(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吐出する圧縮機、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒の吸入圧力を検知する圧力センサ、および、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒を減圧させる減圧装置、を有する室外ユニットと、
冷媒配管を介して前記室外ユニットに接続される室内ユニットと、
前記室外ユニットおよび前記室内ユニットにより形成される冷凍サイクルを制御する制御部と、を備え、
前記圧縮機には、前記吸入圧力に関する上限値が設定され、
前記制御部は、冷房運転時に、前記圧力センサにより検知された前記吸入圧力が前記上限値を超えた場合、前記減圧装置を作動させ、前記吸入圧力を減少させる
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
冷媒を吐出する圧縮機、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒の吸入圧力を検知する圧力センサ、および、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒を減圧させる減圧装置、を有する室外ユニットと、
冷媒配管を介して前記室外ユニットに接続される複数台の室内ユニットと、
前記室外ユニットおよび前記複数台の室内ユニットにより形成される冷凍サイクルを制御する制御部と、を備え、
前記圧縮機には、前記吸入圧力に関する上限値が設定され、
前記制御部は、冷房運転時に、前記圧力センサにより検知された前記吸入圧力が前記上限値を超えた場合、前記減圧装置を作動させ、前記吸入圧力を減少させる
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
冷媒を吐出する圧縮機、および、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒の吸入圧力を検知する圧力センサを有する室外ユニットと、
冷媒配管を介して前記室外ユニットに接続される室内ユニットと、
前記室外ユニットおよび前記室内ユニットにより形成される冷凍サイクルを制御する制御部と、
前記圧縮機の吸入側であって、前記室外ユニットのガス配管と前記室内ユニットのガス配管の間に設けられた減圧装置と、を備え、
前記圧縮機には、前記吸入圧力に関する上限値が設定され、
前記制御部は、冷房運転時に、前記圧力センサにより検知された前記吸入圧力が前記上限値を超えた場合、前記減圧装置を作動させ、前記吸入圧力を減少させる
ことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気調和機において、室外機の圧縮機には、故障を回避しながら運転するために使用可能な圧力範囲（冷媒の圧力範囲。以下同様）が設定されている。そして、空気調和機は、圧縮機の吸入圧力と吐出圧力が上述の圧力範囲から逸脱しないように運転制御を行っている。
【０００３】
例えば、外気温度が高温（例えば３５℃以上）の冷房運転では、圧縮機の吐出圧力が高くなりやすく、設定した圧力範囲を超えそうな場合は、圧縮機の運転周波数を減少させたり、吐出ガス冷媒をバイパス用配管によりバイパスさせたりすることで、吐出圧力が圧力範囲から超えないように保護制御を実施している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、圧縮機の吐出圧力の上昇を抑制する保護制御では、吸入圧力が上昇することになる。さらに、外気温度が非常に高い場合（例えば４４℃以上）は、吸入圧力の上昇が大きくなり、結果として吸入圧力が圧力範囲を超えてしまい、機器の保護のために運転を一旦停止させなければならない。このような場合、空気調和機の連続運転が不可能になる。
【０００５】
また、高外気温度において連続運転を可能にするために、室外熱交換器の表面積を大きくして伝熱性能を向上させたり、風量を大きくしたりすることによって、凝縮能力を高めて、吐出圧力を下げる方法がある。これにより、保護制御による圧縮機の運転周波数の低下幅が小さくなり、吸入圧力の上昇も抑制され、吐出圧力・吸入圧力とも圧力範囲の中に収めることが可能である。しかし、この方法では、材料費や製品サイズが大幅に上がってしまう。
