(57)【要約】【課題】演算の負荷を軽減し、かつ、高効率な運転点で運転すること。【解決手段】低段側圧縮機３ａと高段側圧縮機３ｂとを直列に接続してなる圧縮機を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御装置２０であって、低段側圧縮機３ａを駆動する第１電流値を計測する低段側電流計測部と、高段側圧縮機３ｂを駆動する第２電流値を計測する高段側電流計測部と、低段側圧縮機３ａと高段側圧縮機３ｂとの間の中間圧力を変化させる変更部３３と、変更部３３により中間圧力を変化させた場合に、第１電流値及び第２電流値の和が中間圧力を変化させる前の和より大きいか否かを判定する判定部３５とを備え、変更部３３は判定部３５により、中間圧力を変化させた後の和が、中間圧力を変化させる前の和より大きいと判定された場合に中間圧力を、変化前の中間圧力に変更し、目標中間圧力とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側圧縮機と高段側圧縮機とを直列に接続してなる圧縮機を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御装置であって、
前記低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値を計測する低段側電流計測手段と、
前記高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値を計測する高段側電流計測手段と、
前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の中間圧力を変化させる変更手段と、
前記変更手段により前記中間圧力を変化させた場合に、前記第１電流値及び前記第２電流値の和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記中間圧力を変化させた後の前記和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいと判定された場合に、前記中間圧力を変化前の中間圧力に変更し、目標中間圧力とする制御手段とを具備する制御装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記高段側圧縮機の回転数を、最低回転数から段階的に上昇させ、前記中間圧力を変化させる請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記変更手段は、前記高段側圧縮機の回転数を、理論中間圧力値が得られる回転数から段階的に上昇または下降させ、前記中間圧力を変化させる請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記高段側圧縮機の回転数を、前記低段側圧縮機の許容最小圧力比から定まる前記高段側圧縮機の最大圧力比が得られる回転数から段階的に下降させ、前記中間圧力を変化させる請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記低段側圧縮機は、要求能力を保持するように回転数を維持させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の制御装置を備えた二段圧縮式冷凍サイクル装置。
【請求項７】
低段側圧縮機と高段側圧縮機とを直列に接続してなる圧縮機と、を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御方法であって、
前記低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値を計測する第１工程と、
前記高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値を計測する第２工程と、
前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の中間圧力を変化させる第３工程と、
前記中間圧力を変化させた場合に、前記第１電流値及び前記第２電流値の和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいか否かを判定する第４工程と、
前記中間圧力を変化させた後の前記和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいと判定された場合に、前記中間圧力を変化前の中間圧力に変更し、目標中間圧力とする第５工程とを有する制御方法。
【請求項８】
