける流路を表す。四方切換弁１２は、冷房運転モードにおいて、圧縮機１１の吐出管１１ｂと室外熱交換器１３とを接続し、圧縮機１１の吸入管１１ａと室内熱交換器１７とを接続する。四方切換弁１２は、暖房運転モードにおいて、圧縮機１１の吐出管１１ｂと室内熱交換器１７とを接続し、圧縮機１１の吸入管１１ａと室外熱交換器１３とを接続する。
【００３５】
冷房運転モードにおいて、冷媒は、圧縮機１１、四方切換弁１２、室外熱交換器１３、第１電動膨張弁１４、レシーバー１５、第２電動膨張弁１６、室内熱交換器１７、四方切換弁１２、および圧縮機１１の順に循環する。暖房運転モードにおいて、冷媒は、圧縮機１１、四方切換弁１２、室内熱交換器１７、第２電動膨張弁１６、レシーバー１５、第１電動膨張弁１４、室外熱交換器１３、四方切換弁１２、および圧縮機１１の順に循環する。
【００３６】
室外熱交換器１３は、冷房運転モードにおいて、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒と、室外ユニット１０が設置されている屋外の空気との間で熱交換を行う。冷房運転モードにおいて、室外熱交換器１３を流れる高温高圧の冷媒は冷却される。室外熱交換器１３は、暖房運転モードにおいて、第１電動膨張弁１４を通過して減圧された液冷媒と、屋外の空気との間で熱交換を行う。暖房運転モードにおいて、室外熱交換器１３を流れる液冷媒は加熱されて蒸発する。
【００３７】
第１電動膨張弁１４は、冷房運転モードにおいて、室外熱交換器１３から流入してくる冷媒を減圧する。第１電動膨張弁１４は、暖房運転モードにおいて、レシーバー１５から流入してくる液冷媒を減圧する。
【００３８】
レシーバー１５は、運転モードおよび空調負荷に応じて、冷媒回路２にとって余剰となる冷媒を貯蔵する。
【００３９】
第２電動膨張弁１６は、冷房運転モードにおいて、レシーバー１５から流入してくる液冷媒を減圧する。第２電動膨張弁１６は、暖房運転モードにおいて、室内熱交換器１７から流入してくる冷媒を減圧する。
【００４０】
室内熱交換器１７は、第１連絡配管３１を介して第２電動膨張弁１６に接続され、かつ、第２連絡配管３２を介して四方切換弁１２に接続されている。
【００４１】
室内熱交換器１７は、冷房運転モードにおいて、第２電動膨張弁１６を通過して減圧された液冷媒と、室内ユニット２０が設置されている室内の空気との間で熱交換を行う。冷房運転モードにおいて、室内熱交換器１７を流れる液冷媒は、熱交換により加熱されてガス冷媒となって圧縮機１１の吸入管１１ａに送られる。冷房運転モードにおいて、室内の空気は、室内熱交換器１７での熱交換により冷却されて調和空気となる。
【００４２】
室内熱交換器１７は、暖房運転モードにおいて、圧縮機１１の吐出管１１ｂから流入してくる高温高圧の冷媒と、室内ユニット２０が設置されている室内の空気との間で熱交換を行う。暖房運転モードにおいて、室内熱交換器１７を流れる高温高圧の冷媒は、熱交換により冷却されてレシーバー１５に送られる。暖房運転モードにおいて、室内の空気は、室内熱交換器１７での熱交換により加熱されて調和空気となる。
【００４３】
室内ファン３は、室内ユニット２０の内部において、室内熱交換器１７の近傍に設置される。室内ファン３は、室内ユニット２０の内部に室内の空気を送り込み、室内熱交換器１７を流れる冷媒と熱交換した空気を、室内に排気するためのファンである。室内ファン３が室内に排気する空気は、冷房運転モードでは冷却された調和空気であり、暖房運転モードでは加熱された調和空気である。
【００４４】
室外ファン４は、室外ユニット１０の内部において、室外熱交換器１３の近傍に設置される。室外ファン４は、室外ユニット１０の内部に室外の空気を送り込み、室外熱交換器１３を流れる冷媒と熱交換した空気を、室外に排気するためのファンである。
【００４５】
制御装置５は、圧縮機１１、四方切換弁１２、第１電動膨張弁１４、第２電動膨張弁１６、室内ファン３、および室外ファン４等に通信線を介して接続されているコンピュータである。制御装置５は、圧縮機１１の能力、四方切換弁１２の状態、第１電動膨張弁１４の開度、第２電動膨張弁１６の開度、室内ファン３の回転数、および室外ファン４の回転数等を取得および制御することができる。圧縮機１１の能力は、例えば、単位時間当たりの冷媒の吐出量、または、圧縮機１１が備えるモータの回転数である。四方切換弁１２の状態は、空気調和装置１が冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれかにあるかを表す情報である。制御装置５は、冷媒回路２を構成する各装置から種種のデータを取得して、第１電動膨張弁１４の開度、および第２電動膨張弁１６の開度を制御する。
