(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する室内機と、前記室外機と前記室内機を接続する接続配管を有する空気調和機において、前記接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えた空気調和機。
【請求項２】
容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な複数の電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する複数の室内機とを接続配管により並列に接続したマルチタイプの空気調和機において、前記各室内機への各接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記各室内機の前記第１の温度検出手段により検出された各蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている各接続配管の配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えた空気調和機。
【請求項３】
圧縮機の吸入温度を検出する第４の温度検出手段と、前記第４の温度検出手段により検出された吸入温度と第１の推定手段で推定された吸入圧力の飽和温度から前記圧縮機の吸入冷媒過熱度を推定する第２の推定手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲内にあり、かつ前記第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定範囲から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えた請求項１または２記載の空気調和機。
【請求項４】
室内熱交換器のガス側配管のガス温度を検出する第５の温度検出手段と、前記第５の温度検出手段により検出されたガス温度と第１の温度検出手段により検出された蒸発温度に基づき室内冷媒過熱度を検出する室内冷媒過熱度検出手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲内にあり、かつ前記室内冷媒過熱度検出手段により検出された室内冷媒過熱度が所定範囲から外れた場合に予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えた請求項１または２記載の空気調和機。
【請求項５】
第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定値となるよう電動膨張弁の開度を制御する膨張弁制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
【請求項６】
第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定範囲内にあり、かつ第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えた請求項５記載の空気調和機。
【請求項７】
配管長修正手段により修正された配管長が所定配管長から外れた場合、据付配管長が適切ではない旨を使用者に知らせる異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項３、４及び６いずれかに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内機と室外機を接続配管で接続した、分離型の空気調和機の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来分離型の空気調和機において電動膨張弁によって冷凍サイクルの冷媒循環量を制御する方法としては、例えば特許第２９２１２５４号公報を挙げることができる。
【０００３】
この従来例においては、蒸発温度と凝縮温度と圧縮機単体の傾斜特性線により、モリエル線図上から目標吐出温度を設定し、圧縮機の吐出温度が目標吐出温度になるよう電動膨張弁によって冷媒循環量を制御することで、冷媒の過熱度を制御している。
【０００４】
また特開平１２−２９２０１３号公報においては、蒸発温度や圧縮機への吸入冷媒温度によって目標吐出温度を補正することで、冷媒の過熱度の上昇を抑え、蒸発器の乾きすぎを防止するといった技術も公開されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年省エネルギや快適性といった観点から、圧縮機の回転数が大きく変化するインバータを搭載した分離型の空気調和機が多く普及している。また設置自由度の拡大という観点から接続可能な配管長に関しても、より短く、より長くまで接続できるよう要求されている。
【０００６】
しかしながらこのような空気調和機においては、インバータにより冷媒循環量が大きく変化し、更に接続配管長も大きく変化するため、図６に示す冷媒循環量と配管長の圧損関係のように、冷房運転時に蒸発器の圧力と圧縮機の吸入側圧力との圧力差（以後圧損という）も大きく変化する。
【０００７】
その結果図７に示すモリエル線図のように、蒸発温度と凝縮温度だけで目標吐出温度を設定しても接続配管の圧損影響で圧縮機の吸入点は図中のＢ点やＣ点のように変動し、吸入側の冷媒過熱度を適正過熱度に保つことが困難であった。