低段側圧縮機と高段側圧縮機とを直列に接続してなる圧縮機と、を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御プログラムであって、
前記低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値を計測する第１処理と、
前記高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値を計測する第２処理と、
前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の中間圧力を変化させる第３処理と、
前記中間圧力を変化させた場合に、前記第１電流値及び前記第２電流値の和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいか否かを判定する第４処理と、
前記中間圧力を変化させた後の前記和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいと判定された場合に、前記中間圧力を変化前の中間圧力に変更し、目標中間圧力とする第５処理とをコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二段圧縮式冷凍サイクル装置、その制御装置及び制御方法並びに制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２台の圧縮機を直列に接続してなる二段圧縮式冷凍サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような二段圧縮式冷凍サイクル装置において、低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の圧力である中間圧力は、圧縮機の総仕事量を理論的に最小にする中間圧力、すなわち、低段側圧縮機の圧力比と高段側圧縮機の圧力比とが等しくなる圧力（理論中間圧力）に制御され、理論的に最も効率がよくなる運転点であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際には、二段圧縮冷凍サイクル装置の効率は、圧縮機の回転数や圧力比等に応じて変動するものであり、圧縮機効率の影響を大きく受ける。そのため、二段圧縮冷凍サイクル装置の効率の制御に、圧縮機効率を勘案することが考えられるが、圧縮機効率を勘案して制御するには、圧縮機からのデータ取得の必要性や、取得のためのマイコンにおけるメモリ容量の必要性、マイコンでの各種演算処理による負荷の増大等の問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、演算の負荷を軽減し、かつ、高効率な運転点で運転できる二段圧縮式冷凍サイクル装置、その制御装置及び制御方法並びに制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とを直列に接続してなる圧縮機を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御装置であって、前記低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値を計測する低段側電流計測手段と、前記高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値を計測する高段側電流計測手段と、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の中間圧力を変化させる変更手段と、前記変更手段により前記中間圧力を変化させた場合に、前記第１電流値及び前記第２電流値の和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、前記中間圧力を変化させた後の前記和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいと判定された場合に、前記中間圧力を変化前の中間圧力値に変更し、目標中間圧力とする制御手段とを具備する制御装置を提供する。
【０００７】
本発明の構成によれば、低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値と、高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値との和が、中間圧力を変化させる前と変化させた後とで大小関係が判定され、中間圧力を変化させる前の和より、中間圧力を変化させた後の和が大きいと判定された場合に、中間圧力を変化前の中間圧力に変更し、これが目標中間圧力とされる。
