(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出温度検知部と、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部とを備え、前記吐出温度検知部が検知する吐出温度が所定の吐出温度判定値より小さい場合には、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度が所定の値より大きい場合に前記絞り装置を通過する冷媒流量を増大し、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度が所定の値以下の場合には、さらに吸入過熱度の前記所定の値より１度低い値と比較し、該値未満の場合には前記絞り装置を通過する冷媒流量を減少し、該値以上の場合には前記絞り装置を通過する冷媒流量を変化させないものとし、前記吐出温度が所定の吐出温度判定値以上の場合には、前記吸入過熱度が所定の値より小さい場合に吐出温度の変化量が所定値未満の場合には前記絞り装置を通過する冷媒流量を減少し、吐出温度の変化量が所定値以上の場合には前記絞り装置を通過する冷媒流量を変化させないものとし、前記吸入過熱度が所定の値以上の場合には前記絞り装置を通過する冷媒流量を増大させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出温度検知部と、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部とを備え、前記吐出温度検知部が検知する吐出温度が所定の吐出温度判定値より大きい場合には、前記吐出温度が吐出温度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整するもので、前記吐出温度設定値は、前記所定の吐出温度を超えたときの前記吐出温度を基準とし、前記吸入過熱度が前記吸入過熱度設定値より大きく、前記吐出温度が前記吐出温度設定値より小さい場合には、前記吐出温度設定値を下げることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記吸入過熱度が前記吸入過熱度設定値より小さく、前記吐出温度が前記吐出温度設定値より大きい場合には、前記吐出温度設定値を上げることを特徴とする請求項２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、空気調和装置などの冷凍サイクル装置の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和装置では、圧縮機の吐出温度が限界値以下であると、圧縮機の吸入過熱度が所定温度になるように絞り装置の開度を制御し、圧縮機の吐出温度が限界値を超えると圧縮機の吐出温度が所定値になるように絞り装置の開度を調整するように制御されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吐出温度が高くなる冷媒を用いた場合には、従来のように吸入過熱度を制御目標にすると、能力を素早く引き出すために絞り装置は急激に閉方向に動作し、適正な過熱度がとれたときには、絞り装置を閉めすぎた状態（過絞り状態）となることがある。過絞り状態では、吐出温度が急上昇し、圧縮機が正常に運転できる制限値を超えて保護動作に陥ることがある。
【０００５】
吐出温度が制限値を超えると、圧縮機モータの損傷や冷凍機油の劣化につながるため、吐出温度を下げようとして、絞り装置は急激に開方向に動作する。それでも吐出温度が下がらない場合には、圧縮機の周波数が抑制されるため、吐出温度の急低下を招き、快適性が損なわれる原因となっていた。
【０００６】
また、圧縮機の吐出温度が急上昇することを避けるために、絞り装置を過剰に遅く動作させると、十分な過熱度がとれるまでに相当な時間がかかってしまう。この場合には、能力不足で快適性を損なうばかりでなく、圧縮機に液冷媒が戻りやすくなり、液圧縮で圧縮機内部のメカ部破損の原因となるので、信頼性低下につながる虞があった。
【０００７】
さらに吐出温度が高くなる冷媒を用いた場合には、高負荷条件で運転をすると、適正な過熱度を維持しつつ、吐出温度の制限値以下で運転することが困難な状況も発生し、最適な制御方法を検討する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、吐出温度検知部が検知する吐出温度が所定の吐出温度判定値より小さい場合には、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度が、所定の吸入過熱度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整し、前記吐出温度が所定の吐出温度判定値より大きい場合には、前記吸入過熱度と前記吐出温度の変化量に応じて、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整するものである。
【０００９】
また、本発明は、吐出温度検知部が検知する吐出温度が所定の吐出温度判定値より大きい場合には、前記吐出温度が吐出温度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整するもので、前記吐出温度設定値は、前記所定の吐出温度を超えたときの前記吐出温度を基準とし、前記吸入過熱度が前記吸入過熱度設定値より大きく、前記吐出温度が前記吐出温度設定値より小さい場合には、前記吐出温度設定値を下げるものである。
【００１０】
