CN110462306A - 空调装置、铁路车辆用空调装置及空调装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

空调装置包括：压缩机、室外热交换器、室内热交换器、电子式膨胀阀、将压缩机的存在压缩中途的制冷剂的中间压缩室与存在比中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通的旁通通路、对旁通通路进行开闭的旁通阀、以及实施基于制冷剂的过热度来设定电子式膨胀阀的开度的过热度控制的控制装置。控制装置基于旁通阀从闭阀状态被切换至开阀状态这一情况，开始将电子式膨胀阀的开度修正成比由过热度控制设定的值小规定开度(θa)的值的限制处理。

Description

空调装置、铁路车辆用空调装置及空调装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调装置、铁路车辆用空调装置及空调装置的控制方法。

背景技术

在空调装置中，为了能在室内热交换器中高效地进行热交换，基于根据制冷剂压力和制冷剂温度计算出的过热度来调整膨胀阀的开度，将制冷剂流通量维持在适当的值。膨胀阀广泛使用能够高精度地控制制冷剂流通量的电子控制式膨胀阀(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平10-38350号公报(参照[0023]段、图2)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在空调装置中，为了调整制冷制热能力，广泛应用控制压缩机的容量的容量控制机构。作为这种容量控制机构，可列举能无级地控制压缩机的容量的逆变器式容量控制机构和主要能进行2级控制的机械式容量控制机构。

在具有这种容量控制机构的空调装置中，当变更压缩机的容量时，压缩机的吸入压力和制冷剂压力会过渡性地变动。例如，若使压缩机的容量降低，则来自压缩机的制冷剂排出量减少，因此，压缩机的吸入压力增加，室内热交换器的制冷剂流通量暂时增加。若室内热交换器的制冷剂流通量增加，则有可能发生在室内热交换器中未能蒸发的制冷剂返回压缩机的液体回流。

如上所述，制冷剂流通量一般是基于过热度来进行调整的，但由于在过热度的计算中所使用的各种传感器中，以提高检测精度为目的而设定了大到一定程度的时间常数，因此，在压缩机的容量变化的影响表现为过热度的变动之前，会产生时间上的偏差。因此，在专利文献1所记载的方法中，即使由于变更了压缩机的容量而使压缩机的吸入压力、制冷剂压力过渡性地变动，在该变动作为过热度的变动而被检测到且膨胀阀的开度被变更之前，也有可能发生液体回流。

特别是，与能够极其细致地控制转速的逆变器式相比，在具有机械式容量控制机构的压缩机中，这样的变动更显著。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种与以往相比能够抑制因变更压缩机的容量而导致的液体回流的发生的空调装置以及铁路车辆用空调装置。

解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的空调装置具有压缩机、室外热交换器、室内热交换器及电子式膨胀阀，并利用制冷剂管路将它们连接而构成制冷循环，其包括：旁通通路，该旁通通路将所述压缩机的存在压缩中途的制冷剂的中间压缩室与存在比所述中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通；旁通阀，该旁通阀对所述旁通通路进行开闭；及控制装置，该控制装置实施基于制冷剂的过热度来设定所述电子式膨胀阀的开度的过热度控制，所述控制装置基于所述旁通阀从闭阀状态切换至开阀状态这一情况，开始将所述电子式膨胀阀的开度修正成比由所述过热度控制设定的值要小的值的限制处理。

本发明所涉及的空调装置具有利用制冷剂管路将压缩机、室外热交换器、室内热交换器及电子式膨胀阀连接而成的制冷剂回路，其包括：旁通通路，该旁通通路与所述压缩机的存在压缩中途的制冷剂的中间压缩室和存在比所述中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通；旁通阀，该旁通阀对所述旁通通路进行开闭；及控制装置，该控制装置实施基于制冷剂的过热度来设定所述电子式膨胀阀的开度的过热度控制，所述控制装置在检测出将所述旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态的切换请求时，开始将所述电子式膨胀阀的开度修正成比由所述过热度控制设定的值要大的值的加速处理，之后将所述旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态。

发明效果

根据本发明，由于基于旁通阀从闭阀状态切换至开阀状态这一情况，将电子式膨胀阀的开度修正为比由过热度控制设定的值要小的值，因此能够在压缩机的容量的变化反映到过热度的变动之前，使制冷剂流通量下降。因此，与以往相比，能够抑制因变更压缩机的容量而导致的液体回流的发生。

若使压缩机的容量上升，则来自压缩机的制冷剂排出量增加，因此，压缩机内的制冷剂量暂时减少。若压缩机内的制冷剂量减少，则压缩机内的滑动部直接接触滑动，可能产生例如烧结等不良情况。在这一点上，根据本发明，在将旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态之前，开始将电子式膨胀阀的开度修正为比由过热度控制设定的值要大的值的加速处理，因此能够使贮存在压缩机内的制冷剂量增加。因此，能够抑制因将旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态而引起压缩机内的制冷剂量急剧减少。因此，能够抑制滑动部直接接触滑动而产生烧结等不良情况。

附图说明

图1是本发明实施方式1的空调装置的示意图。

图2是本发明实施方式1的压缩机及容量控制机构的剖视图。

图3是本发明实施方式1的空调装置的控制流程图。

图4是说明本发明实施方式1的空调装置的基于限制处理及加速处理的电子式膨胀阀的开度、检测温度和设定温度、制冷剂压力及运转模式的变化的时序图。

图5是本发明实施方式2的空调装置的控制流程图。

图6是说明本发明实施方式2的空调装置的基于限制处理及加速处理的电子式膨胀阀的开度、检测温度和设定温度、制冷剂压力及运转模式的变化的时序图。

图7是本发明实施方式3的空调装置的控制流程图。

图8是本发明实施方式4的铁路车辆的示意图。

图9是本发明实施方式4的压缩机的侧视图。

图10是本发明其他实施方式的空调装置的示意图。

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在各图中，对相同或相当的部分标注相同的标号，适当简化或省略其重复说明。另外，为了便于说明，有时夸张了各图中所示的部分的尺寸、形状的比例关系等。