【００４６】
（２）空気調和装置の動作
冷房運転モードおよび暖房運転モードにおける、空気調和装置１の運転動作について、図１および図２を用いて説明する。図２は、空気調和装置１の冷凍サイクルを表す、冷媒のモリエル線図（圧力−エンタルピー線図）である。図２には、冷媒の乾き飽和蒸気線Ｌ１、および、冷媒の飽和液線Ｌ２が示されている。図２に示される符号Ａ〜Ｅにおける冷媒の状態は、それぞれ、図１において符号Ａ〜Ｅで示される冷房運転モードにおける冷媒の状態に対応する。
【００４７】
図２において、Ａ→Ｂはガス冷媒の圧縮行程を表し、Ｂ→Ｃは冷媒の冷却行程を表し、Ｃ→Ｄ１は冷媒の第１膨張行程を表し、Ｄ２→Ｅは冷媒の第２膨張行程を表し、Ｅ→Ａは冷媒の蒸発行程を表す。空気調和装置１は、運転中において、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ１→Ｄ２→Ｅ→Ａの冷凍サイクルを繰り返す。
【００４８】
図２において、Ｄ１およびＤ２は、レシーバー１５内の冷媒の状態を表す。Ｄ１は、レシーバー１５に流入する気液二相状態の冷媒を表す。Ｄ２は、レシーバー１５内に貯留され、レシーバー１５から流出する飽和状態の液冷媒を表す。Ｄ２は、飽和液線Ｌ２上に位置している。
【００４９】
（２−１）冷房運転モード
冷房運転モードでは、四方切換弁１２は、図１の実線で示される状態にある。すなわち、圧縮機１１の吐出側が室外熱交換器１３の高温側に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が室内熱交換器１７の高温側に接続されている。
【００５０】
冷房運転モードでは、圧縮機１１を起動すると、低圧のガス冷媒が圧縮機１１に吸入されて圧縮され、高温高圧のガス冷媒が圧縮機１１から吐出される。次に、高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁１２を経由して室外熱交換器１３に送られ、室外熱交換器１３において冷却されて液冷媒となる。次に、液冷媒は、第１電動膨張弁１４を通過して減圧され、気液二相状態の冷媒となる。次に、気液二相状態の冷媒は、レシーバー１５に送られ、冷媒の一部は液冷媒としてレシーバー１５に貯留される。次に、レシーバー１５から流出した液冷媒は、第２電動膨張弁１６を通過して減圧されて気液二相状態の冷媒となる。次に、気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器１７において加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。室内熱交換器１７において、冷媒と室内の空気との間の熱交換によって、室内の空気が冷却される。次に、ガス冷媒は、四方切換弁１２を経由して、再び、圧縮機１１に吸入される。制御装置２３は、冷房運転モードにおいて、上記制御を実行するために空気調和装置１の各装置を制御する。
【００５１】
（２−２）暖房運転モード
暖房運転モードでは、四方切換弁１２は、図１の点線で示される状態にある。すなわち、圧縮機１１の吐出側が室内熱交換器１７の高温側に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が室外熱交換器１３の高温側に接続されている。
【００５２】
暖房運転モードでは、圧縮機１１を起動すると、低圧のガス冷媒が圧縮機１１に吸入されて圧縮され、高温高圧のガス冷媒が圧縮機１１から吐出される。次に、高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁１２を経由して室内熱交換器１７に送られ、室内熱交換器１７において冷却されて液冷媒となる。室内熱交換器１７において、冷媒と室内の空気との間の熱交換によって、室内の空気が加熱される。次に、液冷媒は、第２電動膨張弁１６を通過して減圧され、気液二相状態の冷媒となる。次に、気液二相状態の冷媒は、レシーバー１５に送られ、冷媒の一部は液冷媒としてレシーバー１５に貯留される。次に、レシーバー１５から流出した液冷媒は、第１電動膨張弁１４を通過して減圧されて気液二相状態の冷媒となる。次に、気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１３において加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。次に、ガス冷媒は、四方切換弁１２を経由して、再び、圧縮機１１に吸入される。制御装置２３は、暖房運転モードにおいて、上記制御を実行するために空気調和装置１の各装置を制御する。