このように、吸入過熱度制御と吐出温度制御を組み合わせて制御することで、素早く所定の能力を引き出すことや、吐出温度の急激な変化を回避して、機器の快適性と信頼性を向上させることが実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、絞り装置の過剰な操作による吐出温度の急上昇または急低下が抑えられ、冷凍機油の劣化や圧縮機モータの焼損等の機器の信頼性低下が回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。さらに、高負荷条件においても快適で安定した信頼性の高い機器の供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル図
【図２】本発明の実施の形態１における制御ブロック図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２におけるフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３におけるフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出温度検知部と、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部とを備え、前記吐出温度検知部が検知する吐出温度が所定の吐出温度判定値より小さい場合には、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度が、所定の吸入過熱度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整し、前記吐出温度が所定の吐出温度判定値より大きい場合には、前記吸入過熱度と前記吐出温度の変化量に応じて、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整するものである。
【００１４】
これによれば、吐出温度制御をしながらも、吸入過熱度を最適な値に保つことができるため、絞り装置の絞り量の急激な変動による快適性や効率の低下、吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等の機器の信頼性低下が回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
【００１５】
第２の発明は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出温度検知部と、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部とを備え、前記吐出温度検知部が検知する吐出温度が所定の吐出温度判定値より大きい場合には、前記吐出温度が吐出温度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整するもので、前記吐出温度設定値は、前記所定の吐出温度を超えたときの前記吐出温度を基準とし、前記吸入過熱度が前記吸入過熱度設定値より大きく、前記吐出温度が前記吐出温度設定値より小さい場合には、前記吐出温度設定値を下げるものである。
【００１６】
これによれば、吐出温度設定値を吸入過熱度と吐出温度に応じて変更することにより、吐出温度と吐出温度設定値の差を常に小さくできるので、絞り装置の絞りの変化量を小さくでき、吐出温度の急激な変動が抑えられる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、前記吸入過熱度が前記吸入過熱度設定値より小さく、前記吐出温度が前記吐出温度設定値より大きい場合には、前記吐出温度設定値を上げるものである。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和装置の冷凍サイクル図、図２は制御ブロック図、図３はフローチャートである。
【００１９】
図１において、室外機１にはインバータ駆動の容量（周波数）可変形圧縮機２（以下単に圧縮機と称す）と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、冷暖房切換用の四方弁５とが設けられる。圧縮機２に接続される吐出管、または、圧縮機２の頂部表面には圧縮機吐出温度検知装置（吐出温度検知部）１５が、圧縮機２に接続される吸入管には圧縮機吸入温度検知装置（吸入温度検知部）１６がそれぞれ設けられている。室外熱交換器３には室外熱交換器温度検知装置１７が設けられている。
【００２０】
一方、室内機７には室内送風機８と、室内熱交換器と９が設けられている。室内熱交換器９には室内熱交換器温度検知装置１８が設けられている。
【００２１】
室外機１は、液側接続部１３とガス側接続部１４とをそなえている。液側接続部１３とガス側接続部１４に接続された接続配管により、室外機１は室内機７に接続されている。
【００２２】
また、液側接続部１３と室外熱交換器３とを接続する配管である冷媒液管１１には、例えばステッピングモータ等により弁開度をパルス制御可能な絞り装置である電動膨張弁６が設けられている。
【００２３】
圧縮機２、室外熱交換器３、四方弁５、電動膨張弁６、室内熱交換器９を環状に配管で接続し、冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル回路には、冷媒として、Ｒ３２（ジフオロメタン）が封入されている。Ｒ３２は、圧縮機２の吸入過熱度がある値を超えて大きくなると、圧縮機２の吐出温度が急激に上昇するような傾向を有する冷媒である。
【００２４】
また、室内機７には、居住者が希望する運転モード（冷房、除湿または暖房）や、目標室温を設定したり、運転あるいは停止を指示する運転設定装置１０が設けられている。運転設定装置１０は、例えば、リモコンである。
【００２５】
室外機１には、運転設定装置１０の設定に応じて、圧縮機２の回転数や、室外送風機４の回転数、四方弁５の切換、電動膨張弁６の開度などを調整する制御装置２０を備えている。
