(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器が接続された冷媒回路と、
前記圧縮機に設けられ、該圧縮機内の冷凍機油の温度を検出する油温度センサと、
前記圧縮機の吸入ガスの圧力を検出する吸入圧力センサと、
前記冷媒回路に冷媒を循環させる冷凍サイクルを制御し、冷房、暖房及び除霜の運転状態に応じて冷媒の流路を切り替える制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記運転状態を前記暖房から前記除霜に切り替える際、前記四方弁を制御して冷媒の流路を切り替える冷凍サイクル制御手段と、
前記運転状態が前記暖房から前記除霜に切り替わるとき、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に設定する圧縮機制御手段と、を有し、
前記圧縮機制御手段は、
前記除霜の開始から予め決められた時間が経過するまで、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に維持し、
前記予め決められた時間が経過した後、前記油温度センサの検出値及び前記吸入圧力センサの検出値から求まる前記冷凍機油の過熱度と予め決められた閾値とを比較し、前記冷凍機油の過熱度が前記閾値以上の場合、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも高い値に増加させ、前記冷凍機油の過熱度が前記閾値より小さい場合、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に維持する、
空気調和機。
【請求項２】
圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器が接続された冷媒回路と、
前記圧縮機の吐出ガスの温度を検出する吐出温度センサと、
前記圧縮機の吐出ガスの圧力を検出する吐出圧力センサと、
前記冷媒回路に冷媒を循環させる冷凍サイクルを制御し、冷房、暖房及び除霜の運転状態に応じて冷媒の流路を切り替える制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記運転状態を前記暖房から前記除霜に切り替える際、前記四方弁を制御して冷媒の流路を切り替える冷凍サイクル制御手段と、
前記運転状態が前記暖房から前記除霜に切り替わるとき、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に設定する圧縮機制御手段と、を有し、
前記圧縮機制御手段は、
前記除霜の開始から予め決められた時間が経過するまで、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に維持し、
前記予め決められた時間が経過した後、前記吐出温度センサの検出値及び前記吐出圧力センサの検出値から求まる前記圧縮機の吐出ガスの過熱度と予め決められた閾値とを比較し、前記吐出ガスの過熱度が前記閾値以上の場合、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも高い値に増加させ、前記吐出ガスの過熱度が前記閾値より小さい場合、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に維持する、
空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に付着した霜を取り除く除霜機能を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機について、熱交換器の除霜方法の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された空気調和機は、冷媒を高温高圧ガスに圧縮する圧縮機、冷媒の流れを切り替える四方弁、室内側熱交換器、減圧手段である膨張弁、及び室外側熱交換器が冷媒配管を介して環状に連結された構成を有する。また、膨張弁と室外側熱交換器との間と、圧縮機の吐出側とを接続するバイパス管路が設けられ、バイパス管路に開閉弁が設けられている。【０００３】