【００５３】
（２−３）第１電動膨張弁および第２電動膨張弁の制御
空気調和装置１の運転起動前において、第１電動膨張弁１４および第２電動膨張弁１６は閉じられている。空気調和装置１の運転起動時において、制御装置５は、冷媒回路２の高圧部に位置している高圧側電動弁を全開にし、かつ、冷媒回路２の低圧部に位置している低圧側電動弁を閉じられたままにする制御を行う。高圧側電動弁は、高温高圧の冷媒が通過する電動膨張弁である。高圧側電動弁は、冷房運転モードでは第１電動膨張弁１４であり、暖房運転モードでは第２電動膨張弁１６である。
【００５４】
空気調和装置１の運転起動時において、制御装置５は、第１電動膨張弁１４または第２電動膨張弁１６のいずれが高圧側電動弁であるのかを判定し、高圧側電動弁を全開にする。具体的には、制御装置５は、四方切換弁１２の状態を取得して、空気調和装置１が冷房運転モードにあるのか、または、空気調和装置１が暖房運転モードにあるのかを判定する。空気調和装置１の運転起動時において、制御装置５は、四方切換弁１２が図１の実線で示される状態にある場合に、空気調和装置１が冷房運転モードにあると判定して、高圧側電動弁である第１電動膨張弁１４を全開にし、低圧側電動弁である第２電動膨張弁１６を閉じられたままにする。逆に、制御装置５は、四方切換弁１２が図１の点線で示される状態にある場合に、空気調和装置１が暖房運転モードにあると判定して、高圧側電動弁である第２電動膨張弁１６を全開にし、低圧側電動弁である第１電動膨張弁１４を閉じられたままにする。
【００５５】
また、空気調和装置１の運転起動時において、制御装置５は、高圧側電動弁が全開になるまで低圧側電動弁が閉じられたままの状態にし、かつ、高圧側電動弁を全開にした後に低圧側電動弁を徐々に開ける制御を行う。冷房運転モードにおいて、制御装置５は、第１電動膨張弁１４が全開になるまで第２電動膨張弁１６が閉じられたままの状態にし、かつ、第１電動膨張弁１４を全開にした後に第２電動膨張弁１６を徐々に開ける制御を行う。暖房運転モードにおいて、制御装置５は、第２電動膨張弁１６が全開になるまで第１電動膨張弁１４が閉じられたままの状態にし、かつ、第２電動膨張弁１６を全開にした後に第１電動膨張弁１４を徐々に開ける制御を行う。図３は、空気調和装置１の運転起動時における、高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度の時間変化を表すグラフである。図３の上のグラフは、高圧側電動弁の開度の時間変化ＥＶ１を表す。図３の下のグラフは、低圧側電動弁の開度の時間変化ＥＶ２を表す。図３において、横軸は時間を表し、縦軸は高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度（％）を表す。図３の両方のグラフは、共通の横軸を有する。高圧側電動弁および低圧側電動弁は、開度が０％のときに完全に閉じられ、開度が１００％のときに完全に開かれている。高圧側電動弁の開度が１００％となる時点ｔ１は、低圧側電動弁の開度が０％から増加し始める時点である。低圧側電動弁の開度は、０％から１００％まで段階的に増加する。低圧側電動弁の開度が１００％となる時点ｔ２は、冷媒回路２の均圧化が完了する時点である。
【００５６】
（３）特徴
空気調和装置１の冷媒回路２において、レシーバー１５は、第１電動膨張弁１４および第２電動膨張弁１６によって挟まれている。第１電動膨張弁１４および第２電動膨張弁１６は、空気調和装置１の運転を停止させる時に閉じられる。そのため、空気調和装置１の運転起動時において、冷媒回路２には、冷媒圧力の高い部分と冷媒圧力の低い部分とが存在する。空気調和装置１は、運転起動時における冷媒回路２の冷媒圧力の急激な変化を避けるため、運転起動時において冷媒回路２を均圧化させる必要がある。
【００５７】