【０００８】
一般に圧縮機の吸入側の冷媒過熱度が適正過熱度（一般的に５Ｋ前後）に保たれていれば、圧縮機の運転効率が高くなり省エネ運転が可能となる。
【０００９】
しかし冷媒過熱度が大きくなりすぎると、蒸発器が乾き室内機から結露水が飛散するといった問題が生じやすくなる。一方吸入冷媒が湿り過ぎる（冷媒過熱度が全くとれていない）と、液バックといった圧縮機の信頼性低下問題が生じやすくなる。
【００１０】
また室内機の蒸発温度と圧縮機の吸入温度で目標吐出温度を補正し、冷媒の過熱度を抑制しようとしても、運転条件（例えば圧縮機回転数）の変化により接続配管での圧損が変われば、十分な抑制を行うことができない。更に施工条件（配管長）が変わると圧損変化により冷媒の過熱度も変わる。
【００１１】
そこで、スイッチ等で施工者が確実に実配管長を設定する必要があり、製品コストが上がる、施工時間が長くなるといった課題が生じる。
【００１２】
そこで本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷房運転時に様々な運転条件下や施工条件下でも圧縮機の吸入圧力の飽和温度を高精度で推定することにより吸入側の冷媒過熱度を適正過熱度に制御し、運転効率を高め、室内機の結露を防止するとともに圧縮機の信頼性を高めることができる安価な空気調和機を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の空気調和機は、容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する室内機と、前記室外機と前記室内機を接続する接続配管を有する空気調和機において、前記接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたものである。
【００１４】
このように、蒸発温度に圧損を考慮することで運転条件が変化しても圧縮機の吸入圧力の飽和温度を高精度に推定することができ、その高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する室内機と、前記室外機と前記室内機を接続する接続配管を有する空気調和機において、前記接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたものである。
【００１６】
このように、蒸発温度に圧損を考慮することで運転条件が変化しても圧縮機の吸入圧力の飽和温度を高精度に推定することができ、その高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の本発明は、容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な複数の電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する複数の室内機とを接続配管により並列に接続したマルチタイプの空気調和機において、前記各室内機への各接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記各室内機の前記第１の温度検出手段により検出された各蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている各接続配管の配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたものである。
【００１８】
このように、マルチタイプの空気調和機においても、蒸発温度に圧損を考慮することで運転条件が変化しても圧縮機の吸入圧力の飽和温度を高精度に推定することができ、高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００１９】
また請求項３記載の本発明は、圧縮機の吸入温度を検出する第４の温度検出手段と、前記第４の温度検出手段により検出された吸入温度と第１の推定手段で推定された吸入圧力の飽和温度から前記圧縮機の吸入冷媒過熱度を推定する第２の推定手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲内にあり、かつ前記第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定範囲から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えたものである。
【００２０】
このように、予め記憶されている配管長が実際に据付られている配管長と大きく異なる場合でも自動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配管長に近づくことになる。この結果、推定された吸入圧力の飽和温度が修正され、これに伴い目標吐出温度も修正されるため、運転条件や施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。
【００２１】
また請求項４記載の本発明は、室内熱交換器のガス側配管のガス温度を検出する第５の温度検出手段と、前記第５の温度検出手段により検出されたガス温度と第１の温度検出手段により検出された蒸発温度に基づき室内冷媒過熱度を検出する室内冷媒過熱度検出手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲内にあり、かつ前記室内冷媒過熱度検出手段により検出された室内冷媒過熱度が所定範囲から外れた場合に予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えたものである。