【００２６】
冷房あるいは除湿運転時には、室外熱交換器３が凝縮器となり、室内熱交換器９が蒸発器となる。このため、室内熱交換器温度検知装置１８が蒸発器温度検知部となる。暖房運転時には、室内熱交換器９が凝縮器となり、室外熱交換器３が蒸発器となる。このため、室外熱交換器温度検知装置１７が蒸発器温度検知部となる。
【００２７】
上記構成の冷凍サイクル装置において、冷房あるいは除湿運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は、四方弁５を介して室外熱交換器３へと流れ、室外送風機４の駆動により室外熱交換器３で室外空気と熱交換して凝縮液化する。その後、冷媒は、冷媒液管１１を通り電動膨張弁６で流量制御される。電動膨張弁６で減圧された冷媒は、室内機７の室内熱交換器９で蒸発した後に、冷媒ガス管１２、四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される。
【００２８】
この電動膨張弁６は室内の負荷に見合った開度となるようにステッピングモータ等によりパルス制御されるため、冷媒は室内負荷に応じた流量に調整される。
【００２９】
一方、暖房運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は、四方弁５を介して室内熱交換器９へと流れ、室内送風機８の駆動により室内熱交換器９で室内空気と熱交換して凝縮液化
する。その後、冷媒は、電動膨張弁６で流量制御される。電動膨張弁６で減圧された冷媒は、室外熱交換器３で蒸発した後に、四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される。
【００３０】
図２は、本実施の形態の制御ブロック図である。電動膨張弁６は、制御装置に接続されている。制御装置は、ステッピングモータ等を制御する出力リレー回路と、出力リレー回路に信号を出力する判定装置を備えている。判定装置は、圧縮機吐出温度検知装置１５、圧縮機吸入温度検知装置１６、室外熱交換器温度検知装置１７、室内熱交換器温度検知装置１８、吸入過熱度検知装置１９に接続されている。吸入過熱度検知装置（吸入過熱度演算部）１９は、圧縮機吸入温度検知装置１６、室外熱交換器温度検知装置１７、室内熱交換器温度検知装置１８の検知値から、圧縮機２の吸入過熱度を演算するものである。
【００３１】
判定装置は、これらの検知装置の出力と、これらの出力から演算された目標吐出温度設定値、吸入過熱度設定値、吐出温度設定値と、あらかじめ定められた吐出温度判定値とから、判定・演算した開度に、電動膨張弁６を調整する。
【００３２】
次に、本実施の形態の制御について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
居住者が運転設定装置１０で例えば暖房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機２が運転を開始すると（Ｓ０００）、圧縮機吐出温度検知装置１５が圧縮機吐出温度（以下、単に吐出温度と称する）（Ｔｄ１）を検出する（Ｓ００１）。
【００３４】
吐出温度（Ｔｄ１）を所定の吐出温度判定値（ＴｄＡ）と比較する（Ｓ００２）。吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判定値（ＴｄＡ）以下の場合（Ｓ００２のＹｅｓ）には、圧縮機２の吸入過熱度（ＳＨ）を検出する（Ｓ００３）。
【００３５】
吸入過熱度（ＳＨ）を所定の吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）と比較する（Ｓ００４）。吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より高い場合（Ｓ００４のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を開方向にＡ（ＰＬＳ）開く（Ｓ００５）。吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より低い場合（Ｓ００４のＮｏ）には、吸入過熱度（ＳＨ）を「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」と比較する（Ｓ００６）。吸入過熱度（ＳＨ）が「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」以上でかつ吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）以下の場合（Ｓ００６のＮｏ）には、電動膨張弁６の開閉をしない（Ｓ００７）。吸入過熱度（ＳＨ）が「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」より小さい場合（Ｓ００６のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を閉方向にＢ（ＰＬＳ）閉じる（Ｓ００８）。これにより、吸入過熱度（ＳＨ）をある適切な値（ＳＨＡ）に保つように制御する。
【００３６】
つまり、吐出温度（Ｔｄ）が吐出温度判定値（ＴｄＡ）より小さい場合には、電動膨張弁６の開閉を吸入過熱度制御で調整する。
【００３７】
電動膨張弁６の開方向Ａ（ＰＬＳ）、閉方向Ｂ（ＰＬＳ）のパルス数は、吸入過熱度（ＳＨ）と吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
【００３８】