【０００６】
また、室内ユニットの風量を落としたり強制サーモオフしたりすることで蒸発能力を落とす方法によれば、吸入圧力の上昇を抑えることが可能である。しかし、この方法では、空気調和機の連続運転ができないため室温を適切に下げることができず、室内の快適性を落としてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、空気調和機について、圧縮機の吸入圧力を制御することで、高外気温度下の冷房運転時の連続運転を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明の空気調和機は、冷媒を吐出する圧縮機、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒の吸入圧力を検知する圧力センサ、および、前記圧縮機の吸入側に設けられ前記冷媒を減圧させる減圧装置、を有する室外ユニットと、冷媒配管を介して前記室外ユニットに接続される室内ユニットと、前記室外ユニットおよび前記室内ユニットにより形成される冷凍サイクルを制御する制御部と、を備え、前記圧縮機には、前記吸入圧力に関する上限値が設定され、前記制御部は、冷房運転時に、前記圧力センサにより検知された前記吸入圧力が前記上限値を超えた場合、前記減圧装置を作動させ、前記吸入圧力を減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空気調和機について、圧縮機の吸入圧力を適切に制御することで、高外気温度下の冷房運転時の連続運転を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るヒートポンプ式の空気調和機の冷凍サイクル系統図である。
【図２】冷房運転時における圧縮機の吐出圧力および吸入圧力に基づく、空気調和機の運転制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１に示すように、空気調和機１は、制御部２と、室外ユニット１０と、室内ユニット３０と、リモートコントローラ４０とを備えている。室外ユニット１０と室内ユニット３０とは、室外ガス配管３ａ、室内ガス配管３ｂ、および、室外液配管４ａ、室内液配管４ｂにより互いに接続される。なお、本実施形態では、室外ユニット１０と室内ユニット３０とを１対１で接続しているが、室外ユニット１０の容量制限以内であれば、室内ユニット３０の台数に制限はない。また、室外ユニット１０が複数であっても良い。また、アルファベットの添え字（ａ、ｂ）に関しては、基本的には個々の構成であるという意味で用いているが、各構成を代表的に取り扱う場合においては、省略することがある（例えば、「３ａ」、「３ｂ」を総称（代表）して「３」と記載する）。
【００１２】
室外ユニット１０は、圧縮機１１と、オイルセパレータ１２と、逆止弁１３と、四方弁１４と、室外熱交換器１５と、室外ファン１６と、室外膨張弁１７と、サブクールパイプ１８と、アキュムレータ１９と、第１ストレーナ２０と、第１キャピラリ２１と、第２ストレーナ２２と、電磁弁２３と、第２キャピラリ２４とを有し、室外ファン１６以外のそれぞれが冷媒配管により接続されている。
【００１３】
圧縮機１１は、低温低圧ガスの冷媒を、高温高圧ガスに圧縮し、吐出する。オイルセパレータ１２は、高圧ガス状の冷媒に含まれる余剰冷凍機油を回収する。逆止弁１３は、冷媒流の逆流を防止する。四方弁１４を切り替えることで、冷媒の流れが変化し、冷房運転と暖房運転が切り替わる。室外熱交換器１５は、屋外の空気と冷媒との間で熱交換を行う。室外ファン１６は、室外熱交換器１５へ屋外の空気を送る。室外膨張弁１７は、冷媒を減圧して低温にする。サブクールパイプ１８は、冷媒を冷却する。アキュムレータ１９は、液冷媒とガス冷媒を分離させる。第１ストレーナ２０、第２ストレーナ２２は、流体（冷媒、油）を濾過し不純物を取り除く。第１キャピラリ２１、第２キャピラリ２４は、冷媒を減圧する。電磁弁２３は、冷媒の流れを制御する。
【００１４】
室外ユニット１０は、さらに、高圧センサ２５と、低圧センサ２６と、外気サーミスタ２７と、減圧装置２８とを備える。
【００１５】