次に、特許文献１に開示された空気調和機の動作を説明する。暖房運転時は、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は四方弁によって室内側熱交換器に流れ、ここで冷媒は凝縮する。室内側熱交換器によって冷却されたガス冷媒は凝縮液となって膨張弁で断熱膨張して低圧冷媒となり、室外側熱交換器で加熱されて蒸発し、低圧ガスとなって四方弁を通り、圧縮機に吸入される。【０００４】
外気温が低下するにしたがって、室外側熱交換器から冷媒回路への吸上げ熱量が減少し、蒸発温度が低下して零点温度以下になると、室外側熱交換器に着霜が始まる。これにより、熱を吸い上げる能力が減少し、室外側熱交換器の入力配管温度は更に低下すると、空気調和機が除霜運転を開始する。除霜運転時には、バイパス管路に設けられた開閉弁が開放状態になり、圧縮機から出た高温高圧のガスがバイパス管路を通って室外側熱交換器に入り、室外側熱交換器の表面に付着した霜を融解する。これがホットガス除霜運転である。空気調和機は、除霜運転が終わると開閉弁を閉じて元の暖房運転に戻る。【０００５】
特許文献１に開示された空気調和機は、ホットガス除霜方式なので、除霜時に室外側熱交換器で凝縮した液冷媒が圧縮機に戻る現象である液バックが多くなり、圧縮機内の温度を低下させる。特に、圧縮機内が低圧シェル型の場合は、圧縮機内の潤滑用冷凍機油に冷媒が多く溶け込むことになり、冷凍機油の粘度が低くなり潤滑不足となって圧縮機の軸受の信頼性が低下しまう。【０００６】
液バックを防止する手段の一例が特許文献２に開示されている。特許文献２には、室外側熱交換器における除霜運転時の冷媒出口側と圧縮機の吸入口とを接続するバイパス回路と、バイパス回路に設けられたキャピラリーチューブ及びヒータとを空気調和機に設け、圧縮機に戻る液冷媒の量が多いとき、ヒータがキャピラリーチューブを加熱して冷媒を気化させる方法が開示されている。特許文献２に開示された方法はバイパス回路、キャピラリーチューブ及びヒータを設ける必要があり、コストがかかるという欠点がある。特許文献３及び４には、圧縮機の吐出口と室外熱交換器とを接続するバイパス回路を設け、除霜運転開始から圧縮機の運転周波数を段階的に上げる方法が開示されている。特許文献３及び４に開示された方法は、バイパス回路を設ける必要があり、コストがかかってしまう。【０００７】
液バックを防止する別の手段として、圧縮機の吸入温度を検出するセンサを設け、吸込圧力（温度）が低下すると圧縮機の運転周波数を低下させる方法が特許文献５に開示されている。特許文献６及び７には、除霜運転の際、室内熱交換器及び室外熱交換器の間に設けられた膨張弁の開度を圧縮機の吐出ガスの過熱度が予め定めた範囲になるように制御する方法が開示されている。特許文献８には、暖房運転から除霜運転に切り替えた後、圧縮機の冷凍機油の温度が規定値以上になると圧縮機の運転周波数を増加させ、冷凍機油の温度が規定値より低下すると圧縮機の運転周波数を減少させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２５２８８４６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２００１４４号公報
【特許文献３】特公平０７−９３３１号公報
【特許文献４】特公平０７−５２０３１号公報
【特許文献５】特公平０５−６１０３号公報
【特許文献６】特許第２５２３５３４号公報
【特許文献７】特許第２７２０１１４号公報
【特許文献８】特開平０７−１３９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献５に開示された方法では、液バックして冷媒が飽和温度になっているとき、液バックの程度を正確に検知できない。特許文献６及び７に開示された方法では、圧縮機が高圧シェルの場合は液バック量と吐出ガスの過熱度の相関性がとれるが、低圧シェルの場合は相関性がとれにくい。特許文献８に開示された方法では、圧縮機の冷凍機油の温度が規定値より低下すると、圧縮機の運転周波数を減少させているが、除霜開始直後の圧縮機への液バックに対しては、圧縮機の熱容量により圧縮機冷凍機油温度の低下速度が鈍くなり、液バック状態の検出が遅延してしまう。