(57)【要約】【課題】圧縮機の信頼性を確保しつつ、圧縮機の吐出温度を低減し、圧縮機を安定的に運転させる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機１の吐出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段５１と、圧縮機のシェル内の冷凍機油温度または圧縮機１のシェル外表面温度を検出する冷凍機油温度検出手段５２と、を有し、制御手段は、吐出温度検出手段５１が検出する吐出冷媒温度と吐出温度閾値との差である第１温度差と、冷凍機油温度検出手段５２が検出する冷凍機油温度と冷凍機油温度閾値との差である第２温度差と、に基づいてインジェクション流量制御装置７の開度を制御する。【選択図】図１
2015087020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、利用側熱交換器と、第１流量制御装置と、熱源側熱交換器と、を冷媒配管で順次接続して少なくとも暖房回路を形成する主回路と、
前記圧縮機の吸入側に接続され、液冷媒または二相の冷媒をインジェクションするインジェクション配管と、前記インジェクション配管に設けられたインジェクション流量制御装置と、で構成されるインジェクション回路と、
制御手段と、
を有する冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機の吐出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段と、
前記圧縮機のシェル内の冷凍機油温度または前記圧縮機のシェル外表面温度を検出する冷凍機油温度検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記吐出温度検出手段が検出する吐出冷媒温度と吐出温度閾値との差である第１温度差と、前記冷凍機油温度検出手段が検出する冷凍機油温度と冷凍機油温度閾値との差である第２温度差と、に基づいて前記インジェクション流量制御装置の開度を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記吐出温度閾値を、前記圧縮機の目標吐出冷媒温度とし、
前記冷凍機油温度閾値を、前記圧縮機の冷凍機油の下限温度設定値として、
前記制御手段は、前記第１温度差が小さくなるように、かつ、前記冷凍機油温度が前記下限温度設定値を下回らないように前記インジェクション流量制御装置の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記主回路の低圧側である前記圧縮機の吸入側には、冷媒の低圧圧力を検出する低圧検出手段が設けられ、
前記第２温度差は、前記冷凍機油温度と前記低圧検出手段が検出する低圧圧力より演算される蒸発温度との温度差である第２過熱度とし、
前記制御手段は、前記第２過熱度が規定値以上となるように前記インジェクション流量制御装置の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記主回路の高圧側である前記圧縮機の吐出側には、冷媒の高圧圧力を検出する高圧検出手段が設けられ、
前記第１温度差は、前記吐出冷媒温度と前記高圧検出手段が検出する高圧圧力より演算される凝縮温度との温度差である第１過熱度とし、
前記制御手段は、前記第１過熱度が目標値となるように前記インジェクション流量制御装置の開度を制御することを特徴とする請求項１または３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１温度差に基づいて前記インジェクション流量制御装置の開度の操作量を演算し、前記第２温度差に基づいて前記操作量を補正して出力操作量を算出し、前記出力操作量を出力して前記インジェクション流量制御装置の開度を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記操作量を補正する補正量は、前記第２温度差が小さくなるほど大きくなるよう設定された補正量の制御定数により演算され、
前記制御手段は、前記第２温度差が小さくなるほど前記出力操作量を小さくして前記インジェクション流量制御装置の開度を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記補正量の制御定数は、前記操作量の演算に使用する操作量制御定数に対して、前記第２温度差が１０℃以上の時、０．５倍以下、かつ、前記第２温度差が５℃以下の時、２．０倍以上の値で設定されることを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記利用側熱交換器の負荷容量を検知する室内機運転容量検知手段を有し、
前記制御手段は、前記室内機運転容量検知手段の検出する負荷容量の変化に基づいて前記インジェクション流量制御装置を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記圧縮機が起動してからの経過時間を計測するタイマーを有し、
前記タイマーによる検知時間に基づいて前記吐出温度閾値を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記圧縮機が起動してからの経過時間を計測するタイマーを有し、
前記タイマーによる検知時間に基づいて前記第１過熱度の目標値を補正することを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記冷凍機油温度検出手段は前記圧縮機のシェル底部の温度を検出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
冷媒として、ジフルオロメタン（Ｒ３２）単体もしくはジフルオロメタン（Ｒ３２）の質量比率が４０ｗｔ％よりも大きい混合冷媒を使用することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記熱源側熱交換器と前記第１流量制御装置との間に、第２流量制御装置を備え、
前記インジェクション回路は、前記第２流量制御装置と前記第１流量制御装置との間の冷媒配管から分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機へのインジェクション回路を有する冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の観点より、冷凍空調機器及びヒートポンプの作動媒体として、現行のＲ４１０Ａ冷媒やＲ４０７ｃ冷媒、Ｒ１３４ａ冷媒などの地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高い冷媒から自然冷媒である二酸化炭素、炭化水素系冷媒、もしくはＨＦＯ系冷媒、Ｒ３２冷媒などＧＷＰの低い冷媒への転換が検討されている。このうち、Ｒ３２冷媒は、作動圧力が現行のＲ４１０Ａとほぼ同等であり、単位体積あたりの冷凍能力がＲ４１０Ａ冷媒よりも大きい。このため、機器の小型化が可能であり、Ｒ３２単体冷媒もしくはＲ３２冷媒とＨＦＯ系冷媒とを混合させた混合冷媒を冷凍サイクル装置に採用することが考えられている。
【０００３】
Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒に比べて定圧比熱と定積比熱の比で表される比熱比が大きい。このため、冷媒の吐出温度が高くなり、例えば蒸発温度０℃、凝縮温度５０℃であって圧縮機吸入時の冷媒の過熱度が２℃の場合、Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒よりも吐出温度が２０℃程度上昇する。吐出温度が高くなると冷凍機油やシール材の保障温度を超えるため、吐出温度を低減する対策が必要となる。
