(57)【要約】  凝縮器吸込空気温度Ｔａｃと、蒸発器吸込空気温度Ｔａｅと、圧縮機運転容量ＶＰとに基づき、圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後における、冷媒の凝縮温度の予測値Ｔｃ＊及び蒸発温度の予測値Ｔｅ＊を求め、予測値Ｔｃ＊と、予測値Ｔｅ＊と、圧縮機運転容量ＶＰとに基づき、膨張弁３の設定開度ＬＰを決定する。
2014118952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、
前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度センサと、
前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度センサと、
前記圧縮機の運転容量、及び前記膨張弁の開度を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、
前記第１温度センサの検出値と、前記第２温度センサの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）及び前記冷媒の蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）を求め、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記膨張弁に設定する開度を決定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）とに基づき、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との差圧の予測値（ΔＰ＊）を求め、
前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との差圧の実測値（ΔＰ）と、前記差圧の予測値（ΔＰ＊）とに基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
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】
前記圧縮機から吐出された前記冷媒の吐出温度を検出する第３温度センサを備え、
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）を求め、
前記第３温度センサの検出値と前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）との差分に基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）を求め、
前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）が予め設定された上限値を超える場合、前記上限値と前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）との差分に基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記冷媒は、Ｒ４１０Ａよりも比熱比が高い
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置の制御方法において、
前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、
前記圧縮機に設定される運転容量の設定値（ＶＰ）を取得するステップと、
前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度検出ステップと、
前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度検出ステップと、
前記第１温度検出ステップの検出値と、前記第２温度検出ステップの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）及び前記冷媒の蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）を求めるステップと、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記膨張弁に設定する開度を決定するステップと、
を有することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置においては、例えば、暖房運転の起動時に膨張弁の開度を予め設定された起動開度に設定し、低圧冷媒圧力が所定圧力以上であると、膨張弁の開度を起動開度より小さくし、低圧冷媒圧力が所定圧力より低下すると膨張弁の開度を大きく設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、運転起動時に、蒸発器に流入する冷媒が過熱ガス状態であると判別された場合には、膨張弁の開度を増加させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また、圧縮機の吐出管温度の変化を監視し、この吐出管温度の変化に対応して、次回起動時における膨張弁開度を学習させることで、次回起動時の膨張弁の開度を設定するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
また、膨張弁の開度を、室外温度条件に従って段階的に調整して、圧縮機の設定周波数に適合した設定開度に到達させる制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２０８９２３号公報（段落［００１６］、［００１７］）
【特許文献２】特許第５０２２９２０号公報（段落［０００５］）
【特許文献３】特開平１１−１５３３６６号公報（段落［０００８］）
【特許文献４】特開２０００−３３７７１７号公報（段落［００１０］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外気温度が低い環境条件において冷凍サイクル装置の運転を起動する場合、停止時に冷媒が室外機の機器内（蒸発器、アキュムレータ等）で液相状態となって溜まっているため、起動時に膨張弁に流入する冷媒が気液二相状態となり、冷媒密度が小さくなる。そのため、起動直後の運転では、低圧側の冷媒圧力が低下し、冷凍機油の循環不良が発生する。
また、外気温度が高い環境条件において冷凍サイクル装置の運転を起動する場合、高圧縮比運転となるため、起動時に圧縮機の吐出温度が過剰に上昇し易くなる。吐出温度が過剰に上昇すると、冷凍機油が劣化し、圧縮機の巻線の熱耐力が低下する。【０００５】
従来の技術では、膨張弁の起動開度を大きく設定し、膨張弁の入り口側のサブクール（ＳＣ）が確保される所定の時間が経過してから、通常制御（吐出温度制御、室内機のＳＣ制御）を開始していた。
しかし、外気温度が想定と異なる場合などの環境条件の変化、又は圧縮機の運転容量の変更等によっては、圧縮機への液バックが発生するという問題点があった。このため、運転効率の低下及び機器信頼性が低下するという問題点があった。
また、逆に起動開度が小さすぎる場合は、低圧側の冷媒圧力が低下して、圧縮機の吐出温度（Ｔｄ）が過剰に上昇し、運転効率の低下及び機器信頼性が低下するという問題点があった。特に、ＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｗａｒｍｉｎｇ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低い冷媒であるＲ３２冷媒は、現在用いられているＲ４１０Ａ冷媒と比べて、吐出温度（Ｔｄ）が、１５〜３０Ｋ程度上昇する傾向があり、この問題点が顕著となる。【０００６】
特許文献１〜４に記載の技術では、膨張弁の開度制御に伴う、高圧側の冷媒圧力、及び吐出温度への影響が考慮されていない。このため、環境条件によっては、圧縮機の吐出温度が過剰に上昇し、運転効率の低下及び機器信頼性が低下するという問題点があった。