この場合、除霜開始直後に、圧縮機に液冷媒が入り込む液バックが生じてしまうおそれがある。【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、除霜運転時における圧縮機への液バックを抑制し、圧縮機の信頼性を確保できるようにした空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る空気調和機は、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器が接続された冷媒回路と、前記圧縮機に設けられ、該圧縮機内の冷凍機油の温度を検出する油温度センサと、前記圧縮機の吸入ガスの圧力を検出する吸入圧力センサと、前記冷媒回路に冷媒を循環させる冷凍サイクルを制御し、冷房、暖房及び除霜の運転状態に応じて冷媒の流路を切り替える制御部と、を有し、前記制御部は、前記運転状態を前記暖房から前記除霜に切り替える際、前記四方弁を制御して冷媒の流路を切り替える冷凍サイクル制御手段と、前記運転状態が前記暖房から前記除霜に切り替わるとき、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に設定する圧縮機制御手段と、を有し、前記圧縮機制御手段は、前記除霜の開始から予め決められた時間が経過するまで、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に維持し、前記予め決められた時間が経過した後、前記油温度センサの検出値及び前記吸入圧力センサの検出値から求まる前記冷凍機油の過熱度と予め決められた閾値とを比較し、前記冷凍機油の過熱度が前記閾値以上の場合、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも高い値に増加させ、前記冷凍機油の過熱度が前記閾値より小さい場合、前記圧縮機の運転周波数を前記暖房時の運転周波数よりも低い値に維持するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、運転状態が暖房から除霜に切り替わるとき、圧縮機の運転周波数が暖房時の運転周波数よりも低い値に設定されるため、除霜運転開始直後の圧縮機への液バックによる圧縮機内の冷凍機油の粘度低下を抑制でき、圧縮機の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の一構成例を示す冷媒回路図である。
【図２】図１に示した圧縮機の一構成例を模式的に示す断面図である。
【図３Ａ】図１に示した空気調和機において、制御部と信号線を介して接続される構成を示すブロック図である。
【図３Ｂ】図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１における空気調和機の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示した空気調和機において、除霜運転中の圧縮機の運転周波数の変化の一例を示すグラフである。
【図６】図２に示した圧縮機の冷凍機油の過熱度における圧縮機信頼性危険領域を表すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２における空気調和機の一構成例を示す冷媒回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２における空気調和機の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
本実施の形態１の空気調和機の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和機は、室外機３１と、室内機３２ａ、３２ｂとを有する。室外機３１は、圧縮機１と、四方弁５と、熱源側熱交換器４とを有する。室内機３２ａは、負荷側熱交換器６ａ及び膨張弁７ａを有する。室内機３２ｂは、負荷側熱交換器６ｂ及び膨張弁７ｂを有する。圧縮機１、四方弁５、熱源側熱交換器４、負荷側熱交換器６ａ、６ｂ、及び膨張弁７ａ、７ｂは、冷媒配管１２を介して接続されており、冷媒回路を構成する。