【０００４】
従来の冷凍サイクル装置には、吐出温度を低減することを目的として、液配管と圧縮機吸入部をバイパスラインにより接続し、バイパスライン上に吐出温度制御のために開閉弁を設けたものがある。このような空気調和装置は、低外気温度での暖房運転において、圧縮機の吐出温度の過昇を防止のため、圧縮機吸入部に液インジェクションすることにより、吐出温度を低減し、圧縮機を安定的に運転させることが可能となる。
【０００５】
圧縮機の吐出温度を調整するときは、例えば、特許文献１に開示されているように、電動膨張弁とバイパスラインの開閉弁の組み合わせで制御することが知られている。バイパスラインの開閉弁は吐出温度検知手段の検知温度に基づいて開閉制御され、その結果、圧縮機の吐出温度が制御され、低外気温度条件でも暖房運転が安定して行われるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５７５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、バイパスラインの開閉弁を吐出温度検知手段の検知温度に基づいて制御し、圧縮機の吸入側に液インジェクションすることにより、圧縮機を安定的に運転させるものである。
しかし、従来の冷凍サイクル装置は、吐出温度をある温度以下に制御することができるが、外気温度の変化や室内機の負荷状況などにより、インジェクション量が変化し、過度の液冷媒がインジェクションされた場合に、冷凍機油の希釈による焼きつきや液圧縮により、圧縮機の故障に繋がるといった課題があった。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の課題に対応して成されたもので、圧縮機の信頼性を確保しつつ、圧縮機の吐出温度を低減し、圧縮機を安定的に運転させる冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、利用側熱交換器と、第１流量制御装置と、熱源側熱交換器と、を冷媒配管で順次接続して少なくとも暖房回路を形成する主回路と、圧縮機の吸入側に接続され、液冷媒または二相の冷媒をインジェクションするインジェクション配管と、インジェクション配管に設けられたインジェクション流量制御装置と、で構成されるインジェクション回路と、制御手段と、を有する冷凍サイクル装置であって、圧縮機の吐出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段と、圧縮機のシェル内の冷凍機油温度または圧縮機のシェル外表面温度を検出する冷凍機油温度検出手段と、を有し、制御手段は、吐出温度検出手段が検出する吐出冷媒温度と吐出温度閾値との差である第１温度差と、冷凍機油温度検出手段が検出する冷凍機油温度と冷凍機油温度閾値との差である第２温度差と、に基づいてインジェクション流量制御装置の開度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、圧縮機の吐出冷媒温度または過熱度、及び圧縮機シェル内の冷凍機油温度または過熱度の組み合わせで制御することにより、圧縮機への過剰なインジェクションを抑制し、圧縮機の吐出温度を低減させながら圧縮機を安定的に運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図２】実施の形態１に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
【図３】実施の形態１に係る流量制御装置の制御フローチャートである。
【図４】Ｒ３２冷媒の混合比率に対する圧縮機から吐出される冷媒の温度について説明する図である。
【図５】実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図６】実施の形態２に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
【図７】実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図８】実施の形態３に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
【図９】実施の形態４に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図１０】実施の形態４に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
【図１１】実施の形態５に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
【図１２】実施の形態５に係る制御定数について説明するものである。
【図１３】実施の形態６に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図１４】実施の形態６に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
【図１５】実施の形態７に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図１６】実施の形態８に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る空気調和装置について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成等は、一例であり、本発明に係る空気調和装置は、そのような構成等に限定されない。
また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
【００１２】
実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図２は、実施の形態１に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
図３は、実施の形態１に係る流量制御装置の制御フローチャートである。
図１を用いて空気調和装置１００の回路構成について説明する。
この空気調和装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用して冷房運転及び暖房運転を行うものであって、空気調和装置１００の冷媒回路を流れる冷媒として、ジフルオロメタン（以下、「Ｒ３２」という）単体、Ｒ３２とテトラフルオロプロペン（以下、「ＨＦＯ１２３４ｙｆ」または「ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）」という）の混合冷媒が用いられている。
【００１３】
図１の空気調和装置１００は、室外機（熱源機）１０と複数の室内機２０Ａ、２０Ｂとが配管１０１、１０２で接続された構成を有している。なお、図１において、１台の室外機１０と２台の室内機２０Ａ、２０Ｂとが接続された場合について例示するが、２台以上の室内機２０Ａ、２０Ｂを接続してもよい。また、配管１０１、１０２は、室外機１０と室内機２０Ａ、２０Ｂとを接続するものであればよく、途中に延長配管を用いたものであっても良い。また、図１において、冷房運転時には全ての室内機が冷房運転、暖房運転時には全ての室内機が暖房運転となる冷暖切替回路で例示するが、冷房運転の室内機と暖房運転の室内機が混在する冷暖同時回路でもかまわない。
【００１４】
室外機１０は、圧縮機１、流路切替器２、熱源側熱交換器３、流量制御装置４、アキュムレータ５を備えている。圧縮機１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものである。この圧縮機１は、吐出側が流路切替器２に接続され、吸入側が吸入配管８に接続されている。