さらに、特許文献２に記載の技術では、蒸発器に流入する冷媒が過熱ガス状態であると判別したあとに膨張弁の開度制御を行うため、応答遅れが生じて制御の即応性が低いという問題点があった。また、特許文献３に記載の技術では、次回起動時の膨張弁開度を学習させる必要があり、制御の即応性が低いという問題点があった。【０００７】
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、環境条件及び圧縮機の運転容量に応じた適正な膨張弁の開度を設定することができる冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法を得ることを目的とする。
また、外気温度が低い環境条件における低圧側の冷媒圧力の低下を抑制し、運転効率を向上することができる冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法を得ることを目的とする。
また、圧縮機の吐出温度の過剰な上昇を抑制し、機器信頼性を向上することができる冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法を得ることを目的とする。
また、膨張弁の開度制御の即応性を向上することができる冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法を得ることを目的とする。
【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、運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度センサと、前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度センサと、前記圧縮機の運転容量、及び前記膨張弁の開度を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、前記第１温度センサの検出値と、前記第２温度センサの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）及び前記冷媒の蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）を求め、前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記膨張弁に設定する開度を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、環境条件及び圧縮機の運転容量に応じた適正な膨張弁の開度を設定することができる。
また、外気温度が低い環境条件における低圧側の冷媒圧力の低下を抑制し、運転効率を向上することができる。
また、圧縮機の吐出温度の過剰な上昇を抑制し、機器信頼性を向上することができる。
また、膨張弁の開度制御の即応性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の全体制御フローを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置のＰｈ線図である。
【図４】膨張弁の開度とＣｖ値との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の基準開度演算フローを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の低圧補正制御を説明するＰｈ線図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の低圧補正制御フローを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置のＴｄ補正制御フローを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の動作結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
＜冷凍サイクル装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、室外機６１、及び室内機６２を備えている。室外機６１と室内機６２とは、液管５及びガス管７によって接続され、後述の冷媒回路２０を構成している。室外機６１は、熱源、例えば大気等へ放熱又は吸熱を行う。室内機６２は、負荷、例えば室内空気への放熱又は吸熱を行う。なお、図１には室内機６２を１台のみ備えた構成を示したが、複数台としてもよい。
【００１２】
＜室外機の構成＞
室外機６１は、圧縮機１と、流路切り替え装置である四方弁８と、大気や水等の熱媒体と熱交換を行う室外熱交換器２と、減圧装置である膨張弁３とを備え、これらが冷媒配管で接続されている。室外機６１は更に、大気や水等の熱媒体を室外熱交換器２に搬送する装置である室外ファン３１を備えている。以下、室外機６１を構成する各機器について順に説明する。
【００１３】
（圧縮機）
圧縮機１は例えば全密閉式圧縮機であり、制御装置５０からの指令によってインバータで回転数を可変することができる圧縮機である。制御装置５０は、空調負荷等に応じて圧縮機１の回転数を制御して、冷媒回路２０を循環する冷媒流量を調整する。これによって、室内機６２での放熱又は吸熱量を調整し、例えば負荷側が室内空気の場合は、室内空気温度を適正に保つことができる。
【００１４】
（四方弁）
四方弁８は、圧縮機１から吐出されたガス冷媒を室外熱交換器２又は室内熱交換器６に流すように流路を切り替えるために用いられる。四方弁８で流路を切り替えることで、例えば室外熱交換器２を凝縮器（放熱器）として機能させたり、蒸発器として機能させたりすることができる。
【００１５】
（室外熱交換器）
室外熱交換器２は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器で、室外ファン３１から供給された熱媒体としての外気と、冷媒との熱交換を行う。なお、室外熱交換器２において冷媒と熱交換する熱媒体は、外気（空気）に限らず、例えば水や不凍液等を熱源として利用できるようにしても良い。この場合、室外熱交換器２にはプレート熱交換器を用い、熱源側搬送装置には室外ファン３１ではなくポンプを用いる。また、室外熱交換器２は、熱交換配管を地中に埋めて地熱を利用することで年間を通じて安定した温度の熱源を供給できるようにしても良い。
【００１６】
（膨張弁）
膨張弁３は、制御装置５０からの指令によって開度を可変することができる弁である。膨張弁３は、例えば、電子制御式膨張弁（Ｌｉｎｅａｒ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  Ｖａｌｖｅ：ＬＥＶ）を用いる。膨張弁３は、開度を変化させることで流路抵抗が変化する。膨張弁３の開度を設定する動作は後述する。
【００１７】
＜室内機の構成＞
室内機６２は、室内空気等の熱媒体と熱交換を行う室内熱交換器６と、室内空気等の熱媒体を搬送する装置である室内ファン３２とを備えている。以下、室内機６２を構成する各機器について順に説明する。
【００１８】
（室内熱交換器）
室内熱交換器６は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器で構成され、室内ファン３２から供給された熱媒体としての室内空気と、冷媒との熱交換を行う。なお、室内熱交換器６において冷媒と熱交換する熱媒体は、室内空気に限らず、例えば水や不凍液等を熱源として利用できるようにしても良い。この場合、室内熱交換器６にはプレート熱交換器を用い、負荷側搬送装置は室内ファン３２ではなくポンプを用いる。
【００１９】
（接続配管）
液管５とガス管７は、室外機６１と室内機６２を接続する接続配管であり、接続に必要な所定の長さを持つ。また、一般的には液管５よりもガス管７の配管径は大きい。液管５は、室外機６１の膨張弁３と、室内機６２の室内熱交換器６との間に接続される。また、ガス管７は、室外機６１の四方弁８と、室内機６２の室内熱交換器６との間に接続される。このように液管５及びガス管７により室外機６１と室内機６２とが接続されることで、圧縮機１、四方弁８、室内熱交換器６、膨張弁３、室外熱交換器２、四方弁８の順に冷媒が循環する冷媒回路２０が構成される。