また、吸入過熱度は、暖房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置１６から検出された圧縮機吸入温度から室外熱交換器温度検知装置１７から検出された室外熱交換器温度（暖房時は蒸発温度）を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機２に吸入される過熱度が大きくなるので、圧縮機２の効率の低下や、圧縮機２から吐出される冷媒の温度が高くなることによる圧縮機２の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機２に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機２の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値で
制御することが必要である。
【００３９】
なお、吸入過熱度は、冷房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置１６から検出された圧縮機吸入温度から室内熱交換器温度検知装置１８から検出された室内熱交換器温度（冷房時は蒸発温度）を減じたものである。
【００４０】
一方、吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判値（ＴｄＡ）より高くなると（Ｓ００２のＮｏ）、圧縮機の吸入過熱度（ＳＨ）を検出し（Ｓ００９）、吸入過熱度（ＳＨ）を所定の吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）と比較する（Ｓ０１０）。吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より高い場合（Ｓ０１０のＮｏ）には、電動膨張弁６を開方向にＣ（ＰＬＳ）開く（Ｓ０１１）。
【００４１】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より低い場合（Ｓ０１０のＹｅｓ）には、吐出温度の変化が所定の値より大きいか否かを判断する。具体的には、現在の吐出温度（Ｔｄ１）と前回検出した吐出温度（Ｔｄ０）と差が第１の所定値（例えば、０．４℃）より小さいか否かを判断する（Ｓ０１２）。なお、前回検出した吐出温度（Ｔｄ０）とは、例えば、１つ前の制御周期にＳ００１で検出した吐出温度である。
【００４２】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より低く、前回検出した吐出温度（Ｔｄ０）より今回検出した吐出温度（Ｔｄ１）が０．４℃以上上昇している場合（Ｓ０１２のＮｏ）には、電動膨張弁６の開閉をしない（Ｓ０１３）。つまり、現在の膨張弁の開度のまま、吐出温度が安定するのを待つ。
【００４３】
前回検出した吐出温度（Ｔｄ０）と今回検出した吐出温度（Ｔｄ１）の差が０．４℃を下回る場合（Ｓ０１２）には、吐出温度の変化が所定の値より大きいか否かを判断する。具体的には、現在の吐出温度（Ｔｄ１）と前回検出した吐出温度（Ｔｄ０）と差が第２の所定値（例えば、０℃）より大きいか否かを判断する（Ｓ０１４）。
【００４４】
吐出温度の変化が０℃より大きい場合（Ｓ０１４のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を閉方向にＤ（ＰＬＳ）閉じる（Ｓ０１５）。吐出温度の変化が０℃より小さい場合（Ｓ０１４のＮｏ）には、電動膨張弁６を閉方向にＥ（ＰＬＳ）閉じる（Ｓ０１６）。なお、Ｅは、Ｄより大きいパルス数である。
【００４５】
つまり、電動膨張弁６の開度を固定した状態（Ｓ０１３の状態）で、吐出温度の変化が小さくなり（安定状態に近づき）、前回検出した吐出温度（Ｔｄ０）と今回検出した吐出温度（Ｔｄ１）の差が０．４℃を下回り（Ｓ０１２のＹｅｓ）、かつ吐出温度の変化が０℃以上あれば（Ｓ０１４のＹｅｓ）、電動膨張弁６をＤ（ＰＬＳ）絞る（Ｓ０１５）ことで、電動膨張弁６の開度をゆっくりと変更する。
【００４６】
一方、吐出温度の変化量が小さくなった場合（Ｓ０１４のＮｏ）には、吐出温度が低下している状態のため、絞り量が不足していると判断し、更に絞り量を増やすため、Ｅ（ＰＬＳ）絞る（Ｓ０１６）。
【００４７】
上述のように、吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判定値（ＴｄＡ）より大きい場合には、電動膨張弁６の開閉を、吐出温度の変化量に応じて調整する。
【００４８】
以上の操作をある所定の制御間隔で行うことで、吸入過熱度（ＳＨ）は、目標の過熱度設定値（ＳＨＡ）に近づけるように継続的に制御される。このように制御することで、吐出温度が急上昇し易い場合に、絞り装置の操作量を抑制し、絞り過ぎや開きすぎを防止し、吐出温度の大きな変化を抑えることができ、圧縮機吸入過熱度制御（吸入過熱度制御）
を安定して行うことができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２における制御のフローチャートである。冷凍サイクルの構成や制御ブロック構成は、実施の形態１と同一なので説明を省略する。
【００５０】
居住者が運転設定装置１０で例えば暖房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機２が運転を開始すると（Ｓ１００）、圧縮機吐出温度検知装置１５が現在の圧縮機吐出温度（Ｔｄ１）を検出する（Ｓ１０１）。
【００５１】
吐出温度（Ｔｄ１）を所定の吐出温度判定値（ＴｄＢ）と比較する（Ｓ００２）。吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判定値（ＴｄＢ）以下の場合（Ｓ１０２のＹｅｓ）には、圧縮機２の吸入過熱度（ＳＨ）を検出する（Ｓ１０３）。
【００５２】