【００１５】
図１に示す冷媒回路において、空気調和機の運転状態が冷房運転であるとき、圧縮機１の吐出口から吐出される冷媒は、四方弁５、熱源側熱交換器４、膨張弁７ａ、７ｂ、負荷側熱交換器６ａ、６ｂ及び四方弁５を経由して圧縮機１の吸入口に戻る。冷房運転では、熱源側熱交換器４は凝縮器として機能し、負荷側熱交換器６ａ、６ｂは蒸発器として機能する。一方、空気調和機の運転状態が暖房運転であるとき、圧縮機１の吐出口から吐出される冷媒は、四方弁５、負荷側熱交換器６ａ、６ｂ、膨張弁７ａ、７ｂ、熱源側熱交換器４及び四方弁５を経由して圧縮機１の吸入口に戻る。暖房運転では、熱源側熱交換器４は蒸発器として機能し、負荷側熱交換器６ａ、６ｂは凝縮器として機能する。
【００１６】
室外機３１において、四方弁５と圧縮機１の間の冷媒配管１２に、圧縮機１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ２が設けられている。圧縮機１には、圧縮機１の潤滑用冷凍機油の温度を検出する油温度センサ１３が設けられている。熱源側熱交換器４が四方弁５と接続される側の冷媒配管１２には、除霜条件検出器２１が設けられている。除霜条件検出器２１は、熱源側熱交換器４の冷媒配管１２の温度が予め決められた値より低くなると、オン信号を出力する。また、室外機３１には、冷媒回路に冷媒を循環させる冷凍サイクルを制御する制御部１４が設けられている。
【００１７】
図１に示した圧縮機１の構成を説明する。図２は、図１に示した圧縮機の一構成例を模式的に示す断面図である。ここでは、圧縮機１がスクロール圧縮機の場合で説明する。図２に示すように、圧縮機１は、冷媒を圧縮するための渦巻き状の固定羽及び可動羽を備えた圧縮部２７と、可動羽を回転させるモータ２８とを有する。圧縮機１の筐体の上部には、冷媒の吐出口となる吐出配管１０が設けられている。圧縮機１の筐体の側面のうち、圧縮部２７の下部に相当する位置に、冷媒の吸入口となる吸入配管９が設けられている。吸入配管９及び吐出配管１０は図１に示した冷媒配管１２と接続されている。圧縮機１の筐体の底部には、モータ２８の軸をスムーズに回転させるための潤滑油として冷凍機油２９が貯留している。冷凍機油２９はオイルポンプ２６で圧縮部２７及びモータ２８に供給される。冷凍機油２９の温度を検出する油温度センサ１３は、圧縮機１の筐体の底部の外側に取り付けられている。
【００１８】
図３Ａは、図１に示した空気調和機において、制御部と信号線を介して接続される構成を示すブロック図である。図３Ｂは、図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。図３Ａに示すように、制御部１４は、除霜条件検出器２１、吸入圧力センサ２、油温度センサ１３、四方弁５及び圧縮機１と信号線を介して接続されている。制御部１４は、プログラムを記憶する記憶部４１と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４２とを有する。記憶部４１は、例えば、不揮発性メモリを有する。図３Ｂに示すように、制御部１４は、冷房、暖房及び除霜の運転状態に対応して冷媒の流路を切り替える冷凍サイクル制御手段４３と、除霜運転時に圧縮機１の運転周波数を制御する圧縮機制御手段４４とを有する。図３Ａに示したＣＰＵ４２がプログラムを実行することで、図３Ｂに示す冷凍サイクル制御手段４３及び圧縮機制御手段４４が空気調和機に構成される。
【００１９】
冷凍サイクル制御手段４３は、暖房及び冷房の運転状態に応じて四方弁５を制御することで、冷媒の流路を切り替える。冷凍サイクル制御手段４３は、暖房運転中に除霜条件検出器２１が除霜条件からオン信号を受信すると、四方弁５を制御して冷媒の流路を切り替えるとともに、運転状態が暖房から除霜に切り替わった旨を圧縮機制御手段４４に通知する。除霜運転時における冷媒の流路は冷房運転時と同じになる。冷凍サイクル制御手段４３は、圧縮機制御手段４４から除霜が終了した旨の通知があると、四方弁５を制御して冷媒の流路を切り替えて除霜運転から暖房運転に戻す。
【００２０】