【００２０】
＜センサ類及び制御装置＞
次に、冷凍サイクル装置１００に備えられたセンサ類及び制御装置５０について説明する。
圧縮機１の吐出側には、圧縮機１から吐出された冷媒の温度（以下、吐出温度Ｔｄ）を検出する吐出温度センサ４１が設けられている。圧縮機１の吐出側には、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力（以下、吐出圧力Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサ４２が設けられている。圧縮機１の吸入側には、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力（以下、吸入圧力Ｐｓ）を検出する吸入圧力センサ４３が設けられている。
【００２１】
室外機６１には、室外熱交換器２内の冷媒と熱交換される空気（外気）の温度を検出する室外温度センサ４４が設けられている。室内機６２には、室内熱交換器６内の冷媒と熱交換される空気（室内空気）の温度を検出する室内温度センサ４５が設けられている。
すなわち、暖房運転時において、室外温度センサ４４は、蒸発器に吸い込まれる空気の温度（蒸発器吸込空気温度Ｔａｅ）を検出し、室内温度センサ４５は、凝縮器に吸い込まれる空気の温度（凝縮器吸込空気温度Ｔａｃ）を検出する。また、冷房運転時において、室外温度センサ４４は、凝縮器に吸い込まれる空気の温度（凝縮器吸込空気温度Ｔａｃ）を検出し、室内温度センサ４５は、蒸発器に吸い込まれる空気の温度（蒸発器吸込空気温度Ｔａｅ）を検出する。
【００２２】
なお、室外温度センサ４４又は室内温度センサ４５のうち、凝縮器吸込空気温度Ｔａｃを検出するセンサが、本発明における「第１温度センサ」に相当する。
また、室外温度センサ４４又は室内温度センサ４５のうち、蒸発器吸込空気温度Ｔａｅを検出するセンサが、本発明における「第２温度センサ」に相当する。
また、吐出温度センサ４１は、本発明における「第３温度センサ」に相当する。
【００２３】
制御装置５０は、マイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭには制御プログラム及び後述のフローチャートに対応したプログラム等が記憶されている。制御装置５０は、各センサからの検出値に基づいて圧縮機１、膨張弁３、室外ファン３１及び室内ファン３２を制御する。また、制御装置５０は四方弁８の切り替えにより冷房運転又は暖房運転を行う。なお、制御装置５０は、室外機６１に設けられていても良いし、室内機６２に設けられていても良いし、また、室内制御装置と室外制御装置とに分けて構成し、互いに連携処理を行う構成にしても良い。
【００２４】
次に、冷媒回路２０における暖房運転及び冷房運転について説明する。
【００２５】
＜暖房運転時の冷媒の動作＞
暖房運転時は、四方弁８が図１の実線で示される状態に切り替えられる。そして、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒は、四方弁８を通過してガス管７へ流入する。その後、冷媒は、室内機６２の室内熱交換器６へ流入する。室内熱交換器６は、暖房運転時は凝縮器として働くことから、室内熱交換器６に流入した冷媒は室内ファン３２からの室内空気と熱交換して放熱し、温度が低下して過冷却状態の液冷媒となって、室内熱交換器６から流出する。
【００２６】
室内熱交換器６から流出した冷媒は、液管５へ流入する。その後、冷媒は、室外機６１に流入する。そして、室外機６１に流入した冷媒は、膨張弁３によって減圧されて気液二相冷媒となり、室外熱交換器２へ流入する。室外熱交換器２は、暖房運転時には蒸発器として働くことから、室外熱交換器２に流入した冷媒は室外ファン３１からの室外空気と熱交換して吸熱、蒸発し、ガス状態の冷媒となって室外熱交換器２から流出する。室外熱交換器２から流出した冷媒は、四方弁８を通過して、圧縮機１へ吸入される。
【００２７】
＜冷房運転時の冷媒の動作＞
冷房運転時は、四方弁８が図１の点線で示される状態に切り替えられる。圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒は、四方弁８を通過して室外熱交換器２へ流入する。室外熱交換器２に流入する冷媒は、圧縮機１から吐出した高温高圧冷媒と略変わらない冷媒状態である。室外熱交換器２は、冷房運転時は凝縮器として働くことから、室外熱交換器２に流入した冷媒は、室外ファン３１からの外気（大気）と熱交換して放熱し、温度が低下して過冷却状態の液冷媒となって、室外熱交換器２から流出する。
【００２８】
室外熱交換器２から流出した冷媒は、膨張弁３によって減圧されて気液二相冷媒となり、液管５に流入する。その後、冷媒は、室内機６２の室内熱交換器６に流入する。室内熱交換器６は、冷房運転時には蒸発器として働くことから、室内熱交換器６に流入した冷媒は、室内ファン３２からの室内空気と熱交換して吸熱、蒸発し、ガス状態の冷媒となって室内熱交換器６から流出する。室内熱交換器６から流出した冷媒は、ガス管７へ流入する。ガス管７へ流入した冷媒は、室外機６１に流入する。そして、室外機６１に流入した冷媒は、四方弁８を通過して、圧縮機１へ吸入される。
【００２９】
なお、本実施の形態１の冷凍サイクル装置１００は、暖房運転と冷房運転とを切り替え可能に構成したが、本発明はこれに限定されない。暖房運転のみ又は冷房運転のみを実施する構成としても良い。この場合には四方弁８は設けなくても良い。
【００３０】
＜制御動作＞
次に、膨張弁３の開度を設定する制御動作を説明する。
【００３１】
膨張弁３の開度を設定する制御動作は、基準開度演算、低圧補正制御、及びＴｄ補正制御に大別される。制御装置５０は、圧縮機１を起動する際又は圧縮機１の運転容量を変更する際、逐次、これらの演算及び制御動作を行うことで、膨張弁３の開度を設定する。
以下、全体制御フローを説明したあと、演算及び制御動作の詳細について説明する。
【００３２】
（全体制御フロー）
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の全体制御フローを示す図である。以下、図２の各ステップに基づき説明する。
【００３３】
（Ｓ１０１）
制御装置５０は、基準開度演算（ＬＰｂａｓｅ）を実施する。
基準開度演算において、制御装置５０は、圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後における、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊及び蒸発温度の予測値Ｔｅ＊を演算する。そして、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊と、圧縮機１に設定する運転容量の設定値（以下、圧縮機容量ＶＰという）とに基づき、膨張弁３に設定する基準開度ＬＰｂａｓｅを演算する。詳細は後述する。
【００３４】
（Ｓ１０２）
制御装置５０は、現在の蒸発温度の実測値Ｔｅが、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊から所定温度（例えば５℃）を減算した値より低いか否かを判断する。
ここで、蒸発温度の実測値Ｔｅは、吸入圧力センサ４３が検出した吸入圧力Ｐｓを、冷媒飽和ガス温度に換算することで求めることができる。なお、蒸発温度を検出する温度センサを別途設けても良い。
なお、ここでは、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊から所定温度を減算したが、本発明はこれに限定されない。蒸発温度の実測値Ｔｅが予測値Ｔｅ＊より低いか否かを判断するようにしても良い。
【００３５】
（Ｓ１０３）