(实施方式1)

参照图1～图4，说明本发明实施方式1的空调装置10。如图1所示，本实施方式的空调装置10具有：压缩制冷剂的压缩机1；使制冷剂减压的电子式膨胀阀2；在制冷运转时作为冷凝器发挥作用，进行室外的空气与制冷剂的热交换的室外热交换器3；在制冷运转时作为蒸发器发挥作用，进行室内的空气与制冷剂的热交换的室内热交换器4；以及控制它们的控制装置7。控制装置7连接有测定设置有空调装置10的室内的温度的室温传感器14、以及供用户进行空调装置10的开关控制和期望的设定温度To的输入的遥控器15。

压缩机1对吸入的制冷剂进行压缩，使其成为高温、高压的状态并喷出。本实施方式的压缩机1由具有机械式的容量控制机构60的涡旋式压缩机构成，每单位时间(秒)以预先确定的一定的压缩次数运转。容量控制机构60的详细情况将在后面叙述。

室外热交换器3是在从室外取入的外部气体与制冷剂之间进行热交换的外部气体用热交换器，在制冷时使热量从制冷剂向外部气体移动。

室内热交换器4是在室内空气与制冷剂之间进行热交换的室内用热交换器，在制冷时使热量从室内空气向制冷剂移动。

电子式膨胀阀2是使制冷剂减压膨胀而成为低温低压的制冷剂的部件，由开度能可变地控制的膨胀阀构成。优选使用电子线性膨胀阀(Linear Expansion Valve：LEV)。

压缩机1、室外热交换器3、电子式膨胀阀2以及室内热交换器4由制冷剂流通的制冷剂管路20连接，构成制冷剂循环的制冷剂回路。制冷运转时，制冷剂沿图1的实线箭头所示的方向在制冷剂管路20中循环。制冷剂在压缩机1中被压缩而成为高温高压的气体状，在室外热交换器3中被冷凝液化后，在电子式膨胀阀2中被膨胀、减压，由此成为低温低压的二相状态，在室内热交换器4中被蒸发汽化而返回压缩机1。室内空气在通过室内热交换器4时，与低温的制冷剂进行热交换而成为低温的空气并提供给室内。

将制冷剂管路20中连接压缩机1、室外热交换器3以及电子式膨胀阀2的管路作为供从压缩机1流出的高压制冷剂流通的高压制冷剂管路26。另外，将连接电子式膨胀阀2、室内热交换器4以及压缩机1的管路设为供与高压制冷剂管路26相比低压的制冷剂流通的低压制冷剂管路25。

高压制冷剂管路26与高压控制制冷剂通路21连接，该高压控制制冷剂通路21供从压缩机1喷出的高压制冷剂的一部分流入。另一方面，低压制冷剂管路25与低压控制制冷剂通路22连接，该低压控制制冷剂通路22供被吸入压缩机1的低压制冷剂的一部分流入。高压控制制冷剂通路21和低压控制制冷剂通路22连接到与容量控制机构60连通的控制压力导入管23。

在高压控制制冷剂通路21上设有高压控制阀8，在低压控制制冷剂通路22上设有低压控制阀9。高压控制阀8和低压控制阀9均由能够切换制冷剂的流通/非流通的电磁阀构成。

高压控制阀8和低压控制阀9都与控制装置7连接，其开闭基于来自控制装置7的指令进行。控制装置7使高压控制阀8和低压控制阀9中的任一方开阀，使另一方闭阀。在使高压控制阀8闭阀而使低压控制阀9开阀的情况下，在低压制冷剂管路25中流通的低压制冷剂的一部分流入控制压力导入管23。另一方面，在使高压控制阀8开阀且使低压控制阀9闭阀的情况下，在高压制冷剂管路26中流通的高压制冷剂的一部分流入控制压力导入管23。

接着，参照图1和图2，对本实施方式的压缩机1以及压缩机1所具有的容量控制机构60的结构进行详细说明。

如图2所示，压缩机1具有构成压缩机1的外廓的密闭容器50。另外，压缩机1在密闭容器50的内部具有设有固定涡旋体54作为用于压缩制冷剂的滑动部的固定涡旋盘51、以及设有摆动涡旋体55的摆动涡旋盘52。固定涡旋体54和摆动涡旋体55以相互啮合的方式组合，由组合后的固定涡旋体54和摆动涡旋体55构成多个压缩室P。中心部的压缩室P与高压制冷剂管路26连通。

摆动涡旋盘52以预先确定的恒定速度相对于固定涡旋盘51摆动，使压缩室P从外侧的低压压缩室向内侧的高压压缩室逐渐缩小。从低压制冷剂管路25流入压缩室1的制冷剂如图2的实线箭头所示，从压缩室P外侧的低压压缩室流入压缩室P，伴随着摆动涡旋盘52的摆动被压缩，同时流向内侧的高压压缩室。之后，通过喷出通路53喷出到高压制冷剂管路26。

在固定涡旋盘51设置有控制压缩机1的容量的容量控制机构60。容量控制机构60构成为包含：低压制冷剂或高压制冷剂中的任一方从控制压力导入管23流入的背压通路61；收纳旁通阀64并与背压通路61连通的背压室62；弹性支承旁通阀64的线圈弹簧63；以及设置于固定涡旋盘51并使压缩中途过程的中间压缩室的制冷剂返回低压空间的旁通通路65。该中间压缩室由旁通通路65的形成位置任意决定。低压空间是压缩机1的内部空间中的、存在比中间压缩室低压的制冷剂的任意的空间。可以是压缩室P的外部，也可以是比中间压缩室更靠外侧的低压压缩室。另外，在本实施方式中，示出了由线圈弹簧63弹性支撑旁通阀64的示例，但也可以由例如橡胶部件等其他弹性体代替。