中間圧力の最も効率のいい運転点とは、低段側圧縮機と高段側圧縮機の電流値の極値となることを勘案し、第１電流値と第２電流値との和の変化点を検知して、変化点が得られた前の段階の中間圧力を最適な運転点として制御する。
これにより、二段圧縮式冷凍サイクル装置の最も効率がよい運転点で運転することができる。また、低段側圧縮機及び高段側圧縮機を駆動する電流値に基づいて判断できるので、複雑な演算が不要であり、制御プログラムも容易に作成できる。さらに、計測した電流値によって制御できるので、例えば、圧縮機のデータを予め取得する等の事前試験が不要となり、開発の負担が軽減する。
【０００８】
上記制御装置の前記変更手段は、前記高段側圧縮機の回転数を、最低回転数から段階的に上昇させ、前記中間圧力を変化させてもよい。
【０００９】
二段圧縮式冷凍サイクル装置の起動立上げ時等では、高段側圧縮機は停止状態から起動されるので、最低回転数から上昇させて変更させることで、速やかに判定手段の判定に移行できる。
【００１０】
上記制御装置の前記変更手段は、前記高段側圧縮機の回転数を、理論中間圧力値が得られる回転数から段階的に上昇または下降させ、前記中間圧力を変化させてもよい。
【００１１】
二段圧縮式冷凍サイクル装置の運転時等では、ある程度の中間圧力で運転されているので、運転状態から速やかに判定手段の判定に移行できる。なお、二段圧縮式冷凍サイクル装置の運転時とは、例えば、外気温の変化があった場合、低段側圧縮機側の負荷変化が生じた場合、所定時間間隔ごと等の場合である。また、理論中間圧力値とは、低段側圧縮機の圧力比と高段側圧縮機の圧力比とが等しくなる圧力値である。
【００１２】
上記制御装置の前記変更手段は、前記高段側圧縮機の回転数を、前記低段側圧縮機の許容最小圧力比から定まる前記高段側圧縮機の最大圧力比が得られる回転数から段階的に下降させ、前記中間圧力を変化させてもよい。
【００１３】
高段側圧縮機の最大圧力比から調整することによっても、中間圧力を変化させることができ、制御の幅が広がる。また、高段側圧縮機の最大圧力比とは、二段圧縮式冷凍サイクル装置の全体圧力比のうち、低段側圧縮機の吸入に対する吐出の圧力比のうちで許容される最少の値（許容最小圧力比）と高段側圧縮機の吸入に対する吐出の圧力比のうちで許容される値とで分け合った高段側圧縮機の最大の値であり、加えて低段側圧縮機と高段側圧縮機の機械的特性に応じて決定される値である。
【００１４】
上記制御装置において、前記低段側圧縮機は、要求能力を保持するように回転数を維持させてもよい。
【００１５】
高段側圧縮機の回転数が変化しても、要求能力は維持されることにより、負荷側での影響を抑えることができる。
【００１６】
本発明は、上記いずれかに記載の制御装置を備えた二段圧縮式冷凍サイクル装置を提供する。
【００１７】
本発明は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とを直列に接続してなる圧縮機と、を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御方法であって、前記低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値を計測する第１工程と、前記高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値を計測する第２工程と、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の中間圧力を変化させる第３工程と、前記中間圧力を変化させた場合に、前記第１電流値及び前記第２電流値の和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいか否かを判定する第４工程と、前記中間圧力を変化させた後の前記和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいと判定された場合に、前記中間圧力を変化前の中間圧力に変更し、目標中間圧力とする第５工程とを有する制御方法を提供する。
【００１８】