現在の蒸発温度の実測値Ｔｅが、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊から所定温度を減算した値より低い場合、制御装置５０は、低圧補正制御を実施する。
低圧補正制御において、制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と蒸発温度の予測値Ｔｅ＊とに基づき、凝縮器の凝縮圧力と蒸発器の蒸発圧力との差圧の予測値ΔＰ＊を演算する。そして、凝縮器の凝縮圧力と蒸発器の蒸発圧力との差圧の実測値ΔＰと、差圧の予測値ΔＰ＊とに基づき、膨張弁３の開度を補正する低圧補正開度ΔＬＰｔｅを演算する。詳細は後述する。
【００３６】
（Ｓ１０４）
現在の蒸発温度の実測値Ｔｅが、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊から所定温度を減算した値より低く無い場合、制御装置５０は、低圧補正開度ΔＬＰｔｅをゼロに設定し、ステップＳ１０６へ進む。
【００３７】
（Ｓ１０５）
制御装置５０は、蒸発温度の実測値Ｔｅが、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊から所定温度（例えば３℃）を減算した値より大きいか否かを判断する。又は、制御装置５０は、膨張弁３の設定開度ＬＰと基準開度ＬＰｂａｓｅとの差分の絶対値が、基準開度ＬＰｂａｓｅの所定割合（例えば３０％）より小さいか否かを判断する。条件を満たす場合にはステップＳ１０６へ進み、制御装置５０は、Ｔｄ補正制御を実施する。一方、条件を満たさない場合にはステップＳ１０７へ進む。
即ち、蒸発温度の実測値Ｔｅと予測値Ｔｅ＊との偏差が小さくなった場合、又は、現在の設定開度ＬＰと基準開度ＬＰｂａｓｅとの偏差が小さくなった場合、制御装置５０は、Ｔｄ補正制御を実施する。
【００３８】
（Ｓ１０６）
制御装置５０は、Ｔｄ補正制御を実施する。
Ｔｄ補正制御において、制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊と、圧縮機容量ＶＰとに基づき、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度の目標値Ｔｄｍを演算する。そして、吐出温度センサ４１が検出した吐出温度Ｔｄの実測値と、吐出温度の目標値Ｔｄｍとの差分に基づき、膨張弁３の開度を補正するＴｄ補正開度ΔＬＰｔｄを演算する。詳細は後述する。
【００３９】
（Ｓ１０７）
制御装置５０は、現在の補正開度ΔＬＰｈｏに、低圧補正開度ΔＬＰｔｅ、及びＴｄ補正開度ΔＬＰｔｄを加算して、補正開度ΔＬＰｈｏを更新する。なお、補正開度ΔＬＰｈｏの初期値はゼロである。
【００４０】
（Ｓ１０８）
制御装置５０は、基準開度ＬＰｂａｓｅに補正開度ΔＬＰｈｏを加算して、設定開度ＬＰを求める。そして膨張弁３の開度を設定開度ＬＰに制御する。その後、ステップＳ１０１へ戻り、上記動作を繰り返し実施する。
【００４１】
次に、基準開度演算、低圧補正制御、及びＴｄ補正制御の詳細を説明する。
【００４２】
（基準開度演算）
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置のＰｈ線図である。
図４は、膨張弁の開度とＣｖ値との関係を示す図である。
図５は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の基準開度演算フローを示す図である。以下、図３及び図４を参照しつつ、図５の各ステップに基づき説明する。
【００４３】
（Ｓ２０１）
制御装置５０は、現在の運転状態が暖房又は冷房の何れであるかを判断する。冷房の場合、ステップＳ２０２へ進む。暖房の場合、ステップＳ２０３へ進む。
【００４４】
（Ｓ２０２）
制御装置５０は、室外温度センサ４４が検出した外気温度ＡＴを、凝縮器吸込空気温度Ｔａｃとして取得する。また、室内温度センサ４５が検出した室内温度Ｔｒを、蒸発器吸込空気温度Ｔａｅとして取得する。
【００４５】
（Ｓ２０３）
制御装置５０は、室外温度センサ４４が検出した外気温度ＡＴを、蒸発器吸込空気温度Ｔａｅとして取得する。また、室内温度センサ４５が検出した室内温度Ｔｒを、凝縮器吸込空気温度Ｔａｃとして取得する。
【００４６】
（Ｓ２０４）
制御装置５０は、圧縮機１を起動する際又は圧縮機１の運転容量を変更する際に、圧縮機１に設定する周波数ｆの制御指示値を読み込む。
【００４７】
（Ｓ２０５）
制御装置５０は、圧縮機１の押しのけ量Ｖｓｔ［ｃｃ］に周波数ｆ［Ｈｚ］を乗算することで、圧縮機１を起動する際又は圧縮機１の運転容量を変更する際に、圧縮機１に設定する運転容量の設定値（圧縮機容量ＶＰ［ｃｃ×Ｈｚ］）を算出する。なお、押しのけ量Ｖｓｔは、圧縮機１に固有の値であり、予めＲＯＭ等に記憶される。
【００４８】
（Ｓ２０６）
制御装置５０は、ΔＴｅ及びΔＴｃを演算する。
図３に示すように、安定運転時において、蒸発温度Ｔｅは蒸発器吸込空気温度ＴａｅよりΔＴｅだけ低い温度となる。また、安定運転時において、凝縮温度Ｔｃは凝縮器吸込空気温度ＴａｃよりΔＴｃだけ高い温度となる。即ち、ΔＴｅは、圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後の安定運転時における蒸発温度Ｔｅと、蒸発器吸込空気温度Ｔａｅとの差の予測値である。また、ΔＴｃは、圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後の安定運転時における凝縮温度Ｔｃと、凝縮器吸込空気温度Ｔａｃとの差の予測値である。
以下、ΔＴｅ及びΔＴｃの演算例を説明する。
【００４９】
（ΔＴｅ）
蒸発器での冷媒と空気（熱媒体）とのエネルギーバランスより、以下の式（１）、式（２）が成り立つ。
【００５０】
【数１】
2014118952.tif 000003
【００５１】
ＶＰ：圧縮機容量［ｃｃ×Ｈｚ］
ρｓ：圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ηｖ：体積効率［−］
Δｈｅ：冷凍効果［ｋＪ／ｋｇ］
ＡＫ：蒸発器ＡＫ値［ｋＷ／Ｋ］
ΔＴｅ：蒸発器温度差予測値［Ｋ］
【００５２】
【数２】
2014118952.tif 000004
【００５３】
ＶＰｓｔｄ：定格条件での圧縮機容量［ｃｃ×Ｈｚ］
ρｓｓｔｄ：定格条件での圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ＡＫｓｔｄ：定格条件での蒸発器ＡＫ値［ｋＷ／Ｋ］
Δｈｅ：冷凍効果［ｋＪ／ｋｇ］
ＡＫ：蒸発器ＡＫ値［ｋＷ／Ｋ］
ΔＴｅｓｔｄ：定格条件での蒸発器温度差予測値［Ｋ］
【００５４】
ηｖ＝一定、ＡＫ＝一定と仮定して、式（１）、式（２）を整理すると、以下の式（３）となる。
【００５５】
【数３】
2014118952.tif 000005
【００５６】
式（３）の左辺は、定格条件での試験値等からΔＴｅの一次関数で近似できるため、式（３）を変形して係数をαとしてまとめると、ΔＴｅは以下の式（４）となる。
【００５７】
【数４】
2014118952.tif 000006
【００５８】
制御装置５０は、圧縮機容量ＶＰを式（４）に代入して、ΔＴｅを演算する。
【００５９】
（ΔＴｃ）
次に、ΔＴｃの演算例を説明する。
凝縮器での冷媒と空気（熱媒体）とのエネルギーバランスより、以下の式（５）、式（６）が成り立つ。
【００６０】
【数５】
2014118952.tif 000007
【００６１】
ＶＰ：圧縮機容量［ｃｃ×Ｈｚ］
ρｓ：圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ηｖ：体積効率［−］
Δｈｅ：冷凍効果［ｋＪ／ｋｇ］
ＡＫ：蒸発器ＡＫ値［ｋＷ／Ｋ］
ΔＴｃ：凝縮器温度差予測値［Ｋ］
【００６２】
【数６】
2014118952.tif 000008
【００６３】
ＶＰｓｔｄ：定格条件での圧縮機容量［ｃｃ×Ｈｚ］
ρｓｓｔｄ：定格条件での圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ＡＫｓｔｄ：定格条件での蒸発器ＡＫ値［ｋＷ／Ｋ］
Δｈｅ：冷凍効果［ｋＪ／ｋｇ］