【００２２】
このように、予め記憶されている配管長が実際に据付られている配管長と大きく異る場合でも自動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配管長に近づくことになる。この結果目標吐出温度が修正され、室内冷媒過熱度も修正されるため、運転条件や施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。
【００２３】
また請求項５記載の本発明は、第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定値となるよう電動膨張弁の開度を制御する膨張弁制御手段を備えたものである。
【００２４】
このように高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って吸入冷媒過熱度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００２５】
また請求項６記載の本発明は、第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定範囲内にあり、かつ第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えたものである。
【００２６】
このように、予め記憶されている配管長が実際に据付られている配管長と大きく異なる場合でも自動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配管長に近づくことになる。この結果、推定された吸入圧力の飽和温度が修正され、これに伴い運転条件や施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。
【００２７】
また請求項７記載の本発明は、配管長修正手段により修正された配管長が所定配管長から外れた場合、据付配管長が適切ではない旨を使用者に知らせる異常検出手段を備えたものである。
【００２８】
このように、実際に据付られている配管長が適正配管長から逸脱され、システムの運転に不具合が生じやすい場合に使用者にその旨を知らせることができ、この結果システムの重大な損傷等を間逃れることができる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１を示す構成図であり、室外機１と室内機２が接続配管８により接続され、冷凍サイクルを形成している。
【００３１】
図１において、室外機１にはインバータ駆動の容量可変形圧縮機３（以下単に圧縮機と称す）と室外熱交換器５と冷暖房切換用の四方弁４とが設けられる一方、室内機２には室内熱交換器７が設けられている。また、室外機１の液側主管には、例えばステッピングモータ等により弁開度を制御可能な電動膨張弁６が介装されている。
【００３２】
上記構成の冷凍サイクルにおいて、冷房時、圧縮機３から吐出された冷媒は、四方弁４より室外熱交換器５へと流れて、ここで室外空気と熱交換して凝縮液化し、次に電動膨張弁６を通過することにより減圧されて冷媒は蒸発しやすい状態となり、接続配管８の液側配管を通って室内熱交換器７へと流れて室内空気と熱交換して蒸発した後、接続配管８のガス側配管を通って再び圧縮機３に吸入される。また、圧縮機３の回転数は、室内機２からの要求能力に応じて決定される（本発明と直接関係しないため、説明は省略する）。
【００３３】
次に、圧縮機３の吸入圧力の飽和温度を推定する方法について説明する。
【００３４】
まず第１の推定手段（マイクロコンピュータ）は室内熱交換器温度センサ１１により得られた蒸発温度Ｔｅから圧損相当温度△Ｔを減ずることにより吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓを推定する。
【００３５】
ここで冷凍サイクル内を流れる冷媒循環量は圧縮機３の回転数Ｒにほぼ比例することから、式（２）に示す圧縮機３の回転数Ｒと記憶手段（メモリ装置）に記憶されている接続配管８の長さＨ（例えば１０ｍ）から圧損相当温度△Ｔを推定する。
Ｔｗｓ＝Ｔｅ−△Ｔ・・・・・式（１）
△Ｔ＝ａ×Ｒ×Ｈ＋ｂ・・・・式（２）      ａ、ｂは定数
このように、圧損相当温度を高精度で推定することで、吸入圧力の飽和温度も高精度で推定できる。ここで圧損相当温度△Ｔの推定精度を更に高めるため、回転数Ｒの２乗等を使って推定してもよい。
【００３６】
（実施の形態２）
また図２は本発明の実施の形態２であるマルチタイプの空気調和機を示す構成図である。マルチタイプの場合、第１の推定手段（マイクロコンピュータ）は記憶手段に記憶されている各配管長Ｈから平均配管長Ｈｒ［＝（Ｈａ＋Ｈｂ）／２］を算出し、圧縮機３の平均回転数Ｒｒ（＝Ｒ／２）を算出するとともに、前記平均配管長Ｈｒと前記平均回転数Ｒｒから式（２）より１室当たりの平均圧損相当温度△Ｔｒを算出する。
【００３７】