本発明は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とを直列に接続してなる圧縮機と、を備える二段圧縮式冷凍サイクル装置の制御プログラムであって、前記低段側圧縮機を駆動する電流値である第１電流値を計測する第１処理と、前記高段側圧縮機を駆動する電流値である第２電流値を計測する第２処理と、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の中間圧力を変化させる第３処理と、前記中間圧力を変化させた場合に、前記第１電流値及び前記第２電流値の和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいか否かを判定する第４処理と、前記中間圧力を変化させた後の前記和が、前記中間圧力を変化させる前の前記和より大きいと判定された場合に、前記中間圧力を変化前の中間圧力に変更し、目標中間圧力とする第５処理とをコンピュータに実行させるための制御プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、演算の負荷を軽減し、かつ、高効率な運転点で運転できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る二段圧縮式冷凍サイクル装置、その制御装置及び制御方法並びに制御プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。本発明の二段圧縮式冷凍サイクル装置は、熱媒を冷却または加熱して出力するものであり、例えば、空気調和機やターボ冷凍機等が一例として挙げられる。熱媒は、気体、液体を問わない。また、二段圧縮式冷凍サイクル装置は、熱媒を冷却または加熱する機能のみを有していてもよいし、両方の機能を有していてもよい。以下の説明においては、二段圧縮式冷凍サイクル装置の一例として、空気調和機を例に挙げて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機１０の冷媒系統図である。空気調和機１０は、冷媒を圧縮する圧縮機３と、冷房と暖房とを切り替えるための四方弁４と、室内空気と冷媒とが熱交換する室内熱交換器５と、外気と冷媒とが熱交換する室外熱交換器６と、室内熱交換器５と室外熱交換器６との間に設けられ、液冷媒を貯留する中間冷却器７とを備えている。中間冷却器７と室内熱交換器５との間の冷媒配管には第１膨張弁９が、中間冷却器７と室外熱交換器６との間の冷媒配管には第２膨張弁１１がそれぞれ設けられている。また、圧縮機３と四方弁４との間には、ガス化しきれなかった冷媒が液状のまま圧縮機３に吸入されるのを防ぐために、冷媒の液分を貯留するアキュムレータ１３が設けられている。上記構成において、例えば、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器６、中間冷却器７、第２膨張弁１１、及びアキュムレータ１３は、室外機に設けられ、室内熱交換器５及び第１膨張弁９は室内機に設けられている。
【００２３】
圧縮機３は、低段側圧縮機３ａと、高段側圧縮機３ｂとを備える２段圧縮機とされている。低段側圧縮機３ａ及び高段側圧縮機３ｂは、スクロール圧縮機であり、高段側圧縮機３ｂは、低段側圧縮機３ａに比べて容量が小さい、例えば、低段側圧縮機３ａの容量の約０．７倍から１倍程度とされている。
低段側圧縮機３ａは、吐出側から冷媒配管を介して高段側圧縮機３ｂに接続されており、高段側圧縮機３ｂは、低段側圧縮機３ａで圧縮された中間圧の冷媒ガスを吸入して２段圧縮する。
低段側圧縮機３ａと高段側圧縮機３ｂとの間の冷媒配管、換言すると、高段側圧縮機３ｂの冷媒吸込側は、中間圧冷媒配管８によって、中間冷却器７内の空気相（上方空間）７ａと接続されている。
【００２４】
低段側圧縮機３ａは、低段側電流計測部（低段側電流計測手段）１４が設けられている。低段側電流計測部１４は、低段側圧縮機３ａを駆動する電流値である第１電流値を計測し、計測した第１電流値の情報を制御装置２０に出力する。
高段側圧縮機３ｂは、高段側電流計測部（高段側電流計測手段）１５が設けられている。高段側電流計測部１５は、高段側圧縮機３ｂを駆動する電流値である第２電流値を計測し、計測した第２電流値の情報を制御装置２０に出力する。
【００２５】
空気調和機１０は、圧縮機３から吐出されて四方弁４へ流れる冷媒の圧力（高圧圧力：凝縮圧力）を測定する圧力センサ（図示略）、及び四方弁４から圧縮機３へ戻される冷媒の圧力（低圧圧力：蒸発圧力）を測定する圧力センサ（図示略）を備える。
【００２６】