圧縮機制御手段４４は、除霜運転では、暖房時の運転周波数よりも高い運転周波数で圧縮機１を運転させる。このときの運転周波数を除霜運転周波数と称する。圧縮機制御手段４４は、冷凍サイクル制御手段４３から除霜運転への切り替えが通知されたとき、圧縮機１の運転周波数をすぐに除霜運転周波数に設定するのではなく、除霜運転周波数よりも低い運転周波数に設定する。このときの運転周波数を除霜開始時運転周波数と称する。本実施の形態１では、除霜開始時運転周波数は、暖房時の運転周波数よりも低い運転周波数である。除霜開始時運転周波数は、より効率よく除霜を行うための除霜運転周波数の前段として、液バックを抑制しながら除霜を行う役目を果たす。
【００２１】
また、圧縮機制御手段４４は、除霜運転開始から予め決められた時間ｔ０を経過するまで、圧縮機１に設定する運転周波数を除霜開始時運転周波数に維持する。圧縮機制御手段４４は、除霜運転開始から時間ｔ０が経過すると、油温度センサ１３が検出した冷凍機油２９の温度と、吸入圧力センサ２が検出した吸入圧力の冷媒飽和温度、すなわち蒸発温度との差を、冷凍機油２９の過熱度として算出する。そして、圧縮機制御手段４４は、冷凍機油２９の過熱度に対応して、圧縮機１に設定する運転周波数を決定する。具体的には、圧縮機制御手段４４は、冷凍機油２９の過熱度を予め決められた第１閾値と比較し、冷凍機油２９の過熱度が第１閾値以上である場合、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数に増加させる。一方、冷凍機油２９の過熱度が第１閾値より小さい場合、圧縮機制御手段４４は、圧縮機１の運転周波数を除霜開始時運転周波数に維持する。圧縮機制御手段４４は、圧縮機１に運転周波数を設定する際、運転周波数の情報を含む制御信号を信号線を介して圧縮機１に送る。
【００２２】
さらに、圧縮機制御手段４４は、熱源側熱交換器４の除霜が終了したと判断すると、除霜が終了した旨を冷凍サイクル制御手段４３に通知する。例えば、除霜条件検出器２１は、熱源側熱交換器４の冷媒配管１２の温度が予め決められた値より高くなると、制御部１４に出力する信号をオン信号からオフ信号に切り替える。この場合、圧縮機制御手段４４は、除霜条件検出器２１から受信する信号がオン信号からオフ信号に切り替わったことで、熱源側熱交換器４の除霜が終了したと判断する。
【００２３】
なお、図１は室内機が２台の場合を示しているが、室内機の台数は２台に限らない。室内機の台数は、１台であってもよく、３台以上であってもよい。また、図１は制御部１４が室外機３１に設けられている場合を示しているが、制御部１４は室内機３２ａ、３２ｂのいずれかに設けられていてもよい。制御部１４は、室外機３１及び室内機３２ａ、３２ｂが設置されている建物内であれば、室外機３１及び室内機３２ａ、３２ｂ以外に設けられていてもよい。本実施の形態１では、圧縮機１がスクロール圧縮機の場合で説明したが、圧縮機１はスクロール圧縮機の場合に限定されない。
【００２４】
次に、本実施の形態１の空気調和機の動作を説明する。図４は、本発明の実施の形態１における空気調和機の動作を示すフローチャートである。図５は、図１に示した空気調和機において、除霜運転中の圧縮機の運転周波数の変化の一例を示すグラフである。図５に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は圧縮機１に設定される運転周波数である。
【００２５】
図４に示すように、はじめに、ステップＳ１において、制御部１４は、四方弁５を制御して冷媒の流路を切り替え、除霜運転を開始すると、圧縮機１の運転周波数を除霜開始時運転周波数に設定し、除霜開始時運転周波数に固定する（ステップＳ２）。図５に示すように、除霜開始時運転周波数は、暖房時運転周波数及び除霜運転周波数よりも低い。図５を参照すると、圧縮機１の運転周波数が暖房時運転周波数から除霜運転周波数に増加する前に、除霜開始時運転周波数において、一時的に運転周波数が低下している。除霜開始時運転周波数は、暖房から高効率の除霜へ中継する役目を果たしている。
【００２６】