【００１５】
流路切替器２は、冷房運転もしくは暖房運転の運転モードの切替に応じて暖房流路と冷房流路との切替を行うものであって、例えば四方弁からなっている。冷房運転時において、流路切替器２は、配管１０１とアキュムレータ５とを接続させるとともに、圧縮機１の吐出側と熱源側熱交換器３とを接続させる。すると、圧縮機１から吐出された冷媒は熱源側熱交換器３側へ流れるとともに、室内機２０Ａ、２０Ｂから流出した冷媒は配管１０１を介して室外機１０側へ流入する。一方、暖房運転時において、流路切替器２は熱源側熱交換器３とアキュムレータ５とを接続させるとともに、圧縮機１の吐出側と配管１０１とを接続させる。すると、圧縮機１から吐出された冷媒は室内機２０Ａ、２０Ｂ側へ流れるとともに、室内機２０Ａ、２０Ｂから流出した冷媒は配管１０２を介して室外機１０へ流入する。なお、流路切替器２として四方弁を用いた場合について例示しているが、これに限らず例えば複数の二方弁等を組み合わせて構成してもよい。
【００１６】
熱源側熱交換器３は、冷媒と空気（外気）との間で熱交換を行うものであって、例えば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えた構造を有している。また、熱源側熱交換器３に送風を行う送風機３ａが配置されており、送風機３ａの駆動により冷媒が空気と熱交換を行うようになっている。熱源側熱交換器３は流路切替器２と流量制御装置４との間に接続されており、冷房運転時には冷媒を凝縮して液化させる凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて気化させる蒸発器として機能する。
【００１７】
流量制御装置４は、熱源側熱交換器３と室内機２０Ａ、２０Ｂとの間に配置されており、例えば電子式膨張弁等の開度が可変に制御可能なものからなっている。流量制御装置４は、冷媒を減圧して膨張させる減圧弁又は膨張弁としての機能を有し、流量制御装置４の開度を調整することにより、暖房運転時において室内機２０Ａ、２０Ｂから室外機１０に流入する冷媒の中間温度（中間圧力）を制御することができる。
【００１８】
アキュムレータ５は、圧縮機１の吸入側に設けられたものであって、冷房運転時と暖房運転時との違いによる余剰冷媒又は過渡的な運転の変化（例えば室内機２０Ａ、２０Ｂのうちいずれを運転するか）に対する余剰冷媒を蓄えるものである。アキュムレータ５において、流路切替器２側から冷媒が流入されるとともに、吸入配管８を介して圧縮機１の吸入側に冷媒が供給されるようになっている。なお、アキュムレータ５は必ずしも必須ではなく、アキュムレータ５を設けずに流路切替器２と吸入配管８とを直接接続するようにしてもよい。
【００１９】
さらに、室外機１０には、室内機２０Ａ、２０Ｂに連結された配管１０２と流量制御装置４との間にインジェクション回路が設けられており、インジェクション回路は、インジェクション配管６、インジェクション流量制御装置７を備えている。
インジェクション配管６は、配管１０２と流量制御装置４との間の配管と圧縮機１の吸入配管８とを接続し、配管１０２と流量制御装置４との間の配管から圧縮機１の吸入側に液冷媒または二相の冷媒をインジェクションするための配管である。このインジェクション配管６上にはインジェクション流量制御装置７が設けられている。インジェクション流量制御装置７は、配管１０２と流量制御装置４との間の配管から供給される液または二相冷媒を減圧して気相と液相の気液二相状態にするとともに、圧縮機１の吸入配管８に流入する冷媒流量を制御するものであって、例えば開度が可変に制御可能な電子式膨張弁からなっている。なお、インジェクション回路は配管１０２と流量制御装置４との間の配管と圧縮機１の吸入配管８とを接続した場合について例示しているが、これに限定するものではなく、圧縮機１の吸入側に液冷媒または二相の冷媒をインジェクションできる構成であればよい。
【００２０】
各室内機２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂ、絞り装置２２Ａ、２２Ｂ、送風機２３Ａ、２３Ｂを備えている。利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂは、冷房運転時には蒸発器（吸熱器）として機能し、暖房運転時には凝縮器（放熱器）として機能する。そして、利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂは、送風機２３Ａ、２３Ｂから供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内空間の冷房及び暖房を行う。
【００２１】
絞り装置２２Ａ、２２Ｂは、たとえば開度を変化させることができる電子式膨張弁等で構成されており、利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ直列的に接続されている。絞り装置２２Ａ、２２Ｂは、減圧弁や膨張弁として機能し利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂを通過する冷媒の圧力を調整する。
【００２２】
さらに、空気調和装置１００は、室外制御手段３０、室内機制御手段４０、吐出温度センサ５１、冷凍機油温度センサ５２、中間温度センサ５３を備えている。吐出温度センサ５１は、圧縮機１の吐出側に設けられており、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を吐出温度Ｔ１として検出する。冷凍機油温度センサ５２は、圧縮機シェル内または圧縮機シェル外表面に設けられており、圧縮機シェル内に滞留する冷凍機油の温度をシェル下温度Ｔ２として検出する。中間温度センサ５３は、絞り装置２２Ａ、２２Ｂと流量制御装置４との間に設けられており、暖房運転時に流量制御装置４に流入する冷媒の中間温度Ｔ３を検出するものである。なお、冷凍機油温度センサ５２は圧縮機のシェル下に設けられている場合について例示しているが、圧縮機シェルに限定するものではなく、吸入状態が検知できる状態で設置されたものであればよい。
【００２３】
室外制御手段３０は、室外機１０の動作を制御するものであって、吐出温度センサ５１、冷凍機油温度センサ５２、中間温度センサ５３、もしくは図示しない各種検出器で検出された冷媒圧力情報、冷媒温度情報、室外温度情報、室内温度情報等に基づいて、圧縮機１の駆動、流路切替器２の切替、熱源側熱交換器３に付随する送風機３ａの送風機モータ駆動、各流量制御装置の開度等を制御する。また、室外制御手段３０は後述する温度、圧力の計測結果から各制御値を決定する関数などが格納されたメモリー３０ａを備えている。
【００２４】
室内機制御手段４０は、室内機２０Ａ、２０Ｂの動作を制御するものであって、利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂに付随する送風機２３Ａ、２３Ｂの送風機モータ駆動、絞り装置２２Ａ、２２Ｂの開度等を制御する。なお、室外機１０及び室内機２０Ａ、２０Ｂ毎にそれぞれ各制御手段３０、４０が設けられている場合について例示しているが、いずれか一方に設けられていても良いし、装置とは別に設けられた集中管理コントローラとして一括して制御されたものであってもよい。
【００２５】
上述した空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転と暖房運転と２種類の運転モードがある。冷房運転とは、室内機２０Ａ、２０Ｂの双方もしくはいずれか一方が冷房運転を行う運転モードであり、暖房運転とは、室内機２０Ａ、２０Ｂの双方もしくはいずれか一方が暖房運転を行う運転モードである。以下に、冷房運転及び暖房運転のそれぞれの動作について説明する。