空気調和装置１は、冷房運転モードでの運転起動時において、高圧側電動弁である第１電動膨張弁１４を全開にし、低圧側電動弁である第２電動膨張弁１６を閉じられたままにすることで、室外熱交換器１３に溜まっている冷媒をレシーバー１５に送りつつ、レシーバー１５に貯留されている液冷媒が、室内熱交換器１７を通過して圧縮機１１の吸入管１１ａに送られることを防止する。逆に、空気調和装置１は、暖房運転モードでの運転起動時において、高圧側電動弁である第２電動膨張弁１６を全開にし、低圧側電動弁である第１電動膨張弁１４を閉じられたままにすることで、室内熱交換器１７に溜まっている冷媒をレシーバー１５に送りつつ、レシーバー１５に貯留されている液冷媒が、室外熱交換器１３を通過して圧縮機１１の吸入管１１ａに送られることを防止する。レシーバー１５に貯留されている液冷媒が圧縮機１１に吸入される現象である、液戻りが発生すると、圧縮機１１の故障の原因となる。従って、空気調和装置１は、運転起動時に冷媒回路２を均圧化させる際において、液戻りの発生を防止することができる。
【００５８】
また、空気調和装置１の制御装置５は、四方切換弁１２の状態に基づいて、第１電動膨張弁１４または第２電動膨張弁１６のいずれが高圧側電動弁であるかを判定する。そのため、制御装置５は、現在の運転モードが冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれかであるのかを記憶する必要なしに、空気調和装置１の運転起動時において高圧側電動弁を全開にし、低圧側電動弁を閉じたままにする開度制御を行うことができる。
【００５９】
また、空気調和装置１を制御するリモコン等を用いて運転モードを切り換えた直後は、リモコン等が記憶している運転モードに対応する四方切換弁１２の状態と、実際の四方切換弁１２の状態が一致しない場合がある。しかし、制御装置５は、実際の四方切換弁１２の状態を取得して、第１電動膨張弁１４または第２電動膨張弁１６のいずれが高圧側電動弁であるかを判定するので、上述の開度制御を確実に行うことができる。従って、空気調和装置１は、運転起動時における液戻りの発生を確実に防止することができる。
【００６０】
また、制御装置５は、空気調和装置１の運転起動前において、第１電動膨張弁１４および第２電動膨張弁１６の両方を閉じられた状態にすることで、冷媒をレシーバー１５に閉じ込めておくことができる。
【００６１】
また、制御装置５は、空気調和装置１の運転起動時において、高圧側電動弁を全開にした後に低圧側電動弁を開け始めることで、冷媒回路２の均圧化の過程において、レシーバー１５に貯留されている液冷媒が、低圧側電動弁を経由して圧縮機１１に吸入されることを防止することができる。
【００６２】
また、制御装置５は、空気調和装置１の運転起動時において、高圧側電動弁を全開にした後に低圧側電動弁を徐々に開けることで、冷媒回路２の均圧化の過程において、レシーバー１５に貯留されている液冷媒が低圧側電動弁を経由して圧縮機１１に向かって急激に流れ込むことを防止することができる。低圧側電動弁の上流側の配管と下流側の配管との間には、冷媒の圧力差が存在するため、低圧側電動弁を急に開けると、この圧力差によって、大量の冷媒が低圧側電動弁を通過して、液戻りが発生するおそれがある。制御装置５は、低圧側電動弁の開度を段階的に増加させる制御を行うことで、液戻りの発生を防止することができる。
【００６３】
（４）変形例
本実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本実施形態に適用可能な変形例について説明する。
【００６４】
（４−１）変形例Ａ
本実施形態では、制御装置５は、高圧側電動弁を全開にした後、低圧側電動弁の開度を０％から１００％まで段階的に増加させる。しかし、制御装置５は、高圧側電動弁を全開にした後、低圧側電動弁の開度を０％から１００％まで徐々に増加させてもよい。図４は、本変形例における、高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度の時間変化を表すグラフである。図４の上のグラフは、高圧側電動弁の開度の時間変化ＥＶ１を表す。図４の下のグラフは、低圧側電動弁の開度の時間変化ＥＶ２を表す。図４において、横軸は時間を表し、縦軸は高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度（％）を表す。図４の両方のグラフは、共通の横軸を有する。高圧側電動弁の開度が１００％となる時点ｔ１は、低圧側電動弁の開度は０％から増加し始める時点である。低圧側電動弁の開度は、０％から１００％まで徐々に増加する。低圧側電動弁の開度が１００％となる時点ｔ２は、冷媒回路２の均圧化が完了する時点である。
【００６５】
（４−２）変形例Ｂ