ここで、除霜開始時運転周波数を求める方法の一例を説明する。実験を行って、圧縮機１への液バックにより圧縮機内の冷凍機油２９に冷媒が溶け込み、冷凍機油２９に溶解した冷媒量（冷媒溶解度）が多くなり、冷凍機油２９がモータ２８まで浸かった状態を作る。そして、その状態でも、モータ２８の高速回転により圧縮機１から冷凍機油２９が冷媒回路に持ち出されない運転周波数を求める。求めた運転周波数を除霜開始時運転周波数とする。このようにして求めた除霜開始時運転周波数を、除霜開始直後の圧縮機１の運転周波数に設定する。これにより、除霜開始直後の液バックによる圧縮機１からの冷凍機油２９の持ち出しを抑制できると共に、圧縮機１のモータ２８の発熱による圧縮機内の冷媒溶解度を低下させることができる。その結果、圧縮機１の信頼性が向上する。
【００２７】
ただし、上述した除霜開始時運転周波数では、短時間での除霜能力の確保が困難なため、室内機３２ａ、３２ｂの空調対象空間において、除霜運転期間中に著しい室温の低下を招いてしまうおそれがある。そのため、制御部１４は、図４のステップＳ４において、圧縮機１への液バックの有無を判断した上で、液バックがないと判断した場合、圧縮機１に設定する運転周波数について、除霜能力を向上させる除霜運転周波数への増加を図る。しかし、除霜開始直後の圧縮機１への液バックに対しては、圧縮機１の熱容量により冷凍機油２９の温度の低下速度が鈍くなり、液バック状態の検出が遅延してしまう。そのため、図４に示すように、ステップＳ３において、制御部１４は、除霜時の圧縮機１の吸入圧力及び冷凍機油２９の温度が安定するまでの時間ｔ０、除霜開始時運転周波数で圧縮機１の運転を継続させる。これにより、圧縮機１から冷媒回路への冷凍機油２９の持ち出しの抑制及び圧縮機内の冷凍機油２９の粘度復帰を促すと共に、除霜開始直後の圧縮機１の吸入圧力及び冷凍機油２９の温度の検出精度を向上させることができる。
【００２８】
除霜開始から時間ｔ０が経過すると、ステップＳ４において、制御部１４は、吸入圧力センサ２の検出値及び油温度センサ１３の検出値から冷凍機油２９の過熱度を算出し、算出した過熱度と第１閾値とを比較する。ここで、第１閾値の具体例を説明する。図６は、図２に示した圧縮機の冷凍機油の過熱度における圧縮機信頼性危険領域を表すグラフである。図６に示すグラフの横軸は蒸発温度であり、縦軸は冷凍機油２９の温度である。蒸発温度は、吸入圧力センサ２が検出する吸入圧力の冷媒飽和温度から求まる。
【００２９】
図６のグラフが示す一次関数の直線は、冷凍機油２９の過熱度がその直線を下回ると圧縮機１の信頼性が危険な領域になることを示す限界値である。この一次関数の直線を含む上側は、冷凍機油２９の過熱度が１０℃以上となる領域を示す。つまり、図６に示す一次関数の直線は、冷凍機油２９の過熱度に関して、圧縮機１の信頼性が危険な領域と安全な領域の境界線を示す。図６に示す例では、第１閾値として圧縮機信頼性危険領域の限界値１０℃としたが、第１閾値は冷媒と冷凍機油との特性に応じて決定される。一般に圧縮機内の冷凍機油の粘度は冷媒より大きいので、液バックにより液冷媒が圧縮機内に入り込み、冷凍機油に冷媒が溶解すると、冷凍機油の過熱度が低下する。冷凍機油の冷媒溶解度が大きくなると、冷凍機油粘度が低下し、圧縮機内の軸受に供給される冷凍機油の粘度が低くなる。その結果、軸受の潤滑不足となり、圧縮機信頼性に支障をきたす。
【００３０】
ステップＳ４において、冷凍機油２９の過熱度が第１閾値以上である場合、制御部１４は、圧縮機１への液バックが発生していない、または液バックの状態が解消されたと判断できる。この場合、制御部１４は、ステップＳ５の処理に進み、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数まで増加させ、除霜運転周波数に固定する。これにより除霜能力を向上させることができる。図５は、除霜開始から時間ｔ０が経過したとき、制御部１４が、ステップＳ４の判定の結果、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数まで増加させた場合を示す。一方、ステップＳ４の判定の結果、冷凍機油２９の過熱度が第１閾値より小さい場合、制御部１４は、圧縮機１の運転周波数を除霜開始時運転周波数に維持し、ステップＳ４に戻る。
【００３１】
その後、制御部１４は、圧縮機１に対して除霜運転周波数による運転を継続し、除霜が終了したと判断すると（ステップＳ６）、四方弁５を元の暖房運転時の状態に反転させて除霜運転を終了させる（ステップＳ７）。