上述旁通阀64上作用有控制压力导入管23内的制冷剂压力和中间压缩室的制冷剂压力。若低压制冷剂流入背压通路61，则控制压力导入管23的制冷剂压力变得比中间压缩室的制冷剂压力低，旁通阀64开阀。在此情况下，中间压缩室的制冷剂的一部分通过旁通通路65返回低压空间。这样，将旁通阀64开阀且中间压缩室的一部分制冷剂返回到低压空间的操作模式称为空载模式(UL)。

另一方面，若高压制冷剂流入背压通路61，则控制压力导入管23的制冷剂压力变得比中间压缩室的制冷剂压力高，旁通阀64闭阀。在此情况下，中间压缩室的制冷剂全部被移送到高压压缩室并被压缩后，向喷出通路53喷出。这样，将旁通阀64闭阀且中间压缩室的制冷剂全部向喷出通路53喷出的运转模式设为满载模式(FL)。

返回到图1，继续说明。在低压制冷剂管路25上设有对被吸入到压缩机1的制冷剂的制冷剂温度Tm进行检测的制冷剂温度传感器11和对制冷剂压力Pm进行检测的制冷剂压力传感器12(权利要求书中的压力检测单元)。制冷剂温度传感器11、制冷剂压力传感器12、高压控制阀8、低压控制阀9、电子式膨胀阀2、室温传感器14以及遥控器15与控制装置7连接。

控制装置7具有未图示的CPU、ROM、RAM等，存储有用于驱动空调装置10的各种程序、函数以及固定数据等。该控制装置7使用这些函数和数据以及从各种传感器输入的数据等执行各种程序，实施高压控制阀8和低压控制阀9的开闭驱动、电子式膨胀阀2的开度调整以及其他空调装置10的驱动处理。

例如，控制装置7根据由制冷剂温度传感器11检测出的制冷剂温度Tm和由制冷剂压力传感器12检测出的制冷剂压力Pm，计算出流入压缩机1的制冷剂的过热度SH1，并根据该计算出的过热度SH1来调整电子式膨胀阀2的开度。

控制装置7将计算出的过热度SH1与预先存储的阈值SHT进行比较，根据过热度SH1与阈值SHT之差来调整电子式膨胀阀2的开度。在过热度SH1大于阈值SHT的情况下，过热度SH1与阈值SHT之差越大，则越增大电子式膨胀阀2的开度，减小过热度SH1。在过热度SH1小于阈值SHT的情况下，过热度SH1与阈值SHT之差越大，则越减小电子式膨胀阀2的开度，增大过热度SH1。在SH1等于阈值SHT的情况下，电子式膨胀阀2的开度不变。阈值SHT一般设定为5～10℃，但并不限于此。

另外，控制装置7使用以下的式(1)，计算室温传感器14的检测温度Tr与用户通过遥控器15设定的设定温度To的偏差ΔT，基于该偏差ΔT来决定压缩机1的运转模式。

ΔT＝Tr-To···(1)

控制装置7存储偏差ΔT的上限值Tu和下限值Tl，在判断为偏差ΔT在上限值Tu以上的情况下，以满载模式驱动压缩机1。另一方面，在判断为偏差ΔT小于下限值Tl的情况下，以空载模式驱动压缩机1。与此相对，在偏差ΔT为下限值Tl以上且小于上限值Tu的情况下，不进行运转模式的切换，而以现状的运转模式驱动空调装置10。

若为了将运转模式从满载模式切换至空载模式而将旁通阀64从闭阀状态切换至开阀状态，则来自压缩机1的制冷剂排出量急剧减少，因此低压制冷剂管路25的制冷剂流通量暂时急剧增加。在制冷剂温度传感器11和制冷剂压力传感器12中，以高精度地检测过热度SH1为目的而设定了大到一定程度的时间常数，因此，在随运转模式的变更而产生的制冷剂流通量的变化的影响表现为过热度SH1的变动之前，会产生时间上的偏差。当出现这种时间上的偏差时，在制冷剂流通量的变化作为过热度SH1的变动被检测到之前，低压制冷剂管路25中的制冷剂流量增加并超过室内热交换器4的热交换能力，可能发生一部分制冷剂没有被蒸发而流入压缩机1的所谓液体回流。

因此，在本实施方式中，基于压缩机1的运转模式从满载模式切换至空载模式这一情况，即基于旁通阀64从闭阀状态切换至开阀状态这一情况，控制装置7开始限制处理，在该限制处理中，将电子式膨胀阀2的开度通过减法运算修正为比基于过热度SH1设定的开度小规定开度θa的开度。另外，规定开度θa是为了抑制因将旁通阀64从闭阀状态切换至开阀状态而引起的制冷剂流通量的增加所需要的开度，可以任意设定。以规定开度θa进行减法运算修正后的电子式控制阀2的开度优选设定为使与室内热交换器4的热交换能力的下限对应的量的制冷剂通过的开度的值，但并不限于此。但是，若规定开度θa过大，则压缩机1内的制冷剂压力急剧减小，固定涡旋体54和摆动涡旋体55不经由制冷剂而直接接触滑动，有可能产生烧结等不良情况。因此，规定开度θa更优选将压缩机1内的制冷剂量也考虑在内来设定。