【００２６】
［冷房運転の場合］
冷房運転時には、流路切替器２は圧縮機１から吐出された冷媒が熱源側熱交換器３へ流入させるように切替えられる。また、流量制御装置４は全開に設定されている。
まず、圧縮機１の運転を開始した際、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替器２を通過して熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した冷媒は、室外空気と熱交換して冷却され、中温高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器３から流出した中温高圧の液冷媒は、全開状態の流量制御装置４、配管１０２を通過した後、各室内機２０Ａ、２０Ｂの絞り装置２２Ａ、２２Ｂに流入する。
【００２７】
そして、冷媒は絞り装置２２Ａ、２２Ｂにおいて絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。絞り装置２２Ａ、２２Ｂから流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂに流入する。利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂに流入した冷媒は、室内空気と熱交換しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。この熱交換により室内空気が冷却されることになる。なお、絞り装置２２Ａ、２２Ｂは、低温低圧のガス冷媒のスーパーヒート（過熱度）が２〜５Ｋ程度になるように室内機制御手段４０により制御されている。利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂを流出した低温低圧のガス冷媒は、配管１０１を通過した後に室外機１０内に入り、流路切替器２及びアキュムレータ５を通って圧縮機１に流入し圧縮される。
【００２８】
ここで、実施の形態１に係るインジェクション流量制御装置７の開度制御は、図２に示す制御フローチャートに従って行われる。吐出温度センサ５１で吐出温度Ｔ１が計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標吐出温度Ｔ１ｍに対する温度差ΔＴ１が演算される。
ΔＴ１＝Ｔ１−Ｔ１ｍ（ 式１）
【００２９】
上記の温度差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された制御定数α及び計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の操作量、つまりインジェクション流量制御装置７の現在の開度に対して変化させる量ΔＰｕｌｓｅ１を演算する。なお、制御定数αは固定値であってもよく、関数であっても良い。
ΔＰｕｌｓｅ１＝ｆ（α、ΔＴ１）（式２）
【００３０】
また、冷凍機油温度センサ５２でシェル下温度Ｔ２が計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録されたシェル下温度下限閾値Ｔ２ｍに対する温度差ΔＴ２が演算される。
ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔ２ｍ（ 式３）
【００３１】
上記の温度差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された制御定数β及び計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の補正量、つまり上記で演算した操作量を補正する補正量ΔＰｕｌｓｅ２を演算する。なお、制御定数βは固定値であってもよく、関数であっても良い。
ΔＰｕｌｓｅ２＝ｆ（β、ΔＴ２）（式４）
【００３２】
最後に操作量に補正量を考慮した出力操作量ΔＰｕｌｓｅがインジェクション流量制御装置７へと出力される。
ΔＰｕｌｓｅ＝Δｐｕｌｓｅ１＋Δｐｕｌｓｅ２（ 式５）
【００３３】
インジェクション流量制御装置７は吐出温度を低減し、かつシェル下温度が下限閾値を下回らないようにすることを目的として制御される。つまり、吐出温度Ｔ１が目標吐出温度Ｔ１ｍと一致し、シェル下温度Ｔ２がシェル下温度下限閾値Ｔ２ｍ以上を確保できていれば、補正量Δｐｕｌｓｅ２は無効状態となる。
【００３４】
また、シェル下温度Ｔ２がシェル下温度下限閾値Ｔ２ｍを下回ると、吸入配管８に流入する液または気液二相冷媒の流量がゼロ、つまりインジェクション流量制御装置７を全閉とするような補正量Δｐｕｌｓｅ２が演算される。
さらに、シェル下温度下限閾値Ｔ２ｍを下回った場合に、急激な開度変化により、吐出温度が過昇するのを防止するため、シェル下温度Ｔ２がシェル下温度下限閾値Ｔ２ｍに近づくにつれて徐々に補正量Δｐｕｌｓｅ２が増大するように設定される。具体的には温度差ΔＴ２が１０Ｋの範囲内において、上記（式４）がΔＰｕｌｓｅ２＝ａ／ΔＴ２やΔＰｕｌｓｅ２＝−ａ×ΔＴ２＋ｂなどのΔＴ２に関する関数（ａ、ｂは固定値、上記βに相当）で表現される。さらには、上記（式４）のβがΔＴ２の関数であるΔＰｕｌｓｅ２＝（ａ×ΔＴ２＋ｂ）／（ΔＴ２）Ｃ（ａ、ｂ、ｃは固定値、（ａ×ΔＴ２＋ｂ）、ｃが上記βに相当）などの関数で表現される。
なお、シェル下温度の下限閾値は、予め冷凍機油の希釈による焼きつきや液圧縮が発生しないような温度または過熱度の下限値が設定されたものであり、０〜１５Ｋの範囲内の過熱度または過熱度０〜１５Ｋ相当の温度で設定される。また、補正量ΔＰｕｌｓｅ２を演算する式は、上記で示した関数に限定するものではない。
【００３５】
室外制御手段３０は、冷媒の吐出温度Ｔ１が目標吐出温度Ｔ１ｍ以下である場合（Ｔ≦Ｔ１ｍ）、室外制御手段３０による演算結果はインジェクション流量制御装置７を閉方向への操作量を出力し、最終的に閉止し、インジェクションを行わない状態となる。インジェクションが必要な吐出温度、つまり吐出温度Ｔ１が目標吐出温度Ｔ１ｍ以上である場合（Ｔ≧Ｔ１ｍ）、室外制御手段３０による演算結果はインジェクション流量制御装置７を開方向への操作量を出力し、目標吐出温度Ｔ１ｍとなるまで開放しインジェクションを行う。
【００３６】
［暖房運転の場合］
暖房運転時には、流路切替器２は圧縮機１から吐出された冷媒が室内機２０Ａ、２０Ｂ側へ流入させるように切り替えられる。
まず、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替器２、配管１０１を通過した後に各室内機２０Ａ、２０Ｂの利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ流入する。利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂに流入した冷媒は、室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。利用側熱交換器２１Ａ、２１Ｂから流出した中温高圧の液冷媒は、絞り装置２２Ａ、２２Ｂにおいて絞られて膨張、減圧され、中圧の気液二相状態になる。なお、絞り装置２２Ａ、２２Ｂは、例えば中温高圧の液冷媒のサブクール（過冷却度）が５Ｋ〜２０Ｋ程度になるように室内機制御手段４０により制御される。
【００３７】