吸入過熱度（ＳＨ）を所定の吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）と比較する（Ｓ１０４）。吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より高い場合（Ｓ１０４のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を開方向にＡ（ＰＬＳ）開く（Ｓ１０５）。
【００５３】
吸入過熱度（ＳＨ）が「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」以上（Ｓ１０６）でかつ吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）以下の場合（Ｓ１０４のＹｅｓ）には、電動膨張弁６の開閉をしない（Ｓ１０７）。
【００５４】
吸入過熱度（ＳＨ）が「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」より小さい場合（Ｓ１０６のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を閉方向にＢ（ＰＬＳ）閉じる（Ｓ１０８）。これにより、吸入過熱度（ＳＨ）をある適切な値（ＳＨＡ）に保つように制御する。
【００５５】
なお、電動膨張弁６の開方向Ａ（ＰＬＳ）、閉方向Ｂ（ＰＬＳ）のパルス数は、吸入過熱度（ＳＨ）と吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
【００５６】
また、吸入過熱度（ＳＨ）は、暖房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置１６から検出された圧縮機吸入温度から室外熱交換器温度検知装置１７から検出された室外熱交換器温度（暖房時は蒸発温度）を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機２の吸入過熱度（ＳＨ）が大きくなり、圧縮機２の効率の低下や、圧縮機２から吐出される冷媒の温度が高くなることによる圧縮機２の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機２に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機２の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値で制御することが必要である。
【００５７】
一方、吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判値（ＴｄＢ）より高くなると（Ｓ１０２のＹｅｓ）、吸入過熱度制御から吐出温度制御に移行する。つまり、制御目標を吐出温度の目標値にし、これに近づくように絞り装置を制御する。
【００５８】
この制御方法への切り替り時に、その時点での吐出温度（Ｔｄ１）を初期の吐出温度設定値（ＴｄＸ）とする（Ｓ１０９）。次に、吸入過熱度（ＳＨ）を検出する（Ｓ１１０）。
【００５９】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より所定の値以上大きいか否かを判断する。具体的には、吸入過熱度（ＳＨ）を「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）＋０．５℃」と比較する（Ｓ１１１）。
【００６０】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より０．５℃以上高い場合（Ｓ１１１のＹｅｓ）には、吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）の所定の値を加えた値より小さいか否かを判断する。具体的には、吐出温度（Ｔｄ１）を「吐出温度設定値（ＴｄＸ）＋１℃」と比較する（Ｓ１１２）。
【００６１】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より０．５℃以上高く（Ｓ１１１のＹｅｓ）、かつ吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）＋１（℃）より低ければ（Ｓ１１２のＹｅｓ）、十分な吸入過熱度が既にとれており、これ以上、吐出温度を上げる必要はないため、吐出温度設定値（ＴｄＸ）を所定の値（例えば、１℃）下げる（Ｓ１１３）。
【００６２】
その他の場合には、吐出温度設定値（ＴｄＸ）を変更しない（Ｓ１１４）。具体的には、吸入過熱度（ＳＨ）と吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）との差が０．５℃より小さい場合（Ｓ１１１のＮｏ）には、吸入過熱度（ＳＨ）が設定値に近づいており収束しそうな場合か、吸入過熱度が目標に対して明らかに低く電動膨張弁６をさらに絞る必要がある場合であるため、吐出温度設定値（ＴｄＸ）を変更しない（Ｓ１１４）。また、吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）より１℃以上高い場合（Ｓ１１２のＮｏ）には、吸入過熱度（ＳＨ）がとれおり吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値に到達している場合であるため、吐出温度設定値（ＴｄＸ）を変更しない（Ｓ１１４）。
【００６３】
次に、現在の吐出温度（Ｔｄ１）が前述のようにして決定した吐出温度設定値（ＴｄＸ）に対して、所定の値（例えば、１℃）以上高いか否かを判断する。具体的には、吐出温度（Ｔｄ１）を「吐出温度設定値（ＴｄＸ）＋１℃」と比較する（Ｓ１１５）。現在の吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）より１℃以上高ければ（Ｓ１１５のＹｅｓ）、吐出温度を下げるために電動膨張弁６をＣ（ＰＬＳ）開く（Ｓ１１６）。