そして各室内機２の蒸発温度Ｔｅから平均蒸発温度Ｔｅｒ［＝（Ｔｅａ＋Ｔｅｂ）／２）］を算出し、前記平均蒸発温度Ｔｅｒと前記平均圧損相当温度△Ｔｒから式（１）より吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓを推定する。このようにマルチタイプの空気調和機においては、平均配管長を用いて平均圧損相当温度を推定するため、全体圧損相当温度を高精度に推定でき、その結果吸入圧力の飽和温度も高精度で推定できる。
【００３８】
次に吸入冷媒過熱度を間接的に制御する吐出温度制御について説明する。まず圧縮機３の圧縮原理はポリトロープ圧縮であることから、ポリトロープ圧縮の温度近似式を用いて適正過熱度ＳＨｍでの吐出温度が計算できる。そこで目標吐出温度算出手段（マイクロコンピュータ）は室外熱交換器温度センサ１０により検出された凝縮温度Ｔｃと第１の推定手段により推定された圧縮機の吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓから式（３）の温度近似式を用いて圧縮機３の目標吐出温度Ｔｄｍを算出する。
Ｔｄｍ＝ｃ×Ｔｃ＋ｄ×Ｔｗｓ＋ｅ・・・式（３）
ｃ、ｄ，ｅは定数
更に膨張弁制御手段（マイクロコンピュータ）は、吐出温度センサ９により検出された吐出温度Ｔｄと前記目標吐出温度Ｔｄｍとの偏差ＤＴに基づいて、電動膨張弁６の操作開度△Ｋを算出し、例えば６０秒毎に電動膨張弁６を制御する。
ＤＴ＝Ｔｄ−Ｔｄｍ  ・・・式（４）
△Ｋ＝ｆ×ＤＴ      ・・・式（５）        ｆは定数
このように、高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って目標吐出温度を算出し、フィードバック制御を行うため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度ＳＨｍに制御することができる。
【００３９】
ここで目標吐出温度Ｔｄｍの算出に凝縮温度Ｔｃを用いたが、更に精度を高めるため外気温等による補正を加えてもよい。
【００４０】
また電動膨張弁６の操作開度△Ｋの算出方法に偏差ＤＴを用いたが、ＰＩＤ制御やファジー制御といった制御方法を用いても同様の効果が得られる。
【００４１】
次に実際に据付られている実配管長と記憶手段に記憶されている配管長が大きく異なる場合の冷凍サイクル挙動について説明する。
【００４２】
図７は上記吐出温度制御を行った場合のモリエル線図を示している。
【００４３】
図７において太線で書かれたサイクルは実際に据付られている実配管長と記憶手段に記憶されている配管長が等しい時の冷凍サイクルを示している。ここから実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短くなると、実際の吸入圧力は推定された吸入圧力Ａ点（図中の●）よりも高いＢ点（図中の●）となり、実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度ＳＨｍよりも大きくなる。
【００４４】
この結果、運転効率が低下したり室内機から結露水が飛散するといった問題が生じやすくなる。逆に実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも長くなると、実際の吸入圧力は推定された吸入圧力Ａ点（図中の●）よりも低いＣ点（図中の●）となり、実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度ＳＨｍよりも小さくなる。この結果、運転効率が低下したり液バックといった圧縮機の信頼性低下問題が生じやすくなる。
【００４５】
そこで、実際に据付られている実配管長Ｈｔと記憶手段に記憶されている配管長Ｈが大きく異なる場合の吐出温度制御について図３の吐出温度制御の一例を示すフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
まずステップＳ１では配管長Ｈを初期値１０ｍに設定するとともに、カウンタＭとＮを０にセットする。ステップＳ２では制御間隔（６０秒）をカウントするタイマをリセットし、ステップＳ３でタイマをスタートさせる。
【００４７】
ステップＳ４では蒸発温度Ｔｅと凝縮温度Ｔｃと吐出温度Ｔｄと圧縮機回転数Ｒと吸入温度センサ１２により吸入温度Ｔｓを読み込む。ステップＳ５では第１の推定手段により吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓを推定し、ステップＳ６では目標吐出温度算出手段により目標吐出温度Ｔｄｍを算出し、スッテプＳ７では第２の推定手段により式（６）を用いて吸入冷媒過熱度ＳＨｓを推定する。
ＳＨｓ＝Ｔｓ−Ｔｗｓ・・・式（６）
ステップＳ８では配管長修正手段により吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍに対し±ｇ  ℃以内（例えば１℃以内）に入っているか判断し、Ｔｄｍ±ｇ  ℃に入っていれば、ステップＳ９に進む。
【００４８】
一方ステップＳ８にて吐出温度ＴｄがＴｄｍ±ｇ  ℃以内に入っていなければ、ステップＳ２７、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８と進み、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍになるよう膨張弁制御手段により膨張弁６の開度操作を行う。ステップＳ１９ではタイマが６０秒経過するのを待ってから、再びステップＳ２に戻りフィードバック制御を行う。