絞り装置２２Ａ、２２Ｂを流出した中圧の気液二相状態の冷媒は、配管１０２を通過した後、室外機１０内の流量制御装置４に流入する。流量制御装置４において中圧の気液二相状態の冷媒は絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この際、流量制御装置４は、例えば全開の状態で固定されるか、もしくは配管１０２などの中間圧の飽和温度が０〜２０℃程度になるように制御される。流量制御装置４から流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した冷媒は、室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。その後、熱源側熱交換器３を流出した低温低圧のガス冷媒は、流路切替器２及びアキュムレータ５を通って圧縮機１に流入し圧縮される。
【００３８】
ここで、インジェクション流量制御装置７の開度制御は、冷房運転と同様の手段で制御される。ただし、計測される吐出温度Ｔ１及びシェル下温度Ｔ２と目標値との温度差に対する操作量の感度が冷房運転と暖房運転で異なるように設定される。
さらに、流量制御装置４の開度制御は、図３に示す制御フローチャートに従って行われる。中間温度センサ５３で中間温度Ｔ３が計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標中間温度Ｔ３ｍに対する温度差ΔＴ３が演算される。
ΔＴ３＝Ｔ３−Ｔ３ｍ（ 式６）
【００３９】
上記の温度差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された制御定数γ及び計算式より流量制御装置４の開度の操作量、つまり流量制御装置４の現在の開度に対して変化させる量ΔＰｕｌｓｅ３を演算する。なお、制御定数γは固定値であってもよく、関数であっても良い。
ΔＰｕｌｓｅ３＝ｆ（γ、ΔＴ３）（式７）
【００４０】
このように、暖房運転時においてインジェクション配管６に流入する冷媒の中間温度Ｔ３が目標中間温度Ｔ３ｍになるように流量制御装置４を制御することにより、圧縮機１にインジェクションする冷媒の圧力を上昇させ、インジェクション量の調整を行いやすくすることができる。
【００４１】
以上のように、空気調和装置１００の冷房運転時及び暖房運転時において、配管１０２と流量制御装置４との間の配管から供給される液冷媒を吸入配管８にインジェクションすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減することができるため、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減できる。
【００４２】
［冷媒の組成］
上述したように、空気調和装置１００の冷媒回路を流れる冷媒として、Ｒ３２冷媒単体、Ｒ３２冷媒とＨＦＯ１２３４ｙｆ冷媒との混合冷媒もしくはＲ３２冷媒とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒との混合冷媒が用いられている。Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒等の冷媒に比べて定圧比熱と定積比熱の比で表される比熱比が大きいため、吐出温度が上昇する。
【００４３】
具体的に、図４は、Ｒ３２冷媒の混合比率に対する圧縮機から吐出される冷媒の温度について説明する図である。図４において、Ｒ４１０Ａ冷媒単体、Ｒ３２冷媒とＨＦＯ１２３４ｙｆ冷媒との混合冷媒、Ｒ３２冷媒とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒との混合冷媒における圧縮機１から吐出される冷媒の温度のシミュレーション結果を示している。この際、圧縮機吸入の蒸発温度０℃、凝縮温度５０℃、吸入過熱度２℃、圧縮機１の断熱効率を６５％と仮定している。図４に示すように、Ｒ３２の混合比率が高くなればなるほど、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度が高くなる。冷媒としてＲ３２冷媒が単体で使用された場合、吐出温度はＲ４１０Ａ冷媒が単体で使用された場合に比べて２０℃程度上昇する。特に、暖房運転時に外気温度が低い場合もしくは室内温度が高い場合等において、圧縮機１での冷媒の圧縮比が大きくなり、例えば冷媒の吐出温度が１２０℃を超えるというように、圧縮機１から吐出される冷媒温度が高くなる可能性がある。
【００４４】
圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度が高い場合、圧縮機１のシール材、冷凍機油の劣化や冷媒の安定性が悪化する。したがって、冷媒の吐出温度は例えば１２０℃以下に抑えることが要求される。具体的には、Ｒ４１０Ａ冷媒単体で使用した場合と同程度の信頼性を保つためには、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒では、Ｒ３２冷媒が４０ｗｔ％以上、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）の混合冷媒では、Ｒ３２が５０ｗｔ％以上の場合に吐出温度を低減する必要がある。また、Ｒ４１０Ａ冷媒よりも５℃程度の上昇まで許容できるとした場合、Ｒ３２冷媒とＨＦＯ１２３４ｙｆ冷媒との混合冷媒ではＲ３２冷媒が６０ｗｔ％以上、Ｒ３２冷媒とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒との混合冷媒では、Ｒ３２冷媒が５０ｗｔ％以上の場合に吐出温度を低減する必要がある。
【００４５】
そこで、本発明は冷媒回路内にインジェクション回路を有し、冷房運転時及び暖房運転時において、液または気液二相冷媒を吸入配管８にインジェクションする。これにより、圧縮機１の吐出温度を低減することができるため、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減できる。
なお、目標吐出温度Ｔ１ｍは、予め冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労が発生しないような温度が設定されたものであり、例えばＴ１ｍ＝９０℃〜１１０℃の範囲内の温度が設定される。また、目標吐出温度Ｔ１ｍは、所定の温度であってもよいし所定の範囲の温度であってもよい。
【００４６】
また、上述したインジェクション回路内にインジェクション流量制御装置７を有し、冷房運転時及び暖房運転時において、吸入配管８に流入する液または気液二相冷媒の流量を制御する。これにより、圧縮機１の吐出温度を制御することができるため、圧縮機の安定的な運転ができる。
一方で、外気温度の変化や室内機の負荷状況などにより、インジェクション量が変化し、過度の液冷媒がインジェクションされた場合に、冷凍機油の希釈による焼きつきや液圧縮により、圧縮機の故障に繋がる場合がある。
【００４７】
圧縮機へのインジェクション量を確認する指標の一つとして、圧縮機のシェル下温度または過熱度が挙げられる。シェル下温度または過熱度が低下すると、圧縮機のシェル内へ冷媒液が滞留し、冷凍機油が希釈され十分な粘度が得られなくなるため、圧縮機周動部の油膜が維持できず、焼き付きなどの故障を引き起こす。そのため、シェル下の過熱度を確保することが、シェル内への冷媒液の滞留を防止することとなる。
【００４８】
そこで、吐出温度センサ５１だけでなく、冷凍機油温度センサ５２を有し、冷房運転時及び暖房運転時において、吐出温度およびシェル下温度を検知することで、開度操作量に補正を施すようになっている。これにより、冷凍サイクルに緩やかな変化をもたらす外乱である外気温度の変化に対応し、過度のインジェクションを抑制し、圧縮機の故障を防止することができる。
【００４９】
実施の形態２.