ＡＫ：蒸発器ＡＫ値［ｋＷ／Ｋ］
ΔＴｃｓｔｄ：定格条件での凝縮器温度差予測値［Ｋ］
【００６４】
ηｖ＝一定、ＡＫ＝一定と仮定して、式（５）、式（６）を整理し、係数をβとしてまとめると、ΔＴｃは以下の式（７）となる。
【００６５】
【数７】
2014118952.tif 000009
【００６６】
制御装置５０は、圧縮機容量ＶＰを式（７）に代入して、ΔＴｃを演算する。
【００６７】
（Ｓ２０７）
制御装置５０は、現在の蒸発器吸込空気温度Ｔａｅ、及び演算したΔＴｅを、下記式（８）に代入して、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊を演算する。
【００６８】
【数８】
2014118952.tif 000010
【００６９】
制御装置５０は、現在の凝縮器吸込空気温度Ｔａｃ、及び演算したΔＴｃを、下記式（９）に代入して、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊を演算する。
【００７０】
【数９】
2014118952.tif 000011
【００７１】
（Ｓ２０８）
制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊と、圧縮機容量ＶＰとに基づき、膨張弁３の基準Ｃｖ値（Ｃｖ＿ｂ）を求める。
以下、基準Ｃｖ値（Ｃｖ＿ｂ）の演算例を説明する。
【００７２】
膨張弁３のＣｖ値は、以下の式（１０）の関係が成り立つ。
【００７３】
【数１０】
2014118952.tif 000012
【００７４】
Ｃｖ：流量係数［−］
Ｇｒ：冷媒循環量［ｋｇ／ｓ］
ρｌ：膨張弁入口冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ΔＰ：高低圧差圧［ＭＰａ］
【００７５】
冷媒循環量Ｇｒは、以下の式（１１）で表される。
【００７６】
【数１１】
2014118952.tif 000013
【００７７】
ρｓ：圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ηｖ：体積効率［−］
【００７８】
圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後における、膨張弁３の基準Ｃｖ値（Ｃｖ＿ｂ）は、式（１０）及び式（１１）より、以下の式（１２）となる。
【００７９】
【数１２】
2014118952.tif 000014
【００８０】
ρｓ＊：予測値Ｔｅ＊における圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ΔＰ＊：予測値Ｔｃ＊及び予測値Ｔｅ＊における高低圧差圧の予測値［ＭＰａ］
【００８１】
制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊及び蒸発温度の予測値Ｔｅ＊を、飽和温度を用いて凝縮圧力Ｐｄ及び蒸発圧力Ｐｓに換算して、ΔＰ＊を算出する。
また、上記式（３）の関係から、予測値Ｔｅ＊を用いてρｓ＊を算出する。
また、膨張弁３の入り口の冷媒が液相状態であると想定してρｌ＝液密度（一定）とする。なお、ηｖ＝一定（固有値）とする。
制御装置５０は、これらの値を式（１２）に代入して、膨張弁３の基準Ｃｖ値（Ｃｖ＿ｂ）を演算する。
【００８２】
（Ｓ２０９）
制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊と、圧縮機容量ＶＰとに基づき、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度の目標値Ｔｄｍを求める。
例えば、圧縮機１の吸入過熱度がゼロである場合における、凝縮温度Ｔｃ、蒸発温度Ｔｅ、及び圧縮機容量ＶＰに対する吐出温度Ｔｄの特性の、理論値又は実験データ等を、予めＲＯＭ等にテーブルとして記憶しておく。そして、このテーブルを参照して、予測値Ｔｃ、予測値Ｔｅ＊、及び圧縮機容量ＶＰに対応する吐出温度Ｔｄを、吐出温度の目標値Ｔｄｍとする。即ち、図３に示すように、吐出温度の目標値Ｔｄｍは、圧縮機１の吸入過熱度がゼロである場合の吐出温度Ｔｄである。
【００８３】
（Ｓ２１０）
制御装置５０は、ステップＳ２０９で求めた吐出温度の目標値Ｔｄｍが、吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘを超えるか否かを判断する。
ここで、吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘは、圧縮機１に固有の値であり、予めＲＯＭ等に記憶される。
【００８４】
（Ｓ２１１）
吐出温度の目標値Ｔｄｍが吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘを超える場合、制御装置５０は、吐出温度の目標値Ｔｄｍと吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘとの差分に応じた、Ｃｖ補正値ΔＣｖｔｄを演算する。
このＣｖ補正値ΔＣｖｔｄは、ゼロより大きい値であり、吐出温度の目標値Ｔｄｍと吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘとの差分が大きいほど値が大きい値に設定する。即ち、吐出温度の目標値Ｔｄｍが吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘより大きい場合には、膨張弁３の開度を増加させるようにＣｖ値を補正することで、起動後の吐出温度Ｔｄが吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘ以上にならないようにする。
【００８５】
（Ｓ２１２）
吐出温度の目標値Ｔｄｍが吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘを超え無い場合、制御装置５０は、Ｃｖ補正値ΔＣｖｔｄをゼロに設定し、ステップＳ２１３へ進む。
【００８６】
（Ｓ２１３）
制御装置５０は、Ｃｖ値を設定開度ＬＰへ変換する変換関数ｆＬＥＶを用いて、膨張弁３の基準Ｃｖ値（Ｃｖ＿ｂ）にＣｖ補正値ΔＣｖｔｄを加算した値を、開度設定値に換算して、基準開度ＬＰｂａｓｅを求める。
図４に示すように、Ｃｖ値［−］と設定開度ＬＰ［ｐｕｌｓｅ］とは、膨張弁３に固有の対応関係がある。このような対応関係を変換関数ｆＬＥＶとして近似して、予めＲＯＭ等に記憶する。なお、設定開度ＬＰとＣｖ値との対応関係をテーブル情報として記憶しても良い。
【００８７】
制御装置５０は、基準開度演算を終了し、ステップＳ１０２（図２）へ進む。
【００８８】
（低圧補正制御）
図６は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の低圧補正制御を説明するＰｈ線図である。
図７は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の低圧補正制御フローを示す図である。
上述した基準開度ＬＰｂａｓｅは、膨張弁３の入り口の冷媒が液相状態であると想定してもとめた開度である。膨張弁３の入り口の冷媒が気液二相状態の場合、液相状態と比べて冷媒密度が低下するため、圧損が増加し、低圧側の冷媒圧力の低下（低圧の引き込み）が発生する場合がある。
図６において、実線は、低圧側の圧力が安定時（予測値Ｔｃ＊、予測値Ｔｅ＊）の冷媒サイクル（膨張弁３の入り口の冷媒が液相状態）を示している。点線は、低圧側の圧力が低下時の冷媒サイクル（膨張弁３の入り口の冷媒が気液二相状態）を示している。
このようなことから、現在の蒸発温度Ｔｅが予測値Ｔｅ＊より低い場合に、制御装置５０は、膨張弁３の入り口の冷媒が気液二相状態（密度小）と判定し（Ｓ１０２）、低圧補正制御を実施する。そして、凝縮温度が予測値Ｔｃ＊、蒸発温度が予測値Ｔｅ＊となるように、膨張弁３の開度を補正することで、低圧側の圧力の低下を抑制する。
以下、低圧補正開度ΔＬＰｔｅの演算例を説明する。
【００８９】