与此相对，若为了将运转模式从空载模式切换至满载模式而将旁通阀64从开阀状态切换至闭阀状态，则无关乎压缩机1的制冷剂吸入量没有变化这一情况，来自压缩机1的制冷剂排出量暂时急剧增加，因此压缩机1内的制冷剂量暂时急剧减少。若压缩机1内的制冷剂量急剧减少，则固定涡旋体54和摆动涡旋体55不经由制冷剂而直接接触滑动，有可能产生烧结等不良情况。

因此，控制装置7在检测到从空载模式切换至满载模式的请求的情况下、即在运转模式处于空载模式时检测到偏差ΔT为上限值Tu以上的情况下，实施对基于过热度SH1设定的开度加上规定开度θb来修正电子式膨胀阀2的开度的加速处理，之后将压缩机1的运转模式切换至满载模式。另外，规定开度θb是为了抑制因将旁通阀64从开阀状态切换至闭阀状态而引起的压缩机1内的制冷剂量的急剧减少所需要的开度，可以任意设定。例如，以规定开度θb进行加法运算修正后的电子式控制阀2的开度优选设定为使与室内热交换器4的热交换能力的上限对应的量的制冷剂通过的开度的值，但不限于此。

接着，参照图3的流程图，对本实施方式的空调装置10的动作进行说明。另外，控制装置7与该图3的流程图并行，根据制冷剂温度传感器11检测出的制冷剂温度Tm和制冷剂压力传感器12检测出的制冷剂压力Pm来计算过热度SH1，并基于该过热度SH1始终计算适当的电子式膨胀阀2的开度。

首先，当用户操作遥控器15执行空调装置10的开启控制时，压缩机1开始驱动。通过驱动压缩机1，开始空调装置10的运转。

当压缩机1的驱动开始时，控制装置7首先基于上述式(1)，计算室温传感器14的检测温度Tr与用户输入的设定温度To的偏差(ΔT)(步骤S10)。

接着，控制装置7判断计算出的偏差ΔT是否为预先存储的上限值Tu以上(步骤S11)。在判断为偏差ΔT小于上限值Tu的情况下(步骤S11：否)，判断偏差ΔT是否小于下限值Tl(步骤S12)。

在判断为偏差ΔT不小于下限值Tl的情况下(步骤S12：否)，即判断为偏差ΔT小于上限值Tu且为下限值Tl以上的情况下，不变更压缩机1的运转模式。在此情况下，控制装置7不实施电子式膨胀阀2的开度修正。

另一方面，在判断为偏差ΔT小于下限值Tl的情况下(步骤S12：是)，控制装置7将压缩机1的运转模式切换至空载模式。首先，控制装置7判断压缩机1的运转模式是否处于满载模式(步骤S13)。

在本实施方式中，在低压控制阀9开阀且高压控制阀8闭阀的情况下，旁通阀64处于开阀状态，因此判断为压缩机1处于空载模式。另一方面，在低压控制阀9闭阀且高压控制阀8开阀的情况下，旁通阀64处于闭阀状态，因此判断为压缩机1处于满载模式。另外，在本实施方式中，通过判断低压控制阀9和高压控制阀8中的哪一个处于开阀状态来判断压缩机1处于空载模式还是满载模式，但也可以使用其他公知方法来判断压缩机1的运转模式。例如，可基于控制压力导入管23的制冷剂压力Pm进行判断，也可使用感测旁通阀64的开闭的传感器，但不限于这些方法，可使用公知的其他方法。

在判断压缩机1的运转模式不是满载模式的情况下(步骤S13：否)，即判断压缩机1处于空载模式的情况下，不进行运转模式的变更，也不实施电子式膨胀阀2的开度修正。

另一方面，在判断为压缩机1的运转模式处于满载模式的情况下(步骤S13：是)，控制装置7将压缩机1的运转模式切换至空载模式(步骤S14)，开始限制处理(步骤S15)。若开始限制处理，则控制装置7对基于过热度SH1计算出的电子式膨胀阀2的开度进行减去上述规定开度θa的开度修正，将电子式膨胀阀2的开度设定为修正后的开度。

接着，控制装置7判断从开始限制处理后的经过期间Ta是否为规定期间T1以上(步骤S16)。规定期间T1是足够使制冷剂压力Pm下降的期间，可任意设定。例如，优选为与从中间压缩室返回低压空间的制冷剂量对应的量的制冷剂通过电子式控制阀2所需要的期间，但不限于此。

在判断为经过期间Ta小于规定期间T1的情况下(步骤S16：否)，继续限制处理，在判断为经过期间Ta为规定期间T1以上的情况下(步骤S16：是)，结束限制处理(步骤S17)。即，结束电子式膨胀阀2的开度修正。

与此相对，在判断为偏差ΔT为上限值Tu以上的情况下(步骤S11：是)，则利用上述方法判断压缩机1是否处于空载模式(步骤S18)。

在判断为压缩机1处于空载模式的情况下(步骤S18：是)，控制装置7根据偏差ΔT为上限值Tu以上、且运转模式处于空载模式，判断是否有将运转模式从空载模式切换至满载模式的切换请求。

此时，控制装置7在将运转模式切换至满载模式之前，开始加速处理(步骤S19)。若开始加速处理，则控制装置7对基于过热度SH1计算出的电子式膨胀阀2的开度进行加上上述规定开度θb的开度修正，将电子式膨胀阀2的开度设定为修正后的开度。

接着，控制装置7判断开始加速处理后的经过期间Tb是否为规定期间T2以上(步骤S20)。规定期间T2是即使来自压缩机1的制冷剂喷出量随着运转模式的变更而急剧增加、也能在压缩机1内确保不会在压缩机1内产生不良情况的量的制冷剂所需要的期间，可任意设定。例如，优选为与从中间压缩室返回低压空间的制冷剂量对应的量的制冷剂贮存在压缩室1所需要的期间，但不限于此。