図５は、実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図６は、実施の形態２に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
図５の空気調和装置２００において、図１の空気調和装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５の空気調和装置２００が、図１の空気調和装置１００と異なる点は、流路切替器２と吸入配管８との間に冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段５４を有する構成である。
【００５０】
図５の空気調和装置２００は、流路切替器２と吸入配管８との間の低圧側冷媒配管に冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段５４を有しており、圧縮機シェル内の過熱度、つまり冷凍機油温度センサ５２で測定したシェル下温度Ｔ２と蒸発温度検出手段５４で測定した冷媒の蒸発温度の差温に基づいてインジェクション流量制御装置７の制御を行う。蒸発温度検出手段５４は例えば圧力計などで構成され、測定した圧力より蒸発温度に変換することで、蒸発温度を検知するが、この方法に限定するものではない。
【００５１】
ここで、実施の形態２に係るインジェクション流量制御装置７の開度制御は、図６に示す制御フローチャートに従って行われる。インジェクション流量制御装置７の開度の操作量の演算方法は実施の形態１に示す（式１）〜（式２）と同様である。
また、冷凍機油温度センサ５２でシェル下温度Ｔ２が計測され、蒸発温度検出手段５４で蒸発温度Ｔｅが計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録されたシェル下過熱度ＳＨ２が演算される。
ＳＨ２＝Ｔ２−Ｔｅ（式８）
【００５２】
上記でシェル下過熱度ＳＨ２が演算されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録されたシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍに対する温度差ΔＳＨ２が演算される。
ΔＳＨ２＝ＳＨ２−ＳＨ２ｍ（式９）
【００５３】
上記の温度差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された制御定数β及び計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の補正量、つまり上記で演算した操作量を補正する補正量ΔＰｕｌｓｅ２を演算する。なお、制御定数βは固定値であってもよく、関数であっても良い。
ΔＰｕｌｓｅ２＝ｆ（β、ΔＳＨ２）（式１０）
【００５４】
最後に実施の形態１の式５と同様、操作量に補正量を考慮した量がインジェクション流量制御装置７へと出力される。
インジェクション流量制御装置７は吐出温度を低減し、かつシェル下過熱度が下限閾値を下回らないようにすることを目的として制御される。つまり、吐出温度Ｔ１が目標吐出温度Ｔ１ｍと一致し、シェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍ以上を確保できていれば、補正量Δｐｕｌｓｅ２は無効状態となる。
【００５５】
また、シェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍを下回ると、吸入配管８に流入する液または気液二相冷媒の流量がゼロ、つまりインジェクション流量制御装置７を全閉とするような補正量Δｐｕｌｓｅ２が演算される。
さらに、シェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍを下回った場合に、急激な開度変化により、吐出温度が過昇するのを防止するため、シェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍに近づくにつれて徐々に補正量Δｐｕｌｓｅ２が増大するように設定される。具体的には温度差ΔＳＨ２が１０Ｋの範囲内において、上記（式１０）がΔＰｕｌｓｅ２＝ａ／ΔＳＨ２やΔＰｕｌｓｅ２＝−ａ×ΔＳＨ２＋ｂなどのΔＳＨ２に関する関数（ａ、ｂは固定値、上記βに相当）で表現される。さらには、上記（式１０）のβがΔＳＨ２の関数であるΔＰｕｌｓｅ２＝（ａ×ΔＳＨ２＋ｂ）／（ΔＳＨ２）Ｃ（ａ、ｂ、ｃは固定値、（ａ×ΔＳＨ２＋ｂ）、ｃが上記βに相当）などの関数で表現される。
なお、シェル下温度の下限閾値は、予め冷凍機油の希釈による焼きつきや液圧縮が発生しないような温度または過熱度の下限値が設定されたものであり、０〜１５Ｋの範囲内の過熱度または過熱度０〜１５Ｋ相当の温度で設定される。また、補正量ΔＰｕｌｓｅ２を演算する式は、上記で示した関数に限定するものではない。
【００５６】
上記実施の形態２の場合であっても、冷房運転時及び暖房運転時において、配管１０２と流量制御装置４との間の配管から供給される液冷媒を吸入配管８にインジェクションすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減することができるため、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減できる。また、吐出温度センサ５１だけでなく、冷凍機油温度センサ５２及び蒸発温度検出手段５４を有し、吐出温度およびシェル下過熱度を検知することで、開度操作量に補正を施すようになっているため、冷凍サイクルに緩やかな変化をもたらす外乱である外気温度の変化に対応し、過度のインジェクションを抑制し、圧縮機の故障を防止することができる。
【００５７】
実施の形態３.
図７は、実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図８は、実施の形態３に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
図７の空気調和装置３００において、図１の空気調和装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７の空気調和装置３００が、図１の空気調和装置１００と異なる点は、圧縮機１と流路切替器２と吸入配管８との間に冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段５５を有する構成である。
【００５８】
図７の空気調和装置３００は、圧縮機１と流路切替器２との間に冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段５５を有しており、圧縮機の出口の温度、つまり吐出温度センサ５１で測定した吐出温度Ｔ１と凝縮温度検出手段５５で測定した冷媒の凝縮温度の差温に基づいてインジェクション流量制御装置７の制御を行う。凝縮温度検出手段５５は例えば圧力計などで構成され、測定した圧力より凝縮温度に変換することで、凝縮温度を検知するが、この方法に限定するものではない。
【００５９】
ここで、実施の形態３に係るインジェクション流量制御装置７の開度制御は、図８に示す制御フローチャートに従って行われる。吐出温度センサ５１で吐出温度Ｔ１が計測され、凝縮温度検出手段５５により凝縮温度Ｔｃが計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された吐出過熱度ＳＨ１が演算される。
ＳＨ１＝Ｔ１−Ｔｃ（式１１）
【００６０】
上記で吐出過熱度ＳＨ１が演算されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標吐出過熱度ＳＨ１ｍに対する温度差ΔＳＨ１が演算される。
ΔＳＨ１＝ＳＨ１−ＳＨ１ｍ（式１２）
【００６１】
上記の温度差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された制御定数α及び計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の操作量ΔＰｕｌｓｅ１を演算する。なお、制御定数αは固定値であってもよく、関数であっても良い。
ΔＰｕｌｓｅ１＝ｆ（α、ΔＳＨ１）（式１３）
【００６２】
インジェクション流量制御装置７の開度の補正量の演算方法は実施の形態１に示す（式３）、（式４）と同様である。
最後に実施の形態１の（式５）と同様、操作量に補正量を考慮した量がインジェクション流量制御装置７へと出力される。
インジェクション流量制御装置７は吐出過熱度を低減し、かつシェル下温度が下限閾値を下回らないようにすることを目的として制御される。つまり、吐出過熱度ＳＨ１が目標吐出過熱度ＳＨ１ｍと一致し、シェル下温度Ｔ２がシェル下温度下限閾値Ｔ２ｍ以上を確保できていれば、補正量Δｐｕｌｓｅ２は無効状態となる。
【００６３】
上記実施の形態３の場合であっても、冷房運転時及び暖房運転時において、配管１０２と流量制御装置４との間の配管から供給される液冷媒を吸入配管８にインジェクションすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減することができるため、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減できる。また、吐出温度センサ５１だけでなく、冷凍機油温度センサ５２及び凝縮温度検出手段５５を有し、吐出過熱度およびシェル下温度を検知することで、開度操作量に補正を施すようになっているため、冷凍サイクルに緩やかな変化をもたらす外乱である外気温度の変化に対応し、過度のインジェクションを抑制し、圧縮機の故障を防止することができる。
【００６４】
実施の形態４.