上記式（１０）及び式（１１）の関係より、低圧側の圧力が安定時（予測値Ｔｃ＊、予測値Ｔｅ＊）の冷媒サイクルでは、下記式（１３）が成り立つ。また、低圧側の圧力が低下時（凝縮温度の実測値Ｔｃ、蒸発温度の実測値Ｔｅ）の冷媒サイクルでは、下記式（１４）が成り立つ。
【００９０】
【数１３】
2014118952.tif 000015
【００９１】
Ｃｖｔｅ：補正後Ｃｖ値［−］
ρｓ＊：予測値Ｔｅ＊における圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ηｖ：体積効率［−］
ＶＰ：圧縮機容量［ｃｃ×Ｈｚ］
ρｌ：膨張弁入口冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ΔＰ＊：予測値Ｔｃ＊及び予測値Ｔｅ＊における高低圧差圧の予測値［ＭＰａ］
【００９２】
【数１４】
2014118952.tif 000016
【００９３】
Ｃｖ：補正前Ｃｖ値［−］
ρｓ：実測値Ｔｅにおける圧縮機吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ηｖ：体積効率［−］
ＶＰ：圧縮機容量［ｃｃ×Ｈｚ］
ρｌ：膨張弁入口冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ΔＰ：凝縮器の凝縮圧力Ｐｄと蒸発器の蒸発圧力Ｐｓとの差圧の実測値［ＭＰａ］
【００９４】
上記式（１３）及び式（１４）を整理すると、以下の式（１５）となる。
【００９５】
【数１５】
2014118952.tif 000017
【００９６】
よって、予測値Ｔｃ＊、予測値Ｔｅ＊を実現するのに必要な低圧補正開度ΔＬＰｔｅは、以下の式（１６）となる。
【００９７】
【数１６】
2014118952.tif 000018
【００９８】
ｆＬＥＶ：変換関数
【００９９】
次に、低圧補正制御の動作を、図７の各ステップに基づき説明する。
【０１００】
（Ｓ３０１）
制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と蒸発温度の予測値Ｔｅ＊とに基づき、高低圧差圧の予測値ΔＰ＊を演算する。例えば、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊及び蒸発温度の予測値Ｔｅ＊を、それぞれ飽和温度を用いて凝縮圧力Ｐｄ及び蒸発圧力Ｐｓに換算する。そして、凝縮圧力Ｐｄ及び蒸発圧力Ｐｓの差分から、高低圧差圧の予測値ΔＰ＊を算出する。
【０１０１】
（Ｓ３０２）
制御装置５０は、吐出圧力センサ４２が検出した吐出圧力Ｐｄ、及び吸入圧力センサ４３が検出した吸入圧力Ｐｓの差分から、高低圧差圧の実測値ΔＰを算出する。なお、凝縮温度を検出する温度センサ及び蒸発温度を検出する温度センサを別途設け、圧力換算することで、高低圧差圧の実測値ΔＰを算出しても良い。
【０１０２】
（Ｓ３０３）
制御装置５０は、上記式（３）の関係から、予測値Ｔｅ＊を用いてρｓ＊を算出する。
【０１０３】
（Ｓ３０４）
制御装置５０は、上記式（３）の関係から、現在の蒸発温度の実測値Ｔｅを用いてρｓを算出する。
ここで、蒸発温度の実測値Ｔｅは、吸入圧力センサ４３が検出した吸入圧力Ｐｓを、冷媒飽和ガス温度に換算することで求めることができる。なお、蒸発温度を検出する温度センサを別途設けても良い。
【０１０４】
（Ｓ３０５）
制御装置５０は、設定開度ＬＰをＣｖ値へ変換する変換関数ｆＬＥＶＣｖを用いて、現在の設定開度ＬＰをＣｖ値に変換する。
ここで、変換関数ｆＬＥＶＣｖは、図４に示したように、Ｃｖ値［−］と設定開度ＬＰ［ｐｕｌｓｅ］との対応関係から求めても良いし、テーブル情報として記憶しても良い。
【０１０５】
（Ｓ３０６）
制御装置５０は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５で求めた各値を、上記式（１５）に代入して、補正後Ｃｖ値であるＣｖｔｅを演算する。
【０１０６】
（Ｓ３０７）
制御装置５０は、Ｃｖｔｅを開度設定値に換算した値と、現在のＣｖ値を開度設定値に換算した値との差分を、低圧補正開度ΔＬＰｔｅとして求める。
【０１０７】
制御装置５０は、低圧補正制御を終了し、ステップＳ１０５（図２）へ進む。
【０１０８】
（Ｔｄ補正制御）
図８は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置のＴｄ補正制御フローを示す図である。以下、図８の各ステップに基づき説明する。
【０１０９】
（Ｓ４０１）
制御装置５０は、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊と、圧縮機容量ＶＰとに基づき、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度の目標値Ｔｄｍを求める。
例えば、圧縮機１の吸入過熱度がゼロである場合の、凝縮温度Ｔｃ、蒸発温度Ｔｅ、及び圧縮機容量ＶＰに対する吐出温度Ｔｄの特性の理論値又は実験データ等を、予めＲＯＭ等にテーブルとして記憶しておく。そして、このテーブルを参照して、予測値Ｔｃ、予測値Ｔｅ＊、及び圧縮機容量ＶＰに対応する吐出温度Ｔｄを、吐出温度の目標値Ｔｄｍとする。即ち、図３に示すように、吐出温度の目標値Ｔｄｍは、圧縮機１の吸入過熱度がゼロである場合の吐出温度Ｔｄである。
【０１１０】
（Ｓ４０２）
制御装置５０は、吐出温度センサ４１が検出した現在の吐出温度Ｔｄと、吐出温度の目標値Ｔｄｍとの差分に応じた、Ｃｖ補正値ΔＣｖｔｄを演算する。
このＣｖ補正値ΔＣｖｔｄは、ゼロより大きい値であり、現在吐出温度Ｔｄと吐出温度の目標値Ｔｄｍとの差分が大きいほど値が大きい値に設定する。
また、Ｃｖ補正値ΔＣｖｔｄは、吐出温度Ｔｄが目標値Ｔｄｍより大きい場合には正の値に設定し、吐出温度Ｔｄが目標値Ｔｄｍより小さい場合には負の値に設定する。即ち、吐出温度Ｔｄの実測値が目標値Ｔｄｍより大きい場合には、膨張弁３の開度を増加させ、吐出温度Ｔｄの実測値が目標値Ｔｄｍより小さい場合には、膨張弁３の開度を減少させることで、吐出温度Ｔｄが目標値Ｔｄｍとなるようにする。
【０１１１】
（Ｓ４０３）
制御装置５０は、現在のＣｖ値にΔＣｖｔｄを加算した値を、開度設定値に換算した値と、現在のＣｖ値を開度設定値に換算した値との差分を、Ｔｄ補正開度ΔＬＰｔｄとして求める。
【０１１２】
制御装置５０は、Ｔｄ補正制御を終了し、ステップＳ１０７（図２）へ進む。
【０１１３】
＜動作結果＞
図９は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の動作結果の一例を示す図である。
図９に示すように、起動時及び圧縮機容量ＶＰを変更した際における膨張弁３の基準開度は、圧縮機容量ＶＰに比例した値となる。
現在の蒸発温度Ｔｅの実測値が予測値Ｔｅ＊より所定温度以上低い場合には、膨張弁３の入り口の冷媒が気液二相状態（密度小）と判定し、低圧補正制御が実施される。これにより、膨張弁３の開度が低圧補正開度ΔＬＰｔｅだけ増加し、低圧側の圧力の低下が抑制される。
蒸発温度の実測値Ｔｅと予測値Ｔｅ＊との偏差が小さくなった場合、又は、膨張弁３の現在の設定開度ＬＰと基準開度ＬＰｂａｓｅとの偏差が小さくなった場合には、Ｔｄ補正制御が実施される。これにより、膨張弁３の開度がＴｄ補正開度ΔＬＰｔｄだけ増加又は減少し、吐出温度Ｔｄが目標値Ｔｄｍとなるように制御される。
【０１１４】
＜効果＞
以上のように本実施の形態１においては、制御装置５０は、圧縮機１を起動する際又は圧縮機１の運転容量を変更する際、凝縮器吸込空気温度Ｔａｃと、蒸発器吸込空気温度Ｔａｅと、圧縮機容量ＶＰとに基づき、圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後における、冷媒の凝縮温度の予測値Ｔｃ＊及び冷媒の蒸発温度の予測値Ｔｅ＊を求める。そして、凝縮温度の予測値Ｔｃ＊と、蒸発温度の予測値Ｔｅ＊と、圧縮機容量ＶＰとに基づき、膨張弁３に設定する開度を決定する。