在判断为经过期间Tb小于规定期间T2的情况下(步骤S20：否)，继续加速处理，在判断为经过期间Tb为规定期间T2以上的情况下(步骤S20：是)，结束加速处理(步骤S21)。即，结束电子式膨胀阀2的开度修正。另外，将压缩机1的运转模式切换至满载模式(步骤S21)。

另一方面，在判断为压缩机1不处于空载模式的情况下(步骤S18：否)，即在判断为压缩机1处于满载模式的情况下，不变更压缩机1的运转模式。在此情况下，控制装置7不实施电子式膨胀阀2的开度修正。

接着，控制装置7判断空调装置10的运转是否结束(步骤S22)。控制装置7在判断为空调装置10的运转已结束的情况下(步骤S22：是)，结束该处理，在判断为空调装置10的运转继续的情况下(步骤S22：否)，返回步骤S10，继续该处理。

图4表示进行了图3中说明的处理时的(a)电子式膨胀阀2的开度、(b)室温传感器14的检测温度Tr和设定温度To、(c)由制冷剂压力传感器12检测出的制冷剂压力Pm、(d)压缩机1的运转模式的各推移的一例。

在图4(a)中，用实线表示实施了上述限制处理及加速处理的情况下的电子式膨胀阀2的开度的推移的一例，用双点划线表示未实施上述限制处理及加速处理的情况下的电子式膨胀阀2的开度的推移的一例。在图4(b)中，用实线表示用户通过遥控器15设定的设定温度To的推移的一例，用点划线表示室温传感器14的检测温度Tr的推移的一例。在图4(c)中，用实线表示实施了上述限制处理及加速处理时的制冷剂压力Pm的推移的一例，用双点划线表示未实施上述限制处理及加速处理时的制冷剂压力Pm的推移的一例。在图4(d)中，用实线表示实施了上述限制处理以及加速处理的情况下的压缩机1的运转模式的推移的一例，用双点划线表示未实施上述限制处理以及加速处理的情况下的压缩机1的运转模式的推移的一例。

如该图4所示，当设定温度To与检测温度Tr的偏差ΔT在上限值Tu以上时，压缩机1在满载模式下运转(时刻t0～t1)。

若在偏差ΔT变得小于上限值Tu之后，进一步变得小于下限值Tl，则控制装置7将压缩机1的运转模式从满载模式切换至空载模式。此时，控制装置7开始限制处理，在该限制处理中，对基于过热度SH1计算出的电子式膨胀阀2的开度减去规定角度θa(时刻t1)。该限制处理持续整个规定期间T1(时刻t1～t2)。

若实施限制处理，则随着电子式膨胀阀2的开度下降，在低压制冷剂管路25中流通的制冷剂量下降，因此，可抑制制冷剂压力Pm暂时上升。当经过了规定期间T1时，控制装置7结束限制处理(时刻t2)。

之后，若设定温度To被变更，偏差ΔT成为上限值Tu以上(时刻t3)，控制装置7判断为有运转模式的切换请求。

在此情况下，控制装置7在将运转模式从空载模式切换至满载模式之前，开始对基于过热度SH1计算出的开度加上规定开度θb来修正电子式膨胀阀2的开度的加速处理(时刻t3)。该加速处理持续整个规定期间T2(时刻t3～t4)。在此期间，运转模式维持在空载模式。

若实施加速处理，则随着电子式膨胀阀2的开度增加，在低压制冷剂管路25中流通的制冷剂量增加，因此，制冷剂压力Pm增加(时刻t3～t4)。当经过了规定期间T2时，控制装置7结束加速处理(时刻t4)。即，控制装置7结束电子式膨胀阀2的开度修正。另外，控制装置7将压缩机1的运转模式从空载模式切换至满载模式。

根据上述实施方式1，能够得到以下所示的效果。

·基于将旁通阀64从闭阀状态切换至开阀状态的情况，开始对电子式膨胀阀2的开度减去规定开度θa来进行修正的限制处理，因此能够在压缩机1的容量的变化反映到过热度SH1的变动之前，使制冷剂流通量下降。因此，与以往相比，能够抑制因变更压缩机1的容量而导致的液体回流的发生。

·在将旁通阀64从开阀状态切换至闭阀状态之前，开始对电子式膨胀阀2的开度加上规定开度θb来进行修正的加速处理，因此能够在压缩机1的容量变化之前使贮存在压缩机1内的制冷剂量增加。因此，能够抑制压缩机1内的制冷剂量急剧减少，固定涡旋体54和摆动涡旋体55不经由制冷剂而直接接触滑动。

·由于在整个规定期间T1实施限制处理，因此能够抑制振动的发生，更适当地抑制液体回流的发生。

·由于在整个规定期间T2实施加速处理，因此，能够抑制振动的发生，更适当地抑制固定涡旋体54和摆动涡旋体55直接接触滑动。

(实施方式2)

对于实施方式2的空调装置10的控制方法，除了前面的图1～4以外，还一并参照图5、图6进行说明。另外，在没有特别说明的情况下，相同的标号表示相同的结构，对于与实施方式1相同的处理，通过附加相同的步骤编号来适当省略其详细的说明。

图5是表示实施方式2所涉及的空调装置10的控制流程图。参照图5对实施方式2所涉及的控制装置7的动作进行说明。图5所示的控制流程图是将图3的流程图的步骤S15～17替换为步骤S30～S34而得到的，其他步骤相同。因此，对同样的控制内容省略说明。

控制装置7在将压缩机1的运转模式切换至空载模式(步骤S14)后，判断由制冷剂压力传感器12检测出的制冷剂压力Pm是否为阈值P1(权利要求书中的第1规定压力)以上(步骤S30)。阈值P1优选为与室内热交换器4的热交换能力的上限对应的量的制冷剂通过的情况下的制冷剂压力。