【００６４】
吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）に１℃加えた値より小さい場合（Ｓ１１５のＮｏ）には、現在の吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）から所定の値を減じた値より小さいか否かを判断する。具体的には、吐出温度（Ｔｄ１）を「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」と比較する（Ｓ１１７）。
【００６５】
吐出温度（Ｔｄ１）が「吐出温度設定値（ＴｄＸ）＋１℃」より小さく（Ｓ１１５のＮｏ）、「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」より大きい場合（Ｓ１１７のＮｏ）には、吐出温度（Ｔｄ１）が目標の吐出温度設定値（ＴｄＸ）に対して１℃以内の温度に近づいている場合であるため、電動膨張弁６は開閉しない（Ｓ１１８）。
【００６６】
吐出温度（Ｔｄ１）が「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」より低ければ（Ｓ１１７のＹｅｓ）、吐出温度を上昇させるため、電動膨張弁６を閉方向にＤ（ＰＬＳ）閉じる（Ｓ１１９）。このように、適切な吐出温度となるように継続的に電動膨張弁６を制御する。
【００６７】
本実施の形態では、吸入過熱度制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度設定値（ＴｄＸ）を吸入過熱度（ＳＨ）と吐出温度（Ｔｄ１）に応じて変更することにより、吐出温度（Ｔｄ）と吐出温度設定値（ＴｄＸ）の差を常に小さくできるので、電動膨張弁６の開閉も小さくなり、吐出温度（Ｔｄ）の変動が抑えられる。
【００６８】
このため、冷媒循環量が大きく変動し、機器の能力の変化（吹き出し温度の変動）による快適性の低下、効率の低下、信頼性の低下（吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等）を防止できる。  （実施の形態３）
図５は実施の形態３における制御のフローチャートである。冷凍サイクルの構成や制御
ブロック構成は、実施の形態１と同一なので説明を省略する。
【００６９】
居住者が運転設定装置１０で例えば暖房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機２が運転を開始すると（Ｓ２００）、圧縮機吐出温度検知装置１５が現在の圧縮機吐出温度（Ｔｄ１）を検出する（Ｓ２０１）。
【００７０】
吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判定値（ＴｄＢ）以下の場合（Ｓ２０２のＮｏ）には、圧縮機の吸入過熱度（ＳＨ）を検出し（Ｓ２０３）、吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より高い場合（Ｓ２０４のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を開方向にＡ（ＰＬＳ）開く（Ｓ２０５）。
【００７１】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）以下（Ｓ２０４のＮｏ）でかつ「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」以上（Ｓ２０６のＮｏ）の場合には、電動膨張弁６を開閉しない（Ｓ２０７）。
【００７２】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）以下（Ｓ２０４のＮｏ）でかつ「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より１℃」以上低い場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を閉方向にＢ（ＰＬＳ）閉じる（Ｓ２０８）。これにより、吸入過熱度（ＳＨ）をある適切な値（ＳＨＡ）に保つように制御する。
【００７３】
なお、電動膨張弁６の開方向Ａ（ＰＬＳ）、閉方向Ｂ（ＰＬＳ）のパルス数は、吸入過熱度（ＳＨ）と吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
【００７４】
また、吸入過熱度は、暖房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置１６から検出された圧縮機吸入温度から室外熱交換器温度検知装置１７から検出された室外熱交換器温度（暖房時は蒸発温度）を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機２の吸入過熱度が大きくなり、圧縮機２の効率の低下や、圧縮機２から吐出される冷媒の温度が大きくなることによる圧縮機２の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機２に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機２の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値で制御することが必要である。
【００７５】
一方、吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度判値（ＴｄＢ）より高くなると（Ｓ２０２のＹｅｓ）、その時点での吐出温度（Ｔｄ１）を初期の吐出温度設定値（ＴｄＸ）とする（Ｓ２０９）。次に、吸入過熱度（ＳＨ）を検出する（Ｓ２１０）。
【００７６】
吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）より所定の値以上大きいか否かを判断する。具体的には、吸入過熱度（ＳＨ）を「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）＋０．５℃」と比較する（Ｓ２１１）。
【００７７】
吸入過熱度（ＳＨ）が「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）＋０．５℃」より高い場合（Ｓ２１１のＹｅｓ）には、これ以上吐出温度を上昇させなくとも、機器を高効よく運転できる状態になっているため、吐出温度設定値（ＴｄＸ）は変更しない（Ｓ２１２）。
【００７８】
吸入過熱度（ＳＨ）が十分とれていないと判定する場合、例えば、吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）＋０．５℃より小さい場合（Ｓ２１１のＮｏ）には、現在の吐出温度（Ｔｄ１）が、吐出温度設定値（ＴｄＸ）に近づいて所定の値を超えると、予め制御範囲の上限値として定めた吐出温度設定値（ＴｄＣ）より低いか否かを判断する。
【００７９】
具体的には、吐出温度（Ｔｄ１）を「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」と比較する（Ｓ２１３）。
【００８０】
吐出温度制御の条件下でしばらく電動膨張弁６の開閉を制御したときに、吸入過熱度（ＳＨ）がとれず、吐出温度（Ｔｄ１）が低下傾向で、「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」以下になると（Ｓ２１３のＮｏ）、吐出温度設定値（ＴｄＸ）に近づけようと電動膨張弁６は閉方向に動作し続けるので、吐出温度が吐出温度設定値に近づくまで吐出温度設定値（ＴｄＸ）は変更しない（Ｓ２１２）。
【００８１】
吸入過熱度（ＳＨ）がとれておらず、さらに吐出温度（ｔｄ１）が「吐出温度設定（ＴｄＸ）−１℃」以上まで近づいた場合（Ｓ２１３のＹｅｓ）には、吸入過熱度（ＳＨ）が不十分な状態で安定することを避けるために、吐出温度（Ｔｄ１）が上限値の吐出温度設定値（ＴｄＣ）以下であることを前提として、吸入過熱度（ＳＨ）が吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）に近づくように吐出温度設定値（ＴｄＸ）を徐々に上昇させる。（例えば、吐出温度設定値（ＴｄＸ）を１℃上昇させる）（Ｓ２１４）
なお、吐出温度設定値（ＴｄＣ）は高吐出温度の保護動作が開始される吐出温度の上限値に対して少し余裕をもたせた数値であり、圧縮機保護動作判定温度より小さい数値である。吐出温度設定値（ＴｄＣ）以上の吐出温度になった場合は、吐出温度設定値（ＴｄＸ）に近づけるように、電動膨張弁６は必ず開方向に動作し、保護動作開始時のような急激な電動膨張弁６の開度変更にはならないので、安定した電動膨張弁６の開度制御が可能となる。
【００８２】
次に、現在の吐出温度（Ｔｄ１）が前述のように変更する吐出温度設定値（ＴｄＸ）に対して、所定の値（例えば、１℃）以上高いか否かを判断する。具体的には、吐出温度（Ｔｄ１）を「吐出温度設定値（ＴｄＸ）＋１℃」と比較する（Ｓ２１５）。吐出温度設定値（ＴｄＸ）よりも現在の吐出温度（Ｔｄ１）が１℃以上高ければ（Ｓ２１５のＹｅｓ）、吐出温度を下げるために電動膨張弁６をＣ（ＰＬＳ）開く（Ｓ２１６）。
【００８３】
吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）に１℃加えた値より小さい場合（Ｓ２１５のＮｏ）には、現在の吐出温度（Ｔｄ１）が吐出温度設定値（ＴｄＸ）から所定の値を減じた値より小さいか否かを判断する。具体的には、吐出温度（Ｔｄ１）を「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」と比較する（Ｓ２１７）。
【００８４】
吐出温度（Ｔｄ１）が「吐出温度設定値（ＴｄＸ）＋１℃」より小さく（Ｓ２１５のＮｏ）、「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」より大きい場合（Ｓ２１７のＮｏ）には、吐出温度（Ｔｄ１）が目標の吐出温度設定値（ＴｄＸ）に近づいている状態であるため、電動膨張弁６は開閉しない（Ｓ２１８）。
【００８５】
吐出温度（Ｔｄ１）が「吐出温度設定値（ＴｄＸ）−１℃」以下の場合（Ｓ２１７のＹｅｓ）には、電動膨張弁６を閉方向にＤ（ＰＬＳ）絞る（Ｓ２１９）。このように、適切な吸入過熱度（ＳＨ）がとれる最適な吐出温度に近づけるように継続的に電動膨張弁６を制御する。
【００８６】
このように制御することで、吸入過熱度（ＳＨ）がとれない状況においても、吐出温度の過上昇を招くことなく、吸入過熱度（ＳＨ）がとれた状態に最も近い吐出温度で継続して運転することが可能となる。
【００８７】
すなわち吸入過熱度制御では吸入過熱度（ＳＨ）が不足している場合は、吐出温度を上昇させ続け最終的には高吐出温度保護の動作に陥るが、この場合は、吸入過熱度（ＳＨ）を目標の吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）に近づけるように膨張弁を動作させるが、吐出温度
が上限に近づくとそれ以上の温度上昇を抑えることができ、快適性を損なうことなく、安定した運転が実現できる。
【００８８】
なお、以上の実施の形態において、「吸入過熱度設定値（ＳＨＡ）−１℃」や「吐出温度設定値（Ｔｄ１）−１℃」の１℃は、１℃でなくてもよく、例えば、数℃であってもよい。
【００８９】
また、実施の形態１に、実施の形態２または実施の形態３のいずれかを組み合わせて実施することもできる。この場合には、吐出温度設定値（ＴｄＢ）は吐出温度設定値（ＴｄＡ）より大きい数値とすることが望ましい。
【００９０】