このため、環境条件及び圧縮機容量ＶＰに応じた適正な膨張弁３の開度を設定することができる。よって、圧縮機１への液バックを防止することができ、機器信頼性を向上することができる。また、圧縮機１を起動した後又は圧縮機１の運転容量を変更した後における、予測値Ｔｃ＊及び予測値Ｔｅ＊を求めることから、膨張弁３の開度制御の即応性を向上することができる。
【０１１５】
また本実施の形態１においては、予測値Ｔｃ＊と予測値Ｔｅ＊とに基づき、凝縮圧力と蒸発圧力との差圧の予測値ΔＰ＊を求め、凝縮器吸込空気温度Ｔａｃと蒸発器吸込空気温度Ｔａｅとに基づき、凝縮圧力と蒸発圧力との差圧の実測値ΔＰを求める。そして、差圧の予測値ΔＰ＊と実測値ΔＰとに基づき、低圧補正開度ΔＬＰｔｅを求め、膨張弁３に設定する開度を補正する。
このため、外気温度が低い環境条件における低圧側の冷媒圧力の低下（低圧引き込み）を抑制することができる。また、低圧側の冷媒圧力の低下を抑制することで、冷媒循環量を増加することができ、暖房能力を向上することができる。また、低外気起動時の低圧引き込みを抑制することで、運転効率の低下を抑制することができ、省エネルギー性を向上することができる。
【０１１６】
また本実施の形態１においては、予測値Ｔｃ＊と、予測値Ｔｅ＊と、圧縮機容量ＶＰとに基づき、圧縮機１の運転容量を変更した後における、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度の目標値Ｔｄｍを求める。そして、吐出温度Ｔｄの実測値と目標値Ｔｄｍとの差分に基づき、Ｔｄ補正開度ΔＬＰｔｄを求め、膨張弁３に設定する開度を補正する。
このため、圧縮機１の吐出温度の過剰な上昇を抑制し、圧縮機１の運転保障範囲内で高効率な運転を実現することができる。よって、機器信頼性を向上することができる。
【０１１７】
また本実施の形態１においては、吐出温度の目標値Ｔｄｍが、吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘを超える場合、吐出温度上限許容値Ｔｄｍａｘと目標値Ｔｄｍとの差分に基づき、膨張弁３に設定する開度を補正する。
このため、予測値Ｔｅ＊、予測値Ｔｃ＊を用いて算出した吐出温度の目標値Ｔｄｍが、圧縮機１の運転保障範囲外の高温となる場合には、予め、膨張弁３の開度を増加させるように補正することで、圧縮機１の湿り吸入運転により運転保障範囲内で起動動作が可能となる。
【０１１８】
＜変形例＞
なお、膨張弁３の開度を設定する制御動作において、基準開度演算（Ｓ１０１）、低圧補正制御（Ｓ１０３）、及びＴｄ補正制御（Ｓ１０６）を行う実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。基準開度演算、低圧補正制御、及びＴｄ補正制御のうち、任意の１つ又は２つを実行する制御でも良い。
例えば、図２において、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４を省略し、基準開度演算及びＴｄ補正制御により、膨張弁３の開度を設定しても良い。また例えば、図２において、ステップＳ１０５、Ｓ１０６を省略し、基準開度演算及び低圧補正制御により、膨張弁３の開度を設定しても良い。また例えば、図２において、ステップＳ１０２〜Ｓ１０７を省略し、基準開度演算のみにより、膨張弁３の開度を設定しても良い。また例えば、図２において、ステップＳ１０１を省略し、基準開度を任意の開度に設定した後、低圧補正制御及び低圧補正制御により、膨張弁３の開度を補正しても良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１  圧縮機、２  室外熱交換器、３  膨張弁、５  液管、６  室内熱交換器、７  ガス管、８  四方弁、２０  冷媒回路、３１  室外ファン、３２  室内ファン、４１  吐出温度センサ、４２  吐出圧力センサ、４３  吸入圧力センサ、４４  室外温度センサ、４５  室内温度センサ、５０  制御装置、６１  室外機、６２  室内機、１００  冷凍サイクル装置。
【図１】
2014118952.tif 000019
【図２】
2014118952.tif 000020
【図３】
2014118952.tif 000021
【図４】
2014118952.tif 000022
【図５】
2014118952.tif 000023
【図６】
2014118952.tif 000024
【図７】
2014118952.tif 000025
【図８】
2014118952.tif 000026
【図９】
2014118952.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月6日(2015.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、前記膨張弁の開度を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記圧縮機を起動する際、前記膨張弁の入口の前記冷媒が液相状態における前記膨張弁の開度と比較して、前記膨張弁の入口の前記冷媒が気液二相状態における前記膨張弁の開度を大きくする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、
前記膨張弁の開度を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動する際、
前記膨張弁の入口の前記冷媒が液相状態における前記膨張弁の開度と比較して、
前記膨張弁の入口の前記冷媒が気液二相状態における前記膨張弁の開度を大きくする
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、
前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度センサと、
前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度センサと、
前記圧縮機の運転容量、及び前記膨張弁の開度を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、
前記第１温度センサの検出値と、前記第２温度センサの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度である第１温度及び前記冷媒の蒸発温度である第２温度を求め、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）と、液相状態における前記冷媒の冷媒密度とに基づき、前記膨張弁の開度を設定する
冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記蒸発器の蒸発温度の実測値が前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）より低い場合、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）とに基づき、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との差圧の予測値（ΔＰ＊）を求め、
前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との差圧の実測値（ΔＰ）と、前記差圧の予測値（ΔＰ＊）とに基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧縮機から吐出された前記冷媒の吐出温度を検出する第３温度センサを備え、
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）を求め、
前記第３温度センサの検出値と前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）との差分に基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
請求項２又は３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）を求め、