図９は、実施の形態４に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図１０は、実施の形態４に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
図９の空気調和装置４００において、図１の空気調和装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図９の空気調和装置４００が、図１の空気調和装置１００と異なる点は、流路切替器２と吸入配管８との間に冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段５４と圧縮機１と流路切替器２と吸入配管８との間に冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段５５と、を有する構成である。
【００６５】
図９の空気調和装置４００は、流路切替器２と吸入配管８との間に冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段５４と、圧縮機１と流路切替器２との間に冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段５５と、を有しており、圧縮機シェル内の過熱度、つまり冷凍機油温度センサ５２で測定したシェル下温度Ｔ２と蒸発温度検出手段５４で測定した冷媒の蒸発温度の差温と、圧縮機の出口の温度、つまり吐出温度センサ５１で測定した吐出温度Ｔ１と凝縮温度検出手段５５で測定した冷媒の凝縮温度との差温に基づいてインジェクション流量制御装置７の制御を行う。
【００６６】
ここで、実施の形態４に係るインジェクション流量制御装置７の開度制御は、図１０に示す制御フローチャートに従って行われる。インジェクション流量制御装置７の開度の操作量の演算方法は実施の形態３に示す（式１１）〜（式１３）と同様である。
また、インジェクション流量制御装置７の開度の補正量の演算方法は実施の形態２に示す（式８）〜（式１０）と同様である。
最後に実施の形態１の（式５）と同様、操作量に補正量を考慮した量がインジェクション流量制御装置７へと出力される。
【００６７】
インジェクション流量制御装置７は吐出過熱度を低減し、かつシェル下過熱度が下限閾値を下回らないようにすることを目的として制御される。つまり、吐出過熱度ＳＨ１が目標吐出過熱度ＳＨ１ｍと一致し、シェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍ以上を確保できていれば、補正量Δｐｕｌｓｅ２は無効状態となる。
【００６８】
上記実施の形態４の場合であっても、冷房運転時及び暖房運転時において、配管１０２と流量制御装置４との間の配管から供給される液冷媒を吸入配管８にインジェクションすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減することができるため、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減できる。また、吐出温度センサ５１だけでなく、冷凍機油温度センサ５２、蒸発温度検出手段５４及び凝縮温度検出手段５５を有し、吐出過熱度およびシェル下過熱度を検知することで、開度操作量に補正を施すようになっているため、冷凍サイクルに緩やかな変化をもたらす外乱である外気温度の変化に対応し、過度のインジェクションを抑制し、圧縮機の故障を防止することができる。
【００６９】
実施の形態５.
図１１は、実施の形態５に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
図１２は、実施の形態５に係る制御定数について説明するものである。
実施の形態５に係るインジェクション流量制御装置７の開度の操作量の演算方法は実施形態１または３に示す（式１）〜（式３）または（式１１）〜（式１３）と同様である。
また、冷凍機油温度センサ５２でシェル下温度Ｔ２が計測され、蒸発温度検出手段５４で蒸発温度Ｔｅが計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録されたシェル下過熱度ＳＨ２が演算される。
ＳＨ２＝Ｔ２−Ｔｅ（式１４）
【００７０】
上記でシェル下過熱度ＳＨ２が演算されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録されたシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍに対する温度差ΔＳＨ２が演算される。
ΔＳＨ２＝ＳＨ２−ＳＨ２ｍ（式１５）
【００７１】
上記の温度差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の補正量を演算するための制御定数βを演算する。
β＝ｆ（ΔＳＨ２）（式１６）
【００７２】
上式（式１５）の温度差と上式（式１６）の制御定数に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の補正量、つまり上記で演算した操作量を補正する補正量ΔＰｕｌｓｅ２を演算する。
ΔＰｕｌｓｅ２＝ｆ（β、ΔＳＨ２）（式１７）
最後に実施の形態１の（式５）と同様、操作量に補正量を考慮した量がインジェクション流量制御装置７へと出力される。
【００７３】
図１２は、シェル下過熱度ＳＨ２とシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍとの差ΔＳＨ２と制御定数βの関係を示すものである。シェル下過熱度差ΔＳＨ２が小さくなると、すなわちシェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍ近辺になると制御定数βを大きくし、補正量Δｐｕｌｓｅ２が操作量Δｐｕｌｓｅ１に対して相対的に十分大きくする。反対に、シェル下過熱度差ΔＳＨ２が大きくなると、すなわちシェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍより十分大きくなると制御定数βを小さくし、補正量Δｐｕｌｓｅ２が操作量Δｐｕｌｓｅ１に対して相対的に十分小さくする。
【００７４】
なお、制御定数βはシェル下過熱度差ΔＳＨ２が小さくなった場合に、補正量Δｐｕｌｓｅ２によりインジェクションを抑制する方向へ出力されるべきである。シェル下過熱度ＳＨ２がシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍ近辺で操作量Δｐｕｌｓｅ１＜補正量Δｐｕｌｓｅ２となる必要があり、上記条件に一致する補正量が得られるよう制御定数βが設定されるべきである。例えば、シェル下過熱度ＳＨ２とシェル下過熱度下限閾値ＳＨ２ｍとの差ΔＳＨ２が１０℃の時に制御定数βは０．５倍程度、５℃の時に２．０倍程度に設定するとよく、ΔＳＨ２が１０℃以上の時に制御定数βを０．５倍以下、５℃以下の時に２．０倍以上とすると、前記のような特性を持つ補正量が得られ、制御性がよい。また、ΔＳＨ２が３℃以下の場合は制御定数βを４倍以上とすると、更によい。
【００７５】
なお、操作量Δｐｕｌｓｅ１及び補正量Δｐｕｌｓｅ２の演算方法はここで説明した方法に限るものではない。また、本実施の形態では、補正量ΔＰｕｌｓｅ２をシェル下過熱度にて演算したが、シェル下温度での演算であっても良い。
上記実施の形態５の場合、シェル下過熱度とシェル下過熱度下限閾値との差に基づいて補正量を演算するための制御定数を演算するため、シェル下過熱度が低下するほどに補正量を大きく演算することができ、シェル下過熱度を維持し、過度のインジェクションを抑制し、圧縮機の故障を防止することができる。
【００７６】
実施の形態６.