このような空気調和機１０の冷房運転時においては、高段側圧縮機３ｂから吐出された高温高圧の冷媒は、破線矢印で示すように、四方弁４を経て室外熱交換器６に送られ、ここで外気と熱交換することによって凝縮液化して液冷媒となる。液冷媒となった冷媒は、第２膨張弁１１により中間圧に調整され、中間冷却器７に送られる。中間冷却器７において、中間圧冷媒は気液分離され、ガス冷媒は中間圧冷媒配管８を通じて高段側圧縮機３ｂの冷媒吸込側へと導かれ、液冷媒は中間冷却器７内に貯留される。中間冷却器７内に貯留された中間圧の液冷媒は、第１膨張弁９を通過する過程で断熱膨張した後、室内熱交換器５に送られ、ここで室内空気を冷却することによって蒸発気化する。室内熱交換器５において、吸熱してガスになった冷媒は、四方弁４、アキュムレータ１３を経て圧縮機３の低段側圧縮機３ａに送られる。低段側圧縮機３ａにおいて圧縮された冷媒は、中間圧冷媒配管８からのガス冷媒と合流して、高段側圧縮機３ｂに吸い込まれ、高段側圧縮機３ｂによって更に圧縮された冷媒が四方弁４に送られる。
このように、空気調和機１０の冷房運転時には、室外熱交換器６が凝縮器として、室内熱交換器５が蒸発器として機能する。
【００２７】
一方、空気調和機１０の暖房運転時には、高段側圧縮機３ｂから吐出された高温・高圧の冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁４を経て室内熱交換器５に送られ、ここで室内空気に放熱することによって凝縮液化し、高圧低温の液冷媒となる。この液冷媒は、第１膨張弁９によって中間圧に調整され、中間冷却器７に送られる。中間冷却器７において、中間圧冷媒は気液分離され、ガス冷媒は中間圧冷媒配管８を通じて高段側圧縮機３ｂの冷媒吸込側へと導かれ、液冷媒は中間冷却器７内に貯留される。中間冷却器７内に貯留された中間圧の液冷媒は、第２膨張弁１１を通過する過程で断熱膨張した後、室外熱交換器６に送られ、ここで外気を冷却することによって蒸発気化する。室外熱交換器６において、吸熱してガスになった冷媒は、四方弁４、アキュムレータ１３を経て圧縮機３の低段側圧縮機３ａに送られる。低段側圧縮機３ａにおいて圧縮された冷媒は、中間圧冷媒配管８からのガス冷媒と合流して、高段側圧縮機３ｂに吸い込まれ、高段側圧縮機３ｂによって更に圧縮された冷媒が四方弁４に送られる。
このように、空気調和機１０の暖房運転時には、室内熱交換器５が凝縮器として、室外熱交換器６が蒸発器として機能する。
【００２８】
なお、本実施形態では、室内熱交換器５及び室外熱交換器６ともに気体との熱交換としているが、これに限られず、液体（例えば、水）との熱交換としてもよい。
このような空気調和機１０において、圧縮機３の制御、四方弁４の切り替え、第１膨張弁９及び第２膨張弁１１の開度制御等は、制御装置２０（図２参照）によって行われる。
制御装置２０は、例えば、圧縮機制御部（制御手段）２１と、低段側圧縮機３ａを駆動する低段側駆動装置２２ａ、及び高段側圧縮機３ｂを駆動する高段側駆動装置（高段側駆動手段）２２ｂを主な構成として備えている。
【００２９】
低段側駆動装置２２ａ及び高段側駆動装置２２ｂの各々は、例えば、６つのスイッチング素子を備えるインバータ、インバータを構成するスイッチング素子を駆動するゲートドライバ、圧縮機制御部２１からの回転数指令に基づいて、ゲートドライバにＰＷＭ信号を与えるマイクロプロセッサ等を備えている。
【００３０】
圧縮機制御部２１は、例えば、マイクロプロセッサであり、後述する各部により実現される各種機能は、ＲＯＭ等の記録媒体に格納されているプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等のメモリに読み出して実行することにより実現される。
圧縮機制御部２１は、例えば、目標設定部３１と、電流制限部３２と、変更部（変更手段）３３と、演算部３４と、判定部（判定手段）３５と、制御部（制御手段）３６と、中間圧力決定部３８と、記憶部３９とを備えている。
【００３１】
目標設定部３１は、所定のアルゴリズムに従って冷房運転時の目標高圧圧力、及び暖房運転時の目標低圧圧力を設定する。例えば、目標設定部３１は、蒸発圧力と凝縮圧力とから、低段側圧縮機３ａの圧縮比と高段側圧縮機３ｂの圧縮比とが等しくなる中間圧力に理論中間圧力を設定する。
【００３２】
電流制限部３２は、高段側駆動装置２２ｂを流れる電流（例えば、モータ電流）を高段側駆動装置２２ｂの構成から決定される所定の電流制限値を超えないように制御するものである。
【００３３】
変更部３３は、低段側圧縮機３ａと高段側圧縮機３ｂとの間の中間圧力を変化させる。具体的には、変更部３３は、回転数指令演算部３７を備えている。
回転数指令演算部３７は、起動時においては、高段側圧縮機３ｂの回転数を、最低回転数から段階的に上昇させ、中間圧力を変化させる。
【００３４】
また、回転数指令演算部３７は、高段側圧縮機３ｂの回転数制御に伴い、低段側圧縮機３ａに対し、空気調和機の要求能力（例えば、出口水温）を保持するような回転数に制御する。
回転数指令演算部３７は、上記のように求められた回転数が得られるような、低段側駆動装置２２ａに与える低段側回転数指令ωａ＊及び高段側駆動装置２２ｂに与える高段側回転数指令ωｂ＊を生成し、出力する。