【００４９】
またステップＳ９においては、吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ＋ｈＫ（例えば３Ｋ）を超えているか判断し、超えている場合は実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短いとみなし、ステップＳ１０にて短いと判断された回数をカウントするカウンタＭをプラス１するのと同時に長いと判断された回数をカウントするカウンタＮを０にセットする。
【００５０】
ステップＳ１１ではカウンタＭがα以上かを判断し、カウンタＭがα以上であればα回（例えば１０回）連続で吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ＋ｈＫを超えているため、本当に実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短いと判断し、ステップＳ１２にて配管長Ｈをｉ  ｍ（例えば５ｍ）短く修正する。
【００５１】
ここで吐出温度Ｔｄは圧縮機３の熱容量の影響で、蒸発温度Ｔｅや凝縮温度Ｔｃが安定していてもすぐには安定しないため、α回連続でという条件を入れることで、冷凍サイクルが不安定な時の誤判定を防止することができる。
【００５２】
ステップＳ１３、Ｓ１４では修正された配管長Ｈを用いて吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓおよび目標吐出温度Ｔｄｍを再計算し修正する。ステップＳ１５ではカウンタＭをリセットした後、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８へと進み、吐出温度Ｔｄが修正された目標吐出温度Ｔｄｍになるよう膨張弁６の開度操作を行う。
【００５３】
またステップＳ９にて吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ＋ｈＫを超えていない場合は、ステップＳ２０にて吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ−ｈ  Ｋを下回っているか判断し、下回っている場合は実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも長いとみなし、同様にα回連続したらステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６にて配管長Ｈと吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓおよび目標吐出温度Ｔｄｍを修正し、カウンタＮを０にセットする。
【００５４】
一方ステップＳ２０にて吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ−ｈ  Ｋ以上であれば実配管長Ｈｔは配管長Ｈにほぼ近いとみなし、配管長Ｈは修正せずに制御を行う。
【００５５】
上記のように配管長Ｈの修正を繰り返すことにより配管長Ｈは実配管長Ｈｔへと次第に近づいていく。その結果、図７に示す圧縮機３の吸入点は、Ｂ点（図中の●）またはＣ点（図中の●）からＢ’点 （図中の〇）またはＣ’点（図中の〇）へと近づいていき、施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度ＳＨｍ近傍へと修正することができる。
【００５６】
また前記実施の形態においては吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍに対し±ｇ℃以内にある場合、吸入冷媒過熱度ＳＨｓを用いて配管長Ｈの修正を判断したが、室内機２にて検出された冷媒過熱度を用いても同様の効果が得られる。
【００５７】
この場合は室内熱交換器７のガス側配管に設けられた室内ガス温度センサ１３により検出されたガス温度Ｔｇと蒸発温度Ｔｅから式（７）を用いて室内冷媒過熱度ＳＨｉを算出する。
ＳＨｉ＝Ｔｇ−Ｔｅ・・・式（７）
そして配管長修正手段は吸入冷媒過熱度ＳＨｓの変わりに、室内冷媒過熱度ＳＨｉの値を用いて配管長Ｈの修正を判断する。なおフローチャートは図３とほぼ同じため、省略する。
【００５８】
またマルチタイプの空気調和機の場合、ステップＳ１２またはＳ２３にて修正される各配管長はｉ／２となる｛Ｈｒ＝Ｈｒ±ｉ＝［（Ｈａ±ｉ／２）＋（Ｈｂ±ｉ／２）］／２｝。またマルチタイプの空気調和機の場合は、全体冷媒循環量の制御と同時に各室内機への個別冷媒循環量も制御する必要がある。
【００５９】
そこで、ステップＳ１７にて各運転機の電動膨張弁６の操作開度△Ｋ（全運転機同じ）を算出した後、前記操作開度△Ｋを付加した全電動膨張弁６の合計開度［Σ（現在開度＋△Ｋ）］を算出し、前記合計開度を保ちながら各室内冷媒過熱度ＳＨｉｎ（ｎ＝ａ号機またはｂ号機）が同じ値になるよう各電動膨張弁６の開度を新開度に補正し（ａ号機の新開度＋ｂ号機の新開度＝合計開度）、ステップＳ１８にて各電動膨張弁６の開度を新開度に操作することで、全体冷媒循環量の制御と各室内機への個別冷媒循環量の制御を同時に行うことができる。この点については種々の制御が提案されて公知であるのでフローチャートからは省略する。
【００６０】