【００３２】
上述したように、除霜運転中、圧縮機１の冷凍機油２９の過熱度によって圧縮機１の運転周波数を変化させることで、安価な装置で圧縮機１の信頼性を確保しながら効率の良い除霜運転ができる。
【００３３】
本実施の形態１の空気調和機は、圧縮機１、四方弁５、熱源側熱交換器４、膨張弁７ａ及び負荷側熱交換器６ａが接続された冷媒回路と、冷房、暖房及び除霜の運転状態に応じて冷媒の流路を切り替える制御部１４とを有し、制御部１４は、運転状態を暖房から除霜に切り替える際、四方弁５を制御して冷媒の流路を切り替える冷凍サイクル制御手段４３と、運転状態が暖房から除霜に切り替わるとき、圧縮機１の運転周波数を暖房時の運転周波数よりも低い値に設定する圧縮機制御手段４４とを有するものである。
【００３４】
本実施の形態１によれば、運転状態が暖房から除霜に切り替わるとき、圧縮機１の運転周波数が暖房時の運転周波数よりも低い値に設定される。そのため、液バックの発生の有無を検知しなくても、除霜運転開始直後の圧縮機１への液バックによる圧縮機内の冷凍機油２９の粘度低下及び圧縮機１から冷媒回路への冷凍機油２９の持ち出しを抑制できる。その結果、安価な装置で圧縮機１の信頼性を確保できる。
【００３５】
本実施の形態１において、圧縮機制御手段４４は、除霜開始から予め決められた時間が経過するまで、圧縮機１の運転周波数を暖房時の運転周波数よりも低い値に維持してもよい。この場合、除霜開始から予め決められた時間が経過するまで、圧縮機１から冷媒回路への冷凍機油２９の持ち出しの抑制及び圧縮機内の冷凍機油２９の粘度復帰を促すことができるので、安価な装置で圧縮機１の信頼性を確保できる。
【００３６】
本実施の形態１において、圧縮機内の冷凍機油２９の温度を検出する油温度センサ１３と、圧縮機１の吸入ガスの圧力を検出する吸入圧力センサ２とをさらに有し、圧縮機制御手段４４は、予め決められた時間の経過後、油温度センサ１３の検出値及び吸入圧力センサ２の検出値から求まる冷凍機油２９の過熱度が予め決められた第１閾値以上の場合、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数に増加させてもよい。この場合、除霜開始から予め決められた時間が経過した後に、圧縮機制御手段４４が油温度センサ１３の検出値及び吸入圧力センサ２の検出値を用いて冷凍機油２９の過熱度を求めているので、除霜開始直後における圧力及び温度の誤検出を防ぎ、検出精度を向上させることができる。また、除霜運転において、圧縮機１の冷凍機油２９の過熱度に応じて、圧縮機１の運転周波数を増加させるので、安価な装置で圧縮機１の信頼性を確保しながら効率の良い除霜運転ができる。
【００３７】
実施の形態２．
除霜運転時における圧縮機１の運転周波数の制御パラメータとして、実施の形態１では冷凍機油２９の過熱度を用いたが、本実施の形態２は、圧縮機１の吐出ガスの過熱度を用いるものである。
【００３８】
本実施の形態２の空気調和機の構成を説明する。本実施の形態２では、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略する。図７は、本発明の実施の形態２における空気調和機の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示した室外機３１の構成と比較すると、図７に示す室外機３１ａには、圧縮機１の吐出ガスの温度を検出する吐出温度センサ３が圧縮機１の吐出配管１０に設けられている。また、圧縮機１の吐出ガスの圧力を検出する吐出圧力センサ８が圧縮機１の吐出配管１０に設けられている。一方、室外機３１ａには、図１に示した油温度センサ１３及び吸入圧力センサ２が設けられていない。
【００３９】
制御部１４は、除霜条件検出器２１、吐出圧力センサ８、吐出温度センサ３、四方弁５及び圧縮機１と信号線を介して接続されている。圧縮機制御手段４４は、除霜開始から時間ｔ０が経過すると、吐出温度センサ３が検出した吐出ガスの温度と、吐出圧力センサ８が検出した吐出ガスの圧力の冷媒飽和温度、すなわち凝縮温度との差を、圧縮機１の吐出ガスの過熱度として算出する。そして、圧縮機制御手段４４は、吐出ガスの過熱度に対応して、圧縮機１に設定する運転周波数を決定する。具体的には、圧縮機制御手段４４は、吐出ガスの過熱度を予め決められた第２閾値と比較し、吐出ガスの過熱度が第２閾値以上である場合、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数に増加させる。一方、吐出ガスの過熱度が第２閾値より小さい場合、圧縮機制御手段４４は、圧縮機１の運転周波数を除霜開始時運転周波数に維持する。