【００３５】
中間圧力決定部３８は、低段側駆動装置２２ａに与える低段側回転数指令ωａ＊及び高段側駆動装置２２ｂに与える高段側回転数指令ωｂ＊によって制御された低段側圧縮機３ａ及び高段側圧縮機３ｂのそれぞれの回転数から、中間圧力を決定する。
記憶部３９は、低段側回転数指令ωａ＊及び高段側回転数指令ωｂ＊によって決まる回転数と、該回転数に基づいて決定された中間圧力の情報を対応付けて記憶する。また、記憶部３９は、制御部３６による前回値の中間圧力（変化させる前に計測された中間圧力）の読み出し指令に基づいて、前回値の中間圧力と、該中間圧力に対応付けられる低段側圧縮機３ａの回転数及び高段側圧縮機３ｂの回転数が読み出される。
【００３６】
演算部３４は、低段側電流計測部１４から第１電流値を取得し、高段側電流計測部１５から第２電流値を取得し、第１電流値と第２電流値との和を算出して判定部３５に出力する。
判定部３５は、変更部３３により中間圧力を変化させた場合に（例えば、高段側圧縮機３ｂの回転数と、高段側圧縮機３ｂの回転数に伴って要求能力を満たすように調整される低段側圧縮機３ａの回転数とを変化させた場合）、第１電流値及び第２電流値の和が、中間圧力を変化させる前の和より大きいか否かを判定する。
【００３７】
制御部３６は、判定部３５により中間圧力を変化させた後の第１電流値と第２電流値との和が、中間圧力を変化させる前の和より大きいと判定された場合に、中間圧力を変化前の中間圧力値に変更し、これを目標中間圧力とする。具体的には、制御部３６は、中間圧力を変化後の和が、変化前より大きいと判定された場合に、記憶部３９から変化前（前回値）の中間圧力と、該中間圧力に対応付けられる回転数の情報を読み出し、最適な運転点の情報とする。制御部３６は、読み出した中間圧力と回転数の情報に基づいて、低段側圧縮機３ａ及び高段側圧縮機３ｂを制御する。
また、制御部３６は、判定部３５の判定の結果、中間圧力の変化後の和が、変化前の和以下と判定された場合に、新たな中間圧力に変更すべく、高段側圧縮機３ｂの回転数を１段階上昇させ、これに伴って要求能力を満たすように低段側圧縮機３ａの回転数を調整する。
【００３８】
制御部３６により読み出された、または、新たな中間圧力として変更された低段側回転数指令ωａ＊は低段側駆動装置２２ａに与えられ、高段側回転数指令ωｂ＊は高段側駆動装置２２ｂに与えられる。低段側駆動装置２２ａ、高段側駆動装置２２ｂは、それぞれ与えられた低段側回転数指令ωａ＊及び高段側回転数指令ωｂ＊に、圧縮機モータの回転数が一致するようにインバータを駆動する。
【００３９】
次に、本実施形態に係る空気調和機の制御装置２０によって実行される制御について図３を参照して説明する。
まず、冷房、暖房、外気温度、室内設定温度等の各種入力情報に基づいて、各種目標値が設定される（ステップＳＡ１）。例えば、冷房時であれば室内設定温度から目標低圧圧力が、暖房時であれば室内設定温度から目標高圧圧力が設定される。
高段側圧縮機３ｂの回転数が、起動時には、最低回転数に設定されるとともに、高段側圧縮機３ｂの回転数の設定に対応して、要求能力を満たすような低段側圧縮機３ａの回転数に設定され、それぞれ回転数制御される（ステップＳＡ２）。このとき、高段側圧縮機３ｂの回転数と、低段側圧縮機３ａの回転数と、目標中間圧力の情報が、対応付けて記憶される。
目標高圧圧力または目標低圧圧力に到達したか否かが判定され（ステップＳＡ３）、到達した場合には、現在の運転点の状態を保持し（ステップＳＡ４）、本処理を終了する。
【００４０】
目標高圧圧力または目標低圧圧力に到達していない場合には、モータ電流が所定の電流制限値を超えているか否かが判定され（ステップＳＡ５）、超えていれば（ステップＳＡ５において「ＹＥＳ」）、電流制限処理が行われる（ステップＳＡ６）。これにより、モータ電流が電流制限値以内となるように制御される。
【００４１】
一方、ステップＳＡ５において、モータ電流が所定の電流制限値を超えていないと判定された場合には（ステップＳＡ５において「ＮＯ」）、低段側圧縮機３ａを駆動する第１電流値と、高段側圧縮機３ｂを駆動する第２電流値の計測値を取得するとともに、第１電流値と第２電流値の和を求め、該和が、中間圧力の変更前と変更後で比較される（ステップＳＡ７）。
【００４２】
上記和が、中間圧力の変更後に、変更前より大きくなったと判定された場合には、記憶部３９から前回の中間圧力を目標中間圧力とし、目標中間圧力と、この前回の中間圧力に対応する低段側圧縮機３ａの回転数と、高段側圧縮機３ｂの回転数とを読み出し、読み出した情報を最適な運転点として設定する（ステップＳＡ８）。中間圧力が前回値（変更前）に戻された運転点で運転がなされ、ステップＳＡ３に戻り、変更後の条件に基づいて、目標に到達したか否かが判定され、処理が繰り返される。