また上述したように吸入圧力の飽和温度が高精度に推定できるため、吸入冷媒過熱度を直接制御する吸入過熱度制御も可能になる。図４は第２の推定手段により推定された吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍになるように吸入過熱度制御を行った場合のモリエル線図を示している。
【００６１】
図４において太線で書かれたサイクルは実際に据付られている実配管長と記憶手段に記憶されている配管長が等しい時の冷凍サイクルを示している。
【００６２】
ここから実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短くなると、実際の吸入圧力は推定された吸入圧力Ａ点（図中の●）よりも高いＤ点（図中の●）となり、実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度ＳＨｍよりも小さくなる。この結果、運転効率が低下したり液バックといった圧縮機の信頼性低下問題が生じやすくなる。
【００６３】
逆に実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも長くなると、実際の吸入圧力は推定された吸入圧力Ａ点（図中の●）よりも低いＥ点（図中の●）となり、実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度ＳＨｍよりも大きくなる。この結果、運転効率が低下するといった問題が生じやすくなる。
【００６４】
そこで、実際に据付られている実配管長Ｈｔと記憶手段に記憶されている配管長Ｈが大きく異なる場合の吸入過熱度制御について図５の吸入過熱度制御の一例を示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１からＳ７については図３のフローチャートと同じため省略する。
【００６５】
ステップＳ３０では配管長修正手段により吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍに対し±ｊ  Ｋ以内（例えば１Ｋ以内）に入っているか判断され、ＳＨｍ±ｊ  Ｋに入っていれば、ステップＳ３１に進む。一方ステップＳ３０にて吸入冷媒過熱度ＳＨｓがＳＨｍ±ｊ  Ｋ以内に入っていなければ、ステップＳ２７、Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ１８と進み、吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍになるよう膨張弁制御手段により膨張弁６の開度操作を行う。ステップＳ１９ではタイマが６０秒経過するのを待ってから、再びステップＳ２に戻りフィードバック制御を行う。
【００６６】
またステップＳ３１においては、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍ−ｋ  ℃（例えば３℃）よりも低いか判断し、低い場合は実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短いとみなし、ステップＳ１０にて短いと判断された回数をカウントするカウンタＭをプラス１するのと同時に、長いと判断された回数をカウントするカウンタＮを０にセットする。
【００６７】
ステップＳ１１ではカウンタＭがα以上かを判断し、カウンタＭがα以上であればα回（例えば１０回）連続で吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍ＋ｈＫを超えているため、本当に実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも短いと判断し、ステップＳ１２にて配管長Ｈをｉ  ｍ（例えば５ｍ）短く修正する。ステップＳ１３、Ｓ３２では修正された配管長Ｈを用いて吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓおよび吸入冷媒過熱度ＳＨｓを再計算し修正する。
【００６８】
Ｓ１５ではカウンタＭをリセットした後、ステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ１８へと進み、修正された吸入冷媒過熱度ＳＨｓが適正過熱度ＳＨｍになるよう膨張弁６の開度操作を行う。
【００６９】
またステップＳ３１にて吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍ−ｋ  Ｋよりも低くない場合は、ステップＳ３５にて吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍ＋ｋ  Ｋよりも高いか判断し、高い場合は実配管長Ｈｔが配管長Ｈよりも長いとみなし、同様にα回連続したらステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ３６、Ｓ２６にて配管長Ｈと吸入圧力の飽和温度Ｔｗｓおよび吸入冷媒過熱度ＳＨｓを修正し、カウンタＮを０にセットする。
【００７０】
一方ステップＳ３５にて吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｍ＋ｋ  Ｋ以下であれば実配管長Ｈｔは配管長Ｈにほぼ近いとみなし、配管長Ｈは修正せずに制御を行う。
【００７１】