本実施形態において、制御装置５は、さらに、空気調和装置１の運転起動時において、圧縮機１１の能力が増加し始めた後に、高圧側電動弁を全開にする制御を行ってもよい。例えば、制御装置５は、圧縮機１１のモータの回転速度がゼロから増加し始める時点、または、圧縮機１１から高圧の冷媒が吐出し始める時点の後に、高圧側電動弁を全開にする制御を行ってもよい。
【００６６】
本変形例では、圧縮機１１の冷媒吐出能力が増加し始めた後に高圧側電動弁を全開にすることで、空気調和装置１の運転起動前に冷媒回路２に残留している冷媒をできるだけ多くレシーバー１５に送ることができる。
【００６７】
（４−３）変形例Ｃ
本実施形態において、制御装置５は、さらに、空気調和装置１の運転起動後において、所定時間が経過した後、または、圧縮機構１１から吐出される冷媒の温度が所定の目標値まで上昇した後に、通常運転を開始する制御を行ってもよい。通常運転は、空気調和装置１が室内の空気を調和する運転である。これにより、制御装置５は、空気調和装置１の運転起動時において、冷媒回路２が十分に均圧化された後に、通常運転を開始することができる。
【００６８】
また、制御装置５は、冷媒回路２の均圧化が完了して通常運転を開始する時に、高圧側電動弁の開度を１００％から所定の開度まで低下させる制御を行ってもよい。ここで、所定の開度とは、空気調和装置１の運転モード、または、冷媒の過冷却度の目標値に応じて予め設定されている開度、または、空気調和装置１の運転条件下に応じて適宜に決定される開度であり、０％より大きく１００％より小さい値である。
【００６９】
また、制御装置５は、高圧側電動弁を全開にした後、低圧側電動弁の開度を０％から増加させている間に、高圧側電動弁の開度を１００％から所定の開度まで低下させる制御を行ってもよい。ここで、所定の開度とは、空気調和装置１の運転モードに応じて予め設定されている開度、または、空気調和装置１の運転条件下に応じて適宜に決定される開度であり、０％より大きく１００％より小さい値である。
【００７０】
（４−４）変形例Ｄ
本実施形態では、制御装置５は、高圧側電動弁を全開にした後、低圧側電動弁の開度を０％から１００％まで段階的に増加させる制御を行う。しかし、制御装置５は、高圧側電動弁を全開にした後、低圧側電動弁の開度を０％から所定の開度まで段階的に増加させる制御を行ってもよい。ここで、所定の開度とは、空気調和装置１の運転モード、または、冷媒の乾き度の目標値に応じて予め設定されている開度、または、空気調和装置１の運転条件下に応じて適宜に決定される開度であり、０％より大きく１００％より小さい値である。この場合、冷媒回路２の均圧化が完了して通常運転を開始する時に、低圧側電動弁の開度は、１００％より小さい所定の開度となっている。制御装置５は、高圧側電動弁を全開にした後、低圧側電動弁の開度を０％から所定の開度まで徐々に増加させる制御を行ってもよい。
【００７１】
また、本変形例の開度制御は、変形例Ｃの開度制御と組み合わされてもよい。図５は、その一例である、高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度の時間変化を表すグラフである。図５の上のグラフは、高圧側電動弁の開度の時間変化ＥＶ１を表す。図５の下のグラフは、低圧側電動弁の開度の時間変化ＥＶ２を表す。図５において、横軸は時間を表し、縦軸は高圧側電動弁および低圧側電動弁の開度（％）を表す。図５の両方のグラフは、共通の横軸を有する。高圧側電動弁の開度が１００％となる時点ｔ１は、低圧側電動弁の開度が０％から増加し始める時点である。低圧側電動弁の開度は、０％から４０％まで段階的に増加する。図５において、低圧側電動弁の開度が４０％となる時点ｔ２は、冷媒回路２の均圧化が完了する時点である。時点ｔ２において、高圧側電動弁の開度は、１００％から６０％まで低下する。
【００７２】
なお、冷媒回路２の均圧化が完了する時点は、低圧側電動弁の開度が所定の開度になる時点と、一致していなくてもよい。例えば、図５において、低圧側電動弁の開度が４０％となる時点ｔ２は、冷媒回路２の均圧化が完了する時点でなくてもよい。
【００７３】
（４−５）変形例Ｅ
本実施形態において、冷媒回路２は、さらに、圧縮機１１の吸入管１１ａにガス冷媒を注入するためのガスインジェクション流路を備えてもよい。図６は、本変形例における空気調和装置１０１のブロック図である。空気調和装置１０１は、本実施形態の空気調和装置１が備える各装置に加えて、ガスインジェクション管１８、ガスインジェクション弁１９、およびキャピラリーチューブ２１をさらに備える。図６において、本実施形態の空気調和装置１と共通する構成要素には、図１に示される参照符号と同じ参照符号が与えられている。以下、空気調和装置１０１と、本実施形態の空気調和装置１との間の相違点について主に説明する。