高圧センサ２５は、圧縮機１１の吐出側に設けられ、冷媒の吐出圧力を検知する。低圧センサ２６は、圧縮機１１の吸入側に設けられ、冷媒の吸入圧力を検知する。外気サーミスタ２７は、外気温度を検知する。
【００１６】
減圧装置２８は、圧縮機１１の吸入側に設けられ、冷媒を減圧するための減圧弁であり、室外ユニット１０の筐体内部に備えられている。
【００１７】
室内ユニット３０は、建物内の部屋５０に設置されている。室内ユニット３０は、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、室内膨張弁３３と、内気サーミスタ３４とを備える。
【００１８】
室内熱交換器３１は、冷媒と部屋５０の内気との間で熱交換を行う。室内ファン３２は、室内熱交換器３１へ室内の空気（内気）を送り、熱交換後の空気を室内に送る。室内膨張弁３３は、冷媒を減圧する。内気サーミスタ３４は、室内ユニット３０に吸い込まれる空気の温度を、室温として検知する。
【００１９】
リモートコントローラ４０は、室内ユニット３０に接続され、ユーザによる操作に基づいて、室内ユニット３０に対し冷房・暖房運転の切換えや温度、風量設定などの運転指令を与える。
【００２０】
制御部２は、リモートコントローラ４０における設定と、各センサ等により検知された値とに基づき、空気調和機１の運転制御を行う（詳細は後記）。なお、制御部２は、室外ユニット１０および室内ユニット３０のいずれか一方に設置しても良いし、両者に設置しても良い。
【００２１】
次に、空気調和機１の冷凍サイクルの動作について説明する。
空気調和機１における冷房運転について説明する。図１における矢印は、空気調和機１の冷房運転における冷媒の流れを示している。冷房運転において、四方弁１４は、実線で示すように、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１５とを連通させ、圧縮機１１の吸入側と室外ガス配管３ａとを連通させる。
【００２２】
圧縮機１１から吐出される高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ１２に流入し、オイルセパレータ１２および四方弁１４を通過し、室外熱交換器１５側に流れる。室外熱交換器１５に流入したガス冷媒は、室外ファン１６により供給される外気と熱交換して凝縮され、液冷媒となる。この液冷媒は、全開状態の室外膨張弁１７、および、室外液配管４ａ、室内液配管４ｂを通過して、室内ユニット３０に流入する。室内ユニット３０に流入した液冷媒は、室内膨張弁３３により減圧されて、低温低圧のガス液混合冷媒となる。この低温低圧の冷媒は、室内熱交換器３１に流入して、室内ファン３２により供給される室内空気と熱交換されて蒸発し、ガス冷媒となる。この際、室内空気は、冷媒の蒸発潜熱により冷却され、冷風が部屋５０内に送られる。その後、ガス冷媒は、室内ガス配管３ｂ、室外ガス配管３ａを通って、室外ユニット１０に戻される。
【００２３】
室外ユニット１０に戻ったガス冷媒は、四方弁１４を通過し、アキュムレータ１９において液体成分が取り除かれた後、圧縮機１１に吸入され、再び圧縮機１１で圧縮されることにより、一連の冷凍サイクルが形成される。
【００２４】
一方、オイルセパレータ１２により分離された冷凍機油は、オイルセパレータ１２から第１ストレーナ２０および第１キャピラリ２１を通過して、アキュムレータ１９に流入する。
【００２５】
また、空調運転中における圧縮機１１を保護するために、その吐出圧力および吸入圧力に対し、それぞれ適切な運転圧力範囲が制御部２に設定されている。すなわち、圧縮機１１の吐出圧力に対し適切な運転圧力範囲として、吐出上限値（Ｔｄ。例えば３．３ＭＰａ）と吐出下限値とが設定され、吸入圧力に対し、適切な運転圧力範囲として、吸入上限値（Ｔｓ。例えば１．３ＭＰａ）と吸入下限値とが設定されている。そして、圧縮機１１の吐出圧力および吸入圧力が、これらの運転圧力範囲を逸脱しないように（本実施形態ではそれぞれの上限値を超えないように）、制御部２は、室外ユニット１０と、減圧装置２８とを制御する。
【００２６】
次に、図１、図２を参照して、高外気温度下の冷房運転時に連続運転を行うための空気調和機１の制御方法について説明する。
【００２７】
図２は、冷房運転時における圧縮機１１の吐出圧力および吸入圧力に基づく、空気調和機１の運転制御処理のフローチャートである。この運転制御処理は、制御部２により実行され、空気調和機１が冷房運転を行っている間、常時実行される。