上記のように配管長Ｈの修正を繰り返すことにより配管長Ｈは実配管長Ｈｔへと次第に近づいていく。その結果、図４に示す圧縮機３の吸入点はＤ点（図中の●）またはＥ点（図中の●）からＤ’点 （図中の〇）またはＥ’点（図中の〇）へと近づいていき、施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度ＳＨｍ近傍へと修正することができる。
【００７２】
また実際に据付られる配管長には、圧縮機３のオイルと冷媒の比率やオイルの戻り具合といった圧縮機の信頼性等を加味し最小配管長Ｈｍｉｎおよび最大配管長Ｈｍａｘが規定される。
【００７３】
一方上述したように配管長修正手段により実配管長Ｈｔが推測できる。そこで異常検出手段（マイクロコンピュータ）は、配管長修正手段により修正された配管長Ｈが、前記最小配管長Ｈｍｉｎから最大配管長Ｈｍａｘまでの適正配管長内であるか判断し、前記適正配管長内から外れた場合に室内機２に設けられているＬＥＤランプ２０（図示せず）を用いて据付配管長が適切ではない旨を表示する。これにより据付配管長が適切ではない旨を施工者や使用者に知らせることができ、配管施工の修正を促すことができる。
【００７４】
ここで前記ＬＥＤランプ２０の他にブザーによる音やリモコン等に表示しても、据付配管長が適切ではない旨を知らせることができる。このように、実際に据付られている配管長が適正配管長から逸脱され、システムの運転に不具合が生じやすい場合に、配管施工の修正を促すことでシステムの重大な損傷等を間逃れることができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７６】
請求項１に記載の本発明は、容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する室内機と、前記室外機と前記室内機を接続する接続配管を有する空気調和機において、前記接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記第１の温度検出手段により検出された蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたものである。
【００７７】
このように、蒸発温度に圧損相当温度を考慮することで運転条件が変化しても圧縮機の吸入圧力の飽和温度を高精度に推定することができ、その高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００７８】
これにより運転効率が良くなり省エネ運転が可能となるとともに、蒸発器が乾き室内機から結露水が飛散するといった問題や液バックといった圧縮機の信頼性低下問題を回避することができる。
【００７９】
また、請求項２記載の本発明は、容量可変形圧縮機と室外熱交換器と弁開度を制御可能な複数の電動膨張弁とを有する室外機と、室内熱交換器と前記室内熱交換器の温度を検出する第１の温度検出手段とを有する複数の室内機とを接続配管により並列に接続したマルチタイプの空気調和機において、前記各室内機への各接続配管の配管長を予め記憶する記憶手段と、冷房運転時に前記各室内機の前記第１の温度検出手段により検出された各蒸発温度と前記記憶手段に記憶されている各接続配管の配管長と前記圧縮機の回転数とに基づいて前記圧縮機の吸入圧力の飽和温度を推定する第１の推定手段と、室外熱交換器の温度を検出する第２の温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する第３の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段により検出された凝縮温度と前記第１の推定手段により推定された吸入圧力の飽和温度に基づいて圧縮機の目標吐出温度を算出する目標吐出温度算出手段と、前記電動膨張弁の開度を制御することにより、前記目標吐出温度を目指して、前記第３の温度検出手段により検出される吐出温度を変更させる膨張弁制御手段とを備えたものである。
【００８０】
このように、マルチタイプの空気調和機においても、蒸発温度に圧損相当温度を考慮することで運転条件が変化しても圧縮機への吸入圧力の飽和温度を高精度に推定することができ、高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って目標吐出温度を算出し吐出温度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００８１】
これにより運転効率が良くなり省エネ運転が可能となるとともに、蒸発器が乾き室内機から結露水が飛散するといった問題や液バックといった圧縮機の信頼性低下問題を回避することができる。
【００８２】
また請求項３記載の本発明は、圧縮機の吸入温度を検出する第４の温度検出手段と、前記第４の温度検出手段により検出された吸入温度と第１の推定手段で推定された吸入圧力の飽和温度から前記圧縮機の吸入冷媒過熱度を推定する第２の推定手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲内にあり、かつ前記第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定範囲から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えたものである。
【００８３】