また、上記和が、中間圧力の変更後に、変更前より大きくなっていないと判定された場合には、高段側圧縮機３ｂの回転数を１段階上昇させ、これに伴って要求能力を満たすように低段側圧縮機３ａの回転数を調整し（ステップＳＡ９）、ステップＳＡ３に戻り、本処理が繰り返される。
このように、中間圧力が高い状態から段階的に下げられ、第１電流値と第２電流値の和の極小値を求めることにより、最適な中間圧力が得られる運転点を検出することができる。
【００４３】
以上説明してきたように、二段圧縮式冷凍サイクル装置（空気調和機１０）、その制御装置及び制御方法並びに制御プログラムによれば、低段側圧縮機３ａを駆動する電流値である第１電流値と、高段側圧縮機３ｂを駆動する電流値である第２電流値との和が、中間圧力を変化させる前と変化させた後とで大小関係が判定され、中間圧力を変化させる前の和より、中間圧力を変化させた後の和が大きいと判定された場合に、中間圧力を変化前の中間圧力値に変更される。
【００４４】
中間圧力の最も効率のいい運転点とは、低段側圧縮機３ａと高段側圧縮機３ｂの電流値の極値（極小値）となることを勘案し、第１電流値と第２電流値との和の変化点を検知して、変化点が得られた前の段階の中間圧力が最適な運転点として制御する。
これにより、二段圧縮式冷凍サイクル装置の最も効率がよい運転点で運転することができる。また、低段側圧縮機３ａ及び高段側圧縮機３ｂを駆動する電流値に基づいて判断できるので、複雑な演算が不要であり、制御プログラムも容易に作成できる。さらに、計測した電流値によって制御できるので、例えば、圧縮機のデータを予め取得する等の事前試験が不要となり、開発の負担が軽減する。
【００４５】
〔変形例１〕
上記実施形態においては、回転数指令演算部３７が、起動時において、高段側圧縮機３ｂの回転数を最低回転数から設定することとして説明していたが、これに限定されない。例えば、運転中においては、高段側圧縮機３ｂはある程度の回転数で駆動していることを勘案し、理論中間圧力値が得られる回転数から段階的に上昇または下降させることにより、中間圧力を変化させてもよい。また、理論中間圧力値が得られる回転数から段階的に上昇（下降）させても、変更後の電流値が変更前の電流値を超えない場合には、理論中間圧力値が得られる回転数から段階的に下降（上昇）させることで、電流値の変化点を探すようにしてもよい。
【００４６】
なお、理論中間圧力値とは、低段側圧縮機の圧力比と高段側圧縮機の圧力比とが等しくなる圧力値である。
また運転中の場合で中間圧力を変化させる場合とは、例えば、運転点が変化した場合であり、朝から昼等の外気温の変化に伴う運転点の変化や、負荷変動に伴う運転点の変化である。また、所定時間間隔で適切な中間圧力を検出するようにしてもよい。
このように、二段圧縮式冷凍サイクル装置の運転時においては、理論中間圧力に基づいて適切な運転点となる中間圧力を探すことにより、速やかに判定部の判定過程に移行できる。
【００４７】
〔変形例２〕
上記実施形態においては、起動時に、中間圧力が高い状態から段階的に下げて目標中間圧力の最適な運転点を探していたが、これに限定されず、中間圧力が低い状態から段階的に上げて目標中間圧力の最適な運転点を探すこととしてもよい。
例えば、起動時において、変更部３３は、高段側圧縮機３ｂの回転数を、高段側圧縮機３ｂの最大圧力比が得られる回転数から段階的に下降させ、中間圧力を変化させてもよい。また、高段側圧縮機３ｂの最大圧力比とは、二段圧縮式冷凍サイクル装置の全体圧力比のうち、低段側圧縮機３ａの吸入に対する吐出の圧力比のうちで許容される最少の値と高段側圧縮機３ｂの吸入に対する吐出の圧力比のうちで許容される値とで分け合った高段側圧縮機３ｂの最大の値であり、加えて低段側圧縮機３ａと高段側圧縮機３ｂの機械的特性に応じて決定される値である。
このように、高段側圧縮機３ｂの最大圧力比を調整することによっても、中間圧力を変化させることができ、制御手法が広がる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
３ａ  低段側圧縮機
３ｂ  高段側圧縮機
１４  低段側電流計測部
１５  高段側電流計測部
２０  制御装置
３３  変更部
３４  演算部
３５  判定部
３６  制御部
３７  回転数指令演算部
【図１】
2017122556.tif 000003
【図２】
2017122556.tif 000004
【図３】
2017122556.tif 000005