【００４０】
第２閾値の設定方法の一例を説明する。実施の形態１で用いた冷凍機油２９の過熱度と圧縮機１の吐出ガスの過熱度の相関を予め実験等で確認する。そして、実験の結果を用いて、冷凍機油２９の過熱度が第１閾値となるときの圧縮機１の吐出ガスの過熱度を、第２閾値として予め設定しておく。
【００４１】
実施の形態１では、制御部１４は、圧縮機１の冷凍機油２９の過熱度に応じて圧縮機１の運転周波数を決めていた。本実施の形態２では、制御部１４は、圧縮機１の冷凍機油２９の過熱度の代わりに、圧縮機１の吐出温度センサ３の検出値及び吐出圧力センサ８の検出値から求まる圧縮機１の吐出ガスの過熱度を用いて、圧縮機１の運転周波数を決定する。
【００４２】
次に、本実施の形態２の空気調和機の動作を、図８を参照して説明する。図８は、本発明の実施の形態２における空気調和機の動作を示すフローチャートである。図８に示すステップＳ１１〜Ｓ１７のうち、ステップＳ１４を除くステップの処理は、図４に示したステップＳ１〜Ｓ３及びステップＳ５〜Ｓ７と同様なため、これらのステップの処理についての詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８に示すフローチャートのステップＳ１４において、制御部１４は、圧縮機１の吐出ガスの過熱度を求めると、吐出ガスの過熱度を第２閾値と比較する。圧縮機１の吐出ガスの過熱度が第２閾値以上である場合、制御部１４は、圧縮機１への液バックが発生していない、または液バックの状態が解消されたと判断できる。この場合、制御部１４は、ステップＳ１５の処理に進み、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数まで増加させる。これにより除霜能力を向上させることができる。一方、ステップＳ１４の判定の結果、圧縮機１の吐出ガスの過熱度が第２閾値より小さい場合、制御部１４は、圧縮機１の運転周波数を除霜開始時運転周波数に維持し、ステップＳ１４に戻る。
【００４４】
本実施の形態２における空気調和機は、圧縮機１、四方弁５、熱源側熱交換器４、膨張弁７ａ及び負荷側熱交換器６ａが接続された冷媒回路と、冷凍サイクル制御手段４３及び圧縮機制御手段４４を含む制御部１４と、圧縮機１の吐出ガスの温度を検出する吐出温度センサ３と、圧縮機１の吐出ガスの圧力を検出する吐出圧力センサ８とを有し、圧縮機制御手段４４が、吐出温度センサ３の検出値及び吐出圧力センサ８の検出値から求まる圧縮機１の吐出ガスの過熱度が予め決められた第２閾値以上の場合、圧縮機１の運転周波数を除霜運転周波数に増加させるものである。
【００４５】
本実施の形態２によれば、除霜運転において、圧縮機１の吐出ガスの過熱度に応じて、圧縮機１の運転周波数を制御するので、実施の形態１と同様に、安価な装置で圧縮機１の信頼性を確保しながら効率の良い除霜運転ができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  圧縮機、２  吸入圧力センサ、３  吐出温度センサ、４  熱源側熱交換器、５  四方弁、６ａ、６ｂ  負荷側熱交換器、７ａ、７ｂ  膨張弁、８  吐出圧力センサ、９  吸入配管、１０  吐出配管、１２  冷媒配管、１３  油温度センサ、１４  制御部、２１  除霜条件検出器、２６  オイルポンプ、２７  圧縮部、２８  モータ、２９  冷凍機油、３１、３１ａ  室外機、３２ａ、３２ｂ  室内機、４１  記憶部、４２  ＣＰＵ、４３  冷凍サイクル制御手段、４４  圧縮機制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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