【００７４】
ガスインジェクション管１８は、レシーバー１５と、圧縮機１１の吸入管１１ａとを接続する配管である。ガスインジェクション管１８は、レシーバー１５に貯留されているガス冷媒を、圧縮機１１の吸入管１１ａに注入するための配管である。ガスインジェクション管１８による冷媒の注入によって、レシーバー１５内の冷媒量、および、圧縮機１１に吸入される冷媒の乾き度や過熱度を調整することができる。
【００７５】
ガスインジェクション弁１９は、ガスインジェクション管１８に取り付けられる電磁弁である。空気調和装置１の運転時において、レシーバー１５に貯留されるガス冷媒の圧力は、圧縮機１１の吸入管１１ａを流れるガス冷媒の圧力より高い。ガスインジェクション弁１９が開いているとき、レシーバー１５に貯留されているガス冷媒は、ガスインジェクション管１８およびキャピラリーチューブ２１を経由して、圧縮機１１の吸入管１１ａに供給される。ガスインジェクション弁１９が閉じているとき、レシーバー１５に貯留されているガス冷媒は、圧縮機１１の吸入管１１ａに供給されない。空気調和装置１の運転起動前において、レシーバー１５に貯留されている冷媒が圧縮機１１に戻ることを防止するために、ガスインジェクション弁１９は閉じられている。
【００７６】
キャピラリーチューブ２１は、ガスインジェクション管１８に取り付けられる細管である。キャピラリーチューブ２１は、図６に示されるように、ガスインジェクション弁１９と、圧縮機１１の吸入管１１ａとの間に取り付けられている。キャピラリーチューブ２１は、冷媒の絞り膨張、および、冷媒の流れの抵抗として作用する。冷媒の圧力は、キャピラリーチューブ２１を通過することで低下する。
【００７７】
冷房運転モードでは、ガスインジェクション弁１９の開度を大きくして、ガスインジェクション管１８を流れる冷媒の量を増加させる。これにより、圧縮機１１によって吸引される冷媒の温度を低下させて、圧縮機１１の温度上昇を抑えることができる。一方、暖房運転モードでは、ガスインジェクション弁１９の開度を小さくして、ガスインジェクション管１８を流れる冷媒の量を減少させる。これにより、圧縮機１１によって吸引される冷媒の温度をできるだけ低下させないようにしつつ、室内熱交換器１７を通過する冷媒の流量をできるだけ増加させて、室内熱交換器１７の熱交換の効率を向上させることができる。
【００７８】
本変形例において、制御装置５は、さらに、ガスインジェクション弁１９の開度を制御することができる。制御装置５は、空気調和装置１０１の運転起動前において、ガスインジェクション弁１９を閉じられた状態にしておく。これにより、レシーバー１５に貯留されている液冷媒が、ガスインジェクション管１８を通過して圧縮機１１の吸入管１１ａに流れ込むことが防止される。従って、空気調和装置１０１は、運転起動時に冷媒回路２を均圧化する際において、液戻りの発生を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る冷凍装置は、起動時に冷媒回路を均圧化する際において、液戻りの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１      空気調和装置（冷凍装置）
２      冷媒回路
５      制御装置（制御部）
１１      圧縮機（圧縮機構）
１２      四方切換弁（切換機構）
１３      室外熱交換器（第１熱交換器）
１４      第１電動膨張弁（第１電動弁）
１５      レシーバー
１６      第２電動膨張弁（第２電動弁）
１７      室内熱交換器（第２熱交換器）
１８      ガスインジェクション管（ガスインジェクション流路）
１９      ガスインジェクション弁
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開平９−７２６２０号公報
【図１】
2015083894.tif 000003
【図２】
2015083894.tif 000004
【図３】
2015083894.tif 000005
【図４】
2015083894.tif 000006
【図５】
2015083894.tif 000007
【図６】
2015083894.tif 000008