このように、予め記憶されている配管長が実際に据付られている配管長と大きく異なる場合でも自動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配管長に近づくことになる。この結果、推定された吸入圧力の飽和温度が修正され、これに伴い目標吐出温度も修正されるため、運転条件や施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。
【００８４】
この結果省エネ運転が可能となり、蒸発器が乾き室内機から結露水が飛散するといった問題や液バックといった圧縮機の信頼性低下問題を回避することができる。
【００８５】
また自動的に配管長を推定することで、施工者が電気回路上に設けたスイッチ等で、手動で配管長を設定する必要がなくなり、スイッチ等が不要となることでコストダウンが可能となり、更に配管長の設定ミスや設定忘れによる室内機から結露水が飛散するといった問題や液バックといった圧縮機の信頼性低下問題も回避することができる。
【００８６】
更に吸入圧力を直接検知する圧力センサの変わりにコストの安い温度センサで済むため、製品のコストを下げることができる。
【００８７】
また請求項４記載の本発明は、室内熱交換器のガス側配管のガス温度を検出する第５の温度検出手段と、前記第５の温度検出手段により検出されたガス温度と第１の温度検出手段により検出された蒸発温度に基づき室内冷媒過熱度を検出する室内冷媒過熱度検出手段と、第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲内にあり、かつ前記室内冷媒過熱度検出手段により検出された室内冷媒過熱度が所定範囲から外れた場合に予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えたものである。
【００８８】
このように、予め記憶されている配管長が実際に据付られている配管長と大きく異る場合でも自動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配管長に近づくことになる。
【００８９】
この結果目標吐出温度が修正され、室内冷媒過熱度も修正されるため、運転条件や施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。
【００９０】
また請求項５記載の本発明は、第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定値となるよう電動膨張弁の開度を制御する膨張弁制御手段を備えたものである。
【００９１】
このように高精度に推定された吸入圧力の飽和温度を使って吸入冷媒過熱度を制御するため、運転条件が変化しても高精度に実際の吸入冷媒過熱度を適正過熱度に制御することができる。
【００９２】
これにより運転効率が良くなり省エネ運転が可能となるとともに、液バックといった圧縮機の信頼性低下問題を回避することができる。
【００９３】
また請求項６記載の本発明は、第２の推定手段により推定された圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定範囲内にあり、かつ第３の温度検出手段により検出された吐出温度が目標吐出温度算出手段により算出された目標吐出温度に対し所定範囲から外れた場合に、予め記憶手段に記憶されている配管長を修正する配管長修正手段を備えたものである。
【００９４】
このように、予め記憶されている配管長が実際に据付られている配管長と大きく異なる場合でも自動的に配管長を修正するため、修正を行う度に実際の配管長に近づくことになる。この結果、推定された吸入圧力の飽和温度が修正され、これに伴い運転条件や施工条件が変化しても実際の吸入冷媒過熱度は適正過熱度近傍へと修正される。
【００９５】
また請求項７記載の本発明は、配管長修正手段により修正された配管長が所定配管長から外れた場合、据付配管長が適切ではない旨を使用者に知らせる異常検出手段を備えたものである。
【００９６】
このように、実際に据付られている配管長が適正配管長から逸脱され、システムの運転に不具合が生じやすい場合に使用者にその旨を知らせることができ、この結果システムの重大な損傷等を間逃れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態２における空気調和機を示す構成図
【図３】同吐出温度制御の一例を示すフローチャート
【図４】同吸入過熱度制御時の冷凍サイクル挙動を示すモリエル線図
【図５】同吸入過熱度制御の一例を示すフローチャート
【図６】同冷媒循環量と配管長の圧損関係を示すグラフ
【図７】吐出温度制御時の冷凍サイクル挙動を示すモリエル線図
【符号の説明】
１  室外機
２  室内機
３  圧縮機
５  室外熱交換器
６  電動膨張弁
７  室内熱交換器
８  接続配管
９  吐出温度センサ
１０  室外熱交換器温度センサ
１１  室内熱交換器温度センサ
１２  吸入温度センサ
１３  室内ガス温度センサ
Ｈａ、Ｈｂ  配管長
Ｔｅａ、Ｔｅｂ  蒸発温度
【図１】
0003791443.tif 000002
【図２】
0003791443.tif 000003
【図３】
0003791443.tif 000004
【図４】
0003791443.tif 000005
【図５】
0003791443.tif 000006
【図６】
0003791443.tif 000007
【図７】
0003791443.tif 000008