控制装置7在判断为制冷剂压力Pm小于阈值P1时(步骤S30：否)，判断从运转模式切换至空载模式后的经过期间Tc是否为规定期间T3以上(步骤S31)。规定期间T3是在压缩机1的运转模式切换至空载模式之后，暂时增加的吸入压力返回稳定状态所需的期间，可以任意设定。优选设为与从中间压缩室返回低压空间的制冷剂量对应的量的制冷剂通过电子式控制阀2的期间，但并不限于此。

在判断为切换至空载模式之后的经过期间Tc小于规定期间T3的情况下(步骤S31：否)，返回至步骤S30。另一方面，在判断为切换至空载模式之后的经过期间Tc为规定期间T3以上的情况下(步骤S31：是)，暂时结束该处理。

与此相对，在判断为制冷剂压力Pm为阈值P1以上的情况下(步骤S30：是)，开始限制处理(步骤S32)。然后，判断限制处理开始后的经过期间Ta是否为规定期间T1以上(步骤S33)，在判断为限制处理开始后的经过期间Ta为规定期间T1以上的情况下(步骤S33：否)，返回至步骤S33，在判断为限制处理开始后的经过期间Ta为规定期间1以上的情况下(步骤S33：是)，结束该限制处理(步骤S34)。

图6表示进行了图5中说明的处理时的(a)电子式膨胀阀2的开度、(b)室温传感器14的检测温度Tr和设定温度To、(c)由制冷剂压力传感器12检测出的制冷剂压力Pm、(d)压缩机1的运转模式的各推移的一例。

在图6(a)中，用实线表示实施了上述限制处理及加速处理的情况下的电子式膨胀阀2的开度的推移的一例，用双点划线表示未实施上述限制处理及加速处理的情况下的电子式膨胀阀2的开度的推移的一例。在图6(b)中，用实线表示用户通过遥控器15设定的设定温度To的推移的一例，用点划线表示室温传感器14的检测温度Tr的推移的一例。在图6(c)中，用实线表示实施了上述限制处理及加速处理时的制冷剂压力Pm的推移的一例，用双点划线表示未实施上述限制处理及加速处理时的制冷剂压力Pm的推移的一例。在图6(d)中，用实线表示实施了上述限制处理以及加速处理的情况下的压缩机1的运转模式的推移的一例，用双点划线表示未实施上述限制处理以及加速处理的情况下的压缩机1的运转模式的推移的一例。

如该图6所示，在压缩机1以满载模式运转(时刻t0～t1)后，若将运转模式从满载模式切换至空载模式(时刻t1)，则控制装置7在整个规定期间T3内对制冷剂压力Pm进行监视(时刻t1～t7)。若制冷剂压力Pm为阈值P1以上，则控制装置7开始对基于过热度SH1计算出的电子式膨胀阀2的开度减去规定开度θa来进行修正的限制处理(时刻t5)。该限制处理持续整个规定期间T1(时刻t5～t6)。

本实施方式中，除了起到与在实施方式1中说明的效果相同的效果之外，还起到以下的效果。

·在判断为制冷剂压力Pm为阈值P1以上的情况下，开始限制处理，在判断为制冷剂压力Pm小于阈值P1的情况下，不开始限制处理。因此，能够抑制尽管制冷剂压力P充分低但开始限制处理，循环的制冷剂量过度减少的情况。因此，能够抑制制冷能力的下降。

(实施方式3)

对于实施方式3的空调装置10的控制方法，除了前面的图1～3以外，还一并参照图7进行说明。另外，在没有特别说明的情况下，相同的标号表示相同的结构，对于与实施方式1相同的处理，通过附加相同的步骤编号来适当省略其详细的说明。

图7是表示实施方式3所涉及的空调装置10的控制流程图的说明图。参照图7对实施方式3所涉及的控制装置7的动作进行说明。图7所示的控制流程图是对图3的流程图追加了空调装置10启动时的处理(步骤S1～3)而得到的，其他步骤相同。因此，对同样的控制内容省略说明。

在空调装置10启动时，由于压缩机1内的制冷剂处于低温状态，因此，处于制冷剂容易溶入压缩机1的润滑油中的状态。若在压缩机1内润滑油中溶入了较多的制冷剂，则在压缩机1启动时压缩机1内被减压，从而有可能产生润滑油内的制冷剂急剧蒸发的所谓油品发泡。若产生油品发泡，则在压缩机1内成为泡沫状的润滑油可能会被排出到压缩机1的外部。

因此，在本实施方式中，通过在空调装置10启动时将电子式膨胀阀2的开度固定为规定开度θc(权利要求书中的启动时开度)，来增加启动时向压缩机1的制冷剂流入量，抑制压缩机1内的压力的下降。另外，通过将空调装置10启动时的压缩机1的运转模式设为空载模式，使来自压缩机1的制冷剂排出量下降，从而更适当地抑制压缩机1内的压力的下降。

参照图7，对本实施方式的空调装置10的启动时的处理进行说明。控制装置7在压缩机1开始运转、空调装置10开始运转时，将电子式膨胀阀2的开度固定为预先确定的规定开度θc(步骤S1)。规定开度θc是将即使在压缩机1启动时从压缩机1喷出制冷剂而导致压缩机1内被减压、也不产生油品发泡的量的制冷剂提供给压缩机1内所需要的开度，可任意设定。最优选为电子式膨胀阀2可取得的最大开度。

接着，控制装置7将压缩机1的运转模式设定为空载模式(步骤S2)。之后，控制装置7判断从空调装置10开始运转后的经过期间Td是否为规定期间T4以上(步骤S3)。规定期间T4是空调装置10的启动结束、向稳定状态转移所需的期间。例如，可以预先求出并测定空调装置10启动后过热度SH1收敛于一定范围所需的期间，将该期间作为规定期间T4。或者，可以预先测定从压缩机1排出的制冷剂在制冷剂管路20中循环并再次返回压缩机1为止的期间，将该期间作为规定期间T4。