図１３は、実施の形態６に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図１４は、実施の形態６に係るインジェクション流量制御装置の制御フローチャートである。
図１３の空気調和装置５００において、図１の空気調和装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１３の空気調和装置５００が、図１の空気調和装置１００と異なる点は、利用側熱交換器の負荷容量を検出する室内機運転容量検知手段５６を有する構成である。
図１３の空気調和装置５００は、室内機運転容量検知手段５６を有しており、上記室内機運転容量検知手段５６で測定した室内機の負荷容量の情報に基づいてインジェクション流量制御装置７の制御を行う。
【００７７】
また、図１３において、室内機運転容量検知手段５６として、室外制御手段３０と室内機制御手段４０を接続したもので例示するが、これに限定するものではない。
ここで、実施の形態６に係るインジェクション流量制御装置７の開度制御は、図１４に示す制御フローチャートに従って行われる。インジェクション流量制御装置７の操作量Δｐｕｌｓｅについては、実施の形態１〜４に記載のいずれかの方法にて演算を行う。
【００７８】
室外制御手段３０内のメモリー３０ａには、前回の測定値である室内機負荷容量（前回値）Ｑｊ’を記録している。室内機運転容量検知手段５６で室内機負荷容量Ｑｊが計測されると、予め記録された室内機負荷容量（前回値）Ｑｊ’に対する負荷容量差ΔＱｊが演算される。
ΔＱｊ＝Ｑｊ’−Ｑｊ（式１８）
【００７９】
上記の負荷容量差に基づいて、メモリー３０ａに予め登録された計算式よりインジェクション流量制御装置７の開度の操作量を演算する。
ΔＰｕｌｓｅ４＝ｆ（ΔＱｊ）（ 式１９）
【００８０】
最後に実施の形態１〜４で演算した操作量に室内機負荷容量より演算した補正量Δｐｕｌｓｅ４を考慮した量がインジェクション流量制御装置７へと出力される。
ΔＰｕｌｓｅ＝Δｐｕｌｓｅ１＋Δｐｕｌｓｅ２＋Δｐｕｌｓｅ４（ 式２０）
【００８１】
上記実施の形態６の場合、室内機運転容量検知手段５６を有し、室内機負荷容量を検知することで、インジェクションする冷媒の乾き度等の急激な変化に対応してインジェクション流量制御装置７の開度操作量に補正を施すようになっている。よって、冷凍サイクルに急激な変化をもたらす外乱である室内機負荷容量の変化に対応し、過度のインジェクションを抑制し、圧縮機の故障を防止することができる。
【００８２】
実施の形態７.
図１５は、実施の形態７に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図１５の空気調和装置６００において、図１の空気調和装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１５の空気調和装置６００が、図１の空気調和装置１００と異なる点は、室外機の圧縮機１が起動してからの経過時間を計測するタイマー５７を有する構成である。
【００８３】
図１５の空気調和装置６００は、室外機の圧縮機１を起動してからの経過時間を計測するタイマー５７を有しており、上記タイマー５７で測定した起動時間及び吐出温度センサ５１で測定した吐出温度の情報に基づいてインジェクション流量制御装置７の制御を行う。
インジェクション流量制御装置７の操作量Δｐｕｌｓｅについては、実施の形態１〜４に記載のいずれかの方法にて演算を行う。
【００８４】
吐出温度センサ５１で吐出温度Ｔ１が計測され、タイマー５７で室外機が起動してからの時間Ｔが計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標温度変更条件と比較される。上記で目標温度変更条件を満たしたことを確認すると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標吐出温度Ｔ１ｍが変更される。変更前の目標吐出温度Ｔ１ｍ’と変更後の目標吐出温度Ｔ１ｍは、一般にＴ１ｍ’＜Ｔ１ｍで設定されるが、本発明はこれに限定するものではない。
【００８５】
上記実施の形態７の場合、吐出温度センサ５１及び室外機の圧縮機１が起動してからの経過時間を計測するタイマー５７を有し、吐出温度及び起動してからの経過時間を計測することで、冷凍サイクルが最も不安定な状態である起動時に吐出温度が過昇し、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を防止することができる。
【００８６】
実施の形態８.
図１６は、実施の形態８に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
図１６の空気調和装置７００において、図１の空気調和装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１６の空気調和装置７００が、図１の空気調和装置１００と異なる点は、凝縮温度検出手段５５と室外機の圧縮機１が起動してからの経過時間を計測するタイマー５７を有する構成である。
【００８７】
図１６の空気調和装置７００は、室外機の圧縮機１が起動してからの経過時間を計測するタイマー５７を有しており、上記タイマー５７で測定した起動時間及び吐出温度センサ５１で測定した吐出温度の情報に基づいてインジェクション流量制御装置７の制御を行う。
インジェクション流量制御装置７の操作量Δｐｕｌｓｅについては、実施の形態３〜４に記載のいずれかの方法にて演算を行う。
【００８８】
吐出温度センサ５１及び凝縮温度検出手段５５により吐出過熱度ＳＨ１が計測され、タイマー５７で室外機の圧縮機１が起動してからの時間Ｔが計測されると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標過熱度変更条件と比較される。上記で目標過熱度変更条件を満たしたことを確認すると、室外制御手段３０内のメモリー３０ａに予め登録された目標吐出過熱度ＳＨ１ｍが変更される。変更前の目標吐出過熱度ＳＨ１ｍ’と変更後の目標吐出過熱度ＳＨ１ｍは、一般にＳＨ１ｍ’＜ＳＨ１ｍで設定されるが、本発明はこれに限定するものではない。
【００８９】
上記実施の形態８の場合、吐出温度センサ５１、凝縮温度検出手段５５及び室外機の圧縮機１が起動してからの経過時間を計測するタイマー５７を有し、吐出過熱度及び起動してからの経過時間を計測することで、冷凍サイクルが最も不安定な状態である起動時に吐出温度が過昇し、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を防止することができる。
【００９０】
以上、実施の形態１〜実施の形態８について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１  圧縮機、２  流路切替器、３  熱源側熱交換器、３ａ  送風機、４  流量制御装置、５  アキュムレータ、６  インジェクション配管、７  インジェクション流量制御装置、８  吸入配管、１０  室外機、２０Ａ、２０Ｂ  室内機、２１Ａ、２１Ｂ  利用側熱交換器、２２Ａ、２２Ｂ  絞り装置、２３Ａ、２３Ｂ  送風機、３０  室外機制御手段、３０ａ  メモリ、４０  室内機制御手段、５１  吐出温度センサ、５２  冷凍機油温度センサ、５３  中間温度センサ、５４  蒸発温度検知手段、５５  凝縮温度検知手段、５６  室内機運転容量検知手段、５７  タイマー、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００  空気調和装置、１０１、１０２  配管、Ｔ１  吐出温度、Ｔ２  シェル下温度、Ｔ３  中間温度、Ｔ１ｍ  目標吐出温度、Ｔ２ｍ  シェル下温度下限閾値、Ｔ３ｍ  目標中間温度、ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３  温度差、ＳＨ１  吐出過熱度、ＳＨ２  シェル下過熱度、ＳＨ１ｍ  目標吐出過熱度、ＳＨ２ｍ  シェル下過熱度下限閾値、ΔＳＨ１、ΔＳＨ２  過熱度差、Ｔｅ  蒸発温度、Ｔｃ  凝縮温度、Δｐｕｌｓｅ  出力操作量、Δｐｕｌｓｅ１  操作量、Δｐｕｌｓｅ２  補正量、Δｐｕｌｓｅ３  操作量、Ｔ  時間、α、β、γ  制御定数。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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