【００２８】
まず、制御部２は、冷房運転を実施する（Ｓ１）。
冷房運転の実施中、制御部２は、高圧センサ２５により圧縮機１１の吐出圧力Ｐｄを検知し（Ｓ２）、検知した吐出圧力Ｐｄの値が、圧縮機１１の吐出圧力に対し設定された吐出上限値（Ｔｄ）以下であるか否かを判断する（Ｓ３）。吐出圧力Ｐｄが吐出上限値（Ｔｄ）以下でない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、制御部２は、吐出圧力Ｐｄの値に応じて、圧縮機１１の運転周波数の上昇を禁止する処理、または、圧縮機１１の運転周波数を強制的に下降させる処理を実行して吐出圧力Ｐｄを減少させ（Ｓ４）、Ｓ２に戻る。これにより、圧縮機１１を駆動するモータの回転速度が制御される。
【００２９】
一方、吐出圧力Ｐｄが吐出上限値（Ｔｄ）以下であった場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、制御部２は、低圧センサ２６により圧縮機１１の吸入圧力Ｐｓを検知する（Ｓ５）。次に、制御部２は、検知した吸入圧力Ｐｓの値が、圧縮機１１の吸入圧力Ｐｓに対し設定された吸入上限値（Ｔｓ）以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。吸入圧力Ｐｓが吸入上限値（Ｔｓ）以下でない場合（Ｓ６：Ｎｏ）、制御部２は、減圧装置２８を作動させる処理を実行して吸入圧力Ｐｓを減少させ（Ｓ７）、Ｓ５に戻る。
【００３０】
吸入圧力Ｐｓが吸入上限値（Ｔｓ）以下であった場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制御部２は、Ｓ１に戻る。
【００３１】
このように、制御部２は、冷房運転において、圧縮機１１の吸入圧力Ｐｓが吸入上限値（Ｔｓ）を超えた場合（Ｓ６：Ｎｏ）、減圧装置２８を作動させる（Ｓ７）。これにより、吸入圧力Ｐｓを減少させることができ、吸入圧力Ｐｓを吸入上限値（Ｔｓ）以下にすることができる。よって、空気調和機１について、材料費や製品サイズを大幅に上げることなく、圧縮機１１の吸入圧力を制御することで、高外気温度下の冷房運転時の連続運転を可能にし、快適性を落とすことがない。
【００３２】
また、圧縮機１１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓを設定した圧力範囲内に収めることができるので、圧縮機１１の故障を回避することができる。
【００３３】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。例えば、室外ユニットに対して複数台の室内ユニットを設置し、図２の処理を実行するようにしても良い。室内ユニットが複数台だと、圧縮機の吐出圧力、吸入圧力が上がりやすいので、図２の処理による効果がさらに大きい。
【００３４】
また、減圧装置を、圧縮機の吸入側であって、室外ユニットのガス配管と室内ユニットのガス配管の間（図１の室外ガス配管３ａ、室内ガス配管３ｂの間）に設けるようにしても良い。そうすれば、減圧装置の設置の作業がさらに簡易になる。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１：空気調和機
２：制御部
３ａ：室外ガス配管
３ｂ：室内ガス配管
４ａ：室外液配管
４ｂ：室内液配管
１０：室外ユニット
１１：圧縮機
１２：オイルセパレータ
１３：逆止弁
１４：四方弁
１５：室外熱交換器
１６：室外ファン
１７：室外膨張弁
１８：サブクールパイプ
１９：アキュムレータ
２０：第１ストレーナ
２１：第１キャピラリ
２２：第２ストレーナ
２３：電磁弁
２４：第２キャピラリ
２５：高圧センサ
２６：低圧センサ（圧力センサ）
２７：外気サーミスタ
２８：減圧装置
３０：室内ユニット
３１：室内熱交換器
３２：室内ファン
３３：室内膨張弁
３４：内気サーミスタ
４０：リモートコントローラ
５０：部屋
【図１】
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【図２】
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