以上説明したように、本実施の形態は、可変容量圧縮機、室外熱交換器、送風機、四方弁、絞り装置とを有する室外機と熱交換器、送風機を有する室内機を接続し、室内機に室内熱交換器温度を検知する室内熱交換器温度検知装置を設け、室外機に圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する圧縮機吐出温度検知装置と室外熱交換器温度を検知する室外熱交換器温度検知装置と前記圧縮機に吸入される冷媒の温度を検知する圧縮機吸入温度検知装置とを設け、圧縮機の吸入側の過熱度を検知する吸入過熱度検知装置から検知される吸入過熱温度の値がある所定の温度になるように絞り装置を制御するが、圧縮機吐出温度検知装置から検知される吐出温度がある所定の温度を超えると、現在の吐出温度と前回検出された吐出温度との差からこのあと吐出温度が急上昇する変化点を予測し、絞り装置の開閉量を減じて過剰に操作しない様に絞り装置を制御する空気調和装置において、吐出温度が所定の温度を超えて絞り装置の操作量を減じる制御に切り替わった場合、吐出温度の変化量が大きいと絞り装置の動作はしばらく停止し、吐出温度の変化量がある程度収束するまで待機状態とする。
【００９１】
絞り装置の操作を停止しても、しばらく吐出温度は変化し続けるが、変化量が徐々に治まると次の段階の制御へと移行し、絞り装置はゆっくりと操作を再開し、目標の吸入過熱度設定値に近づける様に制御される。
【００９２】
空調機の負荷が軽い場合は、この吸入過熱度設定値で絞り装置を操作する制御で十分だが、空調機への負荷が高くなると、吸入過熱度を取るために絞り装置を閉方向に絞り続け、吐出温度が機器で制御できる上限値を超える場合がある。
【００９３】
このような場合には、吸入過熱度を制御対象にすることができないため、吐出温度を制御対象とした吐出温度制御へ切り替える必要があるが、吐出温度制御に切り替えた後も、吸入過熱度の状態から吐出温度の設定値を補正し、適切な吐出温度設定値を目指して絞り装置はゆっくりと制御される。
【００９４】
制御方法として、まず、吸入過熱度制御から吐出温度制御に切り替えた時の吐出温度を初期吐出温度設定値として、予め決定した上限の吐出温度設定値までの間で、吸入過熱度の状態をみながら吐出温度設定値を増減し、制御目標の値を決定する。吸入過熱度検知装置の値がある所定の温度を超えている場合は吐出温度設定値を少し下げ、吸入過熱度検知装置の値がある所定の温度以下の場合にのみ吐出温度設定値を少し上げる。
【００９５】
ただし、吐出温度が吐出温度設定値の温度に対しある所定温度以下の場合、すなわち吐出温度が吐出温度設定値の温度に対し、かなり低く温度に開きがある場合は、吐出温度設定値の値を上げない。
【００９６】
吐出温度と吐出温度設定値の温度差がある所定温度以下の場合、すなわち吐出温度が吐出温度設定値の温度の値に近づいた場合にのみ、吐出温度設定値の値を少し上げる。
【００９７】
このように吐出温度制御をしながらも現在の吸入過熱度を最適な値に保とうとする動作を取り入れることで、絞り装置の流量の急激な変動による快適性や効率の低下、吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等の機器の信頼性低下が回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
【００９８】
特に、吐出温度の制御を行うにあたり、熱容量が大きい圧縮機頂部表面に圧縮機吐出温度検知装置を設けた場合のように、制御対象の応答性が悪い場合は、制御対象の温度が実際に上昇するのにある程度の時間が必要である。
【００９９】
例えば、冷媒の吐出温度がこれから上昇する状態であっても現在の温度が低いために絞り装置を温度上昇側に操作し、必要以上の絞り状態となることがあるが、微小な吐出温度の変化が現れたときに、そのあとの吐出温度が上昇または低下することを予測し、絞り装置の変化量と操作間隔を変化させることで、実際の温度の変化点を見極めて目標の温度に近づけることが可能となる。
【０１００】
このように制御することで絞り装置の過剰な操作による吐出温度の急上昇または急低下が抑えられ、冷凍機油の劣化や圧縮機モータの焼損等の機器の信頼性低下が回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。さらに、吐出温度が所定の値に到達したときに、吸入過熱度制御から吐出温度制御に切り替えて吐出温度設定値を目指して絞り装置をゆっくりと制御することで、吸入過熱度制御では吐出温度の限界値を超えるような高負荷条件においても快適で安定した信頼性の高い機器の供給が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上のように本発明にかかる冷凍サイクル装置は、吐出温度の大きな変動を回避し、膨張弁を適切に制御し快適性と信頼性の向上を図ることが可能となるので、家庭用のエアコンや、ビル用マルチエアコン等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  室外機
２  圧縮機
３  室外熱交換器
４  室外送風機
５  四方弁
６  電動膨張弁
７  室内機
８  室内送風機
９  室内熱交換器
１０  運転設定装置
１１  冷媒液管
１２  冷媒ガス管
１３  液側接続部
１４  ガス側接続部
１５  圧縮機吐出温度検知装置
１６  圧縮機吸入温度検知装置
１７  室外熱交換器温度検知装置
１８  室内熱交換器温度検知装置
１９  吸入過熱度検知装置
２０  制御装置
【図１】
0006557855.tif 000002
【図２】
0006557855.tif 000003
【図３】
0006557855.tif 000004
【図４】
0006557855.tif 000005
【図５】
0006557855.tif 000006