前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）が予め設定された上限値を超える場合、前記上限値と前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）との差分に基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
請求項２〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒は、Ｒ４１０Ａよりも比熱比が高い
請求項１〜５の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置の制御方法において、
前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、
前記圧縮機に設定される運転容量の設定値（ＶＰ）を取得するステップと、
前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度検出ステップと、
前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度検出ステップと、
前記第１温度検出ステップの検出値と、前記第２温度検出ステップの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度である第１温度及び前記冷媒の蒸発温度である第２温度を求めるステップと、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）と、液相状態における前記冷媒の冷媒密度とに基づき、前記膨張弁の開度を設定するステップと、
を有する冷凍サイクル装置の制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月12日(2016.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、前記膨張弁の開度を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記圧縮機を起動する際、前記膨張弁の入口の前記冷媒の状態に応じて前記膨張弁の開度を設定するものであり、前記圧縮機を起動する際の、前記膨張弁の入口の前記冷媒が液相状態における前記膨張弁の開度と比較して、前記圧縮機を起動する際の、前記膨張弁の入口の前記冷媒が気液二相状態における前記膨張弁の開度を大きくする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、
前記膨張弁の開度を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動する際、前記膨張弁の入口の前記冷媒の状態に応じて前記膨張弁の開度を設定するものであり、
前記圧縮機を起動する際の、前記膨張弁の入口の前記冷媒が液相状態における前記膨張弁の開度と比較して、
前記圧縮機を起動する際の、前記膨張弁の入口の前記冷媒が気液二相状態における前記膨張弁の開度を大きくする
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、
前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度センサと、
前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度センサと、
前記圧縮機の運転容量、及び前記膨張弁の開度を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、
前記第１温度センサの検出値と、前記第２温度センサの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度である第１温度及び前記冷媒の蒸発温度である第２温度を求め、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）と、液相状態における前記冷媒の冷媒密度とに基づき、前記膨張弁の開度を設定する
冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記蒸発器の蒸発温度の実測値が前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）より低い場合、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）とに基づき、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との差圧の予測値（ΔＰ＊）を求め、
前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との差圧の実測値（ΔＰ）と、前記差圧の予測値（ΔＰ＊）とに基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧縮機から吐出された前記冷媒の吐出温度を検出する第３温度センサを備え、
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）を求め、
前記第３温度センサの検出値と前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）との差分に基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
請求項２又は３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記凝縮温度の予測値（Ｔｃ＊）と、前記蒸発温度の予測値（Ｔｅ＊）と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）を求め、
前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）が予め設定された上限値を超える場合、前記上限値と前記吐出温度の目標値（Ｔｄｍ）との差分に基づき、前記膨張弁に設定する開度を補正する
請求項２〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒は、Ｒ４１０Ａよりも比熱比が高い
請求項１〜５の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
運転容量が可変である圧縮機、凝縮器、開度が可変である膨張弁、及び、蒸発器を、配管によって環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置の制御方法において、
前記圧縮機を起動する際又は前記圧縮機の運転容量を変更する際、
前記圧縮機に設定される運転容量の設定値（ＶＰ）を取得するステップと、
前記凝縮器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第１温度検出ステップと、
前記蒸発器内の前記冷媒と熱交換される熱媒体の温度を検出する第２温度検出ステップと、
前記第１温度検出ステップの検出値と、前記第２温度検出ステップの検出値と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）とに基づき、前記圧縮機を起動した後又は前記圧縮機の運転容量を変更した後における、前記冷媒の凝縮温度である第１温度及び前記冷媒の蒸発温度である第２温度を求めるステップと、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記圧縮機に設定する運転容量の設定値（ＶＰ）と、液相状態における前記冷媒の冷媒密度とに基づき、前記膨張弁の開度を設定するステップと、
を有する冷凍サイクル装置の制御方法。
【国際調査報告】
2014118952.tif 000028
2014118952.tif 000029
2014118952.tif 000030
2014118952.tif 000031