在判断为空调装置10开始运转后的经过期间Td小于规定期间T4的情况下(步骤S3：否)，返回至步骤S3。另一方面，在判断为从空调装置10开始运转后的经过期间Td为规定期间T4以上的情况下(步骤S3：是)，进入步骤S10。

本实施方式中，除了起到与在实施方式1、2中说明的效果相同的效果之外，还起到以下的效果。

·在空调装置10启动时，将电子式膨胀阀2的开度固定为规定开度θc，并且将压缩机1的运转模式设为空载模式，因此能够抑制空调装置10启动时的压缩机1内的压力下降。因此，可抑制空调装置10启动时的液体回流及油品发泡的产生。

(实施方式4)

使用图8、图9说明实施方式4的空调装置10。在该实施方式4中，对将实施方式1或2中说明的空调装置10应用于铁路车辆的示例进行说明。另外，在没有特别说明的情况下，相同的标号表示相同的结构，对于与实施方式1或2相同的处理，通过附加相同的步骤编号来适当省略其详细的说明。

该图8中示出搭载有本实施方式的空调装置10的车辆70的外观图。在该图8中示出了将空调装置10设置在车辆的车顶上的情况，但空调装置10也可以设置在车辆的地板下。

如图9所示，在本实施方式中，以喷出侧为上侧倾斜地配置，以使压缩机1的轴心相对于水平面倾斜有倾斜角度A。倾斜角度A优选为0°～15°，更优选为0°～10°，最优选为0°～5°。

在铁路车辆上搭载空调装置10时，设置的空间有限，尤其是高度方向上没有空间的裕量的事例较多。因此，要求空调装置10的低高度化。

另一方面，在压缩机1的内部贮存有润滑固定涡旋体54和摆动涡旋体55等的润滑油31。在为了实现低高度化而将压缩机1的轴心相对于水平面平行地设置的情况下，润滑油31有可能与压缩制冷剂一起向制冷剂管路20流出。另外，在发生液体回流的情况下也同样，润滑油31有可能向制冷剂管路20流出。

关于这一点，在本实施方式中，由于将压缩机1的轴心配置成相对于水平面倾斜有倾斜角度A，因此与相对于水平面平行地设置的情况相比，能够抑制润滑油的流出。另外，如上述各实施方式1～3中说明的那样，能够通过电子式控制阀2的控制来抑制液体回流的发生，因此能够适当地抑制润滑油的流出。

本实施方式中，除了起到与在实施方式1～3中说明的效果相同的效果之外，还起到以下的效果。

·根据本实施方式，能实现空调装置1的低高度化，并能抑制润滑油31的流出。

(其他实施方式)

·如图10所示，本实施方式的空调装置10可设为包括设置于从室内热交换器4连接至压缩机1的制冷剂管路20的中途的储液器28、切换制冷剂流路的四通阀29、将从压缩机1喷出的制冷剂旁通至压缩机1的流入侧的热气旁通27、以及切换热气旁通通路27的流通/非流通的电磁阀32。

在本实施方式中，在制热运转时，制冷剂通过四通阀29的切换，在压缩机1中被压缩而成为高温高压的气体状，在室内热交换器4中被冷凝液化后，在电子式膨胀阀2中膨胀，通过被减压而成为低温低压的二相状态，在室外热交换器3中蒸发汽化，通过储液器28返回压缩机1。车内空气在通过室内热交换器时，与高温的制冷剂进行热交换，成为高温的空气并提供给车内。在制冷时和制热时，如上所述，仅制冷剂回路内的制冷剂的流动方向不同，其结构和动作相同。

根据本实施方式，即使在润滑油从压缩机1流出的情况下，也会在热气旁通通路27中流通而再次流入压缩机1，因此能抑制压缩机1中的润滑油枯竭。另外，由于液态的制冷剂贮存在储液器中，因此能够更有效地抑制液体回流的发生。

另外，在上述各实施方式中，将从检测温度Tr减去设定温度To后的值作为ΔT，但在本实施方式中，优选将从检测温度Tr减去设定温度To后的值的绝对值作为偏差ΔT。

·在上述各实施方式中，高压控制阀8以及低压控制阀9设为由切换制冷剂的流通/非流通的电磁阀构成，但本发明并不限于此。例如，可以将高压控制阀8和低压控制阀9设为由可调整开度的电动阀构成的线性阀。

·在上述实施方式中，根据流入压缩机1的制冷剂的温度和压力来计算过热度SH1，但本发明并不限于此。也可以在室内热交换器4的入口部分和出口部分设置温度传感器，基于这些温度传感器的检测温度来计算过热度SH1。即使在此情况下，也能够起到与上述各实施方式中说明的效果相同的效果。

·在上述实施方式3中，说明了搭载于铁路车辆的示例，但本发明并不限于此，也可以设置于房屋、大厦、仓库、汽车等。即使在这些情况下，也能够起到与上述实施方式3中说明的效果相同的效果。

·在上述各实施方式的限制处理中，对基于过热度SH1设定的电子控制阀2的开度减去预先确定的规定开度θa而进行修正，但本发明的限制处理并不限于此，只要是使电子式膨胀阀2的开度比基于过热度SH1设定的开度小的限制处理即可。例如，可以设为电子式膨胀阀2可取得的最小开度，也可以设为限制处理开始时的制冷剂压力Pm越大时，使规定开度θa越大。或者，也可在执行限制处理的期间监视制冷剂压力Pm，并基于该监视结果来调整规定开度θa。

·上述各实施方式的限制处理在持续了预先确定的规定期间T1之后结束，但本发明中的限制处理的实施期间并不限于规定期间T1，能够适当地变更。例如，也可设为限制处理开始时的制冷剂压力Pm越大，将规定期间T1设定为越长的期间。或者，也可在制冷剂压力Pm降低到规定的制冷剂压力P2时结束限制处理。制冷剂压力P2优选设为与室内热交换器4的热交换能力的上限对应的量的制冷剂通过低压制冷剂管路25的情况下的制冷剂压力。

·在上述各实施方式的加速处理中，对基于过热度SH1设定的电子控制阀2的开度加上预先确定的规定开度θb而进行修正，但本发明的加速处理并不限于此，只要是使电子式膨胀阀2的开度比基于过热度SH1设定的开度大的加速处理即可。例如，可以设为电子式膨胀阀2可取得的最大开度，也可以设为加速处理开始时的制冷剂压力Pm越小时，使规定开度θb越小。或者，也可在执行加速处理的期间监视制冷剂压力Pm，并基于该监视结果来调整规定开度θb。

·上述各实施方式的加速处理在持续了预先确定的规定期间T2之后结束，但本发明中的加速处理的实施期间并不限于规定期间T2，能够适当地变更。例如，也可设为加速处理开始时的制冷剂压力Pm越小时，将规定期间T2设定为越长的期间。或者，也可在制冷剂压力Pm上升到预先确定的制冷剂压力P3时结束限制处理。

标号说明

1压缩机、2电子式膨胀阀、3室外热交换器、4室内热交换器、7控制装置、8高压控制阀、9低压控制阀、10空调装置、11制冷剂温度传感器、12制冷剂压力传感器、14室温传感器、15遥控器、20制冷剂管路、21高压控制制冷剂通路、22低压控制制冷剂通路、23控制压力导入管、25低压制冷剂管路、26高压制冷剂管路、27热气旁通通路、28储液器、29四通阀、32电磁阀、50密闭容器、51固定涡旋盘、52摆动涡旋盘、53喷出通路、54固定涡旋体、55摆动涡旋体、60容量控制机构、61背压通路、62背压室、63线圈弹簧、64旁通阀、65旁通通路。

Claims (7)

1.一种空调装置，该空调装置具有利用制冷剂管路将压缩机、室外热交换器、室内热交换器及电子式膨胀阀连接而成的制冷剂回路，其特征在于，包括：

旁通通路，该旁通通路将所述压缩机的存在有压缩中途的制冷剂的中间压缩室与存在有比所述中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通；

旁通阀，该旁通阀对所述旁通通路进行开闭；及

控制装置，该控制装置实施基于制冷剂的过热度来设定所述电子式膨胀阀的开度的过热度控制，

所述控制装置基于所述旁通阀从闭阀状态被切换至开阀状态这一情况，开始将所述电子式膨胀阀的开度修正成比由所述过热度控制设定的值要小的值的限制处理。

2.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

所述控制装置包含对流入所述压缩机的制冷剂的压力进行检测的压力检测单元，将所述压力检测单元的检测结果为第1规定压力以上作为所述限制处理的开始条件。

3.一种空调装置，该空调装置具有利用制冷剂管路将压缩机、室外热交换器、室内热交换器及电子式膨胀阀连接而成的制冷剂回路，其特征在于，包括：

旁通通路，该旁通通路与所述压缩机的存在有压缩中途的制冷剂的中间压缩室和存在有比所述中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通；

旁通阀，该旁通阀对所述旁通通路进行开闭；及

控制装置，该控制装置实施基于制冷剂的过热度来设定所述电子式膨胀阀的开度的过热度控制，

所述控制装置在检测出将所述旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态的切换请求时，开始将所述电子式膨胀阀的开度修正成比由所述过热度控制设定的值要大的值的加速处理，之后将所述旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态。

4.如权利要求1至3的任一项所述的空调装置，其特征在于，

在所述压缩机启动时，将所述电子式膨胀阀的开度设定为启动时开度，将所述旁通阀设定为打开状态。

5.一种铁路车辆用空调装置，该铁路车辆用空调装置在车辆搭载有如权利要求1至4的任一项所述的空调装置，其特征在于，

所述压缩机相对于水平面倾斜配置。

6.一种空调装置的控制方法，该空调装置包括：

利用制冷剂管路将压缩机、室外热交换器、室内热交换器及电子式膨胀阀连接而成的制冷剂回路；

旁通通路，该旁通通路将所述压缩机的存在有压缩中途的制冷剂的中间压缩室与存在有比所述中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通；及

旁通阀，该旁通阀对所述旁通通路进行开闭，

其特征在于，该空调装置的控制方法包括：

基于制冷剂的过热度来设定所述电子式膨胀阀的开度的过热度控制工序；及

基于所述旁通阀从闭阀状态被切换至开阀状态这一情况，将所述电子式膨胀阀的开度修正成比由所述过热度控制工序设定的值要小的值的限制工序。

7.一种空调装置的控制方法，该空调装置包括：

利用制冷剂管路将压缩机、室外热交换器、室内热交换器及电子式膨胀阀连接而成的制冷剂回路；

旁通通路，该旁通通路与所述压缩机的存在有压缩中途的制冷剂的中间压缩室和存在有比所述中间压缩室的制冷剂低压的制冷剂的低压空间连通；及

旁通阀，该旁通阀对所述旁通通路进行开闭，

其特征在于，该空调装置的控制方法包括：

基于制冷剂的过热度来设定所述电子式膨胀阀的开度的过热度控制工序；及

在检测出将所述旁通阀从开阀状态切换至闭阀状态的切换请求时，将所述电子式膨胀阀的开度修正成比由所述过热度控制工序设定的值要大的值的加速工序。